JP2008199854A - Stator core and rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステータコアおよびステータコアを備えた回転電機に関し、特に、分割ステータコアによって形成されたステータコアおよびこのステータコアを備えた回転電機に関する。 The present invention relates to a stator core and a rotating electrical machine including the stator core, and more particularly to a stator core formed by a split stator core and a rotating electrical machine including the stator core.
近年、ステータコアを複数の分割ステータコアによって形成した回転電機が各種提案されている。この回転電機のステータコアは、各分割ステータコアにコイルを巻回した後に、分割ステータコアを環状に配置して、外側から焼き嵌めすることで構成され、コイルの巻回作業を容易に行なうことができる。 In recent years, various rotating electrical machines in which a stator core is formed by a plurality of divided stator cores have been proposed. The stator core of this rotating electrical machine is configured by winding a coil around each divided stator core, then arranging the divided stator core in an annular shape, and shrink fitting from the outside, so that the coil can be easily wound.
このように、ステータコアが複数の分割ステータコアによって構成された回転電機としては、たとえば、特開平8−205434号公報に記載された回転電機がある。 As described above, as a rotating electrical machine in which a stator core is constituted by a plurality of divided stator cores, for example, there is a rotating electrical machine described in JP-A-8-205434.
この特開平8−205434号公報に記載された回転電機は、各分割ステータコアの一方の側面に形成された連結用凹みおよび他方の側面に形成された連結用突起を備え、各分割ステータコアを連結用凹みと連結用突起とを接続して、各分割ステータコアを環状に接続している。 The rotating electrical machine described in Japanese Patent Laid-Open No. 8-205434 includes a connection recess formed on one side surface of each divided stator core and a connection protrusion formed on the other side surface. The divided stator cores are annularly connected by connecting the recesses and the connecting projections.
また、特開平8−149726号公報および特開平6−105487号公報に記載された回転電機においても、上記特開平8−205434号公報に記載された回転電機と同様に、各分割ステータコアの一方の側面に形成された突起部と、他方の側面に形成された凹部とを互いに嵌め合わせることで、ステータコアを構成している。 Further, in the rotating electrical machine described in JP-A-8-149726 and JP-A-6-105487, as well as the rotating electrical machine described in JP-A-8-205434, one of the divided stator cores is provided. The stator core is configured by fitting the protrusion formed on the side surface and the recess formed on the other side surface.
さらに、特開平8−149725号公報に記載された回転電機は、各分割ステータコアの両側面には切欠部が形成されており、この各切欠部にピンを装着することで、各分割ステータコアを環状に組み合わせている。
しかし、特開平8−205434号公報に記載された回転電機においては、各分割ステータコア同士は、連結用凹みと連結用突起とで連設されると共に、側面同士が略全面接触しあっている。このため、連結用凹部および連結用突起の寸法精度のみならず、両側面の寸法精度も正確にとる必要が生じる。 However, in the rotating electrical machine described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-205434, the divided stator cores are connected to each other by connecting recesses and connecting protrusions, and the side surfaces are substantially in contact with each other. For this reason, it is necessary to take not only the dimensional accuracy of the connecting recess and the connecting protrusion but also the dimensional accuracy of both side surfaces.
また、同様に、特開平8−149726号公報、特開平6−105487号公報および特開平8−149725号公報に記載された回転電機においても、同様に、各分割ステータコアの側面の略全面同士が接触しているため、各分割ステータコアの寸法精度が高度に要求される。 Similarly, in the rotating electrical machines described in JP-A-8-149726, JP-A-6-105487, and JP-A-8-149725, substantially the entire side surfaces of the respective divided stator cores are also formed. Since they are in contact with each other, a high dimensional accuracy of each divided stator core is required.
仮に、寸法誤差が生じた分割ステータコアを組み付けた場合には、ステータティースの端面とロータとの距離が、分割ステータコアごとにばらついてしまう。このように、ステータティースの位置にばらつきが生じると、ロータに生じる吸引力が各ステータティースによって異なり、ロータが回転したときに振動が生じるなどの弊害が生じる。 If a divided stator core having a dimensional error is assembled, the distance between the end surface of the stator teeth and the rotor varies for each divided stator core. As described above, when the positions of the stator teeth are varied, the attractive force generated in the rotor varies depending on each stator tooth, and there is a problem that vibration occurs when the rotor rotates.
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、各分割ステータコアに要求される寸法精度を低く抑えつつも、各分割ステータコアを正確に所定の位置に配置させることができ、ロータに振動等が生じることを抑制することができるステータコアおよび回転電機を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to accurately dispose each divided stator core at a predetermined position while keeping the dimensional accuracy required for each divided stator core low. It is possible to provide a stator core and a rotating electrical machine that can suppress vibrations and the like from being generated in the rotor.
本発明に係るステータコアは、複数の分割ステータコアを環状に配置して、形成された組立ステータコアと、組立ステータコアの周面に配置され、各分割ステータコアを組立ステータコアの径方向内方に向けて押圧して、分割ステータコアを環状に配置した状態で固定可能な固定部材とを備える。そして、上記分割ステータコアは、第1分割ステータコアと、第1分割ステータコアに対して組立ステータコアの周方向に隣接する第2分割ステータコアと、第1分ステータコアに対して第2分割ステータコアと反対側に位置する第3分割ステータコアとを含む。さらに、上記第1分割ステータコアは、第2分割ステータコアと接触する第1接触部と、第3分割ステータコアと接触する第2接触部と、固定部材と接触する第3接触部とによって支持されている。また、上記第1接触部が位置する第1分割ステータコアの第1側面のうち、第1接触部以外の部分が第2分割ステータコアの表面から離間しており、第2接触部が位置する第1分割ステータコアの第2側面のうち、第2接触部以外の部分が第3接触部から離間している。 A stator core according to the present invention is formed by arranging a plurality of divided stator cores in an annular shape, arranged on the circumferential surface of the assembled stator core and the assembled stator core, and pressing each divided stator core toward the radially inner side of the assembled stator core. And a fixing member that can be fixed in a state where the divided stator core is arranged in an annular shape. The split stator core is positioned on the opposite side of the first split stator core, the second split stator core adjacent to the first split stator core in the circumferential direction of the assembled stator core, and the second split stator core. And a third divided stator core. Further, the first split stator core is supported by a first contact portion that contacts the second split stator core, a second contact portion that contacts the third split stator core, and a third contact portion that contacts the fixing member. . Further, in the first side surface of the first split stator core where the first contact portion is located, a portion other than the first contact portion is separated from the surface of the second split stator core, and the first contact portion is located. Of the second side surface of the split stator core, a portion other than the second contact portion is separated from the third contact portion.
