JP2011182595A

JP2011182595A - 回転電機

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Publication number: JP2011182595A
Application number: JP2010046458A
Authority: JP
Inventors: Masashi Sakuma; 昌史佐久間; Tomohiro Sato; 知宏佐藤
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2010-03-03
Filing date: 2010-03-03
Publication date: 2011-09-15
Anticipated expiration: 2030-03-03
Also published as: EP2365615A3; EP2365615A2; CN102195373B; JP5499776B2; US20110215666A1; CN102195373A; US8541917B2; EP2365615B1

Abstract

【課題】簡易な構造で部品加工や組立の作業が容易かつ効率的であり、ステータの位置決め精度が高い回転電機のステータ組み付け構造および組み付け方法を提供する。
【解決手段】ステータホルダおよびステータコアを含むステータの組み付け構造であって、ステータホルダは、筒状の一方の端縁から半径方向外向きに延びるとともに円周方向に離隔して複数の位置決め孔３１をもつフランジ部２３と固定部（固定孔４１）とを有し、ケース８は、ステータホルダのフランジ部２３の位置決め孔３１の孔径よりも小さい外径で各位置決め孔３１に嵌入可能な位置決めピン８１と固定座（ねじ孔８２）とを有し、ステータホルダのフランジ部２３の各位置決め孔３１は、孔３１の周縁３１１から内側に向かって延在する少なくとも３個の折り曲げ部５１、５２を有し、各折り曲げ部５１、５２が長さ方向の任意の位置でフランジ部２３に対して折り曲げられて形成されている。
【選択図】図６

Description

本発明は回転電機のステータ組み付け構造および組み付け方法に関する。

ハイブリッド車や電気自動車に搭載される発電電動機などの回転電機には、コイルを有するステータを外周側に配置し、磁石を有するロータを内周側に配置したインナーロータ回転磁石形のものが多用されている。この種の回転電機のステータでは、従来、電磁鋼板などを環状に打ち抜いて形成した積層材料を積層してステータコアを形成している。環状の積層材料では歩留まりが低いので、等しい中心角で円周方向に分割した積層材料を積層する分割コアを用いることも一般的になってきている。複数の分割コアは、圧入や焼き嵌めなどの一体化技術により、筒状のステータホルダの内周に固定される。これらの一体化技術では、まず、ステータホルダの内径が分割コアの外径よりもごくわずかに小さくなるように両者を別々に製作しておく。そして、圧入では、外力を加えて分割コアをステータホルダに強制的に押し込み、両者を一体化成形する。また、焼き嵌めでは、ステータホルダを加熱して膨張させ、分割コアを収容したのちにステータホルダを冷却して収縮させ、両者を一体化成形する。

分割コアを用いたステータで構成されたモータの一例を、本願出願人は特許文献１に開示している。特許文献１のモータは、筒状に形成されたステータホルダの内周面に複数の分割ステータ（分割コア）を圧入してステータを構成しており、ステータホルダの一方の端部に内周方向に屈曲する曲がり部を備えることを特徴としている。その効果として、曲がり部を備えることでステータホルダの捻り強度が向上して部材点数を削減でき、またモータの剛性低下に起因する振動騒音を抑えることができる、とされている。

特開２００８−１９３８０６号公報

ところで、特許文献１に例示される圧入や焼き嵌めなどの一体化成形の際にはステータホルダの変形を伴うため、分割コアを用いたステータは環状コアを用いたステータと比較して回転軸線の位置が不正確になりがちである。回転電機のケースにステータを組み付けたときに、両者の回転軸線が一致していないと回転電機の性能が低下するのは言うまでもない。ケースとステータに限らず２つの部材の位置関係や回転軸線を揃える一般的な手段として、位置決めピンおよび位置決め孔を用いることがある。すなわち、一方の部材に位置決めピンを立設し、他方の部材に位置決め孔を形成し、位置決めピンを位置決め孔に嵌入させることで２つの部材の位置関係を揃えることができる。

しかしながら、ステータホルダに位置決めピンあるいは位置決め孔を設ける工程は、分割コアをステータホルダに一体化成形する際の変形よりも後に行う必要がある。つまり、部品加工工程から組立工程に進んだのち、再び部品加工工程に戻る必要が生じる。これにより、単に再加工の手間だけでなく、ステータを往き来させる工程戻りの手間、リードタイムの延長、工程管理の煩雑さなどの問題点が生じる。

