(57)【要約】      （修正有）【課題】簡便な構造により、製造工程の煩雑化を避けるとともに、回転電機の特性向上を図ることができる分割コア構造を有する回転電機用固定子コアを提供する。【解決手段】固定子コア１は、周方向に並べて配置される複数の第一部材１０と第二部材２０を備え、第一部材１０は、第一ティース部１１の周方向両側に位置する第一係合部１２とベース部１３とを有する。また、第二部材２０は、第二ティース部２１と周方向に互いに隣り合う２つの第一係合部１２と係合する第二係合部２２とを有し、第一部材１０のベース部１３を径方向の他方側から一方に向けて押すように構成された支持部材３０とを備え、周方向に互いに隣り合う２つの第一係合部１２と第二係合部２２とが係合することにより、第二部材２０の径方向の一方への移動を制限するように構成されている。【選択図】図１
2018107839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機用固定子コアであって、
前記固定子コアは、
径方向の内方向及び外方向のうちの一方に延びる第一ティース部と、前記第一ティース部の周方向両側に位置する第一係合部と、径方向の内方向及び外方向のうちの他方側に位置するベース部とを有し、周方向に並べて配置される複数の第一部材と、
径方向の前記一方に延びる第二ティース部と、周方向に互いに隣り合う２つの前記第一係合部と係合する第二係合部とを有し、前記第二ティース部が、互いに隣り合う２つの前記第一ティース部の間に位置するように、周方向に並べて配置される複数の第二部材と、
周方向に並べて配置された前記複数の第一部材の前記ベース部を径方向の前記他方側から前記一方に向けて押すように前記複数の第一部材の前記ベース部と当接するように構成された支持部材と
を備え、
前記第一係合部及び前記第二係合部は、前記複数の第一部材の前記ベース部が前記支持部材と当接することにより径方向の前記他方側から前記一方に向けて押された時に、周方向に互いに隣り合う２つの前記第一係合部と前記第二係合部とが係合することにより、前記第二部材の径方向の前記一方への移動を制限するように構成されている。
【請求項２】
請求項１に記載の固定子コアであって、
前記第一ティース部及び前記第二ティースは、径方向における外方向に延び、
前記ベース部は、径方向における内側に位置し、
前記支持部材は、前記複数の第一部材の前記ベース部を、径方向における内側から外方向に向けて押すように前記複数の第一部材の前記ベース部と当接するように構成され、
前記第一係合部及び前記第二係合部は、前記複数の第一部材の前記ベース部が前記支持部材と当接することにより径方向の内側から外方向に向けて押された時に、周方向に互いに隣り合う２つの前記第一係合部と前記第二係合部とが係合することにより、前記第二部材の径方向の外方向への移動を制限するように構成されている。
【請求項３】
請求項２に記載の固定子コアであって、
前記第一部材及び前記第二部材は、前記第二部材の径方向の外方向への移動が制限されている時に、周方向に互いに隣り合う２つの前記第一係合部と前記第二係合部との係合により引張応力が作用する引張応力作用部を有するように構成され、前記引張応力作用部の少なくとも一部が、前記第一ティース部から前記固定子コア内を通って前記第二ティース部へ至る磁束経路内に位置する。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１に記載の固定子コアであって、
前記第一係合部及び前記第二係合部は、互いに周方向に面接触する周方向接触部を有する。
【請求項５】
請求項４に記載の固定子コアであって、
前記周方向接触部は、前記固定子コアの軸線方向に見て、前記第一係合部と前記第二係合部とが接触する辺を延長した直線と、前記第二部材の周方向中心を通って径方向に延びる直線との交点が、前記周方向接触部よりも径方向内側に位置するように構成されている。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１に記載の固定子コアであって、
前記第一部材は、前記支持部材が前記複数の第一部材の前記ベース部と当接した時に、周方向に隣り合う前記第一部材の前記ベース部の間に空隙が生じるように構成されている。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１に記載の固定子コアであって、
前記第一係合部及び前記第二係合部は、互いに径方向に面接触する径方向接触部を有する。
【請求項８】
請求項７に記載の固定子コアであって、
前記第一部材は、前記支持部材が前記複数の第一部材の前記ベース部と当接した時に、前記支持部材の前記第一部材側の表面から前記第一ティース部の頂面までの径方向長さ（Ｄ）が、前記支持部材の前記第一部材側の表面から前記径方向接触部における前記第一係合部と前記第二係合部との接触面までの径方向長さ（ｄ１）と、前記径方向接触部における前記第一係合部と前記第二係合部との接触面から前記第二ティース部の頂面までの径方向長さ（ｄ２）との和と実質的に同じになるように構成されている。
【請求項９】
回転電機用固定子であって、
前記固定子は、
請求項１〜８のいずれか１に記載の固定子コアと、
前記第一ティース部及び前記第二ティース部に巻かれた巻線と
を備える。
【請求項１０】
回転電機であって、
前記回転電機は、
請求項９に記載の固定子と、
前記固定子の前記第一ティース部及び前記第二ティース部と空隙を空けて向かい合うように配置された永久磁石部を有する回転子と
