JPWO2018074088A1 - Stator of rotating electric machine and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
回転電機のステータ(1)は、複数の磁極片(2)と継鉄片(3)が交互に配置されているため、各磁極片(2)のティース部(5)間に自動巻線機(21)が入る空間を確保することができ、高速巻線や整列巻線が容易に行える。また、所定の磁極片(2a、2c)のティース部(5)に巻かれたコイル(10)の巻き終わり線は、別の磁極片(2b、2d)のティース部(5)との間の渡り線(20)として、所定の磁極片(2a、2c)に隣接する継鉄片(3a、3c)の軸方向端部でバックヨーク部(4B)の内径側から外径側に引き出されるので、渡り線(20)を配置する空間を確保することができ、高速で確実に渡り線を形成することができる。 Since a plurality of pole pieces (2) and yoke pieces (3) are alternately arranged in the stator (1) of the rotating electrical machine, the automatic winding machine (between the teeth portions (5) of each pole piece (2) 21) can be secured, and high-speed winding and alignment winding can be easily performed. In addition, the winding end wire of the coil (10) wound around the teeth portion (5) of the predetermined pole piece (2a, 2c) is between the teeth portion (5) of another pole piece (2b, 2d) As the crossover (20), it is drawn from the inner diameter side of the back yoke portion (4B) to the outer diameter side at axial end portions of the yoke pieces (3a, 3c) adjacent to the predetermined pole pieces (2a, 2c). A space for arranging the crossover (20) can be secured, and the crossover can be formed at high speed and reliably.
Description
本発明は、回転電機のステータとそ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 same.
回転電機は、ステータに巻かれているコイルをより高密度にすることにより、高効率化および小形化が図られる。従来、コイルを高密度に巻く際の作業性を向上させる手段として、ステータコアを複数に分割した分割コアが採用されている。特許文献1には、2個の磁極片のバックヨーク部同士が折り曲げ可能に連結されたユニットコアを備えた回転電機が示されている。この先行例では、磁極片のティース部に絶縁用ボビンを介してコイルが巻き付けられ、絶縁用ボビンにコイルの巻き始め線と巻き終わり線を係止している。
The rotating electric machine can achieve high efficiency and miniaturization by increasing the density of the coils wound around the stator. Conventionally, as a means for improving the workability when winding a coil at high density, a split core in which a stator core is divided into a plurality is adopted.
また、この先行例では、巻線作業の際に、バックヨーク部から突出したティース部が外側に位置するようにユニットコアを逆反らせ、隣接する磁極片の距離を広くした状態でティース部にコイルを巻き付けている。また、同一相内についてコイルを切断せずに連続して巻き付けることにより、巻線の端末部の処理回数を削減し製作コストを低減している。 Moreover, in this prior art example, during winding operation, the unit core is turned over so that the teeth portion protruding from the back yoke portion is located on the outside, and the coil portions are wound on the teeth portion while the distance between adjacent pole pieces is increased. Is wound. Further, by continuously winding the same phase without cutting the coil, the number of times of processing of the end portion of the winding is reduced, and the manufacturing cost is reduced.
上記特許文献1では、ユニットコアを逆反り状態とすることで、磁極片と巻線装置の干渉を避け、コイルの高密度化と高速巻線を実現しているが、ユニットコアを逆反りさせる工程が必要であり、工数および設備投資費が増加する。また、1つのティース部の絶縁用ボビンにコイルの巻き始め線と巻き終わり線を係止しているため、ステータが小形になると巻線装置が入る空間を確保できなくなり、高速巻線が困難となる。また、ステータが小形になると、2つのティース部間に渡り線を配置させる箇所を確保することが困難となるという課題がある。
In the
本発明は、上記問題点に鑑み、工数および設備投資費の増加を伴うことなく、高速な巻線作業を容易に行うことが可能な回転電機のステータとその製造方法を提供することを目的とする。 In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a stator of a rotating electrical machine capable of easily performing high-speed winding work without increasing man-hours and equipment investment costs, and a method of manufacturing the same. Do.
本発明に係る回転電機のステータは、第1のバックヨーク部と第1のバックヨーク部から突出したティース部とを有する複数の磁極片と、第1のバックヨーク部と連結された第2のバックヨーク部を有する複数の継鉄片とを備え、複数の磁極片と複数の継鉄片が、ティース部が内径側となるように交互に円環状に配置された回転電機のステータであって、複数の磁極片のうち、所定の磁極片のティース部に巻装されたコイルと、所定の磁極片とは別の磁極片のティース部に巻装されたコイルとの間に渡り線が形成されており、渡り線は、所定の磁極片に隣接する継鉄片の回転電機の軸方向の端部に配置されていると共に、隣接する継鉄片に係止されているものである。 A stator of a rotary electric machine according to the present invention includes a plurality of magnetic pole pieces having a first back yoke portion and teeth portions protruding from the first back yoke portion, and a second one connected to the first back yoke portion. A stator of a rotating electrical machine, comprising: a plurality of yoke pieces having a back yoke portion; a plurality of pole pieces and a plurality of yoke pieces being alternately annularly arranged such that the teeth portions are on the inner diameter side Among the pole pieces, a crossover wire is formed between a coil wound around the teeth of a predetermined pole piece and a coil wound around a tooth of a pole piece different from the predetermined pole piece The crossover wire is disposed at an axial end of the rotating electric machine of the yoke piece adjacent to the predetermined pole piece and is locked to the adjacent yoke piece.
本発明に係る回転電機のステータの製造方法は、複数の磁極片と複数の継鉄片が交互に円環状に配置された回転電機のステータの製造方法であって、第1のバックヨーク部と第1のバックヨーク部から突出したティース部とを有する複数の磁極片と、第1のバックヨーク部と連結された第2のバックヨーク部を有する複数の継鉄片が交互に配置されたステータコアを用意し、ステータコアを自動巻線機に取り付け、複数の磁極片のうちの所定の磁極片のティース部にコイルを巻き付けた後、所定の磁極片に隣接する継鉄片の回転電機の軸方向の端部で、コイルの巻き終わり線を第2のバックヨーク部の内径側から外径側に引き出す巻線工程と、巻線工程の後、ティース部が内径側になるようにステータコアを円環状に折り曲げ、両端部を突き合わせて結合するコア閉じ工程とを含むものである。
A method of manufacturing a stator of a rotary electric machine according to the present invention is a method of manufacturing a stator of a rotary electric machine in which a plurality of pole pieces and a plurality of yoke pieces are alternately arranged in an annular shape. A stator core is prepared in which a plurality of pole pieces having teeth portions protruding from the
本発明に係る回転電機のステータによれば、各々複数の磁極片と継鉄片を交互に配置することにより、各磁極片のティース部間に自動巻線機が入る空間を確保することができ、高速巻線や整列巻線が容易に行える。また、所定の磁極片のティース部に巻装されたコイルと、所定の磁極片とは別の磁極片のティース部に巻装されたコイルとの間の渡り線を、所定の磁極片に隣接する継鉄片の軸方向の端部に配置して係止するようにしたので、渡り線を配置する空間を確保することができ、高速で確実に渡り線を形成することができる。 According to the stator of the rotating electrical machine according to the present invention, by alternately arranging the plurality of pole pieces and the yoke pieces, it is possible to secure a space in which the automatic winding machine enters between the teeth of each pole piece. High-speed winding and alignment winding can be easily performed. In addition, the crossover between the coil wound around the tooth portion of the predetermined pole piece and the coil wound around the tooth portion of the pole piece different from the predetermined pole piece is adjacent to the predetermined pole piece Since it arrange | positions and locks to the axial direction edge part of the yoke piece to carry out, the space which arranges a crossover can be ensured and a crossover can be formed reliably at high speed.
