(57)【要約】  この発明は、シューが磁性鋼板でティースと一体に形成された電機子コアと同等の磁気特性を有するとともに、所望のシュー形状を簡易に、かつ正確に模擬できる磁性クサビを備えた回転電機用電機子を得る。  この発明による回転電機用電機子は、ティースが円環状のコアバックの内周面から径方向内方に突出して周方向に配列され、スロットが隣り合う上記ティース間に形成されている電機子コアと、上記電機子コアに装着された電機子コイルと、隣り合う上記ティースの内周端部間に装着されて、上記スロットの開口部を塞口する磁性クサビと、を備え、上記磁性クサビは、隣り合う上記ティースの内周端部間に周方向に離間して配置された一対の磁性体部と、一対の上記磁性体部を連結する非磁性部と、を備え、上記磁性体部は、矩形平板状の磁性鋼板をその厚み方向に積層して構成されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ティースが円環状のコアバックの内周面から径方向内方に突出して周方向に配列され、スロットが隣り合う上記ティースの間に形成されている電機子コアと、
上記電機子コアに装着された電機子コイルと、
隣り合う上記ティースの内周端部間に装着されて、上記スロットの開口部を塞口する磁性クサビと、を備え、
上記磁性クサビは、隣り合う上記ティースの内周端部間に周方向に離間して配置された一対の磁性体部と、一対の上記磁性体部を連結する非磁性部と、を備え、
上記磁性体部は、矩形平板状の磁性鋼板をその厚み方向に積層して構成されている回転電機用電機子。
【請求項２】
積層方向に隣り合う上記磁性鋼板の間の磁性が断裂されている請求項１記載の回転電機用電機子。
【請求項３】
上記非磁性部は、一対の上記磁性体部を埋設する樹脂モールド部である請求項１又は請求項２記載の回転電機用電機子。
【請求項４】
上記ティースは、周方向の両側面の内周端側に、溝方向を軸方向として、軸方向の一端から他端に至る一対の嵌合溝を有し、
上記磁性クサビは、周方向の両側面から突出して、軸方向の一端から他端に至る一対の嵌合凸部を有し、
上記磁性クサビは、上記嵌合凸部が上記嵌合溝に加圧挟持された状態で上記嵌合溝に嵌合されて、隣り合う上記ティースに保持されている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転電機用電機子。
【請求項５】
上記非磁性部の一対の上記磁性体部の間に位置する部位の周方向位置が、上記電機子コアの軸心に対してスキューしている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転電機用電機子。
【請求項６】
上記磁性クサビは、それぞれ、上記非磁性部の一対の上記磁性体部の間に位置する部位の周方向位置が異なる複数の分割磁性クサビを軸方向に積層して構成されている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転電機用電機子。
【請求項７】
上記磁性クサビは、上記樹脂モールド部の上記スロット側を向く面に、軸方向の一端から他端に至る凹部を有している請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の回転電機用電機子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転電機用電機子に関し、特に電機子コアのスロット開口部に装着される磁性クサビの構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の回転電機用電機子では、騒音の低減、電機子コアの剛性向上を目的として、電機子コアのスロット開口部にクサビが装着されていた。そして、クサビを磁性材料で作製して、クサビ自体に磁気特性を持たせ、回転電機の磁気特性を向上させていた。ここで、磁性材料で作製されたクサビを磁性クサビとする。【０００３】
例えば、磁性粉を加圧成形して作製された一対の磁性体部を樹脂モールド部で一体に連結して構成された従来の磁性クサビが提案されていた（例えば、特許文献１，２参照）。【０００４】
また、アルミ材などの非磁性材が片面あるいは両面に形成された短冊状磁性板を折り曲げてＬ字状の磁性材薄板を作製し、その磁性材薄板を複数枚積層してＬ形部材を作製し、そのＬ形部材を背中合わせに配置し、接着や圧接の手段により一体化して構成された他の従来の磁性クサビが提案されていた（例えば、特許文献３，４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１０５４８８号公報
【特許文献２】特開２００７−２２１９１３号公報
【特許文献３】特開昭６３−０２８２４１号公報
【特許文献４】特開昭６３−０４３５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
磁性粉は、金属粉と高分子材料とを混合したものであり、磁性鋼板などの強磁性体と比較して、透磁率が低い。そこで、シュー部分である磁性体部が磁性粉を加圧成形して作製されている従来の磁性クサビが装着された電機子コアは、シューが磁性鋼板でティース先端に一体に作製されている電機子コアに比べて、磁気特性が低くなってしまう。
