JP5790454B2 - Method of fixing coil to teeth and fixing structure of teeth and coil - Google Patents
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Description
本発明は、ステータコアのティース周りにコイルを配設して固定する方法とティースとコイルの固定構造に関するものである。 The present invention relates to a method of arranging and fixing a coil around teeth of a stator core and a structure for fixing the tooth and the coil.
モータ(電動機)を構成するステータは、円環状のヨークと、該ヨークから径方向内側に突出する複数のティースと、隣接するティース間に形成されるスロットとを備えた鋼板積層体もしくは圧粉磁心からなるステータコアと、ティースの周りに形成されるコイルとから大略構成されている。 A stator that constitutes a motor (electric motor) includes a steel plate laminate or a dust magnet including an annular yoke, a plurality of teeth protruding radially inward from the yoke, and a slot formed between adjacent teeth. It is mainly composed of a stator core made of a core and a coil formed around the teeth.
ここで、コイル用の導線は一般に断面円形であって、たとえば銅素材の導線とその周囲に形成された絶縁皮膜とから構成されたものが適用されているが(このコイルは丸線と称される)、占積率を向上させる目的で、たとえば銅素材の平角線の周囲に絶縁被膜を形成したものをエッジワイズ巻きしたコイルが用いられることもある。 Here, the coil conductor is generally circular in cross section, and for example, a conductor made of a copper material and an insulating film formed around it is applied (this coil is called a round wire). In order to improve the space factor, for example, a coil in which an insulating film is formed around a rectangular copper wire is wound edgewise.
ところで、ティース周りにコイルを形成する方法の一つに、予め導線を巻装してコイルを形成したものをティースの先端(ロータ側)から嵌め込む方法がある。この方法は、予め形成されたコイルをティースに嵌め込むだけで双方の固定が図られることから、ティース周りでのコイル形成効率は極めて高い。しかしながら、コイルをティースの先端からスムースに嵌め込むために、ティースの先端にコイルが抜け落ちるのを防止する鍔を設けておくことができず、したがってティースへのスムースなコイルの嵌め込みは保証できても、ティース先端からのコイルの抜けという課題を有するものである。 By the way, as a method of forming a coil around the teeth, there is a method of fitting a coil in which a coil is formed by winding a conducting wire in advance from the tip (rotor side) of the teeth. In this method, since both of them are fixed by simply fitting a pre-formed coil into the teeth, the coil forming efficiency around the teeth is extremely high. However, in order to fit the coil smoothly from the tip of the tooth, it is not possible to provide a hook to prevent the coil from falling off at the tip of the tooth, and therefore it is possible to guarantee a smooth fit of the coil into the tooth. The problem is that the coil is removed from the tip of the tooth.
一方、ティース周りにコイルを形成する他の方法として、ティースの先端においてその左右のスロット側に突出してコイルの抜けを防止するための鍔を設けておき、コイルを2つに分割してなる分割コイルをティースの上下方向から嵌め込み、分割コイル同士の当接箇所を溶接等で繋いでコイルを形成する方法がある。この方法によれば、ティースの先端においてその左右のスロット側に突出する鍔が備えてあるために、ティースへのコイル固定後にコイルが抜けてしまうといった課題は解消される。しかしながら、コイルを2つに分割し、再度これらをティース周りに溶接等で繋ぐ際の加工手間によって製造時間が長期化するという課題を有することになる。 On the other hand, as another method of forming a coil around the teeth, a split is formed by dividing the coil into two pieces by providing hooks for preventing the coil from coming off at the tip of the teeth and projecting to the left and right slots. There is a method in which a coil is formed by fitting a coil from above and below the teeth and connecting contact portions of the divided coils by welding or the like. According to this method, since the hooks protruding toward the left and right slots are provided at the tip of the tooth, the problem that the coil comes off after the coil is fixed to the tooth is solved. However, there is a problem in that the manufacturing time is prolonged due to the processing labor when the coil is divided into two and these are connected again around the teeth by welding or the like.
ここで、従来の公開技術に目を転じるに、ティースの先端にコイルの抜けを防止するための鍔が設けられたステータコアの一端面に形成された開口部からスロット溝の延在方向に沿ってスロット溝内にスロットライナを挿入し、巻線装置にて巻線をティースに所定ターン数巻回してコイルを作製し、予め所定の発泡倍率で発泡させた加熱発泡性樹脂組成物をコイルとスロットライナの間に圧入してこれらの間に形成された空間に発泡体を充填し、次いでワニスを滴下し、全体を加熱してワニスを熱硬化させることでコイルをティースに固定する方法が開示されている。 Here, to turn to the conventional open technology, along the extending direction of the slot groove from the opening formed in one end surface of the stator core provided with a flange for preventing the coil from coming off at the tip of the tooth. A slot liner is inserted into the slot groove, and a coil is produced by winding the winding a predetermined number of turns around the teeth in a winding device, and a heat-foamable resin composition foamed at a predetermined expansion ratio in advance is formed between the coil and the slot. A method is disclosed in which a coil is fixed to a tooth by press-fitting between liners, filling a space formed between them with foam, then dripping the varnish, and heating the whole to thermally cure the varnish. ing.
