WO2019187925A1 - 回転電機のステータ、回転電機、及び巻枠の製造方法 - Google Patents

回転電機のステータ、回転電機、及び巻枠の製造方法 Download PDF

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WO2019187925A1
WO2019187925A1 PCT/JP2019/007518 JP2019007518W WO2019187925A1 WO 2019187925 A1 WO2019187925 A1 WO 2019187925A1 JP 2019007518 W JP2019007518 W JP 2019007518W WO 2019187925 A1 WO2019187925 A1 WO 2019187925A1
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WO
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winding frame
stator
protrusion
winding
axial direction
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PCT/JP2019/007518
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English (en)
French (fr)
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勇太 小林
北野　修一
雄康 平戸
一弥 熊谷
諒 石田
雄哉 横手
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三菱電機株式会社
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    • H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/34—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation

Definitions

  • the present application relates to a stator for a rotating electrical machine, a rotating electrical machine, and a method for manufacturing a reel.
  • stator core When a coil is formed by winding a conducting wire around a stator core on which a plurality of electromagnetic steel plates are laminated, the stator core is compressed in the laminating direction by the tension that pulls the conducting wire during winding, and the gap between the layers is reduced to cause tightening.
  • tightening occurs, the outer wall portion of the winding frame on the back yoke portion side of the stator core inclines in the direction of the teeth portion, so that the outer wall portion inhibits winding of the conducting wire, and winding is performed when the conducting wire cannot be guided to a predetermined location. Disturbance occurs.
  • the present application has been made to solve the above-described problem, and aims to eliminate coil disturbance by regulating the relative positions of the stator core and the winding frame.
  • a stator of a rotating electrical machine in the present application is formed by laminating a plurality of electromagnetic steel plates, a stator core having a back yoke portion formed annularly around a rotation axis and a tooth portion protruding radially from the back yoke portion; A winding frame that covers the inner surface in the radial direction of the back yoke portion and both end surfaces of the teeth portion in the axial direction, and a coil wound around the teeth portion via the winding frame, the winding frame being in the axial direction of the stator core And a second protrusion formed on the inner diameter side of the first protrusion and in contact with both ends of the stator core in the axial direction.
  • the relative position between the stator core and the winding frame is restricted, so that the coil winding disturbance is eliminated.
  • FIG. 3 is a perspective view of a stator of the rotating electrical machine in the first embodiment.
  • 3 is a perspective view of a split core according to Embodiment 1.
  • FIG. 4 is a plan view of a core member in the first embodiment.
  • FIG. 4 is a plan view of a core member in the first embodiment.
  • FIG. 4 is a plan view of a core member in the first embodiment.
  • FIG. 4 is a side view of the split core in the first embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view of a winding frame in Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a perspective view of a split core provided with a winding frame in Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a perspective view of a split core provided with a winding frame in Embodiment 1.
  • FIG. 4 is a perspective view of a split core provided with a winding frame in Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a perspective view in which a coil is wound around a split core provided with a winding frame in Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a split core provided with a winding frame in Embodiment 1.
  • FIG. It is the schematic by which the coil was wound by the split core in which the winding frame in Embodiment 1 was provided.
  • 3 is a schematic diagram illustrating a comparative example in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a comparative example in the first embodiment.
  • FIG. FIG. 3 is a side view showing a mold in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a plan view of the rotating electrical machine in the first embodiment.
  • 5 is a plan view of a winding frame in Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a plan view of a winding frame in a third embodiment. 6 is a cross-sectional view of a winding frame in Embodiment 4.
  • FIG. FIG. 10 is a plan view of a winding frame in a fifth embodiment.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a winding frame in a fifth embodiment.
  • FIG. 10 is a plan view of a stator core in a sixth embodiment.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a stator core in a sixth embodiment.
  • FIG. 1 The stator of the rotating electrical machine in the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 is a perspective view of a stator of a rotating electrical machine according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 each direction in the rotating electrical machine is shown as a radial direction X, an axial direction Y, and a circumferential direction Z.
  • the outer side in the radial direction X of the rotation axis direction is shown as the outer diameter side X1
  • the inner side of the radial direction X in the rotation axis direction is shown as the inner diameter side X2. Therefore, for other parts, each direction will be described based on these directions.
  • a stator 1 of a rotating electrical machine includes a stator core 2, a winding frame 3, and a coil 4.
  • the stator core 2 is configured by combining a plurality of divided cores 5 in an annular shape.
  • a rotor (not shown in FIG. 1) is provided on the inner diameter side of the stator core 2 to constitute a rotating electrical machine.
  • FIG. 2 is a perspective view of the split core in the first embodiment.
  • the split core 5 is configured by laminating a plurality of core members 6, which are electromagnetic steel plates, in a central axial direction Y (hereinafter simply referred to as “axial direction”).
  • the core member 6 includes a back yoke portion 7, a tooth portion 8, and a shoe portion 9.
  • the back yoke portion 7 is formed in an annular shape around the rotation axis of the rotor, and the teeth portion 8 protrudes from the back yoke portion 7 to the inner diameter side X2 as the center axis side of the rotor.
  • the shoe portion 9 is provided on the inner diameter side X ⁇ b> 2 of the tooth portion 8, and is formed so as to protrude in the circumferential direction Z from the central axis of the rotor, similarly to the back yoke portion 7.
  • FIG. 3 is a plan view of the core member in Embodiment 1, and shows the configuration of the first core member 10.
  • FIG. 4 is a plan view of the core member in Embodiment 1, and shows the configuration of the second core member 11.
  • FIG. 5 is a plan view of the core member in the first embodiment, and shows the configuration of the third core member 12.
  • FIG. 6 is a side view of the split core in the first embodiment.
  • the split core 5 is fixed by caulking, welding, bonding, or the like by punching a plate-shaped core member from a strip-shaped member obtained by cutting a base material of an electromagnetic steel plate into a necessary width and pressing the same in the axial direction Y of the rotor.
  • the core member includes a first core member 10, a second core member 11, and a third core member 12. Specifically, in order from the lower side in the axial direction Y, the third core member 12, the second core member 11, the second core member 11, the first core member 10, the first core member 10,. The core member is laminated by punching in order of the core member 10, the second core member 11, the second core member 11, and the second core member 11. Punching by the third core member 12, the second core member 11, and the first core member 10 is repeated, and the core members are stacked so that the first core member 10, the second core member 11, and the third core member 12 are predetermined. When the number of stacked layers is reached, the split cores 5 are formed by a mold and discharged. The first core member 10, the second core member 11, and the third core member 12 have substantially the same shape when viewed from the axial direction Y.
  • the first protrusion 16 of the first uneven portion 14 of the second core member 11 is fitted into the second opening 18 of the third core member 12.
  • the core member of the other location fits the first convex part 16 of the core member adjacent to the first concave part 15 of the first concave-convex part 14 in the axial direction Y.
  • the core members laminated in the axial direction Y are crimped and connected by the first uneven portion 14.
  • a gap 17 is generated between the laminated core members.
  • the first core member 10 includes a first uneven portion 14.
  • the first concavo-convex portion 14 is located at two locations in the circumferential direction Z of the back yoke portion 7, and is concave on the upper surface side in the axial direction Y and first convex portion convex on the lower surface side in the axial direction Y
  • the core members adjacent to each other in the axial direction Y are connected to each other.
  • a plurality of first core members 10 are stacked in the axial direction Y.
  • the second core member 11 includes a first uneven portion 14 and a first opening 13.
  • the first concavo-convex portions 14 are located at two locations in the circumferential direction Z of the back yoke portion 7, and are convex on the upper surface side in the stacking direction in the axial direction Y and on the lower surface side in the stacking direction in the axial direction Y.
  • the core members that are formed from the first convex portions 16 and are adjacent to each other in the axial direction Y are connected to each other.
  • the positions of the first concavo-convex portions 14 of the core members to be stacked are provided at substantially the same locations in the first core member 10 and the second core member 11.
  • the first opening 13 is located in the vicinity of the center in the circumferential direction Z of the back yoke portion 7, is formed in a round shape, and is opened for insertion of a protrusion provided on the winding frame 3.
  • the second core member 11 is laminated in the axial direction Y in accordance with the depth at which the protrusion of the winding frame 3 is inserted into the first opening 13.
  • the third core member 12 includes a first opening 13 and a second opening 18.
  • the first opening 13 is located in the vicinity of the center in the circumferential direction Z of the back yoke portion 7, and is opened for insertion of a protrusion provided on the winding frame 3.
