JP6216631B2 - 電機子及び回転電機 - Google Patents

Description

本発明は、電機子及び回転電機に関する。

従来、円環状のヨーク部と、このヨーク部の周囲に形成された複数のティース部とを有する電機子コアを備えた電機子がある。また、この種の電機子には、ティース部が、ヨーク部から該ヨーク部の径方向外側へ突出する主ティース部と、主ティース部の先端部から分岐されてヨーク部の周方向に沿って並ぶ一対の分岐ティース部とを有するものがある（例えば、特許文献１参照）。この電機子において、主ティース部には、内層コイル部が巻回され、隣り合うティース部の一方に形成された一方の分岐ティース部と、隣り合うティース部の他方に形成された他方の分岐ティース部とには、外層コイル部が巻回されている。

特開２０１０−９８９２７号公報

しかしながら、この電機子では、主ティース部が分岐ティース部よりも奥まった位置にあるため、主ティース部に内層コイル部を巻回することが難しかった。また、ティース部が主ティース部及び分岐ティース部を有することにより電機子コアの形状が複雑であるため、電機子コアの歩留まりが低かった。

そこで、本発明は、主ティース部に内層コイル部を容易に巻回できると共に、電機子コアの歩留まりを向上できる電機子及びそれを備えた回転電機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の電機子は、円環状のヨーク部と、前記ヨーク部から該ヨーク部の径方向へ突出する主ティース部及び前記主ティース部の先端部から分岐されて前記ヨーク部の周方向に沿って並ぶ一対の分岐ティース部が形成された複数のティース部とを有する電機子コアと、前記主ティース部に巻回された内層コイル部と、隣り合う前記ティース部の一方に形成された一方の前記分岐ティース部と、隣り合う前記ティース部の他方に形成された他方の前記分岐ティース部とに亘って巻回された外層コイル部と、前記分岐ティース部における前記外層コイル部の配置位置よりも前記主ティース部側の部位に設けられ、前記電機子コアを複数の分割部材に分割する分割部と、を備えている。

この電機子によれば、分割部は、分岐ティース部における外層コイル部の配置位置よりも主ティース部側の部位に設けられている。従って、主ティース部に内層コイル部を巻回する際には、この分岐ティース部における分割部よりも先端側の部分を形成する分割部材を、主ティース部及びヨーク部を含む他の分割部材から分離した状態とすることにより、主ティース部の先端側をオープンな状態にすることができる。これにより、主ティース部の先端側から主ティース部への巻線のアクセスが容易になるので、主ティース部の先端側から主ティース部に内層コイル部を容易に巻回することができる。

また、ティース部が主ティース部及び一対の分岐ティース部を有することにより電機子コアの形状が複雑とされていても、分割部にて電機子コアが複数の分割部材に分割されているので、電機子コアが一体に形成された場合に比して、電機子コアを容易に製造することができる。これにより、電機子コアの歩留まりを向上させることができる。

請求項２に記載の電機子は、請求項１に記載の電機子において、前記一方の分岐ティース部における前記分割部よりも先端側の部分が、第一の前記分割部材によって形成され、前記他方の分岐ティース部における前記分割部よりも先端側の部分が、第二の前記分割部材によって形成され、前記第一の分割部材及び前記第二の分割部材が、絶縁部材により一体化された構成とされている。

この電機子によれば、一方の分岐ティース部における分割部よりも先端側の部分を形成する第一の分割部材と、他方の分岐ティース部における分割部よりも先端側の部分を形成する第二の分割部材とは、絶縁部材により一体化される。従って、主ティース部及びヨーク部を含む他の分割部材から分離された状態において第一及び第二の分割部材が互いに独立している場合に比して（絶縁部材により一体化されていない場合に比して）、隣り合う一対の分岐ティース部に外層コイル部を容易に巻回することができる。

請求項３に記載の電機子は、請求項１又は請求項２に記載の電機子において、前記分岐ティース部が、前記電機子コアの径方向に沿って延びて前記外層コイル部が巻回される軸部を有し、前記各分割部には、前記複数の分割部材を連結する連結部が設けられ、前記連結部が、前記軸部の先端部よりも幅が広く形成された構成とされている。

この電機子によれば、各分割部には、連結部が設けられているので、この連結部により複数の分割部材を連結することができる。また、この連結部は、分岐ティース部において外層コイル部が巻回される軸部の先端部よりも幅が広く形成されている。従って、分岐ティース部の軸部に外層コイル部が巻回されることにより連結部に曲げ荷重が加わっても、この曲げ荷重によって連結部が損傷（座屈）することを抑制することができる。

請求項４に記載の電機子は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電機子において、前記各分割部に、前記複数の分割部材を連結する連結部が設けられ、前記連結部が、前記分割部材同士を回動不能に連結する構成とされている。

この電機子によれば、各分割部には、連結部が設けられているので、この連結部により複数の分割部材を連結することができる。また、この連結部は、分割部材同士を回動不能に連結するので、電機子コアを安定的に一体化することができる。

請求項５に記載の電機子は、請求項４に記載の電機子において、前記連結部が、互いに連結される前記分割部材の一方に形成された凸部と、互いに連結される前記分割部材の他方に形成され、前記凸部が圧入された凹部と、を有する構成とされている。

この電機子によれば、連結部は、互いに連結される分割部材の一方に形成された凸部と、互いに連結される分割部材の他方に形成された凹部を有しており、この凹部には、凸部が圧入される。従って、例えば、溶接により分割部材が連結される場合に比して、連結強度を容易に確保することができる。

請求項６に記載の電機子は、請求項１に記載の電機子に対し、前記分割部が、前記ヨーク部における隣り合う前記ティース部の間の部位に設けられ、前記各分割部には、前記複数の分割部材を連結する連結部が設けられ、前記連結部が、互いに連結される前記分割部材の一方に形成され、先端側に向かうに従って幅が拡がる凸部と、互いに連結される前記分割部材の他方に形成されると共に、基端側に向かうに従って幅が拡がり、前記凸部が隙間嵌めされた凹部と、を有し、前記ヨーク部には、前記ヨーク部に対して前記ティース部が突出する側と反対側から圧入部材が圧入された構成とされている。

