JP2010141961A - ステータおよびステータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱特性の向上が図られたステータおよびステータの製造方法を提供する。
【解決手段】ステータは、複数の分割ステータコア１７５が環状に配列して形成された環状のステータコア１４１および該ステータコア１４１に装着されたコイル１８０を備えたステータであって、分割ステータコア１７５は、ステータコア１４１の周方向に延びるヨーク部１７６と、ヨーク部１７６から突出するステータティース１７１とを含み、ステータティース１７１のステータコア１４１の周方向に配列する側面１９３と、ステータティース１７１のステータの径方向に位置する径方向端面１９２と、ステータコア１４１の径方向に配列するヨーク部１７６の径方向端面１９８，１９９のうち、ステータティース１７１が形成された径方向端面１９８との少なくとも一部に、ヨーク部１７６のステータコア１４１の周方向に位置する周方向端面１９０，１９１よりも表面粗さが粗い、粗面部が形成された。
【選択図】図３

Description

本発明は、回転電機用のステータおよびステータの製造方法に関する。

従来から複数の電磁鋼板を積層して構成された分割ステータコアを環状に配列して形成されたステータが各種提案されている。

特開２００３−３０４６５５号公報に記載された回転電機のステータ鉄心構造は、複数のティースと、略円筒状のヨーク部とを備え、鋼板を積層することで形成されている。

特開２００３−８８０１３号公報に記載された回転電機の固定子鉄心は、各突極部ごとに分割された複数のセグメントから構成されている。

特開２００５−７３４９０号公報に記載された電気機械のための主要部材は、磁束路ヨーク部と、この磁束路ヨーク部内に装着された複数の磁極歯部とを備えている。
特開２００３−３０４６５５号公報 特開２００３−８８０１３号公報 特開２００５−７３４９０号公報

しかし、上記従来のステータ鉄心構造、固定子鉄心および電気機械のための主要部材においては、これらステータ鉄心構造、固定子鉄心および電気機械のための主要部材が搭載された回転電機が駆動すると温度が上昇し、コイルの絶縁性能が劣化する等の弊害が生じる。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、放熱特性の向上が図られたステータおよびステータの製造方法を提供することである。

本発明に係るステータは、複数の分割ステータコアが環状に配列して形成された環状のステータコアおよび該ステータコアに装着されたコイルを備えたステータである。そして、上記分割ステータコアは、前記ステータコアの周方向に延びるヨーク部と、前記ヨーク部から突出するステータティースとを含む。さらに、上記ステータティースの前記ステータコアの周方向に配列する側面と、前記ステータティースの前記ステータの径方向に位置する端面と、前記ステータコアの径方向に配列する前記ヨーク部の径方向端面のうち、前記ステータティースが形成された径方向端面との少なくとも一部に、前記ヨーク部の前記ステータコアの周方向に位置する周方向端面よりも表面粗さが粗い、粗面部が形成される。

好ましくは、上記粗面部は、前記ステータコアの中心軸方向中央部側の方が、前記ステータコアの中心軸方向に配列する端面側よりも粗くされる。

好ましくは、上記分割ステータコアは、平板状の第１および第２主表面を有する単位鋼板を複数積層して形成される。さらに、上記単位鋼板のうち、積層されることで前記粗面部を規定する単位粗面部は、前記単位鋼板のうち、積層されることで前記ヨーク部の前記周方向端面を規定する単位周方向端面より、前記第１主表面から前記第２主表面までの表面距離が長くされる。

好ましくは、上記粗面部は、前記単位鋼板の単位粗面部は、プレス成型によって形成される。好ましくは、上記単位粗面部および前記単位周方向端面は、プレス成型によって形成され、前記単位粗面部におけるせん断面に対する破断面の割合は、前記単位周方向端面におけるせん断面に対する破断面の割合よりも大きくされる。

好ましくは、上記粗面部は、表面処理によって形成される。好ましくは、上記粗面部の表面に沿ってのびる絶縁性の樹脂をさらに備える。

好ましくは、上記コイルは、該コイルの延在方向に対して垂直な断面形状が方形形状とされる。

本発明に係るステータの製造方法は、単位ヨーク部と、該単位ヨーク部から突出するように形成された単位ステータティース部とを含む単位鋼板を積層することで、前記単位ヨーク部が積層されて形成されたヨーク部および前記単位ステータティースが積層されて形成されたステータティース部を含む分割ステータコアが複数環状に配置されて形成されたステータコアを備えたステータの製造方法である。そして、上記単位鋼板の形状が模られた穴部が形成された第１金型と、前記単位鋼板の形状が模られ、前記穴部内に挿入可能な凸部を備えた第２金型との間に電磁鋼板を配置して、前記単位鋼板を形成する工程を備える。さらに、上記穴部を規定する前記第１金型の内表面と前記凸部の外表面との隙間うち、前記単位ティース部を形成する部分の隙間は、前記単位ヨーク部のうち、前記ステータコアの周方向に位置する単位周方向端面を規定する部分の隙間よりも大きい。

