(57)【要約】【課題】この発明は、電機子鉄心の取付強度を高め、かつ電機子鉄心の剛性を高めて、静粛性を向上させることができる電機子を得る。【解決手段】電機子鉄心は、円弧状の第１コアバック部、上記第１コアバック部の内周面から径方向内方に延びる第１ティース部、上記第１コアバック部の外周部に形成された取付部、および上記取付部を軸方向に貫通する貫通穴を有する、少なくとも１つの第１分割コアと、円弧状の第２コアバック部および上記第２コアバック部の内周面から径方向内方に延びる第２ティース部を有する複数の第２分割コアと、を円環状に配列して構成され、上記取付部は、上記第１コアバック部から周方向の両側に突出する突出部を有し、隣り合う上記第１分割コアと上記第２分割コアは、上記第１コアバック部と上記第２コアバック部との相対する側面同士が接し、かつ上記突出部の内周面と上記第２コアバック部の外周面とが接している状態で固定されている。【選択図】図１６
2019088033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状の電機子鉄心と、上記電機子鉄心に装着された電機子巻線と、を備える電機子において、
上記電機子鉄心は、円弧状の第１コアバック部、上記第１コアバック部の内周面から径方向内方に延びる第１ティース部、上記第１コアバック部の外周部に形成された取付部、および上記取付部を軸方向に貫通する貫通穴を有する、少なくとも１つの第１分割コアと、円弧状の第２コアバック部および上記第２コアバック部の内周面から径方向内方に延びる第２ティース部を有する複数の第２分割コアと、を円環状に配列して構成され、
上記取付部は、上記第１コアバック部から周方向の両側に突出する突出部を有し、
隣り合う上記第１分割コアと上記第２分割コアは、上記第１コアバック部と上記第２コアバック部との相対する側面同士が接し、かつ上記突出部の内周面と上記第２コアバック部の外周面とが接している状態で固定されている電機子。
【請求項２】
嵌合凸部が、上記第１コアバック部と上記第２コアバック部の相対する側面の一方の側面に形成され、上記嵌合凸部と嵌合する嵌合凹部が、上記第１コアバック部と上記第２コアバック部の相対する側面の他方の側面に形成されており、
上記嵌合凸部と上記嵌合凹部との径方向に相対する面同士が接している請求項１記載の電機子。
【請求項３】
嵌合凸部が、上記突出部の内周面に形成され、上記嵌合凸部と嵌合する嵌合凹部が、上記第２コアバック部の外周面に形成されており、
上記嵌合凸部と上記嵌合凹部との周方向に相対する面同士が接している請求項１記載の電機子。
【請求項４】
隣り合う上記第１コアバック部と上記第２コアバック部とが、軸方向に重なっている請求項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】
隣り合う上記第１分割コアと上記第２分割コアとが溶接されている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電機子。
【請求項６】
円環状の端板が、円環状に配列された上記第１分割コアと上記第２分割コアとの軸方向の端部に配置されている請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電機子。
【請求項７】
充填剤が、隣り合う上記第１ティース部と上記第２ティース部との間、隣り合う上記第１コアバック部と上記第２コアバック部との間、および隣り合う上記第２コアバック部の間の少なくとも一部に挿入されている請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電機子。
【請求項８】
上記第２コアバック部の直径をＤ、上記第１分割コアと上記第２分割コアの総数をＮ、上記第１コアバック部と上記第２コアバック部との周方向幅が同じとしたときに、上記取付部の周方向幅Ｂ１は、Ｂ１＞π×Ｄ／Ｎを満足するように構成されている請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電機子。
【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に関し、特に、分割コアを周方向に配列して構成される電機子鉄心構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電動機、発電機などの回転電機には、小型高出力化および静粛性が求められている。電機子鉄心を電磁鋼板の積層体で構成し、渦電流の発生を抑制して、高効率化を図った電機子鉄心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、コイルの占積率を向上して出力を向上し、コイルの電機子鉄心への装着を容易として生産性を向上する構造が広く知られている。
【０００３】
従来の回転電機の電機子は、磁極ティースとヨーク部とからなり、側面に連結部を有する第１ステータ片と、磁極ティースとヨーク部とヨーク部に設けられた締結部とからなり、側面に連結部を有する第２ステータ片と、を備え、第１ステータ片と第２ステータ片とを連結部で連結して円環状に配列して構成されていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
従来の回転電機の電機子は、ステータの締結部位に第２ステータ片が配置され、非締結部位に第１ステータ片が配置されていた。そして、従来の回転電機の電機子は、第２ステータの締結部を固定部材に締結固定して、円環状に配列された第１ステータ片と第２ステータ片とが固定部材に保持されていた。これにより、従来の回転電機の電機子は、円環状に配列された第１ステータ片と第２ステータ片とを固定するための円筒状のフレームが不要となり、部品点数が削減されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−５７８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の回転電機の電機子では、締結部は、第２ステータ片のヨーク部の外周にヨーク部から周方向にはみ出さないように形成されていた。このように、締結部の大きさが制限されており、締結部に形成されるボルト挿通孔の径を大きくすると、締結部の座面面積が小さくなる。また、締結部に形成されるボルト挿通孔の径を小さくすると、締結部の座面面積を大きくできるものの、細い締結用ボルトを用いることになり、締着力が弱くなる。その結果、電機子を固定部材に強固に取り付けることができなかった。また、従来の電機子では、第１ステータ片と第２ステータ片とが周方向の側面同士でのみ接する状態となっており、第１ステータ片と第２ステータ片との連結体の剛性が小さくなる。
