JP2000156943A - 回転電機の固定子 - Google Patents

回転電機の固定子

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JP2000156943A
JP2000156943A JP10327703A JP32770398A JP2000156943A JP 2000156943 A JP2000156943 A JP 2000156943A JP 10327703 A JP10327703 A JP 10327703A JP 32770398 A JP32770398 A JP 32770398A JP 2000156943 A JP2000156943 A JP 2000156943A
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JP
Japan
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core
stator
teeth
electric machine
iron core
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JP10327703A
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English (en)
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Haruo Oharagi
春雄 小原木
Satoshi Kikuchi
菊地  聡
Masaharu Senoo
正治 妹尾
Kazuo Sato
和雄 佐藤
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】多相交流巻線や集中巻にも適用できる、高効率
で小型の回転電機の固定子を提供する。 【解決手段】固定子1はティース鉄心部2間がブリッジ
6で連結される。スロット5中に固定子巻線4を収納し
た後、カット部10を設けたコアバック鉄心部3を挿入
し、角部11が段部7に係合するまで押し圧する。ここ
で、ティース鉄心部2とコアバック鉄心部3の両側面を
テーパ状にしているので、両鉄心部2,3の分割面を限
りなくギャップゼロで合わせることができる。切り込み
部9を基準にエッジ部12をコアバック鉄心部3側に傾
斜させることにより、コアバック鉄心部3を固定でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ブラシレスモータ
や誘導モータなどの回転電機の固定子に関する。
【0002】
【従来の技術】中,小容量のブラシレスモータや誘導モ
ータなどの回転電機においては、固定子巻線による銅損
が、発生する総損失の中で最も高い割合を占める。よっ
て、巻線部の温度上昇を抑えるためには巻線の電流密度
を低めに設定する必要があり、必然的にマシンサイズが
大きくなり、コスト高となる。
【0003】特開平6−105487 号公報は、巻線端部の省
スペース化のために、極歯単位毎に固定子鉄心を分割
し、各々の分割された鉄心に整列状の高密度な固定子巻
線を施すという方法を記載する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、各ティースと各コアバックを単位毎(極歯単位)に
一体に分割し、極歯単位の各ティースに各々集中巻を施
した後、各コアバック間の合わせ面をレーザー溶接で固
定している。このため、スロット内のコイル占積率を向
上し、銅損を低減できるのでマシンサイズを低減でき
る。
【0005】しかし、極歯単位毎に巻線を集中巻にする
ため、多相交流巻線の回転電機に対しては適用が困難で
ある。また、レーザー溶接を行っているのでうず電流損
の発生原因となり、極歯単位のコアバックの合わせ面に
ギャップが存在して磁気抵抗が増加し、電流増加によっ
て思ったように銅損を低減できない問題点がある。
【0006】本発明は以上の点に鑑みなされたものであ
り、多相交流巻線や集中巻にも適用でき、レーザー溶接
によるうず電流損の発生がなく、分割面のギャップを限
りなくゼロにして、固定子巻線のスロット内占積率を向
上し、銅損を低減することによる高効率化,マシンサイ
ズの小型化が図れる回転電機の固定子を提供することを
目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的は、ティース鉄
心、隣り合うティース鉄心間で内周側に固定子巻線、お
よび、外周側にコアバック鉄心を有する回転電機の固定
子において、隣り合うティース鉄心を、内周側の端部ど
うしで連続にブリッジで接続することにより、達成され
る。
【0008】固定子鉄心をティース鉄心部とコアバック
鉄心部に分割し、ティース鉄心部間のスロット部に固定
子巻線を巻装した後、ティース鉄心部間にコアバック鉄
心部を径方向から押圧挿入するようにしているので、多
相交流巻線や集中巻にも適用でき、かつスロット内のコ
イル占積率を向上し、銅損を低減できる固定子鉄心を提
