特許 7179642 回転電機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-18

(45)【発行日】2022-11-29

(54)【発明の名称】回転電機

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/04 20060101AFI20221121BHJP

【ＦＩ】

H02K3/04 E

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019029037

(22)【出願日】2019-02-21

(65)【公開番号】P2020137289

(43)【公開日】2020-08-31

【審査請求日】2021-10-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000005108

【氏名又は名称】株式会社日立製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】永田 稔

(72)【発明者】

【氏名】榎本 裕治

(72)【発明者】

【氏名】日野 徳昭

(72)【発明者】

【氏名】澤畠 公則

(72)【発明者】

【氏名】堀 雅寛

【審査官】中島 亮

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－１５８０４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／０８３４７０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－０７７０４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０７３９２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２６６９６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０２８８９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０９３２２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ３／００－３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直線部及び曲線部を有し断面が矩形状に形成された複数のコイルと、
前記複数のコイルのそれぞれを収納する複数のスロットが形成された固定子コアと、
前記固定子コアの内周側に回転可能に配置された回転子コアと、を備えた回転電機であって、
前記複数のコイルのそれぞれが挿入された状態で保持され、第１コイル群を形成する第１端板と、
前記複数のコイルのそれぞれが挿入された状態で保持され、第２コイル群を形成する第２端板と、を備え、
前記第１端板は前記固定子コアの軸方向端面と接することにより前記第１コイル群における複数のコイルを前記複数のスロットに収納し、
前記第２端板は前記第１端板とは反対側の前記固定子コアの軸方向端面と接することにより前記第２コイル群における複数のコイルを前記複数のスロットに収納し、
前記第１コイル群と前記第２コイル群とは前記スロット内で接続され、
前記第１端板と前記第１コイル群における複数のコイル、及び前記第２端板と前記第２コイル群における複数のコイルは、前記コイルの前記曲線部において少なくとも３つの面と接するように回転電機を構成し、
さらに前記回転電機は、
前記固定子コアの外周に配置され、軸方向両側が開口した筒状部材と、
前記筒状部材の一方の開口を塞ぐ上蓋部材と、
前記筒状部材の他方の開口を塞ぐ下蓋部材と、備え、
前記上蓋部材には前記固定子コア側に延びた上押さえリブが形成され、
前記下蓋部材には前記固定子コア側に延びた下押さえリブが形成され、
前記上押さえリブは前記上蓋部材が前記一方の開口を塞いだ状態で前記第１端板と接し、
前記下押さえリブは前記下蓋部材が前記他方の開口を塞いだ状態で前記第２端板と接することを特徴とする回転電機。

【請求項2】

請求項１において、
前記第１端板と前記第１コイル群における複数のコイル、及び前記第２端板と前記第２コイル群における複数のコイルは、前記コイルの前記直線部において４つの面と接することを特徴とする回転電機。

【請求項3】

請求項１又は２において、
前記第１端板の外周側及び内周側には、前記固定子コアに接する側と反対側に延びた外壁部が形成されたことを特徴とする回転電機。

【請求項4】

請求項３において、
前記第１端板と前記外壁部とで囲まれる部分に固定材を設けたことを特徴とする回転電機。

【請求項5】

請求項１又は２において、
前記固定子コアには、前記複数のコイルのそれぞれを覆う複数の絶縁紙が配置され、
前記第１端板及び前記第２端板には、前記固定子コアの端面から突出した前記複数の絶縁紙を収納する複数の窪み部が形成されていることを特徴とする回転電機。

【請求項6】

請求項１又は２において、
前記第１端板には、前記スロット側に向かって延び、前記複数のコイルの個々の周囲を覆うように第１ガイド部が配置され、
前記第２端板には、前記スロット側に向かって延び、前記複数のコイルの個々の周囲を覆うように第２ガイド部が配置され、
前記第１ガイド部の先端部及び前記第２ガイド部の先端部は重なるように配置したことを特徴とする回転電機。

【請求項7】

請求項１又は２において、
前記第１端板には外周から径方向外側に突出した第１締結部を有し、
前記第２端板には外周から径方向外側に突出した第２締結部を有し、
前記固定子コアには外周から径方向外側に突出した第３締結部を有し、
前記第１締結部、前記第２締結部、及び前記第３締結部のそれぞれに形成した締結孔にボルトを通し、前記第１コイル群、前記第２コイル群、及び前記固定子コアを固定したことを特徴とする回転電機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は回転電機に関する。

