(57)【要約】【課題】トルクリップルが低減可能な回転電機のステータを提供する。【解決手段】回転電機のステータ１０は、ステータコア１１と、該ステータコア１１に装着されたコイル１５、を備える。ステータコア１１は、円環形状のヨーク部２１と、ヨーク部２１の内周縁２１ｂから径方向に円環中心Ｏへ向かって突出し、ヨーク部２１の周方向に等間隔で形成された複数のティース部２２と、隣り合うティース部２２間に形成された複数のスロット部２３と、ヨーク部２１の外周縁２１ａから径方向外側に突出し、ボルト３０が挿通するボルト挿通孔２４ａが形成された複数の締結部２４と、を有する。ステータコア１１の円環中心Ｏとボルト挿通孔２４ａとを結んだ仮想線Ｌ上に位置する全てのスロット部２３には、該スロット部２３に連通するトルクリップル抑制溝４０がヨーク部２１に突出するように設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアと、
該ステータコアに装着されたコイルと、を備える回転電機のステータであって、
前記ステータコアは、
円環形状のヨーク部と、
前記ヨーク部の内周縁から径方向に円環中心へ向かって突出し、前記ヨーク部の周方向に等間隔で形成された複数のティース部と、
隣り合うティース部間に形成された複数のスロット部と、
前記ヨーク部の外周縁から径方向外側に突出し、締結部材が挿通する締結部材挿通孔が形成された複数の締結部と、を有し、
前記ステータコアの円環中心と前記締結部材挿通孔とを結んだ仮想線上に位置する全てのスロット部には、該スロット部に連通するトルクリップル抑制溝が前記ヨーク部に突出するように設けられている、回転電機のステータ。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機のステータであって、
前記トルクリップル抑制溝の少なくとも１つには、該トルクリップル抑制溝が設けられた前記スロット部内に収容される前記コイルの温度を検出する温度センサが収容されている、回転電機のステータ。
【請求項３】
請求項２に記載の回転電機のステータであって、
前記温度センサが収容される前記スロット部には、前記コイル及び前記温度センサを囲繞する絶縁紙が設けられ、
該絶縁紙の内面には、前記コイル及び前記温度センサと接する内面接着層が設けられ、
該絶縁紙の外面には、前記ティース部の壁面と接するティース接触部に外面接着層が設けられ、前記トルクリップル抑制溝の壁面と接する溝接触部に前記外面接着層が設けられていない、回転電機のステータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータコアと、ステータコアに装着されたコイルと、を備える回転電機のステータにする。
【背景技術】
【０００２】
回転電機のステータとして、ステータコアが、円環形状のヨーク部と、ヨーク部の内周縁から径方向に中心へ向かって突出し、ヨーク部の周方向に等間隔で形成された複数のティース部と、隣り合うティース部間に形成された複数のスロット部と、ヨーク部の外周縁から径方向外側に突出し、締結部材が挿通する締結部材挿通孔が形成された複数の締結部と、を有するものが知られている。
【０００３】
このような回転電機のステータは、ステータコアの各締結部を貫通する複数の締結部材によって筐体に固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１６９４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のような回転電機のステータでは、締結部が形成された領域と締結部が形成されていない領域とを比較すると、締結部が形成された領域で磁路が拡大しているため磁束が流れやすくなる。そのため、磁気回路のアンバランスが発生し、トルクリップルが大きくなってしまう。
【０００６】
本発明は、トルクリップルが低減可能な回転電機のステータを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、
ステータコアと、
該ステータコアに装着されたコイルと、を備える回転電機のステータであって、
前記ステータコアは、
円環形状のヨーク部と、
前記ヨーク部の内周縁から径方向に円環中心へ向かって突出し、前記ヨーク部の周方向に等間隔で形成された複数のティース部と、
隣り合うティース部間に形成された複数のスロット部と、
