JP2008160939A - Stator core - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、回転電機のステータに使用されるステータコアに係り、詳しくは、内周に複数のティースを含み、各ティースにコイルを差し込んで組み付けるタイプのステータコアに関する。 The present invention relates to a stator core used for a stator of a rotating electrical machine, and more particularly to a stator core of a type that includes a plurality of teeth on an inner periphery and is assembled by inserting a coil into each tooth.
従来、この種のステータコアとして、例えば、下記の特許文献1乃至3に記載の技術が知られている。特に、特許文献1には、断面外形が長方形状をなす長方形コイルと、断面外形が台形状をなす台形コイルとがステータコア内側の円周状に交互に配置された、組み付け性の良いステータが記載されている。詳しくは、ステータコア内周には、所定間隔を置いて複数のティース(ティース群)が形成され、これらティース群に対して、長方形コイルと台形コイルが交互に規則的に配置され、隣り合う長方形コイルと台形コイルとの断面の組み合わせが各ティースの間のスロット形状に適合するように形成されている。各ティースは、断面長方形状をなし、互いに同一形状を有する。また、下記の特許文献2には、台形コイルのためのティース部を断面台形状にすることにより、そのスロット部を長方形状又は平行四辺形状として、高密度コイルを形成することが記載されている。
Conventionally, as this type of stator core, for example, techniques described in
ところが、特許文献1に記載のステータコアでは、各ティースが同一形状を有し、それらのティースに対して形状の異なるコイルを交互に差し込むことで、隣り合う異形状コイルの断面の組み合わせをスロット形状に整合させていた。このため、所要のコイル密度を確保しながら隣り合う異形状コイルを交互にティースに差し込むことが難しく、ティースへのコイルの組み付け性が良くなかった。また、特許文献1に記載のステータコアでは、隣り合う異形状コイルを交互に配置しているが、そのステータを回転電機に使用した場合に、ステータコアのティース数及び相数と良好なトルクバランスとの関係については特に検討がなされていない。
However, in the stator core described in
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、コイルの組み付け性とコイル密度を向上させると共に、コイルを組み付けて回転電機に使用した場合に良好なトルクバランスを得ることを可能としたステータコアを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to improve the assembly property and coil density of the coil, and to obtain a good torque balance when the coil is assembled and used in a rotating electrical machine. The object is to provide a stator core that is made possible.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、円環状をなすヨークの内周に中心方向へ突出する複数のティースを所定間隔で配置してなり、隣り合う二つのティースの間には一つのスロットが形成され、各ティースにはコイルが差し込まれるようになっているステータコアにおいて、複数のティースは、複数の平行ティースと複数のテーパティースを含み、平行ティースとテーパティースは所定の等個数間隔で配置され、スロットを形成する隣り合うティースの側面が互いに平行をなして対向すると共にコイルの差し込み方向と平行をなすことを趣旨とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a plurality of teeth projecting in the center direction are arranged at predetermined intervals on the inner periphery of a ring-shaped yoke, and two adjacent teeth are arranged. In the stator core in which one slot is formed and a coil is inserted into each tooth, the plurality of teeth includes a plurality of parallel teeth and a plurality of taper teeth, and the parallel teeth and the taper teeth are predetermined. It is arranged that the side surfaces of adjacent teeth that are arranged at equal intervals and face each other in parallel are opposed to each other in parallel and parallel to the insertion direction of the coil.
