JP2017070088A - Stator of rotary electric machine - Google Patents

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知幸 澤田
Tomoyuki Sawada
知幸 澤田
服部 宏之
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stator of a rotary electric machine which solves discharge delay of drain water caused by blocking a cooling liquid in an inner peripheral side of the stator by a ring member for preventing fall-off due to the thickness when the ring member is provided at the inner peripheral side of a coil for preventing the coil from falling from a teeth.SOLUTION: In side surfaces 31a and 31b facing a teeth 20 of ring members 16a and 16b, a notch 32 penetrated to a thickness direction is formed.SELECTED DRAWING: Figure 2

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からコイルが抜けることを防止する抜け止め手段を備えたステータに関する。   The present invention relates to a stator of a rotating electrical machine, and more particularly to a stator provided with a retaining means for preventing a coil from being detached from a tooth of a stator core.

回転電機のステータは、ステータコアと、ステータコアのティースに巻き回されたコイルを備える。ティースからコイルが抜けることを防止するために、例えば特許文献1、2では、コイルエンドを内周側から押さえるリング部材を設けている。   A stator of a rotating electrical machine includes a stator core and a coil wound around teeth of the stator core. In order to prevent the coil from coming off from the teeth, for example, in Patent Documents 1 and 2, a ring member is provided for pressing the coil end from the inner peripheral side.

特開平10−51987号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-51987 特開2002−78299号公報JP 2002-78299 A

ところで、コイルエンドにリング部材を設けると、リング部材の厚みのために、リング部材の内周面がティースの内周面よりも径方向内側に突出して段差が形成される。   By the way, when a ring member is provided at the coil end, the inner peripheral surface of the ring member protrudes radially inward from the inner peripheral surface of the teeth to form a step due to the thickness of the ring member.

ステータ及びその内側に設けられるロータ(図示せず)にはオイル等の冷却液が供給され、特にロータに供給された冷却液は遠心力によりステータコアの内周側に飛散する。飛散した冷却液は、ティース間のスロットに流れたりステータコア軸方向に流れるが、後者の流れについては段差がこれを堰き止めてしまい、冷却液の排出が滞る。その結果、ステータコアの内周側に冷却液溜まりが形成され、ロータは回転の際に冷却液溜まりを引き摺りながら回転しなければならず、いわゆる引き摺り損失が発生する。   Cooling liquid such as oil is supplied to the stator and a rotor (not shown) provided inside the stator, and in particular, the cooling liquid supplied to the rotor is scattered to the inner peripheral side of the stator core by centrifugal force. The scattered coolant flows in the slots between the teeth or flows in the stator core axial direction. However, in the latter flow, a step is blocked to discharge the coolant. As a result, a coolant pool is formed on the inner peripheral side of the stator core, and the rotor must rotate while dragging the coolant pool during rotation, so-called drag loss occurs.

本発明に係る回転電機のステータは、円環状のステータヨークと前記ステータヨークから内周側に突き出る複数のティースを有するステータコアと、前記ティースに巻き回されたコイルと、コイルエンドの内周側に配置されたコイル抜け止め用のリング部材と、を備える。前記リング部材の前記ティースに面する側面には、厚さ方向に貫通する切り欠きが形成されている。   A stator of a rotating electrical machine according to the present invention includes an annular stator yoke, a stator core having a plurality of teeth protruding from the stator yoke to the inner peripheral side, a coil wound around the teeth, and an inner peripheral side of the coil end. A ring member for preventing the coil from being disposed. A cutout penetrating in the thickness direction is formed on a side surface of the ring member facing the teeth.

本発明によれば、リング部材による冷却液の堰き止めが抑制される。   According to the present invention, blocking of the coolant by the ring member is suppressed.

本実施形態に係るステータを例示する分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which illustrates the stator which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るステータの組み立て後の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure after the assembly of the stator which concerns on this embodiment. 冷却液の排出経路を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the discharge route of a cooling fluid.

