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技術 回転電機、そのステータ、およびそれらの製造方法

出願人 デンソートリム株式会社
発明者 大野正明水元優一
出願日 2016年7月15日 (4年3ヶ月経過) 出願番号 2016-140615
公開日 2019年9月12日 (1年1ヶ月経過) 公開番号 2019-154082
状態 未査定
技術分野 回転電機の鉄心
主要キーワード 連接端 アルミニウム系金属製 円周範囲 極間隙間 デルタ回路 整列的 部分コア アルミ系金属
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年9月12日)のものです。
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図面 (13)

課題

外側面を円周面の上に配置できる回転電機ステータを提供する。

解決手段

ステータ31は、コイル組立体31aを有する。ステータ31は、ステータコア32と、ステータコイル33と、磁極部34と、取付部35と、インシュレータ36とを有する。磁極部34と取付部35との間には、径方向の隙間が設けられている。隙間は応力を抑制する。コイル組立体31aは、複数の単位ステータ38の連結体である。単位ステータ38は、単位コア37と、単位コイル33aとを有する。複数の単位ステータ38は、連結部39において連結されている。連結部39は、周方向の隙間を有する。周方向の隙間は、外側面34dを円周面の上に配置することを可能とする。

概要

背景

特許文献1は、複数のティースを提供するコアを有するステータを開示する。コアは、複数のティース部に分割されている。ひとつのティース部は、ひとつのティースと、ひとつのコイルとを有する。製造段階において、複数のティース部は、チェーンのように連結されている。複数のティース部は、チェーンを巻くようにして環状に配置される。円筒状に固定されたコアは、ハウジング内に収容されている。

従来技術として列挙された先行技術文献の記載内容は、この明細書における技術的要素の説明として、参照により援用される。

概要

外側面を円周面の上に配置できる回転電機のステータを提供する。ステータ31は、コイル組立体31aを有する。ステータ31は、ステータコア32と、ステータコイル33と、磁極部34と、取付部35と、インシュレータ36とを有する。磁極部34と取付部35との間には、径方向の隙間が設けられている。隙間は応力を抑制する。コイル組立体31aは、複数の単位ステータ38の連結体である。単位ステータ38は、単位コア37と、単位コイル33aとを有する。複数の単位ステータ38は、連結部39において連結されている。連結部39は、周方向の隙間を有する。周方向の隙間は、外側面34dを円周面の上に配置することを可能とする。

目的

開示されるひとつの目的は、外側面を円周面の上に配置することができる回転電機、そのステータ、およびそれらの製造方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

径方向外側に向けて突出する複数のティース(34a)、および複数の前記ティースを径方向内側において連結するヨーク(34b)を有する磁極部(34)と、複数の前記ティースに装着されたステータコイル(33)と、前記磁極部とは別体の部品であって、取付対象物への取付のために前記ヨークの径方向内側に設けられる取付部(35)とを備える回転電機ステータにおいて、周方向に沿って配置されて連結され、前記磁極部と前記ステータコイルとを提供する複数の単位ステータ(38)を有し、前記単位ステータは、ひとつの前記ティース(34a)と、前記ステータコイルの一部であって、ひとつの前記ティースに装着された単位コイル(33a)と、前記ヨークの一部であって、周方向に配置され連結されることにより前記ヨークを形成する部分ヨーク(34c)とを有しており、複数の前記部分ヨークは、周方向に隣接する前記部分ヨークを互いに噛み合わせる噛合部(39a)を有しており、複数の前記部分ヨークは、前記噛合部において隣接する前記部分ヨークの間を周方向に離す周方向隙間(G39a)を形成しており、前記取付部は、前記ヨークの内径(D34e)より小さい外径(D35b)を有している回転電機のステータ。

請求項2

さらに、周方向に隣接する前記部分ヨークを固定する固定部(39d)を有する請求項1に記載の回転電機のステータ。

請求項3

前記ヨークの内径と前記取付部の外径とは、前記取付部の前記ヨークへの圧入を回避し、緩い嵌め合いを提供するように設定されている請求項1または請求項2に記載の回転電機のステータ。

請求項4

前記噛合部は、前記部分ヨークの周方向の端部に設けられ、周方向へ突出する複数の凸部と前記凸部に隣接して配置された複数の凹部とを有しており、前記凸部と前記凹部とは、ひとつの前記部分ヨークと他の前記部分ヨークとが、軸方向に関して重複するように、かつ、周方向に関して前記隙間を介して対向するように形成されている請求項1から請求項3のいずれかに記載の回転電機のステータ。

請求項5

前記取付部は、前記ヨークの内側に挿入され前記外径を規定する本体(35a)、および前記本体から径方向外側に突出しており、軸方向に関して前記ヨークと重複する外フランジ(35c)を有する請求項1から請求項4のいずれかに記載の回転電機のステータ。

請求項6

前記ティースの周方向の幅(WTH)は、前記部分ヨークの径方向の幅(WYK)より大きく(WTH>WYK)形成されている請求項1から請求項5のいずれかに記載の回転電機のステータ。

請求項7

前記ヨークと前記取付部とは周方向に関して全周において前記ヨークと前記取付部との間に径方向隙間(G32)を形成している請求項1から請求項6のいずれかに記載の回転電機のステータ。

請求項8

前記ヨークと前記取付部とは周方向に関してひとつの接触部(CP)において接触しており、残部で前記ヨークと前記取付部との間に径方向隙間(G232)を形成している請求項1から請求項7のいずれかに記載の回転電機のステータ。

請求項9

複数の前記単位ステータは、周方向に隣接する前記単位ステータを連接する複数の連接部(445)を有する請求項1から請求項8のいずれかに記載の回転電機のステータ。

請求項10

請求項1から請求項9のいずれかに記載の回転電機のステータ(31)と、前記ステータと対向するように配置される複数の永久磁石(23)を有するロータ(21)とを備える回転電機。

請求項11

径方向外側に向けて突出する複数のティース(34a)、および複数の前記ティースを径方向内側において連結するヨーク(34b)を有する磁極部(34)と、複数の前記ティースに装着されたステータコイル(33)と、前記磁極部とは別体の部品であって、取付対象物への取り付けのために前記ヨークの径方向内側に設けられる取付部(35)とを備える回転電機のステータの製造方法において、ひとつの前記ティース(34a)と、前記ステータコイルの一部であって、ひとつの前記ティースに装着された単位コイル(33a)と、前記ヨークの一部であって、周方向に配列され連結されることにより前記ヨークを形成する部分ヨーク(34c)とを有する複数の単位ステータを組み立てる段階(152)、複数の前記単位ステータを周方向に沿って配置し、周方向に隣接する前記部分ヨークを噛合部において互いに噛み合わせる段階(153)、前記噛合部において隣接する前記部分ヨークの間を周方向に離す周方向隙間(G39a)を形成しながら、複数の前記ティースの外側面(34d)を、円周面(41a)の上に配置して位置決めする段階、(154)、位置決めされた状態において、複数の前記部分ヨークを互いに固定する段階(155)、および固定された前記ヨークの径方向内側に、前記ヨークの内径(D34e)より小さい外径(D35b)を有している前記取付部を装着する段階(156)を備える回転電機のステータの製造方法。

