(57)【要約】【課題】ステータスコアを変更することなく、簡単な構成でステータコイルの内径を変更することのできる回転電機の提供。【解決手段】ロータの周りに該ロータの回転軸と同軸に配置されるステータを備え、  このステータは、そのステータコアにその径方向に延在し周方向に並設して形成された各スロット内にステータコイルが巻回され、かつ、前記各スロット内に前記ステータコイルよりも内周側に位置づけられる剛体からなるスペーサを備え、  前記スペーサは、その径方向の厚さに応じて、前記各ステータコイルを前記ステータの内周面から一定距離だけ離間させて構成させている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータの周りに該ロータの回転軸と同軸に配置されるステータを備え、
このステータは、そのステータコアにその径方向に延在し周方向に並設して形成された各スロット内にステータコイルが巻回され、かつ、前記各スロット内に前記ステータコイルよりも内周側に位置づけられる剛体からなるスペーサを備え、
前記スペーサは、その径方向の厚さに応じて、前記各ステータコイルを前記ステータの内周面から一定距離だけ離間させて構成させていることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記スペーサは、その径方向の厚さが１ｍｍ以上に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記ステータコアとスロットの内壁面との間にスロット絶縁物、ステータコアと前記スペーサとの間にくさびが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項４】
前記スペーサは非磁性体からなる導電体で構成されていることを特徴とする請求項３に記載の回転電機。
【請求項５】
前記スペーサは絶縁体で構成されているとともに、前記ステータコアとスロットの内壁面との間にスロット絶縁物が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【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】
ロータと、このロータの周りに該ロータの回転軸と同軸に配置されるステータを備える回転電機は、通常、前記ステータにおいてステータコイルが巻回されて構成されている。
【０００３】
この場合、該ステータは、その磁性体からなるステータコアにその径方向に延在し周方向に並設して形成された複数のスロット（細長い孔）が形成され、これら各スロット内にステータコイルがその線束を配置させることにより巻回された構成となっている。なお、このスロットは、ステータの内側面側からステータコイルを挿入できるように、該内側面に開口を有して形成されている。
【０００４】
そして、該ステータコイルとスロットの内壁面との間において、該ステータコイルの周囲を囲むようにして、スロット絶縁物とくさびが配置され、これにより、該ステータコイルとステータコアとの電気的絶縁が図られている。なお、前記くさびはスロットの前記開口側に該開口を塞ぐようにして配置され、これにより前記ステータコイルがスロットからはみ出してしまうのを回避させる機能をも有する。
【０００５】
このような構成からなる回転電機は、たとえば下記特許文献１に詳細に開示されている。
【特許文献１】特開２０００−１２５５００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記回転電機は、上述したように、ステータコアに形成されるスロットによって、ステータコイルの内径が決定されるように構成されたものであった。
【０００７】
該ステータコイルとスロットの内壁面との間においてスロット絶縁物とくさびが配置されているが、これらスロット絶縁物とくさびは該ステータコイルとステータコアとの電気的絶縁を図るためのもので、それらの厚さは薄くかつ変形できるたとえばシート状のものとして構成されている。
【０００８】
したがって、前記開口がくさびによって塞がれたスロット内において、線束がほぼ密集した状態でステータコイルが巻回されており、このため、その内径はスロットの内径でほぼ決定されるようになる。
【０００９】
しかし、スロットが形成されたステータコアの構成に限らず、ステータコイルの内径をある程度自由に設定したいという要望がある。たとえば回転電機の各用途等に応じてセンサ等の電子部品を該回転電機の内部に設置せざるを得ず、ステータコイルの内径を規定以上に大きく構成したいというような場合である。
【００１０】
そして、ステータコアを変更することなく、ステータコイルの内径を変更することができれば、価格の低減を図ることができる。
【００１１】
本発明の目的は、ステータコアを変更することなく、簡単な構成でステータコイルの内径を変更することのできる回転電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００１３】
（１）本発明による回転電機は、たとえば、ロータの周りに該ロータの回転軸と同軸に配置されるステータを備え、
このステータは、そのステータコアにその径方向に延在し周方向に並設して形成された各スロット内にステータコイルが巻回され、かつ、前記各スロット内に前記ステータコイルよりも内周側に位置づけられる剛体からなるスペーサを備え、
前記スペーサは、その径方向の厚さに応じて、前記各ステータコイルを前記ステータの内周面から一定距離だけ離間させて構成させていることを特徴とする。
【００１４】
（２）本発明による回転電機は、たとえば、（１）の構成を前提とし、前記スペーサは、その径方向の厚さが１ｍｍ以上に設定されていることを特徴とする。