【背景技術】

【0002】

世界的な地球環境保護への意識の高まりにより、自動車産業においても従来の内燃機関駆動から駆動時に温暖化ガスを排出しないモータによる電動化へのシフトが進んでいる。モータへ電気を供給するバッテリは高価で車載可能な重量が限られてしまうため、モータの高効率化が求められている。

【0003】

高効率化のためにはモータの損失を低減する必要がある。モータの損失は、コア材料の鉄損とコイルの銅損がほとんどを占めている。鉄損は使用する材料によって低減可能であるが、通常使用される電磁鋼板はその厚さやSiの含有量によって損失が変化する。電磁鋼板以外にもアモルファス材やナノ結晶材などの高機能材料を使用することも検討されているが、これらは厚さが0.025mmと非常に薄いだけでなく、硬度が高く脆いため製造上の課題が山積している。

【0004】

一方、コイルの抵抗値と電流によって決まる銅損を低減するためには、固定子のスロット内で可能な限り、コイルの断面積を確保することにより抵抗値を減らすことが有効である。このため、角線であるセグメントコイルが用いられる。モータは小型軽量化が求められることから、固定子コアから突出したセグメントコイルは折り曲げて使用される。特許文献１には、固定子コアとセグメントコイルの間に、セグメントコイルの曲げ起点となるコイル固定部材を設ける技術が開示されている。

【0005】

また、固定子の組み立て方法として特許文献２に記載の技術が提案されている。特許文献２には、固定子コアの両面にステータエンド部を配置し、このステータエンド部とセグメントコイルとを樹脂モールドして一体化した技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１７－９３２２４号公報

【文献】特開２００６－１５８０４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献1に記載の技術においては、固定子コアとセグメントコイルの間に設けたコイル固定部材は、セグメントコイルを曲げる際の支点となるという点で固定子コアへの負担を低減することができる。しかしながら、セグメントコイルを曲げる方向は1方向だけではなく、径方向に互い違いとなるので、コイル固定部材に開けられる孔がセグメントコイルよりも広くなる。このため、コイル固定部材の孔とセグメントコイルに緩みが生じ、セグメントコイルを安定的に支持することが困難であった。固定子の組み立てにあたり、セグメントコイルを分割し、分割されたセグメントコイル同士をスロット内で接続する技術があるが、特許文献１に記載の技術では、組み合わせるセグメントコイルの同士の位置にばらつきが生じてしまい、組立が困難であった。

【0008】

また、セグメントコイルを分割して組み立てる特許文献２に記載の技術においては、セグメントコイルをステータエンド部と樹脂で一体化することにより、セグメントコイル同士の位置のばらつきを抑えることが可能である。しかしながら、特許文献２に記載の技術においては、セグメントコイルが樹脂で覆われているので、セグメントコイルを十分に冷却できないという課題があった。

【0009】

本発明の目的は、上記課題を解決し、コイルを安定的に支持して分割されたコイル同士の位置をスロット内で精度よく合わせることができると共に、コイルの冷却に有効な回転電機を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するために本発明は、直線部及び曲線部を有し断面が矩形状に形成された複数のコイルと、前記複数のコイルのそれぞれを収納する複数のスロットが形成された固定子コアと、前記固定子コアの内周側に回転可能に配置された回転子コアと、を備えた回転電機であって、前記複数のコイルのそれぞれが挿入された状態で保持され、第１コイル群を形成する第１端板と、前記複数のコイルのそれぞれが挿入された状態で保持され、第２コイル群を形成する第２端板と、を備え、前記第１端板は前記固定子コアの軸方向端面と接することにより前記第１コイル群における複数のコイルを前記複数のスロットに収納し、前記第２端板は前記第１端面とは反対側の前記固定子コアの軸方向端面と接することにより前記第２コイル群における複数のコイルを前記複数のスロットに収納し、前記第１コイル群と前記第２コイル群とは前記スロット内で接続され、前記第１端板と前記第１コイル群における複数のコイル、及び前記第２端板と前記第２コイル群における複数のコイルは、前記コイルの前記曲線部において少なくとも３つの面と接するように回転電機を構成し、さらに前記回転電機は、前記固定子コアの外周に配置され、軸方向両側が開口した筒状部材と、前記筒状部材の一方の開口を塞ぐ上蓋部材と、前記筒状部材の他方の開口を塞ぐ下蓋部材と、備え、前記上蓋部材には前記固定子コア側に延びた上押さえリブが形成され、前記下蓋部材には前記固定子コア側に延びた下押さえリブが形成され、前記上押さえリブは前記上蓋部材が前記一方の開口を塞いだ状態で前記第１端板と接し、前記下押さえリブは前記下蓋部材が前記他方の開口を塞いだ状態で前記第２端板と接することを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、コイルを安定的に支持して分割されたコイル同士の位置をスロット内で精度よく合わせることができると共に、コイルの冷却に有効な回転電機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1A】本発明の第１実施例に係る固定子コアとセグメントコイルを示す斜視図である。