を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機の固定子コア及び固定子、並びに回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、回転電機用固定子コアとして、分割コア構造を採用した固定子コアが提案されている。分割コア構造は、一般的に、巻線の占積率の向上による銅損の低減等を図り、回転電機の特性向上及び小型化を可能とすることを目的としている。例えば、特許文献１には、ピン又はネジ等の固定部材が各分割コア部を軸方向に貫通するように設けられることにより、複数の分割コア部が組み立てられる分割コア構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−８０９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されたような分割コア構造では、固定部材を各分割コア部に設ける必要がある。そのため、固定子コアの構造が複雑であり、製造工程が煩雑になるという問題があった。また、分割コア部と材質及び構造が異なる固定部材が設けられることにより、分割コア部内の磁束の流れが阻害され、回転電機の特性に好ましくない影響が及ぼされるおそれがあった。
【０００５】
本発明は、簡便な構造により、製造工程の煩雑化を避けるとともに、回転電機の特性向上を図ることができる分割コア構造を有する回転電機用固定子コア及び固定子、並びに回転電機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下の構成を採用することができる。
【０００７】
（１）  回転電機用固定子コアであって、
前記固定子コアは、
径方向の内方向及び外方向のうちの一方に延びる第一ティース部と、前記第一ティース部の周方向両側に位置する第一係合部と、径方向の内方向及び外方向のうちの他方側に位置するベース部とを有し、周方向に並べて配置される複数の第一部材と、
径方向の前記一方に延びる第二ティース部と、周方向に互いに隣り合う２つの前記第一係合部と係合する第二係合部とを有し、前記第二ティース部が、互いに隣り合う２つの前記第一ティース部の間に位置するように、周方向に並べて配置される複数の第二部材と、
周方向に並べて配置された前記複数の第一部材の前記ベース部を径方向の前記他方側から前記一方に向けて押すように前記複数の第一部材の前記ベース部と当接するように構成された支持部材と
を備え、
前記第一係合部及び前記第二係合部は、前記複数の第一部材の前記ベース部が前記支持部材と当接することにより径方向の前記他方側から前記一方に向けて押された時に、周方向に互いに隣り合う２つの前記第一係合部と前記第二係合部とが係合することにより、前記第二部材の径方向の前記一方への移動を制限するように構成されている。
【０００８】
（１）の固定子コアによれば、第一係合部及び第二係合部は、複数の第一部材のベース部が支持部材と当接することにより径方向の他方側から一方に向けて押された時に、周方向に互いに隣り合う２つの第一係合部と第二係合部とが係合することにより、第二部材が径方向の一方へ移動することを制限するように構成されている。従って、周方向に並べて配置された複数の第一ティース部のベース部と当接するように支持部材を設置することにより、複数の第一部材及び複数の第二部材の相対的位置関係が固定される。このように、（１）の固定子コアによれば、各分割コア部に個別に固定部材が設けられる従来の分割コア構造と異なり、簡単な構造により、製造工程の煩雑化を避けることができる。
【０００９】
また、（１）の固定子コアでは、第二ティース部及び第一ティース部は、径方向の一方（例えば外方向）に延びるように設けられる。第一係合部は、第一ティース部の周方向両側に位置する。第二係合部は、周方向に互いに隣り合う２つの第一係合部の両方と係合する。そのため、第一ティース部と第二ティース部との間で磁束が流れる場合の主たる磁束経路は、例えば、第一ティース部と、第一係合部及び第二係合部のうちの少なくとも一方と、第二ティースとを通るように形成される。一方、支持部材とベース部との接触部分は、第一ティース部の径方向の他方（例えば内方向）に位置し、主たる磁束経路に含まれない。そのため、（１）の固定子コアによれば、分割コア部内に固定部材が設けられる従来の分割コア構造と異なり、支持部材による主たる磁束経路内の磁束への影響が抑制される。
【００１０】
さらに、（１）の固定子コアでは、支持部材が複数の第一部材のベース部と当接することにより、支持部材が複数の第一部材のベース部を径方向の一方（例えば外方）に向けて押す力が生じる。その一方で、支持部材が複数の第一部材のベース部と当接する時、第一係合部と第二係合部とが係合することにより、第二部材の径方向の一方（例えば外方）への移動が制限される。その結果、第一部材と第二部材とが径方向に接触する力が高められる。その結果、第一部材と第二部材との接触位置において、第一部材と第二部材とが密接する。これにより、第一部材と第二部材との接触部分に微小な空隙が生じることが抑制される。空隙の磁気抵抗は、固定子コア内の磁気抵抗と比べると遥かに大きい。例えば、空隙の磁気抵抗は、一般的な電磁鋼板からなる固定子コアの磁気抵抗の数千倍（例えば５０００倍程度）である。（１）の固定子コアでは、主たる磁束経路に空隙が生じることが抑制されるので、主たる磁束経路の磁気抵抗が低減される。従って、（１）の固定子コアは、より多くの磁束を流すことができる。（１）の固定子コアを回転電機に採用することにより、起電力を高めることが可能になる。
【００１１】
以上のように、（１）の固定子コアによれば、巻線の占積率の向上による銅損の低減という分割コア構造のメリットを享受しつつ、簡便な構造により、製造工程の煩雑化を避けるとともに、主たる磁束経路の磁気抵抗の低減により、回転電機の特性向上を図ることができる。
【００１２】
（２）  （１）の固定子コアであって、
前記第一ティース部及び前記第二ティースは、径方向における外方向に延び、
前記ベース部は、径方向における内側に位置し、
前記支持部材は、前記複数の第一部材の前記ベース部を、径方向における内側から外方向に向けて押すように前記複数の第一部材の前記ベース部と当接するように構成され、
