WO2021059502A1 - 電機子鉄心、電機子および電動機 - Google Patents

電機子鉄心、電機子および電動機 Download PDF

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WO2021059502A1
WO2021059502A1 PCT/JP2019/038245 JP2019038245W WO2021059502A1 WO 2021059502 A1 WO2021059502 A1 WO 2021059502A1 JP 2019038245 W JP2019038245 W JP 2019038245W WO 2021059502 A1 WO2021059502 A1 WO 2021059502A1
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WO
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iron core
groove
split
armature
groove portion
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/038245
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English (en)
French (fr)
Inventor
順一 大田
恭輔 山口
鈴木 茂夫
藤原 誠
正樹 北條
俊介 ▲高▼垣
康太郎 塩田
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Filing date
Publication date
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Priority to TW109130879A priority patent/TWI753567B/zh
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/18Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures

Definitions

  • the present invention relates to an armature iron core having a plurality of divided iron cores, an armature, and an electric motor.
  • an armature core formed by connecting a plurality of divided cores in an annular shape is known.
  • Each divided iron core is formed by laminating a plurality of iron core pieces which are electromagnetic steel plates.
  • the split iron core has a yoke portion through which magnetic flux passes and a teeth portion protruding from the yoke portion.
  • a coil is formed around the teeth portion by winding a wire rod after the insulator is installed.
  • the wire rod is wound while the divided iron core to be wound is held by the jig.
  • the split core In order to accurately wind the wire rod around the split core, it is required that the split core can be accurately positioned and that the split core can be stably held against the tension applied to the wire.
  • Patent Document 1 discloses that in an armature core having a plurality of divided iron cores connected in an annular shape, a groove is provided on the outer peripheral surface of the divided iron core.
  • the outer peripheral surface of the divided iron core is a surface of the yoke portion that is directed to the side opposite to the side on which the teeth portion protrudes.
  • the groove portion is formed so as to extend in the stacking direction at the central portion of the yoke portion in the circumferential direction.
  • the groove functions as a positioning reference when the wire rod is wound.
  • the jig is provided with a fitting portion that can be fitted with the groove portion.
  • the fitting portion is fitted into the groove, so that the split core can be accurately positioned and the split core can be stably held. ..
  • the volume of the yoke portion provided with the groove portion is smaller than the volume of the yoke portion when the groove portion is not provided.
  • the magnetic flux that can pass through the yoke portion decreases, so that the torque that can be output by the electric motor provided with the armature iron core decreases.
  • the electric motor cannot increase the torque that can be output even if the current flowing through the electric motor is increased, and high electrical characteristics cannot be obtained. Therefore, it is desired to suppress the volume reduction of the yoke portion as much as possible.
  • the volume of the yoke portion is significantly reduced by forming the groove portion in the entire yoke portion in the stacking direction. Even if an attempt is made to increase the volume of the yoke portion by reducing the width of the groove portion in the circumferential direction, the smaller the width of the groove portion, the more difficult it is to stably hold the divided iron core in the jig. Further, as the width of the groove portion in the circumferential direction becomes smaller, it becomes more difficult to fit the fitting portion into the groove portion, so that the work efficiency when attaching the divided iron core to the jig deteriorates. Further, the smaller the width of the groove, the more difficult it is to manufacture the iron core piece.
  • the present invention has been made in view of the above, and it is desired to obtain an armature iron core capable of manufacturing an armature with high productivity and realizing high electric characteristics in an electric motor having an armature.
  • the purpose is desired to obtain an armature iron core capable of manufacturing an armature with high productivity and realizing high electric characteristics in an electric motor having an armature. The purpose.
  • the armature core according to the present invention has a plurality of divided cores, each of which is a laminated body of a plurality of iron core pieces, and the plurality of divided cores are connected to each other.
  • Each of the plurality of divided iron cores has a yoke portion and a teeth portion protruding from the yoke portion in a second direction perpendicular to the first direction, which is the direction in which the plurality of iron core pieces are laminated.
  • the second surface of the yoke portion opposite to the first surface on which the teeth portion is provided is provided with a first groove portion and a second groove portion, each of which is recessed in the second direction.
  • the laminate is provided between the first portion forming the first groove portion, the second portion forming the second groove portion, and the first portion and the second portion in the first direction.
  • the third part is included.
  • the third portion includes a surface forming the end of the first groove portion in the first direction and a surface forming the end of the second groove portion in the first direction.
  • the armature iron core according to the present invention has an effect that it is possible to manufacture an armature with high productivity and that a high electric characteristic can be realized in an electric motor having an armature.
  • Sectional drawing of the electric motor which has a stator according to Embodiment 1 of this invention Perspective view of the stator core constituting the stator according to the first embodiment.
  • the figure which shows the cross section of the stator core in line III-III shown in FIG. The figure which shows the cross section of the stator core in line IV-IV shown in FIG.
  • FIG. 2 shows a state in which the split iron core shown in FIG. 8 is held by the holding mechanism.
  • a perspective view showing a jig constituting the holding mechanism shown in FIG. A perspective view showing a state in which an iron core piece is fitted in the jig shown in FIG.
  • FIG. 6 is a diagram showing a state in which a wire rod is wound around the divided iron core shown in FIG. An enlarged view of a portion of the configuration shown in FIG. 21 including a third groove portion and a fitting portion.
  • the figure which shows the state that the split iron core shown in FIG. 20 is sandwiched by a transport mechanism.
  • FIG. 2 is a diagram showing a state in which the length of the divided iron core shown in FIG. 27 is adjusted in the first direction.
  • FIG. 28 shows how the adjusted split iron core shown in FIG. 28 is held by the holding mechanism.
  • the figure which shows the state that the split iron core shown in FIG. 30 is held by the holding mechanism.
  • FIG. 3 is a diagram showing a state in which the length of the divided iron core shown in FIG. 34 is adjusted in the first direction.
  • FIG. 3 is a diagram showing how the adjusted split iron core shown in FIG. 35 is held by the holding mechanism.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a motor having a stator according to the first embodiment of the present invention.
  • the motor 1 which is an electric motor has a stator 2 which is an armature, a rotor 3 which is a field magnet surrounded by the stator 2 and provided rotatably, and a frame 4. A gap is provided between the stator 2 and the rotor 3.
  • the stator 2 has a stator core 5 which is an armature core, an insulator 6 which insulates the stator core 5, and a coil 7 which generates a rotating magnetic field.
  • the coil 7 is wound around a portion of the stator core 5 where the insulator 6 is provided.
  • the rotor 3 has a rotor core 8 which is a field core, a shaft 9 provided at the center of the rotor core 8, and a plurality of permanent magnets 10.
  • the rotor 3 rotates about the axis C of the shaft 9.
  • the cross section shown in FIG. 1 is a cross section perpendicular to the axis C.
  • the direction of the axis C is referred to as the axial direction
  • the direction along the circumference of the circle centered on the axis C is referred to as the circumferential direction
  • the direction of the diameter of the circle centered on the axis C is referred to as the radial direction.
  • the plurality of permanent magnets 10 are arranged in the circumferential direction.
  • the motor 1 has a bearing that rotatably holds the shaft 9 and a bracket into which the bearing is fitted.
  • the frame 4 covers the periphery of the stator 2 and holds the rotor 3 via bearings and brackets. Bearings and brackets are not shown.
  • the stator core 5 has a plurality of divided cores 11 connected to each other.
  • the plurality of divided iron cores 11 are arranged in the circumferential direction.
  • Each of the plurality of divided iron cores 11 is a laminated body of a plurality of iron core pieces.
  • Each of the plurality of iron core pieces is an electromagnetic steel plate.
  • the plurality of iron core pieces are stacked on each other in the first direction, which is the axial direction.
  • the split iron core 11 has a yoke portion 12 and a teeth portion 13 protruding from the yoke portion 12.
  • the tooth portion 13 projects from the yoke portion 12 toward the axis C in the radial direction.
  • the end portion of the teeth portion 13 on the axis C side in the radial direction is wider in the circumferential direction than the portion of the teeth portion 13 other than the end portion.
  • a slot which is a space in which the coil 7 is arranged, is formed between the tooth portions 13 adjacent to each other in the circumferential direction.
  • the insulator 6 covers the inner peripheral surface of the yoke portion 12, which is the first surface of the yoke portion 12 on which the teeth portion 13 is provided, and the side surface of the teeth portion 13 directed in the circumferential direction.
  • the divided iron cores 11 that are adjacent to each other in the circumferential direction are rotatably connected to each other by a connecting portion 14 provided at the end portion of the yoke portion 12 in the circumferential direction.
  • the outer peripheral surface 15 of the divided iron core 11 is a second surface of the yoke portion 12 opposite to the inner peripheral surface on which the teeth portion 13 is provided.
  • a groove 16 is provided on the outer peripheral surface 15.
  • the iron core pieces stacked on each other are fixed at the caulking portion 17.
  • the split iron core 11 is provided with caulking portions 17 at three locations. The number of caulking portions 17 in the divided iron core 11 and the positions where the caulking portions 17 are provided in the divided iron core 11 may be appropriately changed.
  • FIG. 2 is a perspective view of the stator core constituting the stator according to the first embodiment.
  • the arrow D1 represents the first direction described above.
  • the first direction is a direction in which a plurality of iron core pieces are laminated in each divided iron core 11.
  • the arrow D2 represents a second direction perpendicular to the first direction.
  • the arrow D3 represents a third direction perpendicular to the first and second directions.
  • the tooth portion 13 projects from the yoke portion 12 in the second direction.
  • FIG. 2 shows the stator core 5 in a linearly developed state.
  • the stator core 5 when the stator core 5 is annular, the end face 18 of the divided core 11 located at one end of the plurality of divided cores 11 constituting the stator core 5 in the third direction is It comes into contact with the end face 19 of the split core 11 located at the other end of the plurality of split cores 11 in the third direction. From the state shown in FIG. 2, the stator core 5 is formed into an annular shape by deforming the stator core 5 so that the end face 18 and the end face 19 are in contact with each other.
  • the first groove portion 16a is a groove portion 16 provided on the side of one end of the outer peripheral surface 15 in the first direction.
  • the second groove portion 16b is a groove portion 16 provided on the side of the other end of the outer peripheral surface 15 in the first direction.
  • Each of the first groove portion 16a and the second groove portion 16b is recessed in the second direction.
  • the end of the divided iron core 11 on the side where the first groove portion 16a is provided is referred to as the lower end
  • the end of the divided iron core 11 on the side where the second groove portion 16b is provided is referred to as the upper end. There is.
  • the first groove portion 16a and the second groove portion 16b are provided at the central portion of the outer peripheral surface 15 in the third direction.
  • a groove 16 is not provided in the central portion of the outer peripheral surface 15 in the first direction.
  • the first groove portion 16a and the second groove portion 16b are arranged separately on the upper end side and the lower end side, respectively, with a central portion which is a portion where the groove portion 16 is not provided.
  • the groove portion 16 is provided in a portion of the outer peripheral surface 15 other than the central portion in the first direction.
  • the divided iron core 11 which is a laminated body of iron core pieces, includes a first portion constituting the first groove portion 16a, a second portion constituting the second groove portion 16b, and a first portion in the first direction. It has a third portion provided between the second portion.
  • the first portion is a laminated body of iron core pieces forming the first groove portion 16a among the plurality of iron core pieces constituting the divided iron core 11, and includes the lower end of the divided iron core 11.
  • the second portion is a laminated body of the iron core pieces forming the second groove portion 16b among the plurality of iron core pieces constituting the divided iron core 11, and includes the upper end of the divided iron core 11.
  • the third portion is a laminated body of the iron core pieces forming the first groove portion 16a and the iron core pieces other than the iron core pieces forming the second groove portion 16b among the plurality of iron core pieces constituting the divided iron core 11. It constitutes the above-mentioned central part.
  • FIG. 3 is a diagram showing a cross section of the stator core in the line III-III shown in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing a cross section of the stator core in the IV-IV line shown in FIG.
  • the cross section shown in FIG. 3 is a cross section parallel to the first direction and the third direction, and is a cross section of the yoke portion 12 connected to each other.
  • the cross section shown in FIG. 4 is a cross section parallel to the first direction and the second direction, and is a vertical cross section of the yoke portion 12 and the teeth portion 13.
  • the right and left are the right and left when the stator core 5 developed in a straight line as shown in FIG. 2 is viewed from the side of the teeth portion 13.
  • FIG. 3 shows a cross section of a part of the stator core 5 including the end face 19.
  • the configuration shown in FIGS. 3 and 4 is an example of the configuration of the stator core 5.
  • the plurality of iron core piece groups constituting the stator core 5 include the first to fifth iron core piece groups 21, 22, 23, 24, 25.
  • the first iron core piece 31 is an iron core piece constituting the first iron core piece group 21.
  • the second iron core piece 32 is an iron core piece constituting the second iron core piece group 22.
  • the third iron core piece 33 is an iron core piece constituting the third iron core piece group 23.
  • the fourth iron core piece 34 is an iron core piece constituting the fourth iron core piece group 24.
  • the fifth iron core piece 35 is an iron core piece constituting the fifth iron core piece group 25.
  • the first iron core piece 31, the second iron core piece 32, the third iron core piece 33, the fourth iron core piece 34, and the fifth iron core piece 35 have different structures from each other.
  • the divided iron core 11 is a laminated body composed of 18 iron core pieces.
  • the 18 iron core pieces include one first iron core piece 31, six second iron core pieces 32, five third iron core pieces 33, three fourth iron core pieces 34, and three.
  • a fifth iron core piece 35 is included.
  • a first iron core piece 31 is provided at the lower end of the divided iron core 11.
  • a second iron core piece 32, a third iron core piece 33, a fourth iron core piece 34, and a fifth iron core piece 35 are determined based on the structure of each iron core piece. They are stacked in the same order.
  • a second iron core piece 32 is provided at the upper end of the divided iron core 11.
  • the first iron core piece 31 has a hole 26.
  • Each of the second iron core piece 32, the third iron core piece 33, the fourth iron core piece 34, and the fifth iron core piece 35 has a protrusion 27.
  • the hole 26 and the protrusion 27 form a connecting portion 14.
