(57)【要約】【課題】固定子巻線の巻線量を増やすことができる回転電機の固定子および回転電機を提供すること。【解決手段】固定子１０は、固定子コア１１と、内側保護部材１２と、外側保護部材１３と、固定子巻線１４とを備える。固定子コア１１は、少なくともティース部１１２の角部の領域が内側保護部材１２によって覆われるとともに、角部の領域を含む外周面が外側保護部材１３によってさらに覆われる。そして、外側保護部材１３に対して固定子巻線１４が巻装される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状または弧状に形成されたヨーク部および当該ヨーク部から径方向内側へ突出するティース部を有する固定子コアと、
少なくとも前記ティース部の角部の領域を覆う第１の保護部材と、
前記第１の保護部材によって前記領域が覆われた前記ティース部の外周を覆う第２の保護部材と、
前記ティース部の外周を覆う前記第２の保護部材に対して巻装される固定子巻線と
を備えることを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項２】
前記第１の保護部材および前記第２の保護部材のそれぞれは、
前記ティース部に対して互いに対向する方向から取り付けられる一対の部材片を備えることを特徴とする請求項１に記載の回転電機の固定子。
【請求項３】
前記部材片の前記ティース部への取り付け方向を前記第１の保護部材と前記第２の保護部材とで異ならせたことを特徴とする請求項２に記載の回転電機の固定子。
【請求項４】
前記第１の保護部材は、
前記ティース部の角部の領域をそれぞれ覆う複数の部材片を備えることを特徴とする請求項１に記載の回転電機の固定子。
【請求項５】
前記第１の保護部材および前記第２の保護部材のそれぞれは、
同一組成の樹脂を用いて形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の回転電機の固定子。
【請求項６】
前記第１の保護部材を形成する樹脂の分子量を前記第２の保護部材を形成する樹脂の分子量よりも大きくしたことを特徴とする請求項５に記載の回転電機の固定子。
【請求項７】
前記第２の保護部材は、
前記ティース部の外周面と対向する側壁部と、
前記側壁部の周縁から突出するフランジ部と
を備え、
前記固定子コアから突出する前記フランジ部の部位から当該部位以外の部位にかけて補強部材が埋め込まれることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の回転電機の固定子。
【請求項８】
前記補強部材は、非磁性金属によって形成されることを特徴とする請求項７に記載の回転電機の固定子。
【請求項９】
固定子および回転子を有する回転電機であって、
前記固定子は、
環状または弧状に形成されたヨーク部および当該ヨーク部から径方向内側へ突出するティース部を有する固定子コアと、
少なくとも前記ティース部の角部の領域を覆う第１の保護部材と、
前記第１の保護部材によって前記領域が覆われた前記ティース部の外周を覆う第２の保護部材と、
前記ティース部の外周を覆う前記第２の保護部材に対して巻装される固定子巻線と
を備えたことを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機の固定子および回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動機や発電機などの回転電機に用いられる固定子が知られている。かかる固定子は、固定子巻線を巻装する部位であるティース部が形成された固定子コアを備える。また、ティース部には、固定子と固定子巻線との絶縁を主な目的とする保護部材が取り付けられ、かかる保護部材を介して固定子巻線が巻装されることが一般的である（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、回転電機は、固定子巻線の巻線量を多くするほど、高出力化や小型化を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１３９０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の固定子は、固定子巻線の巻線量を増やすことが困難であった。
【０００６】
たとえば、固定子巻線の巻線量を増やすために、巻き付け張力を高めて固定子巻線を高密度化させることが考えられる。しかし、固定子巻線の巻き付け張力を高くすると、保護部材に作用する応力が増大し、保護部材にクラックが生じ易くなるため、固定子と固定子巻線との絶縁性を確保することが困難となる。なお、保護部材の厚みを厚くして保護部材の強度を高めたとしても、増やした厚みの分だけ固定子巻線を巻装するスペースが減るため、巻線量を増やすことが難しい。
【０００７】
また、保護部材の厚みを薄くして固定子巻線を巻装するスペースを広く確保しようとしても、保護部材の厚みを薄くするほど保護部材の強度が低下するため巻線量を増やすことが難しい。