好ましくは、上記第1接触部と第2接触部とは、組立ステータコアの中心を中心とする仮想円上に配列している。 Preferably, the said 1st contact part and the 2nd contact part are arranged on the virtual circle centering on the center of an assembly stator core.
好ましくは、上記第1分割ステータコアは、第1側面に形成された第1凹部または第1凸部と、第2側面に形成された第2凹部または第2凸部とを含み、第2分割ステータコアは、第1側面と対向する第3側面に形成され、第1凹部内に入り込む第3凸部または第1凸部を受け入れ可能な第3凹部とを含む。そして、上記第3分割ステータコアは、第2側面と対向する第4側面に形成され、第2凹部内に入り込む第4凸部または第2凸部を受け入れる第4凹部とを含む。そして上記第1接触部は、第1凸部と第3凹部との接触箇所または第1凹部と第3凸部との接触箇所とされ、第2接触部は、第2凸部と第4凹部との接触箇所または第2凹部と第4凸部との接触箇所とされている。 Preferably, the first divided stator core includes a first concave portion or a first convex portion formed on the first side surface, and a second concave portion or a second convex portion formed on the second side surface, and the second divided stator core. Includes a third convex portion formed on a third side surface facing the first side surface and entering the first concave portion or a third concave portion capable of receiving the first convex portion. And the said 3rd division | segmentation stator core is formed in the 4th side surface opposite to a 2nd side surface, and contains the 4th recessed part which receives the 4th convex part or 2nd convex part which penetrates in a 2nd recessed part. The first contact portion is a contact portion between the first convex portion and the third concave portion or a contact portion between the first concave portion and the third convex portion, and the second contact portion is the second convex portion and the fourth concave portion. Or a contact portion between the second concave portion and the fourth convex portion.
好ましくは、上記第1から第4凸部の表面は湾曲面とされ、第1から第4凹部は、第1から第4凸部の湾曲面よりも曲率半径の大きな湾曲面とされる。 Preferably, the surfaces of the first to fourth convex portions are curved surfaces, and the first to fourth concave portions are curved surfaces having a larger radius of curvature than the curved surfaces of the first to fourth convex portions.
好ましくは、上記第1接触部は、第1側面のうち、組立ステータコアの径方向外方側に位置し、第2接触部は、第2側面のうち、組立ステータコアの径方向外方側に位置する。 Preferably, the first contact portion is located on the radially outer side of the assembled stator core in the first side surface, and the second contact portion is located on the radially outer side of the assembled stator core in the second side surface. To do.
好ましくは、上記第3接触部が位置する第1分割ステータコアの周面のうち、第3接触部以外の部分が固定部材の内表面から離間する。 Preferably, a portion other than the third contact portion of the peripheral surface of the first split stator core where the third contact portion is located is separated from the inner surface of the fixing member.
好ましくは、上記分割ステータコアは、組立ステータコアの径方向内方に向けて突出し、コイルが装着される突極部を有するI型分割ステータコアと、突極部の端面より、径方向外方側に位置する介在ステータコアとを含む。 Preferably, the split stator core protrudes radially inward of the assembled stator core and has a salient pole portion having a salient pole portion on which a coil is mounted, and is positioned radially outward from the end face of the salient pole portion. Interposing stator core.
本発明に係る回転電機は、上記ステータコアを備える。 A rotating electrical machine according to the present invention includes the stator core.
本発明に係るステータコアおよび回転電機によれば、正確に各分割ステータコアを所定の位置に配列ささせることができる一方で、各分割ステータコアに要求される寸法精度を低く抑えることができ、ロータが回転したときに振動などの弊害が生じることを抑制することができる。 According to the stator core and the rotating electrical machine according to the present invention, each divided stator core can be accurately arranged at a predetermined position, while the dimensional accuracy required for each divided stator core can be kept low, and the rotor can rotate. The occurrence of harmful effects such as vibration can be suppressed.
図1から図11を用いて、本実施の形態に係るモータ100およびステータコア12について説明する。なお、同一および相当する構成には、同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。
The
図1は、ハイブリッド自動車に搭載されるモータを模式的に表わした断面図である。図中のモータを搭載するハイブリッド自動車は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関と、充放電可能な2次電池(バッテリ)とを動力源とする。 FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a motor mounted on a hybrid vehicle. A hybrid vehicle equipped with the motor in the figure uses an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine and a rechargeable secondary battery (battery) as power sources.
