JP2012075232A - 回転電機用ステータ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】セミオープンタイプのスロットに対して分布巻き状態でコイルを配置したステータを簡単に製造することができる回転電機用ステータ及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】回転電機用ステータ１のステータコア２は、周方向Ｃの複数箇所において分断した、ヨークコア部３とティースコア部４とを組み合わせて形成してある。ティースコア部４は、その一対の周方向端面４２における内周側端部から周方向Ｃへ鍔部４３を突出させてなる。互いに隣接するヨークコア部３とティースコア部４とが対面する周方向接触面３１、４１は、コイル６へ配置した一対のティースコア部４の間へ外周側からヨークコア部３を配置することができる一方、コイル６へ配置した一対のヨークコア部３の間から内周側へティースコア部４を抜き出すことができない面形状に形成してある。
【選択図】図１

Description

本発明は、ステータコアにおける複数のスロット内にコイルを配置してなる回転電機用ステータ及びその製造方法に関する。

例えば、３相交流モータとして、角線導体を周方向に一巡するよう波巻形状に形成したコイルを用い、このコイルをステータコアにおける複数のスロットに分布して配置する分布巻きを行うことが知られている（特許文献１参照）。そして、ステータコアをスロット数に対応した数のコア形成ブロックに分割形成しておき、分布巻き用のコイルをステータコアに配置する状態に組み合わせてコイル組付体を形成し、コイル組付体の外周側からコア形成ブロックを配置することによって、ステータを形成している。

また、例えば、特許文献２のモータの固定子においては、ステータコアを、切り欠け溝を形成したバックヨークと、切り欠け溝の形状に対応した形状の突起を有するＴ字状のティースとに分割して形成することが開示されている。ここには、ティースに巻線を巻回した後、切り欠け溝にティースの突起を圧入し、Ｖ字状の切り込み部を支点にして、ティースが軸中心方向に向く方向に、バックヨークを折り曲げ、輪状にすることが開示されている。これによれば、抜き板を打ち抜いた後の廃材の量を最小限に抑えることができる。

また、特許文献３のモータの組合せ式固定子構造においては、複数のコア片を弧状に配列することによりコア片連結部材を形成し、コア片連結部材をコア片の積層方向に隣り合う縁部同士が重なり合うように順次積層すると共に、重なり合ったコア片の縁部同士に、これらを回転自在に連結する連結手段を設けることが開示されている。これによれば、金型から取り出された後のステータコアの搬送を容易にして生産性の向上を図ることができる。

特開２００８−２５３０６３号公報 特開平１０−１７４３１７号公報 特開２００３−１７４７４１号公報

ところで、ステータコアに磁気回路を形成する際に、ステータコアに生じる鉄損を低減するため、ティース部分の内周側端部に周方向へ突出する鍔部を形成して、セミオープンタイプのスロットを形成することが考えられる。
しかしながら、特許文献１等の分布巻きタイプのステータにおいては、ステータコアにおけるスロットを、周方向の一対の側面の全体が平行なオープンタイプのスロットに形成する必要がある。そのため、コイルに角線導体を用いた場合、セミオープンタイプのスロットを形成すると、コイルをスロット内周側の開口部から挿入することができない。
また、特許文献２、３に開示された技術は、いずれもティースの回りにコイルを巻回する集中巻きタイプのステータに関する技術であり、分布巻きタイプのステータを形成する際には採用することができない。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、セミオープンタイプのスロットに対して分布巻き状態でコイルを配置したステータを簡単に製造することができる回転電機用ステータ及びその製造方法を提供しようとするものである。

第１の発明は、ステータコアにおける複数のスロット内に分布巻き状態でコイルを配置してなる回転電機用ステータにおいて、
上記ステータコアは、その周方向の複数箇所において分断した、上記スロットに対して外周側に位置するヨーク部分を含むヨークコア部と、上記スロット同士の間に位置するティース部分を含むティースコア部とを組み合わせて形成してあり、
上記ティースコア部は、その一対の周方向端面における内周側端部から周方向へ鍔部を突出させてなり、
互いに隣接する上記ヨークコア部と上記ティースコア部とが対面する周方向接触面は、上記コイルへ配置した一対の上記ティースコア部の間へ外周側から上記ヨークコア部を配置することができる一方、上記コイルへ配置した一対の上記ヨークコア部の間から内周側へ上記ティースコア部を抜き出すことができない面形状に形成してあり、
上記ヨークコア部の上記周方向接触面において径方向内周側へ突出させて形成した嵌合凸部と、上記ティースコア部の上記周方向接触面において径方向外周側へ突出させて形成した嵌合凸部とは、互いに嵌合する形状を有していることを特徴とする回転電機用ステータにある（請求項１）。

第２の発明は、上記回転電機用ステータを製造する方法において、
上記コイルを、円筒状の分布巻き状態に組み合わせたコイル組合せ体を形成するコイル組合せ工程と、
上記コイル組合せ体における軸方向に平行な導体部分同士の間へ、内周側から上記ティースコア部を配置するティースコア部配置工程と、
上記コイル組合せ体に配置した上記ティースコア部同士の間へ、外周側から上記ヨークコア部を配置するヨークコア部配置工程とを含むことを特徴とする回転電機用ステータの製造方法にある（請求項９）。

第１の発明の回転電機用ステータは、ステータコアを、ヨークコア部とティースコア部とに分割することにより、セミオープンタイプのスロットに対して分布巻き状態のコイルを容易に配置することができる工夫を行なっている。
本発明においては、ヨークコア部とティースコア部とが対面する周方向接触面の形成方向に工夫を行っており、この周方向接触面は、コイルへ配置した一対のティースコア部の間へ外周側からヨークコア部を配置することができる一方、コイルへ配置した一対のヨークコア部の間から内周側へティースコア部を抜き出すことができない面形状に形成してある。

そして、セミオープンタイプのスロットを形成するティースコア部は、その一対の周方向端面における内周側端部から周方向へ突出する鍔部を有している。そして、ティースコア部は、円筒状の分布巻き状態に組み合わせたコイルにおける隙間へ、内周側から配置することができる。このとき、コイルの内周側からティースコア部を配置することにより、鍔部が配置の際の障害（干渉部分）になることを防止することができる。

