JP2007274809A - Stator, and rotating electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内周側に突出するティースをステータ周方向に複数配列してなるステータコアと、前記ティース間に形成されるスロット内にコイル辺部が挿入されて配置されるコイルとを備えるステータ、及びそのステータを用いた回転電機に関する。 The present invention is a stator comprising a stator core formed by arranging a plurality of teeth protruding inward in the circumferential direction of the stator, and a coil arranged with a coil side inserted in a slot formed between the teeth, And a rotating electric machine using the stator.
電動機又は発電機として用いられる回転電機に関し、一般的に、比較的出力の大きい回転電機のステータでは、予め所定形状の輪状に形成した型巻コイルが多く用いられている。このような型巻コイルは、その一対のコイル辺部をステータコアの径方向内側からスロット内に挿入することで組み付けられる。一方、コイルの組み付け後は、スロット内に挿入されたコイル辺部がステータ径方向内側に移動してロータと干渉することを防止するための構造が必要となる。しかし、上記のような型巻コイルを用いる場合、コイルのスロット占有率を維持しつつスロット内へのコイル辺部の挿入を可能にするためには、スロットのステータ径方向内側端の開口部付近に、コイル辺部の挿入の妨げとなるようなステータ周方向の突起を設けることができない。そこで、図13に示すように、ステータコア101のスロット102の開口部付近におけるティース103の両側面に、ステータ軸方向に延びる溝104を設け、その溝104に沿ってスロット楔105を挿入することで、スロット102の開口部を閉塞する構成が用いられていた(例えば、特許文献1参照)。
Regarding a rotating electrical machine used as an electric motor or a generator, generally, a stator coil of a rotating electrical machine having a relatively large output often uses a die-wound coil formed in a ring shape of a predetermined shape in advance. Such a die coil is assembled by inserting the pair of coil sides into the slot from the radially inner side of the stator core. On the other hand, after the coil is assembled, a structure is required to prevent the coil side portion inserted into the slot from moving inward in the stator radial direction and interfering with the rotor. However, in the case of using the above-described coil-wound coil, in order to enable the insertion of the coil side into the slot while maintaining the slot occupancy of the coil, the vicinity of the opening at the stator radial inner end of the slot Further, it is impossible to provide a protrusion in the circumferential direction of the stator that hinders insertion of the coil side portion. Therefore, as shown in FIG. 13,
しかし、上記の構成では、ティース103の先端部(ステータ径方向内側端部)付近におけるステータ軸方向の全域に、ティース103のステータ周方向の幅を狭くする溝104が設けられている。この溝104は、ティース103の先端部付近の断面積を小さくし、磁気抵抗を大きくする。すなわち、このような溝104を設けると、ティース103の内部を通過する磁束の流れが妨げられ、溝104が存在しない場合に比べて回転電機の性能が低下するという問題がある。
However, in the above-described configuration, the
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、スロット内へのコイル辺部の挿入の容易性を確保しつつ、コイルのステータ径方向内側への移動を規制でき、更にティースの磁気抵抗の増加を抑えることができるステータ及びそのステータを用いた回転電気を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to ensure the ease of insertion of the coil side portion into the slot while restricting the movement of the coil inward in the stator radial direction, Furthermore, it is providing the stator which can suppress the increase in the magnetic resistance of teeth, and the rotary electricity using the stator.
上記目的を達成するための本発明に係る、内周側に突出するティースをステータ周方向に複数配列してなるステータコアと、前記ティース間に形成されるスロット内にコイル辺部が挿入されて配置されるコイルとを備えるステータの特徴構成は、前記ティースが、前記スロットに面する側面に係合凹部を備えるとともに、前記ティースの先端部から基端部に至るまでの全域で、先端部のステータ周方向断面積以上のステータ周方向断面積を備え、前記コイルが、前記コイル辺部の前記係合凹部に対応する位置に、前記係合凹部内に突出して係合する弾性凸部を備える点にある。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a stator core having a plurality of teeth protruding inward in the circumferential direction of the stator and a coil side portion inserted in a slot formed between the teeth are arranged. The feature of the stator including the coil is that the tooth includes an engaging recess on a side surface facing the slot, and the stator at the distal end in the entire region from the distal end to the proximal end of the tooth. The stator has a circumferential sectional area that is equal to or greater than the circumferential sectional area, and the coil includes an elastic convex portion that protrudes and engages in the engaging concave portion at a position corresponding to the engaging concave portion of the coil side portion. It is in.
