WO2018154943A1 - モータ - Google Patents

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WO2018154943A1
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加藤　康司
祐一 吉川
弘和 山内
慶一郎 額田
菱田　光起
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil

Definitions

  • the technology disclosed here relates to the structure of a coil in a motor.
  • Patent Document 1 As a technique for improving the space factor of the coil, a configuration in which a cast coil using a copper material is arranged in a slot has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • the cross-sectional area of the coil has been made uniform for uniform resistance.
  • heat is one of the factors that reduce motor efficiency, and heat is likely to accumulate in the coil due to the generation of Joule heat.
  • the heat dissipation path generated in the coil differs depending on the arrangement of members close to the coil, the flow path of the refrigerant, or the like, the heat distribution in the coil is not uniform.
  • the cross-sectional area of the coil was uniform, the heat radiation effect by the coil was limited to the cross-sectional area.
  • the technology disclosed herein has been made in view of the above points, and an object thereof is to realize a highly efficient motor by further enhancing the heat radiation effect by the coil.
  • a motor includes a stator having a stator core, teeth protruding from the stator core in a predetermined protruding direction, and n (n is an integer of 2 or more) turns wound around the teeth. And a coil composed of the turned first to n-th turns.
  • the first turn of the coil In the projecting direction of the teeth, the first turn of the coil is located on the center side of the motor in the range where the coil is wound around the teeth, and on the opposite side to the center of the motor, the kth of the coil (k is an integer, 1 ⁇ K ⁇ n) A turn is located.
  • the cross-sectional area at the first turn when the coil is cut along the protruding direction of the teeth is larger than the cross-sectional areas at the k-th turn and the n-th turn.
  • n may be an integer of 3 or more
  • k may be an integer smaller than n
  • the cross-sectional area at the k-th turn of the coil may be larger than the cross-sectional area at the n-th turn.
  • the cross-sectional area at the first turn of the coil is the largest among the cross-sectional areas at the first to n-th turns, and the cross-sectional area gradually decreases from the first turn to the n-th turn. It is good.
  • FIG. 1C is a cross-sectional view taken along line 1C-1C in FIG. 1B. It is the elements on larger scale of FIG. 1C. It is sectional drawing which shows another structure of a tooth and a coil.
  • FIG. 1A is a top view showing the motor 1 according to the embodiment.
  • FIG. 1B is a side view showing the motor 1 according to the embodiment.
  • 1C is a cross-sectional view taken along line 1C-1C in FIG. 1B. However, in either case, the cover case or the like is not shown. In addition, in FIG. 1C, only the cross section of the principal part is shown by hatching.
  • the motor 1 includes a shaft 2, a rotor 3, a stator 4, coils U11 to U41, V12 to V42, W11 to W41, and bus bars 51 to 54 inside a cover case (not shown). Yes.
  • the longitudinal direction of the shaft 2 (direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1A) is referred to as the Z-axis direction.
  • a direction orthogonal to this (direction parallel to the plane of FIG. 1A) is called an X-axis direction and a Y-axis direction.
  • the X-axis direction and the Y-axis direction are orthogonal to each other.
  • “Integral” or “integrated” means that a plurality of parts are not only mechanically connected by bolting or caulking, but also by material bonding such as covalent bonding, ionic bonding, or metal bonding. , One object in which the parts are electrically connected, or one object in which the whole part is material-bonded and electrically connected by melting or the like.
  • the shaft 2 has a hollow portion 2a extending in the Z-axis direction.
  • a plurality of through holes 2 b are provided on the side surface of the shaft 2.
  • the hollow portion 2 a is a passage for the refrigerant C for cooling the inside of the motor 1.
  • the refrigerant C flows in the hollow portion 2a along the Z-axis direction.
