JP7092477B2 - Rotating electric stator - Google Patents

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本発明は、回転電機ステータに関し、特に、ステータコアを補強する構造に関する。 The present invention relates to a rotary electric machine stator, and more particularly to a structure for reinforcing a stator core.

特許文献1には、回転電機ステータにおいて、複数のティースのそれぞれにおいてティースに巻回されているコイルの配置範囲よりも内周側の先端部の軸方向端面に、非磁性体からなるリング状の補強部材を固定する構成が開示されている。この構成によれば、回転電機ステータにおいて、電気絶縁性能低下の原因ともなりうる異物をティース間に形成されたスロット内に堆積させずに、ティースの剛性を向上させることができると記載されている。 According to Patent Document 1, in a rotary electric stator, a ring-shaped non-magnetic material is formed on the axial end surface of the tip portion on the inner peripheral side of the arrangement range of the coil wound around the teeth in each of the plurality of teeth. A configuration for fixing the reinforcing member is disclosed. According to this configuration, it is described that in the rotary electric machine stator, the rigidity of the teeth can be improved without depositing foreign substances which may cause deterioration of the electrical insulation performance in the slots formed between the teeth. ..

特開2017-41982号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-41982

特許文献1に記載される回転電機ステータでは、スロット内への異物混入を防止し、コイルの抜け防止にはなるが、ステータコアの補強あるいはコイルの固定力を大きくすることはできない。 The rotary electric stator described in Patent Document 1 prevents foreign matter from entering the slot and prevents the coil from coming off, but cannot reinforce the stator core or increase the fixing force of the coil.

本発明の目的は、非磁性体リングの熱膨張を利用してステータの円環剛性を高めることであり、その結果、振動騒音性能を向上させることもできる回転電機ステータを提供することである。 An object of the present invention is to provide a rotary electric stator which can increase the annular rigidity of the stator by utilizing the thermal expansion of the non-magnetic material ring, and as a result, can also improve the vibration noise performance.

本発明に係る回転電機ステータは、円環状のヨーク、および、該ヨークにおいてステータ周方向に間隔をおいた位置で前記ヨークからステータ径方向内側へ突出する複数のティースを有するステータコアと、前記ステータコアの前記ティースに巻回され、前記ティースからステータ軸方向外側へ突出するコイルエンド部を有するコイルと、前記ステータコアのステータ軸方向外側において前記各ティースのステータ径方向内側に設けられる非磁性体リングと、を備え、前記非磁性体リングには、ステータ周方向に隣り合う前記ティースのステータ径方向内側端部の間、および、ステータ周方向に隣り合う前記コイルエンド部の間の少なくとも一方に、周方向両側で接触した状態で嵌まり込む突起部が形成されている。 The rotary electric stator according to the present invention includes an annular yoke, a stator core having a plurality of teeth protruding inward in the stator radial direction from the yoke at positions spaced apart from each other in the circumferential direction of the stator, and the stator core. A coil wound around the teeth and having a coil end portion protruding outward in the stator axial direction from the teeth, and a non-magnetic ring provided on the outer side in the stator axis direction of the stator core and inside in the stator radial direction of each tooth. The non-magnetic material ring is provided with a circumferential direction in at least one of the inner ends in the stator radial direction of the teeth adjacent to each other in the circumferential direction of the stator and the coil end portions adjacent to each other in the circumferential direction of the stator. A protrusion that fits in contact with each other is formed on both sides.

この構成によれば、ティース間およびコイルエンド間に接触状態で嵌り込んだ突起部が熱膨張することで、ティースが直接的に又はコイルエンド部を介して周方向に押圧される。これにより、各ティースが非磁性体リングの突起部を介して強固に環状に連結された状態になる。その結果、回転電機ステータの円環剛性が高くなり、回転電機ステータの振動騒音性能が向上する。 According to this configuration, the protrusions fitted in contact between the teeth and the coil ends are thermally expanded, so that the teeth are pressed in the circumferential direction directly or through the coil ends. As a result, each tooth is firmly connected in an annular shape via the protrusion of the non-magnetic material ring. As a result, the annular rigidity of the rotary electric machine stator is increased, and the vibration noise performance of the rotary electric machine stator is improved.

本発明に係る回転電機ステータにおいて、前記突起部は、前記非磁性体リングにおいてステータ軸方向に突出して形成され、ステータ周方向に隣り合う前記ティース部に接触した状態で嵌まり込んでいてもよい。 In the rotary electric machine stator according to the present invention, the protrusion may be formed so as to project in the stator axial direction in the non-magnetic material ring, and may be fitted in contact with the teeth portion adjacent to each other in the circumferential direction of the stator. ..

