(57)【要約】【課題】この発明は、鉄心ブロックの個数を少なくして、製造時の運搬や取り扱いの手間を省き、製造コストの増大を抑制できる電機子およびその電機子を備えた回転電機を得る。【解決手段】周方向に配列されて固定子鉄心を構成する鉄心ブロック１２のそれぞれは、大鉄心バックヨーク部１３ａおよび大鉄心バックヨーク部１３ａの内周壁面から径方向内方に延出された２本のティース１３ｂを有する１つの２ティース鉄心１３と、２ティース鉄心１３の周方向両側に１つずつ配設され、それぞれ、小鉄心バックヨーク部１４ａおよび小鉄心バックヨーク部１４ａの内周壁面から径方向内方に延出された１本のティース１４ｂを有する１ティース鉄心１４と、を備え、２ティース鉄心１３と２つの１ティース鉄心１４とは、大鉄心バックヨーク部１３ａと小鉄心バックヨーク部１４ａの外周部同士を屈曲可能な薄肉部１５で連結されて一続きに繋がれている。【選択図】図１９
2014121195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ティースがそれぞれ円環状の鉄心バックヨークの内周壁面から径方向内方に延出して周方向に所定のピッチで配列され、スロットが隣り合うティース間に形成された電機子鉄心と、
上記電機子鉄心のスロットに挿入されて該電機子鉄心に装着される巻線アッセンブリと、を備えた電機子において、
上記電機子鉄心は、複数の鉄心ブロックを周方向に配列して構成され、
上記鉄心ブロックは、断面円弧形の大鉄心バックヨーク部、および該大鉄心バックヨーク部の内周壁面から径方向内方に延出された２本の上記ティースを有する１つの２ティース鉄心と、上記２ティース鉄心の周方向両側に１つずつ配設され、それぞれ、断面円弧形の小鉄心バックヨーク部、および該小鉄心バックヨーク部の内周壁面から径方向内方に延出された１本の上記ティースを有する１ティース鉄心と、を備え、
上記２ティース鉄心と２つの上記１ティース鉄心とは、上記大鉄心バックヨーク部と上記小鉄心バックヨーク部の外周部同士を屈曲可能な薄肉部で連結されて一続きに繋がれていることを特徴とする電機子。
【請求項２】
上記鉄心ブロックは、上記２ティース鉄心の周方向の少なくとも一側に繋がれた上記１ティース鉄心に、上記小鉄心バックヨーク部の外周部同士を上記薄肉部で連結されて一続きに繋がれた少なくとも１つの上記１ティース鉄心をさらに備えていることを特徴とする請求項１記載の電機子。
【請求項３】
上記２ティース鉄心は、第１小鉄心バックヨーク部、および該第１小鉄心バックヨーク部の内周壁面から径方向内方に延出する１つの上記ティースを有する第１の１ティース鉄心と、第２小鉄心バックヨーク部、および該第２小鉄心バックヨーク部の内周壁面から径方向内方に延出する１つの上記ティースを有する第２の１ティース鉄心と、を備え、
嵌合部が上記第１小鉄心バックヨーク部と上記第２小鉄心バックヨーク部の相対する側面に相対するように形成され、
上記第１の１ティース鉄心と上記第２の１ティース鉄心とが、上記第１小鉄心バックヨーク部および上記第２小鉄心バックヨーク部の外周部同士を上記薄肉部で連結され、かつ上記第１小鉄心バックヨーク部および上記第２小鉄心バックヨーク部の相対する側面同士を突き合わせ、上記嵌合部同士を嵌合させて、一体に構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電機子。
【請求項４】
上記ティースの先端面の周方向両側部に形成された突起部を備え、上記突起部が周方向に上記スロット側に曲げられて上記スロットの開口幅を狭めていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電機子。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電機子を備えた回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動機や発電機などの回転電機およびそれに用いられる電機子に関し、特に電機子の鉄心構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、回転電機の電機子は、ティースがそれぞれ円筒状のヨーク部の内周面から内方に突出して周方向に所定のピッチで配列してなる電機子鉄心と、隣り合うティース間に形成されるスロット内に配置されて電機子鉄心に装着された環状の電機子巻線と、を備えている。そこで、電機子巻線を電機子鉄心に装着する作業が煩雑となるとともに、電機子巻線の導体線をスロット内に高密度に配置することが困難であった。
【０００３】
このため、直方体の積層鉄心に電機子巻線を装着し、その積層鉄心の電機子巻線が装着された側を内側にして円環状に曲げ、円環状に曲げられた積層鉄心の端部同士を突き合わせて接合一体化して、電機子巻線の装着作業を容易とするとともに、スロット内に導体線を高密度に配置できる従来の回転電機の電機子が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
近年、回転電機においては、高出力化が望まれており、電機子巻線に大きな電流を流す必要があり、電機子巻線の導体線に太い径の導体線が用いられる。しかしながら、特許文献１に記載の従来の回転電機の電機子においては、太い径の導体線により構成された電機子巻線が装着された直方体の積層鉄心を円環状に曲げることになり、円環状の電機子鉄心の成形が困難になるとともに、電機子巻線の形状が崩れ、性能低下をもたらすという不具合が生じる。
