TOP特許意匠商標
特許ウォッチ DM通知 Twitter
10個以上の画像は省略されています。
公開番号2020205683
公報種別公開特許公報(A)
公開日20201224
出願番号2019111599
出願日20190614
発明の名称電機子
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02K 3/46 20060101AFI20201127BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電機子コアに対して電機子巻線を好適に巻回させることができる電機子を提供する。
【解決手段】回転電機700において、固定子720は、相あたり複数の部分巻線741からなる相巻線を有する多相の固定子巻線721と、円筒状の固定子コア722とを有している。固定子コア722の軸方向両側の端面には端板725が固定されている。端板725には、周方向の所定間隔で軸方向に延びる複数の突出部726が設けられている。部分巻線741は、導線材CRを、軸方向両側の端板725における突出部726にそれぞれ引っ掛け、かつ固定子コア722の径方向外側の外周面に沿わせた状態で巻回することで形成されている。
【選択図】 図76
特許請求の範囲【請求項1】
相あたり複数の部分巻線(741)からなる相巻線を有する多相の電機子巻線(721)と、円筒状の電機子コア(722)とを有する電機子(720)であって、
前記電機子コアの軸方向両側の端面に固定された端板(725)を有し、
前記端板には、周方向の所定間隔で軸方向に延びる複数の突出部(726)が設けられており、
前記部分巻線は、導線材(CR)を、軸方向両側の前記端板における前記突出部にそれぞれ引っ掛け、かつ前記電機子コアの径方向外側の外周面又は径方向内側の内周面に沿わせた状態で巻回することで形成されている電機子。
続きを表示(約 1,500 文字)【請求項2】
前記端板は、少なくとも前記突出部が非磁性材料により形成されている請求項1に記載の電機子。
【請求項3】
前記端板において、前記突出部は、少なくとも前記導線材に接触する部分に絶縁層(728)を有している請求項1に記載の電機子。
【請求項4】
前記部分巻線は、前記導線材を前記電機子コアの外周面に沿わせて巻回させるものであり、
前記端板は、前記電機子コアの外周面と同じ外径寸法を有しており、
前記端板の外周部において前記電機子コアとは逆側の角部が曲面部(727)となっている請求項1〜3のいずれか1項に記載の電機子。
【請求項5】
前記部分巻線は、前記導線材を前記電機子コアの内周面に沿わせて巻回させるものであり、
前記端板は、前記電機子コアの内周面と同じ内径寸法を有しており、
前記端板の内周部において前記電機子コアとは逆側の角部が曲面部(727)となっている請求項1〜3のいずれか1項に記載の電機子。
【請求項6】
前記部分巻線において、前記端板に軸方向に対向しかつ周方向に延びる部分は渡り部(742)であり、
前記突出部の先端部に、前記渡り部に当接又は接近した状態で対向する環状部材(761)が取り付けられている請求項1〜5のいずれか1項に記載の電機子。
【請求項7】
前記部分巻線において、前記端板に軸方向に対向しかつ周方向に延びる部分は渡り部(742)であり、
前記突出部は、前記導線材を引っ掛けた状態でその引っ掛け部分よりも先端側に余剰部分(726a)を有しており、その余剰部分が、前記渡り部に当接又は接近した状態で対向する構成となっている請求項1〜5のいずれか1項に記載の電機子。
【請求項8】
前記端板は、周方向に等間隔で設けられた1番〜n番のn個(nは偶数)の前記突出部を有し、
前記部分巻線は、1番〜n番の前記突出部のうち奇数番とそれ続く番号との2つの前記突出部に前記導線材が巻回されてなるn/2個の第1部分巻線(741A)と、1番〜n番の前記突出部のうち偶数番とそれ続く番号との2つの前記突出部に前記導線材が巻回されてなるn/2個の第2部分巻線(741B)とを有し、
前記第1部分巻線は、前記端板に軸方向に対向しかつ周方向に延びる第1渡り部(742A)を有し、
前記第2部分巻線は、前記端板に軸方向に対向しかつ周方向に延びる第2渡り部(742B)を有し、
前記第2渡り部は、前記第1渡り部に対して軸方向外側に重なった状態で設けられている請求項1〜7のいずれか1項に記載の電機子。
