JP6233217B2 - Rotating electric machine stator - Google Patents
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本発明は、回転電機のステータに係り、特に回転電機温度を測定する温度センサのリード線の固定手段を有する回転電機のステータに関する。 The present invention relates to a stator of a rotating electrical machine, and more particularly, to a stator of a rotating electrical machine having fixing means for lead wires of a temperature sensor that measures the temperature of the rotating electrical machine.
回転電機は動作によってコイル等が発熱するので、回転電機温度を測定するための温度センサが設けられ、温度センサからリード線が引き出される。 Since the rotating electrical machine generates heat in the coil and the like due to the operation, a temperature sensor for measuring the temperature of the rotating electrical machine is provided, and a lead wire is drawn from the temperature sensor.
特許文献1には、回転電機のステータに配置されるインシュレータにおいてその内径側で壁部を立ち上げ、そこに測温素子である温度センサを収納する凹部を設けることが開示されている。 Patent Document 1 discloses that an insulator disposed in a stator of a rotating electrical machine has a wall portion raised on the inner diameter side thereof, and a recess for accommodating a temperature sensor as a temperature measuring element is provided there.
特許文献2では、ステータコイルのリード線の引出部分が絶縁スリーブで覆われているので、この複数のリード線を一緒に捩じると、その際に絶縁スリーブが根元からずれることを指摘している。これを防止するため、ステータの軸方向端部に設けられるインシュレータの外径側を壁部として立ち上げ、その壁部にリード線の絶縁スリーブを挟持する挟持溝を設けることが開示されている。 In Patent Document 2, it is pointed out that the lead-out portion of the stator coil lead wire is covered with an insulating sleeve, so that when the lead wires are twisted together, the insulating sleeve is displaced from the root at that time. Yes. In order to prevent this, it is disclosed that an outer diameter side of an insulator provided at an axial end portion of the stator is raised as a wall portion, and a holding groove for holding an insulating sleeve of a lead wire is provided in the wall portion.
回転電機温度を測定する温度センサのリード線を回転電機のステータに固定する方法としては、リード線を押えるブラケットを用いてこれを回転電機のステータに固定することが知られている。この方法では、回転電機のステータにブラケットを固定するためのスペースを要し、ブラケットの締結作業が必要となる。また、ブラケットの配置によってはリード線の固定位置のばらつきが大きくなり、回転電機の振動によってリード線の動きが大きくなってリード線の損傷が生じる恐れがある。また、引用文献1,2の方法を用いるには、特別な形状のインシュレータが必要で、インシュレータが大型化し、コスト増や回転電機の大型化につながる。 As a method for fixing a lead wire of a temperature sensor for measuring the temperature of the rotating electrical machine to the stator of the rotating electrical machine, it is known to fix the lead wire to the stator of the rotating electrical machine using a bracket that holds the lead wire. This method requires a space for fixing the bracket to the stator of the rotating electrical machine, and requires a bracket fastening operation. In addition, depending on the arrangement of the bracket, the variation in the lead wire fixing position may increase, and the movement of the lead wire may increase due to the vibration of the rotating electrical machine, causing damage to the lead wire. Moreover, in order to use the method of the cited documents 1 and 2, the insulator of a special shape is required, an insulator will enlarge, and it will lead to an increase in cost and the enlargement of a rotary electric machine.
本発明の目的は、簡単な構造で温度センサのリード線を固定でき、回転電機の振動等でも安定して固定できる回転電機のステータを提供することである。 An object of the present invention is to provide a stator of a rotating electrical machine that can fix a lead wire of a temperature sensor with a simple structure and can be stably fixed even by vibrations of the rotating electrical machine.
本発明に係る回転電機のステータは、円環状のベース部とベース部から内径側に突き出す複数のティースとを有するステータコアと、ステータコアの軸方向端面を覆って配置され、隣接するティースの間の空間である複数のスロットに対応してコイルが通る複数の開口部を有し絶縁材料で構成される円環状のカフサと、ステータコアの軸方向に突き出すコイルエンドを保持するカフサにおいてその円環状の外径側の環状部に設けられる嵌合部と、嵌合部に固定される爪部、及び爪部からステータコアの外径側に張り出しステータコアの軸方向端部に向かい合う面に凹部を有する本体部を含み、絶縁材料で構成される固定部材と、を備え、固定部材の凹部とステータコアの軸方向端部との間にリード線が収容されることを特徴とする。 A stator of a rotating electrical machine according to the present invention is arranged to cover a stator core having an annular base portion and a plurality of teeth protruding from the base portion toward the inner diameter side, and an axial end surface of the stator core, and a space between adjacent teeth. An annular cuffer made of an insulating material having a plurality of openings through which the coil passes corresponding to a plurality of slots, and a cuffer holding a coil end protruding in the axial direction of the stator core. A fitting portion provided in the annular portion on the side, a claw portion fixed to the fitting portion, and a main body portion that protrudes from the claw portion to the outer diameter side of the stator core and has a recess on a surface facing the axial end of the stator core. And a fixing member made of an insulating material, wherein the lead wire is accommodated between the concave portion of the fixing member and the axial end portion of the stator core.
