JPWO2013179488A1 - Rotating electric machine, rotating electric stator and vehicle - Google Patents
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Abstract
この回転電機(100)は、ロータ(2)と、複数のスロット(11)を有し、ロータと対向するように配置されたステータコア(1a)と、ステータコアのスロットに同心巻で装着された複数のコイル(1b)とを含むステータ(1)とを備える。コイルは、幅広の第1面(f)と、第1面と直交する幅狭の第2面(e)とを有する帯状のコイルであり、3相交流の各相に対応して設けられた第1コイル(30)と、第2コイル(40)と、第3コイル(50)とを含む。第1コイル、第2コイルおよび第3コイルは、コイルエンドにおいて第1面が互いに対向した状態でステータコアの軸方向に沿って重なるように配置されている。The rotating electrical machine (100) includes a rotor (2), a plurality of slots (11), a stator core (1a) arranged to face the rotor, and a plurality of concentrically mounted slots in the stator core slots. And a stator (1) including a coil (1b). The coil is a strip-shaped coil having a wide first surface (f) and a narrow second surface (e) orthogonal to the first surface, and is provided corresponding to each phase of a three-phase alternating current. A first coil (30), a second coil (40), and a third coil (50) are included. The first coil, the second coil, and the third coil are arranged so as to overlap along the axial direction of the stator core with the first surfaces facing each other at the coil end.
Description
この発明は、回転電機、回転電機用ステータおよび車両に関し、特に、同心巻により装着されたコイルを含む回転電機、回転電機用ステータおよび車両に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine, a stator for a rotating electrical machine, and a vehicle, and particularly to a rotating electrical machine including a coil mounted by concentric winding, a stator for a rotating electrical machine, and a vehicle.
従来、同心巻により装着されたコイルを含む回転電機が知られている。このような回転電機は、たとえば、特開2010−246342号公報に開示されている。 Conventionally, a rotating electric machine including a coil mounted by concentric winding is known. Such a rotating electrical machine is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-246342.
上記特開2010−246342号公報には、ステータの内周側に配置されたロータと、複数のコイルを含むステータとを備えた回転電機が開示されている。ステータの複数のコイルは、幅広面と、幅広面と直交する幅狭面とを有する帯状形状のコイルであり、インナーコイルとアウターコイルとの2種類のコイルが同心巻により装着されている。インナーコイルは、コイルエンドがステータの軸方向外側に延びてアウターコイルを軸方向に跨ぐように形成され、コイルエンドにおいて幅広面がステータの軸方向と直交する方向に延びるように配置されている。また、アウターコイルは、コイルエンドがステータの半径方向外側に折り曲げられてインナーコイルを半径方向に跨ぐように形成され、コイルエンドにおいて幅広面がステータの軸方向に延びるように配置されている。なお、上記特開2010−246342号公報に開示された回転電機は、毎相毎極スロット数q(スロット数/(相数×極数))が1となるように構成されていると考えられる。 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2010-246342 discloses a rotating electrical machine including a rotor disposed on the inner peripheral side of a stator and a stator including a plurality of coils. The plurality of coils of the stator are strip-shaped coils having a wide surface and a narrow surface orthogonal to the wide surface, and two types of coils, an inner coil and an outer coil, are mounted by concentric winding. The inner coil is formed such that the coil end extends outward in the axial direction of the stator and straddles the outer coil in the axial direction, and the wide surface at the coil end is arranged to extend in a direction perpendicular to the axial direction of the stator. The outer coil is formed so that the coil end is bent outward in the radial direction of the stator so as to straddle the inner coil in the radial direction, and the wide surface at the coil end is arranged to extend in the axial direction of the stator. Note that the rotating electrical machine disclosed in the above Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-246342 is considered to be configured so that the number of poles per pole q per phase (number of slots / (number of phases × number of poles)) is 1. .
しかしながら、上記特開2010−246342号公報では、コイルエンドにおいてアウターコイルの幅広面がステータの軸方向に延びるように配置されているため、コイルエンドの突出高さ(ステータの軸方向の寸法)が大きくなり易いという問題点がある。また、毎相毎極スロット数q=1よりもq=2の方が良好な起磁力波形を得ることができ、回転電機の特性が向上するため、毎相毎極スロット数q=2の条件下で回転電機を構成する場合がある。この場合には、インナーコイルとアウターコイルとの2種類のコイルにより回転電機が構成された上記特開2010−246342号公報では、極ピッチに比べてコイルピッチが短くなることから、q=2の条件下で回転電機を構成する場合には、コイルピッチを確保するため、3相交流の各相に対応した3種類のコイルを設ける必要がある。この場合には、2種類のコイルに加えて、さらにもう1種類のコイルを設ける必要があるため、コイルエンドの突出高さが大きくなるという問題点が顕著になる。コイルエンドの突出高さの増大は、回転電機の大型化をもたらすため、好ましくない。 However, in JP 2010-246342 A, since the wide surface of the outer coil extends in the axial direction of the stator at the coil end, the protruding height of the coil end (dimension in the axial direction of the stator) is set. There is a problem that it tends to be large. Further, a better magnetomotive force waveform can be obtained when q = 2 than the number of pole slots per phase q = 1, and the characteristics of the rotating electrical machine are improved. A rotating electric machine may be configured below. In this case, in the above Japanese Patent Laid-Open No. 2010-246342 in which the rotating electric machine is configured by two types of coils, an inner coil and an outer coil, the coil pitch is shorter than the pole pitch, so that q = 2 When the rotating electrical machine is configured under the conditions, it is necessary to provide three types of coils corresponding to each phase of the three-phase alternating current in order to ensure the coil pitch. In this case, since it is necessary to provide another type of coil in addition to the two types of coils, the problem that the protruding height of the coil end increases becomes significant. An increase in the protruding height of the coil end is not preferable because it increases the size of the rotating electrical machine.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、3相交流の各相に対応した3種類のコイルを設ける場合にも、コイルエンドの突出高さが大きくなるのを抑制することが可能な回転電機、回転電機用ステータおよび車両を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to provide a coil end even when three types of coils corresponding to three-phase AC phases are provided. An object of the present invention is to provide a rotating electrical machine, a stator for a rotating electrical machine, and a vehicle capable of suppressing an increase in protruding height.
第1の局面による回転電機は、ロータと、複数のスロットを有し、ロータと対向するように配置されたステータコアと、ステータコアのスロットに同心巻で装着された複数のコイルとを含むステータとを備え、コイルは、幅広の第1面と、第1面と直交する幅狭の第2面とを有する帯状のコイルであり、3相交流の各相に対応して設けられた第1コイルと、第2コイルと、第3コイルとを含み、第1コイル、第2コイルおよび第3コイルは、コイルエンドにおいて第1面が互いに対向した状態でステータコアの軸方向に沿って重なるように配置されている。 A rotating electrical machine according to a first aspect includes a rotor, a stator core having a plurality of slots, the stator core being disposed so as to face the rotor, and a plurality of coils mounted concentrically on the slots of the stator core. The coil is a strip-shaped coil having a wide first surface and a narrow second surface orthogonal to the first surface, the first coil provided corresponding to each phase of the three-phase alternating current; The first coil, the second coil, and the third coil are disposed so as to overlap along the axial direction of the stator core with the first surfaces facing each other at the coil end. ing.
第1の局面による回転電機では、上記のように、コイルを、幅広の第1面と、第1面と直交する幅狭の第2面とを有する帯状のコイルにより形成し、3相交流の各相に対応して設けられた第1コイル、第2コイルおよび第3コイルを、コイルエンドにおいて第1面が互いに対向した状態でステータコアの軸方向に沿って重なるように配置する。これにより、コイルエンドにおいて、第1コイル、第2コイルおよび第3コイルの各々の幅広の第1面が軸方向に沿って重なるので、幅狭の第2面の幅狭方向(第1面と直交する方向)をステータコアの軸方向に一致させることができる。この結果、3相交流の各相に対応した3種類のコイルを設ける場合にも、各コイルの幅狭の第2面が軸方向(幅狭方向)に積み上げられた構造となるので、コイルエンドの軸方向の突出高さが大きくなるのを抑制することができる。 In the rotating electrical machine according to the first aspect, as described above, the coil is formed by a strip-shaped coil having a wide first surface and a narrow second surface orthogonal to the first surface, and the three-phase AC The first coil, the second coil, and the third coil provided corresponding to each phase are arranged so as to overlap along the axial direction of the stator core with the first surfaces facing each other at the coil end. Thereby, in the coil end, since the wide first surface of each of the first coil, the second coil, and the third coil overlaps along the axial direction, the narrow second surface (the first surface and the first surface) (Orthogonal direction) can coincide with the axial direction of the stator core. As a result, even when three types of coils corresponding to each phase of the three-phase alternating current are provided, since the second narrow surface of each coil is stacked in the axial direction (narrow direction), the coil end An increase in the protruding height in the axial direction can be suppressed.
