(57)【要約】【課題】出力効率と出力密度が向上でき、生産性が良い固定子、この固定子を用いる回転電機および固定子の製造方法を提供する。【解決手段】回転電機の固定子１２は、複数個円環状に配置され、円周方向に延伸するヨーク部７、ヨーク部７から径方向に伸長するティース部８、およびティース部８の先端で円周方向に円弧状に延伸するシュー部９からなる薄板状のコアシート３が複数枚積層され、積層方向の上下端面の何れか一方あるいは両方の端面に突起１０を有するコア２と、端面上に設置され、突起１０に嵌合した穴部１１を有するインシュレータ４と、コア２の円周方向の両側面部を覆い、端面側でインシュレータ４に当接するスロットセル５と、インシュレータ４およびスロットセル５に巻回されるコイル６とを備える。【選択図】      図４
2020092531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個円環状に配置され、円周方向に延伸するヨーク部、前記ヨーク部から径方向に伸長するティース部、および前記ティース部の先端で円周方向に円弧状に延伸するシュー部からなる薄板状のコアシートが複数枚積層され、積層方向の上下端面の何れか一方あるいは両方の端面に突起を有するコアと、
前記端面上に設置され、前記突起に嵌合した穴部を有するインシュレータと、
前記コアの円周方向の両側面部を覆い、端面側で前記インシュレータに当接するスロットセルと、
前記インシュレータおよび前記スロットセルに巻回されるコイルと、
を備える回転電機の固定子。
【請求項２】
前記突起は、前記端面上に複数個設けられ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。
【請求項３】
前記突起は矩形状を呈し、前記端面上に１個設けられ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。
【請求項４】
前記スロットセルは、前記ティース部の側面、前記側面に隣接する前記ヨーク部の内周面および前記シュー部の外周面を覆う請求項１から３のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
【請求項５】
前記ヨーク部の外周側で連結されたコアを有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の固定子と、
前記固定子を保持するフレームと、
前記固定子の内径部に配設された回転子と、
を備える回転電機。
【請求項７】
磁性体材料から複数のコアシートを打ち抜き成形する工程と、
前記複数のコアシートの一枚に、突起をプレス成形する工程と、
前記打ち抜き成形する工程および前記プレス成形する工程を繰り返して作製された前記コアシートをプレス機から整列搬送部に排出する工程と、
前記コアシート間で前記突起によって生じる隙間に切り出し部を挿入して、コアシート束を切り出す工程と、
前記コアシート束の積層方向の両側面部にスロットセルを組付ける工程と、
前記コアシート束の積層方向の端面に、前記突起に合わせて、インシュレータの穴部を嵌合させる工程と、
前記スロットセルおよび前記インシュレータを組付けられた前記コアシート束にコイルを巻装して磁極とする工程と、
複数個の前記磁極を円環状に組み立てる工程と、
を含む回転電機の固定子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定子、この固定子を用いる回転電機および固定子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、回転電機の出力密度（出力密度＝出力／回転電機の体積）を向上させるため、固定子の絶縁部材の巻枠（以下、「インシュレータ」という）を介在させたコアに銅線を巻線する周回数を増やし、通電時の磁力を向上させる方法がある。一般的に、銅線を整列させながら巻線することにより、限られた巻線領域へ効率的に巻線できる。しかしながら、部材寸法、部材固定位置と組立作業のバラツキなどにより、巻線の整列性が悪化することが多い。