上記発明の構成によれば、ヨークの内周の複数のティースには、コイルが組み付けられるようになっている。各ティースにそれぞれコイルが差し込まれることにより、ステータコアと複数のコイルとによりステータが構成されることとなる。ここで、複数のティースのうち平行ティースには、断面外形が長方形状をなす長方形コイルを差し込むことができ、テーパティースには、断面外形が台形状をなす台形コイルを差し込むことができる。そして、隣り合う二つのティースの間に形成されるスロットには、二つのティースに差し込まれるコイルの片側がそれぞれ配置される。ここで、平行ティースとテーパティースは所定の等個数間隔で配置され、スロットを形成する隣り合うティースの側面が互いに平行をなして対向すると共にコイルの差し込み方向と平行をなしている。従って、スロットを形成する隣り合う平行ティース又はテーパティースには、それぞれ長方形コイル又は台形コイルが、それらの外周面を同じ差し込み方向に対し平行にしながら挿入することが可能となる。また、スロットの半分に挿入される長方形コイル又は台形コイルの外周面と、残りの半分のスロットに挿入される他の長方形コイル又は台形コイルの外周面とを平行に対向させ、互いに接触を防ぐことが可能となる。また、ステータコアに複数のコイルを組み付けてなるステータを回転電機に使用した場合に、そのステータコアのスロットを形成する隣り合う平行ティース又はテーパティースの側面が互いに平行をなして対向するので、隣り合うティース間の漏れ磁束が減少する。 According to the structure of the said invention, a coil is assembled | attached to the some teeth of the inner periphery of a yoke. By inserting a coil into each tooth, the stator is composed of the stator core and the plurality of coils. Here, a rectangular coil having a rectangular cross-sectional outer shape can be inserted into the parallel teeth of the plurality of teeth, and a trapezoidal coil having a trapezoidal cross-sectional outer shape can be inserted into the tapered teeth. And in the slot formed between two adjacent teeth, the one side of the coil inserted in two teeth is each arrange | positioned. Here, the parallel teeth and the tapered teeth are arranged at a predetermined equal number of intervals, and the side surfaces of adjacent teeth forming the slots are parallel to each other and are parallel to the coil insertion direction. Therefore, it becomes possible to insert rectangular coils or trapezoidal coils into adjacent parallel teeth or taper teeth forming a slot while their outer peripheral surfaces are parallel to the same insertion direction. In addition, the outer peripheral surface of the rectangular coil or trapezoidal coil inserted into the half of the slot and the outer peripheral surface of another rectangular coil or trapezoidal coil inserted into the remaining half of the slots should be opposed in parallel to prevent contact with each other. Is possible. Further, when a stator having a plurality of coils assembled to a stator core is used for a rotating electrical machine, the side surfaces of adjacent parallel teeth or tapered teeth forming slots of the stator core are opposed to each other in parallel. The leakage magnetic flux between them is reduced.
上記目的を達成するために、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、平行ティースとテーパティースが交互に配置され、スロットを形成する隣り合う平行ティースの側面とテーパティースの側面が互いに平行をなして対向すると共にコイルの差し込み方向と平行をなすことを趣旨とする。 In order to achieve the above object, according to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the parallel teeth and the tapered teeth are alternately arranged, and the side surfaces and the tapered teeth of the adjacent parallel teeth forming the slot. It is intended that the side surfaces of the first and second sides face each other in parallel and parallel to the coil insertion direction.
上記発明の構成によれば、請求項1に記載の発明の作用に加え、特に、スロットを形成する隣り合う平行ティースとテーパティースには、それぞれ長方形コイルと台形コイルが、それらの外周面を同じ差し込み方向に対し平行にしながら挿入することが可能となる。また、スロットの半分に挿入される長方形コイルの外周面と、残りの半分のスロットに挿入される台形コイルの外周面とを平行に対向させ、互いに接触を防ぐことが可能となる。また、ステータコアに複数の長方形コイル及び台形コイルを組み付けてなるステータを回転電機に使用した場合に、そのステータコアのスロットを形成する隣り合う平行ティースの側面とテーパティースの側面が互いに平行をなして対向するので、隣り合う平行ティースとテーパティースとの間の漏れ磁束が減少する。
According to the configuration of the invention described above, in addition to the operation of the invention according to
上記目的を達成するために、請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、平行ティースが2個置きに配置され、それら平行ティースの間に2個のテーパティースが配置され、スロットを形成する隣り合う平行ティースの側面とテーパティースの側面が互いに平行をなして対向すると共にコイルの差し込み方向と平行をなし、スロットを形成する隣り合う二つのテーパティースの側面が互いに平行をなして対向すると共にコイルの差し込み方向と平行をなすことを趣旨とする。 In order to achieve the above object, according to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, every two parallel teeth are arranged, and two tapered teeth are arranged between the parallel teeth. The side surfaces of the adjacent parallel teeth forming the slot and the side surfaces of the taper teeth face each other in parallel and parallel to the coil insertion direction, and the side surfaces of the two adjacent taper teeth forming the slot are parallel to each other. The purpose is to face each other and to be parallel to the coil insertion direction.