この方法によれば、ティースの先端においてその左右のスロット側に突出する鍔が形成されていることからティースへのコイル固定後にコイルが抜けてしまうといった課題は解消されるものの、ティース周りに導線を巻装してコイルを形成する必要があることから、予めコイルを形成してティースに嵌め合いする方法に比してその製造効率は格段に低下する。 According to this method, since the hooks projecting to the left and right slots are formed at the tip of the tooth, the problem that the coil comes off after the coil is fixed to the tooth is solved, but the conductor is routed around the tooth. Since it is necessary to form a coil by winding, the manufacturing efficiency is remarkably reduced as compared with a method in which a coil is formed in advance and fitted to a tooth.
本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、ティースがその先端にコイルの抜けを防止するための鍔を具備するステータコアの該ティースに対して、効率的にコイルを配設して固定することのできるティースにコイルを固定する方法と、ティースとコイルの固定構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and the coils are efficiently arranged and fixed to the teeth of the stator core having the teeth for preventing the coils from coming off at the tips thereof. It is an object of the present invention to provide a method for fixing a coil to a tooth that can be performed and a structure for fixing a tooth and a coil.
前記目的を達成すべく、本発明によるティースにコイルを固定する方法は、平面視が略環状もしくは弧状のヨークと、該ヨークから径方向内側に突出するティースと、からなるステータコアのティース周りにコイルを固定する方法であって、導線を巻装して形成されたコイルを用意するとともに、ティースの先端において該ティースの左右のスロットのいずれか一方側に突出した鍔を備えたティースを具備するステータコアを用意する第1のステップ、コイルをスロット内に挿入してティース周りに配設し、このコイルを前記鍔を備えたティースの側面側へずらして鍔を具備しないティースの側面とコイルの間に隙間を形成する第2のステップ、前記隙間に熱膨張性シートを挿入し、熱処理して該熱膨張性シートを膨張させることにより、前記鍔が備えてあるティースの側面にコイルを押し付けて密着させる第3のステップからなるものである。 In order to achieve the above-mentioned object, a method for fixing a coil to a tooth according to the present invention includes a yoke having a substantially annular or arc shape in plan view and a tooth projecting inward in the radial direction from the yoke around the teeth of the stator core. A stator core comprising a tooth formed by winding a conductive wire, and having a tooth provided with a flange projecting to one of the left and right slots of the tooth at the tip of the tooth A first step of preparing a coil, inserting a coil into the slot and disposing the coil around the tooth, shifting the coil to the side of the side of the tooth with the heel, and between the side of the tooth without the heel and the coil A second step of forming a gap, inserting a thermally expandable sheet into the gap, and heat-treating it to expand the thermally expandable sheet; Is made of a third step of adhering against the coil on the side surfaces of the teeth collar are provided.
本発明のティースにコイルを固定する方法は、その先端において左右のスロット側に突出する鍔を具備する従来のティース構造を廃し、その先端において左右のスロットのいずれか一方側に突出する鍔を具備する構造のティースを備えたステータコアの該ティースに対して、導線が巻装されてなるコイルを挿入し、鍔を備えたティースの側面側へコイルをずらしてできた隙間に熱膨張性シートを挿入し、熱処理して膨張させることで、鍔が備えてあるティースの側面にコイルを押し付けてこの鍔がコイルの抜けを防止しながら、鍔付きティースに対してコイルを効率的に挿入するのを可能とした固定方法である。 The method of fixing the coil to the teeth of the present invention eliminates the conventional tooth structure including the ribs protruding to the left and right slots at the tip, and includes the ribs protruding to one of the left and right slots at the tip. Insert a coil wound with a conductive wire into the tooth of the stator core with a tooth structure, and insert a thermally expandable sheet into the gap formed by shifting the coil to the side of the tooth with the flange. By heat treatment and expansion, the coil is pressed against the side of the tooth where the coffin is provided, and this coffin can efficiently insert the coil into the coffin tooth while preventing the coil from coming off. This is the fixing method.
ここで、適用される熱膨張性シートは特に限定されるものでないが、熱膨張性のゴムシートや熱膨張性の発泡プラスチックシート、繊維材を無機バインダー樹脂で結合した熱膨張マットなど、熱膨張した際にコイルを壁面側に十分に押圧できる剛性を有する適宜の素材が適用できる。 Here, the thermal expansion sheet to be applied is not particularly limited, but thermal expansion such as a thermal expansion rubber sheet, a thermal expansion foam plastic sheet, and a thermal expansion mat in which a fiber material is bonded with an inorganic binder resin. An appropriate material having rigidity capable of sufficiently pressing the coil against the wall surface when applied is applicable.
また、コイルは断面円形の丸線コイルであってもよいし、占積率向上を図ることのできる平角線であってもよく、いずれも、エナメル等の絶縁被膜が形成されたものを適用できる。 In addition, the coil may be a round wire coil with a circular cross section or a flat wire capable of improving the space factor, and any of which an insulating coating such as enamel is formed can be applied. .
