JP2002233090A

JP2002233090A - 電動機の固定子

Info

Publication number: JP2002233090A
Application number: JP2001027388A
Authority: JP
Inventors: Kazutaka Tatematsu; 和高立松; Sei Hayakawa; 聖早川; Munehiro Kamiya; 宗宏神谷; Yoshifumi Nozawa; 宜史野沢; Hideya Awata; 秀哉粟田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-02-02
Filing date: 2001-02-02
Publication date: 2002-08-16

Abstract

(57)【要約】【課題】積層コアにおけるティースの反りや軸方向拡
がりを防止できる電動機の固定子の提供。【解決手段】（１）内周側または外周側にティース１
２を有するとともに隣接ティースとの間にスロット１３
を有する積層コア１０と、積層コア１０を鉄板積層方向
両側から挟み込んで鉄板積層方向に押さえる一対のコア
押さえ部２１、２２と、スロット１３に挿入されて鉄板
積層方向に延び一対のコア押さえ部２１、２２と連結さ
れる連結部２３と、を有する絶縁部品２０と、からなる
電動機の固定子１。（２）積層コア１０が反ティース側
で溶接されるもので、溶接によりティース１２に反りが
発生しようとしても絶縁部品２０で押さえられる電動機
の固定子１。（３）積層コア１０が無溶接分割コアから
なり、軸方向にティース１２がばらけようとしても絶縁
部品２０で押さえられる電動機の固定子１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動機の固定子に
関する。

【０００２】

【従来の技術】電動機の固定子は、渦電流による損失を
低減するため薄板の鉄板を積層して製造される。積層鉄
板は、通常外周部位で、複数箇所、溶接され固定され
る。ティースには、絶縁部品で覆った後、電線が巻装さ
れる。近年、電動機低損失の要求が大きく、損失低減を
目的として鉄板の薄板化が進んでいる。溶接箇所は溶接
後の熱収縮により軸方向に縮むが、鉄板が薄板化される
と板剛性が低下するため、熱収縮により鉄板外周部が軸
方向に引っ張られることにより、図２０に示すように、
内周部のティースが軸方向外側に反る（反り返りを符号
１００で示した）。テイースの鉄板の軸方向拡がりの問
題は、溶接タイプの固定子のみならず、無溶接タイプの
分割コアにも、鉄板の軸方向のばらけの問題となって、
生じる。ティースの軸方向反り、軸方向拡がりを押さえ
るのに有効と考えられる方法に、特開平１１−２３４９
７２号公報に開示のように、積層鉄板の絶縁皮膜に接着
機能をもたせ、薄板を接着固定する方法がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、積層鉄板の絶
縁皮膜に接着機能をもたせる方法は面全体が固定される
ので、ティースの軸方向拡がりを防止できるが、加圧・
加熱設備の導入にコストがかかること、および生産性が
低下すること、等の問題が生じる。本発明の目的は、積
層コアからなる電動機のティースの反り（拡がり）を防
止でき、それを、特にコストアップや生産性低下を伴う
ことなく達成できる、電動機の固定子を提供することに
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明はつぎの通りである。（１）内周側または外周側にティースを有するととも
に隣接ティースとの間にスロットを有する積層コアと、
前記積層コアを鉄板積層方向両側から挟み込んで鉄板積
層方向に押さえる一対のコア押さえ部と、前記スロット
に挿入されて鉄板積層方向に延び前記一対のコア押さえ
部と連結される連結部と、を有する絶縁部品と、からな
る電動機の固定子。（２）前記積層コアは反ティース側で積層鉄板同士が
溶接されており、前記絶縁部品は前記連結部にて鉄板積
層方向に２分割されており、前記一対のコア押さえ部で
積層鉄板を押さえた状態で、前記２分割部材は前記連結
部にて互いに連結・固定されている（１）記載の電動機
の固定子。（３）前記積層コアは反ティース側で積層鉄板同士が
溶接されており、前記絶縁部品の前記連結部は鉄板積層
方向にコアの全高にわたって連続しており、前記一対の
コア押さえ部のうち一方のコア押さえ部は前記連結部に
一体に形成されたフランジからなり、他方のコア押さえ
部は前記連結部に一体に形成された爪からなる（１）記
載の電動機の固定子。（４）前記積層コアは反ティース側で積層鉄板同士が
溶接されており、前記絶縁部品の前記連結部は鉄板積層
方向にコアの全高にわたって連続しており、前記一対の
コア押さえ部のうち、一方のコア押さえ部は前記連結部
に一体に形成された爪と該爪とは別体に形成されたスペ
ーサとからなり、他方のコア押さえ部は前記連結部に一
体に形成された爪と該爪とは別体に形成されたスペーサ
とからなる（１）記載の電動機の固定子。（５）前記積層コアが無溶接の分割コアからなり、前
記絶縁部品は前記連結部にて鉄板積層方向に２分割され
ており、前記一対のコア押さえ部で積層鉄板を押さえた
状態で、前記２分割部材は前記連結部にて互いに連結・
固定されている、（１）記載の電動機の固定子。

