JP5098570B2 - 回転電機の製造方法および回転電機 - Google Patents

Description

本発明は、回転電機の製造方法および回転電機に関し、特に、複数の分割ステータコアを備えた回転電機の製造方法および回転電機に関する。

複数の分割ステータコアを備えた回転電機の製造方法において、ステータの内径精度を確保するための製造方法が、従来から各種提案されている。

たとえば、特開２００１−２１８４２９号公報に記載された回転電機の製造方法においては、ステータティースのスロットオープン部を等ピッチで拘束した状態で、固定子コアの外周方向から内周方向に均等に応力をかけてコアを固定している。

さらに、特開平９−３２２４９３号公報には、回転電機用分割型ステータ本体を位置決めするためのステータ位置決め治具およびこのステータ位置決め治具を用いて回転電機用分割型ステータ本体を製造する製造方法について記載されている。

ステータ位置決め治具は、円柱状の内径基準心金と、この内径基準心金の周囲に環状に配置され、各単位コアを位置決めするステータ位置決めピンと、このステータ位置決めピンに装着された単位コアを内径基準心金に向けて押圧する縮径治具とを備えている。そして、単位コアに形成されたステータ位置決め孔にステータ位置決めピンを挿入する。その後、縮径治具を配置して、各単位コアを縮径させる。これにより、各単位コアが内径基準心金の外周に突き当てられ、真円度の高い回転電機用分割型ステータ本体が構成される。

特開２００６−３０４４６０号公報には、分割コアのヨーク部を溶接して製造された固定子が記載されている。
特開２００１−２１８４２９号公報 特開平９−３２２４９３号公報 特開２００６−３０４４６０号公報

しかし、上記特開２００１−２１８４２９号公報に記載された製造方法おいては、各固定子コアを等ピッチで拘束する際に、隣り合う固定子コア同士が接触し、位置ずれし易いため、良好に各固定子コアを拘束することが困難である。このため、結果として、いずれかの固定子コアが位置ずれし、内径真円度を確保し難いものとなっている。

さらに、特開平９−３２２４９３号公報に記載された回転電機用分割型ステータ本体の製造方法においても、各単位コアが径方向内方に向けて変位する際に、隣接する単位コア同士が接触して、各単位コアが均等に径方向内方に向けて変位し難くなっている。このため、結果として得られた回転電機用分割型ステータ本体の内径真円度を確保しがたいものとなっている。

さらに、特開２００６−３０４４６０号公報においても同様に、溶接条件等によっては、ステータの内径真円度を確保することが困難な場合があった。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ステータの内径真円度を確保することができる回転電機の製造方法およびステータの内径真円度が確保された回転電機を提供することである。

本発明に係る回転電機の製造方法は、周方向に相互に間隔を空けて、仮想円上に内端部がそろうように環状に配列された複数の分割ステータコアと、仮想円の径方向内方側に位置し、分割ステータコアの内端部を支持するように配置された支持部材とを準備する工程と、分割ステータコアの外周に締結部材を装着して、各分割ステータコアを径方向内方に向けて押圧する工程と、締結部材によって押圧される分割ステータコアを径方向内方に向けて変位させるように、支持部材が分割ステータコアを支持しながら径方向内方に向けて変位させる工程とを備える。

上記支持部材は、内端部のうち、仮想円の中心軸方向に離れて位置する第１および第２領域を少なくとも含む部分を支持する。

上記支持部材は、第１弾性部材および第２弾性部材を含み、第１弾性部材は、仮想円の径方向外方に向けて張り出すように湾曲することで、内端部のうち、第１領域が位置する部分を支持可能とされ、第２弾性部材は、仮想円の径方向外方に向けて張り出すように湾曲することで、内端部のうち、第２領域が位置する部分を支持可能とされる。そして、上記支持部材が分割ステータコアを支持しながら仮想円の径方向内方に向けて変位するように、第１および第２弾性部材は、仮想円の径方向外方への張出量が低減するように変形する。

好ましくは、上記締結部材は、環状部材を焼嵌めまたは圧入により、分割ステータコアの外周に装着される。好ましくは、上記分割ステータコアは、圧粉磁心により構成される。

本発明に係る回転電機の製造方法によれば、ステータの内径真円度を確保することができ、さらに、本発明に係る回転電機によれば、回転電機の駆動時にトルクの脈動や振動の発生を抑制することができる。