また、本発明によるティースにコイルを固定する方法の他の実施の形態は、平面視が略環状もしくは弧状のヨークと、該ヨークから径方向内側に突出するティースと、からなるステータコアのティース周りにコイルを固定する方法であって、導線を巻装して形成されたコイルを用意するとともに、ティースの先端において該ティースの左右のスロットのいずれか一方側に突出した鍔を備えたティースを具備するステータコアを用意する第1のステップ、コイルをスロット内に挿入してティース周りに配設し、このコイルを前記鍔を備えたティースの側面側へずらして鍔を具備しないティースの側面とコイルの間に隙間を形成する第2のステップ、前記隙間に板材を圧入することにより、前記鍔が備えてあるティースの側面にコイルを押し付けて密着させる第3のステップからなるものである。 Further, another embodiment of the method for fixing a coil to a tooth according to the present invention includes a substantially annular or arcuate yoke in plan view, and a tooth projecting inward in the radial direction from the yoke. A method for fixing a coil, comprising preparing a coil formed by winding a conductive wire, and having a tooth provided with a ridge projecting to one of the left and right slots of the tooth at the tip of the tooth. First step of preparing a stator core, inserting a coil into a slot and disposing it around the teeth, and shifting the coil to the side of the tooth with the flange between the side surface of the tooth without the flange and the coil A second step of forming a gap in the coil, by pressing a plate material into the gap, the coil is pressed against the side surface of the tooth provided with the flange It is made of a third step of adhering.
この固定方法の実施の形態は、その第1、第2のステップまでは既述する固定方法と同じステップを経るものであるが、第3のステップにおいて、コイルとティースの側面に形成された隙間にたとえば硬質の板材を圧入することで鍔が備えてあるティースの側面にコイルを押し付けて密着させるものである。 The embodiment of the fixing method is the same as the fixing method described above until the first and second steps, but in the third step, the gap formed on the side surfaces of the coil and the teeth. For example, a hard plate material is press-fitted into the teeth so that the coil is pressed against the side surface of the teeth provided with the heel.
ここで、適用される板材は特に限定されるものでないが、硬質樹脂やセラミックスなどからなる板材であって、圧入の際に破損しない剛性を有した適宜素材の板材が適用できる。 Here, the plate material to be applied is not particularly limited, and a plate material made of a hard resin, ceramics, or the like, and appropriately made of a plate material having rigidity that does not break during press-fitting can be applied.
また、本発明によるティースにコイルを固定する方法の好ましい実施の形態において、前記ステータコアは複数の分割コアから構成されるものであり、前記第2のステップでは、コイルを周方向に配設して環状に組み付け、それぞれのコイルに対して対応する分割コアのティースを順次挿入してステータコアを組み付け、組み付けられたステータコアをその中心軸周りで回動させることにより、それぞれのコイルを対応するスロット内で鍔を備えた対応するティースの側面側へ同時にずらして隙間を形成するものである。 In a preferred embodiment of the method for fixing a coil to a tooth according to the present invention, the stator core is composed of a plurality of divided cores, and in the second step, the coil is arranged in the circumferential direction. Assemble each ring in the corresponding slot by inserting the teeth of the corresponding split core into each coil in turn and assembling the stator core, and rotating the assembled stator core around its central axis. The gap is formed by simultaneously shifting to the side of the corresponding tooth with the ridge.
ステータコアが分割コアから構成されるものにおいては、各分割コアに対応するコイルを環状に組み付けておき、各コイルに分割コアのティースを順次挿入していくことで、分割コアからなるステータコアが組み付けられる。 When the stator core is composed of split cores, the coils corresponding to the split cores are assembled in a ring shape, and the stator cores composed of split cores are assembled by sequentially inserting the teeth of the split cores into the coils. .
この組み付けられたステータコアをその中心軸周りで回動させることにより、それぞれのコイルを対応するスロット内で鍔を備えた対応するティースの側面側へ同時にずらすことができ、すべてのコイルの側方に同時に隙間を形成することができる。 By rotating this assembled stator core around its central axis, each coil can be simultaneously shifted to the side of the corresponding tooth with a hook in the corresponding slot, and to the side of all the coils. A gap can be formed at the same time.
次いで、形成されたそれぞれのコイルの側方の隙間に順次熱膨張性シートを挿入し、もしくは板材を圧入していき、熱膨張性シートを挿入した際はさらに熱処理してシートの膨張を図ることで、極めて効率的かつ短時間にすべてのコイルを対応するティースに固定することができる。 Next, insert a thermally expandable sheet sequentially into the gap between the formed coils, or press-fit a plate material. When the thermally expandable sheet is inserted, heat treatment is further performed to expand the sheet. Thus, all the coils can be fixed to the corresponding teeth extremely efficiently and in a short time.
また、本発明によるティースにコイルを固定する方法の好ましい実施の形態として、前記鍔が、ステータコアの内部に配設されるロータの回転方向の上流側に突出するように鍔の配設位置を設定するのがよい。 Further, as a preferred embodiment of the method for fixing the coil to the teeth according to the present invention, the position of the flange is set so that the flange protrudes upstream in the rotational direction of the rotor disposed inside the stator core. It is good to do.
