JP5633165B2 - Insulator and stator winding structure of rotating electric machine - Google Patents
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Description
本発明は、電動機や発電機などの回転電機に用いられるインシュレータ並びにステータ巻線構造に関するものである。 The present invention relates to an insulator used for a rotating electrical machine such as an electric motor or a generator, and a stator winding structure.
従来から回転電機の鉄心の周囲を覆うインシュレータの巻胴部に複数層に重ねて巻回してなるコイルの導線を簡単な構造で効率的に冷却できるように、インシュレータの巻胴部とコイル導線との間に形成された隙間に、ワニスを充填するものが提案されている(特許文献1参照)。 Conventionally, an insulator winding body portion and a coil conductor wire can be efficiently cooled with a simple structure so that a coil conductor wire wound in multiple layers on the winding body portion of the insulator covering the periphery of the iron core of the rotating electrical machine can be cooled. There has been proposed one in which a varnish is filled in a gap formed between the two (see Patent Document 1).
これは、回転電機の鉄心の周囲を覆うインシュレータの巻胴部に平角線を複数層に重ねて巻回してなるコイルを備え、インシュレータの溝と鉄心との間に形成された流路を通して、インシュレータの巻胴部と平角線との間に形成された隙間に、ワニスを充填している。これにより、平角線の熱がワニスおよびインシュレータを介して鉄心に伝達されることで、その放熱を効果的に行わせて平角線を冷却することができるようにしている。 This includes a coil formed by winding a plurality of rectangular wires on a winding drum portion of an insulator that covers the periphery of an iron core of a rotating electrical machine, and passes through a flow path formed between the groove of the insulator and the iron core. The varnish is filled in the gap formed between the winding drum portion and the flat wire. Thereby, the heat | fever of a flat wire is transmitted to an iron core via a varnish and an insulator, The heat radiation is performed effectively and it can cool a flat wire.
しかしながら、上記従来例では、インシュレータの巻胴部と平角線との間に形成された隙間にワニスを充填するために、インシュレータの巻胴部にその内外周を連通させる貫通孔を設けている。このため、当該貫通孔が配置されている領域において鉄心とコイルとの間の絶縁距離を確保できず、鉄心とコイルとの絶縁性能が低下する不具合があった。 However, in the above-described conventional example, in order to fill the gap formed between the winding drum portion of the insulator and the flat wire with varnish, a through-hole that allows the inner and outer circumferences to communicate with the winding drum portion of the insulator is provided. For this reason, in the area | region where the said through-hole is arrange | positioned, the insulation distance between an iron core and a coil could not be ensured, but there existed a malfunction that the insulation performance between an iron core and a coil fell.
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、鉄心とコイルとの絶縁性能を保持するに好適な回転電機のインシュレータ並びにステータ巻線構造を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an insulator for a rotating electrical machine and a stator winding structure suitable for maintaining the insulation performance between an iron core and a coil.
本発明は、ステータコアのティースの周囲を覆うインシュレータと、前記インシュレータの外周に巻回される巻線と、を備えた回転電機である。そして、前記インシュレータは端部同士を重ね合わせて配置した第1インシュレータと第2インシュレータとを有し、前記第1インシュレータと前記第2インシュレータとの重なり合っている合わせ面のいずれか一方に、当該インシュレータの先端から当該合わせ面を超えて延びる巻線方向に沿う方向の溝を設け、前記巻線方向に沿う方向の溝を介して、重なり合っている外側インシュレータの先端面前方領域と内側インシュレータの先端面前方領域とを連通させて、前記インシュレータの巻線と接触する巻胴部の表面側とステータコアと接触する巻胴部の裏面側とを連通させるようにした。 The present invention is a rotating electrical machine including an insulator that covers the periphery of teeth of a stator core and a winding wound around the outer periphery of the insulator. The insulator has a first insulator and a second insulator that are arranged with their end portions overlapped, and the insulator is provided on one of the overlapping surfaces of the first insulator and the second insulator. A groove in the direction along the winding direction extending from the tip of the outer surface of the outer insulator to the end surface of the outer insulator and the front surface of the inner insulator in front of each other through the groove in the direction along the winding direction. The front side of the winding drum portion in contact with the insulator winding and the back surface side of the winding drum portion in contact with the stator core are communicated with each other .
したがって、本発明では、第1インシュレータと前記第2インシュレータとの重なり合っている合わせ面のいずれか一方に設けた巻線方向に沿う方向の溝を通して、巻回されたコイル巻線側からインシュレータとティースとの間の隙間へ熱伝導性部材を充填することができる。このため、第1,2インシュレータの重なり合っている部分同士の厚さ寸法に、同じく重なり合っている長さ寸法を加算した寸法が、ティースとコイル巻線との間の絶縁距離となる。したがって、鉄心であるティースとコイルとの間の絶縁性能を充分に確保することができる。 Accordingly, in the present invention, the insulator and the teeth are wound from the wound coil winding side through the groove in the direction along the winding direction provided on one of the overlapping surfaces of the first insulator and the second insulator. The heat conductive member can be filled in the gap between the two. For this reason, the dimension obtained by adding the overlapping length dimension to the thickness dimension of the overlapping portions of the first and second insulators is the insulation distance between the teeth and the coil winding. Therefore, it is possible to sufficiently ensure the insulation performance between the teeth that are the iron core and the coil.
