JP7222293B2 - stator - Google Patents
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Description
本開示は、ステータに関する。 The present disclosure relates to stators.
特許文献1には、回転電機に用いられたステータが開示されている。このステータは、ステータコアと、当該ステータコアのティースに装着された複数の平角コイルと、を備える。平角コイル同士は、当該平角コイルの一端の接続配線によって互いに電気的に接続されている。
上記のような回転電機に使用されるモータにおいては、小型化かつ高密度化のための様々な技術が提案されている。このような技術の一例として、コイルとしての高密度コイルを備え、これによりコイルの占積率の向上が図られたステータをモータに用いることが知られている。例えば、上記特許文献1に記載のステータは、高密度コイルとしての平角コイルを備える。
Various techniques have been proposed to reduce the size and increase the density of motors used in rotating electric machines as described above. As an example of such a technique, it is known to use a stator having a high-density coil as a coil to improve the space factor of the coil in a motor. For example, the stator described in
ところで、モータには、さらに軽量化が求められる場合がある。一方で、上記特許文献1に記載のステータのように、各ティースに装着された平角コイル等のコイル同士が電気的に接続される構成では、接続に用いられる導電体が占有し得る空間(以下、「導電体占有空間」ともいう。)の確保のために、ステータの軸方向の寸法が大きくなりやすい。ステータの軸方向の寸法が大きくなると、当該ステータを収容するケース等の周辺機器の大型化につながり、モータの軽量化の妨げとなってしまう場合がある。
By the way, motors are sometimes required to be lighter in weight. On the other hand, as in the stator described in
本開示は、モータの軽量化を図ることが可能なステータを説明する。 This disclosure describes a stator that can reduce the weight of the motor.
本開示の一態様であるステータは、複数のティースを有する円環状のステータコアと、ティースを囲むコイル本体部と第1引出部と第2引出部とを有するコイルと、第1引出部に接続された第1導電体と、第2引出部に接続された第2導電体と、を備え、コイル本体部は、ステータコアの中心軸線に沿う直線に交差する第1端面を含み、第1引出部は、コイル本体部から引き出され、第1端面よりもステータコアから離れる向きに突出し、第2引出部は、第1引出部と離間した位置においてコイル本体部から引き出され、第1端面よりもステータコアから離れる向きに突出し、ステータコアの径方向における第1引出部と第2引出部との間隔は、コイル本体部の厚みよりも大きい。 A stator, which is one aspect of the present disclosure, includes an annular stator core having a plurality of teeth; and a second conductor connected to the second lead-out portion, the coil main body includes a first end surface that intersects a straight line along the center axis of the stator core, and the first lead-out portion includes , is pulled out from the coil body and protrudes away from the stator core more than the first end face, and the second lead-out part is pulled out from the coil body at a position spaced apart from the first lead-out part and is further away from the stator core than the first end face. The distance between the first lead-out portion and the second lead-out portion in the radial direction of the stator core is larger than the thickness of the coil main body.
このステータにおいては、第1引出部及び第2引出部の間の導電体占有空間が、ステータコアの径方向において、コイル本体部の厚みよりも大きい寸法を有する。このため、この寸法がコイル本体部の厚みと同等以下の場合と比較して、ステータコアの径方向に長い導電体を第1導電体及び第2導電体として採用し得る。一方で、第1導電体及び第2導電体としては、コイルに対する使用電流量に応じた必要断面積を有するものが採用される。上記の構成によれば、導電体の必要断面積を確保するために、ステータコアの径方向における導電体の断面長さを大きくできるので、ステータコアの軸方向における導電体の断面長さを短くできる。これに伴い、第1引出部及び第2引出部のそれぞれがコイル本体部から引き出される長さを小さくできる。その結果、ステータ全体を軸方向に短くでき、ステータの小型化が図られる。ステータの小型化によって当該ステータを収納するケース等の周辺機器を小型化できるので、モータの軽量化を図ることができる。 In this stator, the space occupied by the conductor between the first lead-out portion and the second lead-out portion has a dimension larger than the thickness of the coil main body in the radial direction of the stator core. Therefore, conductors longer in the radial direction of the stator core can be employed as the first and second conductors, compared to the case where this dimension is equal to or smaller than the thickness of the coil main body. On the other hand, as the first conductor and the second conductor, those having a required cross-sectional area according to the amount of current used for the coil are employed. According to the above configuration, the cross-sectional length of the conductor in the radial direction of the stator core can be increased in order to secure the required cross-sectional area of the conductor, so the cross-sectional length of the conductor in the axial direction of the stator core can be shortened. Accordingly, the length of each of the first lead-out portion and the second lead-out portion drawn out from the coil body portion can be reduced. As a result, the entire stator can be shortened in the axial direction, and the size of the stator can be reduced. By miniaturizing the stator, it is possible to miniaturize a peripheral device such as a case for housing the stator, so that the weight of the motor can be reduced.