【０００５】
このような状況を鑑み、弧状のヨーク部およびヨーク部の内周面から内方に突出する１つのティースからなる鉄心ブロックを、予め環状に巻回して作製された電機子巻線に対して外周側からティースを挿入するようにして、円環状に配列して回転電機の電機子を作製することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０９−１０３０５２号公報
【特許文献２】特許第３６０４３２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２に記載の従来の回転電機の電機子においては、電機子巻線が装着された直方体の積層鉄心を円環状に曲げる工程を省略することができるが、スロット数が多くなるほど、鉄心ブロックの個数が増えるので、部品点数が増大し、製造時の運搬や取り扱いに手間がかかり、製造コストが増大するという課題があった。
【０００８】
この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、鉄心ブロックの構成を工夫して、スロット数の増加にともなう鉄心ブロックの個数の増加を抑え、製造時の運搬や取り扱いの手間を省き、製造コストの増大を抑制できる電機子およびその電機子を備えた回転電機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明による電機子は、ティースがそれぞれ円環状の鉄心バックヨークの内周壁面から径方向内方に延出して周方向に所定のピッチで配列され、スロットが隣り合うティース間に形成された電機子鉄心と、上記電機子鉄心のスロットに挿入されて該電機子鉄心に装着される巻線アッセンブリと、を備えている。上記電機子鉄心は、複数の鉄心ブロックを周方向に配列して構成され、上記鉄心ブロックは、断面円弧形の大鉄心バックヨーク部、および該大鉄心バックヨーク部の内周壁面から径方向内方に延出された２本の上記ティースを有する１つの２ティース鉄心と、上記２ティース鉄心の周方向両側に１つずつ配設され、それぞれ、断面円弧形の小鉄心バックヨーク部、および該小鉄心バックヨーク部の内周壁面から径方向内方に延出された１本の上記ティースを有する１ティース鉄心と、を備え、上記２ティース鉄心と２つの上記１ティース鉄心とは、上記大鉄心バックヨーク部と上記小鉄心バックヨーク部の外周部同士を屈曲可能な薄肉部で連結されて一続きに繋がれている。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、鉄心ブロックを構成する２ティース鉄心と２つの１ティース鉄心とが、大鉄心バックヨーク部と小鉄心バックヨーク部の外周部同士を屈曲可能な薄肉部で連結されて一続きに繋がれているので、２ティース鉄心に対して１ティース鉄心を開閉できる。これにより、予め環状に巻回して作製された巻線アッセンブリに対して、１ティース鉄心と巻線アッセンブリとの干渉を回避しつつ、鉄心ブロックを外周側から装着できる。そこで、スロット数の増加にともなう鉄心ブロックの個数の増加が抑えられ、製造時の運搬や取り扱いの手間を省くことができ、製造コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る回転電機を示す片側断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る回転電機の構成を説明する斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される固定子を示す斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される固定子鉄心を構成する鉄心ブロックを示す斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される固定子の巻線アッセンブリを示す斜視図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を示す斜視図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を第１および第２直線部の長さ方向と直交する平面で切った断面図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子の組み立て方法を説明する図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子の組み立て方法を説明する図である。
【図１０】この発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子の組み立て方法を説明する図である。
【図１１】この発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子の組み立て方法を説明する図である。
【図１２】この発明の実施の形態２に係る回転電機に適用される固定子鉄心を構成する鉄心ブロックを示す平面図である。
【図１３】この発明の実施の形態２に係る回転電機における固定子の組み立て方法を説明する図である。
【図１４】この発明の実施の形態２に係る回転電機における固定子の組み立て方法を説明する図である。
