(57)【要約】【課題】小型の製造設備で簡単に製造することができ、しかも容易にはばらけない実用的なステータコアを提供する。【解決手段】内周面の略中央部に突極を有する各分割コアＡの周方向の一方の端部の外周面側を凹部α１に形成し、各分割コアＡの周方向の他方の端部の内周面側を凹部α１と同じ方向に斜めに切り欠いた凹部α２に形成し、各分割コアＡの凹部α１に一方の隣の分割コアＡの他方の端部の凸部β２を嵌入し、各分割コアＡの他方の凹部α２に他方の隣の分割コアＡの一方の端部の凸部β１を嵌入して円環状に結合し、かつ、固定手段としての引掛部γ１、γ２により、各分割コアＡの結合を固定してステータコアを形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面の略中央部に突極を有する複数個の分割コアを円環状に結合して形成されるステータコアであって、
前記各分割コアの周方向の一方の端部は、外周面側が径方向に対して斜めに切り欠いた形状の一方の凹部に形成され、
前記各分割コアの周方向の他方の端部は、前記一方の端部を半回転した形状に略等しく、内周面側が前記一方の凹部と同じ方向に斜めに切り欠いた形状の他方の凹部に形成され、
前記各分割コアは、前記一方の凹部に一方の隣の分割コアの前記他方の端部の外周面側の凸部が嵌入し、前記他方の凹部に他方の隣の分割コアの前記一方の端部の内周面側の凸部が嵌入して前記円環状に結合し、
かつ、固定手段により、前記各分割コアの結合が固定されていることを特徴とするステータコア。
【請求項２】
請求項１に記載のステータコアにおいて、
前記固定手段は、少なくとも１個の分割コアの前記一方の端部の前記凸部の先端の外周面側に外向きに形成された一方の引掛部と、隣の分割コアの前記他方の端部の前記凸部の先端の内周面側に内向きに形成された他方の引掛部とからなり、前記両引掛部が一部に緊結体挿入用の隙間を設けて係合することを特徴とするステータコア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数個の分割コアを円環状に結合して形成されるステータコアに関し、詳しくは、製造設備の小型化および製造の容易さを図る新規な構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気自動車の駆動モータ等のステータは、円環状のステータコアの各突極の部分にコイルを巻回した構造である。そして、ステータコアは複数個の磁性体の分割コアを円環状に結合して製造される。このステータコアの製造について、従来、つぎの２方法が提案されている。
【０００３】
第一の製造方法は、各分割コアの周方向の一方の端部に突起を形成し、各分割コアの周方向の他方の端部に隣の分割コアの前記突起が嵌入する凹溝を形成しておく。そして、全ての分割コアをそれぞれの治具に載せて同一円上に放射状に間隔をとって並べ、治具に載せられた各分割コアを放射方向内方（中心点の方向）に各方向から同期して同時に近づけて押し込み、各分割コアの端面を突き合わせることで、各分割コアの突起を隣の分割コアの凹溝に圧入して各分割コアを円環状に接合する方法である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
第二の製造方法は、各分割コアの周方向の両端面を斜めにカットした端面形状とし、各分割コアの端面を突き合わせて円環状に接合する方法である（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２３３７７３号公報
【特許文献２】特開２０００−２０９７９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載のステータコアの場合、治具に載せた全ての分割コアを円周上に並べた後、放射方向内方に同時に移動させて結合する必要があり、製造設備として、治具に載せた状態の全ての分割コアを同一円周上に間隔をとって並べることができる大型の設備が必要になる問題がある。しかも、全ての分割コアの治具を同時に移動して押し込む高精度の制御等が必要になり、容易に製造できない問題もある。
