JP2021061651A - Slotless rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スロットレス回転電機に関するものである。 The present invention relates to a slotless rotary electric machine.
従来、スロットレス回転電機のステータとしては、例えば、軸方向に延びる軸方向コイル部と1対の軸方向コイル部同士を周方向に連結するコイルエンド部とを有する複数のコイルを備え、コイルエンド部にて連結された軸方向コイル部同士の周方向の間に他の相の軸方向コイル部が配置されたものがある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a stator of a slotless rotary electric machine includes, for example, a plurality of coils having an axial coil portion extending in the axial direction and a coil end portion for connecting a pair of axial coil portions in the circumferential direction, and the coil end. In some cases, axial coil portions of other phases are arranged between the circumferential directions of the axial coil portions connected by the portions (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記したスロットレス回転電機では、軸方向コイル部同士の周方向の間にステータコアのティースが配置されないことから、例えば、径方向に配置されるステータコアに対して接着剤等のみでコイルを固定したとしてもコイルが周方向にずれてしまうことを長期的に安定して防止できない虞があった。 However, in the slotless rotary electric machine described above, since the teeth of the stator core are not arranged between the axial direction coil portions in the circumferential direction, for example, the coil is fixed to the stator core arranged in the radial direction only with an adhesive or the like. Even if this is done, there is a risk that it will not be possible to stably prevent the coil from shifting in the circumferential direction in the long term.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、コイルの周方向のずれを安定して防止できるスロットレス回転電機を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a slotless rotary electric machine capable of stably preventing deviation of the coil in the circumferential direction.
上記課題を解決するスロットレス回転電機(11)は、軸方向に延びる軸方向コイル部(21a,22a)と一対の前記軸方向コイル部同士を周方向に連結するコイルエンド部(21b,21c,22b,22c)とを有するコイル(20〜22)を備え、前記コイルエンド部にて連結された前記軸方向コイル部同士の周方向の間には他の相のコイルにおける前記軸方向コイル部が配置されたステータ(15)と、前記ステータを軸方向から覆うエンドハウジング(13)とを備えたスロットレス回転電機であって、前記エンドハウジングには、前記コイルエンド部と周方向に当接して前記コイルの周方向の移動を規制する周方向規制部(13a)が設けられる。 The slotless rotary electric machine (11) that solves the above problems has coil end portions (21b, 21c,) that connect the axial coil portions (21a, 22a) extending in the axial direction and the pair of the axial coil portions in the circumferential direction. A coil (20 to 22) having 22b, 22c) is provided, and the axial coil portion in another phase coil is provided between the circumferential directions of the axial coil portions connected at the coil end portion. A slotless rotary electric machine including an arranged stator (15) and an end housing (13) that covers the stator from the axial direction, and the end housing is in contact with the coil end portion in the circumferential direction. A circumferential regulation unit (13a) for restricting the circumferential movement of the coil is provided.
同構成によれば、エンドハウジングには、コイルエンド部と周方向に当接してコイルの周方向の移動を規制する周方向規制部が設けられるため、例えば、接着剤のみで固定した場合等に比べて、コイルの周方向のずれを安定して防止することができる。 According to the same configuration, the end housing is provided with a circumferential regulating portion that contacts the coil end portion in the circumferential direction and regulates the movement of the coil in the circumferential direction. Therefore, for example, when the coil is fixed only with an adhesive. In comparison, the displacement of the coil in the circumferential direction can be stably prevented.