図1を参照して、モータ(回転電機)100は、ロータ(回転子)10と、ロータ10の外周上に配設されたステータ12とを備える。ロータ10は、中心軸Oを中心に回転する回転シャフト123を備えている。
Referring to FIG. 1, a motor (rotating electrical machine) 100 includes a rotor (rotor) 10 and a
ロータ10は、ロータコア110と、ロータコア110の表面に設けられた永久磁石111とを含む。なお、この図1に示す例においては、SPM(Surface Permanent Magnet)とされているが、IPM(Interior Permanent Magnet)としてもよい。ロータコア110は、中心軸Oに沿って円筒状に延びる形状を有する。ロータコア110は、中心軸Oの軸方向に積層された複数の電磁鋼板121を含む。
The
ステータ12は、ステータコア102と、このステータコア102に装着されたコイル70とを備えている。
The
コイル70は、3相ケーブル60によって制御装置95に電気的に接続されている。3相ケーブル60は、U相ケーブル61、V相ケーブル62およびW相ケーブル63からなる。コイル70は、U相コイル、V相コイルおよびW相コイルからなり、これらの3つのコイルの端子に、それぞれ、U相ケーブル61、V相ケーブル62およびW相ケーブル63が接続されている。
The
制御装置95には、ハイブリッド自動車に搭載されたECU(Electrical Control Unit)80から、モータ100が出力すべきトルク指令値が送られる。制御装置95は、そのトルク指令値によって指定されたトルクを出力するためのモータ制御電流を生成し、そのモータ制御電流を、3相ケーブル60を介してコイル70に供給する。
A torque command value to be output from the
図2は、図1のII−II線における断面図である。この図2に示す例においては、ステータコア102は、複数の分割ステータコア13A,13Bを環状に配置して形成された組立ステータコア13と、この組立ステータコア13の周面に配置された固定部材11とを備えている。この分割ステータコア13Aと分割ステータコア13Bとは、互いに交互に配列している。
2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. In the example shown in FIG. 2, the
分割ステータコア13Aは、組立ステータコア13の径方向内方に向けて突出するステータティース14を備えており、このステータティース14には、コイル70が巻回(装着)されている。
The divided
そして、ステータティース14の端面14aは、ロータ10の外周面から僅かに離れており、ステータティース14の端面14aとロータ10の外周面との間には、ギャップが形成されている。
The
図3は、図2の一部を拡大視した断面図である。この図3に示されるように、分割ステータコア13Aは、組立ステータコア13の径方向に向けて延びるI字型の分割ステータコアであり、分割ステータコア13Bは、組立ステータコア13の周方向に延びる一字型分割コアである。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a part of FIG. As shown in FIG. 3, the
分割ステータコア13Aの径方向内方に位置する端面14aは、分割ステータコア13Bの内周面14bよりも径方向内方に位置している。
The
このため、周方向に隣り合うステータティース14と、分割ステータコア13Bとによって、コイル70が収容されるスロットが規定されている。
For this reason, the slot which accommodates the
分割ステータコア13Aの一方の側面(第1側面)15aには、凹部(第1凹部)40が形成されており、他方の側面(第2側面)15bにも、凹部(第2凹部)41が形成されている。
A concave portion (first concave portion) 40 is formed on one side surface (first side surface) 15a of the divided
そして、分割ステータコア(第1分割ステータコア)13A1に対して側面15a側に位置する分割ステータコア(第2分割ステータコア)13B2の側面17aには、凹部40に向けて張出す張出部(第3凸部)44が形成されている。
Then, a protruding portion (third convex portion) that projects toward the
分割ステータコア13B2の他方の側面17bには、張出部44と反対方向に張出す張出部45が形成されている。
On the
分割ステータコア13A1に対して、他方の側面15b側に位置する分割ステータコア(第3分割ステータコア)13B1の側面16bには、凹部41に向けて張り出す張出部43が形成されている。そして、分割ステータコア13B1の他方の側面16aには、張出部43と反対方向に張出す張出部42が形成されている。
An overhanging
ここで、凹部40、41は、分割ステータコア13A1の内方に向けて凹む湾曲面とされている。その一方で、張出部44、43は、凹部40、41に向けて張出すような湾曲面とされている。ここで、張出部44,43の曲率半径は、凹部40、41の曲率半径よりも小さくなっている。このため、張出部44、43の少なくとも一部は、凹部40、41内に入り込んでいる。そして、張出部44は、凹部40の表面と接触部P1にて接触している。そして、この接触部P1においては、張出部44の頂点部と、凹部40の頂点部とが互いに当接している。
Here, the recessed
その一方で、接触部P1から離れるにしたがって、凹部40の表面と張出部44の表面とは互いに離れるようになっている。さらに、分割ステータコア13A1の側面15aのうち、凹部40と隣り合う部分と、分割ステータコア13B2の側面17aのうち、張出部44と隣り合う部分とは、互いに離れている。
On the other hand, as the distance from the contact portion P1 increases, the surface of the
張出部43は、凹部41の表面と接触部P2にて接触している。その一方で、接触部P2から離れるにしたがって、凹部41の表面と張出部43の表面とは互いに離れるようになっている。さらに、分割ステータコア13A1の側面15bのうち、凹部41と隣り合う部分と、分割ステータコア13B1の側面16bのうち、張出部43と隣り合う部分とは、互いに離れている。
The
分割ステータコア13A1の径方向外方に位置する外周面49は、幅方向の端部側から幅方向の中央部に向かうにしたがって、径方向外方に向けて張り出すような湾曲面とされている。
The outer
そして、この外周面49の幅方向の中央部は、固定部材11の内周面と接触する接触部(第3接触部)P3とされている。なお、接触部P3から外周面49の端部側に向かうにしたがって、外周面49と固定部材11の内周面とは、離れるようになっている。
And the center part of the width direction of this outer
このように、分割ステータコア13A1は、接触部P1にて、分割ステータコア13B2によって支持されており、接触部P2にて、分割ステータコア13B1によって、支持されており、さらに、接触部P3にて、固定部材11によって支持されてる。 Thus, the split stator core 13A1 is supported by the split stator core 13B2 at the contact portion P1, is supported by the split stator core 13B1 at the contact portion P2, and is further fixed at the contact portion P3. 11 is supported.
