JP5501840B2

JP5501840B2 - 回転電機

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Publication number: JP5501840B2
Application number: JP2010094751A
Authority: JP
Inventors: 隆一瀧口; 晃裕大穀; 孝教小松
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-04-16
Filing date: 2010-04-16
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2030-04-16
Also published as: JP2011229225A

Description

この発明は、回転電機に関し、特に回転電機の固定子構造に関するものである。

従来の回転電機の固定子は、円環状に打ち抜かれた複数枚のコアシートを積層して作製された固定子コアに、予め導体線を巻き取って作製された巻線をスロット部に挿入して構成されていた。
しかし、このような円環状の固定子コアに巻線を巻装する方法では、導体線のスロット部内での整列が悪くなるため、導体線の長さが長くなり巻線の抵抗が増加する、また導体線の占積率が低下するという問題があった。さらに、巻線のコイルエンドが固定子コアの端面から大きくはみ出すため、回転電機の体格が大きくなるという問題もあった。

これに対し、導体線を円環状の固定子コアに内周側から巻くことも考えられるが、固定子コアの内部が限られたスペースであるため、導体線を巻くのに非常に時間がかかり、コストアップになってしまう。さらに、導体線の径が太い場合には、巻回できない。

このような状況を鑑み、巻線部を備え直列状に連結された複数のコアシートを積層してコア直列体を作製し、導体線を巻き取って作製された巻線を複数の巻線部に巻装し、その後コア直列体を円環状に曲げ、円環状に曲げられたコア直列体の両端部を突き合わせてレーザ溶接し、固定子を製造する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−１６４０８０号公報

しかし、特許文献１に記載された従来の固定子の製造方法では、円環状に曲げられたコア直列体の両端部を突き合わせて溶接しているので、コア直列体の端部同士の溶接部に隙間や変形が生じやすく、固定子コアの真円度が悪化するという課題があった。
さらに、特許文献１に記載された従来の固定子の製造方法では、巻線部を備えるコアシートを平板の幅方向に１列に並んだ状態で打ち抜いているので、プレス加工機の制約上、１列に打ち抜かれる巻線部の個数が制限される。そこで、径が大きな固定子を特許文献１に記載された製造方法で製造する場合、固定子コアの周方向長さを複数に分割した長さの分割コア直列体を作製し、分割コア直列体の端部同士を溶接などにより連結して所望の長さのコア直列体を作製することになる。そこで、分割コア直列体の端部同士の溶接箇所が増えるので、固定子コアの真円度の悪化が顕著となる。

この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ピース積層体の端部同士を回動可能に複数連結して直列状のティースブロックを構成し、ティースブロックの端部同士を回動可能に複数連結して円環状の固定子コアを構成し、ティースブロックの端部同士の溶接に起因する隙間や変形の発生を抑え、固定子コアの真円度を高めることができる回転電機を得ることを目的とする。

この発明による回転電機は、シャフトに固着されて回転可能に配設される回転子と、コアバック部、およびティース部からなる複数枚のＴ字状のピースを積層一体化して作製された複数個のピース積層体が、該コアバック部の積層部の周方向の端部同士を半円形の嵌合凸部と半円形の被嵌合凹部との嵌め合いにより回動可能に連結して構成されたティースブロックを複数有し、該ティースブロックを円環状に配列してなるティースブロック列を軸方向に複数層積層して構成された固定子コア、および該固定子コアに巻装された固定子コイルを有し、上記回転子を囲繞するように同軸に配設される固定子と、を備えている。そして、上記ティースブロックを構成する複数個のピース積層体は、周方向に隣り合う上記コアバック部の積層部の一方の積層部の端部に形成された上記嵌合凸部と他方の積層部の端部に形成された上記嵌合凸部とが積層方向に混在するように構成され、積層方向に混在する上記嵌合凸部を、該嵌合凸部の半円形の中心周りに回動可能に、かつ周方向および径方向の移動を規制されて連結されている。さらに、周方向に隣り合う上記ティースブロック対の少なくとも一対は、周方向に隣り合う上記コアバック部の積層部の一方の積層部の端部に形成された上記嵌合凸部と他方の積層部の端部に形成された上記嵌合凸部とが積層方向に混在するように構成され、積層方向に混在する上記嵌合凸部の半円形の中心にあけられた連結穴に連結ピンを挿通して、該中心周りに回動可能に連結されている。さらにまた、周方向に隣り合う上記ティースブロック対の残る対は、周方向に隣り合う上記コアバック部の積層部の一方の積層部の端部に形成された上記嵌合凸部と他方の積層部の端部に形成された上記嵌合凸部とが積層方向に混在するように構成され、積層方向に混在する上記嵌合凸部を、該嵌合凸部の半円形の中心周りに回動可能に、かつ周方向および径方向の移動を規制されて連結されている。

