WO2023145201A1 - コイル体、電気子及び回転電機 - Google Patents
コイル体、電気子及び回転電機 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2023145201A1 WO2023145201A1 PCT/JP2022/042453 JP2022042453W WO2023145201A1 WO 2023145201 A1 WO2023145201 A1 WO 2023145201A1 JP 2022042453 W JP2022042453 W JP 2022042453W WO 2023145201 A1 WO2023145201 A1 WO 2023145201A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- coil body
- circumferential direction
- coil
- coils
- straight portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
- H02K1/14—Stator cores with salient poles
- H02K1/146—Stator cores with salient poles consisting of a generally annular yoke with salient poles
- H02K1/148—Sectional cores
-
- 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
-
- 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
- H02K3/26—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors consisting of printed conductors
-
- 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
- H02K3/28—Layout of windings or of connections between windings
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
- H02K3/325—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation for windings on salient poles, such as claw-shaped poles
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
- H02K3/34—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation
-
- 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
-
- 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
- H02K2203/09—Machines characterised by wiring elements other than wires, e.g. bus rings, for connecting the winding terminations
-
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
Definitions
- the present disclosure relates to coil bodies, armatures, and rotating electric machines.
- Patent Document 1 discloses a coil body that constitutes a part of an armature of a rotating electric machine.
- the coil body described in this document includes a first conductive cylinder, a second conductive cylinder, and an electrical insulator disposed between the first conductive cylinder and the second conductive cylinder.
- the first conductive cylindrical body of the coil body has a plurality of first conductive bands extending in the axial direction of the cylindrical body and arranged adjacent to each other at intervals in the circumferential direction.
- the second conductive cylindrical body includes a plurality of second conductive bands extending in the axial direction of the cylindrical body and arranged adjacent to each other at intervals in the circumferential direction.
- the plurality of first conductive bands and the plurality of second conductive bands are electrically insulated by an electrical insulator.
- An object of the present disclosure is to obtain a coil body, an armature, and a rotating electric machine capable of suppressing radial displacement of the coil body with respect to the armature core.
- the coil body is formed in a belt shape using an insulating material, is wound in the circumferential direction, and is at least partially overlapped in the radial direction so that the coil body is laminated in the radial direction.
- a plurality of band members arranged in a plurality of band members, a plurality of coils formed on the plurality of band members using a conductive material and arranged in a row along the circumferential direction, and a plurality of the A thin portion formed by a band member and having a thickness dimension in a radial direction set to a predetermined dimension; and a plurality of thick portions that are set to have a dimension larger than the dimension and are distributed in the circumferential direction.
- an armature for solving the above problems includes an armature core formed in a cylindrical shape using a soft magnetic material, and an armature core disposed along a radially inner surface or a radially outer surface of the armature core. and the above coil body.
- a rotating electric machine for solving the above-described problems is provided by one of a stator and a rotor configured to include the above-described armature, and a stator and a rotor having magnets arranged to face the coil body in a radial direction. with the other of the children.
- FIG. 1 is a cross-sectional view showing a cross section cut along the axial direction of the motor of the first embodiment
- FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cross section cut along the radial direction of the motor of the first embodiment
- FIG. 3 is a perspective view schematically showing a coil body
- FIG. 4A is a plan view of a coil body schematically showing a band member in a wound state
- FIG. 4B is a plan view showing a coil body and a stator core
- FIG. 5 is a diagram for explaining star connection
- FIG. 6 is a diagram showing connection of a plurality of coils
- FIG. 1 is a cross-sectional view showing a cross section cut along the axial direction of the motor of the first embodiment
- FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cross section cut along the radial direction of the motor of the first embodiment
- FIG. 3 is a perspective view schematically showing a coil body
- FIG. 4A is a plan view of a
- FIG. 7 is a diagram schematically showing a coil
- FIG. 8 is a schematic diagram in which some of the coils that make up the U phase and some of the other coils are offset in the axial direction
- FIG. 9 is a diagram showing the unfolded coil body
- FIG. 10 is a cross-sectional view showing part of the coil body
- FIG. 11 is a cross-sectional view showing part of the coil body
- FIG. 12 is a cross-sectional view showing part of the coil body
- FIG. 13 is a cross-sectional view showing a cross section of the coil body cut along the radial direction
- Figure 14 is a cross-sectional view corresponding to Figure 10 reflecting the second insulating layer
- FIG. 15 is a cross-sectional view corresponding to FIG.
- FIG. 11 reflecting the second insulating layer
- Figure 16 is a cross-sectional view corresponding to Figure 12 reflecting the second insulating layer
- FIG. 17 is a plan view showing the coil body of the motor of the second embodiment
- FIG. 18 is a diagram showing an unfolded coil body
- FIG. 19 is a schematic diagram in which some of the coils that make up the U phase and some of the other coils are offset in the axial direction
- FIG. 20 is a plan view showing the coil body of the motor of the third embodiment
- FIG. 21 is a diagram showing the unfolded coil body
- FIG. 22 is a schematic diagram in which some of the coils that make up the U phase and some of the other coils are offset in the axial direction
- FIG. 23 is a plan view showing the coil body of the motor of the fourth embodiment;
- FIG. 24 is a diagram showing an unfolded coil body,
- FIG. 25 is a schematic diagram in which some of the coils that make up the U phase and some of the other coils are offset in the axial direction;
- FIG. 26 is a plan view showing the coil body of the motor of the fifth embodiment;
- FIG. 27 is a diagram showing an unfolded coil body,
- FIG. 28 is a schematic diagram in which some of the coils that make up the U phase and some of the other coils are offset in the axial direction;
- FIG. 29 is a perspective view showing the coil body of the motor of the sixth embodiment,
- FIG. 30 is a diagram showing an unfolded coil body, FIG.
- FIG. 31 is a plan view showing the coil body and stator core of the motor of the seventh embodiment
- FIG. 32 is a plan view showing the coil body and stator core of the motor of the eighth embodiment
- FIG. 33 is a plan view showing the coil body of the motor
- FIG. 34 is a plan view showing the coil body and insulator of the motor of the ninth embodiment
- FIG. 35 is a plan view showing the coil body and insulator of the motor of the tenth embodiment
- FIG. 36 is a plan view showing the coil body and insulator of the motor of the eleventh embodiment
- FIG. 37 is a developed view of the coil body of the motor of the twelfth embodiment
- FIG. 38 is a plan view showing a coil body.
- FIG. 1 A motor 10 according to a first embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 16.
- FIG. The arrow Z direction, arrow R direction, and arrow C direction appropriately shown in the drawings indicate one side in the rotation axis direction, the outer side in the rotation radial direction, and the one side in the rotation circumferential direction of the rotor 12, which will be described later. Further, hereinafter, when simply indicating the axial direction, the radial direction, and the circumferential direction, it indicates the rotating shaft direction, the rotating radial direction, and the rotating circumferential direction of the rotor 12 unless otherwise specified. Also, the motor 10 of the present embodiment and motors of embodiments described later are examples of a rotating electric machine.
- the motor 10 of this embodiment is an inner rotor type brushless motor in which a rotor 12 as a rotor is arranged radially inside a stator 14 as an armature and a stator.
- . 1 and 2 are diagrams of the motor 10 and the like shown as an example. There is
- the rotor 12 includes a rotating shaft 22 rotatably supported via a pair of bearings 20, a rotor core 24 formed in a free-bottom cylindrical shape and fixed to the rotating shaft 22, and a radially outer surface of the rotor core 24. and a plurality of magnets 18 fixed to.
- the rotor core 24 includes a first cylindrical portion 24A to which the rotating shaft 22 is fixed by press fitting or the like, which is formed in a cylindrical shape, and a first cylindrical portion 24A, which is arranged radially outside the first cylindrical portion 24A and is formed in a cylindrical shape.
- a magnet 18, which will be described later, is fixed to the outer peripheral surface of the second cylindrical portion 24B.
- the plurality of magnets 18 are formed using a magnetic compound having an intrinsic coercive force Hc of 400 [kA/m] or more and a residual magnetic flux density Br of 1.0 [T] or more.
- the magnet 18 of this embodiment is formed using a magnetic compound such as NdFe 11 TiN, Nd 2 Fe 14 B, Sm 2 Fe 17 N 3 , FeNi.
- a plurality of magnets 18 are fixed to the outer peripheral surface of the second cylindrical portion 24B of the rotor core 24 .
- the magnets 18 having N poles on the radially outer surfaces and the magnets 18 having S poles on the radially outer surfaces are alternately arranged in the circumferential direction.
- the number of magnets 18 may be appropriately set in consideration of the output required of the motor 10 and the like.
- the stator 14 includes a stator core 26 as an armature core formed in an annular shape, and a coil body 32 attached to the stator core 26 . As shown in FIGS. 1 to 4B, the stator 14 of this embodiment has a toothless structure in which a portion of the stator core 26 is not arranged inside the coil 16 forming a portion of the coil body 32 .
- the stator core 26 is annularly formed using a soft magnetic material such as steel.
- the stator core 26 is arranged coaxially with the rotor 12, and the axial center position of the stator core 26 and the axial center positions of the plurality of magnets 18 fixed to the rotor core 24 are aligned in the axial direction. .
- the coil body 32 of the present embodiment includes a belt member 34 formed in a belt shape using an insulating material, and a plurality of coils 16 formed on the belt member 34. consists of
- the band member 34 is formed in a rectangular shape in which the axial direction is the lateral direction and the longitudinal direction is the direction perpendicular to the axial direction in a flat state.
- the thickness of the strip member 34 is set to a thickness that allows the strip member 34 to be curved in the circumferential direction.
- the coil body 32 of this embodiment is composed of a plurality of belt members 34 wound in a ring.
- the coil body 32 is composed of three band members 34 .
- the inner and outer diameters of the three band members 34 are different from each other.
- the radially innermost band member 34 is called the "first round band member 34”
- the radially outermost band member 34 is called the "third round band member”.
- the band member disposed between the band member 34 of the first round and the band member 34 of the third round may be called the "band member 34 of the second round”.
- a plurality of coils 16 are formed on a belt member 34. Then, as shown in FIGS. 3 and 4A, one belt member 34 is arranged radially inside the other belt member 34, so that the plurality of coils 16 are positioned at predetermined positions in the circumferential and radial directions. It is designed to be placed.
- the plurality of coils 16 forming the U phase (U-phase coil group 42U) and the plurality of coils 16 forming the V-phase (V-phase coil group 42U) 42V) and a plurality of coils 16 constituting the W-phase (W-phase coil group 42W) are connected in a star connection.
- 18 coils 16 forming a U-phase coil group 42U, 18 coils 16 forming a V-phase coil group 42V, and a W-phase coil group 18 coils 16 forming 42W are connected in a star connection.
- U11, U12, U13, U21, U22, U23, U31, U32, U33, U41, U42, U43, U51, U52, U53, and U61 are included in the 18 coils 16 forming the U-phase coil group 42U. , U62 and U63 respectively.
- the 18 coils 16 forming the V-phase coil group 42V include V11, V12, V13, V21, V22, V23, V31, V32, V33, V41, V42, V43, V51, V52, V53, V61, They are numbered V62 and V63, respectively.
- the 18 coils 16 forming the W-phase coil group 42W include W11, W12, W13, W21, W22, W23, W31, W32, W33, W41, W42, W43, W51, W52, W53, W61, The numbers W62 and W63 are assigned respectively.
- a specific coil 16 may be indicated only by the coil number.
- U11, U12, and U13 are connected in series.
- U21, U22, and U23 are connected in series.
- U31, U32, and U33 are connected in series.
- U41, U42, and U43 are connected in series.
- U51, U52, and U53 are connected in series.
- U61, U62, and U63 are connected in series.
- V11, V12, and V13 are connected in series.
- V21, V22, and V23 are connected in series.
- V31, V32, and V33 are connected in series.
- V41, V42, and V43 are connected in series.
- V51, V52, and V53 are connected in series.
- V61, V62, and V63 are connected in series.
- W11, W12, and W13 are connected in series.
- W21, W22, and W23 are connected in series.
- W31, W32, and W33 are connected in series.
- W41, W42, and W43 are connected in series.
- W51, W52, and W53 are connected in series.
- W61, W62, and W63 are connected in series.
- the U-phase coil 16 is schematically shown in FIG. Each coil 16 is formed in a hexagonal shape when viewed from the thickness direction of the strip member 34 . Each coil 16 has the same configuration as a 3-turn coil in which a conductive wire is wound 3 times.
- the first turn portion of the coil U11 includes a first straight portion A1 which is inclined toward the other side in the circumferential direction toward the other side in the axial direction, and a first straight portion A1 which extends toward the other side in the axial direction from the first straight portion A1. It has two straight portions A2 and a third straight portion A3 that is inclined to one side in the circumferential direction from the second straight portion A2 toward the other side in the axial direction.
- the first turn portion of the coil U11 includes a fourth straight portion A4 that is inclined toward the one side in the axial direction from the third straight portion A3, and a fourth straight portion A4 that is inclined toward the one side in the axial direction from the third straight portion A3.
- the first straight portion A1, the second straight portion A2 and the third straight portion A3 are formed on one side surface 34A (see FIG. 10) of the belt member 34.
- the fourth linear portion A4, the fifth linear portion A5, and the sixth linear portion A6 are formed on the other side surface 34B (see FIG. 10) of the belt member 34.
- the third straight portion A3 and the fourth straight portion A4 are electrically connected via vias, through holes, etc. (not shown) passing through the belt member 34 .
- the portion of the coil U11 formed on one side surface 34A of the belt member 34 is indicated by a solid line.
- a portion of the coil U11 formed on the other side surface 34B of the band member 34 is indicated by a dashed line.
- the portions forming the second turn in the coil U11 are the first straight portion B1 which is inclined toward the other side in the circumferential direction from the sixth straight portion A6 of the first turn toward the other side in the axial direction, and the first straight portion B1. and a third straight portion B3 that inclines toward the one side in the circumferential direction from the second straight portion B2 toward the other side in the axial direction.
- the second turn of the coil U11 is formed by a fourth straight portion B4 that is inclined toward the one side in the axial direction from the third straight portion B3, and a fourth straight portion B4 that is inclined toward the one side in the axial direction from the fourth straight portion B4.
- It has a fifth straight portion B5 extending toward one side in the direction, and a sixth straight portion B6 inclined toward the other side in the circumferential direction from the fifth straight portion B5 toward the one side in the axial direction.
- the sixth straight portion A6 and the first straight portion B1 are electrically connected via vias, through holes, etc. (not shown) passing through the band member 34 .
- the third straight portion B3 and the fourth straight portion B4 are electrically connected via vias, through holes, etc. (not shown) penetrating the band member 34 .
- the portion forming the third turn in the coil U11 is the first straight portion C1 which is inclined toward the other side in the circumferential direction from the sixth straight portion B6 of the second turn toward the other side in the axial direction, and the first straight portion C1. a second straight portion C2 extending toward the other side in the axial direction, and a third straight portion C3 inclined toward the one side in the circumferential direction from the second straight portion C2 toward the other side in the axial direction.
- the third turn portion of the coil U11 includes a fourth straight portion C4 that is inclined toward the one side in the axial direction from the third straight portion C3, and a fourth straight portion C4 that is inclined toward the one side in the axial direction.
- It has a fifth straight portion C5 extending toward one side in the direction, and a sixth straight portion C6 inclined toward the other side in the circumferential direction from the fifth straight portion C5 toward the one side in the axial direction.
- the sixth straight portion B6 and the first straight portion C1 are electrically connected via vias, through holes, or the like (not shown) penetrating the band member 34 .
- the third straight portion C3 and the fourth straight portion C4 are electrically connected via vias, through holes, etc. (not shown) passing through the band member 34 .
- first straight portion B1 to sixth straight portion B6) forming the second turn in the coil U11 are the portions forming the first turn in the coil U11 (first straight portion A1 to sixth straight portion A6). are offset to one side in the circumferential direction.
- portions (first straight portion C1 to sixth straight portion C6) forming the third turn in the coil U11 are the portions forming the second turn in the coil U11 (first straight portion B1 to sixth straight portion B6). are offset to one side in the circumferential direction.
- the other coils (U12...U63) that constitute the U phase are also configured in the same manner as the coil U11. That is, all the coils (U11 to U63) forming the U phase have the same configuration.
- the second linear portions A2, B2, C2 and the fifth linear portions A5, B5, C5 described above may be referred to as vertical portions 36 in some cases.
- the first straight portions A1, B1, C1 and the sixth straight portions A6, B6, C6 are called one coil end portion 38
- the third straight portions A3, B3, C3 and the fourth straight portions A4, B4, C4 is sometimes called the other coil end portion 38 .
- FIG. 8 shows a schematic diagram in which some of the coils U11, etc. and other parts of the coils U12, etc., which constitute the U phase are offset in the axial direction.
