(57)【要約】【課題】ステータコアを構成する鋼板の剛性低下や磁気抵抗の増加を抑制しつつ、ステータコアの外周面からスロットに至る、温度センサの挿入路を形成する。【解決手段】鋼板１０Ａ〜１０Ｃのヨーク１２には、鋼板積層時にそれぞれが一部重なるようにしてヨーク１２の径方向に位置ずれされた通し穴２２Ａ〜２２Ｃが形成されている。複数の鋼板１０Ａ〜１０Ｃを積層させると、隣接する鋼板の通し穴２２Ａ〜２２Ｃが連通して、ステータコア２８の外周面２０からスロット１８に至る連通路２６が形成される。この連通路２６に温度センサ２４が挿入される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環形状のヨークを備えるとともに前記ヨークの内周側にスロットが形成された鋼板が複数積層される、回転電機のステータコアであって、
前記複数の鋼板のヨークには、鋼板積層時にそれぞれが一部重なるようにして前記ヨークの径方向に位置ずれされた通し穴が形成され、
前記複数の鋼板を積層させた際に、隣接する鋼板の前記通し穴が連通して前記ステータコアの外周面からスロットに至る連通路が形成され、前記連通路に温度センサが挿入されることを特徴とする、回転電機のステータコア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機のステータコアに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、回転電機には、過熱を防止するための手段が設けられている。例えば、回転電機には、冷媒をステータやロータに供給する冷却機構が設けられている。また、回転電機の高出力状態が長時間に亘るなど、冷却が追い付かない場合には、回転電機の出力を一時的に落として過熱を抑える、いわゆるフェイルセーフ制御が行われる。
【０００３】
フェイルセーフ制御に当たり、ステータコアに組み付けられたコイルの温度を測定して、この温度に応じた制御を行う場合がある。例えば特許文献１では、コイルエンドに温度センサを取り付けて、コイルの温度測定を行う。温度測定の結果、コイル過熱のおそれがある場合は、回転電機への要求出力を一時的に落として、コイルに流れる電流を絞る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２２６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、コイルには、冷媒が供給される部分と、供給されない部分とが生じる。前者は例えばステータコアから突出したコイルエンド部分であり、後者は例えばステータコアのスロット内に配置された部分である。過熱を防ぐという観点から、コイルの温度測定に当たり、相対的に過熱に至り易い、後者の温度測定を行うことが好適である。
【０００６】
そこで、図７のように、ステータコアを構成する鋼板１００のヨーク１０１に対して、スロット１０２から外周面１０４に至るまでスリット１０６を切って、このスリット１０６を、温度センサの挿入路とすることが考えられる。しかし、このようにスリット１０６を設けると、ヨーク１０１の円環が途切れることになるので、鋼板１００の剛性が低下するという、別の問題が生じる。また、ヨーク１０１の磁束経路としての側面を考慮すると、スリット１０６がエアギャップ、すなわち磁気抵抗となってしまうという問題も生じる。そこで本発明は、鋼板の剛性低下や磁気抵抗の増加を抑制しつつ、ステータコアの外周面からスロットに至る、温度センサの挿入路を形成可能な、回転電機のステータコアを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、円環形状のヨークを備えるとともに前記ヨークの内周側にスロットが形成された鋼板が複数積層される、回転電機のステータコアに関するものである。前記複数の鋼板のヨークには、鋼板積層時にそれぞれが一部重なるようにして前記ヨークの径方向に位置ずれされた通し穴が形成されている。前記複数の鋼板を積層させた際に、隣接する鋼板の前記通し穴が連通して前記ステータコアの外周面からスロットに至る連通路が形成され、前記連通路に温度センサが挿入される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、鋼板の剛性低下や磁気抵抗の増加を抑制しつつ、ステータコアの外周面からスロットに至る、温度センサの挿入路を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係るステータコアの鋼板を例示する図である。
【図２】本実施形態に係るステータコアの鋼板を例示する図である。
【図３】本実施形態に係るステータコアの鋼板を例示する図である。
【図４】ステータコアに形成される連通路を説明する図である。
【図５】連通路に温度センサが挿入された状態を例示する図である。
【図６】温度センサの固定方法を例示する図である。
【図７】従来技術に係るステータコアの鋼板を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１〜３に、本実施形態に係るステータコアの構成要素である、鋼板１０Ａ，１０Ｂ，及び１０Ｃを例示する。ステータコアは、鋼板１０Ａ〜１０Ｃが複数積層される。鋼板１０Ａ〜１０Ｃは、例えば、珪素鋼板等の電磁鋼板から構成される。
【００１１】
鋼板１０Ａ〜１０Ｃは、ヨーク１２及びティース１４を備える。ヨーク１２は円環形状であって、回転電機を駆動させる磁束の経路（磁路）としての機能を備える。ティース１４はヨーク１２の内周面から中心に向かって延設されており、周方向に沿って間隔を空けて複数設けられている。ティース１４には後述するコイル１６が組み付けられる。隣接するティース１４間には、コイル１６が挿入されるスロット１８が設けられている。
【００１２】
