(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024123324
(43)【公開日】2024-09-12
(54)【発明の名称】ステータ
(51)【国際特許分類】
H02K 3/34 20060101AFI20240905BHJP
H02K 3/487 20060101ALI20240905BHJP
【FI】
H02K3/34 C
H02K3/487 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023030632
(22)【出願日】2023-03-01
(71)【出願人】
【識別番号】000232302
【氏名又は名称】ニデック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100142022
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 一晃
(74)【代理人】
【識別番号】100196623
【弁理士】
【氏名又は名称】松下 計介
(72)【発明者】
【氏名】橋本 歩
【テーマコード(参考)】
5H604
【Fターム(参考)】
5H604BB01
5H604BB08
5H604BB14
5H604CC01
5H604CC05
5H604CC15
5H604DB15
5H604DB26
5H604PB03
5H604QC01
(57)【要約】 (修正有)
【課題】スロット内に複数種類の絶縁部材が収容されているステータにおいて、スロットにおけるコイルの占積率を向上可能な構成を提供する。
【解決手段】ステータ1は、スロット6の内面の少なくとも一部を覆う第1絶縁部材3と、スロットの開口側に位置し、スロットの開口6aを塞ぐ第2絶縁部材4と、第1絶縁部材及び第2絶縁部材に囲まれたコイル収容空間内に収容され且つ円形の断面形状を有する複数のコイル線5と、を有する。第1絶縁部材は、底面に沿って周方向に延びる周方向絶縁部31と、一対の第1径方向絶縁部32とを有する。第2絶縁部材は、開口に沿って周方向に延びる開口絶縁部41と、径方向に延びる一対の第2径方向絶縁部42とを有する。スロットを軸方向から見て、一対の第2径方向絶縁部の間の距離は、一対の第1径方向絶縁部の間の距離と同じである。
【選択図】
図3
【特許請求の範囲】
【請求項1】
軸方向に貫通するとともに径方向に開口する複数のスロットを有する筒状のステータコアと、
前記スロットの内面の少なくとも一部を覆う第1絶縁部材と、
前記スロットの開口側に位置し、前記スロットの開口を塞ぐ第2絶縁部材と、
前記第1絶縁部材及び前記第2絶縁部材に囲まれたコイル収容空間内に収容され且つ円形の断面形状を有する複数のコイル線と、
を有し、
前記第1絶縁部材は、
前記スロットを前記ステータコアの軸方向から見て、前記スロットの開口側とは反対側に位置する底面に沿って周方向に延びる周方向絶縁部と、前記周方向絶縁部の周方向の一端及び他端からそれぞれ径方向に延びる一対の第1径方向絶縁部とを有し、
前記第2絶縁部材は、
前記スロットを前記軸方向から見て、前記開口に沿って周方向に延びる開口絶縁部と、前記スロットにおける前記周方向一方の側面の少なくとも一部及び前記周方向の他方の側面の少なくとも一部に沿って径方向に延びる一対の第2径方向絶縁部とを有し、
前記スロットを前記軸方向から見て、前記一対の第2径方向絶縁部の間の距離は、前記一対の第1径方向絶縁部の間の距離と同じである、
ステータ。
【請求項2】
請求項1に記載のステータにおいて、
前記第1絶縁部材における前記第1径方向絶縁部の径方向の端部は、前記第2絶縁部材における前記第2径方向絶縁部の径方向の端部に対して、径方向に接触していて、
前記一対の第2径方向絶縁部は、前記スロットの開口側の内面を覆っている、
ステータ。
【請求項3】
請求項2に記載のステータにおいて、
前記第1絶縁部材は、所定の厚さを有するシート状であり、
前記第2絶縁部材は、前記第1絶縁部材と同じ厚さを有するシート状であり、
前記スロットの側面は、
前記第1径方向絶縁部によって覆われている一対の第1側面と、
前記第2径方向絶縁部によって覆われている一対の第2側面と、
を含み、
前記スロットを前記軸方向から見て、前記一対の第2側面の間の距離は、前記一対の第1側面の間の距離と同じである、
ステータ。
【請求項4】
請求項2に記載のステータにおいて、
前記第1絶縁部材は、所定の厚さを有するシート状であり、
前記第2絶縁部材は、前記第1絶縁部材の厚さとは異なる厚さを有するシート状であり、
前記スロットの側面は、
前記第1径方向絶縁部によって覆われている一対の第1側面と、
前記第2径方向絶縁部によって覆われている一対の第2側面と、
を含み、
前記スロットを前記軸方向から見て、前記一対の第2側面の間の距離は、前記一対の第1側面の間の距離と異なる、
ステータ。
【請求項5】
請求項4に記載のステータにおいて、
前記スロットを前記軸方向から見て、前記一対の第2側面の間の距離は、前記一対の第1側面の間の距離よりも大きく、
前記スロットを前記軸方向から見て、前記一対の第2側面の間の距離から前記一対の第1側面の間の距離を引いた値は、前記第1絶縁部材の厚さと前記第2絶縁部材の厚さとの差を2倍した値である、
ステータ。
【請求項6】
請求項4に記載のステータにおいて、
前記スロットを前記軸方向から見て、前記一対の第2側面の間の距離は、前記一対の第1側面の間の距離よりも小さく、
前記スロットを前記軸方向から見て、前記一対の第1側面の間の距離から前記一対の第2側面の間の距離を引いた値は、前記第1絶縁部材の厚さと前記第2絶縁部材の厚さとの差を2倍した値である、
ステータ。
【請求項7】
請求項1に記載のステータにおいて、
前記第1絶縁部材は、シート状であり、
前記第2絶縁部材は、シート状であり、
前記第2径方向絶縁部は、前記スロットの開口側で、前記第1径方向絶縁部に対して、厚み方向に重なっていて、
前記スロットの側面は、
前記第2径方向絶縁部が厚み方向に重なっていない前記第1径方向絶縁部によって覆われている一対の第1側面と、
前記第2径方向絶縁部が厚み方向に重なっている前記第1径方向絶縁部によって覆われている一対の第3側面と、
を含み、
前記スロットを前記軸方向から見て、前記一対の第3側面の間の距離は、前記一対の第1側面の間の距離よりも大きく、
