JP2017225311A - 回転電機の固定子 - Google Patents

Abstract

【課題】組み立てが容易でかつより大きな磁界を得ることができる、回転電機の固定子を提供する。
【解決手段】固定子はコア１２を含む。コア１２には径方向に延びるティース１８が接続され、ティース１８には絶縁体２０を介してコイル２２が巻回される。コア１２は、ティース１８からコア１２へ向かって漸次幅広となる凹部２６を含む。ティース１８は、ティース本体３０のコア側端部からコア１２の軸方向と径方向とに垂直な方向に突出する鍔部３２ａ，３２ｂと、ティース本体３０のコア側端部からコア１２へ向かって漸次幅広に突出する凸部３６と、凸部３６の先端部からコア１２の径方向に延びるすり割り３８と、すり割り３８に形成されるピン孔４０とを含む。凸部３６は、凹部２６と凸部３６とを嵌合させた状態でピン１６をピン孔４０に圧入したとき、コア１２の軸方向と径方向とに垂直な方向に広がって凹部２６を押圧するように形成される。
【選択図】図１２

Description

この発明は回転電機の固定子に関し、より特定的には、コアとティースとが別部材である回転電機の固定子に関する。

この種の従来技術の一例として、特許文献１には、継鉄と磁極とが別部材である回転電機が開示されている。この回転電機では、継鉄に磁極を固定するために、継鉄はダブテール溝を有し、磁極はダブテール部を有する。磁極の鉄心部にはコイルが巻回され、磁極のダブテール部および鉄心部の一部には切割りが設けられ、さらにダブテール部には切割り上に中心を有する円形孔が設けられる。継鉄に磁極を固定するとき、継鉄のダブテール溝に磁極のダブテール部を嵌合し、ダブテール部に設けられた円形孔に丸棒を圧入することによって、ダブテール部を両側に押し開く。

実開昭５０−１０６６０１号公報

特許文献１に示す回転電機では、鉄心部にコイルを巻回した状態で磁極を継鉄に固定する。したがって、継鉄のダブテール溝と磁極のダブテール部とを嵌合するとき、コイルが鉄心部の継鉄側端部よりも継鉄側にはみ出してしまうと、継鉄とコイルとが接触し、ダブテール溝とダブテール部との嵌合が困難もしくは不可能になるおそれがある。この問題を防ぐために、コイルを鉄心部の継鉄側端部まで巻回せずに継鉄と磁極とを固定すると、継鉄とコイルとの間に隙間ができ、コイルがずれたり磁界が小さくなるおそれがある。

それゆえにこの発明の主たる目的は、組み立てが容易でかつより大きな磁界を得ることができる、回転電機の固定子を提供することである。

この発明の或る見地によれば、環状のコアと、コアの径方向に延びかつコアに接続されるティースと、ティースに装着される絶縁体と、絶縁体を介してティースに巻回されるコイルと、コアにティースを固定するためのピンとを備え、コアは、ティース側が開口しかつコアの径方向においてティースからコアへ向かって漸次幅広となる凹部を含み、ティースは、コイルが巻回されるティース本体、ティース本体のコア側端部からコアの軸方向とコアの径方向とに垂直な方向にティース本体のコア側端部よりも突出する鍔部、ティース本体のコア側端部からコアへ向かって漸次幅広に突出しかつ凹部に嵌合可能な凸部、凸部の先端部からコアの径方向に延びかつコアの軸方向における凸部の一端部から凸部の他端部まで形成されるすり割り、およびすり割りに形成されかつ凸部をコアの軸方向に貫通するピン孔を含み、ピンは、凹部と凸部とを嵌合させた状態でピン孔に圧入可能に形成され、凸部は、凹部と凸部とを嵌合させた状態でピンをピン孔に圧入したとき、コアの軸方向とコアの径方向とに垂直な方向に広がって凹部を押圧するように形成される、回転電機の固定子が提供される。

この発明では、ティースが鍔部を有することによって、ティース本体に巻回されるコイルが鍔部よりもコア側にずれることを防止できる。すなわち、コイルが鍔部よりもコア側へはみ出ることを防止できる。これによって、コアの凹部とティースの凸部とを嵌合するときに、コアとコイルとが相互に干渉せず、コアの凹部とティースの凸部とを容易に嵌合することができ、コアとティースとの組み立てが容易になる。また、凹部と凸部とを嵌合させた状態でピンをピン孔に圧入すると、凸部は、コアの軸方向とコアの径方向とに垂直な方向に広がることによって、凹部に接触しさらに凹部を押圧する。ここで、凹部と凸部とはティースからコアに向かって漸次幅広に形成されているので、凸部が凹部を押圧することによって、ティースはコアの径方向においてコア側へ移動し、コアとティースの鍔部とが密着し、コアにティースが固定される。したがって、ティース本体のコア側端部に鍔部を形成することによって、コアとティースとにおいて形成される磁路中のギャップ部分を少なくでき、より大きな磁界を得ることができる。

好ましくは、すり割りは、コアの径方向において凸部の先端部からティース本体の一部まで延び、コアの径方向におけるピン孔の中心はコアの径方向におけるすり割りの中央よりもティース本体側に位置する。この場合、ティース本体のコア側端部近傍にピン孔を形成できるので、凹部と凸部とを嵌合させた状態でピンをピン孔に圧入すると、凸部はピン孔から凸部の先端部にかけて全体的に、コアの軸方向とコアの径方向とに垂直な方向へ開くことができる。したがって、凸部におけるティース本体のコア側端部近傍が凹部に接触し易くなり、少なくとも凸部におけるティース本体のコア側端部近傍と凹部との隙間を小さくできる。これによって、コアとティースとにおいて形成される磁路中のギャップ部分をより少なくでき、より大きな磁界を得ることができる。

また好ましくは、ピン孔の少なくとも一部は、ティース本体に形成される。この場合、ティース本体のコア側端部近傍にピン孔を形成できるので、凹部と凸部とを嵌合させた状態でピンをピン孔に圧入すると、凸部はピン孔から凸部の先端部にかけて全体的に、コアの軸方向とコアの径方向とに垂直な方向へ開くことができる。したがって、凸部におけるティース本体のコア側端部近傍が凹部に接触し易くなり、少なくとも凸部におけるティース本体のコア側端部近傍と凹部との隙間を小さくできる。これによって、コアとティースとにおいて形成される磁路中のギャップ部分をより少なくでき、より大きな磁界を得ることができる。

さらに好ましくは、凹部と凸部とを嵌合させた状態において、凹部と凸部との隙間は凸部の基部側より凸部の先端部側の方が大きい。この場合、凹部と凸部とを嵌合させた状態でピンをピン孔に圧入すると、凸部はピン孔から凸部の先端部にかけて全体的に、コアの軸方向とコアの径方向とに垂直な方向へ開くことができる。このとき、凸部はティース本体のコア側端部におけるすり割りの端部近傍を支点として開く。したがって、凸部の移動量は、その基部側よりその先端部側の方が大きくなる。このような場合において、予め、凹部と凸部との隙間を凸部の基部側より凸部の先端部側の方が大きくなるように設定しておくと、凸部が開いたときに、凹部と凸部とは、凸部の基部から凸部の先端部にかけて全体的に接触し易くなる。これによって、コアとティースとにおいて形成される磁路中のギャップ部分をさらに少なくでき、より大きな磁界を得ることができる。

好ましくは、複数のティースがコアの周方向に配置され、隣り合うティースの鍔部同士が接触する。この場合、コアとティースとにおいて形成される磁路中のギャップ部分をより一層少なくでき、より一層大きな磁界を得ることができる。

また好ましくは、ティースは金属からなり、絶縁体は樹脂からなる。この場合、金属からなるティースで強度を確保できるので、ティースに装着される樹脂からなる絶縁体の厚みを小さくできる。したがって、ティースが鍔部を有する場合における鍔部と鍔部を覆う絶縁体とを合わせたコア径方向の厚みを、ティースが鍔部を有することなく絶縁体にのみ鍔部（ティースの鍔部に相当する部分）を形成する場合における絶縁体の鍔部のコア径方向の厚みよりも小さくできる。その結果、鍔部を設けたティースにおいてコイルを巻回できる範囲を十分に確保でき、コイルの巻回数を多くできるので、大きな磁界を得ることができる。

さらに好ましくは、ピンは、スプリングピンである。この場合、スプリングピン以外のピンを用いる場合よりも、スプリングピンが圧入されるピン孔内径の公差を大きく設定することができるため、安価で製造できる。

好ましくは、コアの径方向において、ティースがコアよりも外方に延びる。この場合、固定子は、回転子がティースよりもコアの径方向において外側に配置されるアウターローター型の回転電機に好適に用いられる。

