JP7270846B2 - 回転電機のステータ、回転電機、回転電機のステータの製造方法、および回転電機の製造方法 - Google Patents

回転電機のステータ、回転電機、回転電機のステータの製造方法、および回転電機の製造方法 Download PDF

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Description

本願は、回転電機のステータ、回転電機、回転電機のステータの製造方法、および回転電機の製造方法に関するものである。
従来、電動機または発電機等の回転電機に用いられるステータは、ステータコアとステータコアのティース間のスロットに装着されるコイルとで構成される。コイルを形成するコイル線は絶縁被覆されており、コイルはステータコアと絶縁される。しかし、回転電機のステータでは、コイルとステータコアとの十分な絶縁を確保するため、さらに、ステータコアとコイルとの接する部分に絶縁部を配設している。従来のステータは、ステータコアに絶縁部を介してコイル線を巻回して、コイルが設置される。前記した絶縁部は、圧接端子を収納できるキャビティを有している。そして、ステータは、コイル線と圧接端子とを挿入して各ティース間をジャンパー線で結線する(例えば、特許文献1参照)。
国際公開番号WO2016/51923号公報
一般的に、回転電機のステータの製造においては、品質を保った上で価格を低くするために、省材料化および製造時間の短縮が重要である。例えば、従来のステータでは、結線に圧接端子と各ティース間を結ぶジャンパー線とを使用している。この場合、例えば9ティースのステータでは、18個の圧接端子と8本のジャンパー線が必要となる。よって、結線部材が多く必要となり、省材料化とならず価格が高くなるという問題点があった。また、圧接端子を挿入する工程では絶縁部のキャビティ部に耐強度性の問題があり品質が低下するという問題点があった。
本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、コストが削減でき、かつ、品質が向上する回転電機のステータ、回転電機、回転電機のステータの製造方法、および回転電機の製造方法を提供することを目的とする。
本願に開示される回転電機のステータは、
環状に配置されたヨーク部、および、前記ヨーク部の径方向の内側の内周面に、周方向に所定の間隔を隔てて、径方向の内側に突出して形成された複数のティースを有するステータコアと、複数の前記ティースにそれぞれコイル線を巻回して形成されたコイルと、前記ステータコアと前記コイルと間に配設され前記ステータコアと前記コイルとを絶縁する絶縁部とを備えた回転電機のステータであって、
前記絶縁部は、前記ステータコアより軸方向の一方側から突出する第1突出部を有し、
前記第1突出部は、前記第1突出部の径方向の外側の外周面に、軸方向に複数段にて成る溝部および径方向の内側に凹形状となる成形凹部を有し、
異なる前記ティースの前記コイル同士を接続する渡り線は、連続線であるとともに前記溝部内および前記成形凹部内に保持され
前記渡り線の余長分が前記成形凹部に収納され、
前記成形凹部は、前記成形凹部に収納される前記渡り線の余長分の一端から他端まで径方向外側に開口しているものである。
また、本願に開示される回転電機は、
ハウジング内に、上記記載の回転電機のステータと、前記ステータに空隙を介して対向配置されたロータとを備えたものである。
また、本願に開示される回転電機のステータの製造方法は、
前記ヨーク部を、直線状、または、前記ティースの径方向に突出する方向を逆にする逆反り状に変形して、前記ティースに前記コイル線を巻回して前記コイルを形成した後に、
前記ヨーク部を、前記ティースが径方向の内側に突出するように環状に変形するとともに、前記渡り線を前記第1突出部の前記溝部に挿入するとともに前記成形凹部内に押圧して収納するものである。
また、本願に開示される回転電機の製造方法は、
ハウジング内に、上記記載の回転電機のステータの製造方法にて製造された前記ステータに空隙を介してロータを設置したものである。
本願に開示される回転電機のステータ、回転電機、回転電機のステータの製造方法、および回転電機の製造方法によれば、コストが削減でき、かつ、品質が向上する。
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斜視図である。 図1に示したステータのステータコアのヨーク部を直線状に変形した状態を示す斜視図である。 図1に示したステータのステータコアのヨーク部を円環状に変形し渡り線の余長分を吸収していない状態を示す斜視図である。 図1に示したステータのステータコアの2種類のコア板の構成を示す斜視図である。 図4に示した2種類のコア板を複数枚軸方向に積層したステータコアの構成を示す斜視図である。 図5に示したステータコアの1つのティースを含むコア部の構成を示す平面図である。 図1に示したステータの第1巻枠の構成を示した斜視図である。 図1に示したステータの第2巻枠の構成を示した斜視図である。 図6に示したコア部に図7に示した第1巻枠と図8に示した第2巻枠とを装着した構成を示す斜視図である。 図9に示したコア部を矢印Aで示す方向から見た構成を示す正面図である。 図9に示したコア部を矢印Bで示す方向から見た構成を示す側面図である。 図9に示したコア部を矢印Cで示す方向から見た構成を示す平面図である。 図1に示したステータの製造方法を示す図である。 図1に示したステータの製造方法を示す図である。 図1に示したステータの製造方法を示す図である。 図1に示したステータの製造方法を示す図である。 図1に示したステータの製造方法を示す図である。 図1に示したステータの他の製造方法を示す図である。 実施の形態2における回転電機のステータのステータコアのヨーク部を直線状に変形した状態を示す斜視図である。 図19に示したステータに1巻枠、第2巻枠、および、フィルム部を装着前の状態を示す分解斜視図である。 図19に示したフィルム部の構成を示す斜視図である。 図19に示した第1巻枠の構成を軸方向の上面側から見た状態を示す斜視図である。 図19に示した第1巻枠の構成を軸方向の下面側から見た状態を示す斜視図である。 図19に示した第2巻枠の構成を示す斜視図である。 図1に示したステータを用いた回転電機の構成を径方向の断面模式図である。 図1に示したステータを用いた回転電機の構成を示す軸方向の断面模式図である。 図24に示した回転電機の製造方法を示すフローチャートである。 図26に示した回転電機の製造方法のコイルの形成を示すフローチャートである。 図26に示した回転電機の製造方法の渡り線の成形を示すフローチャートである。 図1に示したステータの製造方法を示す図である。 図1に示したステータの製造方法を示す図である。 実施の形態3における回転電機のステータのステータコアの構成を示す斜視図である。 図31に示したステータコアの要部の構成を示す拡大平面図である。 実施の形態4における回転電機のステータのステータコアの分割コア部の構成を示す斜視図である。 図33に示した分割コア部の固定治具を示した斜視図である。
以下の説明において、回転電機200における各方向を、それぞれ周方向Z、軸方向Y、径方向X、径方向Xの外側X1、径方向Xの内側X2として示す。よって、ステータ100およびロータ102においても、また、他の付随する部分においても、これらの方向を基準として各方向を示して説明する。
実施の形態1.
