JP5271991B2 - Rotating electric machine stator - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ヨーク部分に切欠き部が設けられた鉄心を円筒状に折り曲げるようにして形成される回転電機の固定子に関するものである。 The present invention relates to a stator for a rotating electrical machine formed by bending an iron core having a notch in a yoke portion into a cylindrical shape.
従来の技術として、複数の磁性薄板を積層した複数の突極が互に連結されている磁性部材を円環状に折り曲げて形成される連結鉄心の突極の表面を覆って配設される絶縁部材と、絶縁部材を介して鉄心コアの突極へ巻設されるコイルとを有している電機子と、電機子の半径方向内方に配置されている回転子とを備えたモータにおいて、互に隣接する突極にそれぞれ配設されている絶縁部材が、磁性部材の折り曲げ時に互に当接することで、各突極間に形成されるそれぞれのスロット幅寸法を均一化するようにしたものがある(例えば特許文献1参照)。 As a conventional technique, an insulating member is disposed so as to cover a surface of a salient pole of a connecting iron core formed by bending a magnetic member in which a plurality of salient poles each having a plurality of laminated magnetic thin plates are connected to each other. And a rotor having a coil wound around the salient pole of the iron core via an insulating member, and a rotor disposed radially inward of the armature. Insulating members respectively disposed on the salient poles adjacent to each other abut against each other when the magnetic member is bent so that the respective slot width dimensions formed between the salient poles are made uniform. Yes (see, for example, Patent Document 1).
上記のような従来の技術の場合、各スロットの幅寸法が等間隔となり、作用する磁力のばらつきがなくなり、トルクが均一化されるなどの効果が得られるものの、絶縁部材を鉄心コアとは別途樹脂成形し、組立時に各スロットに軸方向の両側から挿入するようにしているものでは、組立作業に要する時間や費用が大きくなり、また絶縁部材の成形には高い寸法精度が要求され製造費用が膨らむという課題があった。 In the case of the conventional technology as described above, although the width dimension of each slot is equally spaced, there is no variation in the acting magnetic force, and the effect of uniformizing the torque is obtained, but the insulating member is separated from the iron core. If resin molding is performed and each slot is inserted from both sides in the axial direction during assembly, the time and cost required for the assembly work increase, and the molding of the insulating member requires high dimensional accuracy, resulting in a low manufacturing cost. There was a problem of swelling.
かかる課題解決のために、ティース部からスロット底部にかけてインシュレータをモールドで一体成形する方法が考えられるが、その場合には、インシュレータのスロット底部における分割面側の端部位置がモールド成形に必要な金型シール部によって規制されるため、周方向の長さが足りず、鉄心を円環状に折曲した時に、隣り合うインシュレータ間隙が巻線の直径よりも大きくなり、巻線がインシュレータ間隙に落ち込み、連結鉄心と接触することで絶縁性を損なう恐れがあった。また、かかる条件下で絶縁性を確保するためには、巻線の数を減らさなければならず、占積率向上が図れないという問題があった。 In order to solve such a problem, a method in which the insulator is integrally formed by molding from the teeth portion to the bottom of the slot is conceivable. In this case, the position of the end portion on the split surface side at the bottom of the slot of the insulator is a metal required for molding. Because it is regulated by the mold seal part, the circumferential length is insufficient, and when the iron core is bent into an annular shape, the adjacent insulator gap becomes larger than the diameter of the winding, and the winding falls into the insulator gap, There was a risk of impairing insulation by contact with the connecting iron core. Also, in order to ensure insulation under such conditions, the number of windings must be reduced, and there is a problem that the space factor cannot be improved.
この発明は上記のような従来技術の実状に鑑みなされたものであり、組立が容易で、巻線が隣り合うインシュレータの間隙に落ち込む恐れがなく、絶縁性能や占積率が向上された安価に提供し得る回転電機の固定子を得ることを目的としている。 The present invention has been made in view of the actual state of the prior art as described above, is easy to assemble, and there is no fear that the winding falls into the gap between adjacent insulators, and the insulation performance and the space factor are improved at a low cost. It aims at obtaining the stator of the rotary electric machine which can be provided.
