JPH06105487A - 回転電機の固定子 - Google Patents

回転電機の固定子

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JPH06105487A
JPH06105487A JP4254321A JP25432192A JPH06105487A JP H06105487 A JPH06105487 A JP H06105487A JP 4254321 A JP4254321 A JP 4254321A JP 25432192 A JP25432192 A JP 25432192A JP H06105487 A JPH06105487 A JP H06105487A
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stator
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幹雄 平野
Seiji Kikuchi
聖二 菊池
Manabu Takeuchi
学 竹内
Keiji Kawazoe
啓司 川添
Koji Fukuda
浩二 福田
Noriyuki Akiyama
敬之 秋山
Koichi Nakatsuka
浩一 中司
Hideki Yamanaka
秀樹 山中
Kazunori Morita
一則 森田
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    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/14—Stator cores with salient poles
    • H02K1/146—Stator cores with salient poles consisting of a generally annular yoke with salient poles
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  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 各種産業機器に使用される回転電機の固定子
において、高密度の整列巻線を可能とし、巻線端部の省
スペース化を図りモータ効率の低減の要因となる極歯間
継部が不用な、モータ効率の極めて高い固定子を生産効
率よく安価に提供することを目的とする。 【構成】 極歯単位毎に出力軸方向に分割された積層鉄
心１１に、絶縁部１２を形成し、極歯部に直交して整列
状の高密度な巻線１３を施す。その後、積層鉄心１１を
所定数量、分割面１４の突起部１５を組み合わして円筒
形状とした後、分割面１４の外周部を積層方向にレーザ
溶接し溶接部１６を形成することにより、固定子剛性を
有した一体構造としている。これにより巻線の高密度化
（導体占積率７０％）と巻線端部の省スペース化が可能
となり、極歯間の継部が不用な構造のため、継部による
モータ効率低減（５〜１０％）を防止できる。また、樹
脂による一体成形が不用なため、線間短絡のない安定し
た固定子が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は主にモータの固定子の構
成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、モータの小型・高性能化のため
に、巻線の高密度化と巻線端部の省スペース化の必要性
が高まっている。特にロボットなどに使用されるサーボ
モータにおいては、ロボットの高速化，省スペース化，
高出力化の流れに対応するには、モータの回転子に極め
て磁束密度の高い磁石を使用すると共に、固定子の巻線
密度も整列巻線の理論限界値である導体占積率７０％を
実現し、しかも巻線端部のスペースも最小にする必要が
ある。高密度化を実現する巻線技術として従来よりイン
サータ巻線があるが、巻線端部のスペースが極めて大き
くなると言う課題を持っている。そこで最近では鉄心を
分割し、巻線を外部で整列状に巻込むことにより高密度
な巻線と巻線端部の省スペース化の両方を同時に可能に
した固定子の構成が主流となっている。
【０００３】以下に従来の固定子の構成について説明す
る。図４は従来の巻線の高密度化と巻線端部の省スペー
ス化を目的とした固定子の構成を示すものである。図４
において、１は鉄心の外部を構成する第１鉄心である。
２は鉄心の内部を構成する第２鉄心であり、３は第２鉄
心２の隣接する極歯部を継ぐ継部である。４は絶縁体、
５は巻線部であり、６は樹脂部である。
【０００４】上記構成において、巻線部５は外部で絶縁
体４に直交して整列状に高密度に巻き込まれ、第２鉄心
２の極歯部に所定数量挿入される。その後、第２鉄心２
を第１鉄心１の内径に挿入して固定子鉄心が構成され
る。さらにモールド等により樹脂部６を成形することに
より一体構造として固定子が完成される。
【０００５】次に、図５は従来の他の積層鉄心の外周部
を出力軸方向に分割した代表的な固定子の構成を示すも
のである。図５（ａ）において７は積層鉄心で、分割面
８により２分割されている。９は巻線部、図５（ｂ）の
１０は樹脂部である。
【０００６】上記構成において、巻線部９は２分割され
た積層鉄心７の外周部に直行して巻線が施され、その後