図1、図2に本実施形態に係る回転電機のステータ10を例示する。なお、図1では、説明の都合上、一部のティース20にはコイル14を取り付けていない。図1、図2に示す回転電機は、例えば電気車両やハイブリッド車両の駆動源として用いられる。   1 and 2 illustrate a stator 10 of a rotating electrical machine according to this embodiment. In FIG. 1, for convenience of explanation, the coil 14 is not attached to some of the teeth 20. The rotary electric machine shown in FIGS. 1 and 2 is used as a drive source of, for example, an electric vehicle or a hybrid vehicle.

ステータ10は、ステータコア12、コイル14、及びリング部材16a,16bを備える。ステータコア12は、例えば電磁鋼板等の磁性体薄板を絶縁体を挟んで積層させた積層鋼板から構成される。   The stator 10 includes a stator core 12, a coil 14, and ring members 16a and 16b. The stator core 12 is composed of a laminated steel plate in which magnetic thin plates such as electromagnetic steel plates are laminated with an insulator interposed therebetween.

ステータコア12は、円環状のステータヨーク18と、ステータヨーク18から内周側に突き出る複数のティース(極歯)20を有する。ティース20はステータヨーク18の周方向に沿って所定間隔を空けて配置される。隣り合うティース20,20間にはスロット22が形成される。   The stator core 12 has an annular stator yoke 18 and a plurality of teeth (pole teeth) 20 protruding from the stator yoke 18 toward the inner peripheral side. The teeth 20 are arranged at a predetermined interval along the circumferential direction of the stator yoke 18. A slot 22 is formed between adjacent teeth 20 and 20.

例えばティース20の突出高さ(径方向高さ)は、コイル14の径方向厚みよりも大となるように、つまりティース20にコイル14を巻装させたときにコイル14の内周面よりもティース20の内周面が内周側に突き出るように、ティース20及びコイル14が形成される。   For example, the protruding height (radial height) of the teeth 20 is larger than the radial thickness of the coil 14, that is, when the coil 14 is wound around the teeth 20, than the inner peripheral surface of the coil 14. The teeth 20 and the coil 14 are formed so that the inner peripheral surface of the teeth 20 protrudes toward the inner peripheral side.

コイル14は、ティース20に巻き回される導線部材である。コイル14は例えば絶縁被覆された導線から構成される。図1、図2に示す例では、単層巻の集中巻コイルが示されているが、これに代えて、多層巻の集中巻コイルであっても、分布巻きコイルであってもよい。なお、コイル14とティース20との導通を防ぐため、両者の間に絶縁紙(図示せず)を挟んでもよい。   The coil 14 is a conductor member wound around the teeth 20. The coil 14 is made of, for example, a conductive wire coated with insulation. In the example shown in FIGS. 1 and 2, a single layer winding concentrated winding coil is shown, but instead of this, a multilayer winding concentrated winding coil or a distributed winding coil may be used. In order to prevent conduction between the coil 14 and the teeth 20, insulating paper (not shown) may be sandwiched between them.

リング部材16a,16bは、コイル14のティース20からの抜けを防止する抜け止め部材である。リング部材16a,16bは、ティース20,20間で磁気回路が繋がらないように、非磁性材料から構成される。またリング部材16a,16bは、コイル14,14間の導通を防ぐために、絶縁材料から構成される。例えばリング部材16a,16bは、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、芳香族ナイロン樹脂コンパウンド等の樹脂材料から構成される。   The ring members 16 a and 16 b are retaining members that prevent the coil 14 from coming off the teeth 20. The ring members 16a and 16b are made of a nonmagnetic material so that a magnetic circuit is not connected between the teeth 20 and 20. The ring members 16a and 16b are made of an insulating material in order to prevent conduction between the coils 14 and 14. For example, the ring members 16a and 16b are made of a resin material such as an epoxy resin, a polyimide resin, or an aromatic nylon resin compound.