また好ましくは、コアの径方向において、ティースがコアよりも内方に延びる。この場合、固定子は、回転子がティースよりもコアの径方向において内側に配置されるインナーローター型の回転電機に好適に用いられる。

この発明によれば、組み立てが容易でかつより大きな磁界を得ることができる、回転電機の固定子が得られる。

この発明の一実施形態に係る固定子を示す斜視図である。 この発明の一実施形態に係る固定子を示す平面図である。 コアを示す斜視図である。 ティースおよび絶縁体を示す斜視図である。 ティースに絶縁体を一部装着した状態を示す斜視図である。 ティースに絶縁体を装着した状態を示す斜視図である。 コイルアッシーを示す斜視図である。 コイルアッシーを示す断面図である。 コイルアッシーをコアに接続する方法を示す図であり、（ａ）は接続前の状態を示し、（ｂ）は接続後の状態を示す。 コイルアッシーをコアに固定する方法を示す図であり、（ａ）はピン圧入前の状態を示し、（ｂ）はピン圧入後の状態を示す。 コイルアッシーをコアに接続した状態（ピン圧入前）を示す断面図である。 コイルアッシーをコアに固定した状態（ピン圧入後）を示す断面図である。 コアに固定された隣り合うコイルアッシーを示す断面図である。 この発明の他の実施形態に係る固定子を示す斜視図である。 図１４の実施形態に係る固定子を示す平面図である。 図１４の実施形態に係るコアを示す斜視図である。 図１４の実施形態に係るティースおよび絶縁体を示す斜視図である。 図１４の実施形態に係るティースに絶縁体を一部装着した状態を示す斜視図である。 図１４の実施形態に係るティースに絶縁体を装着した状態を示す斜視図である。 図１４の実施形態に係るコイルアッシーを示す斜視図である。 図１４の実施形態に係るコイルアッシーを示す斜視図である。 図１４の実施形態に係るコイルアッシーを示す断面図である。 図１４の実施形態に係るコイルアッシーをコアに接続する方法を示す図であり、（ａ）は接続前の状態を示し、（ｂ）は接続後の状態を示す。 図１４の実施形態に係るコイルアッシーをコアに固定する方法を示す図であり、（ａ）はピン圧入前の状態を示し、（ｂ）はピン圧入後の状態を示す。 図１４の実施形態に係るコイルアッシーをコアに接続した状態（ピン圧入前）を示す断面図である。 図１４の実施形態に係るコイルアッシーをコアに固定した状態（ピン圧入後）を示す断面図である。

以下、図面を参照してこの発明の好ましい実施形態について説明する。

なお、この発明の実施形態における、コア１２の軸方向とは図１および図３において矢印Ａで示す方向、コア１２の径方向とは図１〜図３において矢印Ｂで示す方向、コア１２の周方向とは図１〜図３において矢印Ｃで示す方向である。

図１および図２を参照して、この発明の一実施形態に係る固定子１０は、コア１２、複数（この実施形態では、１８個）のコイルアッシー１４および複数（この実施形態では、１８個）のピン１６を含む。コア１２は、筒状に形成され、コア１２の外周面には複数のコイルアッシー１４がコア１２の周方向に隣り合うように接続される。コア１２に接続された複数のコイルアッシー１４はそれぞれ、ピン１６によってコア１２に固定される。コイルアッシー１４は、ティース１８、絶縁体２０およびコイル２２を含む。ティース１８には、絶縁体２０を介してコイル２２が巻回される。

図３を参照して、コア１２は、複数（この実施形態では、１８個）の接続部２４を含む。複数の接続部２４は、複数のコイルアッシー１４をそれぞれ接続するために、コア１２の軸方向に延びかつコア１２の周方向に隣り合うように、コア１２の外周面に形成される。複数の接続部２４はそれぞれ、凹部２６と座面２８ａ，２８ｂとを含む。凹部２６は、コア１２の外周面からコア１２の径方向の内方へ向かって凹む。また、凹部２６は、コア１２の軸方向の一端部から他端部まで、コア１２の軸方向に延びる。すなわち、凹部２６は、コア１２の外周面において、コア１２の軸方向に延びる溝状に形成される。さらに、凹部２６は、コア１２の軸方向に垂直な断面において、コア１２の径方向に延びる直線に対して左右対称かつコア１２の径方向の内方へ向かって漸次幅広となる。座面２８ａ，２８ｂは、コア１２の外周面において、凹部２６におけるコア１２の周方向の両端に沿ってコア１２の軸方向に延びる。また、座面２８ａ，２８ｂは、コア１２の軸方向に垂直な断面において、コア１２の径方向に延びる凹部２６の中心線に対して左右対称かつ垂直となる。このようなコア１２は、軸方向に垂直な断面における外形が正十八角形に形成された筒状部材において、１８個の外側面のそれぞれの中央に凹部２６が形成されたものに相当する。それぞれの外側面のうち凹部２６を除いた部分が座面２８ａ，２８ｂである。

図４を参照して、ティース１８は、ティース本体３０、鍔部３２ａ，３２ｂ、鍔部３４ａ，３４ｂ、凸部３６、すり割り３８およびピン孔４０を含む。ここで、ティース本体３０の長手方向とは図４〜図８において矢印Ｄで示す方向、ティース本体３０の短手方向とは図４〜図８において矢印Ｅで示す方向、ティース本体３０の高さ方向とは図４〜図７において矢印Ｆで示す方向である。ティース本体３０（ティース１８）の高さ方向の寸法は、コア１２の軸方向の寸法と略等しい。

ティース本体３０は、角板状に形成される。

ティース本体３０の長手方向の一端部にはティース本体３０の短手方向の両側に突出する鍔部３２ａ，３２ｂが形成される。鍔部３２ａ，３２ｂは、ティース本体３０の長手方向の一端部に沿ってティース本体３０の高さ方向に延びる。また、鍔部３２ａ，３２ｂは、ティース本体３０の短手方向の中心を通りかつティース本体３０の長手方向に延びる中心線Ｇに対して左右対称に形成される。さらに、鍔部３２ａ，３２ｂの突出量は、凸部３６側へ向かって漸次小さくなる。そのため、詳細は後述するが、コア１２に複数のコイルアッシー１４を固定したとき、隣り合うコイルアッシー１４において、一方のコイルアッシー１４におけるティース１８の鍔部３２ａの先端面４２ａと、他方のコイルアッシー１４におけるティース１８の鍔部３２ｂの先端面４２ｂとが重なり合うように接触する（図１３参照）。

ティース本体３０の長手方向の他端部にはティース本体３０の短手方向の両側に突出する鍔部３４ａ，３４ｂが形成される。鍔部３４ａ，３４ｂは、ティース本体３０の長手方向の他端部に沿ってティース本体３０の高さ方向に延びる。また、鍔部３４ａ，３４ｂは、中心線Ｇに対して左右対称に形成される。さらに、鍔部３４ａ，３４ｂの突出量は、鍔部３２ａ，３２ｂの突出量よりも大きい。ここで、コイル２２は、後述するように、鍔部３２ａ，３２ｂ側では１層となるように、鍔部３４ａ，３４ｂ側では４層となるように、絶縁体２０を介してティース１８に巻回される（図７および図８参照）。したがって、ティース１８に絶縁体２０を介してコイル２２を巻回したとき、鍔部３２ａ，３２ｂ側よりも鍔部３４ａ，３４ｂ側の方が、コイル２２は膨らんだ形状となる。そのため、上述したように、鍔部３４ａ，３４ｂの突出量を、鍔部３２ａ，３２ｂの突出量よりも大きくすることで、コイル２２がティース本体３０の長手方向においてティース本体３０からはみ出ることを、より確実に防止できる。

ティース本体３０の長手方向の一端部には、ティース本体３０の長手方向に突出する凸部３６が形成される。凸部３６は、ティース本体３０の長手方向の一端部に沿ってティース本体３０の高さ方向に延びる。また、凸部３６は、中心線Ｇに対して左右対称かつ先端部４４へ向かって漸次幅広となる。

すり割り３８は、ティース本体３０の短手方向における凸部３６の先端部４４の中央からティース本体３０の一部まで、ティース本体３０の長手方向に延びる。すなわち、すり割り３８は、中心線Ｇ上に位置する。好ましくは、すり割り３８は、鍔部３２ａ，３２ｂよりもティース本体３０の長手方向の他端部側にはみ出さないように形成される。また、すり割り３８は、ティース本体３０の高さ方向において、ティース本体３０および凸部３６の一端部（一端面）から他端部（他端面）まで形成される。

