JP6060257B2 - 回転機 - Google Patents

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Description

本発明は、モータ又は発電機のような回転機に関する。
モータ又は発電機のような回転機のステータでは、ステータコアとコイルが電気的に絶縁される。例えば、特許文献1には、ステータが開示されている。このステータは、分割コアを複数、円環状に連結してなるステータコアを有する。分割コアには、モータ軸線方向の両側に配置された第1インシュレータ及び第2インシュレータを介して駆動コイルが巻回されている。分割コアの各々は、シート状の第3インシュレータで覆われている。駆動コイルは、第3インシュレータの上に巻回されている。第3インシュレータは、略矩形形状のスロット絶縁紙である。第3インシュレータは、周方向の端部に、分割コアの外周側円弧部の周方向の端部より周方向及びモータ軸線方向の双方に張り出した張り出し部を備えている。ステータを構成する場合、第3インシュレータによって分割コアの突極側面、内周側円弧部の内周面及び外周側円弧部の内周面が覆われる。その後、分割コアのモータ軸線方向の両側から第1インシュレータ及び第2インシュレータが被せられる。第3インシュレータのモータ軸線方向の両端部分は、分割コアの突極、内周側円弧部及び外周側円弧部の各面と、第1インシュレータ及び第2インシュレータの各部の間において挟持された状態となる。
特許文献2には、電動機鉄心と巻線の絶縁構造が開示されている。この絶縁構造では、インシュレータが、軸方向の両端部に設置される。インシュレータは、巻線が施される突極部の軸方向端面と、スロット外周部の軸方向端部が一定長を覆うように成形される。インシュレータの外側に、スロット外周部の形状に合うように折り曲げられた絶縁紙が配置される。この絶縁構造では、インシュレータと絶縁紙が、軸方向に一定長、重なり合う。
特開2010−45868号公報 特開2001−112205号公報
モータ又は発電機のような回転機のステータでは、ステータコアとコイルの電気的な絶縁が確保される。絶縁部材としての絶縁紙がステータコアのスロットを形成するスロット側面に設けられる。この場合、絶縁紙は、スロット側面に接した状態で設けられる。樹脂成形により形成された絶縁部材としての樹脂成形体が、前述した状態のステータコアの積層方向の両側に装着される。絶縁紙は、積層方向の両側の各端部分がスロット側面とステータコアの各端面にそれぞれ装着された樹脂成形体に挟み込まれて支持される。
絶縁紙は、樹脂製のシート材である。そのため、剛性が低い。絶縁紙をスロット側面に接した状態で配置し、その後、ステータコアの端面に樹脂成形体を装着するとする。この場合、絶縁紙が折れ曲がり、又は、絶縁紙がスロット側面からめくれるといった事象が発生することが想定される。このような事象が発生すると、樹脂成形体をスムーズに装着することができなくなると考えられる。そのため、このような事象に対する対策が別途必要になる場合もある。
本発明は、ステータコアとコイルの電気的な絶縁を確保する絶縁部をスムーズに形成可能な構造のステータを備える回転機を提供することを目的とする。
本発明の一側面は、ロータと、ステータと、を備え、前記ステータは、鋼板を積層して形成され、環状のヨークと、前記ヨークから前記ロータの側に突出する複数のティースと、を備えるステータコアと、前記複数のティースのそれぞれに設けられ、前記複数のティースのうち、隣り合うティース間に形成されたスロットに収容された複数のコイルと、前記鋼板が積層された積層方向の第一側で前記ステータコアに装着され、前記ステータコアと前記コイルとを電気的に絶縁する第一樹脂成形体と、前記積層方向の第二側で前記ステータコアに装着され、前記ステータコアと前記コイルとを電気的に絶縁する第二樹脂成形体と、前記スロットを形成するスロット側面に沿った形状を有し、前記積層方向における前記ステータコアの中心部分を含む前記スロット側面の所定の領域に接した状態で設けられ、前記ステータコアと前記コイルとを電気的に絶縁する第三樹脂成形体と、を備え、前記ティースは、前記ロータの回転軸を中心とする周方向において、前記ロータに対向する対向部が、前記ヨークから前記ロータの側に突出した前記コイルが設けられる突出部より幅広に形成され、前記第一樹脂成形体は、前記積層方向の第一側となる前記ステータコアの第一端面を覆う第一端面側部と、前記第一端面側部と一体をなし、前記スロット側面のうちの前記積層方向の一部の領域であって、前記第一端面に連続する前記積層方向の第一側の第一領域を覆う第一スロット側部と、を備え、前記第二樹脂成形体は、前記積層方向の第二側となる前記ステータコアの第二端面を覆う第二端面側部と、前記第二端面側部と一体をなし、前記スロット側面のうちの前記積層方向の一部の領域であって、前記第二端面に連続する前記積層方向の第二側の第二領域を覆う第二スロット側部と、を備え、前記第一スロット側部は、前記第三樹脂成形体の前記積層方向の第一側の端部分と重なり合い、前記第二スロット側部は、前記第三樹脂成形体の前記積層方向の第二側の端部分と重なり合前記第三樹脂成形体は、前記積層方向に直交する前記スロット側面から離間する厚み方向において、前記中心部分を含む前記スロット側面のうちの前記対向部によって形成される領域に接する第一部分が、前記対向部によって形成される領域以外の前記中心部分を含む前記スロット側面の領域に接する第二部分より肉厚である、回転機である。