【０００８】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、固定子巻線の巻線量を増やすことができる固定子および回転電機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願の開示する回転電機の固定子は、環状または弧状に形成されたヨーク部および当該ヨーク部から径方向内側へ突出するティース部を有する固定子コアと、少なくとも前記ティース部の角部の領域を覆う第１の保護部材と、前記第１の保護部材によって前記領域が覆われた前記ティース部の外周を覆う第２の保護部材と、前記ティース部の外周を覆う前記第２の保護部材に対して巻装される固定子巻線とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本願の開示する回転電機の固定子の一つの態様によれば、第１の保護部材が、少なくともティース部の角部の領域を覆い、第２の保護部材が、第１の保護部材によって角部の領域が覆われたティース部の外周を覆うこととした。したがって、固定子巻線の巻線量を増やすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施例１に係る固定子の斜視図である。
【図２】図２は、実施例１に係る回転電機をシャフトの軸方向から見た図である。
【図３Ａ】図３Ａは、固定子を積層方向から見た図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、固定子を周方向から見た図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、図３Ｂに示したＡ−Ａ’線矢視端面図である。
【図４】図４は、内側保護部材の斜視図である。
【図５Ａ】図５Ａは、一対の外側保護部材を外側保護部材片ごとに分解した状態を示す正面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、外側保護部材片を一体化させた状態を示す正面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、外側保護部材片をＸ方向から見た図である。
【図６】図６は、図５Ｂに示したＢ−Ｂ’線矢視端面図である。
【図７】図７は、内側保護部材および外側保護部材の他の例（その１）を示す図である。
【図８】図８は、内側保護部材および外側保護部材の他の例（その２）を示す図である。
【図９】図９は、実施例２に係る内側保護部材を取り付けたティース本体部の端面図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、補強部材の埋設例（その１）を示す図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、補強部材の埋設例（その２）を示す図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、補強部材の埋設例（その３）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照して、本願の開示する回転電機の固定子および回転電機のいくつかの実施例を詳細に説明する。ただし、これらの実施例における例示で本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１３】
まず、実施例１に係る回転電機の固定子について図１を用いて簡単に説明する。図１は、実施例１に係る固定子の斜視図である。
【００１４】
なお、以下では、分割型の固定子を用いて説明するが、本願の開示する回転電機の固定子は、分割型の固定子に限らず、環状のヨーク部に複数のティース部が形成された固定子などに対しても適用することができる。また、図１では、説明を容易にするために一部の形状を単純化して示す。
【００１５】
図１に示すように、実施例１に係る固定子１０は、固定子コア１１へ取り付ける保護部材を内側保護部材１２および外側保護部材１３の２重構造とした。
【００１６】
固定子１０は、固定子コア１１と、内側保護部材１２と、外側保護部材１３と、固定子巻線１４とを備える。固定子コア１１は、弧状に形成されたヨーク部１１１と、かかるヨーク部１１１から径方向内側へ突出したティース部１１２とを備える。なお、固定子コア１１は、渦電流の発生を防止するために、電磁鋼板などの薄板材を複数枚積層して形成される。
【００１７】
内側保護部材１２は、ティース部１１２の角部の領域（角領域）を保護する部材である。なお、内側保護部材１２は、一対の内側保護部材片１２ａ，１２ｂを備える。また、内側保護部材片１２ａ，１２ｂは、固定子コア１１を形成する薄板材の積層方向（以下、単に「積層方向」と記載する）からティース部１１２へ取り付けられる。
【００１８】
外側保護部材１３は、ティース部１１２の外周面を覆う保護部材であり、内側保護部材１２を取り付けた固定子コア１１に対して取り付けられる。これにより、固定子コア１１は、内側保護部材１２および外側保護部材１３によって固定子コア１１の角領域が２重に覆われた状態となる。
【００１９】
なお、外側保護部材１３は、一対の外側保護部材片１３ａ，１３ｂを備える。また、外側保護部材片１３ａ，１３ｂは、ヨーク部１１１の周方向（以下、単に「周方向」と記載する）からティース部１１２へ取り付けられる。
【００２０】
固定子巻線１４は、内側保護部材１２および外側保護部材１３が取り付けられた固定子コア１１に対して外側保護部材１３の外側から巻装される。
【００２１】
ここで、外側保護部材１３は、固定子巻線１４から応力が角部付近に掛かり易い。しかし、実施例１に係る固定子１０は、仮に、外側保護部材１３の角部付近にクラックが生じたとしても、内側保護部材１２によってティース部１１２の角領域が覆われるため、固定子コア１１と固定子巻線１４との絶縁性が失われることがない。
