JP2021100290A - 回転電機のステータ、回転電機、及び巻枠の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ステータコアの巻締り量は積厚、大きさなど、回転電機の仕様により異なるため、巻締めされていく過程において、ステータコアと巻枠との相対的な位置を規制できず、巻き乱れが解消しない。【解決手段】 本発明における回転電機のステータ１は、複数の電磁鋼板が積層されて形成され、回転軸の周りに環状に形成されたバックヨーク部７とバックヨーク部７から径方向に突出したティース部８とを有するステータコア２と、バックヨーク部７の径方向の内面とティース部８の軸方向の両端面とを覆う巻枠３と、巻枠３を介して前記ティース部８に巻回されたコイル４とを備え、巻枠３は、ステータコア２の軸方向の両端面に設けられた開口部に挿入する第一突起部２２と、第一突起部２２よりも内径側に形成され、ステータコア２の軸方向の両端面に接する第二突起部２３とを有する。【選択図】 図１２

Description

本発明は、回転電機のステータ、回転電機、及び巻枠の製造方法に関するものである。

電動機や発電機等の回転電機では、銅損によるエネルギーの損失を低減させることが重要である。銅損を低減させるためには、導線の占積率を向上させることが有効であると一般的に知られている。例えば、ステータコアのティース部に設けられた絶縁性を有する巻枠において、ステータコアの外径側に設定された角度だけ傾斜した外壁部を設けることで、導線の巻崩れを防止し、占積率の向上を図っていた（例えば、特許文献１参照）。

ＷＯ２０１６／１７４７６８号公報

複数の電磁鋼鈑が積層されたステータコアに導線を巻回してコイルを形成すると、巻回時に導線を引っ張る張力によりステータコアが積層方向に圧縮され、層間のすきまが縮められて巻締りが発生する。巻締りが発生すると、ステータコアのバックヨーク部側の巻枠の外壁部がティース部の方向に傾くことで、外壁部が導線の巻回しを阻害し、所定の箇所に導線を誘導できない場合に巻き乱れが生じる。

特許文献１に記載の巻枠は、ステータコアの外径側に設定された角度だけ傾斜した外壁部を有するため、巻枠が巻締りにより内径側に傾斜しても、外壁部に巻線が阻害されず、巻き乱れが生じなかった。しかしながら、ステータコアの巻締り量は、積厚、大きさなど、回転電機の仕様により異なるため、巻締めされていく過程において、ステータコアと巻枠との相対的な位置が規制できない。そのため、巻締め位置を正確に規定できず、巻き乱れが解消しないという問題があった。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、ステータコアと巻枠との相対的な位置を規制することで、巻き乱れの解消を目的とする。

本発明における回転電機のステータは、複数の電磁鋼板が積層されて形成され、回転軸の周りに環状に形成されたバックヨーク部とバックヨーク部から径方向に突出したティース部とを有するステータコアと、バックヨーク部の径方向の内面とティース部の軸方向の両端面とを覆う巻枠と、巻枠を介して前記ティース部に巻回されたコイルとを備え、巻枠は、ステータコアの軸方向の両端面に設けられた開口部に挿入する第一突起部と、第一突起部よりも内径側に形成され、ステータコアの軸方向の両端面に接する第二突起部とを有するものである。

本発明における回転電機のステータは、ステータコアと巻枠との相対的な位置を規制することで、巻き乱れが解消される。

本発明の実施の形態１における回転電機のステータの斜視図である。 本発明の実施の形態１における分割コアの斜視図である。 本発明の実施の形態１におけるコア部材の平面図である。 本発明の実施の形態１におけるコア部材の平面図である。 本発明の実施の形態１におけるコア部材の平面図である。 本発明の実施の形態１における分割コアの側面図である。 本発明の実施の形態１における巻枠の平面図である。 本発明の実施の形態１における巻枠が設けられた分割コアの斜視図である。 本発明の実施の形態１における巻枠が設けられた分割コアの斜視図である。 本発明の実施の形態１における巻枠が設けられた分割コアにコイルが巻回された斜視図である。 本発明の実施の形態１における巻枠が設けられた分割コアの概略図である。 本発明の実施の形態１における巻枠が設けられた分割コアにコイルが巻回された概略図である。 本発明の実施の形態１における比較例を示す概略図である。 本発明の実施の形態１における比較例を示す概略図である。 本発明の実施の形態１における金型を示す側面図である。 本発明の実施の形態１における回転電機の平面図である。 本発明の実施の形態２における巻枠の平面図である。 本発明の実施の形態３における巻枠の平面図である。 本発明の実施の形態４における巻枠の断面図である。 本発明の実施の形態５におけるステータコアの平面図である。 本発明の実施の形態５におけるステータコアの断面図である。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１における回転電機のステータについて、図１〜図１６を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態１における回転電機のステータの斜視図である。以下の説明において、回転電機における各方向を、径方向Ｘ、軸方向Ｙ、及び周方向Ｚとして示す。また、径方向Ｘの回転軸方向の外側を外径側Ｘ１、径方向Ｘの回転軸方向の内側を内径側Ｘ２として示す。よって、他の部品においても、これらの方向を基準として各方向を説明する。

