JP2000092759A - 電動機兼発電機用ステータ及びその製法 - Google Patents
電動機兼発電機用ステータ及びその製法Info
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- JP2000092759A JP2000092759A JP10292723A JP29272398A JP2000092759A JP 2000092759 A JP2000092759 A JP 2000092759A JP 10292723 A JP10292723 A JP 10292723A JP 29272398 A JP29272398 A JP 29272398A JP 2000092759 A JP2000092759 A JP 2000092759A
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- Japan
- Prior art keywords
- stator
- coil
- inner cylinder
- section plate
- cylinder
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- Pending
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- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ステータへのコイル施工は，ステータの内周側
から行うが，施工空間が狭いため，熟練を要す繊細な施
工となる。また，作業性の悪さから隙間無くコイルを溝
内に施工出来きない。このため電動機や発電機の低コス
ト，小型軽量化を実現し，性能向上させるための課題の
一つとして，施工性の良いステータを実現させることが
あった。 【解決手段】ステータを外筒と内筒に分割し，内筒に複
数のセクションプレートを結合し，内筒とセクションプ
レートだけの状態で，コイルを外側の自由空間から施工
する。別の手段として，セクションプレートを結合した
内筒を，水平方向に帯状にした状態でコイルを施工し，
あとで円筒状に成形する。前記何れの手段においても，
一体化した内筒とセクションリング及びコイルを，外筒
に挿入してステータを形成する。
から行うが，施工空間が狭いため，熟練を要す繊細な施
工となる。また，作業性の悪さから隙間無くコイルを溝
内に施工出来きない。このため電動機や発電機の低コス
ト，小型軽量化を実現し，性能向上させるための課題の
一つとして，施工性の良いステータを実現させることが
あった。 【解決手段】ステータを外筒と内筒に分割し，内筒に複
数のセクションプレートを結合し，内筒とセクションプ
レートだけの状態で，コイルを外側の自由空間から施工
する。別の手段として，セクションプレートを結合した
内筒を，水平方向に帯状にした状態でコイルを施工し，
あとで円筒状に成形する。前記何れの手段においても，
一体化した内筒とセクションリング及びコイルを，外筒
に挿入してステータを形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，電動機や発電機に
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来例としては，図５［（ａ）は横断面
図，（ｂ）は（ａ）の部分断面図］に示すステータ１が
ある。ステータ内にはコイル２が施工されており，コイ
ルのはみ出し防止板３が設けられている。図６はステー
タとコイルの縦断面図を示すもので，このうち（ａ）は
プラスチックを用いたステータ，（ｄ）は積層ケイ素鋼
板を用いたステータを示す。図７はステータ内にロータ
４を装着後の縦断面図を示す。ロータ表面には，永久磁
石５を結合している。実際の電動機や発電機にはステー
タの外周には，構造体としての強度維持や磁気シールド
のためヨークを設けているが，本発明外となるため除外
する。
図，（ｂ）は（ａ）の部分断面図］に示すステータ１が
ある。ステータ内にはコイル２が施工されており，コイ
ルのはみ出し防止板３が設けられている。図６はステー
タとコイルの縦断面図を示すもので，このうち（ａ）は
プラスチックを用いたステータ，（ｄ）は積層ケイ素鋼
