(57)【要約】【課題】スロット内に巻装されたステータコイルの抜け止めを行うウエッジ部材を磁性体で構成するステータに関し、磁性体のウエッジ部材による磁束の短絡を抑制しつつ、出力の向上が可能なステータを提供する。【解決手段】ステータ１は、複数のスロット１１及びティース１２を有するステータコア１０と、各スロット１１内に巻装されるステータコイル２０と、略円環状のウエッジ部材３０とを有して構成される。ウエッジ部材３０は、ステータコア１０の内周面に沿って、スロット１１の開口部及びティース１２の先端を横切るように配設される。ウエッジ部材３０は、各スロット１１の開口部と対向する複数の加工部３１と、各ティース１２先端のウエッジ取付凹部１３内に配置される複数の磁束誘導部３２を有する。【選択図】図１
2014036551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状に形成されると共に、その内周面において周方向に分散配置された複数のスロットと、前記複数のスロットの間に形成されたティースと、を有するステータコアと、
前記スロット内に巻装されるステータコイルと、
前記スロットの開口部において、前記ステータコイルを、前記スロット内に保持するウエッジ部材と、を有するステータであって、
前記ウエッジ部材は、
線状の磁性体から構成され、
前記ステータコアの内周面に沿って、前記複数のスロットの開口部及び前記ティースの先端部分を横切るように配設されると共に、
各スロットの開口部と対向する部分には、磁束が当該ウエッジ部材内を通りにくくなる加工が施された加工部を夫々有する
ことを特徴とするステータ。
【請求項２】
請求項１記載のステータであって、
前記加工部は、
前記周方向における前記スロットの開口幅よりも狭く形成され、
前記ウエッジ部材は、
各ティースの先端に対向する部分に、前記周方向におけるティースの先端の幅よりも広く形成された磁束誘導部を、夫々有している
ことを特徴とするステータ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のステータであって、
前記加工部は、
前記ステータコアの軸方向における寸法に関し、前記ウエッジ部材を構成する他の部分よりも小さく形成されている
ことを特徴とするステータ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載のステータであって、
前記ウエッジ部材は、
前記ステータコアの内周面に沿った円を描くように成形して構成されており、
前記ステータコアは、
各ティースの先端部分において、当該ステータコアの外径方向に向かって窪んだ凹状に形成され、前記ウエッジ部材をその内部に保持するウエッジ取付凹部を有し、
前記ウエッジ部材を前記ウエッジ取付凹部内に配置した場合に、
前記ウエッジ部材の内径側側面は、前記ティースの先端面と同一面、又は、外径側に位置する
ことを特徴とするステータ。
【請求項５】
請求項４記載のステータであって、
前記ウエッジ部材は、
前記ステータコアの内周面に沿った円を描き、且つ、一のスロットを介して、当該線材の両端部が対向するように成形されている
ことを特徴とするステータ。
【請求項６】
請求項４又は請求項５記載のステータであって、
前記ウエッジ部材は、
前記ティース表面と接触することにより、前記ウエッジ部材の各加工部が、夫々、各スロットの開口部に対向するように位置決めする位置決め部を有する
ことを特徴とするステータ。
【請求項７】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載のステータであって、
前記ウエッジ部材は、
前記ステータコアの内周面に沿った螺旋状に形成され、
前記ステータコアは、
当該ステータコアの軸方向両端部において、前記ティースの内、所定のティースにおける先端よりも内径側に突出するウエッジ固定部を有し、
前記ウエッジ部材は、
当該ウエッジ部材の両端部を、前記ステータコアの軸方向両端部に位置する前記ウエッジ固定部に夫々取り付けることによって、前記ステータコアの内周面に配設される
ことを特徴とするステータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータコアに形成された複数のスロット内に巻装されたステータコイルの抜け止めを行うウエッジ部材を有するステータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータ（電動機）やジェネレータ（発電機）等として用いられる回転電機のステータにおいては、電磁鋼板を軸方向に複数積層してなるステータコアに形成された複数のスロットにステータコイルが配置されている。そして、当該ステータにおいて、スロットの開口部には、ウエッジ部材が配設されており、スロット内に配置されたステータコイルの抜け止めとして機能している。
【０００３】
このようなステータに関する技術として、特許文献１記載の発明が知られている。特許文献１記載のステータにおいては、ステータコアの内周面に、スパイラル状に磁性材を巻回して形成したくさび（ウエッジ部材に相当）を装着するように構成されている。即ち、特許文献１記載のステータにおいては、くさびを構成する磁性材が、ステータコアの内周面に形成された各スロットの開口部を周方向に横切るように配設されるため、スロット内に配置されたステータコイルの抜け止めとして機能する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−０９８１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載のステータでは、ステータコアの内周面よりも内径側において、くさびを構成する磁性材が、各ティースと接触しつつ、各スロットの開口部を横切るように配設されている為、ティースに入り込むべき界磁からの磁束が、磁性体により構成されたくさびへ入り込んでしまい、磁束の短絡が生じてしまう場合があった。磁束の短絡が生じた場合、短絡した磁束は、ステータと界磁としてのロータとの間において、有効磁束として作用することはない為、当該ステータを用いた回転電機における出力を低下させてしまう。
【０００６】
本発明は、ステータコアに形成された複数のスロット内に巻装されたステータコイルの抜け止めを行うウエッジ部材を磁性体で構成するステータに関し、磁性体のウエッジ部材による磁束の短絡を抑制しつつ、出力を向上させ得るステータを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面に係るステータは、円筒形状に形成されると共に、その内周面において周方向に分散配置された複数のスロットと、前記複数のスロットの間に形成されたティースと、を有するステータコアと、前記スロット内に巻装されるステータコイルと、前記スロットの開口部において、前記ステータコイルを、前記スロット内に保持するウエッジ部材と、を有するステータであって、前記ウエッジ部材は、線状の磁性体から構成され、前記ステータコアの内周面に沿って、前記複数のスロットの開口部及び前記ティースの先端部分を、周方向に横切るように配設されると共に、各スロットの開口部と対向する部分には、磁束が当該ウエッジ部材内を通りにくくなる加工が施された加工部を夫々有することを特徴とする。
【０００８】
尚、本発明においては、「軸方向」、「径方向」及び「周方向」の各方向は、円筒状に形成されたステータコアを基準として定めるものとする。即ち、「軸方向」は、当該ステータコアの中心軸に沿った方向を意味し、「径方向」は、ステータコアの中心軸を通り、その中心軸に沿った方向（即ち、軸方向）に対して直交する方向を意味する。そして、「周方向」は、ステータコアの中心軸回りの周回方向（又はその接線方向）を意味する。又、ステータコイルに関する方向については、当該ステータコイルがスロットに巻装された状態における方向として規定する。
【０００９】
当該ステータは、その内周面に複数のスロット及びティースを有するステータコアと、各スロット内に巻装されるステータコイルと、ウエッジ部材とを有して構成される。ウエッジ部材は、線状の磁性体により構成され、前記ステータコアの内周面に沿って、前記複数のスロットの開口部及び前記ティースの先端部分を、周方向に横切るように配設される。従って、ウエッジ部材を構成する線状の磁性体が、各スロットの開口部を周方向に横切るように配設されている為、当該ウエッジ部材は、スロット内に配設されたステータコイルの抜け止めとして機能する。又、当該ウエッジ部材は、各スロットの開口部に対向する位置に、加工部を有している為、当該ステータによれば、界磁（ロータ）からの磁束が、各スロットの開口部に対向する部分のウエッジ部材を介して短絡することを抑制し得る。これにより、当該ステータは、当該磁束の短絡を抑制することによって、界磁（ロータ）からの磁束を有効磁束として活用することができ、もって、当該ステータを用いた回転電機における出力の向上に貢献し得る。
