JP2007189784A - 回転電機のステータ、そのステータの製造方法及びそのステータに用いるハウジング - Google Patents
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Abstract
【課題】分割コア12を安価かつ簡単な構造により円環状に支持固定し、かつ小型高出力に耐え得るステータSとする。
【課題手段】ハウジング11内を円環状配置の圧粉製分割コア12の外周面に仮バメするとともに、その各分割コアのバックヨーク12bの上下面を上下の挟持片15、16により支持して、その仮バメと挟持により、ハウジング11内に分割コア12を支持固定する。この支持固定構造は、簡単であり、安価なものである。圧粉コアは、高周波性能が良く、小型高出力化に向いている。上側の挟持片15は、筒状ハウジング11の外周面に沿って立ち上がった後、その立ち上がり方向の反対方向に屈曲15bし、さらに分割コア12のバックヨーク12bに沿うように屈曲15cして当接する。その当接力(支持固定力)は、両片部15a、15bのカシメによる弾性によって十分に確保される。
【選択図】 図1
【課題手段】ハウジング11内を円環状配置の圧粉製分割コア12の外周面に仮バメするとともに、その各分割コアのバックヨーク12bの上下面を上下の挟持片15、16により支持して、その仮バメと挟持により、ハウジング11内に分割コア12を支持固定する。この支持固定構造は、簡単であり、安価なものである。圧粉コアは、高周波性能が良く、小型高出力化に向いている。上側の挟持片15は、筒状ハウジング11の外周面に沿って立ち上がった後、その立ち上がり方向の反対方向に屈曲15bし、さらに分割コア12のバックヨーク12bに沿うように屈曲15cして当接する。その当接力(支持固定力)は、両片部15a、15bのカシメによる弾性によって十分に確保される。
【選択図】 図1
Description
この発明は、ハイブリッド自動車用、燃料電池自動車用等の回転電機(モータ)のステータ、そのステータの製造方法、及びそのステータに用いるハウジングに関するものである。
回転電機のステータSは、図22に示すように、通常、筒状ハウジング1内にその内面に沿って円環状に分割コア2を配置し、その各分割コア2にそれぞれにコイル3を巻回した構成であり、その中に同一心にロータ4を装填し、前記各コイル3に3相交流電源を供給して各コア2に磁場を形成して前記ロータ4を回転させるものである(特許文献1参照)。
特開平11−308830号公報
このステータSにおいて、円環状に並んだ分割コア2の支持固定は、その分割コアの円環状配置を維持するとともに回転トルクに抗する反力を確保する必要があり、それをなすため、従来では、円環状配置の分割コア2の外周面にハウジング1を焼き嵌めする手段が一般的である。
しかし、この焼き嵌めによる支持固定は、十分な固定力を得ようとすれば、勢い、その焼き嵌め力を大きく設定し過ぎとなり、図22に示す、分割コア2のバックヨーク2aのコーナ部aに大きな応力が掛かり、そのコーナ部aの破損を招く恐れがある。
しかし、この焼き嵌めによる支持固定は、十分な固定力を得ようとすれば、勢い、その焼き嵌め力を大きく設定し過ぎとなり、図22に示す、分割コア2のバックヨーク2aのコーナ部aに大きな応力が掛かり、そのコーナ部aの破損を招く恐れがある。
このため、各分割コア2の下面をハウジング1の内面から内方に突出する爪で支持すると共に、分割コア2の上面にリングを設けて、このリングと前記爪により分割コア2を挟持し、さらに、リングと分割コア2にピンを挿し込み、そのピンにより、分割コア2の周方向への移動を防止して、上記分割コアの円環状配置を維持するとともに回転トルクに抗する反力を確保した技術がある(特許文献1参照)。
ところで、今日、環境問題の点から、ハイブリッド自動車や燃料電池自動車が開発され、これらの自動車は、回転電機を補助駆動源又は主駆動源とし、その回転電機は当然のこととして小型化が要求される。その回転電機の小型化への一手段として、ステータの小型化がある。
また、例えば、ハイブリッド自動車では、バッテリーからの直流をインバータで3相交流に変換し、その3相交流電源を上記各コイルに供給する。今日、その3相交流には約500V程度の高電圧が使用されて回転電機の高出力化が図られている。
また、例えば、ハイブリッド自動車では、バッテリーからの直流をインバータで3相交流に変換し、その3相交流電源を上記各コイルに供給する。今日、その3相交流には約500V程度の高電圧が使用されて回転電機の高出力化が図られている。
