(57)【要約】【課題】振動が小さなステータを提供する。【解決手段】回転電機のステータ１は、ステータコア８と、ステータコア８に配置され、ステータコア８の端面８ａから突出するコイルエンド部１１ａ，１７ａ〜２２ａを有するコイル１１，１７〜２２とを備える。ステータ１は、コイルエンド部１１ａ，１７ａ〜２２ａに固定されている樹脂部４１を備える。樹脂部４１は、端面８ａから離れて配置され、コイル１１，１７〜２２に支持されて揺動するように形成されている。【選択図】図２
2008283783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機の固定子であって、
ステータコアと、
前記ステータコアに配置され、前記ステータコアの端面から突出するコイルエンド部を有するコイルと、
前記コイルエンド部に固定されている揺動部と
を備え、
前記揺動部は、前記端面から離れて配置され、前記コイルに支持されて揺動するように形成されている、固定子。
【請求項２】
前記揺動部は、前記コイルエンド部の少なくとも一部を覆うための樹脂部を含む、請求項１に記載の固定子。
【請求項３】
前記揺動部は、錘部を含む、請求項２に記載の固定子。
【請求項４】
前記樹脂部は、平面視したときに円環状に形成されている、請求項２または３に記載の固定子。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の固定子を備える、回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定子およびこれを備える回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータ等の回転電機は、回転磁界を発生させるための複数のコイルを備えた中空円筒状の固定子と、固定子の内周側に配置された回転磁界の作用によって回転トルクを発生する回転子とを備える。このような回転電機は、近年注目を浴びている電気自動車やハイブリッド自動車および燃料電池自動車等に動力源として用いられる。
【０００３】
特開２０００−３５０４２５号公報においては、回転駆動される磁極鉄心を有する回転子と、回転子の外周に対向配置されて複数のスロットを持つ固定子鉄心と、スロットに収納された複数の電気導体とからなる固定子とを有し、固定子鉄心の軸方向の両側面外部には、電気導体の渡り線がコイルエンド部を形成し、コイルエンド部が、常用回転域以外の回転数において共振する車両用交流発電機が開示されている。
【０００４】
特開平５−１９９６８８号公報においては、電動機軸と回転子鉄心との隙間に防振材を充填して電動機軸との接触面を大とし、回転子と電動機軸および負荷との共振にもとづく共鳴音を防振材で低減させた電動機の回転子が開示されている。
【０００５】
特開昭５５−１４１９４９号公報においては、支持部材に支持された鉄心と、この鉄心に装着され、端部が上記鉄心の端面より突出するコイルと、上記鉄心の両端側に配置されて支持部材に支持され、鉄心を固定するための固定部材と、この固定部材の鉄心側端部または鉄心の端面に設けられ、鉄心の径方向に冷却部を通す通風路を形成する切欠き部とを備える回転電機が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−３５０４２５号公報
【特許文献２】特開平５−１９９６８８号公報
【特許文献３】特開昭５５−１４１９４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
モータ等の回転電機は、ロータが回転することにより動力を発生する。回転子としてのロータは、シャフトに支持されている。シャフトは、軸受けによって支持されている。回転電機は、ロータの回転に伴う振動を生じる。また、回転電機は、振動に伴う異音が生じる。
【０００７】
たとえば、ハイブリッド自動車に搭載される回転電機においては、回転電機の駆動により振動が生じる。この振動が回転電機を支持する支持部材を伝達して、車室内に露出する部材から異音が生じる場合があるという問題があった。または、回転電機で生じた騒音が車室内に伝わって、車室内に居る人に不快感を与える場合があるという問題があった。
【０００８】
本発明は、振動が小さな固定子およびこれを備える回転電機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】
【０００９】
本発明に基づく固定子は、回転電機の固定子であって、ステータコアを備える。上記ステータコアに配置され、上記ステータコアの端面から突出するコイルエンド部を有するコイルを備える。上記コイルエンド部に固定されている揺動部を備える。上記揺動部は、上記端面から離れて配置され、上記コイルに支持されて揺動するように形成されている。
