JP2012029351A - 回転電機の固定子 - Google Patents

Abstract

【課題】回転子との対向面である電機子鉄心１の内周面にスキュー構造を低コストで容易に設けることができる電機子を提供する。
【解決手段】電機子鉄心１は、第１のコアシート５Ａを複数枚積層して構成され、ティース先端部の周方向一端側に鍔部５ａを有する第１の鉄心５と、第２のコアシート６Ａを複数枚積層して構成され、ティース先端部の周方向他端側に鍔部６ａを有する第２の鉄心６とを備える。この第１の鉄心５と第２の鉄心６は、互いのティース部３を軸方向に重ね合わせた状態で積層され、接着や溶接あるいはカシメ等の方法で結合される。これにより、回転子と半径方向に対向する電機子鉄心１の内周面には、第１の鉄心５の内周面に開口するスロット開口部７と、第２の鉄心６の内周面に開口するスロット開口部８とが周方向にずれた位置に形成される。つまり、段付きスキューが形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、固定子鉄心にスキュー構造を設けた回転電機の固定子に関し、例えば、誘導電動機、同期電動機等の交流モータに好適な技術である。

従来、界磁用の永久磁石を回転子に備える永久磁石式電動機では、振動や騒音の原因となるコギングトルクを低減するために、ロータまたはステータにスキューを施す方法が知られている。例えば、特許文献１の発明では、電機子鉄心のスロットを軸方向に対し連続的に斜めに形成した斜めスキュー構造が開示されている。

特開２００６−２５４６２２号公報

ところが、特許文献１に開示された斜めスキュー構造を電機子鉄心のスロットに設けることは、電機子鉄心の製作に手間が掛かり、コストが高くなる。つまり、電動機の鉄心は、例えば、板厚の薄い鋼板を複数枚積層して構成される積層鉄心を用いることが一般的であり、この積層鉄心に連続的な斜めスキューを設ける場合、１枚毎にスロットの位置をずらしながら積層する必要がある。このため、電機子鉄心の軸方向に対し連続的に斜めスキューを設けることは、１枚毎の鋼板を周方向に位置決めしながら積層していくため、その製作に掛かる時間と工数が大幅に増大し、スキュー構造を設けていない通常の積層鉄心を製作する場合と比較して高コストになることは避けられない。

また、電機子鉄心のスロットに斜めスキューを設けた場合、巻線用ノズルを用いた従来の巻線方法を採用することは出来ない。あるいは、スキューの型に合わせて巻いたコイルを挿入する場合でも、その巻き線作業が困難であり、且つ、斜めスロットへのコイル挿入作業も容易ではない。よって、特許文献１に開示された発明では、電機子鉄心への巻線装着にも課題が残る。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、固定子鉄心にスキュー構造を低コストで容易に設けることができる回転電機の固定子を提供することにある。

（請求項１の発明）
本発明は、円環状のバックヨーク部と、このバックヨーク部に対し半径方向の内側または外側あるいは内側と外側の両方向に延出するティース部とを有し、このティース部がバックヨーク部の周方向に所望の間隔を有して所定数配置され、周方向に隣合うティース部同士の間にスロットが形成された固定子鉄心を備える回転電機の固定子において、固定子鉄心は、ティース部の反ヨーク側であるティース先端部に周方向の一端側へ突き出る第１の鍔部を形成した第１のコアシートを複数枚積層して構成され、且つ、回転子との対向面に開口するスロットの開口幅が第１の鍔部によって狭く形成されている第１のスロット開口部を有する第１の鉄心と、ティース部の反ヨーク側であるティース先端部に周方向の他端側へ突き出る第２の鍔部を形成した第２のコアシートを複数枚積層して構成され、且つ、回転子との対向面に開口するスロットの開口幅が第２の鍔部によって狭く形成されている第２のスロット開口部を有する第２の鉄心とを備え、第１の鉄心と第２の鉄心は、互いのティース部を軸方向に重ねた状態で積層され、第１のスロット開口部と第２のスロット開口部とが周方向にずれた位置に形成されていることを特徴とする。