この構成によれば、ティース間に接触状態で嵌り込んだ突起部が熱膨張することで、ティースが直接的に周方向に押圧される。これにより、各ティースが非磁性体リングを介して強固に環状に連結された状態になる。その結果、回転電機ステータの円環剛性が高くなり、回転電機ステータの振動騒音性能が向上する。 According to this configuration, the protrusions fitted between the teeth in a contact state thermally expand, so that the teeth are directly pressed in the circumferential direction. As a result, the teeth are firmly connected in an annular shape via the non-magnetic material ring. As a result, the annular rigidity of the rotary electric machine stator is increased, and the vibration noise performance of the rotary electric machine stator is improved.

また、本発明に係る回転電機ステータにおいて、前記突起部は、前記非磁性体リングにおいて径方向外側に突出して形成され、周方向に隣り合う前記コイルエンド部に接触した状態で嵌まり込んでいてもよい。 Further, in the rotary electric machine stator according to the present invention, the protrusion is formed so as to project radially outward in the non-magnetic material ring, and is fitted in contact with the coil end portions adjacent to each other in the circumferential direction. May be good.

この構成によれば、コイルエンド間に接触状態で嵌り込んだ突起部が熱膨張することで、ティースがコイルエンド部を介して周方向に押圧される。これにより、各ティースが非磁性体リングを介して強固に環状に連結された状態になる。その結果、回転電機ステータの円環剛性が高くなり、回転電機ステータの振動騒音性能が向上する。 According to this configuration, the protrusions fitted between the coil ends in contact state thermally expand, so that the teeth are pressed in the circumferential direction through the coil ends. As a result, the teeth are firmly connected in an annular shape via the non-magnetic material ring. As a result, the annular rigidity of the rotary electric machine stator is increased, and the vibration noise performance of the rotary electric machine stator is improved.

さらに、本発明に係る回転電機ステータにおいて、前記突起部は、前記ティースのステータ径方向内側端部の間、および、前記コイルエンド部の間の少なくとも一方に圧入されていてもよい。 Further, in the rotary electric machine stator according to the present invention, the protrusion may be press-fitted into at least one of the inner end portion in the stator radial direction of the tooth and the coil end portion.

この構成によれば、突起部がティース間等に圧入されることで、ステータコアに非磁性体リングをより強固に組み付けることができる。 According to this configuration, the non-magnetic material ring can be more firmly assembled to the stator core by press-fitting the protrusions between the teeth and the like.

本発明に係る回転電機ステータによれば、ティース間およびコイルエンド間に接触状態で嵌り込んだ突起部が熱膨張することで、ティースが直接的に又はコイルエンド部を介して周方向に押圧される。これにより、各ティースが非磁性体リングを介して強固に環状に連結された状態になる。その結果、回転電機ステータの円環剛性が高くなり、回転電機ステータの振動騒音性能が向上する。 According to the rotary electric stator according to the present invention, the teeth are pressed in the circumferential direction directly or through the coil end portion by the thermal expansion of the protrusions fitted between the teeth and the coil ends in a contact state. To. As a result, the teeth are firmly connected in an annular shape via the non-magnetic material ring. As a result, the annular rigidity of the rotary electric machine stator is increased, and the vibration noise performance of the rotary electric machine stator is improved.

本発明の一実施形態である回転電機ステータを含む回転電機の軸方向断面図である。It is sectional drawing in the axial direction of the rotary electric machine including the rotary electric machine stator which is one Embodiment of this invention. 図1に示した回転電機ステータの斜視図である。It is a perspective view of the rotary electric machine stator shown in FIG. 図2に示した回転電機ステータに組み付けられた非磁性体リングを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the non-magnetic material ring attached to the rotary electric machine stator shown in FIG. 本発明の別の実施形態である回転電機ステータの斜視図である。It is a perspective view of the rotary electric machine stator which is another embodiment of this invention. 図4に示した回転電機ステータに組み付けられた非磁性体リングを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the non-magnetic material ring attached to the rotary electric machine stator shown in FIG. 図5の非磁性体リングの変形例を示す斜視図と、その突起部の拡大図である。FIG. 5 is a perspective view showing a modified example of the non-magnetic material ring of FIG. 5, and an enlarged view of a protrusion thereof.

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、車両に搭載される回転電機に用いられるステータを述べるが、これは説明のための例示であって、車両搭載以外の用途であっても構わない。以下では、コイルとして、平角線を用いて単層巻したコイルを述べるが、これは説明のための例示であって、平角線以外の円形断面の丸線、楕円断面の巻線等でも構わない。また、多層巻であってもよい。巻回方式としては、集中巻でもよく、分布巻でもよい。以下では、非磁性体リングはティースの軸方向両端面にそれぞれ設けられるとして説明するが、ティースの軸方向両端面のいずれか一方の端面にのみ補強部材である非磁性体リングを設けるとしてもよい。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Hereinafter, the stator used for the rotary electric machine mounted on the vehicle will be described, but this is an example for explanation and may be used for purposes other than mounting on the vehicle. In the following, a coil wound in a single layer using a flat wire will be described as the coil, but this is an example for explanation, and a round wire having a circular cross section other than the flat wire, a winding having an elliptical cross section, or the like may be used. .. Further, it may be a multi-layer winding. The winding method may be concentrated winding or distributed winding. In the following, the non-magnetic material ring will be described as being provided on both end faces in the axial direction of the tooth, but a non-magnetic material ring as a reinforcing member may be provided only on one end face of both end faces in the axial direction of the tooth. ..