一態様のステータにおいて、コイル本体部は、ステータコアの中心軸線に臨む第2端面と、第2端面よりもティースの基端側に位置し、第2端面と反対側に臨む第3端面と、を含み、第1引出部は、第3端面よりもステータコアの中心軸線から離れる向きに突出する部分を含んでいてもよい。この場合、第1引出部は、ティースの基端側(すなわち、ステータコアのヨーク側)に位置する第3端面よりもステータコアの中心軸線から離れる向きに突出する。従って、ステータコアの軸方向からみてヨークと重複する領域を活用して、導電体占有空間のステータコアの径方向の寸法を大きくすることができる。 In one aspect of the stator, the coil main body has a second end face facing the central axis of the stator core, and a third end face positioned closer to the proximal end of the teeth than the second end face and facing the side opposite to the second end face. In addition, the first lead-out portion may include a portion that protrudes away from the central axis of the stator core more than the third end surface. In this case, the first lead-out portion protrudes in a direction away from the central axis of the stator core beyond the third end surface located on the base end side of the teeth (that is, on the yoke side of the stator core). Therefore, it is possible to increase the radial dimension of the conductor occupied space of the stator core by utilizing the region overlapping the yoke when viewed in the axial direction of the stator core.
一態様のステータにおいて、第2引出部におけるステータコアの中心軸線に臨む面と第2端面とは、互いに面一であってもよい。この場合、第2引出部がコイル本体部から突出しない。従って、ロータを配置する領域を十分に確保することができる。 In one aspect of the stator, the surface of the second lead-out portion facing the central axis of the stator core and the second end surface may be flush with each other. In this case, the second lead-out portion does not protrude from the coil body portion. Therefore, it is possible to secure a sufficient area for arranging the rotor.
一態様のステータは、コイルとしての第1コイル、第2コイル及び第3コイルと、第2コイルに接続された第3導電体と、第3コイルに接続された第4導電体と、を備え、第1導電体は、第1コイルの第1引出部に接続されており、第2導電体は、第1コイルの第2引出部に接続されており、ステータコアの径方向における第1引出部と第2引出部との間隔は、第1導電体と第2導電体との間に、第3導電体及び第4導電体を介在可能な大きさであってもよい。この場合、コイルとして、U相コイル、V相コイル、及びW相コイルを含み、これらのうちの1相が1つのティースに巻回(いわゆる集中巻)された構成において、ステータの小型化を図ることができる。 A stator according to one aspect includes a first coil, a second coil, and a third coil as coils, a third conductor connected to the second coil, and a fourth conductor connected to the third coil. , the first conductor is connected to the first lead-out portion of the first coil, the second conductor is connected to the second lead-out portion of the first coil, and the first lead-out portion in the radial direction of the stator core and the second lead-out portion may be large enough to interpose the third conductor and the fourth conductor between the first conductor and the second conductor. In this case, the coils include a U-phase coil, a V-phase coil, and a W-phase coil, and one of these coils is wound around one tooth (so-called concentrated winding) to reduce the size of the stator. be able to.
一態様のステータにおいて、コイルは、巻回されたコイル導体によって構成されており、ステータコアの軸方向において第1引出部及び第2引出部が第1端面から突出するそれぞれの長さは、コイル導体の幅よりも小さくてもよい。この場合、ステータコアの軸方向における導電体占有空間の寸法がコイル導体の幅よりも小さい範囲に納まる。従って、ステータの十分な小型化が図られる。 In one aspect of the stator, the coil is composed of a wound coil conductor, and the lengths of the first lead-out portion and the second lead-out portion protruding from the first end face in the axial direction of the stator core are equal to the lengths of the coil conductor. may be smaller than the width of In this case, the dimension of the space occupied by the conductor in the axial direction of the stator core falls within a range smaller than the width of the coil conductor. Therefore, the stator can be sufficiently miniaturized.
本発明によれば、モータの軽量化を図ることが可能なステータが提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the stator which can achieve weight reduction of a motor is provided.
以下、図面を参照して一実施形態について説明する。なお、図面の説明においては、同一の要素同士、或いは、相当する要素同士には、互いに同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。 An embodiment will be described below with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.
