WO2023145746A1 - ステータ及びモータ - Google Patents

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WO2023145746A1
WO2023145746A1 PCT/JP2023/002166 JP2023002166W WO2023145746A1 WO 2023145746 A1 WO2023145746 A1 WO 2023145746A1 JP 2023002166 W JP2023002166 W JP 2023002166W WO 2023145746 A1 WO2023145746 A1 WO 2023145746A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
insulator
stator
teeth
tooth
axial direction
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/002166
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
和哉 片山
慎一 堤
彰彦 渡辺
Original Assignee
パナソニックIpマネジメント株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by パナソニックIpマネジメント株式会社 filed Critical パナソニックIpマネジメント株式会社
Publication of WO2023145746A1 publication Critical patent/WO2023145746A1/ja

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/32Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/34Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation

Definitions

  • the present disclosure generally relates to stators and motors, and more particularly relates to stators including teeth and insulators covering at least a portion of the teeth, and motors including the stators.
  • insulating paper is arranged on the slot walls of the teeth of the stator core constituting the motor, and coils are formed around the teeth via the insulating paper.
  • recesses and protrusions are formed on at least one of the surface of the insulating paper on the side of the slot wall surface and the surface on the side of the coil.
  • the concave portion serves as a cooling medium flow path.
  • an electrically insulating insulator may be provided around the teeth.
  • An object of the present disclosure is to provide a stator and motor that can reduce the possibility of insulator damage.
  • a stator includes a plurality of annularly arranged tooth blocks.
  • Each of the plurality of tooth blocks has teeth, insulators, and windings.
  • the teeth extend radially.
  • the insulator has electrical insulation.
  • the insulator covers at least part of the teeth.
  • the winding is wound around the insulator.
  • the insulator includes a surface facing the teeth.
  • the insulator has a concave portion on the facing surface.
  • a motor includes the stator and the rotor.
  • the rotor has a rotor shaft. The rotor rotates with respect to the stator.
  • the present disclosure has the advantage of reducing the possibility of insulator damage.
  • FIG. 1 is a front cross-sectional view (described later) of a main part of a stator according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a front view of a motor provided with the same stator.
  • FIG. 3 is a perspective view of the insulator of the stator as seen from above.
  • FIG. 4 is a perspective view of the insulator of the stator as seen from below.
  • FIG. 5 is a front cross-sectional view of a main part of a stator according to a first modified example.
  • FIG. 6 is a front cross-sectional view of essential parts of a stator according to a second modification.
  • FIG. 7 is a perspective view of the insulator of the stator according to Embodiment 2 as seen from below.
  • FIG. 1 is a front cross-sectional view of a main part of a stator 3 according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a front view of the motor 1 including the stator 3 according to Embodiment 1.
  • FIG. The front cross-sectional view is a cross-sectional view when the motor is cut along a plane perpendicular to the axial direction D3.
  • the rotor shaft 21 has a cylindrical shape.
  • “Axial direction” is a direction parallel to the rotation axis of the rotor shaft 21 .
  • the “radial direction” is the direction from the center of the rotor shaft 21 toward the side surface of the rotor shaft 21 .
  • “Circumferential” is the direction of rotation of the rotor shaft. The axial, radial and circumferential directions are orthogonal to each other.
  • the stator 3 of this embodiment includes a plurality of tooth blocks TB1 arranged in a ring.
  • Each of the plurality of tooth blocks TB1 has teeth 4 , insulators 5 and windings 6 .
  • illustration of the insulator 5, the winding 6, and the insulating sheet 7, which will be described later, is omitted.
  • the teeth 4 extend in the radial direction D2.
  • the insulator 5 has electrical insulation.
  • the insulator 5 covers at least part of the teeth 4 .
  • Winding 6 is wound around insulator 5 .
  • Insulator 5 includes a surface facing teeth 4 .
  • the insulator 5 has a concave portion G1 on the facing surface.
  • the insulator 5 has the recess G1, so when pressure is applied to the insulator 5, the insulator 5 is easily deformed along the recess G1. Thereby, the insulator 5 can relieve the pressure, and the possibility of the insulator 5 being damaged can be reduced. Therefore, deterioration of the electrical insulation performance of the insulator 5 due to damage to the insulator 5 can be suppressed.
  • Damage to the insulator 5 is, for example, cracking, chipping, breakage, and the like.
  • the insulator 5 has the concave portion G1
  • An abnormality that precedes damage to the insulator 5 is, for example, whitening of the insulator 5 .
  • Whitening of the insulator 5 is a phenomenon in which the color of the surface of the insulator 5 becomes white. Whitening of the insulator 5 occurs when a local stress is applied to the insulator 5 and the structure of the material forming the insulator 5 is deformed.
  • the recess G1 is a groove extending in the axial direction D3.
  • the axial direction D3 is orthogonal to both the circumferential direction D1 in which the plurality of tooth blocks TB1 are arranged and the radial direction D2.
  • a motor 1 includes a stator 3 and a rotor 2 .
  • the rotor 2 has a rotor shaft 21 .
  • Rotor 2 rotates with respect to stator 3 .
  • the motor 1 may further include a motor housing. The motor housing accommodates the stator 3 and the rotor 2 .
  • Rotor 2 has, for example, a rotor core 20, a rotor shaft 21, and a plurality of (six in FIG. 2) permanent magnets 22, as shown in FIG.
  • the rotor core 20 is made of a magnetic material.
  • the rotor core 20 has a cylindrical shape.
  • the rotor core 20 has a first through hole at its center through which the rotor shaft 21 is passed. Further, the rotor core 20 has a plurality of second through holes around the first through holes, into which a plurality of permanent magnets 22 are inserted.
  • the plurality of permanent magnets 22 are arranged radially around the rotor shaft 21 when viewed from the axial direction of the rotor shaft 21, for example.
  • the rotor 2 rotates relative to the stator 3 due to the electromagnetic interaction between the magnetic flux generated from the windings 6 (coils) of the stator 3 and the plurality of permanent magnets 22 .
  • the circumferential direction D1 referred to in this embodiment matches the rotation direction of the rotor 2 .
  • the radial direction D ⁇ b>2 referred to in this embodiment coincides with the radial direction of the rotor shaft 21 .
  • the axial direction D ⁇ b>3 referred to in this embodiment matches the axial direction of the rotor shaft 21 .
  • the circumferential direction D1, the radial direction D2, and the axial direction D3 are orthogonal to each other.
  • one direction of the axial direction D3 is defined as upward, and the other direction is defined as downward.
  • the term “outer side” means the side farther from the center of the motor 1 along the radial direction D2 with respect to a certain object
  • the term “inner side” means the side farther from the center of the motor 1 along the radial direction D2 with respect to the same object. means the side closer to the center of the motor 1 along.
  • a rotor shaft 21 is arranged at the center of the motor 1 when viewed from the axial direction D3.
  • the stator 3 includes a plurality of (nine in FIG. 2) tooth blocks TB1.
  • a plurality of tooth blocks TB1 have the same configuration.
  • Each of the plurality of tooth blocks TB1 has teeth 4, insulators 5, windings 6, and insulating sheets 7. The surfaces of teeth 4 are covered with insulators 5 , and windings 6 are wound around teeth 4 from above insulators 5 .
  • the stator 3 is formed by coupling the plurality of tooth blocks TB1 to each other.
  • a plurality of tooth blocks TB1 are annularly coupled to surround the rotor 2 .
  • the teeth 4 are made of a magnetic material.
  • the tooth 4 includes a trunk portion 41 , two outer protrusions 42 and two inner protrusions 43 .