この発明に係る回転電機の固定子は、隣り合うティース部相互を周方向に繋ぐヨーク部に切欠き部が形成され、該切欠き部で展開された磁性体を折り曲げて円筒状に形成される回転電機の固定子であって、上記ヨーク部におけるスロット底面と上記切欠き部を形成する分割面との間に段部が形成され、上記ティース部の周面、上記スロット底面、及び上記段部における径方向に延在する側面部の表面を覆うように一体的にモールド成形されたインシュレータを備え、上記段部における上記分割面と繋がる周方向に延在する段差面の内、上記分割面側の所定長が上記モールド成形に必要な金型シール部長さとして、上記インシュレータから露出されていることを特徴とするものである。
また、この発明に係る回転電機の固定子は、隣り合うティース部相互を周方向に繋ぐヨーク部に切欠き部が形成され、該切欠き部で展開された磁性体を折り曲げて円筒状に形成される回転電機の固定子であって、上記ヨーク部におけるスロット底面と上記切欠き部を形成する分割面との間に段部が形成され、上記ティース部の周面、上記スロット底面、及び上記段部における径方向に延在する側面部の表面を覆うように一体的にモールド成形されたインシュレータを備え、上記段部における上記段差面の周方向の寸法は、モールド成形に必要な金型シール部長さと上記インシュレータの肉厚を加えた値以上であることを特徴とするものである。
The stator of the rotating electrical machine according to the present invention is formed in a cylindrical shape by forming a notch portion in a yoke portion that connects adjacent teeth portions in the circumferential direction, and bending the magnetic material developed in the notch portion. A stator of a rotating electrical machine, wherein a step portion is formed between a slot bottom surface of the yoke portion and a split surface forming the notch, and a peripheral surface of the teeth portion, the slot bottom surface, and the step portion An insulator integrally molded so as to cover the surface of the side surface portion extending in the radial direction, and the stepped surface side of the stepped surface extending in the circumferential direction connected to the divided surface in the stepped portion The predetermined length is exposed from the insulator as a mold seal portion length necessary for the molding .
In the stator of the rotating electrical machine according to the present invention, a notch is formed in a yoke portion that connects adjacent teeth portions in the circumferential direction, and a magnetic body developed in the notch is bent to form a cylindrical shape. A stator of a rotating electric machine, wherein a step is formed between a slot bottom surface of the yoke portion and a split surface forming the notch, and a peripheral surface of the teeth portion, the slot bottom surface, and the An insulator integrally molded so as to cover the surface of the side surface portion extending in the radial direction in the step portion is provided, and the dimension in the circumferential direction of the step surface in the step portion is a mold seal necessary for molding It is more than the value which added the part length and the thickness of the said insulator, It is characterized by the above-mentioned.
この発明においては、ヨーク部におけるスロット底面と切欠き部を形成する分割面との間に段部を形成し、ティース部の周面、スロット底面、及び段部における径方向に延在する側面部の表面を一体的に覆うようにモールド成形されたインシュレータを備え、上記段部における上記分割面と繋がる周方向に延在する段差面の内、上記分割面側の所定長が上記モールド成形に必要な金型シール部長さとして、上記インシュレータから露出されていることにより、スロット底面を覆うインシュレータの周方向の長さが長くなり、隣り合うインシュレータ相互の間隙を巻線の直径よりも小さくすることができる。このため、隣り合うインシュレータ間の間隙に巻線が落ち込むことで絶縁性を損なう恐れがなくなる。また、巻線を増やすことも可能となるので、占積率向上が図られ、品質向上を図ることができる。さらに、モールド成形によりインシュレータが鉄心と一体成形されているので組立が容易であり、加工コストも低減することができる。そして、インシュレータのモールド成形を容易に実施できる。
また、この発明においては、ヨーク部におけるスロット底面と切欠き部を形成する分割面との間に段部を形成し、ティース部の周面、スロット底面、及び段部における径方向に延在する側面部の表面を一体的に覆うようにモールド成形されたインシュレータを備え、上記段部における上記段差面の周方向の寸法は、モールド成形に必要な金型シール部長さと上記インシュレータの肉厚を加えた値以上であることにより、スロット底面を覆うインシュレータの周方向の長さが長くなり、隣り合うインシュレータ相互の間隙を巻線の直径よりも小さくすることができる。このため、隣り合うインシュレータ間の間隙に巻線が落ち込むことで絶縁性を損なう恐れがなくなる。また、巻線を増やすことも可能となるので、占積率向上が図られ、品質向上を図ることができる。さらに、モールド成形によりインシュレータが鉄心と一体成形されているので組立が容易であり、加工コストも低減することができる。そして、インシュレータに係る一体モールド成形の安定化を図ることができる。
In this invention, a step portion is formed between the slot bottom surface of the yoke portion and the dividing surface forming the notch portion, and the peripheral surface of the tooth portion, the slot bottom surface, and the side surface portion extending in the radial direction at the step portion. Insulator molded so as to integrally cover the surface of the step, and a predetermined length on the divided surface side is necessary for the molding, among the step surfaces extending in the circumferential direction connected to the divided surface in the stepped portion As the length of the mold seal portion exposed from the insulator, the circumferential length of the insulator covering the bottom of the slot is increased, and the gap between adjacent insulators can be made smaller than the diameter of the winding. it can. For this reason, there is no possibility that the insulation falls due to the winding falling into the gap between the adjacent insulators. Further, since the number of windings can be increased, the space factor can be improved and the quality can be improved. Furthermore, since the insulator is integrally formed with the iron core by molding, assembly is easy and the processing cost can be reduced. Then, the insulator can be easily molded.
