JP2013051767A - 回転電機固定子 - Google Patents

Abstract

【課題】回転電機固定子において、巻線コイルがまとめられて各相配線となる各相引出部が受ける振動の影響を抑制することである。
【解決手段】回転電機固定子１０は、複数の分割コア１２と、複数の分割コア１２を円環状に配置して、それらの外周側を固定する外筒リングと、複数の分割コア１２のそれぞれに巻回される巻線コイルを複数の相配線にまとめて引き出す各相引出部４０，４２，４４とを備える。外筒リングは、筒部２０と、筒部２０の外周側に張り出して設けられる複数のフランジ部２２，２４，２６，２８，３０，３２とを有する。各相引出部４０，４２，４４の引出位置は、２つの相引出部４０，４２が隣接する２つのフランジ部２２，２４に対応する周方向位置とされ、残りの相引出部４４がその２つの相引出部４０，４２の間の周方向位置とされる。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転電機固定子に係り、特に、複数の円環状の分割コアの外周側を外筒リングで固定して１つのステータコアとする回転電機固定子に関する。

回転電機の固定子であるステータとして、ステータコアを予め複数の円環状に分割し、これらを分割コアとして、それぞれ別々に製作した後に、固定用のリングで複数の分割コアを再び円環状に組立てることが行われる。この場合、複数の分割コアを円環状に組み合わせて固定するには、筒状部材が用いられる。

例えば、特許文献１には、複数の取付部が設けられるフランジ付の円筒部材で分割ステータを固定するステータ組立体の構造が述べられている。ここでは、取付部のあるフランジのところで円筒部材の円環強度が高くなり、円筒部材の形状にアンバランスが生じ、真円度が悪くなることを指摘している。そこで、取付部のあるフランジの周方向両側に切欠部を設け、また、取付部と取付部との間の中間に中間切欠き部を設けることが開示されている。

特開２０１０−２６３６９１号公報

取付部を有するフランジ付の円筒部材で分割ステータを固定する回転電機固定子が振動するとき、取付部のところが振動の節となり、隣接する取付部の間が振動の腹となる。したがって、振動の腹のところにある要素は、固定子の振動の影響を受ける。例えば、回転電機固定子の巻線コイルがまとめられて各相配線となる各相引出部がその振動の影響を受けることが考えられる。各相引出部からは、回転電機駆動回路との間に動力線が接続されるので、各相引出部が振動すると、動力線を振動させ、余計な応力を生じさせることになる。

本発明は、巻線コイルがまとめられて各相配線となる各相引出部が受ける振動の影響を抑制できる回転電機固定子を提供することである。

本発明に係る回転電機固定子は、ステータコアを複数の円環状に分割したそれぞれの形状を有する複数の分割コアと、複数の分割コアを円環状に配置して、それらの外周側を固定して１つのステータコアとする筒部と、筒部の軸方向の一方端において筒部の外周側に張り出して設けられる複数のフランジ部とを有する外筒リングと、複数の分割コアのそれぞれに巻回される巻線コイルを複数の相配線にまとめて引き出す各相引出部と、を備え、ステータコアにおける各相引出部の引出位置は、各相引出部の中の２つの相引出部が隣接する２つのフランジ部に対応する周方向位置とされ、残りの相引出部がその２つの相引出部の間の周方向位置とされることを特徴とする。

また、本発明に係る回転電機固定子において、隣接する２つのフランジ部は、外筒リングの中心軸からの見込み角度で９０度以内に配置されることが好ましい。

上記構成により、回転電機固定子は、ステータコアにおける各相引出部の引出位置について、各相引出部の中の２つの相引出部が隣接する２つのフランジ部に対応する周方向位置とされ、残りの相引出部がその２つの相引出部の間の周方向位置とされる。フランジ部に対応するステータコアの周方向位置は、振動の節の位置であるので、固定子が振動しても振動が生じない。したがって、２つのフランジ部に対応するステータコアの周方向位置に設けられる２つの相引出部は固定子の振動の影響を受けない。

また、回転電機固定子において、隣接する２つのフランジ部は、外筒リングの中心軸からの見込み角度で９０度以内に配置される。各相引出部は、各相配線をまとめるところであるので、例えば溶接等が行われる。上記構成によれば、各相引出部が限定された範囲に集約されるので、例えば溶接作業等の効率化を図ることができる。

本発明に係る実施の形態の回転電機固定子の斜視図である。 本発明に係る実施の形態の回転電機固定子の平面図である。 本発明が解決しようとする課題を説明する模式図である。 図３と比較して、本発明に係る実施の形態の作用効果を示す図である。

以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、外筒リングのフランジ部の数が６つで、外筒リングの中心軸から見た隣接するフランジ部の間の見込み角度が約６０度の場合を述べるが、これは説明のための例示であって、フランジ部の数は６以外であってもよい。

以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。

図１は、回転電機固定子１０の斜視図である。この回転電機固定子１０は、三相同期型回転電機の固定子として用いられるもので、円環状の形状を有し、中央部の円形空間に図示されていない回転電機の回転子が配置される。

回転電機固定子１０は、ステータコアを複数の円環状に分割したそれぞれの形状を有する複数の分割コア１２と、複数の分割コア１２を円環状に配置して、それらの外周側を固定して１つのステータコアとする外筒リング１８と、各分割コア１２に巻回される巻線コイル１４と、巻線コイルを複数の相配線にまとめて引き出す各相引出部４０，４２，４４と、各相引出部４０，４２，４４から引き出される動力線端子５０，５２，５４を含んで構成される。回転電機は三相同期型であるので、複数の相配線は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３つで、これらに対応し、各相引出部４０，４２，４４も３つ、動力線端子５０，５２，５４も３つである。

