WO2022014423A1 - ステータ - Google Patents
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- WO2022014423A1 WO2022014423A1 PCT/JP2021/025544 JP2021025544W WO2022014423A1 WO 2022014423 A1 WO2022014423 A1 WO 2022014423A1 JP 2021025544 W JP2021025544 W JP 2021025544W WO 2022014423 A1 WO2022014423 A1 WO 2022014423A1
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
- H02K3/52—Fastening salient pole windings or connections thereto
- H02K3/521—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only
- H02K3/522—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only for generally annular cores with salient poles
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K2203/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the windings
- H02K2203/12—Machines characterised by the bobbins for supporting the windings
Definitions
- This disclosure relates to the stator.
- one winding is provided for each tooth.
- One end of the winding is connected to one of the two coil terminals provided on one tooth, and the other end of the winding is connected to the other coil terminal.
- An object of the present disclosure is to provide a stator capable of reducing the number of parts and manufacturing man-hours.
- the present disclosure is a stator of a rotary electric machine, a stator core having a plurality of teeth, a plurality of windings having a coil wound around the teeth, and a plurality of winding holdings for holding a part of the windings.
- a unit and a plurality of coil terminals having a winding connection portion connected to the winding. One end and the other end of the winding are wound and held around the same winding holding portion.
- the winding has two or more coils between one end and the other end.
- one winding is provided over two or more teeth, so that it is not necessary to provide two coil terminals for each tooth as in the conventional case, and the number of coil terminals and the number of winding terminal processings are reduced. .. Therefore, the number of parts and the manufacturing man-hours can be reduced. Further, since the one end portion and the other end portion are wound around the same winding holding portion, the number of winding holding portions can be reduced as compared with the form in which the other end portion is wound at a place different from the one end portion.
- FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a shift-by-wire system to which a rotary actuator with a stator of the first embodiment is applied.
- FIG. 2 is a cross-sectional view of the rotary actuator of FIG.
- FIG. 3 is a view of the stator and control board of FIG. 2 as viewed from the direction of arrow III.
- FIG. 4 is an enlarged view of a main part of the stator of FIG.
- FIG. 5 is a view of the stator of FIG. 4 as viewed from the direction of arrow V.
- FIG. 6 is a diagram schematically showing the winding and coil terminals of FIG. FIG.
- FIG. 7 is a view of the stator, motor terminal, and sensor terminal of FIG. 2 as viewed from the direction of arrow VII.
- FIG. 8 is a cross-sectional view of the winding holding portion and the winding portion of FIG.
- FIG. 9 is a cross-sectional view of the winding holding portion of FIG.
- FIG. 10 is a cross-sectional view of a winding holding portion in the stator of the second embodiment, and is a view corresponding to FIG. 9 of the first embodiment.
- FIG. 11 is a cross-sectional view of a winding holding portion in the stator of the third embodiment, and is a view corresponding to FIG. 9 of the first embodiment.
- FIG. 8 is a cross-sectional view of the winding holding portion and the winding portion of FIG.
- FIG. 9 is a cross-sectional view of the winding holding portion of FIG.
- FIG. 10 is a cross-sectional view of a winding holding portion in the stator of the second embodiment, and is a
- FIG. 12 is a cross-sectional view of a winding holding portion in the stator of the fourth embodiment, and is a view corresponding to FIG. 9 of the first embodiment.
- FIG. 13 is a cross-sectional view of a winding holding portion in the stator of the fifth embodiment, and is a view corresponding to FIG. 9 of the first embodiment.
- FIG. 14 is a cross-sectional view of a winding holding portion in the stator of the sixth embodiment, which corresponds to FIG. 9 of the first embodiment.
- FIG. 15 is a diagram showing a main part of the stator of the seventh embodiment, and is a diagram corresponding to FIG. 5 of the first embodiment.
- FIG. 16 is a cross-sectional view of the winding holding portion and the winding portion of FIG. FIG.
- FIG. 17 is a diagram showing a coil terminal in the stator of the eighth embodiment, and is a diagram corresponding to FIG. 16 of the seventh embodiment.
- FIG. 18 is a diagram showing a coil terminal in the stator of the ninth embodiment, and is a diagram corresponding to FIG. 16 of the seventh embodiment.
- FIG. 19 is a diagram showing a coil terminal in the stator of the tenth embodiment, and is a diagram corresponding to FIG. 16 of the seventh embodiment.
- FIG. 20 is a diagram showing a coil terminal in the stator of the eleventh embodiment, and is a diagram corresponding to FIG. 16 of the seventh embodiment.
- FIG. 21 is a diagram showing a coil terminal in the stator of the twelfth embodiment, and is a diagram corresponding to FIG. 16 of the seventh embodiment.
- the motor 30 as the inner rotor type rotary electric machine of the first embodiment is provided in the rotary actuator (hereinafter, actuator) 10.
- the actuator 10 is fixed to the outer wall of the case 12 of the vehicle transmission 11 and is used as a power source for the shift-by-wire system 13.
- the control device 15 controls the actuator 10 in response to a command signal from the shift operation device 14 to operate the shift range switching mechanism 16 of the transmission 11 to switch the shift range.
- the actuator 10 includes a housing 20, a motor 30, and a speed reducer 40.
- the housing 20 has a cup-shaped front housing 21 and a rear housing 22.
- the front housing 21 and the rear housing 22 are combined with each other and fastened to each other by bolts 23.
- a bottomed cylindrical metal plate 24 is inserted into the front housing 21.
- the rear housing 22 has a tubular protrusion 28 that projects to the opposite side of the front housing 21.
- a bracket 29 is fixed to the outer wall of the rear housing 22.
- the actuator 10 is fixed to the case 12 (see FIG. 1) of the transmission 11 by using the bracket 29.
- the motor 30 has a stator 31 and a rotor 34.
- the stator 31 has a stator core 32 fixed to the metal plate 24 by, for example, press fitting, and a winding 33 provided on the stator core 32.
- the rotor 34 has a rotary shaft 37 rotatably supported around the rotary shaft center AX1 by a motor side bearing 35 and a speed reducer side bearing 36, and a rotor core 38 fitted and fixed to the outside of the rotary shaft 37. ..
- the motor side bearing 35 is provided on the metal plate 24.
- the speed reducer side bearing 36 is provided on the output member 44, which will be described later.
- the speed reducer 40 includes an eccentric shaft 41, a ring gear 42, an eccentric gear 43, an output member 44, and a transmission mechanism 45.
- the eccentric shaft 41 is provided on the eccentric shaft center AX2 that is eccentric with respect to the rotation shaft center AX1, and is integrally formed with the rotation shaft 37.
- the ring gear 42 is provided coaxially with the rotation axis AX1 and is fixed to the rear housing 22.
- the eccentric gear 43 has an external tooth portion 47 that meshes with the internal tooth portion 46 of the ring gear 42, and is supported by a bearing 48 provided on the eccentric shaft 41 so as to be able to move planetarily.
- the planetary motion is a motion that revolves around the rotation axis AX1 while rotating around the eccentric axis AX2. The rotation speed of the eccentric gear 43 during planetary motion is changed with respect to the rotation speed of the rotation shaft 37.
- the output member 44 is provided coaxially with the rotation axis AX1 and is rotatably supported by a bearing 49 provided in the rear housing 22.
- the transmission mechanism 45 is composed of an engaging protrusion 51 formed in the eccentric gear 43 and an engaging hole 52 formed in the output member 44 into which the engaging protrusion 51 is inserted, and is composed of an eccentric axis AX2 of the eccentric gear 43. The rotation around it is transmitted to the output member 44.
- a rotating magnetic field is generated by switching the energizing phase of the winding 33, and the rotor 34 rotates under the magnetic attraction or repulsion force generated by the rotating magnetic field.
- the eccentric shaft 41 rotates around the rotation axis AX1 together with the rotor 34, the eccentric gear 43 makes a planetary motion, and the rotation of the eccentric gear 43 decelerated with respect to the rotation of the rotor 34 is output from the output member 44.
