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公開番号2021087282
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210603
出願番号2019214099
出願日20191127
発明の名称電機子
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02K 1/18 20060101AFI20210507BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】分割構造を有する電機子において組み付け性を優れたものとしつつ、電機子巻線を安定的に保持する。
【解決手段】固定子コア722は、ヨーク741とティース742とを有している。ヨーク741及び固定子ホルダ723は、周方向に所定間隔で設けられ径方向に開口する複数の貫通孔743,754を有している。ティース742は、固定子巻線721が巻装されるコイル巻装部745と、径方向一端側に設けられた挿入部746と、径方向他端側に設けられた鍔部747とを有し、貫通孔743,754に対して径方向に挿入部746が挿入され径方向内側に突出した状態でヨーク741及び固定子ホルダ723に組み付けられている。固定子巻線721は、ティース742においてコイル巻装部745に巻装され、かつ鍔部747によりヨーク741側に押圧された状態で設けられている。
【選択図】 図80
特許請求の範囲【請求項1】
多相の電機子巻線(721)と、前記電機子巻線を保持する巻線保持部材(722,723)とを有する電機子(720)であって、
前記巻線保持部材は、筒状をなす筒状部材(741,723)と、複数の歯状部材(742)とを有し、
前記筒状部材は、周方向に所定間隔で設けられ径方向に開口する複数の被挿入部(743,754)を有し、
前記歯状部材は、前記電機子巻線が巻装される中間部(745)と、径方向一端側に設けられ前記被挿入部に挿入される挿入部(746)と、径方向他端側に設けられた鍔部(747)とを有し、前記被挿入部に対して径方向に前記挿入部が挿入され径方向内側又は径方向外側に突出した状態で前記筒状部材に組み付けられており、
前記電機子巻線は、前記歯状部材において前記中間部に巻装され、かつ前記鍔部により前記筒状部材の側に押圧された状態で設けられている電機子。
続きを表示(約 1,300 文字)【請求項2】
前記歯状部材において前記挿入部は、所定の締め代で前記被挿入部に圧入されている請求項1に記載の電機子。
【請求項3】
前記筒状部材の前記被挿入部は径方向に貫通する貫通孔(743)であり、
前記歯状部材の前記挿入部は、その先端が前記電機子巻線とは逆側で前記貫通孔から露出し、その先端側で前記筒状部材に固定されている請求項1に記載の電機子。
【請求項4】
前記筒状部材は、冷却機能を有する放熱ハウジングである請求項1〜3のいずれか1項に記載の電機子。
【請求項5】
前記筒状部材は、冷媒を流通させる冷媒通路(753)を有し、
前記筒状部材において前記被挿入部は前記冷媒通路に通じる連通孔(743,754)であり、
前記歯状部材は、前記挿入部が前記冷媒通路内を流れる冷媒に接触可能となる状態で設けられている請求項1〜4のいずれか1項に記載の電機子。
【請求項6】
前記筒状部材は、電機子コア(722)を構成するヨーク(741)であり、
前記ヨークは、圧粉磁心により構成されている請求項1〜5のいずれか1項に記載の電機子。
【請求項7】
前記歯状部材は、電機子コア(722)を構成するティース(742)であり、
前記ティースは、積層鋼板により構成されている請求項1〜6のいずれか1項に記載の電機子。
【請求項8】
前記歯状部材は、非磁性体により構成されている請求項1〜6のいずれか1項に記載の電機子。
【請求項9】
前記歯状部材において、前記鍔部は、周方向の先端部から径方向において前記筒状部材の側に延びる延出部(771)を有している請求項1〜8のいずれか1項に記載の電機子。
【請求項10】
前記電機子巻線は、相ごとの相巻線として設けられ導線材(CR)を多重に巻回して構成された複数の部分巻線(731)を有しており、
前記部分巻線は、短節集中巻コイルであり、
前記歯状部材は、前記部分巻線の中空部(734)に挿通させた状態で設けられている請求項1〜9のいずれか1項に記載の電機子。
【請求項11】
前記電機子巻線は、相ごとの相巻線として設けられ導線材を多重に巻回して構成された複数の部分巻線(781)を有しており、
前記部分巻線は、周方向に所定間隔を離して設けられる一対の中間導線部(782)と、軸方向一端側及び他端側に設けられ前記一対の中間導線部を環状に接続する渡り部(783)とを有し、
前記部分巻線における前記一対の中間導線部の間に、他相の前記部分巻線における前記一対の中間導線部のうち一方の中間導線部が配置されることで、各相の前記中間導線部が周方向に所定順序で並べられており、
前記筒状部材は、周方向に並ぶ前記各中間導線部の間となる位置に前記被挿入部を有し、
