WO2022208750A1 - モーター構造 - Google Patents
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/18—Windings for salient poles
Definitions
- the present invention relates to motor structures.
- the stator of Patent Document 1 includes an annular outer core, a tooth portion mounted inside the outer core and protruding in a radial direction, a bobbin mounted on the tooth portion, and a coil wound around the bobbin.
- the bobbin has a tubular portion around which the coil is wound, a peripheral wall provided perpendicular to the tubular portion on the outer peripheral side of the stator, an engaging portion that engages with the adjacent bobbin on the inner peripheral side of the stator, a cover member extending in a direction away from the engaging portion.
- a tooth portion is inserted into the interior of the cylindrical portion.
- the coil is concentratedly wound around the cylindrical portion.
- the coil wound around the cylindrical portion is surrounded by the peripheral wall and the engaging portion so that it does not protrude to the outer peripheral side and the inner peripheral side of the stator.
- the dead space on the outer peripheral side of the stator has a peripheral wall that is perpendicular to the tubular portion on the outer peripheral side of the stator. may not be able to wind. Therefore, there is room for improvement in improving the space factor of the coil.
- An object of the present invention is to improve the space factor of the coil.
- a motor structure of one aspect of the present invention includes a yoke portion (21e) provided outside in a radial direction orthogonal to an axis (C) of a motor (2) and extending in a circumferential direction around the axis (C); a stator core (21) having radially extending teeth (21b); and coils (24) in which windings (100) are wound around the teeth (21b), wherein the stator core (21) is , when viewed from the axial direction along the axis (C), the yoke portion (21e) extends radially outward from an imaginary straight line (K) perpendicular to the tooth portion (21b) and in contact with the tooth portion (21b) from the radially inner side.
- K imaginary straight line
- the winding can be wound around the tooth portion using the space radially outside the imaginary straight line when viewed in the axial direction. That is, the winding can be wound around the tooth portion by utilizing the radially inner portion of the yoke portion, which tends to become a dead space. Therefore, the space factor of the coil can be improved. In addition, by improving the space factor of the coil, the output of the motor can be improved.
- the radial inner surface (21f) of the yoke portion (21e) is curved radially outward from the imaginary straight line (K) when viewed from the axial direction. It may have a shape.
- the radially inner side surface of the yoke portion is curved in the same manner as the radially outer side surface of the stator core, which is curved radially outwardly when viewed from the axial direction. can be done.
- the winding can be efficiently wound around the tooth portion by utilizing the space along the curved shape of the radially inner side surface of the yoke portion. Therefore, the winding can be wound efficiently while suppressing the influence on the magnetic properties of the stator core.
- the yoke portion (21e) and the tooth portion (21b) may be formed separately.
- the yoke and teeth are integrally formed, it would be difficult to use the radially inner portion of the yoke, which tends to be a dead space, to wind the winding around the teeth.
- the yoke portion and the tooth portion are formed separately, so that the winding can be easily wound around the tooth portion by utilizing the radially inner portion of the yoke portion, which tends to be a dead space. can.
- a winding jig (150) for winding the winding (100) around the teeth (21b) is attached to the radially outer portion of the teeth (21b).
- the radial inner surface (152) of the winding jig (150) is positioned more than the imaginary straight line (K) when viewed from the axial direction. It may be arranged radially outward and on a plane perpendicular to the direction in which the teeth (21b) extend. According to this configuration, it is possible to wind the winding arranged on the radially outer end side to the radially outer end side as much as possible by using the winding jig. Therefore, the space factor of the coil can be improved.
- FIG. 1 is a front view of a motor structure according to a first embodiment
- FIG. 3 is a cross-sectional view of the periphery including the stator core according to the first embodiment cut along a plane perpendicular to the axis.
- FIG. 4 is a cross-sectional view of the mounting state of the winding jig according to the first embodiment, taken along a plane perpendicular to the axis.
- FIG. 10 is a cross-sectional view of a periphery including a stator core according to a second embodiment cut along a plane perpendicular to the axis; It is sectional drawing which cut
- the motor structure 1 comprises an inner rotor type motor 2 .
- the motor 2 is, for example, a driving motor mounted on a vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle. Power obtained from the motor 2 is transmitted to drive wheels (not shown) through a rotating shaft 3 (for example, a motor output shaft).
- the motor 2 includes a tubular rotor 10 fixed to the rotating shaft 3 and a stator 20 arranged on the outer circumference of the rotor 10 .
- the direction along the axis C of the motor 2 may be called the axial direction
- the direction orthogonal to the axis C may be called the radial direction
- the direction around the axis C may be called the circumferential direction.
- the stator 20 includes a stator core 21 , insulators 22 and 23 attached to the stator core 21 , and multiple-phase (for example, U-phase, V-phase, and W-phase) coils 24 .
- multiple-phase for example, U-phase, V-phase, and W-phase
- the stator core 21 is formed in a cylindrical shape coaxial with the axis C.
- the stator core 21 is a laminated core formed by laminating a plurality of steel plates (for example, electromagnetic steel plates such as silicon steel plates) in the axial direction.
- the stator core 21 may be a so-called powder core obtained by compression-molding metal magnetic powder (soft magnetic powder).
- the stator core 21 includes an annular core body 21a coaxial with the axis C when viewed from the axial direction, and a plurality of (for example, 12 in this embodiment) projecting from the inner periphery of the core body 21a toward the center in the radial direction (the center of the stator 20). ) teeth portions 21b.
- the 12 tooth portions 21b are arranged at intervals of approximately 30 degrees (center angle) in the circumferential direction.
- Insulators 22 and 23 are provided on stator core 21 .
- the insulators 22 and 23 are axially separable from the stator core 21 .
- the insulators 22 and 23 are attached to the inner periphery of the core body 21a.
- the insulators 22 and 23 are mounted on both axial sides of the stator core 21 .
- the coil 24 is formed by winding a wire 100 around each of the plurality of teeth 21 b via insulators 22 and 23 .
- winding 100 is an electrical conductor such as copper wire.
- an insulating coating may be provided on the outer peripheral surface of the winding 100 .
- a slot 26 that is a gap between the coils 24 is formed between two coils 24 adjacent to each other along the circumferential direction of the stator core 21 .
- Stator core 21 generates a magnetic field when current flows through coil 24 .
- reference numeral 28 denotes a feeder terminal to which the winding start portion of the winding 100 is connected
- reference numeral 29 denotes a relay terminal to which the extraction portion of the winding 100 is connected.
- the rotor 10 is spaced radially inward from the stator 20 .
- the rotor 10 is configured to be rotatable around the axis C integrally with the rotating shaft 3 .
- the rotor 10 includes a rotor core 11 and magnets (not shown).
- the rotor core 11 is formed in an annular shape coaxial with the axis C when viewed from the axial direction.
- the rotor core 11 is a laminated core formed by laminating a plurality of steel plates (for example, electromagnetic steel plates such as silicon steel plates) in the axial direction.
- the rotor core 11 may be a so-called dust core obtained by compression-molding metal magnetic powder (soft magnetic powder).
- a plurality of magnets are arranged at intervals in the circumferential direction on the outer peripheral portion of the rotor core 11 .
- the magnet is a permanent magnet.
- the rotor 10 may include end plates covering the rotor core 11 from both sides in the axial direction.
- the stator core 21 has a yoke portion 21e provided outside in a radial direction perpendicular to the axis C of the motor 2 and extending in a circumferential direction around the axis C, and tooth portions 21b extending in the radial direction.
- a plurality of (for example, 12 in this embodiment) yoke portions 21e are provided adjacent to each other in the circumferential direction.
- the 12 yoke portions 21e constitute a core body 21a of the stator core 21. As shown in FIG.
- the circumferential connecting structure 130 is a concave-convex structure including a concave portion 131 provided at one circumferential end of the yoke portion 21e and a convex portion 132 provided at the other circumferential end of the yoke portion 21e.
- the uneven structure is not limited to the above, and may include a protrusion provided at one end in the circumferential direction of the yoke portion 21e and a recess provided at the other end in the circumferential direction of the yoke portion 21e. That is, the concave portions and the convex portions that constitute the concave-convex structure may be arranged opposite to the above in the circumferential direction.
- the circumferential connecting structure 130 may be a connecting structure other than the concave-convex structure.
