(57)【要約】  回転電機１は、回転子２、及び固定子３を有している。固定子３は、回転子２の周方向について互いに間隔を置いて配置された複数のティース１１及び互いに隣り合うティース１１の径方向内側端部同士をそれぞれ連結する複数のティース間連結部１２を含み回転子２を囲む環状のコア本体１３と、各ティース１１内にそれぞれ保持された複数の永久磁石１４と、各ティース１１にそれぞれ設けられた複数の固定子コイル１５と、コア本体１３を囲んだ状態でコア本体１３の外周部に嵌められた環状のコアバック１６とを有している。
2013157165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子、及び
上記回転子の周方向について互いに間隔を置いて配置された複数のティース及び互いに隣り合う上記ティースの径方向内側端部同士をそれぞれ連結する複数のティース間連結部を含み上記回転子を囲む環状のコア本体と、各上記ティース内にそれぞれ保持された複数の永久磁石と、各上記ティースにそれぞれ設けられた複数の固定子コイルと、上記コア本体と別体とされ、上記コア本体を囲んだ状態で上記コア本体の外周部に嵌められた環状のコアバックとを有する固定子
を備えていることを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項２】
上記コアバックには、各上記ティースの径方向外側端部がそれぞれ嵌る複数の凹部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の永久磁石式回転電機。
【請求項３】
上記ティースには、上記ティースの径方向内側端部及び径方向外側端部のいずれかで開放され、上記永久磁石を収容する磁石収容溝が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の永久磁石式回転電機。
【請求項４】
上記ティースには、上記永久磁石に係合して上記永久磁石が上記磁石収容溝の開放部分から抜けることを防止する磁石抜け防止部が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の永久磁石式回転電機。
【請求項５】
上記固定子コイルは、筒状のコイル枠に巻かれた状態で上記コイル枠を介して上記ティースに設けられており、
上記コイル枠には、上記永久磁石に係合して上記永久磁石が上記磁石収容溝の開放部分から抜けることを防止する磁石抜け防止部が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の永久磁石式回転電機。
【請求項６】
各上記ティースは、上記磁石収容溝を上記固定子の周方向について両側から挟む一対の対向壁部と、上記ティースの径方向内側端部及び径方向外側端部のうち、上記磁石収容溝の開放部分が設けられた端部と異なる端部で上記一対の対向壁部同士を連結する壁連結部とを有し、
上記コア本体は、複数のコア本体断面部材が軸線方向へ積層されて構成されており、
上記ティース間連結部及び上記壁連結部の少なくともいずれかには、各上記コア本体断面部材の材料を塑性変形させることにより形成されて各上記コア本体断面部材間で嵌め合わされるかしめ部が設けられていることを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれか一項に記載の永久磁石式回転電機。
【請求項７】
各上記ティースは、上記磁石収容溝を上記固定子の周方向について両側から挟む一対の対向壁部と、上記ティースの径方向内側端部及び径方向外側端部のうち、上記磁石収容溝の開放部分が設けられた端部と異なる端部で上記一対の対向壁部同士を連結する壁連結部とを有し、
上記コア本体は、複数のコア本体断面部材が軸線方向へ積層されて構成されており、
複数の上記コア本体断面部材のいずれかは、上記ティース間連結部の断面を形成する部分及び上記壁連結部の断面を形成する部分をそれぞれ含む第１のコア本体断面部材とされ、
複数の上記コア本体断面部材のいずれかは、上記ティース間連結部の断面を形成する部分及び上記壁連結部の断面を形成する部分の少なくともいずれかが除かれた第２のコア本体断面部材とされていることを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれか一項に記載の永久磁石式回転電機。
【請求項８】
上記コアバックは、各上記ティースの径方向外側端部間にそれぞれ配置された複数の厚肉部と、互いに隣り合う厚肉部同士を、上記ティースよりも径方向外側でそれぞれ連結する複数の薄肉部とを有し、かつ、複数のコアバック断面部材が軸線方向へ積層されて構成されており、
各上記コアバック断面部材における上記薄肉部の断面を形成する部分には、各上記コアバック断面部材の材料を塑性変形させることにより形成されて各上記コアバック断面部材間で嵌め合わされるかしめ部が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の永久磁石式回転電機。
【請求項９】
上記コアバックは、各上記ティースの径方向外側端部間にそれぞれ配置された複数の厚肉部と、互いに隣り合う厚肉部同士を、上記ティースよりの径方向外側でそれぞれ連結する複数の薄肉部とを有し、かつ、複数のコアバック断面部材が軸線方向へ積層されて構成されており、
複数の上記コアバック断面部材のいずれかは、上記薄肉部の断面を形成する部分を含む第１のコアバック断面部材とされ、
複数の上記コアバック断面部材のいずれかは、上記薄肉部の断面を形成する部分が除かれた第２のコアバック断面部材とされていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の永久磁石式回転電機。
【請求項１０】
上記コア本体は、複数のコア本体断面部材が軸線方向へ積層されて構成されており、
上記ティース間連結部の厚さ寸法は、上記コア本体断面部材の厚さ寸法以上であることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の永久磁石式回転電機。
【請求項１１】
請求項１に記載の永久磁石式回転電機を製造する永久磁石式回転電機の製造方法であって、
上記永久磁石を上記ティース内に保持させる永久磁石取付工程、
上記コア本体の径方向外側から上記ティースに上記固定子コイルを装着するコイル装着工程、及び
上記永久磁石取付工程後でかつ上記コイル装着工程後に、上記コアバックの内側に上記コア本体を挿入することにより上記コアバックの内側に上記コア本体を嵌めるコアバック取付工程
を備えていることを特徴とする永久磁石式回転電機の製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の永久磁石式回転電機の製造方法であって、
上記永久磁石取付工程では、上記ティースに設けられた磁石収容溝に上記永久磁石を挿入することにより、上記ティースの磁石抜け防止部を上記永久磁石に係合させることを特徴とする永久磁石式回転電機の製造方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の永久磁石式回転電機の製造方法であって、
上記永久磁石取付工程では、上記ティースの径方向外側端部で開放された磁石収容溝の開放部分から上記永久磁石を上記磁石収容溝内に挿入して上記ティース内に上記永久磁石を保持させ、
上記コイル装着工程では、上記永久磁石取付工程後に、上記固定子コイルが巻かれた筒状のコイル枠を上記コア本体の径方向外側から上記ティースに装着することにより、上記コイル枠の磁石抜け防止部を上記永久磁石に係合させることを特徴とする永久磁石式回転電機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばモータや発電機等として用いられる永久磁石式回転電機、及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば産業用や車載用のモータ等として用いられる永久磁石式回転電機においては、小形化、高速化、使用速度範囲の広範囲化等が求められている。【０００３】
従来、これらの要求に応えるために、電機子鉄心に複数のティースを周方向略一定ピッチで設け、各ティースの中央部に設けた磁石収容溝に永久磁石を収容するとともに、互いに隣接する永久磁石を互いに周方向逆向きに着磁した回転電機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。【０００４】
また、従来、製造を容易にするために、永久磁石を挟んだ一対の分割ティースにコイルを巻いて作製した複数のモジュールを環状に並べて電機子を構成した回転電機も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１９９６７９号公報
【特許文献２】特表２００９−５０９４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に示されている従来の回転電機では、筒状のコアバックの内周部から複数のティースが突出し、各ティース間に形成されたスロットが径方向内側に開放されているので、スロットの開放部分の幅が狭くなり、各ティースにコイルを高密度で巻くことが難しくなってしまう。これにより、回転電機の製造に手間がかかるだけでなく、回転電機のトルク密度も低下してしまう。また、各ティース間距離が広がる方向へコアバックを展開した状態でコイルをティースに巻いた後、コアバックを筒状に丸める方法も考えられるが、この場合、コアバックを丸めるときにコアバックに歪みが生じやすく、コアバックの内面形状を真円に近づけにくくなってしまう。これにより、例えばコギングトルクが増大してしまい、回転電機の動作特性が悪化してしまう。【０００７】
