(57)【要約】【課題】分布巻構造の駆動コイルを有する回転電機の効率を向上させるとともにコスト低減を可能にする回転電機の電機子を提供する。【解決手段】周方向に配列・連結された継鉄部２４、径方向に突出する歯部２５を有する複数の磁極ティース２１を備え、歯部２５はそれぞれ、継鉄部２４から突出するティース根元部２７、ティース根元部２７から周方向の一方へ所定の距離離れた所定の位置においてティース根元部２７の端部の先端部よりさらに径方向に突出するティース先端部２８、ティース先端部２８とティース根元部２７とを連結するティース連結部２９を有し、周方向の一方で隣り合う磁極ティース２１のティース先端部２８同士及び周方向の他方で隣り合うティース根元部２７同士によってスロット部２６が形成され、駆動コイル２２は、ティース根元部２７とティース先端部２８とを取り巻くようにスロット部２６に装着する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に配列され、連結されて円筒を形成する継鉄部と、径方向に突出する歯部とを有する複数の磁極ティースを備えた回転電機の電機子において、
上記磁極ティースそれぞれの歯部は、上記継鉄部から突出するティース根元部と、上記ティース根元部から上記周方向の一方へ所定の距離離れた所定の位置において上記ティース根元部の端部の先端部よりさらに径方向に突出するティース先端部と、上記ティース先端部と上記ティース根元部とを連結する連結部とを有するとともに、上記複数の磁極ティースの継鉄部同士を連結することによって、上記周方向の一方で隣り合う上記磁極ティースの上記ティース先端部同士及び上記周方向の他方で隣り合う上記磁極ティースの上記ティース根元部同士によって駆動コイルが装着されるスロット部が形成され、
上記駆動コイルは、上記磁極ティースそれぞれの上記ティース根元部と上記ティース先端部とを取り巻くように上記スロット部に装着されていることを特徴とする回転電機の電機子。
【請求項２】
上記磁極ティースは、板材からなり上記継鉄部、上記ティース根元部及び上記ティース先端部が形成された分割コアを積層して構成され、上記連結部を上記分割コアの一部に設けたことを特徴とする請求項１に記載の回転電機の電機子。
【請求項３】
上記磁極ティースの上記ティース根元部及び上記ティース先端部のコイルエンド側両端面に、上記駆動コイルと上記磁極ティースとの間を電気的に絶縁するインシュレータを備え、上記連結部を上記ティース根元部及び上記ティース先端部に装着されたインシュレータで構成することを特徴とする請求項１に記載の回転電機の電機子。
【請求項４】
上記請求項１ないし３のいずれか１項に記載の回転電機の電機子の製造方法であって、
個々単体の上記磁極ティースに上記駆動コイルを装着し、
上記駆動コイルを装着した磁極ティースを大きな径上に円筒状に配置した後、
上記径を小さくして上記継鉄部同士を連結することを特徴とする回転電機の電機子の製造方法。
【請求項５】
上記請求項１ないし３のいずれか１項に記載の回転電機の電機子の製造方法であって、
上記継鉄部の周方向両端に上記継鉄部同士を屈曲可能に連結する屈曲部を設けて帯状体とし、
上記磁極ティースの一つのみに上記駆動コイルを装着するスペースを確保するように上記帯状体の一部を屈曲させて上記駆動コイルを上記磁極ティースそれぞれに装着した後、
上記帯状体を円筒状に閉じることを特徴とする回転電機の電機子の製造方法。
【請求項６】
同相の上記駆動コイルを連続で巻き線することを特徴とする請求項５に記載の回転電機の電機子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高性能かつ低コストな回転電機の電機子及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の回転電機の電機子は、複数の電機子コア片を帯状に配置し、隣接する電機子コア片の間に形成されるスロット部に一定ピッチで駆動コイルを挿入し、帯状の電機子コア片を円筒状に変形し、電機子コアを円筒状にした後に帯状の電機子コア片の両端部を跨ぐ駆動コイルをスロット部に挿入して分布巻の駆動コイルを形成している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１３１０１４号公報（第４頁−第５頁、図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１のような、分布巻の駆動コイルを有する回転電機の電機子では、複数の電機子コア片を帯状に配置しても、電機子コア片に導体を巻回して駆動コイルを形成する、あるいは、成形した駆動コイルを挿入する際に、隣接する電機子コア片間のスロットが狭く、駆動コイルを高密度にスロット部に納めることができない、あるいは駆動コイルを挿入し難いという問題がある。これにより、電機子の効率悪化を引き起こし、コストも増すという問題点がある。