  • the refrigerant C circulates through the inside of the motor 1 by a pump or the like (not shown) provided outside. Further, a part of the refrigerant C flowing in the hollow portion 2a flows out from the plurality of through holes 2b and flows from the center side of the motor 1 to the outside, that is, from the rotor 3 toward the direction where the stator 4 is located.
  • the stator 4 is cooled.
  • the rotor 3 is provided in contact with the outer periphery of the shaft 2.
  • the rotor 3 includes magnets 31 that are opposed to the stator 4 and in which N poles and S poles are alternately arranged along the outer circumferential direction of the shaft 2.
  • a neodymium magnet is used as the magnet 31 used in the rotor 3, but the material, shape, and material of the magnet 31 can be appropriately changed according to the output of the motor and the like.
  • the stator 4 includes a substantially annular stator core 41, a plurality of teeth 42 provided at equal intervals along the inner periphery of the stator core 41, and slots 43 provided between the teeth 42. .
  • the stator 4 is arranged on the outer side of the rotor 3 so as to be spaced apart from the rotor 3 at a certain distance as viewed from the Z-axis direction.
  • the stator core 41 is formed by, for example, punching after laminating electromagnetic steel sheets containing silicon or the like.
  • the number of magnetic poles of the rotor 3 is 10 in total, that is, 5 N poles and 5 S poles facing the stator 4.
  • the number of slots 43 is twelve.
  • the number of magnetic poles of the rotor 3 and the number of slots 43 are not particularly limited to this, and other combinations of the number of magnetic poles and the number of slots are also applicable.
  • the stator 4 has 12 coils U11 to U41, V12 to V42, and W11 to W41.
  • Each of the coils U11 to U41, V12 to V42, and W11 to W41 is attached to the corresponding tooth 42 and disposed in each slot 43 as viewed from the Z-axis direction. That is, the coils U11 to U41, V12 to V42, and W11 to W41 are concentrated with respect to the teeth 42. Further, the coils U11 to U41 are integrated with the bus bar 51, the coils V12 to V42 are integrated with the bus bar 52, and the coils W11 to W41 are integrated with the bus bar 53, respectively.
  • the first letter represents each phase of the motor 1 (in this embodiment, U phase, V phase, W phase).
  • the second letter represents the sequence of coils in the same phase.
  • the third character represents the winding direction of the coil, and in this embodiment, 1 is the clockwise direction and 2 is the counterclockwise direction. Therefore, the coil U11 indicates that the U-phase arrangement order is the first coil and the winding direction is the clockwise direction.
  • Coil V42 is the fourth coil in the V-phase arrangement order, and represents that the winding direction is the counterclockwise direction. Note that clockwise means clockwise when viewed from the center of the motor 1, and “counterclockwise” means counterclockwise when viewed from the center of the motor 1.
  • the coils U11 and U41 are U-phase coils, and the coils U22 and U32 are U-bar coils (the direction of the generated magnetic field is opposite to that of the U-phase coil). However, in the following description, unless otherwise specified, they are collectively referred to as U-phase coils. Similarly, the coils V12 to V42 and the coils W11 to W41 are collectively referred to as a V-phase coil and a W-phase coil, respectively.
  • FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. 1C.
  • FIG. 2 shows a tooth 42 protruding from the stator core 41 and a coil 5 ⁇ / b> A wound around the tooth 42.
  • the stator core 41 is located outside the motor 1, and the teeth 42 are located on the center side of the motor 1.
  • the coil 5A corresponds to any of the coils U11 to U41, V12 to V42, and W11 to W41 shown in FIG. 1C.
  • the coil 5A is made of, for example, copper, aluminum, zinc, magnesium, brass, iron, SUS (Steel Use Stainless), or the like as a main material.
  • FIG. 2 shows a cross section along the R direction.
  • the coil 5 ⁇ / b> A is wound around the teeth 42 for 6 turns.
  • A1 to A6 respectively show the coils 5A in the first to sixth turns in cross section.
  • the symbols A1 to A6 may represent the cross-sectional areas of the turns A1 to A6, respectively.
  • the cross-sectional areas at each turn of the coil 5A are not uniform but different.
  • a range in which the coil 5A is wound around the teeth 42 in the R direction is defined as a range W.
  • the first turn A1 of the coil 5A is located on the center side of the motor 1 in the range W.