また、他の従来の磁性クサビは、短冊状磁性板をＬ字状に折り曲げて作製された磁性材薄板を積層してＬ形部材を構成しているので、Ｌ形部材の角部が円弧形状となってしまい、所望のシュー形状を正確に模擬できなかった。【０００７】
この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、シューが磁性鋼板でティースと一体に形成された電機子コアと同等の磁気特性を有するとともに、所望のシュー形状を簡易に、かつ正確に模擬できる磁性クサビを備えた回転電機用電機子を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る回転電機用電機子は、ティースが円環状のコアバックの内周面から径方向内方に突出して周方向に配列され、スロットが隣り合う上記ティース間に形成されている電機子コアと、上記電機子コアに装着された電機子コイルと、隣り合う上記ティースの内周端部間に装着されて、上記スロットの開口部を塞口する磁性クサビと、を備え、上記磁性クサビは、隣り合う上記ティースの内周端部間に周方向に離間して配置された一対の磁性体部と、一対の上記磁性体部を連結する非磁性部と、を備え、上記磁性体部は、矩形平板状の磁性鋼板をその厚み方向に積層して構成されている。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、磁性クサビの磁性体部がティースの内周端部の周方向両側に配置されるので、シューが磁性鋼板でティースと一体に形成されている電機子コアと同等の磁気特性が得られる。
磁性体部が矩形平板状の磁性鋼板をその厚み方向に積層して構成されているので、磁性鋼板の板厚や幅を変えることで、所望のシュー形状を簡易に、かつ正確に模擬できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係る回転電機用電機子を示す要部端面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る回転電機用電機子における電機子コアを示す要部端面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る回転電機用電機子における電機子コイルを電機子コアに装着する方法を説明する図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る回転電機用電機子における磁性クサビを示す斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る回転電機用電機子における磁性クサビを示す断面図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る回転電機用電機子の磁気特性を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係る回転電機用電機子における磁性クサビを示す断面図である。
【図８】この発明の実施の形態３に係る回転電機用電機子における磁性クサビを長さ方向の他端側から見た平面図である。
【図９】この発明の実施の形態４に係る回転電機用電機子を示す斜視図である。
【図１０】この発明の実施の形態５に係る回転電機用電機子を示す斜視図である。
【図１１】この発明の実施の形態６に係る回転電機用電機子における磁性クサビを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る回転電機用電機子を示す要部端面図、図２はこの発明の実施の形態１に係る回転電機用電機子における電機子コアを示す要部端面図、図３はこの発明の実施の形態１に係る回転電機用電機子における電機子コイルを電機子コアに装着する方法を説明する図、図４はこの発明の実施の形態１に係る回転電機用電機子における磁性クサビを示す斜視図、図５はこの発明の実施の形態１に係る回転電機用電機子における磁性クサビを示す断面図である。
【００１２】
図１において、回転電機用電機子（以下、電機子という）１は、円筒状の電機子コア２と、この電機子コア２に巻装された電機子コイル７と、電機子コア２のスロット６の開口部に装着された磁性クサビ１０と、を備えている。
【００１３】
電機子コア２は、図２に示されるように、磁性鋼板を積層一体化して作製され、円環状のコアバック３と、それぞれ、コアバック３から径方向内方に突出して、周方向に一定のピッチで配列されたティース４と、を備えている。嵌合溝５が、溝方向を軸方向として、ティース４の周方向の両側面の内周端側に形成されている。なお、スロット６が周方向に隣り合うティース４間に形成されている。また、ティース４は、周方向幅が径方向内方に向かって漸次細くなる先細り形状に構成され、スロット６の電機子コア２の軸心と直交する断面が矩形形状となっている。
【００１４】