この発明によれば、周方向に隣り合うティースブロック対の少なくとも一対が、周方向に隣り合うコアバック部の積層部の一方の積層部の端部に形成された嵌合凸部と他方の積層部の端部に形成された嵌合凸部とが積層方向に混在するように構成され、積層方向に混在する嵌合凸部の半円形の中心にあけられた連結穴に連結ピンを挿通して、該中心周りに回動可能に連結されているので、溶接を用いることなくティースブロックを円環状に配列してなる固定子コアを作製できる。そこで、ティースブロックの端部同士の溶接に起因する隙間や変形の発生が抑えられ、固定子コアの真円度が高められる。

この発明の実施の形態１に係る回転電機の構成を示す縦断面図である。この発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される固定子を軸方向から見た端面図である。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。この発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される固定子コアを構成する分割コアを示す断面図である。この発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される固定子コアを構成する分割コアの構成を説明する図である。この発明の実施の形態２に係る回転電機に適用される固定子コアを構成する分割コアを示す断面図である。この発明の実施の形態３に係る回転電機に適用される固定子コアを構成する分割コアを径方向外方から見た図である。この発明の実施の形態４に係る回転電機に適用される固定子コアを構成する分割コアを示す断面図である。この発明の実施の形態５に係る回転電機に適用される固定子コアを構成する分割コアを軸方向から見た図である。この発明の実施の形態５に係る回転電機に適用される固定子コアを構成する分割コアを径方向外方から見た図である。

以下、本発明による回転電機の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の構成を示す縦断面図、図２はこの発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される固定子を軸方向から見た端面図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図、図４はこの発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される固定子コアを構成する分割コアを示す断面図、図５はこの発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される固定子コアを構成する分割コアの構成を説明する図である。なお、図３および図４中、一点鎖線はティースの周方向中心位置を示している。

図１および図２において、回転電機１は、回転子コア９がその軸心位置に挿通されたシャフト１０に固定されて構成された回転子８と、円環状の固定子コア１２、および固定子コア１２に巻装された固定子コイル１３を有する固定子１１と、回転子８が収納される椀状の第１および第２ブラケット２，３と、磁性材料で円筒状に作製され、固定子１１が支持されるフレーム４と、を備えている。軸受５が、第１および第２ブラケット２，３の軸方向内側から軸受５の端面に宛がわれた端板６に、第１および第２ブラケット２，３に軸方向外側から挿通された固定用ねじ７を締着して、第１および第２ブラケット２，３の軸心位置に装着されている。

回転子８は、第１および第２ブラケット２，３に装着された軸受５にシャフト１０を支持されて、第１および第２ブラケット２，３内に回転可能に配設されている。
固定子１１は、第１および第２ブラケット２，３に軸方向両側から支持されたフレーム４に内嵌状態に嵌合され、回転子８を囲繞するように同軸に配設されている。

つぎに、固定子コア１２の構造について説明する。
固定子コア１２は、図２に示されるように、２つの分割コア３０を連結ピン１８により回動可能に連結して円環状に構成されている。分割コア３０は、後述するようにピース積層体３７（３７Ａ〜３７Ｄ）を周方向および軸方向に配列して構成されている。
分割コア３０は、図３に示されるように、第１ティースユニット３１と第２ティースユニット３２とを軸方向に連結して構成されている。
第１ティースユニット３１は、図３および図４の（ａ）に示されるように、２つの第１ティースブロック３４を直列状に配列し、連結ピン１９を連結穴２５に挿通して、回動可能に連結して構成されている。第２ティースユニット３２は、図３および図４の（ｂ）に示されるように、第１ティースブロック３４と第２ティースブロック３５と第３ティースブロック３６とを直列状に配列し、連結ピン１９を連結穴２５に挿入して回動可能に連結して構成されている。

つぎに、第１ティースブロック３４の構造について図５を参照しつつ説明する。
まず、第１ティースブロック３４は、それぞれティース部２１とコアバック部２２とからなるＴ字状の第１乃至第７打ち抜きピース２０Ａ〜２０Ｇを多数枚積層して構成されている。なお、第１乃至第７打ち抜きピース２０Ａ〜２０Ｇは磁性鋼板や電磁鋼板などの磁性薄板から打ち抜かれる。

