JP2008092654A - Rotating electric machine stator and coil winding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コアにコイルを巻き付けてなる回転電機(モータや発電機)の固定子の構造およびコイルの巻き付け方法に係り、特にデッドスペースの削減対策に関する。 The present invention relates to a structure of a stator of a rotating electric machine (motor or generator) in which a coil is wound around a core and a coil winding method, and more particularly to a countermeasure for reducing dead space.
近年、電気自動車,ハイブリッド車,ロボットなどの新技術の進展に伴い、それらの駆動用の回転電機(モータや発電機)に要求される性能が高度化してきている。たとえば、電気自動車やハイブリッド車においては、大電流を流すことや省スペース化が求められている。また、ロボットにおいては、ロボットの高速化,省スペース化,高出力化が求められている。 In recent years, with the development of new technologies such as electric vehicles, hybrid vehicles, and robots, the performance required for rotating electric machines (motors and generators) for driving them has become more sophisticated. For example, in an electric vehicle and a hybrid vehicle, it is required to flow a large current and save space. In addition, robots are required to have higher speed, space saving, and higher output.
一般に、コイルに流す電流を増やす場合、コイル線径を太くすると、コイル線材の剛性増大によるコイル巻きの困難さ、および渦損が増大するために、複数の細い線材をコアに巻き付ける構造がしばしば採用されている。たとえば、特許文献1には、並列な束状態の複数のコイルを、コアの水平な巻き付け面に対して所定角度傾斜させ、傾斜した束状態のコイル線のうちコアに近いコイル線からコアの巻き付け面に順次巻き付けることにより、コイル線の乗り上げを防止して高密度のコイル構造を実現しようとする方法が開示されている。また、特許文献2には、図6に示すように、コア201のスロット領域Rslに敷設されたインシュレータ203にスロット領域Rslを2つの部分スロット領域Rsl1,Rsl2に分割する隔壁203aを設けて、各部分スロット領域に個別にコイル202を巻き付けることにより、高密度のコイル構造を実現しようとする方法が開示されている。
Generally, when increasing the current flowing through the coil, increasing the coil wire diameter increases the difficulty of coil winding due to increased rigidity of the coil wire, and eddy loss. Therefore, a structure in which multiple thin wires are wound around the core is often adopted. Has been. For example, in
しかしながら、特許文献1のごとく、束ねた状態で複数のコイル線を巻き付ける,いわゆるパラ巻によると、コイルエンド部での膨らみを生じることがわかっている。図5(a),(b)は、本発明者が実験による解析を行なった結果を説明するための図である。図5(a)は、モータの固定子をコイルエンド部側から見た側面図であり、図5(b)は、モータの固定子のバックヨーク側のコイルエンド部の端部を抜き出して、各部位のコイルの状態を説明する斜視図である。図5(a)に示すように、分割コア101のバックヨーク部101aと、鍔部101b正)とによって、インシュレータ203を介して囲まれる領域がスロット領域Rslである。図5(b)に示すように、コイルエンド部において、層上がりのために下層のコイルを乗り越える際に膨らみが生じることが観察されている。コイルエンド部は、コイルの巻き付けの開始、終了領域であり、分割コア101同士が対峙する側(コイルサイド部)とはほぼ直交している。膨らみは、バックヨーク部101aと、鍔部101bに接する領域のいずれにおいても生じることも観察されている。つまり、端部における膨らみをなくすことは困難であり、その結果、膨らみのためにモータのエンド側における寸法(高さ寸法)が増大するという不具合を招いていた。
However, as disclosed in
一方、特許文献2の方法では、図6に示すように、隔壁203aとコイル202との間に隙間が生じる。すなわち、分割された2つの部分スロット領域Rsl1,Rsl2間には、隔壁203aと、隔壁203aとコイル202との間に存在する隙間とがデッドスペースとして存在する。その結果、上記膨らみは解消しうるものの、スロット領域における占積率が低減し、コイル構造の高密度化には限界があった。
On the other hand, in the method of Patent Document 2, a gap is generated between the
本発明の目的は、複数のコイル線をコアに巻き付けながら、スロット領域におけるデッドスペースをできるだけ低減する手段を講ずることにより、コイル構造の高密度化と大電力化とを実現しうる回転電機の固定子およびコイルの巻き付け方法を提供することにある。 An object of the present invention is to fix a rotating electrical machine that can realize high density and high power of a coil structure by taking a means for reducing dead space in a slot region as much as possible while winding a plurality of coil wires around a core. It is to provide a method of winding a child and a coil.