【０００５】上記（１）〜（５）の電動機の固定子で
は、絶縁部品が、積層コアを鉄板積層方向両側から挟み
込んで鉄板積層方向に押さえる一対のコア押さえ部と、
コアのスロットに挿入されて鉄板積層方向に延び一対の
コア押さえ部と連結される連結部と、を有するので、テ
ィースの反りや軸方向拡がりを防止できる。また、ティ
ースの反りや軸方向拡がりの防止に、固定子に元々必要
な部品である絶縁部品を利用しているので、特にコスト
アップや生産性低下を伴うことがない。上記（２）の電
動機の固定子では、絶縁部品が２分割されており、２分
割部材は連結部にて互いに連結・固定されているので、
コア外周部溶接による、ティースから軸方向拡がり力を
受けても、２分割部材は軸方向に拡がることなく、コア
を軸方向両側から押さえ、ティースの反りを防止でき
る。上記（３）の電動機の固定子では、連結部が鉄板積
層方向にコアの全高にわたって連続しており、一対のコ
ア押さえ部が連結部に一体に形成されたフランジと爪と
からなるので、一対のコア押さえ部は、コア外周部溶接
による、ティースから軸方向拡がり力を受けても、軸方
向に拡がることなく、コアを軸方向両側から押さえ、テ
ィースの反りを防止できる。上記（４）の電動機の固定
子では、連結部が鉄板積層方向にコアの全高にわたって
連続しており、一対のコア押さえ部が連結部に一体に形
成された爪と該爪とは別体に形成されたスペーサとから
なるので、一対のコア押さえ部は、コア外周部溶接によ
る、ティースから軸方向拡がり力を受けても、軸方向に
拡がることなく、コアを軸方向両側から押さえ、ティー
スの反りを防止できる。上記（５）の電動機の固定子で
は、絶縁部品が、積層コアを鉄板積層方向両側から挟み
込んで鉄板積層方向に押さえる一対のコア押さえ部と、
一対のコア押さえ部と連結される連結部と、を有するの
で、無溶接の分割コアからなる積層コアに適用されて
も、ティースの軸方向ばらけを防止できる。また、固定
子に元々必要な部品である絶縁部品を利用しているの
で、特にコストアップや生産性低下を伴うことがない。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の電動機の固定子
を図１〜図１９を参照して、説明する。図１、図２は本
発明の何れの実施例にも適用される。図３〜図８は本発
明の実施例１の電動機の固定子を示している。図９〜図
１１は本発明の実施例２の電動機の固定子を示してい
る。図１２〜図１６は本発明の実施例３の電動機の固定
子を示している。図１７〜図１９は本発明の実施例４の
電動機の固定子を示している。実施例１〜３はコア外周
部溶接によるティースの反りに対処するのに特に有効で
あり、実施例４は無溶接分割コアのティースの軸方向ば
らけに対処するのに特に有効である。図中、本発明の全
実施例にわたって共通または類似する部分には本発明の
全実施例にわたって同じ符号を付してある。

