JP2007288848A - 回転電機のステータ及びその製造方法及び交流発電機 - Google Patents

Abstract

【課題】ステータコイルを傷付けずにスロット内でのステータコイルの占積率を向上させてコアへの巻装でき、回転子との間で磁路を形成しやすくすることができる。
【解決手段】本発明は、コアを円環状のアウターコアと外周に複数のスロットを有するインナーコアとによって構成し、インナーコアのスロット内にステータコイルを波巻きにて巻装すると共に、巻始めのスロットにて折り返してスロット内の巻線数が同一となるように巻装する。更にインナーコアにアウターコアを圧入してステータを構成する。このため、ステータコイルの両端にオーバーラップ部分があったとしても容易、かつ、干渉なく装着することができる。また、ステータコイルは、各スロットの周方向両側に荷重を作用させることができるので回転子との間に磁路が形成されても、インナーコアとアウターコアの結合部が離れるのを防止する効果がある。
【選択図】図２

Description

本発明は回転電機のステータ及びその製造方法及び交流発電機に関するものである。

交流発電機もしくは電動モータに用いられる回転電機のステータは、磁性体にて円環状に形成されており、内周に開口を有する複数のスロット内にコイルが周期的に巻装されている。このコイルは、所定角度ずれたスロットに複数相巻装されており、内周に設けられる回転子を含めた各スロットの周りに適宜磁路が形成される。

この円環状のステータコアの内周側からスロット内にコイルを巻装させるには、作業が複雑となり、コイルを傷付けてしまう可能性があることに加え、スロット内のコイルの占積率を大きくできないといった問題があった。また、コイルを傷付けないようスロット数を減らさずにスロットの開口幅を広く形成した場合には、内周に設けられる回転子との間で磁路が形成しずらくなってしまい出力性能が劣ってしまうといった問題が生じてしまう。このため、コイルの巻装が容易であり、かつ、回転子との間で磁路が形成しやすいステータが望まれている。

特許文献１には、長手方向に周期的に成形されたコイルを直方体のステータコアに形成された複数のスロット内に挿入し、その後、ステータコアを円環状に変形させて端部同士を溶接して接合するものが開示されている。このようにすれば、ステータコアが直方体のときにスロットの開口幅を十分確保でき、円環状に変形させたときにスロットの開口幅を小さくすることができる。

特表２００３−５２０５５９号公報

特許文献１記載のステータでは、各スロット内のコイルの巻線数を均一とするために長手方向に成形されたコイルの両端側を同一のスロット内に挿入する、つまり、オーバーラップ部分が必要である。しかしながら、このオーバーラップ部分は、ステータコアを円環状に変形させた後にスロット内に挿入せざるを得ないことからコイルを傷付けて絶縁被覆が剥がれやすく、また、スロット数を減らさずにスロットの開口幅を所定以上、狭くすることはできないため、回転子との間で磁路が形成しづらくなってしまうといった問題は解決できない。

本発明の目的は、コイルの巻装が容易であり、かつ、回転子との間で磁路が形成しやすい回転電機のステータ及びその製造方法及び交流発電機を提供することにある。

本発明の回転電機のステータは、外周側に開口するスロットを周方向に複数有するインナーコアと、該インナーコアの外周側に配置されるアウターコアと、スロットに周期的に巻装されると共に、巻始めのスロットにて折り返してスロット内の巻線数が同一となるように巻装されるステータコイルと、を備えたことを特徴としている。

また、本発明の交流発電機は、外周側に開口するスロットを周方向に複数有するインナーコアと、該インナーコアの外周側に配置されるアウターコアと、巻始めのスロットからインナーコアを周回するように巻装すると共に、所定スロットにて折り返して巻装されたステータコイルと、を備えたことを特徴としている。

また、本発明の回転電機の製造方法は、コイル成形治具の溝内に周期的にコイルを巻装すると共に、所定の溝にて折り返して更に巻装する工程と、スロットを周方向に複数有するインナーコアのスロット内にコイル成形治具に巻装されたコイルを巻き付け方向両端が同一のスロットとなるよう転写する工程と、スロット外周側開口部に磁性体からなるアウターコアを固定する工程と、からなることを特徴としている。

