JP7020180B2 - 回転電機用ステータ - Google Patents
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Description
本実施形態では、図5に示すように、補強部材14をティース部12毎に設けたが、例えば、図7および図8の変形例に示す形状の補強部材24であってもよい。具体的には、この変形例では、一対の補強部材24、24は、ヨーク部11に沿って形成された環状部24aと、環状部24aから各ティース部12に向かって延在した補強部24bとを備える。補強部材24は、前記の実施形態と同様に、絶縁性を有した合成樹脂で形成されており、箔材10aより厚さが厚い。
図1に示す回転電機用ステータを作成した。具体的には、厚さ0.025mmの軟磁性材料(液体急冷法で作製する、例えばFeが80%以上のFe系合金)からなる箔材を800枚積層して積層体を形成し、この積層体に対して、厚さ1mm以下の絶縁材料(不飽和ポリエステル樹脂)からなる一対の補強部材で、積層体であるステータコアの各ティース部を挟み込んだ。この状態で、チューブ状の絶縁材料(ポリ塩化ビニル)からなる固定部材が、一対の補強部材とともに各ティース部を周回するように、一対の補強部材を各ティース部に固定した。次に、このステータコアに対して、絶縁被膜が形成された導線を分布巻(波巻)で巻回し、コイルを形成し、回転電機用ステータを作製した。
実施例1と同様に回転電機用ステータを作製した。実施例1と相違する点は、補強部材を設けずに、固定部材をティース部に周回させたステータコアに、コイルを形成した点である。しかしながら、比較例1の場合には、ステータコアのティース部の先端部が自重により垂れ下がってしまい、ステータコアの形状を保つことができなかった。
実施例1と同様にステータコアを作製した、実施例1と相違する点は、補強部材と固定部材とを設けずに、積層体を、溶融樹脂が収容された槽に浸漬し、この槽内に内圧を加えることにより、積層体の箔材間に樹脂を含浸した点である。
実施例1および比較例2のステータを回転電機であるモータに組み込んで、モータの損失特性を実測した。この結果を、図10に示す。図10では、実施例1のモータの損失を1として、比較例2のモータ損失を損失割合として示した。図10に示すように、実施例1のモータの損失割合、比較例2のものよりも低かった。これは、比較例2では、積層体の箔材間に樹脂を含浸した際の圧力により、箔材の材料に応力が導入されたからであると考えられる。
実施例1のステータに相当するモデルを作成し、モータに搭載した際、モータの回転数9000rpmにおける、モータの損失を解析ソフト(JMAG-Designer)を用いて解析した。この結果を図11に示す。図11では、実施例2のモータの損失を1とした。
実施例2と同じようにして、モータの損失の解析を行った。比較例3が、実施例1と相違する点は、ティース部の側壁面にも、その外壁面の補強部材と同じ厚さの補強部材を配置した点である。この結果を図11に示す。
図11に示すように、実施例2のモータの損失割合が、比較例3のものよりも低かった。これは、実施例2の場合、ティース部間のコイルの占積率は、60%であり、比較例3の場合、ティース部の側壁面に配置された補強部材により、ティース部間のコイルの占積率が、54%であり、比較例3のコイルの占積率が、実施例2のものよりも低いからである。この結果、比較例3では、実施例2に比べて、同じモータの出力に対して、コイルに通電すべき電流をより多く流す必要があり、モータの損失が大きくなったと考えられる。
Claims (5)
- 円環状のヨーク部と、前記ヨーク部の内周面から前記ヨーク部の内径側に延在し、前記ヨーク部の周方向に間隔をあけて配列された複数のティース部と、が形成されたステータコアを備えた回転電機用ステータであって、
前記ステータコアは、前記回転電機の回転軸方向に、軟磁性材料からなる箔材が複数枚積層された積層体であり、
前記各ティース部には、前記周方向に隣り合うティース部に対向した一対の側壁面が形成されており、
前記ステータは、前記各ティース部と前記ヨーク部の一部をわたすように、前記一対の側壁面を露出させた状態で、前記各ティース部を前記回転軸方向の両側から挟み込む一対の絶縁性の補強部材と、
前記一対の補強部材とともに前記各ティース部を周回するように、前記一対の補強部材を前記各ティース部に固定する絶縁性の固定部材と、
前記固定部材で固定された前記複数のティース部に、分布巻により形成されたコイルと、を備え、
前記補強部材は、板状であり、前記固定部材は、リング状または管状であり、
前記固定部材を、熱収縮性を有した合成樹脂とすることにより、前記固定部材の内部空間に、前記ティース部が内挿された状態で、前記固定部材と前記一対の補強部材とが密着していることを特徴とする回転電機用ステータ。 - 円環状のヨーク部と、前記ヨーク部の内周面から前記ヨーク部の内径側に延在し、前記ヨーク部の周方向に間隔をあけて配列された複数のティース部と、が形成されたステータコアを備えた回転電機用ステータであって、
前記ステータコアは、前記回転電機の回転軸方向に、軟磁性材料からなる箔材が複数枚積層された積層体であり、
前記各ティース部には、前記周方向に隣り合うティース部に対向した一対の側壁面が形成されており、
前記ステータは、前記各ティース部と前記ヨーク部の一部をわたすように、前記一対の側壁面を露出させた状態で、前記各ティース部を前記回転軸方向の両側から挟み込む一対の絶縁性の補強部材と、
前記一対の補強部材とともに前記各ティース部を周回するように、前記一対の補強部材を前記各ティース部に固定する絶縁性の固定部材と、
前記固定部材で固定された前記複数のティース部に、分布巻により形成されたコイルと、を備え、
前記補強部材は、板状であり、前記固定部材は、リング状または管状であり、
前記固定部材を、弾性材料とすることにより、前記固定部材の内部空間に、前記ティース部が内挿された状態で、前記回転電機の使用時の前記ティース部の熱膨張および熱収縮に、前記固定部材が弾性変形して追従するように、前記固定部材で、前記ティース部と前記一対の補強部材とが固定されていることを特徴とする回転電機用ステータ。 - 前記補強部材は、前記ヨーク部に沿って形成された環状部と、前記環状部から前記各ティース部に向かって延在した補強部と、を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の回転電機用ステータ。
- 前記補強部材は、少なくとも前記コイルの巻線が配置される位置において、前記ティース部の側壁面から突出していることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の回転電機用ステータ。
- 前記固定部材はリング状であり、前記複数のティース部の先端部と根元部の少なくとも一方に配置され、前記コイルの巻線は、前記固定部材が配置されていない部位に配置されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の回転電機用ステータ。
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