JPWO2018131392A1 - 分割コアユニット、回転電機、分割コアユニットの製造方法及び回転電機の製造方法 - Google Patents

Abstract

分割コアユニット（３０）は、分割コア（３１）と、コイル（５）と、分割コア（３１）とコイル（５）とを絶縁する絶縁部材とを有し、絶縁部材は、端面用絶縁部材（４）を有し、各端面用絶縁部材（４）は、外周面の周方向中央部に、軸方向に延びる直線状の第一溝（４ｋ）を有し、分割コア（３１）のヨーク部（３１ｙ）は、外周面の周方向中央部に、軸方向に、分割コア（３１）の全長に渡って延びる直線状の第二溝（３１ｋ）を有し、二つの端面用絶縁部材（４）のそれぞれの第一溝（４ｋ）と、分割コア（３１）の第二溝（３１ｋ）とは連通し、二つの第一溝（４ｋ）は、軸方向から見たときに第二溝（３１ｋ）と重なって見える。

Description

この発明は、分割コアユニット、回転電機、分割コアユニットの製造方法及び回転電機の製造方法に関するものである。

従来、周方向に分割された複数の分割コアを組み合わせて、回転電機のコアを構成する技術が提案されている。それぞれの分割コアは、ヨーク部と、ティース部とからなり、略Ｔ字形状に形成された鋼板を積層して形成されている。さらに分割コアに巻線をする部分には、積層鋼板とコイルとの絶縁性を確保した上でマグネットワイヤを巻線するために、例えば合成樹脂製のインシュレータ（絶縁部材）が外装されている。

インシュレータを別部品として形成して分割コアに一体化する場合には、分割コアの巻線する部分の全周に渡ってインシュレータを設けるために、インシュレータを３つの部品に分割したものがある。この種のインシュレータでは、それぞれ、分割コアのティースにおける周方向両側の縦壁部分と、一方のコイルエンド側端面との三面部分を覆う、一対のＬ字形状部材を対向させて配置すると共に、他方のコイルエンド側端面から軸方向に突出するように形成された突出部材により分割コアの他方のコイルエンド側端面を覆っている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の分割コアにマグネットワイヤを巻線する場合には、分割された複数の部品で構成されたインシュレータを分割コアに組み付けた状態でマグネットワイヤを巻線することから、巻線時のコイルにかかる張力によりインシュレータを構成する部品と、分割コアとが所定の位置関係からずれて、マグネットワイヤを分割コアの所定の位置へ配置することができず、コイルの整列性が悪化して、回転電機の性能が低下する恐れがあった。

そこで、上述の「ずれ」が生じることを防止するために、他の形状のインシュレータとして、分割コアの長手方向に沿う側面を覆うように設けられた側壁部材と、分割コアの長手方向両端外側における巻線をガイドするべく当該長手方向両端から外方に突出するように設けられた突出部材とを有したものが提案されている。この技術では、突出部材には、分割コアの長手方向両端外側における巻線をコアにおける半径方向の内外側から覆う各つば部が設けられている。

そして、各つば部には、マグネットワイヤの巻線時に、突出部材をコアの半径方向に押圧して固定するための保持部材が当接する、被保持面が設けられる。また、保持部材の被保持面に当接する保持面には、係合凹凸部が設けられ、被保持面には、保持面の係合凹凸部にかみ合う形状の係合凹凸部が設けられている。マグネットワイヤの巻線時には、保持部材と突出部材が係合固定される。突出部材には、側壁部材の分割コアからの離反を防止する係止片が設けられている（例えば特許文献２参照）。

特開２００８−４３１０７号公報 特開２０１１−７２０９３号公報

特許文献２で提案されている分割コアに、マグネットワイヤを巻線する場合には、突出部材を被保持面にて押圧固定するので巻線時のマグネットワイヤにかかる張力によるインシュレータの突出部材と側壁部材の位置ずれを防止できる。しかしながら、機種違いの回転電機を生産する際の分割コアや突出部材の形状変化、特に、突出部材の被保持面の曲率の変化及び、突出部材が配置される軸方向の位置の変化に応じて、それぞれ機種毎に専用の保持具に取替える必要があり、段取り替えの手間と、専用の保持具のコストがかかるという課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、機種違いの回転電機を生産する際の段取り替えが容易で、機種毎に専用の保持具を必要としない分割コアユニット、回転電機、分割コアユニットの製造方法及び回転電機の製造方法を提供することを目的とする。

この発明に係る分割コアユニットは、
ヨーク部と前記ヨーク部から径方向内側に突出するティース部とからなる分割コアと、
マグネットワイヤを前記ティース部に巻線して形成したコイルと、
前記分割コアと前記コイルとを電気的に絶縁する、絶縁部材とを有する分割コアユニットであって、
前記絶縁部材は、
前記分割コアの軸方向の両端面をそれぞれ覆う端面用絶縁部材を有し、
各前記端面用絶縁部材は、外周面の周方向中央部に、軸方向に延びる直線状の第一溝を有し、
前記ヨーク部は、前記分割コアの外周面の周方向中央部に、軸方向に、前記ヨーク部の全長に渡って延びる直線状の第二溝を有し、
二つの前記第一溝と、前記第二溝とは連通し、
二つの前記第一溝は、軸方向から見たときに前記第二溝と重なって見えるものである。

また、この発明に係る回転電機は、
複数の前記分割コアユニットを環状に組み合わせたステータと、
前記ステータを収納するフレームと、
前記ステータの内側に回転可能に支持されたロータとからなるものである。

