JP2004208483A - 固定子及び固定子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】組立性が良く、コストを低減し製造工程を簡易化することができる固定子及び固定子の製造方法を提供する。
【解決手段】ティース部３は、外周側形状が一方のティース側面１３から他方のティース側面１２に傾斜した傾斜面６により先端部が鋭角に形成され、前記他方のティース側面１２の先端部に凹部８または凸部が設けられ、前記ヨーク部４は、一端側形状が内周側側面１５から外周側側面１４の方向に傾斜した傾斜面７により先端部が鋭角に形成され、該傾斜面７とは反対側の端面１６に係合用凸部９または係合用凹部が設けられ、前記ティース部３と前記ヨーク部４の傾斜面６，７同士を接触させ、前記凹部８または凸部と係合用凸部９または係合用凹部とを係合させて、固定子片同士を連結する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機や発電機等の回転電機に使用される固定子及び固定子の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電動機や発電機等の回転電機に使用される固定子として、例えば特許文献１に開示されているものがある。この特許文献１には、固定子コアを形成するティース部と、バックヨーク部等を任意の形状のパーツに分解し、かつ、これらパーツの接合部に切り欠けを設けた形でプレス成形し、プレス後、固定子コアの形状に各パーツを配列して、各接合部の切り欠けを合わせて穴を形成し、穴にリベットを圧入することで形成された固定子についての技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１２５５１８号公報（段落番号［００１１］〜［００１４］、第４図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の技術においては、前記ティース部とヨーク部とを別々に加工し、組み付ける必要があるため、組立性が悪く、固定子の内外径の真円度の確保が困難であるという問題があった。また、ヨーク部とティース部との各々に別々の金型を制作する必要があり、その分コストがかかり製造工程が複雑化するという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、組立性が良く、コストを低減し製造工程を簡易化することができる固定子及び固定子の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載した発明は、ティース部（例えば、実施の形態におけるティース部３、２２）と、ヨーク部（例えば、実施の形態におけるヨーク部４、２３）と、両者の先端部同士を連結する連結部（例えば、実施の形態における連結部５、３２、４１）とを備える略短冊状の鉄心を積層してなる固定子片基材（例えば、実施の形態における固定子片基材１、２０、３０、４０）を、前記連結部を基点にして略Ｌ字状に屈曲させて固定子片（例えば、実施の形態における固定子片２、２１、３１）を形成し、固定子片同士を連結して略円環状に形成される固定子であって、前記ティース部は、外周側形状が一方のティース側面（例えば、実施の形態における側面１３）から他方のティース側面（例えば、実施の形態における側面１２）に傾斜した傾斜面（例えば、実施の形態における傾斜面６）により先端部が鋭角に形成され、前記他方のティース側面の先端部に凹部（例えば、実施の形態における凹部８）または凸部が設けられ、前記ヨーク部は、一端側形状が内周側側面（例えば、実施の形態における内周側側面１５）から外周側側面（例えば、実施の形態における外周側側面１４）の方向に傾斜した傾斜面（例えば、実施の形態における傾斜面７）により先端部が鋭角に形成され、該傾斜面とは反対側の端面（例えば、実施の形態における側面１６）に係合用凸部（例えば、実施の形態における係合用凸部９）または係合用凹部が設けられ、前記ティース部と前記ヨーク部の傾斜面同士を接触させ、前記凹部または凸部と係合用凸部または係合用凹部とを係合させて、固定子片同士を連結することを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、前記固定子片基材を構成する鉄心を、略短冊状に形成するため、前記鉄心を打ち抜き加工により製造する鋼板を無駄なく利用することができ、固定子片基材の製造歩留まりを上げることができる。また、固定子片基材の一方の側縁に前記傾斜面を形成すれば、他方の側縁を略直線上に形成することができるため、製造に用いる金型の形状を簡易化することができる。また、ティース部とヨーク部とが連結部にて連結されているため、ティース部とヨーク部用の金型を共用化することができ、金型の数を減らすことができる。また、ティース部とヨーク部とを一体的に製造することができるため、特別にティース部とヨーク部の厚さを調整することなく、両者の厚さを略等しくすることができる。
【０００８】
さらに、前記ティース部とヨーク部の傾斜面同士を接触させるように一度屈曲させるだけで、固定子片を形成できるため、ティース部とヨーク部とを締結させるための締結金具等の締結用部品を用いたり、溶接などの締結用の処理を行う必要がなく、コストを低減でき、製造工程を簡略化することができる。
また、ティース部とヨーク部に形成した傾斜面同士を接触させることで、ティース部とヨーク部間に隙間が生じることを防止でき、これにより、継鉄磁路の断絶を抑制し、磁気抵抗低減によってトルクや出力、運転効率を向上させることができる。
また、固定子片同士を連結する際に、前記ティース部に設けられた凹部または凸部と、前記ヨーク部に設けられた係合用凸部または係合用凹部とを係合させることにより、各固定子片の位置決めを精度よく行うことができ、固定子の真円度を確保することが可能となるとともに、締結力を高めることができる。
【０００９】
