(57)【要約】  この発明による分割コア連結体は、それぞれ、コアバックとティースを有する複数の分割コアと、それぞれ、前記コアバック同士を連結して、前記複数の分割コアを一続きに、かつ直線状に配列させる複数の連結部と、を備え、前記複数の分割コアおよび前記複数の連結部のそれぞれは、磁性薄板の積層体であり、前記複数の連結部のそれぞれは、隣り合うコアバック間の隙間に隣接する姿勢保持部と、前記隣り合うコアバックの相対する外周側の角部の一方の角部と前記姿勢保持部とを連結する第１の薄肉部と、前記隣り合うコアバックの相対する外周側の角部の他方の角部と前記姿勢保持部とを連結する第２の薄肉部と、を有し、前記積層体の積層方向から見て、前記姿勢保持部は、前記隣り合うコアバックより外径側に突出している。
2019039518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ、コアバックとティースを有する複数の分割コアと、
それぞれ、前記コアバック同士を連結して、前記複数の分割コアを一続きに、かつ直線状に配列させる複数の連結部と、を備え、
前記複数の分割コアおよび前記複数の連結部のそれぞれは、磁性薄板の積層体であり、
前記複数の連結部のそれぞれは、隣り合うコアバック間の隙間に隣接する姿勢保持部と、前記隣り合うコアバックの相対する外周側の角部の一方の角部と前記姿勢保持部とを連結する第１の薄肉部と、前記隣り合うコアバックの相対する外周側の角部の他方の角部と前記姿勢保持部とを連結する第２の薄肉部と、を有し、
前記積層体の積層方向から見て、前記姿勢保持部は、前記隣り合うコアバックより外径側に突出している分割コア連結体。
【請求項２】
前記積層体の積層方向から見て、前記隣り合うコアバックの相対する側辺の延長線の交点が、前記隣り合うコアバックの外周辺をつなぐ仮想線より外径側に位置している請求項１記載の分割コア連結体。
【請求項３】
前記複数の姿勢保持部のそれぞれを構成する、積層された前記磁性薄板同士が、第１の固定部材により固定されている請求項１または請求項２記載の分割コア連結体。
【請求項４】
前記第１の固定部材は、かしめ部または溶接部である請求項３記載の分割コア連結体。
【請求項５】
前記複数の分割コアのそれぞれを構成する、積層された前記磁性薄板同士が、第２の固定部材により固定されている請求項３または請求項４記載の分割コア連結体。
【請求項６】
前記第２の固定部材は、接着部である請求項５記載の分割コア連結体。
【請求項７】
前記複数の姿勢保持部材のそれぞれは、前記第１の薄肉部により、前記隣り合うコアバックの一方のコアバックを構成する磁性薄板の一部と接続され、前記第２の薄肉部により、前記隣り合うコアバックの他方のコアバックを構成する磁性薄板の一部と接続されている請求項５または請求項６記載の分割コア連結体。
【請求項８】
前記第１の薄肉部および前記第２の薄肉部のそれぞれは、最小幅部を有し、
前記最小幅部は、前記第１の薄肉部および前記第２の薄肉部が連結されているコアバックの外周面より内側、かつ当該コアバックの側面より内側に位置している請求項３から請求項７のいずれか１項に記載の分割コア連結体。
【請求項９】
磁性の長尺帯状体からコア片連結体を打ち抜くプレス工程と、
打ち抜かれた前記コア片連結体を積層して分割コア連結体を作製する積層工程と、
前記分割コア連結体から分割コアを分離する分離工程と、を備え、
前記長尺帯状体から打ち抜かれた前記コア片連結体は、コアバック部およびティース部を有する複数のコア片が、前記コアバック部同士を連結片により連結されて、一続きに、かつ直線状に配列されて構成され、
前記連結片は、隣り合うコアバック部間の隙間に隣接する姿勢保持片と、隣り合うコアバック部の相対する外周側の角部の一方の角部と前記姿勢保持片とを連結する第１の薄肉片と、前記隣り合うコアバック部の相対する外周側の角部の他方の角部と前記姿勢保持片とを連結する第２の薄肉片と、を有し、
前記コア片の板厚方向から見て、前記姿勢保持片は、前記隣り合うコアバック部より外径側に突出しており、
前記分割コア連結体は、前記コアバック部の積層体であるコアバックおよび前記ティース部の積層体であるティースからなる前記分割コアが、前記第１の薄肉片の積層体である第１の薄肉部、前記姿勢保持片の積層体である姿勢保持部および前記第２の薄肉片の積層体である第２の薄肉部により連結されて一つ続きに、かつ直線状に配列されて構成されている電機子の製造方法。
【請求項１０】
前記分離工程は、前記コア片の面内で、前記姿勢保持部または前記コアバックを往復運動させることにより、前記第１の薄肉部および前記第２の薄肉部を切断する請求項９記載の電機子の製造方法。
【請求項１１】
前記コア片の板厚方向から見て、前記隣り合うコアバック部の相対する側片の延長線の交点が、前記隣り合うコアバック部の外周片をつなぐ仮想線より外径側に位置している請求項９または請求項１０に記載の電機子の製造方法。
【請求項１２】
前記プレス工程において、前記コア片連結体は、
前記コア片の配列方向が前記長尺帯状体の幅方向に一致し、
前記コア片の前記ティース部が前記長尺帯状体の送り方向の一側を向き、かつ
前記姿勢保持部が、前記長尺帯状体の送り方向の他側の前記コア片連結体の前記ティース部間に位置する状態で前記長尺帯状体から打ち抜かれる請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の電機子の製造方法。
【請求項１３】
前記プレス工程において、前記コア片連結体は、
前記コア片の配列方向が前記長尺帯状体の幅方向に一致し、かつ
前記長尺帯状体の送り方向に隣り合うコア片連結体の一方のコア片連結体のティース部が、他方のコア片連結体のティース部間に位置する状態で前記長尺帯状体から打ち抜かれる請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の電機子の製造方法。
【請求項１４】
前記プレス工程において、前記コア片連結体は、
前記コア片の配列方向が前記長尺帯状体の幅方向に一致し、かつ
前記長尺帯状体の送り方向に隣り合うコア片連結体の一方のコア片連結体のティース部が、他方のコア片連結体のコアバック部間に位置する状態で前記長尺帯状体から打ち抜かれる請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の電機子の製造方法。
【請求項１５】
前記分離工程に先立って、
前記分割コア連結体の前記第１の薄肉部および前記第２の薄肉部を屈曲させて、前記姿勢保持部を中心に隣り合う分割コアの一方の分割コアを他方の分割コアに対して開脚させ、前記一方の分割コアの前記ティースに絶縁部材を装着する絶縁部材装着工程と、
前記絶縁部材が装着された前記ティースにワイヤを巻き付けるコイル装着工程と、をさらに備える請求項９から請求項１４のいずれか１項に記載の電機子の製造方法。
【請求項１６】
前記分離工程に先立って、
前記分割コア連結体の前記第１の薄肉部および前記第２の薄肉部を屈曲させて、隣り合う分割コア間の距離を広げて、直線状に展開された前記分割コア連結体を作製する工程と、
前記分割コアの前記ティースに絶縁部材を装着する絶縁部材装着工程と、
前記絶縁部材が装着された前記ティースにワイヤを巻き付けるコイル装着工程と、をさらに備える請求項９から請求項１４のいずれか１項に記載の電機子の製造方法。
【請求項１７】
前記積層工程において積層された前記分割コア連結体の前記姿勢保持部が第１の固定部材により固定されており、
前記分離工程において、前記分割コアが、前記第１の薄肉部および前記第２の薄肉部を切断して分離される請求項９から請求項１５のいずれか１項に記載の電機子の製造方法。
【請求項１８】
前記第１の固定部材は、かしめ部または溶接である請求項１７記載の電機子の製造方法。
【請求項１９】
前記積層工程において積層された前記分割コア連結体の前記分割コアが第２の固定部材により固定されている請求項１７または請求項１８記載の電機子の製造方法。
【請求項２０】
前記第２の固定部材は、接着部である請求項１９記載の電機子の製造方法。
【請求項２１】
前記分離工程に先立って、
前記分割コア連結体の前記第１の薄肉部および前記第２の薄肉部を屈曲させて、隣り合う分割コア間の距離を広げて、直線状に展開された前記分割コア連結体を作製する工程と
前記分割コアの前記ティースの両側面および両端面をモールド樹脂により覆う絶縁部材装着工程と、
前記モールド樹脂に覆われた前記ティースにワイヤを巻き付けるコイル装着工程と、をさらに備える請求項９から請求項１４のいずれか１項に記載の電機子の製造方法。
【請求項２２】
前記コアバックの周方向の側面同士を突き合わせて前記分割コアを円環状に配列する工程と、
