(57)【要約】【課題】電磁気音が低減された回転電機のステータコアを提供する。【解決手段】回転電機のステータコア２は、回転軸中心に向かって伸びる複数のティース部６と、複数のティース部６の外側に位置し、複数のティース部をつなぐ環状のヨーク部７と、ヨーク部７にヨーク部７の外郭形状に沿って設けられたスリットに充填された充填材８，１０，１２とを備える。好ましくは、スリットは、中央部が両端部よりも幅が狭くなっている。ヨーク部７のスリットの外側には、ステータコアを筐体に固定するボルトを挿入する孔１４，１６，１８が設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸中心に向かって伸びる複数のティース部と、
前記複数のティース部の外側に位置し、前記複数のティース部をつなぐ環状のヨーク部と、
前記ヨーク部に前記ヨーク部の外郭形状に沿って設けられたスリットに充填された充填材とを備える、回転電機のステータコア。
【請求項２】
前記スリットは、第１の部分と、前記第１の部分よりも幅の狭い第２の部分とを有する、請求項１に記載の回転電機のステータコア。
【請求項３】
前記ヨーク部の前記スリットの外側には、前記ステータコアを筐体に固定する締結部品を挿入する挿入孔が設けられる、請求項１または２に記載の回転電機のステータコア。
【請求項４】
前記スリットの形状は、円弧状である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転電機のステータコア。
【請求項５】
前記スリットの形状は、波型形状である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転電機のステータコア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転電機のステータコアに関し、特に車載用の回転電機のステータコアに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車やハイブリッド自動車の駆動用のモータとして小型で効率のよいモータが求められている。モータや発電機等の車両用回転電機においては、電気自動車の特徴である静粛性を生かすために、回転電機から発せられる電磁気音はなるべく低減されることが好ましい。
【０００３】
特開平５−２１１７３３号公報（特許文献１）は、自動車用交流発電機において、ステータのスロット部に複数の切欠きを設け、さらに、ステータコアの外周とブラケットの内周との間に粘弾性体を挿入して磁気音を低減する技術について開示している。
【特許文献１】特開平５−２１１７３３号公報
【特許文献２】特開平５−８３９０１号公報
【特許文献３】特開平３−２３０７４４号公報
【特許文献４】特開２００２−２１８７２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図６は、永久磁石モータの加振力を説明するための図である。
図６に示したのは、８極モータの場合の加振力ゲインである。永久磁石モータのステータの各ティースには、ロータの磁石の極数の整数倍回転次数の加振力が発生する。図６でわかるように、８極モータの場合は、８次，１６次，２４次，３２次，４０次，４８次，５６次に加振力のピークが存在している。すなわち８極モータでは８の整数倍の次数において加振力のピークが存在する。
【０００５】
図７は、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３におけるステータティースの位置に対する加振力の変化を示した図である。
【０００６】
図７に示すように、回転４８次成分では、時刻ｔ１においては４８個のステータティースすべてにプラス方向の加振力が加わる。そして時刻ｔ２においてはステータティースの中央部分に加わる加振力は０となり、時刻ｔ３においては４８個の各ティースにマイナス方向の同じ力が加わる。
【０００７】
これに対し回転８次成分においては、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３の各時刻において３ティースごとに逆方向に加振力が加わっている。すなわち回転８次成分のほうがステータティース全体としては打消し合って振動が発生しにくい。
【０００８】
すなわち、ステータティース総数の回転次数（図７では４８次）の加振力は、各ティースに対して同位相で作用するため振動しやすいということが言える。たとえば４８ティースのステータは、回転４８次の振動が発生する。
【０００９】
このような高次の振動により、車両用のモータの電磁気音は、３００Ｈｚ〜５ｋＨｚの範囲が特に問題となる。
【００１０】
このような電磁気音の低減には、弾性体に振動を吸収させる対策が有効である。
しかしながら、特開平５−２１１７３３号公報（特許文献１）に開示された技術のように、粘弾性体を挿入する手法では組付容易性に欠ける。さらに、粘弾性体の厚さについては任意に変更させることができないため、吸収できる振動の周波数の幅が狭くなる。
