JP2016082769A - 電機子およびこの電機子を用いた回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】鉄心が内側鉄心と外側鉄心とで構成されている電機子であって、内側鉄心を外側鉄心に装着する加圧力が小さく、生産性向上と製造コスト低減とが図れるものを得ることである。
【解決手段】外側鉄心５０が内周面に、内側鉄心４０のティース部４３が挿入される接続溝５１が設けられており、接続溝底面５１ａに径方向内側への突出部５１ｂが形成されており、この突出部５１ｂとティース部外周面４３ａとが接触しており、ティース部外周面４３ａと接続溝底面５１ａとの間が隙間３０ａとなっている。
【選択図】図６

Description

本発明は、回転電機の電機子、特に、鉄心が内側鉄心と外側鉄心とで構成されている電機子と、この電機子を用いた回転電機に関するものである。

近年，電動機や発電機等の回転電機は、小型高出力化が求められており、固定子である電機子に設けられるコイルの占積率を向上させることが要望されている。また、回転電機の生産性向上が求められており、電機子の鉄心へのコイルの装着性を向上させることも要望されている。
高占積率のコイルを効率良く装着できる電機子として、内側鉄心と外側鉄心とで構成されている分割鉄心を用いたものがある。

固定子である電機子に分割鉄心を用いた電動機として、分割鉄心が、環状の連結部を介して連結され、外側に向けて放射状に延びる複数の磁極歯（ティース）を備えた内側鉄心である磁極部鉄心と、磁極部鉄心の外側を囲むようにして配置され、内周部に各磁極歯の外周側の部分が嵌合される複数の嵌合溝が設けられた外側鉄心である継鉄鉄心とで構成されているものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−５５８７９号公報（第２頁、第４頁、第１−３図、第８−９図）

特許文献１に記載の電動機の電機子は、磁極部鉄心における磁極歯間の外周側が開口しており、電機子鉄心に、高占積率のコイルを効率良く装着できる。
すなわち、特許文献１に記載の電動機の電機子は、コイルが装着された磁極部鉄心における各磁極歯の外周側の部分を、継鉄鉄心の嵌合溝に圧入することにより、形成しているが、極数が少ないとともに、比較的磁極歯の数が少ない集中巻コイルを用いたものであるので、小さな加圧力で、磁極部鉄心を継鉄鉄心に装着することが可能である。

しかし、特許文献１に記載の電機子の構造は、多極の場合および分布巻コイルを用いた場合の少なくとも一方の場合では、ティース数が多くなるので、内側鉄心を外側鉄心に装着するのに必要な加圧力が増大し、大型のプレス機が必要であるとともに、装着時間が増大するとの問題があった。
また、過大な加圧力が必要な場合、内側鉄心および外側鉄心の少なくとも一方が変形して、固定子である電機子を製造できないとの問題があった。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、ティース数が多い場合であっても、内側鉄心を外側鉄心に装着する加圧力を増大させる必要がなく、大型プレスが不要であり製造コストを低減できるとともに、製造時間を短縮して生産性を向上でき、且つ製造が容易である電機子と、この電機子を用いた回転電機を得ることである。

本発明に係わる電機子は、鉄心および鉄心に装着されるコイルを備え、鉄心が、ティース部を有する内側鉄心と、内周側でティース部と結合してバックヨーク部となる外側鉄心とで構成されている電機子であって、内側鉄心は、ティース部が、内側鉄心の円環状の部分から径方向外側に向かって放射状に設けられており、円環状の部分は、ティース部の径方向の内側の部分から周方向に突出している薄肉部を、隣接するティース部の薄肉部と連結して形成されており、外側鉄心は、内周面にティース部の径方向外側の部分が挿入される接続溝が設けられており、鉄心が、ティース部と接続溝とが径方向で部分的に接触する部分を有し、且つティース部の径方向の外周面と接続溝の底面との間が隙間になっているものである。

本発明に係わる電機子は、鉄心が、ティース部と接続溝とが径方向で部分的に接触する部分を有し、且つティース部の径方向の外周面と接続溝の底面との間が隙間になっているものであるので、生産性が優れているとともに、製造コストの低減が可能である。

