(57)【要約】  固定子の製造コストの増加を抑制できる固定子コアを得ることを目的として、環状の固定子コアを構成する複数の固定子コア片１１ａであって、固定子コア片１１ａは、バックヨーク（１１ａ１）と、バックヨーク（１１ａ１）の内側に設けられるティース（１１ａ２）と、ティース（１１ａ２）の基部の内側に設けられる先端部（１１ａ２１）と、を備え、複数の固定子コア片の内の第１の固定子コア片のバックヨーク（１１ａ１）の外周面（１１ａ１３）には、複数の固定子コア片の内の第２の固定子コア片の先端部（１１ａ２１）を嵌め込み可能な窪み部（１１ａ１２）が形成されていることを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状の固定子コアを構成する複数の固定子コア片であって、
前記固定子コア片は、
バックヨークと、前記バックヨークの内側に設けられるティースと、前記ティースの基部の内側に設けられる先端部と、を備え、
前記複数の固定子コア片の内の第１の固定子コア片の前記バックヨークの外周面には、前記複数の固定子コア片の内の第２の固定子コア片の前記先端部を嵌め込み可能な窪み部が形成されていることを特徴とする固定子コア片。
【請求項２】
前記固定子コアには、前記固定子コアの径方向の外側から内側まで貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の固定子コア片。
【請求項３】
前記窪み部に嵌め込まれた前記先端部を挟み込むように前記ティースに配置されるインシュレータを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の固定子コア片。
【請求項４】
前記インシュレータには、前記インシュレータの径方向の外側から内側まで貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の固定子コア片。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項に記載の複数の固定子コア片を環状に連ねて構成される固定子コアを備えたことを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバックヨークとバックヨークの内側に設けられる複数のティースとで構成される固定子コア片及び回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、隣接する固定子コア片の間に保持板を設けてコア直列保持体を形成し、コア直列保持体の両端の端部保持板に設けられた軸部を巻線機の回転体に接続してコア直列保持体を回転させることにより、巻線機から供給されたコイルを複数の固定子コア片のそれぞれに巻付ける方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−４３０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示される巻線方法では、固定子コア片のティースにコイルを巻付けるために治具である保持板を利用する必要があり、保持板の製造及び取付けに伴い固定子の製造コストの増加を招くという課題があった。【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、固定子の製造コストの増加を抑制できる固定子コアを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の固定子コアは、環状の固定子コアを構成する複数の固定子コア片であって、固定子コア片は、バックヨークと、バックヨークの内側に設けられるティースと、ティースの基部の内側に設けられる先端部と、を備え、複数の固定子コア片の内の第１の固定子コア片のバックヨークの外周面には、複数の固定子コア片の内の第２の固定子コア片の先端部を嵌め込み可能な窪み部が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る固定子コアは、固定子の製造コストの増加を抑制できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態に係る固定子コアを備えた回転電機の中心軸の軸線方向と直交する方向の断面図
【図２】図１に示すＩＩ−ＩＩ矢視断面図
【図３】図１及び図２に示す固定子コア片の斜視図
【図４】コイルを巻付ける前に複数の固定子コア片を連結した状態を示す図
【図５】巻線ノズルから供給されるマグネットワイヤを図４に示す複数の固定子コア片のそれぞれに巻付けるときの状態を示す図