本発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたもので、簡易な構造で部品加工や組立の作業が容易かつ効率的であり、ステータの位置決め精度が高い回転電機のステータ組み付け構造および組み付け方法を提供することを解決すべき課題とする。

上記課題を解決する請求項１に係る回転電機のステータ組み付け構造発明は、筒状のステータホルダおよび該ステータホルダの内周面に保持されたステータコアを含むステータをケースに組み付ける回転電機のステータ組み付け構造であって、前記ステータホルダは、筒状の一方の端縁から半径方向外向きに延びるとともに円周方向に離隔して複数の位置決め孔をもつフランジ部と、前記ステータを前記ケースに固定可能な固定部とを有し、前記ケースは、前記ステータホルダの前記フランジ部の前記位置決め孔の孔径よりも小さい外径で各前記位置決め孔に嵌入可能な位置決めピンと、前記ステータホルダの前記固定部を固定する固定座とを有し、前記ステータホルダの前記フランジ部の各前記位置決め孔は、該位置決め孔の周縁から内側に向かって延在する少なくとも３個の折り曲げ部を有し、各該折り曲げ部が周縁から内側に向かう長さ方向の任意の位置で前記フランジ部に対して折り曲げられて形成されている、ことを特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項１において、前記少なくとも３個の折り曲げ部は、前記位置決め孔の周縁から中心に向かって延在するとともに前記長さ方向にしたがいその幅が徐々に拡がっていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１において、前記少なくとも３個の折り曲げ部は、前記位置決め孔の周縁から同じ回転方向に傾斜して延在するとともに前記長さ方向によらず一定幅であることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか一項において、前記ステータホルダが有する前記固定部は、前記フランジ部に円周方向に離隔して形成された複数の固定孔であることを特徴とする。

上記課題を解決する請求項５に係る回転電機のステータ組み付け方法の発明は、筒状のステータホルダおよび該ステータホルダの内周面に保持されたステータコアを含むステータをケースに組み付ける回転電機のステータ組み付け方法であって、前記ステータホルダは、筒状の一方の端縁から半径方向外向きに延びるとともに円周方向に離隔して複数の位置決め孔をもつフランジ部と、前記ステータを前記ケースに固定可能な固定部とを有し、前記ケースは、前記ステータホルダの前記フランジ部の前記位置決め孔の孔径よりも小さい外径で各前記位置決め孔に嵌入可能な位置決めピンと、前記ステータホルダの前記固定部を固定する固定座とを有し、前記ステータホルダの前記フランジ部の各前記位置決め孔に、該位置決め孔の周縁から内側に向かって延在するとともに周縁から内側に向かう長さ方向の任意の位置で折り曲げ可能な少なくとも３個の折り曲げ部を配置し、前記ケースの各前記位置決めピンの外径および配置に合わせ、前記ステータの正規組み付け位置を規定するように前記ステータホルダの前記フランジ部の前記少なくとも３個の折り曲げ部を前記長さ方向の途中の位置で前記フランジ部に対して折り曲げる折り曲げ工程と、折り曲げられた少なくとも３個の折り曲げ部により規定された各中心位置に前記ケースの各前記位置決めピンが嵌入するように、前記ステータを前記ケースに挿入する挿入工程と、各前記中心位置に各前記位置決めピンが嵌入した状態で、前記ステータホルダの前記固定部を前記ケースの前記固定座に固定する固定工程と、を有することを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項５において、前記折り曲げ工程で、前記ステータの前記正規組み付け位置は、前記ステータが含む前記ステータコアの内周面により規定される回転軸線が前記ケースの回転軸線に一致する位置であることを特徴とする。

請求項１に係る回転電機のステータ組み付け構造の発明では、ステータホルダのフランジ部の各位置決め孔は少なくとも３個の折り曲げ部を有し、各折り曲げ部は周縁から内側に向かう長さ方向の任意の位置でフランジ部に対して折り曲げられている。この折り曲げ位置を調整することにより、折り曲げられた少なくとも３個の折り曲げ部により規定される中心位置を調整することができる。さらに、複数の位置決め孔において各中心位置を調整することにより、ステータの正規組み付け位置を規定することができる。したがって、ステータ側の折り曲げ部により規定される各中心位置にケース側の各位置決めピンを嵌入させることで、ステータとケースの回転軸線を揃えて位置決めすることができる。