本発明の実施の形態１に係わる電機子の斜視模式図である。 本発明の実施の形態１に係わる電機子における内側鉄心の斜視模式図である。 本発明の実施の形態１に係わる電機子における外側鉄心の斜視模式図である。 図３に示す外側鉄心を、軸方向から見た部分平面模式図である。 本発明の実施の形態１に係わる電機子を作製する工程を説明する斜視模式図である。 図１に示す電機子のＡ−Ａ断面の部分模式図である。 本発明の実施の形態２に係わる電機子の、内側鉄心と外側鉄心との結合状態を説明する部分正面模式図である。 本発明の実施の形態３に係わる電機子の、内側鉄心と外側鉄心との結合状態を説明する部分正面模式図である。 本発明の実施の形態４に係わる電機子の、内側鉄心と外側鉄心との結合状態を説明する部分正面模式図である。 本発明の実施の形態５に係わる電機子の、内側鉄心と外側鉄心との結合状態を説明する部分正面模式図である。 本発明の実施の形態６に係わる電機子の、内側鉄心と外側鉄心との結合状態を説明する部分正面模式図である。 本発明の実施の形態７に係わる電機子における外側鉄心の斜視模式図である。 図１２に示す外側鉄心を、軸方向から見た部分平面模式図である。 本発明の実施の形態７に係わる電機子の、内側鉄心と外側鉄心との結合状態を説明する部分正面模式図である。 図１４における内側鉄心のティース部外周面と、外側鉄心の接続溝に形成された突起部の先端とが接している部分を示す領域Ｆの拡大模式図である。 本発明の実施の形態８に係わる電機子における外側鉄心の斜視模式図である。 本発明の実施の形態８に係わる電機子における外側鉄心を構成する、第１の外側鉄心片（ａ）と第２の外側鉄心片（ｂ）との部分正面模式図である。 本発明の実施の形態８に係わる電機子の、内側鉄心と外側鉄心との結合状態を説明する部分正面模式図である。 本発明の実施の形態９に係わる回転電機の側面断面模式図である。

以下、本発明に係る電機子および回転電機について、図を用いて説明する。
本発明における、周方向、径方向、軸方向、の各々は、特に指定しない限り、電機子または回転電機における、周方向、径方向、軸方向、の各々を示すものとする。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係わる電機子の斜視模式図である。
図１に示すように、本実施の形態の固定子である電機子１０は、鉄心３０と、鉄心３０に装着されたコイル２０と、コイル２０と鉄心３０とを電気的に絶縁するスロットセル２５とを備えている。
鉄心３０は、内側鉄心４０と外側鉄心５０とで構成されている。コイル２０は、鉄心３０の２個のスロットに、複数のティース部４３を跨いで装着される分布巻コイルである。

図２は、本発明の実施の形態１に係わる電機子における内側鉄心の斜視模式図である。
図２に示すように、内側鉄心４０は、磁性体の鋼板で形成されている内側鉄心片を軸方向に積層して、磁極を構成するティース部４３に設けられた複数のカシメ部４４で、軸方向に連結して形成されている。
ティース部４３の径方向の内側の先端部には、周方向に突出している薄肉部４５が設けられており、ティース部４３の径方向外側の部分（ティース部径方向外側部分と記す）が、外側鉄心５０と接続される部分である。

また、内側鉄心４０には、ティース部の薄肉部４５を、隣接するティース部の薄肉部４５と連結して形成した円環状の部分がある。
また、対向する薄肉部４５同士は、部分的に接合されており、この接合部４５ａ以外の部分には隙間が形成されている。薄肉部４５の接合部４５ａの割合は、薄肉部４５の接合していない部分である隙間部４５ｂの割合より小さくなっている。
また、ティース部４３は、内側鉄心４０の円環状の部分から、径方向外側に向かって放射状に設けられている。そして、隣り合うティース部４３の間が、スロット４６となっている。

図３は、本発明の実施の形態１に係わる電機子における外側鉄心の斜視模式図である。
図３に示すように、外側鉄心５０は、磁性体の鋼板で形成されている外側鉄心片を軸方向に積層して、形成されており、内側鉄心４０の各ティース部４３を磁気的に接続するバックヨーク部となっている。
また、外側鉄心５０の内周面には、内側鉄心４０のティース部径方向外側部分が挿入されて、内側鉄心４０と接続する接続溝５１が設けられている。そして、接続溝５１は、外側鉄心５０における、軸方向の一方の端面５０ａから他方の端面５０ｂまで、延在している。

図４は、図３に示す外側鉄心を、軸方向から見た部分平面模式図である。
図３と図４とに示すように、接続溝５１には、その底面（接続溝底面と記す）５１ａに径方向に突出する突出部（接続溝突出部と記す）５１ｂが設けられている。そして、接続溝突出部５１ｂは接続溝底面５１ａの軸方向の全域にわたって設けられている。
また、図４に示すように、接続溝５１は開口部が底部より狭いアリ溝となっている。そして、接続溝５１の周方向の側面（接続溝側面と記す）５１ｃと、電機子１０の中心軸と接続溝５１に挿入されるティース部４３の周方向の幅の中間点とを通過する線Ｌ１とでなす角度θ１が鋭角となっている。

図５は、本発明の実施の形態１に係わる電機子を作製する工程を説明する斜視模式図である。
図５は、スロットセル２５を設置しているスロット４６にコイル２０が装着された内側鉄心４０を、外側鉄心５０の内周側の空間部に向かって、軸方向から相対的に移動している状態を示している。
図５の状態から、さらに内側鉄心４０を外側鉄心５０の方向に相対的に移動して、外側鉄心５０の接続溝５１に、内側鉄心４０のティース部径方向外側部分を挿入することにより、図１に示す電機子１０を作製する。

