特許 5720891 ステータ及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5720891

(24)【登録日】2015年4月3日

(45)【発行日】2015年5月20日

(54)【発明の名称】ステータ及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/18 20060101AFI20150430BHJP

【ＦＩ】

   H02K1/18 D

【請求項の数】7

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2011-166371(P2011-166371)

(22)【出願日】2011年7月29日

(65)【公開番号】特開2013-31311(P2013-31311A)

(43)【公開日】2013年2月7日

【審査請求日】2014年5月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002853

【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100094248

【弁理士】

【氏名又は名称】楠本 高義

(74)【代理人】

【識別番号】100129207

【弁理士】

【氏名又は名称】中越 貴宣

(72)【発明者】

【氏名】浅野 能成

(72)【発明者】

【氏名】片岡 義博

【審査官】 宮地 将斗

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−８０４７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５５−９８１４２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００２−１８８５６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ １／００−１／１６

Ｈ０２Ｋ １／１８−１／２６

Ｈ０２Ｋ １／２８−１／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

円筒形の容器内に収納される回転電機のステータであって、
電磁鋼板を所定形状に形成した複数のコアシートを回転軸方向に積層して成り、環状のヨークを有するステータコアと、
前記ヨークの内周と外周の間に設けられ、前記コアシートの該ヨークを構成する部分に設けられた貫通孔が複数の該コアシートにわたって回転軸方向に連通して成る空隙部と、
前記空隙部の外側に位置する前記ヨークの外周に設けられ、前記容器と前記ステータコアとを固定する溶接部と、を備え、
前記溶接部と対向する前記空隙部において、前記ヨークの周方向における前記貫通孔の一端側又は他端側に開口部が設けられており、
前記開口部が、一又は複数の前記コアシート毎に、前記貫通孔の一端側又は他端側に交互に配置されていることを特徴とするステータ。

【請求項2】

前記コアシートが、前記ヨークの周方向における前記貫通孔の両側にカシメを備えることを特徴とする、請求項１に記載のステータ。

【請求項3】

前記コアシートが、前記ヨークの径方向における前記貫通孔の外側にカシメを備えることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のステータ。

【請求項4】

前記貫通孔が、積層された全ての前記コアシートにわたって連通しており、
前記空隙部が、熱媒体となる流体の流路として用いられることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のステータ。

【請求項5】

円筒形の容器内に収納される回転電機のステータの製造方法であって、
電磁鋼板を準備する工程と、
前記電磁鋼板を打ち抜いて、円弧状の外周を有するヨーク部を含むコアシートの周縁部を所定形状に形成するとともに、該ヨーク部の外周と内周の間に貫通孔を形成し、必要に応じて、該ヨーク部の周方向における該貫通孔の一端側又は他端側に開口部を形成する、コアシートの打抜き工程と、
前記打抜き工程により得られた各コアシートを回転軸方向に積層して、前記貫通孔が複数の前記コアシートにわたって回転軸方向に連通する空隙部を形成するとともに、該空隙部において、前記開口部を、一又は複数の前記コアシート毎に、前記ヨーク部の周方向における前記貫通孔の一端側又は他端側に交互に配置する、コアシートの積層工程と、
を有するステータコア形成工程と、
前記ステータコア形成工程により得られたステータコアと前記容器とを固定するために、前記空隙部の外側に位置する前記ステータコアの外周に対して溶接を行う溶接工程と、
を備えることを特徴とするステータの製造方法。

【請求項6】

前記打抜き工程において、
一のコアシートに対して複数の前記貫通孔を形成するとともに、一の貫通孔には、前記ヨーク部の周方向における該貫通孔の一端側に前記開口部を形成し、他の貫通孔には、前記ヨーク部の周方向における該貫通孔の他端側に前記開口部を形成することを特徴とする、請求項５に記載のステータの製造方法。

【請求項7】

前記積層工程において、
前記打抜き工程により打抜き形成された同一形状のコアシートを、既に積層されたコアシートに対して周方向に所定角度だけ相対的に回転させて積層することを特徴とする、請求項６に記載のステータの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ラジアルギャップ型回転電機に用いられるステータ及びその製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

ラジアルギャップ型回転電機は、回転軸を中心として回転可能に配設されたロータと、このロータの径方向にギャップを隔てて配設されたステータとを備える回転電機である。ステータは、環状のヨークの内周から径方向に突出する複数のティースを有し、周方向に隣り合うティースの間にスロットが設けられたステータコアと、各スロット内にＰＥＴ（polyethylene terephthalate）フィルム等の絶縁物を介して配置された巻線とを備えている。

【0003】

このラジアルギャップ型回転電機を、例えば、空気調和機に使用される冷媒用ロータリ圧縮機等に用いる場合、当該回転電機は円筒形の容器内（例えば、パイプなど）に収納される。このとき、ステータは容器の内側に固定されるが、その固定手段として溶接が行われる。溶接時に発生する熱がステータコアを通じて絶縁物まで伝達されると、ステータコアと巻線との間の絶縁が破壊され、放電や短絡が生じるおそれがある。これを回避するための技術が下記特許文献に開示されている。

【0004】

例えば、溶接部とスロットの間に空隙を設けたステータが知られている（例えば、特許文献１参照）。かかるステータによれば、空隙内の空気が熱抵抗となり、溶接時に発生する熱がスロット内に配置された絶縁物に与える影響を低減できるという利点がある。しかしながら、この空隙を避けて溶接部からスロットまで伝達される熱も存在するため、改善の余地がある。

【0005】

その改善策の一つとして、空隙における周方向の一端に開口部を設けたステータが知られている（例えば、特許文献２参照）。かかるステータによれば、開口部を設けたことで伝熱経路の一部が遮断され、溶接部からスロットまで伝達される熱をさらに低減することができる。ところが、開口部を設けたことにより、溶接部が設けられる部分の機械的強度が不十分になるおそれがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１０−２３６４２１号公報

【特許文献2】特開２０１１−５５５７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、かかる事情に鑑みて為されたものであり、溶接時の熱の影響を低減するとともに、溶接部が設けられる部分の機械的強度を確保することが可能なステータ及びその製造方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、円筒形の容器内に収納される回転電機のステータであって、電磁鋼板を所定形状に形成した複数のコアシートを回転軸方向に積層して成り、環状のヨークを有するステータコアと、前記ヨークの内周と外周の間に設けられ、前記コアシートの該ヨークを構成する部分に設けられた貫通孔が複数の該コアシートにわたって回転軸方向に連通して成る空隙部と、前記空隙部の外側に位置する前記ヨークの外周に設けられ、前記容器と前記ステータコアとを固定する溶接部と、を備え、前記溶接部と対向する前記空隙部において、前記ヨークの周方向における前記貫通孔の一端側又は他端側に開口部が設けられており、前記開口部が、一又は複数の前記コアシート毎に、前記貫通孔の一端側又は他端側に交互に配置されていることを特徴とする。

【0009】

本発明のステータは、前記コアシートが、前記ヨークの周方向における前記貫通孔の両側にカシメを備えることを特徴とする。

【0010】

本発明のステータは、前記コアシートが、前記ヨークの径方向における前記貫通孔の外側にカシメを備えることを特徴とする。

【0011】

本発明のステータは、前記貫通孔が、積層された全ての前記コアシートにわたって連通しており、前記空隙部が、熱媒体となる流体の流路として用いられることを特徴とする。

【0012】

また、本発明は、円筒形の容器内に収納される回転電機のステータの製造方法であって、電磁鋼板を準備する工程と、前記電磁鋼板を打ち抜いて、円弧状の外周を有するヨーク部を含むコアシートの周縁部を所定形状に形成するとともに、該ヨーク部の外周と内周の間に貫通孔を形成し、必要に応じて、該ヨーク部の周方向における該貫通孔の一端側又は他端側に開口部を形成する、コアシートの打抜き工程と、前記打抜き工程により得られた各コアシートを回転軸方向に積層して、前記貫通孔が複数の前記コアシートにわたって回転軸方向に連通する空隙部を形成するとともに、該空隙部において、前記開口部を、一又は複数の前記コアシート毎に、前記ヨーク部の周方向における前記貫通孔の一端側又は他端側に交互に配置する、コアシートの積層工程と、を有するステータコア形成工程と、前記ステータコア形成工程により得られたステータコアと前記容器とを固定するために、前記空隙部の外側に位置する前記ステータコアの外周に対して溶接を行う溶接工程と、を備えることを特徴とする。

