JP5859112B2 - 回転電機の電機子、及び回転電機の電機子の製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、例えばモータや発電機等として用いられる回転電機に含まれる回転電機の電機子、及び回転電機の電機子の製造方法に関するものである。

従来、複数のバックヨーク部にそれぞれ設けられた磁極ティースに集中巻きでコイルをそれぞれ設けた後、各バックヨーク部を円環状に配列し、バックヨーク部間を溶接により連結した回転電機の固定子が知られている（特許文献１参照）。

また、従来、磁極ティースがそれぞれ設けられた複数のバックヨーク部を薄肉連結部で連結し、バックヨーク部の連結体が直線状に展開された状態でコイルを各磁極ティースに設けた後、連結体を円環状に曲げて端部を溶接により結合したモータの固定子も知られている（特許文献２参照）。

さらに、従来、磁極ティースがそれぞれ設けられた複数のバックヨーク部の端部同士を連結軸により回動可能に連結し、バックヨーク部の連結体を直線状又は逆反り状に展開してコイルを各磁極ティースに設けた後、連結体を円環状に丸めて端部を溶接により結合した回転電機の固定子も知られている。この従来の固定子では、磁極ティース間を固定するために、必要に応じて連結軸近傍の外周部も溶接される（特許文献３及び４参照）。

また、従来、互いに隣り合うバックヨーク部のうち、一方のバックヨーク部の端部に形成された主突起部及び副凹部を、他方のバックヨーク部の端部に形成された主凹部及び副突起部に、それぞれ嵌めるとともに、主凹部の外壁を形成する外側片を内周方向に塑性変形させて主突起部にかしめることにより、バックヨーク部同士を連結した回転電機の固定子も知られている（特許文献５）。

特許第３３５５７００号公報 特許第３６８１４８７号公報 特許第３３７９４６１号公報 特許第３６２５１８５号公報 特許第３４６３４９０号公報

しかし、特許文献１〜４に示されている従来の固定子では、磁極ティースが円環状に並ぶ状態を保持するために、バックヨーク部間を溶接している。従って、溶接により固定子に歪みが生じて、例えばコギングトルクやトルクリップル等が生じやすくなり、回転電機の特性が劣化してしまう。

また、特許文献５に示されている従来の固定子では、バックヨーク部同士の周方向の位置決めを主突起部及び主凹部のそれぞれの周方向端面と副突起部及び副凹部のそれぞれの周方向端面とで行い、バックヨーク部同士の径方向の位置決めを主突起部及び主凹部のそれぞれの円弧面で行っているので、位置決めをするための面が多数存在し、バックヨーク部同士の位置決めを正確に行うことが困難になってしまう。これにより、磁極ティースの位置がずれてしまい、例えばコギングトルクやトルクリップル等が生じやすくなり、回転電機の特性が劣化してしまう。また、バックヨーク部同士の位置決めを行う面が多数存在するので、バックヨーク部を成形するときの加工精度を高める必要があり、バックヨーク部の製造に手間がかかってしてしまう。

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、回転電機の特性の向上を図ることができ、かつ容易に製造することができる回転電機の電機子、及び回転電機の電機子の製造方法を得ることを目的とする。

この発明による回転電機の電機子は、複数のコアブロックを有し、各コアブロック同士を環状に連結して構成された電機子鉄心を備え、コアブロック同士の連結部のうち少なくともいずれかでは、互いに係合する第１の当接面係合部及び位置決め係合部と、互いに係合する第２の当接面係合部及びかしめ係合部とによりコアブロック同士が連結されており、第１の当接面係合部及び位置決め係合部のうちの径方向外側に配置された係合部と、第２の当接面係合部及びかしめ係合部のうちの径方向内側に配置された係合部とが、一方のコアブロックに設けられ、第１の当接面係合部及び位置決め係合部のうちの径方向内側に配置された係合部と、第２の当接面係合部及びかしめ係合部のうちの径方向外側に配置された係合部とが、他方のコアブロックに設けられ、位置決め係合部が設けられたコアブロックには、第１の当接面係合部が当接する第１の端面が設けられ、かしめ係合部が設けられたコアブロックには、第２の当接面係合部が当接する第２の端面が設けられ、第１の当接面係合部には、第１の端面に当接する第１の当接面と、第１の当接面に対して鋭角に傾斜し、位置決め係合部が当接する第１の係合面とが設けられ、第２の当接面係合部には、第２の端面に当接する第２の当接面と、かしめ係合部が当接する第２の係合面とが設けられ、第１の係合面を含む仮想平面に対する第２の係合面の距離は、第１の当接面係合部が位置決め係合部と第１の端面との間に嵌っている状態で、第２の当接面係合部及びかしめ係合部のうちの第１の当接面係合部に近い側の係合部が設けられたコアブロックに向かって連続的に小さくなっており、かしめ係合部は、第２の係合面を押す方向へ塑性変形して曲げられており、第１の当接面係合部は、かしめ係合部によって第２の係合面が押されることにより、位置決め係合部と第１の端面との間に嵌る方向へ押されるようになっている。

この発明による回転電機の電機子の製造方法は、位置決め係合部と第１の端面との間に第１の当接面係合部を挿入するとともに、かしめ係合部と第２の端面との間に第２の当接面係合部を挿入して、コアブロック同士を組み合わせる組み合わせ工程、及びかしめ係合部を塑性変形させて第２の係合面をかしめ係合部で押すことにより、位置決め係合部又は第１の端面に対して第１の当接面係合部を滑らせながら、位置決め係合部と第１の端面との間に嵌る方向へ第１の当接面係合部を変位させるかしめ工程を備えている。

この発明による回転電機の電機子、及び回転電機の電機子の製造方法によれば、コアブロック同士の位置決めを容易にかつより正確に行うことができ、電機子鉄心の歪みの発生を抑制することができる。これにより、回転電機の特性の向上を図ることができる。また、回転電機の電機子の製造を容易にすることができる。

