特許 7604934 回転電機の固定子および回転電機の固定子の製造方法

(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】2024-12-16

(45)【発行日】2024-12-24

(54)【発明の名称】回転電機の固定子および回転電機の固定子の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 15/12 20060101AFI20241217BHJP

   H02K 3/46 20060101ALI20241217BHJP

   H02K 3/04 20060101ALI20241217BHJP

【ＦＩ】

H02K15/12 F

H02K3/46 B

H02K3/04 E

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021021766

(22)【出願日】2021-02-15

(65)【公開番号】P2022124161

(43)【公開日】2022-08-25

【審査請求日】2023-12-05

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003199

【氏名又は名称】弁理士法人高田・高橋国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】磯野 祐輔

【審査官】服部 俊樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－００７８３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－０３１３５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１７８２６４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ １５／１２

Ｈ０２Ｋ １／１８

Ｈ０２Ｋ ３／４６

Ｈ０２Ｋ ３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

環状に配置され、内側に向かって突出した複数のティースと、
前記複数のティースをそれぞれ覆い、角筒部を有し、当該角筒部の外側の両側面において溝を有した複数の絶縁体と、
前記複数の絶縁体にそれぞれ集中して巻き回された複数の巻線と、
熱硬化性の樹脂で形成され、前記複数の絶縁体のそれぞれと前記複数の巻線のそれぞれとの間で前記複数の絶縁体の溝にそれぞれ配置された複数の第１樹脂体と、
熱硬化性の樹脂で形成され、前記複数の絶縁体の各々の上部であって前記複数の巻線の上方に、それぞれ配置された複数の第２樹脂体と、
熱硬化性の樹脂で形成され、前記複数の第２樹脂体のいずれかの上部に配置された結線体の上方に配置された第３樹脂体と、
を備えた回転電機の固定子。

【請求項2】

前記溝は、長手方向が前記複数の巻線の長手方向と直交するように形成された請求項１に記載の回転電機の固定子。

【請求項3】

環状に配置され、内側に向かって突出した複数のティースと、
前記複数のティースをそれぞれ覆い、角筒部を有し、当該角筒部の外側の両側面において溝を有した複数の絶縁体と、
前記複数の絶縁体にそれぞれ集中して巻き回された複数の巻線と、
熱硬化性の樹脂で形成され、前記複数の絶縁体のそれぞれと前記複数の巻線のそれぞれとの間で硬化した複数の第１樹脂体と、
熱硬化性の樹脂で形成され、前記複数の絶縁体の各々の上部であって前記複数の巻線の上部でそれぞれ硬化した複数の第２樹脂体と、
熱硬化性の樹脂で形成され、前記複数の第２樹脂体のいずれかの上部に配置された結線体の外周において硬化した第３樹脂体と、
を備えた回転電機の固定子。

【請求項4】

前記溝は、長手方向が前記複数の巻線の長手方向と直交するように形成された請求項３に記載の回転電機の固定子。

【請求項5】

前記複数の第１樹脂体のそれぞれは、前記複数の巻線のそれぞれとの間で前記複数の絶縁体のそれぞれの下部まで流れた後に前記複数の第１樹脂体を硬化した請求項３または請求項４に記載の回転電機の固定子。

【請求項6】

複数のティースのそれぞれを覆う複数の絶縁体の角筒部の外側の両側面の溝のそれぞれに複数の第１樹脂体のそれぞれを配置させる第１樹脂体配置工程と、
前記第１樹脂体配置工程の後、前記複数の絶縁体に複数の巻線を巻き回す巻線配置工程と、
前記巻線配置工程の後、前記複数の第１樹脂体を加熱して溶かした後に硬化させる第１樹脂体硬化工程と、
前記巻線配置工程の後、前記複数の絶縁体の各々の上部であって、前記複数の巻線の上方に、複数の第２樹脂体をそれぞれ配置させる第２樹脂体配置工程と、
前記第２樹脂体配置工程の後、前記複数の第２樹脂体を加熱して溶かした後に硬化させる第２樹脂体硬化工程と、
前記複数の第２樹脂体のいずれかの上部に配置された結線体の上方に第３樹脂体を配置させる第３樹脂体配置工程と、
前記第３樹脂体配置工程の後、前記第３樹脂体を加熱して溶かした後に硬化させる第３樹脂体硬化工程と、
を備えた回転電機の固定子の製造方法。