次いで、ヨークコア部は、コイルへ配置した一対のティースコア部の間へ、外周側から配置することができる。これにより、ヨークコア部及びティースコア部の全体が組み合わさって形成された複数のセミオープンタイプのスロット内に、コイルが分布巻き状態で配置された状態を容易に形成することができる。
そして、形成したステータにおいては、隣り合う一対のヨークコア部の間からティースコア部を内周側へ抜き出そうとしても、ティースコア部の周方向接触面が、ヨークコア部の周方向接触面によって受け止められる。これにより、ティースコア部は、コイルへ配置した一対のヨークコア部の間から内周側へ抜き出すことができない。そのため、ティースコア部の内周側に何ら他の部材を配置しなくても、ティースコア部の抜け出しを防止することができる。

また、本発明の回転電機用ステータにおいては、ヨークコア部の周方向接触面において径方向内周側へ突出させて形成した嵌合凸部と、ティースコア部の周方向接触面において径方向外周側へ突出させて形成した嵌合凸部とは、互いに嵌合する形状を有している。これにより、複数組み合わされたヨークコア部とティースコア部とを、互いに周方向に引っ張る力に対して、ヨークコア部の周方向接触面における嵌合凸部と、ティースコア部の周方向接触面における嵌合凸部とが互いに噛み合うことができる。そのため、外部から作用する荷重に対して、ステータの剛性を高めることができ、ステータの真円度を高く維持することができる。

そして、例えば、複数のヨークコア部とティースコア部とを組み合わせたステータを、嵌合リング内に嵌入させる場合には、嵌合リングによる締付け力を小さくすることができる。そのため、複数のヨークコア部とティースコア部とを組み合わせたステータにおいて、締付け力によって生ずる圧縮力を低減させることができる。これにより、ステータの磁気特性が低下することを防止することができる。

それ故、第１の発明の回転電機用ステータによれば、セミオープンタイプのスロットに対して分布巻き状態でコイルを配置したステータを簡単に製造することができ、ステータの真円度を高く維持することができる。

第２の発明の回転電機用ステータの製造方法は、上記回転電機用ステータの製造に適したものである。
本発明においては、まず、コイル組合せ工程として、コイルを円筒状の分布巻き状態に組み合わせて、コイル組合せ体を形成する。このコイル組合せ体は、コイルの全体をステータコアにおける複数のスロット内に分布巻き状態で配置したときの形状にすることができる。

次いで、ティースコア部配置工程として、コイル組合せ体における軸方向に平行な導体部分同士の間へ、内周側からティースコア部を配置する。このとき、円筒形状のコイル組合せ体に対して、すべてのティースコア部を配置することができる。
次いで、ヨークコア部配置工程として、コイル組合せ体に配置したティースコア部同士の間へ、外周側からヨークコア部を配置する。このとき、ヨークコア部は、ティースコア部同士の間へ順次配置することができ、全部を同時にティースコア部同士の間へ配置することもできる。

また、ティースコア部配置工程と、ヨークコア部配置工程とは交互に行うこともできる。すなわち、コイルに対して２つ以上のティースコア部を配置した後、一対のティースコア部の間にヨークコア部を配置し、次いで、ティースコア部の配置とヨークコア部の配置とを繰り返すことができる。

それ故、第２の発明の回転電機用ステータの製造方法によれば、セミオープンタイプのスロットに対して分布巻き状態でコイルを配置したステータを簡単に製造することができる。

実施例１にかかる、回転電機用ステータの一部を、軸方向から見た状態で拡大して示す断面説明図。 実施例１にかかる、回転電機用ステータを、軸方向から見た状態で示す断面説明図。 実施例１にかかる、コイル組合せ体に対してティースコア部を配置する状態を、軸方向から見た状態で示す断面説明図。 実施例１にかかる、コイル組合せ体に配置したティースコア部に対してヨークコア部を配置する状態を、軸方向から見た状態で示す断面説明図。 実施例１にかかる、コイル組合せ体に配置したティースコア部に対してヨークコア部を配置して形成したステータ中間体を、軸方向から見た状態で示す断面説明図。 実施例１にかかる、回転電機用ステータを、周方向から見た状態で示す断面説明図。 実施例２にかかる、回転電機用ステータの一部を、軸方向から見た状態で拡大して示す断面説明図。 実施例２にかかる、回転電機用ステータを、軸方向から見た状態で示す断面説明図。 実施例２にかかる、コイル組合せ体に対してＩ状コア部を配置する状態を、軸方向から見た状態で示す断面説明図。 実施例２にかかる、コイル組合せ体に配置したＩ状コア部に対してＴ状コア部を配置する状態を、軸方向から見た状態で示す断面説明図。 実施例２にかかる、コイル組合せ体に配置したＩ状コア部に対してＴ状コア部を配置して形成したステータ中間体を、軸方向から見た状態で示す断面説明図。 実施例３にかかる、回転電機用ステータの一部を、軸方向から見た状態で拡大して示す断面説明図。 実施例３にかかる、他の回転電機用ステータの一部を、軸方向から見た状態で拡大して示す断面説明図。 実施例３にかかる、他の回転電機用ステータの一部を、軸方向から見た状態で拡大して示す断面説明図。

上述した第１、第２の発明にかかる回転電機用ステータ及びその製造方法における好ましい実施の形態につき説明する。
第１、第２の発明において、軸方向、周方向、径方向とは、円筒形状を有するステータコアに対する方向を示す。また、周方向、径方向とは、完全な方向だけをいうのではなく、周方向、径方向に対して傾斜した方向である略周方向、略径方向である場合も含む。
また、上記コイルは、角線導体を用い、スロット内に配置される導体部分と、スロット外（コイルエンド部）に配置される導体部分とが、周方向に向けて波形状に繋がる波巻コイルとすることができる。この波巻コイルは、ステータコアの周方向を一巡する形状に形成したターン構成部を、径方向に複数段に重ねて配置して構成することができる。