【図1B】本発明の第１実施例に係るセグメントの接続状態を示す斜視図である。

【図2】本発明の第１実施例に係る第１端板とセグメントコイルの関係を示す斜視図である。

【図3】本発明の第１実施例に係る第１端板に保持されたコイル群を示す斜視図である。

【図4】本発明の第１実施例に係るコイル群と固定子コアの組み立て状態を示す斜視図である。

【図5】本発明の第２実施例に係る第１端板に保持されたコイル群を示す斜視図である。

【図6】本発明の第３実施例に係る第１端板に保持されたコイル群を示す斜視図である。

【図7】本発明の第４実施例に係る第１端板に保持されたコイル群を示す斜視図である。

【図8】本発明の第４実施例に係る固定子コアの部分拡大斜視図である。

【図9】本発明の第５実施例に係る第１端板に保持されたコイル群を示す斜視図である。

【図10】本発明の第５実施例に係るガイド部の拡大斜視図である。

【図11】本発明の第６実施例に係るコイル群と固定子コアの組み立て状態を示す斜視図である。

【図12】本発明の第７実施例に係る軸方向に沿った回転電機の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明に係る回転電機の実施例を図面に基づいて説明する。本発明は以下の実施例に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例もその範囲に含むものである。

【実施例1】

【0014】

図１Ａは本発明の第１実施例に係る固定子コアとセグメントコイルを示す斜視図、図１Ｂは本発明の第１実施例に係るセグメントの接続状態を示す斜視図である。

【0015】

図１Ａは本発明の第１実施例において、固定子コア１０１内で軸方向の中間において分割したセグメントコイルを接続する構造を示したものである。図１Ａに示すように、固定子コア１０１には、複数枚の電磁鋼板が積層されて構成され、径方向内側に向かって開口し、セグメントコイル１１１，１１２を収納する複数のスロット１０２が形成されている。スロット１０２には、スロット１０２の軸方向両側からセグメントコイル１１１，１１２が挿入されている。セグメントコイル１１１，１１２（コイル）は、Ｕ字状に形成されており、長手方向と直交する断面形状が矩形となっている。このセグメントコイル１１１，１１２は、固定子コア１０１の中間で接続されるように分割されている。

【0016】

セグメントコイル１１１，１１２の分割部は、図１Ｂに示されるように、セグメントコイル１１１の凸部１１１ａとセグメントコイル１１２の凹部１１２ａを嵌め合わせることで固定される。セグメントコイル１１１，１１２の嵌め合い部分の形状は凹凸に限定されるものでは無い。凹凸の組み合わせ以外では、接続面を階段状にして段差が1つだけある形状でもよい。このとき、接続される角セグメントコイル１１１，１１２の向き合う面が固定子コア１０１の軸方向と平行にすることにより、セグメントコイル１１１，１１２の長さにばらつきがある場合でも、面同士が触れることで通電することが可能である。セグメントコイル１１１，１１２は、固定子コア１０１のスロット１０２内で接続できる形状であればよい。

【0017】

また、第１実施例では固定子コア１０１のスロット１０２のそれぞれには６本のセグメントコイル１１１，１１２が収納され、スロット１０２が周方向に並んで４８個ある場合の図を示しているが、スロット内のコイル数とスロット数はこれに限定されるものでは無い。

【0018】

複数のセグメントコイル１１１，１１２は固定子コアに整列されて挿入される必要がある。この手段について図２を用いて説明する。図２は、本発明の第１実施例に係る第１端板とセグメントコイルの関係を示す斜視図である。