本発明によれば、コイルの巻装が容易であり、かつ、回転子との間で磁路を形成しやすくすることができる。

本発明における回転電機が用いられる一実施の形態として、自動車用交流発電機を説明する。図１は自動車用交流発電機の全体構成の側面断面図である。

駆動軸１の一端側には、回転伝達部材としてのプーリー２がボルト３により一体的に回転するよう固定されており、駆動源としてのエンジン等からベルト等の無端伝達帯を介してプーリー２に回転力が伝達される。尚、回転伝達部材をスプロケットとし、無端伝達帯をチェーンとすることも可能である。

駆動軸１の軸方向略中央の部位には、所定間隔を開けて２つのセレーション４ａ，４ｂが形成されており、これらのセレーション４ａ，４ｂには回転子としてのランデル型鉄心５が一体回転可能に挿入されている。このランデル型鉄心５は、２つの磁性部材５ａ，
５ｂによって構成され、夫々の磁性部材５ａ，５ｂは、駆動軸１における夫々のセレーション４ａ，４ｂと噛み合って相対回転を規制する挿入穴６ａ，６ｂを有する軸部７ａ，
７ｂと、該軸部７ａ，７ｂの軸部の一端に設けられたプレート部８ａ，８ｂと、該プレート部８ａ，８ｂから略軸方向に伸びる先細り形状の複数の爪９（実施例では夫々のプレート部８ａ，８ｂから５本ずつ設けられている。）を有し、夫々の磁性部材５ａ，５ｂは、互いに向き合うよう爪９が交互に配置されると共に、軸部７ａ，７ｂの端部同士が当接して駆動軸１に固定される。尚、夫々の磁性部材５ａ，５ｂは、両端の材料を駆動軸１に形成された環状溝１０ａ，１０ｂに塑性流動させることにより軸方向の移動が規制されている。

ランデル型鉄心５の軸部７ａ，７ｂと爪９の間には絶縁被覆が施された界磁コイル１１が巻装されており、この界磁コイル１１の両端末線は、駆動軸１の他端側に設けられた２つのスリップリング１２にそれぞれ接続され、ブラシ１３を介して必要な発電が得られるべく制御された界磁電流が外部から供給される。界磁コイル１１に電流が供給されると界磁コイル１１の周りに磁界が生じてランデル型鉄心５に磁路が形成される。

回転子としてのランデル型鉄心５の外周には、所定の隙間を介して磁性体からなるステータコア１４が配置されており、該ステータコア１４の周方向に複数設けられたスロット１５内には複数相（本実施形態においては３相が２対設けられている。）の絶縁被覆が施されたステータコイル１６が巻装されている。このため、界磁コイル１１に電流が供給されるとランデル型鉄心５とステータコア１４に跨って磁路が形成されるため、回転子が回転することによってステータコイル１６には交流電圧が発生する。尚、ステータコイル
１６の断面は円形である。

ステータコイル１６に発生した３相交流電圧は、プーリー２と軸方向反対側に設けられた整流素子としての正側ダイオードと負側ダイオードによって整流され、出力端子２８からは直流電圧が取り出される。尚、負側ダイオードは、負極側放熱板１７ａに設けられ、正側ダイオードは、負極側放熱板１７ａに絶縁された状態で重ねられる正極側放熱板17ｂに固定されている。

ステータコア１４は、プーリー１側に設けられた椀状のフロントハウジング１８及びスリップリング１２側に設けられた椀状のリヤハウジング１９間に図外のボルトによって挟持固定されている。フロントハウジング１８及びリヤハウジング１９の外周側には、車両に固定するためのブラケット１８ａ，１９ａが夫々のハウジング１８，１９に設けられると共に、内周側には駆動軸１を回転自在に支持するための軸受としてのボールベアリング２１ａ，２１ｂが夫々のハウジング１８，１９に固定されている。また、リヤハウジング１９には、スリップリング１２，ブラシ１３，整流素子，負極側放熱板１７ａ，正極側放熱板１７ｂ等を保護するべく内部に収容するリヤカバー２０がボルトによって固定されている。これらのフロントハウジング１８及びリヤハウジング１９及びリヤカバー２０は、非磁性体のアルミニウム合金にて成形されている。

次に本発明の第１の実施例としてのステータの詳細を図２，図３，図４に基づいて説明する。図２は、ステータコイルが巻装されたステータの斜視図であり、図３（ａ）は、ステータにおけるインナーコアの斜視図、図３（ｂ）は、ステータにおけるアウターコアの斜視図である。また、図４は、ステータのスロット部を断面として拡大した図である。

