(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に保持された回転子と、前記回転子と対向し、複数のスロットが形成された固定子鉄心を有する固定子を備えた回転電機であって、
前記固定子は、前記複数のスロットを形成するティース部に巻回されたコイルと、前記固定子鉄心の外周を保持する円環状のフレームを備え、
前記フレームに胴部とフランジ部を形成し、前記胴部と前記フランジ部に切り欠き部を設けると共に、前記胴部で前記固定子鉄心を保持し、前記フランジ部に前記切り欠き部を跨ぐ補強部材を設け、
前記補強部材は、１つの前記切り欠き部の両側に設けられた一対の取り付け部により取り付けられていることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記切り欠き部を切り欠き幅の大きさが異なる複数の切り欠き部で構成し、前記補強部材は、切り欠き幅の大きい前記切り欠き部の両側に設けられた一対の取り付け部により取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記回転子の回転位置を検出すると共に、前記回転位置の検出信号を取り出す信号線を有する回転位置検出器を備え、前記回転位置検出器を前記補強部材に取り付け、前記信号線を前記切り欠き部に配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記回転位置検出器は、前記補強部材に直接取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載の回転電機。
【請求項５】
前記回転位置検出器は、前記補強部材に保持部材を介して取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載の回転電機。
【請求項６】
前記補強部材は、円環形状もしくは円弧形状に形成されていることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の回転電機。
【請求項７】
前記固定子鉄心は、分割された固定子鉄心であることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の回転電機。
【請求項８】
前記補強部材は、前記フランジ部にねじ部材で取り付けられていることを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載の回転電機。
【請求項９】
前記切り欠き部は、前記フレームに等ピッチもしくは等ピッチと看做せるピッチで設けられていることを特徴とする請求項１から８の何れか一項に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、回転電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両には、例えば特許文献１に開示されているように、フランジ部を設けたフレームを固定子鉄心に圧入し、フランジ部をねじ部材で車両側ハウジングに締め付けて結合する回転電機が一般的に用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−３２３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されているような回転電機においては、フレームを固定子鉄心に圧入する際に、圧入荷重が大きくなって固定子鉄心に変形が生じ、固定子鉄心の真円度が悪化してしまう課題がある。そこで、フレームに切り欠きを形成し、フレームの剛性を下げることにより、固定子鉄心の変形を抑制する構造が考えられる。しかし、切り欠きを形成することによりフレームの剛性が下がってしまう課題がある。
【０００５】
本願は、前記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、フレームの剛性を下げ、フレームで固定子鉄心を保持する際に固定子鉄心の変形を抑制できる回転電機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】
本願に開示される回転電機は、
回転可能に保持された回転子と、前記回転子と対向し、複数のスロットが形成された固定子鉄心を有する固定子を備えた回転電機であって、
前記固定子は、前記複数のスロットを形成するティース部に巻回されたコイルと、前記固定子鉄心の外周を保持する円環状のフレームを備え、
前記フレームに胴部とフランジ部を形成し、前記胴部と前記フランジ部に切り欠き部を設けると共に、前記胴部で前記固定子鉄心を保持し、前記フランジ部に前記切り欠き部を跨ぐ補強部材を設け、前記補強部材は、１つの前記切り欠き部の両側に設けられた一対の取り付け部により取り付けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本願に開示される回転電機によれば、フレームの剛性を下げ、フレームで固定子鉄心を保持する際に固定子鉄心の変形を抑制できる回転電機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る回転電機の斜視図である。
