JP2007295764A - 回転電機のステータ及びその製造方法及び交流発電機 - Google Patents

Abstract

【課題】ステータにおけるスロット内でのステータコイルの占積率を向上すると共に、回転子とステータコイル周りに確実に磁路を形成することができる。
【解決手段】本発明は、コアを円環状のアウターコアと、周期的にステータコイルが巻装される複数のスロットが外周側に開口するインナーコアとによって構成し、インナーコアにおけるスロット間に設けられるティース同士を内周側にて樹脂等の非磁性部材にて連結した。このため、ステータコイルを幅の狭い各ティースの内周側から挿入せず、外周側から挿入できるのでステータにおけるスロット内でのステータコイルの占積率を向上することができる。また、各ティースの内周側は、樹脂等の非磁性部材によって磁路が形成されづらくなっているので回転子からアウターコアの方まで確実に磁路を形成することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は回転電機のステータ及びその製造方法及び交流発電機に関するものである。

回転電機が搭載されるものとして、自動車を例にとって説明すると、近年、自動車は、車両そのものの大きさを大きくせずに車室内を広くする傾向にある。そのため、各部品は、狭い空間内に搭載しなければならず小型化が要望されている。しかしながら、回転電機としては、効率を維持、または、向上させた上で小型化しなければならない。このような小型化と高効率化の両立の要望は、自動車に限らず、他の製品においても同様である。

ここで回転電機の小型化と高効率化を両立させるために、従来から固定子に設けられたスロット内に巻装されるステータコイルの高占積率化が要望されている。しかしながら、ステータコアと回転子との間で磁路が形成し易くするために、ステータコアにおける最内周側のスロット幅をステータコイルの巻装部分のスロット幅に対して狭くする必要があることから、内周側から絶縁被覆が施されたステータコイルを傷付けずに挿入するのには限度があった。

そこで、特許文献１に示すようにステータコアを、外周に複数のスロットが開口するインナーコアと、インナーコアの外周に装着される円筒状のアウターコアとに分割し、ステータコイルをインナーコアの外周からスロット内に装着した後、アウターコアを装着して固定子を構成することで、スロット内でのステータコイルの占積率を向上させることができる。

特開２０００−１８４６３２号公報

しかしながら特許文献１においては、インナーコアと回転子との間で磁路が形成されることによる吸引力によって各ティースが外れてしまわぬよう、各ティースを内周側にて連結している。このため、モータに用いた場合には、回転子側に磁束が行かずに、このティース内周の連結部分で磁束が周回してしまう磁路が構成されてしまう。よって、スロット内でのステータコイルの占積率を向上したにもかかわらず、回転電機の効率が劣ってしまい、結果的には回転電機としての効率を向上させることは出来なかった。

本発明の目的は、スロット内でのステータコイルの占積率を向上すると共に、回転子とステータコイル周りに確実に磁路が形成できる回転電機のステータ及びその製造方法及び交流発電機を提供することにある。

本発明の回転電機のステータは、ステータコアをインナーコアとアウターコアで構成し、インナーコアにおける隣り合うティース同士の内周側を非磁性部材にて連結したことを特徴としている。

また、本発明の回転電機のステータは、交流発電機に用いられ、非磁性部材は、各ティースがアウターコアに対して内周側に移動するのを阻止することを特徴としている。

また、本発明の回転電機のステータは、インナーコアの内周側にて各ティース同士が接続されるように成形し、更に、各ティースが接続される部分の外周側に非磁性部材を成形すると共に、インナーコアの内周側を非磁性部材の位置まで切削することで製造されている。

本発明によれば、ステータにおけるスロット内でのステータコイルの占積率を向上すると共に、回転子とステータコイル周りに確実に磁路を形成することができる。

本発明における回転電機が用いられる一実施の形態として、自動車用交流発電機を説明する。図１は自動車用交流発電機の全体構成の側面断面図である。

駆動軸１の一端側には、回転伝達部材としてのプーリー２がボルト３により一体的に回転するよう固定されており、駆動源としてのエンジン等からベルト等の無端伝達帯を介してプーリー２に回転力が伝達される。尚、回転伝達部材をスプロケットとし、無端伝達帯をチェーンとすることも可能である。