これによれば、スロット側面においてステータコアとコイルを絶縁する絶縁部材としての第三樹脂成形体の剛性を向上させることができる。第三樹脂成形体をステータコアに接した状態で配置した後、積層方向の両側に第一樹脂成形体及び第二樹脂成形体をそれぞれ装着する際、第三樹脂成形体の折れ曲がり及び/又はめくれ等を抑制することができる。ステータコアに第一樹脂成形体及び第二樹脂成形体をスムーズに装着することができる。第一スロット側部と第三樹脂成形体を重ね合わせることで、この部分における絶縁距離を長くすることができる。第二スロット側部と第三樹脂成形体を重ね合わせることで、この部分における絶縁距離を長くすることができる。第三樹脂成形体の第一部分の剛性を高めることができる。コイルを形成する導線をスロット内に保持することができる。例えば、隣り合うティース同士で対向する対向部間に形成されたスロット開口部から、コイルを形成する導線がこぼれ落ちることを抑制することができる。上記において、「第一樹脂成形体」、「第二樹脂成形体」及び「第三樹脂成形体」は、それぞれが金型のような型内に形成されたキャビティに樹脂を射出及び充填し、所望の形状に成形された絶縁部材であることを意味する。従って、例えば、樹脂材料により形成された絶縁紙に対して折り曲げ加工等を施し形成されたような絶縁部材は、「第三樹脂成形体」には含まれない。
前記第一スロット側部には、前記第三樹脂成形体の前記積層方向の第一側の端部分と重なり合う部分に第一切欠部が形成され、前記第二スロット側部には、前記第三樹脂成形体の前記積層方向の第二側の端部分と重なり合う部分に第二切欠部が形成され、前記第三樹脂成形体の前記積層方向の第一側の端部分には、前記第一スロット側部と重なり合う部分に第三切欠部が形成され、前記第三樹脂成形体の前記積層方向の第二側の端部分には、前記第二スロット側部と重なり合う部分に第四切欠部が形成され、前記第一スロット側部は、前記第一切欠部と前記第三切欠部とを接ぎ合わせた状態で、前記第三樹脂成形体の前記積層方向の第一側の端部分と重なり合い、前記第二スロット側部は、前記第二切欠部と前記第四切欠部とを接ぎ合わせた状態で、前記第三樹脂成形体の前記積層方向の第二側の端部分と重なり合う、ようにしてもよい。
これによれば、第一スロット側部と第三樹脂成形体が重なり合う部分と、第二スロット側部と第三樹脂成形体が重なり合う部分の厚みの増加を抑制することができる。上述したような、第一切欠部と第三切欠部を接ぎ合わせた構造、及び、第二切欠部と第四切欠部を接ぎ合わせた構造は、「合い決り」と称されることもある。「接ぎ合わせ」は、広く解釈される。例えば、接ぎ合わせの対象となる2個の樹脂成形体が、分離可能な状態で、切欠部同士で掛け合わされた構造を含む。対象となる2個の樹脂成形体が一体的に、例えば接着等された構造であってもよい。
本発明によれば、ステータコアとコイルの電気的な絶縁を確保する絶縁部をスムーズに形成可能な構造のステータを備える回転機を得ることができる。
回転機の概略構成を示す平面図である。 ステータコアセグメントと第一樹脂成形体と第二樹脂成形体と第三樹脂成形体の概略構成を示す斜視図である。 絶縁部によって被覆されたステータコアセグメントの概略構成を示す斜視図である。 コイルが形成されたステータコアセグメントの概略構成を示す斜視図である。 図3のD−D線端面図である。 一体型のステータコアに対応した第三樹脂成形体の概略構成を示す斜視図である。
本発明を実施するための実施形態について、図面を用いて説明する。本発明は、以下に記載の構成に限定されるものではなく、同一の技術的思想において種々の構成を採用することができる。例えば、以下に示す構成の一部は、省略し又は他の構成等に置換してもよい。他の構成を含むようにしてもよい。
<回転機>
回転機10は、例えば、モータ又は発電機である。モータ又は発電機のような回転機10は、各種の製品に搭載される。例えば、回転機10は、電動車両に搭載される。電動車両としては、電気自動車、電動自転車、電動車椅子、電動カート又は電動配膳車が例示される。電気自動車は、ハイブリッド自動車を含む。回転機10がモータである場合、回転機10は、例えば、電動車両を移動させるための動力源として利用される。回転機10は、図1に示すように、ロータ20と、ステータ30を備える。