【０００７】
これらのことから、従来の回転電機は、騒音が大きくなり、静粛性が悪くなるという課題があった。
【０００８】
この発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、騒音を低減させ、静粛性を向上させることができる電機子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、円環状の電機子鉄心と、上記電機子鉄心に装着された電機子巻線と、を備え、上記電機子鉄心は、円弧状の第１コアバック部、上記第１コアバック部の内周面から径方向内方に延びる第１ティース部、上記第１コアバック部の外周部に形成された取付部、および上記取付部を軸方向に貫通する貫通穴を有する、少なくとも１つの第１分割コアと、円弧状の第２コアバック部および上記第２コアバック部の内周面から径方向内方に延びる第２ティース部を有する複数の第２分割コアと、を円環状に配列して構成され、上記取付部は、上記第１コアバック部から周方向の両側に突出する突出部を有し、隣り合う上記第１分割コアと上記第２分割コアは、上記第１コアバック部と上記第２コアバック部との相対する側面同士が接し、かつ上記突出部の内周面と上記第２コアバック部の外周面とが接している状態で固定されている。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、取付部が第１コアバック部から周方向の両側に突出する突出部を有しているので、電機子鉄心の取付強度が高められる。また、隣り合う第１分割コアと第２分割コアは、第１コアバック部と第２コアバック部との相対する側面同士が接し、かつ突出部の内周面と第２コアバック部の外周面とが接している状態で固定されているので、電機子鉄心の剛性が高められる。これにより、騒音を低減させ、静粛性を向上させることができる電機子が得られる。
【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に係る回転電機の要部を示す斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る電機子を軸方向外方から見た端面図である。
【図４】図３のＡ部拡大部である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る電機子における電機子巻線を構成する単位コイル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電機子巻線を構成する単位コイルを径方向内方から見た正面図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る電機子における電機子巻線を構成する単位コイルを示す斜視図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る電機子における単位コイルのスロット収納状態を模式的に示す要部断面図である。
【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示す斜視図である。
【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電機子鉄心に装着する方法を説明する斜視図である。
【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電機子鉄心に装着した状態を示す斜視図である。
【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鉄心を構成する第１分割コアを示す端面図である。
【図１３】この発明の実施の形態１に係る電機子における電機子鉄心を構成する第１分割コアを示す斜視図である。
【図１４】この発明の実施の形態１に係る電機子における電機子鉄心を構成する第２分割コアを示す端面図である。
【図１５】この発明の実施の形態１に係る電機子における電機子鉄心を構成する第２分割コアを示す斜視図である。
【図１６】この発明の実施の形態１に係る電機子における電機子鉄心の組立状態を示す要部端面図である。
【図１７】この発明の実施の形態２に係る電機子における電機子鉄心の組立状態を示す要部端面図である。
【図１８】この発明の実施の形態３に係る電機子における電機子鉄心の組立状態を示す要部端面図である。
【図１９】この発明の実施の形態４に係る電機子における電機子鉄心を構成する第１分割コアを示す端面図である。
【図２０】この発明の実施の形態４に係る電機子における電機子鉄心を構成する第１分割コアを示す斜視図である。
【図２１】この発明の実施の形態４に係る電機子における電機子鉄心を構成する第２分割コアを示す端面図である。
【図２２】この発明の実施の形態４に係る電機子における電機子鉄心を構成する第２分割コアを示す斜視図である。
【図２３】この発明の実施の形態４に係る電機子における電機子鉄心の組立状態を示す要部端面図である。
【図２４】この発明の実施の形態５に係る電機子における電機子鉄心を示す端面図である。
