JP6103559B1 - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】スロット面積が小さくなることを防ぐとともにインシュレータの強度を向上させることができる回転電機を得る。【解決手段】コアバック部１１およびティース部本体１２１と鍔部１２２とを含んだティース部１２を有する固定子鉄心１と、ティース部１２の軸方向端部に設けられた絶縁性のインシュレータ２と、ティース部１２の周方向側面に設けられた絶縁紙３とを備えた回転電機であって、ティース部１２の軸方向端部における周方向端部には、ティース部１２の軸方向端部に凸部１２４が形成されるように、径方向に延びた切欠き部１２３が径方向全域に渡って形成され、軸方向に視た場合に凸部１２４の周方向側面と鍔部１２２の周方向端面との間の寸法Ａが凸部１２４の周方向側面とティース部本体１２１の周方向端面との間の寸法Ｂよりも大きく、インシュレータ２は切欠き部１２３に配置される壁部２１を有している。【選択図】図１

Description

この発明は、固定子鉄心にインシュレータが設けられた回転電機に関する。

従来、コアバック部とコアバック部から径方向内側に延び先端部に周方向外側へ延びる鍔部を含んだティース部とを有する固定子鉄心と、ティース部の軸方向端部に設けられた絶縁性のインシュレータと、ティース部の周方向側面に設けられた絶縁シートとを備え、ティース部の軸方向端部におけるスロットに対向する部分には、全域に渡って切欠き部が形成され、インシュレータは、ティース部の切欠き部の全域に配置される壁部を有している回転電機が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１１２２０５号公報

しかしながら、切欠き部が鍔部におけるスロットに対向する部分にも形成されており、この鍔部に形成された切欠き部にもインシュレータの壁部が配置されるので、鍔部に形成された切欠き部に配置されるインシュレータの部分の肉厚が小さくなり、インシュレータの強度が低くなってしまう問題点があった。また、インシュレータの強度を向上させるために、鍔部に形成された切欠き部に配置されているインシュレータの部分の肉厚を厚くする場合には、巻線が配置されるスロット面積が小さくなってしまうという問題点があった。

この発明は、スロット面積が小さくなることを防ぐとともにインシュレータの強度を向上させることができる回転電機を提供するものである。

この発明に係る回転電機は、コアバック部およびコアバック部から径方向内側に延びたティース部本体とティース部本体の先端部に設けられ周方向外側へ延びる鍔部とを含んだティース部を有する固定子鉄心と、ティース部の軸方向端部に設けられた絶縁性のインシュレータと、ティース部の周方向側面に設けられた絶縁シートとを備えた回転電機であって、ティース部の軸方向端部における周方向端部には、ティース部の軸方向端部に軸方向に突出し径方向に延びる凸部が径方向全域に渡って形成されるように、径方向に延びた切欠き部が径方向全域に渡って形成され、軸方向に視た場合に、凸部の周方向側面と鍔部の周方向端面との間の寸法が、凸部の周方向側面とティース部本体の周方向端面との間の寸法よりも大きく、インシュレータは、切欠き部に配置される壁部を有している。

この発明に係る回転電機によれば、ティース部に形成された切欠き部が、ティース部の軸方向端部に軸方向に突出し径方向に延びる凸部が径方向全域に渡って形成されるように、径方向に延び径方向全域に渡っており、軸方向に視た場合に、凸部の周方向側面と鍔部の周方向端面との間の寸法が、凸部の周方向側面とティース部本体の周方向端面との間の寸法よりも大きいので、ティース部の軸方向端部には鍔部が配置されず、インシュレータの壁部の肉厚を厚くすることができる。これにより、スロット面積が小さくなることを防ぐとともにインシュレータの強度を向上させることができる。

この発明の実施の形態１に係る回転電機の要部を示す分解斜視図である。 図１の回転電機の要部を示す側面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。 図１の固定子鉄心を示す平面図である。 この発明の実施の形態２に係る回転電機の固定子鉄心の要部を示す平面図である。 この発明の実施の形態３に係る回転電機の固定子鉄心の要部を示す平面図である。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の要部を示す分解斜視図、図２は図１の回転電機の要部を示す側面図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。回転電機は、コアバック部１１およびコアバック部１１から径方向内側に延びたティース部１２を有する固定子鉄心１と、それぞれのティース部１２の軸方向両端部のそれぞれに設けられた絶縁性のインシュレータ２と、それぞれのティース部１２の周方向両側面のそれぞれに設けられた絶縁紙３とを備えている。

