JP2004064827A - Stator for rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転電機のステータ特にそのステータコアの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
回転電機の一種に発電機(オルタネータ)がある。オルタネータはフレームに固定されたステータと、回転するロータとから成る。このうちステータはステータコアとステータコイルとを含み、ステータコアは環状のヨークと、多数のティース(歯部)及び多数のスロットとを有する。ティースはヨークの内周面から半径方向内向きに突出し、ロータから磁束を導く。スロットは隣接するティースにより区画され、その中にステータコイルが収納される。
【0003】
ステータコイルは開口側から順次スロットに巻装される。スロットの開口部の幅は、ステータコイルの巻装の容易化の点からは広い方が良い。しかし、磁気回路の形成の点からは狭い方が良く、狭くすることによりゴギングトルクが減少する利点もある。この相反する2つの要求を公知の突起状のティースで満たすことは困難である。
【0004】
そこで、本願の出願人は先に特開2000−50540号(以下、「従来例」と呼ぶ)で、ティースを2つの部分即ち本体歯部と取付歯部とで形成した回転電機の組立式固定子コアを出願した。
【0005】
この従来例では、図4に示すように、ステータコア70はヨーク72、ティース(歯部)74及びスロット79を含み、ティース74は基歯部75と別歯部80とを有する。基歯部75はヨーク72の内周面に形成された一対の側壁部76と、両側壁部76間の凹部77とから成る。一方、別歯部80は基部81と、これから突出した凸部(軸部)82とから成る。凸部82の高さ方向中間部の幅即ち凹部77の深さ方向中間部の幅Cが、凸部82の周方向の幅即ち凹部77の幅Bよりも大きくされ、幅Bが凸部82の先端の周方向の幅即ち凹部77の底面の幅Aよりも小さくされている。
【0006】
この従来例によれば、別歯部80を基歯部75に取り付ける前にステータコイル(不図示)を幅の広いスロット79に収納するので、巻装が容易である。そして、スロット79に巻装したステータコイルは別歯部80の基部81の張出し部81aによりスロット79からの脱落を防止される。また、幅Aが幅Bよりも小さいので、凸部82の凹部77への挿入が容易になる。加えて、幅Cが幅Bより大きいので、一旦挿入した凸部82が凹部77内でがたついたり、凹部77から抜け出すことが防止される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、別歯部80の凸部82の先端面82aと基歯部75の凹部77の底面77aとの間の公差、及び側壁部76の先端面76aと基部81の対向面81bとの間の公差が共に零とされていた。具体的には、側壁部76の高さと凸部82の高さとが等しくされていた。これにより、別歯部80を基歯部75に取り付けた状態で、凸部82の先端面82aを凹部77の底面77aに当接させ、側壁部76の先端面76aを基部81の対向面81bに当接させようとしている。
【0008】
しかし、上記2つの公差を共に零にするためには、基歯部75の側壁部76及び基歯部80の凸部82に精密な仕上げ加工を施さなければならず、加工コストが上昇する。
【0009】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ティースを形成する2つの部分又は部材の加工が容易化され、加工コストが安価な回転電機のステータの提供を目的としてなされたものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本願の発明者は、ティースを構成する2つの部分又は部材間に隙間を設けることを考えた。但し、この隙間は一方の部分等に対する他方の部分等の取付けを困難にしたり、取付け後の姿勢を不安定にする原因となり易い。そこで、そうした原因となり難い隙間の位置、形状及び大きさを思い付いて、本発明を完成した。
【0011】
本願の第1発明にかかる回転電機のステータは、請求項1に記載しているように、環状のヨークとヨークの周面に円周方向に隔設され磁束の通路を形成すると共に複数のスロットを区画する複数のティースとを備えるステータコアと、各スロット内に収納されたステータコイルと、から成る。ここで、各ティースは、ロータに向かって突出し円周方向に隔設された一対の側壁部及び両側壁部により区画される凹部を含む本体歯部と、ロータに対向しスロットの開口部に張り出した基部及び基部から反ロータ側に突出し凹部に挿入される凸部を有する取付歯部と、を含む。そして、各本体歯部の凹部の底面と取付歯部の凸部の先端面との間に隙間が形成されていることを特徴とする。
【0012】
第1発明のステータでは、ティースがステータコアに形成された本体歯部と、ステータコアとは別体の取付歯部とから成る。この場合、理論上隙間は本体歯部の側壁部と取付歯部の基部との間、又は取付歯部の凸部と本体歯部の凹部との間の何れに設けることもできる。しかし、取付歯部の本体歯部への嵌合時、側壁部から凸部に加わる挟圧力(圧縮力)によって凸部が軸方向に変形(伸長)し易いことを考えて、凸部の先端面と凹部の底面との間に隙間を形成した。
【0013】
このステータにおいて、本体歯部の側壁部の高さ及び/又は取付歯部の凸部の高さに公差を与え、それにより側壁部及び/又は凸部は高さの管理が緩くできる。また、取付歯部の本体歯部への嵌合時、隙間は凸部の変形の逃げ部となる。
【0014】