この特徴構成によれば、コイルのコイル辺部がスロット内に挿入された状態で、弾性凸部がティースの側面に備えられた係合凹部内に突出して係合するので、コイルのステータ径方向内側への移動を規制することができる。またこれにより、スロットの開口部付近にコイルのステータ径方向内側への移動を規制するためのステータ周方向の突起を設ける必要がなくなるので、スロット内へのコイル辺部の挿入を容易に行うことができる。更に、前記ティースが、その先端部のステータ周方向断面積を最小として、その先端部から基端部に至るまでの全域でそれ以上のステータ周方向断面積を備えるように構成されているので、係合凹部を設けることによるティースの磁気抵抗の増加を抑えることができる。 According to this characteristic configuration, since the elastic convex portion protrudes and engages in the engaging concave portion provided on the side surface of the tooth in a state where the coil side portion of the coil is inserted into the slot, the stator radial direction of the coil Inward movement can be restricted. This eliminates the need to provide a stator circumferential projection for restricting the movement of the coil inward in the radial direction of the stator in the vicinity of the opening of the slot, so that the coil side portion can be easily inserted into the slot. Can do. Further, the teeth are configured to have a stator circumferential cross-sectional area larger than that in the entire region from the tip end portion to the base end portion with the stator circumferential cross-sectional area at the tip end being minimized. An increase in the magnetic resistance of the teeth due to the provision of the engaging recess can be suppressed.
具体的には、前記ティースは、前記先端部から前記基端部へ向かうに従ってステータ周方向の幅が広くなるように形成されており、前記係合凹部は、前記ティースの前記先端部のステータ周方向の幅より拡幅された拡幅領域内に収まるように形成されていると好適である。 Specifically, the teeth are formed so that the width in the circumferential direction of the stator becomes wider from the distal end portion toward the proximal end portion, and the engagement recesses are formed on the stator periphery of the distal end portion of the teeth. It is preferable that it is formed so as to be within a widened region wider than the width in the direction.
このように構成すれば、ティースの前記側面に係合凹部を設けた場合であっても、ティースの断面積に関して、その先端部から基端部に至るまでの全域で、先端部のステータ周方向断面積以上のステータ周方向断面積を備えるように構成することができる。したがって、係合凹部を設けることによるティースの磁気抵抗の増加を抑えることができる。 If comprised in this way, even if it is a case where the engagement recessed part is provided in the said side surface of teeth, with respect to the cross-sectional area of the teeth, the stator circumferential direction of the distal end portion in the entire region from the distal end portion to the proximal end portion It can comprise so that a stator circumferential direction cross-sectional area more than a cross-sectional area may be provided. Therefore, an increase in the magnetic resistance of the teeth due to the provision of the engaging recess can be suppressed.
また、本発明は、コイルが、予め所定形状の輪状に形成した型巻コイルである場合に特に適している。
すなわち、スロットの開口部付近にコイルのステータ径方向内側への移動を規制するためのステータ周方向の突起が設けられていないので、型巻コイルの場合に、コイルのスロット占有率を維持するためにコイル辺部のステータ径方向の幅を最大限確保しつつ、スロット内へのコイル辺部の挿入を容易に行うことができる。
In addition, the present invention is particularly suitable when the coil is a die-wound coil formed in a ring shape with a predetermined shape in advance.
That is, there is no protrusion in the stator circumferential direction for restricting the movement of the coil inward in the radial direction of the stator in the vicinity of the opening of the slot. In addition, the coil side portion can be easily inserted into the slot while ensuring the maximum width of the coil side portion in the stator radial direction.
また、前記コイルは、前記コイル辺部にステータ径方向内側から被せられるシート部材を備え、前記弾性凸部は、前記係合凹部に対応する位置において前記シート部材の一部を前記係合凹部側へ突出させるように折り曲げて形成されていると好適である。
このように構成すれば、前記コイル辺部に被せたシート部材の一部を折り曲げてなる比較的簡易な構成により、前記弾性凸部を設けることができる。
In addition, the coil includes a sheet member that covers the coil side from the inner side in the stator radial direction, and the elastic convex portion has a part of the sheet member at a position corresponding to the engaging concave portion on the engagement concave portion side. It is preferable that it is formed so as to be bent so as to protrude to the side.
If comprised in this way, the said elastic convex part can be provided by the comparatively simple structure which bends a part of sheet | seat member covered on the said coil side part.
より具体的には、前記弾性凸部は、前記シート部材における前記ティースの前記側面に沿って配置される部分のステータ径方向外側端部の折返しにより形成されていると好適である。 More specifically, it is preferable that the elastic convex portion is formed by folding back a stator radial direction outer end portion of a portion of the sheet member disposed along the side surface of the teeth.
また、前記シート部材は、前記コイル辺部の周囲に巻き付けられる絶縁シートであると好適である。
コイル辺部の周囲に絶縁シートを巻き付けることにより、コイルとステータコアとの絶縁を確保する構成は一般的に用いられている。したがって、本構成によれば、前記弾性凸部を設けるために新たな部材を必要とせず、低コストで前記弾性凸部を構成することができる。
Moreover, it is preferable that the sheet member is an insulating sheet wound around the coil side portion.
A configuration in which insulation between the coil and the stator core is ensured by winding an insulating sheet around the coil side portion is generally used. Therefore, according to this structure, a new member is not required in order to provide the said elastic convex part, and the said elastic convex part can be comprised at low cost.
