JP7178558B2 - コイル及びそれを用いたモータ - Google Patents
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Description
4<L/(W1+W2+H1+H2)<22.3
の関係が成り立つことが好ましい。
[モータ構造]
図1Aは、実施形態1に係るモータ1を示す上面図である。図1Bは、実施形態1に係るモータ1を示す側面図である。図1Cは、図1Bにおける1C-1C線での断面図である。ただし、いずれの図においても、カバーケース等は図示していない。モータ1は、カバーケース(図示せず)の内部に、シャフト2と、ロータ3と、ステータ4と、コイルU11~U41、V12~V42、W11~W41と、バスバー51~54と、を備えている。
図2は、実施形態1に係るコイル5を示す斜視図である。図3は、実施形態1に係るコイル5の第3ターンを示す上面図である。なお、説明の便宜上、図3において、コイル5の第3ターン以外のターンについては、図示を省略している。以降の説明において、引出し部5cの先端から引出し部5dが設けられた位置の下方まで巻回された部分を第1ターンとし、以降の1周ずつ巻回された部分を順に第2~第5ターンとする。各ターンの始点は、任意に定めることができる。コイル5の第1ターンが設けられた側を「下」、第5ターンが設けられた側を「上」と呼ぶ。コイル5は、図1Cに示すモータ1のティース42に装着されたコイルU11~U41、V12~V42、W11~W41に適用される。
図4は、実施形態1に係るコイル5の絶縁部材6の形成方法を説明する図である。電着塗装装置10は、電極部材12と、搬送ヘッド13と、搬送コンベア14と、を備えている。電極部材12には、被塗装物であるコイル5が装着される。搬送ヘッド13には、電極部材12が昇降可能に取り付けられる。搬送コンベア14は、搬送ヘッド13を移動させる。また、電着塗装装置10は、前処理槽16と、電着槽17と、直流電源等を含む電力供給部19と、電力供給部19に接続され、電着槽17に収容された対極18と、を備えている。前処理槽16には、表面張力が純水よりも小さい水溶液15が貯められている。電着槽17には、塗装用電着液20が貯められている。
本実施形態によれば、絶縁部材6によってコイル5の隣接するターン間が所定の間隔に保たれる。このため、コイル5の隣接するターン間を絶縁することができる。これにより、コイル5の耐圧を維持することができる。また、導線5aの表面全体に絶縁皮膜5bを設けている場合は、隣接するターン間で絶縁皮膜5b自体が直接擦れ合うことがない。したがって、絶縁皮膜5bの損傷及び剥離を防止し、絶縁不良の発生を抑制することができる。特に、絶縁部材6の高さが絶縁皮膜5bの厚みよりも十分に大きい場合は、コイル5の隣接するターン間を確実に絶縁することができる。これにより、例えば、図1A~図1Cに示すモータ1において、耐圧を長期にわたって維持できる。よって、モータ1の信頼性が向上する。
ここで、
W1:第3ターンにおける上面側の幅
W2:第3ターンにおける下面側の幅
H1:第3ターンにおける内周側の厚み
H2:第3ターンにおける外周側の厚み
L:第3ターンの一のコイル辺における内周側の長さ
である。なお、(式1)は、コイル5の第3ターン以外の他のターン、つまり第iターンについても同様に当てはまる。
4<L/(W1+W2+H1+H2)<22.3 (式2)
の関係が成り立つ。一般的な平角コイルよりも、コイル5は曲がりにくく、また伸びにくい。これにより、コイル5の復元力によって、絶縁部材6が、コイル5のターン間で確実に保持され、当該ターン間を絶縁することができる。
図6Aは、変形例1に係るコイル5の第3ターンを示す上面図である。図6Bは、変形例1に係るコイル5の別の第3ターンを示す上面図である。なお、説明の便宜上、図6A,6Bにおいて、コイル5の第3ターン以外のターンについては、図示を省略している。
図7は、実施形態2に係るコイル5を示す斜視図である。図8は、実施形態2に係るコイル5の第3ターンを示す上面図である。なお、説明の便宜上、図7において、引出し部5c,5dの図示を省略している。図8において、コイル5の第3ターン以外のターンの図示を省略している。図7,8に示すように、絶縁部材6はコイル5の巻回方向に沿って2本設けられている。絶縁部材6の各々は連続して線状に延びている。絶縁部材6は互いに実質的に平行に配置されている。
図9Aは、変形例2に係るコイルの第3ターンを示す上面図である。図9Bは、変形例2に係るコイルの別の第3ターンを示す上面図である。なお、説明の便宜上、図9A,9Bにおいて、コイル5の第3ターン以外のターンの図示を省略している。
図10は、実施形態3に係るコイル5を示す斜視図である。図11は、実施形態3に係るコイル5の第3ターンを示す上面図である。なお、説明の便宜上、図10において、引出し部5c,5dの図示を省略している。図11において、コイル5の第3ターン以外のターンの図示を省略している。図10は、絶縁部材61をコイル5に装着する前後の状態を示している。
図12Aは、変形例3に係るコイル5の第3ターンを示す上面図である。図12Bは、変形例3に係るコイル5の別の第3ターンを示す上面図である。図12Cは、変形例3に係るコイル5のさらなる別の第3ターンを示す上面図である。なお、説明の便宜上、図12A~図12Cにおいて、コイル5の第3ターン以外のターンについては、図示を省略している。
図13は、変形例4に係るコイル5を示す斜視図である。なお、説明の便宜上、図13において、引出し部5c,5dの図示を省略している。また、図13は、絶縁部材62をコイル5に装着する前後の状態を示している。