請求項12

さらに、複数の前記単位ステータを、前記円周面を規定する治具(41)に装着する段階を備え、前記治具に装着された状態で前記外側面を前記円周面の上に位置決めし、前記治具に装着された状態で複数の前記部分ヨークを固定する請求項11に記載の回転電機のステータの製造方法。

請求項13

さらに、複数の前記単位ステータを複数の連接部(445、545)によって連接する段階を備え、複数の前記単位ステータを巻きながら、前記噛合部を噛み合わせる請求項11または請求項12に記載の回転電機のステータの製造方法。

請求項14

さらに、周方向に隣接する2つの前記外側面の間に前記連接部を配置することにより2つの前記外側面の間に磁気的な極間隙間(G445)を形成する段階を備える請求項13に記載の回転電機のステータの製造方法。

請求項15

請求項11から請求項14のいずれかに記載の回転電機のステータの製造方法により製造された前記ステータ(31)の前記ヨークを、前記取付部に設けられた外フランジにより軸方向に関して前記取付対象物に向けて押える段階を備える回転電機の製造方法。

技術分野

0001

この明細書における開示は、回転電機およびそのステータに関する。さらに、開示は、回転電機の製造方法およびそのステータの製造方法に及ぶ。

背景技術

0002

特許文献1は、複数のティースを提供するコアを有するステータを開示する。コアは、複数のティース部に分割されている。ひとつのティース部は、ひとつのティースと、ひとつのコイルとを有する。製造段階において、複数のティース部は、チェーンのように連結されている。複数のティース部は、チェーンを巻くようにして環状に配置される。円筒状に固定されたコアは、ハウジング内に収容されている。

0003

従来技術として列挙された先行技術文献の記載内容は、この明細書における技術的要素の説明として、参照により援用される。

先行技術

0004

特開2012−65546号公報

発明が解決しようとする課題

0005

ひとつの観点において、ティース部には、高い寸法精度が求められる。ティース部の寸法の誤差は、コアの外側面の真円度を低下させる。別の観点において、ティース部の誤差は、内側面と外側面との両方において高い真円度を実現することを困難とする。例えば、ティース部の寸法の誤差は、複数のティース部の間に干渉を生じさせ、外側面および/または内側面の調節を困難にする。さらに別の観点において、従来技術では、コアがハウジングに圧入される場合があり、コアに望ましくない応力が作用するおそれがある。

0006

上述の観点において、または言及されていない他の観点において、回転電機、そのステータ、およびそれらの製造方法にはさらなる改良が求められている。

0007

開示されるひとつの目的は、外側面を円周面の上に配置することができる回転電機、そのステータ、およびそれら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

0008

ここに開示された回転電機のステータは、径方向外側に向けて突出する複数のティース(34a)、および複数のティースを径方向内側において連結するヨーク(34b)を有する磁極部(34)と、複数のティースに装着されたステータコイル(33)と、磁極部とは別体の部品であって、取付対象物への取付のためにヨークの径方向内側に設けられる取付部(35)とを備える。回転電機のステータは、周方向に沿って配置されて連結され、磁極部とステータコイルとを提供する複数の単位ステータ(38)を有し、単位ステータは、ひとつのティース(34a)と、ステータコイルの一部であって、ひとつのティースに装着された単位コイル(33a)と、ヨークの一部であって、周方向に配置され連結されることによりヨークを形成する部分ヨーク(34c)とを有している。複数の部分ヨークは、周方向に隣接する部分ヨークを互いに噛み合わせる噛合部(39a)を有しており、複数の部分ヨークは、噛合部において隣接する部分ヨークの間を周方向に離す周方向隙間(G39b)を形成しており、取付部は、ヨークの内径(D34e)より小さい外径(D35b)を有している。

0009

開示によると、複数の部分ヨークは、それらの間に周方向隙間を介して配置されている。よって、複数の単位コア加工精度に起因する部分ヨーク間の干渉を回避して、複数のティースの外側面を、円周面の上に配置することができる。よって、外側面の真円度が高い。しかも、ヨークの内径より、取付部の外径のほうが小さい。また、複数のティースの外側面と、取付部とを同軸に調節することができる。よって、取付部がヨークの径方向内側に装着されても、取付部から径方向へヨークが受ける応力が抑制される。これにより、複数の部分コアを連結して形成される外突極型のステータコアの損傷、破損が抑制される。

0010

ここに開示された回転電機は、上記ステータ(31)と、ステータと対向するように配置される複数の永久磁石(23)を有するロータ(21)とを備える。

0011

ここに開示された回転電機のステータの製造方法において、回転電機は、径方向外側に向けて突出する複数のティース(34a)、および複数のティースを径方向内側において連結するヨーク(34b)を有する磁極部(34)と、複数のティースに装着されたステータコイル(33)と、磁極部とは別体の部品であって、取付対象物への取付のためにヨークの径方向内側に設けられる取付部(35)とを備える。回転電機のステータの製造方法は、ひとつのティース(34a)と、ステータコイルの一部であって、ひとつのティースに装着された単位コイル(33a)と、ヨークの一部であって、周方向に配置され連結されることによりヨークを形成する部分ヨーク(34c)とを有する複数の単位ステータを組み立てる段階(152)、複数の単位ステータを周方向に沿って配置し、周方向に隣接する部分ヨークを噛合部において互いに噛み合わせる段階(153)、噛合部において隣接する部分ヨークの間を周方向に離す周方向隙間(G39b)を形成しながら、複数のティースの外側面(34d)を、円周面(41a)の上に配置して位置決めする段階、(154)、位置決めされた状態において、複数の部分ヨークを互いに固定する段階(155)、および固定されたヨークの径方向内側に、ヨークの内径(D34e)より小さい外径(D35b)を有している取付部を装着する段階(156)を備える。

0012

開示によると、複数のティースの外側面は、複数の部分ヨークの間に周方向隙間を形成しながら、円周面の上に配置される。よって、部分ヨークの寸法誤差に制約されることなく外側面を真円に近付けることができる。すなわち、複数の単位コアの加工精度に起因する部分ヨーク間の干渉を回避しながら、複数のティースの外側面を、円周面の上に配置することができる。よって、外側面の真円度が高い。しかも、ヨークの内径より、取付部の外径のほうが小さい。よって、取付部がヨークの径方向内側に装着されても、ヨークが受ける応力が抑制される。これにより、複数の部分コアを連結して形成される外突極型のステータコアの損傷、破損が抑制される。

0013

ここに開示された回転電機の製造方法は、上記製造方法により製造されたステータ(31)のヨークを、取付部に設けられた外フランジにより軸方向に関して取付対象物に向けて押える段階を備える。