また、本発明に係る回転電機のステータの製造方法によれば、巻線工程において、複数の磁極片と複数の継鉄片が交互に配置されたステータコアを自動巻線機に取り付け、所定の磁極片のティース部にコイルを巻き付けるようにしたので、各磁極片のティース部間に自動巻線機が入る空間を確保することができ、高速巻線や整列巻線が容易に行える。また、コイルの巻き終わり線を、所定の磁極片に隣接する継鉄片の軸方向の端部で第2のバックヨーク部の内径側から外径側に引き出すようにしたので、渡り線を形成するために自動巻線機を動作させる空間を広く確保することができ、高速で確実に渡り線を形成することができる。従って、本発明によれば、工数および設備投資費の増加を伴うことなく、小形のステータに対しても高速な巻線作業を容易に行うことが可能となり、回転電機のステータの生産性向上、回転電機の高効率化および小形化を図ることができる。
この発明の上記以外の目的、特徴、観点および効果は、図面を参照する以下のこの発明の詳細な説明から、さらに明らかになるであろう。Further, according to the method of manufacturing the stator of the rotary electric machine according to the present invention, in the winding step, the stator core in which a plurality of pole pieces and a plurality of yoke pieces are alternately arranged is attached to an automatic winding machine Since the coils are wound around the teeth of the above, it is possible to secure a space in which the automatic winding machine is inserted between the teeth of each pole piece, and high speed winding and alignment winding can be easily performed. In addition, since the winding end wire of the coil is drawn from the inner diameter side of the second back yoke portion to the outer diameter side at the axial end of the yoke piece adjacent to the predetermined pole piece, a crossover wire is formed. Therefore, a large space for operating the automatic winding machine can be secured, and a crossover can be formed at high speed and reliably. Therefore, according to the present invention, high-speed winding work can be easily performed on a small stator without increasing man-hours and equipment investment costs, and the productivity of the stator of the rotary electric machine can be improved. It is possible to achieve high efficiency and miniaturization of the rotating electrical machine.
Other objects, features, aspects and effects of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention with reference to the drawings.
実施の形態1.
以下に、本発明の実施の形態1に係る回転電機のステータとその製造方法について、図面に基づいて説明する。各図において、図中、同一、相当部分には同一符号を付している。また、図中、矢印Mは磁束が流れる方向を示している。なお、以下の説明において、軸方向とは、回転電機の軸方向である。
Hereinafter, a stator for a rotary electric machine according to
図1に示すように、本実施の形態1に係るステータ1を構成するステータコアは、各4個の磁極片と継鉄片を有している。第1の磁極片2a、第2の磁極片2b、第3の磁極片2c、および第4の磁極片2d(総称して磁極片2という)は、薄板の電磁鋼板を軸方向に複数枚積層した構造である。磁極片2は、軸方向に対して垂直方向に延びる第1のバックヨーク部であるバックヨーク部4Aと、バックヨーク部4Aから突出したティース部5を有する。
As shown in FIG. 1, the stator core constituting the
また、第1の継鉄片3a、第2の継鉄片3b、第3の継鉄片3c、および第4の継鉄片3d(総称して継鉄片3)は、薄板の電磁鋼板を軸方向に複数枚積層した構造である。継鉄片3は、軸方向に対して垂直方向に延びる第2のバックヨーク部であるバックヨーク部4Bを有している。なお、磁極片2のバックヨーク部4Aと継鉄片3のバックヨーク部4Bは、特に区別する必要がない場合は、適宜バックヨーク部4と記載する。
The
磁極片2と継鉄片3は、ティース部5が内径側となるように交互に円環状に配置され、互いに隣接するバックヨーク部4A、4Bの間の外周側に設けられた薄肉部6によって折り曲げ可能に連結されている。ただし、第4の継鉄片3dのバックヨーク部4Bと第1の磁極片2aのバックヨーク部4Aの間は、薄肉部6を有していない。
The
第4の継鉄片3dは、バックヨーク部4Bの長手方向の端部に、周方向に突出した結合凸部7を有し、第1の磁極片2aは、バックヨーク部4Aの長手方向の端部に、周方向に窪んだ結合凹部8を有している。結合凸部7と結合凹部8は、互いに嵌め合わされ結合されている。なお、結合凸部7と結合凹部8は逆に配置されていてもよい。
The
すなわち、互いに隣接するバックヨーク部4A、4Bの連結部のうちの1箇所は、バックヨーク部4Aの長手方向の端部に設けられた凸部(または凹部)と、バックヨーク部4Bの長手方向の端部に設けられた凹部(または凸部)が嵌め合わされた状態で結合されており、連結部の他の箇所は、所定の角度に折り曲げられた薄肉部6を有している。
That is, one of the connecting portions of the
磁極片2には、絶縁材料からなる第1のインシュレータ9Aが設けられ、コイル10は、第1のインシュレータ9Aを介してティース部5に巻装されている。第1のインシュレータ9Aは、コイル10の巻き始め線10A、10Bを配置するための巻き始め線配置部9sを有している。
The
複数の磁極片2のうち、所定の磁極片(図1では第1の磁極片2aと第3の磁極片2c)のティース部5に巻装されたコイル10と、所定の磁極片とは別の磁極片(図1では第2の磁極片2bと第4の磁極片2d)のティース部5に巻装されたコイル10との間に、渡り線20が形成されている。渡り線20は、所定の磁極片に隣接する継鉄片(図1では第1の継鉄片3aと第3の継鉄片3c)の軸方向端部に配置されると共に、隣接する継鉄片に係止される。図1に示すように、巻き始め線10Aを巻き始めとして第1の磁極片2aのティース部5に巻装されたコイル10と、巻き始め線10Bを巻き始めとして第2の磁極片2bのティース部5に巻装されたコイル10は、渡り線20を介して連続して巻き付けられている。
Of the plurality of
また、各々の継鉄片3のバックヨーク部4Bの内径側には、絶縁材料からなる第2のインシュレータ9Bが設けられている。第2のインシュレータ9Bは、渡り線20を沿わせることで係止する渡り線係止部9tを有している(図17参照)。
In addition, on the inner diameter side of the
渡り線20は、第1の磁極片2aに隣接する第1の継鉄片3aを覆う第2のインシュレータ9Bの渡り線係止部9tに沿って曲げられることにより係止されている。また、渡り線20は、第1の継鉄片3aの軸方向端部で、第1の継鉄片3aの内径側から外径側に引き出されている。
The
さらに、渡り線20は、第2の磁極片2bの巻き始め線10Bとして、第2の磁極片2bに設けられた第1のインシュレータ9Aの巻き始め線配置部9sに配置される。第2の磁極片2bのティース部5に巻装されたコイル10の巻き終わり線10Cは、第2の継鉄片3bの軸方向端部に配置され係止される。第3の磁極片2cと第4の磁極片2d、および第3の継鉄片3cと第4の継鉄片3dも同様の構成となっている。
Further, the