【請求項7】

前記第１樹脂体配置工程は、前記複数の第１樹脂体のそれぞれが前記複数の絶縁体の外周面の溝のそれぞれから外側に突出しないように配置させる工程を含む請求項６に記載の回転電機の固定子の製造方法。

【請求項8】

前記第１樹脂体硬化工程は、前記複数の第１樹脂体を加熱して溶かして前記複数の絶縁体のそれぞれと前記複数の巻線のそれぞれとの間で前記複数の絶縁体のそれぞれの下部まで流れた後に前記複数の第１樹脂体を硬化させる工程を含む請求項６または請求項７に記載の回転電機の固定子の製造方法。

【請求項9】

前記第１樹脂体硬化工程と前記第２樹脂体硬化工程と前記第３樹脂体硬化工程とは、同時に行われる請求項６に記載の回転電機の固定子の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この本開示は、回転電機の固定子および回転電機の固定子の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、回転電機の固定子を開示する。当該固定子は、ワニスを含浸させることで固定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第５７１４１２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の固定子において、複数の巻線は、絶縁体に集中して巻き回される。このため、ワニスは、複数の巻線の内側に浸透しにくい。その結果、複数の巻線の固着力が不安定となり得る。

【0005】

本開示は、上述の課題を解決するためになされた。この発明の目的は、絶縁体に対する複数の巻線の固着力を安定させることができる回転電機の固定子および回転電機の固定子の製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係る回転電機の固定子は、環状に配置され、内側に向かって突出した複数のティースと、前記複数のティースをそれぞれ覆い、角筒部を有し、当該角筒部の外側の両側面において溝を有した複数の絶縁体と、前記複数の絶縁体にそれぞれ集中して巻き回された複数の巻線と、熱硬化性の樹脂で形成され、前記複数の絶縁体のそれぞれと前記複数の巻線のそれぞれとの間で前記複数の絶縁体の溝にそれぞれ配置された複数の第１樹脂体と、熱硬化性の樹脂で形成され、前記複数の絶縁体の各々の上部であって前記複数の巻線の上方に、それぞれ配置された複数の第２樹脂体と、熱硬化性の樹脂で形成され、前記複数の第２樹脂体のいずれかの上部に配置された結線体の上方に配置された第３樹脂体と、を備えた。

【0007】

本開示に係る回転電機の固定子は、環状に配置され、内側に向かって突出した複数のティースと、前記複数のティースをそれぞれ覆い、角筒部を有し、当該角筒部の外側の両側面において溝を有した複数の絶縁体と、前記複数の絶縁体にそれぞれ集中して巻き回された複数の巻線と、熱硬化性の樹脂で形成され、前記複数の絶縁体のそれぞれと前記複数の巻線のそれぞれとの間で硬化した複数の第１樹脂体と、熱硬化性の樹脂で形成され、前記複数の絶縁体の各々の上部であって前記複数の巻線の上部でそれぞれ硬化した複数の第２樹脂体と、熱硬化性の樹脂で形成され、前記複数の第２樹脂体のいずれかの上部に配置された結線体の外周において硬化した第３樹脂体と、を備えた。