第１打ち抜きピース２０Ａは、図５の（ａ）に示されるように、半円形の凸状の嵌合凸部２３がコアバック部２２の周方向一側に形成され、半円形の凹状の被嵌合凹部２４がコアバック部２２の周方向他側に形成されている。連結穴２５が、嵌合凸部２３に穿設されている。嵌合凸部２３の半円形の半径は、被嵌合凹部２４の半円形の半径に略一致している。なお、連結穴２５は、連結ピン１８，１９の外径より僅かに大きい内径に形成されている。
第２打ち抜きピース２０Ｂは、図５の（ｂ）に示されるように、嵌合凸部２３がコアバック部２２の周方向一側に形成され、被嵌合凹部２４がコアバック部２２の周方向他側に形成されている。円形の連結凸部２６が、嵌合凸部２３の表面に突設されている。さらにまた、連結凹部が、図示していないが、嵌合凸部２３の裏面に、連結凸部２６と同軸に、かつ連結凸部２６の外径より僅かに大きい内径に凹設されている。

第３打ち抜きピース２０Ｃは、図５の（ｃ）に示されるように、嵌合凸部２３がコアバック部２２の周方向両側に形成されている。連結穴２５が、周方向一側の嵌合凸部２３に穿設されている。連結凸部２６が、周方向他側の嵌合凸部２３の表面に突設され、連結凹部（図示せず）が、周方向他側の嵌合凸部２３の裏面に、連結凸部２６と同軸に凹設されている。
第４打ち抜きピース２０Ｄは、図５の（ｃ）に示されるように、被嵌合凹部２４がコアバック部２２の周方向一側に形成され、嵌合凸部２３がコアバック部２２の周方向他側に形成されている。さらに、連結凸部２６が、嵌合凸部２３の表面に突設され、連結凹部（図示せず）が、嵌合凸部２３の裏面に、連結凸部２６と同軸に凹設されている。

第５打ち抜きピース２０Ｅは、図５の（ｃ）に示されるように、被嵌合凹部２４がコアバック部２２の周方向両側に形成されている。
第６打ち抜きピース２０Ｆは、図５の（ｄ）に示されるように、被嵌合凹部２４がコアバック部２２の周方向一側に形成され、嵌合凸部２３がコアバック部２２の周方向他側に形成されている。さらに、連結穴２５が、嵌合凸部２３の表面に穿設されている。
第７打ち抜きピース２０Ｇは、図５の（ｅ）に示されるように、嵌合凸部２３がコアバック部２２の周方向両側に形成されている。さらに、連結凸部２６が、周方向一側の嵌合凸部２３の表面に突設され、連結凹部（図示せず）が、周方向一側の嵌合凸部２３の裏面に、連結凸部２６と同軸に凹設されている。さらにまた、連結穴２５が、周方向他側の嵌合凸部２３に穿設されている。

ここで、第１乃至第７打ち抜きピース２０Ａ〜２０Ｇにおいて、連結穴２５の穴中心は、固定子コア１２の隣り合うティース間の周方向の中央位置、かつコアバックの径方向幅の略中央に位置し、嵌合凸部２３の半円形の中心に一致している。被嵌合凹部２４の半円形の中心は、固定子コア１２の隣り合うティース間の周方向の中央位置、かつコアバックの径方向幅の略中央に位置している。連結凸部２６の中心は、固定子コア１２の隣り合うティース間の周方向の中央位置、かつコアバックの径方向幅の略中央に位置し、嵌合凸部２３の半円形の中心に一致している。なお、連結穴２５の穴中心、嵌合凸部の半円形の中心、被嵌合凹部２４の半円形の中心、および連結凸部２６の中心が、回動中心となる。

さらに、第１乃至第７打ち抜きピース２０Ａ〜２０Ｇの周方向の両側の内周部および外周部が切りかかれてテーパ状に形成されている。そして、第１乃至第７打ち抜きピース２０Ａ〜２０Ｇの周方向の両側の内周部に形成されたテーパ部２８は、図２に示されるように、互いに接して回動を規制し、固定子コア１２が円環状となるように設定されている。ここで、第１乃至第７打ち抜きピース２０Ａ〜２０Ｇのコアバック部２２の外周面が、図５中、便宜上平坦面になっているが、実際は、組み立てられた固定子コア１２の円環状の外周面を構成するように、凸状の湾曲面に形成されている。

つぎに、図５の（ａ）に示されるように、３枚の第１打ち抜きピース２０Ａを嵌合凸部２３と被嵌合凹部２４とを嵌め合わせて１列に配列させた状態で４層積層する。ついで、１枚の第１打ち抜きピース２０Ａと２枚の第２打ち抜きピース２０Ｂとを嵌合凸部２３と被嵌合凹部２４とを嵌め合わせて１列に配列させた図５の（ｂ）に示される状態と、１枚の第３打ち抜きピース２０Ｃと１枚の第４打ち抜きピース２０Ｄと１枚の第５打ち抜きピース２０Ｅとを嵌合凸部２３と被嵌合凹部２４とを嵌め合わせて１列に配列させた図５の（ｃ）に示される状態とを、交互に２層ずつ積層する。