この回転電機の小型高出力化を図るためには、回転数の増大(高周波化)が考えられるが、高周波化により、ステータSのコア2内に発生する渦電流損失が増大し、鉄損が大きくなって回転効率の低下が起こる。
このような実情の下、従来の電磁鋼板製の分割コアに比べ、高周波での鉄損が低い圧粉製分割コアの開発が進められている。この圧粉コアは、粒子内の渦電流を閉じ込めるため、本質的に渦電流を抑制でき、高周波性能が良いものである。
このような実情の下、従来の電磁鋼板製の分割コアに比べ、高周波での鉄損が低い圧粉製分割コアの開発が進められている。この圧粉コアは、粒子内の渦電流を閉じ込めるため、本質的に渦電流を抑制でき、高周波性能が良いものである。
上記ピンによる分割コアの周方向への移動を防止した技術は、そのピンの挿し込み、リングの装着などの作業工程が多いとともに、部品点数も多く、ステータのコストダウン化には適していない。
特に、分割コア2を圧粉製とした場合、コア2にピン孔を形成することは煩雑である。
特に、分割コア2を圧粉製とした場合、コア2にピン孔を形成することは煩雑である。
この発明は、以上の状況に鑑み、分割コアを安価かつ簡単な構造により筒状ハウジング内に支持固定することを第1の課題とし、それに加えて、小型高出力に耐え得るステータとし得ることを第2の課題とする。
上記第1の課題を達成するために、この発明は、分割コアの締結用ハウジングの上下周縁に内側に向かう挟持片を形成し、その両挟持片の分割コアへの圧接によりその分割コアを挟持することとしたのである。
ハウジングの焼き嵌めによる分割コアの締結は、上述のように、その締結力の正確な算出が困難であるため、その各分割コアの製作公差を吸収すべく、勢い、その焼き嵌め力を大きくしがちであるが、実際には、その締結力はそれほど必要としていない。このため、その締結力を管理できれば、その締結力は必要最小限のものとすることが好ましい。
一方、分割コアの上下面からの挟持による締結は、その挟持力を与えるプレスの下降ストロークを調整する等によってその挟持力を管理し易いため、分割コアの締結力を必要最小限のものとすることができる。
ハウジングの焼き嵌めによる分割コアの締結は、上述のように、その締結力の正確な算出が困難であるため、その各分割コアの製作公差を吸収すべく、勢い、その焼き嵌め力を大きくしがちであるが、実際には、その締結力はそれほど必要としていない。このため、その締結力を管理できれば、その締結力は必要最小限のものとすることが好ましい。
一方、分割コアの上下面からの挟持による締結は、その挟持力を与えるプレスの下降ストロークを調整する等によってその挟持力を管理し易いため、分割コアの締結力を必要最小限のものとすることができる。
このとき、各分割コアの上下面での挟持に加えて筒状ハウジングの分割コアへの仮バメを加えることができる。
このようにすれば、筒状ハウジングの仮バメの締結は、上記分割コアの円環状配置の維持と回転トルクに抗する反力の確保の両者を担う必要はなくなる。このため、その仮バメの締結は、従来のように焼き嵌め力を大きくする必要がなく、上記の分割コア2のバックヨーク2aのコーナ部aの破損を招く恐れが無い程度の締め代とすることができる。
このようにすれば、筒状ハウジングの仮バメの締結は、上記分割コアの円環状配置の維持と回転トルクに抗する反力の確保の両者を担う必要はなくなる。このため、その仮バメの締結は、従来のように焼き嵌め力を大きくする必要がなく、上記の分割コア2のバックヨーク2aのコーナ部aの破損を招く恐れが無い程度の締め代とすることができる。
ここで、図22に示す円環状に配置した分割コア2において、例えば、その外周径(バックヨーク2aの外周径)L1:100mm、バックヨーク2aの内周径L2:95mm、その外周面への筒状ハウジング(焼きバメリング)1の外周径:110mm、分割コア2(バックヨーク2a)の外面と筒状ハウジング11の摩擦係数:0.1、分割コア2のヤング率:146GPa、分割コア2のポアソン比:0.25、筒状ハウジング1のヤング率:210GPa、筒状ハウジング1のポアソン比:0.3とし、その円環状配置の分割コア2の外周面にその筒状ハウジング1を焼きバメする場合、その締め代(mm)と分割コア2が回らずに保持するためのトルク反力(Nm)との関係は図21に示すようになる。
この図21において、分割コア2が回らないトルク反力を3000Nmとすると、そのトルク反力を得ようとする締め代は、0.18mm程度である(図中、1点鎖線参照)。この0.18mm程度の締め代を得る焼きバメをすると、上記の分割コア2のバックヨーク2aのコーナ部aに大きな応力が掛かり、そのコーナ部aの破損を招く恐れがある。
