(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータ鋼板をステータ軸線方向に積層してなるステータピースを円形に配列して得られるステータコアを、ステータ軸線方向両側に配したブラケット間に挟持すると共にモールドして造ったステータと、該ステータに対して相対回転するロータとを具える回転電機において、
前記ステータピースおよびブラケットにそれぞれ、ステータ軸線方向に延在して相互に整列する整列孔を設け、
これらステータピースおよびブラケットの整列孔に位置決めピンを挿置してブラケットに対するステータピースの位置決めを行う構成とし、
前記ステータピースに設ける整列孔を、ブラケットから遠い端部が閉塞している盲孔としたことを特徴とする回転電機のステータピース位置決め構造。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機のステータピース位置決め構造において、前記ブラケットの一方と、該一方のブラケットに係わるステータピースの一端面に設ける整列孔を、複数組としたことを特徴とする回転電機のステータピース位置決め構造。
【請求項３】
請求項２に記載の回転電機のステータピース位置決め構造において、前記ブラケットの一方と、該一方のブラケットに係わるステータピースの一端面に設ける整列孔を２組とし、他方のブラケットと、該他方のブラケットに係わるステータピースの他端面に設ける整列孔を１組としたことを特徴とする回転電機のステータピース位置決め構造。
【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（電動機や発電機）におけるステータを成すステータピースの位置決め構造、特に、ステータの軸線方向両端におけるブラケットに対して安価に、且つ高精度に位置決めするためのステータピース位置決め構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
回転電機としては従来、例えば特開２００１−３５９２６１号公報に記載のような、永久磁石型回転同期モータなどが知られている。
このモータにつき従来の回転電機を説明するに、ステータ鋼板をステータ軸線方向に積層してなるステータピースを、これに電磁コイルが巻線された状態で円形に配列してステータコアを造形し、これをステータ軸線方向両側に配したブラケット間に挟持すると共に樹脂などでモールドして造ったステータと、このステータに対し相対回転するロータとで回転電機を構成する。
【０００３】
なおロータは、電磁鋼板をロータ回転軸線方向へ積層してなる積層コアと、この積層コアに対しロータ回転軸線方向へ挿置した永久磁石とで構成する。
モータ駆動に当たっては、ロータの回転位置、つまりこれに上記のごとく設けられる永久磁石の位置に応じた回転磁界をステータに発生させることで、これに同期してロータを回転駆動させることができる。
【０００４】
ところで、ステータは上記のブラケットを介してハウジングに取り付けられ、ブラケットがハウジングに対して位置決めされることから、円形配列のステータピースを上記のごとくモールドしてステータとなす前段階で各ステータピースをブラケットに対して高精度に位置決めしておく必要がある。
さもなくば、ブラケットを介してステータをハウジングに取り付けた時、同じくハウジングに回転自在に支持されるロータとの間のクリアランスを正常に確保し得ず、ステータとロータとの間で干渉が発生したり、電磁場性能の低下を招く。
【０００５】
このため従来は、各ステータピースをブラケットに対し位置決めするに当たり、上記の文献にも記載されている通り、ステータピースを突き当てるブラケットの面にステータピースの対応端部を嵌め合い型式に包持するような複数個１組のリブを立設し、これら複数個１組のリブにより各ステータピースをステータ軸線を横切る面内で全ての方向に拘束する手法が採用されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、かようにブラケットに設けた複数個１組のリブにより各ステータピースの端部を包持してブラケットに対するステータピースの位置決めを行うのでは、所期の高い位置決め精度を満足させるように上記のリブを設けるのが極めて困難であるし、また可能である場合においてもリブを高精度に造ろうとすると極めてコスト高になって実際的でない。