この発明の実施の形態１による回転電機を示す平面図である。 図１の固定子を示す平面図である。 図２の固定子鉄心を分割した状態を示す平面図である。 図２の固定子の係合連結部とその周囲の部分とを拡大して示す平面図である。 図４の係合連結部を拡大して示す平面図である。 図５の係合連結部をさらに拡大して示す平面図である。 図１の固定子の係合連結部を含む部分を拡大して示す平面図である。 図３のコアブロック連結体を直線状に展開して一部のコアブロックに駆動コイルを設けた状態を示す平面図である。 図８の各コアブロック連結体の端部に位置するコアブロック同士を組み合わせた状態を示す部分拡大平面図である。 図９の係合連結部をさらに拡大して示す平面図である。 この発明の実施の形態２による回転電機の固定子鉄心の係合連結部を示す平面図である。 この発明の実施の形態３による回転電機の固定子鉄心の係合連結部を示す平面図である。 この発明の実施の形態４による回転電機の固定子鉄心の係合連結部を示す平面図である。 この発明の実施の形態５による回転電機の固定子の係合連結部を含む部分を拡大して示す平面図である。

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による回転電機を示す平面図である。図において、回転電機１は、回転子２と、回転子２の外周を囲む円筒状の固定子（電機子）３と、回転子２及び固定子３を支持する円筒状のハウジング４とを有している。

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、円柱状の回転子鉄心５と、回転子鉄心５の外周面に固定され、回転子鉄心５の周方向へ並べられた複数の永久磁石６とを有している。

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の外周を囲む固定子鉄心（電機子鉄心）７と、固定子鉄心７に設けられ、固定子鉄心７の周方向へ間隔を置いて配置された複数の駆動コイル８と、固定子鉄心７に設けられ、固定子鉄心７と各駆動コイル８との間に介在するインシュレータ９とを有している。固定子３は、固定子鉄心７がハウジング４内に嵌められた状態でハウジング４に支持されている。

図２は、図１の固定子３を示す平面図である。図において、固定子鉄心７は、円環状に連結された複数（この例では、１８個）のコアブロック１０を有している。各コアブロック１０は、固定子鉄心７の周方向に沿って配置される扁平のバックヨーク部１２と、バックヨーク部１２の中間部から垂直に突出する磁極ティース部１３とを有している。固定子鉄心７は、各磁極ティース部１３を内側に向けながらバックヨーク部１２同士を円環状に順次連結することにより構成されている。

駆動コイル８は、インシュレータ９を介して磁極ティース部１３に導線（マグネットワイヤ）を集中巻きで巻くことにより、コアブロック１０ごとに設けられている。

図３は、図２の固定子鉄心７を分割した状態を示す平面図である。図において、固定子鉄心７は、複数（この例では、９個）のコアブロック１０が回動可能に順次連結されて構成された複数（この例では、２個）のコアブロック連結体１４の端部同士が連結されることにより円環状に形成されたものである。

各コアブロック１０は、鋼板を打ち抜いて形成された複数枚の略Ｔ字状のコア片が固定子鉄心７の厚さ方向（軸線方向）へ積層されて構成されている。積層されているコア片は、互いに重なるコア片の一方に形成された凹部と他方に形成された凸部とが嵌め合わされた抜きかしめ部２０により一体化されてコアブロック１０を構成している。

コア片におけるバックヨーク部１２を構成する部分の一端部には、周方向へ張り出した連結用端部１５が設けられ、コア片におけるバックヨーク部１２を構成する部分の他端部には、周方向について連結用端部１５が嵌る窪み部１６が設けられている。コア片は、連結用端部１５を交互に逆向きにしながら積層されている。これにより、互いに隣り合うコアブロック１０のうち、一方のコアブロック１０のコア片の連結用端部１５と、他方のコアブロック１０のコア片の連結用端部１５とは、コア片の積層方向について交互に重なった状態になっている。

各コア片の連結用端部１５の表面には積層方向へ突出する連結軸１７が設けられ、各コア片の連結用端部１５の裏面には連結軸１７が嵌る凹部が設けられている。互いに重なる連結用端部１５は、凹部に嵌った連結軸１７を中心に回動可能に連結されている。

即ち、コアブロック連結体１４におけるコアブロック１０同士の連結部は、一方のコアブロック１０のコア片の連結用端部１５と、他方のコアブロック１０のコア片の連結用端部１５とが積層方向へ互いに重なり、かつ互いに重なる連結用端部１５同士が連結軸１７を中心に回動可能に連結された回動連結部とされている。即ち、コアブロック連結体１４は、関節連結型鉄心とされている。

各コアブロック連結体１４の端部に位置するコアブロック１０同士は、回動連結部とは異なる係合連結部２１により連結されている。従って、この例では、円環状に形成された固定子鉄心７に含まれるコアブロック１０同士の連結部のうち、２つの連結部が係合連結部２１とされ、その他の連結部が、連結軸１７を介してコアブロック１０同士を連結する回動連結部とされている。

図４は、図２の固定子３の係合連結部２１とその周囲の部分とを拡大して示す平面図である。また、図５は、図４の係合連結部２１を拡大して示す平面図である。係合連結部２１では、図５に示すように、互いに係合する第１の当接面係合部２３及び位置決め係合部２４と、互いに係合する第２の当接面係合部２５及びかしめ係合部２６とにより、一方及び他方のコアブロック連結体１４のそれぞれの端部に位置するコアブロック１０同士が連結されている。第１の当接面係合部２３及び位置決め係合部２４は、第２の当接面係合部２５及びかしめ係合部２６よりも径方向内側に配置されている。