【００１０】
そして、本発明の他の側面に係るステータは、請求項１記載のステータであって、前記加工部は、前記周方向における前記スロットの開口幅よりも狭く形成され、前記ウエッジ部材は、各ティースの先端に対向する部分に、前記周方向におけるティースの先端の幅よりも広く形成された磁束誘導部を、夫々有していることを特徴とする。
【００１１】
当該ステータにおいて、ウエッジ部材は、各スロットの開口部に対向する部分に、加工部を有し、各ティースの先端に対向する部分に、磁束誘導部を有している。各加工部は、前記周方向における前記スロットの開口幅よりも狭く形成されており、各磁束誘導部は、前記周方向におけるティースの先端の幅よりも広く形成されている。これにより、当該ステータによれば、前記ウエッジ部材は、界磁（ロータ）からの磁束を、磁束誘導部及び各ティースを介して、ステータコア内に導くことができ、当該磁束を有効磁束として作用させ得る。即ち、当該ステータは、磁束誘導部及び加工部を有するウエッジ部材を配設することにより、ステータコアにおけるスロットを、所謂、セミオープンスロットとした場合と同様の効果を生じさせ得る。この結果、当該ステータは、当該ステータを用いた回転電機の出力向上に貢献し得る。
【００１２】
又、本発明の他の側面に係るステータは、請求項１又は請求項２記載のステータであって、前記加工部は、前記ステータコアの軸方向における寸法に関し、前記ウエッジ部材を構成する他の部分よりも小さく形成されていることを特徴とする。
【００１３】
当該ステータにおいては、前記ウエッジ部材における加工部は、前記ステータコアの軸方向における寸法に関し、前記ウエッジ部材を構成する他の部分よりも小さく形成されている。ここで、前記ステータコアの軸方向における寸法に関し、前記ウエッジ部材を構成する他の部分よりも小さく形成されていれば、磁束は、その部分を構成する線材内を通りにくくなる。従って、当該ステータによれば、ウエッジ部材に対して、各スロットに対向する部分における軸方向寸法を小さくするという簡単な加工で、磁束が線材内を通りにくくする加工を施すことができ、簡単な加工で各加工部を形成することができる。
【００１４】
そして、本発明の他の側面に係るステータは、請求項１乃至請求項３の何れかに記載のステータであって、前記ウエッジ部材は、前記ステータコアの内周面に沿った円を描くように成形して構成されており、前記ステータコアは、各ティースの先端部分において、当該ステータコアの外径方向に向かって窪んだ凹状に形成され、前記ウエッジ部材をその内部に保持するウエッジ取付凹部を有し、前記ウエッジ部材を前記ウエッジ取付凹部内に配置した場合に、前記ウエッジ部材の内径側側面は、前記ティースの先端面と同一面、又は、外径側に位置することを特徴とする。
【００１５】
当該ステータにおいて、前記ウエッジ部材は、前記ステータコアの内周面に沿った円を描くように成形して構成されている。即ち、当該ウエッジ部材は、ステータコアの内周面に沿った円環、又は、円環のごく一部が欠落した形状を為す。従って、当該ステータにおいては、ウエッジ部材を構成する線状の磁性体が、各スロットの開口部を横切るので、当該ウエッジ部材は、スロット内に配設されたステータコイルの抜け止めとして機能すると共に、磁束の短絡を抑制し得る。又、当該ステータにおいて、ウエッジ部材は、各ティースの先端部分に形成されたウエッジ取付凹部内に保持される為、ウエッジ部材によるステータコイルの抜け止めをより確実に行うことができる。更に、ウエッジ部材を、前記ウエッジ部材を前記ウエッジ取付凹部内に配置した場合に、前記ウエッジ部材の内径側側面は、前記ティースの先端面と同一面、又は、外径側に位置する為、当該ステータは、界磁（ロータ）と、ステータコア（ティース先端及びウエッジ部材の内径側側面）の間におけるエアギャップを改善することができ、もって、当該ステータを用いた回転電機の出力向上に貢献し得る。
【００１６】
又、本発明の他の側面に係るステータは、請求項４記載のステータであって、前記ウエッジ部材は、前記ステータコアの内周面に沿った円を描き、且つ、一のスロットを介して、当該線材の両端部が対向するように成形されていることを特徴とする。
【００１７】
当該ステータによれば、ウエッジ部材は、前記ステータコアの内周面に沿った円を描き、且つ、一のスロットを介して、当該線材の両端部が対向するように成形されている。従って、ステータコア内周面にウエッジ部材を取り付けた場合に、ウエッジ部材は、その復元力によって、ステータコア内周面に密着する。この結果、当該ステータによれば、ウエッジ部材を、ステータコア内周面に沿って、確実に配設することができ、ステータコイルの抜け止め及び磁束の短絡を抑制し得る。
【００１８】
そして、本発明の他の側面に係るステータは、請求項４又は請求項５記載のステータであって、前記ウエッジ部材は、前記ティース表面と接触することにより、前記ウエッジ部材の各加工部が、夫々、各スロットの開口部に対向するように位置決めする位置決め部を有することを特徴とする。
【００１９】
当該ステータによれば、ウエッジ部材の位置決め部が、前記ティース表面と接触することにより、前記ウエッジ部材の各加工部が、夫々、各スロットの開口部に対向するように位置決めされるので、より確実に磁束の短絡を抑制し得る。
【００２０】
そして、本発明の他の側面に係るステータは、請求項１乃至請求項３の何れかに記載のステータであって、前記ウエッジ部材は、前記ステータコアの内周面に沿った螺旋状に形成され、前記ステータコアは、当該ステータコアの軸方向両端部において、前記ティースの内、所定のティースにおける先端よりも内径側に突出するウエッジ固定部を有し、前記ウエッジ部材は、当該ウエッジ部材の両端部を、前記ステータコアの軸方向両端部に位置する前記ウエッジ固定部に夫々取り付けることによって、前記ステータコアの内周面に配設されることを特徴とする。
【００２１】
当該ステータにおいて、前記ウエッジ部材は、前記ステータコアの内周面に沿った螺旋状に形成されている。又、前記ステータコアは、当該ステータコアの軸方向両端部に、ウエッジ固定部を有している。従って、当該ステータによれば、螺旋状のウエッジ部材を変形させつつ、当該ウエッジ部材の両端を、それぞれウエッジ固定部に取り付けるという簡単な作業で、ウエッジ部材をステータコアの内周面に沿って配設することができ、ステータコイルの抜け止め及び磁束の短絡を抑制し得る。又、各ウエッジ固定部は、所定のティースにおける先端よりも内径側に突出するように形成されている為、前記ウエッジ部材の両端を、夫々、ウエッジ固定部に取り付ければ、当該ウエッジ部材は、ステータコアの内周面における所定位置に位置決めされる。これにより、当該ウエッジ部材における各加工部を、夫々、各スロットの開口部に対向する位置に位置決めすることができ、もって、より確実に磁束の短絡を抑制し得る。そして、前記ウエッジ部材は螺旋状に形成されている為、当該ウエッジ部材を取り付けると、ステータコアの軸方向において、一定の間隔をもって、ウエッジ部材が各スロットを周方向に横切るように配置されることになる。この結果、当該ステータによれば、コイルバネ状のウエッジ部材によって、各スロット内に配設されたステータコイルを、効率良く抜け止めし得る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態に係るステータの概略構成を示す外観斜視図である。
【図２】第１実施形態に係るステータの構成部品を示す分解図である。
【図３】第１実施形態に係るウエッジ部材の構成を示す部分断面図である。
【図４】第１実施形態におけるウエッジ部材の取付態様を示す部分断面図である。
【図５】第１実施形態におけるウエッジ部材の位置決め機構部の構成を示す部分拡大図である。
【図６】第２実施形態に係るステータの概略構成を示す外観斜視図である。
【図７】第２実施形態に係るステータの構成部品を示す分解図である。
【図８】第２実施形態におけるウエッジ固定部材の取付態様を示す正面図である。
【図９】第２実施形態におけるウエッジ固定部材の取付態様を示す平面図である。
【図１０】第２実施形態に係るウエッジ部材の構成を示す部分断面図である。
【図１１】第２実施形態に係るウエッジ部材の構成を示す部分拡大図である。
【図１２】他の実施形態に係るウエッジ部材の位置決め機構部の構成を示す部分拡大図である。
