JP2013207930A - 回転電機のステータ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】回転電機におけるステータを軸方向に大型化させた場合でも、低コストで、高精度に組み付けることができる。
【解決手段】回転電機１０を構成するステータ１２には、複数の鋼板５０を厚さ方向に積層させ、且つ、軸方向に２分割された第１及び第２ステータ部２８、３２から構成され、前記第１及び第２ステータ部２８、３２がハウジング１６の内部に収納され固定される際、前記第１ステータ部２８の一端面５４と、該第１ステータ部２８に臨む前記第２ステータ部３２の他端面５６との間に、軸方向に所定間隔となる第１間隙６４を設けている。この第１間隙６４は、第１ステータ部２８における鋼板５０の厚さ寸法の積み上げ公差の最大値と略同等以上となるように設定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動機又は発電機として動作する回転電機のステータ構造に関し、一層詳細には、ステータのスロットに収納され回転磁界を発生させる導電体を有した回転電機のステータ構造に関する。

従来から、円環状に形成されたステータと、該ステータの中心部に回転自在に挿入されるロータとを有し、前記ステータのスロットに巻回されたコイルによって回転磁界を発生させ、前記ロータを回転させる回転電機が知られている。

このような回転電機としては、例えば、特許文献１に開示されるように、ステータコアを含むステータと、前記ステータコアを収納するハウジングとを備え、前記ステータコアの軸方向に沿って挿通させた複数の締結部材を前記ハウジングに対して締結することで、前記ステータコアを前記ハウジングに対して固定している。また、特許文献２に開示される回転電機では、有底円筒状のケースの内部にステータが圧入されることで、該ステータが前記ケースに対して一体的に固定される。

特開２００９−１５３２６９号公報 特開２００７−２２１８５５号公報

上述したような回転電機では、近年、さらなる出力の向上が求められており、出力向上を目的として、例えば、回転電機を構成するステータ及びロータの直径を大きくした場合には、前記ロータに付与される遠心力が増加してしまい、高回転領域まで駆動させることが困難となる。そのため、ロータの径を大きくせずに、前記ロータの軸方向に沿った長さを大きくすることで出力向上を図ることが考えられる。

しかしながら、上述した特許文献１に係る回転電機では、ロータと共にステータの軸方向の長さを長くした場合、締結部材の長さもそれに伴って長くなるため、前記締結部材によってステータを固定する際に、倒れが発生することとなる。また、特許文献２に係る従来技術では、ケースの内径とステータの外径に精度が求められ、該精度を確保するための加工コスト等による製造コストの増加が懸念される。さらに、軸方向の長さが長くなることで、ステータを圧入する際の圧入荷重が増加し、例えば、前記圧入を行うために大型のプレス機が必要となる。さらにまた、ステータに装着されたコイルが発熱した際、熱をケースの外部へと放熱させることが困難であり、出力の低下を招くこととなる。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、軸方向に大型化させた場合でも、低コストで、高精度に組み付けることが可能な回転電機のステータ構造を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、複数のスロットに導電体が配置されるステータと、前記ステータの内部に回転自在に設けられるロータとを有した回転電機であって、
前記ステータは、軸方向に設けられる第１ステータ部と第２ステータ部とを備え、
前記第１及び第２ステータ部は、ハウジングに対して前記軸方向に固定され、且つ、前記ハウジングに対する前記第１ステータ部の固定部位と、前記第２ステータ部の固定部位とが、周方向に互いにオフセットして配置されることを特徴とする。

本発明によれば、回転電機を構成するステータを、軸方向に沿った第１及び第２ステータ部から構成し、前記回転電機をハウジングに固定する際に、前記第１ステータ部と第２ステータ部とを軸方向に固定すると共に、前記第１ステータ部の前記ハウジングに対する固定部位と、前記第２ステータ部の前記ハウジングに対する固定部位とが、周方向にオフセットするように配置して固定する。

