WO2015151274A1 - 回転電機の固定子及びその製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a stator for a rotating electrical machine and a method for manufacturing the same, and more particularly to a concentrated winding stator having a split core structure and a method for manufacturing the same.
- a stator of this type of electric motor is configured by assembling a plurality of split cores in an annular shape and then press-fitting or shrink fitting into a frame or ring.
- the present invention provides a stator for a rotating electrical machine that can reduce the outer diameter, reduce the weight, reduce the number of parts, and the number of processes in a rotating electrical machine that uses a concentrated core stator having a split core structure. Is intended to provide.
- the stator of the rotating electrical machine includes a plurality of teeth provided with a plurality of teeth portions at predetermined intervals on the inner periphery of an annular back yoke portion formed by dividing the rotating electrical machine in the axial direction.
- a plurality of split core units each having a plurality of annular split cores and a plurality of coils mounted on each of these teeth portions via insulators, and each of the plurality of split core units includes a respective tooth portion.
- the plurality of divided core units are assembled in the axial direction so that they are connected to each other via the annular back yoke portion.
- the frameless structure can achieve the effect of increasing the output of the rotating electrical machine by expanding the annular back yoke portion by the thickness of the frame while maintaining the outer diameter of the stator.
- FIG. 1 is a perspective view showing a stator of a rotating electric machine according to Embodiment 1 of the present invention
- FIG. 2 is a plan view showing an annular split core according to Embodiment 1 of the present invention
- FIG. It is a perspective view which shows the division
- the stator 10 is composed of two divided core units 11a and 11b.
- Each divided core unit 11a, 11b has annular divided cores 12a, 12b divided into two in the axial direction of the rotating electrical machine.
- the annular split cores 12a and 12b are obtained by, for example, laminating thin plates in a predetermined shape and laminating them in the axial direction so as to have a predetermined dimension. For punching, press working can be used.
- the annular split cores 12 a and 12 b are configured by a plurality of tooth portions 13 that are protrusions to which the coil 15 can be attached, and an annular back yoke portion 14 that connects the respective tooth portions 13.
- Each of the annular divided cores 12a and 12b includes six tooth portions 13 at equal intervals of approximately 60 degrees in the rotation direction.
- Reference numeral 16 denotes a mounting bolt hole.
- the teeth 15 of the annular split cores 12a and 12b are each provided with a coil 15 in which a conductive wire is previously formed into an annular shape through insulating paper (not shown) or an insulator (not shown), and two split core units 11a. 11b.
- insulating paper (not shown) is fixed to both sides in the circumferential direction of the tooth portion 13 using a double-sided tape, an adhesive, or the like. Insulators (not shown) are installed on both end surfaces of the teeth portion 13 in the axial direction.
- a coil 15 in which a conductive wire is previously formed into an annular shape is attached to the tooth portion 13 insulated by the insulating paper and the insulator, and the insulating sheet covers the outer periphery of the coil 15 other than both ends in the axial direction.
- the number of slots of the stator 10 is twelve.
- the number of slots may be six, twenty-four, or the like, and the coils wound around the teeth 13 that are opposite to each other in the radial direction. What is necessary is just the number of slots which can employ
- the stator 10 uses the two divided core units 11a and 11b configured by the annular divided cores 12a and 12b and the coils 15 attached to the teeth portions 13 thereof. It is configured.
- FIG. 7 shows a method for manufacturing the stator 10 in the present embodiment.
- an interval is provided between the inner circumferences of the two annular back yoke portions 14 divided in the axial direction of the rotating electrical machine.
- two annular divided cores 12a and 12b provided with six tooth portions 13 at predetermined positions are prepared (first step S1), and then the tooth portions 13 of the two annular divided cores 12a and 12b are formed.
- a coil 15 is attached to each of these through an insulator to produce two divided core units 11a and 11b (second step S2).
- the outer diameter side of the teeth portion 13 of the other divided core unit 11b is press-fitted into the inner diameter side of the annular back yoke portion 14 of one divided core unit 11a, and the teeth portions 13 of the two divided core units 11a and 11b are pressed.
- the two divided core units 11a and 11b are integrally assembled in the axial direction so that they are connected to each other via the annular back yoke portion (third step S3).
- the method of assembling the two divided core units 11a and 11b in the third step S3 may be performed by shrink fitting, welding, adhesion, or the like in addition to press-fitting.
- the two annular divided cores 12a and 12b can be produced in the axial direction by thinly punching the thin plates corresponding to the shapes and dimensions of the annular back yoke portion and the teeth portion, respectively.
- the laminated member After laminating a predetermined thickness, the laminated member is laminated with a thin plate punched out so as to correspond to the shape and dimensions of only the teeth part, and is fixed by bonding, caulking, etc. for the required length. Additional methods can be used.
