(57)【要約】【課題】ステータコイルを簡易に固定すること。【解決手段】本発明に係る回転電機は、円環状のステータコア２と、ステータコア２の内周面に形成された複数のティース６にそれぞれ巻回された導線により形成される複数のコイル１０と、複数のコイル１０を固定するための複数の固定部材１００とを備える。また、複数の固定部材１００は、複数のコイル１０の径方向内周側を位置決めする径方向位置決め部１０１と、複数のコイルの周方向を位置決めする周方向位置決め部１０２と、ティース６に係止する係止部１０３とを有しており、複数の固定部材１００がティース６に係止されることにより、径方向位置決め部１０１は、複数のコイル１０の内周側を押圧すると共に位置決めし、周方向位置決め部１０２は、複数のコイル１０の周方向を位置決めする。【選択図】図６
2018067988.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状のステータコアと、
前記ステータコアの内周面に形成された複数のティースにそれぞれ巻回された導線により形成される複数のコイルと、
前記複数のコイルを固定するための複数の固定部材と、を備える回転電機であって、
前記複数の固定部材は、
前記複数のコイルの径方向内周側を位置決めする径方向位置決め部と、
前記複数のコイルの周方向を位置決めする周方向位置決め部と、
前記ティースに係止する係止部と、を有しており、
前記複数の固定部材が前記ティースに係止されることにより、
前記径方向位置決め部は、前記複数のコイルの内周側を押圧すると共に位置決めし、
前記周方向位置決め部は、前記複数のコイルの周方向を位置決めする、
回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機のステータは、環状のステータコアの内周側に複数の巻回されたコイルが組み付けられる。この巻回された複数のコイルは、ステータコアに対して固定しておく必要がある。ステータコアを固定する方法として、特許文献１では、コイルを覆うようにして樹脂を成形することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１３３８７３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に記載の方法の場合、コイル全体を覆うように樹脂を成形するため、結果として回転電機全体の重量が増えてしまい好ましくない。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、ステータコイルを簡易に固定するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る回転電機は、円環状のステータコアと、前記ステータコアの内周面に形成された複数のティースにそれぞれ巻回された導線により形成される複数のコイルと、前記複数のコイルを固定するための複数の固定部材と、を備える回転電機であって、前記複数の固定部材は、前記複数のコイルの径方向内周側を位置決めする径方向位置決め部と、前記複数のコイルの周方向を位置決めする周方向位置決め部と、前記ティースに係止する係止部と、を有しており、前記複数の固定部材が前記ティースに係止されることにより、前記径方向位置決め部は、前記複数のコイルの内周側を押圧すると共に位置決めし、前記周方向位置決め部は、前記複数のコイルの周方向を位置決めするものである。
【０００７】
このような構成により、固定部材がティースに係止されると、複数の固定部材が有する径方向位置決め部と、周方向位置決め部がコイルに当接し、コイルを位置決めする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、ステータコイルを簡易に固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係る回転電機のステータ１の外観を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１に係る回転電機のステータ１を内径側から見た模式図である。
【図３】実施の形態１に係る回転電機のステータ１の断面図である。
【図４】実施の形態１に係る固定部材１００の斜視図である。
【図５】実施の形態１に係る固定部材１００をステータ１に組み付けた状態を説明するための模式図である。
【図６】実施の形態１に係る固定部材１００をステータ１に組み付けた状態を説明するための断面図である。
【図７】実施の形態１に係る固定部材１００のバリエーションを説明するための断面図である。
