(57)【要約】【課題】固定子鉄心を構成する積層された複数の電磁鋼板が捲れてしまったり、ばらけてしまうことを容易に防止する。【解決手段】外枠部材１３を、電磁鋼板１１ａの積層方向におけるティース鉄心１１の各端面１１Ｂ，１１Ｃの外周部と電磁鋼板１２ａの積層方向におけるコアバック鉄心１２の各端面１２Ｂ，１２Ｃの外周部とに当接する一方および他方の端面抑え片３１，３２と、これらの端面抑え片３１，３２を連結する複数の連結片３３，…，３３とを備えて構成した。円環板状の各端面抑え片３１，３２の互いの対向面の外周部に、周方向に所定間隔をおいた位置で中心軸線Ｏ方向に伸びる略棒状の複数の連結片３３，…，３３を接続し、各連結片３３をティース鉄心１１の凹部２３に係合した。ティース鉄心１１とコアバック鉄心１２と各端面抑え片３１，３２と連結片３３の各外周面を同等の外径を有する外周面とした。【選択図】      図４
2004208402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定円周上に配置された複数のティース鉄心と、隣り合う前記ティース鉄心間に外周側から挿入された固定子巻線と、隣り合う前記ティース鉄心間で前記固定子巻線の外周側に設けられたコアバック鉄心とを備えた固定子であって、
前記ティース鉄心および前記コアバック鉄心からなる固定子鉄心は複数の電磁鋼板が積層されてなり、
前記電磁鋼板の積層方向における前記固定子鉄心の一方および他方の各端面の外周部に当接する一方および他方の端面抑え片と、前記一方および他方の端面抑え片に接続され、前記固定子鉄心の外周部によって固定される連結片とからなる外枠部材を備えたことを特徴とする電動機の固定子。
【請求項２】
所定円周上に配置された複数のティース鉄心と、隣り合う前記ティース鉄心間に外周側から挿入された固定子巻線と、隣り合う前記ティース鉄心間で前記固定子巻線の外周側に設けられたコアバック鉄心とを備えた固定子であって、
前記ティース鉄心および前記コアバック鉄心からなる固定子鉄心は複数の電磁鋼板が積層されてなり、前記ティース鉄心の外周面上には前記電磁鋼板の積層方向に沿って伸びる溝部が形成され、
前記電磁鋼板の積層方向における前記固定子鉄心の一方および他方の各端面の外周部に当接する一方および他方の端面抑え片と、前記一方および他方の端面抑え片を連結する連結片とからなり、前記固定子鉄心の周方向から見た形状が略コの字形状に形成された外枠部材を備え、
前記連結片が前記溝部に係合されてなることを特徴とする電動機の固定子。
【請求項３】
前記外枠部材の前記連結片は、前記電磁鋼板の積層方向の中途位置で分割および結合可能な結合部を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２の何れかに記載の電動機の固定子。
【請求項４】
前記外枠部材の前記端面抑え片は、前記固定子鉄心の周方向に分割および結合可能な結合部を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２の何れかに記載の電動機の固定子。
【請求項５】
前記外枠部材の前記端面抑え片は、前記ティース鉄心の端面に当接し、径方向内方に突出する突出部を備えたことを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の電動機の固定子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機の固定子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば固定子鉄心を、ティース鉄心部とコアバック鉄心部とに分割して、ティース鉄心部間のスロット部に固定子巻線を巻装した後、ティース鉄心部間にコアバック鉄心部を径方向の外側から押圧挿入してなる固定子が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この固定子では、渦電流損を低減させるために、ティース鉄心部およびコアバック鉄心部は、固定子の回転軸方向に複数の電磁鋼板が積層されて構成されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−２３６１４９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術の一例に係る固定子においては、例えば固定子を適宜の装置に搭載する際に、固定子の外周面を覆うホルダ内に電磁鋼板の積層方向に沿って固定子を圧入する場合等において、積層された複数の電磁鋼板が捲れてしまったり、ばらけてしまうことを防止することが望まれている。