JP2007274808A - ステータコア、ステータ、回転電機、及びステータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コイルを変形させることなくステータコアに組み付けることを可能にしつつ、コイルのステータ径方向内側への脱落を防止するための手段を設けることが可能とする。
【解決手段】内周側に複数のティース６ａ、７ａが突出形成されたステータコア３を、それぞれが一つのティース６ａ、７ａを備える複数のコア片に分割してなるステータコア３であって、複数の前記コア片をステータ周方向Ｄ１に沿って交互に第一コア片６、第二コア片７とし、第一コア片６は、ステータ周方向Ｄ１に沿って所定間隔で放射状に複数配置された状態で、ステータ径方向Ｄ２外側からコイル４を組み付け可能に形成され、第二コア片７は、放射状に配置された複数の第一コア片６の各隙間に、ステータ径方向Ｄ２の外側から挿入可能に形成されている。
【選択図】図１２

Description

本発明は、電動機又は発電機として用いられる回転電機、並びにそのステータコア、ステータ、及びステータの製造方法に関する。

これまで、ステータコアの内周側に所定間隔で形成された複数のスロットにコイルを組み付ける場合、ステータコアを保持した状態で、その径方向内側からコイルの一対のコイル辺部を挿入するのが通常であった（例えば、特許文献１参照）。ここで、スロットは、ステータコアの軸心から延びる放射方向に形成されている。そのため、ステータコアの径方向内側からコイルの一対のコイル辺部を挿入する場合、２つのスロットの間隔に合わせて一対のコイル辺部の間隔を広げながら挿入することが必要となる。したがって、この変形分を考慮して、予めコイルの周長を長めに形成する必要があった。そのため、ステータコアの軸方向両側に突出するコイル端部が長くなり、ステータの小型化の妨げとなっていた。また、前記のようにコイルを変形させながら挿入するため、コイルにストレスがかかるという問題もあった。

一方、コイルを変形させずにステータコアに組み付けることができる技術として、ステータコアを複数のステータコア片に分割し、ステータ円周方向に配置されたコイルに対してステータコア片を挿入することにより、ステータを製造する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。すなわち、図１６に示すように、このステータ製造方法では、まず、コイル１０１が、ステータ円周方向に沿って配置され、全体として円周状に仮組み合わせされる。そして、コイル１０１の仮組み合わせが終了した後、電磁鋼板を積層して形成した複数の分割ステータコア片１０２を、仮組み合わせされたコイル１０１に順次挿入する。その後、分割ステータコア片１０２を、外側から接着剤や溶接等により固定することにより、コイル１０１が装着されたステータ１０３が完成する。

特開２００４−７２９５６号公報（第１１−１３頁、第１８−１９図） 特開２００１−３０９５９４号公報（第４頁、第６図）

上記の図１６に示すステータは、分割ステータコア片１０２をコイル１０１の径方向外側から挿入する構成となっている。したがって、各分割ステータコア片１０２のティース１０２ａの先端部がコイル１０１に引っ掛かり、或いはコイルを傷つけることがない構造とする必要があり、コイル１０１がステータ径方向内側（ロータ側）に脱落することを防止するための突起等の構造を設けることが困難であった。そのため、振動の多い場所での使用等のようにコイル１０１の脱落が懸念される条件で使用される回転電機の構成としては不向きであるという問題があった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、コイルを変形させることなくステータコアに組み付けることを可能にしつつ、コイルのステータ径方向内側への脱落を防止するための手段を設けることが可能なステータコアの構造、並びに、それを用いたステータ、回転電機、及びステータの製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る、内周側に複数のティースが突出形成されたステータコアを、それぞれが一つのティースを備える複数のコア片に分割してなるステータコアの特徴構成は、複数の前記コア片をステータ周方向に沿って交互に第一コア片、第二コア片とし、前記第一コア片は、ステータ周方向に沿って所定間隔で放射状に複数配置された状態で、ステータ径方向外側からコイルを組み付け可能に形成され、前記第二コア片は、前記放射状に配置された複数の前記第一コア片の各隙間に、ステータ径方向外側から挿入可能に形成されている点にある。

この特徴構成によれば、複数の第一コア片をステータ周方向に沿って所定間隔で放射状に配置した状態で、第一コア片の間の比較的広い隙間に対してステータ径方向外側からコイルを挿入して組み付けることができる。したがって、コイルを変形させることなくステータコアに組み付けることが可能となる。また、コイルを第一コア片のステータ径方向外側から組み付けることができるので、第一コア片のステータ径方向内側部分に、コイルのステータ径方向内側への脱落を防止するための手段を設けることが可能となる。更に、第二コア片を、複数の第一コア片の各隙間にステータ径方向外側からそれぞれ挿入可能であるので、第一コア片に対するコイルの組み付け後に第二コア片を第一コア片に容易に組み付けることができる。

