JP2002010540A - 回転電機のステータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気抵抗の増大を抑えるとともに、歩留りの
向上及び工程の削減により製造コストを低減することが
できる回転電機のステータを提供する。 【解決手段】 インナコア１２の外側にアウタコア１３
を嵌合するようにしてステータ１１を形成する。両コア
１２，１３はそれぞれ複数枚のインナコアシート及びア
ウタコアシートによる積層構造である。アウタコア１３
の内周側において径方向に突出するように凸部１６を形
成するとともに該凸部１６の周方向における両側に凹部
１７を形成する。インナコア１２に前記凸部１６に嵌合
する凹部１８を形成するとともに該凹部１８の周方向に
おける両側に前記アウタコア１３の凹部１７に嵌合する
凸部１９を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転電機のステー
タに係り、詳しくはそれぞれ別体のインナコアとアウタ
コアとからなる回転電機のステータに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば、図４に示すようなス
テータ５１が知られている。このステータ５１は、それ
ぞれ別体のインナコア５２とアウタコア５３とが嵌合に
より結合されて形成されている。インナコア５２には、
図示しないロータを内設する略円筒状の橋絡部５４の外
周側に放射状に突出するように複数の歯状鉄心部５５が
設けられている。歯状鉄心部５５の先端側にはアウタコ
ア５３との結合部分となる結合片５６が周方向に延設さ
れている。この周方向に延設された結合片５６によっ
て、インナコア５２とアウタコア５３との接触面積が広
く確保され、両コア５２，５３間の磁気抵抗の増大が抑
えられるようになっている。アウタコア５３は、該アウ
タコア５３の内周面と結合片５６の外周面とが圧入によ
って密着するようにインナコア５２の外側に嵌合固定さ
れる。なお、この図では、便宜上、歯状鉄心部５５に巻
装する巻線を図示省略している。

【０００３】インナコア５２及びアウタコア５３は、シ
ート材から打ち抜かれた同形のシート状部品が積層され
て形成されている。また、インナコア５２を構成する前
記シート状部品と、アウタコア５３を構成する前記シー
ト状部品とは、別工程において別のシート材から打ち抜
かれるようになっている。これにより、両コア５２，５
３を構成する両シート状部品の形状を、例えば、インナ
コア５２の外径がアウタコア５３の内径よりも大きくな
るように形成して、インナコア５２をアウタコア５３に
圧入可能な状態にすることができる。また、両コア５
２，５３の嵌合精度を高くすることが可能になる。前記
圧入や嵌合精度の向上によって、両コア５２，５３間の
磁気抵抗の増大抑制や両コア５２，５３の機械的結合強
度の向上が可能になる。

【０００４】しかし、前述のような、インナコア５２を
構成する前記シート状部品と、アウタコア５３を構成す
る前記シート状部品とが、別工程において別のシート材
から打ち抜かれる製造方法においては、材料の無駄が多
く、歩留りが思わしくない上に、工程が増加するという
問題があった。

【０００５】この問題を解決するために、例えば、イン
ナコアを構成するシート状部品がアウタコアを構成する
シート状部品の内側に配置されるようにして同一のシー
ト材から同時打ち抜き加工する方法が提案されている。
しかしこの方法では、加工上の理由から、両シート状部
品の間に僅かな隙間が形成されてしまい、両コアの嵌合
精度が低下するという問題があった。

【０００６】これらの問題（嵌合精度の低下、歩留りの
低下及び工程の増加）を解決する構成として、特開平８
−１２６２３１公報に開示された構成が挙げられる。こ
の構成では、インナコアを構成するシート状部品（以
下、インナコアシートという）をアウタコアを構成する
シート状部品（以下、アウタコアシートという）の内側
に配置した状態で同時打ち抜き加工を行うようにしてい
る。そして、前記インナコアシートに形成した凸部を、
前記アウタコアシートにおいて前記凸部が打ち抜かれた
部分に形成された凹部とは別に形成した、前記凸部より
も小さな凹部に圧入するようにしている。また、前記公
報には、前記構成の他に、前記インナコアシートに形成
した凹部に、前記アウタコアシートにおいて前記凹部が
打ち抜かれた部分に形成された凸部とは別に形成した、
前記凹部よりも大きな凸部を圧入する構成も開示されて
いる。これらの構成により、前記インナコアと前記アウ
タコアとの嵌合精度を向上させると共に、前記歩留りの
低下及び前記工程の増加を防止するようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報に開示された構成では、前記アウタコアシートには、
前記インナコアシートの前記凸部（または凹部）が打ち
抜かれた部分に形成された前記凹部（または凸部）と、
前記インナコアシートの前記凸部（または凹部）と嵌合
する凹部（または凸部）との両方が形成されることにな
る。つまり、前記インナコアと前記アウタコアとを嵌合
させるための前記凸部及び前記凹部の大きさが制限され
ることになり、前記嵌合状態における両コアの接触面積
が比較的小さなものになる。この接触面積の減少は、両
コア間の磁気抵抗を増大させる原因になる。

