(57)【要約】【課題】  回転電機において、簡易かつ確実にステータを固定し、かつ固定に伴なう磁気特性の劣化を軽減する。【解決手段】  ハウジング３０において、ステータコア１２の軸方向の一方端面は第１の段差部ＳＴ１によって支持される。ステータコア１２の軸方向の他方端面には、第２の段差部ＳＴ２と接合するように保持部材４０ａが嵌合される。これにより、ステータコア１２は、軸方向に沿って上下から挟持されることによって、ハウジング３０に固定される。ステータコア１２は、ヨーク部の軸方向の長さが、ティース部の軸方向の長さよりも長くなるように形成される。これにより、ティース部１４０の複数の櫛歯の外端部とヨーク部１２０との接合部分には、軸方向の長さの違いによって凹部領域が形成される。この凹部領域は、保持部材４０ａに設けられた突起部材と一体となって、ステータコア１２の回転抜けを防止する働きをする。【選択図】        図１
2006211846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータと、
前記ステータに対して回転自在に設けられたロータと、
前記ステータおよび前記ロータを収容するハウジングと、
前記ステータを前記ハウジングに固定する固定手段とを備え、
前記ステータは、
ヨーク部とティース部とからなるステータコアと、
前記ステータコアの前記ヨーク部と前記ティース部との接合部に形成された凹部領域とを含み、
前記固定手段は、
前記ハウジングの内周面に設けられ、前記ステータコアの前記ロータの回転軸方向の一方端面を支持する第１の段差部と、
前記ステータコアの前記ロータの回転軸方向の他方端面を支持する保持部材と、
前記ハウジングの内周面に設けられ、前記保持部材が固着される第２の段差部と、
前記保持部材と前記ステータコアの前記他方端面との間に配され、前記凹部領域に対して周方向に係合する突起部材とを含む、回転電機。
【請求項２】
前記ヨーク部は、前記ティース部に対して、前記ロータの回転軸方向の長さがより長く、
前記凹部領域は、前記ヨーク部と前記ティース部との接合部に形成される前記ロータの回転軸方向の段差である、請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記ヨーク部は、鋼板を巻回し前記ロータの径方向に積層した構造である、請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記鋼板は、その磁化容易方向が前記ロータの周方向に一致するように巻回される、請求項３に記載の回転電機。
【請求項５】
前記固定手段は、前記ステータコアの外周面と前記ハウジングの内周面との間に設けられた所定の間隔の隙間をさらに含む、請求項４に記載の回転電機。
【請求項６】
前記所定の間隔は、前記鋼板が前記ロータの径方向に撓む量よりも大きい、請求項４に記載の回転電機。
【請求項７】
前記保持部材は、外径が前記ハウジングの開口部の内径と略同一であり、かつ内径が前記ヨーク部の外径よりも小さい環状体を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項８】
前記保持部材は、各々が、外径が前記ハウジングの開口部の内径と略同一であり、かつ内径が前記ヨーク部の外径よりも小さい複数個の円弧状体を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項９】
前記突起部材は、前記保持部材の前記ロータの回転軸方向の一方面に、少なくとも２個以上の前記凹部領域に係合するように成形される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項１０】
前記突起部材は、前記保持部材の前記ロータの回転軸方向の一方面に、少なくとも２個以上の前記凹部領域に係合するように固着される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項１１】
前記突起部材は、
前記凹部領域に係合する突起部と、
前記突起部を前記保持部材に対して径方向に固着するための支持部とを含む、請求項１０に記載の回転電機。
【請求項１２】
前記突起部材は、
前記凹部領域に係合する突起部と、
前記突起部を前記保持部材に対して周方向であって回転反力と逆向きに固着するための支持部とを含む、請求項１０に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転電機に関し、特に、回転電機の固定子をハウジングに固定する固定構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
固定子（以下、ステータとも称する）と回転子（以下、ロータとも称する）とからなる回転電機において、ステータは、複数のスロットが形成されたステータコアと、スロット間に設けられるティースに巻回されたコイルとから構成される。また、ロータは、ロータコアと、磁力を帯びた磁石と、回転軸となるシャフトとから構成される。
【０００３】
