WO2019146499A1 - Stator of dynamo-electric machine and method for manufacturing stator of dynamo-electric machine - Google Patents
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- H02K15/02—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
Definitions
- the present invention relates to a stator of a rotating electrical machine and a method of manufacturing the stator of the rotating electrical machine.
- the plurality of coil end portions do not interfere with each other. For this reason, the coil end portion has to be long in the axial direction of the rotating electrical machine. Therefore, in the coil end portion, a method in which the stator coil is configured by a plurality of divided coils is used as a method for achieving both the prevention of interference and the shortening of the axial length.
- a gap is required between the inner wall of the slot and the split coil in order to assemble the split coil by inserting the split coil into the slot of the stator core.
- a stator adopting a split coil there is such a gap, and there is a problem that the thermal conductivity between the split coil and the stator core becomes low.
- FIG. 1 In the rotating electrical machine described in Patent Document 1, the stator coil is configured of a plurality of U-shaped divided coils. The split coil inserted into the slot is pressed against the inner wall of the slot by the elastic force of the split coil to increase the thermal conductivity.
- the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is a stator of a rotating electrical machine which can be easily assembled and can ensure good thermal conductivity between a stator coil and a stator core, and
- An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a stator of a rotating electrical machine.
- the stator of the rotating electrical machine according to the present invention is accommodated in an annular stator core, in which a plurality of slots extending in the central axis direction are arranged in the circumferential direction, and in the plurality of slots, from the circumferential dimensions of the plurality of slots ,
- a stator coil having a small circumferential dimension, the stator core having three or more core segments coaxially arranged in contact with each other, and three or more core segments having a circumferential direction of the slot A first divided core group constituted by two or more divided iron cores whose positions coincide with each other, and a second divided iron core group constituted by one or more divided iron cores whose circumferential positions of the slots coincide with each other; , And at least one of the divided cores constituting the second divided core group is disposed between the divided cores constituting the first divided core group, and divided into the second divided core group.
- the position is displaced by a fixed amount in a first direction in the circumferential direction with respect to the circumferential direction position of the slots of the split iron cores constituting the first split core group, and the stator coil is provided in each of the plurality of slots It is in contact with the inner wall in the first direction of the circumferential direction of the slots of the split core forming the first split core group and the inner wall in the second direction of the circumferential direction of the slots of the split core forming the second split core group.
- At least one core segment of the core segments constituting the second core segment group is arranged between core segments constituting the first core segment group.
- the circumferential position of the slots of the split iron cores constituting the second split core group is constant in a first direction in the circumferential direction with respect to the circumferential position of the slots of the split iron cores constituting the first split core group It is displaced.
- the stator coil in each of the plurality of slots, is divided into an inner wall in a first direction in the circumferential direction of the slots of the divided iron cores constituting the first divided iron core group and a second divided iron core group It is in contact with the inner wall in the second direction in the circumferential direction of the slot of the iron core. Therefore, the stator coil of the rotary electric machine according to the present invention can be easily assembled, and can ensure good thermal conductivity between the stator coil and the stator core.
- FIG. 1 It is sectional drawing which shows the rotary electric machine by Embodiment 1 of this invention. It is a top view which shows the axial direction end surface of a stator core. It is a principal part top view which shows a part of axial direction end surface of a stator core. It is a perspective view which shows a part of stator core. It is an enlarged view of the connection part of a stator core. It is a side view of a U-shaped coil. It is a principal part top view of a stator core in the state where an insulating material was inserted. It is a top view of a stator in the state where a coil and insulating material are inserted in a slot.
- FIG. 1 is a cross-sectional view of a rotating electrical machine according to a first embodiment of the present invention.
- the rotating electric machine comprises a frame 1, a stator 2 and a rotor 3.
- the axial direction of the central axis of the stator 2 is referred to as “axial direction”.
- the circumferential direction and radial direction regarding the central axis of the stator 2 are described as "circumferential direction” and "radial direction", respectively.
- the frame 1 has a frame main body 11 having a cylindrical portion and a bottom portion closing the opening of one of the cylindrical portions, and an end plate 12 closing the opening of the frame main body 11. At the bottom of the frame body 11 and the end plate 12, bearings 13 for rotatably holding the rotor 3 are provided.
- the frame body 11 is hollow inside and is formed of metal. Specifically, the material is iron or aluminum.
- the frame body 11 accommodates the stator 2 and the rotor 3 therein.
- the frame 1 plays a role as a transfer path of heat generated in the stator 2 in addition to the role of holding the components housed inside.
- the rotor 3 has a rotation shaft 31 located at the center of the rotor 3, a rotor core 32 fitted and fixed to the outer diameter portion of the rotation shaft 31, and a rotation fixed to the outer peripheral surface of the rotor core 32 A child magnet 33 is provided.
- the rotating shaft 31 is a rod-like member having a circular cross section in which a plurality of diameter portions are formed.
- the rotor 3 is rotatably supported by two bearings 13.
- the rotating shaft 31 is formed in a stepped shape in which the diameter of the portion in which the rotor core 32 is fitted and the portion in which the bearing 13 is fitted is different.
- the portion fitted to the bearing 13 is smaller in diameter than the portion fitted to the rotor core 32.
- the rotating shaft 31 is formed of metal.
- the rotor core 32 is cylindrical, and a hollow portion in which the rotation shaft 31 is fitted is provided at the center.
- a plurality of rotor magnets 33 are arranged at equal angular pitches in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the cylindrical rotor core 32.
- the rotor magnet 33 is a permanent magnet.
- the rotor 3 in which the rotor magnet 33, the rotor core 32, and the rotating shaft 31 are integrally formed is rotated by the action of magnetic force when a current flows through the stator coil 25.
- the rotor 3 may be a form, cage or claw pole type rotor in which permanent magnets are embedded in the rotor core 32.
- the stator 2 has an annular stator core 20 and a stator coil 25.
- the stator 2 is inserted into and fixed to the inside of the cylindrical portion of the frame main body 11 by press fitting, shrink fitting, or the like.
- FIG. 2 is a top view showing an axial end face of the stator core
- FIG. 4 is a perspective view showing a part of the stator core 20 before the stator coil is inserted.
- the stator core 20 is composed of three divided cores 22.
- the divided core 22 includes a first divided core 22 a and a second divided core 22 b which are different in the shape of the ridge portion 222 at the tip of the tooth 221. Specifically, as shown in FIG.
- the stator core 20 includes two first split iron cores 22 a and one second split iron core 22 b in the axial direction of the first split iron cores 22 a and the second split iron cores. 22b, the first split iron cores 22a are arranged in contact with each other and coaxially arranged in this order.
- the first split iron core 22a and the second split iron core 22b are distinguished by subscripts a and b. When collectively referring to components, only reference numerals are used.
- the first divided core 22a is a laminated core configured by laminating only a plurality of first core pieces 23a.
- the second split iron core 22b is a laminated iron core configured by laminating only a plurality of second iron core pieces 23b.
- the first split iron core 22a and the second split iron core 22b respectively have an annular back yoke 220, and a plurality of annular back yokes 220 each extending from the back yoke 220 toward the center of the back yoke 220 and arranged at an equal pitch in the circumferential direction. And a tooth 221.
- the back yoke 220 is in contact with the inner wall of the cylindrical portion of the frame body 11 over the entire outer peripheral surface.
- Each tooth 221 is formed such that the width in the circumferential direction is narrowed toward the inner circumferential side, and a ridge portion 222 protruding to both sides in the circumferential direction is formed at the tip end portion.
- the ridges 222 of the adjacent teeth 221 have a gap and are not in contact with each other.
- Slots 223 extending in a direction parallel to the central axis of stator core 20 are formed by teeth 221 adjacent to each other in the circumferential direction.
- the stator coil 25 is inserted into the slot 223.
- the first divided iron core group 21a is configured by the two first divided iron cores 22a.
- the 2nd divided core group 21b is comprised by one 2nd divided core 22b.
- the circumferential positions of the slots 223 of the first divided core 22a and the second divided core 22b coincide. .
- the circumferential position of the flange portion 222 of the second core segment 22b is displaced in the second direction with respect to the circumferential position of the flange portion 222 of the first core segment 22a.
- the left side in FIG. 4 is the first circumferential direction, and the right side is the second circumferential direction.
- the second divided core 22b is rotated with respect to the first divided core 22a.
- a holding mechanism 28 is provided to the first split iron core 22 a and the second split iron core 22 b.
- the second divided core 22b can be easily rotated to the second position with respect to the first divided core 22a.
- the first split iron core 22a and the second split iron core 22b can be fixed in the second position.
- the holding mechanism 28 includes a connecting portion 224 provided on the back yoke 220 and a connected portion 225 formed on the connecting portion 224.
- the holding mechanism 28 further includes a connecting member 226, which is not shown.
- the connecting member 226 is inserted into the connected portion 225 as described later.
- the connecting portion 224 is a portion formed by extending the back yoke 220 outward in the radial direction on the outer peripheral portion of the back yoke 220.
- FIG. 2 shows split iron cores 22 in which connected portions 225 are provided at three locations in the circumferential direction.
- the coupled portion 225 is a coupling hole into which the coupling member 226 is inserted.
- the first split iron core 22 a and the second split iron core 22 b are slightly different in the shape of the collar portion 222, and are also different in the shapes of the connecting portion 224 and the connected portion 225. That is, the first core piece 23a and the second core piece 23b are different in the shape of the buttocks equivalent portion, the connection portion equivalent portion, and the connected portion equivalent portion.
- the first core piece 23a and the second core piece 23b are configured in the same manner except that the shapes of the buttocks equivalent portion, the connection portion equivalent portion, and the connected portion equivalent portion are different.
- FIG. 3 is a top view of an essential part showing a part of the axial end face of the stator core 20 before the stator coil 25 is inserted.
- the first split iron core 22a is shown by a solid line.
- the second split iron core 22b is shown by a broken line.
- the flange portion 222 of the first divided core 22 a is located on the left side with respect to the circumferential center of the teeth 221 as viewed from the axial direction, that is, in a first direction.
- the ridge portion 222 of the second split iron core 22b is located on the right side with respect to the circumferential center of the teeth 221 as viewed in the axial direction, that is, in the second direction.
- the amount of protrusion in the first direction of the circumferential direction of the ridge portion 222 is larger than the amount of protrusion in the second direction of the circumferential direction of the ridge portion 222 .
- the amount of protrusion in the second direction in the circumferential direction of the ridge portion 222 is larger than the amount of protrusion in the first direction in the circumferential direction of the ridge portion 222.
- the first core piece 23a and the second core piece 23b are respectively punched out of a magnetic steel sheet which is a magnetic thin plate.
- the first core piece 23a and the second core piece 23b are provided with a plurality of uneven fitting portions in which the core pieces are fitted to each other.