- the stator 31 includes a stator core 32, a plurality of windings 33, an insulator 61 interposed between the stator core 32 and the winding 33, and a plurality of windings 33 connected to the stator core 32. It is provided with a coil terminal 81.
- the stator core 32 is composed of a plurality of metal plates laminated in the axial direction.
- the stator core 32 has an annular yoke 55 fixed to the inner wall of the tubular portion 25 of the front housing 21, and a plurality of teeth 56 formed so as to project radially inward from the yoke 55.
- the insulator 61 includes a yoke insulating portion 62 provided on both ends in the axial direction of the yoke 55 and an inner wall on the inner side in the radial direction, and a portion around the teeth 56 (that is, other than the tip surface of the teeth 56).
- the plurality of windings 33 include a U-phase winding 33u, a V-phase winding 33v, and a W-phase winding 33w.
- winding 33 when each winding is not distinguished, it is simply described as "winding 33".
- the winding 33 has a coil 71 wound around the teeth 56, that is, around the teeth insulating portion 63 of the insulator 61.
- One winding 33 consists of one electric wire and has four coils 71 between one end 72 and the other end 73 thereof.
- a crossover line 74 is provided between the coils 71. Since one coil 71 is provided in one tooth 56, one winding 33 is provided over four teeth 56.
- the U-phase winding 33u has coils 71u11, 71u12, 71u21, and 71u22.
- the V-phase winding 33v has coils 71v11, 71v12, 71v21, 71v22.
- the W-phase winding 33w has coils 71w11, 71w12, 71w21 and 71w22.
- the coils 71u11 and 71u12 which are the first coil groups from one end 72 to the intermediate 74c
- the second coils 71u21, 71u22 which are the second coils from the intermediate 74c to the other end 73, are in parallel. Is located in.
- the first coil group and the second coil group are arranged in parallel.
- twelve teeth 56 are provided, and one coil 71 is provided for each tooth 56.
- One winding 33 has a coil 71 for one phase.
- the yoke insulating portion 62 has a protruding locking portion 65 protruding toward the bottom 26 side of the front housing 21.
- the locking portion 65 locks the crossover line 74.
- the locking portion 65 is integrally provided with the insulator 61.
- "provided integrally” or “held integrally” means that two related parts are composed of the same member.
- the actuator 10 includes a magnet 57 provided in the rotor core 38, an element for detecting the rotational position of the rotor 34, a magnetic sensor 58 for detecting the magnetism of the magnet 57, and magnetism.
- a control board 59 on which a sensor 58 is mounted is provided.
- the front housing 21 has a bottom portion 26, a cylinder portion 25, and a connector portion 27 constituting a resin main body portion.
- the connector portion 27 is formed on the outside of the tubular portion 25.
- An external connector 17 is detachably connected to the connector portion 27.
- the external connector 17 holds a power supply terminal 18 and a signal terminal 19.
- the front housing 21 includes a plurality of motor terminals 91 as external connection terminals that are connected to the coil terminal 81 and can be directly connected to the external power supply terminal 18. It has a plurality of sensor terminals 95 that are connected to the control board 59 and can be connected to the external signal terminal 19.
- the motor terminal 91 and the sensor terminal 95 are inserted into the main body portion of the front housing 21, and extend from the bottom portion 26 to the connector portion 27 through the tubular portion 25. In the first embodiment, the motor terminal 91 and the sensor terminal 95 are inserted into the front housing 21 while being held by the primary molded body 99.
- a terminal holding portion 67 for holding the coil terminal 81, and one end 72 and the other end 73 of the winding 33 are provided on the bottom 26 side of the front housing 21 of the flange portions 64.
- a winding holding portion 68 for holding is provided on the bottom 26 side of the front housing 21 of the flange portions 64.
- the terminal holding portion 67 has a hole into which the coil terminal 81 can be inserted.
- the winding holding portion 68 is a protrusion protruding from the bottom 26 side of the flange portion 64.
- the terminal holding portion 67 and the winding holding portion 68 are integrally provided on the insulator 61.
- the coil terminal 81 is electrically connected to the held portion 82 held by the terminal holding portion 67, the winding connecting portion 84 electrically connected to the winding 33, and the motor terminal 91 in contact with each other. It has a contact portion 85.
- the plurality of coil terminals 81 include a first coil terminal 811 having a first winding connection portion 841 connected to one end portion 72 and the other end portion 73, and one winding 33. Includes a second coil terminal 812 having a second winding connection 842 connected to an intermediate portion 74c between the two coils 71 included in.
- the shape of the first coil terminal 811 and the shape of the second coil terminal 812 are the same.
- winding connection portion 84 when each coil terminal is not distinguished, it is simply described as "winding connection portion 84".
- One coil terminal 81 is provided for each of the six teeth 56. Of the six coil terminals 81, one end 72 and the other end 73 are connected to the three first coil terminals 811 and the intermediate portion 74c is connected to the three second coil terminals 812. One end 72 and the other end 73 included in one winding 33 are connected to the same first winding connection portion 841.
- the coil terminals 81 are provided at the end of the winding 33 and the intermediate portion 74c, respectively, and two coil terminals 81 are provided for each phase of the winding.
- One end 72 which is the winding start portion of the winding 33, extends from the winding holding portion 68 to the teeth 56 through the first winding connecting portion 841.
- the other end 73 which is the winding end portion of the winding 33, extends from the teeth 56 through the first winding connecting portion 841 to the winding holding portion 68.
- one end portion 72 has a first winding portion 75 that is wound and held around the winding holding portion 68 by one or more turns.
- the winding holding portion 68 is a protrusion protruding inward in the radial direction from one side in the axial direction of the flange portion 64.
- the winding holding portion 68 has a plurality of engaging grooves 86 formed so as to line up in a predetermined direction (that is, the radial direction which is the protruding direction of the winding holding portion 68).
- the engaging groove 86 is formed over the entire winding direction.
- the plurality of engaging grooves 86 are connected to each other to form a spiral.
- the first winding portion 75 is aligned and wound so as to engage with the engaging groove 86.
- the other end portion 73 has a second winding portion 76 that is wound and held around the winding holding portion 68 by one or more turns.
- the second winding portion 76 is aligned and wound side by side with the first winding portion 75 so as to engage with the engaging groove 86.
- the first winding portion 75 and the second winding portion 76 included in one winding 33 are wound and held around the same winding holding portion 68.
- the winding holding portion 68 is arranged so as to be aligned on one side in the axial direction with respect to the rotor 34.
- the corner portion on the other side in the axial direction is defined as the rotor side corner portion 69.
- the radius of curvature of the rotor side corner portion 69 is larger than the wire diameter of the winding 33.
- the teeth 56 are formed so as to protrude inward in the radial direction from the yoke 55.
- the winding holding portion 68 is formed so as to protrude inward in the radial direction like the teeth 56.
- the winding connection portion 84 is located on one side in the axial direction with respect to the winding holding portion 68, and is also located on one side in the axial direction with respect to the tooth insulating portion 63. Further, the winding connection portion 84 is located between the winding holding portion 68 and the winding 33 in the radial direction.
- the motor terminal 91 has a contacted portion 92 that is axially abutted against the abutting portion 85 of the coil terminal 81 while extending in a direction perpendicular to the axial direction.
- the coil terminal 81 is directly connected to the motor terminal 91 without a connection component such as a bus bar.
- the contact portion 85 and the contacted portion 92 are connected by welding.
- the joint portion between the contact portion 85 and the contact portion 92 will be referred to as a “welded portion”.
- the winding holding portion 68 and the winding connecting portion 84 are arranged radially inside the coil 71, and the welded portion is arranged radially inside the tooth tip of the stator core 32.
- the winding holding portion 68 and the winding connecting portion 84 are formed on the bottom portion 26 side in the axial direction with respect to the held portion 82.
