JP2010057304A - 回転電機の固定子 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の相巻線を巻回して籠状に成形されたコイル巻き取り体の外周に複数の分割コアを組み付けてなるコア組み付け体を外筒に焼きバメする際に、コア組み付け体の外周および外筒の内周の寸法公差を大きくとりながらも、コア組み付け体と外筒との間に生じる応力の急激な増加を抑えることである。
【解決手段】複数の相巻線を有し、分割コアを組み付けたコア組み付け体の外周に外筒５を焼きバメしてなる回転電機の固定子であって、分割コアの外周と外筒５の内周との間に空隙を設ける、たとえば外筒５の内周面にスリット５ｂを設けることによって空隙を形成し、これによって締め代の増加に伴う応力の増加を低減する。
【選択図】図１２

Description

本発明は回転電機の固定子に関し、詳しくは分割コアを外筒に焼きバメなどによる勘合固定してなる回転電機の固定子に関する。

近年、電動機および発電機として使用される回転電機において、小型高出力および高品質が求められている。

たとえば、車両に搭載される回転電機においては、回転電機を搭載するためのスペースが小さくなってきている一方で、出力の向上が求められている。

従来の回転電機として、周方向に分割された固定子コアを円環状に配置し、その外周に円筒状のケースを嵌めて固定する構造が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

特許文献１では、円環状に配置された分割コアの外周に円筒状ケースを嵌めこむ方法として、焼きバメと呼ばれる方法を開示している。この焼きバメ工程では、円環状コアの外周寸法に比べて小さな内周寸法の円筒状ケースを用意し、この円筒状ケースを加熱して内周寸法を拡径した状態で円筒状ケース内に円環状コアを挿入する。焼きバメ後の円環状コアと円筒状ケースとはその寸法差により生じる応力によって固定される。
特開２００２−５１４８５号公報

ところで、連続巻線よりなる固定子コイルを製造する一方法として、たとえば以下に示すものがある。

まず、電気導体線から、並列した複数の直状部が複数のターン部で連結されてなる成形体を複数成形する。そして、これらの成形体を組み込んで組み込み体を形成する。

この組み込み体においては、一つの成形体と他の一つの成形体とからなる複数の成形体組が該組み込み体の長手方向に並列している。また、この組み込み体を構成する各成形体組は、一つの成形体における複数の直状部と他の一つの成形体における複数の直状部とがそれぞれ重ね合わされて形成された複数の直状重ね合わせ部を組み込み体の長手方向に有している。

このため、この組み込み体においては、複数の直状重ね合わせ部が組み込み体の長手方向に並列している。そして、この組み込み体を芯部材に所定回数巻回して巻き取り、巻き取り体を形成する。この巻き取り体においては、一つの成形体組における複数の直状重ね合わせ部が径方向に積層されて形成された複数の直状積層部を周方向に有している。

こうして得られた巻き取り体は円筒籠状の固定子コイルとして用いられる。この固定子コイルを固定子コアに組み付けるにあたっては、各直状積層部が固定子コアのスロット内に配設されるとともに、各ターン部がスロットの外部に配設される。

ところが、この円筒籠状の固定子コイルを、すでにコアの形状をなしている一体型の固定子コアに組み付けるのは非常に困難である。そこで、環状のコアを円周上で複数に分割した形状の分割コアを用いて、それぞれの分割コアを円筒籠状の固定子コイルの外側から組み付けた後に、全体を外筒に嵌め込んで固定子を製造する。この外筒への嵌め込みは、外筒を加熱して熱膨張させて嵌め込む焼きバメで行われる。

コア組み付け体に外筒を焼きバメする工程では、コア組み付け体の外周寸法に比べて小さな内周寸法の外筒を用意し、この外筒を加熱して内周寸法を熱膨張で拡径した状態で外筒内にコア組み付け体を挿入する。焼きバメ後のコア組み付け体と外筒とはその寸法差により生じる応力によって固定される。コア組み付け体の外周寸法から外筒の内周寸法を引いた寸法差である締め代と、焼きバメ後のコア組み付け体と外筒との間に生じる応力と、の間には、締め代が大きいほど応力が大きくなるといった線形の関係がある。