このため、その恐れがなく、かつ、筒状ハウジング1を円環状配置の分割コア2の外周面に嵌めた状態において、各分割コア2が相互に押し合って、その筒状ハウジング1を持ち上げてもその円環状が崩れて分割コア2が落ちない程度の締め代とすれば、その締め代の焼きバメ等による円環状分割コア2の締結では、上記の分割コア2のバックヨーク2aのコーナ部aの破損を招く恐れがなくなり、上記分割コア2の円環状配置の維持と回転トルクに抗する反力の確保に足りない力は、各分割コア2の上下面での挟持により補えばよい。
したがって、「仮バメ」とは、上記分割コア2のバックヨーク2aのコーナ部aの破損を招く恐れがなく、筒状ハウジング1を円環状配置の分割コア2の外周面に嵌めた状態において、各分割コア2が相互に押し合って、その筒状ハウジング1を持ち上げてもその円環状が崩れて分割コア2が落ちない程度の締め代の嵌め状態を言い、上記円環状配置の分割コア2の外周径L1、筒状ハウジングの外周径、分割コアのヤング率、筒状ハウジングのヤング率等を考慮し、実験等によって、その要求を満たす締め代を適宜に設定する。例えば、締め代を0.15mm程度とする(図中、2点鎖線参照)。
上記第2の課題を達成するために、この発明は、分割コアを、圧粉により形成することとしたのである。
圧粉コアは、上述のように、高周波性能が良いものであって、小型高出力化に向いており、さらに、通常、成形によって製作されるため、第1の課題を併せて容易に達成できるものと言える。
圧粉コアは、上述のように、高周波性能が良いものであって、小型高出力化に向いており、さらに、通常、成形によって製作されるため、第1の課題を併せて容易に達成できるものと言える。
この発明は、以上のように、上下の挟持又は仮バメを加えることによって、分割コアを筒状ハウジングに支持固定するようにしたので、安価かつ簡単な構造のものとなって、安価なステータを得ることができる。
また、圧粉コアの採用により、小型高出力のステータとすることができる。
また、圧粉コアの採用により、小型高出力のステータとすることができる。
この発明の実施形態としての回転電機のステータは、筒状ハウジング内にその内面に沿って円環状に分割コアを配置し、その各分割コアにそれぞれにコイルを巻回した回転電機のステータにおいて、その各分割コアをその上下面を前記筒状ハウジングの内面から内方に突出する上下の挟持片により挟持した構成を採用することができる。
このとき、筒状ハウジングを円環状に配置された分割コアの外周面に仮バメすることができる。
このとき、筒状ハウジングを円環状に配置された分割コアの外周面に仮バメすることができる。
仮バメには、焼きバメのみならず、その焼きバメと類似な作用をなし得る、例えば、円環状に配置した分割コアの外周全面に鋼線を巻きつけて締結したり、薄板片を巻きつけてその両端をカシメ・溶接等により締結したりする等の適宜な手段を採用する。
上記両挟持片の挟持の具体的な一態様としては、その両挟持片の少なくとも一方は、前記筒状ハウジングの周縁から立ち上がった後、その立ち上がり方向の反対方向に屈曲して前記筒状ハウジングに向かい、上記分割コアのバックヨークに当接し、その当接は、前記反対方向への屈曲による弾性力によって圧接状態となっている構成を採用することができる。
この構成において、上記筒状ハウジングの周縁から立ち上がった挟持片の上記分割コアのバックヨークとの当接部は、そのバックヨークに当接した後、さらにバックヨークの表面に沿う方向に屈曲しているもの(U字状に屈曲する挟持片)とすれば、その挟持片とバックヨークの当接が少なくとも線接触、通常、面接触となって、挟持片の圧接力がバックヨークに分散して加わるため、圧力集中によるバックヨーク(分割コア)の破損も無くなる。
このとき、その挟持力は、U字状に屈曲する挟持片を、そのU字状屈曲部をカシメて、その先端を分割コアのバックヨークの表面に圧接することにより得ることができる。
そのカシメ力の調節は比較的に容易であり、分割コアの締結力を必要最小限のものとすることが容易である。
このとき、その挟持力は、U字状に屈曲する挟持片を、そのU字状屈曲部をカシメて、その先端を分割コアのバックヨークの表面に圧接することにより得ることができる。
そのカシメ力の調節は比較的に容易であり、分割コアの締結力を必要最小限のものとすることが容易である。