- the contact portion 85 is formed so as to extend radially inward from the tip of the winding holding portion 68.
- the winding holding portion 68 and the winding connecting portion 84 are respectively branched from the held portion 82.
- the winding 33 is manufactured by nozzle winding. Specifically, the electric wire is wound around the winding holding portion 68 of the first coil terminal 811, passed through the first winding connecting portion 841, and then wound around the first tooth insulating portion 63. Subsequently, the electric wire drawn from the first teeth insulating portion 63 is locked to the locking portion 65, and then wound around the second teeth insulating portion 63. Subsequently, the electric wire drawn from the second teeth insulation portion 63 is passed through the second winding connection portion 842 of the second coil terminal 812, locked to the locking portion 65, and then the third teeth insulation portion. Wind around 63.
- the electric wire drawn from the third tooth insulating portion 63 is locked to the locking portion 65, and then wound around the fourth tooth insulating portion 63.
- the electric wire drawn from the fourth tooth insulating portion 63 is passed through the first winding connecting portion 841, and then wound next to the first winding portion 75 in the first winding holding portion 681.
- the first winding connection portion 841 and the one end portion 72 and the other end portion 73 are connected by, for example, fusing.
- the second winding connection portion 842 and the intermediate portion 74c are also connected by, for example, fusing.
- the winding work is performed across multiple slots.
- the locking portion 65 arranged on the outer peripheral portion of the stator 31 and the winding holding portion 68 and the winding connecting portion 84 arranged on the inner peripheral portion are used, the number of winding layers of the electric wire around the teeth insulating portion 63 is determined. By making it an odd number, perfect alignment winding is realized.
- the first and third layers of the winding 33 are wound from the radial inside to the outside, and the second layer is wound from the radial outside to the inside.
- the stator 31 is one of a stator core 32 having a plurality of teeth 56, a plurality of windings 33 having a coil 71 wound around the teeth 56, and a winding 33. It includes a plurality of winding holding portions 68 for holding the portions, and a plurality of coil terminals 81 having a winding connecting portion 84 connected to the winding 33.
- the one end 72 and the other end 73 are wound and held around the same winding holding portion 68.
- the winding 33 has four coils 71 between one end 72 and the other end 73.
- one winding 33 is provided over two or more teeth 56, so that it is not necessary to provide two coil terminals for each tooth as in the conventional case, and the number of coil terminals 81 and the terminal processing of the winding 33 are processed. The number of times is reduced. Therefore, the number of parts and the manufacturing man-hours can be reduced. Further, since the one end 72 and the other end 73 are wound and held around the same winding holding portion 68, the winding holding portion is compared with the form in which the other end 73 is wound in a place different from the one end 72. The number of 68 is small.
- the insulator 61 integrally has a winding holding portion 68.
- the winding holding portion 68 has a plurality of engaging grooves 86 formed so as to be aligned in a predetermined direction.
- the first winding portion 75 and the second winding portion 76 are aligned and wound so as to engage with the engaging groove 86. This makes it difficult to unravel the end of the winding 33.
- the second winding portion 76 is wound side by side with the first winding portion 75.
- the insulator 61 includes a yoke insulating portion 62 provided on both ends in the axial direction and an inner wall on the inner wall in the radial direction of the yoke 55, and a teeth insulating portion 63 provided around a portion around the teeth 56.
- the teeth insulating portions 63 the flange portion 64 is provided so as to protrude in the axial direction and the circumferential direction from the tip end side of the teeth.
- the winding holding portion 68 is formed so as to protrude inward in the radial direction from one side in the axial direction of the flange portion 64.
- the radius of curvature of the rotor side corner 69 which is the other corner of the winding holding portion 68 in the axial direction, is larger than the wire diameter of the winding 33.
- the first winding connection portion 841 and the second winding connection portion 842 are arranged radially inside the coil 71. Therefore, using the winding connection portions 841 and 842 located on the inner peripheral portion of the stator 31, nozzle winding is continuously wound around two or more teeth 56 from the winding start to the winding end of the winding 33. Can be carried out. Therefore, it is possible to avoid the coil terminals 811 and 812 being provided so as to protrude outward in the radial direction while adopting a nozzle winding that can be manufactured at low cost. Therefore, an inexpensive and compact stator 31 can be obtained.
- the plurality of coil terminals 81 are included in the first coil terminal 811 having the first winding connection portion 841 connected to the one end portion 72 and the other end portion 73, and one winding 33.
- a second coil terminal 812 having a second winding connection 842 connected to an intermediate portion 74c between the two coils 71.
- the coil 71 from one end portion 72 to the intermediate portion 74c of one winding 33 and the coil 71 from the intermediate portion 74c to the other end portion 73. are arranged in parallel. Therefore, as in the case of winding the windings in series, while performing nozzle winding in which the windings 33 are continuously wound around two or more teeth 56 from the winding start to the winding end, the process is in progress. By passing the winding 33 through the second coil terminal 812, a parallel circuit can be constructed.
- the two coil terminals can be replaced with one second coil terminal 812, and the windings can be replaced.
- the number of terminal processes of 33 can be reduced. Therefore, the number of parts and the manufacturing man-hours can be reduced.
- the one end portion 72 extends from the winding winding holding portion 68 to the teeth 56 through the winding winding connecting portion 84.
- the other end 73 extends from the teeth 56 through the winding connecting portion 84 to the winding holding portion 68. Therefore, by passing the electric wire through the winding connection portion 84 in the winding process of the winding 33, the operation of the winding 33 becomes unnecessary in the connection process between the winding connection portion 84 and the winding 33, and only crimping is performed. Therefore, the connection process can be simplified.
- the tooth 56 is formed so as to protrude inward in the radial direction from the yoke 55.
- the winding holding portion 68 is formed so as to protrude inward in the radial direction like the teeth 56. Therefore, in the winding process of the winding 33, after winding the electric wire around the winding holding portion 68, it is possible to smoothly shift to winding around the teeth insulating portion 63 without changing the winding direction. Further, after the winding of the fourth tooth insulating portion 63, the winding to the winding holding portion 68 can be smoothly performed.
- the winding connection portion 84 is located on one side in the axial direction with respect to the winding holding portion 68, and is also located on one side in the axial direction with respect to the tooth insulating portion 63. Further, the winding connection portion 84 is located between the winding holding portion 68 and the winding 33 in the radial direction. Therefore, when the electric wire is wound around the winding holding portion 68 in the winding process of the winding 33 and then the winding is shifted to the teeth insulating portion 63, the electric wire is smoothly hooked on the winding connecting portion 84 without changing the winding direction. be able to.
- the one end portion 72 and the other end portion 73 included in one winding 33 are connected to the same first winding connection portion 841.
- the first winding portion 75 and the second winding portion 76 included in one winding 33 are held by the same winding holding portion 68.
- the two coil terminals can be replaced with one first coil terminal 811 not only on the intermediate portion 74c side but also on the end portion side as compared with the conventional form, and the number of terminal processing of the winding 33 can be reduced. Can be reduced. Therefore, the number of parts and the manufacturing man-hours can be further reduced.
- the engaging grooves 86 of the winding holding portion 68 are formed on the other side of the winding holding portion 68 in the axial direction and on both sides in the circumferential direction. In this way, the engaging groove 86 may be formed in a part of the winding direction. Nevertheless, the first winding portion 75 and the second winding portion 76 can be neatly aligned and wound, and the deviation of the first winding portion 75 and the second winding portion 76 can be suppressed.
- the engaging grooves 86 of the winding holding portion 68 are formed on one side of the winding holding portion 68 in the axial direction and on both sides in the circumferential direction. In this way, the engaging groove 86 may be formed in a part of the winding direction. In the third embodiment, the same effect as in the second embodiment can be obtained.