0014

この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。

図面の簡単な説明

0015

第1実施形態に係る内燃機関用回転電機の断面図である。
ステータの分解斜視図である。
ひとつの単位コアを示す平面図である。
ステータの部分断面図である。
隙間を示す平面図である。
複数の単位コアの内周面を示す展開図である。
第1実施形態の製造方法を示す工程図である。
外側面の位置決め工程を示す斜視図である。
第2実施形態に係るコアの隙間を示す平面図である。
第3実施形態に係る複数の単位コアの内周面を示す展開図である。
第4実施形態に係る環状配置工程を示す斜視図である。
第5実施形態に係るステータの外周面を示す展開図である。

実施例

0016

図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび/または構造的に対応する部分および/または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および/または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。

0017

第1実施形態
図1において、内燃機関用回転電機10(以下、回転電機10という)は、発電電動機、または交流発電機スタータ(AC Generator Starter)とも呼ばれる。回転電機10は、インバータ回路(INV)と制御装置(ECU)とを含む電気回路11と電気的に接続されている。電気回路11は、単相または多相電力変換回路を提供する。回転電機10の用途の一例は、車両用内燃機関12と連結される発電電動機である。回転電機10は、例えば、二輪車に利用することができる。

0018

電気回路11は、車両に搭載されたバッテリを含む電気負荷を有する。電気回路11は、回転電機10が発電機として機能するとき、出力される交流電力整流し、電気負荷に電力を供給する整流回路を提供する。電気回路11は、回転電機10から供給される基準位置信号を受信する信号処理回路を提供する。基準位置信号は、点火時期制御および/または燃料噴射時期制御のために利用される。電気回路11は、点火時期制御および/または燃料噴射時期制御を含む機関制御を実行する制御器を提供してもよい。電気回路11は、回転電機10を電動機として機能させる駆動回路を提供する。電気回路11は、回転電機10を電動機として機能させるための回転位置信号を回転電機10から受信する。電気回路11は、検出された回転位置に応じて回転電機10への通電を制御することにより回転電機10を電動機として機能させる。

0019

回転電機10は、取付対象物である内燃機関12に取り付けられている。内燃機関12は、ボディ13と、ボディ13に回転可能に支持され、内燃機関12と連動して回転する回転軸14とを有する。回転電機10は、ボディ13と回転軸14とに組み付けられている。ボディ13は、内燃機関12のクランクケースミッションケースなどの構造体である。回転軸14は、内燃機関12のクランク軸、またはクランク軸と連動する回転軸である。

0020

回転電機10は、アウタロータ型の回転電機である。回転電機10は、ロータ21と、ステータ31とを有する。以下の説明において、軸方向の語は、ロータ21、ステータ31、またはステータコア32を円筒と見なした場合の中心軸に沿う方向を指す。径方向の語は、ロータ21、ステータ31、またはステータコア32を円筒と見なした場合の径方向を指す。周方向の語は、ロータ21、ステータ31、またはステータコア32を円筒と見なした場合の周方向を指す。

0021

ロータ21は、界磁子である。ロータ21は、全体がカップ状である。ロータ21は、回転軸14の端部に接続されている。ロータ21は、回転軸14に連結されている。ロータ21は、回転軸14とともに回転する。ロータ21は、カップ状のロータコア22を有する。ロータコア22は、後述する永久磁石のための外ヨークを提供する。ロータコア22は、磁性金属製である。ロータ21は、ロータコア22の内面に配置された永久磁石23を有する。ロータ21は、永久磁石23によって界磁を提供する。さらに、永久磁石23は、点火制御のための基準位置信号を提供するための部分的な特殊磁極を提供する。

0022

ステータ31は、電機子である。ステータ31は、外突極型のステータである。ステータ31は、ボルト16によってボディ13、すなわち内燃機関12に固定されている。ステータ31は、環状の部材である。ステータ31は、ロータ21と対向するように配置されている。

0023

ステータ31は、ステータコア32を有する。ステータコア32は、内燃機関12のボディ13に固定されている。ステータ31は、ステータコア32に巻回されたステータコイル33を有する。ステータコイル33は、電機子巻線を提供する。ステータコイル33は、単相巻線、または多相巻線である。ステータコイル33は、ロータ21およびステータ31を発電機または電動機として選択的に機能させることができる。ステータコイル33を形成するコイル線は、絶縁被覆によって被覆された単線導体である。コイル線は、アルミニウムまたはアルミニウム合金のようなアルミ系金属製である。

0024

ステータコア32は、磁極部34と、取付部35とを有する。磁極部34は、ステータコア32の径方向外側の部分を占める。磁極部34は、回転電機10が機能するための磁束を通すための磁路を提供する磁路部材である。磁極部34は、ステータコア32の径方向外側部分を占めるアウタコアとも呼ばれる。磁極部34は、ステータコイル33が巻かれた複数のティース部分と、複数のティース部分を磁気的に連結する内ヨーク部分とを含む。磁極部34は、電磁鋼板などの磁性金属積層体によって提供されている。

0025

取付部35は、磁極部34をボディ13に固定するための部材である。取付部35は、円筒状である。取付部35は、磁極部34とは別体の部品である。取付部35は、磁極部34、すなわちヨーク34bの径方向内側に配置されている。取付部35は、磁極部34と連結されるためのコア連結機構と、ボディ13に固定されるための固定機構とを有する。この固定機構は取付部35の中央に設けた貫通穴を含む。固定機構はボディ13に設けた突部を有する。取付部35のボディ13への固定は、貫通穴を突部に勘合させて提供される。固定機構はインロー接続とも呼ばれる。取付部35は、磁極部34をボディ13に固定するための部材である。取付部35は、ステータコア32の径方向内側部分を占めるインナコアとも呼ばれる。

0026

固定機構は、ボディ13に設けた突部により、径方向に関して取付部35を位置決めする。固定機構は、ボディ13に設けた座部により、軸方向に関して取付部35を位置決めする。このようにボディ13に設けられた取付座は、固定機構の半部である取付部35を径方向と軸方向とに位置決めしている。ボディ13は回転軸14に対して同軸に固定されている。回転軸14を基準として、回転軸14とロータ21が同軸に配置されている。回転軸14を基準として、回転軸14、ボディ13、取付部35、および磁極部34の外径が同軸に配置される。ボディ13は、本体と、本体にインロー接続されるカバーとを有する。よって、ボディ13全体は、回転軸14に対して位置決めされている。この結果、ロータ21とステータ31とが、回転軸14の周りに同軸に配置される。

0027

回転電機10は、回転電機10と電気回路11との間における電気的な接続を提供するワイヤハーネス15を有する。ワイヤハーネス15は、ステータコイル33と電気回路11とを接続する複数の電力線を含む。電気回路11は電力線が接続される外部回路である。電力線は、回転電機10が発電機として機能するとき、ステータコイル33に誘導される電力を電気回路11に供給する。電力線は、回転電機10が電動機として機能するとき、ステータコイル33を励磁するための電力を電気回路11からステータコイル33へ供給する。

