TWI538353B - 旋轉電機之定子及使用該定子之旋轉電機 - Google Patents
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Description
本發明係關於使用在電動機或發電機等之旋轉電機之定子及使用該定子之旋轉電機。
於以往之旋轉電機中,定子係由定子鐵芯與定子繞線所構成。定子鐵芯為於內周側具有複數個槽(slot)的環狀。定子繞線係捲繞於定子鐵芯的槽內。
第44圖係於以往的旋轉電機中,從定子鐵芯(stator core)2005的內側觀看線圈端(coil end)部2017c的圖。於以往的旋轉電機中,定子繞線係如第44圖所示地具有複數個線圈2017。於第44圖中,線圈2017X、線圈2017Y、以及線圈2017Z分別為線圈2017。線圈2017係具有下線圈部2017a與上線圈部2017b。下線圈部2017a與上線圈部2017b係***定子鐵芯2005的槽。另外,線圈2017係具有線圈端部2017c以及線圈端部2017d。線圈端部2017c係將上線圈部2017b之一方端部與下線圈部2017a的一方端部予以連結的部分。線圈端部2017d係將上線圈部2017b之另一方端部與下線圈部2017a的另一方端部予以連結的部分。線圈端部2017c以及線圈端部2017d係於線
圈2017***定子鐵芯2005之槽時,朝定子鐵芯2005之軸方向之外側露出的部分。
線圈2017的下線圈部2017a係***且配置於定子鐵芯2005之槽的裡面之方面的部分。另外,上線圈部2017b係配置於定子鐵芯2005之槽的入口側。由此,若從組裝後的定子內側觀看線圈端部2017c,則成為如第44圖所示。
另外,於第44圖中,部分2017ca係表示線圈端部2017c之下線圈部2017a附近的部分。部分2017cb係表示線圈端部2017c的上線圈部2017b附近的部分(例如參照專利文獻1)。
(專利文獻1)日本特開平9一261904號公報(段落[0004]、[0029]至[0031]、[0033]、[0043]、第1圖至第3圖)
於專利文獻1之技術中,如第44圖所示,線圈2017X之線圈端部2017c的部分2017ca係於部分A的位置,相對於線圈2017Y之線圈端部2017c的部分2017cb位於軸方向的外側。線圈2017X之線圈端部2017c的部分2017ca係於部分B的位置,相對於線圈2017Z之線圈端部2017c的部分2017cb位於軸方向的外側。
亦即,於專利文獻1的技術中,當為了減低線圈端部2017c之軸方向的高度時,線圈2017X之線圈端部2017c的部分2017ca係於部分A的位置中與線圈2017Y的線圈端部2017c之部分2017cb干涉。又,所謂干涉係線圈的繞線位置與其他線圈的繞線位置重疊。同樣地,線圈2017X之線圈端部2017c的部分2017ca係於部分B的位置中與線圈2017Z的線圈端部2017c之部分2017cb干涉。
本發明的目的係解決上述習知技術的課題目的在於提供一種旋轉電機之定子、以及使用該定子的旋轉電機,其係不會產生線圈彼此的干涉,比以往更能減低線圈端部之高度。
本發明之旋轉電機的定子,具備:芯背部(coreback),形成圓環狀的芯背部;複數個齒部,沿著芯背部的周方向設置;複數個槽,設置於複數個齒部之間;以及線圈,由複數條導體線構成,且於槽內部中,複數條導體線係於芯背部的徑方向配置成m(m為2以上的整數)段,而於槽的外部中,複數條導體線係於芯背部的徑方向配置成n(n為1以上的整數,且為m的1/2以下)段;其中,構成線圈的複數條導體線係於槽的內部與槽的外部之間,於芯背部的周方向以呈現較180°小的角度的方式彎曲,並且,於該彎曲部分與槽內部之間,在為芯背部之周方向且相對於彎曲部分的彎曲方向為相反的方向彎曲。
依據本發明,可提供不會產生線圈彼此的干涉,且比以往更能減低線圈端部之高度的旋轉電機之定子、以及使用該定子的旋轉電機。
1、200、400、500、600、700、1200、1300、1400‧‧‧旋轉電機
2‧‧‧旋轉子
2a‧‧‧旋轉子鐵芯
2b‧‧‧永久磁鐵
3、203、403、503、603、703、1203、1303、1403‧‧‧定子
5‧‧‧定子鐵芯
6、206、406、506、606、706、1206、1306、1406‧‧‧定子繞線
7‧‧‧芯背部
8‧‧‧齒部
9‧‧‧槽
11、21、31、41、81、91、1311、1411‧‧‧導體線
1314a、1314b、1414a、1414b‧‧‧外側彎曲部
1415a、1415b‧‧‧內側彎曲部
17、63a、63b、63c、217、417、517、617、717、817、17、1017、1117、1217、1217X、1217Y、1217Z、1317、1317X、1317Y、1317Z、1417、1417X、1417Y、1417Z、2017、2017X、2017Y、2017Z‧‧‧線圈
第1圖係關於第1實施型態的旋轉電機之定子的構成圖。
第2圖係關於構成第1實施型態的定子線圈的構成圖。
第3圖係第1實施型態的旋轉電機的剖面圖。
第4圖係從定子鐵芯的上面觀看將線圈***關於第1實施型態的定子鐵芯的狀態的圖。
第5圖係從定子鐵芯的下面觀看將線圈***關於第1實施型態的定子鐵芯的狀態的圖。
第6圖係從定子鐵芯的側面觀看將線圈***關於第1實施型態的定子鐵芯的狀態的圖。
第7圖係針對形成關於第1實施型態的線圈的導體線的彎曲角度加以說明之圖。
第8圖係將線圈***第1實施型態的定子鐵芯的定子之各相的繞線構成圖。
第9圖係從定子鐵芯的上面觀看將線圈***關於第2實施型態的定子鐵芯的狀態的圖。
第10圖係從定子鐵芯的下面觀看將線圈***關於第2實施型態的定子鐵芯的狀態的圖。
第11圖係從定子鐵芯的側面觀看將線圈***關於第2
實施型態的定子鐵芯的狀態的圖。
第12圖係針對形成關於第2實施型態的線圈的導體線的彎曲角度加以說明之圖。
第13圖係將線圈***第2實施型態的定子鐵芯的定子之各相的繞線構成圖。
第14圖係從定子鐵芯的上面觀看將線圈***關於第3實施型態的定子鐵芯的狀態的圖。
第15圖係從定子鐵芯的下面觀看將線圈***關於第3實施型態的定子鐵芯的狀態的圖。
第16圖係從定子鐵芯的側面觀看將線圈***關於第3實施型態的定子鐵芯的狀態的圖。
第17圖係針對形成關於第3實施型態的線圈的導體線的彎曲角度加以說明之圖。
第18圖係為了構成關於第3實施型態之旋轉電機的定子繞線而將線圈***第3實施型態定子鐵芯的定子之各相的繞線構成圖。
第19圖係構成關於第4實施型態的定子繞線的線圈的構成圖。
第20圖係從定子鐵芯的上面觀看將線圈***關於第4實施型態的定子鐵芯的狀態的圖。
第21圖係從定子鐵芯的下面觀看將線圈***有關於第4實施型態的定子鐵芯的狀態的圖。
第22圖係從定子鐵芯的側面觀看將線圈***有關於第4實施型態的定子鐵芯的狀態的圖。
第23圖係說明針對形成關於第4實施型態的線圈的導體線的彎曲角度及尺寸加以說明之圖。
第24圖係為了構成關於第4實施型態的旋轉電機之定子繞線而將線圈***定子鐵心的定子之各相的繞線構成圖。
第25圖係從定子鐵芯的上面觀看將線圈***關於第5實施型態的定子鐵芯的狀態的圖。
第26圖係從定子鐵芯的下面觀看將線圈***關於第5實施型態的定子鐵芯的狀態的圖。
第27圖係從定子鐵芯的側面觀看將線圈***關於第5實施型態的定子鐵芯的狀態的圖。
第28圖係從定子鐵芯的上面觀看將線圈***關於第6實施型態的定子鐵芯的狀態的圖。
第29圖係從定子鐵芯的下面觀看將線圈***關於第6實施型態的定子鐵芯的狀態的圖。
第30圖係從定子鐵芯的側面觀看將線圈***關於第6實施型態的定子鐵芯的狀態的圖。
第31圖係從定子鐵芯的上面觀看將線圈***第1至6實施型態之變形例的定子鐵芯的狀態的圖。
第32圖係從定子鐵芯的上面觀看將線圈***第1至6實施型態之變形例的定子鐵芯的狀態的圖。
第33圖係從定子鐵芯的上面觀看將線圈***第1至6實施型態之變形例的定子鐵芯的狀態的圖。
第34圖係構成第1至6實施型態之變形例的定子繞線之線圈束的構成圖。
第35圖係從定子鐵芯的上面觀看將線圈束***第1至6實施型態之變形例的定子鐵芯之狀態的圖。
第36圖係構成第1至6實施型態之變形例的定子繞線之線圈群的構成圖。
第37圖係將線圈***第7實施型態之定子鐵芯的定子的各相的繞線構成圖。
第38圖係將線圈***第7實施型態的定子鐵芯的狀態下,從定子鐵芯的內側觀看線圈端部的圖。
第39圖係將線圈***第7實施型態的定子鐵芯的狀態下,從定子鐵芯的內側觀看線圈端部的圖。
第40圖(a)及(b)係表示構成第7實施型態的旋轉電機的定子繞線的線圈的圖。
第41圖係將線圈***第7實施型態的定子鐵芯的狀態下,從定子鐵芯的內側觀看線圈端部的圖。
第42圖(a)至(c)係表示構成第8實施型態的旋轉電機的定子繞線的線圈的圖。
第43圖係將線圈***第8實施型態的定子鐵芯的狀態下,從定子鐵芯的內側觀看線圈端部的圖。
第44圖係將線圈***關於習知技術的定子鐵芯的狀態下,從定子鐵芯的內側觀看線圈端部的圖。
以下根據圖式詳細說明本發明之實施型態的旋轉電機。又,本發明並非由以下所示之實施型態所限定者。旋轉電機有為電動機或發電機的情形,其為電動機或
發電機的任一者皆可。
說明第1實施型態之旋轉電機。
旋轉電機係具有定子及轉子,轉子相對於定子旋轉,經由固定於轉子的軸(未圖示)而將旋轉動力傳達給機械裝置(未圖示),使機械裝置運作。旋轉電機係例如為永久磁鐵型旋轉電機或感應型旋轉電機。旋轉電機中係例如於定子的繞線構造施加有設計。
具體而言,旋轉電機係具有如第1圖至第3圖所示的構成。第1圖係表示旋轉電機的定子鐵芯及定子繞線之構成的立體圖。第2圖係表示定子繞線的線圈構成的立體圖。第3圖係表示從旋轉軸RA方向觀看轉子及定子鐵芯時之構成的圖。於第1至3圖係例如作為旋轉電機1,例示性地表示有極數為4、槽數為24、相數為3、而每極每相的槽數q為2的旋轉電機。另外,於第3圖中,為了圖示的簡略化,省略定子繞線的圖示。
旋轉電機1係如第1圖及第3圖所示,具有轉子2及定子3。轉子2係具有轉子鐵心2a以及複數個永久磁鐵2b。轉子鐵芯2a係構成為與軸同心,例如為具有沿著軸的旋轉軸RA的圓柱形狀。複數個永久磁鐵2b係例如沿著轉子鐵芯2a的周面配置。又,於第3圖中,雖以轉子2為永久磁鐵型轉子的情形作為例示,但轉子2亦可為由銅等導體形成籠型的籠型轉子。
定子3係以一面與轉子2分離,一面收容轉子2之方式所構成。例如,定子3係具有定子鐵芯5以及定子繞線6。
定子鐵芯5構成為與軸同心,例如為具有沿著軸的旋轉軸RA的圓筒形狀。定子鐵芯5係例如由疊層的電磁鋼板等所形成。
例如,定子鐵芯5係如第3圖所示,具有芯背部(core back)7、複數個齒部(teeth)8、以及複數個槽9。芯背部7係環狀,例如為具有圓筒形狀。複數個齒部8的各者係從芯背部7沿著徑方向而延伸於旋轉軸RA側。複數個齒部8係於芯背部7的旋轉軸RA側中,於沿著芯背部7的周面7a的方向(亦即,周方向)排列。在周方向相鄰的齒部8間係分別形成有槽9。
定子繞線6係對於定子鐵芯5於每2個槽中裝設同相的線圈。定子繞線6係例如以絕緣紙等保護周圍而***槽9。定子繞線6中,係作為導體線11之束而形成有線圈17,該線圈17係於槽9內部配置1個以上。且,藉由使線圈17之終端藉由熔接等之方法而連接,形成定子繞線6。
定子繞線6中,係於各相個別形成具有同樣形狀的線圈17,例如形成為第2圖所示的線圈17。線圈17係作為將線圈***至接近之同相的重疊捲繞,而***定子鐵芯5的槽9。線圈17係形成為導體線11的束。
具體而言,線圈17係具有:第1導體線群
17a、第2導體線群17b、第1彎曲部17d、第3導體線群17c、第2彎曲部17e、第4導體線群17f、以及第3彎曲部17g。
