WO2024075549A1

WO2024075549A1 - 回転電機の固定子、回転電機および回転電機の固定子の製造方法

Info

Publication number: WO2024075549A1
Application number: PCT/JP2023/034511
Authority: WO
Inventors: 和明廣田; 修一北野; 雄哉横手
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2022-10-07
Filing date: 2023-09-22
Publication date: 2024-04-11

Abstract

分割鉄心同士を組み立てる時、複数回の位置決め工程が必要とされ、工数の増大と設備の複雑化を招き、加工費が増えるという問題があった。　隣接する第１の分割鉄心と第２の分割鉄心を接合する場合、第１の分割鉄心と第２の分割鉄心を高さ方向にずらした状態で第１の分割鉄心の第１の凸部と第２の分割鉄心の第２の凹部とをそれぞれ周方向から近づけて接触させた後、第２の凹部と第１の凸部の一方または両方を高さ方向にスライドさせ、第１の分割鉄心の第１の溝部と第２の分割鉄心の第２のホゾ部を係合させるとともに、第１の分割鉄心の第１のホゾ部と第２の分割鉄心の第２の溝部とを係合させる。

Description

回転電機の固定子、回転電機および回転電機の固定子の製造方法

　本開示は、回転電機の固定子、回転電機および回転電機の固定子の製造方法に関するものである。

　例えば特許文献１には、以下の固定子の構造が開示されている。
　円環状に接続されるバックヨーク部とバックヨーク部から径方向に突出したティース部とを有した複数個の分割鉄心が円環状に接続された固定子において、分割鉄心は、
（１）バックヨーク部の左右の接続面の一方に第１凸部が、他方に前記第１凸部を積層方向から挿入可能な第１凹部が、それぞれ形成された第１鉄心素板を所定枚数積層させて一組とし、
（２）バックヨーク部の左右の接続面の一方に第１鉄心素板の第１凹部に積層方向及び周方向から挿入可能な第２凸部が、他方に第１鉄心素板の第１凸部及び第２凸部の双方が積層方向及び周方向から挿入可能な第２凹部が、それぞれ形成された第２鉄心素板を所定枚数積層させて一組とし、
　第１鉄心素板及び第２鉄心素板の各組を交互に積層方向に重ねて構成し、固定子は、隣接する分割鉄心における第１鉄心素板の第１凸部と第１鉄心素板の第１凹部とを嵌合させることで構成される。

特許第５６１３３９号公報

　特許文献１記載の固定子においては、分割鉄心同士を組み合わせる時、まず、第１凹部に対して第２凸部を、第１凸部または第２凸部に対して第２凹部を周方向から嵌め合わせることになる。この時、各凹部と凸部の互いの径方向の位置関係を調整しないと、凹部と凸部が嵌め合わず、組み立てができないという課題があった。

　さらに、第１凹部に対して第２凸部を、第１凸部または第２凸部に対して第２凹部を周方向から嵌め合わせた状態において、各凹部と各凸部との間には隙間が設けられているため、第１凹部に対して第１凸部を積層方向から嵌め合わせる時、再度、互いの径方向の位置関係を調整する必要があった。このように、特許文献１記載の固定子においては、分割鉄心同士を組み立てる時、複数回の位置決め工程が必要とされ、工数の増大と設備の複雑化を招き、加工費が増えるという問題があった。

　本開示は上述のような問題を解決するためになされたもので、隣接する分割鉄心同士を組み合わせる時の複数回の位置決め工程が不要となり、加工費を削減できる回転電機の固定子を提供することを目的とする。

　本開示の回転電機の固定子は、円環を周方向に分割した形状のバックヨーク部と、前記バックヨーク部から突出したティース部からなる分割鉄心を、複数個円環状に配列して構成されるものであって、バックヨーク部の両側端部に形成され、隣接する分割鉄心と接合する接合面のうち、一方の接合面の高さ方向に少なくとも第１の溝部、第１の凸部、第１のホゾ部が形成された第１の接合部と、他方の接合面の高さ方向に第２のホゾ部、第１の凹部、第２の溝部が形成された第２の接合部とを有しており、第１の溝部と隣接する分割鉄心の第２のホゾ部とが係合し、第１の凸部と隣接する分割鉄心の第１の凹部とが接触し、第１のホゾ部と隣接する分割鉄心の第２の溝部とが係合し、第１および第２のホゾ部は高さ方向からのみ第１および第２の溝部に挿入可能に構成され、第１の凹部に対し、第１の凸部は高さ方向および周方向のいずれの方向からでも挿入可能に構成され、前記第１および前記第２のホゾ部は、径方向および前記周方向のいずれの方向においても前記第１の凸部よりも、大きい形状であることを特徴とする。

　本開示の回転電機の固定子によれば、第１の凸部と第１の凹部とを接触させることにより、径方向および周方向の位置決めが行われるため、複数回の位置決め工程が不要となり、加工費を削減することができる。

実施の形態１に係る分割鉄心を示す斜視図である。実施の形態１に係る固定子の斜視図である。実施の形態１に係る固定子と回転子とを組み合わせた回転電機の斜視図である。実施の形態１に係る分割鉄心同士が接触する側面についての説明図である。実施の形態１に係る分割鉄心による固定子の組立を説明する図である。図５のＡ－Ａ断面図である。図５のＢ－Ｂ断面図である。図５のＣ－Ｃ断面図である。図５のＤ－Ｄ断面図である。図５のＥ－Ｅ断面図である。実施の形態２に係る分割鉄心を示す斜視図である。実施の形態２に係る分割鉄心による固定子の組立を説明する図である。実施の形態２に係る分割鉄心による固定子の組立を説明する図である。実施の形態３に係る分割鉄心を示す斜視図である。実施の形態３に係る分割鉄心の平面図である。実施の形態４に係る分割鉄心を示す斜視図である。実施の形態４に係る分割鉄心の平面図である。実施の形態５に係る分割鉄心を示す斜視図である。実施の形態６に係る連結鉄心を示す斜視図である。実施の形態６に係る連結鉄心を示す斜視図である。実施の形態７に係る連結鉄心による固定子の組立を説明する図である。実施の形態７に係る連結鉄心による固定子の組立を説明する図である。