本発明の回転電機の固定子は、スロット領域の複数の部分スロット領域における分割コアの底部から個別にコイル線を積層して巻き付けたものであって、各部分スロット領域の2層目以上の各層のコイル線が、隣接領域(隣接する部分スロット領域)の境界部および端部を除く部位では、自領域(当該部分スロット領域)の下層側コイル線間の谷間に上層側コイル線が位置し、境界部では、自領域および隣接部分スロット領域にまたがる下層側コイル線間の谷間に、自領域または隣接部分スロット領域のうちいずれか一方の上層側コイル線が位置している。 The stator of the rotating electrical machine of the present invention is obtained by individually laminating and winding coil wires from the bottom of the split core in the plurality of partial slot regions of the slot region, and each layer of the second and higher layers of each partial slot region In the portion excluding the boundary and the end of the adjacent region (adjacent partial slot region), the upper layer side coil wire is located in the valley between the lower layer side coil wires of the own region (partial slot region), In the boundary part, either the self region or the adjacent partial slot region is located in the valley between the lower layer side coil wires extending over the self region and the adjacent partial slot region.
これにより、スロット領域における無駄なスペースが削減され、高密度のコイル構造が得られる。そして、複数のコイルに分けて電流を流すことで、大電流化も実現することが可能である。また、コイルエンド部における膨らみを防止することも可能である。 Thereby, useless space in the slot region is reduced, and a high-density coil structure is obtained. And it is also possible to realize a large current by flowing the current in a plurality of coils. It is also possible to prevent swelling at the coil end portion.
もっとも、境界部では、自領域および隣接領域にまたがる下層側コイル線間の谷間に、遅れて巻き付けられる部分スロット領域の上層側コイル線が位置していることにより、より安価なコイル巻き付け装置の利用が可能になり、製造コストを低く抑えることができる、というさらなる効果を奏することができる。 However, the use of a cheaper coil winding device is possible because the upper layer side coil wire of the partial slot region that is wound later is located in the valley between the lower layer side coil wires straddling the own region and the adjacent region at the boundary portion. It is possible to achieve the further effect that the manufacturing cost can be kept low.
また、各部分スロット領域と隣接領域との境界が、分割コアの底部から上層側に向かって、先に巻き付けられる部分スロット領域の側に傾斜していることにより、巻き崩れのほとんどない、安定したコイル構造を有する回転電機の固定子が得られる。 In addition, since the boundary between each partial slot region and the adjacent region is inclined from the bottom of the split core toward the upper layer side toward the partial slot region to be wound first, there is almost no collapse and stable. A stator of a rotating electric machine having a coil structure is obtained.
さらに、複数のコイルが、並列に結線されていることにより、大電流を流しつつ、渦損の少ない回転電機の固定子が得られる。 Furthermore, since the plurality of coils are connected in parallel, a stator of a rotating electric machine with a small eddy loss can be obtained while flowing a large current.
本発明のコイルの巻き付け方法は、スロット領域の複数の部分スロット領域に、個別にコイル線を分割コアの底部から積層して巻き付ける方法であって、2層目以上の各層のコイル線を、隣接領域との境界部および端部を除く部位では、自領域の下層側コイル線間の谷間に上層側コイル線が位置させる一方、境界部では、自領域および隣接領域にまたがる下層側コイル線間の谷間に、自領域または隣接領域のうちいずれか一方の上層側コイル線を位置させるように巻き付ける方法である。 The coil winding method of the present invention is a method in which coil wires are individually stacked and wound around a plurality of partial slot regions of the slot region from the bottom of the split core, and the coil wires of the second and higher layers are adjacent to each other. While the upper layer side coil wire is located in the valley between the lower layer side coil wires of the own region in the region excluding the boundary portion and the end portion with the region, the lower layer side coil wire straddling the own region and the adjacent region is located at the boundary portion. It is the method of winding so that the upper coil wire of any one of a self area | region or an adjacent area | region may be located in a valley.