この電機子によれば、凸部及び凹部は隙間嵌めされ、さらにヨーク部に対して圧入部材が圧入されているので、その分、凸部及び凹部が圧入される場合に比して、凸部及び凹部に要求される寸法精度を緩和することができる。これにより、電機子コアの歩留まりをより向上させることができる。

請求項７に記載の電機子は、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の電機子において、前記分岐ティース部が、前記主ティース部の先端部から延出する延出部と、前記延出部の先端部から前記電機子コアの周方向に沿って延びる折曲部と、を有し、前記折曲部の先端面が、前記主ティース部の延長軸線に沿って形成された構成とされている。

この電機子によれば、分岐ティース部は、電機子コアの周方向に沿って延びる折曲部を有しており、この折曲部の先端面に治具が当接されることにより、この折曲部の先端面を基準にして、折曲部を含む分割部材の位置が規定される。従って、電機子コアの周方向における分岐ティース部の位置のばらつきを抑制することができる。また、折曲部の先端面は、主ティース部の延長軸線に沿って形成されているので、治具の形状を簡易化することができる。

なお、請求項８に記載の電機子のように、内層コイル部と外層コイル部とは、使用する巻線の線径が互いに異なっていても良い。このように構成されていると、主ティース部と分岐ティース部とで巻線が巻回できるスペースが異なるため、そのスペースに対応した線径の巻線を適用することができる。

また、請求項９に記載の電機子のように、内層コイル部及び外層コイル部は、いずれも使用する巻線の材料がアルミニウムであっても良い。

例えば、従来の一体化された電機子コアにおいて主ティース部に内層コイル部を巻回する場合、主ティース部へのアクセスが複雑であるため巻線を屈曲させる必要があった。しかしながら、アルミニウム製の巻線は強度が低いため、一体化された電機子コアへのアルミニウム製の巻線の適用は困難であった。

この点、本発明の電機子によれば、上述のように主ティース部への巻線のアクセスが容易であり、巻線の屈曲を抑制した状態で主ティース部に内層コイル部を巻回することができる。従って、請求項１５に記載の電機子のように、内層コイル部及び外層コイル部にいずれもアルミニウム製の巻線を使用することが可能になる。これにより、例えば、内層コイル部及び外層コイル部に銅製の巻線を使用した場合に比して、材料費が安くて済むのでコストダウンすることができると共に、軽量化することができる。

また、請求項１０に記載の電機子のように、内層コイル部と外層コイル部とは、使用する巻線の材料が互いに異なっていても良い。このように構成されていると、例えば、内層コイル部にアルミニウム製の巻線、外層コイル部に銅製の巻線を使用するなどのように、内層コイル部と外層コイル部とに使用する巻線の材料を回転電機の特性に合った最適な設定にすることができる。

また、請求項１１に記載の回転電機のように、請求項１〜請求項１６のいずれか一項に記載の電機子を備えていると、電機子の製造・組立が容易であるので、コストダウンすることができる。

第一実施形態に係る電機子及び圧入部材の平面図である。 図１に示される電機子コアの平面図である。 図２に示される電機子コアの要部拡大平面図である。 図２に示される第一及び第二の分割部材を絶縁部材により一体化した状態を示す平面図である。 図３に示される絶縁部材により一体化された第一及び第二の分割部材の斜視図である。 第一実施形態のティース部の変形例を示す要部拡大平面図である。 第二実施形態の電機子コアを示す平面図である。 第三実施形態の電機子コアを示す平面図である。 第四実施形態の電機子コアを示す平面図である。 図９に示される電機子コア構成部の平面図である。 第五実施形態の電機子コア及び圧入部材を示す平面図である。 第六実施形態の電機子コア及びシャフト部材を示す平面図である。 図１２に示される電機子コア及びシャフト部材の斜視図である。 第七実施形態の電機子コアを示す平面図である。 図１４に示される連結部を中心に隣り合う分割部材を回動させた状態を示す図である。

[第一実施形態]
はじめに、本発明の第一実施形態について説明する。

図１に示されるように、本発明の第一実施形態に係る電機子１０は、一例として、アウタロータ型のブラシレスモータに用いられる固定子であり、電機子コア１２と、複数の内層コイル部１４と、複数の外層コイル部１６とを備えている。

図２に示されるように、電機子コア１２は、円環状のヨーク部１８と、このヨーク部１８の周囲に形成された複数のティース部２０とを有している。複数のティース部２０には、主ティース部２１と、一対の分岐ティース部２２，２３とが形成されている。主ティース部２１は、ヨーク部１８から該ヨーク部１８の径方向外側へ突出しており、一対の分岐ティース部２２，２３は、主ティース部２１の先端部から分岐されてヨーク部１８の周方向に沿って並んでいる。図３に示されるように、この一対の分岐ティース部２２，２３は、主ティース部２１の延長軸線２４に対する両側に配置されている。この主ティース部２１の延長軸線２４は、主ティース部２１の中心軸線の延長線であり、電機子コア１２の径方向に沿って延びている。

各分岐ティース部２２，２３は、より具体的には、主ティース部２１の先端部から延出する延出部２６と、延出部２６の先端部から延長軸線２４側に電機子コア１２の周方向に沿って延びる折曲部２７とを有している。延出部２６は、さらに具体的には、傾斜部２８及び軸部２９を有している。傾斜部２８は、延出部２６の基端側を形成しており、電機子コア１２の径方向外側に向かうに従って延長軸線２４から離れるように電機子コア１２の径方向に対して傾斜している。軸部２９は、延出部２６の先端側を形成しており、傾斜部２８の先端部から電機子コア１２の径方向に沿って延びている。