【０００７】まず、本発明の全実施例に共通または類似
する部分の構成、作用を、図１〜図８を参照して、説明
する。構成としては、電動機の固定子１は、積層コア１
０と、絶縁部品２０とからなる。積層コア１０は、鉄板
１１の積層体からなり、内周側または外周側に（図示例
では内周側の場合を示すが、外周側でもよい）ティース
１２を有するとともに隣接ティースとの間にスロット１
３を有する。スロット１３はコア内周およびコア軸方向
に開放している。ティース１２は電線が巻装される部分
である。ティース１２とスロット１３は交互にコア周方
向に並んでいる。１５はケース固定用のボルト孔であ
る。積層コア１０自体は、従来の、溶接タイプの、薄鉄
板の積層コアと同じ形状、構造を有し、同じ製造法で製
造される。実施例１〜３では、積層コアは反ティース側
で積層鉄板同士が溶接される（１４は鉄板積層方向に施
される溶接箇所を示す）。実施例４は無溶接の分割コア
である。

【０００８】絶縁部品２０は、電気絶縁部品であり、樹
脂部品である。絶縁部品２０は、ティース１２を覆うよ
うにコアに装着され、装着後絶縁部品２０に電線が巻装
される。絶縁部品２０はコア鉄板積層方向に複数に分割
されていてもよいし、あるいは分割されていなくてもよ
い。絶縁部品２０はコア鉄板積層方向に複数部品に分割
されている場合は、絶縁部品２０をコアに装着後、コア
を鉄板軸方向に絶縁部品で押しつけた状態で、絶縁部品
２０の複数部品は係合構造、接着、テープなどにより、
鉄板軸方向に拡がらないように互いに固定される。

【０００９】絶縁部品２０は、積層コア１０を鉄板積層
方向両側から挟み込んで鉄板積層方向に押さえる一対の
コア押さえ部２１、２２と、スロット１３に挿入されて
鉄板積層方向に延び一対のコア押さえ部２１、２２と連
結される連結部２３と、を有する。一対のコア押さえ部
２１、２２は、鉄板積層方向と直交または交叉する方向
に延びる。一対のコア押さえ部２１、２２は、一対のコ
ア押さえ部２１、２２は、連結部２３に一体に形成され
た爪、または連結部２３に一体に形成されたフランジ、
または連結部２３に別体に形成されたフランジ、または
連結部２３に一体に形成された爪と別体に形成されたフ
ランジとの組み合わせ、等からなり、実施例によって異
なる形状、構造をとることができる。

【００１０】本発明の全実施例に共通または類似する部
分の作用については、絶縁部品２０が、一対のコア押さ
え部２１、２２を有し、一対のコア押さえ部２１、２２
が連結部２３で連結されて鉄板積層方向に拡がらないの
で、ティース１２に軸方向（鉄板積層方向）に拡がろう
とする力（コア外周の溶接によるティースの反りや分割
タイプのティースのばらけによって生じる力）が働いて
も、ティース１２の鉄板の反りや拡がりを防止できる。
また、元々固定子に必要な部品で従来に存在していた絶
縁部品を利用して、ティース鉄板を軸方向に拡がらない
構造としたものであるので、従来の固定子にくらべて、
特にコストアップや生産性低下を伴うことはない。

【００１１】つぎに、本発明の各実施例に特有な部分の
構成、作用を説明する。本発明の実施例１では、積層コ
ア１０はコア外周で鉄板同士が溶接される。また、図３
〜図８に示すように、絶縁部品２０は連結部２３にて鉄
板積層方向に２分割されている。２分割部材２４、２５
は、一対のコア押さえ部２１、２２で積層鉄板を押さえ
た状態で、連結部２３にて互いに連結・固定されてい
る。２分割部材２４、２５の連結・固定は、図６に示す
ように接着でもよいし、図７、図８に示すように２分割
部材２４、２５の連結部２３にそれぞれ爪２６、２７を
形成しておいてこの爪２６、２７を係合させたものであ
ってもよいし、あるいは接着テープにより固定したもの
であってもよい。２分割部材２４、２５の連結・固定後
は、絶縁部品２０は連結部２３において鉄板積層方向に
おいて拡がらず、一対のコア押さえ部２１、２２で積層
鉄板を押さえた状態が保持される。

