JP2006280066A - Stator and rotary electric machine - Google Patents

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Eisuke Hoshina
栄介 保科
Toshiya Yamaguchi
登士也 山口
Kenji Harada
健司 原田
Yasuhiro Endo
康浩 遠藤
Kazutaka Tatematsu
和高 立松
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stator in which the yield and magnetic characteristics are enhanced, and to provide a rotary electric machine equipped with that stator. <P>SOLUTION: The stator 100 comprises a teeth portion 110 composed of a dust core 130, and a yoke portion 120 provided radially outside of the teeth portion 110 wherein the yoke portion 120 has electromagnetic steel plates 140 wound continuously on the outer circumference of the dust core 130 and laminated in the axial direction (DR1 direction) of the stator 100. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ステータおよび回転電機に関し、特に、圧粉磁心と電磁鋼板とを用いて作製されるステータおよび該ステータを備える回転電機に関する。   The present invention relates to a stator and a rotating electrical machine, and more particularly, to a stator manufactured using a dust core and an electromagnetic steel sheet, and a rotating electrical machine including the stator.

鉄板製のコアと粉体製のコアとを組合わせて形成したステータが従来から知られている。   Conventionally, a stator formed by combining an iron plate core and a powder core is known.

たとえば、特開2004−201483号公報においては、ステータコアのうち軸方向の両端部に1対の粉体製のコアを配設し、それらの間に鋼板を積層してなる鋼板製のコアを挟んで構成したステータが開示されている。   For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-201483, a pair of powder cores is disposed at both axial end portions of a stator core, and a steel plate core formed by laminating steel plates is sandwiched between them. The stator comprised by this is disclosed.

また、特開2003−143781号公報においては、積層鋼板によりティース部を構成し、その外周を磁性粉の圧縮成形体で固定したステータが開示されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-143781 discloses a stator in which a tooth portion is formed of laminated steel plates and the outer periphery thereof is fixed with a magnetic powder compression molding.

また、ティース部を周方向に分割して形成したステータが従来から知られている。このようなステータは、たとえば、2003−244873号公報、特開2000−278891号公報、特表2002−544753号公報などに記載されている。   A stator formed by dividing a tooth portion in the circumferential direction has been conventionally known. Such a stator is described in, for example, Japanese Patent Application Publication No. 2003-244873, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-278891, Japanese Patent Application Publication No. 2002-544753.

また、ステータコアの軸方向端面の一部を凹ませたり軸方向に突出させたりしたステータが従来から知られている。このようなステータは、たとえば、特開2004−40948号公報、特開2002−95191号公報、特開2003−32924号公報、特開2001−25183号公報などに記載されている。
特開2004−201483号公報 特開2003−143781号公報 特開2003−244873号公報 特開2000−278891号公報 特表2002−544753号公報 特開2004−40948号公報 特開2002−95191号公報 特開2003−32924号公報 特開2001−25183号公報
A stator in which a part of the axial end surface of the stator core is recessed or protruded in the axial direction is conventionally known. Such a stator is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2004-40948, 2002-95191, 2003-32924, and 2001-25183.
JP 2004-201483 A JP 2003-143781 A JP 2003-244873 A JP 2000-278891 A Japanese translation of PCT publication No. 2002-544753 JP 2004-40948 A JP 2002-95191 A Japanese Patent Laid-Open No. 2003-32924 JP 2001-25183 A

比較的複雑な形状を有するティース部を積層鋼板により形成することで、歩留まりが低下する場合がある。   A yield may fall by forming the teeth part which has a comparatively complicated shape with a laminated steel plate.

これに対し、たとえば、特開2003−244873号公報においては、ステータのティース部を磁性鉄粉成形体で構成し、ヨーク部の最外周部に電磁鋼板を巻き付けることが開示されているが、ここでの鋼板の巻き付けは「補強」のために行なわれるものであり、ステータの磁気特性を向上させるために、磁性鉄粉成形体の外周上に鋼板を連続的に巻き付けて積層する思想は開示されていない。   On the other hand, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-244873 discloses that the teeth portion of the stator is formed of a magnetic iron powder molded body and the magnetic steel sheet is wound around the outermost peripheral portion of the yoke portion. In order to improve the magnetic properties of the stator, the idea of continuously winding and laminating steel sheets on the outer periphery of a magnetic iron powder compact is disclosed. Not.

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、歩留まりおよび磁気特性を向上させたステータおよび該ステータを備えた回転電機を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a stator with improved yield and magnetic characteristics, and a rotating electrical machine including the stator.

本発明に係るステータは、圧粉磁心により構成されたティース部と、ティース部の径方向外方に設けられるヨーク部とを備え、ヨーク部は、圧粉磁心の外周上に連続的に巻き付けられて積層された積層鋼板部を有する。   A stator according to the present invention includes a tooth portion formed of a powder magnetic core and a yoke portion provided radially outward of the tooth portion, and the yoke portion is continuously wound around the outer periphery of the powder magnetic core. And a laminated steel plate part laminated.