本願の第2発明に係るステータは、請求項7に記載したように、環状のヨークとヨークの周面に円周方向に隔設され磁束の通路を形成すると共に複数のスロットを区画する複数のティースとを備えるステータコアと、各スロット内に収納されたステータコイルと、から成る。ここで、ヨークはロータに向かって突出し円周方向に隔設された一対の側壁部及び両側壁部により区画される凹部を含む保持部を有し、ティースはロータに対向しスロットの開口部に張り出した基部及び基部から反ロータ側に突出し凹部に挿入される凸部を含む。そして、各保持部の凹部の底面とティースの凸部の先端面との間に隙間が形成されていることを特徴とする。
【0015】
第2発明のステータでは、ステータコアに保持部が形成され、ステータコアとは別体のティースが保持部より保持される。このステータにおいても、ステータコアの保持部の側壁部の高さ及び/又はティースの凸部の高さに公差を与え、それにより側壁部及び/又は凸部の管理が緩くできる。また、ティースの保持部への嵌合時、隙間は凸部の変形の逃げ部となる。
【0016】
尚、第1及び第2発明における凹部の底面と凸部の先端面との間の隙間は、取付歯部又は保持部及び本体歯部又はティースの加工を容易にすると共に、極力磁気抵抗とならないように意図的に設けるものであり、加工や組立上の都合でたまたま存在する隙間とは区別されるべきである。
【0017】
請求項2又は8のステータは、請求項1又は7において、本体歯部又は保持部の側壁部の先端面に、取付歯部又はティースの基部の対向面が当接している。請求項3又は9のステータは、請求項2又は8において、隙間の高さは凹部及び凸部の全幅に亘って一定である。
【0018】
請求項4又は10のステータは、請求項2又は8において、凸部の先端面の面積は、両側壁部の先端面の面積よりも広い。請求項5又は11のステータは、請求項2又は8において、凹部は深さが増加するにつれて幅が漸増し中央付近で最大となった後漸減し、凸部は高さが増加するにつれて幅が漸増し中央付近で最大となりその後漸減している。
【0019】
請求項6又は12のステータは、請求項2又は8において、側壁部の根本の幅は凹部の幅の1/4から1/2であり、隙間の高さは凹部の幅の1/100から1/10である。
【0020】
【発明の実施の形態】
<回転電機>
回転電機はモータ、発電機及びモータ/発電機を含む。このうち、例えば同期モータは、ステータのコイルに交流を流して回転磁界を形成し、固定磁極としてのロータを吸引又は反発して回転させる。また、例えば三相交流発電機は、ロータの回転磁束によりステータのコイルに電力を発生させる。
【0021】
尚、モータ/発電機はモータ及び発電機の両方の機能を持ち、バッテリの充電量が少ないときは発電機として機能し発生した電力を電源に充電し、エンジン駆動力が不足しているときはモータとして機能しエンジンの駆動力を補助する。
<ステータ>
ステータはステータコアと、ステータコイルとから成る。ステータコアは環状のヨークと、その内周面又は外周面に円周方向に隔設された複数のティースとを含む。第1発明では、各ティースはステータコアに形成された本体歯部と、ステータコアとは別体の取付歯部とから成る。これに対して、第2発明では、ステータコアに保持部が形成され、ステータコアとは別体のティースが保持部により保持される。
【0022】
第1発明でも第2発明でも、隣接するティースにより区画されるスロット内に、ステータコイルが収納され、ティースを利用して巻装される。例えば、3相交流発電機の場合、3本のステータコイルが巻装される。
<本体歯部、保持部>
第1発明における本体歯部即ち第2発明における保持部は、一対の側壁部と、両側壁部間に形成される凹部とを含む。一対の側壁部は、ヨークの内周面から内向きに又は外周面から外向きに突出し、円周方向に隔設され、対称な形状を持つ。横断面形状は細長い矩形状で、幅は全高さに亘って均一でも良いが、根元に向かうにつれて漸増していても良い。また、根元に向って中央付近まで漸減し、その後漸増しても良い。厚さ(ステータコアの軸方向寸法)はヨークの厚さと同じである。
【0023】
側壁部間の間隔即ち凹部の幅は側壁部の内側面の形状により決まり、全深さに亘って均一でも良いが、深さが深くなるにつれて漸減しても良い。また、深さ方向の中央付近まで漸増し、その後漸減していても良い。凹部の深さは上記側壁部の高さにより決まる。
<取付歯部、ティース>
第1発明における取付歯部即ち第2発明におけるティースは、基部とこれから突出した凸部とを含み、断面T字形状を持つことができる。基部は外向き又は内向きに湾曲した矩形状を持ちロータに対向し、その一辺(円周方向の辺)はスロットのピッチに対応し、他辺はヨークの厚さに対応している。基部は中央部と、その両外側に位置し側壁部に対向する一対の対向部と、さらにその両外側に位置しスロットの開口に張り出す張出し部とを持つことができる。
【0024】
凸部は基部の中央部から基部の湾曲方向と反対方向に突出している。凸部の高さは側壁部の高さよりも低く、幅及び長さは本体歯部又は保持部の凹部のそれに対応している。従って、幅は均一でも良いが、先端に向かって漸減しているか、又は中央付近まで漸増しその後漸減していても良い。
【0025】
取付歯部又はティースを本体歯部又は保持部に嵌合したとき、基部の対向部の対向面が側壁部の先端面に当接することができる。よって、対向部の両外側の張出し部が半径方向内向きにに変形し難くなり、その長さを短くできる。
<隙間>
隙間は本体歯部又は保持部の凹部の底面と、取付歯部又はティースの凸部の先端面との間に形成される。凹部の底面は側壁部の幅方向に延びる平坦面、側壁部の幅方向と所定角度を成す傾斜面、くぼんだ円錐面、又は球面の一部から成ることができる。一方、凸部の先端面は該凸部の幅方向に延びる平坦面、幅方向と所定角度を成す傾斜面、円錐面、又は球面の一部から成ることができる。これら凹部の各形状の底面と凸部の各形状の先端面との組合せにより種々の形状の隙間が区画される。
【0026】