図1は、本発明の一実施形態である回転電機ステータ14Aを含む回転電機10の軸方向断面図である。以下では、回転電機ステータを適宜にステータとだけいう。回転電機10は、駆動回路の制御によって、車両が力行するときは電動機として機能し、車両が制動時にあるときは発電機として機能するモータジェネレータで、三相同期型回転電機である。 FIG. 1 is an axial sectional view of a rotary electric machine 10 including a rotary electric machine stator 14A according to an embodiment of the present invention. In the following, the rotary electric stator is appropriately referred to as a stator. The rotary electric machine 10 is a motor generator that functions as an electric motor when the vehicle runs by power under the control of a drive circuit and as a generator when the vehicle is braking, and is a three-phase synchronous rotary electric machine.

回転電機10は、ケース16に収容されている。ケース16は、例えば、アルミニウム合金等の金属で形成された筐体である。ケース16は、有底筒状の収容部材18と、収容部材18の開口部を閉じる蓋部材20とで構成される。蓋部材20は、ボルト22によって収容部材18に締結固定されている。 The rotary electric machine 10 is housed in the case 16. The case 16 is a housing made of a metal such as an aluminum alloy. The case 16 is composed of a bottomed cylindrical accommodating member 18 and a lid member 20 that closes the opening of the accommodating member 18. The lid member 20 is fastened and fixed to the accommodating member 18 by bolts 22.

回転電機10は、ロータ12と、ロータ12の径方向外側に所定の隙間を隔てて配置されるステータ14Aとで構成される。ロータ12は、円筒状のロータコア24と、ロータコア24に固定されたシャフト26とを含む。ロータコア24は、例えば円環状に打ち抜き加工された磁性体薄板を軸方向に積層および連結して構成される磁性体部品である。ロータコア24の外周面近傍の内部には、複数の永久磁石(図示せず)が周方向に間隔を置いて埋設されている。また、ロータコア24は、例えば、焼嵌め等によってシャフト26の外周に固定される。 The rotary electric machine 10 is composed of a rotor 12 and a stator 14A arranged on the radial outer side of the rotor 12 with a predetermined gap. The rotor 12 includes a cylindrical rotor core 24 and a shaft 26 fixed to the rotor core 24. The rotor core 24 is, for example, a magnetic component formed by laminating and connecting magnetic thin plates punched in an annular shape in the axial direction. A plurality of permanent magnets (not shown) are embedded in the vicinity of the outer peripheral surface of the rotor core 24 at intervals in the circumferential direction. Further, the rotor core 24 is fixed to the outer periphery of the shaft 26 by, for example, shrink fitting or the like.

ロータ12のシャフト26は、軸方向の一端部がケース16の収容部材18の底部18aに固定された軸受部材19によって回転可能に支持されている。他方、シャフト26の軸方向他端部は、ケース16の蓋部材20に固定された軸受部材21によって回転可能に支持されている。 The shaft 26 of the rotor 12 is rotatably supported by a bearing member 19 having one end in the axial direction fixed to the bottom 18a of the accommodating member 18 of the case 16. On the other hand, the other end of the shaft 26 in the axial direction is rotatably supported by the bearing member 21 fixed to the lid member 20 of the case 16.

図2は、図1に示したステータ14Aの斜視図である。図2(図4においても同様)には、ステータ周方向、ステータ径方向、および、ステータ軸方向がそれぞれ矢印で示されている。以下において、ステータ周方向を単に周方向といい、ステータ径方向を単に径方向といい、ステータ軸方向を単に軸方向という。 FIG. 2 is a perspective view of the stator 14A shown in FIG. In FIG. 2 (also in FIG. 4), the circumferential direction of the stator, the radial direction of the stator, and the axial direction of the stator are indicated by arrows. In the following, the circumferential direction of the stator is simply referred to as the circumferential direction, the radial direction of the stator is simply referred to as the radial direction, and the axial direction of the stator is simply referred to as the axial direction.

図1及び図2に示すように、ステータ14Aは、ステータコア28と、ステータコア28に装着されたコイル30と、非磁性体リング32とを備える。 As shown in FIGS. 1 and 2, the stator 14A includes a stator core 28, a coil 30 mounted on the stator core 28, and a non-magnetic ring 32.

