(57)【要約】【課題】分割コアの座屈を抑制しつつもトルク出力性能の低下を防止できる回転電機のステータを提供する。【解決手段】回転電機のステータは、円環状に配した複数の分割コア１６からなるステータコアの外周に筒体を装着し、当該筒体で前記複数の分割コア１６を前記ステータコアの外周から中心に向かって圧締した回転電機のステータであって、前記分割コア１６は、複数の鋼板２０を、その周方向範囲を徐々にずらしながらステータ軸方向に積層して構成される。【選択図】図３
2016032323.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状に配した複数の分割コアからなるステータコアの外周に筒体を装着し、当該筒体で前記複数の分割コアを前記ステータコアの外周から中心に向かって圧締した回転電機のステータであって、
前記分割コアは、複数の鋼板を、その周方向範囲を徐々にずらしながらステータ軸方向に積層して構成される、
ことを特徴とする回転電機のステータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円環状に配された複数の分割コアからなるステータコアと、複数の分割コアを圧締するためにステータコアの外周に装着される筒体と、を備えたステータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から分割コアからなるステータコアは、広く知られている。複数の分割コアを互いに固定するために、ステータコアの外周に筒体が装着される。こうした筒体は、ステータコアの外径と略同一の内径を有しており、この筒体が外周に装着されることにより、ステータコアには、外周面から中心方向に向かう圧力がかかる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２１５０５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、分割コアは、通常、外周に近づくにつれ幅広となる略楔形状である。この分割コアを円環状に並べたうえで、外周側から中心に向かう力を付加すると、複数の分割コアは、互いに周方向に押圧し合うことになる。つまり、一般に、分割コアには、周方向の圧縮応力がかかる。こうした周方向の圧縮応力に起因して、分割コアを構成する電磁鋼板が座屈するおそれがあった。
【０００５】
特許文献１には、複数の分割コアからなるステータコアを、保持筒の内部に挿入し、さらに、このステータコアの軸方向端面に当接して当該ステータコアを軸方向に圧締する押さえ部材を設ける技術が開示されている。かかる技術によれば、各分割コアは、押さえ部材により軸方向に圧締されるため、分割コアを構成する電磁鋼板の座屈は、効果的に防止される。
【０００６】
しかし、特許文献１の技術では、押さえ部材という新たな部品を設けなければならず、ステータの重量増加やコスト増加、製造の手間増加といった新たな問題を招いていた。また、自動車に搭載する回転電機の場合、ステータの重量、ひいては、車両全体の重量が増加すれば、その分、回転電機で必要とする出力トルクも増大し、車両に対する回転電機のトルク出力性能の低下を招いていた。
【０００７】
また、特許文献１の技術では、ステータコアに軸方向の圧縮応力を付加することになるが、この圧縮応力が過大だと、ステータコア内の内部応力が上昇することになる。この場合、トルク損失が上昇するため、やはり、トルク出力性能の低下を招いていた。
【０００８】
そこで、本発明では、分割コアの座屈を抑制しつつもトルク出力性能の低下を防止できる回転電機のステータ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】
本発明の回転電機のステータは、円環状に配した複数の分割コアからなるステータコアの外周に筒体を装着し、当該筒体で前記複数の分割コアを前記ステータコアの外周から中心に向かって圧締した回転電機のステータであって、前記分割コアは、複数の鋼板を、その周方向範囲を徐々にずらしながら前記ステータ軸方向に積層して構成される、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、分割コアが、複数の鋼板を、その周方向範囲を徐々にずらしながら前記ステータ軸方向に積層して構成されているため、一つの分割コアを構成する複数の鋼板の周方向位置が、徐々にずれることになる。その場合、鋼板のうち座屈が生じやすい箇所（周方向中心位置）を、軸方向に積層配置された複数の鋼板が互いに押さえ合うことになるため、座屈を抑制できる。また、他の部品を用いたり、分割コアに軸方向の圧縮応力を付加したりしないため、トルク出力性能の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態であるステータの分解斜視図である。
