JP2007174825A - ステータおよび分割コア - Google Patents

Abstract

【課題】圧粉体からなる分割コアを、径方向内端が同一円周上に精度よく揃った状態で固定可能とする。
【解決手段】円環状に配置され、圧粉体からなる分割コア１と、隣り合う前記分割コア１，１の間に嵌め込まれたくさび部材２と、前記各分割コア１を径方向内方に締め付ける締め付け手段とを備える構成をステータに採用する。
【選択図】図１

Description

この発明は、ハイブリッド自動車や燃料電池自動車等に組み込まれる回転電機（たとえば電気モータ）のステータに関する。

ハイブリッド自動車や燃料電池自動車は、駆動装置や回生ブレーキとして電気モータを使用する。このモータは、小型化、高出力化するために高周波領域で使用することが多いが、周波数が高くなると、ステータに生じる鉄損が大きくなってエネルギーの変換効率が低下する。そこで、高周波での鉄損を抑えるために、絶縁皮膜処理を施した金属磁性粉末の圧粉体を用いたステータや、樹脂を添加した金属磁性粉末の圧粉体を用いたステータの開発が進められている。このステータは、金属磁性粉末の粒子内に渦電流を閉じ込めるので、電磁鋼板の積層体からなる従来のステータよりも高周波域での鉄損が小さい。

このような圧粉体を用いたステータとして、図７に示すように圧粉体からなる複数の分割コア２０を円環状に配置し、その分割コア２０の外周に筒体２１を焼き嵌めして各分割コア２０を固定したものが知られている。

このステータは、分割コア２０の径方向内端が同一円周上に精度よく揃うと、性能が安定するが、分割コア２０は、成形金型から抜き出す際に生じるスプリングバックや、成形密度の不均一により寸法がばらつきやすい。そこで、分割コア２０の径方向内端を同一円周上に精度よく揃えるために、分割コア２０の径方向内端を基準にして位置決めし、その状態で各分割コア２０の外周に筒体２１を焼き嵌めすることが多い。

しかし、筒体２１を焼き嵌めするときに、隣り合う分割コア２０の隙間が無くなるまで各分割コア２０が径方向内方にずれるので、分割コア２０の径方向内端の位置精度を確保するのが難しかった。分割コア２０の径方向内端の位置精度が悪いと、ステータの内周とロータの外周の間隔が一定でなくなり、回転電機の性能が低下する。

この発明が解決しようとする課題は、圧粉体からなる分割コアを、径方向内端が同一円周上に精度よく揃った状態で固定可能とすることである。

上記の課題を解決するために、円環状に配置され、圧粉体からなる分割コアと、隣り合う前記分割コアの間に嵌め込まれたくさび部材と、前記各分割コアを径方向内方に締め付ける締め付け手段とを備える構成をステータに採用した。

このステータは、前記分割コアの隣の分割コアとの対向面に、前記くさび部材を嵌め込む凹部を形成すると好ましい。

前記締め付け手段としては、たとえば、前記分割コアの外周に焼き嵌めした筒体を用いることができる。

また、この発明では、上記のステータに用いる分割コアとして、円環状に配置されてステータを構成し、くさび部材をはめ込み可能な凹部を隣の分割コアとの対向面に有する分割コアを併せて提供する。

この発明のステータは、隣り合う分割コアの間にはめ込んだくさび部材が、ステータ径方向に位置調整した分割コアの周方向位置を固定する。そのため、締め付け手段で各分割コアを径方向内方に締め付けたときに分割コアが径方向内方にずれず、分割コアは径方向内端が同一円周上に精度よく揃った状態で固定される。

さらに、前記分割コアの隣の分割コアとの対向面に、前記くさび部材を嵌め込む凹部を形成したものは、くさび部材の幅よりも隣り合う分割コアの対向面の間隔を小さくして、隣り合う分割コアの隙間によるステータの性能への影響を小さく抑えることができる。

図１に、この発明の回転電機用ステータの実施形態を示す。このステータは、円環状に配置した複数の分割コア１と、隣り合う分割コア１，１の間にはめ込んだくさび部材２と、各分割コア１を外周から締め付ける筒体３とを有する。