前記第一係合部及び前記第二係合部は、前記複数の第一部材の前記ベース部が前記支持部材と当接することにより径方向の内側から外方向に向けて押された時に、周方向に互いに隣り合う２つの前記第一係合部と前記第二係合部とが係合することにより、前記第二部材の径方向の外方向への移動を制限するように構成されている。
【００１３】
（２）の固定子コアは、アウターロータ型回転電機に用いられる。（２）の固定子コアは、第一係合部と第二係合部との係合により、第二部材の径方向の径方向の外方向への移動を制限できる。従って、（２）によれば、アウターロータ型回転電機に用いられる固定子コアにおいて、従来の分割コア構造のように分割コア部内に固定部材を設けることなく、複数の第一部材及び複数の第二部材の相対的位置関係を固定できる。
【００１４】
（３）  （２）の固定子コアであって、
前記第一部材及び前記第二部材は、前記第二部材の径方向の外方向への移動が制限されている時に、周方向に互いに隣り合う２つの前記第一係合部と前記第二係合部との係合により引張応力が作用する引張応力作用部を有するように構成され、前記引張応力作用部の少なくとも一部が、前記第一ティース部から前記固定子コア内を通って前記第二ティース部へ至る磁束経路内に位置する。
【００１５】
（３）の固定子コアによれば、第一係合部と第二係合部との係合により、第一部材及び第二部材に、引張応力作用部が生じる。引張応力作用部の少なくとも一部が、第一ティース部から固定子コア内を通って第二ティース部へ至る磁束経路内に位置する。そのため、第一ティース部から固定子コア内を通って第二ティース部へ至る磁束の少なくとも一部が、引張応力作用部を通過する。その結果、第一部材及び第二部材の加工時に生じる歪み（例えば、プレスによる打ち抜き歪み）に起因する鉄損が緩和される。
従って、（３）の固定子コアによれば、巻線の占積率の向上による銅損の低減という分割コア構造のメリットを享受しつつ、鉄損を緩和することができ、回転電機の特性向上を図ることができる。
【００１６】
（４）  （１）〜（３）のいずれか１の固定子コアであって、
前記第一係合部及び前記第二係合部は、互いに周方向に面接触する周方向接触部を有する。
【００１７】
（４）の固定子コアによれば、周方向接触部における第一係合部と第二係合部との面接触により、磁束経路（例えば、主たる磁束経路）の磁気抵抗をより効果的に低減できる。回転電機の特性をより効果的に向上させることができる。
【００１８】
（５）  （４）の固定子コアであって、
前記周方向接触部は、前記固定子コアの軸線方向に見て、前記第一係合部と前記第二係合部とが接触する辺を延長した直線と、前記第二部材の周方向中心を通って径方向に延びる直線との交点が、前記周方向接触部よりも径方向内側に位置するように構成されている。
【００１９】
（５）の固定子コアによれば、支持部材が複数の第一部材のベース部と当接することにより生じる、互いに隣り合う２つの第一係合部に周方向に向かう力を強めることができる。従って、第二係合部と、互いに隣り合う２つの第一係合部とが係合する力を強めることができる。その結果、第一部材と第二部材との接触部分に微小な空隙が生じることがより効果的に抑制される。回転電機の特性をより効果的に向上させることができる。
【００２０】
（６）  （１）〜（５）のいずれか１の固定子コアであって、
前記第一部材は、前記支持部材が前記複数の第一部材の前記ベース部と当接した時に、周方向に隣り合う前記第一部材の前記ベース部の間に空隙が生じるように構成されている。
【００２１】
（６）の固定子コアによれば、複数の第一部材の寸法の許容範囲が広がるため、製造が行い易くなる。また、空隙が存在するので、固定子コアの組み立て（特に第一係合部と第二係合部との係合）が容易になる。従って、より簡便な構造により、製造工程の煩雑化をより効果的に避けることができる。
【００２２】
（７）  （１）〜（５）のいずれか１の固定子コアであって、
前記第一係合部及び前記第二係合部は、互いに径方向に面接触する径方向接触部を有する。
【００２３】
（７）の固定子コアによれば、径方向接触部における第一係合部と第二係合部との面接触により、磁束経路（例えば、主たる磁気経路）の磁気抵抗をより効果的に低減できる。回転電機の特性をより効果的に向上させることができる。
【００２４】
（８）  （７）の固定子コアであって、
前記第一部材は、前記支持部材が前記複数の第一部材の前記ベース部と当接した時に、前記支持部材の前記第一部材側の表面から前記第一ティース部の頂面までの径方向長さ（Ｄ）が、前記支持部材の前記第一部材側の表面から前記径方向接触部における前記第一係合部と前記第二係合部との接触面までの径方向長さ（ｄ１）と、前記径方向接触部における前記第一係合部と前記第二係合部との接触面から前記第二ティース部の頂面までの径方向長さ（ｄ２）との和と実質的に同じになるように構成されている。
【００２５】
（８）の固定子コアによれば、径方向における第一ティース部及び第二ティース部の頂面の位置を揃え易い。従って、より簡便な構造により、製造工程の煩雑化をより効果的に避けることができる。
【００２６】
（９）  回転電機用固定子であって、
前記固定子は、
（１）〜（８）のいずれか１の固定子コアと、
前記第一ティース部及び前記第二ティース部に巻かれた巻線と
を備える。
【００２７】
（９）の固定子によれば、簡便な構造により、製造工程の煩雑化を避けるとともに、回転電機の特性向上を図ることができる固定子を提供できる。
【００２８】
（１０）  回転電機であって、
前記回転電機は、
（９）の固定子と、
前記固定子の前記第一ティース部及び前記第二ティース部と空隙を空けて向かい合うように配置された永久磁石部を有する回転子と
を備える。
【００２９】