図１に示すように、回転電機のステータ１は、ステータコア２、巻枠３、及びコイル４を備える。ステータコア２は、複数の分割コア５が円環状に組み合わさることにより構成されている。ステータコア２の内径側には、ロータ（図１においては図示せず）が設けられ、回転電機を構成する。

図２は、本発明の実施の形態１における分割コアの斜視図である。分割コア５は、電磁鋼鈑であるコア部材６を中心軸方向Ｙ（以下、単に「軸方向」という。）に複数積層することにより構成されている。コア部材６は、バックヨーク部７、ティース部８、及びシュー部９から構成される。バックヨーク部７は、ロータの回転軸の周りに円環状に形成されており、ティース部８は、バックヨーク部７からロータの中心軸側Ｘ２に突出している。シュー部９は、ティース部８の内径側Ｘ２に設けられ、バックヨーク部７と同様にロータの中心軸から円周方向Ｚに突出して形成されている。

図３は、本発明の実施の形態１におけるコア部材の平面図であり、第一コア部材１０の構成を示す。図４は、本発明の実施の形態１におけるコア部材の平面図であり、第二コア部材１１の構成を示す。図５は、本発明の実施の形態１におけるコア部材の平面図であり、第三コア部材１２の構成を示す。図６は、本発明の実施の形態１における分割コアの側面図である。分割コア５は、電磁鋼鈑の母材を必要幅に切断した帯状部材から、板状のコア部材をプレス等で打ち抜いてロータの軸方向Ｙに積層し、カシメや溶接、接着などにより固定される。

図６に示すように、コア部材は、第一コア部材１０、第二コア部材１１、及び第三コア部材１２を有する。具体的には、軸方向Ｙの下方側から順番に、第三コア部材１２、第二コア部材１１、第二コア部材１１、第一コア部材１０、第一コア部材１０、・・・第一コア部材１０、第二コア部材１１、第二コア部材１１、第二コア部材１１の順に打ち抜かれてコア部材が積層される。第三コア部材１２、第二コア部材１１、及び第一コア部材１０による打ち抜きを繰り返し、コア部材を積層して第一コア部材１０、第二コア部材１１、及び第三コア部材１２が所定の積層枚数に達したところで、金型により分割コア５が形成されて排出される。第一コア部材１０、第二コア部材１１、及び第三コア部材１２は、軸方向Ｙから見るとほぼ同じ形状である。

この際、第三コア部材１２の第二開口部１８には、第二コア部材１１の第一凹凸部１４の第一凸部１６が嵌まり込む。同様に、それ以外の箇所のコア部材は、第一凹凸部１４の第一凹部１５に軸方向Ｙに隣接するコア部材の第一凸部１６が嵌まり込む。これにより、軸方向Ｙに積層するコア部材同士は、第一凹凸部１４によりカシメられて接続される。積層されたコア部材同士の間には、隙間１７が生じる。

図３と図６に示すように、第一コア部材１０は、第一凹凸部１４を備える。第一凹凸部１４は、バックヨーク部７の周方向Ｚに２箇所位置し、軸方向Ｙの上面側に凹形状な第一凹部１５と軸方向の下面側に凸形状な第一凸部１６とから形成され、軸方向に隣接するコア部材同士を接続する。第一コア部材１０は、軸方向Ｙに複数枚積層される。