　以下、本開示に係る回転電機の固定子の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、同一内容および相当部については同一符号を配し、その詳しい説明は省略する。以降の実施の形態も同様に、同一符号を付した構成について重複した説明は省略する。

実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係る固定子を構成する分割鉄心１ａを示す斜視図。図２は、実施の形態１による分割鉄心１ａを複数個円環状に組み合わせることによって構成された固定子２の斜視図。図３は固定子２と回転子２Ａを組み合わせた回転電機２Ｂを示す斜視図である。

　分割鉄心１ａは、電磁鋼板をプレス機、ワイヤー加工機、あるいはレーザー加工機等であらかじめ定められた形状に切り出し、切り出した電磁鋼板を複数枚あらかじめ定められた高さになるように順に積層することによって構成されている。図２の固定子２における円形面に相当する面で、図１および図２において見えている面を分割鉄心１ａの上面と定義し、図１および図２において見えていない上面と反対側の面を分割鉄心１ａの底面と定義し、電磁鋼板が縞状に積層されているのが見える面を側面と定義する。分割鉄心１ａは、固定子２における外径側のバックヨーク部３と内径側のティース部４に分けられる。

　バックヨーク部３は、複数の分割鉄心１ａが組み合わさった時に円環状になる箇所であり、円環を周方向に等分した形状になっている。分割鉄心１ａ同士が接触する側面が周方向両端に２面あり、それぞれ異なった形状になっている。この端部の形状について詳しく説明する。

　図１左側において、分割鉄心１ａ同士が接触する両端のうち、片端５ａ１には、３種類の異なる形状が形成されており、上面側から順に、アリ溝部（以下溝部）６ａ１、くの字状の凸部（以下凸部）７ａ１、アリホゾ部（以下ホゾ部）８ａ１となっている。それぞれの形状は積層方向（あるいは高さ方向と称す、以下同じ）に隣接しており、積層方向の大きさは、凸部７ａ１が最も大きく、溝部６ａ１とホゾ部８ａ１の積層方向の大きさは同等で、凸部７ａ１より形状が一回り小さくなるよう形成されている。

　溝部６ａ１は、片端５ａ１の周方向に対して台形状に凹んだ形状になっており、その形状は、周方向において、端部に近づくほど小さくなる。すなわち溝の開口端で径方向の隙間がもっとも小さい形状となり、逆に凹んだ台形状の下辺にあたる溝の底部は、径方向の隙間がもっとも大きくなるアリ溝形状に構成されている。

　凸部７ａ１は周方向に対して三角形状の突出した形状になっており、その形状は、周方向において、端に近づくほど径方向の大きさが小さくなるように構成されている。

　ホゾ部８ａ１は、片端５ａ１の周方向に対して突出した台形状になっており、周方向端部の前記突出した台形状の下辺にあたる部分の径方向の大きさがもっとも大きく、突出した台形状の上辺にあたる端部と反対側の根元部分の径方向の大きさがもっとも小さくなるように構成されたアリホゾ形状に構成されている。

　図１右側に示されたもう一方の片端５ａ２にも、３種類の異なる形状が備わっており、上面から順に、アリホゾ部（以下ホゾ部）８ａ２、くの字状の凹部（以下凹部）７ａ２、アリ溝部（以下溝部）６ａ２となっている。それぞれの形状は積層方向に隣接しており、積層方向の大きさは、凹部７ａ２が最も大きく、ホゾ部８ａ２と溝部６ａ２の積層方向の大きさは同等で、凹部７ａ２より形状が一回り小さくなるよう形成されている。

　また、溝部６ａ１とホゾ部８ａ２、凸部７ａ１と凹部７ａ２、およびホゾ部８ａ１と溝部６ａ２の積層方向の大きさはすべて一致するよう構成されている。なお、溝部６ａ１および凸部７ａ１の間、凸部７ａ１およびホゾ部８ａ１の間には隙間があってもよい。溝部６ａ１と溝部６ａ２は形状が同じであり、また、ホゾ部８ａ１とホゾ部８ａ２も形状が同じであるため、説明を省略する。

　凹部７ａ２は周方向に対して三角形状の凹んだ形状になっており、その形状は、凹部の底部に近づくほど径方向の隙間が小さくなるように構成されている。溝部６ａ１、６ａ２の周方向に対して凹んでいる形状と、ホゾ部８ａ１、８ａ２の周方向に対して突出している形状は一致しており、溝部６ａ１、６ａ２とホゾ部８ａ２、８ａ１が組み合わさった時、隙間が無くなるように構成されている。

　また、溝部６ａ１、６ａ２の形状は上述した通り、周方向において、溝部開口端に近づくほど径方向の隙間が小さくなり、逆に溝部底部に近づくほど径方向の隙間が大きくなるように構成されている。かつ、ホゾ部８ａ１、８ａ２の形状は、周方向において、ホゾ部先端部に近づくほど、径方向の大きさが大きくなり、逆にホゾ部の根元に近づくほど径方向の大きさが小さくなるように構成されている。そのため、溝部６ａ１、６ａ２に対して、ホゾ部８ａ１、８ａ２を周方向から挿入することは不可能であり、かつ、組み合わせた状態の溝部６ａ１、６ａ２とホゾ部８ａ２、８ａ１を互いに周方向に動かして分割することも不可能である。