第2の局面による回転電機用ステータは、複数のスロットを有するステータコアと、ステータコアのスロットに同心巻で装着された複数のコイルとを備え、コイルは、幅広の第1面と、第1面と直交する幅狭の第2面とを有する帯状のコイルであり、3相交流の各相に対応して設けられた第1コイルと、第2コイルと、第3コイルとを含み、第1コイル、第2コイルおよび第3コイルは、コイルエンドにおいて第1面が互いに対向した状態でステータコアの軸方向に沿って重なるように配置されている。 A stator for a rotating electrical machine according to a second aspect includes a stator core having a plurality of slots, and a plurality of coils mounted concentrically on the slots of the stator core, the coils having a wide first surface, a first surface, A first coil that includes a first coil, a second coil, and a third coil that are provided corresponding to each phase of a three-phase alternating current. The second coil and the third coil are arranged so as to overlap along the axial direction of the stator core with the first surfaces facing each other at the coil end.
第2の局面による回転電機用ステータでは、上記のように、コイルを、幅広の第1面と、第1面と直交する幅狭の第2面とを有する帯状のコイルにより形成し、3相交流の各相に対応して設けられた第1コイル、第2コイルおよび第3コイルを、コイルエンドにおいて第1面が互いに対向した状態でステータコアの軸方向に沿って重なるように配置する。これにより、コイルエンドにおいて、第1コイル、第2コイルおよび第3コイルの各々の幅広の第1面が軸方向に沿って重なるので、幅狭の第2面の幅狭方向(第1面と直交する方向)をステータコアの軸方向に一致させることができる。この結果、3相交流の各相に対応した3種類のコイルを設ける場合にも、各コイルの幅狭の第2面が軸方向(幅狭方向)に積み上げられた構造となるので、コイルエンドの軸方向の突出高さが大きくなるのを抑制することができる。 In the stator for a rotating electrical machine according to the second aspect, as described above, the coil is formed by a strip-shaped coil having a wide first surface and a narrow second surface orthogonal to the first surface, and is a three-phase coil. The first coil, the second coil, and the third coil provided corresponding to each AC phase are arranged so as to overlap along the axial direction of the stator core with the first surfaces facing each other at the coil end. Thereby, in the coil end, since the wide first surface of each of the first coil, the second coil, and the third coil overlaps along the axial direction, the narrow second surface (the first surface and the first surface) (Orthogonal direction) can coincide with the axial direction of the stator core. As a result, even when three types of coils corresponding to each phase of the three-phase alternating current are provided, since the second narrow surface of each coil is stacked in the axial direction (narrow direction), the coil end An increase in the protruding height in the axial direction can be suppressed.
第3の局面による車両は、回転電機を備える車両であって、回転電機は、ロータと、複数のスロットを有し、ロータと対向するように配置されたステータコアと、ステータコアのスロットに同心巻で装着された複数のコイルとを有するステータとを含み、コイルは、幅広の第1面と、第1面と直交する幅狭の第2面とを有する帯状のコイルであり、3相交流の各相に対応して設けられた第1コイルと、第2コイルと、第3コイルとを有し、第1コイル、第2コイルおよび第3コイルは、コイルエンドにおいて第1面が互いに対向した状態でステータコアの軸方向に沿って重なるように配置されている。 A vehicle according to a third aspect is a vehicle including a rotating electrical machine, the rotating electrical machine having a rotor, a plurality of slots, a stator core disposed so as to face the rotor, and concentrically winding the slots of the stator core. A coil having a plurality of mounted coils, the coil being a strip-shaped coil having a wide first surface and a narrow second surface orthogonal to the first surface, each of three-phase alternating current The first coil, the second coil, and the third coil that are provided corresponding to the phases, and the first coil, the second coil, and the third coil are in a state where the first surfaces face each other at the coil end. And arranged so as to overlap along the axial direction of the stator core.
第3の局面による車両では、上記のように、回転電機のコイルを、幅広の第1面と、第1面と直交する幅狭の第2面とを有する帯状のコイルにより形成し、3相交流の各相に対応して設けられた第1コイル、第2コイルおよび第3コイルを、コイルエンドにおいて第1面が互いに対向した状態でステータコアの軸方向に沿って重なるように配置する。これにより、コイルエンドにおいて、第1コイル、第2コイルおよび第3コイルの各々の幅広の第1面が軸方向に沿って重なるので、幅狭の第2面の幅狭方向(第1面と直交する方向)をステータコアの軸方向に一致させることができる。この結果、3相交流の各相に対応した3種類のコイルを設ける場合にも、各コイルの幅狭の第2面が軸方向(幅狭方向)に積み上げられた構造となるので、回転電機のコイルエンドの軸方向の突出高さが大きくなるのを抑制することができる。 In the vehicle according to the third aspect, as described above, the coil of the rotating electrical machine is formed by a belt-like coil having a wide first surface and a narrow second surface orthogonal to the first surface, and the three-phase. The first coil, the second coil, and the third coil provided corresponding to each AC phase are arranged so as to overlap along the axial direction of the stator core with the first surfaces facing each other at the coil end. Thereby, in the coil end, since the wide first surface of each of the first coil, the second coil, and the third coil overlaps along the axial direction, the narrow second surface (the first surface and the first surface) (Orthogonal direction) can coincide with the axial direction of the stator core. As a result, even when three types of coils corresponding to each phase of the three-phase alternating current are provided, since the second narrow surface of each coil is stacked in the axial direction (narrow direction), the rotating electric machine It is possible to prevent the protruding height in the axial direction of the coil end from becoming large.
上記回転電機、回転電機用ステータおよび車両によれば、3相交流の各相に対応した3種類のコイルを設ける場合にも、コイルエンドの突出高さが大きくなるのを抑制することができる。 According to the rotating electrical machine, the stator for the rotating electrical machine, and the vehicle, it is possible to suppress an increase in the protruding height of the coil end even when three types of coils corresponding to each phase of the three-phase alternating current are provided.
