WO2014132288A1 - Rotating electric machine - Google Patents
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Abstract
In order to solve the problem of a stator of a conventional rotating electric machine such as an electric motor or an electric generator, that is, the problem that the tooth width of a central part in which a recessed section is present decreases annularly and consequently the influence of cogging torque and torque ripple increases, thereby leading to a decrease in the efficiency of an electric machine, at least one recessed section (1a) having an opening such that the width of a tooth (1) is narrowed is formed at a specific position in the radial direction of a stator core (2) in each of both side surfaces of the tooth (1), the opening extending along the axial direction of the stator core (2), and the recessed sections (1a) are formed at positions different from each other in both the side surfaces of the tooth (1).
Description
この発明は、回転電機のステータ構造に関する。
The present invention relates to a stator structure for a rotating electrical machine.
従来の電動機や発電機等の回転電機のステータは、複数の鋼板を積層して構成されるステータコアに巻線を挿入することで形成されている。例えば、回転電機のコアが円筒状のステータコアの場合は、ステータコアの内周面にティースがステータコアの半径方向に沿って、かつステータコアの軸方向に平行に延びるように形成されると共に、ステータコアの周方向に隣接するティースの間に、ステータコアの半径方向に沿って細長に延び、その開口端から奥部に至るまで一定の開口幅を有するスロットが形成されている。そして、ステータは複数のスロットに組み込まれた複数の重ね巻コイルを備えている。
Conventional stators of rotating electrical machines such as electric motors and generators are formed by inserting windings into a stator core formed by laminating a plurality of steel plates. For example, when the core of the rotating electrical machine is a cylindrical stator core, teeth are formed on the inner peripheral surface of the stator core so as to extend along the radial direction of the stator core and parallel to the axial direction of the stator core. Slots extending in the radial direction of the stator core and having a constant opening width from the opening end to the back are formed between teeth adjacent in the direction. The stator includes a plurality of lap winding coils incorporated in a plurality of slots.
ティースは、ステータコアの中心軸に垂直な断面形状が基端（ステータコアの内周面）から先端に向かうに従い徐々に細くなるように形成されている。ティースにおいて、スロットを形成する隣り合う両方のティースの側面には、ティースにおけるステータコアの径方向中央部で一部開口幅が広がるように、すなわちティースの周方向の幅が凹むように、かつステータコアの軸方向全体に亘って延びるように凹部が形成されている。
The teeth are formed so that the cross-sectional shape perpendicular to the central axis of the stator core gradually becomes thinner from the base end (inner peripheral surface of the stator core) toward the tip. In the teeth, on both side surfaces of the adjacent teeth forming the slot, the opening width is partially widened in the radial center portion of the stator core in the teeth, that is, the circumferential width of the teeth is recessed, and the stator core A recess is formed so as to extend over the entire axial direction.
複数のスロットに組み込まれた複数の重ね巻コイルは、ステータコアにおける複数のスロットのうちの対をなす２つのスロットに挿入されており、重ね巻コイルは分布巻きによってティースに巻装されている。また、１つのスロットに２つの重ね巻コイルが挿入される。重ね巻コイルは、整列した複数本の巻線で構成され、巻線として断面が矩形状の平角線を用いている。また、重ね巻コイルは、スロットに挿入される一対の挿入部と、スロットから外にはみ出る一対のコイルエンドを備えた環状形状に予め形成されている。このとき、重ね巻コイルは、フラットワイズ曲げにより巻回されている（例えば、特許文献１参照）。
The plurality of lap winding coils incorporated in the plurality of slots are inserted into two pairs of the plurality of slots in the stator core, and the lap winding coils are wound around the teeth by distributed winding. In addition, two overlapping coils are inserted into one slot. The lap coil is composed of a plurality of aligned windings, and a rectangular wire having a rectangular cross section is used as the winding. Further, the lap coil is formed in advance in an annular shape including a pair of insertion portions to be inserted into the slot and a pair of coil ends protruding from the slot. At this time, the lap coil is wound by flatwise bending (for example, refer to Patent Document 1).
従来の電動機や発電機等の回転電機のステータは、以上のように構成されているので、全ティースの側面部に形成されている凹部がステータコアの周方向に亘って全て同じ位置に存在するため、ステータコアの特定の半径位置ではティース幅が環状に短くなり、結果的にティース先端部に作用する磁気飽和が増加してしまう。その結果、コギングトルクやトルクリップルの影響が大きくなり、回転電機の効率が低下するといった問題点がある。
Since the conventional stators of rotating electrical machines such as electric motors and generators are configured as described above, the recesses formed in the side surfaces of all the teeth are all located at the same position in the circumferential direction of the stator core. At a specific radial position of the stator core, the tooth width is shortened in an annular shape, resulting in an increase in magnetic saturation acting on the tip of the tooth. As a result, there is a problem that the influence of cogging torque and torque ripple is increased and the efficiency of the rotating electrical machine is reduced.
また、従来の電動機や発電機等の回転電機のステータは、絶縁紙を巻付けた平角線からなるコイルをスロット開口部から挿入し、ステータを形成している。しかし、予め絶縁紙と巻線が巻付けたものを挿入する場合、絶縁紙と巻線間が浮いてしまい、スロット内に空き空間が生じる。その結果、スロット面積に対する巻線の占積率が低下してしまい、回転電機の効率が低下するといった問題点がある。
In addition, a conventional stator of a rotating electric machine such as an electric motor or a generator has a stator formed by inserting a coil made of a flat wire wound with insulating paper from a slot opening. However, in the case where the paper with the insulating paper and the winding wound in advance is inserted, the space between the insulating paper and the winding floats and an empty space is generated in the slot. As a result, the space factor of the winding with respect to the slot area decreases, and there is a problem that the efficiency of the rotating electrical machine decreases.
この発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、その目的は、各ティース側面部に対してステータコアの径方向に異なる配置の凹部を設けることで、ティース幅が細くなる箇所を分散することで抑え、ティース先端部に作用する磁気飽和の影響を低減するステータを有する回転電機を提供するものである。
This invention was made in order to solve the above-mentioned problems, and the object is to provide a portion where the teeth width is narrowed by providing concave portions with different arrangements in the radial direction of the stator core with respect to each tooth side surface portion. The rotating electrical machine having a stator that reduces the influence of magnetic saturation that acts on the tip of the tooth is suppressed by dispersing the above.
この発明に係る回転電機においては、環状をなすステータコアにティースが複数配列され、コイルがティースに絶縁部材を介して巻装されると共に、ティース間に存在するスロットにコイルが複数層で組み込まれるステータを有する回転電機において、ティースの両側面におけるステータコアの径方向の特定位置でティースの幅を狭めるように開口を有し、開口はステータコアの軸方向に沿って延びる、少なくとも１箇所の凹部を形成すると共に、凹部はティースの両側面で互いに異なる位置に形成する。
In the rotating electrical machine according to the present invention, a plurality of teeth are arranged on an annular stator core, the coils are wound around the teeth via insulating members, and the coils are incorporated in a plurality of layers in slots existing between the teeth. In the rotary electric machine having an opening, an opening is formed so as to narrow the width of the tooth at a specific position in the radial direction of the stator core on both side surfaces of the tooth, and the opening forms at least one recess extending along the axial direction of the stator core. At the same time, the recesses are formed at different positions on both side surfaces of the teeth.
この発明は、回転電機の各ティース側面部に対してステータコアの径方向に異なる配置の凹部を設けることで、ティース先端部に作用する磁気飽和を緩和し、回転電機の高効率化が実現できる。
According to the present invention, by providing recesses that are arranged differently in the radial direction of the stator core on each tooth side surface portion of the rotating electrical machine, magnetic saturation acting on the tip end portion of the teeth is alleviated, and high efficiency of the rotating electrical machine can be realized.