図1を参照し、本実施形態に係るステータが適用されたモータについて説明する。図1に示されるモータ1は、例えば航空宇宙の分野に適用される。本実施形態において、モータ1は、回転式の航空機用モータであって、燃料ポンプ(不図示)の動力源として機能する。ただし、モータ1は、自動車用モータ等であってもよい。図1に示されるように、モータ1は、燃料ポンプのインペラ(不図示)が連結されたシャフト2と、ロータ3と、ステータ4と、ケース5と、を備える。
A motor to which the stator according to the present embodiment is applied will be described with reference to FIG. The
シャフト2は、モータ1の回転軸線(以下、「軸線Ax」という。)に沿って延在している。シャフト2は、一対の軸受6によって軸線Axまわりに回転可能に保持されている。ロータ3は、円環状を呈している。ロータ3の内周面は、一対の軸受6の間においてシャフト2の外周面に固定されている。ステータ4は、ロータ3の外周面を囲んでいる。ステータ4は、ロータ3を回転させるための回転磁界を発生する。具体的には、モータ1において、ステータ4に交流電流が提供されると、ステータ4による回転磁界によってロータ3にトルクが発生し、ロータ3とともにシャフト2が回転する。なお、ステータ4の詳細については後述する。
The
ケース5は、ロータ3及びステータ4等を内部に収容する。ケース5は、例えば円筒状を呈している。ケース5の内周面には、ステータ4が固定されている。ケース5の軸線Axに沿う方向の両端には、上記軸受6が取り付けられている。ケース5は、軸受6を介してシャフト2を外部に突出させている。なお、ケース5の内部には、ステータ4を冷却するための冷却ジャケット(不図示)等がさらに収容されていてもよい。この場合、冷却ジャケットがステータ4を囲む円環状を呈し、ケース5の内周面には、冷却ジャケットが固定されていてもよい。
The
ケース5は、モータ1の外形を構成する。本実施形態において、モータ1は、円柱状を呈している。以下の説明においては、モータ1の中心軸線(すなわち、軸線Ax)に沿う軸方向Da、モータ1の径方向Db、及びモータ1の周方向Dc(図3参照)を用いる。
図2~図6を参照し、ステータ4の詳細について説明する。図2に示されるように、ステータ4は、ステータコア41と、コイル42と、バスバー43と、を備える。ステータコア41は、円環状を呈している。ステータコア41の中心軸線は、軸線Axと一致する。また、ステータコア41の軸方向、径方向及び周方向は、軸方向Da、径方向Db、周方向Dcとそれぞれ一致する。したがって、以下では、ステータコア41の中心軸線を「軸線Ax」、ステータコア41の軸方向を「軸方向Da」、ステータコア41の径方向を「径方向Db」、ステータコア41の周方向を「周方向Dc」という場合がある。ステータコア41の軸方向Daの一方側には、コイル42及びバスバー43の電気的な接続に使用される接続領域R(図5も併せて参照)が位置している。
Details of the
図2及び図3に示されるように、ステータコア41は、ロータ3を囲んで軸方向Daに沿って延びる円筒状のヨーク41aと、周方向Dcに沿って並ぶ複数(例えば9個)のティース41bとを有する。各ティース41bは、ヨーク41aの内周面から径方向Dbに突出している。周方向Dcに沿って互いに隣り合うティース41bの間には、スロット41cが形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
ステータコア41は、例えば積層鉄心であり、複数の電磁鋼板が互いに積層されることによって形成されている。ただし、ステータコア41は、圧粉鉄心等であってもよい。また、ステータコア41は、一体的に形成されていてもよいが、各部ごとに分割されて形成されていてもよい。本実施形態では、ヨーク41a及びティース41bが分割されて互いに別体として形成されている。具体的には、ティース41bに、コイル42等が装着された後、ヨーク41aとティース41bとが互いに組み付けられて、ステータコア41が形成されている(所謂、あり溝分割方式)。なお、ステータコア41の分割方式としては、公知の種々の方式を採用してよい。
The
コイル42は、ステータコア41に装着されている。コイル42は、各ティース41bに装着されてスロット41cに配置されている。図4に示されるように、コイル42は、巻回されたコイル導体によって構成されている。コイル導体には、巻回された状態で表面に絶縁塗膜が施されている。なお、各図においては、絶縁塗膜の図示を省略している。コイル42は、複数のコイル導体が積層されつつ端部同士が接合されて形成されている。コイル42は、例えば、特開2015-135955号公報に記載された製造方法によって形成されてもよい。
The
コイル導体としては、例えば平角線状のものが挙げられる。コイル導体は長尺状を呈する。また、コイル導体の材軸方向に交差(例えば直交)する断面は矩形状を呈する。本実施形態におけるコイル導体は、その厚みよりも幅が大きい平板状を呈する。ただし、コイル導体は、角線状のものであってもよい。換言すると、コイル導体は、コイル導体の材軸方向に交差(例えば直交)する断面がスクエア状を呈するものであってもよい。コイル42は、平角コイルとも呼ばれ、一例としてアスターコイルであり、エッジワイズコイルであってもよい。