従って、ステータを軸方向に分割構造とした第１ステータ部と第２ステータ部とから構成することで、前記ステータをハウジングに対して固定する際に倒れが生じることが回避され、前記ハウジングに対して確実且つ高精度に組み付けることができる。また、第１及び第２ステータ部は、その固定部位を介してハウジングへそれぞれ固定される構造としているため、前記固定を簡便且つ低コストで行うことができる。

さらに、第１及び第２ステータ部を、軸方向に沿った同一方向でハウジングに対して固定することにより、前記第１及び第２ステータ部を収容するハウジングの開口端部を片方とすることができるため、前記ハウジングの構造を簡素化できると共に、前記第１及び第２ステータ部を含む回転電機の組付性を向上させることができる。

さらにまた、第１ステータ部と第２ステータ部との間に、軸方向に沿って所定距離で形成された間隙を形成することにより、前記間隙によって第１及び第２ステータ部の間において、該第１及び第２ステータ部の軸方向に沿ったばらつきを吸収することが可能となるため、前記第１ステータ部と第２ステータ部とが組み付け時において接触することが防止され、それに伴って、前記第１及び第２ステータ部の傾きや倒れの発生を防止できる。

またさらに、ロータには、間隙と軸方向において対向し、冷媒の流通する冷媒通路を備えることにより、前記冷媒通路を通じて前記間隙へと冷媒を供給することで、第１及び第２ステータ部に設けられ、通電作用下に発熱する導電体を前記冷媒によって好適に冷却することが可能となる。

また、冷媒通路は、間隙に対して軸方向に沿った距離を小さく形成することにより、前記冷媒通路から前記間隙へと供給される冷媒の供給量を抑制することができるため、前記冷媒の供給過多によるフリクションの増加を防止することができる。

さらに、間隙に、導電体で発生した熱を外部へと排出するためのフィンを設けることにより、前記フィンを介して回転電機の内部で発生した熱を、該間隙を通じてより一層効率的に外部へと排出することが可能となる。

また、第１ステータ部と第２ステータ部とを、単一のロータを有した回転電機に用いるとよい。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、回転電機を構成するステータを、軸方向に沿った第１ステータ部と第２ステータ部とから構成することで、前記ステータをハウジングに対して固定する際に倒れが生じることが回避され、前記ハウジングに対して確実且つ高精度に組み付けることができると共に、前記第１及び第２ステータ部は、その固定部位を介してハウジングへそれぞれ固定される構造としているため、前記固定を簡便且つ低コストで行うことができる。

本発明の実施の形態に係るステータ構造の適用された回転電機の全体断面図である。 図１の第１及び第２ステータ部を有したステータの外観斜視図である。 図２のステータを示す正面図である。 図１における第１ステータ部と第２ステータ部との隣接部位近傍を示す拡大断面図である。 図２に示す第１ステータ部の一端面に弾性体を装着した状態を示す平面図である。 図５の弾性体が第１ステータ部と第２ステータ部との間に挟持された状態を示す拡大断面図である。 第１ステータ部と第２ステータ部との間に放熱フィンの装着される変形例に係るステータを示す分解斜視図である。 図７の第１及び第２ステータ部の隣接部位近傍を示す拡大図である。 第１ステータ部の外周面に放熱リブの設けられたステータの変形例を示す平面図である。 図１に示すロータにガイドリングの装着された状態を示す分解斜視図である。 図１０のロータの一部省略外観斜視図である。

本発明に係る回転電機のステータ構造について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係るステータ構造の適用された回転電機を示す。

この回転電機１０は、例えば、３相交流ブラシレス式モータであり、図１に示されるように、円環状に形成されるステータ１２と、前記ステータ１２の内部に回転自在に設けられるロータ１４とを有する。そして、回転電機１０は、図示しないＵ相端子、Ｖ相端子及びＷ相端子それぞれを介して図示しない電力源から供給される電力に基づき前記ロータ１４が回転駆動する。

