(57)【要約】【課題】本発明は、高出力の回転電機を構成させる場合であっても、コイルの取り回しを容易にした回転電機のステータを提供する。【解決手段】回転電機のステータ１の回路構成には、中性点Ｓが設けられており、この中性点Ｓは、並列に配置されたＷ相用第１コイル部１１とＷ相用第２コイル部１２との接続部Ａ１と、並列に配置されたＵ相用第１コイル部２１とＵ相用第２コイル部２２との一方の接続部Ｂ１と、並列に配置されたＶ相用第１コイル部３１とＶ相用第２コイル部３２との一方の接続部Ｃ１とを、結線部Ｓ１，Ｓ２によって相互に接続させてなる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ティースにコイルが巻かれてなるティースコイル部が環状に複数配置されて、Ｕ相用ティースコイル部とＶ相用ティースコイル部とＷ相用ティースコイル部とが交互に繰り返し出現してなる回転電機のステータにおいて、
前記コイルが順巻された単数又は複数の前記Ｕ相用ティースコイル部からなるＵ相用第１コイル部の両端と、前記コイルが逆巻きされた単数又は複数の前記Ｕ相用ティースコイル部からなるＵ相用第２コイル部の両端とが接続されたＵ相と、
前記コイルが順巻された単数又は複数の前記Ｖ相用ティースコイル部からなるＶ相用第１コイル部の両端と、前記コイルが逆巻きされた単数又は複数の前記Ｖ相用ティースコイル部からなるＶ相用第２コイル部の両端とが接続されたＶ相と、
前記コイルが順巻された単数又は複数の前記Ｗ相用ティースコイル部からなるＷ相用第１コイル部の両端と、前記コイルが逆巻きされた単数又は複数の前記Ｗ相用ティースコイル部からなるＷ相用第２コイル部の両端とが接続されたＷ相と、を備え、
前記Ｕ相用第１コイル部と前記Ｕ相用第２コイル部との一方の接続部と、前記Ｖ相用第１コイル部と前記Ｖ相用第２コイル部との一方の接続部と、前記Ｗ相用第１コイル部と前記Ｗ相用第２コイル部との一方の接続部とを、接続させて中性点にした、
回転電機のステータ。
【請求項２】
前記各ティースの基端側にはコイル渡し部がそれぞれ設けられ、
複数の前記Ｕ相用ティースコイル部は、前記コイル渡し部に沿って斜めに掛け渡された渡り線部によって接続され、複数の前記Ｖ相用ティースコイル部は、前記コイル渡し部に沿って斜めに掛け渡された渡り線部によって接続され、複数の前記Ｗ相用ティースコイル部は、前記コイル渡し部に沿って斜めに掛け渡された渡り線部によって接続されている、
請求項１記載の回転電機のステータ。
【請求項３】
前記各コイル渡し部には、
回転軸線の延在方向における上側から下側に掛けて延在して、上端が開放され、下端が閉鎖されると共に、上側が幅広く形成された切り込み部と、
前記コイル渡し部の外表面側で前記渡り線部をガイドするために、前記上下方向で斜めに延在する複数列で且つ平行なリブと、
が設けられている、
請求項２記載の回転電機のステータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相を有する回転電機のステータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術として、特開２００８−１６７６０４号公報がある。この公報に記載された回転電機のステータは、ティースに巻かれたコイルにより３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の磁気回路が形成されている。Ｕ相の磁気回路は、分割コアに設けられたコイルが、渡り線を介して１本の銅線により直列に連続巻線されている。Ｖ相の磁気回路は、分割コアに設けられたコイルが、渡り線を介して１本の銅線により直列に連続巻線されている。同様に、Ｗ相の磁気回路は、分割コアに設けられたコイルが、渡り線を介して１本の銅線により直列に連続巻線されている。そして、中性点では、Ｕ相のコイルの巻き終わりの銅線、Ｖ相のコイルの巻き終わりの銅線、及びＷ相のコイルの巻き終わりの銅線が結線される。このような結線は、シングルスター結線と呼ばれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１６７６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このようなシングルスター結線で高出力モータを達成させようとすると、コイルに大きな電流が流れるので、コイルの線径が大きくなり、その結果、コイルの剛性が高まり、コイルの取り回しが難しくなる。