- the engaging groove 86 of the winding holding portion 68 is formed at the corner portion of the winding holding portion 68. In this way, the engaging groove 86 may be formed in a part of the winding direction. In particular, by providing the engaging groove 86 at the corner of the winding holding portion 68 where the first winding portion 75 and the second winding portion 76 are easily displaced, the first winding portion 75 and the second winding portion 76 are displaced. Can be effectively suppressed.
- the engaging groove 86 of the winding holding portion 68 is formed at the corner portion on the other side in the axial direction of the winding holding portion 68. In this way, the engaging groove 86 may be formed in a part of a plurality of corner portions of the winding holding portion 68. Although the engaging grooves 86 are provided at the corners of the winding holding portion 68 where the first winding portion 75 and the second winding portion 76 are easily displaced, by limiting the number thereof, molding can be facilitated. ..
- the engagement groove 86 of the winding holding portion 68 is formed at one corner of the winding holding portion 68 in the axial direction. In this way, the engaging groove 86 may be formed in a part of a plurality of corner portions of the winding holding portion 68. In the sixth embodiment, the same effect as in the fifth embodiment can be obtained.
- the coil terminal 81 has a winding holding portion 83 that holds one end 72 and the other end 73 of the winding 33.
- the winding holding portion 83 is integrally provided with the coil terminal 81.
- the first winding portion 75 is aligned and wound so as to engage with the engaging groove 86.
- the second winding portion 76 is wound so as to overlap the first winding portion 75.
- the second winding portion 76 is aligned and wound so as to engage with the recess 77 formed between the lines of the first winding portion 75.
- the first winding portion 75 and the second winding portion 76 included in one winding 33 are held by the same winding holding portion 83.
- the first winding portion 75 in the first winding holding portion 831 is wrapped so that it overlaps on top of it.
- the one end portion 72 has the first winding portion 75 wound around the winding holding portion 83.
- the other end portion 73 has a second winding portion 76 wound so as to overlap the first winding portion 75. Since the other end 73 is wound on the one end 72 in this way, the end of the winding 33 is difficult to unravel.
- the second winding portion 76 is aligned and wound so as to engage with the recess 77 formed between the lines of the first winding portion 75. This makes the end of the winding 33 more difficult to unravel.
- the winding holding portion 83 may be formed at a portion extending straight in the axial direction from the held portion 82.
- the winding holding portion 83 is formed so as to extend in the circumferential direction, and even if the alignment direction of the first winding portion 75 and the second winding portion 76 is the circumferential direction. good.
- the winding holding portion 83 is a portion in the middle from the held portion 82 to the winding connecting portion 84, and is a portion extending straight in the axial direction from the held portion 82. It may be formed.
- the winding holding portion 83 may be formed at a portion in the middle from the held portion 82 to the winding connecting portion 84, and may be formed at a portion extending in the circumferential direction.
- the direction in which the winding 33 passes through the winding connecting portion 84 is not limited to the circumferential direction, and may be another direction such as an axial direction.
- the winding holder may not have an engaging groove.
- the shape of the first coil terminal and the shape of the second coil terminal may be different.
- the shape of the first winding connection portion and the shape of the second winding connection portion may be different.
- the second coil terminal does not have to be provided with a winding holding portion.
- the winding holding portion is not limited to a part of the coil terminal or the insulator, but may be a part of other members.
- the extending direction of the winding holding portion is not limited to the axial direction, but may be a radial direction, a circumferential direction, or a direction other than that.