【００１０】
上記発明において好ましくは、上記揺動部は、上記コイルエンド部の少なくとも一部を覆うための樹脂部を含む。
【００１１】
上記発明において好ましくは、上記揺動部は、錘部を含む。
上記発明において好ましくは、上記樹脂部は、平面視したときに円環状に形成されている。
【００１２】
本発明に基づく回転電機は、上述の固定子を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、振動が小さな固定子およびこれを備える回転電機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（実施の形態１）
図１から図６を参照して、実施の形態１における固定子および回転電機について説明する。本実施の形態における回転電機は、三相交流を電源とする交流回転電機である。本実施の形態における回転電機は、ハイブリッド自動車に搭載されている。
【００１５】
図１は、本実施の形態におけるステータの概略正面図である。図１は、円筒形状のステータの端面の側から見たときの概略図である。図２は、本実施の形態におけるステータの第１の概略断面図である。図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線の矢視断面図である。
【００１６】
図１および図２を参照して、本実施の形態における回転電機は、固定子としてのステータ１を備える。ステータ１は、回転子としてのロータを取囲むように形成されている。本実施の形態におけるステータ１は、ステータコア８を備える。ステータコア８は、円筒状に形成されている。図２においては、矢印６１がロータの回転軸が延びる方向である。
【００１７】
ステータコア８は、スロット１０を備える。スロット１０は、ステータコア８の内周面に形成された切欠き部である。スロット１０に、導線が巻回されることにより、コイル１１〜２２が形成されている。
【００１８】
本実施の形態におけるステータ１は、コイル１１〜２２を備える。それぞれのコイル１１〜２２は、三相交流のうち、Ｕ相、Ｖ相またはＷ相の電気が導通するように形成されている。コイル１１〜２２は、ステータコア８を正面から見たときに、周方向に沿って並んで配置されている。
【００１９】
本実施の形態におけるステータコア８は、固定部９を有する。固定部９は、後述する回転電機のケースに固定できるように形成されている。固定部９は、外部に向かって突出するように形成されている。固定部９は、ステータコア８を正面から見たときに、径方向の外側に向かって突出している。本実施の形態における固定部９は、ステータコア８の外周面に沿って、略等間隔で形成されている。
【００２０】
本実施の形態におけるステータコア８は、端面８ａを有する。コイル１１〜２２は、コイルエンド部を有する。コイルエンド部は、ステータコア８のスロット１０に導線が巻回されたときに、ステータコア８の端面８ａから飛び出すコイル１１〜２２の一部分である。図２においては、コイル１１，１７〜２２のコイルエンド部１１ａ，１７ａ〜２２ａが示されている。
【００２１】
本実施の形態におけるステータ１は、コイルエンド部に固定されている揺動部としての樹脂部４１を備える。樹脂部４１は樹脂モールドにより構成されている。樹脂部４１は、コイルエンド部の一部を覆うように形成されている。樹脂部４１は、絶縁性を有する。本実施の形態における樹脂部４１は、平面視したときに円環状に形成されている。樹脂部４１は、ステータコア８の端面８ａの形状に沿って形成されている。
【００２２】
本実施の形態における樹脂部４１は、複数の全てのコイル１１〜２２のコイルエンド部の一部を覆うように形成されている。樹脂部４１は、複数の全てのコイル１１〜２２のコイルエンド部に跨って形成されている。本実施の形態における樹脂部４１は、不飽和ポリエステルで形成されている。樹脂部４１としては、この形態に限られず、任意の樹脂を採用することができる。
【００２３】
図３に、本実施の形態におけるステータの第２の概略断面図を示す。図３は、コイルが配置されている部分を周方向に沿って切断したときの概略断面図である。
【００２４】
図２および図３を参照して、本実施の形態における樹脂部４１は、ステータコア８の端面８ａから離れるように配置されている。樹脂部４１と端面８ａとの間には、隙間が形成されている。コイルエンド部１１ａ〜１３ａ，１７ａ〜２２ａのそれぞれは、露出部１１ｂ〜１３ｂ，１７ｂ〜２２ｂを有する。それぞれの露出部１１ｂ〜１３ｂ，１７ｂ〜２２ｂは、湾曲自在に形成されている。
【００２５】