【０００５】
本発明は、高出力の回転電機を構成させる場合であっても、コイルの取り回しを容易にした回転電機のステータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ティースにコイルが巻かれてなるティースコイル部が環状に複数配置されて、Ｕ相用ティースコイル部とＶ相用ティースコイル部とＷ相用ティースコイル部とが交互に繰り返し出現してなる回転電機のステータにおいて、
前記コイルが順巻された単数又は複数の前記Ｕ相用ティースコイル部からなるＵ相用第１コイル部の両端と、前記コイルが逆巻きされた単数又は複数の前記Ｕ相用ティースコイル部からなるＵ相用第２コイル部の両端とが接続されたＵ相と、
前記コイルが順巻された単数又は複数の前記Ｖ相用ティースコイル部からなるＶ相用第１コイル部の両端と、前記コイルが逆巻きされた単数又は複数の前記Ｖ相用ティースコイル部からなるＶ相用第２コイル部の両端とが接続されたＶ相と、
前記コイルが順巻された単数又は複数の前記Ｗ相用ティースコイル部からなるＷ相用第１コイル部の両端と、前記コイルが逆巻きされた単数又は複数の前記Ｗ相用ティースコイル部からなるＷ相用第２コイル部の両端とが接続されたＷ相と、を備え、
前記Ｕ相用第１コイル部と前記Ｕ相用第２コイル部との一方の接続部と、前記Ｖ相用第１コイル部と前記Ｖ相用第２コイル部との一方の接続部と、前記Ｗ相用第１コイル部と前記Ｗ相用第２コイル部との一方の接続部とを、接続させて中性点にした。
【０００７】
この回転電機のステータでは、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれにおいて、第１のコイル部と第２のコイル部とが並列に配置され、高出力モータを構成させる場合に、従来のシングルスター結線に比べて、コイルに流れる電流を小さくすることができるので、その結果、コイルの線径を小さくでき、コイルの取り回しを容易に行うことができる。
【０００８】
また、前記各ティースの基端側にはコイル渡し部がそれぞれ設けられ、複数の前記Ｕ相用ティースコイル部は、前記コイル渡し部に沿って斜めに掛け渡された渡り線部によって接続され、複数の前記Ｖ相用ティースコイル部は、前記コイル渡し部に沿って斜めに掛け渡された渡り線部によって接続され、複数の前記Ｗ相用ティースコイル部は、前記コイル渡し部に沿って斜めに掛け渡された渡り線部によって接続されている。
このような構成を採用すると、渡り線部の配策作業が同一の軌跡の動きでできるため、コイルの渡し作業を単純化することができる。
【０００９】
また、前記各コイル渡し部には、回転軸線の延在方向における上側から下側に掛けて延在して、上端が開放され、下端が閉鎖されると共に、上側が幅広く形成された切り込み部と、前記コイル渡し部の外表面側で前記渡り線部をガイドするために、前記上下方向で斜めに延在する複数列で且つ平行なリブと、が設けられている。
このような構成を採用すると、リブ間にコイルを這わせることで、コイルの渡しを容易にすることができる。切り込み部の上端側は開放され、しかも切り込み部の上側は幅広く形成されているので、ティースにコイルを巻くために切り込み部からコイルをティースに向かって入れる場合や、ティースに巻かれたコイルを切り込み部から出す場合の作業を容易にする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高出力の回転電機を構成させる場合であっても、ティース部にコイルを巻いたり、ティース部間でコイルを渡したりする場合に、コイルの取り回しを容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る回転電機のステータの一実施形態を示す正面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】ステータの回路構成を示す概略図である。
