JP2000134833A - 回転電機の固定子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特別な治具を必要とせずに高精度に組み立て
ることができ、また効率も向上させることができる回転
電機の固定子を提供する。 【解決手段】 ティース１２をティース外周部１２ａと
ティース芯部１２ｂとで形成するとともに、ティース外
周部１２ａは凹部をその内部に有するようにヨーク１１
から径方向に突出させてヨーク１１と一体的に形成する
一方、ティース芯部１２ｂは磁極片１２ｃ、軸方向に伸
びるスリ割り１２ｄ及びこのスリ割り１２ｄに連続する
ピン孔１２ｅを有するものとし、ティース芯部１２ｂを
ティース外周部１２ａの凹部に嵌入するとともにピン孔
１２ｅにピン１５を圧入することによりティース芯部１
２ｂの先端部を拡幅してこのティース芯部１２ｂをヨー
ク１１及びティース外周部１２ａと一体化するようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は回転電機の固定子に
関し、特に分割形成したヨーク及びティースを組み立て
て構成する固定子に適用して有用なものである。 【０００２】 【従来の技術】図３は従来技術に係る回転電機の固定子
鉄心の一部を抽出して示す説明図である。同図に示すよ
うに、この固定子鉄心は、磁路を形成する環状のヨーク
１と、このヨーク１の内周面から径方向に関し中心側に
突出したティース２とを有している。ティース２は、柱
状の磁極部２ａと、内周面が円弧状に形成された磁極片
２ｂとからなる。磁極部２ａは固定子コイル（図示せ
ず。）が嵌装される部分で、その基端部はヨーク１の内
周面に固着され、その先端部には磁極片２ｂが固着され
ている。磁極片２ｂは回転子（図示せず。）との間のギ
ャップの磁束分布を改善して磁束を回転子の表面に広く
分布させるためのもので、周方向に関し磁極部２ｂから
両側に突出している。 【０００３】かかる固定子鉄心に固定子コイルを装着し
てなる固定子においては、固定子コイルの内径よりも磁
極片２ｂの周方向に関する幅が小さいので、固定子コイ
ルを磁極部２ａに嵌装した後に磁極片２ｂを磁極部２ａ
に固着している。このため、磁極部２ａと磁極片２ｂと
は分割して形成される。また、磁極部２ａとヨーク１と
を分割形成するとともに、ヨーク１自体も複数のヨーク
片１ａに分割して形成する場合が多い。ちなみに、図３
に示す固定子は、部分分割した珪素鋼板を積層してヨー
ク片１ａ、磁極部２ａ及び磁極片２ｂをそれぞれ形成
し、その後これらの３部分を結合して固定子鉄心を形成
している。すなわち、積層したヨーク片１ａ、磁極部２
ａ及び磁極片２ｂを接合部Ａ、Ｂ、Ｃで結合し、カシ
メ、溶接、接着等により接続して組み立てている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】図３に示す固定子鉄心
では、積層したヨーク片１ａ、磁極部２ａ及び磁極片２
ｂを接合部Ａ、Ｂ、Ｃで結合する際に、接合部Ａはヨー
ク片１ａの外周部の溶接、接合部Ｂ、Ｃはレジン含浸法
（一部カシメを含む。）による工法が採られているが、
この場合の接合面積が狭いため、大トルクの回転電機に
あっては強度不足を招来し、信頼性に欠けるという問題
を生起する。特に、溶接の場合は、設備費が高価とな
り、少量生産に向かないばかりでなく、溶接作業時の熱
により絶縁物の劣化が生じ易いという問題もある。ま
た、積層するヨーク片１ａの曲がり等が発生している場
合には、接合部の嵌合が困難になるので、各部分の精度
を高精度に保つとともに、治具精度の管理も重要にな
る。さらに、接合部Ａ、Ｂ、Ｃはいずれも磁束密度が高
い部分であるため、各接合部Ａ、Ｂ、Ｃにおける起磁力
損失が大きい。 【０００５】本発明は、上記従来技術に鑑み、特別な治
具を必要とせずに高精度に組み立てることができ、また
効率も向上させることができる回転電機の固定子を提供
することを目的とする。 【０００６】上記目的を達成する本発明の構成は、次の
点を特徴とする。 【０００７】１） 磁路を形成する環状のヨークと、こ
のヨークから径方向に突出し、周方向に分散して複数個
配設されるとともに固定子コイルが装着されて固定子磁
極となるティースとを有する回転電機の固定子におい
て、ティースをティース外周部とティース芯部とで形成
するとともに、ティース外周部は、径方向に開口する凹
部をその内部に有するようにヨークから径方向に突出さ
せてヨークと一体的に形成する一方、ティース芯部は磁
