JP2020120518A - Stator of rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、回転電機のステータに関する。 The present disclosure relates to a stator of a rotary electric machine.
回転電機のステータにおいては、一般的に、ステータコアにコイルが巻回されている。ステータコアにコイルを固定する様々な技術が知られている。 In a stator of a rotary electric machine, a coil is generally wound around a stator core. Various techniques for fixing a coil to a stator core are known.
例えば特許文献1には、発泡性を有する材料を用いてステータコアにコイルを固定する方法が記載されている。この方法においては、ステータコアとコイルとの間に発泡性を有する材料を配置し、当該材料を膨張させることで、コイルとステータコアとの間の隙間を埋めて、ステータコアにコイルを固定している。 For example, Patent Document 1 describes a method of fixing a coil to a stator core using a material having foamability. In this method, a foamable material is arranged between the stator core and the coil, and the material is expanded to fill the gap between the coil and the stator core, thereby fixing the coil to the stator core.
ところで、コイルは通電によって発熱する。コイルの温度上昇を抑制するために、コイルにて発生した熱をステータコアへ伝達させることが考えられる。 By the way, the coil generates heat when energized. In order to suppress the temperature rise of the coil, it is conceivable to transfer the heat generated in the coil to the stator core.
特許文献1に記載されている発泡性を有する材料が用いられた場合、発泡による空気断熱層がコイルとステータコアとの間に形成される。空気断熱層は空気を含む層であるため、一般的に熱伝導性は良くない。それ故、空気断熱層の存在によって、コイルにて生じた熱がステータコアへ十分に伝達されない可能性がある。 When the foamable material described in Patent Document 1 is used, an air insulation layer formed by foaming is formed between the coil and the stator core. Since the air heat insulating layer is a layer containing air, it generally has poor thermal conductivity. Therefore, the presence of the air insulation layer may not adequately transfer the heat generated in the coil to the stator core.
本開示の目的は、回転電機のステータにおいて、コイルにて発生した熱をステータコアへ十分に伝達させることにある。 An object of the present disclosure is to sufficiently transfer heat generated in a coil in a stator of a rotating electric machine to a stator core.
本開示に係る回転電機のステータは、円環状のヨークの内周面から径方向内側に突出する複数のティース及び各ティース間に形成されたスロットを有するステータコアと、前記スロットを通って前記ティースに巻回されたコイルと、前記スロット内において前記ステータコアと前記コイルとの間に配置され、吸油性ポリマーを含有し、オイルを吸収することで膨潤する樹脂シートと、を有することを特徴とする。 A stator of a rotating electric machine according to the present disclosure includes a stator core having a plurality of teeth protruding inward in a radial direction from an inner peripheral surface of an annular yoke, and a stator core having slots formed between the teeth, and the teeth passing through the slots to the teeth. It has a wound coil and a resin sheet which is arranged between the stator core and the coil in the slot, contains an oil-absorbing polymer, and swells by absorbing oil.
上記の構成においては、吸油性ポリマーを含有し、オイルを吸収して膨潤する樹脂シートが、コイルとステータコアとの間に配置されている。樹脂シートがオイルを吸収することで膨潤し、これによって、コイルとステータコアとの間の隙間が埋まる。オイルは熱を伝え易いので、コイルにて発生した熱を、膨潤した樹脂シートを介してステータコアへ十分に伝達させることができる。 In the above configuration, the resin sheet that contains the oil-absorbing polymer and absorbs oil to swell is arranged between the coil and the stator core. The resin sheet absorbs oil and swells, thereby filling the gap between the coil and the stator core. Since oil easily transfers heat, the heat generated in the coil can be sufficiently transferred to the stator core through the swollen resin sheet.
本開示に係る回転電機のステータによれば、コイルにて発生した熱をステータコアへ十分に伝達させることができる。 According to the stator of the rotary electric machine according to the present disclosure, the heat generated in the coil can be sufficiently transmitted to the stator core.
