JP2007104877A - Stator for dynamo-electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ハイブリッド自動車、燃料電池自動車等に組み込まれる回転電機(たとえば電気モータ)用ステータに関する。 The present invention relates to a stator for a rotating electric machine (for example, an electric motor) incorporated in a hybrid vehicle, a fuel cell vehicle and the like.
ハイブリッド自動車や燃料電池自動車は、駆動装置や回生ブレーキとして電気モータを使用する。このモータは、小型化、高出力化するために高周波領域で使用することが多いが、周波数が高くなると、ステータに生じる鉄損が大きくなってエネルギーの変換効率が低下する。そこで、高周波での鉄損を抑えるために、絶縁皮膜処理を施した金属磁性粉末の圧粉体を用いたステータや、樹脂を添加した金属磁性粉末の圧粉体を用いたステータの開発が進められている。このステータは、金属磁性粉末の粒子内に渦電流を閉じ込めるので、電磁鋼板の積層体からなる従来のステータよりも鉄損が小さい。 Hybrid vehicles and fuel cell vehicles use electric motors as drive units and regenerative brakes. This motor is often used in a high-frequency region in order to reduce the size and increase the output. However, as the frequency increases, the iron loss generated in the stator increases and the energy conversion efficiency decreases. Therefore, in order to suppress iron loss at high frequencies, the development of stators using metal magnetic powder green compacts that have been subjected to insulation coating treatment and stators using metal magnetic powder green compacts with added resin has proceeded. It has been. Since this stator confines eddy currents in the particles of the metal magnetic powder, the iron loss is smaller than that of a conventional stator made of a laminate of electromagnetic steel sheets.
このような圧粉体を用いたステータとして、図3に示すように圧粉体からなる複数の分割コア20を円環状に配置し、その分割コア20の外周に筒状のハウジング21を焼き嵌めして各分割コア20を固定したものが知られている。
As a stator using such a green compact, as shown in FIG. 3, a plurality of
しかし、このステータは、分割コア20が破壊しやすい。すなわち、圧粉成形により形成される分割コア20は寸法にばらつきがあるので、締め代を確保するためにハウジング21の寸法を小さくする必要がある。そのため、分割コア20が大きい力で締め付けられて破壊しやすかった。また、ハウジング21の寸法のばらつきも、分割コア20に過大な締め付け力を生じる原因となっていた。
However, in this stator, the
ここで、分割コアを小さい力で固定するステータとして、下記の特許文献1に記載されたものが知られている。このステータは、円環状に配置された分割コアの外周をリングで狭圧し、そのリングと分割コアをピンで固定し、そのピンを、筒状のハウジングの内面から径方向内方に突出する爪で挟むことによって分割コアを固定している。 Here, what was described in the following patent document 1 is known as a stator which fixes a division | segmentation core with a small force. In this stator, the outer periphery of a ring-shaped divided core is narrowed with a ring, the ring and the divided core are fixed with a pin, and the pin protrudes radially inward from the inner surface of the cylindrical housing. The split core is fixed by sandwiching between the two.
しかし、圧粉体からなる分割コアを用いる場合、分割コアにピン孔を形成するのは煩雑であり、特に小型の分割コアの場合、ピン孔が細くなるので圧粉成形によるピン孔の形成は困難である。また、圧粉体からなる分割コアは寸法にばらつきがあるので、一定の寸法のリングで狭圧すると、締め付け力が大きくなって分割コアが破壊しやすい。 However, when using a split core made of green compact, it is cumbersome to form a pin hole in the split core. Especially, in the case of a small split core, the pin hole is thin, so forming the pin hole by compacting Have difficulty. In addition, since the split cores made of green compacts vary in size, if the pressure is narrowed with a ring having a certain size, the clamping force increases and the split cores are easily broken.
一方、分割コアをハウジングに固定するのに必要な締め付け力は、焼き嵌めにより生じる締め付け力よりも小さい。そのため、締め付け力を管理することができれば、分割コアの破壊を防止することができる。 On the other hand, the tightening force required to fix the split core to the housing is smaller than the tightening force generated by shrink fitting. Therefore, if the tightening force can be managed, breakage of the split core can be prevented.
この発明が解決しようとする課題は、分割コアの締め付け力を管理可能となして、圧粉体からなる分割コアが過大な締め付け力によって破壊するのを防止することである。 The problem to be solved by the present invention is to make it possible to manage the tightening force of the split core, and to prevent the split core made of a green compact from being broken by an excessive tightening force.