ピン孔４０は、ティース本体３０の高さ方向に垂直な断面形状が円形で、凸部３６およびティース本体３０を、ティース本体３０の高さ方向に貫通する。すなわち、ピン孔４０は、凸部３６とティース本体３０とに跨って形成される。このように、ピン孔４０の一部はティース本体３０に形成される。また、ティース本体３０の長手方向において、ピン孔４０の中心Ｘ１は、すり割り３８の中央Ｙ１よりもティース本体３０側に位置する（図８参照）。中央Ｙ１は、ティース本体３０の長手方向におけるすり割り３８の両端に対する中点である。

絶縁体２０は、上部材２０ａと下部材２０ｂとを含む。上部材２０ａは、上部材本体４６ａおよび鍔部４８ａ，５０ａ，５２ａ，５４ａ，５６ａ，５８ａを含む。ここで、上部材本体４６ａの長手方向、短手方向、および高さ方向はそれぞれ、絶縁体２０（上部材２０ａ）がティース１８（ティース本体３０）に装着された状態において、矢印Ｄで示すティース本体３０の長手方向、矢印Ｅで示すティース本体３０の短手方向、および矢印Ｆで示すティース本体３０の高さ方向と同方向である。上部材本体４６ａは、断面略コ字状に形成され、一対の側部６０ａ，６２ａおよび一対の側部６０ａ，６２ａの一端部同士を連結する連結部６４ａを含む。一対の側部６０ａ，６２ａは、上部材本体４６ａの長手方向に延びる薄板状に形成される。また、一対の側部６０ａ，６２ａは、互いに上部材本体４６ａの短手方向に対向するように形成される。連結部６４ａは、上部材本体４６ａの長手方向に延び、かつ上部材本体４６ａの長手方向に垂直な断面形状が略半円形になるように形成される。鍔部４８ａと鍔部５０ａと鍔部５２ａとは、一体的に形成され、上部材本体４６ａの長手方向の一端部から上部材本体４６ａの外方へ突出する。鍔部４８ａ，５０ａはそれぞれ、一対の側部６０ａ，６２ａから上部材本体４６ａの短手方向に突出する。また、鍔部４８ａ，５０ａはそれぞれ、一対の側部６０ａ，６２ａに沿って上部材本体４６ａの高さ方向に延びる。鍔部５２ａは、角板状に形成され、連結部６４ａから上部材本体４６ａの短手方向および高さ方向に突出する。また、上部材本体４６ａの長手方向において、鍔部５２ａの厚みは鍔部４８ａ，５０ａの厚みよりも大きい。鍔部５４ａと鍔部５６ａと鍔部５８ａとは、一体的に形成され、上部材本体４６ａの長手方向の他端部から上部材本体４６ａの外方へ突出する。鍔部５４ａ，５６ａはそれぞれ、一対の側部６０ａ，６２ａから上部材本体４６ａの短手方向に突出する。また、鍔部５４ａ，５６ａはそれぞれ、一対の側部６０ａ，６２ａに沿って上部材本体４６ａの高さ方向に延びる。鍔部５８ａは、上部材本体４６ａの長手方向に垂直な断面形状が略凸字の板状に形成され、連結部６４ａから上部材本体４６ａの短手方向および高さ方向に突出する。上部材本体４６ａの長手方向において、鍔部５８ａの厚みは鍔部５４ａ，５６ａの厚みよりも大きい。下部材２０ｂは、上部材２０ａと同形状、同寸法である。したがって、上述した上部材２０ａの説明において、「上部材」を「下部材」に、各部の符号の末尾「ａ」を「ｂ」にそれぞれ読み替えることによって、下部材２０ｂの説明を省略する。

図４〜図６を参照して、絶縁体２０のティース１８への装着方法を説明する。

まず、図４を参照して、ティース本体３０の高さ方向の両側において、上部材２０ａと下部材２０ｂとを互いに対向させる。このとき、上部材２０ａの鍔部４８ａ，５０ａ，５２ａがティース１８の鍔部３２ａ，３２ｂ側に位置し、上部材２０ａの鍔部５４ａ，５６ａ，５８ａがティース１８の鍔部３４ａ，３４ｂ側に位置する。また、下部材２０ｂの鍔部４８ｂ，５０ｂ，５２ｂがティース１８の鍔部３２ａ，３２ｂ側に位置し、下部材２０ｂの鍔部５４ｂ，５６ｂ，５８ｂがティース１８の鍔部３４ａ，３４ｂ側に位置する。

次に、図５を参照して、下部材２０ｂをティース本体３０に向かって移動させ、一対の側部６０ｂ，６２ｂの間にティース本体３０を嵌め込むことで、ティース１８に下部材２０ｂが装着される。

そして、図６を参照して、上部材２０ａをティース本体３０に向かって移動させ、一対の側部６０ａ，６２ａの間にティース本体３０を嵌め込むことで、ティース１８に上部材２０ａが装着される。

このようにして、絶縁体２０はティース１８に装着される。ティース１８に絶縁体２０を装着した状態では、ティース本体３０は上部材本体４６ａと下部材本体４６ｂとで覆われる。また、ティース本体３０の長手方向において、ティース１８の鍔部３２ａと重なるように絶縁体２０の鍔部４８ａ，５０ｂが位置し、ティース１８の鍔部３２ｂと重なるように絶縁体２０の鍔部５０ａ，４８ｂが位置する。さらに、ティース本体３０の長手方向において、ティース１８の鍔部３４ａと重なるように絶縁体２０の鍔部５４ａ，５６ｂが位置し、ティース１８の鍔部３４ｂと重なるように絶縁体２０の鍔部５６ａ，５４ｂが位置する。したがって、ティース１８に絶縁体２０を装着した状態で、後述のようにティース本体３０にコイル２２を巻回すると、ティース本体３０とコイル２２との間には上部材本体４６ａと下部材本体４６ｂとが介在するため、ティース本体３０とコイル２２とは接触しない。また、ティース１８の鍔部３２ａとコイル２２との間には絶縁体２０の鍔部４８ａ，５０ｂが介在し、ティース１８の鍔部３２ｂとコイル２２との間には絶縁体２０の鍔部５０ａ，４８ｂが介在するため、鍔部３２ａ，３２ｂとコイル２２とは接触しない。さらに、ティース１８の鍔部３４ａとコイル２２との間には絶縁体２０の鍔部５４ａ，５６ｂが介在し、ティース１８の鍔部３４ｂとコイル２２との間には絶縁体２０の鍔部５６ａ，５４ｂが介在するため、鍔部３４ａ，３４ｂとコイル２２とは接触しない。このように、ティース１８に絶縁体２０を装着することによって、ティース１８とコイル２２とが接触することを防止できる。

図６〜図８を参照して、コイル２２は、絶縁体２０を介してティース１８に巻回される。図８は、図７における、ティース本体３０の高さ方向に垂直な断面を示す断面図である。コイル２２は、絶縁体２０の上部材本体４６ａおよび下部材本体４６ｂの外表面に巻回される。また、コイル２２は、上部材本体４６ａおよび下部材本体４６ｂの外表面において、鍔部４８ａ，５０ａ，５２ａ，４８ｂ，５０ｂ，５２ｂと鍔部５４ａ，５６ａ，５８ａ，５４ｂ，５６ｂ，５８ｂとの間に巻回される。コイル２２は、鍔部４８ａ，５０ａ，５２ａ，４８ｂ，５０ｂ，５２ｂ側では１層となるように巻回され、鍔部５４ａ，５６ａ，５８ａ，５４ｂ，５６ｂ，５８ｂ側へ向かって、順次２層、３層および４層となるように巻回される。このように、ティース１８に絶縁体２０を介してコイル２２を巻回したものが、コイルアッシー１４である。また、ティース１８および絶縁体２０には、さまざまな材質を用いることができるが、たとえば、ティース１８は金属からなり、絶縁体２０は樹脂からなる。

図９および図１０を参照して、コイルアッシー１４のコア１２への固定方法を説明する。なお、図９および図１０では、図面が煩雑になることを避けるために、絶縁体２０およびコイル２２の図示を省略している。

まず、図９（ａ）を参照して、コア１２とティース１８とをコア１２の軸方向にずらして所定の位置に配置する。このとき、ティース本体３０の高さ方向および長手方向のそれぞれを、コア１２の軸方向および径方向に一致させることが望ましい。そして、ティース１８をコア１２の軸方向に移動させて、凹部２６に凸部３６を嵌合させる。

図９（ｂ）を参照して、コア１２の軸方向におけるコア１２の両端部とティース本体３０の高さ方向におけるティース１８の両端部とが略一致する位置まで、ティース１８をコア１２の軸方向に移動させる。このように、ティース１８はコア１２の外周面に接続されかつコア１２よりもコア１２の径方向の外方へ向かって延びる。