また、特許文献２に示されている従来の回転電機では、複数のモジュールを環状に並べて電機子を作製しているので、電機子の内面形状を真円に保ちにくくなってしまい、この場合も、回転電機の動作特性が悪化してしまう。【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、製造を容易にすることができるとともに、動作特性の向上を図ることができる永久磁石式回転電機、及びそ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】
【０００９】
この発明による永久磁石式回転電機は、回転子、及び回転子の周方向について互いに間隔を置いて配置された複数のティース及び互いに隣り合うティースの径方向内側端部同士をそれぞれ連結する複数のティース間連結部を含み回転子を囲む環状のコア本体と、各ティース内にそれぞれ保持された複数の永久磁石と、各ティースにそれぞれ設けられた複数の固定子コイルと、コア本体と別体とされ、コア本体を囲んだ状態でコア本体の外周部に嵌められた環状のコアバックとを有する固定子を備えている。【００１０】
この発明による永久磁石式回転電機の製造方法は、永久磁石をティース内に保持させる永久磁石取付工程、コア本体の径方向外側からティースに固定子コイルを装着するコイル装着工程、及び永久磁石取付工程後でかつコイル装着工程後に、コアバックの内側にコア本体を挿入することによりコアバックの内側にコア本体を嵌めるコアバック取付工程を備えている。
【発明の効果】
【００１１】
この発明による永久磁石式回転電機、及びその製造方法によれば、製造を容易にすることができるとともに、動作特性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１による永久磁石式回転電機を示す断面図である。
【図２】図１のコア本体を示す断面図である。
【図３】図１のコアバックを示す断面図である。
【図４】図１の永久磁石及び固定子コイルがコア本体に取り付けられるときの状態を示す分解斜視図である。
【図５】図１のコア本体がコアバックに取り付けられるときの状態を示す断面図である。
【図６】この発明の実施の形態２による永久磁石式回転電機を示す断面図である。
【図７】図６のコア本体を示す断面図である。
【図８】図６の永久磁石及び固定子コイルがコア本体に取り付けられるときの状態を示す分解斜視図である。
【図９】この発明の実施の形態３による永久磁石式回転電機のコア本体、永久磁石及び固定子コイルを示す要部斜視図である。
【図１０】図９のコイル枠を示す斜視図である。
【図１１】この発明の実施の形態４による永久磁石式回転電機を示す断面図である。
【図１２】図１１のコア本体を示す断面図である。
【図１３】この発明の実施の形態５による永久磁石式回転電機を示す断面図である。
【図１４】図１３のコア本体を示す断面図である。
【図１５】実施の形態６による永久磁石式回転電機を示す断面図である。
【図１６】図１５のコアバックを示す断面図である。
【図１７】図１５のコア本体を示す断面図である。
【図１８】この発明の実施の形態７による永久磁石式回転電機のコア本体を示す断面図である。
【図１９】この発明の実施の形態８による永久磁石式回転電機のコア本体を示す断面図である。
【図２０】この発明の実施の形態９による永久磁石式回転電機のコア本体を示す断面図である。
【図２１】この発明の実施の形態１０による永久磁石式回転電機のコア本体を示す断面図である。
【図２２】この発明の実施の形態１１による永久磁石式回転電機のコア本体を構成するコア本体断面部材を示す要部斜視図である。
【図２３】図２２の第１のコア本体断面部材を示す正面図である。
【図２４】図２２の第２のコア本体断面部材を示す正面図である。
【図２５】この発明の実施の形態１１による永久磁石式回転電機のコアバックを構成するコアバック断面部材を示す要部斜視図である。
【図２６】図２５の第１のコアバック断面部材を示す正面図である。
【図２７】図２５の第２のコアバック断面部材を示す正面図である。
【図２８】この発明の実施の形態１２による永久磁石式回転電機のコアバックを示す断面図である。
【図２９】この発明の実施の形態１２による永久磁石式回転電機のコア本体を示す断面図である。
【図３０】図１の固定子の要部を示す断面図である。
【図３１】図３０のコアバックのコアバック厚さ比ｔ１／ｔ０と、モータとしての回転電機の出力との関係を示すグラフである。
【図３２】この発明の実施の形態１３の変形例を示す断面図である。
【図３３】この発明の実施例１４Ａによる回転電機の固定子の要部を示す断面図である。
【図３４】この発明の実施例１４Ｂによる回転電機の固定子の要部を示す断面図である。
【図３５】実施例１４Ａ及び実施例１４Ｂと比較するための比較例による回転電機の固定子の要部を示す断面図である。
【図３６】実施例１４Ａ、実施例１４Ｂ及び比較例のそれぞれによる回転電機の出力の比較結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による永久磁石式回転電機を示す断面図である。図において、永久磁石式回転電機１（以下、単に「回転電機１」という）は、回転子２と、回転子２の径方向外側に配置され、回転子２の外周を囲む円筒状の固定子３とを有している。
【００１４】
回転子２は、回転電機１の軸線を中心に固定子３に対して回転可能になっている。また、回転子２は、円柱状の回転子本体４と、回転子本体４の外周面からそれぞれ突出し、回転子２の周方向へ互いに間隔を置いて配置された複数の突極部５とを有している。この例では、１０個の突極部５が回転子２の周方向へ等間隔で配置されている。また、回転子２は、複数の磁性板（例えば電磁鋼板等）が回転電機１の軸線方向（以下、単に「軸線方向」という）へ積層されて構成されている。
【００１５】
固定子３は、回転子２と同軸に配置されている。また、固定子３は、回転子２を囲む環状のコア本体１３と、コア本体１３にそれぞれ設けられた複数の永久磁石１４及び複数の固定子コイル１５と、コア本体１３とは別体とされ、コア本体１３を囲んだ状態でコア本体１３の外周部に嵌められた環状のコアバック１６とを有している。回転電機１では、固定子コイル１５への通電により回転磁界が発生し、回転子２が回転される。
【００１６】
図２は、図１のコア本体１３を示す断面図である。コア本体１３は、回転子２の周方向へ互いに間隔を置いて配置された複数のティース１１と、互いに隣り合うティース１１の径方向内側端部同士をそれぞれ連結する複数のティース間連結部１２とを有している。各ティース１１は、固定子３の径方向に沿って放射状に配置されている。これにより、各ティース１１の径方向外側端部間は、広く開放されている。
【００１７】
各ティース間連結部１２は、厚さ方向を固定子３の径方向に一致させて円弧状に配置されている。コア本体１３の内周面は、各ティース１１及び各ティース間連結部１２により断面円形に形成されている。
【００１８】
各ティース１１内には、ティース１１の径方向外側端部で開放された磁石収容溝２３が設けられている。磁石収容溝２３は、深さ方向を固定子３の径方向に一致させてティース１１に設けられている。永久磁石１４は、各磁石収容溝２３にそれぞれ収容されている。この例では、磁石収容溝２３の幅寸法（即ち、固定子３の周方向についての磁石収容溝２３の寸法）は、磁石収容溝２３の深さ方向のどの位置でも一定となっている。従って、永久磁石１４は、磁石収容溝２３の開放部分から磁石収容溝２３内に挿入可能になっている。
【００１９】
各ティース１１は、固定子３の周方向について磁石収容溝２３を両側から挟む一対の対向壁部２１と、ティース１１の径方向内側端部（即ち、ティース１１の径方向内側端部及び径方向外側端部のうち、磁石収容溝２３の開放部分が設けられた端部と異なる端部）で一対の対向壁部２１同士を連結する壁連結部２２とを有している。磁石収容溝２３の内面は、一対の対向壁部２１及び壁連結部２２により形成されている。壁連結部２２は、厚さ方向を固定子３の径方向に一致させて円弧状に配置されている。この例では、各壁連結部２２の厚さ寸法が各ティース間連結部１２の厚さ寸法と同一とされている。
【００２０】
コア本体１３は、磁性板（例えば電磁鋼板等）を所定の形状に打ち抜いて作製した複数のコア本体断面部材が軸線方向へ積層されて構成されている。各コア本体断面部材は、各ティース１１の断面を形成する部分（複数のティース断面形成部）と、各ティース間連結部１２の断面を形成する部分（複数のティース間連結部断面形成部）とを有している。各ティース断面形成部は、一対の対向壁部２１の断面を形成する部分（一対の対向壁部断面形成部）及び壁連結部２２の断面を形成する部分（壁連結部断面形成部）を有している。
【００２１】
永久磁石１４は、図１に示すように、磁石収容溝２３内に収容されている。また、永久磁石１４は、ティース１１の幅方向中央部に配置されている。磁石収容溝２３内には、永久磁石１４が隙間なく嵌っている。