図14は、変形例5に係るコイル5を示す斜視図である。なお、説明の便宜上、図14において、引出し部5c,5dの図示を省略している。また、図14は、絶縁部材63をコイル5に装着する前後の状態を示している。
図15Aは、実施形態4に係るコイル5を示す斜視図である。図15Bは、実施形態4に係る絶縁紙71を示す斜視図である。図15Cは、実施形態4に係る絶縁紙72を示す斜視図である。図15Dは、実施形態4に係るコイル57を示す斜視図である。
図18Aは、実施形態5に係るコイル58を示す斜視図である。図18Bは、実施形態5に係るモールド済みコイル8を示す斜視図である。
図19は、実施形態6に係るモールド済みコイル8を示す斜視図である。
図20は、実施形態7に係るモールド済みコイル8を示す斜視図である。
図21は、実施形態8に係るモールド済みコイル8を示す斜視図である。図22は、実施形態8に係る別のモールド済みコイル8を示す斜視図である。図23は、実施形態8に係るさらに別のモールド済みコイル8を示す斜視図である。
2 シャフト
2a 中空部
2b 貫通孔
3 ロータ
4 ステータ
5,57,58 コイル
5a 導線
5b 絶縁皮膜(絶縁層)
5c,5d 引出し部
5e 凹部(位置決め部)
6,61,62,63 絶縁部材
8 モールド済みコイル
10 電着塗装装置
12 電極部材
13 搬送ヘッド
14 搬送コンベア
15 水溶液
16 前処理槽
17 電着槽
18 対極
19 電力供給部
20 塗装用電着液
31 磁石
41 ステータコア
42 ティース
43 スロット
51~54 バスバー
61a,62a,63a 介在部
61b,62b,63b 連結部
71,72,73 絶縁紙
81 コイル冷却窓
82 ライン部
C 冷媒
U11,U22,U32,U41,V12,V21,V31,V42,W11,W22,W32,W41 コイル
Claims (20)
- 断面が多角形状の導線が、螺旋状に巻回されて、下から上に向う方向に積層された第1~
第nターン(nは3以上の整数)からなるターン列を有するコイルであって、
第iターン(iは整数であり、1≦i≦n)の上面または下面のいずれかに絶縁部材が配置され、
前記絶縁部材は、前記両ターン間に部分的に設けられ、
第(i-1)ターンにおける前記第iターンとの対向面と、前記第iターンにおける前記第(i-1)ターンとの対向面との少なくとも一方に、前記絶縁部材を位置決めして保持するための位置決め部が設けられ、
前記位置決め部は凹部であり、各凹部は、複数の絶縁部材のそれぞれに対応し、
前記絶縁部材と前記凹部は、巻線方向に互いに離れて配置され
ているコイル。 - 前記絶縁部材は、前記第iターンと前記第iターンに隣接するターンとの間を所定の間隔に保つ請求項1に記載のコイル。
- 前記導線の表面に絶縁層が設けられている請求項1に記載のコイル。
- 前記絶縁部材は、前記第iターンの巻回方向に沿って配置された複数の絶縁部材を含み、前記複数の絶縁部材は、前記巻回方向に互いに離間して配置されている請求項1に記載のコイル。
- 前記絶縁部材は、前記第iターンの巻回方向に沿って連続して線状に延びている請求項1に記載のコイル。
- 前記絶縁部材は、前記第iターンと前記第iターンに隣接するターンとの間、及び、第jターンと前記第jターンに隣接するターン(jは整数であり、1≦j≦nかつi≠j)との間にそれぞれ介在された介在部と、
前記介在部同士を前記導線の外周側において連結する連結部と、をさらに有している請求項1に記載のコイル。 - 前記介在部は、前記導線の隣接する全ての前記ターンの間にそれぞれ介在され、
前記連結部は、前記全ての前記ターンの外周側で全ての前記介在部を互いに連結している請求項6に記載のコイル。 - 前記絶縁部材は1枚の絶縁紙からなり、
前記介在部は、前記絶縁紙が切り欠かれた部分が折り曲げられて形成されている請求項6に記載のコイル。 - 前記第iターンは、前記導線が矩形状に巻回されたものであり、
前記第iターンにおける前記導線の上面側の幅をW1、前記第iターンにおける前記導線の下面側の幅をW2、前記第iターンにおける前記導線の内周側の厚みをH1、前記第iターンにおける前記導線の外周側の厚みをH2、前記第iターンの矩形状の一辺における前記導線の内周側の長さをLとした場合に、
4<L/(W1+W2+H1+H2)<22.3
の関係が成り立つ請求項1に記載のコイル。 - 前記絶縁部材は複数の絶縁紙からなる請求項1に記載のコイル。
- 請求項10に記載のコイルをモールドした、モールド済みコイル。
- 前記モールド済みコイルはコイル冷却窓を有する、請求項11に記載のモールド済みコイル。
- 前記モールド済みコイルは樹脂が形成されないライン部を有する、請求項11に記載のモールド済みコイル。
- 前記絶縁部材は1枚の絶縁紙からなる請求項1に記載のコイル。
- 請求項14に記載のコイルをモールドした、モールド済みコイル。
- 前記モールド済みコイルはコイル冷却窓を有する、請求項15に記載のモールド済みコイル。
- 前記モールド済みコイルは樹脂が形成されないライン部を有する、請求項15に記載のモールド済みコイル。
- ステータコアと、
前記ステータコアから突出したティースと、
前記ティースに巻回された請求項1に記載のコイルと、を有するステータを備えているモータ。 - 前記導線の表面全体に絶縁被膜が形成され、前記絶縁被膜が前記絶縁部材と直接接している請求項1に記載のコイル。
- 前記第2~第nターンのコイルは4つのコイル辺を有し、前記4つのコイル辺に前記絶縁部材が形成されている請求項1に記載のコイル。
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