(57)【要約】  分割コア構造の集中巻固定子を用いる回転電機において、外径小型化と軽量化並びに部品数及び工程数の削減ができる回転電機の固定子及びその製造方法を提供する。回転電機の軸方向に複数個に分割して形成された環状バックヨーク部１４の内周に、所定の間隔をおいて複数個のティース部１３が配設された複数個の環状分割コア１２ａ，１２ｂと、これらのティース部のそれぞれに装着された複数個のコイル１５とを有する複数個の分割コアユニット１１ａ，１１ｂを備え、複数個の分割コアユニットは、それぞれのティース部が環状バックヨーク部を介して互いに連結されるように軸方向に組み付けられている。
2015151274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機の軸方向に複数個に分割して形成された環状バックヨーク部の内周に、所定の間隔をおいて複数個のティース部が配設された複数個の環状分割コアと、これらのティース部のそれぞれに装着された複数個のコイルとを有する複数個の分割コアユニットを備え、
前記複数個の分割コアユニットは、それぞれのティース部が前記環状バックヨーク部を介して互いに連結されるように軸方向に組み付けられていることを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項２】
前記環状分割コアに複数のティース部が隣接して配設されていることを特徴とする請求項１記載の回転電機の固定子。
【請求項３】
前記環状分割コアの数が３個以上であることを特徴とする請求項１または２記載の回転電機の固定子。
【請求項４】
前記分割コアユニットのコイルは、前記ティース部のそれぞれにインシュレータを介して装着されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
【請求項５】
回転電機の軸方向に分割された複数個の環状バックヨーク部のそれぞれの内周に間隔をおいて所定の位置に複数個のティース部を設け複数個の環状分割コアを作成する第１の工程と、
前記複数個の環状分割コアのティース部のそれぞれにコイルを装着し、複数個の分割コアユニットを作成する第２の工程と、
前記複数個の分割コアユニットのティース部が前記環状バックヨーク部を介して互いに連結されるように、前記複数個の分割コアユニットを軸方向に一体的に組み付ける第３の工程を含むことを特徴とする回転電機の固定子製造方法。
【請求項６】
前記第３の工程において、前記複数個の分割コアユニットは、それぞれの環状バックヨーク部の内径側に他の分割コアユニットのティース部の外径側を圧入、焼嵌め、溶接、接着のいずれかの固定方法により一体的に組み付けられていることを特徴とする請求項５記載の回転電機の固定子製造方法。
【請求項７】
前記第１の工程において、前記環状分割コアは、それぞれ薄板を前記環状バックヨーク部と前記ティース部の形状、寸法に対応するように打ち抜かれた薄板を軸方向に積層した後、この積層した部材に、前記ティース部のみの形状、寸法に対応するように打ち抜かれた薄板を積層した部材を固定付加して作成されることを特徴とする請求項５または６記載の回転電機の固定子製造方法。
【請求項８】
前記第１の工程において、前記環状分割コアは、前記環状バックヨーク部と前記ティース部のそれぞれの形状、寸法に対応するように打ち抜かれた別々の薄板を積層した後、積層した環状バックヨーク部の所定の位置に、積層したティース部を一体的に固定して作成されることを特徴とする請求項５または６記載の回転電機の固定子製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機の固定子及びその製造方法に関するものであり、特に、分割コア構造の集中巻固定子及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、集中巻方式の電動機等の回転電機は、主に小型高出力を目的に技術開発が進められている。
この種の電動機の固定子は、複数の分割コアを環状に組み立てた後、フレームやリングに圧入または焼き嵌めすることにより構成されている。（例えば、特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１５８１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の回転電機では、環状に組み立てた複数の分割コアをリングに焼き嵌めることにより、固定している。
そのため、回転電機の外径がフレームの厚み分増加していた。
また、部品数が増えることと、複数の分割コアを組み立てる工程が必要となることにより、製品のコストアップを招いていた。【０００５】