また、この発明に係る分割コアユニットの製造方法は、
前記端面用絶縁部材を前記分割コアに装着する絶縁部材取付工程と、
二つの前記第一溝及び前記第二溝の中に、前記分割コアの軸長より長く、周方向に開閉可能な二つの把持爪を有する把持具を、二つの前記把持爪を閉じた状態で挿入し、その後、二つの前記把持爪を周方向に開いて、二つの前記把持爪により、二つの前記第一溝と前記第二溝の両側壁を周方向に押圧して、二つの前記端面用絶縁部材と前記分割コアとを前記把持具に固定する固定工程と、
二つの前記端面用絶縁部材と前記分割コアとが固定された、分割コアユニット中間体に対して、マグネットワイヤを巻線してコイルを形成する巻線工程とを有するものである。

また、この発明に係る回転電機の製造方法は、
前記分割コアユニットの製造方法で製造した複数の前記分割コアユニットを環状に組み合わせてステータを形成する分割コアユニット結合工程と、
前記ステータをフレームに挿入して固定し、前記ステータの内側にロータを回転可能に配置する回転電機組み立て工程とを有するものである。

この発明に係る分割コアユニット、回転電機、分割コアユニットの製造方法及び回転電機の製造方法によれば、機種違いの回転電機を生産する際の段取り替えが容易で、機種毎に専用の保持具を必要としない分割コアユニット、回転電機、分割コアユニットの製造方法及び回転電機の製造方法を提供することができる。

この発明の実施の形態１に係る回転電機の断面図である。 この発明の実施の形態１に係る分割コアユニットの正面図である。 この発明の実施の形態１に係る分割コアユニット中間体の分解図である。 この発明の実施の形態１に係る分割コアユニット中間体の組み立て斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る端面用絶縁部材の拡大斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る端面用絶縁部材の拡大斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機の製造工程を示すフロー図である。 この発明の実施の形態１に係る巻線装置に固定された分割コアユニット中間体の正面図である。 この発明の実施の形態１に係る第一溝及び第二溝に保持具を挿入した状態を示す正面図である。 この発明の実施の形態１に係る保持具を開いた状態を示す正面図である。 この発明の実施の形態１に係るフライヤ巻線装置に固定された分割コアユニット中間体の正面図である。 この発明の実施の形態２に係る連結コアの巻線要領を示す正面図である。 この発明の実施の形態３に係る分割コアユニット中間体の正面図である。 この発明の実施の形態３に係る保持具と、二つの第一溝及び第二溝との固定状態を示す図である。 この発明の実施の形態４に係る分割コアユニット中間体の正面図である。 この発明の実施の形態４に係る保持具と、二つの第一溝及び第二溝との固定状態を示す図である。 図９の状態にある保持具と分割コアユニット中間体とを周方向から見た側面図である。 この発明の実施の形態５に係る分割コアユニット中間体の正面図である。 この発明の実施の形態５に係る保持具と、二つの第一溝及び第二溝との固定状態を示す図である。 この発明の実施の形態６に係る分割コアユニット中間体の正面図である。 この発明の実施の形態６に係る保持具と、二つの第一溝及び第二溝との固定状態を示す図である。

実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１に係る分割コアユニット、回転電機、分割コアユニットの製造方法及び回転電機の製造方法を、図を用いて説明する。
本明細書において、特に断り無く「軸方向」、「周方向」、「径方向」、「内周側」、「外周側」、「内周面」、「外周面」、というときは、それぞれ、分割コアユニットを組み合わせたステータを想定し、このステータの「軸方向」、「周方向」、「径方向」、「内周側」、「外周側」、「内周面」、「外周面」をいうものとする。また、この明細書で、特に断り無く「上」、「下」と言うときは、基準となる場所において、軸方向に垂直な面を想定し、その面を境界としてステータの中心点が含まれる側を「下」、その反対を「上」とする。

図１は、回転電機１００の断面図である。
図２は、分割コアユニット３０の上面図である。
図３は、分割コアユニット中間体３０Ａの分解図である。
図４は、分割コアユニット中間体３０Ａの組み立て斜視図である。
図５Ａ、図５Ｂは、端面用絶縁部材４の斜視図である。図５Ａは、上方から見た斜視図であり、図５Ｂは、下方から見た斜視図である。
回転電機１００は、フレーム１とロータ２とステータ３とを有する。フレーム１は、中空の円筒形状をしており、フレーム１の内周面にステータ３の外周面が嵌合されている。ロータ２は、ステータ３の内周面とその外周面が対向するように配置された磁石を有し、図示しない軸受によりステータ３に対して回転可能に支持されている。ステータ３は、環状に配置された１２個の分割コアユニット３０により構成されている。分割コアユニット３０の数は、１２個に限られるものではない。

分割コアユニット３０は、図２の紙面に対して垂直方向に鋼板を積層して形成された分割コア３１と、コイル５と、分割コア３１とコイル５とを電気的に絶縁する絶縁部材とにより構成されている。図３、４に示すように分割コア３１は、外周が円弧状のヨーク部３１ｙと、ヨーク部３１ｙから径方向内側に突出するティース部３１ｔと、ティース部３１ｔの径方向の内側先端３１ｔｉｎから周方向両側に張り出した、シュー部３１ｓとからなる。また、絶縁部材は、分割コア３１のティース部３１ｔの周方向両側の側壁をそれぞれ覆う側面用絶縁部材６と、ティース部３１ｔの軸方向端面と、ヨーク部３１ｙの軸方向端面の一部をそれぞれ覆う端面用絶縁部材４とにより構成されている。

分割コアユニット中間体３０Ａは、分割コアユニット３０にマグネットワイヤを巻線する前の状態の物である。

分割コア３１に側面用絶縁部材６と、端面用絶縁部材４が組み付けられた状態で、ティース部３１ｔにマグネットワイヤＷが巻線され、コイル５が分割コアユニット中間体３０Ａに組み付けられることにより分割コアユニット３０が得られる。

なお、図１では簡略化のために、ステータ３の隣り合うヨーク部３１ｙ同士が接触する面を平面状に示しているが、嵌め合い構成とするために、一方に凹部、他方に凸部が設けられていてもよい。

