JP7146100B2 - ステータと回転電機、およびそれらの製造方法 - Google Patents

Description

本願は、ステータと回転電機、およびそれらの製造方法に関するものである。

回転電機の固定子（ステータ）において、ティース単位で分割した（分割コアと称されることあり）コア片同士を、軸に垂直な方向に折り曲げ自在に連結する構成のものが開示されている（例えば、特許文献１、２参照。）。ステータ内の隣り合うティース同士は、径方向の内側で近接しあうが、上記構成によれば、ティースが外径側に位置するように連結部分の角度を変えることで、隣り合うコア片に干渉せず巻回でき、コイルの占積率を向上させることができる。

特開２０００－２０１４５８号公報（段落００３２～００３６、図１～図５） 特開２００６－２５４５６９号公報（段落００４５～００５１、図５～図８）

しかしながら、特許文献１においては、連結部分で、隣接するコア片の積層鋼板同士を噛み合わせるため、２種類の積層鋼板を用意する必要があり、連結のための抜きカシメを要するなど、部材の種類の増加と工程の複雑化を招く問題があった。また、特許文献２においては、連結と回転のために、軸方向に抜き差しする機構を設けているが、ティースを外側に向けた際に、連結後に軸方向での位置ずれを防止するため、保持機構等を用意する必要があり、製造工程が煩雑となる問題があった。

本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、部品点数と製造工程を増加させることなく、高性能なステータおよび回転電機を得ることを目的としている。

本願に開示されるステータは、円弧状に延びるヨークとヨークから軸に向かって突出するティースとを形成する磁性体部、および前記ティースに巻回されたコイルを備えた複数のコア片が、前記軸を中心にして円環状に配置されたステータであって、前記円環状の配置における隣り合うコア片の間には、一方のコア片のヨーク側に設けられた前記軸に平行な方向に延びる柱状部と、他方のコア片のヨーク側に設けられた開環部とのスナップフィット結合によって、前記柱状部を中心とする回転を可能とし、軸方向での変位を規制する嵌め合い構造を有する連結部が形成され、前記開環部は前記軸方向において前記磁性体部との間に隙間を有して設けられ、前記柱状部は前記柱状部よりも径が大きな基部から延伸して設けられ、前記スナップフィット結合がなされた際、前記一方のコア片の前記基部が、前記他方のコア片の前記隙間に挟み込まれることを特徴とする。

本願に開示されるステータの製造方法は、円弧状に延びるヨークとヨークから軸に向かって突出するティースとを形成する磁性体部に、インシュレータを被せたコア片材を作成する工程、複数の前記コア片材を、前記ティースを同じ側に向け、前記ヨークの周方向における端面同士を対向させて並べ、隣り合うコア片材の間それぞれに、一方のコア片材のヨーク部分に設けられた前記軸に平行な方向に延びる柱状部を、他方のコア片材のヨーク部分に軸方向において前記磁性体部との間に隙間を有して設けられた開環部に嵌めこむスナップフィット結合によって、前記柱状部を中心とする回転を可能とし、前記軸方向での変位を規制する嵌め合い構造を有する連結部を形成する工程、前記連結部によって連結された前記複数のコア片材それぞれのティースに対して、隣り合うコア片材のティースとの角度を拡げ、線材を巻回してコイルを形成する工程、および前記コイルが形成されたコア片材を、前記ティースを内側にして円環状に連結する工程を含み、前記柱状部は前記柱状部よりも径が大きな基部から延伸して設けられ、前記スナップフィット結合がなされた際、前記一方のコア片材の前記基部が、前記他方のコア片材の前記隙間に挟み込まれることを特徴とする。

本願に開示されるもうひとつのステータの製造方法は、円弧状に延びるヨークと前記ヨークから軸に向かって突出するティースとを形成する磁性体部に、インシュレータを被せたコア片材を作成する工程、複数の前記コア片材それぞれのティースに対して、線材を巻回してコイルを形成する工程、および前記コイルが形成された複数のコア片材を、前記ティースを同じ側に向け、前記ヨークの周方向における端面同士を対向させて並べ、隣り合うコア片材の間それぞれに、一方のコア片材のヨーク部分に設けられた前記軸に平行な方向に延伸する柱状部を、他方のコア片材のヨーク部分に軸方向において前記磁性体部との間に隙間を有して設けられた開環部に嵌めこむスナップフィット結合によって、前記柱状部を中心とする回転を可能とし、前記軸方向での変位を規制する嵌め合い構造を有する連結部を形成し、前記ティースを内側にして円環状に連結する工程を含み、前記柱状部は前記柱状部よりも径が大きな基部から延伸して設けられ、前記スナップフィット結合がなされた際、前記一方のコア片材の前記基部が、前記他方のコア片材の前記隙間に挟み込まれることを特徴とする。

本願に開示されるステータ、あるいはステータの製造方法によれば、スナップフィット結合によって回転可能で軸方向の変位を規制する連結部を形成するように構成したので、部品点数と製造工程を増加させることなく、高性能なステータおよび回転電機を得ることができる。

実施の形態１にかかるステータのモールド前の外観を示す平面図である。 実施の形態１にかかるステータを構成するコア片の外観を示す斜視図である。 実施の形態１にかかるステータのコア片を構成する磁性体部の外観を示す斜視図である。 実施の形態１にかかるステータのコア片を構成するインシュレータの外観を示す斜視図である。 実施の形態１にかかるステータの磁性体部にインシュレータを装着したコア片材の外観を示す外周面側から見た側面図である。 実施の形態１にかかるステータのコア片を構成するコア片材の軸方向および径方向に平行な断面図である。 実施の形態１にかかるステータのコア片の外観を示す平面図である。 実施の形態１にかかるステータのコア片材同士を連結させた状態を示す平面図である。 実施の形態１にかかるステータの製造方法を示すフローチャートである。 実施の形態１にかかるステータを構成するコア片材を巻線加工のために連結した状態を示す平面図である。 図１１Ａ、図１１Ｂおよび図１１Ｃは、実施の形態１にかかるステータを製造する際の、連結したコア片材のそれぞれに線材を巻回する前と後の状態をそれぞれ示す平面模式図、および連結していないコア片材に線材を巻回した後の状態を示す平面模式図である。 実施の形態１で例示した圧粉成型による磁性体部を用いたステータ、および鋼板積層による磁性体部を用いたステータ、それぞれを用いて回転電機を形成した場合の形状の違いを示すための軸を含む面による断面模式図である。 実施の形態２にかかるステータのモールド前の外観を示す平面図である。 図１４Ａと図１４Ｂそれぞれは、実施の形態２にかかるステータのコア片を構成するインシュレータを異なる角度から見たときの斜視図である。 実施の形態２にかかるステータのコア片を構成するインシュレータの外観を示す平面図である。 図１６Ａと図１６Ｂそれぞれは、実施の形態２にかかるステータを製造する際の、コア片材を１段階目のスナップフィット結合で連結した状態、最終的なスナップフィット結合により連結した状態、を示す平面模式図である。 実施の形態２にかかるステータの製造方法を示すフローチャートである。

実施の形態１．
図１～図１２は、実施の形態１にかかるステータ、当該ステータを用いた回転電機の構成、あるいはステータの製造方法について説明するためのものであり、図１はステータのモールド前の外観を示す軸に垂直な面の形状を示す平面図、図２はステータを構成するコア片の外観を示す内周面側から見た斜視図、図３はコア片を構成する圧粉成型による磁性体部の外観を示す内周面側から見た斜視図、図４はコア片を構成するインシュレータの外観を示すコア片を構成した際に露出する側のうち、内周面側から見た斜視図である。

また、図５は磁性体部にインシュレータを装着したコア片材の外観を示す外周面側から見た側面図、図６は図５のＡ－Ａ線による切断面を示すコア片材の軸方向および径方向に平行な断面図、図７はコア片の外観を示す平面図、図８はコア片材同士を軸に垂直な方向でのスナップフィット結合により連結させた状態を示す平面図である。