上記の構成によれば、回転子と対向する固定子鉄心の対向面に段付きスキューを容易に形成することができ、回転方向の磁気加振力脈動、すなわち、トルクリップルに起因する回転ムラを抑制できるので、電磁騒音の低減効果を得ることが出来る。
また、第１の鉄心と第２の鉄心は、第１のコアシートと第２のコアシートを１枚毎に周方向にずらして積層する必要はなく、互いのティース部を軸方向に重ねた状態で積層するので、「背景技術」に記載した特許文献１と比較して、固定子鉄心の製作に係る時間および工数を大幅に短縮できる。その結果、固定子鉄心のスキュー構造を低コストかつ容易に設けることができる。第１、第２のコアシートは、板厚の薄い鋼板（例えば、電磁鋼板）を金型プレスで打ち抜いて形成することが出来る。
なお、所定数のティース部は、バックヨーク部の周方向に所望の間隔で配置されるが、必ずしも一定の間隔（等間隔）に配置することを限定する必要はない。例えば、２４スロットの場合、等間隔であれば１５度×２４個となるが、（１４度＋１６度）×１２個という配置も公知で存在する。

また、第１の鉄心は、ティース先端部の一端側に第１の鍔部を有しているが、一端側だけに限定するものではなく、ティース先端部の周方向両側に鍔部を設けることもできる。但し、ティース先端部の一端側と他端側の両方に鍔部を設ける場合は、他端側の鍔部の周方向に突き出る長を一端側の鍔部（第１の鍔部）より短くする必要がある。同様に、第２の鉄心は、ティース先端部の他端側に第２の鍔部を有しているが、他端側だけに限定するものではなく、ティース先端部の周方向両側に鍔部を設けることもできる。但し、ティース先端部の一端側と他端側の両方に鍔部を設ける場合は、一端側の鍔部の周方向に突き出る長を他端側の鍔部（第２の鍔部）より短くする必要がある。
なお、本発明は、固定子鉄心の内周側に回転子を配置するインナロータ型、または、固定子鉄心の外周側に回転子を配置するアウタロータ型、あるいは、固定子鉄心の内周側と外周側の両方に回転子を配置する内外ロータ型にも適用できる。

（請求項２の発明）
請求項１に記載した回転電機の固定子において、第１、第２の鉄心は、それぞれ、バックヨーク部とティース部とに分割して形成され、その分割されたバックヨーク部とティース部とを結合して構成されることを特徴とする。
上記の構成によれば、バックヨーク部にティース部を結合する前の段階、つまり、バックヨーク部とティース部とが分割された状態で、そのティース部のヨーク側から巻線を装着する（例えば、連続銅線をコイル状に巻回してスロットに収容する）ことが出来る。これにより、回転子と対向する固定子鉄心の対向面に段付きスキューを形成しても、固定子鉄心への巻線装着を容易に行うことができる。

（請求項３の発明）
請求項１に記載した回転電機の固定子において、固定子鉄心に装着される固定子巻線が複数のセグメント導体に分割され、このセグメント導体を固定子鉄心の軸方向よりスロットに挿入し、所定スロット数毎にスロットの反挿入側より取り出されるセグメント導体の端部同士を接合して固定子巻線を形成することを特徴とする。
本発明に係る固定子鉄心は、第１の鉄心と第２の鉄心とで、両鉄心のスロット開口部（第１のスロット開口部と第２のスロット開口部）が周方向にずれた位置に形成されるので、一般的な連続銅線を第１、第２の鉄心のスロット開口部からスロット内に挿入して巻き線することは困難である。

一方、第１の鉄心と第２の鉄心は、互いのティース部を軸方向に重ねた状態で積層されるので、周方向に隣合うティース部同士の間に形成されるスロットは、第１の鉄心と第２の鉄心とで周方向に位置がずれることはなく、第１、第２の鉄心を軸方向に貫通して形成されている。よって、上記の連続銅線による巻線方式ではなく、複数に分割されたセグメント導体を軸方向からスロットに挿入して固定子鉄心に装着することができる。
これにより、全てのセグメント導体を固定子鉄心に装着した後、所定スロット数毎にスロットの反挿入側より取り出されたセグメント導体の端部同士を接合することで固定子巻線を形成できる。なお、セグメント導体は、例えば、平板状、矩形状等の断面形状が角型を有する線材（例えば銅線）をひねり加工して略Ｕ字型に成形したものを使用することが出来る。

