JP7769679B2 - Continuous wire coil and stator - Google Patents
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Description
本発明は、連続線コイル及びステータに関する。 The present invention relates to continuous wire coils and stators.
電動機、発電機等の回転電機のステータは、ステータコアと、ステータコアのスロットに装着されるコイルと、によって構成される。コイルとしては、一般に、セグメントコイルと連続線コイルとが知られている。セグメントコイルは、U字状に成形されたセグメントコンダクタを2つのスロットに挿入した後、両端部を溶接することによって、ステータコアに装着される。連続線コイルは、複数本の導体によって直線状の複数のスロット嵌合部を有するシート状のコイルを成形し、各スロット嵌合部をそれぞれスロットに嵌合することによって、溶接することなくステータコアに装着される。 The stator of a rotating electrical machine such as an electric motor or generator consists of a stator core and coils that are fitted into the slots of the stator core. Commonly known coil types are segment coils and continuous wire coils. Segment coils are fitted to the stator core by inserting U-shaped segment conductors into two slots and then welding both ends. Continuous wire coils are fitted to the stator core without welding by forming a sheet-like coil with multiple linear slot fitting portions using multiple conductors and fitting each slot fitting portion into its respective slot.
連続線コイルは、並列する複数本の導体の直線部分を傾斜状に折り曲げる工程と、その傾斜状の折り曲げ部を中央部で折り返すことによって山型状のコイルエンド部を成形する工程と、を複数回繰り返すことによって、長尺なシート状に製造される(例えば、特許文献1参照)。 Continuous wire coils are manufactured into long sheets by repeatedly bending the straight sections of multiple parallel conductors at an angle, and then folding back the bent sections at the center to form mountain-shaped coil ends (see, for example, Patent Document 1).
連続線コイルとしては、1枚のシート状のコイルが、ステータの1周分に対応する1層(1ターン)で形成されるパターン(フラットワインディングと呼ばれることがある。)と、1枚のシート状のコイルが、ステータの2周分に対応する2層(2ターン)で形成されるパターン(ソードワインディングと呼ばれることがある。)と、のいずれかのパターンが存在する。 Continuous wire coils come in two patterns: one in which a single sheet-shaped coil is formed in one layer (one turn) corresponding to one circumference of the stator (sometimes called flat winding), and one in which a single sheet-shaped coil is formed in two layers (two turns) corresponding to two circumferences of the stator (sometimes called sword winding).
フラットワインディングの連続線コイルは、1枚で1ターンを形成するため、所望のターン数分の連続線コイルを使用し、ステータコアのスロットに重ねるように装着することによって、ターン数が奇数及び偶数のいずれの場合にも対応可能である。しかし、導体を折り返すことによって成形される連続線コイルのコイルエンド部は、2ターン分の厚みを有するため、コイルエンド部の厚みはターン数の2倍になる。そのため、フラットワインディングの連続線コイルを使用した場合、コイルエンド部を小型化できず、コンパクトなステータを構成することが困難である。 Since flat-wound continuous wire coils form one turn per sheet, they can be used with the desired number of turns and stacked in the slots of the stator core to accommodate both odd and even numbers of turns. However, the coil end portion of a continuous wire coil, which is formed by folding back the conductor, has a thickness equivalent to two turns, so the thickness of the coil end portion is twice the number of turns. Therefore, when flat-wound continuous wire coils are used, the coil end portion cannot be made smaller, making it difficult to create a compact stator.
一方、ソードワインディングの連続線コイルでは、コイルエンド部は、ターン数とほぼ同等の厚みを有するため、コイルエンド部の小型化が可能である。しかし、ソードワインディングの連続線コイルは2層構造であるため、対応可能なターン数は偶数に制約される。 On the other hand, with a sword-winding continuous wire coil, the coil end has a thickness roughly equal to the number of turns, making it possible to make the coil end smaller. However, because a sword-winding continuous wire coil has a two-layer structure, the number of turns that can be accommodated is limited to an even number.
本発明は、ターン数が奇数及び偶数のいずれの場合にも容易に対応できるとともに、コイルエンド部を小型化できる連続線コイル、及びその連続線コイルを用いたステータを提供することを目的とする。 The objective of the present invention is to provide a continuous wire coil that can easily accommodate both odd and even numbers of turns and that allows for the miniaturization of the coil end portion, as well as a stator that uses this continuous wire coil.