実施例１．
図１から図３は、この発明の実施例１を示すスロット内に絶縁紙と巻線の装着手順を順次示す説明図、図４は、この発明の実施例１を示すステータの形状図である。図１から図４において、１はティース、１ａはティース１に形成された凹部、１ｂはティース１の側面、１ｃはティース１の先端部、１ｄはｎ番目のティース１の右側面、１ｅは（ｎ－１）番目のティース１の左側面である。２はステータコア、３はスロット、３ａはスロット挿入部、３ｂはスロット３のステータコア２側の下層部、１０はステータである。１２は下層絶縁紙、１２ａは下層絶縁紙１２の先端部、１３は上層絶縁紙、１３ａは上層絶縁紙１３の下層部、１３ｂは上層絶縁紙１３の先端部、１３ｃは上層絶縁紙１３の上層部、２０ａは下層分布巻コイル、２０ｂは上層分布巻コイルである。 Example 1.
FIGS. 1 to 3 are explanatory views sequentially showing the installation procedure of the insulating paper and the windings in the slot showing the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a shape diagram of the stator showing the first embodiment of the present invention. . 1 to 4, 1 is a tooth, 1 a is a recess formed in the tooth 1, 1 b is a side surface of the tooth 1, 1 c is a tip portion of the tooth 1, 1 d is a right side surface of the nth tooth 1, n-1) The left side of the 1st tooth 1. 2 is a stator core, 3 is a slot, 3a is a slot insertion portion, 3b is a lower layer portion of the slot 3 on the stator core 2 side, and 10 is a stator. 12 is the lower insulating paper, 12a is the leading edge of the lower insulating paper 12, 13 is the upper insulating paper, 13a is the lower layer of the upper insulating paper 13, 13b is the leading edge of the upper insulating paper 13, and 13c is the upper layer of the upper insulating paper 13. , 20a is a lower layer distributed winding coil, and 20b is an upper layer distributed winding coil.
図１から図３は、この発明の実施例１を示すスロット内に絶縁紙と巻線の装着手順を順次示す説明図、図４は、この発明の実施例１を示すステータの形状図である。図１から図４において、１はティース、１ａはティース１に形成された凹部、１ｂはティース１の側面、１ｃはティース１の先端部、１ｄはｎ番目のティース１の右側面、１ｅは（ｎ－１）番目のティース１の左側面である。２はステータコア、３はスロット、３ａはスロット挿入部、３ｂはスロット３のステータコア２側の下層部、１０はステータである。１２は下層絶縁紙、１２ａは下層絶縁紙１２の先端部、１３は上層絶縁紙、１３ａは上層絶縁紙１３の下層部、１３ｂは上層絶縁紙１３の先端部、１３ｃは上層絶縁紙１３の上層部、２０ａは下層分布巻コイル、２０ｂは上層分布巻コイルである。 Example 1.
FIGS. 1 to 3 are explanatory views sequentially showing the installation procedure of the insulating paper and the windings in the slot showing the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a shape diagram of the stator showing the first embodiment of the present invention. . 1 to 4, 1 is a tooth, 1 a is a recess formed in the
図１から図４において、ステータ１０は、環状のステータコア２を備えると共に、ステータコア２の内周面には、周方向に複数列に整列されたティース１がステータコア２の軸方向に平行に延びるように形成されている。ステータ１０を構成するステータコア２は、渦電流損を低減する理由から複数枚の鋼板を積層して作成される。また、ステータ１０内には、ステータコア２の周方向に隣接するティース１の間にステータコア２の径方向に沿って細長に延びるスロット３が形成されている。スロット３は、ステータコア２側の下層部３ｂからスロット挿入部３ａに向けて開口しており、ステータコア２にティース１が一体連結されている。そして、ステータ１０は、複数のスロット３に組み込まれた複数の分布巻コイル２０ａ、２０ｂを備えている。
1 to 4, the stator 10 includes an annular stator core 2, and teeth 1 arranged in a plurality of rows in the circumferential direction extend parallel to the axial direction of the stator core 2 on the inner peripheral surface of the stator core 2. Is formed. The stator core 2 constituting the stator 10 is formed by laminating a plurality of steel plates for the purpose of reducing eddy current loss. Further, in the stator 10, a slot 3 that is elongated along the radial direction of the stator core 2 is formed between the teeth 1 adjacent to each other in the circumferential direction of the stator core 2. The slot 3 opens from the lower layer portion 3b on the stator core 2 side toward the slot insertion portion 3a, and the teeth 1 are integrally connected to the stator core 2. The stator 10 includes a plurality of distributed winding coils 20 a and 20 b incorporated in the plurality of slots 3.
図１に示すように、ティース１は、ステータコア２の中心軸に垂直な断面形状がステータコア２の内周面である基端から先端に向かうに従い徐々に細くなるように形成されている。ティース１において、スロット３を形成する隣り合う両方のティース１の両側面には、凹部１ａが、ティース１におけるステータコア２の径方向の特定位置で一部開口幅が広がるように、すなわちティース１の周方向の幅が凹むように、かつステータコア２の軸方向に沿って延びるように形成されている。この凹部１ａは、基準とするスロットからｍ番目（ｍ≧１、ｍ＝１、３、５、…）のスロット３を形成する隣り合うｎ番目のティース１の右側面１ｄと（ｎ－１）番目のティース１の左側面１ｅには相対的に同じ位置に設けられている。ここで、凹部１ａの径方向の幅は絶縁紙１２、１３の厚み幅となるように設ける。また、基準とするスロットから（ｍ－１）番目（ｍ≧２、ｍ＝２、４、…）のスロット３の場合は、ｍ番目のスロット３を形成する隣り合う両方のティース１の側面にそれぞれ設けた凹部１ａの位置とは異なる位置に、ステータコア２の径方向に沿ってずらした凹部１ａを設ける。また、スロット３を形成する隣り合う両方のティース１は、スロット３におけるステータコア２の径方向中心線に対して線対称の形状となっている。
As shown in FIG. 1, the teeth 1 are formed such that a cross-sectional shape perpendicular to the central axis of the stator core 2 gradually becomes thinner from the base end that is the inner peripheral surface of the stator core 2 toward the tip. In the teeth 1, recesses 1 a are formed on both side surfaces of both adjacent teeth 1 forming the slot 3 so that a part of the teeth 1 has a wide opening at a specific position in the radial direction of the stator core 2. It is formed so that the circumferential width is recessed and extends along the axial direction of the stator core 2. The concave portion 1a includes the right side surface 1d of the n-th tooth 1 adjacent to form the m-th (m ≧ 1, m = 1, 3, 5,...) Slot 3 from the reference slot and (n−1). The left side surface 1e of the second tooth 1 is relatively provided at the same position. Here, the width in the radial direction of the concave portion 1 a is provided to be the thickness width of the insulating paper 12 and 13. Further, in the case of the (m−1) th (m ≧ 2, m = 2, 4,...) Slot 3 from the reference slot, the side surfaces of both adjacent teeth 1 forming the mth slot 3 are used. Recesses 1a shifted along the radial direction of the stator core 2 are provided at positions different from the positions of the respective recesses 1a. Further, both adjacent teeth 1 forming the slot 3 are symmetrical with respect to the radial center line of the stator core 2 in the slot 3.
