JP7412203B2

JP7412203B2 - 回転電機の固定子、回転電機、および、回転電機の固定子の製造方法

Info

Publication number: JP7412203B2
Application number: JP2020020337A
Authority: JP
Inventors: 浩司川村; 敏充岩井; 直彦鮎川; 健二前川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-02-10
Filing date: 2020-02-10
Publication date: 2024-01-12
Anticipated expiration: 2040-02-10
Also published as: JP2021126025A

Description

本願は、回転電機の固定子、回転電機、および、回転電機の固定子の製造方法に関するものである。

従来の分布巻のステータにおいて、固定子鉄心とコイルとの絶縁性を確保するための絶縁構造として、スロット部内において固定子鉄心とコイルとの間に薄いシート状の絶縁部材を備える方法がある。この絶縁部材は絶縁性を備えた紙または樹脂シートを単独あるいは複数枚積層して構成されている。ところで、分布巻の占積率向上およびコイルエンド高さの低減を目的として固定子鉄心を周方向に複数に分割したコアで構成するものがある。このとき、コアとコイルとの間に絶縁シートを配置しつつコアの分割面近傍での絶縁性を確保する構造として、分割面近傍で絶縁シートを重ねる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４－１８７８５６号公報

従来、回転電機を高電圧で用いる場合には、より大きな絶縁距離が必要である。例えば、特許文献１では、スロット部の外径側の端部であるヨーク部とコイルとの間で絶縁シートを重ねているが、高電圧に必要な絶縁距離に対しては不足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、スロット部における鉄心とコイルとの間の絶縁性を向上させる回転電機の固定子、回転電機、および、回転電機の固定子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固定子は、
環状に形成されるヨーク部、および、前記ヨーク部の径方向の内側に、径方向の内側に突出するとともに周方向に間隔を隔てて形成される複数のティース部を有する鉄心と、
周方向に隣接する前記ティース部の間に形成されるスロット部に配置されるコイルと、
前記スロット部において前記鉄心と前記コイルとの間に設置される絶縁部とを備えた回転電機の固定子において、
前記鉄心は、周方向に隣接する前記ティース部間にて前記ヨーク部が周方向に分割された分割鉄心にて形成され、
周方向に隣接する一方の前記分割鉄心の前記ヨーク部の径方向の内側の軸方向に沿って形成される第１内周面の分割端から前記ティース部までの周方向の幅が、
他方の前記分割鉄心の前記ヨーク部の径方向の内側の軸方向に沿って形成される第２内周面の分割端から前記ティース部までの周方向の幅よりも長く形成され、
前記絶縁部は、一方の前記分割鉄心に設置される第１絶縁部と、他方の前記分割鉄心に設置される第２絶縁部とに分割して形成され、
前記第１絶縁部の一方の前記分割鉄心の前記第１内周面に設置される第１内周部上に、前記第２絶縁部の他方の前記分割鉄心の前記第２内周面に設置される第２内周部から周方向に延在する延設部を径方向に重ねて形成させ、
前記第１絶縁部の前記第１内周部と前記第２絶縁部の前記延設部との重なる部分が、前記第１内周面における一方の前記分割鉄心の前記ティース部から前記スロット部の周方向の中央までの周方向の幅よりも、周方向において長く重ねられているものである。
また、本願に開示される回転電機は、
上記記載の回転電機の固定子と、
前記固定子に空隙を介して対向配置された回転子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固定子の製造方法は、
上記記載の回転電機の固定子において、
前記鉄心は、第１分割鉄心と第２分割鉄心とが周方向に交互に配置して構成され、
前記第１分割鉄心の前記ティース部の周方向の両側には前記第１内周面が形成され、
前記第２分割鉄心の前記ティース部の周方向の両側には前記第２内周面が形成され、
前記コイルが、前記ティース部を挿入する挿入部が周方向に間隔を隔てて複数形成された場合であって、
前記第２絶縁部が設置された前記第２分割鉄心の前記ティース部を、前記コイルの径方向の外側から、前記コイルの前記挿入部に、周方向において１箇所おきに挿入する第１工程と、
前記第１絶縁部が設置された前記第１分割鉄心を前記コイルの径方向の外側から前記第２分割鉄心が挿入されていない前記コイルの前記挿入部に挿入する第２工程とを備えたものである。