前記一対の第3側面の間の距離から前記一対の第1側面の間の距離を引いた値は、前記第2絶縁部材の厚さを2倍した値である、
ステータ。
【請求項8】
請求項1に記載のステータにおいて、
前記スロットの内面は、
前記周方向の側面と前記底面とを接続する第1接続部を有し、
前記第1接続部は、
前記スロットを前記軸方向から見て、前記コイル線の半径と前記第1絶縁部材の厚さとの和を曲率半径とする曲面である、
ステータ。
【請求項9】
請求項1から請求項8のいずれか一つに記載のステータにおいて、
前記複数のコイル線は、
径方向に一列に並ぶ複数のコイル列部を構成し、
前記複数のコイル列部は、周方向に並び、
前記スロットを前記軸方向から見て、前記周方向に隣り合う前記コイル列部の中心線同士の間の距離は、前記コイル線の直径未満である、
ステータ。
【請求項10】
請求項1に記載のステータにおいて、
前記第1絶縁部材は、絶縁紙であり、
前記第2絶縁部材は、ウェッジである、
ステータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ステータに関する。
【背景技術】
【0002】
ティースを有するステータコアと、ティース間のスロット内に収容されるコイル線と、を備えるステータが知られている。例えば、特許文献1には、スロットの内面を覆うインシュレータ部材を介して、前記各スロットに巻回される巻線を備えた電動機の積層コアが開示されている。前記特許文献1には、スロットのデッドスペースを抑えて、前記スロット内での巻線の占積率を向上させることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、複数種類の絶縁部材を介してスロット内に複数のコイル線が収容されているステータでは、前記複数種類の絶縁部材に囲まれたコイル収容空間の幅が径方向に一定でない場合がある。前記コイル収容空間の幅が径方向に一定でない場合、前記コイル収容空間内に複数のコイル線を規則正しく並べられないデッドスペースが生じる可能性がある。その結果、スロットにおけるコイルの占積率が低下する可能性がある。そこで、スロット内に複数種類の絶縁部材が収容されているステータにおいて、スロットにおけるコイルの占積率を向上可能な構成が求められている。
【0005】
本発明の目的は、スロット内に複数種類の絶縁部材が収容されているステータにおいて、スロットにおけるコイルの占積率を向上可能な構成を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の例示的な一実施形態に係るステータは、軸方向に貫通するとともに径方向に開口する複数のスロットを有する筒状のステータコアと、前記スロットの内面の少なくとも一部を覆う第1絶縁部材と、前記スロットの開口側に位置し、前記スロットの開口を塞ぐ第2絶縁部材と、前記第1絶縁部材及び前記第2絶縁部材に囲まれたコイル収容空間内に収容され且つ円形の断面形状を有する複数のコイル線と、を有する。前記第1絶縁部材は、前記スロットを前記ステータコアの軸方向から見て、前記スロットの開口側とは反対側に位置する底面に沿って周方向に延びる周方向絶縁部と、前記周方向絶縁部の周方向の一端及び他端からそれぞれ径方向に延びる一対の第1径方向絶縁部とを有する。前記第2絶縁部材は、前記スロットを前記軸方向から見て、前記開口に沿って周方向に延びる開口絶縁部と、前記スロットにおける前記周方向一方の側面の少なくとも一部及び前記周方向の他方の側面の少なくとも一部に沿って径方向に延びる一対の第2径方向絶縁部とを有する。前記スロットを前記軸方向から見て、前記一対の第2径方向絶縁部の間の距離は、前記一対の第1径方向絶縁部の間の距離と同じである。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、スロット内に複数種類の絶縁部材が収容されているステータにおいて、スロットにおけるコイルの占積率を向上可能な構成を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【
図1】
図1は、実施形態1に係るステータの概略構成を示す平面図である。
【
図2】
図2は、ステータコアの概略構成を示す斜視図である。
【
図3】
図3は、軸方向から見たスロットの部分拡大図である。
【
図4】
図4は、スロットの構成を説明する図である。
【
図5】
図5は、一対の第1絶縁部材の間の距離及び一対の第2絶縁部材の間の距離を説明する図である。
【
図7】
図7は、実施形態1の変形例1に係るステータを軸方向から見た部分拡大図である。
【
図8】
図8は、スロットの構成を説明する図である。
【
図9】
図9は、実施形態1の変形例2に係るステータを軸方向から見た部分拡大図である。
【
図11】
図11は、実施形態1の変形例3に係るステータを軸方向から見た部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照し、本発明の例示的な実施の形態を詳しく説明する。なお、図中の同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。また、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表しているわけではない。
【0010】
なお、以下の説明では、ステータコアの中心軸Pと平行な方向を軸方向、中心軸Pに直交する方向を径方向、中心軸Pを中心とする円弧に沿う方向を周方向、とそれぞれ称する。
【0011】
また、以下の説明において、“固定”、“接続”及び“取り付ける”等の表現は、部材同士が直接、固定等されている場合だけでなく、他の部材を介して固定等されている場合も含む。すなわち、以下の説明において、固定等の表現には、部材同士の直接的及び間接的な固定等の意味が含まれる。
【0012】
(実施形態1)
(ステータの構成)
図1から
図6を参照して、本発明の例示的な実施形態に係るステータ1について説明する。ステータ1は、中心軸Pに沿って延びる筒状である。ステータ1では、例えば分布巻きによって、コイル線5がステータコア2のティース22に巻き付けられる。
図1に示すように、ステータ1は、ステータコア2と、絶縁紙3と、ウェッジ4と、複数のコイル線5とを有する。
【0013】
