JP2017093081A - 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、ティースにインシュレータが装着される回転電機のステータに関する。 The present invention relates to a stator for a rotating electrical machine, and more particularly to a stator for a rotating electrical machine in which an insulator is attached to a tooth.
回転電機のステータのティースにはコイルが巻装されている。ティースとコイルとの間には、両者間を絶縁するために絶縁性樹脂からなるインシュレータが設けられている。このインシュレータには、枠形状であり、ティースの内周先端側からティースに嵌め込んで取り付ける形式や、軸方向に2分割された構成であり、ティースの軸方向両端側からティースを挟み込んで取り付ける形式(例えば、特許文献1参照)等がある。 A coil is wound around the teeth of the stator of the rotating electric machine. An insulator made of an insulating resin is provided between the tooth and the coil in order to insulate the two from each other. This insulator has a frame shape and is fitted into the teeth from the inner peripheral tip side of the teeth, or is divided into two parts in the axial direction, and is attached by inserting the teeth from both ends in the axial direction of the teeth. (See, for example, Patent Document 1).
回転電機の駆動時、ティース内部には磁束が流通するので、この磁束の流通を阻害しないように、ティースに十分な断面積を確保する必要がある。一方、特許文献1に記載された構成では、ティースに取り付けたインシュレータがティースの径方向に移動することを防止するために、ティースの軸方向の両側面に軸方向に延びる溝を形成するとともに、インシュレータに当該溝に係合する爪をそれぞれ形成して爪と溝とを係合している。
Since magnetic flux flows through the teeth when the rotating electrical machine is driven, it is necessary to ensure a sufficient cross-sectional area for the teeth so as not to hinder the flow of the magnetic flux. On the other hand, in the configuration described in
このため、溝を設ける位置によっては、ティース断面積が小さくなる場合があり、ティース内部での磁束の流通が阻害される可能性がある。 For this reason, depending on the position where the groove is provided, the cross-sectional area of the tooth may be small, and the flow of magnetic flux inside the tooth may be hindered.
そこで、本発明では、ティース内部の磁束の流通に影響を与えることなく、インシュレータをティースに取り付けることを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to attach an insulator to a tooth without affecting the flow of magnetic flux inside the tooth.
本発明の回転電機のステータは、円筒状のヨークの内周面から径方向内側へ突出する先端に向かって先細台形形状である複数のティースを有するステータコアと、前記ステータコアの軸方向に分割されて、前記ティースを前記軸方向の両端からそれぞれ覆うインシュレータと、を備えた回転電機のステータであって、前記ティースは、ステータ周方向の両側面に前記軸方向に沿ってそれぞれ延在する溝を有し、前記ティース内部の前記溝間のステータ周方向における間隔が前記ティースの先端幅以上であり、前記インシュレータは、前記ティースのステータ周方向の両側面に対応する部分にそれぞれ設けられ、前記溝に係合する突起を有することを特徴とする。 The stator of the rotating electrical machine according to the present invention is divided into a stator core having a plurality of teeth having a tapered trapezoidal shape toward a tip projecting radially inward from an inner peripheral surface of a cylindrical yoke, and an axial direction of the stator core. And a stator for a rotating electrical machine that covers each of the teeth from both ends in the axial direction, the teeth having grooves extending along the axial direction on both side surfaces in the circumferential direction of the stator. And an interval in the stator circumferential direction between the grooves inside the teeth is equal to or greater than a tip width of the teeth, and the insulators are respectively provided in portions corresponding to both side surfaces of the teeth in the stator circumferential direction, It has the protrusion to engage, It is characterized by the above-mentioned.
本発明によれば、ティース内部の磁束の流通に影響を与えることなく、インシュレータをティースに取り付けることができる。 According to the present invention, the insulator can be attached to the teeth without affecting the flow of magnetic flux inside the teeth.