凹部１ａを設ける理由して、下層絶縁紙１２と上層絶縁紙１３が同一のスロット３内で存在することにより、スロット面積に対する分布巻コイル２０ａ、２０ｂの占積率の低下の防止や、巻線の絶縁距離を長くするためである。また、凹部１ａの位置を隣接するスロット３毎に異ならせる理由としては、回転電機のコギングトルクやトルクリップルを低減させるためである。凹部１ａを全ティース１側面で同じ位置に設けた場合は、ティース１全体でみた場合、ティース幅がステータコア２の特定の半径位置に対して狭くなる箇所が生じてしまい、ティース１の先端部１ｃの磁気飽和が発生するためであり、スロット３を形成する隣り合うｎ番目のティース１の右側面１ｄと（ｎ－１）番目のティース１の左側面１ｅにのみ相対的に同じ位置に凹部１ａを設けることで磁気飽和が緩和し、回転電機の高効率化が可能となる。
The reason why the recess 1a is provided is that the lower layer insulating paper 12 and the upper layer insulating paper 13 exist in the same slot 3, thereby preventing the space factor of the distributed winding coils 20a and 20b from decreasing with respect to the slot area, This is to increase the insulation distance. The reason why the position of the recess 1a is different for each adjacent slot 3 is to reduce cogging torque and torque ripple of the rotating electrical machine. If the recesses 1a are provided at the same position on the side surfaces of all the teeth 1, when the entire teeth 1 are viewed, a portion where the teeth width becomes narrower than a specific radial position of the stator core 2 is generated, and the tip 1c of the teeth 1 is formed. Of the nth teeth 1 adjacent to each other and the left side surface 1e of the (n-1) th tooth 1 are relatively located at the same position. By providing this, the magnetic saturation is relaxed and the efficiency of the rotating electrical machine can be increased.
この発明の実施例１では、分布巻コイル２０ａ、２０ｂは重ね巻によってティース１に巻付けている。また、各スロット３には、分布巻コイル２０ａ、２０ｂが上層と下層の２層に分けて挿入されている。そして、分布巻コイル２０ａ、２０ｂは、スロット挿入部３ａからステータコア２側の下層部３ｂに向かって挿入され、分布巻コイル２０ａ、２０ｂの終端はスロット挿入部３ａまで配置されている。
In the first embodiment of the present invention, the distributed winding coils 20a and 20b are wound around the tooth 1 by lap winding. In each slot 3, distributed winding coils 20a and 20b are inserted in two layers, an upper layer and a lower layer. The distributed winding coils 20a and 20b are inserted from the slot insertion portion 3a toward the lower layer portion 3b on the stator core 2 side, and the terminal ends of the distributed winding coils 20a and 20b are arranged up to the slot insertion portion 3a.
次に、各スロット３に分布巻コイル２０ａ、２０ｂを上層と下層の２層に積層させる装着手順について説明する。図２と図３に示すように、下層絶縁紙１２は、１枚の矩形状の絶縁紙を折り曲げながらスロット３のステータコア２側の下層部３ｂに挿入される。下層絶縁紙１２は、スロット３のステータコア２側の下層部３ｂとティース１の側面１ｂを覆うと共に、スロット３のステータコア２側の下層部３ｂの両角部から折り曲げられ、下層絶縁紙１２の２個の先端部１２ａは各凹部１ａ内にそれぞれ挿入される。
Next, a mounting procedure for stacking the distributed winding coils 20a and 20b in the upper layer and the lower layer in each slot 3 will be described. As shown in FIGS. 2 and 3, the lower insulating paper 12 is inserted into the lower layer portion 3 b on the stator core 2 side of the slot 3 while bending one rectangular insulating paper. The lower insulating paper 12 covers the lower layer 3b of the slot 3 on the stator core 2 side and the side surface 1b of the tooth 1 and is bent from both corners of the lower layer 3b of the slot 3 on the stator core 2 side. The distal end portion 12a is inserted into each recess 1a.
そして、下層絶縁紙１２をスロット３の下層部に挿入し、ティース１の側面１ｂにそれぞれ設けた２個の凹部１ａ内に下層絶縁紙１２の先端部１２ａを固定した後、その下層絶縁紙１２の内部から下層分布巻コイル２０ａを巻付ける。巻線挿入時は、下層分布巻コイル２０ａの終端が、ティース１の側面１ｂに設けた凹部1aから、スロット３を形成するもう一方の側面１ｂの凹部1aまで満たされるように、ティース１に巻付ける。
Then, the lower layer insulating paper 12 is inserted into the lower layer portion of the slot 3, and the leading end portions 12 a of the lower layer insulating paper 12 are fixed in the two recesses 1 a respectively provided on the side surface 1 b of the tooth 1. The lower layer distributed winding coil 20a is wound from the inside. When inserting the winding, the lower layer distributed winding coil 20a is wound around the tooth 1 so that the end of the lower layer distributed winding coil 20a is filled from the recess 1a provided on the side surface 1b of the tooth 1 to the recess 1a on the other side surface 1b forming the slot 3. wear.
下層分布巻コイル２０ａの巻線完了後、下層分布巻コイル２０ａの上方から一枚の矩形状の絶縁紙である上層絶縁紙１３が、折り曲げながらスロット挿入部３ａに挿入される。上層絶縁紙１３の下層部１３ａを、ティース１の側面１ｂに設けた凹部１ａまで巻付けられた下層分布巻コイル２０ａの上面に配置する。上層絶縁紙１３の片方の先端部１３ｂを、スロット挿入部３ａ側のティース１の先端部１ｃから上層絶縁紙１３の厚み分だけ、ステータコア２の径方向に沿って下げて配置する。その後、上層絶縁紙１３の下層部１３ａからスロット挿入部３ａ方向に上層分布巻コイル２０ｂを巻付ける。このとき、上層分布巻コイル２０ｂの終端は、上層絶縁紙１３の先端部１３ｂの位置まで巻付ける。上層分布巻コイル２０ｂの巻付け完了後、上層絶縁紙１３の上層部１３ｃを、上層分布巻コイル２０ｂを覆うように折り曲げ、上層絶縁紙１３の先端部１３ｂに接触させるように配置させる。
After the winding of the lower layer distributed winding coil 20a is completed, the upper layer insulating paper 13, which is a rectangular insulating paper, is inserted into the slot insertion portion 3a while being folded from above the lower layer distributed winding coil 20a. The lower layer portion 13a of the upper insulating paper 13 is disposed on the upper surface of the lower layer distributed winding coil 20a wound up to the concave portion 1a provided on the side surface 1b of the tooth 1. One end portion 13b of the upper insulating paper 13 is disposed to be lowered along the radial direction of the stator core 2 by the thickness of the upper insulating paper 13 from the front end portion 1c of the tooth 1 on the slot insertion portion 3a side. Thereafter, the upper layer distributed winding coil 20b is wound from the lower layer portion 13a of the upper layer insulating paper 13 toward the slot insertion portion 3a. At this time, the end of the upper layer distributed winding coil 20b is wound up to the position of the front end portion 13b of the upper layer insulating paper 13. After the winding of the upper layer distributed winding coil 20b is completed, the upper layer portion 13c of the upper layer insulating paper 13 is bent so as to cover the upper layer distributed winding coil 20b, and is arranged so as to be in contact with the front end portion 13b of the upper layer insulating paper 13.
このように、ティース１の側面１ｂに対してステータコア２の径方向に凹部１ａを設けることで、絶縁紙１２、１３をティース１の側面１ｂに密着するように固定することができる。その結果、スロット面積に対する巻線の占積率が向上し、回転電機の効率を上げることが可能となる。
Thus, by providing the concave portion 1a in the radial direction of the stator core 2 with respect to the side surface 1b of the tooth 1, the insulating paper 12 and 13 can be fixed so as to be in close contact with the side surface 1b of the tooth 1. As a result, the space factor of the winding with respect to the slot area is improved, and the efficiency of the rotating electrical machine can be increased.