【0013】

本発明のステータの製造方法は、前記打抜き工程において、一のコアシートに対して複数の前記貫通孔を形成するとともに、一の貫通孔には、前記ヨーク部の周方向における該貫通孔の一端側に前記開口部を形成し、他の貫通孔には、前記ヨーク部の周方向における該貫通孔の他端側に前記開口部を形成することを特徴とする。

【0014】

本発明のステータの製造方法は、前記積層工程において、前記打抜き工程により打抜き形成された同一形状のコアシートを、既に積層されたコアシートに対して周方向に所定角度だけ相対的に回転させて積層することを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

本発明に係るステータによれば、溶接部と対向する位置に空隙部が設けられているため、空隙部内の空気が熱抵抗となり、溶接時に発生する熱がスロット内に配置された絶縁物に与える影響が低減される。この空隙部を構成するコアシートの貫通孔には、ヨークの周方向における一端側又は他端側に開口部が設けられているため、開口部により伝熱経路の一部が遮断され、各コアシートにおける溶接部からスロットまで伝達される熱の低減効果をより高めることができる。また、この開口部が、一又は複数のコアシート毎に貫通孔の一端側又は他端側に交互に配置されているため、溶接部が設けられる部分にかかる力を空隙部の周方向の両側で一体的に受けることができる。このため、溶接部が設けられる部分の機械的強度を十分に確保することが可能となる。これと同時に、熱の伝達方向も空隙部の周方向の両側に分散されるため、溶接による磁気特性の劣化に偏りが生じるのを防止できるという相乗効果を得ることができる。

【0016】

本発明において、ヨークの周方向における貫通孔の両側にカシメを設ければ、開口部を貫通孔の一端側又は他端側に交互に配置して積層されたコアシート同士の空隙部付近における強度を高めることができる。具体的には、カシメを設けることによって積層されたコアシート同士が互いに剥がれ難くなり、周方向で開口部の配置が異なるコアシート同士を強度的に一体的なものとして取り扱うことができる。また、各コアシートを磁束密度が比較的低い部分においてかしめることができる。このため、磁束が流れる磁路を阻害することなく、溶接部が設けられる部分におけるヨークの機械的強度及びステータコア自体の機械的強度を高めることができる。

【0017】

本発明において、ヨークの径方向における貫通孔の外側にカシメを設ければ、カシメが設けられた部分に溶接部が設けられるため、これらに起因する磁気特性の劣化を最小限に抑えることができる。これにより、ステータコア全体としての磁気特性の劣化を効果的に低減することができる。また、溶接部が設けられる部分の機械的強度をさらに高めることができるとともに、ステータコア自体の機械的強度も同時に高めることができる。

【0018】

本発明において、貫通孔が積層された全てのコアシートにわたって連通しており、空隙部を熱媒体となる流体の流路として用いれば、ステータの発熱を効果的に抑制することができる。これにより、回転電機を大容量化することが可能となり、圧縮機の性能を向上させることができる。

【0019】

また、本発明に係るステータの製造方法によれば、上述したステータコア形成工程及び溶接工程を採用することで、溶接時の熱の影響を低減するとともに、溶接部が設けられる部分におけるヨークの機械的強度が十分に確保されたステータを製造することができる。これにより、ステータコアと巻線との間の絶縁を破壊することなく、且つ、ステータコアの磁気特性の劣化を最小限に抑えて、パイプなどの円筒形の容器内にステータを固定することが可能となる。

【0020】

また、前記打抜き工程において、一のコアシートに対して複数の貫通孔を形成するとともに、一の貫通孔には、一端側に開口部を形成し、他の貫通孔には、他端側に開口部を形成するように構成すれば、ステータコア形成工程の工数を大幅に低減することができる。具体的には、所定位置に貫通孔が形成された一体型コアシートを採用することにより、打抜き工程、積層工程を経て回転軸方向に積層された各コアシートを、ステータコアとして一体化するための工程が大幅に簡略化される。一体型ステータコアは、磁路となるヨークに分割部が形成されないため、磁気抵抗を低減できるという利点がある。

【0021】

さらに、前記積層工程において、打抜き工程により打抜き形成された同一形状のコアシートを、既に積層されたコアシートに対して周方向に所定角度だけ相対的に回転させて積層するように構成すれば、コアシートの打抜き工程を大幅に簡略化することができる。つまり、打抜き工程において、同一形状のコアシートを形成すればよいため、金型の位置決めや金型の選択などの工程を省略又は簡略化することができる。また、使用する金型の数を減らすことができるため、設備コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】第一実施形態に係るステータを備えた回転電機を示すI−I線（図２）に沿った平面断面図である。

【図2】第一実施形態に係るステータを備えた回転電機を示すII−II線（図１）に沿った縦断面図である。

【図3】第一実施形態に係るコアシート示す斜視図である。

【図4】第一実施形態に係るステータの外周の一部に形成される各積層面を示す模式図である。

【図5】第一実施形態に係るステータの外周に形成される各積層面の変形例を示す模式図である。

【図6】第一実施形態に係る積層体を示す斜視図である。

【図7】第二実施形態に係るコアシートを示す部分拡大図である。

【図8】第三実施形態に係るステータ及びコアシートを示す平面図である。

【図9】第三実施形態に係るステータの外周の一部に形成される各積層面を示す模式図である。

【図10】第四実施形態に係るステータを示す平面図である。

【図11】第四実施形態に係るコアシートを示す斜視図である。

【図12】第四実施形態に係るステータの外周面に形成される各積層面及びその変形例を示す模式図である。

【図13】第四実施形態に係る積層体を示す斜視図である。

【図14】第一実施形態に係るコアシートの変形例を示す平面図である。

【図15】第一実施形態に係るコアシートの他の変形例を示す平面図である。

【図16】各実施形態に係るコアシートに形成される貫通孔の形状の変形例を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明に係るステータの実施形態について図面を用いて説明する。本明細書において、同一の符号で示されている場合は同一の構成を示すものとする。また、各図面において、各構成を示す符号及び引出線を明瞭に表示するために、断面を示すハッチングを適宜省略している。

【0024】

図１及び図２に示すように、第一実施形態に係るステータ１０は、円筒形の容器Ｐ（例えば、パイプなど）内に収納されるラジアルギャップ型の回転電機１００を構成するものであり、回転軸１の軸心Ｏを中心として回転可能に配設されたロータ２の径方向にギャップを隔てて配設される。本実施形態に係るステータ１０は、ステータコア１１と、ステータコア１１に設けられた空隙部１２と、ステータコア１１を容器Ｐに固定するための溶接部１３とを備える。

【0025】

ステータコア１１は、環状のヨーク１１１と、このヨーク１１１の内周から径方向に突出する複数のティース１１２とを有する。周方向に隣り合うティース１１２の間には、スロット１１３が設けられている。各スロット１１３には、電気絶縁性を有するフィルム状の絶縁物１１４を介して巻線１１５が配置される（全スロット１１３における図示は省略）。ティース１１２及びスロット１１３の数は、例えば、ロータ２の磁極数や回転電機１００の用途等に応じて適宜設計変更が可能であり、その数が偶数であるか奇数であるかは不問である。本実施形態では、６個のティース１１２ａ〜１１２ｆが周方向に等間隔に並んで配設されており、スロット１１３も６箇所に設けられている。

【0026】

ステータコア１１は、表面を絶縁処理された、厚さ０．３〜０．５ｍｍ程度の電磁鋼板を所定形状に形成した多数枚のコアシートＳ₁（図３参照）を回転軸方向に積層し、これらを一体化することにより形成される。積層されるコアシートＳ₁の積厚（枚数）については特に限定されず、例えば、対向するロータ２の高さや容器Ｐの回転軸方向の寸法などに応じて適宜設計可能である。積層された各コアシートＳ₁を一体化する方法として、例えば、溶接、カシメ、樹脂モールド、ワニス含侵などの方法が挙げられる。これらの方法を適宜組み合わせて行ってもよい。