- a convex portion is provided on the surface facing in the first axial direction
- a concave portion is provided on the surface facing the second axial direction It is done.
- the convex portion and the concave portion are provided at the same circumferential position and the same radial position.
- the concavo-convex portions are configured to be fitted to each other, and the first core pieces 23a are fitted and fixed to each other.
- the concavo-convex portions are configured to fit with each other, and the second core pieces 23b are fitted and fixed to each other.
- the recess and the protrusion provided on the first core piece 23a and the second core piece 23b are simultaneously provided when punching out the first core piece 23a and the second core piece 23b from the magnetic steel sheet.
- a plurality of recesses and projections are provided in each of the first core piece 23a and the second core piece 23b, and the first core pieces 23a and the second core pieces 23b are firmly fixed to each other.
- the fixation between the first core pieces 23a and between the second core pieces 23b may be welding or bonding.
- the first core piece 23a constituting the first split core 22a has a concave portion and a convex portion except for the first core piece 23a disposed at the end in the first direction of the axial direction of the first split core 22a. It is provided. Although the first core piece 23a arranged at the end of the first divided core 22a in the first direction of the axial direction has a recess in the surface in contact with the first core piece 23a stacked adjacently, The convex part is not provided in the field which is an end face of the 1st division core 22a.
- the second core piece 23b constituting the second split core 22b has a recess and a convex except for the second core piece 23b disposed at the end in the second direction of the axial direction of the second split core 22b.
- the second core piece 23b arranged at the end in the second direction of the axial direction of the second split core 22b is provided with a recess on the surface in contact with the second core piece 23b stacked adjacently
- the convex part is not provided in the field which is an end face of the 2nd division iron core 22b. Thereby, the opposing end faces of the adjacent split iron cores 22 can be in surface contact without interference by the convex portions. Therefore, division
- FIG. 5 is an enlarged view of a connecting portion of the stator core 20.
- the connecting portion of the first split iron core 22a is set to 224a, and the connected portion is set to 225a.
- the connecting portion of the second split iron core 22b is set to 224b, and the connected portion is set to 225b.
- the connecting portion 224a and the connected portion 225a provided on the first split iron core 22a The connection part 224b and the to-be-connected part 225b which were provided in the split iron core 22b are displaced to the 2nd direction of the circumferential direction. That is, when the first split iron core 22a and the second split iron core 22b are stacked so that the slots 223 coincide with each other, the connecting portion 224a and the connecting portion 225a of the first split iron core 22a are displaced in the left direction in FIG. And is shown by a solid line. The connecting portion 224 b and the connected portion 225 b of the second core segment 22 b are displaced to the right in FIG. 5 and are indicated by broken lines.
- the stator coil 25 is composed of a plurality of U-shaped coils 26.
- the stator coil 25 generates a magnetic field that causes the rotor 3 to rotate when current flows.
- FIG. 6 is a side view of the U-shaped coil 26. As shown in FIG.
- the coil 26 has two straight portions 261 and a connecting portion 262 connecting the two straight portions 261.
- the coil 26 is formed of, for example, a linear conductor such as a copper wire, an aluminum wire or the like, which is covered with enamel and coated.
- the connection portion 262 is located on the axially outer side of the stator core 20 to form a coil end portion.
- the coil 26 is inserted into each slot 223 of the stator core 20.
- the two straight portions 261 of the U-shaped coil 26 are inserted into a pair of slots 223 arranged across one or more slots 223.
- four straight portions 261 are inserted in each slot 223.
- the circumferential dimension of the slot 223 is larger than the circumferential dimension of the linear portion 261 of the coil 26. Therefore, a gap is secured between the coil 26 and the inner wall in the circumferential direction of the slot 223. Therefore, it is possible to easily insert the coil 26 into the slot 223.
- the coil 26 to be connected is connected with the end of the coil 26 to form a coil for each phase.
- the stator 2 has an insulating material 27 in addition to the stator core 20 and the stator coil 25.
- FIG. 7 is a top view of relevant parts of the stator core 20 with the insulating material 27 inserted therein.
- the insulating material 27 is fitted in each slot 223.
- the material of the insulating material 27 includes polyimide (PI), polyethylene terephthalate (PET), polyphenylene sulfide (PPS), and the like.
- the insulating material 27 is preferably formed of a material having excellent electrical insulation and thermal conductivity.
- the insulating material 27 electrically insulates between the stator core 20 and the stator coil 25.
- the overlapping portion 27 a when the insulating material 27 is inserted into the slot 223 is disposed on the bottom side of the slot 223.
- the overlapping portion 27 a may be disposed on the opening side of the slot 223.
- the circumferential dimension of the straight portion 261 includes the thickness of the insulating material 27.
- the circumferential dimension of the slot 223 is larger than the circumferential dimension of the linear portion 261
- the circumferential dimension of the slot 223 is the circumferential dimension of the linear portion 261 plus twice the thickness of the insulating material 27 Means greater.
- a plurality of first iron core pieces 23a and second iron core pieces 23b are respectively stacked to produce a first divided iron core 22a and a second divided iron core 22b.
- the first split iron cores 22a and the second split iron cores 22b are arranged alternately in contact with each other with the central axes of the first split iron cores 22a and the second split iron cores 22b aligned.
- the two first split iron cores 22a constitute a first split iron core group 21a.
- one second divided core 22 b constitutes a second divided core group 21 b.
- the first position is a circumferential position of each of the first divided core 22 a and the second divided core 22 b when the stator coil 25 is inserted into each slot 223.
- the first position is the position of the first split iron core 22a and the second split iron core 22b at which the circumferential positions of the slots 223 in all the split iron cores 22 coincide.
- FIG. 8 is a top view of the stator 2 in a state in which the coil 26 and the insulating material 27 are inserted into the slot 223. In the figure, the coil 26 is shown in cross section.
- FIG. 9 is a cross-sectional view of the stator 2 located at the first position. Since the circumferential positions of the slots 223 coincide with each other, and the circumferential dimension of the slots is larger than the circumferential dimension of the linear portions 261, the linear portions 261 of the coil 26 should interfere with the slots 223. Can be inserted easily.
- core segments 22 are rotated.
- the first divided core group 21a constituting the divided core 22 is fixed, and the second divided core group 21b is rotated about the central axis of the divided core 22 by a fixed amount, so that the rotational angular position of the divided core 22 is Two positions.
- the second position is a position where the split core 22 is in the assembled state. Specifically, from the first position where the circumferential positions of all the slots 223 of the first divided core group 21a and the second divided core group 21b coincide with each other, only the second divided core group 21b is used. Is a position displaced by a fixed amount in the first direction in the circumferential direction.
- the inner wall in the first direction in the circumferential direction of all the slots 223 of the first divided core group 21a is in contact with the side surface facing the first direction in the circumferential direction of the linear portion 261 of the coil 26 .
- the inner wall in the second direction in the circumferential direction of all the slots 223 of the second core segment group 21b is in contact with the side surface facing the second direction in the circumferential direction of the linear portion 261 of the coil 26.
- the second divided core group 21a is fixed.
- the core groups 21b are rotated by a fixed amount in the circumferential direction.
- the ridge portions 222 displaced by a fixed amount in the circumferential direction are displaced due to the difference in the shapes of the ridge portions 222 of the first core piece 23a and the second core piece 23b. It is rotated in the circumferential direction so as to reduce the amount, that is, the amount of deviation.
- the shape of the collar portion 22 is designed so as to be magnetically ideal in a state where the amount of displacement of the collar portion 222 is reduced by rotation.
- difference between the ridge parts 222 is lose
- the coils 26 inserted in the slots 223 are alternately pressed from both sides in the circumferential direction by the inner walls of the slots 223 of the first divided core 22 a and the second divided core 22 b by the rotation of the divided cores 22.
- the connecting member 226 is inserted into each of the connected portions 225.
- the connecting member 226 is inserted into all the connected portions 225 of the three core segments 22 arranged axially continuously.
- the connecting member 226 is inserted, the second divided core 22b rotates to the second position with respect to the first divided core 22a.
- 10 and 11 are cross-sectional views showing the state before and after inserting the connecting member 226 into the connected portion 225, respectively.
- the connecting member 226 is a pin having a circular cross section having an outer diameter that fits with the inner diameter of the connected portion 225 without play.
- the connecting member 226 has a length equal to or greater than the axial length of the stator core 20 composed of three divided iron cores 22 arranged continuously in the axial direction.
- the connecting member 226 is tapered so that the connecting member 226 can be easily inserted into the connected portion 225.
- FIG. 12 is a top view of the stator core 20 in the second position.
- the first split iron core 22a is shown by a solid line.
- the second split iron core 22b is shown by a broken line.
- the circumferential position of the slot 223 of the second core segment 22b is displaced with respect to the slot 223 of the first core segment 22a. Therefore, the inner wall in the first direction of the circumferential direction of the slot 223 of the stator core 20 and the inner wall in the second direction are in an uneven state in the axial direction.
- each of the first divided core 22a or the second divided core 22b rotates.
- the circumferential positions of all the slots 223 coincide.
- the circumferential position of the slot 223 of the second divided core 22b relative to the first divided core 22a is displaced by a fixed amount.
- FIG. 13 is a cross-sectional view of the stator core 20 in the second position.
- the inner wall 223a in the first direction in the circumferential direction of the slots 223 of the stator core 20 and the inner wall 223b in the second direction are in an uneven state in the axial direction. Therefore, the inner wall 223a in the first direction in the circumferential direction of the slot 223 of the first split core 22a contacts the side surface 261a facing the first direction in the circumferential direction of the linear portion 261 of the coil 26 through the insulating material 27. ing.
- the inner wall 223b in the second direction in the circumferential direction of the slot 223 of the second core segment 22b contacts the side surface 261b facing the second direction in the circumferential direction of the linear portion 261 of the coil 26 via the insulating material 27. ing.
- FIG. 14 is a perspective view showing the stator core 20 in the second position. In the second position, circumferential positions of the ridge portions 222 of the teeth of the first split iron core 22a and the teeth of the second split iron core 22b all coincide with each other.
- FIG. 15 is a top view of the stator core 20 in the second position.
- FIG. 16 is a cross-sectional view of the stator core 20 at the second position. The dimension between the inner wall 223a in the first direction in the circumferential direction of the slot 223 of the first split core 22a and the inner wall 223b in the second direction in the circumferential direction of the slot 223 of the second split core 22b is shown in the figure. It is indicated by X. The dimension X is narrower than the slot dimension formed in each split core 22.
- the number of core segments 22 arranged in the axial direction is preferably three or more.
- a first split iron core 22a there are three, a first split iron core 22a, a second split iron core 22b, and a first split iron core 22a.
- the second divided iron core 22b, the first divided iron core 22a, and the second divided iron core 22b may be used.
