JP3424509B2 - 回転電機のステータ - Google Patents
回転電機のステータInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動機や発電機な
どの回転電機のステータの構造に関し、特にコアセグメ
ントを円筒周方向に配列して形成されたステータの構造
に関する。 【０００２】 【従来の技術】電動機や発電機のステータは、円筒の内
面に円筒周方向に沿って所定間隔でティースが配列され
たステータコアと、このティースに導線が巻き付けられ
て形成されたコイルを有している。この導線の巻き付け
回数が多いほど電動機などの出力が向上する。しかし、
ティース間の空間（以下、スロットと記す）は限られて
おり、巻き付け回数を増やすためには、スロットの断面
積に対する導線の断面積の総和の比である占積率を向上
させることが必要になる。このために、ステータコア
を、各々が一つのティースを含むように円周方向に分割
したコアセグメントから形成したものが知られている。
この場合、コアセグメントの状態で導線を巻き付け、そ
の後このコアセグメントを円筒状に配列してステータコ
アを作製する。このような、構造を有するステータが特
開平８−１４９７２６号公報に記載されている。この公
報にはさらに、コアセグメントが正しく円筒状に配置さ
れるように円筒のケース内にコアセグメントを配置する
ものも開示されている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】前記公報に記載された
ステータにおいては、コアセグメントが配列されて形成
されたステータコアの外周面およびケースの内周面は円
筒面であり、ロータの回転反力は、ステータコアとケー
スの接合面の摩擦でのみ受けていた。そして、摩擦力が
十分得られない場合、ステータコアがケース内で回転し
てしまう場合があるという問題があった。 【０００４】本発明は、前述の課題を解決するためにな
されたものであり、ステータコアがケース内で確実に固
定される構造を有する回転電機のステータを提供するこ
とを目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明の回転電機のステータは、円筒内面にティ
ースが周方向に所定間隔で配列された形状のステータコ
アと、前記ティースに導線が巻回されて形成されたコイ
ルと、を有する回転電機のステータであって、前記ステ
ータコアは、前記ティースが各々一つ含まれるように分
割されたコアセグメントを円筒状に配列して形成され、
さらに、当該ステータは、前記ステータコア外周面に密
接し、これを収納するケースを有し、前記ステータコア
と前記ケースの接合面には、周方向に凹凸形状が形成さ
れている。この凹凸形状によって、ステータコアがケー
スに対して回転することが防止される。 【０００６】さらに、ステータコアとケースの接合面に
形成された凹凸形状は、前記コアセグメントの一つに対
し、少なくともひとつの凹部または凸部が設けられたも
のとすることができる。コアセグメントごとに凹部また
は凸部が形成されることによって、各コアセグメントが
ケースに対して回転移動しないようになり、コアセグメ
ントの位置決めが確実に行える。 【０００７】さらに、前記ティースが設けられた円周方
向位置と同じ位置のステータコア外周部に、前記凹部を
設けることもできる。ステータコアの円筒部分において
は、ティース間に多くの磁束が通るため、この部分の磁
気抵抗を小さくする方が性能が向上する。このために
は、ティースの間の部分は凸部とし、ティースの位置で
は凹部とすることが好ましい。 【０００８】さらに、前記凹部の側面は、ステータ円筒
の半径方向に対し傾いているものとすることができる。
ロータの回転反力は、コアセグメントに対し、ステータ
の円筒の周方向に移動させる作用と、これをその場で回
転させようとする作用とを生じさせる。この構成によれ
ば、後者のコアセグメントを回転させるようとする力に
抗する面が、この力に対し、より直交するようになり、
より確実にコアセグメントの固定をすることができる。 【０００９】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（以下
実施形態という）を、図面に従って説明する。図１に
は、本実施形態の電動機のステータ１０の軸直交断面が
示されている。なお、本図においては、上半分のみが記
載されており、下半分については上半分と対称に現れる
ので記載を省略してある。コアセグメント１２は、略Ｔ
字型の断面形状を有し、Ｔ字型の縦線の部分に相当する
