(57)【要約】【課題】回転電機の固定子コアにおいて、回転電機に用いられた場合の出力特性を維持しながら長尺材料の材料歩留を向上することである。【解決手段】回転電機の固定子コア１０は、所定外径寸法Ｄ０を有する円環状のヨーク部と複数のティース部とを含み、ヨーク部１６の外周部分で本体ピース部１２と複数の分割ピース部１４とに分割される。本体ピース部１２は、一方方向に沿って所定外径寸法Ｄ０よりも短い所定幅寸法で離間して互いに向かい合う二つの一方側面、及び、一方方向に直交する他方方向に沿って互いに向かい合う二つの他方側面を有し、且つ、長尺材料から打ち抜かれた複数の磁性体薄板の積層体である。複数の分割ピース部１４のそれぞれは、二つの一方側面及び二つの他方側面に対応して本体ピース部１２に一体化され、且つ、一体化された状態では所定外径寸法Ｄ０の外周面を形成する。【選択図】図１
2020068576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定外径寸法を有する円環状のヨーク部、及び前記ヨーク部から内周側に突出する複数のティース部を含み、前記ヨーク部の外周部分で本体ピース部と複数の分割ピース部とに分割されている回転電機の固定子コアであって、
前記本体ピース部は、
前記円環状の中心軸を通り互いに直交する二方向について、一方方向に沿って前記所定外径寸法よりも短い所定幅寸法で離間して互いに向かい合う二つの一方側面、及び、他方方向に沿って前記所定幅寸法と同じ寸法で離間して互いに向かい合う二つの他方側面を有し、且つ、長尺部材から打ち抜かれた複数の本体部分磁性体薄板の積層体であり、
複数の前記分割ピース部のそれぞれは、
前記本体部分磁性体薄板に用いられる前記長尺部材よりは幅寸法の小さい別の長尺部材から打ち抜かれた複数の分割部分磁性体薄板の積層体であり、二つの前記一方側面及び二つの前記他方側面に対応して前記本体ピース部に一体化されており、且つ、前記本体ピース部と一体化された状態では前記所定外径寸法の外周面を形成する、回転電機の固定子コア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、回転電機の固定子コアに係り、磁性体薄板の積層体を用いる回転電機の固定子コアに関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機の固定子は、円環状のヨーク部及びヨーク部から内周側に突き出す複数のティース部を有する固定子コアと、固定子コアのティース部に巻回される固定子巻線とを含む。固定子コアは、ヨーク部と複数のティース部とを含む所定形状を有する円環状磁性体薄板を長尺材料から打ち抜き、これを所定枚数で積層して形成される。円環状磁性体薄板を打ち抜く際に、長尺材料における円環状の周辺部分が打ち落とされるために材料の利用効率である材料歩留が低下する。そこで、長尺材料から所定形状の磁性体薄板を打ち抜く際の材料歩留の向上が図られる。
【０００３】
例えば、ヨーク部と複数のティース部とを含む円環状の形状を個々のティース部単位で周方向に分割して複数の略Ｔ字形とし、略Ｔ字形を千鳥状に互いに逆向きに２列に配置して長尺材料から打ち抜いて複数の略Ｔ字形の磁性体薄板を形成する。これによって円環状磁性体薄板を打ち抜くよりも材料歩留は向上する。形成された複数の略Ｔ字形の磁性体薄板は、周方向に並べて締付リング部材を用いて一体化し、円環状の固定子コアとする。これは、分割コアを用いる固定子コアと呼ばれる。
【０００４】
特許文献１には、分割コアを用いる固定子コアにおいて、さらに材料歩留を向上させる技術が開示される。ここでは、略Ｔ字形におけるヨーク部のティース部側の内周部に切欠段差を設ける。これによって、切欠段差まで、千鳥状に互いに逆向きに２列に配置される略Ｔ字形を配置できるので、長尺材料の幅寸法を短くできる。さらに、略Ｔ字形を千鳥状に互いに逆向きに配置した場合に生じるスクラップとなる部分を切欠段差に嵌め込む挿入部として用いることで、一体化された円環状の固定子コアの剛性が向上する。このように、スクラップとなる部分が分割コアを用いる固定子コアに利用されるので、長尺材料の材料歩留がさらに向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−２０４５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