上記構成によれば、ティース部を圧粉磁心で構成することで歩留まりを向上させ、圧粉磁心の外周上に鋼板を連続的に巻き付けて積層することで、ステータの磁気特性を向上させることができる。   According to the above configuration, it is possible to improve the yield by configuring the teeth portion with a powder magnetic core, and improve the magnetic characteristics of the stator by continuously winding and laminating steel plates on the outer periphery of the powder magnetic core. it can.

ここで、「圧粉磁心の外周上に鋼板を連続的に巻き付けて積層する」とは、圧粉磁心の外周を少なくとも1周するように切れ目なく巻き付けることにより該鋼板を積層させることを意味する。また、「圧粉磁心の外周上に鋼板を巻き付ける」とは、「鋼板を巻回した後に該鋼板の内周に圧粉磁心を組付ける」場合を含む。   Here, “continuously winding and laminating a steel sheet on the outer periphery of the dust core” means that the steel sheet is laminated by winding the outer periphery of the dust core so as to make at least one round. . Further, “winding a steel plate on the outer periphery of the dust core” includes a case of “assembling the dust core on the inner periphery of the steel plate after winding the steel plate”.

上記ステータにおいて、圧粉磁心は、ティース部を構成する第1部分と、第1部分の外周上に設けられ、該第1部分の軸方向端面よりもステータの軸方向に突出する第2部分とを有し、積層鋼板部は、第2部分の軸方向端部にまで達するように圧粉磁心に巻き付けられて形成されることが好ましい。   In the stator, the dust core includes a first portion constituting the teeth portion, a second portion provided on the outer periphery of the first portion, and projecting in the axial direction of the stator from the axial end surface of the first portion; The laminated steel plate part is preferably formed by being wound around a dust core so as to reach the axial end of the second part.

圧粉磁心の外周部をその軸方向端面から軸方向に突出させ、かつ、該突出部の端部(先端)にまで達するように積層鋼板を巻付けることで、コイルエンド近傍のデッドスペースを利用して磁路の有効断面積を確保することができる。また、圧粉磁心の形状は金型の形状を変化させることで容易に調整することができる。したがって、上記構成によれば、外径が縮小された、すなわち小型化されたステータを容易に得ることができる。   Use the dead space near the coil end by winding the laminated steel sheet so that the outer periphery of the dust core protrudes axially from the axial end face and reaches the end (tip) of the protruding part. Thus, the effective cross-sectional area of the magnetic path can be ensured. Further, the shape of the dust core can be easily adjusted by changing the shape of the mold. Therefore, according to the above configuration, it is possible to easily obtain a stator having a reduced outer diameter, that is, a downsized stator.

本発明に係る回転電機は、上述したステータを備える。これにより、歩留まりおよび磁気特性に優れた回転電機が提供される。   A rotating electrical machine according to the present invention includes the above-described stator. Thereby, the rotating electrical machine excellent in yield and magnetic characteristics is provided.

本発明によれば、ステータの歩留まりおよび磁気特性を向上させることができる。   According to the present invention, the yield and magnetic properties of the stator can be improved.

以下に、本発明に基づくステータおよび回転電機の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。   Embodiments of a stator and a rotating electrical machine based on the present invention will be described below. Note that the same or corresponding portions are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may not be repeated.

図1は、後述する実施の形態1〜3に係る回転電機を示した軸方向断面図である。図1を参照して、回転電機1は、リング状のステータ100と、ステータ100の径方向内方で回転自在に固定されたロータ200とを備える。なお、以下の説明では、図1におけるDR1方向を「ステータの軸方向」と称し、図1におけるDR2方向を「ステータの周方向」と称する場合がある。   FIG. 1 is an axial cross-sectional view showing a rotating electrical machine according to Embodiments 1 to 3 described later. Referring to FIG. 1, rotating electric machine 1 includes a ring-shaped stator 100 and a rotor 200 that is rotatably fixed inward in the radial direction of stator 100. In the following description, the DR1 direction in FIG. 1 may be referred to as “stator axial direction”, and the DR2 direction in FIG. 1 may be referred to as “stator circumferential direction”.

ステータ100およびロータ200は、ハウジング(図1においては図示せず)内に形成されている。ステータ100は、ティース部110およびヨーク部120を有する。ティース部110には、コイル(図1においては図示せず)が巻回される。ロータ200は、ステータの周方向(DR2方向)に回転する。   Stator 100 and rotor 200 are formed in a housing (not shown in FIG. 1). Stator 100 has teeth portion 110 and yoke portion 120. A coil (not shown in FIG. 1) is wound around the tooth portion 110. The rotor 200 rotates in the circumferential direction of the stator (DR2 direction).

(実施の形態1)
図2は、実施の形態1に係る回転電機に含まれるステータ100を示した軸方向断面図である。また、図3は、図2に示されるステータ100を矢印IIIの方向から見た側断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 2 is an axial sectional view showing the stator 100 included in the rotating electrical machine according to the first embodiment. FIG. 3 is a side sectional view of the stator 100 shown in FIG. 2 as viewed from the direction of arrow III.