【請求項9】
前記電機子巻線の相数は3であり、
前記電機子巻線において、前記電機子コアに径方向に対向するコイルサイド(CS)には、周方向で2つの前記突出部の間となる位置に、それぞれ2相ずつの導線部(723)が配置されている請求項8に記載の電機子。
【請求項10】
前記部分巻線が前記電機子コアの外周面に巻回されている電機子であって、
前記端板は、周方向に等間隔で設けられたn個の前記突出部を有し、
前記電機子コアは、軸方向に直交する横断面がn個又は2×n個の辺を有する多角形状をなしており、
前記端板には、前記電機子コアにおいて周方向に隣り合う2辺の頂点に対応する周方向位置に前記突出部が設けられている請求項1〜9のいずれか1項に記載の電機子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
この明細書における開示は、回転電機の電機子に関する。
続きを表示(約 7,100 文字)【背景技術】
【0002】
従来、スロットレスモータにおいて、ステータコア(電機子コア)に対してコイル(電機子巻線)を直接巻回する構成が知られている。例えば特許文献1に記載の技術では、円筒状のステータコアの軸方向両端に非磁性のコイル板を設けるとともに、コイル板に、ステータコアよりも径方向外側に突出する爪部を設け、その爪部を利用してコイルを巻回する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
実開平4−10553号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記特許文献1の構成では、コイル板に設けられた爪部が、ステータコアよりも径方向外側に突出する構成となっているため、ステータコアとコイルとの間に隙間ができやすく、ステータ(電機子)において径方向の体格が大きくなることが懸念される。また、ステータコアとコイルとの間に隙間が形成されることで、コイルで生じた熱がステータコア側に伝わりにくくなり、放熱性の観点でも改善の余地があると考えられる。
【0005】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、電機子コアに対して電機子巻線を好適に巻回させることができる電機子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。
【0007】
手段1は、
相あたり複数の部分巻線からなる相巻線を有する多相の電機子巻線と、円筒状の電機子コアとを有する電機子であって、
前記電機子コアの軸方向両側の端面に固定された端板を有し、
前記端板には、周方向の所定間隔で軸方向に延びる複数の突出部が設けられており、
前記部分巻線は、導線材を、軸方向両側の前記端板における前記突出部にそれぞれ引っ掛け、かつ前記電機子コアの径方向外側の外周面又は径方向内側の内周面に沿わせた状態で巻回することで形成されている。
【0008】
上記構成の電機子では、電機子コアの軸方向両側の端面に端板が固定されており、導線材を、軸方向両側の端板において軸方向に延びる突出部に引っ掛け、かつ電機子コアの径方向外側の外周面又は径方向内側の内周面に沿わせた状態で巻回することで、複数の部分巻線が形成されている。部分巻線は集中巻により巻回されている。この場合、端板に軸方向に延びるように突出部が設けられているため、その突出部が径方向に延びるように設けられている構成とは異なり、導線材がコア周面に密着しやすく、部分巻線と電機子コアとの間に隙間ができにくくなっている。そのため、部分巻線と電機子コアとの間の隙間に起因して電機子の径方向の体格が大きくなったり、放熱性が低下したりするといった不都合が抑制される。その結果、電機子コアに対して電機子巻線を好適に巻回させることができるものとなっている。
【0009】
手段2では、手段1において、前記端板は、少なくとも前記突出部が非磁性材料により形成されている。
【0010】
上記構成によれば、端板に設けた突出部に起因してコギングトルクが生じるといった不都合を抑制することができる。
【0011】
手段3では、手段1において、前記端板において、前記突出部は、少なくとも前記導線材に接触する部分に絶縁層を有している。
【0012】