駆動軸１の軸方向略中央の部位には、所定間隔を開けて２つのセレーション４ａ，４ｂが形成されており、これらのセレーション４ａ，４ｂには回転子としてのランデル型鉄心５が一体回転可能に挿入されている。このランデル型鉄心５は、２つの磁性部材５ａ，
５ｂによって構成され、夫々の磁性部材５ａ，５ｂは、駆動軸１における夫々のセレーション４ａ，４ｂと噛み合って相対回転を規制する挿入穴６ａ，６ｂを有する軸部７ａ，
７ｂと、該軸部７ａ，７ｂの軸部の一端に設けられたプレート部８ａ，８ｂと、該プレート部８ａ，８ｂから略軸方向に伸びる先細り形状の複数の爪９（実施例では夫々のプレート部８ａ，８ｂから５本ずつ設けられている。）を有し、夫々の磁性部材５ａ，５ｂは、互いに向き合うよう爪９が交互に配置されると共に、軸部７ａ，７ｂの端部同士が当接して駆動軸１に固定される。尚、夫々の磁性部材５ａ，５ｂは、両端の材料を駆動軸１に形成された環状溝１０ａ，１０ｂに塑性流動させることにより軸方向の移動が規制されている。

ランデル型鉄心５の軸部７ａ，７ｂと爪９の間には絶縁被覆が施された界磁コイル１１が巻装されており、この界磁コイル１１の両端末線は、駆動軸１の他端側に設けられた２つのスリップリング１２にそれぞれ接続され、ブラシ１３を介して必用な発電が得られるべく制御された界磁電流が外部から供給される。界磁コイル１１に電流が供給されると界磁コイル１１の周りに磁界が生じてランデル型鉄心５に磁路が形成される。

回転子としてのランデル型鉄心５の外周には、所定の隙間を介して磁性体からなるステータコア１４が配置されており、該ステータコア１４の周方向に複数設けられたスロット１５内には複数相（本実施形態においては６相）の絶縁被覆が施されたステータコイル
１６が巻装されている。このため、界磁コイル１１に電流が供給されるとランデル型鉄心５とステータコア１４に跨って磁路が形成されるため、回転子が回転することによってステータコイル１６には交流電圧が発生する。尚、ステータコイル１６の断面は円形である。

ステータコイル１６に発生した３相交流電圧は、プーリー２と軸方向反対側に設けられた整流回路としての正側ダイオードと負側ダイオードによって整流され、出力端子２９からは直流電流が取り出される。尚、負側ダイオードは、負極側放熱板１７ａに設けられ、正側ダイオードは、負極側放熱板１７ａに絶縁された状態で重ねられる正極側放熱板17ｂに固定されている。

ステータコア１４は、プーリー１側に設けられた椀状のフロントハウジング１８及びスリップリング１２側に設けられた椀状のリヤハウジング１９間に図外のボルトによって挟持固定されている。フロントハウジング１８及びリヤハウジング１９の外周側には、車両に固定するためのブラケット１８ａ，１９ａが夫々のハウジング１８，１９に設けられると共に、内周側には駆動軸１を回転自在に支持するための軸受としてのボールベアリング２１ａ，２１ｂが夫々のハウジング１８，１９に固定されている。また、リヤハウジング１９には、スリップリング１２，ブラシ１３，整流素子，負極側放熱板１７ａ，正極側放熱板１７ｂ等を保護するべく内部に収容するリヤカバー２０がボルトによって固定されている。これらのフロントハウジング１８及びリヤハウジング１９及びリヤカバー２０は、非磁性体のアルミニウム合金にて成形されている。

次に本発明の第１の実施例としてのステータの詳細を図２，図３，図４に基づいて説明する。図２は、ステータコイルが巻装されたステータの斜視図であり、図３は、ステータのスロット部を断面として拡大した図である。また、図４（ａ）は、ステータにおけるインナーコアの斜視図、図４（ｂ）は、ステータにおけるアウターコアの斜視図である。