図2,図3を参照して、本実施の形態に係るステータ100は、鉄などの磁性粉末を含む粉体を成形した圧粉磁心から構成される圧粉コア130と、圧粉コア130の外周に巻き付けられた電磁鋼板140とを有する。圧粉コア130は、主にステータ100のティース部110を構成し、電磁鋼板140は、ステータ100のヨーク部120の一部を構成する。   Referring to FIGS. 2 and 3, stator 100 according to the present embodiment includes a dust core 130 composed of a dust core formed by molding a powder containing magnetic powder such as iron, and a dust core 130. And a magnetic steel sheet 140 wound around the outer periphery. The dust core 130 mainly constitutes the tooth portion 110 of the stator 100, and the electromagnetic steel plate 140 constitutes a part of the yoke portion 120 of the stator 100.

圧粉コア130は、周方向に分割されて形成されている。これにより、たとえば集中巻コイルが組付けやすくなる。分割された圧粉コア130が組み合わされ、その外周に電磁鋼板140が巻き付けられることでステータコアが形成される。   The powder core 130 is divided and formed in the circumferential direction. Thereby, for example, the concentrated winding coil can be easily assembled. The divided powder cores 130 are combined, and the magnetic steel sheet 140 is wound around the outer periphery thereof to form a stator core.

電磁鋼板140は、軟磁性材料の薄板である帯状の電磁鋼板(たとえば幅:2〜5mm程度、厚み:0.2〜0.35mm程度)からなり、圧粉コア130の外周面に沿って螺旋状に巻き付けられる。これにより、電磁鋼板140は、ステータ100の軸方向(矢印DR1方向)に積層される。そして、電磁鋼板140は、ステータ100の周方向(矢印DR2方向)に分割された圧粉コア130を締結する。   The electromagnetic steel sheet 140 is made of a strip-shaped electromagnetic steel sheet (for example, width: about 2 to 5 mm, thickness: about 0.2 to 0.35 mm) that is a thin plate of soft magnetic material, and spirals along the outer peripheral surface of the dust core 130. It is wound into a shape. Thereby, the electromagnetic steel sheet 140 is laminated | stacked on the axial direction (arrow DR1 direction) of the stator 100. FIG. And the electromagnetic steel plate 140 fastens the powder core 130 divided | segmented into the circumferential direction (arrow DR2 direction) of the stator 100. FIG.

次に、本実施の形態に係るステータ100の製造プロセスについて説明する。   Next, a manufacturing process of the stator 100 according to the present embodiment will be described.

まず、圧粉コア130を構成する原料粉末を用意する。原料粉末としては、たとえば、純鉄(Fe)およびFe−Siのアトマイズ粉末にシリコン系樹脂を0.3wt%程度混合し、攪拌、乾燥させたものが使用可能である。   First, the raw material powder which comprises the compacting core 130 is prepared. As the raw material powder, for example, pure iron (Fe) and Fe—Si atomized powder mixed with about 0.3 wt% silicon resin, stirred and dried can be used.

次に、所定の面圧(たとえば1176MPa程度)で粉末成形を行なう。成形の手法としては、たとえば、金型潤滑成形法と温間成形法とを組合わせた方法を用いることができる。次に、成形体に熱処理(たとえば、750℃×30min,N雰囲気中)が施される(焼結工程)。以上の工程により、ステータの周方向に分割された分割コアとしての圧粉コア130が形成される。 Next, powder molding is performed at a predetermined surface pressure (for example, about 1176 MPa). As a molding method, for example, a method in which a mold lubrication molding method and a warm molding method are combined can be used. Next, the molded body is subjected to heat treatment (for example, 750 ° C. × 30 min, in an N 2 atmosphere) (sintering step). By the above process, the dust core 130 as a divided core divided in the circumferential direction of the stator is formed.

さらに、上記分割コアの単体状態で、コイル組付けを行なう。ここでは、ティース部にコイル(集中巻コイル)を挿入する。   Further, the coil is assembled in a single state of the split core. Here, a coil (concentrated winding coil) is inserted into the tooth portion.

そして、分割コアを周方向(矢印DR2方向)に整列させて円筒コアを形成し、円筒コアの外周面に沿って電磁鋼板140を螺旋状に巻回する。これにより、分割コアが締結される。   And a division | segmentation core is aligned in the circumferential direction (arrow DR2 direction), a cylindrical core is formed, and the electromagnetic steel plate 140 is wound helically along the outer peripheral surface of a cylindrical core. Thereby, a split core is fastened.

なお、電磁鋼板140を螺旋状に巻回した後に、巻回された電磁鋼板140の内周に圧粉コア130を組付けてもよい。   In addition, after winding the electromagnetic steel plate 140 in a spiral shape, the dust core 130 may be assembled to the inner periphery of the wound electromagnetic steel plate 140.

上述したように、本実施の形態に係るステータ100は、圧粉磁心である圧粉コア130により構成されたティース部110と、ティース部110の径方向外方に設けられるヨーク部120とを備え、ヨーク部120は、圧粉コア130の外周上に連続的に巻き付けられて積層された電磁鋼板140を有する。なお、電磁鋼板140は、「積層鋼板部」を構成する。   As described above, the stator 100 according to the present embodiment includes the tooth portion 110 configured by the dust core 130 that is a dust core, and the yoke portion 120 provided radially outward of the teeth portion 110. The yoke portion 120 has a magnetic steel sheet 140 that is continuously wound around the outer periphery of the dust core 130 and stacked. The electromagnetic steel plate 140 constitutes a “laminated steel plate portion”.