ロータ20は、ロータコア21と、複数の永久磁石と、シャフト23を備える。図1では、永久磁石の図示は省略されている。ロータコア21は、例えば、プレス機によって電磁鋼板を打ち抜きつつ積層して形成される。ロータコア21には、複数の永久磁石が装着される。例えば、複数の永久磁石は、ロータコア21に形成された永久磁石の数に対応する複数の空間にそれぞれ収納される。回転機10がモータである場合、このようなロータ20を備えるモータは、IPM(Interior Permanent Magnet)モータと称される。複数の永久磁石は、ロータコア21の外周面に装着されるようにしてもよい。このようなロータ20を備えるモータは、SPM(Surface Permanent Magnet)モータと称される。
シャフト23は、ロータコア21の中心部に形成された貫通孔に固定される。シャフト23には、ロータコア21の両側に軸受が取り付けられる。軸受は、ステータ30に設けられた支持部に支持される。図1では、軸受と支持部の図示は省略されている。シャフト23は、回転軸となる。ロータ20は、シャフト23を中心として回転する。ロータ20は、公知のモータ又は発電機が備えるロータと同様である。従って、ロータ20に関するこの他の説明は省略する。実施形態では、ロータ20が回転する方向を「回転方向」という。図1でシャフト23の近傍に示す「矢印」は、回転方向を示す。回転方向に対応する方向を「周方向」という。周方向は、回転軸となるシャフト23を中心とし、回転方向及びこれとは反対の方向の両方向を含む概念である。回転方向とは反対の方向を「反回転方向」という。回転機10において、回転軸となるシャフト23を中心とする放射方向を「径方向」という。
ステータ30は、ステータコア31と、複数のコイル50と、絶縁部60を備える。ステータコア31は、図1に示すように、ヨーク34と、複数のティース35を備える。図1に示す例では、ステータコア31は、12個のティース35を備える。12個のティース35は、ヨーク34からロータ20(シャフト23)の側に突出する。ティース35が突出する方向は、径方向に一致する。
ステータコア31は、複数のステータコアセグメント40を環状に配置して形成される(図1及び図2参照)。実施形態では、ステータコアセグメント40を「セグメント40」という。図1に基づけば、ステータコア31は、12個のセグメント40を環状に配置して形成される。1個のセグメント40におけるティース35の数は1個である。そのため、ステータコア31には、12個のスロット36が形成される。スロット36は、隣り合うティース35の間に形成された空間である。ステータ30のスロット数は、要求される性能等の諸条件を考慮して適宜設定される。
セグメント40は、図2に示すように、ヨーク部分41と、ティース35を備える。セグメント40は、プレス機によって電磁鋼板を、図2に示すような所定の形状に打ち抜きつつ積層して形成される。実施形態では、セグメント40を形成するに際し、電磁鋼板が積層される方向を「積層方向」という。積層方向は、ロータコア21において電磁鋼板が積層される方向に一致する。
ティース35は、突出部43と、対向部45を備える。突出部43は、ヨーク34から径方向をロータ20の側に突出した状態で設けられるティース35において、突出する部分を形成する。突出部43には、コイル50が設けられる。対向部45は、ティース35において、ロータ20に対向する部分を形成する。周方向において、対向部45は、突出部43より幅広とされる。
実施形態では、積層方向の一方側を「第一側」という。積層方向の他方側を「第二側」という。積層方向におけるステータコア31の両端面に関し、積層方向の第一側となるステータコア31の端面を「第一端面32」といい、積層方向の第二側となるステータコア31の端面を「第二端面33」という(例えば図1及び図5参照)。第二端面33は、積層方向において第一端面32の反対側となるステータコア31の端面である。ステータコア31の第一端面32は、セグメント40における積層方向の第一側の端面によって形成される。ステータコア31の第二端面33は、セグメント40における積層方向の第二側の端面によって形成される。従って、実施形態では、第一端面32は、積層方向の第一側におけるセグメント40の端面を含む概念である。第二端面33は、積層方向の第二側におけるセグメント40の端面を含む概念である。積層方向の第一側におけるセグメント40の端面は、同側におけるヨーク部分41とティース35の各端面を含む。積層方向の第二側におけるセグメント40の端面は、同側におけるヨーク部分41とティース35の各端面を含む。