在第1導體線群17a中之導體線11係於槽內部SI中於定子鐵芯5的徑方向配置有m段(m為2以上的整數)導體線11。
第2導體線群17b係於線圈端部CE1中將第1導體線群17a於定子鐵芯5的徑方向變換配置成n段(n為1以上的整數)而成者。第2導體線群17b中,例如,線圈端部CE1中之導體線11係配置成自定子鐵芯5的徑方向的第1段至第n段。
於第1彎曲部17d中,槽內部SI及線圈端部CE1的境界中第1導體線群17a與第2導體線群17b係以呈現角度θ(90°<θ<180°)的方式彎曲。亦即,包含第1彎曲部17d的變更排列部10d係進行從槽內部SI的第1導體線群17a的排列變為線圈端部CE1的第2導體線群17b之排列的變更。
第3導體線群17c係於線圈端部CE1中將第2導體線群17b變換配置成自定子鐵芯5的徑方向的第(m-n+1)段至第m段而成者。第3導體線群17c中,係於線圈端部CE1中將導體線11配置成自定子鐵芯5的徑方向的第(m-n+1)段至第m段。
於第2彎曲部17e中,線圈端部CE1中第2導體線群17b與第3導體線群17c係以呈現角度θ’(=360
°-(θ+θ”))的方式彎曲。亦即,包含第2彎曲部17e的通過區域變更部13a係進行從線圈端部CE1的第2導體線群17b的排列(徑方向的通過區域)變為線圈端部CE1的第3導體線群17c之排列(徑方向的通過區域)的變更。
在第4導體線群17f中之導體線11係於槽內部SI中於定子鐵芯5的徑方向配置有m段(m為2以上的整數)。
於第3彎曲部17g中,於線圈端部CE1及槽內部SI的境界中第3導體線群17c與第4導體線群17f係以呈現角度θ”(90°<θ”<180°)的方式彎曲。亦即,包含第3彎曲部17g的變更排列部10a係進行從線圈端部CE1的第3導體線群17c的排列變為槽內部SI的第4導體線群17f之排列的變更。
在此,段數m、n係滿足以下數式1。
n/m≦1/2...數式1
例如,第2圖中,線圈17係在槽內部SI由2段(定子鐵芯5之徑方向)×8條(定子鐵芯5的周方向)的導體線11所構成。例如,徑方向的數量以及周方向的數量係如下所述地決定。
例如,於第2圖所示之情形中,線圈17係從槽內部SI起藉由線圈端部CE1而進行繞線排列的變更(包含第1彎曲部17d的變更排列部10d)。藉此,在槽內部SI為2段(定子鐵芯5之徑方向)×8條分(定子鐵芯5的周方向)的導體線11之束,係於線圈端部CE1整列為1段(定
子鐵芯5之徑方向)×16條分(定子鐵芯5的周方向)。另外,此時第1彎曲部17d中係以角度θ(例如第2圖中為120°)彎曲。
接著,於線圈端部CE1中,例如,整列為定子鐵芯5之徑方向之第1段的導體線11,係以不與其他相的繞線(其他相的線圈17)干涉的方式,例如變換配置成定子鐵芯5之徑方向的第2段(包含第2彎曲部17e的通過區域變更部13a)。另外,此時在變換配置之前及後,亦即於第2彎曲部17e中係以角度θ’(例如第2圖中為120°)彎曲。
之後,再度從線圈端部CE1回到槽內部SI時,係進行繞線排列的變更(包含第3彎曲部17g的變更排列部10a)。藉此,在線圈端部CE1為1段(定子鐵芯5之徑方向)×16條分(定子鐵芯5的周方向)的導體線11的束,係於槽內部SI整列為2段(定子鐵芯5之徑方向)×8條分(定子鐵芯5的周方向)。另外,此時亦以角度θ”(例如第2圖中為120°)彎曲。
藉由如上所述地構成線圈17,線圈端部CE1的線圈形狀成為三角形狀。另外,雖省略其說明,但線圈17的下半部分亦同樣地進行導體線11的變更排列,就全體而言,係成為六角形狀,該六角形狀包含有:線圈端部CE1的三角形狀、槽內部SI的四角形狀、以及線圈端部CE2的三角形狀。
第4圖係從定子鐵芯的上面(旋轉軸RA的
方向)觀看將線圈***定子鐵芯的狀態的圖。第5圖係從定子鐵芯的下面觀看將線圈***定子鐵芯的狀態的圖。第6圖係從定子鐵芯的側面(面向旋轉軸RA的面)觀看將線圈***有關於第1實施型態的定子鐵芯的狀態的圖。第7圖係針對形成線圈的導體線的彎曲角度加以說明的圖。接著,使用從第4圖至第7圖更詳細地說明線圈17的繞線排列的變更的部分。
從第4圖至第6圖,雖例示有***1個在槽內部SI為2段(定子鐵芯5的徑方向)×2條分(定子鐵芯5的周方向)的線圈17的狀態,但使用位置12a至位置12r而例示性地說明此時導體線11係如何捲繞而形成線圈17。
線圈17係從2個槽9a、9b的中間開始捲繞導體線11(位置12a),通過線圈端部CE1之相當於槽內部SI之第1段的區域CE1a而接近槽9a。之後,變更排列(變更排列部10a),進入槽內部SI的第2段的位置12b(參照第4圖)。若從側面觀看該部分,則導體線11係彎曲角度θ”(參照第6圖、第7圖)。
通過槽內部SI從位置12c(參照第5圖)引出的導體線11係變更排列(變更排列部10b),並朝線圈端部CE2(參照第2圖)之相當於槽內部SI之第1段的區域CE2a引出。若從側面觀看此部分,則導體線11係彎曲角度θ(參照第6圖、第7圖)。
導體線11係朝向相反側的槽9b,而一旦來
到槽9a與槽9b的中間,則本次係以通過線圈端部CE2(參照第2圖)之相當於槽內部SI之第2段的區域CE2b的方式變更排列(通過區域變更部13b)。若從側面觀看該部分,則導體線11係彎曲角度θ’(參照第6圖、第7圖)。
若接近了槽9b則變更排列(變更排列部10c),而成為進入槽內部SI之第1段的位置12d。若從側面觀看該部分,導體線11係彎曲角度θ”(參照第6圖、第7圖)。
通過槽內部SI而從位置12e引出的導體線係變更排列(變更排列部10d),並朝線圈端部CE1(參照第2圖)之相當於槽內部SI之第2段的區域CE1b引出。若從側面觀看該部分,導體線11係彎曲角度θ。
導體線11係朝向相反側的槽9a,而一旦來到槽9a與槽9b的中間,則以再度通過線圈端部CE2(參照第2圖)之相當於槽內部SI之第1段的區域CE1a的方式變更排列(通過區域變更部13a)。若從側面觀看該部分,導體線11係彎曲角度θ’。
以上為形成線圈17的導體線11的1圈捲繞分,接著以相同的方式依位置12f→位置12g→位置12h→…→位置12p→位置12q的順序捲繞導體線。又,於從側面觀看的圖中,於線圈端部CE1、CE2中,導體線11雖以4條橫排的方式排列,但例如第6圖所示,隨著成為導體線11的第2圈、第3圈而逐漸往內側配置。
另外,變更排列部10a至10d雖於導體線11
的第1圈、第3圈時,於進入槽內部SI時及引出時進行變更排列,但於導體線的第2圈、第4圈時實際上並未進行變更排列。於第2圈、第4圈時,例如從線圈端部CE1之相當於槽內部SI之第1段的區域CE1a而來的導體線11,會有保持不變地進入槽內部SI之第1段的位置12f、12n的情形。或者,例如從槽內部SI之第1段的位置120、12g而來的導體線11,會有朝線圈端部CE2之相當於槽內部SI之第1段的區域CE2a引出的情形。或者,例如從線圈端部CE2之相當於槽內部SI之第2段的區域CE2b而來的導體線11,會有保持不變地進入槽內部SI之第2段的位置12h、12p的情形。或者,例如從槽內部SI之第2段的位置12q、12i而來的導體線11,會有朝線圈端部CE1之相當於槽內部SI之第2段的區域CE1b引出的情形。
最後,導體線11係於2個槽9a與9b的中間結束捲繞(位置12r)。如上所述,藉由槽內部SI與線圈端部CE1、CE2而可形成導體線11的排列不同的線圈17。
又,為了以槽內部SI與線圈端部CE1、CE2實現導體線11之排列不同的線圈17,上述方法僅為1個例示,而並無必須以該程序形成線圈17的必要性。另外,本說明中雖敘述了將線圈17從2個槽9a與槽9b之中間開始捲繞(位置12a),且於相同位置結束捲繞(位置12r)的方法,但並無必須於該位置開始捲繞或結束捲繞的必要性。但如後所述,從側面觀看槽9a與槽9b的中間所見之圖中,由於成為三角形狀的線圈端部CE1、CE2的頂點,故可獲
得在連結複數的線圈17時,用以結線線圈17的線不易與其他相的繞線干涉的效果。
另外,通過區域變更部13a、13b雖於第4、5圖中顯示在導體線11的排列變化時為直角的曲柄(crank)形狀,但只要能達到將線圈端部CE1的導體線11通過的區域CE1a、CE1b予以變更的目的,則並無必須為直角的曲柄形狀的必要性。例如,亦可為不附有曲柄的直線狀而緩慢地將區域予以變更。同樣地,變更排列部10a至10d雖於槽內部SI、線圈端部CE1、CE2使導體線11的排列變化時為直角的曲柄形狀,但只要能達到將導體線11的排列予以變更的目的,則並無必須為直角的曲柄形狀的必要性。
參照第7圖,對於形成線圈17的導體線11的彎曲角度進行說明。
例如,變更排列部10a的彎曲角度θ”為在第3導體線群17c的延伸方向DR17c與第4導體線群17f的延伸方向DR17f間呈現的角度且為朝向線圈17的內側的角度。由於線圈17從側面觀看時呈現六角形狀,故該角度θ”係例如滿足以下的數式2的條件。
90°<θ”<180°...數式2滿足數式2的角度θ”例如為120°。
例如,變更排列部10d的彎曲角度θ為第1導體線群17a的延伸方向DR17a與第2導體線群17b的延伸方向DR17b間呈現的角度且為朝向線圈17之內側的角度。該角度θ係滿足以下的數式3的條件。
90°<θ<180°...數式3
滿足數式3的角度θ例如為120°。
例如,通過區域變更部13a的彎曲角度θ’為第2導體線群17b的延伸方向DR17b與第3導體線群17c的延伸方向DR17c間呈現的角度且為朝向線圈17之內側的角度。該角度θ’係滿足以下的數式4的條件。
θ’=360°-(θ+θ”)...數式4
例如,當線圈17為如第6、7圖所示之左右對稱之形狀的情形,則使以下數式5成立。
θ=θ”...數式5
若將數式5帶入數式4,則可獲得以下數式6。
θ’=360°-2 θ...數式6
例如,當角度θ=θ”=120°時,角度θ’為120°。
第8圖係顯示為了構成旋轉電機的定子繞線而將線圈***定子鐵芯的定子之各相的繞線構成圖。第8圖係於每極每相的槽數=2(8極48槽)中,每2槽則組裝有同相的線圈的情形,線圈17係作為將線圈17***至接近之同相的重疊捲繞,而以於定子鐵芯5中依序分離4槽的間隔組裝入槽9中。又,第8圖的定子鐵芯5係為了方便說明而以直線形狀加以圖示,且將途中的部分予以省略一部分。
例如,V相的繞線V8係具有使U相的繞線U8的線圈17沿著周方向往第8圖的右方向偏移(shift)2槽
分的線圈17。例如,W相的繞線W8係具有使V相的繞線V8的線圈17沿著周方向往第8圖的右方向偏移2槽分的線圈17。亦即,從第8圖中的線圈17的右端觀看時,以2槽為間距分佈的U相、V相、W相的線圈17之配置圖案,係以6槽為週期重複。各線圈17係於線圈端部CE1中,跨及6槽,且在左方3槽通過第1段的區域,而在右方3槽通過第2段的區域。
以上述的方法形成定子繞線6的理由,由於可縮短(例如為最短)槽9間的距離,故可縮短線圈17的周長。若使用周長較短的線圈17形成定子繞線6,則亦可縮短定子繞線6全體的周長,會有達成因受繞線電阻值的減低所致的馬達損失減低、以及提昇馬達運轉效率的顯著優勢。
假使,線圈端部CE1、CE2中將槽9間於周方向平行地直線地連接的線圈如上所述地週期性地配置而製作繞線電路,則U相、V相、W相的各相的繞線干涉之處將變多。為了避免上述問題,若使定子繞線迂迴,則結果將使定子繞線全體的周長變長,線圈端部的高度變高。亦即,由於線圈端部的高度容易變高,故導線長度將變長,而將有繞線電阻的增加,亦即會有產生銅損增加及效率降低的可能性。
相對於此,本實施型態中,藉由使用上述線圈17,線圈端部CE1的左半部的導體線11可集中在相當於槽內部SI之第1段的區域CE1a(參照第4圖),而線圈