このように、3つの接触部P1〜P3によって分割ステータコア13Aは支持されているため、その位置は固定され、変位することが抑制されている。
Thus, since the divided
その一方で、分割ステータコア13A1のうち、各接触部P1〜P3以外の部分では、他の部材と接触しないように、各部材の表面から離れるように退避している。 On the other hand, portions of the divided stator core 13A1 other than the contact portions P1 to P3 are retracted away from the surface of each member so as not to contact other members.
分割ステータコア13B2に対して分割ステータコア13A1と反対側には、分割ステータコア13A2が位置している。 The divided stator core 13A2 is located on the side opposite to the divided stator core 13A1 with respect to the divided stator core 13B2.
この分割ステータコア13A2の側面18a、18bのうち、分割ステータコア13B2と対向する側面18bには、凹部51が形成されており、他方の側面18aにも凹部50が形成されている。
Of the side surfaces 18a and 18b of the divided stator core 13A2, a
そして、分割ステータコア13B2の側面17bに形成された張出部45の少なくとも一部は、凹部51内に入り込んでおり、接触部P5にて接触している。
And at least one part of the overhang |
分割ステータコア13B2の径方向外方に位置する外周面46は、端部側から幅方向中央部に向かうにしたがって、径方向外方に向けて膨出するような湾曲面とされている。
The outer
そして、分割ステータコア13B2の外周面46の幅方向中央部と、固定部材11の内周面とは、接触部P4にて互いに接触している。なお、この接触部P4から分割ステータコア13B2の外周面の幅方向に向むけて、固定部材11の内周面と外周面46とは互いに離れるようになっている。
And the center part of the width direction of the outer
このように、分割ステータコア13B2についても、接触部P1にて分割ステータコア13A1に支持されており、接触部P4にて固定部材11に支持されており、接触部P5にて分割ステータコア13A2に支持されている。このため、分割ステータコア13B2も、3点が同一直線状に配列しない3点において支持されているため、その位置が固定され、変位することが抑制されている。
Thus, the split stator core 13B2 is also supported by the split stator core 13A1 at the contact portion P1, supported by the fixing
すなわち、各分割ステータコア13A,13Bは、組立ステータコア13の周方向の両隣に位置する分割ステータコア13Aまたは分割ステータコア13Bによって支持されると共に、固定部材11によって支持されている。
That is, each of the divided
ここで、固定部材11は、焼き嵌めによって、組立ステータコア13の周面にはめ込まれており、各分割ステータコア13A,13Bを組立ステータコア13の径方向内方に向けて押圧している。
Here, the fixing
このため、たとえば、分割ステータコア13A1は、接触部P1にて、分割ステータコア13B2によって押圧されており、接触部P2にて分割ステータコア13B1によって押圧されており、接触部P3にて固定部材11の接触部P3にて押圧され、その位置が固定されている。なお、分割ステータコア13B2も、接触部P1、P4、P5にて押圧されており、その位置が固定されている。そして、接触部P1、P2、P5は、仮想円L1上に配列しており、接触部P3、P4も中心軸Oを中心とする仮想円L2上に配列している。
For this reason, for example, the divided stator core 13A1 is pressed by the divided stator core 13B2 at the contact portion P1, is pressed by the divided stator core 13B1 at the contact portion P2, and is the contact portion of the fixed
ここで、この仮想円L1は、上記のように分割ステータコア13A1の径方向の中央部より、径方向外方側に位置している。このため、上記のように、接触部P1、P2は、分割ステータコア13A1の中央部より、径方向外方側に位置することになる。ここで、接触部P1、P2から加えられる押圧力によって、分割ステータコア13A1内に転位などが生じたとしても、各分割ステータコア13Aのステータティース14から分割ステータコア13A内に入り込んだ磁束は、接触部P1、P2より、径方向内方側を通り、隣り合う分割ステータコア13Bに流れ、接触部P1、P2の領域を通らない。このため、磁束が通る磁束経路から離れた位置に生じることになり、鉄損の発生を抑制することができる。
Here, the virtual circle L1 is located radially outward from the radial center of the divided stator core 13A1 as described above. For this reason, as described above, the contact portions P1 and P2 are located radially outward from the central portion of the divided stator core 13A1. Here, even if dislocation or the like occurs in the split stator core 13A1 due to the pressing force applied from the contact portions P1 and P2, the magnetic flux that has entered the
図4から図8を用いて、上記のように構成されたモータ100の製造方法について説明する。
A method for manufacturing the
図4は、モータ100の製造工程の第1工程を示す断面図である。この図4に示すように、円柱状の金型90の外表面90aに等間隔に間隔を空けて分割ステータコア13Aを配列させる。この際、金型90の外周面90aに、分割ステータコア13Aの端面14aを接触させて、各分割ステータコア13Aの位置決めをする。なお、金型90の中心は、図2に示す中心軸Oと一致している。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a first step in the manufacturing process of the
そして、インシュレータなどによって環状とされたコイル70が、径方向外方側から各分割ステータコア13Aに装着される。
And the
図5は、モータ100の製造工程の第2工程を示す断面図である。この図5に示すように、各分割ステータコア13A間に、分割ステータコア13Bを挿入する。そして、各分割ステータコア13Bに形成された張出部の少なくとも一部が隣り合う分割ステータコア13Aの側面に形成された凹部内に入り込むようにする。このようにして、各分割ステータコア13A,13Bを環状に配列する。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a second step of the manufacturing process of the
この際、各分割ステータコア13A,13Bは、ある程度変位可能とされている一方で、各分割ステータコア13Bの各張出部が分割ステータコア13Aの凹部内に入り込んでいるので、各分割ステータコア13A,13Bが環状に配列した状態を維持しやすくなっている。
At this time, each of the divided
図6は、図5の一部を詳細に示す断面図である。この図6が示す例においては、分割ステータコア13A1の端面14aが金型90の外表面90aから離れており、各分割ステータコア13A,13Bも所定の位置から僅かにずれている。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a part of FIG. 5 in detail. In the example shown in FIG. 6, the
図7は、モータ100の製造工程の第3工程を示す断面図であり、図8は、図7の一部の一部を拡大した断面図である。図7に示すように、環状に配列された複数の分割ステータコア13A,13Bの外周面側から環状の固定部材11を焼き嵌めする。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a third step of the manufacturing process of the