【００１１】
また、ステータコアをブラケットに締結する場合には、コアとケースとの間に粘弾性体を挿入したとしても、ボルトからトランスアクセル全体に伝播する振動を抑制することができない。
【００１２】
この発明の目的は、電磁気音が低減された回転電機のステータコアを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明は、要約すると、回転電機のステータコアであって、回転軸中心に向かって伸びる複数のティース部と、複数のティース部の外側に位置し、複数のティース部をつなぐ環状のヨーク部と、ヨーク部にヨーク部の外郭形状に沿って設けられたスリットに充填された充填材とを備える。
【００１４】
好ましくは、スリットは、第１の部分と、第１の部分よりも幅の狭い第２の部分とを有する。
【００１５】
好ましくは、ヨーク部のスリットの外側に、ステータコアを筐体に固定する締結部品を挿入する挿入孔が設けられる。
【００１６】
好ましくは、スリットの形状は、円弧状である。
好ましくは、スリットの形状は、波型形状である。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、ステータの振動が低減され、電磁気音が低減された静粛な車両を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１９】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１の回転電機を軸方向から見た断面図である。
【００２０】
図２は、図１のステータコア２を回転軸に垂直な方向から見た図である。
図１、図２を参照して、モータ１は、ステータコア２と、ロータ４とを含む。ロータ４は電磁鋼板が積層されてなるロータコアを含み、ロータコアには図示しないシャフトのキー溝に噛合うキー２６，２８が形成されている。またロータコアには８組の永久磁石２２，２４が均等に配置されている。
【００２１】
ステータコア２は、ロータの回転軸中心に向かって延びる４８個のティース部６を含む。各ティース部６にはコイルが巻回されティースとティースの間のスロットにはそのコイルが収容される。
【００２２】
ステータコア２は、４８のティース部６の外側に位置し、これら４８のティース部６を繋ぐ環状のヨーク部７をさらに含む。ヨーク部７には外郭形状に沿って３つのスリットが設けられている。
【００２３】
ステータコア２は、さらに、３つのスリットに充填された充填剤８，１０，１２をさらに含む。この充填剤は、樹脂、ゴムなどの弾性体である。各スリットは、円弧状であり、中央部が両端部分よりも幅の狭い形状となっている。
【００２４】
３つのスリットに充填された充填剤８，１０，１２の回転中心から見て外側には、ステータコア２をブラケット等の筐体に固定する締結部品であるボルトを挿入する孔１４，１６，１８が設けられている。
【００２５】
このように、各ボルト孔の内周側にスリットに封入された弾性体を配置することで、ティースの振動がボルトからハウジングへと伝達することを防ぐことができる。これは、電磁気力に起因するティースの振動がティース部６からヨーク部７を経て外周に伝わる際に、スリット内に封入した弾性体である充填剤８，１０，１２に吸収され減衰するからである。すなわち弾性体が振動を受けて変形することにより発熱しエネルギを消費して振動を減衰させる。熱は空冷や油冷などで放熱される。
【００２６】
また、スリットの幅を中央部を狭く両端部を広くすることで、中央の幅の狭い部分の弾性体が高周波を吸収し、両端部に近づくほど弾性体が低周波を吸収する。なお、スリットの中央部の幅を広く両端部の幅を狭くするように変形してもよい。
【００２７】
すなわち、スリットのステータ半径方向の幅が狭い部分で高周波を吸収し、幅が広い部分によって低周波を吸収する、というように吸収したい周波数帯に応じてスリット半径方向の幅を変化させて電磁気音を低減させる。このため広い帯域の電磁気音を低減することが可能である。
【００２８】
また、回転方向に対しても、トルクリップルの低減が期待できる。すなわち、ティース部に回転方向に沿って加わる力が充填剤８，１０，１２にせん断力を及ぼし、このせん断力が充填剤の弾性により熱に変換されて減衰が生ずる。
【００２９】
このような構成とすれば従来とステータティースの体格や重量を変えることなく減衰の効果を増すことができる。
【００３０】
図３は、本実施の形態のステータティースの製造工程を説明するためのフローチャートである。
【００３１】
図３を参照して、まず工程Ｓ１において電磁鋼板を図１で示されるスリットおよびボルト孔およびティースが形成された形状に打抜く。
【００３２】
続いて工程Ｓ２において、複数枚の電磁鋼板のティース位置、スリット位置などを合わせて積層する。
【００３３】