【００１５】
（３）本発明による回転電機は、たとえば、（１）の構成を前提とし、前記ステータコアとスロットの内壁面との間にスロット絶縁物、ステータコアと前記スペーサとの間にくさびが配置されていることを特徴とする。
【００１６】
（４）本発明による回転電機は、たとえば、（３）の構成を前提とし、前記スペーサは非磁性体からなる導電体で構成されていることを特徴とする。
【００１７】
（５）本発明による回転電機は、たとえば、（１）の構成を前提とし、前記スペーサは絶縁体で構成されているとともに、前記ステータコアとスロットの内壁面との間にスロット絶縁物が配置されていることを特徴とする。
【００１８】
なお、本発明は以上の構成に限定されず、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【発明の効果】
【００１９】
このように構成した回転電機によれば、ステータスコアを変更することなく、簡単な構成でステータコイルの内径を変更することのできるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明による回転電機の実施例を図面を用いて説明する。
【００２１】
図２は、本発明による回転電機の一実施例を示す斜視図である。前記回転電機は、大別してステータ１０とロータ２０とから構成され、図２において、ロータ２０はステータ１０に対して軸方向に若干ずれた位置に配置させて描画している。また、図３は、前記ステータ１０とロータ２０を軸方向側から観た図で、該軸方向と直交する方向で断面をとった断面図である。
【００２２】
前記ステータ１０は、まず、円環状のステータコア１２を備え、このステータコア１２は、打ち抜いて形成される多数の電磁鋼板を、その軸方向に積層させて構成されている。
【００２３】
そして、このステータコア１２の内側部にはその周方向に沿ってたとえば４８個のスロット１５が並設されて形成されている。
【００２４】
このスロット１５は、図３に示すように、ステータコア１２の内側部に該ステータコア１２の中心軸に対し放射状に配置されて形成され、該ステータコア１２の内側面に開口を有して、該ステータコア１２の正面側から裏面側にわたって形成されている。前記開口は後述するステータコイル１４をステータコア１２の内側面側から挿入できるように設けられたものである。
【００２５】
なお、このスロット１５は、前記ステータコア１２を構成する各電磁鋼板の打ち抜きの際のパターンに基づいて形成されるようになっている。
【００２６】
前記各スロット１５には、ステータコイル１４を構成する複数の線材（以下、コイルと称する場合がある）がステータコア１２の正面側から裏面側に延在して配置されている。各スロット１５の内部に配置される各線材は、ステータコア１２の正面側に配置される正面コイルエンド１４ａ内の各線材および裏面側に配置される裏面コイルエンド１４ｂ内の各線材に接続され、たとえば前記正面コイルエンド１４ａに設けられた３個の端子１７からの電流が供給されるようになっている。このようにして、前記ステータコイル１４は、複数のスロット１５を跨いでステータコア１２に巻回され、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相ごとに８個の、合計して２４個の各コイルから構成されている。
【００２７】
なお、各コイルエンド１４ａ、１４ｂは、いずれもステータコア１２と同心的に該ステータコア１２の内径とほぼ同一の内径を有する円環状の部材として形成されている。
【００２８】
また、後に詳述するが、前記スロット１５に配置されるステータコイル１４は、そのスロット１５の内壁面との直接の接触を回避させるスロット絶縁物１６、くさび１８が配置されて該ステータコイル１４とステータコア１２との絶縁が図られているとともに、前記ステータコイル１４を前記ステータコア１２１の内側面から所定の距離だけ隔ててスロット１５内に配置できるように該スロット１５内にスペーサ３０が配置されて構成されている。
【００２９】
前記ロータ２０は、その外径が前記ステータコア１２の内径よりも若干小さく形成された円環状の鉄心から構成されている。そして、該ロータ２０は、その外側面に近接して、正面側から裏面側にかけて埋設されたたとえば８個の（８極）永久磁石２４がそれぞれ同心円上において等間隔に配置させて構成されている。
【００３０】
該ロータ２０は、その外側面が前記ステータコア１２の内側面に対向するようにしてステータコア１２内に配置され、図示しないその中心軸（回転軸）は図示しない回転電機の外枠に軸支されるようになっている。
【００３１】
図１は、前記ステータコア１２において、前記スロット１５が形成された部分を拡大して示した斜視図である。
【００３２】
図１において、該ステータコア１２は図中手前側において内側面を有し、この内側面に開口１５ａを有するスロット１５が該ステータコア１２の径に沿って形成されている。また、該スロット１５はステータコア１２のたとえば正面側から裏面側にかけて形成され、該正面側および裏面側においても開口を有するようになっている。
【００３３】
なお、図１は、該スロット１５の内部にステータコイル１４、スロット絶縁物１６、くさび１８、スペーサ３０を配置させた状態を示した図であることから、図４において、該ステータコイル１４、スロット絶縁物１６、くさび１８、スペーサ３０を取り除いた図を示すことによって該スロット１５の構成を明確化している。
【００３４】
図１に示すように、前記スロット１５には、まず、ステータスコイル１４が巻回されている。線材の束として把握される該ステータスコイル１４は、該各線材が、ステータコアのたとえば正面側から裏面側にかけて延在されるようにして、スロット１５内に配置されるようになっている。