各ティース部２０に形成された一対の折曲部２７の先端面２７Ａは、延長軸線２４に対する両側に位置されており、互いに電機子コア１２の周方向に対向している。また、各折曲部２７の先端面２７Ａは、延長軸線２４に沿って形成されている。

そして、各ティース部２０は、上記形状とされた主ティース部２１及び一対の分岐ティース部２２，２３を有することにより、概略Ｙ字形状を成している。この各ティース部２０は、延長軸線２４を中心に左右対称に形成されている。また、複数のティース部２０は、互いに同一形状とされており、ヨーク部１８の周囲に等ピッチで配列されている。隣り合うティース部２０の間には、内層側スロット３４が形成されており、各ティース部２０における一対の分岐ティース部２２，２３の間には、外層側スロット３６が形成されている。

図１に示されるように、内層コイル部１４は、内層側スロット３４に挿入されており、主ティース部２１に集中巻きで巻回されている。各内層コイル部１４は、渡り線を介して他の内層コイル部１４と接続されるか、又は、渡り線を介して他の内層コイル部１４と接続されずに互いに独立した状態とされる。また、この内層コイル部１４の端末部は、バスバー等に結合されるか、又は、制御基板に直接接続される。

一方、外層コイル部１６は、外層側スロット３６に挿入されており、隣り合うティース部２０の一方に形成された一方の分岐ティース部２２と、隣り合うティース部２０の他方に形成された他方の分岐ティース部２３に亘って巻回されている。この外層コイル部１６は、より具体的には、上述の軸部２９（図３参照）に巻回されている。この各外層コイル部１６は、内層コイル部１４と同様に、渡り線を介して他の外層コイル部１６と接続されるか、又は、渡り線を介して他の外層コイル部１６と接続されずに互いに独立した状態とされる。また、この外層コイル部１６の端末部は、バスバー等に結合されるか、又は、制御基板に直接接続される。

なお、内層コイル部１４と外層コイル部１６とは、使用する巻線の材料及び線径が互いに同一でも良いが、互いに異なっていても良い。この内層コイル部１４及び外層コイル部１６に使用する巻線の材料としては、例えば銅やアルミニウムを適宜選択することが可能である。

続いて、上述の電機子コア１２についてさらに詳述する。図３に示されるように、分岐ティース部２２，２３における上述の外層コイル部１６（図１参照）の配置位置３８よりも主ティース部２１側の部位には、分割部４０が設けられている。そして、この分割部４０により、電機子コア１２は、複数の分割部材に分割されている。

つまり、図２に示されるように、この電機子コア１２は、三種類の分割部材４２，４３，４４に分割されている。第一の分割部材４２は、一方の分岐ティース部２２における分割部４０よりも先端側の部分によって形成されており、第二の分割部材４３は、他方の分岐ティース部２３における分割部４０よりも先端側の部分によって形成されている。さらに、第三の分割部材４４は、電機子コア１２における第一及び第二の分割部材４２，４３以外の残余部の部分によって形成されている。すなわち、この第三の分割部材４４は、各ティース部２０に形成された一対の分岐ティース部２２，２３における分割部４０よりも主ティース部２１側の部分と、主ティース部２１と、ヨーク部１８とによって形成されている。

なお、上述の分割部４０が形成された分岐ティース部２２，２３における分割部４０よりも先端側の部分は、本発明における「ティース部における外層コイル部の配置位置よりもヨーク部側で且つ内層コイル部の配置位置を除く部位」の一例である。

上述の各分割部４０には、複数の分割部材４２，４３，４４を連結する連結部４６が設けられている。この連結部４６は、本発明における「分割部材同士を回動不能に連結する連結部」の一例であり、図３に示されるように、凸部４７及び凹部４８を有している。凸部４７は、第一及び第二の分割部材４２，４３に形成されおり、凹部４８は、第三の分割部材４４に形成されている。凸部４７は、先端側に向かうに従って幅が拡がる概略台形形状とされており、凹部４８は、基端側（底側）に向かうに従って幅が拡がる台形形状とされている。

そして、凸部４７が凹部４８に圧入されることにより、第一及び第二の分割部材４２，４３は、第三の分割部材４４にそれぞれ連結されている。第一及び第二の分割部材４２，４３は、本発明における「互いに連結される分割部材の一方」の一例であり、第三の分割部材４４は、本発明における「互いに連結される分割部材の他方」の一例である。

また、図４，図５に示されるように、第一の分割部材４２と第二の分割部材４３とは、樹脂製の絶縁部材５０（インシュレータ）により一体化されている。この絶縁部材５０は、第一及び第二の分割部材４２，４３のうち凸部４７を除く部分を第一及び第二の分割部材４２，４３の高さ方向（電機子コアの軸方向と同じ）の両側から覆う構成とされている。この絶縁部材５０は、第一の分割部材４２を覆う第一絶縁部５２と、第二の分割部材４３を覆う第二絶縁部５３とを有している。第一絶縁部５２と第二絶縁部５３との間には、隙間が設けられなくても良く、また、隙間が設けられていても良い。また、第一絶縁部５２と第二絶縁部５３との間に隙間が設けられる場合、第一絶縁部５２と第二絶縁部５３とが、例えば格子状梁等により連結されていても良い。

なお、特に図示しないが、図２に示される第三の分割部材４４にも絶縁部材が設けられており、第三の分割部材４４は、この絶縁部材により高さ方向の両側から覆われている。上述の内層コイル部１４及び外層コイル部１６は、これら絶縁部材を介して主ティース部２１及び分岐ティース部２２，２３にそれぞれ巻回される。図１〜図３では、絶縁部材の図示が省略されている。

続いて、上述の電機子１０の製造方法について説明する。先ず、図４，図５に示されるように、第一の分割部材４２と第二の分割部材４３とが絶縁部材５０により一体化される。また、図２に示される第三の分割部材４４に絶縁部材が装着される。