- the number of each of the first split iron core 22a and the second split iron core 22b may be selected to be three or more in total, but in any case, one or more of the first split iron cores 22a
- the divided core groups 21a are configured, and one or more second divided cores 22b configure a second divided core group 21b.
- FIG. 17 is a cross-sectional view of a comparative example in which two split iron cores 22 are arranged in the axial direction.
- the two arranged case is a case where one first divided core 22a and one second divided core 22b are arranged in the axial direction.
- the stator core 20B when the stator core 20B is positioned at the second position, the coils 26 inserted in the slots 223 become oblique. As a result, the side surfaces of the coil 26 do not come in surface contact with the inner wall of the slot 223, resulting in point contact, and good thermal conductivity can not be obtained.
- the position of the end of the coil 26 is displaced, which causes a problem in connection between the coils 26.
- stator core 20 includes two first split iron cores 22a and one second split iron core 22b as first split iron core 22a, second split iron core 22b, and first split iron core 22a. In order, it mutually contacts and is coaxially arranged and comprised.
- the circumferential positions of the slots 223 of the two first core segments 22a coincide with each other. In the second position, the circumferential position of the slot 223 of the second core segment 22b is displaced by a fixed amount in the first circumferential direction with respect to the circumferential position of the slot 223 of the first core segment 22a.
- the linear portions 261 of the coils 26 housed in the respective slots 223 are the first circumferential wall of the slots 223 of the first core segment 22a, and the second circumferential core of the slots 223 of the second core segment 22b. It is in contact with the inner wall 223 b in two directions via the insulating material 27 housed in the slot 223. Thereby, good thermal conductivity between the stator coil 25 and the stator core 20 is ensured. Further, since the coil 26 and the stator core 20 are in contact with each other through the insulating material 27 at a plurality of locations in the slot 223, the natural frequency of the coil 26 and the stator core 20 is increased. This makes it difficult to amplify the magnetic vibration generated at the time of driving, and the magnetic noise of the rotating electrical machine is reduced.
- connection part 225 is formed. Therefore, by inserting the connecting member 226 into the connected portion 225, the first split iron core 22a and the second split iron core 22b coaxially arranged can be positioned and fixed at the second position. At this time, since the tip of the connecting member 226 is formed in a tapered shape, the connecting member 226 is inserted into the connected portion 225 of the first divided core 22a and the second divided core 22b located at the first position.
- the first split iron core 22a and the second split iron core 22b can be displaced from the first position to the second position.
- the first core piece 23a and the second core piece 23b have burrs due to being punched out of the magnetic thin plate. Since the insulating material 27 is accommodated in the slot 223, the occurrence of damage to the insulating coating of the coil 26 due to the burrs of the first core piece 23a and the second core piece 23b is suppressed.
- the two first split iron cores 22 a and one second split iron core 22 b are brought into contact with each other with the circumferential positions of the slots 223 aligned.
- the split iron cores 22a, the second split iron cores 22b, and the first split iron cores 22a are coaxially arranged in this order.
- the coil 26 is inserted into each of the slots 223.
- the second split iron core 22b is displaced in the first circumferential direction with respect to the first split iron core 22a.
- the inner wall 223a in the first direction of the circumferential direction of the slot 223 of the first split core 22a and the inner wall 223b in the second direction of the circumferential direction of the slot 223 of the second split core 22b are interposed via the insulating material 27.
- the linear portion 261 of the coil 26 is pressed.
- the coil 26 can be easily accommodated in the slot 223 without causing the bending of the coil 26 and damage to the insulating coating. Therefore, the stator 2 in which good thermal conductivity between the stator coil 25 and the stator core 20 is secured can be easily assembled.
- the three connecting members 226 inserted into the three connected portions 225 are separated into one by one, the three connecting members 226 are integrally connected by the annular member. May be Thereby, the three connection members 226 can be simultaneously inserted into the three connected portions 225, and the assembly time of the stator 2 can be shortened.
- connection member 226 is comprised with the pin, you may comprise the connection member 226 with a volt
- the three split iron cores 22 can be integrally fixed by fastening the nut to the screw portion of the connection member 226 protruding from the connected portion 225.
- the second embodiment is configured in the same manner as the first embodiment except that a linear coil is used instead of the U-shaped coil 26.
- the number of linear portions 261 of the coil 26 accommodated in the slot 223 is an even number. That is, in the first embodiment, the odd number of straight portions 261 can not be accommodated.
- the number of coils accommodated in the slot 223 can be arbitrarily set regardless of odd number and even number.
- the number of turns of the phase coil of the stator coil can be set arbitrarily.
- both a U-shaped coil and a linear coil may be used.
- the first core pieces 23a are stacked to produce the first split core 22a, and the second core pieces 23b are stacked to produce the second split core 22b.
- the first divided core 22a and the second divided core 22b are manufactured using only the first core piece 23a. That is, the first core pieces 23a are stacked with the first surface of the first core piece 23a facing up to produce the first divided core 22a.
- the first core piece 23a is stacked with the second surface opposite to the first surface of the first core piece 23a up, and the second divided core 22b is manufactured.
- the stator core 20 is manufactured by stacking the first split iron core 22a, the second split iron core 22b, and the first split iron core 22a in this order.
- the convex portion for fitting and fixing the first core pieces 23a to each other is not formed on the contact surface between the first split iron core 22a and the second split iron core 22b. Further, a U-shaped coil 26 is accommodated in the stator core 20.
- the first split iron core 22a and the second split iron core 22b are configured using only the first core piece 23a, as in the first embodiment except that the first split core 22a and the second split iron core 22b are configured. It is configured.
- the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
- the iron core pieces 23 are only one type of the first iron core pieces 23a, only one type of die can be used to punch out the iron core pieces 23, thereby achieving cost reduction.
- the first split iron core 22a and the second split iron core 22b are manufactured using only the first core piece 23a, but the first split iron core is only using the second core piece 23b. 22a and the second split iron core 22b may be produced. Further, although only the U-shaped coil 26 is used in the third embodiment, only a linear coil may be used, or both of the U-shaped coil and the linear coil may be used. Good.
- a stator core is configured using a first divided core and a second divided core that are formed of massive iron cores formed from a mass of magnetic material.
- the first divided core and the second divided core formed of the massive iron core are formed in the same shape as the first divided core 22a and the second divided core 22b formed of the laminated core in the first embodiment.
- the stator core is configured by overlapping the first divided core and the second divided core in the order of the first divided core, the second divided core, and the first divided core.
- a U-shaped coil is accommodated in the stator core.
- the fourth embodiment is configured in the same manner as the first embodiment except that the first divided iron core which is a massive iron core and the second divided iron core are stacked to constitute a stator core. Therefore, also in the fourth embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
- U-shaped coil 26 is used in the fourth embodiment, only a linear coil may be used, or both a U-shaped coil and a linear coil may be used. .
- FIG. 18 is a top view of relevant parts showing a stator core in a stator of a rotary electric machine according to Embodiment 5 of the present invention.
- the holding mechanism 28A includes a coupled portion 225A provided on the outer peripheral portion of the back yoke 220 of the stator core 20A, and a coupling member 226A fitted to the coupled portion 225A.
- the to-be-connected portion 225A is formed in a concave shape with a triangular cross-section in which the circumferential width gradually narrows toward the inner diameter side.
- Three coupled portions 225A are distributed in the circumferential direction.
- the connecting member 226A has a triangular cross section that can be fitted to the connected portion 225A, and is manufactured in a columnar body having a length equal to or longer than the axial length of the stator core 20A.
- the fifth embodiment is configured in the same manner as the first embodiment except that the holding mechanism 28A is used instead of the holding mechanism 28.
- stator core 20A includes two first split iron cores 22A and one second split iron core 22B in the order of first split iron core 22A, second split iron core 22B, and first split iron core 22A. , Arranged in contact with each other and arranged coaxially.
- the first divided core 22A and the second divided core 22B are located at the first position. When it is displaced by a fixed amount in the circumferential direction.
- the first divided core 22A and the second divided core 22B are in the second position. When positioned, the concave shapes match as viewed from the axial direction.
- the connecting member 226A Is inserted into each of the connected portions 225A from the radially outer side. Thereby, the first split iron core 22A and the second split iron core 22B can be displaced from the first position to the second position. Then, the connecting member 226A fitted to the connected portion 225A is fixed to the stator core 20A by adhesion, welding or the like. Thereby, the first split iron core 22A and the second split iron core 22B are positioned and fixed at the second position.
- the holding mechanism 28A is used in place of the holding mechanism 28 in the stator 2 in the first embodiment.
- holding is performed in the stator in the second embodiment to the fourth embodiment. Similar effects can be obtained by using the holding mechanism 28A instead of the mechanism 28.
- the connecting member 226A fitted to the connected portion 225A is fixed to the stator core 20A by adhesion, welding or the like. Therefore, when the fixing portion is protruded from both ends of the connecting member 226A and the connecting member 226A is fitted to the to-be-connected portion 225A, the stator core 20A is pinched by the fixing portion from both sides in the axial direction.
- the connecting member 226A may be held by the stator core 20A.
- a convex portion is provided in the fixed portion
- a concave portion is provided in the end face of the stator core 20A
- the convex portion of the fixed portion and the concave portion of the stator core 20A are fitted to prevent the connection member 226A from coming off.
- U-shaped coil 26 is used in the fifth embodiment, only a linear coil may be used, or both of the U-shaped coil and the linear coil may be used. Good.
- the insulating material 27 is each accommodated in the slot 223 in said each embodiment, the insulating material 27 may be abbreviate
- the stator coil 25 is in direct contact with the inner wall of each of the slots 223 of the stator core 20. The insulation between the stator coil 25 and the stator core 20 is ensured by the insulating film coated on the stator coil 25.
- the ridge portions 222 of the adjacent teeth 221 may be connected to each other.
- stator coil 25 is comprised by U-shaped or linear coil
- a stator coil may be comprised by the turtle-shaped coil.
- the turtle-shaped coil is inserted into the slot 223 of the stator core 20A from the inner diameter side, the teeth 221 are manufactured with the collar portion 222 omitted.
- the stator core 20 is configured by coaxially arranging the three divided cores 22.
- the number of the divided cores 22 constituting the stator core 20 is limited to three. There may be four or more.
- the five split cores are a first split core group consisting of three first split cores and a second split core group consisting of two second split cores, the first split core, the second split core
- the first split iron core, the second split iron core, and the first split iron core are arranged coaxially in this order to form a stator core.
- the stator core may be configured by coaxially arranging the first split core, the first split core, the second split core, the first split core, and the second split core in this order. That is, at least one second split iron core in two second split iron cores constituting the second split iron core group, and two first split irons in three first split iron cores constituting the first split iron core group It should just be located between iron cores.
