JPWO2008072443A1 - 電動モータの固定子 - Google Patents

Abstract

固定子鉄心の磁極ティースに巻き線するにあたって、従来固定子鉄心を展開して巻き線を行う技術が提供されていたが、特に２極の固定子の場合巻き線スペースの曲率が大きいことから依然として十分な巻き線を行うことが困難であった。本発明では、曲率の大きな巻き線スペースに対しても十分な量の巻き線を高密度で行えるようにする。磁極ティース（１１）にヒンジ部（１３ｅ，１３ｅ）を設けて極弧（１１ａ，１１ａ）を外周側へ展開させることにより、磁極ティース（１１）の両側の巻き線スペース（Ｓ，Ｓ）を同一直線上に直列に位置させた状態で巻き線を行う。

Description

この発明は、例えば電動工具に内蔵される電動モータの固定子（ステータ）に関するもので、特にその巻き線構造に関する。

従来、固定子あるいはその各磁極ティースに対する巻き線構造に関する技術として下記の特許文献に記載された技術が公知になっている。
特許文献１には、固定子をその周方向について、一つ若しくは複数の磁極ティースを含む複数のブロックに分割し、各磁極ティースに対する巻き線後、各ブロックを相互に結合して円環形状の固定子を製作する技術が開示されている。
特許文献２には、２極構造の固定子鉄心を２分割して、両分割鉄心の磁極ティースに対して巻き線作業を同時並行して行うことによりその高速化を図る技術が開示されている。
特許文献３には、円環形状の固定子鉄心の周方向適数箇所に薄肉部を設け、この薄肉部を経て当該固定子鉄心を展開し、この展開状態で磁極ティースに巻き線し、その後円環形状に戻す技術が開示されている。
特許第２８８８１４２号公報 特許第３１１３９３３号公報 特許第３１８１０２９号公報

しかしながら、例えば、上記特許文献２に開示された技術によれば、極弧（磁極ティースの先端から周方向に張り出した状態に設けられて、軸線方向から見ると円弧形状に湾曲した部分）の先端や固定子の円環部が巻き線時の障害となり、高密度で効率よく巻き線すること、特に、巻き線スペース内側への巻き線案内が困難であった。
また、例えば、上記特許文献３に開示された技術によれば、磁極ティースの巻き線量を多くすると、巻き線後、展開用の切り込み部を経て固定子を円環形状に閉じる際、若しくは各ブロックを相互に円環形状に結合する段階において、外周側の巻き線が切り込み部に噛み込まれるおそれがあるため巻き線スペースに見合った十分な巻き線量を確保することができなかった。この問題は、対向する２つの磁極ティースを有する２極の固定子の場合に、巻き線スペースの曲率（極弧の曲率）が大きくなるため特に顕著であった。
そこで、本発明は、主として磁極数の少ない固定子であって、特に巻き線スペースの曲率が最も大きくなる２極の固定子の磁極ティースに対しても高密度で効率よく巻き線することができるようにすることを目的とする。

このため、本発明は、特許請求の範囲の各請求項に記載した構成の固定子とした。
請求項１記載の固定子及び請求項５記載の巻き線方法によれば、極弧を外周側に展開して巻き線スペースを外周側に変位させて例えばその長手方向を相互に同一の直線上に沿わせた状態（直列状態）で磁極ティースに対して巻き線することができるので、極弧の先端や固定子の円弧部が巻き線時に障害とならず、巻き線スペースの内側まで高密度に巻き線を行うことができる。
また、磁極ティースの両側の巻き線スペースを相互に直列に配置して巻き線装置を用いて巻き線することができるので、高速かつ均一な品質の巻き線を行うことができる。
さらに、各ブロックにおける磁極ティース及び極弧を外周側へ展開するための切り込み部を巻き線スペースの外周側からではなく極弧の内周側から設けたので、各磁極ティースの展開状態を内周側へ戻す際に、若しくは各ブロックを相互に円環形状に結合する段階において、巻き線の噛み込みを未然に防止することができる。
固定子鉄心を例えばプレス打ち抜きにより製作した薄鋼板を積層して構成する場合、プレス打ち抜きの段階で円弧形状としてこれを外周側へ展開して巻き線を行う構成あるいはプレス打ち抜きの段階で展開した状態として巻き線後これを内周側に湾曲させる構成とすることができる。いずれを採用するかは、プレス打ち抜き工程の歩留まり等を考慮して決定することができる。
ここで、磁極ティースの数（極数）が少ないほど（例えば２極）、巻き線スペースを広く確保するため極弧の周方向の長さ（巻き線スペースの周方向の長さ）が長くなることから、例えば２極の固定子鉄心について請求項１記載の構成を採用することにより最も大きな効果を得ることができる。
請求項２記載の固定子によれば、簡単な構成のヒンジ部により磁極ティースを展開させることができる。
請求項４記載の固定子によれば、磁極ティースの外周側に切り込み凹部を設けることにより極弧ひいては巻き線スペースを外周側へ変位させて直列状態に位置させることができ、従って前記と同様の作用効果を得ることができる。切り込み凹部には、固定ブロック体を嵌め付けておくことにより、当該固定子を円環形状に固定することができ、また切り込み凹部は固定ブロック体が嵌め付けられる構成であるのでモータ特性を損なうことがない。