【００２２】
また、内側保護部材１２および外側保護部材１３は、形状が異なるだけでなく、固定子コア１１や固定子巻線１４との位置関係も異なる。このため、仮に、内側保護部材１２にクラックが生じたとしても、外側保護部材１３と同一の箇所にクラックが生じる確率は低い。
【００２３】
したがって、仮に、内側保護部材１２および外側保護部材１３の双方にクラックが生じたとしても、異なる箇所にクラックが生じ易いため、固定子コア１１と固定子巻線１４との絶縁距離が確保され易い。すなわち、固定子コア１１と固定子巻線１４との絶縁距離が確保されれば、仮に、内側保護部材１２および外側保護部材１３の双方にクラックが生じた場合であっても、固定子コア１１と固定子巻線１４との絶縁性を確保することができる。
【００２４】
このように、実施例１に係る固定子１０では、外側保護部材１３にクラックが生じただけでは固定子コア１１と固定子巻線１４との絶縁性が失われず、また、内側保護部材１２にもクラックが生じた場合であっても、かかる絶縁性が確保される可能性が高い。すなわち、実施例１に係る固定子１０では、外側保護部材１３にクラックが生じることを許容することができるため、外側保護部材１３を薄く形成することができる。外側保護部材１３を薄く形成することができれば、固定子巻線１４を巻装するスペースをより広く確保できるため、固定子巻線１４の巻線量を増やすことができる。したがって、実施例１に係る固定子１０によれば、固定子巻線１４の巻線量を増やすことができる。
【００２５】
なお、図１に示したように、固定子巻線１４は、外側保護部材１３の上側フランジ部１３２と下側フランジ部１３３とによって形成される空間に収められる。これら上側フランジ部１３２および下側フランジ部１３３の形状等の詳細については、図５Ａ〜５Ｃ等を用いて後述する。
【００２６】
以下、図１を用いて説明した固定子１０およびかかる固定子１０を備えた回転電機の構成について具体的に説明する。図２は、実施例１に係る回転電機をシャフトの軸方向から見た図である。なお、回転電機には、たとえば、電動機や発電機がある。
【００２７】
図２に示すように、実施例１に係る回転電機１００は、複数の固定子１０と、回転子２０と、シャフト３０とを備える。固定子１０は、回転子２０の外周面と所定の空隙を介して対向配置され、回転子２０は、シャフト３０に取り付けられる。
【００２８】
回転子２０は、回転子コア２１と、永久磁石２２とを備える。回転子コア２１は、筒状に形成されており、外周面には永久磁石２２が周方向に沿って並べて配設される。
【００２９】
回転電機１００を電動機とする場合、固定子１０の固定子巻線１４に電流を流すことによって固定子１０の内側に回転磁界が発生する。そして、この回転磁界と回転子２０の永久磁石２２が発生する磁界との相互作用により回転子２０が回転し、この回転子２０の回転に伴ってシャフト３０が回転する。一方、回転電機１００を発電機とする場合、電動機とは逆の動作をする。すなわち、シャフト３０の回転に伴い、回転子２０が回転し、固定子１０の固定子巻線１４に電流が発生する。
【００３０】
なお、ここでは、永久磁石式の回転電機を例に挙げたが、これに限ったものではなく、回転電機は、永久磁石式以外の回転電機であってもよい。
【００３１】
次に、図２に示した固定子１０の構成について説明する。図３Ａは固定子１０を積層方向から見た図であり、図３Ｂは固定子１０を周方向から見た図である。また、図３Ｃは図３Ｂに示したＡ−Ａ’線矢視端面図である。
【００３２】
なお、以下では、図１に示した積層方向をＺ方向、図１に示したヨーク部１１１の径方向をＹ方向とし、これらＺ方向およびＹ方向に直交する方向をＸ方向とする。また、以下では、固定子コア１１の各面のうち、Ｚ方向から見た面を正面とし、Ｘ方向から見た面を側面とする。
【００３３】
図３Ａに示すように、固定子１０は、固定子コア１１と、固定子コア１１に対して取り付けられた内側保護部材１２および外側保護部材１３と、外側保護部材１３に対して巻装された固定子巻線１４とを備える。また、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、固定子１０は、Ｘ方向の長さに比べてＺ方向に長い形状となっている。
【００３４】
図３Ｂおよび図３Ｃに示すように、固定子巻線１４は、外側保護部材１３の上側フランジ部１３２および下側フランジ部１３３によって形成される空間（以下、「スロット」と記載する）に収められる。これにより、固定子１０と固定子巻線１４との絶縁性が確保される。
【００３５】
なお、固定子１０は、分割型の固定子である。具体的には、固定子コア１１のヨーク部１１１に形成された突条部１１１ａを他の固定子１０の溝部１１１ｂへ嵌め込むことによって固定子１０同士を連結していくことで、図２に示した環状の固定子を形成する。
【００３６】
ここで、固定子コア１１の形状について説明する。図３Ｃに示すように、固定子コア１１は、回転電機１００の外周に沿ってカーブした弧状のヨーク部１１１と、かかるヨーク部１１１から径方向内側へ突出するティース部１１２とを備える。
【００３７】
ティース部１１２は、Ｙ方向へ延在するティース本体部１１２ａと、ティース本体部１１２ａの先端から周方向へ延在するティース先端部１１２ｂとを備える。かかるティース本体部１１２ａに対して、内側保護部材１２（図３Ａ参照）および外側保護部材１３を介して固定子巻線１４が巻装される。