【００２２】
永久磁石１４は、固定子３の周方向へ着磁されている。また、互いに隣り合う永久磁石１４の着磁方向は、固定子３の周方向について逆向きになっている。なお、図１では、永久磁石１４の着磁方向をＮ及びＳの極性で示している。
【００２３】
図３は、図１のコアバック１６を示す断面図である。コアバック１６は、各ティース１１の径方向外側端部間にそれぞれ配置された状態で固定子３の周方向へ互いに間隔を置いて配置された複数の厚肉部３１と、互いに隣り合う厚肉部３１同士を、ティース１１よりも径方向外側でそれぞれ連結する複数の薄肉部３２とを有している。各薄肉部３２は、厚さ方向を固定子３の径方向に一致させて配置されている。この例では、各薄肉部３２の径方向内側の面が平面とされ、各薄肉部３２の径方向外側の面が円弧状の曲面とされている。
【００２４】
コアバック１６の内周部には、各ティース１１の径方向外側端部がそれぞれ嵌る複数の凹部３３が固定子３の周方向へ互いに間隔を置いて設けられている。各凹部３３は、深さ方向を固定子３の径方向に一致させてコアバック１６にそれぞれ設けられている。各凹部３３の内面は、各厚肉部３１及び各薄肉部３２により形成されている。この例では、各凹部３３の深さ寸法が薄肉部３２の厚さ寸法よりも大きくなっている。また、この例では、薄肉部３２の厚さ寸法がティース間連結部１２及び壁連結部２２のそれぞれの厚さ寸法とほぼ同一とされている。
【００２５】
コア本体１３は、図１に示すように、各ティース１１の径方向外側端部を各凹部３３にそれぞれ嵌めた状態で、コアバック１６の内側に嵌っている。ティース１１が凹部３３に嵌った状態では、永久磁石１４の一部が凹部３３内に挿入されている。磁石収容溝２３の開放部分は、ティース１１の径方向外側端部が凹部３３に嵌ることにより薄肉部３２で塞がれている。これにより、永久磁石１４が磁石収容溝２３の開放部分から抜けることが防止されている。
【００２６】
コアバック１６は、磁性板（例えば電磁鋼板等）を所定の形状に打ち抜いて作製した複数のコアバック断面部材が軸線方向へ積層されて構成されている。各コアバック断面部材は、各厚肉部３１の断面を形成する部分（複数の厚肉部断面形成部）と、各薄肉部３２の断面を形成する部分（複数の薄肉部断面形成部）とを有している。
【００２７】
図４は、図１の永久磁石１４及び固定子コイル１５がコア本体１３に取り付けられるときの状態を示す分解斜視図である。永久磁石１４は、コア本体１３の径方向外側から磁石収容溝２３の開放部分を通して磁石収容溝２３内に挿入される。固定子コイル１５は、コア本体１３の径方向外側からティース１１に装着される。
【００２８】
固定子コイル１５は、導線を巻いて作製した筒状のコイルである。また、固定子コイル１５は、ティース１１が固定子コイル１５の内側に挿入された状態で各ティース１１にそれぞれ装着される。ティース１１が固定子コイル１５の内側に挿入されることにより、永久磁石１４が磁石収容溝２３から軸線方向へ抜けることが防止される。
【００２９】
図５は、図１のコア本体１３がコアバック１６に取り付けられるときの状態を示す断面図である。コア本体１３は、永久磁石１４及び固定子コイル１５が各ティース１１にそれぞれ取り付けられた状態で、コアバック１６の内側に嵌められる。コア本体１３がコアバック１６の内側に嵌られるときには、コア本体１３が軸線方向に沿ってコアバック１６の内側に挿入される。コア本体１３は、例えば焼き嵌めや圧入等によってコアバック１６の内側に挿入されている。
【００３０】
次に、回転電機１の製造方法について説明する。まず、回転子２、コア本体１３、複数の固定子コイル１５及びコアバック１６を予め作製しておく。また、磁性体を着磁することにより複数の永久磁石１４も予め作製しておく。
【００３１】
この後、図４に示すように、コア本体１３の径方向外側から、ティース１１に設けられた磁石収容溝２３の開放部分を通して永久磁石１４を磁石収容溝２３内に挿入する。これにより、永久磁石１４がティース１１内に保持される（永久磁石取付工程）。
【００３２】
この後、図４に示すように、コア本体１３の径方向外側から、固定子コイル１５の内側にティース１１を挿入しながら、ティース１１に固定子コイル１５を装着する（コイル装着工程）。
【００３３】
この後、永久磁石取付工程及びコイル装着工程を繰り返し行い、永久磁石１４及び固定子コイル１５をすべてのティース１１に取り付ける。
【００３４】
この後、図５に示すように、永久磁石１４及び固定子コイル１５を取り付けたコア本体１３をコアバック１６の内側に嵌める。このとき、各ティース１１の径方向外側端部を各凹部３３に嵌めながら、コアバック１６の内側にコア本体１３を軸線方向へ挿入する（コアバック取付工程）。このようにして、固定子３が完成する。
【００３５】
この後、固定子３の内側に回転子２を挿入し、回転子２を固定子３に対して回転自在に支持することにより回転電機１を製造する。
【００３６】
このような回転電機１では、複数のティース１１と、互いに隣り合うティース１１の径方向内側端部同士を連結する複数のティース間連結部１２とを有する環状のコア本体１３が、環状のコアバック１６の内側に嵌るようになっているので、コア本体１３をコアバック１６から外すことにより、各ティース１１間の空間をコア本体１３の径方向外側に広く開放させることができる。これにより、ティース１１に対して固定子コイル１５を装着しやすくすることができるとともに、永久磁石１４もティース１１内に挿入しやすくすることができる。これにより、固定子３の製造を容易にすることができ、回転電機１の製造を容易にすることができる。また、各ティース１１間の空間がコア本体１３の径方向外側に広く開放されているので、ティース１１に固定子コイル１５が装着しやすくなり、固定子コイル１５の巻線密度を高めることができる。これにより、固定子コイル１５の抵抗値を低く抑えることができ、銅損を低減することができる。従って、回転電機１のトルク密度の向上を図ることができる。さらに、予め作製しておいた環状のコア本体１３の内周面を変形させることなく固定子３を作製することができるので、固定子３の内周面の形状を真円に近づけることができ、回転電機１の製造誤差を小さくすることができる。これにより、コギングトルクの低減を図ることができ、回転電機１の動作特性の向上を図ることができる。
【００３７】
また、コアバック１６には、各ティース１１の径方向外側端部がそれぞれ嵌る複数の凹部３３が設けられているので、コアバック１６に対するコア本体１３の位置決めを、固定子３の周方向について、より確実に行うことができる。また、永久磁石１４よりも径方向外側に位置する薄肉部３２の厚さ寸法を小さくすることができ、永久磁石１４よりも固定子３の径方向外側に磁束が漏れることを抑制することができる。これにより、回転電機１のトルク密度の向上をさらに図ることができる。
【００３８】
また、ティース１１には、ティース１１の径方向外側端部で開放された磁石収容溝２３が設けられているので、ティース１１の径方向外側から磁石収容溝２３内に永久磁石１４を挿入可能にすることができる。これにより、ティース１１内に永久磁石１４をさらに収容しやすくすることができる。また、永久磁石１４よりも径方向外側にティース１１が配置されないので、永久磁石１４よりも径方向外側での磁気抵抗を大きくすることができ、永久磁石１４よりも径方向外側で磁束を通しにくくすることができる。これにより、永久磁石１４よりも固定子３の径方向外側に磁束が漏れることを抑制することができ、回転電機１のトルク密度の向上をさらに図ることができる。
【００３９】
また、このような回転電機１の製造方法では、永久磁石１４をティース１１内に保持させ、コア本体１３の径方向外側からティース１１に固定子コイル１５を装着した後、コアバック１６の内側にコア本体１３を嵌めるので、永久磁石１４をティース１１内に保持させやすく、かつ固定子コイル１５をティース１１に装着しやすい状態で永久磁石１４及び固定子コイル１５をコア本体１３に取り付けることができる。これにより、回転電機１の製造を容易にすることができる。また、ティース１１に対する固定子コイル１５の装着が容易になるので、固定子コイル１５の巻線密度を高めることができ、回転電機１のトルク密度の向上を図ることができる。さらに、固定子３の組立時にコア本体１３を変形させる必要がなくなるので、固定子３の内周面を真円に近づけることができ、回転電機１の製造誤差を小さくすることができる。これにより、コギングトルクの低減を図ることができ、回転電機１の動作特性の向上を図ることができる。
【００４０】
なお、上記の例では、磁石取付工程において、着磁済みの永久磁石１４を磁石収容溝２３内に挿入することにより、永久磁石１４をティース１１内に保持させるようになっているが、未着磁の磁性体を磁石収容溝２３内に挿入してティース１１内に磁性体を保持させた後、着磁により磁性体を永久磁石１４とすることにより、永久磁石１４をティース１１内に保持させるようにしてもよい。
【００４１】
実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２による永久磁石式回転電機を示す断面図である。また、図７は、図６のコア本体１３を示す断面図である。図において、各ティース１１には、永久磁石１４に係合して永久磁石１４が磁石収容溝２３の開放部分から抜けることを防止する一対の突起部（磁石抜け防止部）３５が設けられている。各突起部３５は、一対の対向壁部２１から磁石収容溝２３の幅方向内側へ個別に突出し、永久磁石１４よりも径方向外側で永久磁石１４に係合している。この例では、各突起部３５がティース１１の径方向外側端部に設けられている。