前記コアバックの突き合わせ部を径方向外方から溶接して、円環状に配列された前記分割コアを一体化する工程と、をさらに備える請求項９から請求項２１のいずれか１項に記載の電機子の製造方法。
【請求項２３】
前記分離工程において、前記分割コアは、前記第１の薄肉部および前記第２の薄肉部を切断して、前記分割コア連結体から分離され、
隣り合う前記コアバックの前記突き合わせ部の溶接部が、隣り合う前記コアバックの前記突き合わせ部を挟んで相対する前記第１の薄肉部の切断面と前記第２の薄肉部の切断面とを含む周方向領域に形成されている請求項２２記載の電機子の製造方法。
【請求項２４】
前記分離工程において、前記分割コアは、前記第１の薄肉部および前記第２の薄肉部を切断して、前記分割コア連結体から分離され、
隣り合う前記コアバックの前記突き合わせ部の溶接部が、隣り合う前記コアバックの前記突き合わせ部を挟んで相対する前記第１の薄肉部の切断面と前記第２の薄肉部の切断面との間の周方向領域のなかの、前記第１の薄肉部の切断面より前記第２の薄肉部側、かつ前記第２の薄肉部より前記第１の薄肉部側の領域に形成されている請求項２２記載の電機子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば電動機、発電機などの回転電機の電機子の製造方法および分割コア連結体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電動機、発電機などの回転電機は、小型高出力化および静粛性が求められている。回転電機においては、電機子鉄心を、磁性薄板を積層してなる積層鉄心で構成することにより、電機子鉄心に生じる渦電流が抑制され、高効率化が図れることが広く知られている。また、電機子鉄心を周方向に複数に分割した構造とすることにより、コイルの占積率が向上し、出力を向上できることが広く知られている。さらに、電機子鉄心を周方向に複数に分割した構造とすることにより、コイルが電機子鉄心に巻き付けやすくなり、生産性が向上されることも広く知られている。しかしながら、電機子鉄心を周方向に複数に分割した構造とすることは、積層される磁性薄板の部品数が増加し、プレス工程における生産性が低下するという課題があった。【０００３】
特許文献１に記載の従来の電機子鉄心の製造方法では、ティース部とコアバック部とからなる複数のセグメントを、コアバック部同士が薄肉の連結部により連結されて繋がった状態で、磁性薄板から打ち抜いていた。これにより、プレス工程における部品数が削減され、プレス工程における生産性を向上させていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２８８０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の従来の電機子鉄心の製造方法では、連結部で連結されているコアバック部の相対する周方向側面間に形成されるスリット部を打ち抜いて、連結部を形成している。しかし、スリット部を打ち抜くためには、逃がし部を設けて、パンチの剛性を確保する必要があった。この逃がし部を設けることは、回転電機の出力低下をもたらすという課題があった。【０００６】
この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、プレス工程における逃がし部が従来よりも小さくなり、回転電機の出力低下を抑えることができ、かつ生産性を向上できる分割コア連結体および電機子の製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の分割コア連結体は、それぞれ、コアバックとティースを有する複数の分割コアと、それぞれ、前記コアバック同士を連結して、前記複数の分割コアを一続きに、かつ直線状に配列させる複数の連結部と、を備える。前記複数の分割コアおよび前記複数の連結部のそれぞれは、磁性薄板の積層体であり、前記複数の連結部のそれぞれは、隣り合うコアバック間の隙間に隣接する姿勢保持部と、隣り合うコアバックの相対する外周側の角部の一方の角部と前記姿勢保持部とを連結する第１の薄肉部と、前記隣り合うコアバックの相対する外周側の角部の他方の角部と前記姿勢保持部とを連結する第２の薄肉部と、を有し、前記積層体の積層方向から見て、前記姿勢保持部は、前記隣り合うコアバックより外径側に突出している。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、隣り合う分割コアのコアバック間の距離を広くできるので、プレス工程において、連結部を打ち抜く際の逃がし部が従来よりも小さくなり、回転電機の出力低下を抑えることができ、かつ生産性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係る回転電機を示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る回転電機を示す斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る電機子を示す一部破断端面図である。
【図４】図３のＡ部拡大図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る電機子における絶縁部材が装着された分割コアを軸方向外方から見た端面図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る電機子における絶縁部材が装着された分割コアを示す側面図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る電機子における絶縁部材が装着された分割コアを径方向内方から見た正面図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る電機子における絶縁部材が装着された分割コアを示す斜視図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係る電機子における電機子巻線を構成するコイルの装着状態を説明する模式図である。
【図１０】この発明の実施の形態１に係る電機子における電機子巻線を構成するコイルを軸方向外方から見た端面図である。
【図１１】この発明の実施の形態１に係る電機子における電機子巻線を構成するコイルを径方向内方から見た正面図である。
【図１２】この発明の実施の形態１に係る電機子における電機子巻線を構成するコイルを示す斜視図である。
【図１３】この発明の実施の形態１に係る電機子の製造方法を説明するフロー図である。
【図１４】この発明の実施の形態１に係る電機子の製造方法におけるプレス工程での材料取りの配置を示す平面図である。
【図１５】図１４のＢ部拡大図である。
【図１６】この発明の実施の形態１に係る電機子における分割コア連結体を示す平面図である。
【図１７】図１６のＣ部拡大図である。
【図１８】図１７のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図１９】この発明の実施の形態１に係る電機子の製造方法における姿勢保持部分離工程を説明する図である。
【図２０】この発明の実施の形態１に係る電機子の製造方法における巻線アッセンブリを示す斜視図である。
【図２１】この発明の実施の形態１に係る電機子の製造方法におけるコイル装着工程を説明する斜視図である。
【図２２】この発明の実施の形態１に係る電機子の製造方法におけるコイルが内周コアに装着された状態を示す斜視図である。
【図２３】この発明の実施の形態１に係る電機子の製造方法におけるコイルが装着された内周コアが外周コアに装着された状態を示す斜視図である。
【図２４】この発明の実施の形態１に係る電機子におけるコア片連結体の連結部周りを示す要部拡大図である。
【図２５】この発明の実施の形態１に係る電機子における内側コアのコアバックの突き合わせ部周りを示す要部拡大図である。
【図２６】従来のコア片連結体を示す平面図である。
【図２７】図２６のＤ部拡大図である。
【図２８】従来の電機子鉄心における内側コアのコアバックの突き合わせ部周りを示す要部拡大図である。
【図２９】この発明の実施の形態１に係る電機子における分割コア連結体の薄肉部周りを示す要部拡大図である。
【図３０】この発明の実施の形態１に係る電機子における分割コアの薄肉部の切断部周りを示す要部拡大図である。
【図３１】この発明の実施の形態２に係る電機子を示す一部破断端面図である。
【図３２】図３１のＥ部拡大図である。
【図３３】この発明の実施の形態２に係る電機子の製造方法における金型から取り出された分割コア連結体を示す平面図である。