好ましくは、上記分割ステータコアを環状に配列して形成された環状のステータコアを備えたステータの製造方法である。そして、単位ヨーク部と、該単位ヨーク部から突出するように形成された単位ステータティース部とを含む単位鋼板を積層することで、前記単位ヨーク部が積層されて形成されたヨーク部および前記単位ステータティースが積層されて形成されたステータティース部を含む分割ステータコアを形成する工程とを含む。そして、上記ステータティースの周面の少なくとも一部に表面処理を施して、前記ヨーク部の前記ステータの周方向に位置する端面より、表面粗さを粗くする工程を備える。

本発明に係るステータによれば、放熱特性の向上を図ることができ、本発明に係るステータの製造方法によれば、放熱特性の向上が図られたステータを得ることができる。

本発明の実施の形態に係るステータ、ステータの製造方法について、図１から図１８を用いて説明する。

なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下に複数の実施の形態が存在する場合、特に記載がある場合を除き、各々の実施の形態の特徴部分を適宜組合わせることは、当初から予定されている。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る回転電機の概略構成を示す側断面図である。この図１に示すように、回転電機１００は、回転中心線Ｏを中心に回転可能に支持された回転シャフト１１０と、この回転シャフト１１０に固設され、回転シャフト１１０と共に回転可能に設けられたロータ１２０と、このロータ１２０の周囲に設けられた環状のステータ１４０とを備えている。この回転電機１００は、典型的には、ハイブリッド車両に搭載され、車輪を駆動する駆動源やエンジン等の動力によって電気を発電する発電機として機能する。さらには、電気自動車等にも搭載可能であり、車輪を駆動する駆動源としても利用される。

ロータ１２０は、複数の電磁鋼板等を積層して構成されたロータコア１２５と、ロータコア１２５に形成された磁石挿入孔１２６内に挿入された永久磁石１２３と、ロータコア１２５の軸方向の端面に設けられたエンドプレート１２２とを備えている。永久磁石１２３は、磁石挿入孔１２６内に充填された樹脂１２４によって固定されている。

ステータ１４０は、環状に形成されており、ロータ１２０の周囲を取り囲むように環状に形成されたステータコア１４１と、このステータコア１４１の外周に装着されたリング１８１と、ステータコア１４１に装着されたＵ相コイル１８０Ｕ，Ｖ相コイル１８０Ｖ，Ｗ相コイル１８０Ｗとを備えている。このステータ１４０（ステータコア１４１）の軸方向端面１７７，１７８には、絶縁性のモールド樹脂１７２が形成されている。このモールド樹脂１７２は、たとえばＢＭＣ(Bulk Molding Compound)、エポキシ樹脂といった熱硬化性樹脂やＰＰＳ(Polyphenylene Sulfide)、ＰＢＴ(Polybutylene Terephthalate)などの熱可塑性樹脂等により構成されている。

そして、ステータ１４０は、環状に延びるヨーク部本体１７０と、このヨーク部本体１７０の内周面から径方向内方に向けて突出する複数のステータティース１７１とを備えている。

図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線における断面図である。この図２に示されるように、ステータ１４０は、複数の分割ステータコア１７５と、分割ステータコア１７５に装着された後述するインシュレータ１６０と、インシュレータ１６０を介して、分割ステータコア１７５に装着されたコイル１８０と、各分割ステータコア１７５の外周側に装着され、分割ステータコア１７５を環状に固定するリング１８１とを備えている。

ここで、各分割ステータコア１７５は、ステータ１４０の周方向に延びるヨーク部１７６と、このヨーク部１７６からステータ１４０の径方向内方に向けて突出するステータティース１７１とを備えている。

ここで、ヨーク部１７６の表面のうち、ステータ１４０の周方向に配列する周方向端面１９０，１９１は、当該分割ステータコア１７５に対して、ステータ１４０の周方向に隣接する他の分割ステータコア１７５の周方向端面１９０，１９１と当接している。

そして、各分割ステータコア１７５のヨーク部１７６が周方向に配列することで、環状のヨーク部本体１７０が規定されている。

図３は、図２の一部を拡大視した拡大断面図である。この図３に示すように、コイル１８０は、このコイル１８０の延在方向に対して、垂直な断面形状が方形形状とされており、具体的には、エッジワイズコイル（Edge Width Coil）等の平角線が採用されている。このため、隣り合うステータティース１７１間に規定されたスロット内に収容されるコイル１８０の占積率の向上が図られている。

このコイル１８０は、ステータティース１７１の表面のうち、ステータ１４０の周方向に配列する側面１９３に沿って順次積層するように順次巻回されている。

各分割ステータコア１７５は、複数の単位鋼板３００が積層されて構成されている。この単位鋼板の厚みは、たとえば、０．３ｍｍ程度とされている。

そして、コイル１８０と分割ステータコア１７５との間には、絶縁性のインシュレータ１６０が設けられており、コイル１８０と分割ステータコア１７５との間の絶縁が確保されている。インシュレータ１６０は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂やＬＣＰ（液晶ポリマー）樹脂などから形成されている。