電機子コイル７は、例えば、絶縁被覆された平角導線をエッジワイズで巻回して構成された集中巻コイルである。このように構成された電機子コイル７は、図３に示されるように、その内部にティース４を通すように、径方向内方からティース４のそれぞれに装着される。
【００１５】
ここで、磁性クサビ１０の構造を図４および図５を参照しつつ説明する。
磁性クサビ１０は、幅方向に離間して配置された一対の磁性体部１１を非磁性部としての樹脂モールド部１３で一体に連結して構成され、電機子コア２の軸方向長さに略等しい長さを有し、かつスロット６の開口部を塞口する断面形状を有する棒状体に作製されている。さらに、磁性クサビ１０は、両側部から突出して長さ方向の一端から他端に至るように設けられた嵌合凸部１４を有する。そして、磁性クサビ１０は、軸方向外方から、嵌合凸部１４を嵌合溝５に挿入して、隣り合うティース４の内周端部間に装着される。このとき、必要に応じて、接着剤を用いて磁性クサビ１０とティース４に固着する。
【００１６】
磁性体部１１は、電磁鋼板などの矩形平板状の磁性鋼板１２を互いに離間してその厚み方向に積層して構成され、磁性鋼板１２の短辺の長さ方向を磁性クサビ１０の幅方向に一致させて、磁性クサビ１０の幅方向両端部に配置されている。さらに、一対の磁性体部１１間の間隔が、スロット６の開口部に装着されたときに、径方向内方に向かって漸次狭くなるように、磁性鋼板１２の短辺長さが設定されている。さらにまた、一対の磁性体部１１の幅方向両端部が、スロット６の開口部に装着されたときに、ティース４の内周端部に樹脂モールド部１３を介して近接している。また、磁性鋼板１２が、嵌合凸部１４内にも配置されている。
【００１７】
このように構成された磁性クサビ１０では、一対の磁性体部１１間の間隔が径方向内方に向かって漸次狭くなっており、かつ一対の磁性体部１１の幅方向両端部がティース４の内周端部に樹脂モールド部１３を介して近接しており、ティース４の内周端部から周方向に突出するシュー形状を模擬している。そこで、電機子１を備えた回転電機において、磁束は、ティース４の部分だけではなく、ティース４の両側に配置された磁性体部１１からティース４に流れ込むので、磁束の流れがスムーズとなり、磁束脈動が小さくなる。また、非磁性部としての樹脂モールド部１３が一対の磁性体部１１間に配置されているので、隣り合うティース４の内周端部間を流れる漏れ磁束がなくなり、鉄損が低減され、出力低下が抑制される。
【００１８】
磁性クサビ１０がスロット６の開口部に装着されて、磁性体部１１がティース４の内周端部の周方向の両側に配置されてシューを構成する。そこで、電機子コイル７のティース４への装着に障害となるシューがないので、電機子コイル７のティース４への装着が容易となり、生産性が向上される。
ティース４が先細り形状であり、スロット６が矩形の断面形状となっているので、電機子コイル７の占積率が高められ、回転電機の銅損が低減される。
【００１９】
磁性クサビ１０がスロット６の開口部を塞口しているので、電機子コイル７の飛び出しが防止される。さらに、ロータの回転によって生じる空気の流れがスムーズとなり、騒音の発生を抑制できる。
磁性鋼板１２の積層体である磁性体部１１を樹脂モールド部１３で連結して構成された磁性クサビ１０が、隣り合うティース４の内周端部間に装着されているので、電機子コア２の剛性が高められる。
【００２０】
実施の形態１によれば、磁性体部１１が磁性鋼板１２を互いに離間して積層して構成され、樹脂モールド部１３でモールドされている。そこで、樹脂モールド部１３の樹脂層が積層方向に隣り合う磁性鋼板１２間に充填され、磁性鋼板１２間が絶縁されている。これにより、磁性鋼板１２間の磁性が断裂され、磁束が磁性体部１１を通過する際に発生する渦電流の経路が断たれるので、渦電流の発生が抑制され、回転電機の渦電流損を低減させることができる。なお、絶縁被膜で被覆されている磁性鋼板１２を用いれば、磁性鋼板１２を接するように積層しても、磁性鋼板１２間の絶縁が確保され、磁性鋼板１２間の磁性を断裂することができる。
【００２１】
また、磁性体部１１が樹脂モールド部１３により覆われているので、樹脂モールド部１３の樹脂層がティース４と磁性体部１１との間に配置され、ティース４と磁性体部１１との間の絶縁が確保される。これにより、ティース４と磁性体部１１との間の磁性が断裂され、磁束が磁性体部１１を通過する際に発生する渦電流の経路が断たれるので、渦電流の発生が抑制され、回転電機の渦電流損を低減させることができる。
【００２２】
Ｌ字状に曲げた磁性鋼板を積層して作製されたＬ形部材を用いた従来の磁性クサビでは、Ｌ形の角部が円弧形状となってしまい、所望のシュー形状を正確に模擬できない。この磁性クサビ１０では、矩形平板状の磁性鋼板１２を厚み方向に積層して磁性体部１１を構成しているので、磁性鋼板１２の幅を変えることで、所望のシュー形状を簡易に、かつ正確に模擬でき、回転電機の効率を高めることができる。
【００２３】
磁性クサビ１０における磁性体部１１は、磁性鋼板１２を積層して作製しているので、磁性粉を加圧成形して作製された磁性体部に比べて、透磁率が高く、磁束を効率よく通すことができる。そこで、磁性クサビ１０を用いることで、磁性粉を加圧成形して作製された磁性体部を備えた従来の磁性クサビを用いた場合に比べて、回転電機の磁気特性を向上させることができる。