ティース35の突出部43に設けられたコイル50のうち、コイルエンド部を除く部分は、スロット36に収容される(図1参照)。コイル50は、ティース35の突出部43に導線を巻回して形成される。例えば、コイル50は、図1及び図4に示すように、ティース35の突出部43に導線を集中巻きして形成される。コイル50は、セグメント40を対象として、所定の巻線機によって形成される。コイル50の形成に際し、セグメント40は、図3に示すように、絶縁部60によって被覆される。絶縁部60によれば、セグメント40(ステータコア31)とコイル50の電気的な絶縁を確保することができる。絶縁部60に関する説明は、後述する。
複数のコイル50は、U相、V相及びW相の何れかのコイル50にそれぞれ分類される。各相のコイル50は、所定の方式で結線される。例えば、各相のコイル50は、スター結線される。セグメント40へのコイル50の形成と、コイル50を形成した後の結線には、公知の巻線技術及び結線技術を採用することができる。従って、これらに関するこの他の説明は省略する。
複数のセグメント40は、環状に配置される。このとき、セグメント40には、絶縁部60を介して突出部43にコイル50が形成されている(図4参照)。セグメント40では、ヨーク部分41の周方向の一方側に凹部を形成し、他方側に凸部を形成するようにしてもよい。複数のセグメント40を環状に配置する場合、隣り合うセグメント40のヨーク部分41にそれぞれ形成された凹部と凸部が嵌め合わされる。複数のセグメント40は、凹部と凸部の嵌め合わせによって環状に配置される。環状に配置された複数のセグメント40は、環状状態が維持されるように、所定の方法で固定される。例えば、複数のセグメント40は、結線された後、樹脂成形用の金型内で環状に配置され、樹脂モールドされる。これによって、ステータ30には、金型内に射出及び充填された樹脂によるモールド部が形成される。ステータ30は、モールド部によって被覆された状態となる。モールド部を形成する樹脂としては、BMC(Bulk Molding Compound)が例示される。回転機10がモータである場合、このようなステータ30を備えるモータは、モールドモータと称される。図1では、モールド部の図示は省略されている。
ステータが備えるステータコアを分割された複数のセグメントによって形成することは、公知の技術である。ステータ30におけるステータコア31は、例えば、このような公知の分割コア技術によって実現される。ステータをモールドする構成も、公知の技術である。モールドされたステータ30は、例えば、このような公知のモールド技術によって実現される。従って、これらに関するこの他の説明は省略する。
<絶縁部>
絶縁部60は、図2及び図3に示すように、第一樹脂成形体70と、第二樹脂成形体80と、第三樹脂成形体90A,90Bを組み立てて形成される。第一樹脂成形体70と第二樹脂成形体80と第三樹脂成形体90A,90Bは、樹脂成形によって形成される。樹脂成形には、成形対象となる樹脂成形体の形状に対応したキャビティがそれぞれ形成された金型が用いられる。
第一樹脂成形体70は、積層方向の第一側でセグメント40に装着される(図2及び図3参照)。第一樹脂成形体70は、第一端面側部71と、第一スロット側部73を備える。第一端面側部71は、第一樹脂成形体70がセグメント40に装着された状態で、第一端面32を覆う。第一端面側部71は、径方向の両側の部分がそれぞれ積層方向の第一側に立ち上がった壁状に形成されている(図2参照)。第一端面側部71において、ヨーク部分41の側の壁状部分と対向部45の側の壁状部分は、径方向に所定の間隔で並ぶ。ヨーク部分41の側の壁状部分は、ヨーク部分41の幅WS1に対応した幅WI1とされる。対向部45の側の壁状部分は、対向部45の幅WS2に対応した幅WI2とされる。2個の壁状部分は、積層方向の第一側におけるコイル50のコイルエンド部を径方向から支持する(図1及び図4参照)。
第一スロット側部73は、周方向において第一端面側部71の両側で第一端面側部71と一体をなす。第一スロット側部73は、周方向の両側それぞれで第一領域R1を覆う。第一領域R1は、スロット36を形成するスロット側面のうちの積層方向の一部の領域であって、第一端面32に連続する積層方向の第一側の領域である(図2及び図5参照)。スロット側面は、隣り合う2個のセグメント40の側面M1,M2,M3と側面N1,N2,N3により形成される。従って、周方向の両側に設けられる第一スロット側部73のうち、回転方向の側の第一スロット側部73は、側面M1,M2,M3による第一領域R1を覆う。周方向の両側に設けられる第一スロット側部73のうち、反回転方向の側の第一スロット側部73は、側面N1,N2,N3による第一領域R1を覆う。実施形態では、「回転方向の側」を「回転側」という。「反回転方向の側」を「反回転側」という。
側面M1,M2,M3は、ティース35を基準として回転側となるセグメント40の側面である。側面M1は、ヨーク部分41の内周側の側面である。側面M2は、突出部43の側面である。側面M3は、対向部45の外周側の側面である。側面N1,N2,N3は、ティース35を基準として反回転側となるセグメント40の側面である。側面N1は、ヨーク部分41の内周側の側面である。側面N2は、突出部43の側面である。側面N3は、対向部45の外周側の側面である。実施形態において、「内周側」は、径方向においてシャフト23に向かう側である。「外周側」は、径方向においてシャフト23から離間する側である。
