(57)【要約】  ティース部２１を複数有するステータコア１６を構成する鋼板１９の積層をヨーク部２０でのカシメと、ティース部２１でのカシメによって行うとき、カシメによって他の鋼板１９に圧入される部分を有するティース部２１と、カシメによって他の鋼板１９に圧入される部分を有しないティース部２１を備えた鋼板１９を含んでステータコア１６を構成する。
2016113876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に設けられたロータと、前記ロータの外周側に配置されたステータを有する回転電機であって、前記ステータは、円環状のステータコアと、前記ステータコアに巻装されたコイル部を備え、前記ステータコアは、環状に配置された複数の分割コアによって構成されると共に、前記分割コアは、周方向に形成されたヨーク部と、前記ヨーク部から径方向内側に突出して形成された二つのティース部を備えた鋼板を、前記ヨーク部に設けられた第１のカシメ部と、前記ティース部に設けられた第２のカシメ部よって鋼板同士を結合して積層構成される回転電機において、
前記分割コアは、前記２つのティース部のうち一方あるいは両方において、前記第２のカシメ部によって厚さ方向に隣接する鋼板同士が結合されていない箇所を少なくとも一か所以上有することを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記分割コアは、前記二つのティース部のうち、一方のティース部において前記第２のカシメ部によって結合されていない厚さ方向に隣接する鋼板同士は、他方のティース部では前記第２のカシメ部によって結合されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記分割コアは、前記二つのティース部のうち、一方のティース部のみにおいて前記第２のカシメ部によって厚さ方向に隣接する鋼板同士を結合している箇所と、他方のティース部のみにおいて前記第２のカシメ部によって厚さ方向に隣接する鋼板同士を結合している箇所が厚さ方向に一定数ずつ交互になるように積層した部分を含んで構成されていることを特徴とする請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記分割コアは、すべての厚さ方向に隣接する鋼板同士が、前記第１のカシメ部によって結合されていることを特徴とする、請求項１から３の何れか一項に記載の回転電機。
【請求項５】
前記分割コアは、前記二つのティース部にそれぞれ一つ以上の前記第２のカシメ部を有し、前記二つのティース部の中心線を介して周方向にそれぞれ一つ以上の前記第１のカシメ部を有して積層され、
前記二つのティース部の一方と、前記中心線を介して周方向でその逆側のヨーク部でのみ、前記第２および第１のカシメ部によって厚さ方向に隣接する鋼板同士が結合されている箇所を少なくとも１箇所以上有することを特徴とする請求項２に記載の回転電機。
【請求項６】
前記分割コアは、前記二つのティース部の一方と、前記中心線を介して周方向でその逆側のヨーク部でのみ、前記第２および第１のカシメ部によって厚さ方向に隣接する鋼板同士が結合されている箇所と、他方のティース部と、前記中心線を介して周方向でその逆側のヨーク部でのみ、前記第２および第１のカシメ部によって厚さ方向に隣接する鋼板同士が結合されている箇所が厚さ方向に一定数ずつ交互になるように積層した部分を含んで構成されていることを特徴とする請求項５に記載の回転電機。
【請求項７】
前記分割コアは、積層の厚さ方向における一端の所定の枚数と、他端の所定の枚数においては、前記二つのティース部の両方で前記第２のカシメ部によって厚さ方向に隣接する鋼板同士が結合されるとともに、前記ヨーク部において前記第１のカシメ部によって厚さ方向に隣接する鋼板同士が結合されていることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の回転電機。
【請求項８】
前記第１のカシメ部は、前記ヨーク部の径方向幅の中心位置よりも外径側に設けられていることを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載の回転電機。
【請求項９】
前記第２のカシメ部は、前記ティース部の径方向長さの中心位置よりも内径側に設けられていることを特徴とする請求項１から８の何れか一項に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の電磁鋼板を積層した積層鋼板で構成されるステータコアを備えた回転電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の回転電機において、ステータコアを複数の電磁鋼板を積層した積層鋼板で構成することが知られている。その回転電機のステータコアでは、例えば特開２００８−２５２９７８号公報（特許文献１）あるいは特開２０１３−５９２６２号公報（特許文献２）に開示されているように、積層された鋼板同士を結合するためにカシメを用いる方法が知られている。また、例えば特開２００３−２６４９６２号公報（特許文献３）に開示されているように、積層した鋼板を接着して一体化する方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２５２９７８号公報
【特許文献２】特開２０１３−５９２６２号公報
【特許文献３】特開２００３−２６４９６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１あるいは特許文献２に開示されているように、従来の回転電機では、ステータコアの薄鋼板の積層をヨーク部でのカシメと、ティース部でのカシメによって行うとき、カシメ部が厚さ方向に貫通しているから厚さ方向に渦電流が導通するため、ロータによって発生する磁束がその貫通したカシメの間を通過する場合、大きな渦電流損を発生し、効率が低下する問題点があった。特許文献２の構成では、コアのティース部でカシメを減らすことによって、カシメによって積層しつつ積層コアに形成される渦電流の導通回路を小さくすることができる。しかし、積層された鋼板にティース部のカシメがないものが含まれているため、その部分でティース部の積層強度が低下してしまう問題点がある。【０００５】