As the coil conductor, for example, a rectangular wire-like one can be used. The coil conductor has an elongated shape. Further, a cross section intersecting (for example, perpendicular to) the axial direction of the coil conductor has a rectangular shape. The coil conductor in this embodiment has a flat plate shape with a width greater than its thickness. However, the coil conductor may be rectangular. In other words, the coil conductor may have a square cross section that intersects (for example, is perpendicular to) the axial direction of the coil conductor. The
コイル42は、コイル本体部42aと第1引出部42bと第2引出部42cとを有する。コイル本体部42aは、ティース41bを囲んでいる(図5参照)。コイル本体部42aは、上記コイル導体の巻回された部分によって構成されている。コイル本体部42aの外形は、例えば四角錐台形状である。コイル本体部42aの外形は、例えばティース41bの基端側からティース41bの先端側に向かうにつれて縮小している。コイル本体部42aには、ティース41bが挿通される挿通孔42hが形成されている。
The
コイル本体部42aは、複数(ここでは6個)の端面を含む。図4及び図5に示されるように、当該複数の端面は、端面42s(第1端面)、端面42t(第2端面)、及び端面42u(第3端面)を含む。端面42sは、接続領域Rにおいて直線L1に交差(例えば直交)する。ここで、直線L1は、軸線Axに沿う線である。端面42sの形状は、例えば台形状である。端面42sは、コイル導体の一方側の側面の集合体によって構成されている。
The
図5及び図6に示されるように、端面42tは、軸線Axに臨んでいる。また、端面42tは、直線L2に交差(例えば直交)する部分を有する。ここで、直線L2は、軸線Axとティース41bの周方向Dcの中心とを通って径方向Dbに沿う線である。端面42uは、端面42tよりもティース41bの基端側(すなわち、ヨーク側)に位置し、端面42tに対して反対側に臨んでいる。端面42uは、端面42tと離間した位置において、直線L2に交差(例えば直交)する部分を有する。図4に示されるように、端面42t,42uは、それぞれ環状を呈する。また、端面42t,42uの外形は、それぞれ矩形である。端面42t,42uは、コイル導体の主面の一部によってそれぞれ構成されている。本実施形態において、端面42uの面積は端面42tの面積よりも大きい。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
第1引出部42b及び第2引出部42cは、接続領域Rにおいて、コイル本体部42aからそれぞれ引き出されている。また、第2引出部42cは、第1引出部42bと離間した位置において引き出されている。第1引出部42bは、上記コイル導体の一方の巻回端部によって構成されている。第2引出部42cは、上記コイル導体の他方の巻回端部によって構成されている。第1引出部42bの一部及び第2引出部42cは、コイル本体部42aの端面42sよりもステータコア41から離れる向きにそれぞれ突出している。例えば、図4に示されるように、軸方向Daにおいて第1引出部42bが端面42sから突出する長さS1は、コイル導体の幅Bよりも小さい。また、軸方向Daにおいて第2引出部42cが端面42sから突出する長さS2は、コイル導体の幅Bよりも小さい。長さS1と長さS2とは、例えば同じ大きさである。
The first lead-out
図5及び図6に示されるように、バスバー43は、ステータ4において、第1引出部42b及び第2引出部42cの間に配置される。換言すると、第1引出部42b及び第2引出部42cの間に、バスバー43が占有し得るバスバー占有空間Sが形成されている。径方向Dbにおける第1引出部42bと第2引出部42cとの間隔t1は、コイル本体部42aの厚みt2よりも大きい。さらに、径方向Dbにおけるバスバー占有空間Sの寸法は、径方向Dbにおけるコイル本体部42aの寸法よりも大きい。例えば間隔t1は、第1引出部42bと第2引出部42cとの間に4個のバスバー43を介在可能な大きさである。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
本実施形態において、第1引出部42bは、端面42uよりも軸線Axから離れる向きに突出する部分を含む。具体的には、図5に示されるように、第1引出部42bは、折り曲げ部42d,42eと、傾斜部42fと、延在部42gとを有する。折り曲げ部42dは、コイル本体部42aから軸線Ax及びステータコア41から離れる向きに屈曲された部分である。傾斜部42fは、折り曲げ部42dにおいて屈曲された向き(ここでは、端面42uに対して傾斜した向き)に延びる部分である。傾斜部42fは、ケース5に到達するまで延びていてもよい。折り曲げ部42eは、傾斜部42fから軸線Axに沿ってステータコア41から離れる向きに屈曲された部分である。延在部42gは、折り曲げ部42eにおいて屈曲された向き(ここでは、端面42uに沿った向き)に延びる部分である。
In the present embodiment, the first lead-out
また、本実施形態において、第2引出部42cにおける軸線Axに臨む面42vとコイル本体部42aの端面42tとは、互いに面一である。換言すると、第2引出部42cは、全体として軸線Axに沿って延びている。