上述したように、ティース20の突出高さ(径方向高さ)は、コイル14の径方向厚さより大となるように構成されており、ステータコア12の内周側から見ると、コイル14からティース20が突き出すような構成となる。したがって、リング部材16a,16bをティース20の内周面28に配置しても、リング部材16a,16bとコイル14との間に隙間ができてリング部材16a,16bはコイル14の押さえ部材として機能しない。このことから、ティース20から外れたところにリング部材16a,16bが配置される。   As described above, the protruding height (radial height) of the teeth 20 is configured to be larger than the radial thickness of the coil 14, and when viewed from the inner peripheral side of the stator core 12, the teeth from the coil 14 are configured. It becomes the structure which 20 protrudes. Therefore, even if the ring members 16 a and 16 b are arranged on the inner peripheral surface 28 of the tooth 20, a gap is formed between the ring members 16 a and 16 b and the coil 14, and the ring members 16 a and 16 b function as pressing members for the coil 14. do not do. For this reason, the ring members 16a and 16b are arranged at locations where the teeth 20 are removed.

具体的には、ステータコア12の軸方向両端に突き出る(はみ出す)コイルエンド24a,24bの内周側にリング部材16a,16bが配置される。リング部材16a,16bの外径は、コイルエンド24a,24bの配置等に応じて定められる。例えば、ステータ10を側面視したとき、コイルエンド24a,24bの内周面を繋ぐと多角形となる。この多角形の内接円の直径をリング部材16a,16bの外径とする。このようにすることで、リング部材16a,16bがコイルエンド24a,24bの内周面に密着し、コイル14のティース20からの抜けが防止される。   Specifically, the ring members 16a and 16b are disposed on the inner peripheral sides of the coil ends 24a and 24b that protrude (extrude) from both ends of the stator core 12 in the axial direction. The outer diameters of the ring members 16a and 16b are determined according to the arrangement of the coil ends 24a and 24b. For example, when the stator 10 is viewed from the side, a polygonal shape is obtained by connecting the inner peripheral surfaces of the coil ends 24a and 24b. The diameter of the inscribed circle of the polygon is the outer diameter of the ring members 16a and 16b. By doing so, the ring members 16a and 16b are in close contact with the inner peripheral surfaces of the coil ends 24a and 24b, and the coil 14 is prevented from coming off from the teeth 20.

また、図2の拡大図に示すように、リング部材16a,16bの厚みにより、リング部材16a,16bの内周面26がティース20の内周面28よりも径方向内側に突出することで段差34が形成され、ティース20の内周面28にある冷却液30の軸方向に沿った流れを堰き止めてしまう。ステータコア12の軸方向両端にあるコイルエンド24a,24bにリング部材16a,16bが設けられていることから、ティース20の内周面28にある冷却液30は、ステータコア12の軸方向両端で堰き止められる。   Further, as shown in the enlarged view of FIG. 2, due to the thickness of the ring members 16 a and 16 b, the inner peripheral surface 26 of the ring members 16 a and 16 b protrudes radially inward from the inner peripheral surface 28 of the teeth 20. 34 is formed, and the flow along the axial direction of the coolant 30 on the inner peripheral surface 28 of the tooth 20 is blocked. Since the ring members 16 a and 16 b are provided at the coil ends 24 a and 24 b at both axial ends of the stator core 12, the coolant 30 on the inner peripheral surface 28 of the teeth 20 is blocked by the axial ends of the stator core 12. It is done.

そこで本実施形態では、リング部材16a,16bの、ティース20と面する側面31a,31b(以下単にティース側側面と呼ぶ)に、厚さ方向に貫通する切り欠き32を形成している。ティース20の内周面28にある冷却液30は、この切り欠き32を介してステータコア12の外部に排出される。   Therefore, in the present embodiment, the notches 32 penetrating in the thickness direction are formed on the side surfaces 31a and 31b of the ring members 16a and 16b facing the teeth 20 (hereinafter simply referred to as teeth side surfaces). The coolant 30 on the inner peripheral surface 28 of the tooth 20 is discharged to the outside of the stator core 12 through the notch 32.

