JP6061832B2 - 回転電機およびその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、例えば電動機や発電機などの回転電機およびその製造方法に関し、特に、ランデル型回転子を備えた回転電機における固定子構造に関するものである。

ランデル型回転子を備えた車両用発電機においては、ランデル型回転子の界磁鉄心で発生した磁束は、界磁鉄心からエアギャップを介して固定子鉄心の第１のティースに入り、第１のティースからコアバックを介して第１のティースと異なる第２のティースに流れ、第２のティースからエアギャップを介して界磁鉄心に戻る。このとき、固定子巻線に鎖交する磁束の変化に応じた起電力が固定子巻線に発生する。そして、固定子巻線に流れる交流電流が整流器により直流電流に変換されて出力される。ここで、コアバックを流れる磁束は、周方向のみならず、軸方向にも流れる。

ランデル型回転子を備えた従来の回転電機では、固定子鉄心が磁性鋼板を積層して作製された内周鉄心部をパイプ状に作製された外周鉄心部に圧入して構成されていた（例えば、特許文献１参照）。

また、第１のステータ内に配設され、全ての磁極磁石をＮ極側永久磁石で構成した第１のロータと、第２のステータ内に配設され、全ての磁極磁石をＳ極側永久磁石で構成した第２のロータと、両ロータのモータ軸を相互に独立して回転する状態で連結する磁性体の連結部と、両ロータ間に配設した界磁コイルと、第１のステータと第２のステータとの間の磁路を形成する接続体と、を備えた従来の自動車用駆動モータが提案されていた（例えば、特許文献２参照）。

特開２００１−２４５４４６号公報 特開２００７−１３５３２７号公報

特許文献１に記載の従来の回転電機では、内周鉄心部が磁性鋼板を積層して構成されているので、微小な空隙が磁性鋼板間に形成され、さらには磁性鋼板を被覆する絶縁被膜が磁性鋼板間に介在し、積層方向（固定子鉄心の軸方向）の磁気抵抗が大きくなる。これにより、磁束が内周鉄心部のコアバックを軸方向に流れにくくなり、発電量の低下をもたらす。そこで、特許文献１に記載の従来の回転電機では、外周鉄心部を塊状体で作製しているので、外周鉄心部の磁気抵抗が小さくなり、磁束が外周鉄心部を流れ、発電量の低下が抑制される。

しかしながら、特許文献１に記載の従来の回転電機では、外周鉄心部が塊状体で作製されているので、渦電流が外周鉄心部の外周面に流れ、渦電流損が生じて、回転電機の効率が低下するという課題があった。

特許文献２に記載の従来の自動車用駆動モータでは、接続体が複数枚の短冊状の鋼板を貼り合わせて構成されているので、接続体の軸方向の磁気抵抗が小さくなるとともに、鋼板の積層方向に流れる渦電流を抑制できる。

そこで、特許文献１に記載の従来の回転電機において、外周鉄心部に替えて特許文献２に記載の接続体を用いることにより、軸方向に流れる磁束量が確保され、発電量の低下を抑制できるとともに、接続体の積層方向に流れる渦電流を抑制でき、回転電機の効率の低下を抑制できる。しかしながら、接続体の積層方向以外の方向に流れる渦電流は抑制できず、渦電流損が生じて、効率が低下するとい課題があった。さらに、接続体が積層方向を周方向として配設されているので、固定子のねじれに対する剛性を大きくできないという課題が新たに生じる。

この発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、磁束を固定子鉄心の軸方向に流す磁性部材を圧粉成形体で構成し、軸方向に流れる磁束量を確保して、発電量の低下を抑え、渦電流の発生を抑えて効率を高めるとともに、ねじれに対する固定子の剛性を高めることができる回転電機およびその製造方法を得ることを目的とする。

この発明による回転電機は、磁性鋼板を積層一体化して作製され、円環状のコアバックおよび上記コアバックの内周面から径方向内方に突出して周方向に複数配列されたティースを有し、隣り合う上記ティースと上記コアバックとにより形成された空間であるスロットが径方向内方に開口して周方向に複数配列された円環状の固定子鉄心、および上記固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子と、上記固定子鉄心との間に一定の空隙を確保して、上記固定子内に配設されたランデル型回転子と、を備えている。そして、圧粉成形体収納部が、上記固定子鉄心の上記コアバックに、上記固定子鉄心の軸方向一端から他端に至るように形成され、圧粉成形体は、金属磁性粉末と絶縁性樹脂からなり、上記圧粉成形体収納部に収納され、上記固定子鉄心と磁気的に連結されて上記固定子鉄心に保持され、上記圧粉成形体収納部が上記固定子鉄心の上記ティースの径方向外方に位置するように上記固定子鉄心の上記コアバックに形成されている。