前記ヨーク部の外周縁から径方向外側に突出し、締結部材が挿通する締結部材挿通孔が形成された複数の締結部と、を有し、
前記ステータコアの円環中心と前記締結部材挿通孔とを結んだ仮想線上に位置する全てのスロット部には、該スロット部に連通するトルクリップル抑制溝が前記ヨーク部に突出するように設けられている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、締結部が形成された領域は磁路が拡大するため磁束が流れやすいが、ステータコアの円環中心と締結部材挿通孔とを結んだ仮想線上に位置する全てのスロット部には、スロット部に連通するトルクリップル抑制溝がヨーク部に突出するように設けられているので、ステータコアの磁路を全周に亘って均等化することができる。これにより、トルクリップルが低減し、磁気回路のバランスを改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態における回転電機のステータの斜視図である。
【図２】図１の回転電機のステータにおけるステータコアの正面図である。
【図３】図２の部分拡大図である。
【図４】センサ付スロット部の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の回転電機のステータの一実施形態を、図１〜図４を参照しながら説明する。なお、図中、符号ＲＤはステータの径方向を示し、符号ＡＤはステータの軸方向を示し、符号ＣＤはステータの周方向を示す。
＜ステータ＞
回転電機のステータ１０は、図１に示すように、ステータコア１１と、ステータコア１１に装着されたコイル１５と、を備える。コイル１５は、絶縁紙１２（図４参照）を介してステータコア１１と絶縁された状態で後述する複数のスロット部２３の各々に挿入される複数のコイルセグメント１５ａから構成される。コイルセグメント１５ａは、各スロット部２３からステータコア１１の軸方向の両外側に突出する同相の端部１５ｂ同士が接合されることでコイルループを形成する。コイル１５は、複数のコイルループが選択的に接続されることで、複数相（例えばＵ相、Ｖ相、Ｗ相）の電力線を構成している。
【００１１】
＜ステータコア＞
ステータコア１１は、図２に示すように、円環形状のヨーク部２１と、ヨーク部２１の内周縁２１ｂから径方向に円環中心Ｏへ向かって突出し、ヨーク部２１の周方向に等間隔で形成された複数のティース部２２と、隣り合うティース部２２間に形成された複数のスロット部２３と、ヨーク部２１の外周縁２１ａから径方向外側に突出した複数（図に示す実施例では６個）の締結部２４と、を有し、同じ形状の複数の電磁鋼板が積層されることにより構成されている。
【００１２】
ステータコア１１のヨーク部２１は、外周縁２１ａ及び内周縁２１ｂが円環中心Ｏを中心とする同心円である円環形状を有する。
【００１３】
ステータコア１１の各締結部２４には、ステータコア１１の厚さ方向に貫通するように、ボルト３０（図１参照）が挿通するボルト挿通孔２４ａが形成されている。ボルト３０は、ボルト挿通孔２４ａに挿通されて筺体（図示せず）に螺合され、軸力によりステータコア１１をボルトヘッド３０ａと筺体との間で挟持することで、ステータコア１１を筐体に固定する。
【００１４】
ここで、上記したように、締結部２４が形成された領域は磁路が拡大するため磁束が流れやすい。そのため、磁気回路のアンバランスが発生し、トルクリップルが大きくなってしまう。そこで本実施形態のステータコア１１には、トルクリップルを抑制するためトルクリップル抑制構造が採用されている。以下、トルクリップル抑制構造について図２及び図３を参照しながら説明する。
【００１５】
＜トルクリップル抑制構造＞
本実施形態のステータコア１１には、トルクリップル抑制構造として複数のトルクリップル抑制溝４０が設けられている。トルクリップル抑制溝４０は、図２に示すように、ステータコア１１の円環中心Ｏとボルト挿通孔２４ａとを結んだ仮想線Ｌ上に位置する全てのスロット部２３に設けられ、仮想線Ｌ上に位置しないスロット部２３には設けられていない。以下、このトルクリップル抑制溝４０が設けられたスロット部２３を溝付スロット部２３Ａとも呼ぶ。
【００１６】
図３も参照して、トルクリップル抑制溝４０は、ステータコア１１を軸方向から見たとき、溝付スロット部２３Ａに連通し、ヨーク部２１に突出するように設けられている。換言すると、トルクリップル抑制溝４０は、溝付スロット部２３Ａより僅かに幅広な矩形状の溝部が溝付スロット部２３Ａの外径側端部に連続するように設けられている。