かかる構成において、コイルに電力が供給されることにより、磁界が発生する。発生した磁界に基づいて、ロータとステータとの間に磁束の流れが形成されることによって、ロータは回転力を得る。
【０００４】
このような回転電機のステータコアにおいては、電磁鋼板をプレスにより環状に打ち抜いてヨーク部とティース部とが一体となったコアシートを作成し、このコアシートを軸方向に積層して筒状のステータコアを形成する方法が従来から主流となっている。
【０００５】
さらに、ステータコアは、外装部材であるハウジングに固定される。このステータコアをハウジングに固定する方法としては、焼嵌めや圧入などが従来から一般的に用いられている。これらの方法によれば、ステータコアの外周面とハウジングの内周面とは、押圧力による弾性変形によって面接合される。このとき、ステータコアの外周面とハウジングの内周面との間には、面圧力による摩擦力が生じ、この摩擦力によって両者が固定される。
【０００６】
しかしながら、焼嵌めや圧入による固定方法においては、（１）電磁鋼板を積層して構成されるステータコアに外周から圧力が働くために鉄損が悪化する、（２）締め代確保のために、ステータ外径とハウジング内径との間に厳しい寸法精度が要求される、（３）焼嵌めにおいては、ハウジングへの電熱工程が必要となり、製造工程が複雑化するといった不具合が生じており、生産性および信頼性において改善が求められていた。
【０００７】
そこで、最近では、より簡易な構成であり、かつ組立精度の高いステータの固定構造が多数提案されている（たとえば特許文献１〜３参照）。
【０００８】
図１３は、たとえば特許文献１に記載される、従来のステータの固定構造の第１の例を説明するための側断面図である。
【０００９】
図１３を参照して、ステータコア４１０は、有底円筒状のケース４０１の内部に挿入されて固定される。
【００１０】
ケース４０１は、円筒状の内周面４０２の底面に近い部分において、複数の突出部４０５を有する。各突出部４０５のケース４０１の開口部に面する端面は、回転電機の軸方向に対して垂直な平面部４０６となっている。互いに隣り合う突出部４０５のうち、一方の突出部４０５には平面部４０６側からピン穴４０３が形成され、他方の突出部４０５には平面部４０６側からねじ穴４０４が形成される。このようにして、各突出部４０５には、それぞれピン穴４０３とねじ穴４０４とが交互に形成される。
【００１１】
ステータコア４１０は、外周が円筒状に形成され、内周側には適宜の極数の突極が形成され、各突極には、駆動コイル４１５が巻回されている。ステータコア４１０には、一定間隔ごとに、ステータコア４１０を回転電機の軸方向と平行な方向に貫通する複数のピン４１３が固定される。さらに、これらのピン４１３の間には、ねじ挿通孔４１４が軸方向と平行な方向に貫通して形成される。ステータコア４１０は、ケース４０１の内部に挿入したときに、ピン４１３がケース４０１のピン穴４０３にそれぞれ対向し、かつねじ挿通孔４１４がケース４０１のねじ穴４０４にそれぞれ対向するように配置される。
【００１２】
また、ケース４０１の内周面４０２の径よりもステータコア４１０の外周面４１８の径が小さく、ケース４０１内にステータコア４１０を固定したときに、ケース４０１の内周面４０２とこれに対向するステータコア４１０の外周面４１８との間に隙間４０８ができるようになっている。
【００１３】
このような配置関係において、複数のピン４１３の一端部はケース４０１のピン穴４０３に嵌合される。これにより、ケース４０１に対するステータコア４１０の回転止めがなされる。さらに、ねじ挿通孔４１４に止めねじ４１６を通し、この止めねじ４１６をケース４０１のねじ穴４０４に螺入し締め付ける。これにより、ステータコア４１０は、ケース４０１内に固定される。
【００１４】
このような構成によれば、ステータコア４１０をケース４０１に固定した状態において、ケース４０１の内周面４０２とステータコア４１０の外周面４１８との間には隙間４０８ができるため、ケース４０１の内周面４０２とステータコア４１０の外周面４１８との寸法精度はラフでよく、加工コストを低減することができる。さらに、ピン４１３をピン穴４０３に嵌合させることによって、ステータコア４１０が位置決めされるため、止めねじ４１６の締め付けによる簡単な手段で、ステータコア４１０をケース４０１に固定することができ、組立工程の簡略化によって、組立に要する時間およびコストの低減を図ることができる。
【００１５】
図１４は、たとえば特許文献２に記載される、従来のステータの固定構造の第２の例を説明するための側断面図である。
【００１６】
図１４を参照して、固定子５１３の外枠５００は、フレーム５１０とブラケット５１１，５１２とで構成される。
【００１７】
固定子５１３は、外枠５００を構成するフレーム５１０の内周面に嵌合されている。詳細には、固定子５１３は、第１の固定部材５１４と第２の固定部材５１９とにより固定される。第１の固定部材５１４は、フレーム５１０の一方端に設けられた段付部で構成される。第２の固定部材５１９は、固定子５１３と当接するスペーサ５１６と、このスペーサ５１６に当接する弾性体５１７と、弾性体５１７をフレーム５１０の内周面上に係止する止め輪５１８とで構成される。