  • the tooth 4 has an outer peripheral surface 4a and an inner peripheral surface 4b along the circumferential direction D1. That is, the outer peripheral surface 4 a is the outer surface of the tooth 4 , and the inner peripheral surface 4 b is the inner surface of the tooth 4 .
  • the tooth 4 has an outer side surface 4c and an inner side surface 4d between the outer peripheral surface 4a and the inner peripheral surface 4b. In two adjacent teeth 4, the outer side surfaces 4c are in contact with each other, and a space is formed between the inner side surfaces 4d.
  • drum 41 is a rectangular parallelepiped shape, for example.
  • the trunk portion 41 extends in the radial direction D2.
  • the two outer protrusions 42 include the outer peripheral surface 4a and protrude from the side portion of the body portion 41 along the circumferential direction D1. That is, the two outer protrusions 42 are formed in the vicinity of the outer end of the trunk portion 41 .
  • the two outer protrusions 42 protrude in opposite directions.
  • the two inner protrusions 43 include the inner peripheral surface 4b and protrude from the side portion of the body portion 41 along the circumferential direction D1.
  • the two inner protrusions 43 protrude in opposite directions. That is, the two inner protrusions 43 are formed in the vicinity of the body portion 41 including the inner end.
  • each of the outer protrusions 42 is provided with projections and recesses, and is coupled to each other by fitting the projections and recesses. In this manner, two tooth blocks TB1 adjacent to each other are coupled to each other at the outer protrusions 42. As shown in FIG.
  • a slot ST1 is formed between two teeth 4 adjacent to each other. Slot ST1 is hollow. A portion of the insulator 5, a portion of the winding 6, and the insulating sheet 7 are arranged in the slot ST1. The slot ST1 is surrounded by the body 41 of the two teeth 4, the outer protrusion 42, and the inner protrusion 43. As shown in FIG.
  • the insulator 5 shown in FIG. 1 has electrical insulation.
  • the insulator 5 is made of synthetic resin, for example.
  • the insulator 5 is a member with a fixed shape, such as a molded product.
  • the insulator 5 covers at least part of the teeth 4 .
  • part of the insulator 5 is inserted into the slot ST1. Thereby, the insulator 5 is provided so as to surround the body portion 41 of the tooth 4 .
  • FIG. 3 is a perspective view of the insulator 5 of the stator 3 according to Embodiment 1 as viewed from above.
  • FIG. 4 is a perspective view of the insulator 5 of the stator 3 according to Embodiment 1 as seen from below.
  • the insulator 5 has a winding portion 51 , a first flange portion 52 and a second flange portion 53 .
  • the shape of the winding portion 51 is a rectangular parallelepiped. Both end surfaces of the winding portion 51 in the radial direction D2 are open. One end surface (lower surface) of the winding portion 51 in the axial direction D3 is open. The winding portion 51 covers the body portion 41 of the tooth 4 .
  • the winding portion 51 has a first side portion 511 , a second side portion 512 and a top portion 513 .
  • the top portion 513 covers the trunk portion 41 from the axial direction D3. That is, the top portion 513 covers the upper surface of the trunk portion 41 .
  • the first side portion 511 and the second side portion 512 face each other in the circumferential direction D1.
  • the first side portion 511 and the second side portion 512 protrude from the top portion 513 in the axial direction D3.
  • the first side portion 511 and the second side portion 512 cover the surface of the body portion 41 along the radial direction D2 and the axial direction D3.
  • the lengths of the first side portion 511 and the second side portion 512 in the axial direction D3 are, for example, equal to the thickness of the teeth 4 in the axial direction D3.
  • the first collar portion 52 is connected to the outer edge of the winding portion 51 .
  • the first collar portion 52 has a side piece 521 , a side piece 522 and a main piece 523 .
  • the main piece 523 covers a region of the tooth 4 including at least a portion of the two outer protrusions 42 from the axial direction D3. That is, the main piece 523 partially covers the top surface of the tooth 4 .
  • the side piece 521 and the side piece 522 protrude from the main piece 523 in the axial direction D3.
  • the side piece 521 protrudes from the first side portion 511 in one direction in the circumferential direction D1, and the side piece 522 protrudes from the second side portion 512 in the other direction in the circumferential direction D1.
  • the side piece 521 covers the inner surface of one outer protrusion 42 .
  • the side piece 522 covers the inner surface of the other outer protrusion 42 .
  • the second collar portion 53 is connected to the inner end of the winding portion 51 .
  • the second collar portion 53 has a side piece 531 , a side piece 532 and a main piece 533 .
  • the main piece 533 covers a region including at least a portion of the two inner projections 43 of the teeth 4 from the axial direction D3. That is, the main piece 533 partially covers the upper surface of the tooth 4 .
  • the side piece 531 and the side piece 532 protrude from the main piece 533 in the axial direction D3.
  • the side piece 531 protrudes from the first side portion 511 in one direction in the circumferential direction D1, and the side piece 532 protrudes from the second side portion 512 in the other direction in the circumferential direction D1.
  • the side piece 531 covers the outer surface of one inner protrusion 43 .
  • the side piece 532 covers the outer surface of the other inner protrusion 43 .
  • the first side portion 511, the second side portion 512, the side piece 521, the side piece 522, the side piece 531, and the side piece 532 of the insulator 5 are arranged in the slot ST1, and face the tooth 4. including.
  • the surface facing teeth 4 may not directly face teeth 4 , and another member may be interposed between the facing surface and teeth 4 .
  • an insulating sheet 7 may be interposed between the opposing surface and the teeth 4.
  • Each of the first side portion 511, the second side portion 512, the side piece 521, the side piece 522, the side piece 531, and the side piece 532 is formed in a plate shape, for example.
  • Each of the first side portion 511, the second side portion 512, the side piece 521, the side piece 522, the side piece 531, and the side piece 532 has a plurality of concave portions (groove portions) G1 on the surfaces facing the teeth 4.
  • each of the first side portion 511 and the second side portion 512 has a plurality of recesses G1 on the surface facing the body portion 41, and each of the side pieces 521 and 522 is an outer protrusion.
  • Each of the side piece 531 and the side piece 532 has a plurality of recesses G1 on the surface facing the inner protrusion 43 .
  • Each recess G1 extends in the axial direction D3.
  • the length of each recess G1 in the axial direction D3 is, for example, equal to the length of each of the first side portion 511 and the second side portion 512 in the axial direction D3.
  • the plurality of concave portions G1 are arranged at regular intervals in a direction intersecting the axial direction D3. Lined up.
  • the shape of the recess G1 in a cross section perpendicular to the axial direction D3 is semicircular.
  • the depth of the recess G1 is preferably about 1/2 of the thickness of the peripheral portion of the recess G1. This makes it easier for the insulator 5 to deform along the recess G1 while ensuring the strength of the insulator 5 . It is preferable that the depth of the recess G1 is, for example, greater than 1 ⁇ 3 of the thickness of the peripheral portion of the recess G1. Also, the depth of the recess G1 is preferably smaller than, for example, 2/3 of the thickness of the peripheral portion of the recess G1.
  • the winding 6 includes, for example, a linear conductor made of copper or a copper alloy, and an insulator covering the conductor.
  • the windings 6 are wound around the body portions 41 of the teeth 4 .
  • An insulator 5 is interposed between the winding 6 and the teeth 4 . That is, the winding 6 is wound around the trunk portion 41 via the insulator 5 .
  • the insulating sheet 7 has electrical insulation.
  • the insulating sheet 7 is, for example, insulating paper or a resin sheet.