例えば、凹部の底面も凸部の先端面も平坦面から成る場合、隙間の高さは凹部及び凸部の全幅に亘って均一となる。この様な隙間を形成するためには、側壁部の高さにプラス公差を設け及び/又は凸部の高さにマイナス公差を設ければ良い。側壁部及び凸部に公差を設ければ両方の加工が容易になり、一方のみに公差を設ければ側壁部又は凸部の加工が容易になる。
【0027】
【実施例】
以下、本発明の実施例を添付図面を基にして説明する。この実施例では、回転電機が3相交流発電機であり、ティースは本体歯部と取付歯部とから成る。
<実施例>
(構成)
図1において、発電機はロータ10及びステータ20等から成る。ロータ10はフレーム(不図示)に回転可能に支持されたシャフト(不図示)、シャフトに取り付けられたロータコア11、ロータコア11の空間12に収容されたS極及びN極の磁石13等を含む。
【0028】
一方、ステータ20は全体として円筒形状で、上記フレームに取り付けられ、その内部空間にロータ10を収納している。ステータ20は、ステータコア22と、ステータコイル34とに大別される。
【0029】
ステータコア22は多数枚の薄板鉄板を積層して成り、環状のヨーク23と、その内周面に形成された多数のティース(歯部)24とを含む。詳述すると、図2に拡大して示すように、ティース24は本体歯部25と取付歯部40とから成り、本体歯部25は半径方向内向きに突出した一対の側壁部27を含む。各側壁部27の内側面は幅が漸減している開口側の垂直面28aと、幅が漸増している奥側の傾斜面28bとから成る。外側面29は半径と平行に延びている。高さにはマイナス公差を設けている。
【0030】
一対の側壁部27間に凹部30が形成されている。凹部30の幅は入口側より一定の割合で増大し、中央部で最大となり、奥側は一定の割合で減少している。凹部30の底面30aは側壁部27の幅方向と平行に形成された平坦面から成る。
【0031】
隣接するティース24(より正確には側壁部27)によりスロット33が区画され、断面矩形状を持つ。スロット33の幅は凹部30よりも広く、深さは凹部30よりも深い。スロット33内にステータコイル34が収納され、ティース24に巻装されている。
【0032】
多数枚の薄板鉄板を積層して成る取付歯部40の基部41は全体的に外向きに湾曲した矩形板状を持ち、その一辺は隣接するスロット33の円周方向ピッチにほぼ等しく、その他辺はヨーク23の厚さに等しい。基部41は中央部42と、その両外側の一対の対向部43と、さらにその両外側の張出し部44とを持つ。中央部42から凸部45が基部41の湾曲方向と反対方向即ち半径方向外向きに突出している。対向部43の対向面43aは側壁部27の先端面27aに対向し、張出し部44はスロット33の開口に張り出している。
【0033】
凸部45の幅及び長さは上記本体歯部25の凹部30のそれに対応している。凸部45の先端面45aはその幅方向に延び、上記凹部30の底面30aと平行な平坦面から成る。高さにはプラス公差が設けられ、側壁部27の高さよりも少し高くされている。その結果、側壁部27の先端面27aに対向面43aが当接した状態で、凸部45の先端面45aと凹部30の底面30aとの間に隙間50が形成されている。
【0034】
尚、ステータコイル34をステータコア22へ巻装する際は、本体歯部25に取付歯部40を嵌合する前に、膜状のインシュレータ46をスロット33の底面及び両側面に配置する。この状態でステータコイル34をスロット33に収納し、インシュレータ46の両端を開口側で重ねる。次に、取付歯部40の凸部45を本体歯部25の凹部30に嵌合させ、対向面43aが先端面27aに当接するまで挿入する。
(作用効果)
3相交流発電機の作動時、ロータ10のN極の磁石13から出た磁束はエアーギャップを通ってステータコア22の中を進み、S極に戻る。ロータ10がエンジン等により回転されると、ステータコア22の中を流れていた磁束は回転移動し、ロータ10の磁束をステータコイル34で鎖交することになり、ステータコイル34に3相の起電力が発生する。
【0035】
本実施例によれば、以下の効果が得られる。第1に、ステータコア22のティース24を構成する本体歯部25の側壁部27及び取付歯部40の凸部45の加工が容易になる。即ち、その先端面27aを基準面として側壁部27の高さを求め、これにプラス公差を与えている。よって、側壁部27の高さはこのプラス公差の範囲内にあれば良く、その分加工が容易になる。一方、その対向面43aを基準面として凸部45の高さを求め、これにマイナス公差を与えている。よって、凸部45の高さもこのマイナス公差の範囲内にあれば良く、その分加工が容易になる。
【0036】
第2に、本体歯部25の凹部30に対する取付歯部40の凸部45の嵌合が容易になる。前述したように、凸部45を凹部30に嵌合する際、側壁部27から受ける挟圧力により凸部45はその幅が減少し、先端面45a側に伸長する傾向がある。しかし、この伸長は凹部30の底面30aと凸部45の先端面45aとの間にある隙間50に逃がすことができる。よって、凹部30に対して凸部45を容易にしかも確実に嵌合させることができる。
【0037】
第3に、本体歯部25に嵌合した取付歯部40のがたつき等が防止される。前述したように、ロータ10の磁石13のS極又はN極が半径方向でティース24に対向するとき、張出し部44が半径方向内向きに変形する傾向がある。また、磁石13のS極又はN極がティース24に接近又は離間するとき、取付歯部40は本体歯部25に対して円周方向に移動する傾向がある
しかし、その凸部45が本体歯部25の凹部30に嵌合された取付歯部40は、その基部41の2つの対向部43の対向面43aが2つの側壁部27の先端面27aに当接している。即ち、取付歯部40は本体歯部25により3点支持状態で保持されている。しかも、凹部30の内側面28a及び28b即ち凸部45の外側面はテーパ状になっている。よって、張出し部44の半径方向内向きの変形や、取付歯部40の円周方向のがたつきが防止される。その結果、張出し部44の張出し量即ち基部41の円周方向長さを短くすることができる。