本願に開示される回転電機の固定子、回転電機、および、回転電機の固定子の製造方法によれば、スロット部の鉄心とコイルとの間の絶縁性を向上できる。

実施の形態１による回転電機の構成を示す断面図である。図１に示した回転電機の固定子の構成を示す部分断面図である。図２に示した回転電機の固定子の第１分割鉄心の構成を示す斜視図である。図２に示した回転電機の固定子の第１分割鉄心の構成を示す斜視図である。図２に示した回転電機の固定子の第２分割鉄心の構成を示す斜視図である。図１に示した回転電機の固定子の分割コイルの構成を示す斜視図である。図１に示した回転電機の固定子のコイル籠の構成を示す斜視図である。図１に示した回転電機の固定子の組み立て方法を示す断面図である。図１に示した回転電機の固定子の組み立て方法を示す断面図である。図１に示した回転電機の固定子の組み立て方法を示す模式図である。図１に示した回転電機の固定子の組み立て方法を示す模式図である。図１に示した回転電機の固定子の他の組み立て方法を示す模式図である。図１に示した回転電機の固定子の他の組み立て方法を示す模式図である。実施の形態１による回転電機の固定子の他の構成を示す部分断面図である。実施の形態２による回転電機の固定子の構成を示す部分断面図である。図１５Ａに示した回転電機の固定子の点線の丸にて囲んだ部分の拡大構成を示す断面図である。実施の形態３による回転電機の固定子の構成を示す部分断面図である。実施の形態３による回転電機の固定子の他の構成を示す部分断面図である。

実施の形態１．
図１は実施の形態１による回転電機の構成の軸方向に垂直な断面図である。図２は図１に示した回転電機の固定子の構成を示す部分断面図である。図３および図４は図２に示した回転電機の固定子の第１分割鉄心の構成を示す斜視図である。図５は図２に示した回転電機の固定子の第２分割鉄心の構成を示す斜視図である。図６は図１に示した回転電機の固定子の分割コイルの構成を示す斜視図である。図７は図１に示した回転電機の固定子のコイル籠の構成を示す斜視図である。図８から図１１は図１に示した回転電機の固定子の組み立て方法を示す断面図である。図１２および図１３は図１に示した回転電機の固定子の他の組み立て方法を示す断面図である。図１４は実施の形態１による回転電機の固定子の他の構成を示す部分断面図である。

本実施の形態１では、回転電機１００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、固定子１０および回転子２０においても、これらの方向は同一方向となる。また、他の部分においても、これらの方向を基準として各方向を示して説明する。

図１において、回転電機１００は、フレーム３内に設置された固定子１０および回転子２０を備える。固定子１０と、回転子２０とは空隙を介して対向配置される。フレーム３は略円筒形にて形成される。フレーム３は、固定子１０および回転子２０を機械的に保持し、かつ固定子１０の放熱経路となり、一般的には鉄またはアルミニウム等の金属素材にて形成される。固定子１０は、フレーム３の内側に嵌合、固定される。固定子１０は鉄心１１とコイル１２と絶縁部４０とを備える。

鉄心１１（本願においては、固定子１０の固定子鉄心を鉄心と示す）は、略円筒形にて形成される。鉄心１１は、一般的には鉄系の材料からなる薄板の磁性板を軸方向Ｙに複数枚積層して構成される。コイル１２は、鉄心１１に巻回され形成される。回転子２０は、回転子鉄心２２と、回転軸２１と、永久磁石２３とを備える。回転子２０は、固定子１０の内側に、フレーム３に対して図示しない軸受に回転軸２１が回転可能に支持される。回転子鉄心２２は、略円筒形にて形成され、回転軸２１に固定される。永久磁石２３は、回転子鉄心２２の外周面に設置される。尚、本実施の形態１では永久磁石２３を組み込んだ回転子２０を備えた回転電機１００の例を示しているが、これに限られるものではなく、誘導電動機に用いられる籠型回転子または巻線を組み込んだ巻線型回転子でもよい。

図２において、鉄心１１は、環状に形成されたヨーク部７と、ヨーク部７の径方向Ｘの内側Ｘ２に、径方向Ｘの内側Ｘ２に突出するとともに、周方向Ｚに間隔を隔てて放射状に配置された複数のティース部１４とを有している。さらに、ティース部１４の径方向Ｘの内側Ｘ２の端部には鉄心１１の磁気特性改善のため、ティース部１４の周方向Ｚの幅より周方向Ｚに広がって形成されたシュー部１８を備える。周方向Ｚに隣接するティース部１４の間に挟まれて形成される領域のスロット部１５にコイル１２が収納され配置される。尚、図２ではスロット部１５内に４本の導線にてなるコイル１２が配置された例を示しているが、コイル１２の導線の本数はこれに限定されるものではない。