- three or less or five or more coils may be provided between one end and the other end of the winding.
- the winding may have two or more coils between one end and the other end.
- the joining between the coil terminal and the motor terminal is not limited to welding, but may be performed by other methods such as pressure welding or soldering.
- the connector portion of the front housing may be divided into two or more.
- the number of teeth is not limited to 12, and may be any other number.
- the number of winding phases is not limited to three, and may be any other phase.
- the stator is not limited to a motor and may be applied to a generator.
Landscapes
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- Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
Abstract
ステータ(31)は、複数のティース(56)を有するステータコア(32)と、ティース(56)の周りに巻かれてなるコイル(71)を有する複数の巻線(33)と、巻線(33)の一部を保持する複数の巻線保持部(68、83)と、巻線(33)に接続された巻線接続部(84)を有する複数のコイルターミナル(81)とを備える。巻線(33)の一端部(72)および他端部(73)は、同一の巻線保持部(68)に巻き付けられて保持されている。巻線(33)は、一端部(72)から他端部(73)までの間に2つ以上のコイル(71)を有する。
Description
本出願は、2020年7月14日に出願された特許出願番号2020-120690号、及び、2021年5月18日に出願された特許出願番号2021-084096号に基づくものであり、ここにその記載内容を援用する。
本開示は、ステータに関する。
特許文献1に開示されたインナーロータ型回転電機のステータでは、巻線は各ティースに1つずつ設けられている。巻線の一端部は、1つのティースに設けられた2つのコイルターミナルのうちの一方のコイルターミナルに接続され、巻線の他端部は、他方のコイルターミナルに接続されている。
巻線を各ティースに1つずつ設ける場合、ティース毎に2つのコイルターミナルが必要になる。また、巻線の端部をコイルターミナルに接続する端末処理の回数も多くなる。そのため、部品点数および製造工数が多くなる。本開示の目的は、部品点数および製造工数を低減できるステータを提供することである。
本開示は、回転電機のステータであって、複数のティースを有するステータコアと、ティースの周りに巻かれてなるコイルを有する複数の巻線と、巻線の一部を保持する複数の巻線保持部と、巻線に接続された巻線接続部を有する複数のコイルターミナルとを備える。巻線の一端部および他端部は、同一の巻線保持部に巻き付けられて保持されている。巻線は、一端部から他端部までの間に2つ以上のコイルを有する。
これにより1つの巻線が2つ以上のティースに渡って設けられるため、従来のようにティース毎に2つのコイルターミナルを設ける必要がなく、コイルターミナルの数および巻線の端末処理の回数が減る。そのため、部品点数および製造工数を低減できる。また、一端部と他端部が同一の巻線保持部に巻き付けられるため、他端部を一端部とは別の場所に巻き付ける形態と比べて巻線保持部の数が少なくて済む。
本開示についての上記目的及びその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図1は、第1実施形態のステータを備える回転式アクチュエータが適用されたシフトバイワイヤシステムを説明する模式図であり、
図2は、図1の回転式アクチュエータの断面図であり、
図3は、図2のステータおよび制御基板を矢印III方向から見た図であり、
図4は、図2のステータの要部拡大図であり、
図5は、図4のステータを矢印V方向から見た図であり、
図6は、図3の巻線およびコイルターミナルを模式的に示す図であり、
図7は、図2のステータ、モータターミナルおよびセンサターミナルを矢印VII方向から見た図であり、
図8は、図4の巻線保持部および巻付部の断面図であり、
図9は、図5の巻線保持部の断面図であり、
図10は、第2実施形態のステータにおける巻線保持部の断面図であって、第1実施形態の図9に相当する図であり、
図11は、第3実施形態のステータにおける巻線保持部の断面図であって、第1実施形態の図9に相当する図であり、
図12は、第4実施形態のステータにおける巻線保持部の断面図であって、第1実施形態の図9に相当する図であり、
図13は、第5実施形態のステータにおける巻線保持部の断面図であって、第1実施形態の図9に相当する図であり、
図14は、第6実施形態のステータにおける巻線保持部の断面図であって、第1実施形態の図9に相当する図であり、
図15は、第7実施形態のステータの要部を示す図であって、第1実施形態の図5に相当する図であり、
図16は、図15の巻線保持部および巻付部の断面図であり、
図17は、第8実施形態のステータにおけるコイルターミナルを示す図であって、第7実施形態の図16に相当する図であり、
図18は、第9実施形態のステータにおけるコイルターミナルを示す図であって、第7実施形態の図16に相当する図であり、
図19は、第10実施形態のステータにおけるコイルターミナルを示す図であって、第7実施形態の図16に相当する図であり、
図20は、第11実施形態のステータにおけるコイルターミナルを示す図であって、第7実施形態の図16に相当する図であり、
図21は、第12実施形態のステータにおけるコイルターミナルを示す図であって、第7実施形態の図16に相当する図である。
以下、ステータの複数の実施形態を図面に基づき説明する。実施形態同士で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
[第1実施形態]
図1に示すように、第1実施形態のインナーロータ型回転電機としてのモータ30は、回転式アクチュエータ(以下、アクチュエータ)10に備えられる。アクチュエータ10は、車両用変速機11のケース12の外壁に固定され、シフトバイワイヤシステム13の動力源として用いられる。シフトバイワイヤシステム13は、制御装置15がシフト操作装置14からの指令信号に応じてアクチュエータ10を制御することにより、変速機11のシフトレンジ切替機構16を作動させてシフトレンジを切り替える。
図1に示すように、第1実施形態のインナーロータ型回転電機としてのモータ30は、回転式アクチュエータ(以下、アクチュエータ)10に備えられる。アクチュエータ10は、車両用変速機11のケース12の外壁に固定され、シフトバイワイヤシステム13の動力源として用いられる。シフトバイワイヤシステム13は、制御装置15がシフト操作装置14からの指令信号に応じてアクチュエータ10を制御することにより、変速機11のシフトレンジ切替機構16を作動させてシフトレンジを切り替える。
(アクチュエータ)
先ず、アクチュエータ10の全体構成について図2を参照して説明する。アクチュエータ10は、ハウジング20、モータ30および減速機40を備える。
先ず、アクチュエータ10の全体構成について図2を参照して説明する。アクチュエータ10は、ハウジング20、モータ30および減速機40を備える。
ハウジング20は、カップ状のフロントハウジング21およびリアハウジング22を有する。フロントハウジング21およびリアハウジング22は、開口部同士が組み合わされてボルト23により互いに締結されている。フロントハウジング21には、有底筒状の金属プレート24がインサートされている。リアハウジング22は、フロントハウジング21とは反対側に突き出す筒状突出部28を有する。リアハウジング22の外壁にはブラケット29が固定されている。アクチュエータ10は、ブラケット29を用いて変速機11のケース12(図1参照)に固定される。
モータ30は、ステータ31およびロータ34を有する。ステータ31は、金属プレート24に例えば圧入等により固定されたステータコア32と、ステータコア32に設けられた巻線33とを有する。ロータ34は、モータ側軸受35および減速機側軸受36により回転軸心AX1まわりに回転可能に支持された回転軸37と、回転軸37の外側に嵌合して固定されたロータコア38とを有する。モータ側軸受35は、金属プレート24に設けられている。減速機側軸受36は、後述の出力部材44に設けられている。
減速機40は、偏心軸41、リングギア42、偏心ギア43、出力部材44および伝達機構45を備える。偏心軸41は、回転軸心AX1に対して偏心する偏心軸心AX2上に設けられ、回転軸37と一体に形成されている。リングギア42は、回転軸心AX1と同軸上に設けられ、リアハウジング22に固定されている。偏心ギア43は、リングギア42の内歯部46と噛み合う外歯部47を有し、偏心軸41に設けられた軸受48により遊星運動可能に支持されている。遊星運動とは、偏心軸心AX2まわりに自転しつつ回転軸心AX1まわりに公転する運動のことである。遊星運動時の偏心ギア43の自転速度は、回転軸37の回転速度に対して変速させられる。