分割コアを用いる固定子コアによれば、円環状磁性体薄板を打ち抜いて円環状の固定子コアとすることに比較して材料歩留を向上させることができる。その一方で、分割コアを用いる固定子コアは、各ティース部単位で分割されその後一体化されるので、隣接するティース部の間に分割面が生じ、その部分の磁気抵抗が増加し、回転電機に用いられた場合の回転電機の出力特性が低下する。また、分割コアの場合のような周方向の分割を用いない円環状一体の固定子コアにおいては、分割コアを用いる固定子コアの場合の長尺材料の材料歩留を向上させる方法がそのままでは適用できない。円環状一体の固定子コアにおいて、円環状の外径を小さくすれば長尺材料の幅寸法も打ち抜きの際の送りピッチも小さくなるので材料歩留は向上するが、回転電機の出力特性が低下する。そこで、回転電機に用いられた場合の出力特性を維持しながら、材料歩留を向上できる円環状一体の固定子コアが要望される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に係る回転電機の固定子コアは、所定外径寸法を有する円環状のヨーク部、及びヨーク部から内周側に突出する複数のティース部を含み、ヨーク部の外周部分で本体ピース部と複数の分割ピース部とに分割されている回転電機の固定子コアであって、本体ピース部は、円環状の中心軸を通り互いに直交する二方向について、一方方向に沿って所定外径寸法よりも短い所定幅寸法で離間して互いに向かい合う二つの一方側面、及び、他方方向に沿って所定幅寸法と同じ寸法で離間して互いに向かい合う二つの他方側面を有し、且つ、長尺部材から打ち抜かれた複数の本体部分磁性体薄板の積層体であり、複数の分割ピース部のそれぞれは、本体部分磁性体薄板に用いられる長尺部材よりは幅寸法の小さい別の長尺部材から打ち抜かれた複数の分割部分磁性体薄板の積層体であり、二つの一方側面及び二つの他方側面に対応して本体ピース部に一体化されており、且つ、本体ピース部と一体化された状態では所定外径寸法の外周面を形成する。
【０００８】
上記構成によれば、固定子コアは、ヨーク部の外周部分で分割されている本体ピース部と複数の分割ピース部とが一体化されて所定外径寸法を有する円環状固定子コアである。固定子コアの材料歩留は、長尺部材を打ち抜いて本体部分磁性体薄板を１つ成形するのに必要な材料面積と、別の幅寸法の小さな長尺部材を打ち抜いて複数の分割分磁性体薄板の１組を成形するのに必要な材料面積との和で定まる。長尺部材を打ち抜いて複数の分割部分磁性体薄板の１組を成形するのに必要な材料面積は、分割部分磁性体薄板の外形が小型であるので、長尺部材における複数の分割部分磁性体薄板の配置に自由度があるので、分割形状等を適切にすることで少ない材料面積とできる。したがって、ヨーク部の外周部分において分割される本体ピース部の形状と大きさ、複数の分割ピース部の個数と大きさ等を適切に設定することで、固定子コアの材料歩留の向上が可能になる。また、上記構成によれば、ヨーク部の外周部分で本体ピース部と複数の分割ピース部とに分割するので、ティース部間の磁気抵抗の増加がほとんどなく、本体ピース部と分割ピース部とが一体化された状態では、所定外径寸法の外周面が形成される。したがって、本体ピース部と分割ピース部とが一体化された固定子コアの磁気抵抗は、所定外径寸法で打ち抜かれた磁性体薄板の積層体である円環状の固定子コアと同等の磁気抵抗となり、回転電機に用いられた場合の出力特性を同等に維持できる。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成の円環状一体の固定子コアによれば、回転電機に用いられた場合の出力特性を維持しながら、材料歩留を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態に係る回転電機の固定子コアの斜視図である。
【図２】図1の分解斜視図である。
【図３】図２において、本体ピース部を形成する本体部分磁性体薄板と、分割ピース部を形成する分割部分磁性体薄板を示す図である。
【図４】長尺材料における本体部分磁性体薄板の配置図である。
【図５】幅寸法の小さい別の長尺材料における分割部分磁性体薄板の配置図である。
【図６】比較例として、図１の固定子コアの外径寸法を有する円環状磁性体薄板が配置される場合の幅広長尺材料を示す図である。
【図７】図３に対応する図を用いて、他の分割ピースの例を示す図である。
【図８】回転電機の固定子コアにおける他の分割例を示す上面図である。
【図９】回転電機の固定子コアにおける別の分割例を示す上面図である。
【図１０】比較例として、分割コアを用いた固定子の上面図である。
【図１１】図１０の固定子における複数の分割コアを製造するための長尺材料について複数の分割コア用磁性体薄板の配置例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に図面を用いて本開示に係る実施の形態について詳細に説明する。以下で述べる形状、寸法、材質、固定子コアのティース部の数等は、説明のための例示であって、回転電機の固定子コアの仕様等に合わせ、適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１２】
図１は、回転電機の固定子コア１０を示す斜視図である。以下では、特に断らない限り、回転電機の固定子コア１０を、固定子コア１０と呼ぶ。固定子コア１０は、本体ピース部１２と、複数の分割ピース部１４とで構成される。本体ピース部１２と、複数の分割ピース部１４とが一体化された状態で、所定外径寸法Ｄ０を有する円環状の固定子コア１０となる。図１の例では、複数の分割ピース部１４は、４つの分割ピース部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄで構成される。
【００１３】