本実施形態の回転電機のステータ1は、例えば、ハイブリッド車両に搭載されるモータジェネレータに使用される。図1に示すように、ステータ1のステータコア10は、多数の電磁鋼板を積層して構成されている。ステータコア10は、ステータ周方向に沿って延びる環状のヨーク11と、ヨーク11の内周面11aよりステータ径方向内側へ突出する複数のティース12とを備えている。
The
ティース12は、ステータ径方向内側の先端が先細の等脚台形形状に形成されている。複数のティース12はステータ周方向に互いに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12の間にスロット13が形成され、複数のスロット13がステータ周方向に互いに等間隔で配置されている。各ティース12及び各スロット13は、ステータ軸方向に沿って延びている。
The
図1、2に示すように、ティース12のステータ周方向の側面12a,12aのヨーク11から突出している根元部分、すなわち、ティース12の側面12a,12aとヨーク11の内周面11aとの角部近傍には、ステータ軸方向に平行に延びる一対の溝12b,12bがそれぞれ形成されている。溝12b,12bの断面形状は略U字形状である。溝12b、12bは、ティース12のステータ軸方向と同じ長さを有している。すなわち、溝12b、12bは、ステータ軸方向においてティース12の一方端面から他方端面に亘って形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the root portion of the
図2に示すように、ティース12のヨーク11への根元幅、すなわち、ティース12内部の溝12b,12b間のステータ周方向における間隔Bは、ティース12の先端幅A以上に設定されている。つまり、先端幅A≦間隔Bの関係を満たすように設定されている。この設定による作用については後述する。
As shown in FIG. 2, the root width of the
ティース12には図示しないコイルが巻装される。このため、ティース12にはコイルと絶縁するために絶縁性樹脂からなるインシュレータ20が取り付けられている。インシュレータ20は、ステータ軸方向に2分割されており、第1のインシュレータ21と第2のインシュレータ22とを備えている。第1のインシュレータ21及び第2のインシュレータ22は、ティース12のステータ軸方向の両端から、ティース12を挟み込むようにしてティース12に取り付けられる。第1のインシュレータ21及び第2のインシュレータ22は、接着剤によりティース12に固定される。なお、接着剤を用いずに係合爪等によってティース12に固定してもよい。
A coil (not shown) is wound around the
第1のインシュレータ21と第2のインシュレータ22とは同形状であるので、以下、第1のインシュレータ21について説明し、第2のインシュレータ22には対応する符号を付してその説明を省略する。図1に示すように、第1のインシュレータ21のステータ軸方向の長さは、ティース12のステータ軸方向の長さの半分以下である。
Since the
第1のインシュレータ21は、ティース12に嵌装されるコ字形状の嵌装部21aと、嵌装部21aの径方向外側の端面からステータ周方向及びステータ軸方向に延在するフランジ部21bと、ティース12の溝12b,12bにそれぞれ係合する突起21cとを備えている。嵌装部21aは、ティース12のステータ軸方向の一端面及び側面12a,12aを覆う。フランジ部21bは、ティース12の根元部のヨーク11の内周面11aを覆う。
The
図3に示すように、突起21c,21cは、嵌装部21aとフランジ部21bとが接続する角部から、ステータ周方向に向かって互いに対向するように突出している。突起21cは、その断面形状が溝12bの形状に応じた逆U字形状であり、溝12bに係合するために、溝12bの大きさより僅かに小さく設定されている。また、突起21cは、ステータ軸方向において嵌装部21aの全長に亘って形成される突条である。
As shown in FIG. 3, the
次に、第1及び第2のインシュレータ21,22のティース12への取付について説明する。第1及び第2のインシュレータ21,22を、ティース12のステータ軸方向の両端からティース12を覆うようにそれぞれ嵌め込む。この嵌め込みの際に、第1のインシュレータ21の突起21cをティース12の溝12bに係合して、突起21cが溝12b内をスライドするように、第1のインシュレータ21をティース12のステータ軸方向の一方側から取り付ける。このとき図示しない接着剤を使用して、第1のインシュレータ21をティース12に固定する。また、第2のインシュレータ22も、同様にティース12のステータ軸方向の他方側から取り付けて、図示しない接着剤を使用して固定する。
Next, attachment of the first and
第1及び第2のインシュレータ21,22は、各突起21c,22cがティース12の溝12b,12bにそれぞれ係合しているので、ステータ径方向への移動が規制されて、第1及び第2のインシュレータ21,22のティース12の先端部からの脱落を防止することができる。
Since the first and
次に、ティース12内部を流通する磁束について説明する。ティース12内部を流通する磁束は、ティース12の先端から入り込み、ティース12の根元を通ってヨーク11に流通する。このため、ティース12内部を流通する磁束の量は、ティース12の先端の断面積及びティース12の根元の断面積によって決定される。これら断面積は、ティース12の先端のステータ周方向幅及びティース12の根元のステータ周方向幅に基づいて設定される。すなわち、ティース12の先端のステータ周方向幅が大きい程ティース12内部に磁束が流入し、ティース12の根元のステータ周方向幅が大きい程ヨーク11に磁束が流れ込む。
Next, the magnetic flux which distribute | circulates the inside of the
図4に、5本の磁束がティース12の先端から流入すると仮定した場合の磁束流通状態を示す。図4(1)に、本実施形態におけるティース12の先端幅Aと間隔Bとが先端幅A≦間隔Bの関係である場合のティース12内部を流通する磁束を示し、図4(2)に、本実施形態の比較例として、ティース12の先端幅Aと間隔Bとが先端幅A>間隔Bの関係である場合のティース12内部を流通する磁束を示す。なお、図中実線は有効磁束を示し、破線は無効磁束を示す。