【図８】実施の形態２に係る固定部材２００の斜視図である。
【図９】実施の形態１に係る固定部材２００をステータ１に組み付けた状態を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、実施の形態１に係る回転電機のステータ１の外観を示す斜視図である。実施の形態１に係る回転電機は、図１に示すステータ１を備える。図１に示すように、ステータ１は、円環状のステータコア２及び複数のコイル１０を備える。ステータコア２は、円環状に形成されたリング部４と、リング部４の内周面（ステータコア２の径方向内側）に突出した複数のティース６（突出部）とを備える。ステータコア２は、例えば、プレスで打ち抜かれた金属板を積層して形成されている。
【００１１】
ティース６は、インシュレータ（不図示）で覆われている。インシュレータで覆われた複数のティース６それぞれには、コイル１０が取り付けられている。具体的には、コイル１０は、ティース６に巻回された導線により形成される。そして、互いに隣り合うティース６にそれぞれ巻回されたコイル１０同士の間に、隙間２０が形成される。尚、図１においては、ティース６、コイル１０及び隙間２０は、それぞれ１５個設けられている。しかしながら、ティース６、コイル１０及び隙間２０の個数は、１５個に限らず任意に設定可能である。すなわち、ティース６、コイル１０及び隙間２０の個数は、ステータ１を有するモータの容量によって、適宜、設定され得る。
【００１２】
次に、図２及び図３を参照しながら本実施の形態１に係るステータ１の詳細を説明する。図２は、実施の形態１に係る回転電機のステータ１を内径側から見た模式図である。尚、図２においては、説明を簡略化するため、ティース６が３個並んだ状態を表し、その他の部分は省略している。また、図２には、方向を参照する目的でrθｚ円柱座標が示されており、紙面の左右方向が周方向であるθ軸、紙面の上下方向がｚ軸、そして、紙面の鉛直方向が径方向であるｒ軸となっている。図２のrθｚ円柱座標系は図５に示す各rθｚ円柱座標系と同じ方向を示している。つまり図２のｚ軸は、図５のｚ軸と共通した方向を示している。
【００１３】
図２において、ステータ１は、ティース６の周りにコイル１０が巻回されており、θ方向に互いに隣接するティース６及びコイル１０の間には、隙間２０が形成されている。ティース６は、ｚ方向に金属板が積層されている。ｚ方向に積層された金属板の４カ所の角部は、周りに巻回されたコイル１０との干渉を避けるため、切欠き８を有している。
【００１４】
次に図２の断面IIにおける断面について説明する。図３は、実施の形態１に係る回転電機のステータ１の断面図である。ティース６は、ステータコア２の径方向内側に、モータの回転中心に向かうように立設されている。また、ティース６は、周方向に略等間隔に並んでいる。図３においては省略されているが、本実施の形態１に係るステータ１は、ティース６は周方向に１５個のティース６が並んでいる。ティース６は切欠き８を有している。切欠き８には、本実施の形態１に係る固定部材１００が係止される凹部１２が形成されている。
【００１５】
ティース６にはインシュレータ１４が装着されている。インシュレータ１４は、金属板であるステータコア２と、コイル１０とを電気的に絶縁するための部材である。インシュレータ１４は、例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂などの熱可塑性樹脂を主な成分とした樹脂を射出成形することにより形成されている。
【００１６】
コイル１０は、インシュレータ１４が装着されたティース６に巻回されている。また、周方向に隣接するコイル１０同士の間に、隙間２０が形成されている。
【００１７】
次に、図４を参照しながら、本実施の形態１に係る固定部材１００について説明する。図４は、実施の形態１に係る固定部材１００の斜視図である。固定部材１００は、径方向位置決め部１０１、周方向位置決め部１０２、係止部１０３を有している。周方向位置決め部１０２は、短冊状の板材の両端部に、略直角に折れ曲がった突起が同じ方向に突出することにより形成されている。係止部１０３は、短冊状の板材の中間部において、周方向位置決め部１０２と同じ方向に突出している。また、係止部１０３は、ティース６が有している凹部１２と係合することにより、固定部材１００が係止されるような構造となっている。具体的には、係止部１０３は、爪部１０４を有している。係止部１０３は、固定部材１００において２個形成されており、それぞれの有する爪部１０４が対向するように形成されている。このような構造より、固定部材１００は、係止部１０３がティース６を抱え込むようにして、ティース６に係止される。固定部材１００の材料は、絶縁性を有する樹脂等により形成される。固定部材１００の材料は、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂等の熱可塑性の樹脂である。
