(57)【要約】【課題】キー孔加工を必要とせずにステータの回り止めを達成可能な回転電機のステータ固定構造を提供すること。【解決手段】筒形に形成されたインナフレーム２の内側に、ステータ１を挿入して固定する回転電機のステータ固定構造において、ステータ１の外周面１ａとこれに接触するインナフレーム２の内周面２１とに形成したステータ１の径方向に略直交する方向のステータ側平面部４３ｂとフレーム側平面部２１ｂとを接触させた平面接触部６１を設けたことを特徴とする回転電機のステータ固定構造とした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒形に形成されたステータ保持部材の内側に、ステータを挿入して固定する回転電機のステータ固定構造において、
前記ステータの外周面とこれに接触する前記ステータ保持部材の内周面とに形成した前記ステータの径方向に略直交する方向の平面部同士を接触させた平面接触部を複数設けたことを特徴とする回転電機のステータ固定構造。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機のステータ固定構造において、
前記平面接触部の円周方向に隣り合う位置で前記ステータの前記外周面と前記ステータ保持部材の前記内周面とに形成した円弧面同士を接触させた円弧面接触部を設けたことを特徴とする回転電機のステータ固定構造。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の回転電機のステータ固定構造において、
前記ステータは、周方向に分割した複数の分割部材の組み立て体により構成し、
前記平面接触部を、前記分割部材の外径方向の外周面の円周方向中央位置に配置したことを特徴とする回転電機のステータ固定構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータやジェネレータなどの回転電機における、ステータのステータ保持部材への固定構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動モータやジェネレータなどの回転電機のステータは、コイルを巻き付けるためのティースが、周方向に等間隔で形成されている。
従来、このようなステータにおいて、ステータをティース毎に分割した分割部材を備え、かつ、この分割部材の各々をプレス加工された同一形状の鋼板の積層体で構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この従来技術では、分割部材を、回転電機のケースの内側に周方向に並べて固定することで円筒形状のステータが構成されている。また、この従来技術によれば、ステータはステータ保持部材としてのインナフレームの内側に圧入固定され、インナフレームを介してケースの内側に固定された構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−０１８６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術にあっては、ステータの外周面とインナフレームの内周面とが円形であるため、ステータがインナフレームに対し相対的に回動しないように、回り止めのキーを設ける必要がある。
このため、上記従来技術では、分割部材とインナフレームとの双方に、キー結合のための加工が必要となり、この加工に手間を要し、回転電機の製造コストを上昇させるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、キー結合のための加工を必要とせずにステータの回り止めを達成可能な回転電機のステータ固定構造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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、ステータの外周面とこれに接触するステータ保持部材の内周面とに形成した前記ステータの径方向に略直交する方向の平面部同士を接触させた平面接触部を設けたことを特徴とする回転電機のステータ固定構造とした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、ステータコアの外周とステータ保持部材の内周とに形成した平面部同士を接触させた構造としたため、ステータは、ステータ保持部材に対して円周方向に相対回動することなく固定される。