【図１５】この発明の実施の形態２に係る回転電機における固定子の組み立て方法を説明する図である。
【図１６】この発明の実施の形態３に係る回転電機に適用される固定子鉄心を構成する鉄心ブロックの２ティース鉄心を構成する前の状態を示す平面図である。
【図１７】この発明の実施の形態３に係る回転電機に適用される固定子鉄心を構成する鉄心ブロックを示す平面図である。
【図１８】この発明の実施の形態３に係る回転電機に適用される固定子鉄心を構成する鉄心ブロックの製造方法を説明する平面図である。
【図１９】この発明の実施の形態４に係る回転電機に適用される固定子鉄心を構成する鉄心ブロックを示す平面図である。
【図２０】この発明の実施の形態４に係る回転電機における固定子の組み立て方法を説明する図である。
【図２１】この発明の実施の形態４に係る回転電機における固定子の組み立て方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明による電機子および回転電機の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
【００１３】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る回転電機を示す片側断面図、図２はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の構成を説明する斜視図、図３はこの発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される固定子を示す斜視図、図４はこの発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される固定子鉄心を構成する鉄心ブロックを示す斜視図、図５はこの発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される固定子の巻線アッセンブリを示す斜視図、図６はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を示す斜視図、図７はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を第１および第２直線部の長さ方向と直交する平面で切った断面図である。
【００１４】
図１および図２において、回転電機１００は、有底円筒状のフレーム２およびフレーム２の開口を塞ぐ端板３を有するハウジング１と、フレーム２内に収納されてフレーム２の円筒部に固着された電機子としての固定子１０と、フレーム２の底部および端板３にベアリング４を介して回転可能に支持された回転軸６に固着されて、固定子１０の内周側に回転可能に配設された回転子５と、を備え、８極４８スロットのインナーロータ型の電動機或いは発電機として動作する。
【００１５】
回転子５は、軸心位置を貫通する回転軸６に固着された回転子鉄心７と、回転子鉄心７の外周面側に埋め込まれて周方向に所定のピッチで配列され、磁極を構成する永久磁石８と、を備えた永久磁石型回転子である。なお、回転子５は、永久磁石式回転子に限定されず、絶縁しない回転子導体を、回転子鉄心のスロットに収納して、両側を短絡環で短絡したかご形回転子や、絶縁した導体線を回転子鉄心のスロットに装着した巻線形回転子を用いてもよい。
【００１６】
つぎに、固定子１０の構成について、図３から図７を参照して具体的に説明する。
【００１７】
固定子１０は、図３に示されるように、電機子鉄心としての固定子鉄心１１と、固定子鉄心１１に装着された巻線アッセンブリ２１と、スロット１６内に装着されて固定子鉄心１１と巻線アッセンブリ２１とを絶縁するスロットセル２５と、を備えている。
【００１８】
鉄心ブロック１２は、図４に示されるように、それぞれ、所定枚数の電磁鋼板を積層一体化して作製され、断面円弧形の大鉄心バックヨーク部１３ａ、および大鉄心バックヨーク部１３ａの内周壁面から径方向内方に延びるように形成された２本のティース１３ｂを備えた２ティース鉄心１３と、断面円弧形の小鉄心バックヨーク部１４ａ、および小鉄心バックヨーク部１４ａの内周壁面から径方向内方に延びるように形成された１本のティース１４ｂを備え、２ティース鉄心１３の周方向両側に配置される２つの１ティース鉄心１４とを有している。そして、２つの１ティース鉄心１４は、それぞれ、小鉄心バックヨーク部１４ａの外周部を大鉄心バックヨーク部１３ａの外周部に屈曲可能な薄肉部１５により連結され、２ティース鉄心１３の周方向両側に薄肉部１５を中心として開閉可能に一続きに繋がれている。
【００１９】
そして、固定子鉄心１１は、ティース１３ｂ，１４ｂを径方向内方に向けて、大鉄心バックヨーク部１３ａおよび小鉄心バックヨーク部１４ａの周方向側面同士を突き合わせて、１２個の鉄心ブロック１２を周方向に配列して、円環状に構成されている。小鉄心バックヨーク部１４ａは大鉄心バックヨーク部１３ａを周方向に２等分した形状となっており、ティース１３ｂ、１４ｂは、同一形状に形成されている。そこで、周方向に隣り合うティース１３ｂ、１４ｂ間に構成されるスロット１６が、内周側に開口して、周方向に等角ピッチで４８個配列されている。また、ティース１３ｂ、１４ｂは周方向幅が径方向内方に向って漸次狭くなる先細り形状に形成されており、スロット１６の断面は長方形となっている。なお、大鉄心バックヨーク部１３ａおよび小鉄心バックヨーク部１４ａの周方向側面同士を突き合わせた状態の鉄心ブロック１２は、円環状の固定子鉄心１１を周方向に１２等分割した形状となっている。