スロット部１５において鉄心１１とコイル１２との間に電気的絶縁を確保するため設置される絶縁部４０を備える。絶縁部４０は電気的な絶縁性を有する紙あるいは樹脂フィルムを単独あるいは複数を積層して形成される。絶縁部４０は図示しない接着剤または粘着テープ、あるいは絶縁部４０に備えられた接着層によってティース部１４の周方向Ｚの両側面に固定される。鉄心１１は周方向Ｚに隣接するティース部１４間にてヨーク部７が周方向Ｚに分割された分割鉄心１７０にて形成される。そして鉄心１１は、分割鉄心１７０としての第１分割鉄心１７１と第２分割鉄心１７２とが周方向Ｚに交互に配置され形成される。

図３から図５において、周方向Ｚに隣接する一方のここでは第１分割鉄心１７１のヨーク部７の径方向Ｘの内側Ｘ２の軸方向Ｙに沿って形成される第１内周面７１の分割端１６からティース部１４までの周方向Ｚの幅Ｗ１００が、他方のここでは第２分割鉄心１７２のヨーク部７の径方向Ｘの内側Ｘ２の軸方向Ｙに沿って形成される第２内周面７２の分割端１６からティース部１４までの周方向Ｚの幅Ｗ１０１よりも長く形成される。よって、分割端１６はスロット部１５の周方向Ｚの中心からずれた位置に形成される。

ここでは第１分割鉄心１７１のティース部１４の周方向Ｚの両側には第１内周面７１が形成される。また、第２分割鉄心１７２のティース部１４の周方向Ｚの両側には第２内周面７２が形成される。そして、鉄心１１は、ヨーク部７の周方向Ｚの外側Ｘ１の幅Ｗ１が長い第１分割鉄心１７１と、周方向Ｚの外側Ｘ１の幅Ｗ２が短い第２分割鉄心１７２の２種類の分割鉄心１７０で構成されている。

絶縁部４０は、一方の第１分割鉄心１７１に設置される第１絶縁部４１と、他方の第２分割鉄心に設置される第２絶縁部４２とに分割して形成される。第１絶縁部４１は、第１分割鉄心１７１のティース部１４の周方向Ｚの両側面に、スロット部１５内においてコイル１２と第１分割鉄心１７１との間の電気的絶縁を確保するために貼りつけられる。また、第２絶縁部４２は、第２分割鉄心１７２のティース部１４の周方向Ｚの両側面に、スロット部１５内においてコイル１２と第２分割鉄心１７２との間の電気的絶縁を確保するために貼りつけられる。

そして、第１絶縁部４１は、ティース部１４の周方向Ｚの側面に設置された箇所から曲げ部４３にて屈曲され、第１分割鉄心１７１の第１内周面７１上の全面に設置される第１内周部５１を備える。よって、第１内周部５１の周方向Ｚの幅Ｔ１は、第１分割鉄心１７１の第１内周面７１の周方向Ｚの幅Ｗ１００から、絶縁部４０の厚さと絶縁部の曲げ部４３の曲率分とを減じた長さとなる。

また、第２絶縁部４２は、ティース部１４の周方向Ｚの側面に設置された箇所から曲げ部４３にて屈曲され、第２分割鉄心１７２の第２内周面７２に設置される第２内周部５２と、第２内周部５２から周方向Ｚに延在する延設部５３とを備える。第２内周部５２と延設部５３とをあわせた周方向Ｚの幅Ｔ２は、スロット部１５を構成する第１内周面７１と第２内周面７２とをあわせた周方向Ｚの幅Ｗ１００＋幅Ｗ１０１から、絶縁部４０の厚さと絶縁部の曲げ部４３の曲率分とを減じた長さとなる。そして、図２に示すように、第１絶縁部４１の第１内周部５１の上の全面に、第２絶縁部４２の延設部５３が径方向Ｘに重ねて形成される。よって、第２絶縁部４２の延設部５３の周方向Ｚの幅Ｔ１と、第１絶縁部４１の第１内周部５１の周方向Ｚの幅Ｔ１とは同様の長さにて形成される。

