JP2010172083A - Claw pole type motor - Google Patents

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JP2010172083A JP2009010977A JP2009010977A JP2010172083A JP 2010172083 A JP2010172083 A JP 2010172083A JP 2009010977 A JP2009010977 A JP 2009010977A JP 2009010977 A JP2009010977 A JP 2009010977A JP 2010172083 A JP2010172083 A JP 2010172083A
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Katsuhiko Takebe
勝彦 建部
Yasuharu Taketsuna
靖治 竹綱
Noritoshi Tanahashi
文紀 棚橋
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Toyota Motor Corp
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    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a claw pole type motor which is high in heat dissipation performance, and a manufacturing method of the claw pole type motor. <P>SOLUTION: The claw pole type motor 200 comprises a first core 12 having a plurality of claws on its circumference, a second core 16 arranged so as to oppose the first core 12, and a ring-shaped coil 14 sandwiched by the first core 12 and the second core 16, and also comprises a first insulator 13 arranged between the first core 12 and the ring-shaped coil 14, and a second insulator 15 arranged between the second core 16 and the ring-shaped coil 14. The ring-shaped coil 14 is wound so that the longitudinal direction of a flat type conductor coincides with the axial direction thereof, and the thickness X1 of the ring-shaped coil 14 is set to be thicker by a prescribed thickness t3 thicker than a thickness obtained by subtracting the thickness t1 of the first insulator 13 and the thickness t2 of the second insulator 15 from the thickness X2 of an accommodation recess into which the ring-shaped coil 14 formed of the first core 12 and the second core 16 is accommodated. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、クローポール型モータに用いるコイルを工夫することで、固定子の放熱性を改善する技術に関する。   The present invention relates to a technique for improving heat dissipation of a stator by devising a coil used for a claw pole type motor.

近年、車の駆動力を得る為のモータの開発が盛んに行われている。ハイブリット自動車や電気自動車など、モータの駆動力によって車を走らせたいというニーズが高まっている為である。
しかし、車の駆動力をモータで得る為にはモータに高出力化が求められる。そして、車載する為にはモータの小型化は必須である。特にハイブリッド自動車はエンジンと共にモータもエンジンルーム内に配置する必要がある為、小型化が切望されている。
したがって、小型でハイパワーのモータが切望されるが、モータの小型化及び高出力化を図る場合、コイルに流す電流を高める必要がある。
In recent years, motors for obtaining driving force of vehicles have been actively developed. This is because there is an increasing need to drive a vehicle by the driving force of a motor such as a hybrid vehicle or an electric vehicle.
However, in order to obtain the driving force of the car with a motor, the motor is required to have a high output. And in order to mount in-vehicle, miniaturization of a motor is essential. In particular, a hybrid vehicle is required to be miniaturized because a motor and an engine need to be arranged in an engine room.
Therefore, a small and high-power motor is eagerly desired. However, in order to reduce the size and increase the output of the motor, it is necessary to increase the current flowing through the coil.

しかし、モータのコイルに流す電流量を増やすと発熱量が多くなるという問題がある。このためコイルの断面積を増やして発熱量を低減したり、コイルの冷却方法を工夫したりすることで、固定子の冷却を行っている。
特許文献1には、モータに関する技術が開示されている。
高熱伝導性絶縁体を固定子のコイルエンドに配置し、固定子の外側を覆うブラケットに密着させる。この様な構成とすることで固定子からの発熱はコイルエンドの高熱伝導性絶縁体及びブラケットを介して外部に放出することが可能となる。
However, there is a problem that increasing the amount of current flowing through the motor coil increases the amount of heat generated. For this reason, the stator is cooled by increasing the cross-sectional area of the coil to reduce the amount of heat generation or by devising a cooling method for the coil.
Patent Document 1 discloses a technique related to a motor.
A high thermal conductivity insulator is placed at the coil end of the stator and is in close contact with a bracket that covers the outside of the stator. With such a configuration, the heat generated from the stator can be released to the outside through the high thermal conductivity insulator and the bracket at the coil end.

特許文献2には、クローポール型モータのステータに関する技術が開示されている。
固定子に用意されたステータリングの内部に冷却水路を設けて、冷却水路内に冷却用の流体を流す。ステータリングに挟まれたコイルは、電流が流されたときに抵抗発熱するが、ステータリングに冷却用の流体を流すことで、クローポール型モータの効率的な冷却を可能とする。
Patent Document 2 discloses a technique related to a claw pole type motor stator.
A cooling water channel is provided inside a stator ring prepared for the stator, and a cooling fluid is allowed to flow in the cooling water channel. The coil sandwiched between the stator rings generates resistance when an electric current is passed, but allows a cooling fluid to flow through the stator ring, thereby enabling efficient cooling of the claw pole type motor.