供できる。また、ティース鉄心部とコアバック鉄心部の
側面をテーパ状にし、ティース鉄心部間にコアバック鉄
心部を径方向から押圧挿入し、ティース鉄心部の外周側
の一端部を折曲げてコアバック鉄心部をティース鉄心部
に固定するようにしている。このため、レーザー溶接が
不要でうず電流損の発生がなく、ティース鉄心部とコア
バック鉄心部の合わせ面のギャップを限りなくゼロにで
きるので、高効率化およびマシンサイズの小型化が図れ
る回転電機の固定子を提供できる。
【0009】
【発明の実施の形態】(実施例1)図1に本発明の第1
の実施例である固定子の径方向断面形状を示す。図にお
いて、固定子1は同一形状のティース鉄心部2,コアバ
ック鉄心部3,固定子巻線4(集中巻のU相4a,V相
4b,W相4c)から構成される。図2に示すように、
ティース鉄心部2間のスロット5中には集中巻の固定子
巻線4が納められる。ティース鉄心部2間がブリッジ6
で連結され、ティース鉄心部2の両側面には段部7を、
ティース鉄心部2の外周面近傍の側面と外周面に切り込
み部8,9を形成している。図3に示すように、ティー
ス鉄心部2間のスロット5中に固定子巻線4を収納した
後、ティース鉄心部2間にカット部10を設けたコアバ
ック鉄心部3を挿入し、図4に示すように、角部11が
段部7に係合するまで押し圧する。ここで、ティース鉄
心部2とコアバック鉄心部3の両側面をテーパ状にして
いるので、ティース鉄心部2とコアバック鉄心部3との
分割面を限りなくギャップゼロで合わせることができ
る。次に、図5に示すように、切り込み部9を基準にテ
ィース鉄心部2の外周面両端部のエッジ部12をコアバ
ック鉄心部3側に傾斜させることにより、コアバック鉄
心部3を固定できる。
【0010】図6に本実施例の固定子の軸方向断面図を
示す。ティース鉄心部2間のスロット5中に納められ、
かつコアバック鉄心部3によって支持された集中巻の固
定子巻線4はエンドを短くできる利点がある。
【0011】固定子鉄心を形成するには、1枚の電磁鋼
板から略円環状のティース鉄心部2を一体に打抜いても
よいが、以下のようにして形成してもよい。
【0012】図7に示す帯状の1枚の電磁鋼板13か
ら、図8に示すように、ティース鉄心部2を相取りで打
抜く。打ち抜いたティース鉄心部2をブリッジ6を内周
にして巻き、スパイラルコアとする。ティース鉄心部2
を相取りで打抜くことにより、鉄心材の歩留りが向上す
る。図9に示すように、コアバック鉄心部3は1枚の帯
状の電磁鋼板13から打抜けば良い。
【0013】また、本実施例では固定子巻線を集中巻き
した場合について説明したが、図10に示すように、多
相交流巻線の同心巻コイルをスロット5内に収納し、一
対のスロット5間で巻線を構成しても良い。この場合の
固定子の軸方向断面図を図11に示す。型巻で同心巻の
コイルエンドがコアバック鉄心部3側に突出している
が、ティース鉄心部2間にコアバック鉄心部3を径方向
から押圧挿入する構成としているので、コイルエンドが
コアバック鉄心部3側に突出していても容易にかつ精度
よく組立てができる。そして、コイルエンドを短縮でき
るので、銅損を低減できる。
【0014】以上で示した本実施例では、固定子鉄心を
ティース鉄心部2とコアバック鉄心部3に分割し、ティ
ース鉄心部2間のスロット部5に固定子巻線4を巻装し
た後、ティース鉄心部2間にコアバック鉄心部3を径方
向から押圧挿入するようにしているので、多相交流巻線
や集中巻にも適用でき、かつスロット5内のコイル占積
率を向上し、コイルエンドを短くして銅損を低減できる
回転電機の固定子1を提供できる。また、ティース鉄心
部2とコアバック鉄心部3の側面をテーパ状にし、ティ
ース鉄心部2間にコアバック鉄心部3を径方向から押圧
挿入し、ティース鉄心部2の外周側のエッジ部12を折
曲げてコアバック鉄心部3をティース鉄心部2に固定す
るようにしている。このため、レーザー溶接が不要でう
ず電流損の発生がなく、ティース鉄心部2とコアバック
鉄心部3の合わせ面のギャップを限りなくゼロにできる
ので、高効率化およびマシンサイズの小型化が図れる回
転電機の固定子を提供できる。
【0015】(実施例2)図12に本発明の第2の実施
例の固定子の巻線状態図を示す。図10と異なるのはブ
リッジ6に切欠き15を設けたものである。この切欠き
15は図8に示したティース鉄心部2を巻回するときに
内周側が圧縮されるので、逃げ部として形成したもので
ある。すなわち、切欠き15を基準にティース鉄心部2
を巻回することにより、ティース鉄心部2の内周の心円
度を確保できる。
【0016】(実施例3)図13に本発明の第3の実施
例の固定子の径方向断面図を示す。図5と異なるのはコ
アバック鉄心部3の内周側スロット5中に突出した凸部
16を形成したものである。すなわち、ティース鉄心部
2間のスロット部5に固定子巻線4を巻装した後、ティ
ース鉄心部2間にコアバック鉄心部3を径方向から押圧
挿入した時、凸部16が固定子巻線4を押圧するので、
コイル占積率を向上できる。
【0017】(実施例4)図14に本発明の第4の実施