締め代は、コア組み付け体と外筒との固定に必要な応力が得られる値にすればよいが、各部品の寸法をその締め代の値に完全一致させて製造することはほぼ不可能であり、一般に寸法公差を設けている。この寸法公差を大きくすると部品製造上の困難さについては解消するが、以下のような問題があった。

すなわち、寸法公差が大きいために締め代が大きくなると、コア組み付け体と外筒との間に生じる応力が必要以上に大きくなり、これによって分割コア同士を突き合わせている箇所には周方向の大きな応力が発生し、この応力による損失が発生する虞があった。

また、こうなると、分割コアからなる円環状コアの変形、コア内径寸法のばらつき、コア内径の真円度の低下などの問題も生じてくる。

さらに、寸法公差が大きいと、寸法公差下限と上限とでは、コア組み付け体と外筒との間に生じる応力の違いが大きく、性能（損失）のばらつきが大きいという問題があった。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、寸法公差を大きくとりながらも、コア組み付け体と外筒との間に生じる応力の急激な増加を抑えることを解決すべき技術課題とする。

以下、上記課題を解決するのに適した各手段につき、必要に応じて作用効果等を付記しつつ説明する。

１．複数の相巻線を有し、分割コアを組み付けたコア組み付け体の外周に外筒を嵌合固定してなる回転電機の固定子であって、
前記分割コアの外周と前記外筒の内周との間に空隙を設けてなることを特徴とする回転電機の固定子。

手段１によれば、分割コアの外周と外筒の内周との間に空隙を設けることにより、締め代の増加と、コア組み付け体との外筒との間に生じる応力の増加と、の関係をなだらかなものにすることができる。これにより、分割コアの外周および外筒の内周の寸法公差を大きくとりながらも、コア組み付け体と外筒との間に生じる応力の急激な増加を抑えることができる。

２．前記空隙が、前記分割コアの周方向隣の分割コアとの突合せ端部と前記外筒の内周面との間以外に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機の固定子。

手段２によれば、隣り合う分割コア同士の突合せ端部には、空隙なく外筒の内周面が当たるようにしたので、締め代による力を突合せ端部に均一に加えることができ、応力による損失を低減し、コア内径の寸法ばらつきを抑え、真円度の低下を防止することができる。

３．前記空隙が、前記コア組み付け体と前記外筒との間を軸方向に貫通するスリットであることを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機の固定子。

手段３によれば、コア組み付け体と外筒との間を軸方向に貫通するスリットを設けたので、たとえば、このスリット内に冷却風や冷却水を流すことができ、このようにすれば、コアおよび外筒を冷却することができ、高い性能を維持することができる。

４．前記スリットが、前記分割コアの周方向の数の倍数であることを特徴とする請求項３に記載の回転電機の固定子。

手段４によれば、隣り合う分割コア同士の突合せ端部に、外筒の内周面を均等に当てることができるという効果を奏する。

５．前記空隙が、前記コア組み付け体の外周の形状によって形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の回転電機の固定子。

手段５によれば、空隙が、コア組み付け体の外周の形状すなわち分割コアの形状によって形成されているので、分割コアを構成する積層鋼板を外周位置に凹部を有するものにするだけでよく、製造上、工程の増加を招くことがないし、低コストで製造することができるという効果を奏する。

６．前記空隙が、前記外筒の内周面の形状によって形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の回転電機の固定子。

手段６によれば、磁気回路を形成するコアの形状を変更する必要がないので、磁気回路に影響を与えることなく、性能のよい回転電機を提供することができる。

なお、本発明において、コア組み付け体の外周と外筒の内周との間の空隙は、コア組み付け体の外周の形状および外筒の内周面の形状の両方によって形成されるものでもよいことは言うまでもない。

７．前記嵌合固定は、焼きバメであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の回転電機の固定子。

手段７によれば、コア組み付け体の外周に外筒を焼きバメして嵌合固定することにより、コア組み付け体の外筒への嵌挿をスムーズに行うことができるとともに、確実な固定力を得ることができるという効果を奏する。