【0027】

ステータコア１１は、環状のヨーク部Ｙと、このヨーク部Ｙの内周から径方向に突出する複数のティース部Ｔとが一体的に形成されたコアシートＳ₁が所定の枚数だけ積層された、いわゆる一体型ステータコアである。よって、ステータコア１１のヨーク１１１及びティース１１２は、積層された各コアシートＳ₁のヨーク部Ｙ及びティース部Ｔにより構成されている。なお、ステータコア１１は、図３に示すコアシートＳ₁のみにより構成されている必要はない。例えば、コアシートＳ₁と同一の平面形状を有する（即ち、ヨーク部Ｙ及びティース部Ｔの平面形状が同一の）他のコアシート（図示省略）を含んで構成されていてもよい。

【0028】

ステータコア１１において、ヨーク１１１の外周には、曲面部（平面視円弧部）と平面部（平面視直線部）が形成されている（図１参照）。本実施形態では、概ね、各ティース１１２ａ〜１１２ｆの外側に曲面部が、各スロット１１３の外側に平面部がそれぞれ形成されており、この曲面部の一部が後述する溶接部１３を介して容器Ｐの内面に固定される。また、図４に示すように、ヨーク１１１の外周における各曲面部には、複数のコアシートＳ₁の外周が積層されて成る積層面Ａ₁〜Ａ₆が形成される。

【0029】

なお、図４では、１２枚（第１層〜第１２層）のコアシートＳ₁の外周により形成される各積層面Ａ₁〜Ａ₆を例示しているが、図４に例示する各積層面Ａ₁〜Ａ₆は、ヨーク１１１の外周における回転軸方向の一部の領域を示すものであり、その形態は、例えば、ステータコア１１が他のコアシートを含む場合、コアシートＳ₁の積厚（枚数）、あるいは、後述する空隙部１２の配置などに応じて異なる。後述する積層面Ｂ₁〜Ｂ₆、積層面Ｃ₁〜Ｃ₆、及び積層面Ｄについても同様である。

【0030】

空隙部１２は、ヨーク１１１の内周と外周の間に設けられた空間である。図３に示すように、ステータコア１１の一部を構成するコアシートＳ₁には、ヨーク部Ｙの周方向に一端及び他端を有し、ヨーク部Ｙの一面から他面まで貫通する平面視三角形状の貫通孔Ｈが、ヨーク部Ｙの周方向に１８０度ずれた位置に２箇所設けられている。本実施形態では、この貫通孔Ｈが複数のコアシートＳ₁にわたって回転軸方向に連通するように各コアシートＳ₁が積層されることにより、空隙部１２が形成されている。したがって、本実施形態では、略三角柱状の空間を成す空隙部１２が、周方向に１８０度ずれた位置に２箇所設けられる。空隙部１２の数については特に限定されず、例えば、ステータコア１１の極数や後述する溶接部１３の数などに応じて適宜選択される。

【0031】

空隙部１２は、ヨーク１１１の周方向又は回転軸方向にバランスよく分散して配置するのが好ましい。本実施形態では、空隙部１２は、図４に示すように、各積層面Ａ₁〜Ａ₆における回転軸方向の領域Ｘ₁（第１層〜第４層）では積層面Ａ₃、Ａ₆の内側に、領域Ｘ₂（第５層〜第８層）では積層面Ａ₂、Ａ₅の内側に、領域Ｘ₃（第９層〜第１２層）では積層面Ａ₁、Ａ₄の内側にそれぞれ配置されている。つまり、ある領域に設けられた空隙部１２の周方向の位相は、回転軸方向に隣接する他の領域に設けられた他の空隙部１２の周方向の位相に対して、周方向に相対的に６０度ずれた位置に配置されている。空隙部１２をこのように配置すれば、ステータコア１１の機械的強度に偏りが生じるのを防止することができる。

【0032】

なお、本実施形態では、空隙部１２は、各積層面Ａ₁〜Ａ₆における回転軸方向のすべての領域（領域Ｘ₁〜Ｘ₃を含む）に必ずしも形成されている必要はない。例えば、図４における領域Ｘ₁と領域Ｘ₂の間や領域Ｘ₂と領域Ｘ₃の間に、空隙部１２が設けられていない他の領域が存在していてもよい。言い換えれば、領域Ｘ₁と領域Ｘ₂の間や領域Ｘ₂と領域Ｘ₃の間に、貫通孔Ｈが設けられていない他のコアシートを所定の枚数だけ含んでいてもよい。この場合、ある領域に設けられた空隙部１２の周方向の位相は、空隙部１２が設けられていない領域を隔てて回転軸方向に隣接する他の領域に設けられた他の空隙部１２の周方向の位相に対して、周方向に相対的に６０度ずれた位置に配置されることになる。

【0033】

また、空隙部１２は、ヨーク１１１において、磁束密度が比較的低く、磁路幅に余裕がある位置に形成するのが好ましい。空隙部１２が磁気抵抗となり、磁路を阻害するのを回避するためである。例えば、本実施形態のコアシートＳ₁ように、概ねティース部Ｔの外側であってヨーク部Ｙの外周（平面視円弧部）寄りに貫通孔Ｈを設け、当該貫通孔Ｈを平面視三角形状に（言い換えれば、空隙部１２を略三角柱状に）構成すれば、磁路幅を一定に保つことができる点で望ましい。空隙部１２の大きさや形状についても同様である。即ち、空隙部１２は、その大きさや形状に関して特に限定されず、磁路を阻害しない範囲内及びステータコア１１の機械的強度を確保できる範囲内において適宜設計変更することが可能である。

【0034】

溶接部１３は、ステータ１０を容器Ｐに固定するためのものである。具体的には、ステータコア１１のヨーク１１１の外周（更に詳しくは、各積層面Ａ₁〜Ａ₆の一部）が、溶接部１３を介して容器Ｐの内面に固定される。本実施形態では、空隙部１２よりも径方向の外側に位置するヨーク１１１の外周に溶接部１３が設けられる。更に詳しくは、図４に示すように、溶接部１３は、必ず空隙部１２と径方向に対向する位置に、且つ、空隙部１２の回転軸方向の高さの範囲内に設けられる。

【0035】

溶接部１３は、容器Ｐの外面から内面まで貫通する溶接孔Ｗを通じて形成される。具体的には、容器Ｐの空隙部１２と径方向に対向する部分に溶接孔Ｗが設けられており、この溶接孔Ｗに溶接棒（図示省略）が挿入される。溶接棒及びコアシートＳ₁が一部溶融することにより溶接部１３が形成される。溶接部１３の形成方法として、例えば、アーク溶接、ティグ溶接などが挙げられる。また、溶接部１３により溶接孔Ｗが完全に埋められるため、容器Ｐの密閉性が確保される。

【0036】

溶接部１３は、空隙部１２と同様に、ヨーク１１１の周方向又は回転軸方向にバランスよく分散して配置するのが好ましい。本実施形態では、溶接部１３は、図４に示すように、各積層面Ａ₁〜Ａ₆における回転軸方向の領域Ｘ₁（第１層〜第４層）では積層面Ａ₃、Ａ₆に、領域Ｘ₂（第５層〜第８層）では積層面Ａ₂、Ａ₅に、領域Ｘ₃（第９層〜第１２層）では積層面Ａ₁、Ａ₄にそれぞれ配置されている。つまり、ある領域に設けられた溶接部１３の周方向の位相は、回転軸方向に隣接する他の領域に設けられた他の溶接部１３の周方向の位相に対して、周方向に相対的に６０度ずれた位置に配置されている。溶接部１３をこのように配置すれば、ステータコア１１と容器Ｐとの固定強度に偏りが生じるのを防止するとともに、溶接部１３を形成する際に発生する熱の影響によるステータコア１１の磁気特性の劣化の影響を分散させることができる。

【0037】

なお、本実施形態では、溶接部１３は、各積層面Ａ₁〜Ａ₆における回転軸方向のすべての領域（領域Ｘ₁〜Ｘ₃を含む）に必ずしも形成されている必要はない。例えば、図４における領域Ｘ₁と領域Ｘ₂の間や領域Ｘ₂と領域Ｘ₃の間に、溶接部１３が設けられていない他の領域が存在していてもよい。つまり、溶接部１３の数について特に限定はなく、必要に応じて適宜調整すればよい。ステータ１０と容器Ｐとの間に要求される固定強度は、例えば、回転電機１００の大きさや用途等によって異なるからである。

【0038】

本実施形態のステータ１０の主な特徴点は、以下に示す点にある。即ち、少なくとも溶接部１３と対向する空隙部１２において、ヨーク１１１の周方向における貫通孔Ｈの一端側又は他端側に開口部１４が設けられており、この開口部１４が、一又は複数のコアシートＳ₁毎に貫通孔Ｈの一端側又は他端側に交互に配置されていることを特徴としている。以下、これを詳細に説明する。