図1は実施の形態1における回転電機のステータの構成を示す斜視図である。図2は図1に示したステータのステータコアのヨーク部を直線状に変形した状態を示す斜視図である。図3は図1に示したステータのステータコアのヨーク部を円環状に変形し渡り線の余長分を吸収していない状態を示す斜視図である。図4は図1に示したステータのステータコアの2種類のコア板の構成を示す斜視図である。図5は図4に示した2種類のコア板を複数枚軸方向に積層したステータコアの構成を示す斜視図である。
図6は図5に示したステータコアの1つのティースを含むコア部の構成を示す平面図である。図7は図1に示したステータの第1巻枠の構成を示した斜視図である。図8は図1に示したステータの第2巻枠の構成を示した斜視図である。図9は図6に示したコア部に図7に示した第1巻枠と図8に示した第2巻枠とを装着した構成を示す斜視図である。図10は図9に示したコア部を矢印Aで示す方向から見た構成を示す正面図である。図11は図9に示したコア部を矢印Bで示す方向から見た構成を示す側面図である。図12は図9に示したコア部を矢印Cで示す方向から見た構成を示す平面図である。
図13から図17、図29、図30は図1に示したステータの製造方法を示す図である。図18は図1に示したステータの他の製造方法を示す図である。図24は図1に示したステータを用いた回転電機の構成を径方向の断面模式図である。図25は図1に示したステータを用いた回転電機の構成を示す軸方向の断面模式図である。図26は図24に示した回転電機の製造方法を示すフローチャートである。図27は図26に示した回転電機の製造方法のコイルの形成を示すフローチャートである。図28は図26に示した回転電機の製造方法の渡り線の成形を示すフローチャートである。
まず、回転電機200の構成について、図24および図25を用いて説明する。図において、回転電機200は、ステータ100と、ロータ102と、ハウジング101とを備える。ハウジング101はステータ100とロータ102とを内部に収納する。ロータ102はステータ100の内周側に所定の空隙(エアギャップ)Gを設けて配設される。ロータ102は、シャフト221とロータコア223とを備える。シャフト221は、ハウジング101に設けられた軸受211の内輪に嵌め合わされて回転自在に保持される。
ロータコア223はシャフト221の外周に固定され、永久磁石222がV字状に埋め込まれている。尚、永久磁石222の配置方向はV字状に限られるものではなく、直線状または他の形状に配置方向でもよい。また、永久磁石222はロータコア223に埋め込まれてなくてもよく、ロータコア223の外周の表面に貼り付けてステータ100に対向するように配置してもよい。尚、永久磁石222によって生じる磁極の個数は、図24のように6極に限らず、ステータ100の後述するティース12の個数に応じて適宜設定される。
例えば、周方向Zに2ティース離れたティース12へ渡り線が必要な場合(UVWUVW・・・)において、ティース12の個数を3・N個(Nは2以上の整数)とした場合、磁極の個数は((3±1)・N)個でもよい。また、周方向Zに隣り合うティース12へ3ティース連続で巻線する方式(UU’UVV’VWW’W・・・)において、2ティース目を巻線する際に1ティース目、3ティース目と逆回転の巻線が必要になる。
ティース12の個数を9・N個(Nは1以上の整数)とした場合、磁極の個数は8(9±1)・N個でもよい。また、周方向Zに隣り合うティース12へ周方向Zに2ティース連続で巻線する方式(UU’VV’WW’・・・)において、ティース12の個数を6・N個(Nは1以上の整数)とした場合、磁極の個数は(6±1)5・N個でもよい。この場合、Nが2以上となる場合は、周方向Zに2ティース連続で巻線した後、周方向Zに4ティース離れた次のティース12へ巻線する必要があるため、周方向Zに4ティース離れた渡り線動作が必要となる。尚、以下の実施の形態においても、本実施の形態1と同様に回転電機200を構成することができるため、その説明は適宜省略する。
次に、このような回転電機200のステータ100について説明する。尚、以下説明する、例えば図2など各図において、ステータ100のステータコア1のヨーク部11を直線状に変形した場合、または、ティース12の突出する方向を逆にする逆反り状に変形した場合であっても、ステータ100のヨーク部11が環状に配置された際の状態の方向を基準として各方向を各図に示して説明する。尚、他の実施の形態においても当該方向は同様の基準にて図示および説明する。
図1に示すように、ステータ100は、ステータコア1と、コイル7と、ステータコア1とコイル7とを絶縁するために配置された絶縁部としての軸方向Yの上側の第1巻枠2、および軸方向Yの下側の第2巻枠3とを備える。ステータコア1は、環状に配置されたヨーク部11と、ヨーク部11の径方向Xの内側X2の内周面112(図6参照)に、周方向Zに所定の間隔を隔てて、径方向Xの内側X2に突出して形成された複数のティース12(図6参照)とを有する。
ステータコア1は、図4に示す薄肉の磁性鋼板を打ち抜いて形成された2種類のコア板6A、6Bを、図5に示すように軸方向Yに交互に複数枚積層して形成される。これにより、ステータコア1は、第1コア部61~第9コア部69のヨーク部11が、周方向Zの端部に設けられた連結部111によって連結され形成される。図5では、ステータコア1は、9個の第1コア部61~第9コア部69が、連結部111にて直線状に連結されて構成される。ここで、ヨーク部11において1つのティース12を有する箇所をコア部60として以下説明する。
コア部60の詳細について図6を用いて説明する。コア部60は、ヨーク部11とティース12とを備える。ヨーク部11は径方向Xの外側X1の軸方向Yに沿う外周面113を有する。ヨーク部11の外周面113には、軸方向Yに延在する第1凹部114が形成される。第1凹部114は、コイル7を形成する巻線機へステータコア1を取り付ける際の位置決めに用いられる。ヨーク部11は径方向Xの内側X2の軸方向Yに沿う内周面112を有する。ヨーク部11の内周面112にティース12を有する。また、ティース12には、径方向Xの内側X2の先端に周方向Zにそれぞれ突出したシュー部13を備える。
ティース12の周方向Zの両端の軸方向Yに沿う第1側面121を有する。ティース12の径方向Xの内側X2の先端の、軸方向Yに沿う先端面122を有する。シュー部13の径方向Xの外側X1の軸方向Yに沿う第2側面131を有する。そして、ヨーク部11の径方向Xの内側X2の軸方向Yに沿う内周面112、第1側面121、および、第2側面131にて囲まれた領域が、コイル線70が巻回されてコイル7が形成されるスロット14となる。ステータコア1は複数のコア部60のヨーク部11が周方向Zにおいて連結部111にて連結され形成される。
ここではステータコア1は、図5に示すように、9個のコア部60が連結部111にて連結され構成される。当該連結部111にてステータコア1のヨーク部11は自由に折り曲げ可能であり、これにより、直線状、または、ティース12の径方向Xに突出する方向を逆にする逆反り状に変形可能に形成される。
また、図2および図5に示すように、周方向Zに並んでいるコア部60をコイル線70の巻始め側から、第1コア部61、第2コア部62、第3コア部63、第4コア部64、第5コア部65、第6コア部66、第7コア部67、第8コア部68、第9コア部69とする。ここでは、U相、V相、W相の三相で構成され、周方向Zに隣接コア部60毎に異なる相が並ぶスター結線もしくはデルタ結線の結線構造である。全ての図においては、スター結線の場合で示す。
