JP2023060697A - コイル体、電機子及び回転電機 - Google Patents
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Abstract
【課題】体格の増加を抑制しつつ、トルクの向上を図る。【解決手段】コイル体32は、帯部材34及び複数のコイル16を備えている。帯部材34は、周方向に沿って環状に巻かれ径方向に複数層となっている。複数のコイル16は、鉛直部36を有し、帯部材34における周方向及び径方向の定められた位置に配置され、定められた結線パターンで結線されている。また、コイル体32は、帯部材34及び複数のコイル16を径方向に沿って切断した断面において鉛直部36が径方向積層されることによって形成された鉛直部積層体56を備えている。鉛直部積層体56では、複数のコイル16に通電された状態で電位の異なる鉛直部36同士が径方向に隣り合っている。【選択図】図9
Description
本開示は、コイル体、電機子及び回転電機に関する。
下記特許文献1には、回転電機の電機子の一部を構成するコイル体が開示されている。この文献に記載されたコイル体は、第1導電円筒体と、第2導電円筒体と、第1導電円筒体と第2導電円筒体との間に配置された電気絶縁体と、を備えている。また、コイル体の第1導電円筒体は、円筒体の軸線方向に延びると共に周方向に互いに間隔を空けて隣接して配置された複数の第1導電帯を備えている。また、第2導電円筒体は、円筒体の軸線方向に延びると共に周方向に互いに間隔を空けて隣接して配置された複数の第2導電帯を備えている。そして、複数の第1導電帯と複数の第2導電帯とは電気絶縁体によって電気的に絶縁されている。このように構成することで、コイル体の電気的性能が損なわれることを抑制しつつ、コイル体の構成の単純化や低コスト化等が図られている。
ところで、上記特許文献のようにコイル体を有するモータには、体格の増加を抑制しつつ、トルクの向上を図ることが望まれる。
本開示は上記事実を考慮し、体格の増加を抑制しつつ、トルクの向上を図ることができるコイル体、電機子及び回転電機を得ることが目的である。
上記課題を解決するコイル体(32)は、絶縁性の材料を用いて帯状に形成されていると共に周方向に沿って環状に巻かれ、径方向に複数層となっている帯部材(34)と、導電性の材料を用いて前記帯部材上に形成されかつ鉛直部(36)を有し、前記帯部材における周方向及び径方向の定められた位置に配置されかつ定められた結線パターンで結線された複数のコイル(16)と、前記帯部材及び複数の前記コイルを径方向に沿って切断した断面において前記鉛直部が径方向積層されることによって形成され、複数の前記コイルに通電された状態で電位の異なる前記鉛直部同士が径方向に隣り合っている鉛直部積層体(56)と、を備えている。また、上記課題を解決する電機子(14)は、このコイル体を備えている。さらに、上記課題を解決する回転電機(10、68、82、88、90、98、100、102、118、120、122)は、この電機子を含んで構成された固定子(14)及び回転子(12)の一方と、前記コイル体と径方向に対向して配置されたマグネット(18)を有する固定子及び回転子の他方と、を備えている。
この様に構成することで、体格の増加を抑制しつつ、トルクの向上を図ることができる。
(第1実施形態)
図1~図17を用いて本開示の第1実施形態に係るモータ10について説明する。なお、図中に適宜示す矢印Z方向、矢印R方向及び矢印C方向は、後述するロータ12の回転軸方向一方側、回転径方向外側及び回転周方向一方側をそれぞれ示すものとする。また、以下、単に軸方向、径方向、周方向を示す場合は、特に断りのない限り、ロータ12の回転軸方向、回転径方向、回転周方向を示すものとする。また、本実施形態のモータ10及び後述する各実施形態のモータは、回転電機の一例である。
図1~図17を用いて本開示の第1実施形態に係るモータ10について説明する。なお、図中に適宜示す矢印Z方向、矢印R方向及び矢印C方向は、後述するロータ12の回転軸方向一方側、回転径方向外側及び回転周方向一方側をそれぞれ示すものとする。また、以下、単に軸方向、径方向、周方向を示す場合は、特に断りのない限り、ロータ12の回転軸方向、回転径方向、回転周方向を示すものとする。また、本実施形態のモータ10及び後述する各実施形態のモータは、回転電機の一例である。
図1及び図2に示されるように、本実施形態のモータ10は、回転子としてのロータ12が電機子及び固定子としてのステータ14の径方向内側に配置されたインナロータ型のブラシレスモータである。なお、図1及び図2に示された図は、一例として示したモータ10等の図であり、後の説明とコイル16の数やマグネット18の数、細部の形状が互いに一致していない箇所がある。
ロータ12は、一対のベアリング20を介して回転可能に支持された回転軸22と、遊底円筒状に形成されていると共に回転軸22に固定されたロータコア24と、ロータコア24の径方向外側の面に固定された複数のマグネット18と、を含んで構成されている。
ロータコア24は、円筒状に形成されていると共に回転軸22が圧入等により固定される第1円筒部24Aと、第1円筒部24Aの径方向外側に配置されていると共に円筒状に形成された第2円筒部24Bと、第1円筒部24Aの軸方向一方側の端部と第2円筒部24Bの軸方向一方側の端部とを径方向につなぐ円板状の接続板部24Cと、を備えている。第2円筒部24Bの径方向外側の面である外周面は、周方向に沿って円筒面状に形成されている。この第2円筒部24Bの外周面には、後述するマグネット18が固定されている。
複数のマグネット18は、固有保磁力Hcが400[kA/m]以上かつ残留磁束密度Brが1.0[T]以上の磁性化合物を用いて形成されている。一例として、本実施形態のマグネット18は、NdFe11TiN、Nd2Fe14B、Sm2Fe17N3、FeNi等の磁性化合物を用いて形成されている。また、複数のマグネット18が、ロータコア24の第2円筒部24Bの外周面に固定されている。また、径方向外側の面がN極とされたマグネット18と径方向外側の面がS極とされたマグネット18とは、周方向に交互に配列されている。なお、マグネット18の数は、モータ10に要求される出力等を考慮して適宜設定すればよい。
ステータ14は、環状に形成された電機子コアとしてのステータコア26と、ステータコア26に接着や嵌合等により取付けられたインシュレータ28と、ステータコア26にインシュレータ28を介して取付けられたコイル体32と、を備えている。図1~図3に示されるように、本実施形態のステータ14は、コイル体32の一部を構成するコイル16の内部にステータコア26の一部が配置されないティースレス構造となっている。
図1及び図2に示されるように、ステータコア26は、鋼材等の軟磁性材料を用いて環状に形成されている。このステータコア26は、ロータ12と同軸上に配置されており、ステータコア26の軸方向の中心位置とロータコア24に固定された複数のマグネット18の軸方向の中心位置とは軸方向に一致している。
図1に示されるように、インシュレータ28は、一例として絶縁性の材料である樹脂を用いて形成されている。このインシュレータ28は、当該インシュレータ28がステータコア26に取付けられた状態においてステータコア26の径方向内側の面を覆っている。なお、図2においては、インシュレータ28の図示を省略している。
図3に示されるように、本実施形態のコイル体32は、絶縁性の材料を用いて帯状に形成された帯部材34と、帯部材34上に形成された複数のコイル16と、を含んで構成されている。
図4に示されるように、帯部材34は、軸方向を短手方向とすると共に軸方向と直交する方向を長手方向とする長方形状に形成されている。この帯部材34の厚みは、当該帯部材34を周方向に湾曲させることが可能な程度の厚みに設定されている。本実施形態では、帯部材34が周方向に沿って複数回巻かれた状態で、当該帯部材34が円筒状になっている。なお、本実施形態では、帯部材34の大部分が、径方向に4層となっている。
図3に示されるように、複数のコイル16は帯部材34上に形成されている。そして、図3及び図4に示されるように、帯部材34が周方向に沿って複数回巻かれることで、複数のコイル16が周方向及び径方向の所定の位置に配置されるようになっている。
ここで、本実施形態では、図5に示されるように、U相を構成する複数のコイル16(U相のコイル群42U)と、V相を構成する複数のコイル16(V相のコイル群42V)と、W相を構成する複数のコイル16(W相のコイル群42W)と、がスター結線で結線されている。具体的には、図6に示されるように、U相のコイル群42Uを構成する24個のコイル16と、V相のコイル群42Vを構成する24個のコイル16と、W相のコイル群42Wを構成する24個のコイル16と、がスター結線で結線されている。
ここで、U相のコイル群42Uを構成する24個のコイル16に、U11、U12、U13、U21、U22、U23、U31、U32、U33、U41、U42、U43、U51、U52、U53、U61、U62、U63、U71、U72、U73、U81、U82、U83の番号をそれぞれ付けることにする。
また、V相のコイル群42Vを構成する24個のコイル16に、V11、V12、V13、V21、V22、V23、V31、V32、V33、V41、V42、V43、V51、V52、V53、V61、V62、V63、V71、V72、V73、V81、V82、V83の番号をそれぞれ付けることにする。
さらに、W相のコイル群42Wを構成する24個のコイル16に、W11、W12、W13、W21、W22、W23、W31、W32、W33、W41、W42、W43、W51、W52、W53、W61、W62、W63、W71、W72、W73、W81、W82、W83の番号をそれぞれ付けることにする。
なお、以下の説明においては、特定のコイル16をコイル番号のみで示す場合がある。
U11と、U12と、U13とは、直列で結線されている。また、U21と、U22と、U23とは直列で結線されている。また、U31と、U32と、U33とは直列で結線されている。また、U41と、U42と、U43とは直列で結線されている。また、U51と、U52と、U53とは直列で結線されている。また、U61と、U62と、U63とは直列で結線されている。また、U71と、U72と、U73とは直列で結線されている。また、U81と、U82と、U83とは直列で結線されている。
また、U11においてU12と結線されている側とは反対側の端部と、U21においてU22と結線されている側とは反対側の端部と、U31においてU32と結線されている側とは反対側の端部と、U41においてU42と結線されている側とは反対側の端部と、U51においてU52と結線されている側とは反対側の端部と、U61においてU62と結線されている側とは反対側の端部と、U71においてU72と結線されている側とは反対側の端部と、U81においてU82と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに結線されている。
V11と、V12と、V13とは、直列で結線されている。また、V21と、V22と、V23とは直列で結線されている。また、V31と、V32と、V33とは直列で結線されている。また、V41と、V42と、V43とは直列で結線されている。また、V51と、V52と、V53とは直列で結線されている。また、V61と、V62と、V63とは直列で結線されている。また、V71と、V72と、V73とは直列で結線されている。また、V81と、V82と、V83とは直列で結線されている。
また、V11においてV12と結線されている側とは反対側の端部と、V21においてV22と結線されている側とは反対側の端部と、V31においてV32と結線されている側とは反対側の端部と、V41においてV42と結線されている側とは反対側の端部と、V51においてV52と結線されている側とは反対側の端部と、V61においてV62と結線されている側とは反対側の端部と、V71においてV72と結線されている側とは反対側の端部と、V81においてV82と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに結線されている。
W11と、W12と、W13とは、直列で結線されている。また、W21と、W22と、W23とは直列で結線されている。また、W31と、W32と、W33とは直列で結線されている。また、W41と、W42と、W43とは直列で結線されている。また、W51と、W52と、W53とは直列で結線されている。また、W61と、W62と、W63とは直列で結線されている。また、W71と、W72と、W73とは直列で結線されている。また、W81と、W82と、W83とは直列で結線されている。
また、W11においてW12と結線されている側とは反対側の端部と、W21においてW22と結線されている側とは反対側の端部と、W31においてW32と結線されている側とは反対側の端部と、W41においてW42と結線されている側とは反対側の端部と、W51においてW52と結線されている側とは反対側の端部と、W61においてW62と結線されている側とは反対側の端部と、W71においてW72と結線されている側とは反対側の端部と、W81においてW82と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに結線されている。
U13においてU12と結線されている側とは反対側の端部と、V13においてV12と結線されている側とは反対側の端部と、W13においてW12と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに結線されている。
U23においてU22と結線されている側とは反対側の端部と、V23においてV22と結線されている側とは反対側の端部と、W23においてW22と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに結線されている。
U33においてU32と結線されている側とは反対側の端部と、V33においてV32と結線されている側とは反対側の端部と、W33においてW32と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに結線されている。
U43においてU42と結線されている側とは反対側の端部と、V43においてV42と結線されている側とは反対側の端部と、W43においてW42と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに結線されている。
U53においてU52と結線されている側とは反対側の端部と、V53においてV52と結線されている側とは反対側の端部と、W53においてW52と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに結線されている。