そして、図９はステータの製造方法を示すフローチャート、図１０はステータの製造工程における、コア片材を巻線加工のためにスナップフィット結合により連結した状態を示す平面図、図１１はステータの製造工程における、図１０のように連結したコア片材のそれぞれに線材を巻回するために、巻線機にセッティングした状態（図１１Ａ）と、巻回を完了した状態（図１１Ｂ）を示す平面模式図である。なお、図１、図７、図１１において、コイルのうち、周方向での巻回部分の描画を省略している。

さらに、図１２は、例示した圧粉成型による磁性体部を用いたステータ、および鋼板積層による磁性体部を用いたステータの構成を比較するため、回転軸を境にして右半分に圧粉成型による磁性体部を用いたステータを使用した回転電機、左半分に鋼板積層による磁性体部を用いたステータを使用した回転電機、があると仮定したときの軸を含む面による断面を示す模式図である。

以下、本願の実施の形態１にかかるステータ、ステータを備えた回転電機、およびステータの製造方法について図面を参照しつつ説明する。ステータ１は図１に示すように、１２個のコア片１０が軸（回転軸Ｘ）に垂直な方向での挿入によるスナップフィット結合による連結部１０ｊを介して連結され、環状をなしている。コア片１０は、図２に示すように、円弧状の外周面１０ｆｏを有するヨーク部１０ｙと、ヨーク部１０ｙの周方向（φ方向）の中央部から軸に向かって突出するティース部１０ｔと、ティース部１０ｔに巻回されたコイル３とを有している。また、磁性体部４とコイル３との間には、絶縁性のインシュレータ２を介在させている。

コア片１０を構成する部材について説明する。
コイル３を構成する線材３Ｆの材料としては、銅、アルミ等の導体を絶縁材で被覆した導線が用いられ、断面形状が円形の丸線でも、断面形状が矩形の平角線のいずれでもよい。

＜磁性体部＞
磁性体部４は、例えば、軟磁性材料である鉄、Ｆｅ－Ｓｉ、アモルファス金属等の粉末を成型することで形成されている。もちろん、必要に応じて樹脂材料が追加されていてもよい。そして、図３に示すように、外周面４ｆｏが円弧状のヨーク４ｙに、軸に垂直な断面がＴ字状のティース４ｔを一体化させた形状をなしている。

ヨーク４ｙの外周面４ｆｏは円弧状をなし、その周方向（φ方向）の中央には、底面４ｆｂｙから天面４ｆｔｙにかけて軸方向に延びる溝部４ｇが形成されている。溝部４ｇは、後述するインシュレータ２の溝部２ｇと連続し、線材３Ｆの巻回時に、コア片１０の保持および位置決め機構となる。

また、磁性体部４におけるティース４ｔの内周面４ｆｉ側も円弧状となっており、図１のように、コア片１０を連結した際に真円になり、ロータ５（図１２）との間に、一定間隔のギャップを有するように形成されている。上述した外周面４ｆｏも、内周面４ｆｉと同様に、真円になるように形成されている。その際、外周面４ｆｏ、内周面４ｆｉともに、回転軸Ｘを中心とする同軸上に位置するように設計されている。

さらに、磁性体部４のヨーク４ｙの天面４ｆｔｙと底面４ｆｂｙは、軸方向において、ティース４ｔの巻線部４ｔｗから突出するよう設計され、ティース先端部４ｔｅの天面４ｆｔｅおよび底面４ｆｂｅも巻線部４ｔｗから突出するよう設計されている。これにより、詳細（図１２）は後述するが、ヨーク部１０ｙとティース先端部１０ｔｅでのインシュレータ２の厚みを薄くすることができ、かつ、巻線部の高さを低くすることができるため、ステータ１の小型化および線材３Ｆの使用量の削減が可能となる。

＜インシュレータ＞
インシュレータ２は、例えば、絶縁性の熱可塑性樹脂の成型により、磁性体部４の巻線部４ｔｗを囲む領域の軸方向（ｚ方向）における一方側を覆う形状に形成されている。具体的には、図４に示すように、巻線部４ｔｗを覆うＵ状部２ｕと、Ｕ状部２ｕに径方向（ρ方向）の内側に連なり、ティース先端部４ｔｅの巻線部４ｔｗ側の面を覆う内面部２ｉ、外側に連なり、ヨーク４ｙの巻線部４ｔｗ側の面を覆うヨーク部２ｙを有している。

これにより、図５、図６に示すように、２つのインシュレータ２－Ｕ、２－Ｌを磁性体部４の天面４ｆｔｙ側と底面４ｆｂｙ側それぞれに装着することで、磁性体部４の巻線部４ｔｗと巻線部４ｔｗを囲む領域が、絶縁材で覆われたコア片材１０Ｐが形成される。なお、本願では、製造工程におけるコイル巻回前と後の状態を説明するため、コイル３の巻回前の状態をコア片材１０Ｐ、コイル３を形成した後をコア片１０と区別しているが、双方をまとめてコア片と称してもよい。また、説明を容易にするため、天面４ｆｔｙと底面４ｆｂｙを区別して記載しているが、天面４ｆｔｙ側と底面４ｆｂｙ側は、軸に垂直な面に対して対称であってよく、インシュレータ２－Ｕとインシュレータ２－Ｌを、物品として区別する必要はない。

また、円弧状の外周面２ｆｏの周方向（φ方向）における中央には、上述した溝部４ｇと連なる溝部２ｇが形成されている。また、ヨーク部２ｙの軸方向におけるＵ状部２ｕから離れる側の端面である天面２ｆｔｙの一方（図中右）の端部には、周方向および径方向に突出して、軸に垂直な断面形状がＣ字状をなす基部２ｊｆｂが設けられている。Ｃ字状の基部２ｊｆｂには、軸に垂直な方向に開口する開口部２ｊｆａによって開環状となる開環部２ｊｆｃが形成され、軸に垂直な方向に抜き差しするスナップフィット凹部２ｊｆとして機能する。

さらに、天面２ｆｔｙの他方（図中左）の端部には、周方向および径方向に突出する基部２ｊｍｂと、基部２ｊｍｂから軸方向に延びる柱状部２ｊｍｐとを有するスナップフィット凸部２ｊｍが設けられている。なお、基部２ｊｍｂは、スナップフィット凹部２ｊｆの基部２ｊｆｂの厚みに対応する分、天面２ｆｔｙから底面２ｆｂｙに向けて下がった位置（基部２ｊｆｂの下面２ｓｊｆの位置に対応）から突出させている。また、柱状部２ｊｍｐの外径は、スナップフィット凹部２ｊｆの開環部２ｊｆｃがフリーの際の内径以上に設計されている。これは、後述する柱状部２ｊｍｐを開環部２ｊｆｃに嵌め込み、連結部１０ｊを形成させたときに、柱状部２ｊｍｐが開環部２ｊｆｃから外れるのを防ぐためである。

また、スナップフィット凹部２ｊｆの開口部２ｊｆａは、フリーの際の幅が、柱状部２ｊｍｐの径以下になるように設計されている。これも、スナップフィット結合による連結部１０ｊを形成した後に、容易に外れるのを防ぐためである。これにより、柱状部２ｊｍｐは、後述する隣接するコア片１０の開口部２ｊｆａに対して軸に垂直な方向から挿入することで、強固なスナップフィット結合による連結部１０ｊを形成し、かつ、後述するように、開環部２ｊｆｃ内で回転可能に保持される。

なお、スナップフィット凹部２ｊｆには、必要に応じて、開口部２ｊｆａに対向する側に、切欠き部２ｊｆｎを設けてもよい。切欠き部２ｊｆｎを設けることで、開口部２ｊｆａを拡げる力を低減して、柱状部２ｊｍｐの開環部２ｊｆｃへの嵌め込みがスムーズになるとともに、開環部２ｊｆｃの内周面側から外周面側に向かう力が加わったときに、基部２ｊｆｂの破断を防止する効果がある。

