【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、スロット付きステ
ータコアにコイルを挿入してなる電動機のステータに関
し、特に、ステータのティース間における漏れ磁束を有
効に低減することができるものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stator for an electric motor in which a coil is inserted into a slotted stator core, and more particularly to a stator capable of effectively reducing leakage magnetic flux between teeth of the stator.
【０００２】[0002]
【従来の技術】モータ（電動機）は、一般に、ステータ
（固定子）とロータ（回転子）からなり、ステータは、
多くの場合、０.５mm程度の厚さのけい素鋼板からなる
ステータコア単体を複数枚積層して形成されるステータ
コア積層体（以下単に「ステータコア」という）を有し
ている。このステータコア（固定子鉄心）には巻線用の
溝（スロット）が設けられており、これにコイルを挿入
してモータのステータが完成する。なお、通常は、スロ
ットの開口部に例えば絶縁紙などで作られたくさび（ウ
エッジ）を差し込んで、モータの回転中にコイルがスロ
ットから遠心力によって飛び出すことがないようにして
いる。2. Description of the Related Art A motor (electric motor) generally includes a stator (stator) and a rotor (rotor).
In many cases, a stator core laminate (hereinafter simply referred to as "stator core") is formed by laminating a plurality of stator cores made of a silicon steel plate having a thickness of about 0.5 mm. The stator core (stator core) is provided with a groove (slot) for winding, and a coil is inserted into the groove to complete a motor stator. Usually, a wedge made of, for example, insulating paper is inserted into the opening of the slot to prevent the coil from jumping out of the slot due to centrifugal force during rotation of the motor.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の構造のステータにあっては、隣り合う二つのスロ
ットの間にある鉄心の部分（ティース）の先端部同士の
間隔がスロットの幅よりも短いため、コイルに流れる励
磁電流によって生じる磁束の中には、ティースの先端部
から隣接するティースの先端部に抜けてロータに到達し
ない磁束が存在し、また、ロータの永久磁石による磁束
の中にも、ティースの先端部から隣接するティースの先
端部に抜けてコイル（電流）に到達しない磁束が存在す
る。このような、ステータから出てロータに届かない磁
束や、逆に、ロータから出てコイル（電流）に届かない
磁束は、鎖交せず、トルクに寄与しない漏れ磁束とな
る。鎖交する磁束が多いほどモータの発生トルクは大き
くなるので、現在、トルクの向上を図るために漏れ磁束
の低減を図ることが強く望まれている。However, in such a conventional stator, the distance between the tips of the iron core portions (teeth) between two adjacent slots is larger than the width of the slots. Is short, the magnetic flux generated by the exciting current flowing through the coil includes a magnetic flux that does not reach the rotor from the tip of the tooth to the tip of the adjacent tooth, and the magnetic flux generated by the permanent magnet of the rotor. Also, there is a magnetic flux that passes from the tip of the tooth to the tip of the adjacent tooth and does not reach the coil (current). Such a magnetic flux coming out of the stator and not reaching the rotor, or conversely, a magnetic flux coming out of the rotor and not reaching the coil (current), is a leakage magnetic flux that does not link and does not contribute to torque. Since the generated torque of the motor increases as the interlinking magnetic flux increases, it is now strongly desired to reduce the leakage magnetic flux in order to improve the torque.
【０００４】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、ステータティース間におけ
る漏れ磁束を有効に低減することができる電動機のステ
ータを提供することを目的とする。[0004] The present invention has been made in view of such problems of the related art, and has as its object to provide a motor stator that can effectively reduce magnetic flux leakage between stator teeth.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、下
記の手段によって達成される。The above object of the present invention is achieved by the following means.
【０００６】（１）本発明に係る電動機のステータは、
スロット付きステータコアにコイルを挿入してなる電動
機のステータにおいて、前記スロットの開口部に非磁性
の導電体を挿入したことを特徴とする。(1) The stator of the electric motor according to the present invention comprises:
In a stator of an electric motor having a coil inserted into a slotted stator core, a nonmagnetic conductor is inserted into an opening of the slot.
【０００７】（２）前記非磁性導電体は、熱膨張率が前
記ステータコアよりも大きい。(2) The nonmagnetic conductor has a larger coefficient of thermal expansion than the stator core.
【０００８】（３）前記非磁性導電体は、アルミニウ
ム、銅、または非磁性ステンレスである。(3) The non-magnetic conductor is aluminum, copper, or non-magnetic stainless steel.
【０００９】（４）前記非磁性導電体は、くさびと同一
または類似の形状をしている。(4) The nonmagnetic conductor has the same or similar shape as a wedge.
【００１０】（５）前記非磁性導電体は、前記ステータ
コアの軸方向の端面部にも突出して取り付けられてい
る。(5) The non-magnetic conductor is also mounted so as to protrude from an axial end face of the stator core.
