(57)【要約】【課題】分割コアの締め付け力を管理可能となして、圧粉体からなる分割コアが過大な締め付け力によって破壊するのを防止し、しかも安価な回転電機用ステータコアを提供する。【解決手段】圧粉体からなる複数の分割コア１を円環状に配置し、その分割コア１の外周に薄板２を巻いて各分割コア１を締め付け、その薄板２を周方向の一端と他端を互いに接続して分割コア１の締め付け状態を保持するように回転電機用ステータコアを構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状に配置された圧粉体からなる複数の分割コアと、その複数の分割コアの外周に巻かれた薄板とを備え、前記薄板は前記分割コアを締め付けるように固定されている回転電機用ステータコア。
【請求項２】
前記薄板は、前記薄板の周方向の一端と他端を互いに溶接することにより固定されている請求項１に記載の回転電機用ステータコア。
【請求項３】
軸方向に対向して前記分割コアを挟持する挟持片を前記薄板に形成し、その挟持片の少なくとも一方を、前記分割コアの軸方向端面に形成された凹部に嵌合させて分割コアを周方向に位置決めした請求項１または２に記載の回転電機用ステータコア。
【請求項４】
前記凹部を径方向内方に開放して形成し、その凹部に嵌合する前記挟持片に、分割コアの径方向内面に係合する周方向の突出部を形成した請求項３に記載の回転電機用ステータコア。
【請求項５】
前記薄板が、前記分割コアよりも変形しやすい材料からなる請求項１から４のいずれかに記載の回転電機用ステータコア。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の回転電機用ステータコアの各分割コアにコイルを装着してなる回転電機用ステータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ハイブリッド自動車、燃料電池自動車等に組み込まれる回転電機（たとえば電気モータ）用ステータコアに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド自動車や燃料電池自動車は、駆動装置や回生ブレーキとして電気モータを使用する。このモータは、小型化、高出力化するために高周波領域で使用することが多いが、周波数が高くなると、ステータコアに生じる鉄損が大きくなってエネルギーの変換効率が低下する。そこで、高周波での鉄損を抑えるために、絶縁皮膜処理を施した金属磁性粉末の圧粉体を用いたステータコアや、樹脂を添加した金属磁性粉末の圧粉体を用いたステータコアの開発が進められている。このステータコアは、金属磁性粉末の粒子内に渦電流を閉じ込めるので、電磁鋼板の積層体からなる従来のステータコアよりも鉄損が小さい。
【０００３】
このような圧粉体を用いたステータコアとして、図６に示すように圧粉体からなる複数の分割コア２０を円環状に配置し、その分割コア２０の外周に筒状のハウジング２１を焼き嵌めして各分割コア２０を固定したものが知られている。
【０００４】
しかし、このステータコアは、分割コア２０が破壊しやすい。すなわち、分割コア２０を締め付けるハウジング２１の寸法は一定であるが、圧粉成形により形成される分割コア２０は寸法にばらつきがあるので、締め代を確保するためにハウジング２１の寸法を小さくする必要がある。そのため、分割コア２０の締め付け力を管理するのが難しく、分割コア２０が必要以上に大きい力で締め付けられて破壊しやすかった。
【０００５】
ここで、分割コアを小さい力で固定するステータコアとして、下記の特許文献１に記載されたものが知られている。このステータコアは、円環状に配置された分割コアの外周をリングで狭圧し、そのリングと分割コアをピンで固定し、そのピンを、筒状のハウジングの内面から径方向内方に突出する爪で挟むことによって分割コアを固定している。
【０００６】
しかし、圧粉体からなる分割コアを用いる場合、分割コアにピン孔を形成するのは煩雑であり、特に小型の分割コアの場合、ピン孔も細くなるので圧粉成形によるピン孔の形成は困難である。また、圧粉体からなる分割コアは寸法にばらつきがあるので、一定の寸法のリングで狭圧すると分割コアを締め付ける力の管理ができず、分割コアの締め付け力が過大となりやすい。しかも、部品点数が多くコスト高である。
【０００７】
ところで、分割コアをハウジングに固定するのに必要な締め付け力は、焼き嵌めにより生じる締め付け力よりも小さい。そのため、締め付け力を管理することができれば、分割コアの破壊を防止することができる。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−３０８８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この発明は、分割コアの締め付け力を管理可能となして、圧粉体からなる分割コアが過大な締め付け力によって破壊するのを防止し、しかも安価な回転電機用ステータコアを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題を解決するために、円環状に配置された圧粉体からなる複数の分割コアと、その複数の分割コアの外周に巻かれた薄板とを備え、前記分割コアを締め付けるように前記薄板を固定する構成を回転電機用ステータコアに採用した。この回転電機用ステータコアは、分割コアの寸法にばらつきのあるときにも、分割コアを一定の力で締め付けた状態で薄板の一端と他端を接続することにより、分割コアの締め付け力を管理することができる。