第二樹脂成形体80は、積層方向の第二側でセグメント40に装着される(図2及び図3参照)。第二樹脂成形体80は、第二端面側部81と、第二スロット側部83を備える。第二端面側部81は、第二樹脂成形体80がセグメント40に装着された状態で、第二端面33を覆う。第二端面側部81は、径方向の両側の部分がそれぞれ積層方向の第二側に立ち上がった壁状に形成されている(図2参照)。第二端面側部81において、ヨーク部分41の側の壁状部分と対向部45の側の壁状部分は、径方向に所定の間隔で並ぶ。ヨーク部分41の側の壁状部分は、ヨーク部分41の幅WS1に対応した幅WI1とされる。対向部45の側の壁状部分は、対向部45の幅WS2に対応した幅WI2とされる。2個の壁状部分は、積層方向の第二側におけるコイル50のコイルエンド部を径方向から支持する(図4参照)。
第二スロット側部83は、周方向において第二端面側部81の両側で第二端面側部81と一体をなす。第二スロット側部83は、周方向の両側それぞれで第二領域R2を覆う。第二領域R2は、スロット側面のうちの積層方向の一部の領域であって、第二端面33に連続する積層方向の第二側の領域である(図2及び図5参照)。周方向の両側に設けられる第二スロット側部83のうち、回転側の第二スロット側部83は、側面M1,M2,M3による第二領域R2を覆う。周方向の両側に設けられる第二スロット側部83のうち、反回転側の第二スロット側部83は、側面N1,N2,N3による第二領域R2を覆う。第一樹脂成形体70と第二樹脂成形体80は、形状的には同一の樹脂成形体であってもよい。
第三樹脂成形体90Aは、ティース35を基準として回転側となるスロット側面に沿った形状を有する。1個のセグメント40に基づけば、第三樹脂成形体90Aは、ティース35を基準として回転側で連続した側面M1,M2,M3に沿った形状を有する(図2参照)。第三樹脂成形体90Aは、積層方向におけるセグメント40(ステータコア31)の中心部分を含むスロット側面の所定の領域に接した状態で設けられる。
第三樹脂成形体90Bは、ティース35を基準として反回転側となるスロット側面に沿った形状を有する。1個のセグメント40に基づけば、第三樹脂成形体90Bは、ティース35を基準として反回転側で連続した側面N1,N2,N3に沿った形状を有する(図2参照)。第三樹脂成形体90Bは、積層方向におけるセグメント40(ステータコア31)の中心部分を含むスロット側面の所定の領域に接した状態で設けられる。
第三樹脂成形体90A,90Bは、第一部分91と、第二部分を含む。第三樹脂成形体90A,90Bのそれぞれにおいて、第一部分91は、スロット側面のうちの対向部45によって形成される領域に沿った部分である。換言すれば、第三樹脂成形体90Aの第一部分91は、側面M3に沿った部分である。第三樹脂成形体90Bの第一部分91は、側面N3に沿った部分である。第三樹脂成形体90A,90Bのそれぞれにおいて、第二部分は、第一部分91以外の部分である。換言すれば、第三樹脂成形体90Aの第二部分は、側面M3以外の側面M1,M2に沿った部分である。第三樹脂成形体90Bの第二部分は、側面N3以外の側面N1,N2に沿った部分である。第三樹脂成形体90A,90Bでは、第一部分91の厚みT1が第二部分の厚みT2より肉厚とされる(厚みT1>厚みT2)。第一部分91の厚みT1及び第二部分の厚みT2は、厚み方向における厚み寸法である。厚み方向は、積層方向に直交するスロット側面から離間する方向である。
第三樹脂成形体90A,90Bは、積層方向における中心を基準として第一側の形状と第二側の形状が面対称な形状であってもよい(図2及び図5参照)。この場合、第三樹脂成形体90A,90Bを同一形状の1種類の樹脂成形体により実現することができる。但し、第三樹脂成形体90A,90Bは、前述した形状とは異なる形状であってもよい。
セグメント40への第一樹脂成形体70と第二樹脂成形体80と第三樹脂成形体90A,90Bの装着は、次のようにして行われる。先ず、第三樹脂成形体90A,90Bがそれぞれ、スロット側面に接した状態で配置される。このとき、第三樹脂成形体90A,90Bは、上述した通り、回転側及び反回転側の各スロット側面において、積層方向の中心部分を含む所定の領域にそれぞれ配置される。
次に、第一樹脂成形体70と第二樹脂成形体80が、第三樹脂成形体90A,90Bがスロット側面に配置されたセグメント40に対して装着される。即ち、第一樹脂成形体70が積層方向の第一側に装着される。第二樹脂成形体80が積層方向の第二側に装着される。第一樹脂成形体70の装着に伴い、回転側の第一スロット側部73は、第一領域R1のうちの積層方向の第二側の領域において、第三樹脂成形体90Aの積層方向の第一側の端部分と重なり合う(図5参照)。同じく、反回転側の第一スロット側部73は、第一領域R1のうちの積層方向の第二側の領域において、第三樹脂成形体90Bの積層方向の第一側の端部分と重なり合う(図5参照)。