図１では、１つのコアバック部１１を示しているが、固定子鉄心１は、複数のコアバック部１１を有している。複数のコアバック部１１は、円周上に配置されている。つまり、固定子鉄心１は、複数のコアバック部１１に分割されている。固定子鉄心１は、複数の電磁鋼板を積層することによって構成されている。隣り合う一対のコアバック部１１の間には、スロットが形成される。コアバック部１１の軸方向外側およびスロットには、図示しない巻線が配置される。

この例で、軸方向とは、回転軸の軸線方向である。周方向とは、回転軸の軸線を中心とした周方向である。径方向とは、回転軸の軸線についての径方向である。

ティース部１２は、基端部がコアバック部１１に接続され、先端部が径方向内側に延びている。ティース部１２は、ティース部本体１２１と、ティース部本体１２１の先端部に設けられ周方向外側へ延びる一対の鍔部１２２とを含んでいる。ティース部１２の軸方向端部における周方向端部には、径方向に延びた切欠き部１２３が径方向全域に渡って形成されている。切欠き部１２３は、径方向にまっすぐに延びて形成されている。

切欠き部１２３は、ティース部１２の軸方向両端部に形成されている。また、切欠き部１２３は、ティース部１２の周方向両端部に形成されている。ティース部１２の軸方向端部には、ティース部１２に切欠き部１２３が形成されることによって、軸方向に突出し径方向に延びた凸部１２４がティース部１２の径方向全域に渡って形成されている。凸部１２４は、径方向にまっすぐに延びて形成されている。ティース部１２に切欠き部１２３が形成されることによって、ティース部１２の軸方向端部には、鍔部１２２が配置されない。したがって、鍔部１２２は、ティース部１２の軸方向中間部にのみ配置されている。ティース部１２の軸方向中間部とは、軸方向についてティース部１２における軸方向端部を除いた部分である。凸部１２４は、ティース部本体１２１にのみ形成される。

インシュレータ２は、コアバック部１１に設けられる壁側部２１と、壁側部２１から径方向内側に延びた本体部２２とを有している。インシュレータ２は、樹脂の一体成形によって形成されている。本体部２２には、切欠き部１２３の全域に渡って配置される壁部２２１が形成されている。壁部２２１の径方向内側端部は、軸方向について鍔部１２２と対向するインシュレータ鍔部２２４を有している。インシュレータ鍔部２２４を除いた壁部２２１の部分は、径方向にまっすぐに延びて形成されている。

壁部２２１は、本体部２２の周方向両端部に形成されている。本体部２２の周方向両端部に壁部２２１が形成されることによって、本体部２２には、径方向に延びた凹部２２２が径方向全域に渡って形成されている。凹部２２２は、径方向にまっすぐに延びて形成されている。凸部１２４は、凹部２２２に嵌め合いによって挿入されている。インシュレータ鍔部２２４を除いた壁部２２１の部分における周方向端面は、平面形状に形成されている。

本体部２２におけるティース部１２に対向する面とは反対側の面には、図示しない巻線が挿入される複数の溝２２３が形成されている。溝２２３には、予め設定された回数だけ巻かれた巻線が挿入される。また、本体部２２におけるティース部１２に対向する面とは反対側の面は、巻線が配置されるために湾曲形状に形成されている。

絶縁紙３は、軸方向に離れて設けられた一対のインシュレータ２に渡って設けられている。絶縁紙３は、コアバック部１１の径方向内側面に対向する外周部３１と、鍔部１２２の径方向外側面に対向する内周部３２と、外周部３１と内周部３２との間に設けられ、ティース部本体１２１の周方向側面に対向する中間部３３とを有している。中間部３３の軸方向端部は、軸方向について予め設定された寸法だけ壁部２２１に重なり合っている。つまり、中間部３３の軸方向端部は、本体部２２における湾曲形状の部分には重なりあっていない。