この方法により、スロット領域における無駄なスペースが削減された、高密度のコイル構造が得られる。そして、複数のコイルに分けて電流を流すことで、大電流化も実現することが可能である。 By this method, a high-density coil structure in which useless space in the slot region is reduced can be obtained. And it is also possible to realize a large current by flowing the current in a plurality of coils.
もっとも、自領域または隣接領域のうちいずれか一方におけるコイル線の巻き付けが終了してから、他方においてコイル線を巻き付けて、境界部では、自領域および隣接領域にまたがる下層側コイル線間の谷間に、遅れて巻き付けられる部分スロット領域の上層側コイル線を位置させることにより、安価なコイル巻き付け装置を用いることができ、製造コストを低く抑えることができる、というさらなる効果を奏することができる。 However, after the winding of the coil wire in either one of the own region or the adjacent region is completed, the coil wire is wound on the other region, and at the boundary portion, the valley between the lower layer side coil wires extending over the own region and the adjacent region is wound. By positioning the upper coil wire of the partial slot region that is wound later, an inexpensive coil winding device can be used, and the manufacturing cost can be reduced.
自領域または隣接領域のうちいずれか一方におけるコイル線の巻き付けと、他方におけるコイル線の巻き付けとを並行して行うことにより、作業時間の短縮を図ることができる。 By performing the winding of the coil wire in either one of the own region or the adjacent region and the winding of the coil wire in the other region in parallel, the working time can be shortened.
本発明の回転電機の固定子またはコイルの巻き付け方法によると、大電流化に適し、かつ、無駄なスペースが削減された高密度のコイル構造を実現することができる。 According to the stator or coil winding method of the rotating electrical machine of the present invention, it is possible to realize a high-density coil structure that is suitable for increasing current and that reduces wasted space.
図1は、実施の形態における回転電機(モータや発電機)の固定子10の概略的な構造を示す断面図であって、コイルエンド部に平行な断面を示している。同図に示すように、固定子10は、複数の分割コア11を環状に組み合わせた後、図示しないリング部材等を用いて外側から囲み込んで組み立てられる。固定子10の内方には、永久磁石を設けたロータ(図示せず)が配置される。分割コア11のバックヨーク部11aと、鍔部11bとによって、インシュレータ13を介して囲まれるサイド側の領域(スロット領域Rsl)は、コイル12a,12bが巻き付けられる領域である。スロット領域Rslは、一般には台形または長方形である。分割コア11は、多数の珪素鋼板を樹脂絶縁層を挟んで積層したもの、あるいは粉体金属を圧縮成形した後に焼結して構成されるもの、などがあり、いずれをもちいてもよい。コイル12a,12bは、本実施の形態では銅合金からなる導電性線材の表面を樹脂絶縁膜により被覆して構成されているが、この構造に限定されるものではない。また、コイル線材の断面が円形でなく、たとえば六角形でもよい。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a
図7(a),(b)は、順に、分割コア11の概略構造を示す斜視図、およびVII-VII線における断面図である。図7(a)に示すスロット領域rslにコイル12a,12bが巻き付けられる。インシュレータ13は、分割コア11とコイル12a,12bとを絶縁する機能だけでなく、コイルを円滑に巻き付ける機能をも有しているので、角部にRを設けた厚肉に形成されている。コイルエンド部は、コイルの巻き付けの開始、終了領域であり、分割コア11同士が対峙する側(コイルサイド部)とはほぼ直交している。そして、本実施の形態では、インシュレータ13のコイルエンド側の部位には、図7(a),(b)に示すように、コイル線を導くための溝18が形成されている。また、バックヨーク部11a(インシュレータ13)および鍔部11b(インシュレータ13)には、溝18に通じる切り込みが形成されている。