- segmentation iron core group is comprised from two 1st division
- segmentation iron core group is comprised by two types of division
- the axial direction thickness may differ between the several 1st divided core which comprises a 1st divided core group.
- the axial direction thickness may differ, as long as the shape seen from the axial direction of the some 2nd divided core which comprises a 2nd divided core group is the same.
- the first split iron core 22a is configured by laminating a plurality of first core pieces 23a, but the first split iron core 22a is a single ferrous iron core having a thick plate thickness. You may be comprised by the piece 23a.
- the second split core 22b is configured by laminating a plurality of second core pieces 23b, the second split core 22b is configured by one second core strip 23b having a large thickness. It is also good.
- the holding mechanisms 28 and 28A for positioning and fixing the first split iron core 22a and the second split iron core 22b at the second position are provided.
- the first split iron core 22a and the second split iron core 22 b may be further positioned and fixed at the first position. That is, the said holding mechanism has the to-be-connected part which a hole shape or concave shape corresponds seeing from an axial direction, when the 1st division
- the embodiments can be freely combined, or the embodiments can be appropriately modified or omitted.
- 2 stator 20, 20A stator core, 21a first split core group, 21b second split core group, 22 split core, 22a, 22A first split core, 22b, 22B second split core, 223 slots, 223a Inner wall on the side, 223b Inner wall on the other side, 225, 225A Connected part, 226, 226A Connecting member, 23 Core piece, 23a First core piece, 23b Second core piece, 25 Stator coil, 26 coil, 27 Insulating material , 28, 28A Holding mechanism.
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Abstract
Description
この発明は、回転電機の固定子及び回転電機の固定子の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a stator of a rotating electrical machine and a method of manufacturing the stator of the rotating electrical machine.
回転電機の固定子コイルの巻線方式の一つである分布巻方式では、複数のコイルエンド部が互いに干渉しない形状としていた。このため、コイルエンド部が回転電機の軸方向に長くならざるを得なかった。そこで、コイルエンド部において、干渉防止と軸方向長さの短縮との両立を図る方法として、固定子コイルを複数の分割コイルにより構成する方法が用いられている。 In the distributed winding method, which is one of the winding methods of the stator coil of the rotating electrical machine, the plurality of coil end portions do not interfere with each other. For this reason, the coil end portion has to be long in the axial direction of the rotating electrical machine. Therefore, in the coil end portion, a method in which the stator coil is configured by a plurality of divided coils is used as a method for achieving both the prevention of interference and the shortening of the axial length.
分割コイルを採用した固定子では、分割コイルを固定子鉄心のスロットに差し込んで組み立てるため、スロットの内壁と分割コイルとの間に隙間が必要であった。しかし、分割コイルを採用した固定子では、このような隙間があるため、分割コイルと固定子鉄心との間の熱伝導性が低くなるという問題があった。 In a stator employing a split coil, a gap is required between the inner wall of the slot and the split coil in order to assemble the split coil by inserting the split coil into the slot of the stator core. However, in a stator adopting a split coil, there is such a gap, and there is a problem that the thermal conductivity between the split coil and the stator core becomes low.
分割コイルを採用した従来例として、特許文献1に記載された回転電機がある。特許文献1に記載された回転電機では、固定子コイルを複数のU字状の分割コイルで構成している。スロット内に挿入された分割コイルは、分割コイルの弾性力でスロットの内壁に押付けられることで、熱伝導性をあげている。 As a prior art example which employ | adopted the split coil, there exists a rotary electric machine described in patent document 1. FIG. In the rotating electrical machine described in Patent Document 1, the stator coil is configured of a plurality of U-shaped divided coils. The split coil inserted into the slot is pressed against the inner wall of the slot by the elastic force of the split coil to increase the thermal conductivity.
しかし、特許文献1に記載された回転電機では、分割コイルをスロットの内壁に押付けながら挿入する。このため、特許文献1に記載された回転電機は、分割コイルを挿入するために、比較的大きな挿入荷重が必要である。しかしながら、このような大きな挿入荷重で分割コイルを挿入する際に、分割コイルの曲がり及び絶縁被膜の損傷が発生しないように挿入することは容易でなかった。すなわち、特許文献1に記載された回転電機は、組み立てを容易に行えないという課題があった。 However, in the rotating electrical machine described in Patent Document 1, the split coil is inserted while being pressed against the inner wall of the slot. For this reason, in order to insert a division | segmentation coil, the rotary electric machine described in patent document 1 needs comparatively big insertion load. However, when inserting a split coil with such a large insertion load, it was not easy to insert so that bending of a split coil and damage to an insulation coating did not occur. That is, the rotary electric machine described in Patent Document 1 has a problem that the assembly can not be easily performed.
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、容易に組み立てられ、固定子コイルと固定子鉄心との間の良好な熱伝導性を確保できる回転電機の固定子、及び回転電機の固定子の製造方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is a stator of a rotating electrical machine which can be easily assembled and can ensure good thermal conductivity between a stator coil and a stator core, and An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a stator of a rotating electrical machine.
本発明による回転電機の固定子は、中心軸方向に延びる複数のスロットが周方向に配列された円環状の固定子鉄心と、複数のスロットのそれぞれに収容され、複数のスロットの周方向寸法より、周方向寸法が小さい固定子コイルと、を備え、固定子鉄心は、互いに接して、同軸に配列された3つ以上の分割鉄心を有し、3つ以上の分割鉄心は、スロットの周方向位置が互いに一致している2つ以上の分割鉄心により構成される第一分割鉄心群と、スロットの周方向位置が一致している1つ以上の分割鉄心により構成される第二分割鉄心群と、からなり、第二分割鉄心群を構成する分割鉄心のなかの少なくとも1つの分割鉄心が、第一分割鉄心群を構成する分割鉄心間に配置されており、第二分割鉄心群を構成する分割鉄心のスロットの周方向位置が、第一分割鉄心群を構成する分割鉄心のスロットの周方向位置に対して、周方向の第一の方向に一定量変位しており、固定子コイルは、複数のスロットのそれぞれにおいて、第一分割鉄心群を構成する分割鉄心のスロットの周方向の第一の方向の内壁と第二分割鉄心群を構成する分割鉄心のスロットの周方向の第二の方向の内壁とに接している。 The stator of the rotating electrical machine according to the present invention is accommodated in an annular stator core, in which a plurality of slots extending in the central axis direction are arranged in the circumferential direction, and in the plurality of slots, from the circumferential dimensions of the plurality of slots , A stator coil having a small circumferential dimension, the stator core having three or more core segments coaxially arranged in contact with each other, and three or more core segments having a circumferential direction of the slot A first divided core group constituted by two or more divided iron cores whose positions coincide with each other, and a second divided iron core group constituted by one or more divided iron cores whose circumferential positions of the slots coincide with each other; , And at least one of the divided cores constituting the second divided core group is disposed between the divided cores constituting the first divided core group, and divided into the second divided core group. Around the slot of iron core The position is displaced by a fixed amount in a first direction in the circumferential direction with respect to the circumferential direction position of the slots of the split iron cores constituting the first split core group, and the stator coil is provided in each of the plurality of slots It is in contact with the inner wall in the first direction of the circumferential direction of the slots of the split core forming the first split core group and the inner wall in the second direction of the circumferential direction of the slots of the split core forming the second split core group. .
本発明による回転電機の固定子コイルは、第二分割鉄心群を構成する分割鉄心のなかの少なくとも1つの分割鉄心が、第一分割鉄心群を構成する分割鉄心間に配置されている。また、第二分割鉄心群を構成する分割鉄心のスロットの周方向位置が、第一分割鉄心群を構成する分割鉄心のスロットの周方向位置に対して、周方向の第一の方向に一定量変位している。上記の構成により、固定子コイルが、複数のスロットのそれぞれにおいて、第一分割鉄心群を構成する分割鉄心のスロットの周方向における第一の方向の内壁と、第二分割鉄心群を構成する分割鉄心のスロットの周方向における第二の方向の内壁と、に接している。したがって、本発明による回転電機の固定子コイルは、容易に組み立てられ、固定子コイルと固定子鉄心との間の良好な熱伝導性を確保できる。 In the stator coil of the rotary electric machine according to the present invention, at least one core segment of the core segments constituting the second core segment group is arranged between core segments constituting the first core segment group. In addition, the circumferential position of the slots of the split iron cores constituting the second split core group is constant in a first direction in the circumferential direction with respect to the circumferential position of the slots of the split iron cores constituting the first split core group It is displaced. With the above configuration, in each of the plurality of slots, the stator coil is divided into an inner wall in a first direction in the circumferential direction of the slots of the divided iron cores constituting the first divided iron core group and a second divided iron core group It is in contact with the inner wall in the second direction in the circumferential direction of the slot of the iron core. Therefore, the stator coil of the rotary electric machine according to the present invention can be easily assembled, and can ensure good thermal conductivity between the stator coil and the stator core.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1による回転電機の断面図である。
Embodiment 1
FIG. 1 is a cross-sectional view of a rotating electrical machine according to a first embodiment of the present invention.