【００１７】
このように構成された回転電機のステータ１０では、ヨーク部２１の磁路を全周に亘って均等化することができる。即ち、締結部２４が形成された領域では、磁路が拡大するため磁束が流れやすいが、ステータコア１１の円環中心Ｏとボルト挿通孔２４ａとを結んだ仮想線Ｌ上に位置する溝付スロット部２３Ａにはトルクリップル抑制溝４０がヨーク部２１に突出するように設けられているので、トルクリップル抑制溝４０の分だけ磁路が少なくなる。したがって、締結部２４が形成された領域においても、締結部２４が形成されていない領域と略同等の磁路が形成されることで、磁路を全周に亘って均等化することができる。これにより、回転電機のステータ１０では、トルクリップルが低減し、磁気回路のバランスを改善することができる。
【００１８】
また、図４に示すように、トルクリップル抑制溝４０の少なくとも１つには、コイルセグメント１５ａの温度を検出する温度センサ１７が収容されている。以下、温度センサ１７が設けられるトルクリップル抑制溝４０をセンサ付トルクリップル抑制溝４０Ｂ、センサ付トルクリップル抑制溝４０Ｂが設けられたスロット部２３をセンサ付スロット部２３Ｂとも呼ぶ。
【００１９】
温度センサ１７は、センサ付スロット部２３Ｂ内に収容されるコイルセグメント１５ａの温度を検出する。温度センサ１７は、センサ付トルクリップル抑制溝４０Ｂ内において、任意の軸方向位置に配置されるが、温度が最も上がりやすい軸方向中心部に温度検出部が配置されることが好ましい。
【００２０】
このように、センサ付トルクリップル抑制溝４０Ｂにコイルセグメント１５ａの温度を検出する温度センサ１７を収容することで、センサ付スロット部２３Ｂ内のコイル１５の温度を検出することができる。
【００２１】
以下、この温度センサ１７の取付け構造について説明する。
図４は、センサ付トルクリップル抑制溝４０Ｂに配置された温度センサ１７と主に外径側から４番目までのコイルセグメント１５ａを示している。なお、図１の例では、各スロット部２３に８つのコイルセグメント１５ａが配置されているが、各スロット部２３に配置されるコイルセグメント１５ａの数はこれに限定されるものではない。
【００２２】
各スロット部２３にはコイルセグメント１５ａを囲繞するように絶縁紙１２が設けられているが、センサ付スロット部２３Ｂには、絶縁紙１２がコイルセグメント１５ａ及び温度センサ１７を囲繞するように設けられている。このセンサ付スロット部２３Ｂに設けられた絶縁紙１２には、絶縁紙１２の内面１２ｉにコイルセグメント１５ａ及び温度センサ１７と接する内面接着層１８が設けられ、絶縁紙１２の外面１２ｏにティース部２２の壁面２２ｗと接する外面接着層１９が設けられている。これによりセンサ付スロット部２３Ｂにおいて、コイルセグメント１５ａ及び温度センサ１７をセンサ付スロット部２３Ｂ内に固定することができる。
【００２３】
一方で、外面接着層１９は、絶縁紙１２の外面１２ｏのうち、ティース部２２の壁面２２ｗと接するティース接触部１２ｏｔにのみ設けられ、トルクリップル抑制溝４０の壁面４０ｗと接触する溝接触部１２ｏｇに外面接着層１９が設けられていない。言い換えると、絶縁紙１２は外面接着層１９を介さずに、トルクリップル抑制溝４０の壁面４０ｗと接触している。
【００２４】
上述したように、回転電機のステータ１０は、軸力によりステータコア１１をボルトヘッド３０ａと筺体との間で挟持することで、ステータコア１１を筐体に固定するが、仮に溝接触部１２ｏｇにも外面接着層１９を設けると、積層された電磁鋼板間に接着剤がはみだす虞がある。電磁鋼板間に接着剤がはみだした状態でステータコア１１がボルト３０で筐体に固定されると、接着剤の劣化に起因してボルト３０の軸力が低下する虞がある。したがって、溝接触部１２ｏｇに外面接着層１９を設けないことで、接着剤の劣化に起因して発生する締結部材の軸力低下を防止することができる。
【００２５】
なお、前述した実施形態は、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば、上記実施液体ではコイル１５としてセグメントコイル型のコイルを例示したが、巻線型のコイルであってもよい。
【００２６】