ティースの先端においてティースの左右のスロットのいずれか一方側に鍔が突出しているが、本方法では、この鍔の突出する位置をステータコアの内部に配設されるロータの回転方向の上流側に規定したものである。ここで「回転方向の上流側」とは、ティースの左右側面の先端に注目した際に、回転するロータの任意箇所に最初に対向する側面側を意味しており、たとえば回転姿勢のロータの任意点がティースの右側側面の端部と対向するように通過し、次いで左側側面の端部と対向するように通過する場合に、この右側側面の端部位置に鍔を形成しておくものである。この方法によれば、鍔がコイルの抜けを防止しながら、鍔付きティースに対してコイルを効率的に挿入することに加えて、磁気特性の向上が図れることが本発明者等によって実証されている。 At the tip of the teeth, a hook protrudes from one of the left and right slots of the tooth. In this method, the protruding position of the hook is defined on the upstream side in the rotational direction of the rotor disposed inside the stator core. It is what. Here, the “upstream side in the rotational direction” means the side of the rotor that first faces the arbitrary part of the rotating rotor when attention is paid to the tips of the left and right side surfaces of the teeth. When the point passes so as to face the end portion of the right side surface of the teeth and then passes so as to face the end portion of the left side surface, a ridge is formed at the end portion position of the right side surface. . According to this method, it has been proved by the present inventors that the magnetic characteristics can be improved in addition to efficiently inserting the coil into the tooth with the hook while the hook prevents the coil from coming off. Yes.
この方法によれば、鍔がコイルの抜けを防止しながら、鍔付きティースに対してコイルを効率的に挿入することに加えて、磁気特性の向上が図れることが本発明者等によって実証されている。 According to this method, it has been proved by the present inventors that the magnetic characteristics can be improved in addition to efficiently inserting the coil into the tooth with the hook while the hook prevents the coil from coming off. Yes.
また、本発明はティースとコイルの固定構造にも及ぶものであり、この固定構造は、平面視が略環状もしくは弧状のヨークと、該ヨークから径方向内側に突出するティースと、からなるステータコアのティース周りにコイルが固定されているティースとコイルの固定構造であって、ティースの先端には該ティースの左右のスロットのいずれか一方側に突出するコイルの抜けを防止するための鍔が備えてあり、前記鍔が備えてあるティースの側面にコイルが押し付けられて密着し、鍔を具備しないティースの側面とコイルの間に熱膨張した熱膨張性シートが介在してティース周りにコイルが固定されているものである。 In addition, the present invention extends to a structure for fixing a tooth and a coil. The fixing structure includes a yoke having a substantially annular or arc shape in plan view and a tooth that protrudes radially inward from the yoke. A coil-fixing structure in which a coil is fixed around the teeth, and a hook for preventing the coil protruding from one of the left and right slots of the teeth from coming off is provided at the tip of the teeth. There is a coil pressed against the side surface of the tooth provided with the heel, and the thermally expandable sheet is interposed between the side surface of the tooth without the heel and the coil so that the coil is fixed around the tooth. It is what.
さらに本発明によるティースとコイルの固定構造の他の実施の形態は、平面視が略環状もしくは弧状のヨークと、該ヨークから径方向内側に突出するティースと、からなるステータコアのティース周りにコイルが固定されているティースとコイルの固定構造であって、ティースの先端には該ティースの左右のスロットのいずれか一方側に突出するコイルの抜けを防止するための鍔が備えてあり、前記鍔が備えてあるティースの側面にコイルが押し付けられて密着し、鍔を具備しないティースの側面とコイルの間に圧入された板材が介在してティース周りにコイルが固定されているものである。 Furthermore, in another embodiment of the tooth and coil fixing structure according to the present invention, a coil is disposed around the teeth of the stator core, which is composed of a substantially annular or arcuate yoke in plan view and teeth projecting radially inward from the yoke. A structure for fixing a tooth and a coil that is fixed, and a tip of the tooth is provided with a hook for preventing the coil protruding from one of the left and right slots of the tooth, and the hook The coil is pressed and adhered to the side surface of the provided tooth, and the coil is fixed around the tooth with a plate material press-fitted between the side surface of the tooth not provided with the hook and the coil.
上記する形態の固定構造はいずれも、ティースの先端において左右のスロットのいずれか一方側に突出する鍔が設けられており、かつ、この鍔が備えてあるティースの側面にコイルが押し付けられていることで、コイルがティースの先端から抜けることなく、双方が強固に固定された固定構造となる。 In any of the fixing structures described above, a hook that protrudes to either one of the left and right slots is provided at the tip of the tooth, and the coil is pressed against the side surface of the tooth provided with the hook. As a result, a fixed structure is obtained in which the coil is firmly fixed without the coil coming off from the tip of the tooth.