  • the protrusion 27 is a raised circular portion of the iron core piece. A circular recess is formed on the back side of the portion of the iron core piece where the protrusion 27 is provided.
  • Each of the second iron core piece 32, the third iron core piece 33, the fourth iron core piece 34, and the fifth iron core piece 35 is laminated with the protrusion 27 facing downward.
  • the hole 26 is circular and is formed so that the protrusion 27 can be fitted.
  • the protrusion 27 provided on the second iron core piece 32 stacked on the first iron core piece 31 is fitted into the hole 26.
  • the protrusion 27 is rotatable in a state of being fitted in the hole 26.
  • a protrusion 27 provided on one of the upper iron core pieces of the two iron core pieces stacked on each other is provided on the other iron core piece below. It is fitted into the recess that is being made.
  • the protrusion 27 is rotatable in a state of being fitted in the recess.
  • each iron core piece group a gap 30 is provided between two iron core pieces adjacent to each other.
  • the gap 30 provided between the two first iron core pieces 31 adjacent to each other is located to the right of the connecting portion 14.
  • the gap 30 provided between the two second iron core pieces 32 adjacent to each other is located to the left of the connecting portion 14.
  • the gap 30 provided between the two third iron core pieces 33 adjacent to each other is located to the right of the connecting portion 14.
  • the gap 30 provided between the two fourth iron core pieces 34 adjacent to each other is located to the left of the connecting portion 14.
  • the gap 30 provided between the two fifth iron core pieces 35 adjacent to each other is located to the right of the connecting portion 14.
  • iron core pieces having a gap 30 on the right side of the connecting portion 14 and iron core pieces having a gap 30 on the left side of the connecting portion 14 are alternately laminated.
  • the hole 26 is provided in the first iron core piece 31 on the left side of the two first iron core pieces 31 adjacent to each other.
  • the protrusion 27 is provided on the second iron core piece 32 on the right side of the two second iron core pieces 32 adjacent to each other.
  • the protrusion 27 is provided on the third iron core piece 33 on the left side of the two third iron core pieces 33 adjacent to each other.
  • the protrusion 27 is provided on the fourth iron core piece 34 on the right side of the two fourth iron core pieces 34 adjacent to each other.
  • the fifth iron core group 25 the fifth iron core piece 35 on the left side of the two fifth iron core pieces 35 adjacent to each other is provided.
  • the first iron core piece 31 has a hole 28.
  • Each of the second iron core piece 32, the third iron core piece 33, the fourth iron core piece 34, and the fifth iron core piece 35 has a protrusion 29.
  • the hole 28 and the protrusion 29 form a caulking portion 17.
  • the protrusion 29 is a raised rectangular portion of the iron core piece. A rectangular recess is formed on the back side of the portion of the iron core piece where the protrusion 29 is provided.
  • Each of the second iron core piece 32, the third iron core piece 33, the fourth iron core piece 34, and the fifth iron core piece 35 is laminated with the protrusion 29 facing downward.
  • the hole 28 is a rectangle into which the protrusion 29 can enter.
  • the protrusion 29 provided on the second iron core piece 32 stacked on the first iron core piece 31 is in a state of being inserted into the hole 28 and is fastened to the hole 28.
  • the protrusion 29 provided on one of the upper iron core pieces among the two iron core pieces stacked on each other is provided on the other iron core piece below. It is said that it has entered the recessed area and is fastened to the recessed area.
  • the first portion 20a constituting the first groove portion 16a is a laminated body of five iron core pieces.
  • the second iron core piece 32 and the third iron core piece 33 are alternately laminated on the first iron core piece 31.
  • the second portion 20b constituting the second groove portion 16b is a laminated body of seven iron core pieces.
  • the second iron core piece 32 and the third iron core piece 33 are alternately laminated on the second portion 20b.
  • the third portion 20c in which the groove portion 16 is not provided is a laminated body of six iron core pieces.
  • the fourth iron core piece 34 and the fifth iron core piece 35 are alternately laminated.
  • the first portion 20a is the lower end portion of the laminated body which is the divided iron core 11, that is, one end portion of the divided iron core 11 in the first direction.
  • the second portion 20b is the upper end portion of the laminated body which is the divided iron core 11, that is, the other end portion of the divided iron core 11 in the first direction.
  • the third portion 20c is a central portion in the first direction of the laminated body which is the divided iron core 11.
  • the third portion 20c is stacked on top of the first portion 20a.
  • the second portion 20b is stacked on top of the third portion 20c.
  • the surface 20c1 which is the lower end of the third portion 20c constitutes a surface located at the upper end of the first groove portion 16a.
  • the surface 20c2, which is the upper end of the third portion 20c, constitutes the lower end of the second groove portion 16b.
  • the third portion 20c includes a surface 20c1 forming the end of the first groove portion 16a in the first direction and a surface 20c2 forming the end of the second groove portion 16b in the first direction. No groove 16 is provided between the surface 20c1 and the surface 20c2.
  • FIG. 5 is a diagram showing a planar configuration of the first to fifth iron core pieces shown in FIGS. 3 and 4.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration in a cross section of the first to fifth iron core pieces shown in FIGS. 3 and 4.
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration in a vertical cross section of the first to fifth iron core pieces shown in FIGS. 3 and 4.
  • FIG. 5 shows four of the twelve first iron core pieces 31 constituting the first iron core piece group 21 and the twelve second iron core pieces 32 constituting the second iron core piece group 22. Four of them, four of the twelve third iron core pieces 33 constituting the third iron core piece group 23, and the twelve fourth iron core pieces 34 constituting the fourth iron core piece group 24. Four of them and four of the twelve fifth iron core pieces 35 constituting the fifth iron core piece group 25 are shown.
  • FIG. 6 shows the same cross section as in FIG.
  • FIG. 7 shows the same vertical cross section as in FIG.
  • each first iron core piece 31 other than the one first iron core piece 31 forming the end face 18 is provided with a hole 26. There is. In the first iron core piece 31, the hole 26 is provided at the left end 36 of the yoke portion 12. Each of the first iron core pieces 31 constituting the first iron core piece group 21 is provided with three holes 28 and a notch 38 forming the groove portion 16.
  • each second iron core piece 32 other than the one second iron core piece 32 constituting the end face 19 is provided with a protrusion 27.
  • the protrusion 27 is provided at the right end 37 of the yoke portion 12.
  • Each of the second iron core pieces 32 constituting the second iron core piece group 22 is provided with three protrusions 29 and a notch 38 forming the groove portion 16.
  • each third iron core piece 33 other than one third iron core piece 33 forming the end face 18 is provided with a protrusion 27.
  • the protrusion 27 is provided at the left end 36 of the yoke portion 12.
  • Each of the third iron core pieces 33 constituting the third iron core piece group 23 is provided with three protrusions 29 and a notch 38 forming the groove portion 16.
  • each fourth iron core piece 34 other than one fourth iron core piece 34 forming the end face 19 is provided with a protrusion 27. ing.
  • the protrusion 27 is provided at the right end 37 of the yoke portion 12.
  • Each of the fourth iron core pieces 34 constituting the fourth iron core piece group 24 is provided with three protrusions 29.
  • the fourth iron core piece 34 is not provided with a notch 38.
  • each fifth iron core piece 35 other than one fifth iron core piece 35 constituting the end face 18 is provided with a protrusion 27.
  • the protrusion 27 is provided at the left end 36 of the yoke portion 12.
  • Each of the fifth iron core pieces 35 constituting the fifth iron core piece group 25 is provided with three protrusions 29.
  • the fifth iron core piece 35 is not provided with a notch 38.
  • the outer shape of the first iron core piece 31 is the same as the outer shape of the second iron core piece 32 except that the shapes of the ends 36 and 37 are different.
  • the outer shape of the first iron core piece 31 is the same as the outer shape of the third iron core piece 33.
  • the outer shape of the second iron core piece 32 is the same as the outer shape of the fourth iron core piece 34 except that the notch 38 is provided.
  • the outer shape of the first iron core piece 31 is the same as the outer shape of the fifth iron core piece 35 except that the notch 38 is provided.
  • each of the first to fifth iron core pieces 31, 32, 33, 34, 35 is different from each other except that at least one of the end portion 36, 37 portion and the notch portion 38 portion is different from each other.
  • each of the first to fifth iron core pieces 31, 32, 33, 34, and 35 has the same size.
  • the divided iron core 11 can reduce the unevenness that reduces the volume of the divided iron core 11. ..
  • the stator core 5 can pass as much magnetic flux as possible in the portion other than the portion where the groove portion 16 is provided, and the torque that can be output by the motor 1 can be increased.
  • Each of the iron core pieces forming the first portion 20a has a notch portion 38 having the same shape formed at the same position, and the shape of the ridge line portion forming the outer peripheral surface 15 of the outer shape of the iron core piece is all. It is the same.
  • Each of the iron core pieces forming the second portion 20b has a notch portion 38 having the same shape formed at the same position, and the shape of the ridge line portion forming the outer peripheral surface 15 of the outer shape of the iron core piece is all. It is the same.
  • Each of the iron core pieces forming the third portion 20c is not provided with the notch portion 38, and the shape of the ridge line portion forming the outer peripheral surface 15 of the outer shape of the iron core piece is the same.
  • the divided iron core 11 is not limited to the one in which the iron core piece having the protrusion 27 at the end 36 and the iron core piece having the protrusion 27 at the end 37 are alternately laminated.
  • the divided iron core 11 may include a portion in which iron core pieces having protrusions 27 at the end 36 are laminated with each other, and the iron core pieces having protrusions 27 at the ends 37 may be laminated with each other. May include a portion in which is laminated.
  • FIG. 8 is a diagram showing a state in which a wire rod is wound around a split iron core constituting the stator core shown in FIG.
  • a winding machine is used to wind the wire rod 41 around the divided iron core 11.
  • the winding machine winds the wire rod 41 around the teeth portion 13 of the split iron core 11 by turning the nozzle 40 that supplies the wire rod 41 around the split iron core 11.
  • FIG. 8 shows a jig 46 that constitutes the holding mechanism.
  • the inner claw 42 and the outer claw 43, and the inner claw 44 and the outer claw 45 form a transport mechanism for transporting the split iron core 11.
  • the inner claw 44 and the outer claw 45 convey the split iron core 11 to be charged into the holding mechanism.
  • the inner claw 42 and the outer claw 43 convey the split iron core 11 discharged from the holding mechanism.
  • the split iron cores 11 before the wire rod 41 is wound are arranged in a row while being sandwiched between the inner claws 44 and the outer claws 45 facing each other.
  • the split iron cores 11 after the wire rod 41 is wound are arranged in a row while being sandwiched between the inner claws 42 and the outer claws 43 facing each other.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the winding of the wire rod around the divided iron core shown in FIG.
  • FIG. 9 shows how the nozzle 40 is swiveling in the cross section taken along the line IX-IX shown in FIG. In FIG. 9, the nozzle 40 is assumed to rotate counterclockwise around the tooth portion 13.
  • the tension of the wire rod 41 is the first iron core piece 31 forming the lower end of the divided iron core 11 and the second iron core piece 31 forming the upper end of the divided iron core 11.
  • the groove portion 16 is provided in a first portion 20a including the lower end of the divided iron core 11 and a second portion 20b including the upper end of the divided iron core 11.
  • the holding mechanism can hold the divided iron core 11 at the first portion 20a which is the upper end portion and the second portion 20b which is the lower end portion.
  • a groove 16 is not provided in the third portion 20c, which is the central portion of the divided iron core 11. In the stator core 5, the central portion of the split core 11 can be used to improve the torque characteristics.
  • FIG. 10 is a first diagram showing how the split iron core shown in FIG. 8 is held by the holding mechanism.
  • FIG. 10 shows a cross section taken along line XX shown in FIG.
  • the holding mechanism has two jigs 46 and 47 facing each other.
  • the holding mechanism holds the divided iron core 11 by sandwiching the divided iron core 11 between two jigs 46 and 47.
  • the jig 46 comes into contact with the second iron core piece 32 that constitutes the upper end of the divided iron core 11.
  • the jig 47 comes into contact with the first iron core piece 31 forming the lower end of the divided iron core 11.
  • a protrusion 48 is provided on the surface of the jig 46 facing the jig 47.
  • the jig 47 is provided with a protrusion 48 on a surface facing the jig 46.
  • the protrusion 48 provided on the jig 46 and the protrusion 48 provided on the jig 47 are provided with a fitting portion 49 that can be fitted into the groove portion 16.
  • the jig 46 can reciprocate in a direction approaching the jig 47 and a direction away from the jig 47.
  • the jig 47 can reciprocate between a direction approaching the jig 46 and a direction away from the jig 46.
  • the holding mechanism moves the jig 46 and the jig 47 so that the jig 46 and the jig 47 come close to each other in a state where the divided iron core 11 is placed between the jig 46 and the jig 47. Grasp the split iron core 11 by.
  • the holding mechanism releases the gripped split iron core 11 by moving the jig 46 and the jig 47 in a direction away from each other from the state of holding the split iron core 11.
  • FIG. 11 is a second diagram showing how the split iron core shown in FIG. 8 is held by the holding mechanism.
  • FIG. 11 shows a cross section taken along line XI-XI shown in FIG.
  • FIG. 11 shows a state in which the fitting portion 49 of the jig 47 is fitted into the first groove portion 16a of the split iron core 11 held by the holding mechanism.
  • the fitting portion 49 of the jig 46 is fitted into the second groove portion 16b of the split iron core 11 held by the holding mechanism, as in the case shown in FIG.
  • the first groove portion 16a has a so-called dovetail shape.
  • the width of the first groove portion 16a in the third direction is increased from the outer peripheral surface 15 toward the teeth portion 13.
  • the fitting portion 49 is an end portion of the protrusion 48 on the side that comes into contact with the split iron core 11, and is a portion that protrudes to the left and right according to the shape of the first groove portion 16a.
  • the first groove portion 16a may have any shape as long as it has a portion where the width in the third direction is expanded from the outer peripheral surface 15 toward the teeth portion 13.
  • FIG. 12 is a perspective view showing a jig constituting the holding mechanism shown in FIG.
  • FIG. 13 is a perspective view showing how the iron core piece is fitted into the jig shown in FIG.