【0039】

図３に示すように、開口部１４は、コアシートＳ₁のヨーク部Ｙの外周から貫通孔Ｈに連通する隙間である。この開口部１４により貫通孔Ｈの一部が径方向に開口され、貫通孔Ｈの外側に位置するヨーク部Ｙの一部が周方向に離隔される。開口部１４は、溶接時に発生する熱の伝熱経路を遮断するための熱抵抗となる。本実施形態では、コアシートＳ₁において、一方（手前側）の貫通孔Ｈには、ヨーク１１１（ヨーク部Ｙ）の周方向における貫通孔Ｈの一端側（ヨーク部Ｙの外周に向かって左側）に開口部１４が設けられており、他方（奥側）の貫通孔Ｈには、ヨーク１１１の周方向における貫通孔Ｈの他端側（ヨーク部Ｙの外周に向かって右側）に開口部１４が設けられている。

【0040】

開口部１４の周方向の幅寸法について特に限定はないが、貫通孔Ｈの外側に位置するヨーク部Ｙの一部が周方向に離隔されてさえいれば、微小な幅でよい。開口部１４では、電磁鋼板に比べて熱伝導率が大幅に低い空気が熱媒体となるためである。また、開口部１４は、必ずしも径方向に一律の幅で形成されている必要はない。例えば、開口部１４の周方向の幅が、ヨーク部Ｙの外周から貫通孔Ｈに向けて拡幅されていてもよいし、逆に、貫通孔Ｈからヨーク部Ｙの外周に向けて拡幅されていてもよい。

【0041】

本実施形態では、開口部１４は、各積層面Ａ₁〜Ａ₆において、以下のように配置されている。図４に示すように、積層面Ａ₁、Ａ₄では、領域Ｘ₃（第９層〜第１２層）に開口部１４が配置されている。このうち積層面Ａ₁における第９層と第１１層、及び、積層面Ａ₄における第１０層と第１２層では、ヨーク部Ｙの周方向における貫通孔Ｈの一端側に、積層面Ａ₁における第１０層と第１２層、及び、積層面Ａ₄における第９層と第１１層では、ヨーク部Ｙの周方向における貫通孔Ｈの他端側に、それぞれ開口部１４が配置されている。

【0042】

積層面Ａ₂、Ａ₅では、領域Ｘ₂（第５層〜第８層）に開口部１４が配置されている。このうち積層面Ａ₂における第５層と第７層、及び、積層面Ａ₅における第６層と第８層では、ヨーク部Ｙの周方向における貫通孔Ｈの一端側に、積層面Ａ₂における第６層と第８層、及び、積層面Ａ₅における第５層と第７層では、ヨーク部Ｙの周方向における貫通孔Ｈの他端側に、それぞれ開口部１４が配置されている。

【0043】

積層面Ａ₃、Ａ₆では、領域Ｘ₁（第１層〜第４層）に開口部１４が配置されている。このうち積層面Ａ₃における第１層と第３層、及び、積層面Ａ₆における第２層と第４層では、ヨーク部Ｙの周方向における貫通孔Ｈの一端側に、積層面Ａ₃における第２層と第４層、及び、積層面Ａ₆における第１層と第３層では、ヨーク部Ｙの周方向における貫通孔Ｈの他端側に、それぞれ開口部１４が配置されている。

【0044】

このように、本実施形態では、コアシートＳ₁の貫通孔Ｈに設けられた開口部１４が、溶接部１３と対向する空隙部１２において、一枚のコアシートＳ₁毎に、貫通孔Ｈの一端側又は他端側に交互に（即ち、ヨーク部Ｙの外周に向かって左右交互に）配置されている。なお、この開口部１４は、溶接部１３と対向する空隙部１２において、複数枚のコアシートＳ₁毎に、貫通孔Ｈの一端側又は他端側に交互に配置されていてもよい。例えば、図５に示す各積層面Ｂ₁〜Ｂ₆における開口部１４の配置のように、二枚のコアシートＳ₁毎であってもよく、三枚以上のコアシートＳ₁毎であってもよい。あるいは、一枚毎の部分及び複数枚毎の部分をそれぞれ混在させて開口部１４を配置してもよい。

【0045】

次に、本実施形態のステータ１０において、開口部１４を上述のように配置したことによる作用・機能及びその効果について説明する。

【0046】

上述のとおり、本実施形態のステータ１０は、パイプなどの円筒形の容器Ｐ内に収納されるラジアルギャップ型の回転電機１００を構成するものであり、ステータ１０は溶接により容器Ｐに固定される。この溶接時に発生する熱がステータコア１１を通じて絶縁物１１４まで伝達されると、ステータコア１１と巻線１１５との間の絶縁が破壊され、放電や短絡が生じるおそれがある。本実施形態では、複数の溶接部１３が、ヨーク１１１の外周（更に詳しくは、各積層面Ａ₁〜Ａ₆）に対して局所的に設けられる。したがって、各溶接部１３を形成する際に発生する熱は、各溶接部１３からヨーク１１１に対して局所的に伝達される。

【0047】

ここで、本実施形態のように、溶接部１３が複数のコアシートＳ₁にわたって形成される場合（図４、図５参照）であっても、ヨーク１１１（各コアシートＳ₁のヨーク部Ｙ）に伝達される熱は、一のコアシートＳ₁から回転軸方向に隣接する他のコアシートＳ₁には伝わらず、一枚のコアシートＳ₁を伝熱経路として、その範囲内を優先的に移動する。即ち、積層された各コアシートＳ₁が、それぞれ別個独立した伝熱経路となる。ステータコア１１を構成する各コアシートＳ₁の積層間には不図示の絶縁被膜や微小な隙間が介在しており、これらが熱抵抗となるためである。

【0048】

また、本実施形態では、空隙部１２よりも径方向の外側に位置するヨーク１１１の外周に溶接部１３が設けられるが、このとき、ヨーク１１１に伝達される熱は空隙部１２を避けて移動する。より具体的に言えば、各コアシートＳ₁の溶接部１３が形成される部分からヨーク部Ｙの外周に沿って周方向に熱が移動する。空隙部１２（貫通孔Ｈ）では空気が熱抵抗となるためである。しかしながら、本実施形態では、この熱の移動方向のいずれか一方に開口部１４が配設されているため、開口部１４において熱の移動が遮断され、各コアシートＳ₁の溶接部１３が形成される部分からの熱の移動方向が限定される。したがって、伝熱経路となる各コアシートＳ₁において、溶接部１３からスロット１１３まで伝達される熱が効果的に低減される。

【0049】

一方、開口部１４を設けたことにより、各コアシートＳ₁の溶接部１３が設けられる部分（即ち、貫通孔Ｈよりも径方向の外側に位置するヨーク部Ｙ）では、舌片状の鋼板片（以下、舌片部と示す）が、開口部１４が設けられていない側で片持ち支持された状態にある。このため、溶接部１３が設けられる当該ヨーク部Ｙの機械的強度が不十分になるおそれがある。しかしながら、本実施形態では、開口部１４が、一又は複数のコアシートＳ₁毎に貫通孔Ｈの一端側又は他端側に交互に配置されているため、舌片部の先端部は、回転軸方向に隣接する他のコアシートＳ₁のヨーク部Ｙにより挟持される。その結果として、舌片部は周方向の両側で支持された状態となり、ヨーク１１１の溶接部１３が設けられる部分全体としての機械的強度が十分に確保される。

【0050】

このように、本実施形態のステータ１０によれば、ヨーク１１１（ヨーク部Ｙ）の周方向における貫通孔Ｈの一端側又は他端側に開口部１４を設け、この開口部１４を、上述のように配置することにより、以下のような効果を得ることができる。

【0051】

即ち、本実施形態に係るステータ１０によれば、溶接部１３と対向する位置に空隙部１２が設けられているため、空隙部１２内の空気が熱抵抗となり、溶接時に発生する熱がスロット１１３内に配置された絶縁物１１４に与える影響が低減される。この空隙部１２を構成するコアシートＳ₁の各貫通孔Ｈには、ヨーク１１１の周方向における各貫通孔Ｈの一端側又は他端側に開口部１４が設けられているため、開口部１４により伝熱経路の一部が遮断され、各コアシートＳ₁における溶接部１３からスロット１１３まで伝達される熱の低減効果をより高めることができる。