ここで、前記第一コア片のティースのステータ径方向内側端部に、前記コイルのステータ径方向内側への脱落を防止する係止手段を備えている構成とすると好適である。

上記のとおり、コイルは第一コア片に対してステータ径方向外側から組み付けされる。したがって、この構成によれば、ティースのステータ径方向内側端部に設けられた係止手段により、コイルの組み付け性に影響を与えることなく、組み付けられたコイルのステータ内周側への脱落を防止することができる。

上記目的を達成するための本発明に係る、内周側に複数のティースが突出形成されたステータコアを、それぞれが一つのティースを備える複数のコア片に分割してなるステータコアのもう一つの特徴構成は、複数の前記コア片をステータ周方向に沿って交互に第一コア片、第二コア片とし、前記第一コア片のティースに、当該ティースのステータ径方向内側端部の両側からステータ周方向に突出する周方向突部を設け、前記第二コア片のティースのステータ径方向内側端部におけるステータ周方向幅が、当該ティースのステータ径方向外側部におけるステータ周方向幅と同じ又はそれより狭い点にある。

この特徴構成によれば、ステータコアの内周に設けられたティースの一つおきに配置される第一コア片のティースの径方向内側端部の両側に、ステータ周方向に突出する周方向突部が設けられる。すなわち、ステータコアは、その内周に設けられた複数のティースの内の一つおきのティースに、コイルのステータ内周側への脱落を防止するための係止手段としての周方向突部を備える。これにより、ステータコアの内周のティース間に形成される各スロットの開口部の一方の側面に、当該開口部を狭める周方向突部が設けられることになる。したがって、スロット内に挿入されるコイルのステータ内周側への脱落を防止することができる。
また、第二コア片については、そのティースのステータ径方向内側端部のステータ周方向幅が、当該ティースのステータ径方向外側部のステータ周方向幅と同じ又はそれより狭く形成されており、ティースの径方向内側端部に周方向突部が設けられていない。このため、ティースの径方向内側端部がコイルに引っ掛かり或いはコイルを傷つけることなく、第二コア片をコイルの外周側から挿入することができる。したがって、第一コア片を所定位置に配置した後、第一コア片の間の比較的広い隙間に対してコイルを挿入して組み付けることができ、このコイルの配置後に第二コア片を組み付けることでステータを構成することができる。よって、コイルを変形させることなくステータコアに組み付けることが可能となる。

ここで、前記第二コア片は、ステータ周方向に沿って所定間隔で放射状に配置された複数の前記第一コア片の各隙間に、ステータ径方向外側から挿入可能に形成されていると好適である。

このように構成すれば、第一コア片をステータ周方向に沿って所定間隔で放射状に配置し、コイルを組み付けた後に、複数の第一コア片の各隙間に対して、第二コア片をステータ径方向外側から挿入して組み付けることができる。したがって、第二コア片を挿入する前の第一コア片の間の比較的広い隙間に対してコイルを挿入して配置することができる。よって、コイルを変形させることなくステータコアに組み付けることが可能となる。

また、前記第二コア片のステータ径方向外側部に、ステータ周方向にティース幅より拡幅された拡幅部を設けた構成とすると好適である。

このように構成すれば、所定位置に配置された第一コア片の間の隙間にコイルを挿入して組み付ける際の作業の容易性を損なうことがなく、第一コア片の各隙間に対して第二コア片をステータ径方向外側から挿入して組み付けた後には、拡幅部がコイルを径方向外側から押えるコイル押え部となる。したがって、コイルの組み付けの容易性を確保しつつ、ステータの組み立て後にはコイルを所定位置に確実に保持することができる。

また、前記第二コア片のティースのステータ径方向内側端の角部に、面取り部を設けた構成とすると好適である。

このように構成すれば、第二コア片をコイルの外周側から挿入する際に、ティースの径方向内側端部がコイルに引っ掛かり或いはコイルを傷つけることを防止し、第二コア片の挿入を一層容易にすることができる。

また、前記第一コア片と前記第二コア片との当接面を、ステータコア軸心を通る放射面に沿って設けた構成とすると好適である。

このように構成すれば、第一コア片と第二コア片とを固定する固定手段の形態に関わらず、ステータの組み立て後に、第一コア片及び第二コア片の双方のステータ径方向内側への脱落を防止することができる。

また、上記の構成を備えたステータコアと、このステータコアの前記ティース間に形成された各スロット内にコイル辺部が収められたコイルと、ステータ周方向に沿って交互に配置された複数の前記第一コア片と前記第二コア片とが分離しないように固定する固定手段とを備えることによりステータを一体的に構成し、更には、このステータと、このステータに対して相対回転可能に保持されるロータとを備えることにより回転電機を構成することもできる。