なお、図1に示す例では、第2の磁極片2bのティース部5に巻装されたコイル10の巻き終わり線10Cは、第2の継鉄片3bの軸方向端部に配置され係止されているが、巻き終わり線10Cの処理はこれに限定されるものではない。第2の磁極片2bと第4の磁極片2dに巻装されたコイル10の巻き終わり線10Cは、渡り線を形成せず、切断されるものである。従って、巻き終わり線10Cは、第2の磁極片2bあるいは第4の磁極片2dの軸方向端部に配置され係止されていてもよい。
In the example shown in FIG. 1, the winding finish line 10C of the
図2は、ステータ1の製造方法の流れを説明するフローチャートである。本実施の形態1に係るステータ1の製造方法は、ステップS01の打ち抜き工程、ステップS02の巻線工程、およびステップS03のコア閉じ工程を含んでいる。
FIG. 2 is a flowchart for explaining the flow of a method of manufacturing the
ステップS01の打ち抜き工程について、図3を用いて説明する。図3は、電磁鋼板から鋼板片を板取りする場合の板取図である。電磁鋼板31上には2つの鋼板片32が配置されている。各々の鋼板片32は、磁極片2のバックヨーク部4Aの長手方向と継鉄片3のバックヨーク部4Bの長手方向が、電磁鋼板31の圧延方向すなわち長手方向と一致するように配置されている。
The punching process of step S01 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a plan view in the case of cutting a steel plate piece from a magnetic steel plate. Two
また、鋼板片32の長手方向とバックヨーク部4の長手方向は、電磁鋼板31の送り方向(図中、矢印Aで示す)と一致している。2つの鋼板片32は、互いのティース部5が対向するように配置されると共に、一方の鋼板片32の2つのティース部5の間に、他方の鋼板片32のティース部5が収まるように配置される。
Further, the longitudinal direction of the
鋼板片32は、電磁鋼板31からプレスで打ち抜かれる。プレス内において所定枚数の鋼板片32が軸方向に積層され、カシメにより固定されてステータコアが作製される。その後、磁極片2のティース部5の外周に、絶縁樹脂からなる第1のインシュレータ9Aが一体成形され、取り付けられる。また、継鉄片3の内周に、絶縁樹脂からなる第2のインシュレータ9Bが一体成形され、取り付けられる。なお、図3において、斜線部の面積A0は、1つの鋼板片32の面積である。The
次に、ステップS02の巻線工程について、図4を用いて説明する。図4(a)は、巻線作業中のステータコアと自動巻線機を示す上面図、図4(b)は、図4(a)中、X−Xで示す部分の断面図、図4(c)は、自動巻線機による渡り線形成処理を説明する図である。なお、図4(a)は、第1の磁極片2aと第3の磁極片2cのティース部5にコイル10を巻き付けた状態を示している。
Next, the winding process of step S02 will be described with reference to FIG. 4 (a) is a top view showing a stator core and an automatic winding machine in a winding operation, FIG. 4 (b) is a cross-sectional view of a portion indicated by XX in FIG. 4 (a), FIG. c) is a figure explaining the crossover formation processing by an automatic winding machine. 4A shows a state in which the
巻線工程では、前述の打ち抜き工程で作製された直線状のステータコアを自動巻線機21に取り付けて巻線作業を行う。自動巻線機21は、巻線前の磁極片2および継鉄片3を固定するための固定治具22と、コイル供給巻付用の第1のフライヤ23Aおよび第2のフライヤ23B(総称してフライヤ23)を備えている。固定治具22は、図4(b)に示すように、ベース部24、押さえ板25、およびネジ26を備えている。磁極片2および継鉄片3は、各々のバックヨーク部4A、4Bの長手方向が一致している状態で、ベース部24の軸方向端面に設置される。
In the winding step, the linear stator core produced in the above-described punching step is attached to the automatic winding
図4(b)に示すように、継鉄片3の径方向外側の端面とベース部24とを面接触させることにより、ステータコアが位置決めされる。押さえ板25は、継鉄片3のバックヨーク部4Bをベース部24の軸方向に板挟みして固定するものである。ステータコアは、継鉄片3のバックヨーク部4Bを押さえ板25とベース部24で挟み込まれ、ネジ26で固定される。
As shown in FIG. 4 (b), the stator core is positioned by bringing the end face on the radially outer side of the
フライヤ23は、旋回中心(図4(a)中、Bで示す)が磁極片2のティース部5の長手方向と一致するように配置され、磁極片2のティース部5の長手方向と一致する方向(図4(a)中、矢印Cで示す)にスライド動作する。また、フライヤ23は、磁極片2のバックヨーク部4Aの長手方向と一致する方向(図4(a)中、矢印Dで示す)にもスライド動作する。
The
巻線工程において、所定の磁極片2のティース部5に巻かれたコイル10の巻き終わり線は、この磁極片2の軸方向端部でティース部5側からバックヨーク部4A側に引き出されることなく、この磁極片2と隣接する継鉄片3の軸方向端部でバックヨーク部4Bの内径側から外径側に引き出される。
In the winding process, the winding end wire of the
具体的には、第1のフライヤ23Aは、第1の磁極片2aのティース部5への巻線作業が終わった後、図4(a)中矢印Dで示す方向にスライド移動され、隣接する第2の磁極片2bのティース部5と第1のフライヤ23Aの旋回中心Bが対向する位置まで移動される。このとき、第1の磁極片2aのティース部5に巻き付けたコイル10の巻き終わり線を切断することなく、これを渡り線20とする。
Specifically, the
自動巻線機21の渡り線形成処理について、図4(c)を用いて説明する。第1のフライヤ23Aは、第1の磁極片2aから、隣接する第1の継鉄片3aに設けられた第2のインシュレータ9Bに渡り線20を沿わせる。続いて、第2のインシュレータ9Bの渡り線係止部9tにおいて渡り線20を曲げ、クセを付けて仮止めをする。その後、渡り線20を第2の磁極片2bに設けられた第1のインシュレータ9Aの巻き始め線配置部9sに配置する。なお、渡り線20は第2のインシュレータ9Bを介して第1の継鉄片3aに配置されるため、絶縁が確保されている。
The crossover forming process of the automatic winding
続いて、第1のフライヤ23Aは、第2の磁極片2bのティース部5に対してコイル10を巻き付ける。この時のコイル10の巻き付け方向は、第1の磁極片2aのティース部5に対するコイル10の巻き付け方向とは逆方向である。
Subsequently, the
なお、第1のフライヤ23Aが第1の磁極片2aに巻線する動作と同期して、第2のフライヤ23Bは第3の磁極片2cに巻線する。同様に、第1のフライヤ23Aが第1の磁極片2aから第2の磁極片2bに渡り線を形成する動作と同期して、第2のフライヤ23Bは第3の磁極片2cから第4の磁極片2dに渡り線を形成する。さらに、第1のフライヤ23Aが第2の磁極片2bに巻線する動作と同期して、第2のフライヤ23Bは第4の磁極片2dに巻線する。
The
本実施の形態1に係るステータは、第1の磁極片2aと第2の磁極片2bとの間に第1の継鉄片3aがあることで、第1の磁極片2aと第2の磁極片2bのティース部5間の距離(図4(a)中、E1で示す)が大きくなる。これにより、ステータ1が小形であっても、フライヤ23が入る空間を確保することができる。
The stator according to the first embodiment has the
図4(a)において、Laは第1のフライヤ23Aの旋回半径を示し、Lbは第1の磁極片2aの巻き終わり線を第1の継鉄片3aの内径側から外径側に移動させたときの、第1の継鉄片3aの内径側の輪郭と巻き終わり線が交差する位置と、第1のフライヤ23Aの旋回中心Bとの距離であり、La<Lbとなるように設定される。
In FIG. 4 (a), La indicates the turning radius of the