図2に示すように、ステータコア2は、筒状である。ステータコア2は、複数の板状のコア板が厚み方向に積層されている。ステータコア2は、周方向に延びるバックヨーク部21と、バックヨーク部21からステータコア2の径方向内方に突出する複数のティース22とを有する。複数のティース22は、ステータコア2の周方向に並んでいる。
【0014】
ステータコア2は、複数のスロット6を有する。各スロット6は、周方向に隣り合うティース22の間に位置する。複数のスロット6は、ステータコア2を軸方向に貫通するとともに、ステータコア2の径方向内方に開口している。
【0015】
図1に示すように、ステータコア2の複数のスロット6内には、巻回されたコイル線5が収容されている。
【0016】
図3は、
図1の部分拡大図である。
図1及び
図3に示すように、スロット6内には、絶縁紙3、ウェッジ4及びコイル線5が収容されている。絶縁紙3は、本発明の第1絶縁部材である。ウェッジ4は、本発明の第2絶縁部材である。
【0017】
図4に示すように、スロット6は、一対の側面60と、底面70と、第1接続部80とを有する。本実施形態では、スロット6は、径方向内方に開口する開口6aを有する。
【0018】
一対の側面60は、ステータコア2の周方向に並んでいる。一対の側面60は、スロット6をステータコア2の軸方向から見て、ステータコア2の径方向に延びている。一対の側面60は、底面70側に位置する一対の第1側面61と、開口6a側に位置する一対の第2側面62とを含む。一対の第1側面61の間の距離は、L61である。一対の第2側面62の間の距離は、L62である。本実施形態では、一対の第2側面62の間の距離L62は、一対の第1側面61の間の距離L61と同じである。
【0019】
底面70は、開口6aとは径方向の反対側に位置する。底面70は、前記軸方向から見て、ステータコア2の周方向に延びている。
【0020】
第1接続部80は、底面70と一対の側面60とを接続する曲面である。第1接続部80は、前記軸方向から見てスロット6の外側に凸状の曲面である。本実施形態では、
図6に示すように、第1接続部80は、前記軸方向から見て、コイル線5の半径L5hと絶縁紙3の厚さL3との和を曲率半径とする曲面である。
【0021】
絶縁紙3は、シート状で且つ紙製の部材である。
図5に示すように、絶縁紙3の厚さは、L3である。
【0022】
絶縁紙3は、スロット6の内面の一部を覆っている。絶縁紙3は、スロット6の底面70側において、スロット6内に収容された複数のコイル線5とスロット6の内面との間に位置している。
【0023】
絶縁紙3は、周方向絶縁部31と、一対の第1径方向絶縁部32とを有する。周方向絶縁部31は、スロット6をステータコア2の軸方向から見て、スロット6の底面70に沿って周方向に延びている。一対の第1径方向絶縁部32は、前記軸方向から見て、周方向絶縁部31の周方向の一端及び他端からそれぞれ径方向に延びている。一対の第1径方向絶縁部32は、第1側面61を覆っている。
【0024】
前記軸方向から見て、一対の第1径方向絶縁部32の間の距離は、L31である。なお、一対の第1径方向絶縁部32の間の距離とは、一対の第1径方向絶縁部32のうち一方の第1径方向絶縁部32の表面と、他方の第1径方向絶縁部32の表面との間の最短距離である。
【0025】
ウェッジ4は、ステータコア2の軸方向に延びる樹脂製のシート状の部材である。
図5に示すように、ウェッジ4の厚さは、L4である。本実施形態では、ウェッジ4の厚さL4は、絶縁紙3の厚さL3と同じである。
【0026】
ウェッジ4は、スロット6の開口6a側に位置し、スロット6の開口6aを塞いでいる。ウェッジ4は、スロット6内に挿入されたコイル線5が、スロット6の開口6aからステータコア2の径方向内方に出ることを防止する。
【0027】
本実施形態では、ウェッジ4は、スロット6の内面の一部を覆っている。ウェッジ4は、スロット6の開口6a側において、スロット6内に収容された複数のコイル線5とスロット6の内面との間に位置している。
【0028】
ウェッジ4は、開口絶縁部41と、一対の第2径方向絶縁部42とを有する。開口絶縁部41は、前記軸方向から見て、開口6aに沿って周方向に延びている。一対の第2径方向絶縁部42は、前記軸方向から見て、開口絶縁部41の周方向の一端及び他端からそれぞれスロット6の一対の側面60に沿って径方向に延びている。
【0029】
本実施形態では、一対の第2径方向絶縁部42は、第2側面62を覆っている。前記軸方向から見て、一対の第2径方向絶縁部42の間の距離は、L41である。なお、一対の第2径方向絶縁部42の間の距離とは、一対の第2径方向絶縁部42のうち一方の第2径方向絶縁部42の表面と、他方の第2径方向絶縁部42の表面との間の最短距離である。
【0030】
図5に示すように、本実施形態では、絶縁紙3の一対の第1径方向絶縁部32と、ウェッジ4の一対の第2径方向絶縁部42とは、重なっていない。すなわち、本実施形態では、絶縁紙3における第1径方向絶縁部32の径方向の端部は、ウェッジ4における第2径方向絶縁部42の径方向の端部に対して、径方向に接触している。一対の第2径方向絶縁部42は、スロット6の開口6a側の内面を覆っている。
【0031】
これにより、絶縁紙3及びウェッジ4は、内側に複数のコイル線5を収容可能なコイル収容空間Sを構成する。
【0032】
図3、
図5及び
図6に示すように、コイル線5は、円形の断面形状を有する。コイル線5の直径は、L5である。複数のコイル線5は、絶縁紙3及びウェッジ4によって囲まれたコイル収容空間S内に収容されている。本実施形態では、複数のコイル線5は、ステータコア2の径方向及びステータコア2の周方向に規則正しく並んでいる。
【0033】
複数のコイル線5が収容されるコイル収容空間Sは、絶縁紙3及びウェッジ4によって構成される。よって、
図5に示すように、コイル収容空間Sの幅のうちステータコア2の径方向外方における幅は、一対の第1径方向絶縁部32の間の距離L31である。コイル収容空間Sの幅のうちステータコア2の径方向内方における幅は、一対の第2径方向絶縁部42の間の距離L41である。
【0034】