次に上記のように構成された実施の形態１の回転電機の固定子の製造方法について図８から図１１を用いて説明する。まず、コイル１２の製造方法について図６および図７を交えて説明する。コイル１２は複数の分割コイル３１（図６参照）を組み合わせて構成する。分割コイル３１は周方向Ｚに離れたスロット部１５の２箇所の内に配置される直線部３２１、直線部３２２と、直線部３２１、３２２を鉄心１１の軸方向Ｙの外側でそれらを繋ぐコイルエンド部３３１、コイルエンド部３３２とからなる。

この分割コイル３１を周方向Ｚに複数並べてコイル１２を構成するが、その際、分割コイル３１のお互いのコイルエンド部３３１、３３２同士が干渉せず組み合わすように、分割コイル３１の単品状態でコイルエンド部３３１、３３２は成形されている。この分割コイル３１を複数組み合わせて籠状のコイル籠３５としたものを図７に示す。図７に示すように、コイル籠３５は、ティース部１４が挿入可能な挿入部３５０が周方向Ｚに幅Ｗ１０（図８参照）を隔てて複数形成される。尚、当然のことながらティース部１４にはシュー部１８が形成されるため、当該シュー部１８を含めて挿入可能に形成される。

次に、鉄心１１の第１分割鉄心１７１に第１絶縁部４１を、第２分割鉄心１７２に第２絶縁部４２をそれぞれ設置する。この際、第１分割鉄心１７１の第１内周面７１には第１絶縁部４１の第１内周部５１が設置される。また、第２分割鉄心１７２の第２内周面７２には第２絶縁部４２の第２内周部５２が設置される。そして、コイル籠３５の径方向Ｘの外側Ｘ１に、第１分割鉄心１７１と第２分割鉄心１７２とを周方向Ｚに交互に配置する（図８）。

次に、第２絶縁部４２が設置された第２分割鉄心１７２のティース部１４を、コイル籠３５の周方向Ｚにおいて１箇所おきの挿入部３５０に、径方向Ｘの外側Ｘ１から径方向Ｘの内側Ｘ２の矢印Ａの方向に挿入して、コイル籠３５に組み付ける第１工程を行う（図９）。

次に、第１絶縁部４１が設置された第１分割鉄心１７１のティース部１４を、コイル籠３５の第２分割鉄心１７２が挿入されていない挿入部３５０に、径方向Ｘの外側Ｘ１から径方向Ｘの内側Ｘ２の矢印Ａの方向に挿入して、コイル籠３５に組み付ける第２工程を行う（図１０）。このとき、延設部５３を有する第２分割鉄心１７２が先に挿入されているため、延設部５３が第１分割鉄心１７１の第１内周面７１の第１絶縁部４１の第１内周部５１上に径方向Ｘに重なるように、径方向Ｘの内側Ｘ２に配置される。また、第１分割鉄心１７１と第２分割鉄心１７２との分割端１６は周方向Ｚに離れている。

次に、全ての分割鉄心１７０を径方向Ｘの外側Ｘ１から軸心に向かって矢印Ｂの方向に押し込んで、組立体の径を縮小させ、周方向Ｚに隣接する分割鉄心１７０の周方向Ｚの隙間を無くす（図１１）。このとき、鉄心１１のヨーク部７またはティース部１４を介してコイル籠３５も軸心に向かって押し込まれる。よって、絶縁部４０、特に、第２絶縁部４２の延設部５３が折れ曲がったり、コイル１２間に挟まったりするのを防止できる。また、第１分割鉄心１７１と第２分割鉄心１７２との分割端１６は周方向Ｚに密着している。

これにより、スロット部１５内において、第１分割鉄心１７１の第１内周面７１上全面に設置された第１絶縁部４１の第１内周部５１上の全てに、第２分割鉄心１７２の第２内周面７２に設置された第２絶縁部４２の第２内周部５２から周方向Ｚに延在する延設部５３が径方向Ｘに重ねて形成される。よって、第１内周部５１と延設部５３との重なる部分が、スロット部の周方向の中央にて分割された分割鉄心の場合より、スロット部１５の周方向Ｚにおいて長く重ねることができる。