<変形例>
以下、上記凹部30の底面と凸部45の先端面との間の隙間の変形例を説明する。尚、ここでは何れの変形例でも、上記実施例における凸部の先端面の形状を変形している。
▲1▼第1変形例
図3(a)に示すように、第1変形例では、凸部55の先端面55aはその長手方向に対して直角よりも少し小さい鋭角を成す傾斜面から成り、凹部30の底面30aとの間に隙間57が形成されている。隙間57の高さは凹部30の幅方向の一端側で大きく、他端側で小さくなっている。
▲2▼第2変形例
図3(b)に示すように、第2変形例では、凸部60の先端面60aは中心部が下方に突出した円錐面から成り、凹部30の底面30aとの間に隙間62が形成されている。隙間62の高さは突部60の中心部で小さく、周辺部で大きくなっている。
▲3▼第3変形例
図3(c)に示すように、第3変形例では、凸部65の先端面65aは中心部が下方に突出した円弧面から成り、凹部30の底面30aとの間に隙間67が形成されている。隙間62の高さは凸部65の中心部で小さく、周辺部で大きくなっている。
【0038】
【発明の効果】
以上述べてきたように、請求項1に記載した第1発明の回転電機のステータによれば、本体歯部の凹部の底面と取付歯部の凸部の先端面との間に隙間を設けたので、側壁部及び凸部の高さの管理が緩くでき、加工コストが低減する。また、取付歯部の本体歯部への嵌合時、隙間が変形する凸部の逃げ部となり、取付歯部の挿入が容易になる。更に、基部の対向面が側壁部の先端面に当接しているので、張出し部のばたつきや取付歯部のがたつきが防止される。
【0039】
一方、請求項7に記載した第2発明の回転電機のステータによれば、保持部の凹部の底面とティースの凸部の先端面との間に隙間を設けたので、側壁部及び凸部の高さの管理が緩くでき、加工コストが低減する。また、ティースの保持部への嵌合時、隙間が変形する凸部の逃げ部となり、ティースの嵌合が容易になる。
【0040】
請求項2及び8ステータによれば、面積の広い凸部の先端面と凹部の底面との間に隙間がないので、この部分では磁気抵抗が増大しない。請求項3及び9のステータによれば、取付歯部又はティースの本体歯部又は保持部への嵌合時に、凸部の全周において変形が許容される。
【0041】
請求項4及び10のステータによれば、凸部の先端面の面積が広く隙間が大きいので凸部の大きな変形が許容され、取付歯部又はティースの本体歯部又は保持部への嵌合が容易になる。請求項5及び11のステータによれば、取付歯部又はティースが本体歯部又は保持部によりしっかり嵌合保持される。
【0042】
請求項6及び12のステータによれば、ティースの幅及び高さを大きくすることなく凸部の変形を許容し、取付歯部又はティースの本体歯部又は保持部への嵌合が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の回転電機のステータコアの要部横断面図である。
【図2】図1の要部拡大図である。
【図3】(a)(b)及び(c)はそれぞれ隙間の第1,第2及び第3変形例を示す要部断面図である。
【図4】従来例のステータコアの要部横断面図である。
【符号の説明】
10:ロータ 20:ステータ
22:ステータコア 23:ヨーク
24:ティース 25:本体歯部
27:側壁部 30:凹部
30a:底面 40:取付歯部
45:凸部 45a:先端面
50:隙間[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a stator of a rotating electric machine, and more particularly to an improvement of a stator core thereof.
[0002]
[Prior art]
One type of rotating electric machine is a generator (alternator). The alternator includes a stator fixed to a frame and a rotating rotor. The stator includes a stator core and a stator coil, and the stator core has an annular yoke, a number of teeth (teeth), and a number of slots. The teeth protrude radially inward from the inner peripheral surface of the yoke and guide magnetic flux from the rotor. The slots are defined by adjacent teeth, in which the stator coils are housed.
[0003]
The stator coil is wound around the slot sequentially from the opening side. The width of the opening of the slot is preferably wider from the viewpoint of facilitating winding of the stator coil. However, from the viewpoint of the formation of the magnetic circuit, the narrower the better, the narrower the advantage is that the gogging torque is reduced. It is difficult to satisfy these two contradictory requirements with known projection-like teeth.