上記発明の構成によれば、請求項1に記載の発明の作用に加え、特に、スロットを形成する隣り合う平行ティースとテーパティースには、それぞれ長方形コイルと台形コイルが、それらの外周面を同じ差し込み方向に対し平行にしながら挿入することが可能となる。同様に、スロットを形成する隣り合う二つのテーパティースには、それぞれ台形コイルが、それらの外周面を同じ差し込み方向に対し平行にしながら挿入することが可能となる。また、スロットの半分に挿入される長方形コイルの外周面と、残りの半分のスロットに挿入される台形コイルの外周面とを平行に対向させ、互いに接触を防ぐことが可能となる。同様に、スロットの半分に挿入される台形コイルの外周面と、残りの半分のスロットに挿入される台形コイルの外周面とを平行に対向させ、互いに接触を防ぐことが可能となる。更に、ステータコアに複数の長方形コイル及び台形コイルを組み付けてなるステータを回転電機に使用した場合に、そのステータコアの一部のスロットを形成する隣り合う平行ティースの側面とテーパティースの側面が互いに平行をなして対向するので、隣り合う平行ティースとテーパティースとの間の漏れ磁束が減少する。同様に、ステータコアの残りスロットを形成する隣り合う二つのテーパティースの側面が互いに平行をなして対向するので、隣り合うテーパティースの間の漏れ磁束が減少する。
According to the configuration of the invention described above, in addition to the operation of the invention according to
請求項1乃至3に記載の発明によれば、コイルの組み付け性とコイル密度を向上させることができ、コイルを組み付けて回転電機に使用した場合に、良好なトルクバランスを得ることができる。
According to invention of
[第1実施形態]
以下、本発明のステータコアを具体化した第1実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment in which a stator core of the present invention is embodied will be described in detail with reference to the drawings.
図1に、この実施形態のステータコア1を含むステータ2を斜視図により示す。ステータ2は、回転電機に使用されるものであり、ステータコア2に2種類の複数のコイル3,4を組み付けて構成される。
FIG. 1 is a perspective view showing a
図2に、図1の2点鎖線で囲む部分をコイル3,4のみ断面で表して平面図により示す。図3に、図2のステータコア1からコイル3,4を外した状態を平面図により示す。ステータコア1は、円環状をなすヨーク5の内周に中心方向へ突出する2種類の複数のティース6,7を所定間隔で配置して構成される。隣り合う二つのティース6,7の間には、それぞれスロット8が形成される。スロット8は、コイル3,4の収容空間である。各ティース6,7には、それぞれ上記したコイル3,4が差し込まれる。複数のティース6,7は、複数の平行ティース6と複数のテーパティース7を含む。平行ティース6は、中心方向へ向けて各部位が同じ幅で突出する形状を有する。平行ティース6の二つの側面6aは、互いに平行をなす。テーパティース7は、中心方向へ向けて各部位が徐々に幅を狭めて突出する形状を有する。ここでは、テーパティース7の二つの側面7aがなす角度(テーパ角度)θaは、以下の式(1)で表すことができる。
θa=1.5×360°/Ts (Ts:ステータ極数) ・・・(1)
ここで、性能への影響から、コイル3,4の占積率を下げない範囲で、テーパ角度θaには、「±5°」程度の差を持たせてもよい。
FIG. 2 is a plan view showing only the
θa = 1.5 × 360 ° / Ts (Ts: number of stator poles) (1)
Here, the taper angle θa may have a difference of about “± 5 °” within a range in which the space factor of the