第二樹脂成形体80の装着に伴い、回転側の第二スロット側部83は、第二領域R2のうちの積層方向の第一側の領域において、第三樹脂成形体90Aの積層方向の第二側の端部分と重なり合う(図5参照)。同じく、反回転側の第二スロット側部83は、第二領域R2のうちの積層方向の第一側の領域において、第三樹脂成形体90Bの積層方向の第二側の端部分と重なり合う(図5参照)。これにより、第三樹脂成形体90A,90Bは、積層方向の第一側で、スロット側面と第一スロット側部73によって挟持される。第三樹脂成形体90A,90Bは、積層方向の第二側で、スロット側面と第二スロット側部83によって挟持される。
上記では説明を省略したが、第一スロット側部73には、第三樹脂成形体90A,90Bの積層方向の第一側の端部分と重なり合う部分に第一切欠部75が形成されている(図2及び図5参照)。第二スロット側部83には、第三樹脂成形体90A,90Bの積層方向の第二側の端部分と重なり合う部分に第二切欠部85が形成されている(図2及び図5参照)。第三樹脂成形体90A,90Bの積層方向の第一側の端部分には、第一スロット側部73と重なり合う部分に第三切欠部93が形成されている(図2及び図5参照)。第三樹脂成形体90A,90Bの積層方向の第二側の端部分には、第二スロット側部83と重なり合う部分に第四切欠部94が形成されている(図2及び図5参照)。
第一樹脂成形体70と第二樹脂成形体80と第三樹脂成形体90A,90Bがセグメント40に装着されたとする(図3参照)。図3に示す状態において、第一スロット側部73と第三樹脂成形体90A,90Bは、次のように重なり合う。即ち、第一スロット側部73と第三樹脂成形体90A,90Bは、第一領域R1のうちの積層方向の第二側の領域において、第一切欠部75と第三切欠部93が接ぎ合わされた状態で重なり合う(図5参照)。図3に示す状態において、第二スロット側部83と第三樹脂成形体90A,90Bは、次のように重なり合う。即ち、第二スロット側部83と第三樹脂成形体90A,90Bは、第二領域R2のうちの積層方向の第一側の領域において、第二切欠部85と第四切欠部94が接ぎ合わされた状態で重なり合う(図5参照)。図5に例示するような接ぎ合わせの構造は、「合い決り」と称されることもある。
<実施形態の効果>
実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
(1)絶縁部60を、樹脂成形により形成された、第一樹脂成形体70と第二樹脂成形体80と第三樹脂成形体90A,90Bを組み立てて形成することとした(図2及び図3参照)。そのため、第三樹脂成形体90A,90Bの剛性を向上させることができる。セグメント40に第一樹脂成形体70と第二樹脂成形体80と第三樹脂成形体90A,90Bを装着する際、第三樹脂成形体90A,90Bの折れ曲がり及び/又はめくれ等を抑制することができる。第三樹脂成形体90A,90Bがステータコア31を形成するセグメント40に接した状態で配置される。その後、積層方向の第一側に第一樹脂成形体70が装着され、積層方向の第二側に第二樹脂成形体80が装着される。セグメント40に対して第一樹脂成形体70と第二樹脂成形体80をスムーズに装着することができる。絶縁部60をスムーズに形成可能な構造のステータ30とすることができる。
第三樹脂成形体90A,90Bの積層方向の寸法を変更することで、ステータコア31(セグメント40)の積厚違いによる複数仕様又は積厚の変更に対応することができる。第一樹脂成形体70及び第二樹脂成形体80は、ステータコア31の積厚に関わらず共通して採用することができる。ステータコア31(セグメント40)の積厚は、ステータコア31(セグメント40)の積層方向の寸法である。
(2)第三樹脂成形体90A,90Bの第一部分91の厚みT1を第一部分91以外の第二部分の厚みT2より肉厚とした(厚みT1>厚みT2 図2参照)。そのため、第三樹脂成形体90A,90Bの第一部分91の剛性を高めることができる。占積率を高めた状態においても、コイル50を形成する導線をスロット36内に保持することができる。例えば、スロット開口部Sから、コイル50を形成する導線がこぼれ落ちることを抑制することができる。スロット開口部Sは、図1に示すように、隣り合うティース35同士で対向する対向部45の間に形成された隙間である。