図5に示すように、一対の第1径方向絶縁部32の間の距離L31は、一対の第1側面61の間の距離L61から、絶縁紙3の厚さL3を2倍した値を引いた距離である。一対の第2径方向絶縁部42の間の距離L41は、一対の第2側面62の間の距離L62から、ウェッジ4の厚さL4を2倍した値を引いた距離である。なお、上述したように、本実施形態では、一対の第1側面61の間の距離L61は、一対の第2側面62の間の距離L62と同じである。また、絶縁紙3の厚さL3は、ウェッジ4の厚さL4と同じである。
【0035】
したがって、本実施形態では、一対の第1径方向絶縁部32の間の距離L31は、一対の第2径方向絶縁部42の間の距離L41と、同じである。すなわち、コイル収容空間Sの幅は、径方向に一定である。
【0036】
スロット内に絶縁紙及びウェッジが位置するステータでは、絶縁紙のうち前記スロットに沿って径方向に延びる部分同士の間の周方向距離と、ウェッジのうち前記スロットに沿って径方向に延びる部分同士の間の周方向距離とが異なる場合がある。なお、前記周方向距離とは、周方向に並ぶ一対の部材のうち一方の部材の表面と、他方の部材の表面との間の最短距離である。
【0037】
このような場合に、スロット内に円形の断面形状を有する複数のコイル線を収容すると、前記スロット内に前記複数のコイル線を規則正しく並べられないデッドスペースが生じる可能性がある。これにより、ステータコアのスロットにおけるコイルの占積率が低下する可能性がある。なお、占積率は、ステータをステータの軸方向に対して垂直な方向に切断した断面視において、(コイル線の被膜を除く総断面積)/(ウェッジ及び絶縁紙を除くスロットの断面積)で求められる値である。
【0038】
これに対して、本実施形態では、複数のコイル線5が収容されるコイル収容空間Sの幅は、径方向に一定である。これにより、コイル収容空間S内に、複数のコイル線5を規則正しく並べることができる。よって、本実施形態のステータ1では、スロットにおけるコイルの占積率を向上することができる。
【0039】
すなわち、本構成例では、絶縁紙3は、所定の厚さを有するシート状である。ウェッジ4は、絶縁紙3と同じ厚さを有するシート状である。スロット6の側面60は、第1径方向絶縁部32によって覆われている一対の第1側面61と、第2径方向絶縁部42によって覆われている一対の第2側面62と、を含む。スロット6を前記軸方向から見て、一対の第2側面62の間の距離L62は、一対の第1側面61の間の距離L61と同じである。
【0040】
この構成では、絶縁紙3及びウェッジ4は、それぞれ、同じ厚さを有するシート状である。軸方向から見て、スロット6の一対の側面60の間の距離は、絶縁紙3によって覆われている部分と、ウェッジ4によって覆われている部分とで、同じ距離である。これにより、一対の第1径方向絶縁部32の間の距離L31と、一対の第2径方向絶縁部42の間の距離L41とを等しくすることができる。したがって、スロット6内に絶縁紙3及びウェッジ4が位置するステータにおいて、スロットにおけるコイルの占積率を向上することができる。
【0041】
図3及び
図6に示すように、本実施形態では、コイル収容空間S内で、複数のコイル線5は、径方向に一列に並んでいる。径方向に一列に並ぶ複数のコイル線5は、コイル列部51を構成している。コイル収容空間S内で、複数のコイル列部51は、周方向に並んでいる。
【0042】
図6に示すように、軸方向から見て、コイル列部51aに含まれるコイル線5aの中心の径方向位置P1と、該コイル列部51aに隣り合うコイル列部51bに含まれるコイル線5bの中心の径方向位置P2とは、異なっている。具体的には、前記軸方向から見て、コイル列部51bに含まれるコイル線5bは、径方向に並ぶコイル線5a同士の中間に位置している。すなわち、本実施形態では、軸方向から見て、コイル線5bの中心の周方向位置とコイル線5aの中心の周方向位置との周方向距離は、コイル線5aの中心の径方向位置とコイル線5bの中心の径方向位置とが同じである場合に比べて、小さい。なお、前記周方向距離とは、ステータコア2の径方向に対して直交する方向の距離である。
【0043】
よって、本実施形態では、コイル列部51bに含まれる複数のコイル線5bの中心を結んだ軸線であるコイル列部51bの中心線C2と、コイル列部51aの中心線C1との周方向距離は、コイル線5の直径L5よりも、小さい。
【0044】
すなわち、本実施形態では、コイル収容空間S内に収容された複数のコイル線5は、コイル線5が径方向に一列に並ぶ複数のコイル列部51を構成している。複数のコイル列部51は、周方向に並んでいる。スロット6を前記軸方向から見て、前記周方向に隣り合うコイル列部51の中心線同士の間の距離L51は、コイル線5の直径L5未満である。
【0045】
この構成により、複数のコイル線5を、コイル収容空間S内でスペース効率良く収容することができる。したがって、ステータコア2のスロットにおけるコイルの占積率を向上することができる。
【0046】
また、本実施形態では、スロット6の内面は、周方向の側面60と底面70とを接続する第1接続部80を有する。第1接続部80は、スロット6を前記軸方向から見て、コイル線5の半径L5hと絶縁紙3の厚さL3との和を曲率半径とする曲面である。
【0047】
この構成により、軸方向から見て、絶縁紙3のうち第1接続部80を覆う部分の内側の曲率半径を、コイル線5の半径L5hと同等にすることができる。これにより、コイル収容空間S内において、スロット6における第1接続部80の内方に、コイル線5をスペース効率良く収容することができる。したがって、ステータコア2のスロットにおけるコイルの占積率を向上することができる。
【0048】
以上説明したように、本実施形態に係る例示的なステータ1は、軸方向に貫通するとともに径方向に開口する複数のスロット6を有する筒状のステータコア2と、スロット6の内面の少なくとも一部を覆う絶縁紙3と、スロット6の開口6a側に位置し、スロット6の開口6aを塞ぐウェッジ4と、絶縁紙3及びウェッジ4に囲まれたコイル収容空間S内に収容され且つ円形の断面形状を有する複数のコイル線5と、を有する。
【0049】
絶縁紙3は、スロット6をステータコア2の軸方向から見て、スロット6の開口6a側とは反対側に位置する底面70に沿って周方向に延びる周方向絶縁部31と、周方向絶縁部31の周方向の一端及び他端からそれぞれ径方向に延びる一対の第1径方向絶縁部32とを有する。
【0050】