U63においてU62と結線されている側とは反対側の端部と、V63においてV62と結線されている側とは反対側の端部と、W63においてW62と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに結線されている。
U73においてU72と結線されている側とは反対側の端部と、V73においてV72と結線されている側とは反対側の端部と、W73においてW72と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに結線されている。
U83においてU82と結線されている側とは反対側の端部と、V83においてV82と結線されている側とは反対側の端部と、W83においてW82と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに結線されている。
図7には、U相の複数のコイル16が模式的に示されている。各々のコイル16は、帯部材34の厚み方向から見て6角形状に形成されている。また、各々のコイル16は、導線が3回巻回された3ターンのコイルと同様の構成となっている。
コイルU11において1ターン目を構成する部分は、軸方向他方側へ向かうにつれて周方向他方側へ傾斜している第1直線部A1と、第1直線部A1から軸方向他方側へ向けて伸びる第2直線部A2と、第2直線部A2から軸方向他方側へ向かうにつれて周方向一方側へ傾斜している第3直線部A3と、を備えている。また、コイルU11において1ターン目を構成する部分は、第3直線部A3から軸方向一方側へ向かうにつれて周方向一方側へ傾斜している第4直線部A4と、第4直線部A4から軸方向一方側へ向けて伸びる第5直線部A5と、第5直線部A5から軸方向一方側へ向かうにつれて周方向他方側へ傾斜している第6直線部A6と、を備えている。ここで、第1直線部A1、第2直線部A2及び第3直線部A3は、帯部材34の一方側の面34A(図10参照)側に形成されている。また、第4直線部A4、第5直線部A5及び第6直線部A6は、帯部材34の他方側の面34B(図10参照)側に形成されている。ここで、第3直線部A3と第4直線部A4とは、帯部材34を貫通する図示しないスルーホール等を介して電気的に接続されている。なお、コイルU11において帯部材34の一方側の面34Aに形成されている部分を実線で示している。また、コイルU11において帯部材34の他方側の面34Bに形成されている部分を破線で示している。
コイルU11において2ターン目を構成する部分は、1ターン目の第6直線部A6から軸方向他方側へ向かうにつれて周方向他方側へ傾斜している第1直線部B1と、第1直線部B1から軸方向他方側へ向けて伸びる第2直線部B2と、第2直線部B2から軸方向他方側へ向かうにつれて周方向一方側へ傾斜している第3直線部B3と、を備えている。また、コイルU11において2ターン目を構成する部分は、第3直線部B3から軸方向一方側へ向かうにつれて周方向一方側へ傾斜している第4直線部B4と、第4直線部B4から軸方向一方側へ向けて伸びる第5直線部B5と、第5直線部B5から軸方向一方側へ向かうにつれて周方向他方側へ傾斜している第6直線部B6と、を備えている。ここで、第6直線部A6と第1直線部B1とは、帯部材34を貫通する図示しないスルーホール等を介して電気的に接続されている。また、第3直線部B3と第4直線部B4とは、帯部材34を貫通する図示しないスルーホール等を介して電気的に接続されている。
コイルU11において3ターン目を構成する部分は、2ターン目の第6直線部B6から軸方向他方側へ向かうにつれて周方向他方側へ傾斜している第1直線部C1と、第1直線部C1から軸方向他方側へ向けて伸びる第2直線部C2と、第2直線部C2から軸方向他方側へ向かうにつれて周方向一方側へ傾斜している第3直線部C3と、を備えている。また、コイルU11において3ターン目を構成する部分は、第3直線部C3から軸方向一方側へ向かうにつれて周方向一方側へ傾斜している第4直線部C4と、第4直線部C4から軸方向一方側へ向けて伸びる第5直線部C5と、第5直線部C5から軸方向一方側へ向かうにつれて周方向他方側へ傾斜している第6直線部C6と、を備えている。ここで、第6直線部B6と第1直線部C1とは、帯部材34を貫通する図示しないスルーホール等を介して電気的に接続されている。また、第3直線部C3と第4直線部C4とは、帯部材34を貫通する図示しないスルーホール等を介して電気的に接続されている。
また、コイルU11において2ターン目を構成する部分(第1直線部B1~第6直線部B6)は、コイルU11において1ターン目を構成する部分(第1直線部A1~第6直線部A6)に対して周方向一方側へオフセットして配置されている。さらに、コイルU11において3ターン目を構成する部分(第1直線部C1~第6直線部C6)は、コイルU11において2ターン目を構成する部分(第1直線部B1~第6直線部B6)に対して周方向一方側へオフセットして配置されている。
また、図7及び図8に示されるように、U相を構成する他のコイル(U12・・・U83)もコイルU11と同様に構成されている。すなわち、U相を構成する全てのコイル(U11・・・U83)が同一の構成となっている。なお、以上説明した第2直線部A2、B2、C2及び第5直線部A5、B5、C5を鉛直部36と呼ぶ場合がある。また、第1直線部A1、B1、C1及び第6直線部A6、B6、C6を一方のコイルエンド部38と呼び、第3直線部A3、B3、C3及び第4直線部A4、B4、C4を他方のコイルエンド部38と呼ぶ場合がある。
図8には、U相を構成する一部のコイルU11等と他の一部のコイルU23等とを、軸方向にオフセットさせた模式図が示されている。
図8及び図7に示されるように、コイルU11の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU23の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルU11の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU23の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
また、コイルU23の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU12の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルU23の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU12の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
また、コイルU12の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU22の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルU12の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU22の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
また、コイルU22の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU13の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルU22の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU13の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
また、コイルU13の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU21の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルU13の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU21の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
なお、以上説明したコイルU11、U23、U12、U22、U13、U21は、巻かれた帯部材34の1周目にこの順番で配置される。すなわち、U11、U23、U12、U22、U13、U21は、巻かれた帯部材34において最もロータ12に近い側においてこの順番で配置される。
また、コイルU11の第6直線部C6とコイルU12の第1直線部A1とが結線されている。また、コイルU12の第6直線部C6とコイルU13の第1直線部A1とが結線されている。また、コイルU23の第6直線部C6とコイルU22の第1直線部A1とが結線されている。また、コイルU22の第6直線部C6とコイルU21の第1直線部A1とが結線されている。
また、コイルU31の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU43の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルU31の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU43の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
また、コイルU43の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU32の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルU43の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU32の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
また、コイルU32の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU42の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルU32の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU42の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
また、コイルU42の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU33の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルU42の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU33の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
また、コイルU33の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU41の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルU33の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU41の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
なお、以上説明したコイルU31、U43、U32、U42、U33、U41は、巻かれた帯部材34の2周目にこの順番で配置される。また、1周目に配置されたコイルU21の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、2周目に配置されたコイルU31の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。
また、コイルU31の第6直線部C6とコイルU32の第1直線部A1とが結線されている。また、コイルU32の第6直線部C6とコイルU33の第1直線部A1とが結線されている。また、コイルU43の第6直線部C6とコイルU42の第1直線部A1とが結線されている。また、コイルU42の第6直線部C6とコイルU41の第1直線部A1とが結線されている。
また、コイルU51~U83についても以上説明したコイルU11~U41と同様の関係で帯部材34上に配置されている。これにより、コイルU51、U63、U52、U62、U53、U61は、巻かれた帯部材34の3周目にこの順番で配置される。また、コイルU71、U83、U72、U82、U73、U81は、巻かれた帯部材34の4周目にこの順番で配置される。
図8及び図9に示されるように、V相を構成するコイルV11~V83についてもU相を構成するコイルU11~U83と同様の関係で帯部材34上に配置されている。また、W相を構成するコイルW11~W83についてもU相を構成するコイルU11~U83と同様の関係で帯部材34上に配置されている。ただし、V相を構成するコイルV11~V83は、U相、W相を構成するコイルに対して巻き方向が逆になるように結線されている。
また、V相を構成するコイルV11~V83は、U相を構成するコイルU11~U83に対して周方向一方側にオフセットして配置されている。さらに、W相を構成するコイルW11~W83は、V相を構成するコイルV11~V83に対して周方向一方側にオフセットして配置されている。
ここで、図10には、図9に示されたA-A線に沿って切断した帯部材34及び複数のコイル16の断面の一部が示されている。なお、図10に示された断面は、帯部材34の周方向他方側の端部における断面である。図10に示されるように、この部分においては、U11T1、U11T2、U11T3、V11T3、V11T2、V11T1、W11T1、W11T2、W11T3が、帯部材34の一方側の面34Aにこの順で形成されている。なお、各コイルを示す符号の末尾に1ターン目を示す符号T1、2ターン目を示す符号T2、3ターン目を示す符号T3を付している。例えば、コイルU11において1ターン目を示す部分には、符号U11T1を付しており、コイルU11において2ターン目を示す部分には、符号U11T2を付しており、コイルU11において3ターン目を示す部分には、符号U11T3を付している。
