JP7200904B2 - Slotless rotating electric machine - Google Patents
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Description
本発明は、スロットレス回転電機に関するものである。 The present invention relates to a slotless rotating electric machine.
従来、スロットレス回転電機のステータとしては、例えば、軸方向に延びる軸方向コイル部と1対の軸方向コイル部同士を周方向に連結するコイルエンド部とを有する複数のコイルを備え、コイルエンド部にて連結された軸方向コイル部同士の周方向の間に他の相の軸方向コイル部が配置されたものがある(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a stator for a slotless rotating electric machine, for example, a plurality of coils each having an axial coil portion extending in the axial direction and a coil end portion connecting a pair of axial coil portions in the circumferential direction are provided. There is another type in which an axial coil portion of another phase is arranged between the axial coil portions connected by a portion in the circumferential direction (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記したスロットレス回転電機では、軸方向コイル部同士の周方向の間にステータコアのティースが配置されないことから、例えば、径方向に配置されるステータコアに対して接着剤等のみでコイルを固定したとしても、接着剤が剥がれることなどにより、コイルの軸方向のがたつきを長期的に安定して防止できない虞があった。 However, in the slotless rotating electric machine described above, the teeth of the stator core are not arranged between the axial coil portions in the circumferential direction. Even if this is done, there is a possibility that the looseness of the coil in the axial direction cannot be stably prevented for a long period of time due to peeling of the adhesive.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、コイルの軸方向のがたつきを安定して防止できるスロットレス回転電機を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a slotless rotating electric machine that can stably prevent rattling of coils in the axial direction.
上記課題を解決するスロットレス回転電機(11)は、軸方向に延びる軸方向コイル部(21a,22a)と一対の前記軸方向コイル部同士を周方向に連結するコイルエンド部(21b,21c,22b,22c)とを有するコイル(20~22)を備え、前記コイルエンド部にて連結された前記軸方向コイル部同士の周方向の間には他の相のコイルにおける前記軸方向コイル部が配置されたステータ(15)と、前記ステータを保持するハウジング(H)とを備えたスロットレス回転電機であって、前記ハウジング又は前記ハウジングに対して固定された固定部材(23,31)には、軸方向一方側の前記コイルエンド部(21b,22b)を軸方向他方側に向かって押圧する押圧部(23c,23d,31c)と、軸方向他方側の前記コイルエンド部(21c,22c)と軸方向に当接して支持する支持部(14a)とが設けられる。 A slotless rotating electric machine (11) for solving the above-mentioned problems includes axial coil portions (21a, 22a) extending in the axial direction and coil end portions (21b, 21c, 22b, 22c), and the axial coil portions of the coils of other phases are located between the axial coil portions connected at the coil end portions in the circumferential direction. A slotless rotary electric machine comprising a stator (15) arranged and a housing (H) holding the stator, wherein the housing or fixed members (23, 31) fixed to the housing include: , pressing portions (23c, 23d, 31c) for pressing the coil end portions (21b, 22b) on one side in the axial direction toward the other side in the axial direction; and the coil end portions (21c, 22c) on the other side in the axial direction. and a support portion (14a) for axially abutting and supporting.
同構成によれば、ハウジング又はハウジングに対して固定された固定部材には、軸方向一方側の前記コイルエンド部を軸方向他方側に向かって押圧する押圧部と、軸方向他方側の前記コイルエンド部と軸方向に当接して支持する支持部とが設けられるため、コイルの軸方向のがたつきを安定して防止することができる。 According to this configuration, the housing or the fixed member fixed to the housing includes a pressing portion that presses the coil end portion on one axial side toward the other axial side, and the coil on the other axial side. Since the end portion and the support portion that abuts and supports the coil in the axial direction are provided, it is possible to stably prevent rattling of the coil in the axial direction.