それに対して前記特許文献３に開示されているように、鋼板を接着によって積層する場合、積層時の鋼板同士の位置関係を保持するのが困難であり、カシメによって積層する場合に比較して製品の寸法精度が低下するという問題点がある。【０００６】
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、カシメによって積層されたステータコアの損失を低減し、積層強度を確保しながら電磁気的効率の良い回転電機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る回転電機は、回転可能に設けられたロータと、前記ロータの外周側に配置されたステータを有する回転電機であって、前記ステータは、円環状のステータコアと、前記ステータコアに巻装されたコイル部を備え、前記ステータコアは、環状に配置された複数の分割コアによって構成されると共に、前記分割コアは、周方向に形成されたヨーク部と、前記ヨーク部から径方向内側に突出して形成された二つのティース部を備えた鋼板を、前記ヨーク部に設けられた第１のカシメ部と、前記ティース部に設けられた第２のカシメ部よって鋼板同士を結合して積層構成される回転電機において、
前記分割コアは、前記２つのティース部のうち一方あるいは両方において、前記第２のカシメ部によって厚さ方向に隣接する鋼板同士が結合されていない箇所を少なくとも一か所以上有するものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係る回転電機によれば、ヨーク部のカシメとティース部のカシメによってステータコアの積層を行うことにより、積層の強度を保持しつつ、ティース部においてカシメによって鋼板同士を結合しない箇所を設けることにより、渦電流の導通回路を小さくすることができ、回転電機の損失を低減させることができる。
この発明の上記以外の目的、特徴、観点及び効果は、図面を参照する以下のこの発明の詳細な説明から、さらに明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係る回転電機の片側断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る回転電機のステータ及びロータの外観を示す斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る回転電機のステータの外観を示す斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る回転電機のステータコアの正面図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る回転電機のステータコアの斜視図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る回転電機のステータの分割コアの一つの斜視図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る回転電機のステータの分割コアの一つの正面図である。
【図８Ａ】従来の回転電機におけるステータの分割コアを積層方向に見た図である。
【図８Ｂ】図８ＡのＸーＸ線断面図である。
【図８Ｃ】図８ＡのＹーＹ線断面図である。
【図９Ａ】図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃに示す分割コアのヨーク部に沿う磁束のイメージを示す図である。
【図９Ｂ】図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃに示す分割コアに発生する渦電流のイメージを示す図である。
【図９Ｃ】図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃに示す分割コアに発生する渦電流のイメージを示す図である。
【図１０】図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃに示す分割コアに発生する磁束と渦電流のイメージを示す図である。
【図１１Ａ】この発明の実施の形態１に係る回転電機におけるステータの分割コアを積層方向に見た図である。
【図１１Ｂ】図１１ＡのＸーＸ線断面図である。
【図１１Ｃ】図１１ＡのＹーＹ線断面図である。
【図１２Ａ】この発明の実施の形態１に係る回転電機の分割コアを構成する鋼板の一つの正面図である。
【図１２Ｂ】この発明の実施の形態１に係る回転電機の分割コアを構成する鋼板の一つの正面図である。
【図１３Ａ】図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃに示す分割コアのヨーク部に沿う磁束のイメージを示す図である。
【図１３Ｂ】図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃに示す分割コアに発生する渦電流のイメージを示す図である。
【図１３Ｃ】図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃに示す分割コアに発生する渦電流のイメージを示す図である。
【図１４Ａ】この発明の実施の形態２に係る回転電機におけるステータの分割コアを積層方向に見た図である。
【図１４Ｂ】図１４ＡのＸーＸ線断面図である。
【図１４Ｃ】図１４ＡのＹーＹ線断面図である。
【図１５Ａ】図１４Ａ、図１４Ｂ、図１４Ｃに示す分割コアのヨーク部に沿う磁束のイメージを示す図である。
【図１５Ｂ】図１４Ａ、図１４Ｂ、図１４Ｃに示す分割コアに発生する渦電流のイメージを示す図である。