図２及び図３の（ａ），（ｂ）に示すようにステータ２２は、内周に配置されるインナーコア１４ａと、インナーコア１４ａの外周に配置されるアウターコア１４ｂとからなるステータコア１４と、インナーコア１４ａに巻装されるステータコイル１６とによって構成されている。

インナーコア１４ａは、外周側に放射状に開口する溝形状のスロット１５が周方向に複数（本実施例では７２）設けられており、内周側にて各溝間に位置するティース２３同士が連結されている。尚、内周側での各ティース２３同士の連結は、界磁コイル１１に通電することにより生じる磁路をステータコイル１６のまわりに周回させる必要があるため、図４に示すよう各ティース２３同士の内周を連結する連結部の連結面積をできるだけ小さくするべく連結部の幅を小さくしている。このようにしてステータコイル１６のまわりに磁路を周回させやすくすることができるが、各ティース２３が離れないような強度とする必要がある。

スロット１５は、ステータコイル１６の１本分の幅より大きく、ステータコイル１６の２本分の幅より小さい幅、つまり、ステータコイル１６がスロット１５内で一列に並ぶような幅に形成されている。

このようなインナーコア１４ａは、絶縁材を表面に被膜した鋼板を積層した積層鋼板によって構成されている。

アウターコア１４ｂは、環状の円筒形状、つまり、円環状に形成され、内周側におけるインナーコア１４ａの各ティース２２の対応部分には全て内周側に開口する凹部２４が放射状に形成されている。このアウターコア１４ｂは圧粉磁心にて構成されている。

インナーコア１４ａは、図４に示すよう各ティース２３の外周側がアウターコア１４ｂの凹部２４に夫々、圧入にて固定されるが、その際、内部には５本分のステータコイル
１６が絶縁紙２５を巻いた状態で一列に整列されて挿入される。尚、ティース２３は、出来るだけ磁路が形成しやすいよう凹部２４の底面部及び側面部分に完全に接触した状態とすることが望ましい。更にインナーコア１４ａとアウターコア１４ｂの一方の部材を他方の部材に対して柔らかい材料にて形成し、互いに押付けられた状態で固定されると、よりインナーコア１４ａとアウターコア１４ｂが密着して磁路が形成しやすくなる。

次にステータコイルの成形について図５，図６，図７に基づいて説明する。図５は、インナーコアに装着する前に成形された１相分のステータコイルの斜視図であり、図６は、仮に１相分のステータコイルをインナーコアに装着した状態の斜視図である。また、図７は、６本分のステータコイルを成形して、巻き始めの部分をスロット内に挿入した図である。

図５に示すようにステータコイル１６は、まず、１３個のスロットに挿入される分を波巻きにて成形し、１３個目のスロット１５に挿入されるステータコイル１６の位置にて巻き始めに向けて折り返し、波巻きを行う。更に、巻き始めの位置にて折り返して波巻きを繰り返す。このように２往復、波巻きを繰り返し、更に巻き始めから１２番目の位置、つまり、折り返す位置の１つ手前で成形を終了する。このため、スロット１５に挿入される位置におけるコイルの束は、巻き始めでは３本の束、折り返す位置では２本の束、その他の位置では各５本ずつの束となる。

このように成形されたステータコイル１６は、一列に整列した状態でスロット１５に挿入されることになるが、図６に示すように巻き始めと折り返しの位置は、同一のスロット１５内に重なるように挿入されるので、各スロット１５内には５本のコイルの束が配置されることになる。

以上、１本分のステータコイル１６について説明したが、本実施例は、３相のステータコイル１６が２対設けられる構成となっているため、合計６本のステータコイル１６がインナーコア１４ａに巻装される。図７に示すよう６本のステータコイル１６における夫々のコイルの束を１つずつずれたスロット１５に挿入できるように同時に６本のステータコイル１６を成形する。このように成形した６本のステータコイルをインナーコア１４ａの各スロット１５内に外周側から夫々挿入する。このため、全てのスロット１５内に５本のコイルの束が挿入されることとなる。

次にステータの製造方法について図７，図８，図９，図１０に基づいて説明する。図８は、コイル成形治具に巻装されたステータコイルをスロットに転写している状態の図であり、図９は、インナーコアに６本分のステータコイルが完全に巻装されている状態の図である。また、図１０は、インナーコアとアウターコアの固定についての図である。