上記構成によれば、電機子巻線において対地絶縁を適正に実現することができる。この場合、仮に突出部への引っ掛け部分で導線材の絶縁層に損傷が生じたとしても、対地絶縁の状態を維持できるようになっている。
【0013】
手段4では、手段1〜3のいずれか1つにおいて、前記部分巻線は、前記導線材を前記電機子コアの外周面に沿わせて巻回させるものであり、前記端板は、前記電機子コアの外周面と同じ外径寸法を有しており、前記端板の外周部において前記電機子コアとは逆側の角部が曲面部となっている。
【0014】
上記構成では、部分巻線において、導線材が電機子コアの外周面に沿って軸方向に延びる向きから軸方向に交差する向きに折り曲げられる折り曲げ点で、導線材が端板の曲面部に沿って緩やかに折り曲げられた状態となっている。これにより、導線材の曲げ半径が過度に小さいことで導線材に負荷(曲げ応力)が生じることを抑制しつつ、部分巻線を電機子コアの周面に密着させた状態で、その周面に沿わせて好適に設けることができる。
【0015】
手段5では、手段1〜3のいずれか1つにおいて、前記部分巻線は、前記導線材を前記電機子コアの内周面に沿わせて巻回させるものであり、前記端板は、前記電機子コアの内周面と同じ内径寸法を有しており、前記端板の内周部において前記電機子コアとは逆側の角部が曲面部となっている。
【0016】
上記構成では、部分巻線において、導線材が電機子コアの内周面に沿って軸方向に延びる向きから軸方向に交差する向きに折り曲げられる折り曲げ点で、導線材が端板の曲面部に沿って緩やかに折り曲げられた状態となっている。これにより、導線材の曲げ半径が過度に小さいことで導線材に負荷(曲げ応力)が生じることを抑制しつつ、部分巻線を電機子コアの周面に密着させた状態で、その周面に沿わせて好適に設けることができる。
【0017】
手段6では、手段1〜5のいずれか1つにおいて、前記部分巻線において、前記端板に軸方向に対向しかつ周方向に延びる部分は渡り部であり、前記突出部の先端部に、前記渡り部に当接又は接近した状態で対向する環状部材が取り付けられている。
【0018】
上記構成では、電機子の軸方向両端において、端板の突出部の先端部に環状部材を取り付けることにより、その環状部材により部分巻線の渡り部を端板の逆側から押さえ付け可能にした。これにより、端板の突出部に引っ掛けるようにして設けた部分巻線について、導線材が軸方向にばらけてしまうことを抑制できる。
【0019】
手段7では、手段1〜5のいずれか1つにおいて、前記部分巻線において、前記端板に軸方向に対向しかつ周方向に延びる部分は渡り部であり、前記突出部は、前記導線材を引っ掛けた状態でその引っ掛け部分よりも先端側に余剰部分を有しており、その余剰部分が、前記渡り部に当接又は接近した状態で対向する構成となっている。
【0020】
上記構成では、電機子の軸方向両端において、突出部の余剰部分(導線材の引っ掛け部分よりも先端側の部分)により、部分巻線の渡り部を端板の逆側から押さえ付け可能にした。これにより、端板の突出部に引っ掛けるようにして設けた部分巻線について、導線材が軸方向にばらけてしまうことを抑制できる。
【0021】
また本構成では、突出部の余剰部分を用いて部分巻線を押さえ付け可能にしており、導線材を巻回する際には突出部に対する導線材の引っ掛けを確実に行わせつつも、その後の余剰部分の折り曲げにより、電機子の軸方向長さの拡張を抑制できるものとなっている。
【0022】
例えば、突出部の余剰部分を径方向に折り曲げて部分巻線の渡り部に対向させる構成や、突出部の余剰部分を周方向に二分し、その二分した各部を各々逆側に曲げて部分巻線の渡り部に対向させる構成とすることが考えられる。
【0023】
手段8では、手段1〜7のいずれか1つにおいて、前記端板は、周方向に等間隔で設けられた1番〜n番のn個(nは偶数)の前記突出部を有し、前記部分巻線は、1番〜n番の前記突出部のうち奇数番とそれ続く番号との2つの前記突出部に前記導線材が巻回されてなるn/2個の第1部分巻線と、1番〜n番の前記突出部のうち偶数番とそれ続く番号との2つの前記突出部に前記導線材が巻回されてなるn/2個の第2部分巻線とを有し、前記第1部分巻線は、前記端板に軸方向に対向しかつ周方向に延びる第1渡り部を有し、前記第2部分巻線は、前記端板に軸方向に対向しかつ周方向に延びる第2渡り部を有し、前記第2渡り部は、前記第1渡り部に対して軸方向外側に重なった状態で設けられている。