【0052】

また、開口部１４が、一又は複数のコアシートＳ₁毎に貫通孔Ｈの一端側又は他端側に交互に配置されているため、舌片部の先端部を、回転軸方向に隣接する他のコアシートＳ₁のヨーク部Ｙにより挟持することができる。これにより、舌片部が周方向の両側で支持された状態となり、溶接部１３が設けられる部分にかかる力を空隙部１２の周方向の両側で一体的に受けることができる。よって、ヨーク１１１の溶接部１３が設けられる部分全体としての機械的強度を十分に確保することが可能となる。これと同時に、熱の伝達方向が空隙部１２の周方向の両側に分散されるため、溶接による磁気特性の劣化に偏りが生じるのを防止できるという相乗効果を得ることができる。

【0053】

さらに、上述のとおり、溶接部１３からスロット１１３まで伝達される熱を大幅に低減することができるので、ヨーク１１１の径方向の寸法（厚み）を磁束量に応じて設計することが可能となる。これにより、ステータ１０を必要最小限の大きさに抑えることができるため、回転電機１００を小型化することができる。あるいは、ステータコア１１のスロット１１３のスペースを拡大して巻線１１５の占積率を高めることができるため、回転電機１００の高性能化を図ることができる。

【0054】

次に、本発明に係るステータの製造方法の実施形態について説明する。なお、以下の説明では、上述した第一実施形態に係るステータ１０の製造方法を一例に挙げて説明する。図１に示すように、ステータ１０は、ヨーク１１１に分割部が形成されていない一体型のステータコア１１を備えており、容器Ｐに溶接固定される。本実施形態に係るステータ１０の製造方法は、ステータコア形成工程と、溶接工程とを含む。

【0055】

ステータコア形成工程では、表面を絶縁処理された、厚さ０．３〜０．５ｍｍ程度の電磁鋼板を準備する工程を経て、打抜き工程、積層工程が行われる。これらの各工程を経て、上述したステータコア１１が形成される。

【0056】

初めに、準備された電磁鋼板を所定の形状に形成するための打抜き工程が行われる。当該打抜き工程では、一又は複数の打抜き用金型から成る切断手段を用いて電磁鋼板を打ち抜くことにより、図３に示すようなコアシートＳ₁が打抜き形成される。本実施形態では、初めに、環状のヨーク部Ｙと、このヨーク部Ｙの内周から径方向に突出する複数（本実施形態では６個）のティース部Ｔが形成される。このとき、ヨーク部Ｙの外周は、概ね、各ティース部Ｔの外側が円弧状に、各スロット１１３の外側が直線状になるように形成される。こうして、コアシートＳ₁の周縁部が形成される。次に、ヨーク部Ｙの所定位置に所定のタイミングで貫通孔Ｈ及び開口部１４を形成することにより、コアシートＳ₁が形成される。

【0057】

本実施形態では、平面視三角形状の貫通孔Ｈが、ティース部Ｔの外側に位置するヨーク部Ｙの外周寄りに打抜き形成される。また、貫通孔Ｈは、ヨーク部Ｙの周方向に１８０度ずれた位置に２箇所設けられる。このような位置関係を満たす限り、外側に貫通孔Ｈが設けられるティース部Ｔは任意である。本実施形態では、６個のティース部Ｔが設けられているため、外側に貫通孔Ｈが設けられたティース部Ｔは互いに対向している。

【0058】

こうして形成された貫通孔Ｈに対して、それぞれ開口部１４が形成される。開口部１４は、ヨーク部Ｙの周方向における貫通孔Ｈの中心に対して異なる側に設けられる。具体的には、図３に示すように、一方（手前側）の貫通孔Ｈには、ヨーク部Ｙの周方向における貫通孔Ｈの一端側（ヨーク部Ｙの外周に向かって左側）に、他方（奥側）の貫通孔Ｈには、ヨーク部Ｙの周方向における貫通孔Ｈの他端側（ヨーク部Ｙの外周に向かって右側）に、それぞれ開口部１４が設けられる。なお、開口部１４は、必ずしも貫通孔Ｈの端部に設けられる必要はないが、本実施形態のように、開口部１４を各貫通孔Ｈの周方向の端部に設ければ、溶接部１３を形成可能な領域を広く確保することが可能となる点で好ましい。

【0059】

貫通孔Ｈ及び開口部１４を形成する方法としては、例えば、可動切断手段を用いて所定のタイミングで、コアシートＳ₁に対する打抜き位置を異ならせて打抜き形成する方法が挙げられる。可動切断手段は、事前の動作設定等により、コアシートＳ₁に対する一又は複数の打抜き用金型の打抜き位置を相対的に移動させることが可能な切断手段である。かかる方法によれば、他の工程を要することなく、ヨーク部Ｙの所望の位置に貫通孔Ｈ及び開口部１４を形成できるという利点がある。貫通孔Ｈ及び開口部１４は、個別に異なるタイミングで形成してもよいし、両方を同時に形成してもよい。

【0060】

あるいは、コアシートＳ₁に対する打抜き位置が一定の位置に固定された固定切断手段を用いて貫通孔Ｈ及び開口部１４を形成してもよい。固定切断手段を用いれば、金型の位置決めや金型の選択などの工程を省略又は簡略化することができるとともに、貫通孔Ｈ及び開口部１４を単動的に形成することができるため、切断手段の制御が容易であるという利点がある。固定切断手段を用いる場合も、可動切断手段を用いる場合と同様に、貫通孔Ｈ及び開口部１４は、個別に異なるタイミングで形成してもよいし、両方を同時に形成してもよい。

【0061】

次に、上述した打抜き工程により得られた各コアシートＳ₁を回転軸方向に積層する積層工程が行われる。本実施形態では、打抜き工程により打抜き形成された同一形状のコアシートＳ₁を、既に積層されたコアシートＳ₁に対して、周方向に所定角度だけ相対的に回転させて積層することにより、図６に示すような積層体Ｌ₁が得られる。なお、この積層体Ｌ₁は、ステータコア１１の一部を示すものであり、積層体Ｌ₁を構成するコアシートＳ₁の枚数は、例えば、ロータ２の回転軸方向の厚み、及び回転電機１００の用途等に応じて適宜決定される。

【0062】

具体的には、各コアシートＳ₁は、以下のようにして積層される。以下の説明では、第１層となるコアシートＳ₁に形成された貫通孔Ｈの周方向の位置を基準位置として説明する。この基準位置は、例えば、打抜き工程における切断手段の動作設定（詳しくは、コアシートＳ₁に対する打抜き位置の設定）、打抜き工程で形成されたコアシートＳ₁を積層工程まで搬送する搬送手段（例えば、コンベヤ等）の搬送方向などにより決定される。

【0063】

初めに、図４に示す領域Ｘ₁（第１層〜第４層）を構成する各コアシートＳ₁が積層される。本実施形態では、第２層のコアシートＳ₁は、第１層のコアシートＳ₁に対して、周方向（時計回り又は反時計回り）に１８０度回転させて積層される。同様に、第３層のコアシートＳ₁は、第２層のコアシートＳ₁に対して、また、第４層のコアシートＳ₁は、第３層のコアシートＳ₁に対して、それぞれ周方向に１８０度回転させて積層される。言い換えれば、第１層及び第３層のコアシートＳ₁は基準位置から周方向に０度、第２層及び第４層のコアシートＳ₁は基準位置から周方向に１８０度回転させて積層される。

【0064】

次に、図４に示す領域Ｘ₂（第５層〜第８層）を構成する各コアシートＳ₁が積層される。本実施形態では、第５層のコアシートＳ₁は、第４層のコアシートＳ₁に対して、時計回りの周方向に６０度回転させて積層される。続いて、第６層のコアシートＳ₁は、第５層のコアシートＳ₁に対して、時計回りの周方向に２４０度回転させて積層される。第７層のコアシートＳ₁は、第６層のコアシートＳ₁に対して、時計回りの周方向に６０度回転させて積層される。第８層のコアシートＳ₁は、第７層のコアシートＳ₁に対して、時計回りの周方向に２４０度回転させて積層される。言い換えれば、第５層及び第７層のコアシートＳ₁は基準位置から時計回りの周方向に６０度、第６層及び第８層のコアシートＳ₁は基準位置から時計回りの周方向に２４０度回転させて積層される。