以下、回転電機の一実施形態を図1〜図4に従って説明する。
図1に示すように、スロットレス回転電機11は、筒状のモータハウジング12と、該モータハウジング12の一方の開口を閉塞する第1エンドハウジング13と、モータハウジング12の他方の開口を閉塞する第2エンドハウジング14とを備える。モータハウジング12や第1エンドハウジング13や第2エンドハウジング14は、アルミ系やステンレス系の金属製である。また、スロットレス回転電機11は、モータハウジング12の内周面に沿って配置された略円筒状のステータ15を備える。
Hereinafter, an embodiment of the rotary electric machine will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
As shown in FIG. 1, the slotless rotary
また、スロットレス回転電機11は、ステータ15の内側で第1エンドハウジング13及び第2エンドハウジング14に軸受16を介して回転可能に支持されたロータ17を備える。
Further, the slotless rotary
ロータ17は、軸受16に支持された回転軸17aと、該回転軸17aに外嵌されて固定されたロータコア17bと、該ロータコア17bの外周面に固定された永久磁石17cとを備える。
The
図1及び図2に示すように、ステータ15は、磁気回路の一部として機能する円筒状のステータコア18と、ステータコア18の内周面に沿って配置された複数のコイル20とを備える。コイル20は、導体にエナメル被覆が施されてなる平角線が環状に多数回、巻回されてなるものであり、その環状を切断する断面には平角線の断面が略隙間無く並設されるものである。なお、図1〜図4では、平角線同士の境目の図示は省略している。また、コイル20における平角線の両端部は駆動回路に接続されることになるが、図1〜図4では、平角線の両端部及び駆動回路の図示を省略している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図2に示すように、本実施形態のコイル20は、2種類の異なる形状に折り曲げられた第1コイル21と第2コイル22とを含む。第1コイル21及び第2コイル22は、それぞれ軸方向に延びる一対の軸方向コイル部21a,22aと、一対の軸方向コイル部21a,22a同士を周方向に連結するコイルエンド部21b,21c,22b,22cとを有する。
As shown in FIG. 2, the
第1コイル21における軸方向一方側のコイルエンド部21bは、外側コイルエンド部を構成するものであり、軸方向コイル部21aから径方向外側に屈曲されて延びる外延部21dと、該外延部21dの先端から軸方向一方側に屈曲されて延びる軸方向延部21eと、周方向に延びて軸方向延部21e同士を連結する第1一方連結部21fとを有する。また、第1コイル21における軸方向他方側のコイルエンド部21cは、軸方向コイル部21aから径方向内側に屈曲されて延びる内延部21gと、周方向に延びて内延部21g同士を連結する第1他方連結部21hとを有する。
The
また、第2コイル22における軸方向一方側のコイルエンド部22bは、内側コイルエンド部を構成するものであり、軸方向コイル部22aから屈曲されずに、周方向に延びて軸方向コイル部22a同士を連結する第2一方連結部22dを有する。また、第2コイル22における軸方向他方側のコイルエンド部22cは、軸方向コイル部21aから径方向内側に屈曲されて延びる内延部22eと、周方向に延びて内延部22e同士を連結する第2他方連結部22fとを有する。
Further, the
そして、ステータ15は、コイルエンド部21b,21c,22b,22cにて連結された軸方向コイル部21a,22a同士の周方向の間に他の相のコイル20における軸方向コイル部21a,22aが配置されている。詳しくは、まず第1コイル21と第2コイル22とは、周方向に半分重なりつつ交互に配置されている。また、周方向に並ぶ第1コイル21と第2コイル22とは、U相、V相、W相を繰り返すように割り振られている。すなわち、例えば、基準となる第1コイル21がU相とされ、その周方向一方に半分重なって配置された第2コイル22がV相とされ、その周方向一方に半分重なって配置された第1コイル21がW相とされ、その周方向一方に半分重なって配置された第2コイル22がU相とされ、その周方向一方に半分重なって配置された第1コイル21がV相とされ、その周方向一方に半分重なって配置された第2コイル22がW相とされ、これを繰り返すように、U相、V相、W相が割り振られている。そして、例えば、U相の第1コイル21における一対の軸方向コイル部21a同士の周方向の間には、V相の第2コイル22における1つの軸方向コイル部22aと、W相の第2コイル22における1つの軸方向コイル部22aとが配置されている。また、例えば、V相の第2コイル22における一対の軸方向コイル部22a同士の周方向の間には、U相の第1コイル21における1つの軸方向コイル部21aと、W相の第1コイル21における1つの軸方向コイル部21aとが配置されている。また、例えば、W相の第1コイル21における一対の軸方向コイル部21a同士の周方向の間には、V相の第2コイル22における1つの軸方向コイル部22aと、U相の第2コイル22における1つの軸方向コイル部22aとが配置されている。