[0004]
In view of this, the applicant of the present application has previously described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-50540 (hereinafter referred to as "conventional example") an assembling-type fixing of a rotating electric machine in which teeth are formed by two parts, namely a main body tooth part and a mounting tooth part. Apply for child core.
[0005]
In this conventional example, as shown in FIG. 4, the
[0006]
According to this conventional example, the stator coil (not shown) is stored in the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the above conventional example, the tolerance between the
[0008]
However, in order to make both of the two tolerances zero, precise finishing must be performed on the
[0009]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a stator of a rotating electric machine in which machining of two parts or members forming teeth is facilitated and machining cost is low.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The inventor of the present application has considered providing a gap between two parts or members constituting the teeth. However, this gap is likely to cause difficulty in mounting one part or the like to the other part or the like, or cause unstable posture after mounting. Then, the present invention was completed by conceiving the position, shape and size of the gap which is unlikely to cause such a problem.
[0011]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a rotating electric machine stator, wherein an annular yoke and a plurality of slots are formed on a peripheral surface of the yoke in a circumferential direction so as to form a magnetic flux passage. And a stator core having a plurality of teeth defining the stator coil, and a stator coil housed in each slot. Here, each tooth protrudes toward the rotor and includes a pair of side walls and a body tooth portion including a concave portion defined by both side walls that are separated in the circumferential direction, and the teeth protrude from the opening of the slot facing the rotor. And a mounting tooth portion having a projection protruding from the base to the side opposite to the rotor and inserted into the recess. Further, a gap is formed between the bottom surface of the concave portion of each main body tooth portion and the tip end surface of the convex portion of the mounting tooth portion.