【００１２】本発明の実施例１の作用については、絶縁
部品２０が２分割されているので、鉄板の積層体を積層
方向両側から挟むようにして組み付けることができ、組
み付けが容易である。また、絶縁部品２０が２分割され
ており、２分割部材２４、２５は連結部２３にて互いに
連結・固定されているので、２分割部材２４、２５がコ
ア外周での溶接によりティース１２から軸方向拡がり力
を受けても、２分割部材２４、２５は軸方向に拡がるこ
となく、コアを軸方向両側から押さえ、ティース１２の
鉄板の反りを防止できる。

【００１３】本発明の実施例２では、積層コア１０はコ
ア外周で鉄板同士が溶接される。また、図９〜図１１に
示すように、絶縁部品２０の連結部２３はコアの鉄板積
層方向にコアの全高にわたって連続しており、一対のコ
ア押さえ部２１、２２のうち一方のコア押さえ部２１は
連結部２３の一端部に一体に形成されたフランジからな
り、他方のコア押さえ部２２は連結部２３の他端部に一
体に形成された爪からなる。フランジ２１の幅はティー
ス１２の幅の約半分であり、爪２２の幅はフランジ２１
の幅より小である。フランジ２１と爪２２のコアと密着
する面は、コアの鉄板積層方向と直交する方向に延び
る。フランジ２１と爪２２のコアと密着する面間距離
は、積層コアのティースの全高と等しく、ティースに反
りを発生させることなくティースを鉄板積層方向に両側
から押さえる距離とされており、連結部２３によってそ
の距離に保持されている。

【００１４】本発明の実施例２の作用については、連結
部２３が鉄板積層方向にコアの全高にわたって連続して
おり、一対のコア押さえ部２１、２２が連結部２３に一
体に形成されたフランジと爪とからなるので、一対のコ
ア押さえ部２１、２２は、コア外周での溶接によりコア
のティース１２から軸方向（鉄板積層方向）拡がり力を
受けても、軸方向に拡がることなく、コアを軸方向両側
から押さえ、ティース１２の反りを防止できる。

【００１５】本発明の実施例３では、積層コア１０はコ
ア外周で鉄板同士が溶接される。また、図１２〜図１６
に示すように、絶縁部品２０の連結部２３は鉄板積層方
向にコアの全高にわたって連続している。一対のコア押
さえ部２１、２２のうち、一方のコア押さえ部２１は連
結部２３の一端に一体に形成された爪２１ａと、爪２１
ａとは別体に形成されたスペーサ２１ｂとからなり、他
方のコア押さえ部２２は連結部２３の他端に一体に形成
された爪２２ａと、爪２２ａとは別体に形成されたスペ
ーサ２２ｂとからなる。スペーサ２１ｂ、２２ｂはティ
ース１２の外面に密接し、爪２１ａ、２２ａはスペーサ
２１ｂ、２２ｂにティース１２と反対側から係合する。
スペーサ２１ｂ、２２ｂの幅はティース１２の幅の約半
分で、爪２１ａ、２２ａの幅はスペーサ２１ｂ、２２ｂ
の幅より小である。

【００１６】本発明の実施例３の作用については、連結
部２３が鉄板積層方向にコアの全高にわたって連続して
おり、一対のコア押さえ部２１、２２が連結部２３に一
体に形成された爪２１ａ、２２ａと該爪２１ａ、２２ａ
とは別体に形成されたスペーサ２１ｂ、２２ｂとからな
るので、一対のコア押さえ部２１、２２は、コア外周で
の溶接によりティース１２から軸方向（鉄板積層方向）
拡がり力を受けても、軸方向に拡がることなく、コアを
軸方向両側から押さえ、ティース１２の反りを防止でき
る。