  • the first opening 13 is formed in the same position as the first opening 13 provided in the second core member 11 in the axial direction Y.
  • the second openings 18 are located at two locations in the circumferential direction Z of the back yoke portion 7 and are connected to the first convex portions 16 of the first concave and convex portions 14 of the second core member 11 adjacent to the axial direction Y. It is open.
  • the second opening 18 is formed in the same position as the first uneven portion 14 provided in the second core member 11 in the axial direction Y.
  • the second core member 11 and the third core member 12 are stacked in the axial direction Y in accordance with the depth at which the protrusion of the winding frame 3 is inserted into the second opening 18.
  • the first uneven portion 14 and the second opening 18 do not have to be located at two locations on the back yoke portion 7 as long as they connect core members adjacent in the axial direction Y.
  • the back yoke portion 7 may be located at one central portion in the circumferential direction Z. In this case, since the iron loss is suppressed as compared with the case where the first uneven portion 14 and the second opening 18 are formed in two places, it is possible to prevent a reduction in the efficiency of the rotating electrical machine.
  • the first opening 13 is opened for insertion of a protrusion provided on the winding frame 3 in the back yoke portion 7, and if the positioning and fixing of the winding frame 3 can be performed, the first opening 13 of the back yoke portion 7 can be positioned. It is not necessary to form a single round shape in the vicinity of the center in the circumferential direction Z.
  • the first opening 13 may be formed in a square shape. In this case, it is possible to prevent the winding frame 3 from rotating in the circumferential direction Z due to the tension when winding the conducting wire.
  • the first opening 13 is preferably located on the outer diameter side X1 as much as possible in order to reduce the efficiency of the rotating electrical machine by blocking the flow of magnetic flux.
  • the first opening 13 is not an essential component as long as the projection provided on the winding frame 3 can be inserted in the back yoke portion 7 so that the winding frame 3 can be positioned and fixed.
  • FIG. 7 is a plan view of the reel 3 in the first embodiment.
  • the reel 3 has a first protrusion 22 and a second protrusion 23.
  • a plurality of second protrusions 23 are formed on a concentric circle with the rotation axis of the winding frame 3 as the center.
  • the second protrusion 23 is formed closer to the inner diameter side X2 than the first protrusion 22.
  • the second protrusion 23 may be configured to be positioned on the inner diameter side X2 as the center side in the radial direction X of the split core 5 with respect to the first protrusion 22, for example, the first protrusion
  • the portion 22 may be positioned on the back yoke portion 7 side
  • the second protrusion 23 may be positioned on the teeth portion 8 side.
  • the 1st projection part 22 and the 2nd projection part 23 are located in the center of the circumferential direction by the side of the back yoke part 7, and the 2nd projection part 23 is the teeth part 8 side.
  • the structure located in the center of the circumferential direction Z of this may be sufficient.
  • the winding frame 3 is formed of an insulating member in order to insulate the coil 4 and the split core 5 from each other.
  • FIG. 8 is a perspective view of the split core 5 provided with the winding frame 3 in the first embodiment
  • FIG. 9 is a perspective view of the split core 5 provided with the winding frame 3 in the first embodiment.
  • FIG. 8 shows a state where the reel 3 is being installed
  • FIG. 9 shows a state after the reel 3 is installed.
  • the winding frame 3 is provided from the back yoke portion 7 of the split core 5 to the magnetically connected teeth portion 8 extending to the inner diameter side X2 as the inner circumferential direction, and is covered.
  • the 3rd winding frame 21 should just have insulation, and may be an insulating sheet.
  • the first winding frame 19 and the second winding frame 20 are configured such that the inner surface in the radial direction X of the back yoke portion 7 and the both end surfaces in the axial direction Y of the tooth portion 8 in the split core 5. It is attached to cover.
  • the first reel 19 and the second reel 20 are arranged by inserting the first protrusion 22 into the first opening 13 of the split core 5.
  • the second protrusion 23 suppresses the first winding frame 19 and the second winding frame 20 from being inclined in the axial direction Y due to the tension when the conducting wire is wound. Therefore, the first winding frame 19 corresponding to the winding range of the conducting wire is used.
  • the second reel 20 is formed in a round shape at a total of three locations, ie, both ends and the center in the circumferential direction Z.
  • the 2nd protrusion part 23 showed the example formed in three places, even if it is two places at both ends, you may form in one place from the ease of manufacture. Alternatively, the number may be larger.
  • the second core is set such that the length in the axial direction Y of the first opening 13 is longer than the length of the first protrusion 22 of the first winding frame 19. The number of stacked members 11 is set.
  • the second core member 11 On the lower surface side in the stacking direction of the axial direction Y, the second core member 11 has a length in the axial direction Y of the first opening 13 that is longer than the length of the first protrusion 22 of the second winding frame 20. And the number of stacked third core members 12 is set.
  • the third winding frame 21 is attached so as to cover the circumferential side surface of the tooth portion 8 of the split core 5 and the radial inner surface of the back yoke portion 7.
  • the third winding frame 21 is fixed by inserting a part thereof into the insertion claws 24 formed on the first winding frame 19 and the second winding frame 20.
  • the insertion claws 24 are provided at two locations in the circumferential direction Z of the joint portion on the inner peripheral side of the back yoke portion 7 and the outer peripheral side of the tooth portion 8, and on the shoe portion 9. It arrange
  • the length of the third winding frame 21 in the axial direction Y is set to such a length that a part thereof can be inserted into the insertion claws 24 of the first winding frame 19 and the second winding frame 20.
  • the winding frame 3 is installed on the split core 5.
  • FIG. 10 is a perspective view in which a coil is formed on the split core provided with the winding frame in the first embodiment.
  • the coil 4 is formed by winding a conductive wire around the teeth portion of the split core 5 via the winding frame 3.
  • FIG. 11 is a schematic diagram of the split core 5 provided with the winding frame 3 in the first embodiment
  • FIG. 12 shows the coil 4 wound around the split core 5 provided with the winding frame 3 in the first embodiment.
  • said schematic diagram shows the cross section of radial direction X roughly so that the relationship between each uneven
  • the first winding frame 19 is a first protrusion 22 that penetrates the first opening 13 of the second core member 11 provided on the upper surface of the split core 5 in the stacking direction.
  • the second reel 20 has a first protrusion 22 that passes through the first opening 13 of the second core member 11 and the third core member 12 provided on the lower surface of the split core 5 in the stacking direction. .
  • the first winding frame 19 and the second winding frame 20 have an outer wall portion 25 that prevents the coil 4 from collapsing to the outer diameter side X1, and an inner wall portion 26 that prevents the coil 4 from collapsing to the inner diameter side X2.
  • a conducting wire 27 is wound around the winding frame 3. Conductive wires 27 of the same layer are in contact with each other. Hereinafter, a method of winding the conducting wire 27 around the winding frame 3 will be described.
  • the conducting wire 27 is wound around the winding frame 3 to form a plurality of layers. A procedure for forming the first layer among the plurality of layers constituted by the conductive wires 27 will be described.
  • the conducting wire 27 that is the first turn on the outer wall 25 side of the second winding frame 20 is wound from the outer wall 25 side of the first winding frame 19. Subsequently, the conducting wire 27 is wound in order from the inner diameter side X2 of the first winding frame 19 to the inner diameter side X2 of the second winding frame 20. Furthermore, the conducting wire 27 which is the last turn of the first layer is wound so as to contact the inner wall portion 26. That is, the conducting wires 27 constituting the first layer are wound in contact with each other.
  • the second-layer conductive wire 27 is wound between two adjacent conductive wires 27 adjacent to and adjacent to the inner wall portion 26 of the first winding frame 19. Subsequently, the second layer conductor 27 is wound between the first layer conductors 27 toward the inner wall portion 26 side of the first winding frame 19, and the second layer conductor 27 is adjacent to the first layer. It will be in contact with the two conducting wires 27. Further, one conductive wire 27 which is the last turn of the second layer is in contact with and wound between two adjacent conductive wires 27 of the first layer disposed adjacent to the outer wall portion 25 side.
  • the conducting wire 27 constituting the first layer contacts the conducting wire 27 constituting the second layer, but the second conducting wire 27 is adjacent to the neighboring conducting wires 27 at a constant interval in the same manner as the first conducting wire 27. It is arranged in contact. That is, the conducting wires 27 constituting the second layer are wound in contact with each other.