図４は図１の固定子鉄心１を示す平面図である。固定子鉄心１を軸方向に視た場合に、凸部１２４の周方向側面と鍔部１２２の周方向端面との間の寸法Ａが、凸部１２４の周方向側面とティース部本体１２１の周方向端面との間の寸法よりも大きくなっている。

固定子鉄心１の軸方向端面には、軸方向に窪んだ凹部１３が形成されている。凹部１３は、凸部１２４に形成されている。凹部１３は、ティース部本体１２１におけるコアバック部１１側の端部に配置されている。つまり、凹部１３は、ティース部１２の根元部に配置されている。また、凹部１３は、ティース部１２の周方向両端部のそれぞれに形成されている。一対の凹部１３は、周方向について隣り合うように配置されている。

図１に示すように、インシュレータ２には、凹部１３に挿入される図示しない凸部２２５が形成されている。凸部２２５は、本体部２２における壁側部２１側の端部に配置されている。凸部２２５は凹部１３に嵌め合いによって挿入されている。凸部２２５および凹部１３の寸法は、厳しく管理されている。凸部２２５が凹部１３に挿入されることによって、固定子鉄心１に対するインシュレータ２の径方向についての移動が規制される。また、凸部２２５が凹部１３に嵌め合いによって挿入されることによって、インシュレータ２を固定子鉄心１に取り付けた状態で巻線工程が行われる前であって、搬送装置におけるワークによって固定子鉄心１およびインシュレータ２を移動させる際に、固定子鉄心１からインシュレータ２が外れてしまうことが防止される。

以上説明したように、この発明の実施の形態１に係る回転電機によれば、コアバック部１１およびコアバック部１１から径方向内側に延びたティース部本体１２１とティース部本体１２１の先端部に設けられ周方向外側へ延びる鍔部１２２とを含んだティース部１２を有する固定子鉄心１と、ティース部１２の軸方向端部に設けられた絶縁性のインシュレータ２と、ティース部１２の周方向側面に設けられた絶縁紙３とを備えた回転電機であって、ティース部１２の軸方向端部における周方向端部には、ティース部１２の軸方向端部に軸方向に突出し径方向に延びる凸部１２４が径方向全域に渡って形成されるように、径方向に延びた切欠き部１２３が径方向全域に渡って形成され、軸方向に視た場合に、凸部１２４の周方向側面と鍔部１２２の周方向端面との間の寸法が、凸部１２４の周方向側面とティース部本体１２１の周方向端面との間の寸法よりも大きく、インシュレータ２は、切欠き部１２３に配置される壁部２２１を有しているので、ティース部１２の軸方向端部には鍔部１２２が配置されなくなり、インシュレータ２の壁部２２１の肉厚を厚くすることができる。これにより、スロット面積が小さくなることを防ぐとともにインシュレータ２の強度を向上させることができ、巻線を行う際にインシュレータ２に割れが発生することを抑制することができる。

また、固定子鉄心１の軸方向端面には、軸方向に窪んだ凹部１３が形成されており、インシュレータ２には、凹部１３に挿入されることによって固定子鉄心１に対するインシュレータ２の径方向についての移動が規制される凸部２２５が形成されているので、巻線工程の際に、インシュレータ２が固定子鉄心１に対して移動することが防止され、巻線工程の作業性を向上させることができ、また、回転電機の生産性を向上させることができる。

また、凹部１３は、ティース部１２の根元部に配置されているので、巻線工程における巻線の開始位置がティース部１２の根元部である場合に、巻線開始位置と固定子鉄心１およびインシュレータ２の嵌合部の位置とを一致させることができ、巻線の開始時にインシュレータ２が固定子鉄心１に対してがたつくことを抑制し、安定して巻線を行うことができる。

また、壁部２２１における周方向端面は、平面形状に形成されており、絶縁紙３の軸方向端部は、壁部２２１に重なり合っているので、絶縁紙３がインシュレータ２の本体部２２における湾曲形状の部分には重なり合わない。絶縁紙３がインシュレータ２の本体部２２における湾曲形状の部分に重なり合うと、巻線時に絶縁紙３が邪魔となり巻線を行うことが難しくなるが、絶縁紙３がインシュレータ２の本体部２２における湾曲形状の部分には重なり合わないので、巻線を容易に行うことができる。