板を用いたステータを示す。図７はステータ内にロータ
４を装着後の縦断面図を示す。ロータ表面には，永久磁
石５を結合している。実際の電動機や発電機にはステー
タの外周には，構造体としての強度維持や磁気シールド
のためヨークを設けているが，本発明外となるため除外
する。
【０００３】これらのロータとステータの組み合わせに
より，電動機の場合は，ロータの磁場の影響範囲にある
ステータのコイルに，外部で制御した電流を流し，電磁
力を発生させてロータを回転させるものである。発電機
の場合は，ロータを外部で駆動し，電磁誘導作用でステ
ータのコイルに起電力を発生させるものである。
より，電動機の場合は，ロータの磁場の影響範囲にある
ステータのコイルに，外部で制御した電流を流し，電磁
力を発生させてロータを回転させるものである。発電機
の場合は，ロータを外部で駆動し，電磁誘導作用でステ
ータのコイルに起電力を発生させるものである。
【０００４】前記ステータへのコイル施工は，空間の制
約が多いステータの内周側から，ステータの溝にコイル
一本づつ巻き付けるものであるが，通常溝が２４カ所〜
３６カ所あり，溝一つ当たりのコイル巻き数が数十本に
も達するため，熟練を要する手作業となり，高コストに
なっている。また，作業性の悪さからステータの溝一杯
にコイルを巻くことが出来ず，初めから３０〜４０％の
空隙を見越してステータを設計している。このためステ
ータの大型化や，電磁誘導によるエネルギー変換効率の
低下等が生じており，性能面でも難点がある。また，金
属製のステータは，透磁率が高く，電磁誘導作用による
金属材料内での渦電流の発生で，発熱による損失が生じ
ている。
約が多いステータの内周側から，ステータの溝にコイル
一本づつ巻き付けるものであるが，通常溝が２４カ所〜
３６カ所あり，溝一つ当たりのコイル巻き数が数十本に
も達するため，熟練を要する手作業となり，高コストに
なっている。また，作業性の悪さからステータの溝一杯
にコイルを巻くことが出来ず，初めから３０〜４０％の
空隙を見越してステータを設計している。このためステ
ータの大型化や，電磁誘導によるエネルギー変換効率の
低下等が生じており，性能面でも難点がある。また，金
属製のステータは，透磁率が高く，電磁誘導作用による
金属材料内での渦電流の発生で，発熱による損失が生じ
ている。
【０００５】このようなコスト面及び性能面の課題を克
服するため，本発明はステータの溝へのコイル施工を，
空間的制約が極めて小さい条件下で簡略に出来るように
し，高密度でコイルが施工できる電動機及び発電機用ス
テータを提供することを目的とする。
服するため，本発明はステータの溝へのコイル施工を，
空間的制約が極めて小さい条件下で簡略に出来るように
し，高密度でコイルが施工できる電動機及び発電機用ス
テータを提供することを目的とする。
【課題を解決するためにの手段】［解決手段１］
【０００６】上記目的を達成させるため，ステータを内
筒と外筒とこれらの円筒を結合し，且つ，内蔵するコイ
ルを配設するための複数のセクションプレートで構成
し，製作上は，内筒とセクションプレートを成形し，コ
イルを外周側の空間から施工し，内筒とセクションプレ
ートとコイルからなる一体化したインターナルを，外筒
に挿入及び結合して製品化出来るようにする。 ［解決手段２］前記セクションプレートを有する内筒を
軸方向に一カ所又は数カ所切断し，これを帯状に水平展
開した状態に等しい形状でコイルの施工を行い，これら
を円筒状に成形結合し，外筒に挿入後結合して製品化す
る。
筒と外筒とこれらの円筒を結合し，且つ，内蔵するコイ
ルを配設するための複数のセクションプレートで構成
し，製作上は，内筒とセクションプレートを成形し，コ
イルを外周側の空間から施工し，内筒とセクションプレ
ートとコイルからなる一体化したインターナルを，外筒
に挿入及び結合して製品化出来るようにする。 ［解決手段２］前記セクションプレートを有する内筒を
軸方向に一カ所又は数カ所切断し，これを帯状に水平展
開した状態に等しい形状でコイルの施工を行い，これら
を円筒状に成形結合し，外筒に挿入後結合して製品化す
る。
【０００７】［解決手段３］材質をプラスチックの如き
非磁性体，且つ，非導電性材料とする場合は，前記内筒
及び外筒とセクションプレートを軸方向に分割したり，
内外周面に切り欠きや貫通穴を設け，加工性を向上させ
