JP6498536B2 - コアおよび回転電機 - Google Patents

Description

本発明は、コアおよび回転電機に関する。

磁性鋼板からなる鉄心片（コアプレート）を複数枚かしめ積層して形成した２以上の分割鉄心ブロックが、分離および連結可能な嵌合凹部１８，１９と嵌合凸部２０，２１によって連結された積層鉄心が知られている（特許文献１参照）。

特許文献１には、嵌合凹部１８と嵌合凸部２０との軸方向の当接面に、係合する凹部２５および凸部２６を設けることで、ハウジング組み付け時に行う焼き嵌めや圧入による分割鉄心の径方向へのズレを防止できることが記載されている。

特開２０１１−１８８６５０号公報

特許文献１に記載の積層鉄心では、嵌合凹部１８に嵌合凸部２０を嵌合する際、凸部２６が凹部２５に嵌入するまでの間、凸部２６が鉄心片を積層方向に押圧し、嵌合凹部１８の軸方向の間隔が広がるように鉄心片が変形してしまうおそれがある。鉄心片の変形は、鋼板同士の軸方向の密着度や、隣接する分割鉄心ブロック同士の密着度を低下させ、回転電機の磁気的な性能の低下を招くおそれがある。

本発明の第１の態様によるコアは、２以上の分割コアブロックが配置されて円筒状を呈するコアであって、前記分割コアブロックのコアバック部には、隣接する分割コアブロックに嵌合し、前記隣接する分割コアブロックの軸方向の移動を規制する凸部および凹部が軸方向に交互に形成され、前記凸部および前記凹部のそれぞれには、径方向を向く主面が設けられ、前記分割コアブロックの前記凸部および前記凹部のそれぞれに設けられた前記主面は、隣接する分割コアブロックの前記凹部および前記凸部のそれぞれに設けられた前記主面と接触することで、前記隣接する分割コアブロックの径方向の移動および周方向の移動を規制するように構成され、前記凸部および前記凹部のそれぞれには、前記コアバック部の基端部から周方向の先端部に亘って、前記コアバック部の内周側から外周側にへこむ内側凹部が形成された段部、および、前記コアバック部の基端部から周方向の先端部に亘って、前記コアバック部の外周側から内周側にへこむ外側凹部が形成された段部のいずれかが設けられ、前記主面は、前記段部に設けられ、前記分割コアブロックの前記凸部に設けられた前記主面、および、隣接する分割コアブロックの前記凹部に設けられた前記主面のうち、一方は嵌合凹面を有し、他方は嵌合凸面を有し、前記嵌合凹面と前記嵌合凸面とが嵌合している、コア。

本発明によれば、磁気的な性能の低下を防止しつつ、ハウジング組み付け作業性の向上を図ることができる。

回転電機を示す半断面図。 ステータの斜視図。 第１の実施の形態に係るステータコアの斜視図。 第１の実施の形態において、隣り合う分割コアブロック同士を連結する様子を示す斜視図。 第１の実施の形態に係る第１コア部材および第２コア部材を示す平面図。 第２の実施の形態に係る第１コア部材および第２コア部材を示す平面図。 第２の実施の形態において、隣り合う分割コアブロック同士を連結する様子を示す斜視図。 第３の実施の形態に係る第１コア部材および第２コア部材を示す平面図。 第３の実施の形態において、隣り合う分割コアブロック同士を連結する様子を示す斜視図。 第４の実施の形態に係る第１コア部材および第２コア部材を示す平面図。 第４の実施の形態において、隣り合う分割コアブロック同士を連結する様子を示す斜視図。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
本発明による回転電機は、たとえば回転電機のみによって走行する純粋な電気自動車や、エンジンと回転電機の双方によって駆動されるハイブリッド型の電気自動車に適用できる。

−第１の実施の形態−
図１は、回転電機１００を示す半断面図である。回転電機１００は、電動機または発電機として作動するものであり、ロータ２と、ステータ１と、ロータ２およびステータ１を保持するハウジング９とを有している。

ロータ２は、円筒状のステータ１の内側において、回転可能に配設されている。ロータ２は、円筒状のロータコア７と、永久磁石６とを備えている。ロータコア７の中空部には円柱状のシャフト８が圧入され、ロータコア７がシャフト８に固定されている。ロータコア７の外周近傍には、永久磁石６がロータコア７の周方向に沿って等間隔に配設されている。永久磁石６はロータ２の界磁極として作用する。三相交流電流がステータコイル５に流されると、回転磁界がステータ１に発生し、この回転磁界がロータ２の永久磁石６に作用してトルクが生じる。

ハウジング９は、円筒状の円筒部９ａと、円筒部９ａの両端に設けられた端板とを備えている。一方の端板には軸受１１ａが設けられ、他方の端板には軸受１１ｂが設けられている。ステータ１は円筒部９ａにより保持され、ロータ２のシャフト８は円筒部９ａの両端の端板のそれぞれに設けられた軸受１１ａ，１１ｂにより回転自在に保持されている。

図２はステータ１の斜視図である。ステータ１は、円筒状のステータコア１４０と、ステータコイル５からなるＵ相巻線、Ｖ相巻線およびＷ相巻線とを備えている。

図３は、ステータ１のステータコア１４０のみを示す斜視図である。図３に示すように、ステータコア１４０の内周側には、ステータコア１４０の中心軸ＣＬ（すなわちロータ２の回転中心軸）に平行な方向（以下、単に軸方向とも記す）に延在する複数のスロット１４９とティース１４４とが交互に、かつステータコア１４０の周方向（以下、単に周方向とも記す）に等間隔となるように形成されている。

図３に示すように、各ティース１４４は、環状のバックヨーク（コアバック）１４３から中心軸ＣＬに向かって突出するように、周方向に一定幅で形成されている。各ティース１４４は、ステータコイル５（図２参照）に交流電力が供給されることにより発生した回転磁界をロータ２に導き、ロータ２に回転トルクを発生させる働きをする。

ステータコア１４０は、１２個の分割コアブロック１４１で構成され、１２個の分割コアブロック１４１が周方向に配設されることで円筒状を呈している。換言すれば、ステータコア１４０は周方向に１２個の分割コアブロック１４１に分割されている。各分割コアブロック１４１は、同様の形状とされている。