In the present invention, a step portion is formed between the slot bottom surface of the yoke portion and the dividing surface forming the notch portion, and extends in the radial direction of the peripheral surface of the tooth portion, the slot bottom surface, and the step portion. An insulator molded so as to integrally cover the surface of the side surface part is provided, and the circumferential dimension of the step surface of the step part is obtained by adding the mold seal part length necessary for molding and the thickness of the insulator. When the value is equal to or greater than the above value, the circumferential length of the insulator covering the bottom surface of the slot is increased, and the gap between adjacent insulators can be made smaller than the diameter of the winding. For this reason, there is no possibility that the insulation falls due to the winding falling into the gap between the adjacent insulators. Further, since the number of windings can be increased, the space factor can be improved and the quality can be improved. Furthermore, since the insulator is integrally formed with the iron core by molding, assembly is easy and the processing cost can be reduced. And stabilization of the integral molding which concerns on an insulator can be aimed at.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る回転電機の固定子の要部を展開状態で示す断面図、図2は図1の固定子鉄心を円筒状に折り曲げた状態を示す要部断面図、図3は図1のティース部に巻線を施した状態を示す要部断面図、図4は図3の固定子鉄心を円筒状に折り曲げた状態を示す要部断面図である。なお、図1、2、4において、矢印の先に引き出した拡大円A、B、Cに示す図は何れも拡大図である。図において、実施の形態1に係る回転電機の固定子鉄心1は、中心方向に突設された複数のティース部2と、隣り合うティース部2相互の外周部を周方向に繋ぐように形成されたヨーク部3と、ティース部2の外周面、ヨーク部3の内周面でなるスロット底面31、及び後述する段部7に跨るように一体にモールドされたインシュレータ4とを有している。図2に示すように、隣り合うティース部2相互の間にはスロットSが形成される。
Embodiment 1 FIG.
1 is a cross-sectional view showing a main part of a stator of a rotary electric machine according to Embodiment 1 of the present invention in an unfolded state, and FIG. 2 is a main part cross-sectional view showing a state in which the stator core of FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part showing a state where the teeth of FIG. 1 are wound, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the main part showing a state in which the stator core of FIG. 3 is bent into a cylindrical shape. 1, 2, and 4, all the diagrams shown in the enlarged circles A, B, and C drawn at the tip of the arrow are enlarged views. In the figure, the stator core 1 of the rotating electrical machine according to the first embodiment is formed so as to connect a plurality of