極片を有するとともにこの磁極片と径方向に関する反対
側の端部である先端部に、軸方向に伸びるスリ割り及び
このスリ割りに連続して同様に軸方向に伸びるピン孔を
有するものとし、ティース芯部をティース外周部の凹部
にその開口部から嵌入するとともにピン孔にピンを圧入
することによりティース芯部の先端部を拡幅してこのテ
ィース芯部をヨーク及びティース外周部と一体化するよ
うに構成したこと。 【０００８】２） 上記１）に記載する回転電機の固定
子において、ピンの圧入に伴うティース外周部の先端部
の周方向への拡幅を防止するようにこのティース外周部
の先端部が嵌入される凹部である補助溝をティース芯部
の磁極片に設けたこと。 【０００９】３） 上記１）又は２）に記載する回転電
機の固定子において、ティース芯部はその幅が基端部か
ら先端部に向けて漸減するように構成したこと。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づき詳細に説明する。 【００１１】図１は本発明の第１の実施の形態に係る回
転電機の固定子の一部を抽出して示す説明図である。同
図に示すように、本形態に係る固定子は、磁路を形成す
る環状のヨーク１１と、このヨーク１１から径方向に突
出し、周方向に分散して複数個配設されるとともに固定
子コイル１３が装着されて固定子磁極となるティース１
２とからなる。ここで、ティース１２はティース外周部
１２ａとティース芯部１２ｂとで形成してある。これら
のうちティース外周部１２ａは、径方向に関して中心側
に開口する凹部をその内部に有するようにヨーク１１か
ら径方向に突出させてヨーク１１と一体的に形成してあ
る。すなわち、一体的に形成されるヨーク１１及びティ
ース外周部１２ａはヨーク１１及びティース１２が一体
となった形状からティース芯部１２ｂの部分を除いた部
分がティース外周部１２ａの凹部となるように打ち抜い
た珪素鋼板を軸方向に積層して形成してある。 【００１２】ティース芯部１２ｂは磁極片１２ｃを有す
るとともにこの磁極片１２ｃと径方向に関する反対側の
端部である先端部（ヨーク１側端部）に、軸方向に伸び
るスリ割り１２ｄ及びこのスリ割り１２ｄに連続して同
様に軸方向に伸びるピン孔１２ｅを有するものとして形
成してある。すなわち、磁極片１２ｃ、スリ割り１２ｄ
及びピン孔１２ｅを有してティース外周部１２ａの凹部
に嵌入し得る形状に打ち抜いた珪素鋼板を軸方向に積層
して形成してある。このとき、ティース芯部１２ｂはそ
の幅が基端部から先端部に向けて漸減するように形成し
てあり、このことによりティース芯部１２ｂをティース
外周部１２ａの凹部に嵌入する際の作業性が良好になる
ように工夫している。 【００１３】本形態に係る固定子の固定子鉄心は、上述
の如くヨーク１１とティース外周部１２ａとが一体とな
った１つのブロックと、このブロックのティース外周部
１２ａの凹部に嵌入するティース芯部１２ｂである他の
ブロックとに２分割した点を最大の特徴とするものであ
る。 【００１４】固定子コイル１３は積層したヨーク１１及
びティース外周部１２ａのブロックのティース外周部１
２ａの外周に径方向中心側から絶縁層１４を介して嵌装
する。かかる固定子コイル１３の嵌装作業が終了した
後、積層したティース芯部１２ｂのブロックをティース
外周部１２ａの凹部にその開口部から径方向に嵌入し、
続いてピン孔１２ｅにピン１５を圧入することによりテ
ィース芯部１２ｂの先端部を拡幅してこのティース芯部
１２ｂをヨーク１１及びティース外周部１２ａが一体と
なったブロックに固着する。その後全体にレジンを含浸
して当該固定子を完成する。ここで、ピン１５のピン孔
１２ｅに対する圧入に伴うティース外周部１２ａの先端
部（反ヨーク１１側端部）の周方向への拡幅を防止する
ようにこのティース外周部１２ａの先端部が嵌入される
凹部である補助溝１２ｆをティース芯部１２ｂの磁極片
１２ｃに設けてある。また、ピン１５の圧入によるティ
ース芯部１２ｂの拡幅・固定が良好になされるよう、テ
ィース外周部１２ａの凹部の底部の幅ｔ₂ と、この底部
よりも若干開口部に寄った部分の幅ｔ₁ との関係は、ｔ
₁ ＜ｔ₂ となっている。 【００１５】上述の如き第１の実施の形態に係る固定子
は磁極片１２ｃの内周面に回転子（図示せず。）の外周
面が相対向する通常の回転電機の固定子であるが、本発
明は磁極片の外周面に回転子の内周面が相対向するアウ
ターロータ形の回転電機の固定子にも適用し得る。アウ