【０００５】
また、帯状の電機子コア片の両端部に跨がる駆動コイルを電機子コアを円筒状にした後で挿入する必要があり、作業工数が多くなり、コストが増すという問題点もあった。
【０００６】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、分布巻の駆動コイルを有する回転電機の効率を向上させるとともにコスト低減を可能にする回転電機の電機子及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る回転電機の電機子は、周方向に配列され、連結されて円筒を形成する継鉄部と、径方向に突出する歯部とを有する複数の磁極ティースを備えた回転電機の電機子において、
上記磁極ティースそれぞれの歯部は、上記継鉄部から突出するティース根元部と、上記ティース根元部から上記周方向の一方へ所定の距離離れた所定の位置において上記ティース根元部の端部の先端部よりさらに径方向に突出するティース先端部と、上記ティース先端部と上記ティース根元部とを連結する連結部とを有するとともに、上記複数の磁極ティースの継鉄部同士を連結することによって、上記周方向の一方で隣り合う上記磁極ティースの上記ティース先端部同士及び上記周方向の他方で隣り合う上記磁極ティースの上記ティース根元部同士によって駆動コイルが装着されるスロット部が形成され、
上記駆動コイルは、上記磁極ティースそれぞれの上記ティース根元部と上記ティース先端部とを取り巻くように上記スロット部に装着されているものである。
【０００８】
本発明に係る回転電機の電機子の製造法は、上記本発明に係る回転電機の電機子の製造方法であって、
個々単体の上記磁極ティースに上記駆動コイルを装着し、
上記駆動コイルを装着した磁極ティースを大きな径上に円筒状に配置した後、
上記径を小さくして上記継鉄部同士を連結するものである。
【０００９】
また、上記本発明に係る回転電機の電機子の製造方法であって、
上記継鉄部の両端に上記継鉄部同士を屈曲可能に連結する屈曲部を設けて帯状体とし、
上記磁極ティースの一つのみに上記駆動コイルを装着するスペースを確保するように上記帯状体の一部を屈曲させて上記駆動コイルを上記磁極ティースそれぞれに装着した後、
上記帯状体を円筒状に閉じるものである。
【００１０】
本発明に係る回転電機の電機子によれば、周方向に配列され、連結されて円筒を形成する継鉄部と、径方向に突出する歯部とを有する複数の磁極ティースを備えた回転電機の電機子において、
上記磁極ティースそれぞれの歯部は、上記継鉄部から突出するティース根元部と、上記ティース根元部から上記周方向の一方へ所定の距離離れた所定の位置において上記ティース根元部の端部の先端部よりさらに径方向に突出するティース先端部と、上記ティース先端部と上記ティース根元部とを連結する連結部とを有するとともに、上記複数の磁極ティースの継鉄部同士を連結することによって、上記周方向の一方で隣り合う上記磁極ティースの上記ティース先端部同士及び上記周方向の他方で隣り合う上記磁極ティースの上記ティース根元部同士によって駆動コイルが装着されるスロット部が形成され、
上記駆動コイルは、上記磁極ティースそれぞれの上記ティース根元部と上記ティース先端部とを取り巻くように上記スロット部に装着されているものであるので、巻線を巻回して駆動コイルを形成する際に隣接する磁極ティースによって邪魔されない十分な空間が得られ、駆動コイルを高密度かつ容易にスロット部に納めることができるので、高効率かつ安価に電機子を製造でき、また、成形された駆動コイルを挿入する場合も高密度の駆動コイルを容易に挿入することができるので、高効率かつ安価に電機子を製造することができる。
【００１１】
本発明に係る回転電機の電機子の製造方法は、上記本発明に係る回転電機の電機子の製造方法であって、