【００２４】
また、磁性鋼板１２が、嵌合凸部１４内に配置されているので、嵌合凸部１４の剛性が高められ、磁性クサビ１０がティース４に強固に保持される。また、ティース４の嵌合溝５内が擬似的に磁性体で構成されるので、磁束が嵌合溝５を通りやすくなり、ティース４内部での磁束の損失を低減できる。
また、磁性体部１１は、磁性粉を加圧成形して磁性体部に比べて，剛性が高いので、電機子コア２の自重や遠心力に起因する撓みの発生や振動の発生を抑制できる。
【００２５】
また、磁性体部１１が矩形平板状の磁性鋼板１２を積層して構成されているので、磁性鋼板１２の板厚、積層枚数、磁性鋼板１２間の隙間、磁性鋼板１２の短辺方向の長さを変化させることで、磁性体部１１の形状を任意に設定できるので、所望のシュー形状を正確に模擬することができる。
【００２６】
ここで、磁性クサビ１０は、それぞれ、磁性鋼板１２を設定された隙間を確保してその厚み方向に積層して作製された一対の積層体を金型内に離間して配置し、溶融樹脂を金型内に射出した後、樹脂を冷却、硬化して作製される。これにより、一対の磁性体部１１が樹脂モールド部１３に埋設された磁性クサビ１０が得られる。なお、絶縁被覆されている磁性鋼板１２を用いる場合には、磁性鋼板１２を接するようにその厚み方向に積層して積層体を構成してもよい。
【００２７】
つぎに、周波数４８ｋＨｚのときに、磁性クサビ１０を装着した電機子コア２、比較のために、磁性クサビ１０を装着していない電機子コア２、およびシューが一体成形された電機子コアに発生する誘起電圧を測定した結果を図６に示す。図６はこの発明の実施の形態１に係る回転電機用電機子の磁気特性を示す図である。図中、本発明は磁性クサビ１０を装着した電機子コア２であり、比較例１は磁性クサビ１０を装着していない電機子コア２であり、比較例２はシューが一体成形された電機子コアである。また、磁性クサビ１０の磁性体部１１は、０．５ｍｍの板厚の磁性鋼板１２を０．１５ｍｍの隙間をあけて積層して作製した。
【００２８】
図６から、磁性クサビ１０を装着した電機子コア２（本発明）には０．９２８Ｖの誘起電圧が発生した。また、磁性クサビ１０を装着していない電機子コア２（比較例１）には０．８５０Ｖの誘起電圧が発生し、シューが一体成形された電機子コア（比較例２）には０．９６９Ｖの誘起電圧が発生した。つまり、磁性クサビ１０を装着した電機子コア２に発生した誘起電圧は、磁性クサビ１０を装着していない電機子コア２に発生した誘起電圧より９．２％高く、シューが一体成形された電機子コアに発生する誘起電圧より４．２％低い結果となった。このように、磁性クサビ１０を装着した電機子コア２は、シューが一体成形された電機子コアに比べて磁気特性は劣るが、その差は４％程度である。また、磁性クサビ１０を装着した電機子コア２は、磁性クサビ１０を装着していない電機子コア２、すなわちシューのない電機子コア２に比べて、磁束を多く拾うことができることが確認できた。つまり、本発明の磁性クサビ１０を用いることが有用であることが確認できた。
【００２９】
上記の例では、磁性体部１１は、０．５ｍｍの板厚の磁性鋼板１２間に０．１５ｍｍの非磁性の樹脂層が設けられているが、この非磁性の樹脂層をさらに薄くすることで、磁性体部１１の透磁率を向上させることができる。そして、磁性体部１１の透磁率が向上させることで、電機子コア２の磁気特性が高められ、回転電機の効率を向上させることができる。
また、非磁性の樹脂層の厚みを変えることで、磁性体部１１における磁性体と非磁性体の体積比を調整し、磁性体部１１の透磁率を調整できる。したがって、実施の形態１によれば、電機子コア２の磁気特性を用途に応じて自在に調整できる。
【００３０】
実施の形態２．
図７はこの発明の実施の形態２に係る回転電機用電機子における磁性クサビを示す断面図である。
【００３１】
図７において、磁性クサビ１０Ａは、幅方向に離間して配置された一対の磁性体部１１Ａを非磁性部としての樹脂モールド部１３で一体に連結して構成され、電機子コア２の軸方向長さに略等しい長さを有し、かつスロット６の開口部を塞口する断面形状を有する棒状体に作製されている。さらに、磁性クサビ１０Ａは、両側部から突出して長さ方向の一端から他端に至るように設けられた嵌合凸部１４を有する。磁性体部１１Ａは、矩形平板状の磁性鋼板１２を互いに離間してその厚み方向に積層して構成され、磁性鋼板１２の厚み方向を磁性クサビ１０Ａの幅方向に一致させて、磁性クサビ１０Ａの幅方向両端部に配置されている。さらに、一対の磁性体部１１Ａ間の間隔が、スロット６の開口部に装着されたときに、径方向内方に向かって漸次狭くなるように、磁性鋼板１２の短辺長さが設定されている。さらにまた、一対の磁性体部１１Ａの幅方向両端部が、スロット６の開口部に装着されたときに、ティース４の内周端部に樹脂モールド部１３を介して近接している。また、磁性鋼板１２が、嵌合凸部１４内にも配置されている。
【００３２】