【図４】ステータにおけるコイルの接合関係を示す展開図である。
【図５】コイル渡し部を示す要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る回転電機のステータの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、回転電機のロータの回転軸線の延在方向においてコイルの渡し部分がある方を「上」として以下説明する
【００１３】
図１及び図２に示されるように、回転電機のステータ１は、ティース２にコイル３を巻くことにより３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の磁気回路が形成されている。ステータ１は、環状に配置された複数個（例えば等間隔に１８個）のティース２を有し、各ティース２には、コイル３が順巻又は逆巻により巻回されている。各ティース２は、環状のティースホルダ４の内壁面側に一体に形成され、ティースホルダ４の外壁面側には、ボルト止めを可能にする取り付け部４ａが設けられている。
【００１４】
このティースホルダ４には、ロータの回転軸線Ｌの延在方向において上部にコイル渡し部８が設けられている。コイル渡し部８は、ティース２毎に設けられ、コイル渡し部８の遊端すなわち上端の近傍は、レーザ溶接によってコイル３の端部同士を接合するためのコイル接合領域Ｄになっている。コイル３の端部をこのコイル接合領域Ｄに露出させることで、上方からのレーザ溶接の容易化を可能にしている。
【００１５】
図２〜図４に示されるように、コイル３は各ティース２のそれぞれに機械によって巻かれ、コイル３の両端は、ティースホルダ４の外のコイル接合領域Ｄに露出させられている。コイル３の一端は、コイル渡し部８から上方に飛び出るように露出させ、コイル３の他端は、同一相内で隣に位置するコイル３の一端部に接合させるために、コイル渡し部８からコイル接合領域Ｄに飛び出るように露出させられている。このようにして、各コイル３の両端は、コイル接合領域Ｄに配置され、コイル３の両端は、後述する接合部ａ１〜ａ４，ｂ１〜ｂ４，ｃ１〜ｃ４でレーザ溶接によって接合される。
【００１６】
ステータ１には、各ティース２にコイル３が巻かれてなるティースコイル部１０が、環状のティースホルダ４の内面に沿って一列に整列されられている。そして、Ｕ相用ティースコイル部Ｕ１〜Ｕ６とＶ相用ティースコイル部Ｖ１〜Ｖ６とＷ相用ティースコイル部Ｗ１〜Ｗ６とは交互に出現する。
【００１７】
一例として、ティースコイル部１０は、Ｗ１→Ｕ１→Ｖ１→Ｗ２→Ｕ２→Ｖ２→Ｗ３→Ｕ３→Ｖ３→Ｗ４→Ｕ４→Ｖ４→Ｗ６→Ｕ５→Ｖ５→Ｗ６→Ｕ６→Ｖ６の順に環状に並べられている。
【００１８】
そして、Ｗ相は、順巻（例えば右巻）からなる第１のＷ相用ティースコイル部Ｗ１と第６のＷ相用ティースコイル部Ｗ６と第５のＷ相用ティースコイル部Ｗ５とが直列に接続してなるＷ相用第１コイル部１１と、逆巻（例えば左巻）からなる第２のＷ相用ティースコイル部Ｗ２と第３のＷ相用ティースコイル部Ｗ３と第４のＷ相用ティースコイル部Ｗ４とが直列に接続してなるＷ相用第２コイル部１２と、を有する。そして、第１コイル部１１と第２コイル部１２の両端は、接合部Ａ１，Ａ２で接合され、接合部Ａ２には、給電用端子１３（図２参照）が取り付けられている。
【００１９】
同様に、Ｕ相は、順巻（例えば右巻）からなる第１のＵ相用ティースコイル部Ｕ１と第６のＵ相用ティースコイル部Ｕ６と第５のＵ相用ティースコイル部Ｕ５とが直列に接続してなるＵ相用第１コイル部２１と、逆巻（例えば左巻）からなる第２のＵ相用ティースコイル部Ｕ２と第３のＵ相用ティースコイル部Ｕ３と第４のＵ相用ティースコイル部Ｕ４とが直列に接続してなるＵ相用第２コイル部２２と、を有する。そして、第１コイル部２１と第２コイル部２２の両端は、接合部Ｂ１，Ｂ２で接合され、接合部Ｂ２には、給電用端子２３（図２参照）が取り付けられている。
【００２０】