以下、本実施形態に係る回転電機のステータについて説明する。回転電機は、ロータと、ロータの外周側に所定間隔をあけて配置されたステータとを有する。ステータは、ステータコアと、ステータコアに巻回されたコイルとを有する。回転電機は、一例として、電動機及び発電機として機能するモータ・ジェネレータである。 The stator of the rotary electric machine according to this embodiment will be described below. The rotating electric machine includes a rotor and a stator arranged on the outer peripheral side of the rotor with a predetermined gap. The stator has a stator core and a coil wound around the stator core. The rotary electric machine is, for example, a motor/generator that functions as an electric motor and a generator.
図1には、ステータコア10が示されている。ステータコア10は、略円環状のヨーク12と、ヨーク12の内周面から径方向内側に突出し、周方向に間隔をあけて設けられた複数のティース14とを有する。隣接するティース14の間には、コイルの一部が収容される空間であるスロット16が形成されている。なお、ステータコア10の円環中心軸に沿う方向を軸方向とし、中心軸に直交する方向を径方向とし、中心軸の回りを巡る方向を周方向とする。
FIG. 1 shows a
ステータコア10は、例えば、複数の電磁鋼板(例えばケイ素鋼板)を厚み方向に積層して製造される積層鋼板であってもよいし、絶縁被覆された磁性粒子をプレス成形して構成される圧粉磁芯であってもよい。
The
コイルは、スロット16を通ってティース14に巻回されている。コイルの巻回方法は、分布巻であってもよいし、集中巻であってもよいし、別の巻回方法であってもよい。コイルとして、導体セグメントによって形成されるコイルが用いられてもよい。
The coil is wound around the
以下、図2及び図3を参照して、本実施形態に係るステータについて詳しく説明する。図2及び図3は、ステータの一部を示す断面図である。図2及び図3には、軸方向に垂直な面で切断されたステータの一部の断面が示されている。 Hereinafter, the stator according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3. 2 and 3 are cross-sectional views showing a part of the stator. 2 and 3 show a part of the cross section of the stator taken along a plane perpendicular to the axial direction.
図2及び図3に示すように、スロット16内にはコイル18の一部が配置されている。また、図2に示すように、スロット16内には、ステータコア10とコイル18との間に、吸油性ポリマーを含有した樹脂シート20が配置されている。つまり、樹脂シート20は、スロット16の内壁面とコイル18との間に配置されている。樹脂シート20は、スロット16の全方向の全長に亘って配置されてもよいし、部分的に配置されてもよい。また、樹脂シート20は、スロット16内において、コイル18を部分的に囲むように配置されてもよいし、コイル18の全体を囲むように配置されてもよい。なお、図2には、1つのスロット16のみが示されているが、各スロット16に、コイル18と樹脂シート20とが配置されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, a part of the
樹脂シート20は、トランスミッションオイル等のオイルを吸収して膨潤するシートである。吸油性ポリマーとして、例えば、名東化製株式会社製のアクアN−キャップ等が用いられる。
The
図2に示すように樹脂シート20が配置された状態で、樹脂シート20にオイルが供給されると、樹脂シート20はオイルを吸収して膨潤する。
When oil is supplied to the
図3には、膨潤後の樹脂シート22が示されている。膨潤した樹脂シート22によって、ステータコア10とコイル18との間の隙間が埋められて、コイル18がステータコア10に固定される。また、樹脂シート22は発泡性の部材ではないため、樹脂シート22内に空気を含む空間が形成されない。それ故、コイル18にて発生した熱を、樹脂シート22を介してステータコア10へ伝達させ易くなる。すなわち、発泡性のシートでは、熱伝導率の低い空気によってシートを膨らませているため、コイル18にて発生した熱はステータコア10に伝わり難い。本実施形態では、空気よりも熱伝導率の高いオイルによって樹脂シート22を膨らませているため、発泡性のシートを用いる場合と比べて、コイル18にて発生した熱はステータコア10へ伝わり易い。
FIG. 3 shows the
なお、回転電機内に水等の異物が混入すると、回転電機が故障する場合があるが、樹脂シート22の膨潤に用いられる材料はトランスミッションオイルであるため、回転電機の故障の原因とならない。ちなみに、回転電機の使用時には、回転電機内にはトランスミッションオイルが流通している。
When foreign matter such as water is mixed into the rotating electric machine, the rotating electric machine may break down. However, since the material used for swelling the
以下、図4を参照して、コイル18の固定方法について説明する。図4には、その固定方法を示すフローチャートが示されている。
Hereinafter, a method of fixing the
コイル18の固定方法は、樹脂シート20を製造する第1工程(S01)と、樹脂シート20をスロット16に配置する第2工程(S02)と、コイル18をスロット16に配置する第3工程(S03)と、樹脂シート20にトランスミッションオイルを吸収させて樹脂シート20を膨潤させる第4工程(S04)とを含む。