なお、実施の形態２では、磁性クサビ１０に代えて磁性クサビ１０Ａを用いている点を除いて、上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００３３】
この実施の形態２においても、磁性体部１１Ａが磁性鋼板１２を互いに離間して積層して構成され、樹脂モールド部１３でモールドされているので、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００３４】
実施の形態２では、磁性鋼板１２を周方向に積層して磁性体部１１Ａを構成している。そこで、ロータからティース４の両側に配置された磁性体部１１Ａを介してティース４に流れ込む磁束の流れ方向における磁路が、樹脂モールド部１３の樹脂層により磁性鋼板１２の枚数分に分断されている。そこで、樹脂モールド部１３の樹脂層により磁性鋼板１２間の絶縁が確保され、磁性鋼板１２間の磁性が断裂される。このように、磁束が磁性体部１１Ａを通過することにより発生する渦電流の経路が磁性鋼板１２の枚数分だけ細かく分断されるので、渦電流の発生を抑制でき、回転電機の渦電流損を低減できる。
【００３５】
ここで、磁性鋼板１２の板厚を薄くするほど、磁束が通過する面の磁性体の磁性を細かく分断でき、渦電流の発生を抑制できる。
また、磁性体部１１Ａが矩形平板状の磁性鋼板１２を積層して構成されているので、磁性鋼板１２の板厚、積層枚数、磁性鋼板１２間の隙間、磁性鋼板１２の短辺方向の長さを変化させることで、磁性体部１１Ａの形状を任意に設定できるので、所望のシュー形状を正確に模擬することができる。
【００３６】
また、実施の形態２においても、磁性鋼板１２間に充填された非磁性の樹脂層の厚みを変えることで、磁性体部１１における磁性体と非磁性体の体積比を調整し、磁性体部１１の透磁率を調整できる。したがって、実施の形態２においても、電機子コア２の磁気特性を用途に応じて自在に調整できる。
【００３７】
実施の形態３．
図８はこの発明の実施の形態３に係る回転電機用電機子における磁性クサビを長さ方向の他端側から見た平面図である。
【００３８】
図８において、磁性クサビ１０Ｂは、幅方向に離間して配置された一対の磁性体部１１Ｂを非磁性部としての樹脂モールド部１３で一体に連結して構成され、電機子コア２の軸方向長さに略等しい長さを有し、かつスロット６の開口部を塞口する断面形状を有する棒状体に作製されている。さらに、磁性クサビ１０Ｂの両側部から突出して長さ方向の一端から他端に至るように設けられた嵌合凸部１４Ｂが、その突出量を磁性クサビ１０Ｂの長さ方向の他端から一端側に向かって漸次長くなるように形成されている。磁性体部１１Ｂは、矩形平板状の磁性鋼板１２をその厚み方向に積層して構成され、磁性鋼板１２の短辺の長さ方向を磁性クサビ１０Ｂの幅方向に一致させて、磁性クサビ１０Ｂの幅方向両端部に配置されている。さらに、一対の磁性体部１１Ｂ間の間隔が、スロット６の開口部に装着されたときに、径方向内方に向かって漸次狭くなるように、磁性鋼板１２の短辺長さが設定されている。さらにまた、一対の磁性体部１１Ｂの幅方向両端部が、スロット６の開口部に装着されたときに、ティース４の内周端部に樹脂モールド部１３を介して近接している。また、磁性鋼板１２が、嵌合凸部１４Ｂ内にも配置されている。
なお、実施の形態３では、磁性クサビ１０に代えて磁性クサビ１０Ｂを用いている点を除いて、上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００３９】
この実施の形態３においても、磁性体部１１Ｂが磁性鋼板１２を互いに離間して積層して構成され、樹脂モールド部１３でモールドされているので、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００４０】
この実施の形態３では、磁性クサビ１０Ｂの嵌合凸部１４Ｂの長さ方向の他端側を電機子コア２の一端に向けて、嵌合凸部１４Ｂを嵌合溝５に押し入れて、磁性クサビ１０Ｂが隣り合うティース４の内周端部間に装着される。嵌合溝５の溝深さは、電機子コア２の軸方向に一定である。そこで、嵌合凸部１４Ｂが嵌合溝５に加圧挟持された状態で嵌合溝５内に嵌合されて、すなわち嵌合溝５に圧入されて、磁性クサビ１０Ｂが電機子コア２に保持される。
【００４１】
この実施の形態３によれば、嵌合凸部１４Ｂが嵌合溝５に圧入されて、磁性クサビ１０Ｂが電機子コア２に強固に保持されるので、電機子コア２全体の剛性を高めることができる。また、嵌合凸部１４Ｂと嵌合溝５との嵌合部を含めて、磁性クサビ１０Ｂとティース４とが隙間なく連結されるので、回転電機の駆動時の振動が伝達されることによって生じる騒音の発生を抑制できる。
【００４２】
なお、上記実施の形態３では、嵌合溝５の溝深さを一定とし、嵌合凸部１４Ｂの突出量を磁性クサビ１０Ｂの長さ方向の他端から一端側に向かって漸次長くなるように形成されているが、嵌合凸部の突出量を一定とし、嵌合溝の溝深さを電機子コアの軸方向の他端から一端側に向かって漸次浅くなるように形成してもよい。