以下、本発明に係る回転電機の固定子の実施形態について詳しく説明する。

なお、説明する実施形態はあくまでも実施形態の例にすぎず、本発明に係る回転電機の固定子は、下記実施形態に限定されるものではない。本発明に係る回転電機の固定子は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、当業者が行い得る変更、改良等を施した種々の形態にて実施することができる。

（実施形態１）
まず、本実施形態の回転電機の固定子を用いた回転電機１の構成について説明する。

この回転電機１は、図１に示すように、略有底筒状の一対のハウジング部材１００、１０１が開口部同士で接合されてなるハウジング１０と、ハウジング１０に軸受け１１０、１１１を介して回転自在に支承された回転軸２０と、回転軸２０に固定された回転子２と、ハウジング１０の内部で回転子２を包囲する位置でハウジング１０に固定された固定子３と、を備えている。

回転子２は、永久磁石により周方向に交互に異なる磁極を、固定子３の内周側と向き合う外周側に複数形成している。回転子２の磁極の数は、回転電機により異なるため限定されるものではない。本実施形態では、８極（Ｎ極：４、Ｓ極：４）の回転子が用いられている。

固定子３は、図２に示すように、固定子コア３０と、複数の各相巻線から形成された三相の固定子コイル４と、固定子コア３０に外挿された外筒５と、を備えた構成を有している。なお、詳しくは後述するが、本実施の形態の固定子３では、外筒５の内周面に設けたスリット５ｂによって、固定子コア３０と外筒５との間に空隙が形成されている。

固定子コア３０は、図３に示すように、内周に複数のスロット３１が形成された円環状を呈している。複数のスロット３１は、その深さ方向が径方向と一致するように形成されている。固定子コア３０に形成されたスロット３１の数は、回転子２の磁極数に対し、固定子コイル４の一相あたり２個の割合で形成されている。本実施形態では、８×３×２＝４８より、スロット数は４８個とされている。

固定子コア３０は、図４に示す分割コア３２を所定の数（本実施形態では、２４個）だけ周方向に連結して形成されている。分割コア３２は、一つのスロット３１を区画するとともに、周方向で隣接する分割コア３２との間で一つのスロット３１を区画する形状を呈している。具体的には、分割コア３２は、径方向内方に伸びる一対のティース部３２０と、ティース部３２０を径方向外方で連結するバックコア部３２１とを有している。

固定子コア３０を構成する分割コア３２は、電磁鋼板を積層させて形成されている。なお、積層された電磁鋼板の間には、絶縁薄膜が配置されている。固定子コア３０を構成する分割コア３２は、この電磁鋼板の積層体からだけでなく、従来公知の金属薄板および絶縁薄膜を用いて形成してもよい。

なお、本発明に適用可能な固定子コアの形状は、図３および図４に示したものに限られるものではなく、たとえば図５および図６に示す形状のものであってもよい。

この図５および図６に示す例の固定子コア１０３０は、内周に複数のスロット１０３１が形成された円環状を呈しており、分割コア１０３２を周方向に連結して形成されている。分割コア１０３２は、一つのスロット１０３１を区画するとともに、周方向で隣接する分割コア１０３２との間で一つのスロット１０３１を区画する。スロット１０３１は、径方向内方に伸びるティース部１３２０と隣接するティース部１３２０によって区画される。また、この例のバックコア部１３２１は、径方向において他の分割コア１０３２と重ならない形状である。なお、分割コア１０３２の数や材質等は図４に示した分割コイル３２と同様である。

固定子コイル４は、複数の巻線４０を所定の巻回方法で巻回してなる。この固定子コイル４を構成する巻線４０は、図７（Ａ）に示すように、銅製の導体４１と、導体４１の外周を覆い導体４１を絶縁する内層４２０および外層４２１からなる絶縁被膜４２とから形成されている。

このように、内層４２０および外層４２１からなる絶縁皮膜４２の厚みが厚いので、巻線４０同士を絶縁するために巻線４０同士の間に絶縁紙等を挟み込む必要がなくなっているが、巻線４０同士の間あるいは固定子コア３０と固定子コイル４との間に絶縁紙を配設してもよい。