図１から図１６を用いて、本発明の実施の形態に係る回転電機の製造方法および回転電機について説明する。なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下に複数の実施の形態が存在する場合、特に記載がある場合を除き、各々の実施の形態の特徴部分を適宜組合わせることは、当初から予定されている。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る回転電機１００の断面図である。図１に示されるように、回転電機１００は、回転中心線Ｏを中心に回転可能に支持された回転シャフト１１０と、この回転シャフト１１０に固設され、回転中心線Ｏを中心に回転可能に設けられたロータ１２０と、ロータ１２０の周囲に設けられた環状のステータ１３０とを備えている。

ロータ１２０は、回転中心線Ｏを中心に筒状に形成されたロータコア１２１と、このロータコア１２１に形成され回転中心線Ｏ方向に延びる磁石挿入孔１２６内に挿入された永久磁石１２２とを備えている。永久磁石１２２は、磁石挿入孔１２６内に充填された樹脂１２４によって固定されている。

図２は、図１に示すＩＩ−ＩＩ線におけるステータ１３０の断面図である。この図２に示すように、ステータ１３０は、回転中心線Ｏを中心として円環状に形成されている。ステータ１３０は、環状に形成されたステータコア１３１と、このステータコア１３１に巻回されたコイル１３２とを備えている。ステータコア１３１は、環状に配置された複数の分割ステータコア１４０と、環状配置された分割ステータコア１４０の外周側に設けられ、分割ステータコア１４０を環状に固定する締結部材１４５とを備えている。

分割ステータコア１４０は、ステータ１３０の周方向に延びるヨーク部１４２と、このヨーク部１４２からステータ１３０の径方向内方に向けて突出するステータティース１４１とを備えている。この分割ステータコア１４０は、圧粉磁心によって構成されている。このため、ステータ１３０内における磁束に対する抵抗が低減されており、さらに、回転中心線Ｏ方向の磁束の抵抗と、ステータ１３０の周方向の抵抗とが略等しくなっている。なお、本実施の形態１においては、各分割ステータコア１４０は、圧粉磁心によって構成されているが、これに限られず、たとえば、複数の磁性鋼板を積層して構成してもよい。

そして、コイル１３２は、ステータティース１４１に巻回されている。ここで、各ステータティース１４１のステータ１３０の径方向内方に位置する端面１４６は、ステータ１３０の周方向に延びるような湾曲面とされている。

そして、回転中心線Ｏ方向から平面視した際に、各ステータティース１４１の端面１４６は、回転中心線Ｏを中心とする仮想円Ｒ１上に略位置している。そして、各ヨーク部１４２の側面１４７は、ステータ１３０の周方向に配列しており、隣り合う分割ステータコア１４０の側面１４７同士が当接している。各側面１４７は、ステータ１３０の径方向に向けて延びており、回転中心線Ｏを中心とする仮想円上に配列している。

各分割ステータコア１４０同士は、ヨーク部１４２の周方向に位置する側面１４７同士が当接し、各分割ステータコア１４０を径方向内方に向けて押圧する締結部材１４５によって環状に固定されている。なお、周方向に隣り合う分割ステータコア１４０同士は、ヨーク部１４２の側面１４７同士が圧接されており、他の部分では、互いに離れている。

このように、本実施の形態１に係る回転電機１００においては、ステータ１３０の内径真円度が確保されているため、ステータ１３０の周方向に位置によって、ロータ１２０が引きつけられる引付力にばらつきが生じることを抑制することができる。このため、回転電機１００の駆動中に、ロータ１２０が振動することを抑制することができ、さらに、トルクの脈動を抑制することができる。

さらに、本実施の形態１に係る回転電機１００においては、端面１４６は回転中心線Ｏ方向に略平行に立設されている。このため、各端面１４６は、仮想円Ｒ１を通り回転中心線Ｏ方向に延びる仮想円筒面上に配置されている。このように、回転電機１００の円筒度が確保されているので、ロータ１２０がステータ１３０に引きつけられる引付力について、回転中心線Ｏ方向にばらつきが生じることを抑制することができ、回転電機１００の駆動時にロータ１２０が振動することを抑制することができる。

ここで、図３から図９を用いて本実施の形態１に係る回転電機１００の製造方法について説明する。

図３は、各分割ステータコア１４０を環状に組み付けるときに用いられる金型２００、環状に配置された分割ステータコア１４０および締結部材１４５を模式的に示す斜視図である。図４は、ステータ１３０の製造工程の第１工程を示す断面図であり、図５は、ステータ１３０の製造工程の第１工程時における分割ステータコア１４０を回転中心線Ｏ方向から平面視した平面図である。