（請求項４の発明）
請求項１〜３に記載した何れか一つの回転電機の固定子において、第１の鉄心と第２の鉄心は、第１のコアシートを複数枚積層した積層方向の寸法と、第２のコアシートを複数枚積層した積層方向の寸法とが等しいことを特徴とする。
第１の鉄心と第２の鉄心の積層寸法（積層厚）を等しく設計することで、回転子と対向する第１、第２の鉄心の対向面の空間に過不足なく打ち消し合いの磁束脈動成分を生成することが可能となり、固定子鉄心に段付きスキューを設けたことによる電磁騒音の低減を一層効果的に実現できる。

（請求項５の発明）
請求項１〜４に記載した何れか一つの回転電機の固定子において、第１のコアシートと第２のコアシートは、同一のコアシートを板厚方向に反転して使用することを特徴とする。例えば、第１、第２のコアシートを鋼板より金型プレスで打ち抜いて形成する場合に、その打ち抜いた同一のコアシートを第１のコアシートと第２のコアシートのどちらにも使用できる。この場合、第１のコアシートと第２のコアシートを別々の形状に形成する必要はなく、同一の金型プレスで打ち抜いたコアシートを第１のコアシートと第２のコアシートに共用できるので、製造コストを抑制できる。

（請求項６の発明）
請求項１〜５に記載した何れか一つの回転電機の固定子において、ティース部の反ヨーク側であるティース先端部の周方向一端側に一方の鍔部を有し、周方向他端側に他方の鍔部を有すると共に、一方の鍔部が第１の鉄心に設けられる第１の鍔部より周方向に突き出る長さが短く形成され、他方の鍔部が第２の鉄心に設けられる第２の鍔部より周方向に突き出る長さが短く形成された第３のコアシートを複数枚積層して構成され、且つ、回転子との対向面に開口するスロットの開口幅が一方の鍔部と他方の鍔部とによって狭く形成されている第３のスロット開口部を有する第３の鉄心を備え、この第３の鉄心は、第１の鉄心と第２の鉄心との間に配置されて、互いのティース部を軸方向に重ねた状態で積層され、第３のスロット開口部が、第１のスロット開口部と第２のスロット開口部との間で周方向にずれた位置に形成されていることを特徴とする。

上記の構成では、第１の鉄心と第２の鉄心との間に第３の鉄心を積層し、且つ、各鉄心のスロット開口部の位置を周方向に順次ずらして形成することで、軸方向のスキュー効果をより滑らかに設定できるため、電磁騒音の低減を一層効果的に実現できる。なお、第３のコアシートは、第１、第２のコアシートと同様に、鋼板を金型プレスにより打ち抜いて形成することが出来る。

（請求項７の発明）
請求項６に記載した回転電機の固定子において、第３の鉄心は、一方の鍔部と他方の鍔部の周方向に突き出る長さが等しく形成され、且つ、一方の鍔部と他方の鍔部を含むティース先端部の周方向幅が、第１の鍔部を含む第１の鉄心のティース先端部の周方向幅および第２の鍔部を含む第２の鉄心のティース先端部の周方向幅と同一寸法であることを特徴とする。
上記の構成によれば、電磁騒音の低減とともに、ギャップ磁束を漏れなく固定子鉄心側で受け取ることができ、出力の低下を最小限に抑えることが可能である。

実施例１に係る電機子鉄心のスキュー構造を示す部分斜視図である。 第１のコアシートの１ティース分を示す斜視図である。 第２のコアシートの１ティース分を示す斜視図である。 電機子鉄心を軸方向から見た平面図である。 実施例１の効果を従来技術と比較したトルク波形図である。 実施例２に係る第１のコアシートの１ティース分を示す斜視図である。 実施例２に係る第２のコアシートの１ティース分を示す斜視図である。 実施例３に係る第３のコアシートの１ティース分を示す斜視図である。 実施例３に係る電機子鉄心のスキュー構造を示す部分斜視図である。 実施例４に係る電機子鉄心のスキュー構造を示す部分斜視図である。 実施例４に係る電機子鉄心のスキュー構造を示す部分斜視図である。 実施例５に係るセグメント導体の斜視図である。 実施例５に係るセグメント導体を電機子鉄心に装着した状態を示す斜視図である。 実施例６に係る電機子鉄心の一例を示す部分斜視図である。 実施例７に係る電機子鉄心を軸方向から見た平面図である。