【００３８】
固定子コア１１は、図３Ｃに示した固定子コア１１の端面形状と同一形状の薄板材を複数枚積層して形成される。かかる薄板材は、電磁鋼板などの磁性体を型抜きすることによって形成される。
【００３９】
なお、固定子コア１１は、積層型の固定子コアである必要はなく、たとえば、鉄などの透磁性部材により一体的に形成されてもよい。一体的に形成する方法としては、鋳物や削り出しなどが挙げられる。
【００４０】
次に、内側保護部材１２および外側保護部材１３の形状について具体的に説明する。まず、内側保護部材１２の形状について図４を用いて説明する。図４は、内側保護部材１２の斜視図である。なお、以下では、固定子コア１１のうち、ヨーク部１１１が形成される側を上側とし、ティース先端部１１２ｂが形成される側を下側として説明する。
【００４１】
また、内側保護部材１２が備える一対の内側保護部材片１２ａ，１２ｂは、ここでは一例として、同一形状を有する部材とする。そこで、図４では、内側保護部材片１２ａについてのみ説明し、内側保護部材片１２ｂについての説明は省略する。また、図４では、固定子コア１１を破線で示す。
【００４２】
図４に示すように、内側保護部材片１２ａは、たとえば、射出成形などによって形成される部材であり、ティース部１１２の角領域を覆う。
【００４３】
具体的には、内側保護部材片１２ａは、基部１２１とフランジ部１２２とを備える。基部１２１は、固定子コア１１の正面のうち、ティース部１１２およびヨーク部１１１の下部を覆う。
【００４４】
フランジ部１２２は、ヨーク部１１１の下面に沿って延在する第１のフランジ部１２２ａと、ティース本体部１１２ａに沿って延在する第２のフランジ部１２２ｂと、ティース先端部１１２ｂに沿って延在する第３のフランジ部１２２ｃとが一体的に形成される。
【００４５】
かかる内側保護部材片１２ａを固定子コア１１へ取り付けることで、ティース本体部１１２ａの正面と側面とで形成される角領域が保護される。同様に、内側保護部材片１２ａによって、ティース先端部１１２ｂの正面と上面とで形成される角領域およびヨーク部１１１の正面と下面とで形成される角領域も保護される。
【００４６】
ここで、図４では、内側保護部材片１２ａを一定の厚みで形成した場合について示したが、内側保護部材片１２ａの厚みを部分的に変えてもよい。たとえば、固定子巻線１４からの応力が掛かり易い角領域を他の部分より厚く形成してもよい。
【００４７】
また、図４では、第１のフランジ部１２２ａ、第２のフランジ部１２２ｂおよび第３のフランジ部１２２ｃのＺ方向へ延在する長さを同一としたが、何れかの長さを長くしたり短くしたりしてもよい。
【００４８】
また、内側保護部材１２は、少なくともティース本体部１１２ａの角領域のみを覆う形状であってもよい。具体的には、固定子コア１１の正面のうちティース本体部１１２ａを覆う基部と、かかる基部からＺ方向へ突出するフランジ部とを備える内側保護部材としてもよい。
【００４９】
内側保護部材片１２ａは、後述する外側保護部材１３の材料となる熱可塑性樹脂と同一組成の熱可塑性樹脂を用いて形成される。このように同一組成の熱可塑性樹脂を用いることで、内側保護部材片１２ａおよび外側保護部材１３が一様に熱膨張あるいは熱収縮するため、回転電機１００の発熱等による温度変化に柔軟に対応することができる。
【００５０】
なお、内側保護部材片１２ａおよび外側保護部材１３の材料となる熱可塑性樹脂としては、たとえば、ポリエチレン、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート樹脂）、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂等を用いることができる。
【００５１】
また、熱可塑性樹脂として、直鎖状の分子構造を持つ熱可塑性樹脂を用いることとすれば、内側保護部材片１２ａおよび外側保護部材１３の剛性や耐熱性をさらに高めることができる。なお、直鎖状の分子構造を持つ熱可塑性樹脂としては、たとえば、リニアポリエチレンなどがある。
【００５２】
また、内側保護部材片１２ａの材料となる熱可塑性樹脂は、外側保護部材１３の材料となる熱可塑性樹脂よりも分子量が大きいものを使用する。これにより、内側保護部材片１２ａは、外側保護部材１３より弾性が高くなり、固定子巻線１４からの応力に対して柔軟に変形するようになるため、クラックを生じ難くすることができる。なお、内側保護部材片１２ａを、外側保護部材１３の厚みよりも薄くすることで、内側保護部材片１２ａの柔軟性を高めることとしてもよい。
【００５３】
ただし、内側保護部材片１２ａの原料となる熱可塑性樹脂は、必ずしも外側保護部材１３の原料となる熱可塑性樹脂と同一組成である必要はなく、他の組成の熱可塑性樹脂であってもよい。また、内側保護部材片１２ａおよび外側保護部材１３を同一組成かつ同一分子量の熱可塑性樹脂で形成してもよい。
【００５４】
さらに、内側保護部材片１２ａは、必ずしも熱可塑性樹脂を材料とする必要はなく、他の合成樹脂あるいは非磁性体等を材料としてもよい。
【００５５】
つづいて、外側保護部材１３の構成について図５Ａ〜５Ｃを用いて説明する。図５Ａは一対の外側保護部材１３を外側保護部材片１３ａ，１３ｂへ分解した状態を示す正面図であり、図５Ｂは、外側保護部材片１３ａ，１３ｂを一体化させた状態を示す正面図である。また、図５Ｃは外側保護部材片１３ｂをＸ方向から見た図である。なお、図５Ａ〜５Ｃでは、固定子コア１１および内側保護部材１２を破線で示す。