次に、当該所望の径まで縮小させた後、分割端１６の径方向Ｘの外側Ｘ１の面を軸方向Ｙの全体または断続的に接合して、周方向Ｚに隣接する分割鉄心１７０同士を接合する。分割鉄心１７０同士の接合には溶接が用いられることが多く、溶接方法としては例えばアーク溶接またはレーザー溶接が用いられる。このように、スロット部１５内において、第１内周部５１と延設部５３との重なり部分を周方向Ｚに長く形成でき、沿面距離を増大させコイル１２と鉄心１１間の絶縁性を向上できる。これにより、回転電機１００をより高電圧に対応させることが可能となる。

上記実施の形態１では、ティース部１４にシュー部１８を備え、コイル籠３５に分割鉄心１７０を組み付けた後、それらの組立体の径を縮小する工程を備える例を示したが、シュー部１８を備えていない場合の回転電機１００の固定子１０の製造方法について図１２および図１３を用いて説明する。まず、コイル籠３５は挿入部３５０の周方向Ｚの幅Ｗ１１が、鉄心１１のティース部１４の周方向Ｚの幅Ｗ１１と同様に形成される。

そして、上記実施の形態１と同様に、第１絶縁部４１が設置された第１分割鉄心１７１と第２絶縁部４２が設置された第２分割鉄心１７２とを周方向Ｚに交互に設置する（図１２）。さらに、上記実施の形態１と同様に、第２分割鉄心１７２のティース部１４を、コイル籠３５の周方向Ｚにおいて１箇所おきの挿入部３５０に挿入した（第１工程）後、第１絶縁部４１が設置された第１分割鉄心１７１のティース部１４を、第２分割鉄心１７２が挿入されていない挿入部３５０に挿入して、コイル籠３５に組み付ける第２工程を行う（図１３）。

このとき、延設部５３を有する第２分割鉄心１７２を先に挿入することにより、延設部５３が第１分割鉄心１７１の第１内周部５１に径方向Ｘに重なるように、径方向Ｘの内側Ｘ２に配置される。そして、図１３に示すように、ここでは、ティース部１４にシュー部１８が形成されていないため、挿入部３５０の周方向Ｚの幅Ｗ１１が、ティース部１４の周方向Ｚの幅Ｗ１１と同様に形成されており、コイル籠３５の挿入部３５０に分割鉄心１７０のティース部１４を挿入した組立体の径を縮小する必要はなく、固定子１０を形成できる。

尚、上記実施の形態１においては、分割鉄心１７０として、第１分割鉄心１７１と第２分割鉄心１７２との２種類にて形成される例を示したが、これに限られることはなく、図１４に示すように、分割鉄心１７０として、１種類の分割鉄心１７３にて形成される場合も考えられる。鉄心１１は、周方向Ｚに隣接するティース部１４間にてヨーク部７が周方向Ｚに分割された１種類の分割鉄心１７３にて形成される。分割鉄心１７３の周方向Ｚの一方に第１内周面７１が形成され、他方に第２内周面７２が形成される。そして、分割鉄心１７３の周方向Ｚの一方には第１絶縁部４１が設置され、他方には第２絶縁部４２が設置される。

これにより、周方向に隣接する一方の分割鉄心１７３には第１内周面７１が形成され、他方の分割鉄心１７３には第２内周面７２が形成されるという上記実施の形態１と同様の関係を有する。よって、第１絶縁部４１の第１内周面７１に設置される第１内周部５１上に、第２絶縁部４２の第２内周面７２に設置される第２内周部５２から周方向Ｚに延在する延設部５３を径方向Ｘに重ねて形成するという、上記実施の形態１と同様の構成が可能となり、上記実施の形態１と同様の効果を奏することができる。また、１種類の分割鉄心１７３であるため、径方向Ｘの外側Ｘ１の周方向Ｚの幅Ｗ３は全て同一にて形成される。また、分割鉄心１７３が１種類であるため、金型が１つですみ、低コストとなる。