以下、回転電機の一実施形態を図1~図4に従って説明する。
図1に示すように、スロットレス回転電機11は、筒状のモータハウジング12と、該モータハウジング12の一方の開口を閉塞する第1エンドハウジング13と、モータハウジング12の他方の開口を閉塞する第2エンドハウジング14とを備える。モータハウジング12と第1エンドハウジング13と第2エンドハウジング14とは、スロットレス回転電機11のハウジングHを構成し、それぞれアルミ系やステンレス系の金属製である。また、スロットレス回転電機11は、ハウジングHにおけるモータハウジング12の内周面に沿って保持された略円筒状のステータ15を備える。
An embodiment of a rotating electric machine will be described below with reference to FIGS. 1 to 4. FIG.
As shown in FIG. 1, the slotless rotating
また、スロットレス回転電機11は、ステータ15の内側で第1エンドハウジング13及び第2エンドハウジング14に軸受16を介して回転可能に支持されたロータ17を備える。
The slotless rotary
ロータ17は、軸受16に支持された回転軸17aと、該回転軸17aに外嵌されて固定されたロータコア17bと、該ロータコア17bの外周面に固定された永久磁石17cとを備える。
The
図1及び図2に示すように、ステータ15は、磁気回路の一部として機能する円筒状のステータコア18と、ステータコア18の内周面に沿って配置された複数のコイル20とを備える。
As shown in FIGS. 1 and 2 , the
図3に示すように、コイル20は、導体にエナメル被覆が施されてなる平角線D1が環状に多数回、巻回されてなるものであり、その環状を切断する断面には平角線D1の断面が略隙間無く並設されるものである。なお、図1、図2及び図4では、平角線D1同士の境目の図示は省略し、図3の一部でのみ平角線D1同士の境目の分かる断面を図示している。また、コイル20における平角線D1の両端部は駆動回路に接続されることになるが、図1~図4では、平角線の両端部及び駆動回路の図示を省略している。
As shown in FIG. 3, the
図2に示すように、本実施形態のコイル20は、2種類の異なる形状に折り曲げられた第1コイル21と第2コイル22とを含む。第1コイル21及び第2コイル22は、それぞれ軸方向に延びる一対の軸方向コイル部21a,22aと、一対の軸方向コイル部21a,22a同士を周方向に連結するコイルエンド部21b,21c,22b,22cとを有する。
As shown in FIG. 2, the
第1コイル21における軸方向一方側のコイルエンド部21bは、外側コイルエンド部を構成するものであり、軸方向コイル部21aから径方向外側に屈曲されて延びる外延部21dと、該外延部21dの先端から軸方向一方側に屈曲されて延びる軸方向延部21eと、周方向に延びて軸方向延部21e同士を連結する第1一方連結部21fとを有する。また、第1コイル21における軸方向他方側のコイルエンド部21cは、軸方向コイル部21aから径方向内側に屈曲されて延びる内延部21gと、周方向に延びて内延部21g同士を連結する第1他方連結部21hとを有する。
A
また、第2コイル22における軸方向一方側のコイルエンド部22bは、内側コイルエンド部を構成するものであり、軸方向コイル部22aから屈曲されずに、周方向に延びて軸方向コイル部22a同士を連結する第2一方連結部22dを有する。また、第2コイル22における軸方向他方側のコイルエンド部22cは、軸方向コイル部21aから径方向内側に屈曲されて延びる内延部22eと、周方向に延びて内延部22e同士を連結する第2他方連結部22fとを有する。
A
そして、ステータ15は、コイルエンド部21b,21c,22b,22cにて連結された軸方向コイル部21a,22a同士の周方向の間に他の相のコイル20における軸方向コイル部21a,22aが配置されている。詳しくは、まず第1コイル21と第2コイル22とは、周方向に半分重なりつつ交互に配置されている。また、周方向に並ぶ第1コイル21と第2コイル22とは、U相、V相、W相を繰り返すように割り振られている。すなわち、例えば、基準となる第1コイル21がU相とされ、その周方向一方に半分重なって配置された第2コイル22がV相とされ、その周方向一方に半分重なって配置された第1コイル21がW相とされ、その周方向一方に半分重なって配置された第2コイル22がU相とされ、その周方向一方に半分重なって配置された第1コイル21がV相とされ、その周方向一方に半分重なって配置された第2コイル22がW相とされ、これを繰り返すように、U相、V相、W相が割り振られている。そして、例えば、U相の第1コイル21における一対の軸方向コイル部21a同士の周方向の間には、V相の第2コイル22における1つの軸方向コイル部22aと、W相の第2コイル22における1つの軸方向コイル部22aとが配置されている。また、例えば、V相の第2コイル22における一対の軸方向コイル部22a同士の周方向の間には、U相の第1コイル21における1つの軸方向コイル部21aと、W相の第1コイル21における1つの軸方向コイル部21aとが配置されている。また、例えば、W相の第1コイル21における一対の軸方向コイル部21a同士の周方向の間には、V相の第2コイル22における1つの軸方向コイル部22aと、U相の第2コイル22における1つの軸方向コイル部22aとが配置されている。