ここで、固定子のコアシートに積層方向弾性凸部およびコア積層用打出部を設けることで、積層高さのバラツキを吸収し、巻線の整列性の悪化を抑制する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
また、回転電機の効率（効率＝出力／（出力＋損失））を向上させるため、固定子の鉄材を薄板状のコアシートを複数枚積層したコアとすることで渦電流による鉄損を低減する方法がある。一般的に、コアシートを抜きカシメにより製造するため、生産性が良い反面、カシメ部分で積層方向に導通することで渦電流が増大する。この対策として、積層間を接着してコアを得る方法がある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２２５５８８
【特許文献２】特開２００９−２８４６３１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の発明は、例えば特許文献１の図１に示すように、各薄板にコア積層用打出部が設けられており、一方の積層端には積層方向弾性凸部が設けられている。これにより積層高さのバラツキによる巻線時の銅線の軌跡の変化に伴う乱れを抑制できることから、巻線の整列性の向上が期待できるが、各薄板にある積層用打出部の影響による出力効率が低下する。
特許文献２に記載の発明は、隣り合うコアシート同士を接着により固定し、抜きカシメで積層固定はしないため、渦電流を解消できるが、接着剤の硬化時間を確保することで生産リードタイムが長くなる。
【０００５】
本発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、出力効率と出力密度が向上でき、生産性が良い固定子、この固定子を用いる回転電機および固定子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる回転電機の固定子は、複数個円環状に配置され、円周方向に延伸するヨーク部、ヨーク部から径方向に伸長するティース部、およびティース部の先端で円周方向に円弧状に延伸するシュー部からなる薄板状のコアシートが複数枚積層され、積層方向の上下端面の何れか一方あるいは両方の端面に突起を有するコアと、端面上に設置され、突起に嵌合した穴部を有するインシュレータと、コアの円周方向の両側面部を覆い、端面側でインシュレータに当接するスロットセルと、インシュレータおよびスロットセルに巻回されるコイルとを備える。
本発明にかかる回転電機の固定子の製造方法は、磁性体材料から積層枚数分のコアシートを打ち抜き成形する工程と、積層枚数分のコアシートの一枚に、突起をプレス成形する工程と、打ち抜き成形する工程およびプレス成形する工程を繰り返して製作されたコアシートをプレス機から整列搬送部に排出する工程と、突起によるコアシート間の隙間に切り出し部を挿入して、積層枚数分毎のコアシート束を切り出す工程と、コアシート束の積層方向の両側面部にスロットセルを組付ける工程と、コアシート束の積層方向の端面に、突起に合わせて、インシュレータの穴部を嵌合させる工程と、スロットセルおよびインシュレータを組付けられたコアシート束にコイルを巻装して磁極とする工程と、複数個の磁極を円環状に組み立てる工程とを含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明にかかる固定子およびこの固定子を用いる回転電機によれば、コアを構成するコアシート同士が、抜きカシメや溶接などで固定されておらず、コアシート同士で導通することがないため、渦電流損が抑制され、高効率な回転電機が得られる。
また、積層されたコアの側面にはスロットセルにより整列装着でき、かつインシュレータがコアの積層方向の上下端面に位置精度良く固定されるため、コイルの巻き乱れが抑制され、より高密度に銅線を巻回できる。さらに、コアの巻線領域や内外周部に突起を設けることなく固定できるため、巻線領域を減らさず、銅線をより多く周回でき、突起による固定子の内周と回転子の外周の隙間（以後、ギャップと呼ぶ）の拡大や、固定子の外周径の拡大が無いため、出力密度が良好な回転電機が得られる。
