JP2005012861A - ステータ - Google Patents

Abstract

【課題】前記絶縁部材の肉厚を抑制しつつ前記コイルからの放熱性を高めることで、信頼性を向上することができるステータを提供する。
【解決手段】周方向に間隔を置いて配置された複数の磁極ティース３Ａを有する円環状のステータコア１と、該ステータコア１の各磁極ティース３Ａにそれぞれ巻き付けられたコイル５と、該コイル５と各磁極ティース３Ａとの間に配置された筒状の絶縁部材６とを備える。前記絶縁部材６に設けた一乃至複数の穴１１に樹脂１５が充填されている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁極ティースとコイルの間に絶縁部材を備えるステータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のステータとしては、複数のステータ片をリング状に配列して、これをステータ保持リングに圧入することで構成するものが知られている。また、リング状に配列されたステータ片から径方向に突出する略直方体状の磁極ティースと、これに巻装されるコイルとの間に、ボビン型のインシュレータ（絶縁部材）を備えて、前記磁極ティースとコイルとの絶縁を図るものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２５１８７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、発電時や駆動時等、コイルに電流が流れる際には発熱を伴うため、前記絶縁部材を介してコイルから磁極ティースに放熱させることが望ましい。
しかしながら、上述した従来の技術では、スペース増加を抑制する等のため、前記絶縁部材は前記磁極ティースの外形と略同一の直方体状に形成されているので、前記絶縁部材と前記コイルとの間に隙間が生じてしまうと、前記コイルから前記磁極ティースへの伝熱性が損なわれてしまうという問題がある。また、前記磁極ティースへの伝熱性を高めるために、前記絶縁部材の前記コイルと対向する面を膨出せることも考えられるが、この場合には絶縁部材の肉厚やコイルエンドが増大してしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、前記絶縁部材の肉厚を抑制しつつ前記コイルからの放熱性を高めることで、信頼性を向上することができるステータを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、周方向に間隔を置いて配置された複数の磁極ティース（例えば、実施の形態における磁極ティース３Ａ）を有する円環状のステータコア（例えば、実施の形態におけるステータコア１）と、該ステータコアの各磁極ティースにそれぞれ巻き付けられたコイル（例えば、実施の形態における固定子巻線５）と、該コイルと各磁極ティースとの間に配置された筒状の絶縁部材（例えば、実施の形態における絶縁部材６）とを備え、前記絶縁部材に一乃至複数の穴（例えば、実施の形態における穴１１）を設けて、該穴に樹脂（例えば、実施の形態における樹脂１５）が充填されていることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、前記コイルと前記絶縁部材とを前記樹脂により接触させることができるため、前記コイルから前記樹脂を介して前記絶縁部材に熱を伝達することができ、前記コイルからの放熱性を高めることができる。また、前記コイルと前記磁極ティースとの間に前記絶縁部材が配置された状態で、前記絶縁部材の穴から前記樹脂を充填することができるので、前記絶縁部材の肉厚を最小限度の厚さに保持できるとともに、コイルエンドの高さを低く抑えることができるので、占積率を高く維持させることができる。
【０００８】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載のものであって、前記磁極ティースの側面と前記絶縁部材との隙間に前記穴から樹脂を充填してなることを特徴とする。
この発明によれば、前記コイルの熱を前記樹脂から前記磁極ティースに直接伝達できるため、前記コイルからの放熱性をさらに高めることができる。
【０００９】
請求項３に記載した発明は、請求項１または請求項２に記載のものであって、前記絶縁部材の前記磁極ティース側面を覆う部位（例えば、実施の形態における本体部８）における角部（例えば、実施の形態における角部１２）を除く中途部（例えば、実施の形態における中途部１３）に前記穴を設けることを特徴とする。
この発明によれば、前記絶縁部材において、前記角部には前記穴を設けずに前記コイルと前記磁極ティースとの角部での接触を防止するとともに、前記コイルと前記磁極ティースとの間隔を確保できる前記中途部に前記穴を設けて前記樹脂を充填することで、前記コイルと前記磁極ティースとの絶縁を確保しつつ、放熱性を高めることができる。