請求項２に記載した発明は、ティース部（例えば、実施の形態におけるティース部５２）と、ヨーク部（例えば、実施の形態におけるヨーク部５３）と、両者の先端部同士を連結する連結部とを備える略短冊状の鉄心を積層してなる固定子片基材（例えば、実施の形態における固定子片基材５０）を、前記連結部を基点にして略Ｌ字状に屈曲させて固定子片を形成し、固定子片同士を連結して略円環状に形成される固定子であって、前記ティース部は、外周側形状が一方のティース側面（例えば、実施の形態における側面１３）から他方のティース側面（例えば、実施の形態における側面１２）に傾斜した傾斜面（例えば、実施の形態における傾斜面６）により先端部が鋭角に形成され、前記他方のティース側面にヨーク部位置決め用凸部（例えば、実施の形態における位置決め用凸部５４）が設けられ、前記ヨーク部は、一端側形状が内周側側面（例えば、実施の形態における内周側側面１５）から外周側側面（例えば、実施の形態における外周側側面１４）の方向に傾斜した傾斜面（例えば、実施の形態における傾斜面７）により先端部が鋭角に形成され、前記ティース部と前記ヨーク部の傾斜面同士を接触させて形成される固定子片のヨーク部が、前記固定子片に隣接する固定子片の位置決め用凸部により位置決めされることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、請求項１に記載の発明と同様に、固定子片基材の製造歩留まりを上げることができ、製造に用いる金型の形状を簡易化することができ、金型の数を減らすことができ、ティース部とヨーク部の厚さを略等しくすることができ、コストを低減でき、製造工程を簡略化することができ、継鉄磁路の断絶を抑制し、磁気抵抗低減によってトルクや出力、運転効率を向上させることができる。また、固定子片同士を連結する際に、固定子のヨーク部を、隣接する固定子片の位置決め用凸部により位置決めすることで、各固定子片の位置決めを精度よく行うことができ、固定子の真円度を確保することが可能となるとともに、締結力を高めることができる。
【００１１】
請求項３に記載した発明は、一方の側面に切り欠き（例えば、実施の形態における切り欠き１７）が設けられ該切り欠きに対応して他方の側面に連結部（例えば、実施の形態における連結部５）が設けられ該連結部を基点とした一方がティース部（例えば、実施の形態におけるティース部３）とされ他方がヨーク部（例えば、実施の形態におけるヨーク部４）とされた略短冊状の鉄心を積層してなる固定子片基材（例えば、実施の形態における固定子片基材７０）を、前記連結部を基点にして前記切り欠き側に屈曲させて固定子片（例えば、実施の形態における固定子片７３）を形成し、固定子片同士を連結して略円環状に形成される固定子であって、前記ティース部は、外周側形状が一方のティース側面（例えば、実施の形態における側面１３）から他方のティース側面（例えば、実施の形態における側面１２）に傾斜した傾斜面（例えば、実施の形態における傾斜面６）により先端部が鋭角に形成され、前記他方のティース側面の先端部に凹部（例えば、実施の形態における凹部８）または凸部が設けられており、前記ヨーク部は、一端側形状が内周側側面（例えば、実施の形態における内周側側面１５）から外周側側面（例えば、実施の形態における外周側側面１４）の方向に傾斜した傾斜面（例えば、実施の形態における傾斜面７）により先端部が鋭角に形成され、該傾斜面とは反対側の端面（例えば、実施の形態における側面１６）に係合用凸部（例えば、実施の形態における係合用凸部９）または係合用凹部が設けられており、前記固定子片基材は、積層方向の一方側の鉄心群（例えば、実施の形態における第１の鉄心群７１）と他方側の鉄心群（例えば、実施の形態における第２の鉄心群７２）では前記連結部が互いに反対側の側面に配置されており、この固定子片基材を前記連結部を基点にして前記切り欠き側に屈曲させて固定子片とした状態では、前記各鉄心群毎に前記ティース部と前記ヨーク部の傾斜面同士を接触させ、前記一方側の鉄心群のヨーク部と前記他方側の鉄心群のヨーク部がその先端を互いに離間させる方向に延ばしており、この固定子片同士を連結した状態では、隣り合う固定子片の同一鉄心群同士で前記凹部または凸部と係合用凸部または係合用凹部とを係合させて、前記一方側の鉄心群のヨーク部同士が円環状に連結され前記他方側の鉄心群のヨーク部同士が円環状に連結されて一体化されていることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、請求項１に記載の発明と同様に、固定子片基材の製造歩留まりを上げることができ、製造に用いる金型の形状を簡易化することができ、金型の数を減らすことができ、ティース部とヨーク部の厚さを略等しくすることができ、コストを低減でき、製造工程を簡略化することができる。
また、ティース部とヨーク部に形成した傾斜面同士を接触させることで、継鉄磁路の断絶を抑制し、磁気抵抗を低減することができるだけでなく、隣り合う二つの固定子片においては、隣接する二つの一方側の鉄心群のヨーク部に亘って他方側の鉄心群のヨーク部が積層され、隣接する二つの他方側の鉄心群のヨーク部に亘って一方側の鉄心群のヨーク部が積層されるので、隣り合う固定子片の一方側の鉄心群同士における前記凹部または凸部と係合用凸部または係合用凹部との係合部の周方向両側において鉄心群の積層方向に磁気抵抗の低い磁路が形成され、これによっても磁気抵抗を低減することができる。したがって、磁気抵抗がさらに低減されることによってトルクや出力、運転効率をさらに向上させることができる。また、前記係合部を迂回する磁気抵抗の低い磁路を実現できることから、ヨーク部における径方向の幅寸法を小さくすることができ、固定子の小型・軽量化を図ることができる。
【００１３】
請求項４に記載した発明は、前記ティース部（例えば、実施の形態におけるティース部２２）またはヨーク部（例えば、実施の形態におけるヨーク部２３）の一方の傾斜面に楔用の突起部（例えば、実施の形態における楔部２４）を設け、これに係合する他方の傾斜面に、前記楔用の突起部と係合する凹部（例えば、実施の形態における楔部収容凹部２５）を設けたことを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、固定子片基材を屈曲させて固定子片を形成する際に、前記突起部と凹部とにより、ティース部とヨーク部の締結力を高めることができ、ティース部とヨーク部の密着度合いを高めることにより、磁気抵抗をさらに低減することができ、これによりトルクや出力、運転効率をさらに向上させることができる。また、突起部と前記凹部とを係合させることにより、係合時の応力を分散させることができ、これにより、係合時における固定子片の変形を防止することができる。