【０００８】本発明の目的は、磁気抵抗の増大を抑える
とともに、歩留りの向上及び工程の削減により製造コス
トを低減することができる回転電機のステータを提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、ロータを内設する略円
筒状の橋絡部の外周側に放射状に突出するように複数の
歯状鉄心部を設けたインナコアと、前記歯状鉄心部に巻
装した巻線と、前記インナコアの外側に嵌合固定した略
円筒状のアウタコアとを備え、前記インナコア及び前記
アウタコアをそれぞれ複数枚のインナコアシート及びア
ウタコアシートによる積層構造とするとともに、両コア
シートを同一のシート材から打ち抜き形成した回転電機
のステータにおいて、前記アウタコアシートの内周側に
おいて径方向に突出するように凸部を形成するとともに
該凸部の周方向における両側に凹部を形成し、前記イン
ナコアシートの前記歯状鉄心部の先端部に前記凸部に嵌
合する凹部を形成するとともに該凹部の周方向における
両側に前記アウタコアシートの凹部に嵌合する凸部を形
成したことを要旨とする。

【００１０】請求項２に記載の発明は、ロータを内設す
る略円筒状の橋絡部の外周側に放射状に突出するように
複数の歯状鉄心部を設けたインナコアと、前記歯状鉄心
部に巻装した巻線と、前記インナコアの外側に嵌合固定
した略円筒状のアウタコアとを備え、前記インナコア及
び前記アウタコアをそれぞれ複数枚のインナコアシート
及びアウタコアシートによる積層構造とするとともに、
両コアシートを同一のシート材から打ち抜き形成した回
転電機のステータにおいて、前記インナコアシートの前
記歯状鉄心部の先端部において径方向に突出するように
凸部を形成するとともに該凸部の周方向における両側に
凹部を形成し、前記アウタコアシートの内周側において
前記凸部に嵌合する凹部を形成するとともに該凹部の周
方向における両側に前記インナコアシートの凹部に嵌合
する凸部を形成したことを要旨とする。

【００１１】請求項１及び２の発明によれば、両コアシ
ート共に形成した凸部及び凹部により、インナコアとア
ウタコアとの接触面積を拡大することが可能になる。該
接触面積の拡大により、両コア間の磁気抵抗の増大を抑
えることが可能になる。また、両コアシートの加工時
に、シート材のアウタコアシートの内側部分が有効に活
用され、材料（前記シート材）の無駄が削減され、歩留
りがよくなる。また、インナコアシートとアウタコアシ
ートとを別の工程で形成することに比較して、同一のシ
ート材から同時打ち抜き加工することにより、工程数を
減らすことが可能になる。

【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の回転電機のステータにおいて、前記アウタコ
アシートの凸部に、前記アウタコア積層用カシメ突起が
形成されていることを要旨とする。

【００１３】この発明によれば、アウタコア積層用カシ
メ突起を、比較的径方向の幅が広いアウタコアシートの
凸部に形成することで、他の部分（例えば、前記凸部間
の部分）の前記幅を、前記カシメ突起を設けるために広
く形成する必要がなくなる。つまり、前記凸部に前記カ
シメ突起を形成することで、前記アウタコアシートの小
径化、ひいては、ステータの小型化が容易になる。ま
た、前記凸部は前記各凸部間の部分に比べ磁束密度が低
いため、前記カシメ突起を前記凸部に設けた場合には、
前記各凸部間の部分に設けた場合に比較して、アウタコ
アの磁気の流れに対する前記カシメ突起による悪影響が
小さくなる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
〜図３に従って説明する。図１に示すように、回転電機
のステータ（以下、単にステータという）１１は、イン
ナコア１２と、アウタコア１３とを備えている。なお、
図１は、ステータ１１を軸線方向に見た状態を示してい
る。インナコア１２は、図示しないロータを内設する略
円筒状の橋絡部１４を備えている。橋絡部１４の外周側
には、放射状に突出するように複数（本実施形態では９
個）の歯状鉄心部１５が形成されている。各歯状鉄心部
１５には、図示しない巻線が巻装される。アウタコア１
３は、略円筒状を呈し、インナコア１２の外側に嵌合固
定されるようになっている。