【図２５】この発明の実施の形態５に係る電機子における電機子鉄心を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明による回転電機の電機子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に係る回転電機の要部を示す斜視図、図３は、この発明の実施の形態１に係る電機子を軸方向外方から見た端面図、図４は、図３のＡ部拡大部、図５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単位コイル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電機子巻線を構成する単位コイルを径方向内方から見た正面図、図７は、この発明の実施の形態１に係る電機子における電機子巻線を構成する単位コイルを示す斜視図、図８は、この発明の実施の形態１に係る電機子における単位コイルのスロット収納状態を模式的に示す要部断面図、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示す斜視図、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電機子鉄心に装着する方法を説明する斜視図、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電機子鉄心に装着した状態を示す斜視図である。なお、図８中、単位コイルはスロット挿入部のみを示し、１，２，・・・１２，１３は周方向の並び順にスロットに付したスロット番号である。
【００１４】
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の開口を塞口するブラケット３を有するハウジング１と、ボルト挿通穴１２に挿入された取付ボルト９によりブラケット３に締着固定されて、フレーム２の円筒部の内部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、電機子１０の内周側に回転可能に配置された回転子５と、を備えている。
【００１５】
回転子５は、軸心位置に挿通された回転軸６に固着された回転子鉄心７と、回転子鉄心７の外周面側を軸方向に貫通する磁石挿入穴内に収納されて周方向に等ピッチで配列され、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ない。回転子５として、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、電機子１０の構成について具体的に図２から図１１を参照しつつ説明する。なお、説明の便宜上、回転軸６の軸方向を軸方向、回転軸６の半径方向を径方向、回転軸６の軸心を中心とする回転方向を周方向とする。
【００１７】
電機子１０は、図２および図３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、を備える。また、電機子巻線２０と電機子鉄心１１とを絶縁する絶縁部材１４が、電機子鉄心１１のスロット１３に装着されている。
【００１８】
ここで、説明の便宜上、回転子５の極数を８、電機子鉄心１１のスロット数を４８、電機子巻線２０を三相巻線とする。すなわち、スロット１３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。
【００１９】
電機子鉄心１１は、第１コアバック部である円弧状のコアバック部１３０、コアバック部１３０の内周面から径方向内方に延びる第１ティース部であるティース部１３１およびコアバック部１３０の外周面に一体に形成された取付部１３２を有する第１分割コア３０Ａと、第２コアバック部である円弧状のコアバック部１３０およびコアバック部１３０の内周面から径方向内方に延びる第２ティース部であるティース部１３１を有する第２分割コア３０Ｂと、を備える。電機子鉄心１１は、４８個の第１分割コア３０Ａと第２分割コア３０Ｂとをコアバック部１３０の周方向の側面同士を突き合わせて円環状に配列して構成される。電機子鉄心１１は、径方向内方に延びるティース部１３１が、コアバック部１３０を円環状に配列して構成されるコアバックの内周面に、等角ピッチで４８本配列されて構成される。第１分割コア３０Ａは、電機子１０の取付部位に配置される。ここでは、第1分割コア３０Ａは、周方向に離間して３箇所に配置されている。第２分割コア３０Ｂは、電機子１０の非取付部位に配置される。周方向に隣り合うティース部１３１間のスペースがスロット１３となる。
【００２０】
電機子巻線２０は、複数の単位コイル２１を有する。単位コイル２１は、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長方形断面の導体線１９が、周方向に６スロット間隔で並ぶ第１スロット、第２スロットおよび第３スロットに、第２スロット、第１スロット、第２スロット、第３スロット、第２スロットおよび第１スロットの順に、かつ第１スロット、第２スロットおよび第３スロットへの軸方向からの挿入方向を交互に変えて、かつスロット１３内の径方向の挿入位置を径方向外方に順次１層ずつ変位するように挿入されるコイルパターンに構成されている。つまり、単位コイル２１は、図６に示されるように、径方向内方から見て、「８」の字を横向きにしたコイルパターンに構成されている。このように作製された単位コイル２１は、分布巻きの重ね巻きの巻線である。なお、長方形断面の導体線１９に代えて、円形断面の導体線を用いてもよい。また、６スロット間隔とは、周方向に連続する６本のティース部１３１の両側に位置するスロット１３の間の間隔であり、ここでは１磁極ピッチに相当する。
【００２１】
単位コイル２１は、図５から図７に示されるように，６スロット間隔離れて３列となった、第１、第２、第３、第４、第５および第６スロット挿入部Ｓ１〜Ｓ６と、第１スロット挿入部Ｓ１の一端から延び出す第１端末Ｔ１と、第１および第２スロット挿入部Ｓ１，Ｓ２の他端同士を連結する第１ターン部Ｔ１−２と、第２および第３スロット挿入部Ｓ２，Ｓ３の一端同士を連結する第２ターン部Ｔ２−３と、第３および第４スロット挿入部Ｓ３，Ｓ４の他端同士を連結する第３ターン部Ｔ３−４と、第４および第５スロット挿入部Ｓ４，Ｓ５の一端同士を連結する第４ターン部Ｔ４−５と、第５および第６スロット挿入部Ｓ５，Ｓ６の他端同士を連結する第５ターン部Ｔ５−６と、第６スロット挿入部Ｓ６の一端から延び出す第２端末Ｔ６と、を備える。
【００２２】