図４と図６に示すように、第二コア部材１１は、第一凹凸部１４と第一開口部１３を備える。第一凹凸部１４は、バックヨーク部７の周方向Ｚに２箇所位置し、軸方向Ｙの積層方向の上面側に凹形状な第一凹部１５と軸方向Ｙの積層方向の下面側に凸形状な第一凸部１６とから形成され、軸方向Ｙに隣接するコア部材同士を接続する。積層されるコア部材の第一凹凸部１４の位置は、第一コア部材１０と第二コア部材１１とでほぼ同じ箇所に設けられている。第一開口部１３は、バックヨーク部７の周方向Ｚの中央付近に位置し、丸形状に形成され、巻枠３に設けられた突起が挿入するために開口されている。第二コア部材１１は、巻枠３の突起部が第一開口部１３に挿入する深さに合わせて軸方向Ｙに積層する。

図５と図６に示すように、第三コア部材１２は、第一開口部１３と第二開口部１８を備える。第一開口部１３は、バックヨーク部７の周方向Ｚの中央付近に位置し、巻枠に設けられた突起が挿入るために開口されている。第一開口部１３は、軸方向Ｙにおいて、第二コア部材１１に備えられた第一開口部１３と同じ位置に形成される。第二開口部１８は、バックヨーク部７の周方向Ｚの２箇所に位置し、軸方向Ｙに隣接する第二コア部材１１の第一凹凸部１４の第一凸部１６と接続するために開口されている。第二開口部１８は、軸方向Ｙにおいて、第二コア部材１１に備えられた第一凹凸部１４と同じ位置に形成される。第二コア部材１１と第三コア部材１２は、巻枠３の突起部が第二開口部４に挿入する深さに合わせて軸方向Ｙに積層する。

図３〜図５において、第一凹凸部１４及び第二開口部１８は、軸方向に隣接するコア部材同士を接続するものであれば、バックヨーク部７の２箇所に位置しなくてもよい。例えば、バックヨーク部７の周方向Ｚの中央部の１箇所に位置してもよい。この場合は、２箇所に第一凹凸部１４及び第二開口部１８を形成するよりも鉄損を抑制するため、回転電機の効率の低下を防止できる。

図４と図５において、第一開口部１３は、バックヨーク部７において巻枠に設けられた突起が挿入るために開口して巻枠の位置決め及び固定ができれば、バックヨーク部７の周方向Ｚの中央付近に一箇所、丸形状に形成しなくてもよい。例えば、第一開口部１３は、角形状に形成してもよい。この場合は、巻枠が、導線を巻回するときの張力によって、周方向Ｚに回転することを防止できる。

また、第一開口部１３は、磁束の流れを遮ることで回転電機の効率を低下させるため、できるだけ外径側Ｘ１に位置するのが好ましい。尚、第一開口部１３は、バックヨーク部７において、巻枠に設けられた突起が挿入するために開口して巻枠の位置決め及び固定ができれば必須の構成ではない。

図７は、本発明の実施の形態１における巻枠の平面図である。図７に示すように、巻枠３は、第一突起部２２と第二突起部２３を有する。第二突起部２３は、巻枠３の回転軸を中心とする同心円上に複数形成される。ここで、第二突起部２３は、第一突起部２２よりも内径側Ｘ２に形成される。尚、本実施の形態では、第二突起部２３が第一突起部２２よりも分割コア５の径方向の中心側Ｘ２に位置する構成であればよく、例えば、第一突起部２２はバックヨーク部７側に位置し、第二突起部２３はティース部８側に位置する構成でもよい。また、第一突起部２２と第二突起部２３の最適な位置としては、第一突起部２２はバックヨーク部７側の周方向の中心に位置し、第二突起部２３はティース部８側の周方向の中心に少なくとも１個位置する構成でもよい。最適な位置の構成にすることによって、巻枠の位置決め及び固定を十分に行うことができる。巻枠３は、コイル４と分割コア５とを絶縁するため、絶縁性の部材で形成される。

分割コア５に巻枠３を設置し、コイルを巻回する手順について説明する。図８は、本発明の実施の形態１における巻枠が設けられた分割コアの斜視図であり、図９は、本発明の実施の形態１における巻枠が設けられた分割コアの斜視図である。図８は、巻枠３を設置中の状態を示し、図９は巻枠３を設置後の状態を示している。図９に示すように、巻枠３は、分割コア５のバックヨーク部７から内周方向Ｘ２に延びる磁気的に連結されたティース部８にかけて設けられ、覆設された絶縁性の第一巻枠１９、第二巻枠２０、及び第三巻枠２１にて構成される。尚、第三巻枠２１は絶縁性があればよく、絶縁シートでもよい。