この発明によれば、ティースからコアバックに流れた磁束の一部が圧粉成形体を通って軸方向に流れるので、固定子鉄心を軸方向に流れる磁束量が確保され、発電量を大きくすることができる。また、圧粉成形体における渦電流の発生が抑えられ、渦電流損が少なくなり、発電効率が高められる。さらに、圧粉成形体が圧粉成形体収納部に収納されているので、ねじれに対する固定子の剛性が高められる。

この発明の実施の形態１に係る車両用発電機を示す断面図である。 この発明の実施の形態１に係る車両用発電機の固定子鉄心を製造する方法を説明する図である。 この発明の実施の形態１に係る車両用発電機の固定子鉄心における磁束の流れを説明する図である。 この発明の実施の形態２に係る車両用発電機の固定子鉄心を製造する方法を説明する図である。 この発明の実施の形態３に係る車両用発電機の固定子鉄心を製造する方法を説明する図である。 この発明の実施の形態４に係る車両用発電機の固定子鉄心を製造する方法を説明する図である。 この発明の実施の形態５に係る車両用発電機の固定子鉄心を製造する方法を説明する図である。 この発明の実施の形態６に係る車両用発電機の固定子鉄心を製造する方法を説明する図である。 この発明の実施の形態７に係る車両用発電機の固定子鉄心を製造する方法を説明する図である。 この発明の実施の形態８に係る車両用発電機の固定子鉄心を構成する分割鉄心を示す斜視図である。

以下、本発明による回転電機の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る車両用発電機を示す断面図、図２はこの発明の実施の形態１に係る車両用発電機の固定子鉄心を製造する方法を説明する図、図３はこの発明の実施の形態１に係る車両用発電機の固定子鉄心における磁束の流れを説明する図である。

図１および図２において、回転電機としての車両用発電機１は、それぞれ略椀形状のアルミニウム製のフロントブラケット２およびリヤブラケット３と、フロントブラケット２およびリヤブラケット３に軸受５を介して回転可能に支持された回転軸６と、フロントブラケット２から突出する回転軸６の端部に固着されたプーリ７と、回転軸６に固定されてフロントブラケット２およびリヤブラケット３内に回転可能に配設された回転子８と、回転子８に対して一定の空隙を有して、回転子８を囲繞するようにフロントブラケット２およびリヤブラケット３に固定された固定子１１と、回転軸６の回転子８のリヤ側に固定され、回転子８に電流を供給する一対のスリップリング１４と、各スリップリング１４の表面に摺動する一対のブラシ１５と、を備えている。なお、図示されていないが、固定子１１で生じた交流を直流に整流する整流器、および固定子１１で生じた交流電圧の大きさを調整する電圧調整器（図示せず）が、リヤブラケット３内に配設されている。

回転子８は、ランデル型回転子であり、励磁電流が流されて磁束を発生する界磁コイル９と、界磁コイル９を覆うように設けられ、その磁束によって磁極が形成されるポールコア１０と、ポールコア１０の軸心位置に貫装された回転軸６と、を備えている。ポールコア１０は、それぞれ、例えばＳ１０Ｃなどの低炭素鋼で冷間鍛造製法により作製された第１および第２ポールコア体に分割構成されている。

固定子１１は、電磁鋼板などの磁性鋼板を積層して円環状に作製され、ティース１２ｂが、それぞれ、円環状のコアバック１２ａの内壁面から径方向内方に突出して、周方向に複数配列され、フロントブラケット２およびリヤブラケット３に軸方向両側から挟持されて、回転子８のポールコア１０の外周面との間に均一な空隙を確保してポールコア１０を囲繞するように配設された固定子鉄心１２と、固定子鉄心１２に巻装された固定子巻線１３と、を備えている。なお、スロット１２ｃがコアバック１２ａと隣り合うティース１２ｂにより構成される。

圧粉成形体収納部としての切り欠き２０は、それぞれ、矩形の断面形状を有し、溝方向を軸方向として、軸方向一端から他端に至るように、固定子鉄心１２の外周面に形成されて、周方向に互いに離間して等ピッチで配列されている。

圧粉成形体３０は、絶縁被覆された純鉄粉末、又は純鉄粉末と絶縁性樹脂とを混合したものを圧縮成形し、熱硬化して、切り欠き２０の断面形状と略等しい断面形状で、固定子鉄心１２の軸方向長さと等しい長さの棒状体に作製される。圧粉成形体３０は、切り欠き２０のそれぞれに軸方向から挿入され、接着剤などにより固着されて、固定子鉄心１２と磁気的に連結された状態で固定子鉄心１２に保持される。このとき、切り欠き２０に収納された圧粉成形体３０の外周面が、固定子鉄心１２の外周面とともに円筒面を構成する曲面に形成されている。