この課題を解決するために、回転電機用ステータのハウジングの内周にテーパ面を形成し、そのテーパ面に分割コアを軸方向に押し当て、そのテーパ面に生じる反力によって前記分割コアを径方向内方に締め付け、その締め付け状態を、前記分割コアを前記ハウジングに固定して保持するようにした。 In order to solve this problem, a taper surface is formed on the inner periphery of the housing of the stator for a rotating electrical machine, the split core is pressed against the taper surface in the axial direction, and the split core is made to have a diameter by a reaction force generated on the taper surface. It was tightened inward and the clamped state was fixed and held in the housing.
この回転電機用ステータは、前記分割コアを軸方向に押圧して前記テーパ面に押し当てる押圧部材を設け、その押圧部材を前記ハウジングに締結して前記各分割コアを前記ハウジングに固定するとより好ましいものとなる。 More preferably, the stator for a rotating electrical machine includes a pressing member that presses the divided core in an axial direction and presses the divided core against the tapered surface, and fastens the pressing member to the housing to fix the divided cores to the housing. It will be a thing.
押圧部材は、次のようにしてハウジングに締結するとより好ましい。
1)前記押圧部材と前記ハウジングを互いに溶接する。
2)前記押圧部材と前記ハウジングをステータ軸に平行なボルトで互いに締結する。
More preferably, the pressing member is fastened to the housing as follows.
1) The pressing member and the housing are welded together.
2) The pressing member and the housing are fastened to each other with a bolt parallel to the stator shaft.
この発明の回転電機用ステータは、分割コアを軸方向に押す力を管理することによって分割コアの締め付け力を管理することができるので、分割コアの寸法にばらつきのあるときにも、過大な締め付け力で分割コアが破壊するのを防止することができる。 Since the stator for a rotating electrical machine according to the present invention can manage the tightening force of the split core by managing the force pushing the split core in the axial direction, excessive tightening is possible even when the size of the split core varies. The split core can be prevented from being broken by force.
さらに、前記分割コアを軸方向に押し当てる押圧部材を設け、その押圧部材を前記ハウジングに締結して前記各分割コアを前記ハウジングに固定したものは、押圧部材が、テーパ面からの分割コアの離反を防止するので、分割コアの締め付け状態の保持がより確実である。 Further, a pressing member that presses the divided core in the axial direction, and the pressing member is fastened to the housing and the divided cores are fixed to the housing. Since separation is prevented, the clamped state of the split core is more reliably maintained.
また、前記押圧部材と前記ハウジングを互いに溶接したものは、締結のための部品を必要としないので安価であり、しかも締結力の緩みが生じない。 Moreover, what welded the said press member and the said housing mutually is inexpensive, since the components for fastening are not required, and the loosening of fastening force does not arise.
また、前記押圧部材と前記ハウジングをステータ軸に平行なボルトで互いに締結したものは、ボルトの締め付けトルクを管理することで分割コアを軸方向に押す力を高い精度で容易に管理することができる。そのため、分割コアの締め付け力も高い精度で容易に管理することができる。 Further, in the case where the pressing member and the housing are fastened to each other with a bolt parallel to the stator shaft, the force for pushing the split core in the axial direction can be easily managed with high accuracy by managing the tightening torque of the bolt. . For this reason, the tightening force of the split core can be easily managed with high accuracy.