竿部分を内側に向け、隣り合うＴ字型の横線の部分に相
当する腕部分を接続させて円筒状に配列され、ステータ
コアを形成している。コアセグメント１２のＴ字型の竿
部分がステータコアのティースとなり、Ｔ字型の腕部分
が連続してステータコアのヨークとなっている。コアセ
グメント１２は、図２に示すような略Ｔ字型の電磁鋼板
を図２の紙面に直交する方向に積層して形成される。 【００１０】ティース１４の間の空間であるスロットに
は、コイル２０の一部が配置されている。また、ステー
タコアの外側には、アルミニウム製のケース２２が配置
され、ステータコアの外周面とケース２２の内周面が密
着し、ステータコアの円筒形の配列が確保される。 【００１１】このステータの作製は、まずコアセグメン
ト１２一つ一つに導線を巻回してコイル２０を形成す
る。そして、コイルが巻回されたコアセグメント１２を
円筒状に配列して、加熱したケース２２をかぶせて図１
の状態となる。ケース２２は、前述のようにアルミニウ
ムであり熱膨張率が比較的大きく、冷えたときにはステ
ータコアを外側から強く締め付ける。いわゆる焼きばめ
である。これによってステータコアの円筒形状が確保さ
れ、隣接するコアセグメント１２の腕部分が確実に密着
する。 【００１２】しかし、電動機の運転時の発熱により、ケ
ース２２が加熱されると、ステータコアを締め付ける力
が弱まる。ステータには、ロータを回転させることによ
って生じる反力が働くが、前記焼きばめの拘束力が弱く
なると、ステータコアがケース２２内で滑って回転する
ことが起こり得る。本実施形態においては、これを防止
するために、ステータコアとケース２２の接合面が凹凸
形状となるように、すなわちステータコア外周面とケー
ス内周面に互いにかみ合う凹凸形状が形成されている。 【００１３】この凹凸形状は、一つのコアセグメント１
２に対して凹部２４と凸部２６が一組設けられるように
配列されている。すなわち、円筒形のステータコアの、
ティース１４が設けられた回転方向位置と同じ位置の外
周面に凹部２４が設けられ、ティース１４の間に対応す
る外周面に凸部２６が設けられている。コアセグメント
１２にとってみれば、Ｔ字型の腕の真ん中部分に凹２４
部が設けられ、腕の両端部の各々が凸部２６の半分を形
成し、隣接するコアセグメント１２の突き合わされた腕
先端で一つの凸部が形成されている。さらに、凹部２４
の形状は、図示するように、ティース幅よりやや狭い底
面と、底面からＴ字型の腕先端に延び、外側に凸の円弧
により形成される側面とを有している。したがって、側
面は、ステータの半径方向に対して、またステータの周
方向に対して傾いたものとなっている。 【００１４】以上のように、ステータコアとケース２２
の接合面に凹凸形状を設けたので、ケース２２内でステ
ータコアが回転してずれることを防止することができ
る。また、コアセグメントごとに少なくともひとつの凹
凸を設けたことにより、ステータ全体としてのずれのみ
ならず、コアセグメントごとのずれも抑えることができ
る。また、コアセグメント１２どうしの相対位置も凹凸
形状によって精度良く決定できる。 【００１５】また、ステータコアの円筒部内の磁束は、
ティースとティースの間の部分を通るので、この部分の
磁気抵抗が小さい方が好ましい。このために、本実施形
態においては、ステータコアの凸部２６がティースの間
の部分、凹部２４がティースが設けられた部分となるよ
うに、凹凸が形成されている。 【００１６】さらに、ロータを回転させることにより生
じる反力は、ステータコア全体を回転させるように作用
するほか、個々のコアセグメント１２を倒すようにも作
用する。コアセグメント１２の外周側に凹凸を設けてい
ないと、この倒すように作用する力は、Ｔ字型腕部先端
の角で受けることになる。しかし、本実施形態のように
凹部２４を設け、その側面をステータ半径方向に対し斜
めに配置することで、前記の力を点ではなく面で受ける
ことができるようになり確実に保持できる。また、コア
セグメントを倒すように作用する力が、前述の形状を有
する凹部側面により直角に近い向きで作用することか
ら、コアセグメントのずれを抑制する効果がある。 【００１７】なお、本実施形態は、電動機に関するもの
であったが、発電機であってもステータを本実施形態と
同様の形状を有するものとすることができ、本実施形態
と同様にす内部でのステータの回転ずれを抑えることが
できる。
どの回転電機のステータの構造に関し、特にコアセグメ
ントを円筒周方向に配列して形成されたステータの構造
に関する。 【０００２】 【従来の技術】電動機や発電機のステータは、円筒の内
面に円筒周方向に沿って所定間隔でティースが配列され