本発明にかかる固定子の製造方法によれば、プレスから排出したコアシートの束において所定積層枚数毎に突起による隙間が形成されており、必要枚数分のコアシートを簡便に切出しできるため、工数が削減できる。また、突起があるコアシートのプレス成形タイミングをプレス機側で調整することで、切出したコアの積層高さを簡便に調整できるため、段取作業が簡素化し、生産性が向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る固定子における１個の磁極を示す図である。
【図２】実施の形態１に係る固定子における１個の磁極のコアを示す図である。
【図３】実施の形態１に係る固定子における１個の磁極のインシュレータを示す図である。
【図４】実施の形態１に係る固定子における１個の磁極（コイルが含まれず）の分解図である。
【図５】実施の形態１に係る回転電機を示す図である。
【図６】実施の形態１に係る固定子の製造方法を示す図である。
【図７】実施の形態１に係る固定子のコアシートにおける突起の製造方法を示す図である。
【図８】実施の形態１に係る固定子の製造方法におけるコアシート用整列搬送部の搬送レール例を示す図である。
【図９】実施の形態２に係る固定子における３極連結された磁極を示す図である。
【図１０】実施の形態２に係る固定子における３極連結されたコアシートを示す図である。
【図１１】実施の形態２の変形例に係る固定子を示す図である。
【図１２】実施の形態２に係る固定子の製造方法における連結されたコアシート用整列搬送部の搬送レール例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
実施の形態１
一般に、回転電機の固定子用のコアは、磁極ティース単位毎に分割されるとともに磁性体からなるコアシートを複数枚積層固定したものである。図１に実施の形態１に係る固定子１２（後述図５に示す）が構成される１個の磁極１を示す。図１（ａ）は磁極１の斜視図、図１（ｂ）は磁極１の上面図、図１（ｃ）はコア２の積層方向に平行する断面（Ｂ―Ｂ断面）を示す図、図１（ｄ）は磁極１の側面図、および図１（ｅ）はコア２の積層方向の断面（Ａ―Ａ断面）を示す図である。
図１（ａ）に示すように、磁極１は、磁極ティース単位に分割された磁性体（例えば、鉄材）からなるコアシート３を複数枚積層したコア２、インシュレータ４、スロットセル５および絶縁被膜が形成された銅線（あるいは、アルミ線など。以後、銅線のみ記載）からなるコイル６で構成されている。インシュレータ４は絶縁性を有する樹脂（例えば、ＰＥＴ樹脂（ポリエチレンテレフタレート）、ナイロンなど）からなる。スロットセル５は、インシュレータ４と同様に絶縁性を有する樹脂からなるフィルム材である。
図１（ｃ）のＢ―Ｂ断面図に示すように、コアシート３は、コア２を円環状に配置した場合、周方向に隣り合うコア２同士が接するように円周方向へ延伸するヨーク部７、ヨーク部７から円心方向に伸長するティース部８、およびティース部８の先端で円周方向に円弧状に延伸するシュー部９からなる。ティース部８は、円周方向の幅がヨーク部７とシュー部９よりも小さいため、隣り合うティース部８の間に隙間（以下、巻線領域３６という）が形成される。コイル６は、コア２の積層方向からみて巻線領域３６に格納されている。
【００１１】
図１（ｅ）のＡ―Ａ断面図に示すように、コア２の上下端面のコアシート３ａとコアシート３ｂには、それぞれプレス成形により形成された突起１０が設けられている。突起１０はコアシート３ａまたはコアシート３ｂの厚み方向に突出するもので、コアシート３ａまたはコアシート３ｂの一部が押し出されて形成されている。
図２に実施の形態１にかかる固定子１２内の磁極１に用いられるコア２を示す。図２（ａ）はコア２の斜視図、図２（ｂ）はコア２の側面図、図２（ｃ）はコア２の上面図、図２（ｄ）はスロットセル５が装着されるコア２の上面図をそれぞれ示す。