7A and 7B are a perspective view showing a schematic structure of the split
図2は、分割コア11のスロット領域Rslを拡大して示す部分断面図であって、コイルエンド部に平行な断面を示している。同図に示すように、本実施の形態においては、スロット領域Rslは、第1コイル12aが巻き付けられる第1部分スロット領域Rsl1と、第2コイル12bが巻き付けられる第2部分スロット領域Rsl2とに区画されている。第1コイル12aは、第2コイル12bよりも先に巻き付けられるが、第1コイル12aをすべて巻き付けた後に、第2コイル12bを巻き付けなければならないわけではない。すなわち、後述するように、両者のタイミングを調整しながら、並行的に巻き付けることもできる。なお、図2に示す構造の場合には、第1コイル12aが、鍔部11bのコイルエンド側に設けられた切り込み部から導入され、インシュレータ13の底面に形成された溝18を通って巻き付け開始位置まで到達する。一般的には、第1コイル12aと第2コイル12bとのうち先に巻き付けが開始されるコイルが、バックヨーク部11aまたは鍔部11bのいずれか一方から導入され、インシュレータ13の底面に形成された溝18を通って巻き付け開始位置まで到達することが好ましい。
FIG. 2 is an enlarged partial cross-sectional view showing the slot region Rsl of the
なお、図2に示す構造とは異なり、バックヨーク部11a,鍔部11bの突出している部分全体がインシュレータによって構成されていて、インシュレータ13だけに切り込みが形成されていてもよい。また、切り込みに代えて、図2に示すインシュレータ13に外周から溝18に通ずる溝が形成されている構造や、バックヨーク部11a,鍔部11bに穴が形成されていてもよい。また、この実施形態では、バックヨーク部11aまたは鍔部11bのいずれからでもコイル線を導入しうる構造になっているが、切り込みは、バックヨーク部11aまたは鍔部11bのうち一方だけでもよい。また、インシュレータ13の溝18が形成されている部分が薄くて、分割コア11に溝18が形成されていてもよい。
Unlike the structure shown in FIG. 2, the entire protruding portions of the
本実施の形態における構造上の特徴は、以下の点にある。まず、第1部分スロット領域Rsl1において、先に巻き付けられた第1コイル12aの2層目以上の部分は、境界部Rbdおよび端部Rceを除き、下層の第1コイル12aのコイル線間の谷間に位置している。また、第2部分スロット領域Rsl2において、遅れて巻き付けられる第2コイル12bの2層目以上の部分は、端部Rceおよび境界部Rbdを除くと、下層の第2コイル12bのコイル線間の谷間に位置している。つまり、第1コイル12aおよび第2コイル12bの2層目以上の層の部分は、境界部Rbdおよび端部Rceを除き、自領域(当該部分スロット領域)のコイル(12aまたは12b)のコイル線間の谷間に位置している。そして、境界部Rbdでは、遅れて巻き付けられる領域(本実施の形態では、第2の部分スロット領域Rsl2)の第2コイル12bのコイル線が、第1,第2部分スロット領域Rsl1,Rsl2にまたがる下層のコイル(つまり、第2コイル12bと第1コイル12a)のコイル線間の谷間に位置している。なお、端部Rceにおいては、自領域の下層のコイル線間の谷間に位置するか、自領域の下層端部のコイル線とインシュレータ13の壁面とで規定される部位に位置するかのいずれかである。後者の場合、仮想的に下層端部のコイル線のさらに外方にコイル線があるとしたときの仮想的なコイル線間の谷間に位置していることになる。
The structural features of the present embodiment are as follows. First, in the first partial slot region Rsl1, the second and higher layers of the
図3は、本実施の形態に係るコイル線巻き付け装置20の構造を概略的に示す斜視図である。同図に示すように、コイル線巻き付け装置20は、第1巻線22a,第2巻線22bをそれぞれ繰り出すための第1ノズル21a,第2ノズル21bと、分割コア11の回転と角部の検出器24と、制御装置25とを備えている。分割コア11は、回転自在な治具(図示せず)に取り付けられている。一方、第1ノズル21aおよび第2ノズル21bは、分割コア11のコイル巻き付け方向に移動可能かつねじれ調整可能な治具(図示せず)に取り付けられている。制御装置25には、メモリ26と、カウンタ27と、タイマー28とが内蔵されており、制御装置25により、分割コア11の回転や各ノズル21a,21bの位置およびねじれ制御を行うようになされている。以下、図2および図3を参照しつつ、本実施の形態におけるコイルの巻き付け方法について、説明する。
FIG. 3 is a perspective view schematically showing the structure of the coil