そして、図8に示すように、各分割ステータコア13A,13B同士が接触する接触部P1、P2、P5、P6が中心軸Oを中心する仮想円L1上に沿って配列するときに、各部分割ステータコア13Aの端面14aの全面が金型90の外周面90aと接触する。さらに、各分割ステータコア13A,13Bの外周面49、46と固定部材11の内周面との接触部P3、P4も、仮想円L2上に配列する。
Then, as shown in FIG. 8, when the contact portions P1, P2, P5, and P6 where the respective divided
ここで、図6において、各分割ステータコア13A,13Bが所定の位置から僅かにずれた位置に位置している状態で、固定部材11を焼き嵌めすると、各分割ステータコア13A、13Bの外周面は、固定部材11の内周面によって押圧される。
Here, in FIG. 6, when the fixing
そして、たとえば、分割ステータコア13A,13Bの外周面49、46が所定の位置よりも径方向外方に位置する場合には、固定部材11から大きな応力が加えられ、当該分割ステータコア13A,13Bは、径方向内方に向けて変位しようとする。これにより、この分割ステータコア13A,13Bと隣り合う分割ステータコア13A,13Bも変位する。
For example, when the outer
ここで、分割ステータコア13A1および分割ステータコア13B1において、凹部41内に分割ステータコア13B1の張出部43が入り込んだ状態で各分割ステータコア13A1,13B1が互いに変位する過程において、張出部43と凹部41の表面とが接触部P2以外の部分で互いに接触する場合がある。
Here, in the split stator core 13A1 and the split stator core 13B1, in the process in which the split stator cores 13A1 and 13B1 are displaced from each other with the overhanging
この場合、各分割ステータコア13A,13Bに加えられる応力がつりあわず、各分割ステータコア13A,13Bは、所定の位置に向けてさらに変位しようとする。
In this case, the stress applied to each divided
この際、凹部41内に張出部43が入り込み、凹部41の表面と張出部43とが接触しているときにおいても、当該接触点以外の部分においては、凹部41の表面と張出部43の表面とは互いに離間していると共に、分割ステータコア13Aの側面15bと、分割ステータコア13B1の側面16bとは、離間している。
At this time, even when the overhanging
このため、張出部43の表面と凹部41の表面との接触点が接触部P1となるように、分割ステータコア13A1、13B1が変位する際に、分割ステータコア13A1の側面15bと分割ステータコア13B1の側面16bとが干渉することが抑制されている。
Therefore, when the split stator cores 13A1 and 13B1 are displaced so that the contact point between the surface of the
このため、分割ステータコア13A1と分割ステータコア13B1とは、互いに変位することができ、それぞれ所定の位置に変位可能とされている。 For this reason, the divided stator core 13A1 and the divided stator core 13B1 can be displaced from each other, and can be displaced to predetermined positions.
さらに、張出部43の表面は、湾曲面状、半球面状とされており、さらに、凹部41の表面も、張出部43の湾曲面、半球面の曲率半径より大きな湾曲面、半球面とされているため、張出部43と凹部41との間に生じる摩擦は小さく抑えられており、良好に張出部43は、凹部41の表面に沿って移動可能とされている。なお、凹部40および張出部44も同様に形成されている。
Further, the surface of the overhanging
そして、接触部P2は、凹部41の頂点に位置しており、張出部43の頂点部がこの接触部P2に当接する。
And the contact part P2 is located in the vertex of the recessed
さらに、各分割ステータコア13A1,13B1の外周面49、46は、固定部材11の内周面より曲率半径の小さい円弧状の湾曲面とされているため、各分割ステータコア13A,13Bが回転する際に、外周面49、46と固定部材11の内周面が複数箇所で接触することを抑制されている。このため、分割ステータコア13A,13Bの回転変位が許容されている。
Furthermore, since the outer
このように、環状に配列された分割ステータコア13A,13Bの外周側から固定部材11を焼き嵌めするときに、各分割ステータコア13A,13Bは変位可能とされており、所定の位置に向けて変位して、各分割ステータコア13A、13Bが所定の位置に配列する。
As described above, when the fixing
そして、図8に示すように、各分割ステータコア13A,13Bが配列し、各分割ステータコア13Aの端面14aの略全面が外周面90aと接触し、各端面14aを正確な位置に配列することができる。
Then, as shown in FIG. 8, the divided
この際、たとえば、分割ステータコア13A1の接触部P1、P2から分割ステータコア13Aが受ける応力は、径方向の分力と周方向の分力とに分けることができる。そして、接触部P1、P2から受ける応力の径方向の分力の合力は、接触部P3から固定部材11から受ける径方向の応力とつりあう。なお、接触部P1から受ける応力の周方向の分力と、接触部P2から受ける応力の周方向の分力とはつりあう。
At this time, for example, the stress received by the divided
このように、分割ステータコア13A1は、接触部P1、P2、P3から加えられる応力によって固定されており、分割ステータコア13A1のうち、接触部P1,P2、P3の寸法精度は、要求される。その一方で、分割ステータコア13A1のうち、接触部P1,P2、P3以外の部分においては、他の部材と接触しないため、高い寸法精度は、要求されない。このため、分割ステータコア13Aを製作コストを低減することができると共に、容易に製作することができる。
As described above, the divided stator core 13A1 is fixed by the stress applied from the contact portions P1, P2, and P3, and the dimensional accuracy of the contact portions P1, P2, and P3 in the divided stator core 13A1 is required. On the other hand, portions other than the contact portions P1, P2, and P3 in the divided stator core 13A1 do not come into contact with other members, so that high dimensional accuracy is not required. For this reason, the
また、分割ステータコア13B2においても、接触部P1および接触部P5から受ける応力は、組立ステータコア13の径方向の分力と、周方向の分力とに分けることができる。そして、接触部P1、P5から受ける応力の径方向の分力は、接触部P4から固定部材11から受ける応力とつりあう。なお、接触部P1から受ける応力の周方向の分力と、接触部P5から受ける応力の周方向の分力とは、つりあう。
In the split stator core 13B2, the stress received from the contact portion P1 and the contact portion P5 can be divided into a radial component force and a circumferential component force of the assembled
この分割ステータコア13B2においても、接触部P1,P5、P4の位置の精度さえ確保すればよく、他の部分においては、高い寸法精度は要求されず、容易に製作することができ、コストの低減を図ることができる。 Even in this divided stator core 13B2, it is only necessary to ensure the accuracy of the positions of the contact portions P1, P5, and P4. In other portions, high dimensional accuracy is not required, and it can be easily manufactured, thereby reducing the cost. Can be planned.