また、図11には、図9に示されたA-A線に沿って切断した帯部材34及び複数のコイル16の断面の一部が示されている。なお、この図11に示された断面は、図9において矢印Eで示された範囲に対応する断面である。また、図11に示された断面は、図10に示された断面と周方向に隣り合う部分の断面である。図11に示された断面においては、U23T3、U23T2、U23T1、V23T1、V23T2、V23T3、W23T3、W23T2、W23T1が、帯部材34の一方側の面34A側にこの順で形成されている。また、図11に示された断面においては、U11T1、U11T2、U11T3、V11T3、V11T2、V11T1、W11T1、W11T2、W11T3が、帯部材34の他方側の面34B側にこの順で形成されている。
なお、図示は省略するが、図11に示された断面に対して周方向一方側においても、U相のコイル(U23、U12、U22・・・U82、U73、U81)、V相のコイル(V23、V12、V22・・・V82、V73、V81)、W相のコイル(W23、W12、W22・・・W82、W73、W81)の各部が、図11に示された関係と同様の関係で帯部材34の一方側の面34A側及び他方側の面34B側に形成されている。
また、図12には、図9に示されたA-A線に沿って切断した帯部材34及び複数のコイル16の断面の一部が示されている。なお、この図12に示された断面は、帯部材34の周方向一方側の端部における断面である。図12に示されるように、この部分においては、U81T1、U81T2、U81T3、V81T3、V81T2、V81T1、W81T1、W81T2、W81T3が、帯部材34の他方側の面34Bにこの順で形成されている。
なお、図9に示されるように、各々のコイル16は、帯部材34の軸方向一方側の部分に設けられた結線パターン部40を介して結線されている。なお、結線パターン部40において帯部材34の一方側の面34Aに形成されている部分を実線で示している。また、結線パターン部40において帯部材34の他方側の面34Bに形成されている部分を破線で示している。符号44で示す結線パターン部40は、中性点を示している。また、符号43で示す結線パターン部40は、図示しない制御部に接続される接続部を示している。なお、各々のコイル16間の結線を別部材のバスバーやプリント基板などを用いて行ってもよい。
前述したように、帯部材34が周方向に沿って複数回巻かれることで、複数のコイル16が周方向及び径方向の所定の位置に配置される。図13には、帯部材34が巻かれた状態のコイル体32を径方向に沿って切断した断面の一部が示されている。なお、この断面は、各コイル16の鉛直部36(図7参照)と対応する部分の断面である。
図13に示された断面では、複数のコイル16の鉛直部36が径方向に積層された状態で、周方向に等間隔に配置されている。なお、複数のコイル16の鉛直部36が径方向に積層された状態では、第1絶縁層54A又は第2絶縁層54Bが、径方向に隣り合う一対の鉛直部36の間に介在している。第1絶縁層54Aは、帯部材34である。また、第2絶縁層54Bは、帯部材34上に形成されたコイル16を覆うように形成された絶縁性の膜であり、一例として絶縁性の塗料である。ここで、複数のコイル16の鉛直部36が径方向に積層されることによって形成されたものを鉛直部積層体56と呼ぶことにする。この鉛直部積層体56は、径方向に沿って切断した断面視で径方向への寸法R1が周方向への寸法S1よりも大きな寸法の矩形状断面となっている。また、本実施形態では、鉛直部積層体56を構成する鉛直部36の周方向への寸法S2が、径方向への寸法R2よりも大きな寸法となっている。
ここで、図14、図15及び図16には、径方向内側の端部がU23T3となっている鉛直部積層体56、径方向内側の端部がU23T2となっている鉛直部積層体56、径方向内側の端部がU23T1となっている鉛直部積層体56がそれぞれ示されている。
図14に示されるように、径方向内側の端部がU23T3となっている鉛直部積層体56では、径方向外側に向かうにつれて順番にU23T3、U11T1、U43T3、U31T1、U63T3、U51T1、U83T3、U71T1のそれぞれの鉛直部36が並んで配置されている。
図15に示されるように、径方向内側の端部がU23T2となっている鉛直部積層体56では、径方向外側に向かうにつれて順番にU23T2、U11T2、U43T2、U31T2、U63T2、U51T2、U83T2、U71T2のそれぞれの鉛直部36が並んで配置されている。
図16に示されるように、径方向内側の端部がU23T1となっている鉛直部積層体56では、径方向外側に向かうにつれて順番にU23T1、U11T3、U43T1、U31T3、U63T1、U51T3、U83T1、U71T3のそれぞれの鉛直部36が並んで配置されている。
図13に示されるように(図14~図16も参照)、径方向内側の端部がU23T3となっている鉛直部積層体56、径方向内側の端部がU23T2となっている鉛直部積層体56、径方向内側の端部がU23T1となっている鉛直部積層体56は、周方向にこの順で配置されたU相の導体群46Uを構成している。本実施形態では、U相の導体群46Uにおける径方向内側の端部の周方向への寸法S3が、U相の導体群46Uを構成する鉛直部積層体56の径方向への寸法R1よりも大きな寸法に設定されている。
なお、他の複数のコイル16の鉛直部36も上記と同様の規則で鉛直部積層体56を構成している。また、V相の導体群46V及びW相の導体群46WもU相の導体群46Uと同様の規則で構成されている。そして、U相の導体群46U、V相の導体群46V及びW相の導体群46Wは、周方向に沿ってこの順で配置されている。
(本実施形態の作用並びに効果)
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
図1、図2、図5、図9及び図17に示されるように、本実施形態のモータ10では、ステータ14の一部を構成するU相のコイル群42U、V相のコイル群42V、W相のコイル群42Wへの通電が切り替えられることで、ステータ14の内周に回転磁界が生じる。これにより、ロータ12が回転する。なお、図17には、U相のコイル群42UをプラスとしてかつV相のコイル群42V及びW相のコイル群42Wをマイナスとして電圧を印加した際に、各々のコイル16の鉛直部36(導体群46U、46V、46W)を流れる電流を矢印Iで示している。また、ロータ12の一部を構成する複数のマグネット18の周方向の位置が模式的に示されている。マグネット18に付された「S」及び「N」は、コイル体32側の面の極性を示している。
ここで、本実施形態では、コイル体32が、絶縁性の材料を用いて帯状に形成された帯部材34と、帯部材34上に形成された複数のコイル16と、を含んで構成されている。そして、帯部材34が周方向に沿って複数回巻かれることで、複数のコイル16が周方向及び径方向の所定の位置に配置される。この構成により、コイル体32の径方向への体格の大型化を抑制することができる。その結果、モータ10の体格の大型化を抑制することができる。
また、図6~図9並びに図13~図16に示されるように、本実施形態の構成は、帯部材34及び複数のコイル16を径方向に沿って切断した断面において、鉛直部積層体56が形成される構成となっている。また、鉛直部積層体56は、複数のコイル16に通電された状態で電位の異なる鉛直部36同士が径方向に隣り合っている構成となっている。特に、図14及び図16に示された鉛直部積層体56は、ターン数(T1~T3)の異なる鉛直部36同士が径方向に隣り合って配置される構成となっていることにより、径方向に隣り合う鉛直部36の電位差が大きくなっている。具体的には、本実施形態のコイルU11、U12、U13等のように、複数のコイル16が直列で結線されている場合、その一端から他端までの電位差Vとし、直列で結線されたコイル数をs(本実施形態ではs=3)とすると、径方向に隣り合う鉛直部36の電位差が1.5×V/sと同じか大きくなっている。これにより、本実施形態では、複数のコイル16に通電された状態で電位の差異が無い鉛直部36同士が径方向に隣り合っている構成のモータと比べて、モータ10のトルクを向上させることができる。なお、後述する第5実施形態のモータのように、コイル16同士が直列で結線されない構成では、径方向に隣り合う鉛直部36の電位差がV/2と同じか大きい部分を有するようにするとよい。
また、図13に示されるように、本実施形態では、各相の導体群46U、46V、46Wにおける径方向内側(ロータ12のマグネット18側)の端部の周方向への寸法S3が、各相の導体群46U、46V、46Wを構成する鉛直部積層体56の径方向への寸法R1よりも大きな寸法に設定されている。このように設定することで、コイル体32の径方向の厚さを薄くできるため、ロータ12のマグネット18とステータコア26とのギャップを小さくすることができる。すなわち、磁気抵抗を小さくすることができる。これにより、モータ10のトルクをより一層向上させることができる。
また、本実施形態では、鉛直部積層体56の径方向への寸法R1が周方向への寸法S1よりも大きな寸法となっている。これにより、鉛直部積層体56の断面積を確保しつつ、鉛直部積層体56がロータ12のマグネット18の対向する面積を小さくすることができる。これにより、径方向磁束により鉛直部積層体56に発生する渦電流を抑制できる。その結果、モータ10のトルクをより一層向上させることができる。
さらに、本実施形態では、鉛直部積層体56を構成する鉛直部36の周方向への寸法S2が、径方向への寸法R2よりも大きな寸法となっている。これにより、ロータ12のマグネット18間の漏れ磁束による鉛直部積層体56に発生する渦電流を抑制できる。その結果、モータ10のトルクをより一層向上させることができる。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態のモータについて説明する。なお、第2実施形態のモータにおいて、前述の第1実施形態のモータ10と対応する部材及び部分には、第1実施形態のモータ10と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
次に、第2実施形態のモータについて説明する。なお、第2実施形態のモータにおいて、前述の第1実施形態のモータ10と対応する部材及び部分には、第1実施形態のモータ10と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
図18には、第2実施形態のモータのコイル体32を示す図9に対応する図が示されている。なお、図18においては、コイル体32において帯部材34の1周目と対応する部分のみを示している。また、本実施形態のモータも第1実施形態のモータ10と同様に、帯部材34が4周目まである構成となっている。
図19には、1周目の帯部材34上に形成された6つのU相のコイル16を示す図8に対応する図が示されている。この図に示されるように、本実施形態では、コイルU11の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU12の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルU11の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU12の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
また、コイルU12の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU13の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルU12の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU13の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
また、コイルU13の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU23の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルU13の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU23の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
また、コイルU23の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU22の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルU23の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU22の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
また、コイルU22の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU21の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルU22の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU21の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
なお、以上説明したコイルU11、U12、U13、U23、U22、U21は、巻かれた帯部材34の1周目にこの順番で配置される。すなわち、コイルU11、U12、U13、U23、U22、U21は、巻かれた帯部材34において最もロータ12に近い側においてこの順番で配置される。
ここで、本実施形態のモータでは、コイルU11の第6直線部C6とコイルU12の第6直線部C6とが結線されている。また、コイルU12の第1直線部A1とコイルU13の第1直線部A1とが結線されている。また、コイルU23の第6直線部C6とコイルU22の第6直線部C6とが結線されている。また、コイルU22の第1直線部A1とコイルU21の第1直線部A1とが結線されている。これにより、本実施形態では、コイルU11、U12、U13、U23、U22、U21の物理的な構成が、一方向に巻かれたコイル(後述する左巻コイル)となっているにもかかわらず、コイルU11、U12、U13、U23、U22、U21に通電した際に、コイルU12、U23、U21が、コイルU11、U13、U22に対して逆方向に巻かれたコイル(右巻コイル)と同様に機能するようになっている。なお、コイルU11、U13、U22と対応するコイルを説明の都合上「左巻コイル」と呼び、コイルU12、U23、U21と対応するコイルを説明の都合上「右巻コイル」と呼ぶことにする。図19においては、右巻コイルであるコイルU12、U23、U21の符号に線(バー)を付している。そして、本実施形態では、左巻コイルと右巻コイルとが周方向に沿って交互に配置された構成となっている。