このインシュレータ１６０は、ステータティース１７１を受入れ可能な筒状のティース受入部１６１と、このティース受入部１６１の端部に形成され、ヨーク部１７６の内周面に沿って延び、ヨーク部１７６の内周面に支持される張出部１６２とを備えている。ティース受入部１６１の周面のうち、回転中心線Ｏ方向に位置する軸方向端面には、回転中心線Ｏ方向に向けて突出する突出部が形成されている。

このように形成されたインシュレータ１６０には、コイル１８０が装着されている。この図３に示すように、コイル１８０は、延在方向に対して垂直な断面の形状が、方形形状とされたコイル線２８０を巻回することで構成されている。

図４は、分割ステータコア１７５の断面図であり、側面１９３およびその近傍の構成を示す断面図であり、図５は、分割ステータコア１７５の断面図であり、ヨーク部１７６の周方向端面１９１およびその近傍を示す断面図である。

図４および図５に示すように、側面１９３には、周方向端面１９１の表面粗さよりも粗く形成されている。このように、側面１９３には、周方向端面１９１よりも表面粗さの粗い粗面部３５０が形成されており、側面１９３における表面積は、大きくなっている。このように、分割ステータコア１７５の表面積が確保されているので、分割ステータコア１７５内の熱を良好に放熱することができ、分割ステータコア１７５の放熱効率の向上が図られている。このため、回転電機１００の駆動中等において、分割ステータコア１７５の温度が上昇することを抑制することができ、コイル１８０の温度上昇を抑制することができる。これにより、コイル１８０の表面に形成された絶縁皮膜の劣化を抑制することができ、コイル１８０の絶縁性能の確保を図ることができる。

ここで、図２において、回転電機１００が駆動する際には、各Ｕ相コイル１８０Ｕ，Ｖ相コイル１８０Ｖ，Ｗ相コイル１８０Ｗには、位相の異なる電力が供給され、ロータ１２０とステータ１４０との間で磁束回路が形成される。

ロータ１２０とステータ１４０との間を流れる磁束は、たとえば、ロータ１２０からエアギャップを介して、分割ステータコア１７５のステータティース１７１の径方向端面１９２に達し、ステータティース１７１をステータ１４０の径方向に流れる。そして、分割ステータコア１７５のステータティース１７１を通り、その後、ヨーク部１７６に達する。そして、ヨーク部１７６をステータ１４０の周方向に流れて、ステータ１４０の周方向端面１９０，１９１に達する。そして、この周方向端面１９０，１９１から、この分割ステータコア１７５に対して周方向に隣り合う他の分割ステータコア１７５内のヨーク部１７６に入り込み、この他の分割ステータコア１７５のステータティース１７１からステータ１４０に戻る。具体的には、たとえば、Ｕ相コイル１８０Ｕが装着されたステータティース１７１からから入り込んだ磁束は、他のＵ相コイル１８０Ｕが装着されたステータティース１７１の端面からロータ１２０内に戻る。

このように、ステータティース１７１内においては、磁束は、ステータ１４０の径方向に流れている。その一方で、図４に示す粗面部３５０は、ステータティース１７１の側面１９３に沿って形成されており、上記磁束の流れを跨ぐようには形成されておらず、粗面部３５０によって磁束の磁気抵抗が大きくなることは抑制されている。

さらに、この粗面部３５０が位置する部分においては、ステータティース１７１の側面１９３と、インシュレータ１６０のティース受入部１６１との間に、モールド樹脂１７２が充填されている。このモールド樹脂１７２は、側面１９３の粗面部３５０の表面に沿って延びており、ティース受入部１６１の内表面とステータティース１７１の側面１９３との間を充填している。

そして、このモールド樹脂１７２は、ステータティース１７１の側面１９３上から図１に示すステータ１４０の軸方向端面１７７および軸方向端面１７８上にまで達している。このため、ステータティース１７１の側面１９３等からモールド樹脂１７２に放熱された熱は、軸方向端面１７７，１７８上に位置するモールド樹脂１７２まで達し、外部に放熱される。

そして、図５および図２において、ヨーク部１７６における周方向端面１９０および周方向端面１９１においては、側面１９３よりも表面粗さが低くなっている。このため、隣り合う分割ステータコア１７５の周方向端面１９０，１９１の接触面積が確保されている。これにより、磁束が、周方向端面１９０，１９１を通って、ヨーク部１７６間を通る際に、磁気抵抗が大きくなることを抑制することができ、磁束の流れを確保することができる。このように、ステータ１４０の放熱特性の向上を図ることができると共に、ステータ１４０内の磁気抵抗の上昇の抑制を図ることができる。

