(57)【要約】【課題】ステータの寸法精度の低下を抑制すると共に振動を抑制する。【解決手段】ステータコア４２を複数のコアプレートを転積して構成し、コアプレートには、転積されたときに６個のボルト孔４２ａ〜４２ｆをなす６個の貫通孔を周方向に６０度ずつ等間隔に形成し、ボルト５０ａ〜５０ｄを、周方向に６０度，１２０度，６０度，１２０度の間隔となるようにボルト孔４２ｂ，４２ｃ，４２ｅ，４２ｆに配置する。これにより、ステータ４０の寸法精度の低下を抑制すると共に振動を抑制することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアを有するステータと、該ステータを収納するケースと、前記ステータを前記ケースに締結するｎ個のボルトと、を備える電動機であって、
前記ステータコアは、複数のコアプレートが転積されて形成されており、
前記コアプレートには、転積されたときにｍ個（ｍ＞ｎ）のボルト孔をなす前記ｍ個の貫通孔が、前記コアプレートの周方向において等間隔で形成されており、
前記ｎ個のボルトの少なくとも一部のボルトは、前記周方向において不等間隔となるように、前記ｍ個のボルト孔のうちの前記ｎ個のボルト孔に配置されている、
電動機。
【請求項２】
請求項１記載の電動機であって、
前記ｎは、値４であり、
前記ｍは、値６であり、
前記ｎ個のボルトは、前記周方向において、６０度、１２０度、６０度、１２０度の間隔となるように、前記ｍ個のボルト孔のうちの前記ｎ個のボルト孔に配置されている、
電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電動機としては、ステータコアと、ハウジングと、ボルトと、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。ステータコアは、同一形状の複数の電磁鋼板を積層して形成されている。ハウジングは、ステータコアを収納している。ボルトは、ステータコアの周縁部に形成されたボルト孔に取り付けられることにより、ステータコアをハウジングに固定している。この電動機では、ステータの周方向においてボルト孔を不等ピッチで形成し、各ボルト孔に取り付けたボルトで、ステータコアをハウジングに固定している。こうした構成により、ボルト間で生じる振動の周波数を異なるものとすることができ、振動が大きくなることを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３０４２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の電動機では、複数の電磁鋼板を積層してステータコアを形成している。電磁鋼板には板厚偏差があるから、複数の電磁鋼板を同じ向きで積層してステータコアを形成すると、スロットが倒れるなどステータコアの寸法精度が低下する場合がある。こうした寸法精度の低下を抑制する手法として、複数の電磁鋼板を転積（回転して積層）させてステータコアを形成する手法があるが、ボルト孔を不等ピッチで形成すると、電磁鋼板を転積させることができなくなってしまう。
【０００５】
本発明の電動機は、ステータの寸法精度の低下を抑制すると共に振動を抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電動機は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の電動機は、
ステータコアを有するステータと、該ステータを収納するケースと、前記ステータを前記ケースに締結するｎ個のボルトと、を備える電動機であって、
前記ステータコアは、複数のコアプレートが転積されて形成されており、
前記コアプレートには、転積されたときにｍ個（ｍ＞ｎ）のボルト孔をなす前記ｍ個の貫通孔が、前記コアプレートの周方向において等間隔で形成されており、
前記ｎ個のボルトのうち少なくとも一部のボルトは、前記周方向において不等間隔となるように、前記ｍ個のボルト孔のうちの前記ｎ個のボルト孔に配置されている、
ことを要旨とする。
【０００８】
この本発明の電動機では、ステータをｎ個のボルトでケースに締結している。そして、複数のコアプレートを積層することにより、ステータコアを形成し、コアプレートに、転積されたときにｍ個（ｍ＞ｎ）のボルト孔をなすｍ個の貫通孔を、コアプレートの周方向において等間隔で形成する。コアプレートの周方向において等間隔の貫通孔を形成するから、コアプレートを転積することができ、ステータの寸法精度の低下を抑制することができる。そして、ｎ個のボルトのうち少なくとも一部のボルトを、周方向において不等間隔となるように、ｍ個のボルト孔のうちのｎ個のボルト孔に配置する。これにより、ステータコアの振動モードの腹となる位置とボルト孔の位置とが一致することが抑制される。これにより、振動を抑制することができる。この結果、ステータの寸法精度の低下を抑制しつつ、振動を抑制することができる。
【０００９】
こうした発明の電動機において、前記ｎは、値４であり、前記ｍは、値６であり、前記ｎ個のボルトは、前記周方向において、６０度、１２０度、６０度、１２０度の間隔となるように、前記ｍ個のボルト孔のうちの前記ｎ個のボルト孔に配置するものとしてもよい。こうすれば、特に、ステータコアの円環３次の振動モードの腹となる位置とボルト位置とが一致することが抑制される。これにより、円環３次の振動モードを特に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施例としての電動機２０の構成の概略を示す説明図である。