そして、図15に示すように、第1コア部61はU相(U1)、第2コア部62はV相(V1)、第3コア部63はW相(W1)、第4コア部64はU相(U2)、第5コア部65はV相(V2)、第6コア部66はW相(W2)、第7コア部67はU相(U3)、第8コア部68はV相(V3)、第9コア部69はW相(W3)である。尚、当該順番の説明を必要としない場合には、コア部60として総称して説明する。
また、コア部60には、コイル7、および絶縁部としての軸方向Yの上側の第1巻枠2、軸方向Yの下側の第2巻枠3が同様に設置される。但し、コア部60は、当該コア部60に、コイル7、絶縁部としての軸方向Yの上側の第1巻枠2、軸方向Yの下側の第2巻枠3が設置されている状態、または、設置されていない状態に関係無く当該記載を採用する。
次に、絶縁部として軸方向Yの上側の第1巻枠2、軸方向Yの下側の第2巻枠3について、図7から図12を用いて説明する。図7に示すように軸方向Yの上側の第1巻枠2は、第1突出部21と第1脚部22とで構成される。図8に示すように軸方向Yの下側の第2巻枠3は、第2突出部31と第2脚部32とで構成される。図9はコア部60に軸方向Yの上側の第1巻枠2、および軸方向Yの下側の第2巻枠3を設置した状態を示す図であり、第1突出部21はコア部60より軸方向Yの一方側から突出して形成される。また、第2突出部31はコア部60より軸方向Yの他方側から突出して形成される。
図7に示すように、第1突出部21の径方向Xの外側X1の外周面には、軸方向Yに複数段にてなる溝部が形成される。ここでは溝部は軸方向Yにおいてステータコア1から離れた側から、第1溝部91、第2溝部92、第3溝部93の3段にて形成される。各溝部91、92、93は、周方向Zに平行に形成される。例えば、図14および図15を参照すると、第1コア部61の第1溝部91と周方向Zに隣接する第2コア部62の第1溝部91と第3コア部63の第1溝部91が平行になるように形成される。
尚、図示はしていないが、例えば、各溝部91、92、93を周方向Zに平行ではなく、周方向Zにおいて斜めに形成することも考えられる。その場合、全ティース12に共通の絶縁部を用いることができる。
ここでは周方向Zに平行に3段の、第1溝部91、第2溝部92、第3溝部93が形成され、異なるティース12のコイル7同士を接続する渡り線8を保持する。当該渡り線8はコイル7同士との連続線である。導入溝部94は、コイル線70をティース12に巻回するために、ステータコア1の径方向Xの外側X1から径方向Xの内側X2に導入するために保持する。導出溝部95は、ティース12に巻回してコイル7を形成した後の渡り線8を、ステータコア1の径方向Xの内側X2から径方向Xの外側X1に導出するために保持する。
よって、軸方向Yの上側の第1巻枠2の第1突出部21に形成される導出溝部95は、図10における導出溝部95の周方向Zの左側に設けられた第1溝部91に繋がるように軸方向Yにおいて同一の高さとなる。
図30に示すように、第1巻枠2の第1突出部21には、周方向Zの中央部分に、径方向Xの内側X2に凹形状となる成形凹部96を有する(図30参照)。成形凹部96は、径方向Xの内側X2に内底部960を有する。成形凹部96は、ステータコア1を巻線時の直線状態から結線を施す円環状態に変形した際に渡り線8に発生する余長分を収納する。また、渡り線8は、成形凹部96の内底部960から離間して保持される。
図12に示すように、ステータコア1の連結箇所(連結部111)の径方向Xの中心Qからの距離R1、渡り線8を配置する箇所の中心Qからの距離R2とすると、周方向Zにおける2ティースを離間して3ティース先に渡った渡り線8の余長の余長長Sは
S=2π(R1―R2)/3
で表される。よって、成形凹部96は渡り線8の余長長Sを吸収できる径方向Xの内側X2の凹形状の深さH、すなわち内底部960までの深さHが必要がある。尚、内底部960の深さHについては後述にて説明する。
軸方向Yの下側の第2巻枠3は、第2突出部31にコイル線70の緩みを防止するため、各コイル7の巻き終わりのコイル線70を絡げる絡げ部310を備える。第1巻枠2の第1脚部22および第2巻枠3の第2脚部32は、コア部60の内周面112、第1側面121および第2側面131を覆うように構成される。すなわち、各脚部22、32は、スロット14に嵌合して、コイル7とステータコア1とを絶縁する。尚、本実施の形態1においては、第1脚部22と第2脚部32との軸方向Yの長さをほぼ同一の長さにて形成する例を示しているが、これに限られることはなく、両脚部22、32でステータコア1とコイル7との絶縁ができればよく、各脚部22、32の軸方向Yの長さは適宜変更可能である。
次に、コイル線70について図15を用いて説明する。コイル線70はコイル7を形成するための線である。ここでは、第1コイル線71、第2コイル線72および第3コイル線73の3本のコイル線70を使用する。各コイル線71、72、73において、コイル7の巻回を始める線を、第1巻始線711、第2巻始線721、および第3巻始線731とする。また、第1巻始線711、第2巻始線721、および第3巻始線731を、ステータコア1の径方向Xの外側X1から内側X2に移動して、電源線として使用する場合、第1電源線713、第2電源線723、および第3電源線733とする。
また、各コイル線71、72、73において、コイル7の巻回が終わった線を、第1巻終線712、第2巻終線722、および第3巻終線732とする。第1巻終線712、第2巻終線722、および第3巻終線732は結線され中性点が形成される。尚、上記に示したように、当該コイル線70の各箇所を用いて説明を必要としない場合には、コイル線70として総称して説明する。
次に、渡り線8について図15を用いて説明する。尚、渡り線8は、コイル線70にて形成されている。渡り線8は、第1渡り線81、第2渡り線82、第3渡り線83、第4渡り線84、第5渡り線85、および第6渡り線86がある。第1渡り線81は第1コア部61のコイル7と、周方向Zに3個離れた第4コア部64のコイル7とを接続する。第2渡り線82は第2コア部62のコイル7と、周方向Zに3個離れた第5コア部65のコイル7とを接続する。第3渡り線83は第3コア部63のコイル7と、周方向Zに3個離れた第6コア部66のコイル7とを接続する。
第4渡り線84は第4コア部64のコイル7と第7コア部67のコイル7とを接続する。第5渡り線85は第5コア部65のコイル7と、周方向Zに3個離れた第8コア部68のコイル7とを接続する。第6渡り線86は第6コア部66のコイル7と、周方向Zに3個離れた第9コア部69のコイル7とを接続する。尚、上記に示したように、当該渡り線8の各箇所の説明を必要としない場合には、渡り線8として総称して説明する。
次に、上記のように構成された実施の形態1の回転電機のステータの製造方法および回転電機の製造方法について、図26から図28のフローチャートに基づいて説明する。まず、磁性鋼板を打ち抜いて図4に示したような2種類のコア板6A、6Bを形成する。そして、形成された2種類のコア板6A、6Bを、軸方向Yに交互に複数枚積層するとともにヨーク部11の連結部111で連結して図5に示したようなステータコア1を形成する(図26のステップST1)。
次に、軸方向Yの上側の第1巻枠2、軸方向Yの下側の第2巻枠3を、例えば、絶縁性樹脂の射出成型により形成する。次に、第1コア部61に軸方向Yの両端からスロット14に軸方向Yの上側の第1巻枠2の第1脚部22、および、軸方向Yの下側の第2巻枠3の第2脚部32を挿入して嵌め、図9に示すようにステータコア1に装着する(図26のステップST2)。