本発明の第１実施形態を示す図であって、外周側へ展開した分割鉄心に巻き線した状態の平面図である。 図１の矢印(2)矢視図であって、外周側へ展開した分割鉄心を内周側から見た図である。 磁極ティースに巻き線した状態の分割鉄心を半円弧形状に戻した状態の平面図である。 巻き線後に半円弧形状に戻した分割鉄心を相互に突き合わせた固定子の平面図である。 本発明の第１実施形態に係る２分割タイプの固定子鉄心の平面図である。本図では、２つの分割鉄心が僅かに分離された状態で示されている。 分割鉄心の平面図である。 分割鉄心の磁極ティースに対する巻き線工程を示す図である。 第２実施形態の磁極ティースを備えた分割鉄心の平面図である。 第２実施形態の分割鉄心の外周側に展開した状態を示す平面図である。 第３実施形態に係る分割鉄心の平面図である。 第３実施形態に係る分割鉄心を外周側へ展開した状態の平面図である。 第３実施形態に係る分割鉄心を巻き線後、円環形状に戻した状態の平面図である。 第３実施形態に係る分割鉄心の切り込み凹部に固定ブロック体を嵌め付けた状態の平面図である。 第４実施形態に係る分割鉄心を展開した状態の平面図である。 第４実施形態に係る分割鉄心を曲げ戻した状態の平面図である。 図１５の(16)部拡大図であって、極弧保持部の拡大平面図である。 展開状態の固定子鉄心に対して巻き線を完了した段階の平面図である。 巻き線後曲げ戻した一対の分割鉄心を相互に対向させた状態の平面図である。 第４実施形態の固定子の平面図である。 図１９の(20)部拡大図であって、分割鉄心の円環部の接合部及び絶縁材の端部のオーバーラップ部の平面図である。

次に、本発明の実施形態を図１〜図１３に基づいて説明する。以下説明する実施形態では、電動モータの固定子の一例として対向する２つの磁極ティースを有する２極の固定子を例示する。図４は、第１実施形態に係る固定子１を示している。この固定子１の固定子鉄心（ステータコア）１０は、モータ軸線方向から見て概ね円環形状を有するもので、磁極ティースへの巻き線後その内周側に回転子Ｒが配置される。この固定子鉄心１０は、プレス打ち抜きにより製作した複数の鋼板を積層して一体化したもので、その内周側に相互に対向する２つの磁極ティース１１，１１を備えている。
図５に示すようにこの固定子鉄心１０は、両磁極ティース１１，１１を周方向に結合する円環部１２，１２のほぼ中央において二つのブロック（分割鉄心１３，１３）に分割可能となっている。両分割鉄心１３，１３のそれぞれの両端部は、図示するようにくさび形の凹部１３ａと凸部１３ｂに形成されている。一方の分割鉄心１３の凹部に他方の分割鉄心１３の凸部１３ｂを嵌め込むことにより当該両分割鉄心１３，１３が相互に径方向（図５において上下方向）に位置決めされるようになっている。
両分割鉄心１３，１３のそれぞれの周方向中央に磁極ティース１１が位置している。両分割鉄心１３，１３は相互に同様の構成を備えているので、以下図５において右側の分割鉄心１３について説明する。図６には一つの分割鉄心１３が示されている。この分割鉄心１３の周方向中央であって、磁極ティース１１の中央には、その肉厚方向の内周側が一定の幅及び深さで欠落されて薄肉部１３ｃが設けられている。この薄肉部１３ｃの中央には矩形の挿通孔１３ｄが肉厚方向に貫通する状態で一つ設けられている。この挿通孔１３ｄは、後述するように巻き線工程に用いられる。
この薄肉部１３ｃの周方向両側には、さらに内周側から切り込み部１３ｅ，１３ｅが形成されている。この二箇所の切り込み部１３ｅ，１３ｅがヒンジ部として機能することにより当該分割鉄心１３は図６に示すように外周側へ展開可能となっている。
磁極ティース１１の先端側（内周側）には周方向両側へ張り出す状態で極弧１１ａ，１１ａが設けられている。両極弧１１ａ，１１ａと円環部１２との間には、それぞれ円弧形状の巻き線スペースＳが形成されている。上記したように切り込み部１３ｅ，１３ｅをヒンジ部として分割鉄心１３を外周側へ展開すると、両巻き線スペースＳ，Ｓがモータ軸線を中心とする同一円周上に位置する状態（図５に示す状態）から外周側へ変位して、その長手方向をほぼ同一直線上に沿わせて直列に位置する状態（図６に示す直列状態）となる。