また、前記コイルは、前記コイル辺部が樹脂モールドされてなり、前記弾性凸部は、前記係合凹部に対応する位置に、前記樹脂モールドにより前記係合凹部側へ突出形成されている構成とすると好適である。 The coil has a configuration in which the coil side portion is resin-molded, and the elastic convex portion is formed to protrude toward the engagement concave portion by the resin mold at a position corresponding to the engagement concave portion. It is preferable.
このように構成すれば、コイル辺部が樹脂モールドされる際に、同時に前記弾性凸部も成形することができる。したがって、前記弾性凸部を設けるために新たな部材等を必要とせず、低コストで前記弾性凸部を構成することができる。 If comprised in this way, when the coil side part is resin-molded, the said elastic convex part can also be shape | molded simultaneously. Therefore, a new member or the like is not required to provide the elastic convex portion, and the elastic convex portion can be configured at a low cost.
また、 前記コイルは、前記ティースに外嵌される樹脂ボビンに導線を巻回して構成され、前記弾性凸部は、前記樹脂ボビンの内周面の前記係合凹部に対応する位置に、前記係合凹部側へ突出するように設けられている構成とすると好適である。 The coil is configured by winding a conductive wire around a resin bobbin that is externally fitted to the tooth, and the elastic convex portion is located at a position corresponding to the engagement concave portion on the inner peripheral surface of the resin bobbin. It is preferable that the configuration is provided so as to protrude toward the combined recess.
このように構成すれば、樹脂ボビンをステータコアのティースに外嵌することにより、樹脂ボビンの内周面に設けられた弾性凸部が係合凹部内に突出して係合する。したがって、樹脂ボビンに導線を巻回して構成されるコイルを用いる場合についても、当該コイルのステータ径方向内側への移動を規制することができる。 If comprised in this way, the elastic convex part provided in the internal peripheral surface of the resin bobbin will protrude and engage in an engagement recessed part by externally fitting a resin bobbin to the teeth of a stator core. Therefore, also when using the coil comprised by winding conducting wire around a resin bobbin, the movement to the stator radial direction inner side of the said coil can be controlled.
本発明に係る回転電機の特徴構成は、上記の各構成を備えたステータと、このステータに対して相対回転可能に保持されるロータとを備える点にある。 The characteristic configuration of the rotating electrical machine according to the present invention is that it includes a stator having the above-described configurations and a rotor that is held so as to be relatively rotatable with respect to the stator.
この特徴構成によれば、コイルのステータ径方向内側への移動を規制しつつ、ティースの磁気抵抗の増加を抑えることができる。したがって、高性能な回転電機を実現することができる。 According to this characteristic configuration, it is possible to suppress an increase in the magnetic resistance of the teeth while restricting the movement of the coil inward in the stator radial direction. Therefore, a high-performance rotating electrical machine can be realized.
〔第一の実施形態〕
