JP2009142059A - Rotating electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機に係り、特に、複数のティース部と、隣接するティース部の間に形成されるスロット部とを有するステータコアと、スロット部に配置されるコイルと、スロット部の内壁に沿ってコイルの周囲に配置される絶縁紙とを備える回転電機に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine, and in particular, along a stator core having a plurality of tooth portions and a slot portion formed between adjacent tooth portions, a coil disposed in the slot portion, and an inner wall of the slot portion. The present invention relates to a rotating electric machine including insulating paper disposed around a coil.
回転電機において、ステータコアに巻回されるコイルと、ステータコアとの間を絶縁する必要がある。例えば、特許文献1には、回転電機のステータコアに形成され内周側に開口が形成された複数のスロットに、シート状の絶縁部材を筒状にして配置し、その絶縁部材は両端において重なる部分である、いわゆるラップ部を形成し、その筒状の絶縁部材にコイルを挿入することが述べられている。そして、そのラップ部は、スロットの外径方向の内壁面に、対向させて配置されているものが開示されている。
In a rotating electrical machine, it is necessary to insulate between a coil wound around a stator core and the stator core. For example, in
上記のように、特許文献1の構成を用いることで、ステータコアに巻回されるコイルと、ステータコアとの間を絶縁することができる。しかし、モータの小型化に伴ってステータコアの外径が小さくなると、特許文献1の構成では、ラップ部、すなわち絶縁部材の重なり部が外径方向の内壁に沿って、配置されているため、重なり部の重なり量を十分にとることができず、絶縁性能を確保することが困難となる場合がある。
As described above, by using the configuration of
本発明の目的は、絶縁部材の両端を重ねて形成される重なり部の重なり量を十分に設けて、絶縁性能を確保する回転電機を提供することである。 An object of the present invention is to provide a rotating electrical machine that secures insulation performance by providing a sufficient amount of overlap of overlapping portions formed by overlapping both ends of an insulating member.
本発明に係る回転電機において、複数のティース部と、隣接するティース部の間に形成されるスロット部と、を有するステータコアと、スロット部に配置されるコイルと、スロット部の内壁に沿ってコイルの周囲に配置されて、両端を重ねて形成される重なり部を有する絶縁紙と、を備える回転電機であって、重なり部は、スロット部のティース側の内壁に対向させて配置されることを特徴とする。 In the rotating electrical machine according to the present invention, a stator core having a plurality of tooth portions and a slot portion formed between adjacent tooth portions, a coil disposed in the slot portion, and a coil along the inner wall of the slot portion And an insulating paper having an overlapping portion formed by overlapping both ends, and the overlapping portion is disposed so as to face the inner wall on the teeth side of the slot portion. Features.
ティース部は、重なり部が配置される窪みを有することが好ましい。 The teeth portion preferably has a recess in which the overlapping portion is disposed.
ティース部は、窪みを設ける前の幅がステータコアの外周方向から内周方向に向けて先細りとなりステータコアの外周側の幅寸法が大きくステータコアの内周側の幅寸法が小さい形状を有し、窪みは、ティース部の幅寸法が大きなステータコアの外周側に設けられることが好ましい。 The teeth portion has a shape in which the width before providing the recesses is tapered from the outer peripheral direction of the stator core toward the inner peripheral direction, the width dimension on the outer peripheral side of the stator core is large, and the width dimension on the inner peripheral side of the stator core is small. The teeth portion is preferably provided on the outer peripheral side of the stator core.
上記の構成により、スロット部に配置される絶縁紙の両端を重ねて形成される重なり部は、スロット部を形成するティース側の内壁面に沿って配置される。したがって、スロット部の外径方向の内壁面に、対向させて配置される場合と比べ、重なり部の重なり量を大きくとることができる。したがって、ステータコアとコイルとの間の絶縁性を確保することができる。 With the above configuration, the overlapping portion formed by overlapping both ends of the insulating paper disposed in the slot portion is disposed along the inner wall surface on the tooth side forming the slot portion. Therefore, compared with the case where it arranges on the inner wall surface of the outer diameter direction of a slot part so that it may oppose, the overlap amount of an overlap part can be taken large. Therefore, insulation between the stator core and the coil can be ensured.