（１０）の回転電機によれば、簡便な構造により、製造工程の煩雑化を避けるとともに、特性向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、簡便な構造により、製造工程の煩雑化を避けるとともに、回転電機の特性向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態に係る固定子コアを模式的に示す軸線方向視図である。
【図２】支持部材が設けられる前の前記固定子コアの状態を模式的に示す軸線方向視図である。
【図３】（ａ）は、支持部材が設けられる前の前記固定子コアの状態を部分的に拡大して模式的に示す軸線方向視図であり、（ｂ）は、支持部材が設けられた後の前記固定子コアの状態を部分的に拡大して模式的に示す軸線方向視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る固定子コアを部分的に拡大して模式的に示す軸線方向視図である。
【図５】本発明の実施形態に係る第一部材を模式的に示す軸線方向視図である。
【図６】支持部材が設けられた後の前記固定子コアの状態を部分的に拡大して模式的に示す軸線方向視図である。
【図７】（ａ）は、第一部材及び第二部材の製造のための板部材を磁性体板から打ち抜くための磁性体板上の板部材のレイアウトの一例を模式的に示す図面であり、（ｂ）は、他の例を模式的に示す図面である。
【図８】本発明の実施形態に係る固定子コアの一部における応力分布を模式的に示すための軸線方向視図である。
【図９】本発明の実施形態に係る回転電機を模式的に示す軸線方向視図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る固定子コアを部分的に拡大して模式的に示す軸線方向視図である。
【図１１】本発明の他の実施形態に係る固定子コアを部分的に拡大して模式的に示す軸線方向視図である。
【図１２】本発明の他の実施形態に係る固定子コアを部分的に拡大して模式的に示す軸線方向視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る回転電機用固定子コア（以下、単に「固定子コア」ともいう）１を模式的に示す軸線方向視図である。Ａは、固定子コアＡの回転軸線を示す。なお、本実施形態の固定子コア１は、ラジアルギャップ型回転電機用固定子コアであり、より具体的には、アウターロータ型回転電機用固定子コアである。しかし、本発明の回転電機用固定子コアは、この例に限定されず、インナーロータ型回転電機用固定子コアであってもよい。
【００３３】
固定子コア１は、複数の第一部材１０と、複数の第二部材２０と、１つの支持部材３０とを備えている。本実施形態では、第一部材１０及び第二部材２０は、それぞれ９個であり、同数である。なお、第一部材１０及び第二部材２０の数は、特に限定されない。
【００３４】
複数の第一部材１０は、周方向に並べて配置される。複数の第一部材１０の各々は、径方向の一方向（外方向）に延びる第一ティース部１１と、第一ティース部１１の周方向両側に位置する第一係合部１２と、径方向の他方向側（内方向側）に位置するベース部１３とを有する。第一係合部１２は、後述する第二係合部２２と係合する部分である。第一ティース部１１は、径方向に延びる胴部１１ａと、胴部１１ａの前記径方向の一方向側（外方向側）の端部から周方向両側に突出する周方向凸部１１ｂとを備える。ベース部１３には、取付穴構成部１３ｂが設けられている。取付穴構成部１３ｂは、軸線方向視において、ベース部１３の径方向の他方向側（内方向側）から一方向に向けて凹む凹部である。取付穴構成部１３ｂは、複数の第一部材１０に対して支持部材３０が設けられることにより、第一部材１０と支持部材３０とに囲まれた取付穴を構成する。
【００３５】
複数の第二部材２０は、周方向に並べて配置される。複数の第二部材２０の各々は、径方向の一方向（外方向）に延びる第二ティース部２１と、周方向に互いに隣り合う２つの第一係合部１２と係合する第二係合部２２とを有する。第二係合部２２は、第一係合部１２と係合する部分である。第二ティース部２１は、径方向に延びる胴部２１ａと、胴部２１ａの前記径方向の一方向側（外方向側）の端部から周方向両側に突出する周方向凸部２１ｂとを備える。第二部材２０は、支持部材３０と接触していない。
【００３６】
固定子コア１におけるティースの数（Ｔ）は、第一ティース部１１の数（ｔ１）と第二ティース部２１の数（ｔ２）との和である。第一部材１０は、１つの第一ティース部１１を有する。第二部材２０は、１つの第二ティース部２１を有する。
【００３７】
支持部材３０は、周方向に並べて配置された複数の第一部材１０のベース部１３を径方向の他方向側（内方向側）から一方向（外方向）に向けて押すように複数の第一部材１０のベース部１３と当接するように構成されている。支持部材３０は、軸線方向に空いた空間を内部に有する筒形状を有する。また、本発明において、「当接」は、支持部材３０が複数の第一部材１０のベース部１３と他の部材を介さずに直接的に接触することと、支持部材３０が複数の第一部材１０のベース部１３と他の部材を介して間接的に接触することとを含む。なお、本発明において、ティース部１１、２１及び係合部２１、２２に関し、ティース部と係合部とは、必ずしも明確に区別され得る必要はない。本実施形態のように、ティース部１１、２１の根元側の部分に係合部１２、２２が設けられていてもよい。この場合、ティース部１１、２１の根元側の部分は、ティース部１１，２１の一部であり、且つ係合部１２、２２の一部である。
【００３８】
図中、Ｐは、第一ティース部１１から、第一ティース部１１と隣り合う第二ティース部２１へ至る、主たる磁束経路を示す。主たる磁束経路Ｐは、第一ティース部１１と、第一係合部１２及び第二係合部２２の少なくとも一方と、第二ティース部１２とを通る。主たる磁束経路Ｐは、第一ティース部１１から固定子コア１内を通って第二ティース部１２へ至る磁束経路の一部である。主たる磁束経路Ｐの磁気抵抗は、他の部分を通る磁束経路の磁気抵抗よりも小さい。但し、主たる磁束経路Ｐは、必ずしも、第一ティース部１１から第二ティース部２１へ至る磁束の全てが通過するように構成されている必要はない。第一ティース部１１から第二ティース部２１へ至る磁束の一部は、主たる磁束経路Ｐ以外の部分を通過してもよい。主たる磁束経路Ｐは、支持部材３０を通らない。