また、上記固定構造においても、前記鍔が、ステータコアの内部に配設されるロータの回転方向の上流側に突出している形態を適用することにより、コイルがティースの先端から抜けることなく、双方が強固に固定されていることに加えて、トルクリップルの低減を図ることができる。 Also, in the above-described fixing structure, by applying a form in which the flange protrudes upstream in the rotational direction of the rotor disposed inside the stator core, both of the coils can be removed from the tip of the teeth. In addition to being firmly fixed, torque ripple can be reduced.
以上の説明から理解できるように、本発明のティースにコイルを固定する方法およびティースとコイルの固定構造によれば、ティース先端の鍔によってコイルの抜けが防止されながら、ティースへのコイルの配設と固定を極めて効率的におこなうことができ、モータ製造時間の短縮とこれに基づく製造コスト低減を図ることができる。 As can be understood from the above description, according to the method for fixing a coil to the tooth and the structure for fixing the tooth and the coil according to the present invention, the coil is disposed on the tooth while preventing the coil from being pulled out by the hook at the tip of the tooth. And fixing can be performed extremely efficiently, and the motor manufacturing time can be shortened and the manufacturing cost can be reduced based on this.
以下、図面を参照して本発明のティースにコイルを固定する方法とこの方法でできる固定構造の実施の形態を説明する。なお、図示するティースにコイルを固定する方法は、コイルを環状に組み付けたものに対して分割コアを順次挿入する形態であるが、それぞれの分割コアにコイルを組み付けた後に各分割コアを環状に組み付ける方法であってもよいことは勿論のことである。さらに、分割コアでなく、全体が環状に一体に形成されたステータコアの各ティースに対して順次コイルを組み付けていく方法であってもよいことは勿論のことである。 Hereinafter, embodiments of a method for fixing a coil to a tooth of the present invention and a fixing structure formed by this method will be described with reference to the drawings. In addition, although the method of fixing a coil to the tooth | gear shown in figure is a form which inserts a split core sequentially with respect to what attached the coil annularly, after assembling a coil to each split core, each split core is annularly formed. Of course, it may be an assembly method. Furthermore, as a matter of course, a method may be used in which coils are sequentially assembled to each tooth of a stator core that is integrally formed in an annular shape instead of a split core.
(ティースにコイルを固定する方法と固定構造の実施の形態1)
図1は、本発明のティースにコイルを固定する方法の実施の形態1の第1のステップを説明する図であり、図2は、図1に続いて第2のステップを説明する図であり、図5は、第3のステップを説明する図である。
(
FIG. 1 is a diagram for explaining a first step of the first embodiment of the method for fixing a coil to a tooth of the present invention, and FIG. 2 is a diagram for explaining a second step following FIG. FIG. 5 is a diagram for explaining the third step.
図1には分割コア1が示されており、この分割コア1を環状に組み付けることで不図示のステータコアが形成されるものである。この分割コア1は、弧状のヨーク1eと、このヨーク1eから径方向に突出する2つのティース1a,1aから構成されるものであり、ティース1a,1a間にはコイル2が挿入されるスロット1fが画成されている。
FIG. 1 shows a
この分割コア1は、電磁鋼板をはじめ、冷延鋼板(SPCC)や熱延鋼板(SPHC)、炭素鋼(S45C)などの鋼板を積層してなる鋼板積層体や、軟磁性金属粉末または軟磁性金属酸化物粉末がシリコーン樹脂やシリカ等の樹脂バインダーで被覆された磁性粉末を加圧成形してなる圧粉磁心から形成される。
The
分割コア1を構成するティース1aは、その先端において、該ティース1aの左右のスロット1f、1fのいずれか一方側に突出してコイル2の抜けを防止するための鍔1bを備えている。なお、従来の先端に鍔を備えたティース構造は、その左右に鍔が突出するものであり、一方にのみ突出する鍔を備えたティースを具備するステータを採用したことが新規な特徴構成の一つである。
The
コイル2は平角線からなり、銅素材の平角導線の周りに絶縁被膜が形成されたものをエッジワイズ巻きすることで形成されている。この平角線からなるコイル2を使用することで、スロット1f内におけるコイルの占積率が向上する。
The
コイル2の幅:bは、スロット1f内に挿入できるように(X1方向)、スロット開口の幅、すなわち、鍔1bの先端からティース1aの鍔を具備しない側面1cまでの幅:aよりも小さい幅で形成されており、スロット1f内に挿入された後に、さらにスロット1f内で移動自在となっている。なお、このコイル2の幅やスロット開口の幅、スロットの幅等のより詳細な関係に関しては後述する。
The width of the coil 2: b is smaller than the width of the slot opening, that is, the width from the tip of the
第1のステップでは、図示する分割コア1とコイル2が所望数製造され、用意される。
次に、図2で示すように、複数のコイル2,…を周方向に配設して環状に組み付け、それぞれのコイル2に対して対応する分割コア1のティース1aを順次挿入して(X1方向)不図示の環状のステータコアを組み付ける。