３相のステータコイル１６を２対、つまり、６本のステータコイル１６をコイル成形治具２６に巻装して成形する。このコイル成形治具２６は、平面上で長手方向に延びる略長方形に形成されており、表面には、長手方向と略直角方向に延びる溝２７がスロット１５と同一数、設けられている。このようにステータコイル１６が巻装されたコイル成形治具２６を図８に示すようにスロット１５と溝２７の位置が合致するようにインナーコア14ａの外周に配置し、溝２７に沿って一列に整列した５本のステータコイル１６の束を転写する。更にインナーコア１４ａを回転させると共に、コイル成形治具２６をインナーコア
１４ａの回転に伴って移動させることにより、夫々のスロット１５と溝２７を次々に合致させてステータコイル１６の束をスロット１５毎に次々に転写する。このように転写することにより図９に示すようにインナーコア１４ａに６本分のステータコイル１６が完全に巻装されることとなるが、前述したようにステータコイル１６の巻き始めと折り返しの位置は重なるようにスロット１５内に挿入される。尚、スロット１５と溝２７の幅は、挿入の容易性を考えてスロット１５の幅より溝２７の幅を小さくするとよい。

ステータコイル１６が巻装されたインナーコア１４ａの外周には、図１０（ａ）に示すよう軸方向からアウターコア１４ｂが圧入される。このため、図１０（ｂ）に示すようなステータ１４となる。

次に図１と図４に基づいて、自動車用交流発電機の作動及びステータコアに形成される磁路について説明する。

自動車用交流発電機が発電を行うには、まず、プーリー２にエンジン等の駆動源からベルトを介して回転力を伝達する。このプーリー２の回転により駆動軸１を介して回転子としてのランデル型鉄心５とその内部に装着された界磁コイル１１がステータコア１４に対して回転する。このように単に回転子が回転している状態では、発電は行われないが、外部からブラシ１３及びスリップリング１２を介して界磁コイル１１に直流電流が供給されると界磁コイル１１の周りに磁界が形成される。そこで界磁コイル１１を囲むようにランデル型鉄心５が設けられ、爪９が軸方向両端側から周方向に交互に延びているので、周方向に隣り合う爪９同士には、異なった磁極が形成される。

ここで、ランデル型鉄心５に形成される磁束は、爪９の先端で行き場を失うため、周方向に隣り合う爪９に流れようとするが、周方向に隣り合う爪９の間の隙間よりも爪９の外周面と対向するインナーコア１４ａとの間の隙間の方が小さいため、ほとんどの磁束は、インナーコア１４ａ側に流れる。

また、インナーコア１４ａに流れた磁束は、ティース２３とアウターコア１４ｂを経由して別のティース２３に流れ、更に回転子としてのランデル型鉄心５に戻るような磁路が形成される。このようにステータコイル１６周りに磁路が形成されることによってステータコイル１６には電圧が生じる。尚、ランデル型鉄心５は、回転しており、ステータコイル１６は３相となっているため、発電される電圧は３相交流電圧となるが整流回路によって全波整流され、直流電圧に変換される。このように発電された直流電圧は、出力端子
２８を介して図外のバッテリーに供給される。

また、バッテリーの残量に応じて、界磁コイル１１に供給される電流が適宜制御され、過剰に電力を供給することによるバッテリーの寿命の低下を防止している。このようにステータコイル１６に生じる電圧は、バッテリーの状態や回転数等に応じて可変するようになっている。

以上、実施例１について説明したが、実施例１の作用効果を以下に示す。

実施例１のステータは、外周側に開口するスロットを周方向に複数有するインナーコアと、該インナーコアの外周側に配置されるアウターコアと、スロットに周期的に巻装されると共に、巻始めのスロットにて折り返してスロット内の巻線数が同一となるように巻装されるステータコイルとから構成されているので、ステータコイルをインナーコアの外周から挿入でき、長手方向に成形されたコイルの両端にオーバーラップ部分があったとしても容易、かつ、干渉なく装着することができる。このため、スロットの幅を必要以上に大きくしなくてもよく、スロット内でのステータコイルの占積率を増加させることができると共に、回転子との間で磁路が形成しづらくなってしまうこともない。