【０００７】
特許文献２に記載のステータコアの場合、各分割コアは特許文献１の分割コアのように同時に結合しなくてもよいので、個々の治具に載せて同時に移動しなくてよく、その分設備は小さくて済むが、各分割コアは端面同士が突き合わされるだけなので、容易にばらけてしまう。そのため、各分割コアを円環状に結合しても、そのままではステータコアをモータハウジングに圧入等してモータを組み立てることができず、実用的でない。
【０００８】
本発明は、小型の製造設備で簡単に製造することができ、しかも容易にはばらけない実用的なステータコア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】
【０００９】
上記した目的を達成するために、本発明のステータコアは、内周面の略中央部に突極を有する複数個の分割コアを円環状に結合して形成されるステータコアであって、前記各分割コアの周方向の一方の端部は、外周面側が径方向に対して斜めに切り欠いた形状の一方の凹部に形成され、前記各分割コアの周方向の他方の端部は、前記一方の端部を半回転した形状に略等しく、内周面側が前記一方の凹部と同じ方向に斜めに切り欠いた形状の他方の凹部に形成され、前記各分割コアは、前記一方の凹部に一方の隣の分割コアの前記他方の端部の外周面側の凸部が嵌入し、前記他方の凹部に他方の隣の分割コアの前記一方の端部の内周面側の凸部が嵌入して前記円環状に結合し、かつ、固定手段により、前記各分割コアの結合が固定されていることを特徴としている（請求項１）。
【００１０】
そして、本発明のステータコアの前記固定手段は、少なくとも１個の分割コアの前記一方の端部の前記凸部の先端の外周面側に外向きに形成された一方の引掛部と、前記隣の分割コアの前記他方の端部の前記凸部の先端の内周面側に内向きに形成された他方の引掛部とからなり、前記両引掛部が一部に緊結体挿入用の隙間を設けて係合することが好ましい（請求項２）。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る本発明のステータコアの場合、各分割コアは、それぞれの周方向の他方の端部が一方の端部を半回転した形状に略等しく、両端部の凹部および凸部が２回対称の回転対称の形状、例えば平面視が図１（ａ）の形状である。そのため、図１（ａ）の分割コアＡを半円弧に相当する半数個ずつ接合した図１（ｂ）の左右対称の対の半弧状アームＢ１、Ｂ２を用意し、両半弧状アームＢ１、Ｂ２を実線矢印に示すように互いに斜めに移動して突き合わせると、両半弧状アームＢ１、Ｂ２の１８０度離れた対向位置の両端部は、対称な形状になって同じ方向に傾いた凹部α１、α２と凸部β２、β１が対向しているので、凹部α１、α２に凸部β２、β１が嵌入し、両半弧状アームＢ１、Ｂ２が簡単に結合して円環状のステータコアを製造することができる。
【００１２】
そして、両半弧状アームＢ１、Ｂ２は両端部が解放されているので、例えば半数ずつの分割コアＡを１個ずつ順に繋いで簡単に形成することができる。さらに、形成した両半弧状アームＢ１、Ｂ２を例えば平面視が左右対称な半円弧状の２個の治具それぞれに載せて斜めにずれた状態から突き合わせるように両治具を移動すれば、上述したように両半弧状アームＢ１、Ｂ２が結合してステータコアが製造される。この場合、全ての分割コアＡを個々の治具に載せて円周上に間隔をとって並べ、各分割コアＡの治具を各方向から同期して同時に近づけて押し込む場合に比して、小さく簡単な設備でステータコアを製造することができる。
【００１３】
また、円環状に結合した各分割コアＡは、凹部α１、α２および凸部β１、β２により径方向への移動が規制される。さらに、固定手段により各分割コアＡの円周方向への移動も規制される。そのため、円環状に結合した各分割コアＡがばらけることがなく、ステータコアのモータハウジングへの圧入等のモータの組み立てが容易に行なえる。
【００１４】
したがって、小型の製造設備で簡単に製造することができる実用的なステータコアを提供することができる。なお、各分割コアの結合端面の接触面積が増加するため、磁束が通り易く、このような分割型のステータコアを使用したモータのトルクが向上する利点もある。