- the fifth straight portion A5, the fifth straight portion B5 and the fifth straight portion C5 of the coil U11 correspond to the second straight portion A2, the second straight portion B2 and the second straight portion A2 of the coil U12. They are arranged at the same positions in the circumferential direction as the straight portions C2. That is, the fifth straight portion A5, the fifth straight portion B5 and the fifth straight portion C5 of the coil U11 are connected to the second straight portion A2, the second straight portion B2 and the second straight portion C2 of the coil U12 via the belt member 34. are overlapping.
- the fifth straight portion A5, the fifth straight portion B5 and the fifth straight portion C5 of the coil U12 are the same in the circumferential direction as the second straight portion A2, the second straight portion B2 and the second straight portion C2 of the coil U13. placed in position. That is, the fifth straight portion A5, the fifth straight portion B5 and the fifth straight portion C5 of the coil U12 are connected to the second straight portion A2, the second straight portion B2 and the second straight portion C2 of the coil U13 via the belt member 34. are overlapping.
- the fifth straight portion A5, the fifth straight portion B5 and the fifth straight portion C5 of the coil U13 are the same in the circumferential direction as the second straight portion A2, the second straight portion B2 and the second straight portion C2 of the coil U23. placed in position. That is, the fifth straight portion A5, the fifth straight portion B5 and the fifth straight portion C5 of the coil U13 are connected to the second straight portion A2, the second straight portion B2 and the second straight portion C2 of the coil U23 via the belt member 34. are overlapping.
- the fifth straight portion A5, the fifth straight portion B5 and the fifth straight portion C5 of the coil U23 are the same in the circumferential direction as the second straight portion A2, the second straight portion B2 and the second straight portion C2 of the coil U22. placed in position. That is, the fifth straight portion A5, the fifth straight portion B5 and the fifth straight portion C5 of the coil U23 are connected to the second straight portion A2, the second straight portion B2 and the second straight portion C2 of the coil U22 via the belt member 34. are overlapping.
- the fifth straight portion A5, the fifth straight portion B5 and the fifth straight portion C5 of the coil U22 are the same in the circumferential direction as the second straight portion A2, the second straight portion B2 and the second straight portion C2 of the coil U21. placed in position. That is, the fifth straight portion A5, the fifth straight portion B5 and the fifth straight portion C5 of the coil U22 are connected to the second straight portion A2, the second straight portion B2 and the second straight portion C2 of the coil U21 via the belt member 34. are overlapping.
- the sixth straight portion C6 of the coil U11 and the sixth straight portion C6 of the coil U12 are connected. Also, the first straight portion A1 of the coil U12 and the first straight portion A1 of the coil U13 are connected. Also, the sixth straight portion C6 of the coil U23 and the sixth straight portion C6 of the coil U22 are connected. Also, the first straight portion A1 of the coil U22 and the first straight portion A1 of the coil U21 are connected.
- the physical configuration of the coils U11, U12, U13, U23, U22, and U21 is coils wound in one direction (left-handed coils to be described later)
- the coils U11, U12, U13, U23, U22, and U21 are energized, the coils U11, U13, and U21 are wound in the opposite direction to the coils U12, U23, and U21 (right-handed coils).
- the coils corresponding to the coils U12, U23, and U21 are called “left-handed coils”
- the coils corresponding to the coils U11, U13, and U22 are called "right-handed coils" for convenience of explanation. .
- the reference numerals of the coils U11, U13, and U22, which are right-handed coils, are indicated by lines (bars).
- left-handed coils and right-handed coils are arranged alternately along the circumferential direction.
- a line (bar) may be attached to the symbols (U, V, W) representing the phases of the coil 16 which is a right-handed coil.
- the fifth straight portion A5, the fifth straight portion B5 and the fifth straight portion C5 of the coil U31 are the same in the circumferential direction as the second straight portion A2, the second straight portion B2 and the second straight portion C2 of the coil U32. placed in position.
- the fifth straight portion A5, the fifth straight portion B5 and the fifth straight portion C5 of the coil U32 are the same in the circumferential direction as the second straight portion A2, the second straight portion B2 and the second straight portion C2 of the coil U33. placed in position. That is, the fifth straight portion A5, the fifth straight portion B5 and the fifth straight portion C5 of the coil U32 are connected to the second straight portion A2, the second straight portion B2 and the second straight portion C2 of the coil U33 via the belt member 34. are overlapping.
- the fifth straight portion A5, the fifth straight portion B5 and the fifth straight portion C5 of the coil U33 are the same in the circumferential direction as the second straight portion A2, the second straight portion B2 and the second straight portion C2 of the coil U43. placed in position. That is, the fifth straight portion A5, the fifth straight portion B5 and the fifth straight portion C5 of the coil U33 are connected to the second straight portion A2, the second straight portion B2 and the second straight portion C2 of the coil U43 via the belt member 34. are overlapping.
- the fifth straight portion A5, the fifth straight portion B5 and the fifth straight portion C5 of the coil U43 are the same in the circumferential direction as the second straight portion A2, the second straight portion B2 and the second straight portion C2 of the coil U42. placed in position. That is, the fifth straight portion A5, the fifth straight portion B5 and the fifth straight portion C5 of the coil U43 are connected to the second straight portion A2, the second straight portion B2 and the second straight portion C2 of the coil U42 via the belt member 34. are overlapping.
- the fifth straight portion A5, the fifth straight portion B5 and the fifth straight portion C5 of the coil U42 are the same in the circumferential direction as the second straight portion A2, the second straight portion B2 and the second straight portion C2 of the coil U41. placed in position. That is, the fifth straight portion A5, the fifth straight portion B5 and the fifth straight portion C5 of the coil U42 are connected to the second straight portion A2, the second straight portion B2 and the second straight portion C2 of the coil U41 via the belt member 34. are overlapping.
- the coils U31, U32, U33, U43, U42, and U41 described above are arranged in this order on the belt member 34 of the second round.
- the fifth linear portion A5, the fifth linear portion B5, and the fifth linear portion C5 of the coil U21 arranged on the band member 34 of the first round correspond to the fifth straight portion A5 of the coil U31 arranged on the band member 34 of the second round.
- the second straight portion A2, the second straight portion B2, and the second straight portion C2 are arranged at the same position in the circumferential direction.
- Coils U31, U32, U33, U43, U42, and U41 arranged on the band member 34 of the second turn are coils U11, U12, U13, U23, U22, and U21 arranged on the band member 34 of the first turn. and are connected in the same relationship.
- the coils U51 to U63 are arranged on the belt member 34 of the third turn in the same relationship as the coils U11 to U43 described above.
- the coils U51, U52, U53, U63, U62, and U61 are arranged in this order on the belt member 34 of the third turn.
- the fifth linear portion A5, the fifth linear portion B5, and the fifth linear portion C5 of the coil U41 arranged on the belt member 34 of the second turn are the same as those of the coil U51 arranged on the belt member 34 of the third turn.
- the second straight portion A2, the second straight portion B2, and the second straight portion C2 are arranged at the same position in the circumferential direction.
- Coils U51, U52, U53, U63, U62, and U61 arranged on the band member 34 of the third turn are coils U11, U12, U13, U23, U22, and U21 arranged on the band member 34 of the first turn. and are connected in the same relationship.
- the coils V11 to V63 forming the V phase also have the same relationship as the coils U11 to U63 forming the U phase. 34 and the 3rd round belt member 34, respectively.
- the coils W11 to W63 forming the W phase also have the same relationship as the coils U11 to U63 forming the U phase. placed above each. However, the coils V11 to V63 forming the V phase are connected so that their winding directions are opposite to those of the coils forming the U and W phases.
- the coils V11 to V63 forming the V phase are arranged offset to one side in the circumferential direction with respect to the coils U11 to U63 forming the U phase. Further, the coils W11 to W63 forming the W phase are arranged offset to one side in the circumferential direction with respect to the coils V11 to V63 forming the V phase.
- FIG. 10 shows a part of the cross section of the belt member 34 of the first round and the plurality of coils 16 taken along line AA shown in FIG.
- the cross section shown in FIG. 10 is the cross section at the end portion on the other side in the circumferential direction of the band member 34 of the first round.
- U11T1, U11T2, U11T3, V11T3, V11T2, V11T1, W11T1, W11T2, and W11T3 are formed on one side surface 34A of the band member 34 in this order.
- the symbols indicating the respective coils are suffixed with a symbol T1 indicating the first turn, a symbol T2 indicating the second turn, and a symbol T3 indicating the third turn.
- U11T1 a portion indicating the first turn in the coil U11 is denoted by U11T1
- U11T2 a portion indicating the second turn in the coil U11
- U11T3 a portion indicating the third turn in the coil U11 is denoted.
- the part is labeled U11T3.
- FIG. 11 shows a part of the cross section of the belt member 34 of the first round and the plurality of coils 16 taken along line AA shown in FIG.
- the cross section shown in FIG. 11 corresponds to the range indicated by arrow E in FIG.
- the cross section shown in FIG. 11 is a cross section of a portion adjacent to the cross section shown in FIG. 10 in the circumferential direction.
- U12T3, U12T2, U12T1, V12T1, V12T2, V12T3, W12T3, W12T2, and W12T1 are formed on one surface 34A side of the belt member 34 in this order.
- U11T1, U11T2, U11T3, V11T3, V11T2, V11T1, W11T1, W11T2, and W11T3 are formed on the other side surface 34B of the band member 34 in this order.
- U-phase coils (U12, U13, U23, U22, U21) and V-phase coils (V12, V13, V23, V22, V21) and the W-phase coils (W12, W13, W23, W22, W21) are connected to one surface 34A of the band member 34 and the other in the same relationship as shown in FIG. It is formed on the side surface 34B side.
- FIG. 12 shows a part of the cross section of the belt member 34 of the first round and the plurality of coils 16 taken along line AA shown in FIG.
- the cross section shown in FIG. 12 is a cross section at one end of the band member 34 in the first round in the circumferential direction.
- U21T1, U21T2, U21T3, V21T3, V21T2, V21T1, W21T1, W21T2, and W21T3 are formed on the other side surface 34B of the belt member 34 in this order.
- the U-phase coils (U31 to U41), the V-phase coils (V31 to V41), and the W-phase coils (W31 to W41) have the relationships shown in FIGS. are formed on the one side surface 34A side and the other side surface 34B side of the belt member 34 of the second round in the same relationship as .
- each part of the U-phase coils (U51 to U61), the V-phase coils (V51 to V61), and the W-phase coils (W51 to W61) is divided into two parts in the same relationship as shown in FIGS. It is formed on one surface 34A side and the other surface 34B side of the belt member 34 of the circumference.
- each coil 16 is connected via a connection pattern portion 40 provided on one side portion of the belt member 34 in the axial direction.
- a portion of the connection pattern portion 40 formed on one surface 34A of the band member 34 is indicated by a solid line.
- a portion of the connection pattern portion 40 formed on the other side surface 34B of the band member 34 is indicated by a broken line.
- a connection pattern portion 40 indicated by reference numeral 44 indicates a neutral point.
- a connection pattern portion 40 indicated by reference numeral 43 indicates a connection portion connected to a control portion (not shown).
- the connection between the coils 16 and the connection portions (40, 43, 44) connected to the control portion may be performed using bus bars, printed circuit boards, or the like, which are separate members.
- the end portion 34C on the other side in the circumferential direction of the belt member 34 of the first round and the end portion 34D on the one side are overlapped in the radial direction. connected in a state.
- one end portion 34D in the circumferential direction of the band member 34 of the first round is positioned radially outward with respect to the other end portion 34C.
- a portion where the end portion 34C on the other side in the circumferential direction of the band member 34 of the first round and the end portion 34D on the one side are overlapped and joined together is called an overlapping portion 34E.
- the portion of the band member 34 of the first round excluding the overlapped portion 34E is called a general portion 34F.
- the end portion 34C on the other side in the circumferential direction and the end portion 34D on the one side of the belt member 34 of the second round are joined in a state of being overlapped in the radial direction.
- one end portion 34D in the circumferential direction of the band member 34 in the second round is positioned radially outward with respect to the other end portion 34C.
- a portion where the end portion 34C on the other side in the circumferential direction of the belt member 34 in the second round and the end portion 34D on the one side are overlapped and joined is called an overlapping portion 34E.
- Avoidance portion 34G is formed. A portion of the belt member 34 of the second turn corresponding to the convex avoidance portion 34G protrudes radially outward with respect to the other portions. A portion of the belt member 34 of the second turn excluding the overlapping portion 34E and the convex avoiding portion 34G is called a general portion 34F.
- the end portion 34C on the other side in the circumferential direction and the end portion 34D on the one side of the band member 34 of the third turn are joined while overlapping each other in the radial direction.
- one end portion 34D in the circumferential direction of the band member 34 on the third turn is positioned radially outward with respect to the other end portion 34C.
- a portion where the end portion 34C on the other side in the circumferential direction of the band member 34 of the third turn and the end portion 34D on the one side are superimposed and joined is called an overlapping portion 34E.
- the circumferential interval between the overlapping portion 34E of the band member 34 in the first round and the overlapping portion 34E of the band member 34 in the second round is 120°. It's becoming In addition, the circumferential interval between the overlapped portion 34E of the band member 34 on the second turn and the overlapped portion 34E of the band member 34 on the third turn is 120°. In addition, the circumferential interval between the overlapped portion 34E of the band member 34 of the third turn and the overlapped portion 34E of the band member 34 of the first turn is 120°. That is, the overlapped portions 34E of the band members 34 are arranged at equal intervals (at equal angular pitches) along the circumferential direction.
- overlap in the radial direction is called a thick portion 32A.
- the general portion 34F of the band member 34 in the first round, the overlapping portion 34E of the band member 34 in the second round, and the convex avoidance portion 34G of the band member 34 in the third round overlap in the radial direction.
- the portion will be called a thick portion 32A.
- the portion where the general portion 34F of the band member 34 in the first round, the general portion 34F of the band member 34 in the second round, and the overlapping portion 34E of the band member 34 in the third round overlap in the radial direction is It will be called the thick portion 32A.
- the three thick portions 32A are arranged at regular intervals (at regular angular pitches) along the circumferential direction.
- the portion where the general portion 34F of the band member 34 in the first round, the general portion 34F of the band member 34 in the second round, and the general portion 34F of the band member 34 in the third round overlap in the radial direction is It will be called thin portion 32B.
- the three thin portions 32B are arranged at equal intervals (at equal angular pitches) along the circumferential direction. Furthermore, in this embodiment, the thick portions 32A and the thin portions 32B are alternately arranged along the circumferential direction. Further, the radial thickness dimension F1 of the thick portion 32A is larger than the radial thickness dimension F2 of the thin portion 32B. Further, a stepped portion 32C having a height difference in the radial direction is formed at the boundary between the thin portion 32B and the thick portion 32A and on the stator core 26 side. As a result, the radially inner surface of the coil body 32 has substantially no level difference.
- connection portions 43 are arranged at positions corresponding to the thin portions 32B.
- the connecting portion 43 extending from the band member 34 in the first round, the connecting portion 43 extending from the band member 34 in the second round, and the connecting portion 43 extending from the band member 34 in the third round are arranged in the circumferential direction. They are arranged at regular intervals (120° intervals).
- FIG. 13 shows a part of a cross section cut along the radial direction of the coil body 32 in which the three band members 34 are radially stacked.
- This cross section is the cross section of the portion corresponding to the vertical portion 36 (see FIG. 7) of each coil 16. As shown in FIG. Also, this cross section is a cross section of a portion corresponding to the aforementioned thin portion 32B.
- the vertical portions 36 of the plurality of coils 16 are radially stacked and arranged at regular intervals in the circumferential direction.
- the first insulating layer 54A or the second insulating layer 54B is interposed between a pair of radially adjacent vertical portions 36.
- the first insulating layer 54A is the belt member 34, and is, for example, a polyimide film or insulating paper.
- the second insulating layer 54B is an insulating film formed on the strip member 34 and covering the coil 16, and is, for example, an insulating paint.
- a polyimide coating film, varnish, or the like can be used as the insulating coating.
- the second insulating layer 54B may be formed on the portions of the one side surface 34A and the other side surface 34B of the belt member 34 where the coils 16 are not formed.
- the second insulating layer 54B is formed on the portion where the coil 16 is not formed on the surface 34A on one side and the surface 34B on the other side of the band member 34. do not have.
- the vertical laminate 56 has a rectangular cross section in which the dimension R1 in the radial direction is larger than the dimension S1 in the circumferential direction in a cross-sectional view cut along the radial direction. Further, in the present embodiment, the dimension S2 in the circumferential direction of the vertical portion 36 constituting the vertical portion laminate 56 is larger than the dimension R2 in the radial direction. Furthermore, in the present embodiment, the circumferential interval W1 between the two vertical portions 36 adjacent in the circumferential direction increases radially outward. As a result, the vertical portions 36 arranged at the same position in the circumferential direction are arranged on a straight line in the radial direction. As a result, the vertical laminates 56 are radially arranged when viewed in the axial direction.