まず、部分スロット領域Rsl1に第1巻線22aを分割コア11に巻き付けて、第1コイル12aを下層から上層に向かって順次形成していく。そして、第1コイル12aがある程度巻き付けられた時点で、第2巻線22bを分割コア11に巻き付けて、第2コイル12bを形成する。第1コイル12a,第2コイル12b共に、巻き付けはコイルエンド部のある部位から開始される。この方法により、第1コイル12aと第2コイル12bとを並行的に巻き付けていくことができる。このとき、第1部分スロット領域Rsl1において、各層の第1コイル12aのコイル線は、最下層及び端部Rceを除き、下層のコイル12aのコイル線間の谷間位置、つまり中間位置に巻き付ける。また、第2部分スロット領域Rsl2において、第2層以上の各層の第2コイル12bのコイル線は、端部Rceを除き、下層の第2コイル12bのコイル線間の谷間位置、または下層の第2コイル12bのコイル線と第1コイル12aのコイル線との間の谷間位置(境界部Rbd)に巻き付ける。
First, the first winding 22a is wound around the
その結果、たとえば第1コイル12aの1層目は8回、2層目は7回、3層目は7回、4層目は6回巻き付けられていて、合計33回巻き付けられている。第2コイル12bの1層目は4回、2層目は5回、3層目は5回、4層目は6回、5層目は6回、6層目は7回巻き付けられていて、いずれも合計33回巻かれている。このように、第1,第2コイル12a,12bが同数回巻き付けられて両者の長さがほぼ等しくなることで、電気抵抗値がほぼ等しくなるので、並列に接続したときに生じる循環電流を抑制することができる。また、コイルの巻き付けは、コイルエンド部のある部位で終了し、その部位から共通のフランジ部(バックヨーク部11aまたは鍔部11b)まで引き回される。その後、第1コイル12a,第2コイル12bの両端同士が結線される。
As a result, for example, the first layer of the
本実施の形態においては、並行的にコイルを巻き付ける場合、第2巻き線22bのコア11への巻き付けを開始するタイミングは、図2に示す構造において、第2コイル12bの第1層目から第2層目に層上がりするまでに、第1コイル12aの第1層目が形成されていること、第2コイル12bの第3層目から第4層目に層上がりするまでに、第1コイル12aの第3層目が形成されていること、第2コイル12bの第5層目から第6層目に層上がりするまでに、第1コイル12aの第5層目が形成されていること、という条件が満たされていればよい。そして、このタイミングの調整は、タイマー28,カウンタ27およびメモリ26を用いて行われる。ただし、分割コア11を回転させずに、各ノズル21a,21bを分割コア11の周りに回転させる方法を採用した場合には、上記条件を満たす必要はない。
In the present embodiment, when the coils are wound in parallel, the timing at which the winding of the second winding 22b around the
また、第1コイル12aをすべて形成し終わってから、第2コイル12bを形成していってもよく、一般的には簡単な方法である。このときには、第1コイル12aを巻き付ける処理と第2コイル12bを巻き付ける処理とは個別に行えばよく、並行処理的な制御は不要である。また、この巻き付け方法を採用する場合には、コイル線を導出するノズルは、必ずしも図3に示されるよごとく2つ必要ではなく、1つだけでもよい。ただし、並行処理を行うことにより、作業時間を短縮することができる。
In addition, the
第1コイル12aおよび第2コイル12bを巻き終わってから、各コイル12a,12bの巻き始めの端部同士、および巻き終わりの端部同士を結線する。つまり、第1,第2コイル12a,12bを並列に接続する。これにより、分割コア11の周りのコイル構造が完成する。なお、第1コイル12aと第2コイル12bとは、ほぼ同じ長さであるのが一般的であるが、多少長さが異なっていてもよいものとする。
After winding the
図4は、コイル線の巻き付け実験を行った途中の状態を示す写真図である。図4に示す時点では、第1部分スロット領域Rsl1において第1コイル12aがすでに形成されており、第2部分スロット領域Rsl2において、第2コイル12bを形成している途中である。同図に示すように、第1コイル12aと第2コイル12bとが余分なスペースを生じることなく、積層されていることがわかる。
FIG. 4 is a photograph showing a state in the middle of conducting the coil wire winding experiment. At the time shown in FIG. 4, the
本実施の形態によると、スロット領域Rslが、第1コイル12aが巻き付けられる第1部分スロット領域Rsl1と、第2コイル12bが巻き付けられる第2部分スロット領域Rsl2とに区画されていて、2つの領域Rsl1,Rsl2間には、連続的にコイルが存在している。これにより、図6の従来構造に示されるような隔壁203aや、隔壁203aとコイル202との間に存在する隙間とによるデッドスペースはなくなる。よって、デッドスペースの削減により、コイル構造の高密度化を図ることができる。また、第1コイル12aと第2コイル12bとは、いずれも単線巻きであるので、図5(b),(c)に示されるようなコイルエンド部における層上がりの際の膨らみも生じない(図4参照)。すなわち、コイルエンド側における寸法の増大を招くこともない。