図2の拡大図及び図3に示すように、ティース20の内周面28にある冷却液30は、ティース側側面31a,31bの切り欠き32に流入する。さらに図3に示すように、冷却液30はリング部材16a,16bとコイルエンド24a,24bとの隙間Gを経由して、ステータコア12の外部に排出される。   As shown in the enlarged view of FIG. 2 and FIG. 3, the coolant 30 on the inner peripheral surface 28 of the tooth 20 flows into the notches 32 of the tooth side surfaces 31 a and 31 b. Further, as shown in FIG. 3, the coolant 30 is discharged to the outside of the stator core 12 via a gap G between the ring members 16a and 16b and the coil ends 24a and 24b.

例えば切り欠き32は、リング部材16a,16bの周方向に沿って複数形成される。この場合において、ティース20と同数の切り欠き32を形成してこれを周方向に均等配置してよい。このような構成とした場合、ステータ10の組み立てに際して、切り欠き32をティース20の内周面28に位置合わせするようにリング部材16a,16bを配置することが好適である。このようにすることで、ティース20の内周面28に溜まった冷却液30が切り欠き32及び隙間Gを経由してステータコア12外部に排出される。なおこの位置合わせに際して、図3に示すように、コイルエンド24a,24bとリング部材16a,16bとが接する箇所(内接箇所)では隙間Gが潰されて冷却液30の排出が困難となる。このことから、当該内接箇所を避けるようにして切り欠き32を位置合わせすることが好適である。   For example, a plurality of notches 32 are formed along the circumferential direction of the ring members 16a and 16b. In this case, the same number of notches 32 as the teeth 20 may be formed and evenly arranged in the circumferential direction. In such a configuration, when the stator 10 is assembled, it is preferable to arrange the ring members 16 a and 16 b so that the notch 32 is aligned with the inner peripheral surface 28 of the tooth 20. By doing so, the coolant 30 accumulated on the inner peripheral surface 28 of the tooth 20 is discharged to the outside of the stator core 12 via the notch 32 and the gap G. At the time of this alignment, as shown in FIG. 3, the gap G is crushed at locations where the coil ends 24a, 24b and the ring members 16a, 16b are in contact (inscribed locations), making it difficult to discharge the coolant 30. Therefore, it is preferable to align the notch 32 so as to avoid the inscribed portion.

10 ステータ、12 ステータコア、14 コイル、16a,16b リング部材、18 ステータヨーク、20 ティース、22 スロット、24a,24b コイルエンド、26 リング部材内周面、28 ティース内周面、30 冷却液、31a,31b リング部材のティース側側面、32 切り欠き、34 段差。   10 stator, 12 stator core, 14 coil, 16a, 16b ring member, 18 stator yoke, 20 teeth, 22 slots, 24a, 24b coil end, 26 ring member inner peripheral surface, 28 teeth inner peripheral surface, 30 coolant, 31a, 31b Teeth side surface of ring member, 32 notches, 34 steps.

Claims (1)

円環状のステータヨークと、前記ステータヨークから内周側に突き出る複数のティースを有するステータコアと、
前記ティースに巻き回されたコイルと、
コイルエンドの内周側に配置された、コイル抜け止め用のリング部材と、
を備え、
前記リング部材の前記ティースに面する側面には、厚さ方向に貫通する切り欠きが形成されていることを特徴とする、回転電機のステータ。
An annular stator yoke, and a stator core having a plurality of teeth protruding from the stator yoke to the inner peripheral side;
A coil wound around the teeth;
A ring member arranged on the inner peripheral side of the coil end for preventing the coil from coming off;
With
A stator for a rotating electrical machine, wherein a cutout penetrating in a thickness direction is formed on a side surface of the ring member facing the teeth.
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