分割コアブロック１４１の各々は、コアバック部１４３ｐと、コアバック部１４３ｐから径方向内側に突出する１つのティース１４４とを有している。バックヨーク１４３は、周方向に沿って配置された１２個のコアバック部１４３ｐが連結されることで環状を呈している。一の分割コアブロック１４１は、周方向で隣接する他の分割コアブロック１４１との間で１つのスロット１４９を区画するように平面視Ｔ字状に形成されている。

図２に示すように、複数のステータコイル５が電気的に接続されて、Ｕ相巻線、Ｖ相巻線およびＷ相巻線のそれぞれが形成される。図１に示すように、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相巻線のそれぞれの端部には、電源接続用端子５９が設けられている。電源接続用端子５９は、図示しない導電部材を介して電力変換装置（インバータ）に接続される。図示しないバッテリからの直流電力は、電力変換装置により交流電力に変換され、電源接続用端子５９を介して各相巻線に供給されることで、回転磁界が発生し、ロータ２が回転する。

図２に示すように、分割コアブロック１４１のティース１４４には、インシュレータ２１が取り付けられ、ステータコイル５を構成する絶縁被覆導線１０５がインシュレータ２１を介してティース１４４に集中的に巻回されている。インシュレータ２１は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の絶縁性を有する樹脂材料で形成されている。

図４は、隣り合う分割コアブロック１４１同士を連結する様子を示す斜視図である。図４に示すように、分割コアブロック１４１は、第１コア部材１５１と、第２コア部材１５２とが軸方向に交互に積層されてなる。

第１コア部材１５１および第２コア部材１５２は、たとえば、厚さ０．０５〜１．０ｍｍ程度の電磁鋼板をプレス加工により打ち抜いて形成されたコアプレートを複数枚積層して形成されている。コアプレートの積層方向は、軸方向と平行とされている。

分割コアブロック１４１は、第１コア部材１５１を構成する複数枚のコアプレートの束（積層体）と、第２コア部材１５２を構成する複数枚のコアプレートの束（積層体）とを交互に配置した後、パンチ等を使用してＶ加締めや丸加締めを行って加締め部１９０（図５参照）を形成する。これにより、分割コアブロック１４１を構成するコアプレートが固定され、一体となる。なお、分割コアブロック１４１を固定する方法は、各第１コア部材１５１および各第２コア部材１５２をそれぞれ加締め固定してから、第１コア部材１５１と第２コア部材１５２とを交互に積層して、全体を加締め固定してもよい。また、ステータコア１４０の外周面を軸方向に溶接して、分割コアブロック１４１を構成する複数のコアプレートを結合してもよい。

図５を参照して、第１コア部材１５１および第２コア部材１５２について説明する。図５（ａ）は第１コア部材１５１を示す平面図であり、図５（ｂ）は第２コア部材１５２を示す平面図である。第１コア部材１５１および第２コア部材１５２は、それぞれコアバック部１５３と、コアバック部１５３から径方向内側に突出する１つのティース部１５４とを有している。

分割コアブロック１４１のコアバック部１４３ｐ（図３参照）は、複数の第１コア部材１５１のコアバック部１５３および複数の第２コア部材１５２のコアバック部１５３が軸方向に固定されることで形成される。分割コアブロック１４１のティース１４４（図３参照）は、複数の第１コア部材１５１のティース部１５４および複数の第２コア部材１５２のティース部１５４が軸方向に固定されることで形成される。

第１コア部材１５１および第２コア部材１５２は、コアバック部１５３において、ティース部１５４の中心軸ＴＣＬから周方向の一方に延在する部分よりも、中心軸ＴＣＬから周方向の他方に延在する部分の方が長くなるように形成されている。つまり、図中、θ１とθ２の大小関係は、θ１＞θ２とされている。θ１は、ステータコア１４０の中心軸ＣＬとコアバック部１５３の周方向一端とを結ぶ線分と、ティース部１５４の中心軸ＴＣＬとのなす角度である。θ２は、ステータコア１４０の中心軸ＣＬとコアバック部１５３の他端とを結ぶ線分と、ティース部１５４の中心軸ＴＣＬとのなす角度である。なお、ティース部１５４の中心軸ＴＣＬとは、ティース部１５４の幅方向（すなわち、周方向）の中心軸のことを指す。

第１コア部材１５１と第２コア部材１５２とは、同一形状であるが、配置の際の表裏の向きが異なっている。つまり、第２コア部材１５２は第１コア部材１５１を裏返したものに相当し、第１コア部材１５１は第２コア部材１５２を裏返したものに相当する。

第１コア部材１５１と第２コア部材１５２は、同一形状のため、第１コア部材１５１を代表して、形状の詳細な説明をする。図５（ａ）の左下において、各部位を概念的に示した図も記している。図５（ａ）の各部位の概念図に示すように、第１コア部材１５１のコアバック部１５３は、基端部１６０と、内周凸部１６２と、外周凸部１７２とを備えている。

基端部１６０は、ティース部１５４が設けられる部位であり、ティース部１５４の中心軸ＴＣＬから一定の径方向の幅で周方向に延在する部位である。内周凸部１６２は、基端部１６０の周方向一端（図示左端）から周方向外方に突出する部位であり、基端部１６０の内周側が連続的に周方向外方に延在する部位である。換言すれば、第１コア部材１５１には、コアバック部１５３の基端部１６０から周方向の一端側（図中左端側）の先端部に亘って、コアバック部１５３の外周側から内周側にへこむ外側凹部１６４が形成されることで、内周凸部１６２と基端部１６０とで段部（以下、内凸段部１６１と記す）が形成されている。

外周凸部１７２は、基端部１６０の周方向他端（図示右端）から周方向外方に突出する部位であり、基端部１６０の外周側が連続的に周方向外方に延在する部位である。換言すれば、コアバック部１５３の基端部１６０から周方向の他端側（図中右端側）の先端部に亘って、第１コア部材１５１には、コアバック部１５３の内周側から外周側にへこむ内側凹部１７４が形成されることで、外周凸部１７２と基端部１６０とで段部（以下、外凸段部１７１と記す）が形成されている。