【図１５Ｃ】図１４Ａ、図１４Ｂ、図１４Ｃに示す分割コアに発生する渦電流のイメージを示す図である。
【図１６Ａ】この発明の実施の形態２に係る回転電機におけるステータの分割コアの他の例を積層方向に見た図である。
【図１６Ｂ】図１６ＡのＸーＸ線断面図である。
【図１６Ｃ】図１６ＡのＹーＹ線断面図である。
【図１７】この発明の実施の形態２に係る回転電機におけるステータの分割コアを構成する鋼板の他の例を示す正面図である。
【図１８Ａ】この発明の実施の形態３に係る回転電機におけるステータの分割コアを積層方向に見た図である。
【図１８Ｂ】図１８ＡのＸーＸ線断面図である。
【図１８Ｃ】図１８ＡのＹーＹ線断面図である。
【図１９Ａ】この発明の実施の形態３に係る回転電機におけるステータの分割コアを構成する鋼板の一つの正面図である。
【図１９Ｂ】この発明の実施の形態３に係る回転電機におけるステータの分割コアを構成する鋼板の一つの正面図である。
【図２０Ａ】図１８Ａ、図１８Ｂ、図１８Ｃに示す分割コアのヨーク部に沿う磁束のイメージを示す図である。
【図２０Ｂ】図１８Ａ、図１８Ｂ、図１８Ｃに示す分割コアに発生する渦電流のイメージを示す図である。
【図２０Ｃ】図１８Ａ、図１８Ｂ、図１８Ｃに示す分割コアに発生する渦電流のイメージを示す図である。
【図２１Ａ】この発明の実施の形態４に係る回転電機におけるステータの分割コアを積層方向に見た図である。
【図２１Ｂ】図２１ＡのＸーＸ線断面図である。
【図２１Ｃ】図２１ＡのＹーＹ線断面図である。
【図２２】図２１Ａ、図２１Ｂ、図２１Ｃで示す分割コアに発生する磁束と渦電流のイメージを示す図である。
【図２３Ａ】この発明の実施の形態４に係る回転電機におけるステータの分割コアの他の例を積層方向に見た図である。
【図２３Ｂ】図２３ＡのＸーＸ線断面図である。
【図２３Ｃ】図２３ＡのＹーＹ線断面図である。
【図２４Ａ】この発明の実施の形態５に係る回転電機におけるステータの分割コアを積層方向に見た図である。
【図２４Ｂ】図２４ＡのＸーＸ線断面図である。
【図２４Ｃ】図２４ＡのＹーＹ線断面図である。
【図２５】この発明の実施の形態６に係る回転電機におけるステータの分割コアを構成する鋼板の一つの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明に係る回転電機の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図において、同一または相当する部分については同一符号を付して説明する。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る回転電機の片側断面図である。
図１において、回転電機１００は、ケース１０に回転可能に取り付けられたロータ１１とケース１０に固定されたステータ１２を備え、ロータ１１の外周は、ステータ１２の内周と所定の間隙を有して対向している。ロータ１１は、図２に示すように、シャフト１３と、シャフト１３に固定されたロータコア１４及びロータコア１４に固定された磁石１５を有している。
【００１２】
ステータ１２は、図３に示すように、円環状のステータコア１６とステータコア１６に分布巻に巻回されたコイル１７を有している。ステータコア１６は、図４及び図５に示すように、分割コア１８を円環状に配置して構成されている。分割コア１８は、図６に示すように、複数の鋼板１９を積層して構成されており、図７に示すように、それぞれの鋼板１９は、周方向に伸びるヨーク部２０と、ヨーク部２０から径方向内周側に伸びる二つのティース部２１を備えている。ステータコア１６には、ティース部２１に隣接するようにスロット部２２が構成される。図６に示すように、分割コア１８を構成する鋼板１９の積層厚方向Ａは、ステータコア１６の軸方向と等しい。また、鋼板１９は、ヨーク部２０に設けられた第１のカシメ部２３とティース部２１に設けられた第２のカシメ部２４によって各々結合されて積層されている。
【００１３】
ところで、特許文献１に開示されたステータコアのカシメ方法では、ヨーク部２０に周方向に設けられた第１のカシメ部２３とヨーク部２０から径方向内周側に伸びるティース部２１に設けられた第２のカシメ部２４が鋼板１９の積層厚方向Ａにおいて貫通しており、貫通した第１のカシメ部２３と第２のカシメ部２４によって、図９Ｂ、図９Ｃ、及び図１０に示すように、鋼板１９同士での渦電流の導通回路Ｂ、Ｅが形成され、図９Ａに示すように、例えばヨーク部２０に沿う磁束Ｃが分割コア１８を通過するとき、大きな渦電流損を発生させるという問題があった。
【００１４】
大きな渦電流損が発生すると、ステータ１２の温度上昇が大きくなり、ロータ１１に設けられた磁石１５が減磁しやすくなる。そこで、温度上昇を抑えるためにコイル１７の電流密度を低減させる必要が生じ、回転電機１００の性能を低下させなくてはならなくなる等の問題がある。また、第１のカシメ部２３及び第２のカシメ部２４において鋼板１９の凹部に凸部を圧入するため、応力が発生する。応力が発生すると、鋼板１９の透磁率が低下し、回転電機１００の効率が悪化するという問題があるため、圧入する部分は少ない方が好ましい。なお、図８Ａは分割コア１８を積層方向に見た図、図８Ｂは図８ＡのＸーＸ線断面図、図８Ｃは図８ＡのＹーＹ線断面図である。また、図９Ａは、ヨーク部２０に沿う磁束のイメージを示す図、図９Ｂ、図９Ｃは、図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃに示す分割コア１８に発生する渦電流のイメージを示す図である。図１０は、図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃに示す分割コア１８に発生する磁束と渦電流のイメージを示す図である。
【００１５】