以下、本発明の回転電機のインシュレータ並びにステータ巻線構造を実施形態に基づいて説明する。 Hereinafter, an insulator and a stator winding structure of a rotating electrical machine according to the present invention will be described based on embodiments.
図1は、本発明よるインシュレータをステータコアと組合わせたステータ組立体の斜視図であり、図2に示すステータコアに図3〜図14に示すインシュレータを組付けたものである。そして、図1に示すステータ組立体のインシュレータにコイルとなる巻線を巻回することにより、図17,18に示すステータ巻線構造が構成される。以下の説明における、軸方向、半径方向、円周方向の各方向は、最終的にリング状に組立てられるステータコアの軸心を基準として各方向を述べている。 FIG. 1 is a perspective view of a stator assembly in which an insulator according to the present invention is combined with a stator core. The stator core shown in FIG. 2 is assembled with the insulator shown in FIGS. And the winding which becomes a coil is wound around the insulator of the stator assembly shown in FIG. 1, thereby forming the stator winding structure shown in FIGS. In the following description, the directions of the axial direction, the radial direction, and the circumferential direction are described with reference to the axial center of the stator core that is finally assembled in a ring shape.
前記ステータコア10は、図2に示すように、略T字状に打ち抜いた薄板電磁鋼板を積層したものである。積層した電磁鋼板は、崩れないように、たとえばダボカシメや溶接によって一体化されている。ステータコア10は、バックヨーク11と、ティース12と、からなる。
As shown in FIG. 2, the
ティース12は、バックヨーク11から内周側に凸設されたティースボディ121を含む。そしてティースボディ121の先端付近に形成され、徐々に拡幅するテーパ部を含むティース先端部122を有する。ティース12の内周面がロータに対向する磁極になる。
The
バックヨーク11には、片側面(図2では左側)に凸部11Aが形成され、反対側面(図2では右側)に凹部11Bが形成されている。このように構成されたステータコア10は、後述するように、ティース12にインシュレータを装着してステータコア組立体を構成し、これにコイル巻線40を巻装してステータ巻線構造を構成する。そして、バックヨーク11の凸部11Aを隣接するバックヨーク11の凹部11Bに挿入して連結することによりリング状のステータを構成し、この状態でハウジングに内蔵される。
The
前記インシュレータ20は、前記ステータコア10のティース12を囲む筒状の巻胴部21を備える。そして、巻胴部21の一方の筒状端部にはステータコア10のバックヨーク11に接するティース根元側つば部22を備え、巻胴部21の他方の筒状端部にはティース先端部122を囲むティース先端側つば部23を備える。ティース根元側つば部22及びティース先端側つば部23は、巻胴部21から外周方向へ向かってフランジ状に形成されている。インシュレータ20は、樹脂などの絶縁体で形成される。
The
前記巻胴部21には、ステータコイルを構成するコイル巻線40が、例えば、整列巻により巻回される。また、巻胴部21の端部に形成されている各つば部22,23は、巻胴部21に巻回されるコイル巻線40の各巻層における巻始め端および巻き終り端の位置決めを行い、巻線のステータコア10内外周へのはみ出しを防止する。
A coil winding 40 constituting a stator coil is wound on the winding body 21 by, for example, aligned winding. Further, the
前記インシュレータ20は、ステータコア10のティース12に組付けるために、例えば、ステータコア10の電磁鋼板が積層された方向に分割され、前記積層方向の両側からステータコア10のティース12を挟むように取付けられる。このため、前記分割されたインシュレータとしての分割体20A,20Bは、コ字状の断面形状をなす巻胴部21A,21Bと、巻胴部21A,21Bの一端部に連なって同様に積層方向に分割されたティース根元側つば部22A,22Bを備える。そして、更に巻胴部21A,21Bの他端部に連なって同様に積層方向に分割されたティース先端側つば部23A,23Bを備える。
In order to assemble the
なお、前記分割構造は、上記場合の他に、例えば、ステータコア10の電磁鋼板が積層された方向とは直交する方向(ステータコア10の円周方向)に分割する場合であってもよい。この円周方向に分割されるインシュレータ20においては、図示しないが、円周方向に分割されてコ字状の断面形状をなす巻胴部21を備える。そして、巻胴部21の一端部に連なって同様に円周方向に分割されたティース根元側つば部22と、巻胴部21の他端部に連なって同様に円周方向に分割されたティース先端側つば部23と、を備える構造となる。また、ティース12回りの任意の複数位置で3〜4分割される場合であってもよい。
In addition to the above case, the divided structure may be a case where the divided structure is divided in a direction (circumferential direction of the stator core 10) perpendicular to the direction in which the electromagnetic steel plates of the