る。また，金属製ステータの場合は，切り欠きや貫通穴
を活用して，渦電流の発生を軽微にする。
非磁性体，且つ，非導電性材料とする場合は，前記内筒
及び外筒とセクションプレートを軸方向に分割したり，
内外周面に切り欠きや貫通穴を設け，加工性を向上させ
る。また，金属製ステータの場合は，切り欠きや貫通穴
を活用して，渦電流の発生を軽微にする。
【０００８】以下，本発明の形態を図面に基づいて説明
する。図１は請求項１に対応する実施形態の構成を示す
横断面図である。図においてステータ１は外筒１ａ，セ
クションプレート１ｂ及び内筒１ｃで構成され，内筒と
セクションプレートはＳの部分で周方向に結合されてい
る。２はステータ内に配設するコイルであり，これらの
構成及び磁石５を結合したロータ４により，発電機及び
電動機の電気と運動のエネルギー変換が行われる。本実
施例のステータ材質は，銅線であるコイル以外はプラス
チックとした。プラスチックは低透磁率で非導電性の材
料であるため，渦電流の発生がない。このようなステー
タは，ステータ材料内で電磁誘導による磁路が形成され
ず，磁気エネルギーを有効利用できないと言う欠点があ
るが，ステータとロータ間の磁気による吸引力が発生せ
ず，リアクタンスや発熱が軽微になると言う長所を有し
ている。
する。図１は請求項１に対応する実施形態の構成を示す
横断面図である。図においてステータ１は外筒１ａ，セ
クションプレート１ｂ及び内筒１ｃで構成され，内筒と
セクションプレートはＳの部分で周方向に結合されてい
る。２はステータ内に配設するコイルであり，これらの
構成及び磁石５を結合したロータ４により，発電機及び
電動機の電気と運動のエネルギー変換が行われる。本実
施例のステータ材質は，銅線であるコイル以外はプラス
チックとした。プラスチックは低透磁率で非導電性の材
料であるため，渦電流の発生がない。このようなステー
タは，ステータ材料内で電磁誘導による磁路が形成され
ず，磁気エネルギーを有効利用できないと言う欠点があ
るが，ステータとロータ間の磁気による吸引力が発生せ
ず，リアクタンスや発熱が軽微になると言う長所を有し
ている。
【０００９】図２は請求項２に対応するもので，ステー
タの組立方法を示している。このうち図２（ａ）は内周
筒とセクションプレートの横断面図，図２（ｂ）はコイ
ル施工後の横断面図を示す。コイルの施工は制約の無い
外周側から行うため，作業性が良い。また，これにより
コイルの高密度な施工が可能になる。内筒の厚みｔは，
電磁誘導作用上性能に影響を及ぼす因子になる。即ち，
厚みｔは小さい方が高性能となる。図２では，厚みｔは
２．５ｍｍに設定している。材質がプラスチックである
ことから，磁束は内筒を通過してコイルに磁気エネルギ
ーを伝達する。図５（ｂ）に示す従来の例でも，ステー
タの内周からコイルまでの距離は２．５ｍｍであり，距
離による性能の差違はない。コイル施工後は，一体化し
た内筒とコイルを外筒に挿入し，図１の状態に組み立て
る。セクションプレートと外筒間は，接着材で結合す
る。
タの組立方法を示している。このうち図２（ａ）は内周
筒とセクションプレートの横断面図，図２（ｂ）はコイ
ル施工後の横断面図を示す。コイルの施工は制約の無い
外周側から行うため，作業性が良い。また，これにより
コイルの高密度な施工が可能になる。内筒の厚みｔは，
電磁誘導作用上性能に影響を及ぼす因子になる。即ち，
厚みｔは小さい方が高性能となる。図２では，厚みｔは
２．５ｍｍに設定している。材質がプラスチックである
ことから，磁束は内筒を通過してコイルに磁気エネルギ
ーを伝達する。図５（ｂ）に示す従来の例でも，ステー
タの内周からコイルまでの距離は２．５ｍｍであり，距
離による性能の差違はない。コイル施工後は，一体化し
た内筒とコイルを外筒に挿入し，図１の状態に組み立て
る。セクションプレートと外筒間は，接着材で結合す
る。
【００１０】図３は請求項３に対応するもので，内筒１
ｃとセクションプレート１ｂを結合し，帯状に水平に展
開させたものの部分縦断面図である。内筒の内周側にな
る面面に，平板から曲面に加工し易いよう切り欠きＵを
設けている。図３に示す状態でコイルを施工する場合，
平面的な空間で作業できるため，作業性が飛躍的に向上
する。このため作業の自動化も可能になる。コイル施工
後は，内筒成形後のコイル内径に近い治具に沿わせて円