平行ティース6とテーパティース7は所定の等個数間隔で配置される。この実施形態では、平行ティース6が2個置きに配置され、それら平行ティース6の間に2個のテーパティース7が配置される。そして、各スロット8を形成する隣り合うティース6,7の側面6a,7aは互いに平行をなして対向すると共に、コイル3,4の差し込み方向と平行をなしている。ここで、平行ティース6には、断面外形が長方形状をなす長方形コイル3が差し込まれている。長方形コイル3は、平行ティース6の二つの側面6aに沿ってコイル周長が変わらない構造を有する。テーパティース7には、断面外形が台形状(ハの字形状でもある)をなす台形コイル4が差し込まれている。台形コイル4は、テーパティース7の二つの側面7aに沿ってコイル周長が漸減する構造を有する。両方のコイル3,4とも、銅製の平角線を厚み方向に積巻いて形成される。このような巻き方を、通称「エッジワイズ巻」と言う。この巻き方は、銅面積当たりの電流値を高めることができる点で有利である。何れのコイル3,4も、ボビン等に巻いて成形した後、ステータコア1の各ティース6,7に差し込まれる。
The
ここで、図2,3に示すステータコア1において、各スロット8を形成する隣り合う平行ティース6の一側面6aとテーパティース7の一側面7aは、互いに平行をなして対向すると共に、長方形コイル3及び台形コイル4のそれぞれの差し込み方向と平行をなしている。また、別のスロット8を形成する隣り合う二つのテーパティース7のそれぞれの一側面7aは、互いに平行をなして対向すると共に、台形コイル4の差し込み方向と平行をなしている。
Here, in the
図1に示すステータ2は、上記各ティース6,7に長方形コイル3と台形コイル4を差し込んで組み付けることにより作製される。ここで、ステータコア1には、先に全てのテーパティース7に台形コイル4を差し込んでおき、その後に残りの平行ティース6に長方形コイル3を差し込んで組み付けるようになっている。先に台形コイル4を組み付けることで、各スロット8の残りのスペースに長方形コイル3を、台形コイル4に接触することなく容易に挿入することができる。その後、ステータ2の中心孔にロータを組み付けるなどすることにより、回転電機を製造することができる。
The
以上説明したこの実施形態によれば、ステータコア1のヨーク5の内周の複数のティース6,7には、それぞれコイル3,4が組み付けられるようになっている。各ティース6,7にそれぞれコイル3,4が差し込まれることにより、ステータコア1と複数のコイル3,4とによりステータ1が構成される。
According to this embodiment described above, the
ここで、複数のティース6,7のうち平行ティース6には、長方形コイル3が差し込まれ、テーパティース7には、台形コイル4が差し込まれる。そして、スロット8を形成する隣り合う平行ティース6とテーパティース7には、それぞれ長方形コイル3と台形コイル4が、それらの外周面を同じ差し込み方向に対し平行にしながら挿入することが可能となる。スロット8の半分に挿入される長方形コイル3の外周面と、そのスロット8の残りの半分に挿入される台形コイル4の外周面とを平行に対向させ、互いに接触を防ぐことが可能となる。同様に、別のスロット8を形成する隣り合う二つのテーパティース7には、それぞれ台形コイル4が、それらの外周面を同じ差し込み方向に対し平行にしながら挿入することが可能となる。別のスロット8の半分に挿入される台形コイル4の外周面と、そのスロット8の残りの半分に挿入される台形コイル4の外周面とを平行に対向させ、互いに接触を防ぐことが可能となる。ここで、ステータコア1には、各テーパティース7に台形コイル4を差し込んでから、各平行ティース6に長方形コイル3を差し込むことで、台形コイル4と長方形コイル3を容易に組み付けることができる。このため、ステータコア1として、台形コイル4と長方形コイル3の組み付け性を向上させることができる。また、複数のスロット8の一部は、台形コイル4と長方形コイル3とで占められ、残りのスロット8は、2つの台形コイル4で占められ、二つのコイル3,4の間の隙間を最小にすることができる。このため、ステータ2として、コイル密度を向上させることができ、コイル占積率を向上させることができる。
Here, the