これらの問題に対し、特許文献２のように、ティース部２１に第２のカシメ部２４を設けた鋼板１９とティース部２１で第２のカシメ部２４を設けない鋼板１９を交互に積層した構成が考えられるが、ティース部２１で第２のカシメ部２４を設けない鋼板１９は、ティース部２１にて鋼板１９同士の結合がなされないため、その部分で積層の強度が低下する。
【００１６】
複数の分割コア１８でステータコア１６を構成するとき、ステータコア１６をケース１０へ圧入ないし焼嵌めして、周方向の残留応力を利用して固定するとき、ティース部２１の積層強度が不足していると、ティース部２１のめくれ上がりが発生する問題がある。分布巻モータでは、ティース部２１にめくれ上がりが発生すると、コイル１７をティース部２１に隣接して構成されるスロット部２２に挿入する場合に、コイル１７の被膜を傷つけてしまうという問題があり、高い絶縁性能が要求される場合には、被膜を厚くするとか、ステータコア１６とコイル１７の間に絶縁体を挿入するなどの対策が必要となり、導体の占積率を低下させ、回転電機１００の性能が低下する。このため、ティース部２１の寸法精度を確保することが重要である。
【００１７】
以上の問題に対し、図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃに示す実施の形態１による回転電機１００の分割コア１８では、鋼板１９の二つティース部２１に設けられた第２のカシメ部２４について、図１２Ａ、図１２Ｂに示すように一つのティース部２１ではカシメによって他の鋼板１９に圧入される第２のカシメ部２４を設け、もう一つのティース部２１にはカシメによって他の鋼板１９に圧入される第２のカシメ部２４を構成しない鋼板１９ａ１、１９ａ２を含んでいる。この第２のカシメ部２４によって厚さ方向に隣接する鋼板同士が結合されない部分Ｓａ１、Ｓａ２によって鋼板１９同士の渦電流の導通回路が途切れることになる。これにより図１３Ｂ、図１３Ｃに示すように、渦電流の導通回路Ｂのループが小さくなり、図１３Ａに示すように、例えばヨーク部２０に沿うような磁束Ｃが分割コア１８を通過するとき、図９Ａに示す渦電流の導通回路Ｂを形成する場合に比べて渦電流損を抑制することができる。図１１Ｂ、図１１Ｃにおいて、符号Ｈｏは鋼板１９に形成される貫通穴を示している。なお、図１１Ａは分割コア１８を積層方向に見た図、図１１Ｂは図１１ＡのＸーＸ線断面図、図１１Ｃは図１１ＡのＹーＹ線断面図である。また、図１３Ａは、ヨーク部２０に沿う磁束のイメージを示す図、図１３Ｂ、図１３Ｃは、図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃに示す分割コア１８に発生する渦電流のイメージを示す図である。
【００１８】
また、図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃに示す鋼板１９のカシメ部の構成では、鋼板１９に設けられた複数の第２のカシメ部２４のうち、他の鋼板１９のティース部２１と結合されていない部分があっても、他の少なくとも一つの第２のカシメ部２４によって他の鋼板１９のティース部２１と結合されているため、第２のカシメ部２４の数を低減しつつ、ティース部２１において、積層の強度を保持することができる。そのため、ティース部２１のめくれ上がりを防止することができる。ティース部２１のめくれ上がりを防止することで、分割コア１８の寸法精度を確保することができ、ステータ１２とロータ１１の空隙を確保できるという効果もある。
【００１９】
また、鋼板１９は第１のカシメ部２３、第２のカシメ部２４によって結合されているため、接着によって積層する場合に比較して製作が容易であり、また、積層時の鋼板１９同士の位置精度が良好である。
【００２０】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係る回転電機について説明する。
図１４Ａ、図１４Ｂ、図１４Ｃは、実施の形態２に係る回転電機におけるステータの分割コアを示す図である。実施の形態２においては、図１４Ａ、図１４Ｂ、図１４Ｃに示すように、分割コア１８の積層厚方向Ａで、符号Ｚ（図１４Ｃ参照）で示す部分に位置する鋼板１９では、ティース部２１に設けた第２のカシメ部２４に関し、片側のティース部２１にのみカシメによって他の鋼板１９に圧入される第２のカシメ部２４を設けた鋼板１９ａ１と、その逆側のティース部２１にのみカシメによって他の鋼板１９に圧入される第２のカシメ部２４を設けた鋼板１９ａ２を、一定枚数ずつ交互に積層して構成している。なお、図１４Ａは分割コア１８を積層方向に見た図、図１４Ｂは図１４ＡのＸーＸ線断面図、図１４Ｃは図１４ＡのＹーＹ線断面図である。
【００２１】
これにより、ステータコア１６に発生する渦電流の導通回路Ｂは、例えば図１５Ｂ、図１５Ｃに示すように、実施の形態１で説明した図１３Ｂ、図１３Ｃの渦電流の導通回路Ｂに比較してその導通回路Ｂのループが小さくなる。このため、渦電流損を低減することができる。なお、図１５Ａは、ヨーク部２０に沿う磁束のイメージを示す図、図１５Ｂ、図１５Ｃは、図１４Ａ、図１４Ｂ、図１４Ｃに示す分割コア１８に発生する渦電流のイメージを示す図である。
【００２２】
また、第２のカシメ部２４によって厚さ方向に隣接する鋼板同士が結合される個所と結合されない個所を交互に繰り返すため、分割コア１８の二つのティース部２１にて厚さの偏りが少なく積層できる。ティース部２１の厚さの偏りが少ないため、分割コア１８のティース部２１において、積層厚方向Ａの寸法精度が向上する効果がある。
【００２３】
さらに、鋼板１９の第２のティース部２１の結合が一定枚数ごとに交互に行われている。このため、分割コア１８の積層強度を確保しながら、三相モータでの各層の磁気的バランスを保持することができる。また、ステータコア１６の軸方向の磁気的バランスが取れているため、ロータコア１４が、コギングトルクを低減する目的で段スキューが構成されて積層されている場合、そのコギングトルクを低減する効果を阻害しにくい効果もある。
【００２４】