実施形態では、第一樹脂成形体70と第二樹脂成形体80と第三樹脂成形体90A,90Bがセグメント40に装着された状態において、側面M3,N3に沿った絶縁部60の部分の剛性が高められている。即ち、上述した第三樹脂成形体90A,90Bの第一部分91と共に、第一樹脂成形体70の第一スロット側部73と第二樹脂成形体80の第二スロット側部83でも、次のような構成が採用されている。第一スロット側部73と第二スロット側部83では、側面M3,N3に沿った積層方向に第一部分91と連続する第一樹脂成形体70及び第二樹脂成形体80の各部分の厚みが、側面M1,M2及び側面N1,N2に沿った部分より肉厚とされている(図2及び図3参照)。ステータ30の全体で、コイル50を形成する導線をスロット36内に保持することができる。
(3)第一スロット側部73と第三樹脂成形体90A,90Bを重ね合わせることとした(図5参照)。そのため、重ね合わされた部分によって絶縁距離を長くすることができる。第二スロット側部83と第三樹脂成形体90A,90Bを重ね合わせることとした(図5参照)。そのため、重ね合わされた部分によって絶縁距離を長くすることができる。第一樹脂成形体70と第二樹脂成形体80と第三樹脂成形体90A,90Bを、次のような構成にすることとした。即ち、第一樹脂成形体70の第一スロット側部73には、第一切欠部75が形成される(図2及び図5参照)。第二樹脂成形体80の第二スロット側部83には、第二切欠部85が形成される(図2及び図5参照)。第三樹脂成形体90A,90Bの積層方向の両側の各端部分には、第三切欠部93と第四切欠部94がそれぞれ形成される(図2及び図5参照)。第一樹脂成形体70と第二樹脂成形体80と第三樹脂成形体90A,90Bがセグメント40に装着される(図3参照)。このとき、第一切欠部75と第三切欠部93は、接ぎ合わされた状態で重なり合う(図5参照)。第二切欠部85と第四切欠部94は、接ぎ合わされた状態で重なり合う(図5参照)。そのため、第一スロット側部73と第三樹脂成形体90A,90Bが重なり合う部分の厚みの増加を抑制することができる。第二スロット側部83と第三樹脂成形体90A,90Bが重なり合う部分の厚みの増加を抑制することができる。
<変形例>
実施形態は、次のようにしてもよい。以下に示す各構成によっても、上記同様の効果を得ることができる。以下に示す各構成を適宜組み合わせて採用することもできる。以下では上記とは異なる点を説明することとし、同様の点についての説明は適宜省略する。
(1)上記では、セグメント40を環状に配置して形成させたステータコア31を例に説明した(図1参照)。ステータコアは、一体型のステータコアであってもよい。この場合、ステータコアは、電磁鋼板を、ヨークと複数のティースを一体とした環状形状に打ち抜きつつ積層して形成される。上記では、第一樹脂成形体70と第二樹脂成形体80を、個々のセグメント40に対応させて分割させた構成を例に説明した(図2参照)。一体型のステータコアとする場合、第一樹脂成形体と第二樹脂成形体は、一体型のステータコアに対応させ、一体的な環状をなした構成とするようにしてもよい。一体型の第一樹脂成形体は、例えば、上述した第一樹脂成形体70を一体型のステータコアのヨークに対応した位置で繋げた構成とされる。一体型の第二樹脂成形体は、例えば、上述した第二樹脂成形体80を一体型のステータコアのヨークに対応した位置で繋げた構成とされる。
上記では、1個のスロット36に対して、2個の第三樹脂成形体90A,90Bを設ける構成を例に説明した。一体型のステータコアとする場合、第三樹脂成形体は、例えば、1個のスロット36のスロット側面の全体に対応させた図6に示すような形状の第三樹脂成形体90とされる。第三樹脂成形体90は、スロット開口部に対応した位置が開口したスロット側面に沿った形状を有する。
第三樹脂成形体90では、上述した第三樹脂成形体90A,90Bと同様、スロット側面のうちのティースの対向部に沿った第一部分91が、これ以外のスロット側面に沿った第二部分より肉厚とされる(図6参照)。第三樹脂成形体90の積層方向の両側の端部分には、第三樹脂成形体90A,90Bと同様、第三切欠部93と第四切欠部94がそれぞれ形成される。一体型のステータコアに対応した、第一樹脂成形体と第二樹脂成形体と第三樹脂成形体90は、一体型のステータコアに装着される。第一樹脂成形体の第一スロット側部と第二樹脂成形体の第二スロット側部は、第三樹脂成形体90の積層方向の両側の各端部分とそれぞれ重なり合う。このとき、第一スロット側部に形成される第一切欠部と第三切欠部93は、接ぎ合わされる。第二スロット側部に形成される第二切欠部と第四切欠部94は、接ぎ合わされる。