【００３９】
第一係合部１２及び第二係合部２２は、複数の第一部材１０のベース部１３が支持部材３０と当接することにより径方向の他方向側（内方向側）から一方向（外方向）に向けて押された時に、周方向に互いに隣り合う２つの第一係合部１２と第二係合部２２とが係合することにより、第二部材２０の径方向の一方向（外方向）への移動を制限するように構成されている。
【００４０】
支持部材３０の設置について、図２を参照して説明する。
図２は、支持部材３０が設けられる前の固定子コア１の状態を模式的に示す軸線方向視図である。
【００４１】
複数の第一部材１０と、複数の第二部材２０とは、周方向に交互に並べて配置されている。複数の第一部材１０と、複数の第二部材２０とは、周方向に互いに隣り合う第一部材１０の第一ティース部１１の間に、第二ティース部２１が位置するように配置されている。図２に示す固定子コア１では、未だ支持部材３０が設けられていない。図中、破線は、固定子コア１に支持部材３０が設けられた時の支持部材３０の位置を示している。
【００４２】
第二係合部２２は、周方向に互いに隣り合う第一係合部１２と係合している。但し、図２に示す状態では、支持部材３０が設けられていないため、第一係合部１２と第二係合部２２とは比較的緩やかに係合している。そのため、複数の第一部材１０のベース部１３の支持部材側表面１３ａ（内周面）は、支持部材３０のティース側表面３０ａ（外周面）が配置されるべき位置よりも、径方向の他方向側（内方向側）に位置する。
【００４３】
支持部材３０は、支持部材３０が複数の第一部材１０のベース部１３と当接するように配置される。これにより、支持部材３０は、複数の第一部材１０のベース部１３を径方向の他方向側（内方向側）から一方向（外方向）に向けて押す。その結果、複数の第一部材１０の各々が径方向の一方向（外方向）に移動し、周方向に互いに隣り合う２つの第一係合部１２と、第二係合部２２とが係合する。具体的に、周方向に互いに隣り合う２つの第一係合部１２と第二係合部２２とがより強く係合する（図１参照）。これにより、第二部材２０の径方向の一方向（外方向）への移動が制限される。その結果、複数の第一部材１０及び複数の第二部材２０の相対的位置関係が固定される。特に、複数の第一部材１０及び複数の第二部材２０の径方向及び周方向の相対的位置関係が固定される。これにより、複数の第一部材１０及び複数の第二部材２０が支持部材３０により支持される。
【００４４】
第一係合部１２及び第二係合部２２について、図３を参照して説明する。
図３（ａ）は、支持部材３０が設けられる前の固定子コア１の状態を部分的に拡大して模式的に示す軸線方向視図である。図３（ｂ）は、支持部材３０が設けられた後の固定子コア１の状態を部分的に拡大して模式的に示す軸線方向視図である。
【００４５】
第一部材１０の周方向両側に位置する第一係合部１２の各々は、径方向の一方向（外方向）に臨む径方向接触部１２ａを有する。第二係合部２２は、径方向の他方向（内方向）に臨む径方向接触部２２ａを有する。互いに隣り合う２つの径方向接触部１２ａと、径方向接触部２２ａとは、径方向に直接的に当接する。互いに隣り合う２つの径方向接触部１２ａと、径方向接触部２２ａとは、互いに径方向に面接触する。
【００４６】
第一部材１０の周方向両側に位置する第一係合部１２の各々は、周方向接触部１２ｂを有する。周方向接触部１２ｂは、周方向において、その周方向接触部１２ｂが設けられた第一部材１０の第一ティース部１１の方向に臨む。第二係合部２２は、周方向接触部２２ｂを有する。周方向接触部２２ｂは、周方向において、その周方向接触部２２ｂが設けられた第二部材２０の第二ティース部２１の方向に臨む。周方向接触部１２ｂと周方向接触部２２ｂとは、周方向に直接的に当接する。周方向接触部１２ｂと周方向接触部２２ｂとは、互いに周方向に面接触する。
【００４７】
図３（ａ）は、図２と同様に、支持部材３０が設けられていない状態を示している。この状態から、支持部材３０が設けられた状態について、図３（ｂ）を参照して説明する。なお、図中、直線的矢印は、第一部材１０及び第二部材２０に加わる力の向き及び大きさを模式的に示している。
【００４８】
支持部材３０が複数の第一部材１０のベース部１３に当接すると、第一部材１０には、径方向の一方向（外方向）に向かう力Ｆが加わる。なお、力Ｆは、第一部材１０の周方向中心位置における力を示している。第一係合部１２は、第一部材１０の一部であるから、第一係合部１２にも、力Ｆと同じ向きの力Ｊが加わる。第一部材１０の周方向中心位置と第一係合部とでは、周方向の位置が異なるので、力Ｊは、径方向に沿った力ではない。力Ｊは、周方向成分Ｊｃと径方向成分Ｊｒとに分けられる。即ち、第一係合部１２から第二係合部２２に対して力Ｊｃ、Ｊｒが加わる。これに対して、力Ｊｃ、Ｊｒに対する反力Ｊｃ´、Ｊｒ´が、第二係合部２２から第一係合部１２に加わる。また、力Ｈは、第二部材２０の周方向中心位置において第二部材２０が第一部材１０によって径方向に押される力を示している。これに対して、力Ｈに対する反力Ｈ´が、第二部材２０から第一部材１０に加わる。
【００４９】
周方向接触部１２ｂ、２２ｂでは、隣り合う２つの第一係合部１２が、互いに反対方向に向かう力Ｊｃ（互いに離れる方向に向かう力Ｊｃ）を第二係合部２２に加える。力Ｊｃに対する反力Ｊｃ´（互いに近づく方向に向かう力Ｊｃ´）が、第二係合部２２から第一係合部１２に加わる。その結果、第一係合部１２と第二係合部２２とが係合する。これにより、第二部材２０の径方向の移動が制限される。そして、径方向接触部１２ａ、２２ａでは、第一係合部１２が第二係合部２２に力（Ｊｒ、Ｈ）を加える。力（Ｊｒ、Ｈ）に対する反力（Ｊｒ´、Ｈ´）が、第二係合部２２から第一係合部１２に加わる。