　唯一、溝部６ａ１、６ａ２に対して、ホゾ部８ａ２、８ａ１を積層方向から挿入した場合のみ、組み合わせることが可能である。凸部７ａ１の周方向に対して三角形状に突出した形状と、凹部７ａ２の周方向に対して三角形状に凹んだ形状は一致しており、凸部７ａ１と凹部７ａ２が組み合わさった時、隙間が無くなるように構成されている。なお、磁気抵抗が大きくなり過ぎない範囲で隙間があってもよい。

　凸部７ａ１に対し、凹部７ａ２は、周方向および積層方向のいずれの方向からでも組み合わせることが可能である。ホゾ部８ａ１、８ａ２の突出した部分は、凸部７ａ１の突出した部分より径方向および周方向いずれの方向においても大きくなっている。詳細について図４を用いて説明する。図４は、ホゾ部８ａ１、８ａ２に凸部７ａ１を重ねて描画した上面図である。凸部７ａ１の領域は斜線にて明示されている。ホゾ部８ａ１、８ａ２の領域内に、凸部７ａ１を示す斜線部分の領域がすべて収まっている。このように、ホゾ部８ａ１、８ａ２の突出した部分は、凸部７ａ１より単純に大きいだけでなく、凸部７ａ１を内包するように構成されている。

　図１に示すティース部４は、バックヨーク部３の周方向中央付近から、固定子２における内径方向に向かって伸びている部分である。内径側の側面は円弧形状になっており、周方向側の両側面は互いに平行になるように構成されている。最も内径寄りの箇所には、前記互いに平行な面より周方向に対して突出したシュー１０が両側に設けられている。シュー１０の大きさは、分割鉄心１ａ同士を組み合わせた時、隣り合う分割鉄心１ａのシュー１０同士の間に隙間ができるよう設定されている。

　次に、分割鉄心１ａの製造方法について説明する。分割鉄心１ａは３種類の異なる電磁鋼板を積層することによって形成される。種類の１つ目は、溝部６ａ１とホゾ部８ａ２とを有する第１の電磁鋼板、２つ目は、凸部７ａ１と凹部７ａ２とを有する第２の電磁鋼板、３つ目は、ホゾ部８ａ１と溝部６ａ２とを有する第３の電磁鋼板で、これらを順に、必要な積層方向の高さに達するよう積層することで構成される。この場合、３種類の電磁鋼板に対して、プレスで使用する打ち抜き用金型も３種類必要になる。例えば、溝部６ａ１とホゾ部８ａ２とを有する第１の電磁鋼板と、ホゾ部８ａ１と溝部６ａ２とを有する第３の電磁鋼板とは線対称の関係になるので、第１の電磁鋼板を反転すれば、第３の電磁鋼板の代用ができる。この場合、打ち抜き用金型も２種類になり、加工費を削減することができる。

　次に、分割鉄心１ａを組み合わせて固定子２を組み立てる方法を図５～図１０で説明する。図５は、分割鉄心１ｂと分割鉄心１ｃを積層方向にずらした状態で、周方向から押し付け合っている状態を示した図である。分割鉄心１ｂ、１ｃは分割鉄心１ａと同形状であるが、説明の便宜のため、分割鉄心１ｂ、１ｃとして説明する。図６～１０は図５に示したＡ－Ａ～Ｅ－Ｅの各断面における断面図である。分割鉄心１ｂの片端５ｂ１と、分割鉄心１ｃの片端５ｃ２を積層方向にずらした状態で、周方向から接触させる。この時、ずらす方向およびずらす量について、以下（１）～（３）の条件を満たすようにする。
（１）図７に示すＢ－Ｂ断面のように、分割鉄心１ｂの溝部６ｂ１が分割鉄心１ｃの凹部７ｃ２と接触する。
（２）図８に示すＣ－Ｃ断面、図９に示すＤ－Ｄ断面のように、分割鉄心１ｂの凸部７ｂ１が分割鉄心１ｃの凹部７ｃ２および溝部６ｃ２と接触する。この時、周方向から互いに押し付け合うので、くの字状のテーパ部で分割鉄心１ｂ、１ｃ同士の径方向位置を揃える方向に分力が発生し、径方向の位置決めが完了する。
（３）図６に示すＡ－Ａ断面、図１０に示すＥ－Ｅ断面のように、分割鉄心１ｂのホゾ部８ｂ１と、分割鉄心１ｃのホゾ部８ｃ２がそれぞれどの部位とも接触していない。

　この状態から、周方向に押し合った状態を維持しつつ、積層方向のずらしていた方向とは反対側へ互いに移動させ、分割鉄心１ｂの溝部６ｂ１を分割鉄心１ｃのホゾ部８ｃ２に、分割鉄心１ｂのホゾ部８ｂ１を分割鉄心１ｃの溝部６ｃ２にそれぞれ挿入することにより、分割鉄心１ｂと分割鉄心１ｃの組み合わせが完了する。積層方向に分割鉄心１ｂ、１ｃの一方または両方をスライドさせて溝部６ｂ１とホゾ部８ｃ２、溝部６ｃ２とホゾ部８ｂ１を嵌め合う時、すでに径方向の位置決めは完了しており、その状態が凸部７ｂ１と凹部７ｃ２が嵌め合うことで保持されているため、溝部６ｂ１、６ｃ２とホゾ部８ｃ２、８ｂ１は積層方向に動かせば干渉することなく、そのまま嵌め合うことができる。これらの作業を順次隣接する分割鉄心で繰り返すことにより、図２に示すような固定子２を組み立てることができる。その後、固定子２に回転子２Ａを配設することにより、図３に示す回転電機２Ｂを組み立てることができる。なお、実施の形態２～５についても回転子２Ａを固定子に配設して回転電機を組み立てることは同様である。