また、上記回転電機用ステータは、モータ、ジェネレータ、モータジェネレータに用いることができ、例えば、ハイブリッド自動車又は電気自動車の走行発電用として用いることができる。また、回転電機用ステータは、３相のコイルをステータコアに配置した３相回転電機として用いることができる。
また、上記ティースコア部において上記コイルと対面する一対の周方向の側面は、互いに平行な面に形成することができる。また、この一対の周方向の側面は、コイルに対して内周側から配置できるように、外周側に向かうに連れて幅が小さくなるテーパ面に形成することもできる。

また、第１の発明において、上記周方向接触面は、上記ステータコアの円中心から上記ヨークコア部の周方向中心を通るように描いたヨーク仮想中心線の方向に平行に形成してあるか、又は該ヨーク仮想中心線の方向と、上記ステータコアの円中心から上記ティースコア部の周方向中心を通るように描いたティース仮想中心線の方向との間の方向に向けて形成してあることが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記ティースコア部とヨークコア部との配置及び抜け防止の工夫を行った上記周方向接触面の面形状を容易に実現することができる。

また、上記周方向接触面は、上記ヨークコア部及び上記ティースコア部の径方向に形成した複数段の周方向接触面部分と、該周方向接触面部分同士の間に形成された径方向接触面部分とによる段差面形状を有しており、上記嵌合凸部は、上記径方向接触面部分に形成することが好ましい（請求項３）。
この場合には、嵌合凸部を段差面形状に対して容易に形成することができる。

また、上記嵌合凸部は、上記周方向接触面の径方向最外周部と径方向最内周部との少なくともいずれかに形成することが好ましい（請求項４）。
この場合には、周方向接触面に対して嵌合凸部を複数形成して、ヨークコア部の周方向接触面における嵌合凸部と、ティースコア部の周方向接触面における嵌合凸部とが互いに噛み合う力を高めることができる。

また、上記ヨークコア部は、一対の上記スロットの間のティース部分、該ティース部分の外周側に位置するヨーク部分及び当該一対のスロットに対して外周側に位置するヨーク部分を一体化したＴ状コア部からなり、上記ティースコア部は、上記Ｔ状コア部同士を連結するＩ状コア部からなり、上記Ｉ状コア部におけるティース部分にのみ、その一対の周方向端面における内周側端部から周方向へ突出する鍔部を形成してなり、互いに隣接する上記Ｔ状コア部と上記Ｉ状コア部とが対面する周方向接触面は、上記コイルへ配置した一対の上記Ｉ状コア部の間へ外周側から上記Ｔ状コア部を配置することができる一方、上記コイルへ配置した一対の上記Ｔ状コア部の間から内周側へ上記Ｉ状コア部を抜き出すことができない面形状に形成することができる（請求項５）。

この場合は、上記ヨークコア部を、ティース部分を有するＴ形状のＴ状コア部として形成している。また、Ｔ状コア部におけるティース部分には、コイルに対して外周側から配置することができるよう上記鍔部を形成していない。そして、Ｔ状コア部は、コイルへ配置した一対のＩ状コア部の間へ、外周側から配置することができる。その後、形成したステータにおいては、隣り合う一対のＴ状コア部の間からＩ状コア部を内周側へ抜き出そうとしても、Ｉ状コア部の周方向接触面が、Ｔ状コア部の周方向接触面によって受け止められる。これにより、Ｉ状コア部は、コイルへ配置した一対のＴ状コア部の間から内周側へ抜き出すことができない。そのため、Ｉ状コア部の内周側に何ら他の部材を配置しなくても、Ｉ状コア部の抜け出しを防止することができる。

また、上記Ｔ状コア部におけるティース部分における一対の周方向の側面は、互いに平行な面に形成することができる。また、この一対の周方向の側面は、コイルに対して外周側から配置できるように、外周側に向かうに連れて幅が大きくなるテーパ面に形成することもできる。

また、上記周方向接触面は、上記ステータコアの中心から上記Ｔ状コア部におけるティース部分の周方向中心を通るように描いたＴ状コア仮想中心線の方向に平行に形成するか、又は該Ｔ状コア仮想中心線の方向と、上記ステータコアの中心から上記Ｉ状コア部の周方向中心を通るように描いたＩ状コア仮想中心線の方向との間の方向に向けて形成することができる（請求項６）。
この場合には、上記Ｔ状コア部とＩ状コア部との配置及び抜け防止の工夫を行った上記周方向接触面の面形状を容易に実現することができる。

また、上記ヨークコア部及び上記ティースコア部は、これらの外周側に嵌合する嵌合リング部内に嵌入して一体化してあることが好ましい。
この場合には、ヨークコア部及びティースコア部を嵌合リング部によって一体化し、嵌合リング部によって、ヨークコア部を外周側へ抜き出すことができないようにすることができる。

また、上記ヨークコア部及び上記ティースコア部は、上記ステータコアの軸方向に複数枚の電磁鋼板を積層して形成してあり、上記嵌合凸部は、上記ヨークコア部及び上記ティースコア部において、周方向両側の上記周方向接触面に対して、上記複数枚の電磁鋼板の全体に貫通して形成してあることが好ましい（請求項７）。
この場合には、複数枚の電磁鋼板を積層したヨークコア部及びティースコア部の製造が容易である。

また、上記ヨークコア部及び上記ティースコア部は、上記ステータコアの軸方向に複数枚の電磁鋼板を積層して形成してあり、上記嵌合凸部は、上記ヨークコア部及び上記ティースコア部において、上記複数枚の電磁鋼板のうちの所定枚数の電磁鋼板ごとに、周方向一方側の上記周方向接触面と周方向他方側の上記周方向接触面とに対して交互に形成することもできる（請求項８）。
この場合にも、ステータの真円度を高く維持することができる効果を得ることができる。