- the aspect of the circumferential coupling structure 130 can be changed according to required specifications.
- the yoke portion 21e is formed in an arc shape centered on the axis C when viewed from the axial direction.
- the outer peripheral surface (diametrical outer surface) of the yoke portion 21e has an arc shape centered on the axis C when viewed from the axial direction.
- the yoke portion 21e and the teeth portion 21b are formed separately.
- the yoke portion 21 e and the tooth portion 21 b are connected to each other by a radial connection structure 140 .
- the radial connecting structure 140 includes a concave portion 141 provided at the radial outer end of the tooth portion 21b, and a convex portion 142 provided at the circumferential central portion of the radial inner surface 21f (inner peripheral surface) of the yoke portion 21e. It is a concave-convex structure including.
- the concave-convex structure is not limited to the above, and includes a convex portion provided at the radial outer end of the tooth portion 21b and a concave portion provided at the circumferential central portion of the radial inner side surface 21f of the yoke portion 21e. You can stay. That is, the concave portions and the convex portions that constitute the concave-convex structure may be arranged opposite to the above in the radial direction.
- the radial connecting structure 140 may be a connecting structure other than the concave-convex structure.
- aspects of the radial coupling structure 140 can be varied according to required specifications.
- a portion of the radial inner side surface 21f of the yoke portion 21e other than the connection portion with the tooth portion 21b has an arc shape centered on the axis C (see FIG. 1) when viewed from the axial direction.
- the tooth portion 21b is covered with insulators 22 and 23 from the outside in the axial direction.
- the teeth 21b extend in a direction along the axis D of the coil 24 (hereinafter also referred to as "the axial direction of the coil 24").
- the axis D of the coil 24 means the winding center line of the coil 24 wound around the teeth 21 b of the stator core 21 via the insulators 22 and 23 .
- the axial direction of the coil 24 corresponds to a direction passing through the winding center of the coil 24 and parallel to the radial direction.
- a radial inner surface of the tooth portion 21b has an arc shape centered on the axis C of the motor 2 (see FIG. 1) when viewed from the axial direction.
- the tooth portion 21b includes a radially extending portion 21c extending radially inward from the inner periphery of the yoke portion 21e, a circumferentially extending portion 21d extending circumferentially from the radially inner end portion of the radially extending portion 21c, have.
- the radially extending portion 21c extends linearly along the axis D of the coil 24 when viewed from the axial direction.
- the circumferentially extending portion 21d extends from the radially inner end portion of the radially extending portion 21c to both sides in the circumferential direction with the same length when viewed in the axial direction.
- a radially outer surface of the circumferentially extending portion 21 d extends in a direction perpendicular to the axis D of the coil 24 .
- the stator core 21 has the windings 100 radially inward of an imaginary straight line K that is perpendicular to the teeth 21b and contacts the yoke portion 21e from the radially inner side as viewed in the axial direction.
- the imaginary straight line K means a straight line passing through both circumferential ends of the radial inner surface 21f of the yoke portion 21e when viewed from the axial direction.
- the stator core 21 has a space 27 in which the windings 100 can be arranged radially inward of the imaginary straight line K when viewed in the axial direction.
- the space 27 is formed around the radial inner surface 21f of the yoke portion 21e and the radially extending portion 21c of the tooth portion 21b when the yoke portion 21e and the tooth portion 21b are connected to each other. It means the gap defined by the direction outer surface 21g and the imaginary straight line K.
- a radial inner side surface 21f of the yoke portion 21e (specifically, a portion of the radial inner side surface 21f of the yoke portion 21e other than the connection portion with the tooth portion 21b) is located further than the imaginary straight line K when viewed from the axial direction. It has a curved shape that curves radially outward.
- the size of the space 27 in the axial direction of the coil 24 extends from both circumferential ends of the radially inner side surface 21f of the yoke portion 21e to the circumferentially outer side surface 21g of the radially extending portion 21c of the tooth portion 21b when viewed in the axial direction. It gradually gets bigger as it gets closer.
- Winding 100 is wound around teeth 21 b of stator core 21 via insulators 22 and 23 .
- the winding 100 has more turns on the outer side than on the radially inner side along the axis D of the coil 24 when viewed in the axial direction.
- four windings 100 are wound on one side in the circumferential direction at the inner end portion in the radial direction along the axis D of the coil 24 .
- up to six windings 100 are wound so as to line up on one side in the circumferential direction.
- a winding jig 150 for winding the winding wire 100 around the tooth portion 21b can be attached to the radially outer portion of the tooth portion 21b.
- the winding jig 150 has a convex portion 151 that can be fitted into the concave portion 141 of the tooth portion 21b.
- the radial inner side surface 152 of the winding jig 150 It is arranged radially outside of the imaginary straight line K when viewed from the direction.
- the radial inner side surface 152 of the winding jig 150 is arranged on a plane perpendicular to the extending direction of the teeth 21b when viewed from the axial direction.
- the plane perpendicular to the direction in which the teeth 21b extend means the plane perpendicular to the axis D of the coil 24 .
- a plane perpendicular to the direction in which the teeth 21b extend corresponds to a plane parallel to the imaginary straight line K when viewed from the axial direction.
- a method for manufacturing a motor structure according to an embodiment includes a winding jig mounting step, a winding winding step, a winding jig removing step, and a yoke portion connecting step.
- the winding jig 150 is mounted on the radially outer portion of the tooth portion 21b.
- the convex portion 151 of the winding jig 150 is fitted into the concave portion 141 of the tooth portion 21b.
- the radial inner side surface 152 of the winding jig 150 is arranged radially outside of the imaginary straight line K when viewed from the axial direction, and is aligned with the direction in which the teeth 21b extend. placed on orthogonal planes. After the winding jig mounting process, the process moves to the winding winding process.
- the winding 100 is wound around the tooth portion 21b.
- the teeth 21b are rotated in the direction of arrow U about the axis D of the coil 24 while the winding jig 150 is mounted.
- the winding 100 pulled out from a coil winding machine (not shown) is spirally wound around the teeth 21b.
- the winding 100 is also partially wound radially outward of the imaginary straight line K when viewed from the axial direction.
- three windings 100 are wound on one side in the circumferential direction radially outward of the imaginary straight line K when viewed in the axial direction.
- the windings 100a positioned on the outermost radial side of the second layer are wound while being in contact with the radially inner side surface 152 of the winding jig 150. It can be wound radially outward without collapsing.
- the number of windings and winding positions of the windings 100 on the tooth portions 21b are not limited to those described above, and can be changed according to the required specifications. After the winding winding process, the process proceeds to the winding jig removing process.
- the winding jig 150 is removed from the radially outer portion of the tooth portion 21b.
- the convex portion 151 of the winding jig 150 is pulled out from the concave portion 141 of the tooth portion 21b.
- the winding state of the wire 100 around the tooth portion 21b that is, the shape of the coil 24
- the yoke connecting step is performed.
- the yoke portion 21e is connected to the radial outer portion of the tooth portion 21b.
- the projection 142 of the yoke 21e is fitted into the recess 141 of the teeth 21b and connected by caulking.
- the radially inner side surface 21f of the yoke portion 21e has a curved shape curved radially outward from the imaginary straight line K when viewed from the axial direction.
- the winding 100 can be wound around the tooth portion 21b using the space 27 along the curved shape of the radially inner side surface 21f of the yoke portion 21e. Therefore, even when the yoke portion 21e is connected to the radially outer portion of the tooth portion 21b, the winding state of the wire 100 around the tooth portion 21b (that is, the shape of the coil 24) is maintained.
- the motor structure 1 see FIG. 1) of the embodiment is manufactured.
- the motor structure 1 of the above embodiment includes the yoke portion 21e provided outside in the radial direction orthogonal to the axis C of the motor 2 and extending in the circumferential direction around the axis C, and the teeth extending in the radial direction.
- a stator core 21 having a portion 21b, and a coil 24 in which a wire 100 is wound around the tooth portion 21b.
- the stator core 21 has windings 100 radially outward of an imaginary straight line K that, when viewed in the axial direction along the axis C, contacts the yoke portion 21e perpendicularly to the teeth portion 21b from the radially inner side.