そして、第一及び第二の分割部材４２，４３が第三の分割部材４４に対して分離された状態で、主ティース部２１の先端側から主ティース部２１に巻線が巻回され、この主ティース部２１に内層コイル部１４（図１参照）が形成される。また、絶縁部材５０により一体化された第一及び第二の分割部材４２，４３にそれぞれ形成された一方の分岐ティース部２２と他方のティース部２０とに亘って巻線が巻回され、この一対の分岐ティース部２２，２３に外層コイル部１６（図２参照）が形成される。

また、図３に示される折曲部２７の先端面２７Ａに治具が当接され、この折曲部２７の先端面２７Ａを基準にして、第三の分割部材４４に対する第一及び第二の分割部材４２，４３の位置、ひいては、ヨーク部１８の周方向に沿った分岐ティース部２２，２３の位置が規定される。そして、第一及び第二の分割部材４２，４３にそれぞれ形成された凸部４７が第三の分割部材４４に形成された凹部４８に圧入されることにより、第一及び第二の分割部材４２，４３が第三の分割部材４４に連結される。以上の要領により、図１に示される電機子１０が製造される。

なお、以上の要領で製造された電機子１０におけるヨーク部１８の内側には、例えばセンターピース等の電機子１０を支持するための部材に形成された圧入部材５４が圧入される。また、この電機子１０の径方向外側には、回転子５６が配置され、この回転子５６及び電機子１０によりアウタロータ型のブラシレスモータである回転電機６０が構成される。

続いて、第一実施形態の作用及び効果について説明する。

図３に示されるように、第一実施形態によれば、分岐ティース部２２，２３における外層コイル部１６（図１参照）の配置位置３８よりも主ティース部２１側の部位には、分割部４０が設けられている。そして、各分岐ティース部２２，２３における分割部４０よりも先端側の部分を形成する第一及び第二の分割部材４２，４３が、主ティース部２１及びヨーク部１８を含む第三の分割部材４４から分離された状態では、主ティース部２１の先端側をオープンな状態にすることができる。これにより、主ティース部２１の先端側から主ティース部２１への巻線のアクセスが容易になるので、主ティース部２１の先端側から主ティース部２１に内層コイル部１４（図１参照）を容易に巻回することができる。

同様に、第一及び第二の分割部材４２，４３が第三の分割部材４４から分離された状態（図４，図５参照）では、一対の分岐ティース部２２，２３の先端側及び基端側をオープンな状態にすることができる。これにより、一対の分岐ティース部２２，２３の先端側又は基端側から一対の分岐ティース部２２，２３への巻線のアクセスが容易になるので、外層コイル部１６（図１参照）についても容易に巻回することができる。

また、図４，図５に示されるように、第一及び第二の分割部材４２，４３は、絶縁部材５０により一体化されている。従って、第三の分割部材４４から分離された第一及び第二の分割部材４２，４３が互いに独立している場合に比して（絶縁部材５０により一体化されていない場合に比して）、隣り合う一対の分岐ティース部２２，２３に外層コイル部１６（図１参照）を容易に巻回することができる。

このように、第一実施形態によれば、主ティース部２１及び分岐ティース部２２，２３への巻線のアクセスが容易になるので、巻線の巻回時の屈曲を抑制することができる。これにより、巻線を巻回する作業の高速化、及び、巻線の高占積率化を実現することができる。

また、上述のように、第一及び第二の分割部材４２，４３が、絶縁部材５０により一体化されているので、第一及び第二の分割部材４２，４３における組付時の位置のばらつきを抑制することができ、ひいては、第一及び第二の分割部材４２，４３が内層コイル部１４と接触することを抑制することができる。さらに、このように第一及び第二の分割部材４２，４３が絶縁部材５０により一体化されることにより、一対の分岐ティース部２２，２３に外層コイル部１６（図１参照）が巻回された場合でも、この外層コイル部１６の張力により第一及び第二の分割部材４２，４３（一対の分岐ティース部２２，２３）が互いに近づく側に変形することを抑制することができる。

また、ティース部２０が主ティース部２１及び一対の分岐ティース部２２，２３を有することにより電機子コア１２の形状が複雑とされていても、分割部４０にて電機子コア１２が複数の分割部材４２，４３，４４に分割されているので、電機子コア１２が一体に形成された場合に比して、電機子コア１２を容易に製造することができる。これにより、電機子コア１２の歩留まりを向上させることができる。

また、上述のように、第一及び第二の分割部材４２，４３を第三の分割部材４４から分離された状態で主ティース部２１に内層コイル部１４（図１参照）を巻回することができる。従って、隣り合うティース部２０の一方に形成された一方の分岐ティース部２２と、隣り合うティース部２０の他方に形成された他方の分岐ティース部２３との間の隙間を広くする必要が無い（内層コイル部１４を巻回するための巻線が通過するのに必要な幅を確保する必要が無い）。このため、ティース部２０の先端部を含む磁気回路の設計の幅を広げることができる。

また、各分割部４０には、連結部４６が設けられているので、この連結部４６により第一及び第二の分割部材４２，４３を第三の分割部材４４に連結することができる。また、この連結部４６は、図３に示されるように、凸部４７及び凹部４８を有しており、この凸部４７は、凹部４８に圧入されるので、電機子コア１２を安定的に一体化することができる。また、このように凸部４７が凹部４８に圧入されるので、例えば、溶接により第一及び第二の分割部材４２，４３と第三の分割部材４４が連結される場合に比して、連結強度を容易に確保することができる。

また、凸部４７が凹部４８に圧入されることにより、支持部材を用いなくても第一及び第二の分割部材４２，４３を第三の分割部材４４に連結することができるので、部材点数の増加を抑制することができる。