  • the length of the protrusion 48 in the direction perpendicular to the surface 50 facing the jig 46 is La.
  • the length of the first groove portion 16a in the first direction is longer than that of La.
  • FIG. 13 shows how the first iron core piece 31 constituting the lower end of the divided iron core 11 is fitted into the jig 47.
  • the regions 50a of the surface 50 located on the left and right sides of the fitting portion 49 come into contact with the first iron core piece 31.
  • the second groove portion 16b has the same shape as the first groove portion 16a.
  • the width of the second groove portion 16b in the third direction is increased from the outer peripheral surface 15 toward the teeth portion 13.
  • the second groove portion 16b may have any shape as long as it has a portion where the width in the third direction is expanded from the outer peripheral surface 15 toward the teeth portion 13.
  • the jig 46 shown in FIG. 10 has the same structure as the jig 47 shown in FIGS. 11 to 13.
  • the mode in which the fitting portion 49 provided in the jig 46 is fitted into the second groove portion 16b is the same as the mode in which the fitting portion 49 provided in the jig 47 is fitted into the first groove portion 16a. ..
  • the groove 16 and the jigs 46 and 47 are configured in this way, the fitting of the fitting portion 49 into the groove 16 and the extraction of the fitting portion 49 from the groove 16 are performed with respect to the divided iron core 11. This is done by moving the jigs 46 and 47 in a direction parallel to the first direction. Further, in the state where the fitting portion 49 is fitted into the groove portion 16, the movement of the split iron core 11 in the second direction and the third direction with respect to the jigs 46 and 47 is suppressed.
  • the split core 11 to be held by the holding mechanism may include split cores 11 having different lengths in the stacking direction. If the holding mechanism holds the divided iron core 11 using one jig, the jig is replaced according to the length of the divided iron core 11 in the stacking direction. In the first embodiment, since the holding mechanism holds the upper end and the lower end of the split core 11 by using two jigs 46 and 47, the holding mechanism holds the split core 11 having different lengths in the stacking direction. , Common jigs 46 and 47 can be used. As described above, the holding mechanism can hold the divided iron cores 11 by using the common jigs 46 and 47 when the lengths of the divided iron cores 11 in the stacking direction are various.
  • the holding mechanism can accurately position the split iron core 11 and hold the split iron core 11. Further, the holding mechanism can stably hold the divided iron core 11.
  • the winding machine can accurately wind the wire rod 41 around the divided iron core 11.
  • the winding machine can accurately wind the wire rod 41 around the divided iron core 11.
  • the yoke portion 12 is compared with the case where the groove portion 16 is provided in the entire yoke portion 12 in the first direction.
  • Volume can be increased. As the volume of the yoke portion 12 increases, the magnetic flux that can pass through the yoke portion 12 increases, so that the torque that can be output by the motor 1 increases. Therefore, the motor 1 can increase the torque that can be output by increasing the current flowing through the motor 1, and can obtain high electrical characteristics.
  • the split core 11 has a first portion 20a constituting the first groove portion 16a, a second portion 20b forming the second groove portion 16b, and a first portion. Includes a third portion 20c provided between the portion 20a and the second portion 20b.
  • the third portion 20c includes a surface 20c1 forming the end of the first groove portion 16a and a surface 20c2 forming the end of the second groove portion 16b, and the groove portion 16 is provided in the third portion 20c.
  • the stator core 5 has the effect that the stator 2 can be manufactured with high productivity and that high electrical characteristics can be realized in the electric motor having the stator 2.
  • FIG. 14 is a perspective view of a stator core constituting the stator according to the second embodiment of the present invention.
  • a third groove portion 60 is provided on the outer peripheral surface 15 of each of the divided iron cores 11 constituting the stator core 5.
  • the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the configurations different from those in the first embodiment will be mainly described.
  • the third groove portion 60 is provided at the center of the outer peripheral surface 15 in the third direction. Further, the third groove portion 60 is provided at the central portion of the outer peripheral surface 15 in the first direction.
  • the third groove portion 60 is a third portion of the divided iron core 11 between the first portion provided with the first groove portion 16a and the second portion provided with the second groove portion 16b. It is provided in.
  • the third portion is a laminated body of iron core pieces forming the third groove portion 60 among the plurality of iron core pieces constituting the divided iron core 11.
  • FIG. 15 is a plan view of the divided cores constituting the stator core shown in FIG. FIG. 15 shows a plane on the upper end side of the divided iron core 11.
  • the third groove portion 60 has a V shape.
  • the width of the third groove 60 in the third direction is smaller than the width of the second groove 16b in the third direction. Further, the width of the third groove portion 60 in the third direction is smaller than the width of the first groove portion 16a in the third direction.
  • the shape of the third groove 60 is not limited to the V shape, and may be a shape other than the V shape.
  • the shape of the third groove 60 may be rectangular, semi-circular, or the like.
  • FIG. 16 is a diagram showing a cross section of the stator core shown in FIG.
  • FIG. 17 is a diagram showing a vertical cross section of the stator core shown in FIG.
  • FIG. 16 shows a cross section similar to the cross section shown in FIG.
  • FIG. 17 shows a vertical cross section similar to the vertical cross section shown in FIG.
  • An iron core piece group 62 is provided.
  • the fourth iron core piece 64 is an iron core piece constituting the fourth iron core piece group 61.
  • the fifth iron core piece 65 is an iron core piece constituting the fifth iron core piece group 62.
  • the third portion 20c constituting the third groove portion 60 is a laminated body of six iron core pieces.
  • the fourth iron core piece 64 and the fifth iron core piece 65 are alternately laminated.
  • the depth of the third groove 60 in the second direction is shallower than the depth of the first groove 16a in the second direction and shallower than the depth of the second groove 16b in the second direction.
  • the third portion 20c includes a surface 20c1 forming an end of the first groove 16a in the first direction and a surface 20c2 forming an end of the second groove 16b in the first direction.
  • a groove having a depth equal to or greater than the depth of the first groove 16a and the second groove 16b is not provided between the surface 20c1 and the surface 20c2.
  • FIG. 18 is a diagram showing a planar configuration of the first to fifth iron core pieces shown in FIGS. 16 and 17.
  • FIG. 19 is a diagram showing a configuration in a vertical cross section of the first to fifth iron core pieces shown in FIGS. 16 and 17.
  • Each of the fourth iron core pieces 64 constituting the fourth iron core piece group 61 is provided with a notch portion 63 forming the third groove portion 60. Further, the fourth iron core piece 64 is provided with a protrusion 27 as in the fourth iron core piece 34 of the first embodiment.
  • Each of the fifth iron core pieces 65 constituting the fifth iron core piece group 62 is provided with a notch portion 63 forming a third groove portion 60. Further, the fifth iron core piece 65 is provided with a protrusion 27 as in the fifth iron core piece 35 of the first embodiment.
  • the configuration of the fourth and fifth iron core piece groups 61 and 62 in the cross section is the same as the configuration of the fourth and fifth iron core piece groups 24 and 25 shown in FIG. 6 in the cross section.
  • the shapes of the first to fifth iron core pieces 31, 32, 33, 64, 65 are different from each other except that at least one of the shapes of the ends 36 and 37 and the shapes of the notches 38 and 63 is different from each other. They are the same as each other. Further, each of the first to fifth iron core pieces 31, 32, 33, 64, and 65 has the same size. Each of the iron core pieces forming the third portion 20c has a notch portion 63 having the same shape formed at the same position, and the shape of the ridge line portion forming the outer peripheral surface 15 of the outer shape of the iron core piece is all. It is the same.
  • FIG. 20 is a diagram showing how the divided iron core shown in FIG. 14 is conveyed.
  • the outer claw 45 and the outer claw 43 are provided with a protrusion 66 that can be fitted into the third groove 60.
  • the element in the back of the paper surface is transparent to the element in front of the paper surface. There is a part that is shown so that it can be seen.
  • the transport mechanism uses the ends of the inner claw 44 and the outer claw 45 on the side opposite to the jig 46 side, as in the case shown in FIG. Take a lifted posture. Further, while the wire rod 41 is wound around the split iron core 11, as shown in FIG. 8, the transport mechanism holds the ends of the inner claw 42 and the outer claw 43 on the side opposite to the jig 46 side. Take a lifted posture.
  • FIG. 21 is a diagram showing a state in which a wire rod is wound around the divided iron core shown in FIG.
  • FIG. 22 is an enlarged view of a portion of the configuration shown in FIG. 21 including a third groove portion and a fitting portion.
  • FIG. 21 shows a plane on the upper surface side of the divided iron core 11. Further, the portion surrounded by the broken line in FIG. 21 shows a state in which the fitting portion 49 is fitted to the first groove portion 16a in the cross section of the split iron core 11 and the protrusion 48.
  • the region XXII shown in FIG. 21 is enlarged and shown.
  • the protrusion 66 of the outer claw 45 is provided at a position facing the divided iron core 11 located at the end on the side of the jig 47 among the divided iron cores 11 sandwiched between the inner claws 44 and the outer claws 45.
  • the protrusion 66 faces the third groove 60 provided in the split iron core 11.
  • the protrusion 66 has a convex shape that can be fitted into the third groove 60.
  • the outer claw 43 shown in FIG. 21 is also provided with a protrusion 66 similar to the protrusion 66 shown in FIG.
  • the protrusion 66 of the outer claw 43 is provided at a position facing the divided iron core 11 located at the end on the side of the jig 47 among the divided iron cores 11 sandwiched between the inner claw 42 and the outer claw 43.
  • the protrusion 66 faces the third groove 60 provided in the split iron core 11.
  • the protrusion 66 of the outer claw 43 also has a convex shape that can be fitted into the third groove 60.
  • the inner claw 42 and the outer claw 43 move in directions away from each other.
  • the inner claw 42 and the outer claw 43 are separated from the split iron core 11 between the inner claw 42 and the outer claw 43.
  • the inner claw 42 and the outer claw 43 move until the protrusion 66 reaches above the split iron core 11a held by the holding mechanism.
  • the inner claw 42 and the outer claw 43 move in directions closer to each other. As shown in the third step from the top in FIG. 20, the inner claw 42 and the outer claw 43 come into contact with the split iron core 11 between the inner claw 42 and the outer claw 43.
  • FIG. 23 is a diagram showing a state in which the split iron core shown in FIG. 20 is sandwiched between the transport mechanisms.
  • FIG. 23 is a cross section perpendicular to the cross section shown in FIG. 21 and shows a cross section passing through the first groove portion 16a, the second groove portion 16b, and the third groove portion 60.
  • the protrusion 66 of the outer claw 43 is fitted into the third groove 60 of the split iron core 11 held by the holding mechanism. After that, the holding mechanism separates the divided iron core 11 that is being gripped by moving the jig 46 and the jig 47 in a direction away from each other.
  • the transport mechanism After the holding mechanism releases the split iron core 11, the transport mechanism has an inner claw 42 and an outer claw 43 in a state of sandwiching the split iron core 11, and an inner claw 44 and an outer claw in a state of sandwiching the split iron core 11. 45 is moved with respect to the jigs 46 and 47. As the inner claw 42 and the outer claw 43 move, the split iron core 11a held by the holding mechanism is discharged from the holding mechanism as shown in the fourth step from the top in FIG. Further, by moving the inner claw 44 and the outer claw 45, the split iron core 11b to be wound next is put into the holding mechanism. The groove portion 16 of the split iron core 11b charged into the holding mechanism is positioned at the position of the fitting portion 49.
  • the holding mechanism grips the split iron core 11b by moving the jig 46 and the jig 47 so that the jig 46 and the jig 47 are close to each other.
  • the fitting portion 49 is fitted into the groove portion 16 of the split iron core 11b inserted into the holding mechanism.
  • the holding mechanism holds the split iron core 11b charged into the holding mechanism.
  • the inner claw 44 and the outer claw 45 move in directions away from each other.
  • the inner claw 44 and the outer claw 45 are separated from the split iron core 11 between the inner claw 44 and the outer claw 45.
  • the inner claw 44 and the outer claw 45 move until the protrusion 66 reaches a position facing the split iron core 11c on the right side of the split iron core 11b held by the holding mechanism.
  • the inner claw 44 and the outer claw 45 move in a direction approaching each other.
  • the inner claw 44 and the outer claw 45 come into contact with the split iron core 11 between the inner claw 44 and the outer claw 45.
  • the protrusion 66 of the outer claw 45 is fitted into the third groove 60 of the split iron core 11c.
  • the transport mechanism After that, the transport mechanism returns to the same posture as that shown in FIG.
  • the winding machine starts winding the wire rod 41 around the split iron core 11 held by the holding mechanism.
  • the holding mechanism and the conveying mechanism wind the wire rod 41 around each of the divided iron cores 11 of the stator core 5.
  • the holding mechanism holds the split iron core 11 by fitting the fitting portion 49 into the groove portion 16 in a state where the protrusion 66 of the outer claw 45 is fitted into the third groove portion 60. Further, the transport mechanism fits the protrusion 66 of the outer claw 43 into the third groove 60 while the fitting portion 49 is fitted into the groove 16, and grips the split iron core 11 discharged from the holding mechanism. To do. As a result, the transport mechanism can reduce defects in transport of the split iron core 11. For example, the transport mechanism can reduce transport errors due to variations in the dimensions of the split iron core 11.
  • the third portion 20c of the divided iron core 11 is provided with a third groove portion 60 having a width smaller than that of the groove portion 16.
  • the volume of the yoke portion 12 can be increased as compared with the case where the groove portion 16 is provided over the entire area in the first direction.
  • the motor 1 can increase the torque that can be output, and can obtain high electrical characteristics.
  • the holding mechanism can accurately position the divided iron core 11 and can accurately position the divided iron core 11 as in the case of the first embodiment.
  • the divided iron core 11 can be stably held.
  • the stator core 5 has the effect that the stator 2 can be manufactured with high productivity and that high electrical characteristics can be realized in the electric motor having the stator 2. Further, the stator core 5 can reduce defects in the transfer of the split iron core 11 by the transfer mechanism.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view of a split iron core constituting the stator according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 24 shows a cross section similar to the cross section shown in FIG.
  • the split core 11 shown in FIG. 24 has the same configuration as the split core 11 of the second embodiment.
  • the split core 11 of the third embodiment may have the same configuration as the split core 11 of the first embodiment.