特開2000−116063号公報JP 2000-116063 A 特開2005−20981号公報JP 2005-20981 A

しかしながら、特許文献1又は特許文献2の技術には以下に説明する課題があると考えられる。
特許文献1のモータでは、高熱伝導性絶縁体を用いて熱伝達及びブラケットからの熱放出を行っている。しかしながら、絶縁体の熱伝導性を高めようとする場合には、絶縁体にフィラー等を混合しなければならないなど、コストが高くなる傾向にある。また、絶縁性を確保したまま熱伝導性を高めることには限界があり、必要な熱伝導性を確保することは難しいという問題点も挙げられる。
この結果、固体同士で熱を伝達する固定子コア部分よりも、固定子のコイルエンド側に熱が溜まりやすくなる。
However, it is considered that the technique described in Patent Document 1 or Patent Document 2 has a problem described below.
In the motor of Patent Document 1, heat transfer and heat release from the bracket are performed using a high thermal conductivity insulator. However, in order to increase the thermal conductivity of the insulator, the cost tends to increase, for example, a filler must be mixed with the insulator. In addition, there is a limit to increasing the thermal conductivity while ensuring insulation, and there is a problem that it is difficult to ensure the necessary thermal conductivity.
As a result, heat is more likely to accumulate on the coil end side of the stator than the stator core portion that transfers heat between solids.

一方、特許文献2のクローポール型モータでは、固定子の外周部分にステータリングの内部に冷却水路を設けて固定子の冷却を行っている。しかしながら、巻線をして形成されるコイルや圧粉材で形成されるステータリングの製品精度を高めることは困難であり、公差により隙間が生じれば熱伝達が阻害されてしまうという問題がある。
また、ステータリングは圧粉材を用いているため、内部に複雑な水路を形成することは困難であるし、コストが嵩むという点も問題となる。
On the other hand, in the claw pole type motor of Patent Document 2, the stator is cooled by providing a cooling water channel inside the stator ring in the outer peripheral portion of the stator. However, it is difficult to improve the product accuracy of a coil formed by winding or a stator ring formed of a dust material, and there is a problem that heat transfer is hindered if a gap is generated due to tolerance. .
Further, since the stator ring uses a dust material, it is difficult to form a complicated water channel inside, and the cost increases.

そこで、本発明はこのような課題を解決するために、放熱性の高いクローポール型モータ、及びクローポール型モータ製造方法を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a claw-pole motor with high heat dissipation and a claw-pole motor manufacturing method in order to solve such problems.

前記目的を達成するために、本発明によるクローポール型モータは以下のような特徴を有する。
(1)円周上に複数の爪部を有する第1コアと、前記第1コアと対向して配置される第2コアと、前記第1コア及び前記第2コアに挟持されるリング状コイルを有するクローポール型モータにおいて、
前記第1コアと前記リング状コイルとの間に配置される第1インシュレータと、前記第2コアと前記リング状コイルとの間に配置される第2インシュレータと、を備え、前記リング状コイルは、平角導体を長手方向が軸方向と一致するように巻回され、前記リング状コイルの厚みは、前記第1コア及び前記第2コアが形成する前記リング状コイルが収納される収納凹部の窪みの深さから、前記第1インシュレータの厚み及び前記第2インシュレータの厚みを引いた値よりも、所定の厚み分だけ厚く設定されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a claw pole type motor according to the present invention has the following characteristics.
(1) A first core having a plurality of claw portions on the circumference, a second core disposed to face the first core, and a ring-shaped coil sandwiched between the first core and the second core In a claw pole type motor having
A first insulator disposed between the first core and the ring coil; and a second insulator disposed between the second core and the ring coil. The rectangular conductor is wound so that the longitudinal direction thereof coincides with the axial direction, and the thickness of the ring-shaped coil is a depression of the storage recess in which the ring-shaped coil formed by the first core and the second core is stored. The thickness of the first insulator and the thickness of the second insulator are set to be thicker by a predetermined thickness than the depth of the first insulator and the second insulator.

(2)(1)に記載のクローポール型モータにおいて、
前記所定の厚みは、前記第1インシュレータが前記リング状コイルと前記第1コアとの絶縁を確保可能な距離を前記第1インシュレータの厚みより引いた第1ツブシ代厚みと、前記第2インシュレータが前記リング状コイルと前記第2コアとの絶縁を確保可能な距離を前記第2インシュレータの厚みより引いた第2ツブシ代厚みと、を足した厚みであることを特徴とする。
(2) In the claw pole type motor described in (1),
The predetermined thickness includes a first bushing thickness obtained by subtracting a distance from which the first insulator can ensure insulation between the ring-shaped coil and the first core from a thickness of the first insulator, and the second insulator It is the thickness which added the 2nd bush thickness which subtracted the distance which can ensure the insulation of the said ring-shaped coil and the said 2nd core from the thickness of the said 2nd insulator, It is characterized by the above-mentioned.

(3)(1)又は(2)に記載のクローポール型モータにおいて、
前記第1インシュレータと前記第2インシュレータとが当接し合う面が、テーパ状に形成されていることを特徴とする。
(3) In the claw pole type motor according to (1) or (2),
A surface where the first insulator and the second insulator are in contact with each other is formed in a tapered shape.

(4)(1)乃至(3)のいずれか1つに記載のクローポール型モータにおいて、
前記第1インシュレータ及び前記第2インシュレータの材質を弾性率が大きく耐熱性に優れる素材としたことを特徴とする。
(4) In the claw pole type motor according to any one of (1) to (3),
The material of the first insulator and the second insulator is a material having a large elastic modulus and excellent heat resistance.