- a U-phase coil group 42U, a V-phase coil group 42V, and a W-phase coil group 42U, which constitute a part of the stator 14 A rotating magnetic field is generated in the inner periphery of the stator 14 by switching the energization of the coil group 42W. This causes the rotor 12 to rotate.
- An arrow iU shown in FIG. 9 indicates the direction of the current flowing through the vertical portion 36 of the U-phase coil 16 at a certain time.
- the coil body 32 includes three belt members 34 formed in a belt shape using an insulating material, and a plurality of coils 16 respectively formed on the three belt members 34. is composed of With this configuration, it is possible to suppress an increase in size of the coil body 32 in the radial direction. As a result, an increase in size of the motor 10 can be suppressed.
- the coil body 32 of the present embodiment has three thick portions 32A arranged at regular intervals (at regular angular pitches) along the circumferential direction. ing.
- the coil body 32 in a state in which the coil body 32 is arranged radially inside the stator core 26 , it is possible to prevent the coil body 32 from being displaced in the radial direction with respect to the stator core 26 .
- the thick portion 32A is arranged in a part of the coil body 32, it is possible to prevent the coil body 32 from being displaced in the radial direction with respect to the stator core 26.
- At least a portion of one thick portion 32A and at least a portion of the other thick portion 32A are radially opposed to each other at positions spaced apart by 180° in the circumferential direction, It is possible to suppress radial displacement of the coil body 32 with respect to the stator core 26 .
- at least a portion of one thick portion 32A and a range in which the other thick portions 32A are continuously present in the circumferential direction are radially opposed to each other at positions spaced apart by 180° in the circumferential direction. Even in the configuration in which the coil body 32 is arranged in the radial direction, it is possible to suppress the radial displacement of the coil body 32 with respect to the stator core 26 .
- a stepped portion 32C having a height difference in the radial direction is formed at the boundary between the thin portion 32B and the thick portion 32A of the coil body 32 and on the stator core 26 side.
- the stepped portion 32C is not formed on the coil body 32 on the magnet 18 side of the rotor 12 .
- the gap between the inner peripheral surface of the coil body 32 and the outer peripheral surface of the magnet 18 is made uniform compared to the configuration in which the stepped portion 32C is formed on the magnet 18 side of the rotor 12. be able to. As a result, it is possible to obtain the motor 10 that rotates smoothly with less torque unevenness.
- the dimension R1 in the radial direction of the vertical laminate 56 is larger than the dimension S1 in the circumferential direction.
- the eddy current generated in the vertical laminate 56 due to the radial magnetic flux can be suppressed.
- the torque of the motor 10 can be further improved.
- the dimension S2 in the circumferential direction of the vertical portion 36 constituting the vertical portion laminate 56 is larger than the dimension R2 in the radial direction.
- the plurality of thick portions 32A, the plurality of thin portions 32B, and the plurality of connection portions 43 are arranged at equal intervals in the circumferential direction, but they may be arranged at unequal intervals. FIG.
- the vertical laminate 56 has a substantially fan shape, and the cross-sectional area of the conductor of the coil 16 can be increased. As a result, the torque of the motor 10 can be further improved.
- the coil body 32 of the motor of the present embodiment includes a first round band member 34, a second round band member 34, and a plurality of coil members formed on these band members 34. As shown in FIGS. and a coil 16 of .
- FIG. 19 shows a diagram corresponding to FIG. 8 showing a plurality of U-phase coils 16 formed on the band member 34 of the first round and the band member 34 of the second round.
- the coils U11, U12, U13, U23, U22, and U21 formed on the belt member 34 of the first turn have their connecting portions 43 and neutral points 44 interchanged, and are the right-handed coils. It has the same configuration as the motor 10 of the first embodiment except that the left-handed coil is replaced.
- Coils U31, U32, U33, U43, U42, and U41 formed on the belt member 34 of the second turn have the same configuration as the motor 10 of the first embodiment.
- the coils V11 to V43 forming the V phase are also arranged on the belt member 34 of the first round and the band member 34 of the second round in the same relationship as the coils U11 to U43 forming the U phase.
- the coils W11 to W43 constituting the W phase are arranged on the first and second belt members 34 and 34 respectively in the same relationship as the coils U11 to U43 constituting the U phase.
- the circumferential interval between the overlapped portion 34E of the belt member 34 in the first round and the overlapped portion 34E of the belt member 34 in the second round is 180°. It's becoming That is, the overlapped portions 34E of the band members 34 are arranged at equal intervals (at equal angular pitches) along the circumferential direction.
- the circumferential position of the connection portion 43 extending from the band member 34 in the first round and the connection portion extending from the band member 34 in the second round 43 are set at the same positions. More specifically, the circumferential position of the U-phase connection portion 43 extending from the belt member 34 of the first turn and the circumferential position of the U-phase connection portion 43 extending from the belt member 34 of the second turn are set in the same position. In addition, the circumferential position of the V-phase connecting portion 43 extending from the belt member 34 of the first turn and the circumferential position of the V-phase connecting portion 43 extending from the belt member 34 of the second turn are the same.
- the circumferential position of the W-phase connection portion 43 extending from the band member 34 in the first round and the circumferential position of the W-phase connection portion 43 extending from the band member 34 in the second round are the same.
- the connecting portion 43 of each phase extending from the band member 34 of the first round and the connecting portion 43 of each phase extending from the band member 34 of the second round are arranged at positions corresponding to the thick portions 32A. ing.
- the two thick portions 32A are arranged at equal intervals (equal angular pitch) along the circumferential direction. As a result, in a state in which the coil body 32 is arranged radially inside the stator core 26 , it is possible to prevent the coil body 32 from being displaced in the radial direction with respect to the stator core 26 .
- connection portion 43 extending from the band member 34 of the first turn and the circumferential position of the connection portion 43 extending from the band member 34 of the second turn are set in the same position. This eliminates the need to connect the in-phase connection portions 43 with separate members.
- the coil body 32 of the motor of the present embodiment includes a first round band member 34, a second round band member 34, a third round band member 34, and these band members. and a plurality of coils 16 formed on 34 .
- FIG. 22 corresponds to FIG. 8 showing a plurality of U-phase coils 16 formed on the band member 34 of the first round, the band member 34 of the second round, and the band member 34 of the third round.
- a diagram is shown.
- the coils U11, U12, U13, U23, U22, and U21 formed on the belt member 34 of the first turn have their connecting portions 43 and neutral points 44 interchanged, and are the right-handed coils. It has the same configuration as the motor 10 of the first embodiment except that the left-handed coil is replaced.
- the coils U31, U32, U33, U43, U42, and U41 formed on the band member 34 of the second turn are the same as those of the motor 10 of the first embodiment, except that the right-handed coil and the left-handed coil are switched. It has the same configuration as The coils U51, U52, U53, U63, U62, and U61 formed on the band member 34 in the third round are the same as those in the second round of the present embodiment, except that the connecting portion 43 and the neutral point 44 are switched.
- the coils V11 to V63 forming the V phase also have the same relationship as the coils U11 to U63 forming the U phase. placed above each.
- the coils W11 to W63 forming the W phase also have the same relationship as the coils U11 to U63 forming the U phase. placed above each.
- the circumferential position of the connection portion 43 extending from the band member 34 of the first round and the connection extending from the band member 34 of the second round are set to be the same.
- the connecting portion 43 extending from the band member 34 in the first round, the connecting portion 43 extending from the band member 34 in the second round, and the connecting portion 43 extending from the band member 34 in the third round are thick. It is arranged at a position corresponding to the portion 32A.
- the three thick portions 32A are arranged at regular intervals (at regular angular pitches) along the circumferential direction. As a result, in a state in which the coil body 32 is arranged radially inside the stator core 26 , it is possible to prevent the coil body 32 from being displaced in the radial direction with respect to the stator core 26 .
- the circumferential position of the connection portion 43 extending from the band member 34 of the first turn and the circumferential position of the connection portion 43 extending from the band member 34 of the second turn and the circumferential position of the connecting portion 43 extending from the band member 34 of the third turn are set at the same position. This eliminates the need to connect the in-phase connection portions 43 with separate members.
- the coil body 32 of the motor of the present embodiment includes a band member 34 in the first round, a band member 34 in the second round, a band member 34 in the third round, and a band member 34 in the fourth round. It is composed of a member 34 and a plurality of coils 16 formed on these band members 34 .
- 32 U-phase coils 16, 32 V-phase coils 16, and 32 W-phase coils 16 are star-connected. Wired.
- U11, U12, U13, U14, U21, U22, U23, U24, U31, U32, U33, U34, U41, U42, U43, U44, U51, U52, U53 are connected to the U-phase 32 coils 16.
- W11, W12, W13, W14, W21, W22, W23, W24, W31, W32, W33, W34, W41, W42, W43, W44, W51, W52, W53, W54, W61, W62, W63, W64, W71, W72, W73, W74, W81, W82, W83, and W84 are numbered, respectively.
- a specific coil 16 may be indicated only by the coil number.
- U11, U12, U13, and U14 are connected in series.
- U21, U22, U23, and U24 are connected in series.
- U31, U32, U33, and U34 are connected in series.
- U41, U42, U43, and U44 are connected in series.
- U51, U52, U53, and U54 are connected in series.
- U61, U62, U63, and U64 are connected in series.
- U71, U72, U73, and U74 are connected in series.
- U81, U82, U83, and U84 are connected in series.
- V-phase coils (V11 to V84) are also connected in the same relationship as the U-phase coils (U11 to U84).
- W-phase coils (W11 to W84) are connected in the same manner as the U-phase coils (U11 to U84).
- the coils U11 to U24 described above are arranged in this order on the belt member 34 of the first round. Also, the coils U31 to U44 are arranged in this order on the belt member 34 of the second round. Also, the coils U51 to U64 are arranged in this order on the belt member 34 of the third turn. Also, the coils U71 to U84 are arranged in this order on the belt member 34 on the fourth turn.
- the coils V11 to V84 forming the V phase also have the same relationship as the coils U11 to U84 forming the U phase.
- 34 are arranged on the belt member 34 of the 3rd turn and the belt member 34 of the 4th turn, respectively.
- the coils W11 to W84 forming the W phase also have the same relationship as the coils U11 to U84 forming the U phase. and on the belt member 34 of the fourth round, respectively.
- the four thick portions 32A are arranged at equal intervals (equal angular pitch) along the circumferential direction.
- the four thin portions 32B are arranged at regular intervals (at regular angular pitches) along the circumferential direction.
- the thick portions 32A and the thin portions 32B are alternately arranged along the circumferential direction.
- the circumferential position of the connection portion 43 extending from the band member 34 of the first round and the connection extending from the band member 34 of the second round are set at the same position.
- connecting portion 43 extending from the band member 34 of the first round, the connecting portion 43 extending from the band member 34 of the second round, the connecting portion 43 extending from the band member 34 of the third round and the fourth round is arranged at a position corresponding to the thick portion 32A.
- the four thick portions 32A are arranged at regular intervals (at regular angular pitches) along the circumferential direction. As a result, in a state in which the coil body 32 is arranged radially inside the stator core 26 , it is possible to prevent the coil body 32 from being displaced in the radial direction with respect to the stator core 26 .
- the circumferential position of the connection portion 43 extending from the band member 34 of the first turn and the circumferential position of the connection portion 43 extending from the band member 34 of the second turn are set at the same position. This eliminates the need to connect the in-phase connection portions 43 with separate members.
- the coil body 32 of the motor of the present embodiment includes band members 34 for the 1st to 1.5th turns and band members 34 for the 1.5th to 3rd turns, and a plurality of coils 16 formed on these band members 34 .
- 18 U-phase coils 16, 18 V-phase coils 16, and 18 W-phase coils 16 are star-connected. Wired.
- U11, U12, and U13 are connected in series.
- U21, U22, and U23 are connected in series.
- U31, U32, and U33 are connected in series.
- U41, U42, and U43 are connected in series.
- U51, U52, and U53 are connected in series.
- U61, U62, and U63 are connected in series.
- V-phase coils (V11 to V63) are also connected in the same relationship as the U-phase coils (U11 to U63).
- W-phase coils (W11 to W63) are also connected in the same relationship as the U-phase coils (U11 to U63).
- the U-phase coils U11, U12, U13, U23, U22, U21, U31, U32, and U33 described above are arranged in this order on the belt member 34 for the 1st to 1.5th turns.
- the U-phase coils U41, U42, U43, U53, U52, U51, U61, U62, and U63 are arranged in this order on the belt member 34 from the 1.5th to the 3rd turns.
- the coils V11 to V63 forming the V phase also have the same relationship as the coils U11 to U63 forming the U phase. They are arranged on the belt members 34 of the 1.5th to 3rd turns, respectively.
- the coils W11 to W63 constituting the W phase also have the same relationship as the coils U11 to U63 constituting the U phase. are arranged on the belt members 34 of the respective ones.
- two thick portions 32A are arranged at equal intervals (equal angular pitch) along the circumferential direction.
- the two thin portions 32B are arranged at regular intervals (at regular angular pitches) along the circumferential direction.
- the thick portions 32A and the thin portions 32B are alternately arranged along the circumferential direction.
- the circumferential position of the connection portion 43 extending from the belt member 34 in the first to 1.5th rounds and the The circumferential position of the connection portion 43 extending from the belt member 34 of the third turn is set to the same position.
- the connecting portion 43 extending from the band member 34 on the 1st to 1.5th round and the connecting portion 43 extending from the band member 34 on the 1.5th to 3rd round are the thick portion 32A. placed in corresponding positions.
- the two thick portions 32A are arranged at equal intervals (equal angular pitch) along the circumferential direction. As a result, in a state in which the coil body 32 is arranged radially inside the stator core 26 , it is possible to prevent the coil body 32 from being displaced in the radial direction with respect to the stator core 26 .
- the circumferential position of the connecting portion 43 extending from the belt member 34 of the 1st to 1.5th turn and from the belt member 34 of the 1.5th to 3rd turn is set at the same position. This eliminates the need to connect the in-phase connection portions 43 with separate members.
- a plurality of coil body side recesses 34H are formed at one end and the other end of the belt member 34 in the axial direction. It is The shape of the coil body side recessed portion 34H when viewed from the inside in the radial direction is rectangular. Further, the shape of the edge of the coil-body-side concave portion 34H is U-shaped with one side or the other side in the axial direction being open. Furthermore, the circumferential position of each coil body side concave portion 34H is arranged at a position offset by an angle ⁇ ° to one side in the circumferential direction with respect to the second straight portion A2 of the U-phase coil 16 .
- the stator core 26, a member fixed to the stator core 26, or a projection (not shown) provided on a jig for forming the belt member 34 into a cylindrical shape is used as the first round belt member.
- the coil body side recess 34H formed in the coil member 34, the coil body side recess 34H formed in the band member 34 of the second turn, and the coil body side recess 34H formed in the band member 34 of the third turn are engaged with each other.
- the belt member 34 of the second turn can be aligned in the circumferential direction with respect to the belt member 34 of the first turn
- the belt member 34 of the third turn can be aligned in the circumferential direction of the belt member 34 of the second turn. can be aligned to Thereby, the positional accuracy in the circumferential direction of each coil 16 formed on each belt member 34 can be improved.
- motors according to seventh to eighth embodiments will be described.
- the members and parts corresponding to the motor 10 and the like of the first embodiment are the same as the members and parts corresponding to the motor 10 and the like of the first embodiment. Reference numerals may be attached and descriptions thereof may be omitted.
- the coil body 32 is formed between the radially outer surface of the portion corresponding to the thin portion 32B and the radially inner surface of the stator core 26 .
- An adhesive 70 is provided in the gap 33 that is formed. Thereby, the stator core 26 and the coil body 32 are joined via the adhesive 70 .
- connection portion 43 by arranging the connection portion 43 at a position corresponding to the thick portion 32A as in the motor of the second embodiment (see FIG. 17, etc.), Adhesion of the adhesive 70 to the connection portion 43 can be suppressed.
- FIG. 32 shows the stator 14 of the motor of the eighth embodiment.
- the motor of the eighth embodiment is an outer rotor type motor. Therefore, in the stator 14 of the motor of the eighth embodiment, the coil body 32 is arranged along the radially outer surface of the stator core 26 .
- the adhesive 70 is inserted into the gap 33 formed between the radially inner surface of the portion corresponding to the thin portion 32B of the coil body 32 and the radially outer surface of the stator core 26 . is provided. Thereby, the stator core 26 and the coil body 32 are joined via the adhesive 70 .