- the winding 100 can be wound around the tooth portion 21b using the space 27 radially outside the imaginary straight line K when viewed in the axial direction. That is, the winding 100 can be wound around the tooth portion 21b by utilizing the radially inner portion of the yoke portion 21e, which tends to become a dead space. Therefore, the space factor of the coil 24 can be improved. In addition, by improving the space factor of the coil 24, the output of the motor 2 can be improved.
- the radially inner side surface 21f of the yoke portion 21e has a curved shape that curves radially outward from the imaginary straight line K when viewed from the axial direction.
- the radial inner surface 21f of the yoke portion 21e curves in the same manner as the radial outer surface of the stator core 21, which curves radially outward when viewed from the axial direction. You can limit the impact.
- the winding 100 can be efficiently wound around the tooth portion 21b by utilizing the space 27 along the curved shape of the radial inner surface 21f of the yoke portion 21e. Therefore, the winding 100 can be wound efficiently while suppressing the influence on the magnetic properties of the stator core 21 .
- the yoke portion 21e and the teeth portion 21b are formed separately.
- the yoke portion 21e and the tooth portion 21b are integrally formed, it would be difficult to wind the winding 100 around the tooth portion 21b using the radially inner portion of the yoke portion 21e, which tends to become a dead space.
- the yoke portion 21e and the tooth portion 21b are formed separately, so that the winding 100 can be connected to the tooth portion 21b by utilizing the radially inner portion of the yoke portion 21e, which tends to be a dead space. Can be rolled easily.
- a winding jig 150 for winding the winding 100 around the tooth portion 21b can be attached to the radially outer portion of the tooth portion 21b.
- the radial inner side surface 152 of the winding jig 150 is arranged radially outside of the imaginary straight line K when viewed from the axial direction, and the direction in which the tooth portions 21b extend. They are arranged on orthogonal planes. According to this configuration, the winding jig 150 can wind the wire 100 arranged on the radially outer end side as far as possible to the radially outer end side. Therefore, the space factor of the coil 24 can be improved.
- the concave-convex structure including the concave portion 141 provided at the radially outer end of the tooth portion 21b and the convex portion 142 provided at the circumferential center portion of the radially inner side surface of the yoke portion 21e, Although an example in which the yoke portion 21e is connected to the tooth portion 21b has been described, the present invention is not limited to this.
- the second embodiment is different from the above-described first embodiment in the manner in which the yoke portion 221e is connected to the tooth portion 221b.
- the same reference numerals are assigned to the same configurations as those of the first embodiment described above, and detailed description thereof will be omitted.
- the yoke portion 221e is formed in an arc shape centered on the axis C (see FIG. 1) when viewed from the axial direction.
- a radially outer side surface (outer peripheral surface) and a radially inner side surface 221f (inner peripheral surface) of the yoke portion 221e each have an arc shape centered on the axis C when viewed from the axial direction.
- the yoke portion 221e and the tooth portion 221b are formed separately.
- Two yoke portions 221e are provided in the circumferential direction with the tooth portion 221b interposed therebetween.
- the two yoke portions 221e are connected to each other by a circumferential connection structure 230 with respect to the teeth portion 221b.
- the circumferential connecting structure 230 includes a concave portion 231 provided at one circumferential end of the yoke portion 221e, a convex portion 232 provided at the other circumferential end of the yoke portion 221e, and a radially extending portion 21c of the tooth portion 221b.
- the convex portion 232 of one yoke portion 221e fits into the concave portion 233 of the tooth portion 221b
- the convex portion 234 of the tooth portion 221b fits into the concave portion 231 of the other yoke portion 221e.
- they are connected to each other with respect to the tooth portion 221b.
- the concave-convex structure is not limited to the above.
- a convex portion provided on one circumferential side surface of 21c and a concave portion provided on the other circumferential side surface of radially extending portion 21c of tooth portion 221b may be included. That is, the concave portions and the convex portions that constitute the concave-convex structure may be arranged opposite to the above in the circumferential direction.
- the circumferential connecting structure 230 may be a connecting structure other than the concave-convex structure.
- the aspect of the circumferential coupling structure 230 can be changed according to required specifications.
- a radial outer surface of the tooth portion 221b has an arc shape centered on the axis C of the motor 2 (see FIG. 1) when viewed from the axial direction.
- the radial outer surfaces of the tooth portions 221b are continuous with the radial outer surfaces of the two yoke portions 221e when viewed in the axial direction.
- the tooth portion 221b includes a radially extending portion 21c extending radially inward from between the two yoke portions 221e in the circumferential direction, and a circumferentially extending portion extending circumferentially from the radially inner end portion of the radially extending portion 21c. and a portion 21d.
- the stator core 221 has a space 27 in which the windings 100 can be arranged radially inward of an imaginary straight line K that is in contact with the two yoke portions 221e from the radially inner side when viewed in the axial direction.
- the imaginary straight line K means a straight line passing through both circumferential ends of the radial inner side surfaces 221f of the two yoke portions 221e when viewed from the axial direction.
- the space 27 When viewed from the axial direction, the space 27 extends between the radially inner side surfaces 221f of the two yoke portions 221e and the radially extending portion 21c of the tooth portion 221b in a state where the yoke portions 221e and the teeth portions 221b are connected to each other.
- a gap defined by the outer surface 21g and the imaginary straight line K is meant.
- a radial inner side surface 221f of the two yoke portions 221e has a curved shape curved radially outward from the imaginary straight line K when viewed from the axial direction.
- the size of the space 27 in the axial direction of the coil 24 is, when viewed in the axial direction, from both circumferential ends of the radial inner side surfaces 221f of the two yoke portions 221e to the circumferential outer side surfaces of the radially extending portions 21c of the tooth portions 221b. It gradually increases as it approaches 21 g.
- two winding jigs 250 and 260 for winding the wire 100 around the tooth portion 221b can be attached to the radially outer portion of the tooth portion 221b.
- One winding jig 250 has a convex portion 251 that can fit into the concave portion 233 of the tooth portion 221b.
- the other winding jig 260 has recesses 261 into which the protrusions 234 of the teeth can be fitted.
- the diameters of the two winding jigs 250 and 260 are arranged radially outward of the imaginary straight line K when viewed in the axial direction.
- the radial inner surfaces 252 and 260 of the two winding jigs 250 and 260 are on planes perpendicular to the direction in which the tooth portions 221b extend when viewed from the axial direction. placed.
- the radial inner side surfaces 221f of the two yoke portions 221e each have a curved shape curved radially outward from the imaginary straight line K when viewed from the axial direction.
- the radially inner side surfaces 221f of the two yoke portions 221e are curved in the same manner as the radially outer side surface of the stator core 221, which is curved radially outward when viewed in the axial direction. can reduce the impact on
- the winding 100 can be efficiently wound around the tooth portion 221b by utilizing the space 27 along the curved shape of the radial inner side surfaces 221f of the two yoke portions 221e. Therefore, the winding 100 can be wound efficiently while suppressing the influence on the magnetic properties of the stator core 221 .
- the radial inner side surface 21f of the yoke portion 21e has a curved shape that curves radially outward from the imaginary straight line K when viewed from the axial direction. It is not limited to this.
- the radially inner side surface 21f of the yoke portion 21e may not have a curved shape that curves radially outward from the imaginary straight line K when viewed from the axial direction.
- the radially inner side surface 21f of the yoke portion 21e may have a portion along the imaginary straight line K when viewed from the axial direction and a concave portion that is recessed radially outward from the imaginary straight line K.
- the space may be defined by a recess recessed radially outward from the imaginary straight line K from at least a portion of the radial inner surface 21f of the yoke portion 21e.
- the aspect of the radially inner side surface 21f of the yoke portion 21e can be changed according to the required specifications.
- the yoke portion 21e and the tooth portion 21b are formed separately, but the present invention is not limited to this.
- the yoke portion 21e and the teeth portion 21b may be integrally formed.
- the form of the yoke portion 21e and the teeth portion 21b can be changed according to the required specifications.
- the winding jig 150 for winding the winding 100 around the tooth portion 21b can be attached to the radially outer portion of the tooth portion 21b. do not have.
- the winding jig 150 may not be attachable to the radially outer portion of the tooth portion 21b.
- the winding 100 may be wound around the teeth 21 b without using the winding jig 150 .
- the mounting mode of the winding jig 150 can be changed according to the required specifications.
