JP6855993B2 - Rotating machine stator - Google Patents
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Description
本発明は、回転電機のステータに係り、特に、ステータコアのスロット内に挿入されるコイルとステータコアとを絶縁するようにスロット内に配置される絶縁シートに関する。 The present invention relates to a stator of a rotary electric machine, and more particularly to an insulating sheet arranged in a slot so as to insulate a coil inserted into the slot of the stator core and the stator core.
従来、コイルが巻装されてなるステータと、ステータの内側に回転可能に設けられたロータとを備える回転電機が知られている。ステータのコイルは、筒状のステータコアの内周部に周方向へ間隔をおいて形成された複数のスロット内に挿入されて配置されている。そして、スロット内においてステータコアとコイルとを電気絶縁するために、絶縁シート(例えば絶縁紙)が介在される。 Conventionally, a rotary electric machine including a stator in which a coil is wound and a rotor rotatably provided inside the stator is known. The coil of the stator is inserted and arranged in a plurality of slots formed at intervals in the circumferential direction on the inner peripheral portion of the tubular stator core. Then, an insulating sheet (for example, insulating paper) is interposed in the slot to electrically insulate the stator core and the coil.
特許文献1には、径方向内方側に開口を有するスロット内にステータコアとコイルとを電気絶縁する絶縁紙を配置した回転電機のステータにおいて、スロットの開口に位置する部分で絶縁紙の端部同士を折り重ねた構造が開示されている(特許文献1の図4(a)参照)。 In Patent Document 1, in a rotary electric machine stator in which an insulating paper for electrically insulating a stator core and a coil is arranged in a slot having an opening on the inward side in the radial direction, an end portion of the insulating paper is provided at a portion located at the opening of the slot. A structure in which each other is folded is disclosed (see FIG. 4 (a) of Patent Document 1).
近年、回転電機の小型化のために、ステータとその内側に設けられたロータとの隙間が狭くなっており、ステータのコイルとロータとは接近して配置されている。また、径方向内方側に開口を有するスロット内にコイルが配置される場合には、コイルとロータとの間には絶縁シートのみが介在することになる。このように、コイルとロータとが接近し、さらに、それらの間に絶縁シートのみが介在する構造の場合には、コイルの表面に渦損が発生する可能性がある。 In recent years, in order to reduce the size of a rotary electric machine, the gap between the stator and the rotor provided inside the stator has become narrower, and the coil of the stator and the rotor are arranged close to each other. Further, when the coil is arranged in the slot having the opening on the inner side in the radial direction, only the insulating sheet is interposed between the coil and the rotor. In the case of a structure in which the coil and the rotor are close to each other and only the insulating sheet is interposed between them, vortex loss may occur on the surface of the coil.
特許文献1に開示された回転電機のステータのように、スロットの開口に位置する部分に絶縁シートの端部同士を折り重ねた構造であれば、折り重なった絶縁シートの厚み(2枚の絶縁紙の厚み)の分だけ、コイルとロータとの距離が離れるため、コイルにおける渦損の発生は抑制される可能性がある。 If the structure is such that the ends of the insulating sheets are folded over the portion located at the opening of the slot like the stator of the rotary electric machine disclosed in Patent Document 1, the thickness of the folded insulating sheets (two sheets of insulating paper). Since the distance between the coil and the rotor is increased by the amount of the thickness), the occurrence of vortex loss in the coil may be suppressed.
しかし、絶縁シートの端部同士の折り重ね部分が、スロットの径方向外方側の奥壁面に位置するように配置された場合には、スロットの開口に位置する部分には1枚の絶縁シートがくることになり、コイルとロータとの距離が近づいて、コイルにおいて渦損が発生する虞がある。 However, when the folded portion between the ends of the insulating sheets is arranged so as to be located on the inner wall surface on the outer side in the radial direction of the slot, one insulating sheet is provided at the portion located at the opening of the slot. As a result, the distance between the coil and the rotor becomes short, and there is a risk that vortex loss will occur in the coil.