  • the conducting wire 27 is wound around the winding frame 3 in an aligned winding state in which the conductors 27 are regularly arranged in a stack.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing a comparative example in the first embodiment
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing a comparative example in the first embodiment
  • 13 and 14 are comparative examples corresponding to FIGS. 11 and 12 of the first embodiment.
  • FIG. 13 shows a cross-sectional view of a split core provided with a conventional winding frame
  • FIG. 14 shows a cross-sectional view where a coil is wound around a split core provided with a conventional reel.
  • said cross-sectional view was shown so that the relationship between each uneven
  • the first core member 10, the second core member 11, and the third core member 12 constituting the core member are connected in the axial direction Y in the same manner as in the first embodiment.
  • the first core member 10, the second core member 11, and the third core member 12 are tightened so that the thickness of the plurality of core members 6 contracts in the axial direction Y due to the tension applied during the winding of the conducting wire 27. .
  • the outer wall portion 25 of the winding frame 3 is inclined to the inner diameter side X2 from the plane orthogonal to the radial direction X.
  • the conducting wire 27 when the conducting wire 27 is wound around the outer wall portion 25, the conducting wire 27 collides with or comes into contact with the outer wall portion 25, so that the winding winding is disturbed or the insulating coating of the conducting wire 27 is damaged. Things happen. If these situations are not caused, the conducting wire 27 cannot be wound around the outer wall portion 25. For this reason, it is desirable to wind the conducting wire 27 also around the outer wall portion 25.
  • the first core member 10, the second core member 11, and the third core member 12 that constitute the core member 6 have a tension 28 applied during the winding of the conducting wire 27.
  • winding tightening occurs in which the thickness of the plurality of core members 6 contracts in the axial direction Y.
  • the second protrusions 23 respectively included in the first winding frame 19 and the second winding frame 20 come into contact with one end surface and the other end surface in the axial direction Y of the split core 5, thereby winding the lead wire 27. It is possible to prevent the winding frame 3 from being inclined in the axial direction Y by the tension 28 at the time.
  • the shape and number of the second protrusions 23 are formed so that the winding range 29 can be maintained even when the tension 28 applied to the winding of the conducting wire 27 is applied to the second protrusions 23.
  • the winding range shows the range where the conducting wire 27 is wound around the winding frame 3.
  • the winding range indicates a range sandwiched between the inner wall portion 26 and the outer wall portion 25 in the first winding frame 19.
  • the winding range 29 in FIG. 12 illustrates the limit position on the outer diameter side X1 in the radial direction X.
  • the description thereof is omitted as appropriate.
  • the first winding frame 19 and the second winding frame 20 each have the second protrusion 23, so that when the conducting wire 27 is wound around the outer wall portion 25, the conducting wire 27 collides with or comes into contact with the outer wall portion 25.
  • the situation where the aligned winding is hindered or the insulating film of the conductor 27 is damaged does not occur.
  • the winding range 29 of the conducting wire 27 can be controlled, and aligned winding can be easily performed.
  • the second protrusion 23 is formed on the inner diameter side X2 of the stator core 2 with respect to the first protrusion 22, so that the tension 28 received from the conducting wire 27 in the winding can be reduced.
  • the tension 28 received from the conducting wire 27 in the winding can be reduced. it can. Further, since the outer wall portion 25 is configured to be high in the axial direction Y because it is necessary to roll over the connecting wire, the influence of the inclination is remarkable when winding, but the inner wall portion 26 is high in the axial direction Y. Since the height can be set low, the influence of the inclination on the winding is limited.
  • FIG. 15 is a side view showing the mold in the first embodiment.
  • an injection mold 30 for molding the winding frame 3 includes a cavity 31 that is a fixed mold and a core 32 that is a movable mold. With the core 32 moving in the direction of the cavity 31 and in contact with the cavity 31, the resin melted by heating from the injection molding unit 33 is injected into the sprue 34, which is a resin flow path in the mold, and the space in the mold To be supplied. The winding frame 3 is molded by cooling the injection mold 30 while it is tightened. The reel 3 is taken out by moving the core 32 away from the cavity 31 after molding.
  • a second protrusion 23 having a height H1 is formed on the reel 3 that has been taken out.
  • the core 32 is formed by adjusting the depth H2 of the recess so as to correspond to the height H1 of the second protrusion 23.
  • the core 32 includes a screw 35, an adjustment plate 36, and a pin 37. By removing the screw 35 fixed to the core 32, the adjustment plate 36 and the pin 37 can be sequentially removed.
  • the height H3 of the adjustment plate 36 is formed so as to correspond to the height H1 of the second protrusion 23.
  • the height H ⁇ b> 3 of the removed adjustment plate 36 is set to correspond to the depth H ⁇ b> 2 of the recess of the core 32, and the adjustment plate 36 and the pin 37 are attached in order and fixed with screws 35.
  • the pin 37 moves by the depth H2 of the recess of the core 32, and the height H1 of the second protrusion 23 corresponding to the depth H2 of the recess is formed.
  • FIG. 16 is a plan view of the rotating electrical machine according to the first embodiment.
  • the rotating electrical machine 44 may be configured to include the stator 1 and the rotor 45.
  • the frame has a bottomed cylindrical shape, and the stator 1 around which the coil 4 is wound is fixed to the inner periphery of the frame by press-fitting or the like, and the rotor 45 is disposed through a predetermined gap from the inner peripheral surface of the stator 1.
  • the rotor 45 has a magnet 47 fixed to the rotary shaft 46 by adhesion or the like, and is rotatably supported by a bearing held by a bearing case provided on the frame.
  • Embodiment 2 The stator of the rotating electrical machine in the second embodiment will be described with reference to FIG. In addition, about what was attached
  • the second protruding portion 23 is formed in a round shape at three locations in the circumferential direction Z of the winding frame 3, but the second protruding portion 23 is formed in the circumferential direction Z of the winding frame 3. What is necessary is just to form.
  • the second protrusion 23 may be formed in a long round shape at one location in the circumferential direction Z of the winding frame 3.
  • FIG. 17 is a plan view of the reel in the second embodiment.
  • the second projecting portion 38 of the winding frame 3 is formed in an oval shape at one location so that the longitudinal direction is the circumferential direction Z in the circumferential direction Z of the winding frame 3 corresponding to the winding range. Is done.
  • the second projecting portion 38 suppresses the outer wall portion 25 from being inclined to the inner diameter side X ⁇ b> 2 in the circumferential direction, and maintains the winding range. it can.
  • the number of pins of the injection mold for forming the winding frame 3 is reduced to one by forming the second protrusion 38 in a long round shape in the circumferential direction Z of the winding frame 3. Can be manufactured at low cost.
  • Embodiment 3 The stator of the rotating electrical machine in Embodiment 3 will be described with reference to FIG. In addition, about what was attached
  • the second protruding portion 23 is formed in a round shape at three locations in the circumferential direction Z of the winding frame 3, but the second protruding portion 23 is formed in the circumferential direction Z of the winding frame 3. What is necessary is just to form.
  • the second protrusion 23 may be formed in a substantially rectangular shape at one location in the circumferential direction Z at the tip of the inner diameter side X2 of the reel 3.
  • FIG. 18 is a plan view of the reel in the third embodiment.
  • the second projecting portion 39 of the winding frame 3 is formed in a substantially rectangular shape at one location in the circumferential direction Z at the distal end portion on the inner diameter side X ⁇ b> 2 of the tooth portion 8 corresponding to the winding range.
  • the second projecting portion 39 suppresses the outer wall portion 25 from being inclined toward the inner diameter side X ⁇ b> 2 in the circumferential direction, and maintains the winding range. it can.
  • An injection mold 30 for forming the winding frame 3 is formed by forming the second protrusion 39 in a substantially rectangular shape at one point in the circumferential direction Z at the tip portion of the inner diameter side X2 of the tooth portion 8.
  • the number of the pins 37 can be reduced to one, and manufacturing at a low cost is possible.
  • FIG. 4 A stator of a rotating electrical machine according to Embodiment 4 will be described with reference to FIG. In addition, about what was attached
  • the second protrusions 23 and 38 are formed in a row in the radial direction X of the winding frame 3, but the second protrusions 23 and 38 are the winding frame. 3 may be formed in a plurality of rows in the radial direction X.
  • the second protrusions 23 may be formed in two rows in the radial direction X of the winding frame 3.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view of the reel in the fourth embodiment.
  • the second protrusions 401 and 402 of the winding frame 3 are formed in two rows in the radial direction X of the winding frame 3 corresponding to the winding range.