【００４２】
図８は、図６の永久磁石１４及び固定子コイル１５がコア本体１３に取り付けられるときの状態を示す分解斜視図である。永久磁石１４は、磁石収容溝２３内に軸線方向に沿って挿入される。これにより、永久磁石１４には、各突起部３５が径方向外側から係合される。固定子コイル１５は、コア本体１３の径方向外側からティース１１に装着される。他の構成及び製造方法は実施の形態１と同様である。
【００４３】
このような回転電機１では、永久磁石１４に係合して永久磁石１４が磁石収容溝２３の開放部分から抜けることを防止する一対の突起部３５が各ティース１１に設けられているので、永久磁石１４が磁石収容溝２３から抜けることを、径方向については各突起部３５によって、軸線方向については固定子コイル１５によってそれぞれ防止することができる。
【００４４】
また、磁石収容溝２３に永久磁石１４を挿入することにより、ティース１１の各突起部３５を永久磁石１４に係合させるので、磁石収容溝２３に永久磁石１４を挿入するだけで、永久磁石１４が磁石収容溝２３から抜けないように永久磁石１４をティース１１内に保持させることができる。これにより、回転電機１の製造をさらに容易にすることができる。
【００４５】
ここで、着磁済みの永久磁石１４を各ティース１１の磁石収容溝２３内に挿入すると、各永久磁石１４には磁石収容溝２３から抜ける方向へ磁気反発力が作用する。本実施の形態では、永久磁石１４が磁石収容溝２３から抜けることが各突起部３５及び固定子コイル１５により防止されるので、磁気反発力を受けても着磁済みの永久磁石１４を磁石収容溝２３内に挿入することが可能になる。これにより、固定子３を組み立てた後に着磁作業を行う必要がなくなり、回転電機１の製造をさらに容易にすることができる。
【００４６】
また、未着磁の磁性体を磁石収容溝２３内に挿入した後に、着磁により磁性体を永久磁石１４とする場合、固定子３の構造に適した着磁用のヨークが必要になり、製造コストが増大してしまう。さらに、磁石収容溝２３内に磁性体を挿入した状態で磁性体を着磁すると、磁性体の端部等は漏れ磁束等の影響により完全に着磁することが困難になってしまう。このため、着磁済みの永久磁石１４を磁石収容溝２３内に挿入して固定子３を作製することにより、着磁率の高い永久磁石１４をティース１１内に保持させることができる。これにより、未着磁の磁性体をティース１１内に保持させた後に磁性体を着磁させて作製した回転電機１よりも、出力の高い回転電機１を得ることができる。
【００４７】
なお、上記の例では、ティース１１に設けられた一対の突起部３５が永久磁石１４に係合しているが、突起部３５が永久磁石１４に係合されていればよいので、突起部３５の数は１つのみであってもよい。また、一対の突起部３５が互いに繋がった一枚の帯状板が磁石抜け防止部となっていてもよい。
【００４８】
実施の形態３．
図９は、この発明の実施の形態３による永久磁石式回転電機のコア本体１３、永久磁石１４及び固定子コイル１５を示す要部斜視図である。図において、固定子コイル１５は、非磁性材料（例えば樹脂等）により構成された絶縁性の筒状のコイル枠４１に巻かれている。コイル枠４１は、ティース１１がコイル枠４１内に挿入された状態で、ティース１１に嵌められて保持されている。固定子コイル１５は、コイル枠４１に巻かれた状態でコイル枠４１を介してティース１１に設けられている。
【００４９】
図１０は、図９のコイル枠４１を示す斜視図である。コイル枠４１は、ティース１１が挿入される断面矩形状の筒状部４２と、筒状部４２の開口部に互いに対向して設けられた一対の対向部４３とを有している。各対向部４３の先端部には、互いに近づく方向へ突出する板状の突起部（磁石抜け防止部）４３ａが設けられている。
【００５０】
コイル枠４１は、図９に示すように、固定子３の軸線方向について一対の対向部４３を互いに対向させてティース１１に嵌められている。ティース１１の径方向外側端部では、一対の対向壁部２１間に各突起部４３ａが嵌る空間が生じている。コイル枠４１は、各突起部４３ａを一対の対向壁部２１間に嵌めた状態でティース１１に嵌められている。コイル枠４１がティース１１に嵌められた状態では、永久磁石１４よりも径方向外側で各突起部４３ａが永久磁石１４に係合することにより永久磁石１４が磁石収容溝２３の開放部分から抜けることが防止され、筒状部４２の内面が永久磁石１４に係合することにより永久磁石１４が磁石収容溝２３から軸線方向へ抜けることが防止される。
【００５１】
固定子コイル１５をティース１１に装着するコイル装着工程では、永久磁石取付工程後に、固定子コイル１５が巻かれたコイル枠４１をコア本体１３の径方向外側からティース１１に装着することにより、コイル枠４１の一対の突起部４３ａを永久磁石１４に係合させる。他の構成及び製造方法は実施の形態１と同様である。
【００５２】
このような回転電機１では、固定子コイル１５が巻かれた筒状のコイル枠４１に、永久磁石１４に係合して永久磁石１４が磁石収容溝２３の開放部分から抜けることを防止する一対の突起部４３ａが設けられているので、コイル枠４１をティース１１に嵌めるたけで、固定子３の径方向及び軸線方向のいずれの方向についても永久磁石１４が磁石収容溝２３から抜けることを防止することができる。これにより、固定子３の作製をさらに容易にすることができ、回転電機１の製造をさらに容易にすることができる。また、各突起部４３ａが非磁性材料により構成されているので、永久磁石１４よりも径方向外側での漏れ磁束の増加を抑制することができ、回転電機１の出力低下を抑制することができる。さらに、永久磁石１４が磁石収容溝２３から抜けることをコイル枠４１と別個の部材によって防止した場合に比べて、固定子３の部品数や固定子３の組立工程数を少なくすることができる。
【００５３】
なお、上記の例では、コイル枠４１に設けられた一対の突起部４３ａが永久磁石１４に係合しているが、突起部４３ａが永久磁石１４に係合されていればよいので、突起部４３ａの数は１つのみであってもよい。また、一対の突起部４３ａが互いに繋がった一枚の帯状板が磁石抜け防止部となっていてもよい。
【００５４】
実施の形態４．
実施の形態１では、各ティース１１内に設けられた磁石収容溝２３がティース１１の径方向外側端部で開放されているが、各ティース１１内に設けられた磁石収容溝２３がティース１１の径方向内側端部で開放されていてもよい。
【００５５】
即ち、図１１は、この発明の実施の形態４による永久磁石式回転電機を示す断面図である。また、図１２は、図１１のコア本体１３を示す断面図である。図において、各ティース１１には、ティース１１の径方向内側端部で開放された磁石収容溝２３が設けられている。永久磁石１４は、磁石収容溝２３の開放部分から磁石収容溝２３内に挿入可能になっている。
【００５６】
各ティース１１は、固定子３の周方向について磁石収容溝２３を両側から挟む一対の対向壁部２１と、ティース１１の径方向外側端部（即ち、ティース１１の径方向内側端部及び径方向外側端部のうち、磁石収容溝２３の開放部分が設けられた端部と異なる端部）で一対の対向壁部２１同士を連結する壁連結部５１とを有している。他の構成及び製造方法は実施の形態１と同様である。
【００５７】
このように、ティース１１内に設けられた磁石収容溝２３をティース１１の径方向内側端部で開放させるようにしても、永久磁石１４をティース１１内に容易に挿入することができ、回転電機１を容易に製造することができる。また、永久磁石１４よりも径方向内側にティース１１が配置されないので、永久磁石１４よりも径方向内側で磁束を通しにくくすることができる。これにより、永久磁石１４よりも固定子３の径方向内側に磁束が漏れることを抑制することができ、回転電機１のトルク密度の向上をさらに図ることができる。
【００５８】
実施の形態５．
図１３は、この発明の実施の形態５による永久磁石式回転電機を示す断面図である。また、図１４は、図１３のコア本体１３を示す断面図である。図において、各ティース１１には、磁石収容溝２３内に収容された永久磁石１４に係合して永久磁石１４が磁石収容溝２３の開放部分から抜けることを防止する一対の突起部（磁石抜け防止部）５２が設けられている。各突起部５２は、一対の対向壁部２１から磁石収容溝２３の幅方向内側へ個別に突出し、永久磁石１４よりも径方向内側で永久磁石１４に係合している。この例では、各突起部５２がティース１１の径方向内側端部に設けられている。これにより、磁石収容溝２３の開放部分の幅寸法は、永久磁石１４の幅寸法よりも狭くなっている。他の構成は実施の形態４と同様である。
【００５９】
本実施の形態における永久磁石取付工程では、永久磁石１４を磁石収容溝２３に軸線方向に沿って挿入する。これにより、各突起部５２が永久磁石１４に径方向内側から係合される。製造方法の他の手順は実施の形態４と同様である。
【００６０】