更に、上記のように構成したステータ2を回転電機に使用した場合に、そのステータコア1の一部のスロット8を形成する隣り合う平行ティース6の側面6aとテーパティース7の側面7aが互いに平行をなして対向するので、隣り合う平行ティース6とテーパティース7との間の漏れ磁束が減少する。同様に、ステータコア1の残りのスロット8を形成する隣り合う二つのテーパティース7の側面が互いに平行をなして対向するので、隣り合うテーパティース7の間の漏れ磁束が減少する。すなわち、各ティース6,7の間の漏れ磁束が減少する。このため、回転電機として良好なトルクバランスを得ることができる。
Further, when the
この実施形態では、平行ティース6が2個置きに配置され、それら平行ティース6の間に2個のテーパティース7が配置されるので、ステータ極数が3の倍数となる回転電機に採用することができる。すなわち、ステータ9極やステータ15極の回転電機等に、本実施形態のステータコア1及びステータ2を採用することができる。
In this embodiment, since every two
ここで、この実施形態のステータコア1より構成されるステータ2を採用した回転電機について、好適な相数を検討する。この実施形態のステータコア1では、その構成上、ティース6,7の数が3の倍数となることから、例えば、図4に3相回転電機11の励磁イメージで示すように、A相、B相及びC相の3相からなる回転電機11に使用した場合に、各相A,B,Cの間で、発生トルクにわずかな違いが生じることとなる。そこで、回転電機の相数を2相や4相等の偶数とすることにより、例えば、図5に単相回転電機12の励磁イメージで示すように、A相及びB相の2相からなる回転電機12では、1相に含まれる異なる形状のティースが同じ数だけ含まれることとなる。このため、励磁相が偶数であることにより、ティース形状が異なるA相とB相との間の不平衡を打ち消すことができる。図6,7にトルクの発生イメージの違いをタイムチャートにより示す。3相回転電機11の場合には、図6に示すように、A相トルク、B相トルク及びC相トルクの合計トルクに変動があったが、単相回転電機12の場合には、図7に示すように、A相トルクとB相トルクの合計トルクの変動を無くすことができる。図7から明らかなように、この実施形態のステータコア2では、回転電機の相数を2相や4相等の偶数とすることで、各相間のトルクバランスを良好なものにできることが分かる。
Here, the suitable number of phases will be examined for the rotating electrical machine that employs the
次に、この実施形態のステータコア1より構成されるステータ2を採用した回転電機について、1相当たりの好適な極数について検討する。ここでは、前述した相数の検討を受けて、相数を2相や4相等の偶数とした場合について説明する。この実施形態のステータコア1では、その構成上、1相に含まれるティース6,7の形状が異なることから、例えば、図8に1相の励磁イメージで示すように、回転電機13では同じA相内でもロータ14に対する応力S1,S2,S3の発生の違いにより、周方向の力(トルク)以外の力、すなわち偏心力D1が発生してしまうこととなる。そこで、回転電機の1相の極数(ティース数)を6以上の数とすることにより、例えば、図9に1相の励磁イメージで示すように、回転電機15においてロータ14を挟んで相対向して配置された一対の同形の極を、60°の等角度間隔で配置することができ、一対の極の間で相互に応力S1,S2,S3を打ち消すことができる。このため、ロータ14における偏心力の発生を抑えることができる。換言すると、この回転電機15では、1相当たりの発生磁力が周方向に平衡となり、回転方向以外の偏心力を打ち消すことができる。
Next, a suitable number of poles per phase will be examined for a rotating electrical machine that employs a
[第2実施形態]
次に、本発明のステータコアを具体化した第2実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment in which the stator core of the present invention is embodied will be described in detail with reference to the drawings.