図１０（ａ）を参照して、ピン１６としては公知の種々のピンを用いることができるが、この実施形態では、ピン１６として断面略Ｃ字のスプリングピンが用いられる（図１２参照）。ピン１６の直径はピン孔４０の直径よりもやや大きく形成されるが、ピン１６の両端部は、ピン孔４０の直径よりもやや小さくなるようテーパ状に形成される。これによって、ピン１６をピン孔４０に圧入しやすくなる。また、ピン１６の長さは、コア１２の軸方向におけるコア１２の寸法、およびティース本体３０の高さ方向におけるティース１８の寸法と略等しく設定される。ピン１６は凹部２６と凸部３６とを嵌合させた状態でピン孔４０に圧入可能に形成される。このようなピン１６を、ピン孔４０に対して、コア１２の軸方向にずらして配置する。そして、ピン１６をコア１２の軸方向に移動させて、ピン孔４０に圧入する。詳細は後述するが、ピン１６をピン孔４０に圧入すると、凸部３６がピン１６によって外方へ押され、凸部３６がティース本体３０の短手方向に開く。凸部３６は、ティース本体３０の短手方向に開くことによって凹部２６の側面を押圧する。

最後に、図１０（ｂ）を参照して、コア１２の軸方向において、ティース１８の両端部とピン１６の両端部とが略一致する位置まで、ピン１６をピン孔４０に圧入する。これによって、凸部３６が凹部２６の側面を全体的に押圧し、コア１２にティース１８すなわちコイルアッシー１４が固定される。コア１２にコイルアッシー１４を固定した状態では、コア１２の軸方向および径方向がティース本体３０の高さ方向および長手方向と一致する。

図１１は、図９（ｂ）におけるコア１２の軸方向に垂直な断面図である。図１２は、図１０（ｂ）におけるコア１２の軸方向に垂直な断面図である。図１１および図１２を参照して、コア１２にコイルアッシー１４を固定するときの凸部３６の動きについて詳細に説明する。なお、図１１および図１２では絶縁体２０とコイル２２とを省略せずに図示する。

図１１を参照して、コア１２にコイルアッシー１４を接続し、コア１２の軸方向とティース本体３０の高さ方向とが一致し、コア１２の径方向とティース本体３０の長手方向とが一致した状態において説明する。この状態では、凹部２６はティース１８側が開口しかつコア１２の径方向においてティース１８からコア１２の内方へ向かって漸次幅広となり、凸部３６はティース本体３０のコア１２側端部からコア１２の内方へ向かって漸次幅広に突出する。また、鍔部３２ａ，３２ｂは、ティース本体３０のコア１２側端部からコア１２の軸方向とコア１２の径方向とに垂直な方向（ティース本体３０の短手方向）に、ティース本体３０のコア１２側端部よりも突出する。すり割り３８は、凸部３６の先端部４４からティース本体３０の一部までコア１２の径方向に延び、かつコア１２の軸方向におけるティース本体３０および凸部３６の一端部（一端面）から他端部（他端面）まで形成される。ピン孔４０は、ティース本体３０および凸部３６をコア１２の軸方向に貫通する。コア１２の径方向において、ピン孔４０の中心Ｘ１は、すり割り３８の中央Ｙ１よりもティース本体３０側に位置する。

ティース本体３０の短手方向において、凸部３６の先端部４４の幅Ｈ１は、凹部２６の底面部の幅Ｈ２よりも小さく、かつコア１２の外周面における凹部２６の開口部の幅Ｈ３よりも大きい。また、ティース本体３０の短手方向において、凸部３６の基部４５の幅Ｈ４は、凹部２６の開口部の幅Ｈ３よりも小さい。凹部２６の側面と凸部３６の側面との隙間は、凸部３６の基部４５側より凸部３６の先端部４４側の方が大きくなるように設定される。このような凹部２６と凸部３６とは、コア１２の軸方向に移動自在に嵌合可能である。また、ティース本体３０の短手方向において、凸部３６の先端部４４の幅Ｈ１が、凹部２６の開口部の幅Ｈ３よりも大きいことによって、ピン１６をピン孔４０に圧入していない状態であっても、コイルアッシー１４がコア１２の径方向の外方へ外れることを防止できる。すり割り３８は、凸部３６の先端部４４側で開口しているので、ピン１６をピン孔４０に圧入すると、２点鎖線で示すように、凸部３６および鍔部３２ａ，３２ｂは、ティース本体３０のコア１２側端部におけるすり割り３８の端部近傍を支点としてティース本体３０の短手方向へ開く。凸部３６がティース本体３０の短手方向へ開くと、凸部３６は凹部２６の側面と接触し、さらに凸部３６は凹部２６の側面を押圧する。ここで、凹部２６および凸部３６は、コア１２の径方向の内方へ向かって漸次幅広となるので、上述のように凸部３６が凹部２６の側面を押圧すると、凸部３６にはコア１２の径方向の内方への力Ｉが加わる。これによって、凸部３６は凹部２６の側面に沿ってコア１２の径方向の内方へ移動する。

次に、図１２を参照して、凸部３６がコア１２の径方向の内方へ移動すると、コイルアッシー１４自体もコア１２の径方向の内方へ移動する。すなわち、ティース本体３０および鍔部３２ａ，３２ｂもコア１２の径方向の内方へ移動する。これによって、ティース本体３０および鍔部３２ａは座面２８ａと接触し、ティース本体３０および鍔部３２ｂは座面２８ｂと接触する。その後も、凸部３６は凹部２６の側面を押圧し続ける。これによって、ティース本体３０および鍔部３２ａは、座面２８ａを押圧し座面２８ａと密着する。また、ティース本体３０および鍔部３２ｂは、座面２８ｂを押圧し座面２８ｂと密着する。このように、凸部３６が凹部２６の側面を押圧し、ティース本体３０および鍔部３２ａ，３２ｂが、座面２８ａ，２８ｂと密着することによって、コア１２にコイルアッシー１４が固定される。

図１３を参照して、コア１２の複数の接続部２４のそれぞれに、コイルアッシー１４を固定したものが固定子１０である。この状態では、コア１２の周方向に複数のコイルアッシー１４が配置され、隣り合うコイルアッシー１４において、一方のコイルアッシー１４におけるティース１８の鍔部３２ａの先端面４２ａと他方のコイルアッシー１４におけるティース１８の鍔部３２ｂの先端面４２ｂとが重なり合うように接する。したがって、コア１２とティース１８とにおいて形成される磁路Ｕ１（図２、図１３参照）中のギャップを鍔部３２ａ，３２ｂで埋めることができる。これによって、より大きな磁界を得ることができる。

このような回転電機の固定子１０によれば、ティース１８が鍔部３２ａ，３２ｂを有することによって、ティース本体３０に巻回されるコイル２２が鍔部３２ａ，３２ｂよりもコア１２側にずれることを防止できる。すなわち、コイル２２が鍔部３２ａ，３２ｂよりもコア１２側へはみ出ることを防止できる。これによって、コア１２の凹部２６とティース１８の凸部３６とを嵌合するときに、コア１２とコイル２２とが相互に干渉せず、コア１２の凹部２６とティース１８の凸部３６とを容易に嵌合することができ、コア１２とティース１８との組み立てが容易になる。また、凹部２６と凸部３６とを嵌合させた状態でピン１６をピン孔４０に圧入すると、凸部３６は、コア１２の軸方向とコア１２の径方向とに垂直な方向に広がることによって、凹部２６の側面に接触しさらに凹部２６の側面を押圧する。ここで、凹部２６と凸部３６とはティース１８からコア１２に向かって漸次幅広に形成されているので、凸部３６が凹部２６の側面を押圧することによって、ティース１８はコア１２の径方向においてコア１２側へ移動し、コア１２とティース１８の鍔部３２ａ，３２ｂとが密着し、コア１２にティース１８が固定される。したがって、ティース本体３０のコア１２側端部に鍔部３２ａ，３２ｂを形成することによって、コア１２とティース１８とにおいて形成される磁路Ｕ１中のギャップ部分を少なくでき、より大きな磁界を得ることができる。

ティース本体３０のコア１２側端部近傍にピン孔４０を形成できるので、凹部２６と凸部３６とを嵌合させた状態でピン１６をピン孔４０に圧入すると、凸部３６はピン孔４０から凸部３６の先端部４４にかけて全体的に、コア１２の軸方向とコア１２の径方向とに垂直な方向へ開くことができる。したがって、凸部３６におけるティース本体３０のコア１２側端部近傍が凹部２６に接触し易くなり、少なくとも凸部３６におけるティース本体３０のコア１２側端部近傍と凹部２６との隙間を小さくできる。これによって、コア１２とティース１８とにおいて形成される磁路Ｕ１中のギャップ部分をより少なくでき、より大きな磁界を得ることができる。