図３および図４に示すように、金型２００は、ステータティース１４１の径方向内方側に位置する端面１４６を支持する内径支持部材２０１と、この内径支持部材２０１に対してステータ１３０の径方向内方側に配置された押圧部材２０２と、この押圧部材２０２に対して径方向内方側に配置された変位部材２０４と、この変位部材２０４に対して径方向内方側に配置された円柱状の支柱２０５とを備えている。

支柱２０５の周面には、支柱２０５の周方向に間隔を隔てて形成され、支柱２０５の軸方向に延びる溝部２０６が形成されている。

変位部材２０４の一部が、溝部２０６に嵌りこみ、変位部材２０４は支柱２０５の中心軸線Ｐ方向に変位可能に設けられている。この変位部材２０４は、支柱２０５の周面に支柱２０５の周方向に間隔を隔てて複数環状に設けられている。なお、この図３に示す例においては、変位部材２０４は、周方向に間隔を隔てて複数設けられているが、これに限られず、たとえば、一体の環状部材としてもよい。

そして、変位部材２０４の表面のうち、変位部材２０４の配列方向の径方向外方側に位置する周面には、凹部２０７が形成されており、押圧部材２０２の連結部２０３が嵌め込まれている。

このため、変位部材２０４が支柱２０５の中心軸線Ｐ方向に沿って変位することで、押圧部材２０２も支柱２０５の中心軸線Ｐ方向に変位可能となっている。押圧部材２０２は、各変位部材２０４に設けられており、間隔をあけて環状に配置されている。

押圧部材２０２の表面のうち、径方向外方側の周面は、内径支持部材２０１を分割ステータコア１４０に向けて押圧する押圧面２１３とされている。この押圧面２１３は、中心軸線Ｐ方向に対して交差するように傾斜している。

具体的には、押圧面２１３は、図４に示す矢印Ｙ方向（中心軸線Ｐ方向の一方向）に向かうに従って、支柱２０５から離れるように傾斜し、拡径するように傾斜している。

内径支持部材２０１は、押圧部材２０２と当接しており、内径支持部材２０１の径方向内方側の周面は、押圧面２１３の傾斜に対応するように傾斜する傾斜面２１２とされている。この傾斜面２１２は、矢印Ｙ方向に向かうにしたがって、支柱２０５から離れ、拡径するように傾斜している。具体的には、内径支持部材２０１の表面のうち、中心軸線Ｐ方向に配列する軸方向端面２２３，２２４のうち、一方の軸方向端面２２３側から他方の軸方向端面２２４に向かうに従って、中心軸線Ｐから離れるように傾斜している。

内径支持部材２０１の径方向外方側の周面は、ステータティース１４１の端面１４６の略全面と当接し、分割ステータコア１４０を支持する支持端面２１１とされている。

支持端面２１１の端面形状は、端面１４６に対応しており、中心軸線Ｐを中心とする湾曲面形状とされている。

このような金型２００を用いて、ステータ１３０を製造する際には、まず、図５に示すように、各分割ステータコア１４０のステータティース１４１に、コイル１３２を装着する。その後、各ステータティース１４１の端面１４６が中心軸線Ｐを中心とする仮想円Ｒ２上に並ぶように、各分割ステータコア１４０を配列する。なお、仮想円Ｒ２は、仮想円Ｒ１よりも大径とされた仮想円とされている。

そして、金型３００においては、内径支持部材２０１の支持端面２１１が、仮想円Ｒ２よりも僅かに径方向内方であって、仮想円Ｒ１よりも径方向外方側に位置するように環状に配列する。そして、内径支持部材２０１の支持端面２１１と、分割ステータコア１４０の端面１４６とが当接するように、分割ステータコア１４０が支持端面２１１に向けて変位したり、または、支持端面２１１が端面１４６に当接するように内径支持部材２０１が変位したりする。このようにして、各分割ステータコア１４０の端面１４６が仮想円Ｒ２上に配列し、周方向に隣り合う分割ステータコア１４０同士間には隙間が規定されると共に、分割ステータコア１４０が等間隔に配列する。

なお、内径支持部材２０１の支持端面２１１は、ステータティース１４１の端面１４６の略全面を支持している。

図６は、図４および図５に示された工程後であって、ステータ１３０の製造工程の第２工程を示す断面図である。図７は、中心軸線Ｐ方向から平面視した平面図であって、ステータ１３０の製造工程の第２工程を示す。

これら、図６および図７に示すように、内径支持部材２０１によって支持され、周方向に等間隔に配置された分割ステータコア１４０の外周面に筒状（環状）の締結部材１４５を焼き嵌め、または圧入により装着する。このように、締結部材１４５を分割ステータコア１４０の外周側に装着することで、各分割ステータコア１４０は、締結部材１４５によって均等に径方向内方に向けて押圧される。