尚、以下に説明する各実施形態(本実施形態を含む)において、第1実施形態と同等の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、以下には異なった点を中心に説明する。 In each embodiment described below (including this embodiment), the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Hereinafter, different points are mainly described. explain.
図10に、この実施形態のステータコア21を含むステータ22を斜視図により示す。図11に、図10の2点鎖線で囲む部分を、コイル3,4のみ断面で表して平面図により示す。図12に、図11のステータコア1からコイル3,4を外した状態を平面図により示す。この実施形態のステータコア21は、平行ティース6とテーパティース7の配列の点で第1実施形態と異なる。すなわち、この実施形態では、平行ティース6とテーパティース7が交互に配置され、スロット8を形成する隣り合う平行ティース6の一側面6aとテーパティース7の一側面7aが互いに平行をなして対向すると共に、長方形コイル3及び台形コイル4の差し込み方向と平行をなしている。ここでは、テーパティース7の二つの側面7aがなすテーパ角度θaは、以下の式(2)で表すことができる。
θa=2×360°/Ts (Ts:ステータ極数) ・・・(2)
ここで、性能への影響から、コイル3,4の占積率を下げない範囲で、テーパ角度θaには、「±5°」程度の差を持たせてもよい。
FIG. 10 is a perspective view showing a
θa = 2 × 360 ° / Ts (Ts: number of stator poles) (2)
Here, the taper angle θa may have a difference of about “± 5 °” within a range in which the space factor of the
図10に示すステータ22は、上記各ティース6,7に長方形コイル3と台形コイル4を差し込んで組み付けることにより作製される。この実施形態のステータコア21でも、第1実施形態と同様、先に全てのテーパティース7に台形コイル4を差し込んでおき、その後に残りの平行ティース6に長方形コイル3を差し込んで組み付けるようになっている。これにより、スロット8に台形コイル4を挿入した後、長方形コイル3を台形コイル4に接触することなく容易に挿入することができる。このステータ22の中心孔にロータを組み付けるなどすることにより、回転電機を製造することができる。
The
以上説明したこの実施形態によれば、複数のティース6,7のうち平行ティース6には、長方形コイル3が差し込まれ、テーパティース7には、台形コイル4が差し込まれる。そして、スロット8を形成する隣り合う平行ティース6とテーパティース7には、それぞれ長方形コイル3と台形コイル4が、それらの外周面を同じ差し込み方向に対し平行にしながら挿入することが可能となる。また、スロット8の半分に挿入される長方形コイル3の外周面と、そのスロット8の残りの半分に挿入される台形コイル4の外周面とを平行に対向させ、互いに接触を防ぐことが可能となる。ここで、ステータコア21には、各テーパティース7に台形コイル4を差し込んでから、各平行ティース6に長方形コイル3を差し込むことで、台形コイル4と長方形コイル3を容易に組み付けることができる。このため、ステータコア21として、台形コイル4と長方形コイル3の組み付け性を向上させることができる。また、各スロット8は、異形の台形コイル4と長方形コイル3とで占められ、二つのコイル3,4の間の隙間を最小にすることができる。このため、ステータ22として、コイル密度を向上させることができ、コイル占積率を向上させることができる。
According to this embodiment described above, the
また、上記のように構成したステータ22を回転電機に使用した場合に、そのステータコア21のスロット8を形成する隣り合う平行ティース6の側面6aとテーパティース7の側面7aが互いに平行をなして対向するので、隣り合う平行ティース6とテーパティース7との間の漏れ磁束が減少する。すなわち、各ティース6,7の間の漏れ磁束が減少する。このため、回転電機として良好なトルクバランスを得ることができる。
Further, when the