0028

図2に図示されるように、ステータ31は、ステータコイル33、磁極部34、およびインシュレータ36を含むコイル組立体31aを有する。コイル組立体31aと、取付部35とは、コイル組立体31aを組み立てる組み立て工程の後に、コイル組立体31aに取付部35を装着可能に形成されている。

0029

磁極部34は、複数のティース34aを有する。ティース34aは、突極または磁極とも呼ばれる。複数のティース34aは、放射状に延びている。ひとつのティース34aは、ロータ21と対向するひとつの外側磁極面を有する。

0030

磁極部34は、筒状のヨーク34bを有する。ヨーク34bは、複数のティース34aの間の磁束通路を提供する。ヨーク34bの径方向外側に、複数のティース34aが設けられている。複数のティース34aは、ヨーク34bから径方向外側に延び出している。ヨーク34bは、取付部35を受け入れることができる内径を有する。ヨーク34bは、複数の部分ヨーク34cの集合体である。ひとつの部分ヨーク34cは、部分円筒状の部材である。部分ヨーク34cは、周方向に配列され、互いに連結されることによってひとつのヨーク34bを提供する。図示されるように、部分ヨーク34cは、2種類の形状を有している。

0031

磁極部34は、複数の単位コア37を有する。複数の単位コア37は、わずかに形状が異なる数種類の単位コアを含んでいてもよい。図示の例では、部分ヨーク34cの2種類の形状が、単位コア37の種類を特徴付けている。複数の単位コア37は、互いに連結されることによって、ひとつの磁極部34を形成するように形成されている。複数の単位コア37の形状は、ひとつの磁極部34を形成するように計画され、設定されている。ひとつの単位コア37は、ひとつのティース34aと、部分ヨーク34cとを有する。

0032

図3に図示されるように、ひとつの単位コア37は、ティース34aと、部分ヨーク34cとを有する。単位コア37は、電磁鋼板などの磁性金属の積層体である。ティース34aは、ステータコア32の外側面34dを提供する。複数のティース34aにより、複数の外側面34dが提供されている。部分ヨーク34cは、ステータコア32の内側面34eを提供する。複数の部分ヨーク34cの集合体によりヨーク34bが提供されるから、内側面34eは、円筒内面である。

0033

ティース34aは、周方向における幅WTHを有する。ヨーク34bは、径方向における幅WYKを有する。幅WTHは、幅WYKより大きく(WTH>WYK)形成されている。比較的小さい幅WYKは、高価な電磁鋼板の使用量の抑制に貢献する。取付部35は、磁束通路としても機能する場合がある。

0034

図2戻り、ステータコイル33は、複数のティース34aに装着されている。ステータコイル33は、複数の単位コイル33aを有する。ひとつの単位コイル33aは、ひとつのティース34aに装着されている。ひとつの単位コイル33aは、ひとつのティース34aの上において巻かれている。複数の単位コイル33aのそれぞれは、単位コイル33aから延び出すコイル素線の延び出し部分を有する。

0035

ステータコイル33は、接続部材33bを有する。接続部材33bは、複数の単位コイル33aを電気的に接続している。例えば、接続部材33bは、複数の単位コイル33aを3相スター回路、または3相デルタ回路を形成するように接続する。

0036

接続部材33bの一部または全部は、ステータコイル33を形成するコイル素線によって提供することができる。接続部材33bは、コイル素線とは別体の導電部材、例えばバスバーによって提供されてもよい。接続部材33bは、はんだ付け、または溶接などの複数の接合部を有していてもよい。接続部材33bがコイル素線によって提供される場合、複数の単位コイル33aの一部または全部は、接続部材33bを通過するコイル素線によって接続されていてもよい。接続部材33bは、ステータコイル33のための外部接続用リード線を備えている。

0037

取付部35は、専ら、磁極部34を固定するための部材として計画され、設計されている。取付部35は、例えばアルミニウムまたは鉄などの金属製、または樹脂製である。取付部35の材質は、ステータ31の軽量化に貢献できる材料から選定されてもよい。取付部35は、筒状の本体35aを有する。本体35aは、ヨーク34bの内側に挿入され、配置される。本体35aは、外側面35bを有する。

0038

取付部35は、本体35aの軸方向の一端から径方向外側に突出する外フランジ35cを有する。外フランジ35cは、軸方向に関してヨーク34bと重複するように形成され、位置付けられる。外フランジ35cは、磁極部34を保持する。外フランジ35cは、磁極部34を軸方向に押さえつけるために利用することができる。

0039

取付部35は、中央に貫通穴35dを有する。取付部35は、ボルト16の頭部を受け入れ、ボルト16の頭部を受ける座部を提供するための複数の凹部35eを有する。凹部35eは、外フランジ35cが設けられた一端から、軸方向に凹んでいる。さらに、取付部35は、ボルト16を配置するための貫通穴35fを有する。ボルト16が締め付けられることにより、取付部35はボディ13に向けて締め付けられる。この締付け力は、外フランジ35cを経由して、磁極部34をボディ13に向けて押し付けるように作用する。

0040

ステータコア32とステータコイル33との間にはインシュレータ36が配置されている。インシュレータ36は、電気絶縁性の樹脂製である。インシュレータ36は、ステータコイル33を巻くためのボビンでもある。インシュレータ36の一部は、ティース34aの径方向外側端部と径方向内側端部とに位置づけられることによって、ボビンのフランジ部を提供する。

0041

コイル組立体31aは、複数の単位ステータ38を有する。複数の単位ステータ38は、環状に配置され、隣接する他の単位ステータ38と連結されることによってコイル組立体31aを提供する。ひとつの単位ステータ38は、少なくとも部分ヨーク34cにおいて他の単位ステータ38と連結されている。ひとつの単位ステータ38は、ステータコイル33において、および/またはインシュレータ36において他の単位ステータ38と連結されていてもよい。複数の単位ステータ38は、複数の部分ヨーク34cの間において、回転電機として必要な磁束が通過するように磁気的に連結されている。複数の単位ステータ38は、複数の部分ヨーク34cの間において、互いに分離しないように機械的に連結されている。複数の単位ステータ38は、複数の単位コイル33aの間において、電気的に連結されている。

0042

ひとつの単位ステータ38は、ひとつの単位コイル33a、ひとつの単位コア37、およびその単位コア37に属するインシュレータ36の一部を有する。ひとつの単位ステータ38は、ひとつのティース34aとひとつの部分ヨーク34cとを有する。ひとつの単位ステータ38において、ひとつの単位コア37には、インシュレータ36の一部が分離不能に装着されている。ひとつの単位ステータ38において、ひとつの単位コア37には、ひとつの単位コイル33aが分離不能に装着されている。