同様に、Ｖ相は、順巻（例えば右巻）からなる第１のＶ相用ティースコイル部Ｖ１と第６のＶ相用ティースコイル部Ｖ６と第５のＶ相用ティースコイル部Ｖ５とが直列に接続してなるＶ相用第１コイル部３１と、逆巻（例えば左巻）からなる第２のＶ相用ティースコイル部Ｖ２と第３のＶ相用ティースコイル部Ｖ３と第４のＶ相用ティースコイル部Ｖ４とが直列に接続してなるＶ相用第２コイル部３２と、を有する。そして、第１コイル部３１と第２コイル部２２の両端は、接合部Ｃ１，Ｃ２で接合され、接合部Ｃ２には、給電用端子３３（図２参照）が取り付けられている。
【００２１】
前述した回路構成には、中性点Ｓが設けられており、この中性点Ｓは、Ｗ相用第１コイル部１１とＷ相用第２コイル部１２との接続部Ａ１と、Ｕ相用第１コイル部２１とＵ相用第２コイル部２２との一方の接続部Ｂ１と、Ｖ相用第１コイル部３１とＶ相用第２コイル部３２との一方の接続部Ｃ１とを、結線部Ｓ１，Ｓ２によって相互に接続させてなる。
【００２２】
また、上方に位置するコイル接合領域Ｄには、Ｗ相において、ティースコイル部Ｗ１とティースコイル部Ｗ６とをレーザ溶接によって接続する接合部ａ１と、ティースコイル部Ｗ６とティースコイル部Ｗ５とをレーザ溶接によって接続する接合部ａ２と、ティースコイル部Ｗ２とティースコイル部Ｗ３とをレーザ溶接によって接続する接合部ａ３と、ティースコイル部Ｗ３とティースコイル部Ｗ４とをレーザ溶接によって接続する接合部ａ４と、が配置されている。
【００２３】
同様に、コイル接合領域Ｄには、Ｕ相において、ティースコイル部Ｕ１とティースコイル部Ｕ６とをレーザ溶接によって接続する接合部ｂ１と、ティースコイル部Ｕ６とティースコイル部Ｕ５とをレーザ溶接によって接続する接合部ｂ２と、ティースコイル部Ｕ２とティースコイル部Ｕ３とをレーザ溶接によって接続する接合部ｂ３と、ティースコイル部Ｕ３とティースコイル部Ｕ４とをレーザ溶接によって接続する接合部ｂ４と、が配置されている。
【００２４】
同様に、コイル接合領域Ｄには、Ｖ相において、ティースコイル部Ｖ１とティースコイル部Ｖ６とをレーザ溶接によって接続する接合部ｃ１と、ティースコイル部Ｖ６とティースコイル部Ｖ５とをレーザ溶接によって接続する接合部ｃ２と、ティースコイル部Ｖ２とティースコイル部Ｖ３とをレーザ溶接によって接続する接合部ｃ３と、ティースコイル部Ｖ３とティースコイル部Ｖ４とをレーザ溶接によって接続する接合部ｃ４と、が配置されている。
【００２５】
なお、中性点Ｓを構成するための接合部Ａ１，Ｂ１，Ｃ１もコイル接合領域Ｄに配置されている（図４参照）。
【００２６】
前述したような回路構成を採用することで、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれにおいて、第１のコイル部１１，２１，３１と第２のコイル部１２，２２，３２とが並列に配置され、高出力モータを構成させる場合に、従来のシングルスター結線に比べて、コイルに流れる電流を小さくすることができるので、その結果、コイル３の線径を小さくでき、コイル３の取り回しを容易に行うことができる。
【００２７】
図１及び図４に示されるように、各ティース２の基端側に設けられたコイル渡し部８はそれぞれ同一の構成を有している。Ｕ相用ティースコイル部Ｕ１〜Ｕ６は、コイル渡し部８に沿って斜めに掛け渡された渡り線部Ｐ１〜Ｐ６によって接続されている。Ｖ相用ティースコイル部Ｖ１〜Ｖ６は、コイル渡し部８に沿って斜めに掛け渡された渡り線部Ｑ１〜Ｑ６によって接続されている。Ｗ相用ティースコイル部Ｗ１〜Ｗ６は、コイル渡し部８に沿って斜めに掛け渡された渡り線部Ｒ１〜Ｒ６によって接続されている。このような構成を採用すると、渡り線部Ｐ１〜Ｐ６，Ｑ１〜Ｑ６，Ｒ１〜Ｒ６の配策作業が同一の軌跡の動きでできるため、コイル３の渡し作業を単純化することができ、コイル３を渡す途中でコイル３同士が交差することがなくなる。
【００２８】
図１及び図５に示されるように、突片状に形成された各コイル渡し部８には、回転軸線Ｌの延在方向において上側から下側に掛けて延在する切り込み部４０が形成されている。この切り込み部４０は、コイル３の端部の出し入れを容易にするために、上端が開放されて下端が閉鎖されている。切り込み部４０には、上側に位置して幅広く形成された第１の開口部４１と、第１の開口部４１の下端に連続すると共に、幅狭く形成された第２の開口部４２と、からなる。
【００２９】