ここで、この実施形態のステータコア21より構成されるステータ22を採用した回転電機について、好適な相数を検討する。この実施形態のステータコア21では、その構成上、ティース6,7の数が偶数となることから、例えば、図13に偶数相(2相)回転電機31の励磁イメージで示すように、A相及びB相の2相からなる回転電機31に使用した場合に、各相A,Bの間で、発生トルクにわずかな違いが生じることとなった。そこで、回転電機の相数を3相等の奇数とすることにより、例えば、図14に奇数相(3相)回転電機32の励磁イメージで示すように、A相、B相及びC相の3相からなる回転電機32では、1相に含まれる異なる形状のティースが同じ数だけ含まれることとなる。このため、励磁相が奇数であることにより、ティース形状が異なるA相とB相とC相との間の不平衡を打ち消すことができる。図15,16にトルクの発生イメージの違いをタイムチャートにより示す。2相回転電機31の場合には、図15に示すように、A相トルクとB相トルクの合計トルクに変動があったが、3相回転電機32の場合には、図16に示すように、A相トルク、B相トルク及びC相トルクの合計トルクの変動を無くすことができる。図16から明らかなように、この実施形態のステータコア21では、回転電機の相数を3相等の奇数とすることで、各相間のトルクバランスを良好なものにできることが分かる。
Here, a suitable number of phases will be examined for the rotating electrical machine that employs the
次に、この実施形態のステータコア21より構成されるステータ22を採用した回転電機について、1相当たりの好適な極数について検討する。ここでは、前述した相数の検討を受けて、相数を3相等の奇数とした場合について説明する。この実施形態のステータコア21では、その構成上、1相に含まれるティース6,7の形状が異なることから、例えば、図17に1相の励磁イメージで示すように、回転電機33では同じA相内でもロータ34に対する応力S1,S2の発生の違いにより、周方向の力(トルク)以外の力、すなわち偏心力D1が発生してしまうこととなる。そこで、回転電機の1相の極数(ティース数)を4以上の数とすることにより、例えば、図18に1相の励磁イメージで示すように、回転電機35においてロータ34を挟んで相対向して配置された一対の同形の極を、90°の等角度間隔で配置することができ、一対の極の間で相互に応力S1,S2を打ち消すことができる。このため、ロータ34における偏心力の発生を抑えることができる。換言すると、この回転電機35では、1相当たりの発生磁力が周方向に平衡となり、回転方向以外の偏心力を打ち消すことができる。
Next, a suitable number of poles per phase will be examined for a rotating electrical machine that employs a
[第3実施形態]
次に、本発明のステータコアを具体化した第3実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment in which the stator core of the present invention is embodied will be described in detail with reference to the drawings.
この実施形態のステータコア21は、第2実施形態のそれと同じものである。この実施形態では、長方形コイル23及び台形コイル24の構成の点で第2実施形態と異なる。図19に、この実施形態のステータコア21を含むステータの一部を、コイル23,24のみ断面で表して平面図により示す。この実施形態では、長方形コイル23と台形コイル24が、角線の多段巻きにより構成される。何れのコイル23,24も、ボビン等に巻いて成形した後にステータコア21の平行ティース6とテーパティース7に差し込むようになっている。従って、各コイル23,24とも角線で構成したことにより、平角線で構成した前述した各コイル3,4に比べ、巻き付けに必要な力を軽減することができ、コイル成形を比較的容易なものにすることができる。その他に、この実施形態でも、第2実施形態と同等の作用効果を得ることができる。
The
[第4実施形態]
次に、本発明のステータコアを具体化した第4実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment in which the stator core of the present invention is embodied will be described in detail with reference to the drawings.