したがって、ステータもステータ保持部材もキー結合のための加工が不要であり、キー結合のための加工の手間を削減して、製造コストを抑えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１の回転電機のステータコア固定構造を適用した回転電機におけるステータおよびインナフレームを示す分解斜視図である。
【図２】実施の形態１の回転電機のステータコア固定構造に用いた分割部材を示す斜視図である。
【図３】実施の形態１の回転電機のステータコア固定構造を適用した回転電機の要部を示す横断面図である。
【図４】実施の形態１の回転電機のステータコア固定構造を適用した回転電機の要部を示す縦断面図である。
【図５】実施の形態１の回転電機のステータコア固定構造に適用した分割部材の鋼板および母材（ブランク）を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の回転電機のステータ固定構造を実現する最良の形態を、図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
（実施の形態１）
まず、実施の形態１の回転電機のステータ固定構造の構成を説明する。なお、この実施の形態１の回転電機のステータ固定構造を説明するのにあたり、回転電機の構成、分割部材の構成、インナフレームの構成の順に説明する。
【００１０】
（回転電機の構成）
実施の形態１の回転電機は、図１に示す円環状のステータ１と、ステータ１の内周側に収容される図示を省略したロータと、ステータ１を圧入固定するインナフレーム２と、このインナフレーム２と共にステータ１を収容するモータケース３とを備えている。なお、回転電機は、電動モータあるいはジェネレータとして機能する。
【００１１】
ステータ１は、円環状のステータコア１１と、このステータコア１１の内周から内径方向に突出されて周方向に一定の間隔で配置されたティース１２と、ティース１２同士の間に設けられたスロット１３とを備えている。そして、各ティース１２には、図３に示すように、ステータコイル１４が巻き付けられ、このステータコイル１４は、ティース１２同士の間ではスロット１３に配置されている。
【００１２】
（分割部材の構成）
図１に戻り、ステータ１は、ティース１２ごとに分割された複数の分割部材４を円周方向に結合させた組み立て体により構成されている。
以下に、分割部材４の構造について説明する。
【００１３】
分割部材４は、図５に示す母材としてのブランク１００をプレス加工して形成された鋼板１０１を、ステータ１の軸方向に沿う方向に複数枚積層させて形成されている。
さらに、分割部材４は、ステータコア１１を形成する部位のステータ１の円周方向（矢印ｒ方向）を向いた図２に示す側面４１，４２に、ステータ１の軸方向に沿う方向（矢印ｘ方向に沿う方向）に延びる溝４１ａと凸条４２ａとが形成されている。これらの溝４１ａおよび凸条４２ａは、分割部材４を、ステータ１の円周方向に並べたときに、それぞれ、隣り合う分割部材４の凸条４２ａおよび溝４１ａと嵌り合う位置および寸法に形成されている。
【００１４】
したがって、分割部材４を、円周方向に並べ、円周方向に隣り合う分割部材４，４の溝４１ａと凸条４２ａとを嵌め合わせた組立体により、図１に示すように円環状を成すステータ１が形成される。
【００１５】
図２に戻り、分割部材４の外径方向の外周面４３は、円周方向の中央のステータ側平面部４３ｂと、このステータ側平面部４３ｂの円周方向の両隣りに配置されたステータ側円弧面部４３ａ，４３ｃとにより形成されている。
【００１６】
すなわち、ステータ側平面部４３ｂは、分割部材４の円周方向中央位置に配置され、かつ、円周方向中央位置を通って径方向に延びる径方向中央線Ｃｅｙに対して直交し、軸方向に沿う方向に分割部材４の全長に亘って形成されている。
【００１７】
ステータ側円弧面部４３ａ，４３ｃは、ステータ１の中心軸を中心とする円弧形状に形成されている。そして、ステータ側円弧面部４３ａ，４３ｃと、ステータ側平面部４３ｂとの間に、外径方向に凸形状の変曲部４３ｄ，４３ｄが、軸方向に沿う方向に延在されている。
したがって、図１に示すように、ステータ１の外周面１ａは、円周面に、円周方向に一定間隔でステータ側平面部４３ｂが形成された形状に形成されている。
【００１８】
（インナフレームの構成）
次に、ステータ保持部材としてのインナフレーム２の構造について説明を加える。
インナフレーム２は、図１および図４に示すように、略円筒状の円筒部２ａにドーナツ板状態の底部２ｂを備えた、有底円筒状に形成されている。
また、インナフレーム２の円筒部２ａは、分割部材４の外周面４３に対向するインナフレーム２の円筒部２ａの内周面２１は、図１に示すように、フレーム側平面部２１ｂと、フレーム側円弧面部２１ａと、が円周方向に交互に形成されている。なお、円筒部２ａの外周面２２（図３参照）は、軸方向に沿う方向から見て円形状に形成されている。