【図２】実施の形態１に係る回転電機の固定子を示す断面図である。
【図３】実施の形態１に係る回転電機の固定子を示す斜視図である。
【図４】実施の形態１に係る回転電機のフレームの他の例を示す平面図である。
【図５】実施の形態２に係る回転電機の固定子を示す斜視図である。
【図６】実施の形態２に係る回転電機の固定子の他の例を示す斜視図である。
【図７】実施の形態２に係る回転電機の固定子の更に他の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本願に係る回転電機の好適な実施の形態について図面を用いて説明する。なお、各図において、同一または同様の構成部分については同一符号を付しており、対応する各構成部材のサイズ、あるいは縮尺はそれぞれ独立している。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る回転電機の斜視図であり、図２は、実施の形態１に係る回転電機の固定子を示す断面図である。
図１及び図２において、回転電機１００は、回転可能に保持された回転子１と、薄い電磁鋼板を積層して構成されると共に、回転子１に対向して複数のスロットが形成された固定子２を備え、固定子２は円筒状のケース３に組み付けられている。固定子２は、固定子鉄心２ａ、固定子鉄心２ａのティース部に絶縁材を介して巻回されるコイル２ｂ、コイル２ｂを覆う絶縁被膜２ｃ、円環状のフレーム２ｄ、電力供給部２ｅ、回転子１の回転位置を検出する回転位置検出器である回転センサ２ｆ、回転センサ２ｆをケース３に取り付けるセンサ取り付けねじ２ｇ、フレーム２ｄに形成されたフランジ部Ｆをケース３に取り付けるフレーム取り付けねじ２ｈ、及び回転センサ２ｆの検出信号を取り出す信号線、電力供給部２ｅへの配線部材などを備えている。前記信号線及び配線部材は何れも図示していない。符号４は回転子軸を示している。なお、フレーム２ｄのフランジ部Ｆとケース３とは、フレーム取り付けねじ２ｈに替えて溶接などで固定されることもある。
【００１１】
前記のように、フレーム２ｄに形成されたフランジ部Ｆは、ケース３にフレーム取り付けねじ２ｈあるいは溶接などで固定されている。特に、車両のエンジンとトランスミッションとに挟み込んで組み付けられる扁平の回転電機においては、ケース３の軸方向両端のスペースは狭く、回転センサ２ｆの検出信号を取り出す信号線を配出するスペースを確保するために、フレーム２ｄの胴部Ｔの外周に切り欠き部Ｎを設けている。
【００１２】
薄い電磁鋼板を積層した固定子鉄心２ａは、かしめあるいは溶接により電磁鋼板がばらばらにならないように組み立てられる。また、固定子鉄心２ａは、一体あるいは分割鉄心で円環状に構成されている。固定子鉄心２ａは、複数のスロットを形成するティース部を有し、ティース部の側面には絶縁材が組み付けられ、絶縁被膜２ｃで覆われたコイル２ｂが絶縁材を介して固定子鉄心２ａのティース部に巻回され、コイル２ｂからは結線部材と接続するための端末線が引き出されている。結線部材には電力供給部２ｅが設けられ、例えばインバータと接続される。
【００１３】
固定子鉄心２ａの外周は、円環状のフレーム２ｄにより圧入、焼嵌め、あるいは溶接などで保持されている。フレーム２ｄには胴部Ｔの外周に切り欠き部Ｎが設けられ、剛性を低くし、固定子鉄心２ａに倣いやすい構成になっている。この時、フレーム２ｄは板厚１〜９ｍｍ程度の薄板で製作することにより、切り欠き部Ｎを設けることなく、切り欠き部Ｎと同様に剛性を下げ、固定子鉄心２ａに倣い易い構造にすることも可能であるが、フレーム２ｄの剛性が下がることが懸念される。また、固定子２には回転センサ２ｆ、または温度センサなどのセンサが取り付けられており、センサの検出信号を外部に取り出す信号線を配出するスペースを確保するための切り欠き部Ｎが必要とされる。
【００１４】
フレーム２ｄにフランジ部Ｆと胴部Ｔが形成されており、フランジ部Ｆに設けられた穴を介してフレーム２ｄがフレーム取り付けねじ２ｈでケース３に締結される。フレーム２ｄの胴部Ｔの外周には複数の切り欠き部Ｎが等ピッチ、もしくは等ピッチと看做せるピッチ、即ち略等ピッチで設けられている。フレーム２ｄはプレス加工で製作されており、平板の状態で切り欠き部Ｎに相当する穴を打ち抜いた後に胴部Ｔを形成するか、胴部Ｔを成形した後に切り欠き部Ｎを打ち抜き、または切削で形成する。
【００１５】
胴部Ｔを形成した時の残留応力により、切り欠き部Ｎを基点に胴部Ｔが変形する。例えば、信号線を配出すために切り欠き部Ｎを１か所、あるいは複数の切り欠き部Ｎを不等ピッチで形成した場合、切り欠き部Ｎの相互間の剛性が不均一になり、それぞれの変形量が不均一になるためフレーム２ｄの真円度の悪化を招くことになる。そのため、本実施の形態では複数の切り欠き部Ｎを略等ピッチ、望ましくは等ピッチで配置し、切り欠き部Ｎの相互間の剛性が均一になるようにしてフレーム２ｄの変形を小さくしている。
【００１６】