  • the second protrusions 401 and 402 are formed in a round shape similar to the configuration shown in FIG.
  • the 2nd projection part 23 should just be formed in the radial direction X of the winding frame 3, for example, may be formed in the radial direction X in the shape of an ellipse.
  • the second protrusion 401 has a relationship of “H1> H11”.
  • 402 are set respectively so that the height of the second protrusion 401 formed on the inner diameter side X2 of the reel 3 is the second protrusion 402 formed on the outer diameter X1 of the reel 3. It is formed larger than the height of.
  • the second protrusions 401 and 402 are formed in two rows in the radial direction X of the winding frame 3 corresponding to the winding range, thereby reducing the tension received from the conducting wire 27 in the winding. Further, the second protrusions 401 and 402 have different products of the split cores 5 in the radial direction X when the conductor 27 is wound because the height of the inner diameter side X2 is larger than the height of the outer diameter side X1. It can be suppressed corresponding to the thickness, and the winding range can be maintained.
  • FIG. 5 A stator of a rotating electrical machine according to Embodiment 5 will be described with reference to FIGS.
  • description may be abbreviate
  • FIG. 20 is a plan view of the reel in the fifth embodiment.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view of the winding frame in the fifth embodiment. As shown in FIGS. 20 and 21, the fitting part 450 is fitted into the winding frame 3, so that a through hole 300 penetrating in the axial direction Y is formed at a location corresponding to the tooth part 8.
  • the fitting portion 450 is inserted into the through hole 300 from the upper side in the axial direction Y in FIG.
  • the fitting part 450 since the upper side of the axial direction Y is formed larger than the through-hole 300, fitting becomes possible.
  • the fitting part 450 forms the part which protruded from the axial direction Y of the winding frame 3 in FIG. 21 as the 2nd projection part 451, and functions similarly to the 2nd projection part shown to each said embodiment.
  • fitting part 450 having the second protrusion 451 can be formed by a separate member from other parts other than the fitting part 450 of the reel 3, there is an effect of keeping the level even when the tension 28 changes.
  • FIG. 6 A stator for a rotating electrical machine according to Embodiment 6 will be described with reference to FIGS.
  • description may be abbreviate
  • the core members 6 adjacent in the circumferential direction Z are not connected in the first to fifth embodiments, the core members 6 adjacent in the circumferential direction Z may be connected.
  • the core members 6 adjacent to each other in the circumferential direction Z may be connected at the back yoke portion 7.
  • FIG. 22 is a plan view of the stator core according to the sixth embodiment
  • FIG. 23 is a cross-sectional view of the stator core according to the sixth embodiment.
  • FIG. 23 shows a cross section taken along the broken line II in FIG.
  • the core member 6 includes a back yoke portion 7, a tooth portion 8, and a shoe portion 9.
  • the core members 6 adjacent to each other in the circumferential direction Z are connected and connected by a second uneven portion 41 provided at the end of the back yoke portion 7 in the circumferential direction Z.
  • An end portion in the circumferential direction Z of the back yoke portion 7 is coupled so as to be rotatable about the second uneven portion 41.
  • the second concavo-convex portion 41 of the core member 6 includes a second concave portion 42 and a second convex portion 43. As shown in FIG. In the axial direction Y, the second convex portion 43 of the second concave and convex portion 41 adjacent to the second concave portion 42 of the second concave and convex portion 41 is fitted. Thereby, the core members 6 stacked in the axial direction Y are connected to each other by the second uneven portion 41 and can be rotated around the second uneven portion 41.