【００５０】
従って、固定子コア１では、周方向接触部１２ｂ、２２ｂにおいて第一係合部１２と第二係合部２２とが周方向に密接する。また、径方向接触部１２ａ、２２ａにおいて第一係合部１２と第二係合部２２とが径方向に密接する。微小な空隙が生じることが抑制されるので、第一ティース部１１と第一係合部１２及び第二係合部２２のうちの少なくとも一方と第二ティース部２１とを通る主たる磁束経路の磁気抵抗が低減される。
【００５１】
本実施形態では、第一ティース部１１と第一係合部１２及び第二係合部２２のうちの少なくとも一方と第二ティース部２１とを通る主たる磁束経路が、第一部材１０及び第二部材２０という２種類の部材のみによって構成されている。ネジやピン等の固定部材は、第一ティース部１１と第一係合部１２及び第二係合部２２のうちの少なくとも一方と第二ティース部２１とを通る主たる磁束経路内に配置されていない。また、主たる磁束経路を構成する第一部材１０及び第二部材２０の各々が、ティース部１１、２１を有している。即ち、主たる磁束経路を構成する２種類の部材の全てが、ティース部１１、２１を有している。本実施形態では、各々がティース部１１、２１を有する２種類の部材１０、２０のみからなる主たる磁束経路において、支持部材３０による第一部材１０に対する押圧に起因した第一係合部１２及び第二係合部２２の係合によって第二部材２０の径方向への移動が制限され、これにより、２種類の部材１０、２０が密接するように構成されている。従って、主たる磁束経路の磁気抵抗が低減される。
【００５２】
また、本実施形態では、第一部材１０及び第二部材２０は、第一係合部１２及び第二係合部２２の係合により第一係合部１２と第二係合部２２とが径方向及び周方向に接触する時、第一部材１０及び第二部材２０のうちの一方の係合部と、第一部材１０及び第二部材２０のうちの他方との間に、周方向の空隙Ｇｐ及び径方向の空隙Ｇｒが生じるように構成されている。具体的に、本実施形態では、図３（ｂ）に示すように、第二部材２０の第二係合部２２と、第一部材１０との間に、周方向の空隙Ｇｐ及び径方向の空隙Ｇｒが生じている。なお、第一部材及び第二部材は、この例に限定されない。第一部材及び第二部材は、例えば、第一係合部と第二係合部との係合時に第一部材と第二部材との間に周方向の空隙及び径方向の空隙が生じるように構成される。これにより、回転電機の特性を維持しつつ、設計時の公差及び製造時の誤差等を許容できる。製造工程の煩雑化を避けるとともに、回転電機の特性向上を図ることができる。
【００５３】
図４は、本発明の実施形態に係る固定子コアを部分的に拡大して模式的に示す軸線方向視図である。
【００５４】
周方向接触部１２ｂ、２２ｂは、固定子コア１の軸線方向に見て、第一係合部１２と第二係合部２２とが接触する辺Ｍを延長した直線Ｎと、第二部材２０の周方向中心を通って径方向に延びる直線Ｑとの交点Ｒが、周方向接触部１２ｂ、２２ｂよりも径方向内側に位置するように構成されている。交点Ｒは、固定子コア１の回転軸線（図示せず）よりも、径方向外側に位置する。直線Ｎ、Ｑが成す角θは、交点Ｒを頂点として、径方向外側に広がっている。θは、θ＞０（°）を満たしている。なお、本実施形態では、辺Ｍが真っ直ぐである場合について説明しているが、本発明は、この例に限定されない。例えば、辺Ｍの少なくとも一部が、上述した関係を有するように構成されていてもよい。また、周方向に隣り合う第一部材１０のベース部１３の間には、空隙Ｇが生じている。これにより、回転電機の特性を維持しつつ、設計時の公差及び製造時の誤差等を許容できる。製造工程の煩雑化を避けるとともに、回転電機の特性向上を図ることができる。
【００５５】
図５は、本発明の実施形態に係る第一部材１０を模式的に示す軸線方向視図である。
固定子コア１の周方向角度３６０°のうち、第一部材１０が占有可能な角度は、３６０°／ｔ１であり、３６０°／（Ｔ×２）である。しかし、第一部材１０は、第一部材１０が占有可能な角度に相当する幅を基準として、周方向両側に幅ｇの空間部１９を有するように構成されている。従って、第一部材１０の周方向幅は、第一部材１０が占有可能な角度に相当する幅よりも小さい。従って、支持部材３０が複数の第一部材１０のベース部１３と当接した時に、周方向に隣り合う第一部材１０のベース部１３の間に空隙Ｇが生じる。
【００５６】
次に、第一部材１０及び第二部材２０の径方向長さについて説明する。
図６は、支持部材３０が設けられた後の固定子コア１の状態を部分的に拡大して模式的に示す軸線方向視図である。
【００５７】
第一部材１０は、Ｄがｄ１とｄ２との和と実質的に同じになるように構成されている。Ｄは、支持部材３０のティース側表面３０ａから第一ティース部１１の頂面１１ｃまでの径方向長さを示す。ｄ１は、支持部材３０のティース側表面３０ａから径方向接触部１２ａ、２２ａにおける第一係合部１２と第二係合部２２との接触面までの径方向長さを示す。ｄ２は、径方向接触部１２ａ、２２ａにおける第一係合部１２と第二係合部２２との接触面から第二ティース部２１の頂面２１ｃまでの径方向長さを示す。なお、Ｄ、ｄ１、ｄ２は、支持部材３０が複数の第一部材１０のベース部１３と当接した時の長さを示す。ここで「実質的に同じ」とは、設計上の公差及び製造上の誤差等が許容されることを意味する。
【００５８】
図７（ａ）は、第一部材１０及び第二部材２０の製造のための板部材１０´、２０´を磁性体板９０から打ち抜くための磁性体板９０上の板部材１０´、２０´のレイアウトの一例を模式的に示す図面である。図７（ｂ）は、他の例を模式的に示す図面である。
【００５９】
第一部材１０用の板部材１０´及び第二部材２０用の板部材２０´は、例えば、図７（ａ）、図７（ｂ）に示すようなレイアウトで、磁性体板９０から打ち抜かれる。磁性体板９０としては、特に限定されず、例えば、電磁鋼板である。第一部材１０と第二部材２０の材質は同じである。