【００１５】
請求項２に係る本発明のステータコアの場合、固定手段が、図１（ａ）に示す各分割コアＡの少なくとも１個の一方の端部の引掛部γ１と、その隣の分割コアＡの他方の端部の引掛部γ２により形成され、両分割コアＡが結合すると、引掛部γ１、γ２が隙間を設けて係合し、その隙間にピンなどの緊結体を挿入して詰めることにより、簡単に各分割コアを強固に結合してばらけないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の説明図であり、（ａ）は分割コアの平面図、（ｂ）はステータコアの製造の説明図である。
【図２】本発明の一実施形態のステータコアの一部分解した状態の斜視図である。
【図３】図２のステータコアを形成する分割コアを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図である。
【図４】分割コアを半数個ずつ接合した１組の半円弧アームの移動によるステータコアの製造の説明図である。
【図５】図３の半円弧アームが載せられる治具を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図６】図５の治具の移動の説明図である。
【図７】ステータコアの一部の拡大した平面図である。
【図８】ステータコアの緊結体挿入用の隙間に固定栓を詰める状態の斜視図である。
【図９】図８の固定栓を詰めた状態のステータコアの一部の平面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態の分割コアの一例の説明図である。
【図１１】本発明の他の実施形態の分割コアの他の例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
つぎに、本発明をより詳細に説明するため、実施形態について、図２〜図１０を参照して詳述する。なお、それらの図面においては、分割コアに巻回されるコイル等は適宜省略している。
【００１８】
（一実施形態）
一実施形態について、図２〜図９を参照して説明する。
【００１９】
本実施形態のステータコア１は図２に示すように１２個の分割コア２を円環状に結合して形成される。各分割コア２は積層鋼板や圧粉磁心等からなり、外周側は弧状の曲面形状であり、内周側は平面形状であり、内周面の略中央部に一体に形成された突極３を有する。
【００２０】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、突極３には薄い絶縁体のボビンインシュレータ４を介してエナメル線等からなるコイル５が巻回されている。
【００２１】
また、各分割コア２の図３（ａ）の矢印線ｃに示す周方向の一方の端部は、外周面側が同図（ａ）の矢印線ｒに示す径方向に対して斜めに（角度θの鋭角に）切り欠いた形状の凹部（一方の凹部）２１に形成され、各分割コア２の周方向の他方の端部は、一方の端部を半回転した形状に略等しく、内周面側が凹部２１と同じ方向に斜めに切り欠いた形状の凹部（他方の凹部）２２に形成されている。そして、一方の端部の内周側、他方の端部の外周側は凸部２３、２４を形成し、それぞれの端面２３ａ、２４ａは、凹部２１、２２の斜面２１ａ、２２ａと平行である。なお、図３（ａ）からも明らかなように、各分割コア２の両端部の凹部２１、２２および凸部２３、２４は２回対称の回転対称の形状である。
【００２２】
さらに、各分割コア２の凸部２３、２４は図３（ａ）に示すように、先端部に本発明の固定手段を形成する一方、他方の引掛部２５、２６を有する。引掛部２５は凸部２３の先端の外周面側（換言すれば凹部２１の内周側面）に外向き突起し、凸部２３の外周面側に段差を形成し、引掛部２６は凸部２４の先端の内周面側（換言すれば凹部２２の外周側面）に内向きに突起し、凸部２４の内周面側に段差を形成する。
【００２３】
上記した形状の各分割コア２は、他方の端部が一方の端部を半回転した形状に略等しく、一方の端部の凹部２１、凸部２３と他方の端部の凹部２２、凸部２４は２回対称の回転対称の形状であり、凹部２１に一方の隣の分割コア２の凸部２４が嵌入し、凹部２２に他方の隣の分割コア２の凸部２３が嵌入することで弧状に結合する。