そして、回転電機１０は、例えば、有底円筒状のハウジング１６の内部に収納され、側方に向かって開口した前記ハウジング１６の開口端部１８がカバー部材２０によって閉塞される。ハウジング１６の下部には、例えば、潤滑油等の冷媒が蓄えられるタンク部２２が形成され、該タンク部２２には、前記冷媒を後述するロータ１４のシャフト６６内へと供給するための供給配管２４が接続され、前記供給配管２４の途中には、前記冷媒をタンク部２２から供給配管２４へと供給可能なポンプ２６が設けられている。

また、ハウジング１６には、ステータ１２を構成する第１ステータ部２８が収納される第１収納部３０と、該第１収納部３０に対して開口端部１８側（矢印Ａ１、Ａ２方向）に形成され、前記ステータ１２を構成する第２ステータ部３２が収納される第２収納部３４とを有し、前記第１収納部３０の端部には、該第１収納部３０の延在方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に対して直交した第１取付部３６が形成され、前記第２収納部３４の端部には、該第２収納部３４の延在方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に対して直交した第２取付部３８が形成される。第１及び第２取付部３６、３８は、略平行に形成され、後述する締結ボルト６２の螺合されるボルト穴４０が形成される。

このステータ１２は、図１〜図４に示されるように、例えば、略同一形状に形成された第１及び第２ステータ部２８、３２からなり、前記第１及び第２ステータ部２８、３２は、円環状のステータコア４２ａ、４２ｂと、前記ステータコア４２ａ、４２ｂから内径側に突出して形成されたティース４４と、前記ティース４４に対して外周側に設けられたスロット４６に装着される複数の導電体４８とからそれぞれ構成される。

ステータコア４２ａ、４２ｂは、複数の鋼板５０を軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に積層し、周方向に等間隔離間した複数の加締めピン５２によって該軸方向へと一体的に加締めることで形成される。なお、上述したような鋼板５０は、一般的に、厚さ寸法に誤差を有しているばらつきがあるため、該誤差を考慮して厚さ寸法の公差が設定されている。この公差は、基準の厚さ寸法に対して厚くなるプラス方向と、該厚さ寸法に対して薄くなるマイナス方向というように所定範囲で設定されている。

また、ステータコア４２ａ、４２ｂは、軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿った一端面５４及び他端面５６が互いに略平行で、且つ、該軸方向に対して直交した平面状に形成され、その外周面から外周側へと突出したボス５８ａ、５８ｂがそれぞれ形成される。このボス５８ａ、５８ｂは、ステータコア４２ａ、４２ｂの周方向に沿って互いに等角度離間して複数設けられる。なお、ここでは、ステータコア４２ａ、４２ｂの周方向に沿って互いに６０°毎離間した３つのボス５８ａ、５８ｂがそれぞれ設けられる場合について説明する。

ボス５８ａ、５８ｂの中央部には、ステータコア４２ａ、４２ｂの軸方向に沿って貫通した貫通孔６０が形成され、前記ステータコア４２ａ、４２ｂをハウジング１６に固定する際に用いられる締結ボルト６２がそれぞれ挿通される。

そして、第１ステータ部２８と第２ステータ部３２とは、軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿って一直線上に設けられ、且つ、互いの中心が同軸上となるように配置されると共に、前記第１ステータ部２８のボス５８ａと前記第２ステータ部３２のボス５８ｂとが、周方向に沿って約３０°だけ位相（オフセット）するように配置される（図２及び図３参照）。すなわち、図３に示されるように、第１及び第２ステータ部２８、３２を含むステータ１２を軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿って見た際、第１及び第２ステータ部２８、３２のボス５８ａ、５８ｂが６個で互いに等角度離間するように配置された状態となる。

そして、ハウジング１６の内部において、第１ステータ部２８がタンク部２２側（矢印Ａ１方向）、第２ステータ部３２がカバー部材２０側（矢印Ａ２方向）となるように配置され、前記第１ステータ部２８の他端面５６を、ハウジング１６の第１取付部３６に当接させた状態で、貫通孔６０に挿通された締結ボルト６２をボルト穴４０に螺合させる。