図３、４に示すように、側面用絶縁部材６は、分割コア３１のティース部３１ｔの周方向側面３１ｔｓと、ヨーク部３１ｙの内周面３１ｙｉｎとシュー部３１ｓの外周面３１ｓｇとを覆う形状かつ、分割コア３１の長手方向（軸方向ＣＬ）の全長に渡る長さに形成されている。なお、側面用絶縁部材６は紙等、絶縁性を有する物質で形成する。

図３〜図５に示すように、端面用絶縁部材４は、分割コア３１の軸方向端面を覆うべく、分割コア３１の長手方向に垂直な断面と略同一断面を有する形状かつ、分割コア３１の長手方向端面から所定長だけ、軸方向、上方に突出するように形成されている。ティース部３１ｔの軸方向端面を覆う部分がティース被覆部４ｔである。ヨーク部３１ｙの軸方向端面を覆う部分が、ヨーク被覆部４ｙである。ヨーク被覆部４ｙの径方向の幅は、分割コア３１のヨーク部３１ｙの径方向の幅より狭い。端面用絶縁部材４は、絶縁性を有する合成樹脂で形成する。また、端面用絶縁部材４の形状又は材質は、異なるものであってもよい。

また、端面用絶縁部材４には、軸方向に立ち上がる内鍔４ｉｎと外鍔４ｏｕｔを備える。内鍔４ｉｎは、ティース部３１ｔの内側先端３１ｔｉｎの軸方向端面及びシュー部３１ｓの軸方向端面から上方に立ち上がっている。外鍔４ｏｕｔは、ヨーク部３１ｙの軸方向端面の内周側の縁よりやや内側部分に沿って、ヨーク被覆部４ｙ上から軸方向に立ち上がっている。内鍔４ｉｎと外鍔４ｏｕｔと、ティース被覆部４ｔとにより、コイル５の巻枠を形成する。

したがって、ティース被覆部４ｔに対して内鍔４ｉｎ及び外鍔４ｏｕｔが軸方向に突出する長さ（分割コア３１の長手方向への突出量）は、ティース被覆部４ｔ上におけるコイル５の軸方向の厚み以上に設定される。

図３〜図５に示すように、端面用絶縁部材４の内鍔４ｉｎには、分割コア３１への組み付け状態においてシュー部３１ｓの外周面３１ｓｇに、樹脂の弾性復元力により係合する一対の係合爪４ｂ（第一係合爪）を備える。また、ヨーク被覆部４ｙには、分割コア３１への組み付け状態においてヨーク部３１ｙの内周面３１ｙｉｎに、樹脂の弾性復元力により係合する一対の係合爪４ｃ（第二係合爪）を備える。これにより、端面用絶縁部材４は、分割コア３１の軸方向端面に仮止め状態に保持される。

また、ティース被覆部４ｔの側面かつ、径方向中央部には、ティース部３１ｔの周方向側面３１ｔｓに沿って、軸方向下方に向かって突出する突起４ｄを備える。この突起４ｄとティース部３１ｔとの間に側面用絶縁部材６の軸方向端部６ｔが挟み込まれて保持される。

これにより、分割コア３１への端面用絶縁部材４と側面用絶縁部材６との組み付け状態（巻線前の段階）において、側面用絶縁部材６が、分割コア３１から離れることを簡単に防止することができる。また、端面用絶縁部材４と側面用絶縁部材６とを分割コア３１に接着して固定することなく、コイル形成前の状態の分割コアユニット中間体３０Ａを一体として取り扱うことができる。

図３に示すように、外鍔４ｏｕｔには、コイル５の巻き始め端部を位置決めし、かつ外部にマグネットワイヤを引き出して固定しておくためのガイド溝４Ｌと、巻線の完了後の巻き終わり端部を巻き掛けて仮止めしておくための巻き掛け溝４Ｒが設けられている。

ヨーク被覆部４ｙの外周面の周方向中央部には、軸方向に延びる、直線状かつ軸方向に垂直な断面が、一辺が開放した矩形の第一溝４ｋが形成されている。第一溝４ｋの径方向の幅は、第二溝３１ｋの径方向の幅よりも狭い。分割コア３１の外周面の周方向中央部には、軸方向に、分割コア３１の全長に渡って延びる第二溝３１ｋが形成されている。そして、分割コア３１の軸方向の両端面にそれぞれ端面用絶縁部材４を取り付けた状態において、二つの端面用絶縁部材４のそれぞれの第一溝４ｋと分割コア３１の第二溝３１ｋとは、真っ直ぐに連通する。また、二つの第一溝４ｋは、軸方向から見たときに第二溝３１ｋと、重なって見える。

次に、回転電機１００の製造方法について説明する。
図６は、回転電機１００の製造工程を示すフロー図である。
まず、図３、図４に示すように、分割コア３１に側面用絶縁部材６を装着し、分割コア３１の軸方向両側から端面用絶縁部材４を、第一溝４ｋと第二溝３１ｋとが、軸方向に連通するように装着する（ステップＳ００１：絶縁部材取付工程）。

図７は、巻線装置７０に固定された分割コアユニット中間体３０Ａの正面図である。
図８は、第一溝４ｋ及び第二溝３１ｋに保持具７９を挿入した状態を示す正面図である。
図９は、保持具７９を開いた状態を示す正面図である。
図１４は、図９の状態にある保持具と分割コアユニット中間体とを周方向から見た側面図である。
巻線装置７０は、上述の外鍔４ｏｕｔのガイド溝４Ｌから引き出されたコイル５の巻き始め端部５Ｓｔを把持するためのチャック７５と、分割コアユニット中間体３０Ａを固定する保持具７９と、マグネットワイヤＷを繰り出すノズル７６とを備える。保持具７９は、把持爪７９ａと把持爪７９ｂとからなる。把持爪７９ａ、７９ｂは、それぞれ図８に示す矢印方向に移動可能である。すなわち、保持具７９は、把持爪７９ａと把持爪７９ｂとを周方向に開閉可能である。また、把持爪７９ａ、７９ｂの軸方向の全長は、第二溝３１ｋより長い。図１４に示すように、連通する二つの第一溝４ｋ及び第二溝３１ｋの軸方向の全長より大きくてもよい。

