JP2000217282A - 回転電機の固定子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、レーザー溶接によるうず電流損の発
生がなく、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。 【解決手段】固定子鉄心が分割されたティース鉄心部と
コアバック鉄心部とからなる複数の分割鉄心体で構成さ
れ、分割鉄心体のティース鉄心部を取り囲むように固定
子巻線を巻装した回転電機の固定子において、分割鉄心
体のコアバック鉄心部の周方向側の側面部をテーパ状に
形成するとともに、コアバック鉄心部の外周側両端の一
方に曲折部、もう一方に傾斜部を設け、ティース鉄心部
に固定子巻線を巻装した後、コアバック鉄心部の曲折部
を傾斜部の方向に折り曲げることによって固定子を構成
とする。

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
や永久磁石界磁同期発電機などの、ティースに集中巻が
施される回転電機及びその固定子の構成に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】中，小容量であるブラシレスモータや永
久磁石界磁同期発電機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】上記不具合を解決する手段として、毎極毎
歯単位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が、特開
平6−105487号公報，特開平10−174319号公報で開示さ
れている。

【０００４】特開平6−105487 号公報に記載されている
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
ーザー溶接にて固定している。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】しかしながら、各コアバック間の合せ面を
レーザー溶接しているので、その短絡面がうず電流損の
発生原因となり、またレーザー溶接機を必要としている
ことから、回転子の製造装置が高価になってしまう問題
点がある。

【０００６】これに対し、特開平10−174319号公報に記
載されている従来技術では、複数のかん合部を有する単
位毎の鉄心に分割し、極歯単位の各ティースに各々集中
巻を施した後、各コアバック間に設けた突起部を、隣り
合うコアバックの凹部にかしめることでレーザー溶接レ
ス化を図っている。

【０００７】しかしながら、単位毎に打ち抜かれた鉄心
体は形状が複雑であるため係合部分が多く、打ち抜き面
にバリやのめりが生じ易くなり打ち抜き面の公差を０に
することが出来なくなる。その結果、係合部における磁
気抵抗の増大に伴う主磁束の低下や、バリ，のめりの発
生を伴って積厚方向に電気的に短絡層が形成され、うず
電流損失が増大する、など特性低下の要因になってしま
う問題点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の点に鑑
みなされたものであり、レーザー溶接や打ち抜き面のバ
リ等によるうず電流損の発生がなく、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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、固定子
鉄心が分割されたティース鉄心部とコアバック鉄心部と
からなる複数の分割鉄心体で構成され、分割鉄心体のテ
ィース鉄心部を取り囲むように固定子巻線を巻装した回
転電機の固定子において、分割鉄心体のコアバック鉄心
部の周方向側の側面部をテーパ状に形成するとともに、
コアバック鉄心部の外周側両端の一方に曲折部、もう一
方に傾斜部を設け、ティース鉄心部に固定子巻線を巻装
した後、コアバック鉄心部の曲折部を傾斜部の方向に折
り曲げることによって固定子を構成することである。

【００１０】また、本発明の他の特徴は、固定子鉄心が
分割されたティース鉄心部とコアバック鉄心部とからな
る複数の分割鉄心体で構成され、該分割鉄心体のティー
ス鉄心部を取り囲むように固定子巻線を巻装した回転電
機の固定子において、前記分割鉄心体の前記コアバック
鉄心部の周方向側の側面部がテーパ状に形成され、該コ
アバック鉄心部の外周側両端の一方に曲折部、もう一方
に傾斜部を設け、前記ティース鉄心部に前記固定子巻線
を巻装し、該コアバック鉄心部の該曲折部を該傾斜部の
方向に折り曲げたことである。

【００１１】また、本発明のその他の特徴は、固定子鉄
心が分割されたティース鉄心部とコアバック鉄心部とか
らなる複数の分割鉄心体で構成され、該分割鉄心体のテ
ィース鉄心部を取り囲むように固定子巻線を巻装した回
転電機の固定子において、前記コアバック鉄心部の内周
側の側面部の一方に凹部、もう一方の内周側側面部に凸
部を設けると共に、該コアバック鉄心部の外周側両端の
一方に曲折部、もう一方に傾斜部を設け、前記ティース
鉄心部に前記固定子巻線を巻装し、該コアバック鉄心部
の内周側側面部の該凹部と該凸部をかん合し、該コアバ
ック鉄心部の外周側の該曲折部を該傾斜部の方向に折り
曲げたことである。