以下に、本発明の回転電機用ステータ及びその製造方法にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
（実施例１）
本例の回転電機用ステータ１は、ステータコア２における複数のスロット２１内に分布巻き状態でコイル６を配置してなる。ステータコア２は、周方向Ｃの複数箇所において分断した、スロット２１に対して外周側に位置するヨーク部分を含むヨークコア部３と、スロット２１同士の間に位置するティース部分を含むティースコア部４とを組み合わせて形成してある。
ティースコア部４は、その一対の周方向端面４２における内周側端部から周方向Ｃへ鍔部４３を突出させてなる。互いに隣接するヨークコア部３とティースコア部４とが対面する周方向接触面３１、４１は、コイル６へ配置した一対のティースコア部４の間へ外周側からヨークコア部３を配置することができる一方、コイル６へ配置した一対のヨークコア部３の間から内周側へティースコア部４を抜き出すことができない面形状に形成してある。

周方向接触面３１、４１は、ヨークコア部３及びティースコア部４の径方向Ｒに形成した複数段の周方向接触面部分３１１、４１１と、周方向接触面部分３１１、４１１同士の間に形成された径方向接触面部分３１２、４１２とによる段差面形状を有している。周方向接触面３１１、４１１は、ヨークコア部３の径方向接触面部分３１２において径方向内周側へ突出する嵌合凸部３１３と、ティースコア部４の径方向接触面部分４１２において径方向外周側へ突出する嵌合凸部４１３とが互いに嵌合する形状に形成されている。

以下に、本例の回転電機用ステータ及びその製造方法につき、図１〜図６を参照して詳説する。
本例の回転電機用ステータ１は、ハイブリッド自動車において、モータ、ジェネレータ、又はモータジェネレータとして用いられる。また、本例の回転電機は、３相回転電機であり、ステータコア２に対して、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相のコイル６を分布巻き状態で配置して構成されている。

図１に示すごとく、本例のステータコア２に形成するスロット２１は、セミオープンタイプのスロット２１であり、ティースコア部４に形成された鍔部４３によって、回転電機において磁気回路を形成する際に、ステータ１に生じる鉄損を低減する。鍔部４３は、ティースコア部４の内周側面４２１における周方向Ｃの両端部から周方向Ｃに延長形成されている。ティースコア部４の鍔部４３と、これに隣接するティースコア部４の鍔部４３との間には、若干の間隙が形成されている。
また、ヨークコア部３とティースコア部４との間の接触部分は、鉄損の発生を防止するため、隙間ができないよう全体が接触している。

また、図６に示すごとく、本例のコイル６は、断面略四角形状の角線導体をステータコア２の周方向Ｃを一巡する波巻形状に形成した波巻コイル６である。この波巻コイル６は、スロット２１内に配置される導体部分６２と、スロット２１外に配置される導体部分（コイルエンド部）６３とが、周方向Ｃに向けて波形状に繋がって形成されている。また、この波巻コイル６は、ステータコア２の周方向Ｃを一巡する形状に形成したターン構成部を、径方向Ｒに複数段に重ねて配置して構成されている。
波巻コイル６を構成する角線導体は、導体部の表面に絶縁被膜を形成してなる。波巻コイル６は、角線導体をステータコア２の寸法に応じた適宜箇所で折り曲げて形成されている。

本例のヨークコア部３及びティースコア部４は、複数の電磁鋼板をステータコア２の軸方向Ｌに積層してなる。図示は省略するが、ヨークコア部３及びティースコア部４は、同じ電磁鋼板から同時に成形された共取り品を周方向Ｃに互いに隣接させてステータコア２を形成することができる。
ヨークコア部３における嵌合凸部３１３は、周方向両側の周方向接触面３１に対して、複数枚の電磁鋼板の全体に貫通して形成してある。ティースコア部４における嵌合凸部４１３は、周方向両側の周方向接触面４１に対して、複数枚の電磁鋼板の全体に貫通して形成してある。
図５に示すごとく、本例のステータコア２は、２４個のスロット２１を有しており、ヨークコア部３及びティースコア部４は、それぞれ２４個に分割して形成されている。

また、図１に示すごとく、周方向接触面３１、４１は、ヨークコア部３及びティースコア部４の径方向Ｒに複数段の周方向接触面部分３１１、４１１を形成し、周方向接触面部分３１１、４１１の間に形成された径方向接触面部分３１２、４１２による段差形状を有している。
ヨークコア部３及びティースコア部４において、周方向接触面部分３１１、４１１は２段に形成されている。嵌合凸部３１３、４１３は、周方向接触面３１、４１の径方向最外周部と、径方向接触面部分３１２、４１２と、周方向接触面３１、４１の径方向最内周部（ティースコア部４においてスロット２１を形成する一対の周方向端面（周方向側面）４２の外周側端部）とに形成されている。

ヨークコア部３における径方向接触面部分３１２の嵌合凸部３１３は、径方向接触面部分３１２の周方向外側に形成することにより、ティースコア部４における径方向接触面部分４１２の嵌合凸部４１３を嵌入するための凹部３１４を周方向内側に形成している。また、ティースコア部４における径方向接触面部分４１２の嵌合凸部４１３は、径方向接触面部分４１２の周方向外側に形成することにより、ヨークコア部３における径方向接触面部分３１２の嵌合凸部３１３を嵌入するための凹部４１４を周方向内側に形成している。
また、ヨークコア部３は、ヨーク仮想中心線Ａ１に対して対称形状に形成してあり、ティースコア部４は、ティース仮想中心線Ａ２に対して対称形状に形成してある。

ティースコア部４は、コイル６と対面する一対の周方向端面４２を、ステータコア２の円中心Ｏから法線方向（径方向Ｒ）に描いたティース仮想中心線Ａ２に対して平行に形成している（図１、図２参照）。また、一対の周方向接触面４１の間の幅は、一対の周方向端面４２の間の幅よりも小さくしてある。
図１に示すごとく、本例のヨークコア部３及びティースコア部４における周方向接触面３１、４１（周方向接触面部分３１１、４１１）は、ステータコア２の円中心Ｏからヨークコア部３の周方向Ｃの中心を通るように描いたヨーク仮想中心線Ａ１の方向に平行に形成してある（図中、Ａ１’で示す。）。
なお、ヨークコア部３及びティースコア部４における周方向接触面３１、４１（周方向接触面部分３１１、４１１）は、同図に示すごとく、ヨーク仮想中心線Ａ１の方向Ａ１’と、ステータコア２の円中心Ｏからティースコア部４の周方向Ｃの中心を通るように描いたティース仮想中心線Ａ２の方向Ａ２’との間の方向Ａ３’に向けて形成することもできる。