このような特徴を有する本発明によるクローポール型モータにより、以下のような作用、効果が得られる。
上記(1)に記載される発明は、円周上に複数の爪部を有する第1コアと、第1コアと対向して配置される第2コアと、第1コア及び第2コアに挟持されるリング状コイルを有するクローポール型モータにおいて、第1コアとリング状コイルとの間に配置される第1インシュレータと、第2コアとリング状コイルとの間に配置される第2インシュレータと、を備え、リング状コイルは、平角導体を長手方向が軸方向と一致するように巻回され、リング状コイルの厚みは、第1コア及び第2コアが形成するリング状コイルが収納される収納凹部の窪みの深さから、第1インシュレータの厚み及び第2インシュレータの厚みを引いた値よりも、所定の厚み分だけ厚く設定されているものである。
With the claw pole type motor according to the present invention having such characteristics, the following operations and effects can be obtained.
The invention described in (1) above is sandwiched between a first core having a plurality of claw portions on the circumference, a second core disposed opposite to the first core, and the first core and the second core. In a claw pole type motor having a ring-shaped coil, a first insulator disposed between the first core and the ring-shaped coil, and a second insulator disposed between the second core and the ring-shaped coil; The ring-shaped coil is wound with a rectangular conductor wound so that the longitudinal direction thereof coincides with the axial direction, and the ring-shaped coil is housed in the ring-shaped coil formed by the first core and the second core. It is set to be thicker by a predetermined thickness than the value obtained by subtracting the thickness of the first insulator and the thickness of the second insulator from the depth of the recess of the storage recess.

リング状コイルの厚みを所定の厚みだけ厚く設定していることで、第1コアと第2コアとで挟持された際に、第1インシュレータと第2インシュレータとを押し潰すようにして密着することになる。よって、固体同士の接触によってリング状コイルと第1インシュレータ及び第2インシュレータを介して第1コアと第2コアに熱伝達を行うことが可能となり、効率的に熱を放出することが可能となる。
リング状コイルの両端面から熱を効率的に放出することが可能となることで、クローポール型モータの効率的な冷却を実現できる。
By setting the thickness of the ring-shaped coil to be a predetermined thickness, the first and second insulators are brought into close contact with each other when being sandwiched between the first core and the second core. become. Therefore, it is possible to transfer heat to the first core and the second core via the ring-shaped coil, the first insulator, and the second insulator by contact between the solids, and it is possible to efficiently release heat. .
Since it is possible to efficiently release heat from both end faces of the ring coil, efficient cooling of the claw pole type motor can be realized.

また、上記(2)に記載の、(1)に記載のクローポール型モータにおいて、所定の厚みは、第1インシュレータがリング状コイルと第1コアとの絶縁を確保可能な距離を第1インシュレータの厚みより引いた第1ツブシ代厚みと、第2インシュレータがリング状コイルと第2コアとの絶縁を確保可能な距離を第2インシュレータの厚みより引いた第2ツブシ代厚みと、を足した厚みとされている。
第1インシュレータ及び第2インシュレータによって、リング状コイルと第1コア及び第2コアとの絶縁を確保したまま、リング状コイルの冷却を確保することができる。
Further, in the claw pole type motor described in (1) above, in the claw pole type motor described in (1), the predetermined thickness is a distance by which the first insulator can secure insulation between the ring-shaped coil and the first core. The first bushing allowance thickness subtracted from the thickness of the second insulator and the second insulator thickness obtained by subtracting the distance from which the second insulator can secure insulation between the ring-shaped coil and the second core from the thickness of the second insulator are added. Thickness is assumed.
The first insulator and the second insulator can ensure the cooling of the ring-shaped coil while ensuring the insulation between the ring-shaped coil and the first and second cores.

また、上記(3)に記載の、(1)又は(2)に記載のクローポール型モータにおいて、第1インシュレータと第2インシュレータとが当接し合う面が、テーパ状に形成されている。
第1インシュレータと第2インシュレータとの当接面をテーパ状に形成することで、リング状コイルと第1コア及び第2コアとの絶縁沿面距離を確保することが可能となる。このため、リング状コイルと第1コア及び第2コアとの絶縁を確保するために配置された第1インシュレータ及び第2インシュレータの厚みを薄くしても、接続部分での短絡を防ぐことが可能である。
Further, in the claw pole type motor described in (1) or (2) described in (3) above, a surface where the first insulator and the second insulator are in contact with each other is formed in a tapered shape.
By forming the contact surface between the first insulator and the second insulator in a tapered shape, it is possible to ensure an insulation creepage distance between the ring-shaped coil and the first core and the second core. For this reason, even if the thickness of the 1st insulator and 2nd insulator arrange | positioned in order to ensure the insulation with a ring-shaped coil and a 1st core and a 2nd core is made thin, it is possible to prevent the short circuit in a connection part. It is.

また、上記(4)に記載の、(1)乃至(3)のいずれか1つに記載のクローポール型モータにおいて、第1インシュレータ及び第2インシュレータの材質を弾性率が大きく耐熱性に優れる素材としているものである。
第1インシュレータ及び第2インシュレータの材質を弾性率が大きく耐熱性に優れる素材としていることで、リング状コイルと第1インシュレータ及び第2インシュレータとの密着性を高めることが可能となり、放熱性を高めることに寄与する。
Further, in the claw pole type motor according to any one of (1) to (3) described in (4) above, the material of the first insulator and the second insulator is a material having a large elastic modulus and excellent heat resistance. It is what you are trying.
By making the material of the first insulator and the second insulator a material having a large elastic modulus and excellent heat resistance, it becomes possible to improve the adhesion between the ring-shaped coil and the first insulator and the second insulator, thereby improving heat dissipation. It contributes to that.