ここで、スナップフィット凹部２ｊｆの開口部２ｊｆａの開口方向（開環部２ｊｆｃの中心から、開口部２ｊｆａの中央に向かって延びる直線の方向）は、図７に示す角度αの範囲に設定した。具体的には、外周面２ｆｏ（図中、外周面１０ｆｏ）が形成する円弧上における開環部２ｊｆｃの中心で引いた周方向内側に向かう接線Ｌｔを始点とし、開環部２ｊｆｃの中心から、円弧の中心（回転軸Ｘ）に向かう線を終点とする時計回りの範囲である。なお、円弧の精度によっては、円弧の中心に代えて、側面２ｆｓｉに沿った線を終点としてもよい。

また、柱状部２ｊｍｐの中心は、インシュレータ２を磁性体部４に組み付けたときの、磁性体部４の外周面４ｆｏ側の端部４ｃｙ（図３）と、軸に垂直な方向で一致するように設計されている。同様に、開環部２ｊｆｃの中心も、インシュレータ２を磁性体部４に組み付けたときの、もう一方の端部４ｃｙと一致するように設計されている。

つぎに、インシュレータ２を磁性体部４の天面４ｆｔｙ側と底面４ｆｂｙ側それぞれに組み付けて構成したコア片材１０Ｐをスナップフィット結合により連結させて、連結部１０ｊを形成した際の連結部１０ｊを中心とする回転自在構造について説明する。

複数のコア片材１０Ｐを内周面１０ｆｉどうし、あるいは外周面１０ｆｏどうしを、同じ側に向け、ヨーク４ｙの側端面４ｓｙ同士が対向するように並べる。すると、隣り合うコア片材１０Ｐ間では、天面１０ｆｔ側、符号を付さない底面側ともに、スナップフィット凹部２ｊｆに対してスナップフィット凸部２ｊｍが隣接することになる。そのとき、他方の柱状部２ｊｍｐに対する開口部２ｊｆａの向きも天面１０ｆｔ側、底面側で同様（上下同様）の関係になる。

そこで、上下の開口部２ｊｆａが、隣り合う柱状部２ｊｍｐの中心と開環部２ｊｆｃの中心を結ぶ線上に位置するように、コア片材１０Ｐ間の角度を調整し、柱状部２ｊｍｐを開環部２ｊｆｃの中心に向かって押し込む。つまり、軸に垂直な方向の挿入により、天面側と底面側で同時にスナップフィット結合による連結部１０ｊが形成される。その際、手作業で組み付けることができるが、治具等を用いて嵌め込んでもよい。

ここで、スナップフィット凹部２ｊｆとスナップフィット凸部２ｊｍとは、挿入とは逆方向になる解除方向に垂直な面よりも緩い角度で係合しており、解除方向への引っ張りにより、開口部２ｊｆａが開く方向の力が生じる。これにより、連結させたコア片材１０Ｐの取り外し、つまり、スナップフィット結合の解除が可能となる。

ただし、一般的なスナップフィット結合では、解除方向に垂直な方向に力を加え、スナップフィット凸部を凹部から移動させることで係合が外れるようにしている。これに対して、解除方向への引っ張りによる解除を可能とする場合、連結後に不用意に結合が解除されないようにするためには、嵌める際の押圧力を大きく設定する必要がある。そのため、上下同時に嵌め込みを行うには、強い力が必要となるが、例えば、天面１０ｆｔ側のみスナップフィット結合を行い、その後に底面側のスナップフィット結合を行うようにすれば、少ない力でスナップフィット結合が可能になる。あるいは、天面１０ｆｔ側ではスナップフィットではなく、単純に軸方向での挿入を行い、その後に底面側のスナップフィット結合を行うようにしてもよい。

その場合、天面１０ｆｔ側では柱状部２ｊｍｐを開口部２ｊｆａに対して軸を傾けた状態で近づけることで、軸を揃えた場合よりも少ない力で嵌め込みが可能となる。さらに、底面側を嵌め込むときも、天面１０ｆｔ側の連結部１０ｊを支点にして嵌め込むことで、コア片材１０Ｐ間の角度がぶれず、容易に嵌め込むことが可能となる。

さらに、本願特有の、柱状部２ｊｍｐを開環部２ｊｆｃに嵌め込む構造であるため、図８に示すように、コア片材１０Ｐ間それぞれで、柱状部２ｊｍｐを中心とする回転（矢印）を自在に行うことができる。一方、基部２ｊｍｂが、基部２ｊｆｂと天面４ｆｔｙとの隙間１０ｊｃ（図５）内に嵌め込まれる。そのため、コア片材１０Ｐが天面１０ｆｔ方向に動こうとした場合、コア片材１０Ｐの基部２ｊｍｂの軸方向における外側の面２ｓｊｍｘと隣り合うコア片材１０Ｐの基部２ｊｆｂの下面２ｓｊｆとが当たることで、動きが制限される。また、コア片材１０Ｐが底面（天面１０ｆｔの裏側）方向に動こうとした場合、コア片材１０Ｐの基部２ｊｍｂの軸方向における内側の面２ｓｊｍｉと隣り合うコア片材１０Ｐの磁性体部４の天面４ｆｔｙとが当たることで、動きが制限される。

すなわち、コア片材１０Ｐ間の軸方向での動きが制限され、コア片材１０Ｐ間で軸方向の変位が生じることによる脱落を防止できる。そのため、複数のコア片材１０Ｐ、あるいはコア片１０が連なった状態（図１０、図１１参照）を容易に維持することができ、図１に示すように環状への連結も容易に行うことができる。

なお、開環部２ｊｆｃの内周面は、柱状部２ｊｍｐが回転できるのであれば、円弧である必要はない。また、柱状部２ｊｍｐについても、必要な回転範囲を確保できるのであれば、円柱である必要はなく、例えば、ある角度で保持したいような場合、断面形状が楕円形、一部を切り欠いた形状等、適宜変更可能である。

つぎに、図９のフローチャートを参照しつつ、実施の形態１にかかるステータ１の製造方法について説明する。はじめに、軟磁性材料として圧粉鉄心材料を用い、圧縮成形により磁性体部４を作成する（ステップＳ１１０）。また、図示しないが、熱可塑性樹脂等の絶縁性の樹脂を成型することにより、インシュレータ２を作成する。

そして、磁性体部４の天面４ｆｔｅ、４ｆｔｙ側と、底面４ｆｂｅ、４ｆｂｙ側それぞれに、インシュレータ２を装着し、コア片材１０Ｐが形成される。一定量のコア片材１０Ｐが準備できれば、上述したように、必要数のコア片材１０Ｐの向きを揃え、隣り合うインシュレータ２のスナップフィット凹部２ｊｆとスナップフィット凸部２ｊｍとをスナップフィット結合させる。そして、例えば、ステータ１として、Ｎ（＝１２）個のコア片１０を必要とする場合、図１０に示すように、Ｎ個のコア片材１０Ｐを環状ではなく、端の位置のコア片材１０Ｐ（１０Ｐ－１、１０Ｐ－Ｎ）が解放された開環状の連結体を形成する（ステップＳ１３０）。

その後、連結体のコア片材１０Ｐの外周面１０ｆｏ側に向けた溝部２ｇ、４ｇを位置決め機構として機能させるため、図１１Ａに示すように、巻線機の回転ローラ９０に外周面１０ｆｏが向くように、開環状の連結体をセットする。すなわち、回転ローラ９０にはコア片材１０Ｐの位置決め固定用に突起９０ｐが設けられており、突起９０ｐがコア片材１０Ｐの外周面１０ｆｏ側の溝部４ｇおよび溝部２ｇに接触することで、コア片材１０Ｐの位置が固定される。巻線機にセットされたコア片材１０Ｐの連結体は、コア片材１０Ｐがひとつずつ、巻線機のフライヤ８０の直前に位置するように、回転ローラ９０により、自動で回転搬送（図では時計回り）される。