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、固定子鉄心を構成する積層された複数の電磁鋼板が捲れてしまったり、ばらけてしまうことを容易に防止することが可能な電動機の固定子を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の発明の電動機の固定子は、所定円周上に配置された複数のティース鉄心（例えば、後述する実施の形態でのティース鉄心１１）と、隣り合う前記ティース鉄心間に外周側から挿入された固定子巻線（例えば、後述する実施の形態での線材Ｃ）と、隣り合う前記ティース鉄心間で前記固定子巻線の外周側に設けられたコアバック鉄心（例えば、後述する実施の形態でのコアバック鉄心１２）とを備えた固定子であって、前記ティース鉄心および前記コアバック鉄心からなる固定子鉄心は複数の電磁鋼板（例えば、後述する実施の形態での電磁鋼板１１ａ，１２ａ）が積層されてなり、前記電磁鋼板の積層方向における前記固定子鉄心の一方および他方の各端面（例えば、後述する実施の形態での一方および他方の各端面１１Ｂ，１１Ｃおよび各端面１２Ｂ，１２Ｃ）の外周部に当接する一方および他方の端面抑え片（例えば、後述する実施の形態での一方および他方の端面抑え片３１，３２）と、前記一方および他方の端面抑え片に接続され、前記固定子鉄心の外周部によって固定される連結片（例えば、後述する実施の形態での連結片３３）とからなる外枠部材（例えば、後述する実施の形態での外枠部材１３）を備えたことを特徴としている。
【０００６】
上記構成の電動機の固定子によれば、複数の電磁鋼板が積層されてなる固定子鉄心に対して、電磁鋼板の積層方向における固定子鉄心の各端面を両側から挟み込むようにして外枠部材が設けられていることから、例えば、電磁鋼板の積層方向に外力が作用する場合等であっても、積層された電磁鋼板が捲れてしまったり、ばらけてしまうことを確実に防止することができる。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明の電動機の固定子は、所定円周上に配置された複数のティース鉄心（例えば、後述する実施の形態でのティース鉄心１１）と、隣り合う前記ティース鉄心間に外周側から挿入された固定子巻線（例えば、後述する実施の形態での線材Ｃ）と、隣り合う前記ティース鉄心間で前記固定子巻線の外周側に設けられたコアバック鉄心（例えば、後述する実施の形態でのコアバック鉄心１２）とを備えた固定子であって、前記ティース鉄心および前記コアバック鉄心からなる固定子鉄心は複数の電磁鋼板（例えば、後述する実施の形態での電磁鋼板１１ａ，１２ａ）が積層されてなり、前記ティース鉄心の外周面上には前記電磁鋼板の積層方向に沿って伸びる溝部（例えば、後述する実施の形態での凹部２３）が形成され、前記電磁鋼板の積層方向における前記固定子鉄心の一方および他方の各端面（例えば、後述する実施の形態での一方および他方の各端面１１Ｂ，１１Ｃおよび各端面１２Ｂ，１２Ｃ）の外周部に当接する一方および他方の端面抑え片（例えば、後述する実施の形態での一方および他方の端面抑え片３１，３２）と、前記一方および他方の端面抑え片を連結する連結片（例えば、後述する実施の形態での連結片３３）とからなり、前記固定子鉄心の周方向から見た形状が略コの字形状に形成された外枠部材（例えば、後述する実施の形態での外枠部材１３）を備え、前記連結片が前記溝部に係合されてなることを特徴としている。
【０００８】
上記構成の電動機の固定子によれば、複数の電磁鋼板が積層されてなる固定子鉄心に対して、電磁鋼板の積層方向における固定子鉄心の各端面を両側から挟み込むようにして外枠部材が設けられていることから、例えば、電磁鋼板の積層方向に外力が作用する場合等であっても、積層された電磁鋼板が捲れてしまったり、ばらけてしまうことを確実に防止することができる。
しかも、外枠部材の連結片がティース鉄心の溝部に係合されることで、例えば外枠部材が径方向の外側に向かいティース鉄心の外周面上から突出することを防止することができ、外枠部材を設けることによって固定子の外径寸法が増大してしまうことを防止することができる。
【０００９】