【図６】図４及び図５に示す２つの固定子コア片の中心を通る中心線ＣＬから見た固定子コア片の断面図
【図７】実施の形態に係る固定子コアに設けられるインシュレータの変形例を示す図
【図８】図７に示すＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視断面図
【図９】実施の形態に係る固定子コアの変形例を示す図
【図１０】図９に示すＩＸ−ＩＸ矢視断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態に係る固定子コア片及び回転電機を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態．
図１は実施の形態に係る固定子コアを備えた回転電機の中心軸の軸線方向と直交する方向の断面図である。図２は図１に示すＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。図３は図１及び図２に示す固定子コア片の斜視図である。
【００１１】
図１に示すように回転電機１００は、固定子１と固定子１の内側に設けられる回転子２とを備える。回転子２は、回転子コア２１と回転子コア２１に設けられるシャフト２２と不図示の複数の永久磁石とを備える。回転子コア２１は、不図示の電磁鋼板母材から環状に打ち抜かれた複数の薄板を、固定子コア１１の中心軸ＡＸの軸線方向に積層して構成される。固定子コア１１の中心軸ＡＸの軸線方向は、図２中に矢印Ｄ１で示される方向である。複数の薄板は、かしめ、溶接又は接着で相互に固定される。回転子コア２１と固定子１との間には隙間が確保されている。
【００１２】
複数の永久磁石は、回転子コア２１に埋め込まれたものでもよいし、回転子コア２１の外周面に設けられたものでもよい。シャフト２２は、回転子コア２１の軸心部に、焼嵌め、冷嵌め又は圧入により固定される。
【００１３】
図１に示すように固定子１は、複数の固定子コア片１１ａを環状に連結して構成される固定子コア１１と、回転磁界を発生させるコイルを固定子コア１１に巻付けて形成される巻線１２とを備える。固定子コア片１１ａは、不図示の電磁鋼板母材からＴ字状に打ち抜かれた複数枚の薄板１０を軸線方向Ｄ１に積層して構成される。複数の薄板１０は、かしめ、溶接又は接着で相互に固定される。
【００１４】
図１に示すように複数の固定子コア片１１ａのそれぞれは、バックヨーク１１ａ１と、バックヨーク１１ａ１の内側１１ａ１ａに設けられるティース１１ａ２とを備える。ティース１１ａ２は、バックヨーク１１ａ１から中心軸ＡＸに向かって伸びる。ティース１１ａ２は、バックヨーク１１ａ１から中心軸ＡＸに向かって伸びる基部１１ａ２２と先端部１１ａ２１とを備える。先端部１１ａ２１は、基部１１ａ２２の内側１１ａ２２ａに設けられる。複数のティース１１ａ２のそれぞれは、中心軸ＡＸの軸線周り方向Ｄ２に離間して放射状に配列される。固定子１には、隣り合うティース１１ａ２の間の領域にスロット１１ａ３が形成されている。図１及び図２に示すように、複数の固定子コア片１１ａのそれぞれにはインシュレータ１３が設けられている。インシュレータ１３は、複数の薄板１０の積層方向における固定子コア片１１ａの両側のそれぞれに設けられている。複数の薄板１０の積層方向は、図２に示す軸線方向Ｄ１に等しい。
【００１５】
図３には、図１に示す複数の固定子コア片１１ａの内の１つが示される。ティース１１ａ２は、バックヨーク１１ａ１から中心軸ＡＸに向かって伸びる基部１１ａ２２と先端部１１ａ２１とを備える。先端部１１ａ２１は、径方向Ｄ３における基部１１ａ２２の固定子コア中心側に形成される。ティース１１ａ２の先端部１１ａ２１は、軸線周り方向Ｄ２に伸びる形状である。先端部１１ａ２１の固定子コア中心側における内側部は、図１に示す回転子２と対向する。回転電機１００の径方向Ｄ３におけるバックヨーク１１ａ１の外周面１１ａ１３には、窪み部１１ａ１２が形成される。すなわち、図１に示される複数の固定子コア片１１ａの内の第１の固定子コア片のバックヨークの外周面には、複数の固定子コア片１１ａの内の第２の固定子コア片の先端部１１ａ２１を嵌め込み可能な窪み部１１ａ１２が形成されている。窪み部１１ａ１２は、図１に示す固定子コア１１の外周部から中心軸ＡＸに向かって窪む形状であり、ティース１１ａ２の先端部１１ａ２１を嵌め込み可能な形に形成されている。
【００１６】