本実施形態の、U相スタックの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the U-phase stack of this embodiment. 本実施形態の、U相スタックの斜視図である。It is a perspective view of the U phase stack of this embodiment. 本実施形態の、U相スタックの断面図であり、図2のAA断面である。It is sectional drawing of the U-phase stack of this embodiment, and is AA cross section of FIG. 本実施形態の、クローポール型モータの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the claw pole type motor of this embodiment. 本実施形態の、U相スタックの第1インシュレータと第2インシュレータとの接合部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the joined part of the 1st insulator of a U phase stack, and the 2nd insulator of this embodiment. 本実施形態の、U相スタックのリング状コイルと第1インシュレータとの関係を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing the relation between the ring-shaped coil of the U phase stack and the 1st insulator of this embodiment.

まず、本発明の実施形態について説明する。
図1に、U相スタックの分解斜視図を示す。図2に、U相スタックの斜視図を示す。また、図3に、U相スタックの断面図を示す。図3は、図2のAA断面である。
U相スタック10は、第1コア12と第1インシュレータ13とリング状コイル14と第2インシュレータ15と第2コア16よりなる。
第1コア12は外周環12Aと円周上に爪状の突起である爪部12Bが12カ所に、外周環12Aの内周側に突出して設けられている。爪部12Bは外周環12Aの軸方向に突出して形成される。具体的には爪部底面12Baと直交するように設けられる内周壁面12Bbとテーパ面12Bcとが交わることで、爪部底面12Baの反対側に交辺が形成され外周環12Aに設けられる。爪部12Bは凹部12Cと交互に外周環12Aに設けられている。
第1コア12には、鉄粉やパーマロイなどの磁性材料を細かく砕いたものと樹脂とを材料とする圧粉磁心が用いられている。このような圧粉磁心を用いることで、U相スタック10を固定子100に組み付けてモータとして使用した際に発生する鉄損を軽減することができる。
First, an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 shows an exploded perspective view of the U-phase stack. FIG. 2 shows a perspective view of the U-phase stack. FIG. 3 shows a cross-sectional view of the U-phase stack. FIG. 3 is an AA cross section of FIG.
The U-phase stack 10 includes a first core 12, a first insulator 13, a ring coil 14, a second insulator 15, and a second core 16.
The first core 12 is provided with 12 outer circumferential rings 12A and 12 claw portions 12B, which are claw-shaped projections, projecting toward the inner circumferential side of the outer circumferential ring 12A. The claw portion 12B is formed so as to protrude in the axial direction of the outer peripheral ring 12A. Specifically, the inner peripheral wall surface 12Bb provided so as to be orthogonal to the claw portion bottom surface 12Ba and the tapered surface 12Bc intersect with each other to form an intersection on the opposite side of the claw portion bottom surface 12Ba and to be provided on the outer ring 12A. The claw portions 12B are provided on the outer ring 12A alternately with the recesses 12C.
For the first core 12, a powder magnetic core made of a material obtained by finely pulverizing a magnetic material such as iron powder or permalloy and a resin is used. By using such a powder magnetic core, iron loss that occurs when the U-phase stack 10 is assembled to the stator 100 and used as a motor can be reduced.

外周環12Aの爪部12Bが突出する側の面には第1切欠部12a及び第2切欠部12bが設けられている。
第2コア16は、第1コア12とほぼ同じ形状であり、第1コア12と対向するように配置される。
第2コア16にも、外周環16Aの内周側に爪部16Bと凹部16Cとが設けられ、第1切欠部16a及び第2切欠部16bが設けられている。外周環16Aは外周環12Aに、爪部16Bは爪部12Bに、凹部16Cは凹部12Cに、第1切欠部16a及び第2切欠部16bは第1切欠部12a及び第2切欠部12bに対応する。
第1インシュレータ13は、絶縁性を有する樹脂で環状に形成されている。断面はコの字状になっており、図3に示すようにリング状コイル14が収まる溝となる溝部13Aが形成されている。
A first cutout portion 12a and a second cutout portion 12b are provided on the surface of the outer peripheral ring 12A on the side where the claw portion 12B protrudes.
The second core 16 has substantially the same shape as the first core 12 and is disposed so as to face the first core 12.
The second core 16 is also provided with a claw portion 16B and a concave portion 16C on the inner peripheral side of the outer peripheral ring 16A, and is provided with a first cutout portion 16a and a second cutout portion 16b. The outer ring 16A corresponds to the outer ring 12A, the claw 16B corresponds to the claw 12B, the recess 16C corresponds to the recess 12C, and the first notch 16a and the second notch 16b correspond to the first notch 12a and the second notch 12b. To do.
The 1st insulator 13 is formed in cyclic | annular form with the resin which has insulation. The cross section is U-shaped, and as shown in FIG. 3, a groove portion 13 </ b> A serving as a groove in which the ring-shaped coil 14 is accommodated is formed.