【００１８】
この構成において、固定子５１３は、弾性体５１７によって軸方向に強く押圧されることにより、軸方向に固定されるだけでなく、この押圧力による固定子５１３と第１の固定部材５１４との摩擦力、および固定子５１３とスペーサ５１６との間の摩擦力によって周方向にも固定される。なお、固定子５１３は、止め輪５１８をフレーム５１０からはずすことによって容易に取り出すことができる。
【００１９】
このように、図１４のステータの固定構造によれば、固定子５１３をフレーム５１０に対して位置合わせする必要がなく、一方側から容易に固定できるため、組立を自動化することができる。また、固定子５１３がフレーム５１０から容易に取り出せるため、部品再製時に他の部品まで製作する必要がなく、経済的である。
【特許文献１】実開平５−７８１５６号公報
【特許文献２】特開平５−３２８６４４号公報
【特許文献３】特開２００３−１５８８３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、図１３および図１４に示す従来のステータの固定構造は、それまでの焼嵌めや圧入による固定構造に対して、組立が容易になるという反面、それぞれ以下に述べるような問題点を含んでいる。
【００２１】
まず、図１３に示す第１の例においては、電磁鋼板の積層方向に対してボルト締結することから、コアシートの打ち抜きバリや面反りなどによる戻り（以下、スプリングバックとも称する）によって、組付け後にボルトの緩みが生じる可能性が高いことが挙げられる。
【００２２】
次に、図１４に示す第２の例においては、コアシートをボルト締結しないため、上記のような緩みの問題は生じないものの、ステータコアに作用する回転反力（回転トルク）による周方向の回転（以下、回転抜けとも称する）が起こりうる。
【００２３】
そこで、図１４に示すステータの固定構造においては、回転抜けを防止するだけの面圧を確保するために、ステータコアの軸方向に対して、大きな押さえ力が必要となる。
【００２４】
ここで、電磁鋼板は、面方向に圧縮されると鉄損が悪化するという性質を持つ。したがって、電磁鋼板を軸方向に積層して構成されるステータコアにおいては、この軸方向の大きな押さえ力によって回転抜けが回避される一方、磁気特性が劣化し、回転電機自体の効率が低下してしまうことになる。
【００２５】
それゆえ、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、簡易かつ確実にステータが固定された信頼度の高い回転電機を提供することである。
【００２６】
この発明の別の目的は、ステータの固定に伴なう磁気特性の劣化を軽減し、効率の良い回転電機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
この発明のある局面によれば、回転電機であって、ステータと、ステータに対して回転自在に設けられるロータと、ステータおよびロータを収容するハウジングと、ステータをハウジングに固定する固定手段とを備える。ステータは、ヨーク部とティース部とからなるステータコアと、ステータコアのヨーク部とティース部との接合部に形成された凹部領域とを含む。固定手段は、ハウジングの内周面に設けられ、ステータコアのロータの回転軸方向の一方端面を支持する第１の段差部と、ステータコアのロータの回転軸方向の他方端面を支持する保持部材と、ハウジングの内周面に設けられ、保持部材が固着される第２の段差部と、保持部材とステータコアの他方端面との間に配され、凹部領域に対して周方向に係合する突起部材とを含む。
【００２８】
好ましくは、ヨーク部は、ティース部に対して、ロータの回転軸方向の長さがより長く、凹部領域は、ヨーク部とティース部との接合部に形成されるロータの回転軸方向の段差である。
【００２９】
好ましくは、ヨーク部は、鋼板を巻回しロータの径方向に積層した構造である。
【００３０】
好ましくは、鋼板は、その磁化容易方向がロータの周方向に一致するように巻回される。
【００３１】
好ましくは、固定手段は、ステータコアの外周面とハウジングの内周面との間に設けられた所定の間隔の隙間をさらに含む。
【００３２】
好ましくは、所定の間隔は、鋼板がロータの径方向に撓む量よりも大きい。
【００３３】
好ましくは、保持部材は、外径がハウジングの開口部の内径と略同一であり、かつ内径がヨーク部の外径よりも小さい環状体を含む。
【００３４】
好ましくは、保持部材は、各々が、外径がハウジングの開口部の内径と略同一であり、かつ内径がヨーク部の外径よりも小さい複数個の円弧状体を含む。
【００３５】
好ましくは、突起部材は、保持部材のロータの回転軸方向の一方面に、少なくとも２個以上の凹部領域に係合するように成形される。
【００３６】
好ましくは、突起部材は、保持部材のロータの回転軸方向の一方面に、少なくとも２個以上の凹部領域に係合するように固着される。
【００３７】
好ましくは、突起部材は、凹部領域に係合する突起部と、突起部を保持部材に対して径方向に固着するための支持部とを含む。