[0012]
In the stator according to the first aspect, the teeth include the main body teeth formed on the stator core and the mounting teeth separate from the stator core. In this case, the gap can theoretically be provided between the side wall of the main body tooth and the base of the mounting tooth, or between the convex part of the mounting tooth and the recess of the main body tooth. However, considering that the convex portion is easily deformed (extended) in the axial direction by the clamping force (compression force) applied to the convex portion from the side wall portion when the mounting tooth portion is fitted to the main body tooth portion, the tip of the convex portion is considered. A gap was formed between the surface and the bottom of the recess.
[0013]
In this stator, a tolerance is given to the height of the side wall portion of the main body tooth portion and / or the height of the convex portion of the mounting tooth portion, so that the height of the side wall portion and / or the convex portion can be loosely controlled. In addition, when the mounting teeth are fitted to the main body teeth, the gap serves as a relief for deformation of the projection.
[0014]
As described in claim 7, the stator according to the second invention of the present application has a ring-shaped yoke and a plurality of circumferentially spaced circumferential surfaces formed on the yoke to form a magnetic flux path and partition a plurality of slots. The stator core includes teeth and stator coils housed in each slot. Here, the yoke has a holding portion including a pair of side walls protruding toward the rotor and spaced apart in the circumferential direction and a concave portion defined by both side walls. Includes a protruding base and a projection that projects from the base toward the non-rotor side and is inserted into the recess. Further, a gap is formed between the bottom surface of the concave portion of each holding portion and the tip end surface of the convex portion of the tooth.
[0015]
In the stator according to the second aspect, the holding portion is formed on the stator core, and the teeth separate from the stator core are held by the holding portion. Also in this stator, a tolerance is given to the height of the side wall portion of the holding portion of the stator core and / or the height of the convex portion of the teeth, whereby the management of the side wall portion and / or the convex portion can be relaxed. Further, when the teeth are fitted to the holding portions, the gaps serve as escape portions for the deformation of the convex portions.
[0016]
In the first and second aspects of the present invention, the gap between the bottom surface of the concave portion and the tip surface of the convex portion facilitates the processing of the mounting tooth portion or the holding portion and the main body tooth portion or the teeth, and does not cause magnetic resistance as much as possible. The gap is intentionally provided as described above, and should be distinguished from a gap that happens to exist for the convenience of processing and assembly.
[0017]
According to the second or eighth aspect of the present invention, in the first or seventh aspect, the facing surface of the mounting tooth portion or the base portion of the tooth is in contact with the distal end surface of the main body tooth portion or the side wall portion of the holding portion. According to the third or ninth aspect of the present invention, in the second or eighth aspect, the height of the gap is constant over the entire width of the concave portion and the convex portion.
[0018]
According to a fourth or tenth aspect of the present invention, in the second or eighth aspect, the area of the distal end surface of the convex portion is larger than the area of the distal end surface of the side wall portions. In the stator according to
[0019]
According to a sixth or twelfth aspect of the present invention, in the second or eighth aspect, the width of the base of the side wall portion is from 1 / to の of the width of the recess, and the height of the gap is from 1/100 of the width of the recess. 1/10.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
<Rotating electric machine>
The rotating electric machine includes a motor, a generator and a motor / generator. Among them, for example, a synchronous motor flows an alternating current through a coil of a stator to form a rotating magnetic field, and attracts or repels a rotor as a fixed magnetic pole to rotate. Further, for example, a three-phase AC generator generates electric power in a coil of a stator by rotating magnetic flux of a rotor.
[0021]
Note that the motor / generator has both functions of a motor and a generator, and functions as a generator when the charge amount of the battery is small, charges the generated power to the power source, and when the engine driving power is insufficient. It functions as a motor and assists the driving force of the engine.
<Stator>
The stator includes a stator core and a stator coil. The stator core includes an annular yoke and a plurality of teeth circumferentially spaced on an inner or outer peripheral surface thereof. In the first invention, each tooth includes a main body tooth formed on the stator core and a mounting tooth separate from the stator core. On the other hand, in the second aspect, the holding portion is formed on the stator core, and the teeth separate from the stator core are held by the holding portion.
[0022]
In both the first invention and the second invention, a stator coil is housed in a slot defined by adjacent teeth and wound around using the teeth. For example, in the case of a three-phase AC generator, three stator coils are wound.