【００５６】
図５Ａに示すように、外側保護部材１３は、たとえば、内側保護部材１２と同様に射出成形などによって形成される部材であり、ティース部１１２の角領域を含む外周を覆う。
【００５７】
外側保護部材１３は、一対の外側保護部材片１３ａ，１３ｂを備える。外側保護部材片１３ａ，１３ｂは、同一形状の部材であり、Ｚ方向の一端側にＸ方向へ突出する凸部１３５が、他端側にＸ方向へ突出する凹部１３６がそれぞれ形成されている。そして、外側保護部材片１３ａ，１３ｂを互いに向かい合わせた状態で一方の凸部１３５を他方の凹部１３６へ嵌め込むことで、図５Ｂに示すように一体化する。なお、図５Ｂに示すＢ−Ｂ’線は、後述する側壁部１３１の中央付近を横切るＸ方向に平行な線である。かかるＢ−Ｂ’線に沿った端面図は、図６に対応する。
【００５８】
外側保護部材片１３ａ，１３ｂのそれぞれは、ティース本体部１１２ａの外周面を覆う側壁部１３１と、側壁部１３１周縁の上端および下端からそれぞれ突出する上側フランジ部１３２および下側フランジ部１３３とを備える。
【００５９】
上側フランジ部１３２は、ヨーク部１１１の下面を覆うフランジ部であり、側壁部１３１の上端からヨーク部１１１の下面に沿って突出する。また、下側フランジ部１３３は、ティース先端部１１２ｂの上面を覆うフランジ部であり、側壁部１３１の下端からティース先端部１１２ｂの上面に沿って突出する。また、図５Ｃに示すように、上側フランジ部１３２および下側フランジ部１３３は、Ｚ方向にも突出する。
【００６０】
かかる外側保護部材１３には、側壁部１３１に対して固定子巻線１４としての絶縁皮膜電線が巻き付けられる。また、固定子巻線１４は、側壁部１３１、上側フランジ部１３２および下側フランジ部１３３によって形成されるスロット内に収められる。
【００６１】
また、外側保護部材片１３ａ，１３ｂは、上述したとおり、内側保護部材１２の材料となる熱可塑性樹脂と同一組成の熱可塑性樹脂を用いて形成される。さらに、外側保護部材片１３ａ，１３ｂの材料となる熱可塑性樹脂は、内側保護部材１２の材料となる熱可塑性樹脂よりも分子量が小さいものを使用する。
【００６２】
これにより、外側保護部材片１３ａ，１３ｂは、内側保護部材１２よりも弾性が低く固定子巻線１４からの応力に対して変形し難くすることができる。したがって、外側保護部材１３に対して絶縁皮膜電線を巻き付ける作業を容易に行うことができる。また、外側保護部材片１３ａ，１３ｂを変形し難い部材とすることで、外側保護部材１３に対して、固定子巻線１４を保持する役割や固定子巻線１４自体を保護する役割を持たせることができる。
【００６３】
また、外側保護部材片１３ａ，１３ｂの厚みを内側保護部材１２よりも厚く形成することで、外側保護部材片１３ａ，１３ｂの剛性を内側保護部材１２の剛性よりも高くすることとしてもよい。これにより、固定子巻線１４を保持する役割や固定子巻線１４自体を保護する役割を強化することとしてもよい。
【００６４】
なお、外側保護部材片１３ａ，１３ｂも、内側保護部材１２と同様、必ずしも熱可塑性樹脂を材料とする必要はなく、他の合成樹脂あるいは非磁性体等を材料としてもよい。
【００６５】
次に、内側保護部材１２および外側保護部材１３により得られる絶縁性について図６を用いて説明する。図６は、図５Ｂに示したＢ−Ｂ’線矢視端面図である。なお、ここでは、理解を容易にするために、固定子コア１１および内側保護部材１２を外側保護部材１３の片側へ寄せた場合について示す。また、図６では、外側保護部材片１３ａ，１３ｂの嵌合位置を符号Ｃで示す。
【００６６】
図６に示すように、ティース本体部１１２ａは、内側保護部材片１２ａ，１２ｂが積層方向から取り付けられ、外側保護部材片１３ａ，１３ｂが、周方向から取り付けられる。これにより、ティース本体部１１２ａは、内側保護部材１２および外側保護部材１３によって角領域が２重に覆われた状態となっている。
【００６７】
このため、固定子１０は、外側保護部材１３の角部にクラックが生じた場合であっても、ティース本体部１１２ａの角領域が内側保護部材１２で覆われるため、固定子コア１１と固定子巻線１４との絶縁性を確保することができる。
【００６８】
また、内側保護部材１２および外側保護部材１３は、形状自体が異なり、さらに、固定子コア１１や固定子巻線１４との位置関係も異なる。このため、内側保護部材１２にクラックが生じた場合であっても、外側保護部材１３と同一の箇所にクラックが生じる確率が低い。したがって、内側保護部材１２および外側保護部材１３の双方にクラックが生じたとしても、クラックの発生箇所が異なれば、固定子コア１１と固定子巻線１４との絶縁距離が確保され易く、固定子コア１１と固定子巻線１４との絶縁性が確保され易い。
【００６９】
すなわち、実施例１に係る固定子１０では、外側保護部材１３にクラックが生じることを許容することができるため、外側保護部材１３を薄く形成することができる。外側保護部材１３を薄く形成することができれば、固定子巻線１４を巻装するスペースをより広く確保できるため、固定子巻線１４の巻線量を増やすことができる。したがって、実施例１に係る固定子１０によれば、固定子巻線１４の巻線量を増やすことができる。
【００７０】
ところで、固定子コア１１は、上述したように薄板材を多数積層して形成されるが、積層する薄板材の枚数、各薄板材の厚み、プレスによる縮み等によって、一体的に形成された固定子コアと比較して積層方向の長さにバラつきが生じ易い。