上記構成によれば、カフサは嵌合部を設けるだけでカフサの体格が特に増加することもなく、固定部材は爪部とカフサの嵌合部との協働によってカフサに容易に固定できる。そして、温度センサのリード線は固定部材の凹部とステータコアの軸方向端部との間に配置されるので、回転電機の振動等によってもリード線が固定部材から外れにくい。 According to the above configuration, the fixing member can be easily fixed to the cuffer by the cooperation of the claw part and the fitting part of the cuffer without any particular increase in the size of the cuffer only by providing the fitting part. And since the lead wire of a temperature sensor is arrange | positioned between the recessed part of a fixing member, and the axial direction edge part of a stator core, a lead wire is hard to remove | deviate from a fixing member also by the vibration etc. of a rotary electric machine.
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、三相コイルの巻回方法として分布巻を述べるが、これは説明のための例示であって、集中巻等であってもよい。以下では、カフサに取り付けられる固定部材が2つとして説明するが、固定部材の数はこれ以外であってもよい。例えば、1つでもよく、3つ以上であってもよい。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following, distributed winding is described as a winding method of the three-phase coil, but this is an example for explanation, and concentrated winding or the like may be used. In the following description, it is assumed that there are two fixing members attached to the cuff, but the number of fixing members may be other than this. For example, the number may be one or three or more.
以下で述べる形状、材質等は説明のための例示であって、回転電機のステータの仕様に応じ適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 The shapes, materials, and the like described below are illustrative examples, and can be appropriately changed according to the specifications of the stator of the rotating electrical machine. Below, the same code | symbol is attached | subjected to the same element in all the drawings, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図1は、回転電機のステータ10の構成図である。以下では、回転電機のステータ10を特に断らない限り、ステータ10と呼ぶ。図1には表れていないがステータ10には回転電機温度を測定する温度センサが設けられる。ステータ10は、温度センサから引き出される信号線であるリード線28を固定部材50で固定する構造を有する。図1(a)は、全体斜視図であり、(b)は、(a)の軸方向に沿った断面図であり、(c)は、固定部材50に温度センサのリード線28が収容される状態を示す図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a
ステータ10は、三相同期型回転電機に用いられる固定子であって、ステータコア12に各相コイル20が分布巻で巻回される。なお、図1に、ステータ10における軸方向を示した。
The
ステータコア12は、外径側のベース部14と、ベース部14から内径側に突き出す複数のティース16と、隣接するティース16の間の空間である複数のスロット18を含む円環状の磁性体部品である。
The
かかるステータコア12は、ティース16およびスロット18を含む所定の形状に成形された円環状の磁性体薄板を複数積層したものが用いられる。磁性体薄板としては、電磁鋼板を用いることができる。磁性体薄板の積層体に代えて、磁性粉末を所定の形状に一体化成形したものを用いることもできる。
The
各相コイル20は、適当な絶縁被覆が行われた導体線を所定の形状に曲げ成形し、これを、分布巻の配置方法で、周方向に沿って所定のスロット間隔だけ離れた複数のスロット18の間に渡って配置し、ステータ10における三相巻線を形成するものである。
Each
各相コイル20に用いられる絶縁被覆付きの導体線としては、断面形状が矩形の平角線を用いる。平角線を用いることで、スロット18内のコイル占積率の向上を図ることができる。平角線に代えて、断面が円形、楕円形のものを用いてもよい。
As the conductor wire with insulation coating used for each
コイルエンド22,24は、スロット18を通ってティース16に巻回された各相コイル20がステータコア12の軸方向端面から突き出した部分である。コイルエンド22において、各相コイル20を構成するコイル巻線が所定の接続方法で接続される。各相端子26は、各相コイル20を構成するU相コイル、V相コイル、W相コイルのそれぞれの一方側端末が引き出されて接続された端子である。なお、U相コイル、V相コイル、W相コイルのそれぞれの他方側端末は相互に接続されて中性点を形成する。