ステータのティース部を電磁鋼板で構成した場合には、歩留まりが低下する場合がある。これに対し、ティース部110を圧粉磁心で構成することで歩留まりを向上させることができる。また、ステータ100においては、圧粉コア130の外周に電磁鋼板140を連続的に巻き付けることで、ステータ100の磁気特性を向上させることができる。典型的には、たとえば、電磁鋼板140として方向性電磁鋼板を用い、その磁化容易方向をステータ100の周方向に一致させながら圧粉コア130の外周に巻付けることで、ヨーク部120においてステータ100の周方向に磁束が流れやすくなる。また、上記とは異なる観点では、相対的に強度の高い電磁鋼板140を圧粉コア130の外周に配設することで、ステータ100の強度向上を図ることができる。   When the teeth portion of the stator is made of an electromagnetic steel plate, the yield may be reduced. On the other hand, a yield can be improved by comprising the teeth part 110 with a powder magnetic core. In the stator 100, the magnetic properties of the stator 100 can be improved by continuously winding the electromagnetic steel sheet 140 around the outer periphery of the dust core 130. Typically, for example, a directional electromagnetic steel sheet is used as the electromagnetic steel sheet 140 and is wound around the outer periphery of the dust core 130 with its easy magnetization direction coincident with the circumferential direction of the stator 100, so that the stator 100 in the yoke portion 120 is wound. The magnetic flux easily flows in the circumferential direction. Further, from a viewpoint different from the above, the strength of the stator 100 can be improved by disposing the relatively high strength electromagnetic steel sheet 140 on the outer periphery of the dust core 130.

図7は、本実施の形態に係るステータ100と比較されるステータ100Aを示した軸方向断面図である。また、図8は、図7に示されるステータ100Aを矢印VIIIの方向から見た側断面図である。   FIG. 7 is an axial cross-sectional view showing stator 100A compared with stator 100 according to the present embodiment. FIG. 8 is a side sectional view of the stator 100A shown in FIG. 7 as viewed from the direction of arrow VIII.

図7,図8を参照して、ティース部110Aおよびヨーク部120Aを有するステータ100Aにおいては、周方向に分割された圧粉コア130Aの外周上に非磁性リング140Aが取付けるられことにより、周方向に分割された圧粉コア130Aが締結されている。この非磁性リング140Aは、ステータ100Aの磁気特性の向上には寄与せず、また、ステータ100Aの小型化を阻害する。   7 and 8, in stator 100A having teeth portion 110A and yoke portion 120A, nonmagnetic ring 140A is attached on the outer periphery of dust core 130A divided in the circumferential direction, so that circumferential direction The compacted powder core 130A is fastened. The non-magnetic ring 140A does not contribute to the improvement of the magnetic characteristics of the stator 100A, and hinders the miniaturization of the stator 100A.

これに対し、ステータ100においては、分割コアである圧粉コア130の締結用リングとして、切れ目なく連続的に巻回された電磁鋼板140が用いられる。これにより、締結用リングを磁路として活用することができるので、ステータの磁気特性の向上および小型化を図ることができる。   On the other hand, in the stator 100, a magnetic steel sheet 140 wound continuously without a break is used as a fastening ring for the dust core 130, which is a split core. Thereby, since the fastening ring can be used as a magnetic path, the magnetic characteristics of the stator can be improved and the size can be reduced.

また、ステータ100においては、圧粉コア130の外周に電磁鋼板140が螺旋状に巻き付けられている。これにより、圧粉コア130の径方向外方において、電磁鋼板140がステータ100の軸方向に積層される。したがって、圧粉コア130から電磁鋼板140に磁束が流れる際の渦電流損が抑制される。   Further, in the stator 100, the electromagnetic steel sheet 140 is spirally wound around the outer periphery of the dust core 130. As a result, the electromagnetic steel sheets 140 are laminated in the axial direction of the stator 100 outside the powder core 130 in the radial direction. Therefore, the eddy current loss when the magnetic flux flows from the dust core 130 to the electromagnetic steel plate 140 is suppressed.

さらに、電磁鋼板140を螺旋状に巻回することで、リング状の電磁鋼板を積層する場合と比較して、歩留まりが向上する。   Furthermore, by winding the electromagnetic steel sheet 140 in a spiral shape, the yield is improved as compared with the case where the ring-shaped electromagnetic steel sheets are laminated.

本実施の形態においては、圧粉コア130が周方向に分割された分割コアとして形成される場合について主に説明したが、1つの変形例として、圧粉コア130は周方向に一体に形成されてもよい。この場合にも、圧粉コア130の周囲に電磁鋼板を巻回して積層させることで、ステータの磁気特性を向上させることができる。   In the present embodiment, the case where the powder core 130 is formed as a divided core divided in the circumferential direction has been mainly described. However, as one modification, the powder core 130 is integrally formed in the circumferential direction. May be. Also in this case, the magnetic properties of the stator can be improved by winding and laminating electromagnetic steel sheets around the dust core 130.