According to the present embodiment, the slot region Rsl is divided into a first partial slot region Rsl1 around which the
また、本実施の形態のコイルの巻き付け方法によると、単線巻きであるために、複数本同時巻きに比べて、ねじれの矯正などの手間がなくなるので、コイル崩れも起こり難く、コイル巻きそのものが容易となる。 Also, according to the coil winding method of the present embodiment, since it is a single wire winding, there is no need for correction of torsion, etc., compared to simultaneous winding of a plurality of wires, so that coil collapse hardly occurs and the coil winding itself is easy. It becomes.
(他の実施の形態)
上記開示された本発明の実施の形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものである。
(Other embodiments)
The structure of the embodiment of the present invention disclosed above is merely an example, and the scope of the present invention is not limited to the scope of these descriptions. The scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further includes meanings equivalent to the description of the scope of claims and all modifications within the scope.
上記実施の形態においては、スロット領域Rslを2つの部分スロット領域(第1部分スロット領域Rsl1および第2部分スロット領域Rsl2)に区画したが、3つ以上の部分スロット領域に区画して、各部分スロット領域ごとに個別に単線巻きのコイルを巻き付けてもよい。 In the above embodiment, the slot region Rsl is divided into two partial slot regions (first partial slot region Rsl1 and second partial slot region Rsl2). A single-winding coil may be wound individually for each slot region.
上記実施の形態では、スロット領域Rslの断面形状を台形としたが、矩形状のスロット領域を有する構造としてもよい。 In the above embodiment, the slot region Rsl has a trapezoidal cross-sectional shape, but may have a structure having a rectangular slot region.
上記実施の形態では、コイルの巻き付け装置20として、分割コア11を回転させる構造のものを用いたが、分割コア11を回転させず、各巻き線22a,22bを繰り出す各ノズル21a,21bを分割コア11の周りに回転させる構造を有するものを用いてもよい。その場合には、コイル構造は、図2に示すものに限定されない。たとえば、第1部分スロット領域Rsl1と第2部分スロット領域Rsl2との境界において、2層目では、境界部Rbdの第1コイル12aのコイル線と第2コイル12bのコイル線との間の谷間に第2コイル12bの上層側コイル線が位置し、3層目では境界部Rbdの第1コイル12aのコイル線と第2コイル12bのコイル線との間の谷間に第1コイル12aの上層側コイル線が位置する構造を採ることも可能である。各ノズル21a,21bを同期させる必要がないので、一方が回転している間、他方を静止させておけば、自由な巻き付け方が可能だからである。
In the above embodiment, the
ただし、各ノズル21a,21bを回転させる構造のコイル巻き付け装置は、構造が複雑になるので装置も高価になる。また、巻き付け工程も複雑になる。その結果、製造コストが多大になるおそれもある。それに対し、上記実施形態の方法では、一般に使用されている単線巻きやパラ巻き(多線巻き)に用いていた装置のノズルを増やすだけで使用できるので、装置コストもほとんど増大することはない、という利点がある。
However, since the coil winding device having a structure for rotating the