Further, in the present embodiment, the
本実施形態に係るコイル42においては、第1引出部42bが折り曲げ部42d,42eにおいて屈曲することで、間隔t1が厚みt2よりも大きくなるように形成されている。コイル42においては、折り曲げ部42eの位置が軸線Axから遠いほど、間隔t1が大きくなる。換言すると、コイル42においては、傾斜部42fがケース5に近い位置まで延びるほど間隔t1が大きくなる。間隔t1をより大きくするために、折り曲げ部42eの位置をケース5に近接させてもよい。
In the
コイル42における第1引出部42b(折り曲げ部42d,42e)は、コイル導体を折り曲げ加工することで形成されていてもよい。なお、コイル42を形成する際には、折り曲げ部42d,42eの絶縁耐電圧の保障の観点から、例えば、折り曲げ部42d,42eの折り曲げ加工後に、コイル42の全表面に上記絶縁塗膜が施される。この際の絶縁塗膜は、電着被膜によって施されていてもよいし、絶縁塗装によって施されていてもよい。
The first lead-out
本実施形態において、ステータ4は、複数(ここでは9個)のコイル42を有する。各複数のコイル42は、互いに同数(ここでは3個)のコイル42A(第1コイル)、コイル42B(第2コイル)及びコイル42C(第3コイル)を含む。コイル42A,42B,42Cは、互いに異なる相を有する。一例として、コイル42AがU相コイルであり、コイル42BがV相コイルであり、コイル42CがW相コイルである。図6に示されるように、コイル42A,42B,42Cは、周方向Dcに沿ってこの順で並んでいる。同じ相のコイル42同士(コイル42A同士、コイル42B同士、コイル42C同士)は、異なる2相のコイル42に隔てられている。すなわち、周方向Dcに沿って互いに隣り合うコイル42A同士の間には、コイル42B,42Cが介在している。
In this embodiment, the
また、同じ相のコイル42同士(コイル42A同士、コイル42B同士、コイル42C同士)は、接続領域Rにおいて、バスバー43によって電気的に接続されている。換言すると、バスバー43は、接続領域Rにおいて、2つのコイル42に電気的に接続されている。バスバー43とコイル42との接合は、ハンダによる接合であってもよいし、ブレージングによる接合であってもよいし、機械締結等による接合であってもよい。
Also, the
バスバー43は、導電性を有する角線又は平角線によって構成されている。図5に示されるように、バスバー43の材軸方向に交差する断面(以下、「バスバー断面43s」という。)は矩形状を呈している。バスバー断面43sの軸方向Daに沿った寸法Baは、バスバー断面43sの径方向Dbに沿った寸法Bbの10倍以下であってもよく、0.1倍以上5倍以下であってもよく、一例として、1.0倍である。なお、バスバー断面43sの形状は、矩形状に限らず、例えば丸形状、楕円形状等であってもよい。
The
本実施形態において、ステータ4は、複数(ここでは6個)のバスバー43を有する。図2及び図6に示されるように、各バスバー43は、一のコイル42の第1引出部42bから、当該一のコイル42と異なる相の2個のコイル42を通過して、当該一のコイル42と同じ相のコイル42の第2引出部42cまで延在している。複数のバスバー43は、バスバー43A(第1導電体)とバスバー43B(第2導電体)とバスバー43C(第3導電体)とバスバー43D(第4導電体)とを含む。
In this embodiment, the
バスバー43Aは、コイル42Aの第1引出部42bに電気的に接続されている。具体的には、バスバー43Aの一端部は、一のコイル42Aの第1引出部42b(特に、図5に示される延在部42g)に電気的に接続されている。バスバー43Aの他端部は、当該一のコイル42Aの一方側に隣り合うコイル42Aの第2引出部42cに電気的に接続されている。バスバー43Aと第1引出部42bとの接合箇所の面積は、バスバー断面43sよりも大きくてもよい。また、バスバー43Aと第2引出部42cとの接合箇所の面積は、バスバー断面43sよりも大きくてもよい。
The
バスバー43Bは、コイル42Aの第2引出部42cに電気的に接続されている。具体的には、バスバー43Bの一端部は、一のコイル42Aの第2引出部42cに電気的に接続されている。バスバー43Bの他端部は、当該一のコイル42Aの他方側に隣り合うコイル42Aの第1引出部42b(特に、延在部42g)に電気的に接続されている。バスバー43Bと第2引出部42cとの接合箇所の面積は、バスバー断面43sよりも大きくてもよい。また、バスバー43Bと第1引出部42bとの接合箇所の面積は、バスバー断面43sよりも大きくてもよい。
The
バスバー43Cは、上記一のコイル42Aの他方側に隣り合うコイル42Bに電気的に接続されている。具体的には、バスバー43Cの一端部は、当該コイル42Bの第1引出部42b(特に、延在部42g)に電気的に接続されている。バスバー43Cの他端部は、当該コイル42Bの一方側に隣り合うコイル42Bの第2引出部42cに電気的に接続されている。バスバー43Cと第1引出部42bとの接合箇所の面積は、バスバー断面43sよりも大きくてもよい。また、バスバー43Cと第2引出部42cとの接合箇所の面積は、バスバー断面43sよりも大きくてもよい。
The
バスバー43Dは、上記一のコイル42Aの一方側に隣り合うコイル42Cに電気的に接続されている。具体的には、バスバー43Dの一端部は、当該コイル42Cの第2引出部42cに電気的に接続されている。バスバー43Dの他端部は、当該コイル42Cの一方側に隣り合うコイル42Cの第1引出部42b(特に、延在部42g)に電気的に接続されている。バスバー43Dと第2引出部42cとの接合箇所の面積は、バスバー断面43sよりも大きくてもよい。また、バスバー43Dと第1引出部42bとの接合箇所の面積は、バスバー断面43sよりも大きくてもよい。