図１に、軸方向と径方向と周方向とを示す。軸方向は、固定子コア１０の中心穴の中心軸ＣＬに沿った方向である。径方向は、軸方向に垂直な面内で中心軸ＣＬを通る放射状の方向であり、中心軸ＣＬ側が内周側の方向で、反対側が外周側の方向である。周方向は、中心軸ＣＬを中心として円周方向に沿った方向である。
【００１４】
図２は、固定子コア１０について、本体ピース部１２と、４つの分割ピース部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを分解して示す図である。固定子コア１０は、ヨーク部１６、ヨーク部１６から内周側に突出する複数のティース部１８、及び隣接するティース部１８の間の空間であるスロット部２０を有する。図１の例では、４８個のティース部１８が示される。スロット部２０も４８個である。本体ピース部１２と４つの分割ピース部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄは、固定子コア１０のヨーク部１６の外周部分で分割される。
【００１５】
固定子コア１０は、図示しない固定子巻線が所定の巻回方法でスロット部２０に通されてティース部１８の周りに巻回されて回転電機の固定子となる。固定子が用いられる回転電機は、車両に搭載される回転電機である。回転電機は、車両が力行するときは電動機として機能し、車両が制動時にあるときは発電機として機能するモータ・ジェネレータで、三相同期型の回転電機である。回転電機は、固定子と、固定子の内周側に所定の間隔を隔てて配置される回転子とで構成される。図１、図２では回転子の図示を省略した。
【００１６】
本体ピース部１２と、４つの分割ピース部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄは、それぞれ、所定の形状に成形された磁性体薄板を所定枚数で軸方向に積み重ねた積層体である。図３は、図２の上面図で、固定子コア１０の最上面の磁性体薄板が示されるので、これを用いて、本体ピース部１２を構成する磁性体薄板と、４つの分割ピース部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄをそれぞれ形成する磁性体薄板について説明する。
【００１７】
図３に、固定子コア１０の円環状の中心軸ＣＬが通る中心点Ｏと、中心点Ｏを通り互いに直交する一方方向と他方方向とを示す。以下では、本体ピース部１２を形成する磁性体薄板を本体部分磁性体薄板３０と呼び、４つの分割ピース部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄをそれぞれ形成する磁性体薄板を分割部分磁性体薄板３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄと呼ぶ。
【００１８】
本体部分磁性体薄板３０は、ヨーク部１６とティース部１８とスロット部２０とを含む所定の形状に成形された外径寸法Ｄ０の円環状磁性体薄板について、一方方向の外周部と他方方向の外周部とをそれぞれ切り欠いた形状を有する磁性体薄板である。図３において、参考として、本体部分磁性体薄板３０の中心穴における回転子コア用の磁性体薄板４０の配置を二点鎖線で示す。
【００１９】
本体部分磁性体薄板３０は、一方方向に沿って所定幅寸法Ｄ１で離間して互いに向かい合う二つの一方側面３４ａ，３４ｂ、及び、他方方向に沿って所定幅寸法Ｄ１と同じ寸法で離間して互いに向かい合う二つの他方側面３４ｃ，３４ｄを有する。所定幅寸法Ｄ１は、所定外径寸法Ｄ０よりも小さく、且つ、ヨーク部１６から内周側に突き出す複数のティース部１８の根元部を結ぶ円の直径Ｄ２よりも大きく設定される。すなわち、Ｄ２＜Ｄ１＜Ｄ０である。一方側面３４ａ，３４ｂ、他方側面３４ｃ，３４ｄのそれぞれを中心点Ｏから見込む角度θ１はいずれも同じで、Ｄ２，Ｄ１，Ｄ０の寸法関係でθ１の大きさは変化する。図３では、θ１＝４５度である。この場合は、一方側面３４ａとこれに隣接する他方側面３４ｃ，３４ｄとの間、及び、一方側面３４ｂとこれに隣接する他方側面３４ｃ，３４ｄとの間は、所定外径寸法Ｄ０を有する部分円弧側面である。
【００２０】
分割部分磁性体薄板３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄは、外径寸法Ｄ０の円環状磁性体薄板の４隅を切り欠いて本体部分磁性体薄板３０を形成した際の切り欠かれた部分円弧の形状を有する磁性体薄板である。分割部分磁性体薄板３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄは、同じ形状を有するので、以下では、分割部分磁性体薄板３２ｃについて説明する。
【００２１】
分割部分磁性体薄板３２ｃの直線部分である弦の長さＧは、式（１）で与えられる。
Ｇ＝Ｄ０×ｓｉｎ（θ１／２）・・（１）
部分円弧の高さＨは、式(２)で与えられる。
Ｈ＝（Ｄ０／２）×｛１−ｃｏｓ（θ１／２）｝・・（２）
Ｇの長さは、分割部分磁性体薄板３２ｃに対応する本体部分磁性体薄板３０の他方側面３４ｃの一方方向に沿った長さと同じである。