【００１７】本発明の実施例４は、周方向に分割された
分割コアで、鉄板の積層体からなり、無溶接で、かしめ
により固定されるタイプの積層コアに、絶縁部品による
鉄板軸方向拡大防止を適用したものである。本発明の実
施例４の電動機の固定子１は、図１７〜図１９に示すよ
うに、無溶接の分割コアからなる積層コア１０と、絶縁
部品２０とからなる。積層コア１０は、ティース１２の
つけ根の幅方向両側に、ティース１２の幅方向に切り込
まれた位置決め溝１６を有する。絶縁部品２０は、積層
コア１０を鉄板積層方向両側から挟み込んで鉄板積層方
向に押さえる一対のコア押さえ部２１、２２と、鉄板積
層方向に延び一対のコア押さえ部２１、２２と連結され
る連結部２３と、絶縁部品２０のスロット内周側端に形
成された鍔２８と、絶縁部品２０のスロット外周側端に
形成された鍔２９と、を有する。鍔２８、２９はコア押
さえ部２１、２２および連結部２３に直交している。鍔
２９の内側端は位置決め溝１６内に突入していて、積層
鉄板を位置決めしている。絶縁部品２０は連結部２３に
て鉄板積層方向に２分割されており、一対のコア押さえ
部２１、２２で積層鉄板を押さえた状態で、２分割部材
２４、２５は連結部２３にて互いに連結・固定されてい
る。

【００１８】本発明の実施例４の作用については、絶縁
部品２０が、積層コア１０を鉄板積層方向両側から挟み
込んで鉄板積層方向に押さえる一対のコア押さえ部２
１、２２と、一対のコア押さえ部２１、２２と連結され
る連結部２３と、を有するので、無溶接の分割コアから
なる積層コア１０に適用されても、ティース１２の軸方
向ばらけ（軸方向に拡大すること）を防止できる。ま
た、固定子に元々必要な部品である絶縁部品２０を利用
しているので、特にコストアップや生産性低下を伴うこ
とがない。

【００１９】

【発明の効果】請求項１〜４の電動機の固定子によれ
ば、絶縁部品が、積層コアを鉄板積層方向両側から挟み
込んで鉄板積層方向に押さえる一対のコア押さえ部と、
一対のコア押さえ部と連結される連結部と、を有するの
で、ティースの反りや拡がりを防止できる。また、固定
子に元々必要な部品である絶縁部品を利用しているの
で、コストアップや生産性低下を伴わない。請求項２の
電動機の固定子によれば、絶縁部品の２分割部材が連結
部にて互いに連結・固定されているので、コア外周溶接
によりティースから軸方向拡がり力を受けても、２分割
部材が軸方向に拡がることなく、ティースの反りを防止
できる。請求項３の電動機の固定子によれば、連結部が
鉄板積層方向にコアの全高にわたって連続しており、一
対のコア押さえ部が連結部に一体に形成されたフランジ
と爪とからなるので、コア外周溶接によりティースから
軸方向拡がり力を受けても、一対のコア押さえ部は、軸
方向に拡がることなく、ティースの反りを防止できる。
請求項４の電動機の固定子によれば、連結部が鉄板積層
方向にコアの全高にわたって連続しており、一対のコア
押さえ部が連結部に一体に形成された爪と該爪とは別体
に形成されたスペーサとからなるので、コア外周溶接に
よりティースから軸方向拡がり力を受けても、一対のコ
ア押さえ部は、軸方向に拡がることなく、ティースの反
りを防止できる。請求項５の電動機の固定子によれば、
絶縁部品が、積層コアを鉄板積層方向両側から挟み込ん
で鉄板積層方向に押さえる一対のコア押さえ部と、一対
のコア押さえ部と連結される連結部と、を有するので、
無溶接の分割コアからなる積層コアに適用されても、テ
ィースの軸方向ばらけを防止できる。また、元々必要な
部品である絶縁部品を利用しているので、特にコストア
ップや生産性低下を伴うことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の電動機の固定子の積層コアの正
面図である。