図６は、図１に示す電機子のＡ−Ａ断面の部分模式図である。
図６に示すように、本実施の形態の、外側鉄心５０に、コイル２０が設けられた内側鉄心４０を装着して形成された電機子１０は、接続溝突出部５１ｂの径方向の面（接続溝突出部表面と記す）が、図２に示すティース部４３における径方向の外周面（ティース部外周面と記す）４３ａと接しており、接続溝側面５１ｃがティース部４３の周方向の側面（ティース部側面と記す）４３ｂと接している。
すなわち、本実施の形態の電機子１０は、内側鉄心４０のティース部外周面４３ａと外側鉄心５０の接続溝突出部表面とが磁気的に接続しており、内側鉄心４０のティース部側面４３ｂと外側鉄心５０の接続溝側面５１ｃとが磁気的に接続している。

また、本実施の形態の電機子１０は、図６に示すように、内側鉄心４０のティース部外周面４３ａと外側鉄心５０の接続溝底面５１ａとの間が、隙間３０ａとなっている。
隙間３０ａの径方向の幅は、わかり易くするために図６では大きくしているが、１０μｍから３０μｍ程度までである。
この数値は、内側鉄心片および外側鉄心片を作製するのに用いられる金型の製造公差の下限から決まっている。

本実施の形態の電機子１０は、電機子組立て時の、外側鉄心５０へ内側鉄心４０を挿入する工程において、内側鉄心４０のティース部外周面４３ａの一部分が外側鉄心５０の接続溝突出部表面と接するので、ティース数が多くても、外側鉄心と内側鉄心との間の摩擦力を小さくでき、組立てが容易であり、生産性が優れている。
また、外側鉄心へ内側鉄心を挿入する時の加圧力を低減できるので、大型プレスが不要であり製造コストの低減が可能であるとともに、鉄心が変形して電機子が製造できないとの不具合が防止できる。

電機子１０では、外側鉄心５０の接続溝５１に接続溝突出部５１ｂを設けて、内側鉄心４０のティース部外周面４３ａと外側鉄心５０の接続溝底面５１ａとの間に、隙間３０ａを形成しているが、接続溝底面には突出部を設けず、ティース部外周面に突出部を設けて、この突出部と接続溝底面とを接触させることにより、ティース部外周面と接続溝底面との間に隙間を形成しても良い。
すなわち、本実施の形態の電機子は、鉄心が、内側鉄心のティース部と外側鉄心の接続溝とが径方向で部分的に接触している部分を有し、且つ内側鉄心のティース部の径方向の外周面と外側鉄心の接続溝底面との間が隙間となっている。

本実施の形態の電機子１０のコイル２０は分布巻コイルであるが、コイルは集中巻コイルであっても良い。集中巻コイルが用いられた電機子であり、且つ磁極数が多く、ティース数が多い場合でも、同様な効果を奏する。
また、内側鉄心４０は、各ティース部４３が隣接するティース部４３と、薄肉部４５で部分的に接合されているが、全部の薄肉部４５が接合されていても良い。

隣接するティース部４３が、全部の薄肉部４５で接合されていても、接合部が薄肉であるので、隣接するティース部の磁気的な繋がりは大きくない。
本実施の形態の電機子１０では、各ティース部４３の薄肉部４５が隣接するティース部４３の薄肉部４５と接合されていない部分があり、隣接するティース部の磁気的なつながりを低減できるので、電機子の漏れ磁束を低減する効果が大きく、回転電機のトルクが向上する。

実施の形態２．
図７は、本発明の実施の形態２に係わる電機子の、内側鉄心と外側鉄心との結合状態を説明する部分正面模式図である。
図７に示すように、本実施の形態の電機子は、外側鉄心２５０の接続溝２５１の構造が異なる以外、実施の形態１の電機子１０と同様である。
本実施の形態の接続溝２５１は、接続溝底面２５１ａが、径方向の内側に出っ張って、周方向で円弧状となっている。
本実施の形態の電機子は、円弧状の接続溝底面２５１ａの周方向における中間部がティース部外周面４３ａと接しており、接続溝底面２５１ａの周方向の両側部分とティース部外周面４３ａとの間に隙間２３０ａが形成されているので、実施の形態１の電機子と同様な効果を有する。

本実施の形態では、外側鉄心２５０の接続溝底面２５１ａが円弧状になっているが、内側鉄心のティース部の径方向の外周面が、径方向の外側に出っ張って、周方向で円弧状になっており、外側鉄心の接続溝には突出部を設けなくても良い。この構成でも、円弧状のティース部外周面の中間部が、接続溝の底面と接するので、同様な効果を奏する。
すなわち、本実施の形態の電機子は、鉄心が、内側鉄心のティース部と外側鉄心の接続溝とが径方向で部分的に接触している部分を有し、且つ内側鉄心のティース部の径方向の外周面と外側鉄心の接続溝底面との間が隙間となっている。
特に、本実施の形態の電機子は、接続溝底面とティース部外周面との接触が線接触となるので、外側鉄心へ内側鉄心を挿入する時の加圧力の低減効果が大きい。