【００１１】（６）前記非磁性導電体の突出部は、当該
電動機のフレームと内接している。(6) The protruding portion of the non-magnetic conductor is in contact with the frame of the electric motor.
【００１２】[0012]
【発明の効果】本発明によれば、スロットの開口部に非
磁性の導電体を挿入したので、隣接するティースの先端
部間を磁束が通りにくくなる。すなわち、非磁性体であ
るため、そもそも磁束が通りにくいのに加えて、導電体
でもあるため、磁束が通ろうとするとこれを打ち消す方
向に渦電流が発生する。したがって、もともと磁束が通
りにくい非磁性体であり、かつ、磁束を通さない方向に
働く渦電流の発生によって、より一層磁束が通りにくく
なるので（渦電流の積極的利用）、ステータティース間
における漏れ磁束を有効に低減することができ、トルク
の向上が図られる。また、ステータティース間における
漏れ磁束を低減できることから、オープンスロットの極
小化、つまり、スロットの開口部の幅を極小化すること
が可能となり、コギングトルクの低減が図られる。According to the present invention, since a nonmagnetic conductor is inserted into the opening of the slot, it becomes difficult for magnetic flux to pass between the tips of adjacent teeth. That is, since it is a non-magnetic material, it is difficult for a magnetic flux to pass in the first place, and in addition, since it is also a conductor, an eddy current is generated in a direction to cancel the magnetic flux when it tries to pass. Therefore, it is originally a non-magnetic material through which magnetic flux does not easily pass, and the generation of eddy current acting in a direction that does not pass the magnetic flux makes it more difficult to pass the magnetic flux (active use of eddy current). The magnetic flux can be effectively reduced, and the torque can be improved. Further, since the leakage magnetic flux between the stator teeth can be reduced, the open slot can be minimized, that is, the width of the opening of the slot can be minimized, and the cogging torque can be reduced.
【００１３】非磁性導電体として熱膨張率がステータコ
アよりも大きいもの（例えば、アルミニウム、銅、また
は非磁性ステンレスなど）を使用した場合には、単に挿
入しただけであっても高温になってもスロットから外れ
ることはなく、特別の固定方法を実施する必要はない。When a non-magnetic conductor having a coefficient of thermal expansion larger than that of the stator core (for example, aluminum, copper, non-magnetic stainless steel, etc.) is used, even if it is simply inserted or the temperature becomes high. It does not come off the slot and no special fastening method needs to be performed.
【００１４】また、非磁性導電体をくさび（ウエッジ）
と同一または類似の形状とした場合には、くさびと同じ
機能を果たすことができるため、くさびの代用となり、
回転中のコイルの飛出しを防止することができる。In addition, the non-magnetic conductor is formed by wedges.
When the same or similar shape is used, it can perform the same function as the wedge, so it becomes a substitute for the wedge,
It is possible to prevent the coil from jumping out during rotation.
【００１５】また、非磁性導電体をステータコアの軸方
向の端面部にも突出して取り付けた場合には、コイルエ
ンドの漏れ磁束をも低減することができ、また、その突
出部によって放熱を行うこともできる。In the case where the non-magnetic conductor is also mounted so as to protrude from the end face in the axial direction of the stator core, the leakage magnetic flux at the coil end can also be reduced, and heat is radiated by the protruding portion. Can also.
【００１６】特に、非磁性導電体の突出部を電動機のフ
レームと内接させた場合には、コイルで発生した熱を効
率的にフレームに伝達することができ（熱伝導率の向
上）、電動機の冷却により一層有利である。In particular, when the protruding portion of the nonmagnetic conductor is inscribed in the frame of the electric motor, the heat generated in the coil can be efficiently transmitted to the frame (improved thermal conductivity), and Cooling is more advantageous.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１８】図１は、本発明の一実施の形態に係る電動
機のステータを示す構成図、図２は、図１の要部詳細図
である。FIG. 1 is a structural view showing a stator of a motor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a detailed view of a main part of FIG.
【００１９】このモータ（電動機）は、従来一般的なも
のと同様、円筒状のケーシングであるフレーム３０を有
し、フレーム３０の内周面にはステータ１０が取り付け
られている。また、フレーム３０には、図示しない軸受
を介してロータ２０が回転自在に取り付けられている。
ステータ１０とロータ２０の間には、エアギャップが設
けられている（以上、図４参照）。This motor (electric motor) has a frame 30, which is a cylindrical casing, similar to a general motor, and a stator 10 is mounted on the inner peripheral surface of the frame 30. The rotor 20 is rotatably attached to the frame 30 via a bearing (not shown).
An air gap is provided between the stator 10 and the rotor 20 (see FIG. 4).