- a predetermined position of the laminated annular back yoke part is obtained.
- the stator 10 of the rotating electrical machine is arranged at a predetermined interval on the inner periphery of the annular back yoke portion 14 formed by dividing the rotating electrical machine into two in the axial direction.
- Two divided core units 11a and 11b provided with a plurality of teeth 13 and coils 15 attached to the teeth 13 of the annular divided cores 12a and 12b via insulators, respectively.
- Two divided core units 11a and 11b are provided, and the two divided core units 11a and 11b are assembled in the axial direction so that the respective tooth portions 13 are connected to each other via an annular back yoke portion 14. ing.
- Such a configuration eliminates the need for the step of aligning the split cores that have been required in the past and the frame for fixing the split cores that are aligned in the ring, thereby reducing the number of steps and the number of parts. Cost reduction. Moreover, since the outer diameter of the stator can be reduced by the thickness of the frame by eliminating the frame, the product can be reduced in size and weight. Further, the output of the product can be increased by enlarging the annular back yoke portion by the thickness of the frame while maintaining the conventional outer diameter.
- FIG. FIG. 4 is a plan view showing an annular split core according to the second embodiment of the present invention
- FIG. 5 is a perspective view showing a split core unit according to the second embodiment of the present invention.
- the configuration of parts not specifically described in the present embodiment is the same as that in the first embodiment.
- the two annular divided cores 12 c and 12 d are arranged with two teeth portions 13 adjacent to each other, and are equally spaced at approximately 120 degrees in the rotation direction. Six teeth 13 are provided. Then, as shown in FIG. 5, a coil 15 is attached to each of the tooth portions 13 of the two annular divided cores 12c and 12d via insulators to form two divided core units 11c and 11d.
- the divided core units 11a and 11b are assembled in the axial direction so that the tooth portions 13 are connected to each other via the annular back yoke portion 14.
- the number of teeth 13 adjacent to the annular divided cores 12c and 12d may be other than two.
- FIG. FIG. 6 is a plan view showing an annular split core 12e according to Embodiment 3 of the present invention.
- the configuration of parts not specifically described in the present embodiment is the same as that in the first embodiment.
- the stator 10 is configured by an annular divided core that is divided into three in the axial direction.
- FIG. 6 shows an annular divided core 12e which is one of the three divided annular cores.
- Each of the annular divided cores 12e includes four tooth portions 13 at equal intervals of approximately 90 degrees in the rotation direction.
- the spacing between the tooth portions 13 in each annular division core 12e is increased, so that the assembly of the coil 15, the insulating paper, the insulator, etc. can be improved, and the cost of the product can be reduced. is there.