図２及び図４の（ａ），（ｂ）に示すようにステータ２２は、内周に配置されるインナーコア１４ａと、インナーコア１４ａの外周に配置されるアウターコア１４ｂとからなるステータコア１４と、インナーコア１４ａに巻装されるステータコイル１６とによって構成されている。

図４（ａ）に示すようにインナーコア１４ａは、複数のティース２３が放射状に複数
（本実施例では７２）配置されることにより、各ティース間に外周側に放射状に開口する溝形状のスロット１５が周方向に複数（本実施例では７２）形成され、内周側にて各ティース２３同士が非導電性材料である非磁性部材としての樹脂２６によって連結されている。このため、ティース２３の内側から隣り合うティース２３に磁束が流れづらくなっている。

この樹脂２６は、熱可塑性樹脂、もしくは、熱硬化性樹脂からなり、熱可塑性樹脂を用いた場合には、熱硬化性樹脂を用いたものより熱伝導性がよく、各ティース２３同士の熱の行き来がしやすい。また、熱によって硬化する熱硬化性樹脂を用いた場合には、ステータコイル１６及びステータコア１４の発熱に伴い硬化するため、インナーコア１４ａとしての強度が向上する。熱可塑性樹脂としては、例えば、ＰＡ，ＰＰＳ，ＰＢＴ，ＰＥＥＫ，ＰＴＦＥ等の使用が可能であり、熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール系樹脂，不飽和ポリエステル，エポキシ等の使用が可能である。また、強度を向上させるためにガラス繊維等を含ませることも可能である。

図３に示すように各ティース２３の内周側の端部には、周方向両側に突出するようにティースブリッジ２７が設けられ、隣り合うティースブリッジ２７同士を樹脂２６が連結している。また、各ティース２３の間に形成されるスロット１５内には、絶縁紙２５が巻かれた状態でステータコイル１６が巻装されるが、ステータコイル１６の幅は、スロット
１５の１本分の幅より大きく、ステータコイル１６の２本分の幅より小さい幅、つまり、ステータコイル１６がスロット１５内で一列に並ぶように形成されている。更に、スロット１５とティース２３の周方向幅は、ほぼ同一である。

また、樹脂２６は、図４（ａ）に示すようにティース２３におけるインナーコア１４ａの軸方向の全範囲に設けられており、更に、図３に示すように樹脂２６とティース２３の内周側面に対して、インナーコア１４ａの径方向でほぼ同じ位置に設けられている。詳細には、インナーコア１４ａの内周面の全範囲において樹脂２６とティース２３とが交互に設けられており、夫々の内周面が連続した円弧面を構成することによって、インナーコア１４ａの内周面は、凹凸の無い連続した円筒形状になっている。

次にアウターコア１４ｂについて説明する。磁粉に絶縁材および結着材としての樹脂等の材料を被覆し、成形型で圧縮、成形されるいわゆる圧粉磁心にて構成されている。

図４（ｂ）に示すようにアウターコア１４ｂは、環状の円筒形状、つまり、円環状に形成され、内周側におけるインナーコア１４ａの各ティース２３の対応部分には全て内周側に開口する凹部２４が放射状に軸方向に沿って形成されている。この凹部２４内には、インナーコア１４ａの各ティース２３外周端が装着される。アウターコア１４ｂもインナーコア１４ａ同様の材料及び同様の製法である圧粉磁心にて構成されている。

このように構成されたインナーコア１４ａとアウターコア１４ｂは、ステータコイル
１６が巻装されたインナーコア１４ａの各ティース２３の外周側をアウターコア１４ｂの凹部２４に夫々、軸方向から圧入することで固定して図２に示すようなステータコア１４を構成する。