本発明の第一の実施の形態について図面に基づいて説明する。図1は、本実施形態に係る回転電機1の全体構成を示す断面図である。この回転電機1は、U相、V相及びW相の3相交流の入出力を行う電動機及び発電機として機能する同期機(同期電動機、同期発電機)である。また、図2は、回転電機1のステータ2の構成を示す斜視図である。この図に示すように、このステータ2は、内周側に突出するティース5をステータ周方向D1に複数配列してなるステータコア3と、ティース5間に形成されるスロット6内にコイル辺部4aが挿入されて配置されるコイル4とを備えている。そして、図3から図5に示すように、このステータ2は、コイル4のステータ径方向D2内側への移動を規制するための構成として、ティース5が係合凹部7を備え、コイル4が係合凹部7に係合する弾性凸部8を備えている。本発明は、このようなコイル4のステータ径方向D2内側への移動を規制するための構成に特徴を有するものである。以下、回転電機1の各部の構成について詳細に説明する。
[First embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an overall configuration of a rotating
1.回転電機1の構成
図1に示すように、回転電機1は、本例ではステータ2、ロータ11、及びハウジング12を備えている。ステータ2は、回転電機1の電機子を構成する。このステータ2は、ハウジング12の内周面に固定されている。ステータ2の構成については後に詳細に説明する。また、ステータ2の径方向内側には、永久磁石を備えた界磁としてのロータ11が、ステータ2に対して相対回転可能に配置される。このロータ11は、その回転軸11aが、軸受12aを介してハウジング12に対して回転可能に保持されている。ハウジング12は、軸方向両側に壁部12bが設けられた円筒形状に形成されている。そして、壁部12bの径方向中央部に軸受12aが取り付けられている。なお、図1に示す例では、一方(図における左側)の壁部12bがハウジング12の本体部から分離可能とされている。
1. Configuration of Rotating
2.ステータ2の全体構成
図2に示すように、このステータ2は、内周側に突出するティース5をステータ周方向D1に複数配列してなるステータコア3を備えるとともに、ティース5間に形成されるスロット6内にコイル辺部4aが挿入されて配置されるコイル4をステータ周方向D1に複数配列して構成される。
2. Overall Configuration of
ステータコア3は、複数枚の電磁鋼板を積層して構成されており、略円筒形状に形成されている。また、ステータコア3の内周面には、内周側(ステータ径方向D2の内側)に突出する複数のティース5が、所定の周方向間隔で配列されている。各ティース5はステータ軸方向D3に沿って同じ断面形状に形成されている。各ティース5の形状に関しては、後に詳細に説明する。本例では、ステータコア3の全周で24個のティース5が設けられている。また、各ティース5間には、ステータ軸方向D3に延びる複数のスロット6が、ティース5の幅に相当する間隔で設けられている。各スロット6は同じ断面形状であって、所定の幅及び深さを有している。
The
3.本実施形態の特徴構成
次に、本実施形態の特徴構成である、コイル4並びにティース5及びスロット6の構成について詳細に説明する。図3は、本実施形態に係るステータ2のスロット6内のコイル4及び絶縁シート9の配置を示す断面図である。図4は、本実施形態に係るステータコア3のティース5の形状を示す斜視図である。また、図5は、コイル4及び絶縁シート9の構成を示す斜視図である。これらの図に示すように、本実施形態においては、ティース5は、スロット6に面する側面に係合凹部7を備えるとともに、ティース5の先端部5aから基端部5bに至るまでの全域で、先端部5aのステータ周方向断面積Sa(図4参照)以上のステータ周方向断面積を備えている。また、コイル4は、コイル辺部4aの係合凹部7に対応する位置に、係合凹部7内に突出して係合する弾性凸部8を備えている。
3. Next, the configuration of the
各ティース5は、ここでは、図3及び図4に示すように、先端部5aから基端部5bへ向かうに従ってステータ周方向D1の幅w5が広くなるように形成されている。すなわち、本例では、ティース5は、係合凹部7が形成されている部分を除き、先端部5aの幅w5aより基端部5bの幅w5bが広い断面略台形状に形成されている。
Here, as shown in FIGS. 3 and 4, each
そして、各ティース5のスロット6に面する両側面に係合凹部7が形成されている。本例では、係合凹部7は、断面略楔状に形成されている。より具体的には、ティース5の側面における係合凹部7を構成する部分の断面形状が、ティース5の側面における他の部分に対して斜行した略L字状となるように形成されている。そして、これにより係合凹部7のステータ径方向D2の内側端部付近に段差部7aが形成されている。この段差部7aは、後述するように、弾性凸部8の先端部8aが当接して係止される当接面を構成する。また、本例では、係合凹部7は、ティース5のステータ軸方向D3の全域に同じ様に形成されている。すなわち、ティース5は、係合凹部7も含めて、ステータ軸方向D3のいずれの位置においても同じ断面形状となるように形成されている。
And the engagement recessed
また、係合凹部7は、ティース5の先端部5aのステータ周方向D1の幅w5aより拡幅された拡幅領域A内に収まるように形成されている。ここで、拡幅領域Aは、具体的には、図3に網掛けハッチングを施して示すように、ステータ2の軸心O(図2参照)を通るティース5の幅方向中心面Pcに平行であって先端部5aの幅方向(ステータ周方向D1)端縁を通る仮想面Pvに対して、ティース5の幅方向外側の領域である。そして、係合凹部7は、そのステータ周方向D1の深さd7の最も深い位置が、仮想面Pvよりティース5の幅方向外側に位置するように形成することで、拡幅領域A内に収まるように形成されている。ところで、上記のとおり、ティース5は、先端部5aから基端部5bへ向かうに従ってステータ周方向D1の幅w5が広くなるように、先端部5aの幅w5aより基端部5bの幅w5bが広い断面略台形状に形成されている。したがって、本例では、係合凹部7は、そのステータ周方向D1の深さを大きく確保できるように、拡幅領域Aが広くなっているティース5の基端部5b近傍、すなわちスロット6のステータ径方向D2外側の領域に設けられている。