ステップＳ００１に続いて、図８に示すように、保持具７９の把持爪７９ａ、７９ｂを閉じた状態で、二つの第一溝４ｋ及び第二溝３１ｋの底まで、外周側から内側に向かって挿入してから、図９に示すように周方向に開く。これにより、把持爪７９ａ、７９ｂが、それぞれ、二つの第一溝４ｋ及び第二溝３１ｋにより形成される両側壁Ｓを周方向反対側に押圧し、その摩擦力により、二つの端面用絶縁部材４と分割コア３１とが、保持具７９に固定される（ステップＳ００２：固定工程）。

このように、二つの第一溝４ｋ及び第二溝３１ｋは、分割コア３１の長手方向に設けられている為に、把持爪７９ａ、７９ｂは、周方向に、分割コア３１を押圧することになるので、マグネットワイヤの巻線時において、端面用絶縁部材４が、分割コア３１に対して周方向に位置ずれすることを防止できる。

まず、マグネットワイヤＷの巻線開始前に、チャック７５により巻き始め端部５Ｓｔを把持して固定する（ステップＳ００３：端部固定工程）。これにより、マグネットワイヤＷは、ガイド溝４Ｌで位置決めされ、巻線開始位置の位置決めが確実となり、マグネットワイヤＷの巻き始め端部を固定しない場合に比べて、マグネットワイヤＷを所定の位置へ、より正確に巻線することができる。

次に、マグネットワイヤＷを繰り出すノズル７６を外鍔４ｏｕｔの径方向内側かつ、分割コアユニット中間体３０Ａから周方向に離れた位置に配置する。そして分割コアユニット中間体３０Ａをティース部３１ｔの径方向の中心軸Ｂを中心として回転させつつ、図７の矢印Ｃ方向に移動させることにより、マグネットワイヤＷを分割コアユニット中間体３０Ａに巻線する（ステップＳ００４：巻線工程）。

次に、マグネットワイヤＷの巻線を終了した分割コアユニット３０を円環状に配列して固定し、それぞれのコイル５の巻き始め端部と巻き終わり端部をそれぞれ図示しないプリント基板等に電気的に接続して、図１に示すステータ３を得る（ステップＳ００５：分割コアユニット結合工程）。そして、このステータ３をフレーム１の内側に挿入して固定し、ステータ３の内側にロータ２を回転可能に配置することで回転電機１００を得る（ステップＳ００６：回転電機組み立て工程）。

分割コアユニット中間体３０ＡにマグネットワイヤＷを巻線する際に、マグネットワイヤＷに張力が発生し、その張力により端面用絶縁部材４が外力を受けると、分割コア３１に対して周方向にずれる力が端面用絶縁部材４に発生する。端面用絶縁部材４は、係合爪４ｂ及び係合爪４ｃの弾性復元力によって分割コア３１に仮止めされているので、端面用絶縁部材４に上述の張力がかかると、当該張力が弾性域の範囲であれば、端面用絶縁部材４が分割コア３１の端面から周方向にずれるし、張力が弾性域を超えれば、係合爪４ｂ、４ｃが破壊する恐れがある。

そこで、本実施の形態では、二つの端面用絶縁部材４と分割コア３１とを、それぞれに設けた連通する二つの第一溝４ｋ及び第二溝３１ｋにより形成される溝の両側壁Ｓを、同じ保持具７９によって押圧して固定した上でマグネットワイヤＷを巻線することにより、端面用絶縁部材４と分割コア３１とが、巻線時にずれることを完全に防止する。

この発明の実施の形態１に係る分割コアユニット、回転電機、分割コアユニットの製造方法及び回転電機の製造方法によれば、機種違いの回転電機を生産する際の段取り替えが容易で、機種毎に専用の保持具を必要としない分割コアユニット、回転電機、分割コアユニットの製造方法及び回転電機の製造方法を提供することができる。

また、分割コア３１に固定された端面用絶縁部材４によって、側面用絶縁部材６も分割コア３１のティース部３１ｔの周方向の両側面に保持されており、側面用絶縁部材６と分割コア３１を相互に接着固定しなくても側面用絶縁部材６にもずれを生じさせることなくマグネットワイヤＷを巻線することができる。

これにより、接着剤の廃止により接着剤の材料費を削減でき、かつ、種々の管理の煩雑さなどを無くすことができる。また、接着剤の塗布機や接着剤の硬化炉等も必要とせず、設備投資金額を削減し得るばかりでなく、接着剤塗布工程の廃止により生産ラインの設置スペースを縮小し得るため、分割コア３１を用いた分割コアユニット３０及び回転電機１００の生産性の向上および低廉化を促進できる。

また、端面用絶縁部材４の内鍔４ｉｎに設けられた係合爪４ｂが、樹脂の弾性復元力によってシュー部３１ｓの外周面３１ｓｇに係合し、外鍔４ｏｕｔに設けられた係合爪４ｃが、同様にヨーク部３１ｙの内周面３１ｙｉｎに係合することによって、分割コア３１に対する端面用絶縁部材４の相対的な位置が決まっている。このため、従来例のように、分割コアと端面用絶縁部材を異なる保持具で巻線装置に固定して巻線する方式を採用すると、分割コアと端面用絶縁部材との相対的な位置関係が、突起の弾性復元力の及ぶ範囲内でばらついてしまう。