以上のことから、概念的には、本発明の回転電機の固定子は、個別にコイルが巻き付けられた複数の部分スロット領域(Rsl1,Rsl2,…)を有していて、各部分スロット領域(Rsl1,Rsl2,…)の2層目以上の各層のコイル線は、隣接領域(上記実施の形態におけるRsl1またはRsl2)との境界部Rbdおよび端部Rceを除く部位では、自領域(当該部分スロット領域)の下層側コイル線間の谷間に自領域の上層側コイル線が位置し、境界部Rbdでは、自領域および隣接領域(上記実施の形態における2つの部分スロット領域Rsl1,Rsl2)にまたがる下層側コイル線間の谷間に、自領域または隣接領域のうちいずれか一方の部分スロット領域(Rsl1またはRsl2)の上層側コイル線が位置していればよい。 From the above, conceptually, the stator of the rotating electrical machine of the present invention has a plurality of partial slot regions (Rsl1, Rsl2,...) Around which coils are individually wound, and each partial slot region ( Rsl1, Rsl2,..., The coil wires of each of the second and higher layers have their own region (the partial slot in question) in the region excluding the boundary Rbd and the end Rce with the adjacent region (Rsl1 or Rsl2 in the above embodiment). The upper layer side coil wire is located in the valley between the lower layer side coil wires of the region, and the lower layer straddling the own region and the adjacent region (two partial slot regions Rsl1, Rsl2 in the above embodiment) at the boundary portion Rbd It is only necessary that the upper layer side coil wire of the partial slot region (Rsl1 or Rsl2) of either the self region or the adjacent region is located in the valley between the side coil wires.
ただし、隣接領域との境界部Rbdでは、自領域および隣接領域(Rsl1,Rsl2)にまたがる下層側コイル線間の谷間に、遅れて巻き付けられる部分スロット領域(上記実施の形態では、Rsl2)の上層側コイル線(上記実施の形態では12b)が位置している方がより好ましい。この構造は、部分コアを回転させる安価なコイル巻き付け装置を用いて実現することができるので、製造コストを低く抑えることができるからである。ここで、「遅れて巻き付けられる」とは、一方のコイル(上記実施の形態では、第1コイル12a)の巻き付けが完了した後に、他方のコイル(上記実施の形態では、第2コイル12b)の巻き付けを開始する場合と、一方のコイルの巻き付けが完了しないうちに、他方のコイルの巻き付けを開始して、両者を並行して巻き付けていく場合の双方を含む意味である。
However, in the boundary portion Rbd with the adjacent region, the upper layer of the partial slot region (Rsl2 in the above embodiment) that is wound lately in the valley between the lower layer side coil wires extending over the self region and the adjacent region (Rsl1, Rsl2). It is more preferable that the side coil wire (12b in the above embodiment) is located. This structure can be realized by using an inexpensive coil winding device that rotates the partial core, so that the manufacturing cost can be kept low. Here, “winding with delay” means that after winding of one coil (in the above embodiment, the
本発明の回転電機の固定子またはコイルの巻き付け方法は、ハイブリッド車、電気自動車、燃料電池、ロボットなどに配置されるモータや発電機に利用することができる。 The method of winding a stator or coil of a rotating electric machine according to the present invention can be used for a motor or a generator disposed in a hybrid vehicle, an electric vehicle, a fuel cell, a robot, or the like.