Further, the engaging
上記のように、係合凹部7が、ティース5の先端部5aのステータ周方向D1の幅w5aより広く形成された基端部5b側の拡幅領域Aに収まるように形成されている。また、ティース5はステータ軸方向D3のいずれの位置においても同じ断面形状を有している。これらにより、ティース5は、その先端部5aから基端部5bに至るまでの全域で、先端部5aのステータ周方向断面積Sa(図4参照)以上のステータ周方向断面積を備えることになる。したがって、係合凹部7を設けることによりティース5の断面積の小さい箇所ができることがなく、ティース5の磁気抵抗の増加を抑えることができる構成となっている。
As described above, the engagement
コイル4は、ここでは、図5に示すように、導線41を複数回巻回して構成された型巻コイルである。このコイル4は、直線状に形成された一対のコイル辺部4aと、一対のコイル辺部4a間をつなぐコイル端部4bとを有して構成されている。そして、図2に示すように、各コイル辺部4aは、ステータコア3のスロット6内にそれぞれ挿入されて配置される。本例では、一つのスロット6に一つのコイル辺部4aが収められている。また、コイル端部4bは、ステータコア3の軸方向D3の両端部から突出するように配置されている。なお、図2では、煩雑さを避けるために一部のコイル4のコイル端部4bのみを示し、他のコイル4はその断面のみを示している。そして、ステータ2の全体では、ステータ周方向D1に沿って複数個(本例では、12個)のコイル4が配列されている。
Here, as shown in FIG. 5, the
そして、図3及び図5に示すように、コイル4のコイル辺部4aの周囲には、それぞれ絶縁シート9が巻き付けられている。本例では、絶縁シート9は、第一絶縁シート91と第二絶縁シート92とを組み合わせて構成されている。すなわち、第二絶縁シート92は、断面略コの字状に形成され、コイル辺部4aのステータ径方向外側面及び両側面の一部を覆うように巻き付けられている。第一絶縁シート91は、第二絶縁シート92よりもステータ径方向D2の深さが大きい断面略コの字状に形成され、コイル辺部4aのステータ径方向内側面及び両側面の大半を覆うように巻き付けられている。この際、第一絶縁シート91の側面部分は、第二絶縁シート92の側面部分よりもステータ周方向D1外側に被せるように重複して配置されている。そして、第一絶縁シート91と第二絶縁シート92とは、側面部分の重複領域において、互いに分離しないように接着剤等により仮止めされていると好適である。本例では、第一絶縁シート91が、コイル辺部4aにステータ径方向D2内側から被せられるシート部材として機能する。なお、この絶縁シート9(第一絶縁シート91及び第二絶縁シート92)の材質としては、例えば、ポリアミド樹脂を原料とした耐熱シート2枚を接着剤にて接合した三層構造の複合シート等を用いることができる。
As shown in FIGS. 3 and 5, the insulating
そして、係合凹部7に対応する位置において、絶縁シート9の一部を係合凹部7側へ突出させるように折り曲げることにより、弾性凸部8が形成されている。本例では、弾性凸部8は、第一絶縁シート91におけるティース5の側面に沿って配置される部分のステータ径方向外側端部を、断面V字状に折り返すことにより形成されている。すなわち、弾性凸部8は、第一絶縁シート91を折り曲げてなる基部8bの弾性を利用して、ステータ周方向D1に突出又は後退可能に形成されている。そして、図3に示すように、弾性凸部8の先端部8aが、係合凹部7内に突出した状態で、係合凹部7の段差部7aに当接して係止される。これにより、コイル辺部4aがステータ径方向D2内側に移動することが規制される。一方、コイル辺部4aのスロット6内への挿入時には、弾性凸部8は、コイル辺部4aの側面と略平行な状態となり得るので、コイル辺部4aをスロット6内に容易に挿入することができる。
And the elastic
〔第二の実施形態〕
次に、本発明の第二の実施の形態について説明する。図6は、本実施形態に係るステータ2のスロット6内のコイル4、絶縁シート9及び係止用シート部材16の配置を示す断面図である。図7は、本実施形態に係るステータコア3のティース5の形状を示す斜視図である。また、図8は、コイル4、絶縁シート9及び係止用シート部材16の構成を示す斜視図である。これらの図に示すように、本実施形態に係るステータ2は、弾性凸部8が絶縁シート9ではなく、絶縁シート9の外側に設けられる係止用シート部材16に形成されている点で上記第一の実施形態と異なる。また、この係止用シート部材16に形成された弾性凸部8の形状に合わせて、係合凹部7の形状も異なるものとなっている。以下、これらの上記第一の実施形態との相違点に関して詳細に説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the arrangement of the
本実施形態においては、図7に示すように、係合凹部7は、ティース5のスロット6に面する側面におけるステータ軸方向D3の一部に形成されている。すなわち、上記第一の実施形態のように、係合凹部7がティース5のステータ軸方向D3全域に形成されておらず、ステータ軸方向D3の一部のみに形成されている。本例では、係合凹部7は、ティース5のステータ軸方向D3の中央部に形成されている。したがって、ティース5は、ステータ軸方向D3の位置により異なる断面形状となるように形成されている。このような係合凹部7は、ステータコア3を構成するために積層される複数枚の電磁鋼板の中の一部の電磁鋼板の形状を、他の電磁鋼板の形状と異ならせることにより形成することができる。すなわち、本例の場合であれば、ステータ軸方向D3の中央部に積層される、係合凹部7のステータ軸方向D3の高さh7に相当する枚数の電磁鋼板の形状を、他の電磁鋼板に対して異ならせる。具体的には、それら中央部の電磁鋼板について、ティース5の基端部5b側の一部が、係合凹部7の深さd7(図6参照)分だけティース5の幅方向内側に後退した形状とする。なお、係合凹部7の断面形状及びステータ径方向D2の配置等のその他の構成については、上記第一の実施形態と同様である。