【００１８】
次に、図５及び図６を参照しながら、本実施の形態１に係る固定部材１００をステータ１に組み付けた状態について説明する。図５は、実施の形態１に係る固定部材１００をステータ１に組み付けた状態を説明するための模式図である。尚、図５においては、説明を簡略化するため、ティース６が３個並んだ状態を表し、その他の部分は省略している。
【００１９】
固定部材１００は、ティース６の有する切欠き部８に対応するように、ｚ方向の両端部にそれぞれ組み付けられる。すなわち、本実施の形態１においては、１５個のティースにそれぞれ２個ずつ固定部材１００が組み付けられる。そのため、ステータ１には、３０個の固定部材１００が組み付けられている。また、固定部材１００は、互いに隣り合うティース６に組み付けられた隣の固定部材１００とは、ｚ方向において略一致している。すなわち、ティース６のｚ軸プラス側端部に、周方向において略一列になるように固定部材１００が組み付けられている。同様に、ティース６のｚ軸マイナス側端部に、周方向において略一列になるように固定部材１００が組み付けられている。
【００２０】
次に、図５の断面IVにおける断面について説明する。図６は、実施の形態１に係る固定部材１００をステータ１に組み付けた状態を説明するための断面図である。ティース６の内周側には、固定部材１００が係止されている。固定部材１００は、２か所の係止部１０３が、２か所の切欠き部８にそれぞれ係合する。そして、係止部１０３は、ティース６を抱え込むように組み付けられる。このとき、係止部１０３の有する爪部１０４と、ティース６の有する凹部１２が係合することにより、固定部材１００がティース６に係止される。この際、コイル１０はステータ１の内周方向において、所定の位置より内側にはみ出している。すなわち、固定部材１００の径方向位置決め部１０１よりも内側にはみ出している。そこで、固定部材１００を組み付ける際は、コイル１０を外周方向に押しのけた状態にしておき、固定部材１００を組み付ける。
【００２１】
固定部材１００がティース６に組み付けられた状態において、径方向位置決め部１０１は、コイル１０の内周方向端面と当接している。すなわち、径方向位置決め部１０１は、コイル１０の径方向内周側を外周方向に押圧している。これにより、コイル１０は径方向が位置決めされる。
【００２２】
また、固定部材１００がティース６に組み付けられた状態において、周方向位置決め部１０２は、コイル１０の周方向を位置決めしている。このとき、周方向位置決め部１０２は、隙間２０に入り込んだ状態になっている。隙間２０には、隙間２０に隣接する２か所のティース６にそれぞれ組み込まれた２個の固定部材１００の、周方向位置決め部１０２がそれぞれ入り込んでいる。換言すると、隙間２０には、周方向に隣接する２個の固定部材１００に係る周方向位置決め部１０２が入り込んでいる。
【００２３】
このとき、隣接する周方向位置決め部１０２は端部２２において略接触している。つまり、固定部材１００は、周方向に隣接する全ての端部２２において互いに略接触している。これにより、固定部材１００は、周方向において互いの位置が規制されるため、より確実にコイル１０の周方向の位置決めを行うことができる。
【００２４】
以上のような構成により、固定部材１００がティース６に係止されると、複数の固定部材１００がそれぞれ有する径方向位置決め部１０１と、周方向位置決め部１０２がコイル１０に当接し、コイル１０を位置決めする。
【００２５】
本実施の形態１により、回転電機のステータコイルを簡易に固定することができる。
【００２６】
実施の形態１のバリエーション
次に、実施の形態１に係る固定部材１００のバリエーションについて説明する。図７は、実施の形態１に係る固定部材１００のバリエーションを説明するための断面図である。図７は、図６と同じ位置における断面図であり、固定部材１００の有する周方向位置決め部１０２のみが異なる。そのため、既に説明した内容については省略する。
【００２７】
固定部材１００の有する周方向位置決め部１０２は、コイル１０が位置決めできる突出量があればよい。また一方で、周方向位置決め部１０２は、ステータ１の有する隙間２０に入るだけの突出量を有することができる。図７においては、周方向位置決め部１０２は、隙間２０の、外周側に向かって延在し、ティース６の付け根近傍に達している。このような形状にすることにより、図７の断面における隙間２０の面積を少なくすることができる。これにより、例えば、接着剤をコイル１０に流し込む場合、周方向位置決め部１０２が接着剤を堰き止めることとなり、接着剤がステータ１内部へ流入するのを抑制することができる。