図５（ａ）に示すように、内凸段部１６１の外側凹部１６４は、周方向外側が開放された平面視Ｌ字状の窪みであって、径方向外方を向く湾曲面状の主面（以下、外向き主面１６５と記す）と、外向き主面１６５における中心軸ＴＣＬ側の端部から径方向外方に立ち上がる側面１６８とを有している。

外向き主面１６５は、周方向に沿って形成され、外向き主面１６５の周方向中央部には径方向外方に突出する嵌合凸部１６６が形成されている。嵌合凸部１６６は、平面視で半円状に湾曲した嵌合凸面を有している。

外凸段部１７１の内側凹部１７４は、周方向外側が開放された平面視Ｌ字状の窪みであって、径方向内方を向く湾曲面状の主面（以下、内向き主面１７５と記す）と、内向き主面１７５における中心軸ＴＣＬ側の端部から径方向外方に立ち上がる側面１６９とを有している。

内向き主面１７５は、周方向に沿って形成され、内向き主面１６５の周方向中央部には径方向外方にへこむ嵌合凹部１７６が形成されている。嵌合凹部１７６は、平面視で半円状に湾曲された嵌合凹面を有している。

本実施の形態では、ティース部１５４の中心軸ＴＣＬから基端部１６０の周方向一端（図示左端）までの周方向長さが、ティース部１５４の中心軸ＴＣＬからコアバック部１５３の周方向他端（図示右端）までの周方向長さと同じになるように設定されている。つまり、側面１６８と、ティース部１５４の中心軸ＴＣＬとのなす角度θ２が、外周凸部１７２の周方向端面と、ティース部１５４の中心軸ＴＣＬとのなす角度θ２とが等しい。

外周凸部１７２の周長（具体的には、外向き主面１６５の周方向長さ）と、内周凸部１６２の周長（具体的には、内向き主面１７５の周方向長さ）とは等しく設定され、隣り合う分割コアブロック１４１同士の外凸段部１７１と内凸段部１６１とが嵌合する構成とされている。換言すれば、外周凸部１７２の中心角θｒは、内周凸部１６２の中心角θｒと等しい。このため、ティース部１５４の中心軸ＴＣＬと側面１６９とのなす角度θ３は、角度θ２から中心角θｒを差し引いた角度となる。なお、外周凸部１７２の中心角θｒとは、内向き主面１７５と、内向き主面１７５の周方向両端部と中心軸ＣＬとを結んで画成される扇状領域の中心角のことを指す。内周凸部１６２の中心角θｒとは、外向き主面１６５と、外向き主面１６５の周方向両端部と中心軸ＣＬとを結んで画成される扇状領域の中心角のことを指す。

第１コア部材１５１と第２コア部材１５２を交互に積層すると、図４（ａ）に示すように、周方向に突出する凸部Ｖ１と、周方向にへこむ凹部Ｃ１とが軸方向に交互に形成される。なお、本実施の形態では、周方向一端側では上から凸部Ｖ１、凹部Ｃ１、凸部Ｖ１、凹部Ｃ１・・・の順で形成され、周方向他端側では上から凹部Ｃ１、凸部Ｖ１、凹部Ｃ１、凸部Ｖ１・・・の順で形成される。これにより、分割コアブロック１４１の周方向両端部がそれぞれ櫛歯状を呈している。

図４に示すように、以下では、説明の便宜上、図中左側の分割コアブロック１４１を第１分割ブロック１４１Ａと記し、第１分割ブロック１４１Ａに隣接する図中右側の分割コアブロック１４１を第２分割ブロック１４１Ｂと記す。

分割コアブロック１４１同士を連結するには、第１分割ブロック１４１Ａの凹部Ｃ１と、第２分割ブロック１４１Ｂの凸部Ｖ１とを嵌合し、第１分割ブロック１４１Ａの凸部Ｖ１と第２分割ブロック１４１Ｂの凹部Ｃ１とを嵌合する。

軸方向に交互に形成される凸部Ｖ１と凹部Ｃ１が嵌合することで、第１分割ブロック１４１Ａを構成する第２コア部材１５２の内凸段部１６１の軸方向に向く端面と、第２分割ブロック１４１Ｂを構成する第１コア部材１５１の内凸段部１６１の軸方向に向く端面とが軸方向に重なる。図５（ａ）の右下に記す模式図におけるハッチング部が、重なり部Ｌに相当する。重なり部Ｌは、重なり部Ｌの両端から中心軸ＣＬに延びる線を引いたときに画成される扇状領域の中心角が、角度θ１から角度θ３を差し引いた角度、すなわち、中心角θｒの２倍分の角度となる。このように、本実施の形態では、コアバック部１５３の一部の軸方向端面が、隣接する分割コアブロック１４１のコアバック部１５３の一部の軸方向端面と重なり部Ｌで重なる。したがって、分割コアブロック１４１は、周方向に隣接する分割コアブロック１４１によって、軸方向の移動が規制される。

図４（ｂ）に示すように、分割コアブロック１４１同士が連結されると、図５に示す第１分割ブロック１４１Ａを構成する第１コア部材１５１における外凸段部１７１の外周凸部１７２の内向き主面１７５と、第２分割ブロック１４１Ｂを構成する第１コア部材１５１における内凸段部１６１の内周凸部１６２の外向き主面１６５とが径方向で重なる。

第１分割ブロック１４１Ａを構成する第２コア部材１５２における内凸段部１６１の内周凸部１６２の外向き主面１６５と、第２分割ブロック１４１Ｂを構成する第２コア部材１５２における外凸段部１７１の外周凸部１７２の内向き主面１７５とが径方向で重なる。

このように、各凹部Ｃ１に設けられた内向き主面１７５と、各凸部Ｖ１に設けられた外向き主面１６５とが径方向で重なり、当接する構成とされているので、一の分割コアブロック１４１は、周方向に隣接する他の分割コアブロック１４１によって、径方向の移動が規制される。