また、凸部３６はティース本体３０のコア１２側端部におけるすり割り３８の端部近傍を支点として開く。したがって、凸部３６の移動量は、その基部４５側よりその先端部４４側の方が大きくなる。このような場合において、予め、凹部２６の側面と凸部３６の側面との隙間を凸部３６の基部４５側より先端部４４側の方が大きくなるように設定しておくと、凸部３６が開いたときに、凹部２６と凸部３６とは、凸部３６の基部４５から先端部４４にかけて全体的に接触し易くなる。これによって、コア１２とティース１８とにおいて形成される磁路Ｕ１中のギャップ部分をさらに少なくでき、より大きな磁界を得ることができる。

複数のティース１８がコア１２の周方向に配置され、ティース１８の鍔部３２ａと隣り合うティース１８の鍔部３２ｂとが接触するので、コア１２とティース１８とにおいて形成される磁路Ｕ１中のギャップ部分をより一層少なくでき、より一層大きな磁界を得ることができる。

金属からなるティース１８で強度を確保できるので、ティース１８に装着される樹脂からなる絶縁体２０の厚みを小さくできる。したがって、ティース１８が鍔部３２ａ，３２ｂを有する場合における鍔部３２ａ，３２ｂと鍔部３２ａ，３２ｂを覆う絶縁体２０の鍔部４８ａ（５０ｂ），５０ａ（４８ｂ）とを合わせたコア径方向の厚みＪ（図８参照）を、ティース１８が鍔部３２ａ，３２ｂを有することなく絶縁体２０にのみ鍔部（ティース１８の鍔部３２ａ，３２ｂに相当する部分）を形成する場合における絶縁体２０の鍔部のコア径方向の厚みよりも小さくできる。その結果、鍔部３２ａ，３２ｂを設けたティース１８においてコイル２２を巻回できる範囲を十分に確保でき、コイル２２の巻回数を多くできるので、大きな磁界を得ることができる。

ピン１６は、スプリングピンであるので、スプリングピン以外のピンを用いる場合よりも、スプリングピンが圧入されるピン孔４０の内径の公差を大きく設定することができるため、安価で製造できる。

固定子１０は、回転子がティース１８よりもコア１２の径方向において外側に配置されるアウターローター型の回転電機に好適に用いられる。

ついで、この発明の他の実施形態に係る固定子１００について説明する。

なお、この発明の実施形態における、コア１０２の軸方向とは図１４および図１６において矢印Ｋで示す方向、コア１０２の径方向とは図１４〜図１６において矢印Ｌで示す方向、コア１０２の周方向とは図１４〜図１６において矢印Ｍで示す方向である。

図１４および図１５を参照して、固定子１００は、コア１０２、複数（この実施形態では、１２個）のコイルアッシー１０４および複数（この実施形態では、１２個）のピン１０６を含む。コア１０２は、筒状に形成され、コア１０２の内周面には複数のコイルアッシー１０４がコア１０２の周方向に隣り合うように接続される。コア１０２に接続された複数のコイルアッシー１０４はそれぞれ、ピン１０６によってコア１０２に固定される。コイルアッシー１０４は、ティース１０８、絶縁体１１０およびコイル１１２を含む。ティース１０８には、絶縁体１１０を介してコイル１１２が巻回される。

図１６を参照して、コア１０２は、複数（この実施形態では、１２個）の接続部１１４を含む。複数の接続部１１４は、複数のコイルアッシー１０４をそれぞれ接続するために、コア１０２の周方向に隣り合うように、コア１０２の内周面に形成される。複数の接続部１１４はそれぞれ、凹部１１６と凹部１１８と座面１２０ａ，１２０ｂとを含む。凹部１１６は、コア１０２の内周面からコア１０２の径方向の外方へ向かって凹む。また、凹部１１６は、コア１０２の軸方向の一端部から他端部まで、コア１０２の軸方向に延びる。さらに、凹部１１６は、コア１０２の軸方向に垂直な断面において、コア１０２の径方向に延びる直線に対して左右対称に形成される。凹部１１８は、凹部１１６の底面における凹部１１６の幅方向（コア１０２の軸方向とコア１０２の径方向とに垂直な方向）の中央からコア１０２の径方向の外方へ向かって凹む。また、凹部１１８は、コア１０２の軸方向の一端部から他端部まで、コア１０２の軸方向に延びる。さらに、凹部１１８は、コア１０２の軸方向に垂直な断面において、コア１０２の径方向に延びる凹部１１６の中心線に対して左右対称かつコア１０２の径方向の外方へ向かって漸次幅広となる。凹部１１６および凹部１１８は、コア１０２の内周面において、コア１０２の軸方向に延びる溝状に形成される。座面１２０ａ，１２０ｂは、コア１０２の内周面において、凹部１１６におけるコア１０２の周方向の両端に沿ってコア１０２の軸方向に延びる。また、座面１２０ａ，１２０ｂは、コア１０２の軸方向に垂直な断面において、コア１０２の径方向に延びる凹部１１６の中心線に対して左右対称かつ垂直となる。このようなコア１０２は、軸方向に垂直な断面における内形が正十二角形に形成された筒状部材において、１２個の内側面のそれぞれの中央に凹部１１６および凹部１１８が形成されたものに相当する。それぞれの内側面のうち凹部１１６および凹部１１８を除いた部分が座面１２０ａ，１２０ｂである。

図１７を参照して、ティース１０８は、ティース本体１２２、鍔部１２４ａ，１２４ｂ、鍔部１２６ａ，１２６ｂ、凸部１２８、すり割り１３０およびピン孔１３２を含む。ここで、ティース本体１２２の長手方向とは図１７〜図２２において矢印Ｎで示す方向、ティース本体１２２の短手方向とは図１７〜図２２において矢印Ｏで示す方向、ティース本体１２２の高さ方向とは図１７〜図２１において矢印Ｐで示す方向である。ティース本体１２２（ティース１０８）の高さ方向の寸法は、コア１０２の軸方向の寸法と略等しい。

ティース本体１２２は、角板状に形成される。

ティース本体１２２の長手方向の一端部にはティース本体１２２の短手方向の両側に突出する鍔部１２４ａ，１２４ｂが形成される。鍔部１２４ａ，１２４ｂは、ティース本体１２２の長手方向の一端部に沿ってティース本体１２２の高さ方向に延びる。また、鍔部１２４ａ，１２４ｂは、ティース本体１２２の短手方向の中心を通りかつティース本体１２２の長手方向に延びる中心線Ｑに対して左右対称に形成される。

ティース本体１２２の長手方向の他端部にはティース本体１２２の短手方向の両側に突出する鍔部１２６ａ，１２６ｂが形成される。鍔部１２６ａ，１２６ｂは、ティース本体１２２の長手方向の他端部に沿ってティース本体１２２の高さ方向に延びる。また、鍔部１２６ａ，１２６ｂは、中心線Ｑに対して左右対称に形成される。ここで、鍔部１２４ａ，１２４ｂの突出量は、鍔部１２６ａ，１２６ｂの突出量よりも大きい。後述するように、コイル１１２は、鍔部１２６ａ，１２６ｂ側では４層となるように、鍔部１２４ａ，１２４ｂ側では７層となるように、絶縁体１１０を介してティース１０８に巻回される（図２０〜図２２参照）。したがって、ティース１０８に絶縁体１１０を介してコイル１１２を巻回したとき、鍔部１２６ａ，１２６ｂ側よりも鍔部１２４ａ，１２４ｂ側の方が、コイル１１２は膨らんだ形状となる。そのため、上述したように、鍔部１２４ａ，１２４ｂの突出量を、鍔部１２６ａ，１２６ｂの突出量よりも大きくすることで、コイル１１２がティース本体１２２の長手方向においてティース本体１２２からはみ出ることを、より確実に防止できる。

ティース本体１２２の長手方向の一端部には、ティース本体１２２の長手方向に突出する凸部１２８が形成される（図２１参照）。凸部１２８は、ティース本体１２２の長手方向の一端部に沿ってティース本体１２２の高さ方向に延びる。また、凸部１２８は、中心線Ｑに対して左右対称かつ凸部１２８の先端部１３４へ向かって漸次幅広となる。

すり割り１３０は、ティース本体１２２の短手方向における凸部１２８の先端部１３４の中央から凸部１２８の基部１３５まで、ティース本体１２２の長手方向に延びる。すなわち、すり割り１３０は、中心線Ｑ上に位置する。また、すり割り１３０は、ティース本体１２２の高さ方向において、凸部１２８の一端部（一端面）から他端部（他端面）まで形成される。