ここで、固定子鉄心１２を作製するには、図２の（ａ）に示されるように、まず、電磁鋼板などの磁性鋼板の薄板から鉄心片４０を打ち抜く。この鉄心片４０は、円環状の固定子鉄心１２を周方向に４等分割した円弧状の外形形状に形成され、円弧状のコアバック部４０ａと、それぞれ、コアバック部４０ａの内周壁面から径方向内方に突出して周方向に等ピッチで配列されたティース部４０ｂと、それぞれ、コアバック部４０ａの外周壁面に凹設されて周方向に等ピッチで配列された切り欠き部４０ｄと、を備える。コアバック部４０ａと隣り合うティース部４０ｂにより形成された空間がスロット部４０ｃとなる。また、切り欠き部４０ｄは、それぞれ、断面矩形の溝形状を有し、１つおきのティース部４０ｂの径方向外方に位置している。

ついで、図２の（ｂ）に示されるように、コアバック部４０ａ同士、ティース部４０ｂ同士、および切り欠き部４０ｄ同士を重ねて、多数枚の鉄心片４０を積層、一体化して、分割鉄心４１を作製する。そして、コアバック部４０ａ、ティース部４０ｂ、スロット部４０ｃ、および切り欠き部４０ｄが、それぞれ、鉄心片４０の積層方向に重なって、コアバック４１ａ、ティース１２ｂ、スロット１２ｃ、および切り欠き２０を構成する。ついで、圧粉成形体３０を鉄心片４０の積層方向（固定子鉄心１２の軸方向）から切り欠き２０に挿入し、接着剤を隙間に充填硬化して、圧粉成形体３０を分割鉄心４１に固着する。ついで、分割鉄心４１の周方向の側面同士を突き合わせて４つの分割鉄心４１を円環状に配列し、分割鉄心４１の突き合わせ部を溶接する。これにより、図２の（ｃ）に示されるように、４つの分割鉄心４１が溶接部３９で連結一体化され、固定子鉄心１２が作製される。なお、４つのコアバック４１ａが円環状に連結されて、コアバック１２ａを構成する。

つぎに、このように構成された車両用発電機１では、電流がバッテリ(図示せず)からブラシ１５およびスリップリング１４を介して界磁コイル９に供給され、図１中矢印で示されるように、磁束１９が発生する。この磁束１９により、ポールコア１０の爪状磁極部１０ａが磁化される。
一方、エンジンの回転トルクがベルト（図示せず）およびプーリ７を介して回転軸６に伝達され、回転子８が回転される。そこで、回転磁界が固定子１１の固定子巻線１３に与えられ、起電力が固定子巻線１３に発生する。この交流の起電力が整流器で直流電流に整流され、バッテリに充電され、あるいは電気負荷に供給される。また、この固定子１１で生じた交流電圧の大きさが電圧調整器で調整される。

この実施の形態１によれば、純鉄粉末と絶縁性樹脂からなる圧粉成形体３０が、磁性鋼板を積層一体化して構成される固定子鉄心１２の外周面に軸方向一端から他端に至るように凹設された切り欠き２０に収納されている。そこで、界磁コイル９により発生された磁束１９は、ポールコア１０の爪状磁極部１０ａから固定子鉄心１２のティース１２ｂに入り、ティース１２ｂ内を径方向外方に流れる。そして、コアバック１２ａまで流れてきた磁束１９の一部が、図３に示されるように、圧粉成形体３０内を軸方向に流れ、磁束１９の残部が周方向の両側に流れる。これにより、固定子鉄心１２を軸方向に流れる磁束量が確保されるので、積層鉄心で構成された固定子鉄心１２を用いることに起因する発電量の低下を抑制できる。

また、圧粉成形体３０は、純鉄粉末（金属磁性粉末）間が絶縁性樹脂により電気的に絶縁されているので、圧粉成形体３０における渦電流の発生が抑制される。これにより、渦電流損を低減でき、発電効率を上げることができる。
また、圧粉成形体３０が切り欠き２０に収納されているので、固定子１１のねじれに対する剛性を大きくでき、固定子１１の振動騒音を低減できる。

また、切り欠き２０が、固定子鉄心１２のコアバック１２ａの外周面に、ティース１２ｂの径方向外方に位置するように形成されているので、切り欠き２０の溝断面積を大きくできる。これにより、圧粉成形体３０の断面積を大きくできるので、軸方向に流れる磁束量が増え、大きな発電量を得ることができる。
切り欠き２０の収納された圧粉成形体３０の外周面が、固定子鉄心１２の外周面とともに円筒面を構成する曲面に形成されているので、圧粉成形体３０の外周面が固定子鉄心１２の外周面より径方向外方に突出しない。そこで、固定子１１の体格を大きくすることなく、大きな発電量を得ることができる。

圧粉成形体３０が固定子鉄心１２の軸方向長さを等しい軸方向長さに形成されている。そこで、フロントブラケット２とリヤブラケット３が、軸方向両側から、固定子鉄心１２の軸方向両端面を挟み付けて、固定子鉄心１２を保持する際に、圧粉成形体３０も同時に加圧挟持されるので、圧粉成形体３０が固定子鉄心１２に強固に保持される。
圧粉成形体３０が棒状体に作製されているので、固定子鉄心１２の軸方向から切り欠き２０に挿入でき、組立性が高められる。