そこで、本発明は、スロット内に絶縁シートが配置される回転電機のステータにおいて、コイルにおける渦損の発生を抑制することにある。 Therefore, the present invention is to suppress the occurrence of vortex loss in the coil in the stator of a rotary electric machine in which an insulating sheet is arranged in a slot.
本発明の回転電機のステータは、環状のヨークと、前記ヨークの内周面に周方向に間隔をあけて形成された複数のティースと、前記ティースの間に形成され径方向内方側に開口を有するスロットとを有するステータコアと、前記スロット内に挿入されるコイルと、前記スロット内に配置され前記ステータコアと前記コイルとを絶縁する絶縁シートと、を備える回転電機のステータであって、前記絶縁シートは前記開口から奥壁へ向かって両側面が折り込まれ、前記開口に位置する部分には、磁気シールド材が配置されており、前記磁気シールド材は、前記絶縁シートの前記開口に位置する部分に塗布されており、前記絶縁シートの前記両側面は前記奥壁まで延びて、前記絶縁シートの前記両側面の両端部は、前記奥壁で互いに向かって折られている、ことを特徴とする。 The stator of the rotary electric machine of the present invention is formed between an annular yoke, a plurality of teeth formed on the inner peripheral surface of the yoke at intervals in the circumferential direction, and an opening inward in the radial direction. A stator of a rotary electric machine including a stator core having a slot having a slot, a coil inserted into the slot, and an insulating sheet arranged in the slot to insulate the stator core and the coil. Both sides of the sheet are folded from the opening toward the back wall, and a magnetic shield material is arranged in a portion located at the opening, and the magnetic shield material is a portion located at the opening of the insulating sheet. Both sides of the insulating sheet extend to the back wall, and both ends of the side surfaces of the insulating sheet are folded toward each other at the back wall. ..
本発明の回転電機のステータによれば、絶縁シートのうちスロットの開口に位置する部分には磁気シールド材が配置されるため、コイルにおける渦損の発生を抑制することができる。 According to the stator of the rotary electric machine of the present invention, since the magnetic shield material is arranged in the portion of the insulating sheet located at the opening of the slot, it is possible to suppress the occurrence of vortex loss in the coil.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態の回転電機10の軸方向断面図である。図1に示すように、回転電機10は、回転中心軸Xを中心に回転可能に設けられた回転シャフト12に固設されたロータ14と、このロータ14の周囲にギャップを介して設けられた環状のステータ16とを備えている。
FIG. 1 is an axial sectional view of the rotary
ロータ14は、複数の電磁鋼板を積層して形成されたロータコア18と、このロータコア18の外周縁部側に形成され、回転中心軸X方向に延びる永久磁石挿入孔20内に挿入された複数の永久磁石22と、ロータコア18を軸方向両側から挟持するエンドプレート24とを備えている。そして、永久磁石22は、樹脂26によって永久磁石挿入孔20内に固定されている。
The
ステータ16は、ロータ14の周囲を取り囲むように形成された筒状のステータコア28と、このステータコア28に装着されたコイル30とを備えている。ステータコア28の外周面には、円筒状のケース32が例えば焼嵌め等の固定方法によって固定されている。
The