  • the insulating sheet 7 deforms more easily than the insulator 5 .
  • the insulating sheet 7 is arranged in the slot ST1. A portion of the insulating sheet 7 is sandwiched between the teeth 4 and the insulator 5 .
  • the insulating sheet 7 includes a first portion 71, a second portion 8 and a third portion 9.
  • the insulating sheet 7 is manufactured in a planar shape, for example, and by folding the insulating sheet 7, the first portion 71, the second portion 8, and the third portion 9 are distinguished from each other along the fold lines.
  • the thickness direction of each portion of the insulating sheet 7 intersects with the axial direction D3.
  • the first portion 71 is sandwiched between the tooth 4 and the insulator 5 . More specifically, first portion 71 is arranged between tooth 4 and winding 6 . Furthermore, the insulator 5 is arranged between the winding 6 and the first portion 71 .
  • the first portion 71 has an intermediate portion 711 , an outer portion 712 and an inner portion 713 .
  • the outer end of the intermediate portion 711 is connected to the outer portion 712
  • the inner end of the intermediate portion 711 is connected to the inner portion 713 .
  • the intermediate portion 711 is in contact with the trunk portion 41 of the tooth 4 .
  • the outer portion 712 is in contact with the outer protrusion 42 of the tooth 4 .
  • the inner portion 713 is in contact with the inner protrusion 43 of the tooth 4 .
  • the second portion 8 is connected to the outer portion 712. That is, the second portion 8 is connected to the first portion 71 at a position apart from the trunk portion 41 of the tooth 4 .
  • the second part 8 covers part of the winding 6 . More specifically, the second portion 8 covers a region of the winding 6 that is distant from the body portion 41 and close to the outer protrusion 42 .
  • Winding 6 is arranged between second portion 8 and intermediate portion 711 . That is, the winding 6 is arranged between the second portion 8 and the body portion 41 .
  • the third portion 9 is connected to the inner portion 713. That is, the third portion 9 is connected to the first portion 71 at a position apart from the body portion 41 of the tooth 4 .
  • a third portion 9 covers part of the winding 6 . More specifically, the third portion 9 covers a region of the winding 6 that is distant from the body portion 41 and close to the inner protrusion 43 .
  • Winding 6 is arranged between third portion 9 and intermediate portion 711 . That is, the winding 6 is arranged between the third portion 9 and the body portion 41 .
  • a second portion 8 and a third portion 9 of the insulating sheet 7 of each tooth block TB1 are arranged between two windings 6 of two tooth blocks TB1 adjacent to each other. This increases the electrical insulation between the two windings 6 compared to the case where neither of the two tooth blocks TB1 has the insulating sheet 7 .
  • Each of the plurality of tooth blocks TB1 is in contact with adjacent tooth blocks TB1 in the circumferential direction D1 in the region where the windings 6 are provided. More specifically, each of the plurality of tooth blocks TB1 is in contact with adjacent tooth blocks TB1 in the circumferential direction D1 within the slot ST1. More specifically, two tooth blocks TB1 adjacent to each other in the circumferential direction D1 are in contact with each other at the second portion 8 and the third portion 9 of the insulating sheet 7 .
  • the insulator 5 of this embodiment has the concave portion G1 on the surface facing the teeth 4 . Therefore, the insulator 5 is easily deformed at the portion where the concave portion G1 is provided, and the above pressure can be relieved by the deformation. As a result, it is possible to reduce the possibility of damage to the insulator 5 and the possibility of occurrence of an abnormality in the pre-stage of damage.
  • the slot ST1 is provided with a molding member M1 for molding the windings 6 . That is, each of the plurality of tooth blocks TB1 preferably further has a molding member M1 for molding the windings 6. As shown in FIG. Mold member M1 has thermal conductivity. The molding member M1 is formed, for example, by solidifying a molding material such as a liquid synthetic resin. In FIG. 1, the mold member M1 is illustrated with dots. As shown in FIG. 1, the molding member M1 is provided at least between the winding 6 and the second portion 8 of the insulating sheet 7 and between the winding 6 and the third portion 9 of the insulating sheet 7. preferably.
  • FIG. 5 is a front cross-sectional view of main parts of a stator 3A according to a first modified example. Configurations similar to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
  • the stator 3A of this first modified example differs from the above-described first embodiment in the shape of each concave portion (groove portion) G1 of the insulator 5. That is, in the first modified example, the shape of the recess G1 in the cross section perpendicular to the axial direction D3 is triangular. The recess G1 extends in the axial direction D3.
  • the insulator 5 can relieve the pressure, thereby reducing the possibility of damage.
  • FIG. 6 is a front cross-sectional view of main parts of a stator 3B according to a second modification. Configurations similar to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
  • the stator 3B of this second modified example differs from the above-described first embodiment in the shape of each recessed portion (groove portion) G1 of the insulator 5 . That is, in the second modified example, the shape of the recess G1 in the cross section orthogonal to the axial direction D3 is trapezoidal. The recess G1 extends in the axial direction D3.
  • the insulator 5 can relieve the pressure, thereby reducing the possibility of damage.
  • the recesses G1 may not be provided on all surfaces facing the teeth 4 . That is, the recess G1 may be provided in one or more of the first side portion 511, the second side portion 512, the side piece 521, the side piece 522, the side piece 531, and the side piece 532 of the insulator 5. .
  • the concave portion G1 is provided over the entire surface facing the tooth 4. It doesn't have to be.
  • the concave portion G1 may be provided only in a part of the surface of the first side portion 511 facing the teeth 4 .
  • the concave portion G1 may be provided only in a part of the surface of the second side portion 512 facing the teeth 4 .
  • the recess G1 is preferably provided at least in a region of the insulator 5 where damage such as cracks is likely to occur.
  • the concave portion G1 is preferably provided at least in a region of the first side portion 511 adjacent to the side piece 521 .
  • the recess G1 is provided at least in a region of the first side portion 511 adjacent to the side piece 531 .
  • the recess G1 is provided at least in a region of the side piece 521 adjacent to the first side portion 511 .
  • the recess G1 is provided at least in a region of the side piece 531 adjacent to the first side portion 511 .
  • the recess G1 is provided at least in a region of the second side portion 512 adjacent to the side piece 522 . It is also preferable that the concave portion G1 is provided at least in a region of the second side portion 512 adjacent to the side piece 532 . It is also preferable that the recess G1 is provided at least in a region of the side piece 522 adjacent to the second side portion 512 . It is also preferable that the recess G1 is provided at least in a region of the side piece 532 adjacent to the second side portion 512 .
  • the number of recesses G1 is not limited to a plurality, and the insulator 5 may be provided with one or more recesses G1.
  • a part of the mold member M1 may be provided inside the recess G1.
  • the mold member M1 is preferably softer than the insulator 5 in order to help deform the insulator 5 due to pressure.
  • the shape of the insulator 5 is not limited to the shape shown in the first embodiment.
  • the insulator 5 includes a first member and a second member, and the first member covers the teeth 4 from one side (top) in the axial direction D3, The second member may be put on so as to cover the teeth 4 .
  • the insulator 5 may be integrally molded with the teeth 4 .
  • the insulating sheet 7 may be arranged between the winding 6 and the insulator 5.
  • the insulating sheet 7 is not an essential component.
  • the rotor 2 is arranged inside the stator 3 .
  • the stator 3 may be arranged inside the rotor 2 .
  • the motor 1 is not limited to the inner rotor type, and may be of the outer rotor type.
  • tooth blocks TB1 are individually manufactured and then combined.