(1) 本発明に係る連続線コイルは、ステータコア(例えば、後述のステータコア31)の複数のスロット(例えば、後述のスロット34)に嵌合する複数のスロット嵌合部(例えば、後述のスロット嵌合部21)と、前記複数のスロット嵌合部の延び方向の両端部にそれぞれ配置され、隣り合う前記スロット嵌合部同士を接続する複数のコイルエンド部(例えば、後述のコイルエンド部22)と、を有し、前記コイルエンド部が導体(例えば、後述の導体2)を厚み方向に折り返すことによって形成されるシート状の連続線コイル(例えば、後述の連続線コイル1)において、前記ステータコアの1周分以上の周回長さに対応可能な数の前記複数のスロット嵌合部を有する2層コイル部(例えば、後述の2層コイル部11)と、前記2層コイル部に連続して設けられ、前記ステータコアの1周分の周回長さに対応可能な数の前記複数のスロット嵌合部を有する1層コイル部(例えば、後述の1層コイル部12)と、を備える。 (1) The continuous wire coil of the present invention has a plurality of slot fitting portions (e.g., slot fitting portion 21 described below) that fit into a plurality of slots (e.g., slot 34 described below) of a stator core (e.g., stator core 31 described below), and a plurality of coil end portions (e.g., coil end portion 22 described below) that are respectively arranged at both ends of the plurality of slot fitting portions in the extension direction and connect adjacent slot fitting portions, and the coil end portions are formed by folding back a conductor (e.g., conductor 2 described below) in the thickness direction, and the continuous wire coil is provided with: a two-layer coil portion (e.g., two-layer coil portion 11 described below) having a number of the plurality of slot fitting portions that corresponds to a circuit length of at least one circumference of the stator core; and a single-layer coil portion (e.g., single-layer coil portion 12 described below) that is provided contiguous to the two-layer coil portion and has a number of the plurality of slot fitting portions that corresponds to a circuit length of one circumference of the stator core.
(2) 上記(1)に記載の連続線コイルにおいて、前記2層コイル部は、折り返し部(例えば、後述の折り返し部F)を境に折り返された第1の層(例えば、後述の第1の層111)及び第2の層(例えば、後述の第2の層112)によって構成される。 (2) In the continuous wire coil described in (1) above, the two-layer coil portion is composed of a first layer (e.g., first layer 111 described below) and a second layer (e.g., second layer 112 described below) folded back at a folding portion (e.g., folding portion F described below).
(3) 上記(2)に記載の連続線コイルにおいて、前記第1の層の前記コイルエンド部(例えば、後述のコイルエンド部22A)と、前記第2の層の前記コイルエンド部(例えば、後述のコイルエンド部22B)とは、前記2層コイル部の長さ方向に交互にずれて配置されている。 (3) In the continuous wire coil described in (2) above, the coil end portion of the first layer (e.g., coil end portion 22A described below) and the coil end portion of the second layer (e.g., coil end portion 22B described below) are arranged alternately in the longitudinal direction of the two-layer coil portion.
(4) 上記(2)又は(3)に記載の連続線コイルにおいて、前記1層コイル部は、前記第1の層及び前記第2の層のいずれか一方の層(例えば、後述の第2の層112)に連続している。 (4) In the continuous wire coil described in (2) or (3) above, the one-layer coil portion is continuous with either the first layer or the second layer (e.g., the second layer 112 described below).
(5) 本発明に係るステータは、複数のスロット(例えば、後述のスロット34)を有するステータコア(例えば、後述のステータコア31)と、前記複数のスロット内に装着されるシート状の連続線コイル(例えば、後述の連続線コイル1)と、を備え、前記連続線コイルは、前記複数のスロットに嵌合する複数のスロット嵌合部(例えば、後述のスロット嵌合部21)と、前記複数のスロット嵌合部の延び方向の両端部にそれぞれ配置され、隣り合う前記スロット嵌合部同士を接続する複数のコイルエンド部(例えば、後述のコイルエンド部22)と、を有し、前記コイルエンド部が導体(例えば、後述の導体2)を厚み方向に折り返すことによって形成されるステータ(例えば、後述のステータ3)において、前記連続線コイルは、前記ステータコアの1周分以上の周回長さに対応可能な数の前記複数のスロット嵌合部を有する2層コイル部(例えば、後述の2層コイル部11)と、前記2層コイル部に連続して設けられ、前記ステータコアの1周分の周回長さに対応可能な数の前記複数のスロット嵌合部を有する1層コイル部(例えば、後述の1層コイル部12)と、を備える。 (5) A stator according to the present invention includes a stator core (e.g., stator core 31 described below) having a plurality of slots (e.g., slot 34 described below), and a sheet-shaped continuous wire coil (e.g., continuous wire coil 1 described below) mounted in the plurality of slots. The continuous wire coil includes a plurality of slot fitting portions (e.g., slot fitting portion 21 described below) that fit into the plurality of slots, and a plurality of coil end portions (e.g., coil end portion 2 described below) that are disposed at both ends of the plurality of slot fitting portions in the extension direction and connect adjacent slot fitting portions. 2), and in a stator (e.g., Stator 3 described below) in which the coil end portion is formed by folding back a conductor (e.g., Conductor 2 described below) in the thickness direction, the continuous wire coil comprises a two-layer coil portion (e.g., two-layer coil portion 11 described below) having a number of the slot fitting portions that corresponds to a circumference length of at least one circumference of the stator core, and a single-layer coil portion (e.g., single-layer coil portion 12 described below) that is continuous with the two-layer coil portion and has a number of the slot fitting portions that corresponds to a circumference length of one circumference of the stator core.