板部材１０´は、第一部材１０を構成する。複数枚の板部材１０´が積層され、接着剤等により互いに固定されることにより、第一部材１０が製造される。板部材２０´は、第二部材２０を構成する。複数枚の板部材２０´が積層され、接着剤等により互いに固定されることにより、第二部材２０が製造される。板部材１０´、２０´は、固定子コア１の軸線方向に積層される。
【００６０】
図７（ａ）は、複数の板部材１０´、２０´が、互いに実質的に平行になるように配置されたレイアウトである。第一部材１０及び第二部材２０の両方がティース部を有しており、第一部材１０及び第二部材２０が、長手方向に延び且つ比較的類似した構成を有する。従って、図７（ａ）に示すようなレイアウトを採用することにより、板部材１０´、２０´を磁性体板９０上に密に配置できる。その結果、磁性体板９０のロスを低減できる。図７（ｂ）に示すような、固定子コア１の軸線方向視の形状に相当するレイアウトが採用されてもよい。
【００６１】
第一部材１０及び第二部材２０が、例えば、図７（ａ）〜（ｂ）に示したような板部材１０´、２０´からなる積層体である場合、第一部材１０及び第二部材２０の製造過程において板部材１０´、２０´を磁性体板９０から打ち抜く時に、板部材１０´、２０´に、打ち抜き歪みが生じることがある。第一部材１０及び第二部材２０が、打ち抜き歪みを有する板部材１０´、２０´により製造されると、鉄損が増加するおそれがある。打ち抜き歪みによる鉄損増加の問題は、一般的に、分割コア構造を有する固定子コアだけではなく、一体コア構造を有する固定子コアにも生じる可能性がある。しかし、分割コア構造を有する固定子コアにおける加工部分の大きさは、一体コア構造を有する固定子コアにおける加工部分の大きさよりも大きい。そのため、分割コア構造を有する固定子コアでは、一体コア構造を有する固定子コアよりも、鉄損が大きくなり易い。本願発明者らは、この課題に対して検討を行い、以下の構成を完成させた。当該構成は、本実施形態の固定子コア１に含まれている。
【００６２】
即ち、第一部材１０及び第二部材２０は、図８に示すように、第二部材２０の径方向の外方向への移動が制限されている時に、周方向に互いに隣り合う２つの第一係合部１２と、第二係合部２２との係合により引張応力が作用する引張応力作用部Ｚを有するように構成されている。図中、引張応力作用部Ｚは、第一ティース部１１及び第二ティース部１２を示す灰色よりも濃い灰色で示されている。引張応力作用部Ｚの少なくとも一部は、第一ティース部１１から固定子コア１内を通って第二ティース部２１に至る磁束経路内に位置する。特に、本実施形態では、引張応力作用部Ｚの少なくとも一部が、主たる磁束経路Ｐ内に位置する。主たる磁束経路Ｐは、図中、白抜き矢印により示されている。
【００６３】
固定子コア１では、第一ティース部１１から固定子コア１内を通って第二ティース部２１に至る磁束の少なくとも一部が、引張応力作用部Ｚを通る。従って、打ち抜き歪みを有する部材に引張応力を作用させ、その部分に磁束を通すことにより、打ち抜き歪みに起因する鉄損の増加が緩和され得る。
【００６４】
図９は、本発明の実施形態に係る回転電機を模式的に示す軸線方向視図である。
回転電機４は、固定子２と、回転子５とを備えている。固定子２は、固定子コア１と、固定子コア１の第一ティース部１１及び第二ティース部２１に巻かれた巻線３とを備えている。回転子５は、固定子２の第一ティース部１１及び第二ティース部２１と空隙Ａｇを空けて向かい合うように配置された永久磁石部６と、永久磁石部６が設けられたバックヨーク部７とを有する。永久磁石部６は、径方向において、固定子２とバックヨーク部７との間に永久磁石部６が位置するように、バックヨーク部７に設けられている。永久磁石部６は、周方向に並ぶように配置された複数の永久磁石６ａからなる。複数の永久磁石６ａは、磁極（Ｓ極・Ｎ極）が交互に並ぶように配置されている。
【００６５】
以上、実施形態に係る固定子コア１、固定子２及び回転電機４について説明したが、本発明は、上述した例に限定されない。上述の実施形態では、ラジアルギャップ型回転電機が、アウターロータ型回転電機である場合における固定子コア１、固定子２及び回転電機４について説明したが、本発明は、インナーロータ型回転電機用固定子コアにも適用され得る。また、第一係合部及び第二係合部は、固定子コア１の例に限定されない。
【００６６】
具体的に、図１〜図９に示した固定子コア１は、アウターロータ型回転電機に用いられ、周方向に互いに隣り合う第一係合部１２が、第二係合部２２よりも径方向内側に位置する。支持部材３０が設けられることにより、周方向に互いに離れる方向に移動しようとする２つの第一係合部１２が、径方向外側に位置する第二係合部２２と係合する。
しかし、本発明は、この例に限定されず、例えば、以下の構成を採用可能である。
【００６７】
図１０〜図１２は、本発明の他の実施形態に係る固定子コアを部分的に拡大して模式的に示す軸線方向視図である。なお、図１０〜図１２においては、図１〜図９に示す固定子コア１の構成に相当する構成には、図１〜図９と同じ符号が付されている。
【００６８】
図１０に示す固定子コア１は、アウターロータ型回転電機に用いられる。周方向に互いに隣り合う第一係合部１２が、第二係合部２２よりも径方向外側に位置する。支持部材３０が設けられることにより、周方向に互いに離れる方向に移動しようとする２つの第一係合部１２が、径方向内側に位置する第二係合部２２と係合する。図１０に示す固定子コア１では、第一係合部１２と第二係合部２２との係合により、周方向接触部１２ｂ、２２ｂにおいて第一係合部１２と第二係合部２２とが周方向に密接する。また、径方向接触部１２ａ、２２ａにおいて第一係合部１２と第二係合部２２とが径方向に密接する。この時、第二部材２０の第二係合部２２と第一部材１０との間に、周方向の空隙Ｇｐと径方向の空隙Ｇｒとが生じている。さらに、径方向において、第一部材１０と第二部材２０との間には、空隙Ｇｅが生じる。そのため、図１０に示す固定子コア１では、Ｄ＝ｄ１＋ｄ２の関係（図６参照）が成立しない。主たる磁束経路Ｐは、第一ティース部１１から、径方向接触部１２ａ、２２ａにおける第一係合部１２と第二係合部２２との接触面を通って、第二ティース部１２に至っている。第一係合部１２と第二係合部２２との係合により、第一部材１０及び第二部材２０には、引張応力作用部Ｚが生じる。図中、Ｚは、引張応力作用部の位置を模式的に示している。主たる磁束経路Ｐは、引張応力作用部Ｚを通っている。