<Main body teeth, holding part>
The main body tooth portion in the first invention, that is, the holding portion in the second invention, includes a pair of side wall portions and a concave portion formed between both side wall portions. The pair of side walls protrude inward from the inner peripheral surface of the yoke or outward from the outer peripheral surface, are circumferentially spaced, and have a symmetrical shape. The cross-sectional shape is an elongated rectangular shape, and the width may be uniform over the entire height, or may increase gradually toward the root. Further, the temperature may gradually decrease to the vicinity of the center toward the root, and then gradually increase. The thickness (axial dimension of the stator core) is the same as the thickness of the yoke.
[0023]
The distance between the side wall portions, that is, the width of the concave portion is determined by the shape of the inner side surface of the side wall portion, and may be uniform over the entire depth, or may gradually decrease as the depth increases. Alternatively, the temperature may gradually increase to near the center in the depth direction, and then gradually decrease. The depth of the recess is determined by the height of the side wall.
<Mounting teeth, teeth>
The attachment tooth portion in the first invention, that is, the tooth in the second invention, includes a base portion and a protruding portion protruding from the base portion, and can have a T-shaped cross section. The base has a rectangular shape curved outward or inward and faces the rotor, and one side (circumferential side) corresponds to the pitch of the slot, and the other side corresponds to the thickness of the yoke. The base can have a central portion, a pair of opposing portions located on both outer sides thereof and facing the side wall portion, and a projecting portion located on both outer sides and projecting to the opening of the slot.
[0024]
The projection protrudes from the center of the base in a direction opposite to the direction of curvature of the base. The height of the convex portion is lower than the height of the side wall portion, and the width and length correspond to those of the concave portion of the main body tooth portion or the holding portion. Thus, the width may be uniform, but may decrease gradually toward the tip or may increase gradually to near the center and then decrease.
[0025]
When the mounting tooth portion or the tooth is fitted to the main body tooth portion or the holding portion, the opposing surface of the opposing portion of the base portion can abut on the distal end surface of the side wall portion. Therefore, the projecting portions on both outer sides of the facing portion are less likely to be deformed inward in the radial direction, and the length thereof can be shortened.
<Gap>
The gap is formed between the bottom surface of the concave portion of the main body tooth portion or the holding portion and the tip end surface of the mounting tooth portion or the convex portion of the tooth. The bottom surface of the recess may be a flat surface extending in the width direction of the side wall portion, an inclined surface forming a predetermined angle with the width direction of the side wall portion, a concave conical surface, or a part of a spherical surface. On the other hand, the tip surface of the projection may be a flat surface extending in the width direction of the projection, an inclined surface forming a predetermined angle with the width direction, a conical surface, or a part of a spherical surface. Various shapes of gaps are defined by the combination of the bottom surface of each shape of the concave portion and the tip surface of each shape of the convex portion.
[0026]
For example, when both the bottom surface of the concave portion and the tip surface of the convex portion are flat surfaces, the height of the gap is uniform over the entire width of the concave portion and the convex portion. In order to form such a gap, a plus tolerance may be provided for the height of the side wall portion and / or a minus tolerance may be provided for the height of the convex portion. If a tolerance is provided for the side wall portion and the convex portion, both processes are facilitated.
[0027]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this embodiment, the rotating electric machine is a three-phase AC generator, and the teeth are composed of main body teeth and mounting teeth.
<Example>
(Constitution)
In FIG. 1, the generator includes a rotor 10, a
[0028]
On the other hand, the
[0029]
The
[0030]
A recess 30 is formed between the pair of
[0031]
A
[0032]
The
[0033]
The width and length of the protrusion 45 correspond to those of the recess 30 of the main body tooth 25. The
[0034]
When the
(Effect)
During operation of the three-phase alternator, magnetic flux from the N-
[0035]
According to this embodiment, the following effects can be obtained. First, the machining of the
[0036]
Secondly, the fitting of the projection 45 of the mounting
[0037]
Third, rattling of the mounting
<Modification>
Hereinafter, a modified example of the gap between the bottom surface of the concave portion 30 and the distal end surface of the convex portion 45 will be described. Here, in any of the modified examples, the shape of the distal end face of the convex portion in the above embodiment is modified.