In the
そして、図2及び図3に示すように、第1コイル21における軸方向一方側のコイルエンド部21bは、径方向外側に配置される外側コイルエンド部とされ、第2コイル22における軸方向一方側のコイルエンド部22bは、径方向内側に配置される内側コイルエンド部とされている。すなわち、第1コイル21における軸方向一方側のコイルエンド部21bは、径方向外側に屈曲されて延びる外延部21dを有することで、第1一方連結部21fが第2他方連結部22fよりも径方向外側に配置されている。
2 and 3, the
また、図1、図2及び図4に示すように、第1コイル21における軸方向他方側のコイルエンド部21cと第2コイル22における軸方向他方側のコイルエンド部22cとは軸方向に並んで配置されている。
1, 2, and 4, the
ここで、図2及び図3に示すように、ハウジングHにおけるモータハウジング12には、固定部材23が固定されている。固定部材23は、モータハウジング12の軸方向一端面に沿って配置され、その軸方向一端面と第1エンドハウジング13の軸方向他端面とに挟持される円環状の固定部23aを有する。また、固定部材23は、固定部23aの径方向内側端部から軸方向一方側に延びて内側コイルエンド部としてのコイルエンド部22bと外側コイルエンド部としてのコイルエンド部21bとの径方向の間に介在される介在部23bを有する。介在部23bは、内側コイルエンド部としてのコイルエンド部22bの径方向外側に当接するとともに外側コイルエンド部としてのコイルエンド部21bの径方向内側に当接するように設けられている。また、介在部23bは、コイルエンド部21bにおける外延部21d同士の周方向の間を通って軸方向一方側に延びており、外延部21dと周方向に当接するように設けられている。また、固定部材23は、介在部23bの先端から径方向両方に延びて内側コイルエンド部としてのコイルエンド部22bと外側コイルエンド部としてのコイルエンド部21bとをそれぞれ軸方向他方側に向かって押圧する押圧部23c,23dを有する。
Here, as shown in FIGS. 2 and 3, a
また、図1、図2及び図4に示すように、ハウジングHにおける第2エンドハウジング14には、軸方向他方側のコイルエンド部21c,22cと軸方向に当接して支持する支持部14aが設けられている。支持部14aは、第2エンドハウジング14における底面であって、第1コイル21における軸方向他方側のコイルエンド部21cと軸方向に直接当接し、そのコイルエンド部21cを介して第2コイル22における軸方向他方側のコイルエンド部22cと軸方向に間接的に当接してそれらを支持している。
As shown in FIGS. 1, 2 and 4, the second end housing 14 of the housing H has a
また、図3に示すように、コイルエンド部21b,22bの前記押圧部23c,23dとの接触面は平坦面24とされている。本実施形態の平坦面24は、コイル20を構成する線材である平角線D1の一平面が複数並設されて構成されている。
Further, as shown in FIG. 3, the contact surfaces of the
また、図2及び図4に示すように、第2エンドハウジング14には、軸方向他方側のコイルエンド部21c,22cと径方向に当接して該コイルエンド部21c,22cの径方向の移動を規制する他方側径方向規制部25,26が設けられている。詳しくは、第2エンドハウジング14における底面であって前記支持部14aの近傍位置には、軸方向一方側に突出して第1コイル21における軸方向他方側のコイルエンド部21cの径方向内側端部と径方向に当接して該コイルエンド部21cの径方向内側への移動を規制する他方側径方向規制部25が設けられている。また、第2エンドハウジング14における底面であって前記支持部14aの近傍位置には、軸方向一方側に突出して第2コイル22における軸方向他方側のコイルエンド部22cの径方向内側端部と径方向に当接して該コイルエンド部22cの径方向内側への移動を規制する他方側径方向規制部26が設けられている。また、他方側径方向規制部25,26の軸方向一方側の端部には、径方向外側に突出してコイルエンド部21c,22cの軸方向一方側端面と軸方向に当接して該コイルエンド部21c,22cの軸方向一方側への移動を規制する爪部25a,26aが設けられている。
As shown in FIGS. 2 and 4, the
次に、上記のように構成されたスロットレス回転電機11の作用について説明する。
ステータ15のコイル20に駆動回路から3相駆動電流が供給されると、ステータ15にて回転磁界が発生されてロータ17が回転駆動される。このような回転駆動時や振動を受けた際でも、押圧部23c,23dがコイル20を支持部14a側に押圧することでコイル20の軸方向のがたつきが防止される。