以下では、ステータコア10における電磁鋼板の積層方向に分割されるインシュレータ20について、図3〜14に基づいて、説明する。以下では、分割されたインシュレータについては、夫々「分割体」若しくは「一方または他方のインシュレータ」とし、両者を総称する場合には、単に「インシュレータ」という。
Below, the
図3〜9はコイル巻線の巻始め及び巻き終り端のリード端41,42が取出されるリード端側若しくは一方の分割体20Aを示し、図10〜14は前記リード端側の分割体20Aとは反対側に位置する反リード端側若しくは他方の分割体20Bを示す。以下では、夫々の分割体20A,20Bについて、詳細に説明する。
3 to 9 show the lead end side or one divided
前記リード端側の分割体20Aは、図3,4に示すように、コ字状断面のコイル巻胴部21Aの一方の側面に巻線方向に沿って2つの段状突起部24A、24Bを設け、コイル巻胴部21Aの他方の側面に巻線方向に沿って1つの段状突起部24Cを設けている。そして、段状突起部24Cの半径方向位置(図3,4紙面上下方向位置)は、段状突起部24Aの半径方向位置と段状突起部24Bの半径方向位置との間に位置する。また、ティース12の積層方向端部に接触する巻胴部21Aの内面には、半径方向に延びてティース12に沿う複数の溝が形成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the lead end side divided
前記コ字状断面のコイル巻胴部21Aおよびティース根元側つば部22A及びティース先端側つば部23Aの反リード端側の分割体20Bへ接続される端部25は、薄肉部25Aに形成している。即ち、前記薄肉部25Aは、ティース12に接する裏面側の表面を、先端側から所定範囲の長さに亘ってコイル巻線40に接する表面側へ、段付き部25Cを介して、後退させて、薄肉に形成している。言い換えれば、この薄肉部25Aはその根元側が、段付き部25Cを介してリード端側の分割体20Aの本体部分に接続されている。
The
前記分割体20Aまたは分割体20Bのいずれか一方の薄肉部25Aまたは25Bの互いが接触する表面には、その根元側から先端側に向けて延びる、即ち、巻線方向に沿う複数本の溝(合せ面の溝)を設ける構成を備える。本実施例では、他方の分割体20Bの薄肉部25Bの表面に、合せ面の溝として、その根元側から先端側に向けて延びる複数本の溝52を設けるため、一方の分割体20Aの前記薄肉部25Aの表面には、溝を備えない構成となっている。
The surface of one of the
また、前記薄肉部25Aに隣接してティース12に接触する内周面には、前記段状突起部24A〜24Cに対応する位置において、図5,6に示すように、内周面の溝として、ティース12における電磁鋼板の積層方向に延びる溝51A〜Cを形成している。この溝51A〜Cは、薄肉部25Aには設けることなく、薄肉部25Aの根元から前記積層方向に配置されている。このため、図7,8に示すように、薄肉部25Aは肉厚がそのまま確保される。また、それに続く巻胴部23Aの肉厚も、溝51A〜Cが段状突起部24A〜24Cに対応する位置に配置されているため、実質的な肉厚減少がなく、充分な肉厚が確保できる。
Further, as shown in FIGS. 5 and 6, the inner peripheral surface adjacent to the thin-
前記ティース根元側つば部22Aのバックヨーク11から軸方向に突出する部分には、ステータコア10の軸方向側面に当接して係合する係合片26が半径方向外周側に突出して設けられている。
An
また、図9に示すように、前記係合片26より軸方向外側に突出するティース根元側つば部22Aには、巻胴部21Aに巻回されるコイル巻線40の巻始め側及び巻き終り側のリード端41,42を取出すための導入溝27を形成している。図9は前記記係合片26より軸方向外側に突出するティース根元側つば部22Aの前記導入溝27を形成する一対のフランジ部28A,28Bを、半径方向外周側から見たものである。
Further, as shown in FIG. 9, a winding start side and an end of winding of the coil winding 40 wound around the winding body portion 21 </ b> A are formed on the teeth base
即ち、巻胴部21Aに巻回されるコイル巻線40の巻始め側及び巻き終り側のリード端41,42は、前記導入溝27を介して巻胴部21A表面領域からステータコア10のバックヨーク11の軸方向側面領域へ取出される。この導入溝27は、ティース根元側つば部22Aのバックヨーク11側方領域を、巻胴部21Aの表面までの深さで予め設定した幅において部分的に切り欠くことで形成している。前記導入溝27の形状は、図示するように、コの字状とする場合の他、例えば、U字状若しくはV字状に形成してもよい。このため、前記導入溝27を形成しているティース根元側つば部22Aのバックヨーク11側方領域は、導入溝27により切り欠かれて巻胴部21Aよりも半径方向に突出する一対のフランジ部28A,28Bを備える形状に形成される。
That is, the lead ends 41 and 42 on the winding start side and the winding end side of the coil winding 40 wound around the winding
前記一方のフランジ部28Aの半径方向外周側には、リード端41となる巻始めの線材40を案内する案内面29と、巻始め側リード端41を絡げ固定する絡げ突起30と、同リード端41をステータコア10内周側へ折曲げた際に係合する係合溝31とを備える。前記案内面29は、ステータコア10のバックヨーク11側面領域から導入溝27を通過させて巻胴部21A表面領域に円滑に線材40を案内するために傾斜させて形成されている。また、前記絡げ突起30は、巻胴部21Aへの巻線終了段階において、巻始め側リード端41を絡げ固定するよう半径方向外周側に突出させて形成されている。また、前記係合溝31は、前記突起31へ絡げた巻始め側リード端41をステータコア10内周側へ折曲げた際にリード端41に係合するよう、絡げ突起31に隣接させて形成されている。
On the radially outer peripheral side of the one