Then, in the
そして、図1〜図3に示すように、第1コイル21における軸方向一方側のコイルエンド部21bは、径方向外側に配置される外側コイルエンド部とされ、第2コイル22における軸方向一方側のコイルエンド部22bは、径方向内側に配置される内側コイルエンド部とされている。すなわち、第1コイル21における軸方向一方側のコイルエンド部21bは、径方向外側に屈曲されて延びる外延部21dを有することで、第1一方連結部21fが第2他方連結部22fよりも径方向外側に配置されている。
Then, as shown in FIGS. 1 to 3, the
また、図1及び図2に示すように、第1コイル21における軸方向他方側のコイルエンド部21cと第2コイル22における軸方向他方側のコイルエンド部22cとは軸方向に並んで配置されている。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the
ここで、図4に示すように、第1エンドハウジング13には、軸方向一方側のコイルエンド部21b,22bと周方向に当接してコイル20の周方向の移動を規制する周方向規制部13aが設けられている。
Here, as shown in FIG. 4, the
詳しくは、まず、コイルエンド部21b,22bの軸方向端部における周方向両端部には、面取り部31が形成されている。本実施形態の面取り部31は、湾曲したR形状に形成されている。そして、第1エンドハウジング13には、前記面取り部31と周方向に面接触する形状に軸方向に突出する周方向規制部13aが設けられている。周方向規制部13aは、周方向に隣り合って対向する面取り部31の間に介在されてそれら両方の面取り部31と周方向に当接するように設定されている。
Specifically, first, chamfered
また、図1及び図3に示すように、第1エンドハウジング13及び第2エンドハウジング14には、コイルエンド部21b,21c,22b,22cと径方向に当接してコイル20の径方向の移動を規制する径方向規制部13b,14aが設けられている。
Further, as shown in FIGS. 1 and 3, the
また、図1及び図3に示すように、第1エンドハウジング13には、前記内側コイルエンド部としてのコイルエンド部22bと前記外側コイルエンド部としてのコイルエンド部21bの径方向の間に介在される介在部13cが設けられている。介在部13cは、前記内側コイルエンド部としてのコイルエンド部22bの径方向外側に当接するとともに前記外側コイルエンド部としてのコイルエンド部21bの径方向内側に当接することで前記径方向規制部13bの一部を兼ねている。
Further, as shown in FIGS. 1 and 3, the
また、第1エンドハウジング13及び第2エンドハウジング14は、コイルエンド部21b,21c,22b,22cと軸方向に当接するように設定されている。言い換えると、第1エンドハウジング13には、コイルエンド部21b,22bと軸方向、径方向及び周方向に当接しつつ該コイルエンド部21b,22bを収容する収容部13dが形成されている。また、第2エンドハウジング14には、コイルエンド部21c,22cと軸方向、径方向に当接しつつ該コイルエンド部21c,22cを収容する収容部14bが形成されている。
Further, the
次に、上記のように構成されたスロットレス回転電機11の作用について説明する。
ステータ15のコイル20に駆動回路から3相駆動電流が供給されると、ステータ15にて回転磁界が発生されてロータ17が回転駆動される。このような回転駆動時や振動を受けた際でも、周方向規制部13aがコイル20のコイルエンド部21b,22bと周方向に当接することでコイル20の周方向の移動が規制される。
Next, the operation of the slotless rotary
When a three-phase drive current is supplied from the drive circuit to the
次に、上記実施形態の効果を以下に記載する。
(1)第1エンドハウジング13には、軸方向一方側のコイルエンド部21b,22bと周方向に当接してコイル20の周方向の移動を規制する周方向規制部13aが設けられるため、例えば、コイル20をステータコア18に対して接着剤のみで固定した場合等に比べて、コイル20の周方向のずれを長期的に安定して防止することができる。
Next, the effects of the above embodiment will be described below.