【0019】

図２では、セグメントコイル１１１の例で説明するが、セグメントコイル１１２でも同様である。図２において、セグメントコイル１１１は固定子コア１０１のスロット１０２に挿入する前、第１端板２０１によって整列させられる。第１端板２０１は、樹脂等の絶縁体で構成される。第１端板２０１には、セグメントコイル１１１が挿入され１本ずつ保持するための複数のコイル挿入孔２０１ａが備えられている。コイル挿入孔２０１ａは、第１端板２０１の径方向に向かって６個形成されている。さらに、６個を群としたコイル挿入孔２０１ａが第１端板２０１の周方向に並んで複数設けられている。コイル挿入孔２０１ａの１個の形状は、セグメントコイル１１１の挿入方向から見て矩形となっている。図２では１スロットあたり６本のセグメントコイルを収納するためのコイル挿入孔２０１ａを６個備えているが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0020】

第１端板２０１はセグメントコイル１１１の直線部１２１とコイルエンドとなる曲線部１２３の接続部分を覆う位置において、セグメントコイル１１１を保持する。すなわち、固定子コア１０１の端より、数ミリの位置でセグメントコイル１１１を保持する。セグメントコイル１１１のもう一方の直線部１２２と曲線部１２４も同様に第１端板２０１によって保持される。このとき、第１端板２０１の厚さは、セグメントコイル１１１が隣り合うセグメントコイルとのモータ軸方向において重ならない高さまでに制限される。

【0021】

また、第１端板２０１のコイル挿入孔２０１ａの形状はセグメントコイル１１１の曲線部１２３または１２４の折れ曲がっている内周側は、コイルに沿って曲線形状となっており、外周側はセグメントコイル１１１をモータ軸方向から挿入するために、直線形状とする。セグメントコイル１１１は、長手方向と直交する断面形状が矩形となっている。第１端板２０１とセグメントコイル１１１とは、直線部１２１または１２２では４つの面で接触し、セグメントコイル１１１の曲線部１２３または１２４ではモータ内径側の側面とモータ外形側の側面と曲線部１２３または１２４の折れ曲がっている内径側の面の少なくとも３つの面と接触する。これらの接触面により第１端板２０１はセグメントコイル１１１を整列し保持する。

【0022】

セグメントコイル１１１を整列させた状態を図３に示す。図３は、本発明の第１実施例に係る第１端板に保持されたコイル群を示す斜視図である。

【0023】

図３において、第１端板２０１の複数のコイル挿入孔２０１ａには、複数のコイル挿入孔２０１ａを埋めるように複数のセグメントコイル１１１が挿入されている。そして、これらのセグメントコイル１１１は第１端板２０１によって保持されている。第１端板２０１のコイル挿入孔２０１ａに複数のセグメントコイル１１１が挿入された状態において、セグメントコイル１１１の凸部１１１ａは径方向及び周方向に整列される。このようにして第１コイル群３０１ａが構成される。図示はしないが、セグメントコイル１１２も同様である。

【0024】

次にコイル群と固定子コアの組み立て方法について、図４を用いて説明する。図４は、本発明の第１実施例に係るコイル群と固定子コアの組み立て状態を示す斜視図である。図４は、固定子コア１０１のモータ軸方向の両端から第１コイル群３０１ａ，第２コイル群３０１ｂを差し込む前の様子を示している。

【0025】

図４において、第１端板２０１には、複数のセグメントコイル１１１が整列された状態で保持され、第１コイル群３０１ａを形成している。第２端板２０２には、複数のセグメントコイル１１２が整列された状態で保持され、第２コイル群３０１ｂを形成している。

【0026】

そして、第１コイル群３０１ａを形成するセグメントコイル１１１の凸部１１１ａを固定子コア１０１のスロット１０２に合わせ、第１端板２０１を固定子コア１０１に向かって押し込む。第１端板２０１が固定子コア１０１の軸方向端面と接することにより、セグメントコイル１１１の一部は固定子コア１０１内に収納される。同様に、第２コイル群３０１ｂを形成するセグメントコイル１１２の凹部１１２ａを固定子コア１０１のスロット１０２に合わせ、第２端板２０２を固定子コア１０１に向かって押し込む。第２端板２０２が第１端板２０１とは反対側の固定子コア１０１の軸方向端面と接することにより、セグメントコイル１１２の一部は固定子コア１０１内に収納される。第１端板２０１，第２端板２０２が固定子コア１０１の端面と接触すると、固定子コア１０１のスロット１０２内においてセグメントコイル１１１の凸部１１１ａとセグメントコイル１１２の凹部１１２ａとが嵌合される。このようにして、第１コイル群３０１ａと第２コイル群３０１ｂとがスロット１０２内で接続される。