出力部材44は、回転軸心AX1と同軸上に設けられ、リアハウジング22に設けられた軸受49により回転可能に支持されている。伝達機構45は、偏心ギア43に形成された係合突起51と、出力部材44に形成され、係合突起51が挿入された係合孔52とから構成され、偏心ギア43の偏心軸心AX2まわりの回転を出力部材44に伝達する。
アクチュエータ10では、巻線33の通電相が切り替えられることにより回転磁界が発生し、この回転磁界により生じる磁気的吸引力または反発力を受けてロータ34が回転する。ロータ34と共に偏心軸41が回転軸心AX1まわりに回転すると偏心ギア43が遊星運動し、ロータ34の回転に対して減速させられた偏心ギア43の回転が出力部材44から出力される。
(ステータ)
次に、ステータ31およびその配線について図2~図7を参照して説明する。以下の説明において、回転軸心AX1に平行な方向のことを単に「軸方向」と記載し、回転軸心AX1まわりの方向のことを単に「周方向」と記載し、回転軸心AX1に直交する方向のことを単に「径方向」と記載する。また、アクチュエータ10の構成要素に対して外側の部分のことを「外部」と記載する。
次に、ステータ31およびその配線について図2~図7を参照して説明する。以下の説明において、回転軸心AX1に平行な方向のことを単に「軸方向」と記載し、回転軸心AX1まわりの方向のことを単に「周方向」と記載し、回転軸心AX1に直交する方向のことを単に「径方向」と記載する。また、アクチュエータ10の構成要素に対して外側の部分のことを「外部」と記載する。
図2および図3に示すように、ステータ31は、ステータコア32と、複数の巻線33と、ステータコア32と巻線33との間に介在するインシュレータ61と、巻線33に接続された複数のコイルターミナル81とを備える。
ステータコア32は、軸方向に積層された複数枚の金属板から構成されている。ステータコア32は、フロントハウジング21の筒部25の内壁に固定された環状のヨーク55と、ヨーク55から径方向内側に突き出すように形成された複数のティース56とを有する。
図3~図5に示すように、インシュレータ61は、ヨーク55の軸方向両端および径方向内側の内壁に設けられたヨーク絶縁部62と、ティース56の周りの部分(すなわちティース56の先端面以外の部分)に設けられたティース絶縁部63と、ティース絶縁部63のうちティース先端側から軸方向および周方向に突き出すように設けられたフランジ部64とを有し、ステータコア32に組み付けられている。
図3および図6に示すように、複数の巻線33は、U相巻線33u、V相巻線33v、およびW相巻線33wを含む。以下、各巻線を区別しない場合、単に「巻線33」と記載する。
巻線33は、ティース56の周り、すなわちインシュレータ61のティース絶縁部63に巻かれてなるコイル71を有する。1つの巻線33は、1本の電線からなり、その一端部72から他端部73までの間に4つのコイル71を有する。各コイル71間には渡り線74が設けられている。1つのティース56に1つのコイル71が設けられることから、1つの巻線33は4つのティース56に渡って設けられている。
U相巻線33uはコイル71u11、71u12、71u21、71u22を有する。V相巻線33vはコイル71v11、71v12、71v21、71v22を有する。W相巻線33wはコイル71w11、71w12、71w21、71w22を有する。U相巻線33uにおいて、一端部72から中間部74cまでの第1コイル群であるコイル71u11、71u12と、中間部74cから他端部73までの第2コイル群である71u21、71u22とが並列に配置されている。V相巻線33vおよびW相巻線33wにおいても同様に、第1コイル群と第2コイル群とが並列に配置されている。第1実施形態では、ティース56が12個設けられており、ティース56毎に1つのコイル71が設けられている。1つの巻線33が1相分のコイル71を持っている。
図2~図4に示すように、ヨーク絶縁部62は、フロントハウジング21の底部26側に突き出す突起状の係止部65を有する。係止部65は、渡り線74を係止している。第1実施形態では、係止部65はインシュレータ61に一体に設けられている。本明細書において、「一体に設ける」または「一体に有する」とは、関連する2つの部位が同一部材から構成されることを意味する。
図2および図3に示すように、アクチュエータ10は、ロータコア38に設けられた磁石57と、ロータ34の回転位置を検出する素子であって、磁石57の磁気を検出する磁気センサ58と、磁気センサ58を実装した制御基板59とを備える。
図2に示すように、フロントハウジング21は、樹脂製の本体部を構成する底部26、筒部25およびコネクタ部27を有する。コネクタ部27は、筒部25の外側に形成されている。コネクタ部27には、外部コネクタ17が着脱可能に接続される。外部コネクタ17は、電源端子18および信号端子19を保持している。
図2、図4、図5および図7に示すように、フロントハウジング21は、コイルターミナル81に接続され、外部の電源端子18に直接接続可能な外部接続ターミナルとしての複数のモータターミナル91と、制御基板59に接続され、外部の信号端子19に接続可能な複数のセンサターミナル95とを有する。モータターミナル91およびセンサターミナル95は、フロントハウジング21の本体部にインサートされており、底部26から筒部25を通ってコネクタ部27まで延びている。第1実施形態では、モータターミナル91およびセンサターミナル95は、一次成形体99に保持された状態でフロントハウジング21にインサートされる。
図2~図5に示すように、フランジ部64のうちフロントハウジング21の底部26側には、コイルターミナル81を保持するターミナル保持部67と、巻線33の一端部72および他端部73を保持する巻線保持部68とが設けられている。ターミナル保持部67は、コイルターミナル81を挿入可能な穴を有する。巻線保持部68は、フランジ部64の底部26側から突き出す突起である。第1実施形態では、ターミナル保持部67および巻線保持部68はインシュレータ61に一体に設けられている。
コイルターミナル81は、ターミナル保持部67に保持された被保持部82と、巻線33に電気的に接続された巻線接続部84と、モータターミナル91に当接して電気的に接続された当接部85とを有する。
図3~図6に示すように、複数のコイルターミナル81は、一端部72および他端部73に接続された第1巻線接続部841を有する第1コイルターミナル811と、1つの巻線33に含まれる2つのコイル71間の中間部74cに接続された第2巻線接続部842を有する第2コイルターミナル812とを含む。第1実施形態では、第1コイルターミナル811の形状と第2コイルターミナル812の形状は同じである。以下、各コイルターミナルを区別しない場合、単に「コイルターミナル81」と記載する。また、各巻線接続部を区別しない場合、単に「巻線接続部84」と記載する。
コイルターミナル81は、6個のティース56にそれぞれ1つずつ設けられている。6個のコイルターミナル81のうち、3個の第1コイルターミナル811には一端部72および他端部73が接続され、3個の第2コイルターミナル812には中間部74cが接続されている。1つの巻線33に含まれる一端部72および他端部73は、同一の第1巻線接続部841に接続されている。
コイルターミナル81は、巻線33の端部と中間部74cとにそれぞれ設けられており、巻線1相あたり2つ設けられている。巻線33の巻始め部分である一端部72は、巻線保持部68から第1巻線接続部841を通ってティース56まで延びている。巻線33の巻終わり部分である他端部73は、ティース56から第1巻線接続部841を通って巻線保持部68まで延びている。
図4、図5、図8、図9に示すように、一端部72は、巻線保持部68に1周以上巻き付けられて保持された第1巻付部75を有する。巻線保持部68は、フランジ部64のうち軸方向の一方側から径方向内側に突き出す突起である。巻線保持部68は、所定の方向(すなわち巻線保持部68の突出方向である径方向)に並ぶように形成された複数の係合溝86を有する。第1実施形態では、係合溝86は巻き方向の全域に形成されている。複数の係合溝86は、互いに繋がって螺旋状になっている。第1巻付部75は、係合溝86に係合するように整列巻きされている。他端部73は、巻線保持部68に1周以上巻き付けられて保持された第2巻付部76を有する。第2巻付部76は、第1巻付部75と横並びで係合溝86に係合するように整列巻きされている。1つの巻線33に含まれる第1巻付部75および第2巻付部76は、同一の巻線保持部68に巻き付けられて保持されている。
巻線保持部68は、ロータ34に対して軸方向の一方に並ぶように配置されている。巻線保持部68の径方向に直交する断面において、軸方向の他方側の角部のことをロータ側角部69と定義する。ロータ側角部69の曲率半径は巻線33の線径よりも大きくなっている。
ティース56は、ヨーク55から径方向内側に突き出すように形成されている。巻線保持部68は、ティース56と同じく径方向内側に突き出すように形成されている。巻線接続部84は、巻線保持部68に対して軸方向の一方側に位置するとともに、ティース絶縁部63に対しても軸方向の一方側に位置する。また、巻線接続部84は、径方向において巻線保持部68と巻線33との間に位置する。
図2~図5に示すように、モータターミナル91は、軸方向に垂直な方向に延びつつコイルターミナル81の当接部85に軸方向に当接された被当接部92を有する。コイルターミナル81は、バスバー等の結線部品を介すことなくモータターミナル91に直接結合している。第1実施形態では、当接部85と被当接部92とは溶接により結合されている。以下、当接部85と被当接部92との結合部のことを「溶接部」と記載する。