【0008】

本開示に係る回転電機の固定子の製造方法は、複数のティースのそれぞれを複数の絶縁体でそれぞれ覆う複数の絶縁体の角筒部の外側の両側面の溝のそれぞれに複数の第１樹脂体のそれぞれを配置させる第１樹脂体配置工程と、前記第１樹脂体配置工程の後、前記複数の絶縁体に複数の巻線を巻き回す巻線配置工程と、前記巻線配置工程の後、前記複数の第１樹脂体を加熱して溶かした後に硬化させる第１樹脂体硬化工程と、前記巻線配置工程の後、前記複数の絶縁体の各々の上部であって、前記複数の巻線の上方に、複数の第２樹脂体をそれぞれ配置させる第２樹脂体配置工程と、前記第２樹脂体配置工程の後、前記複数の第２樹脂体を加熱して溶かした後に硬化させる第２樹脂体硬化工程と、前記複数の第２樹脂体のいずれかの上部に配置された結線体の上方に第３樹脂体を配置させる第３樹脂体配置工程と、前記第３樹脂体配置工程の後、前記第３樹脂体を加熱して溶かした後に硬化させる第３樹脂体硬化工程と、を備えた。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、第１樹脂体は、複数の絶縁体の各々に対し、当該絶縁体と複数の巻線との間に配置される。このため、絶縁体に対する複数の巻線の固着力を安定させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態１における回転電機の固定子の正面図である。

【図2】実施の形態１における回転電機の固定子の要部の分解斜視図である。

【図3】実施の形態１における回転電機の固定子の絶縁体の斜視図である。

【図4】実施の形態１における回転電機の固定子の要部の縦断面図である。

【図5】実施の形態１における回転電機の固定子の要部の斜視図である。

【図6】実施の形態１における回転電機の固定子の要部の縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

実施の形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には同一の符号が付される。当該部分の重複説明は適宜に簡略化ないし省略される。

【0012】

実施の形態１．
図１は実施の形態１における回転電機の固定子の正面図である。

【0013】

図１において、回転電機１は、電動機または発電機として用いられる。回転電機１は、回転子２と固定子３とを備える。

【0014】

回転子２は、回転電機１の軸を中心として回転自在に設けられる。固定子３は、環状に形成される。

【0015】

次に、図２を用いて、固定子３の要部を説明する。
図２は実施の形態１における回転電機の固定子の要部の分解斜視図である。

【0016】

図２に示されるように、固定子３は、複数のティース４と複数の絶縁体５と複数の巻線６と複数の結線体７を備える。

【0017】

図２において詳細は示されないが、複数のティース４は、環状に配置される。複数のティース４は、回転電機１の内側に向かって突出する。複数のティース４の各々は、複数のコア材４ａを積層することで形成される。

【0018】

複数の絶縁体５は、熱可塑性の樹脂で形成される。複数の絶縁体５は、複数のティース４をそれぞれ覆う。

【0019】

図２において詳細は図示されないが、複数の巻線６は、複数の絶縁体５にそれぞれ集中して巻き回される。

【0020】

複数の結線体７は、複数の巻線６の端部のそれぞれと外部からの配線の端部のそれぞれとを接続する。

【0021】

次に、図３を用いて、絶縁体５を説明する。
図３は実施の形態１における回転電機の固定子の絶縁体の斜視図である。

【0022】

図３に示されるように、絶縁体５は、熱可塑性の樹脂で形成される。絶縁体５の要部は、角筒状に形成される。絶縁体５は、複数の溝５ａを備える。複数の溝５ａは、絶縁体５の両外側面において鉛直方向に並ぶ。図３において詳細は図示されないが、複数の溝５ａの長手方向は、複数の巻線６の長手方向と直交する。

【0023】

次に、図４と図５とを用いて、複数の巻線６と結線体７との固定方法を説明する。
図４は実施の形態１における回転電機の固定子の要部の縦断面図である。図５は実施の形態１における回転電機の固定子の要部の斜視図である。なお、図４と図５とにおいて、上下方向は、回転電機１の軸に沿った方向とする。また、図５において、複数の巻線６と結線体７とは示されない。

【0024】

図４において、第１樹脂体配置工程において、作業員は、複数の絶縁体５の外側面の溝５ａのそれぞれに複数の第１樹脂体８のそれぞれを配置させる。この際、作業員は、複数の第１樹脂体８のそれぞれが複数の絶縁体５の外周面の溝５ａのそれぞれから外側に突出しないように配置させる。その後、巻線配置工程において、作業員は、複数の絶縁体５に複数の巻線６を巻き回す。