第2インシュレータ15は、第1インシュレータ13とほぼ同一形状に形成され、溝部15Aを備えている。なお、第1インシュレータ13及び第2インシュレータ15が対向して当接する面は斜に切った形状に形成されており、第2インシュレータ15と第1インシュレータ13は斜に切った面が当接するように設計されている。この様に構成されることで、第1インシュレータ13と第1コア12又は第2コア16との絶縁沿面距離を稼ぐのに貢献している。
第1インシュレータ13及び第2インシュレータ15は絶縁性が高く弾性力が高く耐熱性に優れる材質が用いられている。第1インシュレータ13の厚みt1と第2インシュレータ15の厚みt2は0.3mm程度に設定されているが、この厚みは、第1インシュレータ13及び第2インシュレータ15が固定子100に組み付けられた状態で、第1コア12及び第2コア16とリング状コイル14の絶縁が確保できる程度の厚みとして設定されている。
The second insulator 15 is formed in substantially the same shape as the first insulator 13 and includes a groove portion 15A. In addition, the surface which the 1st insulator 13 and the 2nd insulator 15 oppose and contact is formed in the shape cut diagonally, and the 2nd insulator 15 and the 1st insulator 13 contact | abut the surface cut diagonally. Designed. By being configured in this way, it contributes to earning an insulation creepage distance between the first insulator 13 and the first core 12 or the second core 16.
The first insulator 13 and the second insulator 15 are made of a material having high insulating properties, high elastic force, and excellent heat resistance. Although the thickness t1 of the first insulator 13 and the thickness t2 of the second insulator 15 are set to about 0.3 mm, this thickness is determined when the first insulator 13 and the second insulator 15 are assembled to the stator 100. The thickness is set such that insulation between the first core 12 and the second core 16 and the ring coil 14 can be secured.

リング状コイル14は、エナメルなどの絶縁被覆を表面に施された平角導体を巻回して形成される。リング状コイル14は図1に示すように平角導体の長手方向が軸方向と一致するように巻回されている。したがって、平角導体の一端がリング状コイル14の両端面に面する状態となっている。平角導体の端部である第1コイル端部14Aと第2コイル端部14Bは、リング状コイル14の外周側に向かって突出する形状となっている。リング状コイル14に用いる導体は銅やアルミニウムなどの導電性の高い物質が望ましい。   The ring coil 14 is formed by winding a flat conductor having an insulating coating such as enamel on its surface. As shown in FIG. 1, the ring-shaped coil 14 is wound so that the longitudinal direction of the flat conductor coincides with the axial direction. Therefore, one end of the flat conductor is in a state of facing both end faces of the ring coil 14. The first coil end portion 14 </ b> A and the second coil end portion 14 </ b> B, which are the ends of the flat conductor, have a shape protruding toward the outer peripheral side of the ring-shaped coil 14. The conductor used for the ring coil 14 is preferably a highly conductive material such as copper or aluminum.

第1コア12、第1インシュレータ13、リング状コイル14、第2インシュレータ15、及び第2コア16を図1の順に組み合わせることで、図2に示すようなU相スタック10が形成される。
V相スタック20、W相スタック30についてもU相スタック10と同様の構成であるので、此処では説明を省略する。
A U-phase stack 10 as shown in FIG. 2 is formed by combining the first core 12, the first insulator 13, the ring coil 14, the second insulator 15, and the second core 16 in the order shown in FIG.
Since the V-phase stack 20 and the W-phase stack 30 have the same configuration as that of the U-phase stack 10, the description thereof is omitted here.

図4に、クローポール型モータの分解斜視図を示す。
この様にU相スタック10、V相スタック20、W相スタック30を図4に示すように重ね、第1ブラケット61及び第2ブラケット62で挟み、第1固定ボルト63A乃至第3固定ボルト63Cで固定することで固定子100を形成する。
第1ブラケット61及び第2ブラケット62は環状のプレートであり、外周部に第1固定ボルト63A、第2固定ボルト63B及び第3固定ボルト63Cを貫通する穴、及び締結する穴を備える。第1固定ボルト63Aは第2ブラケット62に形成される第1締結穴62Aに、第2固定ボルト63Bは第2締結穴62Bに、第3固定ボルト63Cは第3締結穴62Cにそれぞれ締結される。こうして固定子100として構成される。
固定子100の内周側にはロータ50及びそれに接続される出力軸40が備えられており、クローポール型モータ200として機能する。
FIG. 4 is an exploded perspective view of the claw pole type motor.
In this way, the U-phase stack 10, the V-phase stack 20, and the W-phase stack 30 are stacked as shown in FIG. 4 and sandwiched between the first bracket 61 and the second bracket 62, and the first fixing bolt 63A to the third fixing bolt 63C. The stator 100 is formed by fixing.
The 1st bracket 61 and the 2nd bracket 62 are annular plates, and are provided with the hole which penetrates the 1st fixing bolt 63A, the 2nd fixing bolt 63B, and the 3rd fixing bolt 63C in the outer peripheral part, and the hole to fasten. The first fixing bolt 63A is fastened to the first fastening hole 62A formed in the second bracket 62, the second fixing bolt 63B is fastened to the second fastening hole 62B, and the third fixing bolt 63C is fastened to the third fastening hole 62C. . Thus, the stator 100 is configured.
A rotor 50 and an output shaft 40 connected thereto are provided on the inner peripheral side of the stator 100 and function as a claw pole type motor 200.