(6) 上記(5)に記載のステータにおいて、前記2層コイル部は、折り返し部(例えば、後述の折り返し部F)を境に折り返された第1の層(例えば、後述の第1の層111)及び第2の層(例えば、後述の第2の層112)によって構成される。 (6) In the stator described in (5) above, the two-layer coil portion is composed of a first layer (e.g., first layer 111 described below) and a second layer (e.g., second layer 112 described below) folded back at a folding portion (e.g., folding portion F described below).
(7) 上記(6)に記載のステータにおいて、前記第1の層の前記コイルエンド部(例えば、後述のコイルエンド部22A)と、前記第2の層の前記コイルエンド部(例えば、後述のコイルエンド部22B)とは、前記2層コイル部の長さ方向に交互にずれて配置されている。 (7) In the stator described in (6) above, the coil end portions of the first layer (e.g., coil end portion 22A described below) and the coil end portions of the second layer (e.g., coil end portion 22B described below) are arranged alternately in the longitudinal direction of the two-layer coil portion.
(8) 上記(6)又は(7)に記載のステータにおいて、前記1層コイル部は、前記第1の層及び前記第2の層のいずれか一方の層(例えば、後述の第2の層112)に連続している。 (8) In the stator described in (6) or (7) above, the single-layer coil portion is continuous with either the first layer or the second layer (e.g., the second layer 112 described below).
上記(1)に記載の連続線コイルによれば、2層コイル部の長さを適宜設定することによって、ターン数が奇数及び偶数のいずれの場合にも容易に対応できるとともに、コイルエンド部の小型化が可能である。 The continuous wire coil described in (1) above can be easily adapted to both odd and even numbers of turns by appropriately setting the length of the two-layer coil portion, and the coil end portion can be made smaller.
上記(2)に記載の連続線コイルによれば、2層コイル部を容易に成形可能である。 The continuous wire coil described in (2) above makes it easy to form a two-layer coil section.
上記(3)に記載の連続線コイルによれば、2層コイル部の厚みを最小限に抑えることができる。 The continuous wire coil described in (3) above allows the thickness of the two-layer coil portion to be minimized.
上記(4)に記載の連続線コイルによれば、2層コイル部と1層コイル部とをステータコアに容易に装着可能である。 The continuous wire coil described in (4) above allows the two-layer coil section and the single-layer coil section to be easily attached to the stator core.
上記(5)に記載のステータによれば、連続線コイルにおける2層コイル部の長さを適宜設定することによって、ターン数が奇数及び偶数のいずれのステータも容易に形成できるとともに、コイルエンド部が小型化されたコンパクトなステータを構成することができる。 The stator described in (5) above allows for the appropriate length of the two-layer coil portion of the continuous wire coil to be appropriately set, making it possible to easily form stators with either an odd or even number of turns, and to construct a compact stator with smaller coil end portions.
上記(6)に記載のステータによれば、連続線コイルの2層コイル部を容易に成形可能である。 The stator described in (6) above makes it easy to form a two-layer coil portion of a continuous wire coil.
上記(7)に記載のステータによれば、連続線コイルの2層コイル部の厚みを最小限に抑えることができる。 The stator described in (7) above allows the thickness of the two-layer coil portion of the continuous wire coil to be minimized.
上記(8)に記載のステータによれば、2層コイル部と1層コイル部とを有する連続線コイルをステータコアに容易に装着可能である。 The stator described in (8) above allows a continuous wire coil having a two-layer coil portion and a single-layer coil portion to be easily attached to the stator core.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図1及び図2に示すように、連続線コイル1は、X方向に沿って長尺なシート状に形成される。シート状の連続線コイル1は、図3に示すように、ステータコア31のスロット34に装着されてステータ3を構成する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. As shown in Figures 1 and 2, the continuous wire coil 1 is formed into a long sheet extending along the X direction. As shown in Figure 3, the sheet-shaped continuous wire coil 1 is fitted into slots 34 of a stator core 31 to form the stator 3.