一方の分割鉄心１３を上記のように外周側へ展開して巻き線スペースＳ，Ｓを直列に位置させた状態で磁極ティース１１の周囲に銅線が巻き線される。図７に示すように外周側に展開された状態の分割鉄心１３は巻き線治具２０，２１間に挟み込まれた状態にセットされる。
両巻き線治具２０，２１の対向面には予め展開状態の分割鉄心１３を当該展開状態のまま収容する位置決め凹部が設けられている。この位置決め凹部内に分割鉄心１３を嵌め込んで両巻き線治具２０，２１を相互に重ね合わせた状態に固定する。両巻き線治具２０，２１を重ね合わせた状態では、両者間に隙間２２が発生し、この隙間２２は挟み込んだ分割鉄心１３の相互に直列に変位した巻き線スペースＳ，Ｓの周囲に位置する。このため、この隙間２２を経て巻き線スペースＳ，Ｓに巻き線することができる。
両巻き線治具２０，２１の中心には、分割鉄心１３の挿通孔１３ｄと同じく矩形の挿通孔２０ａ，２１ａが設けられている。分割鉄心１３をセットした状態では、挿通孔１３ｂに対して両挿通孔２０ａ，２１ａが同心に位置する。分割鉄心１３の挿通孔１３ｂ及び巻き線治具２０，２１の挿通孔２０ａ，２１ａには、１本の断面矩形の角軸２５が挿通される。この角軸２５は図示省略した駆動モータによりその軸線回りに回転され、これにより両巻き治具２０，２１及びこれに挟み込まれた分割鉄心１３が一体で回転される。
一体で回転する巻き線治具２０，２１間の隙間２２を経て銅線２４が巻き線スペースＳ，Ｓに供給され、これにより当該銅線２４が分割鉄心１３の磁極ティース１１の周囲に巻かれていく。この場合、磁極ティース１１の両側に位置する巻き線スペースＳ，Ｓは、それぞれ軸線方向から見て緩やかな円弧形状を有しているものの、相互に同一円周上に位置するのではなく、その長手方向を相互に同一直線上に沿わせた直列状態となる位置に位置していることから、巻き線治具２０，２１の隙間２２を経て、両巻き線スペースＳ，Ｓの開口側から奥部に至るほぼ全体の範囲が外周側に露出された状態となっている。この隙間２２を経て銅線２４が巻き線スペースＳ，Ｓに供給される。銅線２４は、巻き線装置の案内滑車２３を経て供給される。案内滑車２３を角軸２５の軸線方向に僅かな距離（隙間２２の幅分）だけ往復動（揺動）させつつ銅線２４を供給することにより、当該銅線２４を巻き線スペースＳ，Ｓの幅全体にわたって巻き線することができる。このため、案内滑車２３の回転軸線を大きく変位させる等する必要がない。