The coil ends 22 and 24 are portions where each phase coil 20 wound around the
部品カフサ30は、ステータコア12の軸方向端面を覆って配置され、ステータコア12の複数のスロット18に対応して各相コイル20を構成するコイル巻線が通る複数の開口部を有する円環状の部材である。以下では、部品カフサ30を、特に断らない限りカフサ30と呼ぶ。カフサ30は、スロット18に挿入されて巻回されるコイル巻線がステータコア12の軸方向端部で折り曲げ成形されるときに、ステータコア12の端面と直接的に接触しないようにする保護部材で、絶縁材料で構成される。カフサ30の詳細な内容については、図3を用いて後述する。
The
固定部材50は、カフサ30を介してステータコア12にリード線28を固定する部品で、絶縁材料で構成される。図2は、固定部材を示す図である。図2(a)は、上面図であり、(b)は、正面図であり、(c)は、側面図であり、(d)は、(a)のA−A線に沿った断面図である。図2(a),(b),(c),(d)のそれぞれについてステータコア12に固定されたときの軸方向、径方向、周方向を示した。径方向についてはステータコア12の外径側の方向と内径側の方向を示した。
The fixing
固定部材50は、カフサ30の嵌合部40(図3、図4参照)に嵌りこんで固定される爪部52と、爪部52からステータコア12の外径側に張り出す本体部51を有する。本体部51は、内径側から外径側に向かって2つの溝が設けられ、溝は外径側の端部までは延びずに途中で止まる。これによって本体部51は、2つの溝によって分けられた3つ又の形状を有する。3つ又の真ん中部分53の内径側の端部に爪部52が設けられる。したがって、先端に爪部52を有する3つ又の真ん中部分53は、外径側の端部を固定端とし内径側の端部を自由端とする片持ち梁の形状を有し、爪部52は外径側の端部を支点として弾性変形によって軸方向に動くことができる。
The fixing
本体部51は、3つ又の真ん中部分53と軸方向に沿って所定の隙間間隔S5を空けて配置されるカフサ保持部54を有する。カフサ保持部54は、軸方向に沿った高さH5と、周方向に沿った幅W5を有する。初期状態において、爪部52は隙間間隔S5の中に突き出す形状である。つまり、爪部52の先端部とカフサ保持部54との隙間間隔はS5よりも小さい。
The
本体部51は、カフサ保持部54よりもステータコア12の外径側であってステータコア12の軸方向端部に向かい合う面に設けられる凹部56を有する。凹部56は、リード線28の断面形状に適合する窪み形状を有する。図2の例では、リード線28の断面形状を円形として、その円形の半径Rの曲率に合わせた窪み形状を有する。
The
かかる固定部材50は、樹脂材料を用いて所定の形状に成形したものを用いることができる。樹脂材料としては、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂等を用いることができる。
As the fixing
図3は、カフサ30の構成と、カフサ30と固定部材50の取付関係を示す図である。図3(a)は、カフサ30に1つの固定部材50が取り付けられ、2つ目の固定部材50がまだ取り付けられていない状態を示す図であり、(b)は、カフサ30に取り付けられる前の状態の固定部材50を示す図であり、(c)は挿入開口部42の寸法関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of the
カフサ30は、外径側の環状部32と、内径側の環状部34と、外径側の環状部32と内径側の環状部34を結ぶ複数の土手部36と、隣接する土手部36の間に設けられる複数の開口部38を含んで構成される円環状部材である。土手部36は、ステータコア12のティース16の形状に対応する形状を有し、開口部38は、ステータコア12のスロット18に対応する形状を有する。したがって、土手部36の数は、ステータコア12のティース16の数と同じで、開口部38の数は、ステータコア12のスロット18の数と同じである。
The
複数の土手部36のうち、数個の土手部37は、他の土手部36に比べさらに外径側に延びる形状を有する。図3では、他の土手部36よりも外径側に延びた2つの土手部37が示される。固定部材50が嵌りこんでいない土手部37についてその外径側に延びる部分を説明すると、土手部37の外径側の端部から内径側に向かって挿入開口部42が設けられる。挿入開口部42の寸法について軸方向に沿った開口高さをH3とし、周方向に沿った開口幅をW3とすると、開口高さH3は、固定部材50のカフサ保持部54の高さH5よりも小さめに設定され、開口幅W3は、カフサ保持部54の幅W5よりも小さく設定される。「小さめ」とは、挿入開口部42の開口に固定部材50のカフサ保持部54が挿入可能な程度である。例えば、約0.1mm程度の寸法差に設定される。
Among the plurality of
嵌合部40は、土手部37の外径側に延びる部分において土手部37の上面部から挿入開口部42の天井部に向かって貫通する開口穴である。上面部から挿入開口部の天井部までの軸方向に沿った長さは貫通穴である嵌合部40の軸方向に沿った長さである。この嵌合部穴長さをS3とすると、嵌合部穴長さSSは、固定部材50の3つ又の真ん中部分53とカフサ保持部54との間の軸方向に沿った隙間間隔S5よりも小さめに設定される。この場合における「小さめ」とは、固定部材50の内径側の先端部を挿入開口部42の開口に挿入したときに、固定部材50の3つ又の真ん中部分53が弾性変形して爪部52が土手部37の上面部に乗り上げ、さらに固定部材50の先端部をカフサ30の内径側に押し込んだときに爪部52が嵌合部40に嵌りこんで自然状態に戻り、爪部52と嵌合部40が噛みあって固定部材50とカフサ30が互いに固定される程度に設定される。嵌合部穴長さSSが隙間間隔S5よりも大きいと爪部52と嵌合部40が噛み合わずに固定部材50とカフサ30が互いに固定されないことが生じる。爪部52と嵌合部40の噛み合いは、例えば、約1mmから2mmとすることができる。
The