ステータコア28は、例えば円環状に打ち抜き加工された磁性体薄板を軸方向に積層および連結して構成される磁性体部品である。ステータコア28は、円環状をなすヨーク34と、ヨーク34において周方向に間隔をおいた位置でヨーク34から径方向内側へ突出する複数のティース36とを有する。なお、ステータコア28は、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て構成されてもよい。 The stator core 28 is, for example, a magnetic component formed by laminating and connecting magnetic thin plates punched in an annular shape in the axial direction. The stator core 28 has an annular yoke 34 and a plurality of teeth 36 protruding radially inward from the yoke 34 at positions spaced apart in the circumferential direction in the yoke 34. The stator core 28 may be formed by integrally molding magnetic powder into a predetermined shape instead of a laminated body of magnetic thin plates.

ステータコア28の外周面には、複数(本実施形態では3つ)の取付部38が径方向外側に膨出して形成されている。取付部38には、ボルト孔40が軸方向に貫通して形成されている。図1に示すように、取付部38のボルト孔40に挿通されたボルト42が、ケース16の収容部材18の底部18aの雌ねじ孔に螺合されている。これにより、ステータコア28を含むステータ14Aがケース16内に固定されている。 A plurality of (three in this embodiment) mounting portions 38 are formed on the outer peripheral surface of the stator core 28 so as to bulge outward in the radial direction. A bolt hole 40 is formed in the mounting portion 38 so as to penetrate in the axial direction. As shown in FIG. 1, the bolt 42 inserted into the bolt hole 40 of the mounting portion 38 is screwed into the female screw hole of the bottom portion 18a of the accommodating member 18 of the case 16. As a result, the stator 14A including the stator core 28 is fixed in the case 16.

周方向に隣り合うティース36の間には、スロット44が形成されている。スロット44は、ティース36と同数(本実施形態では15個)だけ形成されている。また、スロット44は、径方向内側に開口するとともに、軸方向両端が開口する空間または溝である。 Slots 44 are formed between the teeth 36 adjacent to each other in the circumferential direction. The number of slots 44 is the same as that of the teeth 36 (15 in this embodiment). Further, the slot 44 is a space or a groove that opens inward in the radial direction and opens at both ends in the axial direction.

コイル30は、絶縁皮膜付きの導線を用い、所定の巻回方式で、スロット44に導線を通してティース36に所定の巻数で巻回した巻線コイルである。コイル30は、単層巻の集中巻コイルであってもよいし、多層巻の集中巻コイルであってもよいし、また、分布巻コイルであってもよい。 The coil 30 is a winding coil that uses a conducting wire with an insulating film and is wound around the teeth 36 by a predetermined number of turns by passing the conducting wire through the slot 44 by a predetermined winding method. The coil 30 may be a single-layer winding concentrated winding coil, a multi-layer winding concentrated winding coil, or a distributed winding coil.

コイル30の絶縁皮膜付き導線の素線としては、銅線、銅錫合金線、銀メッキ銅錫合金線等を用いることができる。素線としては、断面形状が略矩形の平角線が用いられる。絶縁皮膜としては、ポリアミドイミドのエナメル皮膜が用いられる。これに代えて、ポリエステルイミド、ポリイミド、ポリエステル、ホルマール等を用いることができる。 As the wire of the lead wire with an insulating film of the coil 30, a copper wire, a copper-tin alloy wire, a silver-plated copper-tin alloy wire, or the like can be used. As the strand, a flat wire having a substantially rectangular cross-sectional shape is used. As the insulating film, a polyamide-imide enamel film is used. Instead of this, polyesterimide, polyimide, polyester, formal and the like can be used.

コイル30は、ティース36の軸方向両側の端面から軸方向外側へ突出するコイルエンド部31を有する。本実施形態では、コイル30が各ティース36に集中巻でそれぞれ巻回されているため、周方向に隣り合うコイルエンド部31の間には隙間33が形成されている。 The coil 30 has a coil end portion 31 projecting outward in the axial direction from the end faces on both sides in the axial direction of the teeth 36. In the present embodiment, since the coil 30 is wound around each tooth 36 in a concentrated winding manner, a gap 33 is formed between the coil end portions 31 adjacent to each other in the circumferential direction.

非磁性体リング32は、ティース36を周方向に押え付けてステータ14Aの円環剛性を高めるために用いられる部材である。また、非磁性体リング32は、ティース36からコイル30が径方向内側へ抜け出るのを防止する機能も有する。 The non-magnetic material ring 32 is a member used to press the teeth 36 in the circumferential direction to increase the annular rigidity of the stator 14A. The non-magnetic ring 32 also has a function of preventing the coil 30 from coming out from the teeth 36 inward in the radial direction.