本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。

（実施例１）
実施例１は、例えば、回転子に永久磁石を用いた永久磁石式同期電動機に使用される電機子鉄心の一例である。なお、この実施例１では、電機子の内周（径方向内側）に回転子を配置するインナロータ型電動機として説明する。
このインナロータ型電動機に使用される電機子鉄心１は、図４に示す様に、円環状のバックヨーク部２と、このバックヨーク部２の内周より径方向の内側（中心方向）に延出するティース部３とを有し、このティース部３がバックヨーク部２の周方向に一定の間隔を有して所定数（図４では２４本）配置され、周方向に隣合うティース部３同士の間にスロット４が形成されている。

なお、図４に示す電機子鉄心１は、２４個のスロット４が等間隔に形成されている、つまり、２４本のティース部３がバックヨーク部２の周方向に一定の間隔で配置されているが、必ずしも一定の間隔に配置することを限定するものではない。例えば、２４スロットの場合、等間隔であれば１５度×２４個となるが、（１４度＋１６度）×１２個という配置も公知で存在する。
この電機子鉄心１は、図１に示す様に、ティース部３の反ヨーク側であるティース先端部の周方向一端側に鍔部５ａ（本発明に係る第１の鍔部）を有する第１の鉄心５と、ティース先端部の周方向他端側に鍔部６ａ（本発明に係る第２の鍔部）を有する第２の鉄心６とで構成される。

第１の鉄心５は、板厚の薄い鋼板（例えば電磁鋼板）を金型プレスで打ち抜いて形成される第１のコアシート５Ａを複数枚積層して構成され、回転子との対向面である径方向の内周面にスロット開口部７（本発明に係る第１のスロット開口部）を有している。
第２の鉄心６は、第１の鉄心５と同様に、鋼板を金型プレスで打ち抜いて形成される第２のコアシート６Ａを複数枚積層して構成され、回転子との対向面である径方向の内周面にスロット開口部８（本発明に係る第２のスロット開口部）を有している。
第１のコアシート５Ａと第２のコアシート６Ａは、それぞれ、図２、図３に示す様に、鍔部５ａ、６ａを含むティース先端部の周方向幅ａが同一寸法に設けられている。
また、第１のコアシート５Ａと第２のコアシート６Ａは、互いの鍔部５ａ、６ａがティース先端部の周方向反対側に形成され、その鍔部５ａ、６ａを除くティース部３の形状は同じである。すなわち、図中に一点破線で示す周方向の中心線に対し線対称の形状を有している。

第１のコアシート５Ａを積層して構成される第１の鉄心５は、ティース先端部の周方向一端側のみに鍔部５ａを設けているので、径方向の内周面に開口するスロット開口部７が、周方向に隣合うティース部３同士の中間位置、つまり、スロット４の中心位置より一端側へ偏った位置に形成される。
同様に、第２のコアシート６Ａを積層して構成される第２の鉄心６は、ティース先端部の周方向他端側のみに鍔部６ａを設けているので、径方向の内周面に開口するスロット開口部８がスロット４の中心位置より他端側へ偏った位置に形成される。
この第１の鉄心５と第２の鉄心６は、互いのティース部３を軸方向に重ね合わせた状態で積層され、接着や溶接あるいはカシメ等の方法で結合される。これにより、回転子と半径方向に対向する電機子鉄心１の内周面には、図１に示す様に、第１の鉄心５の内周面に開口するスロット開口部７と、第２の鉄心６の内周面に開口するスロット開口部８とが周方向にずれた位置に形成される。つまり、段付きスキューが形成されている。

（実施例１の効果）
実施例１に記載した電機子鉄心１は、ティース先端部の周方向一端側のみに鍔部５ａを設けた第１の鉄心５と、ティース先端部の周方向他端側のみに鍔部６ａを設けた第２の鉄心６とを軸方向に積層することで、回転子との対向面である電機子鉄心１の内周面に段付きスキューを形成することができる。これにより、回転方向の磁気加振力脈動、すなわち、トルクリップルに起因する回転ムラを抑制できるので、電磁騒音の低減効果を得ることが出来る。図５はモータの出力トルクを測定したもので、同図（ａ）は、実施例１の電機子鉄心１を用いた永久磁石式同期電動機（実施例モータと呼ぶ）のトルク波形図、同図（ｂ）は、電機子鉄心１にスキュー構造を設けていない永久磁石式同期電動機（従来モータと呼ぶ）のトルク波形図である。従来モータは、トルクリップルの高調波成分が大きく表れているのに対し、実施例モータの方は、特に、高調波成分の低減によりトルクリップルを小さくできるので、結果として電磁騒音を低減できることが分かる。