まず、図６〜図８に示すように、第一巻枠１９と第二巻枠２０は、分割コア５におけるバックヨーク部の径方向Ｘの内面とティース部の軸方向Ｙの両端面とを覆うように取り付けられる。第一巻枠１９と第二巻枠２０は、分割コア５の第一開口部１３に第一突起部２２を挿入することで配置される。第二突起部２３は、導線を巻回した際の張力により第一巻枠１９と第二巻枠２０が軸方向Ｙに傾くことを抑制するため、導線の巻回範囲にあたる第一巻枠１９と第二巻枠２０の周方向Ｚの両端部と中央部の合計３箇所、丸形状にて形成される。尚、第二突起部２３は３箇所形成される例を示したが、両端に２箇所であっても、製造の容易さから１箇所に形成してもよい。または、それ以上の個数であってもかまわない。また、軸方向Ｙの積層方向の上面側においては、第一巻枠１９の第一突起部２２の長さよりも第一開口部１３の軸方向Ｙの長さが長くなるように、第二コア部材１１の積層枚数を設定する。軸方向Ｙの積層方向の下面側においては、第二巻枠２０の第一突起部２２の長さよりも第一開口部１３の軸方向Ｙの長さが長くなるように、第二コア部材１１及び第三コア部材１２の積層枚数を設定する。

次に、図９に示すように、第三巻枠２１は、分割コア５のティース部の周方向側面及びバックヨーク部の径方向内面を覆うように取り付けられる。第三巻枠２１は、第一巻枠１９と第二巻枠２０に形成された挿入爪２４にその一部が挿入されることで固定される。挿入爪２４は、第一巻枠１９と第二巻枠２０において、バックヨーク部７の内周側とティース部８の外周側の接合部の周方向Ｚの両端２箇所と、シュー部９の外周側とティース部８の内周側の接合部の周方向Ｚの両端２箇所に配置されている。第三巻枠２１の軸方向Ｙの長さは、第一巻枠１９と第二巻枠２０の挿入爪２４にその一部を挿入できる長さに設定する。以上により、分割コア５に巻枠３が設置される。

図１０は、本発明の実施の形態１における巻枠が設けられた分割コアにコイルが構成された斜視図である。コイル４は、巻枠３を介して分割コア５のティース部に導線を巻回して形成される。

図１１は、本発明の実施の形態１における巻枠が設けられた分割コアの概略図であり、図１２は、本発明の実施の形態１における巻枠が設けられた分割コアにコイルが巻回された概略図である。尚、上記の断面図は、各凹凸部、開口部、及び巻枠の突起部の関係が明確になるように示したものである。

図１１に示すように、軸方向Ｙにおいて、第一巻枠１９は、分割コア５の積層方向の上面に設けられた第二コア部材１１の第一開口部１３を貫通する第一突起部２２を有し、第二巻枠２０は、分割コア５の積層方向の下面に設けられた第二コア部材１１及び第三コア部材１２の第一開口部１３を貫通する第一突起部２２を有する。

図１２に示すように、第一巻枠１９と第二巻枠２０には、コイル４が外径側Ｘ１に崩れることを防ぐ外壁部２５と内径側Ｘ２に崩れることを防ぐ内壁部２６とが夫々設けられている。巻枠３には導線２７が巻回される。同一の層の導線２７は、互いに当接している。以下、巻枠３に導線２７を巻回する方法を説明する。導線２７は、巻枠３に巻回して複数の層を構成する。導線２７で構成された複数の層のうち１層目の形成手順について説明する。第一巻枠１９の外壁部２５側から第二巻枠２０の外壁部２５側１ターン目となる導線２７が巻回される。続いて、第一巻枠１９の内径側Ｘ２から第二巻枠２０の内径側Ｘ２にかけて、導線２７が順番に巻回される。更に、内壁部２６に当接するように１層目の終わりのターンとなる導線２７が巻回される。すなわち、１層目を構成する導線２７は互いに当接して巻回される。

導線２７で構成された複数の層のうち２層目の巻回手順について説明する。まず、１層目の導線２７のうち第一巻枠１９の内壁部２６に隣接して隣り合う２つの導線２７の間に２層目の始まりとなる導線２７が巻回される。続いて、第一巻枠１９の軸方向の内径側から外壁部２５側にかけて１層目の導線２７同士の間に２層目の導線２７がそれぞれ巻回され、２層目の巻線導体導線２７は、１層目の隣り合う２本の導線２７に接することとなる。更に、外壁部２５側に隣接して配設された１層目の隣り合う２本の導線２７の間に２層目の終わりのターンとなる１本の導線２７が接するとともに巻回される。その結果、１層目を構成する導線２７は２層目を構成する導線２７に当接するが、１層目の巻線導体導線２７と同様に２層目の導線２７は一定の間隔で隣り合う導線２７と当接して配設される。すなわち、２層目を構成する導線２７は互いに当接して巻回される。