端部CE1的右半部的導體線11可集中在相當於槽內部SI之第2段的區域CE1b(參照第4圖)。藉此,U相、V相、W相的繞線難以干涉。單從第8圖看來,***於U相、V相、W相的線圈17雖看似有重複的區域,但實際的線圈端部CE1、CE2的線圈17係成為三角形狀,線圈17的中心(在通過區域變更部13a、13b成為曲柄形狀的部分)係三角形狀的頂點。因此,U相、V相、W相的繞線不易有機械性的干涉。如此一來,即可減低線圈端部CE1、CE2的高度,而形成使用了周長較短的線圈17的定子繞線6。
接著,對於第1實施型態所致的作用效果亦例示性地進行說明。
例如,作為第1效果,例如導體線11係於槽內部SI、線圈端部CE1、CE2變更排列(變更排列部10a至10d),導體線11係以線圈端部CE1、CE2於定子鐵芯5的徑方向變換配置(通過區域變更部13a、13b)。藉此,可使線圈端部CE1、CE2中1個相的繞線不易與其他相的繞線干涉,且可降低線圈端部CE1、CE2的高度。
又,如第2圖所例示,當將於槽內部SI為2段(定子鐵芯5的徑方向)的導體線11的束,在線圈端部CE1、CE2變更排列為1段(定子鐵芯5的徑方向),使線圈17全體成為六角形狀的方式附加彎曲部時,可使在線圈端部CE1、CE2中未配置有導體線11的浪費空間減低(例如令實質上不存在的程度),且可使導體線11的配置密度(佔積率)有效地提昇(例如以可將導體線11配置成最密
集的方式)。藉此,可小型化線圈端部CE1、CE2全體。
另外,作為第2效果而言,例如,於定子繞線5中,係可對於U相、V相、W相的全部使用相同形狀的線圈17。因此,因可提昇繞線之形成作業的效率,並且可使各相的繞線長度均等化(例如成為相同),故可將各相各自的繞線電阻值的不平衡抑制在容許範圍內。由此,可減低轉矩漣波,亦可減低振動。
如以上所述,於第1實施型態中,於旋轉電機中,係藉由1個以上的線圈17形成定子繞線6的各相。各線圈17中,第1導體線群17a係於槽內部SI中於定子鐵芯5之徑方向配置成m段(m為2以上的整數)。第2導體線群17b係於線圈端部CE1中使第1導體線群17a於定子鐵芯5的徑方向變換配置成n段(n為1以上的整數)。第1彎曲部17d係以在槽內部SI及線圈端部CE1之境界中使第1導體線群17a與第2導體線群17b間呈現較180°小的角度θ的方式彎曲。第3導體線群17c係使於線圈端部CE1中被配置成自定子鐵芯5的徑方向的第1段至第n段的第2導體線群17b變換配置成自定子鐵芯5的徑方向的第(m-n+1)段至第m段。第2彎曲部13a係以於線圈端部CE1中使第2導體線群17b與第3導體線群17c呈現較180°小的角度θ’的方式彎曲。且段數m及n係滿足n/m≦1/2。藉此,在形成各相的繞線的各線圈17中,例如,可將導體線11於槽內部S1、線圈端部CE1、CE2變更排列(變更
排列部10a至10d),且可將導體線11在線圈端部CE1、CE2的途中於定子鐵芯5的徑方向變換配置(通過區域變更部13a、13b)。例如,可將線圈端部CE1的左半邊的導體線11集中在相當於槽內部SI之第1段的區域CE1a(參照第4圖),而可將線圈端部CE1的右半邊的導體線11集中在相當於槽內部SI之第2段的區域CE1b(參照第4圖)。藉此,於各相的繞線使用同樣形狀的線圈17時,可使線圈端部CE1、CE2中1個相的繞線成為不易與其他相的繞線干涉,而可將線圈端部CE1、CE2的高度減低。亦即,可減低線圈端部CE1、CE2的各相的繞線的機械性的干涉,而可均等各相各自的繞線長度(例如至相同)。結果,可縮小線圈端部的外徑,而將各相的繞線電阻值的不平衡抑制至容許範圍內。
另外,第1實施型態中,因於各相的繞線係使用同樣形狀的線圈17,故可簡化結線作業,且可減低旋轉電機1的製造成本。
另外,於第1實施型態中,第2彎曲部17e係例如從旋轉軸RA的方向觀看時,具有在第2導體線群17b與第3導體線群17c之間於徑方向之變更配置的曲柄形狀。藉此,例如,可將線圈端部CE1的左半部的導體線11集中在相當於槽內部SI之第1段的區域CE1a(參照第4圖),且可將線圈端部CE1的右半部的導體線11集中在相當於槽內部SI之第2段的區域CE1b(參照第4圖)。結果,當於各相的繞線使用同樣形狀的線圈17時,可使於線
圈端部CE1、CE2中1個相的繞線成為難以與其他相的繞線干涉。
另外,於第1實施型態中,在形成各相繞線的各線圈17中,第4導體線群17f係在槽內部SI中於定子鐵芯5的徑方向配置成m段(m為2以上的整數)。第3彎曲部17g係以在線圈端部CE1及槽內部SI的境界中使第3導體線群17c與第4導體線群17f間呈現較180°小的角度θ的方式彎曲。且,角度θ”係滿足90°<θ”<180°角度θ係滿足90°<θ<180°而角度θ’係滿足θ’=360°-(θ+θ”)。藉此,可使形成各相之繞線的各線圈17成為例如六角形狀。結果,可容易地以於各相的繞線使用同樣形狀的線圈17並同時減低線圈端部CE1、CE2之各相的繞線之機械性干涉的方式構成線圈17。
另外,於第1實施型態中,例如角度θ與θ”係互相為均等,角度θ’滿足θ’=360°-2 θ。藉此,可使形成各相之繞線的各線圈17成為例如從垂直於齒部8的側面的方向觀看時成為左右對稱的六角形狀(參照第6圖)。結果,可更抑制各相之繞線電阻值的不平衡。
接著,對於第2實施型態之旋轉電機進行說明。第9圖係顯示從定子鐵芯的上面觀看將線圈***定子鐵芯的狀態的圖。第10圖係顯示從定子鐵芯的下面觀看將線圈***定子鐵芯的狀態的圖。第11圖係顯示從定子鐵芯的側面(面向旋轉軸RA的面)觀看將線圈***定子鐵芯的狀態的圖。第12圖係針對形成線圈的導體線的彎曲角度加以說明之圖。以下係以與第1實施型態相異的部分為中心進行說明。
於第1實施型態中,係針對以將在槽內部SI於徑方向為2段的導體線11予以在線圈端部CE1、CE2中於徑方向變更排列為1段的線圈為例示而進行說明。第2實施型態中,係針對以將在槽內部SI於徑方向為3段的導體線21予以在線圈端部CE1、CE2中於徑方向變更排列為1段的線圈為例示而進行說明。
具體而言,如第9圖至第12圖所示,於旋轉電機200的定子203的定子繞線206中,形成各相之繞線的各線圈217的構成,在以下要點中與第1實施型態相異。
從第9圖至第11圖中,雖顯示有***1個在槽內部SI為3段(定子鐵芯5的徑方向)×2條分(定子鐵芯5的周方向)的線圈217的狀態,但使用位置22a至位置22z之符號而例示性地說明該狀態時導體線係如何捲繞而形成線圈217。
線圈217係從2個槽9a、9b的中間開始捲繞導體線21(位置22a),通過線圈端部CE1(參照第2圖)之相當於槽內部SI之第1段的區域CE1a而接近槽9a。之後,變更排列(變更排列部20a),進入槽內部SI的第3段的位置22b(參照第9圖)。若從側面觀看該部分,則導體線21係彎曲角度θ”(參照第11圖、第12圖)。
通過槽內部SI從位置22c(參照第10圖)引出的導體線21係變更排列(變更排列部20b),並朝線圈端部CE2(參照第2圖)之相當於槽內部SI之第1段的區域CE2a引出。若從側面觀看此部分,則導體線21係彎曲角度θ(參照第11圖、第12圖)。
導體線21係朝向相反側的槽9b,而一旦來到槽9a與槽9b的中間,則本次係以通過線圈端部CE2(參照第2圖)之相當於槽內部SI之第3段的區域CE2c的方式變更排列(通過區域變更部23b)。若從側面觀看該部分,則導體線21係彎曲角度θ’(參照第11圖、第12圖)。
若接近了槽9b則變更排列(變更排列部20c),而成為進入槽內部SI的第1段的位置22d。若從側面觀看該部分,導體線21係彎曲角度θ”(參照第11圖、第12圖)。
通過槽內部SI從位置22e引出的導體線21係變更排列(變更排列部20d),並朝線圈端部CE1(參照第2圖)之相當於槽內部SI第3段的區域CE1c引出。若從側面觀看該部分,導體線21係彎曲角度θ(參照第11
圖、第12圖)。
導體線21係朝向相反側的槽9a,而一旦來到槽9a與槽9b的中間,則以再度通過線圈端部CE1(參照第2圖)之相當於槽內部SI之第1段的區域CE1a的方式變更排列(通過區域變更部23a)。若從側面觀看該部分,則導體線21係彎曲角度θ’。
以上為形成線圈217的導體線21的1圈捲繞分,接著以相同的方式依位置22f→位置22g→位置22h→…→位置22x→位置22y的順序捲繞導體線21。又,於從側面觀看的圖中,於線圈端部CE1、CE2中,導體線21雖以6條橫排的方式排列,但例如第11圖所示,隨著成為導體線21的第2圈、第3圈而逐漸往內側配置。
另外,變更排列部20a至20d雖於導體線21的第1圈、第2圈、第4圈、第5圈時,於進入槽內部SI時及引出時進行變更排列,但於導體線21的第3圈、第6圈時實際上並未進行變更排列。例如從線圈端部CE1之相當於槽內部SI之第1段的區域CE1a而來的導體線21,會有保持不變地進入槽內部SI之第1段的位置22j、22v的情形。或者,例如從槽內部SI的第1段的位置22w、22k而來的導體線21,會有朝線圈端部CE2之相當於槽內部SI之第1段的區域CE2a引出的情形。或者,例如從線圈端部CE2之相當於槽內部SI之第3段的區域CE2c而來的導體線21,會有保持不變地進入槽內部SI之第3段的位置22I、22x的情形。或者,例如從槽內部SI的第3段的
位置22y、22m而來的導體線21,會有朝線圈端部CE1之相當於槽內部SI之第3段的區域CE1c引出的情形。
最後,導體線21係於2個槽9a與9b的中間結束捲繞(位置22z)。如上所述,藉由槽內部SI與線圈端部CE1、CE2而可形成導體線21的排列不同的線圈217。
參照第12圖,對於形成線圈217的導體線21的彎曲角度進行說明。
例如,變更排列部20a的彎曲角度θ”為在第3導體線群17c的延伸方向DR17c與第4導體線群17f的延伸方向DR17f間呈現的角度且為朝向線圈217的內側的角度。由於線圈217從側面觀看時呈現六角形狀,故該角度θ”係例如滿足前述數式2的條件。
滿足數式2的角度θ”例如為120°。
例如,變更排列部20d的彎曲角度θ為第1導體線群17a的延伸方向DR17a與第2導體線群17b的延伸方向DR17b間呈現的角度且為朝向線圈217之內側的角度。該角度θ係滿足前述數式3的條件。
滿足數式3的角度θ例如為120°。
例如,通過區域變更部23a的彎曲角度θ’為第2導體線群17b的延伸方向DR17b與第3導體線群17c的延伸方向DR17c間呈現的角度且為朝向線圈217之內側的角度。該角度θ’係滿足前述數式4的條件。
例如,當線圈217為如第11、12圖所示之左右對稱之形狀的情形,則使前述數式5成立。若將前述數
式5帶入數式4,則可獲得前述數式6。
第13圖係顯示為了構成旋轉電機的定子繞線而將線圈***定子鐵芯的定子之各相的繞線構成圖。第13圖係於每極每相的槽數=2(8極48槽)中,每2槽則組裝有同相的線圈217的情形,線圈217係作為將線圈217***至接近之同相的重疊捲繞,而以於定子鐵芯5中依序分離4槽的間隔組裝入槽9中。又,第13圖的定子鐵芯5係為了方便說明而以直線形狀加以圖示,且將途中的部分予以省略一部分。
例如,V相的繞線V8係具有使U相的繞線U8的線圈217沿著周方向往第13圖的右方向偏移2槽分的線圈217。例如,W相的繞線W8係具有使V相的繞線V8的線圈217沿著周方向往第13圖的右方向偏移2槽分的線圈217。亦即,從第13圖中的線圈217的右端觀看時,以2槽為間距分佈的U相、V相、W相的線圈217之配置圖案,係以6槽為週期重複。各線圈217係於線圈端部中,跨及6槽,且在左方3槽通過第1段的區域,而在右方3槽通過第3段的區域。
如以上所述,於第2實施型態中,係將在槽內部SI於徑方向為3段的導體線21予以在線圈端部CE1、CE2中於徑方向變更排列為1段。例如,若使導體線21於線圈端部CE1、CE2的途中成為曲柄形狀,則可將線圈端部CE1的左半邊的導體線21集中在相當於槽內部SI的第1段的區域CE1a(參照第9圖),而可將線圈端部CE1