また、上記実施の形態３では、実施の形態１による磁性クサビの嵌合凸部の突出量を，磁性クサビの長さ方向の他端から一端側に向かって漸次長くなるように形成しているが、他の実施の形態による磁性クサビの嵌合凸部の突出量を、磁性クサビの長さ方向の他端から一端側に向かって漸次長くなるように形成してもよい。
【００４３】
実施の形態４．
図９はこの発明の実施の形態４に係る回転電機用電機子を示す斜視図である。なお、図中、電機子コイルは省略されている。
【００４４】
図９において、磁性クサビ１０Ｃは、幅方向に離間して配置された一対の磁性体部１１Ｃを非磁性部としての樹脂モールド部１３で一体に連結して構成され、電機子コア２の軸方向長さに略等しい長さを有し、かつスロット６の開口部を塞口する断面形状を有する棒状体に作製されている。さらに、嵌合凸部１４が、磁性クサビ１０Ｃの両側部から突出して長さ方向の一端から他端に至るように設けられている。磁性体部１１Ｃは、矩形平板状の磁性鋼板（図示せず）をその厚み方向に積層して構成され、磁性鋼板の短辺の長さ方向を磁性クサビ１０Ｃの幅方向に一致させて、磁性クサビ１０Ｃの幅方向両端部に配置されている。
【００４５】
そして、一対の磁性体部１１Ｃの同一層における磁性鋼板の短辺長さの総和を一定とし、一方の磁性体部１１Ｃの磁性鋼板の短辺長さを長さ方向の一端側から他端側に向かって漸次長くなるように形成し、他方の磁性体部１１Ｃの磁性鋼板の短辺長さを長さ方向の一端側から他端側に向かって漸次短くなるように形成している。磁性クサビ１０Ｃの長さ方向の中央位置を通り、電機子コア２の軸心と直交する断面では、一対の磁性体部１１Ｃ間の間隔が、径方向内方に向かって漸次狭くなっている。また、磁性クサビ１０Ｃの長さ方向の中央位置を通り、電機子コア２の軸心と直交する断面では、一対の磁性体部１１Ｃは、磁性クサビ１０Ｃの周方向の中央位置と電機子コア２の軸心とを通る直線を対称軸として、対称に配置されている。また、磁性鋼板が、嵌合凸部１４内にも配置されている。さらに、一対の磁性体部１１Ｃの幅方向両端部が、スロット６の開口部に装着されたときに、ティース４の内周端部に樹脂モールド部１３を介して近接している。
【００４６】
なお、実施の形態４では、磁性クサビ１０に代えて磁性クサビ１０Ｃを用いている点を除いて、上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００４７】
このように構成された電機子１Ｃにおいても、磁性体部１１Ｃが矩形平板状の磁性鋼板１２を互いに離間して積層して構成され、樹脂モールド部１３でモールドされているので、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００４８】
実施の形態４では、一対の磁性体部１１Ｃの間に位置する樹脂モールド部１３の部位の周方向位置が、電機子コア２の軸方向に対して、傾斜している。このように、磁性クサビ１０Ｃにスキューがつけられているので、回転電機のトルクリップルを低減することができる。
【００４９】
従来、電機子コア２にスキューをつけるには、ティース４の周方向位置を軸方向一側から他側に向かって周方向に一側に順次シフトさせる必要があり、電機子コア２の製造工程が煩雑となる。さらに、スキューがつけられていないティースへの電機子コイル７の装着工程に比べて、スキューがつけられたティースへの電機子コイル７の装着工程が煩雑となる。
実施の形態４によれば、磁性クサビ１０Ｃを用いることで、電機子コア２自体にスキューをつける必要がないので、煩雑な電機子コアの製造工程や電機子コイル７の装着工程をとる必要がなく、電機子１Ｃの生産性を向上できる。
【００５０】
なお、上記実施の形態４では、実施の形態１による磁性クサビにおいて、一対の磁性体部間に位置する樹脂モールド部の部位の周方向位置を、軸方向に対して傾斜させて、スキューをつけているが、他の実施の形態による磁性クサビに、同様にして、スキューをつけてもよい。
【００５１】
実施の形態５．
図１０はこの発明の実施の形態５に係る回転電機用電機子を示す斜視図である。なお、図中、電機子コイルは省略されている。
【００５２】
図１０において、磁性クサビ１０Ｄは、第１、第２および第３分割磁性クサビ２０，２１，２２を電機子コア２の軸方向に積層して構成されている。
第１分割磁性クサビ２０は、幅方向に離間して配置された一対の磁性体部１１Ｄ1を非磁性部としての樹脂モールド部１３1で一体に連結して構成され、電機子コア２の軸方向長さの１／３の長さを有し、かつスロット６の開口部を塞口する断面形状を有する棒状体に作製されている。さらに、嵌合凸部１４が、第１分割磁性クサビ２０の両側部から突出して長さ方向の一端から他端に至るように設けられている。磁性体部１１Ｄ1は、矩形平板状の磁性鋼板（図示せず）をその厚み方向に積層して構成され、磁性鋼板の短辺の長さ方向を第１分割磁性クサビ２０の幅方向に一致させて、第１分割磁性クサビ２０の幅方向両端部に配置されている。さらに、一対の磁性体部１１Ｄ1間の間隔が、スロット６の開口部に装着されたときに、径方向内方に向かって漸次狭くなるように、磁性鋼板の短辺長さが設定されている。また、磁性鋼板が、嵌合凸部１４内にも配置されている。
【００５３】