回転電機は、フレーム1、固定子2、及び回転子3から構成されている。本明細書において、固定子2の中心軸の軸方向を「軸方向」と記載する。また、固定子2の中心軸に関する周方向及び径方向を、それぞれ「周方向」及び「径方向」と記載する。
The rotating electric machine comprises a frame 1, a
フレーム1は、筒部および筒部の一方の開口部を塞ぐ底部からなるフレーム本体11と、フレーム本体11の開口部を塞ぐ端板12とを有している。フレーム本体11の底部と端板12とには、回転子3を回転可能に保持する軸受13がそれぞれ設けられている。フレーム本体11は、内部が中空であり、金属で形成されている。具体的には、材料は鉄又はアルミニウムである。フレーム本体11は、固定子2及び回転子3を内部に収容している。フレーム1は、内部に収容している構成部品を保持している役割に加えて、固定子2に発生した熱の伝達経路としての役割も果たしている。
The frame 1 has a frame
回転子3は、回転子3の中心に位置する回転軸31、回転軸31の外径部に嵌合して固定された回転子鉄心32、及び回転子鉄心32の外周面に固定された回転子磁石33を有している。回転軸31は、複数の直径部が形成された断面円形の棒状部材である。回転子3は、2つの軸受13で回転可能に支持されている。回転軸31は、回転子鉄心32が嵌合する部分と、軸受13に嵌合する部分との直径が異なる段付き形状に形成されている。軸受13に嵌合する部分は、回転子鉄心32が嵌合する部分より、小径に形成されている。回転軸31は、金属で形成されている。
The
回転子鉄心32は筒形であり、中心部には回転軸31が嵌合する中空部が設けられている。回転子磁石33は、筒形の回転子鉄心32の外周面に周方向に等角ピッチで複数配置されている。回転子磁石33は、永久磁石である。
The
回転子磁石33、回転子鉄心32、及び回転軸31が一体に形成されている回転子3は、固定子コイル25に電流が流れると磁力の働きにより回転する。また、回転子3は、永久磁石が回転子鉄心32の内部に埋め込まれている形態、かご形、又はクローポール形の回転子でもよい。
The
固定子2は、円環状の固定子鉄心20、及び固定子コイル25を有している。固定子2は、フレーム本体11の筒部の内部に圧入、焼き嵌めなどにより挿入されて固定されている。図2は、固定子鉄心の軸方向端面を示す上面図、図4は、固定子コイルが挿入される前の固定子鉄心20の一部を示す斜視図である。固定子鉄心20は、3つの分割鉄心22により構成されている。分割鉄心22には、ティース221の先端部の鍔部222の形状が異なる第一分割鉄心22aと第二分割鉄心22bとがある。具体的には、固定子鉄心20は、図4に示されるように、2つの第一分割鉄心22aと一つの第二分割鉄心22bとを、軸方向に第一分割鉄心22a、第二分割鉄心22b、第一分割鉄心22aの順に、互いに接して同軸に配列して構成される。なお、第一分割鉄心22aおよび第二分割鉄心22bは、添え字a,bによって区別する。構成要素を総称するときには、参照符号のみを用いる。
The
第一分割鉄心22aは、複数の第一鉄心片23aのみを積層して構成された積層鉄心である。第二分割鉄心22bは、複数の第二鉄心片23bのみを積層して構成された積層鉄心である。第一分割鉄心22aおよび第二分割鉄心22bは、それぞれ、環状のバックヨーク220と、それぞれがバックヨーク220からバックヨーク220の中心に向けて延びて、周方向に等ピッチで配列された複数のティース221と、を備える。
The first divided
バックヨーク220は、外周面全体でフレーム本体11の筒部の内壁に接している。各々のティース221は、周方向の幅が内周側ほど細く形成されており、先端部には周方向両側に突出する鍔部222が形成されている。隣接するティース221の鍔部222同士は、隙間を有しており接触していない。
The
周方向に隣接するティース221同士により、固定子鉄心20の中心軸と平行な方向に延びるスロット223が形成される。スロット223には、固定子コイル25が挿入される。ここで、2つの第一分割鉄心22aにより第一分割鉄心群21aが構成される。また、1つの第二分割鉄心22bにより第二分割鉄心群21bが構成される。固定子コイル25がスロット223に挿入される前の固定子鉄心20は、図4に示されるように、第一分割鉄心22aと第二分割鉄心22bのスロット223の周方向位置が一致している。そして、第一分割鉄心22aの鍔部222の周方向位置に対し、第二分割鉄心22bの鍔部222の周方向位置が第二の方向に変位している。なお、図4中左側が、周方向の第一の方向であり、右側が周方向の第二の方向である。
後述するように、スロット223に固定子コイル25が挿入された後、第一分割鉄心22aに対し、第二分割鉄心22bが回転操作される。図2に示されるように、保持機構28が第一分割鉄心22aと第二分割鉄心22bとに設けられている。これにより、第一分割鉄心22aに対し、第二分割鉄心22bを第二位置へ容易に回転させることができる。さらに、第一分割鉄心22aと第二分割鉄心22bとを第二位置の状態で固定できる。
As described later, after the
保持機構28は、バックヨーク220に設けられた連結部224と、連結部224に形成された被連結部225と、を備える。保持機構28は、図示していないが、連結部材226をさらに備える。連結部材226は、後述するように、被連結部225に挿入される。連結部224は、バックヨーク220の外周部にバックヨーク220を径方向の外方に延長して形成された部分である。図2には、被連結部225が周方向において3ケ所に設けられた分割鉄心22が示されている。被連結部225は、連結部材226が挿入される連結穴である。
The holding
第一分割鉄心22aと第二分割鉄心22bとは、鍔部222の形状が少し異なっているほかに、連結部224及び被連結部225の形状も異なっている。すなわち、第一鉄心片23aと第二鉄心片23bとは、鍔部相当部、連結部相当部および被連結部相当部の形状が異なっている。なお、第一鉄心片23aと第二鉄心片23bとは、鍔部相当部、連結部相当部および被連結部相当部の形状が異なっている点を除いて同様に構成されている。
The first
図3は、固定子コイル25が挿入される前の固定子鉄心20の軸方向端面の一部を示す要部上面図である。図中、第一分割鉄心22aが実線で示されている。また、第二分割鉄心22bが破線で示されている。各スロット223の周方向位置を一致させて第一分割鉄心22aと第二分割鉄心22bとを重ねた場合、ティース221の鍔部222の形状が、第一分割鉄心22aと第二分割鉄心22bとで異なる。図3において、第一分割鉄心22aの鍔部222は、軸方向から見てティース221の周方向中心に対して左側、すなわち第一の方向に偏って位置している。一方、第二分割鉄心22bの鍔部222は、軸方向から見てティース221の周方向中心に対して右側、すなわち第二の方向に偏って位置している。図3に示されるように、第一分割鉄心22aでは、鍔部222の周方向の第一の方向の突出量が、鍔部222の周方向の第二の方向の突出量より大きくなっている。一方、第二分割鉄心22bでは、鍔部222の周方向の第二の方向の突出量が、鍔部222の周方向の第一の方向の突出量より大きくなっている。
FIG. 3 is a top view of an essential part showing a part of the axial end face of the
第一鉄心片23aおよび第二鉄心片23bは、それぞれ、磁性薄板である電磁鋼板から打ち抜かれて作られている。第一鉄心片23aおよび第二鉄心片23bには、図示していないが、鉄心片同士が互いに嵌合する凹凸嵌合部が複数設けられている。第一鉄心片23aおよび第二鉄心片23bのバックヨーク相当部において、軸方向の第一の方向に向く面に凸部が設けられ、及び軸方向の第二の方向を向く面に凹部が設けられている。凸部と凹部とは、同じ周方向位置及び同じ径方向位置に設けられている。第一鉄心片23aを重ねると、凹凸部同士が嵌め合うように構成されており、第一鉄心片23a同士が互いに嵌合固定される。同様に、第二鉄心片23bを重ねると、凹凸部同士が嵌め合うように構成されており、第二鉄心片23b同士が互いに嵌合固定される。
The
第一鉄心片23a及び第二鉄心片23bに設けられる凹部と凸部は、電磁鋼板から第一鉄心片23a及び第二鉄心片23bを打ち抜く時に、同時に設けられる。また、凹部と凸部は、第一鉄心片23aおよび第二鉄心片23bのそれぞれに複数設けられ、第一鉄心片23a同士、及び第二鉄心片23b同士が強固に固定されている。第一鉄心片23a同士、及び各第二鉄心片23b同士の固定は、溶接、又は接着でもよい。
The recess and the protrusion provided on the
第一分割鉄心22aを構成する第一鉄心片23aは、第一分割鉄心22aの軸方向の第一の方向の端部に配置された第一鉄心片23aを除いて、凹部と凸部とが設けられている。第一分割鉄心22aの軸方向の第一の方向の端部に配置された第一鉄心片23aは、隣接して積層されている第一鉄心片23aと接する面に凹部は設けられているが、第一分割鉄心22aの端面である面には凸部が設けられていない。同様に、第二分割鉄心22bを構成する第二鉄心片23bは、第二分割鉄心22bの軸方向の第二の方向の端部に配置された第二鉄心片23bを除いて、凹部と凸部とが設けられている。第二分割鉄心22bの軸方向の第二の方向の端部に配置された第二鉄心片23bは、隣接して積層されている第二鉄心片23bと接する面に凹部は設けられているが、第二分割鉄心22bの端面である面には凸部が設けられていない。これにより、隣接する分割鉄心22の相対する端面同士が、凸部による干渉なしに面接触できる。したがって、分割鉄心22同士を隙間なく隣接して配置することができる。
The
図5は、固定子鉄心20の連結部の拡大図である。図5では、説明の便宜上、第一分割鉄心22aの連結部を224aとし、被連結部を225aをとした。同様に、第二分割鉄心22bの連結部を224bとし、被連結部を225bをとした。スロット223の周方向位置が一致するように第一分割鉄心22aと第二分割鉄心22bとを重ねた時に、第一分割鉄心22aに設けられた連結部224a及び被連結部225aに対し、第二分割鉄心22bに設けられた連結部224b及び被連結部225bは、周方向の第二の方向に変位している。つまり、スロット223が一致するように第一分割鉄心22aと第二分割鉄心22bとを重ねた時に、第一分割鉄心22aの連結部224a及び被連結部225aは、図5中において左方向に変位しており、実線で示されている。第二分割鉄心22bの連結部224b及び被連結部225bは、図5中において右方向に変位しており、破線で示されている。
FIG. 5 is an enlarged view of a connecting portion of the
固定子コイル25は、複数のU字状のコイル26により構成されている。固定子コイル25は、電流が流れると回転子3を回転させる磁界を発生する。図6は、U字状に形成されたコイル26の側面図である。コイル26は、2つの直線部261と、2つの直線部261を連結している連結部262とを有している。コイル26は、例えばエナメルで絶縁被覆された銅線、アルミニウム線などの線状の導体で形成されている。連結部262は、固定子鉄心20の軸方向の外側に位置してコイルエンド部を形成している。
The
コイル26は、固定子鉄心20の各スロット223に挿入される。U字状のコイル26の2つの直線部261は、1つ以上のスロット223を挟んで配置されているスロット223の対に挿入されている。ここでは、各スロット223に4本の直線部261が挿入されている。スロット223の周方向寸法は、コイル26の直線部261の周方向寸法より大きい寸法である。そのため、スロット223の周方向の内壁とコイル26との間には隙間が確保されている。したがって、コイル26をスロット223に容易に挿入することが可能である。コイル26は各々のスロット223に挿入された後、接続対象のコイル26がコイル26の端部同士を接続されて各相分のコイルを形成している。
The
固定子2は、固定子鉄心20及び固定子コイル25の他に、絶縁材27を有している。図7は、絶縁材27をはめ込んだ状態の固定子鉄心20の要部上面図である。絶縁材27は、各スロット223に嵌め込まれている。絶縁材27の材料は、ポリイミド(PI)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)などが挙げられる。絶縁材27は、電気絶縁性と熱伝導性に優れる材料から形成されていることが望ましい。絶縁材27は、固定子鉄心20と固定子コイル25との間を電気的に絶縁している。
The
絶縁材27をスロット223に挿入した際の重なり部27aは、スロット223の底部側に配置されている。この重なり部27aは、スロット223の開口側に配置してもよい。
The overlapping
なお、本明細書では、直線部261の周方向寸法は絶縁材27の厚さを含むものとする。例えば、スロット223の周方向寸法が直線部261の周方向寸法より大きいという場合は、スロット223の周方向寸法が直線部261の周方向寸法に絶縁材27の厚さの2倍を加えた寸法より大きいことを意味する。
In the present specification, the circumferential dimension of the