  • the first turn A1 of the coil 5A has the largest cross-sectional area among the first to sixth turns A1 to A6. From the first turn to the sixth turn, the cross-sectional area gradually decreases (A1> A2> A3> A4> A5> A6). In other words, the cross-sectional area of the coil 5A gradually decreases in the range W from the center side of the motor 1 to the outside.
  • the amount of heat radiation to the refrigerant C can be increased, and heat can be prevented from being accumulated in the coil 5A. .
  • the number of turns of the coil is set to 6.
  • the number of turns is not particularly limited, and may be appropriately changed depending on the size or performance of the motor 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing another configuration of the tooth and the coil.
  • the number of turns of the coil 5B is two.
  • FIG. 3 shows a tooth 42 protruding from the stator core 41 and a coil 5B wound around the tooth 42, as in FIG.
  • the coil 5B corresponds to any of the coils U11 to U41, V12 to V42, and W11 to W41 shown in FIG. 1C, similarly to the coil 5A.
  • the coil 5B is formed using, for example, any one of copper, aluminum, zinc, magnesium, brass, iron, SUS, and the like as a main material.
  • the number of turns of the coil is other than 2 and 6, it may be configured in the same manner as described here, and the number of turns may be an odd number. That is, the first turn of the coil 5 ⁇ / b> A or the coil 5 ⁇ / b> B is located on the center side of the motor 1 in a range where the coil 5 ⁇ / b> A or the coil 5 ⁇ / b> B is wound around the teeth 42 by n (n is an integer of 2 or more).
  • n is an integer of 2 or more.
  • the kth (k is an integer, 1 ⁇ k ⁇ n) turn of the coil 5A or the coil 5B is located on the opposite side to the center of the motor 1, the coil 5A or the coil 5B is connected to the stator core of the tooth 42. What is necessary is just to make the cross-sectional area in a 1st turn when cut
  • the cross-sectional shape of the coil is a substantially trapezoidal shape, but is not particularly limited thereto, and may be a rectangular shape. Further, it may be a circular shape or a polygonal shape, or a shape in which a circle and a polygon are combined.
  • the coils U11 to U41 are integrated with the bus bar 51
  • the coils V12 to V42 are integrated with the bus bar 52
  • the coils W11 to W41 are integrated with the bus bar 53, respectively.
  • it may be attached to the bus bar by fusing or welding process so as to correspond to each coil shape.
  • the refrigerant C is configured to flow through the hollow portion 2 a in the shaft 2.
  • the refrigerant C may circulate in the space between the rotor 3 and the stator 4.
  • a liquid such as oil or a gas such as air can be used.
  • the inside of the motor 1 may be naturally air-cooled. Even in this case, since heat is radiated from the first turn of the coils 5A and 5B to the space between the rotor 3 and the stator 4, the effect of heat radiation by the coils 5A and 5B can be increased by increasing the cross-sectional area of this portion. Can be increased.
  • the motor 1 of the present embodiment includes the stator 4 having the stator core 41 and the teeth 42 protruding from the stator core 41, and the first wound around the teeth 42 by n (n is an integer of 2 or more).
  • a coil 5A composed of an n-th turn.
  • the first turn of the coil 5 ⁇ / b> A is located on the center side of the motor 1 in the range where the coil 5 ⁇ / b> A is wound around the teeth 42, and the coil 5 ⁇ / b> A is located on the opposite side of the motor 1.
  • the k-th turn (k is an integer, 1 ⁇ k ⁇ n) is located.
  • the cross-sectional area in the first turn when the coil 5A is cut along the protruding direction of the teeth 42 from the stator core 41 is larger than the cross-sectional areas in the k-th turn and the n-th turn.
  • n may be an integer of 3 or more
  • k may be an integer smaller than n
  • the cross-sectional area at the k-th turn of the coil 5A may be larger than the cross-sectional area at the n-th turn.
  • the cross-sectional area of the coil 5A in the first turn is the largest among the cross-sectional areas in the first to n-th turns, and the cross-sectional area gradually decreases from the first turn to the n-th turn. It is good as well.
  • the motor according to the present disclosure is useful for realizing a highly efficient and low-cost motor because the heat dissipation effect by the coil is further enhanced.