【図２】図１のＢ−Ｂ’断面図である。

【図３】本発明の実施例１の電動機の固定子の一部の分
解斜視図である。

【図４】本発明の実施例１の電動機の固定子の絶縁部品
の分解斜視図である。

【図５】本発明の実施例１の電動機の固定子（２分割絶
縁部品接着固定タイプ）の一部の斜視図である。

【図６】図５のＡ−Ａ’断面図である。

【図７】本発明の実施例１の電動機の固定子（２分割絶
縁部品爪固定タイプ）の一部の分解斜視図である。

【図８】図７の組み付け後の斜視図である。

【図９】本発明の実施例２の電動機の固定子の一部の分
解斜視図である。

【図１０】図９の組み付け後の斜視図である。

【図１１】図１０のＡ−Ａ’断面図である。

【図１２】本発明の実施例３の電動機の固定子の一部の
分解斜視図である。

【図１３】図１２の組み付け後の斜視図である。

【図１４】図１３のＡ−Ａ’断面図である。

【図１５】図１３のうち絶縁部品の斜視図である。

【図１６】図１３のうちスペーサの斜視図である。

【図１７】本発明の実施例４の電動機の固定子の一部の
斜視図である。

【図１８】図１７のうち積層コアの平面図である。

【図１９】図１７のうち絶縁部品の断面図である。

【図２０】溶接タイプの固定子におけるティースの反り
を示す固定子の断面図である。

【符号の説明】

１電動機の固定子１０積層コア１１鉄板１２ティース１３スロット１４溶接箇所１５ボルト孔１６位置決め溝２０絶縁部品２１、２２コア押さえ部２１ａ、２２ａ爪２１ｂ、２２ｂスペーサ２３連結分２４、２５２分割部材２６、２７爪２８、２９鍔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者神谷宗宏愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者野沢宜史愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者粟田秀哉愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内Ｆターム(参考） 5H002 AA03 AA07 AA08 AB05 AB06 AC02 AC09 5H604 AA05 BB01 BB08 BB14 CC01 CC05 CC14 DA14 DB01 DB30 PB03 5H615 AA01 BB01 BB05 BB14 PP06 PP08 SS05 SS16 TT26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内周側または外周側にティースを有する
とともに隣接ティースとの間にスロットを有する積層コ
アと、前記積層コアを鉄板積層方向両側から挟み込んで鉄板積
層方向に押さえる一対のコア押さえ部と、前記スロット
に挿入されて鉄板積層方向に延び前記一対のコア押さえ
部と連結される連結部と、を有する絶縁部品と、からな
る電動機の固定子。
【請求項２】前記積層コアは反ティース側で積層鉄板
同士が溶接されており、前記絶縁部品は前記連結部にて鉄板積層方向に２分割さ
れており、前記一対のコア押さえ部で積層鉄板を押さえ
た状態で、前記２分割部材は前記連結部にて互いに連結
・固定されている請求項１記載の電動機の固定子。
【請求項３】前記積層コアは反ティース側で積層鉄板
同士が溶接されており、前記絶縁部品の前記連結部は鉄板積層方向にコアの全高
にわたって連続しており、前記一対のコア押さえ部のう
ち一方のコア押さえ部は前記連結部に一体に形成された
フランジからなり、他方のコア押さえ部は前記連結部に
一体に形成された爪からなる請求項１記載の電動機の固
定子。
【請求項４】前記積層コアは反ティース側で積層鉄板
同士が溶接されており、前記絶縁部品の前記連結部は鉄板積層方向にコアの全高
にわたって連続しており、前記一対のコア押さえ部のう
ち、一方のコア押さえ部は前記連結部に一体に形成され
た爪と該爪とは別体に形成されたスペーサとからなり、
他方のコア押さえ部は前記連結部に一体に形成された爪
と該爪とは別体に形成されたスペーサとからなる請求項
１記載の電動機の固定子。
【請求項５】前記積層コアが無溶接の分割コアからな
り、前記絶縁部品は前記連結部にて鉄板積層方向に２分割さ
れており、前記一対のコア押さえ部で積層鉄板を押さえ
た状態で、前記２分割部材は前記連結部にて互いに連結
・固定されている、請求項１記載の電動機の固定子。