分割コアブロック１４１同士が連結されると、第１分割ブロック１４１Ａを構成する第１コア部材１５１における外凸段部１７１の外周凸部１７２の内向き主面１７５に設けられた嵌合凹部１７６と、第２分割ブロック１４１Ｂを構成する第１コア部材１５１における内凸段部１６１の内周凸部１６２の外向き主面１６５に設けられた嵌合凸部１６６とが嵌合する。

第１分割ブロック１４１Ａを構成する第２コア部材１５２における内凸段部１６１の内周凸部１６２の外向き主面１６５に設けられた嵌合凸部１６６と、第２分割ブロック１４１Ｂを構成する第２コア部材１５２における外凸段部１７１の外周凸部１７２の内向き主面１７５に設けられた嵌合凹部１７６とが嵌合する。

このように、各凹部Ｃ１の内向き主面１７５において径方向外方に向かって凹む嵌合凹部１７６と、各凸部Ｖ１の外向き主面１６５において径方向外方に向かって突出する嵌合凸部１６６とが嵌合する構成とされている。このため、一の分割コアブロック１４１は、周方向に隣接する他の分割コアブロック１４１によって、周方向の移動が規制される。

なお、分割コアブロック１４１同士を連結するために、内周凸部１６２を内側凹部１７４に嵌め合わせる際（すなわち、外周凸部１７２を外側凹部１６４に嵌め合わせる際）、嵌合凸部１６６が内向き主面１７５に接触する。その結果、内周凸部１６２および外周凸部１７２のそれぞれに互いを離隔させるような押圧力が作用する。内周凸部１６２は径方向内方にわずかに曲げ変形し、外周凸部１７２は径方向外方にわずかに曲げ変形する。嵌合凸部１６６と嵌合凹部１７６とが嵌合すると、変形していた内周凸部１６２および外周凸部１７２は、変形前の状態に戻る。

本実施の形態では、内周凸部１６２および外周凸部１７２は、コアプレートの積層方向（すなわちコアプレートの厚み方向）と直交する径方向に変形するので、変形量が弾性域内で抑えられ、分割コアブロック１４１同士を連結した後に、密着度が低下することが防止される。

１２個の分割コアブロック１４１の結合方法としては、たとえば、周方向に所定の間隔をあけて１２個の分割コアブロック１４１を配置し、治具（不図示）により、径方向外方から径方向内方に向けて各分割コアブロック１４１を移動させることで、図３に示すような一体のステータコア１４０を形成することができる。なお、説明の便宜上、分割コアブロック１４１同士の連結を説明する図３および図４では、インシュレータ２１やステータコイル５の図示を省略している。しかしながら、実際の組立作業時には、各分割コアブロック１４１には、予めインシュレータ２１が装着され、ステータコイル５が巻回されている。このため、分割コアブロック１４１同士を連結すると、図２に示すような一体のステータ１を形成することができる。なお、１２個の分割コアブロック１４１を同時に連結する場合に限らず、１つずつ分割コアブロック１４１を隣接する分割コアブロック１４１に連結させてもよい。

１２個の分割コアブロック１４１を連結した後、各分割コアブロック１４１から軸方向に延出されたステータコイル５の引出し線１０５ａ同士を接続する。分割コアブロック１４１ごとに装着されたステータコイル５はスター結線等にて結線される。本実施の形態では、隣り合う分割コアブロック１４１同士が渡り線１０５ｂを介して接続されている。渡り線１０５ｂは、引出し線１０５ａ同士を接続する絶縁被覆導線１０５であり、ステータコア１４０の軸方向一端側で周方向に沿って配置されている。

なお、渡り線１０５ｂは、ステータコイル５とは別の導電部材（絶縁被覆導線１０５）とする場合に限定されることはなく、ステータコイル５を複数の分割コアブロック１４１に連続して巻回することで渡り線１０５ｂを形成してもよい。渡り線１０５ｂの周方向長さが製作公差等で設計値よりも長い場合、渡り線１０５ｂによって接続される分割コアブロック１４１同士を引き離すように、渡り線１０５ｂの弾性力が分割コアブロック１４１に作用する。特に、複数の分割コアブロック１４１に連続して巻回するような場合、渡り線１０５ｂから各分割コアブロック１４１に作用する力が顕著となる。

本実施の形態では、上述したように、分割コアブロック１４１同士の周方向の移動が、嵌合凹部１７６および嵌合凸部１６６によって規制されるため、分割コアブロック１４１に渡り線１０５ｂの弾性力が作用したとしても、分割コアブロック１４１が周方向にズレることが防止される。

上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）分割コアブロック１４１のコアバック部１５３には、周方向に隣接する分割コアブロック１４１に嵌合し、隣接する分割コアブロック１４１の軸方向の移動を規制する凸部Ｖ１および凹部Ｃ１が軸方向に交互に形成されている。凸部Ｖ１および凹部Ｃ１のそれぞれには、径方向を向く主面（外向き主面１６５、内向き主面１７５）が設けられている。一の分割コアブロック１４１の凸部Ｖ１に設けられた主面（外向き主面１６５）は、周方向に隣接する他の分割コアブロック１４１の凹部Ｃ１に設けられた主面（内向き主面１７５）と接触する。一の分割コアブロック１４１の凹部Ｃ１に設けられた主面（内向き主面１７５）は、周方向に隣接する他の分割コアブロック１４１の凸部Ｖ１に設けられた主面（外向き主面１６５）と接触する。外向き主面１６５および内向き主面１７５は、互いに接触することで、隣接する分割コアブロック１４１の径方向の移動および周方向の移動を規制するように構成されている。

これにより、ハウジング９へステータ１を圧入する際に、分割コアブロック１４１の位置ズレを防止することができる。その結果、ハウジング組み付け作業性の向上を図ることができる。なお、分割コアブロック１４１の径方向、周方向および軸方向の移動が規制されない構造では、位置決めリング（不図示）によって複数個の分割コアブロック１４１を保持したとしても、位置決めリング（不図示）から離れるにしたがって、分割コアブロック１４１が径方向外方に広がってしまうおそれがある。その結果、ステータ１をハウジング９に圧入できなくなってしまうおそれがある。また、ハウジング９にステータ１を無理に圧入してしまうと、分割コアブロック１４１の端部が変形してしまったり、ハウジング９が削れてしまうおそれがある。

