(57)【要約】      （修正有）【課題】ティース間にオープンスロットを形成することができ、かつティースとヨークとの磁気的接合が確実であり、これにより電動機の高効率化を図る。ティースとヨークの成形精度が高く、かつ回転子に対向するティース内面の製作精度が高く、これにより高速モータやターボチャージャへの適用を可能にできる。【解決手段】中心に貫通孔２１ａを有する中空円板２１と中空円板から半径方向外方に放射状に延びる複数のティースとが一体成形された複合ティースと、複数のティースの外縁部１４ａがしまり嵌めで嵌合する複数の嵌合溝１２ａを内面に有する中空リング状のヨーク１２とを準備し、各ティースに外側から巻線を装着し、複数の嵌合溝１２ａに複数のティースの外縁部１４ａをそれぞれ厚さ方向に圧入して固定し、複合ティースの中空円板２１の部分を切削除去して、複数のティースの半径方向内端を分離しその間にオープンスロットを形成する。【選択図】図３
2012023805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機の固定子の製造方法であって、
（Ａ）中心に貫通孔を有する中空円板と該中空円板から半径方向外方に放射状に延びる複数のティースとが一体成形された複合ティースと、
前記複数のティースの外縁部がしまり嵌めで嵌合する複数の嵌合溝を内面に有する中空リング状のヨークと、を準備し、
（Ｂ）前記各ティースに外側から巻線を装着し、
（Ｃ）前記複数の嵌合溝に前記複数のティースの外縁部をそれぞれ厚さ方向に圧入して固定し、
（Ｄ）複合ティースの前記中空円板部分を切削除去して、前記複数のティースの半径方向内端を分離しその間にオープンスロットを形成する、ことを特徴とする電動機の固定子の製造方法。
【請求項２】
前記複合ティースは、中空円板の外側において周方向に隣り合うティースの間に、前記オープンスロットに相当するスリットを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記切削除去の前に、ヨークの内側に樹脂をモールドして、ヨーク、複合ティース、及び巻線を一体化する、ことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
内側に複数の嵌合溝を等間隔で有する中空リング状のヨークと、
前記各嵌合溝に外縁部がしまり嵌めで嵌合し半径方向内方に延びる複数のティースと、
該各ティースに外側から装着された複数の巻線とを備え
該各ティースは、その内端に同一の円形孔を囲んで周方向に延びる円弧部を有し、該円弧部は、隣接する円弧部との間にオープンスロットを有しており、
前記ティースの内面は、前記円形孔と同心に同時加工されている、ことを特徴とする電動機の固定子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機の固定子とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機の固定子の製造方法として、既に種々の方法が提案されている（例えば、特許文献１〜４）。
【０００３】
特許文献１の方法は、軸方向に積層した外側リング部材の内側に、ティース部に施した固定子巻線と共に内側部材を嵌合させるものである。
特許文献２、３の方法は、直線状に配置したティースに、巻線を施した後に、ティースを円環状に変形するものである。
特許文献４の方法は、巻線工程において環状ティースが一体であり、巻線工程後に環状ティースの内側から外側に力を負荷して、各ティースに分割し、オープンスロットにするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３５２７２１号公報、「誘導電動機の固定子とその組立方法」
【特許文献２】特開２００６−２３０１０８号公報、「回転機構造」
【特許文献３】特開２００８−２５３１３５号公報、「積層鉄心」
【特許文献４】特開２００８−３０６８５４号公報、「回転電機の固定子およびその製造方法」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の方法は、内側リング部の少なくとも一部が閉じた円形であるため、ティース間にオープンスロットが形成できず、電動機効率が低下する。
特許文献２、３の方法は、円環状に変形させたティースと外側のヨークとの磁気的接合が不十分であり、電動機効率が低下する。また、円環状に成形する際に高度な加工技術を要する。
特許文献４の方法は、加工時の力によりティース根元を変形させてリング状のヨークに固定するため、成形寸法にバラツキが多く、精度が低い。
【０００６】
また、従来の方法では、回転子に対向するティース内面の製作精度が低く、高速回転する電動機への適用が困難である問題点があった。
【０００７】
