JP5602086B2 - 回転電機及びそのステータの製造方法 - Google Patents
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Description
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による回転電機を示す正面図である。図において、回転電機には、ステータ1とロータ2とが設けられている。ステータ1には、円環状のコアバック10と、コアバック10の内縁部から内径側に向かって突出された複数のティース11と、各ティース11間に形成されたスロット12と、各ティース11に巻回されたコイル13とが設けられている。各ティース11は、周方向3に互いに間隔を置いて配置されている。ロータ2は、ステータ1の内周側でステータ1と同軸に配置されている。ロータ2の外周面には、複数の永久磁石20が貼り付けられている。
図6は、この発明の実施の形態2による回転電機の構成を示す説明図である。実施の形態1では、20極24スロットの回転電機の場合を説明したが、この実施の形態2では、32極36スロットの回転電機の場合を説明する。なお、実施の形態1と同等の構成については、同じ符号を付して説明する。
図8は、この発明の実施の形態3による回転電機を示す正面図であり、図9は、図8の各ティース11に対するコイル13の巻回方法を示す説明図であり、図10は、図9のU相の相コイル41Uにおける相コイル部40の結線を示す回路図である。実施の形態1では、20極24スロットの回転電機の場合を説明したが、この実施の形態3では、図8に示すように10極12スロットの回転電機について説明する。なお、実施の形態1と同等の構成については、同じ符号を付して説明する。
図12は、この発明の実施の形態4による回転電機のステータ1の製造に用いるブロック片400を示す平面図である。なお、実施の形態1の構成と同一又は同等の構成については、同じ符号を付して説明する。実施の形態1のブロック片101では、薄肉部102bにより各コアバック部102aが連結されていたが、この実施の形態2のブロック片400では、回転軸部401により各コアバック部102aが連結されている。具体的に説明すると、各コアバック部102aの周方向に沿う一方の側部には凸部402が形成されており、他方の側部には凸部402の形状に沿う凹部403が形成されている。隣接する各コアバック部102aの凸部402と凹部403とは、ダボ又はピンからなる回転軸により連結されている。すなわち、本実施の形態では、回転軸部401は、ダボ又はピンからなる回転軸により連結された、隣接する各コアバック部102aの凸部402と凹部403とから構成される。その他の構成は、実施の形態1と同様である。
図13は、この発明の実施の形態5による回転電機のステータ1の製造に用いるブロック片500を示す平面図である。なお、実施の形態1の構成と同一又は同等の構成については、同じ符号を付して説明する。実施の形態1のブロック片101では、第1ブロック片101aと第2ブロック片101bとが互いに重ならないように配置して板状部材から打ち抜いている(図5参照)。このような配置で第1ブロック片101aと第2ブロック片101bとを打ち抜くと、各ブロック片101a,101bにおける各ティース本体片103aの中央直線103cの間隔が等間隔とならない。図5に示すようなブロック片101a,101bは複数段のプレス打抜き加工により徐々に形成されるものであるが、中央直線103cの間隔が等間隔でない場合には、図5のものと表裏反転された配置のブロック片101a,101bを形成しようとするときに金型の共通部分が少なくなる。このため、表裏反転された配置で打ち抜こうとするときに、多くの金型を流用できず、設備コストが増大してしまう。
図15は、この発明の実施の形態6による回転電機のステータ1の製造に用いるブロック片600を示す平面図である。なお、実施の形態1の構成と同一又は同等の構成については、同じ符号を付して説明する。実施の形態1の構成では、第1ブロック片101aの先端突起片103bの突出方向103dが第2ブロック片101bの先端突起片103bの突出方向103eと逆向きとされており、第1及び第2ブロック片101a,101bは、互いに板面に垂直な軸を中心に180°回転された配置で板部材から打ち抜かれていた(図5参照)。
また、第1及び第2ブロック片101a,101bの素材となる板材に板厚偏差がある場合、通常なら周方向に1ブロックごとに厚みの周期ができてしまうが、上述の配置では、形成したステータブロック100を板面に垂直な軸を中心に180°回転させた上でステータブロック100を連結するので、厚みの周期を変更でき、トルクリップルなどを低減できる。
図16は、この発明の実施の形態7による回転電機のステータ1の製造に用いるブロック片600を示す平面図である。なお、実施の形態1〜6の構成と同一又は同等の構成については、同じ符号を付して説明する。実施の形態1〜6では、先端突起片103bは、各ティース片103の先端部から中央直線103cを中心とする右方向及び左方向のいずれか一方に向かって突出されていたが、図16に示すように、先端突起片103bは、中央直線103cを中心として各ティース片103が左右非対称となるように、各ティース片103の先端部から右方向及び左方向の両方に向かって突出されるように構成されてもよい。