次に図１と図３に基づいて、自動車用交流発電機の作動及びステータコアに形成される磁路について説明する。

自動車用交流発電機が発電を行うには、まず、プーリー２にエンジン等の駆動源からベルトを介して回転力を伝達する。このプーリー２の回転により駆動軸１を介して回転子としてのランデル型鉄心５とその内部に装着された界磁コイル１１がステータコア１４に対して回転する。このように単に回転子が回転している状態では、発電は行われないが、外部からブラシ１３及びスリップリング１２を介して界磁コイル１１に直流電流が供給されると界磁コイル１１の周りに磁界が形成される。そこで界磁コイル１１を囲むようにランデル型鉄心５が設けられ、爪９が軸方向両端側から周方向に交互に延びているので、周方向に隣り合う爪９同士には、異なった磁極が形成される。

ここで、ランデル型鉄心５に形成される磁束は、爪９の先端で行き場を失うため、周方向に隣り合う爪９に流れようとするが、周方向に隣り合う爪９の間の隙間よりも爪９の外周面と対向するインナーコア１４ａにおけるティース２３との間の隙間の方が小さいため、ほとんどの磁束は、ティース２３側に流れる。

ここで従来技術のように各ティース２３が内周側にて連結していた場合には、ステータコイル周りに磁束が周回せず、各ティース２３同士の連結部分で磁束が周回してしまうが、本発明では、各ティース２３の内周側を非磁性部材としての樹脂２６によって連結しているため、各ティース２３同士の磁束の行き来は少なくなる。このため、図３に示すティース２３に流れた磁束は、アウターコア１４ｂを経由して別のティース２３に流れ、更に回転子としてのランデル型鉄心５に戻るような磁路が形成される。このようにステータコイル１６周りに磁路が形成されることによってステータコイル１６には電圧が生じる。尚、ランデル型鉄心５は、回転しており、ステータコイル１６は３相となっているため、発電される電圧は３相交流電圧となるが整流回路によって全波整流され、直流電圧に変換される。このように発電された直流電力は、出力端子２９を介して図外のバッテリーに供給される。尚、各ティース２３は、磁路が形成されることにより、回転子側に吸引されるが、各ティース２３間には樹脂２６が存在しているため、ティース２３の内側への磁束の移動は極力阻止される。

また、バッテリーの残量に応じて、界磁コイル１１に供給される電流が制御され、過剰に電力を供給することによるバッテリーの寿命の低下を防止している。このようにステータコイル１６に生じる電力は、バッテリーの状態や回転数等に応じて可変する。

次に図５〜図９に基づいてステータコアの製造方法について説明する。図５は、インナーコアの製造方法を説明した図である。図６は、製造されたインナーコアの斜視図である。図７は、インナーコアにステータコイルを巻装した状態の斜視図である。図８は、インナーコアとアウターコアの固定方法を説明した図である。図９は、最終的に製造されたステータコアの断面図である。

まず、絶縁被覆が施された磁粉を成形型に入れて圧縮し、図５（ａ）に示すようなインナーコア１４ａの原形が成形される。この原形は、各ティース２３が内周側にて接続されて、全てのティース２３が環状に一体化されている。また、各ティース２３同士が接続される箇所の外周側には、夫々、凹状の非磁性部材装着部２８が設けられており、この非磁性部材装着部２８は、インナーコア１４ａの原形を成形する際に成形型によって同時に成形される。尚、この非磁性部材装着部２８を挟んで周方向両側には、各ティース２３から周方向に突出する部分が設けられているが、この部位が最終的にはティースブリッジ２７となる。次に図５（ｂ）及び図６に示すように非磁性部材装着部２８に樹脂２６を射出成形する。このため、樹脂２６は、非磁性部材装着部２８内に結着する。

このように成形されたインナーコア１４ａの原形に図７に示すようにステータコイル
１６を巻装する。ステータコイル１６は、インナーコア１４ａの外周側から挿入し、隣り合う６つのスロット１５内に６相分のコイルが分布巻きとしての波巻きで巻装されている。また、各スロット１５の幅は、前述したように１本のコイルが挿入できる幅しかないため、径方向に一列に並ぶようにコイルが挿入されている。本実施例では、５本のコイルが挿入されるようにステータコイル１６が巻装されている。