一方、前記第２ステータ部３２の他端面５６を、ハウジング１６の第２取付部３８に当接させた状態で、貫通孔６０に挿通された締結ボルト６２をボルト穴４０に螺合させる。これにより、第１及び第２ステータ部２８、３２がハウジング１６の内部に収納された状態で固定される（図１参照）。

また、図４に示されるように、第１ステータ部２８の一端面５４と第２ステータ部３２の他端面５６との間には、前記第１及び第２ステータ部２８、３２の軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿って所定間隔の第１間隙６４が設けられる。この第１間隙６４は、前記軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）と直交する第１及び第２ステータ部２８、３２の周方向に沿って略一定距離となるように形成される。また、第１間隙６４の軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿った距離Ｌ１は、第１ステータ部２８を構成する複数の鋼板５０を積層した際、それぞれの鋼板５０の厚さ寸法の公差を軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に積み上げた最大公差と同等若しくは大きくなるように設定される。

すなわち、第１ステータ部２８に軸方向（矢印Ａ２方向）への積み上げ公差が生じた場合でも、第１間隙６４でばらつきを吸収することで前記第１ステータ部２８と第２ステータ部３２との接触を確実に回避可能となる。

ロータ１４は、軸状に形成されたシャフト６６と、該シャフト６６の外周側に連結される一組の第１及び第２ロータ本体６８、７０とを有し、前記シャフト６６は、例えば、前記第１及び第２ロータ本体６８、７０の中心に形成されたシャフト孔７２に対してそれぞれ圧入されることで一体的に連結される。

シャフト６６は、その一端部がハウジング１６の中央に形成された孔部に軸受７４ａを介して回転自在に支持され、一方、他端部は、カバー部材２０の中央に形成された孔部に軸受７４ｂを介して回転自在に支持される。

一方、シャフト６６の内部には、一端部から他端部側に向かって軸方向（矢印Ａ２方向）に延在する供給孔７６が形成され、前記一端部において前記供給孔７６が供給配管２４と接続されている。

また、シャフト６６には、供給孔７６に対して径方向に貫通した複数の吐出孔７８が形成され、前記吐出孔７８を通じて前記供給孔７６と前記シャフト６６の外周側とが連通している。この吐出孔７８は、例えば、シャフト６６の周方向に沿って等間隔離間して設けられる。

第１及び第２ロータ本体６８、７０は、シャフト６６を介して同軸上に連結されると共に、互いに対向する前記第１ロータ本体６８の端面と第２ロータ本体７０の端面との間には、該第１及び第２ロータ本体６８、７０の軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿って所定間隔の第２間隙８０が形成される。この第２間隙８０は、シャフト６６の吐出孔７８と一直線上となる位置に形成され、前記吐出孔７８から吐出された冷媒が流通可能に形成されると共に、第１ステータ部２８と第２ステータ部３２との間に形成された第１間隙６４とも一直線上となるように形成される。

すなわち、シャフト６６の吐出孔７８、ロータ１４の第２間隙８０、ステータ１２の第１間隙６４が、回転電機１０の径方向に一直線上となるように配置されている。

また、第２間隙８０は、図４に示されるように、第１間隙６４の距離Ｌ１と比較して軸方向の距離Ｌ２が小さく設定されている。

一方、第１及び第２ロータ本体６８、７０における外周面近傍には、磁石８２の装着される複数の装着孔８４が軸方向に貫通し、且つ、周方向に沿って互いに等間隔離間して形成される（図１０参照）。

そして、ハウジング１６のタンク部２２に貯留された冷媒が、ポンプ２６を作動させることで供給配管２４を通じてシャフト６６の供給孔７６へと供給され、前記シャフト６６を含むロータ１４が回転することで前記冷媒が遠心力によって径方向外側に向かって開口した複数の吐出孔７８から外周側へと吐出され、第２間隙８０、第１間隙６４を通じてステータ１２の径方向外側へと供給される。