本実施形態のクローポール型モータ200は上記の通り構成されるので、以下に説明する作用、効果を奏する。
まず、本実施形態のクローポール型モータ200の放熱性の向上を図ることができる。
本実施形態のクローポール型モータ200は、円周上に複数の爪部を有する第1コア12と、第1コア12と対向して配置される第2コア16と、第1コア12及び第2コア16に挟持されるリング状コイル14を有するクローポール型モータ200において、第1コア12とリング状コイル14との間に配置される第1インシュレータ13と、第2コア16とリング状コイル14との間に配置される第2インシュレータ15と、を備え、リング状コイル14は、平角導体を長手方向が軸方向と一致するように巻回され、リング状コイル14の厚みX1は、第1コア12及び第2コア16が形成するリング状コイル14が収納される収納凹部の厚みX2より、第1インシュレータ13の厚みt1及び第2インシュレータ15の厚みt2を引いた厚みより、所定の厚み分t3だけ厚く設定されている。
Since the claw pole type motor 200 of the present embodiment is configured as described above, the following operations and effects are achieved.
First, the heat dissipation of the claw pole type motor 200 of this embodiment can be improved.
The claw pole type motor 200 of the present embodiment includes a first core 12 having a plurality of claw portions on the circumference, a second core 16 disposed to face the first core 12, the first core 12, and the first core 12. In the claw pole type motor 200 having the ring-shaped coil 14 sandwiched between the two cores 16, the first insulator 13 disposed between the first core 12 and the ring-shaped coil 14, the second core 16 and the ring-shaped coil A ring-shaped coil 14 is wound around a rectangular conductor so that the longitudinal direction thereof coincides with the axial direction, and the thickness X1 of the ring-shaped coil 14 is The thickness t1 of the first insulator 13 and the thickness t2 of the second insulator 15 are subtracted from the thickness X2 of the storage recess in which the ring-shaped coil 14 formed by the first core 12 and the second core 16 is stored. Than the thickness, is thicker set a predetermined thickness of t3.

図6に、U相スタックのリング状コイルと第1インシュレータとの関係を示す拡大断面図を示す。
この為、第1コア12、第1インシュレータ13、リング状コイル14、第2インシュレータ15及び第2コア16を組み付けると、樹脂材料を用いている第1インシュレータ13及び第2インシュレータ15が押し潰される状態となる。これは、図3に示すリング状コイル14のコイル厚さX1が、第1コア12及び第2コア16によって形成されるコア凹部深さX2に対して、コア凹部深さX2から第1インシュレータ13の厚みt1及び第2インシュレータ15の厚みt2を引いた値よりも厚く設定されている為である。
所定の厚みt3は第1インシュレータ13に設定された第1ツブシ代厚みと、第2インシュレータ15に設定された第2ツブシ代厚みの和であり、それぞれの第1インシュレータ13及び第2インシュレータ15には、t3/2だけツブシ代が設定されている。
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing the relationship between the ring-shaped coil of the U-phase stack and the first insulator.
For this reason, when the 1st core 12, the 1st insulator 13, the ring-shaped coil 14, the 2nd insulator 15, and the 2nd core 16 are assembled | attached, the 1st insulator 13 and the 2nd insulator 15 which use the resin material will be crushed. It becomes a state. This is because the coil thickness X1 of the ring-shaped coil 14 shown in FIG. 3 is from the core recess depth X2 to the first insulator 13 with respect to the core recess depth X2 formed by the first core 12 and the second core 16. This is because the thickness t1 and the thickness t2 of the second insulator 15 are set to be thicker.
The predetermined thickness t3 is the sum of the first thickness of the first bush 13 set for the first insulator 13 and the second thickness of the second bush 15 set for the second insulator 15. Is set to tsubashi allowance by t3 / 2.

この為、第1コア12と第1インシュレータ13及びリング状コイル14は潰されることで密着することになり、リング状コイル14と第2インシュレータ15及び第2コア16とも密着することになる。
このため、クローポール型モータ200に通電することで発生するリング状コイル14からの発熱を第1コア12及び第2コア16を介して外部に放熱する。
リング状コイル14は、長手方向が軸方向と一致するように巻回されている。すなわち、平角導体の端部が第1インシュレータ13及び第2インシュレータ15に接しているため、効率的に熱放出することが可能となる。
Therefore, the first core 12, the first insulator 13, and the ring-shaped coil 14 are brought into close contact with each other by being crushed, and the ring-shaped coil 14, the second insulator 15, and the second core 16 are also brought into close contact with each other.
Therefore, heat generated from the ring-shaped coil 14 generated by energizing the claw pole type motor 200 is radiated to the outside through the first core 12 and the second core 16.
The ring-shaped coil 14 is wound so that the longitudinal direction coincides with the axial direction. That is, since the end portion of the flat conductor is in contact with the first insulator 13 and the second insulator 15, heat can be efficiently released.

クローポール型モータ200の高出力化が求められているため、今後、放熱性の確保は重要な問題となる。第1コア12及び第2コア16に熱伝達を素早く行うことで、リング状コイル14よりも熱容量の大きい第1コア12及び第2コア16に熱を奪われて、リング状コイル14は冷却される。
また、本実施形態のクローポール型モータ200の絶縁性を確保することができる。
図5に、U相スタックの拡大断面図を示す。
第1インシュレータ13と第2インシュレータ15の接続部分は、テーパ面が形成されている。第1コア12及び第2コア16が組み合わされる際に、図5に示すように第1ブラケット61及び第2ブラケット62を第1固定ボルト63A、第2固定ボルト63B、及び第3固定ボルト63Cを用いて締結する。
Since high output of the claw pole type motor 200 is demanded, securing heat dissipation will be an important problem in the future. By quickly transferring heat to the first core 12 and the second core 16, heat is taken away by the first core 12 and the second core 16 having a larger heat capacity than the ring coil 14, and the ring coil 14 is cooled. The
Moreover, the insulation of the claw pole type motor 200 of this embodiment can be ensured.
FIG. 5 shows an enlarged cross-sectional view of the U-phase stack.
The connecting portion between the first insulator 13 and the second insulator 15 has a tapered surface. When the first core 12 and the second core 16 are combined, the first bracket 61 and the second bracket 62 are replaced with the first fixing bolt 63A, the second fixing bolt 63B, and the third fixing bolt 63C as shown in FIG. Use and fasten.