【００２０】
巻線体２２は、図６および図７に示されるように、６スロット角度間隔θ離れて２列となった、各列に互いに接して４本ずつ配列された第１および第２直線部２２ａ，２２ｂと、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間で、長さ方向の一端同士と他端同士とを交互に連結する第１および第２コイルエンド２２ｃ，２２ｄと、第１および第２コイルエンド２２ｃ，２２ｄの長さ方向中央部に形成され、連結される第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの配列方向の位置を配列方向に所定量変位させる第１および第２ノーズ部２２ｅ，２２ｆと、を備えている。
【００２１】
ここでは、第１および第２ノーズ部２２ｅ，２２ｆは、１列に配列された４本の第１直線部２２ａの列が連続する６つのティース１３ｂ，１４ｂの一側のスロット１６の径方向内方に挿入され、１列に配列された４本の第２直線部２２ｂの列が連続する６つのティース１３ｂ，１４ｂの他側のスロット１６の径方向外方に挿入されるように、連結される第１および第２直線部２２ａ，２２ｂを配列方向に変位させている。なお、６スロット角度間隔θとは、連続する６つのティース１３ｂ，１４ｂの両側のスロット１６のスロット中心間の間隔であり、１磁極ピッチに相当する。
【００２２】
巻線体２２を作製するには、例えば、エナメル樹脂で絶縁被覆された、かつ接続部のない連続した銅線やアルミニウム線などからなる長方形断面の導体線２３を、第１直線部２２ａと第２直線部２２ｂとの端部同士を円弧状の第１および第２コイルエンド２２ｃ，２２ｄでつないだトラック状に４回巻き回してコイル体を作製する。ついで、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの各列をチャックし、さらに第１および第２コイルエンド２２ｃ，２２ｄの各列の長さ方向中央部分（第１および第２ノーズ部２２ｅ，２２ｆ）をチャックして、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの各列が１磁極ピッチ離れたスロット１６の対に挿入できる形状にコイル体を変形し、巻線体２２が作製される。
【００２３】
巻線アッセンブリ２１は、図５に示されるように、４８個の巻線体２２を１スロットピッチで周方向に配列して構成される。このように構成された巻線アッセンブリ２１では、径方向に１列に配列された８本の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列が、１スロットピッチで周方向に４８個配列されている。そして、絶縁性シートをコ字状に曲げ成形されたスロットセル２５が、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列に外径側から装着され、接着剤などにより第１および第２直線部２２ａ，２２ｂに固着されている。これにより、巻線アッセンブリ２１を構成する４８個の巻線体２２が連結一体化される。なお、図示していないが、巻線体２２を固定する治具を用いて、４８個の巻線体２２を巻線アッセンブリ２１の形となるように固定してもよい。
【００２４】
つぎに、固定子１０の組み立て方法について図８から図１１を参照しつつ説明する。図８から図１１はそれぞれこの発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子の組み立て方法を説明する図であり、図８は鉄心ブロックを巻線アッセンブリに装着する前の状態を示し、図９および図１０はそれぞれ鉄心ブロックを巻線アッセンブリに装着する途中の状態を示し、図１１は鉄心ブロックを巻線アッセンブリに装着した状態を示している。なお、図８から図１１では、便宜上、巻線アッセンブリ２１は第１および第２直線部２２ａ，２２ｂのみで表されている。
【００２５】
まず、図８に示されるように、２つの１ティース鉄心１４を２ティース鉄心１３に対して薄肉部１５を中心に開き、２ティース鉄心１３のティース１３ｂが第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間の径方向外方に位置するように鉄心ブロック１２を巻線アッセンブリ２１の外周側に配置する。これにより、２ティース鉄心１３のスロット１６は第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列の径方向外方に位置する。さらに、図示していないが、一対のガイド部材２４が、巻線アッセンブリ２１の外周側、かつ鉄心ブロック１２の周方向両側にセットされる。一対のガイド部材２４の周方向に相対する内周壁面は、固定子鉄心１１における連続する６つのティース１３ｂ，１４ｂの両側のスロット１６のスロット中心を通る平面形状に形成されている。
【００２６】
ついで、２ティース鉄心１３のスロット１６内に第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列を挿入するように、鉄心ブロック１２を径方向内方に移動させる。このとき、両側の１ティース鉄心１４は２ティース鉄心１３に対して薄肉部１５を中心に開いているので、ティース１４ｂが第１および第２直線部２２ａ，２２ｂに当たることなく、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列が２ティース鉄心１３のスロット１６内に挿入される。