ここで、ステータホルダのフランジ部の各位置決め孔および各折り曲げ部の形成は、部品加工工程で工作機械を用いた打ち抜き加工により行う。各折り曲げ部の折り曲げ加工は、加工操作力が小さくて済むため、ステータ組立工程内で簡易な治具を用いて人手により行うことができる。したがって、ステータコアとステータホルダとを一体化成形したのちに折り曲げ部の折り曲げ位置を調整して中心位置を規定することができ、一体化成形時に変形が生じてもその影響をキャンセルできるのでステータの位置決め精度が高い。また、従来の一般的な位置決め孔に折り曲げ部を追加しただけの簡易な構造であり、部品加工や組立の作業は容易である。加えて、一体化成形後に部品加工工程に戻して工作機械により位置決め孔を打ち抜き加工する煩雑さがなく、作業は効率的である。

請求項２に係る発明では、少なくとも３個の折り曲げ部は、位置決め孔の周縁から中心に向かって延在するとともに長さ方向にしたがいその幅が徐々に拡がっている。これにより、折り曲げ部を任意の折り曲げ位置でフランジ部に対して折り曲げたときの弾性戻り量（スプリングバック）の影響が低減されるため、ステータの位置決め精度が高い。詳述すると、折り曲げ部を任意の折り曲げ位置で折り曲げるように塑性加工しても、弾性の影響を受けて実際の折り曲げ角度はわずかに減少し、折り曲げ部の先端は折り曲げ位置よりも孔径方向内向きに弾性戻り量だけ変位する。このとき、折り曲げ角度が減少する戻り角は、折り曲げ部の幅が広くなるほど顕著になる。このため、位置決め孔の内側に近い折り曲げ部の先端付近で折り曲げると、幅が広いので戻り角は大きくかつ折り曲げ長は小さくなる。また、周縁に近い折り曲げ部の根元付近で折り曲げると、幅が狭いので戻り角は小さくかつ折り曲げ長は大きくなる。したがって、折り曲げ長と戻り角で決まる弾性戻り量は、折り曲げ位置に関わらず略一定となる。このことは、弾性戻り量だけ変位した折り曲げ部の先端で規定される中心位置が折り曲げ位置で規定される中心位置に略一致し、弾性戻り量の影響をキャンセルしてステータの位置決め精度を高くできることを意味する。

請求項３に係る発明では、少なくとも３個の折り曲げ部は、位置決め孔の周縁から同じ回転方向に傾斜して延在するとともに長さ方向によらず一定幅になっている。これにより、折り曲げ部を任意の折り曲げ位置でフランジ部に対して折り曲げたときの弾性戻り量の影響を受けなくなり、ステータの位置決め精度が高い。詳述すると、折り曲げ部を任意の折り曲げ位置で折り曲げるように塑性加工しても、弾性の影響を受けて実際の折り曲げ角度はわずかに減少する。しかしながら、折り曲げ部は当初位置決め孔の周縁から同じ回転方向に傾斜して延在しているので、傾斜して立設されるよう折り曲げられ、その先端は孔の中心から遠ざかる。これにより、折り曲げ部の先端は、少なくとも３個の折り曲げ部の折り曲げ位置を通る円筒面よりも外側に配置されるので、弾性戻り量の影響を受けずに中心位置を規定できる。

請求項４に係る発明では、ステータホルダが有する固定部は、フランジ部に円周方向に離隔して形成された複数の固定孔とされている。ステータホルダのフランジ部に、位置決め孔および折り曲げ部に加えて複数の固定孔を形成し、簡易な構造とすることができる。また、位置決め孔、折り曲げ部および固定孔を一度の打ち抜き加工で形成でき、部品加工効率が良好である。さらには、折り曲げられた折り曲げ部により規定される中心位置への位置決めピンの嵌入状況を確認しながら、ステータの挿入および固定を行えるため組立効率が良好である。

請求項５に係る回転電機のステータ組み付け方法の発明では、折り曲げ工程、挿入工程、および固定工程を行うことで請求項１のステータ組み付け構造を実現でき、請求項１と同様の効果が生じる。

請求項６に係る発明では、ステータの正規組み付け位置は、ステータが含むステータコアの内周面により規定される回転軸線がケースの回転軸線に一致する位置としている。したがって、ステータコアとステータホルダとを一体化成形するときに仮に変形や歪みが生じても、ロータとの関係で最も重要なステータコアの内周面を基準として、ステータの位置決めを行うことができる。これを折り曲げ工程で実施するために、例えば、ステータコアの内周面に合わせて装着可能でかつケースの位置決めピンに対応する位置に加工ピンを有する治具を用い、加工ピンにより折り曲げ部を折り曲げ加工することができる。