図８は、図６および図７に示された工程後であって、ステータ１３０の製造工程の第３工程を示す断面図である。図９は、中心軸線Ｐ方向から平面視した平面図であって、ステータ１３０の製造工程の第３工程を示す。

図８において、変位部材２０４が溝部２０６に沿って、矢印Ｙ方向（軸方向端面２２３から軸方向端面２２４に向かう方向）に向けて変位する。これにより、変位部材２０４と連結する押圧部材２０２も、矢印Ｙ方向に向けて変位する。

ここで、押圧面２１３は、矢印Ｙ方向に対して反対方向（軸方向端面２２４から軸方向端面２２３に向かう方向）に向かうにしたがって、径方向内方に向けて傾斜している。その一方で、各分割ステータコア１４０は、締結部材１４５によって径方向内方に向けて押圧されている。このため、変位部材２０４が矢印Ｙ方向に向かうにしたがって、各分割ステータコア１４０は、径方向内方に向けて変位する。

そして、図７および図９に示すように、各ステータティース１４１の端面１４６は、仮想円Ｒ２から仮想円Ｒ１に向けて変位する。この際、各分割ステータコア１４０の端面１４６は、内径支持部材２０１によって支持されている。

ここで、分割ステータコア１４０が径方向内方に向けて変位を開始する際には、分割ステータコア１４０同士は離れている。そして、各内径支持部材２０１の傾斜面２１２の傾斜角度および各押圧部材２０２の押圧面２１３の傾斜角度がいずれも同じ傾斜角度とされている。このため、各分割ステータコア１４０が略同じ速度で径方向内方に向けて変位し、各分割ステータコア１４０間の隙間が均等に狭くなる。

ここで、周方向に隣り合う分割ステータコア１４０同士は、ヨーク部１４２の側面１４７同士が最も近接している。そして、各分割ステータコア１４０の端面１４６が仮想円Ｒ１に達した際に、周方向に隣り合う分割ステータコア１４０の側面１４７同士が接触する。

すなわち、各分割ステータコア１４０が仮想円Ｒ２に向けて、径方向内方に変位する際に、側面１４７同士以外の部分が接触することが抑制されており、側面１４７同士が接触する際には、各端面１４６は、仮想円Ｒ１に達すると共に、各分割ステータコア１４０同士が圧着固定される。

このように、各分割ステータコア１４０が径方向内方に向けて変位する際に、分割ステータコア１４０同士が接触することが抑制されているため、分割ステータコア１４０同士の接触により、いずれかの分割ステータコア１４０が傾斜したり、位置ずれしたりすることを抑制することができる。

これに伴い、位置ずれした分割ステータコア１４０の周囲に位置する分割ステータコア１４０が、位置ずれした分割ステータコア１４０によって進行が妨げられることも抑制され、各分割ステータコア１４０を略均等に径方向内方に向けて変位させることができる。

さらに、端面１４６は、中心軸線Ｐ方向に位置する一方の端部から他方の端部に亘って、内径支持部材２０１の支持端面２１１によって支持されているため、端面１４６が中心軸線Ｐに対して傾斜することが抑制されている。

その後、ヨーク部１４２の周方向に配列する側面１４７同士が当接し、締結部材１４５から押圧力によって互いに圧接し、分割ステータコア１４０が環状に配列した状態で固定される。

そして、内径支持部材２０１は、ステータティース１４１の端面１４６から離間し、構成されたステータ１３０が金型２００から取り出される。このようにして、内径真円度が確保され、さらに、円筒度が確保されたステータ１３０を製造することができる。このようにして得られたステータ１３０をケースに固定すると共に、このステータ１３０内に回転シャフト１１０に固設されたロータ１２０を配置することで、回転電機１００が構成される。

ここで、図１０は、比較例のステータにおける内径精度を示すグラフである。この比較例のステータは、外径がステータ１３０の内径とされた円柱状の金型の周囲に、分割ステータコア１４０を環状配置し、その後、締結部材１４５を焼き嵌めすることで製造されている。図１１は、本実施の形態１に係る回転電機の製造方法によって製造されたステータ１３０における内径精度を示すグラフである。

図１０の比較例に係る回転電機および図１１に示された本実施の形態１に係る回転電機は、ステータの設定半径が、８７．３５ｍｍとされた回転電機である。

そして、図１０および図１１において、１８角形の各頂点部は、ステータを構成する分割ステータコアを示す。すなわち、この図１０および図１１に示す回転電機においては、１８個の分割ステータコアによってステータが構成されている。１８角形の中心部から１８角形の頂点部までの距離は、中心軸線Ｐから各分割ステータコア１４０の端面１４６までの距離を示す。１８角形の中心から等間隔に１８角形の目盛が記載されており、各目盛間の距離は、０．０５ｍｍとされている。