図２（ｂ）においては、図１（ｅ）のＡ―Ａ断面図に示すような、上下端面とも突起１０が設けられる構造ではなく、コア２の積層方向の上端面のコアシート３ａに突起１０が設けられている。ここで、例えば、製造時の巻線工程において、コイルの巻線スタート箇所に近いインシュレータは位置ずれが発生しやすいため、このインシュレータを装着する端面に突起１０を設けても良い。
【００１２】
実施の形態１では、図２に示すように、突起１０は、コアシート３ａのヨーク部７において周方向中心線で対称な２ヶ所、ティース部８の前記中心線上に１ヵ所の合計３ヵ所に形成されており、外径０．５〜２ｍｍ、高さ０．２〜１ｍｍの円筒状である。
突起１０の形状、上述の円筒状以外にも、三角柱あるいは四角柱のような角柱状でもよく、三角錐あるいは四角錐のような角錐状、半球あるいは蒲鉾状、さらに、プレス成形が可能で、かつ、後述するインシュレータ４を突起１０で嵌合により固定できる形状であれば、何ら限定されるものではない。また、突起１０の形成位置や個数についても、プレス成形が可能で、かつ、後述するインシュレータ４を突起１０で固定できる場合、何ら限定されるものではない。例えば、前記中心線上でヨーク部７とティース部８に各１ヵ所の合計２ヶ所、あるいは、ヨーク部７において周方向中心線上でコアシート３の径方向の中心位置のみの１ヵ所でもよい。なお、突起１０が丸形状の場合、インシュレータ４が回転しないように複数個設けられることが望ましいが、矩形状であれば１個でも固定できる。
【００１３】
また、実施の形態１に係る固定子では、コイルの巻き乱れを抑制するため、インシュレータ４をコア２の端面に位置精度良く装着できるように、コア２の積層方向の上下端面の何れか一方あるいは両方の端面に突起を設けている。図２に示すように、コア２の積層方向の両端面のうち、上端のコアシート３ａの端面に突起１０を設け、あるいは、図１（ｅ）に示すように、両端面とも突起１０を設けてもよい。突起１０の形状、位置、数量についても、プレス成形が可能で、かつ、インシュレータ４を嵌合により固定できるのであれば、何ら限定されるものではない。
【００１４】
インシュレータ４は、図１に示すように、コア２の積層方向の両端面に当接するように設置されている。図３は、コア２の両端面にある一対のインシュレータ４の斜視図である。インシュレータ４が、コア２の積層方向の上下両端面に当接してコア２と共に円環状に配置した場合、外周側の円周方向に伸長する第一フランジ４ｂと、第一フランジ４ｂから円心方向に伸長する胴部４ａと、胴部４ａの先端で円周方向に円弧状に延伸する第二フランジ４ｃからなる。インシュレータ４がコア２の両端面に、それぞれ第一フランジ４ｂがコア２のヨーク部７、胴部４ａがコア２のティース部８、および第二フランジ４ｃがコア２のシュー部９にそれぞれ対応して配置される。
インシュレータ４はコア２とコイル６との間の電気絶縁と、コイル６の巻回位置、およびスロットセル５の設置位置に保持する機能がある。
【００１５】
図３に示すように、コア２と当接するインシュレータ４の当接面４ｄには穴部１１が設けられている。穴部１１は、コアシート３に設けられた円筒状の突起１０が嵌合可能な円形状を呈している。穴部１１の深さは、突起１０の高さ以上であるため、コア２の積層方向の端面と、インシュレータ４の当接面４ｄが隙間なく設置されている。
【００１６】
本実施の形態１の固定子では、図２に示す突起１０に対応して、図３が示すように、円形状の穴部１１が３ヵ所設けられているが、例えば、インシュレータ４が樹脂成型品で、前述した形状、位置、個数が任意の突起１０に勘合できる穴部１１が形成できる場合、この限りではない。
また、本実施の形態１の固定子では、コア２の積層方向の両端面の内、一方の端面のみに突起１０が形成されているため、突起１０が無い他方の端面に当接するインシュレータについては、穴部１１が形成されなくてもよい。