  • the same components as those in the first and second embodiments are designated by the same reference numerals, and the configurations different from those of the first and second embodiments will be mainly described.
  • L1 is the length of the first groove portion 16a in the first direction.
  • L2 is the length of the second groove portion 16b in the first direction.
  • L3 is the length of the split core 11 in the first direction, that is, the length between the lower end 72 of the split core 11 and the upper end 73 of the split core 11.
  • L4 is the length of the first groove portion 16a and the third groove portion 60 in the first direction.
  • L1 ⁇ L2 holds.
  • L1 and L2 are arranged so that the difference between L2 and L1 is larger than the variation width of the length assumed due to the variation in the thickness 70 of the iron core pieces and the variation in the distance 71 between the iron core pieces. Is set.
  • the length of the protrusion 48 provided on the jigs 46 and 47 shown in FIG. 10 in the first direction is La.
  • L1 Lb
  • the interval required for inserting the protrusion 48 having a length of La into the first groove 16a is Lg.
  • Lb La + Lg holds.
  • L3 can be adjusted by reducing the number of stacked iron core pieces. In this case, the iron core piece is removed from the upper end side of the divided iron core 11. The reason why the iron core piece is removed from the upper end side will be described later.
  • specification 1 The specification of the split iron core 11 that satisfies the above conditions may be referred to as specification 1 in the following description.
  • FIG. 25 is a diagram showing a first configuration example of the split iron core according to the third embodiment.
  • FIG. 26 is a diagram showing how the split iron core shown in FIG. 25 is held by the holding mechanism.
  • the first configuration example is an example in which the split core 11 of the above specification 1 and L3 is within an appropriate range in the manufactured split core 11.
  • Ldmax is the maximum value in the appropriate range.
  • Ldmin is the minimum value in the appropriate range.
  • the protrusion 48 of the jig 47 is inserted into the first groove 16a, and the protrusion 48 of the jig 46 is inserted into the second groove 16b.
  • the holding mechanism can normally hold the split iron core 11.
  • FIG. 27 is a diagram showing a second configuration example of the split iron core in the third embodiment.
  • the second configuration example is an example in which the split core 11 of the above specification 1 and the L3 of the manufactured split core 11 exceeds an appropriate range.
  • L3 is longer than Ldmax.
  • L3 is adjusted to be within an appropriate range by removing the iron core piece from the upper end side of the manufactured divided iron core 11. If L3 is shorter than Ldm in, the manufactured split iron core 11 is discarded because it cannot be adjusted so that L3 is within an appropriate range.
  • the amount of decrease in L3 is an amount corresponding to the thickness 70. Further, since the lower end 72 of the divided iron core 11 can be made flat, the divided iron core 11 can be stably held by the holding mechanism. Therefore, when adjusting L3, the iron core piece is removed from the upper end side of the divided iron core 11.
  • FIG. 28 is a diagram showing a state in which the length of the divided iron core shown in FIG. 27 is adjusted in the first direction.
  • the divided iron core 11 shown in FIG. 28 is the divided iron core 11 according to the second configuration example, and the second iron core piece 32 constituting the upper end 73 is removed from the state shown in FIG. 27.
  • the upper end 73 of the divided iron core 11 shown in FIG. 28 is composed of a third iron core piece 33. As shown in FIG. 28, L3 is adjusted within an appropriate range.
  • FIG. 29 is a diagram showing how the adjusted split iron core shown in FIG. 28 is held by the holding mechanism.
  • the protrusion 48 of the jig 47 is inserted into the first groove 16a.
  • Lc La + Le + Lg holds, even if Le is subtracted from L2 by adjusting L3, La + Lg having a length that allows the protrusion 48 to be inserted into the second groove 16b is provided in L2. Secured. Therefore, the holding mechanism can insert the protrusion 48 of the jig 46 into the second groove 16b. As a result, the holding mechanism can normally hold the adjusted split iron core 11.
  • FIG. 30 is a diagram showing a split iron core according to the first comparative example of the third embodiment.
  • the first comparative example is a configuration example in the case where L1 ⁇ L2 is not satisfied.
  • the specification of the split iron core 11 in which such a condition is satisfied may be referred to as specification 2 in the following description.
  • the first comparative example is an example in which the split core 11 of the specification 2 and L3 is within an appropriate range in the manufactured split core 11.
  • FIG. 31 is a diagram showing how the split iron core shown in FIG. 30 is held by the holding mechanism.
  • Each of the length of the first groove portion 16a and the length of the second groove portion 16b is longer than La + Lg, which is the length into which the protrusion 48 can be inserted, by the amount of Le. Since the protrusion 48 of the jig 47 is inserted into the first groove 16a and the protrusion 48 of the jig 46 is inserted into the second groove 16b, the holding mechanism normally holds the split iron core 11. be able to. However, a useless gap 74 corresponding to Le is generated between the upper end of the first groove portion 16a and the upper end of the protrusion 48 of the jig 47. Compared with the case shown in FIG. 26, since the volume of the yoke portion 12 is reduced by the amount of the interval 74, the torque that can be output by the motor 1 is reduced.
  • FIG. 32 is a diagram showing a split iron core according to the second comparative example of the third embodiment.
  • the second comparative example is a configuration example in the case where L1 ⁇ L2 is not satisfied.
  • the specification of the split iron core 11 in which such a condition is satisfied may be referred to as a specification 3 in the following description.
  • the second comparative example is an example in which the split core 11 of the specification 3 and L3 is within an appropriate range in the manufactured split core 11.
  • FIG. 33 is a diagram showing how the split iron core shown in FIG. 32 is held by the holding mechanism.
  • the protrusion 48 of the jig 47 is inserted into the first groove 16a. Further, the protrusion 48 of the jig 46 is inserted into the second groove 16b.
  • the holding mechanism can normally hold the split iron core 11.
  • FIG. 34 is a diagram showing a split iron core according to the third comparative example of the third embodiment.
  • the third comparative example is an example in which the split core 11 of the above specification 3 and the L3 of the manufactured split core 11 exceeds an appropriate range.
  • L3 is longer than Ldmax.
  • the iron core piece is removed from the upper end side of the manufactured split iron core 11 so that L3 is adjusted to be within an appropriate range.
  • FIG. 35 is a diagram showing a state in which the length of the divided iron core shown in FIG. 34 is adjusted in the first direction.
  • the divided iron core 11 shown in FIG. 35 is the divided iron core 11 according to the third comparative example, in which the second iron core piece 32 constituting the upper end 73 is removed from the state shown in FIG. 34.
  • the upper end 73 of the divided iron core 11 shown in FIG. 35 is composed of a third iron core piece 33.
  • L3 is adjusted within an appropriate range.
  • the stator core 5 has a split core in the holding mechanism because the length of the second groove 16b in the second direction is longer than the length of the first groove 16a in the first direction. Accurate positioning of the 11 and stable holding of the split iron core 11 by the holding mechanism are possible. Further, the motor 1 can obtain high electrical characteristics. As a result, the stator core 5 has the effect that the stator 2 can be manufactured with high productivity and that high electrical characteristics can be realized in the electric motor having the stator 2.
  • the electric motor provided with the stator 2 according to the first to third embodiments is not limited to the motor 1.
  • the stator 2 may be provided in an electric motor other than the motor 1.
  • the stator 2 is provided in a linear motor which is one of the electric motors other than the motor 1 will be described.
  • FIG. 37 is a cross-sectional view of a linear motor having an armature according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the linear motor 80 which is an electric motor, has an armature 81 and a field element 82 facing each other.
  • the armature 81 is a mover and the field magnet 82 is a stator.
  • the armature 81 has an armature core 83, an insulator 6 that insulates the armature core 83, and a coil 7 that generates a magnetic field.
  • the armature core 83 has a plurality of split cores 11 connected to each other.
  • the armature core 83 has the same configuration as the stator core 5 of the first embodiment.
  • the armature core 83 may have the same configuration as the stator core 5 of the second or third embodiment.
  • the field magnet 82 has a plate-shaped field core 84 and a plurality of permanent magnets 85 arranged on the field core 84.
  • the linear motor 80 generates a magnetic field by flowing an electric current through the coil 7, and moves the armature 81 relative to the field magnet 82.
  • the armature 81 moves in the direction in which the plurality of permanent magnets 85 are arranged.
  • the linear motor 80 may have an armature 81 which is a stator and a field magnet 82 which is a mover.
  • the split iron core 11 includes a first portion 20a constituting the first groove portion 16a, a second portion 20b forming the second groove portion 16b, and the first portion 20a and the second portion 20a. Includes a third portion 20c provided between the portion 20b.
  • the third portion 20c includes a surface 20c1 forming the end of the first groove 16a and a surface 20c2 forming the end of the second groove 16b.
  • the armature core 83 can manufacture the armature 81 with high productivity and has the armature 81, as in the case of the stator core 5 of the first embodiment. It has the effect of being able to achieve high electrical characteristics.
  • the configuration shown in the above-described embodiment shows an example of the content of the present invention, can be combined with another known technique, and is one of the configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.

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Abstract

電機子鉄心である固定子鉄心(5)は、各々が複数の鉄心片の積層体である複数の分割鉄心(11)を有する。複数の分割鉄心(11)の各々は、ヨーク部(12)と、第1の方向に垂直な第2の方向においてヨーク部(12)から突出しているティース部(13)とを有する。ヨーク部(12)のうち第1の面とは逆側の第2の面である外周面(15)には、各々が第2の方向において凹んでいる第1の溝部(16a)および第2の溝部(16b)が設けられている。積層体は、第1の溝部(16a)を構成する第1の部分と、第2の溝部(16b)を構成する第2の部分と、第1の方向において第1の部分と第2の部分との間に設けられている第3の部分と、を含む。第3の部分は、第1の溝部(16a)の第1の方向における端を構成する面と、第2の溝部(16b)の第1の方向における端を構成する面とを含む。

Description

電機子鉄心、電機子および電動機
 本発明は、複数の分割鉄心を有する電機子鉄心、電機子および電動機に関する。
 従来、複数の分割鉄心を環状に連結することによって構成された電機子鉄心が知られている。各分割鉄心は、電磁鋼板である複数の鉄心片を積層することにより構成される。分割鉄心は、磁束が通過するヨーク部と、ヨーク部から突出しているティース部とを有する。ティース部には、インシュレータが設置されてから線材が巻き付けられることによって、コイルが形成される。
 線材の巻き付けは、巻き付けの対象である分割鉄心が治具に保持されている状態において行われる。分割鉄心へ正確に線材を巻き付けるために、分割鉄心の正確な位置決めが可能であること、および、線材にかかる張力に対して安定して分割鉄心を保持可能であることが求められている。
 特許文献1には、環状に連結された複数の分割鉄心を有する電機子鉄心において、分割鉄心の外周面に溝部を設けることが開示されている。分割鉄心の外周面は、ヨーク部のうちティース部が突出している側とは逆の側へ向けられている面である。溝部は、ヨーク部のうち周方向における中心部において、積層方向に延びるように形成されている。溝部は、線材が巻き付けられる際における位置決めの基準として機能する。治具には、溝部と嵌合可能な嵌合部が設けられている。分割鉄心が治具に保持されている状態において、溝部へ嵌合部が嵌合することによって、分割鉄心の正確な位置決めが可能となり、かつ、分割鉄心を安定して保持することが可能となる。分割鉄心への線材の正確な巻き付けが可能となることで、線材の巻き付けにおける不良の発生を低減でき、高い生産性での電機子の製造が可能となる。
特開2005-110464号公報
 溝部が設けられているヨーク部の体積は、溝部が設けられない場合におけるヨーク部の体積よりも減少している。ヨーク部の体積が減少するほど、ヨーク部を通過可能な磁束が減少することによって、電機子鉄心を備える電動機によって出力可能なトルクが減少する。この場合、電動機は、電動機へ流す電流を増加させたとしても、出力可能なトルクを増加させることができず、高い電気特性を得られないこととなる。このため、ヨーク部の体積減少をできるだけ抑えることが望まれる。
 特許文献1に開示される従来技術の場合、ヨーク部のうち積層方向における全体に溝部が形成されることによって、ヨーク部の体積が大幅に減少することとなる。なお、周方向における溝部の幅を小さくすることによってヨーク部の体積増加を試みたとしても、溝部の幅が小さくなるほど、治具における分割鉄心の安定した保持が困難となる。また、周方向における溝部の幅が小さくなるほど、溝部への嵌合部の嵌め込みが難しくなるため、分割鉄心を治具に取り付ける際における作業効率が悪くなる。さらに、溝部の幅が小さくなるほど、鉄心片の製造が困難となる。このため、周方向における溝部の幅を小さくすることによってヨーク部の体積を増加させることは困難である。このように、従来技術によると、高い生産性での電機子の製造が可能となる一方、ヨーク部の体積の減少によって高い電気特性を実現することが困難となるという問題があった。
 本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高い生産性での電機子の製造が可能となり、かつ電機子を有する電動機において高い電気特性を実現可能とする電機子鉄心を得ることを目的とする。
 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる電機子鉄心は、各々が複数の鉄心片の積層体である複数の分割鉄心を有し、複数の分割鉄心が互いに連結される。複数の分割鉄心の各々は、ヨーク部と、複数の鉄心片が積層される方向である第1の方向に垂直な第2の方向においてヨーク部から突出しているティース部とを有する。ヨーク部のうちティース部が設けられている第1の面とは逆側の第2の面には、各々が第2の方向において凹んでいる第1の溝部および第2の溝部が設けられている。積層体は、第1の溝部を構成する第1の部分と、第2の溝部を構成する第2の部分と、第1の方向において第1の部分と第2の部分との間に設けられている第3の部分と、を含む。第3の部分は、第1の溝部の第1の方向における端を構成する面と、第2の溝部の第1の方向における端を構成する面とを含む。
 本発明にかかる電機子鉄心は、高い生産性での電機子の製造が可能となり、かつ電機子を有する電動機において高い電気特性を実現できるという効果を奏する。
本発明の実施の形態1にかかる固定子を有する電動機の断面図 実施の形態1にかかる固定子を構成する固定子鉄心の斜視図 図2に示すIII-III線における固定子鉄心の断面を示す図 図2に示すIV-IV線における固定子鉄心の断面を示す図 図3および図4に示す第1から第5の鉄心片群の平面構成を示す図 図3および図4に示す第1から第5の鉄心片群の横断面における構成を示す図 図3および図4に示す第1から第5の鉄心片群の縦断面における構成を示す図 図2に示す固定子鉄心を構成する分割鉄心へ線材が巻き付けられている様子を示す図 図8に示す分割鉄心への線材の巻き付けについて説明するための図 図8に示す分割鉄心が保持機構によって保持されている様子を示す第1の図 図8に示す分割鉄心が保持機構によって保持されている様子を示す第2の図 図11に示す保持機構を構成する治具を示す斜視図 図12に示す治具に鉄心片が嵌め込まれている様子を示す斜視図 本発明の実施の形態2にかかる固定子を構成する固定子鉄心の斜視図 図14に示す固定子鉄心を構成する分割鉄心の平面図 図14に示す固定子鉄心の横断面を示す図 図14に示す固定子鉄心の縦断面を示す図 図16および図17に示す第1から第5の鉄心片群の平面構成を示す図 図16および図17に示す第1から第5の鉄心片群の縦断面における構成を示す図 図14に示す分割鉄心が搬送される様子を示す図 図14に示す分割鉄心への線材の巻き付けが行われている様子を示す図 図21に示す構成のうち第3の溝部と嵌合部とを含む部分の拡大図 図20に示す分割鉄心が搬送機構に挟持されている様子を示す図 本発明の実施の形態3にかかる固定子を構成する分割鉄心の断面図 実施の形態3における分割鉄心の第1の構成例を示す図 図25に示す分割鉄心が保持機構に保持されている様子を示す図 実施の形態3における分割鉄心の第2の構成例を示す図 図27に示す分割鉄心について、第1の方向における長さが調整された状態を示す図 図28に示す調整後の分割鉄心が保持機構に保持されている様子を示す図 実施の形態3の第1の比較例にかかる分割鉄心を示す図 図30に示す分割鉄心が保持機構に保持されている様子を示す図 実施の形態3の第2の比較例にかかる分割鉄心を示す図 図32に示す分割鉄心が保持機構に保持されている様子を示す図 実施の形態3の第3の比較例にかかる分割鉄心を示す図 図34に示す分割鉄心について、第1の方向における長さが調整された状態を示す図 図35に示す調整後の分割鉄心が保持機構に保持されている様子を示す図 本発明の実施の形態4にかかる電機子を有するリニアモータの断面図
 以下に、本発明の実施の形態にかかる電機子鉄心、電機子および電動機を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下に示す図面では、図面を見易くするために、平面図においてハッチングを付す場合と、断面図においてハッチングを付さない場合とがある。
実施の形態1.