このように構成すれば、コイルを変形させることなくステータコアに組み付けることを可能にしつつ、コイルのステータ径方向内側への脱落を防止することができる。したがって、コイルの周長を必要最小限にしてステータを小型化できるとともに、コイルの破損等を防止して安定した性能を発揮できる回転電機が実現される。

本発明に係る、内周側に複数のティースが突出形成されたステータコアを、それぞれが一つのティースを備える複数のコア片に分割し、この複数のコア片をステータ周方向に沿って交互に第一コア片、第二コア片としたステータコアと、前記ティース間に形成された各スロット内にコイル辺部が収められるコイルと、を有するステータの製造方法の特徴構成は、複数の前記第一コア片をステータ周方向に沿って所定間隔で放射状に配置し、複数の前記第一コア片の各ティースの両側にそれぞれ前記コイル辺部が位置するように、前記コイルをステータ径方向外側から前記第一コア片に組み付け、前記第二コア片を、複数の前記第一コア片の各隙間に対してステータ径方向外側からそれぞれ挿入するとともに、前記第二コア片の各ティースを前記各隙間内の２つの前記コイル辺部間に挿入し、前記第一コア片と前記第二コア片とが分離しないように固定する点にある。

この特徴構成によれば、第一コア片をステータ周方向に沿って所定間隔で放射状に配置した後、第一コア片の間の比較的広い隙間に対してコイルを挿入して組み付けることができる。したがって、コイルを変形させることなくステータコアに組み付けることが可能となる。また、コイルを第一コア片のステータ径方向外側から組み付けるので、第一コア片のステータ径方向内側部分に、コイルのステータ径方向内側への脱落を防止するための手段を設けることが可能となる。更に、コイルの組み付け後に、第二コア片を、複数の第一コア片の各隙間に対してステータ径方向外側からそれぞれ挿入するとともに、第二コア片の各ティースを第一コア片の各隙間内の２つのコイル辺部間に挿入するので、各コイル辺部をティース間に形成された各スロット内に収めることができる。そして、第二コア片と前記第一コア片とが分離しないように固定することで、ステータを一体に構成することができる。

ここで、前記第一コア片として、そのティースのステータ径方向内側端部に、前記コイルのステータ径方向内側への脱落を防止する係止手段を備えたコア片を用いる構成とすると好適である。

上記のとおり、コイルは第一コア片に対してステータ径方向外側から組み付けされる。したがって、この構成によれば、ティースのステータ径方向内側端部に設けられた係止手段により、コイルの組み付け性に影響を与えることなく、組み付けられたコイルのステータ内周側への脱落を防止することができる。

また、前記第一コア片として、そのティースに当該ティースのステータ径方向内側端部の両側からステータ周方向に突出する周方向突部が設けられたコア片を用い、前記第二コア片として、そのティースのステータ径方向内側端部におけるステータ周方向幅が、当該ティースのステータ径方向外側部におけるステータ周方向幅と同じ又はそれより狭いコア片を用いる構成とすると好適である。

このように構成すれば、ステータコアの内周に設けられたティースの一つおきに配置される第一コア片のティースの径方向内側端部の両側に、ステータ周方向に突出する周方向突部が設けられる。これにより、ステータコアの内周のティース間に形成される各スロットの一方の側面の開口部に、当該開口部を狭める周方向突部が設けられることになる。したがって、スロット内に挿入されるコイルのステータ内周側への脱落を防止することができる。また、第二コア片については、そのティースのステータ径方向内側端部のステータ周方向幅が、当該ティースのステータ径方向外側部のステータ周方向幅と同じ又はそれより狭く形成されており、ティースの径方向内側端部に周方向突部が設けられていない。このため、ティースの径方向内側端部がコイルに引っ掛かり或いはコイルを傷つけることなく、第二コア片をコイルの外周側から挿入することができる。

本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る回転電機１の全体構成を示す断面図である。この回転電機１は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の３相交流の入出力を行う電動機及び発電機として機能する同期機（同期電動機、同期発電機）である。また、図２は、回転電機１のステータ２の軸に直交する面に沿った断面図、図３は、図２のIII−III断面図である。これらの図に示すように、本発明は、ステータ２のステータコア３の構成に特徴を有するものである。以下、この回転電機１の各部の構成について詳細に説明する。

１．回転電機１及びステータ２の構成
図１に示すように、回転電機１は、本例ではステータ２、ロータ１１、及びハウジング１２を備えている。ステータ２は、回転電機１の電機子を構成する。このステータ２は、ハウジング１２の内周面に固定されている。ステータ２の構成については後に詳細に説明する。また、ステータ２の径方向内側には、永久磁石を備えた界磁としてのロータ１１が、ステータ２に対して相対回転可能に配置される。このロータ１１は、その回転軸１１ａが、軸受１２ａを介してハウジング１２に対して回転可能に保持されている。ハウジング１２は、軸方向両側に壁部１２ｂが設けられた円筒形状に形成されている。そして、壁部１２ｂの径方向中央部に軸受１２ａが取り付けられている。なお、図１に示す例では、一方（図における左側）の壁部１２ｂがハウジング１２の本体部から分離可能とされている。