The
図5に示されるように、バスバー43A,43B,43C,43Dは、軸方向Daにおいて互いに重複する位置に配置されている。なお、複数のバスバー43のうち、バスバー43A,43B,43C,43D以外の複数(ここでは、5個)のバスバー43も同様である。そのために、図5及び図6に示されるように、径方向Dbにおける第1引出部42bと第2引出部42cとの間隔t1は、バスバー43Aとバスバー43Bとの間に、バスバー43C及びバスバー43Dを介在可能な大きさである。
As shown in FIG. 5, the
以上説明したステータ4の作用効果について説明する。まず、図7及び図8を参照し、比較例に係るステータ4Xについて説明する。ステータ4Xは、コイル42に代えてコイル42Xを備える点、及びバスバー43に代えてバスバー43Xを備える点において本実施形態に係るステータ4と相違する。ステータ4Xは、その他の点においてステータ4と同様に構成されている。
The effects of the
コイル42Xにおいて、径方向Dbにおける第1引出部42bと第2引出部42cとの間隔t3は、コイル本体部42aの厚みt2と等しい。ここでは、径方向Dbにおけるバスバー占有空間SXの大きさは、厚みt2と同じである。コイル42Xにおいては、第1引出部42b及び第2引出部42cがいずれも折り曲げられていない。また、バスバー43Xは、導電性を有する平板状の平角線によって構成されている。バスバー43Xとしては、コイル42に対する使用電流量に応じた必要断面積を有するものが採用される。この場合、バスバー占有空間SXの径方向Dbの寸法(すなわち、間隔t3)が比較的小さいため、軸方向Daに比較的長いものをバスバー43Xとして採用せざるを得ない。したがって、ステータ4全体が軸方向Daに長くなりやすい。その結果、ケース5等としても比較的大きい寸法のものが適用されるため、モータ1の軽量化の妨げとなるおそれがある。
In the coil 42X, the distance t3 between the first lead-out
これに対し、ステータ4においては、第1引出部42b及び第2引出部42cの間のバスバー占有空間S(導電体占有空間)が、径方向Dbにおいて、コイル本体部42aの厚みt2よりも大きい寸法を有する。このため、この寸法(すなわち、間隔t1)がコイル本体部42aの厚みt2と同等以下の場合と比較して、径方向Dbに長いバスバー43(導電体)をバスバー43A,43Bとして採用し得る。
On the other hand, in the
ここで、バスバー43A,43Bとしては、バスバー43Xの場合と同様に、コイル42に対する使用電流量に応じた必要断面積を有するものが採用される。したがって、バスバー43Xと同程度の断面積を有し、必要断面積が確保されたバスバー43のうち、軸方向Daに短いものを採用し得る。これに伴い、第1引出部42b及び第2引出部42cのそれぞれがコイル本体部43aから引き出される長さ(すなわち、軸方向Daにおけるバスバー占有空間Sの寸法)を小さくできる。その結果、ステータ4全体を軸方向Daに短くでき、ステータ4の小型化が図られる。ステータ4の小型化によって当該ステータ4を収納するケース5等の周辺機器を小型化できる。したがって、モータ1にステータ4を用いることにより、ステータ4Xを用いた場合と同等の電気的な性能を確保しつつ、モータ1の軽量化を図ることができる。
Here, as the
ステータ4において、コイル本体部42aは、軸線Axに臨む端面42tと、端面42tよりもティース41bの基端側に位置し、端面42tと反対側に臨む端面42uと、を含む。第1引出部42bは、端面42tよりも軸線Axから離れる向きに突出する部分を含んでいる。この構成によれば、第1引出部42bは、ティース41bの基端側(すなわち、ステータコア41のヨーク41a側)に位置する端面42uよりも軸線Axから離れる向きに突出する。その結果、軸方向Daからみてヨーク41aと重複する領域を活用して、バスバー占有空間Sの径方向Dbの寸法を大きくすることができる。
In the
ステータ4において、第2引出部42cにおける軸線Axに臨む面42vと端面42tとは、互いに面一である。この構成によれば、第2引出部42cがコイル本体部42aから突出しない。その結果、ロータ3を配置する領域を十分に確保することができる。
In the
ステータ4は、コイル42としてのコイル42A、コイル42B及びコイル42Cと、コイル42Bに電気的に接続されたバスバー43Cと、コイル42Cに電気的に接続されたバスバー43Dと、を備える。バスバー43Aは、コイル42Aの第1引出部42bに電気的に接続されている。バスバー43Bは、コイル42Aの第2引出部42cに電気的に接続されている。径方向Dbにおける第1引出部42bと第2引出部42cとの間隔t1は、バスバー43Aとバスバー43Bとの間に、バスバー43C,43Dを介在可能な大きさである。この構成によれば、コイル42として、U相コイル(ここでは、コイル42A)、V相コイル(ここでは、コイル42B)、及びW相コイル(ここでは、コイル42C)を含み、これらのうちの1相が1つのティース41bに巻回(いわゆる集中巻)された構成において、ステータ4の小型化を図ることができる。
The
ステータ4において、コイル42は、巻回されたコイル導体によって構成されている。ステータ4における軸方向Daにおける第1引出部42b及び第2引出部42cのそれぞれの長さ(長さS1,S2)は、コイル導体の幅Bよりも小さい。この構成によれば、軸方向Daにおけるバスバー占有空間Sの寸法がコイル導体の幅Bよりも小さい範囲に納まるので、ステータ4の十分な小型化が図られる。