導線２７により巻回された３層目以降の巻回手順については、１層目と２層目の巻回手順と同様の手順が繰り返されるため、説明を省略する。以上の巻回手順により、巻枠３には、導線２７が規則的に俵積み状に配置される整列巻の状態で巻回される。

図１３は、本発明の実施の形態１における比較例を示す断面図であり、図１４は、本発明の実施の形態１における比較例を示す断面図である。図１３と図１４は、上記実施の形態１の図１１と図１２に対応する比較例である。図１３は、従来の巻枠が設けられた分割コアの断面図を示し、図１４は、従来の巻枠が設けられた分割コアにコイルが巻回された断面図を示す。尚、上記の断面図は、各凹凸部、開口部、及び巻枠の突起部の関係が明確になるように示したもので、径方向Ｘにおける一断面を示したものではない。

コア部材を構成する第一コア部材１０、第二コア部材１１、及び第三コア部材１２は、上記実施の形態１と同様に、軸方向Ｙにおいて夫々接続される。第一コア部材１０、第二コア部材１１、及び第三コア部材１２は、導線２７の巻線中にかかる張力により、複数のコア部材６の積厚が軸方向Ｙに収縮する巻締りが生じる。巻締りによる複数のコア部材６の積厚変化に追従して、巻枠３の外壁部２５が、径方向Ｘに直交する平面よりも内径側Ｘ２に傾斜することになる。したがって、導線２７が外壁部２５の周辺に巻回される際に、導線２７が外壁部２５に衝突又は接触し、整列巻が妨げられる巻乱れの事態、又は導線２７の絶縁被膜を損傷するといった事態が生じる。これらの事態を生じさせないようにすると、外壁部２５の周辺に導線２７を巻回できなくなってしまう。このため、外壁部２５の周辺も導線２７を巻回することが望まれる。

図１２に示すように、本発明の実施の形態１においても、コア部材６を構成する第一コア部材１０、第二コア部材１１、及び第三コア部材１２は、導線２７の巻線中にかかる張力２８により、複数のコア部材６の積厚が軸方向Ｙに収縮する巻締りが生じる。しかしながら、第一巻枠１９と第二巻枠２０が夫々有する第二突起部２３が、分割コア５における軸方向Ｙの一方の端面と他方の端面に夫々当接することにより、導線２７を巻回した際の張力２８により巻枠３が軸方向Ｙに傾くことを抑制する。第二突起部２３は、導線２７の巻線中にかかる張力２８が第二突起部２３にかかっても巻回範囲２９が維持できるような形状及び個数が形成される。

第一巻枠１９と第二巻枠２０は、夫々第二突起部２３を有することによって、導線２７が外壁部２５の周辺に巻回される際に、導線２７が外壁部２５に衝突又は接触し、整列巻が妨げられる事態又は導線２７の絶縁被膜を損傷するといった事態が生じなくなる。これにより、導線２７の巻回範囲２９を制御することが可能となり、整列巻を容易に行うことができる。また、第二突起部２３は、第一突起部２２よりもステータコア２の内径側Ｘ２に形成されることによって、巻線中の導線２７から受ける張力２８を軽減することができる。尚、第一突起部２２はバックヨーク部７に形成され、第二突起部２３はティース部８に形成される構成であっても、巻線中の導線２７から受ける張力２８を軽減することができる。さらに、外壁部２５は、渡り線を這わして渡す必要から軸方向Ｙに高く構成されているため巻線するときに、傾きによる影響が顕著であるが、内壁部２６は軸方向Ｙの高さを低く設定できるため、傾きによる巻線への影響は限定的である。

次に、このように構成された回転電機のステータにおいて、巻枠３の第二突起部２３の高さの調整方法について説明する。図１５は、本発明の実施の形態１における金型を示す側面図である。図１５に示すように、巻枠３を成形する射出成型金型３０は、固定金型であるキャビティ３１と可動金型であるコア３２を備える。コア３２がキャビティ３１の方向に移動してキャビティ３１に接した状態で、射出成型ユニット３３から加熱溶解した樹脂が、金型内の樹脂流動路であるスプルー３４に射出され、金型内の空間に供給される。射出成型金型３０を締めた状態で冷却することで巻枠３が成形される。巻枠３は、成形後にコア３２をキャビティ３１から離れる方向に移動させることで取り出される。