  • a winding portion 3 is attached to a plurality of core members 6 stacked in the axial direction Y, and a connecting portion of a plurality of divided cores 5 in which a coil 4 is wound around the winding frame 3, and an annular shape centering on a second uneven portion 41.
  • the stator 1 is formed by combining with the above.
  • stator 1 stator, 2 stator core, 3 winding frame, 4 coil, 5 split core, 6 core member, 7 back yoke part, 8 teeth part, 9 shoe part, 10 first core member, 11 second core member, 12 third core Member, 13 1st opening, 14 1st uneven part, 15 1st recessed part, 16 1st protruding part, 17 clearance, 18 2nd opening part, 19 1st winding frame, 20 2nd winding frame, 21 3rd winding Frame, 22 first protrusion, 23 second protrusion, 24 insertion claw, 25 outer wall, 26 inner wall, 27 conductor, 28 tension, 29 winding range, 30 injection mold, 300 through hole, 31 cavity, 32 core, 33 injection molding unit, 34 sprue, 35 screw, 36 adjustment plate, 37 pin, 38 second projection, 39 second projection, 401 second projection, 402 Two projections, 41 second uneven portion, 42 second recess 43 second protrusion 44 rotating electric machine, 45 rotor, 450 fitting portion 451 second protrusion, 46 rotary shaft, 47

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Abstract

ステータ（１）は、複数の電磁鋼板が積層されて形成され、回転軸の周りに環状に形成されたバックヨーク部（７）とバックヨーク部（７）から径方向に突出したティース部（８）とを有するステータコア（２）と、バックヨーク部（７）の径方向の内面とティース部（８）の軸方向の両端面とを覆う巻枠（３）と、巻枠（３）を介して前記ティース部（８）に巻回されたコイル（４）とを備え、巻枠（３）は、ステータコア（２）の軸方向の両端面に設けられた開口部に挿入する第一突起部（２２）と、第一突起部（２２）よりも内径側に形成され、ステータコア（２）の軸方向の両端面に接する第二突起部（２３）とを有する。

Description

回転電機のステータ、回転電機、及び巻枠の製造方法
　本願は、回転電機のステータ、回転電機、及び巻枠の製造方法に関するものである。
　電動機または発電機等の回転電機では、銅損によるエネルギーの損失を低減させることが重要である。銅損を低減させるためには、導線の占積率を向上させることが有効であると一般的に知られている。例えば、ステータコアのティース部に設けられた絶縁性を有する巻枠において、ステータコアの外径側に設定された角度だけ傾斜した外壁部を設けることで、導線の巻崩れを防止し、占積率の向上を図っていた（例えば、特許文献１参照）。
ＷＯ２０１６／１７４７６８号公報
　複数の電磁鋼鈑が積層されたステータコアに導線を巻回してコイルを形成すると、巻回時に導線を引っ張る張力によりステータコアが積層方向に圧縮され、層間のすきまが縮められて巻締りが発生する。巻締りが発生すると、ステータコアのバックヨーク部側の巻枠の外壁部がティース部の方向に傾くことで、外壁部が導線の巻回しを阻害し、所定の箇所に導線を誘導できない場合に巻き乱れが生じる。
　特許文献１に記載の巻枠は、ステータコアの外径側に設定された角度だけ傾斜した外壁部を有するため、巻枠が巻締りにより内径側に傾斜しても、外壁部に巻線が阻害されず、巻き乱れが生じなかった。しかしながら、ステータコアの巻締り量は、積厚、大きさなど、回転電機の仕様により異なるため、巻締めされていく過程において、ステータコアと巻枠との相対的な位置が規制できない。そのため、巻締め位置を正確に規定できず、巻き乱れが解消しないという問題があった。
　本願は、上記の問題を解決するためになされたものであり、ステータコアと巻枠との相対的な位置を規制することで、コイルの巻き乱れの解消を目的とする。
　本願における回転電機のステータは、複数の電磁鋼板が積層されて形成され、回転軸の周りに環状に形成されたバックヨーク部とバックヨーク部から径方向に突出したティース部とを有するステータコアと、バックヨーク部の径方向の内面とティース部の軸方向の両端面とを覆う巻枠と、巻枠を介して前記ティース部に巻回されたコイルとを備え、巻枠は、ステータコアの軸方向の両端面に設けられた開口部に挿入する第一突起部と、第一突起部よりも内径側に形成され、ステータコアの軸方向の両端面に接する第二突起部とを有するものである。
　本願における回転電機のステータは、ステータコアと巻枠との相対的な位置を規制することで、コイルの巻き乱れが解消される。
実施の形態１における回転電機のステータの斜視図である。 実施の形態１における分割コアの斜視図である。 実施の形態１におけるコア部材の平面図である。 実施の形態１におけるコア部材の平面図である。 実施の形態１におけるコア部材の平面図である。 実施の形態１における分割コアの側面図である。 実施の形態１における巻枠の平面図である。 実施の形態１における巻枠が設けられた分割コアの斜視図である。 実施の形態１における巻枠が設けられた分割コアの斜視図である。 実施の形態１における巻枠が設けられた分割コアにコイルが巻回された斜視図である。 実施の形態１における巻枠が設けられた分割コアの概略図である。 実施の形態１における巻枠が設けられた分割コアにコイルが巻回された概略図である。 実施の形態１における比較例を示す概略図である。 実施の形態１における比較例を示す概略図である。 実施の形態１における金型を示す側面図である。 実施の形態１における回転電機の平面図である。 実施の形態２における巻枠の平面図である。 実施の形態３における巻枠の平面図である。 実施の形態４における巻枠の断面図である。 実施の形態５における巻枠の平面図である。 実施の形態５における巻枠の断面図である。 実施の形態６におけるステータコアの平面図である。 実施の形態６におけるステータコアの断面図である。
実施の形態１．
　実施の形態１における回転電機のステータについて、図１～図１６を用いて説明する。図１は、実施の形態１における回転電機のステータの斜視図である。以下の説明において、回転電機における各方向を、径方向Ｘ、軸方向Ｙ、及び周方向Ｚとして示す。また、径方向Ｘの回転軸方向の外側を外径側Ｘ１、径方向Ｘの回転軸方向の内側を内径側Ｘ２として示す。よって、他の部品においても、これらの方向を基準として各方向を説明する。
　図１に示すように、回転電機のステータ１は、ステータコア２、巻枠３、及びコイル４を備える。ステータコア２は、複数の分割コア５が円環状に組み合わさることにより構成されている。ステータコア２の内径側には、ロータ（図１においては図示せず）が設けられ、回転電機を構成する。
　図２は、実施の形態１における分割コアの斜視図である。分割コア５は、電磁鋼鈑であるコア部材６を中心軸方向Ｙ（以下、単に「軸方向」という。）に複数積層することにより構成されている。コア部材６は、バックヨーク部７、ティース部８、及びシュー部９から構成される。バックヨーク部７は、ロータの回転軸の周りに円環状に形成されており、ティース部８は、バックヨーク部７からロータの中心軸側としての内径側Ｘ２に突出している。シュー部９は、ティース部８の内径側Ｘ２に設けられ、バックヨーク部７と同様にロータの中心軸から周方向Ｚに突出して形成されている。
　図３は、実施の形態１におけるコア部材の平面図であり、第一コア部材１０の構成を示す。図４は、実施の形態１におけるコア部材の平面図であり、第二コア部材１１の構成を示す。図５は、実施の形態１におけるコア部材の平面図であり、第三コア部材１２の構成を示す。図６は、実施の形態１における分割コアの側面図である。分割コア５は、電磁鋼鈑の母材を必要幅に切断した帯状部材から、板状のコア部材をプレス等で打ち抜いてロータの軸方向Ｙに積層し、カシメまたは溶接、接着などにより固定される。
　図６に示すように、コア部材は、第一コア部材１０、第二コア部材１１、及び第三コア部材１２を有する。具体的には、軸方向Ｙの下方側から順番に、第三コア部材１２、第二コア部材１１、第二コア部材１１、第一コア部材１０、第一コア部材１０、・・・第一コア部材１０、第二コア部材１１、第二コア部材１１、第二コア部材１１の順に打ち抜かれてコア部材が積層される。第三コア部材１２、第二コア部材１１、及び第一コア部材１０による打ち抜きを繰り返し、コア部材を積層して第一コア部材１０、第二コア部材１１、及び第三コア部材１２が所定の積層枚数に達したところで、金型により分割コア５が形成されて排出される。第一コア部材１０、第二コア部材１１、及び第三コア部材１２は、軸方向Ｙから見るとほぼ同じ形状である。