前記他方のフランジ部28Bの半径方向外周側には、巻胴部21Aへの巻線終了段階における巻終り側リード端42を絡げ固定する絡げ突起33と、同リード端42をステータコア10内周側へ折曲げた際に係合する係合溝34とを備える。また、前記絡げ突起33は、巻胴部21Aへの巻線終了段階において、巻終り側リード端42を絡げ固定するよう半径方向外周側に突出させて形成されている。前記絡げ突起33の根元部には、切り欠き35が設けられ、巻き終り側リード端42の絡げ時に、切り欠き35にリード端42を係合させて、巻き終り側リード端42の緩み防止を図っている。また、前記係合溝34は、前記絡げ突起33へ絡げた巻終り側リード端42をステータコア10内周側へ折曲げた際にリード端42に係合するよう、絡げ突起33に隣接させて形成されている。
On the outer peripheral side in the radial direction of the
前記一方のフランジ部28Aおよび他方のフランジ部28Bの軸方向高さは、いずれか一方が他方より高く形成している。これにより、線材40を両フランジ部28A,28Bに対して傾斜させて、巻始めの線材40を導入溝27へ挿入する時に、軸方向高さの高いフランジ部28Aの側縁(導入溝27の縁)に突き当て係合させる。これにより、線材40の導入溝27への導入を容易にしている。
As for the axial direction height of said one
この場合に、前記線材40の軸方向高さの高いフランジ部28Aの側縁(導入溝27の縁)に突き当て係合を容易にするために、軸方向高さの高いフランジ部28Aの側縁(導入溝27の縁)は、その先端角部が角張っていることが、望ましい。また、逆に軸方向高さの低いフランジ部28Bの側縁(導入溝27の縁)の先端角部は、傾斜して挿入される線材40に引っ掛からないように、円弧状の隅Rを持たせることが望ましい。
In this case, in order to facilitate abutting engagement with the side edge of the flange 40A having a high axial height of the wire 40 (the edge of the introduction groove 27), the side of the
また、一方のフランジ部28Aに形成される係合溝31のフランジ部28A先端よりの深さは、他方のフランジ部28Bに形成される係合溝34のフランジ部28B先端よりの深さより、深く形成している。即ち、両フランジ部28A,28Bの係合溝31,34の底部の軸方向位置を同じとすることにより、両係合溝31,34に係合するリード端41,42のステータコア10に対する相対位置を同一としている。これにより、後述する集配電用バスリング50の接続端子51,53への結線が容易となる。
Further, the depth of the engaging
前記反リード端側の分割体20Bは、図10〜14に示すように、コ字状断面のコイル巻胴部21Bの他方の側面に巻線方向に沿って2つの段状突起部24A、24Bを設け、コイル巻胴部21Bの一方の側面に巻線方向に沿って1つの段状突起部24Cを設けている。そして、段状突起部24Cの半径方向位置(図10,11紙面上下方向位置)は段状突起部24Aの半径方向位置と段状突起部24Bの半径方向位置との間に位置する。また、ティース12の積層方向端部に接触する巻胴部21Bの内面には、半径方向に延びてティース12に沿う複数の溝が形成されている。
As shown in FIGS. 10 to 14, the
前記コ字状断面のコイル巻胴部21Bおよびティース根元側つば部22B及びティース先端側つば部23Bのリード端側の分割体20Aへ接続される端部25は、リード端側の分割体20Aへ接続する薄肉部25Bに形成している。即ち、前記薄肉部25Bは、コイル巻線40に接する表面側の表面を、先端側から所定範囲の長さに亘ってティース12に接する裏面側へ段付き部25Dを介して、後退させて、薄肉に形成している。言い換えれば、この薄肉部25Bはその根元側が、段付き部25Dを介してリード端側分割体20Aの本体部分に接続されている。
The ends 25 connected to the lead end side split
前記したように、リード端側分割体20Aまたは反リード端側分割体20Bのいずれか一方の薄肉部25Aまたは25Bの互いが接触する表面に、合せ面の溝として、その根元側から先端側に向けて延びる複数本の溝を設ける構成を備える。本実施例では、リード端側分割体20Aの前記薄肉部25Aの表面には、複数本の溝を備えない構成となっている。
As described above, the thin-
このため、図12〜14に示すように、反リード端側分割体20Bの薄肉部25Bの表面に、合せ面の溝として、その根元側から先端側に向けて延びる複数本の溝52を設けている。この溝52は、図13に実線で示すように、長手方向に短い複数の突起を残してその他の部位の深さを大きくすることにより大きい面積部となるように設けるようにしてもよい。また、破線に示すように、長手方向に延した長い複数の突起を残してその他の部位の深さを大きくすることにより細長い面積部となるように設けるようにしてもよい。
For this reason, as shown in FIGS. 12 to 14, a plurality of
また、前記薄肉部25Bに隣接してティース12に接触する内周面には、前記段状突起部24A〜24Cに対応する位置において、図14に示すように、内周面の溝として、ティース12における電磁鋼板の積層方向に延びる溝51A〜Cを形成している。この溝51A〜Cは、薄肉部25Bには設けることなく、薄肉部25Bの根元から前記積層方向に配置されている。このため、図14に示すように、薄肉部25Bは肉厚がそのまま確保される。また、それに続く巻胴部23Bの肉厚も、溝51A〜Cが段状突起部24A〜24Cに対応する位置に配置されているため、実質的な肉厚減少がなく、充分な肉厚が確保できる。
Further, on the inner peripheral surface that is in contact with the
以上の構成のステータコア10のティース12に対し、積層方向両側からリード端側分割体20A及び反リード端側分割体20Bの巻胴部21A,21Bを嵌合させる。次いで、端部25の薄肉部25A,25B同士を係合させることによりインシュレータ20に形成され、図1に示すステータ組立体2を構成する。リード端側分割体20Aの薄肉部25Aは、反リード端側分割体20Bの薄肉部25Bの外側に嵌合する。
The winding