磁極ティース１１への一定量の巻き線が完了した時点で、銅線２４の端末処理後、分割鉄心１３が両巻き線治具２０，２１間から取り出される。こうして巻き線が完了した分割鉄心１３が図１及び図２に示されている。同一線上にほぼ直列状態で位置する巻き線スペースＳ，Ｓにはスペース全体（極弧１１ａの先端からはみ出す程度）にわたって十分な量の銅線２４が巻き線されている。図１及び図２において、銅線２４が巻かれた巻き線部に符号Ｍが付されている。
巻き線が完了した分割鉄心１３は、図３に示すように切り込み部１３ｅ，１３ｅ（ヒンジ部）を経て内周側に湾曲した半円弧形状となる位置に戻される。分割鉄心１３が半円弧形状に戻されると、これに伴って極弧１１ａ，１１ａ及び巻き線スペースＳ，Ｓが相互に同一円周上に沿った位置に変位し、従って巻き線部Ｍが図示するように軸線方向から見て半円弧形状に変形する。
以上で、固定子鉄心１０の片側の分割鉄心１３に対する巻き線工程が完了する。もう一方（図５において左側）の分割鉄心１３についても上記と同様に切り込み部１３ｅ，１３ｅを経て外周側に展開した状態で巻き線スペースＳ，Ｓに十分な量の巻き線がなされ、その後半円弧形状に湾曲した状態に戻される。巻き線が完了した両分割鉄心１３，１３が、図４に示すように相互に突き合わされて一つの固定子鉄心１０が製作される。前記したようにこの突き合わせ状態では、円弧部１２，１２の先端において凹部１３ａと凸部１３ｂの凹凸係合により、当該両分割鉄心１３，１３が径方向（図４において上下方向）に相互に位置決めされた状態となる。
この段階で当該固定子鉄心１０の磁極ティース１１，１１に対してそれぞれ十分な量の巻き線部Ｍ，Ｍが高密度で形成されている。

以上のように構成した第１実施形態の固定子１によれば、固定子鉄心１０が半円弧形状の分割鉄心１３，１３に左右に２分割され、かつ両分割鉄心１３，１３についてそれぞれ外周側へ展開することにより巻き線スペースＳ，Ｓを外周側へ変位させてその長手方向を相互に同一直線上に沿わせた直列状態に位置する状態（モータ回転軸線方向から見て巻き線経路が直線状、すなわち巻き線部Ｍが直線状）とし、この直列状態の巻き線スペースＳ，Ｓに対して銅線２４を巻き線することができるので、当該銅線２４の極弧１１ａの先端部や円弧部１２への干渉（引っ掛かり）を問題にする必要がなく、これにより両巻き線スペースＳの奥部に対して高速かつ高密度で巻き線することができる。ここで、仮に両巻き線スペースＳ，Ｓを相互に同一円周上に位置させた状態（分割鉄心１３が半円形状）のまま磁極ティース１１の周囲に巻き線した場合には、銅線２４を磁極ティース１１の周囲を周回させる段階で当該銅線２４が極弧１１ａの先端部や円弧部１２に対する干渉を避ける必要上、当該巻き線スペースＳの奥部に対する十分な量の巻き線を行うことができず、従って巻き線密度が低下してしまう。この点、本実施形態によれば、両巻き線スペースＳ，Ｓが同一直線上に沿ってほぼ直列に位置していることから、銅線２４が極弧１１ａに引っ掛かったり、円弧部１２に干渉したりすることがなく、従って巻き線スペースＳの奥部に対して高速かつ高密度で巻き線することができる。
また、上記のように巻き線治具２０，２１にセットして巻き線装置により巻き線することができるので、この種の巻き線工程の迅速化及び低コスト化を図ることができる。

