JP2016048989A - Stator for rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機のステータに関し、特に、ステータコアのティースにコイルが集中巻で巻装されたステータに関する。 The present invention relates to a stator for a rotating electric machine, and more particularly to a stator in which a coil is wound in concentrated winding on teeth of a stator core.
下記特許文献1の回転電機のステータでは、ステータコアのティースにコイルを集中巻で巻装する際に、インシュレータとティースが接する面と、隣接する集中巻コイル間の双方に、絶縁性を有する膨張材を設け、膨張材の膨張によってコイルを固定している。これによって、コイルの絶縁性を確保しつつ、樹脂モールドやワニスによるコイルの固定化処理を不要としている。 In the stator of the rotating electrical machine described in Patent Document 1, when the coil is wound around the teeth of the stator core by concentrated winding, the insulating material has an insulating property on both the surface where the insulator and the teeth are in contact and between adjacent concentrated winding coils. And the coil is fixed by expansion of the expansion material. This eliminates the need for fixing the coil with a resin mold or varnish while ensuring the insulation of the coil.
特許文献1では、インシュレータとティースが接する面と、隣接する集中巻コイル間の双方に膨張材を設けているため、双方の膨張材の膨張による押圧力がコイルの両側から加わる。その際に、双方の膨張材の膨張による押圧力にばらつきが生じると、コイルが所望の位置からずれてしまう可能性がある。 In Patent Document 1, since the expansion material is provided on both the surface where the insulator and the tooth are in contact with each other and between the adjacent concentrated winding coils, the pressing force due to the expansion of both expansion materials is applied from both sides of the coil. At this time, if a variation occurs in the pressing force due to expansion of both of the expansion materials, the coil may be displaced from a desired position.
本発明に係る回転電機のステータは、コイルをステータコアに固定する際の信頼性を向上させることを目的とする。 The stator of the rotating electrical machine according to the present invention aims to improve the reliability when the coil is fixed to the stator core.
本発明に係る回転電機のステータは、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。 The stator of the rotating electrical machine according to the present invention employs the following means in order to achieve the above-described object.
本発明に係る回転電機のステータは、複数のティースが周方向に互いに間隔をおいて配置されたステータコアと、各ティースに集中巻で巻装されたコイルと、絶縁性及び発泡性を有し、加熱によって発泡して体積が膨張する膨張材と、を備え、前記膨張材は、周方向に隣接するコイル間に設けられ、ティースとコイル間に設けられていないことを要旨とする。 The stator of the rotating electrical machine according to the present invention has a stator core in which a plurality of teeth are arranged at intervals in the circumferential direction, a coil wound in concentrated winding around each tooth, and has insulating properties and foamability. An expansion material that expands in volume when heated, and the expansion material is provided between coils adjacent in the circumferential direction, and is not provided between the teeth and the coil.
本発明によれば、絶縁性及び発泡性を有し、加熱によって発泡して体積が膨張する膨張材は、周方向に隣接するコイル間に設けられ、ティースとコイル間に設けられていないことで、膨張材の膨張によりコイルに作用する押圧力は、コイルをティースへ押し付ける片側だけとなり、コイルをティースに確実に固定することができる。その結果、コイルをステータコアに固定する際の信頼性を向上させることができる。 According to the present invention, the expandable material that has insulating properties and foamability and expands in volume when heated is provided between the coils adjacent in the circumferential direction, and is not provided between the teeth and the coils. The pressing force acting on the coil due to the expansion of the expansion material is only on one side for pressing the coil against the teeth, and the coil can be securely fixed to the teeth. As a result, the reliability when fixing the coil to the stator core can be improved.
以下、本発明を実施するための形態(以下実施形態という)を図面に従って説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.
図1,2は、本発明の実施形態に係る回転電機のステータの概略構成を示す図である。図1はステータ軸方向から見た断面図を示し、図2は図1のA部の拡大図を示す。ステータは、ステータコア21と、ステータコア21に巻装されたコイル22とを備える。ステータコア21は、ステータ周方向に沿って延びる環状のヨーク23と、ヨーク23の内周面よりステータ径方向内側(図示しないロータ側)へ突出する複数のティース24とを含む。複数のティース24はステータ周方向に互いに間隔をおいて(等間隔で)配置されている。ステータ周方向に隣接するティース24間にスロット25が形成され、複数のスロット25がステータ周方向に互いに間隔をおいて(等間隔で)配置されている。各ティース24及び各スロット25は、ステータ軸方向に沿って延びている。コイル22は、スロット25を通って各ティース24に集中巻で巻装されている。図2の例では、絶縁性を有するインシュレータ26が各ティース24に装着され、コイル22がインシュレータ26を介して各ティース24に装着されている。