ここで、図３において、粗面部３５０は、ステータティース１７１のステータ１４０の周方向に配列する側面１９３に限られず、ステータ１４０の径方向内方に位置する径方向端面１９２に形成してもよい。

さらに、粗面部３５０は、分割ステータコア１７５のヨーク部１７６のうち、ステータ１４０の径方向に配列する径方向端面１９８、１９９のうち、ステータティース１７１が形成された径方向端面１９８に形成してもよい。

なお、当該径方向端面１９８においては、回転電機１００の駆動時等において、磁束の流れに与える影響が小さく、当該部分に粗面部３５０を形成することにより、磁気抵抗が大きくなり難くなっている。

図６は、単位鋼板３００の平面図である。この図６に示すように、単位鋼板３００は、積層されることで、分割ステータコア１７５のステータティース１７１を規定する単位ステータティース２７１と、積層されることでヨーク部１７６を規定する単位ヨーク部２７６とを備えている。

そして、単位鋼板３００が積層されることで、単位ステータティース２７１のステータ１４０の側面２９３が積層され、分割ステータコア１７５のステータティース１７１の側面１９３が形成される。また、単位ヨーク部２７６の単位周方向端面２９０，２９１が順次積層されて、分割ステータコア１７５の周方向端面１９０，１９１が形成される。

図７は、単位鋼板３００の側面２９３の詳細を示す断面図であり、図８は、単位鋼板３００の単位周方向端面２９０の詳細を示す断面図である。

図７において、側面１９３の表面には、せん断面３０１と破断面３０２とが形成されている。これら、せん断面３０１および破断面３０２は、単位鋼板３００を金型で打ち抜く際に形成されたものである。そして、せん断面３０１は、単位鋼板３００の主表面３１０から主表面３１１に向けて、単位鋼板３００の厚み方向に延びており、略平坦面状に形成されている。このため、このせん断面３０１が位置する部分では、単位鋼板３００における幅（ステータ１４０の周方向の幅）は、略均一なものとなっている。

破断面３０２は、概ね、主表面３１０から主表面３１１に向かうにしたがって、単位鋼板３００における幅（ステータ１４０の周方向の幅）が小さくなるように傾斜するように形成されており、表面が凹凸形状となっている。

側面２９３においては、せん断面３０１が占める領域ｔ１よりも、破断面３０２が占める領域ｔ２の方が大きくなっている。

図８において、単位鋼板３００の単位周方向端面２９０にも、せん断面３０３と破断面３０４とが形成されている。せん断面３０３は、略平坦面状に形成されており、ステータ１４０の幅が略均一ななるように、単位鋼板３００の厚み方向に延びている。破断面３０４が位置する部分では、主表面３１０から主表面３１１に向かうにしたがって、単位鋼板３００の幅が小さくなるように傾斜している。

単位周方向端面２９０が位置する部分においては、せん断面３０３が占める領域ｔ３は、破断面３０４が占める領域ｔ４よりも大きくなっている。

そして、側面２９３において、せん断面３０１に対する破断面３０２の割合よりは、単位周方向端面２９０におけるせん断面３０３に対する破断面３０４の割合よりも大きくなっている。

このため、側面２９３における表面距離Ｌ１は、単位周方向端面２９０における表面距離Ｌ２よりも長くなっている。ここで、表面距離Ｌ１は、単位鋼板３００の断面において、主表面３１０から主表面３１１までの側面２９３の長さである。さらに、表面距離Ｌ２とは、単位鋼板３００の断面において、主表面３１０から主表面３１１までの単位周方向端面２９０の長さである。そして、たとえば、表面距離Ｌ１は、表面距離Ｌ２の３倍以上とする。

ここで、上記のように、側面２９３の表面距離Ｌ１が長いので、側面２９３から分割ステータコア１７５内の熱を良好にステータティース１７１に放熱することができ、分割ステータコア１７５の温度上昇を抑制することができる。

さらに、単位周方向端面２９０においては、せん断面３０３の占める割合が大きいので、単位周方向端面２９０と、当該単位周方向端面２９０が形成された分割ステータコア１７５に対して隣り合う他の分割ステータコア１７５の単位周方向端面２９０との接触面積を確保することができる。具体的には、隣り合う単位鋼板３００のせん断面３０３同士が接触することで、隣り合う分割ステータコア１７５同士の接触面積を確保することができ、磁気抵抗の低減を図ることができ、回転電機１００の駆動性能を確保することができる。なお、単位鋼板３００の表面のうち、ステータ１４０の径方向に配列する単位径方向端面２９９および単位径方向端面２９８のうち、単位ステータティース２７１が形成された単位径方向端面２９８についても、上記側面２９３と同様に形成してもよい。これにより、分割ステータコア１７５の放熱効率の向上を図ることができる。

ここで、各側面１９３、径方向端面１９２、径方向端面１９８は、ステータ１４０の軸方向端面１７７，１７８側から回転中心線Ｏ方向中央部に向かうにしたがって、表面粗さが粗くなるように形成されている。

