(57)【要約】【課題】トルクに寄与する磁束を増加させて性能を向上させる。【解決手段】ステータコア２０のスロット２４に複数本の導体セグメント３０を差し込んで導体セグメント３０を周回させるように脚部３２を他の導体セグメント３０の脚部３４と接合することによりステータコイル２８を形成するものにおいて、複数本の導体セグメント３０を差し込み、差し込んだ複数本の導体セグメント３０をティース２２の先端側（内径側）に寄せ、スロット２４の奥部に生じた隙間に圧粉磁心３６を充填する。これにより、ステータコア２０のティース２２に流れる磁束を増加させることができ、モータのトルク性能をより向上させることができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアのティース間のスロットにコイルが挿入されてなるステータであって、
前記スロットの奥部に圧粉磁心が充填されてなる
ことを特徴とするステータ。
【請求項２】
ステータコアのティース間のスロットにコイルを挿入するステップと、
前記スロットに挿入されたコイルを前記ティースの先端側に寄せるステップと、
前記スロットの奥部に生じた隙間に圧粉磁心を充填するステップと
を備える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、ステータおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のステータとしては、永久磁石が取り付けられたロータを備えるモータのステータとして構成され、スロットの開口部を閉塞するように磁性楔を取り付けたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このステータでは、磁性楔として純鉄粉を樹脂で固めて構成（圧粉磁心で構成）し、ロータの永久磁石から出る磁束の一部を磁性楔に漏れ磁束として流すことにより、ステータコイルを鎖交する主磁束の磁束量を低減させて、高効率にすることができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０８−１７２７４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したステータでは、コイルよりもロータ（永久磁石）側に圧粉磁心が設けられるから、永久磁石からの磁束の一部はステータのティースの先端部のみを圧粉磁心を介して流れる。ティースの先端部を流れる磁束はモータトルクに寄与しないため、トルク性能が低下してしまう。
【０００５】
本発明のステータおよびその製造方法は、トルクに寄与する磁束を増加させて性能を向上させることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のステータおよびその製造方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明のステータは、
ステータコアのティース間のスロットにコイルが挿入されてなるステータであって、
前記スロットの奥部に圧粉磁心が充填されてなる
ことを要旨とする。
【０００８】
この本発明のステータでは、ステータコアのティース間のスロットにコイルを挿入した状態でスロットの奥部に圧粉磁心を充填する。これにより、圧粉磁心をステータのティースに磁束が通る磁路として機能させることができるから、このステータを備える回転電機のトルク性能を向上させることができる。
【０００９】
本発明のステータの製造方法は、
ステータコアのティース間のスロットにコイルを挿入するステップと、
前記スロットに挿入されたコイルを前記ティースの先端側に寄せるステップと、
前記スロットの奥部に生じた隙間に圧粉磁心を充填するステップと
を備えることを要旨とする。
【００１０】
この本発明のステータの製造方法では、ステータコアのティース間のスロットにコイルを挿入し、スロットに挿入されたコイルをティースの先端側に寄せ、スロットの奥部に生じた隙間に圧粉磁心を充填する。これにより、圧粉磁心をステータのティースに磁束が通る磁路として機能させることができるから、このステータを備える回転電機のトルク性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ステータ１０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】ステータコア２０の外観を示す外観斜視図である。
【図３】ステータコイル２８を構成する導体セグメント３０の外観を示す外観斜視図である。
【図４】ステータ１０の製造工程の一例を示す説明図である。
【図５】ステータ１０の製造の様子を示す説明図である。
【図６】ステータ１０に磁束が流れる様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１３】
図１はステータ１０の構成の概略を示す構成図であり、図２はステータコア２０の外観を示す外観斜視図である。ステータ１０は、図１に示すように、所定角度間隔で外径側から内径側に向かって突出するティース２２が形成されたステータコア２０と、ステータコア２０のティース２２に巻回された三相のステータコイル２８とにより構成されており、永久磁石が取り付けられたロータを備える同期電動機のステータとして用いられる。ステータコア２０は、打ち抜き加工により中空円盤状の電磁鋼板を複数積層されたものとして構成されている。ティース２２は、隣接するティース２２との間でスロット２４を形成する（図２参照）。また、ティース２２の先端部には、周方向に延在する鍔部２６が形成されている。
【００１４】
図３はステータコイル２８を構成する導体セグメント３０の外観を示す外観斜視図である。ステータコイル２８を構成する導体セグメント３０は、図３に示すように、断面が略矩形形状の導体素線により略Ｕ字形状に形成されており、２本の脚部３２，３４を有している。ステータコイル２８は、導体セグメント３０の脚部３２，３４をステータコア２０の一端面側からステータコア２０の略一磁極ピッチ離間したスロット２４に軸方向に差し込み、ステータコア２０の他端面側から突き出た脚部３２，３４が近接して導体セグメント３０が周回するよう折り曲げ、導体セグメント３０が相毎に直列接続されるように脚部３２を隣接する他の導体セグメント３０の脚部３４と接合することにより構成されている。