(実施の形態2)
図4は、実施の形態2に係る回転電機に含まれるステータ100を示した軸方向断面図である。図5は、図4に示されるステータを矢印Vの方向から見た側断面図である。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is an axial sectional view showing a stator 100 included in the rotating electrical machine according to the second embodiment. 5 is a side sectional view of the stator shown in FIG.

図4,図5を参照して、本実施の形態に係るステータ100は、実施の形態1に係るステータの変形例であって、圧粉磁心である圧粉コア130が、ティース部110を構成する第1部分1100と、第1部分1100の外周上に設けられ、第1部分1100の軸方向端面よりもステータ100の軸方向に突出する第2部分1200とを有することを特徴とする。なお、第2部分1200は、ステータ100のヨーク部120の一部を構成する。また、第1と第2部分1100,1200は、一体の圧粉磁心として形成される。   Referring to FIGS. 4 and 5, stator 100 according to the present embodiment is a modification of the stator according to embodiment 1, and dust core 130 that is a dust core constitutes tooth portion 110. The first portion 1100 is provided on the outer periphery of the first portion 1100, and the second portion 1200 protrudes in the axial direction of the stator 100 from the axial end surface of the first portion 1100. The second portion 1200 constitutes a part of the yoke portion 120 of the stator 100. The first and second portions 1100 and 1200 are formed as an integral dust core.

電磁鋼板140は、典型的には、図5に示すように、第2部分1200の一方の軸方向端部から他方の軸方向端部にまで達するように設けられる。電磁鋼板140は、実施の形態1と同様に、圧粉コア130の外周上に螺旋状に巻き付けられて形成される。そして、電磁鋼板140は、ステータ100のヨーク部120の一部を構成する。   As shown in FIG. 5, the electromagnetic steel sheet 140 is typically provided so as to reach from one axial end portion of the second portion 1200 to the other axial end portion. The electromagnetic steel sheet 140 is formed by being spirally wound around the outer periphery of the dust core 130 as in the first embodiment. The electromagnetic steel sheet 140 constitutes a part of the yoke part 120 of the stator 100.

なお、本実施の形態に係る回転電機においては、ロータ200の軸方向端面の位置が圧粉コア130の第1部分1100の軸方向端面の位置にほぼ一致する。すなわち、圧粉コア130の第2部分1200は、ロータ200の軸方向端面よりもステータ100の軸方向に突出している。   In the rotating electrical machine according to the present embodiment, the position of the axial end surface of rotor 200 substantially matches the position of the axial end surface of first portion 1100 of dust core 130. That is, the second portion 1200 of the dust core 130 protrudes in the axial direction of the stator 100 from the axial end surface of the rotor 200.

次に、本実施の形態に係るステータ100の製造プロセスについて説明する。   Next, a manufacturing process of the stator 100 according to the present embodiment will be described.

まず、圧粉コア130を構成する原料粉末を用意する。原料粉末としては、実施の形態1と同様のものが使用可能である。   First, the raw material powder which comprises the compacting core 130 is prepared. As the raw material powder, the same powder as in Embodiment 1 can be used.

次に、粉末成形および熱処理が行なわれる。本実施の形態においては、金型の形状を実施の形態1と異ならせる。すなわち、上述した第1と第2部分1100,1200の形状に対応した形状を有する金型を準備する。なお、粉末成形および熱処理の手法は、実施の形態1と同様である。これにより、ステータ100の径方向において段差を有する圧粉コア130が形成される。   Next, powder molding and heat treatment are performed. In the present embodiment, the shape of the mold is different from that of the first embodiment. That is, a mold having a shape corresponding to the shape of the first and second portions 1100 and 1200 described above is prepared. Note that the methods of powder molding and heat treatment are the same as those in the first embodiment. Thereby, the dust core 130 which has a level | step difference in the radial direction of the stator 100 is formed.

その後、コイルの組付けおよび分割コアの締結が行なわれる。コイル組付けおよびコア締結の手法については、実施の形態1と同様である。   Thereafter, the coil is assembled and the split core is fastened. The coil assembly and core fastening methods are the same as those in the first embodiment.

上述したように、圧粉コア130の第2部分1200と電磁鋼板140とからなるヨーク部120をステータ100の軸方向に突出させることで、磁路の有効断面積を増大させることができる。換言すると、同一出力の回転電機を形成するためのステータ外径を縮小することができる。そして、電磁鋼板140は、分割コアを締結するという機能を有する。   As described above, the effective cross-sectional area of the magnetic path can be increased by causing the yoke portion 120 formed of the second portion 1200 of the dust core 130 and the electromagnetic steel plate 140 to protrude in the axial direction of the stator 100. In other words, the outer diameter of the stator for forming a rotating electrical machine having the same output can be reduced. And the electromagnetic steel plate 140 has a function of fastening the split core.

ここで、第2部分1200の突出高さは、ティース部110の軸方向端面上におけるコイル150の高さ(または、コイル150の高さ以下)程度(たとえば5mm程度)であることが好ましい。これにより、従来はコイルエンド近傍のデッドスペースであった領域を有効に活用して、磁路の有効断面積を確保することができる。   Here, the protruding height of the second portion 1200 is preferably about the height of the coil 150 (or less than the height of the coil 150) on the axial end surface of the tooth portion 110 (for example, about 5 mm). Thereby, the effective cross-sectional area of the magnetic path can be ensured by effectively utilizing the area that has conventionally been a dead space near the coil end.