実施の形態１及び２では、ヨーク部２０に構成される第１のカシメ部２３が、分割コア１８の二つのティース部２１の中間線Ｄを介して周方向に複数（図では２箇所）設けられると共に、積層されるすべての鋼板１９に設けられているため、ヨーク部２０の積層強度を確保できる。そのため、ヨーク部２０のめくれ上がりを防止することができる。
【００２５】
また、ステータ１２がケース１０に圧入または焼嵌めされて固定される場合、ヨーク部２０には圧縮応力が生じる。実施の形態１及び２では、ヨーク部２０の積層強度を確保することができるため、この圧縮応力によるステータコア１６の座屈を防止することができ、鋼板１９の軸方向の変形を抑制することができる。このため、ヨーク部２０の軸方向近傍に他の部品が設置される場合、それらとの干渉を防ぐことができる。
【００２６】
ただし、回転電機１００の渦電流による損失をより低減するために、より分割コア１８に形成される渦電流の導通回路Ｂを小さくするため、図１６Ａ、図１６Ｂ、図１６Ｃに示すように、ヨーク部２０の第１のカシメ部２３によって厚さ方向に隣接する鋼板同士が結合されない個所Ｓｂを設ける構成は、当然考えられる。なお、図１６Ａは分割コア１８を積層方向に見た図、図１６Ｂは図１６ＡのＸーＸ線断面図、図１６Ｃは図１６ＡのＹーＹ線断面図である。
【００２７】
また、実施の形態１及び２では、図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃ、あるいは図１４Ａ、図１４Ｂ、図１４Ｃに示すように、ヨーク部２０に二つの第１のカシメ部２３を設けた構成について説明したが、図１７に示すように、分割コア１８の第１のカシメ部２３をヨーク部２０に一か所設けると共に、ティース部２１に二つの第２のカシメ部２４を設けた構成でも実施の形態１及び２に記載の効果を得ることができる。なお、図１７は分割コア１８を構成する鋼板１９の他の例を示す正面図である。
【００２８】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３に係る回転電機について説明する。
図１８Ａ、図１８Ｂ、図１８Ｃは、実施の形態３に係る回転電機におけるステータの分割コアを示す図である。実施の形態３においては、分割コア１８は、図１９Ａ、図１９Ｂに示す鋼板１９ｂ、１９ｃのように、二つのティース部２１に構成されて厚さ方向に隣接する鋼板同士を結合する第２のカシメ部２４は、一方のティース部２１にのみ設けられている。また、ヨーク部２０に構成されて厚さ方向に隣接する鋼板同士を結合する第１のカシメ部２３は、二つのティース部２１の中間線Ｄを隔てて、第２のカシメ部２４と周方向の逆側にのみ設けられている鋼板を含んで構成される。
【００２９】
図１８Ａ、図１８Ｂ、図１８Ｃに示す分割コア１８に構成されるカシメ部は、一方のティース部２１にカシメによって他の鋼板１９に圧入される第２のカシメ部２４を有し、ヨーク部２０に設けた第１のカシメ部２３については、第２のカシメ部２３とは中間線Ｄを隔てて周方向の逆側にのみカシメによって他の鋼板１９に圧入される部分を有する鋼板１９ｂまたは１９ｃを含んで積層している。
【００３０】
これにより、ステータコア１６に発生する渦電流の導通回路は、例えば図２０Ｂ、図２０Ｃに示すように、実施の形態１で説明した図９Ｂ、図９Ｃの渦電流の導通回路Ｂに比較してその導通回路Ｂのループが小さくなる。このため、渦電流損を低減することができる。なお、図２０Ａは、ヨーク部２０に沿う磁束のイメージを示す図、図２０Ｂ、図２０Ｃは、図１８Ａ、図１８Ｂ、図１８Ｃに示す分割コア１８に発生する渦電流のイメージを示す図である。
【００３１】
また、鋼板１９ｂ、１９ｃにおいて、二つのティース部２１の中間線Ｄを隔てて第１のカシメ部２３と第２のカシメ部２４を設けていることから、ヨーク部２０とティース部２１の積層の厚さ方向のバランスが取れ、分割コア１８の厚さ方向の寸法精度が向上する。
【００３２】
実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４に係る回転電機について説明する。
図２１Ａ、図２１Ｂ、図２１Ｃは、実施の形態４に係る回転電機におけるステータの分割コアを示す図である。実施の形態４においては、図２１Ａ、図２１Ｂ、図２１Ｃに示すように、分割コア１８は、分割コア１８の積層厚方向Ａで、符号Ｚ（図２１Ｃ参照）で示す部分に位置する鋼板１９では、一方のティース部２１でのみ第２のカシメ部２４によって厚さ方向に隣接する鋼板同士が結合されつつ、中間線Ｄを隔てて周方向でその逆側にのみ第１のカシメ部２３によってその鋼板同士が結合されている部分と、もう一方のティース部２１でのみ第２のカシメ部２４によって厚さ方向に隣接する鋼板同士が結合されつつ、中間線Ｄを隔てて周方向でその逆側にのみ第１のカシメ部２３によってその鋼板同士が結合されている部分とを、厚さ方向で一定数ずつ交互に繰り返して積層されている。なお、図２１Ａは分割コア１８を積層方向に見た図、図２１Ｂは図２１ＡのＸーＸ線断面図、図２１Ｃは図２１ＡのＹーＹ線断面図である。
【００３３】
以上において説明したように、例えばヨーク部２０に沿うような磁束Ｃが分割コア１８を通過するとき、分割コア１８には、ティース部２１の中間線Ｄを隔てて片側にて、第１のカシメ部２３と第２のカシメ部２４によって形成させる導通回路Ｂによる渦電流が発生するが、図１０に示すように、ティース部２１の中間線Ｄ（図１０では図示省略）を隔てて一方にある第１のカシメ部２３と、逆側にある第２のカシメ部２４によって形成される渦電流の導通回路Ｅによっても渦電流が発生することが考えられる。
【００３４】
図２２は、図２１Ａ、図２１Ｂ、図２１Ｃで示す分割コア１８に発生する渦電流のイメージを示す図である。本実施の形態では、分割コア１８の積層厚方向ＡのＺで示す部分においては、ティース部２１の中間線Ｄを隔てて一方では、第１のカシメ部２３あるいは第２のカシメ部２４の少なくとも一方は圧入されていないので、渦電流が通る導通回路を遮断している。よって、その部分では、ティース部２１の中間線Ｄを隔てて片側にて、第１のカシメ部２３と第２のカシメ部２４によって形成される渦電流の導通回路による渦電流損を大きく抑制できる。