The
第1工程(S01)について詳しく説明する。耐熱性シリコーンの生ゴムに吸油性ポリマー(例えば上記のアクアN−キャップ)を加えて混錬する。その後、吸油性ポリマーを含む当該ゴムを、ロールによってシート状に成形し、加熱することで硬化させる。硬化した樹脂シートを、スロット16内に配置可能な寸法を有するシートに切断する。これにより、樹脂シート20が製造される。
The first step (S01) will be described in detail. An oil-absorbing polymer (for example, the above-mentioned Aqua N-cap) is added to raw rubber of heat-resistant silicone and kneaded. Then, the rubber containing the oil-absorbent polymer is formed into a sheet by a roll and heated to be cured. The cured resin sheet is cut into sheets having dimensions that can be placed in the
第2工程(S02)について詳しく説明する。スロット16内においてコイル18が配置されるスペースを確保しつつ、第1工程にて製造された樹脂シート20を、スロット16内に配置する。樹脂シート20をスロット16の内壁面に接触させて配置してもよいし、内壁面から離して配置してもよい。また、樹脂シート20を、スロット16の内壁面に接着させてもよい。
The second step (S02) will be described in detail. The
第3工程(S03)について詳しく説明する。ステータコア10とコイル18との間に樹脂シート20が配置されるように、コイル18をスロット16内に配置しつつステータコア10に巻回する。例えば図2に示すように、樹脂シート20によってコイル18が囲まれるように、コイル18をスロット16内に配置する。
The third step (S03) will be described in detail. The
第4工程(S04)について詳しく説明する。スロット16内にコイル18と樹脂シート20とが配置された状態で、樹脂シート20にトランスミッションオイルをスプレー等によって塗布する。樹脂シート20が配置されたステータを、トランスミッションオイルに浸漬してもよい。樹脂シート20がトランスミッションオイルを吸収すると、樹脂シート20が膨潤する。図3に示すように、膨潤した樹脂シート22によって、コイル18とステータコア10との間の隙間が埋まり、その結果、コイル18がステータコア10に固定される。これによって、本実施形態に係るステータが製造される。
The fourth step (S04) will be described in detail. With the
以上のように本実施形態に係るステータによれば、オイルを吸収して膨潤する樹脂シート20を用いているので、コイル18にて発生した熱を、膨潤した樹脂シート22を介してステータコア10に十分に伝達させることができる。
As described above, according to the stator of this embodiment, since the
10 ステータコア、12 ヨーク、14 ティース、16 スロット、18 コイル、20,22 樹脂シート。 10 stator cores, 12 yokes, 14 teeth, 16 slots, 18 coils, 20, 22 resin sheets.
Claims (1)
前記スロットを通って前記ティースに巻回されたコイルと、
前記スロット内において前記ステータコアと前記コイルとの間に配置され、吸油性ポリマーを含有し、オイルを吸収することで膨潤する樹脂シートと、
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 projecting radially inward from the inner peripheral surface of the annular yoke and slots formed between the teeth;
A coil wound around the tooth through the slot,
A resin sheet disposed between the stator core and the coil in the slot, containing an oil-absorbing polymer, and swelling by absorbing oil,
A stator of a rotating electric machine, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2019010495A JP2020120518A (en) | 2019-01-24 | 2019-01-24 | Stator of rotary electric machine |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021110817A1 (en) | 2021-04-28 | 2022-11-03 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Swellable insulating sleeve for a stator of an electric motor |
-
2019
- 2019-01-24 JP JP2019010495A patent/JP2020120518A/en not_active Abandoned
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DE102021110817A1 (en) | 2021-04-28 | 2022-11-03 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Swellable insulating sleeve for a stator of an electric motor |
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