図2は、図1に示すA−A線におけるステータコア28の断面図である。図2に示すように、ステータコア28は、ステータコア28の周方向に延びる環状のヨーク34と、このヨーク34の内周面からロータ14に向けて径方向内方へ突出し、周方向に間隔をあけて設けられたティース36とを備えている。各ティース36間には、スロット38が形成されている。スロット38も、ステータコア28の径方向に向けて延びると共に、周方向に間隔を置いて形成されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
図3は、図2における1つのスロット38を拡大して示す断面図である。スロット38は、ステータコア28の内周面に向けて開口している。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing one
ティース36は、ヨークの内周面からステータコア28の径方向に向けて突出する本体部42と、この本体部42の径方向内方側端部に形成され、ステータコア28の周方向に張り出した張出部44,45とを備えている。
The
スロット38の内表面は、最も径方向外方側に位置する後壁面381(奥壁面)と、ティース36の本体部42の側面によって規定された側壁面382,383と、前壁面384,385とを備えている。ここで、前壁面384は張出部44の背面によって規定されており、前壁面385は張出部45の背面によって規定されている。
The inner surface of the
このように形成されたスロット38には、スロット38の内表面に沿って絶縁シート50が配置されている。絶縁シート50は、スロット38に挿入されるコイル30とステータコア28との間の電気的絶縁を図るための絶縁部材であり、例えば絶縁紙である。本実施形態では、絶縁シート50の一部に磁気シールド材52が浸漬塗布されている。
In the
ここで、絶縁シート50をステータコア28のスロット38内に配置する工程手順について説明する。図4は、スロット38内に絶縁シート50を配置する工程手順を示す図である。以下、図4(A)〜(D)を単に(A)〜(D)と記す。(A)に示すように、最初に、絶縁シート50はロール状に巻かれている。絶縁シート50を所定の長さだけ引き出し、例えば(A)に示す破線の位置で切断する。なお、(A)に示すように、絶縁シート50には、絶縁シート50が引き出される方向に沿って磁気シールド材52がそのほぼ中央位置に所望の幅で塗布されている。(B)には、(A)で切り出した絶縁シート50を90度回転させた状態が示されている。次に、絶縁シート50を(B)に示す破線の位置で山折りにする。それにより、(C)に示すように、絶縁シート50が略ロ字状(筒状)になる。これにより、磁気シールド材52が塗布された前側短辺と、前側短辺と対向し、絶縁シート50の端部の折り重なり部54が位置する後側短辺とができる。そして、(D)に示すように、略ロ字状の絶縁シート50の前側短辺がスロット38の開口40側にくるように、また、絶縁シート50の後側短辺がスロット38の径方向外方の壁面(奥壁面)側にくるように、絶縁シート50をスロット38に挿入する。
Here, a process procedure for arranging the
このように、スロット38内に絶縁シート50が挿入されることで、図3に示すように、スロット38の前壁面384,385に沿って絶縁シート50のうち磁気シールド材52が塗布された前側短辺が配置されている。すなわち、開口40に位置する部分に磁気シールド材52が塗布された絶縁シート50が配置されている。また、スロット38の後壁面381(奥壁面)に沿って絶縁シート50の端部の折り重なり部54である後側短辺が配置され、スロット38の側壁面382,383の各々に沿って絶縁シート50の各々の長辺が配置されている。
By inserting the
このようにスロット38内に配置された絶縁シート50の内側には、コイル30が挿入される。コイル30は、その周囲に絶縁シート50が巻かれることによってステータコア28と絶縁された状態で配置される。コイル30は、断面が略四角形をなす平角線からなるコイル導線31によって構成され、1つのスロット38内で複数(本実施形態では6本)のコイル導線31が一列に並んで配置される。コイル導線31は、例えば銅等により形成された芯材の周囲に例えばエナメル等の絶縁性樹脂によって絶縁被覆されて構成される。コイル導線31は、例えば、略U字型に折り曲げ形成された導体セグメントであり、この導体セグメントの2本の脚部が周方向に隣接するか又は離れた2つのスロット38に挿入され、ステータコア28から軸方向外側へ突出した導体セグメントの脚部が曲げ加工されて溶接等によって周方向または径方向に隣接する別の導体セグメントと結線される。
The
以上説明した本実施形態の回転電機のステータは、絶縁シート50のうちスロット38の開口40に位置する部分に磁気シールド材52が配置されている。そのため、ロータとコイル30とが接近して配置されても、コイル30において渦損が発生することを抑制することができる。それにより、回転電機10の性能を向上することができる。特に、ロータとコイル30とが接近して配置された場合、最も径方向内方側のコイル導線31の表面において渦損が発生し易いが、本実施形態によれば、それを抑制することができる。
In the stator of the rotary electric machine of the present embodiment described above, the
また、以上説明した本実施形態の回転電機のステータによれば、磁気シールド材52によってコイル30における渦損の発生を抑制できるため、ロータとコイル30とをさらに接近させることが可能である。すなわち、ステータコア28の径方向の長さを短縮することや、ステータとロータとの隙間を狭くすることが可能であり、回転電機10を小型化することができる。