本発明の実施の形態に係るステータ構造の適用された回転電機１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に第１及び第２ステータ部２８、３２をハウジング１６に対して組み付ける場合について説明する。なお、回転電機１０の収納されるハウジング１６には、供給配管２４、ポンプ２６が予め所定位置に組み付けられ、且つ、第１及び第２ステータ部２８、３２の各スロット４６には、それぞれ導電体４８が予め装着された状態とする。

先ず、第１ステータ部２８を、その他端面５６側（矢印Ａ１方向）からハウジング１６の内部に挿入し、第１収納部３０に収納すると共に、外周側に設けられたボス５８ａの他端面５６をそれぞれハウジング１６の第１取付部３６に当接させる。そして、ボス５８ａの貫通孔６０にそれぞれ挿通した締結ボルト６２を第１取付部３６のボルト穴４０に対して螺合させることにより、第１ハウジング１６が、第１収納部３０に収納され、各ボス５８ａの他端面５６が第１取付部３６に当接した状態で固定される。

次に、第２ステータ部３２を、他端面５６側（矢印Ａ１方向）からハウジング１６の内部に挿入し、第２収納部３４に収納する。この場合、第２ステータ部３２の他端面５６と第１ステータ部２８の一端面５４とが対向した状態となる。

そして、第２ステータ部３２において、外周側に設けられたボス５８ｂの他端面５６をそれぞれハウジング１６の第２取付部３８に当接させ、貫通孔６０に挿通させた締結ボルト６２を前記第２取付部３８のボルト穴４０に対して螺合させる。これにより、第２ステータ部３２が、第２収納部３４に収納され、各ボス５８ｂの他端面５６が第２取付部３８に当接した状態で固定される。これにより、ハウジング１６の第１及び第２収納部３０、３４において、第１ステータ部２８と第２ステータ部３２とが同軸上に配置された状態で固定される。

この際、複数の鋼板５０が積層され構成された第１ステータ部２８に、該鋼板５０の厚さ方向、すなわち、軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に積み上げ公差が生じていない場合には、前記第１ステータ部２８の一端面５４と第２ステータ部３２の他端面５６との間に、軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に所定間隔の第１間隙６４が形成される。

なお、積み上げ公差が発生しない場合とは、鋼板５０の厚さ寸法にばらつきがなく該厚さ寸法が予め設定された基準寸法で形成され、該鋼板５０を積層させ第１ステータ部２８を構成した際に、その軸方向の寸法が設計寸法と一致する場合である。

一方、第１ステータ部２８を構成する複数の鋼板５０が、厚さ方向（軸方向）に積み上げ公差を有している場合には、第１取付部３６へ取り付けられた他端面５６を基準として一端面５４の軸方向（矢印Ａ２方向）への位置が変化する。具体的には、第１ステータ部２８の積み上げ公差が、プラス方向に最大となる場合には、前記第１ステータ部２８の軸方向に沿った厚さが大きくなるため、それに伴って、前記第１ステータ部２８の一端面５４が、積み上げ公差のない場合と比較して第２ステータ部３２側（矢印Ａ２方向）に接近した位置となる。

この際、第１間隙６４の距離Ｌ１は、第１ステータ部２８の積み上げ公差がプラス方向、すなわち、第２ステータ部３２に接近する方向（矢印Ａ２方向）に最大となった場合の距離と同等、若しくは、それに対して大きく設定されているため、前記第１ステータ部２８の一端面５４が第２ステータ部３２の他端面５６に対して接触することがない。すなわち、第１ステータ部２８の積み上げ公差が、第１間隙６４によって好適に吸収されるため、第２ステータ部３２との接触が回避される。

また、第１ステータ部２８の積み上げ公差が、マイナス方向に最大となる場合には、前記第１ステータ部２８の軸方向に沿った厚さが小さくなるため、それに伴って、前記第１ステータ部２８の一端面５４が、積み上げ公差のない場合と比較して第２ステータ部３２から離間した位置となる。そのため、第１ステータ部２８が第２ステータ部３２に対して接触することがなく、しかも、第１間隙６４の軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿った距離が大きくなる。