【００１５】
また、ステータコア２０のスロット２４の奥部には、図１に示すように、圧粉磁心３６が設けられており、ステータコイル２８とスロット２４との間の隙間を埋めている。ここで、圧粉磁心３６は、鉄などの磁性粉末を樹脂と混合して充填し、熱硬化させたものである。
【００１６】
図４はステータ１０の製造工程の一例を示す説明図であり、図５はステータ１０の製造の様子を示す説明図である。以下、図４のステータ１０の製造工程を図５を参照しながら説明する。ステータ１０の製造は、複数の導体セグメント３０（本実施例では４本の導体セグメント３０）を１組としてステータコア２０のスロット２４に一端面側から軸方向に差し込む（ステップＳ１００，図５（ａ）参照）。続いて、スロット２４に差し込んだ複数の導体セグメント３０をステータコア２０の外径側（スロット２４の奥部）に寄せる外径寄せを行なう（ステップＳ１１０，図５（ｂ）参照）。これにより、更に複数の導体セグメント３０をステータコア２０のスロット２４に差し込むための隙間をつくることができる。そして、残りの複数の導体セグメント３０（本実施例では３本の導体セグメント３０）をステータコア２０のスロット２４に一端面側から軸方向に差し込む（ステップＳ１２０，図５（ｃ）参照）。これにより、一対のスロット２４に対して導体セグメント３０の差し込みが完了する（図５（ｄ）参照）。こうして一対のスロット２４に全ての導体セグメント３０を差し込むと、全ての導体セグメント３０をステータコア２０の内径側（ティース２２の鍔部２６側）に寄せる内径寄せを行なうことによりスロット２４の奥部に隙間をつくり（ステップＳ１３０，図５（ｅ）参照）、ステータコア２０の下面に板状のストッパ３９を当てた状態でステータコア２０の上面側からスロット２４の奥部の隙間に圧粉充填ノズル３８により圧粉磁心３６（磁性粉末と樹脂との混合物）を充填して（ステップＳ１４０，図５（ｆ）参照）、圧粉磁心３６を熱硬化させる（ステップＳ１５０）。こうしたステップＳ１００〜Ｓ１５０の工程は、全てのスロット２４に対して行なわれる。全てのスロット２４に対して導体セグメント３０の差し込みと圧粉磁心３６の充填とが行なわれると、相毎に導体セグメント３０の脚部３２，３４を接合して（ステップＳ１６０）、ステータ１０が完成する。
【００１７】
図６は、ステータ１０に磁束が流れる様子を示す。なお、図６（ａ）は実施例のステータ１０を適用した場合の様子を示し、図６（ｂ）は比較例のステータを適用した場合の様子を示す。なお、比較例のステータ１０Ｂは、ステータコア２０のティース２２の先端側（内径側）に圧粉磁心３６Ｂが設けられたものとした。図６（ａ）に示すように、実施例のステータ１０では、スロット２４の奥部に圧粉磁心３６が設けられているから、圧粉磁心３６が磁路とし機能し、ロータ４０の永久磁石からステータコア２０のティース２２に流れる磁束（モータトルクに寄与する磁束）を増加させ、トルク性能を向上させることができる。一方、比較例のステータ１０Ｂでは、ティース２２の先端側に圧粉磁心３６Ｂが設けられているから、ロータ４０の永久磁石からティース２２の先端付近のみを圧粉磁心３６Ｂを介して流れる磁束（モータトルクに寄与しない磁束）が増加すると共にティース２２を流れる磁束が減少し、トルク性能が低下する。
【００１８】
以上説明した実施例のステータ１０によれば、ステータコア２０のスロット２４に複数本の導体セグメント３０を差し込んで導体セグメント３０を周回させるように脚部３２を他の導体セグメント３０の脚部３４と接合することによりステータコイル２８を形成するものにおいて、複数本の導体セグメント３０を差し込み、差し込んだ複数本の導体セグメント３０をティース２２の先端側（内径側）に寄せ、スロット２４の奥部に生じた隙間に圧粉磁心３６を充填するから、圧粉磁心３６を磁束が流れる磁路として機能させてステータコア２０のティース２２に流れる磁束を増加させることができる。この結果、モータのトルク性能をより向上させることができる。
【００１９】
実施例では、スロット２４に対する複数本の導体セグメント３０の差し込みを２回に分けて行なうものとしたが、１回で行なうものとしてもよいし、３回以上に分けて行なうものとしてもよい。
【００２０】
実施例では、本発明を同期電動機に用いるステータに適用するものとしたが、これに限られず、誘導電動機に用いるステータなど、如何なるタイプの回転電機に用いるステータに適用するものとしてもよい。
【００２１】
実施例では、本発明をステータ１０の形態に適用して説明したが、ステータの製造方法の形態とするものとしてもよい。
【００２２】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、ステータコア２０が「ステータコア」に相当し、ティース２２が「ティース」に相当し、スロット２４が「スロット」に相当し、ステータコイル２８が「コイル」に相当し、圧粉磁心３６が「圧粉磁心」に相当する。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００２３】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、ステータの製造産業に利用可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１０，１０Ｂ  ステータ、２０  ステータコア、２２  ティース、２４  スロット、２６  鍔部、２８  ステータコイル、３０  導体セグメント、３２，３４  脚部、３６、３６Ｂ  圧粉磁心、３８  圧粉充填ノズル、３９  ストッパ、４０  ロータ。
【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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