また、分岐ティース部２２，２３は、電機子コア１２の周方向に沿って延びる折曲部２７を有しており、この折曲部２７を有する第一及び第二の分割部材４２，４３は、折曲部２７の先端面２７Ａに治具が当接されることにより、折曲部２７の先端面２７Ａを基準にして、第三の分割部材４４に対する位置が規定される。従って、電機子コア１２の周方向における分岐ティース部２２，２３の位置のばらつきを抑制することができる。また、折曲部２７の先端面２７Ａは、主ティース部２１の延長軸線２４に沿って形成されているので、治具の形状を簡易化することができる。

また、この第一実施形態に係る電機子１０は、上記のように製造・組立が容易であるので、図１に示されるように、この電機子１０を回転電機６０に適用することにより、この回転電機６０をコストダウンすることができる。

なお、電機子１０に設けられた内層コイル部１４と外層コイル部１６とにおいて、使用する巻線の線径が互いに異なっていると、主ティース部２１と分岐ティース部２２とで巻線が巻回できるスペースが異なるため、そのスペースに対応した線径の巻線を適用することができる。

また、内層コイル部１４及び外層コイル部１６において、いずれも使用する巻線の材料がアルミニウムであると、例えば、内層コイル部１４及び外層コイル部１６に銅製の巻線を使用した場合に比して、材料費が安くて済むのでコストダウンすることができると共に、軽量化することができる。

ところで、例えば、従来の一体化された電機子コアにおいて主ティース部２１に内層コイル部１４を巻回する場合、主ティース部２１へのアクセスが複雑であるため巻線を屈曲させる必要がある。しかしながら、アルミニウム製の巻線は強度が低いため、一体化された電機子コア１２へのアルミニウム製の巻線の適用は困難である。

この点、第一実施形態に係る電機子１０によれば、上述のように主ティース部２１への巻線のアクセスが容易であり、巻線の屈曲を抑制した状態で主ティース部２１に内層コイル部１４を巻回することができる。従って、内層コイル部１４及び外層コイル部１６にいずれもアルミニウム製の巻線を使用することが可能になる。

一方、電機子１０に設けられた内層コイル部１４と外層コイル部１６とにおいて、使用する巻線の材料が互いに異なっていると、例えば、内層コイル部１４にアルミニウム製の巻線、外層コイル部１６に銅製の巻線を使用するなどのように、内層コイル部１４と外層コイル部１６とに使用する巻線の材料を回転電機６０の特性に合った最適な設定にすることができる。

続いて、第一実施形態の変形例について説明する。

上述の第一実施形態において、延出部２６は、その全長に亘って略一定の幅で形成されていたが、図６に示されるように、延出部２６は、軸部２９の先端側に向かうに従って徐々に幅が狭くなるようにテーパー状に形成されていても良い。そして、これにより、連結部４６は、軸部２９の先端部よりも幅が広く形成されていても良い。つまり、図６に示される変形例において、連結部４６の幅Ｗ１は、軸部２９の先端部の幅Ｗ２よりも幅広とされている。

このように構成されていると、軸部２９に外層コイル部１６（図１参照）が巻回されることにより連結部４６に曲げ荷重が加わっても、この曲げ荷重によって連結部４６が損傷（座屈）することを抑制することができる。

[第二実施形態]
次に、本発明の第二実施形態について説明する。
第二実施形態は、参考例である。

図７に示される本発明の第二実施形態における電機子コア６２は、上述の第一実施形態における電機子コア１２に対し、次のように構成が変更されている。なお、第二実施形態において、第一実施形態と同様の構成については、同一の符号を用いる。

第二実施形態の電機子コア６２において、分割部４０は、主ティース部２１における一対の分岐ティース部２２，２３との接続部位に設けられている。この分割部４０は、ティース部２０における内層コイル部１４の配置位置と外層コイル部１６の配置位置（図１参照）との間に位置している。そして、この分割部４０により、電機子コア６２は、複数の分割部材に分割されている。

つまり、この電機子コア６２は、二種類の分割部材６３，６４に分割されている。第一の分割部材６３は、分割部４０よりも一対の分岐ティース部２２，２３側の部分によって形成されており、第二の分割部材６４は、各ティース部２０に形成された主ティース部２１と、ヨーク部１８とによって形成されている。この複数の分割部材６３，６４は、各分割部４０に設けられた連結部４６によって連結されている。第一の分割部材６３には、凹部４８が形成され、第二の分割部材６４には、凸部４７が形成されている。

なお、上述の分割部４０が形成された主ティース部２１における一対の分岐ティース部２２，２３との接続部位は、本発明における「ティース部における外層コイル部の配置位置よりもヨーク部側で且つ内層コイル部の配置位置を除く部位」の一例である。また、凸部４７が形成された第二の分割部材６４は、本発明における「互いに連結される分割部材の一方」の一例であり、凹部４８が形成された第一の分割部材６３は、本発明における「互いに連結される分割部材の他方」の一例である。

続いて、第二実施形態の作用及び効果のうち、上述の第一実施形態と異なる内容について説明する。

第二実施形態によれば、分割部４０は、主ティース部２１における一対の分岐ティース部２２，２３との接続部位に設けられている。従って、主ティース部２１に内層コイル部１４（図１参照）を巻回する際には、分割部４０よりも一対の分岐ティース部２２，２３側の部分を形成する第一の分割部材６３を、主ティース部２１及びヨーク部１８を含む第二の分割部材６４から分離した状態とすることにより、主ティース部２１の先端側をオープンな状態にすることができる。これにより、主ティース部２１の先端側から主ティース部２１への巻線のアクセスが容易になるので、主ティース部２１の先端側から主ティース部２１に内層コイル部１４（図１参照）を容易に巻回することができる。

また、第一の分割部材６３には、一対の分岐ティース部２２，２３が一体に形成されるので、例えば、上述の第一実施形態のように、分岐ティース部２２，２３毎に分割部材が形成された場合に比して、部材点数を減らすことができる。

[第三実施形態]
次に、本発明の第三実施形態について説明する。
第三実施形態は、参考例である。

図８に示される本発明の第三実施形態における電機子コア７２は、上述の第一実施形態における電機子コア１２に対し、次のように構成が変更されている。なお、第三実施形態において、第一実施形態と同様の構成については、同一の符号を用いる。