また、図示は省略するが、帯部材34の2周目に配置されるコイルU31、U32、U33、U43、U42、U41は、帯部材34の1周目に配置されるコイルU11、U12、U13、U23、U22、U21とそれぞれ同様の関係で配置されている。また、帯部材34の3周目に配置されるコイルU51、U52、U53、U63、U62、U61は、帯部材34の1周目に配置されるコイルU11、U12、U13、U23、U22、U21とそれぞれ同様の関係で配置されている。また、帯部材34の4周目に配置されるコイルU71、U72、U73、U83、U82、U81は、帯部材34の1周目に配置されるコイルU11、U12、U13、U23、U22、U21とそれぞれ同様の関係で配置されている。
また、V相を構成するコイルV11~V83についてもU相を構成するコイルU11~U83と同様の関係で帯部材34上に配置されている。また、W相を構成するコイルW11~W83についてもU相を構成するコイルU11~U83と同様の関係で帯部材34上に配置されている。ただし、V相を構成するコイルV11~V83は、U相、W相を構成するコイルに対して巻き方向が逆になるように結線されている。
以上説明した第2実施形態のモータでは、U相の複数のコイル16が周方向に並んで配置されていると共に、U相の複数のコイル16の物理的な巻き方向は一方向となっている。これに加えて、U相の複数のコイル16への通電時に、左巻コイルとなっているU相のコイル16と右巻コイルとなっているU相のコイル16とが交互に配置された状態と同様に機能するように、U相の複数のコイル16が結線されている。なお、V相の複数のコイル16及びW相の複数のコイル16もU相の複数のコイル16と同様になっている。これにより、本実施形態では、図20に示されるように、鉛直部積層体56において径方向に積層される鉛直部36間の電位差を小さくすることができる。これにより、径方向に積層される鉛直部36間の絶縁の信頼性を高めることができる。これにより、第1絶縁層54A及び第2絶縁層54Bの厚みを薄くすることができる。
具体的には、図20には、径方向内側の端部がU12T3となっている鉛直部積層体56が示されている。この図に示されるように、ターン数(T1~T3)の異なる鉛直部36同士が径方向に隣り合って配置される構成であっても、前述の第1実施形態のモータ10と比べて、U12T3とU11T1等の径方向に積層される鉛直部36間の電位差を小さくすることができる。また、第1実施形態のモータ10と比べて、結線するコイルの距離が短くなるため、電気抵抗を低く抑えることができるとともに、結線スペースを小さくすることができる。
(第3実施形態)
次に、第3実施形態のモータについて説明する。なお、第3実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
次に、第3実施形態のモータについて説明する。なお、第3実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
図21には、第3実施形態のモータのコイル体32を示す図18に対応する図が示されている。この図に示されるように、本実施形態のモータのコイル体32の構成は、接続部43と中性点44とが入れ替えられていることを除いては、第2実施形態のモータのコイル体32(図18参照)と同様に構成されている。このように、中性点44及び接続部43の位置は、モータと接続部43が接続される制御部との位置関係等を考慮して、適宜設定すればよい。
(第4実施形態)
次に、第4実施形態のモータについて説明する。なお、第4実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
次に、第4実施形態のモータについて説明する。なお、第4実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
図22に示されるように、第4実施形態のモータのコイル体32は、U相のコイル群42Uを構成する24個のコイル16と、V相のコイル群42Vを構成する24個のコイル16と、W相のコイル群42Wを構成する24個のコイル16と、がスター結線で結線されている。
ここで、U相のコイル群42Uを構成する24個のコイル16に、U11、U12、U13、U14、U15、U16、U21、U22、U23、U24、U25、U26、U31、U32、U33、U34、U35、U36、U41、U42、U43、U44、U45、U46の番号をそれぞれ付けることにする。
また、V相のコイル群42Vを構成する24個のコイル16に、V11、V12、V13、V14、V15、V16、V21、V22、V23、V24、V25、V26、V31、V32、V33、V34、V35、V36、V41、V42、V43、V44、V45、V46の番号をそれぞれ付けることにする。
さらに、W相のコイル群42Wを構成する24個のコイル16に、W11、W12、W13、W14、W15、W16、W21、W22、W23、W24、W25、W26、W31、W32、W33、W34、W35、W36、W41、W42、W43、W44、W45、W46の番号をそれぞれ付けることにする。
なお、以下の説明においては、特定のコイル16をコイル番号のみで示す場合がある。
U11と、U12と、U13と、U14と、U15と、U16とは、直列で結線されている。また、U21と、U22と、U23と、U24と、U25と、U26とは直列で結線されている。また、U31と、U32と、U33と、U34と、U35と、U36とは直列で結線されている。また、U41と、U42と、U43と、U44と、U45と、U46とは直列で結線されている。
また、U11においてU12と結線されている側とは反対側の端部と、U21においてU22と結線されている側とは反対側の端部と、U31においてU32と結線されている側とは反対側の端部と、U41においてU42と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに結線されている。
V11と、V12と、V13と、V14と、V15と、V16とは、直列で結線されている。また、V21と、V22と、V23と、V24と、V25と、V26とは直列で結線されている。また、V31と、V32と、V33と、V34と、V35と、V36とは直列で結線されている。また、V41と、V42と、V43と、V44と、V45と、V46とは直列で結線されている。
また、V11においてV12と結線されている側とは反対側の端部と、V21においてV22と結線されている側とは反対側の端部と、V31においてV32と結線されている側とは反対側の端部と、V41においてV42と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに結線されている。
W11と、W12と、W13と、W14と、W15と、W16とは、直列で結線されている。また、W21と、W22と、W23と、W24と、W25と、W26とは直列で結線されている。また、W31と、W32と、W33と、W34と、W35と、W36とは直列で結線されている。また、W41と、W42と、W43と、W44と、W45と、W46とは直列で結線されている。
また、W11においてW12と結線されている側とは反対側の端部と、W21においてW22と結線されている側とは反対側の端部と、W31においてW32と結線されている側とは反対側の端部と、W41においてW42と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに結線されている。
U16においてU15と結線されている側とは反対側の端部と、V16においてV15と結線されている側とは反対側の端部と、W16においてW15と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに結線されている。
U26においてU25と結線されている側とは反対側の端部と、V26においてV25と結線されている側とは反対側の端部と、W26においてW25と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに結線されている。
U36においてU35と結線されている側とは反対側の端部と、V36においてV35と結線されている側とは反対側の端部と、W36においてW35と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに結線されている。
U46においてU45と結線されている側とは反対側の端部と、V46においてV45と結線されている側とは反対側の端部と、W46においてW45と結線されている側とは反対側の端部とは、互いに結線されている。
図23には、1周目の帯部材34上に形成された6つのU相のコイル16を示す図19に対応する図が示されている。この図に示されるように、本実施形態では、コイルU11の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU12の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルU11の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU12の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
また、コイルU12の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU13の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルU12の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU13の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
また、コイルU13の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU14の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルU13の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU14の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
また、コイルU14の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU15の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルU14の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU15の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
また、コイルU15の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU16の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルU15の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU16の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
なお、以上説明したコイルU11、U12、U13、U14、U15、U16は、巻かれた帯部材34の1周目にこの順番で配置される。すなわち、コイルU11、U12、U13、U14、U15、U16は、巻かれた帯部材34において最もロータ12に近い側においてこの順番で配置される。
ここで、本実施形態のモータでは、コイルU11の第6直線部C6とコイルU12の第6直線部C6とが結線されている。また、コイルU12の第1直線部A1とコイルU13の第1直線部A1とが結線されている。また、コイルU13の第6直線部C6とコイルU14の第6直線部C6とが結線されている。また、コイルU14の第1直線部A1とコイルU15の第1直線部A1とが結線されている。また、コイルU15の第6直線部C6とコイルU16の第6直線部C6とが結線されている。
また、図示は省略するが、帯部材34の2周目に配置されるコイルU21、U22、U23、U24、U25、U26は、帯部材34の1周目に配置されるコイルU11、U12、U13、U14、U15、U16とそれぞれ同様の関係で配置されている。また、帯部材34の3周目に配置されるコイルU31、U32、U33、U34、U35、U36は、帯部材34の1周目に配置されるコイルU11、U12、U13、U14、U15、U16とそれぞれ同様の関係で配置されている。また、帯部材34の4周目に配置されるコイルU41、U42、U43、U44、U45、U46は、帯部材34の1周目に配置されるコイルU11、U12、U13、U14、U15、U16とそれぞれ同様の関係で配置されている。
また、図22、図23及び図24に示されるように、V相を構成するコイルV11~V46についてもU相を構成するコイルU11~U46と同様の関係で帯部材34上に配置されている。また、W相を構成するコイルW11~W46についてもU相を構成するコイルU11~U46と同様の関係で帯部材34上に配置されている。ただし、V相を構成するコイルV11~V46は、U相、W相を構成するコイルに対して巻き方向が逆になるように結線されている。なお、図24は、第4実施形態のモータのコイル体32を示す図18に対応する図である。
以上説明した第4実施形態のモータでは、前述の各実施形態のモータ10等と比べて、各相において直列で接続されるコイル16の数が多くなっている。これにより、第4実施形態のモータでは、前述の各実施形態のモータ10等と比べて、低回転時における出力特性を良好にすることができる。
また、第4実施形態のモータでは、前述の各実施形態のモータ10等と比べて、並列で接続される回路が少なくなっている。これにより、第4実施形態のモータでは、前述の各実施形態のモータ10等と比べて、図示を省略する鉛直部積層体56(図20等参照)の合計の断面積が減少したことと等価となる。これにより、第4実施形態のモータでは、前述の各実施形態のモータ10等と比べて、低電流仕様のモータにすることができる。
(第5実施形態)
次に、第5実施形態のモータについて説明する。なお、第5実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
