JP5549078B2 - アウターロータ型回転電機の固定子 - Google Patents

Description

本発明は、回転電機の固定子に関し、特に、分割鉄心構造を有するアウターロータ型回転電機の固定子に関する。

従来、回転電機の固定子には、図３に示すように、分割鉄心６を周方向に複数並べて構成されるものがある。分割鉄心６は、例えば隣接する分割鉄心６との間に間隙を形成するようにその周方向の幅を狭く形成されたティース部６ａと、このティース部６ａの径方向外側にあって周方向に延びる延設部６ｂと、ティース部６ａの径方向内側にあって周方向に延びる連接部６ｃとから構成されている。ティース部６ａ及び延設部６ｂはそれぞれ径方向に対して概ね同一幅に形成されている。また、連接部６ｃは隣接する分割鉄心６の連接部６ｃと当接するように形成されている。

このように構成された回転電機の固定子においては、図４に示すように、ティース部６ａの側面に取り付けられた絶縁部材からなるボビン２を介して巻線３が巻回され、コイルが形成される。ボビン２は例えばほぼ一定の板厚に形成されており、その板厚は、巻線３の巻き数を増やすため可能な限り薄く形成することが望ましい。

また、図４に示したような構成に対し、分割鉄心構造を有する回転電機の固定子において、巻線の相間絶縁を行うために固定子のコイル間及び分割鉄心の外周にモールド樹脂を充填する際に、コイルが崩れて他相のコイルに近接あるいは接触して絶縁が確保できなくなることを防止することを目的として、隣接するコイル間に径方向に沿って延びる絶縁材を介装するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、巻線と固定子鉄心との十分な絶縁距離を確保するために、分割鉄心のティース部の一方の側面側に取り付けられた絶縁体の軸心側の内壁部に凹部を設け、他方の側面側に取り付けられた絶縁体の軸心側の内壁部に凸部を設け、これら凹部と凸部とを噛み合わせるようにしたものもある（例えば、特許文献２参照）。

特開平９−１８２３４２号公報 特開２００１−８３９５号公報

しかしながら、図４に示したような、板厚を薄く形成されたボビン２を介してティース部６ａに巻線３を巻回する構成においては、ボビン２が一般的に樹脂性であることから高い成型精度が得られ難いという問題があった。そのため、とくに相互に対向する二つのボビン２の端部が対向する部分（以下、対向部という）Ａにおいてはこのボビン２の端部間に隙間が形成されることがあった。

このように対向するボビン２の端部間に隙間が生じると、巻線３の整列度が悪い場合には一部の巻線３が他相のコイル側、換言すると、対向部Ａに形成されたボビン２の端部間の隙間の径方向外側にはみ出して、はみ出した巻線３と分割鉄心６との距離が接近し、対地との絶縁距離が確保できず、地絡するおそれがあるという問題があった。

また、上述した特許文献１に記載されたものは、固定子に巻回されたコイル間に樹脂を充填する構成であり、作業が煩雑になるとともに製造コストの上昇に繋がるという問題があった。また、特許文献２に記載されたものは、絶縁体（ボビン）に相互に噛み合うように凹部と凸部とを設ける必要があるため、絶縁体の厚さが厚くなり、巻線を巻く面積を広く取ることができないという問題もあった。

このようなことから本発明は、ボビンの板厚を厚くすることなく、絶縁距離を確実に維持することを可能としたアウターロータ型回転電機の固定子を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための第１の発明に係る回転電機の固定子は、巻線が巻回された分割鉄心を周方向に複数並べてなるアウターロータ型回転電機の固定子において、前記分割鉄心が、前記巻線が巻回されるティース部と、該ティース部の径方向内側に形成される前記ティース部に比較して幅広の連接部とを有し、前記ティース部には、その側面に取り付けられたボビンを介して前記巻線が巻回され、前記連接部には、隣り合う前記分割鉄心間で相互に対向する前記ボビンの端部と当該連接部とを離間させるようにその両側面に断面視円弧状の凹部が形成され、前記ボビンの端部に、前記凹部によって形成される空隙に向かって略直角に屈折して延びる突起部が形成されたことを特徴とする。

上述した第１の発明に係るアウターロータ型回転電機の固定子によれば、巻線が巻回された分割鉄心を周方向に複数並べてなるアウターロータ型回転電機の固定子において、分割鉄心が、巻線が巻回されるティース部と、該ティース部の径方向内側に形成されるティース部に比較して幅広の連接部とを有し、ティース部には、その側面に取り付けられたボビンを介して巻線が巻回され、連接部には、隣り合う分割鉄心間で相互に対向するボビンの端部と当該連接部とを離間させるようにその両側面に凹部が形成され、前記ボビンの端部に、前記凹部によって形成される空隙に向かって略直角に屈折して延びる突起部が形成されたので、巻線が他相のコイル側にはみ出した場合であっても、対地との絶縁距離を確保することができ、地絡を防止することができる。

また、凹部が、断面視円弧状に形成されたので、相互に対向するボビンの端部から分割鉄心までの絶縁距離をほぼ一定とすることができるので、巻線と分割鉄心との絶縁距離を効率よく確保することができる。

また、ボビンの端部に、凹部によって形成される空隙に向かって延びる突起部が形成されたので、分割鉄心の形状を維持しつつボビンの強度を向上させることができる。

図１（ａ）は本発明の実施例１に係る回転電機の固定子の要部断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の部分拡大図である。 図２（ａ）は本発明の実施例２に係る回転電機の固定子の要部断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の部分拡大図である。 分割鉄心を用いた回転電機の固定子をコイルを省略して示す正面図である。 分割鉄心を用いた回転電機の固定子の要部断面図である。