このように、磁石収容溝２３がティース１１の径方向内側端部で開放されている場合であっても、永久磁石１４に係合して永久磁石１４が磁石収容溝２３の開放部分から抜けることを防止する一対の突起部５２をティース１１に設けることにより、永久磁石１４が磁石収容溝２３から抜けることを、径方向については各突起部５２によって、軸線方向については固定子コイル１５によってそれぞれ防止することができる。これにより、固定子３を作製するときに、着磁済みの永久磁石１４を磁石収容溝２３内に挿入しても、永久磁石１４が磁石収容溝２３から抜けることを容易に防止することができる。これにより、回転電機１の製造を容易にすることができるとともに、着磁率の高い永久磁石１４をティース１１内に保持させることができ、回転電機１の出力の向上を図ることができる。
【００６１】
実施の形態６．
図１５は、実施の形態６による永久磁石式回転電機を示す断面図である。また、図１６は図１５のコアバック１６を示す断面図、図１７は図１５のコア本体１３を示す断面図である。図において、軸線方向へ積層されてコア本体１３を構成する複数のコア本体断面部材には、コア本体断面部材の積層方向（即ち、軸線方向）について嵌め合わされたかしめ部（凹凸部）６１がそれぞれ設けられている。また、軸線方向へ積層されてコアバック１６を構成する複数のコアバック断面部材には、コアバック断面部材の積層方向（即ち、軸線方向）について嵌め合わされたかしめ部（凹凸部）６１がそれぞれ設けられている。
【００６２】
各コア本体断面部材に設けられたかしめ部６１は、各コア本体断面部材における壁連結部２２の断面を形成する部分（壁連結部断面形成部）に、コア本体断面部材の材料を塑性変形させて形成されている。即ち、壁連結部２２には、各コア本体断面部材の材料を塑性変形させて形成されたかしめ部６１が設けられている。
【００６３】
各コアバック断面部材に設けられたかしめ部６１は、各コアバック断面部材における薄肉部３２の断面を形成する部分（薄肉部断面形成部）に、コアバック断面部材の材料を塑性変形させて形成されている。即ち、薄肉部３２には、各コアバック断面部材の材料を塑性変形させて形成されたかしめ部６１が設けられている。
【００６４】
ここで、コア本体断面部材及びコアバック断面部材のそれぞれの材料が塑性変形されると、その部分では、透磁率が低下して磁束が通りにくくなる。本実施の形態では、壁連結部２２及び薄肉部３２のそれぞれに設けられたかしめ部６１が塑性変形により形成されているので、壁連結部２２及び薄肉部３２のそれぞれで透磁率が低下して磁束が通りにくくなっている。他の構成は実施の形態１と同様である。
【００６５】
このような回転電機１では、コア本体断面部材の材料を塑性変形して形成されたかしめ部６１が壁連結部２２に設けられ、コアバック断面部材の材料を塑性変形して形成されたかしめ部６１が薄肉部３２に設けられているので、壁連結部２２及び薄肉部３２のそれぞれで磁束を通りにくくすることができる。これにより、壁連結部２２及び薄肉部３２のそれぞれを通る漏れ磁束の量を減らすことができ、回転電機１の出力の向上を図ることができる。また、各かしめ部６１によってコア本体断面部材間及びコアバック断面部材間のそれぞれの拘束力を高めることができ、固定子３の組立時にコア本体断面部材同士及びコアバック断面部材同士が剥がれることの防止を図ることができる。
【００６６】
実施の形態７．
実施の形態６では、壁連結部２２にかしめ部６１が設けられているが、ティース間連結部１２にかしめ部６１を設けてもよい。
【００６７】
即ち、図１８は、この発明の実施の形態７による永久磁石式回転電機のコア本体を示す断面図である。各コア本体断面部材に設けられたかしめ部６１は、各コア本体断面部材におけるティース間連結部１２の断面を形成する部分（ティース間連結部断面形成部）に、コア本体断面部材の材料を塑性変形させて形成されている。即ち、ティース間連結部１２には、各コア本体断面部材の材料を塑性変形させて形成されたかしめ部６１が設けられている。この例では、壁連結部２２にかしめ部６１は設けられていない。他の構成は実施の形態６と同様である。
【００６８】
このように、コア本体断面部材の材料を塑性変形して形成されたかしめ部６１をティース間連結部１２に設けることにより、ティース間連結部１２で磁束を通りにくくすることができ、漏れ磁束の量を減らすことができる。従って、回転電機１の出力の向上を図ることができる。
【００６９】
実施の形態８．
図１９は、この発明の実施の形態８による永久磁石式回転電機のコア本体を示す断面図である。各コア本体断面部材に設けられたかしめ部６１は、各コア本体断面部材における壁連結部断面形成部及びティース間連結部断面形成部のそれぞれに、コア本体断面部材の材料を塑性変形させて形成されている。即ち、壁連結部２２及びティース間連結部１２のそれぞれには、各コア本体断面部材の材料を塑性変形させて形成されたかしめ部６１が設けられている。他の構成は実施の形態６と同様である。
【００７０】
このように、コア本体断面部材の材料を塑性変形して形成されたかしめ部６１を壁連結部２２及びティース間連結部１２のそれぞれに設けることにより、壁連結部２２及びティース間連結部１２のそれぞれで磁束を通りにくくすることができ、漏れ磁束の量をさらに減らすことができる。従って、回転電機１の出力の向上をさらに図ることができる。また、共通のコア本体断面部材に形成するかしめ部６１の数を多くすることができるので、各コア本体断面部材間の拘束力をさらに向上させることができる。これにより、固定子３を作製するときに、各コア本体断面部材同士をさらに剥がれにくくすることができ、固定子３の作製をさらに容易にすることができる。
【００７１】
実施の形態９．
実施の形態６では、ティース１１の径方向外側端部で磁石収容溝２３が開放されているコア本体１３の壁連結部２２にかしめ部６１が設けられているが、ティース１１の径方向内側端部で磁石収容溝２３が開放されているコア本体１３の壁連結部５１にかしめ部６１を設けてもよい。
【００７２】
即ち、図２０は、この発明の実施の形態９による永久磁石式回転電機のコア本体を示す断面図である。本実施の形態では、ティース１１の径方向内側端部で磁石収容溝２３が開放され、ティース１１の径方向外側端部に壁連結部５１が設けられている。各コア本体断面部材に設けられたかしめ部６１は、壁連結部５１の断面を形成する部分（壁連結部断面形成部）に、コア本体断面部材の材料を塑性変形させて形成されている。即ち、壁連結部５１には、各コア本体断面部材の材料を塑性変形させて形成されたかしめ部６１が設けられている。他の構成は実施の形態４と同様である。
【００７３】
このように、ティース１１の径方向内側端部で磁石収容溝２３が開放されているコア本体１３の壁連結部５１にかしめ部６１を設けても、壁連結部５１で磁束を通りにくくすることができ、漏れ磁束の量を減らすことができる。従って、回転電機１の出力の向上を図ることができる。
【００７４】
実施の形態１０．
図２１は、この発明の実施の形態１０による永久磁石式回転電機のコア本体を示す断面図である。各コア本体断面部材に設けられたかしめ部６１は、各コア本体断面部材における壁連結部断面形成部及びティース間連結部断面形成部のそれぞれに、コア本体断面部材の材料を塑性変形させて形成されている。即ち、壁連結部５１及びティース間連結部１２のそれぞれには、各コア本体断面部材の材料を塑性変形させて形成されたかしめ部６１が設けられている。他の構成は実施の形態９と同様である。
【００７５】
このように、コア本体断面部材の材料を塑性変形して形成されたかしめ部６１を壁連結部５１及びティース間連結部１２のそれぞれに設けることにより、壁連結部５１及びティース間連結部１２のそれぞれで磁束を通りにくくすることができ、漏れ磁束の量をさらに減らすことができる。従って、回転電機１の出力の向上をさらに図ることができる。また、共通のコア本体断面部材に形成するかしめ部６１の数を多くすることができるので、各コア本体断面部材間での拘束力を向上させることができる。これにより、固定子３を作製するときに、各コア本体断面部材同士を剥がれにくくすることができ、固定子３の作製をさらに容易にすることができる。
【００７６】
実施の形態１１．
図２２は、この発明の実施の形態１１による永久磁石式回転電機のコア本体１３を構成するコア本体断面部材を示す要部斜視図である。図において、コア本体１３は、互いに異なる第１及び第２のコア本体断面部材６５，６６が軸線方向へ交互に積層されて構成されている。コア本体１３のティース１１内に設けられた磁石収容溝２３は、ティース１１の径方向外側端部で開放されている。
【００７７】
図２３は、図２２の第１のコア本体断面部材６５を示す正面図である。第１のコア本体断面部材６５は、各ティース１１の断面を形成する複数のティース断面形成部１１ａと、互いに隣り合うティース断面形成部１１ａの径方向内側端部同士を連結し、ティース間連結部１２の断面を形成する複数のティース間連結部断面形成部１２ａとを有している。また、ティース断面形成部１１ａは、一対の対向壁部２１の断面を形成する一対の対向壁部断面形成部２１ａと、一対の対向壁部断面形成部２１ａの径方向内側端部同士を連結し、壁連結部２２の断面を形成する壁連結部断面形成部２２ａとを有している。
【００７８】
図２４は、図２２の第２のコア本体断面部材６６を示す正面図である。第２のコア本体断面部材６６は、第１のコア本体断面部材６５の各対向壁部断面形成部２１ａの位置に合わせて互いに間隔を置いて配置された複数の対向壁部断面形成部２１ａを有している。また、第２のコア本体断面部材６６では、第１のコア本体断面部材６５のティース間連結部断面形成部１２ａ及び壁連結部断面形成部２２ａが除かれている。即ち、第２のコア本体断面部材６６は、第１のコア本体断面部材６５の対向壁部断面形成部２１ａ、壁連結部断面形成部２２ａ及びティース間連結部断面形成部１２ａのうち、対向壁部断面形成部２１ａのみが残された部材とされている。