【図３４】この発明の実施の形態２に係る電機子の製造方法における絶縁部材貼り付け工程を説明する図である。
【図３５】この発明の実施の形態２に係る電機子の製造方法におけるコイル装着工程を説明する図である。
【図３６】この発明の実施の形態２に係る電機子の製造方法におけるコイル装着工程を説明する図である。
【図３７】この発明の実施の形態２に係る電機子の製造方法におけるコイル装着工程を説明する図である。
【図３８】この発明の実施の形態２に係る電機子の製造方法におけるコイル装着工程を説明する図である。
【図３９】この発明の実施の形態２に係る電機子の製造方法におけるコイル装着工程の実施態様を説明する図である。
【図４０】この発明の実施の形態３に係る電機子の製造方法におけるプレス工程での材料取りの配置を示す平面図である。
【図４１】この発明の実施の形態４に係る電機子の製造方法におけるプレス工程での材料取りの配置を示す平面図である。
【図４２】この発明の実施の形態５に係る電機子における分割コア連結体を軸方向外方から見た端面図である。
【図４３】この発明の実施の形態５に係る電機子におけるティースがモールド樹脂成型体により固定された分割コア連結体を軸方向外方から見た端面図である。
【図４４】この発明の実施の形態５に係る電機子におけるティースがモールド成形された分割コア連結体を示す斜視図である。
【図４５】図４３のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図４６】この発明の実施の形態６に係る電機子における分割コア連結体を示す平面図である。
【図４７】この発明の実施の形態６に係る電機子の隣接する二つの分割コアを抽出した平面図である。
【図４８】図４７のＦ部拡大図である。
【図４９】図４７のＦ部拡大図である。
【図５０】この発明の実施の形態７に係る電機子の隣接する二つの分割コアを抽出した平面図である。
【図５１】図５０のＧ部拡大図である。
【図５２】図５０のＧ部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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断面図である。
【００１１】
図１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の開口部を塞ぐブラケット３を有するハウジング１と、ブラケット３にボルト９により締着されてフレーム２の円筒部内に収納された電機子１０と、フレーム２の底部およびブラケット３の軸心位置にベアリング４を介して回転可能に支持された回転軸６と、回転軸６に固着されて電機子１０の内周側に回転可能に配設された回転子５と、を備えている。
【００１２】
回転子５は、軸心位置に挿入された回転軸６に固着された回転子鉄心７と、それぞれ、回転子鉄心７の外周面側に埋設されて周方向に、例えば等角ピッチで配列され、磁極を構成する複数の永久磁石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、又は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。
【００１３】
つぎに、電機子１０の構成について具体的に図２から図１２を参照しつつ説明する。図２は、この発明の実施の形態１に係る回転電機を示す斜視図、図３は、この発明の実施の形態１に係る電機子を示す一部破断端面図、図４は、図３のＡ部拡大図、図５は、この発明の実施の形態１に係る電機子における絶縁部材が装着された分割コアを軸方向外方から見た端面図、図６は、この発明の実施の形態１に係る電機子における絶縁部材が装着された分割コアを示す側面図、図７は、この発明の実施の形態１に係る電機子における絶縁部材が装着された分割コアを径方向内方から見た正面図、図８は、この発明の実施の形態１に係る電機子における絶縁部材が装着された分割コアを示す斜視図、図９は、この発明の実施の形態１に係る電機子における電機子巻線を構成するコイルの装着状態を説明する模式図、図１０は、この発明の実施の形態１に係る電機子における電機子巻線を構成するコイルを軸方向外方から見た端面図、図１１は、この発明の実施の形態１に係る電機子における電機子巻線を構成するコイルを径方向内方から見た正面図、図１２は、この発明の実施の形態１に係る電機子における電機子巻線を構成するコイルを示す斜視図である。なお、図２では、便宜上ハウジングを省略している。また、図２から図４では、便宜上、分割コアのかしめ部および位置決め溝を省略している。また、便宜上、回転軸の軸心と平行な方向を軸方向、回転軸の軸心と直交する方向を径方向、回転軸を中心として回転する方向を周方向とする。図１中、上下方向が軸方向、左右方向が径方向となる。
【００１４】
電機子１０は、図２に示されるように、電機子鉄心１１と、電機子鉄心１１に装着された電機子巻線２０と、電機子巻線２０と電機子鉄心１１とを電気的に隔離する絶縁部材１４と、を備えている。電機子巻線２０は、複数のコイル２１により構成されている。ここで、説明の便宜上、極数を８極、電機子鉄心１１のスロット数を４８個、電機子巻線２０を三相巻線とする。すなわち、スロットは、毎極毎相当たり２個の割合で電機子鉄心１１に形成されている。
【００１５】
電機子鉄心１１は、図３および図４に示されるように、円環状の外側コア２９と、外側コア２９の内周側に収納された内側コア３０と、を備える。内側コア３０は、４８個の分割コア３１を備える。分割コア３１は、電磁鋼板などの磁性薄板から打ち抜かれたＴ字状のコア片を設定された枚数積層して作製される。分割コア３１は、円弧状のコアバック３１ａと、コアバック３１ａの内周壁面の周方向の中央部から径方向内方に突出するティース３１ｂと、コアバック３１ａをかしめ固定するかしめ部３３と、溝方向を軸方向として、コアバック３１ａの外周面に、軸方向の一端から他端に至るように形成された位置決め溝３４と、を有する。４８個の分割コア３１が、コアバック３１ａの側面同士を突き合わせて円環状に配列されて、圧入、焼き嵌めなどにより外側コア２９内に収納、保持されている。４８個の分割コア３１が円環状に配列されて、内側コア３０を構成している。コアバック３１ａと周方向に隣り合うティース３１ｂとに囲まれた領域が、スロット１３となる。絶縁部材１４が、スロット１３内に収納され、コイル２１と内側コア３０とを、すなわちコイル２１と電機子鉄心１１とを電気的に絶縁している。
【００１６】
外側コア２９は、リング状に打ち抜かれた磁性薄板を設定された枚数だけ積層して作製しているが、外側コア２９は、磁性材料の塊状体でリング状に作製してもよい。外側コア２９は、少なくとも内側コア３０を固定保持できればよく、磁性材料に限定されず、アルミニウムなどの非磁性材料を用いて作製してもよい。
【００１７】
絶縁部材１４は、長さがティース３１ｂの軸方向長さより長く、幅がティース３１ｂの周方向を向く側面の径方向幅より広い矩形のシート材が用いられる。絶縁部材１４は、矩形のシート材の幅方向の両縁を同じ方向に折り曲げてＵ字状に作製されている。絶縁部材１４の材質としては、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などの電気絶縁性に優れ、かつ熱伝導性に優れる材料が用いられる。
【００１８】
絶縁部材１４は、図５から図８に示されるように、ティース３１ｂの周方向の外方を向く面、およびコアバック３１ａの径方向の内方を向く面に接着剤により固着される。これにより、絶縁部材１４は、ティース３１ｂから軸方向両側に突出した状態で、ティース３１ｂの周方向の両側部に設置される。
【００１９】
電機子巻線２０は、４８個のコイル２１により構成される。コイル２１は、図１１に示されるように、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、アルミニウム線などからなる導体線を、径方向からみて「８」の字状に巻き回した形状に構成された分布巻コイルである。コイル２１は、図１０〜図１２に示されるように、スロット１３に収納されるスロット部Ｓ１〜Ｓ６と、異なるスロット１３に収納されるスロット部Ｓ１〜Ｓ６同士をスロット１３の外側で連結するターン部Ｔ１−１〜６−１、Ｔ１−２〜Ｔ６−２と、から構成される。
【００２０】
ここで、図９を用いて、コイル２１の構成を具体的に説明する。図９中、１，２，６，７，８，１２，１３は、周方向の並び順にスロット１３に付した番号であり、スロット１３に収納された６本のスロット部Ｓ１〜Ｓ６の径方向位置を内径側から第１層、第２層・・・第６層とする。
【００２１】