たステータコアと、このティースに導線が巻き付けられ
て形成されたコイルを有している。この導線の巻き付け
回数が多いほど電動機などの出力が向上する。しかし、
ティース間の空間（以下、スロットと記す）は限られて
おり、巻き付け回数を増やすためには、スロットの断面
積に対する導線の断面積の総和の比である占積率を向上
させることが必要になる。このために、ステータコア
を、各々が一つのティースを含むように円周方向に分割
したコアセグメントから形成したものが知られている。
この場合、コアセグメントの状態で導線を巻き付け、そ
の後このコアセグメントを円筒状に配列してステータコ
アを作製する。このような、構造を有するステータが特
開平８−１４９７２６号公報に記載されている。この公
報にはさらに、コアセグメントが正しく円筒状に配置さ
れるように円筒のケース内にコアセグメントを配置する
ものも開示されている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】前記公報に記載された
ステータにおいては、コアセグメントが配列されて形成
されたステータコアの外周面およびケースの内周面は円
筒面であり、ロータの回転反力は、ステータコアとケー
スの接合面の摩擦でのみ受けていた。そして、摩擦力が
十分得られない場合、ステータコアがケース内で回転し
てしまう場合があるという問題があった。 【０００４】本発明は、前述の課題を解決するためにな
されたものであり、ステータコアがケース内で確実に固
定される構造を有する回転電機のステータを提供するこ
とを目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明の回転電機のステータは、円筒内面にティ
ースが周方向に所定間隔で配列された形状のステータコ
アと、前記ティースに導線が巻回されて形成されたコイ
ルと、を有する回転電機のステータであって、前記ステ
ータコアは、前記ティースが各々一つ含まれるように分
割されたコアセグメントを円筒状に配列して形成され、
さらに、当該ステータは、前記ステータコア外周面に密
接し、これを収納するケースを有し、前記ステータコア
と前記ケースの接合面には、周方向に凹凸形状が形成さ
れている。この凹凸形状によって、ステータコアがケー
スに対して回転することが防止される。 【０００６】さらに、ステータコアとケースの接合面に
形成された凹凸形状は、前記コアセグメントの一つに対
し、少なくともひとつの凹部または凸部が設けられたも
のとすることができる。コアセグメントごとに凹部また
は凸部が形成されることによって、各コアセグメントが
ケースに対して回転移動しないようになり、コアセグメ
ントの位置決めが確実に行える。 【０００７】さらに、前記ティースが設けられた円周方
向位置と同じ位置のステータコア外周部に、前記凹部を
設けることもできる。ステータコアの円筒部分において
は、ティース間に多くの磁束が通るため、この部分の磁
気抵抗を小さくする方が性能が向上する。このために
は、ティースの間の部分は凸部とし、ティースの位置で
は凹部とすることが好ましい。 【０００８】さらに、前記凹部の側面は、ステータ円筒
の半径方向に対し傾いているものとすることができる。
ロータの回転反力は、コアセグメントに対し、ステータ
の円筒の周方向に移動させる作用と、これをその場で回
転させようとする作用とを生じさせる。この構成によれ
ば、後者のコアセグメントを回転させるようとする力に
抗する面が、この力に対し、より直交するようになり、
より確実にコアセグメントの固定をすることができる。 【０００９】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（以下
実施形態という）を、図面に従って説明する。図１に
は、本実施形態の電動機のステータ１０の軸直交断面が
示されている。なお、本図においては、上半分のみが記
載されており、下半分については上半分と対称に現れる
ので記載を省略してある。コアセグメント１２は、略Ｔ
字型の断面形状を有し、Ｔ字型の縦線の部分に相当する
竿部分を内側に向け、隣り合うＴ字型の横線の部分に相
当する腕部分を接続させて円筒状に配列され、ステータ
コアを形成している。コアセグメント１２のＴ字型の竿
部分がステータコアのティースとなり、Ｔ字型の腕部分
が連続してステータコアのヨークとなっている。コアセ
グメント１２は、図２に示すような略Ｔ字型の電磁鋼板
を図２の紙面に直交する方向に積層して形成される。 【００１０】ティース１４の間の空間であるスロットに
は、コイル２０の一部が配置されている。また、ステー