なお、図4に示されるような形状を有する圧粉コア130は、金型を変形させることで容易に作製することができる。   Note that the dust core 130 having a shape as shown in FIG. 4 can be easily manufactured by deforming the mold.

図9は、本実施の形態に係るステータ100と比較されるステータ100Bを示した軸方向断面図である。また、図10は、図9に示されるステータ100Bを矢印Xの方向から見た側断面図である。   FIG. 9 is an axial sectional view showing a stator 100B compared with the stator 100 according to the present embodiment. FIG. 10 is a side sectional view of the stator 100B shown in FIG.

図9,図10を参照して、ティース部110Bおよびヨーク部120Bを有するステータ100Bにおいては、電磁鋼板を積層した鋼板コア130Bをステータコアとして用いている。この場合、ヨーク部120Bを軸方向に突出させる段付き構造を形成するためには、別段の工程を設ける必要がある。また、鋼板コア130Bにおけるヨーク部120Bを軸方向に突出させたとしても、該コア内を流れる磁束は必ずしも十分に突出部の先端にまで伝達されない。   9 and 10, in stator 100B having teeth portion 110B and yoke portion 120B, steel plate core 130B in which electromagnetic steel plates are laminated is used as the stator core. In this case, in order to form a stepped structure in which the yoke portion 120B protrudes in the axial direction, it is necessary to provide a separate step. Further, even if the yoke portion 120B of the steel plate core 130B is protruded in the axial direction, the magnetic flux flowing through the core is not necessarily transmitted sufficiently to the tip of the protrusion.

これに対し、ステータ100においては、圧粉磁心である圧粉コア130に段差が設けられる。この段差は、金型の形状を変更するだけで形成可能であるので、段差を設けるための別段の工程を設ける必要はない。また、突出部である第2部分1200の軸方向端部には、圧粉コア130内を流れる磁束が十分に伝達される。したがって、ステータの軸方向に突出するように形成された部分が、磁路の有効断面積を向上させる部分として十分に機能する。結果として、ステータの外径を縮小することができる(たとえば、図9,図10に示される構造ではφ190(mm)であったものを、図4,図5に示される構造ではφ183(mm)にすることができる。)。すなわち、図4,図5に示される構成によれば、ステータの小型化を図ることができる。   In contrast, in the stator 100, a step is provided in the dust core 130, which is a dust core. Since this step can be formed only by changing the shape of the mold, it is not necessary to provide a separate step for providing the step. Further, the magnetic flux flowing in the dust core 130 is sufficiently transmitted to the axial end portion of the second portion 1200 that is the protruding portion. Therefore, the portion formed so as to protrude in the axial direction of the stator sufficiently functions as a portion that improves the effective sectional area of the magnetic path. As a result, the outer diameter of the stator can be reduced (for example, φ190 (mm) in the structure shown in FIGS. 9 and 10 is φ183 (mm) in the structure shown in FIGS. 4 and 5. Can be.) That is, according to the configuration shown in FIGS. 4 and 5, the stator can be miniaturized.

また、ステータ100において、電磁鋼板140は、第2部分1200の一方の軸方向端部から他方の軸方向端部にまで達するように設けられている。これにより、締結用リングである電磁鋼板140を磁路として有効に活用することができるので、ステータの磁気特性の向上および小型化を図ることができる。   In the stator 100, the electromagnetic steel plate 140 is provided so as to reach from one axial end of the second portion 1200 to the other axial end. As a result, the electromagnetic steel sheet 140, which is a fastening ring, can be effectively utilized as a magnetic path, so that the magnetic characteristics of the stator can be improved and the size can be reduced.

本実施の形態においては、圧粉コア130が周方向に分割された分割コアとして形成される場合について主に説明したが、1つの変形例として、圧粉コア130は周方向に一体に形成されてもよい。この場合にも、圧粉コア130に上述した段差を設けることで、ステータの磁気特性を向上、または、ステータの外径を縮小することができる。   In the present embodiment, the case where the powder core 130 is formed as a divided core divided in the circumferential direction has been mainly described. However, as one modification, the powder core 130 is integrally formed in the circumferential direction. May be. Also in this case, by providing the above-described step in the dust core 130, the magnetic characteristics of the stator can be improved or the outer diameter of the stator can be reduced.

(実施の形態3)
図6は、実施の形態3に係る回転電機に含まれるステータ100を示した軸方向断面図である。
(Embodiment 3)
FIG. 6 is an axial cross-sectional view showing stator 100 included in the rotating electrical machine according to the third embodiment.