図１０においては、１８角形の中心点は、８６．６０ｍｍを示しており、最外周に位置する１８角形は、８７．６０ｍｍを示しており、順次中心点から８６．６０ｍｍ，８６．６５ｍｍ，８６．７０ｍｍ，８６．７５ｍｍ，８６．８０ｍｍ，８６．８５ｍｍ，８６．９０ｍｍ，８６．９５ｍｍ，８７．００ｍｍ，８７．０５ｍｍ，８７．１０ｍｍ，８７．１５ｍｍ，８７．２０ｍｍ，８７．２５ｍｍ，８７．３０ｍｍ，８７．３５ｍｍ，８７．４０ｍｍ，８７．４５ｍｍ，８７．５０ｍｍ，８７．５５ｍｍ，８７．６０ｍｍを示している。図１１においては、１８角形の中心点は、８６．７０ｍｍを示しており、最外周に位置する１８角形は、８７．７０ｍｍを示している。具体的には、順次中心点から８６．７０ｍｍ，８６．７５ｍｍ，８６．８０ｍｍ，８６．８５ｍｍ，８６．９０ｍｍ，８６．９５ｍｍ，８７．００ｍｍ，８７．０５ｍｍ，８７．１０ｍｍ，８７．１５ｍｍ，８７．２０ｍｍ，８７．２５ｍｍ，８７．３０ｍｍ，８７．３５ｍｍ，８７．４０ｍｍ，８７．４５ｍｍ，８７．５０ｍｍ，８７．５５ｍｍ，８７．６０ｍｍ，８７．６５ｍｍ，８７．７０ｍｍを示している。

さらに、図１０および図１１のいずれにもいても、各端面１４６の中心軸線Ｐ方向の高さ（Ｚ）、２２．５ｍｍ（図１０，図１１において、直線により図示），３２．５ｍｍ（図１０，図１１において、破線により図示），４２．５ｍｍ（図１０，図１１において、一点鎖線により図示）における部分と中心軸線Ｐまでの距離が記載されている。

そして、この図１０に示す比較例の回転電機においては、真円度は、０．６とされているのに対して、図１１に示す本実施の形態１に係る回転電機においては、０．０７となっていることが分かる。

さらに、図１０に示される、中心軸線Ｐ方向の高さ２２．５ｍｍ，３２．５ｍｍ，４２．５ｍｍにおける中心軸線Ｐまでの距離のばらつきよりも、図１１に示される、中心軸線Ｐ方向の高さ２２．５ｍｍ，３２．５ｍｍ，４２．５ｍｍにおける中心軸線Ｐまでの距離のばらつきの方が小さいことが分かる。

すなわち、図１１に示す本実施の形態１に係る回転電機の真円度および円筒度は、図１０に示す比較例の回転電機の真円度および円筒度よりも小さく、内径精度がよいことが分かる。

（実施の形態２）
図１２から図１４を用いて、本発明の実施の形態２に係る回転電機の製造方法について説明する。なお、上記図１から図９に示す構成と同一または相当する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。

図１２は、ステータ１３０の製造工程の第１工程を示す断面図である。この図１２に示されるように、金型３００は、円柱状に形成された支持部材３０５と、この支持部材３０５の周面に配置され、支持部材３０５の中心軸線Ｐ方向に変位可能に設けられた変位部材３０４と、この変位部材３０４に対して中心軸線Ｐ方向に隣り合う位置に設けられた押圧部材３０３および押圧部材３１３とを備えている。

さらに、金型３００は、押圧部材３０３および押圧部材３１３の外周側に設けられた係合部３０６、押圧バネ３０１および押圧バネ３１１とを備えている。

支持部材３０５の周面には、径方向外方に向けて張り出すように形成された支持板３１８が形成されており、この支持板３１８の上面に押圧部材３１３が配置されている。そして、押圧部材３０３は、押圧部材３１３に対して支持部材３０５の中心軸線Ｐ方向に変位可能に設けられている。

ここで、押圧部材３０３の径方向外方に位置する周面のうち、上端部側には、凸部３１７が形成されており、さらに、押圧部材３１３の径方向外方に位置する周面のうち、下端部側には、凸部３１６が形成されている。