本発明は上述した従来の問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、ティース間にオープンスロットを形成することができ、かつティースとヨークとの磁気的接合が確実であり、これにより電動機の高効率化を図ることができ、ティースとヨークの成形精度が高く、かつ回転子に対向するティース内面の製作精度が高くできる電動機の固定子とその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、電動機の固定子の製造方法であって、
（Ａ）中心に貫通孔を有する中空円板と該中空円板から半径方向外方に放射状に延びる複数のティースとが一体成形された複合ティースと、
前記複数のティースの外縁部がしまり嵌めで嵌合する複数の嵌合溝を内面に有する中空リング状のヨークと、を準備し、
（Ｂ）前記各ティースに外側から巻線を装着し、
（Ｃ）前記複数の嵌合溝に前記複数のティースの外縁部をそれぞれ厚さ方向に圧入して固定し、
（Ｄ）複合ティースの前記中空円板部分を切削除去して、前記複数のティースの半径方向内端を分離しその間にオープンスロットを形成する、ことを特徴とする電動機の固定子の製造方法が提供される。
【０００９】
本発明の実施形態によれば、前記複合ティースは、中空円板の外側において周方向に隣り合うティースの間に、前記オープンスロットに相当するスリットを有する。
また、前記切削除去の前に、ヨークの内側に樹脂をモールドして、ヨーク、複合ティース、及び巻線を一体化する。
【００１０】
また本発明によれば、内側に複数の嵌合溝を等間隔で有する中空リング状のヨークと、
前記各嵌合溝に外縁部がしまり嵌めで嵌合し半径方向内方に延びる複数のティースと、
該各ティースに外側から装着された複数の巻線とを備え
該各ティースは、その内端に同一の円形孔を囲んで周方向に延びる円弧部を有し、該円弧部は、隣接する円弧部との間にオープンスロットを有しており、
前記ティースの内面は、前記円形孔と同心に同時加工されている、ことを特徴とする電動機の固定子が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
上記本発明の製造方法によれば、複数のティースの半径方向内端を分離しその間にオープンスロットを形成するので、この方法で製造した電動機の固定子は、ティースの内端に、同一の円形孔を囲んで周方向に延びる円弧部を有し、該円弧部は、隣接する円弧部との間にオープンスロットを有する。従ってこの方法及び固定子により、電動機の高効率化を図ることができる。
【００１２】
また、ヨークの複数の嵌合溝に複数のティースの外縁部をそれぞれ厚さ方向に圧入して固定するので、複数のティースの外縁部が各嵌合溝にしまり嵌めで嵌合する。
従ってこの方法及び固定子により、ティースとヨークとの磁気的接合を確実にして電動機の高効率化を図ることができ、かつティースとヨークの変形がないので成形精度を高めることができる。
【００１３】
また、複合ティースの中空円板部分を切削除去して、複数のティースの半径方向内端を分離しその間にオープンスロットを形成するので、ティースの内面は、円形孔と同心に同時加工されている。
従って、バラバラに加工して組立てる場合と比較して、回転子に対向するティース内面の製作精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による固定子の全体構成図である。
【図２】本発明による製造方法の第１の説明図である。
【図３】本発明による製造方法の第２の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１６】
図１は本発明による固定子の全体構成図である。
この図は、本発明による電動機の固定子１０をその軸線方向から見た図であり、巻線のみ断面で示している。
【００１７】
この図に示すように、本発明の固定子１０は、ヨーク１２、複数のティース１４及び複数の巻線１６を備える。ティース１４及び巻線１６はこの例では、６組であり、図で軸心を中心に周方向に６０°のピッチで配置されている。なお、ティース１４及び巻線１６の組数は、５以下でも７以上でもよい。
【００１８】
ヨーク１２は中空リング状であり、内側に複数（この例では６つ）の嵌合溝１２ａを等間隔で有する。ヨーク１２は、好ましくは、半抜き加工によるカシメ部（図示せず）を介して複数の絶縁鋼板が積層された積層鋼板からなる。
嵌合溝１２ａは、軸心から半径方向に延びる６０°のピッチの中心線１３に直交する内面１３ａと、中心線１３に平行な２つの側面１３ｂとからなる矩形溝である。
側面１３ｂの長さは、ティース１４の周方向幅ｂの半分より長く設定しても良い。
【００１９】
ティース１４は、外縁部１４ａ、中間部１４ｂ及び円弧部１４ｃからなる。外縁部１４ａ、中間部１４ｂ及び円弧部１４ｃは、一体部品であるが、図１においてそれぞれの境界を破線で示す。
【００２０】
ティース１４の外縁部１４ａは、ヨーク１２の各嵌合溝１２ａにしまり嵌めで嵌合している。外縁部１４ａの周方向幅ｂと半径方向長さｃは、嵌合溝１２ａに圧入が可能であり、かつこの圧入によるしまり嵌めで、ティース１４とヨーク１２とが、一体の場合と同等の磁気的接合が得られるように設定されている。この場合、半径方向長さｃは、周方向幅ｂの半分より長く設定しても良い。