これに対して、本実施の形態では、分割コアブロック１４１同士が径方向、軸方向および周方向のいずれにもズレることのないように、一体的に結合されているので、ステータ１のハウジング９への圧入作業を容易に行うことができる。また、圧入の際に、ステータ１やハウジング９が変形してしまったり、削れてしまったりすることを防止できる。

（２）特許文献１に記載の積層鉄心では、一の分割鉄心ブロック１３の嵌合凹部１８の軸方向に向く内側面に設けられた凹部２５および凸部２６に、隣接する他の分割鉄心ブロック１３の嵌合凸部２０の軸方向に向く外側面に設けられた凸部２６および凹部２５が嵌合される構成である。

特許文献１に記載の分割鉄心ブロック１３は、厚さの薄い鉄心片を軸方向に積層する構成であり、径方向や周方向に比べて、軸方向の曲げ剛性が低い。このため、嵌合凹部１８に嵌合凸部２０を嵌合する際、凸部２６が凹部２５に嵌入するまでの間、凸部２６が鉄心片を積層方向に押圧し、嵌合凹部１８の軸方向の間隔が広がるように鉄心片が大きく変形してしまうおそれがある。特許文献１に記載の分割鉄心ブロック１３では、軸方向の曲げ剛性が低いため、径方向や周方向に力が作用する場合に比べて、変形量が大きく、塑性域に至ってしまい、凸部２６と凹部２５とが嵌合した後、鉄心片が元の形状に戻らなくなってしまうおそれがある。鉄心片が変形したままであると、鋼板同士の軸方向の密着度や、隣接する分割鉄心ブロック同士の密着度を低下させ、回転電機の磁気的な性能の低下を招くおそれがある。

これに対して、本実施の形態では、凹部Ｃ１と凸部Ｖ１を嵌め合わせる際、内周凸部１６２および外周凸部１７２は、コアプレートの積層方向（すなわちコアプレートの厚み方向）と直交する径方向に変形するので、変形量が弾性域内で抑えられ、分割コアブロック１４１同士を連結した後に、密着度が低下することが防止される。したがって、本実施の形態によれば、回転電機１００の磁気的な性能の低下を防止することができる。

（３）本実施の形態では、凸部Ｖ１において、コアバック部１５３の基端部１６０から周方向の先端部に亘って、コアバック部１５３の外周側から内周側にへこむ外側凹部１６４が形成された内凸段部１６１を設け、この内凸段部１６１に外向き主面１６５を形成した。コアバック部１５３の基端部１６０から周方向の先端部に亘って、コアバック部１５３の内周側から外周側にへこむ内側凹部１７４が形成された外凸段部１７１を設け、この外凸段部１７１に内向き主面１７５を形成した。このような構成によれば、分割コアブロック１４１の成形性がよく、外向き主面１６５と内向き主面１７５の接触面積を十分に確保できる。

（４）本実施の形態では、分割コアブロック１４１の凸部Ｖ１に設けられた外向き主面１６５、および、周方向に隣接する分割コアブロック１４１の凹部Ｃ１に設けられた内向き主面１７５のうち、一方の主面である内向き主面１７５が嵌合凹面を有し、他方の主面である外向き主面１６５が嵌合凸面を有し、嵌合凹面と嵌合凸面とが嵌合している。嵌合凹面と嵌合凸面とを嵌合させることで、分割コアブロック１４１同士の周方向の移動を規制できる。

（５）各分割コアブロック１４１は、同一の形状であるので、製作工数の低減を図ることができる。

−第２の実施の形態−
本発明の第２の実施の形態を図６および図７を参照して説明する。なお、図中、第１の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。図６は、図５と同様の図である。図６（ａ）は第１コア部材２５１を示す平面図であり、図６（ｂ）は第２コア部材２５２を示す平面図である。図６では、側面１６８と外向き主面２６５との交点、および、側面１６９と内向き主面２７５との交点を通る、ステータコアの中心軸ＣＬ（図６において不図示）を中心とした仮想円弧ＣＡを二点鎖線で示している。

第１の実施の形態では、外向き主面１６５に嵌合凸部１６６を設け、内向き主面１７５に嵌合凹部１７６を設け、両者を嵌合させることで、分割コアブロック１４１の周方向の移動を規制する構成であった（図４参照）。これに対して、第２の実施の形態では、嵌合凸部１６６および嵌合凹部１７６を設けることに代えて、外向き主面２６５と内向き主面２７５を周方向の接線方向から角度θだけ傾けて、周方向の移動を規制する構成としている。

つまり、第２の実施の形態では、内凸段部２６１の内周凸部２６２および外凸段部２７１の外周凸部２７２の形状が、第１の実施の形態の内凸段部１６１の内周凸部１６２および外凸段部１７１の外周凸部１７２の形状と異なっている。第２の実施の形態では、コアバック部２５３の周方向端部における嵌め合い部分が、蟻継形状でみられる傾斜面のように、互いに離れることを防ぐ構成とされている。

図６に示すように、第１コア部材２５１と第２コア部材２５２は、配置の際に表裏の向きは異なるが、同一形状のため、第１コア部材２５１を代表して、形状の詳細な説明をする。

図６（ａ）に示すように、第１コア部材２５１には、コアバック部２５３の基端部１６０から周方向の一端側（図中左端側）の先端部に亘って、コアバック部２５３の外周側から内周側にへこむ外側凹部２６４が形成されることで、内周凸部２６２と基端部１６０とで段部（以下、内凸段部２６１と記す）が形成されている。

第１コア部材２５１には、コアバック部２５３の基端部１６０から周方向の他端側（図中右端側）の先端部に亘って、コアバック部２５３の内周側から外周側にへこむ内側凹部２７４が形成されることで、外周凸部２７２と基端部１６０とで段部（以下、外凸段部２７１と記す）が形成されている。

内凸段部２６１の外側凹部２６４は、周方向外側が開放された平面視Ｌ字状の窪みであって、径方向外方を向く平面状の主面（以下、外向き主面２６５と記す）と、外向き主面２６５における中心軸ＴＣＬ側の端部から径方向外方に立ち上がる側面１６８とを有している。