図４はコイルを巻付ける前に複数の固定子コア片を連結した状態を示す図である。図５は巻線ノズルから供給されるマグネットワイヤを図４に示す複数の固定子コア片のそれぞれに巻付けるときの状態を示す図である。固定子コア片１１ａにコイルを巻付けるときには、まず図４に示すように複数の固定子コア片１１ａが連結される。図４の上側に示す一方の固定子コア片１１ａの先端部１１ａ２１は、図４の下側に示す他方の固定子コア片１１ａの窪み部１１ａ１２に嵌め込まれる。次に図５に示すように連結された複数の固定子コア片１１ａのそれぞれのティース１１ａ２には、巻線ノズル３１から供給されるコイルであるマグネットワイヤ３２が巻付けられる。
【００１７】
特許文献１に開示される巻線方法では、マグネットワイヤを巻付けるための保持板を隣接する固定子コアの間に取付ける必要があるため、保持板の製造及び取付けに伴う固定子の製造コストの増加を招くという課題があった。これに対して本実施の形態に係る固定子コア１１では、特許文献１に開示される保持板が不要であるため、固定子１を製造するためのコストが低減され、保持板のメンテナンス作業が不要であり、さらに保持板の組付け準備に伴う作業時間が短縮される。
【００１８】
また特許文献１に開示される巻線方法では、コア直列保持体の組立精度が保持板の寸法精度に依存するため、保持板の枚数が増えるほど保持板の製造誤差が集積されて、コア直列保持体の組立精度が低下し、さらに保持板及び固定子コアの連結部における隙間が集積されて隣接する固定子コア同士の固定強度が低下する。従って、特許文献１に開示される巻線方法では、マグネットワイヤに加えられる引張力により、コア直列保持体の軸心がずれて、複数の固定子コアにマグネットワイヤを高密度に巻付けることができない場合がある。
【００１９】
これに対して本実施の形態に係る固定子コア１１は、特許文献１に開示される保持板が不要であるため、複数の固定子コア片１１ａにマグネットワイヤ３２を高密度に巻付けることができる。従って本実施の形態に係る固定子コア１１では、固定子１における磁界の発生量が増加し、モータ効率が向上する。
【００２０】
また本実施の形態に係る固定子コア１１では、特許文献１に開示される保持板が不要であるため、隣接する固定子コア片１１ａ同士の間の距離が狭くなり、巻線ノズル３１の移動量が低減されて、巻線時間を短縮できるため、固定子１の生産効率が向上する。
【００２１】
また窪み部１１ａ１２が形成されていないＴ字状の固定子コア片を構成する薄板が電磁鋼板母材から打ち抜かれる場合、打抜機側の型は、隣接する２つの固定子コア片のそれぞれのバックヨークとティース先端部とが対向するようにして形成されているため、打ち抜かれたバックヨークとティース先端部との間に存在する鋼板が残材として処理される。本実施の形態に係る固定子コア１１では、図４に示すように固定子コア片１１ａの窪み部１１ａ１２及び先端部１１ａ２１が連結された状態で薄板１０が打ち抜かれるため、上記のような残材が発生することがなく、電磁鋼板母材から薄板１０を抜き出す際の歩留りが向上する。
【００２２】
図６は図４及び図５に示す２つの固定子コア片の中心を通る中心線ＣＬから見た固定子コア片の断面図である。図６に示すように複数の固定子コア片１１ａのそれぞれにはインシュレータ１３が設けられている。図６では、複数の薄板１０の積層方向における固定子コア片１１ａの両側のそれぞれにインシュレータ１３が設けられている。薄板１０の積層方向は図２に示す軸線方向Ｄ１に等しい。
【００２３】
インシュレータ１３は、固定子コア片１１ａの内側部１１ａ４寄りに設けられる第１の先端部１３ａと、固定子コア片１１ａの外周部１１ａ５寄りに設けられる第２の先端部１３ｂとを備える。インシュレータ１３の第１の先端部１３ａの位置は、固定子コア片１１ａの内側部１１ａ４よりも外側である。インシュレータ１３の第２の先端部１３ｂの位置は、固定子コア片１１ａの外周部１１ａ５よりも外側である。
【００２４】
図６に示すように２つの固定子コア片１１ａが連結されたとき、図６の上側に示す一方の固定子コア片１１ａのティース１１ａ２の先端部１１ａ２１が、図６の下側に示す他方の固定子コア片１１ａに設けられたインシュレータ１３の第２の先端部１３ｂによって形成された窪みに嵌め込まれる。すなわちインシュレータ１３は、ティース１１ａ２の先端部１１ａ２１を挟み込むように配置されている。これにより一方の固定子コア片１１ａは複数の薄板１０の積層方向における位置決めがなされる。固定子コア片１１ａの位置決めがなされることにより、複数の固定子コア片１１ａ同士がより一層強固に連結されるため、複数の固定子コア片１１ａを回転させて巻線が実施されるとき、マグネットワイヤ３２をより一層高密度に巻付けることができる。
【００２５】