図２及び図３に示すように、ステータ２は、ステータコア３と、コイル４と、固定手段５とを有して構成されている。ステータコア３は、内周側に所定間隔でティース６ａ、７ａが形成され、それぞれが一つのティースを備える複数のコア片としての第一コア片６及び第二コア片７に分割されてなる。コイル４は、ここでは、図４に示すように、導線４１を複数回巻回して構成された型巻コイルである。このコイル４は、直線状に形成された一対のコイル辺部４ａと、一対のコイル辺部４ａ間をつなぐコイル端部４ｂとを有して構成されている。そして、図２及び図３に示すように、各コイル辺部４ａは、ステータコア３の隣接するティース６ａ、７ａ間に形成された各スロット３１内に収められる。また、図３に示すように、コイル端部４ｂは、ステータコア３の軸方向（ステータ軸方向Ｄ３）両端部から突出するように配置されている。固定手段５は、ステータ周方向Ｄ１に沿って交互に配置された複数の第一コア片６と第二コア片７とが分離しないように固定するための手段である。本実施形態においては、固定手段５は、ステータコア３の外周面において、第一コア片６と第二コア片７との当接面のステータ径方向Ｄ２外側部を溶接固定してなる溶接部８としている。なお、このステータコア３の構成については、以下に詳細に説明する。

２．ステータコア３の構成
図２に示すように、ステータコア３は、その全体形状として、内周側に所定間隔で複数のティース６ａ、７ａが形成されているとともに、これら複数のティース６ａ、７ａ間にはそれぞれスロット３１が形成されている。ここで、ティース６ａ、７ａは、ステータコア３の外周の本体部３ａからステータ径方向Ｄ２の内側に突出するように形成され、スロット３１を区画している。スロット３１は、隣接するティース６ａ、７ａ間に形成された凹空間である。本例では、各スロット３１に一つのコイル辺部４ａが収められる。そして、このステータコア３は、それぞれが一つのティースを備える複数のコア片に分割されている。そして、これら複数のコア片を、ステータ周方向に沿って交互に第一コア片６、第二コア片７としている。すなわち、それら複数の第一コア片６及び第二コア片７の集合によりステータコア３が構成されている。そこで次に、第一コア片６及び第二コア片７の構成についてそれぞれ説明する。図５は、図２における隣接する第一コア片６及び第二コア片７をそれぞれ１つ抜き出して示す拡大断面図である。

第一コア片６は、第一ティース６ａ、第一基部６ｂ、及び周方向突部６ｃを有して構成されている。図５に示すように、第一ティース６ａは、第一基部６ｂに対してステータ径方向Ｄ２内側に延出している部分であり、本例では、ステータ２の軸に直交する断面の形状（以下「平面形状」という。）が略一定幅の帯状となるように形成されている。そして、この第一ティース６ａの幅方向（ステータ周方向Ｄ１）の両側面が、それぞれスロット３１の側面を構成する。第一基部６ｂは、第一コア片６のステータ径方向Ｄ２外側部にあり、後述する第二コア片７の第二基部７ｂとともにステータコア３の本体部３ａを構成する部分である。第一基部６ｂは、その平面形状に関して、そのステータ径方向Ｄ２内側端部が第一ティース６ａの基部（ステータ径方向Ｄ２外側部）と同じ幅であり、そこからステータ径方向Ｄ２外側へ向かうに従って次第に幅が広くなるように形成されている。具体的には、第一基部６ｂの両側面は、図２に一点鎖線で示すように、ステータコア軸心Ｏを通る放射面とほぼ一致する面を構成するように形成されている。そして、この第一基部６ｂの両側面が第二コア片７との当接面となる。

周方向突部６ｃは、第一ティース６ａの先端部（ステータ径方向Ｄ２内側端部）において、その両側からステータ周方向Ｄ１に突出するように設けられている。具体的には、周方向突部６ｃは、第一ティース６ａのステータ周方向Ｄ１両側面からそれぞれ突出する平面形状が略三角形状の突出部として形成されている。また、この周方向突部６ｃのステータ径方向Ｄ２内側端面は、ステータコア３の内周面を構成する第一ティース６ａの先端面６ｄ（ステータ径方向Ｄ２内側端面）と一致するように形成されている。そして、この周方向突部６ｃが、コイル４のステータ径方向Ｄ２内側への脱落を防止する係止手段９となる。すなわち、この周方向突部６ｃは、図２に示すように、各スロット３１の開口部の一方の側面において、当該開口部を狭めるように設けられることになる。したがって、スロット３１内に挿入されるコイル辺部４ａが、振動等によってステータ径方向Ｄ２内側に移動してコイル４が脱落することを防止できる。

