JP2014212671A - 回転電機用ステータ、回転電機用ロータおよび回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】長期間に亘る振動を受ける場合でも摩耗の発生を抑制して、従来よりもコアの接地を確保することができるようにする。
【解決手段】ステータコア４１と、ステータコア４１に巻き回される巻線と、ステータコア４１を固定する支軸７０Ａ（被固定部材）とを有する回転電機用ステータにおいて、支軸７０Ａ（軸）に一以上のスリット部７１１を備え、ステータコア４１と支軸７０Ａとが対向する面の凸状部４１３をスリット部７１１に掛止させる構成とした。この構成によれば、長期間に亘る振動を受ける場合でもステータコア４１と支軸７０Ａとの間の摩耗を抑制することができる。支軸７０Ａが導電性を有する場合には、ステータコア４１と導通させることができるので、経年劣化による回転電機用ステータ全体の電位変動を抑制できる。よって、低ノイズ性能を長期間に亘って保証できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転電機用ステータ、回転電機用ロータ、回転電機用ステータや回転電機用ロータを有する回転電機に関する。

従来では、ステータとケースの間の締結に影響を与えずに、ステータを接地することを目的とする回転電機に関する技術の一例が開示されている（例えば特許文献１を参照）。この回転電機は、複数枚積層して構成されるステータコアを含むステータと、ステータコアの外周側に設けられるコア取付部を介してステータが固定されるケースと、コア取付部の外周壁とケース内周壁との間を電気的に接続する導電性ピンとを備える。また、ステータコアをケースに取り付けるためのボルトを挿入するボルト穴を設ける。

特開２０１２−２４９４０４号公報

しかし、特許文献１の技術を適用しても、長期間に亘って振動を受けると、導電性ピンやボルトが緩む場合がある。特に導電性ピンは挿入穴部への圧入（圧力をかけて入れる）によって行われるので、振動の影響を受けて摩耗が生じ易い。導電性ピンやボルトが緩むと、ステータの接地が不十分になり、ステータコアから電磁ノイズが発生したり、高電圧が漏電して回転電機の動作が停止したりする事態にもなりかねない。

上述した事態を回避するには、ボルトの締結力を大きくしたり、導電性ピンの圧入力を大きくしたりする方策が考えられる。ところが、締結力や圧入力を大きくすると、対象となるステータコアやケースが変形するという問題がある。また、修理等でステータコアやケースを交換する必要性が生じた場合には、締結力や圧入力が大きいために交換の作業効率が低下するという問題もある。

本発明はこのような点に鑑みてなしたものであり、長期間に亘る振動を受ける場合でも摩耗の発生を抑制して、従来よりもコアの接地を確保することができる回転電機用ステータ、回転電機用ロータおよび回転電機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた第１の発明は、ステータコア（４１，４１Ａ，４１Ｂ）と、前記ステータコアに巻き回される巻線（４２）と、前記ステータコアを固定する被固定部材（４３，７０Ａ）とを有する回転電機用ステータ（４０，４０Ａ，４０Ｂ）において、前記ステータコアおよび前記被固定部材のいずれか一方には一以上のスリット部（４３１，７１１）を備え、前記ステータコアと前記被固定部材とが対向する面の凸状部（４１３，４１７，４３３，７１３）を前記スリット部に掛止させることを特徴とする。

この構成によれば、凸状部をスリット部に掛止させることにより、長期間に亘る振動を受ける場合でもステータコアと被固定部材との間の摩耗を抑制することができる。被固定部材が導電性を有する場合には、ステータコアと導通させることができる。

第２の発明は、ロータコア（２２，２２Ａ，２２Ｂ）と、前記ロータコアに設けられる磁石（２３）と、前記ロータコアを固定する被固定部材（２１，７０Ｂ）とを有する回転電機用ロータ（２０，２０Ａ，２０Ｂ）において、前記ロータコアおよび前記被固定部材のいずれか一方には一以上のスリット部（２１１，７３１）を備え、前記ロータコアと前記被固定部材とが対向する面の凸状部（２１３，２２３，２２７，７３３）を前記スリット部に掛止させることを特徴とする。

この構成によれば、凸状部をスリット部に掛止させることにより、長期間に亘る振動を受ける場合でもロータコアと被固定部材との間の摩耗を抑制することができる。被固定部材が導電性を有する場合には、ロータコアと導通させることができる。

第３の発明は、回転電機（１０，１０Ａ，１０Ｂ）は、請求項１から５のいずれか一項に記載の回転電機）用ステータ（４０，４０Ａ，４０Ｂ）および請求項６から１０のいずれか一項に記載の回転電機用ロータ（２０，２０Ａ，２０Ｂ）のうちで一方または双方を有し、前記被固定部材（４３，７０Ａ）には外部機材（８０）と電気的に接続して接地できる外部接続部（５０，５０Ａ，５０Ｂ）を有することを特徴とする。

この構成によれば、外部接続部と外部機材との電気的な接続によって、ステータコアやロータコアを接地することができる。回転電機の通電に伴って生じるステータコアやロータコアの電位変動を防止し、電位変動に伴う電磁ノイズの発生を防止することができる。したがって、回転電機を構成する他の要素や、他の電気機器等に影響を与えない。