コイル２１のスロット部Ｓ１〜Ｓ６は、スロット部Ｓ１が７番のスロット１３の第１層に収納され、スロット部Ｓ２が１番のスロット１３の第２層に収納され、スロット部Ｓ３が７番のスロット１３の第３層に収納され、スロット部Ｓ３が１３番のスロット１３の第４層に収納され、スロット部Ｓ５が７番のスロット１３の第５層に収納され、スロット部Ｓ６が１番のスロット１３の第６層に収納される。スロット部Ｓ１，Ｓ２が、電機子鉄心１１の軸方向の他端側で、ターン部Ｔ１−１，Ｔ２−１により連結されている。スロット部Ｓ２，Ｓ３が、電機子鉄心１１の軸方向の一端側で、ターン部Ｔ２−２，Ｔ３−２により連結されている。スロット部Ｓ３，Ｓ４が、電機子鉄心１１の軸方向の他端側で、ターン部Ｔ３−１，Ｔ４−１により連結されている。スロット部Ｓ４，Ｓ５が、電機子鉄心１１の軸方向の一端側で、ターン部Ｔ４−２，Ｔ５−２により連結されている。スロット部Ｓ５，Ｓ６が、電機子鉄心１１の軸方向の他端側で、ターン部Ｔ５−１，Ｔ６−１により連結されている。そして、ターン部Ｔ１−２がスロット部Ｓ１から電機子鉄心１１の軸方向の一端側に突出している。さらに、ターン部Ｔ６−２がスロット部Ｓ６から電機子鉄心１１の軸方向の一端側に突出している。
【００２２】
このように、コイル２１のスロット部Ｓ１〜Ｓ６の対のそれぞれは、周方向に６スロット離れたスロット１３の対に収納される。実施の形態１では、６スロットは１磁極ピッチに相当する。コイル２１は、１スロットピッチで周方向に配列される。これにより、各スロット１３には、３つの異なるコイル２１のスロット部Ｓ１〜Ｓ６が径方向に整然と１列に並んで６本収納されている。コイル２１のターン部Ｔ１−２，Ｔ６−２が、溶接などの接合手段により、他のコイル２１のターン部Ｔ１−２，Ｔ６−２、中性点、又は給電部に接続される。
【００２３】
つぎに、電機子１０の製造方法を図１３から図２３を用いて説明する。図１３は、この発明の実施の形態１に係る電機子の製造方法を説明するフロー図、図１４は、この発明の実施の形態１に係る電機子の製造方法におけるプレス工程での材料取りの配置を示す平面図、図１５は、図１４のＢ部拡大図、図１６は、この発明の実施の形態１に係る電機子における分割コア連結体を示す平面図、図１７は、図１６のＣ部拡大図、図１８は、図１７のＢ−Ｂ矢視断面図、図１９は、この発明の実施の形態１に係る電機子の製造方法における姿勢保持部分離工程を説明する図、図２０は、この発明の実施の形態１に係る電機子の製造方法における巻線アッセンブリを示す斜視図、図２１は、この発明の実施の形態１に係る電機子の製造方法におけるコイル装着工程を説明する斜視図、図２２は、この発明の実施の形態１に係る電機子の製造方法におけるコイルが内周コアに装着された状態を示す斜視図、図２３は、この発明の実施の形態１に係る電機子の製造方法におけるコイルが装着された内周コアが外周コアに装着された状態を示す斜視図である。
【００２４】
まず、プレス工程１００において、コア片連結体４２が、磁性薄板からなる長尺帯状体４０から打ち抜かれる。コア片４１は、図１４に示されるように、円弧状のコアバック部４１ａと、コアバック部４１ａの内周壁面の周方向の中央位置から径方向内方に突出するティース部４１ｂと、コアバック部４１ａに形成された、第１の固定部材としてのかしめ部３３と、コアバック部４１ａの外周面の周方向中央部を窪ませた位置決め溝３４と、を有する。姿勢保持片４３は、図１５に示されるように、１つのコア片４１のコアバック部４１ａの外周面と周方向の一側の側面との交差部、すなわちコアバック部４１ａの外周側の周方向の一側の角部に薄肉片４４により連結されている。また、姿勢保持片４３は、もう１つのコア片４１のコアバック部４１ａの外周面と周方向の他側の側面との交差部、すなわちコアバック部４１ａの外周側の周方向の他側の角部にもう１つの薄肉片４４により連結されている。このように、姿勢保持片４３は、隣り合うコアバック部４１ａ間の隙間に隣接して配置されている。これにより、図１４に示されるように、６個のコア片４１が一続きに連結されて、直線状のコア片連結体４２となる。かしめ部３３は、姿勢保持片４３にも形成されている。なお、姿勢保持片４３および薄肉片４４が、コアバック部４１ａ同士を連結する連結片となる。
【００２５】
プレス工程１００においては、コア片連結体４２は、図１４に示されるように、ティース部４１ｂの長さ方向を長尺帯状体４０の送り方向Ｘに一致させて、コア片４１の配列方向を長尺帯状体４０の幅方向Ｙとして、一定のピッチで打ち抜かれる。このとき、コア片連結体４２は、姿勢保持片４３が先に打ち抜かれたコア片連結体４２のティース部４１ｂ間に位置するように、打ち抜かれる。
【００２６】
積層工程１０１において、長尺帯状体４０から打ち抜かれたコア片連結体４２は、金型内で、先に打ち抜かれたコア片連結体４２に順次積層される。コア片連結体４２が積層される過程で、かしめ部３３同士が嵌合し、コアバック部４１ａ同士が固定され、姿勢保持片４３同士が固定される。
【００２７】
設定された枚数のコア片連結体４２が積層され、分割コア連結体３７となる。ここで、コアバック部４１ａが積層されて、コアバック３１ａとなる。ティース部４１ｂが積層されて、ティース３１ｂとなる。姿勢保持片４３が積層されて、柱状の姿勢保持部３５となる。薄肉片４４が積層されて、薄肉部３６となる。このように、コア片４１が積層されて、分割コア３１となる。これにより、図１６および図１７に示されるように、６個の分割コア３１が一続きに、かつ直線状に連結されて、分割コア連結体３７が製造される。なお、姿勢保持部３５および薄肉部３６がコアバック３１ａ同士を連結する連結部となる。
【００２８】
かしめ部３３は、プレス工程１００において、長尺帯状体４０に押し出し加工を施して作製される。かしめ部３３は、図１８に示されるように、長尺帯状体４０の板厚を超えて押し出されている。このとき、かしめ部３３は、矩形の長辺側が切断され、矩形の短辺側が姿勢保持片４３に繋がった状態となっている。ここでは、かしめ部３３は、板厚を超えて押し出されているが、一般に、板厚の６割程度押し出されていればよい。また、コアバック部４１ａに形成されたかしめ部３３も、同様に構成されている。
【００２９】
ついで、設定された枚数のコア片連結体４２が積層された状態で一体化された分割コア連結体３７を金型から取り出す。ついで、姿勢保持部分離工程１０２において、分割コア連結体３７から姿勢保持部３５を分離し、分割コア３１を作製する。このとき、姿勢保持部３５が、図１９中に矢印Ｄで示されるように、コア片の面内で左右方向に往復運動を行うように、姿勢保持部３５に外力を加えることで、薄肉部３６が切断され、姿勢保持部３５が分離される。なお、姿勢保持部３５に対して分割コア３１を往復移動させて、薄肉部３６を切断してもよい。
【００３０】
ついで、絶縁部材貼り付け工程１０３において、接着剤を用いて絶縁部材１４を分割コア３１に貼り付ける。これにより、図５から図８に示されるように、絶縁部材１４がティース３１ｂの周方向の両側部に組み付けられた分割コア３１が得られる。
【００３１】
ついで、４８本のコイル２１を１スロットピッチで環状に配列して、図２０に示される籠状の巻線アッセンブリ２２を組み立てる。このように組み立てられた巻線アッセンブリ２２は、６本のスロット部Ｓ１〜Ｓ６が径方向に１列に並んで構成されたスロット部列が、１スロットピッチで周方向に４８列配列されている。
【００３２】
ついで、図２１に示されるように、絶縁部材１４が組み付けられた４８個の分割コア３１を巻線アッセンブリ２２の外周側に環状に配列する。分割コア３１のそれぞれは、ティース３１ｂを径方向内方に向けて、ティース３１ｂが隣り合うスロット部列間の径方向外方に位置している。このとき、巻線アッセンブリ２２の径が拡大され、隣り合うスロット部列の間が広げられる。
【００３３】
ついで、４８個の分割コア３１を同時に径方向内方に移動させ、ティース３１ｂを隣り合うスロット部列の間に挿入する。分割コア３１の径方向内方への移動と共に、巻線アッセンブリ２２の径が縮小される。そして、分割コア３１のコアバック３１ａの周方向の側面同士が突き合わされ、分割コア３１が、図２２に示されるように、巻線アッセンブリ２２に装着される。４８個の分割コア３１がコアバック３１ａの周方向の側面同士を突き合わせて、円環状の内側コア３０が構成される。このコイル装着工程１０４により、巻線アッセンブリ２２が内側コア３０に装着される。ついで、内側コア組み付け工程１０５において、巻線アッセンブリ２２が装着された内側コア３０を外側コア２９内に圧入、焼き嵌めなどにより挿入する。これにより、図２３に示されるように、内側コア３０が外側コア２９内に固定状態に保持される。
【００３４】