係合連結部２１で連結された一方のコアブロック１０のバックヨーク部１２（図５の左側のバックヨーク部１２）の端部には、位置決め係合部２４よりも径方向外側に配置された第１の当接面係合部２３と、かしめ係合部２６よりも径方向内側に配置された第２の当接面係合部２５とが設けられている。係合連結部２１で連結された他方のコアブロック１０のバックヨーク部１２（図５の右側のバックヨーク部１２）の端部には、第１の当接面係合部２３よりも径方向内側に配置された位置決め係合部２４と、第２の当接面係合部２５よりも径方向外側に配置されたかしめ係合部２６とが設けられている。従って、位置決め係合部２４は第１の当接面係合部２３に対して径方向内側から係合され、かしめ係合部２６は第２の当接面係合部２５に対して径方向外側から係合されている。

図６は、図５の係合連結部２１をさらに拡大して示す平面図である。図において、位置決め係合部２４及びかしめ係合部２６が設けられたコアブロック１０のバックヨーク部１２の端部には、第１の当接面係合部２３が当接する第１の端面３１と、第２の当接面係合部２５が当接する第２の端面３２とが設けられている。

第１の端面３１及び第２の端面３２は、共通の仮想平面上に存在している。第１の端面３１及び第２の端面３２を含む共通の仮想平面は、固定子鉄心７の中心軸線を通る仮想平面に対して傾斜している。第１の端面３１及び第２の端面３２は、位置決め係合部２４とかしめ係合部２６との間に存在し、互いに繋がって一つの平面となっている。

位置決め係合部２４及びかしめ係合部２６は、バックヨーク部１２の端部から突出している。第１の端面３１を含む共通の仮想平面から位置決め係合部２４が突出する長さは、第２の端面３２を含む共通の仮想平面からかしめ係合部２６が突出する長さよりも短くなっている。

第１の当接面係合部２３には、第１の端面３１に当接する第１の当接面３３と、第１の当接面３３に対して鋭角に傾斜する第１の係合面３４とが設けられている。即ち、第１の当接面係合部２３にそれぞれ設けられた第１の当接面３３と第１の係合面３４とがなす角度θ１は、鋭角となっている。第１の係合面３４は、固定子鉄心７の周方向に沿った仮想円弧面に対して傾斜している。

位置決め係合部２４は、第１の端面３１を含む仮想平面に対して傾斜してバックヨーク部１２から突出している。位置決め係合部２４には、第１の端面３１に対して鋭角に傾斜する位置決め当接面３５が設けられている。位置決め係合部２４は、位置決め当接面３５を第１の係合面３４に当接させた状態で第１の当接面係合部２３に係合している。位置決め当接面３５と第１の端面３１とがなす角度は、第１の当接面３３と第１の係合面３４とがなす角度θ１と同一の角度となっている。

第１の当接面係合部２３は、第１の端面３１と位置決め係合部２４との間に嵌った状態（即ち、第１の当接面３３を第１の端面３１に当接させ、かつ第１の係合面３４を位置決め係合部２４に当接させた状態）で、位置決め係合部２４に係合している。係合連結部２１で連結された２つのコアブロック１０のうち、一方のコアブロック１０に対する他方のコアブロック１０の位置決めは、第１の当接面係合部２３が第１の端面３１と位置決め係合部２４との間に嵌ることにより、固定子鉄心７の径方向及び周方向のそれぞれについて行われている。

第２の当接面係合部２５には、第２の端面３２に当接する第２の当接面３６と、第２の当接面３６に対して鋭角に傾斜する第２の係合面３７とが設けられている。即ち、第２の当接面係合部２５にそれぞれ設けられた第２の当接面３６と第２の係合面３７とがなす角度θ２は、鋭角となっている。

第１の当接面３３及び第２の当接面３６は、第１の端面３１及び第２の端面３２にそれぞれ当接されている状態で、固定子鉄心７の中心軸線を通る仮想平面に対して傾斜する共通の仮想平面上に存在している。また、第１の当接面３３及び第２の当接面３６は、互いに繋がって一つの平面となっている。

第１の係合面３４を含む仮想平面に対する第２の係合面３７の距離は、第１の当接面係合部２３が位置決め係合部２４と第１の端面３１との間に嵌っている状態で、第２の当接面係合部２５及びかしめ係合部２６のうちの第１の当接面係合部２３に近い側の係合部が設けられたバックヨーク部１２に向かって連続的に小さくなっている。この例では、第１の係合面３４を含む仮想平面に対する第２の係合面３７の距離は、第２の当接面係合部２５が設けられたバックヨーク部１２に向かって連続的に小さくなっている。また、この例では、第１の係合面３４を含む仮想平面と第２の係合面３７を含む仮想平面とがなす角度θ３が、鋭角となっている。

かしめ係合部２６には、第２の係合面３７に当接するかしめ当接面３８が設けられている。また、かしめ係合部２６は、かしめ当接面３８が設けられた拡大部４０と、拡大部４０とバックヨーク部１２とを繋ぎ、拡大部４０よりも狭い幅を持つくびれ部４２とを有している。くびれ部４２の幅は、かしめ係合部２６を窪ませる凹部４３が両側に設けられることにより拡大部４０よりも狭くなっている。

かしめ係合部２６は、第２の端面３２に近づく方向（即ち、第２の係合面３７を押す方向）へ塑性変形して曲げられている。即ち、かしめ係合部２６は、第２の当接面係合部２５側にかしめられている。かしめ係合部２６が曲がるときには、くびれ部４２が塑性変形される。

また、かしめ係合部２６は、拡大部４０が第２の端面３２に近づく方向へくびれ部４２を塑性変形させることにより（即ち、第２の当接面係合部２５側にかしめられることにより）、拡大部４０のかしめ当接面３８を第２の係合面３７に当接させた状態で、第２の当接面係合部２５に係合されている。かしめ係合部２６が第２の当接面係合部２５に係合されている状態では、第２の当接面３６が第２の端面３２に当接しているとともに、第２の当接面係合部２５とくびれ部４２との間に隙間が生じている。