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
まず、図1〜図7を参照して、第1実施形態による電動機100の構成について説明する。第1実施形態では、回転電機の一例である電動機100を説明する。(First embodiment)
First, with reference to FIGS. 1-7, the structure of the
図1および図2に示すように、電動機100は、固定部であるステータ1と、回転部であるロータ2(一点鎖線参照)とを備えている。ロータ2は、シャフト21(一点鎖線参照)と、ロータコア22(一点鎖線参照)と、図示しない複数の永久磁石とを含み、シャフト21を中心に回転可能となっている。なお、ステータ1は、「回転電機用ステータ」の一例である。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the
ステータ1は、複数のスロット11を有するステータコア1aと、各スロットに装着された複数のコイル1bとを含んでいる。ステータコア1aは、ロータ2と対向するように配置されるとともに、円筒形状に形成され、内周側で半径方向Bの内側に延びる複数のティース12を有する。ティース12は、ステータコア1aの周方向Cに沿って等角度間隔で設けられており、このティース12の間の部分がスロット11である。
The stator 1 includes a
第1実施形態では、電動機100は、3相のコイルが分布巻の同心巻で各スロット11に装着された3相交流の回転電機である。電動機100は、たとえば、8極、48スロットを有し、毎極毎相スロット数qが、q=2(=48/(3×8))の回転電機からなる。複数のコイル1bは、3相交流の各相に対応して、U相コイル30、V相コイル40およびW相コイル50の3種類のコイルから構成されている。図3〜図5に示すように、U相コイル30、V相コイル40およびW相コイル50は、互いに異なる形状を有する。なお、U相コイル30、V相コイル40およびW相コイル50は、それぞれ、「第1コイル」、「第2コイル」および「第3コイル」の一例である。
In the first embodiment, the
同心巻のコイル配置は、一例としては図6に示すものである。1つのコイル1bが間隔(図6では4スロット分)を隔てて異なる2つのスロット11を占有し、他の相の隣接する2つのコイル1bが片側ずつ、間のスロット11に配置される。このため、各コイル1bは、図6の右側からU相コイル30、V相コイル40、W相コイル50の順で2スロットずつ配置される。第1実施形態では、ステータ1は、毎相毎極スロット数が2になるように構成されている。
An example of the concentric coil arrangement is shown in FIG. One
図7に示すように、それぞれのコイル1bは、平角導線を巻き重ねて積層した扁平な帯状のエッジワイズコイルである。具体的には、平角導線は、断面における幅W1、厚みt1(W1>t1)の略長方形断面を有する。平角導線は、スロット11内で厚み方向に1列に積層されている。これにより、コイル1bは、平角導線が積層されることにより形成された幅広の積層面fと、積層面fと直交する幅狭の端面eとを有する。積層面fの積層幅W2は、平角導線の厚みt1×積層数に略等しく、端面eの幅(コイル1bの厚み)は、平角導線の幅W1(<W2)に等しい。図1に示すように、スロット11内に配置されるそれぞれのコイル1bは、ステータコア1a(スロット11)の軸方向Aの両端から軸方向に突出(露出)する部分(コイルエンド)を有する。なお、積層面fは、「第1面」の一例であり、端面eは、「第2面」の一例である。
As shown in FIG. 7, each
次に、各相のコイルについて具体的に説明する。以下では、円筒形状のステータコア1aの軸方向Aを「軸方向」、ステータコア1aの半径方向Bを「径方向」、ステータコア1aの周方向Cを「周方向」とする。なお、第1実施形態では、U相コイル30、V相コイル40およびW相コイル50のそれぞれにおける軸方向両端のコイルエンドは、略同一形状(軸方向に対称形状)に形成されているので、片側のコイルエンドのみを説明する。
Next, each phase coil will be described in detail. Hereinafter, the axial direction A of the
図1および図3に示すように、U相コイル30は、軸方向に延びてそれぞれ異なるスロット11に挿入された一対のコイル辺部31と、コイルエンドにおいて、一対のコイル辺部31から連続した一対の第1折返部32と、一対の第1折返部32を連結する第1連結部33とを有している。なお、コイル辺部31は、「軸方向部分」の一例である。また、第1折返部32は、「軸方向部分」および「屈曲部」の一例である。また、第1連結部33は、「連結部」の一例である。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
一対の第1折返部32は、同一形状を有する。具体的には、第1折返部32は、スロット11から軸方向に突出したコイル辺部31がコイルエンドにおいて径方向外側で、かつ、第1折返部32の先端面32aがステータコア1aの軸方向端面1c(以下では、コア端面1cという)側に向けて折り返される(図1参照)ことにより形成されている。このため、第1折返部32は、略U字形状に折り返されている。また、第1折返部32は、平角導線の積層方向(径方向)に沿って折り返されている。図6に示すように、第1折返部32のコア端面1cから突出高さ(最大高さ)はH1である。また、第1折返部32は、第1折返部32の先端面32aがステータコア1aのコア端面1cの近傍の距離D1(D1<H1)の位置で、ステータコア1aと対向するように形成されている。
The pair of first folded
図1および図3に示すように、第1連結部33は、周方向に沿って延びるように形成され、コア端面1c近傍の第1折返部32の先端部同士を連結している。これにより、第1連結部33は、ステータコア1aのスロット11よりも径方向の外側の領域で、かつ、コア端面1c近傍の位置に配置されている。また、第1連結部33は、エッジワイズコイルの積層面fがコア端面1cと対向し、コア端面1cと略平行になるように配置されている。また、U相コイル30のコイルエンドは、径方向から見て、一対の第1折返部32と第1連結部33とからなる軸方向外側が開放された凹状部34を有する形状に形成されている。図6に示すように、凹状部34の内部には、他のコイル(V相コイル40およびW相コイル50)のコイルエンドの一部が配置されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the first connecting
図1および図4に示すように、V相コイル40は、軸方向に延びてそれぞれ異なるスロット11に挿入される一対のコイル辺部41を有する。また、V相コイル40は、コイルエンドにおいて、一方のコイル辺部41から連続する第2折返部42と、他方のコイル辺部41から連続する第1屈曲部43と、第2折返部42および第1屈曲部43を連結する第2連結部44とを有する。なお、コイル辺部41は、「軸方向部分」の一例である。また、第2折返部42および第1屈曲部43は、共に、「軸方向部分」および「屈曲部」の一例である。また、第2連結部44は、「連結部」の一例である。
As shown in FIGS. 1 and 4, the V-
第2折返部42は、径方向外側で、かつ、第2折返部42の先端面42a(図4参照)がU相コイル30の第1連結部33側(コア端面1c側)に向けて折り返されており、U相コイル30の第1折返部32と同様の略U字状形状を有する。第1折返部32と異なり、第2折返部42の突出高さはH2(>H1)(図6参照)である。なお、第2折返部42の突出高さH2は、略U字状形状を形成しうる高さであればよい。第2折返部42の先端面42aは、U相コイル30の一対の第1折返部32と第1連結部33とによって形成された凹状部34の内部で、かつ、第1連結部33の近傍の位置に配置されている。
The second folded
第1屈曲部43は、スロット11から軸方向に突出したコイル辺部41がコイルエンドにおいて径方向外側で、かつ、第1屈曲部43の先端面43aがU相コイル30の第1連結部33とは反対側(軸方向外側)に向けて折り曲げられており、略S字形状に形成されている。具体的には、第1屈曲部43は、平角導線の積層方向(径方向)に沿って略90度で外折りされた後、略90度で内折りされることにより、略S字状に形成されている。第1屈曲部43の先端面43aは、コア端面1cとは反対側(軸方向外側)を向いている。第1屈曲部43の先端面43aの突出高さは、第2折返部42の突出高さH2と一致する。また、第1屈曲部43は、第2折返部42とは別のU相コイル30(隣接するU相コイル)の凹状部34の内部に配置されている。
In the first
第2連結部44は、コア端面1c(第1連結部33側)側を向いた第2折返部42の先端部と、コア端面1cとは反対側を向いた第1屈曲部43の先端部とを連結するように形成されている。図6に示すように、第2連結部44は、径方向から見て、軸方向外側が開放された凹状の第1部分45と、U相コイル30の第1折返部32を跨ぐ凸状の第2部分46とを含む段差状形状を有する。凹状の第1部分45は、第2折返部42の先端部と連結することにより、U相コイル30の凹状部34内で第1連結部33の近傍に配置されている。凸状の第2部分46は、第1屈曲部43の先端部と連結することによりU相コイル30の第1折返部32を軸方向外側から跨ぐように形成されている。図1および図4に示すように、第1部分45および第2部分46は、中央の段差部分を除き、エッジワイズコイルの積層面fがコア端面1cと対向し、コア端面1cと略平行で、かつ、周方向に沿って円弧状に延びるように形成されている。以上により、図2に示すように、第2連結部44は、U相コイル30の第1連結部33と軸方向に重なる(図2のハッチング領域参照)ように配置されている。
The second connecting