【0024】
本手段の電機子では、第1部分巻線及び第2部分巻線は、それぞれ周方向に隣り合う2つずつの突出部に導線材が巻回されることで構成されており、被巻き付け部となる各2つの突出部を互いに周方向に1つずつずらして導線材が巻回されるものとなっている。この場合、周方向に並ぶ各突出部には、第1部分巻線が周方向一方側から巻回されるとともに、第2部分巻線が周方向他方側から巻回されている。また、第1部分巻線の第1渡り部と第2部分巻線の第2渡り部とが、そのうち一方(第2渡り部)が軸方向外側にされて重ねて2段に配置されており、第1部分巻線及び第2部分巻線を周方向に互いに交差させつつもこれらを好適に配置できるものとなっている。
【0025】
手段9では、手段8において、前記電機子巻線の相数は3であり、前記電機子巻線において、前記電機子コアに径方向に対向するコイルサイドには、周方向で2つの前記突出部の間となる位置に、それぞれ2相ずつの導線部が配置されている。
【0026】
上記構成では、2種類の部分巻線(第1部分巻線、第2部分巻線)を用いつつ、3相の電機子巻線を好適に実現できる。
【0027】
手段10では、手段1〜9のいずれか1つにおいて、前記部分巻線が前記電機子コアの外周面に巻回されている電機子であって、前記端板は、周方向に等間隔で設けられたn個の前記突出部を有し、前記電機子コアは、軸方向に直交する横断面がn個又は2×n個の辺を有する多角形状をなしており、前記端板には、前記電機子コアにおいて周方向に隣り合う2辺の頂点に対応する周方向位置に前記突出部が設けられている。
【0028】
回転電機において界磁子の径方向内側に配置される電機子、すなわち例えばアウタロータ式の回転電機に用いられる電機子では、電機子コアの外周面に部分巻線が巻回されるため、多重に巻回される導線材の周方向の間隔が拡がる、すなわち導線材が周方向にばらけることがあり得ると考えられる。この点、電機子コアの横断面をn個又は2×m個の辺を有する多角形状とするとともに、端板に、電機子コアにおいて周方向に隣り合う2辺の頂点に対応する周方向位置に突出部を設ける構成とすることで、各部分巻線において導線材の周方向の間隔が拡がることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
回転電機の縦断面斜視図。
回転電機の縦断面図。
図2のIII−III線断面図。
図3の一部を拡大して示す断面図。
回転電機の分解図。
インバータユニットの分解図。
固定子巻線のアンペアターンとトルク密度との関係を示すトルク線図。
回転子及び固定子の横断面図。
図8の一部を拡大して示す図。
固定子の横断面図。
固定子の縦断面図。
固定子巻線の斜視図。
導線の構成を示す斜視図。
素線の構成を示す模式図。
n層目における各導線の形態を示す図。
n層目とn+1層目の各導線を示す側面図。
実施形態の磁石について電気角と磁束密度との関係を示す図。
比較例の磁石について電気角と磁束密度との関係を示す図。
回転電機の制御システムの電気回路図。
制御装置による電流フィードバック制御処理を示す機能ブロック図。
制御装置によるトルクフィードバック制御処理を示す機能ブロック図。
第2実施形態における回転子及び固定子の横断面図。
図22の一部を拡大して示す図。
磁石ユニットにおける磁束の流れを具体的に示す図。
変形例1における固定子の断面図。
変形例1における固定子の断面図。
変形例2における固定子の断面図。
変形例3における固定子の断面図。
変形例4における固定子の断面図。
変形例7における回転子及び固定子の横断面図。
変形例8において操作信号生成部の処理の一部を示す機能ブロック図。
キャリア周波数変更処理の手順を示すフローチャート。
変形例9において導線群を構成する各導線の接続形態を示す図。
変形例9において4対の導線が積層配置されている構成を示す図。
変形例10においてインナロータ型の回転子及び固定子の横断面図。
図35の一部を拡大して示す図。
インナロータ型の回転電機の縦断面図。
インナロータ型の回転電機の概略構成を示す縦断面図。
変形例11においてインナロータ構造の回転電機の構成を示す図。
変形例11においてインナロータ構造の回転電機の構成を示す図。
変形例12において回転電機子形の回転電機の構成を示す図。