【００３８】
好ましくは、突起部材は、凹部領域に係合する突起部と、突起部を保持部材に対して周方向であって回転反力と逆向きに固着するための支持部とを含む。
【発明の効果】
【００３９】
この発明によれば、簡易な固定構造によって、ステータを軸方向および周方向から確実に固定することができ、信頼性の高い回転電機を実現することができる。
【００４０】
さらに、ステータコアにボルト締結のための貫通穴を必要としないため、ステータの体格を低減でき、回転電機の小型化および低コスト化を図ることができる。
【００４１】
また、保持部材と連結した突起部材によってステータコアの回転抜けを容易に阻止できるため、ステータコアに与える面圧力を低減して鉄損の悪化を抑えることができる。
【００４２】
さらに、本実施の形態による固定構造を、ヨーク部が径方向に積層された方向性電磁鋼板からなるステータコアに適用すれば、さらに鉄損を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【００４４】
図１は、この発明の実施の形態に従う回転電機の構造を示す断面図である。なお、図１（Ａ）は、回転電機の解体図であり、図１（Ｂ）は、回転電機の完成図である。
【００４５】
図１（Ａ）を参照して、回転電機は、ロータ（図示せず）と、ステータ１０と、ロータおよびステータ１０が一体化して収容されるハウジング３０と、ステータ１０をハウジング３０に固定するための保持部材４０ａとを備える。
【００４６】
図示しないロータは、ハウジング３０に対して、図示しない回転シャフトを介して回転可能に収容される。
【００４７】
ステータ１０は、ロータの回転を制御するために、ロータの外周を取り囲むようにしてハウジング３０の内部に固定的に収容される。ステータ１０は、コイル２０と、ステータコア１２とを含む。
【００４８】
ステータコア１２は、図１（Ａ）に示すように、複数のコイル２０が巻回されて固着される。ステータコア１２の詳細な構造については、後に詳述する。
【００４９】
ハウジング３０は、環状のステータ１０を収容するための円筒状の側面を有しており、その側面の内径が軸方向に沿って３段階に異なっている。詳細には、側面の最も底部に近い側において内径が最も小さく、側面の最も開口部に近い側において内径が最も大きい。さらに、これらの中間に位置する側面の中央部は、ステータコア１２の外径にほぼ等しい大きさの内径となっている。
【００５０】
このため、図１（Ａ）に示すように、ハウジング３０の側面のうち、底部に近い側において、内径の差による第１の段差部ＳＴ１が形成される。同様に、開口部に近い側においても、内径の差による第２の段差部ＳＴ２が形成される。
【００５１】
保持部材４０ａは、外径がハウジング３０の開口部の内径と略同一であり、かつ内径がステータコア１２の外径よりも小さい環状の形状を有する。
【００５２】
ハウジング３０において、ステータコア１２の軸方向の一方端面は、第１の段差部ＳＴ１によって支持される。さらに、ステータコア１２の軸方向の他方端面には、第２の段差部ＳＴ２と接合するように保持部材４０ａが嵌合される。
【００５３】
これにより、図１（Ｂ）に示すように、ステータコア１２は、ハウジング３０の側面に設けられた第１の段差部ＳＴ１と保持部材４０ａとによって、軸方向に沿って上下から挟持されることによって、ハウジング３０に固定される。
【００５４】
なお、保持部材４０ａには、周方向に沿って所定の間隔で複数の貫通穴４２が設けられる。ハウジング３０においても、第２の段差部ＳＴ２の面上に、上記貫通穴の各々と対向するように複数の貫通穴が設けられる。対向する貫通穴において、保持部材４０ａとハウジング３０ａとがボルト締結されることにより、ステータコア１２がハウジング３０に固定される。
【００５５】
この点は、ステータコアとハウジングとを直接的にボルト締結する従来のステータの固定構造（図１３参照）に対して、本実施の形態に従うステータの固定構造に固有な特徴の１つである。
【００５６】
これによれば、従来のステータの固定構造において、ステータコアの外径に突出して設けられていた貫通穴の部分を省略できることから、ステータコアおよびこれを収容するハウジングの体格を低減することができる。また、ステータコアおよびハウジングの外形が凹凸のない円筒状となるため、これらの成形工程が簡素化され、製造コストの低減が図られる。
【００５７】
図２は、本実施の形態に従う回転電機におけるステータの固定構造の詳細を説明するための拡大断面図（図２（Ａ））と、その模式図（図２（Ｂ））とである。
【００５８】
図２（Ａ）を参照して、ステータコア１２は、環状のヨーク部１２０と、ヨーク部１２０に挿入されたティース部１４０とを含む。
【００５９】
ティース部１４０は、径方向外方に向かって環状に配列された複数の櫛歯と、隣り合う櫛歯の径方向内端部同士を連結する連結部とを含む。複数の櫛歯の各々には、図１（Ａ）のコイル２０が巻回され（図示せず）、外端部においてヨーク部１２０に接合される。
【００６０】