第２分割磁性クサビ２１および第３分割磁性クサビ２２は、一対の磁性体部間に位置する樹脂モールド部の部位の周方向位置が異なる点を除いて、第１分割磁性クサビ２０と同様に構成されている。
【００５４】
第２分割磁性クサビ２１は、一対の磁性体部１１Ｄ2間に位置する樹脂モールド部１３2の部位が第２分割磁性クサビ２１の周方向の中央に位置している。第１分割磁性クサビ２０は、一対の磁性体部１１Ｄ1間に位置する樹脂モールド部１３1の部位が第１分割磁性クサビ２０の周方向の中央位置から周方向の他側にシフトしている。一方、第３分割磁性クサビ２２は、一対の磁性体部１１Ｄ3間に位置する樹脂モールド部１３3の部位が第３分割磁性クサビ２２の周方向の中央位置から周方向の一側にシフトしている。
【００５５】
これにより、第１、第２および第３分割磁性クサビ２０，２１，２２を軸方向に積層して構成された磁性クサビ１０Ｄは、一対の磁性体部１１Ｄ1，１１Ｄ2，１１Ｄ3の間に位置する樹脂モールド部１３1，１３2，１３3の部位が電機子コア２の軸方向に対して、ステップ状に傾斜している。すなわち、この電機子１Ｄでは、磁性クサビ１０Ｄに段スキューがつけられている。
したがって、実施の形態５においても、上記実施の形態４と同様の効果が得られる。
【００５６】
なお、上記実施の形態５では、磁性クサビを軸方向に３つに分割しているが、磁性クサビの分割数は３つに限定されない。
また、実施の形態５では、実施の形態１における磁性クサビを軸方向に３つに分割し、３つの分割磁性クサビの樹脂モールド部の周方向位置を軸方向に順次ずらして、磁性クサビに段スキューをつけているが、他の実施の形態による磁性クサビに、同様にして、段スキューをつけてもよい。
【００５７】
実施の形態６．
図１１はこの発明の実施の形態６に係る回転電機用電機子における磁性クサビを示す斜視図である。
【００５８】
図１１において、磁性クサビ１０Ｅは、幅方向に離間して配置された一対の磁性体部１１を非磁性部としての樹脂モールド部１３Ｅで一体に連結して構成され、電機子コア２の軸方向長さに略等しい長さを有し、かつスロット６の開口部を塞口する断面形状を有する棒状体に作製されている。さらに、磁性クサビ１０Ｅの両側部から突出して長さ方向の一端から他端に至るように設けられた嵌合凸部１４が、その突出量を磁性クサビ１０Ｅの長さ方向の他端から一端側に向かって漸次長くなるように形成されている。磁性体部１１は、矩形平板状の磁性鋼板１２をその厚み方向に積層して構成され、磁性鋼板１２の短辺の長さ方向を磁性クサビ１０Ｅの幅方向に一致させて、磁性クサビ１０Ｅの幅方向両端部に配置されている。さらに、一対の磁性体部１１間の間隔が、スロット６の開口部に装着されたときに、径方向内方に向かって漸次狭くなるように、磁性鋼板１２の短辺長さが設定されている。さらにまた、一対の磁性体部１１の幅方向の両端部が、スロット６の開口部に装着されたときに、ティース４の内周端部に磁性モールド部１３Ｅを介して近接している。また、磁性鋼板１２が、嵌合凸部１４内にも配置されている。凹部１５が、長さ方向と直交する断面形状を円弧形とする溝形状で、樹脂モールド部１３Ｅのスロット６側を向く面に、樹脂モールド部１３Ｅの長さ方向の一端から他端に至るように形成されている。
なお、実施の形態６では、磁性クサビ１０に代えて磁性クサビ１０Ｅを用いている点を除いて、上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００５９】
この実施の形態６においても、磁性体部１１が磁性鋼板１２を互いに離間して積層して構成され、樹脂モールド部１３Ｅでモールドされているので、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
実施の形態６によれば、凹部１５が樹脂モールド部１３Ｅのスロット６側を向く面に長さ方向の一端から他端に至るように形成されているので、スロット６の断面積が増大される。これにより、電機子コイル７の巻回数を増やすことができるので、回転電機の効率を向上させることができる。また、電機子コイル７の巻回数を減らすことなく、コイル断面積を大きくすることができるので、通電電流の大電流化が可能となり、回転電機の高出力化が図られる。
【００６０】
なお、実施の形態６では、実施の形態１による磁性クサビの樹脂モールド部のスロット側の面に凹部を形成しているが、他の実施の形態による磁性クサビの樹脂モールド部のスロット側の面に凹部を形成してもよい。
また、上記実施の形態６では、凹部が長さ方向と直交する断面形状を円弧形とする溝形状に形成されているが、凹部の断面形状は円弧形に限定されない。
【００６１】
なお、上記各実施の形態では、電機子コイルが集中巻コイルで構成されているものとしているが、電機子コイルは分布巻コイルで構成されてもよい。
また、上記各実施の形態では、ティースは、その幅が径方向の内方向に向かって漸次狭くなる先細り形状に形成されているが、その幅が径方向の内方向に向かって一定に形成されていてもよい。
【００６２】
また、上記各実施の形態では、電機子コイルが平角導線を用いて作製されているが、円形断面の導線を用いて作製されてもよい。