- the radial inner side surface 152 of the winding jig 150 is arranged radially outside of the imaginary straight line K when viewed from the axial direction, and the tooth portion 21b is arranged on a plane orthogonal to the extending direction, but the present invention is not limited to this.
- the radial inner surface 152 of the winding jig 150 may not be arranged on a plane perpendicular to the extending direction of the teeth 21b when viewed from the axial direction.
- the arrangement of the radial inner surface 152 of the winding jig 150 can be changed according to required specifications.
- the teeth 21b are covered with the insulators 22 and 23 from the outside in the axial direction, but this is not the only option.
- the teeth 21b may not be covered with the insulators 22 and 23 from the outside in the axial direction.
- the insulator may be of a cap type that covers only the axial end surfaces of the tooth portions 21b, or may cover the circumferential side surfaces of the tooth portions 21b.
- the tooth portion 21b may be covered with an insulating member other than an insulator, such as insulating paper.
- the manner in which the teeth 21b are covered can be changed according to the required specifications.
- the motor is a driving motor installed in a vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle.
- the motor is not limited to this.
- the motor may be a motor for power generation, a motor for other purposes, or a rotating electric machine (including a generator) other than for vehicles.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
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Abstract
実施形態のモーター構造(1)は、モーター(2)の軸線(C)と直交する径方向の外側に設けられ且つ前記軸線(C)の周りの周方向に延びるヨーク部(21e)と、前記径方向に延びるティース部(21b)と、を有するステータコア(21)と、前記ティース部(21b)に巻線(100)が巻回するコイル(24)と、を備え、前記ステータコア(21)は、前記軸線(C)に沿う軸方向から見て、前記ヨーク部(21e)に対して、前記ティース部(21b)と直交して径方向内側から接する仮想直線(K)よりも径方向外側に、前記巻線(100)を有する。
Description
本発明は、モーター構造に関する。
従来、ステータとロータとを含むモーターが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1のステータは、環状のアウターコアと、アウターコアの内部に装着され径方向に突出した歯部と、歯部に装着されるボビンと、ボビンに巻回されるコイルと、備えている。ボビンは、コイルが巻回される筒状部と、ステータの外周側に筒状部に対して垂直に設けられる周壁と、ステータの内周側で隣接するボビンと係合する係合部と、係合部より離間する方向に向かって延在するカバー部材と、を備えている。筒状部の内部には、歯部が挿入されている。コイルは、筒状部に対して集中巻きされている。筒状部に巻回されたコイルは、周壁及び係合部によって囲まれることで、ステータの外周側及び内周側にはみ出ないようになっている。
しかし、ボビンの筒状部に対してコイルが集中巻きされる場合、ステータの外周側には筒状部に対して垂直に設けられる周壁があることにより、ステータの外周側のデッドスペースにはコイルを巻くことができない可能性がある。そのため、コイルの占積率を向上させる上で改善の余地があった。
本発明は、コイルの占積率を向上させることを目的とする。
本発明の一態様のモーター構造は、モーター(2)の軸線(C)と直交する径方向の外側に設けられ且つ前記軸線(C)の周りの周方向に延びるヨーク部(21e)と、前記径方向に延びるティース部(21b)と、を有するステータコア(21)と、前記ティース部(21b)に巻線(100)が巻回するコイル(24)と、を備え、前記ステータコア(21)は、前記軸線(C)に沿う軸方向から見て、前記ヨーク部(21e)に対して、前記ティース部(21b)と直交して径方向内側から接する仮想直線(K)よりも径方向外側に、前記巻線(100)を有する。
この構成によれば、軸方向から見て仮想直線よりも径方向外側の空間を利用してティース部に巻線を巻くことができる。すなわち、デッドスペースとなりやすいヨーク部の径方向内側部分を利用してティース部に巻線を巻くことができる。したがって、コイルの占積率を向上させることができる。
加えて、コイルの占積率を向上させることで、モーターの出力を向上させることができる。
この構成によれば、軸方向から見て仮想直線よりも径方向外側の空間を利用してティース部に巻線を巻くことができる。すなわち、デッドスペースとなりやすいヨーク部の径方向内側部分を利用してティース部に巻線を巻くことができる。したがって、コイルの占積率を向上させることができる。
加えて、コイルの占積率を向上させることで、モーターの出力を向上させることができる。
本発明の一態様のモーター構造において、前記ヨーク部(21e)の径方向内側面(21f)は、前記軸方向から見て、前記仮想直線(K)よりも径方向外側に向けて湾曲する湾曲形状を有してもよい。
この構成によれば、ヨーク部の径方向内側面が軸方向から見て径方向外側に向けて湾曲するステータコアの径方向外側面と同様に湾曲するため、ステータコアの磁気特性への影響を抑えることができる。加えて、ヨーク部の径方向内側面の湾曲形状に沿う空間を利用してティース部に巻線を効率的に巻くことができる。したがって、ステータコアの磁気特性への影響を抑えつつ、巻線を効率的に巻くことができる。
この構成によれば、ヨーク部の径方向内側面が軸方向から見て径方向外側に向けて湾曲するステータコアの径方向外側面と同様に湾曲するため、ステータコアの磁気特性への影響を抑えることができる。加えて、ヨーク部の径方向内側面の湾曲形状に沿う空間を利用してティース部に巻線を効率的に巻くことができる。したがって、ステータコアの磁気特性への影響を抑えつつ、巻線を効率的に巻くことができる。
本発明の一態様のモーター構造において、前記ヨーク部(21e)及び前記ティース部(21b)は、別体で形成されてもよい。
例えば仮に、ヨーク部及びティース部が一体に形成される場合は、デッドスペースとなりやすいヨーク部の径方向内側部分を利用してティース部に巻線を巻くことが困難となる。
これに対しこの構成によれば、ヨーク部及びティース部が別体で形成されることで、デッドスペースとなりやすいヨーク部の径方向内側部分を利用してティース部に巻線を容易に巻くことができる。
例えば仮に、ヨーク部及びティース部が一体に形成される場合は、デッドスペースとなりやすいヨーク部の径方向内側部分を利用してティース部に巻線を巻くことが困難となる。
これに対しこの構成によれば、ヨーク部及びティース部が別体で形成されることで、デッドスペースとなりやすいヨーク部の径方向内側部分を利用してティース部に巻線を容易に巻くことができる。
本発明の一態様のモーター構造において、前記ティース部(21b)の径方向外側部には、前記ティース部(21b)に前記巻線(100)を巻くための巻回治具(150)が装着可能とされ、前記巻回治具(150)の装着状態において、前記巻回治具(150)の径方向内側面(152)は、前記軸方向から見て、前記仮想直線(K)よりも径方向外側に配置され、且つ、前記ティース部(21b)が延びる方向と直交する平面上に配置されてもよい。