ステータコア31は、中央の軸孔32に向けて突出する複数のティース33を有する。隣り合うティース33,33の間に、放射状に配列されて軸孔32に向けて開口するスロット34が形成される。図3において、連続線コイル1は、実線及び破線からなる矢印線によって模式的に示されている。 The stator core 31 has multiple teeth 33 that protrude toward the central axial hole 32. Radially arranged slots 34 that open toward the axial hole 32 are formed between adjacent teeth 33. In Figure 3, the continuous wire coil 1 is schematically indicated by arrows consisting of solid and dashed lines.
ここで、図中に示す連続線コイル1の方向について次のように定義する。X方向は、連続線コイル1の長さ方向を示す。X方向は、図3に示すステータコア31の周方向D1に対応する。Y方向は、連続線コイル1の幅方向を示す。Y方向は、ステータコア31の軸方向に対応する。ステータコア31の軸方向は、図3の紙面に対する垂直方向である。Z方向は、連続線コイル1の厚み方向を示す。Z方向は、図3に示すステータコア31の径方向D2に対応する。 The directions of the continuous wire coil 1 shown in the figure are defined as follows: The X direction indicates the length direction of the continuous wire coil 1. The X direction corresponds to the circumferential direction D1 of the stator core 31 shown in Figure 3. The Y direction indicates the width direction of the continuous wire coil 1. The Y direction corresponds to the axial direction of the stator core 31. The axial direction of the stator core 31 is perpendicular to the plane of the paper in Figure 3. The Z direction indicates the thickness direction of the continuous wire coil 1. The Z direction corresponds to the radial direction D2 of the stator core 31 shown in Figure 3.
連続線コイル1についてさらに詳細に説明する。連続線コイル1は、それぞれ折り曲げ成形された複数本の導体2によって構成される。導体2は、例えば、銅線等の金属線である。本実施形態の連続線コイル1は、6本の導体2によって構成されている。導体2は、複数のスロット嵌合部21と、複数のコイルエンド部22と、をそれぞれ有するように折り曲げ形成される。スロット嵌合部21は、ステータコア31のスロット34内に嵌合する部位であり、直線状に形成される。コイルエンド部22は、ステータコア31のスロット34から軸方向外側に露出する部位であり、導体2を連続線コイル1の厚み方向に折り返すことによって山型状に成形される。 The continuous wire coil 1 will now be described in more detail. The continuous wire coil 1 is composed of multiple conductors 2, each of which has been bent and formed. The conductors 2 are, for example, metal wires such as copper wires. In this embodiment, the continuous wire coil 1 is composed of six conductors 2. The conductors 2 are formed by bending them so that they each have multiple slot fitting portions 21 and multiple coil end portions 22. The slot fitting portions 21 are portions that fit into the slots 34 of the stator core 31 and are formed linearly. The coil end portions 22 are portions that are exposed axially outward from the slots 34 of the stator core 31 and are formed into a mountain shape by folding the conductors 2 back in the thickness direction of the continuous wire coil 1.
スロット嵌合部21及びコイルエンド部22が折り曲げ成形された1本の導体2において、複数本のスロット嵌合部21は、ステータコア31の6スロットおきの間隔に対応する間隔で平行に並列するように設けられている。コイルエンド部22は、ステータコア31の6スロットおきに配置される2本のスロット嵌合部21の延び方向の一端部同士及び他端部同士を、連続線コイル1の長さ方向に交互に接続している。 In a single conductor 2 in which the slot fitting portions 21 and coil end portions 22 are bent and formed, the multiple slot fitting portions 21 are arranged in parallel, at intervals corresponding to the spacing between every six slots in the stator core 31. The coil end portions 22 alternately connect the ends of two slot fitting portions 21 arranged every six slots in the stator core 31, one to the other, in the extension direction, along the length of the continuous wire coil 1.
折り曲げ成形後の6本の導体2は、それぞれのスロット嵌合部21がステータコア31のスロット34の配列ピッチに略等しいピッチとなるように、連続線コイル1の長さ方向に沿って位置をずらして重ねられている。これによって、連続線コイル1の全てのスロット嵌合部21は、ステータコア31のスロット34の配列ピッチに略等しいピッチで、連続線コイル1の長さ方向に沿って並列して配列される。 After bending, the six conductors 2 are stacked and staggered along the length of the continuous wire coil 1 so that the slot fitting portions 21 are spaced at a pitch approximately equal to the arrangement pitch of the slots 34 in the stator core 31. As a result, all of the slot fitting portions 21 of the continuous wire coil 1 are arranged in parallel along the length of the continuous wire coil 1 at a pitch approximately equal to the arrangement pitch of the slots 34 in the stator core 31.