この凸部３１７と凸部３１６との間に係合部３０６が配置されており、中心軸線Ｐ方向に変位可能に設けられている。押圧バネ３０１は、板状とされており、一方の端部が係合部３０６に係合されており、他方の端部が凸部３１７と係合している。押圧バネ３１１も、板状とされており、一方の端部が係合部３０６に係合しており、他方の端部凸部３１６と係合している。各押圧バネ３０１および押圧バネ３１１は、中心軸線Ｐ方向から押圧されることで、径方向外方に向けて屈曲可能とされており、外部からの押圧力が解除されると、平板状に戻るように形成されている。

そして、押圧バネ３０１と押圧バネ３１１とは、中心軸線Ｐ方向に配列しており、さらに、押圧バネ３０１および押圧バネ３１１は、支持部材３０５の周方向に間隔を隔てて複数設けられている。

押圧部材３０３と押圧部材３１３とが中心軸線Ｐ方向に離れていると、押圧バネ３０１および３１１は、殆ど湾曲せず、平坦面状となる。そして、変位部材３０４が、押圧バネ３０１および押圧バネ３１１からの付勢力に抗して押圧部材３０３を押圧部材３１３に向けて変位させると、係合部３０６と凸部３１７との間および係合部３０６と凸部３１６との間の幅が小さくなる。これに伴い、押圧バネ３０１および押圧バネ３１１が支持部材３０５の径方向外方に向けて張り出すように湾曲する。

このような金型３００を用いて、ステータ１３０を製造する際には、まず、変位部材３０４が押圧部材３０３を押圧部材３１３に向けて押圧する。これにより、押圧バネ３０１および押圧バネ３１１が支持部材３０５の径方向外方に向けて張り出すように湾曲する。ここで、押圧バネ３０１および押圧バネ３１１の径方向外方側の端部は、中心軸線Ｐ方向に配列しており、さらに、押圧バネ３０１および押圧バネ３１１の径方向外方側の端部は、いずれも、仮想円Ｒ１より大径の仮想円Ｒ２上に配列する。

このように、押圧バネ３０１および押圧バネ３１１を湾曲させた状態で、押圧バネ３０１および押圧バネ３１１の径方向外方側端部に、分割ステータコア１４０の端面１４６を接触させる。

このように、分割ステータコア１４０を配列させることで、各分割ステータコア１４０の端面１４６が仮想円Ｒ２上に配列すると共に、分割ステータコア１４０が等間隔に離れた状態で環状に配列する。なお、各分割ステータコア１４０を、各端面１４６が仮想円Ｒ２上に配列して、その後、環状配置された分割ステータコア１４０の径方向内方側に、金型３００を挿入して、押圧バネ３０１および押圧バネ３１１を湾曲させて、端面１４６の各端面を支持するようにしてもよい。

図１３は、図１２に示す工程後におけるステータの製造工程の第２工程を示す断面図である。この図１３に示すように、押圧バネ３０１および押圧バネ３１１によって支持され、間隔を隔てて環状に配置された分割ステータコア１４０の外周に、締結部材１４５を焼き嵌めまたは圧入する。

これにより、各分割ステータコア１４０が均等に、支持部材３０５の径方向内方側に向けて押圧され、各分割ステータコア１４０の端面１４６は、押圧バネ３０１および押圧バネ３１１によって支持されている。

このように押圧バネ３０１および押圧バネ３１１によって各分割ステータコア１４０を支持した状態で、変位部材３０４が上方に変位する。これにより、凸部３１６と係合部３０６の間および凸部３１７と係合部３０６との間の距離が広がり、押圧バネ３０１，３１１の曲率半径が大きくなり、平板形状に近づく。なお、押圧バネ３０１と押圧バネ３１１とは、互いに同じ弾性係数および寸法とされており、押圧バネ３０１と押圧バネ３１１とは、いずれも同様に変形する。

このようにして、各押圧バネ３０１および押圧バネ３１１の径方向外方端部が、仮想円Ｒ１に向けて近接し、押圧バネ３０１と押圧バネ３１１の径方向外方への張出量が低減され、各分割ステータコア１４０の端面１４６も仮想円Ｒ１に向けて変位する。

この際、本実施の形態２においても、分割ステータコア１４０が径方向内方に向けて変位する際に、隣接する分割ステータコア１４０同士間には、隙間が規定されているので、分割ステータコア１４０同士が接触することが抑制されている。そして、端面１４６が仮想円Ｒ１に達する際に、各ステータティース１４１の周方向に位置する側面１４７が互いに当接し、各分割ステータコア１４０が固定される。