なお、「ステータ」は固定子とも呼ばれ、「ステータコア」は固定子鉄心とも呼ばれる。「ロータ」は回転子とも呼ばれ、「ロータコア」は回転子鉄心とも呼ばれる。「回転電機」は、回転する部位（例えば軸やシャフト等）を有する機器であれば任意である。例えば、発電機，電動機，電動発電機等が該当する。「被固定部材」は、ステータコアやロータコアを固定することができれば、形態（すなわち形状，材料，配置，個数等）を問わない。「掛止」は、引っ掛けて固定する場合や、相対的に凹凸形状の部位を嵌め合わせたり噛み合わせたりして固定する場合などのように、振動を受けても位置ずれが生じないように固定することを意味する。「外部接続部」は、外部機材との電気的な接続が可能であれば、形態を問わない。「接地」は、外部機材の基準電位（グラウンドアースの０[Ｖ]を含むが、必ずしも０[Ｖ]とは限らない）と同電位（接地電位）にすることを意味する。同電位は、同一電位でもよく、許容範囲内で変動する電位でもよい。

回転電機の第１構成例を示す模式図である。 ステータコアと軸本体との第１掛止例を示す模式図である。 ステータコアと軸本体との第２掛止例を示す模式図である。 ロータコアとフレームとの第１掛止例を示す模式図である。 ロータコアとフレームとの第２掛止例を示す模式図である。 回転電機の第２構成例を示す模式図である。 ロータコアと軸本体との第１掛止例を示す模式図である。 ロータコアと軸本体との第２掛止例を示す模式図である。 ステータコアとフレームとの第１掛止例を示す模式図である。 ステータコアとフレームとの第２掛止例を示す模式図である。 車両における接地例を示す模式図である。 掛止の第１変形例を示す模式図である。 掛止の第２変形例を示す模式図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。なお、特に明示しない限り、「接続する」という場合には電気的に接続することを意味する。各図は、本発明を説明するために必要な要素を図示し、実際の全要素を図示しているとは限らない。上下左右等の方向を言う場合には、図面の記載を基準とする。「材料」には材質や素材の意味を含む。

〔実施の形態１〕
実施の形態１は、アウターロータ型回転電機に適用する例であって、図１〜図５を参照しながら説明する。図１に示す回転電機１０Ａは、回転電機１０の一例である。本形態では、ロータ２０Ａ、軸受３０、ステータ４０Ａ、支軸７０Ａなどを有する。

ロータ２０Ａは、ロータ２０の一例であり、フレーム２１，ロータコア２２，磁石２３などを有する。フレーム２１は、ステータ４０Ａの外周側に配置され、材料や形状を問わない。このフレーム２１は、ロータコア２２を固定するための「被固定部材」に相当する。電磁ノイズを遮蔽するシールド材料（例えば板金、金属メッシュ、発泡金属、導電性樹脂等）で成形してもよく、非磁性体で成形してもよい。シールド材料には、磁化されにくい材料（例えばアモルファス鋼板等）を用いるのが望ましい。非磁性体には、電気的な絶縁性を有する樹脂や、非磁性金属（例えばアルミニウム，銅，亜鉛，オーステナイト系ステンレス等）などを含む。本形態のフレーム２１は、断面で示すようにカップ形状に成形される。すなわち、動力（回転力）を外部に伝達するための中心部と、ロータコア２２や磁石２３を固定するための周縁部とがそれぞれ曲げられる形状である。

ロータコア２２の構成は任意であり、例えば積層体・単体・分割構成等が該当する。本形態では後述するように電磁鋼板を積層して形成するが、鋳造や研削加工等で構成してもよく、複数の分割コアを非取付体に取り付けて構成してもよい。ロータコア２２の固定は、周縁部の内周側に成形されたボス等（図示を省略する）に対して行ってもよく、周縁部の内周側に直接行ってもよい。磁石２３の固定は、ロータコア２２と同様の固定で行ってもよく、ロータコア２２に成形されたツバ等（図示を省略する）でかしめてもよい。ロータコア２２に中空部を設け、当該中空部に磁石２３を挿入（圧入を含む）してもよい。かしめや挿入を除く固定手段は、ロータ２０Ａの回転数や回転中に外部から受ける力にかかわらず、強固に固定可能な任意の固定手段を適用してよい。

磁石２３は、本形態では永久磁石を用いるが、電磁石を用いてもよい。永久磁石には、磁場を発生させる任意の永久磁石を用いてよい。例えば、フェライト磁石，アルニコ磁石，サマリウムコバルト磁石，ネオジム鉄ボロン磁石，サマリウム鉄窒素磁石などが該当する。特にフェライト磁石は、保磁力が高く減磁しにくく、錆びにくい特性がある。

軸受３０は、ロータ２０Ａと支軸７０Ａとの間に介在され、ベアリングやグリースなどを有する。ベアリングには導電性ベアリングを用いるとよく、グリースには導電性グリースを用いるとよい。導電性ベアリングは、導電性材料（例えば銅や鉄等の金属材料）で成形される。導電性グリースは、グリースに導電性物質を混在させたものである。当該軸受３０によって、ロータ２０Ａが支軸７０Ａに対して回転自在になる。