第１および第２スロット挿入部Ｓ１，Ｓ２は、第１ターン部Ｔ１−２の周方向中間位置に形成されたクランク部により、導体線１９の径方向厚み分、径方向に変位されている。第２および第３スロット挿入部Ｓ２，Ｓ３は、第２ターン部Ｔ２−３の周方向中間位置に形成されたクランク部により、導体線１９の径方向厚み分、径方向に変位されている。第３および第４スロット挿入部Ｓ３，Ｓ４は、第３ターン部Ｔ３−４の周方向中間位置に形成されたクランク部により、導体線１９の径方向厚み分、径方向に変位されている。第４および第５スロット挿入部Ｓ４，Ｓ５は、第４ターン部Ｔ４−５の周方向中間位置に形成されたクランク部により、導体線１９の径方向厚み分、径方向に変位されている。第５および第６スロット挿入部Ｓ５，Ｓ６は、第５ターン部Ｔ５−６の周方向中間位置に形成されたクランク部により、導体線１９の径方向厚み分、径方向に変位されている。
【００２３】
第１ターン部Ｔ１−２は、第１スロット挿入部Ｓ１の他端から、径方向位置を維持して、クランク部の内径側端部に至るように延び、クランク部の外径側端部から、径方向位置を維持して第２スロット挿入部Ｓ２の他端に至るように延びている。すなわち、第２ターン部Ｔ１−２は、頂部となるクランク部と、クランク部の周方向の両側に位置する一対の斜辺部と、により構成されている。第２ターン部Ｔ２−３、第３ターン部Ｔ３−４、第４ターン部Ｔ４−５、第５ターン部Ｔ５−６も、第１ターン部Ｔ１−２と同様に構成されている。
【００２４】
単位コイル２１は、図８に示されるように、第１スロット挿入部Ｓ１が７番のスロット１３の第１層の位置に挿入され、第２スロット挿入部Ｓ２が１番のスロット１３の第２層の位置に挿入され、第３スロット挿入部Ｓ３が７番のスロット１３の第３層の位置に挿入され、第４スロット挿入部Ｓ４が１３番のスロット１３の第４層の位置に挿入され、第５スロット挿入部Ｓ５が７番のスロット１３の第５層の位置に挿入され、第６スロット挿入部Ｓ６が１番のスロット１３の第６層の位置に挿入される。
【００２５】
このようにスロット１３に装着された単位コイル２１は、周方向に１スロットピッチで、電機子鉄心１１にスロット１３と同数配列される。これにより、各スロット１３には、３つの単位コイル２１により構成される第１、第２、第３、第４、第５および第６スロット挿入部Ｓ１〜Ｓ６が、径方向に１列に並んで６層に挿入される。なお、第１層は、スロット１３内に１列に並んで挿入される第１から第６スロット挿入部Ｓ１〜Ｓ６の６層のなかの最内径位置の層であり、第６層は、最外径位置の層である。
【００２６】
このように構成された電機子１０を組み立てるには、まず、図９に示されるように、単位コイル２１を１スロットピッチで周方向に４８個配列し、未結線状態の円環状の電機子巻線２０を作製する。この未結線状態の電機子巻線２０においては、径方向に1列に並んだ第１、第２、第３、第４、第５および第６スロット挿入部Ｓ１〜Ｓ６の群が、１スロットピッチで４８個周方向配列している。
【００２７】
ついで、図１０に示されるように、４８個の第１分割コア３０Ａと第２分割コア３０Ｂとを、電機子巻線２０の外径側に、円環状に配列して配置する。このとき、第１分割コア３０Ａと第２分割コア３０Ｂとのティース部１３１は、それぞれ、周方向に隣り合う第１、第２、第３、第４、第５および第６スロット挿入部Ｓ１〜Ｓ６の群間の径方向外方に位置している。ついで、４８個の第１分割コア３０Ａと第２分割コア３０Ｂとを径方向内方に移動する。これにより、ティース部１３１が周方向に隣り合う第１、第２、第３、第４、第５および第６スロット挿入部Ｓ１〜Ｓ６の群間に挿入される。そして、周方向に隣り合う第１分割コア３０Ａと第２分割コア３０Ｂのコアバック部１３０との周方向の側面同士か突き合わされ、第１分割コア３０Ａと第２分割コア３０Ｂとの径方向内方への移動が終了する。これにより、図１１に示されるように、電機子巻線２０が電機子鉄心１１に装着される。ついで、一の単位コイル２１の第１端末Ｔ１と第２端末Ｔ６とを他の単位コイル２１の第１端末Ｔ１と第２端末Ｔ６とに溶接などにより接合し、電機子１０が組み立てられる。
【００２８】
つぎに、第１分割コア３０Ａおよび第２分割コア３０Ｂの構成について図１２から図１６を参照しつつ説明する。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鉄心を構成する第１分割コアを示す端面図、図１３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鉄心を構成する第１分割コアを示す斜視図、図１４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鉄心を構成する第２分割コアを示す端面図、図１５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鉄心を構成する第２分割コアを示す斜視図、図１６は、この発明の実施の形態１に係る電機子における電機子鉄心の組立状態を示す要部端面図である。
【００２９】
第１分割コア３０Ａは、図１２および図１３に示されるように、円弧形のコアバック部１３０と、コアバック部１３０の内周面から径方向内方に延びるティース部１３１と、コアバック部１３０から径方向外方に突出する取付部１３２と、を備える。貫通穴であるボルト挿通穴１２が、取付部１３２を軸方向に貫通するように形成されている。嵌合凸部である位置決め突起１３３が、コアバック部１３０の周方向の一側の側面の径方向中央位置に、軸方向の一端から他端に至るように形成されている。嵌合凹部である位置決め溝１３４が、コアバック部１３０の周方向の他側の側面の径方向中央位置に、軸方向の一端から他端に至るように形成されている。位置決め突起１３３は、半円形断面の凸形状に形成されている。位置決め溝１３４は、位置決め突起１３３と嵌合可能な半円形断面の凹形状に形成されている。取付部１３２の内径側の周方向幅Ｂ１が、コアバック部１３０の周方向幅Ｂ２より大きくなっている。すなわち、取付部１３２の内径側の部分は、コアバック部１３０から周方向両側に突出している。この突出部１３２ａの内周面が第１径方向当たり面１５ａとなる。コアバック部１３０の周方向の一側の側面が第１周方向当たり面１６ａとなり、他側の側面が第１周方向当たり面１６ｂとなる。