続いて工程Ｓ３において積層した電磁鋼板相互を溶接して電磁鋼板を一体化したコアとする。
【００３４】
さらに工程Ｓ４においてゴムシートなどの上に一体化されたコアを置き弾性体を流し込む。弾性体は樹脂の場合は熱硬化や経時変化で硬化させるような樹脂を用いることができる。またゴムに対し、硫黄を混ぜて流し込む加硫接着を行なってもよい。工程Ｓ５においてこのような弾性体の硬化が完了すると工程Ｓ６においてステータティースの脇のスロットに線を通して巻線する。そして工程Ｓ７でステータ組立完了となる。
【００３５】
このように、実施の形態１では、ステータコアの外郭形状に沿った形状のスリットを設け、振動減衰用の充填材を充填しているので、たとえばステータコアとハウジングとの間に粘弾性体を挿入する手法に対して組みつけ容易性が向上する。
【００３６】
また、スリットの幅を一様とせず場所により変化させることにより、幅の広い周波数帯域の振動吸収特性を発揮することが可能となる。
【００３７】
さらに、スリットの位置をボルト孔位置の内側としているので、ボルトからトランスアクスル全体へ伝播する振動の抑制が可能となる。
【００３８】
［実施の形態１の変形例］
図４は、実施の形態１の変形例を説明するための図である。
【００３９】
図４に示すように、スリット形状を円弧型とした充填剤１２に代えてスリット形状を波型にしてそこに充填剤１２Ａを充填してもよい。スリット形状を波型とすることで、充填剤の「絶対量」、「変形量」、「放熱面積」が増加し、減衰効率を増大させることができる。
【００４０】
その他、充填剤の硬度を場所によって変えることによって、ステータ以外の要因による場所ごとの振動しやすい周波数を吸収させるようにしてもよい。たとえば、図１の充填剤１２部分を充填剤８，１０よりも硬度を硬くしたり逆に硬度を軟らかくしたりしてもよい。このように場所によって充填剤の硬度を変えることで共振点が排除される場合もある。
【００４１】
またスリットの配置を不等ピッチとするすなわち充填剤１２が充填されるスリットを充填剤８のスリットから遠ざけて充填剤１０のスリットに近づけるようにし、３つのスリットのピッチを不等ピッチとすることで共振点を排除することもできる。
【００４２】
［実施の形態２］
図５は、実施の形態２で用いられるステータコアの形状を説明するための図である。
【００４３】
図５を参照して、ステータコア２Ａは、図１で示したステータコア２の形状においてスリットに充填された充填剤８，１０，１２に代えて、弾性体１０１〜１１０を含む。
【００４４】
すなわち、ステータコア２Ａでは、ヨーク部に外周に沿ったスリットを設ける代わりにステータコアの外周から中心に向けて複数の長さ、幅の異なる溝が不等ピッチで設けられこの溝内に樹脂やゴム等の弾性体１０１〜１１０が封入されている。
【００４５】
このようにすることにより、電磁気力によってステータコア２Ａが変形する際、溝内に封入した弾性体１０１〜１１０に振動が吸収されて減衰する。長さや幅の異なる溝を設けて弾性体を封入しているので各々の場所での吸収周波数が異なるため、広い帯域の振動を吸収することができる。また、弾性体１０１〜１１０を封入する溝は不等ピッチであるので、共振点を排除することができる。
【００４６】
その他、実施の形態１と同様な効果を得ることができる。
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。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が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態１の回転電機を軸方向から見た断面図である。
【図２】図１のステータコア２を回転軸に垂直な方向から見た図である。
【図３】本実施の形態のステータティースの製造工程を説明するためのフローチャートである。
【図４】実施の形態１の変形例を説明するための図である。
【図５】実施の形態２で用いられるステータコアの形状を説明するための図である。
【図６】永久磁石モータの加振力を説明するための図である。
【図７】時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３におけるステータティースの位置に対する加振力の変化を示した図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  モータ、２，２Ａ  ステータコア、４  ロータ、６  ティース部、７  ヨーク部、８，１０，１２，１２Ａ  充填剤、１４，１６，１８  孔、２２，２４  永久磁石、２６，２８  キー、１０１〜１１０  弾性体。
【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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