本発明は、上記の点に鑑み、分割コア構造の集中巻固定子を用いる回転電機において、外径小型化と軽量化並びに部品数及び工程数の削減ができる回転電機の固定子及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による回転電機の固定子は、回転電機の軸方向に複数個に分割して形成された環状バックヨーク部の内周に、所定の間隔をおいて複数個のティース部を設けられた複数個の環状分割コアと、これらのティース部のそれぞれにインシュレータを介して装着された複数個のコイルとを有する複数個の分割コアユニットを備え、前記複数個の分割コアユニットは、それぞれのティース部が前記環状バックヨーク部を介して互いに連結されるよう、前記複数個の分割コアユニットを軸方向に組み付けられている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、分割コア構造の集中巻固定子をフレームレス構造にすることで、部品数及び工程数を削減できるため、製品のコストダウンを図る効果を達成できると共に、外径をフレームの厚み分小さくできる効果とフレームの重量分軽量化できる回転電機の固定子を実現できる。
また、フレームレス構造により、固定子の外径を維持しながら、環状バックヨーク部をフレームの厚み分拡大することで回転電機の高出力化を図る効果を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係わる回転電機の固定子を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係わる環状分割コアを示す平面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係わる分割コアユニットを示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係わる環状分割コアを示す平面図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係わる分割コアユニットを示す斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係わる環状分割コアを示す平面図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係わる回転電機の固定子の製造工程を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係わる回転電機の固定子を示す斜視図、図２は、本発明の実施の形態１に係わる環状分割コアを示す平面図、図３は、本発明の実施の形態１に係わる分割コアユニットを示す斜視図である。
【００１０】
図１〜３に示すように、固定子１０は、２個の分割コアユニット１１ａ、１１ｂで構成されている。
各分割コアユニット１１ａ、１１ｂは、回転電機の軸方向に２分割された環状分割コア１２ａ、１２ｂを有している。
環状分割コア１２ａ、１２ｂは、例えば、薄板を所定の形状で打ち抜いたものを所定の寸法になるように軸方向に積層したもので、打ち抜きには、プレス加工を用いることができる。
環状分割コア１２ａ、１２ｂは、コイル１５を取付けることができる突起部である複数のティース部１３と、それぞれのティース部１３を連結する環状バックヨーク部１４で構成される。
環状分割コア１２ａ、１２ｂは、それぞれ回転方向にほぼ６０度の等間隔に６つのティース部１３を備えている。
なお、１６は取付け用のボルト孔である。
【００１１】
環状分割コア１２ａ、１２ｂのティース部１３には、予め導線を環状に成形したコイル１５が絶縁紙（図示せず）やインシュレータ（図示せず）を介して装着され、２個の分割コアユニット１１ａ、１１ｂが構成されている。
分割コアユニット１１ａ、１１ｂにおいて、絶縁紙（図示せず）をティース部１３の周方向の両側面に両面テープや接着剤等を用いて固定している。
また、ティース部１３の軸方向の両端面にインシュレータ（図示せず）を設置している。絶縁紙とインシュレータとで絶縁されたティース部１３には、予め導線を環状に成形したコイル１５が取付けられ、絶縁シートがコイル１５の軸方向の両端以外の外周を覆っている。
なお、導線は、絶縁紙とインシュレータで絶縁されたティース部１３に直接巻き付けてもよい。
【００１２】
なお、本実施の形態では、固定子１０が有するスロット数は１２スロットとしているが、６スロットや、２４スロットなどでもよく、径方向反対側や、隣り合わないティース部１３に巻線されたコイル１５の端部同士を接続する結線方法を採用できるスロット数であればよい。
【００１３】
上記のように本実施の形態では、固定子１０は、環状分割コア１２ａ、１２ｂとそれらのティース部１３に装着されたコイル１５とで構成された２個の分割コアユニット１１ａ、１１ｂを用いて構成されている。
【００１４】