【００１５】アウタコア１３の内周側には、径方向に突
出するように複数（本実施形態では９個）の凸部１６が
形成されるとともに、該凸部１６の周方向における両側
に凹部１７が形成されている。また、インナコア１２の
歯状鉄心部１５の先端部には、凹部１８が形成され、該
凹部１８の周方向における両側には凸部１９が形成され
ている。インナコア１２とアウタコア１３とを嵌合させ
る前の両者の単体状態では、各凹部１７，１８は、それ
ぞれ、各凸部１９，１６よりも小さい相似形を呈するよ
うに形成されている。インナコア１２側の凹部１８にア
ウタコア１３の凸部１６が、アウタコア１３側の凹部１
７にインナコア１２側の凸部１９が圧入されてインナコ
ア１２とアウタコア１３とが結合されるようになってい
る。

【００１６】インナコア１２及びアウタコア１３は、そ
れぞれ、後述する複数枚の同形状のインナコアシート２
２及びアウタコアシート２３による積層構造になってい
る。図２には、各コア１２，１３を構成する各コアシー
ト２２，２３の打ち抜き加工時の配置状態が示されてい
る。この図に示すように、インナコアシート２２には、
インナコア１２に対応するように、橋絡部２４、歯状鉄
心部２５、凹部２８及び凸部２９が形成されている。ま
た、アウタコアシート２３には、アウタコア１３に対応
するように、凸部２６及び凹部２７が形成されている。
インナコアシート２２は、アウタコアシート２３の内側
に配置されてインナコアシート２２と同一のシート材か
らプレス加工機などにより同時に打ち抜がれるようにな
っている。インナコアシート２２の凹部及び凸部２８，
２９は、アウタコアシート２３の凸部及び凹部２６，２
７に対向せず、アウタコアシート２３の隣り合う凸部２
６同士の中間部に対向するようになっている。

【００１７】アウタコアシート２３の凸部２６には、積
層方向に突出するように、カシメ突起３０が打ち出し形
成（半打ち抜き形成）されている。アウタコアシート２
３の積層加工時において、このカシメ突起３０が隣接す
るアウタコアシート２３にカシメ固定されることで複数
枚のアウタコアシート２３が積層状に結合され、アウタ
コア１３が形成される。

【００１８】また、同様に、インナコアシート２２の歯
状鉄心部２５にはカシメ突起３１が形成され、このカシ
メ突起３１により、複数枚のインナコアシート２２が積
層状に結合され、インナコア１２が形成される。

【００１９】図３には、インナコアシートとアウタコア
シートとを別工程で別のシート材から打ち抜き加工した
ステータと、両コアシートを同一のシート材から同時打
ち抜き加工したステータとの比較が、これらのステータ
を使用した回転電機の仕事効率の測定値を用いて示され
ている。図中において「別体プレス抜き」とされたもの
は、両コアシートが別工程で別のシート材から打ち抜き
加工されたステータ５１に相当するタイプのものであ
る。「同時プレス抜きＡ」とされたものは、両コアシー
トが同一のシート材から同時打ち抜き加工されたタイプ
のうち、特開平８−１２６２３１公報に開示されている
ような、インナコアの各歯状鉄心部に一つのみ設けた凸
部を、アウタコア側に設けた凹部に嵌合させた構成のも
のである。また、「同時プレス抜きＢ」とされたもの
は、同じく両コアシートが同一のシート材から同時打ち
抜き加工されたタイプのうち、本実施形態のステータ１
１に相当する、両コア共にそれぞれ凸部と凹部とを設け
た構成のものである。なお、本測定は、各タイプ間の仕
事効率値の差が、各タイプ間の磁気抵抗値（インナコア
及びアウタコア間の磁気抵抗値）の差を反映するよう
に、前記回転電機に供給される電源電圧などの条件が各
タイプに対して一定に保たれた状態で行われている。

【００２０】この図３に示されているように、前記別体
プレス抜きタイプは、インナコアとアウタコアとの接触
面積が大きく確保され、高い仕事効率を示している。前
記同時プレス抜きＡタイプは、両コアの接触面積が少な
いことから、前記別体プレス抜きタイプに比較して低い
仕事効率になっている。一方、前記同時プレス抜きＢタ
イプは、インナコア及びアウタコア共に形成した凸部及
び凹部により、両コアの接触面積が大きく確保され、前
記別体プレス抜きタイプに匹敵する仕事効率を示してい
る。この結果は、本実施形態のステータ１１に相当する
前記同時抜きプレスＢタイプのステータにおいて、イン
ナコアとアウタコアとの間の磁気抵抗が低く抑えられて
いることを実証したものとなっている。

