(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部に固定されるステータの固定構造であって、
板状部材が軸方向に積層された部分を含み、径方向に突出する突出部とスロット部とを有するリング状のステータコアと、
前記スロット部に設けられたコイルと、
前記スロット部に含浸された固着材と、
前記ステータコアの軸方向に前記突出部に挿入され、前記ステータコアを前記ベース部に締結する締結部材とを備え、
前記ステータコアに含まれる複数の前記板状部材は、前記突出部の付根部近傍に位置する該突出部の幅方向の両端部において密着固定される、ステータの固定構造。
【請求項２】
前記突出部は前記ステータコアの径方向外方に突出し、
前記スロット部は前記ステータコアの内周側に設けられ、
複数の前記板状部材は前記突出部と前記スロット部との間において密着固定される、請求項１に記載のステータの固定構造。
【請求項３】
前記ステータコアにおける前記突出部の付根部近傍に空隙が形成された、請求項１または請求項２に記載のステータの固定構造。
【請求項４】
前記空隙は前記ステータコアの周方向に延在する、請求項３に記載のステータの固定構造。
【請求項５】
前記突出部は前記ステータコアの径方向外方に突出し、
前記スロット部は前記ステータコアの内周側に設けられ、
前記空隙は前記突出部と前記スロット部との間に設けられる、請求項３または請求項４に記載のステータの固定構造。
【請求項６】
前記ステータコアに含まれる複数の前記板状部材は、前記突出部またはその近傍において密着固定され、
前記空隙は、複数の前記板状部材が密着固定される部分と前記ステータコアの周方向に並ぶように設けられる、請求項３から請求項５のいずれかに記載のステータの固定構造。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載のステータの固定構造を含む、電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータの固定構造および電動車両に関し、特に、回転電機に含まれるステータの固定構造および該構造を含む電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機に設けられるステータが従来から知られている。
たとえば、特開平７−９９７５８号公報（特許文献１）においては、ボルト穴にワニスが浸透することを防止するために、ボルト穴に密封したチューブを挿入または耐熱シールを貼り付けることが開示されている。
【０００３】
また、特開平６−１４１５１５号公報（特許文献２）においては、ステータに取り付けられる端面保護装置の取外しを容易にするために、端面保護装置にワニス付着防止剤を塗布することが開示されている。
【０００４】
また、特開平６−２４５４１５号公報（特許文献３）においては、複数の固定子片をカシメまたは溶接により接着して積層することにより形成された筒状の固定子をボルトによりハウジングに固定することが開示されている。
【０００５】
また、特開昭５６−１０３９５４号公報（特許文献４）においては、外枠が溶接される固定子鉄心の外周所定箇所をあらかじめ溶接などによって溶解させておき、溶解部にワニスが浸透しないようにすることが開示されている。
【０００６】
また、特開２０００−５０５８３号公報（特許文献５）においては、複数の電磁鋼板を加圧溶接するステップと、リング状に組合わされたステータピースをモールド型に収めて形状固定した状態で樹脂注入を行ないステータ形状の永久固定を行なうステップとを備えたステータの製造方法が開示されている。
【特許文献１】特開平７−９９７５８号公報
【特許文献２】特開平６−１４１５１５号公報
【特許文献３】特開平６−２４５４１５号公報
【特許文献４】特開昭５６−１０３９５４号公報
【特許文献５】特開２０００−５０５８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
板状部材を軸方向に積層してステータコアを形成し、締結部材を軸方向に挿入してステータコアを締結する際、締結部材の挿入部にワニスが侵入していると、期間の経過とともにワニスにへたり（変形）が生じ、締結部材の軸力が低下したり、ステータコアに変形が生じたりすることが懸念される。特許文献１〜５においては、上記課題を解決するのに十分な構成は開示されていない。
【０００８】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、締結部材の軸力の低下やステータコアの変形が抑制されたステータの固定構造および該構造を含む電動車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るステータの固定構造は、ベース部に固定されるステータの固定構造であって、板状部材が軸方向に積層された部分を含み、径方向に突出する突出部とスロット部とを有するリング状のステータコアと、スロット部に設けられたコイルと、スロット部に含浸された固着材と、ステータコアの軸方向に突出部に挿入され、ステータコアをベース部に締結する締結部材とを備える。
