JPH06209535A

JPH06209535A - モータのコイル構造

Info

Publication number: JPH06209535A
Application number: JP5001227A
Authority: JP
Inventors: Yasumi Kawabata; 康己川端; Kaoru Kubo; 馨久保; Tetsuya Miura; 徹也三浦
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1993-01-07
Filing date: 1993-01-07
Publication date: 1994-07-26
Also published as: US5422526A

Abstract

(57)【要約】【目的】線績率を向上させる。【構成】ステータ鉄心１０のスロット１４内にスロッ
ト内コイル２２を積層組み込みする。スロット内コイル
２２の端面にスロット間渡りコイル２４を個別に接合す
る。また、間にｎ−１個（ｎ：相数）隔てたスロットに
属するスロット内コイル２２同士が接続されるよう、ス
ロット間渡りコイル２４はバー形状とする。線績率がス
ロット１４内におけるスロット内コイル２２の積層構造
によって定まるため複数の導線を束ねてコイルとした場
合のようにスロット１４内空間が遊ぶことがなくなり、
線績率が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータのコイル構造に
関し、特にコイルを巻回する際の線績率の向上手段に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図９乃至図１１には、一従来例に係るモ
ータのコイル構造が示されている。

【０００３】この従来例に係るモータは三相モータであ
り、ステータ鉄心１０に各相のコイル１２−Ｕ，１２−
Ｖ及び１２−Ｗが固定された構造を有している。これら
のコイル１２−Ｕ，１２−Ｖ及び１２−Ｗを固定するた
めに、ステータ鉄心１０には所定個数のスロット１４−
Ｕ，１４−Ｖ及び１４−Ｗが形成されている。各コイル
１２−Ｕ，１２−Ｖ及び１２−Ｗはそれぞれ複数本の導
線が束ねられた構造を有しており、対応するスロット１
４−Ｕ，１４−Ｖ又は１４−Ｗ内を図１０及び図１１に
示されるように引き回され、かつステータ鉄心１０の端
面を図９に示されるように引き回されている。なお、各
コイル１２−Ｕ，１２−Ｖ及び１２−Ｗのうち、ステー
タ鉄心１０の端面に引き回されている部分を、通常、ス
ロット間渡りコイルと呼ぶ。

【０００４】これらのコイル１２−Ｕ，１２−Ｖ及び１
２−Ｗに三相電流が供給されると、三相交番磁界が発生
する。図９乃至図１１においては、ステータ鉄心１０及
びロータ１６は直線状に描かれているが、これは図示を
簡略化するためのものであり、実際は、ステータ鉄心１
０及びロータ１６は円筒状である。ステータ鉄心１０の
内側に形成される円筒状の空間には、ロータ１６が配置
されている。ロータ１６のステータ鉄心１０対向面には
永久磁石１８が取り付けられている。従って、コイル１
２−Ｕ，１２−Ｖ及び１２−Ｗの励磁によって三相交番
磁界が発生すると、ロータ１６にトルクが発生し回転す
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしがら、このよう
なコイル構造においては、いわゆる線績率が小さくなっ
てしまうという問題があった。

【０００６】即ち、複数の導線を束ねたコイルをステー
タ鉄心のスロットに巻回する構成は、モータの組み立て
にあたってその作業性を向上させる上で都合が良いが、
反面で、図１１に示されるようにスロット内におけるコ
イルの占有体積比率（線績率）を５０％以下としてしま
い、その結果、モータサイズの肥大化が余儀なくされて
いた。また、複数の導線を束ねてコイルを構成すると、
渡りコイルの寸法が大きくなってしまい、この面からも
モータのサイズが大きくなってしまう。更に、導線の巻
回を手巻きにより行うと、インダクタンスのばらつきも
生じてしまう。

【０００７】本発明はこのような問題点を解決すること
を課題としてなされたものであり、モータを製造する際
の作業性を確保しつつ線績率を向上させると共に、イン
ダクタンスのばらつき等を抑制し性能を向上させること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明のモータのコイル構造は、各スロット
に積層組み込みされた所定本数の成形コイルと、間にｎ
−１個（ｎ：相数）のスロットを隔てた２個のスロット
に属する成形コイルを個別に接続するよう成形コイル積
層方向に沿って鉄心端面に積層配置され、屈曲を有する
バー形状の渡りコイルと、を備えることを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明においては、各スロットに所定本数の成
形コイルが積層組み込みされる。各スロットに積層組み
込みされた成形コイルは、間にｎ−１個のスロットを隔
てた他のスロットに属する成形コイルと、渡りコイルに
よって個別に接続される。この渡りコイルは、成形コイ
ル積層方向に沿って鉄心端面に積層配置されている。従
って、本発明においては、各スロットに積層組み込みさ
れた成形コイルとこの成形コイル間を個別に接続する渡
りコイルによって、各相のコイルが構成される。