なお、第１、第２の鉄心５、６の内周面に開口するスロット開口部７、８の周方向幅は、鍔部５ａ、６ａのない状態、つまり、第１、第２の鉄心５、６の内周面にスロット４が全開している状態と比較して、その半分以下に設定することが望ましい。言い換えると、第１、第２の鉄心５、６の各ティース先端部に設けられる鍔部５ａ、６ａは、スロット４が全開している時（鍔部５ａ、６ａを設けていない状態）のスロット４の開口幅を半分以上閉じている。このように構成することで、電機子側への磁束の受け取り効率が増すと共に、電機子巻線の自己インダクタンスを増大させることができるので、回転子の回転数が高くなった時の永久磁石の鎖交磁束を電機子反作用磁束で打ち消す「弱め界磁」効果を最大限に発揮することが可能である。

実施例１に示す電機子鉄心１は、全てのコアシート５Ａ、６Ａを１枚毎に周方向にずらして積層する必要はなく、第１の鉄心５のティース部３と第２の鉄心６のティース部３とを軸方向に重ねた状態で積層すれば良いので、特許文献１と比較して、電機子鉄心１の製作に係る時間および工数を大幅に短縮できる。その結果、電機子鉄心１のスキュー構造（段付きスキュー）を低コストかつ容易に形成することができる。
さらに、第１の鉄心５に使用される第１のコアシート５Ａと、第２の鉄心６に使用される第２のコアシート６Ａは、同一のコアシートを板厚方向に反転して使用することができる。つまり、同一の金型プレスで打ち抜いたコアシートを第１のコアシート５Ａと第２のコアシート６Ａに共用することで、製造コストを抑制できる。

（実施例２）
実施例１では、第１の鉄心５のティース先端部に周方向一端側のみ鍔部５ａを設け、第２の鉄心６のティース先端部に周方向他端側のみ鍔部６ａを設けた一例を記載したが、第１の鉄心５および第２の鉄心６ともに、ティース先端部の周方向両側に鍔部５ａ、６ａを設けても良い。
但し、ティース先端部の周方向一端側と他端側とで両鍔部５ａ、６ａの長さ（周方向に突き出る長さ）を異なる寸法に設定する必要がある。例えば、第１の鉄心５は、図６に示す様に、第１のコアシート５Ａのティース先端部に設けられる周方向一端側（図示左側）の鍔部５ａ１の方が他端側の鍔部５ａ２より周方向に長く突き出て形成される。一方、第２の鉄心６は、図７に示す様に、第２のコアシート６Ａのティース先端部に設けられる周方向他端側（図示右側）の鍔部６ａ１の方が一端側の鍔部６ａ２より周方向に長く突き出て形成される。

これにより、第１のコアシート５Ａを複数枚積層して構成される第１の鉄心５と、第２のコアシート６Ａを複数枚積層して構成される第２の鉄心６とを、互いのティース部３が軸方向に重なる様に積層することで、電機子鉄心１の内周面に段付きスキューを形成できる。なお、この実施例２では、第１、第２の鉄心５、６の内周面に開口するスロット開口部７、８の位置が、実施例１の構成よりスロット４の中心側へ近寄って形成されるが、電機子鉄心１の内周面に段付きスキューを形成することによる効果、すなわち、トルクリップルに起因する回転ムラを抑制でき、電磁騒音を低減できる効果は、実施例１と同様に得ることができ、且つ、その回転方向への作用角度を設計することが可能となり、等価的に騒音低減度合いを調整できる。
また、この実施例２においても、第１のコアシート５Ａと第２のコアシート６Ａに共用できるコアシートを使用することにより、製造コストを抑制できる。