つまり、第2の磁極片2bにコイル10を巻くときに、第1のフライヤ23Aの旋回中心Bに対して、第1のフライヤ23Aの外径部よりも第1の磁極片2aの巻き終わり線が遠い位置となる。これにより、第2の磁極片2bの巻線中に、第1のフライヤ23Aを外径側に移動させたとしても、第1のフライヤ23Aが第1の磁極片2aの巻き終わり線に干渉しない。よって、巻き終わり線の変形や傷が発生せず、コイル10の高密度化が可能となる。
That is, when winding the
なお、図4(c)において、第1の磁極片2aの巻き終わり線は、渡り線20として第1の継鉄片3aの軸方向端部に配置されるが、その際、薄肉部6付近で内径側から外径側に移動させてもよい。こうすることで、巻線工程の後のコア閉じ工程で薄肉部6を折り曲げる際に、渡り線20が突っ張ったり、もしくは弛んだりすることを抑制できる。
In FIG. 4C, the winding finish line of the
ただし、小形の回転電機のステータにおいては、渡り線20の突っ張りや弛みはわずかな量であり、問題とならないことがある。また、小形の回転電機のステータの場合、渡り線形成処理を高速にすると自動巻線機が振動し、フライヤ23と渡り線20が干渉する可能性がある。このため、第1の継鉄片3aの軸方向端部で渡り線20を内径側から外径側に引き出す位置は、それぞれの製品にとって有利となる位置にすればよい。
However, in the stator of a small-sized rotary electric machine, the amount of tension or slack of the connecting
次に、ステップS03のコア閉じ工程について、図5を用いて説明する。全ての磁極片2のティース部5への巻線作業が完了すると、続いてコア閉じ工程が実施される。コア閉じ工程では、ティース部5が内径側になるように磁極片2と継鉄片3を円環状に折り曲げ、両端部を突き合わせて結合する。具体的には、各磁極片2のティース部5の自由端側の先端部を芯金30に順次押し当て、磁極片2および継鉄片3を巻線時の直線形状から円環形状に折り曲げる。
Next, the core closing step of step S03 will be described with reference to FIG. When the winding operation of all the
円環状に閉じる際に突き合わされる磁極片2と継鉄片3の端面には、それぞれ結合凸部7と結合凹部8が形成されており、周方向からの挿入により両端面が嵌合される。突き合わせ面に結合凸部7と結合凹部8を設けることにより、半径方向の位置ずれを抑制することができ、ステータコアの内径真円度が向上する。嵌合後、例えばTIG溶接や接着のような接合手段によって突き合わせた端面同士を結合する。コア閉じ工程が終了すると、本実施の形態1に係るステータ1が完成する。
On the end faces of the
次に、本実施の形態1に係るステータ1の特徴を明確にするために、比較例との対比を行う。図6は、本発明の比較例であるステータを示す断面図、図7は、比較例のステータにおけるステータコアの板取図、図8は比較例のステータにおける巻線作業を説明する図である。なお、図8において、固定治具や渡り線は図示を省略している。
Next, in order to clarify the features of the
図6に示すように、比較例のステータ101は、4個の磁極片102を有し、各磁極片102の間に継鉄片を有していない。磁極片102は、薄板の電磁鋼板を軸方向に沿って複数枚積層する構造であり、積層方向に対して垂直方向に延びるバックヨーク部104とバックヨーク部104から内径側に突出したティース部105を有する。磁極片102のティース部105には、インシュレータを介してコイル110が巻装されている。磁極片102は、互いに隣接するバックヨーク部104の外周の薄肉部106により折り曲げ可能に連結されている。
As shown in FIG. 6, the
また、図7に示すように、比較例のステータ101のステータコアとなる鋼板片132は、それぞれの磁極片102のバックヨーク部104の長手方向が一致している。鋼板片132は、磁極片102のバックヨーク部104の長手方向が電磁鋼板31の送り方向(図中、矢印Aで示す)と一致している。
Further, as shown in FIG. 7, in the
2つの鋼板片132は、互いのティース部105が対向するように配置されるとともに、一方の鋼板片132の2つのティース部105間に、他方の鋼板片132のティース部105が収まるように配置される。なお、図7において、斜線部の面積B0は、1つの鋼板片132の面積である。The two
本実施の形態1に係るステータ1と比較例のステータ101の磁性材料使用率の差異について、図3および図7を用いて説明する。図3に示すステータ1の板取り配置では、材料使用率(2A0/(L1×L2))は37.8%である。また、図3に示すステータ1の板取り配置では、磁極片2と継鉄片3のバックヨーク部4を流れる磁束の方向Mと電磁鋼板31の圧延方向が一致している。The difference between the usage rates of the magnetic material of the
これに対し、図7に示す比較例のステータ101の板取り配置では、材料使用率(2B0/(L3×L4))は36.7%である。すなわち、磁極片2と継鉄片3とから構成されるステータ1の方が、磁極片102のみから構成されるステータ101よりも高い材料使用率が得られる。また、図7に示すステータ101の板取り配置では、磁極片102のバックヨーク部104を流れる磁束の方向Mが電磁鋼板31の圧延方向と一致している割合が、図3に示すステータ1の板取り配置よりも少ない。On the other hand, in the plate removal arrangement of the
一般的に、電磁鋼板31の圧延方向とこれに直交する方向とでは、圧延方向の方が磁気抵抗は小さく、鉄損を低減することができる。このため、本実施の形態1に係るステータ1の板取り配置の方が、比較例のステータ101の板取り配置に比べて、良好な磁気特性のステータコアが得られる。
Generally, the magnetic resistance is smaller in the rolling direction between the rolling direction of the
また、図8に示すように、比較例のステータ101の場合、自動巻線機21で磁極片102のティース部105に巻線作業をする際、ティース部105のバックヨーク部104側に巻線しようとすると、フライヤ23の旋回面(図8中、Qで示す)とバックヨーク部104が干渉する。このため、フライヤ23だけを用いてこの部位に巻線することは難しい。
Further, as shown in FIG. 8, in the case of the
これに対し、本実施の形態1に係るステータ1の場合、図4(a)に示すように、磁極片2のティース部5に巻線作業をする際、継鉄片3のバックヨーク部4Bはフライヤ23の旋回面(図4(a)中、Qで示す)よりも外径側に位置している。このため、継鉄片3のバックヨーク部4Bがフライヤ23に干渉することを避けることができる。
On the other hand, in the case of the
また、本実施の形態1に係るステータ1の巻線時のティース部5間のピッチE1(図4(a))と、比較例のステータ101の巻線時のティース105間のピッチE2(図8)を比較すると、E1>E2である。このため、ステータ1は、巻線作業の際にフライヤ23が入る空間を広く確保することができ、隣接する磁極片2のティース部5がフライヤ23と干渉することを避けることができる。
Further, a pitch E2 (FIG. 4A) between the
また、本実施の形態1に係るステータ1の方が、比較例のステータ101よりも、渡り線を配置するために自動巻線機21を動作させる空間を広く確保することができ、高速で確実に渡り線を形成することができる。この空間が狭いと、ステータコアやインシュレータの寸法ばらつき、もしくは高速動作時の自動巻線機21の振動によって、自動巻線機21とワークが干渉する可能性がある。
Further, the
次に、本実施の形態1に係るステータ1を構成する磁極片2と継鉄片3の関係について、図9および図10を用いて説明する。図9(a)は、本実施の形態1に係るステータの構成を示す断面図であり、図9(b)は本実施の形態1に係るステータの巻線時の形状を示している。
Next, the relationship between the
本実施の形態1に係るステータ1は、磁極片2のバックヨーク部4Aの長手方向の寸法が、継鉄片3のバックヨーク部4Bの長手方向の寸法よりも長い。このため、図9(a)において、磁極片2のバックヨーク部4Aの長手方向の両側の端面11が中心軸Oに対して形成する角度をθ1、継鉄片3のバックヨーク部4Bの両側の端面が中心軸Oに対して形成する角度をθ2とする時、θ1>θ2となる。
In the
また、図9(b)に示すように、本実施の形態1に係るステータ1の場合、インシュレータ9Aの背面全面に、磁極片2のバックヨーク部4Aが存在する。従って、磁極片2のバックヨーク部4Aの長手方向と継鉄片3のバックヨーク部4Bの長手方向が一致するように配置して、磁極片2のティース部5にコイル10を巻き付ける際、インシュレータ9Aのバックヨーク部4A側への倒れを抑制することができる。
