JP2015076939A - ステータ - Google Patents

Abstract

【課題】コイルボビンを用いずにステータコイルの巻き崩れを防止できるステータを提供する。【解決手段】ティース７は、ステータコイル３が巻回されるコイル装着部１５と、コイル装着部１５の根元側で段差を介してコイル装着部１５よりも周方向へ幅広に形成された幅大部１７とを有する。これによれば、段差１６がコイルボビンの鍔部の機能を果たす。すなわち、ステータコイル３のティース根元側の端部３ａが段差１６に係止されて、ティース根元側への巻き崩れを防止することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、回転電機のステータに関する。

従来、回転電機のステータとして、ステータコアのティースの外周にコイルボビンが装着され、コイルボビンの上からステータコイルが巻回されたものがある（特許文献１参照）。
このステータでは、コイルボビンの鍔部によってステータコイルの巻き崩れを防止する構造となっている。

しかし、この構造では、コイルボビンが必要となるため、部品点数の増加や組付け工数の増加によって、製造コストが嵩むという問題点がある。
そこで、コイルボビンを用いずにステータコイルの巻き崩れを防止する構造が求められている。

特開２０１３−２１８８０号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、コイルボビンを用いずにステータコイルの巻き崩れを防止できるステータを提供することにある。

本発明のステータは、内周もしくは外周がロータと対向する円筒状のステータコアと、ステータコアに巻回されるステータコイルとを備える。
ステータコアは、先端がロータに対向するように径方向に延びるともに周方向に複数設けられたティースと、ティース同士をティースの根元側で磁気的に接続するヨークとを有する。

ティースは、ステータコイルが巻回されるコイル装着部と、コイル装着部の根元側で段差を介してコイル装着部よりも周方向へ幅広に形成された幅大部とを有する。

これによれば、段差がコイルボビンの鍔部の機能を果たす。すなわち、ステータコイルのティース根元側の端部が段差に係止されて、ティース根元側への巻き崩れを防止することができる。
従って、コイルボビンを用いずにステータコイルの巻き崩れを防止できる。

ステータの平面図である（実施例）。 ティースを周方向からみた図である（実施例）。 コア片の平面図である（実施例）。 ステータの部分拡大平面図である（実施例）。 図４のV-V断面図である（実施例）。 ステータの要部断面図である（実施例）。

本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。

〔実施例〕
実施例を図１〜図６を用いて説明する。
実施例は、例えば、車両に搭載される交流発電機のステータ１に本発明を適用したものである。なお、本実施例の交流発電機は、ステータ１の径方向外側にロータ（図示せず）が配されるアウターロータ型である。

ステータ１は、筒状を呈するステータコア２と、ステータコア２に直接巻装されるステータコイル３と、ステータコア２の内側に固定される取付け部材４とを有する。

ステータコア２は、先端がロータに対向するように径方向外側に延びるともに周方向に複数設けられたティース７と、隣接するティース７同士をティース７の根元側（径方向内側）で磁気的に接続するヨーク８とを有する。
本実施例では、１２個のティース７がヨーク８の外側に放射状に設けられている。

ステータコイル３は、絶縁被覆された銅線からなっており、各ティースに直接集中巻きされている。すなわち、銅線が各ティース７の外周に筒状に巻かれることで構成されている。
なお、図１及び図４では、１つのティース７を除き、ステータコイル３の描写を省略しているが、全てのティース７にステータコイル３が巻かれている。

取付け部材４は、円筒状を呈しており、ステータコア２の内側に固定されている。そして、ステータ１は、取付け部材４が車両に形成されたベースに固定されることで車両に固定される。

取付け部材４は、軸方向一端側に形成される筒部１０と、筒部１０の軸方向他端側に筒部１０よりも外径が大きく形成される径大筒部１１とを有し、筒部１０と径大筒部１１との間に段部１２が形成されている（図５参照）。
そして、筒部１０はヨーク８の内側にインロー嵌合し、ヨーク８の軸方向端面が段部１２に当接する。ステータコア２と取付け部材４との固定構造については後に詳述する。

〔本実施例の特徴〕
ティース７は、ステータコイル３が巻回されるコイル装着部１５と、コイル装着部１５の根元側で段差１６を介してコイル装着部１５よりも周方向へ幅広に形成された幅大部１７とを有する。

すなわち、ティース７は、径方向の途中に周方向外側に張り出して形成される段差１６を有している。そして、段差１６よりも根元側（径方向内側）のティース幅（ティースの周方向における長さ）が、段差１６よりも先端側（径方向外側）のティース幅よりも広くなっている。そして、段差１６よりも先端側がステータコイル３の巻回されるコイル装着部１５をなす。
なお、ティース７は、先端に軸方向に突出する鍔部１８を有しており、周方向からみてＴ字を呈している（図２参照）。

本実施例のステータコア２は、Ｕ字状のコア片２０を複数個（本実施例では１２個）環状に並べることにより筒状に形成されている。

コア片２０は、図３に示すように、径方向に突出する２つの脚部２１と、脚部２１同士を周方向に連結する連結部２２とを有する。すなわち、連結部２２の周方向両端から径方向外側に向けて２つの脚部２１が突出した形状を呈している。

そして、図１に示すように、隣接する２つのコア片２０において、一方のコア片２０の周方向一端側の脚部２１ａと、他方のコア片２０の周方向他端側の脚部２１ｂとによって１つのティース７が構成されている。
また、ヨーク８は、連結部２２によって構成されている。

各コア片２０は、図３に示すように、鉄または電磁鋼の薄板を板厚方向に折り曲げることでＵ字状のコアエレメント２５を形成し、複数枚（本実施例では５枚）のコアエレメント２５を板厚方向に積層することで形成されている。
これにより、ティース７は、ステータコア２の周方向に薄板が積層された積層体で構成される。