（実施例３）
この実施例３は、実施例１に記載した第１の鉄心５と第２の鉄心６との間に第３の鉄心９を積層して構成される電機子鉄心１の一例である。
第３の鉄心９は、図９に示す様に、ティース先端部の周方向両側にそれぞれ鍔部９ａ（本発明に係る一方の鍔部と他方の鍔部）を有する第３のコアシート９Ａ（図８参照）を複数枚積層して構成される。この第３のコアシート９Ａは、第１、第２のコアシート５Ａ、６Ａと同様に、例えば、電磁鋼板を金型プレスで打ち抜いて形成される。また、ティース先端部の周方向両側に設けられる鍔部９ａは、図８に示す様に、周方向に突き出る長さが等しく形成され、且つ、両鍔部９ａを含むティース先端部の周方向幅ｂは、第１、第２のコアシート５Ａ、６Ａの鍔部５ａ、６ａを含む周方向幅ａ（図２、図３参照）と同一寸法である。
この第３の鉄心９は、図９に示す様に、第１の鉄心５と第２の鉄心６との間に互いのティース部３を軸方向に重ね合わせた状態で積層され、接着や溶接あるいはカシメ等の方法で結合される。

上記の構成によれば、第１の鉄心５の内周面に開口するスロット開口部、第３の鉄心９の内周面に開口するスロット開口部（本発明に係る第３のスロット開口部）、第２の鉄心６の内周面に開口するスロット開口部が周方向に順次ずれて形成されることにより、電機子鉄心１の内周面に３段のスキューを形成することができる。その結果、より滑らかな磁束変化を生成させることができ、電磁騒音の低減を一層効果的に実現できる。
また、第３の鉄心９は、ティース先端部の周方向幅ｂが、第１、第２の鉄心５、６のティース先端部の周方向幅ａと同一寸法であるので、電磁騒音の低減とともに、ギャップ磁束を漏れなく電機子鉄心１側で受け取ることが出来、出力の低下を最小限に抑えることが可能である。なお、図９に示す様に、第３の鉄心９の積層方向の寸法ｈ２は、第１、第２の鉄心５、６の積層方向の寸法ｈ１と等しくすることが望ましいが、その限りではない。

（実施例４）
実施例１に記載した電機子鉄心１は、第１の鉄心５と第２の鉄心６を二段に積層した構成であるが、第１の鉄心５と第２の鉄心６を多段に積層して電機子鉄心１を構成することもできる。
例えば、図１０に示す様に、第１の鉄心５と第２の鉄心６とを軸方向に交互に配置した４段構成、あるいは、図１１に示す様に、第２の鉄心６を二段に重ねて積層し、その軸方向両外側にそれぞれ第１の鉄心５を配置した４段構成でも良い。

（実施例５）
この実施例５は、電機子鉄心１への電機子巻線の装着方法について説明する。
例えば、実施例１に記載した電機子鉄心１は、第１の鉄心５の内周面に開口するスロット開口部７と、第２の鉄心６の内周面に開口するスロット開口部８とが周方向にずれている。特に、図１に示す構造では、第１の鉄心５の内周面に開口するスロット開口部７と、第２の鉄心６の内周面に開口するスロット開口部８とが繋がっていない（周方向に分断されている）ので、スロット開口部７、８よりスロット４内へコイルを挿入することができない。一方、第１の鉄心５と第２の鉄心６は、互いのティース部３を軸方向に重ね合わせた状態で積層されるので、両者のスロット４が周方向にずれることはない。つまり、第１の鉄心５に形成されるスロット４と、第２の鉄心６に形成されるスロット４は、軸方向に電機子鉄心１を貫通して形成されている。

そこで、本実施例では、電機子巻線を複数のセグメント導体１０（セグメントコンダクタと呼ばれることもある）に分割し、このセグメント導体１０を電機子鉄心１の軸方向よりスロット４に挿入する方法を採用する。
セグメント導体１０は、図１２に示す様に、例えば、平板状、矩形状等の断面形状が角型を有する銅線を所定の長さに切断し、その長手方向の中央部をひねり加工して略Ｕ字型に成形したものを使用する。全てのセグメント導体１０を電機子鉄心１の軸方向よりスロット４に挿入して電機子鉄心１に組み込んだ後、図１３に示す様に、所定スロット数毎にスロット４の反挿入側（図示上側）より取り出されたセグメント導体１０の端部１０ａ同士を溶接等により接合して電機子巻線を形成する。
上記の方法によれば、電機子鉄心１の内周面に段付きスキューを形成した場合でも、電機子鉄心１への巻線装着を実現でき、且つ、従来の連続銅線をコイル状に巻き線する方式と比較して高密度に巻装できる。