巻線機の回転ローラ９０にセットされた連結体は、左右の隣り合うコア片材１０Ｐのティース４ｔ間の角度が拡がるように、内周面１０ｆｉ側を外側に向けて連結部１０ｊで屈曲されている。そのため、両隣のコア片材１０Ｐに干渉することなく、対象となるコア片材１０Ｐに対して、フライヤ８０を介して線材３Ｆが高密度に巻線され、コイル３が形成される（ステップＳ１４０）。巻線後に、次のコア片材１０Ｐに巻線するため、巻線機の回転ローラ９０が回転し、対象のコア片材１０Ｐがフライヤ８０の直前になるまで、自動で回転搬送される。そして、再びフライヤ８０によって対象のコア片材１０Ｐに線材３Ｆが巻回され、コイル３が形成される。

このように、巻線機の回転ローラ９０による回転搬送と、フライヤ８０を介しての線材３Ｆの巻回を繰り返すことによって、図１１Ｂに示すように、全てのコア片材１０Ｐに線材３Ｆが巻回させられ、コイル３を有するコア片１０が形成される。また、必要に応じてコア片１０間で線材３Ｆを切断させてもよい。

なお、今回の例では、ステータ１の構成に必要な数（Ｎ＝１２個）のコア片材１０Ｐを連結し、線材３Ｆを巻回して、必要数分のコア片１０を一度に形成する例を示したがこれに限ることはない。例えば、必要数を２分割した、６個のコア片材１０Ｐの連結体を１セットとして線材３Ｆの巻回を行った後、２セット分のコア片１０の連結体を連結させて、１２個のコア片１０の連結体を形成させるようにしてもよい。

あるいは、ステップＳ１３０を省略して、コア片１０を単独で巻回させた後に、それぞれ単独で巻回させたコア片１０を後から必要数（１２個）分個連結させてもよい。すなわち、１個以上のコア片材１０Ｐの連結体を複数組作成し、連結体ごとに巻線した後に、連結体同士を複数個連結させても良い。なお、コア片１０を単独で巻回させる場合は、図１１Ｃに示すように、フライヤでなくコア片１０を回転駆動装置９１に取り付け、コア片１０自身を回転させて巻回させるスピンドル方式を用いてもよい。

上記のように、ステータ１の構成に必要な数のコア片１０が揃ったら、コア片１０の内周面１０ｆｉ側（ティース部側）が内側になるように、コア片１０を回転および連結させることで環状にさせる（ステップＳ１５０）。その後、必要な絶縁処理と結線処理等をした（ステップＳ１６０）後に、環状のコア片１０を金型にセットし、樹脂でモールドする（ステップＳ１７０）ことで、ステータ１が完成する。

さらに、軸受けを有する図示しない筐体を用い、筐体の内壁に完成したステータ１を保持し、上述した軸受によって、ステータ１の内周面側にロータ５（図１２）を回転自在に支持するように組み合わせることで回転電機が完成する。

上述したように、実施の形態１にかかる、ステータ１によれば、各コア片１０のインシュレータ２部にスナップフィットによる連結部１０ｊを形成するためのスナップフィット凸部２ｊｍとスナップフィット凹部２ｊｆが隣り合うように設けている。そして、スナップフィット凸部２ｊｍとスナップフィット凹部２ｊｆは、柱状部２ｊｍｐと開環部２ｊｆｃが軸方向に垂直な方向な挿入により嵌り合うことで、回転可能、かつ軸方向の変位を規制する連結部１０ｊが形成される。

さらに、連結部１０ｊの回転軸を、コア片材１０Ｐあるいは磁性体部４としての外周面１０ｆｏの円弧に沿った端部４ｃｙと一致させている。そのため、インシュレータ２にのみ、連結および回転機構を設けることで、各コア片１０を容易に連結し、連結後の回転が可能となり、回転および連結機構を形成するための複雑な形状を磁性体部４に設ける必要がない。また、コア片１０をティース４ｔが内側になるように連結部１０ｊでの回転角度を調整するだけで、隣接するコア片１０のヨーク４ｙの側端面４ｓｙ同士を密着させることができる。

これに対し、例えば、特許文献１に開示された、隣接するコア片を構成する積層鉄心同士を噛み合わせる構成では、複数種類の積層鉄心を用い、抜きカシメをする必要がある。そのため、積層鉄心を作成するための順送型の金型が複雑化し、かしめの装置も必要となって、導入費用が高価になり、また部品点数が増加する問題があった。その一方、本願のステータ１によれば、インシュレータ２にコア片１０を連結および回転できる機構を設けるようにしたため、鋼板を加工するための上記のような複雑な装置を用いる必要がなく、設備費用の削減に効果がある。さらにコア片１０の連結においても、特別な設備、あるいは治具を用いなくとも連結作業が行えるため、マテハンの改善につながる。

また、本願のように、樹脂部材であるインシュレータ２部分に、連結および回転機構を形成するようにしたので、磁性体部４には、連結と回転機構を形成する必要がなくなり、鋼板に対して機械的強度が劣る圧粉成型により、磁性体部４を形成することができる。圧粉成型では、順送型のような複雑で構造で高価な金型を用いる必要がなく、単発型の金型でよいため、装置費用の削減効果がある。また、積層鋼板を用いる場合は、鋼板をプレスで打つ抜くため、不要となる部材が多くなり、歩留まりが悪くなるが、圧分成型では、必要量の粉体で成型できるため、歩留まりを高く保つことが可能となる。

また、例えば、特許文献２に開示された、インシュレータに連結と回転の機構を設ける構成では、部材の種類が多くなるとともに、異なる種類を交互に並べる必要があり、製造工程が煩雑となる問題があった。さらには、挿入孔に凸部を軸方向に挿入する構造であるため、ティースを外側に向けて、隣接する鋼板同士の噛み合いがなくなった際には、コア片間の軸方向での位置が定まらず、場合によっては抜け落ちてしまい、製造が困難になるという問題もあった。

その一方、本願のステータ１によれば、軸方向に垂直な方向で抜き差しするスナップフィット構造が互い違いに形成できるようになっており、同じ種類のコア片材１０Ｐ同士を軸方向に垂直な方向の挿入により、連結可能となる。さらに、軸方向に垂直な抜き差しであるため、連結と同時に軸方向の動きを規制する噛み合い構造が容易に形成できるので、連結後はコア片材１０Ｐ間の軸方向の位置ずれがなく、作業性もよい。

なお、本願のステータ１を構成するコア片１０の磁性体部４は、圧粉成型によらず、積層鋼板で形成することも可能である。しかし、とくに、圧粉成型で形成した際の利点について、図１２を用いて説明する。図１２は、積層鋼板で形成した磁性体部４Ｓと、圧粉成型で形成した磁性体部４Ｍを用いて、それぞれステータ１Ｓ、１Ｍを作成したとする。そのとき、磁石５１を外周面側に有するロータ５をステータ１の同軸上に回転可能に配置した際に、それぞれ同じ量の磁束を受けられるステータ１Ｓ、１Ｍを形成したと仮定したときに構成される回転電機を、回転軸を境に切り替えて示す断面模式図である。ここでは、鋼板積層により磁性体を形成した場合（図中左側）は「Ｓ」を、圧粉成型で磁性体を形成した場合（同右側）は「Ｍ」を、符号の末尾にそれぞれ記載して区別することとする。

積層鋼板を用いて磁性体部４Ｓを形成した場合、ヨーク４ｙＳとティースの先端部４ｔｅＳの高さを巻線部４ｔｗＳと異なるように構成することは困難である。そのため、インシュレータ２Ｓのヨーク４ｙＳとティースの先端部４ｔｅＳを覆う厚みを、巻線部４ｔｗＳを覆う厚みより高くすることで、コイル３Ｓの巻き崩れを防止するための壁をつくる構造にしている。その分、インシュレータ２Ｓを形成するのに必要な樹脂の使用量が多くなる傾向になる。

一方で、圧粉成型で磁性体部４Ｍを形成した場合、鉄粉などの粉体を圧縮して成形するため、構造の自由度が高い。そのため、磁性体部４Ｍ自体で、ヨーク４ｙＭとティースの先端部４ｔｅＭの高さを巻線部４ｔｗＭよりも高くすることができるため、コイル３Ｍの巻き崩れを防止するための構造を形成できる。そのため、インシュレータ２Ｍの厚さは、絶縁機能を損なわない厚みがあれば良いため、積層鋼板による磁性体部４Ｓを用いたときと比較して、被覆厚みを薄くすることができ、インシュレータ２Ｍ形成に必要な樹脂の使用量の削減が可能である。