以下に、図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。なお、以下では、回転電機としてセグメントコイルを用いるものを説明するが、セグメントコイル以外のコイルを用いるものであってもよい。また、以下では、絶縁紙の語を用いるが、ここで紙とは、シート状である広義の紙を示しており、材質としては、パルプ材等のいわゆる紙材の他、天然ゴムやポリエステル、ポリウレタン等のシート状の絶縁部材を含んでいる。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, below, although what uses a segment coil as a rotary electric machine is demonstrated, coils other than a segment coil may be used. In addition, in the following, the term insulating paper is used, but here, the paper indicates a broad sheet of paper, and as a material, in addition to a so-called paper material such as a pulp material, natural rubber or polyester, A sheet-like insulating member such as polyurethane is included.
図1は、回転電機10におけるスロット部24周辺の図である。図2は、スロット部24周辺の平面図である。回転電機10は、ステータとロータを含んで構成される。ステータは、図1、図2に示されるように、ステータコア20と、ステータコア20に配置されるコイル部40と、コイル部40の周囲に配置されて、その両端を重ねて形成される重なり部を有する絶縁紙30とを含んで構成される。
FIG. 1 is a view around the
ステータコア20は、ステータヨーク26と、ステータヨーク26から内周側に突き出す形状の複数のティース部22と、隣接するティース部22の間に形成されるスロット部24とを含んで構成される。かかるステータコア20は、所定の形状に打ち抜かれた電磁鋼板を積層したものを用いることができる。
The
ステータヨーク26は、略円筒形状であってステータコア20の一部を構成する。ステータヨーク側内壁部21は、ステータヨーク26の内周側に配置される内壁である。かかるステータヨーク側内壁部21は、後述するティース側内壁部25,27とともにスロット部24を形成する。
The
ティース部22は、上記のように、ステータヨーク26の内周側に、所定の間隔ごとにロータ側に向けて延設され、ステータコア20の外周側から幅が先細りとなる形状を有する。ティース部22は、ステータコア20にコイル部40が巻回されて発生された磁束を、その内部に通過させる機能を有する。ティース部22は、窪み部23と、ティース側内壁部25,27と、先端部29とを含んで構成される。図2に示されるようにティース部22の幅において、ステータコア20の外径側の幅をW2とし、先端部29側の幅をW1とする。そして、図2に示されるように窪み部23の幅をΔWとした場合に、窪み部23を設ける前の幅W3は、W2+ΔWとなる。したがって、窪み部23を設ける前のティース部22の幅において、外径側の幅W3は、先端部29側の幅W1に比べて幅が広い。そこで、W2がW1以上であれば、窪み部23を設けた場合であっても、ティース部22において、磁束が通る断面積を他の部分より狭くすることなく、回転電機10の性能は劣化しない。したがって、W2=W3−ΔW≧W1となるように窪み部23を設ける必要がある。
As described above, the
窪み部23は、ティース部22に設けられ、後述する重なり部32が配置される空間である。窪み部23は、ティース部22において、上記のように、窪み部23が設けられる前において、その幅が広い外径側に設けられる。なお、窪み部23の幅は上述したようにΔWであって、後述する絶縁紙30の厚みtとした場合にΔW≧tとなる必要がある。ティース側内壁部25,27は、ティース部22の側壁である。先端部29は、ティース部22において内周側の先端部分である。
The
スロット部24は、コイル部40が挿入される領域である。スロット部24は、ロータ側に開口される開口部28と、ティース側内壁部25,27とステータヨーク側内壁部21とを含んで構成される。なお、図2に示されるようにスロット部24を上面から見た場合の径方向の辺の長さをL1とし、窪み部23を構成する辺の長さをL2とする。そして、ステータヨーク側内壁部21を構成する辺の長さをL3とした場合に、L1はL3に比べて十分に長い長さを有している。したがって、L2>L3とすることができる。好ましくは、L2≧2L3となるように窪み部23を設け、より好ましくは、L2≧3L3となるように窪み部23を設ける。また、上記のように、ΔW≧tとなっているので、L2は、ステータヨーク26側の端を始点とした場合に、最大の長さとして、W3−t=W1となる位置まで引き伸ばすことができる。