この構成によれば、巻回治具により、径方向外端側に配置される巻線を可及的に径方向外端側まで巻くことができる。したがって、コイルの占積率を向上させることができる。
この構成によれば、巻回治具により、径方向外端側に配置される巻線を可及的に径方向外端側まで巻くことができる。したがって、コイルの占積率を向上させることができる。
本発明の態様によれば、コイルの占積率を向上させることができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
<第1実施形態>
<モーター構造>
図1に示すように、モーター構造1は、インナーロータ形式のモーター2を備えている。モーター2は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車等の車両に搭載される走行用モーターである。モーター2から得られる動力は、回転軸3(例えば、モーター出力軸)を通じて駆動輪(不図示)に伝達される。
<モーター構造>
図1に示すように、モーター構造1は、インナーロータ形式のモーター2を備えている。モーター2は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車等の車両に搭載される走行用モーターである。モーター2から得られる動力は、回転軸3(例えば、モーター出力軸)を通じて駆動輪(不図示)に伝達される。
モーター2は、回転軸3に固定された筒状のロータ10と、ロータ10の外周に配置されたステータ20と、を備えている。以下の説明では、モーター2の軸線Cに沿う方向を軸方向といい、軸線Cに直交する方向を径方向といい、軸線C周りの方向を周方向という場合がある。
<ステータ>
ステータ20は、ステータコア21と、ステータコア21に装着されたインシュレータ22,23と、複数相(例えば、U相、V相、W相)のコイル24と、を備えている。
ステータ20は、ステータコア21と、ステータコア21に装着されたインシュレータ22,23と、複数相(例えば、U相、V相、W相)のコイル24と、を備えている。
ステータコア21は、軸線Cと同軸の筒状に形成されている。例えば、ステータコア21は、複数の鋼板(例えば、ケイ素鋼板等の電磁鋼板)を軸方向に積層して形成される積層コアである。なお、ステータコア21は、金属磁性粉末(軟磁性粉)を圧縮成形した、いわゆる圧粉コアであってもよい。
ステータコア21は、軸方向から見て軸線Cと同軸の環状のコア本体21aと、コア本体21aの内周から径方向中心(ステータ20の中心)に向けて突出する複数(例えば本実施形態では12個)のティース部21bと、を備えている。12個のティース部21bは、それぞれ周方向に略30度(中心角)の間隔で配置されている。
<インシュレータ>
インシュレータ22,23は、ステータコア21に設けられている。インシュレータ22,23は、ステータコア21に対して軸方向に分割可能とされている。インシュレータ22,23は、コア本体21aの内周部に装着されている。インシュレータ22,23は、ステータコア21の軸方向の両側に装着されている。
インシュレータ22,23は、ステータコア21に設けられている。インシュレータ22,23は、ステータコア21に対して軸方向に分割可能とされている。インシュレータ22,23は、コア本体21aの内周部に装着されている。インシュレータ22,23は、ステータコア21の軸方向の両側に装着されている。
<コイル>
コイル24は、インシュレータ22,23を介して複数のティース部21bのそれぞれに巻線100が巻かれることで形成されている。例えば、巻線100は、銅線等の電気伝導体である。例えば、巻線100の外周面には、絶縁被膜が設けられていてもよい。ステータコア21の周方向に沿って隣り合う2つのコイル24の間には、コイル24間の隙間であるスロット26が形成されている。ステータコア21は、コイル24に電流が流れることで磁界を発生する。
図中符号28は巻線100の巻き始め部が接続される給電端子、符号29は巻線100の取り出し部が接続される中継端子をそれぞれ示す。
コイル24は、インシュレータ22,23を介して複数のティース部21bのそれぞれに巻線100が巻かれることで形成されている。例えば、巻線100は、銅線等の電気伝導体である。例えば、巻線100の外周面には、絶縁被膜が設けられていてもよい。ステータコア21の周方向に沿って隣り合う2つのコイル24の間には、コイル24間の隙間であるスロット26が形成されている。ステータコア21は、コイル24に電流が流れることで磁界を発生する。
図中符号28は巻線100の巻き始め部が接続される給電端子、符号29は巻線100の取り出し部が接続される中継端子をそれぞれ示す。
<ロータ>
ロータ10は、ステータ20に対して径方向の内側に間隔をあけて配置されている。ロータ10は、軸線C周りに回転軸3と一体で回転可能に構成されている。ロータ10は、ロータコア11及びマグネット(不図示)を備えている。
ロータ10は、ステータ20に対して径方向の内側に間隔をあけて配置されている。ロータ10は、軸線C周りに回転軸3と一体で回転可能に構成されている。ロータ10は、ロータコア11及びマグネット(不図示)を備えている。
ロータコア11は、軸方向から見て軸線Cと同軸の環状に形成されている。ロータコア11は、複数の鋼板(例えば、ケイ素鋼板等の電磁鋼板)を軸方向に積層して形成される積層コアである。なお、ロータコア11は、金属磁性粉末(軟磁性粉)を圧縮成形した、いわゆる圧粉コアであってもよい。
マグネット(不図示)は、ロータコア11の外周部において周方向に間隔をおいて複数配置されている。例えば、マグネットは、永久磁石である。
なお、ロータ10は、軸方向の両側からロータコア11を覆う端面板を備えていてもよい。
なお、ロータ10は、軸方向の両側からロータコア11を覆う端面板を備えていてもよい。
<ステータコア>
ステータコア21は、モーター2の軸線Cと直交する径方向の外側に設けられ且つ軸線Cの周りの周方向に延びるヨーク部21eと、径方向に延びるティース部21bと、を有している。ヨーク部21eは、周方向に隣接して複数(例えば本実施形態では12個)設けられている。12個のヨーク部21eは、ステータコア21のコア本体21aを構成している。
ステータコア21は、モーター2の軸線Cと直交する径方向の外側に設けられ且つ軸線Cの周りの周方向に延びるヨーク部21eと、径方向に延びるティース部21bと、を有している。ヨーク部21eは、周方向に隣接して複数(例えば本実施形態では12個)設けられている。12個のヨーク部21eは、ステータコア21のコア本体21aを構成している。
周方向において隣り合う2つのヨーク部21eは、周方向連結構造130により互いに連結されている。周方向連結構造130は、ヨーク部21eの周方向一端に設けられた凹部131と、ヨーク部21eの周方向他端に設けられた凸部132と、を含む凹凸構造である。
なお、凹凸構造は、上記に限らず、ヨーク部21eの周方向一端に設けられた凸部と、ヨーク部21eの周方向他端に設けられた凹部と、を含んでいてもよい。すなわち、凹凸構造を構成する凹部及び凸部は、周方向において上記とは逆に配置されていてもよい。例えば、周方向連結構造130は、凹凸構造以外の連結構造であってもよい。例えば、周方向連結構造130の態様は、要求仕様に応じて変更することができる。
<ヨーク部>
ヨーク部21eは、軸方向から見て軸線Cを中心とする弧状に形成されている。ヨーク部21eの外周面(径方向外側面)は、軸方向から見て軸線Cを中心とした弧状を有している。
ヨーク部21eは、軸方向から見て軸線Cを中心とする弧状に形成されている。ヨーク部21eの外周面(径方向外側面)は、軸方向から見て軸線Cを中心とした弧状を有している。
図2に示すように、ヨーク部21e及びティース部21bは、別体で形成されている。ヨーク部21e及びティース部21bは、径方向連結構造140により互いに連結されている。径方向連結構造140は、ティース部21bの径方向外端に設けられた凹部141と、ヨーク部21eの径方向内側面21f(内周面)の周方向中央部に設けられた凸部142と、を含む凹凸構造である。
なお、凹凸構造は、上記に限らず、ティース部21bの径方向外端に設けられた凸部と、ヨーク部21eの径方向内側面21fの周方向中央部に設けられた凹部と、を含んでいてもよい。すなわち、凹凸構造を構成する凹部及び凸部は、径方向において上記とは逆に配置されていてもよい。例えば、径方向連結構造140は、凹凸構造以外の連結構造であってもよい。例えば、径方向連結構造140の態様は、要求仕様に応じて変更することができる。
ヨーク部21eの径方向内側面21fのうちティース部21bとの連結部は、軸方向から見て、ティース部21bの径方向外端面に沿う直線部と、直線部よりも径方向内側に突出する凸部142と、を有している。ヨーク部21eの径方向内側面21fのうちティース部21bとの連結部以外の部分は、軸方向から見て、軸線C(図1参照)を中心とした弧状を有している。
<ティース部>
ティース部21bは、インシュレータ22,23によって軸方向外側から覆われている。ティース部21bは、コイル24の軸線Dに沿う方向(以下「コイル24の軸線方向」ともいう。)に延びている。ここで、コイル24の軸線Dは、インシュレータ22,23を介してステータコア21のティース部21bに巻かれるコイル24の巻回中心線を意味する。コイル24の軸線方向は、コイル24の巻回中心を通り且つ径方向に対して平行な方向に相当する。