【図１３】他の実施形態に係るウエッジ部材の構成を示す部分拡大図（１）である。
【図１４】他の実施形態に係るウエッジ部材の構成を示す部分拡大図（２）である。
【図１５】他の実施形態に係るウエッジ部材の構成を示す部分断面図（１）である。
【図１６】他の実施形態に係るウエッジ部材の構成を示す部分断面図（２）である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係るステータを、インナーロータ型であって、３相６極３６スロットの回転電機を構成するステータ１に具体化した実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２４】
（第１実施形態）
図１に示すように、第１実施形態に係るステータ１は、略円筒状のステータコア１０の内周面側に形成された複数のスロット１１内に、ステータコイル２０を巻装すると共に、略円環状に形成されたウエッジ部材３０を、ステータコア１０の内周面に沿って配設して構成されている。以下、このステータ１の各部の構成について詳細に説明する。
【００２５】
尚、以下の説明においては、「軸方向」、「径方向」及び「周方向」の各方向は、円筒状に形成されたステータコア１０を基準として定めるものとする。即ち、「軸方向」は、当該ステータコア１０の中心軸に沿った方向を意味し、「径方向」は、ステータコア１０の中心軸を通り、その中心軸に沿った方向（即ち、軸方向）に対して直交する方向を意味する。そして、「周方向」は、ステータコア１０の中心軸回りの周回方向（又はその接線方向）を意味する。又、ステータコイル２０に関する方向については、当該ステータコイル２０がスロット１１に巻装された状態における方向として規定する。又、「回転電機」は、モータ（電動機）、ジェネレータ（発電機）、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータの何れをも含む概念を意味する。
【００２６】
第１実施形態に係るステータコア１０は、略円環板状の電磁鋼板（後述する第１電磁鋼板１０Ａ及び第２電磁鋼板１０Ｂ）を複数枚積層することにより略中空の円筒形状に形成されており、軸方向に延びる複数のスロット１１を有している。又、複数のスロット１１は、ステータコア１０の内周面から径方向外側に向かって延び、径方向外周側に所定の深さを有して形成されている。そして、各スロット１１は、ステータコア１０の周方向に隣り合うティース１２によって区画されて構成されており、ステータコア１０の周方向に沿って所定間隔で設けられている。即ち、当該ステータコア１０は、ステータコア１０の全周で計３６個のスロット１１を有している。
【００２７】
そして、スロット１１は、ティース１２の先端から基端に向けて一定の幅を有して形成されており、所謂、オープンスロットとして構成されている。又、ティース１２は、その平面形状（軸方向に直交する平面における形状）が基端から先端に向かうに従い徐々に細くなるように形成されている。尚、スロット１１の幅とは、ステータコア１０の半径方向に対し直交する方向へのスロット１１の幅寸法であり、オープンスロットとは、スロット１１の開口部における幅寸法が、ステータコイル２０が装着される部分における幅寸法以上であるスロットを意味する。
【００２８】
図２に示すように、各ティース１２の先端には、複数のウエッジ取付凹部１３が形成されている。ウエッジ取付凹部１３は、各ティース１２の先端面から、ステータコア１０の径方向外側に向かって窪んだ溝状に形成されており、当該ウエッジ取付凹部１３の内部に対して、ウエッジ部材３０が配設される。又、図２に示すように、各ティース１２の先端面には、複数のウエッジ取付凹部１３が、軸方向へ一定間隔をもって形成されている。
【００２９】
上述したように、ステータコア１０は、略円環板状の第１電磁鋼板１０Ａ及び第２電磁鋼板１０Ｂを、複数枚積層することにより略中空の円筒形状に形成されている。ここで、第１電磁鋼板１０Ａは、各スロット１１及びティース１２を内径側に有する円環板状に形成されている。第１電磁鋼板１０Ａにおいては、その中心軸（即ち、ステータコア１０の中心軸）から、各ティース１２の先端面までの距離が所定寸法となるように形成されている。そして、第２電磁鋼板１０Ｂは、第１電磁鋼板１０Ａと同様に、各スロット１１及びティース１２を内径側に有する円環板状に形成されている。第２電磁鋼板１０Ｂにおいては、その中心軸（即ち、ステータコア１０の中心軸）から、各ティース１２の先端面までの距離が、第１電磁鋼板１０Ａにおける所定寸法よりも大きな寸法となるように形成されている。
【００３０】
図４に示すように、本実施形態におけるウエッジ取付凹部１３は、ステータコア１０を形成する際に、複数枚積層した第２電磁鋼板１０Ｂを、複数枚積層した第１電磁鋼板１０Ａで挟み込むように積層することで構成される。ステータコア１０の中心軸から、各ティース１２の先端面までの距離が異なる２種類の電磁鋼板を積層することで、各ティース１２の先端面には、ステータコア１０の径方向外側に向かって窪んだ溝状のウエッジ取付凹部１３を形成することができる。尚、一のウエッジ取付凹部１３を構成する為に積層される第２電磁鋼板１０Ｂの枚数は、ウエッジ部材３０の軸方向寸法に対応して決定され、ウエッジ取付凹部１３内にウエッジ部材３０を配設可能に構成される。
【００３１】
そして、ステータコア１０における各スロット１１内には、ステータコイル２０が巻装されている（図１、図２参照）。ステータコイル２０は、線状導体である平角線２２を用いて形成されており、三相交流電流によって、回転磁界を発生させる。ここで、当該ステータ１は、三相交流で駆動される回転電機に用いられる固定子であるため、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の三相のステータコイル２０を備えている。
【００３２】
当該ステータコイル２０を構成する平角線２２は、断面が長方形の均一な幅の線状導体であり、その周方向寸法は、スロット１１の周方向寸法よりやや小さくなるように形成されている。より具体的には、平角線２２の周方向寸法は、スロット１１内に、平角線２２を用いて形成されるステータコイル２０が物理的に挿入可能であるという前提条件の下で、スロット１１内の周方向寸法よりやや小さな値に設定されている。尚、線状導体である平角線２２の表面は樹脂等からなる絶縁被膜により被覆されている。
【００３３】
そして、夫々のステータコイル２０の内、ステータコア１０の軸方向両側に突出する部分によって、コイルエンド部２１が構成されている。尚、図１、図２においては、図示の関係上、コイルエンド部２１は、当該コイルエンド部２１を構成する平角線２２の巻回状態を簡略化して示している。
【００３４】
尚、各スロット１１には、ステータコイル２０をなす平角線２２が、スロット１１の深さ方向に複数本（第１実施形態においては８本）並ぶように整列配置される（図３参照）。ここで、「整列配置」とは、ステータコイル２０をなす平角線２２が、スロット１１の深さ方向（径方向）に互いに隣接して予め定められた位置に整然と配列された状態を意味する。このとき、スロット１１の深さ方向（径方向）には必ず複数本の線状導体が整列配置されるが、スロット１１の幅方向（周方向）には１本又は複数本の線状導体が整列配置され得る。このように、スロット１１内に線状導体を整列配置することで、スロット１１内における空隙部分を減少させ、ステータコイル２０の占積率の向上を図ることができる。
【００３５】
そして、ウエッジ部材３０は、強磁性体（例えば、鉄、コバルト、ニッケル等）からなる線材を、ステータコア１０の内径と略同径の円環をなすように、曲げ加工して構成されている。後述するように、当該ウエッジ部材３０は、複数の加工部３１と、複数の磁束誘導部３２と、位置決め機構部３３を有している。
【００３６】
加工部３１及び磁束誘導部３２は、略円環状を為すウエッジ部材３０を構成する線材において、加工部３１と磁束誘導部３２が交互になるように形成されている。各加工部３１は、ウエッジ部材３０をステータコア１０内の所定位置に配置した場合に、各スロット１１の開口部に対向する位置に位置する（図３、図５参照）。各磁束誘導部３２は、ウエッジ部材３０をステータコア１０内の所定位置に配置した場合に、各ティース１２の先端部分に対応する位置に位置する（図３、図５参照）。そして、位置決め機構部３３は、一の磁束誘導部３２に規制片３３Ａとして形成されており、ティース１２におけるウエッジ取付凹部１３近傍に接触することで、ウエッジ部材３０を所定位置に位置決めする（図５参照）。尚、ウエッジ部材３０における加工部３１、磁束誘導部３２及び位置決め機構部３３の構成については、後に図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００３７】