実施の形態３．
図８は、本発明の実施の形態３に係わる電機子の、内側鉄心と外側鉄心との結合状態を説明する部分正面模式図である。
図８に示すように、本実施の形態の電機子は、外側鉄心３５０の接続溝突出部３５１ｂと嵌合する溝（嵌合溝と記す）３４３ｃが、内側鉄心３４０のティース部３４３におけるティース部外周面３４３ａに設けられている以外、実施の形態１の電機子１０と同様である。
本実施の形態では、接続溝突出部３５１ｂが部分円柱状であり、嵌合溝３４３ｃの軸方向の開口が円弧状であるが、これに限定されない。ここで、部分円柱とは、円柱をその円中心軸と平行な面で分割して形成されるものである。

図８に示すように、本実施の形態の電機子は、接続溝突出部３５１ｂの径方向の高さが、嵌合溝３４３ｃの径方向の深さより大きくなっており、ティース部外周面３４３ａと接続溝底面３５１ａとの間に隙間３３０ａが形成されているので、実施の形態１の電機子と同様な効果を有する。
それと、外側鉄心３５０の接続溝突出部３５１ｂが内側鉄心３４０の嵌合溝３４３ｃに嵌められて接しているので、内側鉄心３４０の位置精度が向上する。

本実施の形態では、接続溝３５１に接続溝突出部３５１ｂを設けて、ティース部外周面３４３ａに嵌合溝３４３ｃを設けているが、ティース部外周面に突出部を設け、接続溝底面に嵌合溝を設け、且つ突出部の径方向の高さを嵌合溝の径方向の深さより大きくしても良い。この構成でも、ティース部外周面の突出部が接続溝底面の嵌合溝と接するので、同様の効果を奏する。
すなわち、本実施の形態の電機子は、鉄心が、内側鉄心のティース部と外側鉄心の接続溝とが径方向で部分的に接触している部分を有し、且つ内側鉄心のティース部の径方向の外周面と外側鉄心の接続溝底面との間が隙間となっている。

実施の形態４．
図９は、本発明の実施の形態４に係わる電機子の、内側鉄心と外側鉄心との結合状態を説明する部分正面模式図である。
図９に示すように、本実施の形態の電機子は、外側鉄心４５０の接続溝底面４５１ａに、２個の接続溝突出部４５１ｂを設けている以外、実施の形態１の電機子１０と同様である。

本実施の形態では、外側鉄心４５０の接続溝底面４５１ａに２個の接続溝突出部４５１ｂが設けられている。そして、ティース部外周面４３ａと接続溝底面４５１ａとの間に、３個の隙間４３０ａが形成されている。
また、２個の接続溝突出部４５１ｂを、各々の周方向外側の部分を接続溝側面４５１ｃと一体化させて設置して、隙間４３０ａを１個としても良い。
また、接続溝突出部４５１ｂをｎ個として、隙間４３０ａを（ｎ＋１）個としても良い。接続溝突出部４５１ｂの数を多くすると、外側鉄心４５０に内側鉄心を挿入する時の摩擦力が増大するので、接続溝突出部４５１ｂの個数ｎは、２以上で鉄心を変形させる摩擦力を発生させる数よりも少なければ良い。

本実施の形態の電機子は、内側鉄心４０のティース部外周面４３ａの一部分が外側鉄心４５０の接続溝突出部表面と接するとともに、ティース部外周面４３ａと接続溝底面４５１ａとの間が隙間４３０ａとなっているので、実施の形態１の電機子と同様な効果を有する。
それと、内側鉄心４０のティース部外周面４３ａと接触する外側鉄心４５０の接続溝突出部４５１ｂが複数であり、複数の接続溝突出部表面の合計面積と等しい面積の表面を有する１個の接続溝突出部が設けられた外側鉄心に比べて、組立て時に加圧力が加わる箇所を分散できるので、内側鉄心４０および外側鉄心４５０の変形を抑制できる。

本実施の形態では、接続溝４５１に複数の接続溝突出部４５１ｂを設けているが、接続溝４５１に接続溝突出部４５１ｂを設けず、内側鉄心のティース部外周面に複数の突出部を設けても良い。この構成でも、ティース部外周面の複数の突出部が外側鉄心の接続溝底面と接するので、同様の効果を奏する。
すなわち、本実施の形態の電機子は、鉄心が、内側鉄心のティース部と外側鉄心の接続溝とが径方向で部分的に接触している部分を有し、且つ内側鉄心のティース部の径方向の外周面と外側鉄心の接続溝底面との間が隙間となっている。

実施の形態５．
図１０は、本発明の実施の形態５に係わる電機子の、内側鉄心と外側鉄心との結合状態を説明する部分正面模式図である。
図１０に示すように、本実施の形態の電機子は、内側鉄心５４０のティース部５４３の構造と、外側鉄心５５０の接続溝５５１の構造とが異なる以外、実施の形態１の電機子１０と同様である。