筒状にし，端部の内筒とセクションプレート間を接着し
て成形する。
ｃとセクションプレート１ｂを結合し，帯状に水平に展
開させたものの部分縦断面図である。内筒の内周側にな
る面面に，平板から曲面に加工し易いよう切り欠きＵを
設けている。図３に示す状態でコイルを施工する場合，
平面的な空間で作業できるため，作業性が飛躍的に向上
する。このため作業の自動化も可能になる。コイル施工
後は，内筒成形後のコイル内径に近い治具に沿わせて円
筒状にし，端部の内筒とセクションプレート間を接着し
て成形する。
【００１１】以上の構成においては，ステータ材をプラ
スチックとしたものであるが，材料を金属にした場合で
も適用される。この場合は，渦電流の発生を小さくする
必要がある。図４は請求項４に対応するもので，ステー
タの斜視図を示す。ステータの内筒と外筒に切り欠きを
多数設けており，切り欠きが障害となって磁路が形成さ
れず，従って渦電流による損失が無くなる。
スチックとしたものであるが，材料を金属にした場合で
も適用される。この場合は，渦電流の発生を小さくする
必要がある。図４は請求項４に対応するもので，ステー
タの斜視図を示す。ステータの内筒と外筒に切り欠きを
多数設けており，切り欠きが障害となって磁路が形成さ
れず，従って渦電流による損失が無くなる。
【００１２】ステータを外筒と内筒に分割し，内筒にセ
クションプレートを結合し，内筒とセクションプレート
だけの状態で，コイルを外側の自由空間から施工するた
め，従来の熟練を要す繊細な作業から，誰でもできる容
易な作業となる。これによりコスト軽減が出来る他，コ
イルを施工空間内に高密度に施工することで，電磁誘導
作用が向上し電動機や発電機の性能が向上する。また，
従来のものに対して小型軽量化でき機能が向上する。内
筒を水平方向に帯状にする場合は，コイルの施工性がさ
らに向上し，自動化も容易になり，製品のばらつきを押
さえ，且つ低コスト化も可能になる。
クションプレートを結合し，内筒とセクションプレート
だけの状態で，コイルを外側の自由空間から施工するた
め，従来の熟練を要す繊細な作業から，誰でもできる容
易な作業となる。これによりコスト軽減が出来る他，コ
イルを施工空間内に高密度に施工することで，電磁誘導
作用が向上し電動機や発電機の性能が向上する。また，
従来のものに対して小型軽量化でき機能が向上する。内
筒を水平方向に帯状にする場合は，コイルの施工性がさ
らに向上し，自動化も容易になり，製品のばらつきを押
さえ，且つ低コスト化も可能になる。
【図１】実施の形態に係るステータの横断面図，
【図２】実施の形態に関する製法に係るステータの横断
面図，（ａ）内筒とセクションリングの横断面図，
（ｂ）内筒とセクションリングにコイルを巻き付けた後
の横断面図，
面図，（ａ）内筒とセクションリングの横断面図，
（ｂ）内筒とセクションリングにコイルを巻き付けた後
の横断面図，
【図３】実施の形態に係る内筒とセクションリングの部
分横断面図，
分横断面図，
【図４】実施の形態に係るステータの斜視図，
【図５】従来のステータの横断面図，（ａ）ステータと
コイルの横断面図，（ｂ）ステータとコイルの部分横断
面図，
コイルの横断面図，（ｂ）ステータとコイルの部分横断
面図，
【図６】従来のステータ及びコイルの縦断面図，（ａ）
プラスチック製ステータとコイルの縦断面図，（ｂ）積
層ケイ素鋼製ステータとコイルの縦断面図，
プラスチック製ステータとコイルの縦断面図，（ｂ）積
層ケイ素鋼製ステータとコイルの縦断面図，
【図７】従来のステータ，コイル及びロータの縦断面
図。
図。
１ ステータ，１ａ 外筒，１ｂ セクションプレート
１ｃ 内筒，２ コイル，３ はみ出し防止板，４
ロータ，５ 磁石，Ｓ 内筒及びセクションプレートの
結合面，ｔ 内筒の厚さ，Ｕ 内筒の周方向切り欠き，
Ｍ 外筒の切り欠き，Ｎ 内筒の軸方向切り欠き。
１ｃ 内筒，２ コイル，３ はみ出し防止板，４
ロータ，５ 磁石，Ｓ 内筒及びセクションプレートの
結合面，ｔ 内筒の厚さ，Ｕ 内筒の周方向切り欠き，
Ｍ 外筒の切り欠き，Ｎ 内筒の軸方向切り欠き。
Claims (4)
- 【請求項１】 コイルを内蔵するステータと，ステータ
内周面と隙間を介して相対し，永久磁石または電磁石を
装着するロータからなる電動機及び発電機のエネルギー
変換部位にあって，ステータを内筒と外筒とこれらの円