このため、分割ステータコア１４０同士が接触することで、いずれかの分割ステータコア１４０が位置ずれする等の弊害を抑制することができる。ここで、押圧バネ３０１は、押圧バネ３１１に対して中心軸線Ｐ方向に離れており、湾曲した各押圧バネ３０１の径方向外方側の端部が、端面１４６を支持する部分と、押圧バネ３１１の径方向外方側の端部が端面１４６を支持する部分も、中心軸線Ｐ方向に離れている。このように、端面１４６のうち、中心軸線Ｐ方向に離間した部分を支持しながら、各分割ステータコア１４０を径方向内方に向けて変位させることで、各端面１４６が中心軸線Ｐに対して交差するように傾斜することを抑制することができる。これにより、構成されたステータ１３０の円筒度を確保することができる。

図１４は、図１３に示された工程後におけるステータの製造工程の第３工程を示す断面図であり、この図１４に示すように、さらに、変位部材３０４が上方に変位することで、押圧バネ３０１および押圧バネ３１１の端部が、端面１４６から離れ、構成されたステータ１３０が取り外される。

このように、本実施の形態２に係る回転電機に製造方法においても内径真円度および円筒度の高いステータを得ることができる。

（実施の形態３）
図１５および図１６を用いて、本発明の実施の形態３に係る回転電機の製造方法について説明する。なお、上記図１から図９および図１１から図１４に示された構成と同一または相当する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。

図１５は、ステータを製造する製造工程の第１工程を示す断面図である。この図１５に示すように、金型４００は、ステータティース１４１の端面１４６を支持する内径保持部４０１と、この内径保持部４０１を径方向内方側から押圧支持する押圧部材４０２と、台４０５とを備えている。

台４０５は、中心線Ｓを中心に環状に形成され、径方向に延びる支持部４１５と、この支持部４１５の外周縁部に形成され、中心線Ｓ方向に立ち上げる立上壁４２５と備えている。

立上壁４２５は、周方向に延びており、さらに、この立上壁４２５には、周方向に等間隔に配置された複数の貫通孔４０７が形成されている。

ここで、この図１５に示す状態においては、各内径保持部４０１は、貫通孔４０７に挿入されたボルト４０６によって固定されており、ボルト４０６は、内径保持部４０１に形成されたネジ穴４０８に螺着している。これにより、内径保持部４０１は、中心線Ｓを中心として環状に等間隔に配列している。ボルト４０６による締結状態が解除されると、内径保持部４０１は、支持部４１５を径方向に変位可能に支持されている。

そして、内径保持部４０１の径方向外方側に位置する周面は、分割ステータコア１４０の端面１４６に対応するように湾曲し、端面１４６の略全面を支持可能な支持端面４１１とされている。各内径保持部４０１がボルト４０６によって立上壁４２５に圧着されることで、各内径保持部４０１の支持端面４１１は、仮想円Ｒ２上に配列する。

さらに、内径保持部４０１の上端部は、径方向内方に向けて張り出しており、径方向内方に位置する周面は、矢印Ｚ方向に向かうに従って、台４０５の径方向外方に向けて傾斜する傾斜面４１２とされている。

各内径保持部４０１に対して径方向内方側には、押圧部材４０２が配置されている。この押圧部材４０２は、中心線Ｓを中心に間隔を空けて環状に複数配列しており、押圧部材４０２の一方の先端部には、膨出部が形成されている。この膨出部の周面のうち、径方向外方側に位置する部分は、傾斜面４１２に対応するように傾斜する押圧面４１３が形成されている。この押圧部材４０２は、台４０５によって、矢印Ｙ方向，矢印Ｚ方向（矢印Ｙ方向と反対方向）に移動可能に支持されている。

このような金型４００を用いて、ステータ１３０を製造する際には、まず、各内径保持部４０１をボルト４０６で立上壁４２５に圧着させる。このように、各支持端面４１１を仮想円Ｒ２上に配列させた状態で、各支持端面４１１に分割ステータコア１４０の端面１４６を当接させる。これにより、各分割ステータコア１４０の端面１４６も、仮想円Ｒ２上に配列すると共に、各分割ステータコア１４０は、等間隔に離れた状態で環状に配列する。

図１６は、図１５に示す工程後におけるステータの製造工程の第２工程を示す断面図である。この図１６に示すように、各分割ステータコア１４０の外周側に、締結部材１４５を焼き嵌めまたは圧入により装着する。これにより、各分割ステータコア１４０は、径方向内方に向けて均等に押圧される。

このような状態で、ボルト４０６を取り外し、各内径保持部４０１を径方向内方に向けて変位可能な状態とする。この際、各内径保持部４０１は、押圧部材４０２によって支持されている。