的右半邊的導體線21集中在相當於槽內部SI的第3段的區域CE1c(參照第9圖)。藉此,於各相的繞線使用同樣形狀的線圈217時,可使線圈端部CE1、CE2中1個相的繞線成為不易與其他相的繞線干涉,而可將線圈端部CE1、CE2的高度減低。亦即,可減低線圈端部CE1、CE2的各相的繞線的機械性的干涉,而可均等各相各自的繞線長度(例如至相同)。結果,在槽內部SI於徑方向以3段的方式配置導體線21時,可縮小線圈端部的外徑,而將各相的繞線電阻值的不平衡抑制至容許範圍內。
接著,對於第3實施型態之旋轉電機進行說明。第14圖係從定子鐵芯的上面觀看將線圈***定子鐵芯的狀態的圖。第15圖係從定子鐵芯的下面觀看將線圈***定子鐵芯的狀態的圖。第16圖係從定子鐵芯的側面(面向旋轉軸RA的面)觀看將線圈***定子鐵芯的狀態的圖。第17圖係針對形成線圈的導體線的彎曲角度加以說明之圖。以下係以與第1實施型態相異的部分為中心進行說明。
於第1實施型態中,係以將在槽內部SI於徑方向為2段的導體線予以在線圈端部CE1、CE2中於徑方向變更排列為1段的線圈為例示而進行說明。第3實施型態中,係針對以將在槽內部SI於徑方向為5段的導體線21予以在線圈端部CE1、CE2變更排列為2段的線圈為例示而進行說明。
具體而言,於旋轉電機400的定子403的定子繞線406中,如第14圖至第17圖所示,形成各相之繞線的各線圈417的構成,在以下要點中與第1實施型態相異。
從第14圖至第16圖中,雖顯示有***1個在槽內部SI為5段(定子鐵芯5的徑方向)×2條分(定子鐵芯5的周方向)的線圈417的狀態,但使用從位置32a至位置32z及從位置33a至位置33p之符號而例示性地說明該狀態時導體線31係如何捲繞而形成線圈417。
線圈417係從2個槽9a、9b的中間開始捲繞(位置32a),通過線圈端部CE1(參照第2圖)之相當於槽內部SI之第1段的區域CE1a而接近槽9a。之後,變更排列(變更排列部30a),進入槽內部SI的第5段的位置32b。若從側面觀看該部分,導體線21係彎曲角度θ”(參照第16圖、第17圖)。
通過槽內部SI從位置32c(參照第15圖)引出的導體線31係變更排列(變更排列部30b),並朝線圈端部CE2(參照第2圖)之相當於槽內部SI之第1段的區域CE2a引出。若從側面觀看此部分,則導體線係彎曲角度θ(參照第16圖、第17圖)。
導體線31係朝向相反側的槽9b,而一旦來到槽9a與槽9b的中間,則本次係以通過線圈端部CE2(參照第2圖)之相當於槽內部SI之第4段的區域CE2d的方式變更排列(通過區域變更部34b)。若從側面觀看該部分,
則導體線係彎曲角度θ’(參照第16圖、第17圖)。
若接近了槽9b則變更排列(變更排列部30c),而成為進入槽內部SI之第1段的位置32d。若從側面觀看該部分,導體線係彎曲角度θ”(參照第16圖、第17圖)。
通過槽內部SI從位置32e引出的導體線31係變更排列(變更排列部30d),而朝相當於槽內部SI之第4段的區域CE1d引出。若從側面觀看該部分,導體線31係彎曲角度θ(參照第16圖、第17圖)。
導體線31係朝向相反側的槽9a,而一旦來到槽9a與槽9b的中間,則以再度通過相當於槽內部SI之第1段的區域CE1a的方式變更排列(通過區域變更部34a)。若從側面觀看該部分,則導體線31係彎曲角度θ’(參照第16圖、第17圖)。
以上為形成線圈417的導體線的1圈捲繞分,接著以相同的方式依位置32f→位置32g→位置32h→…→位置32t→位置32u的順序捲繞導體線31。至此為止的線圈端部CE1、CE2的導體線31係通過相當於槽內部SI之第1段的區域CE1a、CE2a與相當於槽內部SI之第4段的區域CE1d、CE2d,於從側面觀看的圖中,於線圈端部CE1、CE2中,導體線雖以5條橫排的方式排列,但例如第16圖所示,隨著成為導體線的第2圈、第3圈而逐漸往內側配置。
另外,變更排列部30a至30d雖於導體線31
的第1圈、第2圈、第3圈、第4圈時,於進入槽內部SI時及引出時進行變更排列,但於導體線31的第5圈時實際上並未進行變更排列。
且更接著,從位置32u(參照第14圖)引出的導體線31係通過相當於槽內部SI之第4段的區域CE1d而朝向反對側的槽9a,但一旦來到槽9a與槽9b的中間,則以通過相當於槽內部SI之第2段的區域CE1b的方式變更排列(通過區域變更部34a)。若從側面觀看該部分,則導體線31係彎曲角度θ’(參照第16圖、第17圖)。
若接近了槽9a則變更排列(變更排列部30a),而成為進入槽內部SI之第5段的位置32v。若從側面觀看該部分,導體線31係彎曲角度θ”(參照第16圖、第17圖)。
通過槽內部SI從位置32w(參照第15圖)引出的導體線31係變更排列(變更排列部30b),並朝相當於槽內部SI之第2段的區域CE2b引出。若從側面觀看此部分,則導體線31係彎曲角度θ(參照第16圖、第17圖)。
導體線31係朝向相反側的槽9b,而一旦來到槽9a與槽9b的中間,則本次係以通過相當於槽內部SI之第5段的區域CE2e的方式變更排列(通過區域變更部34b)。若從側面觀看該部分,導體線31係彎曲角度θ’(參照第16圖、第17圖)。
若接近了槽9b則變更排列(變更排列部
30c),而成為進入槽內部SI之第1段的位置32x。若從側面觀看該部分,導體線31係彎曲角度θ”(參照第16圖、第17圖)。
通過槽內部SI從位置32y(參照第14圖)引出的導體線係變更排列(變更排列部30d),而朝相當於槽內部SI之第5段的區域CE1e引出。若從側面觀看該部分,導體線31係彎曲角度θ(參照第16圖、第17圖)。
導體線31係朝向相反側的槽9a,而一旦來到槽9a與槽9b的中間,則以再度通過相當於槽內部SI之第2段的區域CE1b的方式變更排列(通過區域變更部34a)。若從側面觀看該部分,則導體線31係彎曲角度θ’(參照第16圖、第17圖)。
以上為形成線圈417的導體線31的1圈捲繞分,接著以相同的方式依位置32z→位置33a→位置33b→位置33c→…→位置33n→位置330的順序捲繞導體線31。至此為止的線圈端部CE1、CE2的導體線31係通過相當於槽內部SI之第2段的區域CE1b、CE2b與相當於槽內部SI之第5段的區域CE1e、CE2e,於從側面觀看的圖中,於線圈端部中,導體線31雖以5條橫排的方式排列,但例如第16圖所示,隨著成為導體線的第2圈、第3圈而逐漸往內側配置。
另外,變更排列部30a至30d雖於導體線31的第1圈、第2圈、第3圈、第4圈時,於進入槽內部SI時及引出時進行變更排列,但於導體線的第5圈時實際上
並未進行變更排列。
參照第17圖,對於形成線圈417的導體線31的彎曲角度進行說明。
例如,變更排列部30a的彎曲角度θ”為在第3導體線群17c的延伸方向DR17c與第4導體線群17f的延伸方向DR17f間呈現的角度且為朝向線圈417的內側的角度。由於線圈417從側面觀看時呈現六角形狀,故該角度θ”係例如滿足前述數式2的條件。
滿足數式2的角度θ”例如為120°。
例如,變更排列部30d的彎曲角度θ為第1導體線群17a的延伸方向DR17a與第2導體線群17b的延伸方向DR17b間呈現的角度且為朝向線圈417之內側的角度。該角度θ係滿足前述數式3的條件。
滿足數式3的角度θ例如為120°。
例如,通過區域變更部34a的彎曲角度θ’為第2導體線群17b的延伸方向DR17b與第3導體線群17c的延伸方向DR17c間呈現的角度且為朝向線圈417之內側的角度。該角度θ’係滿足前述數式4的條件。
例如,當線圈417為如第16、17圖所示之左右對稱之形狀的情形,則使前述數式5成立。若將前述數式5帶入數式4,則可獲得前述數式6。
第18圖係顯示為了構成旋轉電機的定子繞線而將線圈***定子鐵芯的定子之各相的繞線構成圖。第18圖係於每極每相的槽數=2(8極48槽)中,每2槽則組
裝有同相的線圈的情形,線圈417係作為將線圈***於接近之同相的重疊捲繞,而以於定子鐵芯5中依序分離4槽的間隔組裝入槽中。又,第18圖的定子鐵芯5係為了方便說明而以直線形狀加以圖示,且將途中的部分予以省略一部分。
例如,V相的繞線V8係具有使U相的繞線U8的線圈417沿著周方向往第18圖的右方向偏移2槽分的線圈417。例如,W相的繞線W8係具有使V相的繞線V8的線圈417沿著周方向往第18圖的右方向偏移2槽分的線圈417。亦即,從第18圖中的線圈417的右端觀看時,以2槽為間距分佈的U相、V相、W相的線圈417之配置圖案,係以6槽為週期重複。各線圈417係於線圈端部中,跨及6槽,且在左方3槽通過第1段與第2段的區域,而在右方3槽通過第4段與第5段的區域。
如以上所述,於第3實施型態中,藉由使用線圈417,而可將線圈端部CE1、CE2的左半邊的導體線31集中在相當於槽內部SI的第1段與第2段的區域CE1a、CE1b、CE2a、CE2b(參照第14圖、第15圖),而可將線圈端部CE1、CE2的右半邊的導體線31集中在相當於槽內部SI之第4段、第5段的區域CE1d、CE1e、CE2d、CE2e(參照第14圖、第15圖)。藉此,U相、V相、W相的繞線不易彼此干涉。但從第18圖來看,***於U相、V相、W相的線圈417雖看似有重複的區域,但實際的線圈端部CE1、CE2的線圈417係成為三角形狀,線圈417的中心(在
通過區域變更部成為曲柄形狀的部分)係三角形狀的頂點,故U相、V相、W相的線圈的繞線不易彼此干涉。如此一來,即可不提高線圈端部之高度地使用周長短的線圈形成定子繞線。
亦即,成為導體線31於槽內部SI與線圈端部CE1、CE2變更排列(變更排列部30a至30d),導體線31在線圈端部CE1、CE2於定子鐵芯5的徑方向變換配置(通過區域變更部34a、34b)。藉此,線圈端部CE1、CE2中1個相的繞線不易與其他相的繞線干涉,而可降低線圈端部的高度。
另外,於第3實施型態中,可對於U相、V相、W相的全部使用相同形狀的線圈。因此,因可提昇繞線之形成作業的效率,並且各相各自的繞線長度相同,故可將各相各自的繞線電阻值的不平衡抑制在容許範圍內。由此,可減低轉矩漣波或振動等。
接著,對於第4實施型態的旋轉電機進行說明。第19圖為構成定子繞線的線圈的構成圖。以下係以與第1至3實施型態相異的部分為中心進行說明。
於第1至3實施型態中,係針對以在槽內部SI與線圈端部變更排列的線圈之中,線圈端部的線圈形狀為三角形狀者而進行說明。第4實施型態中,係針對以在線圈端部中於導體線的每一捲繞中,將通過區域變更部以
相對於定子鐵芯的周方向偏移後述的距離X之方式配置,使線圈端部的三角形狀的頂點於導體線的每一捲繞中偏移距離X的方法進行說明。
具體而言,於旋轉電機500的定子503的定子繞線506中,形成各相之繞線的各線圈517係具有如第19圖所示的構成。
線圈517係作為將線圈***至接近之同相的重疊捲繞,而***定子鐵芯5的槽中。線圈517係形成為導體線41的束。
具體而言,如第19圖所示,線圈517係具有第2彎曲部517e以取代第2彎曲部17e(參照第2圖)。
第2彎曲部517e中,於導體線41的每一捲繞中係相對於定子鐵芯5的周方向一邊偏移距離X一邊配置各導體線41。亦即,包含第2彎曲部517e的通過區域變更部43a係於導體線41的每一捲繞中相對於定子鐵芯5的周方向一邊偏移距離X,一邊進行從線圈端部CE1的第2導體線群17b的排列(徑方向的通過區域)向線圈端部CE1的第3導體線群17c的排列(徑方向的通過區域)的變更。該距離X係例如角度θ與角度θ”互相均等且導體線的寬為W,則於前述數式5成立時,可求得以下的數式7。
X=W/(-cos θ)...數式7
例如,第19圖中,線圈517係在槽內部SI由2段(定子鐵芯5之徑方向)×8條(定子鐵芯5的周方向)
的導體線41所構成。例如,徑方向的數量以及周方向的數量係可以下所方式決定。