上記のように構成された実施の形態１の回転電機の固定子および回転電機によれば、
環状に形成されるヨーク部、および、前記ヨーク部の径方向の内側に、径方向の内側に突出するとともに周方向に間隔を隔てて形成される複数のティース部を有する鉄心と、
周方向に隣接する前記ティース部の間に形成されるスロット部に配置されるコイルと、
前記スロット部において前記鉄心と前記コイルとの間に設置される絶縁部とを備えた回転電機の固定子において、
前記鉄心は、周方向に隣接する前記ティース部間にて前記ヨーク部が周方向に分割された分割鉄心にて形成され、
周方向に隣接する一方の前記分割鉄心の前記ヨーク部の径方向の内側の軸方向に沿って形成される第１内周面の分割端から前記ティース部までの周方向の幅が、
他方の前記分割鉄心の前記ヨーク部の径方向の内側の軸方向に沿って形成される第２内周面の分割端から前記ティース部までの周方向の幅よりも長く形成され、
前記絶縁部は、一方の前記分割鉄心に設置される第１絶縁部と、他方の前記分割鉄心に設置される第２絶縁部とに分割して形成され、
前記第１絶縁部の一方の前記分割鉄心の前記第１内周面に設置される第１内周部上に、前記第２絶縁部の他方の前記分割鉄心の前記第２内周面に設置される第２内周部から周方向に延在する延設部を径方向に重ねて形成させるので、
また、上記回転電機の固定子と、
前記固定子に空隙を介して対向配置された回転子とを備えたので、
スロット部内において、他方の分割鉄心の第２内周面の周方向の幅より長い、一方の分割鉄心の第１内周面の第１絶縁部の第１内周部上に、第２絶縁部の延設部が重ねて形成されるため、スロット部における鉄心とコイルとの間の絶縁性を向上できる。

また、前記第１絶縁部の前記第１内周部は、一方の前記分割鉄心の前記第１内周面上の全面に形成され、
前記第２絶縁部の前記第２内周部の前記延設部は、前記第１内周部上の全てにおいて径方向に重なって形成されるので、
スロット部内において、他方の分割鉄心の第２内周面の周方向の幅より長い、一方の分割鉄心の第１内周面上の全てに形成された第１絶縁部の第１内周部上の全てにおいて、第２絶縁部の延設部が重ねて形成されるため、スロット部における鉄心とコイルとの間の絶縁性をさらに向上できる。

また、前記鉄心は、第１分割鉄心と第２分割鉄心とが周方向に交互に配置して構成され、
前記第１分割鉄心の前記ティース部の周方向の両側には前記第１内周面が形成され、
前記第２分割鉄心の前記ティース部の周方向の両側には前記第２内周面が形成されるので、
スロット部内において、第２分割鉄心の第２内周面の周方向の幅より長い、第１分割鉄心の第１内周面の第１絶縁部の第１内周部上に、容易に、第２絶縁部の延設部が重ねて形成できる。

また、上記記載の回転電機の固定子の製造方法において、
前記コイルが、前記ティース部を挿入する挿入部が周方向に間隔を隔てて複数形成された場合であって、
前記第２分割鉄心の前記ティース部を、前記コイルの径方向の外側から、前記コイルの前記挿入部に、周方向において１箇所おきに挿入する第１工程と、
前記第１分割鉄心を前記コイルの径方向の外側から前記第２分割鉄心が挿入されていない前記コイルの前記挿入部に挿入する第２工程とを備えたので、
スロット部内において、第２分割鉄心の第２内周面の周方向の幅より長い、第１分割鉄心の第１内周面の第１絶縁部の第１内周部上に、簡便に、第２絶縁部の延設部が重ねて形成できる。

実施の形態２．
上記実施の形態１においては、第１分割鉄心１７１の第１内周面７１と、第２分割鉄心１７２の第２内周面７２との径方向Ｘの形成位置が同一位置にて形成される場合を示したが、本実施の形態２においては、第１分割鉄心１７１の第１内周面７１と、第２分割鉄心１７２の第２内周面７２との径方向Ｘの形成位置が異なる場合について、上記実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。

図１５Ａは実施の形態２による回転電機の固定子の構成を示す部分断面図である。図１５Ｂは図１５Ａの点線の円にて囲んだ部分Ｑを拡大した断面図である。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。第２分割鉄心１７２の第２内周面７２の径方向Ｘの形成位置ＸＢは、第１分割鉄心１７１の第１内周面７１に設置される第１絶縁部４１の第１内周部５１の径方向Ｘの形成位置ＸＢまで形成される。すなわち、第２分割鉄心１７２の第２内周面７２の径方向Ｘの形成位置ＸＢと、第１分割鉄心１７１の第１内周面７１の径方向Ｘの形成位置ＸＡとの差Ｈは、第１分割鉄心１７１の第１内周面７１に設置される第１絶縁部４１の第１内周部５１の径方向Ｘの厚さＨ分となる。