これにより、各分割ステータコア１７５における回転中心線Ｏ方向中央部における放熱効率の向上を図ることができ、ステータ１４０内に熱が蓄積されることを抑制することができる。

上記のように構成されたステータ１４０の製造方法について、図９から図１３を用いて説明する。図９は、単位鋼板３００を形成する工程を示し、ステータ１４０の製造工程の第１工程を示す斜視図である。この図９に示すように、単位鋼板３００は、電磁鋼板を金型５００で打ち抜くことで形成される。

金型５００は、単位鋼板３００の形状が模られた成型穴５０３が形成された下金型５０１と、成型穴５０３内に挿入可能なパンチ５０２とを備えている。

そして、下金型５０１上に電磁鋼板を配置して、パンチ５０２で当該電磁鋼板を打ち抜くことで、単位鋼板３００が形成される。

図１０は、成型穴５０３内にパンチ５０２を挿入したときの状態を示す断面図である。この図１０に示すように、パンチ５０２の少なくとも一部は、成型穴５０３内に挿入可能とされており、パンチ５０２の外周縁部は、成型穴５０３の内周縁部より、僅かに小さくなるように形成されている。

ここで、成型穴５０３の内周縁部は、単位鋼板３００の外周縁部に沿って延びている。そして、成型穴５０３は、図６に示す単位鋼板３００の単位径方向端面２９９を形成する外周縁形成部５９９と、単位周方向端面２９０，２９１を形成する端辺形成部５９０，５９１と、単位径方向端面２９８を形成する内周縁形成部５９８と、側面２９３を形成する側面形成部５９３と、端面２９２を形成する端面形成部５９２とを備えている。

パンチ５０２は、単位鋼板３００の単位ヨーク部２７６を形成するヨーク形成部６７６と、単位鋼板３００の単位ステータティース２７１を形成するティース形成部６７１とを備えている。

そして、パンチ５０２は、単位鋼板３００の単位径方向端面２９９を形成する外周縁形成部６９９と、単位周方向端面２９０を形成する端辺形成部６９０と、単位径方向端面２９８を形成する内周縁形成部６９８と、側面２９３を形成する側面形成部６９３と、端面２９２を形成する端面形成部６９２とを備えている。

パンチ５０２を成型穴５０３内に挿入した際に、パンチ５０２の端辺形成部６９０と、成型穴５０３の端辺形成部５９１との間のクリアランスＫ１よりも、側面形成部６９３と側面形成部５９３との間のクリアランスＫ３の方が大きくなっている。

ここで、パンチ５０２の外周縁部と、成型穴５０３の内周縁部との間のクリアランスＫが狭い部分の方で切断されたときの電磁鋼板の切断面と、クリアランスの大きい部分で切断されたときの電磁鋼板の切断面とを比較すると、クリアランスの大きい部分で形成された断面の方が、せん断面よりも破断面の方が占める領域が大きくなる。

このため、上記のような金型５００で電磁鋼板を打ち抜いて単位鋼板３００を形成すると、単位鋼板３００の単位周方向端面２９０が位置する部分における破断面の割合よりおも、側面２９３が位置する部分における破断面の割合の方が大きくなる。

これにより、側面２９３の方が単位周方向端面２９０より、表面粗さの粗い単位鋼板３００を形成することができる。

また、パンチ５０２の端面形成部６９２と、成型穴５０３の端面形成部５９２との間のクリアランスＫ４は、上記クリアランスＫ１よりも大きくなるように形成されている。これにより、金型５００によって形成された単位鋼板３００は、単位周方向端面２９０よりも、端面２９２の表面粗さが粗くなる。

さらに、パンチ５０２の内周縁形成部６９８と成型穴５０３の内周縁形成部５９８との間のクリアランスＫ２は、上記クリアランスＫ１よりも大きくなるように形成されている。これにより、打ち抜かれた単位鋼板３００において、単位周方向端面２９０の表面粗さよりも、単位径方向端面２９８の表面粗さの方が粗くなる。

すなわち、パンチ５０２の表面と、成型穴５０３の内表面との間の隙間が大きい部分においては、電磁鋼板を打ち抜く際に、電磁鋼板が引き千切られ、せん断面よりも破断面の方が形成されやすくなる。

図１１は、分割ステータコア１７５を形成する工程を示し、ステータ１４０の製造工程の第２工程を示す斜視図である。この図１１に示すように、電磁鋼板を金型５００で打ち抜いて形成された単位鋼板３００を所定の高さまで積層して、この積層された単位鋼板３００をカシメて、分割ステータコア１７５を形成する。そして、形成された分割ステータコア１７５にインシュレータ１６０を装着して、このインシュレータ１６０を介して、コイル１８０を装着する。