【００７９】
従って、コア本体１３のティース間連結部１２及び壁連結部２２は、第１のコア本体断面部材６５が配置された層にのみ設けられている。また、ティース間連結部１２及び壁連結部２２における第２のコア本体断面部材６６が配置された層では、空間となっている。
【００８０】
各対向壁部２１の中央部には、各コア本体断面部材６５，６６の材料を塑性変形させて形成されたかしめ部６１が設けられている。かしめ部６１は、コア本体断面部材６５，６６の積層方向について嵌め合わされている。これにより、各コア本体断面部材６５，６６間の位置決めが行われている。
【００８１】
図２５は、この発明の実施の形態１１による永久磁石式回転電機のコアバック１６を構成するコアバック断面部材を示す要部斜視図である。図において、コアバック１６は、互いに異なる第１及び第２のコアバック断面部材６７，６８が軸線方向へ交互に積層されて構成されている。
【００８２】
図２６は、図２５の第１のコアバック断面部材６７を示す正面図である。第１のコアバック断面部材６７は、各厚肉部３１の断面を形成する複数の厚肉部断面形成部３１ａと、互いに隣り合う厚肉部断面形成部３１ａ同士を連結し、薄肉部３２の断面を形成する複数の薄肉部断面形成部３２ａとを有している。
【００８３】
図２７は、図２５の第２のコアバック断面部材６８を示す正面図である。第２のコアバック断面部材６８は、第１のコアバック断面部材６７の厚肉部断面形成部３１ａの位置に合わせて互いに間隔を置いて配置された複数の厚肉部断面形成部３１ａを有している。また、第２のコアバック断面部材６８では、第１のコアバック断面部材６７の薄肉部断面形成部３２ａが除かれている。即ち、第２のコアバック断面部材６８は、第１のコアバック断面部材６７の厚肉部断面形成部３１ａ及び薄肉部断面形成部３２ａのうち、厚肉部断面形成部３１ａのみが残された部材とされている。
【００８４】
従って、コアバック１６の薄肉部３２は、第１のコアバック断面部材６７が配置された層にのみ設けられている。また、コアバック１６の薄肉部３２における第２のコアバック断面部材６８が配置された層では、空間となっている。
【００８５】
各厚肉部３１の中央部には、各コアバック断面部材６７，６８の材料を塑性変形させて形成されたかしめ部６１が設けられている。かしめ部６１は、コアバック断面部材６７，６８の積層方向について嵌め合わされている。これにより、各コアバック断面部材６７，６８間の位置決めが行われている。他の構成は実施の形態１と同様である。
【００８６】
このような回転電機１では、第１及び第２のコア本体断面部材６５，６６が交互に積層されてコア本体１３が構成され、第１のコア本体断面部材６５には、壁連結部断面形成部２２ａ及びティース間連結部断面形成部１２ａが含まれ、第２のコア本体断面部材６６では、壁連結部断面形成部２２ａ及びティース間連結部断面形成部１２ａが除かれているので、壁連結部２２及びティース間連結部１２のそれぞれの一部を空間とすることができる。これにより、壁連結部２２及びティース間連結部１２のそれぞれで磁束を通りにくくすることができ、壁連結部２２及びティース間連結部１２のそれぞれを通る漏れ磁束の量を大幅に少なくすることができる。従って、回転電機１の出力の向上をさらに図ることができる。
【００８７】
また、第１及び第２のコアバック断面部材６７，６８が交互に積層されてコアバック１６が構成され、第１のコアバック断面部材６７には、厚肉部断面形成部３１ａ及び薄肉部断面形成部３２ａが含まれ、第２のコアバック断面部材６８では、薄肉部断面形成部３２ａが除かれているので、薄肉部３２の一部を空間とすることができる。これにより、ティース１１よりも径方向外側に位置する薄肉部３２で磁束を通りにくくすることができ、薄肉部３２を通る漏れ磁束の量を大幅に少なくすることができる。従って、回転電機１の出力の向上をさらに図ることができる。
【００８８】
なお、上記の例では、第１及び第２のコア本体断面部材６５，６６が交互に積層されてコア本体１３が構成されているが、第１及び第２のコア本体断面部材６５，６６を交互に積層する構成に限定されることはなく、例えば、複数の第２のコア本体断面部材６６を軸線方向へ積層したものの両端部に第１のコア本体断面部材６５を重ねてコア本体１３を構成してもよい。
【００８９】
また、上記の例では、第１及び第２のコアバック断面部材６７，６８が交互に積層されてコアバック１６が構成されているが、第１及び第２のコアバック断面部材６７，６８を交互に積層する構成に限定されることはなく、例えば、複数の第２のコアバック断面部材６８を軸線方向へ積層したものの両端部に第１のコアバック断面部材６７を重ねてコアバック１６を構成してもよい。
【００９０】
実施の形態１２．
図２８は、この発明の実施の形態１２による永久磁石式回転電機のコアバック１６を示す断面図である。また、図２９は、この発明の実施の形態１２による永久磁石式回転電機のコア本体１３を示す断面図である。コアバック１６を構成する複数のコアバック断面部材、及びコア本体１３を構成する複数のコア本体断面部材は、所定の厚さ寸法ｔを持つ磁性板（例えば電磁鋼板等）を打ち抜いて作製されている。
【００９１】
薄肉部３２の厚さ寸法ｔ１（図２８）は、コアバック断面部材の厚さ寸法ｔ以上に設定されている。ティース間連結部１２の厚さ寸法ｔ２（図２９）、及び壁連結部２２の厚さ寸法ｔ３（図２９）は、コア本体断面部材の厚さ寸法ｔ以上に設定されている。即ち、ｔ１≧ｔ、ｔ２≧ｔ、ｔ３≧ｔの関係となっている。他の構成は実施の形態１と同様である。
【００９２】
このような回転電機１では、コア本体１３のティース間連結部１２の厚さ寸法ｔ２と、壁連結部２２の厚さ寸法ｔ３とが、コア本体断面部材の厚さ寸法ｔ以上に設定されているので、磁性板を打ち抜いてコア本体断面部材を作製するときに、コア本体断面部材におけるティース間連結部１２及び壁連結部２２のそれぞれの断面を形成する部分の変形を抑制することができる。これにより、回転電機１の出力の向上を図ることができる。
【００９３】
即ち、磁性板を打ち抜く場合、ティース間連結部１２の厚さ寸法ｔ２及び壁連結部２２の厚さ寸法ｔ３が電磁板の厚さ寸法ｔよりも小さいと、磁性板を打ち抜くときに磁性板が変形しやすくなるが、本実施の形態では、ティース間連結部１２の厚さ寸法ｔ２及び壁連結部２２の厚さ寸法ｔ３が磁性板の厚さ寸法ｔ以上に設定されているので、コア本体断面部材の変形を抑制することができる。ティース間連結部１２及び壁連結部２２は、固定子３の内周面を形成するため、ティース間連結部１２及び壁連結部２２が変形すると、回転子２と固定子３との間のギャップを狭くすることが困難になってしまう。本実施の形態では、ティース間連結部１２及び壁連結部２２のそれぞれの変形を抑制することができるので、回転子２と固定子３との間のギャップを狭くすることができ、回転電機１の出力の向上を図ることができる。
【００９４】
また、コアバック１６の薄肉部３２の厚さ寸法ｔ１も、磁性板の厚さ寸法ｔ以上に設定されているので、磁性板を打ち抜いてコアバック断面部材を作製するときに、コアバック断面部材における薄肉部３２のそれぞれの断面を形成する部分の変形を抑制することができる。これにより、コアバック１６の製造誤差を小さくすることができ、回転電機１の動作特性の向上を図ることができる。
【００９５】
なお、ティース間連結部１２の厚さ寸法ｔ２がコア本体断面部材の厚さ寸法ｔ以上に設定されていれば、ティース間連結部１２の変形を抑制することができ、回転子２と固定子３との間のギャップを狭くすることができる。従って、ティース間連結部１２の厚さ寸法ｔ２がコア本体断面部材の厚さ寸法ｔ以上に設定されていれば、壁連結部２２の厚さ寸法ｔ３や薄肉部３２の厚さ寸法ｔ１がコア本体断面部材の厚さ寸法ｔよりも小さくなっていてもよい。
【００９６】
また、実施の形態６〜８のかしめ部６１の構成を実施の形態２のコア本体１３及びコアバック１６に適用してもよい。さらに、実施の形態９及び１０のかしめ部６１の構成を実施の形態５のコア本体１３及びコアバック１６に適用してもよい。
【００９７】
実施の形態１３．
実施の形態１３では、モータとして用いられたときの実施の形態１による回転電機１の出力について検討した。図３０は、図１の固定子３の要部を示す断面図である。図３０では、厚肉部３１の厚さ寸法をｔ０、薄肉部３２の厚さ寸法をｔ１、ティース間連結部１２の厚さ寸法をｔ２、壁連結部２２の厚さ寸法をｔ３として示している。回転電機１の出力は、シミュレーションにより、厚肉部３１の厚さ寸法ｔ０に対する薄肉部３２の厚さ寸法ｔ１の比ｔ１／ｔ０（以下、「コアバック厚さ比ｔ１／ｔ０」という）を変えながら、求めた。
【００９８】
図３１は、図３０のコアバック１６のコアバック厚さ比ｔ１／ｔ０と、モータとしての回転電機１の出力との関係を示すグラフである。なお、図３１では、コアバック厚さ比ｔ１／ｔ０が１であるときの回転電機１の出力を１としている。図３１に示すように、コアバック厚さ比ｔ１／ｔ０が０に近づくほど、回転電機１の出力が向上することが分かる。即ち、実施の形態１による構成では、薄肉部３２の厚さ寸法ｔ１が小さくなるほど回転電機１の出力が向上することが分かる。また、ティース間連結部１２の厚さ寸法ｔ２を小さくすると、ティース１１間での漏れ磁束を少なくすることができることから、回転電機１の出力は、ティース間連結部１２の厚さ寸法ｔ２を小さくすることによっても向上する。