図１、図６に示すごとく、コイル６における軸方向Ｌに平行な導体部分６２は、絶縁紙６１を介してスロット２１内に配置されている。本例のコイル６は、スロット２１内においては周方向Ｃに２列に並び、スロット２１外の軸方向端部（ステータコア２の軸方向端面の外側）においては、軸方向Ｌに２列に並んでいる。
なお、図７に示すごとく、各スロット２１内には、周方向Ｃに１列に並べてコイル６を配置することもできる。この場合、スロット２１の数は、４８個となり、ヨークコア部３及びティースコア部４はそれぞれ４８個に分割して形成される。この場合においても、互いに隣接するヨークコア部３とティースコア部４とが対面する周方向接触面３１、４１は、上記スロット２１内に周方向Ｃに２列にコイル６を並べた場合と同様に形成することができる。

図２に示すごとく、本例の嵌合リング部５は、ステータ１を回転電機の周辺のフレーム等に取り付けるための取付部５１を、周方向Ｃの複数箇所（本例では３箇所）に有している。また、嵌合リング部５は、平板状態のものを、コイル組合せ体６０に対してすべてのティースコア部４及びすべてのヨークコア部３を配置したステータ中間体１０に対して巻き付け、両端部に形成した係合部５２において連結させる構造にすることができる。

次に、本例の回転電機用ステータ１を製造する方法について詳説する。
まず、コイル組合せ工程として、図３に示すごとく、コイル６を、円筒状の分布巻き状態に組み合わせたコイル組合せ体６０を形成する。このコイル組合せ体６０は、コイル６の全体をステータコア２における複数のスロット２１内に分布巻き状態で配置したときの形状にする。本例のコイル６は、３相の波巻コイル６であり、ステータコア２に分布巻き状態で配置される。すなわち、各相のコイル６は、同相のスロット２１内に配置された後、コイルエンド部６３において他の２相分のスロット２１を飛ばし、同相の他のスロット２１内に配置されて、分布（分散）配置される（図６参照）。

次いで、ティースコア部配置工程として、図３に示すごとく、コイル組合せ体６０における軸方向Ｌに平行な導体部分６２同士の間へ、内周側からティースコア部４を配置する。このとき、本例においては、円筒形状のコイル組合せ体６０に対して、すべてのティースコア部４を配置する。また、コイル６の内周側からティースコア部４を配置することにより、鍔部４３が配置の際の障害（干渉部分）になることを防止することができる。また、ティースコア部４の鍔部４３を除く部分の周方向端面４２同士の間の幅は、コイル組合せ体６０における軸方向Ｌに平行な導体部分６２同士の幅よりも小さくなっており、ティースコア部４を容易に挿入配置することができる。

次いで、ヨークコア部配置工程として、図４、図５に示すごとく、コイル組合せ体６０に配置したティースコア部４同士の間へ、外周側からヨークコア部３を配置する。このとき、ヨークコア部３は、ティースコア部４同士の間へ順次配置することができ、全部を同時にティースコア部４同士の間へ配置することもできる。また、本例のヨークコア部３及びティースコア部４における周方向接触面３１、４１は、ヨーク仮想中心線Ａ１の方向に平行に形成してあることにより、一対のティースコア部４における周方向接触面４１（周方向接触面部分４１１）同士の間に、ヨークコア部３における一対の周方向接触面３１（周方向接触面部分３１１）を摺動させることができる。これにより、一対のティースコア部４の間にヨークコア部３を容易に挿入配置することができる。そして、ヨークコア部３及びティースコア部４の全体が組み合わさって形成された複数のセミオープンタイプのスロット２１内に、コイル６が分布巻き状態で配置された状態を容易に形成することができる。

その後、リング部嵌合工程として、図２に示すごとく、コイル組合せ体６０に対してすべてのティースコア部４及びすべてのヨークコア部３を配置したステータ中間体１０を嵌合リング部５内へ嵌入する。このとき、嵌合リング部５は、平板状態のものをステータ中間体１０に巻き付けて、ステータ中間体１０を嵌入させることができる。こうして、コイル６、ヨークコア部３及びティースコア部４が一体化したステータ１を形成することができる。

本例の回転電機用ステータ１は、ステータコア２を、ヨークコア部３とティースコア部４とに分割することにより、セミオープンタイプのスロット２１に対して分布巻き状態のコイル６を容易に配置することができる工夫を行なっている。
本例においては、ヨークコア部３とティースコア部４とが対面する周方向接触面３１、４１の法線方向（ステータコア２の径方向Ｒ）に対する形成方向に工夫を行っており、この周方向接触面３１、４１は、上記のごとく、コイル６へ配置した一対のティースコア部４の間へ外周側からヨークコア部３を配置することができる一方、コイル６へ配置した一対のヨークコア部３の間から内周側へティースコア部４を抜き出すことができない面形状に形成してある。

そして、形成したステータ１においては、隣り合う一対のヨークコア部３の間からティースコア部４を内周側へ抜き出そうとしても、ティースコア部４の周方向接触面４１（周方向接触面部分４１１）が、ヨークコア部３の周方向接触面３１（周方向接触面部分３１１）によって受け止められる。これにより、ティースコア部４は、コイル６へ配置した一対のヨークコア部３の間から内周側へ抜き出すことができない。そのため、ティースコア部４の内周側に何ら他の部材を配置しなくても、ティースコア部４の抜け出しを防止することができる。なお、ヨークコア部３は、嵌合リング部５があることによって外周側へ抜き出すことができない。

また、本例の回転電機用ステータ１においては、上記のごとく、周方向接触面３１、４１は、複数段の周方向接触面部分３１１、４１１と、径方向接触面部分３１２、４１２とによる段差面形状を有しており、ヨークコア部３の径方向接触面部分３１２において径方向内周側へ突出する嵌合凸部３１３と、ティースコア部４の径方向接触面部分４１２において径方向外周側へ突出する嵌合凸部４１３とが互いに嵌合する形状に形成されている。
これにより、複数組み合わされたヨークコア部３とティースコア部４とを、互いに周方向Ｃに引っ張る力に対して、ヨークコア部３の径方向接触面部分３１２における嵌合凸部３１３と、ティースコア部４の径方向接触面部分４１２における嵌合凸部４１３とが互いに噛み合うことができる。そのため、外部から作用する荷重に対して、ステータ１の剛性を高めることができ、ステータ１の真円度を高く維持することができる。