ウェッジ4は、スロット6を前記軸方向から見て、開口6aに沿って周方向に延びる開口絶縁部41と、スロット6における前記周方向一方の側面60の少なくとも一部及び前記周方向の他方の側面60の少なくとも一部に沿って径方向に延びる一対の第2径方向絶縁部42とを有する。スロット6を前記軸方向から見て、一対の第2径方向絶縁部42の間の距離L41は、一対の第1径方向絶縁部32の間の距離L31と同じである。
【0051】
上述の構成を有するステータ1では、ウェッジ4のうちスロット6に沿って径方向に延びる一対の第2径方向絶縁部42の間の距離L41は、絶縁紙3のうちスロット6に沿って径方向に延びる一対の第1径方向絶縁部32の間の距離L31と、同じである。したがって、本実施形態に係るステータ1では、スロット6内に、円形の断面形状を有する複数のコイル線5を、規則正しく並べて収容することができる。これにより、スロットにおけるコイルの占積率を向上可能なステータを実現することができる。よって、スロット6内にウェッジ4及び絶縁紙3が収容されているステータ1において、スロットにおけるコイルの占積率を向上することができる。
【0052】
(実施形態1の変形例1)
次に、
図7及び
図8を参照して、実施形態1の変形例1に係るステータ101について、説明する。本変形例では、ウェッジ104の厚さL4が、絶縁紙3の厚さL3よりも大きい。以下では、実施形態1と同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略し、実施形態1の構成とは異なる構成について説明する。
【0053】
ステータ101は、ステータコア102と、絶縁紙3と、ウェッジ104と、複数のコイル線5とを有する。ステータコア102は、複数のスロット106を有する。
【0054】
図7に示すように、スロット106内には、絶縁紙3、ウェッジ104及びコイル線5が収容されている。絶縁紙3及びウェッジ104は、内側に複数のコイル線5を収容可能なコイル収容空間Sを構成する。ウェッジ104は、本発明の第2絶縁部材である。
【0055】
ウェッジ104は、厚さL4を有するシート状である。本変形例では、ウェッジ104の厚さL4は、絶縁紙3の厚さL3よりも大きい。
【0056】
ウェッジ104は、開口絶縁部141と、一対の第2径方向絶縁部142とを有する。開口絶縁部141及び一対の第2径方向絶縁部142は、それぞれ、実施形態1の開口絶縁部41及び一対の第2径方向絶縁部42と同様の構成を有する。
【0057】
本変形例では、絶縁紙3の一対の第1径方向絶縁部32と、ウェッジ104の一対の第2径方向絶縁部142とは、径方向に接触している。すなわち、本変形例でも、スロット106の内面は、絶縁紙3またはウェッジ104の一方によって覆われている。
【0058】
本変形例でも、前記軸方向から見て、一対の第2径方向絶縁部142の間の距離は、一対の第1径方向絶縁部32の間の距離L31と同じである。
【0059】
図8に示すように、スロット106は、一対の側面160と、底面70と、第1接続部80と、第2接続部181とを有する。
【0060】
一対の側面160は、底面70側に位置する一対の第1側面61と、開口6a側に位置する一対の第2側面162とを含む。一対の第1側面61は、絶縁紙3によって覆われている。一対の第2側面162は、ウェッジ104によって覆われている。一対の第1側面61の間の距離は、L61である。一対の第2側面162の間の距離は、L62である。
【0061】
本変形例では、前記軸方向から見て、一対の第2側面162の間の距離L62は、一対の第1側面61の間の距離L61と異なっている。具体的には、前記軸方向から見て、一対の第2側面162の間の距離L62は、一対の第1側面61の間の距離L61よりも大きい。詳しくは、スロット106を前記軸方向から見て、一対の第2側面162の間の距離L62から一対の第1側面61の間の距離を引いた値は、絶縁紙3の厚さL3とウェッジ104の厚さL4との差を2倍した値である。
【0062】
第2接続部181は、第1側面61と第2側面162とを接続する曲面である。第2接続部181は、前記軸方向から見て曲線状に延びる曲面である。
【0063】
すなわち、本変形例では、絶縁紙3は、厚さL3を有するシート状である。ウェッジ104は、絶縁紙3の厚さL3とは異なる厚さL4を有するシート状である。スロット106の側面160は、第1径方向絶縁部32によって覆われている一対の第1側面61と、第2径方向絶縁部142によって覆われている一対の第2側面162とを含む。スロット106を前記軸方向から見て、一対の第2側面162の間の距離L62は、一対の第1側面61の間の距離L61と異なる。
【0064】
一般的なステータコアのスロットでは、絶縁紙の厚さL3とウェッジの厚さL4とが異なる場合、軸方向から見て、コイル収容空間Sの幅のうち、絶縁紙が位置する部分における幅と、ウェッジが位置する部分における幅とが異なる。よって、ステータコアのスロットにおけるコイルの占積率が低下する可能性がある。
【0065】
これに対して、上述の構成では、絶縁紙3の厚さL3とウェッジ104の厚さL4とが異なる分、一対の第1側面61の間の距離L61と、一対の第2側面162の間の距離L62と、を異ならせる。これにより、一対の第1径方向絶縁部32の間の距離L31と、一対の第2径方向絶縁部142の間の距離L41とを、等しくすることができる。よって、互いに厚さが異なる絶縁紙3とウェッジ104とが径方向に並んだ状態でスロット106内に収容されているステータ101において、スロットにおけるコイルの占積率を向上することができる。
【0066】
本変形例では、ウェッジ104の厚さL4は、絶縁紙3の厚さL3よりも大きい。スロット106を前記軸方向から見て、一対の第2側面162の間の距離L62は、一対の第1側面61の間の距離L61よりも大きい。スロット106を前記軸方向から見て、一対の第2側面162の間の距離L62から一対の第1側面61の間の距離を引いた値は、絶縁紙3の厚さL3とウェッジ104の厚さL4との差を2倍した値である。
【0067】
このように、本変形例では、絶縁紙3の厚さL3とウェッジ104の厚さL4との差の分、第2径方向絶縁部142によって覆われている一対の第2側面162の間の距離L62を、第1径方向絶縁部32によって覆われている一対の第1側面61の間の距離L61よりも大きくする。これにより、前記軸方向から見て、一対の第1径方向絶縁部32の間の距離と、一対の第2径方向絶縁部142の間の距離とを等しくすることができる。したがって、互いに厚さが異なる絶縁紙3とウェッジ104とが径方向に並んだ状態でスロット106内に収容されているステータ101において、スロットにおけるコイルの占積率を向上することができる。