{Circle around (1)} First Modification As shown in FIG. 3A, in the first modification, the
{Circle around (2)} Second Modification As shown in FIG. 3 (b), in the second modification, the
{Circle around (3)} Third Modification As shown in FIG. 3C, in the third modification, the
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, a gap is provided between the bottom surface of the concave portion of the main body tooth portion and the tip end surface of the convex portion of the mounting tooth portion. Therefore, the height of the side wall and the height of the projection can be loosely controlled, and the processing cost can be reduced. In addition, when the mounting tooth portion is fitted to the main body tooth portion, the gap serves as a relief portion of the deformable convex portion, and the insertion of the mounting tooth portion becomes easy. Furthermore, since the opposing surface of the base portion is in contact with the distal end surface of the side wall portion, fluttering of the projecting portion and rattling of the mounting teeth are prevented.
[0039]
On the other hand, according to the stator of the rotary electric machine of the second aspect of the present invention, since a gap is provided between the bottom surface of the concave portion of the holding portion and the tip end surface of the convex portion of the teeth, the side wall portion and the convex portion are formed. Height control can be loosened, and processing costs can be reduced. Further, when the teeth are fitted to the holding portions, the gaps serve as relief portions for the deformed convex portions, and the fitting of the teeth becomes easy.
[0040]
According to the second and eighth aspects of the present invention, there is no gap between the tip surface of the convex portion having a large area and the bottom surface of the concave portion, so that the magnetic resistance does not increase in this portion. According to the stator of the third and ninth aspects, when the mounting tooth portion or the tooth is fitted to the main body tooth portion or the holding portion, deformation is allowed along the entire circumference of the projection.
[0041]
According to the fourth and tenth aspects of the present invention, since the area of the distal end surface of the convex portion is large and the gap is large, large deformation of the convex portion is allowed, and fitting of the mounting tooth portion or the tooth to the main body tooth portion or the holding portion can be performed. It will be easier. According to the stator of the fifth and eleventh aspects, the mounting teeth or the teeth are firmly fitted and held by the main body teeth or the holding parts.
[0042]
According to the stator of the sixth and twelfth aspects, the deformation of the projection is allowed without increasing the width and height of the teeth, and the fitting of the mounting teeth or the teeth to the main body teeth or the holding part is facilitated. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a stator core of a rotating electric machine according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG.
FIGS. 3A, 3B, and 3C are cross-sectional views of main parts showing first, second, and third modified examples of a gap, respectively.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of a conventional stator core.
[Explanation of symbols]
10: rotor 20: stator 22: stator core 23: yoke 24: teeth 25: body teeth 27: side wall 30:
Claims (12)
各該スロット内に収納されたステータコイルと、から成り、
各該本体歯部の凹部の底面と該取付歯部の凸部の先端面との間に隙間が形成されていることを特徴とする回転電機のステータ。A stator core comprising: an annular yoke; and a plurality of teeth circumferentially spaced around a circumferential surface of the yoke to form a magnetic flux path and partition a plurality of slots, each of the teeth facing a rotor. A main body tooth portion including a pair of side walls protruding and circumferentially spaced apart from each other and a concave portion defined by the side wall portions; a base facing the rotor and projecting into an opening of the slot; A stator core including a mounting tooth portion having a protrusion protruding to the side and inserted into the recess,
And a stator coil housed in each of the slots.
A stator for a rotating electrical machine, wherein a gap is formed between a bottom surface of a concave portion of each main body tooth portion and a tip end surface of a convex portion of the mounting tooth portion.
各該スロット内に収納されたステータコイルと、から成り、
各該保持部の該凹部の底面と該ティースの凸部の先端面との間に隙間が形成されていることを特徴とする回転電機のステータ。A stator core comprising: an annular yoke; and a plurality of teeth circumferentially spaced on a circumferential surface of the yoke to form a magnetic flux path and define a plurality of slots, the yoke projecting toward the rotor. It has a pair of side walls spaced apart in the circumferential direction and a holding portion including a concave portion defined by the side walls, and the teeth are opposed to the rotor and extend from the base protruding from the opening of the slot. A stator core including a protrusion protruding to the opposite rotor side and inserted into the recess;
And a stator coil housed in each of the slots.
A stator for a rotating electrical machine, wherein a gap is formed between a bottom surface of the concave portion of each of the holding portions and a tip end surface of the convex portion of the tooth.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002216806A JP2004064827A (en) | 2002-07-25 | 2002-07-25 | Stator for rotary electric machine |
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JP2002216806A JP2004064827A (en) | 2002-07-25 | 2002-07-25 | Stator for rotary electric machine |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006204052A (en) * | 2005-01-24 | 2006-08-03 | Nsk Ltd | Motor |
JP2008295177A (en) * | 2007-05-24 | 2008-12-04 | Panasonic Corp | Manufacturing method of laminated core, laminated core, and edgewise pressure generation mechanism |
-
2002
- 2002-07-25 JP JP2002216806A patent/JP2004064827A/en active Pending
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