そして、複数のヨークコア部３とティースコア部４とを組み合わせたステータ１を、嵌合リング部５内に嵌入させたときには、嵌合リング部５による締付け力を小さくすることができる。そのため、複数のヨークコア部３とティースコア部４とを組み合わせたステータ１において、締付け力によって生ずる圧縮力を低減させることができる。これにより、ステータ１の磁気特性が低下することを防止することができる。

それ故、本例の回転電機用ステータ１によれば、セミオープンタイプのスロット２１に対して分布巻き状態でコイル６を配置したステータ１を簡単に製造することができ、ステータ１の真円度を高く維持することができる。

（実施例２）
本例は、上記実施例１と比べてステータコア２におけるティース部分とヨーク部分との分割の仕方が上記実施例１とは異なる場合の回転電機用ステータ１を示す例である。
具体的には、図７、図８に示すごとく、本例のステータコア２は、一対のスロット２１の間のティース部分３５、ティース部分３５の外周側に位置するヨーク部分３６及び一対のスロット２１に対して外周側に位置するヨーク部分３６を一体化したＴ状コア部３Ｘと、一対のスロット２１の間のティース部分４５及びティース部分４５の外周側に位置するヨーク部分４６を一体化したＩ状コア部４Ｘと、Ｉ状コア部４Ｘ及びＴ状コア部３Ｘの外周側に嵌合する嵌合リング部５とに分割してある。そして、ステータコア２は、Ｉ状コア部４Ｘ及びＴ状コア部３Ｘを嵌合リング部５内に嵌入して一体化してある。

Ｉ状コア部４Ｘにおけるティース部分４５は、その互いに平行な一対の周方向端面４２における内周側端部から周方向Ｃへ鍔部４３を突出させてなる。Ｔ状コア部３Ｘにおけるティース部分３５は、鍔部４３を形成しない互いに平行な一対の周方向端面４２を形成してなる。そして、互いに隣接するＴ状コア部３ＸとＩ状コア部４Ｘとが対面する周方向接触面３１、４１は、コイル６へ配置した一対のＩ状コア部４Ｘの間へ外周側からＴ状コア部３Ｘを配置することができる一方、コイル６へ配置した一対のＴ状コア部３Ｘの間から内周側へＩ状コア部４Ｘを抜き出すことができない面形状に形成してある。
本例のステータコア２は、４８個のスロット２１を有しており、Ｔ状コア部３Ｘ及びＩ状コア部４Ｘは、それぞれ２４個に分割して形成されている。

以下に、本例の回転電機用ステータ１及びその製造方法につき、図７〜図１１を参照して詳説する。
図７に示すごとく、本例の周方向接触面３１、４１は、ステータコア２の中心からＴ状コア部３Ｘにおけるティース部分３５の周方向Ｃの中心を通るように描いたＴ状コア仮想中心線Ａ１の方向Ａ１’と、ステータコア２の中心からＩ状コア部４Ｘの周方向Ｃの中心を通るように描いたＩ状コア仮想中心線Ａ２の方向Ａ２’との間の方向Ａ３’に向けて形成してある。この周方向接触面３１、４１は、Ｔ状コア仮想中心線Ａ１に平行に形成することもできる。
本例のＴ状コア部３Ｘは、Ｔ状コア仮想中心線Ａ１に対して対称形状に形成してあり、本例のＩ状コア部４Ｘは、Ｉ状コア仮想中心線Ａ２に対して対称形状に形成してある。

本例の回転電機用ステータ１を製造するに当たっては、上記実施例１と同様に、図９に示すごとく、コイル組合せ工程として、コイル組合せ体６０を形成し、次いで、Ｉ状コア部配置工程として、コイル組合せ体６０における軸方向Ｌに平行な導体部分６２同士の間へ、内周側からＩ状コア部４Ｘを配置する。このとき、円筒形状のコイル組合せ体６０に対して、すべてのＩ状コア部４Ｘを配置する。また、Ｉ状コア部４Ｘは、コイル組合せ体６０における軸方向Ｌに平行な導体部分６２同士の間に対し、１つおきに（１つ飛ばしで）配置する。

次いで、Ｔ状コア部配置工程として、図１０、図１１に示すごとく、コイル組合せ体６０に配置したＩ状コア部４Ｘ同士の間及び軸方向Ｌに平行な導体部分６２同士の間へ、外周側から上記Ｔ状コア部３Ｘを配置する。すなわち、Ｔ状コア部３Ｘのヨーク部分３６をＩ状コア部４Ｘのヨーク部分４６同士の間へ挿入配置すると同時に、Ｔ状コア部３Ｘのティース部分３５を軸方向Ｌに平行な導体部分６２同士の間へ挿入配置する。
その後、リング部嵌合工程として、図８に示すごとく、コイル組合せ体６０に対してすべてのＩ状コア部４Ｘ及びすべてのＴ状コア部３Ｘを配置したステータ中間体１０を嵌合リング部５内へ嵌入する。このとき、嵌合リング部５は、上記実施例１と同様に、平板状態のものをステータ中間体１０に巻き付けて、ステータ中間体１０を嵌入させることができる。こうして、コイル６、Ｔ状コア部３Ｘ及びＩ状コア部４Ｘが一体化したステータ１を形成することができる。

本例のステータ１においては、隣り合う一対のＴ状コア部３Ｘの間からＩ状コア部４Ｘを内周側へ抜き出そうとしても、Ｉ状コア部４Ｘの周方向接触面４１が、Ｔ状コア部３Ｘの周方向接触面３１によって受け止められる。これにより、Ｉ状コア部４Ｘは、コイル６へ配置した一対のＴ状コア部３Ｘの間から内周側へ抜き出すことができない。そのため、Ｉ状コア部４Ｘの内周側に何ら他の部材を配置しなくても、Ｉ状コア部４Ｘの抜け出しを防止することができる。なお、Ｔ状コア部３Ｘは、嵌合リング部５があることによって外周側へ抜き出すことができない。