【０００７】
また、多数のステータピースをブラケットに対し円形配列に組み付けてステータコアとなす組み立て作業の観点においても、先ず一方のブラケットに対し個々のステータピースを上記複数個１組のリブに嵌め合わせた状態で立設し、全てのステータピースを立設し終えた後に、これら全てのステータピースの他端に対し他方のブラケットの対応する複数個１組のリブを同時に嵌め合わせる作業手順となり、この同時嵌め合わせ作業が困難であって作業性の低下を否めない。
【０００８】
本発明は、上記のようにブラケットに設けた複数個１組のリブへの嵌め合いによりステータピースを位置決めする手法に代えて、これらブラケットおよびステータピースに設けた孔およびこれに挿置するピンによりこれら両者間の位置決めを行うようにすることで上記の問題を解消した回転電機のステータピース位置決め構造を提案することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的のため本発明においては、請求項１に記載のごとく、上記型式の回転電機において、ステータピースおよびブラケットにそれぞれ、ステータ軸線方向に延在して相互に整列する整列孔を設け、これらステータピースおよびブラケットの整列孔に位置決めピンを挿置してブラケットに対するステータピースの位置決めを行う構成とする。
【００１０】
【発明の効果】
かかる本発明の構成によれば、円形配列のステータピースをステータ軸線方向両側のブラケットにより挟持すると共にモールドしてステータとなす前段階で、各ステータピースをブラケットに対し所定の円形配列状態に位置決めするに際し、上記の整列孔とこれらに挿置した位置決めピンとにより当該位置決めを行うものとしている。
【００１１】
そのため、従来のごとくブラケットに設けた複数個１組のリブにより各ステータピースの端部を包持してブラケットに対するステータピースの位置決めを行う場合よりも、簡単、且つ安価な整列孔および位置決めピンにより高い精度で各ステータピースをブラケットに対し位置決めすることができる。
【００１２】
また、多数のステータピースをブラケットに対し円形配列に組み付けてステータコアとなす組み立て作業の観点においても、全てのステータピースに同時に位置決めピンを挿置する必要がなく、個々のステータピースに順次位置決めピンを挿置して当該組み立てを行う作業手順の採用が可能であり、同時作業がない分作業性の向上を実現することができる。
【００１３】
また、ステータピースに設ける整列孔は、ブラケットから遠い端部が閉塞している盲孔とする。
この場合、整列孔がステータピースを貫通しないため、電磁場性能の低下を少なくすることができる。
【００１４】
なお、請求項２に記載のごとく、ブラケットの一方と、該一方のブラケットに係わるステータピースの一端面に設ける整列孔を、複数組とするのが良い。
この場合、作動中にステータピースに作用するステータ円周方向における倒れに対する抗力が大きくなり、ステータピースの位置決め精度を不変に保つことができる。
【００１５】
この際、請求項３に記載のごとく、ブラケットの一方と、該一方のブラケットに係わるステータピースの一端面に設ける整列孔を２組とし、他方のブラケットと、該他方のブラケットに係わるステータピースの他端面に設ける整列孔を１組とするのが良く、
この場合、最小の整列孔および位置決めピンの個数で前記の作用効果を達成することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１および図２は、本発明の一実施の形態になるステータピース位置決め構造を具えた回転電機を示し、この回転電機を本実施の形態においては複合電流多層モータとして構成する。
先ず、図１および図２により複合電流多層モータの全体構成を概略説明するに、このモータは１個の円環状のステータ１と、その内外周にそれぞれ同軸に配置したインナーロータ２およびアウターロータ３とよりなる三重構造とし、これらをハウジング４内に収納して構成する。
【００１７】