また、圧粉成型による磁性体部４Ｍでは、ティース先端部４ｔｅＭを、軸方向におけるコイル３Ｍが形成された領域まで網羅させることができる。その結果、その領域の磁束を受けることで、巻線部４ｔｗＭに鎖交する磁束の密度を高めることができるため、積層鋼板による磁性体部４Ｓと比較して、巻線部４ｔｗＭの高さを低くしても問題がない。巻線部４ｔｗＭの高さを低くできると、線材３Ｆの巻回部の高さを低く抑えることができるので、ステータ１Ｓに比べ、線材３Ｆの使用量の削減、およびステータ１の小型化が可能である。

もちろん、本願のステータ１では、磁性体部４として圧粉による磁性体部４Ｍが必須ではない。しかし、コア片１０（コア片材１０Ｐ）同士の回転可能な連結構造をインシュレータ２で形成できるので、圧粉による磁性体部４を使用することができ、インシュレータ２に用いる樹脂の使用量の削減、磁性体材料の歩留まり改善が可能となる。さらには、線材３Ｆの使用量の削減、およびステータ１の小型化が可能となる。

また、圧粉成型で磁性体部４を作成した際の利点として、ヨーク側とティース先端部の軸方向の高さをティース巻線部より高くする構造で説明したが、これに限ることはない。積層鋼板で磁性体部４を形成してもよいのと同様、ヨーク側またはティース先端部の高さをティース巻線部と同じ高さにしてもよい。

また、コア片材１０Ｐへのコイル３形成において、巻回用のフライヤ８０の数は１つだけであったが、サイクルタイム削減のために、フライヤ８０を複数台用いて、複数個のコア片材１０Ｐを同時に巻線しても良い。また、実施の形態２で例示するように、連結部１０ｊにおけるスナップフィット凸部２ｊｍの柱状部２ｊｍｐについては、先端に、スナップフィット凹部２ｊｆの開環部２ｊｆｃの内径よりも充分に大きな部分（後述する拡大部２ｊｍｐｗ）を形成するようにしてもよい。その場合、基部２ｊｆｂと天面４ｆｔｙとの隙間１０ｊｃを設けない場合でも、大きい径の箇所が鉤の役割を果たし、隣接するコア片材１０Ｐ間での軸方向の位置ずれを防止できる。

実施の形態２．
上記実施の形態１においては、連結部がヨークの外周面が形成する円弧から突出する例について説明した。本実施の形態２においては、連結部をヨークの外周面が形成する円弧の内側に収める例について説明する。図１３～図１７は、実施の形態２にかかるステータ、あるいはステータの製造方法について説明するためのものであり、図１３は実施の形態１における図１に対応するステータのモールド前の外観を示す平面図、図１４Ａと図１４Ｂそれぞれは、インシュレータを磁性体部に被せたときに露出する側のうち、内周面側の異なる角度から見たときの斜視図、図１５はインシュレータを磁性体部に被せたときに露出する側の平面図である。

また、図１６は２つのコア片材を１段階目のスナップフィット結合で連結した状態（図１６Ａ）、最終的なスナップフィット結合により連結した状態（図１６Ｂ）をそれぞれ示す平面模式図、図１７はステータの製造方法を示すフローチャートである。なお、実施の形態１と同様の構成については実施の形態１で用いた図と説明を援用するとともに、同様部分には同様の符号を付し、実施の形態１と異なる部分を中心に説明を行う。なお、図１３、図１６Ａ、図１６Ｂについては、説明を容易にするため、一部（コイル３、拡大部２ｊｍｐｗ）の描画を省略している。

実施の形態１では、図１で説明したように、円環状に連結したコア片１０間のスナップフィット結合による連結部１０ｊが、外周面１０ｆｏ（磁性体部４の外周面４ｆｏと同じ）を形成する円弧から外側に突出する例について説明した。すなわち、環状にコア片１０を連結させたときに、最外周にインシュレータ２の樹脂材料による連結部１０ｊが、外周面１０ｆｏから突起状に出ているため、環状のコア片１０を固定させるために、焼き嵌めをすることができなかった。また、モールド成型する際にも、管状の連結体の外周面１０ｆｏが、連結部１０ｊによって、金型から浮いた構造となるため、容易に回転してしまい、固定が不十分となって、成型が困難になる場合があった。

それに対し、実施の形態２におけるステータ１では、焼き嵌めできない課題と固定が不十分である課題を解決するため、図１３に示すように、連結部１０ｊが、コア片１０を環状にしたときの外周面１０ｆｏから突出しない構造とした。さらに、図１４、図１５に示すようにスナップフィット凹部２ｊｆを第一開環部２ｊｆｃ１と第二開環部２ｊｆｃ２を有し、軸に垂直な形状が瓢箪状となる２段構造とし、回転可能に連結できる状態から、回転できない固定連結状態に移行できる構成とした。

具体的には、実施の形態１と同様、磁性体部４の天面４ｆｔｙ側、底面４ｆｂｙ側（図３）のそれぞれから被せるように構成しているが、連結部１０ｊを形成するための構造が異なる。スナップフィット凸部２ｊｍとしては、柱状部２ｊｍｐがヨーク部２ｙの天面２ｆｔｙから軸方向に突出しており、外周面２ｆｏよりも径方向の外側には出ていない。そして、柱状部２ｊｍｐの中心は、側面部２ｆｓｙ（側端面４ｓｙ）上に位置し、半円部分が側面部２ｆｓｙから突出している。

一方、スナップフィット凹部２ｊｆとしては、基部２ｊｆｂは、ヨーク部２ｙの天面２ｆｔｙから軸方向における上方に位置しているが、外周面２ｆｏよりも径方向の外側には出ていない。そして、第一開環部２ｊｆｃ１は、ヨーク部２ｙの側面部２ｆｓｙよりも周方向の外側に位置する。一方、第一開環部２ｊｆｃ１の奥側に第二開口部２ｊｆａ２を介して連なる第二開環部２ｊｆｃ２の中心は、側面部２ｆｓｙ（側端面４ｓｙ）上に位置し、天面２ｆｔｙより下方の領域では、軸方向に垂直な断面形状が半円状の溝になっている。

なお、本実施の形態２においても、フリー状態の第一開環部２ｊｆｃ１、第二開環部２ｊｆｃ２（まとめて開環部２ｊｆｃ）の内径は、それぞれ柱状部２ｊｍｐの径以下に設計されている。これは、スナップフィット凹部２ｊｆに嵌めたスナップフィット凸部２ｊｍ（柱状部２ｊｍｐ）が容易に外れないようにするためである。また、フリー状態での第一開口部２ｊｆａ１、第二開口部２ｊｆａ２の開口幅も、柱状部２ｊｍｐの径以下に設計されている。これも、スナップフィット凹部２ｊｆに取り付けたスナップフィット凸部２ｊｍが容易に外れないようにするためである。

さらに、本実施の形態２においては、柱状部２ｊｍｐの先端には、円柱部分の径よりも径を大きくした拡大部２ｊｍｐｗが形成されている。拡大部２ｊｍｐｗは、スナップフィット凹部２ｊｆの基部２ｊｆｂの上面側に位置し、スナップフィット凸部２ｊｍをスナップフィット凹部２ｊｆに挿入した際、基部２ｊｆｂの上方に突出する位置に形成されている。そして、円柱部分が、第一開口部２ｊｆａ１、または第二開口部２ｊｆａ２を通過する際に、第一開環部２ｊｆｃ１、または第二開環部２ｊｆｃ２が拡がった際の径よりも大きくなるように設定している。