(1) The
(2)第1エンドハウジング13及び第2エンドハウジング14には、コイルエンド部21b,21c,22b,22cと径方向に当接してコイル20の径方向の移動を規制する径方向規制部13b,14aが設けられる。よって、例えば、コイル20をステータコア18に接着剤のみで固定した場合等に比べて、コイル20の径方向のずれを長期的に安定して防止することができる。
(2) The
(3)第1エンドハウジング13には、前記内側コイルエンド部としてのコイルエンド部22bと前記外側コイルエンド部としてのコイルエンド部21bの径方向の間に介在される介在部13cが設けられるため、異なる相のコイル20の絶縁性を確保することができる。すなわち、内側コイルエンド部と外側コイルエンド部とが径方向に接触して、例えばエナメル被覆が損傷してしまうといったことが抑えられ、ひいてはそれらが電気的に接続されてしまうことが防止される。
(3) Since the
(4)介在部13cは、前記内側コイルエンド部としてのコイルエンド部22bの径方向外側に当接するとともに前記外側コイルエンド部としてのコイルエンド部21bの径方向内側に当接することで前記径方向規制部13bの一部を兼ねている。よって、介在部13cによって、コイル20の径方向のずれを長期的に安定して防止することができるとともに、異なる相のコイル20の絶縁性を確保することができる。
(4) The intervening
(5)第1エンドハウジング13及び第2エンドハウジング14は、金属製であるため、コイルエンド部21b,21c,22b,22cからの放熱性が良好となる。
上記実施形態は以下のように変更して実施することができる。また、本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
(5) Since the
The above embodiment can be modified and implemented as follows. Further, the present embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
・上記実施形態では、コイル20は、平角線が環状に多数回、巻回されてなるものであって、2種類の異なる形状に折り曲げられた第1コイル21と第2コイル22とを含んだものとしたが、他のコイルとしてもよい。すなわち、軸方向に延びる軸方向コイル部と一対の軸方向コイル部同士を周方向に連結するコイルエンド部とを有するコイルであって、コイルエンド部にて連結された軸方向コイル部同士の周方向の間に他の相のコイルにおける軸方向コイル部が配置されるスロットレス回転電機用のコイルであれば変更してもよい。
-In the above embodiment, the
例えば、図5に示すように、軸方向に延びる軸方向コイル部41と一対の軸方向コイル部41同士を周方向に連結するコイルエンド部42とを有するコイル43であって、コイルエンド部42にて連結された軸方向コイル部41同士の周方向の間に他の相のコイル43における軸方向コイル部41が配置された波巻きで分布巻のものに具体化してもよい。すなわち、このようなコイル43を備えたスロットレス回転電機において、エンドハウジングに、コイルエンド部42と周方向に当接してコイル43の周方向の移動を規制する周方向規制部を設けて実施してもよい。
For example, as shown in FIG. 5, a
また、上記実施形態のコイルエンド部21b,21c,22b,22cの形状は変更してもよい。例えば、軸方向他方側におけるコイルエンド部21c,22cの形状を、軸方向一方側のコイルエンド部21b,22bの形状と同じとしてもよい。
Further, the shapes of the
・上記実施形態では、第1エンドハウジング13及び第2エンドハウジング14には、コイルエンド部21b,21c,22b,22cと径方向に当接してコイル20の径方向の移動を規制する径方向規制部13b,14aが設けられるとしたが、これに限定されず、例えば、径方向規制部13b,14aが設けられていない構成としてもよい。
-In the above embodiment, the
・上記実施形態では、第1エンドハウジング13には、内側コイルエンド部としてのコイルエンド部22bと外側コイルエンド部としてのコイルエンド部21bの径方向の間に介在される介在部13cが設けられるとしたが、これに限定されず、例えば、介在部13cが設けられていない構成としてもよい。
In the above embodiment, the
また、介在部13cは、コイルエンド部21b,22bと径方向に当接することで径方向規制部13bの一部を兼ねているとしたが、これに限定されず、例えば、コイルエンド部21b,22bと径方向に当接しないように設定してもよい。
Further, it is said that the intervening
・上記実施形態では、第1エンドハウジング13及び第2エンドハウジング14は、金属製であるとしたが、これに限定されず、例えば、樹脂製等としてもよい。
・上記実施形態では、第1エンドハウジング13及び第2エンドハウジング14がモータハウジング12と別体であるとしたが、これに限定されず、第1エンドハウジング13及び第2エンドハウジング14のいずれか一方がモータハウジング12と一体の構成としてもよい。
-In the above embodiment, the
-In the above embodiment, the
・上記実施形態では、第1エンドハウジング13に周方向規制部13aが設けられるとしたが、これに限定されず、周方向規制部は、第2エンドハウジング14のみに設けてもよいし、第1エンドハウジング13及び第2エンドハウジング14に設けてもよい。