【００１０】言い換えれば、複数の導体を束ねることな
しに、各相のコイルが構成される。このため、インダク
タンスのばらつきやトルク変動等の問題が生じない。ま
た、各相のコイルを形成する際、各成形コイルとこれに
対応する渡りコイルとの接続を行うのみで足りるため、
製造時の作業性が確保される。そして、線績率が各スロ
ット内における成形コイルの積層構造によって規定され
るため、複数の導線を束ねて各相コイルとしていた場合
のように、各スロット内空間の遊びを低減可能となり、
線績率が向上する。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づき説明する。なお、図９乃至図１１に示される従来
例と同様の構成には同一の符号を付し説明を省略する。

【００１２】図１及び図２には、本発明の一実施例に係
るモータのコイル構造、特にその各相コイルの構造が示
されている。本実施例に係るコイル２０は、成形コイル
であるスロット内コイル２２及びスロット間渡りコイル
２４から構成されている。スロット内コイル２２は対応
するスロット１４内に積層組み込みされ、スロット間渡
りコイル２４は対応するスロット内コイル２２の端面に
接合される。スロット内コイル２２の積層方向はステー
タ鉄心１０の厚み方向（モータ軸に対し放射方向）であ
る。

【００１３】スロット内コイル２２とスロット間渡りコ
イル２４の接合は、例えば図３に示されるような構造に
よって行われる。図３においては、スロット間渡りコイ
ル２４に貫通するネジ穴２８が形成されており、スロッ
ト内コイル２２にもこれに連通するネジ穴３０が形成さ
れている。この構造においては、スロット間渡りコイル
２４とスロット内コイル２２の上部の突部３２が、ネジ
穴２８及び３０が連通するよう付き合わされ、上方から
ネジ３４によってスロット間渡りコイル２４がスロット
内コイル２２に固定される。

【００１４】また、スロット間渡りコイル２４とスロッ
ト内コイル２２の接合構造は図４に示されるものであっ
てもよい。この図に示される構造においてはスロット間
渡りコイル２４の先端断面がほぼＬ字形状を有してお
り、このＬ字の屈曲の内側にネジ穴２８が形成されてい
る。この構造においても、ネジ３４によってスロット間
渡りコイル２４のスロット内コイル２２への固定が行わ
れる。スロット間渡りコイル２４のＬ字状の先端は、ス
ロット内コイル２２との接触面積を拡大すべくテーパ形
状を有している。従って、このような構造とすると、ス
ロット間渡りコイル２４とスロット内コイル２２の接続
を図３に比べ良好に行うことができる。

【００１５】また、図５にはこの実施例におけるスロッ
ト間渡りコイル２４の引き回し構造が示されている。な
お、この図においても図９と同様にステータ鉄心１０及
びロータ１６が直線状に描かれているがこれは図示の簡
略化のためであり、実際には円筒状である。

【００１６】本実施例に係るスロット間渡りコイル２４
−Ｕ，２４−Ｖ，２４−Ｗは、図１及び図２にも示され
るように、屈曲を有するバー形状である。また、図２に
示されるように、各スロット間渡りコイル２４は間隔配
置されている。本実施例においては、この間隔が、渡り
コイル２４の引回しに利用される。すなわち、この間隔
空間には、図５に示されるように、他の相に係るスロッ
ト間渡りコイル２４−Ｕ，２４−Ｖ又は２４−Ｗが引き
回される。言い換えれば、スロット間渡りコイル２４を
屈曲を有するバー形状とすると共に、スロット内コイル
２２に接合する際スロット間渡りコイル２４に間隔が生
ずるようにすることで、スロット間渡りコイル２４−
Ｕ，２４−Ｖ及び２４−Ｗが好適に引き回される。な
お、スロット内コイル２２及びスロット間渡りコイル２
４の表面は、スロット内コイル２２とスロット間渡りコ
イル２４との接合部を除き絶縁処理されているものとす
る。

【００１７】図６及び図７には、この実施例におけるス
ロット内コイルの位置関係が示されている。図６は図５
のＡ−Ａ端面を示しており、図７は図６のＢ−Ｂ断面を
示している。これらの図を従来例に係る図１０及び図１
１と比較すると、本実施例においてはスロット内コイル
２２の積層配置により、線績率が著しく向上しているこ
とがわかる。