さらに、固定子コイル４の巻線４０は、図７（Ｂ）に示すように、内層４２０および外層４２１からなる絶縁皮膜４２の外周をエポキシ樹脂等からなる融着材４９で被覆して形成してもよい。この場合、回転電機１に発生する熱により融着材４９が絶縁皮膜４２よりも早く溶融するので、同じスロット３１に設置されている複数の巻線４０同士が融着材４９同士により熱接着する。その結果、同じスロット３１に設置されている複数の巻線４０が一体化し巻線４０同士が鋼体化することで、スロット３１内の巻線４０の機械的強度が向上する。

固定子コイル４は、図８に示すように、それぞれが２本の三相巻線（Ｕ１、Ｕ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｗ１、Ｗ２）により形成されている。

固定子コイル４は、図９に示すように、複数の巻線４０を所定の形状に組み込んだ組み込み体４７（図１０参照）を巻回してなる巻き取り体４８である。固定子コイル４を構成する巻線４０は、固定子コア３０の内周側で周方向に沿って波巻きされる形状で成形されている。

固定子コイル４を構成する巻線４０は、固定子コア３０のスロット３１に収容される直線状のスロット収容部４３と、隣り合ったスロット収容部４３同士を接続するターン部４４と、を備えている。スロット収容部４３は、所定のスロット数（本実施形態では、３相×２個＝６個）ごとのスロット３１に収容されている。ターン部４４は、固定子コア３０の軸方向の端面から突出して形成されている。

固定子コイル４は、複数の巻線４０の両端を固定子コア３０の軸方向の端面から突出させ、かつ複数の巻線４０を周方向に沿って波状に巻装した状態で形成されている。固定子コイル４の１相は、第１の巻線部４０ａと第２の巻線部４０ｂとの端部同士を溶接により接合して形成されている。すなわち、２本の電気導体線から成形した２つの成形体の端部同士を接合して形成された一つの組体から固定子コイル４の１相が形成されている。

第１の巻線部４０ａのスロット収容部４３と第２の巻線部４０ｂのスロット収容部４３とは、同一スロット３１に収容される。このとき、第一の巻線部４０ａのスロット収容部４３と、第二の巻線部４０ｂのスロット収容部４３とは、スロット３１の深さ方向で交互に位置するように設置されている。そして、第１の巻線部４０ａと第２の巻線部４０ｂとの接合部４５は、第１の巻線部４０ａと第２の巻線部４０ｂの巻装される方向が反転するスロット収容部４３よりなる折り返し部４６に形成されている。

固定子コイル４の展開図、すなわち巻回される前の組み込み体４７の平面図を図１０に示す。固定子コイル４は、互いに巻装方向が異なる第１の巻線部４０ａと第２の巻線部４０ｂとからなる組体を６組有し、６組の組体を用いて、３相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）×２個（倍スロット）のコイルとされている。各組体において、第１の巻線部４０ａの中性点側（または相端子側）の端部とは反対側の端部と、第２の巻線部４０ｂの相端子側（または中性点側）の端部とは反対側の端部とが、折り返し部４６よりなるスロット収容部４３を介して接続されている。各相の巻線４０の結線方法は同様である。

固定子コイル４（巻き取り体４８）に固定子コア３０を組み付けてなる組み付け体５０の斜視図を図１１に示す。また、この組み付け体５０の外周に焼きバメする外筒５の斜視図を図１２に示す。さらに、組み付け体５０の外周に外筒５を焼きバメしてなる固定子３の概要を示す模式平面図を図１３に示す。

組み付け体５０の外周には軸方向に積層された分割コア３２のバックコア部３２１が表れている。外筒５は、たとえば、厚さ２ｍｍの円筒形状をしており、磁束が通過可能な低炭素鋼などによって形成されている。また、外筒５には、固定子３をハウジング１０に固定する際に用いられる貫通孔５ａが設けられている。

この実施形態１においては、組み付け体５０の外径をＡとし、外筒５の内径をＢとし、外筒５の焼きバメ工程の加熱時に熱膨張した内径をＣとしたとき、Ｃ＞Ａ＞Ｂの関係になるように寸法を定めて各部品を製造する。