なおインシュレータ１３は、固定子コア片１１ａへ挿し込むことで装着される絶縁部材、すなわち絶縁性樹脂を金型に充填することで予め製作されたものでもよいが、固定子コア片１１ａに絶縁性樹脂を施すことにより固定子コア片１１ａに一体成型されるものであることが望ましい。インシュレータ１３が固定子コア片１１ａに一体成型されることにより、インシュレータ１３と固定子コア片１１ａとの間の隙間が小さくなり、より一層強固な構造とすることができる。
【００２６】
図７は実施の形態に係る固定子コアに設けられるインシュレータの変形例を示す図であり、図８は図７に示すＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視断面図である。図７は図４及び図５に示す２つの固定子コア片の中心を通る中心線ＣＬから見た固定子コア片の断面図に相当する。図８には、図７に示す固定子コア片１１ａの外周部１１ａ５側から見た固定子コア片１１ａ及びインシュレータ１３Ａが示される。
【００２７】
図６に示すインシュレータ１３と図７に示すインシュレータ１３Ａとの相違点は、インシュレータ１３Ａには貫通孔１３ｃが形成されていることである。貫通孔１３ｃは、インシュレータ１３Ａの固定子コア片１１ａ寄りの部分に形成されており、インシュレータ１３Ａの第１の先端部１３ａから第２の先端部１３ｂまで貫通している。
【００２８】
図７に示すように複数の固定子コア片１１ａが連結されたとき、複数のインシュレータ１３Ａのそれぞれに形成された貫通孔１３ｃには、不図示の巻線機に設けられた回転用芯棒４０が挿入される。回転用芯棒４０が貫通孔１３ｃに挿入されることにより、隣接する固定子コア片１１ａ同士の固定強度がより一層向上し、複数の固定子コア片１１ａに太い線径のマグネットワイヤ３２を高密度に巻付けることができる。インシュレータ１３Ａは絶縁性樹脂を金型に充填することで製作できるため、貫通孔１３ｃは容易に形成できる。
【００２９】
図９は実施の形態に係る固定子コアの変形例を示す図である。図１０は図９に示すＩＸ−ＩＸ矢視断面図である。図９は図４及び図５に示す２つの固定子コア片の中心を通る中心線ＣＬから見た固定子コア片の断面図に相当する。図１０には、図９に示す固定子コア片１１Ａの外周部１１ａ５側から見た固定子コア片１１Ａ及びインシュレータ１３が示される。
【００３０】
図６に示す固定子コア片１１ａと図９に示す固定子コア片１１Ａとの相違点は、固定子コア片１１Ａには貫通孔１３ｄが形成されていることである。貫通孔１３ｄは、固定子コア片１１Ａのインシュレータ１３寄りの部分に形成されており、固定子コア片１１Ａの外周部１１ａ５から内側部１１ａ４まで貫通している。
【００３１】
図９に示すように複数の固定子コア片１１Ａが連結されたとき、複数の固定子コア片１１Ａのそれぞれに形成された貫通孔１３ｄには、不図示の巻線機に設けられた回転用芯棒４０が挿入される。回転用芯棒４０が貫通孔１３ｄに挿入されることにより、隣接する固定子コア片１１Ａ同士の固定強度がより一層向上し、複数の固定子コア片１１Ａに太い線径のマグネットワイヤ３２を高密度に巻付けることができる。固定子コア片１１Ａを構成する複数の薄板１０は電磁鋼板母材を打ち抜くことで製作できるため、貫通孔１３ｄは容易に形成できる。
【００３２】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１  固定子、２  回転子、１０  薄板、１１  固定子コア、１１ａ，１１Ａ  固定子コア片、１１ａ１  バックヨーク、１１ａ１ａ，１１ａ２２ａ  内側、１１ａ１２  窪み部、１１ａ１３  外周面、１１ａ２  ティース、１１ａ２１  先端部、１１ａ２２  基部、１１ａ３  スロット、１１ａ４  内側部、１１ａ５  外周部、１２  巻線、１３，１３Ａ  インシュレータ、１３ａ  第１の先端部、１３ｂ  第２の先端部、１３ｃ，１３ｄ  貫通孔、２１  回転子コア、２２  シャフト、３１  巻線ノズル、３２  マグネットワイヤ、４０  回転用芯棒、１００  回転電機。
【図１】
2018116415.tif 000003
【図２】
2018116415.tif 000004
【図３】
2018116415.tif 000005
【図４】
2018116415.tif 000006
【図５】
2018116415.tif 000007
【図６】
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【図７】
2018116415.tif 000009
【図８】
2018116415.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年8月1日(2017.8.1)