また、ヨーク１２には、通し穴２２Ａ，２２Ｂ，及び２２Ｃが形成されている。通し穴２２Ａ〜２２Ｃは、鋼板積層時にそれぞれが一部重なるようにしてヨーク１２の径方向に位置ずれされた（シフトされた）状態で、それぞれ、複数の鋼板１０Ａ〜１０Ｃに形成されている。
【００１３】
図１に示す鋼板１０Ａには、ヨーク１２の最内周部分、すなわち、スロット１８に繋がるようにして、通し穴２２Ａが形成されている。また、図２に示す鋼板１０Ｂには、ヨーク１２のほぼ中央部分、すなわち、鋼板１０Ｂの外周面２０及びスロット１８とは離間した位置に、通し穴２２Ｂが設けられている。図３に示す鋼板１０Ｃには、ヨーク１２の最外周部分、すなわち鋼板１０Ｃの外周面２０に繋がるようにして、通し穴２２Ｃが形成されている。
【００１４】
通し穴２２Ａ〜２２Ｃのヨーク１２上の設置位置は、それぞれ等角度位置であってよく、また、周方向に若干ずれていても、後述する温度検出素子２５が通過できる範囲のずれであれば許容される。さらに、通し穴２２Ａ〜２２Ｃの径方向長さは、それぞれ、ヨーク１２の径方向長さｄ１未満となるように形成されている。つまり、鋼板１０Ａ〜１０Ｃのそれぞれに通し穴２２Ａ〜２２Ｃを打ち抜いても、ヨーク１２の円環が途切れることは無い。これにより、鋼板１０Ａ〜１０Ｃの剛性の低下や磁気抵抗の増加を抑制することができる。通し穴２２Ａ〜２２Ｃは、例えば、プレス加工などによる打ち抜き加工により、形成される。
【００１５】
なお、通し穴２２Ａ〜２２Ｃは、ステータコアとして積層される全ての鋼板に設けなくてもよい。後述する図５のように、通し穴２２Ａ〜２２Ｃは、温度センサ２４の連通路２６として機能するから、連通路２６の径が、温度センサ２４が通り抜けられるような径となるように、通し穴２２Ａ〜２２Ｃを形成すればよい。例えば、鋼板として、０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の珪素鋼板を用いる場合であって、温度センサ２４の温度検出素子２５の径が２．０ｍｍである場合には、通し穴２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃを、それぞれ、５枚から７枚の鋼板に形成する。
【００１６】
また、通し穴２２Ａと通し穴２２Ｂ、及び、通し穴２２Ｂと通し穴２２Ｃの重なり幅は、温度検出素子２５の通り抜けが可能となるような範囲で定められる。例えば、温度検出素子２５の径が２．０ｍｍである場合には、通し穴２２Ａと通し穴２２Ｂ、及び、通し穴２２Ｂと通し穴２２Ｃの重なり幅を、２．５ｍｍ以上４．０ｍｍ以下とすることが好適である。
【００１７】
上述したように、ヨーク１２は、磁束の経路（磁路）としての機能を備える。磁路に通し穴２２Ａ〜２２Ｃを設けると、ヨーク１２の円環が途切れる場合と比較してその程度は低いものの、通し穴２２Ａ〜２２Ｃを設けない場合と比較して、磁気抵抗はわずかに増加する。回転電機が三相交流型の場合などには、特定相の磁束が通し穴２２Ａ〜２２Ｃ領域を通過することで、他の二相と比較して出力電圧に差異が生じるおそれがある。そこで、通し穴２２Ａ〜２２Ｃによる磁気特性の変化を、すべての相に対して均等に反映させることが好適である。具体的には、図１〜３のように、ヨーク１２に対して、通し穴２２Ａ〜２２Ｃを、１２０°（機械角）ごとに設けることが好適である。
【００１８】
また、このようにすることで、連通路２６が三本形成されることになる。これらの連通路２６は、ヨーク１２に対して１２０°（機械角）ごとに設けられているから、それぞれ異なる相のコイル１６に連通する。このことから、三本の連通路２６にそれぞれ温度センサ２４を挿入することで、三相すべてのコイルの温度測定を行うことが可能となる。
【００１９】
図４に、通し穴２２Ａ〜２２Ｃがそれぞれ形成された鋼板１０Ａ〜１０Ｃを積層させたステータコア２８を例示する。図４の上段は、ステータコア２８の側面図を示し、下段は、そのＡ−Ａ断面図を示している。本実施形態では、複数の鋼板１０Ａ〜１０Ｃを積層させた際に、隣接する鋼板１０Ａ〜１０Ｃの通し穴２２Ａ〜２２Ｃが連通して、外周面２０からスロット１８に至る連通路２６が形成される。図５に示すように、この連通路２６には、温度センサ２４が挿入される。こうすることによって、温度センサ２４の温度検出素子２５がステータコア２８のスロット１８に面するように配置され、スロット１８内のコイル１６の温度測定が可能となる。
【００２０】
図６には、温度検出素子２５の固定方法が例示されている。この例では、コイル１６をスロット１８に挿入する前に、温度検出素子２５をステータコア２８に固定する。連通路２６のスロット側端部には、固定用の窪み３２が形成されている。窪み３２は、スロット１８の底面から外径方向に窪むようにして形成されている。この窪み深さｄ２は、温度検出素子２５の径と略同一であってよい。この窪み３２に温度検出素子２５を配置することで、温度検出素子２５が、スロット１８内のコイル１６に接触可能な位置に位置決めされる。
【００２１】
温度検出素子２５を窪み３２に固定するに当たり、まず、温度検出素子２５を連通路２６から挿入して、窪み３２まで送り込む。さらに、スロット１８から棒状の固定冶具３０を挿入して、温度検出素子２５の位置を微調整する。温度検出素子２５が窪み３２上に配置された後、樹脂や接着剤等の固着剤３１を注入して、温度検出素子２５を窪み３２に固定させる。
【符号の説明】
【００２２】
１０  鋼板、１２  ヨーク、１４  ティース、１６  コイル、１８  スロット、２０  外周面、２２  通し穴、２４  温度センサ、２６  連通路、２８  ステータコア。
【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】
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