Rsl スロット領域
Rsl1 第1部分スロット領域
Rsl2 第2部分スロット領域
Rce 端部
Rbd 境界部
10 固定子
11 分割コア
11a バックヨーク部
11b 鍔部
12a 第1コイル
12b 第2コイル
13 インシュレータ
18 溝
20 コイル巻き付け装置
21a 第1ノズル
21b 第2ノズル
22a 第1巻き線
22b 第2巻き線
24 検出器
25 制御装置
26 メモリ
27 カウンタ
28 タイマー
Rsl slot region Rsl1 first partial slot region Rsl2 second partial slot region Rce end portion
Claims (7)
前記分割コアに形成され、複数の部分スロット領域を有するスロット領域と、
前記複数の部分スロット領域における前記分割コアの底部から個別に積層して巻き付けられたコイルとを備えた回転電機の固定子であって、
前記各部分スロット領域の2層目以上の各層では、
隣接領域との境界部および端部を除く部位では、自領域の下層側コイル線間の谷間に上層側コイル線が位置し、
前記境界部では、自領域および前記隣接領域にまたがる下層側コイル線間の谷間に、自領域または前記隣接領域のうちいずれか一方の上層側コイル線が位置している、
回転電機の固定子。 A split core composed mainly of a magnetic material;
A slot region formed in the split core and having a plurality of partial slot regions;
A stator of a rotating electrical machine comprising a coil wound and laminated separately from the bottom of the split core in the plurality of partial slot regions,
In each layer above the second layer of each partial slot region,
In the region excluding the boundary and the edge with the adjacent region, the upper layer coil wire is located in the valley between the lower layer coil wires of the own region,
In the boundary part, either the self region or the upper region side coil wire of the adjacent region is located in the valley between the self region and the lower layer side coil wire spanning the adjacent region,
Stator for rotating electric machine.
前記境界部では、自領域および前記隣接領域にまたがる下層側コイル線間の谷間に、自領域または前記隣接領域のうち遅れて巻き付けられる部分スロット領域の上層側コイル線が位置している、回転電機の固定子。 The stator of the rotating electrical machine according to claim 1,
In the boundary portion, a rotating electrical machine in which an upper layer side coil wire of a partial slot region wound around the own region or the adjacent region is positioned in a valley between the own region and the lower layer side coil wire extending over the adjacent region. Stator.
前記各部分スロット領域と隣接領域との境界は、前記分割コアの底部から上層側に向かって、先に巻き付けられる部分スロット領域の側に傾斜している、回転電機の固定子。 In the stator of the rotating electrical machine according to claim 1 or 2,
The boundary between each partial slot region and the adjacent region is a stator of a rotating electrical machine that is inclined from the bottom of the split core toward the upper layer side toward the partial slot region that is wound first.
前記複数のコイルは、並列に結線されている、回転電機の固定子。 In the stator of the rotary electric machine according to any one of claims 1 to 3,
The plurality of coils is a stator of a rotating electrical machine connected in parallel.
前記各部分スロット領域の2層目以上の層において、
隣接領域との境界部および端部を除く部位では、自領域の下層側コイル線間の谷間に上層側コイル線が位置し、
前記境界部では、自領域および前記隣接領域にまたがる下層側コイル間の谷間に、自領域または前記隣接領域のうちいずれか一方の上層側コイル線が位置しているように、
巻き付ける、コイルの巻き付け方法。 In the slot region having a plurality of partial slot regions, including the step of laminating and winding the coil wire individually from the bottom of the split core in each partial slot region,
In the second and higher layers of each partial slot region,
In the region excluding the boundary and the edge with the adjacent region, the upper layer coil wire is located in the valley between the lower layer coil wires of the own region,
In the boundary part, either the self region or the upper layer side coil wire of the adjacent region is located between the self region and the valley between the lower layer coils extending over the adjacent region,
A method of winding a coil.
前記自領域または隣接領域のうちのいずれか一方においてコイル線の巻き付けが終了してから、他方においてコイル線を巻き付けて、
前記境界部では、自領域および前記隣接領域にまたがる下層側コイル線間の谷間に、自領域または前記隣接領域のうち遅れて巻き付けられる部分スロット領域の上層側コイル線を位置させる、コイルの巻き付け方法。 The coil winding method according to claim 5,
After the winding of the coil wire is finished in either the self region or the adjacent region, the coil wire is wound on the other side,
In the boundary portion, a coil winding method of positioning an upper layer side coil wire of a partial slot region wound later in the own region or the adjacent region in a valley between the lower region side coil wire extending over the own region and the adjacent region .
前記自領域または隣接領域のうちいずれか一方におけるコイル線の巻き付けと、他方におけるコイル線の巻き付けとを並行して行う、コイル線の巻き付け方法。 The coil winding method according to claim 5,
A method for winding a coil wire, wherein the winding of the coil wire in either one of the self region or the adjacent region and the winding of the coil wire in the other region are performed in parallel.
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- 2006-09-30 JP JP2006270167A patent/JP2008092654A/en active Pending
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