【００９９】
薄肉部３２の厚さ寸法ｔ１及びティース間連結部１２の厚さ寸法ｔ２のそれぞれが小さくなると、コア本体１３及びコアバック１６のそれぞれの強度が弱くなるが、コアバック１６の複数の凹部３３に各ティース１１の径方向外側端部がそれぞれ嵌るので、固定子３全体としての強度の低下を抑制することができる。
【０１００】
このことから、実施の形態１による回転電機１では、薄肉部３２の厚さ寸法ｔ１を厚肉部３１の厚さ寸法ｔ０よりも小さくしてコアバック厚さ比ｔ１／ｔ０を０に近づけるとともに、ティース連結部１２の厚さ寸法ｔ２を小さくすることにより、固定子３の強度を確保しながら、回転電機１の出力の向上を図ることができる。
【０１０１】
なお、薄肉部３２の厚さ寸法ｔ１は、図３２に示すように、厚肉部３１の厚さ寸法ｔ０と同一であってもよい。即ち、コアバック厚さ比ｔ１／ｔ０が１であってもよい。このようにしても、薄肉部３２の厚さ寸法ｔ１が厚肉部３１の厚さ寸法ｔ０よりも小さい場合に比べて回転電機１の出力は劣るが、製造を容易にすることができ、動作特性の向上を図ることができるという上記実施の形態１で記載した効果を得ることができる。
【０１０２】
実施の形態１４．
実施の形態１４では、モータとして用いられたときの実施の形態２による回転電機１の出力について検討した。また、実施の形態１４では、実施の形態２による２つの構成例である実施例１４Ａ及び実施例１４Ｂと、比較例とを比較しながら回転電機の出力について検討した。
【０１０３】
図３３は、この発明の実施例１４Ａによる回転電機の固定子３の要部を示す断面図である。実施例１４Ａでは、凹部３３の内面とティース１１との間に微小な隙間が存在している。また、実施例１４Ａでは、一対の対向壁部２１から磁石収容溝２３の幅方向内側へ個別に突出する一対の突起部３５が磁石抜け防止部としてティース１１の径方向外側端部に設けられている。一対の突起部３５は、繋がらずに互いに離して配置されている。
【０１０４】
図３４は、この発明の実施例１４Ｂによる回転電機の固定子３の要部を示す断面図である。実施例１４Ｂでも、凹部３３の内面とティース１１との間に微小な隙間が存在している。実施例１４Ｂでは、実施例１４Ａと異なり、一対の対向壁部２１から磁石収容溝２３の幅方向内側へ個別に突出する一対の突起部が繋がって構成された一枚の帯状板７１が磁石抜け防止部としてティース１１の径方向外側端部に設けられている。他の構成は実施例１４Ａと同様である。
【０１０５】
実際の回転電機では、例えば寸法誤差等により、ティース１１と凹部３３の内面との間に微小な隙間が生じる場合がある。実施例１４Ａ及び実施例１４Ｂでは、このようなティース１１と凹部３３の内面との間に生じる微小な隙間を考慮した回転電機としている。
【０１０６】
図３５は、実施例１４Ａ及び実施例１４Ｂと比較するための比較例による回転電機の固定子の要部を示す断面図である。比較例では、ティース１１とコアバック１６とが一体となっている。従って、比較例では、ティース１１とコアバック１６との間に隙間は存在していない。また、比較例では、磁石抜け防止部がティース１１に設けられておらず、各ティース１１の径方向内側端部において一対の対向壁部２１間に薄肉部３２が繋がれ、各ティース１１の径方向外側端部において一対の対向壁部２１間に壁連結部２２が繋がれている。他の構成は実施例１４Ａと同様である。
【０１０７】
このような実施例１４Ａ、実施例１４Ｂ及び比較例のそれぞれによる回転電機の出力をシミュレーションにより求めた。なお、シミュレーションでは、実施例１４Ａ、実施例１４Ｂ及び比較例のそれぞれにおける薄肉部３２の厚さ寸法ｔ１を同じ寸法としている。
【０１０８】
図３６は、実施例１４Ａ、実施例１４Ｂ及び比較例のそれぞれによる回転電機の出力の比較結果を示すグラフである。図３６では、比較例による回転電機の出力を１とし、実施例１４Ａ及び実施例１４Ｂのそれぞれによる回転電機の出力を比較例に対する比として示している。図３６に示すように、実施例１４Ａによる回転電機の出力が実施例１４Ｂ及び比較例のそれぞれの回転電機の出力よりも高くなっていることが分かる。これは、実施例１４Ａにおいて、凹部３３の内面とティース１１との間に隙間があることに加えて、一対の突起部３５が互いに離れていることから、実施例１４Ｂ及び比較例のそれぞれに比べて、ティース１１の径方向外側での漏れ磁束が少なくなっていることによるものであると考えられる。
【０１０９】
このようなことから、実施例１４Ａによる回転電機では、永久磁石１４が磁石収容溝２３から外れることを一対の突起部３５によって防止することができるだけでなく、凹部３３の内面とティース１１との間に隙間が生じることにより、回転電機の出力の向上を図ることもできる。
【０１１０】
なお、実施例１４Ｂによる回転電機では、回転電機の出力は実施例１４Ａに比べて劣るが、比較例による回転電機と比べて、製造を容易にすることができ、動作特性の向上を図ることができるという上記実施の形態２で記載した効果を得ることができる。
【符号の説明】
【０１１１】
１  回転電機、２  回転子、３  固定子、１１  ティース、１２  ティース間連結部、１３  コア本体、１４  永久磁石、１５  固定子コイル、１６  コアバック、２１  対向壁部、２２，５１  壁連結部、２３  磁石収容溝、３１  厚肉部、３２  薄肉部、３３  凹部、３５，５２  突起部（磁石抜け防止部）、４１  コイル枠、４３ａ  突起部（磁石抜け防止部）、６１  かしめ部、６５  第１のコア本体断面部材、６６  第２のコア本体断面部材、６７  第１のコアバック断面部材、６８  第２のコアバック断面部材。
【図１】
2013157165.tif 000003
【図２】
2013157165.tif 000004
【図３】
2013157165.tif 000005
【図４】
2013157165.tif 000006
【図５】
2013157165.tif 000007
【図６】
2013157165.tif 000008
【図７】
2013157165.tif 000009
【図８】
2013157165.tif 000010
【図９】
2013157165.tif 000011
【図１０】
2013157165.tif 000012
【図１１】
2013157165.tif 000013
【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】
2013157165.tif 000019
【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】
2013157165.tif 000033
【図３２】
2013157165.tif 000034
【図３３】
2013157165.tif 000035
【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
2013157165.tif 000038
【手続補正書】
【提出日】平成26年11月6日(2014.11.6)
【手続補正１】
【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】
回転子、及び
上記回転子の周方向について互いに間隔を置いて配置された複数のティース及び互いに隣り合う上記ティースの径方向内側端部同士をそれぞれ連結する複数のティース間連結部を含み上記回転子を囲む環状のコア本体と、各上記ティース内にそれぞれ保持された複数の永久磁石と、各上記ティースにそれぞれ設けられた複数の固定子コイルと、上記コア本体と別体とされ、上記コア本体を囲んだ状態で上記コア本体の外周部に嵌められた環状のコアバックとを有する固定子
を備え、
上記ティースには、上記ティースの径方向外側端部で開放され、上記永久磁石を収容する磁石収容溝が設けられていることを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項２】
回転子、及び
上記回転子の周方向について互いに間隔を置いて配置された複数のティース及び互いに隣り合う上記ティースの径方向内側端部同士をそれぞれ連結する複数のティース間連結部を含み上記回転子を囲む環状のコア本体と、各上記ティース内にそれぞれ保持された複数の永久磁石と、各上記ティースにそれぞれ設けられた複数の固定子コイルと、上記コア本体と別体とされ、上記コア本体を囲んだ状態で上記コア本体の外周部に嵌められた環状のコアバックとを有する固定子
を備え、
上記ティースには、上記ティースの径方向内側端部及び径方向外側端部のいずれかで開放され、上記永久磁石を収容する磁石収容溝が設けられ、
上記ティースには、上記永久磁石に係合して上記永久磁石が上記磁石収容溝の開放部分から抜けることを防止する磁石抜け防止部が設けられていることを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項３】
回転子、及び