以上の態様の回転電機のステータは種々の方法で製作できるが、例えば、上記筒状ハウジングは、その上縁から上方に立ち上がる上側挟持片と、内面から内方に突出する下側挟持片を有し、その筒状ハウジングを、円環状に配置された分割コアの外周面に仮バメするとともに、その各分割コアをそのバックヨークの下面を前記下側挟持片に載せて支持した後、前記上側挟持片を、その立ち上がり方向の反対方向に屈曲して前記筒状ハウジングに向かわせて、前記円環状に配置された分割コアのバックヨークに当接し、さらにその反対方向の屈曲と前記立ち上がり部を両者が近づくようにカシメて、前記当接を、前記反対方向への屈曲による弾性力によって圧接状態となるようにして、各分割コアを筒状ハウジング内にその内面に沿って円環状に配置して支持固定する構成を採用することがはできる。
上記両挟持片の挟持の具体的な他の態様としては、上記両挟持片の少なくとも一方を、上記筒状ハウジングの周縁に沿う円環状リングに設けられたものとし、その円環状リングを前記筒状ハウジング周縁のフランジにビス止めすることにより、前記一方の挟持片を、分割コアのバックヨークの表面に圧接させ、この圧接力により、上下の両挟持片の挟持力を確保するようにした構成を採用することができる。
そのビス止めによる挟持力の調節は比較的に容易であり、分割コアの締結力を必要最小限のものとすることが容易である。そのビス止め位置は、有効な挟持力が得られる範囲において任意であるが、例えば、上記一方の挟持片としたり、挟持片とは別の位置としたりすることができる。
そのビス止めによる挟持力の調節は比較的に容易であり、分割コアの締結力を必要最小限のものとすることが容易である。そのビス止め位置は、有効な挟持力が得られる範囲において任意であるが、例えば、上記一方の挟持片としたり、挟持片とは別の位置としたりすることができる。
この他の態様の回転電機のステータも種々の方法で製作できるが、例えば、上記筒状ハウジングを、その上側周縁にフランジを有するとともに、下側周縁に内面から内方に突出する下側挟持片を有するものとし、その筒状ハウジングを、円環状に配置された分割コアの外周面に仮バメするとともに、その各分割コアをそのバックヨークの下面を前記下側挟持片に載せて支持した後、前記フランジに、そのフランジの周方向に沿い周囲に内方に突出する上側挟持片を有する円環状リングを当てがい、その円環状リングを前記フランジにビス止めし、そのビス止めにより、前記上側の挟持片を、分割コアのバックヨークの表面に圧接して、この圧接力により上下の両挟持片の挟持力を確保し、各分割コアを筒状ハウジング内にその内面に沿って円環状に配置して支持固定する構成を採用することができる。
分割コアは、この発明を実施できる限りにおいて、電磁鋼板製でも良いが、圧粉製とすることが、小型高出力化の面から好ましい。
一実施例を図1〜図4に示し、この実施例は、燃料電池自動車用回転電機やハイブリッド自動車用回転電機のステータSに係り、従来と同様に、筒状ハウジング11内にその内面に沿って円環状に分割コア12を配置し、その各分割コア12にそれぞれにコイル13を巻回したものである。通常、コイル13は、分割コア12をハウジング11内に配置する前にそのコア12に巻回する。
その分割コア12は、圧粉製であって、その成形時に、図4に示すように、コイル13の巻回されるコア本体(ティ−ス)12aの後面にバックヨーク12bを有する。
図2(a)に示すように、鋼製筒状ハウジング11の上側周縁には、その周方向等間隔に上側挟持片15が一体に形成されている。この挟持片15は各分割コア12にそれぞれ対応させてもよいが、2つおき等とその対応させる分割コア12の数は任意である。各分割コア12は円環状に締結されると、その周方向に相互の抗力によって一体となるため、その一体となった円環状の分割コア12を周囲等間隔などの任意の位置で上下面でもって挟持すれば良いからである。
筒状ハウジング11の下側周縁には下側挟持片となるフランジ16が形成されており、このフランジ16と上記挟持片15によって、各分割コア12の上下面が挟持される。フランジ16も周方向に分割された片とすることもできる。この分割片も、上記挟持片15と同様に、周囲等間隔位置において、その数等は任意である。また、この分割片とした場合、後述のように、上側挟持片15と同様の構成としてバネ性を持たせることができる。
この筒状ハウジング11はその中央に同一心に治具20が配置される。この治具20の外周面は円状とされ、この外周面に分割コア12が円環状に配置されてその内側面が当接すると、その円環状の分割コア12の中心にロータ4を装填した際、各分割コア12のなす内周面とロータ4の外周面が所要の隙間を確保するようにその曲率が設定されている。