本体部分磁性体薄板３０における所定幅寸法Ｄ１は、Ｄ０とＨとを用いて式（３）で与えられる。
Ｄ１＝Ｄ０−（２×Ｈ）＝［１−｛１−ｃｏｓ（θ１／２）｝］
＝｛ｃｏｓ（θ１／２）｝×Ｄ０・・（３）
これらの式は、後述する材料歩留の算出に用いられる。
【００２２】
固定子コア１０は、以下の手順で製造される。まず、磁性体薄板の長尺材料から本体部分磁性体薄板３０の所定の形状に形成して打ち抜き、これを積層カシメ技術によって所定枚数積層して、本体ピース部１２を製造する。これとは別に、磁性体薄板の長尺材料から分割部分磁性体薄板３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄを所定の形状に形成してそれぞれ打ち抜き、これをそれぞれ積層カシメ技術によって所定枚数積層して、分割ピース部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを製造する。本体ピース部１２と分割ピース部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの製造手順の前後関係は逆でもよく、場合によって同時に進めてもよい。そして、１つの本体ピース部１２と、４個の分割ピース部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを一組としてセットする。図２は、その一組のセットを示す図に相当する。次に、本体ピース部１２における一方側面３４ａ，３４ｂの位置にそれぞれ分割ピース部１４ａ，１４ｂを配置し、他方側面３４ｃ，３４ｄの位置にそれぞれ分割ピース部１４ｃ，１４ｄを配置し、互いにカシメまたは溶接等の一体化技術で一体化する。これによって、図１に示す固定子コア１０が形成される。
【００２３】
上記の製造方法は、説明のための例示であって、固定子コア１０の大きさ等の仕様によっては、これと異なる製造方法を用いてもよい。例えば、打ち抜かれた１つの本体部分磁性体薄板３０と、これとは別に打ち抜かれた４個の分割部分磁性体薄板３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄとを、カシメ技術で一体化して、外径寸法がＤ０の一体化磁性体薄板を形成する。そして、一体化磁性体薄板を積層カシメ技術によって所定枚数積層し、図１の固定子コア１０を形成してもよい。
【００２４】
図４は、長尺材料５０における本体部分磁性体薄板３０の配置を示す図である。長尺材料５０の材質としては、珪素鋼板の一種である電磁鋼板を用いることができる。ガイド穴５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄは、長尺材料５０に複数の抜き加工工程を行う場合に、長手方向に送りピッチＰ１で送るための案内穴である。本体部分磁性体薄板３０は、一方方向を長尺材料５０の長手方向に平行に配置される。
【００２５】
長尺材料５０の幅寸法Ｗ１と送りピッチＰ１は、本体部分磁性体薄板３０における所定外径寸法Ｄ０でなく、一方方向と他方方向にそれぞれ沿った所定幅寸法Ｄ１に適当な加工余裕代Ｓ１を加えた寸法で定まる。すなわち、１つの本体部分磁性体薄板３０を成形するために必要な及び長尺材料５０の面積Ａ50は、Ｗ１＝Ｐ１＝｛Ｄ１＋（２×Ｓ１）｝と、式（３）のＤ１を用いて、式（４）で与えられる。
Ａ50＝（Ｗ１×Ｐ１）＝｛Ｄ１＋（２×Ｓ１）｝2
＝［｛ｃｏｓ（θ１／２）｝×Ｄ０＋（２×Ｓ１）｝2・・（４）
１つの本体部分磁性体薄板３０を成形するために必要な成形金型の大きさはＡ50で定まる。
【００２６】
図５は、長尺材料５０の幅寸法Ｗ１よりは狭い幅寸法Ｗ２を有する長尺材料６０における４個の分割部分磁性体薄板３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの配置を示す図である。長尺材料６０は、長尺材料５０と同じ材質で同じ厚さの磁性体薄板を用いる。ガイド穴６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄは、長尺材料６０を送り方向に送って抜き加工を繰り返し行うための案内穴である。４個の分割部分磁性体薄板３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄは、部分円弧形状の弦の方向を長尺材料５０の長手方向に揃え、幅方向に沿って２個の分割部分磁性体薄板を２列に配置し、これを長手方向に２行配置する。この際に、円弧部分が互いに向かい合うようにする。図５の例では、紙面上において、長手方向に沿った１行目に配置した２個の分割部分磁性体薄板３２ａと分割部分磁性体薄板３２ｃは、円弧部分がいずれも上方側を向いて配置される。これに対し、長手方向に沿った２行目に配置した２個の分割部分磁性体薄板３２ｂと分割部分磁性体薄板３２ｄは、円弧部分がいずれも下方側を向いて配置される。
【００２７】
長尺材料６０における４個の分割部分磁性体薄板３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの配置領域について、長尺材料６０の長手方向にＢ２、幅方向にＣ２とする。長手方向の長尺材料６０の幅寸法Ｗ２は、Ｂ２に適当な加工余裕代Ｓ２を加算した｛Ｂ２＋（２×Ｓ２）｝となり、送りピッチＰ２は、Ｃ２に適当な加工余裕代Ｓ２を加算した｛Ｃ２＋（２×Ｓ２）｝となる。