In the present embodiment, as shown in FIG. 7, the
図6及び図8に示すように、コイル4のコイル辺部4aの周囲には、それぞれ絶縁シート9が巻き付けられているとともに、コイル辺部4aのステータ径方向内側から係止用シート部材16が被せられている。本例では、絶縁シート9は、一枚で構成されている。そして、この絶縁シート9は、コイル辺部4aの全周囲を覆うように巻き付けられ、コイル辺部4aの一方の側面で重複するように配置されている。また、絶縁シート9の側面部分の重複領域において、互いに分離しないように接着剤等により仮止めされていると好適である。
As shown in FIGS. 6 and 8, an insulating
係止用シート部材16は、ステータ径方向D2の深さが大きい略コの字状に形成された帯状部材により構成されている。この係止用シート部材16の材質としては、例えば、金属板、合成樹脂板、上記と同様の絶縁シート等を用いることができる。そして、この係止用シート部材16は、絶縁シート9が巻き付けられたコイル辺部4aに、ステータ径方向D2内側から被せられて配置される。これにより、係止用シート部材16の略コの字状を構成する3つの辺は、それぞれコイル辺部4aのステータ径方向内側面及び両側面に絶縁シート9を介して接するように配置されることになる。本例では、この係止用シート部材16が本発明におけるシート部材として機能する。
The locking
そして、係合凹部7に対応する位置において、係止用シート部材16の一部を係合凹部7側へ突出させるように折り曲げることにより、弾性凸部8が形成されている。本例では、弾性凸部8は、係止用シート部材16におけるティース5の側面に沿って配置される部分のステータ径方向外側端部を、断面V字状に折り返すことにより形成されている。すなわち、弾性凸部8は、係止用シート部材16を折り曲げてなる基部8bの弾性を利用して、ステータ周方向D1に突出又は後退可能に形成されている。そして、図6に示すように、弾性凸部8の先端部8aが、係合凹部7内に突出した状態で、係合凹部7の段差部7aに当接して係止される。これにより、コイル辺部4aがステータ径方向D2内側に移動することが規制される。一方、コイル辺部4aのスロット6内への挿入時には、弾性凸部8は、コイル辺部4aの側面と略平行な状態となり得るので、コイル辺部4aをスロット6内に容易に挿入することができる。
And the elastic
〔第三の実施形態〕
次に、本発明の第三の実施の形態について説明する。図9は、本実施形態に係るステータ2のスロット6内のコイル4の配置を示す断面図である。また、図10は、コイル4の構成を示す斜視図である。これらの図に示すように、本実施形態に係るステータ2は、コイル4のコイル辺部4aが樹脂モールドされてなり、弾性凸部8も樹脂モールドにより形成されている点で、上記第一の実施形態とは異なる。なお、本実施形態に係る係合凹部7の構成は、上記第二の実施形態に係る図7に示す構成と同様である。以下、上記第一の実施形態との相違点に関して詳細に説明する。
[Third embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a cross-sectional view showing the arrangement of the
図9及び図10に示すように、コイル4のコイル辺部4aは、スロット6の形状に適合する略矩形断面の柱状となるように、樹脂モールドにより、コイル辺部4aを構成する導線41の束をモールド樹脂Mで一体的に固めて成形されている。そして、ティース5に設けられた係合凹部7に対応する位置に、樹脂モールドにより、モールド樹脂Mを係合凹部7側へ突出形成することで弾性凸部8が構成されている。本例では、弾性凸部8は、コイル辺部4aの両側面からステータ径方向D2内側へ斜めに延出された矩形の平板状に形成されている。この弾性凸部8は、そのコイル辺部4aの側面と接続される基部8b付近におけるモールド樹脂Mの弾性を利用して、ステータ周方向D1に突出又は後退可能に形成されている。なお、この弾性凸部8は、コイル辺部4aの樹脂モールドと同時に、同じモールド樹脂Mで一体的に成形されている。そして、図9に示すように、弾性凸部8の先端部8aが、係合凹部7内に突出した状態で、係合凹部7の段差部7aに当接して係止される。これにより、コイル辺部4aがステータ径方向D2内側に移動することが規制される。
As shown in FIGS. 9 and 10, the
また、弾性凸部8に対向するコイル辺部4a側には、弾性凸部8がステータ周方向D1に後退したときのコイル辺部4aの側面からの突出を少なくするための四角形の凹部8cが樹脂モールドにより形成されている。これによりコイル辺部4aのスロット6内への挿入時には、弾性凸部8は、コイル辺部4aの側面と略平行な状態となり得るので、コイル辺部4aをスロット6内に容易に挿入することができる。
Further, on the side of the
〔第四の実施形態〕
次に、本発明の第四の実施の形態について説明する。図11は、本実施形態に係るステータ2のスロット6内のコイル4の配置を示す断面図である。また、図12は、コイル4の構成を示す斜視図である。これらの図に示すように、本実施形態に係るステータ2は、コイル4がティース5に外嵌される樹脂ボビン17に導線41を巻回して構成され、弾性凸部8が、樹脂ボビン17の内周面の係合凹部7に対応する位置に、係合凹部7側へ突出するように設けられている点で、上記第一の実施形態とは異なる。なお、本実施形態に係る係合凹部7の構成は、上記第二の実施形態に係る図7に示す構成と同様である。以下、上記第一の実施形態との相違点に関して詳細に説明する。
[Fourth embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 is a cross-sectional view showing the arrangement of the