以上説明した第１実施形態には種々変更を加えて実施することができる。例えば、磁極ティース１１の中央部を一定の幅及び深さで欠落して薄肉部１３ｃを設けた構成を例示したが、磁極ティースの中央を欠落させずその先端から周方向両側へ張り出す極弧が連続する構成とすることもできる。図８及び図９には、上記欠落部を有しない結果一つの磁極ティース３１について連続する極弧３１ａ，３１ａを備えた分割鉄心３０が示されている。
この第２実施形態に係る分割鉄心３０は、一つの磁極ティース３１を有し、その先端には回転子Ｒに沿った円弧形状の極弧３１ａ，３１ａが相互に連続する状態で設けられている。両極弧３１ａ，３１ａは、相互に接近する側に延びる延長部３１ｂを備えている。図８に示すように当該分割鉄心３０が円弧形状をなす状態では、この両延長部３１ｂ，３１ｂが突き合わせられた状態となり、これにより当該両極弧３１ａ，３１ａが回転子Ｒに沿って一つの連続した周面を形成する。
この両極弧３１ａ，３１ａの延長部３１ｂ，３１ｂ間には、展開用の切り込み部３２が設けられている。この切り込み部３２は、延長部３１ｂ，３１ｂの間から放射方向外方へ切り込まれて形成された縦部３２ａと、この縦部３２ａの奥部で左右に分岐する状態に切り込まれて形成された横部３２ｂとによりＴ字形に形成されている。この横部３２ｂの両端部がヒンジ部３１ｃ，３１ｃとして機能する。すなわち、図９に示すようにこの分割鉄心３０も、磁極ティース３１の中央に設けた切り込み部３２の縦部３２ａ及び横部３２ｂにより外周側へ展開可能であり、展開すると巻き線スペースＳ，Ｓをその長手方向を相互に同一直線上に沿わせた直列状態に位置させることができる。このため、前記と同様外周側へ展開して巻き線スペースＳ，Ｓを直列に位置させた状態で巻き線治具にセットすることにより、磁極ティース３１の周囲に十分な量の銅線を高密度で巻き線することができる。それぞれの磁極ティース３１に巻き線をした２つの分割鉄心３０，３０を半円弧形状に戻して相互に突き合わせることにより、円環形状の固定子を得ることができる。
この第２実施形態に係る分割鉄心３０の場合、円弧形状に戻した状態では、極弧３１ａ，３１ａの延長部３１ｂ，３１ｂが相互に突き合わせられて前記薄肉部１３ｃに相当する部分に重ね合わせられた状態となることにより前記磁極ティース３１のような中央の欠落部を有しない状態となる結果、極弧３１ａ，３１ａが相互に連続した一つの周面を形成する状態となることからモータ特性を高めることができる。

次に、図１０〜図１３には第３実施形態に係る固定子４０の分割鉄心４１が示されている。この固定子４０も相互に対向する２つの磁極ティース４２を有する２極の固定子で、円環部４３，４３のほぼ中央で２つの分割鉄心４１，４１に分割されている。図では片側の分割鉄心４１のみを示している。両分割鉄心４１，４１もプレスの打ち抜きにより製作した薄鋼板を多数積層して形成したもので、当初の段階では図１０に示すように半円弧形状を有している。その他、前記第１及び第２実施形態と同様の点については適宜その説明を省略する。
この第３実施形態に係る分割鉄心４１の磁極ティース４２の先端には、一つの連続した円弧面を形成する極弧４４が形成されている。この分割鉄心４１の外周側であって、磁極ティース４１の外周部には、Ｍ字形の切り込み凹部４５が形成されている。この切り込み凹部４５は、左右一対の縦切り込み部４５ａ，４５ａと左右一対の傾斜切り込み部４５ｂ，４５ｂを備えている。両縦切り込み部４５ａ，４５ａは外周側から相互に平行に設けられている。両傾斜切り込み部４５ｂ，４５ｂは、それぞれ縦切り込み部４５ａの切り込み先端（内周側端部）から相互に結合する方向に沿って傾斜している。この切り込み凹部４５によって、磁極ティース４２には２箇所の薄肉部が形成され、この薄肉部がヒンジ部４４ａ，４４ａとされている。巻き線工程では、この両ヒンジ部４４ａ，４４ａを介して当該分割鉄心４１が外周側へ変位（展開）される。図１１に示すように切り込み凹部４５の縦切り込み部４５ａが傾斜切り込み部４５ｂに当接するまで両円弧部４３，４３が外周側へそれぞれ約４５°程度変位される。これにより磁極ティース４２の両側に位置する巻き線スペースＳ，Ｓがその長手方向をほぼ同一直線上に沿わせた直列状態とされる。このように第３実施形態に係る各分割鉄心４１もヒンジ部４４ａ，４４ａを介して外周側へ展開され、この展開状態で巻き線スペースＳ，Ｓに巻き線される。巻き線工程は、前記と同様巻き線治具２０，２１を用いて高速かつ高密度で行われる。また、両巻き線スペースＳ，Ｓがその長手方向をほぼ同一直線上に沿わせた直列状態に位置していることから、極弧４４の端部若しくは円弧部４３に対する銅線２４の干渉等を回避して、当該銅線２４を両巻き線スペースＳ，Ｓの奥部から高密度で巻き線することができる。この段階で、巻き線部Ｍは、モータ回転軸線方向から見て湾曲することなく直線状態に位置している。