ピン孔１３２は、ティース本体１２２の高さ方向に垂直な断面形状が円形で、凸部１２８を、ティース本体１２２の高さ方向に貫通する。また、ティース本体１２２の長手方向において、ピン孔１３２の中心Ｘ２とすり割り１３０の中央Ｙ２とは略一致する（図２２参照）。中央Ｙ２は、ティース本体１２２の長手方向におけるすり割り１３０の両端に対する中点である。

絶縁体１１０は、上部材１１０ａと下部材１１０ｂとを含む。上部材１１０ａは、上部材本体１３６ａおよび鍔部１３８ａ，１４０ａ，１４２ａ，１４４ａ，１４６ａ，１４８ａを含む。ここで、上部材本体１３６ａの長手方向、短手方向、および高さ方向はそれぞれ、絶縁体１１０（上部材１１０ａ）がティース１０８（ティース本体１２２）に装着された状態において、矢印Ｎで示すティース本体１２２の長手方向、矢印Ｏで示すティース本体１２２の短手方向、および矢印Ｐで示すティース本体１２２の高さ方向と同方向である。上部材本体１３６ａは、断面略コ字状に形成され、一対の側部１５０ａ，１５２ａおよび一対の側部１５０ａ，１５２ａの一端部同士を連結する連結部１５４ａを含む。一対の側部１５０ａ，１５２ａは、薄板状に形成される。また、一対の側部１５０ａ，１５２ａは、互いに上部材本体１３６ａの短手方向に対向するように形成される。連結部１５４ａは、上部材本体１３６ａの長手方向に延び、かつ上部材本体１３６ａの長手方向に垂直な断面形状が略半円形になるように形成される。鍔部１３８ａと鍔部１４０ａと鍔部１４２ａとは、一体的に形成され、上部材本体１３６ａの長手方向の一端部から上部材本体１３６ａの外方へ突出する。鍔部１３８ａ，１４０ａはそれぞれ、上部材本体１３６ａの高さ方向に延びる薄板状に形成され、一対の側部１５０ａ，１５２ａから上部材本体１３６ａの短手方向に突出する。鍔部１４２ａは、上部材本体１３６ａの短手方向に延びる角板状に形成され、連結部１５４ａおよび鍔部１３８ａ，１４０ａから上部材本体１３６ａの高さ方向に突出する。なお、上部材本体１３６ａの長手方向において、鍔部１４２ａの厚みは、鍔部１３８ａ，１４０ａの厚みよりも大きい。鍔部１４４ａと鍔部１４６ａと鍔部１４８ａとは、一体的に形成され、上部材本体１３６ａの長手方向の他端部から上部材本体１３６ａの外方へ突出する。鍔部１４４ａ，１４６ａはそれぞれ、一対の側部１５０ａ，１５２ａから上部材本体１３６ａの短手方向に突出する。また、鍔部１４４ａ，１４６ａはそれぞれ、一対の側部１５０ａ，１５２ａに沿って上部材本体１３６ａの高さ方向に延びる。鍔部１４８ａは、上部材本体１３６ａの長手方向から見ると、略コ字状に形成され、鍔部１４４ａ，１４６ａおよび連結部１５４ａから、上部材本体１３６ａの短手方向および高さ方向に突出する。なお、上部材本体１３６ａの長手方向において、鍔部１４８ａの厚みは鍔部１４４ａ，１４６ａの厚みよりも大きい。下部材１１０ｂは、上部材１１０ａにおける鍔部１４２ａ以外、上部材１１０ａと同形状、同寸法である。したがって、鍔部１４２ａ以外、上述した上部材１１０ａの説明において、「上部材」を「下部材」に、各部の符号の末尾「ａ」を「ｂ」にそれぞれ読み替えることによって、下部材１１０ｂの説明を省略する。下部材１１０ｂは、鍔部１４２ａではなく、鍔部１４２ｂを含む。上部材本体１３６ａの長手方向において、鍔部１４２ａの厚みを、鍔部１３８ａ，１４０ａの厚みと同一にしたものが、鍔部１４２ｂとなる。

図１７〜図１９を参照して、絶縁体１１０のティース１０８への装着方法を説明する。

まず、図１７を参照して、ティース本体１２２の高さ方向の両側において、上部材１１０ａと下部材１１０ｂとを互いに対向させる。このとき、上部材１１０ａの鍔部１３８ａ，１４０ａ，１４２ａがティース１０８の鍔部１２４ａ，１２４ｂ側に位置し、上部材１１０ａの鍔部１４４ａ，１４６ａ，１４８ａがティース１０８の鍔部１２６ａ，１２６ｂ側に位置する。また、下部材１１０ｂの鍔部１３８ｂ，１４０ｂ，１４２ｂがティース１０８の鍔部１２４ａ，１２４ｂ側に位置し、下部材１１０ｂの鍔部１４４ｂ，１４６ｂ，１４８ｂがティース１０８の鍔部１２６ａ，１２６ｂ側に位置する。

次に、図１８を参照して、下部材１１０ｂをティース本体１２２に向かって移動させ、一対の側部１５０ｂ，１５２ｂの間にティース本体１２２を嵌め込むことで、ティース本体１２２に下部材１１０ｂが装着される。

そして、図１９を参照して、上部材１１０ａをティース本体１２２に向かって移動させ、一対の側部１５０ａ，１５２ａの間にティース本体１２２を嵌め込むことで、ティース本体１２２に上部材１１０ａが装着される。このようにして、絶縁体１１０はティース１０８に装着される。ティース１０８に絶縁体１１０を装着した状態では、ティース本体１２２は上部材本体１３６ａと下部材本体１３６ｂとで覆われる。また、ティース本体１２２の長手方向において、ティース１０８の鍔部１２４ａと重なるように絶縁体１１０の鍔部１３８ａ，１４０ｂが位置し、ティース１０８の鍔部１２４ｂと重なるように絶縁体１１０の鍔部１４０ａ，１３８ｂが位置する。さらに、ティース本体１２２の長手方向において、ティース１０８の鍔部１２６ａと重なるように絶縁体１１０の鍔部１４４ａ，１４６ｂが位置し、ティース１０８の鍔部１２６ｂと重なるように絶縁体１１０の鍔部１４６ａ，１４４ｂが位置する。したがって、ティース１０８に絶縁体１１０を装着した状態で、後述のようにティース本体１２２にコイル１１２を巻回すると、ティース本体１２２とコイル１１２との間には上部材本体１３６ａと下部材本体１３６ｂとが介在するため、ティース本体１２２とコイル１１２とは接触しない。また、ティース１０８の鍔部１２４ａとコイル１１２との間には絶縁体１１０の鍔部１３８ａ，１４０ｂが介在し、ティース１０８の鍔部１２４ｂとコイル１１２との間には絶縁体１１０の鍔部１４０ａ，１３８ｂが介在するため、鍔部１２４ａ，１２４ｂとコイル１１２とは接触しない。さらに、ティース１０８の鍔部１２６ａとコイル１１２との間には絶縁体１１０の鍔部１４４ａ，１４６ｂが介在し、ティース１０８の鍔部１２６ｂとコイル１１２との間には絶縁体１１０の鍔部１４６ａ，１４４ｂが介在するため、鍔部１２６ａ，１２６ｂとコイル１１２とは接触しない。このように、ティース１０８に絶縁体１１０を装着することによって、ティース１０８とコイル１１２とが接触することを防止できる。

図１９〜図２２を参照して、コイル１１２は、絶縁体１１０を介してティース１０８に巻回される。図２２は、図２０および図２１における、ティース本体１２２の高さ方向に垂直な断面を示す断面図である。コイル１１２は、絶縁体１１０における上部材１１０ａの上部材本体１３６ａおよび下部材１１０ｂの下部材本体１３６ｂの外表面に巻回される。また、コイル１１２は、上部材本体１３６ａおよび下部材本体１３６ｂの外表面において、鍔部１３８ａ，１４０ａ，１４２ａ，１３８ｂ，１４０ｂ，１４２ｂと鍔部１４４ａ，１４６ａ，１４８ａ，１４４ｂ，１４６ｂ，１４８ｂとの間に巻回される。コイル１１２は、鍔部１４４ａ，１４６ａ，１４８ａ，１４４ｂ，１４６ｂ，１４８ｂ側では４層となるように巻回され、鍔部１３８ａ，１４０ａ，１４２ａ，１３８ｂ，１４０ｂ，１４２ｂ側へ向かって、順次５層、６層および７層となるように巻回される。このように、ティース１０８に絶縁体１１０を介してコイル１１２を巻回したものが、コイルアッシー１０４である。また、ティース１０８および絶縁体１１０には、さまざまな材質を用いることができるが、たとえば、ティース１０８は金属からなり、絶縁体１１０は樹脂からなる。