隣り合うティース部2相互の周方向中間部に位置するヨーク部3には、径方向中心側から外周面方向に形成された切欠き部5と、この切欠き部5の外周端に形成された薄肉部6が構成されている。なお、製造過程の当初、切欠き部5の内の所定の1か所は切欠きが外周面まで達しており(図示省略)、その箇所で固定子鉄心1は周方向に分離され、展開された状態に形成されている。そして、ヨーク部3におけるスロット底面31と、切欠き部5を形成する分割面32との間、即ちスロット底面31と分割面32が交わる角部には階段状の段部7が形成されている。段部7は図2の拡大円Bに示すようにスロット底面31に繋がる径方向に延在する側面部71と、この側面部71の外径側端部と分割面32に繋がる周方向に延在する段差面72からなっている。
In the
上記インシュレータ4は、ティース部2の外周面からヨーク部3におけるスロット底面31を経て、段部7における側面部71に跨って一体に覆うようにモールド成形されている。そして、段部7においては、段差面72の内、図1の拡大円Aに示すように分割面32側の所定長(寸法c)がインシュレータ端面41から露出されており、該露出部分がインシュレータ4をモールド成形する際に必要な金型シール部72aとなっている。なお、この例では、ティース部2は周方向に等間隔で設けられ、切欠き部5は隣り合うティース部2の中央に設けられている。1つのティース部2に着目した場合、図1に示すように中心線Oに対して切欠き部5と段部7は図の左右対称に形成されている。また、固定子鉄心1は所定枚数の磁性薄板を積層して形成されている。
The
また、図2に示すように、対向する分割面32が互いに当接するようにヨーク部3を薄肉部6で折り曲げて円筒状にした場合、拡大円Bに示すようにインシュレータ4の角部4aが、対向する隣側の角部4aと干渉しないように寸法fの小間隙が形成される。この間隙の寸法fは、ティース部2の周りに図3に示す如くエナメル線などの巻線8を施した後、図4の如く円筒状に折り曲げたとき、巻線8の直径φよりも十分に小さいものであり、
0≦f<φ
の関係となるように構成される。
また、金型シール部72aに必要な寸法をc、インシュレータ4の厚みをd、段差面72の周方向の寸法をe、としたとき、段部7における段差面72の寸法eは、
e≧c+d
の関係となるように構成される。
As shown in FIG. 2, when the
0 ≦ f <φ
It is comprised so that it may become a relationship.
Further, when the dimension required for the
e ≧ c + d
It is comprised so that it may become a relationship.
一方、図1の拡大円A中に示す破線は、図5に示す従来装置を想定した比較例の固定子鉄心とインシュレータの形状、位置を示しており、該破線で示す32Aはヨーク部3Aの分割面、同じく41Aはインシュレータ端面である。該比較例としての固定子鉄心1Aは、図5の参考図に示すように上記実施の形態1の段部7が設けられていない従来装置に相当するものである。即ち、図5において、ティース部2の外周部を周方向に繋ぐように設けられたヨーク部3Aにおけるスロット底面31Aは、切欠き部5を形成する分割面32Aに連なるように形成されている。そして、図5の拡大円Dに示すように、スロット底面31Aは、大部分がインシュレータ4Aに覆われ、インシュレータ端面41Aと分割面32Aの上端部近傍の間に所定の寸法cAの金型シール部31Aaが露出されている。
On the other hand, the broken line shown in the enlarged circle A of FIG. 1 shows the shape and position of the stator core and insulator of the comparative example assuming the conventional apparatus shown in FIG. 5, and 32A shown by the broken line is the
ここで、図5中に示すように、比較例におけるスロット底面31Aのティース部2の端面から切欠き部5を形成する分割面32Aまでの寸法をbA、スロット底面31Aを覆うインシュレータ4Aにおけるティース部2の端面からインシュレータ端面41Aまでの寸法をaA、インシュレータ4Aの厚みをdAとする。また、固定子鉄心1Aの各ティース部2に巻線8をコイル状に施した後、円筒状に折り曲げたときの対向するインシュレータ4A相互の間隙の寸法を図5の拡大円Eに示すようにfAとする。
Here, as shown in FIG. 5, the dimension from the end surface of the
次に、上記のように構成された実施の形態1の動作について説明する。まず、図1に示すように、スロット底面31のティース部2の端面から段部7の側面部71までの寸法をb、インシュレータ4におけるスロット底面31を覆う部分のティース部2の端面からインシュレータ端面41までの寸法をa、とする。また、前提として、実施の形態1のインシュレータ4の厚さdと、比較例のインシュレータ4の厚さdAとは等しく、同様に金型シール部72aの寸法cと、金型シール部31Aaの寸法cAは等しく、さらに、巻線8(8a)の直径fやティース部2の大きさ等も互いに等しいものとする。即ち、
d=dA、c=cA、とする。
Next, the operation of the first embodiment configured as described above will be described. First, as shown in FIG. 1, the dimension from the end surface of the
Let d = d A and c = c A.