巻線保持部68および巻線接続部84はコイル71よりも径方向内側に配置されており、溶接部はステータコア32のティース先端よりも径方向内側に配置されている。具体的には、巻線保持部68および巻線接続部84は、被保持部82に対して軸方向の底部26側に形成されている。当接部85は、巻線保持部68の先端から径方向内側に延びるように形成されている。第1実施形態では、巻線保持部68と巻線接続部84は、被保持部82からそれぞれ分岐して設けられている。
巻線33はノズル巻きで製造されている。具体的には、電線を第1コイルターミナル811の巻線保持部68に巻き付けて第1巻線接続部841に通した後、1つ目のティース絶縁部63に巻回する。続いて、1つ目のティース絶縁部63から引き出した電線を係止部65に係止させた後、2つ目のティース絶縁部63に巻回する。続いて、2つ目のティース絶縁部63から引き出した電線を第2コイルターミナル812の第2巻線接続部842に通し、係止部65に係止させた後、3つ目のティース絶縁部63に巻回する。続いて、3つ目のティース絶縁部63から引き出した電線を係止部65に係止させた後、4つ目のティース絶縁部63に巻回する。最後、4つ目のティース絶縁部63から引き出した電線を最初の第1巻線接続部841に通した後、最初の第1巻線保持部681において第1巻付部75の隣に巻き付ける。第1巻線接続部841と一端部72および他端部73は、例えばヒュージング等により接続される。第2巻線接続部842と中間部74cも同様に、例えばヒュージング等により接続される。
上述のように複数のスロット間を跨いで巻回作業が行われる。ステータ31の外周部に配置された係止部65と、内周部に配置された巻線保持部68および巻線接続部84とを用いる場合、ティース絶縁部63への電線の巻き層数を奇数にすることで、完全整列巻きが実現する。巻線33の一層目と三層目は径方向内側から外側に向かって巻き付けられ、二層目は径方向外側から内側に向かって巻き付けられる。
(効果)
以上説明したように第1実施形態では、ステータ31は、複数のティース56を有するステータコア32と、ティース56の周りに巻かれてなるコイル71を有する複数の巻線33と、巻線33の一部を保持する複数の巻線保持部68と、巻線33に接続された巻線接続部84を有する複数のコイルターミナル81とを備える。一端部72および他端部73は、同一の巻線保持部68に巻き付けられて保持されている。巻線33は、一端部72から他端部73までの間に4つのコイル71を有する。
以上説明したように第1実施形態では、ステータ31は、複数のティース56を有するステータコア32と、ティース56の周りに巻かれてなるコイル71を有する複数の巻線33と、巻線33の一部を保持する複数の巻線保持部68と、巻線33に接続された巻線接続部84を有する複数のコイルターミナル81とを備える。一端部72および他端部73は、同一の巻線保持部68に巻き付けられて保持されている。巻線33は、一端部72から他端部73までの間に4つのコイル71を有する。
これにより1つの巻線33が2つ以上のティース56に渡って設けられるため、従来のようにティース毎に2つのコイルターミナルを設ける必要がなく、コイルターミナル81の数および巻線33の端末処理の回数が減る。そのため、部品点数および製造工数を低減できる。また、一端部72と他端部73が同一の巻線保持部68に巻き付けられて保持されるため、他端部73を一端部72とは別の場所に巻き付ける形態と比べて巻線保持部68の数が少なくて済む。
また、第1実施形態では、インシュレータ61は、巻線保持部68を一体に有する。巻線保持部68は、所定の方向に並ぶように形成された複数の係合溝86を有する。第1巻付部75および第2巻付部76は、係合溝86に係合するように整列巻きされている。これにより、巻線33の端部が解けにくくなる。
また、第1実施形態では、第2巻付部76は第1巻付部75と横並びで整列巻きされている。これにより、巻線33の一端部72および他端部73を同じ箇所に巻き付けつつ、巻き膨らみ方向のサイズアップが抑制されるので、軸方向の周辺部材との干渉を回避することができる。そのため、ステータ31の軸方向体格の低減が可能となる。
また、第1実施形態では、インシュレータ61は、ヨーク55の軸方向両端および径方向内側の内壁に設けられたヨーク絶縁部62と、ティース56の周りの部分に設けられたティース絶縁部63と、ティース絶縁部63のうちティース先端側から軸方向および周方向に突き出すように設けられたフランジ部64とを有する。巻線保持部68は、フランジ部64のうち軸方向の一方側から径方向内側に突き出すように形成されている。巻線保持部68の軸方向の他方側の角部であるロータ側角部69の曲率半径は、巻線33の線径よりも大きくなっている。これにより、巻線保持部68に巻き付けた一端部72および他端部73のうち軸方向の他方側、すなわちロータ34側に位置する部分がロータ34側に膨らんでしまうことを抑制できる。そのため、一端部72および他端部73が軸方向の周辺部材であるロータ34と干渉することを回避することができる。
また、第1実施形態では、第1巻線接続部841および第2巻線接続部842は、コイル71よりも径方向内側に配置されている。そのため、ステータ31の内周部に位置する巻線接続部841、842を用いて、巻線33の巻き始めから巻き終わりまでの間に2つ以上のティース56に連続して巻回するノズル巻きを実施できる。そのため、低コストで製造可能なノズル巻きを採用しつつ、コイルターミナル811、812が径方向外側に突き出すように設けられるのを回避できる。したがって、安価で小型なステータ31を得ることができる。
また、第1実施形態では、複数のコイルターミナル81は、一端部72および他端部73に接続された第1巻線接続部841を有する第1コイルターミナル811と、1つの巻線33に含まれる2つのコイル71間の中間部74cに接続された第2巻線接続部842を有する第2コイルターミナル812とを含む。
これにより第1コイルターミナル811と第2コイルターミナル812との間において、1つの巻線33の一端部72から中間部74cまでのコイル71と、中間部74cから他端部73までのコイル71とが並列に配置される。そのため、巻線を直列に巻回する場合と同様に、巻線33の巻き始めから巻き終わりまでの間に2つ以上のティース56に連続して巻回するノズル巻きを実施しつつ、その途中で巻線33を第2コイルターミナル812に通すことで、並列回路を構築できる。また、従来のように直列に巻回された2つの巻線の両端にコイルターミナルを設ける形態に対して、2つのコイルターミナルを1つの第2コイルターミナル812に置き代えることができるとともに、巻線33の端末処理の回数を少なくできる。そのため、部品点数および製造工数を低減できる。
また、第1実施形態では、一端部72は巻線保持部68から巻線接続部84を通ってティース56まで延びている。他端部73はティース56から巻線接続部84を通って巻線保持部68まで延びている。そのため、巻線33の巻回工程において電線を巻線接続部84に通すことにより、巻線接続部84と巻線33との接続工程において巻線33の操作が不要になり、圧着だけを行えば良いので、接続工程を簡素化できる。
また、第1実施形態では、ティース56は、ヨーク55から径方向内側に突き出すように形成されている。巻線保持部68は、ティース56と同じく径方向内側に突き出すように形成されている。そのため、巻線33の巻回工程において電線を巻線保持部68に巻き付けた後に巻き方向を変えることなくスムーズにティース絶縁部63への巻き付けに移行することができる。また、4つ目のティース絶縁部63の巻き付けの後にスムーズに巻線保持部68への巻き付けに移行することができる。
また、第1実施形態では、巻線接続部84は、巻線保持部68に対して軸方向の一方側に位置するとともに、ティース絶縁部63に対しても軸方向の一方側に位置する。また、巻線接続部84は、径方向において巻線保持部68と巻線33との間に位置する。そのため、巻線33の巻回工程において電線を巻線保持部68に巻き付けた後にティース絶縁部63への巻き付けに移行する際、巻き方向を変えることなくスムーズに電線を巻線接続部84に引っ掛けることができる。
また、第1実施形態では、1つの巻線33に含まれる一端部72および他端部73は、同一の第1巻線接続部841に接続されている。1つの巻線33に含まれる第1巻付部75および第2巻付部76は、同一の巻線保持部68に保持されている。これにより従来形態に対して、中間部74c側のみならず、端部側においても2つのコイルターミナルを1つの第1コイルターミナル811に置き代えることができるとともに、巻線33の端末処理の回数を少なくできる。そのため、部品点数および製造工数をさらに低減できる。
[第2実施形態]
第2実施形態では、図10に示すように巻線保持部68の係合溝86は、巻線保持部68の軸方向の他方側、および周方向の両側に形成されている。このように、係合溝86が巻き方向の一部に形成されてもよい。それでも、第1巻付部75および第2巻付部76をきれいに整列巻きすることができるとともに、第1巻付部75および第2巻付部76のずれを抑制することができる。
第2実施形態では、図10に示すように巻線保持部68の係合溝86は、巻線保持部68の軸方向の他方側、および周方向の両側に形成されている。このように、係合溝86が巻き方向の一部に形成されてもよい。それでも、第1巻付部75および第2巻付部76をきれいに整列巻きすることができるとともに、第1巻付部75および第2巻付部76のずれを抑制することができる。
[第3実施形態]
第3実施形態では、図11に示すように巻線保持部68の係合溝86は、巻線保持部68の軸方向の一方側、および周方向の両側に形成されている。このように、係合溝86が巻き方向の一部に形成されてもよい。第3実施形態では、第2実施形態と同様の効果を得ることができる
第3実施形態では、図11に示すように巻線保持部68の係合溝86は、巻線保持部68の軸方向の一方側、および周方向の両側に形成されている。このように、係合溝86が巻き方向の一部に形成されてもよい。第3実施形態では、第2実施形態と同様の効果を得ることができる