【0068】
(実施形態1の変形例2)
次に、
図9及び
図10を参照して、実施形態1の変形例2に係るステータ201について、説明する。本変形例では、絶縁紙203の厚さL3が、ウェッジ4の厚さL4よりも大きい。以下では、実施形態1と同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略し、実施形態1の構成とは異なる構成について説明する。
【0069】
ステータ201は、ステータコア202と、絶縁紙203と、ウェッジ4と、複数のコイル線5とを有する。ステータコア202は、複数のスロット206を有する。
【0070】
図9に示すように、スロット206内には、絶縁紙203、ウェッジ4及びコイル線5が収容されている。絶縁紙203及びウェッジ4は、内側に複数のコイル線5を収容可能なコイル収容空間Sを構成する。絶縁紙203は、本発明の第1絶縁部材である。
【0071】
絶縁紙203は、厚さL3を有するシート状である。本変形例では、絶縁紙203の厚さL3は、ウェッジ4の厚さL4よりも大きい。
【0072】
絶縁紙203は、周方向絶縁部231と、一対の第1径方向絶縁部232とを有する。周方向絶縁部231及び一対の第1径方向絶縁部232は、それぞれ、実施形態1の周方向絶縁部31及び一対の第1径方向絶縁部32と同様の構成を有する。
【0073】
本変形例では、絶縁紙203の一対の第1径方向絶縁部232と、ウェッジ4の一対の第2径方向絶縁部42とは、径方向に接触している。すなわち、本変形例でも、スロット206の内面は、絶縁紙203またはウェッジ4の一方によって覆われている。
【0074】
本変形例でも、前記軸方向から見て、一対の第2径方向絶縁部42の間の距離は、一対の第1径方向絶縁部232の間の距離L31と同じである。
【0075】
図10に示すように、スロット206は、一対の側面260と、底面70と、第1接続部80と、第2接続部281とを有する。
【0076】
一対の側面260は、底面70側に位置する一対の第1側面261と、開口6a側に位置する一対の第2側面62とを含む。一対の第1側面261は、絶縁紙203によって覆われている。一対の第2側面62は、ウェッジ4によって覆われている。一対の第1側面261の間の距離は、L61である。一対の第2側面62の間の距離は、L62である。
【0077】
第2接続部281は、第1側面261と第2側面62とを接続する曲面である。第2接続部281は、前記軸方向から見て曲線状に延びる曲面である。
【0078】
本変形例では、前記軸方向から見て、一対の第2側面62の間の距離L62は、一対の第1側面261の間の距離L61と異なっている。具体的には、スロット206を前記軸方向から見て、一対の第2側面62の間の距離L62は、一対の第1側面261の間の距離L61よりも小さい。詳しくは、スロット206を前記軸方向から見て、一対の第1側面261の間の距離L61から一対の第2側面62の間の距離L62を引いた値は、絶縁紙203の厚さL3とウェッジ4の厚さL4との差を2倍した値である。
【0079】
このように、本変形例では、絶縁紙203の厚さL3とウェッジ4の厚さL4との差の分、一対の第2側面62の間の距離L62を、一対の第1側面261の間の距離L61よりも小さくする。これにより、前記軸方向から見て、一対の第1径方向絶縁部232の間の距離L31と、一対の第2径方向絶縁部42の間の距離L41とを等しくすることができる。これにより、互いに厚さが異なる絶縁紙203とウェッジ4とが径方向に並んだ状態でスロット206内に収容されているステータ201において、スロットにおけるコイルの占積率を向上することができる。
【0080】
(実施形態1の変形例3)
次に、
図11及び
図12を参照して、実施形態1の変形例3に係るステータ301について、説明する。本変形例では、スロット306内において、絶縁紙303の第1径方向絶縁部332に対して、ウェッジ304の第2径方向絶縁部342が、厚み方向に重なっている。以下では、実施形態1と同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略し、実施形態1の構成とは異なる構成について説明する。
【0081】
ステータ301は、ステータコア302と、絶縁紙303と、ウェッジ304と、複数のコイル線5とを有する。ステータコア302は、複数のスロット306を有する。
【0082】
図11に示すように、スロット306内には、絶縁紙303、ウェッジ304及びコイル線5が収容されている。絶縁紙303及びウェッジ304は、内側に複数のコイル線5を収容可能なコイル収容空間Sを構成する。絶縁紙303は、本発明の第1絶縁部材である。ウェッジ304は、本発明の第2絶縁部材である。
【0083】
絶縁紙303は、厚さL3を有するシート状である。
【0084】
絶縁紙303は、周方向絶縁部331と、一対の第1径方向絶縁部332とを有する。周方向絶縁部331は、スロット306をステータコア302の軸方向から見て、スロット306の底面70に沿って周方向に延びている。一対の第1径方向絶縁部332は、前記軸方向から見て、周方向絶縁部331の周方向の一端及び他端からそれぞれ径方向に延びている。一対の第1径方向絶縁部332は、一対の側面360を覆っている。前記軸方向から見て、一対の第1径方向絶縁部332の間の距離は、L31である。
【0085】
ウェッジ304は、厚さL4を有するシート状である。
【0086】
ウェッジ304は、開口絶縁部341と、一対の第2径方向絶縁部342とを有する。開口絶縁部341は、前記軸方向から見て、スロット306の開口に沿って周方向に延びている。一対の第2径方向絶縁部342は、前記軸方向から見て、開口絶縁部341の周方向の一端及び他端からそれぞれスロット306の一対の側面360に沿って径方向に延びている。前記軸方向から見て、一対の第2径方向絶縁部342の間の距離は、L41である。
【0087】
本変形例では、ウェッジ304の第2径方向絶縁部342は、スロット306の開口6a側で、絶縁紙303の第1径方向絶縁部332に対して、厚み方向に重なっている。