ここで、このように構成された車両用発電機１を作動させて発電電流値を測定した結果を表１に示した。なお、表１において、比較例の車両用発電機は、切り欠き２０が形成されていない点を除いて固定子鉄心１２と同様に構成された固定子鉄心を用い、かつ圧粉成形体３０が省略されている。

表１からわかるように、車両用発電機１および比較例の車両用発電機を１８００ｒ／ｍｉｎで回転させたときに、車両用発電機１の発電電流値が１３４．３Ａであり、比較例の車両用発電機の発電電流値が１３２．７Ａであった。つまり、車両用発電機１の出力が、比較例の車両用発電機に対し、１．６Ａ（１．２％）上昇した。
また、車両用発電機１および比較例の車両用発電機を３０００ｒ／ｍｉｎで回転させたときに、車両用発電機１の発電電流値が１９８．１Ａであり、比較例の車両用発電機の発電電流値が１９４．６Ａであった。つまり、車両用発電機１の出力が、比較例の車両用発電機に対し、３．５Ａ（１．８％）上昇した。

このように、車両用発電機１は、比較例の車両用発電機に対し、出力をアップできることが確認できた。

比較例の固定子鉄心は、磁性鋼板を積層、一体化して作製されている。そこで、微小な空隙が磁性鋼板間に形成され、さらには磁性鋼板を被覆する絶縁被膜が磁性鋼板間に介在し、積層方向（固定子鉄心の軸方向）の磁気抵抗が大きくなる。これにより、比較例の固定子鉄心を軸方向に流れる磁束量が少なくなり、比較例の車両用発電機の出力が低下したと推考される。

固定子鉄心１２は、磁性鋼板を積層、一体化して作製されているが、圧粉成形体３０がコアバック１２ａの外周部に軸方向一端から他端に至るように配設されている。そこで、磁束は、磁気抵抗の小さい圧粉成形体３０を通って流れるので、固定子鉄心１２を軸方向に流れる磁束量が多くなる。さらに、圧粉成形体３０は、渦電流の発生が抑制され、渦電流損を低減できるので、発電効率が高くなる。このように、軸方向に流れる磁束量の増大と発電効率の上昇が相まって、車両用発電機１の出力が増大したと推考される。

なお、上記実施の形態１では、固定子鉄心が４つの分割鉄心により構成されているが、固定子鉄心の分割数は４つに限定されなお、また、固定子鉄心は単一の鉄心で構成されてもよい。この場合、磁性鋼板の薄板から円環状の鉄心片を打ち抜き、円環状の鉄心片を積層、一体化すればよい。
また、上記実施の形態１では、圧粉成形体が切り欠きに収納、固着された４つの分割鉄心を連結一体化して固定子鉄心を作製しているが、４つの分割鉄心を連結一体化して作製された固定子鉄心の切り欠きに圧粉成形体を収納、固着させてもよい。

また、上記実施の形態１では、圧粉成形体が周方向に等ピッチに配列されているが、固定子巻線を構成する相巻線の配列により発生する磁束の粗密を考慮して、圧粉成形体の周方向の配列や圧粉成形体の断面積を変えることが望ましい。

実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２に係る車両用発電機の固定子鉄心を製造する方法を説明する図である。

実施の形態２では、電磁鋼板などの磁性鋼板の薄板から打ち抜かれた多数枚の鉄心片（図示せず）を積層、一体化して、図４の（ａ）に示される分割鉄心４１Ａが作製される。そして、圧粉成形体収納部としての切り欠き２１が、それぞれ、等脚台形の断面形状を有し、溝方向を軸方向として、軸方向一端から他端に至るように、分割鉄心４１Ａの外周面に形成されて、周方向に互いに離間して等ピッチで配列されている。

圧粉成形体３１は、絶縁被覆された純鉄粉末、又は純鉄粉末と絶縁性樹脂とを混合したものを圧縮成形し、熱硬化して、切り欠き２１の断面形状と略等しい断面形状で、分割鉄心４１Ａの軸方向長さと等しい長さの棒状体に作製される。圧粉成形体３１は、切り欠き２１のそれぞれに径方向外方から挿入され、接着剤などにより固着される。そして、圧粉成形体３１は、図４の（ｂ）に示されるように、分割鉄心４１Ａと磁気的に連結された状態で分割鉄心４１Ａに保持される。さらに、図示していないが、分割鉄心４１Ａの周方向の側面同士を突き合わせて４つの分割鉄心４１Ａを円環状に配列し、分割鉄心４１Ａの突き合わせ部を溶接して、固定子鉄心が作製される。