すなわち第1コア12と第2コア16に力を加えることでリング状コイル14側に力が加えられ、第1インシュレータ13と第2インシュレータ15とが重なって絶縁沿面距離Hが得られる。第1コア12及び第2コア16のテーパ面距離Tで絶縁沿面距離が確保できるように設定されているため、第1インシュレータ13と第2インシュレータ15との重なりが大きくなることで絶縁沿面距離Hの長さが長くなる。したがって、第1コア12及び第2コア16とリング状コイル14との絶縁を確保することができる。
第1インシュレータ13及び第2インシュレータ15の厚みt1は、絶縁可能な程度に約0.3mmに設定されているが、第1インシュレータ13と第2インシュレータ15の接合部分ではその隙間から短絡する虞がある。しかし、テーパ面距離Tが絶縁沿面距離を確保可能な距離に設定してあることで、第1インシュレータ13及び第2インシュレータ15の端面が重なり合うことによって絶縁沿面距離Hを得ることができる。このため、短絡を防ぐことが可能である。
That is, by applying a force to the first core 12 and the second core 16, a force is applied to the ring-shaped coil 14 side, and the first insulator 13 and the second insulator 15 overlap to obtain an insulating creepage distance H. Since the insulation creepage distance is set by the taper surface distance T between the first core 12 and the second core 16, the insulation creepage distance H is increased by increasing the overlap between the first insulator 13 and the second insulator 15. The length of becomes longer. Therefore, the insulation between the first core 12 and the second core 16 and the ring-shaped coil 14 can be ensured.
Although the thickness t1 of the 1st insulator 13 and the 2nd insulator 15 is set to about 0.3 mm so that insulation is possible, there exists a possibility that it may short-circuit from the clearance gap in the junction part of the 1st insulator 13 and the 2nd insulator 15. is there. However, since the tapered surface distance T is set to a distance that can ensure the insulation creepage distance, the insulation creepage distance H can be obtained by overlapping the end surfaces of the first insulator 13 and the second insulator 15. For this reason, it is possible to prevent a short circuit.

また、所定の厚みt3は、第1インシュレータ13がリング状コイル14と第1コア12との絶縁を確保可能な距離A1を第1インシュレータ13の厚みt1より引いたツブシ代厚みA2と、第2インシュレータ15がリング状コイル14と第2コア16との絶縁を確保可能な距離B1を第2インシュレータ15の厚みt2より引いたツブシ代厚みB2と、を足した厚みとされている。
第1インシュレータ13及び第2インシュレータ15によって、リング状コイル14と第1コア12及び第2コア16との絶縁を確保したまま、リング状コイル14の冷却を確保することができる。
第1インシュレータ13の厚みt1、及び第2インシュレータ15の厚みt2は当初0.3mmであり、図5に示すように、第1インシュレータ13及び第2インシュレータ15をリング状コイル14当接して潰されることで0.2mm程度まで厚みが減少する。
Further, the predetermined thickness t3 includes a second margin thickness A2 obtained by subtracting a distance A1 from which the first insulator 13 can ensure insulation between the ring-shaped coil 14 and the first core 12 from the thickness t1 of the first insulator 13, and a second thickness t3. The insulator 15 has a thickness B2 that is obtained by subtracting a distance B1 that can ensure insulation between the ring-shaped coil 14 and the second core 16 from a thickness t2 of the second insulator 15.
The first insulator 13 and the second insulator 15 can ensure the cooling of the ring-shaped coil 14 while ensuring the insulation between the ring-shaped coil 14 and the first core 12 and the second core 16.
The thickness t1 of the first insulator 13 and the thickness t2 of the second insulator 15 are initially 0.3 mm, and as shown in FIG. 5, the first insulator 13 and the second insulator 15 are brought into contact with the ring coil 14 and crushed. As a result, the thickness is reduced to about 0.2 mm.

しかし、第1インシュレータ13及び第2インシュレータ15は0.2mmの厚みになったときにも第1コア12及び第2コア16とリング状コイル14との絶縁を確保できる材質を用いている。
クローポール型モータ200において、第1インシュレータ13及び第2インシュレータ15の材質を弾性率が大きい素材としていることで、リング状コイル14と第1インシュレータ13及び第2インシュレータ15との密着性を高めることが可能となる。また、耐熱性に優れる素材を用いることはクローポール型モータ200として使用する際に発生する温度下であっても適正に絶縁を確保することができる。
However, the first insulator 13 and the second insulator 15 are made of a material that can ensure insulation between the first core 12 and the second core 16 and the ring coil 14 even when the thickness is 0.2 mm.
In the claw pole type motor 200, the first insulator 13 and the second insulator 15 are made of a material having a high elastic modulus, thereby improving the adhesion between the ring-shaped coil 14 and the first insulator 13 and the second insulator 15. Is possible. In addition, the use of a material having excellent heat resistance can ensure proper insulation even under the temperature generated when the claw pole motor 200 is used.