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Abstract

モータは、ステータコアと、ステータコアから突出したティースと、ティースにｎ（ｎは２以上の整数）ターン巻回さた第１～第ｎターンからなるコイルとを備える。ティースがステータコアから突出する方向において、ティースにコイルが巻回された範囲のモータの中心側にコイルの第１ターンが位置し、モータの中心と反対側に、コイルの第ｋ（ｋは整数であり、１＜ｋ≦ｎ）ターンが位置している。コイルをティースのステータコアからの突出方向に沿って切断したときの第１ターンにおける断面積は、第ｋターン及び第ｎターンにおける断面積よりも大きい。

Description

モータ
　ここに開示する技術は、モータにおけるコイルの構造に関する。
　近年、産業、車載用途で、モータの需要は高まっている。その中で、モータの効率向上、低コスト化が要望されている。
　モータの効率向上の一つの手法として、ステータのスロット内に配置されるコイルの占積率を向上させることが知られている。コイルの占積率を向上させることで、モータの駆動時に、コイルに流れる電流に起因する損失を抑制することができる。
　コイルの占積率を向上させる手法として、銅材を用いた鋳造コイルをスロット内に配置する構成が提案されている（例えば特許文献１を参照）。
　従来、鋳造または成形などによってコイルを形成する場合、コイルの断面積は、抵抗均一化のために、均一にされていた。一方、モータ効率を低下させる要因の１つに熱があり、ジュール熱の発生により、コイルに熱が溜まりやすい。また、コイルで発生した熱の放散経路は、コイルに近接する部材の配置または冷媒の流路等により異なるため、コイル内での熱分布は一様ではない。ところが、コイルの断面積は均一であったので、コイルによる放熱効果はその断面積に律束されていた。
独国特許出願公開第１０２０１２２１２６３７号明細書
　ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたもので、その目的は、コイルによる放熱効果をより高めて、高効率のモータを実現することにある。
　上記の目的を達成するために、ここに開示する技術のモータは、ステータコアと、ステータコアから所定の突出方向に突出したティースとを有するステータと、ティースにｎ（ｎは２以上の整数）ターン巻回された第１～第ｎターンからなるコイルとを備える。ティースが突出方向において、ティースにコイルが巻回された範囲のモータの中心側にコイルの第１ターンが位置し、モータの中心と反対側に、コイルの第ｋ（ｋは整数であり、１＜ｋ≦ｎ）ターンが位置している。コイルをティースの突出方向に沿って切断したときの第１ターンにおける断面積は、第ｋターン及び第ｎターンにおける断面積よりも大きい。
　この構成によれば、コイルにおいて、モータの中心側に位置する部分の断面積が大きいので、モータの中心側を流れる冷媒またはモータの中心側の空間等に対してのコイルの放熱効果をより高めることによって、高効率のモータを実現することができる。
　また、モータにおいて、ｎは３以上の整数で、ｋはｎよりも小さい整数であり、コイルの第ｋターンにおける断面積は、第ｎターンにおける断面積よりも大きい、としてもよい。
　また、モータにおいて、コイルの第１ターンにおける断面積は、第１～第ｎターンにおける断面積の中で最大であり、第１ターンから第ｎターンにかけて、断面積は徐々に小さくなっている、としてもよい。
　本開示によれば、コイルによる放熱効果をより高めて、高効率のモータを実現することができる。
実施形態に係るモータを示す上面図である。 実施形態に係るモータを示す側面図である。 図１Ｂにおける１Ｃ－１Ｃ線での断面図である。 図１Ｃの部分拡大図である。 ティースとコイルの別の構成を示す断面図である。
　以下、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。
　（実施形態）
　（モータ構造）
　図１Ａは、実施形態に係るモータ１を示す上面図である。図１Ｂは、実施形態に係るモータ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、いずれにおいても、カバーケース等は図示していない。なお、図１Ｃにおいては、要部の断面のみをハッチングで示す。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。
　ここで、シャフト２の長手方向（図１Ａ紙面に対して垂直な方向）をＺ軸方向と呼ぶ。これに直交する方向（図１Ａ紙面に対して平行な方向）をＸ軸方向、Ｙ軸方向と呼ぶ。Ｘ軸方向とＹ軸方向は直交する。
　「一体」あるいは「一体化」とは、複数の部品が、ボルト締め、または、かしめ等の機械的に接続されているだけでなく、共有結合、イオン結合、または、金属結合などの材料結合によって、部品が電気的に接続された１つの物体、または部品全体が溶融などによって材料結合され、電気的に接続された１つの物体の状態をいう。