【００３０】
第２分割コア３０Ｂは、図１４および図１５に示されるように、取付部１３２が形成されていない点を除いて、第１分割コア３０Ａと同形状に形成されている。コアバック部１３０の外周面が第１径方向当たり面１５ｂとなる。コアバック部１３０の周方向の一側の側面が第１周方向当たり面１６ａとなり、他側の側面が第１周方向当たり面１６ｂとなる。ここで、第１分割コア３０Ａの第１径方向当たり面１５ａと第２分割コア３０Ｂの第１径方向当たり面１５ｂは、同じ曲率半径の円弧面となっている。第１分割コア３０Ａと第２分割コア３０Ｂの第１周方向当たり面１６ａ，１６ｂの位置決め突起１３３および位置決め溝１３４を除く面は、電機子鉄心１１の軸心を含む平面の一部をなす平坦面となっている。また、第１分割コア３０Ａと第２分割コア３０Ｂは、電磁鋼板などの磁性薄板から打ち抜かれたコア片を積層一体化した積層コアである。
【００３１】
第１分割コア３０Ａと第２分割コア３０Ｂは、取付部１３２を除いて同形状に形成されている。つまり、コアバック部１３０は、電機子鉄心１１の円環状のコアバックを４８等分割したものである。
【００３２】
４８個の第１分割コア３０Ａと第２分割コア３０Ｂは、図１６に示されるように、位置決め突起１３３を位置決め溝１３４に嵌合させて、かつコアバック部１３０の第１周方向当たり面１６ａ，１６ｂを突き合わせて、円環状に配列される。第１分割コア３０Ａの突出部１３２ａが、第１径方向当たり面１５ａを第２分割コア３０Ｂの第１径方向当たり面１５ｂに接した状態で、第２分割コア３０Ｂのコアバック部１３０の外径側に配置されている。そして、突出部１３２ａが第２分割コア３０Ｂのコアバック部１３０に溶接により接合されている。これにより、第１分割コア３０Ａと第２分割コア３０Ｂとが溶接部１７により固定されている。溶接された第１分割コア３０Ａと第２分割コア３０Ｂとの連結体は、第１径方向当たり面１５ａ，１５ｂと第１周方向当たり面１６ａ，１６ｂとの２面で接している。また、周方向に隣り合う第２分割コア３０Ｂのコアバック部１３０同士が、溶接により接合されている。これにより、周方向に隣り合う第２分割コア３０Ｂ同士が溶接部１７により固定されている。溶接された第２分割コア３０Ｂの連結体は、第１周方向当たり面１６ａ，１６ｂの１面で接している。
【００３３】
実施の形態１によれば、取付部１３２が、コアバック部１３０から周方向両側に突出するようにコアバック部１３０の外径側に一体に形成されている。これにより、実施の形態１では、取付部１３２がコアバック部１３０から周方向にはみ出さないように形成される場合に比べて、取付部１３２を大きくすることができる。そこで、ボルト挿通穴１２の穴形を大きくしても、取付部１３２の座面の必要な面積を確保することができる。あるいは、ボルト挿通穴１２の穴形を小さくしても、取付部１３２の大きな座面面積を確保することができる。その結果、電機子１０をブラケット３に強固に取り付けることができる。これにより、回転電機１００における振動および騒音の発生が抑制され、静粛性が向上される。
【００３４】
また、第１分割コア３０Ａと第２分割コア３０Ｂとが、第１周方向当たり面１６ａ，１６ｂのみならず、第１径方向当たり面１５ａ，１５ｂで接している。そのため、第１分割コア３０Ａと第２分割コア３０Ｂとを溶接部１７で固定した場合、第１分割コア３０Ａと第２分割コア３０Ｂとが接する面の数が多くなるとともに、接する面積が大きくなる。その結果、溶接された第１分割コア３０Ａと第２分割コア３０Ｂとの連結体の剛性を大きくすることができる。これにより、回転電機１００における振動および騒音の発生が抑制され、静粛性が向上される。
【００３５】
ここで、取付部１３２の周方向幅Ｂ１は、式（１）を満足するように設定される。
Ｂ１＞π・Ｄ／Ｎ  ・・・式（１）
但し、Ｄは第１径方向当たり面１５ａ，１５ｂの直径、Ｎは電機子鉄心１１の分割数である。実施の形態１では、Ｎ＝４８である。
取付部１３２の周方向幅Ｂ１が、Ｂ１＞π・Ｄ／Ｎを満足するように設定されていれば、電機子鉄心１１の分割数が増えた場合でも、取付部１３２を小さくする必要がない。これにより、電機子鉄心１１の分割数が増えた場合でも、電機子鉄心１１の取付強度を大きくすることができ、回転電機１００における振動および騒音の発生が抑制される。
【００３６】
なお、上記実施の形態１では論じていないが、第１周方向当たり面１６ａ，１６ｂ間およびスロット１３内に、ワニスなどの充填剤を充填してもよい。第２分割コア３０Ｂのコアバック部１３０同士を溶接で固定した場合、第１周方向当たり面１６ａ，１６ｂ間、およびスロット１３内に隙間があると、溶接された第２分割コア３０Ｂの連結体における径方向の曲げに対する断面二次モーメントＩは、式（２）で表される。
Ｉ＝Ｌ×（Ｔ１）３／１２  ・・・式（２）
但し、Ｌは第２分割コア３０Ｂの軸方向長さ、Ｔ１は溶接部１７の径方向の溶け込み深さである。
【００３７】
一方、第２分割コア３０Ｂのコアバック部１３０同士を溶接で固定した場合、第１周方向当たり面１６ａ，１６ｂ間、およびスロット１３内に充填剤が充填されていると、溶接された第２分割コア３０Ｂの連結体における径方向の曲げに対する断面二次モーメントＩは、式（３）で表される。
Ｉ＝Ｌ×（Ｔ２）３／１２  ・・・式（３）
但し、Ｔ２は第２分割コア３０Ｂの径方向長さである。
【００３８】
溶接部１７の径方向の溶け込み深さＴ１は、効率の関係上、最小限の深さに設定され、経験的に、Ｔ２はＴ１の１０倍から２０倍となる。そのため、充填剤で充填した場合の断面二次モーメントＩは、充填剤で充填しない場合の断面二次モーメントの１０００倍から８０００倍となり、曲げ剛性の飛躍的な向上が見込まれる。曲げ剛性は、Ｅ×Ｉで表される。但し、Ｅは材料のヤング率である。充填剤が樹脂材料である場合、充填剤のヤング率は鉄系材料で作製されるコアのヤング率の１／１００程度となる。そこで、樹脂材料からなる充填剤で充填した場合の曲げ剛性（＝Ｅ×Ｉ）は、充填剤で充填しない場合の曲げ剛性の１０倍から８０倍となり、曲げ剛性を大幅に向上させることができる。その結果、溶接部１７の溶け込み深さＴ１を小さくできるので、溶接による発生する鉄損の増大を抑制でき、回転電機１００の高効率化が図られる。