このようなインシュレータ２を、実施の形態１と同様に磁性体部４の上下に被せてコア片材１０Ｐを作成する。こうして作成したコア片材１０Ｐは、本実施の形態２においても、ティースの向きを揃えて並べると、一方のコア片材１０Ｐのスナップフィット凸部２ｊｍが他方のコア片材１０Ｐのスナップフィット凹部２ｊｆと隣り合うように構成している。しかし、スナップフィット凹部２ｊｆ、スナップフィット凸部２ｊｍともに、外周面１０ｆｏからはみ出すことなく、各天面２ｆｔｙに対し軸方向の外側で、周方向に突出させている。

このような構成で、スナップフィット凸部２ｊｍの柱状部２ｊｍｐを、軸方向に垂直な方向での挿入により、隣接するスナップフィット凹部２ｊｆに対して嵌めこみを行う。ここで、第一段階として、柱状部２ｊｍｐは、図１６Ａに示すように、第一開口部２ｊｆａ１を抜けて第一開環部２ｊｆｃ１にはまり込み、第一開環部２ｊｆｃ１内で安定保持され、２つのコア片材１０Ｐは、スナップフィット結合により連結される。

この連結を一次連結状態Ｓｊ１とすると、柱状部２ｊｍｐの外周、第一開環部２ｊｆｃ１の内周はともに円形であり、一次連結状態Ｓｊ１における連結部１０ｊでは、柱状部２ｊｍｐは第一開環部２ｊｆｃ１を中心として回転可能な状態で保持されることになる。さらに、上述したように、第一開環部２ｊｆｃ１の中心は側面部２ｆｓｙから周方向に離れた位置にあるので、一次連結状態では、隣接するコア片材１０Ｐのヨーク側の側面部２ｆｓｙ同士は離れることになる。つまり、図１６Ａに示す一次連結状態Ｓｊ１においては、隣接するコア片材１０Ｐ同士が、同軸上にある柱状部２ｊｍｐと第一開環部２ｊｆｃ１を除き、軸に垂直な方向での接触がない状態となる。

その結果、ティースを外側に向ける際には、隣接するコア片材１０Ｐの外周面１０ｆｏ同士が接触するまで回転させることが可能である。一方、ティースを内側に向ける際には、隣接するコア片材１０Ｐのティース側の側面２ｆｓｉ（図１４、図１５）同士が接触するまで回転させることができる。

一次連結状態Ｓｊ１から、ティースが内側になるように回転させ、図１６Ｂに示すように、第二開口部２ｊｆａ２を介して、第二開環部２ｊｆｃ２に柱状部２ｊｍｐを嵌め込むと、第二開環部２ｊｆｃ２内で安定保持される。このときも、２つのコア片１０は、スナップフィット結合により連結される。なお、この場合、後述するようにコイル３を巻回した後となるので、図１６Ｂでは、コイル３の描画は省略するが、コア片１０として符号を付している。

この連結を二次連結状態Ｓｊ２とすると、柱状部２ｊｍｐの外周、第二開環部２ｊｆｃ２の内周はともに円形であり、二次連結状態Ｓｊ２における連結部１０ｊでは、柱状部２ｊｍｐは第二開環部２ｊｆｃ２を中心として回転可能な状態で保持されるはずである。しかし、上述したように、第二開環部２ｊｆｃ２の中心は側面部２ｆｓｙ上に位置するので、二次連結状態Ｓｊ２では、隣接するコア片材１０Ｐのヨーク側の側面部２ｆｓｙ（側端面４ｓｙ）同士が接触し、ティース側の側面２ｆｓｉ同士も近接する。

つまり、図１６Ｂに示す二次連結状態Ｓｊ２においては、隣接するコア片材１０Ｐ同士が、外周面２ｆｏ側では、柱状部２ｊｍｐが第二開環部２ｊｆｃ２にはまり込み、側面部２ｆｓｙ同士が密着することで位置決めされ、回転不能となる。そのため、連結部１０ｊが一次連結状態Ｓｊ１にあるときには、隣接するコア片材１０Ｐ間の角度として、ある程度の範囲が許容される。しかし、二次連結状態Ｓｊ２に移行する際には、側面２ｆｓｉ同士が近接する状態になる角度範囲のみが許容される。

なお、図１６において、隣接するコア片材１０Ｐまたはコア片１０の間に位置するスナップフィット凸部２ｊｍについては、柱状部２ｊｍｐの第一開環部２ｊｆｃ１、第二開環部２ｊｆｃ２に対する位置を示すために、拡大部２ｊｍｐｗの記載を省略している。しかし、図１６Ａ、図１６Ｂそれぞれで示す各連結状態において、拡大部２ｊｍｐｗは第一開環部２ｊｆｃ１の上方で、基部２ｊｆｂの上面に対して軸方向で対向し、隣接するコア片１０またはコア片材１０Ｐ間での軸方向の変位（位置ずれ）を規制している。

また、上述した拡大部２ｊｍｐｗを設ける代わりに、スナップフィット凹部２ｊｆ側の例えば、側面部２ｆｓｙ部分の半円状の溝を下面側に抜けさせず、「止め」を設けるようにしてもよい。この場合でも、スナップフィット凸部２ｊｍの側面部２ｆｓｙから突出する半円状の突起により、コア片材１０Ｐ同士の軸方向での位置ずれを防止することができる。

あるいは、インシュレータを２種類設ける必要があるが、両端にスナップフィット凹部２ｊｆを設けた第一インシュレータと、両端にスナップフィット凸部２ｊｍを設けた第二インシュレータを作成する。そして、第一インシュレータのみを用いたコア片材と、第二インシュレータのみを用いたコア片材を作成し、交互に並べるようにする。この場合は、拡大部２ｊｍｐｗあるいは、「止め」を設けなくても、スナップフィット結合と同時に軸方向のずれ防止が可能となる。

このように、円柱を開環内に保持する構造であっても、軸に垂直な方向での抜き差しによりスナップフィットによる連結の成立、解除を切り替えられる構成を採用することで、連結後の軸方向での位置ずれを防止する機構を形成することが可能となる。それに対して、例えば、特許文献２で開示された軸方向での抜き差しにより連結の成立と解除を切り替える構造では、連結しただけでは、軸方向の位置ずれを防止することができず、保持のための治具等が必要となってしまう。

つぎに、図１７のフローチャートを参照しつつ、実施の形態２にかかるステータ１の製造方法について、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。本実施の形態２においても、実施の形態１と同様に、磁性体部４にインシュレータ２を組み付けてコア片材１０Ｐを作成する（ステップＳ１１０～Ｓ１２０）。そして、向きを揃えてコア片材１０Ｐを並べた際の隣接するスナップフィット凸部２ｊｍとスナップフィット凹部２ｊｆとを嵌め合わせることでスナップフィット結合による連結部１０ｊを形成する。

ただし、この段階における連結部１０ｊは、柱状部２ｊｍｐが第一開環部２ｊｆｃ１内に保持される一次連結状態Ｓｊ１にとどめ、開環状の連結体を形成する（ステップＳ１３５）。このとき、上述したように、連結体を分割することも可能であり、連結された状態で第一開環部２ｊｆｃ１を中心にコア片材１０Ｐ間の回転が可能である。

そして、実施の形態１の図１１で説明したように、回転ローラ９０に各コア片材１０Ｐの外周面１０ｆｏが向くように巻線機に連結体をセットし、コア片材１０Ｐごとに線材３Ｆの巻線処理を行い、コイル３を有するコア片１０を作成する（ステップＳ１４０）。

上記のように、ステータ１に必要な数のコア片１０が揃ったら、コア片１０の内周面１０ｆｉ側が内側になるように、コア片１０を回転させ、端のコア片１０同士を連結して環状にする。そして、各柱状部２ｊｍｐを第一開環部２ｊｆｃ１部分から第二開環部２ｊｆｃ２部分に移動させ、二次連結状態Ｓｊ２に移行する（ステップＳ１５５）。すると、隣接するコア片１０の側面部２ｆｓｙ（側端面４ｓｙ）同士が密着し、側面２ｆｓｉ同士が一定間隔で近接し、連結部１０ｊを中心とする回転ができない固定状態となる。