次に図８（ａ）に示すようにインナーコア１４ａにおける各ティース２３がアウターコア１４ｂの凹部２４内に固定されるようにインナーコア１４ａの外周に軸方向からアウターコア１４ｂを圧入により装着して、図８（ｂ）に示すようにインナーコア１４ａとアウターコア１４ｂを一体化する。尚、インナーコア１４ａとアウターコア１４ｂは、隙間無く密着させた方が磁路を形成しやすくできるため、圧入の際、アウターコア１４ｂが若干変形するくらいがよい。

このように製造されたステータコア１４は、インナーコア１４ａの内周にて各ティース２３同士が連結された状態となっているが、図９に示すようその連結部を切削加工により取り除く。このため、各ティースの内周は、残った樹脂２６によって連結されることになる。

以上、実施例１について説明したが、実施例１の作用効果を以下に示す。

実施例１によれば、外周側に開口するスロットが周方向に複数形成されるよう磁性体からなる複数の独立したティースによって構成されるインナーコアと、該インナーコアの外周側に配置されて、スロット周りに磁路を形成するアウターコアと、スロット内に周期的に巻装されるステータコイルと、インナーコアにおける隣り合うティース同士を内周側にて連結する非磁性部材とを備えている。このため、ステータコイルを幅の狭い各ティースの内周側から挿入せず、外周側から挿入できるのでステータにおけるスロット内でのステータコイルの占積率を向上することができる。また、各ティースの内周側は、非磁性部材によって磁路が形成されづらくなっているので回転子からアウターコアの方まで確実に磁路を形成することができる。

また、実施例１によれば、非磁性部材を非導電性材料とした。このため、非磁性体部材に渦電流が生じてしまうことがなく、渦電流の発生による発熱を防止することができる。具体的には、非導電性材料を樹脂とした。また、この樹脂に熱可塑性樹脂を採用した場合、熱硬化性樹脂を用いたものより熱伝導性がよく、各ティース同士の熱の行き来がしやすい。また、熱硬化性樹脂を用いた場合には、ステータコイル及びステータコアの発熱に伴い硬化するため、インナーコアとしての強度が向上する。

また、実施例１によれば、ティースの内周側の端部には、周方向両側に突出するようにティースブリッジが設けられ、非磁性部材は、隣り合うティースブリッジ同士を連結するようにしている。このため、回転子との間で磁路を構成しやすくすることができる。

また、実施例１によれば、非磁性部材は、ティースにおけるインナーコアの軸方向の全範囲に設けられている。このため、各ティース同士の連結強度が向上する。

また、実施例１によれば、非磁性部材がティースの内周側面に対して、インナーコアの径方向でほぼ同じ位置に設けられているので、回転子との間の隙間を極力少なくすることができ、結果的に磁路を構成しやすくすることができる。また、インナーコアの内周面を連続した円筒形状とし、周方向にて交互にティースと非磁性部材が配置されるようにすれば、更に回転子に近づけることが可能となる。

また、実施例１によれば、アウターコアを環状に構成し、内周側にインナーコアが装着されるようにしたので、アウターコアを簡単な構成とすることができる。また、アウターコアの内周側に凹部をティースの数だけ形成し、凹部内に各ティースの外周が装着できるようにすれば、ティースと凹部が３つの面で接触することになるため、元々が別の部材で構成されていたアウターコアとインナーコア間の磁束の行き来をしやすくすることができ、アウターコアに対するティースの揺動も防止することができる。

また、実施例１のステータコイルは、スロット内に径方向に一列に巻装され、スロットとティースの周方向幅をほぼ同一としている。つまり、スロットとティースは、ステータコイルの断面幅とほぼ同一幅となるため、非常に幅の狭いスロットとティースが多数形成されることとなる。ここでステータコイルを集中巻きのように多数の列に巻装するようにできれば１つのティースの周方向幅を大きくし、ティースの外周部とアウターコアとを強固に結合することも可能であるが、本実施例では、ティースの幅を大きくすることができないため、ティースの外周部とアウターコアとを強固に結合することはできない。このため、ティースの内周に樹脂を介在することがより意味のあることとなる。