【００３５】
また、ティース部２１の中間線Ｄを隔てて一方にある第１のカシメ部２３と、逆側にある第２のカシメ部２４によって形成される渦電流の導通回路によって発生する渦電流に関しても、図２２で示す渦電流の導通回路Ｅは、図１０に示す従来の技術でのカシメで形成される導通回路Ｅに対して、小さくなるので、渦電流損を抑制できる。
【００３６】
また、鋼板１９において、二つのティース部２１の中間線Ｄを隔てて第１のカシメ部２３と第２のカシメ部２４を片側ずつ設けた鋼板１９ｂと、その逆関係に第１のカシメ部２３と第２のカシメ部２４を片側ずつ設けた鋼板１９ｃを交互に積層することによって、ヨーク部２０とティース部２１の積層厚方向Ａのバランスが取れ、分割コア１８の厚さ方向の寸法精度が向上する。また、ヨーク部２０の周方向における積層厚方向Ａのバラツキを抑制することができ、二つのティース部２１の積層厚方向Ａのバラツキも抑制することができる。
【００３７】
図２３Ａ、図２３Ｂ、図２３Ｃは、実施の形態４に係る回転電機におけるステータの分割コアの変化例を示す図である。
実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、及び図２１Ａ、図２１Ｂ、図２１Ｃで説明した実施の形態４においては、第１のカシメ部２３または第２のカシメ部２４によって他の鋼板１９に圧入されない部分は、カシメ部が構成されるべき部分が周囲と同様の平面になっているものと、他の鋼板１９のカシメ部が圧入される鋼板１９に貫通穴Ｈｏを構成しているものがある。しかし、図２３Ａ、図２３Ｂ、図２３Ｃに示すように、第１のカシメ部２３または第２のカシメ部２４によって他の鋼板１９のカシメ部が圧入されない部分Ｓａ１、Ｓａ２を、貫通穴とする構成も当然考えられる。なお、図２３Ａは、分割コア１８を積層方向に見た図、図２３Ｂは図２３ＡのＸーＸ線断面図、図２３Ｃは図２３ＡのＹーＹ線断面図である。
【００３８】
実施の形態５．
次に、この発明の実施の形態５に係る回転電機について説明する。
図２４Ａ、図２４Ｂ、図２４Ｃは、実施の形態５に係る回転電機におけるステータの分割コアを示す図である。図２４Ａ、図２４Ｂ、図２４Ｃに示すように、分割コア１８の厚さ方向の両端部Ｆ１、Ｆ２の複数枚数の鋼板１９では、分割コア１８のヨーク部２０に周方向に設けられた２つの第１のカシメ部２３とヨーク部２０から径方向内周側に伸びる二つのティース部２１に設けられたそれぞれの第２のカシメ部２４によってすべての厚さ方向に隣接する鋼板１９同士が結合されている。なお、図２４Ａは分割コア１８を積層方向に見た図、図２４Ｂは図２４ＡのＸーＸ線断面図、図２４Ｃは図２４ＡのＹーＹ線断面図である。
【００３９】
本実施の形態では、積層された両端部Ｆ１、Ｆ２の複数枚数の鋼板１９に、２つの第１のカシメ部２３と、二つのティース部２１に設けられたそれぞれの第２のカシメ部２４によってすべての厚さ方向に隣接する鋼板１９同士が結合されるため、ティース部２１のめくれ上がりをより防止することができる。
【００４０】
また、分割コア１８のうち、磁束密度の低い部分にカシメ部を集中させることによって、カシメ部を構成することによる損失を低減しつつ、積層の強度を保持することができる。
【００４１】
実施の形態６．
次に、この発明の実施の形態６に係る回転電機について説明する。
図２５は、実施の形態６に係る回転電機におけるステータの分割コアを構成する鋼板の一つの正面図である。分割コア１８を構成する鋼板１９のヨーク部２０に構成される第１のカシメ部２３のうち、少なくとも一つの中心位置は、ヨーク部２０の径方向幅Ｈの中心位置よりも外周側に設けられている。即ち、図２５において、ｈ≧１／２Ｈの関係に設けられている。これにより、ヨーク部２０のめくれ上がりを強く防止することができ、実施の形態２の効果を上げることができる。また、ティース部２１に構成される第２のカシメ部２４のうち、少なくとも一つの中心位置は、ティース部２１の径方向長さＬの中心位置よりも外周側に設けられている。即ち、図２５において、ｌ≧１／２Ｌの関係に設けられている。これにより、ティース部２１のめくれ上がりを強く防止することができ、実施の形態２の効果を上げることができる。
【００４２】
従来の方法では、このようにヨーク部２０のカシメ部を外径側に設けるか、またはティース部２１のカシメ部を内径側に設けると、カシメ部に構成される渦電流の導通回路が大きくなるため、渦電流による損失が大きくなる問題があった。
【００４３】
しかし、本実施の形態では、分割コア１８の積層厚方向Ａでカシメによる渦電流の導通回路のループを小さくすることできる。このため、積層厚方向Ａに対するラジアル方向での導通経路が大きくなっても、分割コア１８に形成される渦電流の導通回路を比較的小さく抑えることができ、損失を低減しながら、積層の強度を上げることができる。
【００４４】
以上においては、この発明の実施の形態１から６について説明したが、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変更、省略することが可能である。例えば、説明した実施の形態以外においても、積層強度を保持しながら、分割コア１８に形成される渦電流の導通回路を縮小するために、第１のカシメ部２３、第２のカシメ部２４の鋼板１９の平面方向の位置関係や数、渦電流の導通回路を遮断するために、他の鋼板１９に圧入されていない部分の厚さ方向位置などを変えた他の構成は、当然考えられる。
【図１】
2016113876.tif 000003
【図２】
2016113876.tif 000004
【図３】
2016113876.tif 000005
【図４】
2016113876.tif 000006
【図５】
2016113876.tif 000007
【図６】
2016113876.tif 000008