図２３および図２４を参照して、コイルアッシー１０４のコア１０２への固定方法を説明する。

まず、図２３（ａ）を参照して、絶縁体１１０の鍔部１４２ｂをコア１０２の方に向けて、コア１０２とコイルアッシー１０４とをコア１０２の軸方向にずらして所定の位置に配置する。このとき、ティース本体１２２の高さ方向および長手方向のそれぞれを、コア１０２の軸方向および径方向に一致させることが望ましい。そして、コイルアッシー１０４をコア１０２の軸方向に移動させて、凹部１１８に凸部１２８を嵌合させる。このとき、凹部１１６には鍔部１２４ａ，１２４ｂおよびティース本体１２２が嵌合する。

図２３（ｂ）を参照して、絶縁体１１０の鍔部１４２ａが、コア１０２と接触するまで、コイルアッシー１０４をコア１０２の軸方向に移動させる。このとき、コア１０２の軸方向におけるコア１０２の両端部とティース本体１２２の高さ方向におけるティース１０８の両端部とが略一致する。このように、コイルアッシー１０４（ティース１０８）はコア１０２の内周面に接続されかつコア１０２よりもコア１０２の径方向の内方へ向かって延びる。

図２４（ａ）を参照して、ピン１０６としては公知の種々のピンを用いることができるが、この実施形態では、ピン１０６として断面略Ｃ字のスプリングピンが用いられる（図２６参照）。ピン１０６の直径はピン孔１３２の直径よりもやや大きく形成されるが、ピン１０６の両端部は、ピン孔１３２の直径よりもやや小さくなるようテーパ状に形成される。これによって、ピン１０６をピン孔１３２に圧入しやすくなる。また、ピン１０６の長さは、コア１０２の軸方向におけるコア１０２の寸法、およびティース本体１２２の高さ方向におけるティース１０８の寸法と略等しく設定される。ピン１０６は凹部１１８と凸部１２８とを嵌合させた状態でピン孔１３２に圧入可能に形成される。このようなピン１０６を、ピン孔１３２に対して、コア１０２の軸方向にずらして配置する。そして、ピン１０６をコア１０２の軸方向に移動させて、ピン孔１３２に圧入する。詳細は後述するが、ピン１０６をピン孔１３２に圧入すると、凸部１２８がピン１０６によって外方へ押され、凸部１２８がティース本体１２２の短手方向に開く。凸部１２８は、ティース本体１２２の短手方向に開くことによって凹部１１８の側面を押圧する。

最後に、図２４（ｂ）を参照して、コア１０２の軸方向において、ティース１０８の両端部とピン１０６の両端部とが略一致する位置まで、ピン１０６をピン孔１３２に圧入する。これによって、凸部１２８が凹部１１８の側面を全体的に押圧し、コア１０２にコイルアッシー１０４（ティース１０８）が固定される。コア１０２にコイルアッシー１０４を固定した状態では、コア１０２の軸方向および径方向がティース本体１２２の高さ方向および長手方向と一致する。

図２５は、図２３（ｂ）におけるコア１０２の軸方向に垂直な断面図である。図２６は、図２４（ｂ）におけるコア１０２の軸方向に垂直な断面図である。図２５および図２６を参照して、コア１０２にコイルアッシー１０４を固定するときの凸部１２８の動きについて詳細に説明する。

図２５を参照して、コア１０２にコイルアッシー１０４を接続し、コア１０２の軸方向とティース本体１２２の高さ方向とが一致し、コア１０２の径方向とティース本体１２２の長手方向とが一致した状態において説明する。この状態では、凹部１１８はティース１０８側が開口しかつコア１０２の径方向においてティース１０８からコア１０２の外方へ向かって漸次幅広となり、凸部１２８はティース本体１２２のコア１０２側端部からコア１０２の外方へ向かって漸次幅広に突出する。また、鍔部１２４ａ，１２４ｂは、ティース本体１２２のコア１０２側端部からコア１０２の軸方向とコア１０２の径方向とに垂直な方向（ティース本体１２２の短手方向）に、ティース本体１２２のコア１０２側端部よりも突出する。すり割り１３０は、凸部１２８の先端部１３４からコア１０２の径方向に延び、かつコア１０２の軸方向における凸部１２８の一端部（一端面）から他端部（他端面）まで形成される。ピン孔１３２は、凸部１２８をコア１０２の軸方向に貫通する。

ティース本体１２２の短手方向において、凸部１２８の先端部１３４の幅Ｒ１は、凹部１１８の底面部の幅Ｒ２よりも小さい。また、ティース本体１２２の短手方向において、凸部１２８の先端部１３４の幅Ｒ１は、コア１０２の内周面における凹部１１８の開口部の幅Ｒ３よりも大きい。ティース本体１２２の短手方向において、凸部１２８の基部１３５の幅Ｒ４は、凹部１１８の開口部の幅Ｒ３よりも小さい。さらに、ティース本体１２２の短手方向において、鍔部１２４ａの先端面から鍔部１２４ｂの先端面までの幅Ｒ５は、凹部１１６の幅Ｒ６と略同一寸法に設定される。凹部１１８の側面と凸部１２８の側面との隙間は、凸部１２８の基部１３５側より凸部１２８の先端部１３４側の方が大きくなるように設定される。このように、凹部１１６、凹部１１８、鍔部１２４ａ，１２４ｂ、および凸部１２８を形成することで、コア１０２とコイルアッシー１０４とを、コア１０２の軸方向に移動自在に接続可能である。また、ティース本体１２２の短手方向において、凸部１２８の先端部１３４の幅Ｒ１が、凹部１１８の開口部の幅Ｒ３よりも大きいことによって、ピン１０６をピン孔１３２に圧入していない状態であっても、コイルアッシー１０４がコア１０２の径方向の内方へ外れることを防止できる。すり割り１３０は、凸部１２８の先端部１３４側で開口しているので、ピン１０６をピン孔１３２に圧入すると、２点鎖線で示すように、凸部１２８は基部１３５におけるすり割り１３０の端部近傍を支点としてティース本体１２２の短手方向へ開く。凸部１２８がティース本体１２２の短手方向へ開くと、凸部１２８は凹部１１８の側面と接触し、さらに凸部１２８は凹部１１８の側面を押圧する。ここで、凹部１１８および凸部１２８は、コア１０２の径方向の外方へ向かって漸次幅広となるので、上述のように凸部１２８が凹部１１８の側面を押圧すると、凸部１２８にはコア１０２の径方向の外方への力Ｓが加わる。これによって、凸部１２８は凹部１１８の側面に沿ってコア１０２の径方向の外方へ移動する。

次に、図２６を参照して、凸部１２８がコア１０２の径方向の外方へ移動すると、コイルアッシー１０４自体もコア１０２の径方向の外方へ移動する。すなわち、ティース本体１２２および鍔部１２４ａ，１２４ｂもコア１０２の径方向の外方へ移動する。これによって、ティース本体１２２および鍔部１２４ａ，１２４ｂは凹部１１６の底面と接触する。その後も、凸部１２８は凹部１１８の側面を押圧し続ける。これによって、ティース本体１２２および鍔部１２４ａ，１２４ｂは、凹部１１６を押圧し凹部１１６と密着する。このように、凸部１２８が凹部１１８の側面を押圧し、ティース本体１２２および鍔部１２４ａ，１２４ｂが、凹部１１６と密着することによって、コア１０２にコイルアッシー１０４が固定される。このとき、前述したように、鍔部１２４ａの先端面から鍔部１２４ｂの先端面までの幅Ｒ５は、凹部１１６の幅Ｒ６と略同一寸法に設定されるので、コア１０２とティース１０８とにおいて形成される磁路Ｕ２（図１５、図２６参照）中のギャップ部分を少なくでき、より大きな磁界を得ることができる。また、ティース本体１２２の長手方向において、鍔部１２４ａ，１２４ｂの寸法（厚み）は、凹部１１６の寸法（深さ）と同一寸法に設定される。これによって、コア１０２と絶縁体１１０の鍔部１３８ａ，１４０ａ，１３８ｂ，１４０ｂとの隙間を埋めることができる。したがって、コア１０２とティース１０８とにおいて形成される磁路Ｕ２中のギャップ部分を少なくでき、より大きな磁界を得ることができる。