この実施例の筒状ハウジング11は、以上の構成であり、つぎに、この筒状ハウジング11による分割コア12の支持固定について説明する。
まず、図2(b)に示すように、治具20の周りに分割コア12を円環状に配置した後、図2(c)に示すように、図2(a)に示す筒状ハウジング11を、円環状に配置された分割コア12の外周面に仮バメするとともに、その各分割コア12をそのバックヨーク12bの下面を下側挟持片16に載せて支持する。この仮バメによって、各分割コア12はその円環状がある程度維持される。
まず、図2(b)に示すように、治具20の周りに分割コア12を円環状に配置した後、図2(c)に示すように、図2(a)に示す筒状ハウジング11を、円環状に配置された分割コア12の外周面に仮バメするとともに、その各分割コア12をそのバックヨーク12bの下面を下側挟持片16に載せて支持する。この仮バメによって、各分割コア12はその円環状がある程度維持される。
つぎに、上側挟持片15を、図3(a)から図3(b)に示すように、その立ち上がり方向の反対方向に屈曲して前記筒状ハウジング11に向かわせて(内側屈曲部15b)、上記円環状に配置された分割コア12のバックヨーク12bに当接させる。このとき、上側挟持片15の先端部15cは少し外側に曲げておく(図3(a)参照)。また、図3(a)鎖線で示すように、その先端部15cの表面に溝15dを形成しておくと良い。
当接すれば、図3(c)矢印で示すように、さらにその反対方向の屈曲部15bと前記立ち上がり部15aを両者が近づくようにカシメて、前記当接を、前記立ち上がり方向の反対方向への屈曲による弾性力によって圧接状態となるようにする。その圧接力は、回転トルクが作用しても、各分割コア12が筒状ハウジング11内にその内面に沿って円環状に配置支持されつづけるように実験などによって適宜に設定する。
当接すれば、図3(c)矢印で示すように、さらにその反対方向の屈曲部15bと前記立ち上がり部15aを両者が近づくようにカシメて、前記当接を、前記立ち上がり方向の反対方向への屈曲による弾性力によって圧接状態となるようにする。その圧接力は、回転トルクが作用しても、各分割コア12が筒状ハウジング11内にその内面に沿って円環状に配置支持されつづけるように実験などによって適宜に設定する。
この実施例において、下側挟持片16も上側挟持片15と同一構成(図1の構成)としたり、下側挟持片16を上側挟持片15と同一構成(図1の構成)とするとともに、上側挟持片15を下側挟持片16と同一構成(フランジ)としたりすることもできる。
他の実施例を図5、図6、図7、図8、図9(a)〜図16(a)に示し、この実施例は、上記の実施例において、筒状ハウジング11の上側周縁に外向きのフランジ17が形成され、そのフランジ17に円環状リング18が当てがわれる。その円環状リング18の周方向等間隔に上側挟持片15が一体に形成されている。この挟持片15は各分割コア12にそれぞれ対応させてもよいが、2つおき等とその対応させる分割コア12の数は任意である。各分割コア12は円環状に締結されると、その周方向に相互の抗力によって一体となるため、その一体となった円環状の分割コア12を周囲等間隔などの任意の位置で上下面でもって挟持すれば良いからである。
筒状ハウジング11の下側周縁には、同様に、下側挟持片16となる内向きのフランジが形成されており、このフランジ16と上記挟持片15によって、各分割コア12の上下面が挟持される。フランジ16も周方向に分割された片とすることもできる。この分割片も、上記挟持片15と同様に、周囲等間隔位置において、その数等は任意である。
この筒状ハウジング11もその中央に同一心に上記治具20が配置され、同様に、この治具20の外周面に分割コア12が円環状に配置されてその内側面が当接すると、その円環状の分割コア12の中心にロータを装填した際、各分割コア12のなす内周面とロータの外周面が所要の隙間を確保するようにその曲率が設定されている。
挟持片15付きの円環状リング18の製作方法としては、例えば、図8、図9(a)〜図16(a)に示す方法を採用することができる。すなわち、図8に示すように、挟持片15の突出長さの幅を有するリング板18aを用意し、そのリング板18aをプレス加工して、図9(a)に示す、円環状リング18の内側に挟持片15を有するとともに、その各挟持片15にビス孔18bを形成したものとする。