連続線コイル1は、図1及び図2に示すように、2層コイル部11と、1層コイル部12と、によって構成される。2層コイル部11と1層コイル部12とは、連続線コイル1の長さ方向に連続している。すなわち、6本の導体2は、2層コイル部11と1層コイル部12とに亘って、途切れることなく連続している。 As shown in Figures 1 and 2, the continuous wire coil 1 is composed of a two-layer coil section 11 and a single-layer coil section 12. The two-layer coil section 11 and the single-layer coil section 12 are continuous in the longitudinal direction of the continuous wire coil 1. In other words, the six conductors 2 are continuous and uninterrupted across the two-layer coil section 11 and the single-layer coil section 12.
2層コイル部11は、図3に示すように、第1の層111と第2の層112とからなる2層構造を有する。第1の層111と第2の層112とは、連続線コイル1の厚み方向に積層されている。2層コイル部11における6本の導体2は、スロット嵌合部21の配列ピッチを維持した状態で、折り返し部Fを境に連続線コイル1の長さ方向に折り返すことによって、第1の層111及び第2の層112を形成している。 As shown in Figure 3, the two-layer coil section 11 has a two-layer structure consisting of a first layer 111 and a second layer 112. The first layer 111 and the second layer 112 are stacked in the thickness direction of the continuous wire coil 1. The six conductors 2 in the two-layer coil section 11 are folded back in the length direction of the continuous wire coil 1 at the fold back portion F while maintaining the arrangement pitch of the slot fitting portions 21, thereby forming the first layer 111 and the second layer 112.
詳しくは、2層コイル部11における6本の導体2は、連続線コイル1の一方の端部E1からX1方向に沿って、スロット嵌合部21とコイルエンド部22とを交互に形成して第1の層111を構成した後、折り返し部Fで反転する。反転した6本の導体2は、X2方向に沿って、スロット嵌合部21とコイルエンド部22とを交互に形成して第2の層112を構成する。第1の層111及び第2の層112のそれぞれの複数のスロット嵌合部21は、配列ピッチを維持した状態で、連続線コイル1の厚み方向に積層されている。積層された2層コイル部11のスロット嵌合部21,21は、ステータコア31の同一のスロット34内に積層して装着される。 In more detail, the six conductors 2 in the two-layer coil section 11 alternately form slot fitting portions 21 and coil end portions 22 along the X1 direction from one end E1 of the continuous wire coil 1 to form the first layer 111, and then are inverted at the turn-back portion F. The six inverted conductors 2 alternately form slot fitting portions 21 and coil end portions 22 along the X2 direction to form the second layer 112. The multiple slot fitting portions 21 in each of the first layer 111 and the second layer 112 are stacked in the thickness direction of the continuous wire coil 1 while maintaining the same arrangement pitch. The slot fitting portions 21, 21 of the stacked two-layer coil section 11 are stacked and installed in the same slot 34 of the stator core 31.
図1に示す2層コイル部11の長さL1は、ステータコア31の1周分以上の周回長さを有する。したがって、2層コイル部11は、ステータコア31の1周分以上の周回長さに対応可能な数の複数のスロット嵌合部21を有する。具体的には、図3に示す本実施形態のステータコア31は、72個のスロット34を有する。そのため、本実施形態の2層コイル部11は、連続線コイル1の長さ方向に沿って見たとき、72か所以上のスロット嵌合部21を有する。2層コイル部11は、第1の層111と第2の層112とが積層された積層構造であるため、72か所以上のスロット嵌合部21は、連続線コイル1の厚み方向に2本ずつ積層されている。 The length L1 of the two-layer coil section 11 shown in FIG. 1 is a circumference length of at least one circumference of the stator core 31. Therefore, the two-layer coil section 11 has a number of slot engagement portions 21 that corresponds to a circumference length of at least one circumference of the stator core 31. Specifically, the stator core 31 of this embodiment shown in FIG. 3 has 72 slots 34. Therefore, the two-layer coil section 11 of this embodiment has 72 or more slot engagement portions 21 when viewed along the length direction of the continuous wire coil 1. Because the two-layer coil section 11 has a laminated structure in which the first layer 111 and the second layer 112 are laminated, the 72 or more slot engagement portions 21 are laminated in pairs along the thickness direction of the continuous wire coil 1.
1層コイル部12は、図1及び図2に示すように、6本の導体2からなる単層構造を有する。1層コイル部12は、ステータコア31のスロット34の配列ピッチに略等しいピッチで配列される複数のスロット嵌合部21をそれぞれ有する。 As shown in Figures 1 and 2, the first-layer coil section 12 has a single-layer structure consisting of six conductors 2. Each first-layer coil section 12 has multiple slot engagement sections 21 arranged at a pitch approximately equal to the arrangement pitch of the slots 34 in the stator core 31.