以下に、固定子2の組立方法を説明する。第一鉄心片23a及び第二鉄心片23bを各々複数積層して、第一分割鉄心22a及び第二分割鉄心22bを作製する。次に、第一分割鉄心22a及び第二分割鉄心22bは、第一分割鉄心22a及び第二分割鉄心22bの各々の中心軸を一致させて交互に互いに接して配置される。2つの第一分割鉄心22aが、第一分割鉄心群21aを構成する。また、1つの第二分割鉄心22bが、第二分割鉄心群21bを構成する。
Below, the assembly method of the
ついで、第一分割鉄心22aと第二分割鉄心22bとが第一位置となるようにして配置される。第一位置とは、固定子コイル25を各々のスロット223に挿入する時における、第一分割鉄心22a及び第二分割鉄心22bそれぞれの周方向位置である。具体的には、第一位置とは、全ての分割鉄心22におけるスロット223の周方向位置が一致している第一分割鉄心22a及び第二分割鉄心22bの位置である。
Next, the first
図8は、コイル26と絶縁材27とがスロット223に挿入されている状態の固定子2の上面図である。図中で、コイル26は断面で示されている。
FIG. 8 is a top view of the
第一鉄心片23a、及び第二鉄心片23bの形状が少し異なることにより、第一位置では、第一分割鉄心22aのティース221の鍔部222に対し、第二分割鉄心22bのティース221の鍔部222は、周方向に変位している。分割鉄心22が第一位置である状態で、絶縁材27が各々のスロット223に挿入される。続いて、コイル26の直線部261がスロット223に規定位置まで挿入される。図9は、第一位置に位置している固定子2の断面図である。各スロット223の周方向位置が一致しており、かつスロットの周方向寸法は直線部261の周方向寸法より大きい寸法とされているため、コイル26の直線部261を各スロット223に干渉することなく容易に挿入できる。
At the first position, the
全てのコイル26がスロット223に挿入された後、接続対象のコイル26の端部同士が接続される。このようにして、一相分の全てのコイル26が接続される。三相コイルの場合は、残り二相分のコイル26がそれぞれ接続される。
After all the
次に、分割鉄心変位工程において、分割鉄心22を回転させる。分割鉄心22を構成している、第一分割鉄心群21aを固定し、第二分割鉄心群21bを分割鉄心22の中心軸周りに一定量回転させることで、分割鉄心22の回転角度位置を第二位置にする。第二位置とは、分割鉄心22が組立完了状態である位置である。具体的には、第二位置とは、第一分割鉄心群21a及び第二分割鉄心群21bの全てのスロット223の周方向位置が一致している第一位置から、第二分割鉄心群21bのみが周方向の第一の方向に一定量変位している位置である。第二位置では、第一分割鉄心群21aの全てのスロット223の周方向の第一の方向の内壁が、コイル26の直線部261の周方向の第一の方向を向く側面に接触している。また、第二分割鉄心群21bの全てのスロット223の周方向の第二の方向の内壁が、コイル26の直線部261の周方向の第二の方向を向く側面に接触している。
Next, in the core segment displacing step,
第一分割鉄心群21a及び第二分割鉄心群21bが、それぞれの中心軸を一致させて交互に隣接して配列されている状態で、第一分割鉄心群21aを固定した状態で、第二分割鉄心群21bを周方向に一定量回転させる。回転操作の際には、第一鉄心片23a及び第二鉄心片23bの各々の鍔部222の形状の違いにより、互いの鍔部222が周方向に一定量変位していた鍔部222を変位量、すなわちずれ量が少なくなるように周方向に回転させる。回転させて鍔部222のずれ量が少なくなった状態で磁気的に理想的な状態となるように鍔部22の形状が設計されている。なお、鍔部222間のずれがなくなり、全ての鍔部222の周方向位置が一致した状態が磁気的に最も理想的な状態である。全ての鍔部222の周方向位置が一致した状態とは、第一分割鉄心群21aの鍔部222の周方向両端部の周方向位置と第二分割鉄心群21b鍔部222の周方向両端部の周方向位置とが揃っている状態である。
In a state in which the first divided
この分割鉄心22の回転により、各スロット223に挿入されているコイル26は、第一分割鉄心22aと第二分割鉄心22bとの各スロット223の内壁により、周方向両側から互い違いに押し付けられる。
The
第一分割鉄心22aに対し、第二分割鉄心22bを第二位置とするように回転操作するには、各々の被連結部225に連結部材226を挿入する。連結部材226は、軸方向に連続して配列された3つの分割鉄心22の全ての被連結部225に挿入される。連結部材226を挿入すると、第一分割鉄心22aに対し、第二分割鉄心22bが第二位置に回転する。図10及び図11は、それぞれ被連結部225に連結部材226を挿入する前及び挿入した後の状態を示す断面図である。連結部材226は、被連結部225の内径にガタなく嵌合する外径を有する断面円形のピンである。連結部材226は、軸方向に連続して配列された3つの分割鉄心22からなる固定子鉄心20の軸方向長さ以上の長さである。連結部材226が被連結部225に挿入しやすいように、連結部材226は先細に形成されている。
In order to turn the second
図12は、第二位置における固定子鉄心20の上面図である。図12において、第一分割鉄心22aが実線で示されている。また、第二分割鉄心22bが破線で示されている。第一分割鉄心22aに対し、第二分割鉄心22bが第二位置である時は、全ての被連結部225の位置が合っている。一方、第一分割鉄心22aのスロット223に対し、第二分割鉄心22bのスロット223の周方向位置が変位している。したがって、固定子鉄心20のスロット223の周方向の第一の方向の内壁、及び第二の方向の内壁は、それぞれ軸方向において凹凸状態になっている。
FIG. 12 is a top view of the
連結部材226が被連結部225に挿入されると同時に、各々の第一分割鉄心22a又は第二分割鉄心22bが回転する。連結部材226が被連結部225に挿入される前は、全てのスロット223の周方向位置が一致している。連結部材226が被連結部225に挿入されると、第一分割鉄心22aに対する第二分割鉄心22bのスロット223の周方向位置が一定量変位する。
At the same time as the connecting
図13は、第二位置における固定子鉄心20の断面図である。固定子鉄心20のスロット223の周方向の第一の方向の内壁223a、及び第二の方向の内壁223bは、それぞれ軸方向において凹凸状態になっている。したがって、第一分割鉄心22aのスロット223の周方向の第一の方向の内壁223aが、コイル26の直線部261の周方向の第一の方向を向く側面261aに絶縁材27を介して接触している。また、第二分割鉄心22bのスロット223の周方向の第二の方向の内壁223bが、コイル26の直線部261の周方向の第二の方向を向く側面261bに絶縁材27を介して接触している。
FIG. 13 is a cross-sectional view of the
図14は、第二位置における固定子鉄心20を示す斜視図である。第二位置では、第一分割鉄心22a、及び第二分割鉄心22bのティースの鍔部222の周方向位置が全て一致している。図15は、第二位置における固定子鉄心20の上面図である。また図16は、第二位置における固定子鉄心20の断面図である。第一分割鉄心22aのスロット223の周方向の第一の方向の内壁223aと、第二分割鉄心22bのスロット223の周方向の第二の方向の内壁223bとの間の寸法は、図中にXで示されている。寸法Xは、各々の分割鉄心22に形成されたスロット寸法より狭くなっている。
FIG. 14 is a perspective view showing the
なお、軸方向に配列される分割鉄心22の数は、3つ以上であることが好ましい。例えば、第一分割鉄心22a、第二分割鉄心22b、及び第一分割鉄心22aの3つである。又は、第二分割鉄心22b、第一分割鉄心22a、及び第二分割鉄心22bでもよい。第一分割鉄心22a、及び第二分割鉄心22bの各々の個数は、合計が3つ以上となるよう選択し得るが、何れの場合でも、1つ又は複数の第一分割鉄心22aが、第一分割鉄心群21aを構成し、1つ又は複数の第二分割鉄心22bが第二分割鉄心群21bを構成する。
The number of
軸方向に配列される分割鉄心22の数について、3つ以上と説明したが、2つでは好ましくない理由を以下に説明する。図17は、分割鉄心22が軸方向に2つ配列されている比較例の場合の断面図である。2つ配列されている場合とは、1つの第一分割鉄心22aと1つの第二分割鉄心22bとが軸方向に配列されている場合である。図17に示される比較例では、固定子鉄心20Bが第二位置に位置したときに、各スロット223に挿入したコイル26が斜めになってしまう。その結果、コイル26の側面がスロット223の内壁に面接触せず点接触となり、良好な熱伝導性が得られない。また、コイル26が斜めになることで、コイル26の端部の位置が変位してしまい、コイル26同士の接続に問題が発生する。
Although the number of divided
実施の形態1によれば、固定子鉄心20は、2つの第一分割鉄心22aと1つの第二分割鉄心22bとを、第一分割鉄心22a、第二分割鉄心22b、第一分割鉄心22aの順に、互いに接して、同軸に配列して構成されている。2つの第一分割鉄心22aのスロット223の周方向位置が一致している。第二位置において、第二分割鉄心22bのスロット223の周方向位置が、第一分割鉄心22aのスロット223の周方向位置に対して、周方向の第一の方向に一定量だけ変位している。スロット223のそれぞれに収容されているコイル26の直線部261が、第一分割鉄心22aのスロット223の周方向の第一の方向の内壁223aと第二分割鉄心22bのスロット223の周方向の第二の方向の内壁223bとに、スロット223に収容されている絶縁材27を介して接している。これにより、固定子コイル25と固定子鉄心20との間の良好な熱伝導性が確保される。また、スロット223内でコイル26と固定子鉄心20とが複数箇所で絶縁材27を介して接触しているので、コイル26および固定子鉄心20の固有振動数が高くなる。これにより、駆動時に生じる磁気的な振動が増幅しにくくなり、回転電機の磁気騒音が低減する。
According to the first embodiment,
第一分割鉄心22a及び第二分割鉄心22bには、第一分割鉄心22aと第二分割鉄心22bとが第二位置に位置しているときに、軸方向から見て穴の位置が一致する被連結部225が形成されている。そこで、被連結部225に連結部材226を挿入することで、同軸に配列された第一分割鉄心22aと第二分割鉄心22bとを第二位置に位置決め固定できる。このとき、連結部材226の先端部が先細り形状に形成されているので、第一位置に位置している第一分割鉄心22aと第二分割鉄心22bとの被連結部225に連結部材226を挿入するだけで、第一分割鉄心22aと第二分割鉄心22bとを第一位置から第二位置に変位させることができる。第一鉄心片23a及び第二鉄心片23bには、磁性薄板から打ち抜かれていることに起因するバリが生じている。絶縁材27がスロット223に収容されているので、第一鉄心片23a及び第二鉄心片23bのバリによるコイル26の絶縁被膜の損傷発生が抑制される。
When the first
実施の形態1による固定子2の製造方法では、まず、2つの第一分割鉄心22aと1つの第二分割鉄心22bとを、スロット223の周方向位置を一致させて、互いに接して、第一分割鉄心22a、第二分割鉄心22b、第一分割鉄心22aの順に同軸に配列する。ついで、絶縁材27をスロット223のそれぞれに収容した後、コイル26をスロット223のそれぞれに挿入する。ついで、第二分割鉄心22bを第一分割鉄心22aに対して周方向の第一の方向に変位させる。これにより、第一分割鉄心22aのスロット223の周方向の第一の方向の内壁223aと第二分割鉄心22bのスロット223の周方向の第二の方向の内壁223bとが絶縁材27を介してコイル26の直線部261に押し当てられる。
In the method of manufacturing the
これにより、コイル26の曲がり、絶縁被膜の損傷を発生させることなく、コイル26をスロット223に容易に収容することができる。そこで、固定子コイル25と固定子鉄心20との間の良好な熱伝導性が確保された固定子2を容易に組み立てることができる。
Thereby, the
なお、上記実施の形態1では、3つの被連結部225に挿入される3本の連結部材226が1本ずつに分離されているが、3本の連結部材226を環状部材で一体に連結してもよい。これにより、3本の連結部材226を3つの被連結部225に同時に挿入でき、固定子2の組立時間を短縮することができる。
In the first embodiment, although the three connecting
また、上記実施の形態1では、連結部材226がピンで構成されているが、連結部材226をボルトで構成してもよい。これにより、被連結部225から突出する連結部材226のねじ部にナットを締結することで、3つの分割鉄心22を一体に固定できる。
Moreover, in the said Embodiment 1, although the
実施の形態2.