例如,於第19圖所示的情形中,線圈517係從槽內部SI起往線圈端部CE1進行繞線排列的變更(變更排列部40d)。藉此,在槽內部SI為2段(定子鐵芯5之徑方向)×8條分(定子鐵芯5的周方向)的導體線41之束,係於線圈端部CE1整列為1段(定子鐵芯5之徑方向)×16條分(定子鐵芯5的周方向)。另外,此時係以角度θ(例如第19圖中為135°)彎曲。
接著,於線圈端部CE1中,例如,整列為定子鐵芯5之徑方向之第1段的導體線41,係以不與其他相的繞線(其他相的線圈517)干涉的方式,例如變換配置成定子鐵芯5之徑方向的第2段(包含第2彎曲部517e的通過區域變更部43a)。另外,此時在變換配置之前及後,亦即於第2彎曲部517e中係以角度θ’(例如第19圖中為90°)彎曲。
之後,再度從線圈端部CE1回到槽內部SI時,係進行繞線排列的變更(變更排列部40a)。藉此,在線圈端部CE1為1段(定子鐵芯5之徑方向)×16條分(定子鐵芯5的周方向)的導體線41的束,係於槽內部SI整列為2段(定子鐵芯5之徑方向)×8條分(定子鐵芯5的周方向)。另外,此時係以角度θ”(例如第19圖中為135°)彎曲。
藉由如上所述方式構成線圈17,線圈端部CE1
的線圈形狀成為三角形狀。另外,雖省略其說明,但線圈517的下半部分亦同樣地進行導體線41的變更排列,就全體而言係成為六角形狀。
又,為本次之實施型態的第19圖與已說明的第1實施型態之第2圖的相異點,係在線圈端部中於導體線的每一捲繞使導體線通過區域變更部49以相對於定子鐵芯的周方向偏移距離X之方式配置。如此,可使線圈端部的三角形狀的頂點成為於導體線的每一捲繞偏移距離X,相較於頂點位置於周方向一致的第2圖可更減低線圈端部的高度。
第20圖係從定子鐵芯的上面觀看將線圈***定子鐵芯的狀態的圖。第21圖係從定子鐵芯的下面觀看將線圈***定子鐵芯的狀態的圖。第22圖係從定子鐵芯的側面(面向旋轉軸RA的面)觀看將線圈***定子鐵芯的狀態的圖。第23圖係針對形成線圈的導體線的彎曲角度及尺寸加以說明之圖。接著,使用從第20圖至第23圖更詳細地說明線圈517的繞線排列的變更的部分。
從第20圖至第22圖,雖顯示有***1個在槽內部SI為2段(定子鐵芯5的徑方向)×2條分(定子鐵芯5的周方向)的線圈517的狀態,但使用位置42a至位置42r而例示性地說明該狀態時導體線係如何捲繞而形成線圈517。
線圈517係從2個槽9a、9b的中間開始捲繞導體線11(位置42a),通過相當於槽內部SI之第1段的
區域CE1a而接近槽9a。之後,變更排列(變更排列部40a),進入槽內部SI的第2段的位置42b。若從側面觀看該部分,則導體線41係彎曲角度θ”(參照第22圖、第23圖)。
通過槽內部SI從位置42c(參照第21圖)引出的導體線41係變更排列(變更排列部40b),並朝相當於槽內部SI之第1段的區域CE2a引出。若從側面觀看此部分,則導體線41係彎曲角度θ(參照第22圖、第23圖)。
導體線41係朝向相反側的槽9b,而一旦來到槽9a與槽9b的中間,則本次係以通過相當於槽內部SI之第2段的區域CE2b的方式變更排列(通過區域變更部43b)。若從側面觀看該部分,則導體線41係彎曲角度θ’(參照第22圖、第23圖)。
若接近了槽9b則變更排列(變更排列部10c),而成為進入槽內部SI的第1段的位置42d。若從側面觀看該部分,導體線41係彎曲角度θ”(參照第22圖、第23圖)。
通過槽內部SI從位置42e(參照第20圖)引出的導體線41係變更排列(變更排列部40d),而朝相當於槽內部SI之第2段的區域CE1b引出。若從側面觀看該部分,導體線41係彎曲角度θ(參照第22圖、第23圖)。
導體線41係朝向相反側的槽9a,而一旦來到槽9a與槽9b的中間,則以再度通過相當於槽內部SI之第1段的區域的方式變更排列(通過區域變更部43a)。若從側面觀看該部分,導體線係彎曲預定的角度。
以上為形成線圈的導體線41的1圈捲繞分,接著以相同的方式依位置42f→位置42g→位置42h→…→位置42p→位置42q的順序捲繞導體線41。但導體線41的第2圈以後係使通過區域變更部43a、43b的位置於導體線41的每一圈中對於定子鐵芯5之周方向偏移距離X而配置。通過區域變更部43a、43b於從側面觀看所見之圖中為形成三角形狀的線圈端部CE1、CE2之頂點,換言之,亦可視為成為三角形狀的線圈端部CE1、CE2的導體線41之頂點係於導體線41的每1圈捲繞中相對於定子鐵芯5之周方向偏移距離X而配置。
又,於從側面觀看的圖中,於線圈端部CE1、CE2中,導體線41雖例如以4條橫排的方式排列,但例如第22圖所示,導體線41的第1圈係以於4條之中總是靠最左側之方式配置,且隨著成為導體線41的第2圈、第3圈而逐漸1條1條地往右側配置(與第1實施型態中所說明的第6圖係捲繞方式不同)。
另外,變更排列部40a至40d雖於導體線的第1圈、第3圈時,於進入槽內部SI時及引出時進行變更排列,但於導體線的第2圈、第4圈時實際上並未進行變更排列。
最後,線圈517係於2個槽9a、9b的中間使導體線41結束捲繞(位置42r)。
參照第23圖,對於形成線圈的導體線的彎曲角度進行說明。
例如,變更排列部40a的彎曲角度θ”為在第3導體線群17c的延伸方向DR17c與第4導體線群17f的延伸方向DR17f間呈現的角度且為朝向線圈517的內側的角度。由於線圈517從側面觀看時呈現六角形狀,故該角度θ”係例如滿足前述數式2的條件。
滿足數式2的角度θ”例如為135°。
例如,變更排列部40d的彎曲角度θ為第1導體線群17a的延伸方向DR17a與第2導體線群17b的延伸方向DR17b間呈現的角度且為朝向線圈517之內側的角度。該角度θ係滿足前述數式3的條件。
滿足數式3的角度θ例如為135°。
例如,通過區域變更部43a的彎曲角度θ’為第2導體線群17b的延伸方向DR17b與第3導體線群17c的延伸方向DR17c間呈現的角度且為朝向線圈517之內側的角度。該角度θ’係滿足前述數式4的條件。
例如,當線圈517為如第22、23圖所示之左右對稱之形狀的情形,則使前述數式5成立。若將前述數式5帶入數式4,則可獲得前述數式6。
另外,通過區域變更部43a的位置係於導體線41的每1捲繞相對於定子鐵芯5之周方向偏移距離X而配置。該距離X係於導體線的寬為W(前述數式5成立時)、變更排列部的彎曲角度為θ時,由前述數式7求得。
第24圖係顯示為了構成旋轉電機的定子繞線而將線圈***定子鐵芯的定子之各相的繞線構成圖。第24
圖係顯示於每極每相的槽數=2(8極48槽)中,每2槽則組裝有同相的線圈517的情形。線圈517係作為將線圈***至接近之同相的重疊捲繞,而以於定子鐵芯5中依序分離4槽的間隔組裝入槽中。又,第24圖的定子鐵芯5係為了方便說明而以直線形狀加以圖示,且將途中的部分予以省略一部分。
例如,V相的繞線V8係具有使U相的繞線U8的線圈517沿著周方向往第24圖的右方向偏移(shift)2槽分的線圈517。例如,W相的繞線W8係具有使V相的繞線V8的線圈517沿著周方向往第24圖的右方向偏移2槽分的線圈517。亦即,從第24圖中的線圈517的右端觀看時,以2槽為間距分佈的U相、V相、W相的線圈517之配置圖案,係以6槽為週期重複。各線圈517係於線圈端部CE1中,跨及6槽,且在左方3槽通過第1段的區域,而在右方3槽通過第2段的區域。
如以上所述,於第4實施型態中,係將導體線41在線圈端部CE1、CE2中於定子鐵芯5的徑方向變換配置的通過區域變更部43a予以於導體線41的每1捲繞相對於定子鐵芯5之周方向偏移距離X而配置。具體而言,若導體線的寬為W(前述數式5成立時)、變更排列部的彎曲角度為θ時,則使導體線41的通過區域變更部以偏移利用上述數式7求得的距離X之方式配置(參照第20圖、第21圖)。藉此,可更減低線圈端部CE1、CE2的線圈517的高度。
接著,對於第5實施型態之旋轉電機進行說明。第25圖係從定子鐵芯的上面觀看將線圈***定子鐵芯的狀態的圖。第26圖係從定子鐵芯的下面觀看將線圈***定子鐵芯的狀態的圖。第27圖係從定子鐵芯的側面(面向旋轉軸RA的面)觀看將線圈***定子鐵芯的狀態的圖。以下係以與第1至4實施型態相異的部分為中心進行說明。
於第1至4實施型態中,為了實現在槽內部與線圈端部的導體線之排列不同的線圈而記載的方法僅為一例示,而並無依循該程序形成線圈的必要性。
因此,於第5實施型態,係例示性地對於與至此為此不同的線圈之形成程序進行說明。
具體而言,於旋轉電機600的定子603之定子繞線606中,如第25至27圖所示,形成各相之繞線的線圈617的構成,在以下之要點與第1至4實施型態不同。
從第25圖至第27圖雖顯示有***1個在槽內部SI為2段(定子鐵芯5的徑方向)×2條分(定子鐵芯5的周方向)的線圈617的狀態,但使用位置82a至位置82r而例示性地說明該狀態時導體線係如何捲繞而形成線圈617。
線圈617係從2個槽9a、9b的中間開始捲繞(位置82a),通過相當於槽內部SI之第1段的區域CE1a而接近槽9a。之後,變更排列(變更排列部80a),進入槽
內部SI的第2段的位置82b。若從側面觀看該部分,則導體線81係彎曲角度θ”(參照第27圖)。
通過槽內部SI從位置82c(參照第26圖)引出的導體線81係變更排列(變更排列部80b),並朝相當於槽內部SI之第1段的區域CE2a引出。若從側面觀看此部分,導體線81係彎曲角度θ(參照第27圖)。
導體線81係朝向相反側的槽9b,而一旦來到槽9a與槽9b的中間,則本次係以通過相當於槽內部SI之第2段的區域CE2b的方式變更排列(通過區域變更部83b)。若從側面觀看該部分,則導體線81係彎曲角度θ’(參照第27圖)。
若接近了槽9b則變更排列(變更排列部80c),而成為進入槽內部SI的第1段的位置82d。若從側面觀看該部分,導體線81係彎曲角度θ”(參照第27圖)。
通過槽內部SI從位置82e(參照第25圖)引出的導體線81係變更排列(變更排列部80d),而朝相當於槽內部SI之第2段的區域CE1b引出。若從側面觀看該部分,導體線81係彎曲角度θ(參照第27圖)。
導體線81係朝向相反側的槽9a,而一旦來到槽9a與槽9b的中間,則以再度通過相當於槽內部SI之第1段的區域CE1a的方式變更排列(通過區域變更部83a)。若從側面觀看該部分,則導體線81係彎曲角度θ’(參照第27圖)。
以上為形成線圈617的導體線81的1圈捲繞
分,接著以相同的方式依位置82f→位置82g→位置82h→…→位置82p→位置82q的順序捲繞導體線81。又,於從側面觀看的圖中,於線圈端部CE1、CE2中,導體線81雖以4條橫排的方式排列,但例如第27圖所示,隨著成為導體線的第2圈、第3圈而逐漸往內側配置。
於第1實施型態的線圈之形成程序中,從變更排列部10a至10d雖於導體線的第1圈、第3圈時,於進入槽內部SI時及引出時進行變更排列,但於導體線11的第2圈、第4圈時實際上並未進行變更排列(參照第4圖至第6圖)。
相對於此,於本第5實施型態中,於線圈617的形成程序中,變更排列部80a至80d係於導體線的第1圈、第2圈時於引入槽內部時以及引出時進行變更排列,但於導體線的第3圈、第4圈時實際上並未進行變更排列(從相當於槽內部第1段的區域而來的導體線係保持原樣地進入槽內部第1段)。本實施型態的方式由於係於導體線81的每一捲繞實際進行變更排列、不進行變更排列的情況將延續,故用於變更排列的彎曲(直角曲柄形狀)將變得整齊,而可使線圈端部的變更排列部更精簡。
如以上所述,於第5實施型態中,由於係於導體線的每一捲繞實際進行變更排列、不進行變更排列的情況將延續,故用於變更排列的彎曲(直角曲柄形狀)將變得整齊,而可使線圈端部的變更排列部更精簡。
又,本第5實施型態雖以與第1實施型態對
比的形式記載,但同樣的技術亦可適用於第2至4實施型態中。另外,本第5實施型態的技術係亦可適用於後述的第6實施型態。