この実施の形態1においては、ヨーク部3におけるスロット底面31と、切欠き部5を形成する分割面32との間に階段状の段部7を形成し、その段部7における分割面32と繋がる段差面72の内、分割面32側の所定長(寸法c以上)を金型シール部72aとして露出状態で確保する一方、インシュレータ4をティース部2の周囲表面からスロット底面31を経て、段部7における周方向側の側面部71に跨って覆うように設けたことにより、図1の拡大円Aに示すように、インシュレータ4におけるティース部2の端面からインシュレータ端面41までの寸法aが、比較例の場合の寸法aAに対して、
a>aA
と、大きくなる。
In the first embodiment, a stepped
a> a A
And it gets bigger.
また、インシュレータ4の周方向の寸法aが大きくなることによって、固定子鉄心1を折り曲げたときの隣り合うインシュレータ4の対向する角部4a相互間の間隙の寸法fが比較例の場合の寸法fAに対して、
f<fA
と、小さくなる。その結果、隣り合うインシュレータ4の間隙に巻線8(8a)が落ち込み、固定子鉄心1と巻線8が接触する恐れがなくなる。さらに、スロット底面31におけるインシュレータ4の周方向の寸法aが比較例の場合よりも大きくなり、かつ、インシュレータ4間の間隙の寸法fが小さくなることによって、図4の拡大円Cに示すように、破線で示す巻線8aを増やすことも可能となり、占積率の向上が可能である。
また、段部7における段差面72の寸法eを、 e≧c+d の関係となるように構成したことで、金型シール部72aが確実に確保され、インシュレータ4のモールド成形を容易に実施できる。
Further, since the dimension a in the circumferential direction of the
f <f A
And it gets smaller. As a result, the winding 8 (8a) falls into the gap between the
In addition, since the dimension e of the stepped
上記のように、実施の形態1によれば、ヨーク部3におけるスロット底面31と、切欠き部5を形成する分割面32との間に階段状の段部7を形成し、ティース部2の外周面、スロット底面31、及び段部7における径方向に延在する側面部71の表面を一体的に覆うようにモールド成形されたインシュレータ4を設けたことにより、スロット底面31を覆うインシュレータ4の周方向の長さaを長くすることができ、しかも隣り合うインシュレータ相互の間隙fを巻線8の直径φよりも小さくすることができる。
As described above, according to the first embodiment, the stepped
このため、隣り合うインシュレータ相互間の空隙に巻線8が落ち込ことで絶縁性を損なう恐れがなくなり、絶縁性の面でより品質向上を図ることができる。また、巻線8を増やすことが可能となるので、占積率向上を図ることができる。さらに、インシュレータ4が固定子鉄心1と一体成形されているので組立が容易であり、加工コストを低減することができる。また、固定子鉄心1を折曲したときの対向するインシュレータ4相互間の寸法fは、巻線8の直径φよりも小さい寸法であり、且つ折曲後においても隣り合うインシュレータ4同士が干渉しない構造であることにより、固定子鉄心1の折曲後の真円度が確保できる。また、段差面72の周方向の寸法eを、金型シール部72aの長さcとインシュレータ4の肉厚dを加えた値以上としたことで、インシュレータ4の一体モールド成形の安定化を図ることができる。
For this reason, there is no risk of impairing the insulating property due to the winding 8 falling into the gap between adjacent insulators, and the quality can be further improved in terms of the insulating property. Moreover, since the number of
なお、上記実施の形態の説明では、金型シール部72aが露出されている場合について例示したが、この場合の露出とは、要するに鉄心の表面がインシュレータ4に覆われていない状態であって、例えば金型シール部72aの表面を含浸樹脂の硬化被膜が覆っているものなどであっても露出に含まれるものとする。その他、この発明の範囲内で種々の変形や変更が可能であることは言うまでもない。
In the description of the above embodiment, the case where the
1、1A 固定子鉄心、 2 ティース部、 3、3A ヨーク部、 31、31A スロット底面、 31Aa 金型シール部、 32、32A 分割面、 4、4A インシュレータ、 4a 角部、 41、41A インシュレータ端面、 5 切欠き部、 6 薄肉部、 7 段部、 71 側面部、 72 段差面、 72a 金型シール部、 8、8a 巻線、 O 中心線、 S スロット、 φ 直径。 1, 1A stator core, 2 teeth part, 3, 3A yoke part, 31, 31A slot bottom face, 31Aa mold seal part, 32, 32A split surface, 4, 4A insulator, 4a corner part, 41, 41A insulator end face, 5 Notch part, 6 Thin part, 7 Step part, 71 Side part, 72 Step part, 72a Mold seal part, 8, 8a Winding, O Center line, S slot, φ diameter.
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