【００１１】
この回転電機用ステータコアは、次の構成を加えるとより好ましいものとなる。
１）前記薄板の周方向の一端と他端を溶接することにより前記薄板を固定する。
２）軸方向に対向して前記分割コアを挟持する挟持片を前記薄板に形成し、その挟持片の少なくとも一方を、前記分割コアの軸方向端面に形成された凹部に嵌合させて分割コアを周方向に位置決めする。
３）前記凹部を径方向内方に開放して形成し、その凹部に嵌合する前記挟持片に、分割コアの径方向内面に係合する周方向の突出部を形成する。
４）前記薄板を、前記分割コアよりも変形しやすい材料で構成する。
【００１２】
また、この発明では、上記の回転電機用ステータコアの各分割コアにコイルを装着した回転電機用ステータも併せて提供する。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の回転電機用ステータコアは、薄板を分割コアに巻き付けて締め付けるので、分割コアの寸法にばらつきのあるときにも分割コアの締め付け力を管理することができ、過大な締め付け力で分割コアが破壊するのを防止することができる。しかも、部品点数が少なくて安価である。
【００１４】
さらに、前記薄板の周方向の一端と他端を溶接して互いに接続したものは、接続のための部品を必要としないのでより安価であり、しかも接続部に緩みが生じない。
【００１５】
また、軸方向に対向して前記分割コアを挟持する挟持片を前記薄板に形成し、その挟持片で分割コアを周方向に位置決めしたものは、分割コアの固定がより確実である。しかも、この挟持片は軸方向に向き合うので周方向の力を受けても変形しにくく、分割コアの周方向への位置ずれを生じさせない。
【００１６】
また、その挟持片に、分割コアの径方向内面に係合する周方向の突出部を形成したものは、突出部が分割コアの径方向内方への移動を防止するので、分割コアの位置がより安定する。
【００１７】
また、前記薄板を前記分割コアよりも変形しやすい材料で構成したものは、薄板で分割コアを締め付けたときに、薄板が変形して分割コアの寸法誤差を吸収するので、分割コアの位置精度に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１に、この発明の回転電機用ステータコアの実施形態を示す。このステータコアは、円環状に配置された複数の分割コア１と、その分割コア１の外周に巻いた薄板２とからなる。
【００１９】
分割コア１は、金属磁性粉末の圧粉体からなり、コイルが装着されるティース部１ａを径方向内側にして配置されている。分割コア１の径方向外端には、周方向に突出するヨーク部１ｂが形成されており、隣り合う分割コア１、１のヨーク部１ｂの周方向端面が互いに接触している。
【００２０】
この分割コア１の外周に巻かれた薄板２は、周方向の端部を径方向外側に折り曲げて形成した耳部３を周方向の一端と他端にそれぞれ有し、その耳部３、３が溶接により接続されている。また、軸方向に対向する挟持片４、４が周方向に間隔をあけて複数組形成されている。
【００２１】
この挟持片４は、図２に示すように薄板２の軸方向両端に形成された舌片をそれぞれ径方向内側に折り曲げてなり、分割コア１を挟持している。また、この挟持片４は、分割コア１のヨーク部１ｂの軸方向端面に形成された凹部５に嵌合して、分割コア１を周方向に位置決めしている。
【００２２】
この凹部５は、図に示すように径方向内方に開放して形成されており、この凹部５に嵌合した挟持片４の先端がヨーク部１ｂよりも径方向内方に突き出るようになっている。一方、挟持片４には、周方向に突出する突出部４ａが形成されており、この突出部４ａが分割コア１のヨーク部１ｂの径方向内面に係合している。
【００２３】
この回転電機用ステータコアは、たとえば次のようにして組み立てることができる。まず、分割コア１を円環状に配置する。このとき、図３に示すように円柱状の治具Ｊを中心に配置してその外周にティース部１ａの径方向内端が接触するように分割コア１を配置すると、分割コア１の寸法にばらつきがあるときでもティース部１ａの径方向内端が高い精度で同一円周上に揃うので好ましい。
【００２４】
つぎに、円環状となった分割コア１の外周に薄板２を巻いて締め付け、その状態で、図２に示すように薄板２の舌部を径方向内側に折り曲げて挟持片４を形成し、その挟持片４で分割コア１を軸方向から挟持する。さらに、図３に示すように薄板２の耳部３、３を溶接して薄板２の一端と他端を互いに接続する。その後、中心の治具Ｊを取り除く。