外筒リング１８は、薄い肉厚の円筒状形状の筒部２０と、筒部２０の外周側に張り出して設けられる複数のフランジ部を有する。フランジ部は、回転電機固定子１０を外部の筐体や他の装置に取り付け、締結して固定する機能を有する締結フランジである。図１では、斜視図の手前に見えるものとして、フランジ部２２，２４，２６，２８が図示されている。

図２は、回転電機固定子１０の平面図である。ここに示されるように、フランジ部２２，２４，２６，２８，３０，３２は、全体で６つ用いられ、筒部２０の周方向に沿ってほぼ同じ間隔で配置される。すなわち、回転電機固定子１０の中心軸３４から見た見込角で、隣接するフランジ部の間の間隔は、約６０度である。

分割コア１２の外周側に設けられる３つの相引出部４０，４２，４４は、回転電機固定子１０の中心軸３４からの見込角θの大きさが、できるだけ隣接するフランジ部の間の見込角６０度に近づくように、集約して配置される。例えば、見込角θを９０度以内とすることが好ましい。このように各相引出部４０，４２，４４の配置を集約することで、相配線をまとめるための溶接作業の領域を集約でき、作業性を向上できる。

ステータコアにおける各相引出部４０，４２，４４の引出位置は、各相引出部の中の２つの相引出部が隣接する２つのフランジ部に対応する周方向位置にできるだけ近づけ、残りの相引出部は、その２つの相引出部の間の周方向位置とされる。図２の例では、各相引出部４０，４２，４４の中で、相引出部４０がフランジ部２２に対応するステータコア周方向位置にほぼ近づけて設けられ、相引出部４２がフランジ部２４に対応するステータコア周方向位置にほぼ近づけて設けられる。残りの相引出部４４は、相引出部４０，４２の配置位置の中間位置に設けられる。

相引出部４０，４２，４４をこのような配置構成とすることについて、図３、図４を用いて説明する。図３は、本発明が解決しようとする課題を説明する模式図であり、図４は、図３と比較して、本発明に係る実施の形態の作用効果を示す模式図である。
図３では、各相引出部６０がフランジ部２２，２４の配置と無関係に配置される場合を示す図である。ここで、フランジ部２２，２４は、外部の筐体等に締結される取付部であるので、回転電機固定子１０が振動するときに振動の節となる。したがって、フランジ部２２，２４の位置に対応するステータコアの周方向位置３６，３８は、回転電機固定子１０が振動するとき、振動の節となって振動せず、その節の間が振動の腹となる。図３では、回転電機固定子１０の振動７０を白抜矢印で示し、周方向位置３６，３８の間の振動振幅７２を破線で示した。各相引出部６０がフランジ部２２，２４の配置と無関係に配置されると、３つの各相引出部のそれぞれが破線で示される振幅７２で振動する。

各相引出部６０は、動力線端子５０，５２，５４を介して各相動力線に接続され、各相動力線は、図示されていない回転電機駆動回路に接続される。したがって、各相引出部６０が振動すると、動力線端子５０，５２，５４および各相動力線を振動させ、これらに余計な応力を生じさせることになる。生じた応力が過大とならないようにしなければならない。これが、本発明によって解決しようとする課題である。

そこで、図４に示されるように、３つの各相引出部の中で、２つの相引出部４０，４２をそれぞれ、フランジ部２２，２４の位置に対応するステータコアの周方向位置３６，３８とする。周方向位置３６，３８は、上記のように、回転電機固定子１０が振動しても振動が生じない位置である。したがって、回転電機固定子１０が振動しても、相引出部４０，４２は振動しない。これは、相引出部４０の位置が周方向位置３６と一致し、相引出部４２の位置が周方向位置３８と一致した場合であるが、図２に示すように、相引出部４０の位置が周方向位置３６の近傍に設定され、相引出部４２の位置が周方向位置３８の近傍に設定されれば、相引出部４０，４２の振動は、図３の場合に比べ、大幅に抑制される。

残されたもう１つの相引出部４４は、相引出部４０，４２の配置位置の間の配置位置とされるので、回転電機固定子１０の振動７０の影響を受ける。この場合でも、溶接等の作業性を低下させない程度に、周方向位置３６，３８にできるだけ近づけて相引出部４４の位置を設定することで、回転電機固定子１０の振動７０の影響を適当に抑制することができる。

本発明に係る回転電機固定子は、車両搭載用の回転電機等に利用できる。

１０ 回転電機固定子、１２ 分割コア、１４ 巻線コイル、１８ 外筒リング、２０ 筒部、２２，２４，２６，２８，３０，３２ フランジ部、３４ 中心軸、３６，３８ 周方向位置、４０，４２，４４、６０ （各）相引出部、５０，５２，５４ 動力線端子、７０ 振動、７２ 振幅。

Claims (2)

1. ステータコアを複数の円環状に分割したそれぞれの形状を有する複数の分割コアと、
   複数の分割コアを円環状に配置して、それらの外周側を固定して１つのステータコアとする筒部と、筒部の軸方向の一方端において筒部の外周側に張り出して設けられる複数のフランジ部とを有する外筒リングと、
   複数の分割コアのそれぞれに巻回される巻線コイルを複数の相配線にまとめて引き出す各相引出部と、
   を備え、
   ステータコアにおける各相引出部の引出位置は、各相引出部の中の２つの相引出部が隣接する２つのフランジ部に対応する周方向位置とされ、残りの相引出部がその２つの相引出部の間の周方向位置とされることを特徴とする回転電機固定子。
2. 請求項１に記載の回転電機固定子において、
   隣接する２つのフランジ部は、外筒リングの中心軸からの見込み角度で９０度以内に配置されることを特徴とする回転電機固定子。

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