第１実施形態のステータ組み付け構造を説明する図であり、（１）は正面図、（２）は（１）のＡ−ＡＸ−Ｂ矢視断面図である。第１フランジ部および第１位置決め孔の形状を詳細に説明する図であり、（１）は第１フランジ部の全体正面図、（２）は第１位置決め孔が有する１個の折り曲げ部の拡大正面図である。折り曲げ工程を説明する第１フランジ部の側面断面図であり、（１）は折り曲げ部を折り曲げる前の状態、（２）は折り曲げた後の状態を示している。折り曲げ後の折り曲げ部を説明する正面図である。折り曲げ部を折り曲げた後の弾性戻り量を説明する側面断面図である。挿入工程および固定工程を説明するために、ステータの組み付け状態を示した側面断面図である。第２実施形態のステータ組み付け構造における第１フランジ部および第１位置決め孔の形状を詳細に説明する図であり、（１）は第１フランジ部の全体正面図、（２）は第１位置決め孔および折り曲げ部の拡大正面図である。第２実施形態において折り曲げ部を折り曲げた後の形状を説明する図であり、（１）は第１位置決め孔の正面図、（２）は側面図である。第３実施形態のステータ組み付け構造における第１フランジ部および第１位置決め孔の形状を詳細に説明する図であり、（１）は第１フランジ部の全体正面図、（２）は第１位置決め孔および折り曲げ部の拡大正面図である。

本発明の第１実施形態の回転電機のステータ組み付け構造および組み付け方法について、図１〜図６を参考にして説明する。図１は、第１実施形態のステータ組み付け構造を説明する図であり、（１）は正面図、（２）は（１）のＡ−ＡＸ−Ｂ矢視断面図である。ステータ１は、インナーロータ回転磁石形の発電電動機に用いられるものである。ステータ１は、回転軸線ＡＸを中心として概ね軸対称に構成されており、ステータホルダ２およびステータコア６を含んでいる。

ステータホルダ２は、筒状の金属製の部材である。図１（２）に示されるように、ステータホルダ２の筒部２１の左側の端縁は、全周にわたり半径方向外向きに屈曲されてわずかに延びる面取り部２２とされている。面取り部２２の外周に連続して半径方向の３箇所に概ね等角度間隔で、半径方向外向きに延びる第１〜第３フランジ部２３〜２５が設けられている。第１〜第３フランジ部２３〜２５は、曲げ加工あるいは溶接加工により設けることができる。第１フランジ部２３は、概ね等脚台形状であり、円周方向に並んで第１位置決め孔３１および第１固定孔４１が穿設されている。第２フランジ部２４は、図１（１）に示されるように、第１フランジ部２３と対称に形成され、第２位置決め孔３２および第２固定孔４２が穿設されている。また、第３フランジ部２５は、概ね二等辺三角形状であり、第３固定孔４３のみが穿設されている。

ステータコア６は、図１に破線で示されており、図の例では２０個の分割コアが環状に配置されて構成されている。各分割コアは、ステータホルダ２の筒部２１に面取り部２２側から圧入されて一体化成形されている。回転軸線ＡＸは、ステータホルダ２単体の軸線に概ね一致するが、圧入時の変形を考慮する必要があるため、厳密には圧入後のステータコア６の内周面により規定されるものである。

図２は、第１フランジ部２３および第１位置決め孔３１の形状を詳細に説明する図であり、（１）は第１フランジ部２３の全体正面図、（２）は第１位置決め孔３１が有する１個の折り曲げ部５の拡大正面図である。第１位置決め孔３１は、孔３１の中心線Ｃ１を中心として６０°ピッチで回転対称に配置された６個の折り曲げ部５を有している。なお、第１位置決め孔３１の中心線Ｃ１は、第１フランジ部２３に直交しており、回転軸線ＡＸに平行している。各折り曲げ部５は、第１位置決め孔３１の周縁３１１から中心線Ｃ１に向かって延在している。図２（２）に示されるように、折り曲げ部５の幅Ｗは、周縁３１１に近い根元５Ｒ付近で幅Ｗ１と小さく、先端５Ｔ付近で幅Ｗ２と大きく、周縁３１１から中心線Ｃ１に向かう長さ方向にしたがいその幅Ｗが徐々に拡がっている。各折り曲げ部５は、ステータ１をケース８に組み付ける前に、長さ方向の任意の位置で第１フランジ部２３に対して折り曲げられる。本実施形態において、折り曲げ角度は直角とされている。