次に、コイル7を形成する(図26のステップST3)工程について、図27に基づいて説明する。まず、第1コイル線71を第1コア部61の導入溝部94を用いて、径方向Xの外側X1から内側X2に導入する。また、第2コイル線72、および第3コイル線73も同様に、第2コア部62および第3コア部63のそれぞれの導入溝部94を用いて、径方向Xの外側X1から内側X2に導入する。
そして、図13に示すように、3本の巻線ノズル51、52、53を用いて、第1コア部61、第2コア部62、および第3コア部63のそれぞれのティース12に第1コイル線71、第2コイル線72および第3コイル線73を同時に矢印511、521、531のように巻回する(図27のステップST11)。但し、図13は第7コア部67、第8コア部68および第9コア部69に巻回する例を図示している。
そして、第1コア部61、第2コア部62および第3コア部63のそれぞれのティース12にコイル7を形成した後に、第1コイル線71、第2コイル線72、第3コイル線73を第1コア部61、第2コア部62および第3コア部63のそれぞれの軸方向Yの下側の第2巻枠3の絡げ部310へ絡げて緩みを防止する。次に、導出溝部95から、径方向Xの内側X2から外側X1に導出する(図14)。そして、全てのティース12にコイル7を形成したか否かを判断する(図27のステップST12)。
ここでは、ステップST12がNOとなり、図14に示すように、各巻線ノズル51、52、53を矢印Eの方向、周方向Zに3ティース分移動させ、次の巻回工程を行うために、第1コイル線71は第4コア部64に、第2コイル線72は第5コア部65に、第3コイル線73は第6コア部66のそれぞれの位置まで移動させる。
この際、各溝部91~93に各渡り線81~83がそれぞれ収められる(図27のステップST13)。次に、第4コア部64、第5コア部65、第6コア部66の導入溝部94から、径方向Xの外側X1から内側X2に各コイル線71、72、73が導入される。そして、上記と同様に、図13に示すように、3本の巻線ノズル51、52、53を用いて、第4コア部64、第5コア部65、および第6コア部66のそれぞれのティース12に第1コイル線71、第2コイル線72および第3コイル線73を同時に矢印511、521、531のように巻回する(図27のステップST11)。
そして、第4コア部64、第5コア部65および第6コア部66のそれぞれのティース12にコイル7を形成した後に、第1コイル線71、第2コイル線72、第3コイル線73を第4コア部64、第5コア部65および第6コア部66のそれぞれの軸方向Yの下側の第2巻枠3の絡げ部310へ絡げて緩みを防止する。次に、導出溝部95から、径方向Xの内側X2から外側X1に導出する。そして、全てのティース12にコイル7を形成したか否かを判断する(図27のステップST12)。
ここでは、ステップST12がNOとなり、各巻線ノズル51、52、53を矢印Eの方向、周方向Zに3ティース分移動させ、次の巻回工程を行うために、第1コイル線71は第7コア部67に、第2コイル線72は第8コア部68に、第3コイル線73は第9コア部69のそれぞれの位置まで移動させる。
この際、各溝部91~93に各渡り線84~86がそれぞれ収められる(図27のステップST13)。次に、各第7コア部67、第8コア部68、第9コア部69の導入溝部94から、径方向Xの外側X1から内側X2に各コイル線71、72、73が導入される。そして、上記と同様に、図13に示すように、3本の巻線ノズル51、52、53を用いて、第7コア部67、第8コア部68、第9コア部69のそれぞれのティース12に第1コイル線71、第2コイル線72および第3コイル線73を同時に矢印511、521、531のように巻回する(図27のステップST11)。
そして、第7コア部67、第8コア部68および第9コア部69のそれぞれのティース12にコイル7を形成した後に、第1コイル線71、第2コイル線72、第3コイル線73を第7コア部67、第8コア部68および第9コア部69のそれぞれの軸方向Yの下側の第2巻枠3の絡げ部310へ絡げて緩みを防止する。次に、導出溝部95から、径方向Xの内側X2から外側X1に導出する。
そして、全てのティース12にコイル7を形成したか否かを判断する(図27のステップST12)。ここでは、ステップST12がYESとなり、図15に示すように、第1コイル線71、第2コイル線72、第3コイル線73を切断して、第1巻終線712、第2巻終線722、第3巻終線732が形成される(図27のステップST14)。そして、コイルの形成する工程が終了する。
次に、ステータコア1のヨーク部11を、ティース12が径方向Xの内側X2側に突出するように環状に変形するとともに、各渡り線81~86を第1突出部21の成形凹部96に成形する(図26のステップST4)工程について、図28に基づいて説明する。まず、図16に示すように、コイル7を形成後のステータコア1が直線状態で押圧部47を径方向Xの外側X1から内側X2に移動させて、第1渡り線81、第4渡り線84を第1溝部91に、第2渡り線82、第5渡り線85を第2溝部92に、第3渡り線83、第6渡り線86を第3溝部93に、それぞれ各溝部91~93内から飛び出さないように保持する(図28のステップST21)。
次に、図3に示すように、押圧部47にて、各渡り線81~86を各溝部91~93内に保持したまま直線状態から円環状態に変形させる(図28のステップST22)。尚、図3においては、押圧部47を省略して示している。図3から分かるように、各渡り線81~86は、余長があり、第1巻枠2から径方向Xの外側X1に離反した状態となる。
次に、図17、図29、図30に示すように、成形部48を径方向Xの外側X1から内側X2に移動させて、各渡り線81~86を成形凹部96内に収納するように押圧して成形する(図28のステップST23)。よって、成形凹部96内に、各渡り線81~86の余長分が吸収される。図29は、当該成形後のステータコア1の上面図を示す。また、図30は図29の第1コア部61の拡大図を示す。成形凹部96の内底部960までの深さHは、余長長Sを確実に吸収するために、
H=S×1/2以上
を必要とする。
成形部48を成形凹部96の径方向Xの内側X2の内底部960まで押し切ると各渡り線81~86(コイル線70)に過負荷がかかり、品質不良を発生させる。そのため、例えば、押圧部47と位置が決まるような構造とし、余長長Sを確実に成形できる位置で、かつ、押しすぎない位置で止める構造となっている。前述では押圧部47を移動させた後、成形するタイミングを、ステータコア1を円環状態に変形させた後として説明したが、各コア部60を折り曲げたタイミングで順次、各渡り線81~86の余長分を成形凹部96内に押圧して収納し、成形し吸収していくことも可能である。
例えば、第1コア部61のみを折り曲げて、第1コア部61の成形凹部96内へのみ第1渡り線81を成形して収納し、次に、第2コア部62のみを折り曲げて、第2コア部62の成形凹部96内へのみ第2渡り線82を成形して収納し、これを順次、第9コア部69まで繰り返す。このようにすれば、吸収する余長量の余剰分を端にシワ寄せすることができる。そして、押圧部47と成形部48を退避させてステータ100を排出する(図28のステップST24)。
そして、このように形成された第1コイル線71は、切断せずに連続線として、第1巻始線711、第1コア部61のコイル7、第1渡り線81、第4コア部64のコイル7、第4渡り線84、第7コア部67のコイル7、そして、第1巻終線712となる。第2コイル線72は、切断せずに連続線として、第2巻始線721、第2コア部62のコイル7、第2渡り線82、第5コア部65のコイル7、第5渡り線85、第8コア部68のコイル7、そして、第2巻終線722となる。第3コイル線73は、切断せずに連続線として、第3巻始線731、第3コア部63のコイル7、第3渡り線83、第6コア部66のコイル7、第6渡り線86、第9コア部69のコイル7、そして、第3巻終線732となる。