図6を参照して、本実施の形態に係るステータ100は、実施の形態1,2に係るステータの変形例であって、圧粉磁心である圧粉コア130を、第1コア131と第2コア132とに分けて形成したことを特徴とする。なお、第1コア131は、第2コア132との接合面上に凹部を有し、第2コア132は、第1コア131との接合面上に上記凹部と嵌合する凸部を有する。これにより、第1と第2コア131,132の位置決めが行なわれる。組み合わされた第1と第2コア131,132の外周に電磁鋼板140が螺旋状に巻き付けられる。   Referring to FIG. 6, a stator 100 according to the present embodiment is a modification of the stator according to the first and second embodiments, and a dust core 130, which is a dust core, is connected to first core 131 and The two cores 132 are formed separately. The first core 131 has a concave portion on the joint surface with the second core 132, and the second core 132 has a convex portion that fits the concave portion on the joint surface with the first core 131. As a result, the first and second cores 131 and 132 are positioned. A magnetic steel sheet 140 is spirally wound around the outer periphery of the combined first and second cores 131 and 132.

第1コア131は、ステータ100のティース部110とヨーク部120の一部とを構成する。一方、第2コア132および電磁鋼板140は、ステータ100のヨーク部120の一部を構成する。   The first core 131 constitutes a tooth part 110 and a part of the yoke part 120 of the stator 100. On the other hand, the second core 132 and the electromagnetic steel plate 140 constitute a part of the yoke portion 120 of the stator 100.

図6に示すように、第1コア131におけるヨーク部120に含まれる部分の幅は、ティース部110の幅と同じまたはそれ以下である。したがって、第1コア131の外周側から矢印DR3の方向にコイル150を組付けることが可能である。   As shown in FIG. 6, the width of the portion included in the yoke portion 120 in the first core 131 is equal to or less than the width of the tooth portion 110. Therefore, it is possible to assemble the coil 150 in the direction of the arrow DR3 from the outer peripheral side of the first core 131.

次に、本実施の形態に係るステータ100の製造プロセスについて説明する。   Next, a manufacturing process of the stator 100 according to the present embodiment will be described.

まず、圧粉コア130を構成する原料粉末を用意する。原料粉末としては、実施の形態1と同様のものが使用可能である。   First, the raw material powder which comprises the compacting core 130 is prepared. As the raw material powder, the same powder as in Embodiment 1 can be used.

次に、粉末成形および熱処理を行なう。本実施の形態においては、金型の形状を実施の形態1と異ならせる。すなわち、上述した第1と第2コア131,132の形状に対応した形状を有する2種類の金型を準備する。なお、粉末成形および熱処理の手法は、実施の形態1と同様である。   Next, powder molding and heat treatment are performed. In the present embodiment, the shape of the mold is different from that of the first embodiment. That is, two types of molds having shapes corresponding to the shapes of the first and second cores 131 and 132 described above are prepared. Note that the methods of powder molding and heat treatment are the same as those in the first embodiment.

その後、コイルの組付けおよび分割コアの締結が行なわれる。本実施の形態においては、コイル150は、ヨーク部120側(外周側)から矢印DR3方向に組付けられる。なお、分割コアの締結の手法については、実施の形態1と同様である。   Thereafter, the coil is assembled and the split core is fastened. In the present embodiment, coil 150 is assembled in the direction of arrow DR3 from the yoke portion 120 side (outer peripheral side). The method for fastening the split core is the same as in the first embodiment.

図11は、本実施の形態に係るステータ100と比較されるステータ100Cを示した軸方向断面図である。   FIG. 11 is an axial cross-sectional view showing stator 100C compared with stator 100 according to the present embodiment.

図11を参照して、ティース部110Cおよびヨーク部120Cを有するステータ100Cにおいては、圧粉コア130Cに電磁鋼板を巻き付けることによってステータコアを形成している。ここで、圧粉コア130Cにおけるヨーク部120Cを構成する部分の幅は、ティース部110Cを構成する部分の幅よりも大きい。したがって、コイル150Cは、ティース部110側(内周側)から矢印DR4の方向に組付ける必要がある。この場合、コイル150Cはティース先端部111Cの形状の影響を受ける。したがって、コイル占積率の向上が制限される。換言すると、ティース先端部111Cの形状は、コイル150Cの形状の影響を受ける。したがって、ティース先端部111Cにおける磁路制御が制限される。   Referring to FIG. 11, in stator 100C having teeth portion 110C and yoke portion 120C, a stator core is formed by winding an electromagnetic steel plate around powder core 130C. Here, the width of the portion constituting the yoke portion 120C in the powder core 130C is larger than the width of the portion constituting the tooth portion 110C. Therefore, the coil 150C needs to be assembled in the direction of the arrow DR4 from the tooth part 110 side (inner peripheral side). In this case, the coil 150C is affected by the shape of the tooth tip 111C. Therefore, improvement of the coil space factor is limited. In other words, the shape of the tooth tip 111C is affected by the shape of the coil 150C. Therefore, the magnetic path control at the tooth tip 111C is limited.

これに対し、ステータ100においては、第1コア131の外周側から矢印DR3の方向にコイル150を組付けることが可能である。したがって、ティース先端部111の形状による制約を受けることなくコイル150の形状を決定することができる。換言すると、コイル150の形状による制約を受けることなくティース先端部111の形状を決定することができる。したがって、本実施の形態に係るステータによれば、コイル150の占積率を向上させること、および、ティース先端部111において磁路制御することが容易になる。   On the other hand, in the stator 100, the coil 150 can be assembled in the direction of the arrow DR3 from the outer peripheral side of the first core 131. Therefore, the shape of the coil 150 can be determined without being restricted by the shape of the tooth tip 111. In other words, the shape of the tooth tip 111 can be determined without being restricted by the shape of the coil 150. Therefore, according to the stator according to the present embodiment, it becomes easy to improve the space factor of coil 150 and to control the magnetic path at tooth tip 111.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、上述した実施の形態1〜3の特徴部分を適宜組合わせることは、当初から予定されている。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, combining the characteristic part of Embodiment 1-3 mentioned above suitably is planned from the beginning.