Further, as shown in FIG. 9B, in the case of the
一方、比較例として、磁極片2のバックヨーク部4Aの長手方向の寸法と継鉄片3のバックヨーク部4Bの長手方向の寸法が等しいステータ1Aについて説明する。図10(a)は、比較例のステータの構成を示す断面図であり、図10(b)は、比較例のステータの巻線時の形状を示している。
On the other hand, as a comparative example, a
比較例のステータ1Aの場合、図10(a)に示すように、磁極片2のバックヨーク部4Aの長手方向の両側の端面11が中心軸Oに対して形成する角度をθ3、継鉄片3のバックヨーク部4Bの両側の端面が中心軸Oに対して形成する角度をθ4とする時、θ3=θ4となる。
In the case of the
また、図10(b)に示すように、比較例のステータ1Aの場合、インシュレータ9の背面の一部(図10(b)中、9pで示す)には、バックヨーク部4Aが存在しない。このため、磁極片2のバックヨーク部4Aの長手方向と継鉄片3のバックヨーク部4Bの長手方向が一致するように配置して磁極片2のティース部5にコイル10を巻き付ける際、背面にバックヨーク部4Aがない部分では、インシュレータ9Aのバックヨーク部4A側への倒れが生じる。従って、本実施の形態1に係るステータ1においては、磁極片2のバックヨーク部4Aの長手方向の寸法を、継鉄片3のバックヨーク部4Bの長手方向の寸法よりも長くする。
Further, as shown in FIG. 10B, in the case of the
次に、本実施の形態1に係るステータに取り付けられるインシュレータの変形例について、図11を用いて説明する。図11(a)は、本実施の形態1に係るステータの巻線作業の変形例を説明する上面図、図11(b)は、図11(a)中、A−Aで示す部分の断面図である。なお、図11において、バックヨーク部4の長手方向をX方向、ティース部5の長手方向をY方向、および電磁鋼板31の積層方向(回転電機の軸方向)をZ方向とする。
Next, a modification of the insulator attached to the stator according to the first embodiment will be described with reference to FIG. 11 (a) is a top view for explaining a modification of the winding work of the stator according to the first embodiment, and FIG. 11 (b) is a cross section of a portion shown by AA in FIG. 11 (a). FIG. In FIG. 11, the longitudinal direction of the
図4に示す例では、磁極片2に装着される第1のインシュレータ9Aと、継鉄片3に装着される第2のインシュレータ9Bを別部材としていたが、図11(a)に示すように、磁極片2にのみ、絶縁材料からなるインシュレータ9a、9b、9c、9d(総称してインシュレータ9)を設け、磁極片2の一部と隣接する継鉄片3の一部を覆うようにしてもよい。これにより、第2のインシュレータ9Bが不要となるため、部品数を減らすことができ、より安価なステータを提供することができる。
In the example shown in FIG. 4, the
図11(b)において、破線B−Bは、第1の磁極片2aと第1の継鉄片3aの境界線を示し、図中、左側が第1の磁極片2aの領域、右側が第1の継鉄片3aの領域である。第1の磁極片2aには、インシュレータ9aが装着されており、そのX方向の端部は、第1の磁極片2aを超え、隣接する第1の継鉄片3aの領域まで伸びている。また、第2の磁極片2bに装着されたインシュレータ9bも、そのX方向の端部は、第2の磁極片2bを超え、隣接する第1の継鉄片3aの領域まで伸びている。
In FIG. 11 (b), the broken line B-B indicates the boundary between the
また、隣り合う2つのインシュレータ9a、9bの各々のZ方向に平行な端部は、継鉄片3の内径側においてZ方向の段差部Dを有して対向している。インシュレータ9bはZ方向寸法がコア端面に対して長いため、インシュレータ9aとの間に段差部Dが生じる。すなわち、段差部Dは、インシュレータ9bのZ方向端部の輪郭と、インシュレータ9aのX方向端部の輪郭で構成される。この段差部Dに沿って渡り線20を配置することで、渡り線20を係止することができる。
Moreover, the end parallel to each Z direction of two
また、2つのインシュレータ9a、9bの各々のZ方向に平行な端部は、コイル10の巻線の径寸法よりも小さい隙間Tを介して対向している。これにより、ステータコアへの巻線の接触を防止することができ、より絶縁品質が高いステータを提供することができる。
Further, an end parallel to the Z direction of each of the two
なお、本実施の形態1では、ステップS02の巻線工程において、ステータコアを直線状態で巻線作業するようにしたが、逆反り状態で巻線作業するようにしてもよい。その場合、逆反り工程が必要となるものの、渡り線形成処理の際に自動巻線機21を動作させる空間をさらに広く確保することができ、より小形のステータに対して渡り線形成処理の高速化が図られる。巻線作業の際にステータコアを直線状態とするか逆反り状態とするかは、使用する回転電機のステータとして有利な方を採用すればよい。
In the first embodiment, the winding operation of the stator core is performed in a straight line in the winding process of step S02, but the winding operation may be performed in a reverse warp state. In that case, although a reverse warping step is required, a space for operating the automatic winding
以上のように、本実施の形態1に係るステータ1によれば、各々複数の磁極片2と継鉄片3を交互に配置することにより、各磁極片2のティース部5間の距離が大きくなるようにしているので、自動巻線機21が入る空間を確保することができ、高速巻線や整列巻線が容易に行える。また、渡り線20を磁極片2に隣接する継鉄片3の軸方向端部に配置して係止するようにしたので、渡り線20を配置する空間を確保することができ、高速で確実に渡り線を形成することができる。
As described above, according to the
また、本実施の形態1に係る回転電機のステータ1の製造方法によれば、巻線工程において、磁極片2と継鉄片3が交互に配置されたステータコアを自動巻線機21に取り付け、磁極片2のティース部5にコイル10を巻き付けるようにしたので、継鉄片3が無い場合よりも各磁極片2のティース部5間の距離が大きくなり、自動巻線機21とワークとの干渉をさけることができ、高速巻線や整列巻線が容易に行える。
Further, according to the method of manufacturing the
また、コイル10の巻き終わり線を磁極片2と隣接する継鉄片3の軸方向端部でバックヨーク部4Bの内径側から外径側に引き出すようにしたので、渡り線20を形成するために自動巻線機21を動作させる空間を広く確保することができ、高速で確実に渡り線を形成することができる。さらに、ステータコアを逆反り状態とせずに、ステータコアが打ち抜かれた直線状態のまま巻線作業および渡り線形成処理をすることができるため、逆反り工程が不要となり、設備投資費や工数を削減することができる。
Further, since the winding end wire of the
これらのことから、本実施の形態1によれば、工数および設備投資費の増加を伴うことなく、小形のステータに対しても高速な巻線作業を容易に行うことが可能となり、回転電機のステータの生産性向上、回転電機の高効率化および小形化を図ることができる。 From these facts, according to the first embodiment, high-speed winding work can be easily performed on a small stator without increasing man-hours and facility investment costs, and it is possible to The productivity of the stator can be improved, and the efficiency and size of the rotating electrical machine can be improved.