次に、第5実施形態のモータについて説明する。なお、第5実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
図25に示されるように、第5実施形態のモータのコイル体32は、U相のコイル群42Uを構成する24個のコイル16と、V相のコイル群42Vを構成する24個のコイル16と、W相のコイル群42Wを構成する24個のコイル16と、がスター結線で結線されている。また、第5実施形態のモータでは、コイル16同士が直列で結線されない構成となっている。
ここで、U相のコイル群42Uを構成する24個のコイル16に、U1a、U1b、U1c、U1d、U1e、U1f、U2a、U2b、U2c、U2d、U2e、U2f、U3a、U3b、U3c、U3d、U3e、U3f、U4a、U4b、U4c、U4d、U4e、U4fの番号をそれぞれ付けることにする。
ここで、V相のコイル群42Vを構成する24個のコイル16に、V1a、V1b、V1c、V1d、V1e、V1f、V2a、V2b、V2c、V2d、V2e、V2f、V3a、V3b、V3c、V3d、V3e、V3f、V4a、V4b、V4c、V4d、V4e、V4fの番号をそれぞれ付けることにする。
ここで、W相のコイル群42Wを構成する24個のコイル16に、W1a、W1b、W1c、W1d、W1e、W1f、W2a、W2b、W2c、W2d、W2e、W2f、W3a、W3b、W3c、W3d、W3e、W3f、W4a、W4b、W4c、W4d、W4e、W4fの番号をそれぞれ付けることにする。
なお、以下の説明においては、特定のコイル16をコイル番号のみで示す場合がある。
U1aの一方側の端部と、U2aの一方側の端部と、U3aの一方側の端部と、U4aの一方側の端部とは、互いに結線されていると共にU相の接続部43とつながっている。また、V1aの一方側の端部と、V2aの一方側の端部と、V3aの一方側の端部と、V4aの一方側の端部とは、互いに結線されていると共にV相の接続部43とつながっている。また、W1aの一方側の端部と、W2aの一方側の端部と、W2aの一方側の端部と、W2aの一方側の端部とは、互いに結線されていると共にW相の接続部43とつながっている。
U1aの他方側の端部と、V1aの他方側の端部と、W1aの他方側の端部とは、互いに結線されている。また、U2aの他方側の端部と、V2aの他方側の端部と、W2aの他方側の端部とは、互いに結線されている。U3aの他方側の端部と、V3aの他方側の端部と、W3aの他方側の端部とは、互いに結線されている。U4aの他方側の端部と、V4aの他方側の端部と、W4aの他方側の端部とは、互いに結線されている。
なお、U1b、U2b、U3b、U4b、V1b、V2b、V3b、V4b、W1b、W2b、W3b、W4bは、U1a、U2a、U3a、U4a、V1a、V2a、V3a、V4a、W1a、W2a、W3a、W4aと同様の関係で結線されている。
また、U1c、U2c、U3c、U4c、V1c、V2c、V3c、V4c、W1c、W2c、W3c、W4cは、U1a、U2a、U3a、U4a、V1a、V2a、V3a、V4a、W1a、W2a、W3a、W4aと同様の関係で結線されている。
また、U1d、U2d、U3d、U4d、V1d、V2d、V3d、V4d、W1d、W2d、W3d、W4dは、U1a、U2a、U3a、U4a、V1a、V2a、V3a、V4a、W1a、W2a、W3a、W4aと同様の関係で結線されている。
また、U1e、U2e、U3e、U4e、V1e、V2e、V3e、V4e、W1e、W2e、W3e、W4eは、U1a、U2a、U3a、U4a、V1a、V2a、V3a、V4a、W1a、W2a、W3a、W4aと同様の関係で結線されている。
また、U1f、U2f、U3f、U4f、V1f、V2f、V3f、V4f、W1f、W2f、W3f、W4fは、U1a、U2a、U3a、U4a、V1a、V2a、V3a、V4a、W1a、W2a、W3a、W4aと同様の関係で結線されている。
図26には、1周目の帯部材34上に形成された6つのU相のコイル16を示す図19に対応する図が示されている。この図に示されるように、本実施形態では、コイルU1aの第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU1bの第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルU1aの第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU1bの第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
また、コイルU1bの第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU1cの第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルU1bの第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU1cの第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
また、コイルU1cの第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU1dの第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルU1cの第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU1dの第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
また、コイルU1dの第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU1eの第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルU1dの第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU1eの第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
また、コイルU1eの第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU1fの第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルU1eの第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルU1fの第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
なお、以上説明したコイルU1a、U1b、U1c、U1d、U1e、U1fは、巻かれた帯部材34の1周目にこの順番で配置される。すなわち、コイルU1a、U1b、U1c、U1d、U1e、U1fは、巻かれた帯部材34において最もロータ12に近い側においてこの順番で配置される。
また、図示は省略するが、帯部材34の2周目に配置されるコイルU2a、U2b、U2c、U2d、U2e、U2fは、帯部材34の1周目に配置されるコイルU1a、U1b、U1c、U1d、U1e、U1fとそれぞれ同様の関係で配置されている。また、帯部材34の3周目に配置されるコイルU3a、U3b、U3c、U3d、U3e、U3fは、帯部材34の1周目に配置されるコイルU1a、U1b、U1c、U1d、U1e、U1fとそれぞれ同様の関係で配置されている。また、帯部材34の4周目に配置されるコイルU4a、U4b、U4c、U4d、U4e、U4fは、帯部材34の1周目に配置されるコイルU1a、U1b、U1c、U1d、U1e、U1fとそれぞれ同様の関係で配置されている。
また、図25、図26及び図27に示されるように、V相を構成するコイルV1a~V4fについてもU相を構成するコイルU1a~U4fと同様の関係で帯部材34上に配置されている。また、W相を構成するコイルW1a~W4fについてもU相を構成するコイルU1a~U4fと同様の関係で帯部材34上に配置されている。ただし、V相を構成するコイルV1a~V4fは、U相、W相を構成するコイルに対して巻き方向が逆になるように結線されている。なお、図27は、第5実施形態のモータのコイル体32を示す図18に対応する図である。
以上説明した第5実施形態のモータでは、前述の各実施形態のモータ10等と比べて、各相において直列で接続されるコイル16が無い構成となっている。これにより、第5実施形態のモータでは、図示を省略する各鉛直部積層体56(図20等参照)の断面積が減少する。これにより、第4実施形態のモータでは、前述の各実施形態のモータ10等と比べて、ロータ12のマグネット18と対向する各鉛直部積層体56の対向面積を小さくすることができ、渦電流を効果的に抑制することができる。
(第6実施形態)
次に、第6実施形態のモータについて説明する。なお、第6実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
次に、第6実施形態のモータについて説明する。なお、第6実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
図28には、第6実施形態のモータのコイル体32を示す図27に対応する図が示されている。この図に示されるように、第6実施形態のモータのコイル体32の構成は、結線パターン部40における接続部43側が結合部40Aを介して接続されていることを除いては、第5実施形態のモータのコイル体32(図27参照)と同様に構成されている。このように構成することで、第6実施形態のモータでは、第5実施形態のモータと比べて、接続部43側の構成が複雑になることを抑制することができる。
(第7実施形態)
次に、第7実施形態のモータについて説明する。なお、第7実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
次に、第7実施形態のモータについて説明する。なお、第7実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
図29に示されるように、第7実施形態のモータでは、UV相を構成する複数のコイル16(UV相のコイル群42UV)と、VW相を構成する複数のコイル16(VW相のコイル群42VW)と、WU相を構成する複数のコイル16(WU相のコイル群42WU)と、がデルタ結線で結線されている。具体的には、図30に示されるように、UV相のコイル群42UVを構成する24個のコイル16と、VW相のコイル群42VWを構成する24個のコイル16と、WU相のコイル群42WUを構成する24個のコイル16と、がデルタ結線で結線されている。
ここで、UV相のコイル群42UVを構成する24個のコイル16に、UV11、UV12、UV13、UV21、UV22、UV23、UV31、UV32、UV33、UV41、UV42、UV43、UV51、UV52、UV53、UV61、UV62、UV63、UV71、UV72、UV73、UV81、UV82、UV83の番号をそれぞれ付けることにする。
また、VW相のコイル群42VWを構成する24個のコイル16に、VW11、VW12、VW13、VW21、VW22、VW23、VW31、VW32、VW33、VW41、VW42、VW43、VW51、VW52、VW53、VW61、VW62、VW63、VW71、VW72、VW73、VW81、VW82、VW83の番号をそれぞれ付けることにする。
また、WU相のコイル群42WUを構成する24個のコイル16に、WU11、WU12、WU13、WU21、WU22、WU23、WU31、WU32、WU33、WU41、WU42、WU43、WU51、WU52、WU53、WU61、WU62、WU63、WU71、WU72、WU73、WU81、WU82、WU83の番号をそれぞれ付けることにする。
なお、以下の説明においては、特定のコイル16をコイル番号のみで示す場合がある。
UV11と、UV12と、UV13とは、直列で結線されている。また、UV21と、UV22と、UV23とは直列で結線されている。また、UV31と、UV32と、UV33とは直列で結線されている。また、UV41と、UV42と、UV43とは直列で結線されている。また、UV51と、UV52と、UV53とは直列で結線されている。また、UV61と、UV62と、UV63とは直列で結線されている。また、UV71と、UV72と、UV73とは直列で結線されている。また、UV81、UV82、UV83とは直列で結線されている。
また、UV11においてUV12と結線されている側とは反対側の端部は、U相の接続部43側につながっている。また、UV21においてUV22と結線されている側とは反対側の端部は、U相の接続部43側につながっている。また、UV31においてUV32と結線されている側とは反対側の端部は、U相の接続部43側につながっている。また、UV41においてUV42と結線されている側とは反対側の端部は、U相の接続部43側につながっている。また、UV51においてUV52と結線されている側とは反対側の端部は、U相の接続部43側につながっている。また、UV61においてUV62と結線されている側とは反対側の端部は、U相の接続部43側につながっている。また、UV71においてUV72と結線されている側とは反対側の端部は、U相の接続部43側につながっている。また、UV81においてUV82と結線されている側とは反対側の端部は、U相の接続部43側につながっている。
また、UV13においてUV12と結線されている側とは反対側の端部は、V相の接続部43側につながっている。また、UV23においてUV22と結線されている側とは反対側の端部は、V相の接続部43側につながっている。また、UV33においてUV32と結線されている側とは反対側の端部は、V相の接続部43側につながっている。また、UV43においてUV42と結線されている側とは反対側の端部は、V相の接続部43側につながっている。また、UV53においてUV52と結線されている側とは反対側の端部は、V相の接続部43側につながっている。また、UV63においてUV62と結線されている側とは反対側の端部は、V相の接続部43側につながっている。また、UV73においてUV72と結線されている側とは反対側の端部は、V相の接続部43側につながっている。また、UV83においてUV82と結線されている側とは反対側の端部は、V相の接続部43側につながっている。