図3は、図2に示したステータ14Aに組み付けられた非磁性体リング32を示す斜視図である。図2および図3に示すように、非磁性体リング32は、リング状に形成された環状部32aと、環状部32aから軸方向に突出した複数の突起部32bとを有する。突起部32bは、ステータコア28において周方向に隣り合うティース36間に嵌まり込む部分であり、ティース36と同じ周方向間隔で同数(本実施形態では15個)だけ設けられている。 FIG. 3 is a perspective view showing a non-magnetic material ring 32 assembled to the stator 14A shown in FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, the non-magnetic ring 32 has an annular portion 32a formed in a ring shape and a plurality of protrusions 32b protruding in the axial direction from the annular portion 32a. The protrusions 32b are portions of the stator core 28 that are fitted between the teeth 36 adjacent to each other in the circumferential direction, and are provided in the same number (15 in the present embodiment) at the same circumferential spacing as the teeth 36.

非磁性体リング32の環状部32aは、軸方向から見たとき、ステータコア28のティース36に対応する位置で直線部分に形成され、全体としてこのような直線部分が連なった多角形状に形成されている。ただし、これに限定されるものではなく、環状部32aは円環状に形成されてもよい。 The annular portion 32a of the non-magnetic material ring 32 is formed in a straight line portion at a position corresponding to the teeth 36 of the stator core 28 when viewed from the axial direction, and is formed in a polygonal shape in which such straight line portions are continuous as a whole. There is. However, the present invention is not limited to this, and the annular portion 32a may be formed in an annular shape.

非磁性体リング32の突起部32bは、環状部32aから長方形板状に突出しており、その径方向の厚みは環状部32aと同じに形成されている。また、突起部32bは、環状部32aの角部に対向する位置に設けられており、軸方向から見て略V字状に屈曲して形成されている。 The protrusion 32b of the non-magnetic ring 32 protrudes from the annular portion 32a in the shape of a rectangular plate, and its radial thickness is formed to be the same as that of the annular portion 32a. Further, the protrusion 32b is provided at a position facing the corner of the annular portion 32a, and is formed by being bent in a substantially V shape when viewed from the axial direction.

図1及び図2を参照すると、非磁性体リング32は、ステータコア28の軸方向端面上において、各ティース36の径方向内側の先端部に対向して設置される。このとき、非磁性体リング32の突起部32bは、周方向に隣り合うティース36間に嵌め込まれる。突起部32bは、周方向両側でティース36の径方向内側先端部に接触した状態に配置される。また、非磁性体リング32がステータコア28に対して軸方向から組み付けられるとき、突起部32bは周方向に隣り合うティース36間に圧入されてもよい。非磁性体リング32は、ステータコア28の軸方向両側に設定されるのが好適である。また、非磁性体リング32は、接着剤を用いてステータコア28により強固に固定されるのが好ましい。 Referring to FIGS. 1 and 2, the non-magnetic ring 32 is installed on the axial end surface of the stator core 28 so as to face the radial inner tip of each tooth 36. At this time, the protrusion 32b of the non-magnetic material ring 32 is fitted between the teeth 36 adjacent to each other in the circumferential direction. The protrusions 32b are arranged in contact with the radial inner tip portions of the teeth 36 on both sides in the circumferential direction. Further, when the non-magnetic material ring 32 is assembled to the stator core 28 from the axial direction, the protrusion 32b may be press-fitted between the teeth 36 adjacent to each other in the circumferential direction. The non-magnetic ring 32 is preferably set on both sides of the stator core 28 in the axial direction. Further, it is preferable that the non-magnetic material ring 32 is firmly fixed by the stator core 28 using an adhesive.

非磁性体リング32は、成形性や強度等から、樹脂を用いることが好適である。樹脂としては、電気絶縁性を有し、適当な強度と耐熱性を有する材料が用いられる。例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、芳香族ナイロン樹脂コンパウンド等が用いられる。樹脂に適当なフィラーを含ませてもよい。このように非磁性体リング32が例えばエポキシ樹脂で形成される場合、エポキシ樹脂の線膨張係数62.0(×10-6/℃)であり、磁性体薄板で構成されるステータコア28の線膨張係数16.8(×10-6/℃)よりも大きい。 For the non-magnetic material ring 32, it is preferable to use a resin from the viewpoint of moldability, strength and the like. As the resin, a material having electrical insulation and having appropriate strength and heat resistance is used. For example, epoxy resin, polyimide resin, aromatic nylon resin compound and the like are used. The resin may contain a suitable filler. When the non-magnetic material ring 32 is formed of, for example, an epoxy resin in this way, the coefficient of linear expansion of the epoxy resin is 62.0 (× 10 -6 / ° C.), and the linear expansion of the stator core 28 made of a thin magnetic material plate. The coefficient is larger than 16.8 (× 10 -6 / ° C).