切り欠き部Ｎの間に１つ、もしくは複数のフランジ部Ｆを設け、フレーム取り付けねじ２ｈでフレーム２ｄをケース３に締結することにより、振動時に振れにくい構造になっているが、フレーム２ｄの剛性が低く、過大な振動が入力された場合に、破損する恐れがある。このため、本実施の形態では図１あるいは図３に示すように、フランジ部Ｆの切り欠き部Ｎを跨いで補強部材５をねじ部材５ａによりフレーム２ｄに取り付けてフレーム２ｄを締結し、フレーム２ｄの剛性の向上を図っている。なお、図１あるいは図３では、一個所に補強部材５を設けているが、切り欠き部Ｎを跨いだ全ての個所に補強部材５を設けてもよい。
【００１７】
また、フランジ部Ｆに回転センサ２ｆを設置する場合は、補強部材５を設けることにより回転センサ２ｆの振動も抑制することができ、回転子１の位置検出精度が向上する。
本実施の形態では、フランジ部Ｆに設けられた補強部材５に回転センサ２ｆを備えており、このような構成にすれば、フレーム２ｄの切り欠き部Ｎに回転センサ２ｆの信号線を配置できるため、スペースの有効活用が可能となる。
【００１８】
また、図１あるいは図３に示す例では補強部材５をフランジ部Ｆの一個所に設けているが、図４の切り欠き部Ｎａで示すように、一部に他の切り欠き部Ｎより大きい切り欠き部Ｎａが存在し、フレーム２ｄの剛性が他の個所より低い個所がある場合は、当該箇所に補強部材５を設けることにより、効果的に剛性の補強ができる。
【００１９】
加えて、補強部材５を円環形状もしくは円弧形状とすることにより、補強部材５の円環剛性を上げ、フレーム２ｄの剛性の更なる向上を図ることが可能であり、かつ、内周部も円となることから回転子１との干渉回避も容易になる。
【００２０】
以上のように、実施の形態１に係る回転電機１００は、回転可能に保持された回転子１と、回転子１と対向し、複数のスロットが形成された固定子鉄心２ａを有する固定子２とを備えた回転電機１００であって、固定子２は、前記複数のスロットを形成するティース部に巻回されたコイル２ｂと、固定子鉄心２ａの外周を保持する円環状のフレーム２ｄを備え、フレーム２ｄに胴部Ｔとフランジ部Ｆを形成すると共に、胴部Ｔとフランジ部Ｆに切り欠き部Ｎを設け、胴部Ｔで固定子鉄心２ａを保持し、切り欠き部Ｎを跨いでフランジ部Ｆに補強部材５を設けている。
【００２１】
従って、実施の形態１に係る回転電機１００によれば、フレーム２ｄの剛性を下げ、フレーム２ｄで固定子鉄心２ａを保持する際に固定子鉄心２ａの変形を抑制することができる。
【００２２】
実施の形態２．
次に、実施の形態２に係る回転電機について説明する。図５は、実施の形態２に係る回転電機の斜視図である。
実施の形態２に係る回転電機は、図５に示すように、補強部材５を円環状に形成し、フレーム２ｄに形成されたフランジ部Ｆの全周に設けている。このような構成とすることにより、フレーム２ｄの全体の剛性を向上させることができる。なお、その他の構成については、実施の形態１と同様であり、図示説明を省略する。
【００２３】
ここで、図６に示すように回転センサ２ｆは、補強部材５に対し、図１で示すセンサ取り付けねじ２ｇを用いて直接取り付けてもよく、図７に示すように補強部材５に対し、保持部材６を用いて挟持するように間接的に取り付けてもよい。
このように、回転センサ２ｆを補強部材５に対してセンサ取り付けねじ２ｇを用いて直接取り付けることにより、回転電機の製造費用を抑制できると共に、取り付け箇所の調整など設計自由度を向上させることも可能である。加えて、補強部材５のひずみを固定時に吸収することで回転センサ２ｆの検出精度が向上する。また、回転センサ２ｆを補強部材５に対して保持部材６を用いて挟持するように、間接的に取り付けることにより、設計自由度を向上させることができる。
【００２４】
また、図５に示すように、回転センサ２ｆを円環状に形成された補強部材５の一部に取り付けることにより、回転電機の軽量化を図ることができる。また、回転センサ２ｆを小さくすることにより、回転電機の製造費用を抑制することができる。この時、回転センサ２ｆを補強部材５の一部でなく、図６に示すように回転センサ２ｆを円環状に形成し、補強部材５の全周に配置するようにしてもよい。このように配置することにより、補強部材５に掛かる荷重が分散して振動を抑制でき、更なる精度向上を図ることが可能である。さらに異なる形状の回転センサ２ｆも配置することが可能となる。
【００２５】
本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【００２６】
１  回転子、２  固定子、２ａ  固定子鉄心、２ｂ  コイル、２ｃ  絶縁被膜、２ｄ  フレーム、２ｅ  電力供給部、２ｆ  回転センサ、２ｇ  センサ取り付けねじ、２ｈ  フレーム取り付けねじ、３  ケース、４  回転子軸、５  補強部材、５ａ  ねじ部材、１００  回転電機、Ｆ  フランジ部、Ｔ  胴部、Ｎ、Ｎａ  切り欠き部。
【図１】
0006910414.tif 000002
【図２】
0006910414.tif 000003
【図３】
0006910414.tif 000004
【図４】
0006910414.tif 000005
【図５】
0006910414.tif 000006
【図６】
0006910414.tif 000007
【図７】
0006910414.tif 000008