JPH0884448A - 三相モータのステータコイルおよびステータの製造方法 - Google Patents

三相モータのステータコイルおよびステータの製造方法

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JPH0884448A
JPH0884448A JP21502494A JP21502494A JPH0884448A JP H0884448 A JPH0884448 A JP H0884448A JP 21502494 A JP21502494 A JP 21502494A JP 21502494 A JP21502494 A JP 21502494A JP H0884448 A JPH0884448 A JP H0884448A
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JP
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stator
coil
phase
layer
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JP21502494A
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Tetsuya Miura
徹也 三浦
Yasumi Kawabata
康己 川端
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ステータコイルのコイルエンド部の外径を小
型化した三相交流モータを提供する。 【構成】 三相モータの各相の巻線14u,14v,1
4wを3つの長方形断面の導線により構成する。たとえ
ば、u相の巻線14uは、導線u1 ,u2 ,u3により
構成され、導線はステータコアのスロット内ではステー
タ半径方向に層をなす所定の第1、第2および第3コイ
ル配置層に各々配置され、コイルエンド部においては、
前記第1コイル配置層21が延長された第1外部延長層
31内にステータ軸方向に積層される。また、v相の巻
線14vは、第2外部延長層32内に積層され、w相の
巻線14wは第3外部延長層33内に積層される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、三相モータのステータ
コイルの巻線に関し、特にコイルエンド部分の巻線処理
に関する。
【0002】
【従来の技術】三相モータは、単相モータに比して容易
に回転磁界を形成することができることから、回転方向
の制御が容易であり、また安定した滑らかな回転運動が
得られることなどから各産業分野で利用されている。し
かし、三相のコイルを位相をずらしながら順次鎖状に配
置しなければならないなど構造が複雑になり、また製造
工程も複雑なものとなる。特に、ステータコアの外側部
分であるコイルエンド部分においては、異なる相の巻線
どうしが干渉することを避けるために、一般的には、巻
線をステータ半径方向外側に逃がす構成が採られてい
る。しかしながら、コイルエンドは、実際には仕事をし
ない部分であり、この部分の巻線長さが長くなると銅損
などの増加により損失が増加するなどの問題が発生す
る。
【0003】このように、コイルエンド部には製造の面
や性能の面から制約をうけ、これらを解決するために各
種の考案が従来よりなされている。アメリカ特許公報U
SP2085099においても、コイルエンド部の処理
の例が示されている。この公報に示される処理方法によ
り製作されたステータのコイルエンド部分の形状が図8
〜図10に示されている。図8はステータ1を軸方向か
ら見た図であり、図9はU方向からの矢視図、図10は
X´−X´面における断面図である。ステータ1は、円
筒の内面に周方向に配置された磁極2を有するステータ
コア3に、各々u,v,wの各相の電流が流れる巻線4
u,4v,4wが磁極2の間のスロット5を通って、互
いに位相がずれた状態に順次巻回された構成となってい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
モータにおいては、各々の巻線4u,4v,4w(以下
特に相を区別する必要がないときは単に巻線4と記す)
は、コイルエンド部に図10に示すように反転部分が設
けられている。この部分では巻線を180°折り曲げる
必要があるが、折り曲げた際の曲率半径をそれ程小さく
することはできないので、巻線4の一部がスロット5の