【0027】

第１実施例によれば、第１コイル群３０１ａ,第２コイル群３０１ｂの第１端板２０１，第２端板２０２を固定子コア１０１に押し込むだけで、固定子コイル４００を精度よく組み立てることができる。また、第１実施例によれば、第１端板２０１，第２端板２０２を押さえることで第１コイル群３０１ａ，第２コイル群３０１ｂを固定することができ、作業性を向上することができる。

【0028】

第１コイル群３０１ａ，第２コイル群３０１ｂのコイルエンド部は、第１端板２０１，第２端板２０２で固定されている面から露出している。このため、第１実施例では、冷却油をコイルエンドに直接接触させることでコイルを冷却することが可能である。また、第１端板２０１，第２端板２０２は各コイルに密着しているため、冷却油の固定子コアへの浸入を抑制することができる。

【0029】

なお、第１実施例では図示していないが、固定子コア１０１の内周側には、回転軸を備えた回転子コアが配置されて回転電機を構成する。

【実施例2】

【0030】

次に図５を用いて、本発明の第２実施例について説明する。図５は、本発明の第２実施例に係る第１端板に保持されたコイル群を示す斜視図である。第１実施例と共通するところは、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【0031】

第２実施例において、第１実施例と異なるところは、第１端板５０１に外壁部５０１ａ，５０１ｂを設けたことにある。

【0032】

図５において、セグメントコイル１１１は第１端板５０１によって保持され、第１コイル群３０１ａ構成している。第１端板５０１の外周側及び内周側には、固定子コア１０１に接する側と反対側に延びた外壁部５０１ａ，５０１ｂが形成されている。外壁部５０１ａ，５０１ｂは、第１端板５０１から突出したセグメントコイル１１１のコイルエンドの一部を覆うように配置される。コイルエンドは冷却油により冷却される。冷却油はコイルエンドの上方からかけられ、自重によって広がりコイルエンドに接触する。冷却油は自重によって落下し散逸されるので、冷却油の一部はコイルエンドに接触せずに落下してしまう可能性がある。そこで、第２実施例では第１端板５０１に外壁部５０１ａ，５０１ｂを設けている。自重によって落下した冷却油は、外壁部５０１ａ，５０１ｂによって捕捉され、コイルエンド側に寄せられる。第２実施例によれば、第１端板５０１に外壁部５０１ａ，５０１ｂを設けているので、冷却油の散逸を抑制し、コイルエンドの冷却性能を向上することができる。また、第２実施例によれば、少ない量の冷却油であっても、有効にコイルエンドに接触させることができる。

【0033】

第２実施例においては、外壁部５０１ｂの長さ（高さ）は、外壁部５０１ａより短く（低く）しているが、外壁部５０１ａの長さ（高さ）と同等にしても良い。

【0034】

なお、コイルエンドの冷却には、油以外に空気や不凍液など様々な流体を使用することができる。

【実施例3】

【0035】

次に図６を用いて、本発明の第３実施例について説明する。図６は、本発明の第３実施例に係る第１端板に保持されたコイル群を示す斜視図である。第１実施例と共通するところは、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【0036】

第３実施例において、第１実施例と異なるところは、第１端板６０１に外壁部６０１ａ，６０１ｂを設け、第１端板６０１と外壁部６０１ａ，６０１ｂとで囲まれる部分に樹脂（固定材）を流し込んだことにある。第３実施例では、セグメントコイル同士の隙間に樹脂６０３を流し込み硬化させているので、第１端板６０１によって保持されたセグメントコイル１１１を強固に保持することができる。

【0037】

図６において、セグメントコイル１１１は第１端板６０１によって保持され、第１コイル群３０１ａ構成している。第１端板６０１の外周側及び内周側には、固定子コア１０１に接する側と反対側に延びた外壁部６０１ａ，６０１ｂが形成されている。そして、外壁部６０１ａ，６０１ｂで囲まれた第１端板６０１に溶融した樹脂６０３を流し込み、硬化させる。外壁部６０１ａ，６０１ｂは樹脂６０３を受ける受部となっている。

【0038】

溶融した樹脂６０３は、軸方向に重なり合ったセグメントコイル同士の隙間にも入り込み、第１端板６０１によって保持されたセグメントコイル１１１を強固に保持することができる。なお、セグメントコイルを固める材料は、樹脂に限定されるものでは無く、接着剤等の固定材であっても構わない。

【0039】

第３実施例によれば、第１端板６０１と外壁部６０１ａ，６０１ｂとで囲まれる部分に固定材を設けているので、第１端板６０１によって保持されたセグメントコイル１１１を強固に保持することができる。