そして、押圧部材４０２が矢印Ｚ方向に変位すると、径方向に変位可能とされた内径保持部４０１は、分割ステータコア１４０によって径方向内方に向けて押圧されているので、内径保持部４０１および分割ステータコア１４０は、径方向内方に向けて変位する。

この際、周方向に隣り合う分割ステータコア１４０は、互いに間隔があいているため、分割ステータコア１４０が径方向内方に変位する過程において、他の実施の形態と同様に、各分割ステータコア１４０同士が接触することを抑制されている。このため、本実施の形態３においても、他の実施の形態と同様に真円度を確保することができる。

さらに、各分割ステータコア１４０の端面１４６の略全面が、支持端面４１１によって支持されているため、製造されたステータの円筒度をも確保することができる。

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。さらに、上記数値などは、例示であり、上記数値および範囲にかぎられない。

本発明は、複数の分割ステータコアを備えた回転電機の製造方法および回転電機に好適である。

本発明の実施の形態１に係る回転電機の断面図である。 図１に示すＩＩ−ＩＩ線におけるステータの断面図である。 各分割ステータコアを環状に組み付けるときに用いられる金型、環状に配置された分割ステータコアおよび締結部材を模式的に示す斜視図である。 ステータの製造工程の第１工程を示す断面図である。 ステータの製造工程の第１工程時における分割ステータコアを回転中心線Ｏ方向から平面視した平面図である。 図４および図５に示された工程後であって、ステータの製造工程の第２工程を示す断面図である。 中心軸線Ｐ方向から平面視した平面図であって、ステータの製造工程の第２工程を示す。 図６および図７に示された工程後であってステータの製造工程の第３工程を示す断面図である。 中心軸線Ｐ方向から平面視した平面図であって、ステータの製造工程の第３工程を示す。 比較例のステータにおける内径精度を示すグラフである。 本実施の形態に係る回転電機の製造方法によって製造されたステータにおける内径精度を示すグラフである。 ステータの製造工程の第１工程を示す断面図である。 図１２に示す工程後におけるステータの製造工程の第２工程を示す断面図である。 図１３に示された工程後におけるステータの製造工程の第３工程を示す断面図である。 ステータを製造する製造工程の第１工程を示す断面図である。 図１５に示す工程後におけるステータの製造工程の第２工程を示す断面図である。

符号の説明

１００ 回転電機、１１０ 回転シャフト、１２０ ロータ、１２１ ロータコア、１２２ 永久磁石、１２４ 樹脂、１２６ 磁石挿入孔、１３０ ステータ、１３１ ステータコア、１３２ コイル、１４０ 分割ステータコア、１４１ ステータティース、１４２ ヨーク部、１４５ 締結部材、１４６ 端面、１４７ 側面、２００ 金型、２０１ 内径支持部材、２０２ 押圧部材、２０３ 連結部、２０４ 変位部材、２０５ 支柱、２０６ 溝部、２０７ 凹部、２１１ 支持端面、２１２ 傾斜面、２１３ 押圧面。

Claims (3)

1. 周方向に相互に間隔を空けて、仮想円上に内端部がそろうように環状に配列された複数の分割ステータコアと、前記仮想円の径方向内方側に位置し、前記分割ステータコアの内端部を支持するように配置された支持部材とを準備する工程と、
   前記分割ステータコアの外周に締結部材を装着して、各前記分割ステータコアを前記径方向内方に向けて押圧する工程と、
   前記締結部材によって押圧される前記分割ステータコアを前記径方向内方に向けて変位させるように、前記支持部材が前記分割ステータコアを支持しながら前記径方向内方に向けて変位させる工程と、
   を備え、
   前記支持部材は、前記内端部のうち、前記仮想円の中心軸方向に離れて位置する第１および第２領域を少なくとも含む部分を支持し、
   前記支持部材は、第１弾性部材および第２弾性部材を含み、前記第１弾性部材は、前記仮想円の径方向外方に向けて張り出すように湾曲することで、前記内端部のうち、前記第１領域が位置する部分を支持可能とされ、前記第２弾性部材は、前記仮想円の径方向外方に向けて張り出すように湾曲することで、前記内端部のうち、前記第２領域が位置する部分を支持可能とされ、
   前記支持部材が前記分割ステータコアを支持しながら前記仮想円の径方向内方に向けて変位するように、前記第１および第２弾性部材は、前記仮想円の径方向外方への張出量が低減するように変形する、回転電機の製造方法。
2. 前記締結部材は、環状部材を焼嵌めまたは圧入により、前記分割ステータコアの外周に装着される、請求項１に記載の回転電機の製造方法。
3. 前記分割ステータコアは、圧粉磁心により構成された、請求項１に記載の回転電機の製造方法。

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