[第4実施形態]
第4実施形態では、図12に示すように巻線保持部68の係合溝86は、巻線保持部68の角部に形成されている。このように、係合溝86が巻き方向の一部に形成されてもよい。特に第1巻付部75および第2巻付部76がずれやすい巻線保持部68の角部に係合溝86を設けることで、第1巻付部75および第2巻付部76のずれを効果的に抑制することができる。
第4実施形態では、図12に示すように巻線保持部68の係合溝86は、巻線保持部68の角部に形成されている。このように、係合溝86が巻き方向の一部に形成されてもよい。特に第1巻付部75および第2巻付部76がずれやすい巻線保持部68の角部に係合溝86を設けることで、第1巻付部75および第2巻付部76のずれを効果的に抑制することができる。
[第5実施形態]
第5実施形態では、図13に示すように巻線保持部68の係合溝86は、巻線保持部68の軸方向の他方側の角部に形成されている。このように、係合溝86が巻線保持部68の複数の角部の一部に形成されてもよい。第1巻付部75および第2巻付部76がずれやすい巻線保持部68の角部に係合溝86を設けつつも、その数を限定することで、成形を容易にすることができる。
第5実施形態では、図13に示すように巻線保持部68の係合溝86は、巻線保持部68の軸方向の他方側の角部に形成されている。このように、係合溝86が巻線保持部68の複数の角部の一部に形成されてもよい。第1巻付部75および第2巻付部76がずれやすい巻線保持部68の角部に係合溝86を設けつつも、その数を限定することで、成形を容易にすることができる。
[第6実施形態]
第6実施形態では、図14に示すように巻線保持部68の係合溝86は、巻線保持部68の軸方向の一方側の角部に形成されている。このように、係合溝86が巻線保持部68の複数の角部の一部に形成されてもよい。第6実施形態では、第5実施形態と同様の効果を得ることができる。
第6実施形態では、図14に示すように巻線保持部68の係合溝86は、巻線保持部68の軸方向の一方側の角部に形成されている。このように、係合溝86が巻線保持部68の複数の角部の一部に形成されてもよい。第6実施形態では、第5実施形態と同様の効果を得ることができる。
[第7実施形態]
第7実施形態では、図15、図16に示すようにコイルターミナル81は、巻線33の一端部72および他端部73を保持する巻線保持部83を有する。第7実施形態では、巻線保持部83はコイルターミナル81に一体に設けられている。
第7実施形態では、図15、図16に示すようにコイルターミナル81は、巻線33の一端部72および他端部73を保持する巻線保持部83を有する。第7実施形態では、巻線保持部83はコイルターミナル81に一体に設けられている。
第1巻付部75は、係合溝86に係合するように整列巻きされている。第2巻付部76は、第1巻付部75の上に重なるように巻き付けられている。第2巻付部76は、第1巻付部75の線間に形成された凹所77に係合するように整列巻きされている。1つの巻線33に含まれる第1巻付部75および第2巻付部76は、同一の巻線保持部83に保持されている。
巻線33のノズル巻きによる製造時、4つ目のティース絶縁部63から引き出した電線が第1巻線接続部841に通された後、第1巻線保持部831において第1巻付部75の上に重なるように巻き付けられる。
第7実施形態では、一端部72は、巻線保持部83に巻付られた第1巻付部75を有する。他端部73は、第1巻付部75の上に重なるように巻付られた第2巻付部76を有する。このように一端部72の上に他端部73を巻き付けるため、巻線33の端部が解けにくくなる。
また、第2巻付部76は、第1巻付部75の線間に形成された凹所77に係合するように整列巻きされている。これにより、巻線33の端部が一層解けにくくなる。
[第8実施形態]
第8実施形態では、図17に示すように巻線保持部83は、被保持部82から軸方向に真っ直ぐ延びた箇所に形成されてもよい。
第8実施形態では、図17に示すように巻線保持部83は、被保持部82から軸方向に真っ直ぐ延びた箇所に形成されてもよい。
[第9実施形態]
第9実施形態では、図18に示すように巻線保持部83は周方向に延びるように形成され、第1巻付部75および第2巻付部76の整列方向が周方向となってもよい。
第9実施形態では、図18に示すように巻線保持部83は周方向に延びるように形成され、第1巻付部75および第2巻付部76の整列方向が周方向となってもよい。
[第10実施形態]
第10実施形態では、図19に示すように巻線保持部83は被保持部82から巻線接続部84までの途中の箇所であって、被保持部82から軸方向に真っ直ぐ延びた箇所に形成されてもよい。
第10実施形態では、図19に示すように巻線保持部83は被保持部82から巻線接続部84までの途中の箇所であって、被保持部82から軸方向に真っ直ぐ延びた箇所に形成されてもよい。
[第11実施形態]
第11実施形態では、図20に示すように巻線保持部83は被保持部82から巻線接続部84までの途中の箇所であって、周方向に延びた箇所に形成されてもよい。
第11実施形態では、図20に示すように巻線保持部83は被保持部82から巻線接続部84までの途中の箇所であって、周方向に延びた箇所に形成されてもよい。
[第12実施形態]
第12実施形態では、図21に示すように巻線33が巻線接続部84を通る方向は周方向に限らず、軸方向等の他の方向であってもよい。
第12実施形態では、図21に示すように巻線33が巻線接続部84を通る方向は周方向に限らず、軸方向等の他の方向であってもよい。
[他の実施形態]
他の実施形態では、巻線保持部は係合溝を有していなくてもよい。
他の実施形態では、巻線保持部は係合溝を有していなくてもよい。
他の実施形態では、第1コイルターミナルの形状と第2コイルターミナルの形状とが異なっていてもよい。例えば、第1巻線接続部の形状と第2巻線接続部の形状とが異なっていてもよい。また、第2コイルターミナルには巻線保持部が設けられなくてもよい。
他の実施形態では、巻線保持部は、コイルターミナルまたはインシュレータの一部に限らず、その他の部材の一部であってもよい。また、巻線保持部の延出方向は、軸方向に限らず、径方向、周方向、またはそれ以外の方向であってもよい。
他の実施形態では、巻線の一端部と他端部との間には3つ以下または5つ以上のコイルが設けられてもよい。要するに巻線は、一端部から他端部までの間に2つ以上のコイルを有していればよい。
他の実施形態では、コイルターミナルとモータターミナルとの接合は、溶接に限らず、圧接またははんだ等の他の方法で行われてもよい。他の実施形態では、フロントハウジングのコネクタ部は2つ以上に分かれていてもよい。
他の実施形態では、ティースの数は、12個に限らず、それ以外の数であってもよい。他の実施形態では、巻線相数は、3相に限らず、それ以外の相数であってもよい。他の実施形態では、ステータは、モータに限らず、発電機に適用されてもよい。
本開示は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
本開示は実施形態に準拠して記述された。しかしながら、本開示は当該実施形態および構造に限定されるものではない。本開示は、様々な変形例および均等の範囲内の変形をも包含する。また、様々な組み合わせおよび形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせおよび形態も本開示の範疇および思想範囲に入るものである。
Claims (5)
- 回転電機(30)のステータ(31)であって、
複数のティース(56)を有するステータコア(32)と、
前記ティースの周りに巻かれてなるコイル(71)を有する複数の巻線(33)と、
前記巻線の一部を保持する複数の巻線保持部(68、83)と、
前記巻線に接続された巻線接続部(84)を有する複数のコイルターミナル(81)と、
を備え、
前記巻線の一端部(72)および他端部(73)は、同一の前記巻線保持部に巻き付けられて保持され、
前記巻線は、前記一端部から前記他端部までの間に2つ以上の前記コイルを有する、ステータ。 - 前記ステータは、前記ステータコアと前記巻線との間に介在するインシュレータ(61)をさらに備え、
前記インシュレータは、前記巻線保持部を一体に有し、
前記巻線保持部は、所定の方向に並ぶように形成された複数の係合溝(86)を有し、
前記一端部および前記他端部は、前記係合溝に係合するように整列巻きされている、請求項1に記載のステータ。 - 前記インシュレータは、前記ティースの周りの部分に設けられたティース絶縁部(63)と、前記ティースの先端側に設けられたフランジ部(64)とを有し、
前記回転電機の回転軸心(AX1)に平行な方向のことを軸方向と定義し、前記回転軸心に直交する方向のことを径方向と定義すると、
前記巻線保持部は、前記フランジ部のうち軸方向の一方側から径方向内側に突き出すように形成され、
前記巻線保持部の径方向に直交する断面において、軸方向の他方側の角部のことをロータ側角部と定義すると、
前記ロータ側角部の曲率半径は前記巻線の線径よりも大きくなっている、請求項2に記載のステータ。 - 前記コイルターミナルは、前記巻線保持部を一体に有し、
前記巻線保持部は、所定の方向に並ぶように形成された複数の係合溝(86)を有し、
前記一端部および前記他端部は、前記係合溝に係合するように整列巻きされている、請求項1に記載のステータ。 - 前記一端部は、前記巻線保持部から前記巻線接続部を通って前記ティースまで延び、
前記他端部は、前記ティースから前記巻線接続部を通って前記巻線保持部まで延び、
前記巻線の前記一端部および前記他端部は、同一の前記巻線接続部に接続されている、請求項1~4のいずれか一項に記載のステータ。
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