図1に示す1層コイル部12の長さL2は、ステータコア31の1周分の周回長さを有する。したがって、1層コイル部12は、ステータコア31の1周分の周回長さに対応可能な数の複数のスロット嵌合部21を有する。具体的には、本実施形態の1層コイル部12は、72本のスロット嵌合部21を有する。 The length L2 of the first-layer coil portion 12 shown in FIG. 1 is the circumference of one periphery of the stator core 31. Therefore, the first-layer coil portion 12 has a number of slot engagement portions 21 that corresponds to the circumference of one periphery of the stator core 31. Specifically, the first-layer coil portion 12 of this embodiment has 72 slot engagement portions 21.
図4は、図1における連続線コイル1の1層コイル部12をA部において矢視する方向に見た平面図である。1層コイル部12における6本のコイルエンド部22からなる1つの組を観察したとき、導体2は、それぞれ折り返しの頂点22aで連続線コイル1の厚み方向に折り返されているため、コイルエンド部22は、1層分の導体2の厚みT1の2倍の厚みT2をそれぞれ有する。6本の導体2は、ステータコア31のスロット34の配列ピッチに略等しいピッチでずれて重ねられているため、6本のコイルエンド部22の頂点22a同士は、連続線コイル1の厚み方向には重なっていない。 Figure 4 is a plan view of the first-layer coil portion 12 of the continuous wire coil 1 in Figure 1, viewed in the direction of the arrow at part A. When observing one set of six coil end portions 22 in the first-layer coil portion 12, the conductors 2 are each folded back at their vertices 22a in the thickness direction of the continuous wire coil 1, so that each coil end portion 22 has a thickness T2 that is twice the thickness T1 of one layer of conductor 2. The six conductors 2 are stacked with a pitch that is approximately equal to the arrangement pitch of the slots 34 in the stator core 31, so the vertices 22a of the six coil end portions 22 do not overlap in the thickness direction of the continuous wire coil 1.
これに対し、図5は、図1における連続線コイル1の2層コイル部11をB部において矢視する方向に見た平面図を模式的に示している。図5におけるハッチング領域は、第1の層111の6本のコイルエンド部22Aの組を示し、白抜き領域は、第2の層112の6本のコイルエンド部22Bの組を示している。各組におけるコイルエンド部22A,22Bは、図4と同様の構造を有する。 In contrast, Figure 5 shows a schematic plan view of the two-layer coil portion 11 of the continuous wire coil 1 in Figure 1, viewed in the direction of the arrow at part B. The hatched areas in Figure 5 indicate sets of six coil end portions 22A in the first layer 111, and the white areas indicate sets of six coil end portions 22B in the second layer 112. The coil end portions 22A and 22B in each set have the same structure as in Figure 4.
2層コイル部11において、第1の層111のコイルエンド部22Aの組と第2の層112のコイルエンド部22Bの組は、図5に示すように、連続線コイル1の厚み方向に重なることなく、連続線コイル1の長さ方向に交互にずれて配置される。第1の層111と第2の層112とは、単純に重ねられた積層構造ではなく、第1の層111及び第2の層112をそれぞれ構成する6本の導体2が、互いに編み込まれることによって積層されている。したがって、2層コイル部11は、第1の層111及び第2の層112の2層構造を有するものでありながらも、コイルエンド部22(22A,22B)の厚みは、1層コイル部12のコイルエンド部22と同様に、1層分の導体2の厚みT1の2倍の厚みT2を有する。 In the two-layer coil section 11, the pair of coil end sections 22A of the first layer 111 and the pair of coil end sections 22B of the second layer 112 are arranged alternately in the longitudinal direction of the continuous wire coil 1 without overlapping in the thickness direction of the continuous wire coil 1, as shown in FIG. 5 . The first layer 111 and the second layer 112 are not simply stacked on top of each other, but are stacked by interweaving the six conductors 2 that make up each of the first layer 111 and the second layer 112. Therefore, while the two-layer coil section 11 has a two-layer structure consisting of the first layer 111 and the second layer 112, the thickness of the coil end sections 22 (22A, 22B) is twice the thickness T1 of the conductors 2 for one layer, T2, just like the coil end sections 22 of the single-layer coil section 12.