ステータ４０Ａは、ステータコア４１や巻線４２などを有する。ステータコア４１は磁性体で形成され、巻線４２を巻き回すための複数のスロット（図示を省略する）を有する。ステータ４０Ａの構成は任意であり、例えば積層体・単体・分割構成等が該当する。積層体の場合は、上述したステータコア４１Ａと同様に電磁鋼板を積層する。磁性体には、硬質磁性体である磁石や、軟質磁性体（例えば鉄，ケイ素鋼，パーマロイ，センダスト，パーメンジュール，ソフトフェライト，アモルファス磁性合金，ナノクリスタル磁性合金などの材料からなる物）などを含む。

ステータコア４１は支軸７０Ａと固定されるならば、固定方法を問わない。図示するように固定手段Ｆ１によって固定してもよく、ステータコア４１にあけた貫通穴に支軸７０Ａを圧入してもよく、その他の固定方法で固定してもよい。固定手段Ｆ１は、ステータコア４１を支軸７０Ａに固定できれば任意である。本形態では、図示するように、ボルトやネジ等の締結部材を用いる締結を適用する。その他、母材を溶かすことでハンダ付けやアーク溶接等を行う接合や、接着剤を用いる接着などを適用してもよく、二以上の固定方法を適宜に選択して適用してもよい。固定手段Ｆ１を導電性材料で成形する場合には、「導通手段」に相当する。

支軸７０Ａは、「被固定部材」に相当し、導電性材料で成形される非回転軸である。本形態では、軸本体７１やフランジ部７２などを有する。フランジ部７２は必要に応じて設けられ、軸本体７１に対するステータ４０Ａを強固に固定するために補う。実線のようにステータ４０Ａの片側に対して設けてもよく、実線と二点鎖線とで示すようにステータ４０Ａの片側に対して設けてもよい。図示するように、ステータ４０Ａおよびフランジ部７２を貫通する穴を設けて、固定手段Ｆ１を用いて固定するとよい。

支軸７０Ａにフランジ部７２を設けない場合は、他の固定方法で固定してもよい。例えば、ステータコア４１にあけた貫通穴に支軸７０Ａを圧入して固定してもよい。ステータコア４１および支軸７０Ａのうちで一方にキーを設けるとともに、他方にキー溝を設けて、キー溝にキーを嵌め込んで固定してもよい（例えばJIS B1301，JIS B1302，JIS B1303を参照）。要するに、ステータコア４１と支軸７０Ａとが固定できればよい。

支軸７０Ａの一部（図１では端部）には、外部接続部５０Ａを備えてもよい。外部接続部５０Ａは、図示するように軸線方向ＡＸに取り付ける金属部材（例えばピンやボルト等）や、端部に接合（例えば溶接やハンダ付け等）して取り付ける端子などが該当する。支軸７０Ａは、外部機材８０との間で接地されるならば、接続方法を問わない。図示するように、外部接続部５０Ａと外部機材８０との間で導電線６０を用いて接続してもよく、支軸７０Ａを外部機材８０とダイレクトに接続してもよい。外部機材８０は、基準電位を同電位（接地電位）で維持できる装置や部品などであれば問わない。この接続によって支軸７０Ａを接地できる。

以下では、２つの部材間における掛止例について、図２〜図５を参照しながら説明する。図２と図３にはステータコア４１Ａと軸本体７１との掛止例を示し、図４と図５にはロータコア２２Ａとフレーム２１との掛止例を示す。

図２に示す掛止例は、ステータコア４１Ａの凸状部４１３を軸本体７１のスリット部７１１に掛止する例である。ステータコア４１Ａは、支軸７０Ａの軸線方向ＡＸに複数枚の電磁鋼板４１１を積層する。電磁鋼板４１１の形状は問わず、平面板でもよく、非平面板（曲面板や凹凸を有する板等である。以下同じ。）でもよい。一部の電磁鋼板４１１（１枚以上の電磁鋼板４１１）については、軸本体７１に向かう方向（交差方向ＤＣ；図面右方向）の長さが異なるように構成する。電磁鋼板４１１は、スリット部７１１と掛止できれば任意の形状で成形してよい。本形態の電磁鋼板４１１は、端部を加工しないものと、軸本体７１側の端部を加工してテーパ４１２を設けるものとを混在させる。図示しないが、全部の電磁鋼板４１１について、端部を加工しない構成としてもよく、軸本体７１側の端部を加工してテーパ４１２を設ける構成としてもよい。積極的に長さを異ならせるのではなく、ステータコア４１Ａを積層体に成形する過程で一部の電磁鋼板４１１が軸本体７１に向かう方向にずれて結果的に凸状部４１３が成形されてもよい。

軸本体７１には、１以上のスリット部７１１を交差方向ＤＣに成形する。交差方向ＤＣは軸線方向ＡＸと交差する方向であり、直交方向を含む。スリット部７１１は、電磁鋼板４１１の端部と掛止できれば任意の形状で成形してよい。例えば、図示するような凹状の溝でもよく、線状の切り込みでもよく、階段状の段差などが該当する。電磁鋼板４１１の板厚Ｔ１はスリット部７１１のスリット幅Ｗ１以上となるように設定するとよい（Ｔ１≧Ｗ１）。板厚Ｔ１がスリット幅Ｗ１よりも大きい場合には、圧力をかけながらスリット部７１１に嵌め込む（いわゆる圧入）とよい。