前記各中間導線部は、前記歯状部材により前記筒状部材の側に押圧された状態で設けられている請求項1〜9のいずれか1項に記載の電機子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
この明細書における開示は、回転電機の電機子に関する。
続きを表示(約 4,500 文字)【背景技術】
【0002】
従来、周方向に極性が交互となる複数の磁極を有する磁石部を含む界磁子と、多相の電機子巻線を有する電機子と、を備える回転電機が知られている。また、例えば特許文献1には、環状のヨークと複数のティースとを有する電機子コアにおいて、ヨークに、軸方向に延在する嵌合溝が設けられ、その嵌合溝にティースの嵌合部が嵌合される構成が開示されている。より具体的には、ヨークは周方向に複数に分割された分割ヨークであり、その分割ヨークに、径方向内側に開口し、かつ径方向外側(溝奥側)で幅広となる嵌合溝が形成されている。そして、ティースにコイル(集中巻コイル)を巻装した状態でティースの基端部がヨークの嵌合溝に軸方向に挿入されることにより、ティース及びコイルがヨークに一体化されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2016−211417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、上記特許文献1に開示された技術では、ヨークに対するティースの固定が軸方向で行われるため、コイルは、ティースに予め巻装された状態でヨークに組み付けられる。この場合、ティースは、電機子コアの軸長分の距離で嵌合させつつ移動させる必要があり、その組み付けが困難になることが懸念される。例えばヨーク及びティースが電磁鋼板を積層した積層構造である場合には、多層の積層鋼板を横切る向きでティースが嵌合されるため、その組み付けが一層困難になることが考えられる。
【0005】
また、コイル付きのティースをヨークに嵌合させる際には、ヨークとコイルとの間に組み付け代(隙間)が必要となる。そのため、ティース(電機子コア)によるコイルの保持が安定的に行われないおそれがある。
【0006】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、分割構造を有する電機子において組み付け性を優れたものとしつつ、電機子巻線を安定的に保持することができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この明細書における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。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。
【0008】
手段1は、
多相の電機子巻線と、前記電機子巻線を保持する巻線保持部材とを有する電機子であって、
前記巻線保持部材は、筒状をなす筒状部材と、複数の歯状部材とを有し、
前記筒状部材は、周方向に所定間隔で設けられ径方向に開口する複数の被挿入部を有し、
前記歯状部材は、前記電機子巻線が巻装される中間部と、径方向一端側に設けられ前記被挿入部に挿入される挿入部と、径方向他端側に設けられた鍔部とを有し、前記被挿入部に対して径方向に前記挿入部が挿入され径方向内側又は径方向外側に突出した状態で前記筒状部材に組み付けられており、
前記電機子巻線は、前記歯状部材において前記中間部に巻装され、かつ前記鍔部により前記筒状部材の側に押圧された状態で設けられている。
【0009】
上記構成の電機子では、巻線保持部材の筒状部材に周方向に所定間隔で複数の被挿入部が設けられており、その被挿入部に、径方向から挿入され径方向内側又は径方向外側に突出した状態で歯状部材が組み付けられている。より具体的には、筒状部材の被挿入部に対して、歯状部材の径方向一端側に設けられた挿入部が挿入されることで、歯状部材が組み付けられている。この場合、筒状部材に対して歯状部材が径方向に組み付けられる構成となっているため、軸方向の組み付けが行われる構成に比べて、組み付けを容易に行うことができる。例えば筒状部材としてバックヨークを想定する場合、そのバックヨークの径方向厚さは軸長よりも小さいことが考えられ、歯状部材の組み付けを容易に行うことができる。しかもこの場合、筒状部材に対する歯状部材の固定を、歯状部材の軸方向全体にわたり行うことができ、安定的な固定も実現できる。
【0010】
また、電機子巻線は、歯状部材の中間部に巻装され、かつ鍔部により筒状部材の側に押圧された状態で設けられている。この場合、筒状部材に対して歯状部材が径方向に組み付けられ、その状態で歯状部材の鍔部により電機子巻線が筒状部材の側に押圧されるため、電機子巻線の組み付けにおいて余分な組み付け代が不要であり、電機子巻線を安定状態で組み付けることができる。その結果、分割構造を有する電機子において組み付け性を優れたものとしつつ、電機子巻線を安定的に保持することができる。
【0011】
手段2では、手段1において、前記歯状部材において前記挿入部は、所定の締め代で前記被挿入部に圧入されている。
【0012】