第１固定孔４１は、ステータ２をケース８に固定する固定部であり、後述する固定ボルト８５の外径よりも大径とされている。第１位置決め孔３１と各折り曲げ部５、および第１固定孔４１は、第１フランジ部２３に一度の打ち抜き加工を施すことで形成することができる。第２フランジ部２４の第２位置決め孔３２の形状は、第１位置決め孔３１と同じであり、６個の折り曲げ部５を有している。第２フランジ部２４の第２固定孔４２、および第３フランジ部２５の第３固定孔４３の形状は、第１固定孔４１と同じである。

次に、図１および図２に示された第１実施形態のステータ１をケース８に組み付ける第１実施形態のステータ組み付け方法について説明する。第１実施形態のステータ組み付け方法は、折り曲げ工程、挿入工程、および固定工程を有する。図３は、折り曲げ工程を説明する第１フランジ部２３の側面断面図であり、（１）は折り曲げ部５１、５２を折り曲げる前の状態、（２）は折り曲げた後の状態を示している。また、図４は折り曲げ後の折り曲げ部５、５１、５２を説明する正面図である。

図３に示される折り曲げ工程では、人手により操作する治具９を用いる。図３（１）において、ステータ１に治具９が取り付けられている。治具９は、第１挟着部材９１、第２挟着部材９２、および加工ピン９３などにより構成されている。第１挟着部材９１は、ステータコア６の内周面に合わせて装着可能であり、かつ第１および第２フランジ部２３、２４の一方の面に当接するようになっている。第２挟着部材９２は、第１および第２フランジ部２３、２４の他方の面に当接するように配置される。第１挟着部材９１および第２挟着部材９２は、協働して第１および第２フランジ部２３、２４を挟着し、図略の締め付け部材で締め付け固定されるようになっている。第１挟着部材９１および第２挟着部材９２にはそれぞれ、ケース８に立設された位置決めピン８１の外径Ｄ２および配置に合わせて、加工孔９１１、９２１が穿設されている。さらに、加工孔９１１、９２１と中心線Ｃ２を共有して加工ピン９３が設けられている。加工ピン９３の外径Ｄ１は、ケース８に立設された位置決めピン８１の外径Ｄ２よりもわずかに大きく、その先端９３１は鋭利な錐状となっている。加工ピン９３は、第１および第２フランジ部２３、２４と直交する方向に移動可能であり、人手により操作できるようになっている。

図３（１）において、ステータ１のステータホルダ２の第１フランジ部２３が治具９に挟着された状態が図示されており、第２フランジ部２４についても同様の状態となっており、第１フランジ部２３を例にして説明する。図３（１）において、ステータ１側の第１位置決め孔３１の中心線Ｃ１に対して、治具９側の加工ピン９３の中心線Ｃ２は位置ずれ量ＤＺだけ変位している。変位する原因は、ステータコア６を一体化成形したときのステータホルダ２の変形にあるため、位置ずれ量ＤＺは一定でなくステータ１ごとに個体差が生じる。

ここで、加工ピン９３を図中下方から上方に操作すると、６個の折り曲げ部５１、５２は、加工ピン９３に押圧され第２挟着部材９２の加工孔９２１の外周面に圧接される。これにより、折り曲げ部５は第１フランジ部２３に対して直角に折り曲げられ、図３（２）に示される状態となる。図中左側の折り曲げ部５１では、折り曲げ位置５１Ｂは先端５１Ｔに近く、折り曲げ長５１Ｌは小さくなっている。一方、図中右側の折り曲げ部５２では、折り曲げ位置５２Ｂは根元５２Ｒに近く、折り曲げ長５２Ｌは大きくなっている。図４は、折り曲げ部を折り曲げた後の状態を示す図３（２）を上方から見た図である。図中で、第２挟着部材９２は省略され、その加工孔９２１の周面が破線で示されている。折り曲げられた６個の折り曲げ部５、５１、５２により規定された中心位置は、加工ピン９３の中心線Ｃ２に一致する。換言すれば、規定された中心位置Ｃ２は、第１位置決め孔３１の中心線Ｃ１からずれて、ケース８に立設された位置決めピン８１の配置に合った位置となる。