【0025】

その後、第２樹脂体配置工程において、作業員は、複数の絶縁体５の各々に対し、複数の巻線６の上方において複数の第２樹脂体９を配置させる。その後、結線体７配置工程において、作業員は、複数の第２樹脂体９のいずれかの上方に結線体７を配置させる。その後、第３樹脂体配置工程において、作業員は、結線体７の上方に第３樹脂体１０を配置させる。

【0026】

その後、樹脂体硬化工程において、作業員は、複数の第１樹脂体８と複数の第２樹脂体９と第３樹脂体１０とを同時に加熱して溶かした後に硬化させる。

【0027】

次に、図６を用いて、固定子３の加熱処理後の状態を説明する。
図６は実施の形態１における回転電機の固定子の要部の縦断面図である。なお、図６において、上下方向は、回転電機１の軸に沿った方向とする。

【0028】

図６に示されるように、数の第１樹脂体８のそれぞれは、複数の絶縁体５のそれぞれと複数の巻線６のそれぞれとの間で前記複数の絶縁体５のそれぞれの側部から下部まで流れた後に硬化する。複数の第２樹脂体９のそれぞれは、複数の絶縁体５の各々に対し、複数の巻線６の上部で硬化する。第３樹脂体１０は、結線体７を囲むように硬化する。

【0029】

以上で説明した実施の形態１によれば、第１樹脂体８は、複数の絶縁体５の各々に対し、当該絶縁体５と複数の巻線６との間に配置される。このため、加熱処理後、第１樹脂体８は、前記複数の絶縁体５のそれぞれと前記複数の巻線６のそれぞれとの間で前記複数の絶縁体５のそれぞれの側部および下部で硬化する。その結果、ワニスを固定子３に含浸させることなく、絶縁体５に対する複数の巻線６の固着力を安定させることができる。

【0030】

また、複数の溝５ａの長手方向は、複数の巻線６の長手方向と直交する。このため、加熱処理時において、第１樹脂体８は、絶縁体５の外側面を全体的に流れた後に絶縁体５の下部まで流れる。このため、絶縁体５に対する複数の巻線６の固着力をより安定させることができる。

【0031】

また、第２樹脂体９は、複数の絶縁体５の各々に対し、複数の巻線６の上部において硬化する。このため、ワニスを固定子３に含浸させることなく、絶縁体５の上部において複数の巻線６の固着力を安定させることができる。

【0032】

また、第３樹脂体１０は、結線体７の外周において硬化する。このため、ワニスを固定子３に含浸させることなく、結線体７の固着力を安定させることができる。

【0033】

なお、第１樹脂体８と第２樹脂体９と第３樹脂体１０とは、加熱により溶けた後に硬化する熱硬化性の樹脂であればよい。例えば、第１樹脂体８と第２樹脂体９と第３樹脂体１０とは、シートに含まれたワニスでもよい。この場合、第１樹脂体８を溝５ａに合わせた形状とすることで、第１樹脂体８を容易に溝５ａに嵌め込むことができる。第２樹脂体９の面積を絶縁体５の上面の面積と同等にすることで、絶縁体５の上部において複数の巻線６の固着力をより安定させることができる。第３樹脂体１０で結線体７を包み込むことで、結線体７の固着力をより安定させることができる。

【0034】

また、樹脂体硬化工程を第１樹脂体硬化工程と第２樹脂体硬化工程と第３樹脂体硬化工程とに分割してもよい。この場合、巻線配置工程の直後、第１樹脂体硬化工程において、第１樹脂体８を加熱して溶かした後に硬化させればよい。第２樹脂体配置工程の直後、第２樹脂体硬化工程において、第２樹脂体９を加熱して溶かした後に硬化させればよい。第３樹脂体配置工程の直後、第３樹脂体硬化工程において、第３樹脂体１０を加熱して溶かした後に硬化させればよい。

【符号の説明】

【0035】

１ 回転電機、 ２ 回転子、 ３ 固定子、 ４ ティース、 ４ａ コア材、 ５ 絶縁体、 ５ａ 溝、 ６ 巻線、 ７ 結線体、 ８ 第１樹脂体、 ９ 第２樹脂体、 １０ 第３樹脂体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】