外向き主面２６５は、周方向の接線（すなわちステータコアの中心軸ＣＬ（図６において不図示）を中心とする仮想円弧ＣＡの接線）ＴＬ方向に対してθだけ径方向外方に向けて傾けられるように形成されている。平面状の外向き主面２６５の反対側の面、すなわちコアバック部２５３の内周側面は、周方向に沿った湾曲面状に形成されている。

内周凸部２６２は基端部１６０から先端部に向かって、径方向の幅が広がる形状とされている。つまり、内周凸部２６２は、基端部１６０から径方向外方に向かうにしたがって断面積が増加する形状とされている。

外凸段部２７１の内側凹部２７４は、周方向外側が開放された平面視Ｌ字状の窪みであって、径方向内方を向く平面状の主面（以下、内向き主面２７５と記す）と、内向き主面２７５における中心軸ＴＣＬ側の端部から径方向外方に立ち上がる側面１６９とを有している。

内向き主面２７５は、周方向の接線（すなわちステータコアの中心軸ＣＬ（図６において不図示）を中心とする仮想円弧ＣＡの接線）接線ＴＬ方向に対してθだけ径方向内方に向けて傾けられるように形成されている。平面状の内向き主面２７５の反対側の面、すなわちコアバック部２５３の外周側面は、周方向に沿った湾曲面状に形成されている。

外周凸部２７２は基端部１６０から先端部に向かって、径方向の幅が広がる形状とされている。つまり、外周凸部２７２は、基端部１６０から径方向外方に向かうにしたがって断面積が増加する形状とされている。

図７は、図４と同様の図である。図７は第２の実施の形態において、隣り合う分割コアブロック２４１同士を連結する様子を示す斜視図である。図７（ａ）に示すように、第１コア部材２５１と第２コア部材２５２を交互に積層すると、周方向に突出する凸部Ｖ２と、周方向にへこむ凹部Ｃ２とが軸方向に交互に形成される。

図７に示すように、以下では、説明の便宜上、図中左側の分割コアブロック２４１を第１分割ブロック２４１Ａと記し、第１分割ブロック２４１Ａに隣接する図中右側の分割コアブロック２４１を第２分割ブロック２４１Ｂと記す。

第１分割ブロック２４１Ａの凹部Ｃ２と、第２分割ブロック２４１Ｂの凸部Ｖ２とを嵌合し、第１分割ブロック２４１Ａの凸部Ｖ２と第２分割ブロック２４１Ｂの凹部Ｃ２とを嵌合することで、第１分割ブロック２４１Ａと第２分割ブロック２４１Ｂとが連結される。

分割コアブロック２４１同士が連結されると、第１分割ブロック２４１Ａ（第２分割ブロック２４１Ｂ）における外周凸部２７２の内向き主面２７５と、第２分割ブロック２４１Ｂ（第１分割ブロック２４１Ａ）における内周凸部２６２の外向き主面２６５とが径方向で重なる。なお、内向き主面２７５と外向き主面２６５は、周方向の接線方向からθだけ傾くように形成されているので、周方向でも重なっている。外向き主面２６５は、仮想円弧ＣＡよりも径方向外方に位置するように傾斜し、内向き主面２７５は、仮想円弧ＣＡよりも径方向内方に位置するように傾斜している。このため、一の分割コアブロック２４１は、周方向に隣接する分割コアブロック２４１によって、隣り合う分割コアブロック２４１同士が離隔するような周方向の移動が規制される。

なお、第１の実施の形態と同様、分割コアブロック２４１同士を連結する際、内周凸部２６２は径方向内方にわずかに曲げ変形し、外周凸部２７２は径方向外方にわずかに曲げ変形するが、弾性域内での変形量に抑えられる。

このように、第２の実施の形態では、内側凹部２７４が形成された外凸段部２７１には、コアバック部２５３の外周部が周方向に延在する外周凸部２７２が設けられている。外側凹部２６４が形成された内凸段部２６１には、コアバック部２５３の内周部が周方向に延在する内周凸部２６２が設けられている。分割コアブロック２４１の外周凸部２７２および内周凸部２６２は、それぞれ基端から先端に向かって、径方向の幅が広がるように、内向き主面１７５および外向き主面２６５が周方向の接線ＴＬ方向に対して傾けられている。このため、嵌合凹部や嵌合凸部を設けない場合であっても、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏する。

−第３の実施の形態−
本発明の第３の実施の形態を図８および図９を参照して説明する。なお、図中、第１の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。図８は、図５と同様の図である。図８（ａ）は第１コア部材３５１を示す平面図であり、図８（ｂ）は第２コア部材３５２を示す平面図である。図９は、隣り合う分割コアブロック３４１同士を連結する様子を示す斜視図である。

第１の実施の形態では、１２個の分割コアブロック１４１が全て同一形状とされていた。これに対して、第３の実施の形態では、２種類の分割コアブロック３４１を備えている。図９に示すように、２種類の分割コアブロック３４１をそれぞれＸ分割コアブロック３４１ＸおよびＹ分割コアブロック３４１Ｙと記す。Ｘ分割コアブロック３４１ＸとＹ分割コアブロック３４１Ｙは、互いに隣り合うように、周方向に交互に配置されて、円筒状のステータコアが形成される（不図示）。

図９に示すように、Ｘ分割コアブロック３４１Ｘは、上から第１コア部材３５１、第２コア部材３５２、第１コア部材３５１、第２コア部材３５２・・・の順で交互に積層されている。Ｙ分割コアブロック３４１Ｙは、上から第２コア部材３５２、第１コア部材３５１、第２コア部材３５２、第１コア部材３５１・・・の順で交互に積層されている。

第１の実施の形態では、第１コア部材１５１と第２コア部材１５２とが同一形状とされ、コアバック部１５３の周方向一端に内凸段部１６１が設けられ、コアバック部１５３の周方向他端に外凸段部１７１が設けられていた（図５参照）。これに対して、第３の実施の形態では、図８に示すように、第１コア部材３５１と第２コア部材３５２とが異なる形状とされている。