図３に示す掛止例は、図２に示す掛止例と比べて凹凸関係が逆になる。すなわち、軸本体７１の凸状部７１３をステータコア４１Ａのスリット部４１４（図示するテーパ４１２や、凹部、溝、切り込み等を含む）に掛止する例である。ステータコア４１Ａにかかる一部の電磁鋼板４１１は、軸本体７１に向かう方向とは反対方向（交差方向ＤＣ；図面左方向）の長さが異なるように構成する。言い換えると、軸本体７１側のステータコア４１Ａにスリット部４１４が成形されるように構成すればよい。軸本体７１は、交差方向ＤＣに突出する複数の突起部７１２を設ける。電磁鋼板４１１の端部と突起部７１２とが掛止できれば、双方の形状を問わない。電磁鋼板４１１の板厚Ｔ２は、突起部７１２の相互間の間隔（すなわちスリット幅Ｗ２）以上となるように設定するとよい（Ｔ２≧Ｗ２）。板厚Ｔ２がスリット幅Ｗ２よりも大きい場合には、圧力をかけながらスリット部７１１に嵌め込む（いわゆる圧入）とよい。

図４に示す掛止例は、ロータコア２２Ａの凸状部２２３をフレーム２１Ａのスリット部２１１に掛止する例である。ロータコア２２Ａは、図面上下方向に複数枚の電磁鋼板２２１を積層する。電磁鋼板２２１の形状は問わず、平面板でもよく、非平面板でもよい。一部の電磁鋼板２２１（１枚以上の電磁鋼板２２１）については、フレーム２１Ａに向かう方向（図面右方向）の長さが異なるように構成する。電磁鋼板２２１は、スリット部２１１と掛止できれば任意の形状で成形してよい。本形態の電磁鋼板２２１は、端部を加工しないものと、フレーム２１Ａ側の端部を加工してテーパ２２２を設けるものとを混在させる。図示しないが、全部の電磁鋼板２２１について、端部を加工しない構成としてもよく、フレーム２１Ａ側の端部を加工してテーパ２２２を設ける構成としてもよい。積極的に長さを異ならせるのではなく、ロータコア２２Ａを積層体に成形する過程で一部の電磁鋼板２２１がフレーム２１Ａに向かう方向にずれて結果的に凸状部２２３が成形されてもよい。

フレーム２１Ａには、１以上のスリット部２１１を図面左右方向に成形する。図面左右方向は軸線方向ＡＸと交差する方向であり、直交方向を含む。スリット部２１１は、電磁鋼板２２１の端部と掛止できれば任意の形状で成形してよい。例えば、図示するような凹状の溝でもよく、線状の切り込みでもよく、階段状の段差などが該当する。電磁鋼板２２１の板厚Ｔ３はスリット部２１１のスリット幅Ｗ３以上となるように設定するとよい（Ｔ３≧Ｗ３）。板厚Ｔ３がスリット幅Ｗ３よりも大きい場合には、圧力をかけながらスリット部２１１に嵌め込むとよい。

図５に示す掛止例は、図４に示す掛止例と比べて凹凸関係が逆になる。すなわち、フレーム２１Ａの凸状部２１３をロータコア２２Ａのスリット部２２４（図示するテーパ２２２や、凹部、溝、切り込み等を含む）に掛止する例である。ロータコア２２Ａにかかる一部の電磁鋼板２２１は、フレーム２１Ａに向かう方向とは反対方向（図面左方向）の長さが異なるように構成する。言い換えると、フレーム２１Ａ側のロータコア２２Ａにスリット部２２４が成形されるように構成すればよい。フレーム２１Ａは、図面左右方向に突出する複数の突起部２１２を設ける。電磁鋼板２２１の端部と突起部２１２とが掛止できれば、双方の形状を問わない。

図示しないが、図２に示す掛止例と図３に示す掛止例との組み合わせが実現されるように、対応する２つの部材を成形してもよい。すなわち、ステータコア４１Ａは凸状部４１３とスリット部４１４とを備えるように成形し、軸本体７１にはスリット部７１１と被係合部７１４とを備えるように成形する。このように構成すれば、図２と図３に示す掛止例の作用効果が得られる。

また、図４に示す掛止例と図５に示す掛止例とを組み合わせが実現されるように、対応する２つの部材を成形してもよい。すなわち、ロータコア２２Ａは凸状部２２３とスリット部２２４とを備えるように成形し、フレーム２１Ａはスリット部２１１と凸状部２１３とを備えるように成形する。このように構成すれば、図４と図５に示す掛止例の作用効果が得られる。

上述した実施の形態１によれば、以下に示す各効果を得ることができる。

（１）ステータ４０Ａ（回転電機用ステータ）において、支軸７０Ａに一以上のスリット部７１１を備えるか（図２を参照）、ステータコア４１Ａに一以上のスリット部４１４を備え（図３を参照）、ステータコア４１Ａと支軸７０Ａとが対向する面の凸状部４１３，７１３をスリット部４１４，７１１に掛止させる構成とした（図１〜図３を参照）。この構成によれば、凸状部４１３，７１３をスリット部４１４，７１１に掛止させることにより、長期間に亘る振動を受ける場合でもステータコア４１Ａと支軸７０Ａとの間の摩耗を抑制することができる。支軸７０Ａが導電性を有する場合には、ステータコア４１Ａと導通させることができるので、経年劣化によるステータ４０Ａ全体の電位変動を抑制できる。したがって、フレーム２１をシールド材料で成形するか否かにかかわらず、低ノイズ性能を長期間に亘って保証できる。