個々単体の上記磁極ティースに上記駆動コイルを装着し、
上記駆動コイルを装着した磁極ティースを大きな径上に円筒状に配置した後、
上記径を小さくして上記継鉄部同士を連結するものであるので、磁極ティースを円筒状に配置する前に、全ての駆動コイルをスロット部に納めることができ、作業工数を減らすことができるので、コストを低減することができる。
【００１２】
また、上記本発明に係る回転電機の電機子の製造方法であって、
上記継鉄部の周方向両端に上記継鉄部同士を屈曲可能に連結する屈曲部を設けて帯状体とし、
上記磁極ティースの一つのみに上記駆動コイルを装着するスペースを確保するように上記帯状体の一部を屈曲させて上記駆動コイルを上記磁極ティースそれぞれに装着した後、
上記帯状体を円筒状に閉じるものであるので、全ての駆動コイルをスロット部に納めることができ、作業工数を減らすことができるので、コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明に係る回転電機の実施の形態１を示す平面図（Ａ）及び平面図（Ａ）のＩ−Ｉに沿う断面図（Ｂ）である。
【図２】この発明に係る回転電機における磁極ティースを示す斜視図である。
【図３】図２に示した磁極ティースに駆動コイルを巻回する方法を説明するための斜視図である。
【図４】駆動コイルを巻回した磁極ティースを組み立てる工程を説明する平面図である。
【図５】実施の形態１による別の電機子の例を示す部分平面図である。
【図６】図５の磁極ティースを示す平面図である。
【図７】実施の形態２による磁極ティースを示す断面図である。
【図８】実施の形態２による磁極ティースを示す斜視図である。
【図９】実施の形態３による電機子を示す断面図である。
【図１０】実施の形態３による磁極ティースに駆動コイルを巻回する方法を説明する平面図である。
【図１１】実施の形態３による電機子を示す部分平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１は、この発明に係る回転電機の実施の形態１を示す平面図（Ａ）及び平面図（Ａ）のＩ−Ｉに沿う断面図（Ｂ）、図２は、この発明に係る回転電機における磁極ティースを示す斜視図、図３は、図２に示した磁極ティースに駆動コイルを巻回する方法を説明するための斜視図、図４は、駆動コイルを巻回した磁極ティースを組み立てる工程を説明する平面図である。
【００１５】
図１に示したように、回転電機１は、円筒状の電機子２と、電機子２の内周に所定のギャップを介して配設された円筒状の回転子３とを備えている。
【００１６】
回転子３の回転子軸４は、図示しない軸受に回転可能に支持されている。
電機子２は、円周方向に配列される複数の磁極ティース２１と、各磁極ティース２１に巻線を巻回して形成された駆動コイル２２と、複数の磁極ティース２１を覆うことで磁極ティース２１を連結固定するリング状のフレーム２３とにより構成されている。
【００１７】
各磁極ティース２１は、円周方向に配列され、連結され円筒を形成している継鉄部２４と、径方向に突出する歯部２５とを有し、隣接する歯部２５間にスロット部２６が形成されている。
駆動コイル２２は、所定寸法の間隙を有する一対のスロット部２６に収納され（図１では１スロットとばした位置）、いわゆる一定のコイルピッチで巻回された分布巻の構造を有している。
【００１８】
図２に示したように、磁極ティース２１の歯部２５は、継鉄部２４から径方向に突出したティース根元部２７と、ティース根元部２７から周方向の一方に所定の距離（周方向距離）だけ離れた所定の位置にありティース根元部２７の端部よりさらに径方向に突出したティース先端部２８と、ティース先端部２８とティース根元部２７とを連結するティース連結部２９とを有する。周方向の一方で隣り合うティース先端部２８同士及び周方向の他方で隣り合うティース根元部２７同士の間にスロット部２６が形成される（図４参照）。駆動コイル２２は、磁極ティース２１それぞれのティース根元部２７とティース先端部２８とを取り巻くようにスロット部２６に装着される。また、磁極ティース２１は、電磁鋼板等の板材からなる継鉄部２４、ティース根元部２７及びティース先端部２８が形成された分割コアを、複数枚積層して構成され、積層方向両端にティース連結部２９を有した分割コアを配置している。このように積層方向両端にティース連結部２９を設け、積層方向両端の内側にはティース連結部２９を設けないようにすることで、磁束漏れを低減することができ、高効率な電機子２を製造することができる。