第三実施形態の電機子コア７２において、分割部４０は、ヨーク部１８におけるティース部２０との接続部位に設けられている。そして、この分割部４０により、電機子コア７２は、複数の分割部材に分割されている。

つまり、この電機子コア７２は、二種類の分割部材７３，７４に分割されている。第一の分割部材７３は、分割部４０よりもティース部２０側の部分によって形成されており、第二の分割部材７４は、ヨーク部１８によって形成されている。この複数の分割部材７３，７４は、各分割部４０に設けられた連結部４６によって連結されている。第一の分割部材７３には、凸部４７が形成され、第二の分割部材７４には、凹部４８が形成されている。

なお、凸部４７が形成された第一の分割部材７３は、本発明における「互いに連結される分割部材の一方」の一例であり、凹部４８が形成された第二の分割部材７４は、本発明における「互いに連結される分割部材の他方」の一例である。

続いて、第三実施形態の作用及び効果のうち、上述の第一実施形態と異なる内容について説明する。

第三実施形態によれば、分割部４０は、ヨーク部１８におけるティース部２０との接続部位に設けられている。従って、主ティース部２１に内層コイル部１４（図１参照）を巻回する際には、分割部４０よりもティース部２０側の部分を形成する第一の分割部材７３を、ヨーク部１８を含む第二の分割部材７４から分離した状態とすることにより、主ティース部２１の先端側及び基端側をオープンな状態にすることができる。これにより、主ティース部２１の先端側又は基端側から主ティース部２１への巻線のアクセスが容易になるので、主ティース部２１の先端側又は基端側から主ティース部２１に内層コイル部１４（図１参照）を容易に巻回することができる。

[第四実施形態]
次に、本発明の第四実施形態について説明する。
第四実施形態は、参考例である。

図９に示される本発明の第四実施形態における電機子コア８２は、上述の第一実施形態における電機子コア１２に対し、次のように構成が変更されている。なお、第四実施形態において、第一実施形態と同様の構成については、同一の符号を用いる。

第四実施形態の電機子コア８２において、分割部４０は、ヨーク部１８における隣り合うティース部２０の間の部位（より具体的には、隣り合うティース部２０の間の中央部）に設けられている。そして、この分割部４０により、電機子コア８２は、複数の分割部材８４に分割されている。この複数の分割部材８４は、互いに同一形状とされており、ヨーク部１８の周方向の一部と、ティース部２０とによって形成されている。

この複数の分割部材８４のうち幾つかの分割部材８４（一例として、周方向に等間隔で配列された３つの分割部材８４）は、第一グループ（例えばＵ相）に属しており、この第一グループに属する複数の分割部材８４は、図１０に示されるように、樹脂製の連結部材８６（インシュレータ）によって連結されている。同様に、図９に示されるように、第二グループ（例えばＶ相）に属する複数の分割部材８４は、別の連結部材８７によって連結されており、第三グループ（例えばＷ相）に属する複数の分割部材８４は、さらに別の連結部材８８によって連結されている。

また、この第四実施形態では、複数のグループ毎に複数の分割部材８４が連結部材８６，８７，８８によって連結されることにより複数の電機子コア構成部９６，９７，９８（一例として、３つの電機子コア構成部）が構成されている。図１０に示される電機子コア構成部９６は、この複数の電機子コア構成部の一つである。他の電機子コア構成部９７，９８の基本的な構成も、電機子コア構成部９６と同様である。そして、この複数の電機子コア構成部９６，９７，９８が組み合わされることにより、図９に示される電機子コア８２が構成されている。

また、このように複数の電機子コア構成部９６，９７，９８が組み合わされて電機子コア８２が構成された状態において、複数の分割部材８４は、各分割部４０に設けられた連結部４６によって連結されている。各分割部材８４には、凸部４７及び凹部４８がそれぞれ形成されている。図１０に示されるように、凸部４７は、ヨーク部１８の周方向の一部における一方の端部に形成されており、凹部４８は、ヨーク部１８の周方向の一部における他方の端部に形成されている。

続いて、第四実施形態の作用及び効果のうち、上述の第一実施形態と異なる内容について説明する。

図９に示されるように、第四実施形態によれば、分割部４０は、ヨーク部１８におけるティース部２０との接続部位に設けられている。従って、主ティース部２１に内層コイル部１４（図１参照）を巻回する際には、ヨーク部１８の周方向の一部とティース部２０とによって形成された各分割部材８４を互いに分離した状態とすることにより、主ティース部２１の先端側及び基端側をオープンな状態にすることができる。これにより、主ティース部２１の先端側又は基端側から主ティース部２１への巻線のアクセスが容易になるので、主ティース部２１の先端側又は基端側から主ティース部２１に内層コイル部１４（図１参照）を容易に巻回することができる。

また、複数のグループ毎に複数の分割部材８４が連結部材８６，８７，８８によって連結されることにより複数の電機子コア構成部９６，９７，９８が構成されており、この複数の電機子コア構成部９６，９７，９８を組み合わせることにより電機子コア８２を構成することができる。従って、複数の分割部材８４が互いに独立している場合に比して（連結部材８６，８７，８８を用いない場合に比して）、電機子コア８２の組み立てを容易にすることができる。

なお、第四実施形態において、上述の第一乃至第三グループは、一例として、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に分かれていたが、上述の第一乃至第三グループでは、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相が混合していても良い。

また、電機子コア８２は、三つの電機子コア構成部９６，９７，９８に分割されていたが、電機子コア構成部の数は、三つ以外でも良い。

また、上述の第一乃至第三グループでは、それぞれ分割部材８４の数が三つとされていたが、各グループにおける分割部材８４の数は、三つ以外でも良い。

[第五実施形態]
次に、本発明の第五実施形態について説明する。

図１１に示される本発明の第五実施形態における電機子コア１０２は、上述の第四実施形態における電機子コア８２に対し、次のように構成が変更されている。なお、第五実施形態において、第四実施形態と同様の構成については、同一の符号を用いる。