この実施形態でのステータコア21は、第2実施形態のそれと同じものである。この実施形態では、長方形コイル25及び台形コイル26の構成の点で第2実施形態と異なる。図20に、この実施形態のステータコア21を含むステータの一部を、コイル25,26のみ断面で表して平面図により示す。すなわち、この実施形態では、両コイル25,26が、丸線の多段巻きにより構成される。何れのコイル25,26も、ボビン等に巻いて成形した後にステータコア21の平行ティース6とテーパティース7に差し込むようになっている。従って、各コイル25,26とも丸線で構成したことにより、平角線で構成した前述した各コイル3,4に比べ、巻き付けに必要な力を軽減することができ、コイル成形を比較的容易なものにすることができる。その他に、この実施形態でも、第2実施形態と同等の作用効果を得ることができる。
The
[第5実施形態]
次に、本発明のステータコアを具体化した第5実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment embodying the stator core of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
この実施形態では、テーパティース7の形状と平行ティース6の付属部品の点で第3実施形態と構成が異なる。図21に、この実施形態のステータコア27を含むステータの一部を、コイル23,24のみ断面で表して平面図により示す。この実施形態では、テーパティース7の先端部に傾斜のない通直部7bが一体に形成される点で特徴を有する。これにより、通直部7bがないテーパティースに比べ、テーパティース7の先端面7cの面積を拡大することができ、その先端面7cとロータとの対向面積を増やすことができる。これにより、対向面積増加分だけ回転電機の出力トルクを増大させることができ、発電電圧を増大させることができる。
This embodiment is different from the third embodiment in terms of the shape of the tapered
また、この実施形態では、平行ティース6の先端部に絶縁部品28を挟み込んだ点で特徴を有する。この絶縁部品28は、断面チャネル形状(コ字形状)を有し、その開放端部を平行ティース6の上から同ティース6の両側に位置するスロット8に差し込むことで装着することができる。図21では、一つの平行ティース6にのみ絶縁部材28が装着されるが、その他の平行ティース6にも絶縁部材28が装着されることとなる。この絶縁部材28が組み付けられることで、各ティース6,7からのコイル23,24の抜け落ちを防止することができる。また、絶縁部品28を熱伝導率のよい物質とすることで、各コイル23,24の放熱性を高めることができる。
In addition, this embodiment is characterized in that the insulating
尚、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で以下のように実施することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented as follows without departing from the spirit of the invention.
(1)前記第3実施形態では、第2実施形態のステータコア21に使用されるコイル3,4の変形例について説明したが、同様の趣旨で、第1実施形態のステータコア1に使用されるコイル3,4を角線の多段巻きにより構成してもよい。
(1) In the said 3rd Embodiment, although the modification of the
(2)前記第4実施形態では、第2実施形態のステータコア21に使用されるコイル3,4の変形例について説明したが、同様の趣旨で、第1実施形態のステータコア1に使用されるコイル3,4を丸線の多段巻きにより構成してもよい。
(2) In the fourth embodiment, the modification examples of the
(3)前記第5実施形態では、第2実施形態のステータコア21の変形例について説明したが、同様の趣旨で、第1実施形態のステータコア1にも具体化することができる。
(3) In the said 5th Embodiment, although the modification of the
(4)前記第1実施形態では、平行ティース6が2個置きに配置され、それら平行ティース6の間に2個のテーパティース7を配置したが、平行ティースが3個置き又は4個置きに配置され、それら平行ティースの間に3個又は4個のテーパティースを配置してもよい。二つの平行ティースの間のテーパティースの数は、必要に応じて5個以上の数にすることもできる。
(4) In the first embodiment, two
1 ステータコア
3 長方形コイル
4 台形コイル
5 ヨーク
6 平行ティース
6a 側面
7 テーパティース
7a 側面
8 スロット
21 ステータコア
23 長方形コイル
24 台形コイル
25 長方形コイル
26 台形コイル
27 ステータコア
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記複数のティースは、複数の平行ティースと複数のテーパティースを含み、前記平行ティースと前記テーパティースは所定の等個数間隔で配置され、前記スロットを形成する隣り合うティースの側面が互いに平行をなして対向すると共に前記コイルの差し込み方向と平行をなすことを特徴とするステータコア。 A plurality of teeth projecting in the center direction are arranged at predetermined intervals on the inner circumference of the annular yoke, and one slot is formed between two adjacent teeth, and a coil is inserted into each of the teeth. In the stator core that is supposed to be
The plurality of teeth includes a plurality of parallel teeth and a plurality of taper teeth, and the parallel teeth and the taper teeth are arranged at a predetermined equal number interval, and side surfaces of adjacent teeth forming the slot are parallel to each other. And a stator core that is parallel to the insertion direction of the coil.
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