　この際、第三コア部材１２の第二開口部１８には、第二コア部材１１の第一凹凸部１４の第一凸部１６が嵌まり込む。同様に、それ以外の箇所のコア部材は、第一凹凸部１４の第一凹部１５に軸方向Ｙに隣接するコア部材の第一凸部１６が嵌まり込む。これにより、軸方向Ｙに積層するコア部材同士は、第一凹凸部１４によりカシメられて接続される。積層されたコア部材同士の間には、隙間１７が生じる。
　図３と図６に示すように、第一コア部材１０は、第一凹凸部１４を備える。第一凹凸部１４は、バックヨーク部７の周方向Ｚに２箇所位置し、軸方向Ｙの上面側に凹形状な第一凹部１５と軸方向Ｙの下面側に凸形状な第一凸部１６とから形成され、軸方向Ｙに隣接するコア部材同士を接続する。第一コア部材１０は、軸方向Ｙに複数枚積層される。
　図４と図６に示すように、第二コア部材１１は、第一凹凸部１４と第一開口部１３を備える。第一凹凸部１４は、バックヨーク部７の周方向Ｚに２箇所位置し、軸方向Ｙの積層方向の上面側に凹形状な第一凹部１５と軸方向Ｙの積層方向の下面側に凸形状な第一凸部１６とから形成され、軸方向Ｙに隣接するコア部材同士を接続する。積層されるコア部材の第一凹凸部１４の位置は、第一コア部材１０と第二コア部材１１とでほぼ同じ箇所に設けられている。第一開口部１３は、バックヨーク部７の周方向Ｚの中央付近に位置し、丸形状に形成され、巻枠３に設けられた突起が挿入するために開口されている。第二コア部材１１は、巻枠３の突起部が第一開口部１３に挿入する深さに合わせて軸方向Ｙに積層する。
　図５と図６に示すように、第三コア部材１２は、第一開口部１３と第二開口部１８を備える。第一開口部１３は、バックヨーク部７の周方向Ｚの中央付近に位置し、巻枠３に設けられた突起が挿入るために開口されている。第一開口部１３は、軸方向Ｙにおいて、第二コア部材１１に備えられた第一開口部１３と同じ位置に形成される。第二開口部１８は、バックヨーク部７の周方向Ｚの２箇所に位置し、軸方向Ｙに隣接する第二コア部材１１の第一凹凸部１４の第一凸部１６と接続するために開口されている。第二開口部１８は、軸方向Ｙにおいて、第二コア部材１１に備えられた第一凹凸部１４と同じ位置に形成される。第二コア部材１１と第三コア部材１２は、巻枠３の突起部が第二開口部１８に挿入する深さに合わせて軸方向Ｙに積層する。
　図３～図５において、第一凹凸部１４及び第二開口部１８は、軸方向Ｙに隣接するコア部材同士を接続するものであれば、バックヨーク部７の２箇所に位置しなくてもよい。例えば、バックヨーク部７の周方向Ｚの中央部の１箇所に位置してもよい。この場合は、２箇所に第一凹凸部１４及び第二開口部１８を形成するよりも鉄損を抑制するため、回転電機の効率の低下を防止できる。
　図４と図５において、第一開口部１３は、バックヨーク部７において巻枠３に設けられた突起が挿入するために開口して巻枠３の位置決め及び固定ができれば、バックヨーク部７の周方向Ｚの中央付近に一箇所、丸形状に形成しなくてもよい。例えば、第一開口部１３は、角形状に形成してもよい。この場合は、巻枠３が、導線を巻回するときの張力によって、周方向Ｚに回転することを防止できる。
　また、第一開口部１３は、磁束の流れを遮ることで回転電機の効率を低下させるため、できるだけ外径側Ｘ１に位置するのが好ましい。尚、第一開口部１３は、バックヨーク部７において、巻枠３に設けられた突起が挿入するために開口して巻枠３の位置決め及び固定ができれば必須の構成ではない。
　図７は、実施の形態１における巻枠３の平面図である。図７に示すように、巻枠３は、第一突起部２２と第二突起部２３を有する。第二突起部２３は、巻枠３の回転軸を中心とする同心円上に複数形成される。ここで、第二突起部２３は、第一突起部２２よりも内径側Ｘ２に形成される。尚、本実施の形態では、第二突起部２３が第一突起部２２よりも分割コア５の径方向Ｘの中心側としての内径側Ｘ２に位置する構成であればよく、例えば、第一突起部２２はバックヨーク部７側に位置し、第二突起部２３はティース部８側に位置する構成でもよい。また、第一突起部２２と第二突起部２３の最適な位置としては、第一突起部２２はバックヨーク部７側の周方向の中心に位置し、第二突起部２３はティース部８側の周方向Ｚの中心に少なくとも１個位置する構成でもよい。最適な位置の構成にすることによって、巻枠３の位置決め及び固定を十分に行うことができる。巻枠３は、コイル４と分割コア５とを絶縁するため、絶縁性の部材で形成される。
　分割コア５に巻枠３を設置し、コイル４を巻回する手順について説明する。図８は、実施の形態１における巻枠３が設けられた分割コア５の斜視図であり、図９は、実施の形態１における巻枠３が設けられた分割コア５の斜視図である。図８は、巻枠３を設置中の状態を示し、図９は巻枠３を設置後の状態を示している。図９に示すように、巻枠３は、分割コア５のバックヨーク部７から内周方向としての内径側Ｘ２に延びる磁気的に連結されたティース部８にかけて設けられ、覆設された絶縁性の第一巻枠１９、第二巻枠２０、及び第三巻枠２１にて構成される。尚、第三巻枠２１は絶縁性があればよく、絶縁シートでもよい。
　まず、図６～図８に示すように、第一巻枠１９と第二巻枠２０は、分割コア５におけるバックヨーク部７の径方向Ｘの内面とティース部８の軸方向Ｙの両端面とを覆うように取り付けられる。第一巻枠１９と第二巻枠２０は、分割コア５の第一開口部１３に第一突起部２２を挿入することで配置される。第二突起部２３は、導線を巻回した際の張力により第一巻枠１９と第二巻枠２０が軸方向Ｙに傾くことを抑制するため、導線の巻回範囲にあたる第一巻枠１９と第二巻枠２０の周方向Ｚの両端部と中央部の合計３箇所、丸形状にて形成される。尚、第二突起部２３は３箇所形成される例を示したが、両端に２箇所であっても、製造の容易さから１箇所に形成してもよい。または、それ以上の個数であってもかまわない。また、軸方向Ｙの積層方向の上面側においては、第一巻枠１９の第一突起部２２の長さよりも第一開口部１３の軸方向Ｙの長さが長くなるように、第二コア部材１１の積層枚数を設定する。軸方向Ｙの積層方向の下面側においては、第二巻枠２０の第一突起部２２の長さよりも第一開口部１３の軸方向Ｙの長さが長くなるように、第二コア部材１１及び第三コア部材１２の積層枚数を設定する。
　次に、図９に示すように、第三巻枠２１は、分割コア５のティース部８の周方向側面及びバックヨーク部７の径方向内面を覆うように取り付けられる。第三巻枠２１は、第一巻枠１９と第二巻枠２０に形成された挿入爪２４にその一部が挿入されることで固定される。挿入爪２４は、第一巻枠１９と第二巻枠２０において、バックヨーク部７の内周側とティース部８の外周側の接合部の周方向Ｚの両端２箇所と、シュー部９の外周側とティース部８の内周側の接合部の周方向Ｚの両端２箇所に配置されている。第三巻枠２１の軸方向Ｙの長さは、第一巻枠１９と第二巻枠２０の挿入爪２４にその一部を挿入できる長さに設定する。以上により、分割コア５に巻枠３が設置される。
　図１０は、実施の形態１における巻枠が設けられた分割コアにコイルが構成された斜視図である。コイル４は、巻枠３を介して分割コア５のティース部に導線を巻回して形成される。
　図１１は、実施の形態１における巻枠３が設けられた分割コア５の概略図であり、図１２は、実施の形態１における巻枠３が設けられた分割コア５にコイル４が巻回された概略図である。尚、上記の概略図は、各凹凸部、開口部、及び巻枠の突起部の関係が明確になるように、径方向Ｘの断面を概略的に示したものである。
　図１１に示すように、軸方向Ｙにおいて、第一巻枠１９は、分割コア５の積層方向の上面に設けられた第二コア部材１１の第一開口部１３を貫通する第一突起部２２を有し、第二巻枠２０は、分割コア５の積層方向の下面に設けられた第二コア部材１１及び第三コア部材１２の第一開口部１３を貫通する第一突起部２２を有する。
　図１２に示すように、第一巻枠１９と第二巻枠２０には、コイル４が外径側Ｘ１に崩れることを防ぐ外壁部２５と内径側Ｘ２に崩れることを防ぐ内壁部２６とが夫々設けられている。巻枠３には導線２７が巻回される。同一の層の導線２７は、互いに当接している。以下、巻枠３に導線２７を巻回する方法を説明する。導線２７は、巻枠３に巻回して複数の層を構成する。導線２７で構成された複数の層のうち１層目の形成手順について説明する。第一巻枠１９の外壁部２５側から第二巻枠２０の外壁部２５側１ターン目となる導線２７が巻回される。続いて、第一巻枠１９の内径側Ｘ２から第二巻枠２０の内径側Ｘ２にかけて、導線２７が順番に巻回される。更に、内壁部２６に当接するように１層目の終わりのターンとなる導線２７が巻回される。すなわち、１層目を構成する導線２７は互いに当接して巻回される。
　導線２７で構成された複数の層のうち２層目の巻回手順について説明する。まず、１層目の導線２７のうち第一巻枠１９の内壁部２６に隣接して隣り合う２つの導線２７の間に２層目の始まりとなる導線２７が巻回される。続いて、第一巻枠１９の内壁部２６側にかけて１層目の導線２７同士の間に２層目の導線２７がそれぞれ巻回され、２層目の導線２７は、１層目の隣り合う２本の導線２７に接することとなる。更に、外壁部２５側に隣接して配設された１層目の隣り合う２本の導線２７の間に２層目の終わりのターンとなる１本の導線２７が接するとともに巻回される。その結果、１層目を構成する導線２７は２層目を構成する導線２７に当接するが、１層目の導線２７と同様に２層目の導線２７は一定の間隔で隣り合う導線２７と当接して配設される。すなわち、２層目を構成する導線２７は互いに当接して巻回される。