【００１５】
請求項５に記載した発明は、前記連結部の屈曲方向と反対側側面に凹部（例えば、実施の形態における凹部３３、４２）を設けることを特徴とする。
この発明によれば、前記連結部を屈曲させた時に、前記連結部が固定子の形成する外周ラインからはみ出すことを防止でき、外周面の均一化を図ることができ、屈曲による磁気抵抗の増加を抑制することができる。
【００１６】
請求項６に記載した発明は、前記連結部の屈曲方向側面に凹部（例えば、実施の形態における凹部４３）を設けることを特徴とする。
この発明によれば、前記凹部を設けることにより、前記連結部を屈曲させた時に発生する応力を分散することができるため、屈曲時の連結部の外周側の変形を低減することができ、連結部の耐久性を向上させることができる。
【００１７】
請求項７に記載した発明は、前記固定子片基材（例えば、実施の形態における固定子片基材１、２０、３０、４０、５０）は、前記ティース側面と前記ヨーク部の外周側側面とが略直線状になるように一体的に打ち抜き加工された方向性電磁鋼板を積層した積層鉄心からなることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、前記固定子片基材の長手方向が一方向性電磁鋼板（一方向のみに磁気抵抗の低い電磁鋼板）の磁気抵抗の低い方向（磁化容易方向）と一致するように前記固定子基材を製造することで、前記固定子基材を屈曲させて形成する固定子片のティース部はその径方向が磁化容易方向となるとともに、ヨーク部はその周方向が磁化容易方向となる。このように、前記固定子片の製造に、一方向性電磁鋼板を用いることができるため、コストの高い二方向性電磁鋼板（９０度に直交した二方向に磁気抵抗の低い電磁鋼板）を使用する必要がなくなり、コスト低減を図ることができる。
【００１９】
請求項８に記載した発明は、一方の側面に切り欠き（例えば、実施の形態における切り欠き１７）が設けられ該切り欠きに対応して他方の側面に連結部（例えば、実施の形態における連結部５、３２、４１）が設けられ、該連結部を基点とした一方がティース部（例えば、実施の形態におけるティース部３、２２）とされ他方がヨーク部（例えば、実施の形態における４、２３）とされ、前記切り欠きにより形成される一方のティース側面に対する他方のティース側面の先端部に凹部（例えば、実施の形態における凹部８）または凸部が設けられ、前記ヨーク部の前記切り欠きとは反対側の端面に係合用凸部（例えば、実施の形態における係合用凸部９）または係合用凹部が設けられた略短冊状の鉄心を複数用意し、この鉄心を積層して固定子片基材（例えば、後述する実施の形態における固定子片基材１、２０、３０、４０）とし、この固定子片基材をヨーク部を外側にして放射状に配列し、固定子片基材のティース部間に外側から巻線（例えば、実施の形態における巻線６３）を供給して巻装した後、ヨーク部を前記連結部を基点にして前記切り欠き側に屈曲し、前記凹部または凸部と係合用凸部または係合用凹部とを係合させてヨーク部を円環状に連結しティース部間の外周側を閉塞することを特徴とする固定子の製造方法である。
この発明によれば、ティース部とヨーク部とが屈曲前には直線形状であるために、ティース部間に巻線を外周部から巻装することができ、作業負担を低減することができる。
【００２０】
請求項９に記載した発明は、一方の側面に切り欠き（例えば、実施の形態における切り欠き１７）が設けられ該切り欠きに対応して他方の側面に連結部（例えば、実施の形態における連結部５）が設けられ該連結部を基点とした一方がティース部（例えば、実施の形態におけるティース部３）とされ他方がヨーク部（例えば、実施の形態におけるヨーク部４）とされた略短冊状の鉄心を複数用意し、この鉄心を積層して固定子片基材（例えば、実施の形態における固定子片基材７０）とし、その際に、積層方向の一方側の鉄心群（例えば、実施の形態における第１の鉄心群７１）と他方側の鉄心群（例えば、実施の形態における第２の鉄心群７２）で前記連結部が互いに反対側の側面に位置するように積層し、この固定子片基材をヨーク部を外側にして放射状に配列し、固定子片基材のティース部間に外側から巻線（例えば、実施の形態における巻線６３）を供給して巻装した後、前記一方側の鉄心群のヨーク部を前記連結部を基点にして前記切り欠き側に屈曲して円環状に連結し、前記他方側の鉄心群のヨーク部を前記連結部を基点にして前記切り欠き側に屈曲して円環状に連結して、両鉄心群のティース部間の外周側を閉塞することを特徴とする固定子の製造方法である。
この発明によれば、請求項７に記載の発明と同様に、ティース部とヨーク部とが屈曲前には直線形状であるために、ティース部間に巻線を外周部から巻装することができ、作業負担を低減することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態における固定子及び固定子の製造方法を図面と共に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態における固定子片基材１を示す正面図である。同図に示したように、固定子片基材１は、ティース部３と、ヨーク部４と、両者の先端部同士を連結する連結部５と、連結部５の側部に形成された切り欠き１７とを備える略短冊状の鉄心を積層してなる。つまり、前記鉄心は、一方の側面に切り欠き１７が設けられ、この切り欠き１７に対応して他方の側面に連結部５が設けられ、この連結部５を基点とした一方がティース部３とされ、他方がヨーク部４とされている。前記鉄心は、固定子片基材１の断面形状を有する金型を用いて、一方向性電磁鋼板から打ち抜き形成され、この鉄心を所定数積層させて（この場合は図１の紙面に直交する方向に積層させて）、かしめ、溶接等により固定されたものを固定子片基材１としている。
【００２２】