【００３５】
このステータスコイル１４は、前記スロット１５内において、スロット絶縁物１６、くさび１８によって囲まれるようにして配置されている。該ステータコイル１４とステータコア１２との電気的絶縁を該スロット絶縁物１６、くさび１８によって図らんがためである。
【００３６】
スロット絶縁物１６は、たとえば矩形のシート部材からなり、スロット１５の内壁面の全域にわたって当接し、その各端辺はステータコア１２の内側面における該スロット１５の開口１５ａの側に位置づけられるようにして配置されている。また、該スロット絶縁物１６は、ステータコア１２の正面側および裏面側においてスロット１５から若干突出し、この突出部において折り返えし部を有して配置されている。
【００３７】
スロット１５内に配置されるステータコイル１４は、該スロット１５内において、該スロット１５の開口１５ａから遠ざかる側（ステータコア１２の外周面の側）に位置づけられている。
【００３８】
すなわち、該ステータコイル１４との間にくさび１８を介在させ前記スロット１５の開口１５ａ側にスペーサ３０が配置されることによって、前記ステータコイル１４は、前記ステータコア１２の内側面からたとえば距離Ｗだけ遠ざかる側に配置されるようになっている。
【００３９】
前記スペーサ３０はたとえば非磁性体からなる導電材から構成され、前記スロット１５の内部に配置された状態で、前記開口１５ａの近傍におけるステータコア１２への作用に伴う反作用によって前記ステータコイル１４を押圧するようになっている。
【００４０】
なお、前記くさび１８は、前記ステータコイル１４とステータコア１２との電気的絶縁を図る矩形のシート部材から構成され、前記スロット絶縁物１６とともに、前記ステータコイル１４の周囲を囲むようにして配置されている。また、該くさび１８は、スロット１５の前記開口１５ａ側に該開口１５ａを塞ぐようにして配置され、これにより前記ステータコイル１４がスロット１５からはみ出してしまうのを回避させる機能をも有している。
【００４１】
ここで、前記スペーサ１５は、たとえば、ステータコア１２の正面側から裏面側にかけて延在する柱状の剛体として構成され、該スペーサ３０がスロット１５の内部に配置された状態で、スロットコア１２の内側面側の面とスロットコイル１４側の対向面との幅（径方向幅）に相当する厚さｔが意義あるものとして存在する。
【００４２】
すなわち、このスペーサ３０は、その厚さがｔのものを選択してスロット１５内に配置させることにより、前記ステータコイル１４を前記ステータコア１２の内側面から距離Ｗだけ遠ざかる側に配置させることができるようになっている。なお、前記距離Ｗとスペーサ３０の厚さｔとの差分は前記くさび１８の厚さに相当するようになっている。
【００４３】
このことは、ステータコイル１４をステータコア１２の内側面から所定の距離だけ離して配置させようとした場合に、それに相当する厚さを有するスペーサ３０を選択してスロット１５内に配置させるだけでよいことを意味する。
【００４４】
このことから、前記スペーサ３０は、前記ステータコア１４からの圧力等によって変形することのない剛体として構成されることが必要であり、その厚さｔは少なくとも１ｍｍ以上に設定されていることが好ましい。
【００４５】
図５は、本発明による回転電機の他の実施例を示す構成図で、図１に対応した図となっている。
【００４６】
図１の場合の構成と比較して異なる部分は、前記くさび１８を備えない構成となっているとともに、スペーサ３０が絶縁物として構成されていることにある。該スペーサ３０によって前記くさび１８の機能をも兼ねた構成となっている。
【００４７】
そして、スペーサ３０は、図１に示したスペーサ３０と同様に、その厚さｔ’によってステータコイル１４をステータコア１２の内側面から距離Ｗ’だけ離して配置させるようにしていることから、前記ステータコイル１４からの圧力等によって変形することのない剛体として構成されている。
【００４８】
このことから、図１に示したと同様に、前記スペーサ３０の厚さｔ’は少なくとも１ｍｍ以上に設定されていることが好ましい。該スペーサの厚さｔ’が１ｍｍより小さい場合、前記ステータコイル１４からの圧力等によって変形する畏れがあるからである。
【００４９】
上述した各実施例はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて用いても良い。それぞれの実施例での効果を単独であるいは相乗して奏することができるからである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明による回転電機の一実施例を示す要部構成図である。
【図２】本発明による回転電機のステータコアとロータの一実施例を示す分解斜視図である。
【図３】本発明のよる回転電機のステータコアとロータの一実施例を示す正面図である。
【図４】本発明による回転電機のステータコアに設けられるスロットの構成の一実施例を示す図である。
【図５】本発明による回転電機の一実施例を示す要部構成図で、図１に対応した図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０……ステータ、１２……ステータコア、１６……スロット絶縁物、１８……くさび、１４……ステータコイル、１４ａ、１４ｂ……コイルエンド、１５……スロット、１５ａ……開口、１７……端子、２０……ロータ、２２……ロータコア、２４……永久磁石、３０……スペーサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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