ティース部21bは、インシュレータ22,23によって軸方向外側から覆われている。ティース部21bは、コイル24の軸線Dに沿う方向(以下「コイル24の軸線方向」ともいう。)に延びている。ここで、コイル24の軸線Dは、インシュレータ22,23を介してステータコア21のティース部21bに巻かれるコイル24の巻回中心線を意味する。コイル24の軸線方向は、コイル24の巻回中心を通り且つ径方向に対して平行な方向に相当する。
ティース部21bの径方向内側面は、軸方向から見て、モーター2の軸線C(図1参照)を中心とした弧状を有している。ティース部21bは、ヨーク部21eの内周から径方向内側に延びる径方向延在部21cと、径方向延在部21cの径方向内端部から周方向に延びる周方向延在部21dと、を有している。
径方向延在部21cは、軸方向から見て、コイル24の軸線Dに沿って直線状に延びている。周方向延在部21dは、軸方向から見て、径方向延在部21cの径方向内端部から周方向両側に同じ長さで延びている。周方向延在部21dの径方向外側面は、コイル24の軸線Dと直交する方向に延びている。
<空間>
ステータコア21は、軸方向から見て、ヨーク部21eに対して、ティース部21bと直交して径方向内側から接する仮想直線Kよりも径方向内側に、巻線100を有している。ここで、仮想直線Kは、軸方向から見て、ヨーク部21eの径方向内側面21fの周方向両端を通る直線を意味する。
ステータコア21は、軸方向から見て、ヨーク部21eに対して、ティース部21bと直交して径方向内側から接する仮想直線Kよりも径方向内側に、巻線100を有している。ここで、仮想直線Kは、軸方向から見て、ヨーク部21eの径方向内側面21fの周方向両端を通る直線を意味する。
ステータコア21は、軸方向から見て、仮想直線Kよりも径方向内側に巻線100を配置可能な空間27を有している。ここで、空間27は、軸方向から見て、ヨーク部21e及びティース部21bを互いに連結した状態において、ヨーク部21eの径方向内側面21fと、ティース部21bの径方向延在部21cの周方向外側面21gと、仮想直線Kとにより画定される隙間を意味する。
ヨーク部21eの径方向内側面21f(具体的には、ヨーク部21eの径方向内側面21fのうちティース部21bとの連結部以外の部分)は、軸方向から見て、仮想直線Kよりも径方向外側に向けて湾曲する湾曲形状を有している。コイル24の軸線方向における空間27の大きさは、軸方向から見て、ヨーク部21eの径方向内側面21fの周方向両端からティース部21bの径方向延在部21cの周方向外側面21gに近づくに従って徐々に大きくなっている。
<巻線>
巻線100は、インシュレータ22,23を介してステータコア21の各ティース部21bに巻かれている。巻線100は、軸方向から見て、コイル24の軸線Dに沿う径方向の内側部よりも外側部において多く巻かれている。図2の例では、コイル24の軸線Dに沿う径方向の内端部では、4本の巻線100が周方向一側に並ぶように巻かれている。コイル24の軸線Dに沿う径方向の外側部では、最大で6本の巻線100が周方向一側に並ぶように巻かれている。コイル24の軸線Dに沿う径方向の外端側では、ヨーク部21eの径方向内側面21fの湾曲形状に沿う空間27を利用して3本の巻線100が周方向一側に巻かれている。
巻線100は、インシュレータ22,23を介してステータコア21の各ティース部21bに巻かれている。巻線100は、軸方向から見て、コイル24の軸線Dに沿う径方向の内側部よりも外側部において多く巻かれている。図2の例では、コイル24の軸線Dに沿う径方向の内端部では、4本の巻線100が周方向一側に並ぶように巻かれている。コイル24の軸線Dに沿う径方向の外側部では、最大で6本の巻線100が周方向一側に並ぶように巻かれている。コイル24の軸線Dに沿う径方向の外端側では、ヨーク部21eの径方向内側面21fの湾曲形状に沿う空間27を利用して3本の巻線100が周方向一側に巻かれている。
<巻回治具>
図3に示すように、ティース部21bの径方向外側部には、ティース部21bに巻線100を巻くための巻回治具150が装着可能とされる。巻回治具150は、ティース部21bの凹部141に嵌合可能な凸部151を有している。
図3に示すように、ティース部21bの径方向外側部には、ティース部21bに巻線100を巻くための巻回治具150が装着可能とされる。巻回治具150は、ティース部21bの凹部141に嵌合可能な凸部151を有している。
ティース部21bの径方向外側部に巻回治具150を装着した状態(以下「巻回治具150の装着状態」ともいう。)において、巻回治具150の径方向内側面152は、軸方向から見て、仮想直線Kよりも径方向外側に配置される。巻回治具150の装着状態において、巻回治具150の径方向内側面152は、軸方向から見て、ティース部21bが延びる方向と直交する平面上に配置される。ここで、ティース部21bが延びる方向と直交する平面は、コイル24の軸線Dと直交する平面を意味する。ティース部21bが延びる方向と直交する平面は、軸方向から見て、仮想直線Kと平行な平面に相当する。
<モーター構造の製造方法>
以下、実施形態のモーター構造の製造方法の一例を説明する。
実施形態のモーター構造の製造方法は、巻回治具装着工程、巻線巻回工程、巻回治具取り外し工程、及びヨーク部連結工程を含む。
以下、実施形態のモーター構造の製造方法の一例を説明する。
実施形態のモーター構造の製造方法は、巻回治具装着工程、巻線巻回工程、巻回治具取り外し工程、及びヨーク部連結工程を含む。
図3に示すように、まず、巻回治具装着工程では、ティース部21bの径方向外側部に巻回治具150を装着する。例えば、巻回治具装着工程では、巻回治具150の凸部151をティース部21bの凹部141に嵌め合わせる。巻回治具150の装着状態では、巻回治具150の径方向内側面152は、軸方向から見て、仮想直線Kよりも径方向外側に配置され、且つ、ティース部21bが延びる方向と直交する平面上に配置される。巻回治具装着工程の後、巻線巻回工程に移行する。
巻線巻回工程では、ティース部21bに対して巻線100を巻回する。例えば、巻線巻回工程では、巻回治具150の装着状態で、ティース部21bをコイル24の軸線Dを中心として矢印U方向に回転させる。これにより、コイル巻線機(不図示)から引き出された巻線100を、ティース部21bを中心とする螺旋状に巻回する。
例えば、巻線100は、軸方向から見て、仮想直線Kよりも径方向外側にも部分的に巻回する。図3の例では、軸方向から見て、仮想直線Kよりも径方向外側に3本の巻線100が周方向一側に巻かれている。このとき、ティース部21bに巻回された巻線100で二層目の最も径方向外側に位置する巻線100aは、巻回治具150の径方向内側面152に接しながら巻かれることで、径方向外側に巻き崩れることなく巻回することができる。なお、ティース部21bに対する巻線100の巻回数や巻回位置は、上記に限らず、要求仕様に応じて変更することができる。巻線巻回工程の後、巻回治具取り外し工程に移行する。
巻回治具取り外し工程では、ティース部21bの径方向外側部から巻回治具150を取り外す。例えば、巻回治具取り外し工程では、巻回治具150の凸部151をティース部21bの凹部141から外に出す。ティース部21bの径方向外側部から巻回治具150を取り外した状態では、ティース部21bに対する巻線100の巻回状態(すなわち、コイル24の形状)は維持される。巻回治具取り外し工程の後、ヨーク部連結工程に移行する。
図2に示すように、ヨーク部連結工程では、ティース部21bの径方向外側部にヨーク部21eを連結する。例えば、ヨーク部連結工程では、ヨーク部21eの凸部142をティース部21bの凹部141に嵌め合わせ、カシメにより連結する。
上述の通り、ヨーク部21eの径方向内側面21fは、軸方向から見て、仮想直線Kよりも径方向外側に向けて湾曲する湾曲形状を有している。これにより、ヨーク部21eの径方向内側面21fの湾曲形状に沿う空間27を利用してティース部21bに巻線100を巻くことができる。そのため、ティース部21bの径方向外側部にヨーク部21eを連結した状態でも、ティース部21bに対する巻線100の巻回状態(すなわち、コイル24の形状)は維持される。
以上の工程により、実施形態のモーター構造1(図1参照)が製造される。
以上の工程により、実施形態のモーター構造1(図1参照)が製造される。
<作用効果>
以上説明したように、上記実施形態のモーター構造1は、モーター2の軸線Cと直交する径方向の外側に設けられ且つ軸線Cの周りの周方向に延びるヨーク部21eと、径方向に延びるティース部21bと、を有するステータコア21と、ティース部21bに巻線100が巻回するコイル24と、を備えている。ステータコア21は、軸線Cに沿う軸方向から見て、ヨーク部21eに対して、ティース部21bと直交して径方向内側から接する仮想直線Kよりも径方向外側に、巻線100を有する。
この構成によれば、軸方向から見て仮想直線Kよりも径方向外側の空間27を利用してティース部21bに巻線100を巻くことができる。すなわち、デッドスペースとなりやすいヨーク部21eの径方向内側部分を利用してティース部21bに巻線100を巻くことができる。したがって、コイル24の占積率を向上させることができる。