また、本例の回転電機用ステータ１においても、周方向接触面３１、４１は、複数段の周方向接触面部分３１１、４１１と、径方向接触面部分３１２、４１２とによる段差面形状を有しており、ヨークコア部３の径方向接触面部分３１２において径方向内周側へ突出する嵌合凸部３１３と、ティースコア部４の径方向接触面部分４１２において径方向外周側へ突出する嵌合凸部４１３とが互いに嵌合する形状に形成されている。
そのため、本例においても、上記実施例１と同様に、嵌合リング部５による締付け力を小さくすることができ、この締付け力によって生ずる圧縮力を低減させることができる。これにより、ステータ１の磁気特性が低下することを防止することができる。
本例においても、その他の構成は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

（実施例３）
本例は、図１２〜図１４に示すごとく、上記嵌合凸部３１３、４１３を、ヨークコア部３及びティースコア部４において、複数枚の電磁鋼板のうちの所定枚数の電磁鋼板ごとに、周方向一方側の周方向接触面３１Ａ、４１Ａと周方向他方側の周方向接触面３１Ｂ、４１Ｂとに対して交互に形成したバリエーションを示す例である。なお、本例の構造は、上記実施例２に記載したヨークコア部３Ｘ及びティースコア部４Ｙについて示すが、上記実施例１に記載したヨークコア部３及びティースコア部４についても同様に採用することができる。

バリエーションの一つは、図１２に示すごとく、次の構成とすることができる。
ヨークコア部３は、電磁鋼板を所定枚数積層した第１積層組においては、周方向一方側に嵌合凸部３１３を有する周方向接触面３１Ａを位置させると共に、周方向他方側に嵌合凸部３１３を有しない周方向接触面３１Ｂを位置させ、かつ、電磁鋼板を所定枚数積層した第２積層組においては、周方向他方側に嵌合凸部３１３を有する周方向接触面３１Ｂを位置させると共に、周方向一方側に嵌合凸部３１３を有しない周方向接触面３１Ａを位置させて構成することができる。
同図においては、周方向接触面３１Ａ、３１Ｂについて、第１積層組を実線で示し、第２積層組を破線で示す（以下同様）。

また、ティースコア部４は、第１積層組においては、周方向他方側に嵌合凸部４１３を有する周方向接触面４１Ｂを位置させると共に、周方向一方側に嵌合凸部４１３を有しない周方向接触面４１Ａを位置させ、かつ、第２積層組においては、周方向一方側に嵌合凸部４１３を有する周方向接触面４１Ａを位置させると共に、周方向他方側に嵌合凸部４１３を有しない周方向接触面４１Ｂを位置させて構成することができる。
同図においては、周方向接触面４１Ａ、４１Ｂについて、第１積層組を実線で示し、第２積層組を破線で示す（以下同様）。
積層組は、第１積層組と第２積層組とのローテーションで、３つ以上に繰り返して構成することができる。

他のバリエーションの一つは、図１３に示すごとく、次の構成とすることもできる。
ヨークコア部３は、電磁鋼板の積層状態が異なる第１ヨークコア部３Ｘと第２ヨークコア部３Ｙとを周方向Ｃに交互に配置して構成する。そして、第１ヨークコア部３Ｘは、電磁鋼板を所定枚数積層した第１積層組においては、周方向両側に嵌合凸部３１３を有する周方向接触面３１を位置させると共に、第１積層組に積層する電磁鋼板を所定枚数積層した第２積層組においては、周方向両側に嵌合凸部３１３を有しない周方向接触面３１を位置させて構成する。第２ヨークコア部３Ｙは、第１積層組においては、周方向両側に嵌合凸部３１３を有しない周方向接触面３１を位置させると共に、第２積層組においては、周方向両側に嵌合凸部３１３を有する周方向接触面３１を位置させて構成する。

また、ティースコア部４は、第１ヨークコア部３Ｘに対する周方向一方側に位置する第１ティースコア部４Ｘと、第２ヨークコア部３Ｙに対する周方向一方側に位置する第２ティースコア部４Ｙとを周方向Ｃに交互に配置して構成する。そして、第１ティースコア部４Ｘ及び第２ティースコア部４Ｙにおける周方向接触面４１は、隣接する第１ヨークコア部３Ｘ及び第２ヨークコア部３Ｙにおける周方向接触面３１の形状に沿った形状に形成する。
なお、第１ヨークコア部３Ｘと第２ヨークコア部３Ｙ、及び第１ティースコア部４Ｘと第２ティースコア部４Ｙとは、表裏を換えることによって構成することが可能である。

さらに他のバリエーションの一つは、図１４に示すごとく、次の構成とすることができる。
ヨークコア部３は、電磁鋼板の積層状態が異なる第１ヨークコア部３Ｘと第２ヨークコア部３Ｙとを周方向Ｃに交互に配置して構成する。そして、第１ティースコア部４Ｘは、電磁鋼板を所定枚数積層した第１積層組においては、周方向両側に嵌合凸部４１３を有する周方向接触面４１を位置させると共に、電磁鋼板を所定枚数積層した第２積層組においては、周方向両側に嵌合凸部４１３を有しない周方向接触面４１を位置させて構成する。第２ティースコア部４Ｙは、第１積層組においては、周方向両側に嵌合凸部４１３を有しない周方向接触面４１を位置させると共に、第２積層組においては、周方向両側に嵌合凸部４１３を有する周方向接触面４１を位置させて構成する。

また、ヨークコア部３は、第１ティースコア部４Ｘに対する周方向一方側に位置する第１ヨークコア部３Ｘと、第２ティースコア部４Ｙに対する周方向一方側に位置する第２ヨークコア部３Ｙとを周方向Ｃに交互に配置して構成する。そして、第１ヨークコア部３Ｘ及び第２ヨークコア部３Ｙにおける周方向接触面３１は、隣接する第１ティースコア部４Ｘ及び第２ティースコア部４Ｙにおける周方向接触面４１の形状に沿った形状に形成する。
この場合にも、第１ヨークコア部３Ｘと第２ヨークコア部３Ｙ、及び第１ティースコア部４Ｘと第２ティースコア部４Ｙとは、表裏を換えることによって構成することが可能である。