図１２は、各分割ステータコア１７５を環状に固定する工程を示し、ステータ１４０の製造工程の第３工程を示す断面図である。この図１２に示す例においては、外周面が円形状に形成された支持金型４００の外周面上に、分割ステータコア１７５を配列させる。そして、分割ステータコア１７５のステータティース１７１の先端面を、支持金型４００の外周面上に当接させた状態で、各分割ステータコア１７５を環状に配列させる。

そして、その後、リング１８１を焼き嵌めする。これにより、各分割ステータコア１７５は環状に配列した状態で、リング１８１によって互いに固定される。

図１３は、モールド樹脂１７２を形成する工程を示し、ステータ１４０の第４工程を示す断面図である。この図１３に示すように、環状に配列する複数の分割ステータコア１７５の外周面に配置され、各分割ステータコア１７５を環状に固定するリング１８１が装着された状態で、モールド樹脂を充填する金型内に挿入して、モールド樹脂を充填する。

これにより、図１に示すように、ステータ１４０の軸方向端面１７７，１７８にモールド樹脂１７２が形成されると共に、図４に示すように、分割ステータコア１７５の側面１９３とインシュレータ１６０との間にもモールド樹脂１７２が充填される。さらに、径方向端面１９８と、インシュレータ１６０の張出部１６２との間にもモールド樹脂１７２が充填される。さらに、内金型４０１と、ステータティース１７１の径方向端面１９２との間には、僅かな隙間があるため、径方向端面１９２上にも、モールド樹脂１７２が形成される。この際、モールド樹脂は、環状に配列する分割ステータコア１７５の中心軸方向端面側から充填される。

このため、上述のように、周方向端面１９０，１９１、径方向端面１９８、径方向端面１９２において、軸方向端面１７７，１７８側の表面粗さを、回転中心線Ｏ方向中央部の表面粗さよりも小さくすることで、モールド樹脂が、回転中心線Ｏ方向中央部にまで入り込み易くすることができる。

ここで、モールド樹脂を充填する際には、各ステータティース１７１には、コイル１８０が装着されている。本実施の形態１においは、当該コイル１８０は、断面形状が方形形状とされており、各コイル１８０を形成するコイル線は、ステータティース１７１の側面１９３に沿って延びており、充填されたモールド樹脂は、コイル線に沿って、流れる。

このため、側面１９３の回転中心線Ｏ方向中央部にまで、モールド樹脂が達することができ、側面１９３をモールド樹脂で覆うことができる。

なお、本実施の形態においては、コイル１８０として、エッジワイズコイルが採用されているが、これに限られない。

（実施の形態２）
図１４から図１６を用いて、本発明の実施の形態２に係る回転電機の製造方法について説明する。なお、図１４から図１６に示された構成のうち、上記図１から図１３に示された構成と同一または相当する構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する場合がある。

図１４は、電磁鋼板を打ち抜いて単位鋼板３００を形成する工程のうち、電磁鋼板に切込み部３５１，３５２を形成する工程を示し、回転電機１００の製造工程の第１工程を示す平面図である。この図１４に示すように、切込み部３５１および切込み部３５２を互いに間隔を隔てて形成する。

ここで、切込み部３５１および切込み部３５２は、たとえば、三角形形状に形成されており、切込み部３５１の一辺部が、単位鋼板３００の単位周方向端面２９０を形成し、切込み部３５２の一辺部が、単位周方向端面２９１を形成する。

図１５は、電磁鋼板を打ち抜いて、単位鋼板３００を形成する工程を示し、上記図１４に示された工程後の工程を示す平面図であり、図１６は、図１５に示された工程によって打ち抜かれた単位鋼板３００の平面図である。

この図１５に示すように、単位周方向端面２９０および単位周方向端面２９１が形成された電磁鋼板を打ち抜いて、図１６に示す単位鋼板３００を形成する。

この図１５に示すように、予め切込み部３５１，３５２が形成された電磁鋼板のうち、形成する単位鋼板３００の単位径方向端面２９９，単位径方向端面２９８，側面２９３，端面２９２となる部分を打ち抜く。これにより、単位鋼板３００を形成することができる。このように、図１４に示す第１打ち抜き工程において、単位周方向端面２９０となる部分を打ち抜いて、その後、単位鋼板３００の他の部分を形成する。

ここで、単位周方向端面２９０，２９１となる部分は、第２打ち抜き工程で打ち抜く打ち抜き量よりも小さくなっている。このため、第１打ち抜き工程形成された単位周方向端面２９０，２９１の断面は、図８に示すように、その大部分がせん断面３０３となる。

その一方で、第２打ち抜き工程で形成される部分は、第１打ち抜き工程で打ち抜かれる打ち抜き量よりも多いので、当該第２打ち抜き工程で打ち抜かれた部分の断面は、図７に示すように、破断面が多くなる。

これにより、単位周方向端面２９０は、側面２９３，単位径方向端面２９８，端面２９２よりも表面粗さを小さくすることができる。

そして、このようにして形成された単位鋼板３００を積層して、分割ステータコア１７５を形成し、ステータ１４０を製造する。このようにして製造されたステータ１４０においても、上記実施の形態１に係るステータ１４０と同様に、放熱効率の向上を図ることができると共に、磁気回路の抵抗低減を図ることができる。