【００７１】
このように、固定子コア１１には積層方向の長さにバラつきがあるため、固定子コア１１と外側保護部材１３とを積層方向において密着させることが容易ではない。すなわち、図６に示したように、外側保護部材１３とティース本体部１１２ａとの間には、積層方向におけるすき間Ｓが生じ易い。このように外側保護部材１３とティース本体部１１２ａとの間にすき間Ｓが生じると、固定子巻線１４からの応力によって外側保護部材１３にクラックが生じる確率が高まる。
【００７２】
しかし、実施例１に係る固定子１０では、内側保護部材１２がティース本体部１１２ａに対して積層方向から取り付けられるため、内側保護部材１２をティース本体部１１２ａと密着させることができる。このように、内側保護部材１２をティース本体部１１２ａと密着させることで、内側保護部材１２にクラックが生じ難くすることができるため、固定子コア１１と固定子巻線１４との絶縁性をより確実に確保することができる。
【００７３】
なお、図６では、積層方向にのみすき間が生じる場合について示したが、実際には、積層方向のすき間と比べて小さいものの、寸法誤差等によって周方向にもすき間が生じる場合がある。
【００７４】
しかし、かかる場合であっても、内側保護部材１２を積層方向から取り付けることとすれば、内側保護部材１２と外側保護部材１３とですき間が生じる方向を異ならせることができる。具体的には、内側保護部材１２と固定子コア１１との間には、周方向におけるすき間が生じ、外側保護部材１３と固定子コア１１との間には、積層方向においてより大きなすき間が生じることとなる。このように、すき間が生じる方向が異なれば、内側保護部材１２および外側保護部材の同一箇所にクラックが生じる確率がさらに低下するため、固定子コア１１と固定子巻線１４との絶縁性をより確実に保つことができる。
【００７５】
また、外側保護部材片１３ａ，１３ｂの側面の一部には肉厚部１３７が形成されており、かかる肉厚部１３７によって、内側保護部材１２の介在で生じるティース本体部１１２ａと外側保護部材１３との周方向におけるすき間が埋められる。ただし、外側保護部材片１３ａ，１３ｂには、肉厚部１３７が形成されなくてもよい。
【００７６】
また、内側保護部材１２は、内側保護部材片１２ａ，１２ｂを固定子コア１１の長手方向である積層方向から取り付けることとしたため、ティース部１１２の短手方向である周方向から取り付ける場合と比較して、基部の面積を小さくすることができる。したがって、内側保護部材１２の製造コストを抑えることができる。また、内側保護部材片１２ａ，１２ｂを長手方向から取り付ける構成とすることで、短手方向から取り付ける場合と比較して内側保護部材片１２ａ，１２ｂの取り付け作業が容易になる。
【００７７】
なお、ここでは、積層方向を長手方向とする固定子コア１１を例に挙げて説明したが、固定子コアの長手方向が周方向である場合も考えられる。かかる場合には、内側保護部材を周方向から取り付ける形状とすることとしてもよい。
【００７８】
上述してきたように、実施例１では、少なくともティース部１１２の角領域を内側保護部材１２で覆うとともに、ティース部１１２の角領域を含む外周面を外側保護部材１３で覆い、かかる外側保護部材１３に対して固定子巻線１４を巻装することとした。したがって、固定子コア１１と固定子巻線１４との絶縁性を確保しつつ、固定子巻線１４の巻線量を増やすことができる。
【００７９】
ところで、上述してきた実施例１では、内側保護部材と外側保護部材とをティース部１１２に対して異なる方向から取り付ける場合について説明した。しかし、内側保護部材および外側保護部材の取り付け方向は、これに限ったものではない。
【００８０】
そこで、以下では、内側保護部材および外側保護部材のティース部１１２に対する取り付け方向の他の例について図７および図８を用いて説明しておく。図７は、内側保護部材および外側保護部材の他の例（その１）を示す図である。また、図８は、内側保護部材および外側保護部材の他の例（その２）を示す図である。
【００８１】
図７に示すように、外側保護部材は、内側保護部材１２と同様に積層方向から取り付けることとしてもよい。かかる場合の外側保護部材１３’は、一対の外側保護部材片１３ａ’，１３ｂ’を備える。これら外側保護部材片１３ａ’，１３ｂ’は、Ｚ方向へ延在する２つの側壁部の先端にそれぞれ凸部および凹部を有する。そして、外側保護部材片１３ａ’，１３ｂ’をティース本体部１１２ａに対して積層方向から取り付けることで、外側保護部材片１３ａ’，１３ｂ’に形成された凸部が他方の凹部へ嵌り込んで外側保護部材片１３ａ’，１３ｂ’が一体化する。
【００８２】
なお、ティース本体部１１２ａへの取り付けを容易にするために、外側保護部材１３’には、図６に示した肉厚部１３７を形成しないこととした。しかし、外側保護部材１３’を弾性の高い部材で形成すれば、外側保護部材１３と同様の肉厚部を設けたとしても、外側保護部材片１３ａ’，１３ｂ’を撓ませながら挿入することで、ティース本体部１１２ａへの取り付けを比較的容易に行うことができる。
【００８３】
また、図８に示すように、内側保護部材および外側保護部材を周方向から取り付けることとしてもよい。かかる場合の内側保護部材１２’は、一対の内側保護部材片１２ａ’，１２ｂ’を備える。なお、内側保護部材片１２ａ’，１２ｂ’は、たとえば、ヨーク部１１１の下面、ティース本体部１１２ａの側面およびティース先端部１１２ｂの上面を覆う基部と、かかる基部のＺ方向両端からＸ方向へ延在するフランジ部とを備える形状とすればよい。