第１の当接面係合部２３は、かしめ係合部２６の拡大部４０によって第２の係合面３７が押されることにより、位置決め係合部２４と第１の端面３１との間に嵌る方向へ押されるようになっている。従って、第２の当接面係合部２５側にかしめられたかしめ係合部２６が第２の当接面係合部２５に係合されていることにより、第１の当接面係合部２３が位置決め係合部２４と第１の端面３１との間に嵌った状態（即ち、第１の当接面３３及び第１の係合面３４が第１の端面３１及び位置決め係合部２４にそれぞれ当接している状態）が保たれている。

各コアブロック連結体１４の端部に位置するコアブロック１０同士は、第１の当接面係合部２３が位置決め係合部２４と第１の端面３１との間に嵌った状態で第１の当接面係合部２３が位置決め係合部２４に係合され、かつ、かしめ係合部２６がかしめられて第２の当接面係合部２５に係合されることにより、連結されている。

第１の当接面係合部２３が設けられたバックヨーク部１２には、位置決め係合部２４が挿入される第１の挿入用凹部４１が設けられている。第１の挿入用凹部４１の内面は、第１の係合面３４を一部に含んでいる。位置決め係合部２４は、第１の挿入用凹部４１に挿入された状態で、第１の当接面係合部２３に係合されている。

第１の当接面係合部２３が位置決め係合部２４と第１の端面３１との間に嵌っている状態では、第１の挿入用凹部４１の内面のうち、第１の係合面３４を除く面と位置決め係合部２４との間に隙間が生じている。即ち、第１の当接面係合部２３が位置決め係合部２４と第１の端面３１との間に嵌っている状態では、第１の挿入用凹部４１の底面と位置決め係合部２４の端面との間に隙間Ｇ１が生じ、第１の係合面３４に対向する第１の挿入用凹部４１の側面と位置決め係合部２４の背面との間に隙間Ｇ２が生じている。

第２の当接面係合部２５が設けられたバックヨーク部１２には、かしめ係合部２６が挿入される第２の挿入用凹部４４が設けられている。第２の挿入用凹部４４は、固定子鉄心７の径方向外側へ開放されている。第２の挿入用凹部４４の内面は、第２の係合面３７を一部に含んでいる。かしめ係合部２６は、第２の挿入用凹部４４に挿入された状態で、第２の当接面係合部２５に係合されている。かしめ係合部２６は、固定子鉄心７の外周部に露出している。

第２の挿入用凹部４４の内面には、第２の係合面３７を含む仮想平面よりも窪んだ窪み部４４ａが第２の係合面３７に隣接して設けられている。これにより、第２の係合面３７に対する拡大部４０の当接が、第２の挿入用凹部４４の他の内面に阻害されないようになっている。かしめ係合部２６がかしめられて第２の当接面係合部２５に係合されている状態（即ち、第２の当接面３６が第２の端面３２に当接し、かつ第２の係合面３７にかしめ係合部２６のかしめ当接面３８が当接している状態）では、第２の挿入用凹部４４の内面のうち、第２の係合面３７を除く面とかしめ係合部２６との間に隙間が生じている。

位置決め係合部２４が設けられたバックヨーク部１２には、位置決め係合部２４よりも径方向内側に位置し第１の端面３１及び第２の端面３２と異なる第３の端面５２が設けられている。第３の端面５２は、第１の端面３１及び第２の端面３２を含む共通の仮想平面上に存在している。

第１の当接面係合部２３が設けられたバックヨーク部１２には、第１の挿入用凹部４１よりも径方向内側に位置し第１の当接面３３及び第２の当接面３６と異なる第３の当接面５１が設けられている。第３の当接面５１は、第１の当接面３３及び第２の当接面３６を含む共通の仮想平面上に存在している。第３の当接面５１は、第１の当接面３３及び第２の当接面３６が第１の端面３１及び第２の端面３２にそれぞれ当接している状態で、第３の端面５２に当接している。

図７は、図１の固定子３の係合連結部２１を含む部分を拡大して示す平面図である。図７に示すように、この例では、固定子鉄心７がハウジング４内に嵌められている状態では、かしめ係合部２６がハウジング４の内周面から離れており、ハウジング４の内周面とかしめ係合部２６との間に隙間が生じている。

次に、固定子３の製造方法について説明する。まず、鋼板をプレス金型で打ち抜くことにより、複数枚のコア片を所定の角度ピッチで並べた複数のコア片配列層を作製する。この後、コア片の連結用端部１５の向きを交互に変えながらコア片配列層を積層してプレスすることにより、連結軸１７により連結されたコアブロック連結体１４を２つ作製する（コアブロック連結体作製工程）。

この後、図８に示すように、磁極ティース部１３間の間隔が広がる方向へコアブロック連結体１４を直線状に展開し、磁極ティース部１３にインシュレータ９を介して導線を集中巻きで巻くことにより、各コアブロック１０に駆動コイル８を設ける。このとき、導線を巻きやすくするために、磁極ティース部１３間の間隔がさらに広がる方向へコアブロック連結体１４を逆反り状態にまで展開してもよい（駆動コイル装着工程）。

この後、連結軸１７を中心にコアブロック１０同士を回動させて各コアブロック連結体１４の展開状態を戻し、各コアブロック連結体１４の端部同士を係合連結部２１により連結する。

各コアブロック連結体１４の端部同士を連結するときには、まず、位置決め係合部２４と第１の端面３１との間に第１の当接面係合部２３を挿入するとともに、かしめ係合部２６と第２の端面３２との間に第２の当接面係合部２５を挿入して、各コアブロック連結体１４の端部に位置するコアブロック１０同士を組み合わせる（組み合わせ工程）。