 図1は、本発明の実施の形態1にかかる固定子を有するモータの断面図である。電動機であるモータ1は、電機子である固定子2と、固定子2に囲まれており回転可能に設けられた界磁子である回転子3と、フレーム4とを有する。固定子2と回転子3との間には空隙が設けられている。
 固定子2は、電機子鉄心である固定子鉄心5と、固定子鉄心5を絶縁するインシュレータ6と、回転磁界を発生させるコイル7とを有する。コイル7は、固定子鉄心5のうちインシュレータ6が設けられている部分に巻き付けられている。回転子3は、界磁子鉄心である回転子鉄心8と、回転子鉄心8の中心に設けられているシャフト9と、複数の永久磁石10とを有する。回転子3は、シャフト9の軸線Cを中心に回転する。図1に示す断面は、軸線Cに垂直な断面である。なお、以下の説明において、軸線Cの方向を軸方向、軸線Cを中心とする円の円周に沿う方向を周方向、軸線Cを中心とする円の直径の方向を径方向、と称することがある。複数の永久磁石10は、周方向に配列されている。
 モータ1は、シャフト9を回転自在に保持する軸受と、軸受が嵌め込まれるブラケットとを有する。フレーム4は、固定子2の周囲を覆うとともに、軸受およびブラケットを介して回転子3を保持する。軸受およびブラケットの図示は省略する。
 固定子鉄心5は、互いに連結された複数の分割鉄心11を有する。複数の分割鉄心11は、周方向に配列されている。複数の分割鉄心11の各々は、複数の鉄心片の積層体である。複数の鉄心片の各々は、電磁鋼板である。複数の鉄心片は、軸方向である第1の方向において互いに積み重ねられている。
 分割鉄心11は、ヨーク部12と、ヨーク部12から突出しているティース部13とを有する。ティース部13は、径方向においてヨーク部12から軸線Cへ向かうように突出している。ティース部13のうち、径方向における軸線C側の端部は、ティース部13のうち当該端部以外の部分に比べて周方向へ広げられている。周方向において互いに隣り合うティース部13同士の間には、コイル7が配置される空間であるスロットが形成される。インシュレータ6は、ヨーク部12のうちティース部13が設けられている第1の面である内周面と、ティース部13のうち周方向へ向けられた側面とを被覆する。
 周方向において互いに隣り合う分割鉄心11同士は、ヨーク部12のうち周方向における端部に設けられている連結部14によって回転自在に連結されている。分割鉄心11の外周面15は、ヨーク部12のうちティース部13が設けられている内周面とは逆側の第2の面である。外周面15には、溝部16が設けられている。互いに積み重ねられた鉄心片同士は、かしめ部17において固定されている。分割鉄心11には、3か所にかしめ部17が設けられている。分割鉄心11におけるかしめ部17の数と、分割鉄心11においてかしめ部17が設けられる位置とは、適宜変更しても良い。
 図2は、実施の形態1にかかる固定子を構成する固定子鉄心の斜視図である。図2において、矢印D1は、上記の第1の方向を表す。第1の方向は、各分割鉄心11において複数の鉄心片が積層される方向である。矢印D2は、第1の方向に垂直な第2の方向を表す。矢印D3は、第1の方向と第2の方向とに垂直な第3の方向を表す。ティース部13は、ヨーク部12から第2の方向において突出している。
 モータ1から固定子鉄心5が取り外されているときには、固定子鉄心5は、各連結部14における分割鉄心11同士の回転によって変形可能である。図2には、直線状に展開された状態の固定子鉄心5を示している。
 図1に示すように固定子鉄心5が円環状であるとき、固定子鉄心5を構成する複数の分割鉄心11のうち第3の方向における一方の端に位置する分割鉄心11の端面18は、複数の分割鉄心11のうち第3の方向における他方の端に位置する分割鉄心11の端面19と接触する。図2に示す状態から、端面18と端面19とが互いに接触するように固定子鉄心5を変形させることによって、固定子鉄心5は円環状となる。
 各分割鉄心11の外周面15には、2つの溝部16が設けられている。第1の溝部16aは、外周面15のうち第1の方向における一方の端の側に設けられている溝部16である。第2の溝部16bは、外周面15のうち第1の方向における他方の端の側に設けられている溝部16である。第1の溝部16aと第2の溝部16bとの各々は、第2の方向において凹んでいる。なお、図2において、分割鉄心11のうち第1の溝部16aが設けられている側の端を下端、分割鉄心11のうち第2の溝部16bが設けられている側の端を上端と称することがある。
 第1の溝部16aと第2の溝部16bとは、外周面15のうち、第3の方向における中心部に設けられている。外周面15のうち、第1の方向における中心部には、溝部16は設けられていない。第1の溝部16aと第2の溝部16bとは、溝部16が設けられていない部分である中心部を挟んで、それぞれ上端側と下端側とに分けられて配置されている。このように、溝部16は、外周面15のうち、第1の方向における中心部以外の部分に設けられている。
 鉄心片の積層体である分割鉄心11は、第1の溝部16aを構成する第1の部分と、第2の溝部16bを構成する第2の部分と、第1の方向において第1の部分と第2の部分との間に設けられている第3の部分とを有する。第1の部分は、分割鉄心11を構成する複数の鉄心片のうち第1の溝部16aを構成する鉄心片の積層体であって、分割鉄心11の下端を含む。第2の部分は、分割鉄心11を構成する複数の鉄心片のうち第2の溝部16bを構成する鉄心片の積層体であって、分割鉄心11の上端を含む。第3の部分は、分割鉄心11を構成する複数の鉄心片のうち第1の溝部16aを構成する鉄心片および第2の溝部16bを構成する鉄心片以外の鉄心片の積層体であって、上記の中心部を構成する。
 図3は、図2に示すIII-III線における固定子鉄心の断面を示す図である。図4は、図2に示すIV-IV線における固定子鉄心の断面を示す図である。図3に示す断面は、第1の方向と第3の方向とに平行な断面であって、互いに連結されているヨーク部12の横断面である。図4に示す断面は、第1の方向と第2の方向とに平行な断面であって、ヨーク部12およびティース部13の縦断面である。なお、以下の説明にて、右および左とは、図2に示すように直線状に展開されている固定子鉄心5をティース部13の側から見た場合における右および左とする。端面18は固定子鉄心5のうち左側の端面であって、端面19は固定子鉄心5のうち右側の端面である。図3には、固定子鉄心5のうち端面19を含む一部における断面を示している。図3および図4に示す構成は、固定子鉄心5の構成の一例であるものとする。
 ここで、第3の方向へ配列されている複数の鉄心片を、鉄心片群と称する。固定子鉄心5を構成する複数の鉄心片群は、第1から第5の鉄心片群21,22,23,24,25を含む。第1の鉄心片31は、第1の鉄心片群21を構成する鉄心片である。第2の鉄心片32は、第2の鉄心片群22を構成する鉄心片である。第3の鉄心片33は、第3の鉄心片群23を構成する鉄心片である。第4の鉄心片34は、第4の鉄心片群24を構成する鉄心片である。第5の鉄心片35は、第5の鉄心片群25を構成する鉄心片である。第1の鉄心片31と、第2の鉄心片32と、第3の鉄心片33と、第4の鉄心片34と、第5の鉄心片35とは、互いに異なる構造を有する。
 図3および図4に示す例では、分割鉄心11は、18個の鉄心片からなる積層体である。18個の鉄心片には、1つの第1の鉄心片31と、6つの第2の鉄心片32と、5つの第3の鉄心片33と、3つの第4の鉄心片34と、3つの第5の鉄心片35とが含まれる。
 分割鉄心11の下端には、第1の鉄心片31が設けられている。第1の鉄心片31の上には、第2の鉄心片32、第3の鉄心片33、第4の鉄心片34および第5の鉄心片35が、各鉄心片の構造に基づいて決められた順序で積み重ねられている。分割鉄心11の上端には、第2の鉄心片32が設けられている。
 第1の鉄心片31は、孔26を有する。第2の鉄心片32と、第3の鉄心片33と、第4の鉄心片34と、第5の鉄心片35との各々は、突起部27を有する。孔26と突起部27とは、連結部14を構成する。
 突起部27は、鉄心片の円形部分を隆起させたものである。鉄心片のうち突起部27が設けられている部分の裏側には、円形の窪みが形成されている。第2の鉄心片32、第3の鉄心片33、第4の鉄心片34および第5の鉄心片35の各々は、突起部27を下方へ向けた状態で積層される。孔26は、円形であって、突起部27を嵌め込み可能に形成されている。第1の鉄心片31に積み重ねられる第2の鉄心片32に設けられている突起部27は、孔26へ嵌め込まれる。突起部27は、孔26に嵌め込まれている状態において回転可能とされている。第1の鉄心片31以外の各鉄心片については、互いに積み重ねられる2つの鉄心片のうち、上にある一方の鉄心片に設けられている突起部27が、下にある他方の鉄心片に設けられている窪みに嵌め込まれる。突起部27は、窪みに嵌め込まれている状態において回転可能とされている。
 各鉄心片群において、互いに隣り合う2つの鉄心片の間には、隙間30が設けられている。第1の鉄心片群21において、互いに隣り合う2つの第1の鉄心片31の間に設けられている隙間30は、連結部14よりも右に位置している。第2の鉄心片群22において、互いに隣り合う2つの第2の鉄心片32の間に設けられている隙間30は、連結部14よりも左に位置している。第3の鉄心片群23において、互いに隣り合う2つの第3の鉄心片33の間に設けられている隙間30は、連結部14よりも右に位置している。第4の鉄心片群24において、互いに隣り合う2つの第4の鉄心片34の間に設けられている隙間30は、連結部14よりも左に位置している。第5の鉄心片群25において、互いに隣り合う2つの第5の鉄心片35の間に設けられている隙間30は、連結部14よりも右に位置している。固定子鉄心5には、連結部14の右に隙間30が設けられている鉄心片群と、連結部14の左に隙間30が設けられている鉄心片群とが交互に積層されている。
 第1の鉄心片群21において、孔26は、互いに隣り合う2つの第1の鉄心片31のうち左にある第1の鉄心片31に設けられている。第2の鉄心片群22において、突起部27は、互いに隣り合う2つの第2の鉄心片32のうち右にある第2の鉄心片32に設けられている。第3の鉄心片群23において、突起部27は、互いに隣り合う2つの第3の鉄心片33のうち左にある第3の鉄心片33に設けられている。第4の鉄心片群24において、突起部27は、互いに隣り合う2つの第4の鉄心片34のうち右にある第4の鉄心片34に設けられている。第5の鉄心群25において、互いに隣り合う2つの第5の鉄心片35のうち左にある第5の鉄心片35に設けられている。
 第1の鉄心片31は、孔28を有する。第2の鉄心片32と、第3の鉄心片33と、第4の鉄心片34と、第5の鉄心片35との各々は、突起部29を有する。孔28と突起部29とは、かしめ部17を構成する。
 突起部29は、鉄心片の矩形部分を隆起させたものである。鉄心片のうち突起部29が設けられている部分の裏側には、矩形の窪みが形成されている。第2の鉄心片32、第3の鉄心片33、第4の鉄心片34および第5の鉄心片35の各々は、突起部29を下方へ向けた状態で積層される。孔28は、突起部29が入り込み可能な矩形である。第1の鉄心片31に積み重ねられる第2の鉄心片32に設けられている突起部29は、孔28へ入り込んだ状態とされて、孔28に締結されている。第1の鉄心片31以外の各鉄心片については、互いに積み重ねられる2つの鉄心片のうち、上にある一方の鉄心片に設けられている突起部29は、下にある他方の鉄心片に設けられている窪みへ入り込んだ状態とされて、窪みに締結されている。
 図4に示すように、第1の溝部16aを構成する第1の部分20aは、5つの鉄心片の積層体である。第1の部分20aには、第1の鉄心片31の上に第2の鉄心片32と第3の鉄心片33とが交互に積層されている。第2の溝部16bを構成する第2の部分20bは、7つの鉄心片の積層体である。第2の部分20bには、第2の鉄心片32と第3の鉄心片33とが交互に積層されている。溝部16が設けられていない第3の部分20cは、6つの鉄心片の積層体である。第3の部分20cには、第4の鉄心片34と第5の鉄心片35とが交互に積層されている。第1の部分20aは、分割鉄心11である積層体の下端部、すなわち、分割鉄心11のうち第1の方向における一方の端部である。第2の部分20bは、分割鉄心11である積層体の上端部、すなわち、分割鉄心11のうち第1の方向における他方の端部である。第3の部分20cは、分割鉄心11である積層体のうち第1の方向における中心部である。第3の部分20cは、第1の部分20aの上に積み重ねられている。第2の部分20bは、第3の部分20cの上に積み重ねられている。
 第3の部分20cの下端である面20c1は、第1の溝部16aの上端に位置する面を構成する。第3の部分20cの上端である面20c2は、第2の溝部16bの下端を構成する。このように、第3の部分20cは、第1の方向における第1の溝部16aの端を構成する面20c1と第1の方向における第2の溝部16bの端を構成する面20c2とを含む。面20c1と面20c2との間には、溝部16は設けられていない。
 図5は、図3および図4に示す第1から第5の鉄心片群の平面構成を示す図である。図6は、図3および図4に示す第1から第5の鉄心片群の横断面における構成を示す図である。図7は、図3および図4に示す第1から第5の鉄心片群の縦断面における構成を示す図である。
 図5には、第1の鉄心片群21を構成する12個の第1の鉄心片31のうちの4つと、第2の鉄心片群22を構成する12個の第2の鉄心片32のうちの4つと、第3の鉄心片群23を構成する12個の第3の鉄心片33のうちの4つと、第4の鉄心片群24を構成する12個の第4の鉄心片34のうちの4つと、第5の鉄心片群25を構成する12個の第5の鉄心片35のうちの4つとを示している。図6には、図3と同じ横断面を示している。図7には、図4と同じ縦断面を示している。
 第1の鉄心片群21を構成する第1の鉄心片31のうち、端面18を構成する1つの第1の鉄心片31以外の各第1の鉄心片31には、孔26が設けられている。第1の鉄心片31において、孔26は、ヨーク部12のうち左側の端部36に設けられている。第1の鉄心片群21を構成する第1の鉄心片31の各々には、3つの孔28と、溝部16を構成する切欠き部38とが設けられている。