本実施の形態１の固定子では、突起１０と穴部１１の嵌合について、３対の突起と穴部の組合せの全てが、インシュレータ４を固定できるように嵌合されているが、インシュレータ４が固定可能である限り、２対のみ、あるいは、１対のみ嵌合されていてもよい。また、治具を介して、コア２とインシュレータ４の位置を固定できる場合、前述した突起と穴部の嵌合について、許容範囲を設けてもよく、例えば、穴部１１の内径を突起１０の外径より０．１ｍｍ大きくして、精密に嵌合されてなくてもよい。
【００１７】
図４に磁極１の分解図（コイル６が含まれず）を示す。
スロットセル５は、図４（また、図１（ｃ）および図２（ｄ）にも示す）示すように、コア１個当り２個、コア２の円周方向の両側面部２ａを覆うように配置される。具体的には、スロットセル５は、コア２のティース部８の円周方向の側面８ａ、側面８ａに隣接するヨーク部７の円中心側の内周面７ａ、およびシュー部９の円中心から離れる外周面９ａを覆い、上下端面側でインシュレータ４に当接している。つまり、スロットセル５は、コア２の積層方向の断面からみて巻線領域３６内のコア２の両側面部２ａを完全に覆い、積層されたコア２の整列、および後述するコイル６とコア２との短絡不良を防止する絶縁機能を有している。また、スロットセル５の材料として、厚さが０．０３〜０．３ｍｍの薄いフィルム材が用いられるので、コア２の側面部に装着してもコア２のサイズに影響が少ない。スロットセル５が装着されるコア２の側面部分は、当接するインシュレータ４の側面部分と同様な形状とサイズで形成される。
【００１８】
コイル６は、図１に示すように、コア２を覆うようにインシュレータ４の胴部４ａとスロットセル５に当接するように巻線領域３６内に巻回される。本実施の形態１に係る固定子では、絶縁被膜が形成された銅線でコイル６が形成されているが、アルミ線など、産業上利用可能な範囲で材料を選定してもよい。
【００１９】
図５に本実施の形態１に係る固定子を用いた回転電機１６を示す。図５（ａ）は回転電機１６の斜視図である。図５（ｂ）は図５（ａ）のＣ―Ｃ断面を示す。図５（ｃ）は、図１に示す磁極１を１２個円環状に組み立てることで得られる固定子１２を示す図である。固定子１２において各磁極のコイル６同士を接続し、例えば、アルミフレーム２５を固定子１２の外周部に焼き嵌め、または、圧入することによって固定子組立１３が得られる。ここで、アルミフレームの代わりに鉄フレーム、または、樹脂で固定子１２と一体的に封止するように成形した樹脂フレームを用いて固定子を保持してもよい。固定子組立１３の内径部に回転子１４を挿入し、ベアリングを内包したブラケット１５で固定子組立１３と回転子１４を連結することによって回転電機１６が得られる。なお、本発明にかかる固定子は１２極の磁極による構成であるが、磁極の数はこれに限定されているものではない。固定子は磁極を複数個円環状に組み立てることで得られる。
【００２０】
図６は、本発明に係る固定子１２内の磁極１の製造方法を示す図である。磁極１の製造方法において、磁性体材料１００から積層枚数分のコアシート３を打ち抜き成形する工程と、積層枚数分のコアシートの一枚に、突起１０をプレス成形する工程と、打ち抜き成形する工程およびプレス成形する工程を繰り返して製作されたコアシート３およびコアシート３ａ（或いはコアシート３ｂ）をプレス機３３から整列搬送部に排出する工程と、突起１０によるコアシート間の隙間に切り出し部２０を挿入して、積層枚数分毎のコアシート束１８を切り出す工程と、コアシート束１８の積層方向の両側面部にスロットセル５を組付ける工程と、コアシート束１８の積層方向の端面に、突起１０に合わせてインシュレータ４の穴部１１に嵌合させる工程と、スロットセルおよび前記インシュレータを組付けられたコアシート束にコイルを巻装して磁極とする工程と、複数個の磁極を円環状に組み立てる工程と、を含む。
【００２１】
図６の（ａ）から（ｇ）にそれぞれの工程を示す。
図６（ａ）は、コアシート３を打ち抜き成形する工程を示す図である。例えば、電磁鋼板等、シート状の磁性体材料１００からコアシート３を打ち抜き成形により得られる。