タコアの外側には、アルミニウム製のケース２２が配置
され、ステータコアの外周面とケース２２の内周面が密
着し、ステータコアの円筒形の配列が確保される。 【００１１】このステータの作製は、まずコアセグメン
ト１２一つ一つに導線を巻回してコイル２０を形成す
る。そして、コイルが巻回されたコアセグメント１２を
円筒状に配列して、加熱したケース２２をかぶせて図１
の状態となる。ケース２２は、前述のようにアルミニウ
ムであり熱膨張率が比較的大きく、冷えたときにはステ
ータコアを外側から強く締め付ける。いわゆる焼きばめ
である。これによってステータコアの円筒形状が確保さ
れ、隣接するコアセグメント１２の腕部分が確実に密着
する。 【００１２】しかし、電動機の運転時の発熱により、ケ
ース２２が加熱されると、ステータコアを締め付ける力
が弱まる。ステータには、ロータを回転させることによ
って生じる反力が働くが、前記焼きばめの拘束力が弱く
なると、ステータコアがケース２２内で滑って回転する
ことが起こり得る。本実施形態においては、これを防止
するために、ステータコアとケース２２の接合面が凹凸
形状となるように、すなわちステータコア外周面とケー
ス内周面に互いにかみ合う凹凸形状が形成されている。 【００１３】この凹凸形状は、一つのコアセグメント１
２に対して凹部２４と凸部２６が一組設けられるように
配列されている。すなわち、円筒形のステータコアの、
ティース１４が設けられた回転方向位置と同じ位置の外
周面に凹部２４が設けられ、ティース１４の間に対応す
る外周面に凸部２６が設けられている。コアセグメント
１２にとってみれば、Ｔ字型の腕の真ん中部分に凹２４
部が設けられ、腕の両端部の各々が凸部２６の半分を形
成し、隣接するコアセグメント１２の突き合わされた腕
先端で一つの凸部が形成されている。さらに、凹部２４
の形状は、図示するように、ティース幅よりやや狭い底
面と、底面からＴ字型の腕先端に延び、外側に凸の円弧
により形成される側面とを有している。したがって、側
面は、ステータの半径方向に対して、またステータの周
方向に対して傾いたものとなっている。 【００１４】以上のように、ステータコアとケース２２
の接合面に凹凸形状を設けたので、ケース２２内でステ
ータコアが回転してずれることを防止することができ
る。また、コアセグメントごとに少なくともひとつの凹
凸を設けたことにより、ステータ全体としてのずれのみ
ならず、コアセグメントごとのずれも抑えることができ
る。また、コアセグメント１２どうしの相対位置も凹凸
形状によって精度良く決定できる。 【００１５】また、ステータコアの円筒部内の磁束は、
ティースとティースの間の部分を通るので、この部分の
磁気抵抗が小さい方が好ましい。このために、本実施形
態においては、ステータコアの凸部２６がティースの間
の部分、凹部２４がティースが設けられた部分となるよ
うに、凹凸が形成されている。 【００１６】さらに、ロータを回転させることにより生
じる反力は、ステータコア全体を回転させるように作用
するほか、個々のコアセグメント１２を倒すようにも作
用する。コアセグメント１２の外周側に凹凸を設けてい
ないと、この倒すように作用する力は、Ｔ字型腕部先端
の角で受けることになる。しかし、本実施形態のように
凹部２４を設け、その側面をステータ半径方向に対し斜
めに配置することで、前記の力を点ではなく面で受ける
ことができるようになり確実に保持できる。また、コア
セグメントを倒すように作用する力が、前述の形状を有
する凹部側面により直角に近い向きで作用することか
ら、コアセグメントのずれを抑制する効果がある。 【００１７】なお、本実施形態は、電動機に関するもの
であったが、発電機であってもステータを本実施形態と
同様の形状を有するものとすることができ、本実施形態
と同様にす内部でのステータの回転ずれを抑えることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態の電動機のステータの概略
構成を示す図である。 【図２】 本実施形態のコアセグメント形成する磁性鋼
板を示す図である。 【符号の説明】 １０ ステータ、１２ コアセグメント、１４ ティー
ス、２０ コイル、２２ ケース。
構成を示す図である。 【図２】 本実施形態のコアセグメント形成する磁性鋼
板を示す図である。 【符号の説明】 １０ ステータ、１２ コアセグメント、１４ ティー
ス、２０ コイル、２２ ケース。