幅より半径方向外側にはみ出した状態になる。よって、
コイルエンド部の外径が大きくなり、モータ外形が大き
くなるという問題があった。特に、導線として長方形断
面の1本の導線を使用した場合、この問題が顕著にな
る。
【0005】本発明は前述の問題点を解決するためにな
されたものであり、コイルエンド部の外径を小さくする
ことにより、小型化された三相モータを提供することを
目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明にかかる三相モータのステータコイルは、
各相の巻線が3つの群に分割され、前記分割された各々
の巻線を構成する導線は、ステータコアのスロット内で
はステータ半径方向に層をなす所定のコイル配置層に各
々配置され、コイルエンド部においては、各相ごとに前
記コイル配置層が延長された所定の外部延長層内にステ
ータ軸方向に積層されている。
【0007】また、本発明にかかるu、v、wの各相を
有する三相モータのステータの製造方法は、巻線が3つ
の群に分割され、当該分割された各々の巻線を構成する
導線は、ステータコアのスロット内ではステータ半径方
向に層をなす所定のコイル配置層に各々配置され、コイ
ルエンド部においては、前記コイル配置層が延長された
3つの外部延長層のうち最も内側の層内にステータ軸方
向に積層されているu相コイルを成形する工程と、巻線
が3つの群に分割され、当該分割された各々の巻線を構
成する導線は、ステータコアのスロット内ではステータ
半径方向に層をなす所定のコイル配置層に各々配置さ
れ、コイルエンド部においては、前記コイル配置層が延
長された3つの外部延長層のうち中間の層内にステータ
軸方向に積層されているv相コイルを成形する工程と、
巻線が3つの群に分割され、当該分割された各々の巻線
を構成する導線は、ステータコアのスロット内ではステ
ータ半径方向に層をなす所定のコイル配置層に各々配置
され、コイルエンド部においては、前記コイル配置層が
延長された外部延長層の外側の層内にステータ軸方向に
積層されているw相コイルを成形する工程と、ステータ
コア内に、前記w相コイル、前記v相コイル、前記u相
コイルの順にこれらを挿入する工程とを含んでいる。
【0008】
【作用】本発明の三相モータのスロットは以上のような
構成を有しており、コイルエンド部の外径がスロット最
大径内に納まり、この部分のモータ外形を小さくするこ
とができる。
【0009】また、本発明にかかる三相モータのスロッ
トの製造方法においては、コイルエンド部において、予
め相ごとに成形されたコイルを、外部延長層の外側の層
内に積層される相のコイルから順にスロット内に挿入す
ることによって、ステータコイルを製造することができ
る。
【0010】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に従って
説明する。図1〜図6は本実施例のステータコイルのエ
ンド部を表したものである。図1は、ステータ11を軸
方向から見た図であり、図4、図5、図6は各々図3に
示すU−U面、V−V面、W−W面および、X−X面、
Y−Y面、Z−Z面における断面図である。さらに、図
2、図3は各々A−A面、B−B面の断面図である。
【0011】ステータ11は、円筒の内面に周方向に配
置された磁極12を有するステータコア13に、各々
u,v,wの各相の電流が流れる巻線14u,14v,
14wが磁極12の間のスロット15を通って、互いに
位相がずれた状態に順次巻回された構成となっている。
【0012】さらに、図3に示されるように、本実施例
のu相の巻線14uはスロット15内において符号u1
,u2 ,u3 で示す3つの長方形断面の導線から構成
され、ステータの半径方向に層をなすコイル配置層2
1,22,23に各々配置されている。すなわち、導線
u1 は最も内側の第1コイル配置層21に配置され、導
線u2 は中間の第2コイル配置層22に、導線u3 は最
も外側の第3コイル配置層23に配置されている。他の
v相、w相の巻線14v,14wについても前記の巻線
14uと同様スロット内に3つの長方形断面の導線を有
し、それぞれ第1から第3コイル配置層に配置されてい
る。以上のように、長方形断面を有する導線を用いるこ
とによって、ほぼ長方形断面のスロット内に隙間なく巻
線を配置することができるので、巻線の密度(占積率)
を高めることができる。
【0013】スロット内では径方向に配列されている巻
線14uの導線u1 ,u2 ,u3 は、スロットエンド部