この実施の形態２では、切り欠き２１および圧粉成形体３１を用いている点を除いて、上記実施の形態１と同様に構成されているので、実施の形態２においても、実施の形態１と同様の効果が得られる。

この実施の形態２によれば、台形の溝断面形状の切り欠き２１が、断面台形の長辺（下底）を径方向外方に向けて固定子鉄心の外周面に凹設されているので、スロット１２ｃと切り欠き２１との間の肉厚を薄くすることなく、切り欠き２１の溝断面積を大きくすることができる。そこで、圧粉成形体３１の断面積を大きくでき、圧粉成形体３１の軸方向の磁気抵抗を小さくできる。これにより、固定子鉄心を軸方向に流れる磁束量が増大し、大きな発電量を得ることができる。また、スロット１２ｃと切り欠き２１との間の肉厚が確保されるので、固定子鉄心の剛性の低下が抑制される。

実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３に係る車両用発電機の固定子鉄心を製造する方法を説明する図である。

この実施の形態３では、図５に示されるように、電磁鋼板などの磁性鋼板から帯状の鉄心片４２が打ち抜かれる。帯状の鉄心片４２には、ティース部４２ｂがそれぞれコアバック部４２ａから幅方向一側に突出してコアバック部４２ａの長さ方向に等ピッチで形成され、ノッチ４２ｄがコアバック部４２ａの幅方向他側にコアバック部４２ａの長さ方向に等ピッチで形成されている。なお、ノッチ４２ｄは、１つおきのティース部４２ｂと相対するように、コアバック部４２ａに形成されている。

そして、帯状の鉄心片４２がノッチ４２ｄで曲げられながら螺旋状に多数回巻かれて、円環状の固定子鉄心１２Ｂが作製される。そして、コアバック部４２ａ、ティース部４２ｂ、スロット部４２ｃ、およびノッチ４２ｄが、それぞれ、鉄心片４２の積層方向に重なって、コアバック１２ａ、ティース１２ｂ、スロット１２ｃおよび圧粉成形体収納部としての切り欠き２２を構成する。ついで、切り欠き２２の断面形状と同等の断面形状に作製された圧粉成形体３２を固定子鉄心１２Ｂの径方向外方から切り欠き２２に挿入し、接着剤を隙間に充填硬化して、圧粉成形体３２を固定子鉄心１２Ｂに固着する。

この実施の形態３では、固定子鉄心１２に替えて固定子鉄心１２Ｂを用いている点を除いて、上記実施の形態１と同様に構成されているので、実施の形態３においても、実施の形態１と同様の効果が得られる。

この実施の形態３によれば、帯状の鉄心片４２を螺旋状に巻くために形成されるノッチ４２ｄを利用して圧粉成形体３２を固定子鉄心１２Ｂに装着しているので、圧粉成形体３２を装着するための切り欠きを新たに形成する必要がなく、固定子鉄心１２Ｂの製造が容易となる。

実施の形態４．
図６はこの発明の実施の形態４に係る車両用発電機の固定子鉄心を製造する方法を説明する図である。

実施の形態４では、電磁鋼板などの磁性鋼板の薄板から打ち抜かれた多数枚の鉄心片（図示せず）を積層、一体化して、図６の（ａ）に示される分割鉄心４１Ｂが作製される。そして、圧粉成形体収納部としての切り欠き２３が、それぞれ、アリ溝形状を有し、溝方向を軸方向として、軸方向一端から他端に至るように、分割鉄心４１Ｂの外周面に形成されて、周方向に互いに離間して等ピッチで配列されている。

圧粉成形体３３は、絶縁被覆された純鉄粉末、又は純鉄粉末と絶縁性樹脂とを混合したものを圧縮成形し、熱硬化して、切り欠き２３の断面形状と略等しい断面形状で、分割鉄心４１Ｂの軸方向長さと等しい長さの棒状体に作製される。圧粉成形体３３は、切り欠き２３のそれぞれに軸方向から挿入される。そして、圧粉成形体３３は、図６の（ｂ）に示されるように、分割鉄心４１Ｂと磁気的に連結された状態で分割鉄心４１Ｂに保持される。さらに、図示していないが、分割鉄心４１Ｂの周方向の側面同士を突き合わせて４つの分割鉄心４１Ｂを円環状に配列し、分割鉄心４１Ｂの突き合わせ部を溶接して、固定子鉄心が作製される。

この実施の形態４では、切り欠き２３および圧粉成形体３３を用いている点を除いて、上記実施の形態１と同様に構成されているので、実施の形態４においても、実施の形態１と同様の効果が得られる。

この実施の形態４によれば、切り欠き２３がアリ溝形状に形成され、圧粉成形体３３が切り欠き２３の断面形状と同等の断面形状に形成されているので、圧粉成形体３３が固定子鉄心に構造的に固定され、圧粉成形体３３と固定子鉄心との結合強度が高められ、振動騒音を低減できる。