In the first step, a desired number of
Next, as shown in FIG. 2, a plurality of
環状のステータコアが形成されたら、組み付けられたステータコアをその中心軸周りで回動させることにより、それぞれのコイル2を対応するスロット1f内で鍔を備えたティースの側面1d側へ同時にずらすことができ、各スロット1f内において、鍔を具備しないティース側面1cとコイル2の間に隙間を形成する(第2のステップ)。
When the annular stator core is formed, each
ここで、各スロット1fへのコイル2の挿入と、スロット1f内でのコイル2の移動を図3,4を参照して詳述する。
Here, the insertion of the
コイル2に分割コア1のティース1aが挿入されると、コイル2と鍔が備えてあるティース側面1dの間には、図3で示すように隙間G1が形成される。
When the
この状態で、環状のステータコアをその中心軸周りで回動させると(X2方向)、各スロット1f内でコイル2は鍔を備えたティース側面1d側へ相対移動して密着し、図4で示すように、コイル2と鍔を具備しないティース側面1cの間に隙間G2が形成される。
In this state, when the annular stator core is rotated around its central axis (in the X2 direction), the
すなわち、図示する方法によれば、たとえば環状に組み付けられたステータコアが10個のスロット1fを具備する場合に、これら10個のスロット1fのすべてに一度に隙間G2を形成することが可能となる。
That is, according to the illustrated method, for example, when the stator core assembled in an annular shape includes ten
各スロット1fに隙間G2が形成されたら、図5で示すように、各隙間G2に熱膨張性シート3を順次挿入する。なお、熱膨張性シート3が隙間G2に挿入された状態においては、隙間G2には同図で示すように若干の隙間が残っていてもよいし、隙間が完全に閉塞されてもよい(仮に隙間が完全に閉塞された状態であっても、この段階でコイルが熱膨張性シートによって側方に押し込まれることはない)。
When the gaps G2 are formed in the
この熱膨張性シート3は、熱膨張性のゴムシートや熱膨張性の発泡プラスチックシート、繊維材を無機バインダー樹脂で結合した熱膨張マットなど、熱膨張性を有することに加えて、熱膨張した際にコイル2を鍔を備えたティース側面1d側に十分に押圧できる剛性を有する適宜の素材が適用される。
The thermally
すべてのスロット1f内の隙間G2に熱膨張性シート3が挿入されたら、このステータコアを熱膨張性シート3が熱膨張する温度雰囲気に熱処理することにより、図6で示すように熱膨張性シート3が熱膨張し(膨張量δ)、鍔が備えてあるティースの側面1dにコイル2が押し付けられて密着して(押圧力P)、ティースとコイルの固定構造10が形成される(第3のステップ)。
When the heat-
図示する固定構造10においては、コイル2は鍔1bと面接触しながらその抜けが抑止され、かつ鍔が備えてあるティースの側面1dに押し込まれていることでティース1aとの強固な固定構造が維持されることになる。
In the fixing
図示するティースにコイルを固定する方法とこの方法で形成されたティースとコイルの固定構造10によれば、ティース先端の鍔1bによってコイル2の抜けが防止された構造を形成することができ、しかも、ティース1aへのコイル2の配設と固定を極めて効率的におこなうことができる。このことは、モータ製造時間の短縮に繋がり、モータの製造コスト低減に繋がるものである。
According to the method of fixing the coil to the tooth shown and the tooth-
(ティースにコイルを固定する方法と固定構造の実施の形態2)
図示例のように熱膨張性シート3を適用することに代えて、隙間G2に硬質樹脂やセラミックスなどからなる硬質板材を圧入し、圧入された硬質板材によって鍔が備えてあるティースの側面1dにコイル2を押し付ける方法とこの方法で形成される固定構造であってもよい。
(
Instead of applying the thermally
(構成要素間の関係式について)
次に、図7,8を参照して、スロット挿入口である鍔1bと鍔のないティース側面1cまでの距離:a、コイル2の幅:b、熱膨張性シート3の厚み:c(もしくは硬質板材4の厚み:c)、鍔1bの突出長:d、コイル2の隅角部の曲率半径rの各関係を説明する。なお、図7は熱膨張性シート3を適用する場合を説明したものであり、図8は硬質板材4を適用する場合を説明したものである。
(About relational expressions between components)
Next, referring to FIGS. 7 and 8, the distance from the
まず、図7で示すように、スロット1fへのコイル2の挿入を可能とすること、コイル2をスロット1f内で移動させて隙間G2を形成し、この隙間G2への熱膨張性シート3の挿入を可能とすること、さらには、熱膨張性シート3が熱膨張した際にコイル2が鍔1bと面接触して係止されることを可能とすること、のすべてを満足する関係式として、図7で記載する以下の3式を満たすことを要する。
First, as shown in FIG. 7, the
a+d>b+c・・・・・・・(1)
a+d=b+c’・・・・・・(2)(c’は熱膨張後のシートの厚み)
a>b、d≧r・・・・・・・(3)(rはコイル2の隅角部の曲率半径)
a + d> b + c (1)
a + d = b + c ′ (2) (c ′ is the thickness of the sheet after thermal expansion)
a> b, d ≧ r (3) (r is the radius of curvature of the corner of the coil 2)
一方、図8で示すように、スロット1fへのコイル2の挿入を可能とすること、コイル2をスロット1f内で移動させて隙間G2を形成し、この隙間G2への硬質板材4の圧入(X3方向)を可能とすること、さらには、硬質板材4が圧入された際にコイル2が鍔1bと面接触して係止されることを可能とすること、のすべてを満足する関係式として、図8で記載する以下の3式を満たすことを要する。
On the other hand, as shown in FIG. 8, it is possible to insert the
a+d>b+c・・・・・・・(1)
a+d=b+c”・・・・・・(2)(c”は圧入後の硬質板材の厚み)
a>b、c>d≧r・・・・・(3)(rはコイル2の隅角部の曲率半径)
a + d> b + c (1)
a + d = b + c ″ (2) (c ″ is the thickness of the hard plate after press fitting)
a> b, c> d ≧ r (3) (r is the radius of curvature of the corner of the coil 2)
上記各関係式を満足する分割コア1とコイル2、さらには熱膨張性シート3や硬質板材4を用意し、以上で説明した本発明のティースにコイルを固定する方法を用いてステータを製造することにより、高い製造効率の下で、コイルとティースの固定強度の高いステータを製造することができる。