【００２１】
ティース１４の中間部１４ｂは、外縁部１４ａと周方向幅ｂと同一またはそれより広く設定され、半径方向内方に延びる。
また各ティース１４は、その内端に同一の円形孔１５（仮想円）を囲んで周方向に延びる円弧部１４ｃを有する。この円弧部１４ｃは、ティース１４の内端に位置する円弧状部分であり、中間部１４ｂの周方向幅ｂよりも周方向両側に張出しており、隣接する円弧部１４ｃとの間にオープンスロット１７を有する。
【００２２】
各ティース１４は、好ましくは、半抜き加工によるカシメ部１８を介して複数の絶縁鋼板が積層された積層鋼板からなる。
また、ティース１４の内面１４ｄは、中心の円形孔１５と同心に同時加工されている。
【００２３】
半抜き加工によるカシメ部１８は、この例では、円形であるが矩形であってもよい。
【００２４】
この図において、巻線１６は断面で示されている。巻線１６は、ティース１４の中間部１４ｂの周りを囲んでおり、各ティース１４に外側から装着されている。
巻線１６の周方向幅は、この例では、半径方向内方が狭く、半径方向外方が広い台形形状となっている。なおこの巻線形状は任意であり、ティース１４の外側から装着できる限りで、自由に設定できる。
【００２５】
また、この例において、ヨーク１２の内側に樹脂（図示せず）がモールドされており、ヨーク１２、ティース１４及び巻線１６が樹脂で一体化されている。
なお、この樹脂（モールド）は必須ではなく、これを省略してもよい。
【００２６】
上述した構成の固定子１０は、以下の効果を有する。
（１）隣接する円弧部１４ｃとの間にオープンスロット１７を有するので、電動機の高効率化を図ることができる。
（２）複数のティース１４の外縁部１４ａが各嵌合溝１２ａにしまり嵌めで嵌合するので、ティース１４とヨーク１２との磁気的接合を確実にして電動機の高効率化を図ることができる。
（３）ティース１４の内面１４ｄが円形孔１５と同心に同時加工されているので、バラバラに加工して組立てる場合と比較して、回転子に対向するティース内面の製作精度を高めることができ、これにより高速モータやターボチャージャへの適用を可能にできる。
（４）巻線１６をティース１４の外側から装着できるので、巻線形状を自由に設定でき、電動機内部の無駄な空間を減らすことができる。
【００２７】
図２及び図３は、本発明による製造方法の説明図である。以下、これらの図を参照した本発明の製造方法を説明する。
【００２８】
初めに、図２（Ａ）（Ｂ）に示す複合ティース２０、ヨーク１２、及び巻線１６を準備する。図２（Ａ）は複合ティース２０と巻線１６、図２（Ｂ）はヨーク１２を示している。
【００２９】
図２（Ａ）において、複合ティース２０は、中空円板２１と上述した複数のティース１４とが一体成形されたものである。
中空円板２１は、後述する切削除去により削除される部分である。中空円板２１は、この例では中心に貫通孔２１ａを有するリング状の平板である。しかし、貫通孔２１ａは必須ではなく、これがない円板形状であってもよい。
【００３０】
ティース１４は、上述した内面１４ｄ（破線で示す）に相当する半径方向内端が中空円板２１の外周面に一体的に接続している。またティース１４は、中空円板２１の外周面から半径方向外方に放射状に延びる。
【００３１】
また複合ティース２０は、中空円板２１の外側において周方向に隣り合うティース１４の間に、上述したオープンスロット１７に相当するスリット１７ａを有する。
すなわち、中空円板２１は、上述したように複合ティース２０から切削除去により削除される部分である。従って、スリット１７ａは、中空円板２１には形成されてはおらず、複合ティース２０の一部として周方向において隣り合うティース１４の間に位置し、軸方向に沿って延設されている。
【００３２】
半抜き加工によるカシメ部１８は、この例では、ティース１４の中間部１４ｂに設けている。
しかし、カシメ部１８を、その他の部分、例えば切削除去により削除される中空円板２１に設けてもよい。また、カシメ部１８を中空円板２１に設ける場合、積層鋼板の一体化を図るため、ティース１４の外縁部１４ａの外端中央にもカシメ部１８を設けるのがよい。
【００３３】
上述した複合ティース２０は、好ましくは、半抜き加工によるカシメ部１８を介して複数の絶縁鋼板が積層された一体の積層鋼板からなる。
ティース１４のその他の形状は上述した通りである。
【００３４】
図２（Ｂ）において、ヨーク１２は中空リング状であり、複数のティース１４の外縁部がしまり嵌めで嵌合する複数の嵌合溝１２ａを内面に有する。ヨーク１２のその他の形状は上述した通りである。
【００３５】
巻線１６は、ティース１４の中間部１４ｂの回りを囲み、かつ各ティース１４に外側から装着できるように予め巻かれている。
巻線１６の周方向幅は、この例では、半径方向内方が狭く、半径方向外方が広い台形形状となっている。
【００３６】
次に、図２（Ａ）に示すように、複合ティース２０の各ティース１４に外側から巻線１６を装着する。