　シャフト２は、Ｚ軸方向に延びる中空部２ａを内部に有している。シャフト２の側面には、複数の貫通孔２ｂが設けられている。中空部２ａは、モータ１の内部を冷却するための冷媒Ｃの通路である。冷媒Ｃは、中空部２ａ内をＺ軸方向に沿って流れている。外部に設けられたポンプ等（図示せず）により、冷媒Ｃは循環して、モータ１の内部を流れている。また、中空部２ａ内を流れる冷媒Ｃの一部は、複数の貫通孔２ｂから流れ出て、モータ１の中心側から外側、つまりロータ３からステータ４のある方向に向けても流れ、ロータ３及びステータ４を冷却する。
　ロータ３は、シャフト２の外周に接して設けられている。ロータ３は、ステータ４に対向して、Ｎ極、Ｓ極がシャフト２の外周方向に沿って交互に配置された磁石３１を含んでいる。本実施形態で、ロータ３に用いられる磁石３１として、ネオジム磁石を使用しているが、磁石３１の材料、形状、及び材質については、モータの出力等に応じて、適宜変更しうる。
　ステータ４は、実質的に円環状のステータコア４１と、ステータコア４１の内周に沿って等間隔に設けられた複数のティース４２と、ティース４２間にそれぞれ設けられたスロット４３とを有している。ステータ４は、Ｚ軸方向から見て、ロータ３の外側に、ロータ３と一定の間隔を持って、離間して配置されている。
　ステータコア４１は、例えば、ケイ素等を含有した電磁鋼板を積層した後に、打ち抜き加工して形成される。
　本実施形態において、ロータ３の磁極数は、ステータ４に対向するＮ極が５個、Ｓ極が５個の計１０極である。スロット４３の数は１２個である。しかし、ロータ３の磁極数とスロット４３の数は、特にこれに限定されるものではなく、その他の磁極数とスロット数との組合せについても適用される。
　ステータ４は、１２個のコイルＵ１１～Ｕ４１、Ｖ１２～Ｖ４２、Ｗ１１～Ｗ４１を有している。コイルＵ１１～Ｕ４１、Ｖ１２～Ｖ４２、Ｗ１１～Ｗ４１の各々は、対応するティース４２に対して装着されて、Ｚ軸方向から見て、各スロット４３内に配置されている。つまり、コイルＵ１１～Ｕ４１、Ｖ１２～Ｖ４２、Ｗ１１～Ｗ４１はティース４２に対して集中巻になっている。さらに、コイルＵ１１～Ｕ４１がバスバー５１と、コイルＶ１２～Ｖ４２はバスバー５２と、コイルＷ１１～Ｗ４１はバスバー５３と、それぞれ一体化されて配置されている。
　ここで、コイルを表わす符号ＵＰＱ、ＶＰＱ、ＷＰＱのうち、最初の文字はモータ１の各相（本実施形態の場合は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）を表わす。２番目の文字は同相内のコイルの配列順を表わす。３番目の文字はコイルの巻回方向を表わし、本実施形態では、１は時計回り方向、２は反時計回り方向である。従って、コイルＵ１１は、Ｕ相の配列順が１番目のコイルで、巻回方向が時計回り方向であることを表わす。コイルＶ４２は、Ｖ相の配列順が４番目のコイルで、巻回方向が反時計回り方向であることを表わす。なお、時計回りとは、モータ１の中心から見て右回りをいい、「反時計回り」とはモータ１の中心から見て左回りをいう。
　厳密には、コイルＵ１１，Ｕ４１はＵ相のコイルであり、コイルＵ２２，Ｕ３２はＵバー相（Ｕ相のコイルと発生する磁界の向きが逆）のコイルである。しかし、以降の説明では、特に断らない限り、Ｕ相のコイルと総称する。コイルＶ１２～Ｖ４２及びコイルＷ１１～Ｗ４１についても同様に、Ｖ相のコイル、Ｗ相のコイルとそれぞれ総称する。
　（コイル断面の特徴）
　図２は、図１Ｃの部分拡大図である。図２は、ステータコア４１から突出したティース４２と、ティース４２に巻回されたコイル５Ａとを示している。ステータコア４１はモータ１の外側に位置し、ティース４２はモータ１の中心側に位置する。コイル５Ａは、図１Ｃに示したコイルＵ１１～Ｕ４１、Ｖ１２～Ｖ４２、Ｗ１１～Ｗ４１のいずれかに対応する。コイル５Ａは、例えば、銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、真鍮、鉄、及びＳＵＳ（Ｓｔｅｅｌ　Ｕｓｅ　Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ）などのいずれかを主たる材料として形成されている。
　ここでは、ティース４２がステータコア４１から突出する方向をＲ方向とする。図２は、Ｒ方向に沿った断面を示している。図２では、コイル５Ａは、ティース４２に６ターン巻回されている。Ａ１～Ａ６はそれぞれ、第１ターンから第６ターンにおけるコイル５Ａを断面で示している。また、符号Ａ１～Ａ６はそれぞれ、当該ターンＡ１～Ａ６の断面積を表す場合もある。
　本実施形態では、コイル５Ａの各ターンにおける断面積は均一ではなく、異なっている。Ｒ方向において、ティース４２にコイル５Ａが巻回された範囲を範囲Ｗとする。ここでは、範囲Ｗにおけるモータ１の中心側にコイル５Ａの第１ターンＡ１が位置している。
　図２の構成では、コイル５Ａの第１ターンＡ１は、第１～第６ターンＡ１～Ａ６の中で、断面積が最大である。第１ターンから第６ターンにかけて、断面積は徐々に小さくなっている（Ａ１＞Ａ２＞Ａ３＞Ａ４＞Ａ５＞Ａ６）。言い換えると、コイル５Ａの断面積は、範囲Ｗにおいてモータ１の中心側から外側にかけて徐々に小さくなっている。
　このように、コイル５Ａにおいて、モータ１の中心側に位置する部分の断面積を大きくすることによって、冷媒Ｃに対しての放熱量を増やし、コイル５Ａに熱が溜まることを防止することができる。