また、ステータコイルは、巻き始めのスロットにて折り返して成形されているので、スロットの周方向側にステータコイルの復元力が若干なりとも働く。特にコイルエンド部分を短くしようとした際には、顕著にあらわれる。このため、各スロットには、周方向両側から荷重が働いている状態となる。実施例１は、コアをインナーコアとアウターコアで構成しているが、回転子との間に磁路が形成されるとインナーコアは、回転子側に引っ張られる。このため、インナーコアとアウターコアの結合部が離れようとする力が生じるがインナーコアのティースは、ステータコイルの復元力による荷重によって挟まれた状態となっているのでインナーコアとアウターコアの結合部が離れるのを防止する効果がある。

また、実施例１は、複数の溝を長手方向に有するコイル成形治具を用いてコイルを成形し、その後、スロット内に転写したので円筒状のインナーコアに直接、コイルを巻くよりも容易にコイルを巻くことができる。

また、実施例１は、コイル成形治具の溝の幅をスロットの幅より小さくしたので転写する際にスロットに引っかかってしまうことを防止できるので確実に転写することが可能である。

また、実施例１は、スロット内に径方向に一列に巻装されているのでステータコイルの径とスロットの幅を調整するだけで占積率の向上を望める。

以上、実施例１は、回転電機として自動車用交流発電機を用いて説明したが、発電機に限らずモータにて適用することが可能である。

また、実施例１のインナーコアには、図８に示すようにスロットの内周側に凹部を設け、隣接するティースとの間で磁路が形成されずらくなるようにすることも可能である。また、凹部内には、コイルが挿入されることも可能であり、その際、コイルの位置決め及び占積率の向上が望める。

また、実施例１のインナーコアは、各ティースを内周で連結した構成としたがアウターコアとの結合を確実に行うことができればティース毎に切り離すことも可能である。例えば、インナーコアをアウターコアに圧入後、インナーコアとアウターコアの当接部を溶接し、更にティースの内周を切削して切り離すことが考えられる。

また、実施例１では、アウターコアの内周にインナーコアのティースが挿入される凹部を形成したが、凹部が無くとも、互いを固定することは可能である。

また、実施例１では、ステータコイルの断面を円形としたが、断面を多角形状とすることも可能である。特に断面を四角形状とすることにより、スロット内でのステータコイルの占積率を向上させることができる。

また、実施例１では、アウターコアを圧粉磁心で構成したが、夫々の面同士が絶縁した状態で積層された積層鋼板によって構成することも可能である。この場合、圧粉磁心に対して、各部の強度を向上させることができる。

また、実施例１では、ステータコイルの束をスロット毎に転写したが、ステータコイルを予め、インナーコアの外周に沿った円弧に仮成形した後、スロットに転写するようにしてもよい。この場合、ステータコイルにおけるコイルエンドの長さを極力小さくすることができる。

次に本発明の実施例２のステータを図１１に基づいて説明する。図１１は、実施例２のステータにおけるスロット部を断面として拡大した図である。尚、実施例１と共通する部位については、同一称呼，同一の符号で表す。

実施例１と実施例２の相違点は、インナーコア１４ａ外周のスロット１５開口部の両端をなだらかに幅広とし、アウターコア１４ｂにおける凹部２４もそれに合わせて同一形状とした点である。つまり、ティース２３の外周端及び凹部２４が断面半円形状となっている。

このようにしたことによって、ステータコイル１６をスロット１５内に挿入する際、多少のずれがあったとしてもステータコイル１６の絶縁被覆を傷付けることなく円弧面に沿って確実に挿入させることができる。また、インナーコア１４ａとアウターコア１４ｂの密着性が上がるため、磁束の集中を防止でき、磁束透過ロスを小さくすることができる。

次に本発明の実施例３のステータを図１２に基づいて説明する。図１２は、実施例３のステータにおけるスロット部を断面として拡大した図である。尚、他の実施例と共通する部位については、同一称呼，同一の符号で表す。

実施例２と実施例３の相違点は、インナーコア１４ａ外周のスロット１５開口部の両端をテーパ状に幅広とし、アウターコア１４ｂにおける凹部２４もそれに合わせて同一形状とした点である。つまり、ティース２３の外周端及び凹部２４が断面台形状となっている。

このようにしたことによって、実施例２と同様の作用効果が得られると共に、先端に面を有するため、インナーコア１４ａにアウターコア１４ｂを圧入させた際に確実に当接する部位を確保することができる。

