(57)【要約】【課題】ステータの発生させる最大トルクが作用方向によって異なる場合において、軽量化を図りつつ固定部の変形を防止することによって連結部材の緩みを抑制することができる回転電機のステータ固定構造を提供する。【解決手段】回転電機のステータ固定構造４０は、回転電機２０のステータ２２をケース１２に固定するための固定構造であり、ステータ２２の外周部から径方向外側に膨出して形成され、ステータ２２をケース１２に連結するための連結部材４６が挿通される挿通孔４４が設けられた固定部４２ａ〜４２ｃを備え、ステータ２２の周方向に沿った固定部４２ａ〜４２ｃの肉厚は、ステータ２２の発生させるトルクが最大となるように設定された作用方向αにおける挿通孔４４よりも上流側の肉厚の方が挿通孔４４よりも下流側の肉厚より大きくなるように形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機のステータをケースに固定するための固定構造であって、
前記ステータの外周部から径方向外側に膨出して形成され、前記ステータを前記ケースに連結するための連結部材が挿通される挿通孔が設けられた固定部を備え、
前記ステータ周方向に沿った前記固定部の肉厚は、前記ステータの発生させるトルクが最大となるように設定された方向における前記挿通孔よりも上流側の肉厚の方が前記挿通孔よりも下流側の肉厚より大きくなるように形成されている、
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、回転電機のステータ固定構造、特に、回転電機のステータをケースに固定する構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステータ及びこのステータに対しギャップを介して回転可能に設けられたロータが、ケース内に収容される回転電機が知られている。このような回転電機の中で、ステータの外周部の固定部にボルト等の連結部材を挿通させてケースに固定されるものがある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ステータの外周部に設けられた３か所の固定部に連結部材を挿通して回転電機をケースに固定するように構成された回転電機のステータ固定構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２４９４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の回転電機のステータ固定構造では、軽量化のために固定部の周方向の肉厚を薄くした場合にステータがトルクを繰り返し発生させることによって固定部が変形して連結部材に緩みが生じる可能性がある。特に、ステータの発生させる最大トルクがトルクの作用方向によって異なる場合には、ステータの発生させるトルクが最大となる作用方向における固定部の上流側部分に最も大きな反力が連結部材との間で作用するため、上記固定部の上流側部分が変形し易く軽量化を図る上で問題である。
【０００６】
そこで、本発明は、ステータの発生させる最大トルクが作用方向によって異なる場合において、軽量化を図りつつ固定部の変形を防止することによって連結部材の緩みを抑制することができる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】
【０００７】
本発明に係る回転電機のステータ固定構造は、回転電機のステータをケースに固定するための固定構造であって、ステータの外周部から径方向外側に膨出して形成され、ステータをケースに連結するための連結部材が挿通される挿通孔が設けられた固定部を備え、ステータ周方向に沿った固定部の肉厚は、ステータの発生させるトルクが最大となるように設定された方向における挿通孔よりも上流側の肉厚の方が挿通孔よりも下流側の肉厚より大きくなるように形成されているものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る回転電機のステータ固定構造によれば、ステータ周方向における固定部の肉厚はステータの発生させるトルクが最大となるように設定された方向における挿通孔よりも上流側の肉厚の方が挿通孔よりも下流側の肉厚より大きくなるように形成されている。このため、ステータが最大トルクを発生させる際に、最も大きな反力が作用する上記の固定部における挿通孔よりも上流側の肉厚を大きくすることで固定部の変形を防止して連結部材の緩みを抑制しつつ回転電機の軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る実施の形態である回転電機のステータ固定構造を含む車両における主要要素の配置図である。
【図２】図１に示すＡ-Ａ断面においてステータコイルを除去してステータコアを露出させた回転電機の構成を示す図である。
【図３】図２に示すステータコアの固定部周辺の構成を示す部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明に係る実施形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。また、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて用いることは当初から想定されている。
【００１１】
図１は、本発明の実施の形態である回転電機のステータ固定構造を含む車両１０における主要要素の配置図である。図２は、図１に示すＡ-Ａ断面においてステータコイルを除去してステータコアを露出させた回転電機２０の構成を示す図である。
【００１２】
車両１０は、例えば、ハイブリッド自動車、電動車両、または、燃料電池車等の車両である。車両１０は、ケース１２に収容された回転電機２０、減速機構１４，１６を含み、回転電機２０の出力を減速して所望の出力トルクおよび回転数としてドライブシャフト１７を介して駆動輪１８に伝達する。
【００１３】