においては、図1および図4に示されるように、前述の
第1コイル配置層21をステータ軸方向に延長した第1
外部延長層31内に、ステータ軸方向に導線u2 ,u1
,u3 の順に積層されて配置されている。また、巻線
14vにおいては、第2コイル配置層22をステータ軸
方向に延長した第2外部延長層32内に、ステータ軸方
向に導線v3 ,v2 ,v1 の順にこれらが積層されて配
置されている。さらに、巻線14wにおいては、第3コ
イル配置層23をステータ軸方向に延長した第3外部延
長層33内にステータ軸方向に導線w1 ,w3 ,w2 の
順にこれらが積層されて配置されている。したがって、
コイルエンド部において各相の巻線は互いに異なる所定
の外部延長層に積層配置されているので、互いに干渉す
ることがない。
【0014】図7には、スロット15内に配置された1
4wの3つの導線w1 ,w2 ,w3が外部配置層に導か
れる様子が示されている。第3コイル配置層23に配置
された導線w3 はスロット15から進出するとそのまま
ステータ軸方向に伸延し、その後90°向きを変えて第
3外部延長層33内をステータ周方向右回りに伸延す
る。第2コイル配置層22に配置された導線w2 は、ス
ロット15から進出した後、一旦周方向左回りに向きを
変え、直ぐにステータ半径方向に変進し、さらに第3外
部延長層33内において、前記巻線w3 に隣接して軸方
向そして周方向右回りに伸延する。第1コイル配置層2
1に配置された巻線w1 は、スロット15から進出した
後、一旦周方向右回りに向きを変え、直ぐにステータ半
径方向に変進し、さらに第3外部延長層33内におい
て、前記巻線w3 に隣接して軸方向そして周方向右回り
に伸延する。そして、巻線14wは3つ目のスロット1
5に、進出したときとは鏡対称に進入する。
【0015】他の相においても、ほぼ同様に導線がスロ
ット内から外部配置層に導かれる。v相の場合は、図
1、図2、図5から分かるように第2コイル配置層22
に配置された導線v2 が、ステータ軸方向に進出して第
2外部配置層32に進入し、導線v1 ,v3 が導線v2
を挟んだ状態に積層されて、3つ目のスロットに導かれ
る。u相の場合は、図1、図2、図4から分かるように
第1コイル配置層21に配置された導線v1 が、ステー
タ軸方向に進出して第1外部延長層31に進入し、導線
v2 ,v3 が導線v1 を挟んだ状態に積層されて、3つ
目のスロットに導かれる。
【0016】以上のような、ステータを製造する場合、
前述した各層の巻線を予め成形しておき、順次ステータ
コア内に挿入することによって、これを行うことができ
る。すなわち、ステータのスロット内ではステータ半径
方向に第1ないし第3コイル配置層21,22,23が
配列され、コイルエンド部では第1外部延長層31内に
てステータ軸方向に積層配列された形状にu相の巻線1
4uを成形し、スロット内では第1ないし第3コイル配
置層21,22,23が配列され、コイルエンド部では
第2外部延長層32内にてステータ軸方向に積層配列さ
れた形状にv相の巻線14vを成形し、さらに、スロッ
ト内では第1ないし第3コイル配置層21,22,23
が配列され、コイルエンド部では第1外部延長層31内
にてステータ軸方向に積層配列された形状にu相の巻線
14uを成形する。このとき、コイル配置層から外部延
長層に至る導線の配置は、図7などに示される前述の配
置に基づき成型される。そして、第3の外部延長層33
に配列されたw相から順にv相、u相の順にステータコ
ア内に挿入される。このとき、コイルエンド部において
各相ごとに占有する外部延長層が所定の層に定まってい
る、すなわちu相は第1外部延長層31に、v相は第2
外部延長層32、w相は第3外部延長層33と定まって
いるので、各相の巻線どうしが干渉することなく組み付
けることができる。
【0017】以上のように、本実施例のステータコイル
のコイルエンド部の処理によれば、巻線14を180°
折り返す部分は全くなく、曲げの曲率半径のために外形
が大きくなることを防ぐことができる。より具体的に
は、スロット内のコイル配置層21,22,23をスロ
ット外部までステータ軸方向に延長した外部延長層3
1,32,33内に巻線14を納めることができる。言
い換えれば、コイルエンド部がスロットの外径内に収ま
り、この部分での外径の縮小を達成できる。
【0018】以上の実施例においては、ひとつの相の巻
線は、3本の長方形断面の導線により構成されている
が、複数の導線を略長方形の断面となるように束ねた導
線束3本でひとつの相の巻線を構成することも可能であ