図1および図5に示すように、W相コイル50は、軸方向に延びてそれぞれ異なるスロット11に挿入される一対のコイル辺部51と、コイルエンドにおいて、一対のコイル辺部51から連続した一対の第2屈曲部52と、一対の第2屈曲部52を連結する第3連結部53とを有している。なお、コイル辺部51は、「軸方向部分」の一例である。また、第2屈曲部52は、「軸方向部分」および「屈曲部」の一例である。また、第3連結部53は、「連結部」の一例である。
As shown in FIGS. 1 and 5, the W-
一対の第2屈曲部52は、スロット11から軸方向に突出したコイル辺部51がコイルエンドにおいて径方向外側で、かつ、コア端面1cとは反対側(軸方向外側)に向けて折り曲げられており、V相コイル40の第1屈曲部43と同様の略S字状形状を有する。図6に示すように、第2屈曲部52の先端面52a(図5参照)のコア端面1cからの距離は、W相コイル50の突出高さH3(>H2)と一致する。一対の第2屈曲部52は、それぞれ、隣接するV相コイル40の第2連結部44の凹状の第1部分45内に配置されている。また、凹状の第1部分45がU相コイル30の凹状部34内に収納されるように配置されていることにより、凹状の第1部分45内に配置される一対の第2屈曲部52は、共に、隣接するU相コイル30の凹状部34内に配置されている。
The pair of second
図5に示すように、第3連結部53は、コア端面1cとは反対側を向いた一対の第2屈曲部52の先端部を連結するように形成されている。また、図6に示すように、第3連結部53は、U相コイル30の第1折返部32、V相コイル40の第2折返部42および第1屈曲部43の軸方向外側を跨ぎ越え、隣接するV相コイル40の凹状の第1部分45の間に跨がるように形成されている。また、第3連結部53は、エッジワイズコイルの積層面fがコア端面1cと対向し、コア端面1cと略平行で、かつ、周方向に沿って円弧状に延びるように形成されている。第3連結部53は、図2に示すように、U相コイル30の第1連結部33およびV相コイル40の第2連結部44と軸方向に重なる(図2のハッチング領域参照)ように配置されている。第1実施形態によるステータ1のコイルエンドの最大の突出高さは、H3(W相コイル50の突出高さH3)である。
As shown in FIG. 5, the
以上の構成によって、図2のハッチング領域で示すように、U相コイル30、V相コイル40およびW相コイル50は、コイルエンドにおいて連結部(第1連結部33、第2連結部44および第3連結部53)の積層面fが互いに対向した状態で軸方向Aに沿って重なるように配置されている。また、これらの連結部(第1連結部33、第2連結部44および第3連結部53)は、共に、積層面fがコア端面1cと略平行になるように配置され、かつ、周方向に沿って延びるように形成されている。そして、これらの連結部(第1連結部33、第2連結部44および第3連結部53)の積層面f同士が、軸方向に沿って周状に重なるように配置されている。この結果、第1実施形態では、U相コイル30、V相コイル40およびW相コイル50は、幅狭の端面eが幅狭方向(A方向)に積み上げられた形状となるように配置されている。
With the above configuration, as shown in the hatched area of FIG. 2, the
また、U相コイル30、V相コイル40およびW相コイル50は、共に、コイルエンドにおいて平角導線の積層方向(径方向)に沿ってステータコア1aの径方向外側へ曲げられた屈曲部(第1折返部32、第2折返部42、第1屈曲部43および第2屈曲部52)を含む。連結部(第1連結部33、第2連結部44および第3連結部53)は、屈曲部(第1折返部32、第2折返部42、第1屈曲部43および第2屈曲部52)の先端部同士を連結することにより、ステータコア1aのスロット11よりも径方向外側の領域に配置されている。なお、厳密には、隣接するU相コイル30の間の位置では、第2連結部44および第3連結部53のみが軸方向に重なっており、隣接するV相コイル40の間の位置では、第1連結部33および第3連結部53のみが軸方向に重なっている。また、隣接するW相コイル50の間の位置では、第1連結部33および第2連結部44のみが軸方向に重なっている。
Further, the
第1実施形態では、上記のように、コイル1bを、幅広の積層面fと、積層面fと直交する幅狭の端面eとを有する帯状のエッジワイズコイルにより形成し、3相交流の各相に対応して設けられたU相コイル30、V相コイル40およびW相コイル50を、コイルエンドにおいて積層面fが互いに対向した状態で軸方向Aに沿って重なるように配置する。これにより、コイルエンドにおいて、U相コイル30、V相コイル40およびW相コイル50の各々の積層面fが軸方向に沿って重なるので、幅狭の端面eの幅狭方向(積層面fと直交する方向)を軸方向Aに一致させることができる。この結果、3相交流の各相に対応した3種類のコイルを設ける場合にも、各コイル(U相コイル30、V相コイル40およびW相コイル50)の幅狭の端面eが軸方向A(幅狭方向)に積み上げられた構造となるので、コイルエンドの軸方向Aの突出高さが大きくなるのを抑制することができる。
In the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、U相コイル30、V相コイル40およびW相コイル50に、それぞれ、一対の軸方向部分(コイル辺部31、41、51、第1折返部32、第2折返部42、第1屈曲部43および第2屈曲部52)と、一対の軸方向部分をコイルエンドにおいて連結する連結部(第1連結部33、第2連結部44、第3連結部53)とを設け、U相コイル30、V相コイル40およびW相コイル50を、連結部(第1連結部33、第2連結部44、第3連結部53)の積層面f同士が軸方向Aに沿って重なるように配置する。これにより、U相コイル30、V相コイル40およびW相コイル50の各々において、一対の軸方向部分を連結する連結部(第1連結部33、第2連結部44、第3連結部53)における突出高さを小さくすることができるので、コイルエンドの突出高さを全体的に小さくすることができる。
In the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、U相コイル30、V相コイル40およびW相コイル50の各々の連結部(第1連結部33、第2連結部44、第3連結部53)を、周方向Cに沿って延びるように形成し、U相コイル30、V相コイル40およびW相コイル50を、軸方向Aから見て、周方向に沿って延びる連結部(第1連結部33、第2連結部44、第3連結部53)の積層面f同士が周状に重なるように配置する。これにより、ステータコア1aの周方向の広い領域にわたって、コイルエンドの突出高さが大きくなるのを抑制することができる。また、U相コイル30、V相コイル40およびW相コイル50の各々の連結部(第1連結部33、第2連結部44、第3連結部53)が周状に重なるので、連結部(第1連結部33、第2連結部44、第3連結部53)が部分的に径方向にずれる場合と比べて、コイルエンドの径方向の寸法が大きくなるのを抑制することができる。
Moreover, in 1st Embodiment, as mentioned above, each connection part (the
また、第1実施形態では、上記のように、コイル1bを、平角導線を巻き重ねて積層した帯状のエッジワイズコイルにより形成し、U相コイル30、V相コイル40およびW相コイル50を、平角導線が積層された積層面fが互いに軸方向Aに沿って重なるように配置する。これにより、帯状のコイル1bを容易に得ることができるので、積層面fが軸方向に重なるように配置されたU相コイル30、V相コイル40およびW相コイル50を容易に設けることができる。
Moreover, in 1st Embodiment, as mentioned above, the
また、第1実施形態では、上記のように、U相コイル30、V相コイル40およびW相コイル50を、ステータコア1aのスロット11よりも径方向Bの外側の領域において、連結部(第1連結部33、第2連結部44、第3連結部53)が軸方向Aに沿って互いに重なるように配置する。これにより、スロット11よりも径方向Bの外側の領域に連結部(第1連結部33、第2連結部44、第3連結部53)を配置することによって、容易に、U相コイル30、V相コイル40およびW相コイル50の連結部(第1連結部33、第2連結部44、第3連結部53)を軸方向に沿って重ねることができる。
In the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、径方向Bの外側へ曲げられた屈曲部(第1折返部32、第2折返部42、第1屈曲部43および第2屈曲部52)の先端部同士を連結するように連結部(第1連結部33、第2連結部44、第3連結部53)を設けることにより、連結部(第1連結部33、第2連結部44、第3連結部53)をステータコア1aのスロット11よりも径方向の外側の領域に配置する。これにより、コイルエンドにおいて径方向外側へ曲げられた屈曲部(第1折返部32、第2折返部42、第1屈曲部43および第2屈曲部52)を設けるだけで、容易に、U相コイル30、V相コイル40およびW相コイル50の連結部(第1連結部33、第2連結部44、第3連結部53)をスロット11よりも径方向の外側の領域に配置することができる。
In the first embodiment, as described above, the bent portions (the first folded
また、第1実施形態では、上記のように、平角導線を巻き重ねて積層した帯状のエッジワイズコイルによりコイル1bを構成し、屈曲部(第1折返部32、第2折返部42、第1屈曲部43および第2屈曲部52)を、平角導線の積層方向(径方向B)に沿って径方向外側へ曲げる。これにより、矩形断面の平角導線では、積層方向または積層方向と直交する方向(矩形断面の各辺に沿う方向)に曲げ易く、斜め方向(断面の対角線方向)には曲げ難いことから、屈曲部(第1折返部32、第2折返部42、第1屈曲部43および第2屈曲部52)を小さい半径で容易に折り曲げることができるので、屈曲部(第1折返部32、第2折返部42、第1屈曲部43および第2屈曲部52)の突出高さを小さくすることができる。特に、第1実施形態のように、長方形断面の短辺の延びる方向を積層方向とすることによって、積層方向により小さなU字状に折り曲げやすくなるので、より屈曲部(第1折返部32、第2折返部42、第1屈曲部43および第2屈曲部52)の突出高さを小さくすることができる。