【図２】ステータの一部平面図である。
【図３】分割コアの斜視図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】従来の分割コアの斜視図である。
【図６】従来の分割コアが座屈した際のＢ−Ｂ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態である回転電機のステータ１０の分解斜視図である。また、図２は、ステータ１０の部分平面図、図３は、分割コア１６の斜視図、図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。なお、図３，４では、発明の理解を容易にするために、分割コア１６を構成する電磁鋼板２０を５枚しか図示していないが、実際には、より多数の電磁鋼板２０が積層されており、各種寸法も実際とは異なっている。
【００１３】
本実施形態の回転電機のステータ１０は、ステータコア１２と、図示しないステータコイルと、筒体であるステータリング１４と、を備えている。ステータコア１２は、その内周面から複数のティース２２が突出した略円筒状体である。各ティース２２には、ステータコイルが巻回される。
【００１４】
このステータコア１２は、円環状に並べた複数の分割コア１６から構成される。各分割コア１６は、打ち抜き加工により形成した電磁鋼板２０を、ステータ１０軸方向に積層して構成される。各分割コア１６は、円環の外周部を構成するヨーク部２４と、当該ヨーク部２４の内周側に突き出した二つのティース２２と、を備えている。ヨーク部２４は、外周側に近づくにつれて幅広となる略楔形状となっている。また、各ヨーク部２４の周方向端面には、周方向に突出した凸形状、あるいは、周方向に凹んだ凹形状の突き当て部２８が形成されている。さらに、ヨーク部２４には、ステータ軸方向に隣接する電磁鋼板２０と嵌合してカシメ結合するためのカシメ部２６（図３、図４では、図示省略）が形成されている。カシメ部２６は、ステータ軸方向に部分的に突出または部分的に凹んだ箇所である。このカシメ部２６は、磁束の流れを阻害しない位置に形成される。磁束は、通常、一つのティース２２から入り込み、ヨーク部２４を周方向に進み、他のティース２２から抜け出る。カシメ部２６は、この磁束の流れを阻害しないように、外周近傍に形成されることが望ましい。
【００１５】
また、本実施形態では、図３、図４に示す通り、一つの分割コア１６を構成する複数の電磁鋼板２０を、その周方向範囲を徐々にずらしながらステータ軸方向に積層している。換言すれば、本実施形態では、ヨーク部２４の周方向端面が、階段状に段差ができており、各電磁鋼板２０が、隣接する分割コア１６を構成する電磁鋼板２０と一部オーバーラップするようにしている。かかる構成とすることにより、各電磁鋼板２０の座屈を効果的に防止できるが、これについては、後に詳説する。
【００１６】
ステータリング１４は、ステータコア１２の外周に装着される筒体である。このステータリング１４は、円環状に配された複数の分割コア１６を、その円環の外周から中心に向かって圧して、締結する部材である。ステータリング１４は、複数の分割コア１６で構成される円環（すなわステータコア１２）の外周に焼き嵌めで装着される。したがって、ステータリング１４の常温における内径は、複数の分割コア１６を円環状に組み付けたときの円環の外径より若干小さくなっている。このステータリング１４をステータコア１２の外周に焼き嵌めで装着することにより、当該ステータコア１２を構成する各分割コア１６は、径方向内側に向かう圧力を受ける。
【００１７】
ここで、分割コア１６は、外周側に近づくにつれて幅広となる略楔形状である。かかる分割コア１６に径方向内側に向かう圧力を付与した場合、各分割コア１６は、隣接する他の分割コア１６と互いに周方向に押し付け合い密着しあう。この結果、複数の分割コア１６が、互いに締結されることになる。ところで、複数の分割コア１６は、互いに周方向に押し合うため、当然ながら、各分割コア１６には、周方向の圧縮応力が発生する。
【００１８】
従来、この周方向の圧縮応力により、分割コア１６が座屈するという問題があった。これについて、図５、図６を参照して説明する。図５は、従来の分割コア１６の斜視図であり、図６は、座屈が発生した際の分割コア１６のＢ−Ｂ断面図である。
