(57)【要約】【課題】効率が向上する回転電機のコイル装着方法を提供すること。【解決手段】コイルエレメント３３には、ステータ１７の両端面から突出する第１，第２突出部３３１，３３２が形成される。コイルエレメント３３に対する整形により、第１突出部３３１がステータ１７側に向かって圧潰されるとともに、第１突出部３３１の内径側部分αがティースの先端の位置から外径側に位置に移動されて、同先端の位置からステータ１７の中心側に突出しないように形成される。第２突出部３３２がステータ１７側に向かって圧潰されるとともに、内径面がティースの先端をよりステータ１７の中心側である内径側に突出される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内径側に複数のティースを並設した回転電機のステータに対するコイルの装着方法において、
環状のコイルエレメントをステータのティースに巻回して、そのコイルエレメントのステータの端面から突出した突出部を前記ティースの先端位置より内径側に位置させた後、前記突出部を整形して、ステータの一方の端面側の突出部をティースの先端位置より外径側に位置させるとともに、他方の端面側の突出部をティースの先端位置より内径側に位置させる回転電機のステータに対するコイルの装着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ等の回転電機に対する磁界形成用コイルの装着方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、回転電機のステータの内周側には複数のティースが並設され、それらのティースに磁界形成用のコイルが巻回される。
特許文献１及び特許文献２に開示された技術においては、ステータの一方の端面から突出されたコイルのエンドがステータの中心側に延びるように整形されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３２５４７２号公報（図１参照）
【特許文献２】特開２０１０−２００５９６号公報（図１参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１及び特許文献２のように構成すれば、前記コイルのエンドがステータの中心側に延びているため、コイルエンドのステータ軸方向における高さを低くすることが可能である。しかし、この場合、導線全長が長くなって電気抵抗による損失が大きくなる。
【０００５】
本発明の目的は、回転電機の効率を向上するために有効な技術的思想を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明においては、内径側に複数のティースを並設した回転電機のステータに対するコイルの装着方法において、環状のコイルエレメントをステータのティースに巻回して、そのコイルエレメントのステータの端面から突出した突出部を前記ティースの先端位置より内径側に位置させた後、前記突出部を整形して、ステータの一方の端面側の突出部をティースの先端位置よりステータ外径側に位置させるとともに、他方の端面側の突出部をティースの先端位置より内径側に位置させることを特徴としている。
【０００７】
このようにすれば、導線全長が長くなることを避けることができ、電気抵抗による損失を少なくできる。また、コイルエレメントがステータのほぼ弦の位置を通るため、コイルエレメントを小さくでき、その分ステータの厚みを増やすことができて、トルクアップを図ることができる。そして、整形後は、ティースの先端より内径側に位置する突出部により、ステータとロータとの隙間へのオイルの入り込み量を少なくできるため、モータの回転時におけるひきずり損失を低くできる。これらのことから、モータの効率を向上できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、モータの効率を向上できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】モータの断面図。
【図２】ステータの斜視図。
【図３】ステータの側面図。
【図４】コイルエレメントの正面図。
【図５】ステータに対するコイルエレメントの装着状態を示す断面図。
【図６】図５とは異なる方向から見たコイルエレメントの装着状態を示す断面図。
【図７】コイルエレメントの整形状態を示す断面図。
【図８】モータの組付け過程を示す断面図。
【図９】変形例を示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施形態）
以下、実施形態について説明する。本実施形態は回転電機としての三相交流モータにおいて具体化したものである。
【００１１】
図１に示すように、モータ１１のハウジング１２は、ケース１３とエンドプレート１４とにより構成されている。ケース１３は側壁１５と周壁１６とを備えている。ケース１３の周壁１６の内面には環状のステータ１７が固定されている。ケース１３の側壁１５及びエンドプレート１４の各中心部には軸受１８が取り付けられており、これらの軸受１８間にはロータ１９の中心のモータ軸２０が回転可能に支持されている。ステータ１７にはコイル２１が設けられている。ロータ１９には図示しない永久磁石が設けられている。そして、コイル２１に三相の交流電流が流されることにより、前記永久磁石の磁気力に反発する磁界が形成されて、ロータ１９が回転される。なお、前記永久磁石に代えて、ロータ１９にコイルを設けて、同コイルに電流を流すようにしてもよい。
【００１２】
ステータ１７の両端にはコイル２１の後述の第１，第２突出部３３１，３３２が配置されている。この第１，第２突出部３３１，３３２と対応するように、ケース１３の周壁１６及び側壁１５にはそれぞれ給油口２２，２３が形成されている。この給油口２２，２３からハウジング１２内に供給されるオイルの循環流によってモータ１１の内部の高温部位が冷却されるとともに、軸受１８が潤滑される。
【００１３】
図２及び図３に示すように、ステータ１７は、複数枚の磁性鋼板３１を積層して構成され、リング部１７１と、その内径側においてステータ１７の中心に向かって延びるとともに、等間隔をおいて並設された複数のティース１７２とを備えている。各ティース１７２の先端はステータ１７の中心を中心としたひとつの円上に位置している。各ティース１７２間には間隙３２が形成されている。図３に２点鎖線で示すように、所定数（例えば６）のティース１７２を挟んだ間隙３２間にはＵ相，Ｖ相及びＷ相の電流が流れるコイルエレメント３３が挿入されて所定数のティース１７２群に巻回されている。図４に示すように、コイルエレメント３３は１本の導線３４が環状に巻回されて構成されたものである。