- the motor of this embodiment can also obtain the same effects as the motor of the seventh embodiment.
- the coil body 32 is arranged along the radially outer surface of the stator core 26, and the coil body 32 is arranged along the radially inner surface of the stator core 26. It may be configured such that the gap 33 is formed in both cases of arrangement. That is, the coil body 32 may be applicable to both an outer rotor type motor and an inner rotor type motor.
- the insulator 28 formed using an insulating material is disposed between the radial outer surface of the coil body 32 and the stator core 26 (see FIG. 4B etc.) in the radial direction. provided between the inner surfaces.
- the insulator 28 is formed in a rectangular shape with its lateral direction being the axial direction and its longitudinal direction being perpendicular to the axial direction.
- the thickness of the insulator 28 is set to a thickness that allows the insulator 28 to be curved in the circumferential direction.
- the thickness dimension of the insulator 28 is set to be equal to or thicker than the thickness of the band member 34 .
- the thickness dimension of the insulator 28 may be set to be thinner than the band member 34 .
- the insulator 28 is annularly wound along the radially outer surface of the coil body 32 .
- the end portion 28B on one side in the circumferential direction of the insulator 28 and the end portion 28A on the other side in the circumferential direction are overlapped in the radial direction.
- a portion where the end portion 28B on one side in the circumferential direction of the insulator 28 and the end portion 28A on the other side of the insulator 28 are superimposed is called an insulator overlapping portion 28C.
- a portion of the insulator 28 excluding the insulator overlapping portion 28C is called an insulator general portion 28D.
- the insulator overlapping portion 28C is arranged in a gap 33 (see FIG. 4B) formed between the radially inner surface of the stator core 26 and the radially outer surface of the thin portion 32B of the coil body 32. As shown in FIG.
- the insulator overlapping portion 28C is arranged in the gap 33 formed between the stator core 26 and the thin portion 32B of the coil body 32. As a result, it is possible to suppress the radial displacement of the coil body 32 with respect to the stator core 26 from being caused by the influence of the insulator overlapping portion 28C.
- the radial thickness dimension F3 of the sum of the insulator overlapping portion 28C of the insulator 28 and the thin portion 32B of the coil body 32 is set to the same dimension as the radial thickness dimension F1 of the thick portion 32A of the coil body 32. do it.
- Adhesives 70 may be provided on both sides of the insulator overlapping portion 28C of the insulator 28 in the circumferential direction.
- the motors of the tenth and eleventh embodiments will be described.
- the members and portions corresponding to the motor 10 and the like of the first embodiment are the same as the members and portions corresponding to the motor 10 and the like of the first embodiment. Reference numerals may be attached and descriptions thereof may be omitted.
- the coil body 32 of the motor of the tenth embodiment includes a single band member 34 wound in a plurality of turns in the circumferential direction, and a plurality of coils 16 formed on the band member 34 ( See FIG. 9, etc.).
- An insulator 28 is provided on the radially outer surface of the coil body 32 .
- the thick portion 32A of the coil body 32 and the insulator overlapping portion 28C of the insulator 28 are arranged at equal intervals (at equal angular pitches) along the circumferential direction. Further, in the present embodiment, the sum of the insulator overlapping portion 28C of the insulator 28 and the thin portion 32B of the coil body 32 in the radial direction F3 is equal to the insulator general portion 28D of the insulator 28 and the thick portion 32A of the coil body 32. is set to the same dimension as the radial thickness dimension F4.
- the thick portion 32A of the coil body 32 and the insulator overlapping portion 28C of the insulator 28 are arranged at regular intervals (at regular angular pitches) along the circumferential direction.
- the sum of the insulator overlapping portion 28C of the insulator 28 and the thin portion 32B of the coil body 32 in the radial direction thickness dimension F3 is such that the insulator general portion 28D of the insulator 28 and the thick portion 32A of the coil body 32 are separated. It is set to the same dimension as the combined radial thickness dimension F4.
- the circumferential dimension of the insulator overlapping portion 28C may be set longer than the configuration shown in FIG. Thereby, the volume of the space in which the adhesive 70 is arranged in the aforementioned gap 33 (see FIG. 31) can be adjusted by the insulator overlapping portion 28C.
- the portion is provided with a surplus portion 34J in which no coil is formed.
- the surplus portion 34J serves as an insulator portion 72 that is annularly formed by being wound in the circumferential direction.
- the insulator portion 72 constitutes a radially outer surface layer portion of the coil body 32 .
- insulator portion 72 overlaps in the radial direction.
- a portion of the insulator portion 72 that overlaps in the radial direction is called an insulator overlapping portion 72A.
- the insulator overlapping portion 72A is arranged in a gap 33 (see FIG. 4B) formed between the radially inner surface of the stator core 26 and the radially outer surface of the thin portion 32B of the coil body 32.
- the surplus portion 34J of the band member 34 can be made to function in the same manner as the insulator 28 (see FIG. 35) of the motor of the tenth embodiment. As a result, it becomes unnecessary to provide the insulator 28 as a separate member, and the number of parts of the motor can be reduced.
- the plurality of coils 16 on the belt member 34 are connected by star connection, but they may be connected by delta connection.
- the number of poles, the number of coils, the number of phases, the number of coils in series, the number of parallel lines, etc. of the motor 10 or the like may be appropriately selected according to the application of the motor 10 or the like.
- the configuration of the motor 10 and the like may be applied to a generator.
- the configuration of the motor 10 and the like can also be applied to an outer rotor type brushless motor in which the rotor 12 is arranged radially outside the stator 14 .
- the configuration of the present disclosure can also be applied to a rotor configured including the coil body 32 .
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Windings For Motors And Generators (AREA)
Abstract
コイル体(32)は、複数の帯部材(34)を備えている。複数の帯部材(34)は、周方向に巻かれかつ少なくとも一部が径方向に重ねられ、互いに径方向に積層するように配置されている。複数の帯部材(34)上には、それぞれ複数のコイルが形成されている。コイル体(32)は、薄肉部(32B)及び厚肉部(32A)を備えている。薄肉部(32B)は、複数の帯部材(34)によって形成され、径方向への厚み寸法が定められた寸法に設定されている。厚肉部(32A)は、複数の帯部材(34)によって形成され、径方向への厚み寸法が薄肉部(32B)の径方向への厚み寸法よりも大きな寸法に設定され、周方向に分散して配置されている。
Description
本出願は、2022年1月28日に出願された日本出願番号2022-011872号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
本開示は、コイル体、電気子及び回転電機に関する。
下記特許文献1には、回転電機の電機子の一部を構成するコイル体が開示されている。この文献に記載されたコイル体は、第1導電円筒体と、第2導電円筒体と、第1導電円筒体と第2導電円筒体との間に配置された電気絶縁体と、を備えている。また、コイル体の第1導電円筒体は、円筒体の軸線方向に延びると共に周方向に互いに間隔を空けて隣接して配置された複数の第1導電帯を備えている。また、第2導電円筒体は、円筒体の軸線方向に延びると共に周方向に互いに間隔を空けて隣接して配置された複数の第2導電帯を備えている。そして、複数の第1導電帯と複数の第2導電帯とは電気絶縁体によって電気的に絶縁されている。このように構成することで、コイル体の電気的性能が損なわれることを抑制しつつ、コイル体の構成の単純化や低コスト化等が図られている。
コイル体が電機子コアに沿って配置される構成では、コイル体の電機子コアに対する径方向へのずれを抑制できることが望ましい。
本開示は、コイル体の電機子コアに対する径方向へのずれを抑制することができるコイル体、電機子及び回転電機を得ることが目的である。
本開示の第一の態様において、コイル体は、絶縁性の材料を用いて帯状に形成されていると共に周方向に巻かれかつ少なくとも一部が径方向に重ねられ、互いに径方向に積層するように配置された複数の帯部材と、導電性の材料を用いて複数の前記帯部材上にそれぞれ形成されていると共に周方向に沿って並んだ状態で配置された複数のコイルと、複数の前記帯部材によって形成され、径方向への厚み寸法が定められた寸法に設定された薄肉部と、複数の前記帯部材によって形成され、径方向への厚み寸法が前記薄肉部の径方向への厚み寸法よりも大きな寸法に設定され、周方向に分散して配置された複数の厚肉部と、を備えている。また、上記課題を解決する電機子は、軟磁性材料を用いて円筒状に形成された電機子コアと、前記電機子コアの径方向内側の面又は径方向外側の面に沿って配置された上記のコイル体と、を備えている。さらに、上記課題を解決する回転電機は、上記の電機子を含んで構成された固定子及び回転子の一方と、前記コイル体と径方向に対向して配置されたマグネットを有する固定子及び回転子の他方と、を備えている。
この様に構成することで、コイル体の電機子コアに対する径方向へのずれを抑制することができる。
本開示についての上記目的およびその他の目的、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実施形態のモータを軸方向に沿って切断した断面を示す断面図であり、
図2は、第1実施形態のモータを径方向に沿って切断した断面を示す断面図であり、
図3は、コイル体を模式的に示す斜視図であり、
図4Aは、巻かれた状態の帯部材を模式的に示すコイル体の平面図であり、
図4Bは、コイル体及びステータコアを示す平面図であり、
図5は、スター結線を説明する図であり、
図6は、複数のコイルの接続を示す図であり、
図7は、コイルを模式的に示す図であり、
図8は、U相を構成する一部のコイルと他の一部のコイルとを、軸方向にオフセットさせた模式図であり、
図9は、展開したコイル体を示す図であり、
図10は、コイル体の一部を示す断面図であり、
図11は、コイル体の一部を示す断面図であり、
図12は、コイル体の一部を示す断面図であり、
図13は、コイル体を径方向に沿って切断した断面を示す断面図であり、
図14は、第2絶縁層を反映している図10に対応する断面図であり、
図15は、第2絶縁層を反映している図11に対応する断面図であり、
図16は、第2絶縁層を反映している図12に対応する断面図であり、
図17は、第2実施形態のモータのコイル体を示す平面図であり、
図18は、展開したコイル体を示す図であり、
図19は、U相を構成する一部のコイルと他の一部のコイルとを、軸方向にオフセットさせた模式図であり、
図20は、第3実施形態のモータのコイル体を示す平面図であり、
図21は、展開したコイル体を示す図であり、
図22は、U相を構成する一部のコイルと他の一部のコイルとを、軸方向にオフセットさせた模式図であり、
図23は、第4実施形態のモータのコイル体を示す平面図であり、
図24は、展開したコイル体を示す図であり、
図25は、U相を構成する一部のコイルと他の一部のコイルとを、軸方向にオフセットさせた模式図であり、
図26は、第5実施形態のモータのコイル体を示す平面図であり、
図27は、展開したコイル体を示す図であり、
図28は、U相を構成する一部のコイルと他の一部のコイルとを、軸方向にオフセットさせた模式図であり、
図29は、第6実施形態のモータのコイル体を示す斜視図であり、
図30は、展開したコイル体を示す図であり、
図31は、第7実施形態のモータのコイル体及びステータコアを示す平面図であり、
図32は、第8実施形態のモータのコイル体及びステータコアを示す平面図であり、
図33は、モータのコイル体を示す平面図であり、
図34は、第9実施形態のモータのコイル体及びインシュレータを示す平面図であり、
図35は、第10実施形態のモータのコイル体及びインシュレータを示す平面図であり、
図36は、第11実施形態のモータのコイル体及びインシュレータを示す平面図であり、
図37は、第12実施形態のモータのコイル体を展開した図であり、
図38は、コイル体を示す平面図である。
(第1実施形態)
図1~図16を用いて本開示の第1実施形態に係るモータ10について説明する。なお、図中に適宜示す矢印Z方向、矢印R方向及び矢印C方向は、後述するロータ12の回転軸方向一方側、回転径方向外側及び回転周方向一方側をそれぞれ示すものとする。また、以下、単に軸方向、径方向、周方向を示す場合は、特に断りのない限り、ロータ12の回転軸方向、回転径方向、回転周方向を示すものとする。また、本実施形態のモータ10及び後述する各実施形態のモータは、回転電機の一例である。
図1~図16を用いて本開示の第1実施形態に係るモータ10について説明する。なお、図中に適宜示す矢印Z方向、矢印R方向及び矢印C方向は、後述するロータ12の回転軸方向一方側、回転径方向外側及び回転周方向一方側をそれぞれ示すものとする。また、以下、単に軸方向、径方向、周方向を示す場合は、特に断りのない限り、ロータ12の回転軸方向、回転径方向、回転周方向を示すものとする。また、本実施形態のモータ10及び後述する各実施形態のモータは、回転電機の一例である。