【図７】
2016113876.tif 000009
【図８Ａ】
2016113876.tif 000010
【図８Ｂ】
2016113876.tif 000011
【図８Ｃ】
2016113876.tif 000012
【図９Ａ】
2016113876.tif 000013
【図９Ｂ】
2016113876.tif 000014
【図９Ｃ】
2016113876.tif 000015
【図１０】
2016113876.tif 000016
【図１１Ａ】
2016113876.tif 000017
【図１１Ｂ】
2016113876.tif 000018
【図１１Ｃ】
2016113876.tif 000019
【図１２Ａ】
2016113876.tif 000020
【図１２Ｂ】
2016113876.tif 000021
【図１３Ａ】
2016113876.tif 000022
【図１３Ｂ】
2016113876.tif 000023
【図１３Ｃ】
2016113876.tif 000024
【図１４Ａ】
2016113876.tif 000025
【図１４Ｂ】
2016113876.tif 000026
【図１４Ｃ】
2016113876.tif 000027
【図１５Ａ】
2016113876.tif 000028
【図１５Ｂ】
2016113876.tif 000029
【図１５Ｃ】
2016113876.tif 000030
【図１６Ａ】
2016113876.tif 000031
【図１６Ｂ】
2016113876.tif 000032
【図１６Ｃ】
2016113876.tif 000033
【図１７】
2016113876.tif 000034
【図１８Ａ】
2016113876.tif 000035
【図１８Ｂ】
2016113876.tif 000036
【図１８Ｃ】
2016113876.tif 000037
【図１９Ａ】
2016113876.tif 000038
【図１９Ｂ】
2016113876.tif 000039
【図２０Ａ】
2016113876.tif 000040
【図２０Ｂ】
2016113876.tif 000041
【図２０Ｃ】
2016113876.tif 000042
【図２１Ａ】
2016113876.tif 000043
【図２１Ｂ】
2016113876.tif 000044
【図２１Ｃ】
2016113876.tif 000045
【図２２】
2016113876.tif 000046
【図２３Ａ】
2016113876.tif 000047
【図２３Ｂ】
2016113876.tif 000048
【図２３Ｃ】
2016113876.tif 000049
【図２４Ａ】
2016113876.tif 000050
【図２４Ｂ】
2016113876.tif 000051
【図２４Ｃ】
2016113876.tif 000052
【図２５】
2016113876.tif 000053
【手続補正書】
【提出日】平成28年12月26日(2016.12.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
回転可能に設けられたロータと、前記ロータの外周側に配置されたステータを有する回転電機であって、前記ステータは、円環状のステータコアと、前記ステータコアに巻装されたコイル部を備え、前記ステータコアは、環状に配置された複数の分割コアによって構成されると共に、前記分割コアは、周方向に形成されたヨーク部と、前記ヨーク部から径方向内側に突出して形成された二つのティース部を備えた鋼板を、前記ヨーク部に設けられた第１のカシメ部と、前記ティース部に設けられた第２のカシメ部よって鋼板同士を結合して積層構成される回転電機において、
前記分割コアは、前記二つのティース部のうち一方あるいは両方において、前記第２のカシメ部によって厚さ方向に隣接する鋼板同士が結合されていない箇所を少なくとも一か所以上有することを特徴とする回転電機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この発明に係る回転電機は、回転可能に設けられたロータと、前記ロータの外周側に配置されたステータを有する回転電機であって、前記ステータは、円環状のステータコアと、前記ステータコアに巻装されたコイル部を備え、前記ステータコアは、環状に配置された複数の分割コアによって構成されると共に、前記分割コアは、周方向に形成されたヨーク部と、前記ヨーク部から径方向内側に突出して形成された二つのティース部を備えた鋼板を、前記ヨーク部に設けられた第１のカシメ部と、前記ティース部に設けられた第２のカシメ部よって鋼板同士を結合して積層構成される回転電機において、
前記分割コアは、前記二つのティース部のうち一方あるいは両方において、前記第２のカシメ部によって厚さ方向に隣接する鋼板同士が結合されていない箇所を少なくとも一か所以上有するものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
以上の問題に対し、図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃに示す実施の形態１による回転電機１００の分割コア１８では、鋼板１９の二つティース部２１に設けられた第２のカシメ部２４について、図１２Ａ、図１２Ｂに示すように一つのティース部２１ではカシメによって他の鋼板１９に圧入される第２のカシメ部２４を設け、もう一つのティース部２１にはカシメによって他の鋼板１９に圧入される第２のカシメ部２４を構成しない鋼板１９ａ１、１９ａ２を含んでいる。この第２のカシメ部２４によって厚さ方向に隣接する鋼板同士が結合されない部分Ｓａ１、Ｓａ２によって鋼板１９同士の渦電流の導通回路が途切れることになる。これにより図１３Ｂ、図１３Ｃに示すように、渦電流の導通回路Ｂのループが小さくなり、図１３Ａに示すように、例えばヨーク部２０に沿うような磁束Ｃが分割コア１８を通過するとき、図９Ｂに示す渦電流の導通回路Ｂを形成する場合に比べて渦電流損を抑制することができる。図１１Ｂ、図１１Ｃにおいて、符号Ｈｏは鋼板１９に形成される貫通穴を示している。なお、図１１Ａは分割コア１８を積層方向に見た図、図１１Ｂは図１１ＡのＸーＸ線断面図、図１１Ｃは図１１ＡのＹーＹ線断面図である。また、図１３Ａは、ヨーク部２０に沿う磁束のイメージを示す図、図１３Ｂ、図１３Ｃは、図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃに示す分割コア１８に発生する渦電流のイメージを示す図である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