【0065】

続いて、図４に示す領域Ｘ₃（第９層〜第１２層）を構成する各コアシートＳ₁が積層される。本実施形態では、第９層のコアシートＳ₁は、第８層のコアシートＳ₁に対して、時計回りの周方向に１２０度回転させて積層される。続いて、第１０層のコアシートＳ₁は、第９層のコアシートＳ₁に対して、時計回りの周方向に３００度回転させて積層される。第１１層のコアシートＳ₁は、第１０層のコアシートＳ₁に対して、時計回りの周方向に１２０度回転させて積層される。第１２層のコアシートＳ₁は、第１１層のコアシートＳ₁に対して、時計回りの周方向に３００度回転させて積層される。言い換えれば、第９層及び第１１層のコアシートＳ₁は基準位置から時計回りの周方向に１２０度、第１０層及び第１２層のコアシートＳ₁は基準位置から時計回りの周方向に３００度回転させて積層される。

【0066】

このように、本実施形態では、第ｎ＋１層（ｎは自然数）のコアシートＳ₁は、第ｎ層のコアシートＳ₁に対して、周方向にスロットピッチθ（３６０度をスロット数で除した角度）の整数倍に相当する角度だけ相対的に回転させて積層される。本実施形態では、スロット数が６であるため、スロットピッチθは６０度である。よって、第ｎ＋１層（ｎは自然数）のコアシートＳ₁が、第ｎ層のコアシートＳ₁に対して、周方向に相対的に回転させられる角度は、６０×ｚ（ｚは整数）度となる。このような角度でコアシートＳ₁を回転させるのは、コアシートＳ₁の周方向における各ティース部Ｔの位相を同一に積層することができるからである。

【0067】

また、本実施形態では、積層体Ｌ₁の回転軸方向の一部を構成する領域Ｘ_n（図示省略）においては、各コアシートＳ₁が、既に積層されたコアシートＳ₁に対して、それぞれ周方向に１８０度だけ相対的に回転させて積層され、且つ、領域Ｘ_nとは異なる他の領域Ｘ_n+1（図示省略）を構成する各コアシートＳ₁は、領域Ｘ_nを構成する各コアシートＳ₁に対して、周方向にスロットピッチθ又はスロットピッチθ＋１８０度だけ相対的な位相をずらせて積層される。

【0068】

上述した積層工程を行うことにより、貫通孔Ｈが複数のコアシートＳ₁にわたって回転軸方向に連通する空隙部１２が形成されるとともに、この空隙部１２において、開口部１４が、一枚のコアシートＳ₁毎に貫通孔Ｈの一端側又は他端側に交互に配置される。これと同時に、当該積層工程を経て得られる積層体Ｌ₁（図６参照）の外周の曲面部に形成される各積層面Ａ₁〜Ａ₆に配置される各開口部１４は、図４に示すステータコア１１の各積層面Ａ₁〜Ａ₆に配置された各開口部１４と同一の位置関係となるように配置される。積層体Ｌ₁における空隙部１２の位置関係も同様である。

【0069】

なお、本実施形態の積層工程において、既に積層されたコアシートＳ₁に対して、周方向に所定角度だけ相対的に回転させて積層するのは、複数枚のコアシートＳ₁毎であってもよい。例えば、上述した積層工程を二枚のコアシートＳ₁毎に対して行えば、当該積層工程を経て得られる積層体（図示省略）の外周の曲面部に形成される各積層面は、図５に示す各積層面Ｂ₁〜Ｂ₆と同一形態となる。

【0070】

そして、この積層体Ｌ₁を構成する各コアシートＳ₁を周知の方法（例えば、溶接、樹脂モールド、ワニス含浸等）により一体化することで、上述したステータコア１１が形成される。さらに、このステータコア１１の各スロット１１３に対して、電気絶縁性を有するフィルム状の絶縁物１１４を介して巻線１１５を配置する巻線工程が行わる。こうして、容器Ｐに固定するためのステータ１０が準備される。

【0071】

次に、上述したステータコア形成工程により得られたステータコア１１と容器Ｐとを固定するための溶接工程が行われる。本実施形態の溶接工程では、予め、容器Ｐの所定位置に事前準備として設けられた溶接孔Ｗ（図１及び図２参照）を通じて溶接が行われる。具体的には、ステータコア１１を容器Ｐ内に収納したときに空隙部１２と対向する部分に溶接孔Ｗが設けられる。この溶接孔Ｗに溶接棒（図示省略）を挿入して空隙部１２の外側に位置するステータコア１１の外周に対して溶接を行うことで、溶接棒及びコアシートＳ₁が一部溶融し、溶接部１３が形成される。こうして形成された溶接部１３を介して、ステータコア１１のヨーク１１１の外周（具体的には、各積層面Ａ₁〜Ａ₆の一部）が、容器Ｐの内面に固定されるのである。

【0072】

このように、本実施形態に係るステータ１０の製造方法によれば、上述したステータコア形成工程及び溶接工程を採用することで、溶接時の熱の影響を低減するとともに、溶接部１３が設けられる部分におけるヨーク１１１の機械的強度が十分に確保されたステータ１０を製造することができる。これにより、ステータコア１１と巻線１１５との間の絶縁を破壊することなく、且つ、ステータコア１１の磁気特性の劣化を最小限に抑えて、パイプなどの円筒形の容器Ｐ内にステータ１０を固定することが可能となる。

【0073】

また、本実施形態のように、所定位置に貫通孔Ｈが形成された一体型のコアシートＳ₁を採用すれば、分割されたヨーク１１１を環状に一体化する工程を省くことができる。これにより、打抜き工程、積層工程を経て回転軸方向に積層された各コアシートＳ₁を、ステータコア１１として一体化するための工程（即ち、ステータコア形成工程）を大幅に簡略化することができる。一体型ステータコアは、磁路となるヨーク１１１に分割部が形成されないため、磁気抵抗を低減できるという利点がある。

【0074】

さらに、積層工程を、上述のように、打抜き工程により打抜き形成された同一形状のコアシートＳ₁を、既に積層されたコアシートＳ₁に対して周方向に所定角度だけ相対的に回転させて積層するように構成すれば、コアシートＳ₁の打抜き工程を大幅に簡略化することができる。つまり、打抜き工程において、同一形状のコアシートＳ₁を形成すればよいため、金型の位置決めや金型の選択などの工程を省略又は簡略化することができる。また、使用する金型の数を減らすことができるため、設備コストを低減することができる。

【0075】

以上、本発明の第一実施形態に係るステータ１０及びその製造方法について説明したが、本発明に係るステータは、その他の形態で実施することができる。

【0076】

例えば、上述したステータコア１１は、コアシートＳ₁に替えて、図７に示すようなコアシートＳ₂（図７（ａ）参照）又はコアシートＳ₃（図７（ｂ）参照）を用いて形成されていてもよい。コアシートＳ₂、Ｓ₃は、貫通孔Ｈ付近におけるヨーク部Ｙの所定位置にカシメ１５が設けられていることを特徴としている。

【0077】

図７（ａ）に示すように、コアシートＳ₂は、ヨーク１１１（ヨーク部Ｙ）の周方向における貫通孔Ｈの両側にカシメ１５が設けられていることを特徴としている。コアシートＳ₂において、カシメ１５は、貫通孔Ｈ付近であって、且つ、ヨーク部Ｙの外周寄りに設けるのが好ましい。カシメ１５を設けることに起因するコアシートＳ₂の磁気特性の劣化の影響を低減し、磁路を阻害するのを回避するためである。

【0078】

かかるコアシートＳ₂を用いれば、開口部１４を貫通孔Ｈの一端側又は他端側に交互に配置して積層されたコアシートＳ₂同士の空隙部１２付近における強度を高めることができる。具体的には、カシメ１５を設けることによって積層されたコアシートＳ₂同士が互いに剥がれ難くなり、周方向で開口部１４の配置が異なるコアシートＳ₂同士を強度的に一体的なものとして取り扱うことができる。また、各コアシートＳ₂を磁束密度が比較的低い部分においてかしめることができる。このため、磁束が流れる磁路を阻害することなく、溶接部１３が設けられる部分におけるヨーク１１１の機械的強度及びステータコア自体の機械的強度を高めることができる。