樹脂部４１は、それぞれのコイル１１〜１３，１７〜２２に支持されている。樹脂部４１は、コイルエンド部１１ａ〜１３ａ，１７ａ〜２２ａに固定されている。本実施の形態における樹脂部４１は、全てのコイル１１〜２２のコイルエンド部に支持されている。樹脂部４１は、コイルエンド部１１ａ〜１３ａ，１７ａ〜２２ａに支持されて揺動するように形成されている。コイル１１〜１３，１７〜２２の露出部１１ｂ〜１３ｂ，１７ｂ〜２２ｂは、ばね要素として機能するように形成されている。
【００２６】
本実施の形態においては、ステータコア８の軸方向の両側の端面８ａに対向するように樹脂部４１が配置されている。本実施の形態における樹脂部４１は、板部材を用いた射出成形により形成することができる。ステータコア８にコイル１１〜２２を巻回した後に、板部材をステータコア８の端面８ａに配置する。ステータコア８を樹脂成形のための型の中に配置して、射出成形を行なう。射出成形の後に板部材を取り除くことによりステータコア８の端面８ａと樹脂部４１との間に隙間を形成することができる。
【００２７】
図４に、本実施の形態における回転電機の概略断面図を示す。本実施の形態における回転電機は、回転子としてのロータ３１を備える。ロータ３１は、ステータ１の内部に配置されている。
【００２８】
本実施の形態における回転電機は、ステータ１およびロータ３１を支持する支持部材としてのケース３２を備える。本実施の形態におけるケース３２は、箱型に形成されている。回転電機は、ケース３２に固定され、ロータ３１の回転軸を回転自在に支持する軸受け３３を備える。本実施の形態におけるステータ１は、締結部材としてのボルト５１によってケース３２に固定されている。ステータ１は、ステータコア８の固定部９がケース３２に固定されている。
【００２９】
図５に、本実施の形態における回転電機の振動系を説明する模式図を示す。ステータコア８は、ばね要素４８によってケース３２に支持されている。ばね要素４８は、ステータとステータを支持するための支持部材との締結部に対応する。図５のばね要素４８は、図４のボルト５１による締結部に対応する。
【００３０】
樹脂部４１は、ばね要素４９によりステータコア８に支持されている。ばね要素４９は、それぞれのコイルのコイルエンド部における露出部に対応する。たとえば、図５のばね要素４９は、図４のコイルエンド部１１ａ，１７ａの露出部１１ｂ，１７ｂに対応する。
【００３１】
図４および図５を参照して、本実施の形態における回転電機は、駆動することにより振動する。ロータ３１の回転に伴ってステータ１が振動する。ステータコア８は、ばね要素４８を介してケース３２に固定されているため、ステータコア８の振動がケース３２に伝達される。ステータコア８の振動は、ボルト５１による締結部を介してケース３２に伝達される。
【００３２】
本実施の形態においては、ステータコア８に揺動部としての樹脂部４１が連結されている。ばね要素４９により樹脂部４１が揺動することにより、ステータコア８の振動を樹脂部４１の揺動で吸収することができる。露出部１１ｂ，１７ｂが、ばね要素４９としての機能を有することにより、ステータコア８の振動を効果的に吸収することができる。この結果、ステータコア８の振動が外部に伝達されることを抑制することができ、回転電機の振動を小さくすることができる。本実施の形態におけるステータ１は、コイルの露出部および樹脂部が、振動することによりダイナミックダンパとしての機能を有する。
【００３３】
樹脂部の構成および露出部の構成は、ステータコアの振動を吸収するように調整されている。本実施の形態においては、樹脂部の厚さおよび露出部の長さは、ステータコアの振動を吸収するように調整されている。
【００３４】
図６に、本実施の形態における比較例としてのステータの概略断面図を示す。比較例としてのステータ３は、樹脂部４２を備える。樹脂部４２は、ステータコア８の端面８ａに密着している。樹脂部４２は、コイル１１〜２２のコイルエンド部を完全に覆うように形成されている。図６においては、コイルエンド部１１ａ，１７ａ〜２２ａは、樹脂部４２によってステータコア８に固定されている。
【００３５】
比較例のステータ３を備える回転電機においては、樹脂部４２がステータコア８に密着されているために、樹脂部４２とステータコア８とは一体的に振動する。このため、ステータコア８の振動は、減衰されずに回転電機のケースに伝達される。
【００３６】
これに対して、本実施の形態におけるステータは、樹脂部をステータコアから離して形成することにより、コイルエンド部の一部をばね要素にすることができる。樹脂部をステータコアと別体で揺動させることができる。この結果、ステータコアの振動を樹脂部の揺動で吸収することができて、ステータコアの振動を吸収することができる。特に、回転電機のロータの回転に伴うステータコアの共振を吸収することができる。この結果、回転電機の外部に振動が伝達することを抑制できる。
【００３７】