実施の形態2では、U字状のコイル26に代えて直線状のコイルを用いている点を除いて、上記実施の形態1と同様に構成されている。
Second Embodiment
The second embodiment is configured in the same manner as the first embodiment except that a linear coil is used instead of the
上記実施の形態1では、U字状のコイル26を用いているので、スロット223内に収容されるコイル26の直線部261の本数は偶数となる。すなわち、実施の形態1では、奇数本の直線部261を収容することはできない。実施の形態2では、直線状のコイルを用いているので、スロット223内に収容されるコイルの本数を、奇数、偶数にかかわらず、任意に設定できる。
In the first embodiment, since the
したがって、実施の形態2によれば、固定子コイルの相コイルのターン数を任意に設定できる。 Therefore, according to the second embodiment, the number of turns of the phase coil of the stator coil can be set arbitrarily.
なお、上記実施の形態2では、直線状のコイルのみを用いているが、U字状のコイルと直線状のコイルとの両方を用いてもよい。 Although only a linear coil is used in the second embodiment, both a U-shaped coil and a linear coil may be used.
実施の形態3.
実施の形態1では、第一鉄心片23aを積層して第一分割鉄心22aを作製し、第二鉄心片23bを積層して第二分割鉄心22bを作製している。実施の形態3では、第一鉄心片23aのみを用いて、第一分割鉄心22aと第二分割鉄心22bとを作製している。すなわち、第一鉄心片23aの第一面を上にして第一鉄心片23aを積層して第一分割鉄心22aを作製する。ついで、第一鉄心片23aの第一面と反対側の第二面を上にして第一鉄心片23aを積層して第二分割鉄心22bを作製する。そして、第一分割鉄心22a、第二分割鉄心22b、第一分割鉄心22aの順に重ねて、固定子鉄心20を作製している。
Third Embodiment
In the first embodiment, the
実施の形態3においても、第一分割鉄心22aと第二分割鉄心22bとの接触面には、第一鉄心片23a同士を嵌合固定する凸部が形成されていない。また、U字状のコイル26が、固定子鉄心20に収容されている。このように、実施の形態3では、第一鉄心片23aのみを用いて、第一分割鉄心22aと第二分割鉄心22bとを構成している点を除いて、上記実施の形態1と同様に構成されている。
Also in the third embodiment, on the contact surface between the first
したがって、実施の形態3においても、上記実施の形態1と同様の効果が得られる。実施の形態3によれば、鉄心片23が第一鉄心片23aの1種類のみであるので、鉄心片23を打ち抜く金型が1種類ですみ、低コスト化が図れる。
Therefore, also in the third embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. According to the third embodiment, since the iron core pieces 23 are only one type of the first
なお、上記実施の形態3では、第一鉄心片23aのみを用いて第一分割鉄心22aと第二分割鉄心22bとを作製しているが、第二鉄心片23bのみを用いて第一分割鉄心22aと第二分割鉄心22bとを作製してもよい。また、上記実施の形態3では、U字状のコイル26のみを用いているが、直線状のコイルのみを用いてもよく、U字状のコイルと直線状のコイルとの両方を用いてもよい。
In the third embodiment, the first
実施の形態4.
実施の形態4では、図示されてはいないが、磁性材料の塊から形成された塊状鉄心で構成されている第一分割鉄心と第二分割鉄心とを用いて固定子鉄心を構成している。この塊状鉄心で構成されている第一分割鉄心と第二分割鉄心は、実施の形態1における積層鉄心で構成された第一分割鉄心22a及び第二分割鉄心22bと同一形状に構成されている。実施の形態4においても、固定子鉄心は、第一分割鉄心と第二分割鉄心とを、第一分割鉄心、第二分割鉄心、第一分割鉄心の順に重ねて構成されている。また、U字状のコイルが、固定子鉄心に収容されている。
Fourth Embodiment
In the fourth embodiment, although not shown, a stator core is configured using a first divided core and a second divided core that are formed of massive iron cores formed from a mass of magnetic material. The first divided core and the second divided core formed of the massive iron core are formed in the same shape as the first divided
実施の形態4では、塊状鉄心である第一分割鉄心と第二分割鉄心とを重ねて固定子鉄心を構成している点を除いて、上記実施の形態1と同様に構成されている。したがって、実施の形態4においても、上記実施の形態1と同様の効果が得られる。 The fourth embodiment is configured in the same manner as the first embodiment except that the first divided iron core which is a massive iron core and the second divided iron core are stacked to constitute a stator core. Therefore, also in the fourth embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
なお、実施の形態4では、U字状のコイル26のみを用いているが、直線状のコイルのみを用いてもよく、U字状のコイルと直線状のコイルとの両方を用いてもよい。
Although only the
実施の形態5.
図18は、本発明の実施の形態5に係る回転電機の固定子における固定子鉄心を示す要部上面図である。図18において、保持機構28Aは、固定子鉄心20Aのバックヨーク220の外周部に設けられた被連結部225Aと、被連結部225Aに嵌合される連結部材226Aと、を備える。被連結部225Aは、周方向幅が内径側に向かって漸次狭くなる断面三角形の凹部状に形成されている。被連結部225Aは、周方向に3つ分散配置されている。連結部材226Aは、被連結部225Aに嵌合可能な断面三角形を有し、固定子鉄心20Aの軸方向長さと同等、またはそれ以上の長さの柱状体に作製されている。なお、実施の形態5では、保持機構28に代えて、保持機構28Aを用いている点を除いて、上記実施の形態1と同様に構成されている。
Embodiment 5
FIG. 18 is a top view of relevant parts showing a stator core in a stator of a rotary electric machine according to Embodiment 5 of the present invention. In FIG. 18, the
実施の形態5においても、固定子鉄心20Aは、2つの第一分割鉄心22Aと1つの第二分割鉄心22Bとを、第一分割鉄心22A、第二分割鉄心22B、第一分割鉄心22Aの順に、互いに接して、同軸に配列して構成されている。第一分割鉄心22Aに形成された被連結部225Aと、第二分割鉄心22Bに形成された被連結部225Aとは、第一分割鉄心22Aと第二分割鉄心22Bとが第一位置に位置しているときに、周方向に一定量変位している。また、第一分割鉄心22Aに形成された被連結部225Aと、第二分割鉄心22Bに形成された被連結部225Aとは、第一分割鉄心22Aと第二分割鉄心22Bとが第二位置に位置しているときに、軸方向から見て凹形状が一致している。
Also in the fifth embodiment,
実施の形態5では、同軸に配列された2つの第一分割鉄心22Aと1つの第二分割鉄心22Bとを第一位置に位置させてコイル26をスロット223のそれぞれに収容した後、連結部材226Aを径方向外側から被連結部225Aのそれぞれに挿入する。これにより、第一分割鉄心22Aと第二分割鉄心22Bとを第一位置から第二位置に変位させることができる。そして、被連結部225Aに嵌合されている連結部材226Aを固定子鉄心20Aに接着、溶接などにより固定する。これにより、第一分割鉄心22Aと第二分割鉄心22Bとが第二位置に位置決め固定される。
In the fifth embodiment, after the
したがって、実施の形態5においても、上記実施の形態1と同様な効果が得られる。 Therefore, also in the fifth embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
なお、上記実施の形態5では、実施の形態1における固定子2において、保持機構28に代えて、保持機構28Aを用いているが、実施の形態2から実施の形態4における固定子において、保持機構28に代えて、保持機構28Aを用いても、同様な効果が得られる。
In the fifth embodiment, the
また、上記実施の形態5では、被連結部225Aに嵌合されている連結部材226Aを固定子鉄心20Aに接着、溶接などにより固定している。そこで、連結部材226Aの両端部から固定部を突出させ、連結部材226Aを被連結部225Aに嵌合させた時に、固定部で固定子鉄心20Aを軸方向両側から加圧した状態で挟み込んで、連結部材226Aを固定子鉄心20Aに保持させてもよい。このとき、固定部に凸部を設け、固定子鉄心20Aの端面に凹部を設け、固定部の凸部と固定子鉄心20Aの凹部とを嵌合させて、連結部材226Aの外れを防止するようにしてもよい。
Further, in the fifth embodiment, the connecting
また、上記実施の形態5では、U字状のコイル26のみを用いているが、直線状のコイルのみを用いてもよく、U字状のコイルと直線状のコイルとの両方を用いてもよい。
Although only the
また、上記各実施の形態では、絶縁材27をスロット223にそれぞれ収容しているが、絶縁材27を省略してもよい。この場合、固定子コイル25は、固定子鉄心20のスロット223のそれぞれの内壁に直接接する。固定子コイル25と固定子鉄心20との間の絶縁は、固定子コイル25に被覆された絶縁被膜により確保される。
Moreover, although the insulating
また、上記各実施の形態では、隣り合うティース221の鍔部222同士が離れているが、隣り合うティース221の鍔部222同士が繋がっていてもよい。
Moreover, in the above-described embodiments, although the
また、上記各実施の形態では、固定子コイル25が、U字状又は直線状のコイルにより構成されているが、固定子コイルは、亀甲型コイルにより構成されていてもよい。この場合、亀甲型コイルは、固定子鉄心20Aのスロット223に内径側から挿入されるので、ティース221は鍔部222を省略して作製する。
Moreover, in each said embodiment, although the
また、上記各実施の形態では、3つの分割鉄心22を同軸に配列して固定子鉄心20を構成しているが、固定子鉄心20を構成する分割鉄心22の数は、3つに限定されず、4つ以上でもよい。例えば、5つの分割鉄心が、3つの第一分割鉄心からなる第一分割鉄心群と、2つの第二分割鉄心からなる第二分割鉄心群とである場合、第一分割鉄心、第二分割鉄心、第一分割鉄心、第二分割鉄心、第一分割鉄心の順に同軸に配列して、固定子鉄心を構成する。また、第一分割鉄心、第一分割鉄心、第二分割鉄心、第一分割鉄心、第二分割鉄心の順に同軸に配列して、固定子鉄心を構成してもよい。すなわち、第二分割鉄心群を構成する2つの第二分割鉄心の中の少なくとも1つの第二分割鉄心が、第一分割鉄心群を構成する3つの第一分割鉄心の中の2つの第一分割鉄心の間に位置していればよい。
In each of the above-described embodiments, the
また、上記各実施の形態では、第一分割鉄心群が2つの第一分割鉄心から構成されているが、第一鉄心片の積層枚数が異なる2種類の分割鉄心により第一分割鉄心群を構成してもよい。つまり、第一分割鉄心群を構成する複数の第一分割鉄心は、軸方向から見た形状が同じであれば、軸方向厚みが異なっていてもよい。同様に、第二分割鉄心群を構成する複数の第二分割鉄心は、軸方向から見た形状が同じであれば、軸方向厚みが異なっていてもよい。 Moreover, in each said embodiment, although the 1st division | segmentation iron core group is comprised from two 1st division | segmentation iron cores, 1st division | segmentation iron core group is comprised by two types of division | segmentation iron cores from which the lamination | stacking number of 1st iron core pieces differs. You may That is, as long as the shape seen from the axial direction is the same, the axial direction thickness may differ between the several 1st divided core which comprises a 1st divided core group. Similarly, the axial direction thickness may differ, as long as the shape seen from the axial direction of the some 2nd divided core which comprises a 2nd divided core group is the same.