【００１０】
本発明に係るステータの固定構造において、１つの局面では、ステータコアに含まれる複数の板状部材は、突出部の付根部またはその近傍において密着固定される。
【００１１】
これにより、突出部における板状部材の密着度を高めることができるので、スロット部に固着材を含浸させる際に、複数の板状部材の隙間から固着材が突出部に侵入することを抑制することができる。この結果、固着材の変形による締結部材の軸力の低下やステータコアの変形を抑制することができる。
【００１２】
上記ステータの固定構造において、複数の板状部材は突出部の付根部近傍に位置する該突出部の幅方向の両端部において密着固定される。
【００１３】
これにより、突出部への固着材の侵入を効果的に抑制することができる。
上記ステータの固定構造において、好ましくは、突出部はステータコアの径方向外方に突出し、スロット部はステータコアの内周側に設けられ、複数の板状部材は突出部とスロット部との間において密着固定される。
【００１４】
これにより、スロット部に含浸された固着材がステータコアの径方向に沿って突出部に侵入することを抑制することができる。
【００１６】
本発明に係るステータの固定構造において、好ましくは、ステータコアにおける突出部の付根部近傍に空隙が形成されている。
【００１７】
これにより、突出部に向かう固着材の流れを遮断することができるので、スロット部に固着材を含浸させる際に、複数の板状部材の隙間から固着材が突出部に侵入することを抑制することができる。この結果、固着材の変形による締結部材の軸力の低下やステータコアの変形を抑制することができる。
【００１８】
上記ステータの固定構造において、好ましくは、空隙はステータコアの周方向に延在する。
【００１９】
これにより、突出部への固着材の侵入を効果的に抑制することができる。
上記ステータの固定構造において、好ましくは、突出部は前記ステータコアの径方向外方に突出し、スロット部はステータコアの内周側に設けられ、空隙は突出部とスロット部との間に設けられる。
【００２０】
これにより、スロット部に含浸された固着材がステータコアの径方向に沿って突出部に侵入することを抑制することができる。
【００２１】
上記ステータの固定構造において、好ましくは、ステータコアに含まれる複数の板状部材は、突出部またはその近傍において密着固定され、空隙は、複数の板状部材が密着固定される部分とステータコアの周方向に並ぶように設けられる。
【００２２】
これにより、突出部への固着材の侵入をより効果的に抑制することができる。
本発明に係る電動車両は、上述したステータの固定構造を含む。これにより、ステータの固定強度が高い回転電機を含む電動車両が得られる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、締結部材の軸力の低下やステータコアの変形が抑制されたステータの固定構造を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。
【００２５】
なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、本発明にとって必ずしも必須のものではない。
【００２６】
図１は、本発明の１つの実施の形態に係るステータの固定構造が適用される駆動ユニットの構成を概略的に示す図である。図１に示される例では、駆動ユニット１は、「電動車両」としてのハイブリッド車両に搭載される駆動ユニットであり、モータジェネレータ１００と、ハウジング２００と、減速機構３００と、ディファレンシャル機構４００とドライブシャフト受け部５００とを含んで構成される。
【００２７】
モータジェネレータ１００は、電動機または発電機としての機能を有する回転電機であり、軸受１１０を介してハウジング２００に回転可能に取付けられた回転軸１２０と、回転軸１２０に取付けられたロータ１３０と、ステータ１４０とを有する。ステータ１４０はステータコア１４１を有し、ステータコア１４１にはコイル１４２が巻回されている。コイル１４２はハウジング２００に設けられた端子台２１０を介して給電ケーブル６００Ａと電気的に接続される。給電ケーブル６００Ａの他端は、ＰＣＵ６００に接続されている。ＰＣＵ６００は、給電ケーブル７００Ａを介してバッテリ７００と電気的に接続される。これにより、バッテリ７００とコイル１４２とが電気的に接続される。
【００２８】
モータジェネレータ１００から出力された動力は、減速機構３００からディファレンシャル機構４００を介してドライブシャフト受け部５００に伝達される。ドライブシャフト受け部５００に伝達された駆動力は、ドライブシャフト（図示せず）を介して車輪（図示せず）に回転力として伝達されて、車両を走行させる。
【００２９】