【図２】ステータ４０の外観の概略を示す説明図である
【図３】ステータ４０とボルト５０ａ〜５０ｄを図１における左側から観た外観の概略を示す説明図である。
【図４】コアプレート４４の構成の一例を示す説明図である。
【図５】コアブロック４６ａ〜４６ｃが転積されている様子を示す説明図である。
【図６】円環３次の振動モードの一例を示す説明図である。
【図７】実施例の電動機２０の回転数と電磁騒音の音圧レベルとの関係を示す説明図である。
【図８】変形例のステータ４０Ｂの構成の一例を示す説明図である。
【図９】変形例のステータ１４０の構成の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１２】
図１は、本発明の一実施例としての電動機２０の構成の概略を示す説明図である。図２は、ステータ４０の外観の概略を示す説明図である。図３は、ステータ４０とボルト５０ａ〜５０ｄを図１における左側から観た外観の概略を示す説明図である。図４は、コアプレート４４の構成の一例を示す説明図である。図５は、コアブロック４６ａ〜４６ｃが転積されている様子を示す説明図である。実施例の電動機２０は、電気自動車やハイブリッド自動車などに搭載される８極１２スロットのモータとして構成されており、ケース２２と、ロータ３０と、ステータ４０と、ボルト５０ａ〜５０ｄと、を備える。
【００１３】
ケース２２は、図１〜図３に示すように、ケース本体２４と、リッド２６と、から構成されている。ケース２２には、ロータ３０，ステータ４０が収容されている。ケース本体２４には、ステータ４０がボルト５０ａ〜５０ｄにより取り付けられている。
【００１４】
ロータ３０は、図１に示すように、図示しない磁石が埋め込まれた中空円筒状のロータコア３１と、ロータコア３１が取り付けられた回転軸３８とを備える。ロータコア３１は、環状の複数の電磁鋼板が積層されて構成されている。
【００１５】
ステータ４０は、図１〜図３に示すように、中空円筒状のステータコア４２にコイル４８が巻回されて構成されており、ロータ３０の外周を覆うように配置されている。ステータコア４２は、環状の電磁鋼板である複数のコアプレート４４が積層されて形成されている。コアプレート４４は、図４に示すように、周方向に６０度ずつ等間隔に形成された貫通孔４４ａ〜４４ｆを備えている。実施例では、図５に示すように、コアプレート４４の貫通孔４４ａ〜４４ｆ同士が連通するように同じ向きのコアプレート４４を複数積層してコアブロック４６ａ〜４６ｃを形成し、コアブロック４６ａ〜４６ｃを、１２０°ずつ回転させることにより、コアプレート４４を転積させている。各コアプレート４４の貫通孔４４ａ〜４４ｆは、ロータ３０の軸方向に連通して、ボルト孔４２ａ〜４２ｆを形成している。コアプレート４４には板厚偏差があり、複数のコアプレート４４を同じ向きにして積層すると、スロットが倒れるなどステータコア４２の寸法精度が低下する。実施例では、コアプレート４４を転積するから、こうした板厚偏差によるステータコア４２の寸法精度の低下を抑制することができる。
【００１６】
ボルト５０ａ〜５０ｄは、図１〜図３に示すように、ステータコア４２の周方向に６０度，１２０度，６０度，１２０度の間隔となるようにボルト孔４２ｂ，４２ｃ，４２ｅ，４２ｆに配置されて、ボルト孔４２ｂ，４２ｃ，４２ｅ，４２ｆに図１における左側から挿入されて、ステータコア４２とケース２２とを締結している。このように、ステータコア４２のボルト孔４２ａ〜４２ｆの全てにボルトを配置せず、ボルト孔４２ａ〜４２ｆの一部についてのみボルト５０ａ〜５０ｄを配置し、周方向においてボルト５０ａ〜５０ｄを６０度，１２０度，６０度，１２０度の間隔となるように配置するのは以下の理由に基づく。電動機２０では、ロータ３０の回転に伴って、ロータ３０とステータコア４２のティース先端との間に電磁吸引力が作用する。８極モータでは、電動機２０をＰＷＭ制御で駆動すると、ロータ３０の１回転において、正弦波電流が３相それぞれに４周期分流れるから、電磁吸引力は８回発生する。ステータコア４２は、この電磁吸引力で径方向において変形して振動が発生する。この振動の周波数が、ステータコア４２の共振周波数と一致すると、振動が特に大きくなる。ステータコア４２を円環状の部材として考えると、ステータコア４２の共振周波数（円環共振周波数）ｆｎは、次式（１）を用いて計算できる。なお、式（１）中、ｎは円環次数、Ｅはヤング率、ρは単位長さ辺りの質量、Ｒは中心半径、Ｉは断面２次モーメントである。共振の各振動モードは、ロータ３０の回転に伴って回転するものになる。図６は、円環３次の振動モードの一例を示す説明図である。図中、太線の三角形の頂点が、振動モードで腹となる位置である。振動モードでは、腹となる位置とボルトの締結位置とが一致すると、ボルトの振動が増加し、騒音が増加する。実施例では、ボルト５０ａ〜５０ｄを、周方向において、６０度，１２０度，６０度，１２０度の間隔となるようにボルト孔４２ｂ，４２ｃ，４２ｅ，４２ｆに配置することにより、振動モードの腹となる位置とボルト位置とが一致する機会を少なくしており、特に、円環３次の振動モードで、振動モードの腹となる位置とボルト位置とが一致する機会が少なくなる。
