(57)【要約】【課題】  巻線を密着させるとともに、ティースと巻線との接触面積を最大にして、熱の放熱効率を向上させることのできる電動機のステータ構造を提供する。【解決手段】  バックヨーク５に設けられた切欠き部１０に、楔形ティース６を打ち込んで楔型ティース６と巻線４とを密着させる。これによって、巻線とティースとの接触面積を最大にして巻線で発生した熱の放熱効率を向上させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円環形状のバックヨークと、前記バックヨークから内周方向へ突出して形成された複数のティースと、前記ティース間に形成されるスロット内に挿入されて前記ティースに巻装される巻線とを備える電動機のステータ構造において、
前記バックヨークと前記ティースとは別体構造であり、
前記バックヨークは内周部に複数の切欠き部が形成され、
前記ティースは楔形状をしており、前記バックヨークの切欠き部に打ち込まれて前記巻線を密着固定することを特徴とする電動機のステータ構造。
【請求項２】
前記ティースは、前記巻線にウェッジを配置した後に打ち込まれることを特徴とする請求項１に記載の電動機のステータ構造。
【請求項３】
略円環形状のバックヨークと、前記バックヨークから内周方向へ突出して形成された複数のティースと、前記ティース間に形成されるスロット内に挿入されて前記ティースに巻装される巻線とを備える電動機のステータ構造において、
前記ティースには先端部に切込み部があり、この切込み部に楔を打ち込むことにより前記巻線を密着固定することを特徴とする電動機のステータ構造。
【請求項４】
前記楔は、前記巻線にウェッジを配置した後に打ち込まれることを特徴とする請求項３に記載の電動機のステータ構造。
【請求項５】
略円環形状のバックヨークと、前記バックヨークから内周方向へ突出して形成された複数のティースと、前記ティース間に形成されるスロット内に挿入されて前記ティースに巻装される巻線とを備える電動機のステータの製造方法において、
前記バックヨークと前記ティースとは別体構造であり、
前記バックヨークの内周部には複数の切欠き部が形成され、
前記切欠き部の間に前記巻線を配置し、
前記巻線の配置された切欠き部に、楔形状をした前記ティースを打ち込んで前記巻線を密着固定することを特徴とする電動機のステータの製造方法。
【請求項６】
前記巻線を前記切欠き部の間に配置した後に、前記巻線にウェッジを配置してから前記ティースを前記切欠き部に打ち込むことを特徴とする請求項５に記載の電動機のステータの製造方法。
【請求項７】
略円環形状のバックヨークと、前記バックヨークから内周方向へ突出して形成された複数のティースと、前記ティース間に形成されるスロット内に挿入されて前記ティースに巻装される巻線とを備える電動機のステータの製造方法において、
前記スロット内に前記巻線を配置し、
前記巻線が配置されると、前記ティースの先端部に形成された切込み部に楔を打ち込んで前記巻線を密着固定することを特徴とする電動機のステータの製造方法。
【請求項８】
前記巻線を前記スロット内に配置した後に、前記巻線にウェッジを配置してから前記楔を前記切込み部に打ち込むことを特徴とする請求項７に記載の電動機のステータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機のステータ構造及びその製造方法に係り、特に巻線に発生する熱をステータに効率よく伝達して放熱するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から電動機に用いられるステータでは、通電時に巻線（コイル）で生じるジュール熱を放熱させることが課題となっていた。この熱は通常巻線間に充填されたワニス、絶縁紙、バックヨークの順に経由されて外部の冷却媒体等に伝達されて放熱されていた。ここで、巻線に発生した熱を効率よく伝達して放熱させるためには、スロット内の巻線の隙間をできるだけ少なくして密着させることが必要であった。
【０００３】
このような巻線に発生する熱を放熱させる技術に関する従来例として、特開平６−３８４２２号公報（特許文献１）が開示されている。
【０００４】
ここで、この公報で開示されている従来の電動機のステータ巻線構造を図７に基づいて説明する。同図に示すように、従来のステータ巻線構造では、ティース７１の間に形成されたスロットに、絶縁紙７２と巻線７３とを挿入し、巻線７３の飛び出し防止と巻線の密着のために方形の楔７４が圧入されていた。
【特許文献１】特開平６−３８４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１に開示された従来例は、断面形状が方形の楔７４をスロット内に圧入するので、楔７４の占める断面積の分だけ巻線７３とティース７１との接触面積が減少してしまう。したがって、巻線７３で発生した熱はステータコアへ十分に伝達されず、ステータへの放熱性能が低下してしまうという問題点があった。
【０００６】