【００２１】本実施形態では、以下のような効果を得る
ことができる。 （１） インナコアシート２２をアウタコアシート２３
の内側に配置するようにして、両コアシート２２，２３
を同一のシート材から同時打ち抜き加工によって形成す
るようにした。これにより、前記シート材のアウタコア
シート２３の内側部分が有効に活用され、材料（前記シ
ート材）の無駄が削減され、歩留りがよくなる。また、
インナコアシート２２とアウタコアシート２３とを別の
工程で形成することに比較して、工程数を減らすことが
可能になるとともに、プレス機などで形成する場合に
は、金型の共用化が可能になる。したがって、生産性が
向上すると共に、コストダウンを図ることが可能にな
る。

【００２２】（２） アウタコア１３に凸部１６及び凹
部１７を、インナコア１２に凹部１８及び凸部１９を設
け、各凸部１６，１９を、各凹部１８，１７にそれぞれ
嵌合させるようにした。これにより、特開平８−１２６
２３１公報に開示されているような、インナコアの各歯
状鉄心部に一つのみ設けた凸部を、アウタコア側に設け
た凹部に嵌合させる構成に比較して、インナコアとアウ
タコアとの接触面積を拡大することが可能になる。該接
触面積の拡大により、両コア間の磁気抵抗の増大を抑え
ることが可能になる。

【００２３】（３） 両コアシート２２，２３の打ち抜
き加工時において、インナコアシート２２の凹部及び凸
部２８，２９を、アウタコアシート２３の凸部及び凹部
２６，２７に対向せないようにした。これにより、凸部
２６，２９を、それぞれ、凹部２８，２７よりも大きく
形成することができるようになる。これによって、イン
ナコア１２とアウタコア１３とを結合させる際に、凸部
１６，１９を、それぞれ、凹部１８，１７に圧入させる
ようにすることが可能になる。また、両コア１２，１３
の嵌合精度を向上させることができるようになる。した
がって、両コア１２，１３間の磁気抵抗の増大抑制や両
コア１２，１３の機械的結合強度の向上が可能になる。

【００２４】（４） アウタコアシート２３の凸部２６
に、該アウタコアシート２３を積層結合するためのカシ
メ突起３０を形成した。カシメ突起３０を凸部２６以外
の、例えば、各凸部２６間の部分に設けようとした場
合、この各凸部２６間の部分は、カシメ突起３０を形成
するために充分な幅（径方向の幅）に形成される必要が
ある。これは、アウタコアシート２３の小径化を困難に
し、ひいては、ステータ１１の小型化を困難にする原因
となる。つまり、凸部２６にカシメ突起３０を形成する
ことで、アウタコアシート２３の小径化が容易になる。

【００２５】また、各凸部２６間の部分、即ち、アウタ
コア１３の各凸部１６間の部分は、凸部１６に比較し
て、磁束密度が高くなるため、この各凸部１６間の部分
に、磁気の乱れが生じやすいカシメ突起３０を形成する
ことは、アウタコア１３の磁気の流れを悪化させる原因
となる。つまり、凸部２６にカシメ突起３０を形成する
ことで、アウタコア１３、ひいては、ステータ１１の磁
気の流れの悪化を抑制することが可能になる。

【００２６】実施の形態は前記に限定されるものではな
く、例えば、以下の様態としてもよい。 ○ インナコアシートの歯状鉄心部の先端部において径
方向に突出するように凸部を形成するとともに該凸部の
周方向における両側に凹部を形成し、アウタコアシート
の内周側において前記凸部に嵌合する凹部を形成すると
ともに該凹部の周方向における両側に前記インナコアシ
ートの凹部に嵌合する凸部を形成してもよい。この場合
も、インナコアとアウタコアとの接触面積を拡大するこ
とが可能になる。該接触面積の拡大により、両コア間の
磁気抵抗の増大を抑えることが可能になる。また、前記
アウタコアシートの前記凸部が増加するため、該アウタ
コアシートの積層用カシメ突起を増やすことができる。

【００２７】○ カシメ突起３０は、各凸部２６間の部
分に設けられていてもよい。凸部２６に設ける必要はな
い。 ○ カシメ突起３０は形成されていなくてもよい。この
場合、アウタコアシート２３を、溶接などにより積層結
合すればよい。