また、前記固定子片基材１を構成する鉄心は、その長手方向が一方向性電磁鋼板（一方向のみに磁気抵抗の低い電磁鋼板）の磁気抵抗の低い方向（磁化容易方向）と一致するように打ち抜かれている。このため、固定子片基材１は、その長手方向が磁化容易方向１０、１１となっている。
【００２３】
前記ティース部３は、外周側形状が一方のティース側面１３から他方のティース側面１２に傾斜した傾斜面６により先端部が鋭角に形成されている。そして、前記他方のティース側面１２の先端部に凹部８が設けられている。また、前記ティース部３の基端部先端はその両幅が拡がっており、これにより後述する巻線の係止を行い易くしている。
【００２４】
前記ヨーク部４は、その一端側形状が内周側側面１５から外周側側面１４の方向に傾斜した傾斜面７により先端部が鋭角に形成されている。また、前記内周側側面１５と外周側側面１４とは、同心円の略円弧状に形成されている。
ヨーク部４の傾斜面７とは反対側の端面１６に、係合用凸部９が設けられている。前記係合用凸部９は、前記凹部８に対応する形状となっている。そして、前記連結部５から前記凹部８までの距離Ｐと、前記外周側側面終端１４ａから前記係合用凸部９までの距離Ｑとが等しくなるように設定されている。
そして、ティース部３の傾斜面６とヨーク部４の傾斜面７の間が切り欠き１７となっている。
【００２５】
図２は図１の固定子片基材１を用いて固定子片２を形成する工程を示す説明図である。同図（ａ）に示すように、固定子片基材１を、前記連結部５を基点として、傾斜面６、７同士を近づける方向に（この場合はＲ方向に）屈曲させる。換言すると、連結部５を基点としてヨーク部４を切り欠き１７側に屈曲させる。そして、図２（ｂ）に示すように、前記ティース部３と前記ヨーク部４の傾斜面６，７同士を接触させて、略Ｌ字状に屈曲させて固定子片２を形成する。同図に示したように、この状態では、ティース部３とヨーク部４の磁化容易方向が略直交している。
【００２６】
このように形成した固定子片２同士を連結して、円環状の固定子を形成する。図３は図２の固定子片２を用いて固定子を形成する工程を示す要部説明図である。同図に示したように、固定子片２のヨーク部４の側面１６を、隣接する固定子片２のティース部３のティース側面１２先端側に当接または圧接していくことで、固定子を形成する。このように、ティース部３とヨーク部４に形成した傾斜面６，７同士を接触させることで、ティース部３とヨーク部４間に隙間が生じることを防止でき、これにより、継鉄磁路の断絶を抑制し、磁気抵抗低減によってトルクや出力、運転効率を向上させることができる。
【００２７】
また、上述したように、前記連結部５から前記凹部８までの距離Ｐと、前記外周側側面終端１４ａから前記係合用凸部９までの距離Ｑとが等しくなるように設定されているので、前記係合用凸部９を前記凹部８と係合させることにより、各固定子片２の位置決めを精度よく行うことができ、固定子の真円度を確保することが可能となるとともに、締結力を高めることができる。
【００２８】
図１５、図１６は本発明の第１の実施の形態における固定子片を用いた固定子の製造方法を示す全体説明図である。図１５に示したように、ロータ６１の外側に円柱状に形成された治具６４に、固定子片基材１におけるティース部３の基端部先端を保持させて放射状に配列する。換言すると、固定子片基材１をヨーク部４を外側にして放射状に配列する。そして、巻線（巻装される線材）６３を繰り出し可能なノズル６２を固定子片基材１の外側から挿入して、ティース部３間に巻線６３を巻装する。その後、図１６に示したように、ティース部３と連結したヨーク部４を屈曲して円環状に連結し、ティース部３間の外周側を閉塞することで、固定子（この場合はステータ６０）を製造することができる。
このようにすると、ティース部３とヨーク部４とが屈曲前には直線形状であるために、ティース部３間に巻線６３を外周部から巻装することができ、作業負担を低減することができる。
また、前記巻線６３を巻装するノズル６２は複数であってもよい。さらに、巻装の仕方としては、ステータ６０外周部から複数のノズル６２を挿入して巻線６３を供給し、複数のティース部３の側面にまたがるようにノズル６２を周回させて巻線６３を波巻きや重ね巻にしてもよいし、各ティース部３毎に集中的にノズル６２を周回させて巻線６３を集中巻にしてもよい。
また、第２ないし第５の実施の形態における固定子片基材を用いる場合であっても、図１５、１６に示したようにして、固定子を製造することができる。
【００２９】
以上説明したように、本実施の形態における固定子は、前記固定子片基材１を構成する鉄心を、略短冊状に形成するため、前記鉄心を打ち抜き加工により製造する鋼板を無駄なく利用することができ、固定子片基材１の製造歩留まりを上げることができる。また、固定子片基材１を略短冊状に形成するため、固定子片基材１の製造に用いる金型の形状を簡易化することができ、ティース部３とヨーク部４用の金型を共用化することができ、金型の数を減らすことができる。また、ティース部３とヨーク部４とを一体的に製造することができるため、特別にティース部３とヨーク部４の厚さを調整することなく、両者の厚さを略等しくすることができる。
【００３０】
さらに、前記ティース部３とヨーク部４の傾斜面６，７同士を接触させるように一度屈曲させるだけで、固定子片２を形成できるため、ティース部３とヨーク部４とを締結させるための締結金具等の締結用部品を用いたり、溶接などの締結用の処理を行う必要がなく、コストを低減でき、製造工程を簡略化することができる。
【００３１】
また、前記固定子片基材１の長手方向が一方向性電磁鋼板（一方向のみに磁気抵抗の低い電磁鋼板）の磁気抵抗の低い方向（磁化容易方向）と一致するように前記固定子片基材１を製造するため、前記固定子片２のティース部３はその径方向が磁化容易方向１０となるとともに、ヨーク部４はその周方向が磁化容易方向１１となる。このように、前記固定子片２の製造に、一方向性電磁鋼板を用いることができるため、コストの高い二方向性電磁鋼板（９０度に直交した二方向に磁気抵抗の低い電磁鋼板）を使用する必要がなくなり、コスト低減を図ることができる。
なお、本実施の形態においては、前記ティース側面１２に凹部８を、前記ヨーク部４の端面１６に係合用凸部９を設けたが、これに限らず、前記ティース側面１２に係合用凸部９を、前記ヨーク部４の端面１６に凹部８を設けてもよい。