また、実施例１のステータコアは、交流発電機に用いているが、その場合には、発電効率が向上する。

また、実施例１のステータコアは、ティースの外周側にてスロットが開口し、内周側にて各ティース同士が接続されるように環状に構成されたインナーコアを一体に成形する工程と、少なくともインナーコアの内周側にて各ティースが接続される部分の外周側に非磁性部材を成形する工程と、スロット内にステータコイルを周期的に巻装する工程と、磁性体にて環状に成形されたアウターコアを前記インナーコアの外周に装着して固定する工程と、インナーコアの内周側を前記非磁性部材の位置まで切削する工程とによって製造した。このため、インナーコアにステータコイルを装着する際やインナーコアをアウターコアに装着する際に、非磁性部材とティースの結合箇所が破断してしまうことを阻止することができる。特にインナーコアとアウターコアとを圧入によって固定する場合には有効である。

また、実施例１によれば、切削前のインナーコアの内周側にて各ティースが接続される部分の外周側に凹状の非磁性部材装着部を形成し、この非磁性部材装着部に非磁性部材を充填すると共に、非磁性部材装着部の底部から非磁性部材が現れるまで切削を行うようにした。このため、非磁性部材を非磁性部材装着部に必要な分だけ装着しやすく、非磁性部材装着部の底部から非磁性部材が現れるまで切削するだけでティースブリッジを容易に形成することができる。特に非磁性部材としての樹脂材料を型内で射出成形する際には、非磁性部材装着部を設けることが有効となる。

また、実施例１によれば、インナーコアとアウターコアを圧粉磁心で構成したので複雑な形状を容易に成形することができると共に、磁粉の表面に絶縁被膜が施されているため、渦電流の発生を抑制することもできる。

また、実施例１によれば、アウターコアが若干、変形する程度にインナーコアに圧入したため、別部材によって構成されているものに確実に磁路を形成することができる。

以上、実施例１は、回転電機として自動車用交流発電機を用いて説明したが、発電機に限らずモータにて適用することが可能である。

また、実施例１では、アウターコアの内周にインナーコアのティースが挿入される凹部を形成したが、凹部が無くとも、互いを固定することは可能である。

また、実施例１では、ステータコイルの断面を円形としたが、断面を多角形状とすることも可能である。特に断面を四画形状とすることにより、スロット内でのステータコイルの占積率を向上させることができる。

また、実施例１では、インナーコアとアウターコアを圧粉鉄心で構成したが、夫々の面同士が絶縁した状態で積層された積層鋼板によって構成することも可能である。この場合、圧粉鉄心に対して、各部の強度を向上させることができる。

また、実施例１では、非磁性部材として樹脂を用いたものについて説明したが、樹脂以外にも、例えば、アルミやステンレス等の導電性の非磁性金属を用いることもできる。この場合には、樹脂よりも熱伝導性がよいため、ティースの温度を平均的にすることができる。このため、放熱効率が向上する。

また、実施例１では、非磁性部材を凹状の非磁性部材装着部に設けたが非磁性部材装着部を設けずに各ティース間の内周側底部に単に非磁性部材を設けるだけでもよい。この場合には、ティースブリッジを設けることができないため、回転子からの磁路が伝達できるようにティースの周方向幅を広めに設定する必要がある。

また、実施例１では、インナーコアとアウターコアを圧入にて固定したが溶接等の別の方法にて固定することも可能である。

次に本発明の実施例２のステータを図に基づいて説明する。図１０は、実施例２のステータにおけるスロット部を断面として拡大した図である。尚、実施例１と共通する部位については、同一称呼，同一の符号で表す。

実施例１では、非磁性部材としての樹脂２６がティースブリッジ２７の周方向先端面に設けられていただけであったが、実施例２では、樹脂２６がティースブリッジ２７の内周側と外周側に延在して設けられている。詳細に説明すると、ティースブリッジ２７の周方向先端面における内周側と外周側には凹みが設けられ、この凹みに樹脂２６が入り込んでいる。