実施の形態2.
図12(a)は、本発明の実施の形態2に係る回転電機のステータの構成を示す上面図、図12(b)は、図12(a)中、Y−Yで示す部分の断面図である。本実施の形態2に係る回転電機のステータ51は、磁極片52と継鉄片53に設けられた凸部と凹部により連結を行うものである。なお、その他の構成については上記実施の形態1と同様であるので説明を省略する。Second Embodiment
12 (a) is a top view showing a configuration of a stator of a rotary electric machine according to
本実施の形態1に係るステータ51の磁極片52および継鉄片53は、上記実施の形態1と同様に、軸方向に積層された複数の薄板からなる。図12(b)に示すように、磁極片52と継鉄片53の連結部は、磁極片52のバックヨーク部の長手方向端部の薄板に設けられた凸部57または凹部58と、継鉄片53のバックヨーク部の長手方向端部の薄板に設けられた凹部または凸部が軸方向に嵌め合わされた状態で結合されている。凸部57と凹部58はカシメ止めされ、折り曲げ可能に連結している。
Similar to the first embodiment, the
上記実施の形態1に係るステータ1のように、磁極片52と継鉄片53の連結部に薄肉部6を有する場合、コア閉じ工程において、各磁極片2のティース部5の自由端側の先端部を芯金30に順次押し当てることにより、薄肉部6を所定の角度に折り曲げながら、磁極片2および継鉄片3を円環形状にする。これに対し、本実施の形態2では、折り曲げの際の回転中心が凸部57と凹部58により決まっているので、特別な治具や装置を用いることなく、磁極片52と継鉄片53を円環形状に折り曲げることができる。
As in the
また、上記実施の形態1に係るステータ1の場合、コア閉じ工程において薄肉部6を複数回折り曲げると、亀裂が生じて磁気抵抗が高くなり、磁気特性を低下させる等の不具合が生じることがある。これに対し、本実施の形態2に係るステータ51は、コア閉じ工程において複数回折り曲げても亀裂が生じることなく、不具合が発生しにくい。
Further, in the case of the
本実施の形態2によれば、上記実施の形態1と同様の効果に加え、上記実施の形態1よりもコア閉じ工程の治具や装置を簡略化することができ、不具合が発生しにくいため生産性の向上がさらに図られる。 According to the second embodiment, in addition to the same effects as those of the first embodiment, the jig and the device for the core closing step can be simplified more than the first embodiment, and problems are less likely to occur. Productivity can be further improved.
実施の形態3.
図13は、本発明の実施の形態3に係る回転電機のステータを示す上面図である。本実施の形態3では、上記実施の形態1に係るステータ1よりも磁極片2および継鉄片3の数を増やした構造の3相(U相、V相、W相)交流の電源を投入する回転電機のステータについて説明する。本実施の形態3に係るステータ61は、各6個の磁極片と継鉄片を有している。Third Embodiment
FIG. 13 is a top view showing a stator of a rotary electric machine according to
図13に示すように、ステータ61は、第1の磁極片62a、第2の磁極片62b、第3の磁極片62c、第4の磁極片62d、第5の磁極片62e、および第6の磁極片62f(総称して磁極片62)と、第1の継鉄片63a、第2の継鉄片63b、第3の継鉄片63c、第4の継鉄片63d、第5の継鉄片63e、および第6の継鉄片63f(総称して継鉄片63)を有している。なお、磁極片62、継鉄片63、およびインシュレータの構成については、上記実施の形態1と同様であるので、ここでは説明を省略する。
As shown in FIG. 13, the
本実施の形態3に係るステータ61の継鉄片63の内径側の巻線スペースについて、図14を用いて説明する。図14に示すように、ステータ61を円環状とした際に、継鉄片63の長手方向の両側の端部とステータ61の中心軸Oと結んだ線と、磁極片62のティース部65の内径の輪郭を延長した線とで囲まれた領域P(図14中、斜線部で示す)が、継鉄片63の内径側の巻線スペースである。コイル10は、磁極片62のバックヨーク部の内径側の空間のみならず、隣接する継鉄片63のバックヨーク部の内径側の空間にも配置されている。
The winding space on the inner diameter side of the
上記実施の形態1に係るステータ1は、継鉄片3の内径側の巻線スペースにコイル10をわずかしか巻き込んでいなかったが(図9参照)、本実施の形態3に係るステータ61は、磁極片62のティース部65に巻かれたコイル10が、継鉄片63の内径側の巻線スペースPに占める割合が大きい。このように、継鉄片63の内径側の領域までコイル10を巻き込んでいることで、同一空間であっても、よりコイル密度が高いステータ61を提供することができる。
In the
ステータ61を構成する同一相(例えばU相)のコイル10間の渡り線形成処理について、図15を用いて説明する。本実施の形態3では、第1の磁極片62aのティース部65にコイル10を巻き付けた後、これを切断せず、連続して第4の磁極片62dにコイルを巻き付ける。このとき、第1の磁極片62aの巻き終わり線を第1の磁極片62aに取り付けられた第1のインシュレータ9Aでバックヨーク64A側に引き出すことをせず、渡り線20として、隣接する第2の継鉄片63bのバックヨーク64B側に引き出す。第2の継鉄片63bと渡り線20の絶縁は、第2のインシュレータ9Bによって確保される。
The crossover forming process between the
渡り線20は、第2のインシュレータ9Bの渡り線係止部9tに沿って変形されることにより、位置が規制される。さらに、渡り線20は、巻き始め線10Bとして第4の磁極片62dに取り付けられた第1のインシュレータ9Aの巻き始め線配置部9sに配置される。この巻き始め線10Bを巻き始めとして、第4の磁極片62dのティース部65にコイル10が巻き付けられる。なお、V相、W相についても同様に、渡り線形成処理が実施される。
The position of the
本実施の形態3による渡り線形成処理では、渡り線20と他相(V相、W相)の巻線との干渉を抑制することができ、コイル密度を高めることができる。仮に、第1の磁極片62aの巻き終わり線を、隣接していない継鉄片(例えば第3の継鉄片63cまたは第4の継鉄片63d)、あるいは第2の磁極片62b、第3の磁極片62c等でバックヨーク部64側に引き出して渡り線にした場合、他相の巻線をする際にこの渡り線と干渉し、整列巻線ができない。
In the crossover forming process according to the third embodiment, the interference between the
図16(a)は、本実施の形態3に係るステータを構成するステータコアを示す上面図、図16(b)はステータコアの継鉄片の拡大図である。また、図17は、本実施の形態3に係るステータコアの継鉄片に装着されるインシュレータを示す斜視図、図18は本実施の形態3に係るステータコアの継鉄片にインシュレータを装着した状態を示す上面図である。
Fig.16 (a) is an upper side figure which shows the stator core which comprises the stator which concerns on this
上記実施の形態1では、第2のインシュレータ9Bを継鉄片3に一体成形する製造方法としたが、本実施の形態3では、第2のインシュレータ9Bを成形しておき、これを継鉄片63に装着する製造方法としている。なお、本実施の形態3に係るステータ61のその他の製造方法については、上記実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
In the first embodiment, the
図16に示すように、本実施の形態3に係るステータ61の継鉄片63は、バックヨーク部の内径側にアリ溝状のインシュレータ挿入部63sを有している。インシュレータ挿入部63sは、バックヨーク部の内径側に突出しており、その突出方向の長さ寸法は、巻線作業時に自動巻線機と接触しない寸法に設定される。
As shown in FIG. 16, the
図17に示すように、継鉄片63に装着される第2のインシュレータ9Bは、コア挿入部9iと渡り線係止部9tを有する。継鉄片63のインシュレータ挿入部63sと、第2のインシュレータ9Bのコア挿入部9iを合わせるようにして、第2のインシュレータ9Bをステータコアの積層方向から挿入する。このとき、第2のインシュレータ9Bのコア挿入部9iは貫通していないため、その面を継鉄片63に当てることで軸方向の位置決めができる。これにより、第2のインシュレータ9Bの渡り線係止部9tは、継鉄片3の軸方向上側に配置される。