The
図3は、コイル部40の斜視図である。図1〜図2と同様の要素について同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。コイル部40は、ステータコア20全体に巻回されるセグメントコイルを構成する部材であり、略U字型に成形される。コイル部40は、脚部44,45と、端部42,43と、接続部46とを含んで構成される。
FIG. 3 is a perspective view of the
脚部44,45は、スロット部24に挿入される部分である。脚部44,45のそれぞれは、ステータコア20の周方向に沿って、所定のピッチで配置されている複数のスロット部24の中の所定の2つのスロット部24に挿入される。端部42,43は、1つのコイル部40と他のコイル部40とを接続される部分である。端部42,43は、図示されていない捻り機によって所定方向に捻られた後、他のコイル部40の端部42,43と接続される。接続部46は、脚部44,45を接続し、略山型の形状を有する。
The
再び図1、図2に戻って、絶縁紙30は、シート形状の絶縁部材である。絶縁紙30は、コイル部40がスロット部24に挿入された際に、コイル部40の脚部44,45を囲むように覆い、ステータコア20と、コイル部40とを絶縁させる機能を有する。絶縁紙30は、スロット部24の平面図上の周囲長よりも長い寸法を有し、コイル部40の周りを覆ってスロット部24に挿入すると重なり部が生じる。
1 and 2 again, the
図4は、絶縁紙30の平面展開図である矩形紙35の図である。図5は、絶縁紙30の斜視図である。図1〜図3と同様の要素について同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。矩形紙35は、単層部33と、その両端である積層部34を含んで構成される。矩形紙35を筒状に丸め、その両端を重ねて、絶縁紙30を生成する。なお、図5に示されるように絶縁紙30の厚みをtとする。
FIG. 4 is a diagram of a
重なり部32は、矩形紙35の両端である積層部34を重ねて形成される部分である。重なり部32は、矩形紙35の積層部34を重ねているので、その厚みが絶縁紙30の他の部分と比べて2倍の2tとなる。したがって、絶縁紙30をそのままスロット部24に配置すると、重なり部32は、スロット部24の内周側に向けて、他の部分に比べ厚さt分だけ出っ張ることとなる。
The overlapping
次に、回転電機10の製造工程、特に、ステータの製造工程について説明する。図6は、ステータコア20のスロット部24にコイル部40を挿入している様子を示す図である。図7は、回転電機10の製造工程を示す図である。図1〜図5と同様の要素について同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。まず、矩形紙35を筒状に丸めて、その両端の積層部34を重ねて、重なり部32を有する絶縁紙30を生成する(S2)。
Next, a manufacturing process of the rotating
そして、上記のように、この重なり部32をティース部22の窪み部23に収納できるように絶縁紙30の向きを調整し、スロット部24の上面側または下面側から絶縁紙30を配置する(S4)。そうすると、重なり部32は、上記のように、その厚みが2tであるが、上記のように窪み部23の幅ΔWは、ΔW≧tであり、窪み部23に収納できる。したがって、重なり部32が、スロット部24の内周側へ出っ張ることはない。また、上記のように、W3−ΔW≧W1であるので、重なり部32をティース側内壁部25,27に配置しても回転電機10の性能を確保することができる。
Then, as described above, the orientation of the insulating
次に、必要があれば、スロット部24の上面から出ている絶縁紙30の端部の一方側に、図示されていない所定温度に加熱された加熱成形器を圧接し、加熱成型加工することによって、絶縁紙30の端部をラッパ状に拡開する(S6)。ここで、上記の拡開の際に、絶縁紙30は、ステータコア20の端面とスロット部24の内壁面で形成される角部に押し付けられる。そのため、その角部に押し付けられた部分は、他の部分に比べて厚さが薄くなってしまう。したがって、絶縁紙30の絶縁性能の劣化を抑制するため、絶縁紙30の他方の端部をスロット部24の底面側から所定の高さだけ押し上げる(S8)。
Next, if necessary, a thermoformer heated to a predetermined temperature (not shown) is pressed on one side of the end portion of the insulating