次に、第1巻始線711、第2巻始線721および第3巻始線731を電源線として使用する場合の処理を行う。この3本の第1巻始線711、第2巻始線721および第3巻始線731はステータ100を円環状にした際に、ステータ100の径方向Xの内側X2に配置する必要がある。よって、図15の破線に示すようにステータ100の径方向Xの内側X2に配置する。各電源線713、723、733は、径方向Xの内側X2で、絶縁チューブをかぶせて絶縁を保ち配線処理を行う。
次に、ステータコア1を円環状にし、ステータコア1の端部同士を溶接で固定し、ステータ100を形成する(図26のステップST5)。次に、ハウジング101の内周面にステータ100の外周面を固定する(図26のステップST6)。次に、ハウジング101にロータ102を回転自在となるように、軸受211にシャフト221を支持させる。そして、ロータ102をステータ100に空隙Gを介して対向配置し、回転電機200が形成される(図26のステップST7)。
上記実施の形態1では、ステータコア1のヨーク部11を直線状に変形してコイル線70をティース12に巻回してコイル7を形成する方法を示したが、これに限られることはなく、他の方法として、ステータコア1のヨーク部11を、連結部111を用いてティースの径方向Xに突出する方向を逆にする逆反り状に変形させて行う場合について説明する。
図18の本実施の形態1のステータ100は、巻線の方式が異なる以外、実施の形態1のステータ100と同様である。巻線機400は6角形のチャック機構40を有する。チャック機構40は、チャック41、42、43、44、45、46を有する。チャック機構40のうち、チャック41、42、43と対向する位置に、コイル線70を巻回する巻線ノズル54、55、56が設置される。各巻線ノズル54、55、56は回転軸T、回転軸M、回転軸Nの回りに回転されコイル線70を各ティース12に巻回する。
但し、図18は図1の場合と異なり、軸方向Yを逆転して示している。すなわち、図18はコア部60の第2巻枠3が見えている状態を示した図である。但し、第2巻枠3の絡げ部310は図示を省略する。また、図18は各コア部61~69の全てにコイル7が形成された後の状態を示してる。
最初に、ステータコア1はチャック41、チャック42、チャック43に第1コア部61、第2コア部62、第3コア部63をそれぞれ固定する。そして、巻線ノズル54、55、56を回転軸T、M、Nにて回転させ、コイル線70を各ティース12に巻回してコイル7を形成する。そして、1回目の巻回が完了した後、巻線ノズル54、55、56を前後上下させるとともに、軸方向Yの下側の第2巻枠3の絡げ部310にコイル線70を絡げる(但し、図18においては絡げ部310は図示を省略している)。
次に、チャック機構40を回転させることで、渡り線8を上記示した場合と同様に、所定のコア部60に渡らせる。この際、チャック機構40が60°ピッチで回転する。すなわち、第4コア部64が1回目の巻回で第1コア部61が固定されていたチャック41の位置まで60°ピッチの回転を3回繰り返され移動する。他のコア部60も同時に移動する。チャック46の位置からは排出されていくため、チャック45の位置にはステータコア1は固定されない。
この方法によれば、周方向Zに隣接するティース12同士の間を広く確保してコイル線70をティース12に巻回してコイル7を形成できる。すなわち、図18に示すとおり、巻線ノズル54、55、56の回転軸T、M、Nを常にティース12側に向けて巻回できる。よって、ティース12に対して高速でコイル線70を巻回でき、巻回のサイクルタイムを短縮できる。
上記のように構成された実施の形態1の回転電機のステータによれば、
環状に配置されたヨーク部、および、前記ヨーク部の径方向の内側の内周面に、周方向に所定の間隔を隔てて、径方向の内側に突出して形成された複数のティースを有するステータコアと、複数の前記ティースにそれぞれコイル線を巻回して形成されたコイルと、前記ステータコアと前記コイルと間に配設され前記ステータコアと前記コイルとを絶縁する絶縁部とを備えた回転電機のステータであって、
前記絶縁部は、前記ステータコアより軸方向の一方側から突出する第1突出部を有し、
前記第1突出部は、前記第1突出部の径方向の外側の外周面に、軸方向に複数段にて成る溝部および径方向の内側に凹形状となる成形凹部を有し、
異なる前記ティースの前記コイル同士を接続する渡り線は、連続線であるとともに前記溝部内および前記成形凹部内に保持されるので、
渡り線の絶縁不良が防止でき、かつ、生産性を向上できるため、コストが削減でき、かつ、品質が向上する。
また、渡り線の絶縁不良が防止されるため、結線部材を低減でき、かつ、製造時間を短縮して生産性を向上できる。よって、結線部材の材料原価および加工費を抑制した上で、脈動および振動が防止でき電気特性が安定したステータを得ることができる。また、省材料化となる低コストが可能となり、絶縁部の耐強度性による品質が向上できる。
また、絶縁部が、軸方向の一方側において、渡り線の余長を吸収する成形凹部と、各相の渡り線を絶縁し所定の位置に収める溝部を有しており、例えば、上段、中段、下段と高さ違いの溝部に渡り線を施し、直線状態から円環状態に変形する際に発生する渡り線の余長分を成形凹部内に収納することで吸収できるため、高電圧の回転電機において連続線にて巻線した渡り線の品質不良を防止できる。また、コイル形成時のコイル線の緩みが防止され、結線部材を低減でき、かつ、製造時間を短縮して生産性を向上できる。
さらに、回転電機によれば、
ハウジング内に、上記記載の回転電機のステータと、前記ステータに空隙を介して対向配置されたロータとを備えたので、
渡り線がハウジングに接触し短絡することを防止でき、渡り線の絶縁不良が防止できる。
さらに、回転電機のステータの製造方法によれば、
前記ヨーク部を、直線状、または、前記ティースの径方向に突出する方向を逆にする逆反り状に変形して、前記ティースに前記コイル線を巻回して前記コイルを形成した後に、
前記ヨーク部を、前記ティースが径方向の内側に突出するように環状に変形するとともに、前記渡り線を前記第1突出部の前記溝部内に挿入するとともに前記成形凹部内に押圧して収納するので、
渡り線の余長分を成形凹部内に成形する際に、渡り線を異なる複数段の溝部内に保持するため複数の渡り線の干渉を防止できる。
さらに、回転電機の製造方法によれば、
ハウジング内に、上記記載の回転電機のステータの製造方法にて製造された前記ステータに空隙を介してロータを設置したので、
絶縁部に形成された溝部および成形凹部内に渡り線を収納して保持するので、渡り線のはみ出しによるハウジングとの短絡を防止できる。
さらに、回転電機のステータによれば、
前記成形凹部は、径方向の内側に内底部を有し、
前記渡り線は、前記成形凹部の前記内底部から離間して保持されるので、
渡り線への過負荷が低減でき、品質向上が可能となる。
さらに、回転電機のステータによれば、
前記絶縁部は、前記ステータコアより軸方向の他方側から突出する第2突出部を有し、前記第2突出部は、各前記コイルの巻き終わりの前記コイル線を絡げる絡げ部を有するので、
コイル間の渡り線の緩み防止が可能となり、コイルの巻崩れの防止、コイルの均一化が可能となる。
さらに、回転電機のステータによれば、
前記ヨーク部は、直線状、または、前記ティースの径方向に突出する方向を逆にする逆反り状に変形可能に形成されるので、
ステータコアのティースへのコイル線の巻回を簡便にできる。
実施の形態2.