次に本発明の実施例４のステータを図１３に基づいて説明する。図１３（ａ）は、実施例４において、ステータコイル１６を挿入する前にインナーコア１４ａにコイル成形治具２６を取り付けた状態の図である。また、図１３（ｂ）は、ステータコイル１６をスロット１５内に挿入している状態の図である。また、図１３（ｃ）は、ステータコイル１６がスロット１５内に挿入された状態の図である。尚、他の実施例と共通する部位については、同一称呼，同一の符号で表す。

本実施例は、図１３（ａ）に示すようにインナーコア１４ａにおけるティース２３の先端に小さな略Ｖ字形状の窪み２９を形成しており、この窪み２９には、コイル成形治具
２６に設けられた突起３０を嵌合させている。この状態で図１３（ｂ）に示すようステータコイル１６をスロット１５内に挿入する。このため、図１３（ｃ）に示すようスロット１５内にステータコイル１６が装着される。尚、ティース２３の先端に設けられた略Ｖ字形状の窪み２９と、該窪み２９に嵌合するコイル成形治具２６に設けられた突起３０とで倒れ防止手段が構成される。

本実施例は、このようにしてステータコイル１６を装着したので、インナーコア１４ａにおけるティース２３がステータコイル１６を挿入する際に曲がってしまうことを防止できる。このため、不良率を低減できるといった作用効果が得られる。尚、ティース２３の先端に窪みを設けなくとも、例えば、ティース側に突起を設け、コイル成形治具側に窪みを設けてもよい。また、突起及び窪みの形状は任意に決めることができる。更には、実施例２及び実施例３においてコイル成形治具の方にティースの先端形状に合わせた窪みを設けても同様の作用効果が得られる。

次に本発明の実施例５のステータを図１４に基づいて説明する。図１４は、実施例５のステータにおけるスロット部を断面として拡大した図である。尚、他の実施例と共通する部位については、同一称呼，同一の符号で表す。

本実施例は、図１４に示すようにインナーコア１４ａにおけるティース２３の外周端とアウターコア１４ｂの凹部２４との間に磁性材料３１を充填した状態で圧入固定している。磁性材料３１としては、例えば、磁性粉末や磁性接着剤等が考えられ、磁性粉体を用いた場合には、アウターコア１４ｂの凹部２４に磁性粉体を付着させて、インナーコア14ａにおけるティース２３の外周端を圧入する。このため、磁性粉体は、圧縮した状態で、アウターコア１４ｂの凹部２４とインナーコア１４ａのティース２３間に充填され、微小な隙間をも磁性材料にて埋めることができる。このようにすることにより、アウターコア
１４ｂとインナーコア１４ａ間の磁路形成が容易になる。

また、磁性材料３１に磁性接着剤を用いた場合には、接着効果も得られることになるので、強度や磁性材料３１の付着性を向上させることができる。

回転電機としての自動車用交流発電機の全体構成の側面断面図である。 実施例１におけるステータコイルが巻装されたステータの斜視図である。 実施例１におけるステータにおけるインナーコア及びアウターコアの斜視図である。 実施例１におけるステータのスロット部を断面として拡大した図である。 実施例１におけるインナーコアに装着する前に成形された１相分のステータコイルの斜視図である。 実施例１において仮に１相分のステータコイルをインナーコアに装着した状態の斜視図である。 実施例１において６本分のステータコイルを成形して、巻き始めの部分をスロット内に挿入した図である。 実施例１におけるコイル成形治具に巻装されたステータコイルをスロットに転写している状態の図である。 実施例１におけるインナーコアに６本分のステータコイルが完全に巻装されている状態の図である。 実施例１におけるインナーコアとアウターコアの固定についての図である。 実施例２のステータにおけるスロット部を断面として拡大した図である。 実施例３のステータにおけるスロット部を断面として拡大した図である。 実施例４においてインナーコアにコイル成形治具を取り付けた状態でステータコイルを挿入する説明図である。 実施例５のステータにおけるスロット部を断面として拡大した図である。

符号の説明

１４ａ…インナーコア、１４ｂ…アウターコア、１５…スロット、１６…ステータコイル、２３…ティース、２４…凹部、２９…窪み（倒れ防止手段）、３０…突起（倒れ防止手段）、３１…磁性材料。

Claims (20)