そして、各分割ステータコア13A,13Bを所定の位置に配列させた状態で、金型90を引き抜くことで、各分割ステータコア13Aの端面14aの位置が正確に位置あわせされ組立ステータコア13を得ることができる。
Then, by pulling out the
このような組立ステータコア13内において、図2に示すロータ112が回転しても、各ステータティース後とに吸引力にばらつきが生じることを抑制することができ、ロータ112が振動する等の弊害の発生を抑制することができる。
In such an assembled
なお、本実施の形態においては、I字型の分割ステータコア13Aの側面に凹部を形成する一方で、一字型の分割ステータコア13Bの側面に張出部を形成した例を示したが、これに限られない。
In the present embodiment, an example is shown in which a recess is formed on the side surface of the I-shaped
たとえば、分割ステータコア13Aの一方の側面に凹部を形成し、他方の側面に張出部を形成し、さらに、分割ステータコア13Bの一方の側面に張出部を形成し、他方の側面凹部を形成してもよい。また、分割ステータコア13Aの両側面に張出部を形成し、分割ステータコア13Bの両側面に凹部を形成してもよい。
For example, a concave portion is formed on one side surface of the divided
さらに、上記のように、組立ステータコア13がI字型分割ステータコアと、一字型の分割ステータコアとから形成された場合に限られない。
Furthermore, as described above, the
図9は、本実施の形態に係る回転電機の第1変形例を示す断面図であり、図10は、図9の一部を拡大した断面図である。この図9および図10に示すように、組立ステータコア13は、複数の分割ステータコア113を環状配列させること形成されている。そして、分割ステータコア113は、周方向に長尺に形成された本体部150と、この本体部150の内周面に形成され、径方向内方に向けて突出す突極部114とを備えており、突極部114には、コイル70が巻回されている。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a first modification of the rotating electrical machine according to the present embodiment, and FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of a part of FIG. As shown in FIGS. 9 and 10, the assembled
組立ステータコア13の周方向に配列する側面113a、113bのうち、側面113bには、周方向に張出す張出部143が形成されており、他方の側面113aには、凹部144が形成されている。
Of the
張出部143の表面は、湾曲面状、半球面状とされており、凹部144の表面は、張出部143よりも曲率半径の大きい湾曲面状、半球面状とされている。
The surface of the overhanging
そして、一の分割ステータコア113の凹部144には、この分割ステータコア113に対して、周方向に隣り合う分割ステータコア113の張出部143の少なくとも一部が入り込んでおり、接触部P10にて互いに当接している。なお、この接触部P10においては、張出部143の頂点部と、凹部144の頂点部とが当接している。そして、各分割ステータコア113の各接触部P10は、中心軸Oを中心とする仮想円L3上に配列している。なお、仮想円L3も、本体部150の径方向中央部より、径方向外方側に位置している。このため、鉄損の低減が図られている。
Then, at least a part of the protruding
各分割ステータコア113の径方向外方に位置する外周面113cの略全面は、固定部材11の周面と接触している。
A substantially entire surface of the outer
このため、分割ステータコ113は、凹部114の頂点部に位置する接触部P10と、張出部143の頂点に位置する接触部P10と、外周面113cとで、それぞれ支持されており、分割ステータコア113の位置が固定されている。
For this reason, the
このような分割ステータコア113を備えた組立ステータコア13を形成する際においても、まず、円柱状の金型を配置する。そして、この金型の周面に、各分割ステータコアの端面114aが当接するように、複数の分割ステータコア114を環状に配列させる。この際、各分割ステータコア113の張出部143は、周方向に隣り合う分割ステータコア113の凹部144内に少なくとも一部が入り込むようにする。
When forming the assembled
その後、この環状配列された複数の分割ステータコア113の外周側から固定部材11を焼き嵌めする。この際、この図9および図10に示された例においても、各分割ステータコア113が変位する際に、隣り合う分割ステータコア113と複数箇所で接触することが抑制されており、変位可能となっている。
Thereafter, the fixing
このため、張出部143の頂点部が、隣り合う分割ステータコア113の凹部144と接触するように各分割ステータコア113が変位する。
For this reason, each divided
そして、各分割ステータコア113において、各張出部143と凹部144とが互いに接触部P10にて接触するように配列する。
And in each divided
この際、各分割ステータコア113において、固定部材11から外周面113cに加えられる押圧力の径方向の分力と、張出部143の頂点部に位置する接触部P10および凹部144の頂点部に位置する接触部P10から受ける押圧力の径方向の分力の合力とは、つりあう。
At this time, in each divided
このため、各分割ステータコア113において、外周面113cと、張出部143の頂点と、凹部144の頂点の寸法精度を確保する必要があるが、他の部分においては、他の部材と接触しないため、要求される寸法精度を低く抑えることができる。
For this reason, in each divided
これにより、分割ステータコア113の製作を容易に行なうことができ、製造コストを低減することができる。
Thereby, the division |
そして、上記のように固定部材11の焼き嵌めによって、各分割ステータコア113は、所定の位置に位置し、各分割ステータコア113の端面114aの位置は、正確に所定の位置に配列することになる。その後、金型90を引き抜くことで、ステータを得ることができる。