ついで、２枚の第４打ち抜きピース２０Ｄと１枚の第６打ち抜きピース２０Ｆとを嵌合凸部２３と被嵌合凹部２４とを嵌め合わせて１列に配列させた図５の（ｄ）に示される状態と、１枚の第５打ち抜きピース２０Ｅと１枚の第２打ち抜きピース２０Ｂと１枚の第７打ち抜きピース２０Ｇとを嵌合凸部２３と被嵌合凹部２４とを嵌め合わせて１列に配列させた図５の（ｅ）に示される状態とを、交互に２層ずつ積層する。さらに、図５の（ｆ）に示されるように、３枚の第６打ち抜きピース２０Ｆを嵌合凸部２３と被嵌合凹部２４とを嵌め合わせて１列に配列させた状態で４層積層する。

このように積層した４層ずつの積層体を積層し、軸方向に押圧しつつ、同じティース部２１が軸方向に重なる第１乃至第７抜き打ちピース２０Ａ〜２０Ｇの群をそれぞれカシメや溶接により一体化し、第１ティースブロック３４を作製する。第１ティースブロック３４は、６枚の第１打ち抜きピース２０Ａと２枚の第３打ち抜きピース２０Ｃと２枚の第４打ち抜きピース２０Ｄと２枚の第５打ち抜きピース２０Ｅと４枚の第６打ち抜きピース２０Ｆとを積層一体化したピース積層体３７Ａと、４枚の第１打ち抜きピース２０Ａと４枚の第２打ち抜きピース２０Ｂと４枚の第４打ち抜きピース２０Ｄと４枚の第６打ち抜きピース２０Ｆとを積層一体化したピース積層体３７Ｂと、４枚の第１打ち抜きピース２０Ａと２枚の第２打ち抜きピース２０Ｂと２枚の第５打ち抜きピース２０Ｅと２枚の第７打ち抜きピース２０Ｇと６枚の第６打ち抜きピース２０Ｆとを積層一体化したピース積層体３７Ｃとから構成される。

このとき、連結凸部２６が積層方向に隣接する連結凹部に嵌り込み、かつ嵌合凸部２３が被嵌合凹部２４に嵌り込み、ピース積層体３７Ａ〜３７Ｃが嵌合凸部２３の穴中心（回動中心）を中心として回動可能に連結されて直列状に配列される。

つぎに、第２ティースブロック３５の構造について説明する。
まず、２枚の第１打ち抜きピース２０Ａを嵌合凸部２３と被嵌合凹部２４とを嵌め合わせて配列させた状態で４層積層する。ついで、１枚の第１打ち抜きピース２０Ａと１枚の第２打ち抜きピース２０Ｂとを嵌合凸部２３と被嵌合凹部２４とを嵌め合わせて配列させた状態と、１枚の第３打ち抜きピース２０Ｃと１枚の第５打ち抜きピース２０Ｅとを嵌合凸部２３と被嵌合凹部２４とを嵌め合わせて配列させた状態とを、交互に２層ずつ積層する。

ついで、１枚の第４打ち抜きピース２０Ｄと１枚の第６打ち抜きピース２０Ｆとを嵌合凸部２３と被嵌合凹部２４とを嵌め合わせて配列させた状態と、１枚の第５打ち抜きピース２０Ｅと１枚の第７打ち抜きピース２０Ｇとを嵌合凸部２３と被嵌合凹部２４とを嵌め合わせて配列させた状態とを、交互に２層ずつ積層する。さらに、２枚の第６打ち抜きピース２０Ｆを嵌合凸部２３と被嵌合凹部２４とを嵌め合わせて配列させた状態で４層積層する。

このように積層した４層ずつの積層体を積層し、軸方向に押圧しつつ、同じティース部２１が軸方向に重なる第１乃至第７抜き打ちピース２０Ａ〜２０Ｇの群をそれぞれカシメや溶接により一体化し、第２ティースブロック３５を作製する。第２ティースブロック３５は、６枚の第１打ち抜きピース２０Ａと２枚の第３打ち抜きピース２０Ｃと２枚の第４打ち抜きピース２０Ｄと２枚の第５打ち抜きピース２０Ｅと４枚の第６打ち抜きピース２０Ｆとを積層一体化したピース積層体３７Ａと、４枚の第１打ち抜きピース２０Ａと２枚の第２打ち抜きピース２０Ｂと２枚の第５打ち抜きピース２０Ｅと２枚の第７打ち抜きピース２０Ｇと６枚の第６打ち抜きピース２０Ｆとを積層一体化したピース積層体３７Ｃとから構成される。