また、凹部１ａは、基準とするスロットからｍ番目（ｍ≧１、ｍ＝１、３、５、…）のスロット３を形成する隣り合うｎ番目のティース１の右側面１ｄと（ｎ－１）番目のティース１の左側面１ｅには相対的に同じ位置に設けられている。基準とするスロットから（ｍ－１）番目（ｍ≧２、ｍ＝２、４、…）のスロット３の場合は、ｍ番目のスロット３を形成する隣り合う両方のティース１の側面にそれぞれ設けた凹部１ａの位置とは異なる位置に、ステータコア２の径方向に沿ってずらした凹部１ａを設ける。その結果、ティース１の先端部１ｃに作用する磁気飽和を緩和でき、回転電機のコギングトルクやトルクリップルを低減することができる。
Further, the concave portion 1a is formed on the right side surface 1d of the n-th tooth 1 adjacent to form the m-th (m ≧ 1, m = 1, 3, 5,...) Slot 3 from the reference slot (n−1). ) The left side surface 1e of the first tooth 1 is relatively provided at the same position. In the case of the (m−1) th slot 3 (m ≧ 2, m = 2, 4,...) From the reference slot, it is provided on the side surfaces of both adjacent teeth 1 forming the mth slot 3. A recessed portion 1a shifted along the radial direction of the stator core 2 is provided at a position different from the position of the recessed portion 1a. As a result, magnetic saturation acting on the tip 1c of the tooth 1 can be relaxed, and cogging torque and torque ripple of the rotating electrical machine can be reduced.
また、ティース１の側面１ｂに対してステータコア２の径方向に凹部１ａを設けることによって、下層絶縁紙１２の先端部１２ａを固定することができ、スロット３内の絶縁紙の移動を規制することができる。
Further, by providing the recess 1a in the radial direction of the stator core 2 with respect to the side surface 1b of the tooth 1, the leading end 12a of the lower insulating paper 12 can be fixed, and the movement of the insulating paper in the slot 3 is restricted. Can do.
さらに、スロット３内に挿入している絶縁紙１２、１３について、下層絶縁紙１２はティース１の側面１ｂに対して平行に挿入されると共に、先端部１２ａを折り曲げて凹部１ａの内部に配置する。また、上層絶縁紙１３は下層分布巻コイル２０ａの上に重なり配置され、上層分布巻コイル２０ｂを覆うように折り曲げ、配置する。その結果、スロット挿入部３ａから下層部３ｂに至るスロット３内部の絶縁紙の層数は従来の４層構造から３層構造となるため、絶縁紙の重なりによる絶縁紙の層数を削減でき、その結果、スロット面積に対する占積率が上がり、回転電機の効率が向上する。
Further, for the insulating papers 12 and 13 inserted in the slot 3, the lower insulating paper 12 is inserted in parallel to the side surface 1b of the tooth 1, and the tip 12a is bent and disposed inside the recess 1a. . The upper insulating paper 13 is disposed so as to overlap the lower layer distributed winding coil 20a, and is bent and disposed so as to cover the upper layer distributed winding coil 20b. As a result, since the number of layers of insulating paper inside the slot 3 from the slot insertion portion 3a to the lower layer portion 3b is changed from the conventional four-layer structure to the three-layer structure, the number of insulating paper layers due to overlapping of insulating paper can be reduced, As a result, the space factor for the slot area is increased, and the efficiency of the rotating electrical machine is improved.
なお、この発明の実施例１では、凹部１ａを、スロット３を形成する隣り合うｎ番目のティース１の右側面１ｄと（ｎ－１）番目のティース１の左側面１ｅの同じ位置に設けた構成にしたが、ｎ番目のティース１の右側面１ｄの凹部１ａの位置と、（ｎ－１）番目のティース１の左側面１ｅの凹部１ａの位置を相対的に異なるように変更しても良い。例えば、図５に示すように、ｎ番目のティース１の右側面１ｄの凹部１ａをティース１の中央付近に設け、（ｎ－１）番目のティース１の左側面１ｅの凹部１ａの位置を、ｎ番目のティース１の右側面１ｄの凹部１ａの位置よりスロット挿入部３ａ側に配置する。装着手順は、スロット３の中に下層絶縁紙１２を挿入し、ティース１の両側面の凹部１ａ内に下層絶縁紙１２の先端部１２ａを固定する。下層絶縁紙１２を固定後、その下層絶縁紙１２の内部から下層分布巻コイル２０ａを巻付ける。その後、下層分布巻コイル２０ａの上方から上層絶縁紙１３を挿入し、上層分布巻コイル２０ｂを巻付ける。巻付け完了後、上層絶縁紙１３の上層部１３ｃが上層分布巻コイル２０ｂを覆うように、上層絶縁紙１３をスロット３の内側方向に折り曲げ、配置する。この形状にすることで、ティース側面１ｂに対して、ステータコア２の特定の半径位置で広範囲にティース幅が狭くならず、ティース１の先端部１ｃに作用する磁気飽和を緩和することができる。
In the first embodiment of the present invention, the recess 1a is provided at the same position on the right side surface 1d of the adjacent nth teeth 1 and the left side surface 1e of the (n-1) th tooth 1 forming the slot 3. Although configured, the position of the recess 1a on the right side 1d of the nth tooth 1 and the position of the recess 1a on the left side 1e of the (n-1) th tooth 1 may be changed so as to be relatively different. good. For example, as shown in FIG. 5, a recess 1a on the right side 1d of the nth tooth 1 is provided near the center of the tooth 1, and the position of the recess 1a on the left side 1e of the (n-1) th tooth 1 is The nth teeth 1 are arranged closer to the slot insertion portion 3a than the position of the recess 1a on the right side surface 1d. In the mounting procedure, the lower insulating paper 12 is inserted into the slot 3, and the leading end 12 a of the lower insulating paper 12 is fixed in the recesses 1 a on both side surfaces of the tooth 1. After fixing the lower insulating paper 12, the lower layer distributed winding coil 20a is wound from the inside of the lower insulating paper 12. Thereafter, the upper insulating paper 13 is inserted from above the lower layer distributed winding coil 20a, and the upper layer distributed winding coil 20b is wound. After the winding is completed, the upper insulating paper 13 is folded and arranged in the slot 3 so that the upper layer portion 13c of the upper insulating paper 13 covers the upper distributed winding coil 20b. With this shape, the tooth width does not narrow over a wide range at a specific radial position of the stator core 2 with respect to the tooth side surface 1b, and magnetic saturation acting on the tip 1c of the tooth 1 can be reduced.
また、この発明の実施例１では、スロット３を形成する隣り合うｎ番目のティース１の右側面１ｄと（ｎ－１）番目のティース１の左側面１ｅにそれぞれ凹部１ａを１箇所ずつ設けて２層から成るスロット３の構成にしたが、図６に示すように凹部１ａを設ける箇所をティース１の一側面当たり２箇所設ける場合や、その他３箇所等、多数の凹部１ａを設けても良い。その場合のステータ１０の装着手順は、この発明の実施例１と同様に、まず、スロット３の下層部に絶縁紙１２を挿入してティース側面の凹部１ａに固定後、巻線を挿入し、形成する。同様の作業を各層で行う。なお、図６において、１４は中層絶縁紙、２０ｃは中層分布巻コイルである。
Further, in the first embodiment of the present invention, one recess 1a is provided on each of the right side surface 1d of the nth teeth 1 and the left side surface 1e of the (n-1) th teeth 1 forming the slot 3. Although the slot 3 is formed of two layers, as shown in FIG. 6, a plurality of recesses 1 a may be provided, such as when two recesses 1 a are provided per side of the tooth 1 or three other locations. . The mounting procedure of the stator 10 in that case is the same as in the first embodiment of the present invention. First, the insulating paper 12 is inserted into the lower layer portion of the slot 3 and fixed to the recess 1a on the side surface of the tooth, and then the winding is inserted. Form. The same operation is performed on each layer. In FIG. 6, reference numeral 14 denotes a middle layer insulating paper, and 20c denotes a middle layer distributed winding coil.
また、この発明の実施例１では、分布巻コイルを用いて説明したが、波巻コイル用いても良い。
Moreover, although Example 1 of this invention demonstrated using the distributed winding coil, you may use a wave winding coil.