一方、本実施の形態に係る保持具を用いると、二つの端面用絶縁部材４及び分割コア３１を一つの保持具７９で固定するため、分割コア３１と端面用絶縁部材４の相対的な位置関係のばらつきが発生しない。これにより、マグネットワイヤＷの巻線時において、分割コアユニット中間体３０ＡとマグネットワイヤＷの軌道との位置関係を安定させることができるので、コイル５を分割コアユニット３０の所定の位置に配置できる。コイル５の整列性が向上することで、コイル５の巻数を増加でき、回転電機１００の出力を高めることができる。

また、二つの端面用絶縁部材４のそれぞれの第一溝４ｋ及び分割コア３１の第二溝３１ｋとは、一気通貫で分割コアユニット中間体３０Ａの軸方向に設けられており、保持具７９の把持爪７９ａ、７９ｂを分割コア３１の外周側から、内側に向かって挿入する。保持具７９の軸方向の長さを、製造する回転電機の内、分割コアの軸長が一番長いものの長さに合わせておけば、分割コアの長手方向の積厚の変化に対して、従来例のように保持具を変更する必要がない。また、二つの端面用絶縁部材４及び分割コア３１の巻線装置への固定は、保持具７９の把持爪７９ａ、７９ｂが、それぞれ、二つの第一溝４ｋ及び第二溝３１ｋにより形成される両側壁Ｓを周方向反対側に押圧し、その摩擦力により行うので、従来技術のように、ティース部の径方向の内側先端とシュー部の内周面の曲率、ヨーク部の外周面の曲率、内鍔、外鍔のいずれかの曲率が異なる分割コアユニットの製造毎に、保持具を変更する必要がない。

このため、保持具７９の段取り替えによる巻線時の分割コアユニット中間体３０Ａに対するマグネットワイヤＷの軌道の変化がなく、マグネットワイヤＷを分割コアユニット中間体３０Ａの所定の位置に巻線でき、コイル５の整列性が向上できる。これにより、コイル５の巻数を増加でき、回転電機１００の出力を高めることができる。

また、保持具７９の段取り時間が短縮されるため、分割コアユニット３０の生産性を向上できる。

また、製造する分割コアユニット３０の形状に合わせて保持具７９を変更する必要がないので、保持具７９の数を削減でき、保持具の管理の煩雑さを低減できる。また、上述のように、分割コアユニット中間体３０Ａが分割コア３１の外周側の一方向からのみ保持具７９によって固定されるため、従来例のような、分割コアの内周側から分割コアユニット中間体を保持する保持具が不要となり、巻線装置を小型化できる。これにより分割コア３１を用いた分割コアユニット３０の生産ラインを低廉化できる。

図１０は、フライヤ巻線装置７０Ｂに固定された分割コアユニット中間体の正面図である。
これまでの説明では、分割コアユニット中間体３０Ａを回転させて分割コアユニット中間体３０ＡにマグネットワイヤＷを巻線しているが、その他の巻線方法、例えば、図１０に示すような、一般にフライヤ巻線方法と呼ばれる、分割コアユニット中間体３０Ａの周囲を、ノズル７６Ｂを有するフライヤ７７を周回させることで、マグネットワイヤＷを分割コアユニット中間体３０Ａに巻線する方法を用いてもよい。

マグネットワイヤＷの巻線時に、分割コアユニット中間体３０Ａを回転させることによりコイル５を形成する巻線方法では、分割コアユニット中間体３０Ａの重心がその回転軸からずれている場合、分割コアユニット中間体３０Ａに回転速度に応じて偏心した遠心力が生じ、保持具７９と分割コアユニット中間体３０Ａの接触面に応力集中を起こす。一方、フライヤ巻線ではそのような応力集中が発生せず、分割コアユニット中間体３０Ａの重心位置を無視してマグネットワイヤＷの巻線を高速化でき、分割コアユニット３０の生産性を向上できる。特に、体積及び質量の大きな分割コアユニット中間体３０Ａの巻線に有用である。

また、従来例のように、分割コアの径方向内側から分割コアユニットに保持具を押圧すると、分割コアの径方向内側に、巻線時に回転運動するフライヤと、分割コアを固定する保持具とが存在することになるため、巻線装置の機構が複雑で大型になりやすい。一方、本実施の形態では、径方向内側の保持具が不要であるため、従来例と比較してフライヤ巻線装置７０Ｂの構成を単純化かつ小型化でき、分割コアユニット３０及び回転電機１００の生産ラインを低廉化できる。

実施の形態２．
以下、本発明の実施の形態２に係る分割コアユニット、回転電機、分割コアユニットの製造方法及び回転電機の製造方法を、図を用いて説明する。
図１１は、連結コアを利用する場合の巻線要領を示す正面図である。
実施の形態１では、ばらばらに分割された分割コア３１を有する分割コアユニット中間体３０Ａに対してマグネットワイヤＷの巻線を行っているが、本実施の形態では、複数の分割コア２３１の周方向端部同士を、薄肉又は連結可能な絶縁部材によって連結しておいて巻線する。

複数の分割コア２３１を連結することで、作業性よく分割コアユニットを円環状にしてステータ３を製造することができる。また、分割コア２３１を構成する鉄心片の周方向端部同士を薄肉で連結して、円環状にした形状で磁性鋼板からプレス抜きすることにより、鉄心片を連結しないで、ばらばらにプレス抜きした場合と比べて、連結コアを円環状に組み合わせた状態におけるコアの真円度を向上できる。これにより、ロータ２の外周面と、ステータ３の内周面との間の隙間を全周に渡って均一化でき、回転電機のトルク脈動を抑制することができる。

図１１に示すように、連結した分割コア２３１を有する複数の分割コアユニット中間体２３０ＡにマグネットワイヤＷを巻線するには、次のような、一般にノズル巻と呼ばれる方法で巻線する。