つぎに、図10(a)に示すように、プレス加工等により、各挟持片15の基部を斜め上方に少し立ち上げるとともに、ビス孔18bより先端部15aをL字状に成形する。その先端部15aの水平部は円環状リング18の下面より突出している(下位に位置する)。その先端部15aの下面に幅方向の溝を形成して摩擦抵抗を高めることができる。摩擦抵抗が高まれば、後記の分割コア12のバックヨーク12bへの当接力の伝達度が高まる。
つぎに、図10(a)に示すように、プレス加工等により、各挟持片15の基部を斜め上方に少し立ち上げるとともに、ビス孔18bより先端部15aをL字状に成形する。その先端部15aの水平部は円環状リング18の下面より突出している(下位に位置する)。その先端部15aの下面に幅方向の溝を形成して摩擦抵抗を高めることができる。摩擦抵抗が高まれば、後記の分割コア12のバックヨーク12bへの当接力の伝達度が高まる。
この実施例の筒状ハウジング11等は、以上の構成であり、つぎに、この筒状ハウジング11による分割コア12の支持固定について説明する。
まず、図2(b)に示すように、治具20の周りに分割コア12を円環状に配置した後、図6(b)に示すように、筒状ハウジング11を円環状に配置された分割コア12の外周面に仮バメするとともに、その各分割コア12をそのバックヨーク12bの下面を前記下側挟持片16に載せて支持する。この仮バメによって、各分割コア12はその円環状がある程度維持される。このとき、治具20は、底面にフランジ16の内径より小さい鍔を有するものとし、その鍔上に分割コア12を載せて治具20外周面に沿って円環状に配置する。
まず、図2(b)に示すように、治具20の周りに分割コア12を円環状に配置した後、図6(b)に示すように、筒状ハウジング11を円環状に配置された分割コア12の外周面に仮バメするとともに、その各分割コア12をそのバックヨーク12bの下面を前記下側挟持片16に載せて支持する。この仮バメによって、各分割コア12はその円環状がある程度維持される。このとき、治具20は、底面にフランジ16の内径より小さい鍔を有するものとし、その鍔上に分割コア12を載せて治具20外周面に沿って円環状に配置する。
つぎに、円環状リング18を筒状ハウジング11の上側フランジ17に当てがい、各ビス孔18bにビス19を挿し通してフランジ17のねじ孔17aにねじ込む。このねじ込みにより、円環状リング18はフランジ17に圧接され、それにつれて、上側挟持片15の先端部15aが円環状に配置された分割コア12のバックヨーク12bに弾力を持って当接する。このため、そのビス19のねじ込み量を調節することにより、その当接力も調整され、その当接力(ねじ込み量)は、回転トルクが作用しても、各分割コア12が筒状ハウジング11内にその内面に沿って円環状に配置支持され続けるように実験などによって適宜に設定する。
ビス孔18bは、各上側挟持片15の十分な当接力が得られる限りにおいて、そのリング18の周方向の数(間隔)は任意である。例えば、3個の分割コア12毎にビス孔18bを設けることができる。
図17〜図19には、さらに他の実施例を示し、この実施例は、先の実施例において、各上側挟持片15にビス孔18bを形成したものである。この円環状リング18は、例えば、上述の図8、図9(a)〜図11(a)に示したと同様に、図8、図9(b)〜図11(b)に示すように製作する。
この実施例の筒状ハウジング11等も上記実施例と同様に、まず、図2(b)に示すように、治具20の周りに分割コア12を円環状に配置した後、図18(b)に示すように、筒状ハウジング11を円環状に配置された分割コア12の外周面に仮バメするとともに、その各分割コア12をそのバックヨーク12bの下面を前記下側挟持片16に載せて支持する。
つぎに、円環状リング18を筒状ハウジング11の上側フランジ17に当てがい、図17に示すように、各ビス孔18bにビス19を挿し通してフランジ17のねじ孔17aにねじ込み、円環状リング18をフランジ17に圧接する。それにつれて、上側挟持片15の先端部15aが円環状に配置された分割コア12のバックヨーク12bに弾力を持って当接するため、そのビス19のねじ込み量を調節し、回転トルクが作用しても、各分割コア12が筒状ハウジング11内にその内面に沿って円環状に配置して支持固定されるようにする。
円環状リング18の製作方法としては、図12〜図16に示す方法を採用することもできる。すなわち、プレス加工により、図12に示す一本の長尺片18’をその一側に挟持片15を有するものとする(図13から図15)。そのものを、図16に示すようにロール加工により円環状にする。その円環状にした際の突き合わせ端は、離したままでも良いが、溶接等によって接合しても良い。