【００３９】
また、溶接の溶け込み深さＴ１に関する管理条件を緩和することが可能となり、生産性を向上させることができる。
なお、充填剤は、第１周方向当たり面１６ａ，１６ｂの間、およびスロット１３内の何れか一方に充填すればよい。また、例えば、４８個のスロット１３の中の一部のスロット１３にのみ充填されてもよい。
また、上記実施の形態１において、充填剤を第１周方向当たり面１６ａ，１６ｂの間およびスロット１３内に充填した場合について説明しているが、他の実施の形態において、充填剤を周方向当たり面の間およびスロット内に充填しても、同様の効果が得られる。
【００４０】
実施の形態２．
図１７は、この発明の実施の形態２に係る電機子における電機子鉄心の組立状態を示す要部端面図である。
【００４１】
図１７において、嵌合凸部である位置決め突起１３３ａが、第１分割コア３０Ａおよび第２分割コア３０Ｂのコアバック部１３０の周方向の一側の側面の径方向の中央部に、軸方向の一端から他端に至るように形成されている。嵌合凹部である位置決め溝１３４ａが、第１分割コア３０Ａおよび第２分割コア３０Ｂのコアバック部１３０の周方向の他側の側面の径方向の中央部に、軸方向の一端から他端に至るように形成されている。位置決め突起１３３ａは、四角形断面の凸形状に形成されている。位置決め突起１３３ａの径方向外方を向く面は、第１周方向当たり面１６ａから周方向に離間するにつれ径方向内方に変位する傾斜面となっている。位置決め突起１３３ａの径方向内方を向く面は、第１周方向当たり面１６ａから周方向に離間するにつれ径方向外方に変位する傾斜面となっている。そして、第１周方向当たり面１６ａと直交し、かつ電機子鉄心１１の軸心と平行な平面に対する位置決め突起１３３ａの径方向外方を向く面の傾斜角度は、第１周方向当たり面１６ａと直交し、かつ電機子鉄心１１の軸心と平行な平面に対する位置決め突起１３３ａの径方向内方を向く面の傾斜角度より小さくなっている。また、位置決め溝１３４ａは、位置決め突起１３３ａと嵌合可能な四角形断面の凹形状に形成されている。ここで、位置決め突起１３３ａの径方向外方を向く面が第２径方向当たり面１５ｃとなる。また、位置決め溝１３４ａの径方向外方を向く面が第２径方向当たり面１５ｄとなる。
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。
【００４２】
実施の形態２では、取付部１３２が、コアバック部１３０から周方向両側に突出するようにコアバック部１３０の外径側に一体に形成されている。これにより、実施の形態２においても、上記実施の形態１と同様に、電機子１０をブラケット３に強固に取り付けることができ、回転電機における振動および騒音の発生が抑制され、静粛性が向上される。
【００４３】
実施の形態２によれば、溶接された第１分割コア３０Ａと第２分割コア３０Ｂとが、第１径方向当たり面１５ａ，１５ｂ、第２径方向当たり面１５ｃ、１５ｄおよび第１周方向当たり面１６ａ，１６ｂの３面で接している。これにより、溶接された第１分割コア３０Ａと第２分割コア３０Ｂとの連結体における接する面の数が増えるとともに、および接する面積が大きくなる。その結果、溶接された第１分割コア３０Ａと第２分割コア３０Ｂとの連結体の剛性を大きくすることができる。これにより、回転電機における振動および騒音の発生が抑制され、静粛性が向上される。
【００４４】
また、溶接された隣り合う第２分割コア３０Ｂが、第２径方向当たり面１５ｃ、１５ｄおよび第１周方向当たり面１６ａ，１６ｂの２面で接している。これにより、溶接された隣り合う第２分割コア３０Ｂの連結体における接する面の数が増えるとともに、および接する面積が大きくなる。その結果、溶接された隣り合う第２分割コア３０Ｂの連結体の剛性を大きくすることができる。これにより、回転電機における振動および騒音の発生が抑制され、静粛性が向上される。
【００４５】
実施の形態３．
図１８は、この発明の実施の形態３に係る電機子における電機子鉄心の組立状態を示す要部端面図である。
【００４６】
図１８において、嵌合凸部である位置決め突起１３３ｂが、第１分割コア３０Ａの突出部１３２ａのそれぞれから径方向内方に突出するように形成されている。嵌合凹部である位置決め溝１３４ｂが、第１分割コア３０Ａの両側に位置する第２分割コア３０Ｂのコアバック部１３０の外周面に形成されている。位置決め突起１３３ｂは、四角形断面の凸形状に形成されている。位置決め突起１３３ｂの第1分割コア３０Ａのコアバック部１３０側を向く面の、当該面と交差する電機子鉄心１１の軸心を含め平面に対する傾斜角度が、位置決め突起１３３ｂの第1分割コア３０Ａのコアバック部１３０と逆側を向く面の、当該面と交差する電機子鉄心１１の軸心を含め平面に対する傾斜角度より小さくなっている。位置決め溝１３４ｂは、位置決め突起１３３ｂと嵌合可能な四角形断面の凹形状に形成されている。ここで、位置決め突起１３３ｂのコアバック部１３０側を向く面が第２周方向当たり面１６ｃとなる。また、位置決め溝１３４ｂの第１分割コア３０Ａ側の面が第２周方向当たり面１６ｄとなる。
【００４７】
第１分割コア３０Ａのコアバック部１３０においては、位置決め突起１３３と位置決め溝１３４が省略されている。そして、コアバック部１３０の周方向の一側を向く面が第１周方向当たり面１６ａとなり、コアバック部１３０の周方向の他側を向く面が第１周方向当たり面１６ｂとなる。
【００４８】
第１分割コア３０Ａの周方向の一側に位置する第２分割コア３０Ｂのコアバック部１３０においては、位置決め溝１３４が省略されている。そして、コアバック部１３０の周方向の一側を向く面が第１周方向当たり面１６ａであり、コアバック部１３０の周方向の他側を向く面が第１周方向当たり面１６ｂである。
第１分割コア３０Ａの周方向の他側に位置する第２分割コア３０Ｂのコアバック部１３０においては、位置決め突起１３３が省略されている。そして、コアバック部１３０の周方向の一側を向く面が第１周方向当たり面１６ａであり、コアバック部１３０の周方向の他側を向く面が第１周方向当たり面１６ｂである。