Claims (9)
- 周方向に互いに間隔を置いて複数のティースが設けられたステータと、前記ステータと同軸に配置されたロータとを備え、最大公約数が1となる前記ロータの極数と前記ステータのスロット数との比がm:n(但し、mは正の整数、nは3の倍数)となる3相の回転電機であって、
周方向に沿って連続するn÷3個のティースを1組として、隣り合うティースに対して反転された巻回方向で各組のティースに対してコイルが集中巻で巻回されることにより複数の相コイル部が形成されるとともに、周方向に沿って2つ置きに各相コイル部が互いに結線されることにより3相の相コイルが形成されており、
前記相コイルは、複数の前記相コイル部が直列に接続されることで構成された複数のコイル接続体が互いに並列に接続されることで形成されており、
前記ティースには、周方向に沿う第1方向に偏って突出された先端突起を有する第1ティースと、前記第1方向とは逆向きの第2方向に偏って突出された先端突起を有する第2ティースとが含まれており、
前記第1及び第2ティースの配置並びに前記相コイル部の結線は、各コイル接続体内における前記第1ティースの数と前記第2ティースの数との差が0となるとともに、並列に接続される前記コイル接続体間で各相コイル部内での周方向に沿う前記第1及び第2ティースの配列の組み合わせが等しくなるように行われていることを特徴とする回転電機。 - 周方向に互いに間隔を置いて複数のティースが設けられたステータと、前記ステータと同軸に配置されたロータとを備え、最大公約数が1となる前記ロータの極数と前記ステータのスロット数との比がm:n(但し、mは正の整数、nは6の倍数)となる3相の回転電機であって、
周方向に沿って連続するn÷3個のティースを1組として、隣り合うティースに対して反転された巻回方向で各組のティースに対してコイルが集中巻で巻回されることにより複数の相コイル部が形成されるとともに、周方向に沿って2つ置きに各相コイル部が互いに並列に接続されることにより3相の相コイルが形成されており、
前記ティースには、周方向に沿う第1方向に偏って突出された先端突起を有する第1ティースと、前記第1方向とは逆向きの第2方向に偏って突出された先端突起を有する第2ティースとが含まれており、
前記第1及び第2ティースの配列は、各相コイル部内における前記第1ティースの数と前記第2ティースの数との差が0となるとともに、並列に接続される各相コイル部間で各相コイル部内での周方向に沿う前記第1及び第2ティースの配列が等しくなるように行われていることを特徴とする回転電機。 - 前記第1ティース及び前記第2ティースは、それぞれ周方向に沿って所定の個数だけ連続して設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の回転電機。
- 複数の前記第1ティース及び複数の前記第2ティースのいずれか一方を各々含む複数のステータブロックを周方向に沿って連結することで請求項3記載の回転電機のステータを形成することを特徴とする回転電機のステータの製造方法。
- 前記ステータブロックは、複数のティース片がコアバック片により連結された同一形状の複数のブロック片を同じ向きで積層することで形成されており、
第1ブロック片の前記ティース片の間に第2ブロック片の前記ティース片が挿入された配置で2列一組として板部材から前記ブロック片を打ち抜くことを特徴とする請求項4記載の回転電機のステータの製造方法。 - 各ティース片には、前記コアバック片から延出されたティース本体片と、前記ティース本体片から突出されるとともに、前記ブロック片が積層された際に前記先端突起を形成する先端突起片とが設けられており、
前記第1及び第2ブロック片の前記ティース本体片の根元位置には、前記ティース本体片の左右一方の側部にのみ、前記第1及び第2ブロック片の一方の前記ティース本体片の根元位置から他方の前記先端突起片が打ち抜かれることにより形成された根元切欠部が設けられていることを特徴とする請求項5記載の回転電機のステータの製造方法。 - 前記ティース本体片の幅方向に沿う前記根元切欠部の切欠量は、
前記第1ブロック片と前記第2ブロック片とを前記板部材から打ち抜くときに、各ブロック片における各ティース本体片の幅方向に沿う中央直線を等間隔に配置した場合に、前記第1及び第2ブロック片の一方の前記先端突起片が他方の前記ティース本体片と重なる量に所定の打抜しろを加えた量であることを特徴とする請求項6記載の回転電機のステータの製造方法。 - 前記第1及び第2ブロック片の何れか一方を板面に垂直な軸を中心に180°回転することで、前記一方が他方に対して表裏が反転された関係となる配置で、前記板部材から前記ブロック片を打ち抜くことを特徴とする請求項5から請求項7までのいずれか1項に記載の回転電機のステータの製造方法。
- 前記第1ティース及び前記第2ティースは、周方向に沿って交互に設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の回転電機。
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