  • a plurality of tooth blocks TB1 may be manufactured so as to be arranged in a C-shape as a whole, and then the tooth blocks TB1 at both ends may be joined together to manufacture a plurality of tooth blocks TB1 so as to be arranged in an annular shape. .
  • the number of tooth blocks TB1 is not limited to nine. Also, the shape of the teeth 4 can be changed as appropriate.
  • the mutually facing inner protrusions 43 of two tooth blocks TB1 adjacent to each other may be coupled to each other.
  • Two teeth blocks TB1 adjacent to each other need only be joined at least one of the outer projection 42 and the inner projection 43 .
  • a holding member for holding the plurality of tooth blocks TB1 may be provided on the inner peripheral surface or the outer peripheral surface of the plurality of tooth blocks TB1.
  • the tooth 4 does not have to have the two inner protrusions 43 .
  • the stator 3 may be provided in the generator.
  • FIG. 7 is a bottom perspective view of the insulator 5C of the stator 3 according to the second embodiment. Configurations similar to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted. Note that the configuration (including modifications) of the first embodiment may be applied to the second embodiment as appropriate.
  • the stator 3 of this embodiment differs from that of Embodiment 1 described above in terms of the arrangement and shape of the recess G1 of the insulator 5C. That is, in the present embodiment, the insulator 5C has a plurality of recesses G1, and the plurality of recesses G1 are scattered in plan view.
  • first side portion 511, the second side portion 512, the side piece 521, the side piece 522, the side piece 531, and the side piece 532 are each dotted with a plurality of recesses G1.
  • Planar view WHEREIN The shape of each recessed part G1 is circular.
  • the shape of the recess G1 in a cross section orthogonal to the axial direction D3 is, for example, semicircular.
  • the three-dimensional shape of each recess G1 is, for example, a columnar shape.
  • the insulator 5C can relieve the pressure, thereby reducing the possibility of damage.
  • Modification of Embodiment 2 Modifications of the second embodiment are listed below. The following modified examples may be implemented in combination as appropriate. Further, the following modifications may be realized by appropriately combining with each modification of the first embodiment.
  • the three-dimensional shape of the concave portion G1 is not limited to a cylindrical shape, and may be, for example, a hemispherical shape, an elliptical cylindrical shape, a conical shape, or a truncated conical shape.
  • the recesses G ⁇ b>1 do not have to be provided on all surfaces facing the teeth 4 . That is, the recess G1 may be provided in one or more of the first side portion 511, the second side portion 512, the side piece 521, the side piece 522, the side piece 531, and the side piece 532 of the insulator 5C. .
  • the stator (3, 3A, 3B) includes a plurality of tooth blocks (TB1) arranged in a ring.
  • Each of the plurality of tooth blocks (TB1) has teeth (4), insulators (5, 5C), and windings (6).
  • Teeth (4) extend in the radial direction (D2).
  • the insulators (5, 5C) have electrical insulation.
  • Insulators (5, 5C) cover at least part of the teeth (4).
  • a winding (6) is wound around insulators (5, 5C).
  • the insulators (5, 5C) include surfaces facing the teeth (4).
  • the insulators (5, 5C) have recesses (G1) on their facing surfaces.
  • the insulators (5, 5C) have the recesses (G1), when pressure is applied to the insulators (5, 5C), the insulators (5, 5C) move along the recesses (G1). It is easy to deform. This allows the insulators (5, 5C) to relieve the pressure and reduce the possibility of damage to the insulators (5, 5C).
  • the recess (G1) is a groove extending in the axial direction.
  • the axial direction (D3) is perpendicular to both the circumferential direction (D1) in which the plurality of tooth blocks (TB1) are arranged and the radial direction (D2).
  • the insulator (5) easily relieves the pressure.
  • the shape of the groove (recess G1) in the cross section orthogonal to the axial direction (D3) is triangular.
  • the insulator (5) easily relieves the pressure.
  • the shape of the groove (recess G1) in the cross section orthogonal to the axial direction (D3) is trapezoidal.
  • the insulator (5) easily relieves the pressure.
  • the shape of the groove (recess G1) in the cross section perpendicular to the axial direction (D3) is semicircular.
  • the insulator (5) easily relieves the pressure.
  • the insulator (5C) has a plurality of recesses (G1) in the first aspect. In plan view, the plurality of recesses (G1) are scattered.
  • the insulator (5C) can relax the pressure while ensuring the strength of the insulator (5C).
  • each of the plurality of tooth blocks (TB1) molds the winding (6). It further comprises a mold member (M1).
  • the winding (6) can release heat to the teeth (4) via the mold member (M1). That is, it is possible to improve the efficiency of heat radiation from the windings (6) to the teeth (4).
  • each of the plurality of tooth blocks (TB1) is provided with the winding (6).
  • the teeth block (TB1) is in contact with adjacent teeth blocks (TB1) in the circumferential direction (D1).
  • the circumferential direction (D1) is the direction in which a plurality of tooth blocks (TB1) are arranged.
  • the pressure that the insulators (5, 5C) receive from the adjacent tooth blocks (TB1) can be relieved by the recesses (G1).
  • Configurations other than the first aspect are not essential to the stator (3, 3A, 3B) and can be omitted as appropriate.
  • a motor (1) according to a ninth aspect includes a stator (3, 3A, 3B) according to any one of the first to eighth aspects, and a rotor (2).
  • the rotor (2) has a rotor shaft (21). The rotor (2) rotates relative to the stator (3, 3A, 3B).
  • stator and motor of the present disclosure it is possible to reduce the possibility of damage to the insulator of the stator. This makes it possible to obtain a highly reliable stator and motor. That is, the stator and motor of the present disclosure are industrially useful.