【００２８】
長手方向のＢ２は、図５に示すように、長手方向に１行に配置した２個の分割部分磁性体薄板の内、１列目の分割部分磁性体薄板の一方端と２列目の分割部分磁性体薄板の他方端とが長手方向に沿って重ならない配置では、Ｂ２＝２×Ｇである。図５の１行目の例では、１列目の分割部分磁性体薄板３２ａの一方端と２列目の分割部分磁性体薄板３２ｂの他方端とが長手方向に沿って重ならず、同じ位置に配置される。この場合に、Ｂ２＝２×Ｇとなる。実際には、分割部分磁性体薄板３２ａの円弧部分が紙面上で上方側を向き、分割部分磁性体薄板３２ｂの円弧部分が紙面上で下方側を向いているので、向かい合う円弧部分が成形加工の際に干渉しない限度で、長手方向に重複させることができる。１列目について、分割部分磁性体薄板３２ａの一方端が分割部分磁性体薄板３２ａの他方端と重なる部分の長さをαとすると、Ｂ２の長さは、分割部分磁性体薄板３２ａにおける重なり長さαと、分割部分磁性体薄板３２ｃにおける重なり長さαとの和だけ短くなる。２列目についても同様である。したがって、長手方向の重なり部分の長さをαとすると、Ｂ２の長さは２αだけ短くなり、Ｂ２＝｛（２×Ｇ）−２α｝となる。図５の配置例は、２α＝０に対応する。
【００２９】
幅方向のＣ２は、１行目の分割部分磁性体薄板３２ａ，３２ｂと、２行目の分割部分磁性体薄板３２ｃ，３２ｄとの間に成形加工の際に干渉しないように適当な間隔βが置かれる。したがって、Ｃ２＝（２×Ｈ＋β）である。
【００３０】
上記のことから、４個の分割部分磁性体薄板３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄを成形するために必要な長尺材料６０の平面図における面積Ａ60は、式（５）で与えられる。
Ａ60＝｛Ｂ２＋（２×Ｓ２）｝×｛Ｃ２＋（２×Ｓ２）｝＝
［｛（２×Ｇ）−２α｝＋（２×Ｓ２）｝］×｛（２×Ｈ＋β）＋（２×Ｓ２）｝
・・（５）
４個の分割部分磁性体薄板３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄを成形するための成形金型の大きさはＡ60で定まる。
【００３１】
図６は、比較例として、図１の固定子コア１０の所定外径寸法Ｄ０を有する円環状磁性体薄板４２を製造する場合に用いられる長尺材料７０を示す図である。ガイド穴６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄは、長尺材料７０に円環状磁性体薄板４２に複数の抜き加工工程を行う場合に、長手方向に送りピッチＰ０で送るための案内穴である。円環状磁性体薄板４２は、長尺材料７０の幅寸法Ｗ０の中央位置で、且つ、送りピッチＰ１の中央位置に配置される。
【００３２】
長尺材料７０の幅寸法Ｗ０と送りピッチＰ０は、それぞれ、円環状磁性体薄板４２における所定外径寸法Ｄ０に適当な加工余裕代Ｓ０を加えた寸法で定まる。１つの円環状磁性体薄板４２を成形するために必要な長尺材料７０の面積Ａ70は、式（６）で与えられる。
Ａ70＝（Ｗ０×Ｐ０）＝｛Ｄ０＋（２×Ｓ０）｝×｛Ｄ０＋（２×Ｓ０）｝＝
｛Ｄ０＋（２×Ｓ０）｝2・・（６）
円環状磁性体薄板４２を成形するための成形金型の大きさは面積Ａ70で定まる。
【００３３】
図６に、長尺材料５０の幅寸法Ｗ１及び送りピッチＰ１を二点鎖線で示す。Ｗ１，Ｗ０，Ｐ１，Ｐ０を比較すると、Ｗ１＝Ｐ１＝｛Ｄ１＋（２×Ｓ１）｝であり、Ｗ０＝Ｐ０＝｛Ｄ０＋（２×Ｓ０）であるので、Ｓ１＝Ｓ０とすると、（Ｗ１＝Ｐ１）＜（Ｗ０＝Ｐ０）である。したがって、長尺材料５０として、長尺材料７０よりも狭い幅の磁性体薄板を用いることができる。さらに、本体部分磁性体薄板３０を１つ成形するために要する長尺材料５０の長手方向の寸法であるＰ１は、所定外径寸法Ｄ０を有する円環状磁性体薄板４２を１つ成形するために要する長尺材料７０の長手方向の寸法であるＰ０よりも小さくて済む。また、本体部分磁性体薄板３０を１つ成形するための成形金型の大きさは、外径寸法Ｄ０を有する円環状磁性体薄板４２を１つ成形するための成形金型の大きさよりも小型化できる。
【００３４】
次に、図１に示す固定子コア１０を得るために必要な磁性体薄板の材料歩留について述べる。１つの固定子コア１０を得るために必要な磁性体薄板の平面図における面積Ａ10は、式（４）のＡ50と、式（５）のＡ60の和であるので、Ａ10＝Ａ50＋Ａ60である。
一方、図６で述べた外径寸法Ｄ０を有する円環状磁性体薄板４２を１つ得るために必要な磁性体薄板の平面図における面積は、式（６）のＡ70で与えられる。
（Ａ10＝Ａ50＋Ａ60）とＡ70を比較して、Ａ10＜Ａ70であれば、外径寸法Ｄ０を有する円環状磁性体薄板４２を積層して得られる固定子コアよりも、図１で述べた固定子コア１０の方が、材料歩留がよい。
【００３５】
Ａ50，Ａ60，Ａ70を計算するには、Ｄ０，θ１，Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２，α，βを定める必要がある。以下に、３つの計算例を示す。