まず、複数の分割コアユニット中間体２３０Ａを、外周側から巻線装置の保持具２７９に固定した状態で、内側からノズル２７６を隣り合うティース部２３１ｔの間に挿入する。次に、ノズル２７６をティース部２３１ｔの周囲に回転させることで、マグネットワイヤＷを分割コアユニット中間体２３０Ａに巻線する。

また、複数の分割コアユニット中間体２３０Ａが連結されたものに対して、複数のノズル２７６をそれぞれ分割コアユニット中間体２３０Ａの間に挿入して、同時に巻線することで、一度にステータ３を構成する全ての分割コアユニット中間体２３０ＡにマグネットワイヤＷを巻線することができ、実施の形態１に比べて、更にステータ３の生産性を向上できる。

本実施の形態に係る分割コアユニット、回転電機、分割コアユニットの製造方法及び回転電機の製造方法によれば、実施の形態１で説明した効果に加えて、複数の分割コアユニット中間体２３０Ａに対して同時にコイル５を形成できる。

実施の形態３．
以下、本発明の実施の形態３に係る分割コアユニット、回転電機、分割コアユニットの製造方法及び回転電機の製造方法を、図を用いて説明する。
図１２Ａは、分割コアユニット中間体３３０Ａの正面図である。
図１２Ｂは、保持具３７９と、二つの第一溝３０４ｋ及び第二溝３３１ｋとの固定状態を示す図である。
ヨーク被覆部３０４ｙの外周面の周方向中央部には、軸方向に延び、軸方向に垂直な断面がＴ字状の第一溝３０４ｋが形成されている。分割コア３３１の外周面の周方向中央部には、軸方向に、分割コア３３１の全長に渡って延び、軸方向に垂直な断面がＴ字状の第二溝３３１ｋが形成されている。第一溝３０４ｋ及び第二溝３３１ｋは、溝の底、すなわち径方向内側部分が周方向に広がっている。

そして、分割コア３３１の軸方向の両端面にそれぞれ端面用絶縁部材３０４を取り付けた状態において、二つの端面用絶縁部材３０４のそれぞれの第一溝３０４ｋと、分割コア３３１の第二溝３３１ｋとは、真っ直ぐに連通する。また、二つの第一溝３０４ｋは、図１２Ａに示すように、軸方向から見たときに第二溝３３１ｋと重なって見える。

保持具３７９の把持爪３７９ａの軸方向に垂直な断面は、径方向内側先端が周方向に突出するＬ字形状であり、把持爪３７９ｂは、図１２Ｂに示す第一溝３０４ｋを径方向に二分する線分Ａに対して把持爪３７９ａと対称な形状をしている。把持爪３７９ａ、３７９ｂは、第一溝３０４ｋ及び第二溝３３１ｋの中で周方向に移動可能であり、双方を第一溝３０４ｋ及び第二溝３３１ｋの中に挿入後、それぞれが離れる方向に周方向に移動させると、それぞれ二つの第一溝３０４ｋ及び第二溝３３１ｋにより形成される溝の両側壁３Ｓの一方に沿って係合固定される。

本実施の形態に係る分割コアユニット、回転電機、分割コアユニットの製造方法及び回転電機の製造方法によれば、実施の形態１で説明した効果に加えて、マグネットワイヤＷの巻線時において、分割コアユニット中間体３３０Ａが径方向に位置ずれすることもなく、マグネットワイヤＷの巻線精度を更に向上し、分割コアユニット及び回転電機の生産性を向上できる。

実施の形態４．
以下、本発明の実施の形態４に係る分割コアユニット、回転電機、分割コアユニットの製造方法及び回転電機の製造方法を、図を用いて説明する。
図１３Ａは、分割コアユニット中間体４３０Ａの正面図である。
図１３Ｂは、保持具４７９と、二つの第一溝４０４ｋ及び第二溝４３１ｋとの固定状態を示す図である。
端面用絶縁部材４０４のヨーク被覆部４０４ｙの外周面の周方向中央部には、軸方向に延び、軸方向に垂直な断面が蟻溝状の第一溝４０４ｋが形成されている。分割コア４３１の外周面の周方向中央部には、軸方向に、分割コア４３１の全長に渡って延び、軸方向に垂直な断面が蟻溝状の第二溝４３１ｋが形成されている。第一溝４０４ｋ及び第二溝４３１ｋは、径方向内側に向かって広がっている。

そして、分割コア４３１の軸方向の両端面にそれぞれ端面用絶縁部材４０４を取り付けた状態において、二つの端面用絶縁部材４０４のそれぞれの第一溝４０４ｋと、分割コア４３１の第二溝４３１ｋとは、真っ直ぐに連通する。また、二つの第一溝４０４ｋは、図１３Ａに示すように、軸方向から見たときに第二溝４３１ｋと重なって見える。

保持具４７９の把持爪４７９ａ、４７９ｂの周方向外側の面は、二つの第一溝４０４ｋ及び第二溝４３１ｋにより形成される溝の両側壁４Ｓに沿うように傾斜している。また、把持爪４７９ａ、４７９ｂは、第一溝４０４ｋ及び第二溝４３１ｋの中で周方向に移動可能であり、双方を第一溝４０４ｋ及び第二溝４３１ｋの中に挿入後、それぞれが離れる方向に周方向に移動させると、それぞれ二つの第一溝４０４ｋ及び第二溝４３１ｋにより形成される両側壁４Ｓの一方に沿って係合固定される。

本実施の形態に係る分割コアユニット、回転電機、分割コアユニットの製造方法及び回転電機の製造方法によれば、実施の形態３で説明した効果と同様に、マグネットワイヤＷの巻線時において、分割コアユニット中間体４３０Ａが径方向に位置ずれすることもなく、マグネットワイヤＷの巻線精度と分割コアユニット及び回転電機の生産性を更に向上できる。