加えて、コイル24の占積率を向上させることで、モーター2の出力を向上させることができる。
以上説明したように、上記実施形態のモーター構造1は、モーター2の軸線Cと直交する径方向の外側に設けられ且つ軸線Cの周りの周方向に延びるヨーク部21eと、径方向に延びるティース部21bと、を有するステータコア21と、ティース部21bに巻線100が巻回するコイル24と、を備えている。ステータコア21は、軸線Cに沿う軸方向から見て、ヨーク部21eに対して、ティース部21bと直交して径方向内側から接する仮想直線Kよりも径方向外側に、巻線100を有する。
この構成によれば、軸方向から見て仮想直線Kよりも径方向外側の空間27を利用してティース部21bに巻線100を巻くことができる。すなわち、デッドスペースとなりやすいヨーク部21eの径方向内側部分を利用してティース部21bに巻線100を巻くことができる。したがって、コイル24の占積率を向上させることができる。
加えて、コイル24の占積率を向上させることで、モーター2の出力を向上させることができる。
上記実施形態において、ヨーク部21eの径方向内側面21fは、軸方向から見て、仮想直線Kよりも径方向外側に向けて湾曲する湾曲形状を有している。
この構成によれば、ヨーク部21eの径方向内側面21fが軸方向から見て径方向外側に向けて湾曲するステータコア21の径方向外側面と同様に湾曲するため、ステータコア21の磁気特性への影響を抑えることができる。加えて、ヨーク部21eの径方向内側面21fの湾曲形状に沿う空間27を利用してティース部21bに巻線100を効率的に巻くことができる。したがって、ステータコア21の磁気特性への影響を抑えつつ、巻線100を効率的に巻くことができる。
この構成によれば、ヨーク部21eの径方向内側面21fが軸方向から見て径方向外側に向けて湾曲するステータコア21の径方向外側面と同様に湾曲するため、ステータコア21の磁気特性への影響を抑えることができる。加えて、ヨーク部21eの径方向内側面21fの湾曲形状に沿う空間27を利用してティース部21bに巻線100を効率的に巻くことができる。したがって、ステータコア21の磁気特性への影響を抑えつつ、巻線100を効率的に巻くことができる。
上記実施形態において、ヨーク部21e及びティース部21bは、別体で形成されている。
例えば仮に、ヨーク部21e及びティース部21bが一体に形成される場合は、デッドスペースとなりやすいヨーク部21eの径方向内側部分を利用してティース部21bに巻線100を巻くことが困難となる。
これに対しこの構成によれば、ヨーク部21e及びティース部21bが別体で形成されることで、デッドスペースとなりやすいヨーク部21eの径方向内側部分を利用してティース部21bに巻線100を容易に巻くことができる。
例えば仮に、ヨーク部21e及びティース部21bが一体に形成される場合は、デッドスペースとなりやすいヨーク部21eの径方向内側部分を利用してティース部21bに巻線100を巻くことが困難となる。
これに対しこの構成によれば、ヨーク部21e及びティース部21bが別体で形成されることで、デッドスペースとなりやすいヨーク部21eの径方向内側部分を利用してティース部21bに巻線100を容易に巻くことができる。
上記実施形態において、ティース部21bの径方向外側部には、ティース部21bに巻線100を巻くための巻回治具150が装着可能とされている。巻回治具150の装着状態において、巻回治具150の径方向内側面152は、軸方向から見て、仮想直線Kよりも径方向外側に配置され、且つ、ティース部21bが延びる方向と直交する平面上に配置されている。
この構成によれば、巻回治具150により、径方向外端側に配置される巻線100を可及的に径方向外端側まで巻くことができる。したがって、コイル24の占積率を向上させることができる。
この構成によれば、巻回治具150により、径方向外端側に配置される巻線100を可及的に径方向外端側まで巻くことができる。したがって、コイル24の占積率を向上させることができる。
<第2実施形態>
第1実施形態では、ティース部21bの径方向外端に設けられた凹部141と、ヨーク部21eの径方向内側面の周方向中央部に設けられた凸部142と、を含む凹凸構造により、ティース部21bに対してヨーク部21eが連結されている例を挙げて説明したが、これに限らない。図4に示すように、第2実施形態は、ティース部221bに対するヨーク部221eの連結態様が上述した第1実施形態と相違している。なお、以下の説明においては、上述した第1実施形態と同様の構成については同一の符号を付し詳細説明は省略する。
第1実施形態では、ティース部21bの径方向外端に設けられた凹部141と、ヨーク部21eの径方向内側面の周方向中央部に設けられた凸部142と、を含む凹凸構造により、ティース部21bに対してヨーク部21eが連結されている例を挙げて説明したが、これに限らない。図4に示すように、第2実施形態は、ティース部221bに対するヨーク部221eの連結態様が上述した第1実施形態と相違している。なお、以下の説明においては、上述した第1実施形態と同様の構成については同一の符号を付し詳細説明は省略する。
図4に示すように、ヨーク部221eは、軸方向から見て軸線C(図1参照)を中心とする弧状に形成されている。ヨーク部221eの径方向外側面(外周面)及び径方向内側面221f(内周面)は、それぞれ軸方向から見て軸線Cを中心とした弧状を有している。ヨーク部221e及びティース部221bは、別体で形成されている。
ヨーク部221eは、ティース部221bを挟んで周方向に2つ設けられている。2つのヨーク部221eは、ティース部221bに対して周方向連結構造230により互いに連結されている。周方向連結構造230は、ヨーク部221eの周方向一端に設けられた凹部231と、ヨーク部221eの周方向他端に設けられた凸部232と、ティース部221bの径方向延在部21cの周方向一側面に設けられた凹部233と、ティース部221bの径方向延在部21cの周方向他側面に設けられた凸部234と、を含む凹凸構造である。2つのヨーク部221eは、一方のヨーク部221eの凸部232がティース部221bの凹部233に嵌合し、且つ、他方のヨーク部221eの凹部231にティース部221bの凸部234が嵌まり合うことで、ティース部221bに対して互いに連結されている。
なお、凹凸構造は、上記に限らず、ヨーク部221eの周方向一端に設けられた凸部と、ヨーク部221eの周方向他端に設けられた凹部と、ティース部221bの径方向延在部21cの周方向一側面に設けられた凸部と、ティース部221bの径方向延在部21cの周方向他側面に設けられた凹部と、を含んでいてもよい。すなわち、凹凸構造を構成する凹部及び凸部は、周方向において上記とは逆に配置されていてもよい。例えば、周方向連結構造230は、凹凸構造以外の連結構造であってもよい。例えば、周方向連結構造230の態様は、要求仕様に応じて変更することができる。
ティース部221bの径方向外側面は、軸方向から見て、モーター2の軸線C(図1参照)を中心とした弧状を有している。ティース部221bの径方向外側面は、軸方向から見て、2つのヨーク部221eの径方向外側面と連続している。ティース部221bは、2つのヨーク部221eの周方向の間から径方向内側に延びる径方向延在部21cと、径方向延在部21cの径方向内端部から周方向に延びる周方向延在部21dと、を有している。
ステータコア221は、軸方向から見て、2つのヨーク部221eに対して径方向内側から接する仮想直線Kよりも径方向内側に、巻線100を配置可能な空間27を有している。ここで、仮想直線Kは、軸方向から見て、2つのヨーク部221eの径方向内側面221fの周方向両端を通る直線を意味する。空間27は、軸方向から見て、ヨーク部221e及びティース部221bを互いに連結した状態において、2つのヨーク部221eの径方向内側面221fと、ティース部221bの径方向延在部21cの周方向外側面21gと、仮想直線Kとにより画定される隙間を意味する。
2つのヨーク部221eの径方向内側面221fは、軸方向から見て、それぞれ仮想直線Kよりも径方向外側に向けて湾曲する湾曲形状を有している。コイル24の軸線方向における空間27の大きさは、軸方向から見て、2つのヨーク部221eの径方向内側面221fの周方向両端からティース部221bの径方向延在部21cの周方向外側面21gに近づくに従って徐々に大きくなっている。
図5に示すように、ティース部221bの径方向外側部には、ティース部221bに巻線100を巻くための2つの巻回治具250,260が装着可能とされる。一方の巻回治具250は、ティース部221bの凹部233に嵌合可能な凸部251を有している。他方の巻回治具260は、ティース部の凸部234が嵌合可能な凹部261を有している。
ティース部221bの径方向外側部に2つの巻回治具250,260を装着した状態(以下「巻回治具の装着状態」ともいう。)において、2つの巻回治具250,260の径方向内側面252,262は、軸方向から見て、それぞれ仮想直線Kよりも径方向外側に配置される。巻回治具250,260の装着状態において、2つの巻回治具250,260の径方向内側面252,260は、軸方向から見て、それぞれティース部221bが延びる方向と直交する平面上に配置される。