カフサ30は、複数の開口部38の位置がステータコア12の複数のスロット18の位置に合うように位置決めされ、適当な固定手段によってステータコア12に固定される。かかるカフサ30は、樹脂材料を用いて所定の形状に成形したものを用いることができる。樹脂材料としては、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂等を用いることができる。
The
図4は、図3のB−B’断面図であり、カフサ30と固定部材50の固定状態を示す図である。図4では、カフサ30の土手部37の外径側から内径側に向かって、固定部材50が土手部37の挿入開口部42に挿入されて爪部52が嵌合部40に嵌りこみ、爪部52と嵌合部40が噛みあって固定部材50とカフサ30が互いに固定された状態が示される。この状態において、固定部材50のカフサ保持部54の高さH5がカフサ30の挿入開口部42の開口高さH3に対応し、固定部材50の3つ又の真ん中部分53とカフサ保持部54との間の隙間間隔S5がカフサ30の嵌合穴長さS3に対応している。
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. 3 and shows a fixed state of the
このように固定部材50がカフサ30を介してステータコア12に固定されると、固定部材50の凹部56とステータコア12の軸方向端部との間にリード線28が収容される。ここで、固定部材50の本体部51とステータコア12との間の最大隙間をS35として、最大隙間S35をリード線28の外径断面の最小寸法Dよりも小さく設定することで、リード線28が固定部材50の凹部56から外れることを防止できる。
When the fixing
このように、カフサ30と固定部材50の寸法関係を適切に設定することで、簡単な構造で、温度センサのリード線28をステータ10に対して固定でき、回転電機の振動等でも外れることがなく安定して固定できる。
In this way, by appropriately setting the dimensional relationship between the
10 (回転電機の)ステータ、12 ステータコア、14 ベース部、16 ティース、18 スロット、20 (各相)コイル、22,24 コイルエンド、26 各相端子、28 リード線、30 (部品)カフサ、32 外径側の環状部、34 内径側の環状部、36,37 土手部、38 開口部、40 嵌合部、42 挿入開口部、50 固定部材、51 本体部、52 爪部、53 (固定部材の3つ又の)真ん中部分、54 カフサ保持部、56 凹部。 10 (rotary electric machine) stator, 12 stator core, 14 base portion, 16 teeth, 18 slots, 20 (each phase) coil, 22, 24 coil end, 26 each phase terminal, 28 lead wire, 30 (component) cuff, 32 Annular portion on the outer diameter side, 34 annular portion on the inner diameter side, 36, 37 bank portion, 38 opening portion, 40 fitting portion, 42 insertion opening portion, 50 fixing member, 51 main body portion, 52 claw portion, 53 (fixing member (3) of the middle part, 54 cuff holding part, 56 concave part.
Claims (1)
ステータコアの軸方向端面を覆って配置され、隣接するティースの間の空間である複数のスロットに対応してコイルが通る複数の開口部を有し絶縁材料で構成される円環状のカフサと、
ステータコアの軸方向に突き出すコイルエンドを保持するカフサにおいてその円環状の外径側の環状部に設けられる嵌合部と、
嵌合部に固定される爪部、及び爪部からステータコアの外径側に張り出しステータコアの軸方向端部に向かい合う面に凹部を有する本体部を含み、絶縁材料で構成される固定部材と、
を備え、固定部材の凹部とステータコアの軸方向端部との間にリード線が収容されることを特徴とする回転電機のステータ。 A stator core having an annular base portion and a plurality of teeth protruding from the base portion toward the inner diameter side;
An annular cuff that is disposed over the axial end surface of the stator core and is made of an insulating material having a plurality of openings through which the coil passes corresponding to a plurality of slots that are spaces between adjacent teeth;
A cuff that holds the coil end protruding in the axial direction of the stator core;
A fixing member that includes a claw portion that is fixed to the fitting portion, and a main body portion that protrudes from the claw portion to the outer diameter side of the stator core and has a recess on a surface facing the axial end portion of the stator core, and is made of an insulating material;
And a lead wire is accommodated between the recessed portion of the fixing member and the axial end portion of the stator core.
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