また、上記各実施の形態では、第一分割鉄心22aは、第一鉄心片23aが複数積層されて構成されているが、第一分割鉄心22aは、板厚を厚くした1枚の第一鉄心片23aで構成されていてもよい。また、第二分割鉄心22bは、第二鉄心片23bが複数積層されて構成されているが、第二分割鉄心22bは、板厚を厚くした1枚の第二鉄心片23bで構成されていてもよい。
Further, in each of the above-described embodiments, the first
また、上記各実施の形態では、第一分割鉄心22aと第二分割鉄心22bとを第二位置に位置決め固定する保持機構28、28Aを備えているが、第一分割鉄心22aと第二分割鉄心22bとを第一位置に位置決め固定する保持機構をさらに備えてもよい。つまり、当該保持機構は、第一分割鉄心22aと第二分割鉄心22bとが第一位置に位置しているときに、軸方向から見て穴形状又は凹形状が一致する被連結部を有する。これにより、固定子鉄心の組立が容易となる。
In each of the above embodiments, the holding
なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を自由に組み合わせたり、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 In the present invention, within the scope of the invention, the embodiments can be freely combined, or the embodiments can be appropriately modified or omitted.
2 固定子、20,20A 固定子鉄心、21a 第一分割鉄心群、21b 第二分割鉄心群、22 分割鉄心、22a,22A 第一分割鉄心、22b,22B 第二分割鉄心、223 スロット、223a 一側の内壁、223b 他側の内壁、225,225A 被連結部、226,226A 連結部材、23 鉄心片、23a 第一鉄心片、23b 第二鉄心片、25 固定子コイル、26 コイル、27 絶縁材、28,28A 保持機構。 2 stator, 20, 20A stator core, 21a first split core group, 21b second split core group, 22 split core, 22a, 22A first split core, 22b, 22B second split core, 223 slots, 223a Inner wall on the side, 223b Inner wall on the other side, 225, 225A Connected part, 226, 226A Connecting member, 23 Core piece, 23a First core piece, 23b Second core piece, 25 Stator coil, 26 coil, 27 Insulating material , 28, 28A Holding mechanism.
Claims (13)
前記複数のスロットのそれぞれに収容され、前記複数のスロットの周方向寸法より、周方向寸法が小さい固定子コイルと、を備え、
前記固定子鉄心は、互いに接して、同軸に配列された3つ以上の分割鉄心を有し、
前記3つ以上の分割鉄心は、スロットの周方向位置が互いに一致している2つ以上の分割鉄心により構成される第一分割鉄心群と、スロットの周方向位置が一致している1つ以上の分割鉄心により構成される第二分割鉄心群と、からなり、
前記第二分割鉄心群を構成する分割鉄心のなかの少なくとも1つの分割鉄心が、前記第一分割鉄心群を構成する分割鉄心間に配置されており、
前記第二分割鉄心群を構成する分割鉄心のスロットの周方向位置が、前記第一分割鉄心群を構成する分割鉄心のスロットの周方向位置に対して、周方向の第一の方向に一定量変位しており、
前記固定子コイルは、前記複数のスロットのそれぞれにおいて、前記第一分割鉄心群を構成する分割鉄心のスロットの周方向の第一の方向の内壁と前記第二分割鉄心群を構成する分割鉄心のスロットの周方向の第二の方向の内壁とに接している回転電機の固定子。 An annular stator core having a plurality of circumferentially arranged slots extending in the central axial direction;
A stator coil accommodated in each of the plurality of slots and having a circumferential dimension smaller than the circumferential dimension of the plurality of slots;
The stator core has three or more core segments coaxially arranged in contact with each other,
The three or more split iron cores have a first split core group including two or more split iron cores whose circumferential positions of the slots coincide with each other, and one or more of which the circumferential positions of the slots coincide with each other And a second divided core group consisting of divided core cores, and
At least one split core of the split cores constituting the second split core group is disposed between the split cores constituting the first split core group,
The circumferential direction position of the slots of the divided core forming the second divided core group is constant in a first direction in the circumferential direction with respect to the circumferential position of the slots of the divided core forming the first divided core group Is displaced,
The stator coil includes, in each of the plurality of slots, an inner wall in a first direction in a circumferential direction of slots of divided iron cores constituting the first divided iron core group and a divided iron core constituting the second divided iron core group A stator of a rotating electrical machine in contact with an inner wall in a second direction in a circumferential direction of the slot.
前記第一分割鉄心群を構成する分割鉄心の前記鍔部の周方向位置と前記第二分割鉄心群を構成する分割鉄心の前記鍔部の周方向位置とが揃っている請求項1記載の回転電機の固定子。 Each of the three or more divided irons has a ridge that protrudes in the first direction and the second direction in the circumferential direction from the tip of the teeth that constitute the slot,
The rotation according to claim 1, wherein the circumferential position of the ridge portion of the split iron core constituting the first split iron core group and the circumferential direction position of the ridge portion of the split iron core constituting the second split iron core group are aligned. Electrical stator.
前記3つ以上の分割鉄心は、前記2種類の磁性薄板の中の一方の磁性薄板を積層して構成された分割鉄心と、前記2種類の磁性薄板の中の他方の磁性薄板を積層して構成された分割鉄心と、により構成されている請求項6に記載された回転電機の固定子。 The magnetic thin plate includes two types of magnetic thin plates having different shapes,
The three or more divided iron cores are formed by laminating a divided iron core configured by laminating one magnetic thin plate of the two types of magnetic thin plates, and another magnetic thin plate of the two types of magnetic thin plates The stator of a rotating electrical machine according to claim 6, wherein the stator comprises a divided core configured.
前記3つ以上の分割鉄心を作製する工程と、
前記3つ以上の分割鉄心を、前記複数のスロットの周方向位置を一致させて、互いに接して、同軸に配列する工程と、
前記固定子コイルを前記複数のスロットのそれぞれに収容する工程と、
前記第二分割鉄心群を構成する分割鉄心を、前記第一分割鉄心群を構成する分割鉄心に対して、周方向の第一の方向に一定量変位させ、
前記複数のスロットのそれぞれにおいて、前記第一分割鉄心群を構成する分割鉄心のスロットの周方向の第一の方向の内壁と前記第二分割鉄心群を構成する分割鉄心のスロットの周方向の第二の方向の内壁とに前記固定子コイルを接するようにする分割鉄心変位工程と、を備えた回転電機の固定子の製造方法。 A method of manufacturing a stator of a rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 11,
Producing the three or more split cores;
Coaxially arranging the three or more divided cores in such a manner that circumferential positions of the plurality of slots coincide with each other, and are in contact with each other;
Housing the stator coil in each of the plurality of slots;
The divided iron cores constituting the second divided iron core group are displaced by a fixed amount in the first circumferential direction with respect to the divided iron cores constituting the first divided iron core group,
In each of the plurality of slots, an inner wall in a first direction of a circumferential direction of slots of divided iron cores constituting the first divided core group and a circumferential direction of circumferential slots of divided iron cores constituting the second divided iron core group A split core displacement step of bringing the stator coil into contact with an inner wall in two directions, and a method of manufacturing a stator of a rotary electric machine.
前記分割鉄心変位工程において、
前記第一分割鉄心群を構成する分割鉄心の前記鍔部の周方向位置と前記第二分割鉄心群を構成する分割鉄心の前記鍔部の周方向位置との間の周方向のずれが少なくなるように、前記第二分割鉄心群を構成する分割鉄心を、前記第一分割鉄心群を構成する分割鉄心に対して、周方向に変位させている請求項12記載の回転電機の固定子の製造方法。 Each of the three or more divided iron cores has a ridge that protrudes in a first direction and a second direction in the circumferential direction from the tip of the teeth constituting the slot,
In the divided core displacement step,
There is less deviation in the circumferential direction between the circumferential position of the ridge portion of the split core forming the first split core group and the circumferential position of the ridge portion of the split core forming the second split core group. 13. The manufacturing of the stator of the rotary electric machine according to claim 12, wherein the divided cores constituting the second divided core group are circumferentially displaced with respect to the divided cores constituting the first divided core group. Method.
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