また、この発明の実施例１では、ティース１の断面形状がステータコア２の内周面である基端から先端に向かうに従い徐々に細くなるように形成されていたが、基端から先端のティース幅が一定であるティース形状であっても良い。
In the first embodiment of the present invention, the cross-sectional shape of the teeth 1 is formed so as to be gradually reduced from the proximal end, which is the inner peripheral surface of the stator core 2, toward the distal end. The teeth shape may be constant.
また、この発明の実施例１では、ステータコア２とティース１が一体連結したステータ構造を対象として、その巻線形成について説明したが、図７に示すようにステータコア１０２とティース１０１が分離した２分割構造でも良い。その場合、ティース１０１をステータコア１０２の径方向に圧入して挿入後、各ティース１０１間で形成されるスロット１０３に分布巻コイルを挿入する。
Further, in the first embodiment of the present invention, the winding formation has been described for the stator structure in which the stator core 2 and the teeth 1 are integrally connected. However, as shown in FIG. 7, the stator core 102 and the teeth 101 are separated into two parts. Structure may be sufficient. In that case, after the teeth 101 are press-fitted in the radial direction of the stator core 102 and inserted, distributed winding coils are inserted into the slots 103 formed between the teeth 101.
さら、この発明の実施例１では、スロット３内に挿入された下層絶縁紙１２の先端部１２ａを凹部１ａの内部に折り曲げて配置する構造であったが、図８に示すように下層絶縁紙１２の先端部１２ａを凹部１ａの内部に挿入せずに、先端部１２ａを凹部１ａの近傍に配置すると共に、先端部１２ａはティース１の側面に沿う構成にしても良い。
Further, in the first embodiment of the present invention, the structure is such that the tip 12a of the lower insulating paper 12 inserted into the slot 3 is bent and arranged inside the recess 1a. However, as shown in FIG. The front end 12a may be arranged in the vicinity of the recess 1a without inserting the front end 12a of the twelve into the recess 1a, and the front end 12a may be configured along the side surface of the tooth 1.
実施例２．
図９から図１１は、この発明の実施例２を示すスロット内に絶縁紙と巻線の装着手順を順次示す説明図、図１２は、この発明の実施例２を示すティース側面の段差部の位置を異ならせたティース形状の断面図である。図９から図１２において、３１はティース、３１ｂはティース３１の側面、３１ｃはティース３１の先端部、３１ｄはｎ番目のティース３１の右側面、３１ｅは（ｎ－１）番目のティース３１の左側面、３１ｆは段差部である。３２はステータコア、３３はスロット、３３ａはスロット挿入部、３３ｂはスロット３３のステータコア３２側の下層部、３１０はステータである。３１２は下層絶縁紙、３１２ａは下層絶縁紙３１２の先端部、３１３は上層絶縁紙、３１３ａは上層絶縁紙３１３の下層部、３１３ｂは上層絶縁紙３１３の先端部、３１３ｃは上層絶縁紙３１３の上層部、３２０ａは下層分布巻コイル、３２０ｂは上層分布巻コイルである。 Example 2
FIGS. 9 to 11 are explanatory views sequentially showing the installation procedure of the insulating paper and the winding in the slot showing the second embodiment of the present invention, and FIG. It is sectional drawing of the teeth shape which varied the position. 9 to 12, 31 is a tooth, 31b is a side surface of the tooth 31, 31c is a tip portion of the tooth 31, 31d is a right side surface of the nth tooth 31, and 31e is a left side of the (n-1) th tooth 31. The surface 31f is a stepped portion. Reference numeral 32 denotes a stator core, 33 denotes a slot, 33a denotes a slot insertion portion, 33b denotes a lower layer portion of the slot 33 on the stator core 32 side, and 310 denotes a stator. Reference numeral 312 denotes a lower insulating paper, 312a denotes a leading edge of the lower insulating paper 312, 313 denotes an upper insulating paper, 313a denotes a lower layer of the upper insulating paper 313, 313b denotes a leading edge of the upper insulating paper 313, and 313c denotes an upper layer of the upper insulating paper 313. 320a is a lower layer distributed winding coil, and 320b is an upper layer distributed winding coil.
図９から図１１は、この発明の実施例２を示すスロット内に絶縁紙と巻線の装着手順を順次示す説明図、図１２は、この発明の実施例２を示すティース側面の段差部の位置を異ならせたティース形状の断面図である。図９から図１２において、３１はティース、３１ｂはティース３１の側面、３１ｃはティース３１の先端部、３１ｄはｎ番目のティース３１の右側面、３１ｅは（ｎ－１）番目のティース３１の左側面、３１ｆは段差部である。３２はステータコア、３３はスロット、３３ａはスロット挿入部、３３ｂはスロット３３のステータコア３２側の下層部、３１０はステータである。３１２は下層絶縁紙、３１２ａは下層絶縁紙３１２の先端部、３１３は上層絶縁紙、３１３ａは上層絶縁紙３１３の下層部、３１３ｂは上層絶縁紙３１３の先端部、３１３ｃは上層絶縁紙３１３の上層部、３２０ａは下層分布巻コイル、３２０ｂは上層分布巻コイルである。 Example 2
FIGS. 9 to 11 are explanatory views sequentially showing the installation procedure of the insulating paper and the winding in the slot showing the second embodiment of the present invention, and FIG. It is sectional drawing of the teeth shape which varied the position. 9 to 12, 31 is a tooth, 31b is a side surface of the
図９から図１１において、ステータ３１０は、環状のステータコア３２を備えると共に、ステータコア３２の内周面には、周方向に複数列に整列されたティース３１がステータコア３２の軸方向に平行に延びるように形成される。ステータ３１０を構成するステータコア３２は、渦電流損を低減する理由から複数枚の鋼板を積層して作成される。また、ステータ３１０内には、ステータコア３２の周方向に隣接するティース３１の間にステータコア３２の径方向に沿って細長に延びるスロット３３が形成されている。スロット３３は、ステータコア３２側の下層部３３ｂからスロット挿入部３３ａに向けて開口しており、ステータコア３２にティース３１が一体連結されている。そして、ステータ３１０は、複数のスロット３３に組み込まれた複数の分布巻コイル３２０ａ、３２０ｂを備えている。
9 to 11, the stator 310 includes an annular stator core 32, and teeth 31 aligned in a plurality of rows in the circumferential direction extend parallel to the axial direction of the stator core 32 on the inner peripheral surface of the stator core 32. Formed. The stator core 32 constituting the stator 310 is formed by laminating a plurality of steel plates for the purpose of reducing eddy current loss. In addition, in the stator 310, a slot 33 extending in the radial direction of the stator core 32 is formed between the teeth 31 adjacent in the circumferential direction of the stator core 32. The slot 33 opens from the lower layer portion 33 b on the stator core 32 side toward the slot insertion portion 33 a, and the teeth 31 are integrally connected to the stator core 32. The stator 310 includes a plurality of distributed winding coils 320 a and 320 b incorporated in the plurality of slots 33.