　これにより、隣接する分割鉄心の組み合わせ時の位置決め工程または組立設備側に位置決め機構を設ける必要がなく、加工費の増大を抑制することができる。かつ、溝部６ｂ１、６ｃ２とホゾ部８ｃ２、８ｂ１、凸部７ｂ１と凹部７ｃ２は互いに隙間なく嵌め合っているため、分割鉄心間に隙間は発生せず、回転電機の効率低下を防ぐことができる。ただし、凸部７ｂ１と凹部７ｃ２が隙間なく嵌め合う方が磁気抵抗の増大抑制には望ましいが、磁気抵抗の増大が許容できる範囲であれば凸部７ｂ１と凹部７ｃ２との間に隙間があってもよい。

　以上これらの構成によれば、分割鉄心１ｂと分割鉄心１ｃを組み合わせる時、最初に積層方向にずらした状態で互いに周方向から押し付け合った時点で、分割鉄心１ｂの凸部７ｂ１と分割鉄心１ｃの凹部７ｃ２が接触するため、分割鉄心１ｂと分割鉄心１ｃの位置関係が径方向にずれていたとしても、凸部７ｂ１と凹部７ｃ２において、押し付けあう力から径方向のずれを無くす方向に分力が発生するため、径方向については、追加の位置決め工程無しで、互いに位置決めをすることができる。かつ、周方向から押し付け合った時点で、周方向および径方向それぞれの位置決めが完了するため、そのまま積層方向にずらせば、分割鉄心１ｂの溝部６ｂ１と分割鉄心１ｃのホゾ部８ｃ２とが組み合わさり、かつ分割鉄心１ｂのホゾ部８ｂ１と分割鉄心１ｃの溝部６ｃ２とが組み合わさるため、ここでも位置決め機構が不要である。このように、分割鉄心同士を組み合わせる時、位置決め機構が不要であり、組み立て用の設備を簡素化できるため、加工費を削減することができる。また、組み合わさった状態の分割鉄心１ｂと分割鉄心１ｃの接合部は、溝部６ｂ１とホゾ部８ｃ２、凸部７ｂ１と凹部７ｃ２、ホゾ部８ｂ１と溝部６ｃ２、がそれぞれ隙間なく組み合わさるため、接合部に隙間がなく、磁気抵抗の増大を回避することができ、回転電機の効率低下を抑制することができる。ただし、前述した通り、磁気抵抗の増大が許容できる範囲であれば、凸部７ｂ１と凹部７ｃ２との間に隙間があってもよい。

実施の形態２．
　図１１は実施の形態２による分割鉄心１ｄを示す斜視図であり、図１２および図１３は、分割鉄心１ｄを複数個円環状に組み合わせる時の模式図である。
　実施の形態１における分割鉄心１ａから固定子を組立てる場合、分割鉄心１ａを１個ずつ組み合わせていくと、最後の１個を組み合わせて円環状にする時、分割鉄心同士が干渉し合い、組立ての難易度が上昇する。これを回避するには、図１１に示すような分割鉄心１ｄのような構成にすればよい。

　分割鉄心１ｄは、両端部における３種類の異なる形状の配列が分割鉄心１ａと異なっている。分割鉄心１ｄの片端５ｄ１は、上面から順に、アリ溝部（以下溝部）６ｄ１、くの字状の凸部（以下凸部）７ｄ１、アリホゾ部（以下ホゾ部）８ｄ１となっているのに対し、反対側の片端５ｄ２は、上面から順に、アリ溝部（以下溝部）６ｄ２、くの字状の凹部（以下凹部）７ｄ２、アリホゾ部（以下ホゾ部）８ｄ２となっている。この分割鉄心１ｄと、分割鉄心１ｄに対して勝手反対な構造を備えた分割鉄心１ｅを組み合わせれば固定子を組み立てることができる。

　すなわち、図１１の分割鉄心１ｄを分割鉄心１ｅにするには、分割鉄心１ｄの片端５ｄ１の溝部６ｄ１とホゾ部８ｄ１とが入れ替わり、片端５ｅ１の上面から、ホゾ部８ｅ１、凸部７ｅ１、溝部６ｅ１の順に構成する。また、反対側の片端５ｄ２の溝部６ｄ２とホゾ部８ｄ２とが入れ替わり、片端５ｅ２の上面から、ホゾ部８ｅ２、凹部７ｅ２、溝部８ｅ１の順に構成する。

　固定子が偶数個の分割鉄心で構成されている場合、図１２に示すように、分割鉄心１ｄと分割鉄心１ｅを交互に組み合わせていけば、干渉することなく固定子を組み立てることができる。また、固定子が奇数個の分割鉄心で構成されている場合、図１３に示すように、１個だけ実施の形態１における分割鉄心１ａを組み込み、残りを実施の形態２における分割鉄心１ｄと分割鉄心１ｅで偶数個の時と同様に組み合わせていけば、組立時に分割鉄心同士が干渉することなく円滑に固定子を組み立てることができる。

実施の形態３．
　図１４は、実施の形態３による分割鉄心１ｆを示す斜視図であり、図１５は実施の形態３による分割鉄心１ｆを示す平面図である。
　実施の形態１および２において、構成要素にくの字状の凸部、およびくの字状の凹部が含まれていたが、くの字状に限定するものではなく、分割鉄心同士を押し付け合った時に、接触部で互いの径方向のずれを小さくする方向に分力が発生する形状であればどのような形状でもよい。例えば、図１４および図１５に示すように、円形凸部１１および円形凹部１２であってもいい。この形状であれば、分割鉄心同士を押し付け合った時に、接触部で互いの径方向のずれを小さくする方向に分力が発生する。