0043

図4において、磁極部34を形成する複数の金属板34fが図示されている。複数の金属板34fは、ティース34aを提供している。よって、複数の金属板34fは、外側面34dと内側面34eとを提供している。磁極部34は、エンドプレート34gを有する。エンドプレート34gは、ヨーク34bの端部に設けられている。エンドプレート34gは、金属板34fと接合されている。エンドプレート34gは、取付部35に連結されていてもよい。

0044

図4および図5に図示されるように、取付部35の本体35aと、磁極部34のヨーク34bとの間には、隙間G32が設けられている。隙間G32は、内側面34eと、外側面35bとの間に形成されている。ヨーク34bと取付部35とは周方向に関して全周においてヨーク34bと取付部35との間に隙間G32を形成している。本体35aは、外側面35bによって外径D35bを規定している。内側面34eの内径D34eは、外側面35bの外径D35bより大きい。内径D34eと外径D35bとの間の差は、磁極部34および取付部35の想定されうる熱膨張および熱収縮が発生したとしても、隙間G32が形成されるように設定されている。

0045

隙間G32は、複数の単位ステータ38の径方向位置の調節を許容する。隙間G32は、複数の外側面34dが円筒面上に整列するための、複数の単位ステータ38の径方向における位置調節を許容する。言い換えると、隙間G32は、複数の単位ステータ38、特に複数の単位コア37の寸法誤差を吸収しうる大きさに設定されている。隙間G32は、コイル組立体31aと取付部35との間に緩い嵌め合いを形成する。緩い嵌め合いは、コイル組立体31aと取付部35との圧入を回避する。緩い嵌め合いは、ヨーク34bの変形、すなわち磁極部34の変形を抑制するために貢献する。また、緩い嵌め合いは、複数の単位ステータ38の間を連結する構造の破損を抑制するために貢献する。例えば、複数の単位ステータ38の間を互いに固定する固定部の破損が抑制される。隙間G32は、径方向隙間とも呼ばれる。

0046

磁極部34と取付部35との間、すなわち本体35aとヨーク34bとの間には、コイル組立体31aと取付部35とを連結し、固定するコア連結部が設けられる。コア連結部は、隙間G32に付与される接着剤により形成することができる。コア連結部は、磁極部34と取付部35との間に部分的に設けられたかしめ連結部、またはボルト連結部によって提供されてもよい。コア連結部は、軸方向および周方向に関して磁極部34と取付部35とを連結する。図中にコア連結部は図示されていない。

0047

図2に戻り、周方向に関して隣接する2つの部分ヨーク34cの間には、連結部39が設けられている。連結部39は、周方向に隣接する2つの部分ヨーク34cを互いに連結している。連結部39は、複数の部分ヨーク34cを一連のヨーク34bとして互いに連結する機械的な連結部である。連結部39は、回転電機として必要な低い磁気抵抗を提供する磁気的な連結部でもある。

0048

図6は、磁極部34の内側面を示す。複数の部分ヨーク34cの間を連結するために、複数の連結部39が設けられている。ひとつの部分ヨーク34cは、その周方向の両側に連結部39を有している。ひとつの連結部39は、周方向に隣接する2つの部分ヨーク34cを連結している。すべての部分ヨーク34cが両側に連結部39を有している。これにより、周方向に沿って配置された複数の部分ヨーク34cは、複数の連結部39において機械的に環状と呼びうる環の形状に連結されている。周方向に沿って配置された複数の部分ヨーク34cは、複数の連結部39において磁気的に密な結合を提供する。

0049

連結部39は、噛合部39aを有する。噛合部39aは、周方向に隣接する2つの部分ヨーク34cを、互いに噛み合わせる。噛合部39aは、凹凸状の端部によって提供されている。噛合部39aは、凹凸部とも、歯部とも、矩形波状の端部とも呼ぶことができる。噛合部39aは、部分ヨーク34cの周方向の端部に設けられ、周方向へ突出する複数の凸部と、凸部に隣接して配置された複数の凹部とを有する。

0050

ひとつの部分ヨーク34cは、その周方向の両方の端部に、噛合部39aのための凹凸部を有する。これらの端部は、数枚の金属板34fにより提供される凸部と、他の数枚の金属板34fにより提供される凹部とによって提供されている。

0051

端部は、軸方向に沿って広がり、周方向または接線方向に面する第1端面39bを有する。第1端面39bには、複数の金属板34fの端面が露出している。第1端面39bは、凹凸部における頂面および底面に対応している。端部は、周方向に沿って広がり、軸方向に面する第2端面39cを有する。第2端面39cは、凹凸部における側面に対応している。第2端面39cは、金属板34fの広い主面によって提供されている。

0052

複数の第1端面39bと複数の第2端面39cとが交互に配列されることによって、凹凸部が形成されている。ひとつの部分ヨーク34cに設けられた凹凸部は、隣接する他の部分ヨーク34cに設けられた他の凹凸部と噛み合うように形成されている。凹凸部と、他の凹凸部とは、周方向に沿って噛み合わせられている。2つの凹凸部の噛み合いは、周方向に沿って2つの部分ヨーク34cが、噛合状態を維持しながら、近づいたり、離れたりすることを許容する。2つの凹凸部の噛み合いは、2つの部分ヨーク34c、すなわち2つの単位コア37が径方向へ相対的に移動することを許容する。

0053

隣接する2つの部分ヨーク34cに属する2つの第1端面39bは、周方向に関して対向している。これら2つの第1端面39bは、隙間G39aを形成している。隙間G39aは、少なくとも径方向に関して、複数の単位ステータ38の位置を調節することを可能とする。隙間G39aは、周方向に関して、複数の単位ステータ38の位置を調節することを可能とする。隙間G39aは、複数の外側面34dが円筒面上に整列するための、複数の単位ステータ38の径方向における位置調節を許容する。言い換えると、隙間G39aは、複数の単位ステータ38、特に複数の単位コア37の寸法誤差を吸収しうる大きさに設定されている。隙間G39aは、周方向隙間とも呼ばれる。

0054

隣接する2つの部分ヨーク34cに属する2つの第2端面39cは、軸方向に関して対向している。これら2つの第2端面39cは、軸方向に関して互いに接触しているか、または、微小な隙間を介して対向している。これら2つの第2端面39cを経由して多くの磁束が通過する。

0055

凹凸の軸方向配置は、ひとつの単位ステータ38の片側の端面に完全な凸部、または完全な凹部が少なくともひとつづつ配置される必要がある。言い換えると隣接する単位ステータ38間で完全な凹凸部の勘合が必要である。L字型組合せは望ましくない。つまり凸部または凹部の軸方向厚みは、単位ステータ38の軸方向の厚みの1/3以下となる。

0056

一方、製品出力特性、例えば電動機の発生するトルクや、発電機の起電力を考慮すると金属板34fを1枚ずつ交互に組み合わせることが良い。しかし通常、金属板34fの軸方向厚みは1mm以下であり、加工上、非常に多くの点で圧入になるから困難である。少なくとも2枚以上の金属板34fで凹部または凸部を形成し、噛み合わせるのがよい。