【００３２】
図４は本発明の第２の実施の形態における固定子片基材２０を示す正面図である。なお、前述した実施の形態と同様の部材には、同一の番号を付してその説明を適宜省略する。同図に示したように、固定子片基材２０は、ヨーク部２３の傾斜面７に楔部２４を設け、これに係合するティース部２２の傾斜面６に楔部収容凹部２５を設けた点が、上述した実施の形態と異なっている。
図５は図４の固定子片基材２０を用いて固定子片２１を形成する工程を示す説明図であり、図６は図５の固定子片２１を用いて固定子を形成する工程を示す要部説明図であり、それぞれ図２、図３に相当する。これらの図に示したように、固定子片基材２０を屈曲させて固定子片２１を形成する際に、前記楔部２４と楔部収容凹部２５とにより、ティース部２２とヨーク部２３の締結力を高めることができ、ティース部２２とヨーク部２３の密着度合いを高めることにより、磁気抵抗をさらに低減することができ、これによりトルクや出力、運転効率をさらに向上させることができる。また、楔部２４と楔部収容凹部２５とを係合させることにより、係合時の応力を分散させることができ、これにより、ティース部２２とヨーク部２３の係合時における固定子片２１の変形を防止することができる。
なお、本実施の形態においては、前記ヨーク部２３に楔部２４を、前記ティース部２２に楔部収容凹部２５を設けたが、これに限らず、前記ティース部２２に楔部２４を、前記ヨーク部２３に楔部収容凹部２５を設けてもよい。
【００３３】
図７は本発明の第３の実施の形態における固定子片基材３０を示す正面図である。図８は図７に示す範囲Ａの拡大図である。これらの図に示したように、本実施の形態においては、連結部３２の屈曲方向と反対側側面に凹部３３を設けた点が、上述した実施の形態と異なっている。
図９は図７に示す固定子片基材３０を用いて形成される固定子を示す要部説明図である。同図に示したように、前記固定子片基材３０を前記連結部３２を基点として屈曲させて、固定子片３１を形成すると、連結部３２がその外周側に張り出す。しかし、上述したように、連結部３２の屈曲方向と反対側側面に凹部３３を設けているため、固定子片３１の連結部３２が外周側に張り出しても、その張り出し分を前記凹部３３により吸収することができるため、連結部３２が固定子の形成する外周ラインからはみ出すことを防止できる。これにより、外周面の均一化を図ることができ、屈曲による磁気抵抗の増加を抑制することができる。
【００３４】
図１０は本発明の第４の実施の形態における固定子片基材４０を示す正面図である。図１１は図１０に示す範囲Ｂの拡大図である。これらの図に示したように、本実施の形態においては、前記連結部４１の屈曲方向側面に凹部４３を設けた点が、上述した実施の形態と異なっている。このように、前記凹部４３を設けることにより、前記連結部４１を基点として屈曲させて、固定子片を形成する際に発生する応力を前記凹部４３にて分散することができる。したがって、屈曲時の連結部４１の外周側の変形を低減することができ、連結部４１の耐久性を向上させることができる。なお、図１０において符号４２は、第３の実施の形態における連結部３２の凹部３３に対応する凹部を示している。
【００３５】
図１２は本発明の第５の実施の形態における固定子片基材５０を示す正面図である。図１３は図１２の固定子片基材５０を用いて固定子片を形成する工程を示す説明図であり、図１４は図１３の固定子片５１を用いて固定子を形成する工程を示す要部説明図であり、それぞれ図２、図３に相当する。これらの図に示したように、本実施の形態においては、ティース部５２のティース側面１２にヨーク部位置決め用凸部５４が設けられ、固定子片５１のヨーク部５３が、隣接する固定子片５１の位置決め用凸部５４により位置決めされる点が上述した実施の形態と異なっている。
【００３６】
本実施の形態においては、前記ティース部５２の連結部５から前記位置決め用凸部５４までの距離Ｕと、前記ヨーク部５３の外周側側面終端５３ａから内周側側面周面５３ｂまでの距離Ｔとが等しくなるように設定されている。これにより、各固定子片５１同士を連結する際に、前記ヨーク部５３を前記位置決め用凸部５４にて係止させることで、前記ヨーク部５３の位置決めを精度よく行うことができ、固定子の真円度を確保することが可能となるとともに、締結力を高めることができる。
なお、この第５の実施の形態における固定子に、第２の実施の形態における楔部２４と楔部収容凹部２５を設けてもよいし、第３の実施の形態における連結部３２の凹部３３を設けてもよいし、第４の実施の形態における連結部４１の凹部４２と屈曲方向側面の凹部４３を設けてもよい。
【００３７】
図１７は本発明の第６の実施の形態における固定子片基材７０を示す斜視図である。この固定子片基材７０は、第１の実施の形態における固定子片基材１を構成する鉄心と同一構成の鉄心を積層して構成されている。すなわち、図１８に示すように、鉄心は、一方の側面に切り欠き１７が設けられ、この切り欠き１７に対応して他方の側面に連結部５が設けられ、この連結部５を基点とした一方がティース部３とされ、他方がヨーク部４とされている。鉄心のそのほかの構成については、第１の実施の形態における鉄心と同一態様部分に同一符号を付して説明を省略する。
なお、この固定子片基材７０を構成する鉄心も第１の実施の形態の場合と同様に、固定子片基材７０の断面形状を有する金型を用いて、一方向性電磁鋼板から打ち抜き形成されており、鉄心の長手方向が一方向性電磁鋼板の磁気抵抗の低い方向（磁化容易方向）と一致するように打ち抜かれている。このため、固定子片基材７０は、その長手方向が磁化容易方向１０、１１となっている。
【００３８】