【００２７】
そして、鉄心ブロック１２が径方向内方に移動するにつれ、２つの１ティース鉄心１４は、図９および図１０に示されるように、一対のガイド部材２４の相対する内周壁面にガイドされて、ティース１４ｂの先端側がティース１３ｂに向かうように、２ティース鉄心１３に対して薄肉部１５を中心に閉じられる。これにより、ティース１４ｂは、長さ方向の角度を変えながら、外径側の４本の第２直線部２２ｂとの干渉を回避し、ついで内径側の４本の第１直線部２２ａとの干渉を回避して、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間に挿入される。
【００２８】
そして、２つの１ティース鉄心１４の周方向外側の側面が、それぞれ一対のガイド部材２４の相対する内周壁面に面接触すると、２つの１ティース鉄心１４の周方向内側の側面が２ティース鉄心１３の周方向の両側面に突き合わされ、鉄心ブロック１２のそれ以上の径方向内方への移動が阻止される。これにより、図１１に示されるように、ティース１３ｂ，１４ｂがそれぞれ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間に完全に挿入され、１つの鉄心ブロック１２が巻線アッセンブリ２１に装着される。この操作を繰り返し、固定子鉄心１１の１周分の１２個の鉄心ブロック１２を巻線アッセンブリ２１に順次装着し、固定子１０が組み立てられる。
【００２９】
ついで、固定子１０をフレーム２の円筒部に圧入あるいは焼き嵌めにより固着して、周方向に配列された１２個の鉄心ブロック１２が一体化され、円筒状の固定子鉄心１１が構成される。巻線アッセンブリ２１は、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂをスロット１６のそれぞれに径方向に１列に整列されて並んで収納されて、固定子鉄心１１に装着されている。
【００３０】
このように組み立てられた固定子１０では、巻線体２２の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂは、固定子鉄心１１における連続する６つのティース１３ｂ，１４ｂの両側のスロット１６に収納されるので、巻線アッセンブリ２１は、分布巻きの巻線となる。また、８本の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが、長方形断面の長辺を周方向に向けて、互いに接して、径方向に１列に並んで、スロット１６のそれぞれに収納されているので、占積率が高められる。４本の第１直線部２２ａがスロット１６内の内径側に収納され、４本の第２直線部２２ｂがスロット１６内の外径側に収納されている。スロットセル２５が、スロット１６内に装着され、１列に配列された第１および第２直線部２２ａ，２２ｂをスロット１６の内周面から隔離し、固定子鉄心１１と巻線アッセンブリ２１との間の電気絶縁性を確保している。
【００３１】
この実施の形態１によれば、２つの１ティース鉄心１４を１つの２ティース鉄心１３の両側に薄肉部１５を中心に開閉可能に連結して鉄心ブロック１２を構成しているので、予め環状に作製された巻線アッセンブリ２１に対して外周側から鉄心ブロック１２を装着して、巻線アッセンブリ２１が円環状の固定子鉄心１１に装着された固定子１０を組み立てることができる。そこで、導体線２３の断面積が大きくなっても、円環状の固定子鉄心１１を簡易に作製できるとともに、巻線アッセンブリ２１の形状の崩れの発生が抑制され、性能低下を抑えることができ、回転電機の高出力化に対応できる。また、特許文献２では、４８個の鉄心ブロックが必要であったが、この実施の形態１では、鉄心ブロック１２の個数が１２個となり、部品点数が削減され、製造時の運搬や取り扱いが容易となり、製造コストを低減することができる。
【００３２】
また、鉄心ブロック１２の中心を２ティース鉄心１３としているので、鉄心ブロック１２を巻線アッセンブリ２１に挿入する際に、巻線体２２の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが２ティース鉄心１３に構成されたスロット１６のガイドとなり、鉄心ブロック１２の挿入時の傾きや位置を安定させて鉄心ブロック１２を挿入することができる。そこで、鉄心ブロック１２の巻線アセンブリ２１への挿入が容易となり、固定子１０の組立性が向上されるとともに、巻線アッセンブリ２１の導体線に被覆されている絶縁被膜の損傷発生が抑制される。
【００３３】
なお、上記実施の形態１では、１２個の鉄心ブロック１２を巻線アッセンブリ２１に外周側から順次装着して組み立てられた固定子１０をフレーム２の円筒部に圧入あるいは焼き嵌めにより、固着して、周方向に配列された１２個の鉄心ブロック１２を一体化して円環状の固定子鉄心１１を作製しているが、１２個の鉄心ブロック１２を巻線アッセンブリ２１に外周側から順次装着した後、隣り合う鉄心ブロック１２を溶接などにより接合一体化して、円環状の固定子鉄心１１を作製してもよい。
【００３４】
実施の形態２．