（２）スリット部４１４，７１１は、軸線方向ＡＸに対して交差する交差方向ＤＣに成形される構成とした（図２，図３を参照）。この構成によれば、ステータコア４１Ａと支軸７０Ａとが掛止されているので、軸線方向ＡＸに発生する振動に伴う摩耗を抑制することができる。

（３）ステータコア４１Ａは、支軸７０Ａに向かう方向（交差方向ＤＣ）の長さが異なる電磁鋼板４１１を含めて積層され、コア全体を導通させる固定手段Ｆ１（導通手段）を備える構成とした（図２，図３を参照）。この構成によれば、固定手段Ｆ１によってステータコア４１Ａの全体が導通されて同電位になり、支軸７０Ａとの掛止（接触）によって支軸７０Ａとも導通する。

（４）ステータコア４１Ａは、電磁鋼板４１１の端部にテーパ４１２を設ける構成とした（図２を参照）。この構成によれば、スリット部４１４のスリット幅Ｗ１にかかわらす掛止し易くなる。

（５）電磁鋼板４１１の板厚Ｔ１は、スリット部７１１のスリット幅Ｗ１以上で成形する構成とした（図２を参照）。この構成によれば、スリット部７１１と掛止し易くなり、圧入によって支軸７０Ａに対してステータコア４１Ａを固定することもできる。

（１２ａ）被固定部材は支軸７０Ａ（軸７０）またはフレーム２１である構成とした（図２，図３を参照）。この構成によれば、支軸７０Ａやフレーム２１からも冷却が可能になるので、冷却に有利な構造になる。

（１３ａ）ロータ２０Ａ（回転電機用ロータ）と支軸７０Ａ（軸７０）との間には、導電性ベアリングまたは導電性グリースのうち一方または双方を含む軸受３０を有する構成とした（図１を参照）。この構成によれば、ロータ２０Ａと支軸７０Ａとを常時導通させることができる。よって、軸電圧を軽減でき、ベアリング電流が減ることでベアリングの寿命も延ばすこともできる。

〔実施の形態２〕
実施の形態２は、インナーロータ型回転電機に適用する例であって、図６〜図１０を参照しながら説明する。なお、実施の形態１で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。

図６に示す回転電機１０Ｂは、回転電機１０の一例である。本形態では、ロータ２０Ｂ、軸受３０、ステータ４０Ｂ、回転軸７０Ｂなどを有する。

ステータ４０Ｂは、ステータコア４１，巻線４２，フレーム４３などを有する。ステータコア４１と巻線４２については実施の形態１と同様である。ステータコア４１はフレーム４３と固定されるならば、固定方法を問わない。図示するように固定手段Ｆ２によって固定してもよく、所定形状に成形したフレーム４３にステータコア４１を圧入してもよく、その他の固定方法で固定してもよい。固定手段Ｆ２は、固定手段Ｆ１と同様に、ステータコア４１をフレーム４３に固定できれば任意である。固定手段Ｆ２を導電性材料で成形する場合には、「導通手段」に相当する。図示しないが、ステータコア４１をフレーム４３に圧入する場合には、フレーム４３にネジなど導線を引き出せる構造としてもよい。要するに、直接的または間接的にステータコア４１やフレーム４３を接地できればよい。

フレーム４３は、ステータ４０Ｂの外周側に配置され、材料や形状を問わない。このフレーム４３は、ステータ４０Ｂを固定するための「被固定部材」に相当する。電磁ノイズを遮蔽するシールド材料で成形してもよく、非磁性体で成形してもよい。シールド材料には、磁化されにくい材料を用いるのが望ましい。本形態のフレーム４３は、実施の形態１に示すフレーム２１と同様に成形される。すなわち、回転電機１０Ｂ自体を取り付けて固定するための中心部と、ステータコア４１を固定するための周縁部とがそれぞれ曲げられる形状である。本形態では、図示するように固定手段Ｆ２を用いて、ステータ４０Ｂをフレーム４３に固定する。その他、フレーム４３の周縁部の内周側に成形されたボス等（図示を省略する）に対して行ってもよく、周縁部の内周側に直接行ってもよい。

フレーム４３の一部（図６では端部）には、外部接続部５０Ｂを備えてもよい。外部接続部５０Ｂは、金属部材や、端部に接合して取り付ける端子などが該当する。図６に示す例の外部接続部５０Ｂは固定手段Ｆ２と兼ねる。図示するように、外部接続部５０Ｂと外部機材８０との間で導電線６０を用いて接続してもよく、フレーム４３を外部機材８０とダイレクトに接続してもよい。図示しないが、ステータコア４１をフレーム４３に圧入する場合には、フレーム４３にネジなど導線を引き出せる構造としてもよい。要するに、直接的または間接的にフレーム４３を接地できれば、接続方法を問わない。

軸受３０は、ステータ４０Ｂと回転軸７０Ｂとの間に介在され、ベアリングやグリースなどを有する。ベアリングやグリースについては実施の形態１と同様である。当該軸受３０によって、ロータ２０Ｂがステータ４０Ｂに対して回転自在になる。