図19は実施の形態2における回転電機のステータにおいてステータコア1のヨーク部11を直線状に変形し、絶縁部としての第1突出部21、第2突出部31およびフィルム部230を装着した状態を示す斜視図である。図20は図19に示した第1突出部21、第2突出部31、および、フィルム部230をステータコア1に装着する前の状態を示す分解斜視図である。図21は図19に示したフィルム部230の構成を示す斜視図である。図22Aは図19に示した第1巻枠の構成を軸方向の上面側から見た状態を示す斜視図である。図22Bは図19に示した第1巻枠の構成を軸方向の下面側から見た状態を示す斜視図である。図23は図19に示した第2突出部31の構成を示す斜視図である。
各図において、上記実施の形態1と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。図に示すように、実施の形態2のステータ100は、上記実施の形態1に示したステータコア1とコイル7とを絶縁する絶縁部の構成が異なる。本実施の形態2において、ステータコア1とコイル7とを絶縁するために絶縁部は、軸方向Yの上側の第1突出部21、軸方向Yの下側の第2突出部31、および、フィルム部230にて構成される。
よって、実施の形態2の軸方向Yの上側の第1巻枠2は、第1突出部21のみで、上記実施の形態1における第1脚部22を有していない構成である。また、軸方向Yの下側の第2巻枠3は、第2突出部31のみで、上記実施の形態1の第2脚部32を有していない構成である。
第1突出部21は後述するフィルム部230を固定するための、爪部411、412、413、414を備える。また、第2突出部31はフィルム部230を固定するための、爪部421、422、423、424を備える。また、第1突出部21および第2突出部31にはステータコア1との位置を決めるための凸部415、425をそれぞれ備える。ステータコア1は、ティース12に軸方向Yの両端に第2凹部115を備える。凸部415、425は、ステータコア1の第2凹部115にそれぞれ嵌合して設置される。
フィルム部230は、薄肉の絶縁性を有するフィルム材にて形成され、例えば、厚みが0.125mmのフィルム材を用いることが考えられる。そして、当該フィルム材に、図21に示すような形状に折り目をつけて形成される。この折り目により、フィルム部230は、ヨーク部11の径方向Xの内側X2の軸方向Yに沿う内周面112を覆う第1側面231、ティース12の軸方向Yに沿う第1側面121、および、シュー部13の軸方向Yに沿う第2側面131を覆う第2側面232、および、ティース12の軸方向Yに沿う先端面122を覆う第3側面233を備える。
また、フィルム部230は、ステータコア1に装着されると、第1突出部21および第2突出部31に軸方向Yに連接する。また、フィルム部230は、ステータコア1の各コア部61~69の全てに対応して連続して形成される。ティース12にコイル7が巻かれた後、フィルム部230の第3側面233の周方向Zの中央部は軸方向Yに沿って切断され、コイル7の周方向Zの側面を覆うようにコイル7間に折り曲げられる。尚、他の構成および回転電機のステータの製造方法は上記実施の形態1と同様である。
上記のように構成された実施の形態2の回転電機のステータ、回転電機、回転電機のステータの製造方法、および回転電機の製造方法によれば、上記実施の形態1と同様の効果を奏するとともに、
前記絶縁部は、前記ステータコアより軸方向の他端側から突出する第2突出部と、
前記第1突出部および前記第2突出部に軸方向に連接するとともに、前記ティースの軸方向の側面および前記ヨーク部の径方向の内側の軸方向の側面を覆うフィルム部とを備えたので、
薄肉のフィルム部にて絶縁部を構成できる。
実施の形態3.
本実施の形態3の回転電機のステータは、上記各実施の形態のステータコアと異なる構成を有する。よって、ステータコアの構成が異なる以外は、上記各実施の形態と同様であるため、上記各実施の形態と異なる部分を中心に説明する。
図31は実施の形態3における回転電機のステータのステータコアの構成を示す斜視図である。図32は図31に示したステータコアの要部の構成を示す拡大平面図である。各図において、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。図に示すように、ヨーク部11は、周方向Zに隣接するティース12間に薄肉連結部152を備える。よって、コア部60同士は薄肉連結部152にて連結されている。
このように、上記各実施の形態のステータコア1と本実施の形態3のステータコア1との違いは、上記各実施の形態のステータコア1はヨーク部11は、周方向Zに隣接するコア部60同士が、回転可能な連結部111にて連結されていたのに対して、本実施の形態3のステータコア1はコア部60同士が、折り曲げ可能な薄肉連結部152にて連結される点である。
上記各実施の形態のステータコア1は、図4に示したように、薄肉の磁性鋼板を打ち抜いて形成された2種類のコア板6A、6Bを軸方向Yに交互に積層して、連結部111を形成していたが、本実施の形態3では、薄肉の磁性鋼板を打ち抜いて形成された1種類のコア板6Cを複数枚、軸方向Yに積層している。
コア板6Cは、積層されてヨーク部11となる部分が、直線状に並ぶように、すなわち、ティース12が、平行に並ぶように形成されており、周方向Zに隣接するヨーク部11同士は、物理的に分離されず、薄肉連結部152にて連結されている。したがって、1種類のコア板6Cを複数枚、軸方向Yに積層するだけで、隣り合うコア部60の間は薄肉連結部152にて連結して形成できる。
コア板6Cを複数枚、軸方向Yに積層した状態では、各コア部60のヨーク部11が、直線状に並んだ状態が保持される。本実施の形態3のステータ100は、上記各実施の形態と同様の絶縁部を備えている。各ティース12に巻線を完了した後に、薄肉連結部152を塑性変形させて、ヨーク部11が環状となるように折り曲げる。このとき、ヨーク部11および各ティース12の位置関係は、上記各実施の形態と同様である。
上記のように構成された実施の形態3の回転電機のステータによれば、上記各実施の形態と同様に、
環状に配置されたヨーク部、および、前記ヨーク部の径方向の内側の内周面に、周方向に所定の間隔を隔てて、径方向の内側に突出して形成された複数のティースを有するステータコアと、複数の前記ティースにそれぞれコイル線を巻回して形成されたコイルと、前記ステータコアと前記コイルと間に配設され前記ステータコアと前記コイルとを絶縁する絶縁部とを備えた回転電機のステータであって、
前記絶縁部は、前記ステータコアより軸方向の一方側から突出する第1突出部を有し、
前記第1突出部は、前記第1突出部の径方向の外側の外周面に、軸方向に複数段にて成る溝部および径方向の内側に凹形状となる成形凹部を有し、
異なる前記ティースの前記コイル同士を接続する渡り線は、連続線であるとともに前記溝部内および前記成形凹部内に保持されるので、
渡り線の絶縁不良が防止でき、かつ、生産性を向上できるため、コストが削減でき、かつ、品質が向上する。
また、渡り線の絶縁不良が防止されるため、結線部材を低減でき、かつ、製造時間を短縮して生産性を向上できる。よって、結線部材の材料原価および加工費を抑制した上で、脈動および振動が防止でき電気特性が安定したステータを得ることができる。また、省材料化となる低コストが可能となり、絶縁部の耐強度性による品質が向上できる。
また、絶縁部が、軸方向の一方側において、渡り線の余長を吸収する成形凹部と、各相の渡り線を絶縁し所定の位置に収める溝部を有しており、例えば、上段、中段、下段と高さ違いの溝部に渡り線を施し、直線状態から円環状態に変形する際に発生する渡り線の余長分を成形凹部内に収納することで吸収できるため、高電圧の回転電機において連続線にて巻線した渡り線の品質不良を防止できる。また、コイル形成時のコイル線の緩みが防止され、結線部材を低減でき、かつ、製造時間を短縮して生産性を向上できる。
さらに、回転電機によれば、
ハウジング内に、上記記載の回転電機のステータと、前記ステータに空隙を介して対向配置されたロータとを備えたので、
渡り線がハウジングに接触し短絡することを防止でき、渡り線の絶縁不良が防止できる。
さらに、回転電機のステータの製造方法によれば、
前記ヨーク部を、直線状、または、前記ティースの径方向に突出する方向を逆にする逆反り状に変形して、前記ティースに前記コイル線を巻回して前記コイルを形成した後に、
前記ヨーク部を、前記ティースが径方向の内側に突出するように環状に変形するとともに、前記渡り線を前記第1突出部の前記溝部内に挿入するとともに前記成形凹部内に押圧して収納するので、
渡り線の余長分を成形凹部内に成形する際に、渡り線を異なる複数段の溝部内に保持するため複数の渡り線の干渉を防止できる。
さらに、回転電機の製造方法によれば、
ハウジング内に、上記記載の回転電機のステータの製造方法にて製造された前記ステータに空隙を介してロータを設置したので、
絶縁部に形成された溝部および成形凹部内に渡り線を収納して保持するので、渡り線のはみ出しによるハウジングとの短絡を防止できる。
さらに、回転電機のステータによれば、
前記成形凹部は、径方向の内側に内底部を有し、
前記渡り線は、前記成形凹部の前記内底部から離間して保持されるので、
渡り線への過負荷が低減でき、品質向上が可能となる。
さらに、回転電機のステータによれば、
前記絶縁部は、前記ステータコアより軸方向の他方側から突出する第2突出部を有し、前記第2突出部は、各前記コイルの巻き終わりの前記コイル線を絡げる絡げ部を有するので、
コイル間の渡り線の緩み防止が可能となり、コイルの巻崩れの防止、コイルの均一化が可能となる。
さらに、回転電機のステータによれば、
前記ヨーク部は、周方向に隣接する前記ティース間に薄肉連結部を備えるため、
薄肉連結部の塑性変形により簡便に形成できる。
さらに、回転電機のステータによれば、
前記ヨーク部は、直線状、または、前記ティースの径方向に突出する方向を逆にする逆反り状に変形可能に形成されるので、
ステータコアのティースへのコイル線の巻回を簡便にできる。
実施の形態4.