変形例14における導線の構成を示す断面図。
リラクタンストルク、磁石トルク及びDMの関係を示す図。
ティースを示す図。
インホイールモータ構造の車輪及びその周辺構造を示す斜視図。
車輪及びその周辺構造の縦断面図。
車輪の分解斜視図。
回転電機を回転軸の突出側から見た側面図。
図48の49−49線断面図。
図49の50−50線断面図。
回転電機の分解断面図。
回転子の部分断面図。
固定子巻線及び固定子コアの斜視図。
固定子巻線を平面状に展開して示す正面図。
導線のスキューを示す図。
インバータユニットの分解断面図。
インバータユニットの分解断面図。
インバータハウジングでの各電気モジュールの配置の状態を示す図。
電力変換器の電気的構成を示す回路図。
スイッチモジュールの冷却構造例を示す図。
スイッチモジュールの冷却構造例を示す図。
スイッチモジュールの冷却構造例を示す図。
スイッチモジュールの冷却構造例を示す図。
スイッチモジュールの冷却構造例を示す図。
冷却水通路に対する各電気モジュールの配列順序を示す図。
図49の66−66線断面図。
図49の67−67線断面図。
バスバーモジュールを単体で示す斜視図。
各電気モジュールとバスバーモジュールとの電気的な接続状態を示す図。
各電気モジュールとバスバーモジュールとの電気的な接続状態を示す図。
各電気モジュールとバスバーモジュールとの電気的な接続状態を示す図。
インホイールモータにおける変形例1を説明するための構成図。
インホイールモータにおける変形例2を説明するための構成図。
インホイールモータにおける変形例3を説明するための構成図。
インホイールモータにおける変形例4を説明するための構成図。
変形例15における回転電機の概略構成を示す縦断面図。
(a)は固定子の平面図、(b)は固定子の側面図。
固定子の構成を示す縦断面図。
固定子コア及び端板の構成を示す斜視図。
固定子巻線において各相の部分巻線の電気的接続を示す回路図。
(a)は固定子の平面図、(b)は固定子の側面図。
導線材の断面構造を示す図。
変形例15の別例として固定子の構成を示す縦断面図。
変形例15の別例として固定子の構成を示す図。
変形例15の別例として固定子の構成を示す縦断面図。
変形例15の別例として固定子コア及び端板の構成を示す斜視図。
変形例15の別例として固定子の構成を示す縦断面図。
変形例15の別例として固定子の構成を示す正面図。
変形例15の別例として固定子の構成を示す平面図。
変形例15の別例として固定子の構成を示す縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【0030】
図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび/または構造的に対応する部分および/または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および/又は関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。
(【0031】以降は省略されています)

この特許をJ-PlatPatで参照する

関連特許

株式会社デンソー
車両
株式会社デンソーテン
筐体
株式会社デンソー
給湯機
株式会社デンソー
組電池
株式会社デンソー
モータ
株式会社デンソーウェーブ
充電台
株式会社デンソー
モータ
株式会社デンソー
モータ
株式会社デンソー
電機子
株式会社デンソー
送風機
株式会社デンソー
モータ
株式会社デンソー
ダクト
株式会社デンソー
モータ
株式会社デンソー
モータ
株式会社デンソー
弁装置
株式会社デンソー
モータ
株式会社デンソー
電機子
株式会社デンソー
モータ
株式会社デンソー
モータ
株式会社デンソー
電機子
株式会社デンソー
電機子
株式会社デンソー
モータ
株式会社デンソー
熱交換器
株式会社デンソー
制御装置
株式会社デンソー
駆動回路
株式会社デンソー
加圧部材
株式会社デンソー
制御装置
株式会社デンソー
駆動装置
株式会社デンソー
駆動装置
株式会社デンソー
電子装置
株式会社デンソー
駆動装置
株式会社デンソー
回転電機
株式会社デンソーテン
電子装置
株式会社デンソー
吸音装置
株式会社デンソー
回転電機
株式会社デンソー
回転電機
続きを見る