The stator core is manufactured using the method of fixing the coil to the teeth of the present invention described above by preparing the
(ティースの先端における鍔の好ましい配設位置を特定する解析結果)
図9は、ティースの先端における鍔の好ましい配設位置を説明した図である。同図では、分割コア1の組立体(ステータコア)の内側で回転するロータ5の一部と、平面視Vの字状に配されて2つで1つの磁極を形成する永久磁石6,6を示している。なお、同図において、ティースのS極、N極と永久磁石のN極、S極を示している。
(Analysis result specifying the preferred location of the heel at the tip of the tooth)
FIG. 9 is a view for explaining a preferable arrangement position of the heel at the tip of the teeth. In the figure, a part of a
本発明者等は磁場解析を実施(電流値を150Arms、進角46度に設定)し、コンピュータ内において、図9で示すように、ロータ5の回転方向Yに対し、回転方向の上流側となるティース側面の端部に鍔1bを突出するように形成した構成のモデルを作成し(実施例)、他に回転方向の下流側に鍔1bを突出するように形成した構成のモデルを作成し(比較例1)、さらに、鍔を具備しないモデルを作成し(比較例2)、それぞれのモデルにおけるトルク実効値とリップル率を算定し、比較例2のトルク実効値とリップル率を基準値として、比較例1および実施例の各値を正規化する解析をおこなった。その結果を以下の表1に示す。
The present inventors conducted a magnetic field analysis (current value set to 150 Arms, advance angle 46 degrees), and in the computer, as shown in FIG. A model with a configuration formed so as to project the
表1において、実施例のリップル変化率が−となっているのはリップル変化率が低減して好ましい傾向にあることを意味している。 In Table 1, the ripple change rate of the example is-, which means that the ripple change rate is reduced and tends to be favorable.
解析結果より、実施例はトルク実効値も増加し、その一方でリップル変化率が低減しており、モータ性能が向上していることが実証されている。 From the analysis results, it is proved that the effective torque value of the example also increases, while the ripple change rate decreases, and the motor performance is improved.
これは、図9からも明らかなように、実施例のモデルにおいては、ロータの回転方向の上流側となるティース側面の端部に鍔1bが突出していることにより、ティースのS極が周方向に対して長くなり、かつ、永久磁石6のN極と鍔が近接することから、鍔がない場合や鍔が回転方向の下流側にある場合に比して、磁石に対して引力が早い段階から作用することによってトルクが向上し、トルクリップルが低減すると考えられる。
As is apparent from FIG. 9, in the model of the embodiment, the
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and there are design changes and the like without departing from the gist of the present invention. They are also included in the present invention.
1…分割コア、1a…ティース、1b…鍔、1c…鍔を具備しないティース側面、1d…鍔を備えたティース側面、1e…ヨーク、1f…スロット、2…コイル、3…熱膨張性シート、4…硬質板材、5…ロータ、6…永久磁石、10…ティースとコイルの固定構造、G1、G2…隙間
DESCRIPTION OF
Claims (9)
導線を巻装して形成されたコイルを用意するとともに、ティースの先端において該ティースの左右のスロットのいずれか一方側に突出した鍔を備えたティースを具備するステータコアを用意する第1のステップ、
1つのコイルをスロット内に挿入してティース周りに配設し、このコイルを前記鍔を備えたティースの側面側へずらして鍔を具備しないティースの側面とコイルの間に隙間を形成する第2のステップ、
前記隙間に熱膨張性シートを挿入し、熱処理して該熱膨張性シートを膨張させることにより、コイルを前記鍔と接触させて係止させるとともに、前記鍔が備えてあるティースの側面にそのコイルを押し付けて密着させる第3のステップからなるティースにコイルを固定する方法。 A method of fixing a coil around a tooth of a stator core comprising a substantially ring-shaped or arc-shaped yoke in plan view and teeth projecting radially inward from the yoke,
A first step of preparing a coil formed by winding a conductive wire, and preparing a stator core including a tooth provided with a flange protruding to one of the left and right slots of the tooth at the tip of the tooth,
A second coil is inserted into the slot and disposed around the teeth, and the coil is shifted to the side surface of the tooth with the flange to form a gap between the side surface of the tooth without the flange and the coil. Steps,
By inserting a thermally expandable sheet into the gap and heat-treating the thermally expandable sheet to expand the thermally expandable sheet, the coil is brought into contact with the heel and locked, and the coil is provided on the side surface of the tooth provided with the heel. A method of fixing the coil to the teeth comprising the third step of pressing and adhering.