0057

ヨーク34bは、2種類の部分ヨーク34cの集合体である。第1の種類の部分ヨーク34cは、一連の円周上において角度RD1を占める凸部と、角度RD2を占める凹部とを有する。第1の種類の部分ヨーク34cは、軸方向の両端に凸部を有している。第2の種類の部分ヨーク34cは、周方向に関して、角度RD1の凸部と、角度RD2の凹部とを有する。第2の種類の部分ヨーク34cは、軸方向の両端に凹部を有している。

0058

図3には、第1の種類の部分ヨーク34cにおける角度RD1と角度RD2とが図示されている。角度RD1、角度RD2は、周方向における長さに置き換えて理解することができる。

0059

図6に戻り、角度RD1と、角度RD2とは、隙間G39aを提供するように設定されている。すなわち、角度RD1、角度RD2、および隙間G39aの合計が円周範囲(360°)になるように、角度RD1および角度RD2が設定されている。2n極(n:自然数)のステータ31の場合、n×RD1+n×RD2+2n×G39c=360である。言い換えると、複数の部分ヨーク34cは、周方向において複数の部分ヨーク34cが占める合計の角度範囲(n×RD1+n×RD2)が、円周範囲(360°)より小さくなるように形成されている。隙間G39cの大きさは、部分ヨーク34cの加工のために経済的に採用可能な加工精度の下で、ヨーク34bの内面に隙間G39cが形成されるように設定されている。隙間G39aは、通常1mm以下、望ましくは0.5mm以下であることが製品の特性上よい。ただし隙間G39aは0より大きい(G39a>0)。

0060

このように、噛合部39aは、ひとつの部分ヨーク34cと他の部分ヨーク34cとが、軸方向に関して重複するように、かつ、周方向に関して隙間G39aを介して対向するように形成されている。言い換えると、複数の単位コア37は、複数の部分ヨーク34cの周方向端部において、ひとつの部分ヨーク34cと他の部分ヨーク34cとが、軸方向に関して重複するように、かつ、周方向に関して隙間G39aを形成するように形成され、配置されている。しかも、ひとつの部分ヨーク34cと他の部分ヨーク34cとは、軸方向に関する重複部分において、磁束を通過させるための接近した位置関係に置かれている。

0061

連結部39は、固定部39dを有する。固定部39dは、複数の単位コア37を互いに固定している。固定部39dは、複数の単位コア37を互いに接合している。固定部39dは、複数の単位コア37を溶接する溶接部によって提供することができる。固定部39dは、噛合部39aにおいて2つの部分ヨーク34cの上を通過するように形成された溶接痕である。固定部39dは、2つの部分ヨーク34cの上を通過するレーザ溶接部である。レーザ溶接部は、噛合部39aの上を真っ直ぐに延びている。レーザ溶接部は、複数の金属板34fの積層方向に沿って延びている。レーザ溶接部は、複数の金属板34fを接合している。

0062

固定部39dは、複数の単位コア37を固定する接着材によって提供されてもよい。例えば、ステータコア32に付与された接着剤によって複数の単位コア37を固定することができる。接着剤は、複数の単位コア37の表面に付与されたコーティング層、または複数の金属板34fの間に含浸された接着層によって提供されてもよい。

0063

図7は、回転電機10の製造方法150を示す。回転電機10の製造方法のうち、ステータ31の製造方法が主として示されている。ステップ151は、複数の単位コア37を組み立てるための単位コア組み立て段階である。ステップ151では、複数の金属板34fがプレス加工によって製造され、複数の金属板34fが積層されることによって、複数の単位コア37が組み立てられる。複数の単位コア37は互いに分離しており、独立している。

0064

ステップ152では、単位コア37に、インシュレータ36と単位コイル33aとが装着される。この結果、単位ステータ38が組み立てられる。ステップ152は、複数の単位ステータ38を組み立てる単位ステータ組み立て段階である。複数の単位ステータ38は、互いに独立している。複数の単位ステータ38は、ひとつまたは複数の群を形成するように、チェーンのように連結される場合がある。

0065

ステップ152では、独立した単位コア37に単位コイル33aが装着される。よって、外突極型のステータコアに巻線する場合に比べて、巻線作業が容易である。このため、比較的巻きにくい素線を巻くことができる。または、多くのターン数の素線を巻くことができる。例えば、太いアルミニウム製の素線を高い占面率で巻くことができる。ステップ152は、複数の単位ステータ38を組み立てる段階を提供する。

0066

ステップ153−157は、コイル組立体31aを組み立てるための段階である。この段階では、複数の単位ステータ38が環状に組み合わせられる。複数の単位ステータ38は、環状に組み合わせられた後に、外側面34dが円周面に沿って位置するように、径方向および周方向に関して位置調節される。複数の単位ステータ38は、位置調節の後に、互いに固定される。

0067

ステップ153では、複数の単位ステータ38が、環状に配置される。ステップ153では、複数の単位ステータ38が、噛合部39aによって連結される。複数の単位ステータ38は、複数の部分ヨーク34cが噛合部39aにおいて連結されるように組み立てられる。ステップ153により、複数の噛合部39aが噛合状態におかれる。複数の単位ステータ38は、径方向および周方向に関して位置調節可能な状態に置かれている。

0068

複数の単位ステータ38は、径方向内側に複数の部分ヨーク34cを位置付け、径方向外側に複数の磁極面すなわち複数の外側面34dを位置づけるように配置される。複数の部分ヨーク34cは、径方向内側において互いに隣接して配置され、噛合部39aにおいて互いに噛み合わせられる。径方向外側では、複数の外側面34dがそれらの間に磁気的な極間隙間を形成するように、互いに離れて配置される。ステップ153は、複数の単位ステータ38を周方向に沿って配置し、さらに、周方向に隣接する2つの部分ヨーク34cを噛合部39aにおいて互いに噛み合わせる段階を提供する。

0069

ステップ154では、複数の外側面34dが円周面の上に位置するように、複数の単位ステータ38の位置が調節される。ここでは、噛合部39aにおける噛合状態がずらされる。例えば、ひとつの単位ステータ38は、径方向外側に向けてずらされる。このとき、両側の噛合部39aが移動を許容する。ステップ154は、複数の単位ステータ38を既定の位置に位置づける段階である。ステップ154は、噛合部39aをずらす段階でもある。ステップ154は、隙間G39aを変化させる段階でもある。隙間G39aを変化させることによって複数の単位ステータ38が既定の位置に位置付けられる。複数の単位ステータ38は、ステップ154においても依然として互いに独立している。ステップ154では、複数の外側面34dを既定の位置に位置づけるための治具を利用することができる。