【００６９】
図１１に示す固定子コア１は、インナーロータ型回転電機に用いられる。周方向に互いに隣り合う第一係合部１２が、第二係合部２２よりも径方向外側に位置する。支持部材３０が設けられることにより、周方向に互いに近づく方向に移動しようとする２つの第一係合部１２が、径方向内側に位置する第二係合部２２と係合する。図１１に示す固定子コア１では、図１０に示す固定子コア１と異なり、空隙Ｇｅが生じない。従って、図１１に示す固定子コア１では、Ｄ＝ｄ１＋ｄ２の関係（図６参照）が成立する。主たる磁束経路Ｐは、第一ティース部１１から、周方向接触部１２ｂ、２２ｂにおける第一係合部１２と第二係合部２２との接触面を通って、第二ティース部１２に至っている。
【００７０】
図１２に示す固定子コア１は、インナーロータ型回転電機に用いられる。周方向に互いに隣り合う第一係合部１２が、第二係合部２２よりも径方向内側に位置する。支持部材３０が設けられることにより、周方向に互いに近づく方向に移動しようとする２つの第一係合部１２が、径方向外側に位置する第二係合部２２と係合する。図１２に示す固定子コア１では、第一係合部１２と第二係合部２２との係合により、周方向接触部１２ｂ、２２ｂにおいて第一係合部１２と第二係合部２２とが周方向に密接する。また、径方向接触部１２ａ、２２ａにおいて第一係合部１２と第二係合部２２とが径方向に密接する。この時、第二部材２０の第二係合部２２と第一部材１０との間に、周方向の空隙Ｇｐと径方向の空隙Ｇｒとが生じている。さらに、径方向において、第一部材１０と第二部材２０との間には、空隙Ｇｅが生じる。そのため、図１２に示す固定子コア１では、Ｄ＝ｄ１＋ｄ２の関係（図６参照）が成立しない。主たる磁束経路Ｐは、第一ティース部１１から、径方向接触部１２ａ、２２ａにおける第一係合部１２と第二係合部２２との接触面を通って、第二ティース部１２に至っている。
【００７１】
図１〜図９に示す実施形態、及び図１０〜図１２に示す実施形態に示すように、本発明は、アウターロータ型であってもよく、インナーロータ型であってもよい。また、本発明では、第一係合部及び第二係合部が、複数の第一部材のベース部が支持部材と当接することにより径方向の他方側から一方に向けて押された時に、周方向に互いに隣り合う２つの第一係合部と第二係合部とが係合することにより、第二部材の径方向の一方への移動を制限するように構成されていればよく、第一係合部及び第二係合部は、実施形態に示される形状に限定されない。但し、本発明は、図１〜図９に示す実施形態、及び図１０に示す実施形態のように、アウターロータ型であることが好ましい。第一係合部１２と第二係合部２２との係合により第一部材１０及び第二部材２０に引張応力作用部Ｚが生じる。第一ティース部１１から第二ティース部２１に至る磁束の少なくとも一部が、引張応力作用部Ｚを通ることにより、打ち抜き歪みによる鉄損の増加が緩和される。
【００７２】
ここに用いられた用語及び表現は、説明のために用いられたものであって限定的に解釈するために用いられたものではない。ここに示され且つ述べられた特徴事項の如何なる均等物をも排除するものではなく、本発明のクレームされた範囲内における各種変形をも許容するものであると認識されなければならない。
【００７３】
本発明は、多くの異なった形態で具現化され得るものである。この開示は本発明の原理の実施例を提供するものと見なされるべきである。それら実施例は、本発明をここに記載しかつ／又は図示した好ましい実施形態に限定することを意図するものではないという了解のもとで、多くの図示実施形態がここに記載されている。
【００７４】
本発明の図示実施形態を幾つかここに記載した。本発明は、ここに記載した各種の好ましい実施形態に限定されるものではない。本発明は、この開示に基づいて当業者によって認識され得る、均等な要素、修正、削除、組み合わせ（例えば、各種実施形態に跨る特徴の組み合わせ）、改良及び／又は変更を含むあらゆる実施形態をも包含する。クレームの限定事項はそのクレームで用いられた用語に基づいて広く解釈されるべきであり、本明細書あるいは本のプロセキューション中に記載された実施例に限定されるべきではない。そのような実施例は非排他的であると解釈されるべきである。例えば、この開示において、「好ましくは」という用語は非排他的なものであって、「好ましいがこれに限定されるものではない」ということを意味するものである。
【符号の説明】
【００７５】
１  固定子コア
２  固定子
３  巻線
４  回転電機
５  回転子
６  永久磁石部
７  バックヨーク部
１０  第一部材
１１  第一ティース部
１１ａ  胴部
１１ｂ  周方向凸部
１１ｃ  頂面
１２  第一係合部
１２ａ  径方向接触部
１２ｂ  周方向接触部
１３  ベース部
１３ａ  支持部材側表面（内周面）
１３ｂ  取付穴構成部
２０  第二部材
２１  第二ティース部
２１ａ  胴部
２１ｂ  周方向凸部
２１ｃ  頂面
２２  第二係合部
２２ａ  径方向接触部
２２ｂ  周方向接触部
３０  支持部材
３０ａ  ティース側表面（外周面）
【図１】
2018107839.tif 000003
【図２】
2018107839.tif 000004
【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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