一般に、回転電機のステータでは、ステータコアの各ティースは、ステータヨーク側を支持端とし、径方向内側の先端部が自由端となる構造を有するので、ステータヨークの剛性が不足すると、ティース自身の質量やコイルの質量等によって振動し、騒音が発生することがある。これに対し、本実施形態における回転電機10のステータ14Aでは、回転電機10の稼働によってステータ14Aの温度が上昇すると、非磁性体リング32の温度も上昇して熱膨張する。非磁性体リング32の線膨張係数はステータコア28のそれよりも大きいため、非磁性体リング32の突起部32bが熱膨張することによって、周方向両側に接触して位置するティース36の径方向内側先端部を周方向に押圧することになる。その結果、各ティース36の径方向内側先端部が非磁性体リング32を介して強固に連結された状態になる。これによって、ステータ14Aの円環剛性が高くなり、振動騒音性能を向上させることができる。 Generally, in a stator of a rotary electric machine, each tooth of the stator core has a structure in which the stator yoke side is a support end and the tip portion on the inner side in the radial direction is a free end. It may vibrate due to the mass of the coil, etc., and noise may be generated. On the other hand, in the stator 14A of the rotary electric machine 10 in the present embodiment, when the temperature of the stator 14A rises due to the operation of the rotary electric machine 10, the temperature of the non-magnetic material ring 32 also rises and thermally expands. Since the linear expansion coefficient of the non-magnetic material ring 32 is larger than that of the stator core 28, the protrusion 32b of the non-magnetic material ring 32 thermally expands, so that the teeth 36 located in contact with both sides in the circumferential direction are radially inside. The tip will be pressed in the circumferential direction. As a result, the radial inner tip portions of the teeth 36 are firmly connected via the non-magnetic material ring 32. As a result, the annular rigidity of the stator 14A is increased, and the vibration noise performance can be improved.

次に、図4および図5を参照して、本発明の別の実施形態であるステータ14Bについて説明する。図4はステータ14Bの斜視図であり、図5は、図4に示したステータ14Bに組み付けられた非磁性体リング32を示す斜視図である。以下では、上述した回転電機10と同様の構成については、同一の参照符号を付して説明を省略する。 Next, the stator 14B, which is another embodiment of the present invention, will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a perspective view of the stator 14B, and FIG. 5 is a perspective view showing a non-magnetic material ring 32 assembled to the stator 14B shown in FIG. Hereinafter, the same configuration as that of the rotary electric machine 10 described above will be referred to with the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

図4および図5に示すように、ステータ14Bに用いられる非磁性体リング32は、リング状に形成された環状部32aと、環状部32aから径方向外側に突出した複数の突起部32cとを有する。突起部32cは、ステータコア28において周方向に隣り合うコイルエンド部31の間の隙間33に嵌まり込む部分であり、ティース36と同じ周方向間隔で同数(本実施形態では15個)だけ設けられている。 As shown in FIGS. 4 and 5, the non-magnetic ring 32 used for the stator 14B has an annular portion 32a formed in a ring shape and a plurality of protrusions 32c protruding radially outward from the annular portion 32a. Have. The protrusions 32c are portions of the stator core 28 that are fitted into the gaps 33 between the coil end portions 31 adjacent to each other in the circumferential direction, and are provided in the same number as the teeth 36 at the same circumferential spacing (15 in this embodiment). ing.

非磁性体リング32の突起部32cは、直方体状をなし、軸方向から見て長方形状に形成されている。すなわち、突起部32cは、環状部32a側の基端部と、先端部とで同じ周方向幅である。また、突起部32cの軸方向の厚みは、環状部32aと同じである。なお、非磁性体リング32以外のステータ14Bの構成は、上述したステータ14Aと同様である。 The protrusion 32c of the non-magnetic ring 32 has a rectangular parallelepiped shape and is formed in a rectangular shape when viewed from the axial direction. That is, the protrusion 32c has the same circumferential width between the base end portion on the annular portion 32a side and the tip end portion. Further, the thickness of the protrusion 32c in the axial direction is the same as that of the annular portion 32a. The configuration of the stator 14B other than the non-magnetic ring 32 is the same as that of the stator 14A described above.

図4に示すように、ステータ14Bにおいて、非磁性体リング32は、ステータコア28の軸方向端面上において、各ティース36の径方向内側の先端部に対向して設置される。このとき、非磁性体リング32の突起部32cは、周方向に隣り合うコイルエンド部31間の隙間33に嵌め込まれている。突起部32cは、周方向両側でコイルエンド部31の径方向内側先端部に接触した状態に配置される。また、非磁性体リング32がステータコア28に対して軸方向から組み付けられるとき、突起部32cは周方向に隣り合うコイルエンド部31間に圧入されてもよい。 As shown in FIG. 4, in the stator 14B, the non-magnetic material ring 32 is installed on the axial end surface of the stator core 28 so as to face the radial inner tip of each tooth 36. At this time, the protruding portion 32c of the non-magnetic material ring 32 is fitted in the gap 33 between the coil end portions 31 adjacent to each other in the circumferential direction. The protrusion 32c is arranged in a state of being in contact with the radial inner tip portion of the coil end portion 31 on both sides in the circumferential direction. Further, when the non-magnetic material ring 32 is assembled to the stator core 28 from the axial direction, the protrusion 32c may be press-fitted between the coil end portions 31 adjacent to each other in the circumferential direction.