In the
また、本実施形態におけるコイル導体は、その厚みよりも幅が大きい平板状を呈する。この構成によれば、特にステータ4の小型化を図りやすい。
Further, the coil conductor in this embodiment has a flat plate shape with a width greater than its thickness. According to this configuration, it is particularly easy to reduce the size of the
以上の実施形態は、本発明に係るステータの一実施形態について説明したものである。本発明に係るステータは、上述したステータ4を任意に変更したものとすることができる。
The above embodiment describes one embodiment of the stator according to the present invention. The stator according to the present invention can be any modification of the
例えば、上記実施形態では、第1引出部42bが端面42uよりも軸線Axから離れる向きに突出する部分を含み、第2引出部42cの面42vと端面42tとが互いに面一である例について説明した。しかしながら、第2引出部42cが端面42tよりも軸線Axに近づく向きに突出する部分を含んでいてもよい。この場合、第1引出部42bは、端面42uよりも軸線Axから離れる向きに突出する部分を含んでいてもよいし、第1引出部42b全体として軸線Axに沿って延びていてもよい。すなわち、第1引出部42bのケース5に臨む面が端面42uと面一であってもよい。
For example, in the above-described embodiment, the first lead-out
また、上記実施形態において、コイル42同士は、バスバー43によって電気的に接続されていたが、バスバー43以外の導電体によってコイル42同士が電気的に接続されていてもよい。バスバー43以外の導電体としては、電線(例えばマグネットワイヤ、撚線等)が挙げられる。
Also, in the above embodiment, the
また、バスバー占有空間Sは、第1引出部42b及び第2引出部42cの間に形成されている場合に限定されない。例えば、第1引出部42bに電気的に接続されたバスバー43は、第1引出部42bの径方向Dbにおけるケース5側に配置されていてもよい。また、第2引出部42cに電気的に接続されたバスバー43は、第2引出部42cの径方向Dbにおけるロータ3側に配置されていてもよい。
Also, the busbar occupied space S is not limited to being formed between the
4,4X ステータ
41 ステータコア
41a ヨーク
41b ティース
42,42X コイル
42A コイル(第1コイル)
42B コイル(第2コイル)
42C コイル(第3コイル)
42a コイル本体部
42b 第1引出部
42c 第2引出部
42s 端面(第1端面)
42t 端面(第2端面)
42u 端面(第3端面)
42v 面
43,43X バスバー
43A バスバー(第1導電体)
43B バスバー(第2導電体)
43C バスバー(第3導電体)
43D バスバー(第4導電体)
Ax 軸線(中心軸線)
Da 軸方向
Db 径方向
Dc 周方向
R 接続領域
4,
42B coil (second coil)
42C coil (third coil)
42a
42t end face (second end face)
42u end face (third end face)
43B bus bar (second conductor)
43C bus bar (third conductor)
43D busbar (fourth conductor)
Ax axis (center axis)
Da Axial direction Db Radial direction Dc Circumferential direction R Connection region
Claims (4)
前記ティースを囲むコイル本体部と第1引出部と第2引出部とをそれぞれ有する第1コイル、第2コイル及び第3コイルと、
前記第1引出部に接続された第1導電体と、
前記第2引出部に接続された第2導電体と、
前記第2コイルに接続された第3導電体と、
前記第3コイルに接続された第4導電体と、
を備え、
前記コイル本体部は、前記ステータコアの中心軸線に沿う直線に交差する第1端面を含み、
前記第1引出部は、前記コイル本体部から引き出され、前記第1端面よりも前記ステータコアから離れる向きに突出し、
前記第2引出部は、前記第1引出部と離間した位置において前記コイル本体部から引き出され、前記第1端面よりも前記ステータコアから離れる向きに突出し、
前記ステータコアの径方向における前記第1引出部と前記第2引出部との間隔は、前記コイル本体部の厚みよりも大きく、
前記第1導電体は、前記第1コイルの前記第1引出部に接続されており、
前記第2導電体は、前記第1コイルの前記第2引出部に接続されており、
前記ステータコアの径方向における前記第1引出部と前記第2引出部との間隔は、前記第1導電体と前記第2導電体との間に、前記第3導電体及び前記第4導電体を介在可能な大きさである、ステータ。 an annular stator core having a plurality of teeth;