Next, the operation of the slotless rotating
When a three-phase drive current is supplied to the
次に、上記実施形態の効果を以下に記載する。
(1)ハウジングHに対して固定された固定部材23には、軸方向一方側のコイルエンド部21b,22bを軸方向他方側に向かって押圧する押圧部23c,23dが設けられ、第2エンドハウジング14には軸方向他方側のコイルエンド部21c,22cと軸方向に当接して支持する支持部14aが設けられる。よって、コイル20の軸方向のがたつきを長期的に安定して防止することができる。
Next, the effects of the above embodiment will be described below.
(1) The fixing
(2)コイルエンド部21b,22bの押圧部23c,23dとの接触面は平坦面24とされるため、コイルエンド部21b,22bを押圧部23c,23dによって良好に押圧させることができる。
(2) Since the contact surfaces of the
(3)平坦面24は、コイル20を構成する線材である平角線D1の一平面が複数並設されて構成されるため、線材以外の別部材を設けること無く、平坦面24を容易に得ることができる。
(3) The
(4)押圧部23c,23dは、内側コイルエンド部としてのコイルエンド部22bと外側コイルエンド部としてのコイルエンド部21bとの径方向の間に介在される介在部23bから径方向両方に延びてコイルエンド部21b,22bをそれぞれ軸方向他方側に向かって押圧する。よって、介在部23bによって、異なる相のコイル20の絶縁性を確保することができる。すなわち、内側コイルエンド部としてのコイルエンド部22bと外側コイルエンド部としてのコイルエンド部21bとが径方向に接触して、例えばエナメル被覆が損傷してしまうといったことが抑えられ、ひいてはそれらが電気的に接続されてしまうことが防止される。また、押圧部23c,23dの径方向に延びる長さを短くすることができ、コイルエンド部21b,22bを安定して押圧することができる。
(4) The
(5)第2エンドハウジング14には、軸方向他方側のコイルエンド部21c,22cと径方向に当接して該コイルエンド部21c,22cの径方向の移動を規制する他方側径方向規制部25,26が設けられるため、軸方向他方側のコイルエンド部21c,22cの径方向の移動を安定して防止することができる。
(5) The
上記実施形態は以下のように変更して実施することができる。また、本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、固定部材23には、内側コイルエンド部としてのコイルエンド部22bと外側コイルエンド部としてのコイルエンド部21bとの径方向の間に介在される介在部23bが設けられ、該介在部23bから押圧部23c,23dが延びるとしたが、これに限定されず、他の構成としてもよい。
The above embodiment can be modified and implemented as follows. In addition, this embodiment and the following modifications can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
In the above-described embodiment, the fixing
例えば、図5に示す固定部材31に変更してもよい。この例の固定部材31は、モータハウジング12の軸方向一端面に沿って配置され、その軸方向一端面と第1エンドハウジング13の軸方向他端面とに挟持される円環状の固定部31aを有する。また、固定部材31は、固定部31aから軸方向一方側に延びて外側コイルエンド部としてのコイルエンド部21bの径方向外側に配置される軸方向延部31bを有する。また、固定部材31は、軸方向延部31bの先端から径方向内側に延びて内側コイルエンド部としてのコイルエンド部22bと外側コイルエンド部としてのコイルエンド部21bとを共に軸方向他方側に向かって押圧する押圧部31cを有する。これにより、コイル20の軸方向のがたつきを長期的に安定して防止することができる。
For example, the fixing
また、この例(図5参照)の固定部材31は、押圧部31cから延設され、軸方向一方側のコイルエンド部22bと径方向に当接して該コイルエンド部22bの径方向の移動を規制する一方側径方向規制部31dを有する。これにより、軸方向一方側のコイルエンド部22bの径方向の移動を安定して防止することができる。
In this example (see FIG. 5), the fixing
・上記実施形態では、コイルエンド部21b,22bの押圧部23c,23dとの接触面である平坦面24は、コイル20を構成する線材である平角線D1の一平面が複数並設されて構成されるとしたが、これに限定されず、他の構成としてもよい。
In the above-described embodiment, the