　導線２７により巻回された３層目以降の巻回手順については、１層目と２層目の巻回手順と同様の手順が繰り返されるため、説明を省略する。以上の巻回手順により、巻枠３には、導線２７が規則的に俵積み状に配置される整列巻の状態で巻回される。
　図１３は、実施の形態１における比較例を示す断面図であり、図１４は、実施の形態１における比較例を示す断面図である。図１３と図１４は、上記実施の形態１の図１１と図１２に対応する比較例である。図１３は、従来の巻枠が設けられた分割コアの断面図を示し、図１４は、従来の巻枠が設けられた分割コアにコイルが巻回された断面図を示す。尚、上記の断面図は、各凹凸部、開口部、及び巻枠の突起部の関係が明確になるように示したもので、径方向Ｘにおける一断面を示したものではない。
　コア部材を構成する第一コア部材１０、第二コア部材１１、及び第三コア部材１２は、上記実施の形態１と同様に、軸方向Ｙにおいて夫々接続される。第一コア部材１０、第二コア部材１１、及び第三コア部材１２は、導線２７の巻線中にかかる張力により、複数のコア部材６の積厚が軸方向Ｙに収縮する巻締りが生じる。巻締りによる複数のコア部材６の積厚変化に追従して、巻枠３の外壁部２５が、径方向Ｘに直交する平面よりも内径側Ｘ２に傾斜することになる。したがって、導線２７が外壁部２５の周辺に巻回される際に、導線２７が外壁部２５に衝突又は接触し、整列巻が妨げられる巻き乱れの事態、又は導線２７の絶縁被膜を損傷するといった事態が生じる。これらの事態を生じさせないようにすると、外壁部２５の周辺に導線２７を巻回できなくなってしまう。このため、外壁部２５の周辺も導線２７を巻回することが望まれる。
　図１２に示すように、実施の形態１においても、コア部材６を構成する第一コア部材１０、第二コア部材１１、及び第三コア部材１２は、導線２７の巻線中にかかる張力２８により、複数のコア部材６の積厚が軸方向Ｙに収縮する巻締りが生じる。しかしながら、第一巻枠１９と第二巻枠２０が夫々有する第二突起部２３が、分割コア５における軸方向Ｙの一方の端面と他方の端面に夫々当接することにより、導線２７を巻回した際の張力２８により巻枠３が軸方向Ｙに傾くことを抑制する。第二突起部２３は、導線２７の巻線中にかかる張力２８が第二突起部２３にかかっても巻回範囲２９が維持できるような形状及び個数が形成される。尚、巻回範囲とは当然ことながら、導線２７が巻枠３に巻回される範囲を示す。図１２に示した第一巻枠１９側の場合であれば、巻回範囲は、第一巻枠１９における内壁部２６と外壁部２５とに挟まれる範囲を示す。図１２における巻回範囲２９とは、径方向Ｘの外径側Ｘ１における限度となる位置を図示したものである。また、当該巻回範囲については他においても同様であるため、その説明は適宜省略する。
　第一巻枠１９と第二巻枠２０は、夫々第二突起部２３を有することによって、導線２７が外壁部２５の周辺に巻回される際に、導線２７が外壁部２５に衝突又は接触し、整列巻が妨げられる事態又は導線２７の絶縁被膜を損傷するといった事態が生じなくなる。これにより、導線２７の巻回範囲２９を制御することが可能となり、整列巻を容易に行うことができる。また、第二突起部２３は、第一突起部２２よりもステータコア２の内径側Ｘ２に形成されることによって、巻線中の導線２７から受ける張力２８を軽減することができる。尚、第一突起部２２はバックヨーク部７に形成され、第二突起部２３はティース部８に形成される構成であっても、巻線中の導線２７から受ける張力２８を軽減することができる。さらに、外壁部２５は、渡り線を這わして渡す必要から軸方向Ｙに高く構成されているため巻線するときに、傾きによる影響が顕著であるが、内壁部２６は軸方向Ｙの高さを低く設定できるため、傾きによる巻線への影響は限定的である。
　次に、このように構成された回転電機のステータにおいて、巻枠３の第二突起部２３の高さの調整方法について説明する。図１５は、実施の形態１における金型を示す側面図である。図１５に示すように、巻枠３を成形する射出成型金型３０は、固定金型であるキャビティ３１と可動金型であるコア３２を備える。コア３２がキャビティ３１の方向に移動してキャビティ３１に接した状態で、射出成型ユニット３３から加熱溶解した樹脂が、金型内の樹脂流動路であるスプルー３４に射出され、金型内の空間に供給される。射出成型金型３０を締めた状態で冷却することで巻枠３が成形される。巻枠３は、成形後にコア３２をキャビティ３１から離れる方向に移動させることで取り出される。
　取り出された巻枠３には、高さＨ１を有する第二突起部２３が形成されている。第二突起部２３において高さをＨ１に成形するにあたっては、コア３２において凹部の深さＨ２を第二突起部２３の高さＨ１に対応するように調整して形成する。コア３２は、ねじ３５、調整板３６、及びピン３７を備える。コア３２に固定されたねじ３５を取り外すことで、調整板３６とピン３７を順に取り外すことが可能となる。
　導線２７を巻回した際の張力２８により巻枠３が軸方向Ｙに傾く場合は、調整板３６の高さＨ３を第二突起部２３の高さＨ１に対応するように形成する。図１５に示すように、取り外した調整板３６の高さＨ３をコア３２の凹部の深さＨ２に対応するように設定し、調整板３６とピン３７を順に取り付けてねじ３５で固定する。コア３２の凹部の深さＨ２だけピン３７が移動し、凹部の深さＨ２に対応する第二突起部２３の高さＨ１が形成される。以上により、複数のコア部材６の積厚が軸方向Ｙに収縮する巻締りによる積厚の変化に対応した、高さＨ１を有する第二突起部２３を形成することができる。
　上記説明したように、実施の形態１によるステータコアを構成するバックヨーク部の径方向の内面とティース部の軸方向Ｙの両端面とを覆う巻枠３の製造方法では、所定の巻回範囲となるように金型の凹部を調整する工程と、前記凹部が調整された金型内に溶融した樹脂を流し込み、巻枠３を成形する工程とを含む。巻枠３が第二突起部２３を有することによって、導線２７が外壁部２５の周辺に巻回される際に、外壁部２５が周方向の内径側に傾斜することを抑制し、巻回の範囲を保持することができる。その結果、導線２７が外壁部に衝突又は接触し、整列巻が妨げられる事態又は導線２７の絶縁被膜を損傷するといった事態が生じることなく、コイルの巻き乱れを防止し、整列巻を容易に行うことができる。これにより、第二突起部２３の高さを射出成型金型３０に設けられたねじ３５で調整可能とすることにより、巻締めによる積層幅の縮み量が異なる複数種類のステータコアに対応可能となり、生産性が向上される。
　図１６は、実施の形態１における回転電機の平面図である。図１６に示すように、回転電機４４は、ステータ１とロータ４５を備える構成でもよい。フレームは有底筒形状をしており、フレームの内周にコイル４が巻回されたステータ１が圧入等で固定され、ステータ１の内周面と所定のギャップを介してロータ４５が配設されている。ロータ４５は、回転軸４６に接着等で固定された磁石４７を有しており、フレームに設けられたベアリングケースに保持されるベアリングによって回転自在に支持されている。
実施の形態２．
　実施の形態２における回転電機のステータについて、図１７を用いて説明する。尚、上記実施の形態で同一番号が付され説明されたものについては、同様な構成を有するものであるため、ここでは説明を省略する場合がある。
　上記実施の形態１において、第二突起部２３は巻枠３の周方向Ｚに３箇所、丸形状にて形成される構成であったが、第二突起部２３は巻枠３の周方向Ｚに形成されればよい。例えば、第二突起部２３は巻枠３の周方向Ｚに１箇所、長丸形状にて形成されてもよい。
　図１７は、実施の形態２における巻枠の平面図である。図１７に示すように、巻枠３の第二突起部３８は、巻回範囲にあたる巻枠３の周方向Ｚにおいて、長手方向が周方向Ｚとなるように１箇所、長丸形状にて形成される。第二突起部３８は、導線２７が外壁部２５の周辺に巻回される際に、外壁部２５が周方向の内径側Ｘ２に傾斜することを抑制し、巻回の範囲を保持することができる。
　第二突起部３８が、巻枠３の周方向Ｚに１箇所、長丸形状にて形成されることで、巻枠３を形成するための射出成型金型のピン本数を１本に減らすことができ、低コストでの製造が可能となる。
実施の形態３．
　実施の形態３における回転電機のステータについて、図１８を用いて説明する。尚、上記実施の形態で同一番号が付され説明されたものについては、同様な構成を有するものであるため、ここでは説明を省略する場合がある。
　上記実施の形態１において、第二突起部２３は巻枠３の周方向Ｚに３箇所、丸形状にて形成される構成であったが、第二突起部２３は巻枠３の周方向Ｚに形成されればよい。例えば、第二突起部２３は巻枠３の内径側Ｘ２の先端において、周方向Ｚに１箇所、略矩形形状にて形成されてもよい。
　図１８は、実施の形態３における巻枠の平面図である。図１８に示すように、巻枠３の第二突起部３９は、巻回範囲にあたるティース部８の内径側Ｘ２の先端部分において、周方向Ｚに１箇所、略長方形状にて形成される。第二突起部３９は、導線２７が外壁部２５の周辺に巻回される際に、外壁部２５が周方向の内径側Ｘ２に傾斜することを抑制し、巻回の範囲を保持することができる。
　第二突起部３９が、ティース部８の内径側Ｘ２の先端部分において、周方向Ｚに１箇所、略長方形状にて形成されることで、巻枠３を形成するための射出成型金型３０のピン３７の本数を１本に減らすことができ、低コストでの製造が可能となる。
実施の形態４．
　実施の形態４における回転電機のステータについて、図１９を用いて説明する。尚、上記実施の形態で同一番号が付され説明されたものについては、同様な構成を有するものであるため、ここでは説明を省略する場合がある。