また、本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。
【００２７】
（１）  ステータコア（ステータコア１１）と、
該ステータコアに装着されたコイル（コイル１５）と、を備える回転電機のステータ（ステータ１０）であって、
前記ステータコアは、
円環形状のヨーク部（ヨーク部２１）と、
前記ヨーク部の内周縁（内周縁２１ｂ）から径方向に円環中心（円環中心Ｏ）へ向かって突出し、前記ヨーク部の周方向に等間隔で形成された複数のティース部（ティース部２２）と、
隣り合うティース部間に形成された複数のスロット部（スロット部２３）と、
前記ヨーク部の外周縁（外周縁２１ａ）から径方向外側に突出し、締結部材（ボルト３０）が挿通する締結部材挿通孔（ボルト挿通孔２４ａ）が形成された複数の締結部（締結部２４）と、を有し、
前記ステータコアの円環中心と前記締結部材挿通孔とを結んだ仮想線（仮想線Ｌ）上に位置する全てのスロット部（溝付スロット部２３Ａ）には、該スロット部に連通するトルクリップル抑制溝（トルクリップル抑制溝４０）が前記ヨーク部に突出するように設けられている、回転電機のステータ。
【００２８】
（１）によれば、締結部が形成された領域は磁路が拡大するため磁束が流れやすいが、ステータコアの円環中心と締結部材挿通孔とを結んだ仮想線上に位置する全てのスロット部には、スロット部に連通するトルクリップル抑制溝がヨーク部に突出するように設けられているので、ステータコアの磁路を全周に亘って均等化することができる。これにより、トルクリップルが低減し、磁気回路のバランスを改善することができる。
【００２９】
（２）  （１）に記載の回転電機のステータであって、
前記トルクリップル抑制溝の少なくとも１つ（センサ付トルクリップル抑制溝４０Ｂ）には、該トルクリップル抑制溝が設けられた前記スロット部内に収容される前記コイルの温度を検出する温度センサ（温度センサ１７）が収容されている、回転電機のステータ。
【００３０】
（２）によれば、トルクリップル抑制溝にコイルの温度を検出する温度センサを収容することで、温度が上がりやすいスロット部内のコイルの温度を検出することができる。
【００３１】
（３）  （２）に記載の回転電機のステータであって、
前記温度センサが収容される前記スロット部には、前記コイル及び前記温度センサを囲繞する絶縁紙（絶縁紙１２）が設けられ、
該絶縁紙の内面（内面１２ｉ）には、前記コイル及び前記温度センサと接する内面接着層（内面接着層１８）が設けられ、
該絶縁紙の外面（外面１２ｏ）には、前記ティース部の壁面（壁面２２ｗ）と接するティース接触部（ティース接触部１２ｏｔ）に外面接着層（外面接着層１９）が設けられ、前記トルクリップル抑制溝の壁面（壁面４０ｗ）と接する溝接触部（溝接触部１２ｏｇ）に前記外面接着層が設けられていない、回転電機のステータ。
【００３２】
（３）によれば、スロットに配置される絶縁紙には、絶縁紙の内面にコイル及び温度センサと接する内面接着層が設けられるとともに、絶縁紙の外面のティース接触部に外面接着層が設けられるので、コイル及び温度センサをスロット内に固定することができる。また、スロットに配置される絶縁紙には、絶縁紙の外面の溝接触部に外面接着層が設けられていないので、接着剤がはみだした状態で固化した接着剤が劣化して、接着剤の劣化に起因して発生する締結部材の軸力低下を防止することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１０  ステータ
１１  ステータコア
１２  絶縁紙
１２ｉ  内面
１２ｏ  外面
１２ｏｔ  ティース接触部
１２ｏｇ  溝接触部
１５  コイル
１７  温度センサ
１８  内面接着層
１９  外面接着層
２１  ヨーク部
２１ａ  外周縁
２１ｂ  内周縁
２２  ティース部
２２ｗ  ティース部の壁面
２３  スロット部
２３Ａ  溝付スロット部
２４  締結部
２４ａ  ボルト挿通孔（締結部材挿通孔）
３０  ボルト（締結部材）
４０  トルクリップル抑制溝
４０ｗ  トルクリップル抑制溝の壁面
４０Ｂ  センサ付トルクリップル抑制溝
Ｌ  仮想線
Ｏ  円環中心
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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