このように実施例２では、ティースブリッジ２７の内周側と外周側に樹脂２６が延在して設けられているので、各ティース２３が径方向に相対移動するのを防止することができ、ティース２３と樹脂２６の結着を強固なものとすることができる。

次に本発明の実施例３のステータを図に基づいて説明する。図１１は、実施例３のステータにおけるスロット部を断面として拡大した図である。尚、他の実施例と共通する部位については、同一称呼，同一の符号で表す。

実施例２では、樹脂２６がティースブリッジ２７の内周側と外周側に延在して設けられていたが、実施例３では、更にティースブリッジ２７の径方向略中央位置にも凹みを設けている。つまり、ティースブリッジ２７の周方向先端面には、凹凸が形成され、夫々の凹みに樹脂２６が入り込んでいる。

このように実施例３では、ティースブリッジ２７の周方向先端面に凹凸が設けられ、凹みの部分には、樹脂２６が入り込んでいるので、実施例２よりも、更に各ティース２３と樹脂２６の結着を強固なものとすることができる。

次に本発明の実施例４のステータを図に基づいて説明する。図１２は、実施例４のステータにおけるスロット部を断面として拡大した図である。尚、他の実施例と共通する部位については、同一称呼，同一の符号で表す。

実施例１では、スロット１５内におけるステータコイル１６の周囲を絶縁紙２５で巻いてインナーコア１４ａ及びアウターコア１４ｂとステータコイル１６間を絶縁しているが、実施例４では、各ティース２３間に設けられる非磁性体としての樹脂２６をスロット
１５の内周表面に連続して形成し、更にアウターコア１４ｂにおけるスロット１５の対応箇所である凹部２４間にも樹脂２６を形成している。

このため、実施例４では、絶縁紙２５を設けなくともステータコイル１６をステータコア１４に対して絶縁することができ、更に、インナーコア１４ａの強度も向上させることができる。

回転電機としての自動車用交流発電機の全体構成の側面断面図である。 ステータコイルが巻装された実施例１のステータの斜視図である。 実施例１のステータのスロット部を断面として拡大した図である。 実施例１のステータにおけるインナーコア及びアウターコアの斜視図である。 実施例１のインナーコアの製造方法を説明した図である。 実施例１における製造されたインナーコアの斜視図である。 実施例１におけるインナーコアにステータコイルを巻装した状態の斜視図である。 実施例１におけるインナーコアとアウターコアの固定方法を説明した図である。 実施例１の最終的に製造されたステータコアの断面図である。 実施例２のステータのスロット部を断面として拡大した図である。 実施例３のステータのスロット部を断面として拡大した図である。 実施例４のステータのスロット部を断面として拡大した図である。

符号の説明

１４…ステータコア、１４ａ…インナーコア、１４ｂ…アウターコア、１５…スロット、１６…ステータコイル、２２…ステータ、２３…ティース、２４…凹部、２６…樹脂
（非磁性部材）、２７…ティースブリッジ、２８…非磁性部材装着部。

Claims (20)