 第2の鉄心片群22を構成する第2の鉄心片32のうち、端面19を構成する1つの第2の鉄心片32以外の各第2の鉄心片32には、突起部27が設けられている。第2の鉄心片32において、突起部27は、ヨーク部12のうち右側の端部37に設けられている。第2の鉄心片群22を構成する第2の鉄心片32の各々には、3つの突起部29と、溝部16を構成する切欠き部38とが設けられている。
 第3の鉄心片群23を構成する第3の鉄心片33のうち、端面18を構成する1つの第3の鉄心片33以外の各第3の鉄心片33には、突起部27が設けられている。第3の鉄心片33において、突起部27は、ヨーク部12のうち左側の端部36に設けられている。第3の鉄心片群23を構成する第3の鉄心片33の各々には、3つの突起部29と、溝部16を構成する切欠き部38とが設けられている。
 第4の鉄心片群24を構成する第4の鉄心片34のうち、端面19を構成する1つの第4の鉄心片34以外の各第4の鉄心片34には、突起部27が設けられている。第4の鉄心片34において、突起部27は、ヨーク部12のうち右側の端部37に設けられている。第4の鉄心片群24を構成する第4の鉄心片34の各々には、3つの突起部29が設けられている。第4の鉄心片34には、切欠き部38は設けられていない。
 第5の鉄心片群25を構成する第5の鉄心片35のうち、端面18を構成する1つの第5の鉄心片35以外の各第5の鉄心片35には、突起部27が設けられている。第5の鉄心片35において、突起部27は、ヨーク部12のうち左側の端部36に設けられている。第5の鉄心片群25を構成する第5の鉄心片35の各々には、3つの突起部29が設けられている。第5の鉄心片35には、切欠き部38は設けられていない。
 図5において、第1の鉄心片31の外形は、端部36,37の形状が異なる以外は、第2の鉄心片32の外形と同じである。第1の鉄心片31の外形は、第3の鉄心片33の外形と同じである。第2の鉄心片32の外形は、切欠き部38が設けられている以外は、第4の鉄心片34の外形と同じである。第1の鉄心片31の外形は、切欠き部38が設けられている以外は、第5の鉄心片35の外形と同じである。このように、第1から第5の鉄心片31,32,33,34,35の各々は、端部36,37の部分と切欠き部38の部分とのうちの少なくとも一方が互いに異なる以外は、互いに同じ形状である。また、第1から第5の鉄心片31,32,33,34,35の各々は、いずれも同じ大きさをなしている。このような第1から第5の鉄心片31,32,33,34,35が積層されていることによって、分割鉄心11は、分割鉄心11の体積を減少させるような凹凸を少なくすることができる。これにより、固定子鉄心5は、溝部16が設けられている部分以外の部分においてできるだけ多くの磁束を通過させ、モータ1によって出力可能なトルクを増加させることができる。
 第1の部分20aを構成する各鉄心片は、いずれも同じ位置に同じ形状の切欠き部38が形成されており、鉄心片の外形のうち外周面15を構成する稜線部分の形状がいずれも同じである。第2の部分20bを構成する各鉄心片は、いずれも同じ位置に同じ形状の切欠き部38が形成されており、鉄心片の外形のうち外周面15を構成する稜線部分の形状がいずれも同じである。第3の部分20cを構成する各鉄心片は、いずれも切欠き部38が設けられておらず、鉄心片の外形のうち外周面15を構成する稜線部分の形状がいずれも同じである。
 分割鉄心11は、端部36に突起部27が設けられている鉄心片と端部37に突起部27が設けられている鉄心片とが交互に積層されているものに限られない。分割鉄心11には、端部36に突起部27が設けられている鉄心片同士が積層されている部分が含まれていても良く、端部37に突起部27が設けられている鉄心片同士が積層されている部分が含まれていても良い。
 溝部16は、線材であるマグネットワイヤが分割鉄心11へ巻き付けられる際に、分割鉄心11を保持する保持機構において分割鉄心11の位置を固定するために使用される。図8は、図2に示す固定子鉄心を構成する分割鉄心へ線材が巻き付けられている様子を示す図である。分割鉄心11への線材41の巻き付けには、巻付機が使用される。巻付機は、線材41を供給するノズル40を分割鉄心11の周囲にて旋回させることによって、線材41を分割鉄心11のティース部13へ巻き付ける。
 図8には、保持機構を構成する治具46を示している。分割鉄心11へ線材41が巻き付けられる際、1つの分割鉄心11が保持機構によって保持される。固定子鉄心5は、保持機構によって保持されている分割鉄心11と、当該分割鉄心11と隣り合う分割鉄心11との間において折り曲げられた状態とされる。これにより、保持機構によって保持されている分割鉄心11の周囲に、ノズル40を旋回させるためのスペースが確保される。
 内爪42および外爪43と、内爪44および外爪45とは、分割鉄心11を搬送するための搬送機構を構成する。内爪44および外爪45は、保持機構へ投入される分割鉄心11を搬送する。内爪42および外爪43は、保持機構から排出される分割鉄心11を搬送する。線材41が巻き付けられる前の分割鉄心11は、互いに対向する内爪44と外爪45とに挟持された状態で、一列に並べられている。線材41が巻き付けられた後の分割鉄心11は、互いに対向する内爪42と外爪43とに挟持された状態で、一列に並べられている。
 図9は、図8に示す分割鉄心への線材の巻き付けについて説明するための図である。図9には、図8に示すIX-IX線における断面において、ノズル40が旋回している様子を示している。図9において、ノズル40は、ティース部13を中心に反時計回りに旋回するものとする。
 ノズル40が位置P1から位置P2まで旋回する間において、線材41に印加されている張力は、ティース部13の下端のうち右側の角51に作用する。角51に作用する張力の向きは、図9に示すように、矢印F1の向きから矢印F2の向きへ徐々に変化する。
 ノズル40が位置P2から位置P3まで旋回する間において、線材41に印加されている張力は、ティース部13の上端のうち右側の角52に作用する。角52に作用する張力の向きは、図9に示すように、矢印F2の向きから矢印F3の向きへ徐々に変化する。
 ノズル40が位置P3から位置P4まで旋回する間において、線材41に印加されている張力は、ティース部13の上端のうち左側の角53に作用する。角53に作用する張力の向きは、図9に示すように、矢印F3の向きから矢印F4の向きへ徐々に変化する。
 ノズル40が位置P4から位置P1まで旋回する間において、線材41に印加されている張力は、ティース部13の下端のうち左側の角54に作用する。角54に作用する張力の向きは、図9に示すように、矢印F4の向きから矢印F1の向きへ徐々に変化する。
 このように、分割鉄心11へ線材41が巻き付けられているときに、線材41の張力は、分割鉄心11の下端を構成する第1の鉄心片31と、分割鉄心11の上端を構成する第2の鉄心片32との各々に作用する。溝部16は、分割鉄心11の下端を含む第1の部分20aと、分割鉄心11の上端を含む第2の部分20bとに設けられている。保持機構は、上端部である第1の部分20aと下端部である第2の部分20bとにおいて、分割鉄心11を保持することができる。分割鉄心11のうちの中心部である第3の部分20cには溝部16が設けられていない。固定子鉄心5は、分割鉄心11の中心部を、トルク特性を向上するために利用することができる。
 図10は、図8に示す分割鉄心が保持機構によって保持されている様子を示す第1の図である。図10には、図8に示すX-X線における断面を示している。保持機構は、互いに対向する2つの治具46,47を有する。保持機構は、2つの治具46,47により分割鉄心11を挟持することによって、分割鉄心11を保持する。治具46は、分割鉄心11のうち上端を構成する第2の鉄心片32に接触する。治具47は、分割鉄心11のうち下端を構成する第1の鉄心片31に接触する。
 治具46のうち治具47と対向する面には、突起部48が設けられている。治具47には、治具46と同様に、治具46と対向する面に突起部48が設けられている。治具46に設けられている突起部48と、治具47に設けられている突起部48とには、溝部16へ嵌め込み可能な嵌合部49が設けられている。
 治具46は、治具47へ近づく向きと、治具47から離れる向きとの往復が可能である。治具47は、治具46へ近づく向きと、治具46から離れる向きとの往復が可能である。保持機構は、治具46と治具47との間に分割鉄心11が置かれた状態において、治具46と治具47とが互いに近づくように治具46と治具47とを移動させることによって、分割鉄心11を掴む。保持機構は、分割鉄心11を保持している状態から、治具46と治具47とを互いに離れる向きに移動させることによって、掴んでいる分割鉄心11を離す。
 図11は、図8に示す分割鉄心が保持機構によって保持されている様子を示す第2の図である。図11には、図10に示すXI-XI線における断面を示している。図11には、保持機構によって保持されている分割鉄心11の第1の溝部16aに、治具47の嵌合部49が嵌め込まれている状態を示している。保持機構によって保持されている分割鉄心11の第2の溝部16bには、図11に示す場合と同様に、治具46の嵌合部49が嵌め込まれている。
 図11に示す断面において、第1の溝部16aは、いわゆるダブテイル形である。第3の方向における第1の溝部16aの幅は、外周面15からティース部13のほうへ向かうにしたがって拡大されている。嵌合部49は、突起部48のうち分割鉄心11と接触する側の端部であって、第1の溝部16aの形状に合わせて左右に突出している部分である。なお、第1の溝部16aは、第3の方向における幅が外周面15からティース部13のほうへ向かうにしたがって拡大されている箇所を有する形状であればいかなる形状であっても良い。
 図12は、図11に示す保持機構を構成する治具を示す斜視図である。図13は、図12に示す治具に鉄心片が嵌め込まれている様子を示す斜視図である。図12に示す治具47において、治具46と対向する面50に垂直な方向における突起部48の長さはLaである。第1の方向における第1の溝部16aの長さは、Laよりも長い。
 図13には、分割鉄心11の下端を構成する第1の鉄心片31が治具47に嵌め込まれている様子を示している。保持機構が分割鉄心11を保持している状態において、面50のうち嵌合部49の左右に位置する領域50aが、第1の鉄心片31に接触する。
 第2の溝部16bは、第1の溝部16aと同様の形状である。第3の方向における第2の溝部16bの幅は、外周面15からティース部13のほうへ向かうにしたがって拡大されている。第2の溝部16bは、第3の方向における幅が外周面15からティース部13のほうへ向かうにしたがって拡大されている箇所を有する形状であればいかなる形状であっても良い。図10に示す治具46は、図11から図13に示す治具47と同様の構造を有する。治具46に設けられている嵌合部49が第2の溝部16bへ嵌め込まれる態様は、治具47に設けられている嵌合部49が第1の溝部16aへ嵌め込まれる態様と同じである。
 このように溝部16と治具46,47とが構成されていることによって、溝部16への嵌合部49の嵌め込みと、溝部16からの嵌合部49の抜き取りとは、分割鉄心11に対して治具46,47が第1の方向に平行な方向に動くことによって行われる。また、溝部16へ嵌合部49が嵌め込まれている状態において、治具46,47に対する第2の方向および第3の方向への分割鉄心11の動きが抑制される。
 保持機構による保持の対象となる分割鉄心11には、積層方向における長さが互いに異なる分割鉄心11が含まれることがある。仮に、保持機構は、1つの治具を用いて分割鉄心11を保持する場合は、分割鉄心11の積層方向における長さに合わせて治具を交換することになる。実施の形態1では、保持機構は、2つの治具46,47を用いて分割鉄心11の上端と下端とを保持することから、積層方向における長さが互いに異なる分割鉄心11を保持する場合に、共通の治具46,47を用いることができる。このように、保持機構は、分割鉄心11の積層方向における長さがさまざまである場合において、共通の治具46,47を用いて分割鉄心11を保持することができる。
 上述するように、分割鉄心11のうち張力が作用する上端部と下端部とに設けられている溝部16が治具46,47によって固定されることによって、張力の作用による分割鉄心11の動きがさらに抑制される。これにより、保持機構は、分割鉄心11を正確に位置決めして、分割鉄心11を保持することができる。また、保持機構は、分割鉄心11を安定して保持することができる。
 分割鉄心11の正確な位置決めと、分割鉄心11の安定した保持とが可能となることで、巻付機は、分割鉄心11への線材41の正確な巻き付けが可能となる。分割鉄心11への線材41の正確な巻き付けが可能となることによって、線材41の巻き付けにおける不良の発生を低減でき、高い生産性での固定子2の製造が可能となる。
 また、ヨーク部12のうち第1の方向における中心部に溝部16が設けられていないため、ヨーク部12のうち第1の方向における全体に溝部16が設けられる場合と比較して、ヨーク部12の体積を増加させることができる。ヨーク部12の体積が増加するほど、ヨーク部12を通過可能な磁束が増加することによって、モータ1によって出力可能なトルクが増加する。このため、モータ1は、モータ1へ流す電流を増加させることによって、出力可能なトルクを増加させることができ、高い電気特性を得ることができる。
 実施の形態1によると、固定子鉄心5において、分割鉄心11は、第1の溝部16aを構成する第1の部分20aと、第2の溝部16bを構成する第2の部分20bと、第1の部分20aと第2の部分20bとの間に設けられている第3の部分20cとを含む。第3の部分20cは、第1の溝部16aの端を構成する面20c1と、第2の溝部16bの端を構成する面20c2とを含んでおり、第3の部分20cには溝部16は設けられていない。これにより、固定子鉄心5は、高い生産性での固定子2の製造が可能となり、かつ、固定子2を有する電動機において高い電気特性を実現できるという効果を奏する。
実施の形態2.