実施の形態４．
　図１６は実施の形態４による分割鉄心１ｇを示す斜視図であり、図１７は実施の形態４による分割鉄心１ｇを示す平面図である。
　実施の形態１～３において、構成要素にアリ溝部およびアリホゾ部が含まれていたが、これに限定するものではなく、くの字状の凸部および円形凸部より大きく、かつ、周方向からの組立および分解が不可で、積層方向からの組立可能な形状であればどのような形状でもよい。例えば、図１６に示すように、周方向へ伸び、途中で径方向内径側へ折れ曲がっているようなフック凸部１３およびフック凹部１４であってもよい。このような形状であれば、くの字状の凸部および円形凸部より大きく、かつ、周方向からの組立および分解が不可で、積層方向からの組立可能なように構成することができる。

実施の形態５．
　図１８は、実施の形態５による分割鉄心１ｈを示す斜視図である。
　分割鉄心のバックヨーク部の両端部において、３種類の異なる形状が備わっている、と述べたが、４種類でもよい。具体的には、分割鉄心１ｈにおける片端５ｈ１が、上面から順に、アリ溝部（以下溝部）６ｈ１、くの字状の凹部（以下凹部）９ｈ１、くの字状の凸部（以下凸部）７ｈ１、アリホゾ部（以下ホゾ部）８ｈ１、反対側の片端５ｈ２が、上面から順に、アリホゾ部（以下ホゾ部）８ｈ２、くの字状の凸部（以下凸部）７ｈ２、くの字状の凹部（以下凹部）９ｈ２、アリ溝部（以下溝部）６ｈ２であってもよい。この状態で、分割鉄心同士を積層方向にずらしながら周方向に押し付け合う時、アリ溝部６ｈ１が凸部７ｈ２と接触するように、凹部９ｈ１が凸部７ｈ２および凹部９ｈ２と接触するように、凸部７ｈ１が凹部９ｈ２および溝部６ｈ２と接触するように、ホゾ部８ｈ１、８ｈ２がどの部位とも接触していない、という条件を満たすように、積層方向にずらせばよい。

　この場合、分割鉄心１ｈ製造時に使用する打ち抜き用金型が４種類になるが、アリ溝部とアリホゾ部が組み合わさった電磁鋼板と、くの字状の凹部とくの字状の凸部が組み合わさった電磁鋼板を反転して使用すれば、必要な打ち抜き用金型の数を２種類まで減らすことができ、加工費を削減することができる。また、凸部７ｈ１、７ｈ２とは、積層方向のずらしていた方向とは反対側へ互いに移動させると軸方向に干渉するため、凹部９ｈ１とホゾ部８ｈ２、および凹部９ｈ２とホゾ部８ｈ１による軸方向の抜け止め強度をさらに強化できる。なお、ここまで述べてきた実施の形態１～５は組み合わせ自由であり、各実施の形態中で述べた条件を満たしつつ、分割鉄心同士の接合部で隙間が発生しない組み合わせであれば何でもよい。ただし、前述した通り、磁気抵抗の増大が許容できる範囲であれば、接合部に隙間があってもよい。その中でも、実施の形態２と実施の形態５を組み合わせた場合、組み合わさった分割鉄心は線対称構造になるため、実施の形態２の分割鉄心１ｄに対する分割鉄心１ｅのように、勝手反対の分割鉄心を用意する必要がなくなり、分割鉄心の種類を削減することができるという独自の効果が生まれる。

実施の形態６．
　図１９は実施の形態６による連結鉄心１ｉを示す斜視図である。
　実施の形態１～５で述べた各分割鉄心の結合は、複数個のティースが連結された連結鉄心の両端のみを結合する場合にも使用できる。例えば、図１９の連結鉄心１ｉは、円周上１カ所の分割部１５ａのみに実施の形態１～５のいずれかの構造を適用して結合を行う。その他の鉄心が連なった部分の連結は回動部１７で連結されている。

　分割部１５ａの連結のための構造として、例えば実施の形態１の図１と同様に、分割部１５ａの一方の片端は３種類の異なる形状が形成されており、上面側から順に、溝部、凸部、ホゾ部となっている。分割部１５ａの他方の片端も同様に３種類の異なる形状が形成されており、上面側から順に、ホゾ部、凹部、溝部となっている。それぞれの形状は積層方向に隣接しており、積層方向の大きさは、凸部と凹部が最も大きく、溝部とホゾ部の積層方向の大きさは同等で、凸部と凹部より形状が一回り小さくなるように形成されている。

　このような構成により、図１９に示すように連結鉄心１ｉを弾性変形させて分割部１５ａを軸方向にずらした状態で周方向から押し付け（図５参照）、その後、軸方向においてずらした方向と反対方向に動かすだけで組み立てることが可能となる。これにより、組立の必要工数を削減することができ、加工費を低減することができる。

　なお、本実施の形態の回動部１７による連結以外で、例えば図２０に示す薄肉部１６による連結、または絶縁部材など鉄心以外の部材で連結されている場合も同様に、分割部１５ｂに実施の形態１～５を適用して結合することは可能である。

　また、連結鉄心を変形させて軸方向にずらした状態で捻り嵌めこむ場合に、図１９に示す回動連結鉄心と図２０に示す薄肉連結鉄心とでは、連結構造の違いにより軸方向にずらせる量が異なる。図２０に示す薄肉連結鉄心は、鉄心材料で連結されているためガタもなく、弾性変形させてずらす必要がある。これに対し、図１９の回動連結鉄心では凹凸形状で隣り合うティースを連結しているため凹凸形状で隣り合うティースを連結しているため、凹凸部のガタ分をずらすことが可能で薄肉連結鉄心よりも容易に捻り嵌めすることが可能である。