【００３７】
次いで、ヨーク１２の複数の嵌合溝１２ａに複合ティース２０の各ティースの外縁部１４ａをそれぞれ厚さ方向に圧入して固定する。この圧入工程において、ヨーク１２と各ティースの外縁部１４ａに厚さ方向（図で紙面に直交する方向）のみに力を作用させ、その他の部分が変形しないようにすることが好ましい。
【００３８】
図３は、この圧入（圧入工程）が完了した状態を示している。
この状態において、ヨーク１２の内側に樹脂をモールドして、ヨーク１２、複合ティース２０及び巻線１６を一体化する。
なお、このモールド工程は必須ではなく、これを省略してもよい。
【００３９】
次いで、複合ティース２０の中空円板部分２１を切削除去して、複数のティース１４の半径方向内端を分離し、その間にオープンスロット１７を形成する。
中空円板部分２１の切削除去は、シェービング、ミーリング、その他の機械加工により、中心の円形孔１５と同心に同時加工する。
【００４０】
この同時加工により、ティース１４の内面（円弧部１４ｃの円形孔１５側の面）が成形されるとともに、オープンスロット１７が完成する。
すなわち、中空円板部分２１に貫通孔２１ａがある場合は、中空円板部分２１の内周面を切削し、中空円板部分２１の厚みを薄くしていくことで、スリット１７ａの底部が開口し、オープンスロット１７が完成する。
また、中空円板部分２１に貫通孔２１ａがない場合は、切削により中空円板部分２１に貫通孔を開けることで、スリット１７ａの底部が開口し、オープンスロット１７が完成する。
【００４１】
従って、上述した切削除去（同時加工）により、図１に示した本発明の固定子１０が完成する。
【００４２】
上述した本発明の製造方法によれば、複数のティース１４の半径方向内端を分離しその間にオープンスロット１７を形成するので、この方法で製造した電動機の固定子１０は、ティース１４の内端に、同一の円形孔１５を囲んで周方向に延びる円弧部１４ｃを有し、円弧部１４ｃは、隣接する円弧部１４ｃとの間にオープンスロット１７を有する。従ってこの方法及び固定子により、電動機の高効率化を図ることができる。
【００４３】
また、ヨーク１２の複数の嵌合溝１２ａに複数のティース１４の外縁部１４ａをそれぞれ厚さ方向に圧入して固定するので、複数のティース１４の外縁部１４ａが各嵌合溝１２ａにしまり嵌めで嵌合する。
従ってこの方法及び固定子により、ティース１４とヨーク１２との磁気的接合を確実にして電動機の高効率化を図ることができ、かつティース１４とヨーク１２の変形がないので成形精度を高めることができる。
【００４４】
すなわち、特許文献４では、加工時の力によりティース根元を変形させてリング状のヨークに固定するため、成形寸法にバラツキが多く、精度が低いが、本発明では、ヨーク１２の複数の嵌合溝１２ａに複数のティース１４の外縁部１４ａをそれぞれ厚さ方向に圧入して固定するので、ティース１４とヨーク１２の半径方向の変形を実質的になくすことができ、これにより成形精度を高めることができる。
【００４５】
また、複合ティース２０の中空円板２１の部分を切削除去して、複数のティース１４の半径方向内端を分離しその間にオープンスロット１７を形成するので、ティース１４の内面は、円形孔１５と同心に同時加工されている。
従って、バラバラに加工して組立てる場合と比較して、回転子に対向するティース内面の製作精度を高めることができる。
【００４６】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【００４７】
例えばヨーク１２を構成する積層鋼板において、隣接する鋼板同士を接合する構造は、カシメ（半抜き加工）には限定されず、溶接、接着でもよい。
また、ティース１４を構成する積層鋼板において、隣接する鋼板同士を接合する構造は、カシメ（半抜き加工）には限定されず、溶接、接着でもよい。
巻線１６は、上述の説明では、ティース１４に装着前に予め筒状に巻かれている形態（筒状体を形成してからティース１４に装着する形態）としているが、予め巻かずに、各ティース１４に対して巻線１６を直接巻きつけるようにしてもよい。外側からであれば、機械でも手作業でも容易に巻くことができる。
【００４８】
また本発明の電動機の固定子の製造方法は、高速回転する電動機（たとえば車両搭載用の電動機付過給機に備えられる電動機など）の固定子の製造方法にも好適である。
【符号の説明】
【００４９】
１０  固定子、１２  ヨーク、１２ａ  嵌合溝、
１３  中心線、１３ａ  内面、１３ｂ  側面、
１４  ティース、１４ａ  外縁部、１４ｂ  中間部、
１４ｃ  円弧部、１４ｄ  内面、１５  円形孔（仮想円）、
１６  巻線、１７  オープンスロット、１７ａ  スリット、
１８  カシメ部、２０  複合ティース、
２１  中空円板、２１ａ  貫通孔
【図１】
2012023805.tif 000003
【図２】
2012023805.tif 000004
【図３】
2012023805.tif 000005