さらに、請求項３に記載の発明の電動機の固定子では、前記外枠部材の前記連結片は、前記電磁鋼板の積層方向の中途位置で分割および結合可能な結合部（例えば、後述する実施の形態での結合凸部３３−１ａ、結合凹部３３−２ｂ）を備えたことを特徴としている。
【００１０】
上記構成の電動機の固定子によれば、ティース鉄心およびコアバック鉄心からなる固定子鉄心に外枠部材を容易に装着することができる。
【００１１】
さらに、請求項４に記載の発明の電動機の固定子では、前記外枠部材の前記端面抑え片は、前記固定子鉄心の周方向に分割および結合可能な結合部（例えば、後述する実施の形態での結合凸部３１−ｋａ、結合凹部３１−（ｋ＋１）ｂ）を備えたことを特徴としている。
【００１２】
上記構成の電動機の固定子によれば、ティース鉄心およびコアバック鉄心からなる固定子鉄心に外枠部材を容易に装着することができる。
【００１３】
さらに、請求項５に記載の発明の電動機の固定子では、前記外枠部材の前記端面抑え片は、前記ティース鉄心の端面に当接し、径方向内方に突出する突出部（例えば、後述する実施の形態での各抑え片突出部４１，４２）を備えたことを特徴としている。
【００１４】
上記構成の電動機の固定子によれば、例えば、ティース鉄心と共に突出部に固定子巻線を巻き付けるように設定し、この突出部の表面上に絶縁塗料が塗布されてなる絶縁皮膜を設け、さらに、絶縁被膜の表面上に放熱材を塗布することによって、固定子の放熱性、特に固定子巻線での発熱に対する放熱性を向上させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電動機の固定子の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態による電動機の固定子１０は、例えば図１から図３に示すように、略円筒状に形成され、所定円周上に所定間隔をおいて配置された複数のティース鉄心１１，…，１１と、隣り合うティース鉄心１１，…，１１間に配置されたコアバック鉄心１２，…，１２と、外枠部材１３とを備えて構成され、例えば固定子１０の外周面１０Ａの外径に対して所定の締め代を有する内径の内周面１５Ａを有するホルダ１５内に圧入され、締まりばめされた状態で固定子１０の外周面１０Ａがホルダ１５の内周面１５Ａにより覆われるようになっている。
【００１６】
ティース鉄心１１およびコアバック鉄心１２は、例えば図４に示すように、周方向に所定幅を有する複数の珪素鋼板等の各電磁鋼板１１ａ，１２ａが固定子１０の中心軸線Ｏ方向に積層され、略直方体状に形成されている。
ティース鉄心１１は、例えば内周部とされる線材渡部２１と、外周部とされる継鉄部２２とを備えて構成され、適宜の巻線機（図示略）から供給される線材Ｃが各ティース鉄心１１，…，１１の線材渡部２１，…，２１間を縫うようにして巻き付けられている。
【００１７】
コアバック鉄心１２は、例えばティース鉄心１１の線材渡部２１に線材が巻き付けられた状態で、隣り合うティース鉄心１１，１１間に外周側から圧入され、隣り合うティース鉄心１１，１１の継鉄部２２，２１によって両側から挟み込まれるようにして固定されている。
ここで、ティース鉄心１１，１１の継鉄部２２と、コアバック鉄心１２とは、固定子１０の径方向での長さが同等となるように形成され、隣り合うティース鉄心１１，１１間にコアバック鉄心１２が圧入された状態で、ティース鉄心１１の外周面１１Ａ（つまり、継鉄部２２の外周面）とコアバック鉄心１２の外周面１２Ａとは滑らかに連なり、同等の外径の外周面をなすようにされている。
そして、ティース鉄心１１の外周面１１Ａ上には、例えば図４に示すように、電磁鋼板１１ａの積層方向つまり固定子１０の中心軸線Ｏ方向に伸びる凹部２３が設けられている。
【００１８】
外枠部材１３は、例えば図２および図４および図５（ａ），（ｂ）に示すように、電磁鋼板１１ａの積層方向におけるティース鉄心１１の一方および他方の各端面１１Ｂ，１１Ｃの外周部と電磁鋼板１２ａの積層方向におけるコアバック鉄心１２の一方および他方の各端面１２Ｂ，１２Ｃの外周部とに当接する一方および他方の端面抑え片３１，３２と、一方および他方の端面抑え片３１，３２を連結する複数の連結片３３，…，３３とを備えて構成されている。
例えば、一方および他方の端面抑え片３１，３２は円環板状に形成され、各端面抑え片３１，３２の中心軸線が固定子１０の中心軸線Ｏと同軸になるように配置されている。そして、各端面抑え片３１，３２の互いの対向面３１Ａ，３２Ａの外周部には、周方向に所定間隔をおいた位置で中心軸線Ｏ方向に伸びる略棒状の複数の連結片３３，…，３３が接続され、これらの連結片３３，…，３３によって各端面抑え片３１ａ，３１ｂの互いの対向面３１Ａ，３２Ａが連結されている。
【００１９】
ここで、各端面抑え片３１，３２の外周面３１Ｂ，３２Ｂと、連結片３３の外周面３３Ａとは滑らかに連なり、同等の外径の外周面をなすようにされている。さらに、連結片３３はティース鉄心１１の凹部２３に係合され、ティース鉄心１１の外周面１１Ａ（つまり、継鉄部２２の外周面）と、連結片３３の外周面３３Ａとは滑らかに連なり、同等の外径の外周面をなすようにされている。
すなわち、ティース鉄心１１の一方および他方の各端面１１Ｂ，１１Ｃと、コアバック鉄心１２の一方および他方の各端面１２Ｂ，１２Ｃとに、各端面抑え片３１，３２の互いの対向面３１Ａ，３２Ａが面接触し、各端面抑え片３１，３２を連結する連結片３３がティース鉄心１１の凹部２３に係合する状態で、ティース鉄心１１の外周面１１Ａおよびコアバック鉄心１２の外周面１２Ａおよび各端面抑え片３１，３２の外周面３１Ｂ，３２Ｂおよび連結片３３の外周面３３Ａは、同等の外径を有する外周面を形成している。
【００２０】
なお、固定子１０の径方向において、例えば、連結片３３の長さは、各端面抑え片３１，３２の長さよりも短く形成されており、各端面抑え片３１，３２の内周部は、連結片３３の内周面３３Ｂよりも径方向内方に向かい突出するように形成されている。このため、例えば図５（ｂ）に示すように、外枠部材１３はティース鉄心１１の周方向から見た形状が略コの字形状に形成されている。
そして、例えば図６に示すように、固定子１０の径方向において、各端面抑え片３１，３２の長さは、ティース鉄心１１，１１の継鉄部２２およびコアバック鉄心１２の長さよりも短く形成されている。
【００２１】
上述したように、本実施の形態による電動機の固定子１０によれば、複数の各電磁鋼板１１ａ，１２ａが積層されてなるティース鉄心１１およびコアバック鉄心１２に対して、各電磁鋼板１１ａ，１２ａの積層方向における各端面１１Ｂ，１１Ｃおよび各端面１２Ｂ，１２Ｃを両側から挟み込むようにして外枠部材１３が設けられていることから、例えば固定子１０の外周面を覆うホルダ１５内に電磁鋼板１１ａ，１２ａの積層方向に沿って固定子１０を圧入する場合等であっても、積層された各電磁鋼板１１ａ，１２ａが捲れてしまったり、ばらけてしまうことを防止することができる。
しかも、外枠部材１３の連結片３３がティース鉄心１１の凹部２３に係合することで、ティース鉄心１１およびコアバック鉄心１２からなる固定子鉄心の外径寸法と、この固定子鉄心に外枠部材１３を装着してなる固定子１０の外径寸法とが同等になるように設定され、固定子１０の外径寸法が増大してしまうことを防止することができる。
【００２２】
なお、上述した本実施の形態において、外枠部材１３は、例えばかしめ処理等によってティース鉄心１１およびコアバック鉄心１２に固定されてもよいし、例えば成形加工等によって形成されてもよい。
【００２３】
なお、上述した本実施の形態において、外枠部材１３は表面上に絶縁塗料を塗布してなる絶縁層を備えてもよいし、あるいは、電気的絶縁体により形成されてもよい。
【００２４】
なお、上述した本実施の形態においては、一方および他方の端面抑え片３１，３２を円環板状に形成し、固定子１０の径方向における各端面抑え片３１，３２の長さを、ティース鉄心１１の継鉄部２２およびコアバック鉄心１２の長さよりも短く形成したが、これに限定されず、例えば図７に示す本実施形態の第１変形例に係る電動機の固定子１０の外枠部材１３のように、円環板状の一方および他方の端面抑え片３１，３２に、ティース鉄心１１の一方および他方の各端面１１Ｂ，１１Ｃに当接し、径方向内方に向かい突出する各抑え片突出部４１，４２を設けてもよい。
この第１変形例に係る電動機の固定子１０において、固定子１０の径方向における各抑え片突出部４１，４２の長さは、各抑え片突出部４１，４２の内周部がティース鉄心１１の線材渡部２１に到達するように形成され、線材渡部２１および各抑え片突出部４１，４２に線材Ｃが巻き付けられるようになっている。
そして、外枠部材１３の表面上には、例えば、絶縁塗料が塗布されてなる絶縁皮膜が設けられ、さらに、絶縁被膜の表面上には放熱材が塗布されている。これにより、固定子１０の放熱性、特に線材Ｃでの発熱に対して放熱性を向上させることができる。
【００２５】