FIG. 4 shows a magnetic flux distribution state when it is assumed that five magnetic fluxes flow from the tips of the
図4(1)の場合では、先端幅A≦間隔Bの関係であるので、ティース12に流入した5本の磁束Gはティース12の根元を流通して5本ともヨーク11に流れ込む。この結果、5本全ての磁束Gはモータジェネレータのトルクに寄与することができる。すなわち、ティース12の先端から流入した磁束量とヨーク11に流れ込む磁束量(ティース12の根元を流通する磁束量)とは略同じである。
In the case of FIG. 4 (1), since the relationship of the tip width A ≦ the interval B is satisfied, the five magnetic fluxes G that have flowed into the
一方、図4(2)の場合では、先端幅A>間隔Bの関係であるので、流入した5本の磁束のうち、2本の磁束Gは溝12cに阻まれて、ティース12の根元を流通することができない。この結果、5本のうち3本の磁束Gがモータジェネレータのトルクに寄与する。すなわち、ティース12の先端から流入した磁束量に対して、ヨーク11に流れ込む磁束量(ティース12の根元を流通する磁束量)は低減する。このため、先端幅A>間隔Bの関係では、ティース12の先端から流入する全ての磁束Gをトルクに寄与させることが困難である。
On the other hand, in the case of FIG. 4 (2), since the relation of tip width A> spacing B is satisfied, two of the five magnetic fluxes that have flowed in are blocked by the
以上説明したように、本実施形態によれば、ティース12の先端幅Aと間隔Bとを先端幅A≦間隔Bの関係に設定することによって、ティース12内部の磁束Gの流通に影響を与えることなく、すなわち、ティース12の先端から流入した磁束量を低減することなく、ヨーク11に流入させることができる。
As described above, according to the present embodiment, by setting the tip width A and the interval B of the
また、第1及び第2のインシュレータ21,22をステータ軸方向の両端からティース12の溝12b,12bに嵌め込むことにより、ティース12に取り付けることができる。このため、ティース12の先端から嵌め込むインシュレータと異なり、例えば、ティース12の先端の電磁鋼板の積層が剥がれていても、第1及び第2のインシュレータ21,22を容易に取り付けることができる。
Further, the first and
また、第1及び第2のインシュレータ21,22の突起21c、22cとティース12の溝12b,12bとの係合によって、ステータ径方向への移動が規制されて、第1及び第2のインシュレータ21,22のティース12の先端部からの脱落を防止することもできる。なお、上述の実施形態では、突起21c,22cを突条としていたが、不連続の突起や一つの突起としてもよい。
Further, the engagement of the
1 ステータ、10 ステータコア、11 ヨーク、11a 内周面、12 ティース、12a 側面、12b,12c 溝、13 スロット、20 インシュレータ、21 第1のインシュレータ、22 第2のインシュレータ、21a,22a 嵌装部、21b,22b フランジ部、21c,22c 突起、A 先端幅、B 間隔。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記ティースは、ステータ周方向の両側面に前記軸方向に沿ってそれぞれ延在する溝を有し、前記ティース内部の前記溝間のステータ周方向における間隔が前記ティースの先端幅以上であり、
前記インシュレータは、前記ティースのステータ周方向の両側面に対応する部分にそれぞれ設けられ、前記溝に係合する突起を有する、
ことを特徴とする回転電機のステータ。
A stator core having a plurality of teeth each having a tapered trapezoidal shape toward a tip projecting radially inward from an inner peripheral surface of a cylindrical yoke, and divided in the axial direction of the stator core so that the teeth are arranged at both ends in the axial direction. A stator for a rotating electrical machine comprising an insulator covering each of
The teeth have grooves respectively extending along the axial direction on both side surfaces in the stator circumferential direction, and an interval in the stator circumferential direction between the grooves inside the teeth is equal to or greater than a tip width of the teeth.
The insulators are provided respectively on portions corresponding to both side surfaces of the teeth in the circumferential direction of the stator, and have protrusions that engage with the grooves.
A stator for a rotating electrical machine.
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