VW11と、VW12と、VW13とは、直列で結線されている。また、VW21と、VW22と、VW23とは直列で結線されている。また、VW31と、VW32と、VW33とは直列で結線されている。また、VW41と、VW42と、VW43とは直列で結線されている。また、VW51と、VW52と、VW53とは直列で結線されている。また、VW61と、VW62と、VW63とは直列で結線されている。また、VW71と、VW72と、VW73とは直列で結線されている。また、VW81、VW82、VW83とは直列で結線されている。
また、VW11においてVW12と結線されている側とは反対側の端部は、V相の接続部43側につながっている。また、VW21においてVW22と結線されている側とは反対側の端部は、V相の接続部43側につながっている。また、VW31においてVW32と結線されている側とは反対側の端部は、V相の接続部43側につながっている。また、VW41においてVW42と結線されている側とは反対側の端部は、V相の接続部43側につながっている。また、VW51においてVW52と結線されている側とは反対側の端部は、V相の接続部43側につながっている。また、VW61においてVW62と結線されている側とは反対側の端部は、V相の接続部43側につながっている。また、VW71においてVW72と結線されている側とは反対側の端部は、V相の接続部43側につながっている。また、VW81においてVW82と結線されている側とは反対側の端部は、V相の接続部43側につながっている。
また、VW13においてVW12と結線されている側とは反対側の端部は、W相の接続部43側につながっている。また、VW23においてVW22と結線されている側とは反対側の端部は、W相の接続部43側につながっている。また、VW33においてVW32と結線されている側とは反対側の端部は、W相の接続部43側につながっている。また、VW43においてVW42と結線されている側とは反対側の端部は、W相の接続部43側につながっている。また、VW53においてVW52と結線されている側とは反対側の端部は、W相の接続部43側につながっている。また、VW63においてVW62と結線されている側とは反対側の端部は、W相の接続部43側につながっている。また、VW73においてVW72と結線されている側とは反対側の端部は、W相の接続部43側につながっている。また、VW83においてVW82と結線されている側とは反対側の端部は、W相の接続部43側につながっている。
WU11と、WU12と、WU13とは、直列で結線されている。また、WU21と、WU22と、WU23とは直列で結線されている。また、WU31と、WU32と、WU33とは直列で結線されている。また、WU41と、WU42と、WU43とは直列で結線されている。また、WU51と、WU52と、WU53とは直列で結線されている。また、WU61と、WU62と、WU63とは直列で結線されている。また、WU71と、WU72と、WU73とは直列で結線されている。また、WU81、WU82、WU83とは直列で結線されている。
また、WU11においてWU12と結線されている側とは反対側の端部は、W相の接続部43側につながっている。また、WU21においてWU22と結線されている側とは反対側の端部は、W相の接続部43側につながっている。また、WU31においてWU32と結線されている側とは反対側の端部は、W相の接続部43側につながっている。また、WU41においてWU42と結線されている側とは反対側の端部は、W相の接続部43側につながっている。また、WU51においてWU52と結線されている側とは反対側の端部は、W相の接続部43側につながっている。また、WU61においてWU62と結線されている側とは反対側の端部は、W相の接続部43側につながっている。また、WU71においてWU72と結線されている側とは反対側の端部は、W相の接続部43側につながっている。また、WU81においてWU82と結線されている側とは反対側の端部は、W相の接続部43側につながっている。
また、WU13においてWU12と結線されている側とは反対側の端部は、U相の接続部43側につながっている。また、WU23においてWU22と結線されている側とは反対側の端部は、U相の接続部43側につながっている。また、WU33においてWU32と結線されている側とは反対側の端部は、U相の接続部43側につながっている。また、WU43においてWU42と結線されている側とは反対側の端部は、U相の接続部43側につながっている。また、WU53においてWU52と結線されている側とは反対側の端部は、U相の接続部43側につながっている。また、WU63においてWU62と結線されている側とは反対側の端部は、U相の接続部43側につながっている。また、WU73においてWU72と結線されている側とは反対側の端部は、U相の接続部43側につながっている。また、WU83においてWU82と結線されている側とは反対側の端部は、U相の接続部43側につながっている。
図31に示されるように、コイルUV11の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルUV12の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルUV11の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルUV12の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
また、コイルUV12の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルUV13の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルUV12の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルUV13の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
また、コイルUV13の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルUV21の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルUV13の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルUV21の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
また、コイルUV21の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルUV22の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルUV21の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルUV22の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
また、コイルUV22の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルUV23の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2とそれぞれ周方向の同じ位置に配置されている。すなわち、コイルUV22の第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5は、コイルUV23の第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2と帯部材34を介して重なっている。
なお、以上説明したコイルUV11、UV12、UV13、UV21、UV22、UV23は、巻かれた帯部材34の1周目にこの順番で配置される。すなわち、コイルUV11、UV12、UV13、UV21、UV22、UV23は、巻かれた帯部材34において最もロータ12に近い側においてこの順番で配置される。
ここで、本実施形態のモータでは、コイルUV11の第6直線部C6とコイルUV12の第6直線部C6とが結線されている。また、コイルUV12の第1直線部A1とコイルUV13の第1直線部A1とが結線されている。また、コイルUV21の第1直線部A1とコイルUV22の第1直線部A1とが結線されている。また、コイルUV22の第6直線部C6とコイルUV23の第6直線部C6とが結線されている。
また、図示は省略するが、帯部材34の2周目に配置されるコイルUV31、UV32、UV33、UV41、UV42、UV43は、帯部材34の1周目に配置されるコイルUV11、UV12、UV13、UV21、UV22、UV23とそれぞれ同様の関係で配置されている。また、帯部材34の3周目に配置されるコイルUV51、UV52、UV53、UV61、UV62、UV63は、帯部材34の1周目に配置されるコイルUV11、UV12、UV13、UV21、UV22、UV23とそれぞれ同様の関係で配置されている。また、帯部材34の4周目に配置されるコイルUV71、UV72、UV73、UV81、UV82、UV83は、帯部材34の1周目に配置されるコイルUV11、UV12、UV13、UV21、UV22、UV23とそれぞれ同様の関係で配置されている。
また、コイルVW11~VW83についてもコイルUV11~UV83と同様の関係で帯部材34上に配置されている。また、コイルWU11~WU83についてもコイルUV11~UV83と同様の関係で帯部材34上に配置されている。
以上説明した第7実施形態のモータでは、前述の各実施形態のモータ10等のようにスター結線となっている構成と比べて、特性を異ならせることができる。なお、スター結線を選択するかデルタ結線を選択するかについては、モータに要求される特性を考慮して適宜設定すればよい。
(第8実施形態~第10実施形態)
次に、第8実施形態~第10実施形態のモータについて説明する。なお、第8実施形態~第10実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
次に、第8実施形態~第10実施形態のモータについて説明する。なお、第8実施形態~第10実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
図32には、第8実施形態のモータの一部を構成するコイル16が示されている。この図に示されるように、本実施形態のモータのコイル16は、帯部材34の厚み方向から見てひし形状に形成されている。
図33には、第9実施形態のモータの一部を構成するコイル16が示されている。この図に示されるように、本実施形態のモータのコイル16は、帯部材34の厚み方向から見て平行四辺形状に形成されている。
図34には、第10実施形態のモータの一部を構成するコイル16が示されている。この図に示されるように、本実施形態のモータのコイル16は、帯部材34の厚み方向から見て台形状に形成されている。
なお、図32~図34に示された各実施形態のコイル16において、前述の6角形状のコイル16(図7参照)と対応する部分には6角形状のコイル16と対応する部分と同じ符号を付している。このように、コイル16の形状は、モータに要求される出力特性等を考慮して適宜設定すればよい。
(第11実施形態~第13実施形態)
次に、第11実施形態~第13実施形態のモータについて説明する。なお、第11実施形態~第13実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
次に、第11実施形態~第13実施形態のモータについて説明する。なお、第11実施形態~第13実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
図35には、第11実施形態のモータの一部を構成するコイル体32を模式的に示す拡大斜視図が示されている。この図においては、帯部材34が周方向に複数回巻かれた状態となっている。また、図35及び図36に示されるように、各相のコイルに接続された複数の接続部43が、帯部材34において環状に巻かれた部分から軸方向一方側へ向けて伸びている。そして、U相の複数の接続部43が、周方向のほぼ同じ位置から軸方向一方側へ向けて伸びていると共に径方向に並んで配置されている。そしてさらに、U相の複数の接続部43の軸方向一方側の端部における少なくとも一部の絶縁層が除去された状態で束ねられている。ここで、この絶縁層が除去されて束ねられた部分を接続端子部58と呼ぶことにする。なお、V相の複数の接続部43及びW相の複数の接続部43もU相の複数の接続部43と同様に構成されている。
以上説明した本実施形態では、各相の複数の接続部43において並列接続する端末が所定の箇所に集中して配置されるので、各相の複数の接続部43を束ねやすくすることができる。これにより、各相の複数の接続部43の余分な取り回しを不要にすることができる。
なお、図37に示されるように、接続端子部58とコイル16との間において、コイル16の配線を予め結合させた構成としてもよい。この構成では、図36に示された構成と比べて、接続端子部58において束ねられる接続部43の数を少なくすることができる。
また、図38に示された第12実施形態のモータのように、複数の接続部43の軸方向一方側の端部を基板60を介して互いに接続した構成としてもよい。
図39には、第13実施形態のモータの一部を構成するコイル体32を模式的に示す拡大斜視図が示されている。この図においては、帯部材34が周方向に複数回巻かれた状態となっている。また、各相のコイルに接続された複数の接続部43が、帯部材34において環状に巻かれた部分から軸方向一方側へ向けて伸びていると共に径方向外側に曲げられている。ここで、本実施形態では、図40に示されるように、複数の接続部43が、周方向のほぼ同じ位置から軸方向一方側へ向けて伸びていると共に径方向に並んで配置されている。また、各々の接続部43の長さが、径方向外側へ向かうにつれて徐々に短くなっている。すなわち、径方向に隣り合う一対の接続部43の長さを比べると、径方向外側に位置している接続部43の長さが径方向内側に位置している接続部43の長さよりも短くなっている。これにより、複数の接続部43が径方向外側へ曲げられた状態で、複数の接続部43の端43Aの径方向の位置が揃うようになっている。このように、本実施形態では、複数の接続部43の端43Aの位置や方向を調節できるので、複数の接続部43が接続される回路等の配置のバリエーションを増やすことができる。また、複数の接続部43を曲げた際に、複数の接続部43に不要な膨らみが生じることを抑制することができ、複数の接続部43の配置スペースの省スペース化を図ることができる。なお、複数の接続部43を径方向内側へ曲げる構成にも、上記の構成を適用することができる。
(第14実施形態及び第15実施形態)
次に、第14実施形態及び第15実施形態のモータについて説明する。なお、第14実施形態及び第15実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