(2)上記では、ロータ20がステータ30の内周側に回転自在に支持された内転型の回転機10を例に説明した(図1参照)。絶縁部60と同様の絶縁構造は、外転型の回転機のステータに採用することもできる。外転型の回転機のステータでは、複数のティースは、径方向をヨークから外側に突出する。外転型の回転機のロータは、ステータの外側で、複数のティースに対向する。隣り合うティース間には、スロットが形成される。絶縁部60と同様の絶縁構造を有する絶縁部における第一樹脂成形体と第二樹脂成形体は、外転型の回転機のステータのステータコアに対応した形状とされる。第三樹脂成形体は、このステータコアのスロットを形成するスロット側面に沿った形状とされる。第三樹脂成形体は、積層方向におけるこのステータコアの中心部分を含むスロット側面の所定の領域に接した状態で設けられる。第一樹脂成形体と第二樹脂成形体は、積層方向の両側で、このステータコアにそれぞれ装着される。絶縁部60と同様の絶縁構造を採用した外転型の回転機に関するこの他の説明は省略する。
10 回転機、 20 ロータ、 21 ロータコア、 23 シャフト
30 ステータ、 31 ステータコア、 32 第一端面
33 第二端面、 34 ヨーク、 35 ティース、 36 スロット
40 セグメント、 41 ヨーク部分、 43 突出部
45 対向部、 50 コイル、 60 絶縁部
70 第一樹脂成形体、 71 第一端面側部
73 第一スロット側部、 75 第一切欠部
80 第二樹脂成形体、 81 第二端面側部
83 第二スロット側部、 85 第二切欠部
90,90A,90B 第三樹脂成形体、 91 第一部分
93 第三切欠部、 94 第四切欠部
M1,M2,M3,N1,N2,N3 側面
R1 第一領域、 R2 第二領域、 S スロット開口部
T1,T2 厚み、 WI1,WI2,WS1,WS2 幅

Claims (2)

  1. ロータと、
    ステータと、を備え、
    前記ステータは、
    鋼板を積層して形成され、環状のヨークと、前記ヨークから前記ロータの側に突出する複数のティースと、を備えるステータコアと、
    前記複数のティースのそれぞれに設けられ、前記複数のティースのうち、隣り合うティース間に形成されたスロットに収容された複数のコイルと、
    前記鋼板が積層された積層方向の第一側で前記ステータコアに装着され、前記ステータコアと前記コイルとを電気的に絶縁する第一樹脂成形体と、
    前記積層方向の第二側で前記ステータコアに装着され、前記ステータコアと前記コイルとを電気的に絶縁する第二樹脂成形体と、
    前記スロットを形成するスロット側面に沿った形状を有し、前記積層方向における前記ステータコアの中心部分を含む前記スロット側面の所定の領域に接した状態で設けられ、前記ステータコアと前記コイルとを電気的に絶縁する第三樹脂成形体と、を備え、
    前記ティースは、前記ロータの回転軸を中心とする周方向において、前記ロータに対向する対向部が、前記ヨークから前記ロータの側に突出した前記コイルが設けられる突出部より幅広に形成され、
    前記第一樹脂成形体は、
    前記積層方向の第一側となる前記ステータコアの第一端面を覆う第一端面側部と、
    前記第一端面側部と一体をなし、前記スロット側面のうちの前記積層方向の一部の領域であって、前記第一端面に連続する前記積層方向の第一側の第一領域を覆う第一スロット側部と、を備え、
    前記第二樹脂成形体は、
    前記積層方向の第二側となる前記ステータコアの第二端面を覆う第二端面側部と、
    前記第二端面側部と一体をなし、前記スロット側面のうちの前記積層方向の一部の領域であって、前記第二端面に連続する前記積層方向の第二側の第二領域を覆う第二スロット側部と、を備え、
    前記第一スロット側部は、前記第三樹脂成形体の前記積層方向の第一側の端部分と重なり合い、
    前記第二スロット側部は、前記第三樹脂成形体の前記積層方向の第二側の端部分と重なり合
    前記第三樹脂成形体は、前記積層方向に直交する前記スロット側面から離間する厚み方向において、前記中心部分を含む前記スロット側面のうちの前記対向部によって形成される領域に接する第一部分が、前記対向部によって形成される領域以外の前記中心部分を含む前記スロット側面の領域に接する第二部分より肉厚である、回転機。
  2. 前記第一スロット側部には、前記第三樹脂成形体の前記積層方向の第一側の端部分と重なり合う部分に第一切欠部が形成され、
    前記第二スロット側部には、前記第三樹脂成形体の前記積層方向の第二側の端部分と重なり合う部分に第二切欠部が形成され、
    前記第三樹脂成形体の前記積層方向の第一側の端部分には、前記第一スロット側部と重なり合う部分に第三切欠部が形成され、
    前記第三樹脂成形体の前記積層方向の第二側の端部分には、前記第二スロット側部と重なり合う部分に第四切欠部が形成され、
    前記第一スロット側部は、前記第一切欠部と前記第三切欠部とを接ぎ合わせた状態で、前記第三樹脂成形体の前記積層方向の第一側の端部分と重なり合い、
    前記第二スロット側部は、前記第二切欠部と前記第四切欠部とを接ぎ合わせた状態で、前記第三樹脂成形体の前記積層方向の第二側の端部分と重なり合う、請求項1に記載の回転機。
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