（実施の形態３）
図１７を用いて、本発明の実施の形態３に係るステータ１４０の製造方法について説明する。なお、この図１７において、上記図１から図１６に示された構成と同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。

図１７は、分割ステータコア１７５を形成した後における工程を示す斜視図である。この図１７において、複数の単位鋼板３００を積層して、分割ステータコア１７５を形成する。そして、この分割ステータコア１７５の表面のうち、単位鋼板３００の積層方向に位置させられた分割ステータコア１７５の両端面と、周方向端面１９０，１９１と、径方向端面１９９とを覆うように、保護膜３６０を形成する。

このため、ステータティース１７１の側面１９３および径方向端面１９２と、ヨーク部１７６の径方向端面１９８とが外方に露出する。このように、側面１９３および径方向端面１９２を露出させた状態で、表面にショットピーニングを施して、側面１９３および径方向端面１９２の表面粗さを高める。なお、このようなショットピーニング処理に限られず、当該、側面１９３および径方向端面１９２の表面に酸等を塗布して、薬液による表面処理を施してもよい。

このように、側面１９３および径方向端面１９２に表面処理を施し分割ステータコア１７５を環状に配列して、ステータ１４０を形成する。これにより、側面１９３および
径方向端面１９２の表面積が大きいステータ１４０を形成することができ、放熱効率の向上が図られたステータ１４０を形成することができる。

（実施の形態４）
図１８を用いて、本発明の実施の形態４に係るステータ１４０の製造方法について説明する。なお、図１８において、上記図１から図１７に示された構成と同一または相当する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図１８は、本発明の実施の形態４に係るステータ１４０の製造工程のうち、単位鋼板３００を製造する工程を示す平面図である。この図１８に示すように、電磁鋼板３４０の表面上に、単位鋼板３００の形状を模ったマスク３７０を形成する。

そして、このようにマスク３７０が形成された電磁鋼板３４０にエッチングを施して、単位鋼板３００を形成する。

このようにして形成された単位鋼板３００を積層して、分割ステータコア１７５を形成した後、周方向端面１９０，１９１を研磨する。これにより、側面１９３および径方向端面１９２の表面粗さよりも、周方向端面１９０および周方向端面１９１の表面粗さを低減する。このように、研磨処理が施された分割ステータコア１７５を環状に配置した後、リング１８１にて各分割ステータコア１７５を固定することで、ステータ１４０を形成する。なお、この図１８に示す例においては、エッチング処理により、単位鋼板３００を形成しているが、これに限られず、たとえば、ワイヤーカット装置により、単位鋼板３００を電磁鋼板３４０から切り取るようにしてもよい。そして、単位鋼板３００からワイヤーカットされた単位鋼板３００を積層して、分割ステータコア１７５を形成する。そして、同様に、周方向端面１９０，１９１の表面に研磨処理を施すようにしてもよい。

このようにして形成されたステータ１４０においても、上記実施の形態１〜３に示されたステータ１４０と同様に、ステータティース１７１の表面積が大きくすることができ、ステータ１４０の放熱効率の向上を図ることができると共に、磁気抵抗の低減を図ることができる。

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。さらに、上記数値などは、例示であり、上記数値および範囲にかぎられない。

本発明は、回転電機用のステータおよびステータの製造方法に好適である。

本発明の実施の形態１に係る回転電機の概略構成を示す側断面図である。 図１におけるＩＩ−ＩＩ線における断面図である。 図２の一部を拡大視した拡大断面図である。 コイルと、インシュレータとが装着された分割ステータコアの断面図である。 分割ステータコアの断面図である。 単位鋼板の平面図である。 単位鋼板の側面の詳細を示す断面図である。 単位鋼板の単位周方向端面の詳細を示す断面図である。 単位鋼板を形成する工程を示し、ステータの製造工程の第１工程を示す斜視図である。 成型穴内にパンチを挿入したときの状態を示す断面図である。 分割ステータコアを形成する工程を示し、ステータの製造工程の第２工程を示す斜視図である。 各分割ステータコアを環状に固定する工程を示し、ステータの製造工程の第３工程を示す断面図である。 モールド樹脂を形成する工程を示し、ステータの第４工程を示す断面図である。 電磁鋼板を打ち抜いて単位鋼板を形成する工程のうち、電磁鋼板に切込み部を形成する工程を示し、回転電機の製造工程の第１工程を示す平面図である。 電磁鋼板を打ち抜いて、単位鋼板を形成する工程を示し、図１４に示された工程後の工程を示す平面図である。、 図１５に示された工程によって打ち抜かれた単位鋼板の平面図である。 分割ステータコアを形成した後における工程を示す斜視図である。 本発明の実施の形態４に係るステータの製造工程のうち、単位鋼板を製造する工程を示す平面図である。