【0088】
よって、本変形例では、スロット306の底面70側において、一対の側面360と複数のコイル線5との間には、厚さL3を有する絶縁紙303が位置している。スロット306の開口6a側において、一対の側面360と複数のコイル線5との間には、厚さL3を有する絶縁紙303及び厚さL4を有するウェッジ304が位置している。
【0089】
本変形例でも、前記軸方向から見て、一対の第2径方向絶縁部342の間の距離L41は、底面70側における一対の第1径方向絶縁部332の間の距離L31と同じである。
【0090】
図12に示すように、スロット306は、一対の側面360と、底面70と、第1接続部80と、第2接続部381とを有する。スロット306は、径方向に開口する開口6aを有する。
【0091】
一対の側面360は、底面70側に位置する一対の第1側面361と、開口6a側に位置する一対の第3側面363とを含む。一対の第1側面361は、ウェッジ304が厚み方向に重なっていない絶縁紙303によって覆われている。一対の第3側面363は、ウェッジ304が厚み方向に重なっている絶縁紙303によって覆われている。一対の第1側面361の間の距離は、L61である。一対の第3側面363の間の距離は、L63である。
【0092】
本変形例では、前記軸方向から見て、一対の第3側面363の間の距離L63は、一対の第1側面361の間の距離L61と異なっている。具体的には、前記軸方向から見て、一対の第3側面363の間の距離L63は、一対の第1側面361の間の距離L61よりも大きい。詳しくは、一対の第3側面363の間の距離L63から一対の第1側面361の間の距離L61を引いた値は、ウェッジ304の厚さL4を2倍した値である。
【0093】
第2接続部381は、第1側面361と第3側面363とを接続する曲面である。第2接続部381は、前記軸方向から見て曲線状に延びる曲面である。
【0094】
すなわち、本変形例では、絶縁紙303は、シート状である。ウェッジ304は、シート状である。第2径方向絶縁部342は、スロット306の開口6a側で、第1径方向絶縁部332に対して、厚み方向に重なっている。スロット306の側面360は、第2径方向絶縁部342が厚み方向に重なっていない第1径方向絶縁部332によって覆われている一対の第1側面361と、第2径方向絶縁部342が厚み方向に重なっている第1径方向絶縁部332によって覆われている一対の第3側面363と、を含む。
【0095】
スロット306を前記軸方向から見て、一対の第3側面363の間の距離L63は、一対の第1側面361の間の距離L61よりも大きい。一対の第3側面363の間の距離L63から一対の第1側面361の間の距離L61を引いた値は、ウェッジ304の厚さL4を2倍した値である。
【0096】
一般的なスロットでは、スロットに収容されたウェッジ及び絶縁紙が、一部で厚み方向に重なっている場合、軸方向から見て、コイル収容空間Sの幅のうち、絶縁紙またはウェッジが位置する部分における幅と、ウェッジ及び絶縁紙が位置する部分における幅とが異なる。よって、ステータコアのスロットにおけるコイルの占積率が低下する可能性がある。
【0097】
これに対して、上述の構成では、ウェッジ304の厚さL4の分、第1径方向絶縁部332及び第2径方向絶縁部342によって覆われている一対の第3側面363の間の距離L63を、第1径方向絶縁部332によって覆われている一対の第1側面361の間の距離L61よりも大きくする。これにより、前記軸方向から見て、一対の第1径方向絶縁部332の間の距離L31と、一対の第2径方向絶縁部342の間の距離L41とを等しくすることができる。これにより、絶縁紙303とウェッジ304とがスロット306内に収容されているステータ301において、スロットにおけるコイルの占積率を向上することができる。
【0098】
(その他の実施形態)
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
【0099】
前記実施形態1、実施形態1の変形例1から3では、コイル列部51は、周方向に5列並んでいる。しかしながら、コイル列部の数は、4列または4列よりも少なくてもよいし、6列または6列よりも多くてもよい。
【0100】
前記実施形態1、実施形態1の変形例1から3の各図に示すスロット6,106,206,306内のコイル線5の配置は、一例である。複数のコイル線は、スロット内で規則正しく並んでいれば、各図に示す配置と異なっていてもよい。
【0101】
前記実施形態1、実施形態1の変形例1から3では、ウェッジ4,104,304は、一定の厚さを有するシート状である。しかしながら、ウェッジにおける開口絶縁部の厚さと一対の軸方向絶縁部の厚さとが異なっていてもよい。
【0102】
前記実施形態1、実施形態1の変形例1から3では、前記軸方向から見て、スロット6,106,206,306の底面70と側面60,160,260,360とは、曲面である第1接続部80を介して接続されている。しかしながら、スロットの底面と側面とは、直接、接続されていてもよい。
【0103】
前記実施形態1、実施形態1の変形例1から3では、第1接続部80は、前記軸方向から見てスロット6,106,206,306の外側に凸状の曲面である。第1接続部80の曲率半径は、コイル線5の半径L5hと、絶縁紙3,103,203,303の厚さL3との和である。しかしながら、第1接続部は、スロットの外側に凸状の曲面であれば、他の値を曲率半径とする曲面であってもよい。
【0104】
前記実施形態の変形例1では、スロット106の第1側面61と第2側面162とは、前記軸方向から見て曲線状に延びる曲面である第2接続部181によって接続されている。前記実施形態の変形例2では、スロット206の第1側面261と第2側面62とは、前記軸方向から見て曲線状に延びる曲面である第2接続部281によって接続されている。前記実施形態の変形例3では、スロット306の第1側面261と第3側面363とは、前記軸方向から見て曲線状に延びる曲面である第2接続部381によって接続されている。しかしながら、スロットの第1側面と第2側面とは、前記軸方向から見て周方向に直線状に延びる平面によって接続されていてもよい。スロットの第1側面と第3側面とは、前記軸方向から見て周方向に直線状に延びる平面によって接続されていてもよい。