 図14は、本発明の実施の形態2にかかる固定子を構成する固定子鉄心の斜視図である。実施の形態2において、固定子鉄心5を構成する各分割鉄心11の外周面15には、第3の溝部60が設けられている。実施の形態2では、上記の実施の形態1と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態1とは異なる構成について主に説明する。
 第3の溝部60は、外周面15のうち、第3の方向における中心に設けられている。また、第3の溝部60は、外周面15のうち、第1の方向における中心部に設けられている。第3の溝部60は、分割鉄心11のうち、第1の溝部16aが設けられている第1の部分と第2の溝部16bが設けられている第2の部分との間の第3の部分に設けられている。第3の部分は、分割鉄心11を構成する複数の鉄心片のうち第3の溝部60を構成する鉄心片の積層体である。
 図15は、図14に示す固定子鉄心を構成する分割鉄心の平面図である。図15には、分割鉄心11の上端側における平面を示している。図15に示す平面において、第3の溝部60は、V形状である。第3の方向における第3の溝部60の幅は、第3の方向における第2の溝部16bの幅よりも小さい。また、第3の方向における第3の溝部60の幅は、第3の方向における第1の溝部16aの幅よりも小さい。なお、第3の溝部60の形状は、V形状に限られず、V形状以外の形状であっても良い。第3の溝部60の形状は、矩形あるいは半円形などであっても良い。
 図16は、図14に示す固定子鉄心の横断面を示す図である。図17は、図14に示す固定子鉄心の縦断面を示す図である。図16には、図3に示す横断面と同様の横断面を示している。図17には、図4に示す縦断面と同様の縦断面を示している。実施の形態2にかかる固定子鉄心5には、図3および図4に示す第4の鉄心片群24および第5の鉄心片群25の代わりに、第4の鉄心片群61および第5の鉄心片群62が設けられている。第4の鉄心片64は、第4の鉄心片群61を構成する鉄心片である。第5の鉄心片65は、第5の鉄心片群62を構成する鉄心片である。
 図17に示すように、第3の溝部60を構成する第3の部分20cは、6つの鉄心片の積層体である。第3の部分20cには、第4の鉄心片64と第5の鉄心片65とが交互に積層されている。第2の方向における第3の溝部60の深さは、第1の溝部16aの第2の方向における深さよりも浅く、かつ第2の溝部16bの第2の方向における深さよりも浅い。第3の部分20cは、第1の溝部16aの第1の方向における端を構成する面20c1と第2の溝部16bの第1の方向における端を構成する面20c2とを含む。面20c1と面20c2との間には、第1の溝部16aおよび第2の溝部16bの深さ以上の深さの溝部は設けられていない。
 図18は、図16および図17に示す第1から第5の鉄心片群の平面構成を示す図である。図19は、図16および図17に示す第1から第5の鉄心片群の縦断面における構成を示す図である。
 第4の鉄心片群61を構成する第4の鉄心片64の各々には、第3の溝部60を構成する切欠き部63が設けられている。また、第4の鉄心片64には、実施の形態1の第4の鉄心片34と同様に、突起部27が設けられている。第5の鉄心片群62を構成する第5の鉄心片65の各々には、第3の溝部60を構成する切欠き部63が設けられている。また、第5の鉄心片65には、実施の形態1の第5の鉄心片35と同様に、突起部27が設けられている。なお、第4および第5の鉄心片群61,62の横断面における構成は、図6に示す第4および第5の鉄心片群24,25の横断面における構成と同じである。
 第1から第5の鉄心片31,32,33,64,65の各々の形状は、端部36,37の形状および切欠き部38,63の形状のうちの少なくとも一方が互いに異なる以外は、互いに同じである。また、第1から第5の鉄心片31,32,33,64,65の各々は、いずれも同じ大きさをなしている。第3の部分20cを構成する各鉄心片は、いずれも同じ位置に同じ形状の切欠き部63が形成されており、鉄心片の外形のうち外周面15を構成する稜線部分の形状がいずれも同じである。
 第3の溝部60は、保持機構へ投入される分割鉄心11を搬送する際と、保持機構から排出される分割鉄心11を搬送する際において使用される。図20は、図14に示す分割鉄心が搬送される様子を示す図である。実施の形態2において、外爪45と外爪43とには、第3の溝部60へ嵌め込み可能な突起部66が設けられている。なお、図20では、各要素の位置関係を表すために、ある要素と、当該要素の紙面奥に配置されている要素とがある場合において、紙面手前の要素にて紙面奥の要素が透けて見えるように示している部分がある。
 分割鉄心11への線材41の巻き付けが行われている間、搬送機構は、図8に示す場合と同様に、内爪44および外爪45のうち治具46の側とは逆側の端を上方へ持ち上げた姿勢をとる。また、分割鉄心11への線材41の巻き付けが行われている間、搬送機構は、図8に示すように、内爪42および外爪43のうち治具46の側とは逆側の端を上方へ持ち上げた姿勢をとる。
 図21は、図14に示す分割鉄心への線材の巻き付けが行われている様子を示す図である。図22は、図21に示す構成のうち第3の溝部と嵌合部とを含む部分の拡大図である。図21には、分割鉄心11の上面側における平面を示している。また、図21のうち破線によって囲った部分には、分割鉄心11と突起部48との断面において、第1の溝部16aに嵌合部49が嵌合している状態を示している。図22では、図21に示す領域XXIIを拡大して示している。
 外爪45の突起部66は、内爪44と外爪45とにより挟持されている分割鉄心11のうち治具47の側の端に位置する分割鉄心11に対向する位置に設けられている。突起部66は、分割鉄心11に設けられている第3の溝部60に対向する。突起部66は、第3の溝部60へ嵌め込み可能な凸形状である。
 図21に示す外爪43にも、図22に示す突起部66と同様の突起部66が設けられている。外爪43の突起部66は、内爪42と外爪43とにより挟持されている分割鉄心11のうち治具47の側の端に位置する分割鉄心11に対向する位置に設けられている。突起部66は、分割鉄心11に設けられている第3の溝部60に対向する。外爪43の突起部66も、第3の溝部60へ嵌め込み可能な凸形状である。
 1つの分割鉄心11における線材41の巻き付けが終了すると、搬送機構は、図8に示す状態から、図20のうち上から1段目に示すように、内爪44と外爪45により挟持されている分割鉄心11と、保持機構に保持されている分割鉄心11と、内爪42と外爪43とにより挟持されている分割鉄心11とが直線状に並ぶように、姿勢を変化させる。
 次に、図20のうち上から2段目に示すように、内爪42と外爪43とは、互いに離れる向きに動く。内爪42と外爪43とは、内爪42と外爪43との間の分割鉄心11から離れる。その後、内爪42と外爪43とは、保持機構に保持されている分割鉄心11aの上方に突起部66が到達するまで移動する。
 次に、内爪42と外爪43とは、互いに近づく向きに動く。図20のうち上から3段目に示すように、内爪42と外爪43とは、内爪42と外爪43との間の分割鉄心11に接触する。
 図23は、図20に示す分割鉄心が搬送機構に挟持されている様子を示す図である。図23には、図21に示す断面に垂直な断面であって、第1の溝部16aと第2の溝部16bと第3の溝部60とを通る断面を示している。外爪43の突起部66は、保持機構に保持されている分割鉄心11の第3の溝部60に嵌め込まれる。その後、保持機構は、治具46と治具47とを互いに離れる向きに移動させることによって、掴んでいる分割鉄心11を離す。
 保持機構が分割鉄心11を離した後、搬送機構は、分割鉄心11を挟持している状態の内爪42および外爪43と、分割鉄心11を挟持している状態の内爪44および外爪45とを、治具46,47に対して移動させる。内爪42および外爪43が移動することによって、図20のうち上から4段目に示すように、保持機構に保持されていた分割鉄心11aが保持機構から排出される。また、内爪44および外爪45が移動することによって、次に巻き付けが行われる分割鉄心11bが保持機構へ投入される。保持機構へ投入される分割鉄心11bの溝部16は、嵌合部49の位置に位置決めされる。
 その後、保持機構は、治具46と治具47とが互いに近づくように治具46と治具47とを移動させることによって、分割鉄心11bを掴む。保持機構へ投入された分割鉄心11bの溝部16には、嵌合部49が嵌め込まれる。これにより、保持機構は、保持機構へ投入された分割鉄心11bを保持する。
 次に、内爪44と外爪45とは、互いに離れる向きに動く。内爪44と外爪45とは、内爪44と外爪45との間の分割鉄心11から離れる。その後、内爪44と外爪45とは、保持機構に保持されている分割鉄心11bの右隣りの分割鉄心11cに対向する位置に突起部66が到達するまで移動する。その後、内爪44と外爪45とは、互いに近づく向きに動く。内爪44と外爪45とは、内爪44と外爪45との間の分割鉄心11に接触する。外爪45の突起部66は、分割鉄心11cの第3の溝部60に嵌め込まれる。
 その後、搬送機構は、図8に示す姿勢と同様の姿勢に戻る。巻付機は、保持機構に保持されている分割鉄心11への線材41の巻き付けを開始する。保持機構と搬送機構とは、このような動作を繰り返すことによって、固定子鉄心5の各分割鉄心11への線材41の巻き付けを行う。
 保持機構は、外爪45の突起部66が第3の溝部60に嵌め込まれている状態において、溝部16へ嵌合部49を嵌め込ませて、分割鉄心11を保持する。また、搬送機構は、嵌合部49が溝部16へ嵌め込まれている状態において、外爪43の突起部66を第3の溝部60へ嵌め込ませて、保持機構から排出される分割鉄心11を把持する。これにより、搬送機構は、分割鉄心11の搬送における不具合を低減できる。例を挙げると、搬送機構は、分割鉄心11の寸法のばらつきに起因する搬送ミスを低減できる。
 実施の形態2によると、分割鉄心11の第3の部分20cには、溝部16よりも幅が小さい第3の溝部60が設けられている。実施の形態2においても、第1の方向における全体にわたって溝部16が設けられる場合と比較して、ヨーク部12の体積を増加させることができる。モータ1は、出力可能なトルクを増加させることができ、高い電気特性を得ることができる。また、分割鉄心11に第1の溝部16aと第2の溝部16bとが設けられていることにより、実施の形態1の場合と同様に、保持機構は、分割鉄心11を正確に位置決めでき、かつ分割鉄心11を安定して保持することができる。これにより、固定子鉄心5は、高い生産性での固定子2の製造が可能となり、かつ、固定子2を有する電動機において高い電気特性を実現できるという効果を奏する。また、固定子鉄心5は、搬送機構による分割鉄心11の搬送における不具合を低減することができる。
実施の形態3.