図1に、この発明の回転電機用ステータの実施形態を示す。このステータは、筒状のハウジング1と、そのハウジング1内に取り付けられる複数の分割コア2と、その分割コア2を軸方向に押圧する押圧リング3とからなる。
FIG. 1 shows an embodiment of a stator for a rotating electrical machine according to the present invention. The stator includes a cylindrical housing 1, a plurality of divided
分割コア2は、金属磁性粉末の圧粉体からなる。この分割コア2は、図1(a)に示すように、コイルが装着されるティース部2aを径方向内側にしてハウジング1の内周に沿って環状に配置されている。ティース部2aの径方向外端には、周方向に突出するヨーク部2bが形成されており、隣り合う分割コア2、2のヨーク部2bの周方向端面4が互いに接触している。
The split
ハウジング1の内周には、図1(b)に示すようにステータの軸心Lに対してθ度傾斜したテーパ面5が形成されている。このテーパ面5に対応するテーパ面6が分割コア2にも形成されており、そのテーパ面6がハウジング1のテーパ面5に接触している。
As shown in FIG. 1B, a
押圧リング3は、図1(b)に示すように、分割コア2の軸方向端面7と接触する円板部3aを有し、その円板部3aが分割コア2を軸方向に押圧してハウジング1のテーパ面5に押し当てている。テーパ面5に押し当てられた分割コア2は、テーパ面5に生じる反力によって径方向内方に締め付けられている。
As shown in FIG. 1B, the
また押圧リング3には、円板部3aの外周からハウジング1に向かって延び出す筒状部3bが形成されており、その一端がハウジング1に溶接されている。
The
この回転電機用ステータは、たとえば次のようにして組み立てることができる。まず、押圧リング3の円板部3aに分割コア2を円環状に配置する。このとき、図1(a)に示すように円柱状の治具Jを中心に配置してその治具Jの外周にティース部2aを接触させると、分割コア2の寸法にばらつきがあるときでもティース部2aの径方向内端が高い精度で同一円周上に揃うので好ましい。このように配置されて円環状となった分割コア2に筒状のハウジング1をかぶせて、ハウジング1を軸方向に押し込むと、テーパ面5の作用により分割コア2が径方向内方に締め付けられる。その状態で、押圧リング3とハウジング1を互いに溶接して締結し、中心の治具Jを取り除く。
This stator for a rotating electrical machine can be assembled, for example, as follows. First, the split
この回転電機用ステータは、分割コア2を軸方向に押す力を管理することによって分割コア2の締め付け力を管理し、その締め付け力を分割コア2の固定に必要な範囲内でより小さくすることができる。そのため、圧粉体からなる分割コア2の寸法にばらつきがあるときにも、過大な締め付け力で分割コア2が破壊するのを防止することができる。
This stator for a rotating electrical machine manages the clamping force of the split
また、分割コア2のテーパ面5からの離反を押圧リング3が防止しているので、振動や衝撃が加わっても分割コア2の締め付け状態が確実に保持される。
In addition, since the
また、押圧リング3とハウジング1の締結を溶接で行なっているので、部品点数が少なくて安価であり、しかも締結力の緩みが生じない。
Further, since the
上記実施形態では分割コア2の締め付け状態の保持を押圧リング3で行なっているが、押圧リング3は必須ではなく、たとえば接着剤によって分割コア2をハウジング1に固定して分割コア2の締め付け状態を保持してもよい。
In the above embodiment, the clamped state of the split
上記実施形態では、押圧リング3とハウジング1の締結を溶接により行なったが、図2(a)に示すようにステータの軸心Lに平行なボルト8により行なってもよい。ボルト8で締結すると、ボルト8の締め付けトルクを管理することによって分割コア2を軸方向に押す力を管理することができ、分割コア2の径方向の締め付け力も高い精度で、かつ容易に管理することができる。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、分割コア2のテーパ面6はヨーク部2bの外周の一部に形成したが、図2(b)に示すようにヨーク部2bの外周全体に形成してもよい。このようにすると、分割コア2は、ヨーク部2b全体で締め付けられるので局所的な応力を生じにくく、より破壊しにくい。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、分割コア2のテーパ面6はヨーク部2bの外周に形成したが、図2(c)に示すようにヨーク部2bの軸方向端面に形成してもよい。要は、ハウジング1の内周のテーパ面5に接触するように分割コア2を形成すればよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、図2(d)に示すように、押圧リング3の筒状部3bにもハウジング1と同様に分割コア2が押し当たるテーパ面9を形成し、そのテーパ面9に生じる反力によって分割コア2を径方向内方に締め付けるようにしてもよい。このようにすると、分割コア2が、ハウジング1と押圧リング3によって軸方向で平均的に締め付けられるので、組み立て精度が安定する。また、ハウジング1と押圧リング3を同一形状して更に生産コストを抑えることができる。
Further, as shown in FIG. 2 (d), the
分割コア2は、たとえば樹脂を添加した金属磁性粉末の圧粉体や、絶縁皮膜処理を施した金属磁性粉末の圧粉体で形成することができるが、磁性を有するものであれば他の圧粉体でもよい。
The
1 ハウジング
2 分割コア
3 押圧リング
5 テーパ面
1
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2005
- 2005-10-07 JP JP2005295315A patent/JP2007104877A/en active Pending
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