ついで、コイル２１のターン部Ｔ１−２，Ｔ６−２が、溶接などの接合手段により、他のコイル２１のターン部Ｔ１−２，Ｔ６−２、中性点、又は給電部に接続され、電機子巻線２０が構成される。これにより、電機子１０が組み立てられる。
【００３５】
実施の形態１によれば、姿勢保持部３５が、分割コア３１のコアバック３１ａに連結されている。姿勢保持部３５は、姿勢保持片４３が積層された状態で一体化されて構成されている。これにより、分割コア連結体３７の剛性が高められ、分割コア連結体３７のハンドリングが容易となる。
【００３６】
また、コア片連結体４２は、コア片４１の配列方向を長尺帯状体４０の幅方向Ｙとして、一定のピッチで打ち抜かれる。このとき、コア片連結体４２は、姿勢保持片４３が先に打ち抜かれたコア片連結体４２のティース部４１ｂ間に位置するように、打ち抜かれる。これにより、コア片連結体４２の打ち抜きピッチが小さくなり、材料の歩留まりが向上される。また、姿勢保持片４３を設けることに起因する材料歩留まりの悪化が抑えられる。
【００３７】
ここで、実施の形態１によるコア片４１のコアバック部４１ａ間の連結構造の効果について従来例と比較して説明する。図２４は、この発明の実施の形態１に係る電機子におけるコア片連結体の連結部周りを示す要部拡大図、図２５は、この発明の実施の形態１に係る電機子における内側コアのコアバックの突き合わせ部周りを示す要部拡大図である。図２６は、従来のコア片連結体を示す平面図、図２７は、図２６のＤ部拡大図、図２８は、従来の電機子鉄心における内側コアのコアバックの突き合わせ部周りを示す要部拡大図である。
【００３８】
まず、従来例について説明する。従来のコア片連結体９３は、図２６に示されるように、６個のコア片９４が一続きに連結されて構成されている。周方向に隣り合う一方のコア片９４のコアバック部９４ａの外周側の周方向の一側の角部と、他方のコア片９４のコアバック部９４ａの外周側の周方向の他側の角部と、が、１つの薄肉片９５により連結されている。各コア片９４は、コアバック部９４ａと、ティース部９４ｂと、かしめ部９６と、位置決め溝９７と、を有する。
【００３９】
コア片連結体９３を板厚方向から見た時に、隣り合うコアバック部９４ａの相対する側辺の延長線の交点Ｐが、図２７に示されるように、薄肉片９５内に位置している。このように、コア片連結体９３を曲げる際に、交点Ｐを変形中心に一致させることで、コアバック部９４ａの相対する側面同士を、隙間の発生を抑えて、突き合わせることができる。しかしながら、交点Ｐを薄肉片９５内に位置させることにより、スリット角度θが小さくなるので、パンチが薄くなり、剛性が低下する。そこで、図２７に示されるように、コアバック部９４ａの側面の薄肉片９５側に逃がし部９８を形成する必要があった。
【００４０】
逃がし部９８が形成されたコア片連結体９３が積層された状態で一体化されて、分割コア連結体９０が作製される。分割コア連結体９０は、コア片９４の積層体である６個の分割コア９１を薄肉部９２により一続きに連結して構成される。分割コア９１のコアバック９１ａは、コア片９４のコアバック部９４ａを積層して構成される。薄肉部９２は、薄肉片９５を積層して構成される。図２８に示されるように、分割コア連結体９０を曲げて内側コアを作製した際に、大きな空隙部９９が、コアバック９１ａの突き合わせ部の薄肉部９２側に形成される。これにより、出力が低下してしまう。
【００４１】
また、トルク脈動を低減するために、多スロット化した場合には、スリット角度θがさらに小さくなる。そのため、さらに大きな逃がし部９８を、コアバック部９４ａの側面の薄肉片９５側に形成する必要があった。これにより、トルク脈動を低減できるが、出力が大幅に低下してしまう。このように、従来例は、出力の低下が許容されず、かつ多スロット化によりトルク脈動を低下させる用途には、適用できなかった。
【００４２】
実施の形態１においては、姿勢保持片４３が、隣り合うコア片４１のコアバック部４１ａの相対する外周側の角部のそれぞれに、異なる薄肉片４４で連結されている。コア片連結体４２を板厚方向から見た時に、姿勢保持片４３は、隣り合うコアバック部４１ａより外径側に突出している。これにより、隣り合うコアバック部４１ａの相対する側面間に形成されるスリット部の幅が広くなる。そこで、パンチの剛性を確保するための逃がし部を小さくすることができる。さらに、隣り合うコアバック部４１ａの相対する側辺の延長線の交点Ｐが、図２４に示されるように、隣り合うコアバック部４１ａの円弧形状の外周辺をつなぐ円弧形状の仮想線Ｌより外径側に位置している。これにより、隣り合うコアバック部４１ａの相対する側面間に形成されるスリット部の幅がさらに広くなる。そこで、パンチの剛性を確保するための逃がし部をさらに小さくすることができる。そして、図２５に示されるように、内側コア３０を組み立てる際に、周方向に隣り合う分割コア３１のコアバック３１ａの突き合わせ部６０における隙間の発生が抑制され、出力を向上させることができる。
【００４３】
また、スリット角度θが小さい場合でも、コアバック部４１ａの相対する側面間に形成されるスリット部の幅を広くすることができる。これにより、多スロット化した場合にでも、逃がし部をほとんど設けることなく、プレス加工することができる。このように、本発明は、出力の低下が許容されず、かつ多スロット化によりトルク脈動を低下させる用途に適用できる。
【００４４】
つぎに、実施の形態１における薄肉部３６の形状について説明する。図２９は、この発明の実施の形態１に係る電機子における分割コア連結体の薄肉部周りを示す要部拡大図、図３０は、この発明の実施の形態１に係る電機子における分割コアの薄肉部の切断部周りを示す要部拡大図である。
【００４５】
コアバック３１ａには、図２９に示されるように、径方向の逃がし部４５と周方向の逃がし部４６が設けられ、最小幅部３６ａが薄肉部３６に形成されている。最小幅部３６ａは、コアバック３１ａの外周面の延長面Ｒ１とコアバック３１ａの周方向の側面の延長面Ｒ２との両延長面の内側に位置している。
【００４６】
このように、最小幅部３６ａが薄肉部３６に設けられている。そこで、先に説明したように、姿勢保持部３５を曲げて分離する場合、曲げ応力が最小幅部３６ａに集中する。これにより、小さな力で姿勢保持部３５を分離でき、生産性が向上される。また、レーザーなどで薄肉部３６を焼き切る場合においても、最小幅部３６ａの熱容量が小さく、温度が上昇しやすくなる。これにより、小さいエネルギーで姿勢保持部３５を分離でき、生産性が向上される。
【００４７】
また、最小幅部３６ａが延長面Ｒ１，Ｒ２の内側に位置しているので、薄肉部３６の切断面４７は、図３０に示されるように、延長面Ｒ１，Ｒ２の内側に形成される。そこで、内側コア３０を組み立てる際に、薄肉部３６の残部同士の干渉が回避される。さらに、内側コア３０を外側コア２９に組み付ける際に、薄肉部３６の残部と外側コアとの干渉が回避される。これにより、電機子１０の組立精度が高められる。
【００４８】
なお、上記実施の形態１では、薄肉部３６に最小幅部３６ａを設けているが、薄肉部は、一定の幅で構成されてもよい。
また、上記実施の形態１では、姿勢保持部３５を構成する全ての姿勢保持片４３のそれぞれが２つのコアバック部４１ａのそれぞれに異なる薄肉片４４で連結されている。しかし、姿勢保持部３５は、一方のコアバック部４１ａの積層体の中の一部のコアバック部４１ａとのみ薄肉片４４で連結され、かつ他方のコアバック部４１ａの積層体の中の一部のコアバック部４１ａとのみ薄肉片４４で連結されていればよい。これにより、薄肉部３６を構成する薄肉片４４の枚数が削減されるので、薄肉部３６で分離する力が小さくなり、生産性が高められる。
【００４９】
また、上記実施の形態１では、積層された姿勢保持片４３同士がかしめ部３３により固定されているが、積層された姿勢保持片４３同士を固定する第１の固定部材はかしめ部に限定されず、接着された部位である接着部又は溶接された部位である溶接部でもよい。第１の固定部材として溶接部を用いれば、姿勢保持部の強度および剛性が高められる。なお、溶接部は、レーザ溶接により、姿勢保持部４３の端面を接合するように形成されることが好ましい。
また、上記実施の形態１では、積層されたコアバック部４１ａ同士がかしめ部３３により固定されているが、積層された姿勢保持片４３同士を固定する第２の固定部材はかしめ部に限定されず、接着された部位である接着部又は溶接された部位である溶接部でもよい。第２の固定部材として接着部を用いれば、コア片４１間の電気的な短絡、残留応力などが発生しないので、好ましい。
【００５０】
また、上記実施の形態１では、径方向からみて８の字状に巻き回した形状のコイル２１を用いているが、亀甲コイル、波巻コイルなどの分布巻コイルを用いてもよい。