更に、図７は、本実施の形態における固定子１０の製造方法を示すもので、まず、回転電機の軸方向に分割された２個の環状バックヨーク部１４のそれぞれの内周に間隔をおいて所定の位置に６個のティース部１３を設けた２個の環状分割コア１２ａ、１２ｂを作成し（第１の工程Ｓ１）、次に、２個の環状分割コア１２ａ、１２ｂのティース部１３のそれぞれにインシュレータを介してコイル１５を装着し、２個の分割コアユニット１１ａ、１１ｂを作成する（第２の工程Ｓ２）。
【００１５】
更に、一方の分割コアユニット１１ａの環状バックヨーク部１４の内径側に、他方の分割コアユニット１１ｂのティース部１３の外径側を圧入し、２個の分割コアユニット１１ａ、１１ｂのティース部１３が環状バックヨーク部を介して互いに連結されるよう、２個の分割コアユニット１１ａ、１１ｂを軸方向に一体的に組み付ける（第３の工程Ｓ３）。
この第３の工程Ｓ３における２個の分割コアユニット１１ａ、１１ｂの組み付け方法は、圧入以外に焼嵌めや溶接、接着等で行ってもよい。
【００１６】
なお、前記第１の工程における２個の環状分割コア１２ａ、１２ｂの作成方法としては、それぞれ薄板を環状バックヨーク部とティース部の形状、寸法に対応するように打ち抜かれた薄板を軸方向に所定の厚さ積層した後、この積層した部材に、ティース部のみの形状、寸法に対応するように打ち抜かれた薄板を積層した部材を必要な長さ分だけ接着、かしめ止め等により固定して付加する方法を用いることができる。
また、他の方法として、環状バックヨーク部とティース部のそれぞれの形状、寸法に対応するように打ち抜かれた別々の薄板を所定の厚さ積層した後、積層した環状バックヨーク部の所定の位置に、積層したティース部を接着、かしめ止め等により一体的に固定する方法を採用することも可能である。
【００１７】
以上のように、本実施の形態１に係わる回転電機の固定子１０は、回転電機の軸方向に２分割して形成された環状バックヨーク部１４の内周に、所定の間隔をおいて６個のティース部１３を設けられた２個の２個の分割コアユニット１１ａ、１１ｂと、これらの環状分割コア１２ａ、１２ｂのティース部１３のそれぞれにインシュレータを介して装着されたコイル１５とを有する２個の分割コアユニット１１ａ、１１ｂを備え、２個の分割コアユニット１１ａ、１１ｂを、それぞれのティース部１３が環状バックヨーク部１４を介して互いに連結されるように軸方向に組み付けて構成されている。
【００１８】
このような構成により、従来必要であった分割コアを環状に整列する工程と、環状に整列した分割コアを固定するフレームが不要になり、工程数の削減及び部品数の削減ができるため、製品のコストダウンを図ることができる。
また、フレームが不要となることにより、固定子の外径をフレームの厚み分小さくできるため、製品の小型化と軽量化を図ることができる。
また、従来の外径を維持しながら、環状バックヨーク部をフレームの厚み分拡大することで、製品の高出力化を図ることができる。
【００１９】
実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２に係わる環状分割コアを示す平面図、図５は、本発明の実施の形態２に係わる分割コアユニットを示す斜視図である。本実施の形態で特に説明しない部分の構成は、実施の形態１の場合と同じである。
【００２０】
本実施の形態２においては、図４に示すように、２個の環状分割コア１２ｃ、１２ｄは、ティース部１３を２つずつ隣接させて配置し、それぞれ回転方向にほぼ１２０度の等間隔に６つのティース部１３を備えている。
そして、図５に示すように、２個の環状分割コア１２ｃ、１２ｄのティース部１３のそれぞれにインシュレータを介してコイル１５を装着し、２個の分割コアユニット１１ｃ、１１ｄを形成し、２個の分割コアユニット１１ａ、１１ｂを、それぞれのティース部１３が環状バックヨーク部１４を介して互いに連結されるように軸方向に組み付ける。
なお、環状分割コア１２ｃ、１２ｄの隣接するティース部１３の数は２つ以外でもよい。
【００２１】
実施の形態３．
図６は、本発明の実施の形態３に係わる環状分割コア１２ｅを示す平面図である。本実施の形態で特に説明しない部分の構成は、実施の形態１の場合と同じである。
本実施の形態３においては、固定子１０を軸方向に３分割された環状分割コアにより構成する例を示している。
【００２２】
図６は、３分割された環状分割コアの一つである環状分割コア１２ｅを示しており、
環状分割コア１２ｅは、それぞれ回転方向にほぼ９０度の等間隔に４つのティース部１３を備えている。
コアの分割数を増やすことにより、それぞれの環状分割コア１２ｅにおけるティース部１３の間隔が空くため、コイル１５や絶縁紙、インシュレータ等の組み立て性が向上し、製品のコストダウンを図ることが可能である。