図１２はこの発明の実施の形態２に係る回転電機に適用される固定子鉄心を構成する鉄心ブロックを示す平面図、図１３から図１５はそれぞれこの発明の実施の形態２に係る回転電機における固定子の組み立て方法を説明する図である。なお、図１３から図１５では、便宜上、巻線アッセンブリ２１は第１および第２直線部２２ａ，２２ｂのみで表され、スロットセルが省略されている。
【００３５】
図１２から図１５において、巻線アッセンブリ２１Ａは、導体線を２回巻き回して作製された巻線体を１スロットピッチで周方向に配列して構成されている。そして、径方向に１列に配列された４本の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列が、１スロットピッチで周方向に４８個配列されている。
【００３６】
鉄心ブロック１２Ａは、１つの２ティース鉄心１３Ａと、２ティース鉄心１３Ａの周方向両側に２つずつ配設された４つの１ティース鉄心１４Ａとから構成されている。そして、１つの２ティース鉄心１３Ａおよび４つの１ティース鉄心１４Ａが、それぞれ、大鉄心バックヨーク部１３ａの外周部と小鉄心バックヨーク部１４ａの外周部とを薄肉部１５により連結され、さらに小鉄心バックヨーク部１４ａの外周部同士を薄肉部１５により連結されて、互いに、薄肉部１５を中心として開閉可能に一続きに繋がれている。鉄心ブロック１２Ａにおけるティース１３ｂ，１４ｂの長さは、鉄心ブロック１２に比べて、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列の配列長さに合わせて短くなっている。
【００３７】
なお、この実施の形態２では、鉄心ブロック１２および巻線アッセンブリ２１に替えて鉄心ブロック１２Ａおよび巻線アッセンブリ２１Ａを用いている点を除いて、上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００３８】
ここで、実施の形態２による固定子の組み立て方法について図１３から図１５を参照しつつ説明する。
【００３９】
まず、図１３に示されるように、内側の２つの１ティース鉄心１４Ａを２ティース鉄心１３Ａに対して薄肉部１５を中心に開き、さらに外側の２つの１ティース鉄心１４Ａを内側の１ティース鉄心１４Ａに対して薄肉部１５を中心に開き、ティース１３ｂが第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間の径方向外方に位置するように鉄心ブロック１２Ａを巻線アッセンブリ２１Ａの外周側に配置する。このとき、２ティース鉄心１３Ａのスロット１６は第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列の径方向外方に位置する。さらに、図示していないが、一対のガイド部材が、巻線アッセンブリ２１Ａの外周側、かつ鉄心ブロック１２Ａの周方向の両側にセットされる。
【００４０】
ついで、２ティース鉄心１３Ａのスロット１６内に第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列を挿入するように、鉄心ブロック１２Ａを径方向内方に移動させる。このとき、４つの１ティース鉄心１４Ａは薄肉部１５を中心に開いているので、４つの１ティース鉄心１４Ａのティース１４ｂが第１および第２直線部２２ａ，２２ｂに当たることなく、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列が２ティース鉄心１３Ａのスロット１６内に挿入される。
【００４１】
そして、鉄心ブロック１２Ａが径方向内方に移動するにつれ、外側の２つの１ティース鉄心１４Ａは、一対のガイド部材の相対する内周壁面にガイドされて、ティース１４ｂの先端側がティース１３ｂに向かうように、内側の１ティース鉄心１４Ａに対して薄肉部１５を中心に閉じられる。さらに、外側の２つの１ティース鉄心１４Ａの動きに応じて、内側の２つの１ティース鉄心１４Ａが２ティース鉄心１３Ａに対して薄肉部１５を中心に閉じられる。これにより、図１４に示されるように、ティース１４ｂは、それぞれ、長さ方向の角度を変えながら、外径側の２本の第２直線部２２ｂとの干渉を回避し、ついで内径側の２本の第１直線部２２ａとの干渉を回避して、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間に挿入される。
【００４２】
そして、外側の２つの１ティース鉄心１４Ａの周方向外側の側面が、それぞれ一対のガイド部材の相対する内周壁面に面接触すると、隣り合う１ティース鉄心１４Ａの周方向の相対する側面同士が突き合わされ、内側の２つの１ティース鉄心１４Ａの周方向内側の側面が２ティース鉄心１３Ａの周方向の両側面に突き合わされ、鉄心ブロック１２Ａのそれ以上の径方向内方への移動が阻止される。これにより、図１５に示されるように、ティース１３ｂ，１４ｂがそれぞれ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間に完全に挿入され、鉄心ブロック１２Ａが巻線アッセンブリ２１Ａに装着される。この操作を繰り返し、固定子鉄心の１周分の８個の鉄心ブロック１２Ａを巻線アッセンブリ２１Ａに順次装着し、固定子が組み立てられる。
【００４３】
したがって、この実施の形態２においても、導体線２３の断面積が大きくなっても、円環状の固定子鉄心を簡易に作製できるとともに、巻線アッセンブリ２１Ａの形状の崩れの発生が抑制され、性能低下を抑えることができ、回転電機の高出力化に対応できる。