コア１０２の複数の接続部１１４のそれぞれに、コイルアッシー１０４を固定したものが固定子１００である。

このような回転電機の固定子１００によれば、ティース１０８が鍔部１２４ａ，１２４ｂを有することによって、ティース本体１２２に巻回されるコイル１１２が鍔部１２４ａ，１２４ｂよりもコア１０２側にずれることを防止できる。すなわち、コイル１１２が鍔部１２４ａ，１２４ｂよりもコア１０２側へはみ出ることを防止できる。これによって、コア１０２の凹部１１８とティース１０８の凸部１２８とを嵌合するときに、コア１０２とコイル１１２とが相互に干渉することなく、コア１０２の凹部１１８とティース１０８の凸部１２８とを容易に嵌合することができ、コア１０２とティース１０８との組み立てが容易になる。また、凹部１１８と凸部１２８とを嵌合させた状態でピン１０６をピン孔１３２に圧入すると、凸部１２８は、コア１０２の軸方向とコア１０２の径方向とに垂直な方向に広がることによって、凹部１１８の側面に接触しさらに凹部１１８の側面を押圧する。ここで、凹部１１８と凸部１２８とはティース１０８からコア１０２に向かって漸次幅広に形成されているので、凸部１２８が凹部１１８の側面を押圧することによって、ティース１０８はコア１０２の径方向においてコア１０２側へ移動し、コア１０２とティース１０８の鍔部１２４ａ，１２４ｂとが密着し、コア１０２にティース１０８が固定される。したがって、ティース本体１２２のコア１０２側端部に鍔部１２４ａ，１２４ｂを形成することによって、コア１０２とティース１０８とにおいて形成される磁路Ｕ２中のギャップ部分を少なくでき、より大きな磁界を得ることができる。

凹部１１８と凸部１２８とを嵌合させた状態でピン１０６をピン孔１３２に圧入すると、凸部１２８はピン孔１３２から凸部１２８の先端部１３４にかけて全体的に、コア１０２の軸方向とコア１０２の径方向とに垂直な方向へ開くことができる。このとき、凸部１２８は基部１３５におけるすり割り１３０の端部近傍を支点として開く。したがって、凸部１２８の移動量は、その基部１３５側よりその先端部１３４側の方が大きくなる。このような場合において、予め、凹部１１８の側面と凸部１２８の側面との隙間を凸部１２８の基部１３５側より先端部１３４側の方が大きくなるように設定しておくと、凸部１２８が開いたときに、凹部１１８と凸部１２８とは、凸部１２８の基部１３５から先端部１３４にかけて全体的に接触し易くなる。これによって、コア１０２とティース１０８とにおいて形成される磁路Ｕ２中のギャップ部分をさらに少なくでき、より大きな磁界を得ることができる。

金属からなるティース１０８で強度を確保できるので、ティース１０８に装着される樹脂からなる絶縁体１１０の厚みを小さくできる。したがって、ティース１０８が鍔部１２４ａ，１２４ｂを有する場合における鍔部１２４ａ，１２４ｂと鍔部１２４ａ，１２４ｂを覆う絶縁体１１０の鍔部１３８ａ（１４０ｂ），１４０ａ（１３８ｂ）とを合わせたコア径方向の厚みＴ（図２２参照）を、ティース１０８が鍔部１２４ａ，１２４ｂを有することなく絶縁体１１０にのみ鍔部（ティース１０８の鍔部１２４ａ，１２４ｂに相当する部分）を形成する場合における絶縁体１１０の鍔部のコア径方向の厚みよりも小さくできる。その結果、鍔部１２４ａ，１２４ｂを設けたティース１０８においてコイル１１２を巻回できる範囲を十分に確保でき、コイル１１２の巻回数を多くできるので、大きな磁界を得ることができる。

ピン１０６は、スプリングピンであるので、スプリングピン以外のピンを用いる場合よりも、スプリングピンが圧入されるピン孔１３２の内径の公差を大きく設定することができるため、安価で製造できる。

固定子１００は、回転子がティース１０８よりもコア１０２の径方向において内側に配置されるインナーローター型の回転電機に好適に用いられる。

上述の実施形態では、コア１２，１０２が筒状に形成される場合について説明したが、コア１２，１０２は少なくとも環状であればよい。

上述の実施形態では、ピン孔４０，１３２が断面円形に形成される場合について説明したが、これに限定されず、ピン孔４０，１３２は断面三角形や断面四角形等に形成されてもよい。

上述の実施形態では、凹部２６および凸部３６が直線的に漸次幅広に形成される場合について説明したが、これに限定されず、凹部２６および凸部３６の少なくともいずれか一方は、湾曲しながら漸次幅広に形成されてもよいし、階段状に幅広に形成されてもよい。凹部１１８および凸部１２８についても同様である。

上述の実施形態では、すり割り１３０は凸部１２８の先端部１３４の中央から凸部１２８の基部１３５まで延びる場合について説明したが、これに限定されず、すり割り１３０はティース本体１２２の一部まで延びてもよい。好ましくは、すり割り１３０は、鍔部１２４ａ，１２４ｂよりもティース本体１２２の長手方向の他端部側にはみ出さないように形成される。

上述の実施形態では、ピン孔１３２の中心Ｘ２とすり割り１３０の中央Ｙ２とが略一致する場合について説明したが、これに限定されず、ティース本体１２２の長手方向において、ピン孔１３２の中心Ｘ２がすり割り１３０の中央Ｙ２よりもティース本体１２２側に位置してもよい。

１０，１００ 固定子
１２，１０２ コア
１４，１０４ コイルアッシー
１６，１０６ ピン
１８，１０８ ティース
２０，１１０ 絶縁体
２２，１１２ コイル
２６，１１６，１１８ 凹部
２８ａ，２８ｂ，１２０ａ，１２０ｂ 座面
３０，１２２ ティース本体
３２ａ，３２ｂ，３４ａ，３４ｂ，４８ａ，４８ｂ，５０ａ，５０ｂ，５２ａ，５２ｂ，５４ａ，５４ｂ，５６ａ，５６ｂ，５８ａ，５８ｂ，１２４ａ，１２４ｂ，１２６ａ，１２６ｂ，１３８ａ，１３８ｂ，１４０ａ，１４０ｂ，１４２ａ，１４２ｂ，１４４ａ，１４４ｂ，１４６ａ，１４６ｂ，１４８ａ，１４８ｂ 鍔部
３６，１２８ 凸部
３８，１３０ すり割り
４０，１３２ ピン孔

Claims (9)

1. 環状のコアと、
   前記コアの径方向に延びかつ前記コアに接続されるティースと、
   前記ティースに装着される絶縁体と、
   前記絶縁体を介して前記ティースに巻回されるコイルと、
   前記コアに前記ティースを固定するためのピンとを備え、
   前記コアは、前記ティース側が開口しかつ前記コアの径方向において前記ティースから前記コアへ向かって漸次幅広となる凹部を含み、
   前記ティースは、前記コイルが巻回されるティース本体、前記ティース本体のコア側端部から前記コアの軸方向と前記コアの径方向とに垂直な方向に前記ティース本体の前記コア側端部よりも突出する鍔部、前記ティース本体の前記コア側端部から前記コアへ向かって漸次幅広に突出しかつ前記凹部に嵌合可能な凸部、前記凸部の先端部から前記コアの径方向に延びかつ前記コアの軸方向における前記凸部の一端部から前記凸部の他端部まで形成されるすり割り、および前記すり割りに形成されかつ前記凸部を前記コアの軸方向に貫通するピン孔を含み、
   前記ピンは、前記凹部と前記凸部とを嵌合させた状態で前記ピン孔に圧入可能に形成され、
   前記凸部は、前記凹部と前記凸部とを嵌合させた状態で前記ピンを前記ピン孔に圧入したとき、前記コアの軸方向と前記コアの径方向とに垂直な方向に広がって前記凹部を押圧するように形成される、回転電機の固定子。
2. 前記すり割りは、前記コアの径方向において前記凸部の前記先端部から前記ティース本体の一部まで延び、
   前記コアの径方向における前記ピン孔の中心は前記コアの径方向における前記すり割りの中央よりも前記ティース本体側に位置する、請求項１に記載の回転電機の固定子。
3. 前記ピン孔の少なくとも一部は、前記ティース本体に形成される、請求項１または２に記載の回転電機の固定子。
4. 前記凹部と前記凸部とを嵌合させた状態において、前記凹部と前記凸部との隙間は前記凸部の基部側より前記凸部の前記先端部側の方が大きい、請求項１から３のいずれかに記載の回転電機の固定子。
5. 複数の前記ティースが前記コアの周方向に配置され、隣り合う前記ティースの前記鍔部同士が接触する、請求項１から４のいずれかに記載の回転電機の固定子。
6. 前記ティースは金属からなり、前記絶縁体は樹脂からなる、請求項１から５のいずれかに記載の回転電機の固定子。
7. 前記ピンは、スプリングピンである、請求項１から６のいずれかに記載の回転電機の固定子。
8. 前記コアの径方向において、前記ティースが前記コアよりも外方に延びる、請求項１から７のいずれかに記載の回転電機の固定子。
9. 前記コアの径方向において、前記ティースが前記コアよりも内方に延びる、請求項１から７のいずれかに記載の回転電機の固定子。

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