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Abstract

インシュレータが損傷する可能性を低減させることを目的とする。ステータ(3)は、環状に並んだ複数のティースブロック(TB1)を備える。複数のティースブロック(TB1)の各々は、ティース(4)と、インシュレータ(5)と、巻線(6)と、を有する。ティース(4)は、径方向(D2)に延びている。インシュレータ(5)は、電気絶縁性を有する。インシュレータ(5)は、ティース(4)の少なくとも一部を覆う。巻線(6)は、インシュレータ(5)に巻かれている。インシュレータ(5)は、ティース(4)との対向面を含む。インシュレータ(5)は、対向面に、凹部(G1)を有する。

Description

ステータ及びモータ
 本開示は一般にステータ及びモータに関し、より詳細には、ティースと、ティースの少なくとも一部を覆うインシュレータと、を備えるステータ、及び、このステータを備えるモータに関する。
 特許文献1に記載のモータ用ステータは、モータを構成するステータコアのティースのスロット壁面に絶縁紙が配設され、該絶縁紙を介してティース周りにコイルが形成されてなる。絶縁紙におけるスロット壁面側の表面もしくはコイル側の表面の少なくとも一方には、相互に連続する凹部と凸部が形成されている。凹部は冷却媒体流路となっている。
特開2018-078764号公報
 特許文献1に記載されたようなステータにおいて、ティースの周りには、電気絶縁性のインシュレータが設けられる場合がある。
 本開示は、インシュレータが損傷する可能性を低減させることができるステータ及びモータを提供することを目的とする。
 本開示の一態様に係るステータは、環状に並んだ複数のティースブロックを備える。前記複数のティースブロックの各々は、ティースと、インシュレータと、巻線と、を有する。前記ティースは、径方向に延びている。前記インシュレータは、電気絶縁性を有する。前記インシュレータは、前記ティースの少なくとも一部を覆う。前記巻線は、前記インシュレータに巻かれている。前記インシュレータは、前記ティースとの対向面を含む。前記インシュレータは、前記対向面に、凹部を有する。
 本開示の一態様に係るモータは、前記ステータと、ロータと、を備える。前記ロータは、ロータシャフトを有する。前記ロータは、前記ステータに対して回転する。
 本開示は、インシュレータが損傷する可能性を低減させることができるという利点がある。
図1は、実施形態1に係るステータの要部の正断面図(後述)である。 図2は、同上のステータを備えるモータの正面図である。 図3は、同上のステータのインシュレータを上方から見た斜視図である。 図4は、同上のステータのインシュレータを下方から見た斜視図である。 図5は、第一変形例に係るステータの要部の正断面図である。 図6は、第二変形例に係るステータの要部の正断面図である。 図7は、実施形態2に係るステータのインシュレータを下方から見た斜視図である。
 以下、実施形態に係るステータ及びモータについて、図面を用いて説明する。ただし、下記の実施形態は、本開示の様々な実施形態の1つに過ぎない。下記の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、下記の実施形態において説明する各図は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
 (実施形態1)
 (概要)
 図1は、実施形態1に係るステータ3の要部の正断面図である。図2は、実施形態1に係るステータ3を備えるモータ1の正面図である。なお、正断面図とは、モータを軸方向D3に垂直な平面で切ったときの断面図のことである。なお、ロータシャフト21は、円柱形状を有する。「軸方向」とは、ロータシャフト21の回転軸に平行な方向である。また、以下に示すが、「径方向」とは、ロータシャフト21の中心からロータシャフト21の側面へ向かう方向である。「周方向」とは、ロータシャフトの回転方向である。軸方向、径方向および周方向は、互いに直交する。
 図1、図2に示すように、本実施形態のステータ3は、環状に並んだ複数のティースブロックTB1を備える。複数のティースブロックTB1の各々は、ティース4と、インシュレータ5と、巻線6と、を有する。ただし、図2ではインシュレータ5、巻線6及び後述の絶縁シート7の図示を省略している。
 ティース4は、径方向D2に延びている。インシュレータ5は、電気絶縁性を有する。インシュレータ5は、ティース4の少なくとも一部を覆う。巻線6は、インシュレータ5に巻かれている。インシュレータ5は、ティース4との対向面を含む。インシュレータ5は、対向面に、凹部G1を有する。
 本実施形態によれば、インシュレータ5は凹部G1を有するので、インシュレータ5に圧力が加えられた場合に、インシュレータ5が凹部G1に沿って変形しやすい。これにより、インシュレータ5は圧力を緩和することができ、インシュレータ5が損傷する可能性を低減できる。よって、インシュレータ5の損傷に伴うインシュレータ5の電気的な絶縁性能の低下を抑制できる。
 インシュレータ5の損傷とは、例えば、クラックの発生、欠け、及び、破断等である。また、インシュレータ5が凹部G1を有することにより、インシュレータ5の損傷の前段階の異常が発生する可能性をも低減できる。インシュレータ5の損傷の前段階の異常とは、例えば、インシュレータ5の白化である。インシュレータ5の白化とは、インシュレータ5の表面の色が白くなる現象である。インシュレータ5の白化は、インシュレータ5に局所的な応力が加わり、インシュレータ5を構成する材料の組織が変形することで生じる。
 本実施形態では、凹部G1は、軸方向D3に延びた溝部である。軸方向D3は、複数のティースブロックTB1が並ぶ周方向D1及び径方向D2の両方と直交する。
 (詳細)
 以下、本実施形態のステータ3について、より詳細に説明する。
 (1)モータ
 図2に示すように、ステータ3は、モータ1に備えられる。モータ1は、ステータ3と、ロータ2と、を備える。ロータ2は、ロータシャフト21を有する。ロータ2は、ステータ3に対して回転する。また、モータ1は、モータハウジングを更に備えていてもよい。モータハウジングは、ステータ3と、ロータ2と、を収容する。
 (2)ロータ
 ロータ2は、例えば、図2に示すように、ロータコア20と、ロータシャフト21と、複数(図2では6つ)の永久磁石22と、を有する。
 ロータコア20は、磁性材料により形成されている。ロータコア20の形状は、円柱状である。ロータコア20は、その中心に、ロータシャフト21が通された第1貫通孔を有する。また、ロータコア20は、第1貫通孔の周りに、複数の永久磁石22が挿入された複数の第2貫通孔を有する。複数の永久磁石22は、例えば、ロータシャフト21の軸方向から見て、ロータシャフト21を中心として放射状に配置される。ステータ3の巻線6(コイル)から発生する磁束と複数の永久磁石22との間の電磁気的相互作用により、ロータ2がステータ3に対して回転する。
 本実施形態で言う周方向D1は、ロータ2の回転方向と一致している。また、本実施形態で言う径方向D2は、ロータシャフト21の径方向と一致している。さらに、本実施形態で言う軸方向D3は、ロータシャフト21の軸方向と一致している。周方向D1と径方向D2と軸方向D3とは、互いに直交する。また、本実施形態および以下に示す実施形態では、軸方向D3の一方向を上と規定し、他方向を下と規定する。また、本実施形態および以下に示す実施形態で言う外側とは、ある対象物について径方向D2に沿ってモータ1の中心から遠い側を意味し、内側とは、同じ対象物について径方向D2に沿ってモータ1の中心に近い側を意味する。軸方向D3から見て、モータ1の中心にはロータシャフト21が配置されている。
 (3)ステータ
 図1、図2に示すように、ステータ3は、複数(図2では9つ)のティースブロックTB1を備える。複数のティースブロックTB1は、それぞれ同一の構成を有している。
 複数のティースブロックTB1の各々は、ティース4と、インシュレータ5と、巻線6と、絶縁シート7と、を有する。ティース4の表面がインシュレータ5に覆われ、さらに、インシュレータ5の上から、ティース4に巻線6が巻かれる。その後、複数のティースブロックTB1が互いに結合されることにより、ステータ3が形成される。複数のティースブロックTB1は、ロータ2を囲むように環状に結合されている。
 (4)ティース