この実施の形態２においては、鉄心ブロック１２Ａの個数が８個となり、部品点数が削減され、製造時の運搬や取り扱いがより容易となり、製造コストを一層低減することができる。
【００４４】
実施の形態３．
図１６はこの発明の実施の形態３に係る回転電機に適用される固定子鉄心を構成する鉄心ブロックの２ティース鉄心を構成する前の状態を示す平面図、図１７はこの発明の実施の形態３に係る回転電機に適用される固定子鉄心を構成する鉄心ブロックを示す平面図、図１８はこの発明の実施の形態３に係る回転電機に適用される固定子鉄心を構成する鉄心ブロックの製造方法を説明する平面図である。
【００４５】
図１６において、鉄心ブロック１２Ｂは、周方向に並んで配設された第１および第２の１ティース鉄心３０Ａ，３０Ｂと、第１および第２の１ティース鉄心３０Ａ，３０Ｂの周方向両側に１つずつ配設された２つの１ティース鉄心１４とから構成されている。第１の１ティース鉄心３０Ａは、それぞれ、断面円弧形の第１小鉄心バックヨーク部３０ａと、第１小鉄心バックヨーク部３０ａの内周壁面から径方向内方に延びるように形成された１本のティース１３ｂと、第１小鉄心バックヨーク部３０ａの周方向の一側の側面に形成された嵌合部３１ａとを備えている。第２の１ティース鉄心３０Ｂは、それぞれ、断面円弧形の第２小鉄心バックヨーク部３０ｂと、第２小鉄心バックヨーク部３０ｂの内周壁面から径方向内方に延びるように形成された１本のティース１３ｂと、第２小鉄心バックヨーク部３０ｂの周方向の他側の側面に形成された嵌合部３１ｂとを備えている。
【００４６】
第１および第２の１ティース鉄心３０Ａ，３０Ｂおよび２つの１ティース鉄心１４が、それぞれ、第１小鉄心バックヨーク部３０ａの外周部と小鉄心バックヨーク部１４ａの外周部とを薄肉部１５により連結され、第１および第２小鉄心バックヨーク部３０ａ，３０ｂの外周部同士を薄肉部１５により連結され、さらに、第２小鉄心バックヨーク部３０ｂの外周部と小鉄心バックヨーク部１４ａの外周部とを薄肉部１５により連結されて、互いに、薄肉部１５を中心として開閉可能に一続きに繋がれている。
【００４７】
そして、薄肉部１５を中心として第１および第２の１ティース鉄心３０Ａ，３０Ｂを閉じて、第１小鉄心バックヨーク部３０ａの周方向の一側の側面と第２小鉄心バックヨーク部３０ｂの周方向の他側の側面とを突き合わせ、第１および第２小鉄心バックヨーク部３０ａ，３０ｂの嵌合部３１ａ，３１ｂ同士を嵌合させる。これにより、第１および第２の１ティース鉄心３０Ａ，３０Ｂが一体化されて２ティース鉄心を構成する。そこで、鉄心ブロック１２Ｂは、図１７に示されるように、実施の形態１における鉄心ブロック１２と実質的に同じ構成となる。
したがって、実施の形態３においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００４８】
このように構成された鉄心ブロック１２Ｂは、プレス加工機により電磁鋼板シート４０から打ち抜かれた電磁鋼板片３５を所定枚積層し、カシメなどにより一体化して作製される。電磁鋼板片３５は、鉄心バックヨーク部３６ａ，３７ａ，３８ａとティース部３６ｂ，３７ｂ，３８ｂとからなる４つの鉄心片３６，３７，３８を、鉄心バックヨーク部３８ａ，３６ａの外周端同士を薄肉片３９で連結され、鉄心バックヨーク部３６ａ，３７ａの外周端同士を薄肉片３９で連結され、さらに鉄心バックヨーク部３７ａ，３８ａの外周端同士を薄肉片３９で連結されて１列に一続きに並んで構成される。このとき、４つの鉄心片３６，３７，３８が薄肉片３９により開閉可能に連結されているので、４つの鉄心片３６，３７，３８をティース部３６ｂ，３７ｂ，３８ｂの長さ方向が互いに平行となるように展開できる。そこで、図１８に示されるように、ティース部３６ｂ，３７ｂ，３８ｂの長さ方向を電磁鋼板シート４０の長さ方向に一致させて、かつティース部３６ｂ，３７ｂ，３８ｂが噛み合うように、電磁鋼板片３５を打ち抜くことができるので、歩留まりを高めることができる。
【００４９】
ここで、所定枚の鉄心片３６を積層・一体化して第１の１ティース鉄心３０Ａが構成される。そして、鉄心バックヨーク部３６ａの積層部が第１小鉄心バックヨーク部３０ａを構成し、ティース部３６ｂの積層部がティース１３ｂを構成する。また、鉄心バックヨーク部３６ａの周方向の一側の側面に形成された嵌合部３６ｃの積層部が嵌合部３１ａを構成する。
【００５０】
所定枚の鉄心片３７を積層・一体化して第２の１ティース鉄心３０Ｂが構成される。そして、鉄心バックヨーク部３７ａの積層部が第２小鉄心バックヨーク部３０ｂを構成し、ティース部３７ｂの積層部がティース１３ｂを構成する。また、鉄心バックヨーク部３７ａの周方向の他側の側面に形成された嵌合部３７ｃの積層部が嵌合部３１ｂを構成する。
【００５１】
所定枚の鉄心片３８を積層・一体化して１ティース鉄心１４が構成される。そして、鉄心バックヨーク部３８ａの積層部が小鉄心バックヨーク部１４ａを構成し、ティース部３８ｂの積層部がティース１４ｂを構成する。さらに、薄肉片３９の積層部がそれぞれ薄肉部１５を構成する。
【００５２】
実施の形態４．
図１９はこの発明の実施の形態４に係る回転電機に適用される固定子鉄心を構成する鉄心ブロックを示す平面図、図２０はこの発明の実施の形態４に係る回転電機における固定子の組み立て方法を説明する図、図２１はこの発明の実施の形態４に係る回転電機における固定子の組み立て方法を説明する図である。なお、図２０および図２１では、便宜上、スロットセルが省略されている。