各図13〜図16において、各(a)は、図5に示した実施例の製作例、各(b)は図17に示した実施例の製作例を示す。
各図13〜図16において、各(a)は、図5に示した実施例の製作例、各(b)は図17に示した実施例の製作例を示す。
これらの実施例において、下側挟持片16も上側挟持片15と同一構成(円環状リング18を使用する等)としたり、下側挟持片16を上記上側挟持片15と同一構成(図5、図16の構成)とするとともに、上側挟持片15を下側挟持片16と同一構成(フランジ)としたりすることもできる。
上記各実施例において、下側挟持片16は、図20(a)、(b)に示すように、筒状ハウジング11の下縁を切り起こすことによって形成することができる。
また、焼きバメに代えて、円環状に配置した分割コアの外周全面に鋼線を巻きつけて締結したり、薄板片を巻きつけてその両端をカシメ・溶接等により締結したりする等の適宜な手段を採用できる。
さらに、上下の挟持片15、16による分割コア12の挟持により、その分割コアの円環状配置の維持と回転トルクに抗する反力の確保の両者を担うことができれば、仮バメは省略できる。
また、焼きバメに代えて、円環状に配置した分割コアの外周全面に鋼線を巻きつけて締結したり、薄板片を巻きつけてその両端をカシメ・溶接等により締結したりする等の適宜な手段を採用できる。
さらに、上下の挟持片15、16による分割コア12の挟持により、その分割コアの円環状配置の維持と回転トルクに抗する反力の確保の両者を担うことができれば、仮バメは省略できる。
なお、この発明は、実施例の燃料電池自動車用又はハイブリッド自動車用回転電機のステータSに限らず、その他の大小を問わず各種の回転電機のステータに採用できることは勿論である。
1、11 筒状ハウジング
2、12 分割コア
2a、12b コアのバックヨーク
3、13 コイル
15 上側挟持片
15a 上側挟持片の立ち上がり部
15b 上側挟持片の立ち下がり部(内側屈曲部)
15c 上側挟持片の先端屈曲部
16 下側挟持片(フランジ)
17 筒状ハウジングの上縁フランジ
17a ねじ孔
18 円環状リング
18a 円環状リングのビス孔
19 ビス
20 治具
S ステータ
2、12 分割コア
2a、12b コアのバックヨーク
3、13 コイル
15 上側挟持片
15a 上側挟持片の立ち上がり部
15b 上側挟持片の立ち下がり部(内側屈曲部)
15c 上側挟持片の先端屈曲部
16 下側挟持片(フランジ)
17 筒状ハウジングの上縁フランジ
17a ねじ孔
18 円環状リング
18a 円環状リングのビス孔
19 ビス
20 治具
S ステータ
Claims (12)
- 筒状ハウジング(11)と、その筒状ハウジング(11)内にその内面に沿って円環状に配置された分割コア(12)と、その各分割コア(12)にそれぞれに巻回されたコイル(13)と、前記筒状ハウジング(11)の内面から内方に突出して前記各分割コア(12)をその上下面でもって挟持する上下の挟持片(15、16)とから成る回転電機のステータ。
- 上記筒状ハウジング(11)は前記円環状に配置された分割コア(12)の外周面に仮バメされて、上記両挟持片(15、16)の挟持及び前記仮バメによって前記分割コア(12)を前記筒状ハウジング(11)に取付けたことを特徴とする請求項1に記載の回転電機のステータ。
- 上記両挟持片(15、16)の少なくとも一方は、上記筒状ハウジング(11)の周縁から立ち上がった後、その立ち上がり方向の反対方向に屈曲して前記筒状ハウジング(11)に向かい、前記分割コア(12)のバックヨーク(12b)に当接し、その当接は、前記反対方向への屈曲による弾性力によって圧接状態となっていることを特徴とする請求項1又は2に記載の回転電機のステータ。
- 上記筒状ハウジング(11)の周縁から立ち上がった挟持片(15)の上記分割コア(12)のバックヨーク(12b)との当接部は、そのバックヨーク(12b)に当接した後、さらにバックヨーク(12b)の表面に沿う方向に屈曲していることを特徴とする請求項3に記載の回転電機のステータ。
- 上記両挟持片(15、16)の少なくとも一方は、上記筒状ハウジング(11)の周縁に沿う円環状リング(18)に設けられ、その円環状リング(18)は前記筒状ハウジング(11)の周縁のフランジ(17)にビス止めされ、そのビス止めにより、前記一方の挟持片(15)は、分割コア(12)のバックヨーク(12b)の表面に圧接されて、この圧接力により上記上下の両挟持片(15、16)の挟持力を確保したことを特徴とする請求項1又は2に記載の回転電機のステータ。