この発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、ティースそのもので巻線に圧力をかけて巻線間及び巻線とステータとの間を密着させるとともに、ティースと巻線との接触面積を最大にして熱の伝達効率を向上させ、これによって電動機の出力性能を向上させることのできる電動機のステータ構造及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本願発明の電動機のステータ構造は、略円環形状のバックヨークと、前記バックヨークから内周方向へ突出して形成された複数のティースと、前記ティース間に形成されるスロット内に挿入されて前記ティースに巻装される巻線とを備える電動機のステータ構造において、前記バックヨークと前記ティースとは別体構造であり、前記バックヨークは内周部に複数の切欠き部が形成され、前記ティースは楔形状をしており、前記バックヨークの切欠き部に打ち込まれて前記巻線を密着固定することを特徴とする。
【０００８】
また、本願発明の電動機のステータの製造方法は、略円環形状のバックヨークと、前記バックヨークから内周方向へ突出して形成された複数のティースと、前記ティース間に形成されるスロット内に挿入されて前記ティースに巻装される巻線とを備える電動機のステータの製造方法において、前記バックヨークと前記ティースとは別体構造であり、前記バックヨークの内周部には複数の切欠き部が形成され、前記切欠き部の間に前記巻線を配置し、前記巻線の配置された切欠き部に、楔形状をした前記ティースを打ち込んで前記巻線を密着固定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る電動機のステータ構造及びその製造方法では、ティースそのもので巻線に圧力をかけて巻線間及び巻線とステータとの間を密着させるとともに、ティースと巻線との接触面積を最大にして放熱効率を向上させ、これによって電動機の連続出力性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る電動機のステータ構造の一実施形態を示す断面図である。同図（ａ）に示すように、電動機は、中心に回転軸となるシャフト１が設けられ、その外側にこのシャフト１と連動して回転するロータ２が設けられている。そして、このロータ２には永久磁石が搭載されている。
【００１１】
さらに、ロータ２の外側にはステータ３が設けられており、このステータ３に搭載されている巻線（コイル）４に電流を流して、発生する回転磁界によってシャフト１が回転するようになっている。
【００１２】
ここで、図１（ａ）の部分Ａを拡大した図である図１（ｂ）に基づいて、ステータ３の構造について説明する。図１（ｂ）に示すように、ステータ３を構成するステータコア（ステータ鉄心）は、バックヨーク５に打ち込まれた楔型ティース６と、楔型ティース６の間に形成されたスロット７とが交互に形成された凸凹形状をなしている。
【００１３】
そして、スロット７には、絶縁紙８と巻線４とが挿入されており、さらに巻線４の飛び出しを防止するためのウェッジ９が設けられている。
【００１４】
ここで、楔形ティース６は、図２に示すように巻線４及び絶縁紙８を配置し、ウェッジ９を設置した後に切欠き部１０に打ち込まれたもので、巻線４と楔型ティース６とが密着するように打ち込まれている。
【００１５】
このように、上述した本実施形態に係る電動機のステータ構造では、楔型ティース６そのもので巻線４に圧力をかけて巻線間及び巻線とステータとの間を密着させるので、熱の伝達効率を向上させることができるとともに、巻線４を密着させるための楔などをスロット７内に打ち込むことがないので、楔型ティース６と巻線４との接触面積を最大にすることができ、これによって放熱効率が向上し、電動機の連続出力性能を向上させることができる。
【００１６】
また、巻線４及び絶縁紙８を配置してウェッジ９を設置した後に楔形ティース６を切欠き部１０に打ち込むようにしたことによって、ウェッジ９を後から挿入して挿入時における摩擦力によって、コイル表面の絶縁皮膜を損傷してしまうことを防止できるとともに、巻線の挿入工数を削減できるようになった。
【００１７】
次に、本実施形態に係る電動機のステータの製造方法について図３に基づいて説明する。図３は、電動機のステータの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【００１８】
まず、バックヨーク５の切欠き部１０の間に絶縁紙８を配置し（Ｓ１）、次に巻線４を配置する（Ｓ２）。そして、図２に示したように絶縁紙８の開口部をウェッジ９で蓋をしてから（Ｓ３）、バックヨーク５の切欠き部１０に楔型ティース６を打ち込んで（Ｓ４）本実施形態に係る電動機のステータを製造する。
【００１９】
このように、上述した本実施形態に係る電動機のステータの製造方法では、楔型ティース６そのもので巻線４に圧力をかけて巻線間及び巻線とステータとの間を密着させるようにしたので、熱の伝達効率が向上した電動機のステータを製造することができる。
【００２０】
さらに、巻線４を密着させるための楔などをスロット７内に打ち込むことがないので、楔型ティース６と巻線４との接触面積を最大にすることができ、これによって放熱効率が向上し、連続出力性能の向上した電動機のステータを製造することができる。
【００２１】
また、巻線４及び絶縁紙８を配置し、ウェッジ９を設置した後に楔形ティース６を切欠き部１０に打ち込むようにしたので、ウェッジ９を後から挿入して挿入時における摩擦力によって、コイル表面の絶縁皮膜を損傷してしまうことを防止できるとともに、巻線の挿入工数を削減できるようになった。
【００２２】
次に、本発明の第２の実施形態に係る電動機のステータ構造について説明する。図４は、第２の実施形態に係る電動機のステータ構造の構成を示す図であり、図１（ａ）の部分Ａを拡大した図である。本実施形態では、上述した第１の実施形態と比較してステータ３の構成が相違するのみで、その他のシャフト１やロータ２の構成については、第１の実施形態と同様の構成となっているので、説明は省略する。