実施の形態５．
以下、本発明の実施の形態５に係る分割コアユニット、回転電機、分割コアユニットの製造方法及び回転電機の製造方法を、図を用いて説明する。
図１５Ａは、分割コアユニット中間体５３０Ａの正面図である。
図１５Ｂは、保持具７９と、二つの第一溝５０４ｋ及び第二溝３１ｋとの固定状態を示す図である。
端面用絶縁部材５０４のヨーク被覆部５０４ｙの外周面の周方向中央部には、軸方向に延び、軸方向に垂直な断面が、一辺が開放した矩形の第一溝５０４ｋが形成されている。分割コア３１の外周面の周方向中央部には、軸方向に、分割コア３１の全長に渡って延び、軸方向に垂直な断面が、一辺が開放した矩形の第二溝３１ｋが形成されている。保持具７９で把持する前の状態では、図１５Ａに示すように、第一溝５０４ｋの周方向の幅が、第二溝３１ｋの周方向の幅よりも狭い。なお、図１５Ａでは、それぞれの周方向の幅を誇張して表示している。

そして、分割コア３１の軸方向の両端面にそれぞれ端面用絶縁部材５０４を取り付けた状態において、二つの端面用絶縁部材５０４のそれぞれの第一溝５０４ｋと、分割コア３１の第二溝３１ｋとは、真っ直ぐに連通する。この状態では、図１５Ａに示すように、第一溝５０４ｋの側壁５０４ｉｓが、第二溝３１ｋの側壁３１ｉｓよりも周方向に内側に突出しているが、二つの第一溝５０４ｋは、軸方向から見たときに第二溝３１ｋと重なって見える。

保持具は、実施の形態１と同じ保持具７９を用いる。把持爪７９ａ、７９ｂは、第一溝５０４ｋ及び第二溝３１ｋの中で周方向に移動可能であり、双方を第一溝５０４ｋ及び第二溝３１ｋの中に挿入後、それぞれが離れる方向に周方向に移動させると、まず第一溝５０４ｋの両側壁５０４ｉｓと、把持爪７９ａ、７９ｂとが接触してこれを周方向に反対側に弾性変形させる。さらに把持爪７９ａ、７９ｂ間が広がるように、把持爪７９ａ、７９ｂを移動させると、把持爪７９ａ、７９ｂは、それぞれ、二つの第一溝５０４ｋ及び第二溝３１ｋにより形成される溝の両側壁５Ｓの一方に沿って係合固定される。このように、まず、第一溝５０４ｋの側壁５０４ｉｓを弾性変形させることで、確実に把持爪７９ａ、７９ｂは、それぞれ、二つの第一溝５０４ｋ及び第二溝３１ｋにより形成される溝の側壁５Ｓの一方に沿って係合固定される。

本実施の形態に係る分割コアユニット、回転電機、分割コアユニットの製造方法及び回転電機の製造方法によれば、実施の形態１で説明した効果に加えて、マグネットワイヤＷの巻線時において、二つの端面用絶縁部材５０４を弾性変形させ、その反発力を利用することによって、二つの端面用絶縁部材５０４を確実に把持爪７９ａ、７９ｂに固定できる。これにより、マグネットワイヤＷの巻線精度と分割コアユニット及び回転電機の生産性を更に向上できる。

実施の形態６．
以下、本発明の実施の形態６に係る分割コアユニット、回転電機、分割コアユニットの製造方法及び回転電機の製造方法を、図を用いて説明する。
図１６Ａは、分割コアユニット中間体６３０Ａの正面図である。
図１６Ｂは、保持具７９と、二つの第一溝６０４ｋ及び第二溝３１ｋとの固定状態を示す図である。

端面用絶縁部材６０４のヨーク被覆部６０４ｙの外周面の周方向中央部には、軸方向に延び、軸方向に垂直な断面が、一辺が開放した矩形の第一溝６０４ｋが形成されている。分割コア３１の外周面の周方向中央部には、軸方向に、分割コア３１の全長に渡って延び、軸方向に垂直な断面が、一辺が開放した矩形の第二溝３１ｋが形成されている。実施の形態５で説明した端面用絶縁部材５０４と本実施の形態で使用する端面用絶縁部材６０４との違いは、端面用絶縁部材６０４の第一溝６０４ｋは、第一溝６０４ｋの底の周方向の中央部に、軸方向の全長に渡って形成された、軸方向に垂直な断面がＶ字状の切り欠き部Ｄを有する点である。

そして、分割コア３１の軸方向の両端面にそれぞれ端面用絶縁部材６０４を取り付けた状態において、二つの端面用絶縁部材６０４のそれぞれの第一溝６０４ｋと、分割コア３１の第二溝３１ｋとは、真っ直ぐに連通する。この状態では、図１６Ａに示すように、第一溝６０４ｋの側壁６０４ｉｓが、第二溝３１ｋの側壁３１ｉｓよりも周方向に内側に突出しているが、二つの第一溝６０４ｋは、軸方向から見たときに第二溝３１ｋと重なって見える。

保持具７９の、把持爪７９ａ、７９ｂは、第一溝６０４ｋ及び第二溝３１ｋの中で周方向に移動可能であり、双方を第一溝６０４ｋ及び第二溝３１ｋの中に挿入後、それぞれが離れる方向に周方向に移動させると、まず第一溝６０４ｋの両側壁６０４ｉｓと、把持爪７９ａ、７９ｂとが接触してこれを周方向に反対側に弾性変形させる。さらに把持爪７９ａ、７９ｂ間が広がるように、把持爪７９ａ、７９ｂを移動させると、把持爪７９ａ、７９ｂは、それぞれ、二つの第一溝６０４ｋ及び第二溝３１ｋにより形成される溝の両側壁６Ｓの一方に沿って係合固定される。このとき、第一溝６０４ｋの底の中央部に切り欠き部Ｄを設けることにより、より弾性変形しやすくなり把持爪７９ａ、７９ｂによる係合固定を容易にできる。