なお、図２では、積層方向両端１枚にのみティース連結部２９を有した構造を示しているが、ティース連結部２９の強度を増すために、両端の複数枚の分割コアにティース連結部２９を設けてもよい。
【００１９】
図３に示したように、磁極ティース２１（ティース根元部２７及びティース先端部２８のコイルエンド両端に装着するインシュレータは省略している）を白抜き矢印で示す方向に回転させ、ノズル５により磁極ティース２１のティース根元部２７及びティース先端部２８取り巻くように導体２２ａを巻回することで、容易に高密度の駆動コイル２２を装着することができる。
【００２０】
駆動コイル２２を装着した磁極ティース２１の組み立て方について説明する。
まず、図４（Ａ）に示したように、駆動コイル２２（簡略化して描写）を装着した全磁極ティース２１を最終の仕上がり径より大きな径上に配置した円筒状とし、配置している径を次第に小さくしていくように白抜き矢印で示す内径方向へ同時にずらして、図４（Ｂ）に示したように、隣接する磁極ティース２１の継鉄部２４が当接して仕上がり径上に並ぶまでずらすことで、図１（Ａ）に示したように磁極ティース２１を円筒状に配列し、連結した構造が得られる。次に、同相の駆動コイル２２を接続した後、フレーム２３を焼き嵌めして磁極ティース２１同士を連結してフレーム２３内に固定し、図１（Ａ）に示した電機子２に仕上げる。
【００２１】
この実施の形態１によれば、磁極ティース２１を回転させる自動機等を用いて、個々の磁極ティース２１に容易に高密度に駆動コイル２２を巻回することができるので、高効率な電機子２を生産性良く安価に製造することができる。
【００２２】
また、磁極ティースを円筒状に配置する前に、全ての駆動コイルをスロット部に納めることができ、作業工数を減らすことができるので、コストを低減することができる。
【００２３】
なお、図４では、駆動コイル２２のピッチを１スロットとばしとした例で説明したが、駆動コイル２２のピッチはこれに限ったものではなく、例えば、図５に示すように、ティース根元部２７とティース根元部２７から２スロットとばしとしたものでもよく、この場合は、図６に示すように、ティース根元部２７から２スロット離れた位置にあるティース先端部２８をティース連結部２９により連結した磁極ティース２１とすることによって同様の効果が得られる。
【００２４】
また、駆動コイル２２を自動機により磁極ティース２１に直接巻回する方法を例に挙げて説明したが、駆動コイル２２を所望の形状の巻枠にあらかじめ巻き付けて成形し、成形した駆動コイル２２を磁極ティース２１にセットしてもよい。この場合も、個々に分離された磁極ティース２１に挿入すればよいので、容易に高密度に駆動コイル２２を搭載することができる。
【００２５】
また、磁極ティース２１同士の連結もフレーム２３の焼バメを例に挙げて説明したが、これに限ったものではなく、例えば、モールド樹脂で磁極ティース２１を覆い接着することにより連結しても良い。
【００２６】
実施の形態２．
図７は、この実施の形態２の磁極ティースの構成を示す断面図、図８は、この実施の形態２の磁極ティースの構成を示す斜視図である。
上記実施の形態１では、板材の積層方向両端に配置した板材にティース連結部２９を設けた例を説明したが、この実施の形態２では、図７及び図８に示したように、磁極ティース２１のティース根元部２７及びティース先端部２８のコイルエンド側の両端（軸方向の両端）に装着するインシュレータ６に連結部６１を設けることによりティース根元部２７とティース先端部２８を連結したものであり、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００２７】
ここで、インシュレータ６は、例えば、樹脂成形品であり、駆動コイル２２と磁極ティース２１との間を電気的に絶縁するとともに、駆動コイル２２の巻崩れを防いで位置決めするための巻壁６２を備えている。そして、図８に示したように、ティース根元部２７を覆う部分とティース先端部２８を覆う部分とが、連結部６１により連結され、ティース根元部２７から所定の距離分離れ、所定の位置に配置されたティース先端部２８が連結部６１によりティース根元部２７に連結されている。