【００１４】
次に、以上のように構成されたコイル２１の装着方法及びモータ１１の組付け方法について説明する。
コイル２１は以下のようにしてステータ１７に装着される。すなわち、図３に２点鎖線で示すとともに、図４〜図６に示すように、導線３４を環状に巻回したコイルエレメント３３が所定数のティース１７２を挟んだ間隙３２間に挿入される。このようにすると、コイルエレメント３３には、ステータ１７の両端から突出する第１，第２突出部３３１，３３２が形成される。そして、図３及び図６から明らかなように、この両突出部３３１，３３２を含むコイルエレメント３３のステータ内径側の部分は、前記ティース１７２の先端よりステータ内径側に位置する。従って、コイルエレメント３３のステータ内径側の部分は、ティース１７２の先端を通る円のほぼ弦の位置を通る。
【００１５】
次いで、コイルエレメント３３の前記間隙３２の部分がティース１７２の先端より外径側に向かって押し込められて、間隙３２内に納められる。そして、図７に示すように、ステータ１７の内径側の２箇所の治具４１，４４、外径側の２箇所の治具４２，４３を用いて、第１突出部３３１が整形される。この整形により、第１突出部３３１がステータ１７の端面側に向かって圧潰されるとともに、第１突出部３３１の内径側部分αがティース１７２の先端の位置から外径側に位置に移動されて、同先端の位置からステータ１７の中心側に突出しないように形成される。
【００１６】
また、これと前後して、ステータ１７の内径側の２箇所の治具４５，４９、外径側の２箇所の治具４６，４７を用いて、第２突出部３３２が整形される。この整形により、第２突出部３３２がステータ１７の端面側に向かって圧潰されるとともに、内径面がティース１７２の先端からステータ１７の中心側である内径側に突出される。このように、第２突出部３３２はティース１７２の先端位置から内径側に突出されるため、その分第２突出部３３２の高さβを第１突出部３３１の高さγより低くすることができる。その後、第１，第２突出部３３１，３３２は図示しない糸条によってレーシングされるとともに、同突出部３３１，３３２には図示しないワニスが塗布される。このため、同突出部３３１，３３２は図１の状態で固定化される。
【００１７】
このようにされたステータ１７とコイル２１との組は、図８に示すように、第１突出部３３１が同ケース１３の開口側に、第２突出部３３２が奥側に位置するようにケース１３内に組付けられる。
【００１８】
次いで、モータ軸２０を組付けたロータ１９がステータ１７の中心部の空間内に第１突出部３３１側から挿入され、モータ軸２０の一端がケース１３側の軸受１８に支持される。その後、エンドプレート１４がケース１３の開口を覆うように組付けられ、その軸受１８にモータ軸２０の他端が支持される。
【００１９】
このようにして、モータ１１が組立てられる。この組立て状態では、第２突出部３３２の高さβが低いためにハウジング１２のモータ軸２０の軸方向寸法を短くできる。
また、モータ１１の稼働時には、給油口２２，２３からオイルが供給される。このとき、第２突出部３３２がティース１７２の先端を越えて内径側に位置しているため、この第２突出部３３２により、第２突出部３３２側の給油口２３からのオイルがステータ１７とロータ１９との間の間隙内に入り込むことを抑えることができる。このため、前記間隙内のオイルの量が少なくなり、モータ回転時における引きずり損失を少なくできる。また、オイルが径方向に長い第２突出部３３２上に長時間留まるため、有効な冷却作用を得ることができる。
【００２０】
従って、本実施形態においては、以下の効果がある。
（１）コイルエレメント３３がステータ１７のティース１７２の先端より内径側に突出するようにステータ１７に装着される。言い換えれば、コイルエレメント３３をステータ１７のティース１７２の先端より内径側に突出しないようにする必要がない。このため、コイルエレメント３３の図６に示す巻き太さεを大きくすることができる。従って、コイルエレメント３３の巻き数を増やして、コイルの占積率を高くすることができて、モータ１１としての効率を向上できる。
【００２１】
（２）コイルエレメント３３をティース１７２の先端の内径側を通るように装着できるため、いわばステータ１７の円周に沿うことなくショートカット状に装着できるため、図４に示すコイルエレメント３３の巻き径δを小さくできる。このため、導線３４の巻き数を多くしても、導線３４の全長が長くなることを避けることができる。従って、電気抵抗による損失を少なくしてモータ１１の効率を向上できる。
【００２２】
（３）第２突出部３３２により、ステータ１７とロータ１９との隙間へのオイルの入り込み量を少なくできるため、モータ１１の回転時におけるひきずり損失を低くでき、モータの効率を向上できる。
【００２３】
（４）コイルエレメント３３の第２突出部３３２がステータ１７の中心側に長く延びているため、その表面積を広くすることができる。このため、オイルによる冷却を有効に行うことができ、モータの効率の向上に寄与できるとともに、過熱防止にも貢献できる。
【００２４】
（５）ステータ１７の側面からの第２突出部３３２の突出量を少なくできるため、モータ１１を小型化できる。
（変更例）
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化することも可能である。
【００２５】
・図９に示すように、各相のコイルエレメント３３を、ひとつあるいは複数のティース１７２分ずつステータ１７の周方向に順次ずれて配置し、ひとつのティース１７２上には相の異なる複数のコイルエレメント３３が重ねて配置されるようにすること。このように構成しても、エレメント３３の一部がティース１７２から内径側に突出される。
【００２６】
・三相のコイルエレメント３３をひとつのコイルエレメントとして構成すること。すなわち、コイルエレメント３３を３本の導線によって構成すること。
・単相モータにおいて本発明を具体化すること。
【００２７】
・本発明を発電機において具体化すること。
【符号の説明】
【００２８】
１１…モータ、１７…ステータ、２１…コイル、１７２…ティース、３３…コイルエレメント、３３１…突出部、３３２…突出部。
【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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