図８（ａ）に示すように、第１コア部材３５１は、コアバック部３５３の周方向両端に外凸段部３７１Ｌ，３７１Ｒが設けられている。図８（ｂ）に示すように、第２コア部材３５２は、コアバック部３５３の周方向両端に内凸段部３６１Ｌ，３６１Ｒが設けられている。

図９に示すように、Ｘ分割コアブロック３４１Ｘは、周方向両端のそれぞれにおいて、第１コア部材３５１の周方向端面と第２コア部材３５２の周方向端面とが、面一とされている。同様に、Ｙ分割コアブロック３４１Ｙは、周方向両端のそれぞれにおいて、第１コア部材３５１の周方向端面と第２コア部材３５２の周方向端面とが、面一とされている。

換言すれば、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、ステータコアの中心軸ＣＬ（図８において不図示）とコアバック部３５３の周方向一端（図示左端）とを結ぶ線分と、ティース部１５４の中心軸ＴＣＬとのなす角度θＬが、第１コア部材３５１と第２コア部材３５２とで同一とされている。同様に、ステータコアの中心軸ＣＬ（図８において不図示）とコアバック部３５３の周方向他端（図示右端）とを結ぶ線分と、ティース部１５４の中心軸ＴＣＬとの成す角度θＲが、第１コア部材３５１と第２コア部材３５２とで同一とされている。

第１コア部材３５１と第２コア部材３５２を交互に積層すると、図９に示すように、周方向に突出する凸部Ｖ３ｉ，Ｖ３ｏと、周方向にへこむ凹部Ｃ３ｉ，Ｃ３ｏとが軸方向に交互に形成される。Ｘ分割コアブロック３４１Ｘは、径方向内側では上から凹部Ｃ３ｉ、凸部Ｖ３ｉ、凹部Ｃ３ｉ、凸部Ｖ３ｉ・・・の順で形成され、径方向外側では上から凸部Ｖ３ｏ、凹部Ｃ３ｏ、凸部Ｖ３ｏ、凹部Ｃ３ｏ・・・の順で形成される。Ｙ分割コアブロック３４１Ｙは、径方向内側では上から凸部Ｖ３ｉ、凹部Ｃ３ｉ、凸部Ｖ３ｉ、凹部Ｃ３ｉ・・・の順で形成され、径方向外側では上から凹部Ｃ３ｏ、凸部Ｖ３ｏ、凹部Ｃ３ｏ、凸部Ｖ３ｏ・・・の順で形成される。

このような第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態の作用効果に加え、次の作用効果を奏する。
（６）コアバック部３５３の内周側および外周側のそれぞれで、隣接する分割コアブロック３４１の軸方向の移動を規制する凸部Ｖ３ｉ，Ｖ３ｏおよび凹部Ｃ３ｉ，Ｃ３ｏが軸方向に交互に形成されている。これにより、第１の実施の形態に比べて、分割コアブロック３４１の軸方向の移動を規制する第１コア部材３５１と第２コア部材３５２の軸方向端面同士の接触面積、すなわち重なり部Ｌの面積の拡大を容易に図ることができる。

−第４の実施の形態−
本発明の第４の実施の形態を図１０および図１１を参照して説明する。なお、図中、第２の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。図１０は、図６と同様の図である。図１０（ａ）は第１コア部材４５１を示す平面図であり、図１０（ｂ）は第２コア部材４５２を示す平面図である。図１０では、側面１６８と外向き主面２６５との交点、および、側面１６９と内向き主面２７５との交点を通る、ステータコアの中心軸ＣＬ（図１０において不図示）を中心とした仮想円弧ＣＡを二点鎖線で示している。図１１は、隣り合う分割コアブロック４４１同士を連結する様子を示す斜視図である。

第２の実施の形態では、１２個の分割コアブロック２４１が全て同一形状とされていた。これに対して、第４の実施の形態では、２種類の分割コアブロック４４１を備えている。図１１に示すように、２種類の分割コアブロック４４１をそれぞれＸ分割コアブロック４４１ＸおよびＹ分割コアブロック４４１Ｙと記す。Ｘ分割コアブロック４４１ＸとＹ分割コアブロック４４１Ｙは、互いに隣り合うように、周方向に交互に配置されて、円筒状のステータコアが形成される（不図示）。

図１１に示すように、Ｘ分割コアブロック４４１Ｘは、上から第１コア部材４５１、第２コア部材４５２、第１コア部材４５１、第２コア部材４５２・・・の順で交互に積層されている。Ｙ分割コアブロック３４１Ｙは、上から第２コア部材４５２、第１コア部材４５１、第２コア部材４５２、第１コア部材４５１・・・の順で交互に積層されている。

第２の実施の形態では、第１コア部材２５１と第２コア部材２５２とが同一形状とされ、コアバック部２５３部の周方向一端に内凸段部２６１が設けられ、コアバック部２５３の周方向他端に外凸段部２７１が設けられていた（図６参照）。これに対して、第４の実施の形態では、図１０に示すように、第１コア部材４５１と第２コア部材４５２とが異なる形状とされている。

図１０（ａ）に示すように、第１コア部材４５１は、コアバック部４５３の周方向両端に外凸段部４７１Ｌ，４７１Ｒが設けられている。図１０（ｂ）に示すように、第２コア部材４５２は、コアバック部４５３の周方向両端に内凸段部４６１Ｌ，４６１Ｒが設けられている。

図１１に示すように、Ｘ分割コアブロック４４１Ｘは、周方向両端のそれぞれにおいて、第１コア部材４５１の周方向端面と第２コア部材４５２の周方向端面とが、面一とされている。同様に、Ｙ分割コアブロック４４１Ｙは、周方向両端のそれぞれにおいて、第１コア部材４５１の周方向端面と第２コア部材４５２の周方向端面とが、面一とされている。つまり、第３の実施の形態と、同様の特徴を備えている。