第二コア片７は、第二ティース７ａ及び第二基部７ｂを有して構成されている。第二ティース７ａは、第二基部７ｂに対してステータ径方向Ｄ２内側に延出している部分であり、第一ティース６ａと同様に、平面形状が略一定幅の帯状となるように形成されている。ここで、第二ティース７ａの先端部（ステータ径方向Ｄ２内側端部）の幅は、当該第二ティース７ａの基部（ステータ径方向Ｄ２外側部）の幅と同じ又はそれより狭く形成されている。すなわち、第二ティース７ａは、第一ティース６ａとは異なり、当該第二ティース７ａの先端部に、ステータ周方向Ｄ１に突出する突部が設けられていない。本例では、後述するように、第二コア片７をステータ径方向外側から第一コア片の各隙間に挿入する際の挿入作業を容易にするために、第二ティース７ａの先端部に円弧状の面取り部７ｃが設けられている。したがって、第二ティース７ａの先端部の幅は、その基部の幅より狭く形成されていることになる。また、本例では、第二ティース７ａの先端面７ｄ（ステータ径方向Ｄ２内側端面）が、第一ティース６ａの先端面６ｄに対してステータ径方向Ｄ２外側となるように形成されている。そして、この第二ティース７ａの幅方向（ステータ周方向Ｄ１）の両側面が、それぞれスロット３１の側面を構成する。すなわち、互いに対向する第一ティース６ａの側面と第二ティース７ａの側面との間の空間がスロット３１となる。

第二基部７ｂは、第二コア片７のステータ径方向Ｄ２外側部にあり、上記の第一コア片６の第一基部６ｂとともにステータコア３の本体部３ａを構成する部分である。第二基部７ｂは、その平面形状に関して、第二ティース７ａの基部に対して幅方向（ステータ周方向Ｄ１）に拡幅されてなる段差部７ｅを有し、そこからステータ径方向Ｄ２外側へ向かうに従って次第に幅が広くなるように形成されている。すなわち、この第二基部７ｂが、本願における第二コア片７の拡幅部を構成している。具体的には、段差部７ｅは、その平面形状が円弧状に形成されている。また、第二基部７ｂの両側面は、図２に一点鎖線で示すように、ステータコア軸心Ｏを通る放射面とほぼ一致する面を構成するように形成されている。そして、この第二基部７ｂの両側面が第一コア片６との当接面となる。また、第二基部７ｂの外周面（ステータ径方向Ｄ２外側端面）は、ステータコア３の外周面と一致する円弧状に形成されている。なお、図２に示すように、一又は二以上の第二コア片７について、その第二基部７ｂの外周面に、ステータ２の組み立て時におけるステータコア３の保持、位置決め用の凹部３２を設けると好適である。

以上のように、第一コア片６は、ステータ径方向Ｄ２外側の第一基部６ｂのステータ周方向Ｄ１の幅が、第二コア片７の第二基部７ｂに比べて狭く、更に、第一ティース６ａの先端部に設けられた周方向突部６ｃを除いて幅方向に凹凸の少ない形状に形成されている。これにより、第一コア片６は、図６に示すように、ステータ周方向Ｄ１に沿って所定間隔で放射状に複数配置された状態で、図８及び図１０に示すように、ステータ径方向Ｄ２外側からコイル４を容易に組み付け可能な構成とされている。
また、第二コア片７は、第二ティース７ａの先端部に面取り部７ｃが設けられており、そのステータ径方向Ｄ２外側部に第二ティース７ａの幅より拡幅された拡幅部としての第二基部７ｂを有している。これにより、第二コア片７は、ステータ周方向Ｄ１に沿って所定間隔で放射状に複数配置された第一コア片６の各隙間に、ステータ径方向Ｄ２外側から容易に挿入して組み付け可能な構成とされている。また、第二コア片７の組み付け後は、その第二基部７ｂの段差部７ｅがスロット３１のコイル辺部４ａをステータ径方向Ｄ２外側から押えるコイル押え部となる。

３．ステータ２の製造方法
次に、本実施形態に係るステータ２の製造方法に関して、図６〜１４を用いて詳細に説明する。このステータ２の製造に際しては、まず、図６に示すように、複数の第一コア片６をステータ周方向Ｄ１に沿って所定間隔で放射状に配置する「第一コア片配置工程」を行う。本例では、図６のVII−VII断面図である図７に示すように、第一コア片６の配置は、円筒形治具１３の外周面から突出するように、ステータ軸方向Ｄ３に離間して設けられた一対の保持具１３ａにより、第一コア片６の第一ティース６ａの先端部をステータ軸方向Ｄ３両側から挟持することにより行う。この際、第一ティース６ａの先端面６ｄが円筒形治具１３の外周面に当接するように保持する。これにより、第一コア片６を、ステータ周方向Ｄ１に沿って放射状に正確に配置することができる。また、図６に示すように、隣接する第一コア片６同士の間隔ｄは、第二コア片７の第二基部７ｂのステータ周方向Ｄ１の幅に一致するように設定される（図２参照）。