上記回転子の周方向について互いに間隔を置いて配置された複数のティース及び互いに隣り合う上記ティースの径方向内側端部同士をそれぞれ連結する複数のティース間連結部を含み上記回転子を囲む環状のコア本体と、各上記ティース内にそれぞれ保持された複数の永久磁石と、各上記ティースにそれぞれ設けられた複数の固定子コイルと、上記コア本体と別体とされ、上記コア本体を囲んだ状態で上記コア本体の外周部に嵌められた環状のコアバックとを有する固定子
を備え、
上記ティースには、上記ティースの径方向内側端部及び径方向外側端部のいずれかで開放され、上記永久磁石を収容する磁石収容溝が設けられ、
上記固定子コイルは、筒状のコイル枠に巻かれた状態で上記コイル枠を介して上記ティースに設けられており、
上記コイル枠には、上記永久磁石に係合して上記永久磁石が上記磁石収容溝の開放部分から抜けることを防止する磁石抜け防止部が設けられていることを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項４】
回転子、及び
上記回転子の周方向について互いに間隔を置いて配置された複数のティース及び互いに隣り合う上記ティースの径方向内側端部同士をそれぞれ連結する複数のティース間連結部を含み上記回転子を囲む環状のコア本体と、各上記ティース内にそれぞれ保持された複数の永久磁石と、各上記ティースにそれぞれ設けられた複数の固定子コイルと、上記コア本体と別体とされ、上記コア本体を囲んだ状態で上記コア本体の外周部に嵌められた環状のコアバックとを有する固定子
を備え、
上記ティースには、上記ティースの径方向内側端部及び径方向外側端部のいずれかで開放され、上記永久磁石を収容する磁石収容溝が設けられ、
各上記ティースは、上記磁石収容溝を上記固定子の周方向について両側から挟む一対の対向壁部と、上記ティースの径方向内側端部及び径方向外側端部のうち、上記磁石収容溝の開放部分が設けられた端部と異なる端部で上記一対の対向壁部同士を連結する壁連結部とを有し、
上記コア本体は、複数のコア本体断面部材が軸線方向へ積層されて構成されており、
上記ティース間連結部及び上記壁連結部の少なくともいずれかには、各上記コア本体断面部材の材料を塑性変形させることにより形成されて各上記コア本体断面部材間で嵌め合わされるかしめ部が設けられていることを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項５】
回転子、及び
上記回転子の周方向について互いに間隔を置いて配置された複数のティース及び互いに隣り合う上記ティースの径方向内側端部同士をそれぞれ連結する複数のティース間連結部を含み上記回転子を囲む環状のコア本体と、各上記ティース内にそれぞれ保持された複数の永久磁石と、各上記ティースにそれぞれ設けられた複数の固定子コイルと、上記コア本体と別体とされ、上記コア本体を囲んだ状態で上記コア本体の外周部に嵌められた環状のコアバックとを有する固定子
を備え、
上記コアバックは、各上記ティースの径方向外側端部間にそれぞれ配置された複数の厚肉部と、互いに隣り合う厚肉部同士を、上記ティースよりも径方向外側でそれぞれ連結する複数の薄肉部とを有し、かつ、複数のコアバック断面部材が軸線方向へ積層されて構成されており、
複数の上記コアバック断面部材のいずれかは、上記薄肉部の断面を形成する部分を含む第１のコアバック断面部材とされ、
複数の上記コアバック断面部材のいずれかは、上記薄肉部の断面を形成する部分が除かれた第２のコアバック断面部材とされていることを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項６】
各上記ティースは、上記磁石収容溝を上記固定子の周方向について両側から挟む一対の対向壁部と、上記ティースの径方向内側端部及び径方向外側端部のうち、上記磁石収容溝の開放部分が設けられた端部と異なる端部で上記一対の対向壁部同士を連結する壁連結部とを有し、
上記コア本体は、複数のコア本体断面部材が軸線方向へ積層されて構成されており、
上記ティース間連結部及び上記壁連結部の少なくともいずれかには、各上記コア本体断面部材の材料を塑性変形させることにより形成されて各上記コア本体断面部材間で嵌め合わされるかしめ部が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の永久磁石式回転電機。
【請求項７】
各上記ティースは、上記磁石収容溝を上記固定子の周方向について両側から挟む一対の対向壁部と、上記ティースの径方向内側端部及び径方向外側端部のうち、上記磁石収容溝の開放部分が設けられた端部と異なる端部で上記一対の対向壁部同士を連結する壁連結部とを有し、
上記コア本体は、複数のコア本体断面部材が軸線方向へ積層されて構成されており、
複数の上記コア本体断面部材のいずれかは、上記ティース間連結部の断面を形成する部分及び上記壁連結部の断面を形成する部分をそれぞれ含む第１のコア本体断面部材とされ、
複数の上記コア本体断面部材のいずれかは、上記ティース間連結部の断面を形成する部分及び上記壁連結部の断面を形成する部分の少なくともいずれかが除かれた第２のコア本体断面部材とされていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の永久磁石式回転電機。
【請求項８】
上記コアバックは、各上記ティースの径方向外側端部間にそれぞれ配置された複数の厚肉部と、互いに隣り合う厚肉部同士を、上記ティースよりも径方向外側でそれぞれ連結する複数の薄肉部とを有し、かつ、複数のコアバック断面部材が軸線方向へ積層されて構成されており、
各上記コアバック断面部材における上記薄肉部の断面を形成する部分には、各上記コアバック断面部材の材料を塑性変形させることにより形成されて各上記コアバック断面部材間で嵌め合わされるかしめ部が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項４、請求項６及び請求項７のいずれか一項に記載の永久磁石式回転電機。
【請求項９】
上記コアバックは、各上記ティースの径方向外側端部間にそれぞれ配置された複数の厚肉部と、互いに隣り合う厚肉部同士を、上記ティースよりも径方向外側でそれぞれ連結する複数の薄肉部とを有し、かつ、複数のコアバック断面部材が軸線方向へ積層されて構成されており、
複数の上記コアバック断面部材のいずれかは、上記薄肉部の断面を形成する部分を含む第１のコアバック断面部材とされ、
複数の上記コアバック断面部材のいずれかは、上記薄肉部の断面を形成する部分が除かれた第２のコアバック断面部材とされていることを特徴とする請求項１〜請求項４、請求項６及び請求項７のいずれか一項に記載の永久磁石式回転電機。
【請求項１０】
上記コアバックには、各上記ティースの径方向外側端部がそれぞれ嵌る複数の凹部が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の永久磁石式回転電機。
【請求項１１】
上記コア本体は、複数のコア本体断面部材が軸線方向へ積層されて構成されており、
上記ティース間連結部の厚さ寸法は、上記コア本体断面部材の厚さ寸法以上であることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の永久磁石式回転電機。
【請求項１２】
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の永久磁石式回転電機を製造する永久磁石式回転電機の製造方法であって、
上記永久磁石を上記ティース内に保持させる永久磁石取付工程、
上記コア本体の径方向外側から上記ティースに上記固定子コイルを装着するコイル装着工程、及び
上記永久磁石取付工程後でかつ上記コイル装着工程後に、上記コアバックの内側に上記コア本体を挿入することにより上記コアバックの内側に上記コア本体を嵌めるコアバック取付工程
を備え、
上記永久磁石取付工程では、上記ティースに設けられた磁石収容溝に上記永久磁石を挿入することにより、上記ティースの磁石抜け防止部を上記永久磁石に係合させることを特徴とする永久磁石式回転電機の製造方法。
【請求項１３】
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の永久磁石式回転電機を製造する永久磁石式回転電機の製造方法であって、
上記永久磁石を上記ティース内に保持させる永久磁石取付工程、
上記コア本体の径方向外側から上記ティースに上記固定子コイルを装着するコイル装着工程、及び
上記永久磁石取付工程後でかつ上記コイル装着工程後に、上記コアバックの内側に上記コア本体を挿入することにより上記コアバックの内側に上記コア本体を嵌めるコアバック取付工程
を備え、
上記永久磁石取付工程では、上記ティースの径方向外側端部で開放された磁石収容溝の開放部分から上記永久磁石を上記磁石収容溝内に挿入して上記ティース内に上記永久磁石を保持させ、
上記コイル装着工程では、上記永久磁石取付工程後に、上記固定子コイルが巻かれた筒状のコイル枠を上記コア本体の径方向外側から上記ティースに装着することにより、上記コイル枠の磁石抜け防止部を上記永久磁石に係合させることを特徴とする永久磁石式回転電機の製造方法。
【国際調査報告】
2013157165.tif 000039
2013157165.tif 000040
2013157165.tif 000041
2013157165.tif 000042