積層鉄心７を分割面８で突き合わせ、樹脂部１０により
一体化される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、以下のような課題を有していた。 （１）固定子を構成する鉄心を極歯部外周部で分割して
いるために、第２鉄心２を構成維持するために極歯内径
を継ぐ継部３が必要となる。 （２）上記（１）のため継部３においては、極歯間の磁
気漏れが発生しモータ効率が５〜１０％低下するという
問題があり、継部３を極力薄くすることが必要である。 （３）従って、固定子構成の剛性を確保するために樹脂
部６を成形する必要があるが、樹脂部６の成形にあたり
巻線部５の絶縁被覆を破壊して線間短絡が発生するとい
う問題点を有していた。 （４）さらに鉄心の大型化に伴って鉄心のプレス設備と
成形設備が大型化し、生産効率が悪くなるという問題点
も有していた。
【０００８】また、上記従来の他の構成では巻線部９を
積層鉄心７の外周部に直角に巻き込むため整列状にはな
らず、導体占積率５２〜５５％が限界であった。さら
に、巻線端部の省スペース化は可能であるが、外径方向
へ巻線部が出るため外形が大型化するという問題点を有
していた。
【０００９】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、外部での高密度な整列巻線を可能とした構造であり
ながら、巻線端部の省スペース化を図り、モータ効率低
減の原因となる極歯間の継部を不要とすると共に、剛性
を確保するための樹脂成形も不要とし、さらに小型のプ
レス設備での大型鉄心をも生産可能とする分割構造を有
する回転電機の固定子を提供することを目的としてい
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の回転電機の固定子は、極歯単位毎に分割され
た積層鉄心と、前記積層鉄心の極歯部に直交する巻線部
とを備え、前記積層鉄心を所定数量組み合わせて円筒形
状とした後、前記積層鉄心の分割面の外周端部を積層方
向に溶接することにより、一体構造とする構成を有して
いる。
【００１１】
【作用】この構成によって、 （１）極歯単位に鉄心を分割したことにより、積層鉄心
毎に外部で極歯部に直行して整列状に高密度の巻線（導
体占積率７０％）を施すことが可能となり、同時に巻線
端部の省スペース化が可能となる。 （２）上記鉄心を所定数量組み合わせ円筒形状とした
後、積層鉄心の分割面の外周部を積層方向に溶接するこ
とにより、必要な固定子の剛性を得ることが可能となる
ため、樹脂成形が不要となり線間短絡を防止できる。ま
た、鉄心の構成維持に極歯部の継部が不用となるため、
継部によるモータ効率の５〜１０％の低下を防止するこ
とができる。 （３）極歯単位に鉄心を分割したことにより極歯が細分
化され、小型のプレス設備でも大型鉄心の生産が可能と
なり、生産効率を著しく向上することができる。
【００１２】
【実施例】（実施例１）以下、本発明の一実施例につい
て図面を参照しながら説明する。
【００１３】図１において１１は極歯単位毎に分割され
た積層鉄心、１２は積層鉄心１１の極歯部に形成された
絶縁部、１３は巻線部、１４は鉄心の分割面、１５は突
起部、１６は溶接部である。
【００１４】以上のように構成された回転電機の固定子
において、積層鉄心１１は小型のプレス設備により極歯
単位毎に積層化された後、極歯部に絶縁部１２を形成
し、外部巻線機により整列状に高密度に巻線部１３を形
成する。その後、積層鉄心１１を所定数量，分割面１４
の突起部１５を組み合わせて円筒形状とした後、分割面
１４の外周端部を積層方向にレーザ溶接し溶接部１６を
形成することにより、必要な固定子剛性を有した一体構
造としている。
【００１５】このように本実施例によれば、極歯単位毎
に積層鉄心を分割して積層鉄心１１を形成し、極歯単位
毎に高密度な整列状の巻線部１３を施すことにより、導
体占積率７０％化が可能になる。また、積層鉄心１１の
分割面１４の外周端部に溶接部１６を形成して一体構造
として構成することにより、図４の従来例に構成される
継部３が不用となり、モータ効率の５〜１０％の低減を
防止できる。また、樹脂部６が不用となり、線間短絡の
ない安定した固定子が得られる。さらに、積層鉄心の分
割細分化によりプレス設備が小型化され、生産効率を著
しく向上させる効果もある。
【００１６】（実施例２）以下、本発明の第２の実施例
について図面を参照しながら説明する。
【００１７】図２において２１は極歯単位に分割された
積層鉄心、２２は積層鉄心２１の極歯部に形成された絶
縁部、２３は巻線部、２４は鉄心の分割面、２５は突起
部で、以上は図１の構成と同様なものである。図１の構
成と異なるのは溶接部１６の代わりに接着層２６を構成
していることである。
【００１８】以上のように構成された回転電機の固定子
において、積層鉄心２１は小型のプレス設備により極歯
単位毎に積層化された後、極歯部に絶縁部２２を形成
し、外部巻線機により整列状に高密度に巻線部２３を形
成する。その後、積層鉄心２１を所定数量、分割面２４
の突起部２５を組み合わせて円筒形状とした後、分割面
２４に極めて薄い接着層２６を形成することにより、必
要な固定子剛性を有した一体構造としている。
【００１９】このように本実施例によれば、極歯単位毎