なお、固定子１０を構成する環状分割コアの数は３個以上であってもよい。
【００２３】
なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  固定子、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ  分割コアユニット、
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２e  環状分割コア、
１３  ティース部、１４  環状バックヨーク部、１５  コイル、
１６  ボルト孔。
【図１】
2015151274.tif 000003
【図２】
2015151274.tif 000004
【図３】
2015151274.tif 000005
【図４】
2015151274.tif 000006
【図５】
2015151274.tif 000007
【図６】
2015151274.tif 000008
【図７】
2015151274.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成28年12月2日(2016.12.2)
【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】
回転電機の軸方向に複数個に分割して形成された環状バックヨーク部の内周に、少なくとも２つの隣接するティース部が等間隔に複数組配設された複数個の環状分割コアと、これらのティース部のそれぞれに装着された複数個のコイルとを有する複数個の分割コアユニットを備え、
前記複数個の分割コアユニットは、それぞれのティース部が前記環状バックヨーク部を介して互いに連結されるように軸方向に組み付けられていることを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項２】
前記環状分割コアの数が３個以上であることを特徴とする請求項１記載の回転電機の固定子。
【請求項３】
前記分割コアユニットのコイルは、前記ティース部のそれぞれにインシュレータを介して装着されていることを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機の固定子。
【請求項４】
回転電機の軸方向に分割された複数個の環状バックヨーク部のそれぞれの内周に少なくとも２つの隣接するティース部が等間隔に複数組配設された複数個の環状分割コアを作成する第１の工程と、
前記複数個の環状分割コアのティース部のそれぞれにコイルを装着し、複数個の分割コアユニットを作成する第２の工程と、
前記複数個の分割コアユニットのティース部が前記環状バックヨーク部を介して互いに連結されるように、前記複数個の分割コアユニットを軸方向に一体的に組み付ける第３の工程を含むことを特徴とする回転電機の固定子製造方法。
【請求項５】
前記第３の工程において、前記複数個の分割コアユニットは、それぞれの環状バックヨーク部の内径側に他の分割コアユニットのティース部の外径側を圧入、焼嵌め、溶接、接着のいずれかの固定方法により一体的に組み付けられていることを特徴とする請求項４記載の回転電機の固定子製造方法。
【請求項６】
前記第１の工程において、前記環状分割コアは、それぞれ薄板を前記環状バックヨーク部と前記ティース部の形状、寸法に対応するように打ち抜かれた薄板を軸方向に積層した後、この積層した部材に、前記ティース部のみの形状、寸法に対応するように打ち抜かれた薄板を積層した部材を固定付加して作成されることを特徴とする請求項４または５記載の回転電機の固定子製造方法。
【請求項７】
前記第１の工程において、前記環状分割コアは、前記環状バックヨーク部と前記ティース部のそれぞれの形状、寸法に対応するように打ち抜かれた別々の薄板を積層した後、積層した環状バックヨーク部の所定の位置に、積層したティース部を一体的に固定して作成されることを特徴とする請求項４または５記載の回転電機の固定子製造方法。
【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】
本発明による回転電機の固定子は、回転電機の軸方向に複数個に分割して形成された環状バックヨーク部の内周に、所定の間隔をおいて少なくとも２つの隣接するティース部が等間隔に複数組配設された複数個の環状分割コアと、これらのティース部のそれぞれに装着された複数個のコイルとを有する複数個の分割コアユニットを備え、前記複数個の分割コアユニットは、それぞれのティース部が前記環状バックヨーク部を介して互いに連結されるように軸方向に組み付けられている。
【国際調査報告】
2015151274.tif 000010
2015151274.tif 000011
2015151274.tif 000012
2015151274.tif 000013