【００３６】
計算例１は、Ｄ０＝３００ｍｍ、θ１＝４５度（＝０．７８５４ｒａｄ）、Ｓ０＝Ｓ１＝Ｓ２＝１０ｍｍ、α＝０、β＝Ｈの場合である。
式（１）から、Ｇ＝Ｄ０×ｓｉｎ（４５°／２）＝０．３８３×Ｄ０
式（２）から、Ｈ＝（Ｄ０／２）×｛１−ｃｏｓ（４５°／２）｝＝０．０３８×Ｄ０
式（４）から、Ａ50＝［｛ｃｏｓ（θ１／２）｝×Ｄ０＋（２×Ｓ１）｝2
＝｛０．９２４×Ｄ０＋（２×Ｓ１）｝2＝｛０．９２４×３００＋（２×１０）｝2
＝（２７７＋２０）2＝（２９７）2＝８８，２０９ｍｍ2
式（５）から、Ａ60＝｛Ｂ２＋（２×Ｓ２）｝×｛Ｃ２＋（２×Ｓ２）｝
＝［｛（２×Ｇ）−２α｝＋（２×Ｓ２）｝］×｛（２×Ｈ＋β）＋（２×Ｓ２）｝
＝｛（２×Ｇ）＋（２×Ｓ２）｝×［｛（２×Ｈ）＋Ｈ｝＋（２×Ｓ２）］
＝｛２×（０．３８３×Ｄ０）＋（２×Ｓ２）｝
×｛３×（０．０３８×Ｄ０）＋（２×Ｓ２）｝
＝｛２×（０．３８３×３００）＋（２×１０）｝
×｛３×（０．０３８×３００）＋（２×１０）｝
＝｛（２×１１５）＋２０｝×｛３×１１．５＋２０｝
＝２５０×５５＝１３，７５０ｍｍ2
式（６）から、Ａ70＝｛（Ｄ０＋（２×Ｓ０）｝2
＝（３００＋２０）2＝１０２，４００ｍｍ2
したがって、
Ａ10＝（Ａ50＋Ａ60）＝（８８，２０９＋１３，７５０）＝１０１，９５９ｍｍ2
は、Ａ70＝１０２，４００ｍｍ2より少なく、材料歩留がよい。
【００３７】
計算例２は、Ｄ０＝２００ｍｍ、θ１＝４５度（＝０．７８５４ｒａｄ）、Ｓ０＝Ｓ１＝Ｓ２＝５ｍｍ、α＝０、β＝Ｈの場合である。計算例１と異なるのは、Ｄ０とＳ０＝Ｓ１＝Ｓ２である。
式（４）から、Ａ50＝｛０．９２４×Ｄ０＋（２×Ｓ１）｝2
＝｛０．９２４×２００＋（２×５）｝2＝（１８５＋１０）2
＝（１９５）2＝３８，０２５ｍｍ2
式（５）から、
Ａ60＝｛２×（０．３８３×Ｄ０）＋（２×Ｓ２）｝
×｛３×（０．０３８×Ｄ０）＋（２×Ｓ２）｝
＝｛２×（０．３８３×２００）＋（２×５）｝
×｛３×（０．０３８×２００）＋（２×５）｝
＝｛（２×７６．６）＋１０｝×｛３×７．６＋１０｝
＝１６４×３３＝５，４１２ｍｍ2
式（６）から、Ａ70＝｛（Ｄ０＋（２×Ｓ０）｝2
＝（２００＋１０）2＝４４，１００ｍｍ2
したがって、
Ａ10＝（Ａ50＋Ａ60）＝（３８，０２５＋５，４１２）＝４３，４３７ｍｍ2
は、Ａ70＝４４，１００ｍｍ2より少なく、材料歩留がよい。
【００３８】
上記では、長尺材料６０における４個の分割部分磁性体薄板３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの配置の例として、２α＝０、β＝Ｈとしたが、２α＞０、β＜Ｈとすることで、長尺材料６０における配置効率を向上できる。
【００３９】
計算例３は、上記計算例１，２において、それぞれ、２α＝０．２Ｇ、β＝０．５Ｈと設定する例である。この場合、式（５）から，
Ａ60＝｛Ｂ２＋（２×Ｓ２）｝×｛Ｃ２＋（２×Ｓ２）｝
＝［｛（２×Ｇ）−２α｝＋（２×Ｓ２）｝］×｛（２×Ｈ＋β）＋（２×Ｓ２）｝＝
｛（２×Ｇ）−０．２Ｇ｝＋（２×Ｓ２）｝×｛（２×Ｈ＋０．５Ｈ）＋（２×Ｓ２）｝
＝｛（１．８Ｇ）＋（２×Ｓ２）｝×｛（２．５Ｈ）＋（２×Ｓ２）｝
＝｛１．８×（０．３８３×Ｄ０）＋（２×Ｓ２）｝
×｛２．５×（０．０３８×Ｄ０）＋（２×Ｓ２）｝
となる。
上記計算例１の場合は、Ｄ０＝３００ｍｍ、Ｓ２＝１０ｍｍであるので、
Ａ60＝｛（１．８×１１５）＋２０｝×｛（２．５×１１．５）＋２０｝
＝２０７×４８＝９，９３６ｍｍ2
となり、計算例１における（Ａ60＝１３，７５０ｍｍ2）よりも小さな値となり、したがって、固定子コア１０を成形するために必要な面積Ａ10も計算例１よりも小さくでき、材料歩留が一層向上する。
同様に、上記計算例２の場合は、Ｄ０＝２００ｍｍ、Ｓ２＝５ｍｍであるので、
Ａ60＝｛（１．８×７６．６）＋１０｝×｛２．５×７．６＋１０｝
＝１３８×２９＝４，００２ｍｍ2
となり、計算例２における（Ａ60＝５，４１２ｍｍ2）よりも小さな値となり、したがって、固定子コア１０を成形するために必要な面積Ａ10も計算例２よりも小さくでき、材料歩留が一層向上する。
【００４０】
このように、固定子コア１０において、ヨーク部１６の外周部分において分割される本体ピース部１２の形状と大きさ、複数の分割ピース部１４の個数と大きさ等を適切に設定することで、固定子コア１０の材料歩留の向上が可能になる。具体的には、所定外径寸法Ｄ０、分割の一方側面３４ａ，３４ｂ及び他方側面３４ｃ，３４ｄを中心点Ｏから見込む角度θ１、長尺部材における加工余裕代であるＳ０，Ｓ１，Ｓ２、長尺部材６０における分割部分磁性体薄板の配置に関するα，βを適切に設定する。これによって、固定子コア１０の材料歩留の向上を図ることができる。
【００４１】