図11及び図12に示すように、コイル4は、樹脂ボビン17に導線41を巻回して構成されている。樹脂ボビン17は、略長方形断面の筒状のボビン本体17aと、このボビン本体17aの両端部に設けられたフランジ部17bと、を有して構成されている。導線41は、ボビン本体17aの外周に巻回されている。そして、図11に示すように、樹脂ボビン17の内周側の略長方形断面の内部空間にティース5が挿入された状態で、樹脂ボビン17はティース5に外嵌される。本例では、ボビン本体17aの長辺に沿って配置されている部分が、スロット6内に配置されるコイル辺部4aを構成する。また、ボビン本体17aの端辺に沿って配置されている部分が、ステータコア3の軸方向D3の両端部から突出するコイル端部4bを構成する。
As shown in FIGS. 11 and 12, the
そして、樹脂ボビン17の内周面17cの係合凹部7に対応する位置に、係合凹部7側へ突出するように弾性凸部8が設けられている。本例では、弾性凸部8は、樹脂ボビン17の内周面17cにおけるステータ周方向D1に対向する2個の面からステータ径方向D2内側へ斜めに延出された矩形の平板状に形成されている。この弾性凸部8は、樹脂ボビン17の内周面17cと接続される基部8b付近における樹脂の弾性を利用して、ステータ周方向D1に突出又は後退可能に形成されている。なお、この弾性凸部8は、樹脂ボビン17の成形と同時に、同じ樹脂で一体的に成形されている。そして、図11に示すように、弾性凸部8の先端部8aが、係合凹部7内に突出した状態で、係合凹部7の段差部7aに当接して係止される。これにより、コイル4がステータ径方向D2内側に移動することが規制される。
And the elastic
また、弾性凸部8に対向する樹脂ボビン17の内周面17c側には、弾性凸部8がステータ周方向D1に後退したときの内周面17cからの突出を少なくするための四角形の凹部8cが樹脂モールドにより形成されている。これにより樹脂ボビン17をティース5に外嵌する際には、弾性凸部8は、内周面17cと略平行な状態となり得るので、樹脂ボビン17をティース5に容易に外嵌させることができる。
Further, on the inner
〔その他の実施形態〕
(1)上記の各実施形態では、図3に示すように、ティース5の幅方向両側の係合凹部7が、いずれもティース5の先端部5aのステータ周方向D1の幅w5aより拡幅された拡幅領域A内に収まるように形成されている場合について説明した。しかし、係合凹部7の構成はこれに限定されない。すなわち、係合凹部7を設けた場合においても、ティース5の先端部5aから基端部5bに至るまでの全域で、先端部5aのステータ周方向断面積Sa(図4参照)以上のステータ周方向断面積を備えていれば、ティース5の磁気抵抗の増加を抑えることができる。したがって、例えば、ティース5の幅方向両側の係合凹部7のいずれか一方の深さを深くし、拡幅領域Aよりティース5の幅方向内側までに入り込む深さに形成した場合であっても、他方の係合凹部7の深さをその分浅く形成すればよい。また、一つのティース5の両側面に形成される係合凹部7のステータ径方向D2の位置を異ならせて配置しても好適である。これらのように構成すれば、ステータ径方向D2の各位置におけるステータ周方向断面積を、ティース5の先端部5aのステータ周方向断面積Sa以上に確保することができ、ティース5の磁気抵抗の増加を抑えることができる。
[Other Embodiments]
(1) In each of the above-described embodiments, as shown in FIG. 3, the engaging
(2)上記の第一及び第二の実施形態では、シート部材としての絶縁シート9又は係止用シート部材16のステータ径方向外側端部を折り返すことにより弾性凸部8を形成する場合について説明した。しかし、弾性凸部8の構成はこれに限定されない。すなわち、係合凹部7に対応する位置においてシート部材の一部を、例えば山型に折り曲げることによって弾性凸部8を形成することも好適な実施形態の一つである。同様に、上記の第三及び第四の実施形態においても、樹脂により成形された弾性凸部8の形状を、山型の凸状に形成することも好適な実施形態の一つである。
(2) In the first and second embodiments described above, a case where the elastic
(3)上記の第三の実施形態では、弾性凸部8は、樹脂モールドに用いるモールド樹脂Mで形成される場合について説明した。しかし、弾性凸部8の構成はこれに限定されない。例えば、弾性凸部8を金属板等のモールド樹脂Mとは異なる部材とし、これをモールド型内に配置した状態でコイル辺部4aの樹脂モールドを行うことにより、弾性凸部8をコイル辺部4aに一体的に形成することも好適な実施形態の一つである。同様に、上記第四の実施形態についても、弾性凸部8を樹脂ボビン17の樹脂とは異なる部材とし、樹脂ボビン17の成形時に一体的に形成することも好適な実施形態の一つである。
(3) In said 3rd embodiment, the case where the elastic
(4)上記の各実施形態では、回転電機1が同期機である場合を例として説明した。しかし、本発明は、回転電機が誘導電動機や誘導発電機等の誘導機である場合等にも好適に用いることができる。
(4) In the above embodiments, the case where the rotating
本発明は、電動機又は発電機として用いられる回転電機のステータ、及びそれを用いた回転電機に適用することが可能である。 The present invention can be applied to a stator of a rotating electrical machine used as an electric motor or a generator, and a rotating electrical machine using the stator.