次に、ステータ１から治具９を取り外すと、各折り曲げ部５に弾性戻り量（スプリングバック）が発生する。図５は、折り曲げ部５を折り曲げた後の弾性戻り量を説明する側面断面図である。治具９を用い、折り曲げ部５を直角に折り曲げるように塑性加工しても、弾性の影響を受けて実際の折り曲げ角度は直角よりもわずかに減少し（減少分を戻り角と言う）、折り曲げ部５１、５２の先端５１Ｔ、５２Ｔは折り曲げ位置５１Ｂ、５２Ｂよりも孔径方向内向きに弾性戻り量５１Ｙ、５２Ｙだけ変位する。図５において、図中左側の折り曲げ部５１では、折り曲げ位置５１Ｂは先端５１Ｔに近く、幅Ｗ２は広いので戻り角θ１は大きくなる。一方、図中右側の折り曲げ部５２では、折り曲げ位置５２Ｂは根元５２Ｒに近く、幅Ｗ１は狭いので戻り角θ２は小さくなる。図中左右の弾性戻り量５１Ｙ、５２Ｙはそれぞれ、折り曲げ長５１Ｌ、５２Ｌと戻り角θ１、θ２の正弦関数の積で近似される次式１および２により求められる。

図中左側の弾性戻り量５１Ｙ＝折り曲げ長５１Ｌ×ｓｉｎθ１（式１）
図中右側の弾性戻り量５２Ｙ＝折り曲げ長５２Ｌ×ｓｉｎθ２（式２）
ここで、折り曲げ長５１Ｌ＜折り曲げ長５２Ｌであり、戻り角θ１＞戻り角θ２、すなわちｓｉｎθ１＞ｓｉｎθ２である。したがって、式１および式２において、右辺の積の第１項と第２項の大小関係が逆転し、左右の弾性戻り量５１Ｙ、５２Ｙは略一定となる。さらに、折り曲げ部５は長さ方向にしたがいその幅Ｗが徐々に拡がっていることから、弾性戻り量は折り曲げ位置に関わらず略一定となる。このことは、折り曲げ部５１、５２の先端５１Ｔ、５２Ｔで規定される中心位置が、折り曲げ位置５１Ｂ、５２Ｂで規定される中心位置Ｃ２に一致し、弾性戻り量５１Ｙ，５２Ｙの影響をキャンセルしてステータ１の位置決め精度を高くできることを意味する。

さらに、第２フランジ部２４の第２位置決め孔３２においても、６個の折り曲げ部５に対して同様の折り曲げ加工が行われて中心位置が規定される。したがって、第１および第２位置決め孔３１、３２の二つの中心位置Ｃ２により、ステータ１の正規組み付け位置が規定される。

折り曲げ工程に続いて、挿入工程を実施する。図６は、挿入工程および固定工程を説明するために、ステータ１の組み付け状態を示した側面断面図である。図示されるように、ケース８は、外径Ｄ２で先端が丸く面取りされた円柱状の位置決めピン８１を２個有し、その位置は第１および第２位置決め孔３１、３２に対応している。また、ケース８は、固定座としてのねじ孔８２を３個有し、その位置は第１〜第３固定孔４１〜４３に対応している。挿入工程において、第１および第２位置決め孔３１、３２の折り曲げ部５１、５２により規定された各中心位置Ｃ２にケース８の各位置決めピン８１が嵌入するように、ステータ１をケース８に挿入する。このとき、位置決めピン８１を折り曲げ部５１、５２の先端５１Ｔ、５２Ｔに摺接させることで中心位置Ｃ２に嵌入できる。また、目視により嵌入状況を確認しながらステータ１の挿入を行えるため、挿入作業効率が良好である。

最後の固定工程では、各中心位置Ｃ２に位置決めピン８１が嵌入した状態で、ステータホルダ２の各固定孔４１〜４３をケース８のねじ孔８２に固定する。固定には、固定ねじ８５を用い、ワッシャ８６を介して固定孔４１〜４３を貫通させたのちねじ孔８２に螺合固定する。このとき、中心位置Ｃ２への位置決めピン８１の嵌入状況を目視により確認しながら、固定ねじ８５の締め付け作業を行えるため、固定作業効率が良好である。

第１実施形態のステータ組み付け構造および組み付け方法では、ステータホルダ２の第１および２フランジ部２３、２４の第１および第２位置決め孔３１、３２および各折り曲げ部５の形成は、部品加工工程で工作機械を用いた打ち抜き加工により行う。各折り曲げ部５、５１、５２の折り曲げ加工は、加工操作力が小さくて済むため、ステータ１の組立工程内で簡易な治具９を用いて人手により行うことができる。したがって、ステータコア６とステータホルダ２とを圧入により一体化成形したのちに折り曲げ部５１、５２の折り曲げ位置５１Ｂ、５２Ｂを調整して中心位置Ｃ２を規定することができ、一体化成形時に変形が生じてもその影響をキャンセルできるのでステータ１の位置決め精度が高い。また、第１および第２位置決め孔３１、３２に折り曲げ部５、５１、５２を追加しただけの簡易な構造であり、部品加工や組立の作業は容易である。加えて、一体化成形後に部品加工工程に戻して工作機械により第１および第２位置決め孔３１、３２を打ち抜き加工する煩雑さがなく、作業は効率的である。