【００１２】また、本発明のその他の特徴は、固定子鉄
心が分割されたティース鉄心部とコアバック鉄心部とか
らなる複数の分割鉄心体で構成され、該分割鉄心体のテ
ィース鉄心部を取り囲むように固定子巻線を巻装した回
転電機の固定子において、前記コアバック鉄心部の内周
側側面部の両端に凹部を設けると共に該コアバック鉄心
部の外周側の両方に傾斜部を有する分割鉄心体と、該コ
アバック鉄心部の両方に凸部を設けると共に該コアバッ
ク鉄心部の外周側の両方に曲折部を有する分割鉄心体を
設け、この分割鉄心体と分割鉄心体とを周方向に交互に
配置し、前記ティース鉄心部に前記固定子巻線を巻装
し、該分割鉄心体の内周側側面部の該凹部と該分割鉄心
体の内周側側面部の該凸部をかん合し、その後該分割鉄
心体の該曲折部を該分割鉄心体の該傾斜部の方向に折り
曲げることによって前記固定子を構成するようにしたこ
とである。

【００１３】コアバック鉄心部の側面をテーパ状にし、
コアバック鉄心部の外周側両端の曲折部を隣り合うコア
バック鉄心部の傾斜部に折曲げてコアバック鉄心部を固
定することで、レーザー溶接が不要となり、うず電流損
の発生がなく、隣り合うコアバック鉄心部相互の合わせ
面のギャップを限りなくゼロにできるので、主磁束を低
下させることなく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。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１〜
図７を用いて説明する。

【００１５】図１に本発明の一実施例に係る固定子の径
方向断面形状、図２に本発明の一実施例に係る固定子の
巻線装着図、図３に本発明の一実施例に係る固定子のコ
アバック挿入図を示す。

【００１６】各図において、固定子１は同一形状のティ
ース鉄心部２とコアバック鉄心部３とからなる分割鉄心
体４，固定子巻線５（集中巻のＵ相５ａ，Ｖ相５ｂ，Ｗ
相５ｃ）から構成される。

【００１７】コアバック鉄心部３は、ティース鉄心部２
を取り囲むように集中巻の固定子巻線５を巻装後、隣り
合う他のコアバック鉄心部３の側面部同志を合わせる。
このとき、ティース鉄心部２間にスロット６が形成され
る。ここで、コアバック鉄心部３の両側面はテーパ状に
しているので、両隣のコアバック鉄心部３同志の分割面
を限りなくギャップゼロで合わせることができる。次
に、コアバック鉄心部３に設けた切り込み部７に矢印の
方向に力を加え、隣り合うコアバック鉄心部３の傾斜部
８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、固定子１を形成できる。

【００１８】図４に本発明の他の実施例に係る固定子の
巻線装着図、図５には本発明の他の実施例に係る固定子
のコアバック挿入図を示し、図１〜図３と同一物には同
一符号を付している。ここで、９はコアバック鉄心部３
の内周側側面部の両端の一方に設けた凸部、１０は他方
の内周側側面部に設けた凹部である。

【００１９】図において、ティース鉄心部２を取り囲む
ように集中巻の固定子巻線５を巻装後、コアバック鉄心
部３に設けられた凸部９を隣り合うコアバック鉄心部３
の凹部１０にかん合する。次に、コアバック鉄心部３に
設けた切り込み部７に矢印の方向に力を加え、隣り合う
コアバック鉄心部３の傾斜部８側に傾斜させることによ
り、図１〜図３と同様に固定子１を構成でき、かつ図１
〜図３で示した構成方法よりもより強固にコアバック鉄
心部３を固着できる利点がある。

【００２０】図６に本発明の他の実施例に係る固定子の
巻線装着図、図７には本発明の他の実施例に係る固定子
のコアバック挿入図を示し、図１〜図５と同一物には同
一符号を付しており、１１は切り込み部７と凸部９のみ
を有する分割鉄心体２，１２は傾斜部８と凹部１０のみ
を有する分割鉄心体１である。

【００２１】図において、ティース鉄心部２を取り囲む
ように集中巻の固定子巻線５を巻装後、切り込み部７と
凸部９のみを有する分割鉄心体２の１１と、傾斜部８と
凹部１０のみを有する分割鉄心体１の１２の凹部１０と
凸部９をかん合する。次に、切り込み部７に矢印の方向
に力を加えて傾斜部８側へ傾斜することにより、図１〜
図５と同様に固定子１を構成できる。

【００２２】以上で示した本発明では、コアバック鉄心
部３の側面をテーパ状にし、隣り合うコアバック鉄心部
３を切り込み部７を傾斜部８に折曲げて固定するように
している。