筒を結合し，且つ，内蔵するコイルを配設するため周方
向に複数のセクションプレートを設けたことを特徴とす
る電動機及び発電機用ステータ。 - 【請求項２】 前記内筒とセクションプレートを成形
し，コイルを外周側の空間から施工し，内筒とセクショ
ンプレートとコイルからなる一体化したインターナル
を，外筒に挿入及び結合して製品化することを特徴とす
るステータ。 - 【請求項３】 前記セクションプレートを有する内筒
を，軸方向に一カ所又は数カ所切断し，これを帯状に水
平展開した状態に等しい形状の材料にコイルの施工を行
い，これらを円筒状に成形結合し，外筒に挿入後結合し
て製品化することを特徴とするステータ。 - 【請求項４】 前記内筒及び外筒とセクションプレート
を軸方向に分割したり，内外周面に切り欠きや貫通穴を
設けたことを特徴とするステータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10292723A JP2000092759A (ja) | 1998-09-07 | 1998-09-07 | 電動機兼発電機用ステータ及びその製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10292723A JP2000092759A (ja) | 1998-09-07 | 1998-09-07 | 電動機兼発電機用ステータ及びその製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000092759A true JP2000092759A (ja) | 2000-03-31 |
Family
ID=17785492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10292723A Pending JP2000092759A (ja) | 1998-09-07 | 1998-09-07 | 電動機兼発電機用ステータ及びその製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000092759A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005112230A1 (ja) * | 2004-05-18 | 2005-11-24 | Seiko Epson Corporation | 電動機 |
| US7126309B1 (en) | 2004-05-18 | 2006-10-24 | Seiko Epson Corporation | Motor |
-
1998
- 1998-09-07 JP JP10292723A patent/JP2000092759A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005112230A1 (ja) * | 2004-05-18 | 2005-11-24 | Seiko Epson Corporation | 電動機 |
| WO2005112231A1 (ja) * | 2004-05-18 | 2005-11-24 | Seiko Epson Corporation | 電動機 |
| US7126309B1 (en) | 2004-05-18 | 2006-10-24 | Seiko Epson Corporation | Motor |
| JPWO2005112231A1 (ja) * | 2004-05-18 | 2008-03-27 | セイコーエプソン株式会社 | 電動機 |
| JPWO2005112230A1 (ja) * | 2004-05-18 | 2008-05-15 | セイコーエプソン株式会社 | 電動機 |
| US7501733B2 (en) | 2004-05-18 | 2009-03-10 | Seiko Epson Corporation | Electric machine |
| US7884517B2 (en) | 2004-05-18 | 2011-02-08 | Seiko Epson Corporation | Electric machine |
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