その後、必要に応じた絶縁処理または結線工程（ステップＳ１６０）を経た後に、焼き嵌めにて、コア片１０が完全に固定されステータ１が製造される。本実施の形態２では、実施の形態１とは異なり、コア片１０の外周面１０ｆｏからスナップフィット構造がはみ出ていないため、位置決めのための治具等を用いなくとも、周方向の回転が抑えられるので、容易に焼き嵌めができる。また、本実施の形態２では、二次連結状態Ｓｊ２になれば、コア片１０間での角度が変化することがなく、固定できているので、適切な環状形状を保つことができる。

そのため、焼き嵌めにこだわることなく、モールド成型においても、精度の良い成型が可能になる。したがって、ステップＳ１７５においては、焼き嵌めおよびモールドの少なくとも一方を行えばよい。

なお、本願は、例示的な実施の形態が記載されているが、実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。したがって、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、極数、位置決め用の溝部４ｇ、２ｇ等、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合が含まれるものとする。

とくに、回転電機に関しては、ロータ５の構造は特徴的な部分ではないので、磁石５１の配置、あるいは使用についても図１２に限ることはなく、どのようなものでもよい。ただし、上述したステータ１の高性能化に対応した仕様が望ましい。つまり、回転軸Ｘと平行に延びる柱状部２ｊｍｐと、開環部２ｊｆｃによる、回転軸Ｘに垂直な方向のスナップフィット結合で、柱状部２ｊｍｐを中心とする回転可能で、軸方向の位置関係を固定する連結部１０ｊを形成する構成であればよい。

さらに言えば、例えば、柱状部２ｊｍｐの先端に、開環部２ｊｆｃの径よりも大きく、開環部２ｊｆｃが開いた際の径よりも小さな爪部を設けてスナップフィット結合する連結部を設けることも可能である。この場合、軸方向の抜き差しでスナップフィット結合がなされるが、爪部により柱状部２ｊｍｐの開環部２ｊｆｃからの軸方向の抜けを防止できるので、回転可能で、隣接するコア片材１０Ｐ間の軸方向の位置ずれを防止する連結が可能になる。

以上のように、各実施の形態にかかるステータ１によれば、円弧状に延びるヨーク４ｙとヨーク４ｙから軸（回転軸Ｘ）に向かって突出するティース４ｔとを形成する磁性体部４、およびティース４ｔに巻回されたコイル３を備えた複数のコア片１０が、軸（回転軸Ｘ）を中心にして円環状に配置されたステータ１であって、円環状の配置における隣り合うコア片１０の間には、一方のコア片のヨーク側（ヨーク部１０ｙ、あるいはヨーク部２ｙの周方向における端部近傍）に設けられた軸に平行な方向に延びる柱状部２ｊｍｐと、他方のコア片のヨーク側（同上）に設けられた開環部２ｊｆｃとの（嵌めこみによる）スナップフィット結合によって、柱状部２ｊｍｐを中心とする回転を可能とし、軸方向での変位を規制する嵌め合い構造（例えば、基部２ｊｍｂに対する隙間１０ｊｃ、あるいは拡大部２ｊｍｐｗと天面２ｆｔｙに対する基部２ｊｆｂ）を有する連結部１０ｊが形成されているようにしたので、部品点数、および固定のための治具等を用いずとも、巻線密度の高いコイル３を形成することができる。そのため、部品点数と製造工程を増加させることなく、高性能なステータ１および回転電機を得ることができる。

開環部２ｊｆｃは軸方向において磁性体部４との間に隙間１０ｊｃを有して設けられ、柱状部２ｊｍｐは柱状部２ｊｍｐよりも径が大きな基部２ｊｍｂから延伸して設けられ、上述したスナップフィット結合がなされた際、一方のコア片の基部２ｊｍｂが、他方のコア片の隙間１０ｊｃに挟み込まれるように構成したので、軸方向への移動を確実に規制することができる。

柱状部２ｊｍｐが開環部２ｊｆｃに嵌めこまれた方向は、柱状部２ｊｍｐの延伸方向に垂直であるように構成すれば、軸方向における変位をスナップフィットの挿入または引き抜きに要する力と関係なく、強固に規制できる。また、軸方向での変位を規制する嵌め合い構造（例えば、基部２ｊｍｂに対する隙間１０ｊｃ、あるいは拡大部２ｊｍｐｗと天面２ｆｔｙに対する基部２ｊｆｂ）も、その構造形成のみに部材の変形等を必要とすることなく、容易に形成できる。

柱状部２ｊｍｐおよび開環部２ｊｆｃは、磁性体部４とコイル３との間に介在する樹脂製のインシュレータ２との一体成型品として設けられているので、変形性と機械的強度の両立が求められるスナップフィット構造を容易に実現できる。

磁性体部４として、粉体を用いた圧縮成形品を用いれば、磁性体として最適な形状を容易に作成できる。

開環部２ｊｆｃの中心は、ヨーク４ｙの外周面４ｆｏ上の周方向における端部４ｃｙに位置するので、各コア片１０を容易に連結し、連結後の回転が可能となる。さらに、コア片１０をティース４ｔが内側になるように連結部１０ｊでの回転角度を調整するだけで、隣接するコア片１０のヨーク４ｙの側端面４ｓｙ同士を密着させることができる。

一方、開環部２ｊｆｃと柱状部２ｊｍｐは、ヨーク４ｙの外周面４ｆｏより径方向の内側に形成されているように構成すれば、環状に連結したときに、ヨーク４ｙの外周面４ｆｏから突き出る部分がなくなるので、焼き嵌めが可能になる。あるいはモールド成型する際にも金型に対する回転を防止し、適切な成型が可能になる。

その際、開環部２ｊｆｃは、周方向において、中心がヨーク４ｙの端面（側端面４ｓｙ）より外側に位置する第一開環部２ｊｆｃ１と、第一開環部２ｊｆｃ１に連なり、中心が端面（側端面４ｓｙ）に重なる第二開環部２ｊｆｃ２とで構成し、（隣接するコア片１０またはコア片材１０Ｐの）柱状部２ｊｍｐの中心は、周方向において、ヨーク４ｙの端面（側端面４ｓｙ）に重なるように構成すれば、コイル３を巻回する際は第一開環部２ｊｆｃ１に嵌めこんで自由に回転させ、環状にする際は、第二開環部２ｊｆｃ２に嵌めこんで環状の形状を固定し、かつ、隣接するコア片１０のヨーク４ｙの側端面４ｓｙ同士を密着させることができる。

また、各実施の形態にかかる回転電機によれば、上述したステータ１、ステータ１の内周面側に同軸配置されたロータ５、およびステータ１を保持し、ロータ５を回転自在に支持する図示しない軸受けを有する筐体、を備えるように構成したので、安価に高性能な回転電機、あるいは安価に小型な回転電機を得ることができる。

以上のように、各実施の形態にかかるステータ１の製造方法によれば、円弧状に延びるヨーク４ｙとヨーク４ｙから軸（回転軸Ｘ）に向かって突出するティース４ｔとを形成する磁性体部４に、インシュレータ２を被せたコア片材１０Ｐを作成する工程（ステップＳ１１０～Ｓ１２０）、複数のコア片材１０Ｐを、ティース４ｔを同じ側に向け、ヨーク４ｙの周方向における端面（側端面４ｓｙ）同士を対向させて並べ、隣り合うコア片材１０Ｐの間それぞれに、一方のコア片材のヨーク部分（ヨーク部１０ｙ、あるいはヨーク部２ｙの周方向における端部近傍）に設けられた軸（回転軸Ｘ）に平行な方向に延伸する柱状部２ｊｍｐを、他方のコア片材のヨーク部分（同上）に設けられた開環部２ｊｆｃに嵌めこむスナップフィット結合によって、柱状部２ｊｍｐを中心とする回転を可能とし、軸方向での変位を規制する嵌め合い構造を有する連結部１０ｊを形成する工程（ステップＳ１３０、またはステップＳ１３５）、連結部１０ｊによって連結された複数のコア片材１０Ｐそれぞれのティース４ｔに対して、隣り合うコア片材１０Ｐのティース４ｔとの角度を拡げ、線材３Ｆを巻回してコイル３を形成する工程（ステップＳ１４０）、およびコイル３が形成されたコア片材１０Ｐを、ティース４ｔを内側にして円環状に連結する工程（ステップＳ１５０、またはステップＳ１５５）、を含むようにしたので、部品点数、および固定のための治具等を用いずとも、巻線密度の高いコイル３を形成することができる。そのため、部品点数と製造工程を増加させることなく、高性能なステータ１および回転電機を得ることができる。