【００２３】
図４に示すように、ステータ３を構成するステータコア（ステータ鉄心）は、ティース１６と、ティース１６の間に形成されたスロット１７とが交互に形成された凸凹形状をなしている。
【００２４】
そして、スロット１７には、絶縁紙１８と巻線１４とが挿入されており、さらに巻線１４の飛び出しを防止するためのウェッジ１９が設置されている。さらに、楔２０がティース１６に設けられた切込み部に打ち込まれている。
【００２５】
ここで、楔２０は、図５に示すように巻線１４及び絶縁紙１８を挿入し、ウェッジ１９を挿入した後に切込み部２１に打ち込まれたもので、巻線１４とティース１６とが密着するように打ち込まれている。
【００２６】
このように、上述した本実施形態に係る電動機のステータ構造では、楔２０を打ち込むことによってティース１６そのもので巻線１４に圧力をかけて巻線間及び巻線とステータとの間を密着させるので、熱の伝達効率を向上させることができるとともに、巻線１４を密着させるための楔などをスロット内に打ち込むことがないので、ティース１６と巻線１４との接触面積を最大にすることができ、これによって放熱効率を向上させ、電動機の連続出力性能を向上させることができる。
【００２７】
さらに、巻線１４及び絶縁紙１８を挿入し、ウェッジ１９を挿入してから楔２０をティース１６に打ち込むようにしたので、ウェッジ１９を後から挿入して挿入時における摩擦力によって、コイル表面の絶縁皮膜を損傷してしまうことを防止できるとともに、巻線の挿入工数を削減できるようになった。
【００２８】
次に、本実施形態に係る電動機のステータの製造方法について図６に基づいて説明する。図６は、電動機のステータの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【００２９】
まず、ステータコアのスロット１７内に絶縁紙１８を挿入し（Ｓ６１）、次に巻線１４を挿入する（Ｓ６２）。そして、図５に示すように、まずウェッジ１９をスロット１７の開口部に挿入してから（Ｓ６３）、楔２０をティース１６の切込み部２１に打ち込んで（Ｓ６４）本実施形態に係る電動機のステータを製造する。
【００３０】
このように、上述した本実施形態に係る電動機のステータの製造方法では、楔２０を打ち込むことによってティース１６そのもので巻線１４に圧力をかけて巻線間及び巻線とステータとの間を密着させるようにしたので、熱の伝達効率が向上した電動機のステータを製造することができる。さらに、巻線１４を密着させるための楔などをスロット内に打ち込むことがないので、ティース１６と巻線１４との接触面積を最大にすることができ、これによって放熱効率が向上し、連続出力性能の向上した電動機のステータを製造することができる。
【００３１】
さらに、巻線１４及び絶縁紙１８を配置し、ウェッジ１９を設置した後に楔２０を切込み部２１に打ち込むようにしたので、ウェッジ１９を後から挿入して挿入時における摩擦力で、コイル表面の絶縁皮膜を損傷してしまうことを防止できるとともに、巻線の挿入工数を削減できるようになった。
【００３２】
以上、本発明の電動機のステータ構造を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
【００３３】
例えば、上述した実施形態では、楔型ティース６や楔２０に示すように楔型の形状によって構成される例について説明したが、打ち込むことができて巻線４、１４に密着するような構成のものであれば、他の構成のものを用いることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
電動機のステータ構造において、巻線に発生する熱を効率良く伝達させて放熱するための技術として極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電動機のステータ構造の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る電動機のステータの製造方法を説明するための図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る電動機のステータの製造方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る電動機のステータ構造の構成を示す断面図である。
【図５】第２の実施形態に係る電動機のステータの製造方法を説明するための図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る電動機のステータの製造方法を示すフローチャートである。
【図７】従来の電動機のステータ構造の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  シャフト  
２  ロータ
３  ステータ
４、１４、７３  巻線
５  バックヨーク
６  楔型ティース
７、１７  スロット
８、１８、７２  絶縁紙
９、１９  ウェッジ
１０  切欠き部
１６、７１  ティース
２０、７４  楔
【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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