1. コイルが巻装された回転電機のステータであって、
   外周側に開口するスロットが周方向に複数形成されるよう磁性体からなる複数の独立したティースによって構成されるインナーコアと、
   該インナーコアの外周側に配置されて、前記スロット周りに磁路を形成するアウターコアと、
   前記スロット内に周期的に巻装されるステータコイルと、
   前記インナーコアにおける隣り合う前記ティース同士を内周側にて連結する非磁性部材と、
   を備えたことを特徴とする回転電機のステータ。
2. 請求項１において、
   前記非磁性部材は、非導電性材料であることを特徴とする回転電機のステータ。
3. 請求項２において、
   前記非磁性部材は、樹脂材料にて構成されることを特徴とする回転電機のステータ。
4. 請求項３において、
   前記樹脂材料は、熱可塑性樹脂であることを特徴とする回転電機のステータ。
5. 請求項３において、
   前記樹脂材料は、熱硬化性樹脂であることを特徴とする回転電機のステータ。
6. 請求項１において、
   前記ティースの内周側の端部には、周方向両側に突出するようにティースブリッジが設けられ、前記非磁性部材は、隣り合う前記ティースブリッジ同士を連結することを特徴とする回転電機のステータ。
7. 請求項６において、
   前記非磁性部材は、前記ティースブリッジの内周側と外周側に延在して設けられていることを特徴とする回転電機のステータ。
8. 請求項６において、
   前記ティースブリッジの周方向先端部には、凹凸が形成されていることを特徴とする回転電機のステータ。
9. 請求項１において、
   前記非磁性部材は、前記ティースにおける前記インナーコアの軸方向の全範囲に設けられていることを特徴とする回転電機のステータ。
10. 請求項１において、
    前記非磁性部材は、前記ティースの内周側面に対して、前記インナーコアの径方向でほぼ同じ位置、もしくは、外周側に設けられていることを特徴とする回転電機のステータ。
11. 請求項１０において、
    前記インナーコアの内周面は連続した円筒形状になっており、周方向にて交互に前記ティースと前記非磁性部材が配置されていることを特徴とする回転電機のステータ。
12. 請求項１において、
    前記非磁性部材は、前記スロット内の表面にも前記ティースの内周側から連続して形成されていることを特徴とする回転電機のステータ。
13. 請求項１において、
    前記アウターコアは、環状に構成され、内周側には前記インナーコアが装着されていることを特徴とする回転電機のステータ。
14. 請求項１３において、
    前記アウターコアの内周側には凹部が前記ティースの数だけ形成されており、前記凹部内には各ティースの外周が装着されていることを特徴とする回転電機のステータ。
15. 請求項１において、
    前記ステータコイルは、前記スロット内に径方向に一列に巻装され、前記スロットと前記ティースの周方向幅は、ほぼ同一であることを特徴とする回転電機のステータ。
16. 回転子の回転により発電を行う交流発電機であって、
    駆動源によって回転駆動される駆動軸と、
    該駆動軸と一体的に回転する磁性体からなる回転子と、
    該回転子に設けられ、非回転部からスリップリングを介して電流が供給されることにより回転子の周方向に複数の異なる磁極を交互に形成する界磁コイルと、
    外周側に開口するスロットが周方向に複数形成されるよう磁性体からなる複数の独立したティースによって構成されるインナーコアと、
    該インナーコアの外周側に配置されて、前記スロット周りに磁路を形成するアウターコアと、
    前記スロット内に周期的に巻装されるステータコイルと、
    前記インナーコアにおける前記各ティースの内周側に設けられ、前記各ティースが前記アウターコアに対して磁束が内周側に移動するのを阻止する非磁性部材と、
    を備えたことを特徴とする交流発電機。
17. ステータコイルが複数の磁性体からなるティース間に形成されるスロット内に周期的に巻装された回転電機のステータの製造方法であって、
    前記ティースの外周側にてスロットが開口し、内周側にて前記各ティース同士が接続されるように環状に構成されたインナーコアを一体に成形する工程と、
    少なくとも前記インナーコアの内周側にて前記各ティースが接続される部分の外周側に非磁性部材を成形する工程と、
    前記スロット内に前記ステータコイルを周期的に巻装する工程と、
    磁性体にて環状に成形されたアウターコアを前記インナーコアの外周に装着して固定する工程と、
    前記インナーコアの内周側を前記非磁性部材の位置まで切削する工程と、
    によって製造されることを特徴とする回転電機のステータの製造方法。
18. 請求項１５において、
    切削前の前記インナーコアの内周側にて前記各ティースが接続される部分の外周側に凹状の非磁性部材装着部を形成し、この非磁性部材装着部に前記非磁性部材を充填すると共に、前記非磁性部材装着部の底部から前記非磁性部材が現れるまで切削を行うことを特徴とする回転電機のステータの製造方法。
19. 請求項１５において、
    前記非磁性部材は、樹脂材料からなり、該樹脂材料は、前記インナーコアに射出成形されることを特徴とする回転電機のステータの製造方法。
20. 請求項１５において、
    前記インナーコアには、前記アウターコアが圧入によって固定されることを特徴とする回転電機のステータの製造方法。
    
    
    

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