次に、ハウジング１６の開口端部１８からロータ１４を第１及び第２ステータ部２８、３２の内部に挿通させ、シャフト６６の一端部をハウジング１６に設けられた軸受７４ａ、７４ｂに挿入する。これにより、シャフト６６の供給孔７６と供給配管２４とが接続される。そして、シャフト６６の他端部を保持した状態で、ハウジング１６の開口端部１８を閉塞するようにカバー部材２０を装着し、該カバー部材２０の孔部に設けられた軸受７４ａ、７４ｂに前記他端部を挿通させることで回転自在に保持する。

これにより、ロータ１４が、第１及び第２ステータ部２８、３２の内部に回転自在に支持され、且つ、その吐出孔７８が、第１ロータ本体６８と第２ロータ本体７０との間に形成された第２間隙８０、第１ステータ部２８と第２ステータ部３２との間に形成された第１間隙６４に対して径方向に一直線上に配置された状態で組み付けられる。

以上のように、本実施の形態では、回転電機１０を構成するステータ１２を、軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿って２分割され、且つ、複数の鋼板５０を厚さ方向に積層させることで形成された第１ステータ部２８と第２ステータ部３２とから構成すると共に、前記ハウジング１６の内部に回転電機１０を収容して固定する際に、第１ステータ部２８と第２ステータ部３２との間に、所定間隔の第１間隙６４を設ける。そして、第１間隙６４の軸方向に沿った距離Ｌ１を、第２ステータ部３２に対してハウジング１６の奥に設けられる第１ステータ部２８における厚さ方向の積み上げ公差の最大値より大きく設定することで、前記第１ステータ部２８の積み上げ公差が最大となった場合でも、互いに対向するようにハウジング１６内に固定された第２ステータ部３２に対する前記第１ステータ部２８の接触を確実に回避できる。

これにより、複数の鋼板５０の積み上げ公差に起因した第１及び第２ステータ部２８、３２の傾きや倒れを防止することができ、前記第１及び第２ステータ部２８、３２をハウジング１６の内部に対して確実且つ高精度に組み付けることが可能となる。

また、第１間隙６４は、第１ステータ部２８で生じた積み上げ公差を吸収可能であると共に、該積み上げ公差が小さく、第１及び第２ステータ部２８、３２の組み付け時において、前記第１間隙６４が残存している場合には、シャフト６６から供給される冷媒を、ロータ１４の吐出孔７８、第２間隙８０からステータ１２に装着された導電体４８側へと供給する冷媒供給通路としても機能させることが可能となる。

この場合、冷媒を供給可能な第１及び第２間隙６４、８０は、第１ステータ部２８と第２ステータ部３２との間に設けられているため、最も放熱を行いにくい導電体４８の中央部近傍を効果的に冷却することが可能となり、それに伴って、回転電機１０の出力向上及び連続駆動時間を延ばすことが可能となる。

さらに、第１及び第２ステータ部２８、３２を、互いの外周面に設けられたボス５８ａ、５８ｂが周方向に等角度毎にずれて配置されるようにハウジング１６に対して組み付けることにより、前記第１ステータ部２８が有する固定振動数と、前記第２ステータ部３２が有している固定振動数とを好適に相殺させることができる。

さらに、第１及び第２ステータ部２８、３２を、軸方向に沿った同一方向でハウジング１６に対して固定することにより、前記第１及び第２ステータ部２８、３２を収容する前記ハウジング１６の開口端部１８を片方のみに設けらればよいため、前記ハウジング１６の構造を簡素化できると共に、前記第１及び第２ステータ部２８、３２を含む回転電機１０の組付性を向上させることができる。

さらにまた、冷媒の流通する第２間隙８０の軸方向に沿った距離Ｌ２を、第１間隙６４の距離Ｌ１に対して小さく形成することにより、前記第２間隙８０から前記第１間隙６４へと供給される前記冷媒の供給量を抑制することができるため、前記冷媒の供給過多によるフリクションの増加を防止することができる。