ここで、ステータコア１２においては、その製造方法の違いに応じて、構造に複数のタイプが存在する。ステータコア１２の製造方法としては、たとえば、先述のように、電磁鋼板を環状にプレスにて打ち抜いてヨーク部１２０とティース部１４０とが一体となったコアシートを作成し、このコアシートを軸方向に積層して筒状のステータコア１２を形成する方法が主流となっている。
【００６１】
また、第２の製造方法として、ヨーク部１２０およびティース部１４０を、ヨーク素材とティース素材として別々に分割して打ち抜き、それぞれ積層して外コアおよび内コアを形成し、分割面を溶着、溶接、圧入などによって結合固定して筒状のステータコア１２を形成する方法がある。
【００６２】
また、第３の製造方法として、ステータコア１２を帯状のヨーク素材とティース素材とに分割して打ち抜き、後にこれを円筒状に折り曲げ形成する方法もある。
【００６３】
さらに、最近では、これらの製造方法における歩留まりや鉄損を改善する第４の製造方法として、ヨーク部１２０を磁化容易方向が周方向となるように方向性電磁鋼板を環状に積層して形成し、ティース部１４０を方向性電磁鋼板から打ち抜いた帯状のティース形状体を巻回して形成する方法が提案されている。なお、この製造方法によるステータコア１２の詳細な構造については、後に説明する。
【００６４】
本実施の形態に従う回転電機では、ステータコア１２がこれらの製造方法のいずれによって形成される場合においても、ヨーク部１２０の軸方向の長さが、ティース部１４０の軸方向の長さよりも長くなるように形成されることを特徴とする。
【００６５】
このように形成したステータコア１２において、ティース部１４０の複数の櫛歯の外端部とヨーク部１２０との接合部分には、それぞれ、軸方向の長さの違いによって凹部領域が形成される。この凹部領域は、以下に示す保持部材４０ａに設けられた突起部材４４ａと一体となって、ステータコア１２の回転抜けを防止する働きをする。以下に、本実施の形態によるステータの固定構造の持つ回転抜け防止機能について説明する。
【００６６】
図２（Ｂ）を参照して、保持部材４０ａは、ハウジング３０の第２の段差部ＳＴ２と接合した際に、ステータコア１２の凹部に対して嵌合する形状に成形された突起部材４４ａが接合される。なお、本実施の形態では、突起部材４４ａは、保持部材４０ａと一体化して形成される構成としたが、各々を別部品として組付ける構成としてもよい。
【００６７】
この突起部材４４ａは、詳細には、ステータコア１２に環状に配列される複数の凹部領域のうちの回転軸に対して対称に位置する２つの凹部領域に対応するように形成される。この２つの凹部領域と、２つの突起部材４４ａとがそれぞれ嵌合されることによって、ステータコア１２が軸方向と同時に周方向にも固定され、回転トルクによる回転抜けが抑制される。
【００６８】
ステータコア１２の回転抜けに対しては、従来のステータの固定構造においては、図１３および図１４で述べたように、ステータコア１２をボルト締結する、もしくはステータコア１２に軸方向の大きな押さえ力を加えることによる対応がなされていた。これらの構造によれば、ステータコア１２を周方向に固定できる反面、スプリングバックによるボルトの緩みや面圧力による鉄損の悪化という問題を抱えていた。
【００６９】
これに対して、本実施の形態によるステータの固定構造によれば、ステータコア１２の凹部領域と突起部材４４ａとを嵌合するという簡易な構成でステータコア１２を周方向にも固定できることから、鉄損の悪化を招くことなく、ステータ１０を確実に固定することができる。
【００７０】
さらに、本実施の形態に係るステータの固定構造は、図２（Ｂ）に示すように、ハウジング３０において、第１の段差部ＳＴ１にステータコア１２を接合させたときに、ヨーク部１２０の外周面とハウジング３０の内周面との間において、所定の間隔の隙間５０が形成されることを特徴とする。この隙間５０は、上記に示す４通りの製造方法からなるステータコア１２の構造のうち、特に第４の製造方法にて形成されたステータコア１２に有効である。
【００７１】
そこで、隙間５０による効果を説明するにあたり、最初に、第４の製造方法に基づくステータコア１２の構造について説明する。
【００７２】
図３は、本実施の形態に従う回転電機に適用されるステータコア１２の構造例を説明するための平面図である。
【００７３】
図３を参照して、回転電機は、回転自在に固定されたロータ１６０と、ロータ１６０の外周に固設されるステータ１０とを備える。
【００７４】
ステータ１０は、ステータコア１２と、ステータコア１２に巻回されたコイル２０とを含む。ステータコア１２は、環状のヨーク部１２０と、ヨーク部１２０に挿入されたティース部１４０とからなる。
【００７５】
ティース部１４０は、径方向外方に向かって環状に配列された複数の櫛歯１４２を有する。コイル２０は、この複数の櫛歯１４２の各々に巻回される。
【００７６】
ヨーク部１２０は、ティース部１４０の外端部に周方向から当接する接合部１２２を含む。接合部１２２は、周方向に所定の間隔を空けて複数個形成される。
【００７７】