図９は、図８の各コアブロック連結体１４の端部に位置するコアブロック１０同士を組み合わせた状態を示す部分拡大平面図である。また、図１０は、図９の係合連結部２１をさらに拡大して示す平面図である。各コアブロック連結体１４の端部に位置するコアブロック１０同士が組み合わされている状態では、図１０に示すように、第１の当接面係合部２３を位置決め係合部２４と第１の端面３１との間に嵌めると、かしめ係合部２６と第２の当接面係合部２５との間に隙間が生じる状態になっている。

上記の組み合わせ工程後、かしめ係合部２６を塑性変形させて第２の係合面３７をかしめ係合部２６の拡大部４０で押す（即ち、かしめ係合部２６を第２の当接面係合部２５側にかしめる）ことにより、位置決め係合部２４又は第１の端面３１に対して第１の当接面係合部２３を滑らせながら、位置決め係合部２４と第１の端面３１との間に嵌る方向へ第１の当接面係合部２３を変位させる。これにより、第１の当接面係合部２３が位置決め係合部２４と第１の端面３１との間に嵌るとともに、かしめ係合部２６が第２の当接面係合部２５に係合される。これにより、一方のコアブロック１０に対する他方のコアブロック１０の位置決めが固定子鉄心７の径方向及び周方向のそれぞれについて行われるとともに、コアブロック１０同士が強固に連結される（かしめ工程）。このようにして、複数の駆動コイル８を装着した固定子鉄心７が完成する。

この後、駆動コイル８を装着した固定子鉄心７を例えば焼嵌めや圧入等の手段によってハウジング４内に嵌めることにより、固定子３が完成する（ハウジング装着工程）。

このような固定子３では、第１の当接面係合部２３にそれぞれ設けられた第１の当接面３３と第１の係合面３４とがなす角度θ１が鋭角となっており、かしめ係合部２６によって第２の当接面係合部２５の第２の係合面３７が押されることにより、位置決め係合部２４と第１の端面３１との間に嵌る方向へ第１の当接面係合部２３が押されるようになっているので、第１の当接面係合部２３を位置決め係合部２４と第１の端面３１との間に嵌めてかしめ係合部２６をかしめるだけで、一方のコアブロック１０に対する他方のコアブロック１０の位置決めを、固定子鉄心７の径方向及び周方向のいずれについても行うことができる。これにより、固定子３の製造を容易にすることができる。また、第１の当接面３３と第１の係合面３４とがなす角度θ１が鋭角となっているので、位置決め係合部２４と第１の端面３１との間に第１の当接面係合部２３が嵌りやすくすることができ、しかも位置決めを行うための面を少なくすることができる。これにより、位置決め係合部２４と第１の端面３１との間に第１の当接面係合部２３が嵌った状態を安定させることができる。また、溶接を用いることなくコアブロック１０同士を連結することができるので、溶接による歪みが固定子鉄心７に生じることはない。従って、一方のコアブロック１０に対する他方のコアブロック１０の位置決めを容易にかつより正確に行うことができ、回転電機１の特性の向上を図ることができる。

また、第１の端面３１を含む仮想平面から突出する位置決め係合部２４の長さは、第２の端面３２を含む仮想平面から突出するかしめ係合部２６の長さよりも短くなっているので、位置決め係合部２４と第１の端面３１との間に第１の当接面係合部２３をさらに嵌りやすくすることができる。

また、第１の当接面係合部２３が設けられたコアブロック１０には、第１の係合面３４を内面に含み位置決め係合部２４が挿入される第１の挿入用凹部４１が設けられ、第１の係合面３４を除く第１の挿入用凹部４１の内面と位置決め係合部２４との間に隙間が生じるので、第１の係合面３４を除く第１の挿入用凹部４１の内面と位置決め係合部２４との干渉を避けることができ、第１の端面３１に第１の当接面３３をより確実に当接させることができる。

また、第２の当接面係合部２５が設けられたコアブロック１０には、第２の係合面３７を内面に含みかしめ係合部２６が挿入される第２の挿入用凹部４４が設けられ、第２の係合面３７を除く第２の挿入用凹部４４の内面とかしめ係合部２６との間に隙間が生じるので、第２の係合面３７を除く第２の挿入用凹部４４の内面とかしめ係合部２６との干渉を避けることができ、第２の端面３２に第２の当接面３６をより確実に当接させることができる。

また、第１の当接面３３及び第２の当接面３６は、第１の端面３１及び第２の端面３２にそれぞれ当接されている状態で、共通の仮想平面上に存在しているので、コアブロック１０の端部での形状の簡素化を行うことができ、コアブロック１０の成形を容易にすることができる。

また、第１の当接面係合部２３が設けられたコアブロック１０のバックヨーク部１２に第３の当接面５１が設けられ、位置決め係合部２４が設けられたコアブロック１０のバックヨーク部１２に第３の端面５２が設けられており、第１の当接面３３及び第２の当接面３６が第１の端面３１及び第２の端面３２にそれぞれ当接している状態で、第３の当接面５１が第３の端面５２に当接するので、コアブロック１０間で磁束を通す面積を増大させることができ、回転電機の１の効率の向上を図ることができる。

また、このような固定子３の製造方法では、かしめ係合部２６を塑性変形させて第２の係合面３７をかしめ係合部２６で押すことにより、位置決め係合部２４又は第１の端面３１に対して第１の当接面係合部２３を滑らせながら、位置決め係合部２４と第１の端面３１との間に嵌る方向へ第１の当接面係合部２３を変位させるので、位置決め係合部２４と第１の端面３１との間に第１の当接面係合部２３を容易にかつより確実に嵌めることができ、一方のコアブロック１０に対する他方のコアブロック１０の位置決めを容易にかつより正確に行うことができる。これにより、固定子３を容易に製造することができるとともに、回転電機１の特性の向上を図ることができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、第１の当接面係合部２３及び第２の当接面係合部２５が一方のコアブロック１０に設けられ、位置決め係合部２４及びかしめ係合部２６が他方のコアブロック１０に設けられているが、位置決め係合部２４及び第２の当接面係合部２５を一方のコアブロック１０に設け、第１の当接面係合部２３及びかしめ係合部２６を他方のコアブロック１０に設けてもよい。