0070

図8に図示されるように、治具41は、コイル組立体31aを収容しうる円筒状の部材である。治具41は、複数の外側面34dの位置を既定するための円周面を既定する内周面41aを有する。ステップ154では、コイル組立体31aを治具41の中に配置する工程154aと、複数の外側面34dを内周面41aに接触させる工程154bとが含まれている。ステップ154により、複数の外側面34dが、円周面の上に整列的に配置される。

0071

ステップ154は、複数のティース34aの外側面34dを、円周面の上に配置して位置決めする段階である。ステップ154は、噛合部39aにおいて隣接する2つの部分ヨーク34cの間を周方向に離す隙間G39aを形成する段階でもある。ステップ154は、隙間G39aを形成しながら、外側面34dを位置決めする段階でもある。ステップ154は、複数の単位ステータ38を、円周面を規定する治具41に装着する段階と、治具41に装着された状態で複数の外側面34dを円周面の上に位置決めする段階とを提供する。

0072

図7に戻り、ステップ155では、複数の単位ステータ38が互いに固定される。この実施形態では、複数の単位ステータ38は、固定部39dによって固定される。ステップ155は、固定部39dを形成する段階である。ステップ155は、複数の単位ステータ38を最終的に固定する段階である。複数の単位ステータ38は、ステップ155において、一連の一体的な部品となる。ステップ155は、噛合部39aにおけるずれを阻止する段階でもある。ステップ155は、複数の外側面34dが位置決めされた状態において、複数の部分ヨーク34cを互いに固定する段階を提供する。ステップ155は、治具41に装着された状態で複数の部分ヨーク34cを固定する段階を提供する。

0073

ステップ156では、治具41が取り去られる。ステップ156では、コイル組立体31aの内側に取付部35が装着される。取付部35は、複数の単位ステータ38が互いに連結され、かつ固定された後に装着される。取付部35は、内側面34eが区画する空洞の中に挿入される。外径D35bは、内径D34eより小さいから、取付部35は、内側面34eに強く押し付けられることなく、緩く装着される。ステップ156は、前の工程により固定されたヨーク34bの径方向内側に、ヨーク34bの内径D34eより小さい外径D35bを有している取付部35を装着する段階を提供する。取付部35は、コイル組立体31aに対して、複数の外側面34dがなす仮想の円の軸と、取付部35の軸とが同軸となるように装着される。ヨーク34bの内径D34eより、取付部35の外径D35bのほうが小さいから、複数の外側面34dと、取付部35とを同軸に調節することができる。ステップ156は、コイル組立体31a、すなわち磁極部34に与えられる応力を抑制する。この結果、固定部39dの破損が抑制される。また、外側面34dのずれが抑制される。

0074

ステップ156は、コイル組立体31aと取付部35とを固定する段階を提供する。同時に、ステップ156は、コイル組立体31aの円周、すなわち複数の外側面34dが規定する円周と、取付部35が提供する固定機構、すなわちインロー接続との同軸を図るための調整の段階でもある。外径D35bおよび内径D34eは、この調整を図れるように設定されている。外径D35bおよび内径D34eは、製造上の不可避の誤差を隙間G32により吸収できるように設定されている。

0075

ステップ157では、接続部材33bが形成される。これにより、ステータ31が完成する。ステップ158では、ロータ21およびステータ31が内燃機関12に装着される。ステップ158は、取付部35に設けられた外フランジ35cにより軸方向に関してヨーク34bを内燃機関12に向けて押える段階を提供する。これにより、回転電機10が完成する。

0076

以上に述べた実施形態によると、複数の単位ステータ38の組立体としてのステータ31が提供される。よって、巻線作業の容易化が可能となる。別の観点では、磁極部34と取付部35との間に隙間G32が設けられている。これにより、磁極部34の変形、破損が抑制される。例えば、複数の単位コア37を固定する固定部39dに与えられる応力が抑制される。この結果、磁極部34によって提供される複数の外側面34dが既定する外周面において高い真円度が得られる。別の観点では、複数の単位コア37の間には、隙間G39aが設けられている。複数の単位コア37は、部分ヨーク34cにおける噛合部39aの寸法精度に依存することなく、既定の位置に位置付けられる。よって、外周面の高い真円度が得られる。このような構造は、径方向内側にヨーク34bが配置されるアウタロータ型の回転電機10に好適である。

0077

第2実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、図5に図示されるように、内側面34eと外側面35bとが同心状に配置されている。これに代えて、内側面34eと外側面35bとは、偏心状に配置されていてもよい。

0078

図9に図示されるように、内側面34eと外側面35bとは接触部CPにおいて接触していてもよい。言い換えると、ヨーク34bと取付部35とは周方向に関してひとつの接触部CPにおいて接触している。内側面34eと外側面35bとの間には、隙間G232が形成される。ヨーク34bと取付部35とは、接触部CP以外の残部でヨーク34bと取付部35との間に隙間G232を形成している。この構成でも、外径D35bは、内径D34eより小さいから、磁極部34に与えられる応力が抑制される。

0079

第3実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、図6に図示される左右対称型の噛合部39aが採用されている。この結果、複数の部分ヨーク34cは、二種類の形状を有している。これに代えて、複数の部分ヨーク34cが同じ形状をもつように噛合部の形状を設定してもよい。

0080

図10に図示されるように、ひとつの部分ヨーク34cは、一方端で凸となり、他方端で凹となる噛合部339を有する。この実施形態によると、一種類の単位コア37により磁極部34を形成することができる。2n+1極(n:自然数)のステータはこの実施例により適用可能である。

0081

第4実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、複数の単位ステータ38が互いに独立している。これに代えて、複数の単位ステータ38は、少なくとも製造工程において、チェーンのように連結されていてもよい。

0082

図11は、ステップ153における複数の単位ステータ38を示す。複数の単位ステータ38の間には、インシュレータ36によって提供されるヒンジ状連接部445が設けられている。連接部445は、隣接する2つの単位ステータ38を連結している。ひとつのコイル組立体31aを形成するための複数の単位ステータ38のすべてが複数の連接部445によって一連の部材として連結されている。

0083

連接部445は、複数の単位コイル33aを接続する接続部材を含むことができる。接続部材は、渡り線とも呼ばれる。接続部材は、ステータコイル33を形成するコイル素線によって提供される。接続部材は、自らの塑性変形によって複数の単位ステータ38を連結した連結体にチェーンのような柔軟性を与えている。接続部材は、ステータ31の径方向外側に位置している。径方向外側の接続部材は、ステータ31の径方向内側からの巻線作業を可能とする。また、径方向外側の接続部材は、噛合部39aへの電線の噛み込みを抑制する。

0084

連接部445は、変形可能な樹脂片、または軸と軸受けとによって提供される軸受け機構によって提供することができる。連接部445は、コイル組立体31aの径方向外側に設けられている。連接部445は、コイル組立体31aの軸方向の両端部に設けられている。連接部445は、外側の磁極面としての2つの外側面34dの間に配置されている。連接部445は、2つの外側面34dの間に形成されるべき極間隙間G445に配置されている。連接部445は、所定の寸法の極間隙間G445を形成するためにも貢献する。よって、連接部445は、極間隙間G445を既定するためのスペーサでもある。

