JP6685434B2 - 回転電機のステータおよび回転電機のステータの製造方法 - Google Patents
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Description
板材を軸方向に複数積層して形成されたステータコアと、コイルと、前記ステータコアと前記コイルとを絶縁するインシュレータとを備えた回転電機のステータにおいて、
前記ステータコアは、複数の磁極片と少なくとも1つの継鉄片とが、複数の前記磁極片のうち周方向に隣り合う少なくとも1対の前記磁極片の間に前記継鉄片を有する構造を含み、前記磁極片および前記継鉄片の周方向の端部同士が折り曲げ可能に連結されて環状を形成し、
前記磁極片は、第一バックヨーク部および前記第一バックヨーク部から径方向内側に突出するティース部を有し、
前記継鉄片は、第二バックヨーク部を有し、
前記第一バックヨーク部と前記第二バックヨーク部とにて前記ステータコアの外周部となるバックヨーク部が形成され、
前記コイルは、前記ティース部に前記インシュレータを介して巻線を巻回して形成され、
前記インシュレータは、前記ステータコアと一体成形され、
当該インシュレータは、前記磁極片と前記継鉄片との連結箇所を含む所定の領域を除き、前記第一バックヨーク部と前記ティース部を有する前記磁極片の軸方向の両端面の全てを覆って形成され、
前記インシュレータは、前記継鉄片の軸方向の両端面の内、当該両端面の径方向内側の周方向の一部の当該両端面上を覆うように形成されるとともに、前記継鉄片の径方向内側の内側面上の一部を覆うように形成されるものである。
また、この発明の上記のように構成された回転電機のステータの製造方法は、
前記磁極片の前記第一バックヨーク部の周方向および前記継鉄片の前記第二バックヨーク部の周方向を直線状にした前記ステータコアを打ち抜いた前記板材を軸方向に複数積層する第一工程と、
前記継鉄片の軸方向の両端面内の少なくとも一部分を金型受部として、直線状の前記ステータコアを金型に設置し、前記金型内に絶縁材を射出して前記ステータコアに前記インシュレータを一体成形する第二工程と、
直線状の前記ステータコアの前記ティース部に前記インシュレータを介して前記巻線を巻回して前記コイルを形成する第三工程と、
前記コイルが形成された直線状の前記ステータコアの前記磁極片の前記第一バックヨーク部および前記継鉄片の前記第二バックヨーク部の周方向の端部同士を折り曲げて環状に形成する第四工程とを備え、
前記第二工程は、
前記インシュレータが、前記磁極片と前記継鉄片との連結箇所を含む所定の領域を除き、
前記継鉄片に前記金型受部を設ける場合には、前記第一バックヨーク部と前記ティース部を有する前記磁極片の軸方向の両端面の全てを覆い前記ステータコアと一体成形され、
前記継鉄片の軸方向の両端面の内、当該両端面の径方向内側の周方向の一部の当該両端面上を覆うように形成されるとともに、前記継鉄片の径方向内側の内側面上の一部を覆うように形成される工程である。
インシュレータの形状の制約を低減することにより、回転電機の小型化できる。
以下、本願発明の実施の形態について説明する。図1はこの発明の実施の形態1における回転電機のステータの構成を示す上面図である。図2から図5は図1に示したステータの製造方法を説明する図である。図2はステータコアを構成する板材を形成するために薄板の板取りを説明する図である。図3はステータコアにインシュレータを一体成形した後の状態を説明する図である。図4は図3に示したインシュレータを一体成形したステータコアに巻線を巻回する状態を説明する図である。図5は図4に示したコイルが形成されたステータコアを環状に形成する状態を説明する図である。
上記実施の形態1においては、継鉄片6の全ての箇所において、インシュレータ3を設置しない例、すなわちインシュレータ3が、各継鉄片6の軸方向Yの上下の両端面63を全て覆わない例を示したが、本実施の形態2においては、継鉄片6の軸方向Yの両端面63の径方向内側X1の周方向Zの一部、および、継鉄片6の径方向内側X1の側面の一部を覆ってインシュレータ30を形成する例、すなわち、インシュレータ30が各継鉄片6の軸方向Yの両端面63の少なくとも一部を除いて覆う例について説明する。
図23はこの発明の実施の形態3における回転電機のステータの製造方法を説明する図である。図24はこの発明の実施の形態3における回転電機のステータの製造方法を説明するフローチャートである。図25はこの発明の実施の形態3における他の回転電機のステータの製造方法を説明する図である。図において、上記各実施の形態と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
図26はこの発明の実施の形態4における回転電機のステータの構成を示す上面図である。図27は図26に示したステータの製造方法を説明する図である。図において、上記各実施の形態と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。図27に示すように、ステータコア2は、磁極片5の第一バックヨーク部51および継鉄片6の第二バックヨーク部61の長手方向Zが一致するように直線状に展開したときに、継鉄片6の第二バックヨーク部61の中心点Q2が、磁極片5の第一バックヨーク部51の中心点Q1よりも、径方向外側X2に位置して形成される。尚、ここで言う中心点Q1、Q2とは、周方向Z(長手方向Z)の中心で、かつ、径方向Xの中心である点を指すものとする。また、各磁極片5の中心点Q1を長手方向Zにおいて繋いだ線を、中心線H2として示す。
上記のように示したステータ1の場合、ステータ1の放熱効果が低いと、ステータ1の径方向Xの大きさを大きくして放熱面積を増やす、または、冷却ファンなど別手段を設けて対応する必要がある。よって、このことを解消する場合について以下に説明する。上記各実施の形態においては、コア閉じ工程(ステップST4)まで行い、ステータ1を構成する例を示したが、本実施の形態5においては、コア閉じ行程の後に、ステータ1をモールド樹脂にてモールドし、モールド樹脂部を形成する。尚、上記各実施の形態の全てにおいて同様に行うことができるものの、ここでは、上記実施の形態2における図11の構成を例に示す。