１ 回転電機用ステータ
１０ ステータ中間体
２ ステータコア
２１ スロット
３ ヨークコア部
３１ 周方向接触面
３１３ 嵌合凸部
３２ 連結部
３Ｘ Ｔ状コア部
４ ティースコア部
４１ 周方向接触面
４１３ 嵌合凸部
４２ 周方向端面
４３ 鍔部
４Ｘ Ｉ状コア部
５ 嵌合リング部
６ コイル
６０ コイル組合せ体
Ａ１ ヨーク仮想中心線（Ｔ状コア仮想中芯線）
Ａ２ ティース仮想中心線（Ｉ状コア仮想中芯線）
Ｏ 円中心
Ｌ 軸方向
Ｃ 周方向
Ｒ 径方向

Claims (9)

1. ステータコアにおける複数のスロット内に分布巻き状態でコイルを配置してなる回転電機用ステータにおいて、
   上記ステータコアは、その周方向の複数箇所において分断した、上記スロットに対して外周側に位置するヨーク部分を含むヨークコア部と、上記スロット同士の間に位置するティース部分を含むティースコア部とを組み合わせて形成してあり、
   上記ティースコア部は、その一対の周方向端面における内周側端部から周方向へ鍔部を突出させてなり、
   互いに隣接する上記ヨークコア部と上記ティースコア部とが対面する周方向接触面は、上記コイルへ配置した一対の上記ティースコア部の間へ外周側から上記ヨークコア部を配置することができる一方、上記コイルへ配置した一対の上記ヨークコア部の間から内周側へ上記ティースコア部を抜き出すことができない面形状に形成してあり、
   上記ヨークコア部の上記周方向接触面において径方向内周側へ突出させて形成した嵌合凸部と、上記ティースコア部の上記周方向接触面において径方向外周側へ突出させて形成した嵌合凸部とは、互いに嵌合する形状を有していることを特徴とする回転電機用ステータ。
2. 請求項１に記載の回転電機用ステータにおいて、上記周方向接触面は、上記ステータコアの円中心から上記ヨークコア部の周方向中心を通るように描いたヨーク仮想中心線の方向に平行に形成してあるか、又は該ヨーク仮想中心線の方向と、上記ステータコアの円中心から上記ティースコア部の周方向中心を通るように描いたティース仮想中心線の方向との間の方向に向けて形成してあることを特徴とする回転電機用ステータ。
3. 請求項１又は２に記載の回転電機用ステータにおいて、上記周方向接触面は、上記ヨークコア部及び上記ティースコア部の径方向に形成した複数段の周方向接触面部分と、該周方向接触面部分同士の間に形成された径方向接触面部分とによる段差面形状を有しており、
   上記嵌合凸部は、上記径方向接触面部分に形成されていることを特徴とする回転電機用ステータ。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転電機用ステータにおいて、上記嵌合凸部は、上記周方向接触面の径方向最外周部と径方向最内周部との少なくともいずれかに形成されていることを特徴とする回転電機用ステータ。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の回転電機用ステータにおいて、上記ヨークコア部は、一対の上記スロットの間のティース部分、該ティース部分の外周側に位置するヨーク部分及び当該一対のスロットに対して外周側に位置するヨーク部分を一体化したＴ状コア部からなり、上記ティースコア部は、上記Ｔ状コア部同士を連結するＩ状コア部からなり、
   上記Ｉ状コア部におけるティース部分にのみ、その一対の周方向端面における内周側端部から周方向へ突出する鍔部を形成してなり、
   互いに隣接する上記Ｔ状コア部と上記Ｉ状コア部とが対面する周方向接触面は、上記コイルへ配置した一対の上記Ｉ状コア部の間へ外周側から上記Ｔ状コア部を配置することができる一方、上記コイルへ配置した一対の上記Ｔ状コア部の間から内周側へ上記Ｉ状コア部を抜き出すことができない面形状に形成してあることを特徴とする回転電機用ステータ。
6. 請求項５に記載の回転電機用ステータにおいて、上記周方向接触面は、上記ステータコアの中心から上記Ｔ状コア部におけるティース部分の周方向中心を通るように描いたＴ状コア仮想中心線の方向に平行に形成してあるか、又は該Ｔ状コア仮想中心線の方向と、上記ステータコアの中心から上記Ｉ状コア部の周方向中心を通るように描いたＩ状コア仮想中心線の方向との間の方向に向けて形成してあることを特徴とする回転電機用ステータ。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の回転電機用ステータにおいて、上記ヨークコア部及び上記ティースコア部は、上記ステータコアの軸方向に複数枚の電磁鋼板を積層して形成してあり、
   上記嵌合凸部は、上記ヨークコア部及び上記ティースコア部において、周方向両側の上記周方向接触面に対して、上記複数枚の電磁鋼板の全体に貫通して形成してあることを特徴とする回転電機用ステータ。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の回転電機用ステータにおいて、上記ヨークコア部及び上記ティースコア部は、上記ステータコアの軸方向に複数枚の電磁鋼板を積層して形成してあり、
   上記嵌合凸部は、上記ヨークコア部及び上記ティースコア部において、上記複数枚の電磁鋼板のうちの所定枚数の電磁鋼板ごとに、周方向一方側の上記周方向接触面と周方向他方側の上記周方向接触面とに対して交互に形成してあることを特徴とする回転電機用ステータ。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の回転電機用ステータを製造する方法において、
   上記コイルを、円筒状の分布巻き状態に組み合わせたコイル組合せ体を形成するコイル組合せ工程と、
   上記コイル組合せ体における軸方向に平行な導体部分同士の間へ、内周側から上記ティースコア部を配置するティースコア部配置工程と、
   上記コイル組合せ体に配置した上記ティースコア部同士の間へ、外周側から上記ヨークコア部を配置するヨークコア部配置工程とを含むことを特徴とする回転電機用ステータの製造方法。

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