【００８４】
このように、内側保護部材１２’を周方向から取り付けることとすれば、ティース部１１２と内側保護部材１２’とを周方向において密着させることができる。また、内側保護部材１２と比較してティース部１１２を覆う面積を増やすことができる。
【００８５】
なお、外側保護部材片１３ａ''，１３ｂ''は、たとえば、図６に示した外側保護部材片１３ａ，１３ｂから肉厚部１３７を除去した形状とすることができる。
【００８６】
また、図８に示した内側保護部材１２’を周方向から取り付けるとともに、図７に示した外側保護部材１３’を積層方向から取り付けることとしてもよい。なお、かかる場合には、外側保護部材１３’の積層方向の面の一部に肉厚部を同様に形成し、内側保護部材１２’によって形成されるティース部１１２と外側保護部材１３’との積層方向におけるすき間をかかる肉厚部によって埋めることとしてもよい。
【実施例２】
【００８７】
ところで、上述してきた実施例１では、内側保護部材を一対の内側保護部材片で形成する場合について説明してきたが、これに限ったものではない。たとえば、内側保護部材は、ティース部１１２の角領域をそれぞれ保護する４つの内側保護部材片で形成してもよい。
【００８８】
以下では、内側保護部材を４つの内側保護部材片で形成する場合の実施例２について図９を用いて説明する。図９は、実施例２に係る内側保護部材を取り付けたティース本体部１１２ａの端面図である。
【００８９】
図９に示すように、実施例２に係る内側保護部材１２''は、第１の内側保護部材片１２ａ''および第２の内側保護部材片１２ｂ''をそれぞれ２つずつ備える。ここで、第１の内側保護部材片１２ａ''および第２の内側保護部材片１２ｂ''は、たとえば、図４に示した内側保護部材片１２ａをＸ方向に分割するとともに、基部１２１のＸ方向の長さをフランジ部１２２と同程度に短くした形状とすることができる。
【００９０】
第１の内側保護部材片１２ａ''および第２の内側保護部材片１２ｂ''は、ティース本体部１１２ａの角部に対してそれぞれ取り付けられる。このように、ティース本体部１１２ａの角領域を個別に覆うこととすれば、内側保護部材１２''をティース本体部１１２ａの各角領域と確実に密着させることができるため、内側保護部材１２''にクラックが生じる確率をさらに低下させることができる。
【００９１】
また、ティース本体部１１２ａの角領域を個別に覆うことで、実施例１のようにティース本体部１１２ａの２つの角領域を１つの内側保護部材片１２ａで保護する場合と比較して基部の面積を小さくできるため、製造コストを抑えることができる。
【００９２】
なお、各内側保護部材片１２ａ''，１２ｂ''の基部のＸ方向における長さは、第１の内側保護部材片１２ａ''および第２の内側保護部材片１２ｂ''の基部同士が重ならない程度に変更可能である。
【００９３】
また、各内側保護部材片１２ａ''，１２ｂ''の厚みやフランジ部の長さについては、実施例１における内側保護部材片１２ａと同様に変更可能である。
【００９４】
なお、上述してきた実施例１および実施例２では、内側保護部材および外側保護部材が複数の部材片からなる場合について説明したが、これに限ったものではない。たとえば、固定子コア１１がティース先端部１１２ｂを有さない場合には、内側保護部材および外側保護部材をティース本体部１１２ａの外周面を覆うケース状の部材とし、ティース本体部１１２ａの先端からティース本体部１１２ａへ挿入することとしてもよい。
【実施例３】
【００９５】
ところで、図３Ｃに示したように、外側保護部材１３の上側フランジ部１３２は、周方向へ突出した部分については、ヨーク部１１１の下面と当接するため固定子巻線１４から応力を受けた場合でも変形し難い。同様に、下側フランジ部１３３のうち周方向へ突出した部分についても、ティース先端部１１２ｂの上面と当接するため変形し難い。
【００９６】
しかしながら、図３Ｂに示したように、上側フランジ部１３２および下側フランジ部１３３のうち積層方向へ突出した部分については、他の部材からの支えがないため、周方向へ突出した部分と比較して変形し易い可能性がある。
【００９７】
そこで、実施例３では、上側フランジ部１３２および下側フランジ部１３３のうち積層方向へ突出した部分、言い換えれば、ヨーク部１１１およびティース先端部１１２ｂが延在しない方向へ突出した部分に対して補強部材を埋設することとした。
【００９８】
以下では、かかる場合の実施例３について図１０Ａ〜図１０Ｃを用いて説明する。図１０Ａは補強部材の埋設例（その１）を示すであり、図１０Ｂは補強部材の埋設例（その２）を示すであり、図１０Ｃは補強部材の埋設例（その３）を示すである。
【００９９】
なお、図１０Ａ〜図１０Ｃは、説明を容易にするために、図１と同様に、外側保護部材片１３ａの形状を単純化して示す。また、補強部材は、外側保護部材片１３ａに限らず、他の外側保護部材（たとえば、外側保護部材片１３ａ’や外側保護部材片１３ａ''）に対して埋設することもできる。さらに、補強部材は、内側保護部材を備えない固定子の固定子コアへ取り付けられる外側保護部材に対して埋設することもできる。
【０１００】