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。
【００４９】
実施の形態３では、取付部１３２が、コアバック部１３０から周方向両側に突出するようにコアバック部１３０の外径側に一体に形成されている。これにより、実施の形態３においても、上記実施の形態１と同様に、電機子１０をブラケット３に強固に取り付けることができ、回転電機における振動および騒音の発生が抑制され、静粛性が向上される。
【００５０】
実施の形態３によれば、溶接された第１分割コア３０Ａと第２分割コア３０Ｂとが、第１径方向当たり面１５ａ，１５ｂ、第１周方向当たり面１６ａ，１６ｂおよび第２周方向当たり面１６ｃ，１６ｄの３面で接している。これにより、溶接された第１分割コア３０Ａと第２分割コア３０Ｂとの連結体における接する面の数が増えるとともに、および接する面積が大きくなる。その結果、溶接された第１分割コア３０Ａと第２分割コア３０Ｂとの連結体の剛性を大きくすることができる。これにより、回転電機における振動および騒音の発生が抑制され、静粛性が向上される。
【００５１】
なお、上記実施の形態３では、位置決め突起１３３と位置決め溝１３４との嵌合により周方向に隣り合う第２分割コア３０Ｂ同士を位置決めしているが、位置決め突起１３３ａと位置決め溝１３４ａとの嵌合により周方向に隣り合う第２分割コア３０Ｂ同士を位置決めしてもよい。
【００５２】
実施の形態４．
図１９は、この発明の実施の形態４に係る電機子における電機子鉄心を構成する第１分割コアを示す端面図、図２０は、この発明の実施の形態４に係る電機子における電機子鉄心を構成する第１分割コアを示す斜視図、図２１は、この発明の実施の形態４に係る電機子における電機子鉄心を構成する第２分割コアを示す端面図、図２２は、この発明の実施の形態４に係る電機子における電機子鉄心を構成する第２分割コアを示す斜視図、図２３は、この発明の実施の形態４に係る電機子における電機子鉄心の組立状態を示す要部端面図である。
【００５３】
図１９および図２０において、第１分割コア３０Ａは、軸方向外方から見た時に、ティース部１３１の周方向中央を通る直線を対称軸とする線対称な輪郭、すなわち外形に形成されている。第１分割コア３０Ａは、電磁鋼板などの磁性薄板から打ち抜かれたコア片３１Ａをその表裏を交互に入れ替えて積層して作製されている。コア片３１Ａは、コアバック部３１ａと、ティース部３１ｂと、取付部３１ｃと、取付部３１ｃのコアバック部３１ａからの周方向外方への突出部３１ｄと、を備える。コア片３１Ａをその板厚方向である軸方向外方から見た時に、コアバック部３１ａを除いて、ティース部３１ｂの周方向中央を通る直線を対称軸とする線対称な輪郭、すなわち外形に形成されている。すなわち、コアバック部３１ａが、ティース部３１ｂの周方向中央を通る直線に対して、非線対称な輪郭、すなわち外形に形成されている。ここでは、コアバック部３１ａは、ティース部３１ｂの周方向中央を通る直線に対して、周方向の一方の側に変位している。位置決め突起３２が、コアバック部３１ａの周方向の一側の側面の径方向の中央部に形成されている。位置決め溝３３が、コアバック部３１ａの周方向の他側の側面の径方向の中央部に形成されている。位置決め突起３２は、半円形断面の凸形状である。位置決め溝３３は、位置決め突起３２と嵌合可能な半円形断面の凹形状である。
【００５４】
ここで、コア片３１Ａのコアバック部３１ａが積層されて、第１分割コア３０Ａのコアバック部１３０となる。コア片３１Ａのティース部３１ｂが積層されて、第１分割コア３０Ａのティース部１３１となる。コア片３１Ａの取付部３１ｃが積層されて、第１分割コア３０Ａの取付部１３２となる。コア片３１Ａの取付部３１ｃの突出部３１ｄの内周面が第１径方向当たり面１５ａとなる。コア片３１Ａのコアバック部３１ａの周方向の両側面が第１周方向当たり面１６ａ，１６ｂとなる。
【００５５】
図２１および図２２において、第２分割コア３０Ｂは、電磁鋼板などの磁性薄板から打ち抜かれたコア片３１Ｂをその表裏を交互に入れ替えて積層して作製されている。コア片３１Ｂは、取付部３１ｃが省略されている点を除いて、コア片３１Ａと同じ形状に形成されている。
【００５６】
ここで、コア片３１Ｂのコアバック部３１ａが積層されて、第２分割コア３０Ｂのコアバック部１３０となる。コア片３１Ｂのティース部３１ｂが積層されて、第２分割コア３０Ｂのティース部１３１となる。コア片３１Ｂのコアバック部３１ａの外周面が第１径方向当たり面１５ｂとなる。コア片３１Ｂのコアバック部３１ａの周方向の両側面が第１周方向当たり面１６ａ，１６ｂとなる。
【００５７】
電機子鉄心１１は、図２３に示されるように、一の分割コアのコアバック部３１ａが他の分割コアのコアバック部３１ａ間に挿入されて、４８個の第１分割コア３０Ａと第２分割コア３０Ｂを円環状に配列して構成される。これにより、位置決め突起３２が位置決め溝３３に嵌合され、コアバック部１３０の第１周方向当たり面１６ａ，１６ｂが突き合わされる。第１分割コア３０Ａの突出部１３２ａが、第１径方向当たり面１５ａを第２分割コア３０Ｂの第１径方向当たり面１５ｂに接した状態で、第２分割コア３０Ｂのコアバック部１３０の外径側に配置されている。そして、突出部１３２ａが第２分割コア３０Ｂのコアバック部１３０に溶接により接合されている。これにより、第１分割コア３０Ａと第２分割コア３０Ｂとが溶接部１７により固定されている。溶接された第１分割コア３０Ａと第２分割コア３０Ｂとの連結体は、第１径方向当たり面１５ａ，１５ｂ、第１周方向当たり面１６ａ，１６ｂ、および軸方向に重なるコアバック部３１ａの軸方向を向く面の３面で接している。また、周方向に隣り合う第２分割コア３０Ｂのコアバック部１３０同士が、溶接により接合されている。これにより、周方向に隣り合う第２分割コア３０Ｂ同士が溶接部１７により固定されている。溶接された第２分割コア３０Ｂの連結体は、第１周方向当たり面１６ａ，１６ｂおよび軸方向に重なるコアバック部３１ａの軸方向を向く面の２面で接している。
【００５８】