【手続補正１】
【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】
環状の固定子コアを構成する複数の固定子コア片であって、
前記固定子コア片は、
バックヨークと、前記バックヨークの内側に設けられるティースと、前記ティースの基部の内側に設けられる先端部と、を備え、
前記複数の固定子コア片の内の第１の固定子コア片の前記バックヨークの外周面には、前記複数の固定子コア片の内の第２の固定子コア片の前記先端部を嵌め込み可能な窪み部が形成され、
前記固定子コアには、前記固定子コアの径方向の外側から内側まで貫通する貫通孔が形成され、
前記貫通孔は、前記固定子コアの径方向の外側から内側まで直線状に伸びることを特徴とする固定子コア片。
【請求項２】
前記窪み部に嵌め込まれた前記先端部を挟み込むように前記ティースに配置されるインシュレータを備えることを特徴とする請求項１に記載の固定子コア片。
【請求項３】
前記インシュレータには、前記インシュレータの径方向の外側から内側まで貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の固定子コア片。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載の複数の固定子コア片を環状に連ねて構成される固定子コアを備えたことを特徴とする回転電機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の固定子コア片は、環状の固定子コアを構成する複数の固定子コア片であって、固定子コア片は、バックヨークと、バックヨークの内側に設けられるティースと、ティースの基部の内側に設けられる先端部と、を備え、複数の固定子コア片の内の第１の固定子コア片のバックヨークの外周面には、複数の固定子コア片の内の第２の固定子コア片の先端部を嵌め込み可能な窪み部が形成され、固定子コアには、固定子コアの径方向の外側から内側まで貫通する貫通孔が形成され、貫通孔は、固定子コアの径方向の外側から内側まで直線状に伸びることを特徴とする。
【手続補正書】
【提出日】平成29年10月19日(2017.10.19)
【手続補正１】
【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】
環状の固定子コアを構成する複数の固定子コア片であって、
前記固定子コア片は、
バックヨークと、前記バックヨークの内側に設けられるティースと、前記ティースの基部の内側に設けられる先端部と、を備え、
前記複数の固定子コア片の内の第１の固定子コア片の前記バックヨークの外周面には、前記複数の固定子コア片の内の第２の固定子コア片の前記先端部を嵌め込み可能な窪み部が形成され、
前記固定子コアには、前記固定子コアの径方向の外側から内側まで貫通し、マグネットワイヤ巻付けの際に用いる回転用芯棒を挿入するための貫通孔が形成され、
前記貫通孔は、前記固定子コアの径方向の外側から内側まで直線状に伸びることを特徴とする固定子コア片。
【請求項２】
前記窪み部に嵌め込まれた前記先端部を挟み込むように前記ティースに配置されるインシュレータを備えることを特徴とする請求項１に記載の固定子コア片。
【請求項３】
前記インシュレータには、前記インシュレータの径方向の外側から内側まで貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の固定子コア片。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載の複数の固定子コア片を環状に連ねて構成される固定子コアを備えたことを特徴とする回転電機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の固定子コア片は、環状の固定子コアを構成する複数の固定子コア片であって、固定子コア片は、バックヨークと、バックヨークの内側に設けられるティースと、ティースの基部の内側に設けられる先端部と、を備え、複数の固定子コア片の内の第１の固定子コア片のバックヨークの外周面には、複数の固定子コア片の内の第２の固定子コア片の先端部を嵌め込み可能な窪み部が形成され、固定子コアには、固定子コアの径方向の外側から内側まで貫通し、マグネットワイヤ巻付けの際に用いる回転用芯棒を挿入するための貫通孔が形成され、貫通孔は、固定子コアの径方向の外側から内側まで直線状に伸びることを特徴とする。
【国際調査報告】
2018116415.tif 000013
2018116415.tif 000014