In the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、U相コイル30の第1連結部33を、ステータコア1aのスロット11よりも径方向Bの外側領域で、かつ、コア端面1cの近傍の位置に配置し、V相コイル40の第2連結部44およびW相コイル50の第3連結部53を、U相コイル30の第1連結部33よりも軸方向外側の位置に配置する。これにより、U相コイル30の第1連結部33をコア端面1cに近接するように配置することができるので、コイルエンドの突出高さが大きくなるのを抑制することができる。
In the first embodiment, as described above, the first connecting
また、第1実施形態では、上記のように、U相コイル30、V相コイル40およびW相コイル50の各々の連結部(第1連結部33、第2連結部44、第3連結部53)を、共に、積層面fがコア端面1cと略平行になるように配置する。これにより、U相コイル30、V相コイル40およびW相コイル50の各々の連結部(第1連結部33、第2連結部44、第3連結部53)同士を、互いに干渉することなく近づけて配置することができるので、コイルエンドの突出高さが大きくなるのを抑制することができる。
Moreover, in 1st Embodiment, as mentioned above, each connection part (the
また、第1実施形態では、上記のように、U相コイル30に、コイルエンドにおいて径方向外側で、かつ、コア端面1c側に向けて折り返された一対の第1折返部32を設けるとともに、一対の第1折返部32の先端部を連結することにより、ステータコア1aのスロット11よりも径方向Bの外側領域で、かつ、コア端面1cの近傍の位置に配置された第1連結部33を設ける。これにより、容易に、径方向の外側領域で、かつ、コア端面1cの近傍の位置に第1連結部33を配置することができる。
In the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、V相コイル40の第2連結部44を、第1連結部33の近傍に配置する。これにより、V相コイル40の第2連結部44を、コア端面1cに近接するように配置された第1連結部33の近傍に配置することができるので、コイルエンドの突出高さが大きくなるのをさらに抑制することができる。
In the first embodiment, as described above, the second connecting
また、第1実施形態では、上記のように、V相コイル40の第2連結部44に、U相コイル30の第1連結部33の近傍に配置された第1部分45と、U相コイル30の第1折返部32を跨ぐように設けられた第2部分46とを設ける。これにより、U相コイル30の第1折返部32とV相コイル40の第2連結部44とが干渉するのを防止しながら、V相コイル40の第2連結部44を第1連結部33の近傍に配置することができる。
In the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、第2連結部44の第1部分45を、第1連結部33側に折り返された第2折返部42の先端部と連結することによりU相コイル30の第1連結部33の近傍に配置し、第2連結部44の第2部分46を、第1連結部33とは反対側に折り曲げられた第1屈曲部43の先端部と連結することにより、U相コイル30の第1折返部32を跨ぐように設ける。これにより、容易に、第1連結部33の近傍に第1部分45を配置しながら、第1折返部32を跨ぐように第2部分46を形成することができる。
In the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、W相コイル50の第3連結部53を、U相コイル30の第1折返部32、V相コイル40の第2折返部42および第1屈曲部43を跨ぐように設ける。これにより、軸方向内側のU相コイル30およびV相コイル40と第3連結部53とが干渉することなく、容易に、第3連結部53を他の連結部(第1連結部33および第2連結部44)と軸方向に重なるように配置することができる。
In the first embodiment, as described above, the third connecting
(第2実施形態)
次に、図8〜図11を参照して、第2実施形態による電動機200の構成について説明する。第2実施形態では、ステータ1の両端のコイルエンドが略同一形状(略対称形状)となるように構成した上記第1実施形態とは異なり、ステータ101の両端のコイルエンドが非対称形状となるように形成した例について説明する。なお、電動機200は、「回転電機」の一例である。また、第2実施形態において上記第1実施形態と同様の構成については、同一符号を用いるとともに説明を省略する。(Second Embodiment)
Next, the configuration of the
図8に示すように、第2実施形態によるステータ101は、複数のコイル101b(U相コイル130、V相コイル140およびW相コイル150)を含む。U相コイル130、V相コイル140およびW相コイル150は、一方側(矢印A1方向側)のコイルエンドでは、それぞれ上記第1実施形態のU相コイル30、V相コイル40およびW相コイル50と同一の形状を有する。一方、U相コイル130、V相コイル140およびW相コイル150は、他方側(矢印A2方向側)のコイルエンドの形状が、それぞれ一方側とは異なる形状に形成されている。なお、U相コイル130、V相コイル140およびW相コイル150は、それぞれ、「第1コイル」、「第2コイル」および「第3コイル」の一例である。また、ステータ101は、「回転電機用ステータ」の一例である。
As shown in FIG. 8, the
図8および図9に示すように、第2実施形態のU相コイル130は、他方側(矢印A2方向側)のコイルエンドでは、径方向内側に略S字形状に折り曲げられた一対の屈曲部131と、一対の屈曲部131同士を連結する連結部132とを含む。屈曲部131の先端面131aは、軸方向外側を向くように形成されており、屈曲部131の先端面131aのコア端面1cからの突出高さはH11である。連結部132は、周方向に沿って延びるように形成され、エッジワイズコイルの積層面fがロータ2の軸方向端面と対向し、かつ、略平行になるように形成されている。また、連結部132は、ステータコア1aの径方向内側でステータコア1aとは軸方向に重ならないように配置されている。U相コイル130の他方側のコイルエンドでは、一対の屈曲部131と連結部132とにより、軸方向内側が開放された凸状部133が形成されている。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
図8および図10に示すように、V相コイル140は、他方側のコイルエンドでは、径方向内側に略S字形状に折り曲げられた屈曲部141と、径方向内側に略U字形状に折り返された折返部142と、屈曲部141の先端部および折返部142の先端部を連結する連結部143とを含む。ここで、一方側のコイルエンドにおける略S字形状の第1屈曲部43の反対側(他方側)には、略U字形状の折返部142が形成されている。また、一方側のコイルエンドにおける略U字形状の第2折返部42の反対側(他方側)には、略S字形状の屈曲部141が形成されている。
As shown in FIGS. 8 and 10, the V-
連結部143は、径方向から見て、軸方向外側が開放された凹状の第1部分144と、軸方向内側が開放された凸状の第2部分145とを含む段差状形状を有する。第1部分144および第2部分145は、周方向に沿って円弧状に延びるように形成され、中央の段差部分を除き、エッジワイズコイルの積層面fがロータ2の軸方向端面と対向し、かつ、略平行になるように形成されている。また、連結部143は、ステータコア1aの径方向内側でステータコア1aとは軸方向に重ならないように配置されている。第2実施形態では、凹状の第1部分144内にU相コイル130の屈曲部131が配置されている。
The connecting
図8および図11に示すように、W相コイル150は、他方側のコイルエンドでは、径方向内側に略L字形状に折り曲げられた一対の屈曲部151と、一対の屈曲部151からそれぞれ径方向内側に延びる一対の直線部152と、一対の直線部152の先端部を連結する連結部153とを含む。
As shown in FIG. 8 and FIG. 11, the W-
一対の直線部152は、径方向内側に向けて直線状に延びるとともに、V相コイル140の凸状の第2部分145の内部(軸方向内側)に収まるように配置されている。さらに、直線部152は、U相コイル130の凸状部133の内部(軸方向内側)に収まるように配置されている。また、直線部152は、U相コイル130の連結部132の軸方向内側を通り、V相コイル140の連結部143およびU相コイル130の連結部132よりも径方向内側まで延びる。
The pair of
連結部153は、周方向に沿って延びるように形成され、V相コイル140の連結部143およびU相コイル130の連結部132よりも径方向内側の位置に配置されている。連結部153は、エッジワイズコイルの端面eが軸方向を向いてロータ2の軸方向端面と対向し、かつ、略平行になるように形成されている。また、連結部153は、ステータコア1aの径方向内側でステータコア1aとは軸方向に重ならないように配置されている。
第2実施形態のステータ101の他端側のコイルエンドにおける最大の突出高さは、U相コイル130の屈曲部131の先端面131aの突出高さH11である。したがって、各相のコイルエンドが、突出高さH11のU相コイル130の凸状部133よりも軸方向内側に納まるように配置されている。
The maximum protruding height at the coil end on the other end side of the
第2実施形態のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。 Other configurations of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.