【００１０】
請求項４に記載した発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載のものであって、前記磁極ティースの径方向先端には周方向に突出する突出部（例えば、実施の形態における係止部４）を備え、前記絶縁部材は前記突出部に沿って延出する延出部（例えば、実施の形態におけるティース側延出部９）を有し、該延出部から前記中途部に跨るように前記穴を設けることを特徴とする。
この発明によれば、前記絶縁部材が前記磁極ティースの突出部により係止されるため、前記絶縁部材の径方向への移動を規制することができるとともに、前記穴に前記樹脂を前記延出部側から充填させることができるため、前記樹脂の充填処理を簡便化することができる。
【００１１】
また、請求項５に記載した発明は、前記磁極ティースの背面側にヨーク部を備え、前記絶縁部材は前記ヨーク部の内周面に沿って延出するヨーク側延出部（例えば、実施の形態におけるヨーク側延出部１０）を有し、該ヨーク側延出部から前記中途部に跨るように前記穴を設けることを特徴とする。
この発明によれば、前記ヨーク部と前記コイルとを前記絶縁部材のヨーク側延出部により絶縁することができるとともに、前記穴に前記樹脂をヨーク側延出部から充填することにより、前記コイルのヨーク側における放熱性をさらに高めることが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態におけるステータを図面と共に説明する。図１は本発明の実施の形態におけるステータコアの平面図である。同図に示したように、ステータコア１は、ステータ片２を周方向に複数配列することにより、円環状に構成されている。各ステータ片２には、ステータコア１の半径方向内方に向けて突出する複数の磁極ティース３Ａと、ステータコア１の周方向に延出するヨーク部３Ｂとを形成され、この磁極ティース３Ａには固定子巻線（コイル）５（図５参照）が巻装される。
【００１３】
また、磁極ティース３Ａの内周側の端部に周方向外側に突出する係止部４が設けられ、後述する固定子巻線５が径方向内方へ抜け落ちることを防止している。前記ステータ片２は、珪素鋼板等の方向性を有する電磁鋼板が積層されてなり、例えば磁極ティース３Ａは磁化容易方向がステータコア１の径方向に設定され、ヨーク部３Ｂは磁化容易方向がステータコア１の周方向に設定されている。
【００１４】
また、前記円環状に配列された磁極ティース３Ａの側面には、銅などの導電性線材からなる固定子巻線５が巻装される。本実施の形態においては、各磁極ティース３Ａ毎に固定子巻線５が集中巻で巻装される。
図２は図１に示すステータコアの要部拡大図である。同図に示すように、前記固定子巻線５と各磁極ティース３Ａとの間には、筒状の絶縁部材６が配置される。本実施形態では、絶縁部材６として２つの絶縁ピース片７，７を組み合わせて筒状に構成している。
【００１５】
図３は絶縁部材６を構成する一方の絶縁ピース片７を示す斜視図である。同図に示すように、絶縁ピース片７は、磁極ティース３Ａ側面を覆う断面略コ字状の本体部８と、該本体部８の両端からそれぞれ張り出したティース側延出部９とヨーク側延出部１０とを備えている。ティース側延出部９は磁極ティース３Ａの係止部４に沿って延出する部位であり、ヨーク側延出部１０は３の内周面に沿って延出する部位である。
【００１６】
また、前記絶縁ピース片７には、複数の穴１１が形成されている。前記穴１１は、ティース側延出部９から中途部１３に、ヨーク側延出部１０から中途部１３に、それぞれ跨るように形成されている。ここで、中途部１３とは、前記本体部８における角部１２を除く部位である。
また、絶縁部材６を構成するもう一方の絶縁ピース片７は、図３に示したものと略対称な形状である（図４参照）。
【００１７】
このように形成した一対の絶縁ピース片７、７を、円環状に配列した磁極ティース３Ａに装着していく。図４はステータコア１を形成する磁極ティース３Ａに絶縁ピース片７，７を装着する工程を示す説明図である。図４や図１に示すように、ステータコア１の軸方向両側から、一対の絶縁ピース片７，７を互いに対向させて、各磁極ティース３Ａにそれぞれ挟み込むようにして装着していく。これにより、磁極ティース３Ａの側面は絶縁ピース片７の本体部８に、ヨーク部３Ｂの内周面は絶縁ピース片７のヨーク側延出部１０に、磁極ティース３Ａの係止部４は絶縁ピース片７のティース側延出部９に、それぞれ覆われる。
【００１８】
そして、この状態で各磁極ティース３Ａの側面に固定子巻線５が集中巻で巻装されるため、絶縁部材６の本体部８、ティース側延出部９、ヨーク側延出部１０により、固定子巻線５と磁極ティース３Ａ側面、係止部４、ヨーク部３Ｂ内周面とが絶縁される。
【００１９】