この収納に当たっては、アウターロータ３の外周にトルク伝達シェル５を図２のキー６により駆動結合して設け、該トルク伝達シェル５の両端をそれぞれ図１のごとくベアリング７，８によりハウジング４に回転自在に支持し、トルク伝達シェル５をベアリング８の側で中空のアウターロータシャフト９に結合する。
【００１８】
インナーロータ２は中心にインナーロータシャフト１０を貫通して具え、これらインナーロータ２およびインナーロータシャフト１０間をキー１１により駆動結合する。
インナーロータシャフト１０の一端をベアリング１２により固定のステータブラケット１３内に回転自在に支持し、また他端をベアリング１４によりトルク伝達シェル５の対応端壁に回転自在に支持する。
【００１９】
ステータ１は、図２に示すごとき電磁鋼板をプレス成形して造ったＩ字状のステータ鋼板１５をステータ軸線方向に積層してなるステータピース１６を具える。
個々のステータピース１６には、アウターロータ側ヨーク１５ａおよびインナーロータ側ヨーク１５ｂ間におけるティース１５ｃの箇所において電磁コイル１７を巻線し、これらコイル巻線済のステータピース１６を同一円周方向等間隔に、つまり円形に配列してステータコアとなし、このステータコアをステータ軸線方向両側のブラケット１３，１８（図１参照）間にボルト１９で挟持すると共に全体的に樹脂２０でモールドすることにより一体化してステータ１を構成する。なお、上記したボルト１９は図２に示すごとく、隣り合うステータピース１６間において位置させる。
【００２０】
かかるステータ１は、アウターロータシャフト９が存在する端部側をハウジング４に直接支持することができないため、以下の構造により片持ち梁型式に支持する。
つまり図１に明示するように、ステータ１から遠いブラケット１３の側に中心中空軸部２１を突設し、これをハウジング４の対応端壁に貫通してナット２２で締め上げることにより、ステータ１を軸線方向に位置決めしてハウジング４に片持ち梁型式に支持する。
なおこの時、ブラケット１３とハウジング４との間における円周方向相対位置は、これらに挿置した位置決めピン２３により決定する。
【００２１】
なお、インナーロータ２およびアウターロータ３はそれぞれ、電磁鋼板などをプレス成形して造った板材のロータ軸線方向への積層になる積層コア２４，２５を具え、これら積層コア２４，２５に、ロータ軸線方向に貫通する永久磁石２６，２７を円周方向等間隔に配置して設けた構成となす。
モータの駆動に当たっては、インナーロータ２およびアウターロータ３の回転位置、つまりこれらに上記のごとく設けられる永久磁石の位置に応じた両ロータ２，３用の駆動電流を複合して得られる複合電流をステータ１の電磁コイル１７に供給し、これにより両ロータ２，３用の回転磁界をステータに個別に発生させることで、回転磁界に同期してロータ２，３を個別に回転駆動させることができる。
【００２２】
ところで、制御上ハウジング４に対する電磁コイル１７の円周方向位置を定めておく必要があることから、ピン２３（図１参照）により上記のごとくハウジング４に対し円周方向に位置決めされるステータ１のブラケット１３（従ってブラケット１８）に対し各ステータピース１６を円周方向に位置決めする必要がある。
【００２３】
本実施の形態においては、かかる位置決めを特に以下のごとくに行う。
つまり図１および図２に示すごとく、ブラケット１３，１８および各ステータピース１６にそれぞれ、ステータ軸線方向へ延在して相互に整列する２組の整列孔３１〜３５、つまりブラケット１３の孔３１およびステータピース１６の孔３４よりなる第１組の整列孔と、ブラケット１３の孔３２およびステータピース１６の孔３５並びにブラケット１８の孔３３よりなる第２組の整列孔とを設ける。
【００２４】
ここで整列孔３１〜３５は、ブラケット１３，１８に対し各ステータピース１６が所定の円周方向位置となった時に整列するよう配置し、この整列時に向かい合う孔の開口端内に位置決めピン３６〜３８を挿置してブラケット１３，１８に対する各ステータピース１６の位置決めを個々に行う。
なお本実施の形態において、ステータピース１６に設ける整列孔３４，３５はステータピース１６をステータ軸線方向に貫通する貫通孔とする。
【００２５】