【００２４】
そして、各分割コア２を半数個（６個）ずつ接合した図４の左右対称の対の半弧状アーム６１、６２を形成して用意しておき、両半弧状アーム６１、６２を実線矢印に示すように互いに斜めに移動して突き合わせると、両半弧状アーム６１、６２の１８０度離れた対向位置の両端部（半弧状アーム６１、６２の端部６１ａ、６２ａが対向する一端部と、半弧状アーム６１、６２の端部６１ｂ、６２ｂが対向する他端部）は、半回転した対称な形状になって移動方向と同じ傾きで凹部２１、２２と凸部２４、２３が対向し、前記斜めの移動によって凹部２１、２２に凸部２４、２３が嵌入し、両半弧状アーム６１、６２が簡単に結合して円環状のステータコア１を容易に製造することができる。
【００２５】
ところで、両半弧状アーム６１、６２は両端部が解放されているので半数個ずつの分割コア２をどのような手法で結合しても問題なく形成することができ、簡単には、半数個の分割コア２を１個ずつ順に繋いで形成することができる。
【００２６】
そこで、ステータコア１を製造する場合、例えば図５（ａ）、（ｂ）に示すような平面視が左右対称の半円板状の１組の治具７１、７２を用意し、例えば治具７１、７２上で半数個の分割コア２を１個ずつ繋いで前記の両半弧状アーム６１、６２を形成する。このとき、各分割コア２のコイル５の厚みを考慮して、治具７１、７２は図５（ｂ）に示すように周縁部が一段高く形成され、周縁部より内側の凹部に分割コア２のコイル５の部分が載置される。そのため、両半弧状アーム６１、６２の各分割コア２は水平な状態で治具７１、７２の周縁に沿って保持される。
【００２７】
つぎに、両半弧状アーム６１、６２を載せた治具７１、７２を、図６に示すように接近して斜めに対向するようにセットした後、両治具７１、７２を図中の実線矢印に示すように互いに斜めに移動して円形になるように突き合わせる。このようにすると、付き合わされた治具７１、７２上に、図４に示した円環状のステータコア１が形成される。
【００２８】
このようにして製造されたステータコア１においては、円環状に結合した各分割コア２は、凹部２１、２２に凸部２４、２３が嵌入して径方向への移動が規制される。また、図７に示すように両隣の分割コア２の引掛部２５、２６が互いに係合した状態になり、各分割コア２の円周方向への移動も規制される。そのため、円環状に結合した各分割コア２は治具７１、７２から持ち上げる等してもばらけることがなく、例えば、治具７１、７２から持ち上げたステータコア１をモータハウジングに圧入等してモータを組み立ることが容易に行なえる。
【００２９】
また、円環状に結合した各分割コア２は、凹部２１、２２に凸部２４、２４がほとんど隙間なく接触して嵌入するので、分割コア２同士の接合面積が広く、分割コア２間の接合面での鉄損増加やエアギャップができることによる透磁率の低下はほとんど生じない。そのため、ステータコア１を用いると、モータトルクが大きくなる等の利点もある。
【００３０】
ところで、結合した各分割コア２の両端部の互いに係合した状態の引掛部２５、２６は、ステータコア１の厚み（高さ）方向、換言すればモータ軸方向に、図７に示す平面視が矩形（具体的には四角形）の緊結体挿入用の隙間８を形成する。そして、隙間８には本発明の緊結体としての図８に示すピン等の固定栓９が挿入されて詰められる。
【００３１】
そして、固定栓９を挿入することにより、ステータコア１は図９の矢印線に示す周方向、径方向に圧力が加わり、各分割コア２が一層密接に接触して結合し、一層精度よく円環状に強固に固定される。
【００３２】
したがって、本実施形態の場合、それぞれ半数個の分割コア２を繋いで形成された半弧状アーム６１、６２を治具７１、７２に載せて斜めに移動するだけでステータコア１を容易に製造することができる。この場合、全ての分割コア２を個々の治具に載せて円周上に間隔をとって並べ、各分割コア２の治具を各方向から同期して同時に近づけて押し込む場合に比して、小さく簡単な設備でステータコア１を製造することができる。なお、予め半数個の分割コア２を繋いで治具７１、７２に載せるため、治具７１、７２に載せる半数個ずつの段階で精度管理を行なうことにより、製造したステータコア１の精度管理が容易になる利点もある。