脚部２１には、クランク状の屈曲を設けることで段差２１ｄが形成されている。すなわち、脚部２１同士の間の間隔が先端側で広くなるように、脚部２１の途中に周方向外側に拡開するように曲げられている。この段差２１ｄがティース７における段差１６をなし、段差２１ｄよりも先端側がコイル装着部１５をなし、段差２１ｄよりも根元側が幅大部１７をなす。
なお、このクランク状の屈曲は、コアエレメント２５をＵ字に折り曲げる際のプレス加工と同時に実施される。

コア片２０同士の周方向の連結は、例えば、クリップによる周方向の挟持や樹脂モールド等によって行われる。

〔ステータコア２と取付け部材４との固定構造〕
次に、図４及び図５を用いて、ステータコア２と取付け部材４との固定構造を説明する。ステータコア２は、筒部１０の外側にヨーク８がインロー嵌合するように組み付けられる。

ヨーク８の軸方向他端面は段部１２に当接し、ヨーク８の軸方向一端面には止め金具２８が配される。止め金具２８は板状を呈しており、ヨーク８の軸方向一端面に当接する押さえ部２９と、押さえ部２９がヨーク８の軸方向一端面上に配された状態で、筒部１０にボルト３０によって止め金具２８を固定するための固定部３１とを有する。
なお、図６に示すように、押さえ部２９の径方向外側にヨーク８の外周面に当接する径方向押さえ部３２を設けてもよい。

そして、固定部３１に形成された貫通穴３１ａにボルト３０を挿通し、筒部１０の軸方向一端面に形成される雌ねじ部１０ａにボルト３０が螺合されることによって、押さえ部２９と段部１２との間にステータコア２が挟持される。

本実施例では、各コア片２０が止め金具２８によって固定されている。すなわち、各コア片２０の連結部２２が止め金具２８によって取付け部材４に固定されている。
なお、コア片２０同士の周方向に連結されているならば、各コア片２０に止め金具２８を配さずとも、いくつかのコア片２０のみに止め金具２８を配してもよい。

〔本実施例の作用効果〕
本実施例では、ティース７が、ステータコイル３の巻回されるコイル装着部１５と、コイル装着部１５の根元側で段差１６を介してコイル装着部１５よりも周方向へ幅広に形成された幅大部１７とを有する。

これによれば、段差１６がコイルボビンの鍔部の機能を果たす。すなわち、ステータコイル３のティース根元側の端部３ａが段差１６に係止されて、ティース根元側への巻き崩れを防止することができる。
従って、コイルボビンを用いずにステータコイルの巻き崩れを防止できる。
なお、ティース先端側は、鍔部１８によって巻き崩れが防止できている。

〔変形例〕
実施例では、アウターロータ型の回転電機のステータ１に本発明を適用したが、インナーロータ型の回転電機のステータ１に本発明を適用してもよい。
また、実施例では、回転電機は交流発電機であったが、電動機であってもよい。

また、実施例では、電磁鋼の薄板を板厚方向に折り曲げることでＵ字状のコアエレメント２５の積層によって、Ｕ字状のコア片２０が形成されていたが、コア片２０の態様はこれに限られない。例えば、Ｕ字状に打ち抜かれた薄板を積層することによってコア片２０を形成してもよい。この場合、ティース７は、ステータコア２の軸方向に薄板が積層された積層体で構成される。

なお、実施例のようなコアエレメント２５の積層によってコア片２０を形成する場合には短冊状に薄板を打ち抜けばよく、Ｕ字状に打ち抜く場合と比較して、歩留まりがよく、製造コストを削減することができる。

本実施例は、ステータ１は取付け部材４を有していたが、取付け部材４を有さなくてもよい。すなわち、車両に形成されたベースにヨーク８を直接組付ける態様であってもよい。

１ ステータ
２ ステータコア
３ ステータコイル
７ ティース
８ ヨーク
１５ コイル装着部
１６ 段差
１７ 幅大部

Claims (3)

1. 内周もしくは外周がロータと対向する円筒状のステータコア（２）と、前記ステータコア（２）に巻回されるステータコイル（３）とを備えるステータであって、
   前記ステータコア（２）は、先端が前記ロータに対向するように径方向に延びるともに周方向に複数設けられたティース（７）と、前記ティース（７）同士を前記ティース（７）の根元側で磁気的に接続するヨーク（８）とを有し、
   前記ティース（７）は、前記ステータコイル（３）が巻回されるコイル装着部（１５）と、前記コイル装着部（１５）の根元側で段差（１６）を介して前記コイル装着部（１５）よりも周方向へ幅広に形成された幅大部（１７）とを有することを特徴とするステータ。
2. 請求項１に記載のステータにおいて、
   前記ステータコア（２）は、
   径方向に突出する２つの脚部（２１）と、前記脚部同士を周方向に連結する連結部（２２）とを有するＵ字状のコア片（２０）を複数個環状に並べることにより筒状に形成されており、
   隣接する２つの前記コア片（２０）において、一方の前記コア片（２０）の周方向一端側の前記脚部（２１）と、他方の前記コア片（２０）の周方向他端側の前記脚部（２１）とによって１つの前記ティース（７）が構成されることを特徴とするステータ。
3. 請求項２に記載のステータにおいて、
   前記コア片（２０）は、薄板を板厚方向に折り曲げることでＵ字状に形成された複数のコアエレメント（２５）を、板厚方向に積層することで形成されおり、
   前記段差（１６）は、前記コアエレメント（２５）の前記脚部（２１）をなす部分に屈曲を設けることによって形成されていることを特徴とするステータ。

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