図３に示すステータコア１２の構造において、ヨーク部１２０は、方向性電磁鋼板を径方向に積層して形成される。このとき、方向性電磁鋼板の磁化容易方向が周方向を向くように積層される。図４に、ステータコア１２のヨーク部１２０の詳細な製造方法を示す。
【００７８】
図４を参照して、ヨーク部１２０は、帯状の方向性電磁鋼板１２４を巻回して形成される。詳細には、図４（Ａ）に示すように、方向性電磁鋼板１２４が送りローラ２００によって送られ、巻取り機２０２によって巻取られる。このときの巻取り方向は、方向性電磁鋼板１２４の磁化容易方向に一致させる。これにより、方向性電磁鋼板１２４は、磁化容易方向が周方向を向き、かつ径方向に積層された構造を形成する。
【００７９】
さらに、積層された方向性電磁鋼板１２４は、図４（Ｂ）に示すように、加熱機２０４により加熱されると、隣接する方向性電磁鋼板１２４同士が接着される。これにより、環状のヨーク部１２０が形成される。
【００８０】
図４（Ｃ）を参照して、形成されたヨーク部１２０は、グラインダ２０５によって内周側の複数箇所がＶ字状に切除される。この切除した箇所は、図３に示すティース部１４０との接合部１２２を構成する。接合部１２２は、図４（Ｄ）に示すように、回転軸方向に平行な断面が露出された状態となっている。
【００８１】
再び図３を参照して、ステータコア１２のティース部１４０は、方向性電磁鋼板から打ち抜いた複数の櫛歯１４２が軸方向に積層されて形成される。図５に、ステータコア１２のティース部１４０の詳細な製造方法を示す。
【００８２】
図５（Ａ）を参照して、帯状の方向性電磁鋼板１４４は、送りローラ３００により、その磁化容易方向と同方向に送られた後、プレス機３０２によって所望の形状のティース形状体１４６が打ち抜かれる。なお、ティース形状体１４６とは、ティース部１４０が形成される前の帯状の部材を意味する。
【００８３】
ティース形状体１４６は、図５（Ｂ）に示すように、方向性電磁鋼板１４４の幅方向に複数の櫛歯１４２が並び、各櫛歯１４２の端部が方向性電磁鋼板１４４の磁化容易方向（方向性電磁鋼板１４４の送り方向）を向くように打ち抜かれる。
【００８４】
次に、ティース形状体１４６は、図５（Ｃ）に示すように、櫛歯１４２を揃えて積層される。積層されたティース形状体１４６は、巻取り治具３０４によって巻取られると（図５（Ｄ））、端部同士が溶接されてティース部１４０が完成する。このとき、ティース部１４０の櫛歯１４２は、それぞれ方向性電磁鋼板１４４の磁化容易方向を向いていることから、ティース部１４０の径方向と磁化容易方向とが一致することになる。
【００８５】
さらに、ティース部１４０は、各櫛歯１４２に図示しないコイル２０が巻回されると、図６に示すように、ヨーク部１２０に、櫛歯１４２の外端部と接合部１２２とが接合するように挿入される。
【００８６】
図６を参照して、ヨーク部１２０とティース部１４０とが接合されると、その接合部１２２においては、ヨーク部１２０が櫛歯１４２の径方向の外端部に、周方向から当接する。これにより、櫛歯１４２を径方向に通過する磁束（図中の実線矢印に相当）は、ヨーク部１２０の周方向に流れ易くなる。
【００８７】
さらに、ヨーク部１２０に磁束が流れると（図中の点線矢印に相当）、ヨーク部１２０の内部には、渦電流が発生する。この渦電流は、図７に示すように、方向性電磁鋼板の断面（軸方向に平行な断面）を矢印の方向に還流する。このとき、方向性電磁鋼板は、薄板であって断面積が小さいことから、渦電流が流れることのできる面積が小さく、よって渦電流に対する電気抵抗が高くなる。そのため、ヨーク部１２０には渦電流が流れにくくなり、渦電流損（鉄損）の増加が抑えられる。
【００８８】
次に、図２（Ｂ）のステータの固定構造を参照して、以上の構造からなるステータコア１２とハウジング３０との間に設けた隙間５０のもたらす効果について説明する。
【００８９】
ステータコア１２は、先述のように、ヨーク部１２０が軸方向に上下から挟持されて固定される。このとき、ヨーク部１２０は、径方向に積層された方向性電磁鋼板からなり、その磁化容易方向が周方向に一致することから、挟持によって方向性電磁鋼板に働く面圧力は、磁化容易方向に対して垂直方向から与えられることになる。これは、方向性電磁鋼板にとって、磁化容易方向に引っ張り力が加えられることに等しい。方向性電磁鋼板は、この引っ張り力によって径方向に撓みが生じる。この撓みは、ステータコア１２の外周面を弾性変形させる。
【００９０】
このとき、ステータコア１２の外周面とハウジング３０の内周面とが密着されていれば、ハウジング３０から受ける周方向の面圧力によってステータコア１２の弾性変形が抑制される。しかしながら、本実施の形態のように、両者の間に隙間５０が介在するときには、この弾性変形が抑制されない。したがって、本実施の形態によれば、方向性電磁鋼板は、軸方向の上下からの面圧力に応じた引っ張り力を受けて、自在に弾性変形されることになる。
【００９１】
ここで、方向性電磁鋼板においては、磁路方向に対して圧縮されると鉄損が悪化し、磁路方向に引っ張られると鉄損が改善する性質を持つことが知られている。