結果として、リード端側分割体20A及び反リード端側分割体20Bの巻胴部21A,21Bはティース12を取巻いて配置される。また、リード端側分割体20A及び反リード端側分割体20Bのティース根元側つば部22A,22Bは、ステータコア10のバックヨーク11に接触して巻胴部21A,21B領域をバックヨーク11領域と区画している。また、リード端側分割体20A及び反リード端側分割体20Bのティース先端側つば部23A,23Bは、ティース先端部122を取囲んで巻胴部21A,21B領域をティース先端部122領域から区画している。
As a result, the winding
また、薄肉部25Aが、薄肉部25Bの外側に嵌合することにより、図15に示すように、互いに接触する薄肉部25A,25Bの両側に、薄肉部25A,25Bの先端部と各段付き部25C,25Dとで形成される隙間53A,53Bが形成される。
Further, when the
そして、薄肉部25Aの先端部と段付き部25Dとで形成される隙間53Aは、巻胴部21の表面側(コイル巻線40と接触する側)に開口している。また、薄肉部25Bの先端部と段付き部25Cとで形成される隙間53Bは、巻胴部21の裏面側(ステータコア10と接触する側)に開口している。前記隙間53A,53Bの幅寸法は、例えば、2〜10mmの範囲となるよう、ステータコア10の積層寸法に対する、リード端側分割体20A及び反リード端側分割体20Bの長さ寸法及び両薄肉部25A,25Bの長さ寸法を設定する。
And the
また、薄肉部25Aが、薄肉部25Bの外側に嵌合することにより、図16に示すように、薄肉部25Bの表面に設けられている複数の溝52により、両薄肉部25A,25B間に複数の連通路52Aが形成される。この複数の連通路52Aは、一端が隙間53Aに連通し、他端が隙間53Bに連通する。従って、この複数の連通路52Aは、両端の隙間53A,53Bを介して、巻胴部21の内外周間を連通させる。
Further, when the
従って、この溝52(連通路52A)を通して、コイル巻線40が巻回されるインシュレータ20の外周側からインシュレータ20とティース12との間の隙間へ熱伝導性部材を充填することができる。また、重なり合っている端部25同士の厚さ寸法に、端部25同士の重なり合っている長さ寸法を加算した寸法が、ティース12とコイル巻線40との間の絶縁距離となる。したがって、鉄心であるティース12とコイル巻線40との間の絶縁性能を充分に確保することができる。
Therefore, the heat conductive member can be filled into the gap between the
また、隣接する巻胴部21構成部材の端部25同士は、巻胴部21本体より薄肉に形成されて重ね合わされているため、巻胴部21本体よりも厚肉とならず、巻回されるコイル巻線40の外周側への膨らみを抑制できる。このため、コイル巻線40の巻層数を充分に確保することができる。他方、ステータコア10のバックヨーク11同士を連結してリング状のステータを構成する場合において、隣接するステータ巻線構造1のコイル巻線40同士の干渉も抑制できる。
Further, since the
さらに、巻胴部21を構成する部材が前記ティース12に沿うコ字状断面をなす一対の分割体20A,20Bにより構成している。即ち、一方の分割体20Aの巻胴部21を構成する部材の一対の端部25はコイル巻線40内面に接触するよう配置し、他方の分割体20Bの巻胴部21を構成する部材の一対の端部25はティース12表面に接触するよう配置し、互いの端部25同士を嵌合させている。このため、インシュレータ20のステータコア10のティース12への装着に際して、ティース12に容易に装着でき、また、装着状態を維持することが容易であり、コイル巻線40の巻回時においてのハンドリングが容易とできる。
Furthermore, the member which comprises the winding drum part 21 is comprised by a pair of
また、巻胴部21の内周とティース12のと隙間に熱伝導性部材としてのワニスを充填するにあたって、巻胴部21の内周面に巻線方向の溝51A〜51Cが形成されているため、両者間の隙間の全領域に迅速に充填させることができる。しかも、前記溝51A〜51Cは、外周側面に巻線方向に沿って段状突起部24A〜24Cが形成された部位の背面となる巻胴部21の内周面に巻線方向に形成されているため、巻胴部21の実質的な肉厚減少がなく、充分な肉厚が確保でき、その剛性も確保できる。
Further, when filling the gap between the inner periphery of the winding drum portion 21 and the
次いで、上記したステータ組立体2の巻胴部21に対して、コイル巻線40を順次巻線することにより、図17,18に示すステータ巻線構造1を得ることができる。このコイル巻線40の巻始めリード端41を導入溝27へ挿入する際には、軸方向高さの高いフランジ部28Aの側縁(導入溝27の縁)に突き当て係合させることにより、リード端41の導入溝27への導入を容易にしている。
Next, the
この巻始め側リード端41は、図9に示すように、インシュレータ20のティース根元側つば部22の一対のフランジ部28A,28B間の導入溝27領域を通り、一方のフランジ部28Aに設けた案内面29に沿った状態で斜め方向に延びている。このため、巻始め側リード端41を折り曲げて、一方のフランジ部28Aに設けた絡げ突起30に沿わせることで、破線図示のように、絡げ突起30に絡げる。これにより、巻始め側リード端41も軸方向に直立した状態で延ばせることができる。この状態のリード端41は、絡げ突起30に隣接して設けた係合溝31に臨んで位置する。
As shown in FIG. 9, the winding start side
そして、リード端41の絡げ突起30から直立している領域を、隣接している係合溝31内に折り曲げることで、リード端41の先端が半径方向内方へ傾斜させる。巻始め側リード端41は、多層に巻装したコイル巻線40により抑えられているため、巻終り側リード端42よりも緩み難いが、絡げ突起30への絡げにより緩み止めし、次いで、係合溝31に係合させることで、2重に緩み止めしている。これにより、巻始め側リード端41の周方向の位置決めと、コイル巻線40の緩み防止と、集配電用バスリング取付け時における集配電用バスリングとの干渉防止との、各機能を発揮させることができる。
Then, the tip of the