上述したように、絶縁部材６を構成する絶縁ピース片７、７には複数の穴１１を設けているが、前記固定子巻線５が係止される角部１２には穴１１を形成していないので、固定子巻線５と磁極ティース３Ａとの絶縁を確保することができる。また、絶縁部材６の厚さは必要最小限度に抑えられているので、固定子巻線５のコイルエンドを低く抑えて、占積率を高めることができる。
【００２０】
そして、各絶縁部材６の穴１１に樹脂１５をノズル１４から注入する。図５は磁極ティース３Ａに装着した絶縁部材６の穴１１に樹脂１５を充填する工程を示す説明図である。絶縁部材６の穴１１は、ティース側延出部９から中途部１３に、ヨーク側延出部１０から中途部１３に跨るようにそれぞれ設けられているので、固定子巻線５が巻装された状態でも、ティース側延出部９、ヨーク側延出部１０から穴１１に樹脂１５を容易に注入することができる。
【００２１】
そして、前記ノズル１４により前記穴１１に樹脂１５を充填することで、前記固定子巻線５と前記絶縁部材６とを前記樹脂１５により接触させることができる。このため、前記固定子巻線５から前記樹脂１５を介して前記絶縁部材６に熱を伝達することができ、前記固定子巻線５からの放熱性を高めることができる。
また、前記樹脂１５を磁極ティース３Ａの側面と前記絶縁部材６との隙間に充填すると、固定子巻線５の熱を前記樹脂１５から前記磁極ティース３Ａに直接伝達できるため、前記固定子巻線５からの放熱性をさらに高めることができる。
【００２２】
以上、本発明のステータを実施の形態に基づいて説明したが、本発明の適用対象は実施の形態のみに限られないことはもちろんである。例えば、絶縁部材６を略対称の一対の絶縁ピース片７、７により構成したが、両者を一体化させたものを用いてもよく、対称形状に構成しなくてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載した発明によれば、前記絶縁部材の肉厚を抑制しつつ前記コイルからの放熱性を高めることで、信頼性を向上することができる。
【００２４】
請求項２に記載した発明によれば、前記コイルの熱を前記樹脂から前記磁極ティースに直接伝達できるため、前記コイルからの放熱性をさらに高めることができる。
請求項３に記載した発明によれば、前記コイルと前記磁極ティースとの絶縁を確保しつつ、放熱性を高めることができる。
【００２５】
請求項４に記載した発明によれば、前記絶縁部材の径方向への移動を規制することができるとともに、前記樹脂の充填処理を簡便化することができる。
請求項５に記載した発明によれば、前記ヨーク部と前記コイルとを絶縁することができるとともに、前記コイルのヨーク側における放熱性をさらに高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるステータコアの平面図である。
【図２】図１に示すステータコアの要部拡大図である。
【図３】絶縁部材を構成する一方の絶縁ピース片を示す斜視図である。
【図４】ステータコアのティース鉄心に絶縁ピース片を装着する工程を示す説明図である。
【図５】ティース鉄心に装着した絶縁部材の穴に樹脂を充填する工程を示す説明図である。
【符号の説明】
１ ステータコア
３Ａ 磁極ティース
３Ｂ ヨーク部
４ 係止部（突出部）
５ 固定子巻線（コイル）
６ 絶縁部材
７ 絶縁ピース片
８ 本体部
９ ティース側延出部
１０ ヨーク側延出部
１１ 穴
１２ 角部
１３ 中途部
１５ 樹脂

Claims (5)

1. 周方向に間隔を置いて配置された複数の磁極ティースを有する円環状のステータコアと、該ステータコアの各磁極ティースにそれぞれ巻き付けられたコイルと、該コイルと各磁極ティースとの間に配置された筒状の絶縁部材とを備え、前記絶縁部材に一乃至複数の穴を設けて、該穴に樹脂が充填されていることを特徴とするステータ。
2. 前記磁極ティースの側面と前記絶縁部材との隙間に前記樹脂を前記穴から充填してなることを特徴とする請求項１に記載のステータ。
3. 前記絶縁部材の前記磁極ティース側面を覆う部位における角部を除く中途部に前記穴を設けることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のステータ。
4. 前記磁極ティースはその径方向先端に周方向に突出する突出部を備え、前記絶縁部材は前記突出部に沿って延出する延出部を有し、該延出部から前記中途部に跨るように前記穴を設けることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のステータ。
5. 前記磁極ティースはその背面側にヨーク部を備え、前記絶縁部材は前記ヨーク部の内周面に沿って延出するヨーク側延出部を有し、該ヨーク側延出部から前記中途部に跨るように前記穴を設けることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のステータ。

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