即ち、図１１は、この発明の実施の形態２による回転電機の固定子鉄心７の係合連結部２１を示す平面図である。図１１は、実施の形態１の図６に対応する図である。図において、一方のコアブロック１０のバックヨーク部１２（図１１の左側のバックヨーク部１２）の端部には、第１の当接面係合部２３よりも径方向外側に配置された位置決め係合部２４と、かしめ係合部２６よりも径方向内側に配置された第２の当接面係合部２５とが設けられている。他方のコアブロック１０のバックヨーク部１２（図１１の右側のバックヨーク部１２）の端部には、位置決め係合部２４よりも径方向内側に配置された第１の当接面係合部２３と、第２の当接面係合部２５よりも径方向外側に配置されたかしめ係合部２６とが設けられている。即ち、この例では、第１の当接面係合部２３が設けられたコアブロック１０と、位置決め係合部２４が設けられたコアブロック１０とが、実施の形態１と逆になっている。従って、第１の端面３１及び第２の端面３２は、互いに異なるコアブロック１０に設けられている。

位置決め係合部２４は、第１の当接面係合部２３に対して径方向外側から係合されている。第１の当接面３３及び第２の当接面３６は、第１の端面３１及び第２の端面３２にそれぞれ当接されている状態で、共通の仮想平面上に互いに離れて存在している。

第１の当接面３３と第１の係合面３４とがなす角度θ１は、鋭角となっている。第２の当接面３６と第２の係合面３７とがなす角度θ２は、鋭角となっている。第１の係合面３４を含む仮想平面に対する第２の係合面３７の距離は、第２の当接面係合部２５が設けられたバックヨーク部１２に向かって連続的に小さくなっている。また、第１の係合面３４を含む仮想平面と第２の係合面３７を含む仮想平面とがなす角度θ３は、鋭角となっている。他の構成は実施の形態１と同様である。

このように、位置決め係合部２４及び第２の当接面係合部２５を一方のコアブロック１０に設け、第１の当接面係合部２３及びかしめ係合部２６を他方のコアブロック１０に設けるようにしても、かしめ係合部２６によって第２の係合面３７が押されることにより、位置決め係合部２４と第１の端面３２との間に嵌る方向へ第１の当接面係合部２３が押されるので、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

実施の形態３．
第１の当接面係合部２３及びかしめ係合部２６を設けるコアブロック１０と、位置決め係合部２４及び第２の当接面係合部２５を設けるコアブロック１０とを、実施の形態２と逆にしてもよい。

即ち、図１２は、この発明の実施の形態３による回転電機の固定子鉄心７の係合連結部２１を示す平面図である。図１２は、実施の形態１の図６に対応する図である。図において、一方のコアブロック１０のバックヨーク部１２（図１２の右側のバックヨーク部１２）の端部には、位置決め係合部２４及び第２の当接面係合部２５が設けられている。他方のコアブロック１０のバックヨーク部１２（図１２の左側のバックヨーク部１２）の端部には、第１の当接面係合部２３及びかしめ係合部２６が設けられている。

第１の当接面３３と第１の係合面３４とがなす角度θ１は、鋭角となっている。第２の当接面３６と第２の係合面３７とがなす角度θ２は、鈍角となっている。第１の係合面３４を含む仮想平面に対する第２の係合面３７の距離は、第２の当接面係合部２５が設けられたバックヨーク部１２に向かって連続的に小さくなっている。また、第１の係合面３４を含む仮想平面と第２の係合面３７を含む仮想平面とがなす角度θ３は、鋭角となっている。他の構成は実施の形態１と同様である。

このように、第１の当接面係合部２３及びかしめ係合部２６を設けるコアブロック１０と、位置決め係合部２４及び第２の当接面係合部２５を設けるコアブロック１０とを、実施の形態２と逆にしても、かしめ係合部２６によって第２の係合面３７が押されることにより、位置決め係合部２４と第１の端面３１との間に嵌る方向へ第１の当接面係合部２３が押されるので、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

実施の形態４．
実施の形態１では、第１の当接面係合部２３が位置決め係合部２４よりも径方向外側に配置され、第２の当接面係合部２５がかしめ係合部２６よりも径方向内側に配置されているが、第１の当接面係合部２３を位置決め係合部２４よりも径方向内側に配置し、第２の当接面係合部２５をかしめ係合部２６よりも径方向外側に配置してもよい。

即ち、図１３は、この発明の実施の形態４による回転電機の固定子鉄心７の係合連結部２１を示す平面図である。図１３は、実施の形態１の図６に対応する図である。図において、一方のコアブロック１０のバックヨーク部１２（図１３の右側のバックヨーク部１２）の端部には、第１の当接面係合部２３よりも径方向外側に配置された位置決め係合部２４と、第２の当接面係合部２５よりも径方向内側に配置されたかしめ係合部２６とが設けられている。他方のコアブロック１０のバックヨーク部１２（図１３の左側のバックヨーク部１２）の端部には、位置決め係合部２４よりも径方向内側に配置された第１の当接面係合部２３と、かしめ係合部２６よりも径方向外側に配置された第２の当接面係合部２５とが設けられている。

かしめ係合部２６は、第２の当接面係合部２５に対して径方向内側から係合されている。位置決め係合部２４は、第１の当接面係合部２３に対して径方向外側から係合されている。従って、第１の当接面係合部２３と第２の当接面係合部２５とは、互いに離れて設けられている。