【0040】

なお、第３実施例では、一方の第１端板６０１について説明したが、固定子コア１０１と挟んで対向する他方の第２端板も同様の構成である。

【実施例4】

【0041】

次に図７及び図８を用いて、本発明の第４実施例について説明する。図７は、本発明の第４実施例に係る第１端板に保持されたコイル群を示す斜視図であり、図８は本発明の第４実施例に係る固定子コア１０１の部分拡大斜視図である。第１実施例と共通するところは、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【0042】

第４実施例において、第１実施例と異なるところは、第１端板７０１に窪み部７０２を設けたことにある。

【0043】

図７において、セグメントコイル１１１は第１端板７０１によって保持され、第１コイル群３０１ａ構成している。第１端板７０１の固定子コア側の面には、固定子コア１０１のスロット１０２の位置に合わせた窪み部７０２を設けている。セグメントコイル１１１は１つのスロット１０２内において、径方向に並んで配置される。このため、セグメントコイル１１１同士の絶縁性を確保するために、スロット１０２内には、図８に示すように複数のセグメントコイル１１１のそれぞれを覆う複数の絶縁紙８０１が配置され、セグメントコイル１１１同士の絶縁距離を確保している。絶縁紙８０１は固定子コア１０１の端面から軸方向に一部が突出するように配置され、突出した部分においてもセグメントコイル１１１と固定子コア１０１との間に配置され、絶縁性を確保する。そのため、第１端板７０１に設ける窪み部７０２の形状は、絶縁紙８０１をスロット１０２内で折り曲げたときに固定子コア１０１の端面から突出した部分が収まる形状とする。窪み部７０２は複数設けられ、絶縁紙８０１と同じ数だけ形成されている。また、窪み部７０２の深さは、絶縁紙８０１が固定子コア１０１よりもモータ軸方向にはみ出る長さよりは深く、第１端板７０１の厚さよりは浅い値とする。ここで、セグメントコイル１１１間、セグメントコイル１１１と固定子コア１０１との間の絶縁を絶縁紙によって確保しているが、絶縁の方法は絶縁紙に限定されるものではない。例えば、セグメントコイル間にガイドを設けたようなスロットガイドでもよいし、ボビンを用いてもよい。

【0044】

第４実施例によれば、第１端板７０１の固定子コア側の面に、固定子コア１０１のスロット１０２と同形状の窪み部７０２を設け、絶縁紙８０１が収まるようにしているので、第１端板７０１から露出した部分のセグメントコイル１１１の絶縁性を確保することができる。

【0045】

なお、第４実施例では、一方の第１端板７０１について説明したが、固定子コア１０１と挟んで対向する他方の第２端板も同様の構成である。

【実施例5】

【0046】

次に図９及び図１０を用いて、本発明の第５実施例について説明する。図９は、本発明の第５実施例に係る第１端板に保持されたコイル群を示す斜視図であり、図１０は、本発明の第５実施例に係るガイド部の拡大斜視図である。第１実施例と共通するところは、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【0047】

第５実施例において、第１実施例と異なるところは、第１端板９０１に第１ガイド部９１１を設けたことにある。

【0048】

図９において、セグメントコイル１１１は第１端板９０１によって保持され、第１コイル群３０１ａ構成している。

【0049】

図９において、第１端板９０１の外周側及び内周側には、固定子コア１０１のスロット１０２側に向かって延びた第１ガイド部９１１が形成されている。第１ガイド部９１１は、セグメントコイル１１１の本数と同数配置されており、第１端板９０１から固定子コア１０１のスロット１０２側に向かって延びた複数のセグメントコイル１１１の個々の周囲を覆うように配置される。すなわち、第１ガイド部９１１はセグメントコイル１１１同士の絶縁性を確保するものであり、第４実施例の絶縁紙８０１と同等の機能を有するものである。

【0050】

また、セグメントコイル１１２側には、上記と同様に第２ガイド部９１２が形成され、セグメントコイル１１２の周囲を一本ずつ覆うように配置される。そして、固定子コア１０１のスロット１０２内において、セグメントコイル１１１の凸部１１１ａとセグメントコイル１１２の凹部１１２ａが嵌合すると共に、第１ガイド部９１１，第２ガイド部９１２が嵌合する。セグメントコイルは、ガイド部によって完全に覆われていないと、絶縁距離が短くなり、絶縁性を確保できない。これを解決するための手段について、図１０を用いて説明する。