【００２０】ステータ１０は、ステータコア１１と、こ
のステータコア１１に巻装されたコイル１２とを有す
る。ステータコア１１は、コイル挿入用の複数（ここで
は４８個）のスロット１３、ならびに、磁気回路を形成
する複数（スロットと同数の４８個）のティース１４お
よびコア背部（ステータバックヨーク）１５からなるス
テータコア単体を複数枚積層して形成されている。ステ
ータコア単体は、例えば、表面に絶縁層が形成された厚
さ約０.５mmのけい素鋼板で作られている。ステータ１
０は、ティース１４の周囲にコイル１２を巻装して（つ
まり、スロット１３にコイル１２を挿入して）完成され
る。The stator 10 has a stator core 11 and a coil 12 wound around the stator core 11. The stator core 11 includes a plurality (48 in this case) of slots 13 for coil insertion, a plurality of (48 as many as the number of slots) teeth 14 and a core back (stator back yoke) 15 forming a magnetic circuit. It is formed by laminating a plurality of simple substances. The stator core alone is made of, for example, a silicon steel sheet having a thickness of about 0.5 mm and an insulating layer formed on the surface. Stator 1
0 is completed by winding the coil 12 around the teeth 14 (that is, inserting the coil 12 into the slot 13).
【００２１】このステータ１０では、さらに、ステータ
コア１１のスロット１３の開口部１６に非磁性の導電体
１７が挿入されている。非磁性導電体は、好ましくは、
高温でも外れないようにするため、熱膨張率がステータ
コア１１よりも大きいもの、例えば、アルミニウム、
銅、または非磁性ステンレスなどを使用する。また、非
磁性導電体は、好ましくは、コイル１２の飛出しを防止
するくさび（ウエッジ）の代用としても用いるため、そ
れと同じ形状をしている。また、非磁性導電体１７の軸
方向の長さは、ステータコア１１の軸方向の長さと同じ
である。なお、非磁性導電体１７は、スロット開口部１
６に挿入された軸方向の長さの合計がステータコア１１
の軸方向の長さと同じであればよく、１本の棒状のもの
であっても、２本以上に分割されたものであってもよ
い。In this stator 10, a nonmagnetic conductor 17 is further inserted into the opening 16 of the slot 13 of the stator core 11. The non-magnetic conductor is preferably
In order not to come off even at a high temperature, the coefficient of thermal expansion is larger than that of the stator core 11, for example, aluminum,
Use copper or non-magnetic stainless steel. Further, the non-magnetic conductor preferably has the same shape as that of the wedge, which is used as a substitute for preventing the coil 12 from jumping out. The axial length of the nonmagnetic conductor 17 is the same as the axial length of the stator core 11. The nonmagnetic conductor 17 is provided in the slot opening 1.
The sum of the axial lengths inserted into the stator core 11
The length may be the same as the length in the axial direction, and may be one rod-shaped one or two or more.
【００２２】したがって、本実施の形態によれば、スロ
ット１３の開口部１６に非磁性導電体１７を挿入したの
で、隣接するティース１４の先端部１４ａ間を磁束が通
りにくくなる。すなわち、非磁性体であるため、そもそ
も磁束が通りにくいのに加えて、導電体でもあるため、
磁束が通ろうとするとこれを通さない方向に渦電流が発
生する。よって、もともと磁束が通りにくい非磁性体で
ある上に、かつ、導電体であることによる渦電流の発生
によって、より一層磁束が通りにくくなるので（渦電流
の積極的利用）、ステータティース１４間における漏れ
磁束を有効に低減することができ、その結果、トルクの
向上が図られる。Therefore, according to the present embodiment, since the nonmagnetic conductor 17 is inserted into the opening 16 of the slot 13, it is difficult for the magnetic flux to pass between the tips 14a of the adjacent teeth 14. In other words, since it is a non-magnetic material, it is difficult for magnetic flux to pass through in the first place, and because it is also a conductor,
When the magnetic flux tries to pass, an eddy current is generated in a direction that does not pass the magnetic flux. Therefore, since the magnetic flux is more difficult to pass through due to the generation of the eddy current due to the fact that it is originally a non-magnetic material through which the magnetic flux is hard to pass and the conductor, the eddy current is actively used. Can be effectively reduced, and as a result, the torque can be improved.
【００２３】また、ステータティース１４間における漏
れ磁束を低減できることから、オープンスロットの極小
化、つまり、スロット１３の開口部１６の幅Ｌを極小化
することが可能となり、コギングトルクの低減が図られ
る。すなわち、オープンスロットが小さいほどコギング
トルクが小さくなることはよく知られているところであ
り、一般的にはオープンスロットを狭くするほど漏れ磁
束は多くなるが、本発明では、ステータティース１４間
の漏れ磁束が低減されるため、トルクの向上を犠牲にす
ることなく、漏れ磁束の低減によるトルクの向上と共
に、オープンスロットの極小化によるコギングトルクの
低減を同時に図ることができる。Further, since the leakage magnetic flux between the stator teeth 14 can be reduced, the open slot can be minimized, that is, the width L of the opening 16 of the slot 13 can be minimized, and the cogging torque can be reduced. . That is, it is well known that the smaller the open slot, the smaller the cogging torque is. Generally, the smaller the open slot, the larger the leakage flux. However, in the present invention, the leakage flux between the stator teeth 14 is reduced. Therefore, it is possible to simultaneously improve the torque by reducing the leakage magnetic flux and reduce the cogging torque by minimizing the open slot without sacrificing the improvement in the torque.