本発明において回転電機２０のステータ２２をケース１２に固定するために、回転電機のステータ固定構造４０が設けられ、一方、ケース１２は、回転電機２０を固定するために回転電機２０の固定部に設けられている各挿通孔の位置に対応して３か所のネジ孔１２ａを有している。
【００１４】
回転電機２０は、例えば、三相同期型モータであり、環状に形成されたステータ２２およびステータ２２の内側に配置されたロータ３２を備え、ステータ２２には、ステータコア２４に巻装されたステータコイル２６が設けられている。
【００１５】
ステータコア２４は、例えば、電磁鋼板を略円環状に打ち抜き加工したものを多数枚積層して、カシメ、溶接等によって一体に連結されて構成される磁性板材の積層体である。ステータコア２４は、図２に示すように、略円環状を成すヨーク２４ａ、および、ヨーク２４ａの内周側において周方向に所定ピッチで設けられロータ３２の方へ突出するティース２４ｂから構成されている。ステータコア２４の周方向に隣接する各ティース２４ｂの間にはスロットがそれぞれ形成されている。図１に示すステータコイル２６は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の各相コイルが分布巻き方式でステータコア２４に巻装されている。これらの三相コイルは、例えば、ステータコア２４の周方向に４８個並んで形成されるスロットにおいて、それぞれ割り当てられた１６個のスロットに収容されている。本実施形態では、ステータコイル２６が分布巻き方式で巻装されたステータコア２４を例に挙げているが、集中巻き方式でコイルが巻装されたステータコアでもよい。
【００１６】
ロータ３２は、ステータ２２の内側に回転可能に配置されており、ケース１２に両端を軸支された出力軸３２ａを有する回転子である。ロータ３２は、永久磁石を内蔵する回転子であってもよいし、永久磁石を含まない回転子であってもよい。
【００１７】
車両１０は、図１に示すように、高圧ケーブルを介して回転電機２０のステータコイル２６と接続されたＰＣＵ３４をさらに有している。ＰＣＵ３４は、回転電機２０の回転駆動を行うためのパワーコントロールユニット（Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）であり、例えば、アクセル操作等に応じて回転電機２０のトルク出力を制御する。
【００１８】
続いて、図２および図３を用いて回転電機のステータ固定構造４０について説明する。図３は、図２に示すステータコア２４の固定部周辺の部分拡大図である。
【００１９】
回転電機のステータ固定構造４０は、図２に示すように、ステータコア２４から径方向外側に膨出する３つの固定部４２ａ，４２ｂ，４２ｃから成る。これらの固定部４２ａ〜４２ｃはステータコア２４の周方向における互いの間隔が等間隔となるように配置されている。各固定部４２ａ〜４２ｃの構成は同一であるため、以下において固定部４２ａの構成についてのみ説明を行い、固定部４２ｂ，４２ｃについては適宜説明を省略する。
【００２０】
固定部４２ａには、ステータコア２４の軸方向と平行な方向にステータコア積層体を貫通して形成された円形の挿通孔４４が設けられている。この挿通孔４４は、連結部材４６が挿通してステータ２２をケース１２に固定するための貫通孔である。連結部材４６は、例えばボルト等の部材であり、上記の挿通孔４４に挿通された状態で先端部がケース１２のネジ孔１２ａに螺合される。
【００２１】
固定部４２ｂ，４２ｃについても上記固定部４２ａと同様に挿通孔４４がそれぞれ対応して設けられ、これらの挿通孔４４に挿通された各連結部材４６がケース１２のネジ孔１２ａに螺合されている。これにより、ステータ２２がケース１２にしっかりと固定される。
【００２２】
本実施形態では、図３に示す作用方向αが力行方向に相当し、ステータ２２の発生させるトルクは作用方向αに回ろうとするトルクの方が反対方向である作用方向βに回ろうとするトルクよりも最大値が大きくなるように設定されている。
【００２３】
そして、本発明に係る回転電機のステータ固定構造４０では、図３に示すように、ステータ２２の周方向に沿った固定部４２ａの肉厚は、作用方向αにおける挿通孔４４よりも上流側の肉厚Ｔ１の方が下流側の肉厚Ｔ２よりも大きくなるように形成されている。
【００２４】
上記構成により、作用方向βにトルクを発生させるときに反力の作用する作用方向αにおける固定部４２ａの下流側の肉厚Ｔ２は十分に薄くして軽量化を図りつつ、作用方向αにトルクを発生させるときに最大反力の作用する作用方向αにおける固定部４２ａの上流側の肉厚Ｔ１については十分な厚みを確保して変形を防止できる。
【００２５】
本実施形態において、上記固定部４２ａの肉厚Ｔ１は、固定部４２ａの肉厚Ｔ２の１．３〜１．４倍の大きさとなるように形成することがより好適である。この場合には、上記固定部４２ａの軽量化および変形防止の効果をより高めることができる。
【００２６】
また、上記のステータ固定構造４０によれば、連結部材４６の緩みを抑制することができるためノイズバイブレーション性能を向上させることもできる。
【００２７】
上記実施形態では、回転電機のステータ固定構造４０は、３つの固定部４２ａ〜４２ｃを有しているが、設計仕様等に応じて固定部の個数は適宜変更してもよい。
【００２８】
なお、本発明に係る回転電機のステータ固定構造４０は、上述した実施形態およびその変形例の構成に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項およびその均等の範囲内で種々の改良や変更が可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００２９】
１２  ケース、２０  回転電機、２２  ステータ、４０  ステータ固定構造、４２ａ，４２ｂ，４２ｃ  固定部、４４  挿通孔、４６  連結部材、Ｔ１，Ｔ２  肉厚、α，β  作用方向。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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