Claims (11)
- 板材を軸方向に複数積層して形成されたステータコアと、コイルと、前記ステータコアと前記コイルとを絶縁するインシュレータとを備えた回転電機のステータにおいて、
前記ステータコアは、複数の磁極片と少なくとも1つの継鉄片とが、複数の前記磁極片のうち周方向に隣り合う少なくとも1対の前記磁極片の間に前記継鉄片を有する構造を含み、前記磁極片および前記継鉄片の周方向の端部同士が折り曲げ可能に連結されて環状を形成し、
前記磁極片は、第一バックヨーク部および前記第一バックヨーク部から径方向内側に突出するティース部を有し、
前記継鉄片は、第二バックヨーク部を有し、
前記第一バックヨーク部と前記第二バックヨーク部とにて前記ステータコアの外周部となるバックヨーク部が形成され、
前記コイルは、前記ティース部に前記インシュレータを介して巻線を巻回して形成され、
前記インシュレータは、前記ステータコアと一体成形され、
当該インシュレータは、前記磁極片と前記継鉄片との連結箇所を含む所定の領域を除き、前記第一バックヨーク部と前記ティース部を有する前記磁極片の軸方向の両端面の全てを覆って形成され、
前記インシュレータは、前記継鉄片の軸方向の両端面の内、当該両端面の径方向内側の周方向の一部の当該両端面上を覆うように形成されるとともに、前記継鉄片の径方向内側の内側面上の一部を覆うように形成される回転電機のステータ。 - 前記ステータコアは、複数の前記磁極片の内、周方向に隣り合う前記磁極片の間の前記継鉄片は周方向に分割されて複数有する構造である、または、当該継鉄片と隣り合う一方の前記磁極片と間が分割される構造である請求項1に記載の回転電機のステータ。
- 前記継鉄片は、径方向内側の前記内側面に、凸部または凹部が形成され、
前記インシュレータは、前記凸部または前記凹部を覆うように形成される請求項1または請求項2に記載の回転電機のステータ。 - 前記継鉄片の軸方向の両端面には、軸方向に開口する開口部が形成され、
前記インシュレータは、前記開口部内を埋め込むように形成される請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の回転電機のステータ。 - 前記インシュレータは、前記継鉄片の軸方向の一方の端面上に軸方向に突出する突出部を備え、
前記突出部には、前記コイルの周方向に隣接する前記ティース部間を渡る渡り線が係止される請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の回転電機のステータ。 - 前記ステータコアは、前記磁極片の前記第一バックヨーク部の周方向および前記継鉄片の前記第二バックヨーク部の周方向を直線状に展開したときに、前記継鉄片の前記第二バックヨーク部の中心点が前記磁極片の前記第一バックヨーク部の中心点よりも、径方向外側に位置して形成される請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の回転電機のステータ。
- 前記コイルの全てを覆うとともに、複数の前記磁極片、および、複数の前記継鉄片の少なくとも一部を覆うモールド樹脂部を備えた請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の回転電機のステータ。
- 前記コイルの周方向に隣接する前記ティース部間を渡る渡り線を備え、
前記モールド樹脂部は、前記渡り線を覆う請求項7に記載の回転電機のステータ。 - 請求項1から請求項8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において、前記磁極片の前記第一バックヨーク部の周方向および前記継鉄片の前記第二バックヨーク部の周方向を直線状にした前記ステータコアを打ち抜いた前記板材を軸方向に複数積層する第一工程と、
前記継鉄片の軸方向の両端面内の少なくとも一部分を金型受部として、直線状の前記ステータコアを金型に設置し、前記金型内に絶縁材を射出して前記ステータコアに前記インシュレータを一体成形する第二工程と、
直線状の前記ステータコアの前記ティース部に前記インシュレータを介して前記巻線を巻回して前記コイルを形成する第三工程と、
前記コイルが形成された直線状の前記ステータコアの前記磁極片の前記第一バックヨーク部および前記継鉄片の前記第二バックヨーク部の周方向の端部同士を折り曲げて環状に形成する第四工程とを備え、
前記第二工程は、
前記インシュレータが、前記磁極片と前記継鉄片との連結箇所を含む所定の領域を除き、
前記継鉄片に前記金型受部を設ける場合には、前記第一バックヨーク部と前記ティース部を有する前記磁極片の軸方向の両端面の全てを覆い前記ステータコアと一体成形され、
前記継鉄片の軸方向の両端面の内、当該両端面の径方向内側の周方向の一部の当該両端面上を覆うように形成されるとともに、前記継鉄片の径方向内側の内側面上の一部を覆うように形成される工程である回転電機のステータの製造方法。 - 前記第一工程において、前記磁極片または前記継鉄片の少なくともいずれか一方に、前記ステータコア外に突出する受け部を形成し、
前記第二工程において、前記受け部を前記金型受部として、直線状の前記ステータコアを前記金型に設置し、
前記第二工程の後であって、前記第三工程の前において、前記受け部を前記ステータコアから取り除く除去工程を備えた請求項9に記載の回転電機のステータの製造方法。 - 前記コイルの全てを覆うとともに、複数の前記磁極片、および、複数の前記継鉄片の少なくとも一部を覆うモールド樹脂部を形成する第五工程を備えた請求項9または請求項10に記載の回転電機のステータの製造方法。
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