 実施の形態3では、第1の方向における第1の溝部16aと、第1の方向における第2の溝部16bの長さとの関係について説明する。図24は、本発明の実施の形態3にかかる固定子を構成する分割鉄心の断面図である。図24には、図3に示す断面と同様の断面を示している。図24に示す分割鉄心11は、実施の形態2の分割鉄心11と同様の構成を有する。実施の形態3の分割鉄心11は、実施の形態1の分割鉄心11と同様の構成を有しても良い。実施の形態3では、上記の実施の形態1および2と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態1および2とは異なる構成について主に説明する。
 図24において、L1は、第1の方向における第1の溝部16aの長さとする。L2は、第1の方向における第2の溝部16bの長さとする。L3は、第1の方向における分割鉄心11の長さ、すなわち分割鉄心11の下端72と分割鉄心11の上端73との間の長さとする。L4は、第1の方向における第1の溝部16aおよび第3の溝部60の長さとする。実施の形態3において、L1<L2が成り立つ。また、鉄心片の厚み70のばらつきと鉄心片同士の間隔71のばらつきとに起因して想定される長さの変動幅よりも、L2とL1との差が大きくなるように、L1とL2とは設定される。
 次に、L1<L2が成り立つことによる効果について説明する。積層されている鉄心片が多いほど、ばらつきに起因する変動幅が大きくなる。このため、「L1の変動幅<L4の変動幅<L3の変動幅」が成り立つ。また、L2=L3-L4が成り立つことから、「L1の変動幅<L2の変動幅」の関係が想定される。
 ここで、図10に示す治具46,47に設けられている突起部48の第1の方向における長さをLaとする。また、L1=Lbであるときに、長さがLaである突起部48を第1の溝部16aへ挿入するために必要となる間隔をLgとする。この場合に、Lb=La+Lgが成り立つ。
 分割鉄心11が製造された際に、L3が適正範囲よりも超える場合に、積層されている鉄心片の数を減らすことによってL3が調整され得る。この場合に、分割鉄心11の上端側から鉄心片が除去される。上端側から鉄心片が除去される理由については後述する。L3=LdであるときにおけるL3の調整最大幅をLeとする。この場合に、L2=Lcであるとして、Lc=Lb+Le=La+Le+Lgが成り立つ。また、La<Lb<Lcの関係が成り立つ。以上の条件が成り立つ分割鉄心11の仕様を、以下の説明において仕様1と称することがある。
 図25は、実施の形態3における分割鉄心の第1の構成例を示す図である。図26は、図25に示す分割鉄心が保持機構に保持されている様子を示す図である。第1の構成例は、上記仕様1の分割鉄心11であって、かつ製造された分割鉄心11においてL3が適正範囲内である場合の例とする。Ldmaxは、適正範囲の最大値とする。Ldminは、適正範囲の最小値とする。この場合、図26に示すように、治具47の突起部48が第1の溝部16aへ挿入され、かつ、治具46の突起部48が第2の溝部16bへ挿入される。保持機構は、分割鉄心11を正常に保持することができる。
 図27は、実施の形態3における分割鉄心の第2の構成例を示す図である。第2の構成例は、上記仕様1の分割鉄心11であって、かつ製造された分割鉄心11のL3が適正範囲を超える場合の例とする。図27に示す場合において、L3はLdmaxよりも長い。この場合、製造された分割鉄心11の上端側から鉄心片が除去されることによって、L3が適正範囲内となるように調整される。なお、L3がLdminよりも短い場合、L3が適正範囲内となるような調整ができないため、製造された分割鉄心11は廃棄される。
 L3を調整する場合において、仮に、分割鉄心11の下端側から鉄心片が除去されたとする。図27に示す分割鉄心11から、下端72を構成する第1の鉄心片31が除去された場合、下から2つ目の鉄心片に設けられている突起部29が分割鉄心11から突出した状態となる。このため、突起部29が残る分、L3の減少量は少なくなる。また、分割鉄心11の下端72から突起部29が突出した状態となることで、保持機構における分割鉄心11の保持が不安定となる場合がある。一方、図27に示す分割鉄心11から、上端73を構成する第2の鉄心片32が除去される場合、突起部29が分割鉄心11から突出した状態とはならない。L3の減少量は、厚み70に相当する量となる。また、分割鉄心11の下端72を平坦にできることで、保持機構において分割鉄心11を安定して保持することができる。したがって、L3を調整する場合に、分割鉄心11の上端側から鉄心片が除去される。
 図28は、図27に示す分割鉄心について、第1の方向における長さが調整された状態を示す図である。図28に示す分割鉄心11は、第2の構成例にかかる分割鉄心11であって、図27に示す状態から、上端73を構成する第2の鉄心片32が除去されたものである。図28に示す分割鉄心11の上端73は、第3の鉄心片33によって構成される。図28に示すように、L3は適正範囲内に調整されている。
 図29は、図28に示す調整後の分割鉄心が保持機構に保持されている様子を示す図である。図29に示すように、治具47の突起部48が第1の溝部16aへ挿入される。また、Lc=La+Le+Lgが成り立つことで、L3の調整によってL2からLeが差し引かれた場合であっても、L2には、第2の溝部16bへ突起部48を挿入可能な長さであるLa+Lgが確保される。このため、保持機構は、治具46の突起部48を第2の溝部16bへ挿入させることができる。これにより、保持機構は、調整後の分割鉄心11を正常に保持することができる。
 図30は、実施の形態3の第1の比較例にかかる分割鉄心を示す図である。第1の比較例は、L1<L2を満たさない場合の構成例である。図30に示す分割鉄心11において、L1=L2=Lc=La+Le+Lgが成り立つ。かかる条件が成り立つ分割鉄心11の仕様を、以下の説明において仕様2と称することがある。第1の比較例は、仕様2の分割鉄心11であって、かつ製造された分割鉄心11においてL3が適正範囲内である場合の例とする。
 図31は、図30に示す分割鉄心が保持機構に保持されている様子を示す図である。第1の溝部16aの長さと第2の溝部16bの長さとの各々は、突起部48を挿入可能な長さであるLa+LgよりもLeの分だけ長い。治具47の突起部48が第1の溝部16aへ挿入され、かつ、治具46の突起部48が第2の溝部16bへ挿入されるため、保持機構は、分割鉄心11を正常に保持することができる。但し、第1の溝部16aの上端と、治具47の突起部48の上端との間には、Leに相当する無駄な間隔74が生じる。図26に示す場合と比較すると、間隔74の分だけヨーク部12の体積が減少することから、モータ1によって出力可能なトルクが減少することとなる。
 図32は、実施の形態3の第2の比較例にかかる分割鉄心を示す図である。第2の比較例は、L1<L2を満たさない場合の構成例である。図32に示す分割鉄心11において、L1=L2=Lb=La+Lgが成り立つ。かかる条件が成り立つ分割鉄心11の仕様を、以下の説明において仕様3と称することがある。第2の比較例は、仕様3の分割鉄心11であって、かつ製造された分割鉄心11においてL3が適正範囲内である場合の例とする。
 図33は、図32に示す分割鉄心が保持機構に保持されている様子を示す図である。治具47の突起部48は、第1の溝部16aへ挿入される。また、治具46の突起部48は、第2の溝部16bへ挿入される。保持機構は、分割鉄心11を正常に保持することができる。
 図34は、実施の形態3の第3の比較例にかかる分割鉄心を示す図である。第3の比較例は、上記仕様3の分割鉄心11であって、かつ製造された分割鉄心11のL3が適正範囲を超える場合の例とする。図34に示す場合において、L3はLdmaxよりも長い。この場合、図27に示す第2の構成例の場合と同様に、製造された分割鉄心11の上端側から鉄心片が除去されることによって、L3が適正範囲内となるように調整される。
 図35は、図34に示す分割鉄心について、第1の方向における長さが調整された状態を示す図である。図35に示す分割鉄心11は、第3の比較例にかかる分割鉄心11であって、図34に示す状態から、上端73を構成する第2の鉄心片32が除去されたものである。図35に示す分割鉄心11の上端73は、第3の鉄心片33によって構成される。図35に示すように、L3は適正範囲内に調整されている。
 図36は、図35に示す調整後の分割鉄心が保持機構に保持されている様子を示す図である。L1であるLbについて、第1の溝部16aへ突起部48を挿入可能な長さであるLa+Lgが確保されているため、治具47の突起部48が第1の溝部16aへ挿入される。一方、L2=Lb=La+Lgが成り立っている場合において、L3の調整によってL2からLeが差し引かれると、L2は、第1の溝部16aへ突起部48を挿入可能な長さであるLa+Lgよりも短くなる。このため、保持機構において、分割鉄心11の上端73と治具46との間に隙間75が生じる。隙間75が生じることで、保持機構による分割鉄心11の保持が不十分となる。このように、仕様3では、L3の調整が必要となった場合に、保持機構における分割鉄心11の正確な位置決めと、保持機構による分割鉄心11の安定した保持とが困難となる。
 実施の形態3によると、固定子鉄心5は、第1の方向における第1の溝部16aの長さよりも第2の方向における第2の溝部16bの長さが長いことによって、保持機構における分割鉄心11の正確な位置決めと、保持機構による分割鉄心11の安定した保持とが可能となる。また、モータ1は、高い電気特性を得ることができる。これにより、固定子鉄心5は、高い生産性での固定子2の製造が可能となり、かつ、固定子2を有する電動機において高い電気特性を実現できるという効果を奏する。
 実施の形態1から3にかかる固定子2が設けられる電動機は、モータ1に限られない。固定子2は、モータ1以外の電動機に設けられても良い。実施の形態4では、モータ1以外の電動機の1つであるリニアモータに固定子2が設けられる場合について説明する。
実施の形態4.
 図37は、本発明の実施の形態4にかかる電機子を有するリニアモータの断面図である。実施の形態4では、上記の実施の形態1から3と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態1から3とは異なる構成について主に説明する。電動機であるリニアモータ80は、互いに対向する電機子81と界磁子82とを有する。実施の形態4において、電機子81は可動子であって、界磁子82は固定子である。
 電機子81は、電機子鉄心83と、電機子鉄心83を絶縁するインシュレータ6と、磁界を発生させるコイル7とを有する。電機子鉄心83は、互いに連結された複数の分割鉄心11を有する。電機子鉄心83は、実施の形態1の固定子鉄心5と同様の構成を有する。電機子鉄心83は、実施の形態2または3の固定子鉄心5と同様の構成を有していても良い。
 界磁子82は、板状の界磁子鉄心84と、界磁子鉄心84上に配置された複数の永久磁石85とを有する。リニアモータ80は、コイル7へ電流が流れることによって磁界を発生させ、界磁子82に対して電機子81を相対移動させる。電機子81は、複数の永久磁石85が配列されている方向へ移動する。なお、リニアモータ80は、固定子である電機子81と、可動子である界磁子82とを有するものであっても良い。
 電機子鉄心83において、分割鉄心11は、第1の溝部16aを構成する第1の部分20aと、第2の溝部16bを構成する第2の部分20bと、第1の部分20aと第2の部分20bとの間に設けられている第3の部分20cとを含む。第3の部分20cは、第1の溝部16aの端を構成する面20c1と、第2の溝部16bの端を構成する面20c2とを含む。実施の形態3によると、電機子鉄心83は、実施の形態1の固定子鉄心5の場合と同様に、高い生産性での電機子81の製造が可能となり、かつ、電機子81を有する電動機において高い電気特性を実現できるという効果を奏する。
 以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
 1 モータ、2 固定子、3 回転子、4 フレーム、5 固定子鉄心、6 インシュレータ、7 コイル、8 回転子鉄心、9 シャフト、10,85 永久磁石、11,11a,11b,11c 分割鉄心、12 ヨーク部、13 ティース部、14 連結部、15 外周面、16 溝部、16a 第1の溝部、16b 第2の溝部、17 かしめ部、18,19 端面、20a 第1の部分、20b 第2の部分、20c 第3の部分、20c1,20c2,50 面、21 第1の鉄心片群、22 第2の鉄心片群、23 第3の鉄心片群、24,61 第4の鉄心片群、25,62 第5の鉄心片群、26,28 孔、27,29,48,66 突起部、30,75 隙間、31 第1の鉄心片、32 第2の鉄心片、33 第3の鉄心片、34,64 第4の鉄心片、35,65 第5の鉄心片、36,37 端部、38,63 切欠き部、40 ノズル、41 線材、42,44 内爪、43,45 外爪、46,47 治具、49 嵌合部、50a 領域、51,52,53,54 角、60 第3の溝部、70 厚み、71,74 間隔、72 下端、73 上端、80 リニアモータ、81 電機子、82 界磁子、83 電機子鉄心、84 界磁子鉄心。

Claims (10)

  1.  各々が複数の鉄心片の積層体である複数の分割鉄心を有し、前記複数の分割鉄心が互いに連結される電機子鉄心であって、
     前記複数の分割鉄心の各々は、ヨーク部と、前記複数の鉄心片が積層される方向である第1の方向に垂直な第2の方向において前記ヨーク部から突出しているティース部と、を有し、
     前記ヨーク部のうち前記ティース部が設けられている第1の面とは逆側の第2の面には、各々が前記第2の方向において凹んでいる第1の溝部および第2の溝部が設けられており、
     前記積層体は、前記第1の溝部を構成する第1の部分と、前記第2の溝部を構成する第2の部分と、前記第1の方向において前記第1の部分と前記第2の部分との間に設けられている第3の部分と、を含み、
     前記第3の部分は、前記第1の溝部の前記第1の方向における端を構成する面と、前記第2の溝部の前記第1の方向における端を構成する面とを含むことを特徴とする電機子鉄心。
  2.  前記第1の部分を構成する鉄心片は、前記第1の溝部を構成する切欠き部を有し、
     前記第2の部分を構成する鉄心片は、前記第2の溝部を構成する切欠き部を有することを特徴とする請求項1に記載の電機子鉄心。
  3.  前記第1の部分は、前記積層体のうち前記第1の方向における一方の端部であって、
     前記第2の部分は、前記積層体のうち前記第1の方向における他方の端部であることを特徴とする請求項1または2に記載の電機子鉄心。
  4.  前記第1の溝部の前記第1の方向における長さよりも、前記第2の溝部の前記第1の方向における長さのほうが長いことを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の電機子鉄心。
  5.  前記第3の部分は、前記積層体のうち前記第1の方向における中心部であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載の電機子鉄心。
  6.  前記第2の面のうち前記第1の溝部と前記第2の溝部との間には、前記第2の方向において凹んでいる第3の溝部が設けられており、
     前記第1の方向と前記第2の方向とに垂直な第3の方向における前記第3の溝部の幅は、前記第1の溝部の前記第3の方向における幅よりも小さく、かつ、前記第2の溝部の前記第3の方向における幅よりも小さいことを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の電機子鉄心。
  7.  前記第3の部分を構成する鉄心片は、前記第3の溝部を構成する切欠き部を有することにより構成されていることを特徴とする請求項6に記載の電機子鉄心。
  8.  前記第1の溝部は、前記第1の方向と前記第2の方向とに垂直な第3の方向における幅が前記第2の面から前記ティース部のほうへ向かうにしたがって拡大されている箇所を有する形状であって、
     前記第2の溝部は、前記第3の方向における幅が前記第2の面から前記ティース部のほうへ向かうにしたがって拡大されている箇所を有する形状であることを特徴とする請求項1から7のいずれか1つに記載の電機子鉄心。
  9.  請求項1から8のいずれか1つに記載の電機子鉄心を備えることを特徴とする電機子。
  10.  請求項9に記載の電機子と、
     界磁子と、を備えることを特徴とする電動機。
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