図１、図２に示すように、略円環状を為すウエッジ部材３０は、略円筒形状を為すステータコア１０の内部に挿入される。これにより、図１〜図３、図５に示すように、当該ウエッジ部材３０を構成する線材は、各スロット１１の開口部を周方向に横切るように配設される。従って、当該ウエッジ部材３０は、ステータコア１０の内周面に形成された全てのスロット１１における平角線２２の抜け止めとして機能する。
【００３８】
続いて、第１実施形態に係るステータ１において、ウエッジ部材３０の取付作業について説明する。図２に示すように、第１実施形態に係るステータ１は、ステータコイル２０が巻装されたステータコア１０に対して、ウエッジ部材３０を配設することにより構成される。
【００３９】
尚、第１実施形態におけるステータコア１０においては、各スロット１１は、所謂、オープンスロットとして形成されており、平角線２２の周方向寸法よりやや大きな周方向寸法に形成されている為、ステータコイル２０を構成する複数本の平角線２２は、ステータコア１０内周側からスロット１１内へ挿入され、スロット１１内に配置される。
【００４０】
図２に示すように、ステータコイル２０が巻装されたステータコア１０の内部に対し、複数のウエッジ部材３０が挿入され、夫々、各ティース１２の先端に形成されたウエッジ取付凹部１３内に配設される。ここで、ウエッジ部材３０は、ステータコア１０の内周面に沿った円環の内、一のスロット１１の開口部に対応する部分が欠損した形状を為している（図１、図２参照）。従って、当該ウエッジ部材３０は、その外径を小さくするように撓めることができるので、ステータコア１０の内部に対して、容易に挿入することができ、ステータコア１０の各ウエッジ取付凹部１３内に取り付けることができる。
【００４１】
又、ウエッジ部材３０をステータコア１０内周面に沿って配設する際には、当該ウエッジ部材３０に形成された位置決め機構部３３である規制片３３Ａを、或る一のティース１２におけるウエッジ取付凹部１３近傍と接触させた状態で配設する（図５参照）。上述したように、各ウエッジ部材３０は、略円環状を為し、加工部３１と磁束誘導部３２が交互になるように有している。又、位置決め機構部３３を構成する規制片３３Ａは、ウエッジ部材３０における一の磁束誘導部３２に形成されている。従って、規制片３３Ａが一のティース１２と接触するように、ウエッジ部材３０を配設すると、各磁束誘導部３２を、各ティース１２の先端に対応する位置に、各加工部３１を、各スロット１１の開口部に対応する位置に、位置決めして配置することができる（図３、図５参照）。
【００４２】
次に、第１実施形態に係るステータ１におけるウエッジ部材３０の加工部３１、磁束誘導部３２及び位置決め機構部３３の構成について、図３〜図５を参照しつつ詳細に説明する。尚、図３は、第１実施形態に係るステータ１を、軸方向に直交する平面で切断した部分断面図であり、ウエッジ部材３０における加工部３１及び磁束誘導部３２の平面形状を示す説明図である。図４は、第１実施形態に係るステータ１のティース１２を、軸方向に沿った平面で切断した部分断面図であり、磁束誘導部３２及びウエッジ取付凹部１３の位置関係を示す説明図である。又、図５は、第１実施形態に係るステータ１を、ステータコア１０内部から見た部分拡大図であり、軸方向におけるウエッジ部材３０の加工部３１、磁束誘導部３２及び位置決め機構部３３の形状を示す説明図である。
【００４３】
上述したように、加工部３１及び磁束誘導部３２は、略円環状のウエッジ部材３０を構成する線材に、加工部３１と磁束誘導部３２が交互になるように形成されている。図５に示すように、ウエッジ部材３０における一の磁束誘導部３２には、位置決め機構部３３である規制片３３Ａが形成されている。当該規制片３３Ａは、一の磁束誘導部３２の端縁から軸方向に沿って延出されており、ウエッジ取付凹部１３近傍において、ティース１２表面と接触している。これにより、ウエッジ部材３０は、ステータコア１０の内周面に沿った所定位置に位置決めされる。即ち、各加工部３１は、夫々、スロット１１の開口部に対向する位置に位置し、各磁束誘導部３２は、夫々、ティース１２の先端に対応する位置に位置する（図３〜図５参照）。
【００４４】
第１実施形態においては、加工部３１は、当該ウエッジ部材３０をステータコア１０内部に配設した場合に、各スロット１１の開口部と対向する部分を構成する強磁性体からなる線材に対して、所定の形状加工を施すことにより形成される。図３、図５に示すように、当該加工部３１は、スロット１１の周方向寸法よりも狭く形成されている。
【００４５】
一方、磁束誘導部３２は、略円環状をなすウエッジ部材３０を構成する線材において、各加工部３１を除いた部分により構成される。上述したように、各スロット１１の間には、必ずティース１２が存在する為、円環状を為すウエッジ部材３０においては、加工部３１と磁束誘導部３２が交互に形成され、各磁束誘導部３２は、夫々、ティース１２の先端に対応する位置に配設される（図３〜図５参照）。又、各加工部３１はスロット１１の周方向寸法よりも狭く形成されている為、各磁束誘導部３２は、図３、図５に示すように、各ティース１２の先端における周方向寸法よりも広く形成されている。
【００４６】
各加工部３１は、各スロット１１の開口部と対向する部分の線材に対して形状加工を施すことにより形成されており、図３に示すように、当該形状加工の結果、加工部３１を構成する線材の外径側面が内径側に凹状に窪み、且つ、その内径側面は外径側に凹状に窪んでいる。又、図５に示すように、加工部３１を構成する線材の軸方向寸法は、ウエッジ部材３０を構成する線材における他の部分（即ち、磁束誘導部３２）よりも小さく形成される。
【００４７】
ここで、第１実施形態に係るステータ１は、インナーロータ型の回転電機を構成する為、界磁を構成するロータは、円筒状に形成されたステータコア１０の内部に回転自在に配設され、略円環状に形成されたウエッジ部材３０の内径側に位置する。
【００４８】
第１実施形態において、各加工部３１を構成する線材の内径側面は、外径側に凹状に窪んで形成されている為、各磁束誘導部３２を構成する線材の内径側面よりも外径側に位置する（図３参照）。界磁を構成するロータ表面との距離が近い程、ロータからの磁束が通り易いので、各加工部３１は、各磁束誘導部３２よりも磁束が通りにくい状態となる。これにより、第１実施形態に係るステータ１によれば、各磁束誘導部３２の間には、必ず前記加工部３１が存在することになる為、磁束の短絡を抑制し得る。
【００４９】
又、図５に示すように、各加工部３１は、スロット１１の周方向寸法、及び、各磁束誘導部３２の周方向寸法よりも狭く形成されており、軸方向寸法に関しても、磁束誘導部３２の軸方向寸法よりも小さく形成されている。即ち、界磁であるロータに対向する部分の面積に関して、各加工部３１は、各磁束誘導部３２よりも小さく形成されている。ここで、界磁であるロータに対向する部分の面積が大きい程、界磁からの磁束が多く通ることになる為、各加工部３１は、各磁束誘導部３２よりも磁束が通りにくく容易に磁気飽和する状態となる。従って、この点においても、第１実施形態に係るステータ１は、前記加工部３１によって、磁束の短絡を抑制することができる。
【００５０】
図３〜図５に示すように、各磁束誘導部３２は、それぞれティース１２の先端に形成されたウエッジ取付凹部１３内に配置されており、その周方向寸法は、ティース１２の周方向寸法よりも広く形成されている。上述したように、各磁束誘導部３２は、界磁であるロータからの磁束が多く通るように構成されており、界磁からの磁束を、当該磁束誘導部３２を介して、ティース１２へ導くことができる。
【００５１】
従って、第１実施形態においては、スロット１１は、オープンスロットとして構成されているが、ティース１２と、ウエッジ部材３０の磁束誘導部３２が協働することにより、当該スロットをセミオープンスロット（スロット開口部の周方向寸法が、ステータコイルが巻装される部分の周方向寸法よりも狭いスロット）として構成した場合と同様に、界磁（ロータ）からの磁束をステータコア１０内に多く導くことができ、当該磁束を有効磁束として作用させ、回転電機の出力向上に貢献し得る。
【００５２】