【００２５】
この回転電機用ステータコアは、分割コア１を一定の力で締め付けた状態で薄板２の一端と他端を接続することによりその締め付け力を管理することができる。そのため、圧粉体からなる分割コア１の寸法にばらつきがあるときにも、その締め付け力を分割コア１の固定に必要な範囲内で小さくし、過大な締め付け力で分割コア１が破壊するのを防止することができる。
【００２６】
締め付け力の管理は、たとえば、薄板２に張力を与えながら分割コア１を締め付け、その薄板２の張力を測定しながら薄板２の一端と他端を接続することにより行なうことができる。また、分割コア１の外周に巻き付けた薄板２の外周をリング状の治具で締め付け、その締め付け力を測定しながら薄板２の一端と他端を接続することによっても行なうことができる。
【００２７】
また、この回転電機用ステータコアは、薄板２の周方向の一端と他端を溶接して互いに接続したので、接続のための部品を必要とせず、安価である。しかも接続部に緩みが生じない。
【００２８】
また、薄板２の挟持片４を分割コア１の凹部５に嵌合させて分割コア１を周方向に位置決めしたので、分割コア１の周方向への位置ずれが確実に防止され、分割コア１の固定がより確実である。しかも、この挟持片４は軸方向に向き合うので周方向の力を受けたときに変形しにくく、分割コア１の周方向への位置ずれ防止がより確実である。
【００２９】
また、挟持片４の突出部４ａを分割コア１のヨーク部１ｂの径方向内面に係合させたので、その突出部４ａが分割コア１の径方向内方への移動を防止する。そのため、振動や衝撃が加わっても分割コア１の位置が動きにくく、分割コア１の締め付け状態が確実に保持される。
【００３０】
薄板２は、分割コア１よりも変形しやすい材料で形成するとより好ましい。このようにすると、分割コア１の寸法にばらつきがあるときにも、その寸法のばらつきにより凹凸を生じた分割コア１の外周に沿って薄板２が変形し、分割コア１の寸法誤差を吸収する。そのため、円環状に配置した分割コア１の内径の位置精度が優れる。
【００３１】
また薄板２は、組み立てる前に曲げ加工を施して予め断面Ｃ状の筒形にしておくと、ステータコアの組み立てがより円滑になる。
【００３２】
上記実施形態では、薄板２の周方向の一端と他端の接続は、薄板２の端部に形成した耳部３同士を溶接することにより行なったが、耳部３は必須ではなく、たとえば図４に示すように周方向の両端部を重ねて溶接してもよい。また接続方式は溶接に限られず、たとえばリベットやねじやピン等で接続してもよい。
【００３３】
また、上記実施形態では、挟持片４は、薄板２の軸方向両端に形成された舌片を径方向内側に折り曲げて形成したが、たとえば図５に示すように薄板２を切り起こして形成してもよい。要は、軸方向に対向して分割コア１を挟持できるものであればよい。
【００３４】
図では、各分割コア１を挟持片４でそれぞれ挟持して分割コア１の固定をより確実にしているが、必ずしも全ての分割コア１を挟持する必要はなく、たとえば１つおきに分割コア１を挟持してもよく、分割コアの固定が不安定とならない範囲内で挟持すればよい。また、分割コア１の凹部５も、必ずしも軸方向両端に形成する必要はなく、軸方向一端にのみ形成してもよい。
【００３５】
また、上述したステータコアの各分割コア１のティース部１ａにコイルを装着して回転電機用ステータを形成することができる。このステータは、薄板２による分割コア１の締め付け力を分割コア１の固定に必要な範囲内で小さくすることができるので、コイルの巻回による締め付け力が分割コア１のティース部１ａに作用しても分割コアが破壊しにくく、品質が安定している。
【００３６】
分割コア１は、たとえば樹脂を添加した金属磁性粉末の圧粉体や、絶縁皮膜処理を施した金属磁性粉末の圧粉体で形成することができるが、磁性を有するものであれば他の圧粉体でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明の回転電機用ステータコアの実施形態を示す斜視図
【図２】図１のステータコアの組み立て過程を示す一部拡大斜視図
【図３】図１のステータコアの組み立て過程を示す平面視断面図
【図４】図１のステータコアの変形例を示す平面視断面図
【図５】図１のステータコアの他の変形例を示す一部拡大斜視図
【図６】従来のステータコアを示す斜視図
【符号の説明】
【００３８】
１      分割コア
２      薄板
４      挟持片
４ａ    突出部
５      凹部
【図１】
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【図２】
2007195281.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007195281.tif 000006
【図５】
2007195281.tif 000007
【図６】
2007195281.tif 000008