以上のように、各実施の形態にかかるステータ１のもうひとつの製造方法によれば、円弧状に延びるヨーク４ｙとヨーク４ｙから軸（回転軸Ｘ）に向かって突出するティース４ｔとを形成する磁性体部４に、インシュレータ２を被せたコア片材１０Ｐを作成する工程（ステップＳ１１０～Ｓ１２０）、複数のコア片材１０Ｐそれぞれのティース４ｔに対して、線材を巻回してコイル３を形成する工程（ステップＳ１４０）、およびコイル３が形成された複数のコア片材１０Ｐを、ティース４ｔを同じ側に向け、ヨーク４ｙの周方向における端面（側端面４ｓｙ）同士を対向させて並べ、隣り合うコア片材１０Ｐの間それぞれに、一方のコア片材のヨーク４ｙ部分に設けられた軸に平行な方向に延伸する柱状部２ｊｍｐを、他方のコア片材のヨーク４ｙ部分に設けられた開環部２ｊｆｃに嵌めこむスナップフィット結合によって、柱状部２ｊｍｐを中心とする回転を可能とし、軸方向での変位を規制する嵌め合い構造を有する連結部１０ｊを形成し、ティース４ｔを内側にして円環状に連結する工程（ステップＳ１３０／ステップＳ１３５、およびステップＳ１５０／ステップＳ１５５）を含むようにしても、部品点数、および固定のための治具等を用いずとも、巻線密度の高いコイル３を形成することができる。そのため、部品点数と製造工程を増加させることなく、高性能なステータ１および回転電機を得ることができる。

また、上述したステータの製造方法によってステータ１を形成する工程（ステップＳ１１０～ステップＳ１７０）、および形成したステータ１の内周面側にロータ５を回転自在に同軸配置する工程、を含むようにすれば、上述した安価に高性能な回転電機、あるいは安価に小型な回転電機を得ることができる。

１：ステータ、 ２：インシュレータ、 ２ｊｆ：スナップフィット凹部、 ２ｊｆｂ：基部、 ２ｊｆｃ：開環部、 ２ｊｆｃ１：第一開環部、 ２ｊｆｃ２：第二開環部、 ２ｊｍ：スナップフィット凸部、 ２ｊｍｂ：基部、 ２ｊｍｐ：柱状部、 ３：コイル、 ４：磁性体部、 ４ｃｙ：端部、 ４ｆｏ：外周面、 ４ｓｙ：側端面（端面）、 ４ｔ：ティース、 ４ｙ：ヨーク、 ５：ロータ、 １０：コア片、 １０ｆｏ：外周面、 １０ｊｃ：隙間、 １０Ｐ：コア片材、 １０ｔ：ティース部、 １０ｙ：ヨーク部、 Ｘ：回転軸（軸）。

Claims (11)

1. 円弧状に延びるヨークとヨークから軸に向かって突出するティースとを形成する磁性体部、および前記ティースに巻回されたコイルを備えた複数のコア片が、前記軸を中心にして円環状に配置されたステータであって、
   前記円環状の配置における隣り合うコア片の間には、一方のコア片のヨーク側に設けられた前記軸に平行な方向に延伸する柱状部と、他方のコア片のヨーク側に設けられた開環部とのスナップフィット結合によって、前記柱状部を中心とする回転を可能とし、軸方向での変位を規制する嵌め合い構造を有する連結部が形成され、
   前記開環部は前記軸方向において前記磁性体部との間に隙間を有して設けられ、
   前記柱状部は前記柱状部よりも径が大きな基部から延伸して設けられ、
   前記スナップフィット結合がなされた際、前記一方のコア片の前記基部が、前記他方のコア片の前記隙間に挟み込まれることを特徴とするステータ。
2. 前記柱状部が前記開環部に嵌めこまれた方向は、前記柱状部の延伸方向に垂直であることを特徴とする請求項１に記載のステータ。
3. 前記柱状部および前記開環部は、前記磁性体部と前記コイルとの間に介在する樹脂製のインシュレータとの一体成型品として設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のステータ。
4. 前記磁性体部は、粉体を用いた圧縮成形品であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のステータ。
5. 前記開環部の中心は、前記ヨークの外周面上の周方向における端部に位置することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のステータ。
6. 前記開環部と前記柱状部は、前記ヨークの外周面より径方向の内側に形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のステータ。
7. 前記開環部は、周方向において、中心が前記ヨークの端面より外側に位置する第一開環部と、前記第一開環部に連なり、中心が前記端面に重なる第二開環部とで構成し、
   前記柱状部の中心は、周方向において、前記ヨークの端面に重なることを特徴とする請求項６に記載のステータ。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載のステータ、
   前記ステータの内周面側に同軸配置されたロータ、および
   前記ステータを保持し、前記ロータを回転自在に支持する軸受けを有する筐体、
   を備えたことを特徴とする回転電機。
9. 円弧状に延びるヨークと前記ヨークから軸に向かって突出するティースとを形成する磁性体部に、インシュレータを被せたコア片材を作成する工程、
   複数の前記コア片材を、前記ティースを同じ側に向け、前記ヨークの周方向における端面同士を対向させて並べ、隣り合うコア片材の間それぞれに、一方のコア片材のヨーク部分に設けられた前記軸に平行な方向に延伸する柱状部を、他方のコア片材のヨーク部分に軸方向において前記磁性体部との間に隙間を有して設けられた開環部に嵌めこむスナップフィット結合によって、前記柱状部を中心とする回転を可能とし、前記軸方向での変位を規制する嵌め合い構造を有する連結部を形成する工程、
   前記連結部によって連結された前記複数のコア片材それぞれのティースに対して、隣り合うコア片材のティースとの角度を拡げ、線材を巻回してコイルを形成する工程、および
   前記コイルが形成されたコア片材を、前記ティースを内側にして円環状に連結する工程を含み、
   前記柱状部は前記柱状部よりも径が大きな基部から延伸して設けられ、
   前記スナップフィット結合がなされた際、前記一方のコア片材の前記基部が、前記他方のコア片材の前記隙間に挟み込まれることを特徴とするステータの製造方法。
10. 円弧状に延びるヨークと前記ヨークから軸に向かって突出するティースとを形成する磁性体部に、インシュレータを被せたコア片材を作成する工程、
    複数の前記コア片材それぞれのティースに対して、線材を巻回してコイルを形成する工程、および
    前記コイルが形成された複数のコア片材を、前記ティースを同じ側に向け、前記ヨークの周方向における端面同士を対向させて並べ、隣り合うコア片材の間それぞれに、一方のコア片材のヨーク部分に設けられた前記軸に平行な方向に延伸する柱状部を、他方のコア片材のヨーク部分に軸方向において前記磁性体部との間に隙間を有して設けられた開環部に嵌めこむスナップフィット結合によって、前記柱状部を中心とする回転を可能とし、前記軸方向での変位を規制する嵌め合い構造を有する連結部を形成し、前記ティースを内側にして円環状に連結する工程を含み、
    前記柱状部は前記柱状部よりも径が大きな基部から延伸して設けられ、
    前記スナップフィット結合がなされた際、前記一方のコア片材の前記基部が、前記他方のコア片材の前記隙間に挟み込まれることを特徴とするステータの製造方法。
11. 請求項９または１０に記載のステータの製造方法によって前記ステータを形成する工程、および
    前記形成したステータの内周面側にロータを回転自在に同軸配置する工程、
    を含むことを特徴とする回転電機の製造方法。

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