上記構成によれば、筒状部材の被挿入部に対して歯状部材を径方向から組み付ける場合において、歯状部材の固定を容易に実施できる。なお、筒状部材の被挿入部と歯状部材の挿入部とは、挿入先端側ほど幅狭となるテーパ状に形成されているとよい。
【0013】
手段3では、手段1において、前記筒状部材の前記被挿入部は径方向に貫通する貫通孔であり、前記歯状部材の前記挿入部は、その先端が前記電機子巻線とは逆側で前記貫通孔から露出し、その先端側で前記筒状部材に固定されている。
【0014】
上記構成によれば、歯状部材の挿入部は、筒状部材の貫通孔に挿入され、筒状部材の径方向内外のうち電機子巻線とは逆側で筒状部材に固定されている。この場合、筒状部材の径方向内外のうち電機子巻線とは逆側に露出した状態で歯状部材を固定する構成であるため、その固定を容易に実施できる。
【0015】
より具体的には、例えば溶接、溶着、接着等により歯状部材の挿入部を固定するとよい。又は、歯状部材の挿入部に、スナップフィット状の係止部を設けた構成であってもよい。
【0016】
手段4では、手段1〜3のいずれかにおいて、前記筒状部材は、冷却機能を有する放熱ハウジングである。
【0017】
上記構成では、歯状部材を筒状部材に直接組み付けることで、筒状部材の冷却機能により電機子巻線の放熱を行わせることができる。なお、放熱ハウジングの冷却機能は、内部通路を流れる液状冷媒又はガス冷媒による冷却機能や、放熱フィンによる冷却機能であるとよい。
【0018】
手段5では、手段1〜4のいずれかにおいて、前記筒状部材は、冷媒を流通させる冷媒通路を有し、前記筒状部材において前記被挿入部は前記冷媒通路に通じる連通孔であり、前記歯状部材は、前記挿入部が前記冷媒通路内を流れる冷媒に接触可能となる状態で設けられている。
【0019】
上記構成では、筒状部材の連通孔(被挿入部)が冷媒通路に通じており、歯状部材の挿入部が冷媒通路内の冷媒に接触可能となっている。この場合、歯状部材が冷媒により直接冷却され、ひいては電機子巻線の冷却を好適に実施することができる。
【0020】
手段6では、手段1〜5のいずれかにおいて、前記筒状部材は、電機子コアを構成するヨークであり、前記ヨークは、圧粉磁心により構成されている。
【0021】
筒状部材としての電機子コアのヨークを圧粉磁心により構成し、その圧粉磁心からなるヨークに、周方向に複数の被挿入部を設けるようにした。この場合、電機子コアにおける渦電流低減を図りつつ、被挿入部として貫通孔や凹部といった特定形状を有するヨークを容易に形成することが可能となっている。
【0022】
手段7では、手段1〜6のいずれかにおいて、前記歯状部材は、電機子コアを構成するティースであり、前記ティースは、積層鋼板により構成されている。
【0023】
上記構成によれば、歯状部材としての電機子コアのティースが、積層構造を有する積層鋼板により構成されているため、電機子コアにおける渦電流損を抑制できる。なお、積層鋼板として、損失の少ない電磁鋼板材や安価なSPCC材を用いることが可能である。
【0024】
手段8では、手段1〜6のいずれかにおいて、前記歯状部材は、非磁性体により構成されている。
【0025】
歯状部材を非磁性体により構成することで、コギングトルクやトルクリプルを低減できる。
【0026】
手段9では、手段1〜8のいずれかにおいて、前記歯状部材において、前記鍔部は、周方向の先端部から径方向において前記筒状部材の側に延びる延出部を有している。
【0027】
電機子巻線が、歯状部材の鍔部により径方向に押圧された状態で設けられる構成では、電機子巻線が周方向に変形することが懸念される。この点、鍔部に、周方向の先端部から径方向において筒状部材の側に延びる延出部を設けたことにより、電機子巻線の周方向への変形を抑制することができる。
【0028】
手段10では、手段1〜9のいずれかにおいて、前記電機子巻線は、相ごとの相巻線として設けられ導線材を多重に巻回して構成された複数の部分巻線を有しており、前記部分巻線は、短節集中巻コイルであり、前記歯状部材は、前記部分巻線の中空部に挿通させた状態で設けられている。
【0029】
上記構成によれば、短節集中巻コイルからなる部分巻線を、筒状部材に対して歯状部材により好適に組み付けることができる。
【0030】
手段11では、手段1〜9のいずれかにおいて、前記電機子巻線は、相ごとの相巻線として設けられ導線材を多重に巻回して構成された複数の部分巻線を有しており、前記部分巻線は、周方向に所定間隔を離して設けられる一対の中間導線部と、軸方向一端側及び他端側に設けられ前記一対の中間導線部を環状に接続する渡り部とを有し、前記部分巻線における前記一対の中間導線部の間に、他相の前記部分巻線における前記一対の中間導線部のうち一方の中間導線部が配置されることで、各相の前記中間導線部が周方向に所定順序で並べられており、前記筒状部材は、周方向に並ぶ前記各中間導線部の間となる位置に前記被挿入部を有し、前記各中間導線部は、前記歯状部材により前記筒状部材の側に押圧された状態で設けられている。
(【0031】以降は省略されています)

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