-In the above embodiment, it is assumed that the
・上記実施形態では、コイルエンド部21b,22bに面取り部31が形成され、周方向規制部13aは面取り部31と周方向に当接するとしたが、これに限定されず、例えば、面取り部31が形成されておらず、周方向規制部は、コイルエンド部の周方向の端面と周方向に真っ直ぐ当接する構成としてもよい。
-In the above embodiment, the chamfered
・上記実施形態では、特に言及していないが、コイル20は、ステータコア18に対して接着剤で固定されていてもよい。
・上記実施形態では、特に言及していないが、コイルエンド部21b,21c,22b,22cと、第1エンドハウジング13及び第2エンドハウジング14との間には、絶縁紙や絶縁カバー等を介在させてもよい。
-In the above embodiment, although not particularly mentioned, the
-Although not particularly mentioned in the above embodiment, an insulating paper, an insulating cover, or the like is interposed between the
11…スロットレス回転電機、13…第1エンドハウジング(エンドハウジング)、13a…周方向規制部、13b…径方向規制部、13c…介在部、15…ステータ、20…コイル、21…第1コイル(コイル)、22…第2コイル(コイル)、21a,22a…軸方向コイル部、21b,21c,22b,22c…コイルエンド部。 11 ... Slotless rotary electric machine, 13 ... 1st end housing (end housing), 13a ... Circumferential regulation part, 13b ... Radial direction regulation part, 13c ... Intervening part, 15 ... Stator, 20 ... Coil, 21 ... 1st coil (Coil), 22 ... Second coil (coil), 21a, 22a ... Axial coil portion, 21b, 21c, 22b, 22c ... Coil end portion.
Claims (5)
前記ステータを軸方向から覆うエンドハウジング(13)と
を備えたスロットレス回転電機であって、
前記エンドハウジングには、前記コイルエンド部と周方向に当接して前記コイルの周方向の移動を規制する周方向規制部(13a)が設けられたスロットレス回転電機。 A coil (20 to 22) having an axial coil portion (21a, 22a) extending in the axial direction and a coil end portion (21b, 21c, 22b, 22c) connecting the pair of the axial coil portions in the circumferential direction. A stator (15) in which the axial coil portion of a coil of another phase is arranged between the circumferential directions of the axial coil portions connected at the coil end portion.
A slotless rotary electric machine provided with an end housing (13) that covers the stator from the axial direction.
A slotless rotary electric machine provided with a circumferential regulating portion (13a) provided in the end housing in contact with the coil end portion in the circumferential direction to regulate the movement of the coil in the circumferential direction.
前記エンドハウジングには、前記内側コイルエンド部と前記外側コイルエンド部との径方向の間に介在される介在部(13c)が設けられた請求項1又は請求項2に記載のスロットレス回転電機。 The coil end portion includes an inner coil end portion (22b) arranged radially inside and an outer coil end portion (21b) arranged radially outside the inner coil end portion.
The slotless rotary electric machine according to claim 1 or 2, wherein the end housing is provided with an intervening portion (13c) interposed between the inner coil end portion and the outer coil end portion in the radial direction. ..
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