取り出された巻枠３には、高さＨ１を有する第二突起部２３が形成されている。第二突起部２３において高さをＨ１に成形するにあたっては、コア３２において凹部の深さＨ２を第二突起部２３の高さＨ１に対応するように調整して形成する。コア３２は、ねじ３５、調整板３６、及びピン３７を備える。コア３２に固定されたねじ３５を取り外すことで、調整板３６とピン３７を順に取り外すことが可能となる。

図１５に示すように、導線２７を巻回した際の張力２８により巻枠３が軸方向Ｙに傾く場合は、調整板３６の高さＨ３を第二突起部２３の高さＨ１に対応するように形成する。図１５に示すように、取り外した調整板３６の高さＨ３をコア３２の凹部の深さＨ２に対応するように設定し、調整板３６とピン３７を順に取り付けてねじ３５で固定する。コア３２の凹部の深さＨ２だけピン３７が移動し、凹部の深さＨ２に対応する第二突起部２３の高さＨ１が形成される。尚、巻枠３の内壁部２６が導線２７の巻回範囲２９を減少させている場合は、調整板３６の高さＨ３を設定した高さより低くなるように調整する。以上により、複数のコア部材６の積厚が軸方向Ｙに収縮する巻締りによる積厚の変化に対応した、高さＨ１を有する第二突起部２３を形成することができる。

上記説明したように、本発明の実施の形態１によるステータコアを構成するバックヨーク部の径方向の内面とティース部の軸方向の両端面とを覆う巻枠３の製造方法では、所定の巻回範囲となるように金型の凹部を調整する工程と、前記凹部が調整された金型内に溶融した樹脂を流し込み、巻枠３を成形する工程とを含む。巻枠３が第二突起部２３を有することによって、導線２７が外壁部２５の周辺に巻回される際に、外壁部２５が周方向の内径側に傾斜することを抑制し、巻回の範囲を保持することができる。その結果、導線２７が外壁部に衝突又は接触し、整列巻が妨げられる事態又は導線２７の絶縁被膜を損傷するといった事態が生じることなく、コイルの巻乱れを防止し、整列巻を容易に行うことができる。これにより、第二突起部２３の高さを射出成型金型３０に設けられたねじ３５で調整可能とすることにより、巻締めによる積層幅の縮み量が異なる複数種類のステータコアに対応可能となり、生産性が向上される。

図１６は、本発明の実施の形態１における回転電機の平面図である。図１６に示すように、回転電機４４は、ステータ１とロータ４５を備える構成でもよい。フレームは有底筒形状をしており、フレームの内周にコイル４が巻回されたステータ１が圧入等で固定され、ステータ１の内周面と所定のギャップを介してロータ４５が配設されている。ロータ４５は、回転軸４６に接着等で固定された磁石４７を有しており、フレームに設けられたベアリングケースに保持されるベアリングによって回転自在に支持されている。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２における回転電機のステータについて、図１７を用いて説明する。尚、上記実施の形態で同一番号が付され説明されたものについては、同様な構成を有するものであるため、ここでは説明を省略する場合がある。

上記実施の形態１において、第二突起部２３は巻枠３の周方向Ｚに３箇所、丸形状にて形成される構成であったが、第二突起部２３は巻枠３の周方向Ｚに形成されればよい。例えば、第二突起部２３は巻枠３の周方向Ｚに１箇所、長丸形状にて形成されてもよい。

図１７は、本発明の実施の形態２における巻枠の平面図である。図１７に示すように、巻枠３の第二突起部３８は、巻回範囲にあたる巻枠３の周方向Ｚにおいて、長手方向が周方向Ｚとなるように１箇所、長丸形状にて形成される。第二突起部３８は、導線２７が外壁部２５の周辺に巻回される際に、外壁部２５が周方向の内径側Ｘ２に傾斜することを抑制し、巻回の範囲を保持することができる。

第二突起部３８が、巻枠３の周方向Ｚに１箇所、長丸形状にて形成されることで、巻枠３を形成するための射出成型金型のピン本数を１本に減らすことができ、低コストでの製造が可能となる。
実施の形態３．

本発明の実施の形態３における回転電機のステータについて、図１８を用いて説明する。尚、上記実施の形態で同一番号が付され説明されたものについては、同様な構成を有するものであるため、ここでは説明を省略する場合がある。