図1及び図2に示されるように、本実施形態のモータ10は、回転子としてのロータ12が電機子及び固定子としてのステータ14の径方向内側に配置されたインナロータ型のブラシレスモータである。なお、図1及び図2に示された図は、一例として示したモータ10等の図であり、後の説明とコイル16の数やマグネット18の数、細部の形状が互いに一致していない箇所がある。
ロータ12は、一対のベアリング20を介して回転可能に支持された回転軸22と、遊底円筒状に形成されていると共に回転軸22に固定されたロータコア24と、ロータコア24の径方向外側の面に固定された複数のマグネット18と、を含んで構成されている。
ロータコア24は、円筒状に形成されていると共に回転軸22が圧入等により固定される第1円筒部24Aと、第1円筒部24Aの径方向外側に配置されていると共に円筒状に形成された第2円筒部24Bと、第1円筒部24Aの軸方向一方側の端部と第2円筒部24Bの軸方向一方側の端部とを径方向につなぐ円板状の接続板部24Cと、を備えている。第2円筒部24Bの径方向外側の面である外周面は、周方向に沿って円筒面状に形成されている。この第2円筒部24Bの外周面には、後述するマグネット18が固定されている。
複数のマグネット18は、固有保磁力Hcが400[kA/m]以上かつ残留磁束密度Brが1.0[T]以上の磁性化合物を用いて形成されている。一例として、本実施形態のマグネット18は、NdFe11TiN、Nd2Fe14B、Sm2Fe17N3、FeNi等の磁性化合物を用いて形成されている。また、複数のマグネット18が、ロータコア24の第2円筒部24Bの外周面に固定されている。また、径方向外側の面がN極とされたマグネット18と径方向外側の面がS極とされたマグネット18とは、周方向に交互に配列されている。なお、マグネット18の数は、モータ10に要求される出力等を考慮して適宜設定すればよい。
ステータ14は、環状に形成された電機子コアとしてのステータコア26と、ステータコア26に取付けられたコイル体32と、を備えている。図1~図4Bに示されるように、本実施形態のステータ14は、コイル体32の一部を構成するコイル16の内部にステータコア26の一部が配置されないティースレス構造となっている。
図1及び図2に示されるように、ステータコア26は、鋼材等の軟磁性材料を用いて環状に形成されている。このステータコア26は、ロータ12と同軸上に配置されており、ステータコア26の軸方向の中心位置とロータコア24に固定された複数のマグネット18の軸方向の中心位置とは軸方向に一致している。
図3に示されるように、本実施形態のコイル体32は、絶縁性の材料を用いて帯状に形成された帯部材34と、帯部材34上に形成された複数のコイル16と、を含んで構成されている。
帯部材34は、平面状に延ばされた状態で軸方向を短手方向とすると共に軸方向と直交する方向を長手方向とする長方形状に形成されている。この帯部材34の厚みは、当該帯部材34を周方向に湾曲させることが可能な程度の厚みに設定されている。図4Aに示されるように、本実施形態のコイル体32は、環状に巻かれた複数の帯部材34によって構成されている。本実施形態では、コイル体32は、3つの帯部材34によって構成されている。また、3つの帯部材34の内外径は互いに異なっている。そして、一の帯部材34が他の帯部材34の径方向内側に配置されることで、径方向に3層となっている積層構造のコイル体32が形成されるようになっている。なお、以下の説明においては、最も径方向内側に配置された帯部材34を「1周目の帯部材34」と呼び、最も径方向外側に配置された帯部材34を「3周目の帯部材34」と呼び、1周目の帯部材34と3周目の帯部材34との間に配置された帯部材を「2周目の帯部材34」と呼ぶ場合がある。
図3に示されるように、複数のコイル16は帯部材34上に形成されている。そして、図3及び図4Aに示されるように、一の帯部材34が他の帯部材34の径方向内側に配置されることで、複数のコイル16が周方向及び径方向の所定の位置に配置されるようになっている。
ここで、本実施形態では、図5に示されるように、U相を構成する複数のコイル16(U相のコイル群42U)と、V相を構成する複数のコイル16(V相のコイル群42V)と、W相を構成する複数のコイル16(W相のコイル群42W)と、がスター結線で結線されている。具体的には、図6に示されるように、U相のコイル群42Uを構成する18個のコイル16と、V相のコイル群42Vを構成する18個のコイル16と、W相のコイル群42Wを構成する18個のコイル16と、がスター結線で結線されている。
ここで、U相のコイル群42Uを構成する18個のコイル16に、U11、U12、U13、U21、U22、U23、U31、U32、U33、U41、U42、U43、U51、U52、U53、U61、U62、U63の番号をそれぞれ付けることにする。
また、V相のコイル群42Vを構成する18個のコイル16に、V11、V12、V13、V21、V22、V23、V31、V32、V33、V41、V42、V43、V51、V52、V53、V61、V62、V63の番号をそれぞれ付けることにする。
さらに、W相のコイル群42Wを構成する18個のコイル16に、W11、W12、W13、W21、W22、W23、W31、W32、W33、W41、W42、W43、W51、W52、W53、W61、W62、W63の番号をそれぞれ付けることにする。
なお、以下の説明においては、特定のコイル16をコイル番号のみで示す場合がある。
U11と、U12と、U13とは、直列で結線されている。また、U21と、U22と、U23とは直列で結線されている。また、U31と、U32と、U33とは直列で結線されている。また、U41と、U42と、U43とは直列で結線されている。また、U51と、U52と、U53とは直列で結線されている。また、U61と、U62と、U63とは直列で結線されている。
また、U13においてU12と結線されている側とは反対側の端部と、U23においてU22と結線されている側とは反対側の端部と、U33においてU32と結線されている側とは反対側の端部と、U43においてU42と結線されている側とは反対側の端部と、U53においてU52と結線されている側とは反対側の端部と、U63においてU62と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに結線されている。
V11と、V12と、V13とは、直列で結線されている。また、V21と、V22と、V23とは直列で結線されている。また、V31と、V32と、V33とは直列で結線されている。また、V41と、V42と、V43とは直列で結線されている。また、V51と、V52と、V53とは直列で結線されている。また、V61と、V62と、V63とは直列で結線されている。
また、V13においてV12と結線されている側とは反対側の端部と、V23においてV22と結線されている側とは反対側の端部と、V33においてV32と結線されている側とは反対側の端部と、V43においてV42と結線されている側とは反対側の端部と、V53においてV52と結線されている側とは反対側の端部と、V63においてV62と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに結線されている。
W11と、W12と、W13とは、直列で結線されている。また、W21と、W22と、W23とは直列で結線されている。また、W31と、W32と、W33とは直列で結線されている。また、W41と、W42と、W43とは直列で結線されている。また、W51と、W52と、W53とは直列で結線されている。また、W61と、W62と、W63とは直列で結線されている。
また、W13においてW12と結線されている側とは反対側の端部と、W23においてW22と結線されている側とは反対側の端部と、W33においてW32と結線されている側とは反対側の端部と、W43においてW42と結線されている側とは反対側の端部と、W53においてW52と結線されている側とは反対側の端部と、W63においてW62と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに結線されている。
U11においてU12と結線されている側とは反対側の端部と、V11においてV12と結線されている側とは反対側の端部と、W11においてW12と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに結線されている。
U21においてU22と結線されている側とは反対側の端部と、V21においてV22と結線されている側とは反対側の端部と、W21においてW22と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに結線されている。
U31においてU32と結線されている側とは反対側の端部と、V31においてV32と結線されている側とは反対側の端部と、W31においてW32と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに結線されている。
U41においてU42と結線されている側とは反対側の端部と、V41においてV42と結線されている側とは反対側の端部と、W41においてW42と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに結線されている。
U51においてU52と結線されている側とは反対側の端部と、V51においてV52と結線されている側とは反対側の端部と、W51においてW52と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに結線されている。
U61においてU62と結線されている側とは反対側の端部と、V61においてV62と結線されている側とは反対側の端部と、W61においてW62と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに結線されている。
図7には、U相のコイル16が模式的に示されている。各々のコイル16は、帯部材34の厚み方向から見て6角形状に形成されている。また、各々のコイル16は、導線が3回巻回された3ターンのコイルと同様の構成となっている。
コイルU11において1ターン目を構成する部分は、軸方向他方側へ向かうにつれて周方向他方側へ傾斜している第1直線部A1と、第1直線部A1から軸方向他方側へ向けて伸びる第2直線部A2と、第2直線部A2から軸方向他方側へ向かうにつれて周方向一方側へ傾斜している第3直線部A3と、を備えている。また、コイルU11において1ターン目を構成する部分は、第3直線部A3から軸方向一方側へ向かうにつれて周方向一方側へ傾斜している第4直線部A4と、第4直線部A4から軸方向一方側へ向けて伸びる第5直線部A5と、第5直線部A5から軸方向一方側へ向かうにつれて周方向他方側へ傾斜している第6直線部A6と、を備えている。ここで、第1直線部A1、第2直線部A2及び第3直線部A3は、帯部材34の一方側の面34A(図10参照)側に形成されている。また、第4直線部A4、第5直線部A5及び第6直線部A6は、帯部材34の他方側の面34B(図10参照)側に形成されている。ここで、第3直線部A3と第4直線部A4とは、帯部材34を貫通する図示しないビアやスルーホール等を介して電気的に接続されている。なお、コイルU11において帯部材34の一方側の面34Aに形成されている部分を実線で示している。また、コイルU11において帯部材34の他方側の面34Bに形成されている部分を破線で示している。
コイルU11において2ターン目を構成する部分は、1ターン目の第6直線部A6から軸方向他方側へ向かうにつれて周方向他方側へ傾斜している第1直線部B1と、第1直線部B1から軸方向他方側へ向けて伸びる第2直線部B2と、第2直線部B2から軸方向他方側へ向かうにつれて周方向一方側へ傾斜している第3直線部B3と、を備えている。また、コイルU11において2ターン目を構成する部分は、第3直線部B3から軸方向一方側へ向かうにつれて周方向一方側へ傾斜している第4直線部B4と、第4直線部B4から軸方向一方側へ向けて伸びる第5直線部B5と、第5直線部B5から軸方向一方側へ向かうにつれて周方向他方側へ傾斜している第6直線部B6と、を備えている。ここで、第6直線部A6と第1直線部B1とは、帯部材34を貫通する図示しないビアやスルーホール等を介して電気的に接続されている。また、第3直線部B3と第4直線部B4とは、帯部材34を貫通する図示しないビアやスルーホール等を介して電気的に接続されている。
コイルU11において3ターン目を構成する部分は、2ターン目の第6直線部B6から軸方向他方側へ向かうにつれて周方向他方側へ傾斜している第1直線部C1と、第1直線部C1から軸方向他方側へ向けて伸びる第2直線部C2と、第2直線部C2から軸方向他方側へ向かうにつれて周方向一方側へ傾斜している第3直線部C3と、を備えている。また、コイルU11において3ターン目を構成する部分は、第3直線部C3から軸方向一方側へ向かうにつれて周方向一方側へ傾斜している第4直線部C4と、第4直線部C4から軸方向一方側へ向けて伸びる第5直線部C5と、第5直線部C5から軸方向一方側へ向かうにつれて周方向他方側へ傾斜している第6直線部C6と、を備えている。ここで、第6直線部B6と第1直線部C1とは、帯部材34を貫通する図示しないビアやスルーホール等を介して電気的に接続されている。また、第3直線部C3と第4直線部C4とは、帯部材34を貫通する図示しないビアやスルーホール等を介して電気的に接続されている。
また、コイルU11において2ターン目を構成する部分(第1直線部B1~第6直線部B6)は、コイルU11において1ターン目を構成する部分(第1直線部A1~第6直線部A6)に対して周方向一方側へオフセットして配置されている。さらに、コイルU11において3ターン目を構成する部分(第1直線部C1~第6直線部C6)は、コイルU11において2ターン目を構成する部分(第1直線部B1~第6直線部B6)に対して周方向一方側へオフセットして配置されている。
また、図7及び図8に示されるように、U相を構成する他のコイル(U12・・・U63)もコイルU11と同様に構成されている。すなわち、U相を構成する全てのコイル(U11・・・U63)が同一の構成となっている。なお、以上説明した第2直線部A2、B2、C2及び第5直線部A5、B5、C5を鉛直部36と呼ぶ場合がある。また、第1直線部A1、B1、C1及び第6直線部A6、B6、C6を一方のコイルエンド部38と呼び、第3直線部A3、B3、C3及び第4直線部A4、B4、C4を他方のコイルエンド部38と呼ぶ場合がある。
図8には、U相を構成する一部のコイルU11等と他の一部のコイルU12等とを、軸方向にオフセットさせた模式図が示されている。
図8及び図7に示されるように、コイルU11の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU12の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルU11の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU12の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
また、コイルU12の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU13の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルU12の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU13の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
また、コイルU13の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU23の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルU13の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU23の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
また、コイルU23の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU22の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルU23の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU22の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
また、コイルU22の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU21の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルU22の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU21の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
なお、以上説明したコイルU11、U12、U13、U23、U22、U21は、1周目の帯部材34にこの順番で配置される。
また、コイルU11の第6直線部C6とコイルU12の第6直線部C6とが結線されている。また、コイルU12の第1直線部A1とコイルU13の第1直線部A1とが結線されている。また、コイルU23の第6直線部C6とコイルU22の第6直線部C6とが結線されている。また、コイルU22の第1直線部A1とコイルU21の第1直線部A1とが結線されている。これにより、本実施形態では、コイルU11、U12、U13、U23、U22、U21の物理的な構成が、一方向に巻かれたコイル(後述する左巻コイル)となっているにもかかわらず、コイルU11、U12、U13、U23、U22、U21に通電した際に、コイルU11、U13、U21が、コイルU12、U23、U21に対して逆方向に巻かれたコイル(右巻コイル)と同様に機能するようになっている。なお、コイルU12、U23、U21と対応するコイルを説明の都合上「左巻コイル」と呼び、コイルU11、U13、U22と対応するコイルを説明の都合上「右巻コイル」と呼ぶことにする。図8においては、右巻コイルであるコイルU11、U13、U22の符号に線(バー)を付している。そして、本実施形態では、左巻コイルと右巻コイルとが周方向に沿って交互に配置された構成となっている。また、後に説明する各実施形態の図においては、右巻コイルとなっているコイル16の相を表す符号(U、V、W)に線(バー)を付す場合がある。
また、コイルU31の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU32の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。
また、コイルU32の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU33の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルU32の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU33の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
また、コイルU33の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU43の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルU33の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU43の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
また、コイルU43の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU42の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルU43の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU42の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
また、コイルU42の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU41の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルU42の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU41の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
なお、以上説明したコイルU31、U32、U33、U43、U42、U41は、2周目の帯部材34にこの順番で配置される。また、1周目の帯部材34に配置されたコイルU21の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、2周目の帯部材34に配置されたコイルU31の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。
また、2周目の帯部材34に配置されるコイルU31、U32、U33、U43、U42、U41は、1周目の帯部材34に配置されるコイルU11、U12、U13、U23、U22、U21とそれぞれ同様の関係で結線されている。
また、コイルU51~U63についても以上説明したコイルU11~U43と同様の関係で3周目の帯部材34に配置されている。これにより、コイルU51、U52、U53、U63、U62、U61は、3周目の帯部材34にこの順番で配置される。また、2周目の帯部材34に配置されたコイルU41の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、3周目の帯部材34に配置されたコイルU51の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。
また、3周目の帯部材34に配置されるコイルU51、U52、U53、U63、U62、U61は、1周目の帯部材34に配置されるコイルU11、U12、U13、U23、U22、U21とそれぞれ同様の関係で結線されている。