第2実施形態では、上記のように、各相コイルのコイルエンドが非対称形状となっている。他方側のコイルエンドでは、各相のコイルを径方向内側に折り曲げ、各相のコイルの連結部(132、143および153)を、ステータコア1aの径方向内側の位置で、ステータコア1aとは軸方向に重ならないように配置する。これにより、他方側のコイルエンドにおける連結部(132、143および153)が、軸方向から見てステータコア1aのスロット11(ティース12)と干渉することがない。したがって、各相のコイルをステータ101に装着する際、コイル101b(U相コイル130、V相コイル140およびW相コイル150)の他方側のコイルエンドをスロット11に対して軸方向(A2方向)に挿入するだけで、各相のコイルをステータ101に装着することができる。
In the second embodiment, as described above, the coil end of each phase coil has an asymmetric shape. At the coil end on the other side, the coils of each phase are bent inward in the radial direction, and the connecting portions (132, 143, and 153) of the coils of each phase are axially aligned with the
また、ステータ101の他方側のコイルエンドでは、各相のコイルが径方向内側に折り曲げられ、各相のコイルエンドの一部がロータ2と軸方向に対向(オーバーラップ)する。このように構成した場合でも、ステータ101の一方側(A1方向側)のコイルエンドではロータ2とオーバーラップすることがないので、ロータ2の組付時にステータ101の一方側からロータ2を組み込めば、コイルエンドとロータ2とが干渉することがない。
Further, at the coil end on the other side of the
また、第2実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。 The remaining effects of the second embodiment are similar to those of the aforementioned first embodiment.
(第3実施形態)
次に、図12および図13を参照して、第3実施形態による電動機300の構成について説明する。第3実施形態では、各相のコイルに低高速用コイル部と低速用コイル部とを設けた例ついて説明する。なお、電動機300は、「回転電機」の一例である。(Third embodiment)
Next, with reference to FIG. 12 and FIG. 13, the structure of the
第3実施形態では、各相のコイル形状は任意であり、上記第1および第2実施形態で示したコイル形状のいずれにも適用することが可能である。そのため、ここでは、上記第1実施形態のコイル(U相コイル30、V相コイル40およびW相コイル50)に第3実施形態の構成を適用した例について説明する。
In the third embodiment, the coil shape of each phase is arbitrary, and can be applied to any of the coil shapes shown in the first and second embodiments. Therefore, here, an example in which the configuration of the third embodiment is applied to the coils of the first embodiment (the
図12に示すように、第3実施形態によるステータ201では、U相コイル30、V相コイル40およびW相コイル50から構成される各コイル201bが、それぞれ、低高速用コイル部260と低速用コイル部270とを含んでいる。具体的には、各コイル201bでは、積層された平角導線のうち、一部が低高速用コイル部260を構成し、他の一部が低速用コイル部270を構成している。これらの低高速用コイル部260と低速用コイル部270とは、絶縁部材280によって互いに分離されている。これにより、各コイル201bは、低高速用コイル部260と低速用コイル部270とが共通のスロット11内に配置されるように構成されている。なお、ステータ201は、「回転電機用ステータ」の一例である。
As shown in FIG. 12, in the
各コイル201bの低高速用コイル部260は、電動機300の低速駆動時および高速駆動時の両方で使用され、低速用コイル部270は、電動機300の低速駆動時にのみ使用されるように構成されている。これらの低高速用コイル部260および低速用コイル部270は、図13に示すように、巻線切替部CSによって接続状態を切替可能である。
The low-
具体的には、電動機300は、電源部BUおよび巻線切替部CSとそれぞれ接続される。電動機300は、電源部BUから供給される3相の交流電力に対応して駆動するように構成されている。
Specifically,
各コイル201bの低高速用コイル部260および低速用コイル部270は、電気的に直列に接続されている。低高速用コイル部260の一方側の端子TU1、TV1およびTW1は、電源部BUに接続されている。また、低高速用コイル部260の他方側で、かつ、低速用コイル部270の一方側の端子TU2、TV2およびTW2は、巻線切替部CSに接続されている。また、低速用コイル部270の他方側の端子TU3、TV3およびTW3は、巻線切替部CSに接続されている。
The
巻線切替部CSは、電動機300の端子TU2、TV2およびTW2を短絡させるための高速用スイッチSW1と、電動機300の端子TU3、TV3およびTW3を短絡させるための低速用スイッチSW2とを含む。
Winding switching unit CS includes a high-speed switch SW1 for short-circuiting terminals TU2, TV2 and TW2 of
巻線切替部CSは、低速駆動時には、高速用スイッチSW1をオフ状態にするとともに、低速用スイッチSW2をオン状態にする。これにより、端子TU3、TV3およびTW3が短絡され、端子TU3、TV3およびTW3を中性点として、コイル201bの低高速用コイル部260および低速用コイル部270による各相4並列のスター結線が構成される。この結果、電動機300の各相のコイル201bにおいて低高速用コイル部260および低速用コイル部270の両方に電圧が印加される。これにより、各相のコイル201bのインピーダンスが大きくなるので、コイル201bに大きな電圧を印加することができ、低速駆動時の電動機300のトルクを大きくすることが可能である。
The winding switching unit CS turns off the high-speed switch SW1 and turns on the low-speed switch SW2 during low-speed driving. As a result, the terminals TU3, TV3 and TW3 are short-circuited, and the four-phase star connection in each phase is configured by the low-
また、巻線切替部CSは、高速駆動時には、高速用スイッチSW1をオン状態にするとともに、低速用スイッチSW2をオフ状態にする。これにより、端子TU2、TV2およびTW2が短絡され、端子TU2、TV2およびTW2を中性点として、コイル201bの低高速用コイル部260による各相4並列のスター結線が構成される。この結果、電動機300の各相のコイル201bにおいて低高速用コイル部260のみに電圧が印加される。これにより、低速駆動時に比べて、各相のコイル201bのインピーダンスが小さくなるので、電動機300を高速駆動することが可能である。
The winding switching unit CS turns on the high-speed switch SW1 and turns off the low-speed switch SW2 during high-speed driving. As a result, the terminals TU2, TV2 and TW2 are short-circuited, and a 4-wire star connection in each phase by the low-
第3実施形態のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。 Other configurations of the third embodiment are the same as those of the first embodiment.
第3実施形態では、上記のように、各相のコイル201bに、低速時にのみ使用される低速用コイル部270と、高速時および低速時の両方に使用される低高速用コイル部260とを設け、低速用コイル部270と低高速用コイル部260とを共通のスロット11内に配置する。これにより、コイルエンドの突出高さが大きくなるのを抑制可能で、かつ、駆動速度に応じて巻線切り替え可能な電動機300を得ることができる。なお、図13に示した第3実施形態では、各相のコイル201bの接続を4並列のスター結線とした例を示したが、各相のコイル接続は、4並列のスター結線以外の構成も可能である。
In the third embodiment, as described above, the
(第4実施形態)
次に、図14を参照して、第4実施形態による自動車400の構成について説明する。なお、自動車400は、「車両」の一例である。(Fourth embodiment)
Next, with reference to FIG. 14, the structure of the
図14に示すように、自動車400は、上記第1〜第3実施形態の電動機100、200および300のうちのいずれか1つが備えられている。なお、第4実施形態のその他の構成は、上記第1〜第3実施形態と同様である。
As illustrated in FIG. 14, the
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.
たとえば、上記第1〜第3実施形態では、電動機および電動機用ステータを示したが、電動機以外の発電機などの回転電機および回転電機用ステータであってもよい。 For example, in the first to third embodiments, the electric motor and the electric motor stator have been described. However, a rotating electric machine such as a generator other than the electric motor and a stator for the electric rotating machine may be used.
また、上記第1〜第3実施形態では、平角導線を巻き重ねて積層したエッジワイズコイルを用いた例を示したが、正方形断面の角線や丸線を束ねて帯状に形成したコイルを用いてもよい。 Moreover, although the example using the edgewise coil which wound and laminated | stacked the flat conducting wire was shown in the said 1st-3rd embodiment, the coil formed by bundling the square wire and the round wire of a square cross section was used. May be.