第１の挿入用凹部４１は第１の当接面係合部２３よりも径方向外側に設けられ、第２の挿入用凹部４４は第２の当接面係合部２５よりも径方向内側に設けられている。かしめ係合部２６は、第２の挿入用凹部４４に挿入されて固定子鉄心７の外周部には露出されていない。かしめ係合部２６を第２の当接面係合部２５に対してかしめるときには、かしめ係合部２６を第２の挿入用凹部４４に挿入した状態で、第２の挿入用凹部４４の内面とかしめ係合部２６との間に棒状の挿入具を押し込むことによりかしめ係合部２６を第２の当接面係合部２５側に塑性変形させて曲げるようにする。

第１の当接面３３及び第２の当接面３６は、第１の端面３１及び第２の端面３２にそれぞれ当接されている状態で、共通の仮想平面上に互いに離れて存在している。

位置決め係合部２４が設けられたバックヨーク部１２には、位置決め係合部２４とかしめ係合部２６との間に位置し第１の端面３１及び第２の端面３２と異なる第３の端面５２が設けられている。第３の端面５２は、第１の端面３１及び第２の端面３２を含む共通の仮想平面上に存在している。

第１の当接面係合部２３が設けられたバックヨーク部１２には、第１の挿入用凹部４１と第２の挿入用凹部４４との間に位置し第１の当接面３３及び第２の当接面３６と異なる第３の当接面５１が設けられている。第３の当接面５１は、第１の当接面３３及び第２の当接面３６を含む共通の仮想平面上に存在している。第３の当接面５１は、第１の当接面３３及び第２の当接面３６が第１の端面３１及び第２の端面３２にそれぞれ当接している状態で、第３の端面５２に当接している。

第１の当接面３３と第１の係合面３４とがなす角度θ１は、鋭角となっている。第２の当接面３６と第２の係合面３７とがなす角度θ２は、鋭角となっている。第１の係合面３４を含む仮想平面に対する第２の係合面３７の距離は、かしめ係合部２６が設けられたバックヨーク部１２に向かって連続的に小さくなっている。また、第１の係合面３４を含む仮想平面と第２の係合面３７を含む仮想平面とがなす角度θ３は、鋭角となっている。他の構成は実施の形態１と同様である。

このように、位置決め係合部２４を第１の当接面係合部２３よりも径方向外側に配置し、かしめ係合部２６を第２の当接面係合部２５よりも径方向内側に配置しても、かしめ係合部２６によって第２の係合面３７が押されることにより、位置決め係合部２４と第１の端面３１との間に嵌る方向へ第１の当接面係合部２３が押されるので、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

実施の形態５．
実施の形態１では、ハウジング４内に嵌められた固定子鉄心７において、ハウジング４の内周面とかしめ係合部２６との間に隙間が生じているが、ハウジング４の内周面にかしめ係合部２６を当接させた状態で固定子鉄心７がハウジング４内に嵌められるようにしてもよい。

即ち、図１４は、この発明の実施の形態５による回転電機の固定子３の係合連結部２１を含む部分を拡大して示す平面図である。図１４は、実施の形態１の図７に対応する図である。かしめ係合部２６は、第２の挿入用凹部４４に挿入された状態で、固定子鉄心７の外周部に露出されている。固定子鉄心７がハウジング４内に嵌められている状態では、第２の当接面係合部２５に係合されているかしめ係合部２６がハウジング４の内周面に当接している。即ち、例えば焼嵌めや圧入等により固定子鉄心７をハウジング４内に嵌めたときに、かしめ係合部２６がハウジング４の内周面に当接するようにかしめ係合部２６の拡大部４０の大きさや第２の挿入用凹部４４の深さ等が調整されている。これにより、第２の当接面係合部２５との係合が外れる方向へのかしめ係合部２６の変位は、ハウジング４の内周面で阻止されている。他の構成は実施の形態１と同様である。

このような固定子３では、固定子鉄心７がハウジング４内に嵌められた状態で、第２の当接面係合部２５との係合が外れる方向へのかしめ係合部２６の変位がハウジング４の内周面で阻止されているので、かしめ係合部２６が第２の当接面係合部２５に係合された状態を安定して保つことができ、回転電機１の信頼性の向上を図ることができる。

なお、上記の例では、かしめ係合部２６をハウジング４の内周面に当接させる実施の形態５の構成が実施の形態１に適用されているが、実施の形態５の構成を実施の形態２及び３に適用してもよい。

また、上記実施の形態１、２及び４では、第２の当接面３６と第２の係合面３７とがなす角度θ２が鋭角となっているが、角度θ２を直角としてもよいし、鈍角としてもよい。

また、上記実施の形態３では、第２の当接面３６と第２の係合面３７とがなす角度θ２が鋭角となっているが、角度θ２を直角としてもよいし、鋭角としてもよい。

また、上記実施の形態１〜４では、第１の係合面３４を含む仮想平面と第２の係合面３７を含む仮想平面とがなす角度θ３が鋭角となっているが、角度θ３を直角としてもよいし、鈍角としてもよい。

また、上記実施の形態１〜４では、第１の当接面係合部２３及び位置決め係合部２４が第２の当接面係合部２５及びかしめ係合部２６よりも径方向内側に配置されているが、第１の当接面係合部２３及び位置決め係合部２４を第２の当接面係合部２５及びかしめ係合部２６よりも径方向外側に配置してもよい。

また、上記実施の形態１〜４では、第１の端面３１を含む仮想平面から突出する位置決め係合部２４の長さが、第２の端面３２を含む仮想平面から突出するかしめ係合部２６の長さよりも短くなっているが、位置決め係合部２４の長さとかしめ係合部２６の長さとを同じにしてもよいし、位置決め係合部２４の長さをかしめ係合部２６の長さよりも長くしてもよい。

