JP3355700B2 - 回転電機の固定子 - Google Patents

回転電機の固定子

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JP3355700B2 JP14173393A JP14173393A JP3355700B2 JP 3355700 B2 JP3355700 B2 JP 3355700B2 JP 14173393 A JP14173393 A JP 14173393A JP 14173393 A JP14173393 A JP 14173393A JP 3355700 B2 JP3355700 B2 JP 3355700B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は主に各種産業機器に使用
される回転電機（以下モータという）の固定子の構成に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、モータの小型・高性能化のため
に、巻線の高密度化と巻線端部の省スペース化の必要性
が高まっている。特にロボットなどに使用されるサーボ
モータにおいては、ロボットの高速化，省スペース化，
高出力化の流れに対応するには、モータの回転子に極め
て磁束密度の高い磁石を使用するとともに、固定子の巻
線密度を上げることが必要である。高密度化を実現する
巻線技術として従来よりインサータ巻線があるが、巻線
端部のスペースが極めて大きくなるという課題を持って
いる。そこで、最近では鉄心を分割し巻線を外部で整列
状に巻込むことにより高密度な巻線と巻線端部の省スペ
ース化の両方を同時に可能にした固定子の構成が主流と
なっている。
【０００３】以下に従来の固定子の構成について説明す
る。図２は従来例１の巻線の高密度化と巻線端部の省ス
ペース化を目的とした固定子の構成を示すものである。
図２において、２１は鉄心の外部を構成する第１鉄心、
２２は鉄心の内部を構成する第２鉄心、２３は第２鉄心
２２の隣接する極歯部を継ぐ継部、２４は絶縁体、２５
は巻線部、２６は樹脂部である。
【０００４】上記構成において、巻線部２５は外部で絶
縁体２４に直交して整列状に高密度に巻き込まれ（巻線
方法は明記せず）、第２鉄心２２の極歯部に所定数量挿
入される。その後、第２鉄心２２を第１鉄心２１の内径
に挿入して固定子鉄心が構成される。さらに樹脂部２６
を成型することにより一体構造として固定子が完成され
る。
【０００５】次に、図３は従来例２の積層鉄心の外周部
を出力軸方向に分割した代表的な固定子の構成を示すも
のである。図３（ａ）において３１は積層鉄心で、分割
面３２により２分割されている。３３は巻線部、図３
（ｂ）の３４は樹脂部である。
【０００６】上記構成において、巻線部３３は２分割さ
れた積層鉄心３１の外周部に直行して巻線が施され、そ
の後積層鉄心３１を分割面３２で突き合わせ、樹脂部３
４により一体化される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来例１
の構成では、以下のような課題を有していた。
【０００８】１）固定子を構成する鉄心を極歯部外周部
で分割しているために、第２鉄心２２を構成維持するた
めに、極歯内径を継ぐ継部２３が必要となる。
【０００９】２）上記のため継部２３においては、極歯
間の磁気漏れが発生し、モータ効率が低下するという問
題があり、継部２３を極力薄くすることが必要である。
【００１０】３）従って、固定子構成の剛性を確保する
ために、樹脂部２６を成形する必要があるが、樹脂部２
６の成形にあたり巻線部２５の絶縁被覆を破壊して線間
短絡が発生するという問題点を有していた。
【００１１】４）さらに鉄心の大型化に伴って、鉄心の
プレス設備と成形設備が大型化し、生産効率が悪くなる
という問題も有していた。
【００１２】又、従来例２の構成では巻線部３３を積層
鉄心３１の外周部に直角に巻き込むため、整列状にはな
らず導体占積率５２〜５５％が限界であった。又巻線端
部の省スペース化は可能であるが、外径方向へ巻線部が
出るため外形が大型化するという問題点を有していた。
【００１３】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、外部での高密度な整列巻線を可能とした構造であり
ながら巻線端部の省スペース化を図り、モータ効率低減
の原因となる極歯間の継部を不要とするとともに剛性を
確保するための樹脂成形も不要とし、さらに小型のプレ
ス設備での大型鉄心をも生産可能とする分割構造を有す
る回転子を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の回転電機の固定子は、極歯単位毎に分割し分
割面の円周方向に凹凸のはめあい部を設けた鉄板を積層
後レーザー溶接した積層鉄心個片と、この積層鉄心の極
歯部に直交するように巻線した巻線部とを備え、巻線済
積層鉄心個片を所定数量組み合わせて円筒形状とした
後、積層鉄心個片の分割面の組み合わせ外周端部を積層
方向にレーザー溶接することにより、一体構造とする構
成を有している。
【００１５】
【作用】この構成によって以下の作用を奏することとな
る。
【００１６】１）極歯単位に鉄心を分割したことによ
り、積層鉄心個片ごとに外部で極歯部に直行して整列状
に高密度の巻線（導体占積率７０％)を施すことができ、
小形化が可能となり、同時に巻線端部の省スペース化が