内側鉄心５４０は、径方向のティース部外周面５４３ａの周方向の形状が、先端を径方向外側に向けたＶ字状である。
外側鉄心５５０は、接続溝底面５５１ａの周方向の形状が、先端を径方向外側に向けたＶ字状である。
Ｖ字状のティース部外周面５４３ａにおける先端部５４３ｄの内角θ２の角度が、Ｖ字状の接続溝底面５５１ａにおける先端部５５１ｄの内角θ３の角度より小さくなっている。

本実施の形態の電機子は、Ｖ字状のティース部外周面５４３ａにおける先端部５４３ｄが、Ｖ字状の接続溝底面５５１ａにおける先端部５５１ｄと接しているとともに、Ｖ字状のティース部外周面５４３ａの傾斜部５４３ｅと、Ｖ字状の接続溝底面５５１ａの傾斜部５５１ｅとの間が隙間５３０ａとなっており、実施の形態１の電機子と同様な効果を有する。
すなわち、本実施の形態の電機子は、鉄心が、内側鉄心のティース部と外側鉄心の接続溝とが径方向で部分的に接触している部分を有し、且つ内側鉄心のティース部の径方向の外周面と外側鉄心の接続溝底面との間が隙間となっている。
特に、本実施の形態の電機子は、接続溝底面とティース部外周面との接触が線接触であるので、外側鉄心へ内側鉄心を挿入する時の加圧力の低減効果が大きい。

実施の形態６．
図１１は、本発明の実施の形態６に係わる電機子の、内側鉄心と外側鉄心との結合状態を説明する部分正面模式図である。
図１１に示すように、本実施の形態の電機子は、外側鉄心６５０の構造が異なる以外、実施の形態１の電機子１０と同様である。
本実施の形態の外側鉄心６５０は、接続溝６５１が実施の形態１の接続溝５１と同様であるが、接続溝突出部６５１ｂの径方向外側の部分に、外側鉄心６５０を軸方向に貫通する孔（軸方向貫通孔と記す）６５２が設けられている。軸方向貫通孔６５２は、周方向の幅に比べて径方向の幅が小さい扁平な形状である。
また、軸方向貫通孔６５２の形成位置は、接続溝突出部６５１ｂの接続溝突出部表面に近いのが好ましい。

本実施の形態では、内側鉄心４０のティース部外周面４３ａと外側鉄心６５０の接続溝突出部の表面とが接しており、且つ内側鉄心４０のティース部外周面４３ａと外側鉄心６５０の接続溝底面６５１ａとの間が、隙間６３０ａとなっており、実施の形態１の電機子と同様な効果を有する。
すなわち、本実施の形態の電機子は、鉄心が、内側鉄心のティース部と外側鉄心の接続溝とが径方向で部分的に接触している部分を有し、且つ内側鉄心のティース部の径方向の外周面と外側鉄心の接続溝底面との間が隙間となっている。

特に、本実施の形態の電機子は、外側鉄心６５０の接続溝６５１に挿入されたティース部４３のティース部側面４３ｂが、弾性変形した接続溝突出部６５１ｂの復元力により、接続溝側面６５１ｃに押し付けられており、ティース部側面４３ｂと接続溝側面６５１ｃとの密着性を向上させるので、鉄心の磁気抵抗を小さくできる。
また、回転電機に用いて電機子が大きく振動するような場合は、ワニス等の樹脂を含浸して、鉄心を固定しても良い。

実施の形態７．
図１２は、本発明の実施の形態７に係わる電機子における外側鉄心の斜視模式図である。
図１３は、図１２に示す外側鉄心を、軸方向から見た部分平面模式図である。
図１４は、本発明の実施の形態７に係わる電機子の、内側鉄心と外側鉄心との結合状態を説明する部分正面模式図である。
図１２と図１３と図１４とに示すように、本実施の形態の電機子は、外側鉄心７５０の構造が異なる以外、実施の形態１の電機子１０と同様である。

本実施の形態の外側鉄心７５０は、接続溝底面７５１ａに、軸方向断面の形状が三角形であり、径方向の先端が尖った突起部７５１ｂを、２個設けている。そして、内側鉄心４０のティース部外周面４３ａと、外側鉄心７５０の接続溝底面７５１ａとの間に、３個の隙間７３０ａが形成されている。
また、突起部７５１ｂをｎ個として、隙間７３０ａを（ｎ＋１）個としても良い。突起部７５１ｂの数を多くすると、外側鉄心７５０に内側鉄心４０を挿入する時の加圧力が増大するので、突起部７５１ｂの個数ｎは、２以上で加圧力が鉄心を変形させる値になる数より少なければ良い。

図１３に示すように、接続溝７５１は開口部が底部より狭いアリ溝となっている。そして、接続溝７５１の接続溝側面７５１ｃと、電機子の中心軸と接続溝７５１に挿入されるティース部４３の周方向の幅の中間点とを通過する線Ｌ１とでなす角度θ１が鋭角となっている。
図１４に示すように、本実施の形態の電機子は、内側鉄心４０のティース部外周面４３ａが、外側鉄心７５０の接続溝７５１に形成された突起部７５１ｂの、径方向における尖った先端と接するとともに、ティース部外周面４３ａと接続溝底面７５１ａとの間が隙間７３０ａとなっているので、実施の形態１の電機子と同様な効果を有する。