上記実施の形態１において、第二突起部２３は巻枠３の周方向Ｚに３箇所、丸形状にて形成される構成であったが、第二突起部２３は巻枠３の周方向Ｚに形成されればよい。例えば、第二突起部２３は巻枠３の内径方向Ｘ２の先端において、周方向Ｚに１箇所、略矩形形状にて形成されてもよい。

図１８は、本発明の実施の形態３における巻枠の平面図である。図１８に示すように、巻枠３の第二突起部３９は、巻回範囲にあたるティース部８の内径側Ｘ２の先端部分において、周方向Ｚに１箇所、略長方形状にて形成される。第二突起部３９は、導線２７が外壁部２５の周辺に巻回される際に、外壁部２５が周方向の内径側Ｘ２に傾斜することを抑制し、巻回の範囲を保持することができる。

第二突起部３９が、ティース部８の内径側Ｘ２の先端部分において、周方向Ｚに１箇所、略長方形状にて形成されることで、巻枠３を形成するための射出成型金型３０のピン３７の本数を１本に減らすことができ、低コストでの製造が可能となる。

実施の形態４．
本発明の実施の形態４における回転電機のステータについて、図１９を用いて説明する。尚、上記実施の形態で同一番号が付され説明されたものについては、同様な構成を有するものであるため、ここでは説明を省略する場合がある。

上記実施の形態１及び実施の形態２において、第二突起部２３、３５は、巻枠３の径方向Ｘに１列形成される構成であったが、第二突起部２３、３５は巻枠３の径方向Ｘに複数列並んで形成されればよい。例えば、第二突起部２３は巻枠３の径方向Ｘに２列並んで形成されてもよい。

図１９は、本発明の実施の形態４における巻枠の断面図である。図１９に示すように、巻枠３の第二突起部４０は、巻回範囲にあたる巻枠３の径方向Ｘにおいて、２列並んで形成される。第二突起部４０は、図７にて示した構成と同様の丸形状にて形成される。尚、第二突起部２３は巻枠３の径方向Ｘに形成されればよく、例えば、径方向Ｘに長丸形状にて形成されてもよい。

第二突起部４０の内径側Ｘ２の高さをＨ１、外径側Ｘ１の高さをＨ１１としたとき、「Ｈ１＞Ｈ１１」の関係が成り立つように第二突起部４０の高さを夫々設定することで、巻枠３の内径側Ｘ２に形成される第二突起部４０の高さは、巻枠３の外形側Ｘ１に形成される第二突起部４０の高さよりも大きく形成される。これにより、第二突起部４０は、導線２７が外壁部２５の周辺に巻回される際に、外壁部２５が周方向の内径側Ｘ２に傾斜することを抑制し、巻回の範囲を保持することができる。

第二突起部４０は、巻回範囲にあたる巻枠３の径方向Ｘにおいて２列並んで形成されることによって、巻線中の導線２７から受ける張力を軽減することができる。また、第二突起部４０は、内径側Ｘ２の高さが外径側Ｘ１の高さよりも大きいことによって、導線２７が巻回される際に、径方向Ｘにおいて分割コアの異なる積厚に対応して抑制し、巻回の範囲を保持することができる。

実施の形態５．
本発明の実施の形態５における回転電機のステータについて、図２０〜図２１を用いて説明する。尚、上記実施の形態で同一番号が付され説明されたものについては、同様な構成を有するものであるため、ここでは説明を省略する場合がある。

上記実施の形態１〜４において、周方向Ｚに隣り合うコア部材６同士は連結しない構成であったが、周方向Ｚに隣り合うコア部材６同士は連結してもよい。例えば、周方向Ｚに隣り合うコア部材６同士は、バックヨーク部７において連結してもよい。

図２０は、本発明の実施の形態５におけるステータコアの平面図であり、図２１は、本発明の実施の形態５におけるステータコアの断面図である。図２１は、図２０の破線Ｉ−Ｉに沿う断面を示している。

図２０に示すように、コア部材６は、バックヨーク部７、ティース部８、及びシュー部９から構成される。周方向Ｚに隣り合うコア部材６同士は、バックヨーク部７の周方向Ｚの端部に設けた第二凹凸部４１で連結して連なっている。バックヨーク部７の周方向Ｚの端部は、第二凹凸部４１を中心として回動可能に連結されている。