また、巻終り側リード端42は、インシュレータ20のティース根元側つば部22の一対のフランジ部28A,28B間の導入溝27領域を通り、他方のフランジ部28Bに設けた絡げ突起33に下側から係合する。そして、絡げ突起33表面を回り込んで軸方向に直立される。そして、リード端42の絡げ突起33から直立している領域を、隣接している係合溝34内に折り曲げることで、リード端42の先端が半径方向内方へ傾斜される。
Further, the
巻終り側リード端42は、巻装したコイル巻線40の終端であり、コイル巻線40のスプリングバック作用により緩み易い。このことから、絡げ突起33の切り欠き35により、先ずコイル巻線40の巻き方向の緩みを防止し、次いで、絡げ突起33に絡げることにより更に緩み止めし、加えて係合溝34に係合させることで緩み止めする、3重構造となっている。これにより、巻終り側リード端42の周方向の位置決めと、コイル巻線40の緩み防止と、集配電用バスリング取付け時における集配電用バスリングとの干渉防止との、各機能を発揮させることができる。
The winding end side
以上の構成になるステータ巻線構造1に対して、熱伝導部材としてのワニスを、インシュレータ20とコイル巻線40との間、及び、インシュレータ20とステータコア10のティース12との間に、浸透させる手順について、以下に説明する。
In the
インシュレータ20の巻胴部21にコイル巻線40を巻回すると、コイル巻線40同士が完全に密着しないため、コイル巻線40同士の間には隙間が発生する。また、コイル巻線40と巻胴部21との間が完全に密着しないため、巻胴部21と最内層のコイル巻線40との間には隙間が発生する。
When the coil winding 40 is wound around the winding body 21 of the
このため、図19に示すように、ステータ巻線構造1のコイル巻線40の表面にワニスを滴下する(図中C参照)と、コイル巻線40に付着したワニスはコイル巻線40同士の隙間を伝ってコイル巻線40同士の隙間に浸透する。
For this reason, as shown in FIG. 19, when varnish is dropped on the surface of the coil winding 40 of the stator winding structure 1 (see C in the figure), the varnish attached to the coil winding 40 is formed between the
コイル巻線40同士の隙間に浸透されたワニスは、コイル巻線40同士の隙間を伝ってインシュレータ20の外側に形成される隙間53Aに流れ込む(図中D参照)。隙間53Aに流れ込んだワニスは、隙間53Aを伝って流れ、隙間53A内に溜まる。
The varnish that has penetrated into the gap between the
そして、隙間53Aがワニスにより満たされると、図20に示すように、隙間53Aより溢れ出て、実線矢印で示すように、巻胴部21と最内層のコイル巻線40との間の隙間に浸透し(図中E参照)、この隙間全体をワニスにより満たす。
When the
また、前記隙間53Aに満たされたワニスは、破線矢印に示すように、両薄肉部25A,25B間に形成された複数の連通路52Aを伝って、インシュレータ20の内側に形成される隙間53Bに流れ込む(図中F参照)。
Further, the varnish filled in the
前記隙間53Bがワニスにより満たされると、隙間53Bより溢れ出て、図21に示すように、インシュレータ20とステータコア10のティース12との間の隙間に浸透する(図中G参照)。そして、インシュレータ20とステータコア10のティース12との間の隙間に浸透したワニスは、インシュレータ20の内面に形成されている溝51A〜Cを通してステータコア10の積層方向に浸透される。そして、インシュレータ20とステータコア10のティース12との間の隙間全体に含浸され、両者間をワニスで満たすことができる。
When the
即ち、薄肉部25Aは、その先端および巻胴部21本体部分との段付き部25C(25D)が、当該端部25と重ねられた隣の巻胴部21の薄肉部25Bの先端および巻胴部21本体部分との段付き部25D(25C)に対して、隙間53A,53Bを持って対峙している。このため、熱伝導性部材としてのワニスを充填する際に、この隙間53A,53B部分にワニスが溜まり易くできる。従って、インシュレータ20の外周側から内周側へのワニスの供給が合せ面の溝52を通しての迅速に行える。同時に、コイル巻線40とインシュレータ20との隙間、及び、インシュレータ20とティース12との隙間への、ワニスの充填を促進させることができる。
That is, the thin-
上記した実施例においては、各分割体20A,20Bの巻胴部21を構成する部材同士の互いに重ね合わせられる各端部25の形状として、互いに薄肉部25A,25Bに形成されたものについて説明したが、図22に示すように、薄肉化しないものであってもよい。即ち、図22に示す実施例では、分割体20A,20Bの巻胴部21を構成する部材は、その端部25において薄肉化されることなく、隣接する分割体20B,20Aの巻胴部21を構成する部材の薄肉化されていない端部25に重ね合せて構成している。重ね合せた端部25の合せ面のいずれか一方には巻線方向に沿う方向の溝52を形成している。
In the above-described embodiment, as the shapes of the
この構成のインシュレータ20においても、巻胴部21構成部材の端部25同士の重なり合っている合わせ面のいずれか一方に設けた巻線方向に沿う方向の溝52を通して、巻回されたコイル巻線40側からインシュレータ20とティース12との間の隙間へ熱伝導性部材を充填することができる。このため、隣接する巻胴部21構成部材の重なり合っている端部25同士の厚さ寸法に、端部25同士の重なり合っている長さ寸法を加算した寸法が、ティース12とコイル巻線40との間の絶縁距離となる。したがって、鉄心であるティース12とコイル巻線40との間の絶縁性能を充分に確保することができる。
Also in the
本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。 In the present embodiment, the following effects can be achieved.