（実施例６）
この実施例６は、電機子鉄心１をバックヨーク部２とティース部３とに分割した一例を説明する。例えば、実施例１の構成で説明すると、第１、第２の鉄心５、６は、図１４に示す様に、それぞれ、バックヨーク部２とティース部３とに分割され、バックヨーク部２の内周に形成される凹部２ａと、ティース部３のヨーク側端部に形成される凸部３ａとを嵌合して結合される。なお、分割された個々のティース部３は、全ティース部３の反ヨーク側の端部を図示しない連結バーによって環状に連結することで、一体化された環状ティース群として構成することも出来る。
上記の構成によれば、バックヨーク部２とティース部３とを結合する前の段階、つまり、バックヨーク部２とティース部３とに分割されている状態で、そのティース部３のヨーク側から巻線を装着する（例えば、コイル状に巻回された巻線をスロット４に収容する）ことが出来る。これにより、電機子鉄心１の内周面に段付きスキューが形成された場合でも、電機子鉄心１への巻線装着を容易に行うことができる。

（実施例７）
実施例１では、電機子の内周に回転子を配置するインナロータ型電動機に用いられる電機子鉄心１の構成を説明したが、本発明の固定子鉄心に係る構成は、電機子の外周に回転子Ｒ（図１５参照）を配置するアウタロータ型電動機にも適用できる。
このアウタロータ型電動機に使用される電機子鉄心１は、図１５に示す様に、円環状のバックヨーク部２と、このバックヨーク部２の外周より径方向の外側に延出するティース部３とを有し、このティース部３がバックヨーク部２の周方向に所望の間隔（図１５では一定の間隔）を有して配置され、周方向に隣合うティース部３同士の間にスロット４が形成されている。

この電機子鉄心１は、例えば、第１の鉄心と第２の鉄心とで構成され、互いのティース部を軸方向に重ねて積層される。第１、第２の鉄心は、実施例１の構成と比較した場合に、バックヨーク部２に対するティース部３の方向が異なり、両鉄心の外周面にそれぞれスロット開口部（図１５では、例えば、第１の鉄心のスロット開口部７が示されている）が形成されるが、第１の鉄心と第２の鉄心とでスロット開口部の位置が周方向にずれて形成される点は同じである。これにより、回転子Ｒと対向する電機子鉄心１の対向面（外周面）に段付きスキューを形成することができ、実施例１と同様に、トルクリップルに起因する回転ムラを抑制できるので、電磁騒音の低減効果を得ることが出来る。

（変形例）
実施例１では、本発明の固定子を永久磁石式同期電動機の電機子に適用した一例を記載したが、同期電動機の他にも、例えば、誘導電動機、リラクタンスモータ、同期発電機等の電機子にも適用できる。
また、本発明の固定子鉄心に係る構成は、実施例１に記載したインナロータ型電動機に用いられる電機子鉄心、および、実施例７に記載したアウタロータ型電動機に用いられる電機子鉄心の他にも、例えば、電機子鉄心の内周側と外周側の両方に回転子を有する内外ロータ型電動機の電機子鉄心にも適用可能である。この内外ロータ型電動機の電機子鉄心は、内側ロータとの対向面である電機子鉄心の内周面と、外側ロータとの対向面である電機子鉄心の外周面とにそれぞれスロット開口部を有し、例えば、第１の鉄心と第２の鉄心とで、内周面および外周面に開口するスロット開口部の位置が周方向にずれて形成されることで、電機子鉄心の内周面と外周面とに、それぞれ、段付きスキューが形成される。

１ 電機子鉄心（固定子鉄心）
２ バックヨーク部
３ ティース部
４ スロット
５ 第１の鉄心
５Ａ 第１のコアシート
５ａ 第１の鉄心の鍔部（第１の鍔部）
６ 第２の鉄心
６Ａ 第２のコアシート
６ａ 第２の鉄心の鍔部（第１の鍔部）
７ 第１の鉄心の内周面に開口するスロット開口部
８ 第２の鉄心の内周面に開口するスロット開口部
９ 第３の鉄心
９Ａ 第３のコアシート
９ａ 第３の鉄心の鍔部（一方の鍔部、他方の鍔部）
１０ セグメント導体
１０ａ セグメント導体の端部