図２１に示すように、コア部材６の第二凹凸部４１は、第二凹部４２と第二凸部４３を備える。軸方向Ｙにおいて、第二凹凸部４１の第二凹部４２に隣接する第二凹凸部４１の第二凸部４３が嵌まり込む。これにより、軸方向Ｙに積層されたコア部材６同士は第二凹凸部４１により接続され、第二凹凸部４１を中心として回動可能となる。軸方向Ｙに積層された複数のコア部材６に巻枠３を装着し、巻枠３にコイル４を巻回した複数の分割コア５の連結部分で、第二凹凸部４１を中心として円環状に組み合わせることにより、ステータ１が形成される。

周方向Ｚに隣り合うコア部材６同士をバックヨーク部７において連結させることで、上記実施の形態１〜４と同様の効果を奏することができる。

尚、以上の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

１ ステータ、２ ステータコア、３ 巻枠、４ コイル、５ 分割コア、６ コア部材、７ バックヨーク部、８ ティース部、９ シュー部、１０ 第一コア部材、１１ 第二コア部材、１２ 第三コア部材、１３ 第一開口部、１４ 第一凹凸部、１５ 第一凹部、１６ 第一凸部、１７ 隙間、１８ 第二開口部、１９ 第一巻枠、２０ 第二巻枠、２１ 第三巻枠、２２ 第一突起部、２３ 第二突起部、２４ 挿入爪、２５ 外壁部、２６ 内壁部、２７ 導線、２８ 張力、２９ 巻回範囲、３０ 射出成型金型、３１ キャビティ、３２ コア、３３ 射出成型ユニット、３４ スプルー、３５ ねじ、３６ 調整板、３７ ピン、３８ 第二突起部、３９ 第二突起部、４０ 第二突起部、４１ 第二凹凸部、４２ 第二凹部、４３ 第二凸部、４４ 回転電機、４５ ロータ、４６ 回転軸、４７ 磁石。

Claims (9)

1. 複数の電磁鋼板が積層されて形成され、回転軸の周りに環状に形成されたバックヨーク部と前記バックヨーク部から径方向に突出したティース部とを有するステータコアと、
   前記バックヨーク部の径方向の内面と前記ティース部の軸方向の両端面とを覆う巻枠と、
   前記巻枠を介して前記ティース部に巻回されたコイルとを備え、
   前記巻枠は、前記ステータコアの軸方向の両端面に設けられた開口部に挿入する第一突起部と、前記第一突起部よりも内径側に形成され、前記ステータコアの軸方向の両端面に接する第二突起部とを有する
   回転電機のステータ。
2. 前記第一突起部は、前記バックヨーク部に形成され、
   前記第二突起部は、前記ティース部に形成される
   請求項１に記載の回転電機のステータ。
3. 前記第二突起部は、前記巻枠の内径方向の先端に形成される
   請求項１又は請求項２に記載の回転電機のステータ。
4. 前記第二突起部は、前記巻枠の前記回転軸を中心とする同心円上に複数形成される
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転電機のステータ。
5. 前記第二突起部は、前記巻枠の径方向に並んで複数形成される
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転電機のステータ。
6. 前記巻枠の内径側に形成される前記第二突起部の高さは、前記巻枠の外形側に形成される前記第二突起部の高さよりも大きい
   請求項５に記載の回転電機のステータ。
7. 前記第二突起部は、丸形状又は長丸形状に形成される
   請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の回転電機のステータ。
8. 回転軸を有するロータと、
   前記ロータの外径側に配置されたステータとを有し、
   前記ステータは、
   複数の電磁鋼板が積層されて形成され、前記回転軸の周りに環状に形成されたバックヨーク部と前記バックヨーク部から径方向に突出したティース部とを有するステータコアと、
   前記バックヨーク部の径方向の内面及び前記ティース部の軸方向の両端面を覆う巻枠と、
   前記巻枠を介して前記ティース部に巻回されたコイルとを備え、
   前記巻枠は、前記ステータコアの軸方向の両端面に設けられた開口部に挿入する第一突起部と、前記第一突起部よりも前記ステータコアの内径側に形成され、前記ステータコアの軸方向の両端面に接する第二突起部とを有する
   回転電機。
9. ステータコアを構成するバックヨーク部の径方向の内面とティース部の軸方向の両端面とを覆う巻枠の製造方法であって、
   所定の巻回範囲となるように金型の凹部を調整する工程と、
   前記凹部が調整された前記金型内に溶融した樹脂を流し込み、巻枠を成形する工程と
   を含む巻枠の製造方法。

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