本実施の形態における揺動部は樹脂部を含むが、この形態に限られず、揺動部としては錘として機能する任意の部材を採用することができる。たとえば、揺動部は、樹脂部に加えて錘部を含んでいても構わない。揺動部が錘部を含むことにより、容易に揺動部の重量を調整することができる。
【００３８】
本実施の形態における樹脂部は、円環状に形成されている。この構成により、ステータコアの端面において、射出成形により容易に樹脂部を形成することができる。
【００３９】
また、本実施の形態においては、ステータコアの両側の端面から突出するそれぞれのコイルエンド部において露出部を形成したが、この形態に限られず、いずれか一方の端面においてコイルエンド部に露出部が形成されていても構わない。
【００４０】
本実施の形態における樹脂部は、平面視したときに円環状に形成されているが、この形態に限られず、樹脂部は任意の形状を採用することができる。たとえば、本実施の形態においては、１２個のコイル全体に跨って樹脂部が形成されているが、この形態に限られず、任意の個数のコイルに跨るように樹脂部が形成されていても構わない。
【００４１】
本実施の形態における回転電機は、ハイブリッド自動車に搭載されている交流回転電機であるが、この形態に限られず、任意の回転電機に本発明を適用することができる。たとえば、回転電機は発電機であっても構わない。
【００４２】
（実施の形態２）
図７および図８を参照して、実施の形態２における固定子および回転電機について説明する。本実施の形態における回転電機は、揺動部としての樹脂部の構成が実施の形態１と異なる。
【００４３】
図７は、本実施の形態におけるステータの概略正面図である。図８は、本実施の形態におけるステータを周方向に沿って切断したときの概略断面図である。
【００４４】
図７および図８を参照して、本実施の形態におけるステータ２は、ステータコア８を含み、ステータコア８にコイル１１〜２２が配置されている。本実施の形態におけるステータ２は、複数の樹脂部４３を含む。それぞれの樹脂部４３は、１個のコイルに対応するように形成されている。
【００４５】
樹脂部４３は、それぞれのコイル１１〜２２に対応するように形成されている。樹脂部４３は、周方向に並んで配置されている。樹脂部４３は、ステータコア８の端面８ａから離れて配置されている。本実施の形態においては、それぞれのコイル１１〜２２のコイルエンド部に、１個ずつ樹脂部４３が固定されている。１個のコイルエンド部に１個の樹脂部４３が固定されている。図８においては、それぞれのコイルエンド部１１ａ〜１３ａに、１個ずつ樹脂部４３が配置されている。
【００４６】
本実施の形態におけるステータは、それぞれのコイルごとにダイナミックダンパとしての機能を有する。本実施の形態におけるステータは、それぞれのコイルエンド部の一部がばね要素となり、それぞれの樹脂部が独立して揺動することにより、ステータコアの振動を効果的に抑制することができる。
【００４７】
その他の構成、作用および効果については、実施の形態１と同様であるのでここでは説明を繰返さない。
【００４８】
上述のそれぞれの図において、同一または相当する部分には、同一の符号を付している。
【００４９】
なお、今回開示した上記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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】実施の形態１におけるステータの概略正面図である。
【図２】実施の形態１におけるステータの第１の概略断面図である。
【図３】実施の形態１におけるステータの第２の概略断面図である。
【図４】実施の形態１における回転電機の概略断面図である。
【図５】実施の形態１における回転電機の振動系を説明する模式図である。
【図６】実施の形態１における比較例のステータの概略断面図である。
【図７】実施の形態２におけるステータの概略正面図である。
【図８】実施の形態２におけるステータの概略断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１〜３  ステータ、８  ステータコア、８ａ  端面、９  固定部、１０  スロット、１１〜２２  コイル、１１ａ〜１３ａ，１７ａ〜２２ａ  コイルエンド部、１１ｂ〜１３ｂ，１７ｂ〜２２ｂ  露出部、３１  ロータ、３２  ケース、３３  軸受け、４１〜４３  樹脂部、４８，４９  ばね要素、５１  ボルト、６１  矢印。
【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】
2008283783.tif 000008
【図７】
2008283783.tif 000009
【図８】
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