As shown in FIG. 17, the
なお、インシュレータ挿入部63sは、突起形状に限定されるものではなく、穴で構成してもよい。この場合、第2のインシュレータ9B側に突起部を設ける。ただし、継鉄片63は磁路となるため、その断面積を削ると磁気抵抗が増加し、回転電機の効率の低下を招く可能性がある。このためインシュレータ挿入部63sは、突起形状とすることが望ましい。
In addition, 63 s of insulator insertion parts are not limited to protrusion shape, You may comprise by a hole. In this case, a protrusion is provided on the side of the
本実施の形態3に係るステータの巻線作業について、図19を用いて説明する。なお、図19では、自動巻線機21の固定部品を省略している。自動巻線機21は、3個のフライヤ23が同期して磁極片62のティース部65に巻線作業を行う。継鉄片63に装着された第2のインシュレータ9Bは、フライヤ23の旋回面Qよりも外側(ステータの外径側)に位置している。このため、第2のインシュレータ9Bがフライヤ23に干渉することを避けることができる。
The winding operation of the stator according to the third embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 19, fixing parts of the automatic winding
なお、自動巻線機21のフライヤ23の数は、対象とする回転電機のステータに応じて決めればよい。上記実施の形態1では、2個のフライヤ23を備えた自動巻線機21を用い、本実施の形態3では、3個のフライヤ23を備えた自動巻線機21を用いている。このように、同相内の連続巻きする磁極片の数と同じ数のフライヤ23を有する自動巻線機21を用いることにより、1つの相の巻線作業の時間でステータ1台分の巻線作業を完了することができ、生産性が向上する。
The number of
図20は、本実施の形態3に係るステータの巻線作業に用いられる自動巻線機の変形例を示している。この変形例では、3本のノズル41a、41b、41c(総称してノズル41)がノズル取付板40に取り付けられている。ノズル取付板40は、磁極片62のティース部65の長手方向と一致する方向(図中、矢印Cで示す)、磁極片62のバックヨーク部の長手方向と一致する方向(図中、矢印Dで示す)、および軸方向に駆動し、ティース部65の周辺を四角軌道で動作することで、コイルの巻き付けをする。
FIG. 20 shows a modification of the automatic winding machine used for the winding operation of the stator according to the third embodiment. In this modification, three
さらに、この変形例では、ノズル取付板40に取り付けられた3本のノズル41を、それぞれの駆動方向に対して1つの駆動軸で同時に動作させることができる。これにより、図19に示す自動巻線機21に比べて自動巻線機の費用を抑制することができる。
Furthermore, in this modification, the three nozzles 41 attached to the
なお、本実施の形態3では、各6個の磁極片62と継鉄片63を備えたステータ61について説明したが、磁極片62と継鉄片63の数は限定されるものではない。さらに多数、例えば各16個または各18個の磁極片62と継鉄片63を備えたステータを構成することができる。
In the third embodiment, the
本実施の形態3によれば、上記実施の形態1と同様の効果に加え、磁極片62のティース部65の数を増やすことにより、回転電機に生じるトルクの脈動を抑制することができる。また、継鉄片63の内径側の空間までコイル10を巻き込んでいるため、コイル密度が高いステータ61が得られ、回転電機の高効率化および小形化が図られる。さらに、第2のインシュレータ9Bを継鉄片63とは別に成形するようにしたので、第2のインシュレータ9Bの樹脂成形金型を小さくすることができ、金型の費用を抑制することができる。
According to the third embodiment, in addition to the same effect as that of the first embodiment, by increasing the number of
実施の形態4.
図21(a)は、本発明の実施の形態4に係る回転電機のステータを示す上面図、図21(b)は、本実施の形態4に係るステータを覆うステータモールドを示す図である。図21(b)において、斜線部分は、ステータモールド12で覆われている領域を示している。Fourth Embodiment
FIG. 21 (a) is a top view showing a stator of a rotary electric machine according to
本実施の形態4に係るステータ61Aは、上記実施の形態3に係るステータ61(図13参照)にステータモールド12を追加したものである。ステータモールド12は、ステータ61Aの磁極片62、継鉄片63、コイル10、および渡り線20を覆う構造である。図21(b)に示すように、ステータモールド12は、磁極片62および継鉄片63を有するステータコアの外径よりも大きい外径と、ティース部65の内径とほぼ同じ寸法の内径を有している。
The
ステータモールド12の製造方法について説明する。上記実施の形態3に係るステータ61(図13)を樹脂成形金型の内部に設置し、樹脂を注入してステータモールド12を成形する。樹脂としては、例えばポリフェニレンサルファイド樹脂(Polyphenylenesulfide)、ポリアセタール樹脂(Polyacetal)、またはエポキシ樹脂(Epoxy resin)等が用いられる。なお、本実施の形態4に係るステータ61Aのその他の構成および製造方法については、上記実施の形態1および実施の形態3と同様であるので説明を省略する。
A method of manufacturing the
一般に、回転電機のステータは、放熱効果が低い場合、ステータの外径を大きくして放熱面積を増やしたり、冷却ファンを設けたりして放熱効果を高める必要がある。これに対し、本実施の形態4に係るステータ61Aは、コイル10をステータモールド12で覆うことにより、コイル10で発生した熱が樹脂を伝わり放熱されるため、放熱効果が高くなる。
Generally, when the heat dissipation effect of the stator of the rotating electrical machine is low, it is necessary to increase the heat dissipation area by increasing the outer diameter of the stator to increase the heat dissipation area, or by providing a cooling fan. On the other hand, in the
また、ステータモールド12は、コイル10を巻いた後の状態を保持する機能を有する。コイル10をステータモールド12で覆うことにより、回転電機の運転時の振動および回転電機を運搬する際の振動等によってコイル10が動くことを防止し、コイル10が磁極片62および継鉄片63と接触することを抑制する効果がある。
In addition, the
また、ステータモールド12が渡り線20を覆う構造とすることにより、渡り線20の位置が固定され、回転電機の運転時の振動および回転電機を運搬する際の振動等によって渡り線20が動くことを防止し、渡り線20が磁極片62および継鉄片63と接触することを抑制する効果がある。
In addition, the structure of
さらに、ステータ61Aを使用する環境が、冷媒、燃料および油等の物質が付着する環境であっても、ステータモールド12によりコイル10および渡り線20を保護することができ、コイル10および渡り線20の劣化を抑制することができる。
Furthermore, even if the environment in which stator 61A is used is an environment to which substances such as refrigerant, fuel and oil adhere,
本実施の形態4によれば、上記実施の形態3と同様の効果に加え、ステータモールド12を備えることにより、上記実施の形態3よりも放熱効果の高い、小形で安価な回転電機のステータ61Aが得られる。また、コイル10および渡り線20の位置ずれおよび劣化を防止することができ、信頼性の高いステータ61Aが得られる。
According to the fourth embodiment, in addition to the same effects as those of the third embodiment, by providing the
実施の形態5.