(ア)ステータコア10のティース12の周囲を覆うインシュレータ20と、前記インシュレータ20の外周に巻回される巻線40と、を備えた回転電機において、前記インシュレータ20は端部25同士を重ね合わせて配置した第1インシュレータ20Aと第2インシュレータ20Bとを有し、前記第1インシュレータ20Aと前記第2インシュレータ20Bとの重なり合っている合わせ面のいずれか一方に、当該インシュレータ20B(20A)の先端から当該合わせ面を超えて延びる巻線方向に沿う方向の溝52を設け、前記巻線方向に沿う方向の溝52を介して、重なり合っている外側インシュレータ20Aの先端面前方領域と内側インシュレータ20Bの先端面前方領域とを連通させて、前記インシュレータ20の巻線40と接触する巻胴部21の表面側とステータコア10と接触する巻胴部21の裏面側とを連通させるようにした構成を備える。
このため、この溝52を通して、巻回されたコイル巻線40側からインシュレータ20とティース12との間の隙間へ熱伝導性部材を充填することができる。このため、重なり合っている端部25同士の厚さ寸法に、端部25同士の重なり合っている長さ寸法を加算した寸法が、ティース12とコイル巻線40との間の絶縁距離となる。したがって、鉄心であるティース12とコイル巻線40との間の絶縁性能を充分に確保することができる。
(A) In a rotating electrical machine including an
For this reason, the thermally conductive member can be filled into the gap between the
(イ)また、第1,2インシュレータの重ね合わせる端部25同士は、本体部分より薄肉に形成されて薄肉部25A,25Bを構成し、互いに重ね合わされているため、重ね合っていても本体部分よりも厚肉とならず、巻回されるコイル巻線40の外周側への膨らみを抑制できる。このため、コイル巻線40の巻層数を充分に確保することができる。他方、ステータコア10のバックヨーク11同士を連結してリング状のステータを構成する場合において、隣接するステータ巻線構造1のコイル巻線40同士の干渉も抑制できる。
(A) Further, the
(ウ)さらに、インシュレータ20が前記ティース12に沿うコ字状断面をなす一対の分割体20A,20Bにより構成する。即ち、一方の分割体20Aの一対の端部25はコイル巻線40内面に接触するよう配置し、他方の分割体20Bの一対の端部25はティース12表面に接触するよう配置し、互いの端部25同士を嵌合させている。この構成では、インシュレータ20のステータコア10のティース12への装着に際して、ティース12に容易に装着でき、また、装着状態を維持することが容易であり、コイル巻線40の巻回時においてのハンドリングが容易とできる。
(C) Furthermore, the
(エ)また、インシュレータ20の内周とティース12との隙間に熱伝導性部材としてのワニスを充填するにあたって、インシュレータ20の内周面に巻線方向の溝51A〜51Cが形成されているため、両者間の隙間の全領域に迅速に充填させることができる。しかも、前記溝51A〜51Cは、外周側面に巻線方向に沿って段状突起部24A〜24Cが形成された部位の背面となるインシュレータ20の内周面に巻線方向に形成されているため、インシュレータ20の実質的な肉厚減少がなく、充分な肉厚が確保でき、その剛性も確保できる。
(D) Further, when filling the gap between the inner periphery of the
(オ)また、インシュレータ20の本体部分より薄肉に形成されている端部25(薄肉部25A,25B)は、その先端および本体部分との段付き部25C(25D)が、当該端部25と重ね合わさっている隣のインシュレータ20の薄肉に形成されている端部25の先端および本体部分との段付き部25D(25C)に対して、隙間53A,53Bを持って対峙している。この構成では、熱伝導性部材としてのワニスを充填する際に、この隙間53A,53B部分にワニスが溜まり易くできる。このため、インシュレータ20の外周側から内周側へのワニスの供給が合せ面の溝52を通しての迅速に行える。同時に、コイル巻線40とインシュレータ20との隙間、及び、インシュレータ20とティース12との隙間への、ワニスの充填を促進させることができる。
(E) Further, the end portion 25 (
1 ステータ巻線構造
2 ステータ組立体
10 ステータコア
11 バックヨーク
12 ティース
20 インシュレータ
20A,20B 分割体
21 巻胴部
22 ティース根元側つば部
23 ティース先端側つば部
24A〜24C 段状突起部
25 端部
25A,25B 薄肉部
25C,25D 段付き部
27 導入溝
28A,28B フランジ部
40 線材、コイル巻線
41,42 リード端
51A〜51C 内周面の溝
52 合せ面の溝
53A,53B 隙間
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記インシュレータは端部同士を重ね合わせて配置した第1インシュレータと第2インシュレータとを有し、前記第1インシュレータと前記第2インシュレータとの重なり合っている合わせ面のいずれか一方に、当該インシュレータの先端から当該合わせ面を超えて延びる巻線方向に沿う方向の溝を設け、
前記巻線方向に沿う方向の溝を介して、重なり合っている外側インシュレータの先端面前方領域と内側インシュレータの先端面前方領域とを連通させて、前記インシュレータの巻線と接触する巻胴部の表面側とステータコアと接触する巻胴部の裏面側とを連通させるようにしたことを特徴とする回転電機のインシュレータ。 In a rotating electrical machine comprising an insulator covering the periphery of the teeth of the stator core, and a winding wound around the outer periphery of the insulator,
The insulator has a first insulator and a second insulator which are arranged such that end portions are overlapped with each other, and a tip of the insulator is provided on one of the overlapping surfaces of the first insulator and the second insulator. the direction of the grooves along the winding direction extending beyond the mating surface from provided,