【0051】

図１０において、第１ガイド部９１１の先端部（スロット側）には外周面から内周面に向かって一部が切欠かれ、段差状に形成された第１薄肉部９１１ａが形成されている。また、第２ガイド部９１２の先端部（スロット側）には内周面から外周面に向かって一部が切欠かれ、段差状に形成された第２薄肉部９１２ａが形成されている。

【0052】

そして、固定子コア１０１のスロット１０２内でセグメントコイル１１１とセグメントコイル１１２を突き合わせると、セグメントコイル１１１の凸部１１１ａとセグメントコイル１１２の凹部１１２ａとが嵌合すると共に、第１ガイド部９１１の第１薄肉部９１１ａと、第２ガイド部９１２の第２薄肉部９１２ａとが重なり合う。すなわち、第１薄肉部９１１ａが滑りながら第２薄肉部９１２ａの内周側に入り込む。

【0053】

第５実施例では、固定子コア１０１のスロット１０２内では、セグメントコイル１１１とセグメントコイル１１２とが、第１ガイド部９１１と第２ガイド部９１２とによって覆われるので、セグメントコイル間、セグメントコイルと固定子コア間における絶縁性を確保することができる。

【0054】

第５実施例においては、第１ガイド部９１１，第２ガイド部９１２の先端部に第１薄肉部９１１ａと第２薄肉部９１２ａを形成して、両者が重なるようにして絶縁性を確保したが、本発明はこれに限定されるものでは無い。例えば、一方のガイド部の先端部の径を広げ、その広げた部分に他方おガイド部が挿入されるようにして、両者が重なるようにしても良い。

【実施例6】

【0055】

次に図１１を用いて、本発明の第６実施例について説明する。図１１は、本発明の第６実施例に係るコイル群と固定子コアの組み立て状態を示す斜視図である。
第１実施例と共通するところは、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【0056】

第６実施例において、第１実施例と異なるところは、コイル群と固定子コアとをボルトにて締結したことにある。

【0057】

図１１は、固定子コア１０１のモータ軸方向の両端から第１コイル群３０１ａ,第２コイル群３０１ｂを差し込む前の様子を示している。

【0058】

図１１において、第１端板２０１，第２端板２０２には、それぞれセグメントコイル１１１，１１２が整列され、第１コイル群３０１ａ，第２コイル群３０１ｂとして保持されている。また、第１端板２０１には、第１端板２０１の外周から径方向外側に突出した第１締結部２０１ｂが設けられている。第２端板２０２には、第２端板２０２の外周から径方向外側に突出した第２締結部２０２ｂが設けられている。さらに、固定子コア１０１には、固定子コア１０１の外周から径方向外側に突出した第３締結部１０１ａが設けられている。第１締結部２０１ｂ，第２締結部２０２ｂ，第３締結部１０１ａには、それぞれスタッドボルト１１０１（ボルト）を通す締結孔が形成されている。

【0059】

そして、第１コイル群３０１ａを形成するセグメントコイル１１１の凸部１１１ａを固定子コア１０１のスロット１０２に合わせ、第１端板２０１を固定子コア１０１に向かって押し込む。セグメントコイル１１１は固定子コア１０１内に挿入される。同様に、第２コイル群３０１ｂを形成するセグメントコイル１１２の凹部１１２ａを固定子コア１０１のスロット１０２に合わせ、第２端板２０２を固定子コア１０１に向かって押し込む。セグメントコイル１１２は固定子コア１０１内に挿入される。第１端板２０１，第２端板２０２が固定子コア１０１の端面と接触すると、固定子コア１０１のスロット１０２内においてセグメントコイル１１１の凸部１１１ａとセグメントコイル１１２の凹部１１２ａとが嵌合される。

【0060】

この状態において、第１端板２０１に形成された第１締結部２０１ｂと、第２端板２０２に形成された第２締結部２０２ｂと、固定子コア１０１に形成された第３締結部１０１ａとにそれぞれに形成された孔が、軸方向から見て一致し、この孔にスタッドボルト１１０１を通す。孔にスタッドボルト１１０１の挿入が完了したところで、スタッドボルト１１０１の両端からナットを締め付ける。