本実施の形態4の回転電機のステータは、上記実施の形態1、2のステータコアと異なる構成を有する。よって、ステータコアの構成が異なる以外は、上記実施の形態1、2と同様であるため、上記実施の形態1、2と異なる部分を中心に説明する。
図33は実施の形態4における回転電機のステータのステータコアの分割コア部の構成を示す斜視図である。図34は図33に示した分割コア部の固定治具を示した斜視図である。各図において、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。図に示すように、分割コア部600は、ヨーク部11が、周方向Zに隣接するティース12毎に分割して形成される。当該分割コア部600は上記実施の形態1、2のコア部60に相当する。
このように、上記実施の形態1、2のステータコア1と本実施の形態4のステータコア1との違いは、上記各実施の形態1、2のステータコア1はヨーク部11は、周方向Zに隣接するコア部60同士が、回転可能な連結部111にて連結されていたのに対して、本実施の形態4のステータコア1は分割コア部600同士が、連結されておらず、それぞれが独立して形成される。
上記実施の形態1、2のステータコア1は、図4に示すように、薄肉の磁性鋼板を打ち抜いて形成された2種類のコア板6A、6Bを軸方向Yに交互に積層して、連結部111を形成していたが、本実施の形態4では、分割コア部600は、薄肉の磁性鋼板を打ち抜いて形成された1種類のコア板6Dを複数枚、軸方向Yに積層して形成する。このように、本実施の形態4のステータコア1は、9個の独立した分割コア部600から構成される。
本実施の形態4のステータ100は、上記実施の形態1、2と同様の絶縁部を備えている。分割コア部600へ巻線するには、図34に示すように固定治具17に全ての分割コア部600を、ヨーク部11が直線状に並ぶように配置、保持し、上記実施の形態1と同様の巻線を連続して行う。その後、固定治具17を取り外し、分割コア部600のヨーク部11が環状となるように組み合わせ、周方向Zに隣接する分割コア部600同士を固定することによってステータ100を形成する。固定方法は、溶接、焼き嵌めなどが考えられる。
上記のように構成された実施の形態4の回転電機のステータによれば、上記各実施の形態と同様に、
環状に配置されたヨーク部、および、前記ヨーク部の径方向の内側の内周面に、周方向に所定の間隔を隔てて、径方向の内側に突出して形成された複数のティースを有するステータコアと、複数の前記ティースにそれぞれコイル線を巻回して形成されたコイルと、前記ステータコアと前記コイルと間に配設され前記ステータコアと前記コイルとを絶縁する絶縁部とを備えた回転電機のステータであって、
前記絶縁部は、前記ステータコアより軸方向の一方側から突出する第1突出部を有し、
前記第1突出部は、前記第1突出部の径方向の外側の外周面に、軸方向に複数段にて成る溝部および径方向の内側に凹形状となる成形凹部を有し、
異なる前記ティースの前記コイル同士を接続する渡り線は、連続線であるとともに前記溝部内および前記成形凹部内に保持されるので、
渡り線の絶縁不良が防止でき、かつ、生産性を向上できるため、コストが削減でき、かつ、品質が向上する。
また、渡り線の絶縁不良が防止されるため、結線部材を低減でき、かつ、製造時間を短縮して生産性を向上できる。よって、結線部材の材料原価および加工費を抑制した上で、脈動および振動が防止でき電気特性が安定したステータを得ることができる。また、省材料化となる低コストが可能となり、絶縁部の耐強度性による品質が向上できる。
また、絶縁部が、軸方向の一方側において、渡り線の余長を吸収する成形凹部と、各相の渡り線を絶縁し所定の位置に収める溝部を有しており、例えば、上段、中段、下段と高さ違いの溝部に渡り線を施し、直線状態から円環状態に変形する際に発生する渡り線の余長分を成形凹部内に収納することで吸収できるため、高電圧の回転電機において連続線にて巻線した渡り線の品質不良を防止できる。また、コイル形成時のコイル線の緩みが防止され、結線部材を低減でき、かつ、製造時間を短縮して生産性を向上できる。
さらに、回転電機によれば、
ハウジング内に、上記記載の回転電機のステータと、前記ステータに空隙を介して対向配置されたロータとを備えたので、
渡り線がハウジングに接触し短絡することを防止でき、渡り線の絶縁不良が防止できる。
さらに、回転電機のステータの製造方法によれば、
前記ヨーク部を、直線状、または、前記ティースの径方向に突出する方向を逆にする逆反り状に変形して、前記ティースに前記コイル線を巻回して前記コイルを形成した後に、
前記ヨーク部を、前記ティースが径方向の内側に突出するように環状に変形するとともに、前記渡り線を前記第1突出部の前記溝部内に挿入するとともに前記成形凹部内に押圧して収納するので、
渡り線の余長分を成形凹部内に成形する際に、渡り線を異なる複数段の溝部内に保持するため複数の渡り線の干渉を防止できる。
さらに、回転電機の製造方法によれば、
ハウジング内に、上記記載の回転電機のステータの製造方法にて製造された前記ステータに空隙を介してロータを設置したので、
絶縁部に形成された溝部および成形凹部内に渡り線を収納して保持するので、渡り線のはみ出しによるハウジングとの短絡を防止できる。
さらに、回転電機のステータによれば、
前記成形凹部は、径方向の内側に内底部を有し、
前記渡り線は、前記成形凹部の前記内底部から離間して保持されるので、
渡り線への過負荷が低減でき、品質向上が可能となる。
さらに、回転電機のステータによれば、
前記絶縁部は、前記ステータコアより軸方向の他方側から突出する第2突出部を有し、前記第2突出部は、各前記コイルの巻き終わりの前記コイル線を絡げる絡げ部を有するので、
コイル間の渡り線の緩み防止が可能となり、コイルの巻崩れの防止、コイルの均一化が可能となる。
さらに、回転電機のステータによれば、
前記ヨーク部は、周方向に隣接する前記ティース毎に分割して形成されるので、
ヨーク部を簡便に直線状に変更できる。
さらに、回転電機のステータによれば、
前記ヨーク部は、直線状、または、前記ティースの径方向に突出する方向を逆にする逆反り状に変形可能に形成されるので、
ステータコアのティースへのコイル線の巻回を簡便にできる。
本開示は、様々な例示的な実施の形態および実施例が記載されているが、1つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