図６（ｂ）は、突起のあるコアシートをプレス成形する工程を示す図である。コアシート３をプレス成形する際に、周期的に、突起１０のプレス成形タイミングをプレス機３３側で制御（プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）などで金型のパンチの出し入れを制御）することで、必要なコア２の積層枚数毎に、第１ステージ３１で突起１０を形成し、第２ステージ３２でコアシート３ａ（あるいはコアシート３ｂ）をプレス成形する。例えば、電磁鋼板の板厚が０．５ｍｍ、コア２の積層厚さが５０ｍｍの場合、突起１０が無いコアシート３を９９枚打ち抜いた後、突起１０があるコアシート３ａ（あるいはコアシート３ｂ）を１枚打ち抜くことで積層方向の両端面の内の１端面に突起１０が形成された、図２に示すような、コア２が得られる。
【００２２】
図７に突起１０の製造方法を示す。図７に示すように、電磁鋼板等の磁性体材料１００を用いて、金型のパンチ２６で半抜き（打抜かない）することによって突起１０が成形され、コア２の積層方向の端面のコアシート３ａが作製される。パンチ２６をエアシリンダなどで突起を形成する第１ステージ３１にある上型内外に出し入れすることで、半抜きを「する」「しない」を制御し、突起１０を所定のコア２の積層枚数毎に制御できる。
図６（ｃ）は、打ち抜いたコアシート３および３ａをプレス機３３から排出する工程を示す図である。打ち抜いた積層枚数分のコアシート３およびコアシート３ａは、プレス機３３から連続して排出されるため、整列搬送部１７を介して、コアシート３ａにある突起１０より積層方向に隣り合うよう並んだコアシート群（以下、コアシート束１８という）の状態でプレス機３３の外へ排出される。ここで、整列搬送部１７は、例えば搬送レール１７ａを有するパイプシュータを使用する。
【００２３】
図６（ｄ）は、排出されたコアシート束１８から、コア２の積層厚さに相当するコアシート束１８を切り出す工程を示す図である。所定の積層枚数毎に突起１０がプレス成形されているため、コアシート束１８には、所定の間隔、つまり、コア２の積層厚さ毎に隙間１９が形成されている。隙間１９の積層方向の距離は、突起１０の高さ（０．２〜１ｍｍ）に相当する。例えば、この隙間１９に薄板状のツールである切り出し部２０を挿入した状態で積層方向に移動することで、コア２の積層厚さに相当する枚数のコアシート３のコアシート束１８を切り出すことができる。本作業を繰り返すことで、複数個のコア２が得られる。
ここで、図６（ａ）〜（ｄ）に記載されている整列搬送部１７は、便宜上２本の搬送レール１７ａがあるパイプシュータで示しているが、図８に示すように、例えば、図８（ａ）に搬送レール１７ａが２本、図８（ｂ）に搬送レール１７ａが３本、および、図８（ｃ）に搬送レール１７ａが４本のパイプシュータの構成も同様に搬送できる。パイプシュータ以外のコアシートを整列して搬送できる装置を使用しても良い。なお、図８に示しているコアシートは突起１０があるコアシート３ａを模式的に示した図であるが、突起のないコアシート３も同様に整列搬送できる。
【００２４】
図６（ｅ）は、切り出したコア２にインシュレータ４を取付ける工程、および、スロットセル５を取り付ける工程を示す図である。２枚のスロットセル５をそれぞれコア２の両側面部２aに装着した後、２個のインシュレータ４をそれぞれコア２の積層方向の両端面に取り付ける。本実施の形態１において、突起１０があるコア２の端面に、突起１０をインシュレータ４の穴部１１に嵌合させる。また、コア２の積層方向の両端面とも突起１０を有する場合も同様に、それぞれ穴部１１があるインシュレータ４を嵌合させる。
図６（ｆ）は、インシュレータ４とスロットセル５を設置したコア２に巻線する工程を示す図である。コア２を覆うように、絶縁被膜が形成された銅線６ａをインシュレータ４とスロットセル５の上から巻回してコイル６を形成する。
また、コア２の積層方向の両端面のコアシートとも突起１０を形成しても良い。この場合、製造方法は同じであり、コアシート束間において、両端面のコアシートとも突起を有し、コアシート束の間隔が一端面に突起がある場合より広くなる。
【００２５】
図６（ｇ）は、磁極１を１２個接続し、例えば必要なコイル接続を行い、円環状に組み立てることで固定子１２が得られる工程を示す。