【００１９】
フレーム側平面部２１ｂは、ステータ側平面部４３ｂと同様の円周方向の幅寸法を有し、軸方向に沿う方向に延在されている。そして、フレーム側平面部２１ｂは、ステータ１のインナフレーム２への挿入時にステータ側平面４３ｂが圧入されるように、ステータ１の中心軸からの距離がステータ側平面部４３ｂと略同一あるいは僅かに短い寸法に形成されている。
一方、フレーム側円弧面部２１ａは、２つのステータ側円弧面部４３ａ，４３ｃを足し合わせた円周方向の幅寸法を有して、軸方向に沿う方向に延在されている。
【００２０】
フレーム側円弧面部２１ａは、ステータ１のインナフレーム２への挿入時に、ステータ側円弧面部４３ａ，４３ｃが圧入されるように、ステータ１の中心軸を中心としてステータ側円弧面部４３ａ，４３ｃと略同一径あるいは僅かに小径の円弧状に形成されている。
また、フレーム側平面部２１ｂとフレーム側円弧面部２１ａとの間には、外径方向に凹形状の変曲部２１ｄが、軸方向に沿う方向に延在されている。
【００２１】
したがって、ステータ１をインナフレーム２に組み付けた際には、図３に示すように、分割部材４のステータ側平面部４３ｂが、フレーム側平面部２１ｂに圧入状態で面接触して平面接触部６１が形成される。
【００２２】
同時に、隣り合う分割部材４，４の一対のステータ側円弧面部４３ａ，４３ｃが、１つのフレーム側円弧面部２１ａに対して圧入状態で面接触して、円弧面接触部６２が形成される。
【００２３】
（回転電機の製造手順）
以下に、回転電機の製造手順を簡単に説明する。
分割部材４を製造するのにあたり、まず、鋼板１０１を製造する。
この場合、図５に示すブランク１００をプレス加工して鋼板１０１を形成する。
【００２４】
ここで、本実施の形態１では、分割部材４のステータ側平面部４３ｂを、分割部材４の外径方向に沿う径方向中央線Ｃｅｙに対して直交させて配置している。これにより、鋼板１０１を製造する際に、図５においてＡに示す領域に、ブランク１００の端縁と平行な直線を成す直線部１０２が形成される。その結果、ブランク１００から鋼板１０１をプレス加工する際の縁さん部分の幅寸法を、分割部材４の外周を円弧状に形成したものと比較して小さく抑えることが可能である。
【００２５】
また、分割部材４の円周方向のステータ側平面部４３ｂを、分割部材４の外径方向に沿う径方向中央線Ｃｅｙに対して直交させたため、外周面４３が円弧状のものと比較して、鋼板１０１において外周面４３を形成する部位の外径方向への突出量が小さくなる。よって、図５においてＢに示す領域にあっても、鋼板１０１同士の間隔を狭めることが可能となる。
その結果、分割部材４の外周面４３を円弧とする場合と比べて鋼板１０１を切り出すブランク１００の幅ａをさらに小さく抑えることが可能となり、歩留まりの向上を図ることができる。
【００２６】
次に、ステータ１の組み立てについて説明する。
ステータ１は、図２に示すように形成した分割部材４を、円周方向に結合させ、図１に示すように円環状に形成し、ステータコイル１４を、スロット１３を通して各ティース１２に巻き付けることにより形成する。なお、図３において、一点鎖線の枠に囲まれた部分が１個の分割部材４を示している。
【００２７】
次に、ステータ１をインナフレーム２に組み付ける。
この際、ステータ１の外周に配置されたステータ側平面部４３ｂおよびステータ側円弧面部４３ａ，４３ｃの円周方向位置を、それぞれ、インナフレーム２のフレーム側平面部２１ｂおよびフレーム側円弧面部２１ａに円周方向で一致させる。この状態から、ステータ１を軸方向に沿って相対移動させてインナフレーム２に圧入させる。
【００２８】
これにより、前述したように、分割部材４のステータ側平面部４３ｂが、フレーム側平面部２１ｂに圧入状態で面接触して、平面接触部６１が形成される。すなわち、ステータ１の圧入時に、ステータ側平面部４３ｂとフレーム側平面部２１ｂとは、若干の弾性変形を伴って接触することで、面接触状態を保つことができる。
【００２９】
ステータ１のインナフレーム２への圧入時には、上記の平面接触部６１における接触と同時に、隣り合う分割部材４，４の一対のステータ側円弧面部４３ａ，４３ｃが、１つのフレーム側円弧面部２１ａに圧入状態で面接触して、円弧面接触部６２が形成される。この円弧面接触部６２にあっても、ステータ１の圧入により、ステータ側円弧面部４３ａ，４３ｃとフレーム側円弧面部２１ａとの弾性変形を伴った接触により、面接触状態を保つことができる。
【００３０】