ここで、（Ａ−Ｂ）を締め代と呼ぶ。この締め代（Ａ−Ｂ）が大きいほど、外筒５に組み付け体５０を焼きバメして冷却したときの締め付け力が強まるが、固定に必要な締め付け力を大きく超えるような締め付け力これによる応力が掛かってしまうと、この応力によって損失が発生する虞、また、分割コアの変形、コア内径寸法のばらつき、コア内径の真円度の低下などの問題も生じてくる。

そこで、実施形態１では外筒５の内周面にスリット５ｂを形成して組み付け体５０と外筒５との間に空隙を設け、これによって、締め代の増加に伴う締め付け力の増加がなだらかになるようにしている。この実施形態１ではスリット５ｂは、回転電機の軸方向に貫通し、均等の間隔で、分割コア３２の周方向の数と同じく、２４本設けられている。組み付け体５０の外周に外筒５を焼きバメする際には、隣り合う分割コア同士の突合せ端部にはスリット５ｂが来ないようにする（図１３参照）。

ここで、スリット５ｂの効果について図１４を参照しながらさらに説明する。図１４は、締め代と、組み付け体５０と外筒５との間に係る締め付け力による応力と、の関係を、実験結果で示すグラフであり、図中、一点鎖線は、外筒５の内周面にスリット５ｂを形成しない場合の関係を示し、実線は、実施形態１のスリット５ｂを形成した場合の関係を示すものである。図中、横軸は締め代であり、縦軸は組み付け体５０と外筒５との間に掛かる締め付け力による応力を示す。

図１４においては、応力が、組み付け体５０と外筒５とを固定するのに最低限必要とされる力である「必要固定力」となる締め代を下限値として示し、この下限値から一定の寸法公差範囲だけ幅を持たせた締め代を上限値として示している。寸法公差範囲は、スリット５ｂを形成しない一点鎖線の場合も、スリット５ｂを形成した実線の場合も同じ幅にしてある。

図１４を参照して分かるように、スリット５ｂを形成しない場合は締め代の増加に伴う応力の増加が急激であり、スリット５ｂを形成した場合は締め代の増加に伴う応力の増加がなだらかである。これにより、同じ寸法公差範囲を確保しながらも、上限値における応力は実施形態１のスリット５ｂを形成した場合のほうが小さく、応力低減効果が得られている。すなわち、この応力低減効果により、実施形態１によれば、損失が発生する虞、また、分割コアの変形、コア内径寸法のばらつき、コア内径の真円度の低下などの問題を解消することができる。

なお、この実施形態１では、組み付け体５０と外筒５との間の空隙として外筒５の内周面にスリット５ｂを形成し、図１３に示すように、隣り合う分割コア同士の突合せ端部にはスリット５ｂが来ないように、組み付け体５０と外筒５との周方向の位置決めをしている。これにより、この突合せ端部には外筒５の内周の当たり面５ｃが対向し、この当たり面５ｃによって分割コア同士がずれないよう均一に締め付け力を加えることができ、応力による損失を低減し、コア内径の寸法ばらつきを抑え、真円度の低下を防止することができる。

また、この実施形態１では、図１２に示すように、組み付け体５０と外筒５との間の空隙として、コア組み付け体５０と外筒５との間を軸方向に貫通するスリットであるスリット５ｂを外筒５の内周面に形成している。これによれば、たとえば、このスリット５ｂ内に冷却風や冷却水を流すことができ、このようにすれば、コアおよび外筒を冷却することができ、高い性能を維持することができる。

なお、実施形態１では、スリット５ｂの数を分割コア３２の周方向の数と同じく２４本にしたが、本発明はこれに限られるものではなく、たとえば分割コアの周方向の数の倍数にしてもよい。このようにすれば、隣り合う分割コア同士の突合せ端部に、外筒の内周面を均等に当てることができるという効果を奏する。

また、実施形態１では、外筒５の内周面の形状すなわちスリット５ｂによって組み付け体５０と外筒５との間の空隙が形成されている。この場合、磁気回路を形成する分割コア３２の形状を変更する必要がないので、磁気回路に影響を与えることなく、性能のよい回転電機を提供することができる。