図３では、外径寸法Ｄ０の円環状磁性体薄板について、一方方向の外周部と他方方向の外周部とをそれぞれ切り欠いて本体部分磁性体薄板３０とし、切り欠かれた４箇所の部分円弧の部分を４個の分割部分磁性体薄板３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄとした。切り欠かれた４箇所の部分円弧の部分を、例えば、成形しやすいように、４個以上の分割部分磁性体薄板としてもよい。
【００４２】
図７は、切り欠かれた４箇所の部分円弧の部分を、８個の分割部分磁性体薄板とする例を示す図である。ここでは、図３の分割部分磁性体薄板３２ａを２つの分割部分磁性体薄板３２ａ1，３２ａ2に分け、分割部分磁性体薄板３２ｂを２つの分割部分磁性体薄板３２ｂ1，３２ｂ2に分ける。同様に、分割部分磁性体薄板３２ｃを２つの分割部分磁性体薄板３２ｃ1，３２ｃ2に分け、分割部分磁性体薄板３２ｄを２つの分割部分磁性体薄板３２ｄ1，３２ｄ2に分ける。これも例示の１つであって、切り欠かれた４箇所の部分円弧の部分を、４個、８個以外の数の分割部分磁性体薄板としてもよい。
【００４３】
図３では、本体部分磁性体薄板３０において、一方側面３４ａ，３４ｂ、他方側面３４ｃ，３４ｄのそれぞれを中心点Ｏから見込む角度θ１はいずれもθ１＝４５度である。そして、一方側面３４ａとこれに隣接する他方側面３４ｃ，３４ｄとの間、及び、一方側面３４ｂとこれに隣接する他方側面３４ｃ，３４ｄとの間は、所定外径寸法Ｄ０を有する部分円弧側面である。したがって、本体部分磁性体薄板３０は、中心点Ｏから見込む角度θ１＝４５度ごとに、直線的な側面と部分円弧側面が繰り返す形状を有する。これを、中心点Ｏから見込む角度θ１＝４５度ごとに直線的な側面を繰り返して、外周形状が八角形となるようにしてもよい。
【００４４】
図８は、外周部において中心点Ｏから見込む角度θ１＝４５度ごとに直線的な側面を繰り返すことで外周形状が八角形となる本体部分磁性体薄板３１を示す図である。本体部分磁性体薄板３１は、外径寸法Ｄ０の円環状磁性体薄板の外周部を８箇所で切り欠いているので、切り欠かれた８箇所は、８個の分割部分磁性体薄板となる。そのうち４個は、図３の分割部分磁性体薄板３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄである。他の４個は、分割部分磁性体薄板３２ｄ，３２ａの間、分割部分磁性体薄板３２ａ，３２ｃの間、分割部分磁性体薄板３２ｃ，３２ｂの間、分割部分磁性体薄板３２ｂ，３２ｄの間の分割部分磁性体３２ｅ，３２ｆ，３２ｇ，３２ｈである。８個の分割部分磁性体薄板３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ，３２ｆ，３２ｇ，３２ｈは、いずれも同じ形状を有する。
【００４５】
図３では、本体部分磁性体薄板３０において、一方側面３４ａ，３４ｂ、他方側面３４ｃ，３４ｄのそれぞれを中心点Ｏから見込む角度θ１はいずれもθ１＝４５度とした。中心点Ｏから見込む角度θ１は、４５度以外であってもよい。図９は、外周部において、中心点Ｏから見込む角度θ１＝９０度ごとに直線的な側面を繰り返すことで外周形状が四角形となる本体部分磁性体薄板３６を示す図である。本体部分磁性体薄板３６は、円環状磁性体薄板の外周部を４箇所で切り欠いているので、切り欠かれた４箇所は、４個の分割部分磁性体薄板３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄとなる。４個の分割部分磁性体薄板３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄは、いずれも同じ形状を有する。
【００４６】
図１０は、比較例として、特許文献１に記載された分割コアを用いた固定子８０の上面図である。固定子８０は、円環状のヨーク部とヨーク部から内周側に突出する９つのティース部とを含む固定子コア８２を有する。図１０において、固定子コア８２の外径はＤ４、内径はｄ４である。固定子コア８２は、ヨーク部と９つのティース部とを含む円環状の形状を個々のティース部単位で周方向に分割された略Ｔ字形の９つの分割コア８４で構成される。各分割コア８４は同じ形状を有するが、図１０ではそれぞれを区別して、分割コア８４ａ，８４ｂ，８４ｃ，８４ｄ，８４ｅ，８４ｆ，８４ｇ，８４ｈ，８４ｉと示す。各分割コア８４のティース部には、固定子巻線８６が巻回される。各分割コア８４は、平面図で上記の略Ｔ字形に成形された分割コア用磁性体薄板８５を所定枚数で積層した積層体である。各分割コア８４に対応する分割コア用磁性体薄板８５も同じ形状を有するが、区別する場合には、分割コア用磁性体薄板８５ａ，８５ｂ，８５ｃ，８５ｄ，８５ｅ，８５ｆ，８５ｇ，８５ｈ，８５ｉと呼ぶ。９つの分割コア８４ａ，８４ｂ，８４ｃ，８４ｄ，８４ｅ，８４ｆ，８４ｇ，８４ｈ，８４ｉを円環状に一体化するために締付リング部材８８が用いられる。
【００４７】