又、図４に示すように、各ウエッジ取付凹部１３において、その径方向における深さは、各磁束誘導部３２における径方向の厚みと同じである。即ち、第１電磁鋼板１０Ａと第２電磁鋼板１０Ｂとの間において、その中心から各ティース１２の先端面までの距離の差が、各磁束誘導部３２における径方向の厚みと同一となるように形成されている。従って、ウエッジ取付凹部１３内に磁束誘導部３２を配置すると、当該磁束誘導部３２の内径側表面は、ウエッジ取付凹部１３を除くティース１２先端と同一面上に位置する（図４参照）。従って、当該ステータ１は、界磁であるロータと、ステータコア１０（ティース１２先端及び各磁束誘導部３２の内径側側面）の間におけるエアギャップを改善でき、もって、当該ステータ１を用いた回転電機の出力向上に貢献し得る。
【００５３】
又、第１実施形態に係るステータ１においては、ステータコア１０の各スロット１１をオープンスロットとし、且つ、ステータコイル２０を平角線２２により構成することで、スロット１１内における占積率を向上させることができる。更に、ステータコイル２０を各スロット１１に巻装する際に、平角線からなるステータコイル２０を、スロット１１の開口部を介して、径方向に挿入することができる為、ステータコイル２０の巻装作業を簡便なものとすることができる。
【００５４】
「スロット１１内における占積率の向上」や「ステータコイル２０の巻装作業の簡素化」という利点は、スロット１１をオープンスロットとし、且つ、ステータコイル２０を平角線２２で構成することが必要である。セミオープンスロットをスロット１１として採用した場合には、スロット開口部の周方向寸法が狭く形成される為、これらの利点を生じさせることができない。
【００５５】
この点、第１実施形態に係るステータ１によれば、スロット１１をオープンスロットとし、且つ、ステータコイル２０を平角線２２で構成したことによる「スロット１１内における占積率の向上」や「ステータコイル２０の巻装作業の簡素化」という利点と、「界磁（ロータ）からの磁束を有効磁束として作用させる」という、セミオープンスロットの利点も両立させ得る。
【００５６】
以上説明したように、第１実施形態に係るステータ１は、その内周面に複数のスロット１１及びティース１２を有するステータコア１０と、各スロット１１内に巻装されるステータコイル２０と、ウエッジ部材３０とを有して構成される。図１、図２に示すように、ウエッジ部材３０は、強磁性体からなる線材を、ステータコア１０内周面に沿って円を描くように加工した略円環状に構成されており、前記ステータコア１０の内周面に沿って、前記複数のスロット１１の開口部及び前記ティース１２の先端部分を横切るように配設される。ウエッジ部材３０を構成する線材が、各スロット１１の開口部を横切るように配設されている為、当該ウエッジ部材３０は、スロット１１内に配設されたステータコイル２０の抜け止めとして機能する。
【００５７】
又、図３、図５に示すように、当該ウエッジ部材３０は、各スロット１１の開口部に対向する位置に、加工部３１を有している。加工部３１は、ウエッジ部材３０を構成する線材の内、各スロット１１の開口部に対向する部分に対して、所定の形状加工を施すことにより、図３、図５に示す形状を為し、界磁からの磁束が通りにくい状態となっている。この結果、第１実施形態に係るステータ１によれば、界磁（ロータ）からの磁束が、各スロット１１の開口部に対向する部分のウエッジ部材３０を介して短絡することを抑制し得る。これにより、当該ステータ１は、当該磁束の短絡を抑制することによって、界磁（ロータ）からの磁束を有効磁束として活用することができ、もって、当該ステータ１を用いた回転電機における出力の向上に貢献し得る。
【００５８】
又、第１実施形態に係るステータ１において、ウエッジ部材３０は、各ティース１２の先端に対向する部分に、磁束誘導部３２を有している。そして、各加工部３１は、前記スロット１１の開口部における周方向寸法よりも狭く形成されており、各磁束誘導部３２は、前記ティース１２の先端における周方向寸法よりも広く形成されている。これにより、当該ウエッジ部材３０において、加工部３１は、界磁からの磁束が通りにくい状態となり、磁束誘導部３２は、界磁からの磁束が通りやすい状態となる。この結果、当該ステータ１によれば、前記ウエッジ部材３０は、界磁（ロータ）からの磁束を、磁束誘導部３２及び各ティース１２を介して、ステータコア１０内に導くことができ、当該磁束を有効磁束として作用させ得る。即ち、当該ステータ１は、オープンスロットとして形成されたスロット１１を有するステータコア１０に対して、磁束誘導部３２及び加工部３１を有するウエッジ部材３０を配設することにより、当該ステータコアにおけるスロットを、所謂、セミオープンスロットとした場合と同様の効果を生じさせ得る。
【００５９】
図１、図２に示すように、前記ウエッジ部材３０は、前記ステータコア１０の内周面に沿った円の一部（一のスロット１１開口部に対応する部分）が欠けた円環状に形成されている。又、ウエッジ部材３０における一の磁束誘導部３２には、位置決め機構部３３である規制片３３Ａが形成されている。従って、当該ステータ１によれば、略円環状のウエッジ部材３０を撓めて変形させつつ、各スロット１１に形成されたウエッジ取付凹部１３内に配置するという簡単な作業で、ウエッジ部材３０をステータコア１０の内周面に沿って配設することができ、ステータコイル２０の抜け止め及び磁束の短絡を抑制し得る。
【００６０】
又、各ウエッジ部材３０は、磁束誘導部３２に形成された規制片３３Ａが、所定のティース１２と接触するように配設される。これにより、当該ウエッジ部材３０は、ステータコア１０の内周面における所定位置に位置決めされる。これにより、当該ウエッジ部材３０における各加工部３１及び各磁束誘導部３２を、夫々、各スロット１１の開口部、及び各ティース１２の先端に対応する位置に位置決めすることができ、もって、より確実に磁束の短絡を抑制し得る（図３〜図５参照）。
【００６１】
図４に示すように、ウエッジ取付凹部１３内に磁束誘導部３２を配置すると、当該磁束誘導部３２の内径側表面は、ウエッジ取付凹部１３を除くティース１２先端と同一面上に位置する。従って、当該ステータ１は、界磁であるロータと、ステータコア１０（ティース１２先端及び各磁束誘導部３２の内径側側面）の間におけるエアギャップを改善でき、もって、当該ステータ１を用いた回転電機の出力向上に貢献し得る。
【００６２】
図１、図２に示すように、各ティース１２の先端面には、複数のウエッジ取付凹部１３が軸方向に一定間隔で形成されており、夫々に対して、略円環状のウエッジ部材３０が配設される。従って、複数のウエッジ部材３０を取り付けると、ステータコア１０の軸方向において、一定の間隔をもって、ウエッジ部材３０が各スロット１１を周方向に横切るように配置されることになる。この結果、当該ステータ１によれば、円環状に形成された複数のウエッジ部材３０によって、各スロット１１内に配設されたステータコイル２０を、効率良く抜け止めし得る。
【００６３】
（第２実施形態）
次に、上述した第１実施形態と異なる実施形態（第２実施形態）について、図６〜図１１を参照しつつ詳細に説明する。尚、第２実施形態に係るステータ１は、第１実施形態に係るステータ１と略同一の基本的構成を有しており、各ティース１２の構成や、ウエッジ部材３０の構成及び取付態様が相違する。第１実施形態と同一の構成については、その説明を省略し、相違点に係る構成について、詳細に説明する。
【００６４】
図６に示すように、第２実施形態に係るステータ１は、略円筒状のステータコア１０の内周面側に形成された複数のスロット１１内に、ステータコイル２０を巻装すると共に、ステータコア１０の軸方向両端に固設されたウエッジ固定部材４０を介して、コイルバネ状に形成されたウエッジ部材３０を、ステータコア１０の内周面に沿って配設して構成されている。以下、このステータ１の各部の構成について詳細に説明する。
【００６５】
第２実施形態に係るステータコア１０は、略円環板状の電磁鋼板を複数枚積層することにより略中空の円筒形状に形成されており、軸方向に延びる複数のスロット１１を有している。ここで、第２実施形態に係るステータコア１０は、同一の略円環板状を為す電磁鋼板（例えば、第１電磁鋼板１０Ａ又は、第２電磁鋼板１０Ｂの何れか）を複数枚積層して構成される。即ち、第２実施形態に係るステータコア１０は、第１実施形態と同様に、ステータコア１０の全周で計３６個のスロット１１及びティース１２を有している。又、第２実施形態に係るステータコア１０においては、第１実施形態と異なり、各ティース１２の先端面には、ウエッジ取付凹部１３は形成されていない。
【００６６】
図６、図７に示すように、ステータコア１０における各スロット１１内には、ステータコイル２０が巻装されている。ステータコイル２０は、線状導体である平角線２２を用いて形成されており、三相交流電流によって、回転磁界を発生させる。ここで、当該ステータ１は、三相交流で駆動される回転電機に用いられる固定子であるため、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の三相のステータコイル２０を備えている。