【0079】

また、図７（ｂ）に示すように、コアシートＳ₃は、ヨーク１１１（ヨーク部Ｙ）の径方向における貫通孔Ｈの外側にカシメ１５が設けられていることを特徴としている。コアシートＳ₃において、カシメ１５は、舌片部の範囲内の任意の位置に設けることができるが、磁気特性の劣化を考慮すれば、溶接部１３が形成される位置（言い換えれば、容器Ｐに設けられた溶接孔Ｗと対向する位置）と一致させて設けるのが好ましい。

【0080】

かかるコアシートＳ₃を用いれば、カシメ１５が設けられた部分に溶接部１３が設けられるため、これらに起因する磁気特性の劣化を最小限に抑えることができる。これにより、ステータコア全体としての磁気特性の劣化を効果的に低減することができる。また、溶接部１３が設けられる部分の機械的強度をさらに高めることができるとともに、ステータコア自体の機械的強度も同時に高めることができる。

【0081】

あるいは、上述したコアシートＳ₂、Ｓ₃それぞれの特徴点を組み合わせた不図示のコアシートを用いてもよい。つまり、カシメ１５は、ヨーク１１１（ヨーク部Ｙ）の周方向における貫通孔Ｈの両側及びヨーク１１１（ヨーク部Ｙ）の径方向における貫通孔Ｈの外側の両方に設けられていてもよい。この場合、各位置にカシメ１５を設けることにより得られる上述のような効果を互いに阻害することなく得ることができる。

【0082】

なお、上述したコアシートＳ₂、Ｓ₃を用いてステータコアを形成する場合、上述したステータコア形成工程において、打抜き工程と積層工程との間に、カシメ１５を形成する工程を設けることにより、上述したステータ１０の製造方法と同様の製造方法で本発明のステータに用いるステータコアを形成することができる。

【0083】

また、第三実施形態として図８及び図９に示すステータ３０のような形態で実施してもよい。ステータ３０は、ステータコア３１を構成する各コアシートＳ₄に設けられた貫通孔Ｈが、積層された全てのコアシートＳ₄にわたって連通しており、空隙部１２が、熱媒体となる流体の流路として用いられることを特徴としている。

【0084】

図８に示すように、ステータコア３１を構成する各コアシートＳ₄は、上述したコアシートＳ₁では貫通孔Ｈが設けられていなかった他のティース部Ｔの外側にも貫通孔Ｈが設けられている。即ち、コアシートＳ₄においては、ティース部Ｔと同数（本実施形態では６個）の貫通孔Ｈが、各ティース部Ｔの外側において周方向に等ピッチ（スロットピッチθ）で設けられている。また、これらの貫通孔Ｈのうち、周方向に互いに１８０度ずれた位置に配置された二の貫通孔Ｈには、ヨーク部Ｙの周方向にける貫通孔Ｈの一端側又は他端側にそれぞれ開口部１４が形成されている。つまり、コアシートＳ₄における開口部１４の配置は、上述したコアシートＳ₁における開口部１４の配置と同一の位置関係にある。

【0085】

ステータコア３１は、多数枚のコアシートＳ₄を上述した打抜き工程により形成し、各コアシートＳ₄を上述した積層工程により回転軸方向に積層することで形成することができる。こうして形成されたステータコア３１のヨーク３１１の外周には、図９に示すような積層面Ｃ₁〜Ｃ₆が形成される。このとき、積層面Ｃ₁〜Ｃ₆における開口部１４の配置は、図４に示す積層面Ａ₁〜Ａ₆における開口部１４の配置と同一の位置関係になる。

【0086】

本実施形態のステータ３０と、上述したステータ１０との相違点は以下の点にある。即ち、本実施形態では、各積層面Ｃ₁〜Ｃ₆において開口部１４が配置されていない各領域のヨーク３１１にも空隙部１２が設けられている。言い換えれば、各積層面Ｃ₁〜Ｃ₆における回転軸方向のすべての領域（領域Ｘ₁〜Ｘ₃を含む）に空隙部１２が形成されている。したがって、本実施形態では、ステータコア３１のヨーク３１１において、空隙部１２が回転軸方向の一端から他端まで貫通している。

【0087】

これは、積層工程において、第ｎ＋１層のコアシートＳ₄を、第ｎ層のコアシートＳ₄に対して、周方向にスロットピッチθの整数倍に相当する角度だけ相対的に回転させて積層したとしても、第ｎ＋１層及び第ｎ層それぞれのコアシートＳ₄において、各貫通孔Ｈの位置が周方向に同じ位相で配置されるからである。領域Ｘ_n+1を構成する各コアシートＳ₄を、領域Ｘ_nを構成する各コアシートＳ₄に対して、周方向にスロットピッチθ又はスロットピッチθ＋１８０度だけ相対的な位相をずらせて積層した場合についても同様である。

【0088】

本実施形態のように、ステータ３０が容器Ｐに溶接固定される回転電機は、後述する圧縮機構とともに容器Ｐ内に密閉して一体的に収納される、いわゆる全密閉型の圧縮機に採用されることが多い。本実施形態のステータ３０は、例えば、空気調和機に使用される冷媒用ロータリ圧縮機等に用いる回転電機に適している。冷媒用ロータリ圧縮機は、容積圧縮機の一種であり、シリンダと、このシリンダ内に配置されたピストンとを有する圧縮機構を備えている。圧縮機構は、ピストンを動作させることによりアキュムレーターから供給される冷媒をシリンダ内に吸入し、吸入された冷媒を圧縮する。このピストン（圧縮機構が他の形態である場合は、ピストンに相当する構成）を動作させるための動力源として回転電機が使用される。

【0089】

本実施形態のステータ３０によれば、空隙部１２を熱媒体となる流体（冷媒）の流路として利用することにより、ステータ３０の発熱を効果的に抑制することができる。これにより、回転電機を大容量化することが可能となり、圧縮機の性能を向上させることができる。

【0090】

なお、本実施形態において、ヨーク３１１の外周（各積層面Ｃ₁〜Ｃ₆）に開口部１４が配置される部分は、必ずしも溶接部１３が形成される箇所のみである必要はない。例えば、図９に示す各積層面Ｃ₁〜Ｃ₆における回転軸方向の全領域（領域Ｘ₁〜Ｘ₃を含む）にわたって、開口部１４が、一又は複数枚のコアシート毎に、貫通孔Ｈの一端側又は他端側に交互に配置されていてもよい。この場合、コアシートＳ₄を、一端側に開口部１４が設けられた貫通孔Ｈと、他端側に開口部１４が設けられた貫通孔Ｈとが、周方向に交互に配置されるように加工し、これを周方向（時計回り又は反時計回り）にスロットピッチθずつ回転させながら、あるいは揺動させながら積層すればよい。

【0091】

また、上述した各実施形態のステータ１０〜３０を構成するステータコア１１〜３１は、いずれも一体型ステータコアであるが、本発明のステータを構成するステータコアとして、いわゆる分割型ステータコアを採用してもよい。例えば、第四実施形態として図１０に示すステータ４０は、互いに隣り合うティース４１２間におけるヨーク４１１の内周から径方向に形成された複数の分割部４１４において、ヨーク４１１が複数（本実施形態では６個）の分割コア４１Ｄに分割された、分割型のステータコア４１を備える。分割型ステータコアは、製造時においてコア取りが良く歩留まりが高いという利点がある。

【0092】

分割コア４１Ｄは、図１１に示す各コアシートＳ₅〜Ｓ₇を適宜組み合わせて所定の積層順に積層することにより形成されている。本実施形態では、各コアシートＳ₅〜Ｓ₇のティース部Ｔの径方向の外側に位置するヨーク部Ｙに貫通孔Ｈが設けられている。したがって、各分割コア４１Ｄには、ティース４１２の径方向の外側に位置するヨーク４１１に空隙部１２が設けられる。また、本実施形態では、空隙部１２は、分割コア４１Ｄのヨーク４１１の回転軸方向の一端から他端まで貫通しているが、回転軸方向の一部を構成する領域にのみ空隙部１２が設けられていてもよい。この場合、各コアシートＳ₅〜Ｓ₇と平面形状が同一であって貫通孔Ｈが設けられていない不図示のコアシートを用いればよい。