一方、第１ステータ部２８の組み付けられたハウジング１６に対して第２ステータ部３２を組み付ける際、例えば、図５及び図６に示されるように、前記第２ステータ部３２に臨む第１ステータ部２８の一端面５４に、ゴムやエラストマー等の弾性材料からなる弾性体８６を設けることで、前記第２ステータ部３２を前記弾性体８６に当接させた状態で、第２取付部３８に対して組み付けることができる。

そのため、第２ステータ部３２をハウジング１６に対して安定して組み付けることが可能となり、その組付作業性を向上させることができる。この弾性体８６は、例えば、第１ステータ部２８の一端面５４において、ボス５８ａの内周側となる位置に周方向に沿って等間隔となるように配置するとよい（図５参照）。このように弾性体８６を配置することにより、第１ステータ部２８と第２ステータ部３２との間の第１間隙６４を通じて外周側へと冷媒を流通させる際に、前記弾性体８６が流路を妨げることがなく好適である。

次に、上述したようにハウジング１６の内部に組み付けられた第１及び第２ステータ部２８、３２を含む回転電機１０の動作について簡単に説明する。

先ず、図示しない電力源からＵ相端子、Ｖ相端子及びＷ相端子に対して電力が供給されることで、導電体４８に通電され、それに伴って、前記導電体４８が励磁することで回転磁界が生じ、磁極となる複数の磁石８２の装着されたロータ１４が回転駆動する。

また、同時に、ハウジング１６の内部に設けられたポンプ２６が駆動することで、タンク部２２の冷媒が供給配管２４へと吸い上げられ、シャフト６６の供給孔７６へと供給される。このシャフト６６は高速で回転しているため、供給孔７６に供給された冷媒は遠心力によって内周面側へと移動し、複数の吐出孔７８を通じて第１及び第２ロータ本体６８、７０の間に形成された第２間隙８０、ステータ１２に設けられた第１間隙６４へと径方向に供給される。そして、ステータ１２のスロット４６に装着された導電体４８へと供給されることで、通電作用下に発熱している前記導電体４８が前記冷媒によって冷却される。

この冷媒は、導電体４８を冷却した後、さらに径方向外側へと移動して、ステータ１２の外周側に沿って流通して重力作用下にタンク部２２へと循環して再使用に供される。

なお、タンク部２２には、潤滑油の代わりに、冷媒としてエアを蓄えておき、前記エアを導電体４８へと供給することで冷却を行うようにしてもよい。

また、第１ステータ部２８と第２ステータ部３２との間の第１間隙６４に、図７及び図８に示されるように、例えば、放熱プレート９０を設けるようにしてもよい。この放熱プレート９０は、例えば、薄板をプレス成形することで円環状に形成され、第１及び第２ステータ部２８、３２において外周面とスロット４６の外周側との間に配置可能な直径で形成される。また、放熱プレート９０は、円環状に形成されたベース部９２と、前記ベース部９２に対して軸方向に断面矩形状に突出し、且つ、周方向に沿って等角度離間して形成された複数のフィン部９４とを有する。フィン部９４は、ベース体の中心から径方向外側に向かうように放射状に形成されている。

そして、放熱プレート９０は、例えば、ベース部９２が第１ステータ部２８の一端面５４に当接し、フィン部９４の端面が第２ステータ部３２の他端面５６に当接することで、前記第１ステータ部２８と第２ステータ部３２との間に挟持され、回転電機１０の中心側から外周側に向かってフィン部９４が貫通しているため、前記中心側で発生した熱をフィン部９４を通じて第１及び第２ステータ部２８、３２の外周側へと逃がすことが可能となる。

さらに、図９に示されるように、ステータ１００を構成する第１及び第２ステータ部１０２、１０４の外周面に、径方向外側に向かって突出し、周方向に沿って等間隔離間した複数の放熱用リブ１０６を設けるようにしてもよい。これにより、第１及び第２ステータ部１０２、１０４における外周面の表面積を増加させることができるので、通電によって発熱した導電体４８の熱を前記第１及び第２ステータ部１０２、１０４の外周面を介して外部へと好適に放熱することができる。