回転軸７０Ｂは、導電性材料で成形される「被固定部材」であり、本形態では軸本体７３やフランジ部７４などを有する。フランジ部７４は必要に応じて設けられ、軸本体７３に対してステータ４０Ｂを強固に固定するために補う。実線のようにステータ４０Ｂの片側に対して設けてもよく、実線と二点鎖線とで示すようにステータ４０Ｂの片側に対して設けてもよい。図示するように、ステータ４０Ｂおよびフランジ部７４を貫通する穴を設けて、固定手段Ｆ３を用いて固定するとよい。

回転軸７０Ｂにフランジ部７４を設けない場合は、他の固定方法で固定してもよい。例えば、ロータコア２２にあけた貫通穴に回転軸７０Ｂを圧入して固定してもよい。ロータコア２２および回転軸７０Ｂのうちで一方にキーを設けるとともに、他方にキー溝を設けて、キー溝にキーを嵌め込んで固定してもよい（例えばJIS B1301，JIS B1302，JIS B1303を参照）。要するに、ロータコア２２と回転軸７０Ｂとが固定できればよい。

ロータ２０Ｂは、ロータ２０の一例であり、ロータコア２２や磁石２３などを有する。磁石２３については実施の形態１と同様である。ロータコア２２は、回転軸７０Ｂ（具体的には軸本体７３）に掛止し、固定手段Ｆ３によって回転軸７０Ｂに固定される。

以下では、２つの部材間における掛止例について、図７〜図１０を参照しながら説明する。図７と図８にはロータコア２２Ｂと軸本体７３との掛止例を示し、図９と図１０にはステータコア４１Ｂとフレーム４３との掛止例を示す。

図７に示す掛止例は、ロータコア２２Ｂの凸状部２２７を軸本体７３のスリット部７３１に掛止する例である。ロータコア２２Ｂは、図４，図５に示すロータコア２２Ａと同様に、回転軸７０Ｂの軸線方向ＡＸに複数枚の電磁鋼板２２５を積層する。電磁鋼板２２５の形状は問わず、平面板でもよく、非平面板でもよい。一部の電磁鋼板２２５（１枚以上の電磁鋼板２２５）については、軸本体７３に向かう方向（交差方向ＤＣ；図面右方向）の長さが異なるように構成する。電磁鋼板２２５は、スリット部７３１と掛止できれば任意の形状で成形してよい。本形態の電磁鋼板２２５は、端部を加工しないものと、軸本体７３側の端部を加工してテーパ２２６を設けるものとを混在させる。図示しないが、全部の電磁鋼板２２５について、端部を加工しない構成としてもよく、軸本体７３側の端部を加工してテーパ２２６を設ける構成としてもよい。積極的に長さを異ならせるのではなく、ロータコア２２Ｂを積層体に成形する過程で一部の電磁鋼板２２５が軸本体７３に向かう方向にずれて結果的に凸状部２２７が成形されてもよい。

軸本体７３には、１以上のスリット部７３１を交差方向ＤＣに成形する。スリット部７３１は、図２に示すスリット部７１１と同様に、電磁鋼板２２５の端部と掛止できれば任意の形状で成形してよい。電磁鋼板２２５の板厚Ｔ５はスリット部７３１のスリット幅Ｗ５以上となるように設定するとよい（Ｔ５≧Ｗ５）。板厚Ｔ５がスリット幅Ｗ５よりも大きい場合には、圧力をかけながらスリット部７３１に嵌め込むとよい。

図８に示す掛止例は、図７に示す掛止例と比べて凹凸関係が逆になる。すなわち、軸本体７３の凸状部７３３をロータコア２２Ｂのスリット部２２８（図示するテーパ２２６や、凹部、溝、切り込み等を含む）に掛止する例である。ロータコア２２Ｂにかかる一部の電磁鋼板２２５は、軸本体７３に向かう方向とは反対方向（交差方向ＤＣ；図面左方向）の長さが異なるように構成する。言い換えると、軸本体７３側のロータコア２２Ｂにスリット部２２８が成形されるように構成すればよい。軸本体７３は、交差方向ＤＣに突出する複数の突起部７１２を設ける。電磁鋼板２２５の端部と突起部７１２とが掛止できれば、双方の形状を問わない。電磁鋼板２２５の板厚Ｔ６は、突起部７１２の相互間の間隔（スリット幅Ｗ６以上となるように設定するとよい（Ｔ６≧Ｗ６）。板厚Ｔ６がスリット幅Ｗ６よりも大きい場合には、圧力をかけながらスリット部７３１に嵌め込むとよい。

図９に示す掛止例は、ステータコア４１Ｂの凸状部４１７をフレーム４３Ａのスリット部４３１に掛止する例である。ステータコア４１Ｂは、図２，図３に示すステータコア４１Ａと同様に、図面上下方向に複数枚の電磁鋼板４１５を積層する。電磁鋼板４１５の形状は問わず、平面板でもよく、非平面板でもよい。一部の電磁鋼板４１５（１枚以上の電磁鋼板４１５）については、フレーム４３Ａに向かう方向（図面右方向）の長さが異なるように構成する。電磁鋼板４１５は、スリット部４３１と掛止できれば任意の形状で成形してよい。本形態の電磁鋼板４１５は、端部を加工しないものと、フレーム４３Ａ側の端部を加工してテーパ４１６を設けるものとを混在させる。図示しないが、全部の電磁鋼板４１５について、端部を加工しない構成としてもよく、フレーム４３Ａ側の端部を加工してテーパ４１６を設ける構成としてもよい。積極的に長さを異ならせるのではなく、ステータコア４１Ｂを積層体に成形する過程で一部の電磁鋼板４１５がフレーム４３Ａに向かう方向にずれて結果的に凸状部４１７が成形されてもよい。