このとき、連結凸部２６が積層方向に隣接する連結凹部に嵌り込み、かつ嵌合凸部２３が被嵌合凹部２４に嵌り込み、ピース積層体３７Ａ，３７Ｃが嵌合凸部２３の穴中心（回動中心）を中心として回動可能に連結されて直列状に配列される。

つぎに、第３ティースブロック３６の構造について説明する。
まず、８枚の第１打ち抜きピース２０Ａを積層する。ついで、８枚の第６打ち抜きピース２０Ｆを積層する。
このように積層した８層ずつの積層体を積層し、軸方向に押圧しつつ、第１および第６抜き打ちピース２０Ａ，２０Ｆの群をカシメや溶接により一体化し、第３ティースブロック３６を作製する。この第３ティースブロック３６は、８枚の第１打ち抜きピース２０Ａと８枚の第６打ち抜きピース２０Ｆとを積層一体化したピース積層体３７Ｄから構成される。

そして、２つの第１ティースブロック３４を１列に配列し、連結穴２５内に連結ピン１９を挿入して、第１ティースブロック３４同士を回動可能に連結し、図４の（ａ）に示される第１ティースユニット３１が構成される。また、第２ティースブロック３５、第１ティースブロック３４、および第３ティースブロック３６を１列に配列し、連結穴２５内に連結ピン１９を挿入して、第２ティースブロック３５、第１ティースブロック３４、および第３ティースブロック３６を回動可能に連結し、図４の（ｂ）に示される第２ティースユニット３２が構成される。
ついで、連結穴２５内に連結ピン１９を挿入して、第１ティースユニット３１と第２ティースユニット３２とを軸方向に連結する。これにより、第１ティースユニット３１と第２ティースユニット３２とが、ピース積層体３７Ａ〜３７Ｄの配列方向に位置決めされ、連結ピン１９周りに回動可能に、かつ配列方向（周方向）および径方向の移動を規制されて連結され、分割コア３０が組み立てられる。

このように組み立てられた２つの分割コア３０を１列に配列し、分割コア３０の端部に形成された連結穴２５内に連結ピン１８を挿入する。これにより、２つの分割コア３０は直列状に配列され、３２枚のティース部２１を積層して構成された１２個のティースが所定のピッチで１列に配列される。そして、予め導体線を巻回して作製された巻線部１３ａをティースのそれぞれに巻装した後、２つの分割コア３０を円環状に丸め、両端の連結穴２５内に連結ピン１８を挿入し、図２に示される固定子１１が組み立てられる。このとき、隣り合うテーパ部２８が当接し、ピース積層体３７Ａ〜３７Ｄのそれ以上の回動が阻止される。これにより、１２本のティースが、３２枚のコアバック部２２の積層体を周方向に配列して構成された円環状のコアバックの内周面から、径方向内方に延出して周方向に等角ピッチで配列された固定子コア１２が作製される。また、第１ティースユニット３１と第２ティースユニット３２との軸方向の離間は、ティースに巻装された巻線部１３ａにより阻止される。さらに、所定の巻線部１３ａの端部同士を結線し、固定子コイル１３が構成される。

この実施の形態１によれば、固定子コア１２が、分割コア３０の端部に形成された連結穴２５内に連結ピン１８を挿入して２つの分割コア３０を連結して構成されている。
そこで、分割コア３０の端部同士の溶接が不要となり、固定子コア１２の真円度が高められる。また、プレス加工機の制約に影響されずに、固定子コア１２の真円度を悪化させることなく、大径の固定子コア１２を簡易に製造できる。さらに、２つの分割コア３０を直列状に配列させた状態で固定子コイル１３を装着できるので、固定子コイル１３のコイルエンドの固定子コア１２の端面からのはみ出しが抑えられ、固定子１１の小型化が図れるとともに、巻線機を用いることができ、固定子１１の量産性を高めることができる。

特許文献１に記載の固定子コアでは、巻線部を備え直列状に連結されたコアシートを積層してコア直列体を作製しているので、磁気異方性に起因するコギングトルクやトルクリップルが大きくなる。一方、この実施の形態１によれば、軸方向に積層された第１ティースユニット３１と第２ティースユニット３２の第１ティースブロック３４が周方向に１個のピース積層体３７分周方向にシフトして配列され、回し積みされている。そこで、固定子コア１２の歪みや磁気異方性が均一化されて、低減されるので、コギングトルクやトルクリップルを低減できる。