ターロータの回転電機の固定子を、第２の実施の形態と
して図２に示す。同図に示すように、本形態に係る固定
子は、磁路を形成する環状のヨーク２１から径方向に関
し遠心側にティース外周部２２ａを突出させ、このティ
ース外周部２２ａの凹部にティース芯部２２ｂを遠心側
から凹部に嵌入したものであり、ティース芯部２２ｂの
ピン孔２２ｅにピン１５を圧入することにより、前記実
施の形態と同様に、ティース芯部２２ｂの先端部を拡幅
してヨーク２１に固定するようにしたものである。本形
態においてもティース２２は、ティース外周部２２ａ
と、磁極片２２ｃを有するティース芯部２２ｂとで構成
してある。また、ピン１５の圧入による拡幅の際のティ
ース外周部２２ａの先端部の周方向への拡幅を防止する
ようにこの先端部を磁極片２２ｃに形成した補助溝２２
ｆに嵌入してある。この点の構成も前記実施の形態と同
様である。なお、図中２２ｄはスリ割り、２３は固定子
コイル、２４は絶縁層である。 【００１６】 【発明の効果】以上実施の形態とともに詳細に説明した
通り、本発明によれば磁極片を有するティース芯部をヨ
ークと一体となったティース外周部の凹部に嵌入し、テ
ィース芯部のヨーク側の端部のピン孔にピンを圧入する
ことによりこの端部を拡幅してティース芯部がヨーク及
びティース外周部と一体になるようにしたので、ティー
ス芯部とティース外周部との接触面積を大きくとること
ができ、レジン含浸強度面での大きな強度を確保するこ
とができる。また、ティース芯部をティース外周部の凹
部に嵌入する際に特別な治具を必要とすることなくこの
作業を行うことができるので、高精度の固定子を容易に
形成することができる。このときのティース外周部とテ
ィース芯部との接合部は磁束密度が小さい部分であるの
で、起磁力損失が少ないばかりでなく、接合に溶接を使
用しないので、溶接時の熱が原因となる絶縁物の劣化を
生起することはない。 【００１７】さらに、ヨークとティース外周部とを一体
に形成して両者の間に接合部がないように構成したの
で、表皮効果により高密度磁束となる磁路表面での鉄損
を抑制して高効率の回転電機を構成することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の第１の実施の形態に係る回転電機の固
定子の一部を抽出して示す説明図である。 【図２】本発明の第２の実施の形態に係る回転電機の固
定子の一部を抽出して示す説明図である。 【図３】従来技術に係る回転電機の固定子鉄心の一部を
抽出して示す説明図である。 【符号の説明】 １１、２１ ヨーク １２、２２ ティース １２ａ、２２ａ ティース外周部 １２ｂ、２２ｂ ティース芯部 １２ｃ、２２ｃ 磁極片 １２ｄ、２２ｄ スリ割り １２ｅ、２２ｅ ピン孔 １２ｆ、２２ｆ 補助溝 １３、２３ 固定子コイル １５ ピン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 磁路を形成する環状のヨークと、このヨ
   ークから径方向に突出し、周方向に分散して複数個配設
   されるとともに固定子コイルが装着されて固定子磁極と
   なるティースとを有する回転電機の固定子において、 ティースをティース外周部とティース芯部とで形成する
   とともに、 ティース外周部は、径方向に開口する凹部をその内部に
   有するようにヨークから径方向に突出させてヨークと一
   体的に形成する一方、 ティース芯部は磁極片を有するとともにこの磁極片と径
   方向に関する反対側の端部である先端部に、軸方向に伸
   びるスリ割り及びこのスリ割りに連続して同様に軸方向
   に伸びるピン孔を有するものとし、 ティース芯部をティース外周部の凹部にその開口部から
   嵌入するとともにピン孔にピンを圧入することによりテ
   ィース芯部の先端部を拡幅してこのティース芯部をヨー
   ク及びティース外周部と一体化するように構成したこと
   を特徴とする回転電機の固定子。 【請求項２】 〔請求項１〕に記載する回転電機の固定
   子において、 ピンの圧入に伴うティース外周部の先端部の周方向への
   拡幅を防止するようにこのティース外周部の先端部が嵌
   入される凹部である補助溝をティース芯部の磁極片に設
   けたことを特徴とする回転電機の固定子。 【請求項３】 〔請求項１〕又は〔請求項２〕に記載す
   る回転電機の固定子において、 ティース芯部はその幅が基端部から先端部に向けて漸減
   するように構成したことを特徴とする回転電機の固定
   子。