【００２８】次に、前記実施形態から把握できる請求項
に記載した発明以外の技術的思想について、その効果と
ともに以下に記載する。 （１） 請求項１に記載の発明において、前記インナコ
アシートは、前記アウタコアシートの内側に配置される
ようにして該アウタコアシートと同時打ち抜き形成さ
れ、該打ち抜き形成時には、前記インナコアシートの前
記凸部及び前記凹部が、前記アウタコアシートの隣り合
う前記凸部同士の中間部に対向するように配置される。
この場合、インナコアとアウタコアとの嵌合精度を向上
させることが可能になるとともに、両コアの圧入による
結合が可能になる。

【００２９】（２） 請求項２に記載の発明において、
前記インナコアシートは、前記アウタコアシートの内側
に配置されるようにして該アウタコアシートと同時打ち
抜き形成され、該打ち抜き形成時には、前記インナコア
シートの前記凸部及び前記凹部が、前記アウタコアシー
トの隣り合う前記凹部同士の中間部に対向するように配
置される。この場合、インナコアとアウタコアとの嵌合
精度を向上させることが可能になるとともに、両コアの
圧入による結合が可能になる。

【００３０】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜３に記
載の発明によれば、回転電機のステータにおいて、磁気
抵抗の増大を抑えるとともに、歩留りの向上及び工程の
削減により製造コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態のステータの概要を示す正面図。

【図２】同じく加工時のインナコアシート及びアウタコ
アシートの概要を示す正面図。

【図３】ステータの加工方法と回転電機の仕事効率との
関係を示すグラフ。

【図４】従来技術におけるステータの概要を示す正面
図。

【符号の説明】

１１…ステータ、１２…インナコア、１３…アウタコ
ア、１４…橋絡部、１５…歯状鉄心部、２２…インナコ
アシート、２３…アウタコアシート、２６…（２３の）
凸部、２７…（２３の）凹部、２８…（２２の）凹部、
２９…（２２の）凸部、３０…カシメ突起。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 和幸 静岡県湖西市梅田390番地 アスモ 株式 会社内 (72)発明者 飯田 和郎 静岡県湖西市梅田390番地 アスモ 株式 会社内 Ｆターム(参考） 5H002 AA06 AA07 AB01 AC01 AC08 AE06 AE07 AE08 5H615 AA01 BB01 BB07 BB14 BB16 PP01 PP06 SS03 SS05 SS08 SS19 SS44 TT04

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータを内設する略円筒状の橋絡部の外
   周側に放射状に突出するように複数の歯状鉄心部を設け
   たインナコアと、前記歯状鉄心部に巻装した巻線と、前
   記インナコアの外側に嵌合固定した略円筒状のアウタコ
   アとを備え、前記インナコア及び前記アウタコアをそれ
   ぞれ複数枚のインナコアシート及びアウタコアシートに
   よる積層構造とするとともに、両コアシートを同一のシ
   ート材から打ち抜き形成した回転電機のステータにおい
   て、 前記アウタコアシートの内周側において径方向に突出す
   るように凸部を形成するとともに該凸部の周方向におけ
   る両側に凹部を形成し、 前記インナコアシートの前記歯状鉄心部の先端部に前記
   凸部に嵌合する凹部を形成するとともに該凹部の周方向
   における両側に前記アウタコアシートの凹部に嵌合する
   凸部を形成したことを特徴とする回転電機のステータ。
2. 【請求項２】 ロータを内設する略円筒状の橋絡部の外
   周側に放射状に突出するように複数の歯状鉄心部を設け
   たインナコアと、前記歯状鉄心部に巻装した巻線と、前
   記インナコアの外側に嵌合固定した略円筒状のアウタコ
   アとを備え、前記インナコア及び前記アウタコアをそれ
   ぞれ複数枚のインナコアシート及びアウタコアシートに
   よる積層構造とするとともに、両コアシートを同一のシ
   ート材から打ち抜き形成した回転電機のステータにおい
   て、 前記インナコアシートの前記歯状鉄心部の先端部におい
   て径方向に突出するように凸部を形成するとともに該凸
   部の周方向における両側に凹部を形成し、 前記アウタコアシートの内周側において前記凸部に嵌合
   する凹部を形成するとともに該凹部の周方向における両
   側に前記インナコアシートの凹部に嵌合する凸部を形成
   したことを特徴とする回転電機のステータ。
3. 【請求項３】 前記アウタコアシートの凸部に、前記ア
   ウタコア積層用カシメ突起が形成されている請求項１ま
   たは２に記載の回転電機のステータ。