実施の形態７．
　図２１、図２２は、ブロック連結鉄心を複数個円環状に組み合わせて固定子の組立を行うことを説明する図である。図２１では、３ティース分のブロック状の連結鉄心１ｋを組合わせて組立を行う場合を示している。ブロック状の連結鉄心１ｋの一方の片端に形成されている形状の配列は、連結鉄心１ｉ、１ｊの配列と異なっている。すなわち、前述したように連結鉄心１ｉ、１ｊの分割部の一方の片端は、例えば実施の形態１の図１と同様に、上面側から順に、溝部、凸部、ホゾ部が形成され、分割部の他方の片端は上面側から順にホゾ部、凹部、溝部が形成されている。これに対して、ブロック状の連結鉄心１ｋの一方の片端は、上面側から順に、溝部、凸部、ホゾ部が形成され、反対側の片端は上面側から溝部、凹部、ホゾ部が形成されている。なお、それぞれの形状は積層方向に隣接しており、積層方向の大きさは、凸部と凹部が最も大きく、溝部とホゾ部の積層方向の大きさは同等で、凸部と凹部より形状が一回り小さくなるように形成されている。また、ブロック状の連結鉄心１ｋを構成する３つの各ティース間は図１９、図２０同様、回動連結あるいは薄肉連結で構成されている。

　偶数個のブロック連結鉄心で固定子の組立を行う場合、図２１に示すようにブロック状の連結鉄心１ｋを、１つおきに上下逆にして組み立てることで干渉なく組み合わせることができる。しかし、奇数個の場合は干渉が生じるため、実施の形態２で説明したのと同様、図２２に示すように１個だけ、ブロック状の連結鉄心１ｋと勝手反対な構造を備えたブロック状の連結鉄心１ｍを組込めば、実施の形態６で説明したような捻り嵌めをすることなく固定子を組み立てることができる。

　本開示は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

　以下、諸態様を付記としてまとめて記載する。

（付記１）
　円環を周方向に分割した形状のバックヨーク部と前記バックヨーク部から突出したティース部からなる分割鉄心を、複数個円環状に配列して構成される回転電機の固定子において、前記バックヨーク部の両側端部に形成され、隣接する分割鉄心と接合する接合面のうち、一方の接合面の高さ方向に少なくとも第１の溝部、第１の凸部、第１のホゾ部が形成された第１の接合部と、他方の接合面の高さ方向に第２の溝部、第１の凹部、第２のホゾ部が形成された第２の接合部とを有しており、
　前記第１の溝部と前記隣接する分割鉄心の第２のホゾ部とが係合し、前記第１の凸部と前記隣接する分割鉄心の第１の凹部とが隙間なく接触し、前記第１のホゾ部と前記隣接する分割鉄心の第２の溝部とが係合しており、
　前記第１のホゾ部および前記第２のホゾ部は前記高さ方向からのみ前記第１および前記第２の溝部に挿入可能に構成され、前記第１の凹部に対し、前記第１の凸部は前記高さ方向および前記周方向のいずれの方向からでも挿入可能に構成され、前記第１のホゾ部および前記第２のホゾ部は、径方向および前記周方向のいずれの方向においても前記第１の凸部よりも、大きい形状であることを特徴とする回転電機の固定子。
（付記２）
　前記第１の凸部と前記高さ方向に連なる第２の凹部を前記第１の接合部に有し、前記第１の凹部と前記高さ方向に連なる第２の凸部を前記第２の接合部に有し、前記分割鉄心の第２の凹部と前記隣接する分割鉄心の第２の凸部とが隙間なく接触していることを特徴とする付記１に記載の回転電機の固定子。
（付記３）
　前記第１の溝部と前記第２の溝部は前記分割鉄心の高さ方向逆側の端部にそれぞれ設けられていることを特徴とする付記１または２に記載の回転電機の固定子。
（付記４）
　前記第１の溝部と前記第２の溝部は前記分割鉄心の高さ方向同じ側の端部にそれぞれ設けられていることを特徴とする付記１または２に記載の回転電機の固定子。
（付記５）
　前記第１の溝部と前記第２の溝部が前記高さ方向逆側の端部にそれぞれ設けられている分割鉄心と前記第１の溝部と前記第２の溝部が前記高さ方向同じ側の端部にそれぞれ設けられている分割鉄心とを奇数個組み合わせて構成されていることを特徴とする付記１または２に記載の回転電機の固定子。
（付記６）