次に、折り曲げ部の形状が異なる第２実施形態のステータ組み付け構造について、図７および図８を参考にして説明する。第２実施形態において、折り曲げ部以外の構造は第１実施形態と同様であり、説明は省略する。図７は、第２実施形態のステータ組み付け構造における第１フランジ部２７および第１位置決め孔３７の形状を詳細に説明する図であり、（１）は第１フランジ部２７の全体正面図、（２）は第１位置決め孔３７および折り曲げ部５７の拡大正面図である。

図示されるように第１位置決め孔３７は、孔３７の周縁３７１から同じ回転方向に傾斜して延在する１０個の折り曲げ部５７を有している。なお、第１位置決め孔３７の中心線Ｃ１は、第１フランジ部２７に直交しており、回転軸線ＡＸに平行している。各折り曲げ部５７は、第１位置決め孔３７の周縁３７１から図中時計回りに傾斜して延在している。図７（２）に示されるように、折り曲げ部５７の幅Ｗ７は、周縁３７１に近い根元５７Ｒ付近から先端５７Ｔ付近まで長さ方向によらず一定幅Ｗ７である。

第２実施形態において、折り曲げ部５７の折り曲げ加工を行うと、図８に示される状態となる。図８は、第２実施形態において折り曲げ部５７を折り曲げた後の形状を説明する図であり、（１）は第１位置決め孔３７の正面図、（２）は側面図である。図を見やすくするため、図中には３個の折り曲げ部５７のみを示したが、実際には１０個の折り曲げ部５７は同様に折り曲げ加工される。図８において、折り曲げ部５７は当初位置決め孔３７の周縁３７１から図中時計回りに傾斜して延在しているため、傾斜して立設されるよう折り曲げられ、その先端５７Ｔは孔３７の中心線Ｃ１から遠ざかる。これにより、折り曲げ部５７の先端５７Ｔは、折り曲げ位置５７Ｂを通る円筒面よりも外側に配置されるので、弾性戻り量の影響を受けずに中心位置Ｃ２を規定する。したがって、ステータ１の位置決め精度が高い。

次に、折り曲げ部の形状が第１および第２実施形態と異なる第３実施形態のステータ組み付け構造について、図９を参考にして説明する。第３実施形態において、折り曲げ部以外の構造は第１実施形態と同様であり、説明は省略する。図９は、第３実施形態のステータ組み付け構造における第１フランジ部２８および第１位置決め孔３８の形状を詳細に説明する図であり、（１）は第１フランジ部２８の全体正面図、（２）は第１位置決め孔３８および折り曲げ部５８の拡大正面図である。

図示されるように、第１位置決め孔３８は、孔３８の中心線Ｃ１を回転中心として６０°ピッチで回転対称に配置された６個の折り曲げ部５８を有している。折り曲げ部５８の幅Ｗ８は、周縁３８１に近い根元５８Ｒ付近で大きく、先端５８Ｔ付近で小さく、長さ方向にしたがいその幅Ｗ８が徐々に狭まっている。

第３実施形態においても、折り曲げ部５８の折り曲げ加工により、ステータ１の位置決めを行うことができる。

なお、各位置決め孔が有する折り曲げ部の個数は、第１および第３実施形態で６個、第２実施形態で１０個としたが、これらに限定されず、中心位置を規定するために３個以上とすればよい。また、折り曲げ部の形状も実施形態に限定されない。第１〜第３フランジ部２３〜２５、２７、２８は、ステータホルダ２の端縁の全周にわたる全周フランジとしてもよく、固定孔４１〜４３、ねじ孔８２、および固定ボルト８５の組み合わせも自由に設計できる。本発明は、その他さまざまな応用が可能である。