さらに、上記圧入時、平面接触部６１と円弧面接触部６２との間の両変曲部４３ｄ，２１ｄは、平面同士の間に設けた場合よりも角度変化が緩やかであり、インナフレーム２における応力集中を抑制し、応力集中を原因とする変形や破損を抑制することができる。
【００３１】
なお、ステータ１は、インナフレーム２よりも、軸方向寸法が大きいことから、上記圧入時に、インナフレーム２を容易に上記弾性変形させやすく、その復元力によるカシメ力により、インナフレーム２にステータ１を保持する。
【００３２】
そして、ステータ１を圧入したインナフレーム２は、モータケース３に対して軸方向に沿って挿入した後、例えばボルトなどによりモータケース３に固定する。
【００３３】
以上のようにして構成した回転電機にあっては、ステータ１の外周のステータ側平面部４３ｂと、インナフレーム２の内周のフレーム側平面部２１ｂとが、平面接触する。加えて、ステータ１の外径方向に凸形状の変曲部４３ｄと、インナフレーム２の外径方向に凹形状の変曲部２１ｄとが嵌り合う。
その結果、回転電機の駆動時には、インナフレーム２内のステータ１の円周方向への相対変位は阻止される。すなわち、ステータ１は、キー結合構造を設けることなく、円周方向への回動が規制される。
特に、平面接触部６１では、両平面部２１ｂ，４３ｂの間で、インナフレーム２から分割部材４に対して接触面の直交方向である径方向内側に押し込む力を発生させることができる。これにより、分割部材４の間の同方向の面間圧力（スクイズ力）を安定して確保し、分割部材４の積層品質を高めることができる。
【００３４】
特に、上述のように、ステータ１がインナフレーム２よりも、その軸方向寸法が大きいことにより、上記圧入時に、インナフレーム２をカシメることでステータ１を保持している。このため、ステータ１の圧入時に、平面接触部６１と円弧面接触部６２とのいずれか一方あるいは両方を圧入状態としないものと比較して、このカシメ作用による固定力により、一層高い回動規制力を得ることができる。
加えて、平面接触部６１と円弧面接触部６２との両方で圧入状態としているため、そのいずれか、あるいは両方を圧入状態としないものと比較して、熱伝達性能を確保して、回転電機の放熱性を確保することができる。
【００３５】
（実施の形態１の効果）
以下に、実施の形態１の回転電機のステータ固定構造の効果を列挙する。
１）実施の形態１の回転電機のステータ固定構造は、
筒形に形成されたステータ保持部材としてのインナフレーム２の内側に、ステータ１を挿入して固定する回転電機のステータ固定構造において、
前記ステータ１の外周面１ａとこれに接触する前記インナフレーム２の内周面２１とに形成した前記ステータ１の径方向に略直交する方向の平面同士であるステータ側平面部４３ｂとフレーム側平面部２１ｂとを接触させた平面接触部６１を複数設けたことを特徴とする。
したがって、ステータ１のインナフレーム２に対する円周方向の相対移動を平面接触部６１により規制でき、キー結合のための加工を必要とせずにステータ１の回り止めを達成可能な回転電機のステータ固定構造を提供することができる。
【００３６】
２）実施の形態１の回転電機のステータ固定構造は、
前記平面接触部６１の円周方向に隣り合う位置で前記ステータ１の前記外周面１ａと、前記ステータ保持部材としてのインナフレーム２の前記内周面２１とに形成した円弧面同士としてのステータ側円弧面部４３ａ，４３ｃとフレーム側円弧面部２１ａとを接触させた円弧面接触部６２を設けたことを特徴とする。
したがって、ステータ１の圧入時における平面接触部６１と円弧面接触部６２との間の変曲部４３ｄ，２１ｄにおける応力集中を、平面接触部６１どうしを隣り合わせて両者の間に角部を設けた場合よりも抑制することができる。これにより、ステータ１の圧入時のインナフレーム２の変形や破損を抑制することができる。
【００３７】
３）実施の形態１の回転電機のステータ固定構造は、
前記ステータ１は、円周方向に分割した複数の分割部材４の組み立て体により構成し、
前記平面接触部６１を、前記分割部材４の外径方向の外周面４３の円周方向中央位置に配置したことを特徴とする。
これにより、ブランク１００から鋼板１０１をプレス加工する際の縁さん部分の幅寸法を、分割部材４の外周を円弧状に形成したものと比較して小さく抑えることが可能である。これにより、鋼板１０１を切り出すブランク１００の幅ａを小さく抑えることができ、歩留まりの向上を図ることができる。
特に、図５のように、ブランク１００において鋼板１０１を、幅方向に多数重ねてプレス加工する場合、鋼板１０１を切り出すブランク１００の幅ａをさらに小さく抑えることが可能となる。
【００３８】
さらに、実施の形態１では、各分割部材４にステータ側平面部４３ｂを設けるとともに、インナフレーム２に、各ステータ側平面部４３ｂに対応してフレーム側平面部２１ｂを形成した。