以上、本実施形態に則して発明を説明したが、この発明は前記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構成の一部を適宜変更することにより実施することもできる。
例えば、例示した材質は変更可能であるし、構造に関しても設計変更の範囲内で変更可能である。また、リング状コイル14は本実施形態では2条巻回しているが、1条巻とする事を妨げない。
Although the invention has been described according to the present embodiment, the invention is not limited to the embodiment, and by appropriately changing a part of the configuration without departing from the spirit of the invention. It can also be implemented.
For example, the exemplified materials can be changed, and the structure can be changed within the scope of the design change. Moreover, although the ring-shaped coil 14 is wound in two strips in this embodiment, it does not prevent the single coil winding.

10 U相スタック
12 第1コア
12A 外周環
12B 爪部
12C 凹部
13 第1インシュレータ
13A 溝部
13B 外周壁面
14 リング状コイル
14A 第1コイル端部
14B 第2コイル端部
15 第2インシュレータ
15A 溝部
15B 外周壁面
16 第2コア
16A 外周環
16B 爪部
16C 凹部
20 V相スタック
30 W相スタック
40 出力軸
50 ロータ
61 第1ブラケット
62 第2ブラケット
70 把持手段
100 固定子
200 クローポール型モータ
10 U-phase stack 12 1st core 12A Outer peripheral ring 12B Claw part 12C Recess 13 First insulator 13A Groove part 13B Outer wall surface 14 Ring-shaped coil 14A First coil end part 14B Second coil end part 15 Insulator 15A Groove part 15B Outer wall surface 16 Second core 16A Outer ring 16B Claw portion 16C Recess 20 V-phase stack 30 W-phase stack 40 Output shaft 50 Rotor 61 First bracket 62 Second bracket 70 Grasping means 100 Stator 200 Claw pole type motor

Claims (4)

円周上に複数の爪部を有する第1コアと、前記第1コアと対向して配置される第2コアと、前記第1コア及び前記第2コアに挟持されるリング状コイルを有するクローポール型モータにおいて、
前記第1コアと前記リング状コイルとの間に配置される第1インシュレータと、
前記第2コアと前記リング状コイルとの間に配置される第2インシュレータと、を備え、
前記リング状コイルは、平角導体を長手方向が軸方向と一致するように巻回され、
前記リング状コイルの厚みは、
前記第1コア及び前記第2コアが形成する前記リング状コイルが収納される収納凹部の窪みの深さから、前記第1インシュレータの厚み及び前記第2インシュレータの厚みを引いた値よりも、所定の厚み分だけ厚く設定されていることを特徴とするクローポール型モータ。
A claw having a first core having a plurality of claw portions on the circumference, a second core disposed opposite to the first core, and a ring coil sandwiched between the first core and the second core In the pole type motor,
A first insulator disposed between the first core and the ring coil;
A second insulator disposed between the second core and the ring-shaped coil,
The ring-shaped coil is wound with a rectangular conductor such that the longitudinal direction thereof coincides with the axial direction,
The ring coil has a thickness of
Predetermined from a value obtained by subtracting the thickness of the first insulator and the thickness of the second insulator from the depth of the recess of the storage recess in which the ring-shaped coil formed by the first core and the second core is stored. A claw pole type motor characterized by being set thicker than the thickness of.
請求項1に記載のクローポール型モータにおいて、
前記所定の厚みは、
前記第1インシュレータが前記リング状コイルと前記第1コアとの絶縁を確保可能な距離を前記第1インシュレータの厚みより引いた第1ツブシ代厚みと、
前記第2インシュレータが前記リング状コイルと前記第2コアとの絶縁を確保可能な距離を前記第2インシュレータの厚みより引いた第2ツブシ代厚みと、を足した厚みであることを特徴とするクローポール型モータ。
The claw pole type motor according to claim 1,
The predetermined thickness is
A first bushing thickness obtained by subtracting a distance from which the first insulator can ensure insulation between the ring-shaped coil and the first core from a thickness of the first insulator;
The second insulator has a thickness obtained by adding a second bushing thickness obtained by subtracting a distance capable of ensuring insulation between the ring-shaped coil and the second core from a thickness of the second insulator. Claw pole type motor.
請求項1又は請求項2に記載のクローポール型モータにおいて、
前記第1インシュレータと前記第2インシュレータとが当接し合う面が、テーパ状に形成されていることを特徴とするクローポール型モータ。
In the claw pole type motor according to claim 1 or 2,
A claw pole type motor characterized in that a surface where the first insulator and the second insulator are in contact with each other is formed in a tapered shape.
請求項1乃至請求項3のいずれか1つに記載のクローポール型モータにおいて、
前記第1インシュレータ及び前記第2インシュレータの材質を弾性率が大きく耐熱性に優れる素材としたことを特徴とするクローポール型モータ。
The claw pole type motor according to any one of claims 1 to 3,
A claw pole type motor characterized in that the first insulator and the second insulator are made of a material having a large elastic modulus and excellent heat resistance.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3131124A1 (en) * 2021-12-16 2023-06-23 Valeo Equipements Electriques Moteur Stator of a rotating electrical machine equipped with an insulator of an excitation winding

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