実施の形態５．
図７はこの発明の実施の形態５に係る車両用発電機の固定子鉄心を製造する方法を説明する図である。

実施の形態５では、図７の（ａ）に示されるように、電磁鋼板などの磁性鋼板の薄板から鉄心片４３が打ち抜かれる。この鉄心片４３は、円環状の固定子鉄心を周方向に４等分割した円弧状の外形形状に形成され、円弧状のコアバック部４３ａと、それぞれ、コアバック部４３ａの内周壁面から径方向内方に突出して周方向に等ピッチで配列されたティース部４３ｂと、それぞれ、コアバック部４３ａの外周部に穿設されて周方向に等ピッチで配列された円形の穴４３ｄと、を備える。コアバック部４３ａと隣り合うティース部４３ｂにより形成された空間がスロット部４３ｃとなる。また、穴４３ｄは、それぞれ、１つおきのティース部４３ｂの径方向外方に位置している。

圧粉成形体３４は、図７の（ｂ）に示されるように、絶縁被覆された純鉄粉末、又は純鉄粉末と絶縁性樹脂とを混合したものを圧縮成形し、熱硬化して、穴４３ｄの断面形状と略等しい断面形状で、後述する分割鉄心４１Ｃの軸方向長さと等しい長さの棒状体に作製される。

そして、図７の（ｃ）に示されるように、コアバック部４３ａ同士、ティース部４３ｂ同士、および穴４３ｄ同士を重ねて、多数枚の鉄心片４３を積層、一体化して、分割鉄心４１Ｃを作製する。そして、コアバック部４３ａ、ティース部４３ｂ、スロット部４３ｃ、および穴４３ｄが、それぞれ、鉄心片４３の積層方向に重なって、コアバック４１ａ、ティース１２ｂ、スロット１２ｃ、および圧粉成形体収納部としての貫通穴２４を構成する。ついで、圧粉成形体３４を鉄心片４３の積層方向から貫通穴２４に挿入し、接着剤を隙間に充填硬化して、圧粉成形体３４を分割鉄心４１Ｃに固着する。さらに、図示していないが、分割鉄心４１Ｃの周方向の側面同士を突き合わせて４つの分割鉄心４１Ｃを円環状に配列し、分割鉄心４１Ｃの突き合わせ部を溶接して、円環状の固定子鉄心が作製される。

この実施の形態５では、貫通穴２４および圧粉成形体３４を用いている点を除いて、上記実施の形態１と同様に構成されているので、実施の形態５においても、実施の形態１と同様の効果が得られる。

この実施の形態５によれば、圧粉成形体３４を貫通穴２４に挿入して固定子鉄心に保持されているので、圧粉成形体を固定子鉄心の外周面に固着する場合に比べ、固定子鉄心による圧粉成形体３４の保持強度を高めることができる。

実施の形態６．
図８はこの発明の実施の形態６に係る車両用発電機の固定子鉄心を製造する方法を説明する図である。

実施の形態６では、電磁鋼板などの磁性鋼板の薄板から打ち抜かれた多数枚の鉄心片（図示せず）を積層、一体化して、図８の（ａ）に示される分割鉄心４１Ｄが作製される。そして、圧粉成形体収納部としての切り欠き２５が、それぞれ、矩形の断面形状を有し、溝方向を軸方向として、軸方向一端から他端に至るように、分割鉄心４１Ｄの外周面に形成されて、周方向に互いに離間して等ピッチで配列されている。

圧粉成形体３５は、絶縁被覆された純鉄粉末、又は純鉄粉末と絶縁性樹脂とを混合したものを圧縮成形し、熱硬化して、分割鉄心４１Ｄの軸方向長さと等しい長さの棒状体に作製される。圧粉成形体３５は、中央部の幅狭部３５ａを除いて、切り欠き２５の断面形状と略等しい断面形状に作製されている。圧粉成形体３５は、切り欠き２５のそれぞれに径方向外方から挿入され、接着剤などにより固着される。そして、圧粉成形体３５は、図８の（ｂ）に示されるように、分割鉄心４１Ｄと磁気的に連結された状態で分割鉄心４１Ｄに保持される。さらに、図示していないが、分割鉄心４１Ｄの周方向の側面同士を突き合わせて４つの分割鉄心４１Ｄを円環状に配列し、分割鉄心４１Ｄの突き合わせ部を溶接して、固定子鉄心が作製される。

この実施の形態６では、圧粉成形体３５を用いている点を除いて、上記実施の形態１と同様に構成されているので、実施の形態６においても、実施の形態１と同様の効果が得られる。

この実施の形態６によれば、幅狭部３５ａが圧粉成形体３５の長さ方向の中央部に形成されているので、圧粉成形体３５の幅狭部３５ａの断面積を調整することで、軸方向に流れる磁束量を調整することができる。