【００２３】このため、レーザー溶接が不要であり、か
つ、打ち抜き面のバリやのめりによる積厚方向の短絡層
が形成されないため、うず電流損の発生がなく、隣り合
うコアバック鉄心部３相互の合わせ面のギャップを限り
なくゼロにできるので、主磁束を低下させることなく高
効率化およびマシンサイズの小型化が図れる回転電機お
よびその固定子を提供できる。

【００２４】以上詳述したように、本発明の実施例によ
れば、コアバック鉄心部の側面をテーパ状にし、コアバ
ック鉄心部の外周側両端の曲折部を隣り合うコアバック
鉄心部の傾斜部に折曲げてコアバック鉄心部を固定する
ことで、レーザー溶接が不要となり、打ち抜き面のバリ
やのめりによる積厚方向の短絡層が形成されないので、
うず電流損の発生がなく、隣り合うコアバック鉄心部相
互の合わせ面のギャップを限りなくゼロにできるので、
主磁束を低下させることなく、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及びその固定子を提供で
きる。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、レーザー溶接や打ち抜
き面のバリ等によるうず電流損の発生がなく、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
及びその固定子を提供することを目的とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る固定子の径方向断面形
状である。

【図２】本発明の一実施例に係る固定子の巻線装着図で
ある。

【図３】本発明の一実施例に係る固定子のコアバック挿
入図である。

【図４】本発明の他の実施例に係る固定子の巻線装着図
である。

【図５】本発明の他の実施例に係る固定子のコアバック
挿入図である。

【図６】本発明の他の実施例に係る固定子の巻線装着図
である。

【図７】本発明の他の実施例に係る固定子のコアバック
挿入図である。

【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…分割鉄心体、５…固定子巻線、６…スロット、
７…切り込み部、８…傾斜部、９…凸部、１０…凹部、
１１…切り込み部と凸部のみを有する分割鉄心体２、１
２…傾斜部と凹部のみを有する分割鉄心体１。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 学 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 山本 弘毅 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 谷口 司 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 金 弘中 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 高橋 身佳 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 5H002 AA07 AB01 AE08

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定子鉄心が分割されたティース鉄心部と
   コアバック鉄心部とからなる複数の分割鉄心体で構成さ
   れ、該分割鉄心体のティース鉄心部を取り囲むように固
   定子巻線を巻装した回転電機の固定子において、前記分
   割鉄心体の前記コアバック鉄心部の周方向側の側面部が
   テーパ状に形成され、該コアバック鉄心部の外周側両端
   の一方に曲折部、もう一方に傾斜部を設け、前記ティー
   ス鉄心部に前記固定子巻線を巻装し、該コアバック鉄心
   部の該曲折部を該傾斜部の方向に折り曲げたことを特徴
   とする回転電機の固定子。
2. 【請求項２】固定子鉄心が分割されたティース鉄心部と
   コアバック鉄心部とからなる複数の分割鉄心体で構成さ
   れ、該分割鉄心体のティース鉄心部を取り囲むように固
   定子巻線を巻装した回転電機の固定子において、前記コ
   アバック鉄心部の内周側の側面部の一方に凹部、もう一
   方の内周側側面部に凸部を設けると共に、該コアバック
   鉄心部の外周側両端の一方に曲折部、もう一方に傾斜部
   を設け、前記ティース鉄心部に前記固定子巻線を巻装
   し、該コアバック鉄心部の内周側側面部の該凹部と該凸
   部をかん合し、該コアバック鉄心部の外周側の該曲折部
   を該傾斜部の方向に折り曲げたことを特徴とする回転電
   機の固定子。
3. 【請求項３】固定子鉄心が分割されたティース鉄心部と
   コアバック鉄心部とからなる複数の分割鉄心体で構成さ
   れ、該分割鉄心体のティース鉄心部を取り囲むように固
   定子巻線を巻装した回転電機の固定子において、前記コ
   アバック鉄心部の内周側側面部の両端に凹部を設けると
   共に該コアバック鉄心部の外周側の両方に傾斜部を有す
   る分割鉄心体と、該コアバック鉄心部の両方に凸部を設
   けると共に該コアバック鉄心部の外周側の両方に曲折部
   を有する分割鉄心体を設け、この分割鉄心体と分割鉄心
   体とを周方向に交互に配置し、前記ティース鉄心部に前
   記固定子巻線を巻装し、該分割鉄心体の内周側側面部の
   該凹部と該分割鉄心体の内周側側面部の該凸部をかん合
   し、その後該分割鉄心体の該曲折部を該分割鉄心体の該
   傾斜部の方向に折り曲げることによって前記固定子を構
   成するようにしたことを特徴とする回転電機の固定子。
4. 【請求項４】請求項１乃至３のいずれか記載の回転電機
   の固定子を有する回転電機。