連続線コイル1は、図3に示すように、各スロット嵌合部21をステータコア31のスロット34内に順次嵌合することによって、ステータコア31を周回するように装着される。図3において、実線は2層コイル部11を示し、破線は1層コイル部12を示している。この連続線コイル1において、2層コイル部11は、ステータコア31の1周分(1ターン分)の周回長さを有している。2層コイル部11は2層構造であるため、ステータコア31に2ターンを構成する。1層コイル部12は単層構造であるため、ステータコア31に1ターンを構成する。したがって、図3に示す連続線コイル1は、ステータコア31内に、(2層コイル部11:2ターン)+(1層コイル部:1ターン)=3ターンの奇数ターンのコイルを構成する。 As shown in FIG. 3, the continuous wire coil 1 is mounted around the stator core 31 by sequentially fitting each slot fitting portion 21 into the slot 34 of the stator core 31. In FIG. 3, solid lines indicate the two-layer coil portion 11, and dashed lines indicate the single-layer coil portion 12. In this continuous wire coil 1, the two-layer coil portion 11 has a circumference length equivalent to one turn around the stator core 31. Because the two-layer coil portion 11 has a two-layer structure, it forms two turns around the stator core 31. Because the single-layer coil portion 12 has a single-layer structure, it forms one turn around the stator core 31. Therefore, the continuous wire coil 1 shown in FIG. 3 forms an odd-numbered coil within the stator core 31: (two turns for the two-layer coil portion 11) + (one turn for the single-layer coil portion) = three turns.
ここで、従来のフラットワインディングの連続線コイルと比較すると、1ターン分の連続線コイルのコイルエンド部の厚みは、導体が厚み方向に折り返されているため、2本分の厚みを有する。したがって、従来のフラットワインディングの3ターンの連続線コイルの場合、3ターン×2=6となり、コイルエンド部は、導体の6本分の厚みを有する。 Compared to a conventional flat-winding continuous wire coil, the thickness of the coil end portion of a one-turn continuous wire coil is twice the thickness of the conductor because the conductor is folded back in the thickness direction. Therefore, in the case of a conventional flat-winding three-turn continuous wire coil, the total is 3 turns x 2 = 6, and the coil end portion has a thickness equivalent to six conductors.
これに対し、本実施形態の連続線コイル1の場合、1ターン分の2層コイル部11と1層コイル部12とのコイルエンド部22は、図4及び図5に示すように、いずれも導体2の2倍の厚みT2を有するため、ステータコア31に装着された3ターンの連続線コイル1のコイルエンド部22の厚みは、(2層コイル部11:T2×1)+(1層コイル部:T2×1)=T2×2となり、導体2の4本分の厚みに抑えられる。そのため、コイルエンド部22が小型化されたコンパクトなステータ3が構成される。 In contrast, in the case of the continuous wire coil 1 of this embodiment, the coil end portions 22 of the one-turn two-layer coil portion 11 and the one-layer coil portion 12 each have a thickness T2 that is twice that of the conductor 2, as shown in Figures 4 and 5. Therefore, the thickness of the coil end portions 22 of the three-turn continuous wire coil 1 attached to the stator core 31 is (two-layer coil portion 11: T2 x 1) + (one-layer coil portion: T2 x 1) = T2 x 2, which is reduced to the thickness of four conductors 2. This results in a compact stator 3 with smaller coil end portions 22.
連続線コイル1は、2層コイル部11の長さを適宜設定することによって、さらにターン数を増加させることができる。図6は、ステータコア31の3周分の周回長さに設定された2層コイル部11を有する連続線コイル1を模式的に示している。この場合、連続線コイル1は7ターンを構成するが、連続線コイル1のコイルエンド部22の厚みは、(2層コイル部11:T2×3)+(1層コイル部:T2×1)=T2×4となり、導体2の8本分の厚みに抑えられる。 The number of turns in the continuous wire coil 1 can be further increased by appropriately setting the length of the two-layer coil section 11. Figure 6 shows a schematic diagram of a continuous wire coil 1 having a two-layer coil section 11 set to a length equivalent to three turns around the stator core 31. In this case, the continuous wire coil 1 comprises seven turns, but the thickness of the coil end section 22 of the continuous wire coil 1 is (two-layer coil section 11: T2 x 3) + (single-layer coil section: T2 x 1) = T2 x 4, which is kept to the thickness of eight conductors 2.