また、図１０Ａ〜１０Ｃでは、上側フランジ部１３２のうち積層方向（Ｚ方向）へ突出する部分を露出部１３２ａとし、周方向へ突出する部分を非露出部１３２ｂとする。同様に、図１０Ａ〜１０Ｃでは、下側フランジ部１３３のうち積層方向（Ｚ方向）へ突出する部分を露出部１３３ａとし、周方向へ突出する部分を非露出部１３３ｂとする。
【０１０１】
図１０Ａに示すように、外側保護部材片１３ａは、露出部１３２ａ、側壁部１３１および露出部１３３ａに亘って内部に埋め込まれた補強部材１３４ａを備える。かかる補強部材１３４ａを埋め込むことにより、固定子巻線１４からの応力を補強部材１３４ａで支えることができるため、上側フランジ部１３２の露出部１３２ａおよび下側フランジ部１３３の露出部１３３ａの変形を防止することができる。
【０１０２】
また、図１０Ｂに示すように、外側保護部材片１３ａには、上側フランジ部１３２の露出部１３２ａを補強する補強部材１３４ｂと、下側フランジ部１３３の露出部１３３ａを補強する補強部材１３４ｃとを埋め込むこととしてもよい。かかる場合、外側保護部材片１３ａには、補強部材１３４ｂが、露出部１３２ａから側壁部１３１に亘って埋め込まれ、補強部材１３４ｃが、露出部１３３ａから側壁部１３１に亘って埋め込まれる。
【０１０３】
なお、図１０Ｂでは、上側フランジ部１３２の露出部１３２ａおよび下側フランジ部１３３の露出部１３３ａの両方を補強する場合について示したが、これに限らず、露出部１３２ａ，１３３ａのうち一方だけを補強してもよい。すなわち、外側保護部材片１３ａには、補強部材１３４ｂまたは補強部材１３４ｃの何れか一つだけを埋め込むこととしてもよい。
【０１０４】
また、図１０Ｃに示すように、上側フランジ部１３２の露出部１３２ａから非露出部１３２ｂに亘って補強部材１３４ｄを埋め込むこととしてもよい。
【０１０５】
かかる場合には、補強部材１３４ｄのうち非露出部１３２ｂへ埋め込まれた部分がヨーク部１１１の下面とともに固定子巻線１４からの応力を支えるため、露出部１３２ａの変形を防止することができる。また、図１０Ｃに示したように、補強部材１３４ｄと同様の補強部材１３４ｅが、下側フランジ部１３３の露出部１３３ａから非露出部１３３ｂに亘って埋め込まれる。
【０１０６】
なお、図１０Ａ〜図１０Ｃにそれぞれ示した補強部材１３４ａ〜１３４ｅは、たとえば、非磁性金属で形成される。このように、補強部材１３４ａ〜１３４ｅを非磁性金属で形成することで、渦電流の発生を防止することができる。非磁性金属としては、たとえば、アルミニウムなどがある。
【０１０７】
また、補強部材１３４ｄ，１３４ｅは、図１０Ｂに示したように、一部が側壁部１３１にも埋め込まれた形状としてもよいし、図１０Ａに示したように一体的に形成してもよい。
【０１０８】
このように、上側フランジ部１３２および下側フランジ部１３３のうち、固定子コア１１から突出する露出部１３２ａ，１３３ａから露出部１３２ａ，１３３ａ以外の部位にかけて補強部材１３４ａ〜１３４ｅを埋め込むこととした。したがって、上側フランジ部１３２および下側フランジ部１３３の厚みをさらに薄くすることができる。この結果、固定子巻線１４を巻装するスペースがより広く確保されるため、固定子巻線１４の巻線量をさらに増やすことができる。
【０１０９】
なお、図１０Ａ〜図１０Ｃでは、内側保護部材１２を用いた構成について説明したが、これに限られない。上側フランジ部１３２および下側フランジ部１３３のうち積層方向へ突出した部分の変形を防止することのみを目的する場合には、内側保護部材１２を用いない構成であってもよい。
【０１１０】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施例に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【０１１１】
１０    固定子
１１    固定子コア
１１１    ヨーク部
１１２    ティース部
１１２ａ  ティース本体部
１１２ｂ  ティース先端部
１２，１２’，１２''  内側保護部材
１２１    基部
１２２    フランジ部
１２ａ，１２ｂ，１２ａ’，１２ｂ’  内側保護部材片
１３，１３’，１３''  外側保護部材
１３ａ，１３ｂ，１３ａ’，１３ｂ’，１３ａ''，１３ｂ''  外側保護部材片
１３１    側壁部
１３２    上側フランジ部
１３３    下側フランジ部
１３４ａ〜１３４ｅ  補強部材
１４    固定子巻線
２０    回転子
２１    回転子コア
２２    永久磁石
３０    シャフト
１００    回転電機
【図１】
2012115108.tif 000003
【図２】
2012115108.tif 000004
【図３Ａ】
2012115108.tif 000005
【図３Ｂ】
2012115108.tif 000006
【図３Ｃ】
2012115108.tif 000007
【図４】
2012115108.tif 000008
【図５Ａ】
2012115108.tif 000009
【図５Ｂ】
2012115108.tif 000010
【図５Ｃ】
2012115108.tif 000011
【図６】
2012115108.tif 000012
【図７】
2012115108.tif 000013
【図８】
2012115108.tif 000014
【図９】
2012115108.tif 000015
【図１０Ａ】
2012115108.tif 000016
【図１０Ｂ】
2012115108.tif 000017
【図１０Ｃ】
2012115108.tif 000018