このため、第１コア部材４５１と第２コア部材４５２を交互に積層すると、図１１に示すように、周方向に突出する凸部Ｖ４ｉ，Ｖ４ｏと、周方向にへこむ凹部Ｃ４ｉ，Ｃ４ｏとが軸方向に交互に形成される。Ｘ分割コアブロック４４１Ｘは、径方向内側では上から凹部Ｃ４ｉ、凸部Ｖ４ｉ、凹部Ｃ４ｉ、凸部Ｖ４ｉ・・・の順で形成され、径方向外側では上から凸部Ｖ４ｏ、凹部Ｃ４ｏ、凸部Ｖ４ｏ、凹部Ｃ４ｏ・・・の順で形成される。Ｙ分割コアブロック４４１Ｙは、径方向内側では上から凸部Ｖ４ｉ、凹部Ｃ４ｉ、凸部Ｖ４ｉ、凹部Ｃ４ｉ・・・の順で形成され、径方向外側では上から凹部Ｃ４ｏ、凸部Ｖ４ｏ、凹部Ｃ４ｏ、凸部Ｖ４ｏ・・・の順で形成される。

このような第４の実施の形態によれば、第２の実施の形態の作用効果に加え、第３の実施の形態で説明した（６）と同様の作用効果を奏する。

次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
（変形例１）
上述した実施の形態では、隣り合う分割コアブロック同士を連結し、軸方向、径方向および周方向の移動を規制するための構成を全ての第１コア部材と第２コア部材とに設ける例について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図４に示す分割コアブロック１４１において、軸方向の中間部（上から３段目から６段目まで）のコア部材については、左右対称形状で、段部が形成されないコア部材（不図示）を用いてもよい。

（変形例２）
本明細書において、円筒状とは、完全な円筒に限らず、これとほぼ同一で、本願発明の効果を奏するような略円筒を含む。

（変形例３）
上述した実施の形態では、１２個の分割コアブロックを周方向に配置してなる円筒状のステータコアを例に説明したが、本発明はこれに限定されない。少なくとも２以上の分割コアブロックからなる円筒状のステータコアに本発明を適用することができる。

（変形例４）
上述した実施の形態では、ステータコアを例に説明したが、本発明はこれに限定されない。ロータコアを２以上の分割コアブロックに分割する場合に、本発明を適用してもよい。

（変形例５）
上述した実施の形態では、電磁鋼板をプレス加工により打ち抜いて形成したコアプレートを複数枚積層することで、第１コア部材および第２コア部材を形成する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、圧粉磁心等の軟磁性材料から形成することもできる。

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

１ ステータ、２ ロータ、５ ステータコイル、６ 永久磁石、７ ロータコア、８ シャフト、９ ハウジング、９ａ 円筒部、１００ 回転電機、１０５ 絶縁被覆導線、１４０ ステータコア、１４１ 分割コアブロック、１４１Ａ 第１分割ブロック、１４１Ｂ 第２分割ブロック、１４３ バックヨーク、１４３ｐ コアバック部、１４４ ティース、１４９ スロット、１５１ 第１コア部材、１５２ 第２コア部材、１５３ コアバック部、１５４ ティース部、１６０ 基端部、１６１ 内凸段部、１６２ 内周凸部、１６４ 外側凹部、１６５ 主面、１６６ 嵌合凸部、１６８ 側面、１６９ 側面、１７１ 外凸段部、１７２ 外周凸部、１７４ 内側凹部、１７５ 主面、１７６ 嵌合凹部、１９０ 加締め部、２４１ 分割コアブロック、２４１Ａ 第１分割ブロック、２４１Ｂ 第２分割ブロック、２５１ 第１コア部材、２５２ 第２コア部材、２５３ コアバック部、２６１ 内凸段部、２６２ 内周凸部、２６４ 外側凹部、２６５ 主面、２７１ 外凸段部、２７２ 外周凸部、２７４ 内側凹部、２７５ 主面、３４１ 分割コアブロック、３４１Ｘ Ｘ分割コアブロック、３４１Ｙ Ｙ分割コアブロック、３５１ 第１コア部材、３５２ 第２コア部材、３５３ コアバック部、３６１Ｌ，３６１Ｒ 内凸段部、３７１Ｌ，３７１Ｒ 外凸段部、４４１ 分割コアブロック、４４１Ｘ Ｘ分割コアブロック、４４１Ｙ Ｙ分割コアブロック、４５１ 第１コア部材、４５２ 第２コア部材、４５３ コアバック部、４６１Ｌ，４６１Ｒ 内凸段部、４７１Ｌ，４７１Ｒ 外凸段部
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３ｉ，Ｃ３ｏ，Ｃ４ｉ，Ｃ４ｏ 凹部、Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３ｉ，Ｖ３ｏ，Ｖ４ｉ，Ｖ４ｏ 凸部

Claims (2)

1. ２以上の分割コアブロックが配置されて円筒状を呈するコアであって、
   前記分割コアブロックのコアバック部には、隣接する分割コアブロックに嵌合し、前記隣接する分割コアブロックの軸方向の移動を規制する凸部および凹部が軸方向に交互に形成され、
   前記凸部および前記凹部のそれぞれには、径方向を向く主面が設けられ、
   前記分割コアブロックの前記凸部および前記凹部のそれぞれに設けられた前記主面は、隣接する分割コアブロックの前記凹部および前記凸部のそれぞれに設けられた前記主面と接触することで、前記隣接する分割コアブロックの径方向の移動および周方向の移動を規制するように構成され、
   前記凸部および前記凹部のそれぞれには、前記コアバック部の基端部から周方向の先端部に亘って、前記コアバック部の内周側から外周側にへこむ内側凹部が形成された段部、および、前記コアバック部の基端部から周方向の先端部に亘って、前記コアバック部の外周側から内周側にへこむ外側凹部が形成された段部のいずれかが設けられ、
   前記主面は、前記段部に設けられ、
   前記分割コアブロックの前記凸部に設けられた前記主面、および、隣接する分割コアブロックの前記凹部に設けられた前記主面のうち、一方は嵌合凹面を有し、他方は嵌合凸面を有し、
   前記嵌合凹面と前記嵌合凸面とが嵌合している、コア。
2. 請求項１に記載のコアを備える回転電機であって、
   前記コアは、ステータコアであり、
   前記ステータコアの内側にロータが配置される回転電機。

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