に積層鉄心を分割して積層鉄心２１を形成し、極歯単位
毎に高密度な整列状の巻線部２３を施すことにより、導
体占積率７０％が可能となる。また、積層鉄心２１の分
割面２４に接着層２６を形成して一体構造として構成す
ることにより、図４の従来例に構成される継部３が不用
となり、モータ効率の５〜１０％の低減を防止できる。
また、樹脂部６が不用となり、線間短絡のない安定した
固定子が得られる。さらに、積層鉄心の分割細分化によ
りプレス設備が小型化され、生産効率を著しく向上させ
る効果もある。
【００２０】（実施例３）以下、本発明の第３実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。
【００２１】図３において３１は極歯単位に分割された
積層鉄心、３２は積層鉄心３１の極歯部に形成された絶
縁部、３３は巻線部、３４は鉄心の分割面で、以上は図
１の構成と同様なものである。図１の構成と異なるのは
溶接部１６の代わりに環状構造体３５を構成しているこ
とである。
【００２２】以上のように構成された回転電機の固定子
において、積層鉄心３１は小型のプレス設備により極歯
単位毎に積層化された後、極歯部に絶縁部３２を形成
し、外部巻線機により整列状に高密度に巻線部３３を形
成する。その後、積層鉄心３１を所定数量、分割面３４
を組み合わせて円筒形状とした後、シメシロを有する環
状構造体３５に挿入し、積層鉄心３１を内径方向に押圧
することにより、必要な固定子剛性を有した一体構造と
している。
【００２３】このように本実施例によれば、極歯単位毎
に積層鉄心を分割して積層鉄心３１を形成し、極歯単位
毎に高密度な整列状の巻線部３３を施すことにより、導
体占積率７０％化が可能となる。また、積層鉄心３１の
外周部に環状構造体３５を設け、積層鉄心３１を内径方
向に押圧して一体構造として構成することにより、図４
の従来例に構成される継部３が不用となり、モータ効率
の５〜１０％の低減を防止できる。また、樹脂部６が不
用となり、線間短絡のない安定した固定子が得られる。
さらに、積層鉄心の分割細分化によりプレス設備が小型
化され、生産効率を著しく向上させる効果もある。
【００２４】なお、第１の実施例では溶接部１６のみで
必要な固定子剛性を得るとした第２の実施例の接着層２
６、また第３の実施例の環状構造体３５を併用すること
により、さらに高い剛性を得られることは言うまでもな
い。
【００２５】
【発明の効果】以上のように本発明は、極歯単位毎に分
割された積層鉄心と、前記積層鉄心の極歯部に直交して
施した巻線とを備え、前記積層鉄心を所定数量保持して
円筒形状とした後、前記積層鉄心の分割面の外周端部を
積層方向に溶接する構成のため巻線の高密度化（導体占
積率７０％）と極歯間の継部廃止が可能となり、省スペ
ース化とモータ効率の大幅な向上が達成でき、併せて積
層鉄心の細分化により生産の安定性と効率をも著しく向
上させた、従来にない優れた回転電機の固定子を実現で
きるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における固定子の平面断
面図
【図２】本発明の第２の実施例における固定子の平面断
面図
【図３】本発明の第３の実施例における固定子の平面断
面図
【図４】従来の固定子の平面断面図
【図５】（ａ）は従来の他の樹脂封止前の固定子の外観
斜視図 （ｂ）は同固定子の側面断面図
【符号の説明】
１１，２１，３１ 積層鉄心 １２，２２，３２ 絶縁部 １３，２３，３３ 巻線部 １４，２４，３４ 分割面 １５，２５ 突起部 １６ 溶接部 ２６ 接着層 ３５ 環状構造体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川添 啓司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 福田 浩二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 秋山 敬之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 中司 浩一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 山中 秀樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 森田 一則 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】極歯単位毎に出力軸方向分割された積層鉄
    心と、前記積層鉄心の極歯部に直交する巻線部とを備
    え、前記積層鉄心を所定数量保持し、円筒形状とした
    後、前記積層鉄心の分割面の外周端部を積層方向に溶着
    したことを特徴とする回転電機の固定子。
  2. 【請求項２】前記積層鉄心の分割面を接着したことを特
    徴とする請求項１記載の回転電機の固定子。
  3. 【請求項３】前記円筒形状に保持した積層鉄心の外周部
    に連続した環状構造体を設け、前記積層鉄心を内径方向
    に押圧したことを特徴とする請求項１記載の回転電機の
    固定子。
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