【００６７】
又、第２実施形態においても、夫々のステータコイル２０の内、ステータコア１０の軸方向両側に突出する部分によって、コイルエンド部２１が構成されている。尚、図６、図７においては、図示の関係上、コイルエンド部２１は、当該コイルエンド部２１を構成する平角線２２の巻回状態を簡略化して示している。
【００６８】
そして、第２実施形態に係るウエッジ部材３０は、強磁性体（例えば、鉄、コバルト、ニッケル等）からなる線材を、円柱状の螺旋に巻回したコイルバネ状に構成されており、後述するように、複数の加工部３１と、複数の磁束誘導部３２と、取付軸部３４を有している。
【００６９】
加工部３１及び磁束誘導部３２は、ウエッジ部材３０のコイル状に巻回された部分において、加工部３１と磁束誘導部３２が交互になるように形成されている。各加工部３１は、ウエッジ部材３０をステータコア１０内の所定位置に配置した場合に、各スロット１１の開口部に対向する位置に位置する（図１０、図１１参照）。各磁束誘導部３２は、ウエッジ部材３０をステータコア１０内の所定位置に配置した場合に、各ティース１２の先端部分に対向する位置に位置する（図１０、図１１参照）。尚、ウエッジ部材３０における加工部３１及び磁束誘導部３２の構成については、後に図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００７０】
そして、取付軸部３４は、ウエッジ部材３０の両端において、当該ウエッジ部材３０を構成する線材を、軸方向に直線状に延出して構成されており（図７参照）、後述するウエッジ固定部材４０と協働して、ウエッジ部材３０をステータコア１０内部の所定位置に固定する。
【００７１】
図６、図７に示すように、コイルバネ状を為すウエッジ部材３０は、略円筒形状を為すステータコア１０の内部に挿入される。これにより、図６、図１０、図１１に示すように、当該ウエッジ部材３０を構成する線材は、各スロット１１の開口部を周方向に横切るように配設される。従って、当該ウエッジ部材３０は、ステータコア１０の内周面に形成された全てのスロット１１における平角線２２の抜け止めとして機能する。
【００７２】
尚、当該ウエッジ部材３０の外径は、外力が付加されていない状態において、ステータコア１０の内径以上の大きさを示す。ここで、上述したように、ウエッジ部材３０は、コイルバネ状に構成されているので、ウエッジ部材３０の外径とは、コイルバネにおける外径と同義であり、コイルの外径寸法を意味する。又、当該ウエッジ部材３０の自由長は、ステータコア１０の軸方向寸法よりもやや長く形成されている。ウエッジ部材３０の自由長は、コイルバネにおける自由長と同義であり、外力が付加されていない状態における長さを意味する。
【００７３】
ウエッジ固定部材４０は、ステータコア１０の軸方向両端面において、ウエッジ部材３０の両端部に形成された取付軸部３４を保持することにより、当該ウエッジ部材３０を、ステータコア１０内周面における所定位置に固定する。各ウエッジ固定部材４０は、図７、図９に示すように、ティース１２と同様に、その平面形状（軸方向に直交する平面における形状）が一端から他端（外径側から内径側）に向かうに従い徐々に細くなるように形成された板状部材であり、内径側である先端部に、ウエッジ部材３０の取付軸部３４が挿通される挿通孔４１を有している。
【００７４】
又、当該ウエッジ固定部材４０は、ステータコア１０の軸方向端面において、或る一のティース１２に対応する位置に、ボルト４２によって固設される。この時、図６、図９に示すように、ウエッジ固定部材４０の挿通孔４１は、ティース１２の先端よりも内径側に位置する。これにより、ウエッジ部材３０の両端に形成された取付軸部３４を、簡易な作業で、ウエッジ固定部材４０の挿通孔４１に挿通することができ、もって、ウエッジ部材３０をステータコア１０内周面に沿って配設し得る。
【００７５】
ここで、図８に示すように、コイルエンド部２１を構成する平角線２２は、スロット１１から軸方向に所定距離だけ伸びた後に、折曲されている。従って、ステータコア１０の軸方向端面と、コイルエンド部２１を構成する平角線２２との間には、一定の空間が形成される為、ウエッジ固定部材４０は、ステータコア１０の軸方向端面に沿って配設され得る。
【００７６】
又、図９に示すように、当該ウエッジ固定部材４０は、ティース１２の外形に対応して形成されている為、当該ウエッジ固定部材４０は、各スロット１１から軸方向に延びる平角線２２に干渉することはない（図８参照）。
尚、図９においては、図示の関係上、各スロット１１内に配設されている平角線２２及び、コイルエンド部２１を構成する平角線２２を省略して示している。
【００７７】
続いて、第２実施形態に係るステータ１において、ウエッジ部材３０の取付作業について説明する。図７に示すように、第２実施形態に係るステータ１は、ステータコイル２０が巻装されたステータコア１０に対して、ウエッジ部材３０及びウエッジ固定部材４０を配設することにより構成される。
【００７８】
尚、第２実施形態におけるステータコア１０においては、各スロット１１は、所謂、オープンスロットとして形成されており、平角線２２の幅寸法よりやや大きな周方向寸法に形成されている為、ステータコイル２０を構成する複数本の平角線２２は、ステータコア１０内周側からスロット１１内へ挿入され、スロット１１内に配置される。
【００７９】
そして、ウエッジ固定部材４０は、ステータコア１０の軸方向両端面において、或る特定の一のティース１２に対応する位置に、ボルト４２によって固設される。具体的には、当該ウエッジ固定部材４０は、或る特定の一のティース１２に対応する位置において、コイルエンド部２１を構成する平角線２２と、ステータコア１０の軸方向端面との間に形成される空間に対して、ステータ１の外径側からステータコア１０の軸方向端面に沿って挿入される。この時、当該ウエッジ固定部材４０は、その先端部に穿設された挿通孔４１がティース１２の先端よりもステータコア１０の内径側に位置するまで挿入され、ボルト４２によって、ステータコア１０の軸方向端面に固設される。
【００８０】
こうして、ステータコイル２０が巻装されたステータコア１０の軸方向両端面に、それぞれウエッジ固定部材４０が固設されると、図７に示すように、ウエッジ部材３０が、円筒形状に構成されたステータコア１０の内部に挿入される。この時、ウエッジ部材３０の両端部に対しては、当該ウエッジ部材３０を周方向（ウエッジ部材３０の巻き方向に準じた方向）にねじるように力が加えられ、且つ、当該ウエッジ部材３０を軸方向に圧縮する力が加えられている。
【００８１】
当該ウエッジ部材３０を周方向（ウエッジ部材３０の巻き方向に準じた方向）にねじるように力が加えられることにより、当該ウエッジ部材３０の外径は、通常時（外力が加えられていない状態）よりも小径となるように変形する。これにより、ウエッジ部材３０の外径が、ステータコア１０の内径よりも小径となる為、ウエッジ部材３０を容易に、ステータコア１０の内部に挿入することが可能となる。
【００８２】
軸方向に圧縮した状態で、ウエッジ部材３０がステータコア１０の内部へ挿入されると、当該ウエッジ部材３０の一端側に位置する取付軸部３４は、ステータコア１０の軸方向一端部側に位置するウエッジ固定部材４０の挿通孔４１を挿通する。その後、ステータ１の他端側においても、ウエッジ部材３０の取付軸部３４がウエッジ固定部材４０の挿通孔４１を挿通するように調整しつつ、当該ウエッジ部材３０を外力から開放する。
【００８３】
これにより、コイルバネ状に形成されたウエッジ部材３０は、軸方向に伸びるように変形する為、ステータコア１０の軸方向両端に配設されたウエッジ固定部材４０の間で、当該ウエッジ部材３０の弾性力によって固定される。
又、ウエッジ部材３０の両端に位置する取付軸部３４が、周方向における所定位置に位置するウエッジ固定部材４０の挿通孔４１を挿通し、且つ、外力から開放されたことにより、ウエッジ部材３０の外径が大きくなるように変形する為、ウエッジ部材３０は、ステータコア１０の内周面を構成する各ティース１２の先端に接触し、ステータコア１０の内周面に沿った所定位置に位置決めされる。
【００８４】
次に、第２実施形態に係るステータ１におけるウエッジ部材３０の加工部３１及び磁束誘導部３２の構成について、図１０、図１１を参照しつつ詳細に説明する。尚、図１０は、第２実施形態に係るステータ１を、軸方向に直交する平面で切断した部分断面図であり、ウエッジ部材３０における加工部３１及び磁束誘導部３２の平面形状を示す説明図である。又、図１１は、第２実施形態に係るステータ１を、ステータコア１０内部から見た部分拡大図であり、軸方向におけるウエッジ部材３０の加工部３１及び磁束誘導部３２の形状を示す説明図である。