しかしながら、第６の実施の形態と第１の実施の形態とは次のように相違する。第１の実施の形態の固定子片基材１においては、全ての鉄心の連結部５を同じ側に配置して鉄心を積層させているが、第６の実施の形態の固定子片基材７０においては、鉄心の積層方向の一方側の鉄心群（以下、第１の鉄心群という）７１と他方側の鉄心群（以下、第２の鉄心群という）７２では連結部５が互いに反対側の側面に配置されている。詳述すると、図１８に示すように、図中左側側面に連結部５を配置し図中右側側面に切り欠き１７を配置した鉄心を積層して第１の鉄心群７１を形成し、図中右側側面に連結部５を配置し図中左側側面に切り欠き１７を配置した鉄心を積層して第２の鉄心群７２を形成し、このようにして形成した第１の鉄心群７１に第２の鉄心群７２を重ねることにより、図１７に示すような固定子片基材７０が形成されている。したがって、この固定子片基材７０では、第１の鉄心群７１の連結部５と第２の鉄心群７２の切り欠き１７が固定子片基材７０における一側面に配置され、第１の鉄心群７１の切り欠き１７と第２の鉄心群７２の連結部５が固定子片基材７０における他側面に配置されることとなる。
【００３９】
図１９は図１７の固定子片基材７０を用いて固定子片７３を形成する工程を示す説明図である。同図（ａ）に示すように、固定子片基材７０における第１の鉄心群７１を、連結部５を基点として傾斜面６、７同士を近づける方向に（換言すると、連結部５を基点としてヨーク部４を切り欠き１７側に）屈曲させ、図１９（ｂ）に示すように、ティース部３とヨーク部４の傾斜面６，７同士を接触させる。この後あるいはこれと同時に、固定子片基材７０における第２の鉄心群７２を、連結部５を基点として傾斜面６、７同士を近づける方向に（換言すると、連結部５を基点としてヨーク部４を切り欠き１７側に）屈曲させ、ティース部３とヨーク部４の傾斜面６，７同士を接触させる。このようにして、図１９（ｂ）に示したような、第１の鉄心群７１のヨーク部４と第２の鉄心群７２のヨーク部４がその先端を互いに離間させる方向に延ばした固定子片７３を形成する。
この固定子片７３では、第１の鉄心群７１、第２の鉄心群７２のいずれにおいても、ティース部３とヨーク部４の磁化容易方向が略直交している。
【００４０】
このように形成した固定子片７３同士を連結して、円環状の固定子を形成する。図２０は図１９（ｂ）の固定子片７３を用いて固定子を形成する工程を示す要部説明図である。同図に示したように、固定子片７３の第１の鉄心群７１におけるヨーク部４の側面１６を、隣接する固定子片７３の第１の鉄心群７１におけるティース部３のティース側面１２先端側に当接または圧接していき、その際に、ヨーク部４の係合用凸部９をティース部３の凹部８に係合させていき、第１の鉄心群７１のヨーク部４を円環状に連結していく。同様に、固定子片７３の第２の鉄心群７２におけるヨーク部４の側面１６を、隣接する固定子片７３の第２の鉄心群７２におけるティース部３のティース側面１２先端側に当接または圧接していき、その際に、ヨーク部４の係合用凸部９をティース部３の凹部８に係合させていき、第２の鉄心群７２のヨーク部４を円環状に連結していく。このようにして、第１の鉄心群７１のヨーク部４同士、及び、第２の鉄心群７２のヨーク部４同士がそれぞれ円環状に連結されて一体化された固定子を形成する。
【００４１】
このように構成された固定子においては、第１の鉄心群７１と第２の鉄心群７２のいずれにおいても、ティース部３とヨーク部４に形成した傾斜面６，７同士を接触させることで、ティース部３とヨーク部４間に隙間が生じることを防止でき、これにより、継鉄磁路の断絶を抑制し、磁気抵抗低減によってトルクや出力、運転効率を向上させることができる。
また、第１の鉄心群７１と第２の鉄心群７２のいずれにおいても、係合用凸部９を凹部８と係合させることにより、各固定子片７３の位置決めを精度よく行うことができ、固定子の真円度を確保することが可能となるとともに、締結力を高めることができる。
【００４２】
この第６の実施の形態における固定子片７３を用いた固定子も第１の実施の形態の固定子と同様な方法で製造することができる。以下、第６の実施の形態における固定子の製造方法を、図１５及び図１６を援用して説明する。
ロータ６１の外側に円柱状に形成された治具６４に、固定子片基材１に替えて固定子片基材７０を放射状に配列し、ティース部３の基端部先端を保持させる。換言すると、固定子片基材７０をヨーク部４を外側にして放射状に配列する。そして、巻線（巻装される線材）６３を繰り出し可能なノズル６２を固定子片基材７０の外側から挿入して、両鉄心群７１，７２のティース部３間に巻線６３を巻装する。その後、鉄心群７１，７２のそれぞれにおいて、ティース部３と連結したヨーク部４を屈曲して円環状に連結し、図１６に示したようにティース部３間の外周側を閉塞することで、固定子（この場合はステータ６０）を製造することができる。
このようにすると、ティース部３とヨーク部４とが屈曲前には直線形状であるために、ティース部３間に巻線６３を外周部から巻装することができ、作業負担を低減することができる。
また、前記巻線６３を巻装するノズル６２は複数であってもよい。さらに、巻装の仕方としては、ステータ６０外周部から複数のノズル６２を挿入して巻線６３を供給し、複数のティース部３の側面にまたがるようにノズル６２を周回させて巻線６３を波巻きや重ね巻にしてもよいし、各ティース部３毎に集中的にノズル６２を周回させて巻線６３を集中巻にしてもよい。
【００４３】
以上説明したように、第６の実施の形態における固定子においては、前記固定子片基材７０を構成する第１の鉄心群７１における鉄心と第２の鉄心群７２における鉄心に全く同じ形状、寸法の鉄心を用いており、その鉄心を略短冊状に形成するため、前記鉄心を打ち抜き加工により製造する鋼板を無駄なく利用することができ、固定子片基材７０の製造歩留まりを上げることができる。また、固定子片基材７０を略短冊状に形成するため、固定子片基材７０の製造に用いる金型の形状を簡易化することができ、ティース部３とヨーク部４用の金型を共用化することができ、金型の数を減らすことができる。また、ティース部３とヨーク部４とを一体的に製造することができるため、特別にティース部３とヨーク部４の厚さを調整することなく、両者の厚さを略等しくすることができる。
【００４４】
さらに、第１の鉄心群７１と第２の鉄心群７２のそれぞれにおいてティース部３とヨーク部４の傾斜面６，７同士を接触させるように一度屈曲させるだけで、固定子片７３を形成できるため、ティース部３とヨーク部４とを締結させるための締結金具等の締結用部品を用いたり、溶接などの締結用の処理を行う必要がなく、コストを低減でき、製造工程を簡略化することができる。