フレーム４３Ａには、１以上のスリット部４３１を図面左右方向に成形する。スリット部４３１は、電磁鋼板４１５の端部と掛止できれば任意の形状で成形してよい。例えば、図示するような凹状の溝でもよく、線状の切り込みでもよく、階段状の段差などが該当する。電磁鋼板４１５の板厚Ｔ７はスリット部４３１のスリット幅Ｗ７以上となるように設定するとよい（Ｔ７≧Ｗ７）。板厚Ｔ７がスリット幅Ｗ７よりも大きい場合には、圧力をかけながらスリット部４３１に嵌め込むとよい。

図１０に示す掛止例は、図９に示す掛止例と比べて凹凸関係が逆になる。すなわち、フレーム４３Ｂの凸状部４３３をステータコア４１Ｂのスリット部４１８（図示するテーパ４１６や、凹部、溝、切り込み等を含む）に掛止する例である。ステータコア４１Ｂにかかる一部の電磁鋼板４１５は、フレーム４３Ｂに向かう方向とは反対方向（図面左方向）の長さが異なるように構成する。言い換えると、フレーム４３Ｂ側のステータコア４１Ｂにスリット部４１８が成形されるように構成すればよい。フレーム４３Ｂは、図面左右方向に突出する複数の突起部４３２を設ける。電磁鋼板４１５の端部と突起部４３２とが掛止できれば、双方の形状を問わない。

図示しないが、図７に示す掛止例と図８に示す掛止例との組み合わせが実現されるように、対応する２つの部材を成形してもよい。すなわち、ロータコア２２Ｂは凸状部２２７とスリット部２２８とを備えるように成形し、軸本体７３にはスリット部７３１と凸状部７３３とを備えるように成形する。このように構成すれば、図７と図８に示す掛止例の作用効果が得られる。

また、図９に示す掛止例と図１０に示す掛止例とを組み合わせが実現されるように、対応する２つの部材を成形してもよい。すなわち、ステータコア４１Ｂは凸状部４１７とスリット部４１８とを備えるように成形し、フレーム４３はスリット部４３１と凸状部４３３とを備えるように成形する。このように構成すれば、図９と図１０に示す掛止例の作用効果が得られる。

上述した実施の形態２によれば、以下に示す各効果を得ることができる。

（６）ロータ２０Ｂ（回転電機用ロータ）において、回転軸７０Ｂに一以上のスリット部７３１を備えるか（図７を参照）、ロータコア２２Ｂに一以上のスリット部２２８を備え（図８を参照）、ロータコア２２Ｂと回転軸７０Ｂとが対向する面の凸状部２２７，７３３をスリット部２２８，７３１に掛止させる構成とした（図７，図８を参照）。この構成によれば、突状部をスリット部２２８，７３１に掛止させることにより、長期間に亘る振動を受ける場合でもロータコア２２Ｂと回転軸７０Ｂとの間の摩耗を抑制することができる。回転軸７０Ｂが導電性を有する場合には、ロータコア２２Ｂと導通させることができるので、経年劣化によるロータ２０Ｂ全体の電位変動を抑制できる。

（７）スリット部２２８，７３１は、軸線方向ＡＸに対して交差する交差方向ＤＣに形成される構成とした（図７，図８を参照）。この構成によれば、ロータコア２２Ｂと回転軸７０Ｂとが掛止されているので、軸線方向ＡＸに発生する振動に伴う摩耗を抑制することができる。

（８）ロータコア２２Ｂは、回転軸７０Ｂに向かう方向の長さが異なる電磁鋼板２２５を含めて積層され、コア全体を導通させる固定手段Ｆ３（導通手段）を備える構成とした（図６を参照）。この構成によれば、固定手段Ｆ３によってロータコア２２Ｂの全体が導通されて同電位になり、回転軸７０Ｂとの掛止（接触）によって回転軸７０Ｂとも導通する。

（９）ロータコア２２Ｂは、スリット部７３１との掛止にかかる電磁鋼板２２５の端部にテーパ２２６を有する構成とした（図７を参照）。この構成によれば、スリット部７３１のスリット幅Ｗ５にかかわらす掛止し易くなる。

（１０）電磁鋼板２２５の板厚Ｔ５は、スリット部７３１のスリット幅Ｗ５以上で成形する構成とした（図７を参照）。この構成によれば、スリット部７３１と掛止し易くなり、かつ、圧入によって回転軸７０Ｂに対して固定することもできる。

（１２ｂ）被固定部材は回転軸７０Ｂ（軸７０）またはフレーム４３（４３Ａ，４３Ｂ）である構成とした（図７，図８を参照）。この構成によれば、回転軸７０Ｂやフレーム４３からも冷却が可能になるので、冷却に有利な構造になる。