次に、第14実施形態及び第15実施形態のモータについて説明する。なお、第14実施形態及び第15実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
図41には、第14実施形態のモータのコイル体32の一部を拡大して示す図9等に対応する図が示されている。この図に示されるように、帯部材34は、当該帯部材34において環状に巻かれる部分から軸方向一方側へ向けて突出する舌片状の接続部保持部34Cを備えている。そして、本実施形態では、3本の接続部43が、1つの接続部保持部34C上に形成されている。なお、3本の接続部43の軸方向一方側の絶縁層(接続部保持部34Cの一部)は除去されている。
図42には、第15実施形態のモータのコイル体32の一部を拡大して示す図41に対応する図が示されている。この図に示されるように、本実施形態では、接続部保持部34Cが、3本の接続部43に対応して周方向に3分割となっている。
以上説明した第14実施形態のモータ及び第15実施形態のモータでは、3本の接続部43の間隔を所定の間隔に容易に保つことができる。
(第16実施形態)
次に、第16実施形態のモータについて説明する。なお、第16実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
次に、第16実施形態のモータについて説明する。なお、第16実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
図43に示されるように、第16実施形態のモータでは、鉛直部積層体56を構成する鉛直部36の周方向への寸法S1が、径方向外側へ向かうにつれて次第に大きくなっている。これにより、鉛直部積層体56を径方向に沿って切断した断面の形状が略扇型の形状となっている。当該構成とすることにより、第1実施形態のモータ10等と比べて、鉛直部積層体56の断面積を大きくすることができる。これにより、第1実施形態のモータ10等と比べて、鉛直部積層体56の電気抵抗を下げることができる。すなわち、第1実施形態のモータ10等と比べて、コイル16の占積率を高めることができる。
(第17実施形態)
次に、第17実施形態のモータについて説明する。なお、第17実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
次に、第17実施形態のモータについて説明する。なお、第17実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
図44に示されるように、第17実施形態のモータでは、コイル16の鉛直部36を構成する第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2にスリット62がそれぞれ形成されている。これにより、第2直線部A2、第2直線部B2及び第2直線部C2が、スリット62を介して周方向に分割されている。なお、コイル16の鉛直部36を構成する第5直線部A5、第5直線部B5及び第5直線部C5にスリット62を形成してもよい。また、コイル16の一方のコイルエンド部38を構成する第1直線部A1、B1、C1及び第6直線部A6、B6、C6にスリット62を形成してもよいし、他方のコイルエンド部38を構成する第3直線部A3、B3、C3及び第4直線部A4、B4、C4にスリット62を形成してもよい。
以上説明した第17実施形態のモータでは、スリット62をコイル16の鉛直部36等に形成することにより、スリット62が無い構成と比べて、渦電流の発生を抑制することができる。
(第18実施形態~第20実施形態)
次に、第18実施形態~第20実施形態のモータについて説明する。なお、第18実施形態~第20実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
次に、第18実施形態~第20実施形態のモータについて説明する。なお、第18実施形態~第20実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
図45に示されるように、第18実施形態のモータでは、鉛直部積層体56を構成する複数の鉛直部36の周方向の位置が互いにオフセットしている。具体的には、第18実施形態のモータでは、周方向に隣り合う一対の鉛直部36の周方向位置を比べると、径方向外側に位置している鉛直部36の周方向位置が、径方向内側に位置している鉛直部36の周方向位置に対して周方向他方側に配置されている。
図46に示されるように、第19実施形態のモータでは、鉛直部積層体56を構成する複数の鉛直部36の周方向の位置がオフセットしている。具体的には、第19実施形態のモータでは、帯部材34の2周目上に形成された一対の鉛直部36の周方向位置が、帯部材34の1周目上に形成された一対の鉛直部36の周方向位置に対して周方向他方側にオフセットしている。また、帯部材34の3周目上に形成された一対の鉛直部36の周方向位置が、帯部材34の2周目上に形成された一対の鉛直部36の周方向位置に対して周方向他方側にオフセットしている。また、帯部材34の4周目上に形成された一対の鉛直部36の周方向位置が、帯部材34の3周目上に形成された一対の鉛直部36の周方向位置に対して周方向他方側にオフセットしている。
図47に示されるように、第20実施形態のモータでは、鉛直部積層体56を構成する複数の鉛直部36の周方向の位置がオフセットしている。具体的には、第20実施形態のモータでは、鉛直部積層体56を構成する複数の鉛直部36が、径方向内側から外側へ向かうにつれて周方向一方側及び他方側にジグザグ状に配置されている。
以上説明した第18実施形態~第20実施形態のモータでは、鉛直部積層体56を構成する複数の鉛直部36の周方向の位置をオフセットさせることにより、モータのトルクの脈動を調節することができる。
(第21実施形態)
次に、第21実施形態のモータについて説明する。なお、第21実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
次に、第21実施形態のモータについて説明する。なお、第21実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
図48には、第21実施形態のモータの1周目の帯部材34上に形成された6つのU相のコイル16を示す図19に対応する図が示されている。この図に示されるように、本実施形態のモータでは、一のコイル16の一部と他のコイル16の一部とが、均圧結線部64を介して結線されている。なお、第21実施形態のモータの構成は、一のコイル16の一部と他のコイル16の一部とが均圧結線部64を介して結線されていることを除いては、前述の第2実施形態のモータと同様の構成となっている。
コイルU12の第3直線部B3と第4直線部B4との境界部と、コイルU22の第3直線部B3と第4直線部B4との境界部とは、互いに電位差のない又は電位差が小さい同電位部位66となっている。また、コイルU12の同電位部位66とコイルU22の同電位部位66とは、均圧結線部64を介して結線されている。なお、コイルU13において中性点44に接続される部位とコイルU23において中性点44に接続される部位とは、均圧結線部64を介して結線されている。ここで、本実施形態では、均圧結線部64が帯部材34上に形成されている。
また、図示は省略するが、帯部材34の2周目に配置されるコイルU31、U32、U33、U43、U42、U41は、帯部材34の1周目に配置されるコイルU11、U12、U13、U23、U22、U21とそれぞれ同様の関係で配置及び結線されている。また、帯部材34の3周目に配置されるコイルU51、U52、U53、U63、U62、U61は、帯部材34の1周目に配置されるコイルU11、U12、U13、U23、U22、U21とそれぞれ同様の関係で配置及び結線されている。また、帯部材34の4周目に配置されるコイルU71、U72、U73、U83、U82、U81は、帯部材34の1周目に配置されるコイルU11、U12、U13、U23、U22、U21とそれぞれ同様の関係で配置及び結線されている。
また、V相を構成するコイルV11~V83についてもU相を構成するコイルU11~U83と同様の関係で帯部材34上に配置されている。また、W相を構成するコイルW11~W83についてもU相を構成するコイルU11~U83と同様の関係で帯部材34上に配置されている。
以上説明した第21実施形態のモータでは、一のコイル16の同電位部位66と他のコイル16の同電位部位66とが、均圧結線部64を介して上記のように結線されている。これにより、ロータ12のマグネット18のバラつきやコイル16のバラつき等に伴う並列接続される複数直列コイル16間の部分的な電位の不均衡が調整され、モータの安定した運転を実現することができる。
なお、本実施形態では、均圧結線部64を帯部材34上に形成したが、他の構成としてもよい。例えば、均圧結線部64として用いる専用の配線をコイル体32とは別の部材として設けた構成としてもよい。また、同電位部位66同士を、ビアやスルーホールを用いて結合してもよい。また、同電位部位66の絶縁層を除去して、2つの同電位部位66を接触させた構成としてもよい。
また、均圧結線部64を流れる電流の最大値は、コイル16を流れる電流の最大値よりも小さい。そのため、均圧結線部64を構成する導体の断面積をコイル16を構成する導体の断面積よりも小さくしてもよい。
また、帯部材34の1周目から4周目に跨るように、同電位部位66同士を均圧結線部64を介して結線してもよい。
(第22実施形態)
次に、第22実施形態のモータについて説明する。なお、第22実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
次に、第22実施形態のモータについて説明する。なお、第22実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
図49に示されるように、第22実施形態のモータ68は、制御回路70及び電源72と共にモータ制御装置74を構成している。制御回路70は、第1接続線76を介して電源72とつながっている。この制御回路70は、電源72からの電力によって起動され、モータ68の一部を構成する各々のコイル16を制御することで、ロータ12の回転を制御する。
図49及び図50に示されるように、モータ68は、第2接続線78を介して制御回路70とつながっている。第2接続線78は、一例として金属線を束ねたリード線や打ち抜きや曲げ加工等が施されることにより形成された金属バーである。この第2接続線78と接続端子部58との間には、連結部材80が設けられている。この連結部材80が設けられていることで、第2接続線78と接続端子部58との接続状態が保たれるようになっている。そして、本実施形態では、第2接続線78の少なくとも接続端子部58と接続される部分では、第2接続線78の電流方向に直交する断面の面積が、接続端子部58の電流方向に直交する断面の断面積と同じか大きくなっている。これにより、第2接続線78の抵抗による電圧降下で、モータ68の出力が低下することを抑制することができる。
なお、連結部材80としては導電材の円環状の部材や圧着端子等を用いることができる。連結部材80も接続端子部58と同等以上の断面積を有することが望ましい。また、連結部材80は、第2接続線78と一体化されていてもよい。さらに、連結部材80に代えて、はんだ付けや溶接による構成としてもよい。
(第23実施形態)
次に、第23実施形態のモータについて説明する。なお、第23実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
次に、第23実施形態のモータについて説明する。なお、第23実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
図51には、第23実施形態のモータ82を軸方向に沿って切断した断面が示されている。なお、この図においては、コイル体32の図示を簡略化している。第23実施形態のモータ82では、ロータ12のマグネット18の軸方向寸法Z1が、コイル16の鉛直部36の軸方向への寸法Z2よりも大きく設定されていると共に、コイル16における一方のコイルエンド部38から他方のコイルエンド部38までの軸方向への寸法Z3よりも小さく設定されている。これにより、本実施形態のモータ82では、マグネット18の軸方向寸法Z1が上記の範囲外に設定されている構成と比べて、高出力や小型軽量化という観点で有利にすることができる。
ここで、マグネット18の軸方向への寸法Z1を大きく設定すれば、マグネット18の磁束量が増える。しかしながら、本実施形態のモータ82の構成では、マグネット18とコイル16との対抗面積は、コイルエンド部38における鉛直部36とは反対側の端に近づくほど小さくなる。この関係やマグネット18のコストや質量とのバランスを考慮して、上記各寸法Z1、Z2、Z3の値を適宜設定すればよい。
なお、ステータコア26の軸方向への寸法は、マグネット18の軸方向への寸法Z1と同じでもよいし、異なっていてもよい。
(第24実施形態)
次に、第24実施形態のモータについて説明する。なお、第24実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
次に、第24実施形態のモータについて説明する。なお、第24実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
図52には、第24実施形態のモータのコイル体32が示されている。この図に示されるように、コイル体32には、ロータ12の回転を検出する際に用いられる複数のセンサ84が設けられている。本実施形態では、3個のセンサ84が設けられている。センサ84は、矩形ブロック状に形成されたセンサ本体部84Aと、センサ本体部84Aから突出するセンサ配線部84Bと、を備えている。
図53及び図54に示されるように、本実施形態では、帯部材34において4周目を構成する部分の径方向内側の面にセンサ84が取り付けられている。また、帯部材34において1周目~3周目を構成する部分には、センサ本体部84Aが内部に配置されるセンサ用開口86が形成されている。
以上説明した本実施形態では、コイル16に対してセンサ84を配置する位置を精度よく設定することができ、モータの良好な制御が可能となる、また、センサ84を後から配置する必要がないため、モータの組付けを簡素化することができる、また余分なセンサ配置スペースが不要なため、モータ全体の小型化を図ることができる。
なお、センサ配線部84Bは帯部材34上にパターンとして形成されていてもよい。また、本実施形態では、ロータ12の回転を検出する複数のセンサ84を設けたが、他のセンサを設けた構成としてもよい。例えば、コイル16の温度を監視する温度センサや、振動を検知する加速度センサ等が設けられた構成としてもよい。