このような非磁性体リング32が装着されたステータ14Bでは、回転電機10の稼働によってステータ14Bの温度が上昇すると、非磁性体リング32の温度も上昇して熱膨張する。非磁性体リング32の線膨張係数はステータコア28のそれよりも大きいため、非磁性体リング32の突起部32bが熱膨張することによって、周方向両側で接触して位置するコイルエンド部31を介して各ティース36の径方向内側先端部を周方向に押圧することになる。その結果、各ティース36の径方向内側先端部が非磁性体リング32を介して強固に連結された状態になる。これによって、ステータ14Bの円環剛性が高くなり、振動騒音性能を向上させることができる。 In the stator 14B to which such a non-magnetic material ring 32 is mounted, when the temperature of the stator 14B rises due to the operation of the rotary electric machine 10, the temperature of the non-magnetic material ring 32 also rises and thermally expands. Since the coefficient of linear expansion of the non-magnetic material ring 32 is larger than that of the stator core 28, the protrusion 32b of the non-magnetic material ring 32 thermally expands, so that the coil end portion 31 is located in contact with each other on both sides in the circumferential direction. The radial inner tip of each tooth 36 is pressed in the circumferential direction. As a result, the radial inner tip portions of the teeth 36 are firmly connected via the non-magnetic material ring 32. As a result, the annular rigidity of the stator 14B is increased, and the vibration noise performance can be improved.

図6は、図5の非磁性体リング32の変形例を示す斜視図と、その突起部32dの拡大図である。この変形例の非磁性体リング32は、リング状に形成された環状部32aと、環状部32aから径方向外側に突出した複数の突起部32dとを有する。突起部32dは、ステータコア28において周方向に隣り合うコイルエンド部31の間の隙間33に嵌まり込む部分であり、ティース36と同じ周方向間隔で同数(本実施形態では15個)だけ設けられている。 FIG. 6 is a perspective view showing a modified example of the non-magnetic material ring 32 of FIG. 5, and an enlarged view of the protrusion 32d thereof. The non-magnetic ring 32 of this modification has an annular portion 32a formed in a ring shape and a plurality of protrusions 32d protruding radially outward from the annular portion 32a. The protrusions 32d are portions of the stator core 28 that are fitted into the gaps 33 between the coil end portions 31 adjacent to each other in the circumferential direction, and are provided in the same number as the teeth 36 at the same circumferential spacing (15 in this embodiment). ing.

非磁性体リング32の突起部32dは、軸方向から見て台形状に形成されており、軸方向の厚みは環状部32aと同じである。突起部32dにおいて、環状部32a側の基端部の周方向幅をL1、先端部の周方向幅をL2としたとき、先端部の周方向幅L1はコイルエンド部31間の隙間33の周方向幅L3(図4参照)よりも小さく、基端部の周方向幅L2は上記隙間33の周方向幅L3よりも大きい。このように突起部32dを形成することで、コイルエンド部31間の隙間33に突起部32dを嵌め込み又は圧入しやすくなり、ステータコア28への非磁性体リング32の組付けが容易になる利点がある。また、この変形例の非磁性体リング32を用いたステータでも、上述したステータ14A,14Bと同様の効果を奏することができる。 The protrusion 32d of the non-magnetic material ring 32 is formed in a trapezoidal shape when viewed from the axial direction, and the thickness in the axial direction is the same as that of the annular portion 32a. In the protrusion 32d, when the circumferential width of the base end portion on the annular portion 32a side is L1 and the circumferential width of the tip portion is L2, the circumferential width L1 of the tip portion is the circumference of the gap 33 between the coil end portions 31. It is smaller than the directional width L3 (see FIG. 4), and the circumferential width L2 of the base end portion is larger than the circumferential width L3 of the gap 33. By forming the protrusion 32d in this way, the protrusion 32d can be easily fitted or press-fitted into the gap 33 between the coil end portions 31, and there is an advantage that the non-magnetic ring 32 can be easily assembled to the stator core 28. be. Further, the stator using the non-magnetic material ring 32 of this modification can also obtain the same effect as the above-mentioned stators 14A and 14B.

なお、本発明に係る回転電機ステータは、上述した実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、種々の変更や改良が可能である。 The rotary electric stator according to the present invention is not limited to the above-described embodiment and its modifications, and various changes and improvements can be made.