ここで、絶縁紙30の重なり部32は、ティース側内壁部25,27に沿って配置されている。そして、上記のように、L2は、少なくともL1よりも長いので、重なり部32をステータヨーク側内壁部21に配置する場合に比べて、重なり部32の重なり量を大きくとることができる。したがって、モータが小型化になった場合において、上記の拡開工程(S6)の際にも重なり部32の重なり量は十分に確保され、絶縁紙30の絶縁性能を確保することができる。
Here, the overlapping
次に、円筒状に形成される絶縁紙30のラッパ状の拡開される端部側から、略U字形状のコイル部40が挿入される(S10)。この際、コイル部40の脚部44,45は、ステータコア20の周方向に沿って所定のピッチで配置されている複数のスロット部24の中の所定の2つのスロット部24に配置される。
Next, the substantially
そして、挿入されたコイル部40は、他のコイル部40と電気導通させるために、その端部42,43を互いに反対方向に折り曲げる。そして異なるコイル部40の端部42,43同士を接合し、全体でステータコイルを形成する(S12)。その後、回転電機10の組立に必要な周知の各工程を経て、回転電機10が製造される。
And the inserted
10 回転電機、20 ステータコア、21 ステータヨーク側内壁部、22 ティース部、23 窪み部、24 スロット部、25,27 ティース側内壁部、26 ステータヨーク、28 開口部、29 先端部、30 絶縁紙、32 重なり部、33 単層部、34 積層部、35 矩形紙、40 コイル部、42,43 端部、44,45 脚部、46 接続部。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
スロット部に配置されるコイルと、
スロット部の内壁に沿ってコイルの周囲に配置されて、両端を重ねて形成される重なり部を有する絶縁紙と、
を備える回転電機であって、
重なり部は、スロット部のティース側の内壁に対向させて配置されることを特徴とする回転電機。 A stator core having a plurality of tooth portions and a slot portion formed between adjacent tooth portions;
A coil disposed in the slot portion;
Insulating paper having an overlapping portion that is disposed around the coil along the inner wall of the slot portion and is formed by overlapping both ends;
A rotating electric machine comprising:
The rotating electrical machine is characterized in that the overlapping portion is disposed to face the inner wall of the slot portion on the teeth side.
ティース部は、重なり部が配置される窪みを有することを特徴とする回転電機。 In the rotating electrical machine according to claim 1,
The tooth portion has a recess in which the overlapping portion is disposed.
ティース部は、窪みを設ける前の幅がステータコアの外周方向から内周方向に向けて先細りとなりステータコアの外周側の幅寸法が大きくステータコアの内周側の幅寸法が小さい形状を有し、
窪みは、ティース部の幅寸法が大きなステータコアの外周側に設けられることを特徴とする回転電機。 The rotating electrical machine according to claim 2,
The teeth portion has a shape in which the width before providing the recesses is tapered from the outer peripheral direction of the stator core toward the inner peripheral direction, the width dimension on the outer peripheral side of the stator core is large, and the width dimension on the inner peripheral side of the stator core is small,
The dimple is provided on the outer peripheral side of the stator core having a large width of the tooth portion.
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