- the number of the annular split cores constituting the stator 10 may be three or more.
Abstract
Description
この種の電動機の固定子は、複数の分割コアを環状に組み立てた後、フレームやリングに圧入または焼き嵌めすることにより構成されている。(例えば、特許文献1)
そのため、回転電機の外径がフレームの厚み分増加していた。
また、部品数が増えることと、複数の分割コアを組み立てる工程が必要となることにより、製品のコストアップを招いていた。
また、フレームレス構造により、固定子の外径を維持しながら、環状バックヨーク部をフレームの厚み分拡大することで回転電機の高出力化を図る効果を達成できる。
図1は、本発明の実施の形態1に係わる回転電機の固定子を示す斜視図、図2は、本発明の実施の形態1に係わる環状分割コアを示す平面図、図3は、本発明の実施の形態1に係わる分割コアユニットを示す斜視図である。
各分割コアユニット11a、11bは、回転電機の軸方向に2分割された環状分割コア12a、12bを有している。
環状分割コア12a、12bは、例えば、薄板を所定の形状で打ち抜いたものを所定の寸法になるように軸方向に積層したもので、打ち抜きには、プレス加工を用いることができる。
環状分割コア12a、12bは、コイル15を取付けることができる突起部である複数のティース部13と、それぞれのティース部13を連結する環状バックヨーク部14で構成される。
環状分割コア12a、12bは、それぞれ回転方向にほぼ60度の等間隔に6つのティース部13を備えている。
なお、16は取付け用のボルト孔である。
分割コアユニット11a、11bにおいて、絶縁紙(図示せず)をティース部13の周方向の両側面に両面テープや接着剤等を用いて固定している。
また、ティース部13の軸方向の両端面にインシュレータ(図示せず)を設置している。絶縁紙とインシュレータとで絶縁されたティース部13には、予め導線を環状に成形したコイル15が取付けられ、絶縁シートがコイル15の軸方向の両端以外の外周を覆っている。
なお、導線は、絶縁紙とインシュレータで絶縁されたティース部13に直接巻き付けてもよい。
この第3の工程S3における2個の分割コアユニット11a、11bの組み付け方法は、圧入以外に焼嵌めや溶接、接着等で行ってもよい。
また、他の方法として、環状バックヨーク部とティース部のそれぞれの形状、寸法に対応するように打ち抜かれた別々の薄板を所定の厚さ積層した後、積層した環状バックヨーク部の所定の位置に、積層したティース部を接着、かしめ止め等により一体的に固定する方法を採用することも可能である。
また、フレームが不要となることにより、固定子の外径をフレームの厚み分小さくできるため、製品の小型化と軽量化を図ることができる。
また、従来の外径を維持しながら、環状バックヨーク部をフレームの厚み分拡大することで、製品の高出力化を図ることができる。
図4は、本発明の実施の形態2に係わる環状分割コアを示す平面図、図5は、本発明の実施の形態2に係わる分割コアユニットを示す斜視図である。本実施の形態で特に説明しない部分の構成は、実施の形態1の場合と同じである。
そして、図5に示すように、2個の環状分割コア12c、12dのティース部13のそれぞれにインシュレータを介してコイル15を装着し、2個の分割コアユニット11c、11dを形成し、2個の分割コアユニット11a、11bを、それぞれのティース部13が環状バックヨーク部14を介して互いに連結されるように軸方向に組み付ける。
なお、環状分割コア12c、12dの隣接するティース部13の数は2つ以外でもよい。
図6は、本発明の実施の形態3に係わる環状分割コア12eを示す平面図である。本実施の形態で特に説明しない部分の構成は、実施の形態1の場合と同じである。
本実施の形態3においては、固定子10を軸方向に3分割された環状分割コアにより構成する例を示している。
環状分割コア12eは、それぞれ回転方向にほぼ90度の等間隔に4つのティース部13を備えている。
コアの分割数を増やすことにより、それぞれの環状分割コア12eにおけるティース部13の間隔が空くため、コイル15や絶縁紙、インシュレータ等の組み立て性が向上し、製品のコストダウンを図ることが可能である。
なお、固定子10を構成する環状分割コアの数は3個以上であってもよい。
12a、12b、12c、12d、12e 環状分割コア、
13 ティース部、14 環状バックヨーク部、15 コイル、
16 ボルト孔。
Claims (8)
- 回転電機の軸方向に複数個に分割して形成された環状バックヨーク部の内周に、所定の間隔をおいて複数個のティース部が配設された複数個の環状分割コアと、これらのティース部のそれぞれに装着された複数個のコイルとを有する複数個の分割コアユニットを備え、
前記複数個の分割コアユニットは、それぞれのティース部が前記環状バックヨーク部を介して互いに連結されるように軸方向に組み付けられていることを特徴とする回転電機の固定子。 - 前記環状分割コアに複数のティース部が隣接して配設されていることを特徴とする請求項1記載の回転電機の固定子。
- 前記環状分割コアの数が3個以上であることを特徴とする請求項1または2記載の回転電機の固定子。
- 前記分割コアユニットのコイルは、前記ティース部のそれぞれにインシュレータを介して装着されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の回転電機の固定子。
- 回転電機の軸方向に分割された複数個の環状バックヨーク部のそれぞれの内周に間隔をおいて所定の位置に複数個のティース部を設け複数個の環状分割コアを作成する第1の工程と、
前記複数個の環状分割コアのティース部のそれぞれにコイルを装着し、複数個の分割コアユニットを作成する第2の工程と、
前記複数個の分割コアユニットのティース部が前記環状バックヨーク部を介して互いに連結されるように、前記複数個の分割コアユニットを軸方向に一体的に組み付ける第3の工程を含むことを特徴とする回転電機の固定子製造方法。 - 前記第3の工程において、前記複数個の分割コアユニットは、それぞれの環状バックヨーク部の内径側に他の分割コアユニットのティース部の外径側を圧入、焼嵌め、溶接、接着のいずれかの固定方法により一体的に組み付けられていることを特徴とする請求項5記載の回転電機の固定子製造方法。
- 前記第1の工程において、前記環状分割コアは、それぞれ薄板を前記環状バックヨーク部と前記ティース部の形状、寸法に対応するように打ち抜かれた薄板を軸方向に積層した後、この積層した部材に、前記ティース部のみの形状、寸法に対応するように打ち抜かれた薄板を積層した部材を固定付加して作成されることを特徴とする請求項5または6記載の回転電機の固定子製造方法。
- 前記第1の工程において、前記環状分割コアは、前記環状バックヨーク部と前記ティース部のそれぞれの形状、寸法に対応するように打ち抜かれた別々の薄板を積層した後、積層した環状バックヨーク部の所定の位置に、積層したティース部を一体的に固定して作成されることを特徴とする請求項5または6記載の回転電機の固定子製造方法。
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
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