図22(a)は、本発明の実施の形態5に係る回転電機のステータを示す上面図、図22(b)は、本実施の形態5に係るステータを覆うステータモールドを示す図である。図22(b)において、斜線部分は、ステータモールド12Aで覆われている領域を示している。
FIG. 22 (a) is a top view showing a stator of a rotary electric machine according to
本実施の形態5に係るステータ61Bは、上記実施の形態3に係るステータ61(図13参照)にステータモールド12Aを追加したものである。ステータモールド12Aは、上記実施の形態4に係るステータモールド12に対し、外径部の位置を変更したものである。ステータモールド12Aは、ステータ61Bの磁極片62の一部、継鉄片63の一部、コイル10、および渡り線20を覆う構造である。
A
図22(b)に示すように、ステータモールド12Aは、磁極片62および継鉄片63を有するステータコアの外径よりも小さい外径と、ティース部65の内径とほぼ同じ寸法の内径を有している。なお、本実施の形態5に係るステータモールド12Aの製造方法は、上記実施の形態4と同様であり、本実施の形態5に係るステータ61Bのその他の構成および製造方法については、上記実施の形態1および実施の形態3と同様であるので説明を省略する。
As shown in FIG. 22B, the
本実施の形態5によれば、上記実施の形態4と同様の効果に加え、ステータコアよりも小さい外径を有するステータモールド12Aを備えることにより、上記実施の形態4よりも外径が小さいステータ61Bを得られる効果がある。また、ステータモールド12Aを成形する際に、磁極片62および継鉄片63の外径側と樹脂成形金型の間に樹脂が注入されないため、成形時の樹脂射出圧力によって磁極片62および継鉄片63が動くことを防止することができる。
According to the fifth embodiment, in addition to the same effects as those of the fourth embodiment, the
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各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、省略したりすることが可能である。 In the present invention, within the scope of the invention, each embodiment can be freely combined, or the embodiment can be appropriately modified or omitted.
1、1A、51、61、61A、61B、101 ステータ、2、52、62、102 磁極片、3、53、63 継鉄片、4、4A、4B、64、64A、64B、104 バックヨーク部、5、55、65、105 ティース部、6 薄肉部、7 結合凸部、8 結合凹部、9 インシュレータ、9A 第1のインシュレータ、9B 第2のインシュレータ、9i コア挿入部、9s 巻き始め線配置部、9t 渡り線係止部、10、110 コイル、10A、10B 巻き始め線、10C 巻き終わり線、11 端面、12、12A ステータモールド、20 渡り線、21 自動巻線機、22 固定治具、23 フライヤ、23A 第1のフライヤ、23B 第2のフライヤ、24 ベース部、25 押さえ板、26 ネジ、30 芯金、31 電磁鋼板、32、132 鋼板片、40 ノズル取付板、41a、41b、41c ノズル、57 凸部、58 凹部、63s インシュレータ挿入部
1, 1A, 51, 61, 61A, 61B, 101 stator, 2, 52, 62, 102 pole pieces, 3, 53, 63 joint iron pieces, 4, 4A, 4B, 64, 64A, 64B, 104 back yoke portions, 5, 55, 65, 105 teeth portion, 6 thin-walled portion, 7 coupling convex portion, 8 coupling recess portion, 9 insulator, 9A first insulator, 9B second insulator, 9i core insertion portion, 9s winding start wire disposition portion, 9t crossover wire locking part, 10, 110 coil, 10A, 10B winding start wire, 10C winding end wire, 11 end surface, 12, 12A stator mold, 20 crossover wire, 21 automatic winding machine, 22 fixing jig, 23 flyer , 23A first flyer, 23B second flyer, 24 base portion, 25 pressing plate, 26 screw, 30 core metal, 31
Claims (17)
前記複数の磁極片のうち、所定の磁極片のティース部に巻装されたコイルと、前記所定の磁極片とは別の磁極片のティース部に巻装されたコイルとの間に渡り線が形成されており、前記渡り線は、前記所定の磁極片に隣接する継鉄片の前記回転電機の軸方向の端部に配置されていると共に、前記隣接する継鉄片に係止されていることを特徴とする回転電機のステータ。A plurality of pole pieces having a first back yoke portion and teeth portions protruding from the first back yoke portion, and a plurality of junctions having a second back yoke portion connected to the first back yoke portion A stator of a rotating electrical machine, comprising: an iron piece, wherein the plurality of pole pieces and the plurality of yoke pieces are alternately annularly arranged such that the teeth portion is on the inner diameter side,
Among the plurality of pole pieces, a crossover wire is provided between a coil wound around a tooth portion of a predetermined pole piece and a coil wound around a tooth portion of a pole piece other than the predetermined pole piece The crossover wire is disposed at an axial end of the rotating electric machine of the yoke piece adjacent to the predetermined magnetic pole piece, and is locked to the adjacent yoke piece. The stator of the rotating electrical machine that features it.
第1のバックヨーク部と前記第1のバックヨーク部から突出したティース部とを有する複数の磁極片と、前記第1のバックヨーク部と連結された第2のバックヨーク部を有する複数の継鉄片が交互に配置されたステータコアを用意し、前記ステータコアを自動巻線機に取り付け、前記複数の磁極片のうちの所定の磁極片のティース部にコイルを巻き付けた後、前記所定の磁極片に隣接する継鉄片の前記回転電機の軸方向の端部で、前記コイルの巻き終わり線を前記第2のバックヨーク部の内径側から外径側に引き出す巻線工程と、
前記巻線工程の後、前記ティース部が内径側になるように前記ステータコアを円環状に折り曲げ、両端部を突き合わせて結合するコア閉じ工程と、を含むことを特徴とする回転電機のステータの製造方法。A manufacturing method of a stator of a rotating electric machine in which a plurality of pole pieces and a plurality of yoke pieces are alternately arranged in an annular shape,
A plurality of pole pieces having a first back yoke portion and teeth portions protruding from the first back yoke portion, and a plurality of junctions having a second back yoke portion connected to the first back yoke portion After preparing a stator core in which iron pieces are alternately arranged, attaching the stator core to an automatic winding machine, winding a coil around teeth of a predetermined pole piece of the plurality of pole pieces, and then winding the coil on the predetermined pole piece A winding step of drawing a winding end wire of the coil from an inner diameter side to an outer diameter side of the second back yoke portion at an axial end of the rotary electric machine of an adjacent yoke piece;
After the winding step, the stator core is bent in an annular shape so that the teeth portion is on the inner diameter side, and a core closing step in which both end portions are butt-joined and coupled; Method.
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