換言すれば、複数の放熱用リブ１０６を第１及び第２ステータ部１０２、１０４の外周面に設けることで、放熱面積を大きくし、それに伴って、放熱性能を向上させている。

また、図１０及び図１１に示されるように、ロータ１４を構成する第１ロータ本体６８と第２ロータ本体７０との間に、シャフト６６の供給孔７６から吐出される冷媒をステータ１２側へと案内するガイドリング１１０を設けるようにしてもよい。このガイドリング１１０は、薄板でリング状に形成され、第１ロータ本体６８の端面と第２ロータ本体７０の端面との間に挟持される。ガイドリング１１０の表面には、該ガイドリング１１０の中心側から径方向外側に向かって所定角度で傾斜した複数のガイド部１１２が形成され、前記ガイド部１１２の傾斜方向は、該ガイド部１１２の外周側が内周側に対して前記ロータ１４の回転方向に対して反対方向へ向かうように傾斜している。

これにより、ロータ１４が回転している際に、シャフト６６の吐出孔７８から外周側へと吐出された冷媒が、第１ロータ本体６８と第２ロータ本体７０との間に設けられたガイドリング１１０の表面へと導かれ、前記ロータ１４の遠心力によってガイド部１１２に沿ってステータ１２側へと確実且つ安定的に導かれ供給される。

なお、本発明に係る回転電機のステータ構造は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…回転電機 １２、１００…ステータ
１４…ロータ １６…ハウジング
２０…カバー部材 ２２…タンク部
２４…供給配管 ２６…ポンプ
２８、１０２…第１ステータ部 ３０…第１収納部
３２、１０４…第２ステータ部 ３４…第２収納部
３６…第１取付部 ３８…第２取付部
４２ａ、４２ｂ…ステータコア ４８…導電体
５０…鋼板 ５８ａ、５８ｂ…ボス
６４…第１間隙 ６６…シャフト
６８…第１ロータ本体 ７０…第２ロータ本体
７６…供給孔 ７８…吐出孔
８０…第２間隙 ８６…弾性体
９０…放熱プレート ９２…ベース部
９４…フィン部 １０６…放熱用リブ
１１０…ガイドリング １１２…ガイド部

Claims (7)

1. 複数のスロットに導電体が配置されるステータと、前記ステータの内部に回転自在に設けられるロータとを有した回転電機であって、
   前記ステータは、軸方向に設けられる第１ステータ部と第２ステータ部とを備え、
   前記第１及び第２ステータ部は、ハウジングに対して前記軸方向に固定され、且つ、前記ハウジングに対する前記第１ステータ部の固定部位と、前記第２ステータ部の固定部位とが、周方向に互いにオフセットして配置されることを特徴とする回転電機のステータ構造。
2. 請求項１記載のステータ構造において、
   前記第１及び第２ステータ部は、前記軸方向に沿った同一方向で前記ハウジングに対して固定されることを特徴とする回転電機のステータ構造。
3. 請求項１又は２記載のステータ構造において、
   前記第１ステータ部と前記第２ステータ部との間には、前記軸方向に沿って所定距離で形成された間隙が形成されることを特徴とする回転電機のステータ構造。
4. 請求項３記載のステータ構造において、
   前記ロータには、前記間隙と軸方向において対向し、冷媒の流通する冷媒通路を備えることを特徴とする回転電機のステータ構造。
5. 請求項４記載のステータ構造において、
   前記冷媒通路は、前記間隙に対して前記軸方向に沿った距離が小さく形成されることを特徴とする回転電機のステータ構造。
6. 請求項３〜５のいずれか１項に記載のステータ構造において、
   前記間隙には、前記導電体で発生した熱を外部へと排出するためのフィンが設けられることを特徴とする回転電機のステータ構造。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のステータ構造において、
   前記第１ステータ部と前記第２ステータ部とが、単一の前記ロータを有した回転電機に用いられることを特徴とする回転電機のステータ構造。

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