- 上記ビス止め(19)が、上記一方の挟持片(15)とは別の位置になされていることを特徴とする請求項5に記載の回転電機のステータ。
- 上記ビス止め(19)が、上記一方の挟持片(15)の位置でなされていることを特徴とする請求項5に記載の回転電機のステータ。
- 上記分割コア(12)が圧粉からなることを特徴とする請求項2乃至7のいずれかに記載の回転電機のステータ。
- 請求項3、4又は請求項3、4を引用する請求項8の何れかに記載の回転電機のステータに用いるハウジングであって、
筒状ハウジング(11)と、その筒状ハウジング(11)の上縁から上方に立ち上がる上側挟持片(15)と、筒状ハウジング(11)の内面から内方に突出する下側挟持片(16)とから成り、
上記下側挟持片(16)は、上記円環状に配置された各分割コア(12)のバックヨーク(12b)の下面に当接してその各分割コア(12)を支持し、前記上側挟持片(15)は、前記立ち上がった後、その立ち上がり方向の反対方向に屈曲して前記筒状ハウジング(11)に向かい、上記円環状に配置された分割コア(12)のバックヨーク(12b)に当接し、その当接は、前記立ち上がり方向の反対方向への屈曲による弾性力によって圧接状態となるものであることを特徴とする回転電機のステータに用いるハウジング。 - 請求項3、4又は請求項3、4を引用する請求項8の何れかに記載の回転電機のステータ(S)の製造方法であって、
上記筒状ハウジング(11)は、その上縁から立ち上がる上側挟持片(15)と、内面から内方に突出する下側挟持片(16)を有し、その筒状ハウジング(11)を、円環状に配置された分割コア(12)の外周面に仮バメするとともに、その各分割コア(12)をそのバックヨーク(12b)の下面を前記下側挟持片(16)に載せて支持した後、前記上側挟持片(15)を、その立ち上がり方向の反対方向に屈曲して前記筒状ハウジング(11)に向かわせて、上記円環状に配置された分割コア(12)のバックヨーク(12b)に当接し、さらにその反対方向の屈曲と前記立ち上がり部を両者が近づくようにカシメて、前記当接を、前記反対方向への屈曲による弾性力によって圧接状態となるようにして、各分割コア(12)を筒状ハウジング(11)内にその内面に沿って円環状に配置して支持固定することを特徴とする回転電機のステータの製造方法。 - 請求項5、6又は請求項5、6を引用する請求項8の何れかにに記載の回転電機のステータに用いるハウジングであって、
筒状ハウジング(11)と、その筒状ハウジング(11)周縁のフランジ(17)と、その筒状ハウジング(11)の周縁に沿って設けられて前記フランジ(17)にビス止め(19)される円環状リング(18)と、その円環状リング(18)に設けられその円環状リング(18)内方に突出した上記上側挟持片(15)と、前記筒状ハウジング(11)の内面から内方に突出する下側挟持片(16)とから成り、
上記上側挟持片(15)のフランジ(17)へのビス止め(19)により、その上側挟持片(15)は、分割コア(12)のバックヨーク(12b)の表面に圧接されて、この圧接力により、各分割コア(12)を上下の挟持片(15、16)により挟持する回転電機のステータに用いるハウジング。 - 請求項5、6又は請求項5、6を引用する請求項8の何れかに記載の回転電機のステータ(S)の製造方法であって、
上記筒状ハウジング(11)は、その上側周縁にフランジ(17)を有するとともに、下側周縁に内面から内方に突出する下側挟持片(16)を有し、その筒状ハウジング(11)を、円環状に配置された分割コア(12)の外周面に仮バメするとともに、その各分割コア(12)をそのバックヨーク(12b)の下面を前記下側挟持片(16)に載せて支持した後、前記フランジ(17)に、そのフランジ(17)の周方向に沿い周囲に内方に突出する上側挟持片(15)を有する円環状リング(18)を当てがい、その円環状リング(18)を前記フランジ(17)にビス止めし、そのビス止め(19)により、前記上側の挟持片(15)を、分割コア(12)のバックヨーク(12b)の表面に圧接して、この圧接力により、上記上下の両挟持片(15、16)の挟持力を確保し、各分割コア(12)を筒状ハウジング(11)内にその内面に沿って円環状に配置支持することを特徴とする回転電機のステータの製造方法。
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