【0061】

第６実施例によれば、第１コイル群３０１ａ，第２コイル群３０１ｂの第１端板２０１，第２端板２０２を固定子コア１０１に押し込むだけで、固定子コイル４００を精度よく組み立てることができる。また、第１実施例によれば、第１端板２０１，第２端板２０２を押さえることで第１コイル群３０１ａ，第２コイル群３０１ｂを固定することができ、作業性を向上することができる。さらに、第１端板２０１と第２端板２０２とで固定子コア１０１を挟み込み、これらの部品をスタッドボルト１１０１を用いて締結するようにしているので、第１コイル群３０１ａ，第２コイル群３０１ｂを固定子コア１０１に強固に固定することができ、信頼性を向上することができる。

【実施例7】

【0062】

次に図１２を用いて、本発明の第７実施例について説明する。図１２は、本発明の第７実施例に係る軸方向に沿った回転電機の断面図である。第１実施例と共通するところは、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【0063】

第７実施例において、第６実施例と異なるところは、上蓋部材１４１と下蓋部材１４２とで第１端板２０１，第２端板２０２を押えるようにしたことにある。

【0064】

図１２において、固定子コア１０１の外周側には、固定子コア１０１を固定すると共に、回転電機の外郭を構成し、軸方向両側が開口した円筒状の筒状部材１４０が配置されている。固定子コア１０１に配置されるセグメントコイル１１１，１１２及び第１端板２０１，第２端板２０２の構成については、第１実施例と同じである。

【0065】

固定子コア１０１の内周側には、回転軸１３１を固定した回転子コア１３０が配置されている。筒状部材１４０の両端開口部には、開口部を塞ぐように上蓋部材１４１と下蓋部材１４２が配置されている。上蓋部材１４１には、固定子コア１０１側に延びた上押さえリブ１４１ａが形成されている。同様に、下蓋部材１４２には固定子コア１０１側に延びた下押さえリブ１４２ａが形成されている。また、上蓋部材１４１には、回転軸１３１を回転可能に支持する上軸受１３２ａが固定されている。下蓋部材１４２には、回転軸１３１を回転可能に支持する下軸受１３２ｂが固定されている。回転子コア１３０は、回転軸１３１を上軸受１３２ａと下軸受１３２ｂによって支持されることにより、固定子コア１０１の内側で回転可能に支持される。

【0066】

上蓋部材１４１は筒状部材１４０の一方の開口部に配置され、ボルト１５０によって筒状部材１４０に固定される。上蓋部材１４１は筒状部材１４０の一方の開口を塞ぐ。この際、上蓋部材１４１に形成された上押さえリブ１４１ａは第１端板２０１と接触し、第１端板２０１の上方向（固定子コア１０１から離れる方向）の移動を規制する。

【0067】

下蓋部材１４２は筒状部材１４０の他方の開口部に配置され、ボルト１５１によって筒状部材１４０に固定される。下蓋部材１４２は筒状部材１４０の他方の開口を塞ぐ。この際、下蓋部材１４２に形成された下押さえリブ１４２ａは第２端板２０２と接触し、第２端板２０２の下方向（固定子コア１０１から離れる方向）の移動を規制する。

【0068】

第７実施例によれば、上蓋部材１４１に形成された上押さえリブ１４１ａ及び下蓋部材１４２に形成された下押さえリブ１４２ａによって第１端板２０１，第２端板２０２を押えるようにしているので、上蓋部材１４１及び下蓋部材１４２をボルト１５０，１５１を使用して筒状部材１４０に固定するだけでコイル群を固定子コア１０１に強固に固定することができ、信頼性を向上することができる。

【0069】

なお、本発明は、上述した実施例に限定するものではなく、様々な変形例が含まれる。上述した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定するものではない。

【符号の説明】

【0070】

１０１…固定子コア、１０１ａ…第３締結部、１０２…スロット、１１１，１１２…セグメントコイル、１１１ａ…凸部、１１２ａ…凹部、１２１，１２２…直線部、１２３，１２４…曲線部、１４１…上蓋部材、１４１ａ…上押さえリブ、１４２…下蓋部材、１４２ａ…下押さえリブ、１５０，１５１…ボルト、２０１，５０１，６０１，７０１，９０１…第１端板、２０１ａ…コイル挿入孔、２０２…第２端板、３０１ａ…第１コイル群、３０１ｂ…第２コイル群、５０１ａ，５０１ｂ，６０１ａ，６０１ｂ…外壁部、６０３…樹脂、７０２…窪み部、８０１…絶縁紙、９１１…第１ガイド部，９１２…第２ガイド部、９１１ａ…第１薄肉部、９１２ａ…第２薄肉部、２０１ｂ…第１締結部、２０２ｂ…第２締結部、１１０１…スタッドボルト

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】