第2実施形態では、2つのヨーク部221eの径方向内側面221fは、軸方向から見て、それぞれ仮想直線Kよりも径方向外側に向けて湾曲する湾曲形状を有している。
この構成によれば、2つのヨーク部221eの径方向内側面221fが軸方向から見て径方向外側に向けて湾曲するステータコア221の径方向外側面と同様に湾曲するため、ステータコア221の磁気特性への影響を抑えることができる。加えて、2つのヨーク部221eの径方向内側面221fの湾曲形状に沿う空間27を利用してティース部221bに巻線100を効率的に巻くことができる。したがって、ステータコア221の磁気特性への影響を抑えつつ、巻線100を効率的に巻くことができる。
この構成によれば、2つのヨーク部221eの径方向内側面221fが軸方向から見て径方向外側に向けて湾曲するステータコア221の径方向外側面と同様に湾曲するため、ステータコア221の磁気特性への影響を抑えることができる。加えて、2つのヨーク部221eの径方向内側面221fの湾曲形状に沿う空間27を利用してティース部221bに巻線100を効率的に巻くことができる。したがって、ステータコア221の磁気特性への影響を抑えつつ、巻線100を効率的に巻くことができる。
<変形例>
上記実施形態では、ヨーク部21eの径方向内側面21fは、軸方向から見て、仮想直線Kよりも径方向外側に向けて湾曲する湾曲形状を有している例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、ヨーク部21eの径方向内側面21fは、軸方向から見て、仮想直線Kよりも径方向外側に向けて湾曲する湾曲形状を有していなくてもよい。例えば、ヨーク部21eの径方向内側面21fは、軸方向から見て仮想直線Kに沿う部分と、仮想直線Kよりも径方向外側に向けて窪む凹部と、を有していてもよい。例えば、空間は、ヨーク部21eの径方向内側面21fの少なくとも一部から仮想直線Kよりも径方向外側に向けて窪む凹部により画定されていてもよい。例えば、ヨーク部21eの径方向内側面21fの態様は、要求仕様に応じて変更することができる。
上記実施形態では、ヨーク部21eの径方向内側面21fは、軸方向から見て、仮想直線Kよりも径方向外側に向けて湾曲する湾曲形状を有している例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、ヨーク部21eの径方向内側面21fは、軸方向から見て、仮想直線Kよりも径方向外側に向けて湾曲する湾曲形状を有していなくてもよい。例えば、ヨーク部21eの径方向内側面21fは、軸方向から見て仮想直線Kに沿う部分と、仮想直線Kよりも径方向外側に向けて窪む凹部と、を有していてもよい。例えば、空間は、ヨーク部21eの径方向内側面21fの少なくとも一部から仮想直線Kよりも径方向外側に向けて窪む凹部により画定されていてもよい。例えば、ヨーク部21eの径方向内側面21fの態様は、要求仕様に応じて変更することができる。
上記実施形態では、ヨーク部21e及びティース部21bは、別体で形成されている例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、ヨーク部21e及びティース部21bは、一体に形成されていてもよい。例えば、ヨーク部21e及びティース部21bの形成態様は、要求仕様に応じて変更することができる。
上記実施形態では、ティース部21bの径方向外側部には、ティース部21bに巻線100を巻くための巻回治具150が装着可能とされている例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、ティース部21bの径方向外側部には、巻回治具150が装着可能とされていなくてもよい。例えば、巻線100は、巻回治具150を用いずにティース部21bに巻回されてもよい。例えば、巻回治具150の装着態様は、要求仕様に応じて変更することができる。
上記実施形態では、巻回治具150の装着状態において、巻回治具150の径方向内側面152は、軸方向から見て、仮想直線Kよりも径方向外側に配置され、且つ、ティース部21bが延びる方向と直交する平面上に配置されている例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、巻回治具150の装着状態において、巻回治具150の径方向内側面152は、軸方向から見て、ティース部21bが延びる方向と直交する平面上に配置されていなくてもよい。例えば、巻回治具150の径方向内側面152の配置態様は、要求仕様に応じて変更することができる。
上記実施形態では、ティース部21bは、インシュレータ22,23によって軸方向外側から覆われている例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、ティース部21bは、インシュレータ22,23によって軸方向外側から覆われていなくてもよい。例えば、インシュレータは、ティース部21bの軸方向端面のみを覆うキャップタイプであってもよいし、ティース部21bの周方向側面を覆うものであってもよい。例えば、ティース部21bは、絶縁紙等のインシュレータ以外の絶縁部材により覆われていてもよい。例えば、ティース部21bの被覆態様は、要求仕様に応じて変更することができる。
上記実施形態では、モーターは、例えばハイブリッド自動車や電気自動車等の車両に搭載される走行用モーターである例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、モーターは、発電用モーターやその他用途のモーター、車両用以外の回転電機(発電機を含む)であってもよい。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、実施形態の構成要素を周知の構成要素に置き換える等、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
1 モーター構造
2 モーター
21 ステータコア
21b ティース部
21e ヨーク部
21f ヨーク部の径方向内側面
24 コイル
100 巻線
150 巻回治具
152 巻回治具の径方向内側面
221 ステータコア
221b ティース部
221e ヨーク部
221f ヨーク部の径方向内側面
250 巻回治具
252 巻回治具の径方向内側面
260 巻回治具
262 巻回治具の径方向内側面
C モーターの軸線
K 仮想直線
2 モーター
21 ステータコア
21b ティース部
21e ヨーク部
21f ヨーク部の径方向内側面
24 コイル
100 巻線
150 巻回治具
152 巻回治具の径方向内側面
221 ステータコア
221b ティース部
221e ヨーク部
221f ヨーク部の径方向内側面
250 巻回治具
252 巻回治具の径方向内側面
260 巻回治具
262 巻回治具の径方向内側面
C モーターの軸線
K 仮想直線
Claims (4)
- モーター(2)の軸線(C)と直交する径方向の外側に設けられ且つ前記軸線(C)の周りの周方向に延びるヨーク部(21e)と、前記径方向に延びるティース部(21b)と、を有するステータコア(21)と、
前記ティース部(21b)に巻線(100)が巻回するコイル(24)と、を備え、
前記ステータコア(21)は、前記軸線(C)に沿う軸方向から見て、前記ヨーク部(21e)に対して、前記ティース部(21b)と直交して径方向内側から接する仮想直線(K)よりも径方向外側に、前記巻線(100)を有するモーター構造。 - 前記ヨーク部(21e)の径方向内側面(21f)は、前記軸方向から見て、前記仮想直線(K)よりも径方向外側に向けて湾曲する湾曲形状を有する
請求項1に記載のモーター構造。 - 前記ヨーク部(21e)及び前記ティース部(21b)は、別体で形成される
請求項1又は2に記載のモーター構造。 - 前記ティース部(21b)の径方向外側部には、前記ティース部(21b)に前記巻線(100)を巻くための巻回治具(150)が装着可能とされ、
前記巻回治具(150)の装着状態において、前記巻回治具(150)の径方向内側面(152)は、前記軸方向から見て、前記仮想直線(K)よりも径方向外側に配置され、且つ、前記ティース部(21b)が延びる方向と直交する平面上に配置される
請求項1から3の何れか一項に記載のモーター構造。
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ID=83458228
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006141113A (ja) * | 2004-11-11 | 2006-06-01 | Denso Corp | 燃料ポンプおよびその製造方法 |
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JP2016211417A (ja) * | 2015-05-08 | 2016-12-15 | 三菱電機株式会社 | ポンプとポンプの製造方法 |
-
2021
- 2021-03-31 WO PCT/JP2021/013887 patent/WO2022208750A1/ja active Application Filing
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