1:回転電機
2:ステータ
3:ステータコア
4:コイル
4a:コイル辺部
41:導線
5:ティース
5a:ティースの先端部
5b:ティースの基端部
6:スロット
7:係合凹部
8:弾性凸部
9:絶縁シート
91:第一絶縁シート(シート部材)
11:ロータ
16:係止用シート部材(シート部材)
17:樹脂ボビン
A:拡幅領域
D1:ステータ周方向
D2:ステータ径方向
Sa:ティースの先端部のステータ周方向断面積
w5:ティースの幅
w5a:ティースの先端部の幅
1: Rotating electric machine 2: Stator 3: Stator core 4:
11: Rotor 16: Locking sheet member (sheet member)
17: Resin bobbin A: Widened region D1: Stator circumferential direction D2: Stator radial direction Sa: Stator circumferential direction cross-sectional area w5: Teeth width w5a: Teeth tip width
Claims (9)
前記ティースは、前記スロットに面する側面に係合凹部を備えるとともに、前記ティースの先端部から基端部に至るまでの全域で、先端部のステータ周方向断面積以上のステータ周方向断面積を備え、
前記コイルは、前記コイル辺部の前記係合凹部に対応する位置に、前記係合凹部内に突出して係合する弾性凸部を備えるステータ。 A stator comprising a stator core formed by arranging a plurality of teeth protruding inward in the circumferential direction of the stator, and a coil having a coil side inserted in a slot formed between the teeth,
The tooth includes an engagement recess on a side surface facing the slot, and has a stator circumferential cross-sectional area that is equal to or greater than the stator circumferential cross-sectional area of the distal end in the entire region from the distal end to the proximal end of the tooth. Prepared,
The said coil is provided with the elastic convex part which protrudes and engages in the said engagement recessed part in the position corresponding to the said engagement recessed part of the said coil side part.
前記係合凹部は、前記ティースの前記先端部のステータ周方向の幅より拡幅された拡幅領域内に収まるように形成されている請求項1に記載のステータ。 The teeth are formed such that the width in the circumferential direction of the stator increases from the distal end toward the proximal end.
2. The stator according to claim 1, wherein the engagement recess is formed so as to be accommodated in a widened region wider than a width of the tip end portion of the teeth in a circumferential direction of the stator.
前記弾性凸部は、前記係合凹部に対応する位置において前記シート部材の一部を前記係合凹部側へ突出させるように折り曲げて形成されている請求項1から3のいずれか一項に記載のステータ。 The coil includes a sheet member that covers the coil side from the inside in the stator radial direction,
The said elastic convex part is formed by bending so that a part of said sheet | seat member may protrude to the said engaging recessed part side in the position corresponding to the said engaging recessed part. Stator.
前記弾性凸部は、前記係合凹部に対応する位置に、前記樹脂モールドにより前記係合凹部側へ突出形成されている請求項1から3のいずれか一項に記載のステータ。 The coil has a resin-molded side of the coil,
The stator according to any one of claims 1 to 3, wherein the elastic convex portion is formed to protrude toward the engaging concave portion by the resin mold at a position corresponding to the engaging concave portion.
前記弾性凸部は、前記樹脂ボビンの内周面の前記係合凹部に対応する位置に、前記係合凹部側へ突出するように設けられている請求項1から3のいずれか一項に記載のステータ。 The coil is configured by winding a conductive wire around a resin bobbin that is externally fitted to the teeth,
The said elastic convex part is provided in the position corresponding to the said engagement recessed part of the internal peripheral surface of the said resin bobbin so that it may protrude to the said engagement recessed part side. Stator.
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