【００１７】
【数１】
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【００１８】
図７は、実施例の電動機２０の回転数と電磁騒音の音圧レベルとの関係を示す説明図である。図中、比較例として、３個のボルトを、回転軸を中心にして、周方向に１２０度ずつ等間隔に配置して、これらのボルトでステータコアとケースとを締結したときのモータの回転数と音圧レベルとの関係（比較例１）と、４個のボルトを、回転軸を中心にして、周方向に９０度ずつ等間隔に配置して、これらのボルトでステータコアとケースとを締結したときのモータの回転数と音圧レベルとの関係（比較例２）と、を示している。比較例２においては、ステータのボルト孔は、周方向に９０度ずつ等間隔に配置されているものとする。実施例と比較例１，２とを比較すると、実施例のほうが比較例１、２より全体として音圧レベルが低くなっている。これは、振動モードの腹とボルト位置とが一致する機会が減少して、振動が減少しているからであると考えられる。このように、ボルト５０ａ〜５０ｄを、周方向において、６０度，１２０度，６０度，１２０度となるように配置することにより、振動を抑制することができる。
【００１９】
以上説明した実施例の電動機２０によれば、ステータコア４２を複数のコアプレート４４を転積して構成し、コアプレート４４には、転積されたときに６個のボルト孔４２ａ〜４２ｆをなす６個の貫通孔４４ａ〜４４ｆを周方向に６０度ずつ等間隔に形成し、ボルト５０ａ〜５０ｄを、周方向に６０度，１２０度，６０度，１２０度の間隔となるようにボルト孔４２ｂ，４２ｃ，４２ｅ，４２ｆに配置することにより、ステータ４０の寸法精度の低下を抑制すると共に振動を抑制することができる。
【００２０】
実施例の電動機２０では、ボルト５０ａ〜５０ｄを、回転軸を中心にして、周方向に６０度，１２０度，６０度，１２０度の間隔となるように配置している。ボルト５０ａ〜５０ｄを、周方向に不等間隔に配置すればよいから、図８の変形例のステータ４０Ｂに示すように、回転軸を中心にして、周方向に６０度，６０度，１２０度，１２０度の間隔となるように配置するものとしてもよい。こうすれば、特に、円環４次の四角形の振動モードにおいて、振動の腹の位置とボルト位置とが一致する機会が減少し、振動を抑制することができる。
【００２１】
実施例の電動機２０では、コアプレート４４に６個の貫通孔（貫通孔４４ａ〜４４ｆ）を周方向に等間隔に形成して、ステータコア４２に６個のボルト孔（ボルト孔４２ａ〜４２ｆ）を形成し、６個のボルト孔のうちの４個に、４個のボルト（ボルト５０ａ〜５０ｄ）を周方向に不等間隔で配置している。ボルトの個数をボルト孔より少なくして、ボルトを不等間隔に配置すればよいから、図９に示す変形例のステータ１４０の構成としてもよい。変形例のステータ１４０では、コアプレートに４個の貫通孔を周方向に等間隔に形成して、ステータコア１４２にボルト孔１４２ａ〜１４２ｄ（１４２ａ〜１４２ｃは図示せず）を周方向に９０度ずつの等間隔に形成し、ボルト孔１４２ａ〜１４２ｄのうちの３個に、ボルト１５０ａ〜１５０ｃを周方向に９０度，９０度，１８０度の間隔で配置してもよい。
【００２２】
実施例の電動機２０では、コアブロック４６ａ〜４６ｃを１２０°ずつ回転させることにより、コアプレート４４を転積させているが、コアブロック４６ａ〜４６ｃを貫通孔４４ａ〜４４ｆが連通する角度であって１２０°と異なる角度、例えば、６０°や１８０°ずつ回転させてもよい。また、こうしたコアブロックを形成せずに、コアプレート４４を１つずつ転積させるものとしてもよい。
【００２３】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、ステータコア４２が「ステータコア」に相当し、ステータ４０が「ステータ」に相当し、ケース２２が「ケース」に相当し、ボルト５０ａ〜５０ｄが「ボルト」に相当し、コアプレート４４が「コアプレート」に相当し、ボルト孔４２ａ〜４２ｆが「ボルト孔」に相当する。
【００２４】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００２５】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、電動機の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００２７】
２０  電動機、２２  ケース、２４  ケース本体、２６  リッド、３０  ロータ、３１  ロータコア、３８  回転軸、４０，４０Ｂ，１４０  ステータ、４２，１４２  ステータコア、４２ａ〜４２ｆ，１４２ａ〜１４２ｄ  ボルト孔、４４  コアプレート、４４ａ〜４４ｆ  貫通孔、４６ａ〜４６ｃ  コアブロック、４８  コイル、５０ａ〜５０ｄ，１５０ａ〜１５０ｃ  ボルト。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１】
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