このように形成された実施の形態２によれば、第２分割鉄心１７２のヨーク部７の第２内周面７２に、第１分割鉄心１７１のヨーク部７の第１内周面７１に設置される第１絶縁部４１の第１内周部５１の厚さＨと同じ段差が設けられるため、スロット部１５の第１内周面７１および第２内周面７２とコイル１２との間に絶縁部４０が挟まる以外に空隙が生じることが低減される。すなわち、絶縁部４０とスロット部１５の第１内周面７１および第２内周面７２とが径方向Ｘにおいて接している。これにより、当該空隙による熱抵抗が増加しコイル１２の放熱性が低下する点が解消され、放熱性の低下を改善できる。

上記のように構成された実施の形態２の回転電機の固定子によれば、上記実施の形態１と同様の効果を奏するとともに、
他方の前記分割鉄心の前記ヨーク部の前記第２内周面の径方向の形成位置は、
一方の前記分割鉄心の前記ヨーク部の前記第１内周面に設置される前記第１絶縁部の前記第１内周部の径方向の位置に形成されるので、スロット部の第１内周面および第２内周面とコイルとの間に絶縁部が挟まる以外に空隙が低減され、放熱性の低下を改善できる。

実施の形態３．
上記各実施の形態においては、第１分割鉄心１７１と第２分割鉄心１７２とのヨーク部７の径方向Ｘの外側Ｘ１の周方向Ｚの幅Ｗ１、Ｗ２（図２参照）が第１分割鉄心１７１と第２分割鉄心１７２とで異なる例を示したが、本実施の形態３においては上記各実施の形態と異なる場合について説明する。

図１６および図１７は実施の形態３における回転電機の固定子の構成を示す部分断面図である。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。第１分割鉄心１７１、第２分割鉄心１７２のヨーク部７の径方向Ｘの外側Ｘ１の周方向Ｚの幅が、同じである。よって、周方向Ｚに隣接する分割端１６のピッチＲが全て同じ値であり、分割鉄心１７０の分割数をＮとするとＲ＝３６０／Ｎ°にて形成される。

このように、ヨーク部７の径方向Ｘの外側Ｘ１の外周面での分割端１６が等間隔にするために、図１６に示したような折れ線状の分割面１６０にて形成し、第１分割鉄心１７１の径方向Ｘの外側Ｘ１の周方向Ｚの幅Ｗ４と、第２分割鉄心１７２の径方向Ｘの外側Ｘ１の周方向Ｚの幅Ｗ５とを等しくするか、または、図１７に示したような曲線状の分割面１６１にて形成し、第１分割鉄心１７１の径方向Ｘの外側Ｘ１の周方向Ｚの幅Ｗ６と、第２分割鉄心１７２の径方向Ｘの外側Ｘ１の周方向Ｚの幅Ｗ７とを等しく形成することが考えられる。尚、これ以外の形状の分割面であっても、上記の場合と同様に、ヨーク部７の径方向Ｘの外側Ｘ１の外周面の分割位置が等間隔となればよい。

このように形成すれば、固定子１０の鉄心１１を組み立てた後に、周方向Ｚに隣接する分割鉄心１７０同士を溶接で接合する際、分割鉄心１７０のヨーク部７の周方向Ｚの幅が同一であるため、溶接箇所が周方向Ｚにおいて等ピッチで並ぶ。当該溶接の溶接部によって発生する歪が、溶接後の固定子１０の鉄心１１は完全な真円とはならず、歪による変形によって形状誤差が不可避である。しかしながら本実施の形態３によれば、分割数と同じ次数あるいはその高調波成分の変形のみであり、振動および騒音への影響が限定されるとともに、その対策が容易となる。

上記のように構成された実施の形態３の回転電機の固定子によれば、上記各実施の形態と同様の効果を奏するとともに、
前記分割鉄心の前記ヨーク部の径方向の外側の分割位置は、
周方向において等間隔位置にて形成されるので、
固定子の鉄心を組み立てた後に、周方向に隣接する分割鉄心同士を溶接が周方向において等ピッチとなるため、振動および騒音への影響が限定される。

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、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。