導線を巻装して形成されたコイルを用意するとともに、ティースの先端において該ティースの左右のスロットのいずれか一方側に突出した鍔を備えたティースを具備するステータコアを用意する第1のステップ、
1つのコイルをスロット内に挿入してティース周りに配設し、このコイルを前記鍔を備えたティースの側面側へずらして鍔を具備しないティースの側面とコイルの間に隙間を形成する第2のステップ、
前記隙間に板材を圧入することにより、コイルを前記鍔と接触させて係止させるとともに、前記鍔が備えてあるティースの側面にそのコイルを押し付けて密着させる第3のステップからなるティースにコイルを固定する方法。 A method of fixing a coil around a tooth of a stator core comprising a substantially ring-shaped or arc-shaped yoke in plan view and teeth projecting radially inward from the yoke,
A first step of preparing a coil formed by winding a conductive wire, and preparing a stator core including a tooth provided with a flange protruding to one of the left and right slots of the tooth at the tip of the tooth,
A second coil is inserted into the slot and disposed around the teeth, and the coil is shifted to the side surface of the tooth with the flange to form a gap between the side surface of the tooth without the flange and the coil. Steps,
By press-fitting a plate material into the gap, the coil is brought into contact with the hook and locked, and the coil is attached to the tooth comprising the third step of pressing the coil against the side surface of the tooth with which the hook is provided. How to fix.
前記第2のステップでは、コイルを周方向に配設して環状に組み付け、それぞれのコイルに対して対応する分割コアのティースを順次挿入してステータコアを組み付け、組み付けられたステータコアをその中心軸周りで回動させることにより、それぞれのコイルを対応するスロット内で鍔を備えた対応するティースの側面側へ同時にずらして隙間を形成する請求項1または2に記載のティースにコイルを固定する方法。 The stator core is composed of a plurality of divided cores,
In the second step, the coils are arranged in the circumferential direction and assembled in an annular shape, the teeth of the corresponding split cores are sequentially inserted into the respective coils to assemble the stator core, and the assembled stator core is rotated around its central axis. The method of fixing a coil to the tooth of Claim 1 or 2 which forms a clearance gap by simultaneously shifting each coil to the side surface side of the corresponding tooth | gear provided with the collar within the corresponding slot.
ティースの先端には該ティースの左右のスロットのいずれか一方側に突出するコイルの抜けを防止するための鍔が備えてあり、
スロット内に挿入された1つのコイルが前記鍔と接触して係止されるとともに、前記鍔が備えてあるティースの側面にそのコイルが押し付けられて密着し、鍔を具備しないティースの側面とコイルの間に熱膨張した熱膨張性シートが介在してティース周りにコイルが固定されているティースとコイルの固定構造。 A tooth-coil fixing structure in which a coil is fixed around teeth of a stator core comprising a substantially ring-shaped or arc-shaped yoke in plan view and teeth projecting radially inward from the yoke,
The tip of the tooth is provided with a hook for preventing the coil protruding from one of the left and right slots of the tooth from coming off,
One coil inserted into the slot is locked in contact with the hook, and the coil is pressed against and closely contacts the side face of the tooth provided with the hook, and the side face and coil of the tooth without the hook. A structure for fixing a tooth and a coil, in which a coil is fixed around the tooth with a thermally expandable sheet interposed between them.
ティースの先端には該ティースの左右のスロットのいずれか一方側に突出するコイルの抜けを防止するための鍔が備えてあり、
スロット内に挿入された1つのコイルが前記鍔と接触して係止されるとともに、前記鍔が備えてあるティースの側面にそのコイルが押し付けられて密着し、鍔を具備しないティースの側面とコイルの間に圧入された板材が介在してティース周りにコイルが固定されているティースとコイルの固定構造。 A tooth-coil fixing structure in which a coil is fixed around teeth of a stator core comprising a substantially ring-shaped or arc-shaped yoke in plan view and teeth projecting radially inward from the yoke,
The tip of the tooth is provided with a hook for preventing the coil protruding from one of the left and right slots of the tooth from coming off,
One coil inserted into the slot is locked in contact with the hook, and the coil is pressed against and closely contacts the side face of the tooth provided with the hook, and the side face and coil of the tooth without the hook. Teeth and coil fixing structure in which a coil is fixed around the teeth with a press-fitted plate material interposed between them.
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