また、上記実施の形態１では、姿勢保持片４３が一体物として構成されているが、姿勢保持片を周方向に第１分割姿勢保持片と第２分割姿勢保持片とに２分割してもよい。この場合、第１分割姿勢保持片を薄肉片で一方のコアバックに連結し、第２分割姿勢保持片を薄肉片で他方のコアバックに連結し、第１分割姿勢保持片と第２分割姿勢保持片とを薄肉片で連結すればよい。
【００５１】
実施の形態２．
図３１は、この発明の実施の形態２に係る電機子を示す一部破断端面図、図３２は、図３１のＥ部拡大図、図３３は、この発明の実施の形態２に係る電機子の製造方法における金型から取り出された分割コア連結体を示す平面図、図３４は、この発明の実施の形態２に係る電機子の製造方法における絶縁部材貼り付け工程を説明する図、図３５は、この発明の実施の形態２に係る電機子の製造方法におけるコイル装着工程を説明する図、図３６から図３８は、それぞれ、この発明の実施の形態２に係る電機子の製造方法におけるコイル装着工程を説明する図、図３９は、この発明の実施の形態２に係る電機子の製造方法におけるコイル装着工程の実施態様を説明する図である。なお、図３１および図３２では、外側コアを省略して電機子を示している。
【００５２】
図３１および図３２において、電機子巻線２０Ａは、分割コア３１のそれぞれに巻かれた集中巻コイル４９により構成されている。
なお、他の構成は、上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００５３】
つぎに、このように構成された電機子１０Ａの製造方法を図３３から図３８を参照しつつ説明する。
【００５４】
まず、上記実施の形態１と同様の工程で分割コア連結体３７が作製される。そして、図３３に示されるように、分割コア連結体３７を金型から取り出す。ついで、薄肉部３６を屈曲させて、一番目の分割コア３１のティース３１ｂの長さ方向が、三番目の分割コア３１のティース３１ｂに対して９０°開脚させる。ついで、絶縁部材貼り付け工程において、図３４に示されるように、絶縁部材１４を、一番目の分割コア３１のティース３１ｂの両側面に貼り付ける。ついで、コイル装着工程において、図３５に示されるように、ノズルホルダ５０を一番目の分割コア３１のティース３１ｂの周りを回転させる。これにより、ワイヤ５２がノズル５１から繰り出され、絶縁部材１４が貼り付けられたティース３１ｂに巻き付けられる。
【００５５】
ついで、図３６および図３７に示されるように、薄肉部３６を屈曲させながら、この絶縁部材貼り付け工程とコイル装着工程とを交互に繰り返して、二番目、三番目・・・の分割コア３１のティース３１ｂに集中巻コイル４９を装着する。図３８に示されるように、全ての分割コア３１のティース３１ｂに集中巻コイル４９が装着された後、姿勢保持部３５を除去し、分割コア３１を分離する。ついで、コアバック３１ａの周方向の側面同士を突き合わせて分割コア３１を円環状に配列し、外側コア２９に圧入、焼き嵌めなどにより収納、保持させて、電機子１０Ａを組み上げる。
【００５６】
実施の形態２では、分割コア連結体３７の分割コア３１のコアバック３１ａ間が薄肉部３６で連結されているので、薄肉部３６を屈曲させることで、分割コア連結体３７の隣り合う分割コア３１のティース３１ｂを簡易に開脚させることができる。これにより、絶縁部材１４のティース３１ｂへの装着が容易となり、生産性が向上する。
【００５７】
絶縁部材１４のティース３１ｂへの装着に引き続いて、隣の分割コア３１と干渉することなく、集中巻コイル４９を対象のティース３１ｂに装着できるので、生産性が向上される。ワイヤ５２を切らずに、分割コア連結体３７の６個の分割コア３１に連続して巻き付けることができるので、結線板などの接続部品を省略することができ、生産性が向上される。
コイルが集中巻コイル４９であるので、ワイヤ５２をティース３１ｂに整列された状態に巻き付けることができる。これにより、占積率が高められ、高出力化および高効率化が図られる。
【００５８】
ここで、隣り合うコアバック３１ａ間の連結部が２本の薄肉部３６で構成されているので、隣り合うコアバック３１ａの間の曲げ角度は２本の薄肉部３６で分担する。一方、当該連結部が１本の薄肉部で構成されている従来例では、隣り合うコアバック３１ａの間の曲げ角度は１本の薄肉部で分担する。このように、本願では、薄肉部１本当たりの曲げ角度が従来例の薄肉部の曲げ角度の半分となる。これにより、曲げ性が悪く、破断までの伸び量が小さい、シリコン含有量の大きい電磁鋼板を採用でき、高効率化が図られる。なお、電磁鋼板のシリコン含有量は、２ｗｔ％〜８ｗｔ％である。
【００５９】
また、姿勢保持部３５が２つのコアバック３１ａのそれぞれに異なる薄肉部３６で連結されている。分割コア連結体３７を積層方向から見た時に、隣り合うコアバック３１ａの相対する側辺の延長線の交点Ｐが、隣り合うコアバック３１ａの外周辺をつなぐ仮想線Ｌより外径側に位置している。これにより、姿勢保持部３５に接続されている２本の薄肉部３６を屈曲することで、隣り合う分割コア３１のティース３１ｂ間の距離を任意に調整できる。
【００６０】
そこで、薄肉部３６を屈曲して、金型から取り出された直線状に展開した分割コア連結体３７の隣り合う分割コア３１のティース３１ｂ間の距離を広げる。そして、絶縁部材１４をティース３１ｂの側部に貼り付ける。ついで、薄肉部３６を屈曲し、ティース３１ｂ間の距離を広げ、ノズル５１のワイヤ巻き付けスペースを確保する。ついで、図３９に示されるように、分割コア連結体３７のティース３１ｂにワイヤ５２を巻き付け、集中巻コイル４９をティース３１ｂに装着する。これにより、分割コア連結体３７を直線状に展開した状態で、分割コア連結体３７に絶縁部材１４および集中巻コイル４９を装着でき、生産性が向上される。
【００６１】
実施の形態３．
図４０は、この発明の実施の形態３に係る電機子の製造方法におけるプレス工程での材料取りの配置を示す平面図である。
【００６２】
実施の形態３では、図４０に示されるように、コア片連結体４２のコア片４１の配列方向を長尺帯状体４０の幅方向とし、一のコア片連結体４２のコア片４１のティース部４１ｂが他のコア片連結体４２の隣り合うコア片４１のティース部４１ｂ間に位置するように、コア片連結体４２を長尺帯状体４０から千鳥状に打ち抜いている。
【００６３】
実施の形態３によれば、コア片連結体４２を千鳥状に打ち抜いているので、材料歩留まりが向上され、省材料化が図られる。
【００６４】
従来例では、図２７に示されるように、２つのコアバック部９４ａが１つの薄肉片９５で連結され、コアバック部９４ａの相対する側面の延長線の交点Ｐが薄肉片９５内に位置している。そこで、ティース部９４ｂの周方向幅とスロット部の周方向幅との比率により、コア片連結体９３を千鳥状に打ち抜けるか否かが決まる。そして、ティース部９４ｂの周方向幅が、スロット部の周方向幅に対して相対的に大きい場合には、コア片連結体９３を千鳥状に打ち抜くことはできず、材料歩留まりが低下する。
【００６５】
本発明では、姿勢保持片４３が２つのコアバック部４１ａのそれぞれに異なる薄肉片４４で連結されている。コア片連結体４２を積層方向から見た時に、隣り合うコアバック部４１ａの相対する側辺の延長線の交点Ｐが、隣り合うコアバック部４１ａの外周辺をつなぐ仮想線Ｌより外径側に位置している。これにより、隣り合うコア片４１のティース部４１ｂ間の距離を任意に調整できるので、コア片連結体４２を千鳥状に打ち抜区ことが可能となる。さらに、コア片連結体４２の打ち抜きピッチを最適に調整できるので、材料歩留まりをさらに向上させることができる。
【００６６】
実施の形態４．
図４１は、この発明の実施の形態４に係る電機子の製造方法におけるプレス工程での材料取りの配置を示す平面図である。
【００６７】
実施の形態４では、図４１に示されるように、コア片連結体４２Ａのコア片４１の配列方向を長尺帯状体４０の幅方向とし、一のコア片連結体４２Ａのコア片４１のティース部４１ｂが他のコア片連結体４２Ａの隣り合うコア片４１のコアバック部４１ａ間に位置するように、コア片連結体４２Ａを長尺帯状体４０から千鳥状に打ち抜いている。
【００６８】
実施の形態４によれば、一のコア片連結体４２Ａのコア片４１のティース部４１ｂが他のコア片連結体４２の隣り合うコア片４１のコアバック部４１ａ間に位置するように、コア片連結体４２Ａを千鳥状に打ち抜いているので、材料歩留まりがさらに向上され、省材料化がさらに図られる。
また、コア片連結体４２Ａの隣り合うコアバック部４１ａ間のスリット部の幅が広くなるので、パンチの強度および剛性が向上し，生産性が向上される。
【００６９】
実施の形態５．