【００８５】
上述したように、加工部３１及び磁束誘導部３２は、ウエッジ部材３０のコイル状に巻回された部分に、加工部３１と磁束誘導部３２が交互になるように形成されている。ここで、ウエッジ部材３０両端に形成された取付軸部３４が、夫々、ウエッジ固定部材４０の挿通孔４１を挿通することで、ウエッジ部材３０は、ステータコア１０の内周面に沿った所定位置に位置決めされる。これにより、加工部３１は、夫々、スロット１１の開口部に対向する位置に位置し、磁束誘導部３２は、夫々、ティース１２の先端に対向する位置に位置する（図１０、図１１参照）。
【００８６】
第２実施形態においては、加工部３１は、当該ウエッジ部材３０をステータコア１０内部に配設した場合に、各スロット１１の開口部と対向する部分を構成する強磁性体からなる線材に対して、所定の形状加工を施すことにより形成される。図１０、図１１に示すように、当該加工部３１は、スロット１１の周方向寸法よりも狭く形成されている。
【００８７】
一方、磁束誘導部３２は、コイル状に巻回された線材における各加工部３１を除いた部分により構成される。上述したように、各スロット１１の間には、必ずティース１２が存在する為、ウエッジ部材３０のコイル状に巻回された部分においては、加工部３１と磁束誘導部３２が交互に形成され、各磁束誘導部３２は、夫々、ティース１２の先端に対向する位置に配設される。又、各加工部３１はスロット１１の周方向寸法よりも狭く形成されている為、各磁束誘導部３２は、図１０、図１１に示すように、各ティース１２の先端における周方向寸法よりも広く形成されている。
【００８８】
各加工部３１は、各スロット１１の開口部と対向する部分の線材に対して形状加工を施すことにより形成されており、図１０に示すように、当該形状加工の結果、加工部３１を構成する線材の外径側面が内径側に凹状に窪み、且つ、その内径側面は外径側に凹状に窪んでいる。又、図１１に示すように、加工部３１を構成する線材の軸方向寸法は、ウエッジ部材３０を構成する線材における他の部分（即ち、磁束誘導部３２）よりも小さく形成される。
【００８９】
ここで、第２実施形態に係るステータ１は、インナーロータ型の回転電機を構成する為、界磁を構成するロータは、円筒状に形成されたステータコア１０の内部に回転自在に配設され、コイルバネ状に形成されたウエッジ部材３０の内径側に位置する。
【００９０】
第２実施形態において、各加工部３１を構成する線材の内径側面は、外径側に凹状に窪んで形成されている為、各磁束誘導部３２を構成する線材の内径側面よりも外径側に位置する（図１０参照）。界磁を構成するロータ表面との距離が近い程、ロータからの磁束が通り易いので、各加工部３１は、各磁束誘導部３２よりも磁束が通りにくい状態となる。これにより、第２実施形態に係るステータ１によれば、各磁束誘導部３２の間には、必ず前記加工部３１が存在することになる為、磁束の短絡を抑制し得る。
【００９１】
又、図１１に示すように、各加工部３１は、スロット１１の周方向寸法、及び、各磁束誘導部３２の周方向寸法よりも狭く形成されており、軸方向寸法に関しても、磁束誘導部３２の軸方向寸法よりも小さく形成されている。即ち、界磁であるロータに対向する部分の面積に関して、各加工部３１は、各磁束誘導部３２よりも小さく形成されている。ここで、界磁であるロータに対向する部分の面積が大きい程、界磁からの磁束が多く通ることになる為、各加工部３１は、各磁束誘導部３２よりも磁束が通りにくい状態となる。従って、この点においても、第２実施形態に係るステータ１は、前記加工部３１によって、磁束の短絡を抑制することができる。
【００９２】
図１０に示すように、各磁束誘導部３２は、それぞれティース１２の先端と接触して配置されており、その周方向寸法は、ティース１２の周方向寸法よりも広く形成されている。上述したように、各磁束誘導部３２は、界磁であるロータからの磁束が多く通るように構成されており、界磁からの磁束を、当該磁束誘導部３２を介して、ティース１２へ導くことができる。
【００９３】
従って、第２実施形態においては、スロット１１は、オープンスロットとして構成されているが、ティース１２と、ウエッジ部材３０の磁束誘導部３２が協働することにより、当該スロットをセミオープンスロット（スロット開口部の周方向寸法が、ステータコイルが巻装される部分の周方向寸法よりも狭いスロット）として構成した場合と同様に、界磁（ロータ）からの磁束をステータコア１０内に多く導くことができ、当該磁束を有効磁束として作用させ、回転電機の出力向上に貢献し得る。
【００９４】
又、第２実施形態に係るステータ１においては、ステータコア１０の各スロット１１をオープンスロットとし、且つ、ステータコイル２０を平角線２２により構成することで、スロット１１内における占積率を向上させることができる。更に、ステータコイル２０を各スロット１１に巻装する際に、平角線からなるステータコイル２０を、スロット１１の開口部を介して、径方向に挿入することができる為、ステータコイル２０の巻装作業を簡便なものとすることができる。
【００９５】
「スロット１１内における占積率の向上」や「ステータコイル２０の巻装作業の簡素化」という利点は、スロット１１をオープンスロットとし、且つ、ステータコイル２０を平角線２２で構成することが必要である。セミオープンスロットをスロット１１として採用した場合には、スロット開口部の周方向寸法が狭く形成される為、これらの利点を生じさせることができない。
【００９６】
この点、第２実施形態に係るステータ１によれば、スロット１１をオープンスロットとし、且つ、ステータコイル２０を平角線２２で構成したことによる「スロット１１内における占積率の向上」や「ステータコイル２０の巻装作業の簡素化」という利点と、「界磁（ロータ）からの磁束を有効磁束として作用させる」という、セミオープンスロットの利点も両立させ得る。
【００９７】
以上説明したように、第２実施形態に係るステータ１は、その内周面に複数のスロット１１及びティース１２を有するステータコア１０と、各スロット１１内に巻装されるステータコイル２０と、ウエッジ部材３０とを有して構成される。図６、図７に示すように、ウエッジ部材３０は、強磁性体からなる線材によりコイルバネ状に構成されており、前記ステータコア１０の内周面に沿って、前記複数のスロット１１の開口部及び前記ティース１２の先端部分を、周方向に横切るように配設される。ウエッジ部材３０を構成する線材が、各スロット１１の開口部を周方向に横切るように配設されている為、当該ウエッジ部材３０は、スロット１１内に配設されたステータコイル２０の抜け止めとして機能する。
【００９８】
又、図１０、図１１に示すように、当該ウエッジ部材３０は、各スロット１１の開口部に対向する位置に、加工部３１を有している。加工部３１は、ウエッジ部材３０を構成する線材の内、各スロット１１の開口部に対向する部分に対して、所定の形状加工を施すことにより、図１０、図１１に示す形状を為し、界磁からの磁束が通りにくい状態となっている。この結果、第２実施形態に係るステータ１によれば、界磁（ロータ）からの磁束が、各スロット１１の開口部に対向する部分のウエッジ部材３０を介して短絡することを抑制し得る。これにより、当該ステータ１は、当該磁束の短絡を抑制することによって、界磁（ロータ）からの磁束を有効磁束として活用することができ、もって、当該ステータ１を用いた回転電機における出力の向上に貢献し得る。
【００９９】
又、第２実施形態に係るステータ１において、ウエッジ部材３０は、各ティース１２の先端に対向する部分に、磁束誘導部３２を有している。そして、各加工部３１は、前記スロット１１の開口部における周方向寸法よりも狭く形成されており、各磁束誘導部３２は、前記ティース１２の先端における周方向寸法よりも広く形成されている。これにより、当該ウエッジ部材３０において、加工部３１は、界磁からの磁束が通りにくい状態となり、磁束誘導部３２は、界磁からの磁束が通りやすい状態となる。この結果、当該ステータ１によれば、前記ウエッジ部材３０は、界磁（ロータ）からの磁束を、磁束誘導部３２及び各ティース１２を介して、ステータコア１０内に導くことができ、当該磁束を有効磁束として作用させ得る。即ち、当該ステータ１は、オープンスロットとして形成されたスロット１１を有するステータコア１０に対して、磁束誘導部３２及び加工部３１を有するウエッジ部材３０を配設することにより、当該ステータコアにおけるスロットを、所謂、セミオープンスロットとした場合と同様の効果を生じさせ得る。