ここで、上記実施の形態６では、圧粉成形体３５が全ての切り欠き２５に収納されているが、圧粉成形体３５が収納されていない切り欠き２５を設けてもよい。この場合、圧粉成形体３５が周方向に不等ピッチに配設され、固定子鉄心の剛性が周方向に関して不均一となる。これにより、電磁加振力が固定子鉄心に作用したときに生じる固定子鉄心の変形モードが分散され、固定子鉄心の振動に起因する騒音の発生が抑制される。

実施の形態７．
図９はこの発明の実施の形態７に係る車両用発電機の固定子鉄心を製造する方法を説明する図である。

実施の形態７では、電磁鋼板などの磁性鋼板の薄板から打ち抜かれた多数枚の鉄心片（図示せず）を積層、一体化して、図９の（ａ）に示される分割鉄心４１Ｅが作製される。そして、圧粉成形体収納部としての切り欠き２６が、それぞれ、矩形の断面形状を有し、溝方向を軸方向として、軸方向一端から他端に至るように、分割鉄心４１Ｅの外周面に形成されて、周方向に互いに離間して等ピッチで配列されている。なお、切り欠き２６は、ティース１２ｂのそれぞれの径方向外方に位置している。

第１および第２圧粉成形体３６，３７は、それぞれ、絶縁被覆された純鉄粉末、又は純鉄粉末と絶縁性樹脂とを混合したものを圧縮成形し、熱硬化して、分割鉄心４１Ｅの軸方向長さと等しい長さの棒状体に作製される。第１圧粉成形体３６は、中央部の幅狭部３６ａを除いて、切り欠き２６の断面形状と略等しい断面形状に形成されている。第２圧粉成形体３７は、両端部の幅狭部３７ａを除いて、切り欠き２６の断面形状と略等しい断面形状に形成されている。

第１および第２圧粉成形体３６，３７は、切り欠き２１のそれぞれに交互に径方向外方から挿入され、接着剤などにより固着される。そして、第１および第２圧粉成形体３６，３７は、図９の（ｂ）に示されるように、分割鉄心４１Ｅと磁気的に連結された状態で分割鉄心４１Ｅに保持される。さらに、図示していないが、分割鉄心４１Ｅの周方向の側面同士を突き合わせて４つの分割鉄心４１Ｅを円環状に配列し、分割鉄心４１Ｅの突き合わせ部を溶接して、固定子鉄心が作製される。

この実施の形態７では、切り欠き２６および第１および第２圧粉成形体３６，３７を用いている点を除いて、上記実施の形態１と同様に構成されているので、実施の形態７においても、実施の形態１と同様の効果が得られる。

この実施の形態７によれば、第１圧粉成形体３６は、中央部の幅狭部３６ａを除いて、切り欠き２６の断面形状と略等しい断面形状に形成されている。第２圧粉成形体３７は、両端部の幅狭部３７ａを除いて、切り欠き２６の断面形状と略等しい断面形状に形成されている。そこで、第１および第２圧粉成形体３６，３７の幅狭部３６ａ，３７ａの断面積を調整することで、軸方向に流れる磁束量を調整することができる。

また、外形形状の異なる第１および第２圧粉成形体３６，３７を周方向に交互に配設しているので、固定子鉄心の剛性が周方向に関して不均一となる。これにより、電磁加振力が固定子鉄心に作用したときに生じる固定子鉄心の変形モードが分散され、固定子鉄心の振動に起因する騒音の発生が抑制される。

実施の形態８．
図１０はこの発明の実施の形態８に係る車両用発電機の固定子鉄心を構成する分割鉄心を示す斜視図である。

実施の形態８では、電磁鋼板などの磁性鋼板の薄板から打ち抜かれた多数枚の鉄心片（図示せず）を積層、一体化して、図１０に示される分割鉄心４１Ｆが作製される。そして、圧粉成形体収納部としての切り欠き２０が、それぞれ、矩形の断面形状を有し、溝方向を軸方向として、軸方向一端から他端に至るように、分割鉄心４１Ｆの外周面に形成されて、周方向に互いに離間して不等ピッチで配列されている。なお、切り欠き２０は、ティース１２ｂのそれぞれの径方向外方に位置している。そして、圧粉成形体３０（図示せず）が、切り欠き２０のそれぞれに収納、保持されている。さらに、図示していないが、分割鉄心４１Ｆの周方向の側面同士を突き合わせて４つの分割鉄心４１Ｆを円環状に配列し、分割鉄心４１Ｆの突き合わせ部を溶接して、固定子鉄心が作製される。

この実施の形態８では、切り欠き２０が不等ピッチに配列されている点を除いて、上記実施の形態１と同様に構成されているので、実施の形態８においても、実施の形態１と同様の効果が得られる。

この実施の形態８によれば、切り欠き２０が不等ピッチに配列されているので、固定子鉄心の剛性が周方向に関して不均一となる。これにより、電磁加振力が固定子鉄心に作用したときに生じる固定子鉄心の変形モードが分散され、固定子鉄心の振動に起因する騒音の発生が抑制される。