【００１８】また、本実施例においては、各スロット内
コイル２２を個別に接続するスロット間渡りコイル２４
の断面積が、スロット内コイル２２の断面積とほぼ等し
く設定される。即ち、図８に示されるように、スロット
間渡りコイル２４の幅Ａ及び厚みＢの積をスロット内コ
イル２２の断面積Ｓとほぼ等しく設定し、スロット内コ
イル２２の所定長あたりの抵抗値とスロット間渡りコイ
ル２４の所定長あたりの抵抗値とがほぼ等しくなるよう
設定している。また、図８におけるｇは、できるだけ小
さくなるよう設定し、モータの寸法をできるだけ抑制す
るようにしている。

【００１９】このように、本実施例によれば、線積率が
９０〜９５％程度となり、５０％以下であった従来例に
比べ著しく線績率の向上したモータコイル構造が得られ
る。また、導線の巻回なしにコイル２０を形成している
ため、多大な工数が必要とされる巻き線作業が不要とな
り、製造コストが低減される。また、各相コイル２０間
のインピーダンスのばらつきが低減するためモータの性
能、効率が向上する。

【００２０】更に、スロット間渡りコイル２４とスロッ
ト内コイル２２との接合構造を図４に示されるような構
造とすることにより、接触面積が確保され、確実な締結
が行われることとなる。加えて、各渡りコイル２４の形
状を図８に示されるように設定することにより、寸法低
減とともに、各相コイル２０間のアンバランスを抑制で
き、渡りコイル２４の位置が正確に定まるため、モータ
の性能向上を維持し向上させることができる。

【００２１】なお、以上説明したコイル構造はステータ
側のものであるが、ロータ側に同様の構造を用いても構
わない。また、スロット１４内にスロット内コイル２２
を複数列配置してもよい。さらに、相数には限定がな
い。より多くの相数とするためには、厚みＢより小さく
し、長さＡをこれに伴い大きくすればよい。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
各スロット内に所定本数の成形コイルを積層組み込み
し、間にｎ−１個のスロットを介する成形コイル間を、
屈曲を有するバー形状の渡りコイルによって個別接続す
るようにしたため、線績率が各スロット内における成形
コイルの積層構造によって決定されることとなり、従来
に比べ著しく線績率が向上したモータのコイル構造が得
られる。また、この構造を製造するにあたって導線の巻
回等の作業が不要となるため、製造工数が低減すると共
にインピーダンスばらつき等が低減し、より性能が向上
したモータが得られる。加えて、製造時の作業性も確保
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るモータのコイル構造、
特に１相分のコイルとスロットとの関係を示す分解斜視
図である。

【図２】本実施例にかかる１相分のコイル形状を示す斜
視図である。

【図３】本実施例におけるスロット間渡りコイルとスロ
ット内コイルの接合構造の一例を示す図であり、図３
（ａ）は分解正面図、図３（ｂ）は接合後の断面図であ
る。

【図４】本実施例おけるスロット間渡りコイルとスロッ
ト内コイルの接合構造の他の一例を示す図であり、図４
（ａ）は斜視図、図４（ｂ）はスロット間渡りコイルと
直交する面に沿った断面図、図４（ｃ）はスロット間渡
りコイルと平向な面に沿った断面図である。

【図５】本実施例に係るスロット間渡りコイルの引き回
し構造を示す概念図である。

【図６】本実施例におけるスロット内コイルの位置関係
を示すＡ−Ａ端面図である。

【図７】本実施例におけるスロット間渡りコイルの一関
係を示すＢ−Ｂ断面図である。

【図８】本実施例におけるスロット間渡りコイルとスロ
ット内コイルとの接合部の寸法設定を示す図である。

【図９】一従来例に係るモータのコイル構造におけるス
ロット間渡りコイルの引き回し構造を示す概念図であ
る。

【図１０】従来例におけるスロット内のコイルの占有状
況を示すＣ−Ｃ端面図である。

【図１１】従来例におけるスロット内のコイルの占有状
況を示すＤ−Ｄ断面図である。

【符号の説明】

１０ステータ鉄心１４スロット１６ロータ１８永久磁石２０コイル２２スロット内コイル２４スロット間渡りコイル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数個のスロットが形成された鉄心を備
えるｎ相（ｎ：自然数）モータにおいて、各スロットに積層組み込みされた所定本数の成形コイル
と、間にｎ−１個のスロットを隔てた２個のスロットに属す
る成形コイルを個別に接続するよう成形コイル積層方向
に沿って鉄心端面に積層配置され、屈曲を有するバー形
状の渡りコイルと、を備えることを特徴とするモータのコイル構造。