The front surface of the overlapping outer insulator and the front surface of the inner insulator are communicated with each other through the groove in the direction along the winding direction, and the surface of the winding body portion that contacts the winding of the insulator An insulator for a rotating electrical machine, wherein the side and the back side of the winding drum portion that contacts the stator core are communicated with each other.
前記インシュレータの本体部分より薄肉に形成されている端部は、その先端および本体部分との間の段付き部が、当該端部と重ね合わさっている隣のインシュレータの薄肉に形成されている端部の先端および本体部分との間の段付き部に対して、隙間を持って対峙していることを特徴とする請求項1に記載の回転電機のインシュレータ。 The overlapping end portions of the first and second insulators are formed to be thinner than the main body portion and are overlapped ,
The end portion formed thinner than the body portion of the insulator is the end portion formed in the thin portion of the adjacent insulator where the stepped portion between the tip portion and the body portion overlaps the end portion. The insulator for a rotating electrical machine according to claim 1, wherein the stepped portion between the tip and the main body portion is opposed to each other with a gap .
一方のインシュレータの一対の端部は巻線内面に接触するよう配置され、
他方のインシュレータの一対の端部はティース表面に接触するよう配置され、
互いの端部同士を嵌合させて形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の回転電機のインシュレータ。 The insulator is composed of a pair having a U-shaped cross section along the teeth,
A pair of ends of one insulator are arranged to contact the inner surface of the winding,
A pair of ends of the other insulator are arranged so as to contact the tooth surface,
The insulator for a rotating electrical machine according to claim 1, wherein the end portions are fitted to each other.
前記段状突起部が形成された部位の背面となる内周面に巻線方向に延びる溝を形成したことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一つに記載の回転電機のインシュレータ。 The insulator includes stepped protrusions along the winding direction on opposing outer peripheral side surfaces,
4. The rotating electrical machine according to claim 1, wherein a groove extending in a winding direction is formed on an inner peripheral surface serving as a back surface of the portion where the stepped protrusion is formed. 5. Insulator.
前記巻回されたコイル巻線側からインシュレータの重ね合わさった端部同士の合せ面に設けた溝を通して、インシュレータとティースとの間の隙間に熱伝導性部材を充填したことを特徴とするステータ巻線構造。 In the stator winding structure in which the insulator according to any one of claims 1 to 4 is attached to the teeth of the stator core and the coil winding is wound around the outer periphery of the insulator in a plurality of layers.
A stator winding characterized in that a heat conductive member is filled in a gap between the insulator and the teeth through a groove provided on a mating surface of the end portions where the insulators are overlapped from the wound coil winding side. Line structure .
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