【００４５】
また、固定子片基材７０の長手方向が一方向性電磁鋼板（一方向のみに磁気抵抗の低い電磁鋼板）の磁気抵抗の低い方向（磁化容易方向）と一致するように固定子片基材７０を製造するため、固定子片７３のティース部３はその径方向が磁化容易方向１０となるとともに、ヨーク部４はその周方向が磁化容易方向１１となる。このように、前記固定子片７３の製造に、一方向性電磁鋼板を用いることができるため、コストの高い二方向性電磁鋼板（９０度に直交した二方向に磁気抵抗の低い電磁鋼板）を使用する必要がなくなり、コスト低減を図ることができる。
【００４６】
さらに、この固定子片基材７０では、例えば第１の鉄心群７１においてヨーク部４の係合用凸部９とティース部３の凹部８との係合部において磁気抵抗がやや高くなる傾向があるが、隣り合う二つの固定子片７３，７３において、互いに隣接する二つの第１の鉄心群７１，７１のヨーク部４，４に亘って第２の鉄心群７２のヨーク部４が積層されているので、図２０において破線矢印Ｆで示されるように、前記係合部が存在する部位の周方向両側では第１の鉄心群７１と第２の鉄心群７２の積層方向に沿う磁路の方が磁気抵抗が小さくなり、前記係合部を迂回する磁気抵抗の低い磁路が形成される。
したがって、第６の実施の形態の固定子では、第１の鉄心群７１のヨーク部４と第２の鉄心群７２のヨーク部４を順次接続して形成される磁気抵抗の低い磁路を実現することができる。その結果、第６の実施の形態の固定子によれば、第１の実施の形態の固定子よりも磁気抵抗を低減することができ、トルクや出力、運転効率をさらに向上させることができ、磁気抵抗が低い分だけ第１の実施の形態の固定子よりもヨーク部４の径方向の幅寸法Ｓを小さくすることができ、固定子の小型・軽量化が可能になる。
【００４７】
なお、この第６の実施の形態においても、ティース側面１２に係合用凸部９を設け、ヨーク部４の端面１６に凹部８を設けてもよい。
また、前述した第２〜第５の実施の形態の固定子片基材２０，３０，４０，５０を構成する鉄心を用いて、第１の鉄心群７１と第２の鉄心群７２を形成し、第６の実施の形態と同様に固定子片基材、固定子片、固定子を形成することもできる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１、請求項２、請求項３に記載した発明によれば、固定子片基材の製造歩留まりを上げることができ、製造に用いる金型の形状を簡易化することができ、金型の数を減らすことができ、ティース部とヨーク部の厚さを略等しくすることができ、コストを低減でき、製造工程を簡略化することができ、継鉄磁路の断絶を抑制し、磁気抵抗低減によってトルクや出力、運転効率を向上させることができる。また、固定子の真円度を確保することが可能となるとともに、締結力を高めることができる。
特に、請求項３に記載した発明によれば、固定子の小型・軽量化を図ることができる。
【００４９】
請求項４に記載した発明によれば、ティース部とヨーク部の締結力を高めることができ、トルクや出力、運転効率をさらに向上させることができるとともに、係合時における固定子片の変形を防止することができる。
請求項５に記載した発明によれば、外周面の均一化を図ることができ、屈曲による磁気抵抗の増加を抑制することができる。
請求項６に記載した発明によれば、屈曲時の連結部の外周側の変形を低減することができ、連結部の耐久性を向上させることができる。
請求項７に記載した発明によれば、前記固定子片の製造に、一方向性電磁鋼板を用いることができるため、コストの高い二方向性電磁鋼板を使用する必要がなくなり、コスト低減を図ることができる。
請求項８、請求項９に記載した発明によれば、ティース部とヨーク部とが屈曲前には直線形状であるために、ティース部間に巻線を外周部から巻装することができ、作業負担を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における固定子片基材を示す正面図である。
【図２】図１の固定子片基材を用いて固定子片を形成する工程を示す説明図である。
【図３】図２の固定子片を用いて固定子を形成する工程を示す要部説明図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態における固定子片基材を示す正面図である。
【図５】図４の固定子片基材を用いて固定子片を形成する工程を示す説明図である。
【図６】図５の固定子片を用いて固定子を形成する工程を示す要部説明図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態における固定子片基材を示す正面図である。
【図８】図７に示す範囲Ａの拡大図である。
【図９】図７に示す固定子片基材を用いて形成される固定子を示す要部説明図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態における固定子片基材を示す正面図である。
【図１１】図１０に示す範囲Ｂの拡大図である。
【図１２】本発明の第５の実施の形態における固定子片基材を示す正面図である。
【図１３】図１２の固定子片基材を用いて固定子片を形成する工程を示す説明図である。
【図１４】図１３の固定子片を用いて固定子を形成する工程を示す要部説明図である。
【図１５】本発明の第１の実施の形態における固定子片を用いた固定子の製造方法を示す全体説明図である。
【図１６】本発明の第１の実施の形態における固定子片を用いた固定子の製造方法を示す全体説明図である。
【図１７】本発明の第６の実施の形態における固定子片基材を示す斜視図である。
【図１８】図１７の固定子片基材の分解斜視図である。
【図１９】図１７の固定子片基材を用いて固定子片を形成する工程を示す説明図である。
【図２０】図１９の固定子片を用いて固定子を形成する工程を示す要部説明図である。
【符号の説明】
１、２０、３０、４０、５０、７０ 固定子片基材
２、２１、３１、５１、７３ 固定子片
３、２２、５２ ティース部
４、２３、５３ ヨーク部
５、３２、４１ 連結部
６、７ 傾斜面
８ 凹部
９ 係合用凸部
１２ 側面
１６ 側面
１７ 切り欠き
２４ 楔部
２５ 楔部収容凹部
３３、４２ 凹部
４３ 凹部