図8及び図9に示されるように、V相を構成するコイルV11~V63についてもU相を構成するコイルU11~U63と同様の関係で1周目の帯部材34、2周目の帯部材34及び3周目の帯部材34上にそれぞれ配置されている。また、W相を構成するコイルW11~W63についてもU相を構成するコイルU11~U63と同様の関係で1周目の帯部材34、2周目の帯部材34及び3周目の帯部材34上にそれぞれ配置されている。ただし、V相を構成するコイルV11~V63は、U相、W相を構成するコイルに対して巻き方向が逆になるように結線されている。
また、V相を構成するコイルV11~V63は、U相を構成するコイルU11~U63に対して周方向一方側にオフセットして配置されている。さらに、W相を構成するコイルW11~W63は、V相を構成するコイルV11~V63に対して周方向一方側にオフセットして配置されている。
ここで、図10には、図9に示されたA-A線に沿って切断した1周目の帯部材34及び複数のコイル16の断面の一部が示されている。なお、図10に示された断面は、1周目の帯部材34の周方向他方側の端部における断面である。図10に示されるように、この部分においては、U11T1、U11T2、U11T3、V11T3、V11T2、V11T1、W11T1、W11T2、W11T3が、帯部材34の一方側の面34Aにこの順で形成されている。なお、各コイルを示す符号の末尾に1ターン目を示す符号T1、2ターン目を示す符号T2、3ターン目を示す符号T3を付している。例えば、コイルU11において1ターン目を示す部分には、符号U11T1を付しており、コイルU11において2ターン目を示す部分には、符号U11T2を付しており、コイルU11において3ターン目を示す部分には、符号U11T3を付している。
また、図11には、図9に示されたA-A線に沿って切断した1周目の帯部材34及び複数のコイル16の断面の一部が示されている。なお、この図11に示された断面は、図9において矢印Eで示された範囲に対応する断面である。また、図11に示された断面は、図10に示された断面と周方向に隣り合う部分の断面である。図11に示された断面においては、U12T3、U12T2、U12T1、V12T1、V12T2、V12T3、W12T3、W12T2、W12T1が、帯部材34の一方側の面34A側にこの順で形成されている。また、図11に示された断面においては、U11T1、U11T2、U11T3、V11T3、V11T2、V11T1、W11T1、W11T2、W11T3が、帯部材34の他方側の面34B側にこの順で形成されている。
なお、図示は省略するが、図11に示された断面に対して周方向一方側においても、U相のコイル(U12、U13、U23、U22、U21)、V相のコイル(V12、V13、V23、V22、V21)、W相のコイル(W12、W13、W23、W22、W21)の各部が、図11に示された関係と同様の関係で帯部材34の一方側の面34A側及び他方側の面34B側に形成されている。
また、図12には、図9に示されたA-A線に沿って切断した1周目の帯部材34及び複数のコイル16の断面の一部が示されている。なお、この図12に示された断面は、1周目の帯部材34の周方向一方側の端部における断面である。図12に示されるように、この部分においては、U21T1、U21T2、U21T3、V21T3、V21T2、V21T1、W21T1、W21T2、W21T3が、帯部材34の他方側の面34Bにこの順で形成されている。
なお、図示は省略するが、U相のコイル(U31~U41)、V相のコイル(V31~V41)、W相のコイル(W31~W41)の各部が、図10~12に示された関係と同様の関係で2周目の帯部材34の一方側の面34A側及び他方側の面34B側に形成されている。また、U相のコイル(U51~U61)、V相のコイル(V51~V61)、W相のコイル(W51~W61)の各部が、図10~12に示された関係と同様の関係で2周目の帯部材34の一方側の面34A側及び他方側の面34B側に形成されている。
図9に示されるように、各々のコイル16は、帯部材34の軸方向一方側の部分に設けられた結線パターン部40を介して結線されている。なお、結線パターン部40において帯部材34の一方側の面34Aに形成されている部分を実線で示している。また、結線パターン部40において帯部材34の他方側の面34Bに形成されている部分を破線で示している。符号44で示す結線パターン部40は、中性点を示している。また、符号43で示す結線パターン部40は、図示しない制御部に接続される接続部を示している。なお、各々のコイル16間の結線や制御部に接続される接続部(40、43、44)を別部材のバスバーやプリント基板などを用いて行ってもよい。
図4A、図9、図10及び図12に示されるように、1周目の帯部材34の周方向の他方側の端部34Cと一方側の端部34Dとは、径方向に重ねられた状態で接合されている。本実施形態では、1周目の帯部材34の周方向の一方側の端部34Dが他方側の端部34Cに対して径方向外側に位置している。1周目の帯部材34の周方向の他方側の端部34Cと一方側の端部34Dとが重ね合わされて接合された部分を重合部34Eと呼ぶことにする。また、1周目の帯部材34において重合部34Eを除く部分を一般部34Fと呼ぶことにする。1周目の帯部材34の周方向の他方側の端部と一方側の端部とが接合された状態では、「U11T1、U11T2、U11T3、V11T3、V11T2、V11T1、W11T1、W11T2及びW11T3」と「U21T1、U21T2、U21T3、V21T3、V21T2、V21T1、W21T1、W21T2及びW21T3」とが径方向に重なっている。
図4A及び図9に示されるように、2周目の帯部材34の周方向の他方側の端部34Cと一方側の端部34Dとは、径方向に重ねられた状態で接合されている。本実施形態では、2周目の帯部材34の周方向の一方側の端部34Dが他方側の端部34Cに対して径方向外側に位置している。2周目の帯部材34の周方向の他方側の端部34Cと一方側の端部34Dとが重ね合わされて接合された部分を重合部34Eと呼ぶことにする。2周目の帯部材34の周方向の他方側の端部と一方側の端部とが接合された状態では、「U31T1、U31T2、U31T3、V31T3、V31T2、V31T1、W31T1、W31T2及びW31T3」と「U41T1、U41T2、U41T3、V41T3、V41T2、V41T1、W41T1、W41T2及びW41T3」とが径方向に重なっている。図4Aに示されるように、2周目の帯部材34の周方向の中間部には、1周目の帯部材34の周方向の一方側の端部34Dを避けるように形成された凸状回避部34Gが形成されている。2周目の帯部材34において凸状回避部34Gと対応する部分は、他の部分に対して径方向外側へ突出している。なお、2周目の帯部材34において重合部34E及び凸状回避部34Gを除く部分を一般部34Fと呼ぶことにする。
図4A及び図9に示されるように、3周目の帯部材34の周方向の他方側の端部34Cと一方側の端部34Dとは、径方向に重ねられた状態で接合されている。本実施形態では、3周目の帯部材34の周方向の一方側の端部34Dが他方側の端部34Cに対して径方向外側に位置している。3周目の帯部材34の周方向の他方側の端部34Cと一方側の端部34Dとが重ね合わされて接合された部分を重合部34Eと呼ぶことにする。3周目の帯部材34の周方向の他方側の端部と一方側の端部とが接合された状態では、「U51T1、U51T2、U51T3、V51T3、V51T2、V51T1、W51T1、W51T2及びW51T3」と「U61T1、U61T2、U61T3、V61T3、V61T2、V61T1、W61T1、W61T2及びW61T3」とが径方向に重なっている。図4Aに示されるように、3周目の帯部材34の周方向の中間部には、2周目の帯部材34の周方向の一方側の端部34D及び凸状回避部34Gをそれぞれ避けるように形成された2つの凸状回避部34Gが形成されている。3周目の帯部材34において2つの凸状回避部34Gと対応する部分は、他の部分に対して径方向外側へ突出している。なお、3周目の帯部材34において重合部34E及び2つの凸状回避部34Gを除く部分を一般部34Fと呼ぶことにする。
図4A及び図9に示されるように、本実施形態では、1周目の帯部材34の重合部34Eと2周目の帯部材34の重合部34Eとの周方向の間隔が120°間隔となっている。また、2周目の帯部材34の重合部34Eと3周目の帯部材34の重合部34Eとの周方向の間隔が120°間隔となっている。また、3周目の帯部材34の重合部34Eと1周目の帯部材34の重合部34Eとの周方向の間隔が120°間隔となっている。すなわち、各帯部材34の重合部34Eが周方向に沿って等間隔(等角度ピッチ)に配置された構成となっている。
図4Aに示されるように、1周目の帯部材34の重合部34Eと、2周目の帯部材34の凸状回避部34Gと、3周目の帯部材34の凸状回避部34Gと、が径方向に重なっている部分を厚肉部32Aと呼ぶことにする。また、1周目の帯部材34の一般部34Fと、2周目の帯部材34の重合部34Eと、3周目の帯部材34の凸状回避部34Gと、が径方向に重なっている部分を厚肉部32Aと呼ぶことにする。また、1周目の帯部材34の一般部34Fと、2周目の帯部材34の一般部34Fと、3周目の帯部材34の重合部34Eと、が径方向に重なっている部分を厚肉部32Aと呼ぶことにする。本実施形態では、3つの厚肉部32Aが周方向に沿って等間隔(等角度ピッチ)に配置されている。また、1周目の帯部材34の一般部34Fと、2周目の帯部材34の一般部34Fと、3周目の帯部材34の一般部34Fと、が径方向に重なっている部分を薄肉部32Bと呼ぶことにする。本実施形態では、3つの薄肉部32Bが周方向に沿って等間隔(等角度ピッチ)に配置されている。さらに、本実施形態では、厚肉部32Aと薄肉部32Bとが、周方向に沿って交互に配置されている。また、厚肉部32Aの径方向への厚み寸法F1が、薄肉部32Bの径方向への厚み寸法F2に対して厚い寸法になっている。さらに、薄肉部32Bと厚肉部32Aとの境目かつステータコア26側には、径方向に高さの差を有する段差部32Cが形成されている。これにより、コイル体32の径方向内側の面は、ほぼ段差がない構成となっている。また、図4Bに示されるように、コイル体32がステータコア26の径方向内側に配置された状態では、厚肉部32Aと対応する部分の径方向外側の面がステータコア26の径方向内側に直接又はインシュレータ等を介して接触するようになっている。また、コイル体32がステータコア26の径方向内側に配置された状態では、薄肉部32Bと対応する部分の径方向外側の面とステータコア26の径方向内側の面との間に隙間33が形成されるようになっている。なお、図4Aに示されるように、1周目の帯部材34から延出する接続部43、2周目の帯部材34から延出する接続部43及び3周目の帯部材34から延出する接続部43は、それぞれ薄肉部32Bと対応する位置に配置されている。1周目の帯部材34から延出する接続部43、2周目の帯部材34から延出する接続部43及び3周目の帯部材34から延出する接続部43は、互いに周方向に等間隔(120°間隔)に配置されている。
以上説明したように、本実施形態では、3つの帯部材34が径方向に重ねられることで、複数のコイル16が周方向及び径方向の所定の位置に配置される。図13には、3つの帯部材34が径方向に重ねられた状態のコイル体32を径方向に沿って切断した断面の一部が示されている。なお、この断面は、各コイル16の鉛直部36(図7参照)と対応する部分の断面である。また、この断面は、前述の薄肉部32Bと対応する部分の断面である。
図13に示された断面では、複数のコイル16の鉛直部36が径方向に積層された状態で、周方向に等間隔に配置されている。なお、複数のコイル16の鉛直部36が径方向に積層された状態では、第1絶縁層54A又は第2絶縁層54Bが、径方向に隣り合う一対の鉛直部36の間に介在している。第1絶縁層54Aは、帯部材34であり、一例としてポリイミドフィルムや絶縁紙である。
図14~図16には、図10~図12にそれぞれ対応する断面において第2絶縁層54Bを反映した断面が示されている。これらの図に示されるように、第2絶縁層54Bは、帯部材34上に形成されかつコイル16を覆うように形成された絶縁性の膜であり、一例として絶縁性の塗料である。絶縁性の塗料としては、ポリイミド塗膜やワニス等を用いることができる。図14及び図16に示されるように、帯部材34の一方側の面34A及び他方側の面34Bにおいてコイル16が形成されていない部分に第2絶縁層54Bを形成してもよい。なお、図14及び図16に示された例では、帯部材34の一方側の面34A及び他方側の面34Bにおいてコイル16が形成されていない部分には、第2絶縁層54Bが形成されていない。
ここで、図13に示されるように、複数のコイル16の鉛直部36が径方向に積層されることによって形成されたものを鉛直部積層体56と呼ぶことにする。この鉛直部積層体56は、径方向に沿って切断した断面視で径方向への寸法R1が周方向への寸法S1よりも大きな寸法の矩形状断面となっている。また、本実施形態では、鉛直部積層体56を構成する鉛直部36の周方向への寸法S2が、径方向への寸法R2よりも大きな寸法となっている。さらに、本実施形態では、周方向に隣り合う2つの鉛直部36の周方向の間隔W1が径方向外側へ向かうにつれて大きくなっている。これにより、周方向の同じ位置に配置された各鉛直部36が径方向に一直線上に配置されるようになっている。その結果、各鉛直部積層体56が、軸方向視で放射状に配置されるようになっている。
(本実施形態の作用並びに効果)
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
図1、図2、図5、図9に示されるように、本実施形態のモータ10では、ステータ14の一部を構成するU相のコイル群42U、V相のコイル群42V、W相のコイル群42Wへの通電が切り替えられることで、ステータ14の内周に回転磁界が生じる。これにより、ロータ12が回転する。なお、図9に示された矢印iUは、ある時点においてU相のコイル16の鉛直部36に流れている電流の向きを示している。
ここで、本実施形態では、コイル体32が、絶縁性の材料を用いて帯状に形成された3つの帯部材34と、3つの帯部材34上にそれぞれ形成された複数のコイル16と、を含んで構成されている。この構成により、コイル体32の径方向への体格の大型化を抑制することができる。その結果、モータ10の体格の大型化を抑制することができる。
また、本実施形態では、図4Aに示されるように、本実施形態のコイル体32では、3つの厚肉部32Aが周方向に沿って等間隔(等角度ピッチ)に配置された構成となっている。これにより、コイル体32をステータコア26の径方向内側に配置した状態で、コイル体32のステータコア26に対する径方向へのずれが生じることを抑制することができる。詳述すると、厚肉部32Aがコイル体32の一部分に偏って配置される構成と比べて、コイル体32のステータコア26に対する径方向へのずれが生じることを抑制することができる。なお、一つの厚肉部32Aの少なくとも一部と他の厚肉部32Aの少なくとも一部とが、互いに周方向に180°間隔をあけた位置において径方向に対向して配置されていれば、コイル体32のステータコア26に対する径方向へのずれが生じることを抑制することができる。また、一つの厚肉部32Aの少なくとも一部と他の複数の厚肉部32Aが周方向に連続して存在する範囲とが、互いに周方向に180°間隔をあけた位置において径方向に対向して配置されている構成においても、コイル体32のステータコア26に対する径方向へのずれが生じることを抑制することができる。
また、本実施形態では、コイル体32の薄肉部32Bと厚肉部32Aとの境目かつステータコア26側には、径方向に高さの差を有する段差部32Cが形成されている。換言すると、コイル体32におけるロータ12のマグネット18側には、段差部32Cが形成されない構成となっている。これにより、本実施形態では、ロータ12のマグネット18側に段差部32Cが形成されている構成と比べて、コイル体32の内周面とマグネット18の外周面との間のギャップを均一にすることができる。その結果、トルクむらの少ない滑らかな回転のモータ10を得ることができる。
また、図13に示されるように、本実施形態では、鉛直部積層体56の径方向への寸法R1が周方向への寸法S1よりも大きな寸法となっている。これにより、鉛直部積層体56の断面積を確保しつつ、鉛直部積層体56がロータ12のマグネット18の対向する面積を小さくすることができる。これにより、径方向磁束により鉛直部積層体56に発生する渦電流を抑制できる。その結果、モータ10のトルクをより一層向上させることができる。
さらに、本実施形態では、鉛直部積層体56を構成する鉛直部36の周方向への寸法S2が、径方向への寸法R2よりも大きな寸法となっている。これにより、ロータ12のマグネット18間の漏れ磁束による鉛直部積層体56に発生する渦電流を抑制できる。その結果、モータ10のトルクをより一層向上させることができる。なお、本実施形態では複数の厚肉部32A、複数の薄肉部32B、複数の接続部43を、それぞれ周方向に等間隔で配置した例を示したが、不等間隔であってもよい。また、図13においては、周方向に隣り合う2つの鉛直部36の周方向の間隔W1が径方向外側へ向かうにつれて大きくなる例を示したが、鉛直部36の周方向の間隔W1が略等しく、鉛直部36の周方向への寸法S2が径方向外側へ向かうにつれて大きくなっていてもよい。この場合、鉛直部積層体56は略扇形状となりコイル16の導体の断面積を大きくすることができる。その結果、モータ10のトルクをより一層向上させることができる。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態のモータについて説明する。なお、第2実施形態のモータにおいて、前述の第1実施形態のモータ10と対応する部材及び部分には、第1実施形態のモータ10と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
次に、第2実施形態のモータについて説明する。なお、第2実施形態のモータにおいて、前述の第1実施形態のモータ10と対応する部材及び部分には、第1実施形態のモータ10と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
図17及び図18に示されるように、本実施形態のモータのコイル体32は、1周目の帯部材34及び2周目の帯部材34と、これらの帯部材34上に形成された複数のコイル16と、によって構成されている。
ここで、図19には、1周目の帯部材34及び2周目の帯部材34上に形成されたU相の複数のコイル16を示す図8に対応する図が示されている。この図に示されるように、1周目の帯部材34に形成されたコイルU11、U12、U13、U23、U22、U21は、接続部43と中性点44が入れ替わっていると共に右巻コイルと左巻コイルとが入れ替わっていることを除いては、第1実施形態のモータ10と同様の構成となっている。2周目の帯部材34に形成されたコイルU31、U32、U33、U43、U42、U41は、第1実施形態のモータ10と同様の構成となっている。
なお、V相を構成するコイルV11~V43についてもU相を構成するコイルU11~U43と同様の関係で1周目の帯部材34及び2周目の帯部材34上にそれぞれ配置されている。また、W相を構成するコイルW11~W43についてもU相を構成するコイルU11~U43と同様の関係で1周目の帯部材34及び2周目の帯部材34上にそれぞれ配置されている。
ここで、本実施形態では、図17に示されるように、1周目の帯部材34の重合部34Eと2周目の帯部材34の重合部34Eとの周方向の間隔が180°間隔となっている。すなわち、各帯部材34の重合部34Eが周方向に沿って等間隔(等角度ピッチ)に配置された構成となっている。
また、本実施形態では、図17及び図18に示されるように、1周目の帯部材34から延出する接続部43の周方向位置と2周目の帯部材34から延出する接続部43の周方向位置とが、同じ位置に設定されている。詳述すると、1周目の帯部材34から延出するU相の接続部43の周方向位置と2周目の帯部材34から延出するU相の接続部43の周方向位置とが、同じ位置に設定されている。また、1周目の帯部材34から延出するV相の接続部43の周方向位置と2周目の帯部材34から延出するV相の接続部43の周方向位置とが、同じ位置に設定されている。また、1周目の帯部材34から延出するW相の接続部43の周方向位置と2周目の帯部材34から延出するW相の接続部43の周方向位置とが、同じ位置に設定されている。また、1周目の帯部材34から延出する各相の接続部43及び2周目の帯部材34から延出する各相の接続部43は、厚肉部32Aと対応する位置に配置されている。
以上説明した本実施形態のモータのコイル体32では、2つの厚肉部32Aが周方向に沿って等間隔(等角度ピッチ)に配置された構成となっている。これにより、コイル体32をステータコア26の径方向内側に配置した状態で、コイル体32のステータコア26に対する径方向へのずれが生じることを抑制することができる。
また、本実施形態のモータのコイル体32では、1周目の帯部材34から延出する接続部43の周方向位置と2周目の帯部材34から延出する接続部43の周方向位置とが、同じ位置に設定されている。これにより、同相の接続部43同士を別部材で接続することを不要にすることができる。
(第3実施形態)
次に、第3実施形態のモータについて説明する。なお、第3実施形態のモータにおいて、前述の第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
次に、第3実施形態のモータについて説明する。なお、第3実施形態のモータにおいて、前述の第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
図20及び21に示されるように、本実施形態のモータのコイル体32は、1周目の帯部材34、2周目の帯部材34及び3周目の帯部材34と、これらの帯部材34上に形成された複数のコイル16と、によって構成されている。
ここで、図22には、1周目の帯部材34、2周目の帯部材34及び3周目の帯部材34上に形成されたU相の複数のコイル16を示す図8に対応する図が示されている。この図に示されるように、1周目の帯部材34に形成されたコイルU11、U12、U13、U23、U22、U21は、接続部43と中性点44が入れ替わっていると共に右巻コイルと左巻コイルとが入れ替わっていることを除いては、第1実施形態のモータ10と同様の構成となっている。2周目の帯部材34に形成されたコイルU31、U32、U33、U43、U42、U41は、右巻コイルと左巻コイルとが入れ替わっていることを除いては、第1実施形態のモータ10と同様の構成となっている。3周目の帯部材34に形成されたコイルU51、U52、U53、U63、U62、U61は、接続部43と中性点44が入れ替わっていることを除いては、本実施形態の2周目の帯部材34に形成されたコイルU31、U32、U33、U43、U42、U41と同様の構成となっている。