a first coil, a second coil , and a third coil each having a coil main body portion surrounding the teeth, a first lead-out portion, and a second lead-out portion;
a first conductor connected to the first lead-out portion;
a second conductor connected to the second lead-out portion;
a third conductor connected to the second coil;
a fourth conductor connected to the third coil;
with
the coil main body includes a first end surface that intersects a straight line along the central axis of the stator core,
The first lead-out portion is drawn out from the coil body portion and protrudes in a direction away from the stator core from the first end face,
the second lead-out portion is led out from the coil main body at a position spaced apart from the first lead-out portion, and protrudes in a direction away from the stator core beyond the first end surface;
a distance between the first lead-out portion and the second lead-out portion in the radial direction of the stator core is larger than the thickness of the coil main body;
The first conductor is connected to the first lead-out portion of the first coil,
The second conductor is connected to the second lead-out portion of the first coil,
The distance between the first lead-out portion and the second lead-out portion in the radial direction of the stator core is such that the third conductor and the fourth conductor are provided between the first conductor and the second conductor. A stator that is of an intervening size .
前記ステータコアの中心軸線に臨む第2端面と、
前記第2端面よりも前記ティースの基端側に位置し、前記第2端面と反対側に臨む第3端面と、を含み、
前記第1引出部は、前記第3端面よりも前記ステータコアの中心軸線から離れる向きに突出する部分を含む、請求項1に記載のステータ。 The coil main body is
a second end surface facing the central axis of the stator core;
a third end face positioned closer to the proximal end of the tooth than the second end face and facing the side opposite to the second end face,
2. The stator according to claim 1, wherein said first lead-out portion includes a portion that protrudes in a direction away from the central axis of said stator core more than said third end surface.
前記ステータコアの軸方向において前記第1引出部及び前記第2引出部が前記第1端面から突出するそれぞれの長さは、前記コイル導体の幅よりも小さい、請求項1~3のいずれか一項に記載のステータ。 The coil is composed of a wound coil conductor,
4. The length of each of the first lead-out portion and the second lead-out portion protruding from the first end face in the axial direction of the stator core is smaller than the width of the coil conductor. Stator as described in .
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