また、上記実施の形態１及び４では、第１の当接面３３及び第２の当接面３６が第１の端面３１及び第２の端面３２にそれぞれ当接されている状態で、第３の当接面５１が第３の端面５２に当接されているが、第３の当接面５１と第３の端面５２との間に隙間が生じていてもよい。

また、各上記実施の形態では、コアブロック１０同士の連結部のうち、２つの連結部が係合連結部２１とされているが、係合連結部２１の数は、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。また、コアブロック１０同士のすべての連結部を係合連結部２１としてもよい。

Claims (8)

1. 複数のコアブロックを有し、各上記コアブロック同士を環状に連結して構成された電機子鉄心
   を備え、
   上記コアブロック同士の連結部のうち少なくともいずれかでは、互いに係合する第１の当接面係合部及び位置決め係合部と、互いに係合する第２の当接面係合部及びかしめ係合部とにより上記コアブロック同士が連結されており、
   上記第１の当接面係合部及び上記位置決め係合部のうちの径方向外側に配置された係合部と、上記第２の当接面係合部及び上記かしめ係合部のうちの径方向内側に配置された係合部とが、一方の上記コアブロックに設けられ、
   上記第１の当接面係合部及び上記位置決め係合部のうちの径方向内側に配置された係合部と、上記第２の当接面係合部及び上記かしめ係合部のうちの径方向外側に配置された係合部とが、他方の上記コアブロックに設けられ、
   上記位置決め係合部が設けられた上記コアブロックには、上記第１の当接面係合部が当接する第１の端面が設けられ、
   上記かしめ係合部が設けられた上記コアブロックには、上記第２の当接面係合部が当接する第２の端面が設けられ、
   上記第１の当接面係合部には、上記第１の端面に当接する第１の当接面と、上記第１の当接面に対して鋭角に傾斜し、上記位置決め係合部が当接する第１の係合面とが設けられ、
   上記第２の当接面係合部には、上記第２の端面に当接する第２の当接面と、上記かしめ係合部が当接する第２の係合面とが設けられ、
   上記第１の係合面を含む仮想平面に対する上記第２の係合面の距離は、上記第１の当接面係合部が上記位置決め係合部と上記第１の端面との間に嵌っている状態で、上記第２の当接面係合部及び上記かしめ係合部のうちの上記第１の当接面係合部に近い側の係合部が設けられた上記コアブロックに向かって連続的に小さくなっており、
   上記かしめ係合部は、上記第２の係合面を押す方向へ塑性変形して曲げられており、
   上記第１の当接面係合部は、上記かしめ係合部によって上記第２の係合面が押されることにより、上記位置決め係合部と上記第１の端面との間に嵌る方向へ押され、
   上記かしめ係合部は、拡大部と、上記拡大部よりも狭い幅を持つくびれ部とを有し、
   上記拡大部を上記第２の当接面係合部に当接させて上記かしめ係合部が上記第２の当接面係合部に係合されている状態では、上記第２の当接面係合部と上記くびれ部との間に隙間が生じていることを特徴とする回転電機の電機子。
2. 上記第１の端面を含む仮想平面から突出する上記位置決め係合部の長さは、上記第２の端面を含む仮想平面から突出する上記かしめ係合部の長さよりも短くなっていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機の電機子。
3. 上記第１の当接面係合部が設けられた上記コアブロックには、上記第１の係合面を内面に含む第１の挿入用凹部が設けられ、
   上記位置決め係合部は、上記第１の挿入用凹部に挿入された状態で、上記第１の当接面係合部に係合されており、
   上記第１の挿入用凹部の内面のうち上記第１の係合面を除く面と上記位置決め係合部との間には、上記第１の当接面が上記第１の端面に当接されている状態で、隙間が生じていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転電機の電機子。
4. 上記第２の当接面係合部が設けられた上記コアブロックには、上記第２の係合面を内面に含む第２の挿入用凹部が設けられ、
   上記かしめ係合部は、上記第２の挿入用凹部に挿入された状態で、上記第２の当接面係合部に係合されており、
   上記第２の挿入用凹部の内面のうち上記第２の係合面を除く面と上記かしめ係合部との間には、上記第２の当接面が上記第２の端面に当接されている状態で、隙間が生じ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回転電機の電機子。
5. 上記第１の当接面係合部及び上記第２の当接面係合部は、一方の上記コアブロックに設けられ、
   上記位置決め係合部及び上記かしめ係合部は、他方の上記コアブロックに設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の回転電機の電機子。
6. 上記第１の当接面係合部及び上記かしめ係合部は、一方の上記コアブロックに設けられ、
   上記位置決め係合部及び上記第２の当接面係合部は、他方の上記コアブロックに設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の回転電機の電機子。
7. 上記かしめ係合部は、上記電機子鉄心の外周部に露出し、
   上記電機子鉄心は、筒状のハウジング内に嵌められており、
   上記第２の当接面係合部との係合が外れる方向への上記かしめ係合部の変位は、上記ハウジングの内周面で阻止されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の回転電機の電機子。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の回転電機の電機子を製造する回転電機の電機子の製造方法であって、
   上記位置決め係合部と上記第１の端面との間に上記第１の当接面係合部を挿入するとともに、上記かしめ係合部と上記第２の端面との間に上記第２の当接面係合部を挿入して、上記コアブロック同士を組み合わせる組み合わせ工程、及び
   上記かしめ係合部を塑性変形させて上記第２の係合面を上記かしめ係合部で押すことにより、上記位置決め係合部又は上記第１の端面に対して上記第１の当接面係合部を滑らせながら、上記位置決め係合部と上記第１の端面との間に嵌る方向へ上記第１の当接面係合部を変位させるかしめ工程
   を備えていることを特徴とする回転電機の電機子の製造方法。

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