接著,對於第6實施型態之旋轉電機進行說明。第28圖係從定子鐵芯的上面觀看將線圈***定子鐵芯的狀態的圖。第29圖係從定子鐵芯的下面觀看將線圈***定子鐵芯的狀態的圖。第30圖係從定子鐵芯的側面觀看將線圈***定子鐵芯的狀態的圖。以下係以與第1至5實施型態相異的部分為中心進行說明。
於第1至5實施型態中,為了實現在槽內部與線圈端部的導體線之排列不同的線圈所記載的方法僅為1事例,而並無必須以該程序形成線圈的必要性。
因此,第6實施型態中,係對於與第1至5實施型態不同的線圈之形成程序例示性地進行說明。
具體而言,於旋轉電機700之定子703的定子繞線706中,如第28至30圖所示,形成各相之繞線的各線圈717的構成,在以下要點與第1實施型態不同。
從第28圖至第30圖中,雖顯示有***1個在槽內部SI為2段(定子鐵芯5的徑方向)×2條分(定子鐵芯5的周方向)的線圈717的狀態,但使用位置92a至位置92r而例示性地說明該狀態時導體線係如何捲繞而形成線圈717。
線圈717係從2個槽9a、9b的中間開始捲繞導體線91(位置92a),通過相當於槽內部SI之第1段的區域CE1a而接近槽9a。之後,變更排列(變更排列部90a),進入槽內部SI的第2段的位置92b。若從側面觀看該部分,則導體線91係彎曲角度θ”(參照第30圖)。
通過槽內部SI從位置92c(參照第29圖)引出的導體線91係變更排列(變更排列部90b),並朝相當於槽內部SI之第1段的區域CE2a引出。若從側面觀看此部分,則導體線91係彎曲角度θ(參照第11圖、第12圖)。
導體線91係朝向相反側的槽9b,而一旦來到槽9a與槽9b的中間,則本次係以通過相當於槽內部SI之第2段的區域CE2的方式變更排列(通過區域變更部93b)。若從側面觀看該部分,則導體線91係彎曲角度θ’(參照第30圖)。
若接近了槽9b則變更排列(變更排列部90c),而成為進入槽內部SI的第1段的位置92d。若從側面觀看該部分,導體線91係彎曲角度θ”(參照第30圖)。
通過槽內部SI從位置92e(參照第28圖)引出的導體線91係變更排列(變更排列部90d),而朝相當於槽內部SI之第2段的區域CE1b引出。若從側面觀看該部分,導體線91係彎曲角度θ(參照第30圖)。
導體線91係朝向相反側的槽9a,而一旦來到槽9a與槽9b的中間,則以再度通過相當於槽內部SI之第1段的區域CE1a的方式變更排列(通過區域變更部
93a)。若從側面觀看該部分,則導體線91係彎曲角度θ’。
以上為形成線圈717的導體線91的1圈捲繞分,接著以相同的方式依位置92f→位置92g→位置92h→…→位置92p→位置92q的順序捲繞導體線。又,於從側面觀看的圖中,於線圈端部CE1、CE2中,導體線91以4條橫排的方式排列。
於第1實施型態中,隨著第6圖所示地成為導體線11的第2圈、第3圈而逐漸往內側配置導體線11。由此,於線圈17中,導體線11的捲繞起點存在於上部,導體線11的捲繞終點存在於下部。
相對於此,於本實施型態中,如第30圖所示,隨著成為導體線91的第2圈、第3圈而逐漸往外側配置導體線91。由此,於線圈717中,導體線91的捲繞起點存在於下部,導體線91的捲繞終點存在於上部。
詳細方法雖於後述,定子繞線706係於槽內部SI配置複數個線圈717,將該等的終端藉由熔接等方法而連接藉此加以形成。線圈717亦可使用複數個相同形狀者。
於第1實施型態中,例如若欲連結第6圖的線圈17,則因導體線11的捲繞起點存在於上部,導體線11的捲繞終點存在於下部,故需要較長的連結線。
另一方面,於本實施型態中,例如,準備第6圖的線圈17與第30圖的線圈717等2種類,若將該等交互使用,則由於第6圖的線圈17係導體線11的捲繞起
點存在於上部,導體線11的捲繞終點存在於下部,而第30圖的線圈717係導體線91的捲繞起點存在於下部,導體線91的捲繞終點存在於上部,故兩者可藉由短距離(例如最短距離)的連結線而連結。
如以上所述,第6實施型態中,將複數個線
圈連結時,藉由併用捲繞方法不同的2種類的線圈,而可將兩者以短距離(例如最短距離)的連結線連結。
又,本第6實施型態雖以與第1實施型態對比的形式記載,但同樣的技術亦可適用於第2至5實施型態中。
又,第1至3實施型態中,係以從側面觀看線圈時成為六角形狀的情形進行說明。為了使該線圈成立之關於導體線之段數及彎曲角度的條件係:
˙m為2以上的整數。
˙n為1以上的整數。
˙彎曲角度θ、θ”係滿足數式2、3。
˙段數m、n係滿足數式1。
補充說明,當於數式1可得的n/m的最大值(1/2)時,在線圈端部中可有效率地(例如,以最密集的方式)配置導體線至實質上不存有未配置有導體線的浪費空間的程度。例如,相當於在第1實施型態中所說明的在槽內部SI於定子鐵芯5的徑方向配置為2段的導體線,在線圈端部CE1、CE2中於定子鐵芯5的徑方向變換配置成1段之情形。
另一方面,在屬於n/m的值較1/2小時之情形的第2實施型態(於槽內部SI於定子鐵芯5的徑方向配置為3段的導體線,在線圈端部CE1、CE2中於定子鐵芯5的徑方向變換配置成1段的情形)或第3實施型態(於槽內部SI於定子鐵芯5的徑方向配置成5段的導體線,在線圈端部CE1、CE2中於定子鐵芯5的徑方向變換配置成2段的情形)中,在線圈端部CE1、CE2存在有完全未通過導體線的浪費空間。當構成旋轉電機的電子繞線時,就理想而言,以前者(1/2)的條件製作線圈較佳,但現實而言由於槽內部的寬、槽內部的高、以及導體線的線徑而將產生段數的限制,故亦有必須既混入後者(較1/2小)且進行製作的情形。
以上,雖進行第1至6實施型態的說明,但對於該等所有的事例亦可採用以下的方式。
例如,第31圖係從定子鐵芯的上面觀看將線圈***定子鐵芯的狀態的圖。當於導體線51使用圓線時,如第31圖所示地亦可將形成槽內部SI的線圈817的導體線51予以交錯堆積。此乃以提昇繞線的線佔率為目的而進行。但,藉由交錯堆積導體線51,從而可等效地降低槽內部SI的線圈的高度。
若亦將線圈端部CE1、CE2的導體線51以交錯堆積的方式構成,由於在槽內部SI與線圈端部CE1、CE2中線圈817需要的高度不變,故可在維持上述數式1的條件下使線圈817成形。
但,未將線圈端部CE1、CE2之導體線51交錯堆積時,因只有槽內部SI的線圈817的高度等效地變低,而槽內部SI與線圈端部CE1、CE2中線圈817所需要的高度不同,故將導致數式1的條件不成立。此時,在槽內部SI於定子鐵芯5的徑方向交錯堆積而配置成m段的導體線51之高度,與以普通的堆積方式配置m’段的導體線的高度成為相同時,m與m’的關係將可用以下的數式8表現。
m’=1+√3/2.(m-1)(m係2以上整數)...數式8
如此,在槽內部SI於定子鐵芯5的徑方向配置成m段的導體線51係於線圈端部CE1、CE2中於定子鐵芯的徑方向變換配置成n段,且導體線51係在槽內部SI與線圈端部CE1、CE2彎曲角度θ、θ”,在線圈端部配置成自定子鐵芯的徑方向的第1段至第n段的導體線,係變換配置成自定子鐵芯的徑方向的第(m-n+1)段至第m段,且變換配置之前與後在以角度θ’(=360-(θ+θ”))彎曲的線圈817中,槽內部SI可交錯堆積導體線51的條件為:
˙m為2以上的整數。
˙n為1以上的整數。
˙彎曲角度θ、θ”係滿足數式2、3。
˙段數m、n係滿足數式9。
n/{1+√3/2.(m-1)}≦1/2...數式9
藉此,可提昇槽內部SI的導體線51的佔積率。
或者,例如,第32圖係顯示從定子鐵芯的上面觀看將線圈***定子鐵芯的狀態的圖。於至此為止的說明中,雖以於定子鐵芯5的槽內部SI僅裝入1個線圈為例進行說明,但旋轉電機的定子繞線大多構成為在槽內部配置複數個線圈且藉由將該等連結而構成。第32圖係顯示***2個(線圈917-1及917-2)在槽內部SI為2段(定子鐵芯5的徑方向)×2條分(定子鐵芯5的周方向)的導體線53在線圈端部CE1、CE2被整列成1段(定子鐵芯5之徑方向)×4條分(定子鐵芯5之周方向)之線圈的狀態。於如上所述的情形中,藉由將第1個線圈917-1的導體線52的捲繞終點522與第2個的線圈917-2的導體線53之捲繞起點531連結而逐步形成定子繞線。即使在更增加***的線圈之數量的情形中,亦可藉由將線圈的導體線的捲繞終點與下一線圈的導體線的捲繞起點結線(連結),而在槽內部構成對於定子鐵芯的徑方向多段數的定子繞線。
或者,例如,第33圖係顯示從定子鐵芯的上面觀看將線圈***第1至6實施型態定子鐵芯的狀態的圖。於如第1圖所示之圓形狀的定子鐵芯5的情形,槽形狀不是成為長方形而是成為梯形的情形較多。此乃因為了使齒部寬成為一定,大多越接近定子鐵芯5的內圈則槽寬越狹窄,越接近定子鐵芯5的外圈則槽寬越寬廣之故。第33圖係顯示於定子鐵芯5的槽內部SI***3個線圈1017-1
至1017-3的狀態。
該等線圈1017-1至1017-3係配合槽內部SI的寬度或高度而改變線圈1017-1至1017-3的導體線54、55、56的圈數。如上所述,即使在槽9a、9b的形狀並非長方形的情形中,亦可配合其形狀而準備導體線54、55、56的圈數不同的數種類的線圈1017-1至1017-3,藉由將該等連結而可對應各種槽形狀。又,該等線圈1017-1至1017-3係如前所述地將第1個線圈1017-1的導體線54的捲繞終點542與第2個線圈1017-2的導體線55的捲繞起點551連結,將第2個線圈1017-2的導體線55的捲繞終點552與第3個線圈1017-3的導體線56的捲繞起點561連結,藉此形成定子繞線。
又,於第32圖或第33圖中,雖說明了於定子鐵芯5的槽內部SI放入複數個線圈,且將該等的捲繞起點與捲繞終點連結的方法,但於上述情形中,亦可藉由連結線而預先將線圈予以連結。
或者,例如,第34圖為構成定子繞線的線圈束的構成圖。此乃因構成如第2圖所示的定子繞線的線圈係預先以連結線連結者。線圈束61係作為將線圈***至鄰接之同相的重疊捲繞,而***定子鐵芯的槽。線圈束61係連結線圈63a、線圈63b、線圈63c等3個而成者,各者係由連結線62連結。於第34圖中,線圈63a、線圈63b、線圈63c係由在槽內部SI為2段(定子鐵芯5的徑方向)×8條(定子鐵芯5的周方向)的導體線所構成,於徑方
向的數量及周方向的數量係可任意決定。
或者,例如,第35圖係顯示從定子鐵芯的上面觀看將線圈***定子鐵芯之狀態的圖。第35圖係顯示***有連結3個在槽內部SI為2段(定子鐵芯5之徑方向)×2條量(定子鐵芯5的周方向)之導體線64在線圈端部CE1、CE2排列成1段(定子鐵芯5之徑方向)×4條量(定子鐵芯5的周方向)的線圈1117-1至1117-3的線圈束1161的狀態。與第32圖比較,由於線圈1117-1至1117-3係事先連結,故沒有於***的每個線圈進行結線作業的需要,而可削減作業工時。
雖已於第1至6實施型態之中說明,但線圈的捲繞起點與捲繞終點的位置為任意。但,藉由在連結線圈的捲繞起點與定子鐵芯之中心的線上配置線圈的捲繞終點(相對於定子鐵芯的周方向,使捲繞起點與捲繞終點的位置對齊),從而產生將複數個線圈予以結線,或於預先進行連結時,結線作業變得輕鬆,且縮短連結線的效果。
尤其,於從側面觀看時呈六角形狀的線圈的情形中,在連結線圈的捲繞起點與定子鐵芯之中心的線上配置線圈的捲繞終點,可使其位置預設為成為三角形狀的線圈端部的頂點(相對於定子鐵芯的周方向,使捲繞起點與捲繞終點的位置於線圈端部的頂點對齊)。藉此,產生將複數個線圈予以結線,或於預先進行連結時,使線圈結線的線與其他相的定子繞線不干涉的效果。
於第34圖中,雖對於***槽內部而構成定子
繞線的線圈束進行說明,但為了構成旋轉電機的定子繞線,最終而言仍必須將***所有槽的線圈束予以又進行結線。由此,亦可將線圈束又以連結線予以連結,使其成為相當於各相各自的定子繞線的大線圈群。
例如,第36圖為構成定子繞線的線圈群的構成圖。此乃將構成如第34圖所示的定子繞線的線圈束預先以連結線予以連結者。第36圖的線圈群71係顯示線圈束72a至72h藉由連結線73而串聯連接的狀態。