1 and 2 are diagrams showing a schematic configuration of a stator of a rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a sectional view as seen from the stator axial direction, and FIG. 2 is an enlarged view of a portion A in FIG. The stator includes a
本実施形態では、絶縁性及び発泡性を有し、加熱によって発泡して体積が膨張する膨張材28が各スロット25内に設けられている。膨張材28は、ステータ周方向に隣接するコイル22間、及びティース24とコイル22間のうち、ステータ周方向に隣接するコイル22間に設けられており、ティース24とコイル22間には設けられていない。隣接するコイル22間の膨張材28は、ステータ軸方向に沿って延びている。膨張材28の材料としては、例えば発泡性ポリウレタン、発泡性ポリスチレン、発泡性ポリオレフィン等の発泡性樹脂を用いることが可能である。なお、膨張材28は、板状のものを挿入し、これを加熱、発泡、膨張させてもよいが、流動性がある膨張材28を充填し、その後加熱、発泡、膨張させてもよい。
In the present embodiment, an
コイル22をステータコア21に固定する際には、コイル22を集中巻で各ティース24に巻装した後に、ステータ周方向に隣接するコイル22間に膨張材28を挿入し、膨張材28を加熱する。膨張材28は加熱によって発泡して体積が膨張することで、隣接するコイル22間の空間が膨張材28によって埋められ、図2の矢印aに示すようにコイル22がティース24側へ押圧される。体積が膨張した膨張材28によって、隣接するコイル22間の絶縁性が確保されるとともに、コイル22がインシュレータ26を介して各ティース24に固定される。その結果、樹脂モールドやワニスによるコイル22の固定化処理が不要となる。コイル22間の絶縁性向上に伴い、コイル22間隔を短縮してスロット25内の占積率向上が可能となる。
When fixing the
ここで、ステータ周方向に隣接するコイル22間と、ティース24とコイル22間の双方に膨張材28を設けた場合を考えると、図3の矢印a,bに示すように、双方の膨張材28の膨張による押圧力がコイル22の両側から加わる。その際に、双方の膨張材28において、膨張後の形状や膨張による押圧力にばらつきが生じると、コイル22が所望の位置からずれてしまう可能性がある。
Here, considering the case where the
これに対して本実施形態では、ティース24とコイル22間には膨張材28を設けておらず、ステータ周方向に隣接するコイル22間だけに膨張材28を設けているため、膨張材28の膨張によりコイル22に作用する押圧力は、図2の矢印aに示すように、コイル22をティース24へ押し付ける片側だけとなる。したがって、膨張材28の膨張後の形状ばらつきや膨張による押圧力のばらつきが原因でコイル22が所望の位置からずれるのを防止することができ、コイル22を各ティース24に固定する際の信頼性を向上させることができる。
In contrast, in the present embodiment, the
さらに、膨張材28の材料に接着性を有する樹脂材料を用いることで、コイル22を各ティース24に固定する際の強度をさらに向上させることができる。また、コイル22を各ティース24に装着してから膨張材28をコイル22間に挿入することで、膨張材28を配置してからコイル22を装着する際に生じる膨張材28の破損を防止することができる。
Furthermore, the strength at the time of fixing the
本実施形態では、例えば図4に示すように、ステータ周方向に隣接するコイル22間に、コイル間隔を規定するための基材30を設けることも可能である。ここで、図4はステータ径方向内側から見た断面図を示す。基材30は、ステータ周方向に隣接するコイル22間の中央位置に配置され、ステータ軸方向に沿って延びる板部31と、板部31のステータ軸方向一方側端部に連結され、板部31よりステータ周方向両側に突出してコイル22に接触する突起部32と、板部31のステータ軸方向他方側端部に連結され、板部31よりステータ周方向両側に突出してコイル22に接触する突起部33とを含む。基材30の材料としては、例えば樹脂等の絶縁材料を用いることが可能である。膨張材28は、基材30と一体化されており、ステータ周方向において板部31とコイル22間に形成され且つステータ軸方向において突起部32,33間に形成される空間34に設けられている。ただし、図4は膨張材28の膨張前(加熱前)の状態を示しており、加熱により膨張材28が図4の矢印cに示すように膨張してコイル22と接着する。図4の構成例によれば、膨張材28がステータ軸方向に膨張するのを突起部32,33により抑制することができ、膨張材28の発泡倍率(膨張倍率)をコントロールすることができる。また、隣接するコイル22間に膨張材28を挿入する際のめくれを防止することができる。
In the present embodiment, for example, as shown in FIG. 4, a
また、本実施形態では、例えば図5に示すように、ステータ周方向に隣接するコイル22間に配置された膨張材28を、ステータ周方向に波打ちながらステータ径方向に延在する蛇腹形状にすることも可能である。ここで、図5は図1のA部の拡大図に相当する。図5の構成例によれば、膨張材28の加熱による発泡倍率(膨張倍率)が小さくても、膨張材28の膨張によって図5の矢印aに示すようにコイル22をティース24側へ確実に押圧して固定することができる。さらに、膨張材28の材料に接着性を有する樹脂材料を用いることで、膨張材28の発泡倍率が小さくても、膨張材28をコイル22に確実に接着させることができる。なお、蛇腹形状の膨張材28は、予め蛇腹形状に成形しておき、これを挿入した後加熱するとよい。また、蛇腹を維持するために、芯材を設けその表裏両面に膨張材を形成した膨張材28を挿入し、その後加熱してもよい。
Further, in the present embodiment, for example, as shown in FIG. 5, the
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not limited to such embodiment at all, and it can implement with a various form in the range which does not deviate from the summary of this invention. Of course.
21 ステータコア、22 コイル、23 ヨーク、24 ティース、25 スロット、26 インシュレータ、28 膨張材、30 基材、31 板部、32,33 突起部、34 空間。 21 Stator core, 22 coils, 23 yoke, 24 teeth, 25 slots, 26 insulator, 28 expansion material, 30 base material, 31 plate part, 32, 33 protrusion part, 34 space.
Claims (1)
各ティースに集中巻で巻装されたコイルと、
絶縁性及び発泡性を有し、加熱によって発泡して体積が膨張する膨張材と、
を備え、
前記膨張材は、周方向に隣接するコイル間に設けられ、ティースとコイル間に設けられていない、回転電機のステータ。 A stator core in which a plurality of teeth are spaced apart from each other in the circumferential direction;
A coil wound around each tooth in concentrated winding;
An insulative and foaming material that expands by heating and expands in volume;
With
The said expansion | swelling material is a stator of a rotary electric machine provided between the coils adjacent to the circumferential direction, and is not provided between the teeth and the coils.
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