図９に示すように、ティース３１は、その断面形状がステータコア３２の内周面である基端から先端に向かうに従い徐々に細くなるように形成されている。ティース３１において、スロット３３を形成する隣り合う両方のティース３１の両側面には、段差部３１ｆが、ティース３１の両側面に対して、ステータコア３２の径方向に亘ってティース幅が不連続的に変化するように形成されている。この段差部３１ｆは、基準とするスロット３３からｍ番目（ｍ≧１、ｍ＝１、３、５、…）のスロット３３を形成する隣り合うｎ番目のティース３１の右側面３１ｄと（ｎ－１）番目のティース３１の左側面３１ｅには相対的に同じ位置に設けられている。また、基準とするスロットから（ｍ－１）番目（ｍ≧２、ｍ＝２、４、…）のスロット３３の場合は、ｍ番目のスロット３３を形成する隣り合う両方のティース３１の側面にそれぞれ設けた段差部３１ｆの位置とは異なる位置に、ステータコア３２の径方向に沿ってずらした段差部３１ｆを設ける。また、スロット３３を形成する隣り合う両方の３１ティースは、スロット３３におけるステータコア３２の径方向中心線に対して線対称の形状となっている。
As shown in FIG. 9, the teeth 31 are formed so that the cross-sectional shape gradually becomes thinner from the proximal end, which is the inner peripheral surface of the stator core 32, toward the distal end. In the teeth 31, stepped portions 31 f are provided on both side surfaces of both adjacent teeth 31 forming the slot 33, and the teeth width is discontinuous across the radial direction of the stator core 32 with respect to both side surfaces of the teeth 31. It is formed to change. This step portion 31f is formed on the right side surface 31d of the nth tooth 31 adjacent to the mth (m ≧ 1, m = 1, 3, 5,...) Slot 33 from the reference slot 33 (n− 1) The left side 31e of the first tooth 31 is provided at the same relative position. Further, in the case of the (m−1) th (m ≧ 2, m = 2, 4,...) Slot 33 from the reference slot, the side surfaces of both adjacent teeth 31 forming the mth slot 33 are used. Step portions 31f that are shifted along the radial direction of the stator core 32 are provided at positions different from the positions of the provided step portions 31f. Further, both adjacent 31 teeth forming the slot 33 have a line-symmetric shape with respect to the radial center line of the stator core 32 in the slot 33.
段差部３１ｆを設ける理由して、下層絶縁紙３１２と上層絶縁紙３１３が同一のスロット３３内で存在することにより、スロット面積に対する分布巻コイル３２０ａ、３２０ｂの占積率の低下の防止や、巻線の絶縁距離を長くするためである。また、段差部３１ｆの位置を隣接するスロット３３毎に異ならせる理由としては、回転電機のコギングトルクやトルクリップルを低減させるためである。段差部３１ｆを全ティース３１側面で同じ位置に設けた場合は、ティース３１全体でみた場合、ステータコア３２の特定の半径位置に対して狭くなる箇所が生じてしまい、ティース３１の先端部３１ｃの磁気飽和が発生するためであり、スロット３３を形成する隣り合うｎ番目のティース３１の右側面３１ｄと（ｎ－１）番目のティース３１の左側面３１ｅには相対的に同じ位置に段差部３１ｆを設けることで磁気飽和を緩和し、回転電機の高効率化が可能となる。
The reason why the step portion 31f is provided is that the lower layer insulating paper 312 and the upper layer insulating paper 313 are present in the same slot 33, thereby preventing a reduction in the space factor of the distributed winding coils 320a and 320b with respect to the slot area. This is to increase the insulation distance of the wire. The reason why the position of the stepped portion 31f is different for each adjacent slot 33 is to reduce the cogging torque and torque ripple of the rotating electrical machine. In the case where the stepped portion 31f is provided at the same position on the side surfaces of all the teeth 31, when viewed from the whole tooth 31, a portion narrowing with respect to a specific radial position of the stator core 32 is generated, and the magnetic force of the tip 31c of the tooth 31 is generated. This is because saturation occurs, and the right side surface 31d of the adjacent nth teeth 31 and the left side surface 31e of the (n-1) th tooth 31 forming the slot 33 are provided with step portions 31f at the same position. By providing it, magnetic saturation can be relaxed and the efficiency of the rotating electrical machine can be increased.
この発明の実施例２では、分布巻コイル３２０ａ、３２０ｂは重ね巻によってティース３１に巻付けている。また、各スロット３３には、分布巻コイル３２０ａ、３２０ｂが上層と下層の２層に分けて挿入されている。そして、分布巻コイル３２０ａ、３２０ｂは、スロット挿入部３３ａからステータコア３２側の下層部３３ｂに向かって挿入され、分布巻コイル３２０ａ、３２０ｂの終端は挿入部３３ａまで配置されている。
In the second embodiment of the present invention, the distributed winding coils 320a and 320b are wound around the tooth 31 by lap winding. Also, distributed winding coils 320a and 320b are inserted into each slot 33 in two layers, an upper layer and a lower layer. The distributed winding coils 320a and 320b are inserted from the slot insertion portion 33a toward the lower layer portion 33b on the stator core 32 side, and the terminal ends of the distributed winding coils 320a and 320b are arranged up to the insertion portion 33a.
次に、各スロット３３に分布巻コイル３２０ａ、３２０ｂを上層と下層の２層に積層させる装着手順について説明する。図１０と図１１に示すように、下層絶縁紙３１２は、１枚の矩形状の絶縁紙を折り曲げながらスロット３３のステータコア３２側の下層部３３ｂに挿入される。下層絶縁紙３１２は、スロット３３のステータコア３２側の下層部３３ｂとティース３１の側面３１ｂを覆うと共に、スロット３３のステータコア３２側の下層部３３ｂの両角部から折り曲げられ、下層絶縁紙３１２の２個の先端部３１２ａは、それぞれ段差部３１ｆまで延びるように挿入される。なお、スロット挿入部３３ａ側の上層部の装着手順に関しては、実施例１と同じであるため、ここでは下層部における巻線手順の説明のみとする。
Next, a mounting procedure for stacking the distributed winding coils 320a and 320b in the upper layer and the lower layer in each slot 33 will be described. As shown in FIGS. 10 and 11, the lower insulating paper 312 is inserted into the lower layer portion 33 b on the stator core 32 side of the slot 33 while bending one rectangular insulating paper. The lower layer insulating paper 312 covers the lower layer portion 33b of the slot 33 on the stator core 32 side and the side surface 31b of the tooth 31 and is bent from both corners of the lower layer portion 33b of the slot 33 on the stator core 32 side. The tip portions 312a are inserted so as to extend to the step portions 31f, respectively. The procedure for mounting the upper layer portion on the slot insertion portion 33a side is the same as that in the first embodiment, and therefore only the winding procedure in the lower layer portion will be described here.
このように、ティース３１の側面３１ｂに対してステータコア３２の径方向に段差部３１ｆを設けることで、絶縁紙３１２、３１３をティース３１の側面３１ｂに密着するように固定することができる。その結果、スロット面積に対する巻線の占積率が向上し、回転電機の効率を上げることが可能となる。
Thus, by providing the step portion 31 f in the radial direction of the stator core 32 with respect to the side surface 31 b of the tooth 31, the insulating paper 312 and 313 can be fixed so as to be in close contact with the side surface 31 b of the tooth 31. As a result, the space factor of the winding with respect to the slot area is improved, and the efficiency of the rotating electrical machine can be increased.
また、段差部３１ｆは、基準とするスロット３３からｍ番目（ｍ≧１、ｍ＝１、３、５、…）のスロット３３を形成する隣り合うｎ番目のティース３１の右側面３１ｄと（ｎ－１）番目のティース３１の左側面３１ｅには相対的に同じ位置に設けられている。また、基準とするスロットから（ｍ－１）番目（ｍ≧２、ｍ＝２、４、…）のスロット３３の場合は、ｍ番目のスロット３３を形成する隣り合う両方のティース３１の側面にそれぞれ設けた段差部３１ｆの位置とは異なる位置に、ステータコア３２の径方向に沿ってずらした段差部３１ｆを設ける。その結果、ティース３１の先端部３１ｃに作用する磁気飽和を緩和でき、回転電機のコギングトルクやトルクリップルを低減することができる。
Further, the step portion 31f is formed on the right side surface 31d of the nth teeth 31 adjacent to each other and forming the mth (m ≧ 1, m = 1, 3, 5,...) Slot 33 from the reference slot 33 (n -1) The left side surface 31e of the first tooth 31 is provided at the same relative position. Further, in the case of the (m−1) th (m ≧ 2, m = 2, 4,...) Slot 33 from the reference slot, the side surfaces of both adjacent teeth 31 forming the mth slot 33 are used. Step portions 31f that are shifted along the radial direction of the stator core 32 are provided at positions different from the positions of the provided step portions 31f. As a result, magnetic saturation acting on the tip 31c of the tooth 31 can be relaxed, and cogging torque and torque ripple of the rotating electrical machine can be reduced.