なお、V相を構成するコイルV11~V63についてもU相を構成するコイルU11~U63と同様の関係で1周目の帯部材34、2周目の帯部材34及び3周面の帯部材34上にそれぞれ配置されている。また、W相を構成するコイルW11~W63についてもU相を構成するコイルU11~U63と同様の関係で1周目の帯部材34、2周目の帯部材34及び3周面の帯部材34上にそれぞれ配置されている。
ここで、本実施形態では、図20及び図21に示されるように、1周目の帯部材34から延出する接続部43の周方向位置と2周目の帯部材34から延出する接続部43の周方向位置と3周目の帯部材34から延出する接続部43の周方向位置とが、同じ位置に設定されている。また、1周目の帯部材34から延出する接続部43、2周目の帯部材34から延出する接続部43及び3周目の帯部材34から延出する接続部43は、厚肉部32Aと対応する位置に配置されている。
以上説明した本実施形態のモータのコイル体32では、3つの厚肉部32Aが周方向に沿って等間隔(等角度ピッチ)に配置された構成となっている。これにより、コイル体32をステータコア26の径方向内側に配置した状態で、コイル体32のステータコア26に対する径方向へのずれが生じることを抑制することができる。
また、本実施形態のモータのコイル体32では、1周目の帯部材34から延出する接続部43の周方向位置と2周目の帯部材34から延出する接続部43の周方向位置と3周目の帯部材34から延出する接続部43の周方向位置とが、同じ位置に設定されている。これにより、同相の接続部43同士を別部材で接続することを不要にすることができる。
(第4実施形態)
次に、第4実施形態のモータについて説明する。なお、第4実施形態のモータにおいて、前述の第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
次に、第4実施形態のモータについて説明する。なお、第4実施形態のモータにおいて、前述の第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
図23及び24に示されるように、本実施形態のモータのコイル体32は、1周目の帯部材34、2周目の帯部材34、3周目の帯部材34及び4周目の帯部材34と、これらの帯部材34上に形成された複数のコイル16と、によって構成されている。
図24及び図25に示されるように、本実施形態では、U相の32個のコイル16と、V相の32個のコイル16と、W相の32個のコイル16と、がスター結線で結線されている。
ここで、U相の32個のコイル16に、U11、U12、U13、U14、U21、U22、U23、U24、U31、U32、U33、U34、U41、U42、U43、U44、U51、U52、U53、U54、U61、U62、U63、U64、U71、U72、U73、U74、U81、U82、U83、U84、の番号をそれぞれ付けることにする。
また、V相の32個のコイル16に、V11、V12、V13、V14、V21、V22、V23、V24、V31、V32、V33、V34、V41、V42、V43、V44、V51、V52、V53、V54、V61、V62、V63、V64、V71、V72、V73、V74、V81、V82、V83、V84、の番号をそれぞれ付けることにする。
また、W相の32個のコイル16に、W11、W12、W13、W14、W21、W22、W23、W24、W31、W32、W33、W34、W41、W42、W43、W44、W51、W52、W53、W54、W61、W62、W63、W64、W71、W72、W73、W74、W81、W82、W83、W84、の番号をそれぞれ付けることにする。
なお、以下の説明においては、特定のコイル16をコイル番号のみで示す場合がある。
U11と、U12と、U13と、U14とは、直列で結線されている。また、U21と、U22と、U23と、U24とは直列で結線されている。また、U31と、U32と、U33と、U34とは直列で結線されている。また、U41と、U42と、U43と、U44とは直列で結線されている。また、U51と、U52と、U53と、U54とは直列で結線されている。また、U61と、U62と、U63と、U64とは直列で結線されている。また、U71と、U72と、U73と、U74とは直列で結線されている。また、U81と、U82と、U83と、U84とは直列で結線されている。
また、U11においてU12と結線されている側とは反対側の端部と、U24においてU23と結線されている側とは反対側の端部と、U34においてU33と結線されている側とは反対側の端部と、U41においてU42と結線されている側とは反対側の端部と、U54においてU53と結線されている側とは反対側の端部と、U61においてU62と結線されている側とは反対側の端部と、U74においてU73と結線されている側とは反対側の端部と、U81においてU82と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに結線された接続部43となっている。
なお、V相のコイル(V11~V84)もU相のコイル(U11~U84)と同様の関係で結線されている。また、W相のコイル(W11~W84)もU相のコイル(U11~U84)と同様の関係で結線されている。
また、U14においてU13と結線されている側とは反対側の端部と、V14においてV13と結線されている側とは反対側の端部と、W14においてW13と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに中性点44で接続されている。
また、U21においてU22と結線されている側とは反対側の端部と、V21においてV22と結線されている側とは反対側の端部と、W21においてW22と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに中性点44で接続されている。
また、U31においてU32と結線されている側とは反対側の端部と、V31においてV32と結線されている側とは反対側の端部と、W31においてW32と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに中性点44で接続されている。
また、U44においてU43と結線されている側とは反対側の端部と、V44においてV43と結線されている側とは反対側の端部と、W44においてW43と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに中性点44で接続されている。
また、U51においてU52と結線されている側とは反対側の端部と、V51においてV52と結線されている側とは反対側の端部と、W51においてW52と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに中性点44で接続されている。
また、U64においてU63と結線されている側とは反対側の端部と、V64においてV63と結線されている側とは反対側の端部と、W64においてW63と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに中性点44で接続されている。
また、U71においてU72と結線されている側とは反対側の端部と、V71においてV72と結線されている側とは反対側の端部と、W71においてW72と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに中性点44で接続されている。
また、U84においてU83と結線されている側とは反対側の端部と、V84においてV83と結線されている側とは反対側の端部と、W84においてW83と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに中性点44で接続されている。
なお、以上説明したコイルU11~U24は、1周目の帯部材34にこの順番で配置される。また、コイルU31~U44は、2周目の帯部材34にこの順番で配置される。また、コイルU51~U64は、3周目の帯部材34にこの順番で配置される。また、コイルU71~U84は、4周目の帯部材34にこの順番で配置される。
図24及び図25に示されるように、V相を構成するコイルV11~V84についてもU相を構成するコイルU11~U84と同様の関係で1周目の帯部材34、2周目の帯部材34、3周目の帯部材34及び4周目の帯部材34上にそれぞれ配置されている。また、W相を構成するコイルW11~W84についてもU相を構成するコイルU11~U84と同様の関係で1周目の帯部材34、2周目の帯部材34、3周目の帯部材34及び4周目の帯部材34上にそれぞれ配置されている。
図23に示されるように、本実施形態では、4つの厚肉部32Aが周方向に沿って等間隔(等角度ピッチ)に配置されている。また、本実施形態では、4つの薄肉部32Bが周方向に沿って等間隔(等角度ピッチ)に配置されている。さらに、本実施形態では、厚肉部32Aと薄肉部32Bとが、周方向に沿って交互に配置されている。
ここで、本実施形態では、図23及び図24に示されるように、1周目の帯部材34から延出する接続部43の周方向位置と2周目の帯部材34から延出する接続部43の周方向位置と3周目の帯部材34から延出する接続部43の周方向位置と4周目の帯部材34から延出する接続部43の周方向位置が、同じ位置に設定されている。また、1周目の帯部材34から延出する接続部43、2周目の帯部材34から延出する接続部43、3周目の帯部材34から延出する接続部43及び4周目の帯部材34から延出する接続部43は、厚肉部32Aと対応する位置に配置されている。
以上説明した本実施形態のモータのコイル体32では、4つの厚肉部32Aが周方向に沿って等間隔(等角度ピッチ)に配置された構成となっている。これにより、コイル体32をステータコア26の径方向内側に配置した状態で、コイル体32のステータコア26に対する径方向へのずれが生じることを抑制することができる。
また、本実施形態のモータのコイル体32では、1周目の帯部材34から延出する接続部43の周方向位置と2周目の帯部材34から延出する接続部43の周方向位置と3周目の帯部材34から延出する接続部43の周方向位置と4周目の帯部材34から延出する接続部43の周方向位置が、同じ位置に設定されている。これにより、同相の接続部43同士を別部材で接続することを不要にすることができる。
(第5実施形態)
次に、第5実施形態のモータについて説明する。なお、第5実施形態のモータにおいて、前述の第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
次に、第5実施形態のモータについて説明する。なお、第5実施形態のモータにおいて、前述の第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
図26及び27に示されるように、本実施形態のモータのコイル体32は、1周目~1.5周目の帯部材34及び1.5周目~3周目の帯部材34と、これらの帯部材34上に形成された複数のコイル16と、によって構成されている。
図27及び図28に示されるように、本実施形態では、U相の18個のコイル16と、V相の18個のコイル16と、W相の18個のコイル16と、がスター結線で結線されている。
U11と、U12と、U13とは、直列で結線されている。また、U21と、U22と、U23とは直列で結線されている。また、U31と、U32と、U33とは直列で結線されている。また、U41と、U42と、U43とは直列で結線されている。また、U51と、U52と、U53とは直列で結線されている。また、U61と、U62と、U63とは直列で結線されている。
また、U11においてU12と結線されている側とは反対側の端部と、U21においてU22と結線されている側とは反対側の端部と、U31においてU32と結線されている側とは反対側の端部と、U43においてU42と結線されている側とは反対側の端部と、U53においてU52と結線されている側とは反対側の端部と、U63においてU62と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに結線された接続部43となっている。
なお、V相のコイル(V11~V63)もU相のコイル(U11~U63)と同様の関係で結線されている。また、W相のコイル(W11~W63)もU相のコイル(U11~U63)と同様の関係で結線されている。
また、U13においてU12と結線されている側とは反対側の端部と、V13においてV12と結線されている側とは反対側の端部と、W13においてW12と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに中性点44で接続されている。
また、U23においてU22と結線されている側とは反対側の端部と、V23においてV22と結線されている側とは反対側の端部と、W23においてW22と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに中性点44で接続されている。
また、U33においてU32と結線されている側とは反対側の端部と、V33においてV32と結線されている側とは反対側の端部と、W33においてW32と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに中性点44で接続されている。
また、U41においてU42と結線されている側とは反対側の端部と、V41においてV42と結線されている側とは反対側の端部と、W41においてW42と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに中性点44で接続されている。
また、U51においてU52と結線されている側とは反対側の端部と、V51においてV52と結線されている側とは反対側の端部と、W51においてW52と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに中性点44で接続されている。
また、U61においてU62と結線されている側とは反対側の端部と、V61においてV62と結線されている側とは反対側の端部と、W61においてW62と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに中性点44で接続されている。
なお、以上説明したU相のコイルU11、U12、U13、U23、U22、U21、U31、U32、U33は、1周目~1.5周目の帯部材34にこの順番で配置される。また、U相のコイルU41、U42、U43、U53、U52、U51、U61、U62、U63は、1.5周目~3周目の帯部材34にこの順番で配置される。
図27及び図28に示されるように、V相を構成するコイルV11~V63についてもU相を構成するコイルU11~U63と同様の関係で1周目~1.5周目の帯部材34及び1.5周目~3周目の帯部材34上にそれぞれ配置されている。また、W相を構成するコイルW11~W63についてもU相を構成するコイルU11~U63と同様の関係で1周目~1.5周目の帯部材34及び1.5周目~3周目の帯部材34上にそれぞれ配置されている。
図26に示されるように、本実施形態では、2つの厚肉部32Aが周方向に沿って等間隔(等角度ピッチ)に配置されている。また、本実施形態では、2つの薄肉部32Bが周方向に沿って等間隔(等角度ピッチ)に配置されている。さらに、本実施形態では、厚肉部32Aと薄肉部32Bとが、周方向に沿って交互に配置されている。
ここで、本実施形態では、図26及び図27に示されるように、1周目~1.5周目の帯部材34から延出する接続部43の周方向位置と1.5周目~3周目の帯部材34から延出する接続部43の周方向位置とが、同じ位置に設定されている。また、1周目~1.5周目の帯部材34から延出する接続部43及び1.5周目~3周目の帯部材34から延出する接続部43は、厚肉部32Aと対応する位置に配置されている。
以上説明した本実施形態のモータのコイル体32では、2つの厚肉部32Aが周方向に沿って等間隔(等角度ピッチ)に配置された構成となっている。これにより、コイル体32をステータコア26の径方向内側に配置した状態で、コイル体32のステータコア26に対する径方向へのずれが生じることを抑制することができる。
また、本実施形態のモータのコイル体32では、1周目~1.5の帯部材34から延出する接続部43の周方向位置と1.5周目~3周目の帯部材34から延出する接続部43の周方向位置とが、同じ位置に設定されている。これにより、同相の接続部43同士を別部材で接続することを不要にすることができる。
(第6実施形態)
次に、第6実施形態のモータについて説明する。なお、第6実施形態のモータにおいて、前述の第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
次に、第6実施形態のモータについて説明する。なお、第6実施形態のモータにおいて、前述の第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
図29及び図30に示されるように、本実施形態のモータのコイル体32では、複数のコイル体側凹部34Hが、帯部材34における軸方向一方側の端部及び他方側の端部にそれぞれ形成されている。コイル体側凹部34Hを径方向内側から見た形状は矩形状となっている。また、コイル体側凹部34Hの縁部の形状は軸方向一方側又は軸方向他方側が開放されたU字状となっている。さらに、各々のコイル体側凹部34Hの周方向位置は、U相のコイル16の第2直線部A2に対して周方向一方側へ角度α°だけオフセットした位置に配置されている。
以上説明した本実施形態では、例えば、ステータコア26やステータコア26に固定される部材、または帯部材34を円筒状に形成するための治具に設けられた図示しない凸部を1周目の帯部材34に形成されたコイル体側凹部34H、2周目の帯部材34に形成されたコイル体側凹部34H及び3周目の帯部材34に形成されたコイル体側凹部34Hに係合させる。これにより、1周目の帯部材34に対する2周目の帯部材34の周方向への位置合わせをすることができると共に、2周目の帯部材34に対する3周目の帯部材34の周方向への位置合わせをすることができる。これにより、各帯部材34に形成された各々のコイル16の周方向への位置精度を良好にすることができる。
(第7実施形態~第8実施形態)
次に、第7実施形態~第8実施形態のモータについて説明する。なお、第7実施形態~第8実施形態のモータにおいて、前述の第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
次に、第7実施形態~第8実施形態のモータについて説明する。なお、第7実施形態~第8実施形態のモータにおいて、前述の第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
図31に示されるように、第7実施形態のモータのステータ14では、コイル体32の薄肉部32Bと対応する部分の径方向外側の面とステータコア26の径方向内側の面との間に形成された隙間33内に接着剤70が設けられている。これにより、ステータコア26とコイル体32とが接着剤70を介して接合されている。
以上説明した本実施形態では、例えば、ステータコア26の径方向内側の面又はコイル体32の径方向外側の面に接着剤70を塗布した後に、コイル体32をステータコア26に挿入する際に、接着剤70を上記の隙間33内に留めることができる。これにより、ステータコア26とコイル体32との接着剤70を介した接着強度を安定させることができる。
また、本実施形態の構成において、前述の第2実施形態等のモータ(図17等参照)のように、接続部43を厚肉部32Aと対応する位置に配置することで、隙間33からはみ出た接着剤70が接続部43に付着することを抑制することができる。
図32には、第8実施形態のモータのステータ14が示されている。ここで、第8実施形態のモータは、アウタロータ型のモータである。そのため、第8実施形態のモータのステータ14では、コイル体32がステータコア26の径方向外側の面に沿って配置されている。また、本実施形態のステータ14では、コイル体32の薄肉部32Bと対応する部分の径方向内側の面とステータコア26の径方向外側の面との間に形成された隙間33内に接着剤70が設けられている。これにより、ステータコア26とコイル体32とが接着剤70を介して接合されている。
本実施形態のモータにおいても、前述の第7実施形態のモータと同様の効果を得ることができる。
なお、図33に示されたコイル体32のように、コイル体32がステータコア26の径方向外側の面に沿って配置された場合及びコイル体32がステータコア26の径方向内側の面に沿って配置された場合の両方の場合において、上記の隙間33が形成されるように構成してもよい。すなわち、アウタロータ型のモータ及びインナロータ型のモータの両方に適用可能なコイル体32としてもよい。
(第9実施形態)
次に、第9実施形態のモータについて説明する。なお、第9実施形態のモータにおいて、前述の第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
次に、第9実施形態のモータについて説明する。なお、第9実施形態のモータにおいて、前述の第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
図34に示されるように、本実施形態のモータでは、絶縁性の材料を用いて形成されたインシュレータ28が、コイル体32の径方向外側の面とステータコア26(図4B等参照)の径方向内側の面との間に設けられている。
インシュレータ28は、軸方向を短手方向とすると共に軸方向と直交する方向を長手方向とする長方形状に形成されている。このインシュレータ28の厚みは、当該インシュレータ28を周方向に湾曲させることが可能な程度の厚みに設定されている。一例として、インシュレータ28の厚み寸法は、帯部材34の厚みと同じか帯部材34よりも厚い寸法に設定されている。なお、インシュレータ28の厚み寸法は、帯部材34よりも薄い寸法に設定されていてもよい。そして、インシュレータ28は、コイル体32の径方向外側の面に沿って環状に巻かれる。また、インシュレータ28の周方向一方側の端部28B及び他方側の端部28Aは径方向に重ねられる。なお、インシュレータ28の周方向一方側の端部28Bと他方側の端部28Aとが重ね合わされた部分をインシュレータ重合部28Cと呼ぶことにする。また、インシュレータ28においてインシュレータ重合部28Cを除く部分をインシュレータ一般部28Dと呼ぶことにする。インシュレータ重合部28Cは、ステータコア26の径方向内側の面とコイル体32の薄肉部32Bの径方向外側の面との間に形成された隙間33(図4B参照)内に配置されている。