例の固定子の径方向断面図を示す。図5と異なるのはコ
アバック鉄心部3の外周側を切り欠いて冷却用凹部17
を形成したものである。すなわち、回転電機の固定子の
外周側には冷却風あるいは冷媒の通る空間を形成する
が、この冷却用凹部17がその空間となる。そして、冷
却用凹部17を形成した固定子をフレーム18中に納め
たものが図15である。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、固定子鉄心をティース
鉄心部とコアバック鉄心部に分割し、ティース鉄心部間
のスロット部に固定子巻線を巻装した後、ティース鉄心
部間にコアバック鉄心部を径方向から押圧挿入するよう
にしているので、多相交流巻線や集中巻にも適用でき、
かつスロット内のコイル占積率を向上し、銅損を低減で
きる固定子鉄心を提供できる。また、ティース鉄心部と
コアバック鉄心部の側面をテーパ状にし、ティース鉄心
部間にコアバック鉄心部を径方向から押圧挿入し、ティ
ース鉄心部の外周側の一端部を折曲げてコアバック鉄心
部をティース鉄心部に固定するようにしている。このた
め、レーザー溶接が不要でうず電流損の発生がなく、テ
ィース鉄心部とコアバック鉄心部の合わせ面のギャップ
を限りなくゼロにできるので、高効率化およびマシンサ
イズの小型化が図れる回転電機の固定子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施例の固定子の径方向断面形状を示す
図。
【図2】第1の実施例の固定子の巻線装着図。
【図3】第1の実施例の固定子のコアバック挿入図。
【図4】第1の実施例の固定子のコアバック装着図。
【図5】第1の実施例の固定子の部分断面図。
【図6】第1の実施例の固定子の軸方向断面図。
【図7】帯状の電磁鋼板を示す図。
【図8】第1の実施例のティース鉄心部の打抜き形状を
示す図。
【図9】第1の実施例のコアバック鉄心部の打抜き形状
を示す図。
【図10】第1の実施例のティース鉄心部の巻線状態
図。
【図11】第1の実施例の固定子の軸方向断面図。
【図12】第2の実施例の固定子の巻線状態図。
【図13】第3の実施例の固定子の径方向断面図。
【図14】第4の実施例の固定子の径方向断面図。
【図15】第4の実施例の固定子の径方向断面図。
【符号の説明】
1…固定子、2…ティース鉄心部、3…コアバック鉄心
部、4,14…固定子巻線、5…スロット、6…ブリッ
ジ、7…段部、8,9…切り込み部、10…カット部、
11…角部、12…エッジ部、13…電磁鋼板、15…
切欠き、16…凸部、17…冷却用凹部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 妹尾 正治 千葉県習志野市東習志野七丁目1番1号 株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者 佐藤 和雄 千葉県習志野市東習志野七丁目1番1号 株式会社日立製作所産業機器事業部内 Fターム(参考) 5H002 AA03 AA06 AB05 AB06 AC01 AC10 AD04 AE06 AE07 AE08

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ティース鉄心、隣り合う前記ティース鉄心
    間で回転電機の回転中心側である内周側に固定子巻線、
    および、隣り合う前記ティース鉄心間で回転電機の外側
    である外周側にコアバック鉄心を有する回転電機の固定
    子において、 前記ティース鉄心は、前記ティース鉄心の内周側の端部
    と、隣り合う他のティース鉄心の内周側の端部とを連続
    に接続するブリッジを有することを特徴とする回転電機
    の固定子。
  2. 【請求項2】前記コアバック鉄心は、外周側から内周側
    に向かって押圧されて、隣り合う前記ティース鉄心と嵌
    合することを特徴とする請求項1の回転電機の固定子。
  3. 【請求項3】前記ティース鉄心と前記コアバック鉄心と
    は、外周側の端部で互いに係合することを特徴とする請
    求項1の回転電機の固定子。
  4. 【請求項4】前記ブリッジは、内周側に切欠きを有する
    ことを特徴とする請求項1の回転電機の固定子。
  5. 【請求項5】前記ティース鉄心はスパイラルコアである
    ことを特徴とする請求項1の回転電機の固定子。
  6. 【請求項6】前記コアバック鉄心は、外周側に切欠きを
    有することを特徴とする請求項1の回転電機の固定子。
  7. 【請求項7】前記固定子巻線が前記ティース鉄心の両側
    面に巻回された集中巻であることを特徴とする請求項1
    の回転電機の固定子。
  8. 【請求項8】前記固定子巻線の各コイル郡を凹状に初期
    巻線し、該凹状コイル郡を前記ティース鉄心部間の前記
    スロット内に順次収納して該固定子巻線としたことを特
    徴とする請求項1の回転電機の固定子。
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