実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２に係る回転電機の固定子鉄心の要部を示す平面図である。固定子鉄心１の軸方向端面には、軸方向に窪んだ凹部１４が形成されている。凹部１４は、凸部１２４に形成されている。凹部１４は、ティース部１２の周方向両端部のそれぞれに形成されている。一対の凹部１４は、径方向について互いにずれて配置されている。一対の凹部１４は、左右非対称となっている。つまり、一対の凹部１４は、実施の形態１と異なり、周方向について隣り合っていない。凹部１４に嵌め合いによって挿入されるインシュレータ２の凸部は、固定子鉄心１の凹部１４の位置に対応して配置されている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。

以上説明したように、この発明の実施の形態２に係る回転電機によれば、一対の凹部１４は、ティース部１２に配置され、径方向について互いにずれて配置されているので、凹部１４を形成することによって生じるティース部１２における磁気通路の縮小を低減させることができ、回転電機の性能低下を抑制することができる。

実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３に係る回転電機の固定子鉄心の要部を示す平面図である。固定子鉄心１の軸方向端面には、軸方向に窪んだ複数の凹部１５が形成されている。凹部１５は、コアバック部１１に形成されている。複数の凹部１５は、周方向に離れて配置されている。凹部１５に嵌め合いによって挿入されるインシュレータ２の凸部は、固定子鉄心１の凹部１５の位置に対応して配置されている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。

以上説明したように、この発明の実施の形態３に係る回転電機によれば、凹部１５は、コアバック部１１に配置されているので、コアバック部１１の寸法が大きい場合には、磁気通路の縮小を低減させることができ、回転電機の性能低下を抑制することができる。

なお、各上記実施の形態では、絶縁シートとして、絶縁紙３を例に説明したが、紙に限らず、その他の材料から構成されてもよい。

１ 固定子鉄心、２ インシュレータ、３ 絶縁紙、１１ コアバック部、１２ ティース部、１３ 凹部、１４ 凹部、１５ 凹部、２１ 壁側部、２２ 本体部、３１ 外周部、３２ 内周部、３３ 中間部、１２１ ティース部本体、１２２ 鍔部、１２３ 切欠き部、１２４ 凸部、２２１ 壁部、２２２ 凹部、２２３ 溝、２２４ インシュレータ鍔部、２２５ 凸部。

Claims (6)

1. コアバック部および前記コアバック部から径方向内側に延びたティース部本体と前記ティース部本体の先端部に設けられ周方向外側へ延びる鍔部とを含んだティース部を有する固定子鉄心と、
   前記ティース部の軸方向端部に設けられた絶縁性のインシュレータと、
   前記ティース部の周方向側面に設けられた絶縁シートと
   を備えた回転電機であって、
   前記ティース部の軸方向端部における周方向端部には、前記ティース部の軸方向端部に軸方向に突出し径方向に延びる凸部が径方向全域に渡って形成されるように、径方向に延びた切欠き部が径方向全域に渡って形成され、
   軸方向に視た場合に、前記凸部の周方向側面と前記鍔部の周方向端面との間の寸法が、前記凸部の周方向側面と前記ティース部本体の周方向端面との間の寸法よりも大きく、
   前記インシュレータは、前記切欠き部に配置される壁部を有している回転電機。
2. 前記固定子鉄心の軸方向端面には、軸方向に窪んだ凹部が形成されており、
   前記インシュレータには、前記凹部に挿入されることによって前記固定子鉄心に対する前記インシュレータの径方向についての移動が規制される凸部が形成されている請求項１に記載の回転電機。
3. 前記凹部は、前記ティース部の根元部に配置されている請求項２に記載の回転電機。
4. 一対の前記凹部は、前記ティース部に配置され、径方向について互いにずれて配置されている請求項２に記載の回転電機。
5. 前記凹部は、前記コアバック部に配置されている請求項２に記載の回転電機。
6. 前記壁部における径方向内側端部を除いた部分の周方向端面は、平面形状に形成されており、
   前記絶縁シートの軸方向端部は、前記壁部に重なり合っている請求項１から請求項５までの何れか一項に記載の回転電機。

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