分割コア１は、金属磁性粉末の圧粉体からなる。この分割コア１は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、コイルを巻回するティース部１ａと、ティース部１ａに連なるヨーク部１ｂとからなり、隣の分割コア１と対向するヨーク部１ｂの対向面４には、くさび部材２を嵌め込む凹部５が形成されている。

くさび部材２は、ステータ周方向の幅がステータ径方向の内端に向かって次第に小さくなる形状である。

このステータは、たとえば次のようにして組み立てることができる。まず、図３に示すように、分割コア１を円環状に配置する。このとき、分割コア１のステータ径方向の内端を基準として位置決めする。位置決めの方法としては、円筒状の治具Ｊを中心に配置してその外周に分割コア１の内端が接触するように各分割コア１を配置する方法が挙げられる。

つぎに、図４に示すように、分割コア１の凹部５の位置にくさび部材２をはめ込み、その後、中央の治具Ｊを取り除く（図５参照）。こうしてステータ径方向の内端を基準として円環状に位置決めされた分割コア１の外周に、予め加熱して熱膨張により内径を広げておいた筒体３をはめ込み、その筒体３を冷却して収縮させ、収縮する筒体３で分割コア１をステータ径方向の内方に締め付ける（図１参照）。

このステータは、隣り合う分割コア１，１の間にはめ込んだくさび部材２が、ステータ径方向の内端を基準にして位置決めされた分割コア１の周方向位置を固定する。そのため、各分割コア１を筒体３で締め付けたときに分割コアが径方向内方にずれず、各分割コア１は、ステータ径方向の内端が同一円周上に精度よく揃った状態で固定される。

また、くさび部材２をはめ込む凹部５を対向面４に形成したので、隣り合う分割コア１の対向面４，４の間隔が小さい。そのため、隣り合う分割コア１，１の隙間によるステータの性能への影響を小さく抑えることができる。

くさび部材２は、材料として鋼材を用いるとステータの磁化特性が向上するので好ましく、電磁鋼板の積層体や金属磁性粉末の圧粉体を用いると高周波での鉄損を抑えることができるのでより好ましい。

凹部５は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、ステータ軸方向に開放した形状とすると、分割コア１を成形するときに凹部５がアンダーカットにならないので好ましい。

また、上記実施形態では、分割コア１の外周に筒体３を焼き嵌めすることによって各分割コア１を径方向内方に締め付けているが、他の方法で締め付けてもよい。たとえば、分割コア１の外周に帯状の薄板を巻いて各分割コア１を締め付け、その状態で薄板の一端と他端を接続してもよい。このようにすると、分割コア１を締め付ける力の管理が容易となり、過大な締め付け力で分割コア１が破壊するのを防止することができる。

くさび部材２には、図６に示すように、弾性体からなる補助リング６を外周からかけておくと好ましい。このようにすると、くさび部材２のがたつきによる分割コア１の位置ずれを確実に防止することができる。

この発明のステータの実施形態を示す斜視図 （ａ）は、図１のステータの分割コアをティース部側から見た斜視図、（ｂ）は、図１のステータの分割コアをヨーク部側から見た斜視図 図１のステータの組み立て過程を示す斜視図 図１のステータの組み立て過程を示す斜視図 図１のステータの組み立て過程を示す斜視図 図１のステータに補助リングを装着した状態を示す斜視図 従来のステータを示す斜視図

符号の説明

１ 分割コア
２ くさび部材
３ 筒体
４ 対向面
５ 凹部

Claims (4)

1. 円環状に配置され、圧粉体からなる分割コア１と、隣り合う前記分割コア１，１の間に嵌め込まれたくさび部材２と、前記各分割コア１を径方向内方に締め付ける締め付け手段とを備えるステータ。
2. 前記分割コア１が、前記くさび部材２を嵌め込む凹部５を隣の分割コア１との対向面４に有する請求項１に記載のステータ。
3. 前記締め付け手段が、前記分割コア１の外周に焼き嵌めした筒体３からなる請求項１または２に記載のステータ。
4. 円環状に配置されてステータを構成し、くさび部材２をはめ込み可能な凹部５を隣の分割コアとの対向面４に有する分割コア。

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