於旋轉電機的定子繞線中,存在有將各槽的繞線全部串聯連接,或每隔半個分開而並聯連結等,各式各樣的型樣,第36圖中雖顯示將各槽的繞線全部串聯連接的情形,但例如預將線圈束72a至72d與線圈束72e至72h分別以連結線連接,且將前述2者並聯連接,即可成為2個並聯的定子繞線。如以上所述,藉由預先準備將線圈束連結的線圈群,即可大幅減少結線作業的回束而達到作業工時的削減。
另外,於第1至6實施型態中,雖以每極每相的槽數=2(8極48槽)的情形為中心進行說明。但,極數、槽數並無特別限制,於其他組合中亦可適用本發明。
另外,於第1至6實施型態中,係以導體線為圓線而進行說明。但於本發明中,對於導體線的剖面形狀並無限制,於圓線以外亦可使用四角線等。又,四角線雖於槽內部可提昇繞線的佔積率,但相對地加工性不佳,反觀圓線雖加工性佳但存有於槽內部無法提昇繞線之佔積
率的特徵。為了活用兩者的優點,亦有以加工性良好的圓線預先製作線圈,僅加壓形成相當於槽內部的導體線,藉由使剖面形狀成為正方形狀,即可提昇占積率之方法。
但,藉由僅使相當於槽內部之導體線的剖面形狀成為正方形狀,可使槽內部的線圈高度等效地變低。若,亦使線圈端部的導體線的剖面形狀成為正方形狀,則由於槽內部與線圈端部在線圈所需要的高度不變,故可保持上述數式1的條件不變地形成線圈。但,在不使線圈端部的導體線的剖面形狀成為正方形狀時,則僅使槽內部的高度等效地變低,由於在槽內部與線圈端部線圈所需要的高度不同,故使數式1的條件不成立。
當在槽內部於定子鐵芯的徑方向配置m段的剖面形狀為正方形狀的導體線的高度,與使用圓線的導體線配置成m’段的導體線的高度成為相同時,m與m’間的關係用以下數式10表現。
m’=√(π/4).m(m為2以上的整數)...數式10
如上所述,在槽內部SI於定子鐵芯5的徑方向配置成m段的導體線51係於線圈端部CE1、CE2中於定子鐵芯的徑方向變換配置成n段,且導體線51係於槽內部SI與線圈端部CE1、CE2以角度θ、θ”彎曲,在線圈端部配置成自定子鐵芯的徑方向的第1段至第n段的導體線係變換配置成自定子鐵芯的徑方向的第(m-n+1)段至第m段,且於變換配置之前與後在以角度θ’(=360-(θ+
θ”))彎曲的線圈中,可僅使相當於槽內部的導體線的剖面形狀成為正方形狀的條件為
˙m為2以上的整數。
˙n為1以上的整數。
˙彎曲角度θ、θ”滿足數式2、3。
˙段數m、n滿足數式11。
n/{√(π/4).m}≦1/2...數式11
藉此,可提昇槽內部SI的導體線的佔積率。
以上為對於第1至6實施型態及該等變形例之旋轉電機1、200、400、500、600、700的說明。
接著,對於第7實施型態的旋轉電機進行說明。又,為了說明第7實施型態的旋轉電機,首先針對第1至6實施型態的旋轉電機1、200、400、500、600、及700之問題點加以說明。
作為相當於第1至6實施型態以及該等變形例的旋轉電機1、200、400、500、600、及700的任一者,假設一旋轉電機1200。旋轉電機1200係於定子1203的定子鐵芯5所具有的槽9***定子繞線1206而形成。定子繞線1206係藉由複數個線圈1217所構成。線圈1217係以上所說明的第1至6實施型態以及該等變形例的線圈17、63a、63b、63c、217、417、517、617、717、817、917、1017、以及1117之中的任一者。
接著,說明旋轉電機1200的線圈端部之高度的減低與線圈1217彼此的干涉的關係。第1至6實施型態及該等之變形例的旋轉電機1200係於減低線圈1217的線圈端部之高度時將產生線圈1217彼此的干涉。
第37圖為於第7實施型態中,將線圈***定子鐵芯的定子之各相的繞線構成圖。第37圖的定子鐵芯5係為了方便說明而以直線形狀加以圖示,或部分省略途中的一部分。又,於第37圖中,對於線圈1217係記載為與第1實施型態的線圈17相同者。但,線圈1217亦可為線圈63a、63b、63c、217、417、517、617、717、817、917、1017、以及1117。
第38圖為將第1至6實施型態以及該等變形例中的線圈***槽後,從定子鐵芯的內側觀看線圈端部CE之圖。於第38圖中,線圈1217X、線圈1217Y、以及線圈1217Z係線圈1217。
於第1至6實施型態以及該等變形例中,如第37圖所示的線圈1217X的部分C係於第38圖中,相對於線圈1217Z的部分D位於定子鐵芯5之軸方向的外側。另外,於第37圖所示的線圈1217Z的部分E係於第38圖中相對於線圈1217X的部分F位於定子鐵芯5的軸方向的外側。另外,第38圖的情形中,***於各槽9的線圈1217X、線圈1217Y、以及線圈1217Z係不產生干涉。此時的線圈端部CE的高度為高度G。
第39圖為將第1至6實施型態及該等變形例
的線圈***槽後,從定子鐵芯的內側觀看線圈端部CE之圖,為顯示線圈端部CE之高度較低於第38圖的情形之圖。於第39圖中,線圈1217X、線圈1217Y、以及線圈1217Z係線圈1217。此外,於第39圖中,線圈端部CE的高度H係較第38圖所示的情形的線圈端部CE之高度G更低。亦即,第39圖係針對線圈1217X、線圈1217Y、以及線圈1217Z之線圈端部CE的高度,較第38圖更低的情形加以顯示。
於第39圖中,線圈1217X與線圈1217Z係於部分I與部分J間產生干涉。部分I中,於第37圖所示的線圈1217X的部分C與線圈1217Z的部分D產生干涉。另外,部分J中,於第37圖所示的線圈1217Z的部分E與線圈1217X的部分F產生干涉。
又,為了迴避干涉,則必須使干涉部分的導體線迂迴。此情形中,線圈1217係僅於干涉的部分增厚繞線。因此,線圈端部CE將朝定子鐵芯5的徑方向膨脹。結果,定子繞線1206的周長就全體而言變長。藉此,定子繞線1206的電阻值增大而使旋轉電機1的銅損增大,亦即使旋轉電機1的能量損失增大。藉此,旋轉電機1的運轉效率將降低。
因此,於第7實施型態中,為了在減低線圈端部CE的高度的情形中不產生線圈彼此的干涉,故對於上述的第1至6實施型態以及該等變形例中的線圈更設置追加的彎曲部。
接著,說明第7實施型態的旋轉電機1300。
第7實施型態之旋轉電機1300係相對於至上述為止所說明的第1至6實施型態的旋轉電機1、200、400、500、600、700,在線圈1317的構成不同。另外,第7實施型態之旋轉電機1300係於線圈1317以外的構成係與上述第1至6實施型態以及該等變形例的旋轉電機1、200、400、500、600、700相同。
第7實施型態的旋轉電機1300的定子1303係由定子鐵芯5與定子繞線1306所構成。第40圖(a)係顯示第7實施型態的構成旋轉電機的定子繞線的線圈的圖。定子繞線1306係藉由第40圖(a)所示的複數個線圈1317而構成。如第40圖(a)所示,線圈1317係針對於第1至6實施型態所說明的線圈17、63a、63b、63c、217、417、517、617、717、817、917、1017、以及1117的任一者,又設置外側彎曲部1314a以及外側彎曲部1314b者。
第40圖(b)為第7實施型態的線圈之外側彎曲部的擴大圖。線圈1317係於槽內部SI前方的線圈端部CE1中,如第40圖(a)及第40圖(b)所示地具有外側彎曲部1314a。於外側彎曲部1314a中,形成線圈1317的所有導體線1311係如第40圖(b)所示將於定子鐵芯5的周方向以角度θ 1彎曲。
此時,線圈1317係於外側彎曲部1314a中,在定子鐵芯5的周方向中且為與線圈端部CE1的頂點1313相反的方向彎曲。另外,形成線圈1317的所有導體線1311係較槽內部SI的寬更朝外側彎曲。因此,角度θ 1係成為
滿足以下的數式12的角度。又,角度θ 1於第7實施型態中為200°。
θ 1>180°...數式12
另外,線圈1317係於外側彎曲部1314a前方的線圈端部CE1中,如第40圖(a)、及第40圖(b)所示地具有變更排列部1310a。線圈1317係與第1至6實施型態同樣地於變更排列部1310a中進行繞線的排列變更。
因此,線圈1317係成為於線圈端部CE1的徑方向之厚度相較於在槽內部SI的徑方向之厚度變薄。藉此,線圈1317係可防止與其他相的定子繞線1306的線圈1317之間繞線位置在徑方向干涉。另外,此時線圈1317係於變更排列部1310a中,如第40圖(b)所示,以角度θ”彎曲。角度θ”係於第7實施型態中為100°。
另外,線圈1317係於線圈端部CE1的頂點1313中如第40圖(a)所示以角度θ’彎曲。角度θ’於第7實施型態中為120°。
之後,線圈1317係於線圈端部CE1的頂點1313前方具有變更排列部1310b。線圈1317係於變更排列部1310b中,與第1至6實施型態的情形同樣地進行繞線排列的變更。另外,於此時也同樣,線圈1317於變更排列部1310b中係如第40圖(a)所示地以角度θ彎曲。角度θ係於第7實施型態中為100°。
另外,線圈1317係於從線圈端部CE1再度回
到槽內部SI的部分具有外側彎曲部1314b。外側彎曲部1314b中,形成線圈1317的所有導體線1314係於定子鐵芯5的周方向以角度θ 1彎曲。
線圈1317係於外側彎曲部1314b中,於定子鐵芯5的周方向且為與線圈端部CE1的頂點1313相反的方向彎曲。此時,形成線圈1317的所有導體線1311係較槽內部SI的寬更往外側彎曲。此時的角度θ 1亦為滿足上述數式12的角度。又,角度θ 1係於第7實施型態中為200°。
由於為如上所述之構成,故線圈1317的形狀係成為相對於第1至6實施型態及該等之變形例的旋轉電機1、200、400、500、600、700的線圈1217彎曲部較多的形狀。另外,雖省略其說明,但線圈1317係使線圈端部CE2側亦構成為與線圈端部CE1相同。因此,線圈1317係全體而言成為十角形形狀。
第41圖為將第7實施型態的線圈***槽後,從定子鐵芯的內側觀看線圈端部CE的圖。第7實施型態的旋轉電機1300係將複數個如上所述之構成的線圈1317***定子鐵芯5的槽9。於第41圖中,線圈1317X、線圈1317Y以及線圈1317Z為線圈1317。另外,於第41圖中,第7實施型態的線圈1317的線圈端部CE1的高度K係較如第38圖所示之情形中的線圈端部CE的高度G為低。
線圈1317係如上所述於外側彎曲部1314a以及外側彎曲部1314b中,於定子鐵芯5的周方向且為與線
圈端部CE1的頂點1313相反的方向彎曲。因此,如第41圖所示,即使線圈1317的線圈端部CE1的高度K較如第38圖所示之情形中的線圈端部CE1的高度G為低,亦不會有***各槽9的線圈1317X、線圈1317Y、以及線圈1317Z互相干涉的情形。
如以上所說明,第7實施型態的線圈1317係於外側彎曲部1314a以及外側彎曲部1314b中,於定子鐵芯5的周方向且為與線圈端部CE1的頂點1313相反的方向彎曲。外側彎曲部1314a的彎曲方向係相對於變更排列部1310a的角度θ”的彎曲方向為相方反向。另外,外側彎曲部1314b的彎曲方向係相對於變更排列部1310b的角度θ的彎曲方向為相反方向。
此時,外側彎曲部1314a以及外側彎曲部1314b中,形成線圈1317的所有導體線1311係較槽內部SI的寬更朝外側彎曲。另外,線圈端部CE2的形狀亦形成為與線圈端部CE1之形狀同樣的形狀。亦即,線圈1317係線圈端部CE1以及線圈端部CE2較槽內部SI更往外側擴張,就全體而言係成為十角形形狀。藉由採用如上所述的構成,第7實施型態的旋轉電機1300的定子繞線1306係可防止產生與他相的繞線干涉的部分。藉此,由於縮短定子繞線1306全體的周長,故可減少定子繞線1306的電阻值,亦可減低旋轉電機1300的損失。因此,可提昇旋轉電機1300的運轉效率。
另外,線圈1317係於彎曲的各處,使形成線