【００２４】図３は、非磁性導電体の他の例を示すステ
ータの斜視図である。なお、図１および図２と共通する
部材には同一の符号を付してある。FIG. 3 is a perspective view of a stator showing another example of the nonmagnetic conductor. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals.
【００２５】この例では、非磁性導電体４０は、略Ｔ字
形の立体形状をしており、ステータコア１１のスロット
１３の開口部１６に挿入される挿入部４１と、ステータ
コア１１の軸方向の端面部１１ａに突き出た状態で取り
付けられる突出部４２とを有する。ここでは、例えば、
かかる略Ｔ字形の二つの非磁性導電体４０が、ステータ
コア１１の両端面部１１ａ，１１ａからそれぞれ同じス
ロット開口部１６に挿入されている。もちろん、二つの
非磁性導電体４０の挿入部４１の長さの合計は、ステー
タコア１１ａの軸方向の長さと同じである。In this example, the nonmagnetic conductor 40 has a substantially T-shaped three-dimensional shape, and has an insertion portion 41 inserted into the opening 16 of the slot 13 of the stator core 11 and an axial end surface of the stator core 11. And a protruding portion 42 attached to the portion 11a in a protruding state. Here, for example,
The two substantially T-shaped non-magnetic conductors 40 are inserted into the same slot opening 16 from both end portions 11 a of the stator core 11. Of course, the total length of the insertion portions 41 of the two nonmagnetic conductors 40 is the same as the axial length of the stator core 11a.
【００２６】このように、非磁性導電体４０に突出部４
２を設けてステータコア端面部１１ａにも取り付けるこ
とにより、コイルエンド１８（図４参照）からの漏れ磁
束をも低減することができ、この点からもトルクの向上
が図られる。また、その突出部４２によって放熱を行う
ことができるため、モータの冷却にも資する。As described above, the protrusion 4
2 and also attached to the stator core end face 11a, the magnetic flux leakage from the coil end 18 (see FIG. 4) can be reduced, and the torque can be improved from this point as well. Further, heat can be dissipated by the protruding portions 42, which contributes to cooling of the motor.
【００２７】特に、図４に示すように、非磁性導電体４
０の突出部４２ａを延長してモータのフレーム３０に接
触させた場合には、コイルで発生した熱を効率的にフレ
ーム３０に伝達することができ（熱伝導率の向上）、モ
ータの冷却により一層有利である。In particular, as shown in FIG.
When the protrusion 42a of the 0 is extended and brought into contact with the frame 30 of the motor, the heat generated by the coil can be efficiently transmitted to the frame 30 (improved thermal conductivity), and the motor is cooled. It is even more advantageous.
【図１】 本発明の一実施の形態に係る電動機のステー
タを示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a stator of an electric motor according to an embodiment of the present invention.
【図２】 図１の要部詳細図である。FIG. 2 is a detailed view of a main part of FIG.
【図３】 非磁性導電体の他の例を示すステータの斜視
図である。FIG. 3 is a perspective view of a stator showing another example of a nonmagnetic conductor.
【図４】 図３の非磁性導電体の変更例を示すモータの
断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a motor showing a modification of the nonmagnetic conductor of FIG. 3;
１０，１０ａ，１０ｂ…ステータ、 １１，１１ａ…ステータコア、 １２…コイル、 １３…スロット、 １４…ティース、 １４ａ…ティースの先端部、 １６…スロットの開口部、 １７…非磁性導電体、 １８…コイルエンド、 ２０…ロータ、 ３０…フレーム。 10, 10a, 10b ... stator, 11, 11a ... stator core, 12 ... coil, 13 ... slot, 14 ... teeth, 14a ... tip end of teeth, 16 ... slot opening, 17 ... non-magnetic conductor, 18 ... coil End, 20 ... rotor, 30 ... frame.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 泰史 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 5H002 AA02 AB01 AE07 5H604 AA05 BB01 BB14 CC01 CC05 CC13 CC16 DA02 QC01 QC04 QC09 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Yasushi Suzuki 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Nissan Motor Co., Ltd. F-term (reference) 5H002 AA02 AB01 AE07 5H604 AA05 BB01 BB14 CC01 CC05 CC13 CC16 DA02 QC01 QC04 QC09
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