上記した本発明によるステータピース１６の位置決め構造によれば、円形配列のステータピース１６をステータ軸線方向両側のブラケット１３，１８によりボルト１９で挟持すると共に樹脂２０によりモールドしてステータとなす前段階で、各ステータピース１６をブラケット１３，１８に対し所定の円形配列状態に位置決めするに際し、整列孔３１〜３５とこれらに挿置した位置決めピン３６〜３８とにより当該位置決めを行うから、
従来のごとくブラケットに設けた複数個１組のリブにより各ステータピースの端部を包持してブラケットに対するステータピースの位置決めを行う場合よりも、簡単、且つ安価な整列孔３１〜３５および位置決めピン３６〜３８により高い精度で各ステータピース１６をブラケット１３，１８に対し位置決めすることができる。
【００２６】
また、多数のステータピース１６をブラケット１３，１８に対し円形配列に組み付けてステータコアとなす組み立て作業の観点においても、全てのステータピース１６に同時に位置決めピン３６〜３８を挿置する必要がなく、個々のステータピース１６に順次位置決めピン３６〜３８を挿置して当該組み立てを行う作業手順の採用が可能であり、同時作業がない分作業性の向上を実現することができる。
【００２７】
更に本実施の形態においては、ステータピース１６に設ける整列孔３４，３５を、ステータ軸線方向にステータピース１６を貫通する貫通孔としたから、ステータピース１６のステータ軸線方向両端に設ける整列孔を同時に加工することができて整列孔３４，３５の加工性を高めることができる。
【００２８】
なお本実施の形態におけるように、一方のブラケット１３と、これに係わるステータピース１６の一端面に設ける整列孔３１，３４および３２，３５を２組とし、他方のブラケット１８と、これに係わるステータピース１６の他端面に設ける整列孔３３，３５を１組とする場合、作動中にステータピース１６に作用するステータ円周方向の倒れに対する抗力が大きくなり、ステータピースの位置決め精度を不変に保つことができ、しかもこの作用効果を最小の整列孔および位置決めピンの個数で達成することができる。
【００２９】
図３は本発明の他の実施の形態を示し、本実施の形態においては各ステータピース１６に設ける整列孔３４を図１に示すような貫通孔とせず、ブラケット１３に近い端面側に開口した盲孔とし、その深さを位置決めピン３６が貫入するのに必要な最小限の深さとし、また、図１の整列孔３５に対応させてステータピース１６に設ける整列孔３５ａ，３５ｂも貫通孔とせず、位置決めピン３７，３８が貫入するのに必要な最小限の深さの盲孔とする。
この場合、整列孔３４，３５ａ，３５ｂが各ステータピース１６を貫通しないため、電磁場性能の低下を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態になるステータピース位置決め構造を具えた複合電流多層モータの縦断側面図である。
【図２】同複合電流多層モータのステータを軸線方向に見て示す縦断正面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態になるステータピース位置決め構造を示す、図１と同様な縦断側面図である。
【符号の説明】
１  ステータ
２  インナーロータ
３  アウターロータ
４  ハウジング
５  トルク伝達シェル
６  キー
７  ベアリング
８  ベアリング
９  アウターロータシャフト
１０  インナーロータシャフト
１１  キー
１２  ベアリング
１３  ブラケット
１４  ベアリング
１５  ステータ鋼板
１６  ステータピース
１７  電磁コイル
１８  ブラケット
１９  ボルト
２０  モールド樹脂
２１  中心中空軸部
２２  ナット
２３  位置決めピン
２４  積層コア
２５  積層コア
２６  永久磁石
２７  永久磁石
３１  整列孔
３２  整列孔
３３  整列孔
３４  整列孔
３５  整列孔
３５ａ  整列孔
３５ｂ  整列孔
３６  位置決めピン
３７  位置決めピン
３８  位置決めピン
【図１】
0003622735.tif 000002
【図２】
0003622735.tif 000003
【図３】
0003622735.tif 000004