【００２８】
このように構成したインシュレータ６に巻壁６２に沿わせて駆動コイル２２を巻回し、巻回した磁極ティース２１を上記実施の形態１の図４と同様にして、図９に示すように、磁極ティース２１を周方向に並べて、磁極ティース２１同士を連結した電機子２を製造することができる。
【００２９】
この実施の形態２によれば、上記実施の形態１と同様、個々の磁極ティース２１に容易に高密度に駆動コイル２２を巻回することができるので、高効率な電機子２を生産性良く安価に製造できる。
【００３０】
また、インシュレータ６が非磁性部材で構成されているため、ティース根元部２７とティース先端部２８とを非磁性の連結部６１により連結することが可能となり、磁束の漏れを防止し、さらに効率の良い電機子２を製造できる。
【００３１】
なお、駆動コイル２２のピッチを１スロットとばしとした例で説明したが、駆動コイル２２のコイルピッチはこれに限ったものではなく、上記実施の形態１と同様にインシュレータ６の連結部６１の長さを変えることで、２スロットとばしなど駆動コイル２２のコイルピッチは任意に選択可能である。
【００３２】
実施の形態３．
図１０及び図１１は、この実施の形態３の磁極ティースの構成を示す平面図である。
上記実施の形態１及び２の磁極ティース２１は、１つの磁極ティース２１に分離されて構成されていたが、この実施の形態３における電機子２を構成する磁極ティース２１は、図１０に示したように、継鉄部２４の周方向両端に屈曲部７が設けられ、複数の磁極ティース２１が屈曲部７により屈曲可能に連結されている。その他の部分は上記実施の形態１と同様の構成である。
【００３３】
図１０に示したように、屈曲部７で折り曲げることで、駆動コイル２２を装着する磁極ティース２１から両隣の磁極ティース２１を遠ざけて巻線を巻回する空間を十分に確保することができる。この状態で、ノズル５から駆動コイル２２を引き出し、各磁極ティース２１のティース根元部２７とティース先端部２８に沿わせて矢印ＩＶで示す方向にノズル５を回転させることで駆動コイル２２を形成する。このように全磁極ティース２１に駆動コイル２２を形成し、図１１に示したように、屈曲部７を折り曲げて、磁極ティース２１同士を近づけることで、全磁極ティース２１を連結し、円筒状にした磁極ティース２１をフレーム２３内に焼バメ等により固定して、図１に示した電機子２を製造することができる。
【００３４】
この実施の形態３によれば、同相の駆動コイル２２を連続で巻線することで巻線後の結線工数を減らすことができ、電機子２を安価に製造することができる。
【００３５】
なお、駆動コイル２２をノズル５により磁極ティース２１に直接巻回する方法を例に挙げて説明したが駆動コイル２２を所望の形状の巻枠にあらかじめ巻き付け、成形した駆動コイル２２を磁極ティース２１に挿入してもよく、図１０に示したように、周りに他の磁極ティース２１がない状態で挿入することができるため、容易に生産性良く高密度の駆動コイル２２を磁極ティース２１に挿入することができる。
【００３６】
また、ティース連結部２９ではなく、実施の形態２と同様にインシュレータ６を設け、インシュレータ６の連結部６１により、ティース根元部２７とティース先端部２８とを連結してもよく、この場合、非磁性の連結部６１により連結することが可能となり、磁束の漏れを防止し、さらに効率の良い電機子２を製造することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
この発明に係る回転電機の電機子は、自動車等車両用等の回転電機に有効に利用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１  回転電機、２  電機子、３  回転子、４  回転子軸、５  ノズル、
６  インシュレータ、７  屈曲部、２１  磁極ティース、２２  駆動コイル、
２２ａ  導体、２３  フレーム、２４  継鉄部、２５  歯部、２６  スロット部、
２７  ティース根元部、２８  ティース先端部、２９  ティース連結部、６１  連結部、
６２  巻壁。
【図１】
2011125072.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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