【０１００】
図６、図７に示すように、前記ウエッジ部材３０は、前記ステータコア１０の内周面に沿って螺旋を描くコイルバネ状に形成されている。又、前記ステータコア１０の軸方向両端部には、ウエッジ固定部材４０が夫々固設されている。従って、当該ステータ１によれば、コイルバネ状のウエッジ部材３０を変形させつつ、当該ウエッジ部材３０の両端に形成された取付軸部３４を、それぞれウエッジ固定部材４０の挿通孔４１に挿通するという簡単な作業で、ウエッジ部材３０をステータコア１０の内周面に沿って配設することができ、ステータコイル２０の抜け止め及び磁束の短絡を抑制し得る。
【０１０１】
又、各ウエッジ固定部材４０は、所定のティース１２における先端よりも内径側に突出するように固設されている為、前記ウエッジ部材３０の両端を、夫々、ウエッジ固定部材４０に取り付ければ、当該ウエッジ部材３０は、ステータコア１０の内周面における所定位置に位置決めされる。これにより、当該ウエッジ部材３０における各加工部３１及び各磁束誘導部３２を、夫々、各スロット１１の開口部、及び各ティース１２の先端に対向する位置に位置決めすることができ、もって、より確実に磁束の短絡を抑制し得る。
【０１０２】
図６、図７に示すように、前記ウエッジ部材３０はコイルバネ状に形成されている為、当該ウエッジ部材３０を取り付けると、ステータコア１０の軸方向において、一定の間隔をもって、ウエッジ部材３０が各スロット１１を周方向に横切るように配置されることになる。この結果、当該ステータ１によれば、コイルバネ状のウエッジ部材３０によって、各スロット１１内に配設されたステータコイル２０を、効率良く抜け止めし得る。
【０１０３】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。例えば、第１実施形態においては、略円環状のウエッジ部材３０は、位置決め機構部３３として、規制片３３Ａを有する構成であったが、この態様に限定されるものではない。
【０１０４】
例えば、図１２に示すように、ウエッジ部材３０を構成する一の磁束誘導部３２において、ステータコア１０の軸方向に向かって突出形成された突片と、ウエッジ取付凹部１３内における軸方向端面に、軸方向に窪んだ凹部を形成し、磁束誘導部３２における突片を、ウエッジ取付凹部１３における凹部に嵌合させることにより、位置決め機構部３３として機能させる構成であってもよい。
【０１０５】
同様に、ウエッジ部材３０を構成する一の磁束誘導部３２において、ステータコア１０の軸方向に窪んだ凹部と、ウエッジ取付凹部１３内における軸方向端面に、軸方向に向かって突出形成された突片を形成し、ウエッジ取付凹部１３における突片を、磁束誘導部３２における凹部に嵌合させることにより、位置決め機構部３３として機能させる構成であってもよい（図１２参照）。
【０１０６】
図１２のように、位置決め機構部３３として、突片と凹部による２つの構成を、同時に用いても良いし、上述した２つの構成の内、何れか一方のみを採用して、位置決め機構部３３を構成しても良い。
【０１０７】
又、ウエッジ部材３０における加工部３１を形成する為の加工処理については、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の態様を採用することができる。例えば、加工部３１の軸方向寸法を、磁束誘導部３２の軸方向寸法よりも小さくする形状加工（図５、図１１参照）に限定されるものではなく、界磁であるロータと対向する面積に関して、加工部３１を、磁束誘導部３２よりも小さくするものであれば、種々の態様を採用し得る。具体的には、図１３に示すように、ウエッジ部材３０を構成する線材において、各加工部３１を構成する部分に、径方向に貫通する穴を穿設することで、加工部３１における界磁と対向する部分の面積を、磁束誘導部３２よりも小さくしてもよい。
【０１０８】
又、加工部３１を形成する為の加工処理の内容は、上述した実施形態のような形状加工に限定されるものではなく、磁束が通りにくくなる加工処理であれば、種々の態様を採用し得る。例えば、図１４に破線で示す加工部３１に相当する部分に対して、非磁性化処理を行う態様であってもよい。
【０１０９】
更に、上述した実施形態においては、図３、図１０に示すように、加工部３１の平面形状は、ウエッジ部材３０の内径側面及び外径側面を凹状に窪ませたものであったが、この態様に限定されるものではない。例えば、図１５に示すように、加工部３１を構成する線材の内径側面を、外径方向に凹状に窪ませた形状とし、外径側面についてはそのままの状態としてもよい。
【０１１０】
同様に、図１６に示すように、スロット１１の開口部に対向する部分が、磁束誘導部３２よりも外径側に位置するように、折り曲げ加工を施すことにより、各加工部３１を形成してもよい。
【０１１１】
更に、ウエッジ部材３０における各加工部３１の構成は、上述した図３、図５、図１０、図１１〜図１６に示す形状加工を、適宜組み合わせて構成することも可能である。例えば、加工部３１の平面形状を図３、図１０の態様とする形状加工と、加工部３１を構成する線材に対して、径方向に貫通する穴を穿設する形状加工（図１３参照）を組み合わせても良い。又、径方向視の形状（図５、図１１〜図１３）のみ、又は、軸方向視の形状（図３、図１０、図１５、図１６）のみの形状加工を施しても良い。更に、これらの形状加工に加えて、各加工部３１に対して、非磁性化処理を施してもよい。いずれにしても、磁束が線材内を通りにくくする事で、短絡を抑制する加工が施されていればよい。
【０１１２】
上述した実施形態においては、ウエッジ部材３０は、ステータコア１０の内周面に沿った円環の内、一のスロット開口部に対応する部分が欠けた略円環状や、円柱状の螺旋に巻回されたコイルバネ状に形成されていたが、この態様に限定されるものではなく、ステータコア１０の内周面に沿って、前記複数のスロット１１の開口部及び前記ティース１２の先端部分を、周方向に横切るように配設されるものであれば、種々の態様を採用し得る。例えば、磁性材からなる線材を、ステータコア１０の内径よりもやや大径の円環として形成し、ステータコア１０の内部に対して圧入する構成を採用することも可能である。
【０１１３】
又、上述した第２実施形態においては、ウエッジ固定部材４０は、ステータコア１０の軸方向端面に対して、ボルト４２によって固設する構成であったが、この態様に限定されるものではない。例えば、ウエッジ固定部材４０を、ステータコア１０の軸方向端面に固定する方法としては、例えば、溶接等の種々の方法を採用することが可能である。
【０１１４】
又、上述した第２実施形態においては、ウエッジ固定部材４０は、ステータコア１０と別部材により構成されていたが、この態様に限定されるものではない。例えば、ウエッジ固定部材４０をステータコア１０と一体に形成することも可能である。具体的には、ステータコア１０を構成する磁性鋼板の内、軸方向端部側に配設される磁性鋼板において、或る一のティース１２を、内径方向に延出すると共に、当該延出部分に挿通孔４１を形成してもよい。
【０１１５】
又、上述した実施形態においては、ステータ１は、インナーロータ型の回転電機を構成するステータ１であったが、この態様に限定されるものではなく、本発明は、所謂、アウターロータの回転電機におけるステータに適用することも可能である。
【符号の説明】
【０１１６】
１    ステータ
１０  ステータコア
１１  スロット
１２  ティース
１３  ウエッジ取付凹部
２０  ステータコイル
２２  平角線
３０  ウエッジ部材
３１  加工部
３２  磁束誘導部
３３  位置決め機構部
４０  ウエッジ固定部材
【図１】
2014036551.tif 000003
【図２】
2014036551.tif 000004
【図３】
2014036551.tif 000005
【図４】
2014036551.tif 000006
【図５】
2014036551.tif 000007
【図６】
2014036551.tif 000008
【図７】
2014036551.tif 000009
【図８】
2014036551.tif 000010
【図９】
2014036551.tif 000011
【図１０】
2014036551.tif 000012
【図１１】
2014036551.tif 000013
【図１２】
2014036551.tif 000014
【図１３】
2014036551.tif 000015
【図１４】
2014036551.tif 000016
【図１５】
2014036551.tif 000017
【図１６】
2014036551.tif 000018