符号の説明

１００ 回転電機、１１０ 回転シャフト、１２０ ロータ、１２２ エンドプレート、１２３ 永久磁石、１２４ 樹脂、１２５ ロータコア、１２６ 磁石挿入孔、１３１ 軸方向端面、１３２ 軸方向端面、１３５ 径方向端面、１４０ ステータ、１４１ ステータコア、１４５ 径方向端面、１５０ 引出部、１５１ 巻回部、１５２ 端部、１５３ 引出部、１５４ 渡線、１５５ 端部、１６０ インシュレータ、１６１ ティース受入部、１６２ 張出部、１６３，１６４ 突出部、１７０ ヨーク部本体、１７１ ステータティース、１７２ モールド樹脂、１７５ 分割ステータコア、１７６ ヨーク部、１７７，１７８ 軸方向端面、１８０ コイル、１８１ リング、１９０，１９１ 周方向端面、１９２ 径方向端面、１９３ 側面、１９８ 径方向端面、２７１ 単位ステータティース、２７６ 単位ヨーク部、２８０ コイル線、３０１ せん断面、３０２ 破断面、３０３ せん断面、３０４ 破断面、３１０ 主表面、３１１ 主表面、３４０ 電磁鋼板、３５０ 粗面部。

Claims (10)

1. 複数の分割ステータコアが環状に配列して形成された環状のステータコアおよび該ステータコアに装着されたコイルを備えたステータであって、
   前記分割ステータコアは、前記ステータコアの周方向に延びるヨーク部と、前記ヨーク部から突出するステータティースとを含み、
   前記ステータティースの前記ステータコアの周方向に配列する側面と、前記ステータティースの前記ステータの径方向に位置する端面と、前記ステータコアの径方向に配列する前記ヨーク部の径方向端面のうち、前記ステータティースが形成された径方向端面との少なくとも一部に、前記ヨーク部の前記ステータコアの周方向に位置する周方向端面よりも表面粗さが粗い、粗面部が形成された、ステータ。
2. 前記粗面部は、前記ステータコアの中心軸方向中央部側の方が、前記ステータコアの中心軸方向に配列する端面側よりも粗くされた、請求項１に記載のステータ。
3. 前記分割ステータコアは、平板状の第１および第２主表面を有する単位鋼板を複数積層して形成され、
   前記単位鋼板のうち、積層されることで前記粗面部を規定する単位粗面部は、前記単位鋼板のうち、積層されることで前記ヨーク部の前記周方向端面を規定する単位周方向端面より、前記第１主表面から前記第２主表面までの表面距離が長い、請求項１または請求項２に記載のステータ。
4. 前記粗面部は、前記単位鋼板の単位粗面部は、プレス成型によって形成された、請求項３に記載のステータ。
5. 前記単位粗面部および前記単位周方向端面は、プレス成型によって形成され、
   前記単位粗面部におけるせん断面に対する破断面の割合は、前記単位周方向端面におけるせん断面に対する破断面の割合よりも大きい、請求項４に記載のステータ。
6. 前記粗面部は、表面処理によって形成された、請求項１から請求項３のいずれかに記載のステータ。
7. 前記粗面部の表面に沿って延びる絶縁性の樹脂をさらに備えた、請求項１から請求項６のいずれかに記載のステータ。
8. 前記コイルは、該コイルの延在方向に対して垂直な断面形状が方形形状とされた、請求項６に記載のステータ。
9. 単位ヨーク部と、該単位ヨーク部から突出するように形成された単位ステータティース部とを含む単位鋼板を積層することで、前記単位ヨーク部が積層されて形成されたヨーク部および前記単位ステータティースが積層されて形成されたステータティース部を含む分割ステータコアが複数環状に配置されて形成されたステータコアを備えたステータの製造方法であって、
   前記単位鋼板の形状が模られた穴部が形成された第１金型と、前記単位鋼板の形状が模られ、前記穴部内に挿入可能な凸部を備えた第２金型との間に電磁鋼板を配置して、前記単位鋼板を形成する工程を備え、
   前記穴部を規定する前記第１金型の内表面と前記凸部の外表面との隙間うち、前記単位ティース部を形成する部分の隙間は、前記単位ヨーク部のうち、前記ステータコアの周方向に位置する単位周方向端面を規定する部分の隙間よりも大きい、ステータの製造方法。
10. 複数の分割ステータコアを環状に配列して形成された環状のステータコアを備えたステータの製造方法であって、
    単位ヨーク部と、該単位ヨーク部から突出するように形成された単位ステータティース部とを含む単位鋼板を積層することで、前記単位ヨーク部が積層されて形成されたヨーク部および前記単位ステータティースが積層されて形成されたステータティース部を含む分割ステータコアを形成する工程と、
    前記ステータティースの周面の少なくとも一部に表面処理を施して、前記ヨーク部の前記ステータの周方向に位置する端面より、表面粗さを粗くする工程とを備えた、ステータの製造方法。

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