また、ティース３１の側面３１ｂに対してステータコア３２の径方向に段差部３１ｆを設けることによって、下層絶縁紙３１２の先端部３１２ａを固定することができ、スロット３３内の絶縁紙の移動を規制することができる。
Further, by providing a step portion 31 f in the radial direction of the stator core 32 with respect to the side surface 31 b of the tooth 31, the leading end portion 312 a of the lower layer insulating paper 312 can be fixed, and the movement of the insulating paper in the slot 33 is restricted. be able to.
さらに、スロット３３内に挿入している絶縁紙３１２、３１３について、下層絶縁紙３１２はティース３１の側面３１ｂに対してステータコア３２の径方向に段差部３１ｆに平行に挿入され、上層絶縁紙３１３は下層分布巻コイル３２０ａの上に重なり配置され、上層分布巻コイル３２０ｂを覆うように折り曲げ、配置されている。その結果、スロット挿入部３３ａから下層部３３ｂに至るスロット３３内部の絶縁紙の層数は従来の４層構造から３層構造となるため、絶縁紙の重なりによる絶縁紙の層数を削減でき、その結果、スロット面積に対する占積率が上がり、回転電機の効率が向上する。
Further, for the insulating papers 312 and 313 inserted in the slot 33, the lower insulating paper 312 is inserted in parallel to the stepped portion 31f in the radial direction of the stator core 32 with respect to the side surface 31b of the tooth 31, and the upper insulating paper 313 is It is arranged so as to overlap the lower layer distributed winding coil 320a, and is bent and arranged so as to cover the upper layer distributed winding coil 320b. As a result, since the number of layers of insulating paper inside the slot 33 from the slot insertion portion 33a to the lower layer portion 33b is changed from the conventional four-layer structure to the three-layer structure, the number of layers of insulating paper due to overlapping of insulating paper can be reduced. As a result, the space factor for the slot area is increased, and the efficiency of the rotating electrical machine is improved.
なお、この発明の実施例２では、段差部３１ｆを、スロット３３を形成するｎ番目のティース３１の右側面３１ｄと（ｎ－１）番目のティース３１の左側面３１ｅの同じ位置に設けた構成にしたが、ｎ番目のティース３１の右側面３１ｄの段差部３１ｆの位置と、（ｎ－１）番目のティース３１の左側面３１ｅの段差部３１ｆの位置を相対的に異なるように変更しても良い。例えば、図１２に示すように、ｎ番目のティース３１の右側面３１ｄの段差部３１ｆをティース３１の中央付近に設け、（ｎ－１）番目のティース３１の左側面３１ｅの段差部３１ｆの位置を、ｎ番目のティース３１の右側面３１ｄの段差部３１ｆの位置よりスロット挿入部３３ａ側に配置する。装着手順は、スロット３３の中に下層絶縁紙３１２を挿入し、ティース３１の両側面の段差部３１ｆに沿って下層絶縁紙３１２の先端部３１２ａを固定する。下層絶縁紙３１２を固定後、その下層絶縁紙３１２の内部から下層分布巻コイル３２０ａを巻付ける。その後、下層分布巻コイル３２０ａの上方から上層絶縁紙３１３を挿入し、上層分布巻コイル３２０ｂを巻付ける。巻付け完了後、上層絶縁紙３１３の上層部３１３ｃが上層分布巻コイル３２０ｂを覆うように、上層絶縁紙３１３をスロット３３の内側方向に折り曲げ、配置する。この形状にすることで、ティース側面３１ｂにおけるステータコア３２の径方向に対して、ステータコア３２の特定の半径位置で広範囲にティース幅が細くならず、ティース３１の先端部３１ｃに作用する磁気飽和を緩和することができる。
In the second embodiment of the present invention, the step portion 31f is provided at the same position on the right side surface 31d of the nth tooth 31 and the left side surface 31e of the (n-1) th tooth 31 forming the slot 33. However, the position of the step portion 31f on the right side surface 31d of the nth tooth 31 and the position of the step portion 31f on the left side surface 31e of the (n-1) th tooth 31 are changed so as to be relatively different. Also good. For example, as shown in FIG. 12, a step 31f on the right side 31d of the nth tooth 31 is provided near the center of the tooth 31, and the position of the step 31f on the left side 31e of the (n-1) th tooth 31 is provided. Is arranged closer to the slot insertion portion 33a than the position of the step portion 31f on the right side surface 31d of the nth tooth 31. In the mounting procedure, the lower insulating paper 312 is inserted into the slot 33, and the leading end portion 312 a of the lower insulating paper 312 is fixed along the step portions 31 f on both side surfaces of the teeth 31. After fixing the lower insulating paper 312, the lower layer distributed winding coil 320 a is wound from the inside of the lower insulating paper 312. Thereafter, the upper insulating paper 313 is inserted from above the lower layer distributed winding coil 320a, and the upper layer distributed winding coil 320b is wound. After the winding is completed, the upper insulating paper 313 is folded and arranged in the slot 33 so that the upper layer portion 313c of the upper insulating paper 313 covers the upper distributed winding coil 320b. By adopting this shape, the tooth width does not become narrow in a wide range at a specific radial position of the stator core 32 with respect to the radial direction of the stator core 32 on the tooth side surface 31b, and magnetic saturation acting on the tip 31c of the tooth 31 is reduced. can do.
また、この発明の実施例２では、スロット３３を形成する隣り合うｎ番目のティース３１の右側面３１ｄと（ｎ－１）番目のティース３１の左側面３１ｅにそれぞれ段差部３１ｆを１箇所ずつ設けて２層から成るスロット３３の構成にしたが、図１３に示すように段差部３１ｆを設ける箇所をティース３１の一側面当たり２箇所設ける場合や、その他３箇所等、多数の段差部３１ｆを設けても良い。その場合のステータ１０の装着手順は、この発明の実施例２と同様に、まず、スロット３３の下層部に絶縁紙３１２を挿入してティース側面の段差部３１ｆに固定後、巻線を挿入し、形成する。同様の作業を各層で行う。なお、図１３において、３１４は中層絶縁紙、３２０ｃは中層分布巻コイルである。
In the second embodiment of the present invention, one step portion 31f is provided on each of the right side surface 31d of the nth teeth 31 and the left side surface 31e of the (n-1) th teeth 31 forming the slot 33. However, as shown in FIG. 13, a large number of stepped portions 31f are provided, such as when two stepped portions 31f are provided per one side of the tooth 31 as shown in FIG. May be. In this case, the mounting procedure of the stator 10 is the same as in the second embodiment of the present invention. First, the insulating paper 312 is inserted into the lower layer portion of the slot 33 and fixed to the step portion 31f on the side surface of the tooth, and then the winding is inserted. ,Form. The same operation is performed on each layer. In FIG. 13, reference numeral 314 denotes a middle layer insulating paper, and 320c denotes a middle layer distributed winding coil.
また、この発明の実施例２では、ステータコア３２とティース３１が一体型のステータ構造を対象として巻線形成について説明したが、図１４に示すようにステータコア２０２とティース２０１が分離した２分割構造でも良い。その場合、ティース２０１をステータコア２０２の径方向に圧入して挿入後、各ティース２０１間で形成されるスロット２０３に分布巻コイルを挿入する。
In the second embodiment of the present invention, the winding formation has been described for the stator structure in which the stator core 32 and the teeth 31 are integrated. However, as shown in FIG. 14, the stator core 202 and the teeth 201 are separated as shown in FIG. good. In that case, after the teeth 201 are press-fitted in the radial direction of the stator core 202 and inserted, distributed winding coils are inserted into the slots 203 formed between the teeth 201.