図４２は、この発明の実施の形態５に係る電機子における分割コア連結体を軸方向外方から見た端面図、図４３は、この発明の実施の形態５に係る電機子におけるティースがモールド樹脂成型体により固定された分割コア連結体を軸方向外方から見た端面図、図４４は、この発明の実施の形態５に係る電機子におけるティースがモールド成形された分割コア連結体を示す斜視図、図４５は、図４３のＡ−Ａ矢視断面図である。
【００７０】
実施の形態５では、図４２に示される分割コア連結体３７Ａが金型から取り出される。分割コア連結体３７Ａは、コアバック３１ａがかしめ固定されていない分割コア３１Ａを連結して構成されている点で、上記実施の形態１における分割コア連結体３７と相違している。
【００７１】
分割コア連結体３７Ａは、各分割コア３１Ａがかしめ固定された姿勢保持部３５により保持されているので、コア片連結体が分離することなく、金型から簡易に取り出すことができる。
金型から取り出された分割コア連結体３７Ａは、モールド成形により、第２の固定部材であるモールド樹脂５５によりティース３１ｂの両側面および両端面を覆われる。これにより、図４３〜図４５に示されるように、モールド樹脂５５が各ティース３１ｂを囲繞するように形成され、各分割コア３１が固定される。以降、上記実施の形態１又は２の工程にしたがって、電機子が組み立てられる。
【００７２】
実施の形態５では、分割コア３１がかしめ固定されていない。そこで、コア片間が電気的に短絡してないので、回転電機の効率を向上することができる。さらに、分割コア３１には、残留応力が存在するかしめ部がないので、ヒステリシス損が低減し、回転電機の効率を向上することができる。
【００７３】
実施の形態６．
図４６は、この発明の実施の形態６に係る電機子における分割コア連結体を示す平面図、図４７は、この発明の実施の形態６に係る電機子の隣接する二つの分割コアを抽出した平面図、図４８および図４９は、図４７のＦ部拡大図である。図４８は、溶接前の状態を示し、図４９は、溶接後の状態を示している。なお、図４７では、ティース３１ｂに装着されている集中巻コイルを省略して電機子を示している。
【００７４】
図４６において、分割コア連結体３７Ｂは、長尺帯状体から打ち抜かれたコア片連結体を設定された枚数積層して構成されている。分割コア連結体３７Ｂは、姿勢保持部３５および薄肉部３６により連結された１２個の分割コア３１Ｂを備える。分割コア３１Ｂは、コアバック３１ａの一側側面に形成された嵌合凸部６２と、コアバック３１ａの他側側面に形成された嵌合凹部６３と、を有する。嵌合凸部６２および嵌合凹部６３は、プレス工程において、コア片のコアバック部に同時に形成される。
【００７５】
薄肉部３６を切断することで、１２個の分割コア３１Ｂが分離される。そして、４８個の分割コア３１Ｂがコアバック３１ａの側面同士を突き合わせて円環状に配列されて、内側コアが作製される。このとき、隣り合う分割コア３１Ｂは、図４７に示されるように、嵌合凸部６２と嵌合凹部６３とを嵌合させることにより、位置決めされている。隣り合う分割コア３１Ｂのコアバック３１ａ同士が、コアバック３１ａの突き合わせ部６０を径方向外方からレーザー溶接して接合されている。このように、内側コアを構成する４８個の分割コア３１Ｂが溶接部であるビード６１により固定されているので、外側コアを省略してもよい。
【００７６】
実施の形態６では、隣り合う分割コア３１Ｂ同士がビード６１により接合されているので、電機子鉄心の剛性が向上され、振動および騒音を低減する効果が得られる。
【００７７】
ここで、溶接部であるビード６１の形態について説明する。図４８において、Ｈ１は、隣り合う分割コア３１Ｂの薄肉部の切断面４７の周方向の最大距離であり、二点差線間の範囲がレーザー光の照射範囲である。図４９において、Ｈ２は、レーザー溶接により形成されたビード６１の周方向幅である。
【００７８】
薄肉部の切断面４７には、微量ではあるが、バリが発生している。そこで、激しい振動が加わるモータにおいては、切断面４７のバリが脱落する可能性がある。
実施の形態６では、ビード６１の周方向幅Ｈ２を隣り合う切断面４７の周方向の最大距離Ｈ１より大きくしている。つまり、ビード６１が、突き合わせ部６０を挟んで相対している切断面４７を含む周方向領域に形成されている。これにより、切断面４７に発生するバリを確実に溶融させることができるので、バリの脱落を抑制できる。このように、実施の形態６による電機子は、大きい振動が加わるモータに適用する場合に、有効である。
【００７９】
実施の形態７．
図５０は、この発明の実施の形態７に係る電機子の隣接する二つの分割コアを抽出した平面図、図５１および図５２は、図５０のＧ部拡大図であり、図５１は、溶接前の状態を示し、図５２は、溶接後の状態を示している。なお、図５０では、ティース３１ｂに装着されている集中巻コイルを省略して電機子を示している。
【００８０】
実施の形態７は、隣り合う分割コア３１Ｂのコアバック３１ａ同士を接合するビード６１の形態を除いて、実施の形態６と同様である。
【００８１】
図５１および図５２において、Ｈ３は、隣り合う分割コア３１Ｂの薄肉部の切断面４７間の周方向の最小距離である。図５２において、Ｈ４は、レーザー溶接により形成されたビード６１の周方向幅である。
【００８２】
実施の形態７では、ビード６１の周方向幅Ｈ４を隣り合う切断面４７間の周方向の最小距離Ｈ３より小さくして、切断面４７がビード６１に含まれないようにしている。つまり、ビード６１が、突き合わせ部６０を挟んで相対している切断面４７間の周方向領域のなかの、一方の切断面４７より他方の切断面４７側、かつ他方の切断面４７より一方の切断面４７側の領域に形成されている。このような構成とすることで、ビード６１に含まれる鉄の量が安定化するため、強固な接合強度を得ることができる。強固な接合強度を得ることにより、モータが振動しにくくなるため、騒音を抑制する効果がある。この実施の形態７による電機子は、特に静粛性が求められるモータに適用する場合に有効である。
【符号の説明】
【００８３】
１４  絶縁部材、３１、３１Ａ，３１Ｂ  分割コア、３１ａ  コアバック、３１ｂ  ティース、３３  かしめ部（第１の固定部材）、３５  姿勢保持部（連結部）、３６  薄肉部（連結部）、３６ａ  最小幅部、３７  分割コア連結体、４０  長尺帯状体、４１  コア片（磁性薄板）、４１ａ  コアバック部、４１ｂ  ティース部、４２，４２Ａ  コア片連結体、４３  姿勢保持片（連結片）、４４  薄肉片（連結片）、４７  切断面、５２  ワイヤ、５５  モールド樹脂、６０  突き合わせ部、６１  ビード（溶接部）、Ｌ  仮想線、Ｐ  交点。
【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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年9月2日(2019.9.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この発明の分割コア連結体は、それぞれ、円弧状のコアバックと前記コアバックから径方向内方に突出するティースを有する複数の分割コアと、それぞれ、前記コアバック同士を連結して、前記複数の分割コアを一続きに、かつ直線状に配列させる複数の連結部と、を備える。前記複数の分割コアは、前記複数の連結部のみにより連結されており、前記複数の分割コアおよび前記複数の連結部のそれぞれは、磁性薄板の積層体であり、前記複数の連結部のそれぞれは、隣り合うコアバック間の隙間に隣接する姿勢保持部と、隣り合うコアバックの相対する外周側の角部の一方の角部と前記姿勢保持部とを連結する第１の薄肉部と、前記隣り合うコアバックの相対する外周側の角部の他方の角部と前記姿勢保持部とを連結する第２の薄肉部と、を有し、前記積層体の積層方向から見て、前記姿勢保持部は、前記隣り合うコアバックより外径側に突出している。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ、円弧状のコアバックと前記コアバックから径方向内方に突出するティースを有する複数の分割コアと、
それぞれ、前記コアバック同士を連結して、前記複数の分割コアを一続きに、かつ直線状に配列させる複数の連結部と、を備え、
前記複数の分割コアは、前記複数の連結部のみにより連結されており、
前記複数の分割コアおよび前記複数の連結部のそれぞれは、磁性薄板の積層体であり、
前記複数の連結部のそれぞれは、隣り合うコアバック間の隙間に隣接する姿勢保持部と、前記隣り合うコアバックの相対する外周側の角部の一方の角部と前記姿勢保持部とを連結する第１の薄肉部と、前記隣り合うコアバックの相対する外周側の角部の他方の角部と前記姿勢保持部とを連結する第２の薄肉部と、を有し、
前記積層体の積層方向から見て、前記姿勢保持部は、前記隣り合うコアバックより外径側に突出している分割コア連結体。