【0093】

また、分割コア４１Ｄは、ヨーク４１１の外周における曲面部に形成される積層面Ｄの形態を、例えば、回転電機のサイズ、用途等に応じて、図１２に示すような形態から適宜選択して設計することができる。つまり、図１２（ａ）に示す積層面Ｄ_aのように、回転軸方向の全領域にわたって、開口部１４が、一枚のコアシート毎に、ヨーク部Ｙの周方向における貫通孔Ｈの一端側又は他端側に交互に配置されていてもよいし、図１２（ｂ）に示す積層面Ｄ_bのように、これが複数枚（二枚）のコアシート毎であってもよい。あるいは、図１２（ｃ）に示す積層面Ｄ_cのように、開口部１４が配置されていない領域が含まれていてもよい。積層面Ｄ_cの回転軸方向における、開口部１４が配置されていない領域の配置は、積層するコアシートの選択及び積層順により調整される。

【0094】

本実施形態のステータ４０を構成するステータコア４１は、上述した製造方法を利用して、以下のように製造することができる。即ち、打抜き工程により、図１１に示す各コアシートＳ₅〜Ｓ₇を形成する。具体的には、ティース部Ｔと、周方向の両端に分割部４１４が形成されたヨーク部Ｙとから成るＴ字状の周縁部を形成し、ヨーク部Ｙの所定位置に貫通孔Ｈを形成することでコアシートＳ₇が形成される。そして、このコアシートＳ₇に対して、ヨーク部Ｙの周方向における貫通孔Ｈの一端側又は他端側に開口部１４を形成することで、コアシートＳ₅、Ｓ₆が形成される。

【0095】

ここで、開口部１４を形成する方法としては、例えば、可動切断手段を用いて所定のタイミングで、コアシートＳ₇に対する打抜き位置を異ならせて打抜き形成する方法が挙げられる。かかる方法によれば、他の工程を要することなく三種類のコアシートＳ₅〜Ｓ₇を所望の順に形成できるという利点がある。あるいは、固定切断手段を用いて所定のタイミングで、コアシートＳ₇に対して一定の打抜き位置で打抜き形成し、これらを交互に裏返すようにしてもよい（ただし、カシメを設ける場合を除く）。かかる方法によれば、コアシートＳ₅とコアシートＳ₆の対称性を利用して、一のコアシートを実質的に二種類のコアシートとして利用することができるため、切断手段の制御を簡略化できるという利点がある。

【0096】

次に、積層工程により、各コアシートＳ₅〜Ｓ₇を所望の順に積層することによって、図１３に示すような積層体Ｌ₂が得られる。各コアシートＳ₅〜Ｓ₇の積層順については、積層体Ｌ₂のヨーク４１１の外周に形成される積層面Ｄの形態（即ち、積層面Ｄにおける開口部１４の配置）に応じて決定される（図１２参照）。この積層体Ｌ₂を構成する各コアシートＳ₅〜Ｓ₇の積層間を、例えば、溶接、ワニス含浸等により一体化することで、分割コア４１が形成される。

【0097】

このようにして形成された複数の分割コア４１Ｄを、ヨーク４１１の周方向の両端に設けられた分割部４１４をそれぞれ対向させて円周状に配置し、これらを周知の接合方法（例えば、カシメ、溶接など）により接合して一体化することにより、ステータコア４１を製造することができる。本実施形態のステータ４０のように、分割型のステータコア４１を採用すれば、上述した各実施形態に係るステータ１０〜３０と同様の効果を得ることができるとともに、製品の歩留まりを向上させることができる。

【0098】

尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々なる改良、修正、又は変形を加えた態様でも実施できる。また、同一の作用又は効果が生じる範囲内で、何れかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施しても良い。

【0099】

例えば、本発明において、コアシートに貫通孔Ｈを設ける位置は、上述した各コアシートＳ₁〜Ｓ₇のように、必ずしもティース部Ｔの外側に位置するヨーク部Ｙの外周寄りである必要はない。具体的には、上述したコアシートＳ₁の変形例として図１４に示すコアシートＳ₈のように、スロット１１３の外側に位置するヨーク部Ｙの外周寄りに貫通孔Ｈが設けられていてもよい。この場合、スロット１１３の外側に位置するヨーク部Ｙの外周を平面視円弧部とし、且つ、このヨーク部Ｙの外周に沿って径方向に所定幅を有する円弧状又は四角形状に貫通孔Ｈを形成するのが好ましい。これにより、貫通孔Ｈが磁束の流れを著しく阻害することなく、ヨーク部Ｙにおいて一定の磁路幅を確保することができる。

【0100】

また、図１５に示すコアシートＳ₉のように、ティース部Ｔの数は奇数（本実施形態では９個）であってもよい。本実施形態では、貫通孔Ｈが周方向に等ピッチで（言い換えれば、周方向に隣り合う貫通孔Ｈに対して、周方向に１２０度ずつずれた位置に）３箇所形成されている。また、各貫通孔Ｈに設けられた開口部１４は、全て、貫通孔Ｈの一端側又は他端側のいずれか一方の同じ側に設けられている。

【0101】

このコアシートＳ₉により構成されるステータコアを形成する方法としては、例えば、上述した可動切断手段により、開口部１４を形成する金型の貫通孔Ｈに対する打抜き位置を、一枚又は複数枚毎に交互に異ならせて打抜き形成された多数枚のコアシートＳ₉を順に積層する方法が挙げられる。あるいは、上述した固定切断手段を用いて形成された同一形状のコアシートＳ₉を、一枚又は複数枚毎に交互に裏返しながら積層するようにしてもよい。

【0102】

なお、かかるステータコアの形成方法は、例えば、上述したコアシートＳ₁、Ｓ₄において、各貫通孔Ｈに設けられた開口部１４が、貫通孔Ｈの一端側又は他端側のいずれか一方の同じ側に設けられている場合にも採用することができる。即ち、コアシートに設けられたティース部Ｔの数が偶数である場合であっても、当該ステータコアの形成方法を採用することができる。

【0103】

このようなコアシートＳ₈、Ｓ₉等を用いた場合であっても、上述した各実施形態のステータ１０〜４０と同様の効果を得ることができると同時に、本願発明における課題を解決することが可能である。また、各実施形態の特徴点を適宜組み合わせた形態で実施することもできる。

【0104】

さらに、本発明において、コアシートに設けられる貫通孔Ｈの平面形状は、図１６に示すような形態であってもよい。例えば、図１６（ａ）に示す貫通孔Ｈ１のように、各辺が径方向の外側に円弧状に湾曲した略三角形状に形成されていてもよい。この場合、円弧状に湾曲した辺の曲率半径は、舌片部の先端部と接触しないように設定される。言い換えれば、舌片部の先端部と接触しない限り、特に限定されない。これにより、熱抵抗としての機能を保持しつつ、より広い磁路幅を確保するとともに、磁束の流れに沿った磁路を形成することができる。

【0105】

あるいは、図１６（ｂ）に示す貫通孔Ｈ２のように、周方向の開口部１４が設けられた側とは反対側に、ヨーク部Ｙの周方向に延びる切欠き部１６を有する形状であってもよい。切欠き部１６は、磁路に影響がない程度の微小幅のものであればよい。これにより、熱抵抗が長くなり、より熱の伝達を低減させることができる。この場合、舌片部が周方向に長くなるため、一枚のコアシートとして考慮すれば、片持ち支持された舌片部の機械的強度は低下する。しかしながら、本発明では、上述のとおり舌片部の先端部が、回転軸方向に隣接する他のコアシートのヨーク部Ｙにより挟持されるため、複数枚のコアシートの積層体としては、十分な機械的強度が確保される。

【0106】

なお、上述した本発明の各実施形態に係るステータは、いずれも一のティースに一の相の巻線が巻回される集中巻きステータを例示して説明しているが、本発明に係るステータは、一のスロットに複数の相の巻線が配置される分布巻きステータであってもよい。

【符号の説明】

【0107】

１：回転軸
２：ロータ
１０、２０、３０、４０：ステータ
１１、２１、３１、４１：ステータコア
１２：空隙部
１３：溶接部
１４：開口部
１５：カシメ
１６：切欠き部
１００：回転電機
１１１、３１１、４１１：ヨーク
１１２ａ〜１１２ｆ、３１２ａ〜３１２ｆ、４１２：ティース
１１３、４１３：スロット
４１４：分割部
Ｓ₁〜Ｓ₉：コアシート
Ｙ：ヨーク部
Ｔ：ティース部
Ｐ：容器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】