As described above, due to shrink fitting of the fixing
図11は、本実施の形態に係る回転電機の第2変形例を示す断面図である。この図11に示す例においては、各分割ステータコア213は、一方の側面223aのうち、径方向内方側に位置する部分に形成され、周方向に向けて張出す張出部243と、他方の側面223bのうち、径方向内方に位置する部分に形成され、周方向に向けて張出す張出部244とを備えている。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a second modification of the rotating electrical machine according to the present embodiment. In the example shown in FIG. 11, each divided
そして、各張出部244、243は、周方向に隣り合う分割ステータコア213の張出部244、243と接触している。
The
その一方で、周方向に隣り合う分割ステータコア213同士は、この張出部243、244以外の部分で接触していない。
On the other hand, the divided
このような組立ステータコア13においては、内部を流れる磁束は、この張出部243、244を介して分割ステータコア213から隣の分割ステータコア213に流れる。ここで、各張出部243、244は、径方向内方に位置しているため、磁束経路を短くすることができ、結果として、磁束が流れる磁気経路の磁気抵抗の低減を図ることができる。
In such an assembled
また、図12は、本実施の形態に係る回転電機の第3変形例を示す断面図である。この図12に示す例においては、各分割ステータコア213の側面223a、223bに形成された張出部243、244は、側面223a、223bのうち、分割ステータコア213の外周面側に位置している。
Moreover, FIG. 12 is sectional drawing which shows the 3rd modification of the rotary electric machine which concerns on this Embodiment. In the example shown in FIG. 12, the
そして、隣り合う分割ステータコア213の張出部243、244同士が接触する位置は、分割ステータコア213の外周面側に位置し、この張出部243、244同士の接触位置より径方向内方側の部分では、分割ステータコア213同士は離間し、隙間が形成されている。
The positions where the projecting
ここで、各分割ステータコア213の各突出部243、244は、隣り合う分割ステータコア243、244によって押圧されている。このため、各分割ステータコア213内のうち、突出部243と突出部244とを通り、組立ステータコアの周方向に延びる領域においては、内部応力がかかっている。そして、分割ステータコア213内のうち、上記領域より径方向内方側に位置する部分では、上記領域よりも内部応力が低減されている。
Here, the protruding
ここで、各分割ステータコア213の突極部214から入り込んだ磁束は、各分割ステータコア213内のうち、張出部243、244よりも、径方向内方側を流通する。そして、各分割ステータコア213同士間に形成された隙間を通り、周方向に隣り合う分割ステータコア213内に入り込む。
Here, the magnetic flux that has entered from the
このように、分割ステータコア213内に入り込んだ磁束は、内部応力が大きくない領域を通るため、この図12に示す回転電機においても、鉄損の低減を図ることができる。
As described above, since the magnetic flux that has entered the
図13は、図12において、各分割ステータコア213A,213B間に位置する部分における側面図である。この図13に示されるように、分割ステータコア213Aの側面223aには、側面223aから組立ステータコアの周方向に張り出す張出部243A,243Bが形成されている。この張出部243A,243Bは、側面223aの上端部と下端部にそれぞれ形成されている。そして、側面223aのうち、張出部243A,243B間に位置する部分には、凹部317Aが形成されている。
FIG. 13 is a side view of a portion located between each of the divided
さらに、分割ステータコア213Aと隣り合う分割ステータコア213Bの側面223bにも、張出部244A,244Bが形成されている。この張出部244A,244Bも、側面223bの上端部と下端部とに形成されている。そして、分割ステータコア213Bの側面223bのうち、張出部244A,244B間に位置する部分には、凹部223bが形成されている。
Further, overhang portions 244A and 244B are also formed on the
そして、分割ステータコア213Aの張出部243Aと分割ステータコア213Bの張出部244Aとが当接しており、張出部243Bと張出部244Bとが当接している。その一方で、分割ステータコア213Aと分割ステータコア213Bとは、上記張出部243A,243B、244A,244B以外の部分では、互いに離間している。
The overhanging
このため、分割ステータコア213A,213Bは、各張出部243A,243B、244A,244B以外の領域では、外部から押圧力が加えられておらず、良好に磁束が流れることができ、鉄損の低減が図られている。特に、各分割ステータコア213A,213Bのうち、組立ステータコアの軸方向中央部における鉄損を良好に低減することができる。
For this reason, the divided
なお、この図13に示す例においては、図12に示された回転電機に適用した場合について説明したが、これに限られない。すなわち、図2、図9および図11に示された回転電機についても適用することができる。 In the example shown in FIG. 13, the case where the present invention is applied to the rotating electric machine shown in FIG. 12 has been described, but the present invention is not limited to this. That is, the present invention can also be applied to the rotating electrical machines shown in FIGS.