また、上記各実施の形態では、一対の磁性体部を連結する非磁性部として樹脂モールド部を用いているが、一対の磁性体部間の漏れ磁束を低減させる観点から、非磁性部をアルミや銅などの非磁性材料で作製してもよい。しかし、渦電流の発生を抑制する観点から、非磁性部は、電気絶縁性を備えていることが望ましい。
【符号の説明】
【００６３】
２  電機子コア、３  コアバック、４  ティース、５  嵌合溝、７  電機子コイル、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ  磁性クサビ、１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ1，１１Ｄ2，１１Ｄ3  磁性体部、１２  磁性鋼板、１３，１３1，１３2，１３3  樹脂モールド部（非磁性部）、１４，１４Ｂ  嵌合凸部、１５  凹部。
【図１】
2017163886.tif 000003
【図２】
2017163886.tif 000004
【図３】
2017163886.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2017163886.tif 000009
【図８】
2017163886.tif 000010
【図９】
2017163886.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2017163886.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成30年5月9日(2018.5.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
この発明に係る回転電機用電機子は、ティースが円環状のコアバックの内周面から径方向内方に突出して周方向に配列され、スロットが隣り合う上記ティース間に形成されている電機子コアと、上記電機子コアに装着された電機子コイルと、隣り合う上記ティースの内周端部間に装着されて、上記スロットの開口部を塞口する磁性クサビと、を備え、上記磁性クサビは、隣り合う上記ティースの内周端部間に周方向に離間して配置された一対の磁性体部と、一対の上記磁性体部を連結する非磁性部と、を備え、上記磁性体部は、複数の矩形平板状の磁性鋼板をその厚み方向を径方向に一致させて径方向に積層して構成されている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ティースが円環状のコアバックの内周面から径方向内方に突出して周方向に配列され、スロットが隣り合う上記ティースの間に形成されている電機子コアと、
上記電機子コアに装着された電機子コイルと、
隣り合う上記ティースの内周端部間に装着されて、上記スロットの開口部を塞口する磁性クサビと、を備え、
上記磁性クサビは、隣り合う上記ティースの内周端部間に周方向に離間して配置された一対の磁性体部と、一対の上記磁性体部を連結する非磁性部と、を備え、
上記磁性体部は、複数の矩形平板状の磁性鋼板をその厚み方向を径方向に一致させて径方向に積層して構成されている回転電機用電機子。
【請求項２】
上記磁性部は、複数種類の磁性鋼板を積層して構成され、積層方向に隣り合う上記磁性鋼板の間の磁性が断裂されている請求項１記載の回転電機用電機子。
【請求項３】
上記非磁性部は、一対の上記磁性体部を埋設する樹脂モールド部である請求項１又は請求項２記載の回転電機用電機子。
【請求項４】
上記ティースは、周方向の両側面の内周端側に、溝方向を軸方向として、軸方向の一端から他端に至る一対の嵌合溝を有し、
上記磁性クサビは、周方向の両側面から突出して、軸方向の一端から他端に至る一対の嵌合凸部を有し、
上記磁性クサビは、上記嵌合凸部が上記嵌合溝に加圧挟持された状態で上記嵌合溝に嵌合されて、隣り合う上記ティースに保持されている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転電機用電機子。
【請求項５】
上記非磁性部の一対の上記磁性体部の間に位置する部位の周方向位置が、上記電機子コアの軸心に対してスキューしている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転電機用電機子。
【請求項６】
上記磁性クサビは、それぞれ、上記非磁性部の一対の上記磁性体部の間に位置する部位の周方向位置が異なる複数の分割磁性クサビを軸方向に積層して構成されている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転電機用電機子。
【請求項７】
上記磁性クサビは、上記樹脂モールド部の上記スロット側を向く面に、軸方向の一端から他端に至る凹部を有している請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の回転電機用電機子。
【国際調査報告】
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