1. コイルが巻装された回転電機のステータであって、
   外周側に開口するスロットを周方向に複数有する磁性体からなるインナーコアと、
   該インナーコアの外周側に配置されて、前記スロット周りに磁路を形成するアウターコアと、
   前記スロットに周期的に巻装されると共に、巻始めの前記スロットにて折り返して前記スロット内の巻線数が同一となるように巻装されるステータコイルと、
   を備えたことを特徴とする回転電機のステータ。
2. 請求項１において、
   前記ステータコイルは、波巻きにて前記スロットに巻装されることを特徴とする回転電機のステータ。
3. 請求項２において、
   前記ステータコイルは、前記インナーコアを少なくとも一往復以上周回し、巻始め時の周回方向にて巻装される際の巻始めの前記スロットより１つ手前の周期にて巻終わることを特徴とする回転電機のステータ。
4. 請求項１において、
   前記ステータコイルは、巻始めの前記スロットを異ならせて複数相の前記ステータコイルを巻装することを特徴とする回転電機のステータ。
5. 請求項１において、
   前記アウターコアは、円環状に形成され、前記インナーコアの外周部が前記アウターコアの内周に固定されることを特徴とする回転電機のステータ。
6. 請求項１において、
   前記ステータコイルは、前記スロット内に径方向に一列に巻装されることを特徴とする回転電機のステータ。
7. 請求項１において、
   前記インナーコア外周の前記スロット開口部の両端は、外側に向かって幅広に形成されていることを特徴とする回転電機のステータ。
8. 請求項７において、
   前記アウターコアは、前記インナーコア外周の前記スロット間に設けられたティース部の形状に合わせて固定されていることを特徴とする回転電機のステータ。
9. 請求項８において、
   前記インナーコア外周の前記スロット開口部の両端は、なだらかに幅広となるように形成されていることを特徴とする回転電機のステータ。
10. 請求項８において、
    前記インナーコア外周の前記スロット開口部の両端は、テーパ状に幅広となるように形成されていることを特徴とする回転電機のステータ。
11. 請求項１において、
    前記インナーコアと前記アウターコアの接合部に磁性材料が充填されていることを特徴とする回転電機のステータ。
12. 請求項１１において、
    前記磁性材料は磁性粉末であることを特徴とする回転電機のステータ。
13. 請求項１１において、
    前記磁性材料は磁性接着剤であることを特徴とする回転電機のステータ。
14. 請求項１において、
    前記インナーコアと前記アウターコアの一方の部材は、他方の部材に対して柔らかい材料にて形成されると共に、他方の部材に対して押付けられた状態で固定されていることを特徴とする回転電機のステータ。
15. 回転運動により発電を行う交流発電機であって、
    駆動源によって回転駆動される駆動軸と、
    該駆動軸と一体的に回転する磁性体からなる回転子と、
    該回転子に設けられ、非回転部からスリップリングを介して電流が供給される界磁コイルと、
    外周側に開口するスロットを周方向に複数有し、前記回転子の外周側に対向するよう配置された磁性体からなるインナーコアと、
    該インナーコアの外周側に配置されて、前記スロット周りに磁路を形成するアウターコアと、
    発電された電力を外部に出力するための巻線であって、巻始めの前記スロットから前記インナーコアを周回するように巻装すると共に、所定スロットにて折り返して巻装されたステータコイルと、
    を備えたことを特徴とする交流発電機。
16. コイルが巻装された電動機のステータの製造方法であって、
    複数の溝を長手方向に有するコイル成形治具の前記溝内に周期的にコイルを巻装すると共に、所定の前記溝にて折り返して更に巻装する工程と、
    外周側に開口するスロットを周方向に複数有する磁性体からなるインナーコアの前記スロット内に前記コイル成形治具に巻装された前記コイルを巻き付け方向両端が同一の前記スロットとなるよう転写する工程と、
    前記スロット外周側開口部に磁性体からなるアウターコアを固定する工程と、
    からなる電動機のステータの製造方法。
17. 請求項１６において、
    前記コイルは、前記スロット毎に転写することを特徴とする電動機のステータの製造方法。
18. 請求項１６において、
    前記コイルは、予め前記インナーコア外周に沿った円弧に仮成形した後、前記スロットに転写することを特徴とする電動機のステータの製造方法。
19. 請求項１６において、
    前記アウターコアは、内周に複数の凹部を有する円環状に形成され、前記凹部内に前記インナーコアの外周部が圧入されて固定されることを特徴とする電動機のステータの製造方法。
20. 請求項１６において、
    前記スロット間に設けられたティース部には、前記コイルを前記インナーコアに転写する際に前記ティース部の倒れを防止する倒れ防止手段が設けられていることを特徴とする電動機のステータの製造方法。

Images