　図２の構成において、コイル５Ａの第１ターンＡ１の断面積のみを他のターンにおける断面積より大きくしてもよいし（Ａ１＞Ａ２＝Ａ３＝Ａ４＝Ａ５＝Ａ６）、第１ターンから第６ターンにかけて段階的に断面積を小さくしてもよい（例えば、Ａ１＞Ａ２＝Ａ３＞Ａ４＝Ａ５＞Ａ６）。
　また、実施形態において、コイルのターン数を６としたが、特にこれに限定されるものではなく、モータ１のサイズまたは性能等によって適宜変更しうる。
　図３は、ティースとコイルとの別の構成を示す断面図である。コイル５Ｂのターン数は２である。図３は、図２と同様に、ステータコア４１から突出したティース４２と、ティース４２に巻回されたコイル５Ｂとを示している。コイル５Ｂは、コイル５Ａと同様に、図１Ｃに示したコイルＵ１１～Ｕ４１、Ｖ１２～Ｖ４２、Ｗ１１～Ｗ４１のいずれかに対応する。コイル５Ｂは、例えば、銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、真鍮、鉄、及びＳＵＳなどのいずれかを主たる材料として形成されている。
　図３の構成においても、第１ターンＢ１の断面積を第２ターンＢ２の断面積よりも大きくすることで（Ｂ１＞Ｂ２）、冷媒Ｃに対しての放熱量を増やし、コイル５Ｂに熱が溜まるのを防止することができる。
　コイルのターン数が２及び６以外であっても、ここで説明したものと同様に構成すればよく、ターン数は奇数であってもよい。すなわち、ティース４２にコイル５Ａまたはコイル５Ｂがｎ（ｎは２以上の整数）ターン巻回された範囲に、コイル５Ａまたはコイル５Ｂの第１ターンがモータ１の中心側に位置する。一方、モータ１の中心と反対側に、コイル５Ａまたはコイル５Ｂの第ｋ（ｋは整数であり、１＜ｋ≦ｎ）ターンが位置しているとき、コイル５Ａまたはコイル５Ｂをティース４２のステータコア４１からの突出方向に沿って切断したときの第１ターンにおける断面積を、第ｋターン及び第ｎターンにおける断面積よりも大きくすればよい。
　実施形態において、コイルの断面形状を実質的な台形形状としたが、特にこれに限定されるものではなく、矩形状であってもよい。また、円形形状または多角形状、あるいは円形と多角形とを複合した形状であってもよい。
　実施形態において、コイルＵ１１～Ｕ４１がバスバー５１と、コイルＶ１２～Ｖ４２はバスバー５２と、コイルＷ１１～Ｗ４１はバスバー５３とそれぞれ一体化されている例を示した。しかし、各々のコイル形状に対応する様に、ヒュージングまたは溶接処理等により、バスバーに取り付けられていてもよい。
　実施形態において、冷媒Ｃがシャフト２内の中空部２ａを流れる構成とした。しかし、例えば、冷媒Ｃがロータ３とステータ４との間の空間を循環して流れるようにしてもよい。冷媒Ｃとして、例えば油等の液体、または空気等の気体を用いることができる。また、モータ１の仕様等によっては、モータ１の内部は自然空冷される構成であってもよい。この場合においても、ロータ３とステータ４との間の空間に、コイル５Ａ，５Ｂの第１ターンから放熱されるため、この部分の断面積を大きくすることで、コイル５Ａ，５Ｂによる放熱効果を高めることができる。
　以上のように、本実施形態のモータ１は、ステータコア４１と、ステータコア４１から突出したティース４２とを有するステータ４と、ティース４２にｎ（ｎは２以上の整数）ターン巻回された第１～第ｎターンからなるコイル５Ａとを備える。ティース４２がステータコア４１から突出する方向において、ティース４２にコイル５Ａが巻回された範囲のモータ１の中心側にコイル５Ａの第１ターンが位置し、モータ１の中心と反対側に、コイル５Ａの第ｋ（ｋは整数であり、１＜ｋ≦ｎ）ターンが位置している。コイル５Ａをティース４２のステータコア４１からの突出方向に沿って切断したときの第１ターンにおける断面積は、第ｋターン及び第ｎターンにおける断面積よりも大きい。
　これにより、コイル５Ａにおいて、モータ１の中心側に位置する部分の断面積が大きいので、モータ１の中心側を流れる冷媒またはモータ１の中心側の空間等に対してのコイル５Ａの放熱効果をより高めることによって、高効率のモータ１を実現することができる。
　また、モータ１において、ｎは３以上の整数で、ｋはｎよりも小さい整数であり、コイル５Ａの第ｋターンにおける断面積は、第ｎターンにおける断面積よりも大きい、としてもよい。
　また、モータ１において、コイル５Ａの第１ターンにおける断面積は、第１～第ｎターンにおける断面積の中で最大であり、第１ターンから第ｎターンにかけて、断面積は徐々に小さくなっている、としてもよい。
　本開示に係るモータは、コイルによる放熱効果をより高めるので、高効率かつ低コストのモータを実現する上で、有用である。
　１　　モータ
　２　　シャフト
　２ａ　　中空部
　２ｂ　　貫通孔
　３　　ロータ
　４　　ステータ
　５Ａ，５Ｂ　　コイル
　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
　Ａ１～Ａ６　　コイル５Ａの各ターンにおける断面
　Ｂ１，Ｂ２　　コイル５Ｂの各ターンにおける断面
　Ｃ　　冷媒
　Ｕ１１，Ｕ２２，Ｕ３２，Ｕ４１，Ｖ１２，Ｖ２１，Ｖ３１，Ｖ４２，Ｗ１１，Ｗ２２，Ｗ３２，Ｗ４１　　コイル