実施の形態４では、取付部１３２が、コアバック部１３０から周方向両側に突出するようにコアバック部１３０の外径側に一体に形成されている。したがって、実施の形態４においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００５９】
実施の形態４によれば、第１分割コア３０Ａがコア片３１Ａの表裏を交互に入れ替えて積層して構成されている。第２分割コア３０Ｂがコア片３１Ｂの表裏を交互に入れ替えて積層して構成されている。これにより、コア片３１Ａ，３１Ｂが打ち抜かれる磁性薄板の板厚の偏りが相殺され、電機子鉄心１１の形状精度を向上させることができる。
【００６０】
溶接された第１分割コア３０Ａと第２分割コア３０Ｂとの連結体においては、第１径方向当たり面１５ａ，１５ｂと第１周方向当たり面１６ａ，１６ｂとの２面に加えて、軸方向に重なるコアバック部３１ａの軸方向を向く面で接している。このように、溶接された第１分割コア３０Ａと第２分割コア３０Ｂとの連結体は、径方向、周方向および軸方向の３面で接している。これにより、溶接された第１分割コア３０Ａと第２分割コア３０Ｂとの連結体における接する面の数が増えるとともに、および接する面積が大きくなる。その結果、溶接された第１分割コア３０Ａと第２分割コア３０Ｂとの連結体の剛性を大きくすることができる。これにより、回転電機における振動および騒音の発生が抑制され、静粛性が向上される。
【００６１】
溶接された隣り合う第２分割コア３０Ｂの連結体においては、第１周方向当たり面１６ａ，１６ｂの１面に加えて、軸方向に重なるコアバック部３１ａの軸方向を向く面で接している。このように、溶接された隣り合う第２分割コア３０Ｂの連結体は、周方向および軸方向の２面で接している。これにより、溶接された隣り合う第２分割コア３０Ｂの連結体における接する面の数が増えるとともに、および接する面積が大きくなる。その結果、溶接された隣り合う第２分割コア３０Ｂとの連結体の剛性を大きくすることができる。これにより、回転電機における振動および騒音の発生が抑制され、静粛性が向上される。
【００６２】
溶接された第１分割コア３０Ａと第２分割コア３０Ｂとの連結部では、第１分割コア３０Ａのコアバック部３１ａと第２分割コア３０Ｂのコアバック部３１ａとが軸方向に重なっている。溶接された隣り合う第２分割コア３０Ｂの連結部では、一方の第２分割コア３０Ｂのコアバック部３１ａと他方の第２分割コア３０Ｂのコアバック部３１ａとが軸方向に重なっている。これにより、磁束が電機子鉄心のコアバックを周方向に流れやすくなり、回転電機の出力が向上される。
【００６３】
なお、上記実施の形態４では、コア片３１Ａ，３１Ｂをその表裏を交互に入れ替えて積層されているが、コア片３１Ａ，３１Ｂの表裏を１枚づつ入れ替える必要はなく、複数枚づつ入れ替えてもよい。
また、上記実施の形態４では、位置決め突起３２と位置決め溝３３とが半円形断面に形成されているが、位置決め突起と位置決め溝とを、実施の形態２と同様の四角形断面に形成されてもよい。
【００６４】
実施の形態５．
図２４は、この発明の実施の形態５に係る電機子における電機子鉄心を示す端面図、図２５は、この発明の実施の形態５に係る電機子における電機子鉄心を示す斜視図である。
【００６５】
図２４及び図２５において、リング平板状の金属製の端板４０が、第１分割コア３０Ａと第２分割コア３０Ｂとを円環状に配列して構成された鉄心の軸方向両端に配置されている。なお、端板４０が装着される鉄心は、上記実施の形態１-４の何れかの鉄心である。
【００６６】
このように構成された電機子鉄心１１Ａは、軸方向の両端に端板４０が配置されている。これにより、電機子鉄心１１Ａをブラケット３に締着固定した際の取付強度が高められるともに、電機子鉄心１１Ａの剛性が高められる。その結果、振動および騒音の発生が抑制され、回転電機の静粛性が高められる。
【００６７】
ここで、上記実施の形態５では、端板４０が環状に配列された第１分割コア３０Ａと第２分割コア３０Ｂとの軸方向の両端に配置されているが、端板４０は環状に配列された第１分割コア３０Ａと第２分割コア３０Ｂとの軸方向の一端に配置されていてもよい。
【００６８】
なお、上記各実施の形態では、径方向内方から見て、「８」の字を横向きにしたコイルパターンに成形された単位コイルを用いているが、Ｕ字状のセグメントコイル、導体線を略六角形に螺旋状に巻回した亀甲コイル、導体線を波形に成形した波形コイルなどを単位コイルとして用いることができる。
また、上記各実施の形態では、８極４８スロットの三相の電機子について説明しているが、電機子の極数、スロット数および相数はこれに限定されない。
【００６９】
また、上記各実施の形態では、電機子鉄心が、４８個の第１および第２分割コアに等分割されているが、取付部がコアバック部から周方向の両側に突出するように第１分割コアが構成されていれば、電機子鉄心を等分割に構成する必要はない。
また、上記各実施の形態では、第１および第２分割コアが、１本のティース部を有しているが、複数本のティース部を有していてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１０  電機子、１１，１１Ａ  電機子鉄心、１２  ボルト挿通穴（貫通穴）、１３  スロット、１５ａ，１５ｂ  第１径方向当たり面、１５ｃ，１５ｄ  第２径方向当たり面、１６ａ，１６ｂ  第１周方向当たり面、１６ｃ，１６ｄ  第２周方向当たり面、１７  溶接部、２０  電機子巻線、３０Ａ  第１分割コア、３０Ｂ  第２分割コア、３２  位置決め突起（嵌合凸部）、３３  位置決め溝（嵌合凹部）、４０  端板、１３０  コアバック部、１３１  ティース部、１３２  取付部、１３２ａ  突出部、１３３，１３３ａ，１３３ｂ  位置決め突起（嵌合凸部）、１３４，１３４ａ，１３４ｂ  位置決め溝（嵌合凹部）。
【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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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