また、上記第1〜第3実施形態では、U相コイル、V相コイルおよびW相コイルの連結部を周方向に円弧状に延びるように形成し、連結部同士が軸方向に周状に重なる例を示したが、連結部を周方向に沿って直線状に延びるように形成し、連結部同士が軸方向に直線状に重なるようにしてもよい。 Moreover, in the said 1st-3rd embodiment, the connection part of a U-phase coil, a V-phase coil, and a W-phase coil is formed so that it may extend in circular arc shape in the circumferential direction, and connection parts mutually overlap in the circumferential direction in the axial direction. Although an example has been shown, the connecting portions may be formed so as to extend linearly along the circumferential direction, and the connecting portions may be overlapped linearly in the axial direction.
また、上記第1〜第3実施形態では、U相コイル、V相コイルおよびW相コイルの連結部を、ステータコアのスロットよりも径方向の外側の領域で軸方向に沿って互いに重なるように配置した例を示したが、ステータコアのスロットと軸方向に重なる位置で、連結部を互いに重なるように配置してもよいし、ステータコアのスロットよりも径方向の内側の領域で軸方向に沿って互いに重なるように連結部を配置してもよい。 Moreover, in the said 1st-3rd embodiment, the connection part of a U-phase coil, a V-phase coil, and a W-phase coil is arrange | positioned so that it may mutually overlap along an axial direction in the area | region outside radial direction rather than the slot of a stator core. However, the connecting portions may be arranged so as to overlap each other at a position that overlaps with the slots of the stator core in the axial direction, or in a region radially inward of the slots of the stator core, along the axial direction. You may arrange | position a connection part so that it may overlap.
また、上記第1〜第3実施形態では、V相コイルの第2連結部に第1部分と第2部分とを設けて段差状形状に形成した例を示したが、V相コイルの第2連結部に第1部分と第2部分とを設けることなく(段差状形状に形成することなく)、U相コイルの第1連結部やW相コイルの第3連結部のように周方向に円弧状に延びるように形成してもよい。 Moreover, although the said 1st-3rd embodiment showed the example which provided the 1st part and the 2nd part in the 2nd connection part of the V-phase coil, and formed in the step shape, the 2nd of the V-phase coil was shown. Without providing the first part and the second part in the connecting part (without forming a stepped shape), the first connecting part of the U-phase coil and the third connecting part of the W-phase coil are circular in the circumferential direction. You may form so that it may extend in an arc shape.
また、上記第1〜第3実施形態では、U相コイル、V相コイルおよびW相コイルの連結部を、共に、コア端面と略平行になるように形成した例を示したが、U相コイル、V相コイルおよびW相コイルの連結部を、コア端面に対して傾斜するように形成してもよい。 Further, in the first to third embodiments, the example in which the connection portions of the U-phase coil, the V-phase coil, and the W-phase coil are formed so as to be substantially parallel to the core end surface is shown. The connecting portion of the V-phase coil and the W-phase coil may be formed so as to be inclined with respect to the core end surface.
また、上記第1〜第3実施形態では、U相、V相およびW相の各相コイルの連結部を、ステータコアの周方向に沿って延びるように形成した例を示したが、連結部を、周方向に沿って円弧状に延びるように形成してもよいし、周方向に沿って直線状に延びるように形成してもよい。また、連結部を、周方向に沿って円弧状以外の曲線状に延びるように形成してもよい。 Moreover, in the said 1st-3rd embodiment, although the connection part of each phase coil of U phase, V phase, and W phase was formed so that it might extend along the circumferential direction of a stator core, the connection part was shown. Further, it may be formed so as to extend in an arc shape along the circumferential direction, or may be formed so as to extend linearly along the circumferential direction. Moreover, you may form a connection part so that it may extend in curvilinear form other than circular arc shape along the circumferential direction.
また、上記第4実施形態では、自動車に上記第1〜第3実施形態の電動機が備えられている例を示したが、建設機械用等の車両や、農業用の車両に上記第1〜第3実施形態の電動機を備えてもよい。また、車両以外にも、たとえば、船舶や航空機等に上記第1〜第3実施形態の電動機を備えてもよい。 Moreover, in the said 4th Embodiment, although the example in which the electric motor of the said 1st-3rd embodiment was provided in the motor vehicle was shown, the said 1st-1st is provided in vehicles, such as for construction machines, and agricultural vehicles. You may provide the electric motor of 3 embodiment. Moreover, you may provide the electric motor of the said 1st-3rd embodiment in a ship, an aircraft, etc. other than a vehicle, for example.
1、101、201 ステータ(回転電機用ステータ)
1a ステータコア
1b、101b、201b コイル
2 ロータ
11 スロット
30、130 U相コイル(第1コイル)
31 コイル辺部(軸方向部分)
32 第1折返部(軸方向部分、屈曲部)
33 第1連結部(連結部)
40、140 V相コイル(第2コイル)
41 コイル辺部(軸方向部分)
42 第2折返部(軸方向部分、屈曲部)
43 第1屈曲部(軸方向部分、屈曲部)
44 第2連結部(連結部)
45 第1部分
46 第2部分
50、150 W相コイル(第3コイル)
51 コイル辺部(軸方向部分)
52 第2屈曲部(軸方向部分、屈曲部)
53 第3連結部(連結部)
100、200、300 電動機(回転電機)
260 低高速用コイル部
270 低速用コイル部
400 自動車(車両)
e 端面(第2面)
f 積層面(第1面)1, 101, 201 Stator (stator for rotating electrical machine)
31 Coil side (axial part)
32 1st turning part (Axial direction part, bending part)
33 1st connection part (connection part)
40, 140 V-phase coil (second coil)
41 Coil side (axial part)
42 2nd turning part (axial part, bent part)
43 1st bending part (axial direction part, bending part)
44 2nd connection part (connection part)
45
51 Coil side (axial part)
52 Second bent part (axial part, bent part)
53 3rd connection part (connection part)
100, 200, 300 Electric motor (rotary electric machine)
260 Coil part for
e End face (second face)
f Laminated surface (first surface)
Claims (21)
複数のスロット(11)を有し、前記ロータと対向するように配置されたステータコア(1a)と、前記ステータコアの前記スロットに同心巻で装着された複数のコイル(1b)とを含むステータ(1)とを備え、
前記コイルは、幅広の第1面(f)と、前記第1面と直交する幅狭の第2面(e)とを有する帯状のコイルであり、3相交流の各相に対応して設けられた第1コイル(30)と、第2コイル(40)と、第3コイル(50)とを含み、
前記第1コイル、前記第2コイルおよび前記第3コイルは、コイルエンドにおいて前記第1面が互いに対向した状態で前記ステータコアの軸方向に沿って重なるように配置されている、回転電機。A rotor (2);
A stator (1) including a plurality of slots (11) and a stator core (1a) arranged to face the rotor, and a plurality of coils (1b) mounted concentrically in the slots of the stator core. )
The coil is a belt-like coil having a wide first surface (f) and a narrow second surface (e) orthogonal to the first surface, and is provided corresponding to each phase of a three-phase alternating current. A first coil (30), a second coil (40), and a third coil (50),
The rotating electrical machine, wherein the first coil, the second coil, and the third coil are arranged so as to overlap along an axial direction of the stator core with the first surfaces facing each other at a coil end.
前記第1コイル、前記第2コイルおよび前記第3コイルは、前記連結部の前記第1面同士が前記ステータコアの軸方向に沿って重なるように配置されている、請求項1に記載の回転電機。Each of the first coil, the second coil, and the third coil includes a pair of axial portions (31, 32, 41, 42, 43, 51, 52) extending in an axial direction of the stator core, and the pair of coils. A connecting portion (33, 44, 53) for connecting the axial portion at the coil end,
2. The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the first coil, the second coil, and the third coil are arranged such that the first surfaces of the connecting portion overlap along an axial direction of the stator core. .
前記第1コイル、前記第2コイルおよび前記第3コイルは、前記ステータコアの軸方向から見て、周方向に沿って延びる前記連結部の前記第1面同士が周状に重なるように配置されている、請求項2に記載の回転電機。The connecting portion of each of the first coil, the second coil, and the third coil is formed to extend along a circumferential direction of the stator core,
The first coil, the second coil, and the third coil are arranged so that the first surfaces of the connecting portion extending in the circumferential direction overlap with each other in a circumferential direction when viewed from the axial direction of the stator core. The rotating electrical machine according to claim 2.