(第25実施形態~第28実施形態)
次に、第25実施形態~第28実施形態のモータについて説明する。なお、第25実施形態~第28実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
次に、第25実施形態~第28実施形態のモータについて説明する。なお、第25実施形態~第28実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
図55及び図56に示されるように、第25実施形態のモータ88及び第26実施形態のモータ90では、マグネット18を軸方向から見て、マグネット18の磁極中心における磁化容易軸92の向きと径方向(d軸94)とのなす角度が、マグネット18の磁極間における磁化容易軸92の向きと径方向(q軸96)とのなす角度よりも小さな角度に設定されているか、コイル対向面側においてd軸に集束するように傾けられている。これにより、ステータ14とのエアギャップにおける磁束密度を高めることができる。その結果、モータ88、90の小型化及び高出力化、マグネット18の量の低減を図ることができる。
図57に示されるように、第27実施形態のモータ98では、周方向に隣り合う一のマグネット18におけるコイル体32側の部分と他のマグネット18におけるコイル体32側の部分とが周方向に離間している。また、周方向に隣り合う一のマグネット18におけるコイル体32とは反対側の部分と他のマグネット18におけるコイル体32とは反対側の部分との間に磁性材料を用いて形成された介在部24Dが介在している。介在部24Dは、一例としてロータコア24と一体に形成されている。
図58に示されるように、第28実施形態のモータ100では、周方向に隣り合う一のマグネット18におけるコイル体32側の部分と他のマグネット18におけるコイル体32側の部分とが周方向に離間している。また、周方向に隣り合う一のマグネット18におけるコイル体32とは反対側の部分と他のマグネット18におけるコイル体32とは反対側の部分とが周方向に当接しているかわずかに離間している。
上記構成の第27実施形態のモータ98及び第28実施形態のモータ100では、周方向に隣り合うマグネット18間の磁気抵抗を低減することができると共に磁束密度を高めることができる。
(第29実施形態)
次に、第29実施形態のモータについて説明する。なお、第29実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
次に、第29実施形態のモータについて説明する。なお、第29実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
図59に示されるように、第29実施形態のモータ102は、減速機104を有する減速機付きモータである。減速機104の大部分はロータコア24の内側に配置されている。この減速機104は、回転軸22に固定された内歯車106と、内歯車106の径方向外側に配置されていると共にステータ14を支持するハウジング108に固定された外歯車110と、を備えている。また、減速機104は、内歯車106と外歯車110との間に配置されていると共に内歯車106及び外歯車110と噛み合う遊星歯車112と、遊星歯車112を支持するキャリア114と、キャリア114に固定された出力軸116とを備えている。この構成のモータ102では、ロータ12の回転を減速機104で減速して出力軸116へ伝達することができると共に軸方向への体格の小型化を図ることができる。
(第30実施形態)
次に、第30実施形態のモータについて説明する。なお、第30実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
次に、第30実施形態のモータについて説明する。なお、第30実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
図60には、第30実施形態のモータの一部を構成するインシュレータ28の断面を模式的に示す拡大断面図が示されている。この図に示されるように、インシュレータ28は、絶縁性の材料を用いて形成された基体50の中に軟磁性材料を用いて形成された軟磁性部52を含む構成となっている。なお、本実施形態のインシュレータ28では、当該インシュレータ28の全体が、基体50の中に軟磁性部52を含む構成となっている。一例として、本実施形態では、基体50として樹脂材料が用いられている。また、本実施形態では、軟磁性部52として鉄などの軟磁性を有する金属アトマイズ粉が用いられている。このように構成することで、マグネット18の磁束をステータコア26にインシュレータ28内の軟磁性部52を介して導入させることができ、マグネット18とステータコア26との間の磁気抵抗を減少させることができる。その結果、マグネット18の磁束を有効利用でき、モータのトルクアップ及び小型化を図ることができる。
(第31実施形態)
次に、第31実施形態のモータについて説明する。なお、第31実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
次に、第31実施形態のモータについて説明する。なお、第31実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
図61及び図62には、第31実施形態のモータの一部を構成するコイル体32が模式的に示されている。これらの図に示されるように、コイル体32は、環状に巻かれた複数の帯部材34によって構成されている。本実施形態では、コイル体32は、4個の帯部材34によって構成されている。また、4個の帯部材34の内外径は互いに異なっている。そして、一の帯部材34が他の帯部材34の径方向内側に配置されることで、径方向に4層となっているコイル体32が形成される構成となっている。このように、環状に巻かれた複数の帯部材34によってもコイル体32を形成することができる。
(第32実施形態~第34実施形態)
次に、第32実施形態~第34実施形態のモータについて説明する。なお、第32実施形態~第34実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
次に、第32実施形態~第34実施形態のモータについて説明する。なお、第32実施形態~第34実施形態のモータにおいて、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分には、既に説明した第1実施形態のモータ10等と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
図63に示されるように、第32実施形態のモータ118のステータ14は、ステータコア26を備えていないコアレス構造となっている。また、本実施形態のモータ118のロータ12は、コイル体32に対して径方向内側に配置されたマグネット18と、コイル体32に対して径方向外側に配置されたマグネット18と、を備えている。
図64に示されるように、第33実施形態のモータ120のステータ14は、ステータコア26に対して径方向内側に配置されたコイル体32と、ステータコア26に対して径方向外側に配置されたコイル体32と、を備えた構成となっている。また、本実施形態のモータ120のロータ12は、径方向内側のコイル体32に対して径方向内側に配置されたマグネット18と、径方向外側のコイル体32に対して径方向外側に配置されたマグネット18と、を備えている。
図65に示されるように、第34実施形態のモータ122のロータ12は、ロータコア24の第2円筒部24Bの内周面に固定されたマグネット18と、ロータコア24の第2円筒部24Bの外周面に固定されたマグネット18と、を備えている。第34実施形態のモータ122のステータ14は、第2円筒部24Bの内周面に固定されたマグネット18と対向して配置されるステータコア26及びコイル体32と、第2円筒部24Bの外周面に固定されたマグネット18と対向して配置されるステータコア26及びコイル体32と、を備えている。
以上説明したモータ118、120、122のように、ステータ14を構成するコイル体32の数や配置、ロータ12のマグネット18の配置、ステータコア26の数等は、モータに要求される出力特性や体格等を考慮して適宜設定すればよい。
以上、本開示の各実施形態について説明したが、本開示は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。また、以上説明した各実施形態の構成の全部又は一部は、互いに組み合わせることができる。
例えば、複数に分割された帯部材34を継ぎ足しながら複数回巻いて円筒状コイル体とすることもできる。また、帯部材34の一の周では、複数のコイル16をスター結線で結線し、帯部材34の他の周では、複数のコイル16をデルタ結線で結線した構成とすることもできる。また、モータ10等の極数やコイル数、相数および、コイルの直列数、並列数などは、モータ10等の用途に応じて適宜選択すればよい。また、モータ10等の構成は、発電機に適用してもよい。また、モータ10等の構成は、ロータ12がステータ14の径方向外側に配置されたアウタロータ型のブラシレスモータにも適用することができる。また、コイル体32を含んで構成されたロータにも、本開示の構成を適用することができる。
10 モータ(回転電機)、12 ロータ(回転子)、14 ステータ(電機子、固定子)、16 コイル、18 マグネット、32 コイル体、34 帯部材、36 鉛直部、38 コイルエンド部、43 接続部、46U 導体群、46V 導体群、46W 導体群、56 鉛直部積層体、62 スリット、64 均圧結線部、66 同電位部位、68 モータ(回転電機)、82 モータ(回転電機)、84 センサ、88 モータ(回転電機)、90 モータ(回転電機)、98 モータ(回転電機)、100 モータ(回転電機)、102 モータ(回転電機)、118 モータ(回転電機)、120 モータ(回転電機)、122 モータ(回転電機)、R1 鉛直部積層体の径方向への寸法、R2 鉛直部の径方向への寸法、S1 鉛直部積層体の周方向への寸法、S2 鉛直部の周方向への寸法、S3 導体群の周方向への寸法、Z1 マグネットの軸方向寸法、Z2 鉛直部の軸方向への寸法、Z3 一方のコイルエンド部から他方のコイルエンド部までの軸方向への寸法
Claims (14)
- 絶縁性の材料を用いて帯状に形成されていると共に周方向に沿って環状に巻かれ、径方向に複数層となっている帯部材(34)と、
導電性の材料を用いて前記帯部材上に形成されかつ鉛直部(36)を有し、前記帯部材における周方向及び径方向の定められた位置に配置されかつ定められた結線パターンで結線された複数のコイル(16)と、
前記帯部材及び複数の前記コイルを径方向に沿って切断した断面において前記鉛直部が径方向積層されることによって形成され、複数の前記コイルに通電された状態で電位の異なる前記鉛直部同士が径方向に隣り合っている鉛直部積層体(56)と、
を備えたコイル体(32)。 - 複数の前記鉛直部積層体によって定められた相の導体群(46U、46V、46W)が形成されており、
前記導体群の周方向への寸法(S3)が、該導体群を構成する前記鉛直部積層体の径方向への寸法(R1)よりも大きな寸法に設定されている請求項1に記載のコイル体。 - 前記鉛直部積層体の径方向への寸法が、該鉛直部積層体の周方向への寸法(S1)よりも大きな寸法に設定されている請求項1又は請求項2に記載のコイル体。
- 前記鉛直部の周方向への寸法(S2)が、該鉛直部の径方向への寸法(R2)よりも大きな寸法に設定されている請求項1~請求項3のいずれか1項に記載のコイル体。
- 定められた相の複数の前記コイルが周方向に並んで配置されていると共に、定められた相の複数の前記コイルの物理的な巻き方向は一方向となっており、
定められた相の複数の前記コイルへの通電時に、巻き方向が一方向となっている定められた相の前記コイルと巻き方向が前記一方向とは反対方向となっている定められた相の前記コイルとが交互に配置された状態と同様に機能するように、定められた相の複数の前記コイルが結線されている請求項1~請求項4のいずれか1項に記載のコイル体。 - 前記帯部材が周方向に複数回巻かれた状態で、定められた相の前記コイルに接続された複数の接続部(43)が、前記帯部材において環状に巻かれた部分から軸方向一方側へ向けて伸びており、
定められた相の複数の前記接続部は、径方向に並んで配置されていると共に束ねられている請求項1~請求項5のいずれか1項に記載のコイル体。 - 前記帯部材が周方向に複数回巻かれた状態で、定められた相の前記コイルに接続された複数の接続部が、前記帯部材において環状に巻かれた部分から軸方向一方側へ向けて伸びており、
定められた相の複数の前記接続部は、径方向に並んで配置されていると共に径方向一方側に曲げられており、
各々の前記接続部の長さが、径方向一方側へ向かうにつれて徐々に短くなっている請求項1~請求項5のいずれか1項に記載のコイル体。 - 前記鉛直部積層体を構成する前記鉛直部の周方向への寸法が、径方向外側へ向かうにつれて次第に大きくなっている請求項1~請求項7のいずれか1項に記載のコイル体。
- 前記コイルの少なくとも一部分が、スリット(62)を介して分割されている請求項1~請求項8のいずれか1項に記載のコイル体。
- 一の前記コイルの一部と他の前記コイルの一部とが、同電位部位(66)となっており、
一の前記コイルの前記同電位部位と他の前記コイルの前記同電位部位とが、均圧結線部(64)を介して結線されている請求項1~請求項9のいずれか1項に記載のコイル体。 - 前記帯部材には、センサ(84)が取り付けられている請求項1~請求項10のいずれか1項に記載のコイル体。
- 請求項1~請求項11のいずれか1項に記載のコイル体を備えた電機子(14)。
- 請求項12に記載の電機子を含んで構成された固定子(14)及び回転子(12)の一方と、
前記コイル体と径方向に対向して配置されたマグネット(18)を有する固定子及び回転子の他方と、
を備えた回転電機(10、68、82、88、90、98、100、102、118、120、122)。 - 前記コイルにおいて、前記鉛直部に対して軸方向一方側の部分は一方のコイルエンド部(38)とされていると共に、前記鉛直部に対して軸方向他方側の部分は他方のコイルエンド部とされており、
前記マグネットの軸方向寸法(Z1)が、前記鉛直部の軸方向への寸法(Z2)よりも大きく設定されていると共に、一方の前記コイルエンド部から他方の前記コイルエンド部までの軸方向への寸法(Z3)よりも小さく設定されている請求項13に記載の回転電機。
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