第２ティースユニット３２が、２個のピース積層体３７（３７Ａ，３７Ｃ）と１個のピース積層体３７（３７Ｄ）とを第１ティースブロック３４の周方向両側に配列して構成されている。そこで、２つの分割コア３０を直列状に配列した場合、３２枚のティース部２１を積層して構成された１２個のティースが所定のピッチで１列に配列されるので、巻線部１３ａの装着作業、即ち固定子コイル１３の装着作業が簡易となる。

なお、上記実施の形態１では、ティースブロックが３つのピース積層体により構成されているものとしているが、ティースブロックを構成するピース積層体の個数は２個以上であれば、ティースブロックを回し積みすることができる。
また、上記実施の形態１では、第２ティースユニットが第１ティースブロックを第１ティースユニットに対してピース積層体１個分周方向にシフトするものとしているが、シフト量はピース積層体１個分に限定されない。例えば、ティースブロックがＮ個（Ｎは２以上の整数）のピース積層体から構成されている場合、シフト量をピース積層体Ｍ個分（Ｍは、Ｎ＞Ｍ≧１を満足する整数）とし、（Ｎ−Ｍ）個のピース積層体とＭ個のピース積層体とをティースブロックの周方向の両側に配列させればよい。

また、上記実施の形態１では、２個のピース積層体と１個のピース積層体とを第１ティースブロックの両側に配列して構成された２つの第２ティースユニットを直列状に配列しているが、この第２ティースユニット列に代えて、３個の第１ティースブロックを直列状に配列し、その両側に２個のピース積層体と１個のピース積層体とを配列して構成されたピース積層体列を用いてもよい。この場合においても、ピース積層体列は、２つの第１ティースユニットを直列状に配列してなる第１ティースユニット列に対してピース積層体１個分周方向にシフトしており、ティースブロックを回し積みできる。

また、上記実施の形態１では、回し積みを考慮し、第１ティースユニットと第２ティースユニットとを軸方向に並べて直列状に配列するものしているが、回し積みを考慮しない場合には、第１ティースユニットを軸方向に２列にして直列状に配列してもよい。また、第１ティースユニットを構成するピース積層体の積層数を倍にして、第１ティースユニットを１列で直列状に配列してもよい。さらに、ピース積層体を回動可能に連結して直列状に配列してもよい。これらの場合、少なくとも、直列体の両端部は、嵌合穴に連結ピンを挿入して回動可能に連結することになる。

実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２に係る回転電機に適用される固定子コアを構成する分割コアを示す断面図である。なお、図６中、一点鎖線はティースの周方向中心位置を示している。

図６において、分割コア３０Ａは、連結ピン１９を連結穴２５に挿入して、第１ティースユニット３１と第２ティースユニット３２と第３ティースユニット３３とを軸方向に連結して構成されている。第３ティースユニット３３は、第３ティースブロック３６と第１ティースブロック３４と第２ティースブロック３５とを直列状に配列し、連結ピン１９を連結穴２５に挿入して回動可能に連結して構成されている。
そして、分割コア３０Ａの端部に形成された連結穴２５内に連結ピンを挿入して２つの分割コア３０Ａを連結して、固定子コアが作製される。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。

このように構成された分割コア３０Ａは、軸方向に積層された第１ティースユニット３１と第２ティースユニット３２と第３ティースユニット３３の第１ティースブロック３４が周方向にピース積層体１個分周方向にシフトして配列され、回し積みされているので、固定子コアの歪みや磁気異方性がさらに均一化され、コギングトルクやトルクリップルをさらに低減できる。

実施の形態３．
図７はこの発明の実施の形態３に係る回転電機に適用される固定子コアを構成する分割コアを径方向外方から見た図である。なお、図７中、一点鎖線はティースの周方向中心位置を示している。

図７において、分割コア３０Ｂは、第１ティースユニット３１と第２ティースユニット３２とを軸方向に連結して構成されている。そして、第１ティースユニット３１を構成するピース積層体と第２ティースユニット３２を構成するピース積層体との軸方向に接する打ち抜きピース同士が、ティースの周方向中心位置で径方向外方から溶接されている。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。

このように構成された分割コア３０Ｂは、第１ティースユニット３１と第２ティースユニット３２の軸方向に隣り合うピース積層体同士が溶接部３８により一体化される。そこで、第１ティースユニット３１と第２ティースユニット３２とを連結する連結ピン１９が不要となり、部品点数を削減できる。また、分割コア３０Ｂを一体部品として扱うことができ、固定子の組立性が高められる。
また、溶接部３８がティースの周方向中心位置でピース積層体の外周面に施されるので、溶接に起因する回転電機の特性の劣化を抑えることができる。