る。この場合も前述の実施例の効果と同様の効果を有
し、さらに曲げ部分の成型加工が容易に行えるという効
果がある。
【0019】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、三相モー
タのコイルエンド部の外径がスロット最大径内に納める
ことができ、この部分のモータ外形を小さくすることが
できる。
【0020】また、本発明にかかる三相モータのスロッ
トの製造方法においては、コイルエンド部において、予
め相ごとに成形されたコイルを、外部延長層の外側の層
内に積層される相のコイルから順にスロット内に挿入す
ることによって、ステータコイルを製造することができ
る。したがって、巻線挿入機などの設備を省略すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるステータの好適な実施例をステ
ータ軸方向から見た図である。
【図2】本実施例の装置のコイルエンド部のステータ軸
に直交する平面での断面図である。
【図3】本実施例の装置のスロット内のステータ軸に直
交する平面での断面図である。
【図4】図3に示すU−U断面およびX−X断面におい
て、特にu相に着目した各断面図である。
【図5】図3に示すV−V断面およびY−Y断面におい
て、特にv相に着目した各断面図である。
【図6】図3に示すW−W断面およびZ−Z断面におい
て、特にw相に着目した各断面図である。
【図7】本実施例の、ステータコア内のコイル配置層か
ら外部延長層に導かれる巻線、特にw相の巻線を示した
斜視図である。
【図8】従来のステータをステータ軸方向から見た図で
ある。
【図9】従来のステータの図8に示すU方向矢視図であ
る。
【図10】従来のステータの図8に示すX´−X´断面
図である。
【符号の説明】
11 ステータ 12 磁極 13 ステータコア 14u u相巻線 14v v相巻線 14w w相巻線 21 第1コイル配置層 22 第2コイル配置層 23 第3コイル配置層 31 第1外部延長層 32 第2外部延長層 33 第3外部延長層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 三相モータの各相の巻線が3つの群に分
    割され、前記分割された各々の巻線を構成する導線は、
    ステータコアのスロット内ではステータ半径方向に層を
    なす所定のコイル配置層に各々配置され、コイルエンド
    部においては、各相ごとに前記コイル配置層が延長され
    た所定の外部延長層内にステータ軸方向に積層されてい
    ることを特徴とする三相モータのステータコイル。
  2. 【請求項2】 u、v、wの各相を有する三相モータの
    ステータの製造方法であって、 巻線が3つの群に分割され、当該分割された各々の巻線
    を構成する導線は、ステータコアのスロット内ではステ
    ータ半径方向に層をなす所定のコイル配置層に各々配置
    され、コイルエンド部においては、前記コイル配置層が
    延長された3つの外部延長層のうち最も内側の層内にス
    テータ軸方向に積層されているu相コイルを成形する工
    程と、 巻線が3つの群に分割され、当該分割された各々の巻線
    を構成する導線は、ステータコアのスロット内ではステ
    ータ半径方向に層をなす所定のコイル配置層に各々配置
    され、コイルエンド部においては、前記コイル配置層が
    延長された3つの外部延長層のうち中間の層内にステー
    タ軸方向に積層されているv相コイルを成形する工程
    と、 巻線が3つの群に分割され、当該分割された各々の巻線
    を構成する導線は、ステータコアのスロット内ではステ
    ータ半径方向に層をなす所定のコイル配置層に各々配置
    され、コイルエンド部においては、前記コイル配置層が
    延長された3つの外部延長層のうち最も外側の層内にス
    テータ軸方向に積層されているw相コイルを成形する工
    程と、 ステータコア内に、前記w相コイル、前記v相コイル、
    前記u相コイルの順にこれらを挿入する工程と、を含む
    ことを特徴とするステータの製造方法。
JP21502494A 1994-09-08 1994-09-08 三相モータのステータコイルおよびステータの製造方法 Pending JPH0884448A (ja)

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