圈1317的所有導體線1311以相同角度彎曲。因此,第7實施型態的旋轉電機1300的定子繞線1306係並未於線圈端部CE1及線圈端部CE2產生多餘的空隙。另外,第7實施型態的旋轉電機1300的定子繞線1306係明確地指定了線圈1317的長度及角度。因此,可提昇線圈1317的尺寸精度,且可更確實地防止鄰接的其他相的定子繞線1306與線圈1317間的干涉。
對於第8實施型態的旋轉電機1400的定子1403進行說明。第8實施型態的旋轉電機1400係相對於第7實施型態的旋轉電機1300在線圈1417的構成上相異。另外,第8實施型態之旋轉電機1400係在除了線圈1417以外的構成上與第7實施型態的旋轉電機1300為相同。因此,僅對於線圈1417的構成進行說明,而省略關於線圈1417以外之構成的說明。
第42圖(a)係顯示構成第8實施型態的旋轉電機之定子繞線的線圈的圖。線圈1417係如第42圖(a)所示,係對於第7實施型態的線圈1317,又設置內側彎曲部1415a以及內側彎曲部1415b者。
第42圖(b)為第8實施型態的線圈之外側彎曲部的擴大圖。線圈1417係於槽內部SI前方的線圈端部CE1中,如第42圖(a)及第42圖中的(b)所示地具有外側彎曲部1414a。於外側彎曲部1414a中,形成線圈1417
的所有導體線1411係如第42圖(b)所示將於定子鐵芯5的周方向以角度θ 1彎曲。
此時,線圈1417係於外側彎曲部1414a中,在定子鐵芯5的周方向中且為與線圈端部CE1的頂點1413相反的方向彎曲。另外,形成線圈1417的所有導體線1411係較槽內部SI的寬更朝外側彎曲。此時角度θ 1係成為滿足以下的數式12的角度。又,角度θ 1於第8實施型態中為205°。
另外,線圈1417係於外側彎曲部1414a前方的線圈端部CE1中,如第42圖(a)、及第42圖(b)所示地具有與第7實施型態的變更排列部1310a相同的變更排列部1410a。線圈1417係於變更排列部1410a進行繞線的排列變更。
因此,線圈1417於線圈端部CE1的徑方向的厚度係相較於槽內部SI在徑方向的厚度較薄。因此,線圈1417係可防止與他相的定子繞線1406之線圈1417之間出現繞線位置於徑方向重複的情形。另外,此時線圈1417係於變更排列部1410a中,如第42圖(b)所示,以角度θ”彎曲。角度θ”於第8實施型態中為110°。
第42圖(c)為將第8實施型態的線圈之內側彎曲部擴大的圖。於第8實施型態中,線圈1417係於變更排列部1410a與線圈端部CE1的頂點1413之間設置如第42圖(c)所示的內側彎曲部1415a。於內側彎曲部1415a中,形成線圈1417的所有導體線1411係如第42圖(c)所示,於
定子鐵芯5的周方向以角度θ 2彎曲。
另外,此時的角度θ 2為滿足以下的數式13的角度。又,角度θ 2於第8實施型態中為160°。
θ 2<180°...數式13
另外,線圈1417係於線圈端部CE1的頂點1413中如第42圖(a)所示以角度θ’彎曲。角度θ’於第8實施型態中為130°。
於第8實施型態中,線圈1417亦於線圈端部CE1的頂點1413與變更排列部1410b之間設置有內側彎曲部1415b。於內側彎曲部1415b中,形成線圈1417的所有導體線1411係於定子鐵芯5的周方向以角度θ 2彎曲。此時的角度θ 2亦為滿足上述數式13的角度。又,角度θ 2於第8實施型態中為160°。
之後,線圈1417係於變更排列部1410b中,與第7實施型態的情形同樣地進行繞線排列的變更。另外,於此時也同樣,線圈1417於變更排列部1410b中係如第42圖(a)所示地以角度θ彎曲。角度θ係於第8實施型態中為110°。
另外,線圈1417係於從線圈端部CE1再度回到槽內部SI的部分具有外側彎曲部1414b。外側彎曲部1414b中,形成線圈1417的所有導體線1411係於定子鐵芯的周方向以角度θ 1彎曲。此時的角度θ 1亦為滿足上述數式12的角度。又,角度θ 1於第8實施型態中為205°。
由於為如上所述之構成,故線圈1417的形狀係成為相對於第7實施型態的旋轉電機1300的線圈1317彎曲部較多的形狀。另外,雖省略其說明,但線圈1417係使線圈端部CE2側亦構成為與線圈端部CE1相同。因此,線圈1417係全體而言成為十四角形形狀。
第43圖為將第8實施型態的線圈***槽後,從定子鐵芯的內側觀看線圈端部CE的圖。第8實施型態的旋轉電機1400係將複數個如上所述之構成的線圈1417***定子鐵芯5的槽9。於第43圖中,線圈1417X、線圈1417Y以及線圈1417Z為線圈1417。另外,於第43圖中,第8實施型態的線圈1417的線圈端部CE1的高度L係較如第38圖所示之情形中的線圈端部CE1的高度G為低。此外,第8實施型態的線圈1417的線圈端部CE1的高度L係較如第41圖所示之第7實施型態中的線圈1317的線圈端部CE1的高度K為低。
線圈1417係如上所述於外側彎曲部1414a以及外側彎曲部1414b中,於定子鐵芯5的周方向且為與線圈端部CE1的頂點1413相反的方向彎曲。另外,線圈1417係於線圈端部CE1中,又追加內側彎曲部1415a以及內側彎曲部1415b。因此,如第43圖所示,即使線圈1417的線圈端部CE1的高度L較如第38圖所示之情形的線圈端部CE1的高度G低,***各槽9的線圈1417X、線圈1417Y及線圈1417Z亦不會互相干涉。另外,即使線圈1417的線圈端部CE1的高度L較第7實施型態之線圈1317的線圈
端部CE1的高度K低,***各槽9的線圈1417X、線圈1417Y及線圈1417Z亦不會互相干涉。
如以上所說明,第8實施型態的線圈1417係於外側彎曲部1414a以及外側彎曲部1414b中,於定子鐵芯5的周方向且為與線圈端部CE1的頂點1413相反的方向彎曲。外部彎曲部1414a的彎曲方向係相對於變更排列部1410a的角度θ”的彎曲方向亦為相反的方向。另外,外側彎曲部1414b的彎曲方向係相對於變更排列部1410b的角度θ的彎曲方向亦為相反的方向。
此時,於外側彎曲部1414a以及外側彎曲部1414b中,形成線圈1417的所有導體線1411係較槽內部SI的寬更往外側彎曲。另外,第8實施型態的線圈1417係於線圈端部CE1中,設置屬於追加的彎曲部的內側彎曲部1415a以及內側彎曲部1415b。線圈端部CE2的形狀亦形成為與線圈端部CE1相同的形狀。亦即,線圈1417係使線圈端部CE1及線圈端部CE2較槽內部SI更往外側擴張,就全體而言係成為十四角形形狀。藉由採用如上所述的構成,第8實施型態的旋轉電機1400的定子繞線1406可防止產生與他相的繞線干涉的部分。另外,由於第8實施型態的旋轉電機1400的定子繞線1406係追加線圈端部CE1的彎曲部,故可將線圈端部CE1的高度較第7實施型態更為減低。藉此,由於可縮短定子繞線1406全體的周長,故可減少定子繞線1406的電阻值,減低旋轉電機1400的損失。藉此,可提昇旋轉電機1400的運轉效率。
另外,線圈1417係於彎曲的各處,使形成線圈1417的所有導體線1411以相同角度彎曲。因此,第8實施型態的旋轉電機1400的定子繞線1406不會在線圈端部CE1及線圈端部CE2產生多餘的隙縫。另外,第8實施型態的旋轉電機1400的定子繞線1406係明確地指定線圈1417的長度及角度。因此,可提昇線圈1417的尺寸精度,而可更確實地防止與鄰接的他相之定子繞線1406之線圈1417間的干涉。
又,於第8實施型態中,線圈1417係設有內側彎曲部1415a及內側彎曲部1415b,就全體而言係成為十四角形形狀,但不限於此。例如,於線圈端部CE1中,亦可追加具有角度θ 3(θ 3<180°)的新彎曲部分,而更增加多角形的邊的數量。藉由如上所述的方式,可更減低線圈端部CE1的高度。
又,第7實施型態中,使線圈1317的形狀為十角形形狀,於第8實施型態中,使線圈1417的形狀為十四角形形狀而進行說明,但不限於該等形狀。線圈1317或線圈1417的形狀只要為在從槽內部SI引出線圈端部CE1的前方,使所有的導體線1311或導體線1411較槽內部SI的寬更往外側彎曲,進而以追加而增加彎曲部分的形狀,亦可為其他的多角形形狀。
另外,於線圈端部CE1中,亦可不增加彎曲部分而作成多角形形狀,而藉由作成曲線形狀以減低線圈端部CE1的高度。亦即,線圈1317或線圈1417亦可於較
槽內部SI的寬更往外側彎曲後形成曲線形狀。藉此,線圈端部CE1的形狀就全體而言可形成如扇形。
另外,當***於各槽9的線圈1317或線圈1417皆為相同形狀時,可從槽內部SI的寬往外側彎曲而變廣的量係存在有上限。亦即,為了不產生相鄰的線圈彼此的干涉,往外側擴展的量必須為槽9間之距離的一半以下。
但,於第7實施型態或第8實施型態中,***各槽9的線圈1317或線圈1417的形狀亦可並非皆為相同形狀。此時,可施行將導體線1311或導體線1411往外側彎曲的部分予以在相鄰的線圈彼此於線圈端部CE1的高度方向錯開等的設計。藉此,第7實施型態的旋轉電機1300的定子繞線1306以及第8實施型態的旋轉電機1400的定子繞線1406可使往外側擴展的量為較槽9間的距離的一半更多。
第7實施型態或第8實施型態中,線圈端部CE2的構成係與線圈端部CE1的構成相同。因此,至此為止對於線圈端部CE1說明的內容對於線圈端部CE2亦相同。
至此為止,形成線圈1317或線圈1417的所有導體線1311或1411係以較槽內部SI的寬更往外側彎曲的情形為前提而說明。但,第7實施型態的旋轉電機1300的定子繞線1306以及第8實施型態的旋轉電機1400的定子繞線1406並不限於此。於第7實施型態或第8實施型態
中,僅位於線圈1317或線圈1417的最內周的導體線1311或導體線1411,亦可不必往外側彎曲。
又,於第7實施型態及第8實施型態中,極數、槽數並無特別限定,於種種組合中皆可達到第7實施型態及第8實施型態的效果。
另外,於至此為止所述的所有事例中,皆以預先製作好在槽內部與線圈端部變更導體線之排列的線圈,且將該等***槽內部的程序進行說明。但亦可採用一邊於定子鐵芯捲繞導體線,一邊於槽內部與線圈端部變更定子繞線之排列的方式形成線圈,而完成定子繞線的程序。
又,於以上中,定子鐵芯的周方向係與芯背部7的周方向相同。定子鐵芯5的徑方向係與芯背部7的徑方向相同。
又,本說明書中由於以旋轉電機進行說明,故定子鐵芯為圓形狀,但本發明亦可適用於直線形狀的定子鐵芯。由此,不僅限於旋轉電機,亦可適用於線性馬達等直動機。
1‧‧‧旋轉電機
3‧‧‧定子
5‧‧‧定子鐵芯
6‧‧‧定子繞線
9‧‧‧槽
Claims (5)
- 一種旋轉電機的定子,具備:芯背部,形成圓環狀的芯背部;複數個齒部,沿著前述芯背部的周方向設置;複數個槽,設置於前述複數個齒部之間;以及線圈,由複數條導體線構成,且於前述槽內部中,前述複數條導體線係於前述芯背部的徑方向配置成m(m為2以上的整數)段,而於前述槽的外部中,前述複數條導體線係於前述芯背部的徑方向配置成n(n為1以上的整數,且為m的1/2以下)段;其中構成前述線圈的前述複數條導體線係於前述槽的內部與前述槽的外部之間,於前述芯背部的周方向以呈現較180°小的角度的方式彎曲,並且,於該彎曲部分與前述槽內部之間,在前述芯背部之周方向且相對於前述彎曲部分的彎曲方向為相反的方向彎曲。
- 如申請專利範圍第1項所述之旋轉電機的定子,其中,前述線圈為多角形形狀。
- 如申請專利範圍第2項所述之旋轉電機的定子,其中,前述線圈為十角形形狀。
- 如申請專利範圍第2項所述之旋轉電機的定子,其中,前述線圈為十四角形形狀。
- 一種旋轉電機,使用如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之定子。
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