1 ステータコア、100 ステータ、101 ハウジング、102 ロータ、11 ヨーク部、111 連結部、112 内周面、113 外周面、114 第1凹部、115 第2凹部、12 ティース、121 第1側面、122 先端面、13 シュー部、131 第2側面、14 スロット、152 薄肉連結部、17 固定治具、2 第1巻枠、200 回転電機、21 第1突出部、211 軸受、22 第1脚部、221 シャフト、222 永久磁石、223 ロータコア、230 フィルム部、231 第1側面、232 第2側面、233 第3側面、3 第2巻枠、31 第2突出部、310 絡げ部、32 第2脚部、40 チャック機構、400 巻線機、41 チャック、42 チャック、43 チャック、44 チャック、45 チャック、46 チャック、47 押圧部、48 成形部、411 爪部、412 爪部、413 爪部、414 爪部、415 凸部、421 爪部、422 爪部、423 爪部、424 爪部、425 凸部、51 巻線ノズル、511 矢印、52 巻線ノズル、521 矢印、53 巻線ノズル、531 矢印、54 巻線ノズル、55 巻線ノズル、56 巻線ノズル、6A コア板、6B コア板、6C コア板、6D コア板、60 コア部、600 分割コア部、61 第1コア部、62 第2コア部、63 第3コア部、64 第4コア部、65 第5コア部、66 第6コア部、67 第7コア部、68 第8コア部、69 第9コア部、7 コイル、70 コイル線、71 第1コイル線、711 第1巻始線、712 第1巻終線、713 第1電源線、72 第2コイル線、721 第2巻始線、722 第2巻終線、723 第2電源線、73 第3コイル線、731 第3巻始線、732 第3巻終線、733 第3電源線、8 渡り線、81 第1渡り線、82 第2渡り線、83 第3渡り線、84 第4渡り線、85 第5渡り線、86 第6渡り線、91 第1溝部、92 第2溝部、93 第3溝部、94 導入溝部、95 導出溝部、96 成形凹部、960 内底部、G 空隙、H 深さ、T 回転軸、M 回転軸、N 回転軸、X 径方向、X1 外側、X2 内側、Y 軸方向、Z 周方向。

Claims (16)

  1. 環状に配置されたヨーク部、および、前記ヨーク部の径方向の内側の内周面に、周方向に所定の間隔を隔てて、径方向の内側に突出して形成された複数のティースを有するステータコアと、複数の前記ティースにそれぞれコイル線を巻回して形成されたコイルと、前記ステータコアと前記コイルと間に配設され前記ステータコアと前記コイルとを絶縁する絶縁部とを備えた回転電機のステータであって、
    前記絶縁部は、前記ステータコアより軸方向の一方側から突出する第1突出部を有し、
    前記第1突出部は、前記第1突出部の径方向の外側の外周面に、軸方向に複数段にて成る溝部および径方向の内側に凹形状となる成形凹部を有し、
    異なる前記ティースの前記コイル同士を接続する渡り線は、連続線であるとともに前記溝部内および前記成形凹部内に保持され
    前記渡り線の余長分が前記成形凹部に収納され、
    前記成形凹部は、前記成形凹部に収納される前記渡り線の余長分の一端から他端まで径方向外側に開口している回転電機のステータ。
  2. 前記ヨーク部は、直線状、または、前記ティースの径方向に突出する方向を逆にする逆反り状に変形可能に形成され、
    前記渡り線の余長分は、直線状の状態で巻線された前記ステータコアを円環状態に変形した際に前記渡り線に発生する請求項1に記載の回転電機のステータ。
  3. 直線状の状態における前記複数のティースにおいて、周方向両端の前記ティースに取り付けられた前記絶縁部における前記成形凹部内のそれぞれには、前記渡り線が収納されていない請求項2に記載の回転電機のステータ。
  4. 直線状の状態における前記複数のティースにおいて、周方向両端から2番目の前記ティースに取り付けられた前記絶縁部における前記成形凹部内のそれぞれには、1つの前記渡り線が収納されている請求項3に記載の回転電機のステータ。
  5. 1つの前記成形凹部内には、2つの前記渡り線が収納されている請求項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。
  6. 前記成形凹部は、径方向の内側に内底部を有し、
    前記渡り線は、前記成形凹部の前記内底部から離間して保持されている請求項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。
  7. 前記成形凹部の前記内底部までの深さHは、余長長Sとすると
    H=S×1/2以上にて形成される請求項6に記載の回転電機のステータ。
  8. 前記絶縁部は、前記ステータコアより軸方向の他端側から突出する第2突出部と、
    前記第1突出部および前記第2突出部に軸方向に連接するとともに、前記ティースの軸方向の側面および前記ヨーク部の径方向の内側の軸方向の側面を覆うフィルム部とを備えた請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の回転電機のステータ。
  9. 前記絶縁部は、前記ステータコアより軸方向の他方側から突出する第2突出部を有し、前記第2突出部は、各前記コイルの巻き終わりの前記コイル線を絡げる絡げ部を有する請求項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。
  10. 前記ヨーク部は、周方向に隣接する前記ティース間に薄肉連結部を備える請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の回転電機のステータ。
  11. 前記ヨーク部は、周方向に隣接する前記ティース毎に分割して形成される請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の回転電機のステータ。
  12. ハウジング内に、請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の回転電機のステータと、前記ステータに空隙を介して対向配置されたロータとを備えた回転電機。
  13. 前記ヨーク部を、直線状、または、前記ティースの径方向に突出する方向を逆にする逆反り状に変形して、前記ティースに前記コイル線を巻回して前記コイルを形成した後に、
    前記ヨーク部を、前記ティースが径方向の内側に突出するように環状に変形するとともに、前記渡り線を前記第1突出部の前記溝部内に挿入するとともに前記成形凹部内に押圧して収納する請求項1から請求項12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。
  14. 前記渡り線を前記第1突出部の前記溝部内に押圧部によって保持するとともに、前記成形凹部内に成形部を前記押圧部から径方向の内側に移動させることによって前記渡り線を成形して収納する請求項13に記載の回転電機のステータの製造方法。
  15. 前記ヨーク部は、直線状、または、前記ティースの径方向に突出する方向を逆にする逆反り状に変形可能に形成され、
    前記複数のティースの内、周方向一端の前記ティースと、周方向一端の前記ティースが突出する前記ヨーク部とを有するコア部を第1コア部とした場合、
    前記ヨーク部が直線状に形成された状態において、前記第1コア部の前記ヨーク部を環状に変形させて、前記第1コア部の前記成形凹部内に前記渡り線を押圧して収納した後、
    残りの前記コア部において、前記第1コア部に隣り合う前記コア部から順次、前記ヨーク部を環状に変形させて、前記成形凹部内に前記渡り線を押圧して収納する請求項13または請求項14に記載の回転電機のステータの製造方法。
  16. ハウジング内に、請求項13から請求項15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て製造された前記ステータに空隙を介してロータを設置した回転電機の製造方法。
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