第五実施形態の電機子コア１０２において、凸部４７は、凹部４８よりも若干小さく形成されており、凹部４８に隙間嵌め（隙間を有して嵌合）される構成とされている。そして、凸部４７を凹部４８に隙間嵌めして複数の分割部材８４が環状に連結された状態において、ヨーク部１８の内側（ヨーク部１８に対してティース部２０が突出する側と反対側）に圧入部材５４が圧入されることにより、電機子コア１０２（複数の分割部材８４）が径方向に拡がり、凸部４７及び凹部４８が嵌合された状態とされている。

続いて、第五実施形態の作用及び効果のうち、上述の第四実施形態と異なる内容について説明する。

第五実施形態によれば、凸部４７及び凹部４８は隙間嵌めされ、さらにヨーク部１８に対して圧入部材５４が圧入されているので、その分、第四実施形態のように凸部４７及び凹部４８が圧入される場合に比して、凸部４７及び凹部４８に要求される寸法精度を緩和することができる。これにより、電機子コア１０２の歩留まりをより向上させることができる。

[第六実施形態]
次に、本発明の第六実施形態について説明する。

図１２，図１３に示される本発明の第六実施形態における電機子コア１１２は、上述の第五実施形態における電機子コア１０２に対し、次のように構成が変更されている。なお、第六実施形態において、第五実施形態と同様の構成については、同一の符号を用いる。

第六実施形態の電機子コア１１２は、ブラシ付き直流モータの回転子に用いられるものである。この第六実施形態の電機子コア１１２において、ヨーク部１８は、その中心に孔１１３を有する環状に形成されており、各分割部４０は、ヨーク部１８の径方向に沿って延びている。各分割部４０には、ヨーク部１８の径方向に並ぶ一対の連結部４６が設けられている。

各連結部４６は、凸部４７及び凹部４８を有しており、一方の連結部４６と他方の連結部４６とでは、凸部４７及び凹部４８の向きが逆になっている。上述の第五実施形態と同様に、凸部４７は、凹部４８よりも若干小さく形成されており、凹部４８に隙間嵌めされる構成とされている。

そして、凸部４７を凹部４８に隙間嵌めして複数の分割部材８４が環状に連結された状態において、ヨーク部１８の内側（ヨーク部１８に対してティース部２０が突出する側と反対側）に圧入部材の一例であるシャフト部材１１４が圧入されることにより、電機子コア１１２（複数の分割部材８４）が径方向に拡がり、凸部４７及び凹部４８が嵌合された状態とされている。

このように構成されていても、凸部４７及び凹部４８が隙間嵌めとされた分、凸部４７及び凹部４８が圧入される場合に比して、凸部４７及び凹部４８に要求される寸法精度を緩和することができるので、電機子コア１１２の歩留まりをより向上させることができる。

[第七実施形態]
次に、本発明の第七実施形態について説明する。
第七実施形態は、参考例である。

図１４，図１５に示される本発明の第七実施形態における電機子コア１２２は、上述の第五実施形態における電機子コア１０２に対し、次のように構成が変更されている。なお、第七実施形態において、第五実施形態と同様の構成については、同一の符号を用いる。

第七実施形態の電機子コア１２２において、各分割部４０に設けられた連結部４６は、隣り合う分割部材８４の一方に形成されたピン部１２７と、隣り合う分割部材８４の他方に形成された孔部１２８とを有している。そして、図１５に示されるように、ピン部１２７が孔部１２８に挿入されることにより、隣り合う分割部材８４同士は、回動可能に連結される。

続いて、第七実施形態の作用及び効果のうち、上述の第五実施形態と異なる内容について説明する。

第七実施形態によれば、各分割部４０に設けられた連結部４６は、分割部材８４同士を回動可能に連結する。従って、図１５に示されるように、例えば、幾つかの分割部材８４を連結部４６で連結した状態で、主ティース部２１間の内層側スロット３４の開口が拡がる方向にこの幾つかの分割部材８４を連結部４６を中心に回動させることにより、主ティース部２１の先端側をオープンな状態にすることができる。これにより、主ティース部２１の先端側から主ティース部２１への巻線のアクセスが容易になるので、主ティース部２１の先端側から主ティース部２１に内層コイル部１４（図１参照）を容易に巻回することができる。

[変形例]
次に、上記各実施形態に共通の変形例について説明する。

上述のように、第一及び第二実施形態（図１〜図７参照）では、ティース部２０における外層コイル部１６の配置位置よりもヨーク部１８側で且つ内層コイル部１４の配置位置を除く部位に分割部４０が形成され、第三乃至第七実施形態（図８〜図１５参照）では、ヨーク部１８に分割部４０が形成されていた。しかしながら、上述の第一及び第二実施形態のいずれかと、第三乃至第七実施形態のいずれかとが組み合わされて、ティース部２０における外層コイル部１６の配置位置よりもヨーク部１８側で且つ内層コイル部１４の配置位置を除く部位と、ヨーク部１８とに分割部４０がそれぞれ形成されていても良い。

また、第一乃至第七実施形態（図１〜図１５参照）において、分割部４０は、ティース部２０における外層コイル部１６の配置位置よりもヨーク部１８側で且つ内層コイル部１４の配置位置を除く部位、及び、ヨーク部１８のうちの少なくとも一方であれば、上記各実施形態に記載した位置以外の位置に形成されていても良い。

また、上述の第一乃至第七実施形態のうち第六実施形態を除く実施形態は、アウタロータ型のブラシレスモータにおける固定子に適用されていたが、インナロータ型のブラシレスモータにおける固定子に適用されていても良い。この場合には、上述のティース部２０がヨーク部１８の径方向内側に向けて突出される。