なお、上記各実施の形態では、車両用発電機について説明しているが、発電機は車両用に限定されない。また、上記各実施の形態では、発電機について説明しているが、回転電機は、発電機に限定されず、電動機や発電電動機でもよい。

また、上記各実施の形態では、圧粉成形体が固定子鉄心の軸方向長さと同じ長さに形成されているが、圧粉成形体は固定子鉄心の軸方向長さより短い長さでもよい。この場合、軸方向長さの不足分を補う非磁性の充填部材を圧粉成形体とともに圧粉成形体収納部に収納すれば、フロントブラケットとリヤブラケットにより、軸方向両側から、固定子鉄心を加圧挟持する際に、圧粉成形体も同時に加圧挟持できる。
また、上記各実施の形態では、圧粉成形体が固定子鉄心の軸方向長さと同じ長さの一体部品に形成されているが、圧粉成形体は軸方向に複数に分割されてもよい。

上記各実施の形態では、圧粉成形体の金属磁性粉末として純鉄粉末を用いているが、金属磁性粉末は、純鉄粉末に限定されず、例えば、Ｎｉ或いはＭｏパーマロイ粉末、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系粉末、Ｆｅ−Ｓｉ系粉末、Ｆｅ系アモルファス粉末などを用いることができる。また、金属磁性粉末の絶縁被膜処理には、例えば、リン酸塩系、ＭｇＯなどの絶縁材料が用いられる。

また、上記各実施の形態では、整流器および電圧調整器がリヤブラケット内に配設されているが、整流器および電圧調整器はリヤブラケット内に配設されている必要はなく、その一部又は全部がリヤブラケット外に配設されてもよい。

１ 車両用発電機（回転電機）、８ 回転子、１１ 固定子、１２，１２Ｂ 固定子鉄心、１２ａ コアバック、１２ｂ ティース、１２ｃ スロット、１３ 固定子巻線、２０，２１，２２，２３，２５，２６ 切り欠き（圧粉成形体収納部）、２４ 貫通穴（圧粉成形体収納部）、３０，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７ 圧粉成形体。

Claims (9)

1. 磁性鋼板を積層一体化して作製され、円環状のコアバックおよび上記コアバックの内周面から径方向内方に突出して周方向に複数配列されたティースを有し、隣り合う上記ティースと上記コアバックとにより形成された空間であるスロットが径方向内方に開口して周方向に複数配列された円環状の固定子鉄心、および上記固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子と、
   上記固定子鉄心との間に一定の空隙を確保して、上記固定子内に配設されたランデル型回転子と、を備えた回転電機において、
   圧粉成形体収納部が、上記固定子鉄心の上記コアバックに、上記固定子鉄心の軸方向一端から他端に至るように形成され、
   圧粉成形体は、金属磁性粉末と絶縁性樹脂からなり、上記圧粉成形体収納部に収納され、上記固定子鉄心と磁気的に連結されて上記固定子鉄心に保持され、
   上記圧粉成形体収納部が上記固定子鉄心の上記ティースの径方向外方に位置するように上記固定子鉄心の上記コアバックに形成されていることを特徴とする回転電機。
2. 上記圧粉成形体収納部が、上記固定子鉄心の上記コアバックの外周面に形成され、
   上記圧粉成形体収納部が、下底の長辺が径方向外方に向いた等脚台形の断面形状であり、
   上記圧粉成形体が、上記等脚台形に適合する外形形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の回転電機。
3. 上記圧粉成形体収納部が上記固定子鉄心の上記コアバックの外周面に形成されたアリ溝であり、上記圧粉成形体が上記アリ溝に適合する外形形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の回転電機。
4. 上記圧粉成形体収納部が上記固定子鉄心の上記コアバックを軸方向に貫通する貫通穴であり、上記圧粉成形体が上記貫通穴に適合する外形形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の回転電機。
5. 上記圧粉成形体は、軸方向に関して、軸方向と直交する断面積が異なる領域を有するように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転電機。
6. 複数の上記圧粉成形体が、上記固定子鉄心の上記コアバックに周方向に互いに離間して配列され、複数の上記圧扮成形体が異なる形状の複数種類の成形体により構成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の回転電機。
7. 複数の上記圧粉成形体が、周方向に互いに離間して不等ピッチで配列されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の回転電機。
8. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転電機を製造する回転電機の製造方法であって、
   帯状の鉄心片を上記圧粉成形体収納部で曲げながら螺旋状に巻いて円環状の上記固定子鉄心を作製する工程を備えた回転電機の製造方法。
9. 上記固定子鉄心を作製する工程において上記固定子鉄心を作製した後に、上記圧粉成形体収納部に上記圧粉成形体を収納する工程を備えた請求項８記載の回転電機の製造方法。

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