次に、複数の第一コア片６の各第一ティース６ａの両側にそれぞれコイル辺部４ａが位置するように、コイル４をステータ径方向Ｄ２外側から第一コア片６に組み付ける「コイル組み付け工程」を行う。まず、図８及びそのIX−IX断面図である図９に示すように、３相のうちの一相、例えばＵ相のコイル４を第一コア片６に組み付ける。具体的には、図４に示すような形状のコイル４の一対のコイル辺部４ａを隣接する第一コア片６の隙間に挿入し、それぞれその外側面が第一ティース６ａの側面に近接するように各コイル４を配置する。この際、各コイル４のコイル端部４ｂは、第一コア片６のステータ軸方向Ｄ３両端部より軸方向外側に配置される。なお、コイル辺部４ａの外側面とは、ここでは、一対のコイル辺部４ａの互いに対向する面とは反対側の面を指している。次に、同様にして、図１０及びそのXI−XI断面図である図１１に示すように、他の一相、例えばＶ相のコイル４を第一コア片６に組み付ける。その後、図示は省略するが、同様にして残りの一相、例えばＷ相のコイル４を第一コア片６に組み付ける。このように３相のコイル４を全て第一コア片６に組み付けることにより、複数の第一コア片６の各第一ティース６ａの両側にそれぞれコイル辺部４ａが近接して位置するように、コイル４が組み付けられる。

次に、図１２及びそのXIII−XIII断面図である図１３に示すように、第二コア片７を、前記放射状に配置された複数の第一コア片６の各隙間に対してステータ径方向Ｄ２外側からそれぞれ挿入して組み付ける「第二コア片組み付け工程」を行う。この際、第二コア片７の各第二ティース７ａを、第一コア片６の各隙間内の２つのコイル辺部４ａ間に挿入する（図１４参照）。上記のとおり、ステータ周方向Ｄ１に沿って所定間隔で放射状に配置された第一コア片６の間隔ｄは、第二コア片７の第二基部７ｂのステータ周方向Ｄ１の幅に一致するように設定されている。したがって、第二コア片７を第一コア片６の隙間に挿入すれば、図１４に示すように、第二コア片７の第二基部７ｂの両側面と、第一コア片６の第一基部６ｂの両側面とが互いに当接した状態となる。これにより、円筒状のステータコア３の本体部３ａ（図２参照）が形成される。また、第二コア片７の各第二ティース７ａを、第一コア片６の各隙間内の２つのコイル辺部４ａ間に挿入することにより、第一ティース６ａの側面と第二ティース７ａの側面との間に形成される各スロット３１内に各コイル辺部４ａが配置された状態となる。この際、上記のとおり第二ティース７ａの先端部には、面取り部７ｃが設けられているので、第二ティース７ａの先端部がコイル辺部４ａに引っ掛かり、或いはコイル辺部４ａが損傷することが防止され、第二コア片７の挿入を容易に行うことができる。

また、第二コア片７をステータ径方向Ｄ２外側から挿入して組み付ける際には、第二コア片７の段差部７ｅ（図５参照）が、第一コア片６の隙間内に配置された各コイル辺部４ａをステータ径方向Ｄ２外側から押えながら挿入されることになる。したがって、コイル辺部４ａが、設計上の位置よりもステータ径方向Ｄ２外側に配置されていた場合にも、段差部７ｅによりステータ径方向Ｄ２内側に押し込まれて正確な位置に修正される。そして、第二コア片７の組み付け後は、第一コア片６の周方向突部６ｃと第二コア片７の段差部７ｅとにより、コイル辺部４ａはステータ径方向Ｄ２の内側及び外側の双方から保持されることになる。したがって、コイル４がスロット３１内に確実に保持されることになる。
なお、本例では、図１３に示すように、第二コア片７は、外周側治具１４により保持された状態で、第一コア片６のステータ径方向Ｄ２外側から挿入される。この外周側治具１４による第二コア片７の保持は、外周側治具１４の内周側面から突出するように、ステータ軸方向Ｄ３に離間して設けられた一対の保持具１４ａにより、第二コア片７の第二基部７ｂのステータ径方向Ｄ２外側端部をステータ軸方向Ｄ３両側から挟持することにより行う。