例えば、図6に示すように、平坦面41は、コイル20を構成する複数の線材42間に含浸部材43が含浸されて構成されたものとしてもよい。すなわち、この例のコイル20を構成する複数の線材42は、断面が円形の丸線であって、線材42間には樹脂材等の含浸部材43が浸み込まされて硬化されており、硬化した含浸部材43によって押圧部23c,23dとの接触面が凹凸のない平坦面41とされている。このようにすると、安定した平坦面41を得ることができる。
For example, as shown in FIG. 6 , the
また、例えば、図7に示すように、平坦面51は、コイル20を構成する複数の線材42を覆うカバー部材52にて構成されたものとしてもよい。すなわち、この例のコイル20を構成する複数の線材42は、断面が円形の丸線であって、線材42間には隙間が生じるが、その隙間が露出しないように複数の線材42をまとめて覆うカバー部材52の表面によって押圧部23c,23dとの接触面が凹凸のない平坦面51とされている。このようにしても、安定した平坦面51を得ることができる。
Further, for example, as shown in FIG. 7 , the
また、コイルエンド部21b,22bの押圧部23c,23dとの接触面は、平坦面24,41,51としなくてもよい。
また、押圧部23c,23dとの接触面を平坦面24,41,51とするか否かに関わらず、コイル20は、少なくともコイルエンド部の線材がばらけ難い構成とすることが好ましい。例えば、上記実施形態の平角線D1を用いたコイル20においても、上記別例(図6参照)と同様に、コイルエンド部21b,22bにおける平角線D1同士の隙間に含浸部材が含浸された構成やコイルエンド部21b,22bがモールドされた構成とし、平角線D1がばらけ難い構成としてもよい。また、例えば、上記実施形態の平角線D1を用いたコイル20においても、上記別例(図7参照)と同様に、コイルエンド部21b,22bを覆うカバー部材を設けた構成とし、平角線D1がばらけ難い構成としてもよい。このようにすると、コイルエンド部の線材がばらけ難いことから、コイル20の軸方向のがたつきを長期的に安定して防止することができる。
Further, the contact surfaces of the
Moreover, regardless of whether the contact surfaces with the
・上記実施形態では、第2エンドハウジング14には、軸方向他方側のコイルエンド部21c,22cと径方向に当接して該コイルエンド部21c,22cの径方向の移動を規制する他方側径方向規制部25,26が設けられるとしたが、これに限定されず、少なくとも一方の他方側径方向規制部25,26を削除した構成としてもよい。
In the above-described embodiment, the
また、他方側径方向規制部25,26には、爪部25a,26aが設けられるとしたが、これに限定されず、少なくとも一方の爪部25a,26aを削除した構成としてもよい。
Further, although the
・上記実施形態では、押圧部23c,23dは、ハウジングHに対して固定された固定部材23に設けられるとしたが、これに限定されず、例えば、ハウジングHに直接設けてもよい。具体的には、例えば、ハウジングHにおける第1エンドハウジング13に一体成形してもよい。また、支持部14aは第2エンドハウジング14に設けられるとしが、これに限定されず、ハウジングHに対して固定された何らかの固定部材に設けてもよい。
- In the above-described embodiment, the
・上記実施形態では、コイル20は、2種類の異なる形状に折り曲げられた第1コイル21と第2コイル22とを含んだものとしたが、他のコイルとしてもよい。すなわち、軸方向に延びる軸方向コイル部と一対の軸方向コイル部同士を周方向に連結するコイルエンド部とを有するコイルであって、コイルエンド部にて連結された軸方向コイル部同士の周方向の間に他の相のコイルにおける軸方向コイル部が配置されるスロットレス回転電機用のコイルであれば変更してもよい。例えば、波巻きで分布巻のコイルのものに具体化してもよい。
- In the above embodiment, the
また、上記実施形態のコイルエンド部21b,21c,22b,22cの形状は変更してもよい。例えば、軸方向他方側におけるコイルエンド部21c,22cの形状を、軸方向一方側のコイルエンド部21b,22bの形状と同じとしてもよい。
Also, the shapes of the
・上記実施形態では、第1エンドハウジング13及び第2エンドハウジング14がモータハウジング12と別体であるとしたが、これに限定されず、第1エンドハウジング13及び第2エンドハウジング14のいずれか一方がモータハウジング12と一体の構成としてもよい。
- In the above embodiment, the
・上記実施形態では、特に言及していないが、コイル20は、ステータコア18に対して接着剤で固定されていてもよい。