図１２は、巻き線スペースＳ，Ｓへの巻き線工程が完了した状態を示している。各分割鉄心４１は、巻き線完了後、同じくヒンジ部４４ａ，４４ａを介して両円弧部４３，４３が内周側に変位されることにより全体として円弧形状に戻される。分割鉄心４１が円弧形状に戻されることにより巻き線部Ｍも円弧部４３，４３に沿って湾曲した状態となる。こうして分割鉄心４１が円弧形状に戻されることにより、両縦切り込み部４５ａ，４５ａが相互に平行に位置して切り込み凹部４５が再び外周側へ開口された状態となる。その後、この切り込み凹部４５には、固定ブロック体４６が嵌め込まれる。この固定ブロック４６は、分割鉄心４１と同じ素材でプレスの打ち抜きにより製作された薄鋼板を多数枚積層して製作されている。この固定ブロック体４６は、接着により切り込み凹部４５内に固定される。この固定ブロック４６が切り込み凹部４５に嵌め込まれることにより、分割鉄心４１が円弧形状に固定される。この状態が図１３に示されている。こうして巻き線された２つの分割鉄心４１，４１が相互に突き合わされて円環形状の固定子４０が製作される。
以上のように構成した第３実施形態に係る固定子４０によっても、２つに分割された分割鉄心４１，４１のそれぞれが外周側に展開されて磁極ティース４２の両側に位置する巻き線スペースＳ，Ｓがその長手方向を相互に同じ直線上に沿わせた直列状態で巻き線を行うことができるので、極弧４４の端部や円弧部４３に対する銅線２４の干渉（引っ掛かり）を気にすることなく銅線２４を両巻き線スペースＳ，Ｓの奥部より高速かつ高密度で巻き線することができる。
外周側の切り込み凹部４５には固定ブロック体４６が嵌め付けられるため、当該固定子４０を内装した電動モータのモータ特性を損なうことがない。

図１４〜図２０には、第４実施形態に係る固定子５０が示されている。この第４実施形態に係る固定子５０は、前記した第２実施形態に係る固定子１を基本構造としてさらに改良を加えた構成となっている。第２実施形態と同様の部材及び構成については適宜その説明を省略する。
図１８及び図１９に示すようにこの第４実施形態に係る固定子５０も相互に対向する二つの磁極ティース５２，５２を有する２極の固定子鉄心５５を備えている。この固定子鉄心５５は、その円環部５３のほぼ中央で二つの分割鉄心５１，５１に分割される。両分割鉄心５１，５１のそれぞれの両端部の一方には、各実施形態と同様くさび形の凹部５１ａが形成され、他方には凸部５１ｂが形成されている。一方の分割鉄心５１の凹部５１ａと他方の分割鉄心５１の凸部５１ｂが相互に嵌め込まれて、両分割鉄心５１，５１が相互に径方向に位置決めされ、これにより概ね円環形状の固定子鉄心５５が形成される。図１４及び図１５には、図１８及び図１９において右側の分割鉄心５１であってその巻き線前の状態が示されている。
第２実施形態と同様、この分割鉄心５１の周方向中央に１つの磁極ティース５２が設けられている。この磁極ティース５２の先端には、回転子Ｒに沿って両側へ張り出す円弧形状の極弧５２ａ，５２ａが連続する状態で設けられている。磁極ティース５２の内面中央には展開用の切り込み部５６が設けられている。この切り込み部５６は放射方向の縦部５６ａと、この縦部５６ａの奥部から周方向両側へ分岐する横部５６ｂから構成されている。この切り込み部５６によって、磁極ティース５２の中央に薄肉部５７が形成され、また切り込み部５６によって二分された両極弧５２ａ，５２ａには、それぞれ相互に接近する側に延びる延長部５２ｂが設けられている。
両延長部５２ｂ，５２ｂの先端には、それぞれ矩形の係合凸部５２ｃが外周側へ突き出す状態に設けられている。一方、薄肉部５７の内周面側中央であって、縦部５６ａと横部５６ｂとの交差部には、上記係合凸部５２ｃ，５２ｃが嵌め込まれる係合凹部５７ａが設けられている。