図６（ａ）から図６（ｇ）に示す工程を含む製造方法により、本実施の形態１にかかる固定子１２を得ることができる。
【００２６】
実施の形態１に係る固定子およびこの固定子を用いる回転電機によれば、コア２を構成するコアシート３同士が、抜きカシメや溶接などで固定されておらず、コアシート同士で導通することがないため、渦電流損が抑制され、高効率な回転電機が得られる。
また、積層されたコアの側面部はスロットセルにより整列装着され、かつ、コア２に設けられた突起１０とインシュレータ４に設けられた穴部１１とが嵌合されるため、インシュレータ４をコア２に位置精度良く設置できる。巻線時の銅線に印加する張力によるインシュレータ４の位置ズレや浮き上がり（コア２とインシュレータ４の当接面が離れる）を抑制できるため、巻線時の銅線の軌跡の変化を伴う乱れ（巻き乱れ）が抑制され、より高密度に銅線を巻回できる。有限である巻線領域３６に対し、より多くの銅線を巻回することで、回転電機１６の出力密度を向上できる。
【００２７】
実施の形態１に係る固定子の製造方法によれば、製造工程において、整列搬送部１７を介してプレス機３３外へ排出したコアシート束１８において、所定積層枚数毎、つまり、コア２の積層厚さ毎に切り出し部２０を使用して簡便に切り出すことができるため、工数が削減できる。また、突起１０のプレス成形タイミングをプレス機３３側で制御（プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）などで金型のパンチの出し入れを制御）することで、切り出すコア２の積層厚さを簡便に調整でき、機種段取りが簡素化し、生産性が向上する。
突起１０をプレス成形、穴部１１を射出成型で形成した場合、位置や高さなどの寸法を±０．０１ｍｍ程度の高精度で管理できるため、嵌合状態の調整が容易で、生産性の向上につなげることができる。
【００２８】
以上により、実施の形態１に係る固定子およびこの固定子を用いる回転電機によれば、出力密度および出力効率が向上できる。また、実施の形態１に係る固定子の製造方法によれば、生産性が向上できる。
【００２９】
実施の形態２．
図９は、実施の形態２に係る固定子１２が構成される磁極ティースが３極分連結された連結磁極２１の斜視図である。図１０に３極分のヨーク部の外周側で連結されたコアシート２３の平面図を示す。図１０（ａ）は３極分連結された突起１０がないコアシート２３の平面図であり、図１０（ｂ）は３極分連結された突起１０があるコアシート２３ａの平面図である。
実施の形態１において、磁極ティースが１極分のコアシート３を複数枚積層して構成されたコア２に対して、実施の形態２では、連結磁極２１は、磁極ティースが３極分連結されたコアシート２３を複数枚積層したコア２２を有する。図９に示すように、コアシート２３は、１磁極毎に、ヨーク部２７、ティース部２８およびシュー部２９を有し、ヨーク部２７の外周側に薄肉連結部３０が形成されている。隣接する磁極ティースが円環状に組み立てて固定子１２を得られるため、薄肉連結部３０の径方向の厚みはコアシート２３のほかの部分より薄くしている。
【００３０】
実施の形態２に係る固定子１２では、図９に示すように、コア２２以外の部分、インシュレータ４、スロットセル５、およびコイル６の構成は実施の形態１と同様である。コア２２の積層方向において、磁極毎に上下端面上下端面の何れか一方あるいは両方の端面に１つ以上の突起１０（図１０（ｂ）に示す）を有する。また、コア２２の磁極毎に、積層方向の上下端面にそれぞれインシュレータ４が設置される。インシュレータ４は、当接するコア２２の端面の各磁極における突起１０を嵌合する穴部１１（図示せず）を有する。また、磁極毎において、ティース部２８の周方向の側面２８ａ、側面２８ａに隣接するヨーク部２７の内周面２７ａおよびシュー部２９の外周面２９ａを覆い、上下端面はインシュレータ４に当接するスロットセル５（図示せず）を有し、インシュレータ４とスロットセル５（図示せず）を覆うように巻回されるコイル６を有する。
【００３１】