 ティース4は、磁性材料により形成されている。ティース4は、胴部41と、2つの外突部42と、2つの内突部43と、を含む。ティース4は、周方向D1に沿って外周面4aと内周面4bとを有する。すなわち、外周面4aは、ティース4の外側の面であり、内周面4bは、ティース4の内側の面である。また、ティース4は、外周面4aと内周面4bとの間に外側面4cと内側面4dとを有する。隣接する2つのティース4において、外側面4cは接し、内側面4dの間には空間が形成される。胴部41の形状は、例えば、直方体状である。胴部41は、径方向D2に延びている。2つの外突部42は、外周面4aを含みかつ胴部41の側部から周方向D1に沿って突出している。すなわち、2つの外突部42は、胴部41の外端部を含む近傍に形成されている。2つの外突部42は、互いに反対向きに突出している。2つの内突部43は、内周面4bを含みかつ胴部41の側部から周方向D1に沿って突出している。2つの内突部43は、互いに反対向きに突出している。すなわち、2つの内突部43は、胴部41の内端部を含む近傍に形成されている。
 ティースブロックTB1の外突部42と、このティースブロックTB1に隣り合うティースブロックTB1の外突部42とは、互いに結合されている。例えば、各外突部42には凹凸が設けられており、凹凸の嵌め合いにより、互いに結合されている。このように、互いに隣り合う2つのティースブロックTB1は、外突部42において互いに結合されている。
 ティースブロックTB1の内突部43と、このティースブロックTB1に隣り合うティースブロックTB1の内突部43とは、互いに対向している。
 互いに隣り合う2つのティース4の間には、スロットST1が形成されている。スロットST1は、空洞である。スロットST1には、インシュレータ5の一部と、巻線6の一部と、絶縁シート7と、が配置される。スロットST1は、2つのティース4の胴部41と、外突部42と、内突部43と、に囲まれている。
 (5)インシュレータ
 図1に示すインシュレータ5は、電気絶縁性を有する。インシュレータ5は、例えば、合成樹脂を材料として形成されている。インシュレータ5は、形の定まった部材であり、例えば、成形品である。インシュレータ5は、ティース4の少なくとも一部を覆う。
 また、インシュレータ5の一部は、スロットST1に挿入されている。これにより、インシュレータ5はティース4の胴部41を囲むように設けられている。
 図3は、実施形態1に係るステータ3のインシュレータ5を上方から見た斜視図である。図4は、実施形態1に係るステータ3のインシュレータ5を下方から見た斜視図である。図3、図4に示すように、インシュレータ5は、巻回部51と、第1鍔部52と、第2鍔部53と、を有する。
 巻回部51の形状は、直方体状である。巻回部51のうち、径方向D2の両端面は、開口している。また、巻回部51のうち、軸方向D3の一端面(下面)は、開口している。巻回部51は、ティース4の胴部41を覆う。
 巻回部51は、第1側部511と、第2側部512と、頂部513と、を有する。頂部513は、胴部41を軸方向D3から覆う。つまり、頂部513は、胴部41の上面を覆う。第1側部511及び第2側部512は、周方向D1において互いに対向している。第1側部511及び第2側部512は、頂部513から軸方向D3に突出している。第1側部511及び第2側部512は、胴部41のうち径方向D2及び軸方向D3に沿った面を覆う。軸方向D3における第1側部511及び第2側部512の長さは、例えば、軸方向D3におけるティース4の厚さと等しい。
 第1鍔部52は、巻回部51の外側の端につながっている。第1鍔部52は、側片521と、側片522と、主片523と、を有する。主片523は、ティース4のうち2つの外突部42の少なくとも一部を含む領域を、軸方向D3から覆う。つまり、主片523は、ティース4の上面の一部を覆う。側片521及び側片522は、主片523から軸方向D3に突出している。また、側片521は、第1側部511から周方向D1の一方向に突出しており、側片522は、第2側部512から周方向D1の他方向に突出している。側片521は、一方の外突部42の内側の面を覆う。側片522は、他方の外突部42の内側の面を覆う。
 第2鍔部53は、巻回部51の内側の端につながっている。第2鍔部53は、側片531と、側片532と、主片533と、を有する。主片533は、ティース4のうち2つの内突部43の少なくとも一部を含む領域を、軸方向D3から覆う。つまり、主片533は、ティース4の上面の一部を覆う。側片531及び側片532は、主片533から軸方向D3に突出している。また、側片531は、第1側部511から周方向D1の一方向に突出しており、側片532は、第2側部512から周方向D1の他方向に突出している。側片531は、一方の内突部43の外側の面を覆う。側片532は、他方の内突部43の外側の面を覆う。
 インシュレータ5のうち、第1側部511、第2側部512、側片521、側片522、側片531、及び、側片532は、スロットST1に配置されており、ティース4との対向面を含む。インシュレータ5において、ティース4との対向面は、ティース4に直接対向していなくてもよく、対向面とティース4との間に別の部材が介在していてもよい。例えば、図1に示すように、対向面とティース4との間に絶縁シート7が介在していてもよい。
 第1側部511、第2側部512、側片521、側片522、側片531、及び、側片532の各々は、例えば、板状に形成されている。第1側部511、第2側部512、側片521、側片522、側片531、及び、側片532の各々は、ティース4との対向面に、複数の凹部(溝部)G1を有する。より詳細には、第1側部511及び第2側部512の各々は、胴部41との対向面に複数の凹部G1を有し、側片521及び側片522の各々は、外突部42との対向面に複数の凹部G1を有し、側片531及び側片532の各々は、内突部43との対向面に複数の凹部G1を有する。各凹部G1は、軸方向D3に延びている。軸方向D3における各凹部G1の長さは、例えば、軸方向D3における第1側部511及び第2側部512の各々の長さと等しい。第1側部511、第2側部512、側片521、側片522、側片531、及び、側片532の各々において、複数の凹部G1は、軸方向D3と交差する方向に等間隔に並んでいる。
 図1に示すように、軸方向D3と直交する断面における凹部G1の形状は、半円状である。
 凹部G1の深さは、凹部G1の周縁部の厚さの1/2程度が好ましい。これにより、インシュレータ5の強度を確保しつつ、インシュレータ5が凹部G1に沿って変形しやすくなる。凹部G1の深さは、例えば、凹部G1の周縁部の厚さの1/3より大きいことが好ましい。また、凹部G1の深さは、例えば、凹部G1の周縁部の厚さの2/3より小さいことが好ましい。
 (6)巻線
 巻線6は、例えば、銅又は銅合金等を材料として形成された線状の導体と、導体を被覆する絶縁体と、を含む。巻線6は、ティース4の胴部41に巻かれている。巻線6とティース4との間には、インシュレータ5が介在している。つまり、巻線6は、インシュレータ5を介して胴部41に巻かれている。
 (7)絶縁シート
 絶縁シート7は、電気絶縁性を有する。絶縁シート7は、例えば、絶縁紙又は樹脂シートである。絶縁シート7は、インシュレータ5よりも変形しやすい。絶縁シート7は、スロットST1に配置されている。絶縁シート7の一部は、ティース4とインシュレータ5との間に挟まれている。
 図1に示すように、絶縁シート7は、第1部分71と、第2部分8と、第3部分9と、を含む。絶縁シート7は、例えば、平面形状に製造されて、絶縁シート7を折り曲げることで、折り目を境界として、第1部分71と、第2部分8と、第3部分9と、の区別が生じる。絶縁シート7の各部位の厚さ方向は、軸方向D3と交差する。
 第1部分71は、ティース4とインシュレータ5との間に挟まれている。より詳細には、第1部分71は、ティース4と巻線6との間に配置されている。さらに、インシュレータ5は、巻線6と第1部分71との間に配置されている。
 第1部分71は、中間部711と、外側部712と、内側部713と、を有する。中間部711の外側の端に、外側部712がつながっており、中間部711の内側の端に、内側部713がつながっている。中間部711は、ティース4の胴部41に接触している。外側部712は、ティース4の外突部42に接触している。内側部713は、ティース4の内突部43に接触している。
 第2部分8は、外側部712につながっている。すなわち、第2部分8は、ティース4の胴部41より離れた位置において第1部分71につながっている。第2部分8は、巻線6の一部を覆う。より詳細には、第2部分8は、巻線6のうち胴部41より離れた領域で、かつ外突部42に近い領域を覆う。巻線6は、第2部分8と中間部711との間に配置されている。つまり、巻線6は、第2部分8と胴部41との間に配置されている。