　前記第１および前記第２の溝部は前記周方向に対して台形状に凹んだ形状になっており、その形状は、凹んだ台形状の上辺にあたる溝の開口端で径方向の隙間がもっとも小さく、前記凹んだ台形状の下辺にあたる溝の底部で径方向の隙間がもっとも大きくなるように構成されたアリ溝形状であり、前記ホゾ部は周方向に対して突出した台形状で、前記周方向の端部の前記突出した台形状の下辺にあたる部分の径方向の大きさがもっとも大きく、前記突出した台形状の上辺にあたる根元部分の径方向の大きさがもっとも小さくなるように構成されたアリホゾ形状であることを特徴とする付記１から５のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
（付記７）
　前記第１および前記第２の溝部は前記周方向に対してフック状に形成され、前記第１および前記第２のホゾ部もフック状に形成されていることを特徴とする付記１から５のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
（付記８）
　前記第１の凸部は前記周方向に対して三角形状に突出しており、前記第１の凹部は前記周方向端部を底辺として三角形状に凹んでいることを特徴とする付記１から７のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
（付記９）
前記第１の凸部は前記周方向に対して円形状に突出しており、前記第１の凹部は前記周方向端部を底辺として円形状に凹んでいることを特徴とする付記１から７のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
（付記１０）
　円環を周方向に分割した形状のバックヨーク部と前記バックヨーク部から突出したティース部からなる分割鉄心を、複数個円環状に配列して構成される回転電機の固定子において、第１の分割鉄心のバックヨーク部の端部に形成され、隣接する第２の分割鉄心と接合する接合面の高さ方向に少なくとも第１の溝部、第１の凸部、第１のホゾ部が形成された第１の接合部を有し、第２の分割鉄心の前記第１の接合部と対向する接合面に第２の溝部、第１の凹部、第２のホゾ部が形成された第２の接合部を有し、前記第１の溝部と前記第２のホゾ部とが係合し、前記第１の凸部と前記第１の凹部とが隙間なく接触し、前記第１のホゾ部と前記第２の溝部とが係合しており、
　前記第１のホゾ部および前記第２のホゾ部は前記高さ方向からのみ前記第１および前記第２の溝部に挿入可能に構成され、前記第１の凹部に対し、前記第１の凸部は前記高さ方向および前記周方向のいずれの方向からでも挿入可能に構成され、前記第１のホゾ部および前記第２のホゾ部は、径方向および前記周方向のいずれの方向においても前記第１の凸部よりも、大きい形状であることを特徴とする回転電機の固定子。
（付記１１）
　付記１から１０のいずれか１項に記載の回転電機の固定子と、前記固定子に空隙を介して対向し回転自在に配置された回転子とを備えた回転電機。
（付記１２）
　円環を周方向に分割した形状のバックヨーク部と前記バックヨーク部から突出したティース部からなる分割鉄心を、円環状に配列する回転電機の固定子の製造方法において、前記バックヨーク部の両側端部に形成され、隣接する分割鉄心と接合する接合面のうち、一方の接合面の高さ方向に少なくとも第１の溝部、第１の凸部、第１のホゾ部が形成された第１の接合部と、他方の接合面の高さ方向に第２のホゾ部、第１の凹部、第２の溝部が形成された第２の接合部とを有しており、隣接する第１の分割鉄心と第２の分割鉄心を接合する場合、前記第１の分割鉄心と前記第２の分割鉄心を前記高さ方向にずらした状態で前記第１の分割鉄心の前記第１の凸部と前記第２の分割鉄心の第２の凹部とをそれぞれ周方向から近づけて接触させた後、第２の凹部と前記第１の凸部の一方または両方を前記高さ方向にスライドさせ、前記第１の分割鉄心の第１の溝部と前記第２の分割鉄心の第２のホゾ部を係合させるとともに、前記第１の分割鉄心の第１のホゾ部と前記第２の分割鉄心の第２の溝部とを係合させることを特徴とする回転電機の固定子の製造方法。