図１８Ａ、図１８Ｂ、図１８Ｃに示す分割コア１８に構成されるカシメ部は、一方のティース部２１にカシメによって他の鋼板１９に圧入される第２のカシメ部２４を有し、ヨーク部２０に設けた第１のカシメ部２３については、第２のカシメ部２４とは中間線Ｄを隔てて周方向の逆側にのみカシメによって他の鋼板１９に圧入される部分を有する鋼板１９ｂまたは１９ｃを含んで積層している。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
実施の形態５．
次に、この発明の実施の形態５に係る回転電機について説明する。
図２４Ａ、図２４Ｂ、図２４Ｃは、実施の形態５に係る回転電機におけるステータの分割コアを示す図である。図２４Ａ、図２４Ｂ、図２４Ｃに示すように、分割コア１８の厚さ方向の両端部Ｆ１、Ｆ２の複数枚数の鋼板１９では、分割コア１８のヨーク部２０に周方向に設けられた二つの第１のカシメ部２３とヨーク部２０から径方向内周側に伸びる二つのティース部２１に設けられたそれぞれの第２のカシメ部２４によってすべての厚さ方向に隣接する鋼板１９同士が結合されている。なお、図２４Ａは分割コア１８を積層方向に見た図、図２４Ｂは図２４ＡのＸーＸ線断面図、図２４Ｃは図２４ＡのＹーＹ線断面図である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
本実施の形態では、積層された両端部Ｆ１、Ｆ２の複数枚数の鋼板１９に、二つの第１のカシメ部２３と、二つのティース部２１に設けられたそれぞれの第２のカシメ部２４によってすべての厚さ方向に隣接する鋼板１９同士が結合されるため、ティース部２１のめくれ上がりをより防止することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
実施の形態６．
次に、この発明の実施の形態６に係る回転電機について説明する。
図２５は、実施の形態６に係る回転電機におけるステータの分割コアを構成する鋼板の一つの正面図である。分割コア１８を構成する鋼板１９のヨーク部２０に構成される第１のカシメ部２３のうち、少なくとも一つの中心位置は、ヨーク部２０の径方向幅Ｈの中心位置よりも外周側に設けられている。即ち、図２５において、ｈ≧１／２Ｈの関係に設けられている。これにより、ヨーク部２０のめくれ上がりを強く防止することができ、実施の形態２の効果を上げることができる。また、ティース部２１に構成される第２のカシメ部２４のうち、少なくとも一つの中心位置は、ティース部２１の径方向長さＬの中心位置よりも内周側に設けられている。即ち、図２５において、ｌ≧１／２Ｌの関係に設けられている。これにより、ティース部２１のめくれ上がりを強く防止することができ、実施の形態２の効果を上げることができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
従来の方法では、このようにヨーク部２０のカシメ部を外周側に設けるか、またはティース部２１のカシメ部を内周側に設けると、カシメ部に構成される渦電流の導通回路が大きくなるため、渦電流による損失が大きくなる問題があった。
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１Ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１Ａ】
2016113876.tif 000054
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２Ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２Ａ】
2016113876.tif 000055
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２Ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２Ｂ】
2016113876.tif 000056
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４Ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４Ａ】
2016113876.tif 000057
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１６Ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１６Ａ】
2016113876.tif 000058
【手続補正１４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２１Ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２１Ａ】
2016113876.tif 000059
【国際調査報告】
2016113876.tif 000060
2016113876.tif 000061
2016113876.tif 000062
2016113876.tif 000063