最後に、第一コア片６と第二コア片７とが分離しないように固定する「固定工程」を行う。本実施形態においては、図１４に示すように、ステータコア３の外周面において、第一コア片６と第二コア片７との当接面のステータ径方向Ｄ２の外側部を溶接固定することにより行う。具体的には、溶接装置１５により、第一コア片６と第二コア片７との複数の当接面のそれぞれについて、図３に示すように、そのステータ径方向Ｄ２の外側端部のステータ軸方向Ｄ３に延びる線に沿って溶接を行い溶接部８を設ける。なお、図３には、溶接部８をステータ軸方向Ｄ３に連続的に設けた場合を図示しているが、溶接固定方法はこれに限定されない。例えば、ステータ軸方向Ｄ３に沿って離間する複数箇所に溶接を行い、或いはステータ軸方向Ｄ３の１箇所にのみ溶接を行い、それぞれの溶接箇所に溶接部８が設けられる構成とすることも可能である。

〔その他の実施形態〕
（１）上記の実施形態では、第一コア片６は、その第一基部６ｂが、第一ティース６ａに対して段差を有しない形状としているが、第一コア片６の形状はこれに限定されない。すなわち、第二コア片７の場合と同様に、第一基部６ｂが第一ティース６ａに対して段差部を有する構成とすることも可能である。しかし、その場合においても、ステータ径方向Ｄ２外側からのコイル４の組み付けの容易性を損なわないようにするため、第一基部６ｂのステータ周方向Ｄ１の幅は、第二コア片の第二基部７ｂに対して狭く設定すると好適である。

（２）上記の実施形態では、第一ティース６ａの先端部に設けられた周方向突部６ｃの形状を、略三角形状の平面形状としているが、周方向突部６ｃの形状はこれに限定されない。すなわち、第一ティース６ａの先端部において、その両側からステータ周方向Ｄ１に突出していればよく、平面形状が略矩形、略半円形等の他の形状とすることも好適な実施形態の一つである。また、このような周方向突部６ｃの他にも、コイル４のステータ径方向Ｄ２内側への脱落を防止するための係止手段として、例えば、粘着剤を第一ティース６ａの先端部の両側に塗布することも好適な実施形態の一つである。

（３）上記の実施形態では、第二ティース７ａは、平面形状が略一定幅の帯状であって、その先端部に円弧状の面取り部７ｃが設けられている場合を例として説明した。しかし、第二ティース７ａの形状はこれに限定されない。例えば、面取り部７ｃの形状は、４５°の角度等の直線的な斜面状の面取りとすることも好適な実施形態の一つである。また、面取り部７ｃを設けない構成とすることも可能である。更に、第二ティース７ａの平面形状を、その基部からステータ径方向Ｄ２内側に向かって次第に幅が狭くなる形状とすることも可能である。

（４）上記の実施形態では、固定手段５が、第一コア片６と第二コア片７との当接面を溶接固定してなる溶接部８である場合を例として説明した。しかし、固定手段５の構成はこれに限定されない。例えば、図１５に示すように、第一コア片６にコイル４及び第二コア片７を組み付けた後のステータコア３の外周面に嵌められる固定用リング体１５を固定手段５として備える構成とすることも好適な実施形態の一つである。具体的には、この固定用リング体１５は、ステータコア３の外周面の径と同じ内径を有し、焼き嵌め等によりステータコア３の外周面に対して隙間無く外嵌される。この際、第一コア片６と第二コア片７との当接面はステータコア軸心Ｏを通る放射面とほぼ一致する面を構成するので、第一コア片及び第二コア片の双方とも、ステータ径方向内側へ脱落することがない。したがって、ステータ径方向Ｄ２外側から固定する固定用リング１５により、第一コア片６と第二コア片７とが分離しないように固定することができる。
なお、固定用リング体１５は、ステータコア３のステータ軸方向Ｄ３の複数箇所に離間して設けると好適であるが、ステータコア３のステータ軸方向Ｄ３中央付近に１つだけ設けることも可能である。また、ステータコア３のステータ軸方向Ｄ３の長さとほぼ同じ長さを有する円筒状の固定用リング体１５を用いることも可能である。

本発明は、電動機又は発電機として用いられる回転電機、並びにそのステータコア、ステータ、及びステータの製造方法に利用することが可能である。

本発明の実施形態に係る回転電機の全体構成を示す断面図 本発明の実施形態に係るステータの軸に直交する面に沿った断面図 図２のIII−III断面図 本発明の実施形態に係るコイルを示す斜視図 隣接する第一コア片及び第二コア片をそれぞれ１つ抜き出して示す拡大断面図 本発明の実施形態に係るステータ製造方法の第一コア片配置工程の説明図 図６のVII−VII断面図 本発明の実施形態に係るステータ製造方法のコイル組み付け工程の説明図 図８のIX−IX断面図 本発明の実施形態に係るステータ製造方法のコイル組み付け工程の説明図 図１０のXI−XI断面図 本発明の実施形態に係るステータ製造方法の第二コア片組み付け工程の説明図 図１２のXIII−XIII断面図 本発明の実施形態に係るステータ製造方法の固定工程の説明図 本発明の別実施形態に係る固定手段の構成を示す図 背景技術に係るステータの製造方法を示す図