また、上述の第一乃至第七実施形態のうち第六実施形態を除く実施形態は、アウタロータ型のブラシレスモータにおける固定子以外に、ブラシ付き直流モータの回転子に適用されても良い。

また、上記各実施形態において、各ティース部２０には、一つの主ティース部２１と、一対の分岐ティース部２２，２３が設けられていたが、各分岐ティース部２２，２３の先端部に一対の分岐ティース部２２，２３と同様の一対の分岐ティース部がさらに形成されていても良い。また、各ティース部２０に形成される一対の分岐ティース部の段数（電機子コア１２の径方向に一対の分岐ティース部が並ぶ数）は、２以上でも良い。

また、上記各実施形態において、凸部４７及び凹部４８が形成される分割部材は、上記と逆でも良い。

また、凸部４７及び凹部４８の代わりに、例えば溶接などその他の連結手段が用いられても良い。

以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

１０…電機子、１２…電機子コア、１４…内層コイル部、１６…外層コイル部、１８…ヨーク部、２０…ティース部、２１…主ティース部、２２…一方の分岐ティース部、２３…他方の分岐ティース部、２４…延長軸線、２６…延出部、２７…折曲部、２７Ａ…先端面、２８…傾斜部、２９…軸部、３４…内層側スロット、３６…外層側スロット、３８…内層コイル部の配置位置、４０…分割部、４２…第一の分割部材、４３…第二の分割部材、４４…第三の分割部材、４６…連結部、４７…凸部、４８…凹部、５０…絶縁部材、５２…第一絶縁部、５３…第二絶縁部、５４…圧入部材、５６…回転子、６０…回転電機、６２…電機子コア、６３…第一の分割部材、６４…第二の分割部材、７２…電機子コア、７３…第一の分割部材、７４…第二の分割部材、８２…電機子コア、８４…分割部材、８６，８７，８８…連結部材、９６，９７，９８…電機子コア構成部、１０２…電機子コア、１１２…電機子コア、１１３…孔、１１４…シャフト部材（圧入部材の一例）、１２２…電機子コア、１２７…ピン部、１２８…孔部

Claims (11)

1. 円環状のヨーク部と、前記ヨーク部から該ヨーク部の径方向へ突出する主ティース部及び前記主ティース部の先端部から分岐されて前記ヨーク部の周方向に沿って並ぶ一対の分岐ティース部が形成された複数のティース部とを有する電機子コアと、
   前記主ティース部に巻回された内層コイル部と、
   隣り合う前記ティース部の一方に形成された一方の前記分岐ティース部と、隣り合う前記ティース部の他方に形成された他方の前記分岐ティース部とに亘って巻回された外層コイル部と、
   前記分岐ティース部における前記外層コイル部の配置位置よりも前記主ティース部側の部位に設けられ、前記電機子コアを複数の分割部材に分割する分割部と、
   を備えた電機子。
2. 前記一方の分岐ティース部における前記分割部よりも先端側の部分は、第一の前記分割部材によって形成され、
   前記他方の分岐ティース部における前記分割部よりも先端側の部分は、第二の前記分割部材によって形成され、
   前記第一の分割部材及び前記第二の分割部材は、絶縁部材により一体化されている、
   請求項１に記載の電機子。
3. 前記分岐ティース部は、前記電機子コアの径方向に沿って延びて前記外層コイル部が巻回される軸部を有し、
   前記各分割部には、前記複数の分割部材を連結する連結部が設けられ、
   前記連結部は、前記軸部の先端部よりも幅が広く形成されている、
   請求項１又は請求項２に記載の電機子。
4. 前記各分割部には、前記複数の分割部材を連結する連結部が設けられ、
   前記連結部は、前記分割部材同士を回動不能に連結する、
   請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電機子。
5. 前記連結部は、
   互いに連結される前記分割部材の一方に形成された凸部と、
   互いに連結される前記分割部材の他方に形成され、前記凸部が圧入された凹部と、
   を有する、
   請求項４に記載の電機子。
6. 円環状のヨーク部と、前記ヨーク部から該ヨーク部の径方向へ突出する主ティース部及び前記主ティース部の先端部から分岐されて前記ヨーク部の周方向に沿って並ぶ一対の分岐ティース部が形成された複数のティース部とを有する電機子コアと、
   前記主ティース部に巻回された内層コイル部と、
   隣り合う前記ティース部の一方に形成された一方の前記分岐ティース部と、隣り合う前記ティース部の他方に形成された他方の前記分岐ティース部とに亘って巻回された外層コイル部と、
   前記ヨーク部における隣り合う前記ティース部の間の部位に設けられ、前記電機子コアを複数の分割部材に分割する分割部と、
   を備え、
   前記各分割部には、前記複数の分割部材を連結する連結部が設けられ、
   前記連結部は、
   互いに連結される前記分割部材の一方に形成され、先端側に向かうに従って幅が拡がる凸部と、
   互いに連結される前記分割部材の他方に形成されると共に、基端側に向かうに従って幅が拡がり、前記凸部が隙間嵌めされた凹部と、
   を有し、
   前記ヨーク部には、前記ヨーク部に対して前記ティース部が突出する側と反対側から圧入部材が圧入されている、
   電機子。
7. 前記分岐ティース部は、
   前記主ティース部の先端部から延出する延出部と、
   前記延出部の先端部から前記電機子コアの周方向に沿って延びる折曲部と、
   を有し、
   前記折曲部の先端面は、前記主ティース部の延長軸線に沿って形成されている、
   請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の電機子。
8. 前記内層コイル部と前記外層コイル部とは、使用する巻線の線径が互いに異なる、
   請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の電機子。
9. 前記内層コイル部及び前記外層コイル部は、いずれも使用する巻線の材料がアルミニウムである、
   請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の電機子。
10. 前記内層コイル部と前記外層コイル部とは、使用する巻線の材料が互いに異なる、
    請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の電機子。
11. 請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の電機子を備えた回転電機。

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