【００１９】
従来の分割コア１６の多くは、図５に示すように、一つの分割コア１６を構成する複数の電磁鋼板２０の周方向範囲は、全て同じであり、一つの分割コア１６のヨーク部２４の周方向端面は、段差のない立壁となっている。この場合、一つの分割コア１６を構成する複数の電磁鋼板２０の周方向中心は、全て同じ位置となる。ここで、電磁鋼板２０の周方向中心は、周方向の圧縮応力を受けた場合に、最も座屈が生じやすい箇所である。かかる座屈が生じやすい箇所の周方向位置が、複数の電磁鋼板２０で全て一致していると、分割コア１６が周方向の圧縮応力を受けた場合、図６に示すように、全ての電磁鋼板２０が、この箇所において、座屈することがあった。
【００２０】
こうした座屈を防止するために、特許文献１等には、ステータコア１２の軸方向端面に、押さえ部材を配置し、ステータコア１２に軸方向の圧縮応力を与える技術も提案されている。かかる技術によれば、各電磁鋼板２０がステータ軸方向に変形して座屈することは、効果的に防止される。
【００２１】
しかし、かかる技術の場合、押さえ部材という新たな部品を用意しなければならず、部品点数の増加や、コストの増加、製造工数の増加といった問題を招いていた。また、ステータコア１２に付与されるステータ軸方向の圧縮応力が大きすぎると、ステータコア１２内の内部応力が上昇し、トルク損失が上昇する。そして、結果として、トルク出力性能の低下を招くという問題があった。
【００２２】
一方、本実施形態は、既述した通り、一つの分割コア１６を構成する複数の電磁鋼板２０の周方向範囲を、徐々にずらす構成としている。この場合、各電磁鋼板２０の周方向中心Ｃ（図４における破線箇所）、すなわち、最も座屈が生じやすい箇所も、徐々にずれることになる。その結果、ある電磁鋼板２０、例えば、図４における電磁鋼板２０ａが、圧縮応力を受けて、その周方向中心Ｃで座屈しようとしても、ステータ軸方向に隣接する他の電磁鋼板２０ｂに押さえつけられるため、変形することができない。同様に、ステータ軸方向に隣接する他の電磁鋼板２０ｂの周方向中心も、その上に位置する他の電磁鋼板２０ｃに押さえつけられるため、変形することができない。
【００２３】
つまり、本実施形態のように、一つの分割コア１６を構成する複数の電磁鋼板２０の周方向範囲を徐々にずらすことにより、複数の電磁鋼板２０の周方向中心位置を周方向にずらすことができる。そして、その結果、座屈が最も生じやすい電磁鋼板２０の周方向中心位置を、複数の電磁鋼板２０で互いに押さえつけることになり、座屈の発生を効果的に防止できる。
【００２４】
また、これまでの説明で明らかな通り、本実施形態では、電磁鋼板２０の周方向位置をずらして積層しているだけであり、押さえ部材等の新たな部品を用いていない。そのため、重量増加や部品点数の増加、製造工数の増加を避けることができる。
【００２５】
さらに、本実施形態では、軸方向に積層された電磁鋼板２０同士で軸方向に押さえ合う構成となっており、別途、軸方向圧縮応力を付加しないため、電磁鋼板２０に過大な軸方向圧縮応力が発生すること防止できる。結果として、トルク損失を低減でき、トルク出力性能の悪化を防止できる。
【００２６】
なお、これまで説明した構成は、一例であり、複数の電磁鋼板２０を、その周方向範囲を徐々にずらしながら積層して分割コア１６を構成するのであれば、他の構成でもよい。例えば、ステータリング１４は、ステータコア１２に外周面から中心に向かう圧力をかけられるのであれば、焼き嵌めに限らず、圧入等の他の方法でステータコア１２に装着してもよい。また、複数の分割コア１６で一つのステータコア１２が構成されるのであれば、分割コア１６の個数や形態は特に限定されない。例えば、本実施形態では、一つの分割コア１６が二つのティース２２を有する構成としているが、一つの分割コア１６が、一つのティース２２、あるいは、三以上のティース２２を有する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１０  ステータ、１２  ステータコア、１４  ステータリング（筒体）、１６  分割コア、２０  電磁鋼板、２２  ティース、２４  ヨーク部、２６  カシメ部、２８  突き当て部。
【図１】
2016032323.tif 000003
【図２】
2016032323.tif 000004
【図３】
2016032323.tif 000005
【図４】
2016032323.tif 000006
【図５】
2016032323.tif 000007
【図６】
2016032323.tif 000008