以上説明した本実施形態では、インシュレータ重合部28Cが、ステータコア26とコイル体32の薄肉部32Bとの間に形成された隙間33内に配置されている。これにより、コイル体32のステータコア26に対する径方向へのずれが、インシュレータ重合部28Cの影響によって生じることを抑制することができる。
なお、インシュレータ28のインシュレータ重合部28Cとコイル体32の薄肉部32Bとを合わせた径方向の厚み寸法F3をコイル体32の厚肉部32Aの径方向への厚み寸法F1とを同じ寸法に設定するとよい。また、インシュレータ28のインシュレータ重合部28Cの周方向の両側部分に接着剤70(図31参照)を設けてもよい。
(第10実施形態及び第11実施形態)
次に、第10実施形態及び第11実施形態のモータについて説明する。なお、第10実施形態及び第11実施形態のモータにおいて、前述の第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
次に、第10実施形態及び第11実施形態のモータについて説明する。なお、第10実施形態及び第11実施形態のモータにおいて、前述の第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
図35に示されるように、第10実施形態のモータのコイル体32は、周方向に複数周回巻かれた単一の帯部材34と、この帯部材34上に形成された複数のコイル16(図9等参照)と、によって構成されている。また、コイル体32の径方向外側の面には、インシュレータ28が設けられている。
そして、コイル体32の厚肉部32Aとインシュレータ28のインシュレータ重合部28Cとは、周方向に沿って等間隔(等角度ピッチ)に配置されている。また、本実施形態では、インシュレータ28のインシュレータ重合部28Cとコイル体32の薄肉部32Bとを合わせた径方向の厚み寸法F3が、インシュレータ28のインシュレータ一般部28Dとコイル体32の厚肉部32Aとを合わせた径方向の厚み寸法F4と同じ寸法に設定されている。
以上説明したように、本実施形態では、コイル体32の厚肉部32Aとインシュレータ28のインシュレータ重合部28Cとが周方向に沿って等間隔(等角度ピッチ)に配置されている。これに加えて、インシュレータ28のインシュレータ重合部28Cとコイル体32の薄肉部32Bとを合わせた径方向の厚み寸法F3が、インシュレータ28のインシュレータ一般部28Dとコイル体32の厚肉部32Aとを合わせた径方向の厚み寸法F4と同じ寸法に設定されている。これにより、厚肉部32Aを有することに伴うコイル体32のステータコア26に対する径方向へのずれを、インシュレータ重合部28Cとコイル体32の薄肉部32Bとを重ねることにより補正することができる。
なお、図36に示された第11実施形態のモータのコイル体32のように、インシュレータ重合部28Cの周方向への寸法を図35に示された構成に対して長く設定してもよい。これにより、前述の隙間33(図31参照)内において接着剤70が配置される空間の容積をインシュレータ重合部28Cによって調節することができる。
(第12実施形態)
次に、第12実施形態のモータについて説明する。なお、第12実施形態のモータにおいて、前述の第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
次に、第12実施形態のモータについて説明する。なお、第12実施形態のモータにおいて、前述の第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
図37及び図38に示されるように、本実施形態のモータのコイル体32では、ステータコア26(図4B参照)と最も近い位置に配置された3周目の帯部材34の周方向一方側の部分には、コイルが形成されていない余剰部分34Jが設けられている。この余剰部分34Jは、周方向に巻かれることにより環状に形成されるインシュレータ部72となっている。換言すると、このインシュレータ部72は、コイル体32における径方向外側の表層部分を構成している。
また、インシュレータ部72の一部分は径方向に重なっている。なお、インシュレータ部72において径方向に重なっている部分をインシュレータ部重合部72Aと呼ぶ。そして、インシュレータ部重合部72Aは、ステータコア26の径方向内側の面とコイル体32の薄肉部32Bの径方向外側の面との間に形成された隙間33(図4B参照)内に配置されている。
以上説明した本実施形態では、帯部材34の余剰部分34Jを第10実施形態のモータのインシュレータ28(図35参照)と同様に機能させることができる。これにより、インシュレータ28を別部材で設けることが不要となり、モータの部品点数を削減することができる。
以上、本開示の各実施形態について説明したが、本開示は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。また、以上説明した各実施形態の構成の全部又は一部は、互いに組み合わせることができる。
例えば、帯部材34上の複数のコイル16をスター結線で結線した例を示したが、デルタ結線で結線してもよい。また、モータ10等の極数やコイル数、相数および、コイルの直列数、並列数などは、モータ10等の用途に応じて適宜選択すればよい。また、モータ10等の構成は、発電機に適用してもよい。また、モータ10等の構成は、ロータ12がステータ14の径方向外側に配置されたアウタロータ型のブラシレスモータにも適用することができる。また、コイル体32を含んで構成されたロータにも、本開示の構成を適用することができる。
また、本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、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や形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
Claims (13)
- 絶縁性の材料を用いて帯状に形成されていると共に周方向に巻かれかつ少なくとも一部が径方向に重ねられ、互いに径方向に積層するように配置された複数の帯部材(34)と、
導電性の材料を用いて複数の前記帯部材上にそれぞれ形成されていると共に周方向に沿って並んだ状態で配置された複数のコイル(16)と、
複数の前記帯部材によって形成され、径方向への厚み寸法が定められた寸法に設定された薄肉部(32B)と、
複数の前記帯部材によって形成され、径方向への厚み寸法が前記薄肉部の径方向への厚み寸法よりも大きな寸法に設定され、周方向に分散して配置された複数の厚肉部(32A)と、
を備えたコイル体(32)。 - 複数の前記厚肉部は、周方向の0°~180°の範囲及び周方向の180°~360°の範囲の両方の範囲に分散して配置されており、
一つの前記厚肉部の少なくとも一部と他の前記厚肉部の少なくとも一部とが、互いに周方向に180°間隔をあけた位置において径方向に対向して配置されている、或いは、一つの前記厚肉部の少なくとも一部と他の複数の前記厚肉部が周方向に連続して存在する範囲とが、互いに周方向に180°間隔をあけた位置において径方向に対向して配置されている請求項1に記載のコイル体。 - 複数の前記帯部材からは、複数の前記コイルとつながっている接続部(43)がそれぞれ延出しており、
複数の前記帯部材からそれぞれ延出する前記接続部が、互いに周方向の同じ位置に配置されている請求項1又は請求項2に記載のコイル体。 - 複数の前記帯部材からは、複数の前記コイルとつながっている接続部がそれぞれ延出しており、
複数の前記帯部材からそれぞれ延出する前記接続部が、互いに周方向の異なる位置に配置されている請求項1又は請求項2に記載のコイル体。 - 複数の前記帯部材からそれぞれ延出する前記接続部が、前記厚肉部と対応する位置に配置されている請求項3又は請求項4に記載のコイル体。
- 複数の前記帯部材からそれぞれ延出する前記接続部が、前記薄肉部と対応する位置に配置されている請求項3又は請求項4に記載のコイル体。
- 軟磁性材料を用いて円筒状に形成された電機子コア(26)と、
前記電機子コアの径方向内側の面又は径方向外側の面に沿って配置された請求項1~請求項6のいずれか1項に記載のコイル体と、
を備えた電機子(14)。 - 前記電機子コアと前記コイル体とを接着する接着剤(70)が、前記電機子コアと前記コイル体の前記薄肉部との間に形成された隙間(33)内に設けられている請求項7に記載の電機子。
- 前記薄肉部と前記厚肉部との境目かつ前記電機子コア側には、径方向に高さの差を有する段差部(32C)が形成されている請求項7又は請求項8に記載の電機子。
- 絶縁性の材料を用いて帯状に形成されかつ周方向の両端部が径方向に重ねられることで環状に形成されたインシュレータ(28)をさらに備え、
前記インシュレータは、前記電機子コアと前記コイル体との間に配置されていると共に、前記インシュレータの周方向の両端部は、前記電機子コアと前記コイル体の前記薄肉部との間に形成された隙間に配置されている請求項7~請求項9のいずれか1項に記載の電機子。 - 前記電機子コアと最も近い位置に配置された前記帯部材には、前記コイルが形成されていない余剰部分(34J)が設けられ、
前記コイル体における前記電機子コア側は、前記余剰部分が、周方向に巻かれることにより形成されたインシュレータ部(72)となっており、
前記インシュレータ部において径方向に重なっている部分が、前記電機子コアと前記コイル体の前記薄肉部との間に形成された隙間に配置されている請求項7~請求項9のいずれか1項に記載の電機子。 - 軟磁性材料を用いて円筒状に形成された電機子コアと、
絶縁性の材料を用いて帯状に形成されていると共に周方向に複数周回巻かれた帯部材と、導電性の材料を用いて前記帯部材上に形成されていると共に周方向に沿って並んだ状態で配置された複数のコイルと、前記帯部材によって形成され、径方向への厚み寸法が定められた寸法に設定された薄肉部と、前記帯部材によって形成され、径方向への厚み寸法が前記薄肉部の径方向への厚み寸法よりも大きな寸法に設定された厚肉部と、を備え、前記電機子コアの径方向内側の面又は径方向外側の面に沿って配置されたコイル体と、
を備えた電機子であって、
絶縁性の材料を用いて帯状に形成されかつ周方向の両端部が径方向に重ねられることで環状に形成されたインシュレータをさらに備え、
前記インシュレータは、前記電機子コアと前記コイル体との間に配置されていると共に、前記インシュレータの周方向の両端部は、前記電機子コアと前記コイル体の前記薄肉部との間に形成された隙間に配置されている電機子。 - 請求項7~請求項12のいずれか1項に記載の電機子を含んで構成された固定子(14)及び回転子(12)の一方と、
前記コイル体と径方向に対向して配置されたマグネット(18)を有する固定子及び回転子の他方と、
を備えた回転電機(10)。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE112022006539.7T DE112022006539T5 (de) | 2022-01-28 | 2022-11-15 | Spulenbaugruppe, Anker und drehende Elektromaschine |
| CN202280090230.4A CN118613993A (zh) | 2022-01-28 | 2022-11-15 | 线圈体、电气子和旋转电机 |
| US18/785,292 US20240388157A1 (en) | 2022-01-28 | 2024-07-26 | Coil assembly, armature, and rotating electrical machine |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022011872A JP7632328B2 (ja) | 2022-01-28 | 2022-01-28 | コイル体、電機子及び回転電機 |
| JP2022-011872 | 2022-01-28 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| US18/785,292 Continuation US20240388157A1 (en) | 2022-01-28 | 2024-07-26 | Coil assembly, armature, and rotating electrical machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2023145201A1 true WO2023145201A1 (ja) | 2023-08-03 |
Family
ID=87471410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2022/042453 Ceased WO2023145201A1 (ja) | 2022-01-28 | 2022-11-15 | コイル体、電気子及び回転電機 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20240388157A1 (ja) |
| JP (1) | JP7632328B2 (ja) |
| CN (1) | CN118613993A (ja) |
| DE (1) | DE112022006539T5 (ja) |
| WO (1) | WO2023145201A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025249135A1 (ja) * | 2024-05-28 | 2025-12-04 | Orbray株式会社 | ブラシレスモータ及びハンドピース |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58215942A (ja) * | 1982-06-08 | 1983-12-15 | Nippon Denso Co Ltd | 偏平コイルおよびその製造方法 |
| JP2000358351A (ja) * | 1999-06-11 | 2000-12-26 | Nikon Corp | シートコイル用基板、シートコイル、シートコイルの製造方法、シートコイルを用いたステージ装置及びこれを有する露光装置、並びに、シートコイル用基板の製造方法 |
| JP2005143202A (ja) * | 2003-11-06 | 2005-06-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 電気モータ |
| WO2007014570A1 (de) * | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Festo Ag & Co | Elektrischer motor und verfahren zu seiner herstellung |
| US7795773B1 (en) * | 2004-07-02 | 2010-09-14 | Michael Wittig | Electric actuator |
| JP2017070140A (ja) * | 2015-10-01 | 2017-04-06 | 株式会社エムリンク | 折り曲げにより形成された円筒形状のコイル体、該コイル体の製造方法、及び該コイル体を用いた回転電機 |
| JP2019024295A (ja) * | 2017-07-21 | 2019-02-14 | 株式会社デンソー | 回転電機 |
| JP2020018093A (ja) * | 2018-07-25 | 2020-01-30 | 株式会社デンソー | 回転電機の固定子 |
| JP2020178490A (ja) * | 2019-04-19 | 2020-10-29 | 株式会社デンソー | 回転電機 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7528570B2 (ja) | 2020-06-30 | 2024-08-06 | ブラザー工業株式会社 | 制御プログラム、情報処理装置 |
-
2022
- 2022-01-28 JP JP2022011872A patent/JP7632328B2/ja active Active
- 2022-11-15 CN CN202280090230.4A patent/CN118613993A/zh active Pending
- 2022-11-15 WO PCT/JP2022/042453 patent/WO2023145201A1/ja not_active Ceased
- 2022-11-15 DE DE112022006539.7T patent/DE112022006539T5/de active Pending
-
2024
- 2024-07-26 US US18/785,292 patent/US20240388157A1/en active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58215942A (ja) * | 1982-06-08 | 1983-12-15 | Nippon Denso Co Ltd | 偏平コイルおよびその製造方法 |
| JP2000358351A (ja) * | 1999-06-11 | 2000-12-26 | Nikon Corp | シートコイル用基板、シートコイル、シートコイルの製造方法、シートコイルを用いたステージ装置及びこれを有する露光装置、並びに、シートコイル用基板の製造方法 |
| JP2005143202A (ja) * | 2003-11-06 | 2005-06-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 電気モータ |
| US7795773B1 (en) * | 2004-07-02 | 2010-09-14 | Michael Wittig | Electric actuator |
| WO2007014570A1 (de) * | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Festo Ag & Co | Elektrischer motor und verfahren zu seiner herstellung |
| JP2017070140A (ja) * | 2015-10-01 | 2017-04-06 | 株式会社エムリンク | 折り曲げにより形成された円筒形状のコイル体、該コイル体の製造方法、及び該コイル体を用いた回転電機 |
| JP2019024295A (ja) * | 2017-07-21 | 2019-02-14 | 株式会社デンソー | 回転電機 |
| JP2020018093A (ja) * | 2018-07-25 | 2020-01-30 | 株式会社デンソー | 回転電機の固定子 |
| JP2020178490A (ja) * | 2019-04-19 | 2020-10-29 | 株式会社デンソー | 回転電機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE112022006539T5 (de) | 2025-01-02 |
| JP7632328B2 (ja) | 2025-02-19 |
| CN118613993A (zh) | 2024-09-06 |
| JP2023110431A (ja) | 2023-08-09 |
| US20240388157A1 (en) | 2024-11-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8581460B2 (en) | Armature for rotating electrical machine | |
| US11329525B2 (en) | Rotating electric machine | |
| EP1953895B1 (en) | Reluctance motor rotor and reluctance motor equipped with the same | |
| WO2023145201A1 (ja) | コイル体、電気子及び回転電機 | |
| WO2012011352A1 (ja) | 回転電機用電機子 | |
| CN111756129A (zh) | 电动机 | |
| JP2006081364A (ja) | ブラシ付きフラットモータ | |
| JP6634431B2 (ja) | 回転電機のステータ | |
| JP7732351B2 (ja) | コイル体、電機子及び回転電機 | |
| JP2016123249A (ja) | コイル | |
| JP7739967B2 (ja) | 電機子及び回転電機 | |
| WO2024024207A1 (ja) | コイル体、電機子及び回転電機 | |
| WO2018016495A1 (ja) | 電動機及び電動機の製造方法 | |
| WO2025032931A1 (ja) | コイル体、電機子及び回転電機 | |
| WO2024262255A1 (ja) | コイル体、電機子及び回転電機 | |
| JP7655185B2 (ja) | コイル体、電機子及び回転電機 | |
| JP7735694B2 (ja) | モータ | |
| WO2024214497A1 (ja) | コイル体、電機子及び回転電機 | |
| WO2024127785A1 (ja) | コイル体、電機子及び回転電機 | |
| WO2024147348A1 (ja) | 回転電機における固定子構造 | |
| WO2024147349A1 (ja) | 回転電機における固定子構造 | |
| WO2023163136A1 (ja) | コイル体、電機子及び回転電機 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 22924054 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 202280090230.4 Country of ref document: CN |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 112022006539 Country of ref document: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 22924054 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |