(57)【要約】【課題】外周保持リングを圧入する際にティース鉄心またはコアバック鉄心の変形や捩れを防止することができ、成形性を高めることができる固定子を提供する。【解決手段】複数のティース鉄心１１と、隣合う前記ティース鉄心１１間の外周側に設けられたコアバック鉄心１２とを備え、複数のティース鉄心１１を所定円周上の所定間隔ごとに放射状に配置し、外周側から固定子巻線１３を挿入後、前記コアバック鉄心１２を挿入したティース鉄心１１の外周に外周保持リング９を圧入してなる固定子であって、前記外周保持リング９と、前記所定円周上に配置されたティース鉄心１１およびコアバック鉄心１２の外周面との間に介装される円弧状のスペーサ部材２０を備えた。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のティース鉄心と、隣合う前記ティース鉄心間の外周側に設けられたコアバック鉄心とを備え、複数のティース鉄心を所定円周上の所定間隔ごとに放射状に配置し、外周側から固定子巻線を挿入後、前記コアバック鉄心を挿入したティース鉄心の外周に外周保持リングを圧入してなる固定子であって、
前記外周保持リングと、前記所定円周上に配置されたティース鉄心およびコアバック鉄心の外周面との間に介装される円弧状のスペーサ部材を備えたことを特徴とする固定子。
【請求項２】
前記円弧状のスペーサ部材はその円周の一部に所定幅の欠落部を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の固定子。
【請求項３】
前記スペーサ部材は円弧状の複数のスペーサ片からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の固定子。
【請求項４】
複数のティース鉄心と、隣合う前記ティース鉄心間の外周側に設けられたコアバック鉄心とを備え、複数のティース鉄心を所定円周上の所定間隔ごとに放射状に配置し、外周側から固定子巻線を挿入後、前記コアバック鉄心を挿入したティース鉄心の外周に外周保持リングを圧入してなる固定子であって、
前記外周保持リングは、前記ティース鉄心およびコアバック鉄心の外周面が形成する円環の軸方向で第１のリングと第２のリングとに一対に分割されてなり、
前記第１および第２のリングは、
これらの鉄心の端面に延出する端面延出部と、
これらの鉄心の外周面に当接する当接部と、
これらの鉄心の径方向外方に延出して互いのリング同士で当接する側面延出部と、
前記側面延出部と前記当接部との連結部分が湾曲された湾曲部とを備え、
前記側面延出部同士を係合固着したことを特徴とする固定子。
【請求項５】
前記湾曲部と、前記ティース鉄心およびコアバック鉄心の外周面との間に形成される隙間に冷却チューブを設けることを特徴とする請求項４に記載の固定子。
【請求項６】
複数のティース鉄心と、隣合う前記ティース鉄心間の外周側に設けられたコアバック鉄心とを備え、複数のティース鉄心を所定円周上の所定間隔ごとに放射状に配置し、外周側から固定子巻線を挿入後、前記コアバック鉄心を挿入したティース鉄心の外周に外周保持リングを圧入してなる固定子であって、
前記外周保持リングは、第１のリングと第２のリングとに分割されてなり、
前記第１のリングは、
これらの鉄心の端面に延出する端面延出部と、
これらの鉄心の外周面の端部から中途部までを覆う当接部と、
前記中途部からこれらの鉄心の径方向外方に延出する側面延出部と、
前記側面延出部と前記当接部との連結部分が湾曲された湾曲部とを備え、
前記第２のリングは、前記第１のリングが装着される側とは反対側の端面から、これらの鉄心の径方向外方に延出してなり、
前記第１のリングの側面延出部と前記第２のリングの間を塞ぐ閉塞部材と、
前記第１のリングと前記閉塞部材と前記第２のリングとを貫通して固着する締結部材を設けたことを特徴とする固定子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機や発電機等の回転電機に使用される固定子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電動機や発電機等の回転電機に使用される固定子として、環状に配置される複数のティース鉄心と、隣合うティース鉄心間に設けられる複数のコアバック鉄心とを備え、これらのティース鉄心の側面に固定子巻線を巻きつけて形成される固定子が提案されている（特許文献１参照）。
【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、ティース鉄心やコアバック鉄心は積層鋼鈑を積層させて形成するが、これらの積層鋼鈑同士の位置決めが適切に行われていないと、ティース鉄心やコアバック鉄心を構成する積層鋼鈑の位置がずれてしまい、この状態で前記ティース鉄心やコアバック鉄心の外周面から外周保持リングを圧入すると、積層鋼鈑が捩れて所定の形状から変形してしまい、成形性を損なう虞があるという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、外周保持リングを圧入する際にティース鉄心またはコアバック鉄心の変形や捩れを防止することができ、成形性を高めることができる固定子を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載した発明は、複数のティース鉄心（例えば、後述する実施の形態におけるティース鉄心１１）と、隣合う前記ティース鉄心間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におけるコアバック鉄心１２）とを備え、複数のティース鉄心を所定円周上の所定間隔ごとに放射状に配置し、外周側から固定子巻線（例えば、後述する実施の形態における固定子巻線１３）を挿入後、前記コアバック鉄心を挿入したティース鉄心の外周に外周保持リング（例えば、後述する実施の形態における外周保持リング９）を圧入してなる固定子であって、前記外周保持リングと、前記所定円周上に配置されたティース鉄心およびコアバック鉄心の外周面との間に介装される円弧状のスペーサ部材（例えば、後述する実施の形態におけるスペーサ部材２０）を備えたことを特徴とする固定子である。
この発明によれば、前記ティース鉄心とコアバック鉄心とで形成される外周面の形状を、前記円弧状のスペーサ部材により整えることができるため、前記外周保持リングを圧入する際に、ティース鉄心やコアバック鉄心の外周面が捩れることを防止でき、複数のティース鉄心と複数のコアバック鉄心からなる鉄心群を所定形状に維持することができ、成形性を高めることが可能となる。
【０００７】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載のものであって、前記円弧状のスペーサ部材はその円周の一部に所定幅の欠落部（例えば、後述する実施の形態における開口部２３）を備えてなることを特徴とする固定子である。
この発明によれば、前記スペーサ部材に所定幅の欠落部を備えたことにより、前記スペーサ部材を前記ティース鉄心およびコアバック鉄心の外周面に設ける際に、前記欠落部の間隔を調整して、これらの鉄心の外周面の形状を所定形状に整えることが可能となるため、成形性をさらに高めることが可能となる。
【０００８】
請求項３に記載した発明は、請求項１または請求項２に記載のものであって、前記スペーサ部材（例えば、後述する実施の形態におけるスペーサ部材２４）は円弧状の複数のスペーサ片（例えば、後述する実施の形態におけるスペーサ片２１、２２）からなることを特徴とする固定子である。
この発明によれば、各スペーサ片同士を互いに独立して設けることができるため配置自由度が増し、前記ティース鉄心およびコアバック鉄心の外周面において形状の調整が必要な部位を覆うようにスペーサ片を設けることができるため、成形性をさらに高めることが可能となる。
【０００９】
請求項４に記載した発明は、複数のティース鉄心と、隣合う前記ティース鉄心間の外周側に設けられたコアバック鉄心とを備え、複数のティース鉄心を所定円周上の所定間隔ごとに放射状に配置し、外周側から固定子巻線を挿入後、前記コアバック鉄心を挿入したティース鉄心の外周に外周保持リングを圧入してなる固定子であって、前記外周保持リングは、前記ティース鉄心およびコアバック鉄心の外周面が形成する円環の軸方向で第１のリング（例えば、後述する実施の形態における第１のリング３１）と第２のリング（例えば、後述する実施の形態における第２のリング３２）とに一対に分割されてなり、前記第１および第２のリングは、これらの鉄心の端面（例えば、後述する実施の形態における端面６０）に延出する端面延出部（例えば、後述する実施の形態における端面延出部３１ａ）と、これらの鉄心の外周面（例えば、後述する実施の形態における外周面６２）に当接する当接部と、これらの鉄心の径方向外方に延出して互いのリング同士で当接する側面延出部と、前記側面延出部と前記当接部との連結部分が湾曲された湾曲部とを備え、前記側面延出部同士を係合固着したことを特徴とする固定子である。
【００１０】
この発明によれば、前記外周保持リングが前記第１のリングと第２のリングとに一対に分割されているため、それぞれのリングの端面延出部と当接部とにより前記ティース鉄心およびコアバック鉄心の端面および外周面の形状を整えることができ、これらのリングの前記側面延出部同士を係合固着することにより、前記ティース鉄心やコアバック鉄心の外周面が捩れることを防止できるとともに、係合された外周保持リングの形状を所定形状に維持することができるため、成形性を高めることが可能となる。
【００１１】
請求項５に記載した発明は、請求項４に記載したものであって、前記湾曲部と、前記ティース鉄心およびコアバック鉄心の外周面との間に形成される隙間に冷却チューブ（例えば、後述する実施の形態における冷却チューブ３３）を設けることを特徴とする固定子である。
この発明によれば、前記ティース鉄心やコアバック鉄心の成形性を高めることができるとともに、これらの鉄心の耐熱性を高めることができる。
【００１２】
請求項６に記載した発明は、複数のティース鉄心と、隣合う前記ティース鉄心間の外周側に設けられたコアバック鉄心とを備え、複数のティース鉄心を所定円周上の所定間隔ごとに放射状に配置し、外周側から固定子巻線を挿入後、前記コアバック鉄心を挿入したティース鉄心の外周に外周保持リングを圧入してなる固定子であって、前記外周保持リングは、第１のリング（例えば、後述する実施の形態における第１のリング４１）と第２のリング（例えば、後述する実施の形態における第２のリング４２）とに分割されてなり、前記第１のリングは、これらの鉄心の端面に延出する端面延出部（例えば、後述する実施の形態における端面延出部４１ａ）と、これらの鉄心の外周面の端部から中途部までを覆う当接部（例えば、後述する実施の形態における当接部４１ｂ）と、前記中途部からこれらの鉄心の径方向外方に延出する側面延出部（例えば、後述する実施の形態における側面延出部４１ｃ）と、前記側面延出部と前記当接部との連結部分が湾曲された湾曲部（例えば、後述する実施の形態における湾曲部４１ｄ）とを備え、前記第２のリングは、前記第１のリングが装着される側とは反対側の端面から、これらの鉄心の径方向外方に延出してなり、前記第１のリングの側面延出部と前記第２のリングの間を塞ぐ閉塞部材（例えば、後述する実施の形態におけるスペーサ４５）と、前記第１のリングと前記閉塞部材と前記第２のリングとを貫通して固着する締結部材（例えば、後述する実施の形態における締結ボルト４４）を設けたことを特徴とする固定子である。
【００１３】
この発明によれば、前記外周保持リングが前記第１のリングと第２のリングとに分割されており、前記ティース鉄心およびコアバック鉄心の前記反対側の端面に前記第２のリングを当接させた状態で、前記第１のリングの端面延出部と当接部とを、前記ティース鉄心およびコアバック鉄心の端面と外周面の端部から中途部とに当接させて、これらの部位の形状を整えることができ、この状態で、前記閉塞部材により第１および第２のリングの間隔を調整して、これらの部材を前記締結部材で固着させることにより、ティース鉄心やコアバック鉄心の外周面が捩れることを防止でき、外周保持リングの形状を所定形状に維持することができるため、成形性を高めることが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態における固定子を図面と共に説明する。
図１は本発明の実施の形態における固定子を示す斜視図である。本実施の形態による固定子１０は、図６に示されるように、所定円周上に所定間隔をおいて放射状に配置された複数のティース鉄心１１と、隣合うティース鉄心１１、１１間に配置されたコアバック鉄心１２とを備えている。
【００１５】
ティース鉄心１１は、固定子１０の中心軸線（同図の紙面に直交する方向）と平行な方向に所定の厚さを有しており、固定子巻線１３が巻装される内周側の巻線部と、コアバック鉄心１２が挿入される外周側の継鉄部とを備えて構成されている。また、ティース鉄心１１の端部には周方向の外側に向かって突出する係止部１７が設けられ、固定子巻線１３と前記ティース鉄心１１との間に介装される絶縁シート（図示せず）の内周側端面に当接可能とされている。
前記ティース鉄心１１は、珪素鋼鈑等の方向性を有する電磁鋼鈑が積層されてなり、例えば磁化容易方向が固定子１０の径方向に設定されている。
【００１６】
また、コアバック鉄心１２は、隣合うティース鉄心１１、１１同士の隙間（スロット）と同等かそれより若干大きくなるようにその幅を形成され、ティース鉄心１１間に挟み込まれるようにして固定される。コアバック鉄心１２の厚さは、例えばティース鉄心１１の厚さと同等に形成されている。
また、前記コアバック鉄心１２は、珪素鋼鈑等の方向性を有する電磁鋼鈑が積層されてなる略直方体状に形成され、例えば磁化容易方向が固定子１０の周方向に設定されている。
【００１７】
前記ティース鉄心１１間の内周側の側面には、固定子巻線１３が巻装されている。前記固定子巻線１３は、図示しない治具にて所定円周上の所定間隔ごとに放射状に配置したティース鉄心１１の径方向内側に巻き付けられる。
そして、各隣合うティース鉄心１１、１１間に前記円周の外側からコアバック鉄心１２が挿入される。
【００１８】
図１、図３は本実施の形態における固定子の組立工程を示す説明図である。図１に示したように、前記所定円周上に配置されたティース鉄心１１およびコアバック鉄心１２の外周面には、円弧状のスペーサ部材２０が、矢印Ａのように装着される。このように、これらの鉄心１１、１２の外周面をスペーサ部材２０で覆うことにより、該外周面を構成する積層鋼鈑の位置を調整することができ、該外周面の形状を整えることができる。
【００１９】
また、図２の平面図に示したように、スペーサ部材２０は、所定間隔を有した開口部２３を備えている。これにより、前記スペーサ部材２０をこれらの鉄心１１、１２の外周面に設ける際に、前記開口部２３の間隔を矢印Ｂに示したように調整することで、これらの鉄心１１、１２の外周面の形状を所定形状（この場合は円環状）に整えることが可能となる。
【００２０】
そして、図３に示したように、前記鉄心１１、１２にスペーサ部材２０が装着された状態で、外周保持リング９を圧入して一体化する。このように一体化された状態での固定子１０の平面図を図４に示す。
このような構成としたことにより、前記鉄心１１、１２で形成される外周面の形状を、前記スペーサ部材２０により整えることができる。従って、前記外周保持リング９を圧入する際に、ティース鉄心１１やコアバック鉄心１２の外周面を構成する積層鋼鈑が捩れることを防止できるとともに、圧入した外周保持リング９の形状を所定形状に維持することができ、成形性を高めることができる。
尚、外周保持リング９の内周側に位置決め用の突起を設けて前記開口部２３に前記突起が配置されるように位置決めしながら圧入できるよう構成してもよい。
【００２１】
図９は本発明の実施の形態における固定子１０を備えた電動機をエンジンに取り付けた状態を示す説明図である。同図に示したように、固定子１０は外周保持リング９を介してエンジン５０に取り付けられる。また、前記固定子１０に径方向で対向するロータ部５５は、前記エンジン５０のクランクシャフト５１とトランスミッション５２との間に設けられるドライブプレート５３の外周部にマグネットを装着して形成されている。なお、この固定子１０の取り付け位置は一例であり、他の位置に取り付けてもよいことはもちろんである。
【００２２】
また、図５は図２に示したスペーサ部材の変形例を示す断面図である。同図に示したスペーサ部材２４は、複数（この場合は２つ）のスペーサ片２１、２２からなっており、この点が上述したスペーサ部材２０と異なっている。このように構成すると、各スペーサ片２１、２２同士を互いに独立して設けることができるため配置自由度が増し、前記ティース鉄心１１およびコアバック鉄心１２の外周面において形状の調整が必要な部位を覆うようにスペーサ片２１、２２を設けることができるため、成形性をさらに高めることが可能となる。
【００２３】
また、図７は、図４のＬＬ方向から見た固定子の変形例を示す断面図である。この固定子の外周保持リング３０は、前記ティース鉄心１１およびコアバック鉄心１２の外周面が形成する円環の軸方向で第１のリング３１と第２のリング３２とに一対に分割されてなっている。前記第１および第２のリング３１、３２は、端面延出部３１ａ、３２ａと、当接部３１ｂ、３２ｂと、側面延出部３１ｃ、３２ｃと、湾曲部３１ｄ、３２ｄとをそれぞれ備えている。
【００２４】
前記端面延出部３１ａ、３２ａは、ティース鉄心１１およびコアバック鉄心１２の端面６０、６１に延出する部位である。また、前記当接部３１ｂ、３２ｂは、これらの鉄心１１、１２の外周面６２に当接する部位である。また、前記側面延出部３１ｃ、３２ｃは、これらの鉄心１１、１２の径方向外方に延出して互いのリング３１、３２同士で当接する部位である。また、前記湾曲部３１ｄ、３２ｄは、前記側面延出部３１ｃ、３２ｃと前記当接部３１ｂ、３２ｂとの連結部分が湾曲されている部位である。
また、前記リング３１、３２の側面延出部３１ｃ、３２ｃには開口部３４、３５がそれぞれ形成されている。そして、これらのリング３１、３２は、前記開口部３４、３５の位置を一致させて側面延出部３１ｃ、３２ｃ同士を当接させた状態で、締結ボルト３６により係合固着され、一体化されている。
【００２５】
このように、前記外周保持リング３０が前記第１のリング３１と第２のリング３２とに一対に分割されているため、それぞれのリング３１、３２の端面延出部３１ａ、３２ａと当接部３１ｂ、３２ｂとにより前記ティース鉄心１１およびコアバック鉄心１２の端面６０、６１および外周面６２の形状を整えることができる。また、これらのリング３１、３２の前記側面延出部３１ｃ、３２ｃ同士を係合固着することにより、前記ティース鉄心１１やコアバック鉄心１２の外周面６２が捩れることを防止できるとともに、係合された外周保持リング３０の形状を所定形状に維持することができるため、成形性を高めることが可能となる。
【００２６】
さらに、前記湾曲部３１ｄ、３２ｄと、前記鉄心１１、１２の外周面６２との間に形成される隙間に冷却チューブ３３を設けている。この冷却チューブ３３にて前記鉄心１１、１２を冷却することができるため、これらの鉄心１１、１２を熱から保護することができ、これらの鉄心１１、１２の耐熱性を高めることができる。
【００２７】
図８は、図７に示す固定子の変形例を示す断面図である。この固定子の外周保持リング４０は、第１のリング４１と第２のリング４２とに分割されてなる。
前記第１のリング４１は、端面延出部４１ａと、当接部４１ｂと、側面延出部４１ｃと、湾曲部４１ｄとを備えている。前記端面延出部４１ａは、前記鉄心１１、１２の端面６０に延出する部位である。前記当接部４１ｂは、これら鉄心１１、１２の外周面６２の端部から中途部までを覆う部位である。前記側面延出部４１ｃは、前記中途部からこれらの鉄心１１、１２の径方向外方に延出する部位である。前記湾曲部４１ｄは、前記側面延出部４１ｃと前記当接部４１ｂとの連結部分が湾曲された部位である。
【００２８】
一方、前記第２のリング４２は、前記第１のリング４１が装着される側とは反対側の端面６１から、これらの鉄心１１、１２の径方向外方に延出してなっている。
前記第１のリング４１の側面延出部４１ｃと前記第２のリング４２との間には、スペーサ４５が介装されている。また、前記リング４１、４２と前記スペーサ４５には、それぞれ開口部４６〜４８が形成されている。そして、これらの開口部４６〜４８を貫通してこれらの部材を固着する締結ボルト４４が設けられている。
【００２９】
このような構成とすると、固定子を形成する際に、前記端面６１に前記第２のリング４２を当接させて、この状態で、前記第１のリング４１の端面延出部４１ａと当接部４１ｂとを、前記ティース鉄心１１およびコアバック鉄心１２の端面６０と外周面６２の端部から中途部とに当接させることで、これらの部位の形状を整えることができる。そして、第１および第２のリング４１、４２間に前記スペーサ４５を介装して両者の間隔を調整し、ついで、これらの部材４１、４２、４５の開口部４６〜４８の位置を一致させて、開口部４６〜４８に前記締結ボルト４４を挿入して固着させてこれらの部材４１、４２、４５を一体化させることにより、ティース鉄心１１やコアバック鉄心１２の外周面６２を整えた状態で、外周保持リング４０を装着することができる。これにより、前記鉄心１１、１２の外周面を構成する積層鋼鈑が捩れることを防止でき、外周保持リング４０の形状を所定形状に維持することができるため、成形性を高めることが可能となる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載した発明によれば、前記外周保持リングを圧入する際に、ティース鉄心やコアバック鉄心の外周面が捩れることを防止でき複数のティース鉄心と複数のコアバック鉄心からなる鉄心群を所定形状に維持することができ、成形性を高めることが可能となる。
【００３１】
請求項２に記載した発明によれば、前記欠落部の間隔を調整して、これらの鉄心の外周面の形状を所定形状に整えることができるため、成形性をさらに高めることが可能となる。
請求項３に記載した発明によれば、前記ティース鉄心およびコアバック鉄心の外周面において形状の調整が必要な部位を覆うようにスペーサ片を設けることができ、成形性をさらに高めることが可能となる。
【００３２】
請求項４に記載した発明によれば、前記ティース鉄心やコアバック鉄心の外周面が捩れることを防止できるとともに、係合された外周保持リングの形状を所定形状に維持することができるため、成形性を高めることが可能となる。
請求項５に記載した発明によれば、前記ティース鉄心やコアバック鉄心の成形性を高めることができるとともに、これらの鉄心の耐熱性を高めることが可能となる。
【００３３】
請求項６に記載した発明によれば、ティース鉄心やコアバック鉄心の外周面が捩れることを防止でき、外周保持リングの形状を所定形状に維持することができるため、成形性を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における固定子の組立工程を示す説明図である。
【図２】図１に示したスペーサ部材を示す平面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における固定子の組立工程を示す説明図である。
【図４】図３に示した組立工程終了後の固定子の平面図である。
【図５】図２に示したスペーサ部材の変形例を示す断面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における固定子のティース鉄心とコアバック鉄心の説明図である。
【図７】図４のＬＬ方向から見た固定子の変形例を示す断面図である。
【図８】図７に示す固定子の変形例を示す断面図である。
【図９】本発明の実施の形態における固定子を備えた電動機をエンジンに取り付けた状態を示す説明図である。
【符号の説明】
９  外周保持リング
１０  固定子
１１  ティース鉄心
１２  コアバック鉄心
１３  固定子巻線
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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