Claims (4)

  1. ステータコアと、前記ステータコアから所定の突出方向に突出したティースとを有するステータと、
    前記ティースにｎ（ｎは２以上の整数）ターン巻回された第１～第ｎターンからなるコイルとを備えたモータであって、
    前記ティースが前記突出方向において、前記ティースに前記コイルが巻回された範囲の前記モータの中心側に前記コイルの第１ターンが位置し、前記モータの中心と反対側に、前記コイルの第ｋ（ｋは整数であり、１＜ｋ≦ｎ）ターンが位置しており、
    前記コイルを前記突出方向に沿って切断したときの前記第１ターンにおける断面積は、第ｋターン及び第ｎターンにおける断面積よりも大きいモータ。
  2. ｎは３以上の整数で、ｋはｎよりも小さい整数であり、
    前記コイルの第ｋターンにおける前記断面積は、第ｎターンにおける前記断面積よりも大きい請求項１記載のモータ。
  3. 前記コイルの第１ターンにおける前記断面積は、第１～第ｎターンにおける断面積の中で最大であり、
    第１ターンから第ｎターンにかけて、断面積は徐々に小さくなっている請求項１に記載のモータ。
  4. 前記コイルの第１ターンにおける前記断面積は、第１～第ｎターンにおける断面積の中で最大であり、
    第１ターンから第ｎターンにかけて、断面積は徐々に小さくなっている請求項２に記載のモータ。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11830669B2 (en) 2021-07-16 2023-11-28 Hyundai Motor Company Casting coil for a motor assembly