以下、図面を参照して本発明に係るアウターロータ型回転電機の固定子の詳細を説明する。

図１を用いて本発明の第１の実施例を詳細に説明する。図１（ａ）は本実施例に係る回転電機の固定子の要部断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の部分拡大図である。本実施例は、図４に示し上述した分割鉄心６に代えて、図１に示す分割鉄心１を用いるものである。その他の構成は上述したものと概ね同様であり、以下、図４に示し上述した部材と同様の部材には同一の符合を付して重複する説明は省略し、異なる構成を中心に説明する。

図１（ａ）に示すように、本実施例における分割鉄心１は、隣接する分割鉄心１との間に間隙を形成するようにその周方向の幅を狭く形成されたティース部１ａと、このティース部１ａの径方向外側にあって周方向に延びる延設部１ｂと、ティース部１ａの径方向内側にあってその両側面が隣り合う分割鉄心１と相互に当接される連接部１ｃとを備えて構成されている。

ティース部１ａ及び延設部１ｂはそれぞれ周方向の幅が径方向に沿って概ね同一幅となっている。ティース部１ａには、その側面に絶縁部材からなるボビン２が取り付けられ、このボビン２を介して巻線３が巻回されている。

そして、本実施例において連接部１ｃには、隣り合う分割鉄心１間で相互に対向するボビン２の端部と分割鉄心１（連接部１ｃ）とを離間させる凹部としての傾斜面１ｄが形成されている。この傾斜面１ｄは、連接部１ｃの隣り合う分割鉄心１と相互に当接する両側面のティース部１ａ側の端部に軸方向に沿って形成されている。

より詳しくは、傾斜面１ｄはボビン２の端部から一定距離を有するように形成され、そのため表面が正面視円弧状となっている。これにより、本実施例においては、図１（ｂ）に示すように、相互に隣接する分割鉄心１間に対向して配置されたボビン２の端部が対向する部分に対し、その軸心側に正面視概ね半円形の空隙４が形成された状態となっている。

このように構成したことにより、本実施例に係る回転電機の固定子によれば、ボビン２の板厚を薄く形成し、隣り合うボビン２の端部が対向する部分に巻線３がはみ出した場合であっても、傾斜面１ｄを形成したことにより巻線３から分割鉄心１までの絶縁距離を確保することができ、ボビン２の板厚を薄く形成して巻線３の巻き数を維持しつつ、地絡を防止することができる。

図２を用いて本発明の第２の実施例を詳細に説明する。図２（ａ）は本実施例に係る回転電機の固定子の要部断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の部分拡大図である。本実施例は、図１に示し上述したボビン２に代えて、図２に示すボビン５を用いる例である。その他の構成は図３及び図４に示し上述した実施例１の構成と概ね同様であり、以下、上述した部材と同様の部材には同一の符合を付して重複する説明は省略し、異なる構成を中心に説明する。

図２（ａ）に示すように、絶縁部材からなるボビン５はティース部１ａの側面に取り付けられ、このボビン５を介してティース部１ａに巻線３が巻回される。ボビン５はほぼ一定の板厚に形成されている。さらに本実施例において、相互に隣接する分割鉄心１間で相互に対向するボビン５の端部には突起部としてのリブ５ａが形成されている。リブ５ａは、ボビン５の端部から連接部１ｃに設けられた傾斜面１ｄによって構成される空隙４側へ向かって突出している。即ち、リブ５ａは空隙４に収納可能な程度の大きさに形成されている。

このように構成したことにより、本実施例に係る回転電機の固定子によれば、板厚を薄く形成されたボビン５の強度を向上させることができ、ボビン５を分割鉄心１に組みつける際にボビン５が破損するなどのおそれを低減することができる。換言すると、実施例１のボビン１に比較して本実施例のボビン５の厚さを７０〜５０％程度にしても実施例１のボビン１と同様の強度を得ることができる。しかも、リブ５ａを分割鉄心１の連接部１ｃに形成した傾斜面１ｄによって構成される空隙４に収納可能な程度の大きさとしたため、リブ５ａを収納するための新たな空隙を形成することなく、巻線３と分割鉄心１との間の地絡を防止するための構造を利用してボビン５の強度を向上させることができ、好適である。

なお、上述した実施例は一例であり、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例えば、上記実施例では、凹部として、相互に対向するボビン１（又は５）の端部から一定距離となるように正面視円弧状に形成された傾斜面１ｄを設けたが、凹部の形状はこれに限定されるものではなく、例えば、テーパ状、または矩形状に形成するなど相互に対向するボビンの端部と連接部とを離間させることができる形状とすればよく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。

本発明は、分割鉄心構造を有するアウターロータ型回転電機の固定子に適用可能である。

１ 分割鉄心
１ａ ティース部
１ｂ 延設部
１ｃ 連接部
１ｄ 傾斜面
２，５ ボビン
３ 巻線
４ 空隙
５ａ リブ

Claims (1)

1. 巻線が巻回された分割鉄心を周方向に複数並べてなるアウターロータ型回転電機の固定子において、
   前記分割鉄心が、前記巻線が巻回されるティース部と、該ティース部の径方向内側に形成される前記ティース部に比較して幅広の連接部とを有し、
   前記ティース部には、その側面に取り付けられたボビンを介して前記巻線が巻回され、
   前記連接部には、隣り合う前記分割鉄心間で相互に対向する前記ボビンの端部と当該連接部とを離間させるようにその両側面に断面視円弧状の凹部が形成され、
   前記ボビンの端部に、前記凹部によって形成される空隙に向かって略直角に屈折して延びる突起部が形成された
   ことを特徴とするアウターロータ型回転電機の固定子。

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