【００９２】
したがって、本実施の形態に従うステータの固定構造を、径方向に積層された方向性電磁鋼板からなるヨーク部１２０を有するステータコア１２に適用した場合、挟持によって生じる面圧力によって方向性電磁鋼板の磁路方向に引っ張り力が生じ、かつこの引っ張り力が隙間５０によって抑制されることがないため、結果として、ステータコア１２に生じる鉄損を改善することが可能となる。
【００９３】
なお、以上に述べた効果は、本実施の形態によるステータの固定構造を、電磁鋼板を軸方向に積層してなるステータコア１２に適用した場合には得られないものであり、図３に示す構造のステータコア１２と、本実施の形態による固定構造とを組み合わせることによって初めてもたらされるものである。
【００９４】
以上のように、本実施の形態に係るステータの固定構造によれば、固定によってステータコア１２に生じる鉄損の悪化を抑え、かつステータ１０を確実に固定することができる。また、従来のステータの固定構造において、ステータコア１２の外周面に設けられていた貫通穴の部分が不要となるため、ステータ１０およびハウジング３０の体格を小さくすることができる。
【００９５】
さらに、本実施の形態に係るステータの固定構造を径方向に積層された方向性電磁鋼板からなるステータコア１２に適用すれば、その鉄損の改善が実現される。
【００９６】
最後に、本実施の形態に係る回転電機において、ステータの固定構造を構成する部位（保持部材４０ａおよび突起部材４４ａ）の具体的な構成例について説明する。
【００９７】
図８は、図１に示す保持部材４０ａの構造の一例を示す図である。
【００９８】
図８を参照して、保持部材４０ａは、環状の一体構造であり、ハウジング３０の第２の段差部ＳＴ２に取り付けられて、ステータコア１２のヨーク部１２０を周方向の全体から挟持する。これによれば、保持部材４０ａを単一の部品で構成でき、固定構造に伴なう部品点数の増加を抑えることができる。
【００９９】
なお、保持部材４０ａは、主磁気回路であるステータ１０に近い位置に配置されるため、非磁性材料で構成される。また、保持部材４０ａの弾性力によって軸方向への面圧力を確保するためには、高強度の材料で構成することが望ましい。
【０１００】
図９は、図１に示す保持部材４０ａの構造の他の例を示す図である。
【０１０１】
図９を参照して、保持部材４０ｂは、各々が円弧状の形状からなる複数のブロックで構成される。本図では、対向する２個のブロックを一対として、２対のブロックがハウジングの内周面に、互いに９０°の間隔を保って配置される。
【０１０２】
さらに、対向するいずれか１対のブロックには、ハウジング３０との接合面側において、図示しない回転抜け防止用の突起部材４４ａがそれぞれ設けられる。
【０１０３】
本構成例によれば、保持部材４０ｂを個別のブロック構造とすることにより、一体構造とする図８の構成例に対して、部品点数が増加してしまうものの、材料歩留まりを改善することができる。なお、ブロックの個数については、４個に限定されるものではない。
【０１０４】
なお、図８および図９において、保持部材４０ａ，４０ｂは、環状に配列した複数の貫通穴４２にボルトを通して締め込むことによってハウジング３０に固定されるが、ハウジング３０への固定については、ボルトを用いず、ハウジング３０の外周からかしめることによって行なう構成としてもよい。
【０１０５】
図１０は、図２に示す突起部材４４ａの第１の構成例を示す図である。
【０１０６】
図１０を参照して、突起部材４４ａは、環状の保持部材４０ａと一体化された構造であり、保持部材４０ａの径方向に対称の位置にある２点に配置される。
【０１０７】
突起部材４４ａは、先述のように、ステータコア１２のヨーク部１２０とティース部１４０との接合部に生じた凹部と嵌め合わされることによって、ステータコア１２の回転抜けを防ぐ働きをする。
【０１０８】
本構成例によれば、突起部材４４ａを保持部材４０ａと一体構造とすることにより、部品点数が削減され、組立工程を容易にすることができる。
【０１０９】
図１１は、図２に示す突起部材４４ａの第２の構成例を示す図である。
【０１１０】
図１１を参照して、突起部材４４ｂは、保持部材４０ａとは別部品で構成され、突起部分と、これを支持する支持部分とからなる。支持部分には貫通穴が設けられており、この貫通穴にボルトを通して締め込むことにより、突起部材４４ｂがハウジング３０に直接的に固定される。
【０１１１】
このように、突起部材４４ｂを保持部材４４ａとは別部品とすることによって、各部品の持つ機能が層別され、信頼性の向上を図ることができる。
【０１１２】
また、図１１に示すように、突起部材４４ｂが径方向に対向して固定されることにより、ステータコア１２には、径方向外方に沿って互いに逆向きとなる２つの引っ張り力が働く。この引っ張り力によって、ステータコア１２に生じる回転トルクが打ち消され、回転抜けを防ぐことができる。
【０１１３】
図１２は、図２に示す突起部材４４ａの第３の構成例を示す図である。
【０１１４】