さらに、本実施の形態においては、各分割ステータコアは、3つの接触部によって、その位置が固定されているが、これに限られず、たとえば、4箇所以上の接触部を設けて、各分割ステータコアの位置を固定するようにしてもよい。 Further, in the present embodiment, the position of each divided stator core is fixed by three contact portions. However, the present invention is not limited to this, and for example, four or more contact portions are provided, The position may be fixed.
たとえば、各分割ステータコアの一方の側面に三角形状の凹部を形成すると共に、他方の側面にこの凹部の表面に2箇所で接触するような湾曲面状の張出部を形成してもよい。 For example, a triangular concave portion may be formed on one side surface of each divided stator core, and a curved surface-like overhanging portion may be formed on the other side surface so as to contact the surface of the concave portion at two locations.
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべ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すべての変更が含まれることが意図される。 Although the embodiment of the present invention has been described above, it should be considered that the embodiment disclosed this time is illustrative and not restrictive in all respects. 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.
本発明は、ステータコアおよびステータコアを備えた回転電機に適用することでき、特に、分割ステータコアによって形成されたステータコアおよびこのステータコアを備えた回転電機に好適である。 The present invention can be applied to a stator core and a rotating electric machine including the stator core, and is particularly suitable for a stator core formed of a split stator core and a rotating electric machine including the stator core.
12 ステータ、13A,13B 分割ステータコア、13 組立ステータコア、14 ステータティース、42,44,43 張出部、50,51 凹部、100 モータ、102 ステータコア、P1,P2,P3,P4,P5 接触部、L1,L2,L3 仮想円。 12 stator, 13A, 13B split stator core, 13 assembled stator core, 14 stator teeth, 42, 44, 43 overhang, 50, 51 recess, 100 motor, 102 stator core, P1, P2, P3, P4, P5 contact, L1 , L2, L3 Virtual circle.
Claims (8)
前記組立ステータコアの周面に配置され、前記各分割ステータコアを組立ステータコアの径方向内方に向けて押圧して、前記分割ステータコアを環状に配置した状態で固定可能な固定部材と、
を備え、
前記分割ステータコアは、第1分割ステータコアと、前記第1分割ステータコアに対して前記組立ステータコアの周方向に隣接する第2分割ステータコアと、前記第1分ステータコアに対して前記第2分割ステータコアと反対側に位置する第3分割ステータコアとを含み、
前記第1分割ステータコアは、前記第2分割ステータコアと接触する第1接触部と、前記第3分割ステータコアと接触する第2接触部と、前記固定部材と接触する第3接触部とによって支持され、
前記第1接触部が位置する前記第1分割ステータコアの第1側面のうち、前記第1接触部以外の部分が前記第2分割ステータコアの表面から離間しており、前記第2接触部が位置する前記第1分割ステータコアの第2側面のうち、前記第2接触部以外の部分が前記第3接触部から離間する、回転電機のステータコア。 An assembly stator core formed by arranging a plurality of divided stator cores in an annular shape, and
A fixing member that is arranged on a peripheral surface of the assembled stator core, and that can be fixed in a state where the divided stator core is annularly arranged by pressing the divided stator cores inward in the radial direction of the assembled stator core;
With
The divided stator core includes a first divided stator core, a second divided stator core adjacent to the first divided stator core in the circumferential direction of the assembled stator core, and a side opposite to the second divided stator core with respect to the first divided stator core. A third divided stator core located at
The first split stator core is supported by a first contact portion that contacts the second split stator core, a second contact portion that contacts the third split stator core, and a third contact portion that contacts the fixing member,
Of the first side surface of the first split stator core where the first contact portion is located, a portion other than the first contact portion is separated from the surface of the second split stator core, and the second contact portion is located. A stator core for a rotating electrical machine in which a portion other than the second contact portion of the second side surface of the first split stator core is separated from the third contact portion.
前記第2分割ステータコアは、前記第1側面と対向する第3側面に形成され、前記第1凹部内に入り込む第3凸部または前記第1凸部を受け入れ可能な第3凹部とを含み、
前記第3分割ステータコアは、前記第2側面と対向する第4側面に形成され、前記第2凹部内に入り込む第4凸部または前記第2凸部を受け入れる第4凹部とを含み、
前記第1接触部は、前記第1凸部と前記第3凹部との接触箇所または前記第1凹部と前記第3凸部との接触箇所とされ、
前記第2接触部は、前記第2凸部と前記第4凹部との接触箇所または前記第2凹部と前記第4凸部との接触箇所とされた、請求項1または請求項2に記載の回転電機のステータコア。 The first split stator core includes a first concave portion or a first convex portion formed on the first side surface, and a second concave portion or a second convex portion formed on the second side surface,
The second split stator core includes a third convex portion formed on a third side surface facing the first side surface and entering the first concave portion or a third concave portion capable of receiving the first convex portion,
The third split stator core includes a fourth convex portion that is formed on a fourth side surface facing the second side surface and that enters the second concave portion or a fourth concave portion that receives the second convex portion,
The first contact portion is a contact location between the first convex portion and the third concave portion or a contact location between the first concave portion and the third convex portion,
The said 2nd contact part was made into the contact location of the said 2nd convex part and the said 4th recessed part, or the contact location of the said 2nd recessed part and the said 4th convex part, The Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned. Stator core for rotating electrical machines.
前記第2接触部は、前記第2側面のうち、前記組立ステータコアの径方向外方側に位置する、請求項1から請求項4のいずれかに記載の回転電機のステータコア。 The first contact portion is located on a radially outer side of the assembled stator core in the first side surface,
The stator core for a rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 4, wherein the second contact portion is located on a radially outward side of the assembled stator core in the second side surface.
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