以下、実施形態１の、固定子コイル４（巻き取り体４８）に固定子コア３０を組み付けて組み付け体５０（図１１参照）とし、この組み付け体５０を外筒５に焼きバメした固定子３の製造方法について説明する。なお、組み付け体５０が、本発明のコア組み付け体を構成するものである。また、径方向は芯部材または巻き取り体の径方向を意味し、周方向は芯部材または巻き取り体の周方向を意味する。

＜成形工程＞
まず、１２本の電気導体線から１２個の成形体を成形する。ここで成形する各成形体は、互いに平行に延びて成形体の長手方向に並列した複数の直状部４３１と、隣り合う直状部４３１同士を直状部４３１の一端側と他端側とで交互に連結する複数のターン部４４とを有する。

＜組み込み工程＞
１２個の成形体を組み込むことにより、組み込み体４７を形成する。この組み込み体４７においては、６組の組体が組み込み体４７の長手方向に並列している。

各組体は、第１の巻線部４０ａとなる第１線部と、第２の巻線部４０ｂとなる第２線部とからなる。なお、第１線部が１個の成形体よりなり、第２線部も１個の成形体よりなる。

各組体における第１線部の端部と第２線部の端部とが溶接接合されて接合部４５とされている。なお、１２個の成形体を組み込んでから、各組体における第１線部の端部と第２線部の端部とを接合してもよいし、第１線部の端部と第２線部の端部とを接合して６組の組体を形成してから、この６組の組体を組み込んでもよい。

組み込み体４７における各組体は、第１線部における複数の直状部４３１と第２線部における複数の直状部４３１とがそれぞれ重ね合わされて形成された複数の直状重ね合わせ部４７１を組み込み体４７の長手方向に有する。ただし、後述の巻き取り工程の巻き始めである折り返し部４６の６個の直状部４３１および、巻き終わりの６個の直状部４３１のそれぞれは、他の直状部４３１と重ね合わされない。

＜巻き取り工程＞
組み込み体４７を折り返し部４６が軸心側に位置するように所定の巻数（たとえば、３回とか４回）だけ巻回して、図９に示した巻き取り体４８を形成する。このとき、組み込み体４７のターン部４４を所定の巻き取り半径に塑性変形させながら巻き取る。

なお、たとえば所定の曲げＲ形状の成形面を有する成形型や所定の成形ローラを用いてターン部４４を曲げ成形してもよい。巻き取り工程の詳細は後述する。

巻き取り体４８は、一つの組体における複数の直状重ね合わせ部４７１が径方向に巻数分だけ積層されて形成された複数の直状積層部４８１を巻き取り体４８の周方向に有する。各直状積層部４８１においては、巻数の２倍の数の直状部４３１が重ね合わされて径方向（放射方向）に一列に並んでいる。このとき、各直状積層部４８１は、巻き取り体４８の周方向で小間隔を隔てた状態で位置している。

＜組み付け工程＞
以上のようにして得られた巻き取り体４８に対して、径方向外方から分割コア３２のティース部３２０を隣り合う直状積層部４８１同士の間の隙間に挿入し、隣り合う分割コア３２同士を連結して組み付けて組み付け体５０を得る（図１１参照）。

＜挿入（焼きバメ）工程＞
組み付け体５０（図１１参照）を外筒５（図１２参照）に挿入して嵌め込む。まず、図示しないヒータによって外筒５を所定温度（たとえば３００℃）に加熱する。続いて、加熱した外筒５に組み付け体５０を挿入する。このとき、外筒５の内周面に設けたスリット５ｂが、組み付け体５０を構成する分割コア３２同士の突合せ端部に来ないよう周方向の位置決めをしながら挿入する。挿入が完了したならば、図示しない送風機などによって３０分程度冷却して挿入（焼きバメ）工程は終了する。

（実施形態２）
上述の実施形態１では、外筒５の内周面に設けたスリット５ｂによって、組み付け体５０と外筒５との間に空隙を形成したが、本発明はこれに限られるものではない。この実施形態２では、組み付け体の外周の形状によって、組み付け体と外筒５との間に空隙を形成する。