また、例えば、2層コイル部11をステータコア31の2.5周分の周回長さに設定することによって、ステータコア31に偶数となる6ターン分のコイルを構成することができる。したがって、連続線コイル1は、奇数ターン及び偶数ターンのいずれにも対応可能である。以下の表に示すように、本発明に係る連続線コイル1よれば、ステータコア31内のターン数を奇数及び偶数のいずれに増加させても、従来技術に係るフラットワインディングの連続線コイルに比べて、コイルエンド部22の厚みを抑制することができる。なお、以下の表において、コイルエンド部の厚みは、導体の本数によって示されている。 Furthermore, for example, by setting the two-layer coil section 11 to a length equivalent to 2.5 turns around the stator core 31, a coil with an even number of turns (6) can be formed around the stator core 31. Therefore, the continuous wire coil 1 can accommodate both odd and even numbers of turns. As shown in the table below, the continuous wire coil 1 according to the present invention can reduce the thickness of the coil end portion 22 compared to the flat-winding continuous wire coil according to the prior art, regardless of whether the number of turns in the stator core 31 is increased to an odd or even number. Note that in the table below, the thickness of the coil end portion is indicated by the number of conductors.
図3に示すステータ3において、連続線コイル1の1層コイル部12は、ステータコア31の最内層に配置されているが、これに限定されない。連続線コイル1の1層コイル部12は、ステータコア31の最外層に配置されてもよい。 In the stator 3 shown in Figure 3, the first-layer coil portion 12 of the continuous wire coil 1 is arranged in the innermost layer of the stator core 31, but this is not limited to this. The first-layer coil portion 12 of the continuous wire coil 1 may also be arranged in the outermost layer of the stator core 31.
1 連続線コイル
11 2層コイル部
111 第1の層
112 第2の層
12 1層コイル部
2 導体
21 スロット嵌合部
22,22A,22B コイルエンド部
3 ステータ
31 ステータコア
34 スロット
F 折り返し部
REFERENCE SIGNS LIST 1 Continuous wire coil 11 Two-layer coil portion 111 First layer 112 Second layer 12 One-layer coil portion 2 Conductor 21 Slot fitting portion 22, 22A, 22B Coil end portion 3 Stator 31 Stator core 34 Slot F Turn-back portion
Claims (8)
前記ステータコアの1周分以上の周回長さに対応可能な数の前記複数のスロット嵌合部を有し、2層構造を有する2層コイル部と、
前記2層コイル部に対して前記連続線コイルの長さ方向に連続して設けられ、前記ステータコアの1周分の周回長さに対応可能な数の前記複数のスロット嵌合部を有し、単層構造を有する1層コイル部と、を備える、ことを特徴とする連続線コイル。 A sheet-shaped continuous wire coil having a plurality of slot fitting portions that fit into a plurality of slots of a stator core, and a plurality of coil end portions that are respectively disposed at both ends in an extension direction of the plurality of slot fitting portions and connect adjacent slot fitting portions, wherein the coil end portions are formed by folding back a conductor in a thickness direction,
a two-layer coil portion having a two-layer structure, the two-layer coil portion including the plurality of slot fitting portions, the number of which corresponds to a circumference length of at least one circumference of the stator core;
a single-layer coil portion having a single-layer structure, the single-layer coil portion being provided continuously with the two-layer coil portion in the longitudinal direction of the continuous wire coil, the multiple slot fitting portions being the number of which corresponds to one circumference of the stator core.
前記連続線コイルは、前記複数のスロットに嵌合する複数のスロット嵌合部と、前記複数のスロット嵌合部の延び方向の両端部にそれぞれ配置され、隣り合う前記スロット嵌合部同士を接続する複数のコイルエンド部と、を有し、前記コイルエンド部が導体を厚み方向に折り返すことによって形成されるステータにおいて、
前記連続線コイルは、
前記ステータコアの1周分以上の周回長さに対応可能な数の前記複数のスロット嵌合部を有し、2層構造を有する2層コイル部と、
前記2層コイル部に対して前記連続線コイルの長さ方向に連続して設けられ、前記ステータコアの1周分の周回長さに対応可能な数の前記複数のスロット嵌合部を有し、単層構造を有する1層コイル部と、を備える、ことを特徴とするステータ。 a stator core having a plurality of slots; and a sheet-shaped continuous wire coil fitted in the plurality of slots,
The continuous wire coil has a plurality of slot fitting portions that fit into the plurality of slots, and a plurality of coil end portions that are respectively disposed at both ends in an extension direction of the plurality of slot fitting portions and connect adjacent slot fitting portions, and the coil end portions are formed by folding back a conductor in a thickness direction. In this stator,
The continuous wire coil is
a two-layer coil portion having a two-layer structure, the two-layer coil portion including the plurality of slot fitting portions, the number of which corresponds to a circumference length of at least one circumference of the stator core;
a single-layer coil portion having a single-layer structure, the single-layer coil portion being provided continuously with the two-layer coil portion in the longitudinal direction of the continuous wire coil, the multiple slot fitting portions being the number of which corresponds to one circumference of the stator core.
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