図１５は、図１４における内側鉄心のティース部外周面と、外側鉄心の接続溝に形成された突起部の先端とが接している部分を示す領域Ｆの拡大模式図である。
図１５に示すように、本実施の形態の電機子は、内側鉄心４０のティース部外周面４３ａと接した外側鉄心７５０の突起部７５１ｂの先端が、塑性変形しているので、外側鉄心へ内側鉄心を挿入する時の加圧力の低減効果が大きい。それと、ティース部側面４３ｂと接続溝側面７５１ｃとの密着性を向上させるので、鉄心の磁気抵抗が小さくなる。

本実施の形態では、接続溝７５１に複数の突起部７５１ｂを設けているが、接続溝７５１に突起部７５１ｂを設けず、ティース部外周面に複数の上記形状の突起部を設けて、この突起部の径方向における尖った先端が、接続溝底面と接触することにより、ティース部外周面と接続溝底面との間が隙間となっていても良い。
すなわち、本実施の形態の電機子は、鉄心が、内側鉄心のティース部と外側鉄心の接続溝とが径方向で部分的に接触している部分を有し、且つ内側鉄心のティース部の径方向の外周面と外側鉄心の接続溝底面との間が隙間となっている。

実施の形態８．
図１６は、本発明の実施の形態８に係わる電機子における外側鉄心の斜視模式図である。
図１６に示すように、本実施の形態の電機子は、外側鉄心８５０の構造が異なる以外、実施の形態１の電機子１０と同様である。
外側鉄心８５０が、第１の外側鉄心領域８６３と第２の外側鉄心領域８７３とで構成されており、接続溝８５１の構造が異なる。
図１７は、本発明の実施の形態８に係わる電機子における外側鉄心を構成する、第１の外側鉄心片（ａ）と第２の外側鉄心片（ｂ）との部分正面模式図である。

図１７（ａ）に示すように、第１の外側鉄心片８６０は、実施の形態１の外側鉄心５０を構成する外側鉄心片と同様であり、第１の接続溝形成部８６１の底辺（第１の接続溝形成部底辺と記す）８６１ａに径方向に突出する突出部（第１の突出部と記す）８６１ｂが設けられている。
図１７（ｂ）に示すように、第２の外側鉄心片８７０は、第２の接続溝形成部８７１に突出部が設けられておらず、第２の接続溝形成部８７１の底辺（第２の接続溝形成部底辺と記す）８７１ａの位置が、第１の外側鉄心片８６０の第１の接続溝形成部底辺８６１ａの位置より径方向の内側にあり、第１の外側鉄心片８６０の第１の突出部８６１ｂの径方向の辺の位置と同じになっている。

また、本実施の形態の外側鉄心８５０は、第１の外側鉄心領域８６３と第２の外側鉄心領域８７３とを交互に積層して構成しており、外側鉄心８５０の軸方向の両端面には、第２の外側鉄心領域８７３を配設するのが好ましい。
また、第１の外側鉄心片８６０で形成されている第１の外側鉄心領域８６３の鉄心片数ｍ１は、第２の外側鉄心片８７０で形成されている第２の外側鉄心領域８７３の鉄心片数ｍ２より多くなっている。例えば、ｍ２は、ｍ１とｍ２との合計の２０％以下にするのが好ましい。
また、第２の外側鉄心領域８７３は、外側鉄心８５０の軸方向における、両端部と中間部との３箇所以上であることが好ましく、各々の第２の外側鉄心領域８７３は、１枚以上の第２の外側鉄心片８７０で構成されている。

図１８は、本発明の実施の形態８に係わる電機子の、内側鉄心と外側鉄心との結合状態を説明する部分正面模式図である。
本実施の形態の電機子では、内側鉄心４０のティース部外周面４３ａが、第１の外側鉄心片８６０の第１の突出部８６１ｂの径方向の辺と、第２の外側鉄心片８７０の第２の接続溝形成部底辺８７１ａとに接している。
そして、ティース部外周面４３ａと第１の外側鉄心片８６０の第１の接続溝形成部底辺８６１ａとの間が、隙間８３０ａとなっているので、実施の形態１の電機子１０と同様な効果を有する。

本実施の形態では、外側鉄心８５０を、第１の外側鉄心領域８６３と第２の外側鉄心領域８７３とを交互に積層して構成しているが、内側鉄心を、ティース部外周辺に突出部が設けられている第１の内側鉄心片で形成される第１の内側鉄心領域と、ティース部外周辺に突出部が設けられていない第２の内側鉄心片で形成される第２の内側鉄心領域とを交互に積層して構成しても良い。
すなわち、第１の内側鉄心片の突出部における径方向の辺と第２の内側鉄心片のティース部外周辺とを、外側鉄心の突出部が設けられていない接続溝底面と接触させるとともに、第１の内側鉄心片のティース部外周辺と外側鉄心の接続溝底面との間が隙間となる構造であっても良い。