【００３３】
また、円環状に結合した各分割コア２は、凹部２１、２２および凸部２３、２４により径方向への移動が規制される。さらに、固定手段としての引掛部２５、２６により各分割コア２の円周方向への移動も規制される。そのため、円環状に結合した各分割コア２がばらけることがなく、ステータコア１のモータハウジングへの圧入等のモータの組み立てが容易に行なえる。
【００３４】
そのため、小型の製造設備で簡単に製造することができる実用的なステータコア１を提供することができる。なお、各分割コア２の結合端面が径方向に対して斜めになるため、磁束が通り易く、ステータコア１を使用したモータのトルクが向上する利点もある。
【００３５】
さらに、本実施形態の場合、各分割コア２の接合部において、引掛部２５、２６が隙間８を設けて係合し、隙間８にピンなどの固定栓９からなる緊結体を挿入して詰めることにより、簡単に各分割コア２を強固に結合してばらけないようにすることができ、各分割コア２が一層密接に接触して結合し、一層精度よく円環状に強固に固定される。しかも、磁束が一層通り易くなる利点もある。
【００３６】
（他の実施形態）
つぎに、他の実施形態について、図１０、図１１を参照して説明する。
【００３７】
本実施形態においては、各分割コア２を図１０または図１１に示すように形成する。すなわち、図１０の場合は、各分割コア２の両端部の凹部２１、２２および凸部２３、２４を丸みを持たせて形成する。さらに、図１１の場合は、凹部２１、２２および凸部２３、２４をさらに丸みを持たせて形成し、各分割コア２の結合面の平面視が前記一実施形態のＺ字状からＳ字状に近づくようにする。
【００３８】
そして、本実施形態の場合も、一実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
本発明は上記した両実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能であり、例えば、前記両実施形態においては、固定手段としての引掛部２５、２６を各分割コア２の両端部に設け、各分割コア２の結合部に隙間８を設けるようにしたが、固定手段を、少なくとも１個の分割コア２の一方の端部の凸部２１の先端の外周面側に外向きに形成された一方の引掛部２５と、その隣の分割コア２の他方の端部の凸部２４の先端の内周面側に内向きに形成された他方の引掛部２６とにより形成し、各分割コア２の結合部の少なくとも１個所に隙間８を設けるようにすればよく、全ての分割コア２の結合部に隙間８を設けなくてもよい。
【００４０】
また、ステータコア１を形成する分割コア２の個数や寸法等は、前記両実施形態のものに限るものではなく、モータの仕様等に応じて適当に設定してよいのは勿論である。
【００４１】
さらに、各分割コア２の突極３は分割コア２の内周面から突出していなくてもよく、各突極３の集中巻きのコイル５は分割コア２の突極３の近傍に巻回される構造であってもよい。また、凹部２１、２２、凸部２３、２４や引掛部２５、２６の形状や傾斜の程度等も、前記両実施形態のものに限られるものではない。
【００４２】
つぎに、固定手段は、固定栓９に代えて、ボビンインシュレータ４や結線リングなどの絶縁材等の固定に兼用するワイヤーやピン等であってもよく、この場合は、突極３の先端のフランジ等が不要になる。
【００４３】
そして、本発明のステータコアは、交流、直流等を問わず、種々の構造、用途のモータのステータコアに適用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１    ステータコア
２    分割コア
３    突極
８    隙間
９    固定栓
２１、２２    凹部
２３、２４    凸部
２５、２６    引掛部
【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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