このように、本実施の形態６に係る分割コアユニット、回転電機、分割コアユニットの製造方法及び回転電機の製造方法によれば、実施の形態５において説明した弾性変形の量を容易に調整できるので、マグネットワイヤＷの巻線精度と分割コアユニット及び回転電機の生産性を更に向上できる。

尚、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１００ 回転電機、１ フレーム、２ ロータ、３ ステータ、３０ 分割コアユニット、３０Ａ，２３０Ａ，３３０Ａ，４３０Ａ，５３０Ａ，６３０Ａ 分割コアユニット中間体、３１，２３１，３３１，４３１ 分割コア、３１ｋ，３３１ｋ，４３１ｋ 第二溝、３１ｓ シュー部、３１ｓｇ 外周面、３１ｔ，２３１ｔ ティース部、３１ｔｉｎ 内側先端、３１ｔｓ 周方向側面、３１ｙ ヨーク部、３１ｙｉｎ 内周面、４，３０４，４０４，５０４，６０４ 端面用絶縁部材、４Ｌ ガイド溝、４Ｒ 巻き掛け溝、４ｂ，４ｃ 係合爪、４ｄ 突起、４ｋ，３０４ｋ，４０４ｋ，５０４ｋ，６０４ｋ 第一溝、４ｉｎ 内鍔、４ｏｕｔ 外鍔、４ｔ ティース被覆部、４ｙ，３０４ｙ，４０４ｙ，５０４ｙ，６０４ｙ ヨーク被覆部、５ コイル、５Ｓｔ 巻き始め端部、６ 側面用絶縁部材、６ｔ 軸方向端部、７０ 巻線装置、７０Ｂ フライヤ巻線装置、７５ チャック、７６，７６Ｂ，２７６ ノズル、７７ フライヤ、７９，２７９，３７９，４７９ 保持具、７９ａ，７９ｂ，３７９ａ，３７９ｂ，４７９ａ，４７９ｂ 把持爪、Ｗ マグネットワイヤ、ＣＬ 軸方向、Ａ 線分、Ｂ 中心軸、Ｃ 矢印、Ｓ，３Ｓ，４Ｓ，５Ｓ，６Ｓ，３１ｉｓ，５０４ｉｓ，６０４ｉｓ 側壁。

Claims (11)

1. ヨーク部と前記ヨーク部から径方向内側に突出するティース部とからなる分割コアと、
   マグネットワイヤを前記ティース部に巻線して形成したコイルと、
   前記分割コアと前記コイルとを電気的に絶縁する、絶縁部材とを有する分割コアユニットであって、
   前記絶縁部材は、
   前記分割コアの軸方向の両端面をそれぞれ覆う端面用絶縁部材を有し、
   各前記端面用絶縁部材は、外周面の周方向中央部に、軸方向に延びる直線状の第一溝を有し、
   前記ヨーク部は、前記分割コアの外周面の周方向中央部に、軸方向に、前記ヨーク部の全長に渡って延びる直線状の第二溝を有し、
   二つの前記第一溝と、前記第二溝とは連通し、
   二つの前記第一溝は、軸方向から見たときに前記第二溝と重なって見える分割コアユニット。
2. 前記第一溝及び前記第二溝は、軸方向に垂直な断面が、一辺が開放した矩形である請求項１に記載の分割コアユニット。
3. 前記第一溝及び前記第二溝は、軸方向に垂直な断面が、前記第一溝及び前記第二溝の底が周方向に広がっているＴ字状である請求項１に記載の分割コアユニット。
4. 前記第一溝及び前記第二溝は、軸方向に垂直な断面が、径方向内側に向かって広くなる蟻溝状である請求項１に記載の分割コアユニット。
5. 前記端面用絶縁部材は、
   前記ティース部の径方向の内側先端から周方向両側に張り出したシュー部の外周面に係合する一対の第一係合爪と、
   前記ヨーク部の内周面に係合する一対の第二係合爪とを備える請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の分割コアユニット。
6. 前記第一溝の周方向の幅は、前記第二溝の周方向の幅よりも狭い請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の分割コアユニット。
7. 前記第一溝の底の周方向の中央部に、軸方向の全長に渡って形成された切り欠き部を有する請求項６に記載の分割コアユニット。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の複数の前記分割コアユニットを環状に組み合わせたステータと、
   前記ステータを収納するフレームと、
   前記ステータの内側に回転可能に支持されたロータとからなる回転電機。
9. 周方向に隣り合う前記分割コア同士は連結されている請求項８に記載の回転電機。
10. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の分割コアユニットの製造方法であって、
    前記端面用絶縁部材を前記分割コアに装着する絶縁部材取付工程と、
    二つの前記第一溝及び前記第二溝の中に、前記分割コアの軸長より長く、周方向に開閉可能な二つの把持爪を有する把持具を、二つの前記把持爪を閉じた状態で挿入し、その後、二つの前記把持爪を周方向に開いて、二つの前記把持爪により、二つの前記第一溝と前記第二溝の両側壁を周方向に押圧して、二つの前記端面用絶縁部材と前記分割コアとを前記把持具に固定する固定工程と、
    二つの前記端面用絶縁部材と前記分割コアとが固定された、分割コアユニット中間体に対して、マグネットワイヤを巻線してコイルを形成する巻線工程とを有する分割コアユニットの製造方法。
11. 請求項１０に記載の前記分割コアユニットの製造方法で製造した複数の前記分割コアユニットを環状に組み合わせてステータを形成する分割コアユニット結合工程と、
    前記ステータをフレームに挿入して固定し、前記ステータの内側にロータを回転可能に配置する回転電機組み立て工程とを有する回転電機の製造方法。

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