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平８−275415（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−182264（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−275669（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−105487（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02K 1/06
H02K 1/14 - 1/18
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 円筒内面にティースが周方向に所定間隔
で配列された形状のステータコアと、前記ティースに導
線が巻回されて形成されたコイルと、を有する回転電機
のステータであって、 前記ステータコアは、前記ティースが各々一つ含まれる
ように分割されたコアセグメントを円筒状に配列して形
成され、 さらに、当該ステータは、前記ステータコア外周面に密
接し、これを収納するケースを有し、 前記ステータコアの、前記ケースとの接合面には、周方
向に、前記コアセグメントの一つに対し、そのコアセグ
メントのティースが設けられた円周方向位置と同じ位置
に一つの凹部が形成され、 前記ケースの接合面には、前記凹部にかみ合うように凸
部が形成され、 前記ステータコアの凹部の側面は、ステータ円筒の半径
方向に対し、外周に向けて広がる方向に傾いている、 回転電機のステータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18537097A JP3424509B2 (ja) | 1997-07-10 | 1997-07-10 | 回転電機のステータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18537097A JP3424509B2 (ja) | 1997-07-10 | 1997-07-10 | 回転電機のステータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1132454A JPH1132454A (ja) | 1999-02-02 |
| JP3424509B2 true JP3424509B2 (ja) | 2003-07-07 |
Family
ID=16169620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18537097A Expired - Fee Related JP3424509B2 (ja) | 1997-07-10 | 1997-07-10 | 回転電機のステータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3424509B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5008883B2 (ja) * | 2006-03-23 | 2012-08-22 | 住友電気工業株式会社 | ステータ、ステータコア及びステータコア保持部材 |
| CN102122868B (zh) | 2010-01-08 | 2016-06-29 | 思博莫顿股份公司 | 电机定子及其制造方法 |
| DE102012215232A1 (de) * | 2012-08-28 | 2014-03-06 | Robert Bosch Gmbh | Stator in einem Elektromotor |
| WO2014061159A1 (ja) * | 2012-10-19 | 2014-04-24 | 三菱電機株式会社 | モールド固定子、電動機、および空調室外機 |
| JP2016053309A (ja) * | 2014-09-03 | 2016-04-14 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 自動変速機と組み合わされる電動オイルポンプ |
-
1997
- 1997-07-10 JP JP18537097A patent/JP3424509B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1132454A (ja) | 1999-02-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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