 第3部分9は、内側部713につながっている。すなわち、第3部分9は、ティース4の胴部41より離れた位置において第1部分71につながっている。第3部分9は、巻線6の一部を覆う。より詳細には、第3部分9は、巻線6のうち胴部41より離れた領域で、かつ内突部43に近い領域を覆う。巻線6は、第3部分9と中間部711との間に配置されている。つまり、巻線6は、第3部分9と胴部41との間に配置されている。
 互いに隣り合う2つのティースブロックTB1の2つの巻線6の間には、各ティースブロックTB1の絶縁シート7の第2部分8及び第3部分9が配置されている。これにより、2つのティースブロックTB1のいずれも絶縁シート7を有していない場合と比較して、2つの巻線6の間の電気絶縁性が高まる。
 複数のティースブロックTB1の各々は、巻線6が設けられた領域において、周方向D1に隣り合うティースブロックTB1に接触している。より詳細には、複数のティースブロックTB1の各々は、スロットST1内において、周方向D1に隣り合うティースブロックTB1に接触している。更に詳細には、周方向D1に互いに隣り合う2つのティースブロックTB1は、絶縁シート7の第2部分8及び第3部分9において互いに接触している。
 互いに隣り合う2つのティースブロックTB1は、外突部42において互いに結合される。これにより、巻線6が設けられた領域において互いに接触し、各ティースブロックTB1の巻線6に圧力が加えられる。この圧力により、インシュレータ5が変形しようとする可能性がある。場合によっては、この圧力により、インシュレータ5が損傷する可能性もある。
 しかしながら、本実施形態のインシュレータ5は、ティース4との対向面に凹部G1を有する。そのため、インシュレータ5は凹部G1が設けられた部位において変形しやすく、変形することにより、上記の圧力を緩和させることができる。その結果、インシュレータ5が損傷する可能性、及び、損傷の前段階の異常が発生する可能性を低減させることができる。
 (8)モールド部材
 スロットST1には、巻線6をモールドするモールド部材M1が設けられていることが好ましい。すなわち、複数のティースブロックTB1の各々は、巻線6をモールドするモールド部材M1を更に有することが好ましい。モールド部材M1は、熱伝導性を有する。モールド部材M1は、例えば、液状の合成樹脂等のモールド材を固化することで形成される。図1では、モールド部材M1にドットを付して図示している。図1に示すように、モールド部材M1は、少なくとも巻線6と絶縁シート7の第2部分8との間、及び、巻線6と絶縁シート7の第3部分9との間に設けられていることが好ましい。
 ティースブロックTB1がモールド部材M1を有することにより、巻線6で発生する熱を、モールド部材M1を介してティース4へ逃がすことができる。
 (実施形態1の第一変形例)
 以下、実施形態1の第一変形例に係るステータ3Aについて、図5を用いて説明する。図5は、第一変形例に係るステータ3Aの要部の正断面図である。実施形態1と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
 本第一変形例のステータ3Aは、インシュレータ5の各凹部(溝部)G1の形状において上述の実施形態1と相違する。すなわち、本第一変形例において、軸方向D3と直交する断面における凹部G1の形状は、三角形状である。凹部G1は、軸方向D3に延びている。
 本第一変形例でも、上述の実施形態1と同様に、インシュレータ5は、圧力を緩和することができ、これにより、損傷の可能性を低減できる。
 (実施形態1の第二変形例)
 以下、実施形態1の第二変形例に係るステータ3Bについて、図6を用いて説明する。図6は、第二変形例に係るステータ3Bの要部の正断面図である。実施形態1と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
 本第二変形例のステータ3Bは、インシュレータ5の各凹部(溝部)G1の形状において上述の実施形態1と相違する。すなわち、本第二変形例において、軸方向D3と直交する断面における凹部G1の形状は、台形状である。凹部G1は、軸方向D3に延びている。
 本第二変形例でも、上述の実施形態1と同様に、インシュレータ5は、圧力を緩和することができ、これにより、損傷の可能性を低減できる。
 (実施形態1の第三変形例)
 以下の第三変形例では、凹部G1をいずれの領域に設けるかに関する変形例を列挙する。実施形態1と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
 インシュレータ5において、凹部G1は、ティース4との全ての対向面に設けられていなくてもよい。つまり、凹部G1は、インシュレータ5の第1側部511、第2側部512、側片521、側片522、側片531、及び、側片532のうち1つ以上に設けられていればよい。
 また、第1側部511、第2側部512、側片521、側片522、側片531、及び、側片532の各々において、凹部G1はティース4との対向面の全体に設けられていなくてもよい。例えば、第1側部511におけるティース4との対向面のうち、一部の領域にのみ、凹部G1が設けられていてもよい。また、第2側部512におけるティース4との対向面のうち、一部の領域にのみ、凹部G1が設けられていてもよい。
 凹部G1は、少なくとも、インシュレータ5のうちクラック等の損傷が発生しやすい領域に設けられていることが好ましい。例えば、凹部G1は、少なくとも、第1側部511のうち側片521と隣接する領域に設けられていることが好ましい。凹部G1は、少なくとも、第1側部511のうち側片531と隣接する領域に設けられていることも好ましい。凹部G1は、少なくとも、側片521のうち第1側部511と隣接する領域に設けられていることも好ましい。凹部G1は、少なくとも、側片531のうち第1側部511と隣接する領域に設けられていることも好ましい。
 また、凹部G1は、少なくとも、第2側部512のうち側片522と隣接する領域に設けられていることが好ましい。凹部G1は、少なくとも、第2側部512のうち側片532と隣接する領域に設けられていることも好ましい。凹部G1は、少なくとも、側片522のうち第2側部512と隣接する領域に設けられていることも好ましい。凹部G1は、少なくとも、側片532のうち第2側部512と隣接する領域に設けられていることも好ましい。
 (実施形態1のその他の変形例)
 以下、実施形態1のその他の変形例を列挙する。以下の変形例は、適宜組み合わせて実現されてもよい。また、以下の変形例は、上述の各変形例と適宜組み合わせて実現されてもよい。
 凹部G1の個数は、複数個に限定されず、インシュレータ5には、1つ以上の凹部G1が設けられていればよい。
 モールド部材M1の一部が、凹部G1内に設けられていてもよい。この場合、圧力によるインシュレータ5の変形を助けるために、モールド部材M1はインシュレータ5よりも柔らかいことが好ましい。
 インシュレータ5の形状は、実施形態1で示した形状に限定されない。例えば、インシュレータ5は、第1部材と、第2部材と、を含み、軸方向D3の一方(上)から第1部材がティース4を覆うように被せられ、軸方向D3の他方(下)から第2部材がティース4を覆うように被せられてもよい。あるいは、インシュレータ5は、ティース4と一体成形されてもよい。
 絶縁シート7は、巻線6とインシュレータ5との間に配置されていてもよい。
 ステータ3において、絶縁シート7は必須の構成ではない。
 実施形態1では、ロータ2がステータ3の内側に配置されている。これに対して、ステータ3がロータ2の内側に配置されていてもよい。つまり、モータ1はインナーロータ型に限らず、アウターロータ型であってもよい。
 複数のティースブロックTB1が個別に製造されてから結合されることは必須ではない。例えば、複数のティースブロックTB1が全体としてC字状に並ぶように製造されてから、両端のティースブロックTB1が結合されることで、複数のティースブロックTB1が環状に並ぶように製造されてもよい。
 ティースブロックTB1の個数は、9つに限定されない。また、ティース4の形状は、適宜変更が可能である。
 互いに隣り合う2つのティースブロックTB1の、互いに対向する内突部43が、互いに結合されていてもよい。互いに隣り合う2つのティースブロックTB1は、外突部42及び内突部43のうち少なくとも一方において結合されていればよい。あるいは、複数のティースブロックTB1の内周面又は外周面に、複数のティースブロックTB1を保持する保持部材を設けてもよい。