図１２を参照して、突起部材４４ｃは、図１１と同様に、保持部材４４ａとは別部品で構成される。詳細には、突起部材４４ｃは、突起部分を支持する支持部分に設けた貫通穴を介して締め込まれることによって、ハウジング３０に直接的に固定される。
【０１１５】
突起部材４４ｃは、その支持部分がステータコア１２に作用する回転トルクとは反対方向を指すように設けられている点で、図１１に示す突起部材４４ｂとは異なる。このような構成とすることにより、ステータコア１２には、回転トルクと反対方向にこれを阻止する力が作用することから、より強固に周方向に固定されることとなり、信頼度をさらに高めることができる。
【０１１６】
以上のように、この発明の実施の形態によれば、簡易な固定構造によって、ステータを軸方向および周方向から確実に固定することができ、信頼性の高い回転電機を実現することができる。
【０１１７】
さらに、ステータコアにボルト締結のための貫通穴を必要としないため、ステータの体格を低減でき、回転電機の小型化および低コスト化を図ることができる。
【０１１８】
また、保持部材と連結した突起部材によってステータコアの回転抜けを容易に阻止できるため、ステータコアに与える面圧力を低減して鉄損の悪化を抑えることができる。
【０１１９】
さらに、本実施の形態による固定構造を、ヨーク部が径方向に積層された方向性電磁鋼板からなるステータコアに適用すれば、さらに鉄損を改善することができる。
【０１２０】
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。本発明の範囲は上記した説明ではなく、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。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
この発明は、回転電機および回転電機を動力源として搭載する車両に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】この発明の実施の形態に従う回転電機の構造を示す断面図である。
【図２】本実施の形態に従う回転電機におけるステータの固定構造の詳細を説明するための拡大断面図（図２（Ａ））と、その模式図（図２（Ｂ））とである。
【図３】本実施の形態に従う回転電機に適用されるステータコア１２の構造例を説明するための平面図である。
【図４】ステータコアのヨーク部の詳細な製造方法を示す図である。
【図５】ステータコアのティース部の詳細な製造方法を示す図である。
【図６】ステータコアにおけるヨーク部とティース部との接合部を示す図である。
【図７】ヨーク部に生じる磁束および渦電流を説明するための図である。
【図８】図１に示す保持部材の構造の一例を示す図である。
【図９】図１に示す保持部材の構造の他の例を示す図である。
【図１０】図２に示す突起部材の第１の構成例を示す図である。
【図１１】図２に示す突起部材の第２の構成例を示す図である。
【図１２】図２に示す突起部材の第３の構成例を示す図である。
【図１３】特許文献１に記載される、従来のステータの固定構造の第１の例を説明するための側断面図である。
【図１４】特許文献２に記載される、従来のステータの固定構造の第２の例を説明するための側断面図である。
【符号の説明】
【０１２３】
１０  ステータ、１２  ステータコア、２０  コイル、３０  ハウジング、４０ａ，４０ｂ  保持部材、４２  貫通穴、４４ａ，４４ｂ，４４ｃ  突起部材、５０  隙間、１２０  ヨーク部、１２２  接合部、１２４  方向性電磁鋼板、１４０  ティース部、１４２  櫛歯、１４４  方向性電磁鋼板、１４６  ティース形状体、１６０  ロータ、２００，３００  送りローラ、２０２  巻取り機、２０４  加熱機、２０５  グラインダ、３０２  プレス機、３０４  巻取り治具、４０１  ケース、４０２  ケースの内周面、４０３  ピン穴、４０４  ねじ穴、４０５  突出部、４０６  平面部、４０８  隙間、４１０  固定鉄心、４１４  ねじ挿通孔、４１５  駆動コイル、４１６  止めねじ、４１８  固定子の外周面、５００  外枠、５１０  フレーム、５１１，５１２  ブラケット、５１３  固定子、５１４  第１の固定部材、５１６  スペーサ、５１７  弾性体、５１８  止め輪、５１９  第２の固定部材、ＳＴ１  第１の段差部、ＳＴ２  第２の段差部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006211846.tif 000009
【図８】
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【図９】
2006211846.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2006211846.tif 000014
【図１３】
2006211846.tif 000015
【図１４】
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