例えば、上記においては、非磁性体リング32が、図2および図3に示すように周方向に隣り合うティース36間に嵌まり込む突起部32bを備えた場合と、図4ないし図5に示すように周方向に隣り合うコイルエンド部31間の隙間33に嵌まり込む突起部32c,32dを備えた場合について説明したが、これに限定されるものではない。非磁性体は、これら両方の突起部を備えてもよい。 For example, in the above, the case where the non-magnetic material ring 32 is provided with a protrusion 32b that is fitted between the teeth 36 adjacent to each other in the circumferential direction as shown in FIGS. 2 and 3, and shown in FIGS. 4 to 5. As described above, the case where the protrusions 32c and 32d that fit into the gap 33 between the coil end portions 31 adjacent to each other in the circumferential direction is provided has been described, but the present invention is not limited thereto. The non-magnetic material may include both of these protrusions.

10 回転電機、12 ロータ、14A,14B 回転電機ステータ、16 ケース、18 収容部材、18a 底部、19,21 軸受部材、20 蓋部材、22,42 ボルト、24 ロータコア、26 シャフト、28 ステータコア、30 コイル、31 コイルエンド部、32 非磁性体リング、32a 環状部、32b,32c,32d 突起部、33 隙間、34 ヨーク、36 ティース、38 取付部、40 ボルト孔、44 スロット、L1,L2,L3 周方向幅。 10 rotary electric machine, 12 rotor, 14A, 14B rotary electric machine stator, 16 case, 18 accommodating member, 18a bottom, 19, 21 bearing member, 20 lid member, 22, 42 bolt, 24 rotor core, 26 shaft, 28 stator core, 30 coil , 31 coil end, 32 non-magnetic ring, 32a annular part, 32b, 32c, 32d protrusion, 33 gap, 34 yoke, 36 teeth, 38 mounting part, 40 volt hole, 44 slot, L1, L2, L3 circumference Direction width.

Claims (4)

円環状のヨーク、および、該ヨークにおいてステータ周方向に間隔をおいた位置で前記ヨークからステータ径方向内側へ突出する複数のティースを有するステータコアと、
前記ステータコアの前記ティースに巻回され、前記ティースからステータ軸方向外側へ突出するコイルエンド部を有するコイルと、
前記ステータコアのステータ軸方向外側において前記各ティースのステータ径方向内側に設けられ、線膨張係数が前記ステータコアの線膨張係数よりも大きい非磁性体リングと、を備え、
前記非磁性体リングにはステータ周方向に隣り合う前記コイルエンド部の間の周方向両側にて前記コイルエンド部に接触した状態で嵌まり込む突起部が形成され、
前記突起部が熱膨張することによって周方向両側で接触して位置する前記コイルエンド部を介して前記ティースの径方向内側先端部を周方向に押圧する、
回転電機ステータ。
An annular yoke and a stator core having a plurality of teeth protruding inward in the stator radial direction from the yoke at positions spaced apart from each other in the circumferential direction of the stator.
A coil having a coil end portion wound around the tooth of the stator core and protruding outward in the stator axial direction from the tooth, and a coil having a coil end portion.
A non-magnetic ring provided on the outside in the stator axial direction of the stator core and inside in the stator radial direction of each tooth and having a coefficient of linear expansion larger than the coefficient of linear expansion of the stator core is provided.
The non-magnetic material ring is formed with protrusions that are fitted in contact with the coil end portions on both sides in the circumferential direction between the coil end portions adjacent to each other in the circumferential direction of the stator.
By thermally expanding the protrusion, the radial inner tip portion of the tooth is pressed in the circumferential direction through the coil end portion located in contact with both sides in the circumferential direction.
Rotary electric stator.
請求項1に記載の回転電機ステータにおいて、
前記突起部は、前記非磁性体リングにおいてステータ軸方向に突出して形成され、ステータ周方向に隣り合う前記ティース部に接触した状態で嵌まり込んでいる、回転電機ステータ。
In the rotary electric motor stator according to claim 1,
The protrusion is formed in the non-magnetic material ring so as to project in the stator axial direction, and is fitted in contact with the teeth portion adjacent to each other in the circumferential direction of the stator.
請求項1または2に記載の回転電機ステータにおいて、
前記突起部は、前記非磁性体リングにおいて径方向外側に突出して形成され、周方向に隣り合う前記コイルエンド部に接触した状態で嵌まり込んでいる、回転電機ステータ。
In the rotary electric stator according to claim 1 or 2,
The protrusion is formed in the non-magnetic material ring so as to project outward in the radial direction, and is fitted in a state of being in contact with the coil end portions adjacent to each other in the circumferential direction.
請求項1~3のいずれか一項に記載の回転電機ステータにおいて、
前記突起部は、前記ティースのステータ径方向内側端部の間、および、前記コイルエンド部の間の少なくとも一方に圧入されている、回転電機ステータ。
In the rotary electric stator according to any one of claims 1 to 3,
The rotary electric stator whose protrusion is press-fitted into at least one of the inner end portion of the tooth in the radial direction and the coil end portion.
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