【００２８】
実施の形態２
次に、図８を参照しながら、本実施の形態２に係る固定部材２００について説明する。図８は、実施の形態２に係る固定部材２００の斜視図である。実施の形態２に係る固定部材２００は、周方向位置決め部１０２のみが実施の形態１とは異なる。したがって、重複する部分についての説明は適宜省略する。
【００２９】
固定部材２００は、実施の形態１に係る固定部材１００と異なり、周方向位置決め部１０２を１か所のみ有している。すなわち、周方向位置決め部１０２は、短冊状の板材の一端部に、略直角に折れ曲がったリブ状の突起が突出することにより形成されている。周方向位置決め部１０２は、固定部材２００の内側へ向かう面に位置決め面１０２aを有している。また、周方向位置決め部１０２は、固定部材２００の外側へ向かう面に位置決め面１０２ｂを有している。また、係止部１０３は、短冊状の板材の中間部において、周方向位置決め部１０２と同じ方向に突出している。係止部１０３は、固定部材２００においても２個形成されており、それぞれの有する爪部１０４が対向するように形成されている。
【００３０】
次に、図９を参照しながら、本実施の形態２に係る固定部材２００をステータ１に組み付けた状態について説明する。図９は、実施の形態１に係る固定部材２００をステータ１に組み付けた状態を説明するための断面図である。図９は、固定部材２００をステータ１に組み付けた場合における、図５の断面IVと同様の断面を表している。
【００３１】
固定部材２００は、ティース６にそれぞれ組み付けられている。このとき、固定部材２００の有する周方向位置決め部１０２は、コイル１０の周方向を位置決めしている。より具体的には、周方向位置決め部１０２の有する位置決め面１０２a及び位置決め面１０２ｂは、隣接するコイル１０をそれぞれ位置決めする。換言すると、コイル１０は、内周側において、周方向の位置決めについて、コイル１０が巻回しているティース６に係止されている固定部材２００に係る位置決め面１０２aにより一端面を位置決めされている。また、コイル１０は、位置決め面１０２aにより位置決めされている一端面の反対側において、コイル１０が巻回しているティース６に隣接するティース６に係止されている固定部材２００に係る位置決め面１０２ｂにより他端面を位置決めされている。
【００３２】
このとき、隣接する固定部材２００は端部２２において略接触している。つまり、固定部材２００は、周方向に隣接する全ての端部２２において互いに略接触している。これにより、固定部材２００は、周方向において互いの位置が規制されるため、より確実にコイル１０の周方向の位置決めを行うことができる。
【００３３】
以上のような構成により、固定部材２００がティース６に係止されると、複数の固定部材２００がそれぞれ有する径方向位置決め部１０１と、周方向位置決め部１０２がコイル１０に当接し、コイル１０を位置決めする。
【００３４】
本実施の形態２により、回転電機のステータコイルを簡易に固定することができる。
【００３５】
尚、ここで説明した実施の形態１及び実施の形態２によって、コイル１０を固定した後に、接着剤添加、樹脂成形、ワニス塗布などにより、さらにコイル１０を固着することができる。この場合、固定部材１００又は固定部材２００によりコイル１０が仮固定されているため、ステータコイルを簡易に固定することができる。
【００３６】
尚、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１  ステータ
２  ステータコア
４  リング部
６  ティース
１０  コイル
１２  凹部
１４  インシュレータ
２０  隙間
２２  端部
１００、２００  固定部材
１０１  径方向位置決め部
１０２  周方向位置決め部
１０２a、１０２ｂ  位置決め面
１０３  係止部
１０４  爪部
【図１】
2018067988.tif 000003
【図２】
2018067988.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2018067988.tif 000008
【図７】
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【図８】
2018067988.tif 000010
【図９】
2018067988.tif 000011