このため、ステータ１の一部のみに、あるいは、一部の分割部材４のみにステータ側平面部４３ｂを設けた場合と比較して、各ステータ側平面部４３ｂとフレーム側平面部２１ｂとの円周方向の位置決めが容易である。また、鋼板１０１の形状も一仕様のみで良いため、分割部材４にステータ側平面部４３ｂを設けたものと設けないものとを設定し、鋼板１０１の形状に複数の仕様を設定した場合と比較して、製造コストを抑えることができる。
【００３９】
４）実施の形態１の回転電機のステータ固定構造は、
平面接触部６１では、ステータ１の平面としてのステータ側平面部４３ｂを、ステータ支持部材の平面としてのフレーム側平面部２１ｂに圧入状態で面接触させ、
円弧面接触部６２では、ステータ１の円弧面としてのステータ側円弧面部４３ａ，４３ｃを、ステータ支持部材の円弧面としてのフレーム側円弧面部２１ａに圧入状態で面接触させたことを特徴とする。
したがって、平面接触部６１と円弧面接触部６２との両方で、ステータ１とインナフレーム２とを全面で面接触状態として、これらの一部が非接触状態となるものと比較して、ステータ１の発熱のインナフレーム２およびモータケース３への熱伝達性を確保できる。これにより、回転電機の放熱性能の向上を図ることができる。
加えて、平面接触部６１と円弧面接触部６２との両方で、圧入状態で面接触させたため、ステータ１の固定力を高め、上記１)の回動規制力を一層高めることができる。
【００４０】
以上、本発明の回転電機のステータ固定構造を実施の形態に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００４１】
例えば、分割部材は、ステータ側円弧面部も平面に形成してステータ側平面部として複数の平面部を備えた形状に形成し、ステータを多角形形状に形成し、ステータ保持部材の内周面も多角形形状として、平面接触部を周方向に連続配置させてもよい。この場合、ステータの外周面とステータ保持部材の内周面とは、複数の平面接触部を周方向に連続して備える。また、この場合、ステータの平面接触部同士の間に形成された外径方向に凸の角部と、ステータ保持部材の平面接触部同士の間に形成された外径方向に凹の角部と、が嵌り合って、ステータの回動をより強く規制することができる。
また、実施の形態では、ステータを分割部材により形成した例を示したが、これに限定されず、円環状の板を複数積層してステータを形成してもよい。特に、この場合、平面接触部の数は、任意に設定することができる。
【００４２】
また、ステータを複数の分割部材により形成する場合、実施の形態では、全ての分割部材を同じ形状に形成した例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、ステータ側平面部を備えた分割部材と、ステータ側平面部を備えない分割部材とを組み合わせてステータを形成してもよい。
さらに、分割部材を用いる場合に、ステータ側平面部を形成する位置は、実施の形態にて示した位置に限定されない。例えば、ステータ側平面部を、分割部材の外周面の複数箇所に形成してもよい。また、ステータ側平面部は、分割部材の円周方向の中央以外の位置に配置してもよい。
【００４３】
また、実施の形態では、ステータ側円弧面部とフレーム側円弧面部とを略同径あるいは後者を小径にして、両円弧面部を圧入状態で接触させる例を示したが、これに限定されない。すなわち、ステータ側円弧面部に対してフレーム側円弧面部を大径にして、ステータ側円弧面部が、フレーム側円弧面部に対して若干逃げた状態で接触あるいは近接させるようにし、ステータ挿入時のインナフレームの変形を抑えるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１    ステータ
１ａ  外周面
２    インナフレーム（ステータ支持部材）
３    モータケース
４    分割部材
２１  内周面
２１ａ      フレーム側円弧面部
２１ｂ      フレーム側平面部
４３  外周面
４３ａ      ステータ側円弧面部
４３ｂ      ステータ側平面部
４３ｃ      ステータ側円弧面部
６１  平面接触部
６２  円弧面接触部
１０１      鋼板
【図１】
2016144241.tif 000003
【図２】
2016144241.tif 000004
【図３】
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【図４】
2016144241.tif 000006
【図５】
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