Further, according to the stator of the rotary electric machine of the present embodiment described above, the
なお、ステータコア28の全てのスロット38において、スロット38の開口40に位置する部分に磁気シールド材52を配置しなくてもよく、一部のスロット38に本実施形態の磁気シールド材52を用いてコイル30を配置し、他のスロット38には、他の渦損対策を施してコイルを配置することも可能である。
In all the
以上説明した実施形態の回転電機のステータ16では、絶縁シート50に磁気シールド材52が浸漬塗布されていた。しかし、絶縁シート50に磁気シールド材52を塗布せず、別体の磁気シールド材を、スロット38の開口40に位置する部分に配置するようにしてもよい。例えば、スロット38の前壁面384,385に沿って、それらと絶縁シート50との間に別体の磁気シールド材を配置する。或いは、例えば、最も径方向内方側のコイル導線31の開口40側の面と、絶縁シート50との間に別体の磁気シールド材を配置する。このようにしても、コイル30における渦損の発生を抑制できる。
In the
10 回転電機、12 回転シャフト、14 ロータ、16 ステータ、18 ロータコア、20 永久磁石挿入孔、22 永久磁石、24 エンドプレート、26 樹脂、28 ステータコア、30 コイル、31 コイル導線、32 ケース、34 ヨーク、36 ティース、38 スロット、40 開口、42 本体部、44,45 張出部、50 絶縁シート、52 磁気シールド材、54 折り重なり部、381 後壁面(奥壁面)、382,383 側壁面、384,385 前壁面、X 回転中心軸。 10 rotary electric machine, 12 rotary shaft, 14 rotor, 16 stator, 18 rotor core, 20 permanent magnet insertion hole, 22 permanent magnet, 24 end plate, 26 resin, 28 stator core, 30 coil, 31 coil lead wire, 32 case, 34 yoke, 36 teeth, 38 slots, 40 openings, 42 main body, 44, 45 overhangs, 50 insulation sheet, 52 magnetic shield material, 54 folding parts, 381 rear wall surface (back wall surface), 382,383 side wall surface, 384, 385 Front wall surface, X rotation center axis.
Claims (1)
前記絶縁シートは前記開口から奥壁へ向かって両側面が折り込まれ、前記開口に位置する部分には、磁気シールド材が配置されており、
前記磁気シールド材は、前記絶縁シートの前記開口に位置する部分に塗布されており、
前記絶縁シートの前記両側面は前記奥壁まで延びて、前記絶縁シートの前記両側面の両端部は、前記奥壁で互いに向かって折られている、
ことを特徴とする回転電機のステータ。 A stator core having an annular yoke, a plurality of teeth formed on the inner peripheral surface of the yoke at intervals in the circumferential direction, and a slot formed between the teeth and having an opening on the inward side in the radial direction. A stator of a rotary electric machine including a coil inserted into the slot and an insulating sheet arranged in the slot to insulate the stator core and the coil.
Both sides of the insulating sheet are folded from the opening toward the back wall, and a magnetic shield material is arranged at a portion located at the opening .
The magnetic shield material is applied to a portion of the insulating sheet located at the opening.
Both sides of the insulating sheet extend to the back wall, and both ends of the side of the insulating sheet are folded toward each other at the back wall.
A stator of a rotary electric machine characterized by this.
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