さらに、この発明の実施例２では、スロット３３内に挿入された下層絶縁紙３１２の先端部３１２ａをティース側面の段差部３１ｆに平行に配置する構造であったが、図１５に示すように下層絶縁紙３１２の先端部３１２ａを折り曲げて段差部３１ｆに沿うように配置する構成にしても良い。
Furthermore, in the second embodiment of the present invention, the tip end portion 312a of the lower layer insulating paper 312 inserted into the slot 33 is arranged in parallel to the stepped portion 31f on the side surface of the teeth. However, as shown in FIG. The leading end 312a of the insulating paper 312 may be bent and arranged along the stepped portion 31f.
１、３１、１０１、２０１ ティース、１ａ ティースの凹部、１ｂ、３１ｂ ティースの側面、１ｃ、３１ｃ ティースの先端部、１ｄ、３１ｄ ｎ番目のティースの右側面、１ｅ、３１ｅ （ｎ－１）番目のティースの左側面、３１ｆ 段差部、２、３２、１０２、２０２ ステータコア、３、３３、１０３、２０３ スロット、３ａ、３３ａ スロット挿入部、３ｂ、３３ｂ スロットのステータコア側の下層部、１０、３１０ ステータ、１２、３１２ 下層絶縁紙、１２ａ、３１２ａ 下層絶縁紙の先端部、１３、３１３ 上層絶縁紙、１３ａ、３１３ａ 上層絶縁紙の下層部、１３ｂ、３１３ｂ 上層絶縁紙の先端部、１３ｃ、３１３ｃ 上層絶縁紙の上層部、１４、３１４ 中層絶縁紙、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃ 分布巻コイル。
1, 31, 101, 201 Teeth, 1a Teeth recess, 1b, 31b Teeth side, 1c, 31c Teeth tip, 1d, 31d Right side of nth tooth, 1e, 31e (n-1) th Left side of teeth, 31f stepped portion, 2, 32, 102, 202 stator core, 3, 33, 103, 203 slot, 3a, 33a slot insertion portion, 3b, 33b slot lower layer portion on stator core side, 10, 310 stator, 12, 312 Lower layer insulating paper, 12a, 312a Lower layer insulating paper tip, 13, 313 Upper layer insulating paper, 13a, 313a Upper layer insulating paper lower layer, 13b, 313b Upper layer insulating paper, 13c, 313c Upper layer insulating paper Upper layer part, 14, 314, middle layer insulating paper, 20a, 20b, 20c, 320a, 20b, 320c distributed winding coil.
Claims (11)
- 環状をなすステータコアにティースが複数配列され、コイルが前記ティースに絶縁部材を介して巻装されると共に、前記ティース間に存在するスロットに前記コイルが複数層で組み込まれるステータを有する回転電機において、
前記ティースの両側面における前記ステータコアの径方向の特定位置で前記ティースの幅を狭めるように開口を有し、該開口は前記ステータコアの軸方向に沿って延びる、少なくとも１箇所の凹部を形成すると共に、該凹部は前記ティースの両側面で互いに異なる位置に形成することを特徴とする回転電機。 In a rotating electrical machine having a stator in which a plurality of teeth are arranged on an annular stator core, a coil is wound around the teeth via an insulating member, and the coils are incorporated in a plurality of layers in slots existing between the teeth.
An opening is formed to narrow the width of the tooth at a specific position in the radial direction of the stator core on both side surfaces of the tooth, and the opening forms at least one recess extending along the axial direction of the stator core. The rotating electrical machine is characterized in that the concave portions are formed at different positions on both side surfaces of the teeth. - 前記スロットを形成する隣り合う両方の前記ティースに形成される前記凹部において、前記凹部は前記ステータコアから径方向に等距離で形成することを特徴とする請求項１に記載の回転電機。 2. The rotating electrical machine according to claim 1, wherein in the recesses formed in both adjacent teeth forming the slot, the recesses are formed at an equal distance in a radial direction from the stator core.
- 前記スロットを形成する隣り合う両方の前記ティースは、前記スロットにおける前記ステータコアの径方向中心線に対して線対称の形状であることを特徴とする請求項２に記載の回転電機。 3. The rotating electrical machine according to claim 2, wherein both of the adjacent teeth forming the slot have an axisymmetric shape with respect to a radial center line of the stator core in the slot.
- 前記絶縁部材の端部を前記凹部の近傍に配置すると共に、前記絶縁部材の端部は前記凹部の内部に折り曲げずに前記ティースの側面に沿うことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の回転電機。 The end portion of the insulating member is disposed in the vicinity of the concave portion, and the end portion of the insulating member is along the side surface of the tooth without being bent into the concave portion. The rotating electrical machine according to any one of the above.
- 前記凹部における前記ステータコアの径方向長さは前記絶縁部材の厚みと同じであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の回転電機。 The rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 3, wherein a radial length of the stator core in the recess is the same as a thickness of the insulating member.
- 前記絶縁部材の端部を折り曲げて前記凹部の内部に配置することを特徴とする請求項５に記載の回転電機。 The rotating electrical machine according to claim 5, wherein an end portion of the insulating member is bent and disposed inside the concave portion.
- 環状をなすステータコアにティースが複数配列され、コイルが前記ティースに絶縁部材を介して巻装されると共に、前記ティース間に存在するスロットに前記コイルが複数層で組み込まれるステータを有する回転電機において、
前記ティースの両側面における前記ステータコアの径方向の特定位置で前記ティースの幅を狭めるように段差を有し、該段差は前記ステータコアの軸方向に沿って延びる、少なくとも１箇所の段差部を形成すると共に、該段差部は前記ティースの両側面で互いに異なる位置に形成することを特徴とする回転電機。 In a rotating electrical machine having a stator in which a plurality of teeth are arranged on an annular stator core, a coil is wound around the teeth via an insulating member, and the coils are incorporated in a plurality of layers in slots existing between the teeth.
There is a step so as to narrow the width of the tooth at a specific position in the radial direction of the stator core on both side surfaces of the teeth, and the step forms at least one step portion extending along the axial direction of the stator core. And the level | step-difference part is formed in a mutually different position on the both sides | surfaces of the said tooth | gear, The rotary electric machine characterized by the above-mentioned. - 前記スロットを形成する隣り合う両方の前記ティースに形成される前記段差部において、前記段差部は前記ステータコアから径方向に等距離で形成することを特徴とする請求項７に記載の回転電機。 8. The rotating electrical machine according to claim 7, wherein, in the stepped portions formed in both of the adjacent teeth forming the slot, the stepped portions are formed at an equal distance in the radial direction from the stator core.
- 前記スロットを形成する隣り合う両方の前記ティースは、前記スロットにおける前記ステータコアの径方向中心線に対して線対称の形状であることを特徴とする請求項８に記載の回転電機。 9. The rotating electrical machine according to claim 8, wherein both of the adjacent teeth forming the slot have a line-symmetric shape with respect to a radial center line of the stator core in the slot.
- 前記絶縁部材の端部を前記段差部の近傍に配置すると共に、前記絶縁部材の端部は前記段差部で折り曲げずに前記ティースの側面に沿うことを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれかに記載の回転電機。 The end portion of the insulating member is disposed in the vicinity of the stepped portion, and the end portion of the insulating member extends along the side surface of the tooth without being bent at the stepped portion. The rotating electrical machine according to any one of the above.
- 前記絶縁部材の端部を折り曲げて前記段差部に沿うように配置することを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれかに記載の回転電機。 The rotating electrical machine according to any one of claims 7 to 9, wherein an end portion of the insulating member is bent and disposed along the stepped portion.
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