縦部５６ａから周方向両側へ分岐した両横部５６ｂ，５６ｂの奥部が、それぞれヒンジ部５２ｄとして機能する。この両ヒンジ部５２ｄ，５２ｄを介して当該分割鉄心５１をその外周側へ展開させることができ、逆に回転子Ｒに沿った半円弧形状に曲げ戻すことができる。図１５及び図１６に示すように分割鉄心５１を半円弧形状に曲げ戻すと、両係合凸部５２ｃ，５２ｃがそれぞれ薄肉部５７の係合凹部５７ａに嵌め込まれて係合されることにより、両極弧５２ａ，５２ａが回転子Ｒに沿って円弧形状に連なった状態に保持される。このことから、本実施形態の場合、両延長部５２ｂ，５２ｂの係合凸部５２ｃ，５２ｃと薄肉部５７の係合凹部５７ａが、特許請求の範囲に記載した極弧保持部５８を構成している。
図１４に示すように両ヒンジ部５２ｄ，５２ｄを介して分割鉄心５１を外周側へ展開することにより、磁極ティース５２の周方向両側に位置する巻き線スペースＳ，Ｓをその長手方向が相互に同一線上に沿った直列状態に位置させることができる。このため、前記各実施形態と同様、この展開状態で巻き線治具にセットすることにより、磁極ティース５２の周囲に十分な量の銅線を高密度で巻き線することができる。図１７は巻き線後、巻き線治具から取り外した段階の分割鉄心５１を示している。
ここで、第４実施形態では、両巻き線スペースＳ，Ｓの周囲であって円弧部５３の内周面、極弧５２ａの内周面及びその両者間に沿ってそれぞれ絶縁材６０を被覆した状態で巻き線されている。両絶縁材６０の外周側の端部６０ａは、円弧部５３の端部（凹部５１ａ、凸部５１ｂ）からさらに周方向に例えば４〜５ｍｍ程度はみ出す長さに設定されている。各巻き線部Ｍと分割鉄心５１との間に絶縁材６０が被覆されることによりその絶縁特性を高めることができ、ひいてはモータ特性を高めることができる。
こうして巻き線が完了した左右の分割鉄心５１，５１がそれぞれヒンジ部５２ｄ，５２ｄを介して半円弧形状に戻され、その後、相互の端部間（凹部５１ａと凸部５１ｂ）を突き合わせて接合することにより、図１９に示すように円環形状の固定子５０が製作される。

以上のように構成した第４実施形態に係る固定子５０によれば、ヒンジ部５２ｄ，５２ｄを介して分割鉄心５１を外周側に展開し、これによりその両巻き線スペースＳ，Ｓを直列状態にして巻き線をすることができるので、当該巻き線スペースＳ，Ｓの奥部から高密度で巻き線を行うことができる等前記各実施形態と同様の作用効果を得ることができる他、巻き線後ヒンジ部５２ｄ，５２ｄを介して半円弧形状に戻すと、両極弧５２ａ，５２ａの延長部５２ｂ，５２ｂにそれぞれ設けた係合凸部５２ｃが薄肉部５７の係合凹部５７ａに嵌め込まれて係合される。
このため、両極弧５２ａ，５２ａが回転子Ｒに精確に沿った円弧形状に確実に固定されることから、巻き線部Ｍ，Ｍのスプリングバック（直列状態への復元力）等によって当該磁極ティース５２の寸法精度のばらつき及び変形が防止され、これにより当該分割鉄心５１の曲げ戻し後の寸法精度を確保して固定子５０の寸法精度のばらつきを少なくすることにより効率のよい電動モータを得ることができる。
また、第４実施形態の固定子５０によれば、各磁極ティース５２の巻き線スペースＳ，Ｓにそれぞれ絶縁材６０が被覆され、かつ両分割鉄心５１，５１を相互の接合部（凹部５１ａと凸部５１ｂとの接合部）において、絶縁材６０，６０の端部６０ａ，６０ａが相互にオーバーラップされるため、当該接合部が巻き線部Ｍに対して絶縁材６０で被覆され、この点でも固定子５０の磁極特性を改善して効率のよい電動モータを得ることができる。