【請求項２】
前記複数の分割コアは、上記姿勢保持部が前記第１の薄肉部および前記第２の薄肉部で分離された状態で、隣り合うコアバックの周方向の側面同士が接して弧状に配列できるように構成されている請求項１記載の分割コア連結体。
【請求項３】
前記積層体の積層方向から見て、前記隣り合うコアバックの相対する側辺の延長線の交点が、前記隣り合うコアバックの外周辺をつなぐ仮想線より外径側に位置している請求項１または請求項２記載の分割コア連結体。
【請求項４】
前記複数の姿勢保持部のそれぞれを構成する、積層された前記磁性薄板同士が、第１の固定部材により固定されている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の分割コア連結体。
【請求項５】
前記第１の固定部材は、かしめ部または溶接部である請求項４記載の分割コア連結体。
【請求項６】
前記複数の分割コアのそれぞれを構成する、積層された前記磁性薄板同士が、第２の固定部材により固定されている請求項４または請求項５記載の分割コア連結体。
【請求項７】
前記第２の固定部材は、接着部である請求項６記載の分割コア連結体。
【請求項８】
前記複数の姿勢保持部材のそれぞれは、前記第１の薄肉部により、前記隣り合うコアバックの一方のコアバックを構成する磁性薄板の一部と接続され、前記第２の薄肉部により、前記隣り合うコアバックの他方のコアバックを構成する磁性薄板の一部と接続されている請求項６または請求項７記載の分割コア連結体。
【請求項９】
前記第１の薄肉部および前記第２の薄肉部のそれぞれは、最小幅部を有し、
前記最小幅部は、前記第１の薄肉部および前記第２の薄肉部が連結されているコアバックの外周面より内側、かつ当該コアバックの側面より内側に位置している請求項４から請求項８のいずれか１項に記載の分割コア連結体。
【請求項１０】
磁性の長尺帯状体からコア片連結体を打ち抜くプレス工程と、
打ち抜かれた前記コア片連結体を積層して分割コア連結体を作製する積層工程と、
前記分割コア連結体から分割コアを分離する分離工程と、を備え、
前記長尺帯状体から打ち抜かれた前記コア片連結体は、円弧状のコアバック部および前記コアバック部から径方向内方に突出するティース部を有する複数のコア片が、前記コアバック部同士を連結片のみにより連結されて、一続きに、かつ直線状に配列されて構成され、
前記連結片は、隣り合うコアバック部間の隙間に隣接する姿勢保持片と、隣り合うコアバック部の相対する外周側の角部の一方の角部と前記姿勢保持片とを連結する第１の薄肉片と、前記隣り合うコアバック部の相対する外周側の角部の他方の角部と前記姿勢保持片とを連結する第２の薄肉片と、を有し、
前記コア片の板厚方向から見て、前記姿勢保持片は、前記隣り合うコアバック部より外径側に突出しており、
前記分割コア連結体は、前記コアバック部の積層体であるコアバックおよび前記ティース部の積層体であるティースからなる前記分割コアが、前記第１の薄肉片の積層体である第１の薄肉部、前記姿勢保持片の積層体である姿勢保持部および前記第２の薄肉片の積層体である第２の薄肉部により連結されて一つ続きに、かつ直線状に配列されて構成されている電機子の製造方法。
【請求項１１】
前記分離工程は、前記コア片の面内で、前記姿勢保持部または前記コアバックを往復運動させることにより、前記第１の薄肉部および前記第２の薄肉部を切断する請求項１０記載の電機子の製造方法。
【請求項１２】
前記コア片の板厚方向から見て、前記隣り合うコアバック部の相対する側片の延長線の交点が、前記隣り合うコアバック部の外周片をつなぐ仮想線より外径側に位置している請求項１０または請求項１１に記載の電機子の製造方法。
【請求項１３】
前記プレス工程において、前記コア片連結体は、
前記コア片の配列方向が前記長尺帯状体の幅方向に一致し、
前記コア片の前記ティース部が前記長尺帯状体の送り方向の一側を向き、かつ
前記姿勢保持部が、前記長尺帯状体の送り方向の他側の前記コア片連結体の前記ティース部間に位置する状態で前記長尺帯状体から打ち抜かれる請求項１０から請求項１２のいずれか１項に記載の電機子の製造方法。
【請求項１４】
前記プレス工程において、前記コア片連結体は、
前記コア片の配列方向が前記長尺帯状体の幅方向に一致し、かつ
前記長尺帯状体の送り方向に隣り合うコア片連結体の一方のコア片連結体のティース部が、他方のコア片連結体のティース部間に位置する状態で前記長尺帯状体から打ち抜かれる請求項１０から請求項１２のいずれか１項に記載の電機子の製造方法。
【請求項１５】
前記プレス工程において、前記コア片連結体は、
前記コア片の配列方向が前記長尺帯状体の幅方向に一致し、かつ
前記長尺帯状体の送り方向に隣り合うコア片連結体の一方のコア片連結体のティース部が、他方のコア片連結体のコアバック部間に位置する状態で前記長尺帯状体から打ち抜かれる請求項１０から請求項１２のいずれか１項に記載の電機子の製造方法。
【請求項１６】
前記分離工程に先立って、
前記分割コア連結体の前記第１の薄肉部および前記第２の薄肉部を屈曲させて、前記姿勢保持部を中心に隣り合う分割コアの一方の分割コアを他方の分割コアに対して開脚させ、前記一方の分割コアの前記ティースに絶縁部材を装着する絶縁部材装着工程と、
前記絶縁部材が装着された前記ティースにワイヤを巻き付けるコイル装着工程と、をさらに備える請求項１０から請求項１５のいずれか１項に記載の電機子の製造方法。
【請求項１７】
前記分離工程に先立って、
前記分割コア連結体の前記第１の薄肉部および前記第２の薄肉部を屈曲させて、隣り合う分割コア間の距離を広げて、直線状に展開された前記分割コア連結体を作製する工程と、
前記分割コアの前記ティースに絶縁部材を装着する絶縁部材装着工程と、
前記絶縁部材が装着された前記ティースにワイヤを巻き付けるコイル装着工程と、をさらに備える請求項１０から請求項１５のいずれか１項に記載の電機子の製造方法。
【請求項１８】
前記積層工程において積層された前記分割コア連結体の前記姿勢保持部が第１の固定部材により固定されており、
前記分離工程において、前記分割コアが、前記第１の薄肉部および前記第２の薄肉部を切断して分離される請求項１０から請求項１６のいずれか１項に記載の電機子の製造方法。
【請求項１９】
前記第１の固定部材は、かしめ部または溶接である請求項１８記載の電機子の製造方法。
【請求項２０】
前記積層工程において積層された前記分割コア連結体の前記分割コアが第２の固定部材により固定されている請求項１８または請求項１９記載の電機子の製造方法。
【請求項２１】
前記第２の固定部材は、接着部である請求項２０記載の電機子の製造方法。
【請求項２２】
前記分離工程に先立って、
前記分割コア連結体の前記第１の薄肉部および前記第２の薄肉部を屈曲させて、隣り合う分割コア間の距離を広げて、直線状に展開された前記分割コア連結体を作製する工程と
前記分割コアの前記ティースの両側面および両端面をモールド樹脂により覆う絶縁部材装着工程と、
前記モールド樹脂に覆われた前記ティースにワイヤを巻き付けるコイル装着工程と、をさらに備える請求項１０から請求項１５のいずれか１項に記載の電機子の製造方法。
【請求項２３】
前記コアバックの周方向の側面同士を突き合わせて前記分割コアを円環状に配列する工程と、
前記コアバックの突き合わせ部を径方向外方から溶接して、円環状に配列された前記分割コアを一体化する工程と、をさらに備える請求項１０から請求項２２のいずれか１項に記載の電機子の製造方法。
【請求項２４】
前記分離工程において、前記分割コアは、前記第１の薄肉部および前記第２の薄肉部を切断して、前記分割コア連結体から分離され、
隣り合う前記コアバックの前記突き合わせ部の溶接部が、隣り合う前記コアバックの前記突き合わせ部を挟んで相対する前記第１の薄肉部の切断面と前記第２の薄肉部の切断面とを含む周方向領域に形成されている請求項２３記載の電機子の製造方法。
【請求項２５】
前記分離工程において、前記分割コアは、前記第１の薄肉部および前記第２の薄肉部を切断して、前記分割コア連結体から分離され、
隣り合う前記コアバックの前記突き合わせ部の溶接部が、隣り合う前記コアバックの前記突き合わせ部を挟んで相対する前記第１の薄肉部の切断面と前記第２の薄肉部の切断面との間の周方向領域のなかの、前記第１の薄肉部の切断面より前記第２の薄肉部側、かつ前記第２の薄肉部より前記第１の薄肉部側の領域に形成されている請求項２３記載の電機子の製造方法。
【国際調査報告】
2019039518.tif 000055
2019039518.tif 000056
2019039518.tif 000057
2019039518.tif 000058