・上記実施形態では、特に言及していないが、コイルエンド部21b,22bと押圧部23c,23dとの間や、コイルエンド部21c,22cと支持部14aとの間には、絶縁紙等の絶縁部材を介在させてもよい。
- Although not specifically mentioned in the above embodiment, the
Insulating paper or the like is provided between the
11…スロットレス回転電機、14a…支持部、15…ステータ、20…コイル、21…第1コイル(コイル)、22…第2コイル(コイル)、21a,22a…軸方向コイル部、21b,21c,22b,22c…コイルエンド部、23,31…固定部材、23b…介在部、23c,23d,31c…押圧部、24,41,51…平坦面、25,26…他方側径方向規制部、31d…一方側径方向規制部、42…線材、43…含浸部材、52…カバー部材、D1…平角線、H…ハウジング。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記ステータを保持するハウジング(H)と
を備えたスロットレス回転電機であって、
前記ハウジング又は前記ハウジングに対して固定された固定部材(23,31)には、軸方向一方側の前記コイルエンド部(21b,22b)を軸方向他方側に向かって押圧する押圧部(23c,23d,31c)と、軸方向他方側の前記コイルエンド部(21c,22c)と軸方向に当接して支持する支持部(14a)とが設けられたスロットレス回転電機。 Coils (20 to 22) having axial coil portions (21a, 22a) extending in the axial direction and coil end portions (21b, 21c, 22b, 22c) connecting the pair of axial coil portions in the circumferential direction a stator (15) in which the axial coil portions of the coils of other phases are arranged between the axial coil portions connected at the coil end portions in the circumferential direction;
A slotless rotating electric machine comprising a housing (H) that holds the stator,
The housing or fixing members (23, 31) fixed to the housing have pressing portions (23c, 23c, 23c, 23c) that press the coil end portions (21b, 22b) on one side in the axial direction toward the other side in the axial direction. 23d, 31c) and a support portion (14a) axially abutting and supporting the coil end portions (21c, 22c) on the other side in the axial direction.
前記押圧部(23c,23d)は、前記内側コイルエンド部と前記外側コイルエンド部との径方向の間に介在される介在部(23b)から径方向両方に延びて前記内側コイルエンド部と前記外側コイルエンド部とをそれぞれ軸方向他方側に向かって押圧する請求項1又は請求項2に記載のスロットレス回転電機。 The coil end portion includes an inner coil end portion (22b) arranged radially inward and an outer coil end portion (21b) arranged radially outward of the inner coil end portion,
The pressing portions (23c, 23d) extend in both radial directions from an intermediate portion (23b) interposed between the inner coil end portion and the outer coil end portion in the radial direction to 3. The slotless rotary electric machine according to claim 1, wherein the outer coil end portions are pressed toward the other side in the axial direction.
Priority Applications (1)
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