 ティース4は、2つの内突部43を有していなくてもよい。
 ステータ3は、発電機に備えられてもよい。
 (実施形態2)
 以下、実施形態2に係るステータ3について、図7を用いて説明する。図7は、実施形態2に係るステータ3のインシュレータ5Cを下方から見た斜視図である。実施形態1と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。なお、実施形態1の構成(変形例を含む)は、実施形態2に適宜適用されてもよい。
 本実施形態のステータ3は、インシュレータ5Cの凹部G1の配置及び形状に関して上述の実施形態1と相違する。すなわち、本実施形態において、インシュレータ5Cは、凹部G1を複数有し、平面視において、複数の凹部G1は、点在している。
 より詳細には、第1側部511、第2側部512、側片521、側片522、側片531、及び、側片532の各々において、複数の凹部G1が点在している。平面視において、各凹部G1の形状は、円状である。軸方向D3と直交する断面における凹部G1の形状は、例えば、半円状である。各凹部G1の立体形状は、例えば、円柱状である。
 本実施形態でも、上述の実施形態1と同様に、インシュレータ5Cは、圧力を緩和することができ、これにより、損傷の可能性を低減できる。
 (実施形態2の変形例)
 以下、実施形態2の変形例を列挙する。以下の変形例は、適宜組み合わせて実現されてもよい。また、以下の変形例は、実施形態1の各変形例と適宜組み合わせて実現されてもよい。
 凹部G1の立体形状は、円柱状に限定されず、例えば、半球状、楕円柱状、円錐状、又は、円錐台状であってもよい。
 インシュレータ5Cにおいて、凹部G1は、ティース4との全ての対向面に設けられていなくてもよい。つまり、凹部G1は、インシュレータ5Cの第1側部511、第2側部512、側片521、側片522、側片531、及び、側片532のうち1つ以上に設けられていればよい。
 (まとめ)
 以上説明した実施形態等から、以下の態様が開示されている。
 第1の態様に係るステータ(3、3A、3B)は、環状に並んだ複数のティースブロック(TB1)を備える。複数のティースブロック(TB1)の各々は、ティース(4)と、インシュレータ(5、5C)と、巻線(6)と、を有する。ティース(4)は、径方向(D2)に延びている。インシュレータ(5、5C)は、電気絶縁性を有する。インシュレータ(5、5C)は、ティース(4)の少なくとも一部を覆う。巻線(6)は、インシュレータ(5、5C)に巻かれている。インシュレータ(5、5C)は、ティース(4)との対向面を含む。インシュレータ(5、5C)は、対向面に、凹部(G1)を有する。
 上記の構成によれば、インシュレータ(5、5C)は凹部(G1)を有するので、インシュレータ(5、5C)に圧力が加えられた場合に、インシュレータ(5、5C)が凹部(G1)に沿って変形しやすい。これにより、インシュレータ(5、5C)は圧力を緩和することができ、インシュレータ(5、5C)が損傷する可能性を低減できる。
 また、第2の態様に係るステータ(3、3A、3B)では、第1の態様において、凹部(G1)は、軸方向に延びた溝部である。軸方向(D3)は、複数のティースブロック(TB1)が並ぶ周方向(D1)及び径方向(D2)の両方と直交する。
 上記の構成によれば、インシュレータ(5)が圧力を緩和しやすい。
 また、第3の態様に係るステータ(3A)では、第2の態様において、軸方向(D3)と直交する断面における溝部(凹部G1)の形状は、三角形状である。
 上記の構成によれば、インシュレータ(5)が圧力を緩和しやすい。
 また、第4の態様に係るステータ(3B)では、第2の態様において、軸方向(D3)と直交する断面における溝部(凹部G1)の形状は、台形状である。
 上記の構成によれば、インシュレータ(5)が圧力を緩和しやすい。
 また、第5の態様に係るステータ(3)では、第2の態様において、軸方向(D3)と直交する断面における溝部(凹部G1)の形状は、半円状である。
 上記の構成によれば、インシュレータ(5)が圧力を緩和しやすい。
 また、第6の態様に係るステータ(3、3A、3B)では、第1の態様において、インシュレータ(5C)は、凹部(G1)を複数有する。平面視において、複数の凹部(G1)は、点在している。
 上記の構成によれば、インシュレータ(5C)の強度を確保しつつ、インシュレータ(5C)が圧力を緩和できる。
 また、第7の態様に係るステータ(3、3A、3B)では、第1~6の態様のいずれか1つにおいて、複数のティースブロック(TB1)の各々は、巻線(6)をモールドするモールド部材(M1)を更に有する。
 上記の構成によれば、巻線(6)は、モールド部材(M1)を介してティース(4)へ熱を逃がすことができる。すなわち、巻線(6)からティース(4)への放熱効率の向上を図ることができる。
 また、第8の態様に係るステータ(3、3A、3B)では、第1~7の態様のいずれか1つにおいて、複数のティースブロック(TB1)の各々は、巻線(6)が設けられた領域において、周方向(D1)に隣り合うティースブロック(TB1)に接触している。周方向(D1)は、複数のティースブロック(TB1)が並ぶ方向である。
 上記の構成によれば、インシュレータ(5、5C)が隣り合うティースブロック(TB1)から受ける圧力を、凹部(G1)によって緩和することができる。
 第1の態様以外の構成については、ステータ(3、3A、3B)に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。
 また、第9の態様に係るモータ(1)は、第1~8の態様のいずれか1つに係るステータ(3、3A、3B)と、ロータ(2)と、を備える。ロータ(2)は、ロータシャフト(21)を有する。ロータ(2)は、ステータ(3、3A、3B)に対して回転する。
 上記の構成によれば、インシュレータ(5、5C)が損傷する可能性を低減できる。
 本開示のステータ及びモータによれば、ステータが有するインシュレータが損傷する可能性を低減させることができる。このことにより、信頼性の高いステータ及びモータを得ることができる。すなわち、本開示のステータ及びモータは、産業上有用である。
1 モータ
2 ロータ
3、3A、3B ステータ
4 ティース
5、5C インシュレータ
6 巻線
21 ロータシャフト
D1 周方向
D2 径方向
D3 軸方向
G1 凹部(溝部)
M1 モールド部材
TB1 ティースブロック

Claims (9)

  1.  環状に並んだ複数のティースブロックを備え、
     前記複数のティースブロックの各々は、
      径方向に延びたティースと、
      電気絶縁性を有し前記ティースの少なくとも一部を覆うインシュレータと、
      前記インシュレータに巻かれた巻線と、を有し、
     前記インシュレータは、前記ティースとの対向面を含み、
     前記インシュレータは、前記対向面に、凹部を有する、
     ステータ。
  2.  前記凹部は、前記複数のティースブロックが並ぶ周方向及び前記径方向の両方と直交する軸方向に延びた溝部である、
     請求項1に記載のステータ。
  3.  前記軸方向と直交する断面における前記溝部の形状は、三角形状である、
     請求項2に記載のステータ。
  4.  前記軸方向と直交する断面における前記溝部の形状は、台形状である、
     請求項2に記載のステータ。
  5.  前記軸方向と直交する断面における前記溝部の形状は、半円状である、
     請求項2に記載のステータ。
  6.  前記インシュレータは、前記凹部を複数有し、
     平面視において、前記複数の凹部は、点在している、
     請求項1に記載のステータ。
  7.  前記複数のティースブロックの各々は、前記巻線をモールドするモールド部材を更に有する、
     請求項1~6のいずれか一項に記載のステータ。
  8.  前記複数のティースブロックの各々は、前記巻線が設けられた領域において、前記複数のティースブロックが並ぶ周方向に隣り合うティースブロックに接触している、
     請求項1~7のいずれか一項に記載のステータ。
  9.  請求項1~8のいずれか一項に記載のステータと、
     ロータシャフトを有し、前記ステータに対して回転するロータと、を備える、
     モータ。
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