可能となる。
【００１７】２）上記分割面の円周方向に凹凸のはめあ
い部を設け、レーザー溶接鉄心を所定数量組み合わせ円
筒形状とした後、積層鉄心の分割面の外周部を積層方向
に溶接することにより、外周溶接時にレーザーが巻線部
に進入するのを防止し巻線が焼損することを防ぎ、溶接
部を小さい範囲に限定できるため有効ヨーク長を最大限
に確保することができ、又必要な固定子の剛性を得るこ
とが可能となるため、樹脂成形が不要となり線間短絡を
防止できる。又、鉄心の構成維持に極歯部の継部が不要
となるため、継部によるモータ効率の低下を防止するこ
とができる。
【００１８】３）極歯単位に鉄心を分割したことにより
歯極が細分化され、小型のプレス設備でも大型鉄心の生
産が可能となり、生産効率を著しく向上することができ
る。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。
【００２０】図１において、（ａ）は極歯単位ごとの積
層鉄心個片の完成品であり、（ｂ）はこの極歯単位ごと
の完成品を所定個数環状に接合された電動機固定子完成
品である。
【００２１】つぎに各々の完成品の構成を説明する。図
１（ａ）において、１１は極歯単位ごとに分割されたコ
ア鉄板を積層し、その内径及び外径をレーザー溶接１２
することにより一体化された積層鉄心個片であり、分割
面１３に凹凸のはめあい部１４を有している。１５は積
層鉄心個片１１の極歯部に形成された絶縁部、１６は巻
線部、又図１（ｂ）において１７は積層鉄心個片１１を
所定個数環状に接合した環状接合部である。
【００２２】以上のように構成された回転電機の固定子
において、積層鉄心個片１１は小型のプレス設備により
極歯単位ごとに打抜きレーザー溶接１２で積層化された
後、極歯部に絶縁部１５を形成し外部巻線機により整列
状に高密度に巻線部１６を形成する。その後、積層鉄心
個片１１を所定数量、分割面１３の凹凸のはめあい部１
４を組み合わして円筒形状とした後、分割面１３の外周
端部を積層方向にレーザー溶接して固着した環状接合部
１７を形成することにより、必要な固定子剛性を有した
一体構造としている。
【００２３】
【発明の効果】このように本実施例によれば、極歯単位
ごとに積層鉄心を分割して積層鉄心個片を形成し、極歯
単位ごとに高密度な整列状の巻線部を施すことにより、
導体占積率７０％化が可能になる。又、積層鉄心個片の
分割面の凹凸のはめあい部を環状に組み合わせレーザー
溶接した環状接合部を形成して一体構造として構成する
ことにより、外周溶接時にレーザーが巻線部を焼損する
ことを防ぎ溶接部を小さい範囲に限定できるため、有効
ヨーク長を最大限に確保できる。又、図２の従来例に構
成される継部が不要となり、モータ効率の５〜１０％の
低減を防止できる。又、樹脂部が不要となり線間短絡の
無い安定した固定子が得られる。さらに、積層鉄心の分
割細分化によりプレス設備が小型化され、生産効率を著
しく向上させる効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の一実施例における極歯単位の
積層鉄心個片完成品の平面断面 図（ｂ）は同積層鉄心個片を環状に接合した固定子の平
面断面図
【図２】従来例１における固定子の平面断面図
【図３】（ａ）は従来例２における樹脂封止前の固定子
の外観斜視図 （ｂ）は同固定子の側面断面図
【符号の説明】
１１ 積層鉄心個片 １２ レーザー溶接 １３，３２ 分割面 １４ 凹凸のはめあい部 １５ 絶縁部 １６，２５，３３ 巻線部 １７ 環状接合部 ２１ 第１鉄心 ２２ 第２鉄心 ２３ 極歯部継部 ２４ 絶縁体 ２６，３４ 樹脂部 ３１ 積層鉄心
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 幸利 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−30690（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−122875（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−105487（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−170431（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−212336（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−132059（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02K 1/18 H02K 15/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 極歯単位毎に円周方向に分割し、かつ分
    割面に凹凸のはめあい部を設けた鉄板を積層した内径面
    及び外径面をレーザー溶接して積層鉄心個片とし、前記
    積層鉄心個片の極歯部に直交する巻線部を備え、前記積
    層鉄心個片を所定数量を環状に結合し、結合面の外周部
    を積層方向にレーザー溶接して固着してなる内転型回転
    電機の固定子。
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