５４ 位置決め用凸部
６３ 巻線
７１ 第１の鉄心群（一方側の鉄心群）
７２ 第２の鉄心群７２（他方側の鉄心群）

Claims (9)

1. ティース部と、ヨーク部と、両者の先端部同士を連結する連結部とを備える略短冊状の鉄心を積層してなる固定子片基材を、前記連結部を基点にして略Ｌ字状に屈曲させて固定子片を形成し、固定子片同士を連結して略円環状に形成される固定子であって、
   前記ティース部は、外周側形状が一方のティース側面から他方のティース側面に傾斜した傾斜面により先端部が鋭角に形成され、前記他方のティース側面の先端部に凹部または凸部が設けられ、
   前記ヨーク部は、一端側形状が内周側側面から外周側側面の方向に傾斜した傾斜面により先端部が鋭角に形成され、該傾斜面とは反対側の端面に係合用凸部または係合用凹部が設けられ、
   前記ティース部と前記ヨーク部の傾斜面同士を接触させ、前記凹部または凸部と係合用凸部または係合用凹部とを係合させて、固定子片同士を連結することを特徴とする固定子。
2. ティース部と、ヨーク部と、両者の先端部同士を連結する連結部とを備える略短冊状の鉄心を積層してなる固定子片基材を、前記連結部を基点にして略Ｌ字状に屈曲させて固定子片を形成し、固定子片同士を連結して略円環状に形成される固定子であって、
   前記ティース部は、外周側形状が一方のティース側面から他方のティース側面に傾斜した傾斜面により先端部が鋭角に形成され、前記他方のティース側面にヨーク部位置決め用凸部が設けられ、
   前記ヨーク部は、一端側形状が内周側側面から外周側側面の方向に傾斜した傾斜面により先端部が鋭角に形成され、
   前記ティース部と前記ヨーク部の傾斜面同士を接触させて形成される固定子片のヨーク部が、前記固定子片に隣接する固定子片の位置決め用凸部により位置決めされることを特徴とする固定子。
3. 一方の側面に切り欠きが設けられ該切り欠きに対応して他方の側面に連結部が設けられ該連結部を基点とした一方がティース部とされ他方がヨーク部とされた略短冊状の鉄心を積層してなる固定子片基材を、前記連結部を基点にして前記切り欠き側に屈曲させて固定子片を形成し、固定子片同士を連結して略円環状に形成される固定子であって、
   前記ティース部は、外周側形状が一方のティース側面から他方のティース側面に傾斜した傾斜面により先端部が鋭角に形成され、前記他方のティース側面の先端部に凹部または凸部が設けられており、
   前記ヨーク部は、一端側形状が内周側側面から外周側側面の方向に傾斜した傾斜面により先端部が鋭角に形成され、該傾斜面とは反対側の端面に係合用凸部または係合用凹部が設けられており、
   前記固定子片基材は、積層方向の一方側の鉄心群と他方側の鉄心群では前記連結部が互いに反対側の側面に配置されており、
   この固定子片基材を前記連結部を基点にして前記切り欠き側に屈曲させて固定子片とした状態では、前記各鉄心群毎に前記ティース部と前記ヨーク部の傾斜面同士を接触させ、前記一方側の鉄心群のヨーク部と前記他方側の鉄心群のヨーク部がその先端を互いに離間させる方向に延ばしており、この固定子片同士を連結した状態では、隣り合う固定子片の同一鉄心群同士で前記凹部または凸部と係合用凸部または係合用凹部とを係合させて、前記一方側の鉄心群のヨーク部同士が円環状に連結され前記他方側の鉄心群のヨーク部同士が円環状に連結されて一体化されていることを特徴とする固定子。
4. 前記ティース部またはヨーク部の一方の傾斜面に楔用の突起部を設け、これに係合する他方の傾斜面に、前記楔用の突起部と係合する凹部を設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の固定子。
5. 前記連結部の屈曲方向と反対側側面に凹部を設けることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の固定子。
6. 前記連結部の屈曲方向側面に凹部を設けることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の固定子。
7. 前記固定子片基材は、前記ティース側面と前記ヨーク部の外周側側面とが略直線状になるように一体的に打ち抜き加工された方向性電磁鋼板を積層した積層鉄心からなることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の固定子。
8. 一方の側面に切り欠きが設けられ該切り欠きに対応して他方の側面に連結部が設けられ、該連結部を基点とした一方がティース部とされ他方がヨーク部とされ、前記切り欠きにより形成される一方のティース側面に対する他方のティース側面の先端部に凹部または凸部が設けられ、前記ヨーク部の前記切り欠きとは反対側の端面に係合用凸部または係合用凹部が設けられた略短冊状の鉄心を複数用意し、
   この鉄心を積層して固定子片基材とし、
   この固定子片基材をヨーク部を外側にして放射状に配列し、固定子片基材のティース部間に外側から巻線を供給して巻装した後、ヨーク部を前記連結部を基点にして前記切り欠き側に屈曲し、前記凹部または凸部と係合用凸部または係合用凹部とを係合させてヨーク部を円環状に連結しティース部間の外周側を閉塞することを特徴とする固定子の製造方法。
9. 一方の側面に切り欠きが設けられ該切り欠きに対応して他方の側面に連結部が設けられ該連結部を基点とした一方がティース部とされ他方がヨーク部とされた略短冊状の鉄心を複数用意し、
   この鉄心を積層して固定子片基材とし、その際に、積層方向の一方側の鉄心群と他方側の鉄心群で前記連結部が互いに反対側の側面に位置するように積層し、
   この固定子片基材をヨーク部を外側にして放射状に配列し、固定子片基材のティース部間に外側から巻線を供給して巻装した後、
   前記一方側の鉄心群のヨーク部を前記連結部を基点にして前記切り欠き側に屈曲して円環状に連結し、前記他方側の鉄心群のヨーク部を前記連結部を基点にして前記切り欠き側に屈曲して円環状に連結して、両鉄心群のティース部間の外周側を閉塞することを特徴とする固定子の製造方法。

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