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109845071B (zh) * 2016-10-24 2021-06-01 松下知识产权经营株式会社 飞行装置
WO2023088328A1 (zh) * 2021-11-17 2023-05-25 上海易唯科电机技术有限公司 一种定子组件及电机

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005210893A (ja) * 2004-01-23 2005-08-04 General Electric Co <Ge> 積層界磁巻線のホットスポット温度を低下させる方法及び装置
WO2005107040A1 (ja) * 2004-04-28 2005-11-10 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha 回転電機
JP3881520B2 (ja) * 2001-01-24 2007-02-14 士郎 嶋原 コイル装置
WO2007125838A1 (ja) * 2006-04-28 2007-11-08 Mitsubishi Cable Industries, Ltd. 線状部材及びステータ構造
JP4609190B2 (ja) * 2005-05-31 2011-01-12 株式会社デンソー 車両用回転電機
WO2013187501A1 (ja) * 2012-06-15 2013-12-19 HONGO Takenobu コイル状部材及びコイル装置
DE102012212637A1 (de) 2012-07-18 2014-01-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Gießtechnisch hergestellte elektrische Spule

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005137174A (ja) 2003-10-31 2005-05-26 Toyota Motor Corp 固定子製造方法および固定子製造方法により製造される回転電機の固定子
JP4887656B2 (ja) * 2004-10-29 2012-02-29 トヨタ自動車株式会社 回転電機およびそれを搭載した自動車
DE102008022170A1 (de) * 2008-05-05 2009-11-12 Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Spule für eine elektrische Maschine und Herstellungsverfahren für eine Spule
CN106887915B (zh) * 2011-02-14 2019-02-05 三菱电机株式会社 旋转电机的定子
US8729765B2 (en) * 2011-07-26 2014-05-20 GM Global Technology Operations LLC Field coil for an electric machine
KR20130013105A (ko) * 2011-07-27 2013-02-06 현대모비스 주식회사 동손저감타입 구동모터
DE102012203697A1 (de) 2012-03-08 2013-09-12 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische Maschine mit einem Rotor zur Kühlung der elektrischen Maschine
JP5741534B2 (ja) * 2012-08-03 2015-07-01 トヨタ自動車株式会社 集中巻コイル
JP6505431B2 (ja) 2013-12-18 2019-04-24 株式会社アスター コイルおよびその製造方法
JP5592554B1 (ja) 2013-12-18 2014-09-17 武延 本郷 冷間圧接装置、コイル製造装置、コイルおよびその製造方法
FR3020521B1 (fr) * 2014-04-29 2016-06-03 Nicolas Langlard Stator de machine electrique tournante muni d'un bobinage optimise

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3881520B2 (ja) * 2001-01-24 2007-02-14 士郎 嶋原 コイル装置
JP2005210893A (ja) * 2004-01-23 2005-08-04 General Electric Co <Ge> 積層界磁巻線のホットスポット温度を低下させる方法及び装置
WO2005107040A1 (ja) * 2004-04-28 2005-11-10 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha 回転電機
JP4609190B2 (ja) * 2005-05-31 2011-01-12 株式会社デンソー 車両用回転電機
WO2007125838A1 (ja) * 2006-04-28 2007-11-08 Mitsubishi Cable Industries, Ltd. 線状部材及びステータ構造
WO2013187501A1 (ja) * 2012-06-15 2013-12-19 HONGO Takenobu コイル状部材及びコイル装置
DE102012212637A1 (de) 2012-07-18 2014-01-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Gießtechnisch hergestellte elektrische Spule

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3588744A4

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11830669B2 (en) 2021-07-16 2023-11-28 Hyundai Motor Company Casting coil for a motor assembly

Also Published As

Publication number Publication date
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US11070103B2 (en) 2021-07-20
CN110291699A (zh) 2019-09-27
EP3588744A4 (en) 2020-01-22
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