図１１は、長尺材料９０について複数の分割コア用磁性体薄板８５の配置例を示す図である。長尺材料９０において、互いに隣接する２つの分割コア用磁性体薄板８５は、それぞれの略Ｔ字形を千鳥状に互いに逆向きにして２列に配置される。図１１では、４つの分割コア用磁性体薄板８５ａ，８５ｂ、８５ｃ、８５ｄが配置される部分を示すが、分割コア用磁性体薄板８５ａの略Ｔ字形のヨーク部の部分は紙面上で長尺材料９０の下側に配置される。そして、分割コア用磁性体薄板８５ａに隣接する分割コア用磁性体薄板８５ｂの略Ｔ字形のヨーク部の部分は紙面上で長尺材料９０の上側に配置される。同様に、分割コア用磁性体薄板８５ｂに隣接する分割コア用磁性体薄板８５ｃの略Ｔ字形のヨーク部の部分は紙面上で長尺材料９０の下側に配置される。そして、分割コア用磁性体薄板８５ｃに隣接する分割コア用磁性体薄板８５ｄの略Ｔ字形のヨーク部の部分は紙面上で長尺材料９０の上側に配置される。したがって、長尺材料９０の下側に略Ｔ字形のヨーク部の部分が配置される分割コア用磁性体薄板８５ａ，８５ｃと、長尺材料９０の上側に略Ｔ字形のヨーク部の部分が配置される分割コア用磁性体薄板８５ｂ，８５ｄとは、それぞれの略Ｔ字形を千鳥状に互いに逆向きにして２列に配置される。この配置例では、長尺材料９０の幅寸法Ｗ４は、（Ｄ４−ｄ４）に適当な加工余裕代Ｓ４を加えた寸法となる。
【００４８】
図１０は、固定子８０の上面図で、固定子コア８２の最上面の磁性体薄板を示すので、これを用いて、固定子コア８２を形成するための長尺材料９０の材料歩留について説明する。固定子コア８２について、分割コア８４を用いずに、円環状磁性体薄板の積層体とする場合は、１つの円環状磁性体薄板を形成するために必要な長尺材料の面積は、図６で述べたように、（Ｄ４＋Ｓ４）2である。この場合は、長尺材料において、外径Ｄ４の外側の部分９２ａ，９２ｂ，９２ｃ，９２ｄと、内径ｄ４の内側の部分９４が固定子コアとして利用されない。固定子コア８２について分割コア８４を用いて、図１１のように長尺材料９０に分割コア用磁性体薄板８５を配置する場合は、上記の外径Ｄ４の外側の部分９２ａ，９２ｂ，９２ｃ，９２ｄと、内径ｄ４の内側の部分９４が、長尺材料９０にほとんど含まれないようにできる。このことから、９つの分割コア用磁性体薄板８５を形成するために必要な長尺材料９０の面積は、１つの円環状磁性体薄板を形成するために必要な長尺材料の面積より小さくなる。
【００４９】
このように、固定子コア８２を周方向に沿って分割した複数の分割コア８４の一体化で構成することで、図１の固定子コア１０と同様に、材料歩留を向上させることができる。一方で、固定子コア８２について周方向に沿って分割した複数の分割コア８４を一体化するために、締付リング部材８８が必要で、締付リング部材８８によって複数の分割コア８４を一体化する工数が必要となる。さらに、固定子コア８２を周方向に沿って分割するので、隣接するティース部の間ごとに分割面が存在し、その部分の磁気抵抗が増加し、固定子コア８２を用いた回転電機の出力特性が低下する。
【００５０】
これに対し、図１の固定子コア１０は、ヨーク部１６の外周部分で本体ピース部１２と複数の分割ピース部１４とに分割するので、ティース部間の磁気抵抗の増加がほとんどなく、固定子コア１０を用いた回転電機の出力特性に影響を与えない。また、図６で述べたように、材料歩留を向上させることができる。さらに、一体化のための締付リング部材８８を必要とせず、締付一体化のための工数が省略できる。
【符号の説明】
【００５１】
１０，８２（回転電機の）固定子コア、１２  本体ピース部、１４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ  分割ピース部、１６  ヨーク部、１８  ティース部、２０  スロット部、３０，３１，３６  本体部分磁性体薄板、３２ａ，３２ａ1，３２ａ2，３２ｂ，３２ｂ1，３２ｂ2，３２ｃ，３２ｃ1，３２ｃ2,３２ｄ，３２ｄ1，３２ｄ2,３２ｅ，３２ｆ，３２ｇ，３２ｈ，３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ  分割部分磁性体薄板、３４ａ，３４ｂ  一方側面、３４ｃ，３４ｄ  他方側面、４０  回転子コア用の磁性体薄板、４２  円環状磁性体薄板、５０，６０，７０，９０，９２  長尺材料、５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ  ガイド穴、８０  固定子、８４，８４ａ，８４ｂ，８４ｃ，８４ｄ，８４ｅ，８４ｆ，８４ｇ，８４ｈ，８４ｉ  分割コア、８５，８５ａ，８５ｂ，８５ｃ，８５ｄ，８５ｅ，８５ｆ，８５ｇ，８５ｈ，８５ｉ  分割コア用磁性体薄板、８６  固定子巻線、８８  締付リング部材、９２ａ，９２ｂ，９２ｃ，９２ｄ  外側の部分、９４  内側の部分。
【図１】
2020068576.tif 000003
【図２】
2020068576.tif 000004
【図３】
2020068576.tif 000005
【図４】
2020068576.tif 000006
【図５】
2020068576.tif 000007
【図６】
2020068576.tif 000008
【図７】
2020068576.tif 000009
【図８】
2020068576.tif 000010
【図９】
2020068576.tif 000011
【図１０】
2020068576.tif 000012
【図１１】
2020068576.tif 000013