符号の説明

１：回転電機
２：ステータ
３：ステータコア
３１：スロット
４：コイル
４ａ：コイル辺部
５：固定手段
６：第一コア片
６ａ：第一ティース
６ｂ：第一基部
６ｃ：周方向突部
７：第二コア片
７ａ：第二ティース
７ｂ：第二基部（拡幅部）
７ｃ：面取り部
９：係止手段
Ｄ１：ステータ周方向
Ｄ２：ステータ径方向
Ｏ：ステータコア軸心

Claims (12)

1. 内周側に複数のティースが突出形成されたステータコアを、それぞれが一つのティースを備える複数のコア片に分割してなるステータコアであって、
   複数の前記コア片をステータ周方向に沿って交互に第一コア片、第二コア片とし、
   前記第一コア片は、ステータ周方向に沿って所定間隔で放射状に複数配置された状態で、ステータ径方向外側からコイルを組み付け可能に形成され、
   前記第二コア片は、前記放射状に配置された複数の前記第一コア片の各隙間に、ステータ径方向外側から挿入可能に形成されているステータコア。
2. 前記第一コア片のティースのステータ径方向内側端部に、前記コイルのステータ径方向内側への脱落を防止する係止手段を備えている請求項１に記載のステータコア。
3. 内周側に複数のティースが突出形成されたステータコアを、それぞれが一つのティースを備える複数のコア片に分割してなるステータコアであって、
   複数の前記コア片をステータ周方向に沿って交互に第一コア片、第二コア片とし、
   前記第一コア片のティースに、当該ティースのステータ径方向内側端部の両側からステータ周方向に突出する周方向突部を設け、
   前記第二コア片のティースのステータ径方向内側端部におけるステータ周方向幅が、当該ティースのステータ径方向外側部におけるステータ周方向幅と同じ又はそれより狭いステータコア。
4. 前記第二コア片は、ステータ周方向に沿って所定間隔で放射状に配置された複数の前記第一コア片の各隙間に、ステータ径方向外側から挿入可能に形成されている請求項３に記載のステータコア。
5. 前記第二コア片のステータ径方向外側部に、ステータ周方向にティース幅より拡幅された拡幅部を設けた請求項１から４のいずれか一項に記載のステータコア。
6. 前記第二コア片のティースのステータ径方向内側端の角部に、面取り部を設けた請求項１から５のいずれか一項に記載のステータコア。
7. 前記第一コア片と前記第二コア片との当接面を、ステータコア軸心を通る放射面に沿って設けた請求項１から６のいずれか一項に記載のステータコア。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載のステータコアと、このステータコアの前記ティース間に形成された各スロット内にコイル辺部が収められたコイルと、ステータ周方向に沿って交互に配置された複数の前記第一コア片と前記第二コア片とが分離しないように固定する固定手段と、を備えるステータ。
9. 請求項８に記載のステータと、このステータに対して相対回転可能に保持されるロータとを備える回転電機。
10. 内周側に複数のティースが突出形成されたステータコアを、それぞれが一つのティースを備える複数のコア片に分割し、この複数のコア片をステータ周方向に沿って交互に第一コア片、第二コア片としたステータコアと、前記ティース間に形成された各スロット内にコイル辺部が収められるコイルと、を有するステータの製造方法であって、
    複数の前記第一コア片をステータ周方向に沿って所定間隔で放射状に配置し、
    複数の前記第一コア片の各ティースの両側にそれぞれ前記コイル辺部が位置するように、前記コイルをステータ径方向外側から前記第一コア片に組み付け、
    前記第二コア片を、複数の前記第一コア片の各隙間に対してステータ径方向外側からそれぞれ挿入するとともに、前記第二コア片の各ティースを前記各隙間内の２つの前記コイル辺部間に挿入し、
    前記第一コア片と前記第二コア片とが分離しないように固定するステータの製造方法。
11. 前記第一コア片として、そのティースのステータ径方向内側端部に、前記コイルのステータ径方向内側への脱落を防止する係止手段を備えたコア片を用いる請求項１０に記載のステータの製造方法。
12. 前記第一コア片として、そのティースに当該ティースのステータ径方向内側端部の両側からステータ周方向に突出する周方向突部が設けられたコア片を用い、
    前記第二コア片として、そのティースのステータ径方向内側端部におけるステータ周方向幅が、当該ティースのステータ径方向外側部におけるステータ周方向幅と同じ又はそれより狭いコア片を用いる請求項１０に記載のステータの製造方法。

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