すなわち、本実施の形態の電機子は、鉄心が、内側鉄心のティース部と外側鉄心の接続溝とが径方向で部分的に接触している部分を有し、且つ内側鉄心のティース部の径方向の外周面と外側鉄心の接続溝底面との間が隙間となっている。
また、本実施の形態の電機子は、内側鉄心のティース部外周面と外側鉄心の接続溝底面とが密接する領域が設けられている。
それゆえ、内側鉄心のティース部外周面と外側鉄心の接続溝底面との間の隙間は、鉄心における軸方向の一方の端面から他方の端面まで、貫通していない。
また、本実施の形態の電機子は、鉄心の、内側鉄心のティース部外周面と外側鉄心の接続溝底面とが密接する領域を、図１８に示すように、少なくとも、鉄心における軸方向の両端部に設けるのが好ましい。

すなわち、本実施の形態の電機子は、内側鉄心のティース部外周面と外側鉄心の接続溝底面との間の隙間が、軸方向において連通していないので、電導性のコンタミが隙間に浸入するのを防止できる。特に、鉄心における軸方向の両端部が開口していない構造であると、コンタミの浸入を防止する効果が向上する
そして、本実施の形態の電機子は、鉄心内部への電導性のコンタミの浸入が防止されるので、回転電機に用いても、コンタミ内に発生する渦電流により、回転電機の効率が低下することがない。

接触部に隙間を生じさせない内側鉄心または外側鉄心があるので、外側鉄心または内側鉄心を形成する時の変形が防止される。
実施の形態２から実施の形態５のいずれかの電機子であっても、内側鉄心片のティース部外周辺が外側鉄心片の接続溝底辺に密接する鉄心領域を、鉄心の軸方向において複数個所設けることにより、同様な効果を奏する。

実施の形態９．
図１９は、本発明の実施の形態９に係わる回転電機の側面断面模式図である。
図１９に示すように、本実施の形態の回転電機１００は、実施の形態１の電機子１０と、電機子１０の内周側に所定の間隙を設けて配設された回転子１１１と、回転子１１１の中心を軸方向に挿通するともに、回転子１１１を固定する回転軸１１２とを備えている。
回転軸１１２は、ハウジング１１３に設けられた軸受１１４で回転自在に保持されている。

また、本実施の形態の回転電機１００に用いられる電機子は、実施の形態２から実施の形態８のいずれかの電機子であっても良い。
本実施の形態の回転電機１００は、電機子が実施の形態１から実施の形態９のいずれかの電機子であるので、生産性に優れているとともに、製造コストの低減が図れる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

本発明の電機子およびこの電機子を用いた回転電機は、生産性向上と低コスト化とが要求される産業用機器に用いることができる。

１０ 電機子、２０ コイル、２５ スロットセル、３０ 鉄心、３０ａ 隙間、
４０ 内側鉄心、４３ ティース部、４３ａ ティース部外周面、
４３ｂ ティース部側面、４４ カシメ部、４５ 薄肉部、４５ａ 接合部、
４５ｂ 隙間部、４６ スロット、５０ 外側鉄心、５０ａ 一方の端面、
５０ｂ 他方の端面、５１ 接続溝、５１ａ 接続溝底面、５１ｂ 接続溝突出部、
５１ｃ 接続溝側面、１００ 回転電機、１１１ 回転子、１１２ 回転軸、
１１３ ハウジング、１１４ 軸受、２３０ａ 隙間、２５０ 外側鉄心、
２５１ 接続溝、２５１ａ 接続溝底面、３３０ａ 隙間、３４０ 内側鉄心、
３４３ ティース部、３４３ａ ティース部外周面、３４３ｃ 嵌合溝、
３５０ 外側鉄心、３５１ 接続溝、３５１ａ 接続溝底面、３５１ｂ 接続溝突出部、４３０ａ 隙間、４５０ 外側鉄心、４５１ 接続溝、４５１ａ 接続溝底面、
４５１ｂ 接続溝突出部、４５１ｃ 接続溝側面、５３０ａ 隙間、５４０ 内側鉄心、５４３ ティース部、５４３ａ ティース部外周面、５４３ｄ 先端部、
５４３ｅ 傾斜部、５５０ 外側鉄心、５５１ 接続溝、５５１ａ 接続溝底面、
５５１ｄ 先端部、５５１ｅ 傾斜部、６３０ａ 隙間、６５０ 外側鉄心、
６５１ 接続溝、６５１ａ 接続溝底面、６５１ｂ 接続溝突出部、
６５１ｃ 接続溝側面、６５２ 軸方向貫通孔、７３０ａ 隙間、７５０ 外側鉄心、
７５１ 接続溝、７５１ａ 接続溝底面、７５１ｂ 突起部、７５１ｃ 接続溝側面、
８３０ａ 隙間、８５０ 外側鉄心、８５１ 接続溝、８６０ 第１の外側鉄心片、
８６１ 第１の接続溝形成部、８６１ａ 第１の接続溝形成部底辺、
８６１ｂ 第１の突出部、８６３ 第１の外側鉄心領域、８７０ 第２の外側鉄心片、
８７１ 第２の接続溝形成部、８７１ａ 第２の接続溝形成部底辺、
８７３ 第２の外側鉄心領域。