一方、ハイブリッド車両の回生制動時には、車輪は車体の慣性力により回転させられる。車輪からの回転力によりドライブシャフト受け部５００、ディファレンシャル機構４００および減速機構３００を介してモータジェネレータ１００が駆動される。このとき、モータジェネレータ１００が発電機として作動する。モータジェネレータ１００により発電された電力は、ＰＣＵ６００内のインバータを介してバッテリ７００に蓄えられる。
【００３０】
給電ケーブル６００Ａ，７００Ａは、Ｕ相ケーブルと、Ｖ相ケーブルと、Ｗ相ケーブルとからなる三相ケーブルである。コイル１４２は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルからなり、これらの３つのコイルの端子が三相ケーブルである給電ケーブル６００Ａ，７００Ａに接続される。
【００３１】
なおモータジェネレータ１００の用途は、ハイブリッド車（ＨＶ：hybrid vehicle）に限定されず、その他の「電動車両」（たとえば燃料電池車や電気自動車）に搭載されてもよい。
【００３２】
図２は、本発明の１つの実施の形態に係るステータの固定構造を含むモータジェネレータ１００の断面図である。なお、図２においては、説明の便宜上、ハウジング２００におけるステータ収容部およびその近傍のみを図示しているが、ハウジング２００は、ステータ収容部以外の部分を有してもよい。
【００３３】
図２を参照して、ハウジング２００のステータ収容部は、ケース２２０とカバー２３０とを含む。ステータコア１４１はリング状に形成される。また、ステータコア１４１は、鉄または鉄合金などの板状の磁性体（電磁鋼板）を積層することにより構成される。そして、ステータコア１４１は、締結ボルト１４３を用いてケース２２０に固定される。締結ボルト１４３は、ステータコア１４１の軸方向に延びるように形成されたボルト穴１４１Ａに挿通される。
【００３４】
ステータコア１４１の内周面上には複数のティース部および該ティース部間に形成される凹部としてのスロット部が形成されている。スロット部は、ステータコア１４１の内周側に開口するように設けられる。コイル１４２は、スロット部に嵌り合うようにティース部に巻き付けられる。コイル１４２に含まれるＵ相、Ｖ相およびＷ相は、互いに円周上でずれるように巻き付けられる。
【００３５】
ロータ１３０は、回転軸１２０に取り付けられたロータコアを有する。ロータコアには、永久磁石（図示せず）が埋め込まれている。ロータコアは、鉄または鉄合金などの磁性材料により構成される。永久磁石は、たとえば、ロータコアの外周近傍にほぼ等間隔を隔てて配置される。
【００３６】
図３は、比較例に係るステータの固定構造に含まれるステータの上面図である。図３を参照して、ステータコア１４１は、該コアの外周から径方向外方に突出するボルト締結部１４１Ｂを有する。ボルト穴１４１Ａは、ボルト締結部１４１Ｂに設けられる。コイル１４２が設けられるスロット部１４１Ｃには、ワニス１４４が含浸される。ワニス１４４は、複数の電磁鋼板の間に浸透し、ステータコア１４１の径方向（矢印ＤＲ１方向）に沿って流れる。そして、ワニス１４４は、ボルト締結部１４１Ｂに達する。なお、ステータコア１４１の外周には、積層された電磁鋼板を加圧溶接して形成された加圧溶接部１４５が形成されている。
【００３７】
ワニス１４４がボルト締結部１４１Ｂに侵入した場合、締結ボルト１４３による締結を行なった後、期間の経過とともに、ワニス１４４にへたり（変形）が生じる。この結果、締結ボルト１４３の締結軸力が低下したり、ステータコア１４１に変形が生じたりすることが懸念される。
【００３８】
図４は、本実施の形態に係るステータの固定構造に含まれるステータコア１４１を示した上面図である。図４を参照して、本実施の形態においては、ボルト締結部１４１Ｂの付根部近傍に加圧溶接部１４５が設けられている。より具体的には、加圧溶接部１４５は、ボルト締結部１４１Ｂの付根部近傍に位置するボルト締結部１４１Ｂの幅方向の両端部に設けられている。このようにすることで、ボルト締結部１４１Ｂにおける加圧力を高くし、複数の電磁鋼板の密着度を高めることができる。この結果、図５に示すように、スロット部１４１Ｃにワニス１４４を含浸させる際に、複数のステータプレート１４１０（電磁鋼板）の隙間からワニス１４４がボルト締結部１４１Ｂに侵入することが抑制される。この結果、ワニスのへたりによる締結ボルト１４３の軸力の低下やステータコア１４１の変形を抑制することができる。
【００３９】
なお、加圧溶接部１４５が設けられる位置は図４に示される位置に限定されず、たとえばボルト締結部１４１Ｂ内に加圧溶接部１４５が設けられてもよい。
【００４０】
図６は、本実施の形態に係るステータの固定構造の変形例に含まれるステータコアを示した上面図である。また、図７は、図６におけるＶII−ＶII断面図である。
【００４１】
図６，図７を参照して、本変形例においては、ステータコア１４１は、ボルト締結部１４１Ｂの付根部近傍に空隙１４６を有する。このようにすることで、スロット部１４１Ｃからボルト締結部１４１Ｂに向かうワニス１４４の流れを遮断することができるので、スロット部１４１Ｃにワニスを含浸させる際に、複数のステータプレート１４１０の隙間からワニス１４４がボルト締結部１４１Ｂに侵入することを抑制することができる。この結果、上記と同様に、ワニスのへたりによる締結ボルト１４３の軸力の低下やステータコア１４１の変形を抑制することができる。