図１５は、実施形態２の分割積層コアの形状を示す平面図である。

この実施形態２の固定子コアは、図１５に示す分割コア２０３２を所定の数（本実施形態では、２４個）だけ周方向に連結して形成されている。分割コア２０３２は、一つのスロット２０３１を区画するとともに、周方向で隣接する分割コア２０３２との間で一つのスロット２０３１を区画する形状を呈している。具体的には、分割コア２０３２は、径方向内方に伸びる一対のティース部２３２０と、ティース部２３２０を径方向外方で連結するバックコア部２３２１とを有している。

この分割コア２０３２同士を周方向に連結してなる固定子コアの外周すなわち図１５のバックコア部２３２１の上部には凹部２３３２が設けられており、この凹部２３３２によって、組み付け体と外筒５との間に空隙を形成することができる。この実施形態２であっても実施形態１と同様の応力低減効果を得ることができる。

この実施形態２のようにコア組み付け体の外周の形状すなわち分割コアの形状によって空隙を形成するようにすれば、分割コアを構成する積層鋼板を外周位置に凹部を有するものにするだけでよく、製造上、工程の増加を招くことがないし、低コストで製造することができるという効果を奏する。

なお、本発明において、コア組み付け体の外周と外筒の内周との間の空隙は、コア組み付け体の外周の形状および外筒の内周面の形状の両方によって形成されるものでもよいことは言うまでもない。

また、上記実施形態では、コア組み付け体の外周と外筒の内周との嵌合において、焼きバメを用いたが、必要な嵌合力を得るために、外周面と内周面との圧入によって、たとえば当たり面を互いに挿入方向に対し傾斜させてテーパ勘合するなどしても、よい。

本発明は、電気・ハイブリッド車両に搭載する回転電機に適用することができ、その回転電機の固定子コアの内周を真円に近くすることができ、回転電機の小型化、出力向上に有効である。

実施形態１に係る回転電機の構成を模式的に示す軸方向断面図である。 実施形態１に係る固定子の平面図である。 実施形態１に係る固定子コアの平面図である。 実施形態１に係る分割積層コアの平面図である。 変形例の固定子コアの平面図である。 変形例の分割積層コアの平面図である。 実施形態１に係る固定子コイルを構成する巻線の断面図である。 実施形態１に係る固定子コイルの結線を示す図である。 実施形態１に係る固定子コイルとなる巻き取り体の斜視図である。 実施形態１に係る固定子コイルの展開図であり、組み込み体の平面図である。 実施形態１に係る組み付け体の斜視図である。 実施形態１に係る外筒の斜視図である。 実施形態１に係る固定子の概要を示す模式平面図である。 締め代と、組み付け体と外筒との間に係る締め付け力による応力と、の関係を、実験結果で示すグラフである。 実施形態２に係る分割積層コアの平面図である。

符号の説明

１ 回転電機
３ 固定子
３０ 固定子コア
３１a、３１ｂ スロット
３２ 分割コア
３２１ バックコア部
４ 固定子コイル
４３ スロット収容部
４４ ターン部
４７ 組み込み体
４８ 巻き取り体
４３１ 直状部
４７１ 直状重ね合わせ部
４７２ 隙間
４８１ 直状積層部
５ 外筒
５ａ 貫通孔
５ｂ スリット
５ｃ 当たり面
５０ 組み付け体

Claims (7)

1. 複数の相巻線を有し、分割コアを組み付けたコア組み付け体の外周に外筒を嵌合固定してなる回転電機の固定子であって、
   前記分割コアの外周と前記外筒の内周との間に空隙を設けてなることを特徴とする回転電機の固定子。
2. 前記空隙が、前記分割コアの周方向隣の分割コアとの突合せ端部と前記外筒の内周面との間以外に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機の固定子。
3. 前記空隙が、前記コア組み付け体と前記外筒との間を軸方向に貫通するスリットであることを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機の固定子。
4. 前記スリットが、前記分割コアの周方向の数の倍数であることを特徴とする請求項３に記載の回転電機の固定子。
5. 前記空隙が、前記コア組み付け体の外周の形状によって形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の回転電機の固定子。
6. 前記空隙が、前記外筒の内周面の形状によって形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の回転電機の固定子。
7. 前記嵌合固定は、焼きバメであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の回転電機の固定子。

Images