前記第1面は、前記平角導線が積層された積層面からなり、
前記第1コイル、前記第2コイルおよび前記第3コイルは、前記積層面が互いに前記ステータコアの軸方向に沿って重なるように配置されている、請求項1に記載の回転電機。The coil is a band-shaped edgewise coil in which flat conductor wires are wound and laminated,
The first surface comprises a laminated surface on which the flat conductor wires are laminated,
2. The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the first coil, the second coil, and the third coil are arranged such that the stacked surfaces overlap each other along the axial direction of the stator core.
前記連結部は、前記屈曲部の先端部同士を連結することにより、前記ステータコアの前記スロットよりも前記ステータコアの半径方向の外側の領域に配置されている、請求項5に記載の回転電機。The pair of axial portions each include a bent portion (32, 42, 43, 52) bent outward in the radial direction of the stator core at a coil end,
6. The rotating electrical machine according to claim 5, wherein the connecting portion is disposed in a radially outer region of the stator core with respect to the slot of the stator core by connecting tip portions of the bent portions.
前記屈曲部は、前記平角導線の積層方向に沿って前記ステータコアの半径方向外側へ曲げられている、請求項6に記載の回転電機。The coil is a band-shaped edgewise coil in which flat conductor wires are wound and laminated,
The rotating electrical machine according to claim 6, wherein the bent portion is bent outward in the radial direction of the stator core along a stacking direction of the rectangular conductive wires.
前記第2コイルの前記連結部および前記第3コイルの前記連結部は、前記第1コイルの前記連結部よりも前記ステータコアの軸方向外側の位置に配置されている、請求項6に記載の回転電機。The connecting portion of the first coil is disposed in a radially outer region of the stator core with respect to the slot of the stator core, and at a position near the axial end surface of the stator core,
The rotation according to claim 6, wherein the connecting portion of the second coil and the connecting portion of the third coil are arranged at positions outside the connecting portion of the first coil in the axial direction of the stator core. Electric.
前記第1コイルの連結部は、前記一対の軸方向部分の前記第1折返部の先端部を連結することにより、前記ステータコアの前記スロットよりも前記ステータコアの半径方向の外側領域で、かつ、前記ステータコアの軸方向端面近傍の位置に配置された第1連結部(33)を有する、請求項8に記載の回転電機。The bent portion of the pair of axial portions of the first coil is a first folded portion (32) folded at the coil end on the radially outer side of the stator core and toward the axial end surface side of the stator core. And
The connecting portion of the first coil is a radially outer region of the stator core with respect to the slot of the stator core by connecting tips of the first folded portions of the pair of axial portions, and The rotating electrical machine according to claim 8, further comprising a first connecting portion (33) disposed at a position in the vicinity of the axial end surface of the stator core.
一方の前記軸方向部分の前記屈曲部は、コイルエンドにおいて前記ステータコアの半径方向外側で、かつ、前記第1コイルの前記第1連結部側に向けて折り返された第2折返部(42)を有し、
他方の前記軸方向部分の屈曲部は、コイルエンドにおいて前記ステータコアの半径方向外側で、かつ、前記第1コイルの前記第1連結部とは反対側に向けて折り曲げられた第1屈曲部(43)を有し、
前記第2連結部の前記第1部分は、前記第2折返部の先端部と連結することにより前記第1コイルの第1連結部の近傍に配置され、
前記第2連結部の前記第2部分は、前記第1屈曲部の先端部と連結することにより、前記第1コイルの前記第1折返部を跨ぐように設けられている、請求項12に記載の回転電機。Of the pair of axial portions of the second coil,
The bent portion of one of the axial portions has a second folded portion (42) folded back toward the first connecting portion side of the first coil at the coil end on the radially outer side of the stator core. Have
The other bent portion of the axial direction portion is a first bent portion (43) which is bent radially outward of the stator core at the coil end and toward the opposite side of the first coupling portion of the first coil. )
The first portion of the second connecting portion is disposed in the vicinity of the first connecting portion of the first coil by being connected to a tip portion of the second folded portion,
The said 2nd part of a said 2nd connection part is provided so that it may straddle the said 1st folding | turning part of a said 1st coil by connecting with the front-end | tip part of a said 1st bending part. Rotating electric machine.
前記低速用コイル部と前記低高速用コイル部とが共通の前記スロット内に配置されるように構成されている、請求項1に記載の回転電機。The coil includes a low speed coil portion (270) used only at a low speed and a low speed coil portion (260) used at both a high speed and a low speed,
The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the low-speed coil unit and the low-speed coil unit are configured to be disposed in the common slot.
前記ステータコアの前記スロットに同心巻で装着された複数のコイルとを備え、
前記コイルは、幅広の第1面と、前記第1面と直交する幅狭の第2面とを有する帯状のコイルであり、3相交流の各相に対応して設けられた第1コイルと、第2コイルと、第3コイルとを含み、
前記第1コイル、前記第2コイルおよび前記第3コイルは、コイルエンドにおいて前記第1面が互いに対向した状態で前記ステータコアの軸方向に沿って重なるように配置されている、回転電機用ステータ。A stator core having a plurality of slots;
A plurality of coils mounted concentrically on the slots of the stator core,
The coil is a strip-shaped coil having a wide first surface and a narrow second surface orthogonal to the first surface, the first coil provided corresponding to each phase of three-phase alternating current; Including a second coil and a third coil;
The stator for a rotating electrical machine, wherein the first coil, the second coil, and the third coil are arranged so as to overlap along an axial direction of the stator core with the first surfaces facing each other at a coil end.
前記第1コイル、前記第2コイルおよび前記第3コイルは、前記連結部の前記第1面同士が前記ステータコアの軸方向に沿って重なるように配置されている、請求項16に記載の回転電機用ステータ。Each of the first coil, the second coil, and the third coil includes a pair of axial portions extending in the axial direction of the stator core, and a connecting portion that connects the pair of axial portions at a coil end.
The rotating electrical machine according to claim 16, wherein the first coil, the second coil, and the third coil are arranged such that the first surfaces of the connecting portion overlap each other along an axial direction of the stator core. Stator.
前記第1コイル、前記第2コイルおよび前記第3コイルは、前記ステータコアの軸方向から見て、周方向に沿って延びる前記連結部の前記第1面同士が周状に重なるように配置されている、請求項17に記載の回転電機用ステータ。The connecting portion of each of the first coil, the second coil, and the third coil is formed to extend along a circumferential direction of the stator core,
The first coil, the second coil, and the third coil are arranged so that the first surfaces of the connecting portion extending in the circumferential direction overlap with each other in a circumferential direction when viewed from the axial direction of the stator core. The stator for a rotating electrical machine according to claim 17.
前記第1面は、前記平角導線が積層された積層面からなり、
前記第1コイル、前記第2コイルおよび前記第3コイルは、前記積層面が互いに前記ステータコアの軸方向に沿って重なるように配置されている、請求項18に記載の回転電機用ステータ。The coil is a band-shaped edgewise coil in which flat conductor wires are wound and laminated,
The first surface comprises a laminated surface on which the flat conductor wires are laminated,
19. The stator for a rotating electrical machine according to claim 18, wherein the first coil, the second coil, and the third coil are arranged such that the laminated surfaces overlap each other along the axial direction of the stator core.
前記回転電機は、
ロータ(2)と、
複数のスロット(11)を有し、前記ロータと対向するように配置されたステータコア(1a)と、前記ステータコアの前記スロットに同心巻で装着された複数のコイル(1b)とを有するステータ(1)とを含み、
前記コイルは、幅広の第1面(f)と、前記第1面と直交する幅狭の第2面(e)とを有する帯状のコイルであり、3相交流の各相に対応して設けられた第1コイル(30)と、第2コイル(40)と、第3コイル(50)とを有し、
前記第1コイル、前記第2コイルおよび前記第3コイルは、コイルエンドにおいて前記第1面が互いに対向した状態で前記ステータコアの軸方向に沿って重なるように配置されている、車両。A vehicle (400) comprising a rotating electrical machine (100),
The rotating electric machine is
A rotor (2);
A stator (1) having a plurality of slots (11) and having a stator core (1a) arranged to face the rotor, and a plurality of coils (1b) mounted concentrically in the slots of the stator core. ) And
The coil is a belt-like coil having a wide first surface (f) and a narrow second surface (e) orthogonal to the first surface, and is provided corresponding to each phase of a three-phase alternating current. A first coil (30), a second coil (40), and a third coil (50),
The vehicle, wherein the first coil, the second coil, and the third coil are arranged so as to overlap along the axial direction of the stator core with the first surfaces facing each other at a coil end.
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