１：ステータ
２：ステータホルダ
２１：筒部２２：面取り部２３〜２５：第１〜第３フランジ部
２７：第１フランジ部２８：第１フランジ部
３１、３２：第１、第２位置決め孔
３７：第１位置決め孔３８：第１位置決め孔
４１〜４３：第１〜第３固定孔（固定部）
５、５１、５２折り曲げ部
５Ｒ、５１Ｒ、５２Ｒ：根元５Ｔ、５１Ｔ、５２Ｔ：先端
５１Ｂ、５２Ｂ：折り曲げ位置５１Ｙ、５２Ｙ：弾性戻り量
５７：折り曲げ部５７Ｒ：根元５７Ｔ：先端５７Ｂ：折り曲げ位置
５８：折り曲げ部５８Ｒ：根元５８Ｔ：先端
６：ステータコア
８：ケース
８１：位置決めピン８２：ねじ孔（固定座）８５：固定ボルト
９：治具
９１：第１挟着部材９２：第２挟着部材９３：加工ピン
ＡＸ：回転軸線
Ｃ１：第１位置決め孔の中心線Ｃ２：中心位置（＝加工孔および加工ピンの中心線）
Ｄ１：加工ピンの外径Ｄ２：位置決めピンの外径
Ｗ、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ７、Ｗ８：折り曲げ部の幅
θ１、θ２：戻り角

Claims

筒状のステータホルダおよび該ステータホルダの内周面に保持されたステータコアを含むステータをケースに組み付ける回転電機のステータ組み付け構造であって、
前記ステータホルダは、筒状の一方の端縁から半径方向外向きに延びるとともに円周方向に離隔して複数の位置決め孔をもつフランジ部と、前記ステータを前記ケースに固定可能な固定部とを有し、
前記ケースは、前記ステータホルダの前記フランジ部の前記位置決め孔の孔径よりも小さい外径で各前記位置決め孔に嵌入可能な位置決めピンと、前記ステータホルダの前記固定部を固定する固定座とを有し、
前記ステータホルダの前記フランジ部の各前記位置決め孔は、該位置決め孔の周縁から内側に向かって延在する少なくとも３個の折り曲げ部を有し、各該折り曲げ部が周縁から内側に向かう長さ方向の任意の位置で前記フランジ部に対して折り曲げられて形成されている、
ことを特徴とする回転電機のステータ組み付け構造。
請求項１において、前記少なくとも３個の折り曲げ部は、前記位置決め孔の周縁から中心に向かって延在するとともに前記長さ方向にしたがいその幅が徐々に拡がっていることを特徴とする回転電機のステータ組み付け構造。
請求項１において、前記少なくとも３個の折り曲げ部は、前記位置決め孔の周縁から同じ回転方向に傾斜して延在するとともに前記長さ方向によらず一定幅であることを特徴とする回転電機のステータ組み付け構造。
請求項１〜３のいずれか一項において、前記ステータホルダが有する前記固定部は、前記フランジ部に円周方向に離隔して形成された複数の固定孔であることを特徴とする回転電機のステータ組み付け構造。
筒状のステータホルダおよび該ステータホルダの内周面に保持されたステータコアを含むステータをケースに組み付ける回転電機のステータ組み付け方法であって、
前記ステータホルダは、筒状の一方の端縁から半径方向外向きに延びるとともに円周方向に離隔して複数の位置決め孔をもつフランジ部と、前記ステータを前記ケースに固定可能な固定部とを有し、
前記ケースは、前記ステータホルダの前記フランジ部の前記位置決め孔の孔径よりも小さい外径で各前記位置決め孔に嵌入可能な位置決めピンと、前記ステータホルダの前記固定部を固定する固定座とを有し、
前記ステータホルダの前記フランジ部の各前記位置決め孔に、該位置決め孔の周縁から内側に向かって延在するとともに周縁から内側に向かう長さ方向の任意の位置で折り曲げ可能な少なくとも３個の折り曲げ部を配置し、
前記ケースの各前記位置決めピンの外径および配置に合わせ、前記ステータの正規組み付け位置を規定するように前記ステータホルダの前記フランジ部の前記少なくとも３個の折り曲げ部を前記長さ方向の途中の位置で前記フランジ部に対して折り曲げる折り曲げ工程と、
折り曲げられた少なくとも３個の折り曲げ部により規定された各中心位置に前記ケースの各前記位置決めピンが嵌入するように、前記ステータを前記ケースに挿入する挿入工程と、
各前記中心位置に各前記位置決めピンが嵌入した状態で、前記ステータホルダの前記固定部を前記ケースの前記固定座に固定する固定工程と、
を有することを特徴とする回転電機のステータ組み付け方法。
請求項５において、前記折り曲げ工程で、前記ステータの前記正規組み付け位置は、前記ステータが含む前記ステータコアの内周面により規定される回転軸線が前記ケースの回転軸線に一致する位置であることを特徴とする回転電機のステータ組み付け方法。