【００５３】
図１９において、鉄心ブロック１２Ｃは、断面円弧形の大鉄心バックヨーク部１３ａ、大鉄心バックヨーク部１３ａの内周壁面から径方向内方に延びるように形成された２本のティース１３ｂ、およびティース１３ｂの先端面の周方向の両側部から径方向内方に突出された突起部１３ｃを備えた２ティース鉄心１３Ｃと、断面円弧形の小鉄心バックヨーク部１４ａ、小鉄心バックヨーク部１４ａの内周壁面から径方向内方に延びるように形成された１本のティース１４ｂ、およびティース１４ｂの先端面の周方向の両側部から径方向内方に突出された突起部１４ｃを備え、２ティース鉄心１３Ｃの周方向両側に配置される２つの１ティース鉄心１４Ｃとを有している。そして、２つの１ティース鉄心１４Ｃは、それぞれ、小鉄心バックヨーク部１４ａの外周部を大鉄心バックヨーク部１３ａの外周部に屈曲可能な薄肉部１５を介して連結され、２ティース鉄心１３Ｃの周方向両側に薄肉部１５を中心として開閉可能に一続きに繋がれている。
【００５４】
鉄心ブロック１２Ｃは、突起部１３ｃ，１４ｃがティース１３ｂ，１４ｂの先端面の周方向の両側部から径方向内方に突出されている点を除いて、実施の形態１における鉄心ブロック１２と同様に構成されている。したがって、鉄心ブロック１２Ｃは、上記実施の形態１と同様にして、巻線アッセンブリ２１に装着される。このとき、突起部１３ｃ，１４ｃは、ティース１３ｂ，１４ｂの先端面から径方向内方に延出し、ティース１３ｂ，１４ｂから周方向外方に延出していないので、鉄心ブロック１２Ｃを巻線アッセンブリ２１に装着する際に、突起部１３ｃ，１４ｃは、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列と干渉せず、鉄心ブロック１２Ｃをスムーズに巻線アッセンブリ２１に装着できる。
【００５５】
巻線アッセンブリ２１に装着された鉄心ブロック１２Ｃでは、図２０に示されるように、ティース１３ｂ，１４ｂが、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間のそれぞれに挿入され、その先端面が径方向内方に延出している。そして、ティース１３ｂ，１４ｂの先端面から径方向内方に延出している突起部１３ｃ，１４ｃが、図２１に示されるように、周方向外方に折り曲げられ、スロット１６の開口幅を狭めている。
【００５６】
この実施の形態４によれば、スロット１６の開口幅がティース１３ｂ，１４ｂの先端面に形成された突起部１３ｃ，１４ｃにより狭められているので、巻線アッセンブリ２１の第１直線部２２ａの飛び出しを防止することができる。さらに、固定子からの磁束が、スロット１６の開口側に延出する突起部１３ｃ，１４ｃを介して回転子５に効率的に伝達されるので、回転電機の高出力化が図られる。
【００５７】
なお、上記各実施の形態では、２ティース鉄心の両側に１個又は２個の１ティース鉄心を一続きに連結しているが、２ティース鉄心１３の両側に連結される１ティース鉄心の個数は１個又は２個に限定されない。つまり、２ティース鉄心の両側に連結される１ティース鉄心の個数は、鉄心ブロックを巻線アッセンブリに装着する際に、１ティース鉄心のティースと第１および第２直線部の列との干渉を回避できるように、固定子鉄心の径やティース長さに応じて、適宜設定される。
また、上記各実施の形態では、２ティース鉄心の両側に同数の１ティース鉄心を連結しているが、２ティース鉄心の両側に連結される１ティース鉄心の個数は異なってもよい。
【００５８】
また、上記各実施の形態では、長方形断面の導体線を用いて巻線体を作製しているが、円形断面の導体線を用いて巻線体を作製してもよい。この場合、導体線の曲げ加工が容易となる。
また、上記各実施の形態では、巻線アッセンブリが導体線をトラック状に複数回巻いて構成された巻線体を周方向に１スロットピッチで配列して構成されているが、巻線アッセンブリはこの構成に限定されず、環状に構成されていればよく、例えば導体線を波巻きに巻いて構成された波巻き巻線でもよい。
【００５９】
また、上記各実施の形態では、８極４８スロットの回転電機について説明しているが、極数およびスロット数は、８極４８スロットに限定されない。
また、上記各実施の形態では、電機子として固定子について説明しているが、アウターロータ型の巻線形回転子に適用しても、同様の効果を奏する。
【符号の説明】
【００６０】
１０  固定子（電機子）、１１  固定子鉄心（電機子鉄心）、１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ  鉄心ブロック、１３，１３Ａ，１３Ｃ  ２ティース鉄心、１３ａ  大鉄心バックヨーク部、１３ｂ  ティース、１３ｃ  突起部、１４，１４Ａ，１４Ｃ  １ティース鉄心、１４ａ  大鉄心バックヨーク部、１４ｂ  ティース、１４ｃ  突起部、１５  薄肉部、１６  スロット、２１，２１Ａ  巻線アッセンブリ、３０Ａ  第１の１ティース鉄心、３０ａ  第１小鉄心バックヨーク部、３０Ｂ  第２の１ティース鉄心、３０ｂ  第２小鉄心バックヨーク部、３１ａ，３１ｂ  嵌合部。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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