以上説明した各実施形態には、さらに変更を加えることができる。例えば、一つの固定子鉄心を２つのブロック（第１実施形態では分割鉄心１３，１３）に分割する構成を例示したが、円弧部を周方向１箇所で切り離して展開させる構成としてもよい。この場合、展開した２つの分割鉄心をさらにその磁極ティースの中央で外周側に展開させることにより上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
また、各磁極ティースに設けた切り込みを利用して円環形の固定子鉄心を展開する構成とすることができ、この場合には固定子鉄心を展開すれば、同時に各磁極ティースも外周側へ展開されることから、切り込み部を少なくし、かつ巻き線工程の簡略化を図ることができる。
また、２つの磁極ティースを有する固定子を例示したが、３極以上の固定子についても同様に適用することができる。３極以上の固定子の場合には、少なくとも一つの磁極ティースを含む複数ブロックに分割若しくは展開して、各磁極ティースについて外周側へ展開した状態で巻き線を行うことにより同様の作用効果を得ることができる。
さらに、切り込み部を形成し、若しくは薄肉部を形成してヒンジ部とする構成を例示したが、分割若しくは展開した固定子鉄心において例えばヒンジピン等のその他の形態のヒンジ部を用いて磁極ティースを外周側へ展開する構成とすることもできる。
また、図５に示すようにプレス打ち抜きの段階で半円弧形状に形成した薄鋼板を積層して固定子鉄心を製作し、これを外周側へ展開して巻き線する構成を例示したが、逆にプレス打ち抜きの段階で図６に示す展開状態に形成した薄鋼板を積層して固定子鉄心を製作し、巻き線後これをヒンジ部を経て内周側へ湾曲させて半円弧形状とする構成としてもよい。
また、磁極ティースの周方向両側において円弧形状をなす巻き線スペースＳ，Ｓを、当該磁極ティースをヒンジ部を介して外周側へ展開することにより相互に直列となる位置に変位させ、その結果として図１に示すように巻き線部Ｍがモータ回転軸線方向から見て直線状若しくはほぼ直線状となるようにすればよい。

Claims (5)

1. 回転子の外周に沿って湾曲する極弧を先端に有する磁極ティースを内周側に複数備えた円環形の固定子鉄心をその周方向に複数のブロックに展開若しくは分割可能であり、かつ各ブロックの磁極ティースにヒンジ部を設け、該ヒンジ部を経て前記極弧を外周側に展開して前記磁極ティースの両側に形成される巻き線スペースをそれぞれ外周側へ変位可能な構成とした固定子。
2. 請求項１記載の固定子であって、前記磁極ティースの内周側から切り込み部を設けて形成される薄肉部の両端部を前記ヒンジ部とする固定子。
3. 請求項２記載の固定子であって、前記磁極ティースの内周側から縦部と横部の切り込み部を設けて形成される前記薄肉部と二分された極弧からそれぞれ延長された延長部との間に、相互の離間を規制する極弧保持部を設けて、前記二分された極弧を前記回転子に沿って連なった湾曲形状に固定する構成とした固定子。
4. 請求項１記載の固定子であって、前記磁極ティースの外周部に切り込み凹部を設けて該切り込み凹部の切り込み先端側を前記ヒンジ部として前記極弧を外周側へ展開可能であり、かつ該切り込み凹部内に固定ブロックを嵌め付けて前記極弧を外周側へ展開不能に固定する構成とした固定子。
5. 回転子の外周に沿って湾曲する極弧を先端に有する磁極ティースを内周側に複数備えた固定子鉄心をその周方向に複数のブロックに展開若しくは分割し、各ブロックの磁極ティースにヒンジ部を設け、該ヒンジ部を経て前記極弧を外周側に展開して該磁極ティースの両側に形成される巻き線スペースをその長手方向を相互に同一直線上に沿わせた直列状態に変位させた状態で該巻き線スペースに巻き線する方法。

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