なお、上述した本実施の形態においては、例えば図８に示す本実施形態の第２変形例に係る電動機の固定子１０の外枠部材１３や、例えば図９に示す本実施形態の第３変形例に係る電動機の固定子１０の外枠部材１３のように、円環板状の一方および他方の端面抑え片３１，３２を、周方向に分割してなる複数の分割部３１−１，…，３１−ｎおよび３２−１，…，３２−ｎ（ｎは任意の自然数）により構成してもよい。
これらの第２，第３変形例においては、例えば隣り合う分割部３１−ｋ，３１−（ｋ＋１）；（ただし、１≦ｋ≦ｎ―１）において、一方の分割部３１−ｋの周方向の端面３１−ｋＡ上に結合凸部３１−ｋａが形成され、他方の分割部３１−（ｋ＋１）の周方向の端面３１−（ｋ＋１）Ｂ上に結合凹部３１−（ｋ＋１）ｂが形成され、結合凸部３１−ｋａが結合凹部３１−（ｋ＋１）ｂに嵌合されることで、一方の分割部３１−ｋと他方の分割部３１−（ｋ＋１）とが連結される。
【００２６】
また、上述した本実施の形態においては、例えば図１０に示す本実施形態の第４変形例に係る電動機の固定子１０の外枠部材１３のように、連結片３３を中心軸線Ｏ方向に分割可能としてもよい。
この第４変形例においては、例えば連結片３３が２つに分割されてなる一方の分割連結片３３−１の中心軸線Ｏ方向の端面３３−１Ａ上に結合凸部３３−１ａが形成され、他方の分割連結片３３−２の中心軸線Ｏ方向の端面３３−２Ｂ上に結合凹部３３−２ｂが形成され、結合凸部３３−１ａが結合凹部３３−２ｂに嵌合されることで、一方の分割連結片３３−１と他方の分割連結片３３−２とが連結される。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、発明の電動機の固定子によれば、電磁鋼板の積層方向に外力が作用する場合等であっても、積層された電磁鋼板が捲れてしまったり、ばらけてしまうことを確実に防止することができる。
さらに、請求項２に記載の発明の電動機の固定子によれば、外枠部材が径方向の外側に向かいティース鉄心の外周面上から突出することを防止することができ、外枠部材を設けることによって固定子の外径寸法が増大してしまうことを防止することができる。
さらに、請求項３または請求項４に記載の発明の電動機の固定子によれば、ティース鉄心およびコアバック鉄心からなる固定子鉄心に外枠部材を容易に装着することができる。
さらに、請求項５に記載の発明の電動機の固定子によれば、例えば、ティース鉄心と共に突出部に固定子巻線を巻き付けるように設定し、この突出部の表面上に絶縁塗料が塗布されてなる絶縁皮膜を設け、さらに、絶縁被膜の表面上に放熱材を塗布することによって、固定子の放熱性、特に固定子巻線での発熱に対する放熱性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動機の固定子の斜視図である。
【図２】図１に示す電動機の固定子の外枠部材の斜視図である。
【図３】図１に示す電動機の固定子のティース鉄心およびコアバック鉄心の斜視図である。
【図４】図１に示す電動機の固定子において、ティース鉄心およびコアバック鉄心と、外枠部材とを分解して示す分解斜視図である。
【図５】図５（ａ）は図１に示す電動機の固定子の周方向に直交し、ティース鉄心の外周面を含む断面図であり、図５（ｂ）は図１に示す電動機の固定子の周方向に直交し、ティース鉄心の凹部を含む断面図である。
【図６】図１に示す電動機の固定子を中心軸線Ｏ方向から見た要部平面図である。
【図７】本実施形態の第１変形例に係る電動機の固定子を中心軸線Ｏ方向から見た要部平面図である。
【図８】本実施形態の第２変形例に係る電動機の固定子を中心軸線Ｏ方向から見た平面図である。
【図９】本実施形態の第３変形例に係る電動機の固定子を中心軸線Ｏ方向から見た平面図である。
【図１０】本実施形態の第４変形例に係る電動機の固定子の要部を径方向の外周側から内周側に向かい見た図である。
【符号の説明】
１０  固定子
１１  ティース鉄心
１１ａ  電磁鋼板
１１Ｂ，１１Ｃ  端面
１２  コアバック鉄心
１２ａ  電磁鋼板
１２Ｂ，１２Ｃ  端面
１３  外枠部材
２３  凹部（溝部）
３１  端面抑え片
３２  端面抑え片
３３−１ａ  結合凸部（結合部）
３３−２ｂ  結合凹部（結合部）
４１、４２  抑え片突出部（突出部）
【図１】
2004208402.tif 000003
【図２】
2004208402.tif 000004
【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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