Claims (7)

1. 円環状のバックヨーク部と、このバックヨーク部に対し半径方向の内側または外側あるいは内側と外側の両方向に延出するティース部とを有し、このティース部が前記バックヨーク部の周方向に所望の間隔を有して所定数配置され、周方向に隣合う前記ティース部同士の間にスロットが形成された固定子鉄心を備える回転電機の固定子において、
   前記固定子鉄心は、
   前記ティース部の反ヨーク側であるティース先端部に周方向の一端側へ突き出る第１の鍔部を形成した第１のコアシートを複数枚積層して構成され、且つ、回転子との対向面に開口する前記スロットの開口幅が前記第１の鍔部によって狭く形成されている第１のスロット開口部を有する第１の鉄心と、
   前記ティース部の反ヨーク側であるティース先端部に周方向の他端側へ突き出る第２の鍔部を形成した第２のコアシートを複数枚積層して構成され、且つ、前記回転子との対向面に開口する前記スロットの開口幅が前記第２の鍔部によって狭く形成されている第２のスロット開口部を有する第２の鉄心とを備え、
   前記第１の鉄心と前記第２の鉄心は、互いの前記ティース部を軸方向に重ねた状態で積層され、前記第１のスロット開口部と前記第２のスロット開口部とが周方向にずれた位置に形成されていることを特徴とする回転電機の固定子。
2. 請求項１に記載した回転電機の固定子において、
   前記第１、第２の鉄心は、それぞれ、前記バックヨーク部と前記ティース部とに分割して形成され、その分割された前記バックヨーク部と前記ティース部とを結合して構成されることを特徴とする回転電機の固定子。
3. 請求項１に記載した回転電機の固定子において、
   前記固定子鉄心に装着される固定子巻線が複数のセグメント導体に分割され、このセグメント導体を前記固定子鉄心の軸方向より前記スロットに挿入し、所定スロット数毎に前記スロットの反挿入側より取り出される前記セグメント導体の端部同士を接合して前記固定子巻線を形成することを特徴とする回転電機の固定子。
4. 請求項１〜３に記載した何れか一つの回転電機の固定子において、
   前記第１の鉄心と前記第２の鉄心は、前記第１のコアシートを複数枚積層した積層方向の寸法と、前記第２のコアシートを複数枚積層した積層方向の寸法とが等しいことを特徴とする回転電機の固定子。
5. 請求項１〜４に記載した何れか一つの回転電機の固定子において、
   前記第１のコアシートと前記第２のコアシートは、同一のコアシートを板厚方向に反転して使用することを特徴とする回転電機の固定子。
6. 請求項１〜５に記載した何れか一つの回転電機の固定子において、
   前記ティース部の反ヨーク側であるティース先端部の周方向一端側に一方の鍔部を有し、周方向他端側に他方の鍔部を有すると共に、前記一方の鍔部が前記第１の鉄心に設けられる第１の鍔部より周方向に突き出る長さが短く形成され、前記他方の鍔部が前記第２の鉄心に設けられる第２の鍔部より周方向に突き出る長さが短く形成された第３のコアシートを複数枚積層して構成され、且つ、前記回転子との対向面に開口する前記スロットの開口幅が前記一方の鍔部と他方の鍔部とによって狭く形成されている第３のスロット開口部を有する第３の鉄心を備え、
   この第３の鉄心は、前記第１の鉄心と前記第２の鉄心との間に配置されて、互いの前記ティース部を軸方向に重ねた状態で積層され、前記第３のスロット開口部が、第１のスロット開口部と第２のスロット開口部との間で周方向にずれた位置に形成されていることを特徴とする回転電機の固定子。
7. 請求項６に記載した回転電機の固定子において、
   前記第３の鉄心は、前記一方の鍔部と前記他方の鍔部の周方向に突き出る長さが等しく形成され、且つ、前記一方の鍔部と前記他方の鍔部を含む前記ティース先端部の周方向幅が、前記第１の鍔部を含む前記第１の鉄心のティース先端部の周方向幅および前記第２の鍔部を含む前記第２の鉄心のティース先端部の周方向幅と同一寸法であることを特徴とする回転電機の固定子。

Images