　上記実施の形態１及び実施の形態２において、第二突起部２３、３８は、巻枠３の径方向Ｘに１列形成される構成であったが、第二突起部２３、３８は巻枠３の径方向Ｘに複数列並んで形成されればよい。例えば、第二突起部２３は巻枠３の径方向Ｘに２列並んで形成されてもよい。
　図１９は、実施の形態４における巻枠の断面図である。図１９に示すように、巻枠３の第二突起部４０１、４０２は、巻回範囲にあたる巻枠３の径方向Ｘにおいて、２列並んで形成される。第二突起部４０１、４０２は、図７にて示した構成と同様の丸形状にて形成される。尚、第二突起部２３は巻枠３の径方向Ｘに形成されればよく、例えば、径方向Ｘに長丸形状にて形成されてもよい。
　第二突起部４０１の内径側Ｘ２の高さをＨ１、第二突起部４０２の外径側Ｘ１の高さをＨ１１としたとき、「Ｈ１＞Ｈ１１」の関係が成り立つように第二突起部４０１、４０２の高さを夫々設定することで、巻枠３の内径側Ｘ２に形成される第二突起部４０１の高さは、巻枠３の外径側Ｘ１に形成される第二突起部４０２の高さよりも大きく形成される。これにより、第二突起部４０１、４０２は、導線２７が外壁部２５の周辺に巻回される際に、外壁部２５が周方向の内径側Ｘ２に傾斜することを抑制し、巻回の範囲を保持することができる。
　第二突起部４０１、４０２は、巻回範囲にあたる巻枠３の径方向Ｘにおいて２列並んで形成されることによって、巻線中の導線２７から受ける張力を軽減することができる。また、第二突起部４０１、４０２は、内径側Ｘ２の高さが外径側Ｘ１の高さよりも大きいことによって、導線２７が巻回される際に、径方向Ｘにおいて分割コア５の異なる積厚に対応して抑制し、巻回の範囲を保持することができる。
実施の形態５．
　実施の形態５における回転電機のステータについて、図２０～図２１を用いて説明する。尚、上記実施の形態で同一番号が付され説明されたものについては、同様な構成を有するものであるため、ここでは説明を省略する場合がある。
　上記実施の形態１～４において、第一巻枠１９と第二巻枠２０とに設けられた第二突起部で各巻枠１９、２１が傾斜することを抑制したが、本実施の形態５では嵌合部４５０にて第二突起部４５１を形成する。図２０は、実施の形態５における巻枠の平面図である。図２１は、実施の形態５における巻枠の断面図である。図２０、２１に示すように、巻枠３には嵌合部４５０を嵌合されるため、ティース部８に対応する箇所に軸方向Ｙに貫通する貫通孔３００を形成する。
　そして、当該貫通孔３００に図２１において軸方向Ｙの上側から嵌合部４５０を挿入して嵌合させる。尚、嵌合部４５０の図２１において軸方向Ｙの上側が、貫通孔３００より大きく形成されているため嵌合可能となる。そして、嵌合部４５０は図２１において巻枠３の軸方向Ｙの下側から突出した部分を第二突起部４５１として形成し、上記各実施の形態に示した第二突起部と同様に機能させる。これにより、導線２７が外壁部２５の周辺に巻回される際に、巻締りが発生したとしてもステータコア２のバックヨーク部７側の巻枠３の外壁部２５がティース部８の方向に傾くことなく、周方向Ｚに水平に巻締る。これにより、コイル４の巻き乱れの発生を抑制できる。
　第二突起部４５１を有する嵌合部４５０は、巻枠３の嵌合部４５０以外の他の部分と別部材にて形成できるため、張力２８が変化した場合にも水平を保つ効果がある。
実施の形態６．
　実施の形態６における回転電機のステータについて、図２２～図２３を用いて説明する。尚、上記実施の形態で同一番号が付され説明されたものについては、同様な構成を有するものであるため、ここでは説明を省略する場合がある。
　上記実施の形態１～５において、周方向Ｚに隣り合うコア部材６同士は連結しない構成であったが、周方向Ｚに隣り合うコア部材６同士は連結してもよい。例えば、周方向Ｚに隣り合うコア部材６同士は、バックヨーク部７において連結してもよい。
　図２２は、実施の形態６におけるステータコアの平面図であり、図２３は、実施の形態６におけるステータコアの断面図である。図２３は、図２２の破線Ｉ－Ｉに沿う断面を示している。
　図２２に示すように、コア部材６は、バックヨーク部７、ティース部８、及びシュー部９から構成される。周方向Ｚに隣り合うコア部材６同士は、バックヨーク部７の周方向Ｚの端部に設けた第二凹凸部４１で連結して連なっている。バックヨーク部７の周方向Ｚの端部は、第二凹凸部４１を中心として回動可能に連結されている。
　図２３に示すように、コア部材６の第二凹凸部４１は、第二凹部４２と第二凸部４３を備える。軸方向Ｙにおいて、第二凹凸部４１の第二凹部４２に隣接する第二凹凸部４１の第二凸部４３が嵌まり込む。これにより、軸方向Ｙに積層されたコア部材６同士は第二凹凸部４１により接続され、第二凹凸部４１を中心として回動可能となる。軸方向Ｙに積層された複数のコア部材６に巻枠３を装着し、巻枠３にコイル４を巻回した複数の分割コア５の連結部分で、第二凹凸部４１を中心として円環状に組み合わせることにより、ステータ１が形成される。
　周方向Ｚに隣り合うコア部材６同士をバックヨーク部７において連結させることで、上記実施の形態１～５と同様の効果を奏することができる。
　本開示は、様々な例示的な実施の形態及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、及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、２　ステータコア、３　巻枠、４　コイル、５　分割コア、６　コア部材、７　バックヨーク部、８　ティース部、９　シュー部、１０　第一コア部材、１１　第二コア部材、１２　第三コア部材、１３　第一開口部、１４　第一凹凸部、１５　第一凹部、１６　第一凸部、１７　隙間、１８　第二開口部、１９　第一巻枠、２０　第二巻枠、２１　第三巻枠、２２　第一突起部、２３　第二突起部、２４　挿入爪、２５　外壁部、２６　内壁部、２７　導線、２８　張力、２９　巻回範囲、３０　射出成型金型、３００　貫通孔、３１　キャビティ、３２　コア、３３　射出成型ユニット、３４　スプルー、３５　ねじ、３６　調整板、３７　ピン、３８　第二突起部、３９　第二突起部、４０１　第二突起部、４０２　第二突起部、４１　第二凹凸部、４２　第二凹部、４３　第二凸部、４４　回転電機、４５　ロータ、４５０　嵌合部、４５１　第二突起部、４６　回転軸、４７　磁石。

Claims (10)

  1. 　複数の電磁鋼板が積層されて形成され、回転軸の周りに環状に形成されたバックヨーク部と前記バックヨーク部から径方向に突出したティース部とを有するステータコアと、
    　前記バックヨーク部の径方向の内面と前記ティース部の軸方向の両端面とを覆う巻枠と、
    　前記巻枠を介して前記ティース部に巻回されたコイルとを備え、
    　前記巻枠は、前記ステータコアの軸方向の両端面に設けられた開口部に挿入する第一突起部と、前記第一突起部よりも内径側に形成され、前記ステータコアの軸方向の両端面に接する第二突起部とを有する
    回転電機のステータ。
  2. 　前記第一突起部は、前記バックヨーク部に形成され、
    　前記第二突起部は、前記ティース部に形成される
    請求項１に記載の回転電機のステータ。
  3. 　前記第二突起部は、前記巻枠の内径方向の先端に形成される
    請求項１又は請求項２に記載の回転電機のステータ。
  4. 　前記第二突起部は、前記巻枠の前記回転軸を中心とする同心円上に複数形成される
    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。
  5. 　前記第二突起部は、前記巻枠の径方向に並んで複数形成される
    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ステータ。
  6. 　前記巻枠の内径側に形成される前記第二突起部の高さは、前記巻枠の外径側に形成される前記第二突起部の高さよりも大きい
    請求項５に記載の回転電機のステータ。
  7. 　前記第二突起部は、丸形状又は長丸形状に形成される
    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。
  8. 　前記第二突起部は、前記巻枠の前記ティース部に対応する箇所に軸方向に形成された貫通孔に嵌合する嵌合部にて形成される
    請求項１又は請求項２に記載の回転電機のステータ。
  9. 　回転軸を有するロータと、
    　前記ロータの外径側に配置されたステータとを有し、
    　前記ステータは、
    　複数の電磁鋼板が積層されて形成され、前記回転軸の周りに環状に形成されたバックヨーク部と前記バックヨーク部から径方向に突出したティース部とを有するステータコアと、
    　前記バックヨーク部の径方向の内面及び前記ティース部の軸方向の両端面を覆う巻枠と、
    　前記巻枠を介して前記ティース部に巻回されたコイルとを備え、
    　前記巻枠は、前記ステータコアの軸方向の両端面に設けられた開口部に挿入する第一突起部と、前記第一突起部よりも前記ステータコアの内径側に形成され、前記ステータコアの軸方向の両端面に接する第二突起部とを有する
    回転電機。
  10. 　ステータコアを構成するバックヨーク部の径方向の内面とティース部の軸方向の両端面とを覆う巻枠の製造方法であって、
    　所定の巻回範囲となるように金型の凹部を調整する工程と、
    　前記凹部が調整された前記金型内に溶融した樹脂を流し込み、巻枠を成形する工程と
    を含む巻枠の製造方法。
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