【0105】
(構成例)
なお、本技術は以下のような構成をとることも可能である。
【0106】
(1)ステータは、軸方向に貫通するとともに径方向に開口する複数のスロットを有する筒状のステータコアと、前記スロットの内面の少なくとも一部を覆う第1絶縁部材と、前記スロットの開口側に位置し、前記スロットの開口を塞ぐ第2絶縁部材と、前記第1絶縁部材及び前記第2絶縁部材に囲まれたコイル収容空間内に収容され且つ円形の断面形状を有する複数のコイル線と、を有する。前記第1絶縁部材は、前記スロットを前記ステータコアの軸方向から見て、前記スロットの開口側とは反対側に位置する底面に沿って周方向に延びる周方向絶縁部と、前記周方向絶縁部の周方向の一端及び他端からそれぞれ径方向に延びる一対の第1径方向絶縁部とを有する。前記第2絶縁部材は、前記スロットを前記軸方向から見て、前記開口に沿って周方向に延びる開口絶縁部と、前記スロットにおける前記周方向一方の側面の少なくとも一部及び前記周方向の他方の側面の少なくとも一部に沿って径方向に延びる一対の第2径方向絶縁部とを有する。前記スロットを前記軸方向から見て、前記一対の第2径方向絶縁部の間の距離は、前記一対の第1径方向絶縁部の間の距離と同じである。
【0107】
(2)(1)に記載のステータにおいて、前記第1絶縁部材における前記第1径方向絶縁部の径方向の端部は、前記第2絶縁部材における前記第2径方向絶縁部の径方向の端部に対して、径方向に接触している。前記一対の第2径方向絶縁部は、前記スロットの開口側の内面を覆っている。
【0108】
(3)(2)に記載のステータにおいて、前記第1絶縁部材は、所定の厚さを有するシート状である。前記第2絶縁部材は、前記第1絶縁部材と同じ厚さを有するシート状である。前記スロットの側面は、前記第1径方向絶縁部によって覆われている一対の第1側面と、前記第2径方向絶縁部によって覆われている一対の第2側面と、を含む。前記スロットを前記軸方向から見て、前記一対の第2側面の間の距離は、前記一対の第1側面の間の距離と同じである。
【0109】
(4)(2)に記載のステータにおいて、前記第1絶縁部材は、所定の厚さを有するシート状である。前記第2絶縁部材は、前記第1絶縁部材の厚さとは異なる厚さを有するシート状である。前記スロットの側面は、前記第1径方向絶縁部によって覆われている一対の第1側面と、前記第2径方向絶縁部によって覆われている一対の第2側面と、を含む。前記スロットを前記軸方向から見て、前記一対の第2側面の間の距離は、前記一対の第1側面の間の距離と異なる。
【0110】
(5)(4)に記載のステータにおいて、前記スロットを前記軸方向から見て、前記一対の第2側面の間の距離は、前記一対の第1側面の間の距離よりも大きい。前記スロットを前記軸方向から見て、前記一対の第2側面の間の距離から前記一対の第1側面の間の距離を引いた値は、前記第1絶縁部材の厚さと前記第2絶縁部材の厚さとの差を2倍した値である。
【0111】
(6)(4)に記載のステータにおいて、前記スロットを前記軸方向から見て、前記一対の第2側面の間の距離は、前記一対の第1側面の間の距離よりも小さい。前記スロットを前記軸方向から見て、前記一対の第1側面の間の距離から前記一対の第2側面の間の距離を引いた値は、前記第1絶縁部材の厚さと前記第2絶縁部材の厚さとの差を2倍した値である。
【0112】
(7)(1)に記載のステータにおいて、前記第1絶縁部材は、シート状である。前記第2絶縁部材は、シート状である。前記第2径方向絶縁部は、前記スロットの開口側で、前記第1径方向絶縁部に対して、厚み方向に重なっている。前記スロットの側面は、前記第2径方向絶縁部が厚み方向に重なっていない前記第1径方向絶縁部によって覆われている一対の第1側面と、前記第2径方向絶縁部が厚み方向に重なっている前記第1径方向絶縁部によって覆われている一対の第3側面と、を含む。前記スロットを前記軸方向から見て、前記一対の第3側面の間の距離は、前記一対の第1側面の間の距離よりも大きい。前記一対の第3側面の間の距離から前記一対の第1側面の間の距離を引いた値は、前記第2絶縁部材の厚さを2倍した値である。
【0113】
(8)(1)から(7)のいずれか一つに記載のステータにおいて、前記スロットの内面は、前記周方向の側面と前記底面とを接続する第1接続部を有する。前記第1接続部は、前記スロットを前記軸方向から見て、前記コイル線の半径と前記第1絶縁部材の厚さとの和を曲率半径とする曲面である。
【0114】
(9)(1)から(8)のいずれか一つに記載のステータにおいて、前記複数のコイル線は、径方向に一列に並ぶ複数のコイル列部を構成する。前記複数のコイル列部は、周方向に並ぶ。前記スロットを前記軸方向から見て、前記周方向に隣り合う前記コイル列部の中心線同士の間の距離は、前記コイル線の直径未満である。
【0115】
(10)(1)から(9)のいずれか一つに記載のステータにおいて、前記第1絶縁部材は、絶縁紙である。前記第2絶縁部材は、ウェッジである。
【産業上の利用可能性】
【0116】
本発明は、スロット内に絶縁紙及びウェッジが位置するステータに適用可能である。
【符号の説明】
【0117】
1、101、201、301 ステータ
2、102、202、302 ステータコア
3、203、303 絶縁紙(第1絶縁部材)
4、104、304 ウェッジ(第2絶縁部材)
5、5a、5b コイル線
6、106、206、306 スロット
6a 開口
21 バックヨーク部
22 ティース
31、231、331 周方向絶縁部
32、232、332 一対の第1径方向絶縁部
41、141、341 開口絶縁部
42、142、342 一対の第2径方向絶縁部
51、51a、51b コイル列部
60、160、260、360 側面
61、261、361 一対の第1側面
62、162 一対の第2側面
70 底面
80 第1接続部
181、281、381 第2接続部
363 一対の第3側面
L3 絶縁紙(第1絶縁部材)の厚さ
L4 ウェッジ(第2絶縁部材)の厚さ
L5 コイル線の直径
L5h コイル線の半径
L31 一対の第1径方向絶縁部の間の距離
L41 一対の第2径方向絶縁部の間の距離
L51 周方向に隣り合うコイル列部の中心線同士の間の距離
L61 一対の第1側面の間の距離
L62 一対の第2側面の間の距離
L63 一対の第3側面の間の距離