また、上述した実施の形態1〜3においては、電磁鋼板140を螺旋状に巻回してステータ100の軸方向に積層する例について主に説明したが、1つの変形例として、圧粉コア130の外周において、電磁鋼板140を径方向に積層することも考えられる。   In the first to third embodiments described above, the example in which the electromagnetic steel sheet 140 is spirally wound and laminated in the axial direction of the stator 100 has been mainly described. It is also conceivable to laminate the electromagnetic steel sheets 140 in the radial direction on the outer periphery.

このように、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。   Thus, it should be thought that embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明の実施の形態1〜3に係る回転電機を示した軸方向断面図である。It is an axial sectional view showing a rotating electrical machine according to Embodiments 1 to 3 of the present invention. 本発明の実施の形態1に係る回転電機に含まれるステータを示した軸方向断面図である。It is an axial sectional view showing a stator included in the rotary electric machine according to Embodiment 1 of the present invention. 図2に示されるステータを矢印IIIの方向から見た側断面図である。FIG. 3 is a side sectional view of the stator shown in FIG. 2 as viewed from the direction of arrow III. 本発明の実施の形態2に係る回転電機に含まれるステータを示した軸方向断面図である。It is an axial sectional view showing a stator included in a rotary electric machine according to Embodiment 2 of the present invention. 図4に示されるステータを矢印Vの方向から見た側断面図である。FIG. 5 is a side sectional view of the stator shown in FIG. 4 viewed from the direction of arrow V. 本発明の実施の形態3に係る回転電機に含まれるステータを示した軸方向断面図である。It is an axial sectional view showing a stator included in a rotary electric machine according to Embodiment 3 of the present invention. 図2に示されるステータと比較されるステータを示した軸方向断面図である。FIG. 3 is an axial sectional view showing a stator to be compared with the stator shown in FIG. 2. 図7に示されるステータを矢印VIIIの方向から見た側断面図である。It is the sectional side view which looked at the stator shown by FIG. 7 from the direction of arrow VIII. 図4に示されるステータと比較されるステータを示した軸方向断面図である。FIG. 5 is an axial sectional view showing a stator compared with the stator shown in FIG. 4. 図9に示されるステータを矢印Xの方向から見た側断面図である。FIG. 10 is a side sectional view of the stator shown in FIG. 9 viewed from the direction of arrow X. 図6に示されるステータと比較されるステータを示した軸方向断面図である。FIG. 7 is an axial sectional view showing a stator to be compared with the stator shown in FIG. 6.

符号の説明Explanation of symbols

1 回転電機、100,100A,100B,100C ステータ、110,110A,110B,110C ティース部、111,111C ティース先端部、120,120A,120B,120C ヨーク部、130,130A,130C 圧粉コア、130B 鋼板コア、131 第1コア、132 第2コア、140 電磁鋼板、140A 非磁性リング、150,150B,150C コイル、200 ロータ、1100 第1部分、1200 第2部分。   1 Rotating electrical machine, 100, 100A, 100B, 100C Stator, 110, 110A, 110B, 110C Teeth part, 111, 111C Teeth tip part, 120, 120A, 120B, 120C Yoke part, 130, 130A, 130C Powder core, 130B Steel plate core, 131 1st core, 132 2nd core, 140 electromagnetic steel plate, 140A non-magnetic ring, 150, 150B, 150C coil, 200 rotor, 1100 first part, 1200 second part.

Claims (3)

圧粉磁心により構成されたティース部と、
前記ティース部の径方向外方に設けられるヨーク部とを備え、
前記ヨーク部は、前記圧粉磁心の外周上に連続的に巻き付けられて積層された積層鋼板部を有する、ステータ。
A teeth portion composed of a dust core;
A yoke portion provided radially outward of the teeth portion,
The yoke portion has a laminated steel plate portion that is continuously wound around and laminated on the outer periphery of the dust core.
前記圧粉磁心は、ティース部を構成する第1部分と、前記第1部分の外周上に設けられ、該第1部分の軸方向端面よりも前記ステータの軸方向に突出する第2部分とを有し、
前記積層鋼板部は、前記第2部分の軸方向端部にまで達するように前記圧粉磁心に巻き付けられて形成される、請求項1に記載のステータ。
The dust core includes a first portion constituting a tooth portion and a second portion provided on an outer periphery of the first portion and projecting in an axial direction of the stator from an axial end surface of the first portion. Have
2. The stator according to claim 1, wherein the laminated steel plate portion is formed by being wound around the dust core so as to reach an axial end portion of the second portion.
請求項1または請求項2に記載のステータを備えた、回転電機。   A rotating electrical machine comprising the stator according to claim 1.
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