１００回転電機、１０固定子、１１鉄心、１２コイル、１４ティース部、
１５スロット部、１６分割端、１６０分割面、１６１分割面、
１７０分割鉄心、１７１第１分割鉄心、１７２第２分割鉄心、１７３分割鉄心、１８シュー部、２０回転子、２１回転軸、２２回転子鉄心、２３永久磁石、
３フレーム、３１分割コイル、３２１直線部、３２２直線部、
３３１コイルエンド部、３３２コイルエンド部、３５コイル籠、３５０挿入部、４０絶縁部、４１第１絶縁部、４２第２絶縁部、４３曲げ部、
５１第１内周部、５２第２内周部、５３延設部、７ヨーク部、
７１第１内周面、７２第２内周面、Ｘ径方向、Ｘ１外側、Ｘ２内側、
Ｙ軸方向、Ｚ周方向、Ｔ１幅、Ｔ２幅、Ｗ１幅、Ｗ２幅、Ｗ３幅、
Ｗ４幅、Ｗ５幅、Ｗ６幅、Ｗ７幅、Ｗ１０幅、Ｗ１１幅、Ｗ１００幅、
Ｗ１０１幅、ＸＡ形成位置、ＸＢ形成位置、Ｈ差、Ｈ厚さ。

Claims

環状に形成されるヨーク部、および、前記ヨーク部の径方向の内側に、径方向の内側に突出するとともに周方向に間隔を隔てて形成される複数のティース部を有する鉄心と、
周方向に隣接する前記ティース部の間に形成されるスロット部に配置されるコイルと、
前記スロット部において前記鉄心と前記コイルとの間に設置される絶縁部とを備えた回転電機の固定子において、
前記鉄心は、周方向に隣接する前記ティース部間にて前記ヨーク部が周方向に分割された分割鉄心にて形成され、
周方向に隣接する一方の前記分割鉄心の前記ヨーク部の径方向の内側の軸方向に沿って形成される第１内周面の分割端から前記ティース部までの周方向の幅が、
他方の前記分割鉄心の前記ヨーク部の径方向の内側の軸方向に沿って形成される第２内周面の分割端から前記ティース部までの周方向の幅よりも長く形成され、
前記絶縁部は、一方の前記分割鉄心に設置される第１絶縁部と、他方の前記分割鉄心に設置される第２絶縁部とに分割して形成され、
前記第１絶縁部の一方の前記分割鉄心の前記第１内周面に設置される第１内周部上に、前記第２絶縁部の他方の前記分割鉄心の前記第２内周面に設置される第２内周部から周方向に延在する延設部を径方向に重ねて形成させ、
前記第１絶縁部の前記第１内周部と前記第２絶縁部の前記延設部との重なる部分が、前記第１内周面における一方の前記分割鉄心の前記ティース部から前記スロット部の周方向の中央までの周方向の幅よりも、周方向において長く重ねられている回転電機の固定子。
前記第２内周面の分割端から他方の前記分割鉄心の前記ティース部までの周方向の幅は、０よりも大きく形成される請求項１に記載の回転電機の固定子。
前記第１絶縁部の前記第１内周部は、一方の前記分割鉄心の前記第１内周面上の全面に形成され、
前記第２絶縁部の前記第２内周部の前記延設部は、前記第１内周部上の全てにおいて径方向に重なって形成される請求項１または請求項２に記載の回転電機の固定子。
他方の前記分割鉄心の前記ヨーク部の前記第２内周面の径方向の形成位置は、
一方の前記分割鉄心の前記ヨーク部の前記第１内周面に設置される前記第１絶縁部の前記第１内周部の径方向の位置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固定子。
前記分割鉄心の前記ヨーク部の径方向の外側の分割位置は、
周方向において等間隔位置にて形成される請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
前記鉄心は、第１分割鉄心と第２分割鉄心とが周方向に交互に配置して構成され、
前記第１分割鉄心の前記ティース部の周方向の両側には前記第１内周面が形成されるとともに前記第１絶縁部が設置され、
前記第２分割鉄心の前記ティース部の周方向の両側には前記第２内周面が形成されるとともに前記第２絶縁部が設置される請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
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固定子と、
前記固定子に空隙を介して対向配置された回転子とを備えた回転電機。
請求項６に記載の回転電機の固定子の製造方法において、
前記コイルが、前記ティース部を挿入する挿入部が周方向に間隔を隔てて複数形成された場合であって、
前記第２絶縁部が設置された前記第２分割鉄心の前記ティース部を、前記コイルの径方向の外側から、前記コイルの前記挿入部に、周方向において１箇所おきに挿入する第１工程と、
前記第１絶縁部が設置された前記第１分割鉄心を前記コイルの径方向の外側から前記第２分割鉄心が挿入されていない前記コイルの前記挿入部に挿入する第２工程とを備えた回転電機の固定子の製造方法。