１ａ～１ｈ：分割鉄心、１ｉ、１ｊ、１ｋ、１ｍ：連結鉄心、２：固定子、２Ａ：回転子、２Ｂ：回転電機、３：バックヨーク部、４：ティース部、６ａ１、６ａ２、６ｂ１、６ｃ２、６ｄ１、６ｄ２、６ｅ１、６ｈ１、６ｈ２：溝部、７ａ１、７ｂ１、７ｄ１、７ｅ１、７ｈ１、７ｈ２：凸部、８ａ１、８ａ２、８ｂ１、８ｃ２、８ｅ１、８ｅ２、８ｄ１、８ｄ２、８ｈ１、８ｈ２：ホゾ部、７ａ２、７ｄ２、７ｃ２、７ｅ２、９ｈ１、９ｈ２：凹部、１０：シュー、１１：円形凸部、１２：円形凹部、１３：フック凸部、１４：フック凹部、１５ａ、１５ｂ：分割部、１６：薄肉部、１７：回動部。

Claims

　円環を周方向に分割した形状のバックヨーク部と前記バックヨーク部から突出したティース部からなる分割鉄心を、複数個円環状に配列して構成される回転電機の固定子において、前記バックヨーク部の両側端部に形成され、隣接する分割鉄心と接合する接合面のうち、一方の接合面の高さ方向に少なくとも第１の溝部、第１の凸部、第１のホゾ部が形成された第１の接合部と、他方の接合面の高さ方向に第２の溝部、第１の凹部、第２のホゾ部が形成された第２の接合部とを有しており、
　前記第１の溝部と前記隣接する分割鉄心の第２のホゾ部とが係合し、前記第１の凸部と前記隣接する分割鉄心の第１の凹部とが接触し、前記第１のホゾ部と前記隣接する分割鉄心の第２の溝部とが係合しており、
　前記第１のホゾ部および前記第２のホゾ部は前記高さ方向からのみ前記第１および前記第２の溝部に挿入可能に構成され、前記第１の凹部に対し、前記第１の凸部は前記高さ方向および前記周方向のいずれの方向からでも挿入可能に構成され、前記第１のホゾ部および前記第２のホゾ部は、径方向および前記周方向のいずれの方向においても前記第１の凸部よりも、大きい形状であることを特徴とする回転電機の固定子。
　前記第１の凸部と前記高さ方向に連なる第２の凹部を前記第１の接合部に有し、前記第１の凹部と前記高さ方向に連なる第２の凸部を前記第２の接合部に有し、前記分割鉄心の第２の凹部と前記隣接する分割鉄心の第２の凸部とが接触していることを特徴とする請求項１に記載の回転電機の固定子。
　前記第１の溝部と前記第２の溝部は前記分割鉄心の高さ方向逆側の端部にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機の固定子。
　前記第１の溝部と前記第２の溝部は前記分割鉄心の高さ方向同じ側の端部にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機の固定子。
　前記第１の溝部と前記第２の溝部が高さ方向逆側の端部にそれぞれ設けられている分割鉄心と前記第１の溝部と前記第２の溝部が前記高さ方向同じ側の端部にそれぞれ設けられている分割鉄心とを奇数個組み合わせて構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機の固定子。
　前記第１および前記第２の溝部は前記周方向に対して台形状に凹んだ形状になっており、その形状は、凹んだ台形状の上辺にあたる溝の開口端で径方向の隙間がもっとも小さく、前記凹んだ台形状の下辺にあたる溝の底部で径方向の隙間がもっとも大きくなるように構成されたアリ溝形状であり、前記ホゾ部は周方向に対して突出した台形状で、前記周方向の端部の前記突出した台形状の下辺にあたる部分の径方向の大きさがもっとも大きく、前記突出した台形状の上辺にあたる根元部分の径方向の大きさがもっとも小さくなるように構成されたアリホゾ形状であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
　前記第１および前記第２の溝部は前記周方向に対してフック状に形成され、前記第１および前記第２のホゾ部もフック状に形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
　前記第１の凸部は前記周方向に対して三角形状に突出しており、前記第１の凹部は前記周方向端部を底辺として三角形状に凹んでいることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
前記第１の凸部は前記周方向に対して円形状に突出しており、前記第１の凹部は前記周方向端部を底辺として円形状に凹んでいることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
　円環を周方向に分割した形状のバックヨーク部と前記バックヨーク部から突出したティース部からなる分割鉄心を、複数個円環状に配列して構成される回転電機の固定子において、第１の分割鉄心のバックヨーク部の端部に形成され、隣接する第２の分割鉄心と接合する接合面の高さ方向に少なくとも第１の溝部、第１の凸部、第１のホゾ部が形成された第１の接合部を有し、第２の分割鉄心の前記第１の接合部と対向する接合面に第２の溝部、第１の凹部、第２のホゾ部が形成された第２の接合部を有し、前記第１の溝部と前記第２のホゾ部とが係合し、前記第１の凸部と前記第１の凹部とが接触し、前記第１のホゾ部と前記第２の溝部とが係合しており、
　前記第１のホゾ部および前記第２のホゾ部は前記高さ方向からのみ前記第１および前記第２の溝部に挿入可能に構成され、前記第１の凹部に対し、前記第１の凸部は前記高さ方向および前記周方向のいずれの方向からでも挿入可能に構成され、前記第１のホゾ部および前記第２のホゾ部は、径方向および前記周方向のいずれの方向においても前記第１の凸部よりも、大きい形状であることを特徴とする回転電機の固定子。
　バックヨーク部と前記バックヨーク部から突出したティース部からなる複数の分割鉄心を前記バックヨーク部に回動部を設けることで回動可能に連結して連結鉄心を形成し、前記連結鉄心を配列して構成される回転電機の固定子であって、前記連結鉄心の一方の端部に形成され、隣接する連結鉄心と接合する接合面の高さ方向に少なくとも第１の溝部、第１の凸部、第１のホゾ部が形成された第１の接合部を有するとともに、前記連結鉄心の他方の端部に形成され、隣接する連結鉄心と接合する接合面の高さ方向に少なくとも第２の溝部、第１の凹部、第２のホゾ部が形成された第２の接合部を有する回転電機の固定子。
　バックヨーク部と前記バックヨーク部から突出したティース部からなる複数の分割鉄心を前記バックヨーク部に薄肉部を設け、互いに連結して連結鉄心を形成し、前記連結鉄心を配列して構成される回転電機の固定子であって、前記連結鉄心の一方の端部に形成され、隣接する連結鉄心と接合する接合面の高さ方向に少なくとも第１の溝部、第１の凸部、第１のホゾ部が形成された第１の接合部を有するとともに、前記連結鉄心の他方の端部に形成され、隣接する連結鉄心と接合する接合面の高さ方向に少なくとも第２の溝部、第１の凹部、第２のホゾ部が形成された第２の接合部を有する回転電機の固定子。
　請求項１、２、および１０から１２のいずれか１項に記載の回転電機の固定子と、前記固定子に空隙を介して対向し回転自在に配置された回転子とを備えた回転電機。
　円環を周方向に分割した形状のバックヨーク部と前記バックヨーク部から突出したティース部からなる分割鉄心を、円環状に配列する回転電機の固定子の製造方法において、前記バックヨーク部の両側端部に形成され、隣接する分割鉄心と接合する接合面のうち、一方の接合面の高さ方向に少なくとも第１の溝部、第１の凸部、第１のホゾ部が形成された第１の接合部と、他方の接合面の高さ方向に第２のホゾ部、第１の凹部、第２の溝部が形成された第２の接合部とを有しており、隣接する第１の分割鉄心と第２の分割鉄心を接合する場合、前記第１の分割鉄心と前記第２の分割鉄心を前記高さ方向にずらした状態で前記第１の分割鉄心の前記第１の凸部と前記第２の分割鉄心の前記第１の凹部とをそれぞれ周方向から近づけて接触させた後、第１の凹部と前記第１の凸部の一方または両方を前記高さ方向にスライドさせ、前記第１の分割鉄心の第１の溝部と前記第２の分割鉄心の第２のホゾ部を係合させるとともに、前記第１の分割鉄心の第１のホゾ部と前記第２の分割鉄心の第２の溝部とを係合させることを特徴とする回転電機の固定子の製造方法。