実施の形態４．
図８はこの発明の実施の形態４に係る回転電機に適用される固定子コアを構成する分割コアを示す断面図である。なお、図８中、一点鎖線はティースの周方向中心位置を示している。

図８において、ピース積層体３７Ａ〜３７Ｄを構成する打ち抜きピースは、分割コア３０Ｃの両端部に位置する嵌合凸部を除いて、連結凸部２６と連結凹部２７が嵌合穴に代えて嵌合凸部の表面および裏面の回動中心位置に同軸に形成されている。そして、第１ティースユニット３１および第２ティースユニット３２は、上記実施の形態１と同様に、打ち抜きピースを積層し、同じティース部が軸方向に重なる打ち抜きピースの群をそれぞれカシメや溶接により一体化して作製されている。そこで、隣り合うピース積層体３７Ａ〜３７Ｄは、連結凸部２６と連結凹部２７との嵌め合いにより、回動中心周りに回動可能に連結される。
そして、第１ティースユニット３１と第２ティースユニット３２が連結凸部２６と連結凹部２７との嵌め合いにより連結され、分割コア３０Ｃが構成される。そして、分割コア３０Ｃの直列状の両端部には分割コア連結用の連結穴２５が形成されている。

この実施の形態４によれば、分割コア３０Ｃの周方向および軸方向に隣り合うピース積層体３７Ａ〜３７Ｄを連結する連結ピン１９が不要となり、部品点数および連結工程を削減できる。

実施の形態５．
図９はこの発明の実施の形態５に係る回転電機に適用される固定子コアを構成する分割コアを軸方向から見た図、図１０はこの発明の実施の形態５に係る回転電機に適用される固定子コアを構成する分割コアを径方向外方から見た図である。なお、図９および図１０中、一点鎖線はティースの周方向中心位置を示している。

図９および図１０において、台形断面の溝形状のガイド溝４０が、ピース積層体３７を構成する打ち抜きピースの外周面のティースの周方向中心位置に凹設されている。連結部材４１は、鋼板を打ち抜いて作製され、矩形の基部４２と、基部４２の下部に延設されガイド溝４０に嵌合する嵌合部４３と、を有する。さらに、連結凸部４５が基部４２の一面に突設され、連結凹部４６が基部４２の他面に連結凸部４５と同軸に凹設されている。
ガイド溝４０が、分割コア３０Ｄの外周面のティースの周方向中心位置に軸方向に延在している。そして、２つの連結部材４１が、ガイド溝４０に軸方向から嵌着されて、第１ティースユニット３１と第２ティースユニット３２との境界を跨ぐように配置され、連結凸部４５を連結凹部４６に嵌めてカシメ固定され、第１ティースユニット３１と第２ティースユニット３２とが連結されている。

この実施の形態５によれば、第１ティースユニット３１と第２ティースユニット３２とを連結する連結ピン１９が不要となり、部品点数および連結工程を削減できる。

なお、上記各実施の形態では、固定子コアが１２本のティースを有するものとして説明しているが、ティースの本数は１２本に限定されないことは言うまでもないことである。
また、上記各実施の形態では、周方向に隣り合うピース積層体が、固定子コアの隣り合うティース間の周方向の中央、かつコアバックの径方向幅の略中央に位置する回動中心周りに回動可能に連結されているものとしているが、回動中心は、固定子コアの隣り合うティース間の周方向の中央、かつコアバックの径方向幅の略中央の位置に限定されるものではなく、隣り合うティース間のコアバック内であればよい。

８回転子、１０シャフト、１１固定子、１２固定子コア、１３固定子コイル、１８連結ピン、２０Ａ第１打ち抜きピース、２０Ｂ第２打ち抜きピース、２０Ｃ第３打ち抜きピース、２０Ｄ第４打ち抜きピース、２０Ｅ第５打ち抜きピース、２０Ｆ第６打ち抜きピース、２０Ｇ第７打ち抜きピース、２１ティース部、２２コアバック部、２３嵌合凸部、２４被嵌合凹部、２５連結穴、２６連結凸部、２７連結凹部、３４第１ティースブロック、３５第２ティースブロック、３６第３ティースブロック、３７，３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄピース積層体、３８溶接部、４０ガイド溝、４１連結部材。