Claims (15)

1. 鉄心および上記鉄心に装着されるコイルを備え、上記鉄心が、ティース部を有する内側鉄心と、内周側で上記ティース部と結合してバックヨーク部となる外側鉄心とで構成されている電機子であって、
   上記内側鉄心は、上記ティース部が、上記内側鉄心の円環状の部分から径方向外側に向かって放射状に設けられており、上記円環状の部分は、上記ティース部の径方向の内側の部分から周方向に突出している薄肉部を、隣接する上記ティース部の薄肉部と連結して形成されており、
   上記外側鉄心は、内周面に上記ティース部の径方向外側の部分が挿入される接続溝が設けられており、
   上記鉄心が、上記ティース部と上記接続溝とが径方向で部分的に接触する部分を有し、且つ上記ティース部の径方向の外周面と上記接続溝の底面との間が隙間となっている電機子。
2. 上記ティース部と上記接続溝とが径方向で部分的に接触する部分が、上記ティース部の径方向の外周面と上記接続溝の底面に設けられた径方向の突出部の面との接触部であることを特徴とする請求項１に記載の電機子。
3. 上記ティース部と上記接続溝とが径方向で部分的に接触する部分が、上記ティース部の径方向の外周面に設けられた径方向の突出部の面と上記接続溝の底面との接触部であることを特徴とする請求項１に記載の電機子。
4. 上記ティース部と上記接続溝とが径方向で部分的に接触する部分が、上記ティース部の径方向の外周面と、上記接続溝の底面に設けられた軸方向断面の形状が三角形である突起部の、径方向の尖った先端と、の接触部であることを特徴とする請求項１に記載の電機子。
5. 上記ティース部と上記接続溝とが径方向で部分的に接触する部分が、上記ティース部の径方向の外周面に設けられた軸方向断面の形状が三角形である突起部の、径方向の尖った先端と、上記接続溝の底面と、の接触部であることを特徴とする請求項１に記載の電機子。
6. 上記ティース部と上記接続溝とが径方向で部分的に接触する部分が、複数であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電機子。
7. 上記接続溝の底面が、径方向の内側に出っ張って、周方向で円弧状となっており、上記ティース部と上記接続溝とが径方向で部分的に接触する部分が、上記ティース部の径方向の外周面と上記接続溝の円弧状の底面の周方向における中間部との接触部であることを特徴とする請求項１に記載の電機子。
8. 上記ティース部の径方向の外周面が、径方向の外側に出っ張って、周方向で円弧状になっており、上記ティース部と上記接続溝とが径方向で部分的に接触する部分が、上記ティース部の円弧状の径方向の外周面の周方向における中間部と上記接続溝の底面との接触部であることを特徴とする請求項１に記載の電機子。
9. 上記突出部と嵌合する嵌合溝が、上記ティース部の径方向の外周面に設けられており、上記突出部の径方向の高さが、上記嵌合溝の径方向の深さより大きくなっており、上記ティース部と上記接続溝とが径方向で部分的に接触する部分が、上記嵌合溝と上記突出部との接触部であることを特徴とする請求項２に記載の電機子。
10. 上記突出部と嵌合する嵌合溝が、上記接続溝の底面に設けられており、上記突出部の径方向の高さが、上記嵌合溝の径方向の深さより大きくなっており、上記ティース部と上記接続溝とが径方向で部分的に接触する部分が、上記嵌合溝と上記突出部との接触部であることを特徴とする請求項３に記載の電機子。
11. 上記ティース部の径方向の外周面の周方向の形状が、先端を径方向外側に向けたＶ字状であり、上記接続溝の底面の周方向の形状が、先端を径方向外側に向けたＶ字状であり、上記外周面の先端部の内角の角度が、上記接続溝の底面の先端部の内角の角度より小さくなっており、上記ティース部と上記接続溝とが径方向で部分的に接触する部分が、上記外周面の先端部と上記接続溝の底面の先端部との接触部であることを特徴とする請求項１に記載の電機子。
12. 上記突出部の径方向外側の部分に、上記外側鉄心を軸方向に貫通する孔が設けられており、上記孔が、周方向の幅に比べて径方向の幅が小さい扁平な形状であることを特徴とする請求項２に記載の電機子。
13. 上記鉄心に、上記ティース部の径方向の外周面が上記接続溝の底面と密接している領域を、軸方向の複数個所に設けていることを特徴とする請求項１に記載の電機子。
14. 上記ティース部の径方向の外周面が上記接続溝の底面と密接している領域を、少なくとも、鉄心における軸方向の両端部に設けていることを特徴とする請求項１３に記載の電機子。
15. 請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の電機子と、上記電機子の内周側に、所定の間隙を設けて配設された回転子とを備えたことを特徴とする回転電機。

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