図９に示す連結磁極２１を４個、円環状に組み立てることで、実施の形態１と同様に固定子１２が得られるが、磁極ティースの連結数は２極、４極、６極でもよい。１２極がすべて薄肉連結部３０で連結したコアシートからの構成でもよい。また、２極と４極の組み合わせ、３極と６極の組み合わせなどでもよい。つまり、実施の形態１と実施の形態２に係る１２磁極からなる固定子１２では、連結のない磁極、または連結された連結磁極を組み合わせて１２極分を構成すればよい。実施の形態２に係る固定子を用いる回転電機も、実施の形態１と同様な構造である。
さらに、実施の形態２の変形例として、図１１に示すように、１２磁極のすべてが連結して構成された固定子２４でもよい。この場合、連結固定子で円環状をなしており、回転電機を組み立てる際に、円環状に組み立てる作業が不要となる。固定子２４は外観および使用上においては固定子１２と同様である。
【００３２】
次に、実施の形態２における、連結磁極２１、および、連結磁極２１による固定子１２の製造方法について説明する。図５に示す工程中の符号と同様である。実施の形態１と同様である部分の説明を省略する。
連結磁極２１の場合において、まずは、連結するコアシート２３を打ち抜き成形する。
この後、必要なコアの積層枚数を重複成形した後、突起１０があるコアシート２３ａをプレス成形する。
打ち抜き成形する工程およびプレス成形する工程を繰り返して製造された、連結する突起のないコアシート２３、および突起のあるコアシート２３ａをプレス機から整列搬送部１７に排出する。例えば、図１２に、コアシート２３ａの磁極毎に搬送レール１７ｂが２本ある整列搬送部１７により整列搬送するイメージを示す。なお、図１２に示しているコアシートは突起があるコアシート２３ａのイメージであるが、突起のないコアシート２３も同様に整列搬送できる。
次に、突起１０によるコアシート間の隙間１９に切り出し部２０を入れて、積み重ねられたコアシート束を切り出す。
この後、６枚のスロットセル５を磁極毎に２枚組み付け、６個のインシュレータ４を磁極毎に２個組み付けてから、磁極毎にコイルを巻回する。
最後に、各磁極のコイルを接続して、必要な磁極を用いて円環状に組み立て、固定子１２を製造できる。
１２極分の円環コアシートに構成された固定子２４の場合でも、円環状に組み立てる作業が不要で、同様に製造できる。この場合、２４枚のスロットセル５を磁極毎に２枚組み付け、２４個のインシュレータ４を磁極毎に２個組み付けることになる。
【００３３】
実施の形態２に係る固定子、および、この固定子を用いる回転電機によれば、実施の形態１と同様な効果を有し、出力密度および効率が向上できる。また、実施の形態２に係る固定子の製造方法による効果については、実施の形態１と同様に生産性が向上できる上、実施の形態１よりも部品点数が少ないので、部材管理が簡素化し、コスト安になる。
【符号の説明】
【００３４】
１  磁極、２  コア、３、３ａ、３ｂ  コアシート、４  インシュレータ、４ａ  胴部、４ｂ  第一フランジ、４ｃ  第二フランジ、４ｄ  インシュレータ４の当接面、５  スロットセル、６  コイル、６ａ  銅線、７  ヨーク部、８  ティース部、９  シュー部、７ａ  内周面、８ａ  側面、９ａ  外周面、１０  突起、１１  穴部、１２  固定子、１３  固定子組立、１４  回転子、１５  ブラケット、１６  回転電機  １７  整列搬送部、１７ａ、１７ｂ  搬送レール、  １８  コアシート束、１９  隙間、２０  切り出し部、２１  連結磁極、２２  コア、  ２３、２３ａ  コアシート、２４  固定子、２５  アルミフレーム、２６  パンチ、  ２７、ヨーク部、２８  ティース部、２９  シュー部、２７ａ  内周面、２８ａ  側面、２９ａ  外周面、３０  薄肉連結部、３１    第１ステージ、３２  第２ステージ、３６  巻線領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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