【００４２】
上述した内容について要約すると、以下のようになる。すなわち、本実施の形態に係るステータの固定構造は、「ベース部」としてのケース２２０に固定されるステータ１４０の固定構造であって、「板状部材」であるステータプレート１４１０が軸方向に積層された部分を含み、径方向に突出する「突出部」としてのボルト締結部１４１Ｂおよびスロット部１４１Ｃを有するリング状のステータコア１４１と、スロット部１４１Ｃに設けられたコイル１４２と、スロット部１４１Ｃに含浸された「固着材」としてのワニス１４４と、ステータコア１４１の軸方向にボルト締結部１４１Ｂに挿入され、ステータコア１４１をケース２２０に締結する「締結部材」としての締結ボルト１４３とを備える。そして、ステータコア１４１に含まれる複数のステータプレート１４１０は、ボルト締結部１４１Ｂの付根部近傍において加圧溶接（密着固定）されている。さらに、図６，図７に示す変形例においては、ステータコア１４１におけるボルト締結部１４３の付根部近傍に空隙１４６が形成されている。なお、上記では、ボルト締結部１４１Ｂの付根部近傍に加圧溶接部１４５と空隙１４６の両方が設けられる例について説明したが、ボルト締結部１４１Ｂの付根部近傍に加圧溶接部１４５が設けられず、空隙１４６のみが設けられてもよい。
【００４３】
また、上記固定構造において、ボルト締結部１４１Ｂはステータコア１４１の径方向外方に突出し、スロット部１４１Ｃはステータコア１４１の内周側に設けられている。そして、ステータプレート１４１０の加圧溶接部１４５および空隙１４６は、ボルト締結部１４１Ｂとスロット部１４１Ｃとの間に設けられる。加圧溶接部１４５と空隙１４６とは、ステータコア１４１の周方向に並ぶように設けられる。
【００４４】
本実施の形態に係るステータの固定構造によれば、スロット部１４１Ｃにワニスを含浸させる際に、複数のステータプレート１４１０の隙間からワニスがボルト締結部１４１Ｂに侵入することを抑制することができる。この結果、ワニスのへたり（変形）による締結ボルト１４３の軸力の低下やステータコア１４１の変形を抑制することができる。
【００４５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、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。たとえば、上記の例ではボルト締結部１４１Ｂへのワニス１４４の侵入が完全に抑制されているが、ボルト締結部１４１Ｂに若干のワニス１４４が侵入している場合でも、加圧溶接部１４５や空隙１４６によりボルト締結部１４１Ｂへのワニス１４４の侵入が抑制されている限り、本発明の範囲に属すると解釈されるべきである。本発明の範囲は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。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の１つの実施の形態に係るステータの固定構造が適用される駆動ユニットの構成を概略的に示す図である。
【図２】図１に示される回転電機の断面図である。
【図３】比較例に係るステータの固定構造に含まれるステータコアを示した上面図である。
【図４】本発明の１つの実施の形態に係るステータの固定構造に含まれるステータコアを示した上面図である。
【図５】図４におけるＶ−Ｖ断面図である。
【図６】本発明の１つの実施の形態に係るステータの固定構造の変形例に含まれるステータコアを示した上面図である。
【図７】図６におけるＶII−ＶII断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  駆動ユニット、１００  モータジェネレータ、１１０  軸受、１２０  回転軸、１３０  ロータ、１４０  ステータ、１４１  ステータコア、１４１Ａ  ボルト穴、１４１Ｂ  ボルト締結部、１４１Ｃ  スロット部、１４２  コイル、１４３  締結ボルト、１４４  ワニス、１４５  加圧溶接部、２００  ハウジング、２１０  端子台、２２０  ケース、２３０  カバー、３００  減速機構、４００  ディファレンシャル機構、５００  ドライブシャフト受け部、６００  ＰＣＵ、６００Ａ，７００Ａ  給電ケーブル、７００  バッテリ、１４１０  ステータプレート。
【図１】
0004775020.tif 000002
【図２】
0004775020.tif 000003
【図３】
0004775020.tif 000004
【図４】
0004775020.tif 000005
【図５】
0004775020.tif 000006
【図６】
0004775020.tif 000007
【図７】
0004775020.tif 000008