Claims

シャフトに固着されて回転可能に配設される回転子と、
コアバック部、およびティース部からなる複数枚のＴ字状のピースを積層一体化して作製された複数個のピース積層体が、該コアバック部の積層部の周方向の端部同士を半円形の嵌合凸部と半円形の被嵌合凹部との嵌め合いにより回動可能に連結して構成されたティースブロックを複数有し、該ティースブロックを円環状に配列してなるティースブロック列を軸方向に複数層積層して構成された固定子コア、および該固定子コアに巻装された固定子コイルを有し、上記回転子を囲繞するように同軸に配設される固定子と、を備え、
上記ティースブロックを構成する複数個のピース積層体は、周方向に隣り合う上記コアバック部の積層部の一方の積層部の端部に形成された上記嵌合凸部と他方の積層部の端部に形成された上記嵌合凸部とが積層方向に混在するように構成され、積層方向に混在する上記嵌合凸部を、該嵌合凸部の半円形の中心周りに回動可能に、かつ周方向および径方向の移動を規制されて連結され、
周方向に隣り合う上記ティースブロック対の少なくとも一対は、周方向に隣り合う上記コアバック部の積層部の一方の積層部の端部に形成された上記嵌合凸部と他方の積層部の端部に形成された上記嵌合凸部とが積層方向に混在するように構成され、積層方向に混在する上記嵌合凸部の半円形の中心にあけられた連結穴に連結ピンを挿通して、該中心周りに回動可能に連結され、
周方向に隣り合う上記ティースブロック対の残る対は、周方向に隣り合う上記コアバック部の積層部の一方の積層部の端部に形成された上記嵌合凸部と他方の積層部の端部に形成された上記嵌合凸部とが積層方向に混在するように構成され、積層方向に混在する上記嵌合凸部を、該嵌合凸部の半円形の中心周りに回動可能に、かつ周方向および径方向の移動を規制されて連結されていることを特徴とする回転電機。
上記ティースブロックは、Ｎ個の上記ピース積層体（但し、Ｎは２以上の整数）を周方向に連結して構成され、
軸方向に隣り合うティースブロック列は、上記ティースブロックが上記ピース積層体のＭ個分（但し、ＭはＮ＞Ｍ≧１を満足する整数）周方向にシフトするように配列されていることを特徴とする請求項１記載の回転電機。
上記軸方向に隣り合うティースブロック列の一方のティースブロック列は、２つの上記ティースブロックを周方向に配列してなる第１ティースユニットを周方向に配列して構成され、他方のティースブロック列は、Ｍ個の上記ピース積層体と（Ｎ−Ｍ）個の上記ピース積層体とが上記ティースブロックの周方向両側に配列してなる第２ティースユニットを周方向に配列して構成され、
周方向に隣り合う上記第１および第２ティースユニット同士は、周方向に隣り合う上記コアバック部の積層部の一方の積層部の端部に形成された上記嵌合凸部と他方の積層部の端部に形成された上記嵌合凸部とが積層方向に混在するように構成され、積層方向に混在する上記嵌合凸部の半円形の中心にあけられた連結穴に連結ピンを挿通して、該中心周りに回動可能に連結されていることを特徴とする請求項２記載の回転電機。
軸方向に隣り合う上記ピース積層体が固定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の回転電機。
軸方向に隣り合う上記ピース積層体が溶接により固定されていることを特徴とする請求項４記載の回転電機。
軸方向に隣り合う上記ピース積層体が、該ピース積層体の相対する上記ピースに形成された連結凸部と連結凹部との嵌め合いにより固定されていることを特徴とする請求項４記載の回転電機。
ガイド溝が軸方向に隣り合う上記ピース積層体の外周面に軸方向に延設され、連結部材が上記ガイド溝に嵌合されて軸方向に隣り合う上記ピース積層体の境界に位置して、軸方向に隣り合う上記ピース積層体が固定されていることを特徴とする請求項４記載の回転電機。
シャフトに固着されて回転可能に配設される回転子と、
コアバック部、およびティース部からなる複数枚のＴ字状のピースを積層一体化して作製されたピース積層体が、該コアバック部の積層部の周方向の端部同士を半円形の嵌合凸部と半円形の被嵌合凹部との嵌め合いにより回動可能に連結されて円環状に配列された固定子コア、および該固定子コアに巻装された固定子コイルを有し、上記回転子を囲繞するように同軸に配設される固定子と、を備え、
周方向に隣り合う上記コアバックの積層部の一方の積層部の端部に形成された上記嵌合凸部と他方の積層部の端部に形成された上記嵌合凸部とが積層方向に混在するように構成され、
周方向に隣り合う上記ピース積層体の対の少なくとも一対は、積層方向に混在する上記嵌合凸部の半円形の中心にあけられた連結穴に連結ピンを挿通して該中心周りに回動可能に連結され、
周方向に隣り合う上記ピース積層体の対の残る対は、積層方向に混在する上記嵌合凸部を、該嵌合凸部の半円形の中心周りに回動可能に、かつ周方向の移動を規制されて連結されていることを特徴とする回転電機。