各コイル渡し部８の外表面側には、上下方向で斜めに延在する複数列（例えば３列）で且つ平行なリブ４３，４４，４５が設けられている。そして、上段のリブ４３と中段のリブ４４の間に傾斜して延在するコイル渡し溝４６ａが設けられ、中段のリブ４４と下段のリブ４５の間に傾斜して延在するコイル渡し溝４６ｂが設けられている。
【００３０】
このような構成を採用すると、リブ４３，４４，４５間のコイル渡し溝４６ａ，４６ｂにコイル３を這わせることで、コイル渡し部８の外表面側で渡り線部Ｐ１〜Ｐ６，Ｑ１〜Ｑ６，Ｒ１〜Ｒ６を交差させることなく、容易にガイドさせることができる。また、切り込み部４０の上端側は開放され、しかも切り込み部４０の上側には幅広の第１の開口部４１が形成されているので、ティース２にコイル３を巻くために切り込み部４０からコイル３をティース２に向かって入れる場合や、ティース２に巻かれたコイル３を切り込み部４０から出す場合の作業を容易にする。
【００３１】
図５（ａ）に示されるように、Ｗ相を例にとって説明すると、第１のＷ相用ティースコイル部Ｗ１と第６のＷ相用ティースコイル部Ｗ６と第５のＷ相用ティースコイル部Ｗ５は、順巻である。そこで、コイル３の一端が、切り込み部４０の第１の開口部４１から導出され、コイル３の他端が切り込み部４０の第２の開口部４２から導出されるように、コイル３がティース２に巻回される。なお、図５（ａ）の矢印は電流の方向を示している。
【００３２】
これに対して、図５（ｂ）に示されるように、第２のＷ相用ティースコイル部Ｗ２と第３のＷ相用ティースコイル部Ｗ３と第４のＷ相用ティースコイル部Ｗ４は、逆巻である。そこで、コイル３の一端は、切り込み部４０の第２の開口部４２から一旦導出された後、上方に向かって延在され、コイル３の他端は、切り込み部４０の第１の開口部４１の上部側から一旦導出された後、下方に向かって延在されるように、コイル３がティース２に巻回される。なお、図５（ｂ）の矢印は電流の方向を示している。図５から分かるように、図５（ａ）に示された電流の方向と図５（ｂ）に示された電流の方向は、電流の入力時は同じであっても、ティース２に巻かれたコイル３に流れる電流の方向が逆になる。
【００３３】
換言すれば、図５（ｂ）に示されるように、コイル３の逆巻を作り出す場合、ティース２にコイル３を図５（ａ）と同じ方向に巻いて、上側から導出されるコイル３の端部を下側に位置させ、下側から導出されるコイル３の端を上側に位置させるようにしている。
【００３４】
このように、順巻のティースコイル部Ｗ１，Ｗ６，Ｗ５と逆巻のティースコイル部Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４とは、コイル３を巻く方向を逆にすることなく同一にしても、切り込み部４０からのコイル３の端部の出し方を変えるだけで、順巻と逆巻とを容易に作り出すことができる。
【００３５】
本発明は、前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、下記のような種々の変形が可能である。
【００３６】
例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相において、ティースコイル部１０は、１個であっても複数個であってもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１…回転電機のステータ  ２…ティース  ３…コイル  ８…コイル渡し部  １０…ティースコイル部  １１…Ｕ相用第１コイル部  １２…Ｕ相用第２コイル部  ２１…Ｖ相用第１コイル部  ２２…Ｖ相用第２コイル部  ３１…Ｗ相用第１コイル部  ３２…Ｗ相用第２コイル部  ４０…切り込み部  ４３，４４，４５…リブ  Ｕ１〜Ｕ６…Ｕ相用ティースコイル部  Ｖ１〜Ｖ６…Ｖ相用ティースコイル部  Ｗ１〜Ｗ６…Ｗ相用ティースコイル部  Ｓ…中性点  Ｐ１〜Ｐ６，Ｑ１〜Ｑ６，Ｒ１〜Ｒ６…渡り線部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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