0085

連接部445は、隙間G34cを形成するように複数の単位ステータ38を連結している。隙間G34cは、ステップ152の間中、隣接する2つの部分ヨーク34cの間に形成されている。隙間G34cは、隣接する2つの部分ヨーク34cが全く接触することなく完全に離れることを可能とする。隙間G34cは、単位コイル33aを装着するために利用される。連接部445により連接される外側面34d、すなわち外側端は、単位ステータ38または単位コア37の連接端と呼ばれる。一方で、複数の単位コア37または複数の単位ステータ38は、連接部445を回動軸として回動できる。よって、複数の部分ヨーク34cは、単位コア37または単位ステータ38の自由端と呼ばれる。隙間G34cは、自由端隙間とも呼ばれる。

0086

ステップ152において、複数の単位ステータ38は、複数の連接部445を備えるように製造される。言い換えると、ステップ152は、複数の単位ステータ38を連接部445によって連接する段階を提供する。

0087

ステップ153において、複数の単位ステータ38は、連接部445による連結状態のまま、チェーンのように巻かれて、環状に組み立てられる。巻工程において、複数の部分ヨーク34cは、隙間G34cを詰めるように接近させられる。この過程で噛合部39aが噛み合わせられる。よって、複数の単位ステータ38を巻きながら、噛合部39aを噛み合わせる段階が提供される。隙間G34cは、ステップ153において、閉じられる。複数の単位ステータ38は、外側で連接されたまま、内側で噛み合わせられる。よって、連接部445が噛合部39aにおける噛合わせ障害となることがない。このため、連接部445には連接に適した形状が与えられる。噛合部39aには、噛み合いに適した形状が与えられる。さらに、連接部445は、極間隙間G445を形成する。よって、周方向に隣接する2つの外側面34dの間に連接部445を配置することにより2つの外側面34dの間に磁気的な極間隙間G445を形成する段階が提供される。

0088

ステップ154において、連接部445は、複数の外側面34dを円周面の上に配置することを可能とする。連接部445が樹脂片によって提供される場合、連接部445は、周方向に関してやや変形可能に形成することができる。例えば、樹脂片は弾性変形また塑性変形可能に形成されている。連接部445が軸と軸受け穴とによって提供される場合、大きい遊びが設けられる。例えば、周方向に沿って軸の遊びを許容する大きい軸受け穴が設けられる。

0089

この実施形態でも、外側面34dを高い真円度をもって配置しながら、ステータコアに与えられる応力を抑制可能な回転電機が提供される。しかも、生産性に優れた回転電機が提供される。また、チェーン状に連接された複数の単位ステータ38からステータ31を製造する製造方法が提供される。

0090

第5実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、連接部445が設けられている。この連接部445は、複数の単位コイル33aを接続する電線を含んでもよい。

0091

図12において、この実施形態のステータ31の外周面が展開して示されている。複数のティース34aと、複数の外周面34dとが並んでいる。それぞれのティース34aの上と、下とに、インシュレータ36の一部が見えている。複数のティース34aの間には、複数の磁気センサを含むセンサユニット547が配置されている。センサユニット547は、基準位置を検出するための磁気センサと、回転位置を検出するための複数の磁気センサとを有する。それぞれの磁気センサは、隣接するティース34aの間に設けられている。それぞれの磁気センサは、ロータ21の磁束を検出する。

0092

インシュレータ36には、連接部545が設けられている。連接部545は、コイル組立体31aの軸方向の一部に設けられている。連接部545は、センサユニット547との緩衝を避けて配置されている。連接部545は、センサユニット547が配置されないコイル組立体31aの軸方向の一方に片寄って、その一方にのみ配置されている。連接部545は、図中では、コイル組立体31aの下側にのみ配置されている。

0093

インシュレータ36の背後には単位コイル33aが位置している。さらに、連接部545の背後には接続部材533bが配置されている。接続部材533bは、コイル素線およびその接続材料を含む。接続部材533bは、ステータ31の径方向外側に位置している。接続部材533bは、ステータ31の径方向内側からの巻線作業を可能とする。また、接続部材533bは、噛合部39aへの電線の噛み込みを抑制する。接続部材533bは、コイル組立体31aの軸方向の下側にのみ配置されている。よって、反対側に配置されているセンサユニット547との緩衝が回避される。

0094

この実施形態によると、センサユニット547を有する回転電機に採用可能な回転電機、そのステータ、およびそれらの製造方法が提供される。特開2016−111917号または特開2016−77081号の記載は、センサユニットの説明として参照することができ、これらの記載はセンサユニットに関するこの明細書の開示として参照により援用される。

0095

他の実施形態
この明細書における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および/または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および/または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および/または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

0096

上記実施形態では、回転電機として内燃機関用回転電機が例示されている。しかし、この開示は、内燃機関用回転電機に限定されない。この開示は、送風機用電動機など多様な電動機に適用可能である。この開示は、水力風力など多様な発電機に適用可能である。さらに、上記実施形態では、電動発電機が例示されている。これに代えて、開示は、電動機に、または発電機に適用可能である。

0097

開示は、単相または多相のステータコイル33を有する回転電機に及ぶ。例えば、この開示は、スター結線デルタ結線など、多様な結線形状にも適用可能である。加えて、この開示は、ひとつの相の中に、電気角が異なる複数のコイルを含む回転電機に適用可能である。また、ステータコア32は、複数のティース34aが等ピッチに配置された構造に限られない。複数のティース34aは、角度RD1、RD2を調整することによって、例えば、異なる数種類の角度RD1、RD2をもつ数種類の単位コア37を備えることによって、不等ピッチに配置されてもよい。

0098

上記実施形態では、ステータコイル33を形成するコイル線は、アルミニウム系金属である。これに代えて、コイル線は、多様な導体材料によって形成することができる。例えば、コイル線は、銅製または銅合金製でもよい。また、ステータコイル33を形成する一部のコイル線をアルミニウム系金属製とし、他の一部を銅系金属製としてもよい。

0099

10回転電機、 11電気回路、 12内燃機関、 13 ボディ、
14回転軸、 15ワイヤハーネス、 16ボルト、 21ロータ、
22ロータコア、 23永久磁石、 31ステータ、
32ステータコア、 33ステータコイル、 33a単位コイル、
34磁極部、 34aティース、 34bヨーク、
34c部分ヨーク、 34d 外側面、 34e 内側面、
35取付部、 36インシュレータ、 37単位コア、
38 単位ステータ、 39、339 連結部、
39a 噛合部、 39b 第1端面、 39c 第2端面、 39d 固定部、
41治具、 41a内周面、 445、545連接部、
D34e外径、 D35b内径、 G32、G232 隙間(径方向隙間)、
G34c 隙間(自由端隙間)、 G39a 隙間(周方向隙間)。

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