（１３ｂ）ステータ４０Ｂ（回転電機用ステータ）と回転軸７０Ｂ（軸７０）との間には、導電性ベアリングまたは導電性グリースのうち一方または双方を含む軸受３０を有する構成とした（図６を参照）。この構成によれば、ステータ４０Ｂと回転軸７０Ｂとを常時導通させることができる。よって、軸電圧を軽減でき、ベアリング電流が減ることでベアリングの寿命も延ばすこともできる。

〔実施の形態３〕
実施の形態３は、実施の形態１に示す回転電機１０Ａと、実施の形態２に示す回転電機１０Ｂとのうち一方または双方を搭載する車両について、図１１を参照しながら説明する。回転電機１０Ａや回転電機１０Ｂについては回転電機１０として記載し、構成や作用等のような詳細な説明を省略する。

図１１に示す車両１００は、エンジン１０１と回転電機１０とを備えるハイブリッド車両である。すなわち、動力源としてエンジン１０１と回転電機１０とを用いる。回転電機１０Ａに備える外部接続部５０Ａ（図１を参照）や、実施の形態２に示す回転電機１０Ｂに備える外部接続部５０Ｂ（図６を参照）と接続される導電線６０は、エンジン１０１、ステアリング１０２、シャシー１０３、ボディ１０４のうちで一以上と接続する。エンジン１０１、ステアリング１０２、シャシー１０３、ボディ１０４のいずれでも、基準電位と同電位（接地電位）を維持することができる。よって、回転電機１０（１０Ａ，１０Ｂ）のステータコア４１やロータコア２２を接地することができる。軸受３０に導電性ベアリングや導電性グリースを用いると、ステータコア４１およびロータコア２２の双方が接地されるので、電位変動に伴う電磁ノイズの発生をより確実に防止することができる。

上述した実施の形態３によれば、以下に示す各効果を得ることができる。なお、回転電機１０（１０Ａ，１０Ｂ）の構成については実施の形態１と同様であるので、実施の形態１，２と同様の作用効果を得ることができる。

（１１）実施の形態１に示す回転電機１０Ａと、実施の形態２に示す回転電機１０Ｂとのうちで一方または双方を有し、支軸７０Ａやフレーム２１（被固定部材）には外部機材８０と電気的に接続して接地できる外部接続部５０Ａ，５０Ｂを有する構成とした（図１，図６，図１１を参照）。この構成によれば、外部接続部５０Ａ，５０Ｂと外部機材８０との電気的な接続により、ステータコア４１Ａやロータコア２２Ｂを接地することができる。回転電機１０（１０Ａ，１０Ｂ）の通電に伴って生じるステータコア４１Ａやロータコア２２Ｂの電位変動を防止し、電位変動に伴う電磁ノイズの発生を防止することができる。よって、回転電機１０を構成する他の要素や、他の電気機器等に影響を与えない。

（１４）外部機材８０は、車両１００のエンジン１０１、ステアリング１０２、シャシー１０３、ボディ１０４のうちで一以上である構成とした（図１１を参照）。この構成によれば、支軸７０Ａやフレーム２１（被固定部材）を介して、ステータコア４１やロータコア２２を確実に接地することができる。よって、安価かつ低電磁ノイズが可能な回転電機１０（１０Ａ，１０Ｂ）を提供することができる。

〔他の実施の形態〕
以上では本発明を実施するための形態について実施の形態１〜３に従って説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。

上述した実施の形態１では、図２〜図５に示すような掛止例で掛止する構成とした。また、実施の形態２では、図６〜図１０に示す掛止例で掛止する構成とした。これらの形態に代えて、実施の形態１，２に示す掛止例を除いて、他の形態で掛止する構成してよい。他の形態で掛止する掛止例として、図１２と図１３に一例を示す。図１２と図１３には図２の変形例を示すが、図３〜図５や図６〜図１０の掛止例にも同様に適用できる。

図１２に示す掛止例は、複数の電磁鋼板４１１の端部に成形されるテーパ４１２のうちで、１以上の電磁鋼板４１１の端部に成形されるテーパ４１２についてテーパ面の成形を異ならせる。具体的には、テーパ４１２を成形する所定枚数（図１２では５枚）の電磁鋼板４１１のうち、一部枚数（図１２では２枚）の電磁鋼板４１１について図面上下方向のテーパ面を逆にして成形する。テーパ面の成形を異ならせることで、軸線方向ＡＸの両方向に対して振動による摩耗を抑制することができる。

図１３に示す掛止例は、電磁鋼板４１１の端部に係合部４１９を成形し、当該係合部４１９と係合する被係合部７１４を軸本体７１に成形する構成である。係合部４１９と被係合部７１４は、これらが係合できれば任意の形状で成形してよい。図示するように、係合部４１９は凸状部４１３でもあり、被係合部７１４は軸本体７１の凹状部でもある。凹凸の係合によって軸線方向ＡＸに対して振動による摩耗を抑制することができ、係合部４１９と被係合部７１４の係合によって交差方向ＤＣに対して振動による摩耗を抑制することができる。

上述した実施の形態１〜３、図２〜図５に示すような掛止例や図６〜図１０に示す掛止例で掛止する構成とした。すなわち、軸線方向ＡＸと交差する交差方向ＤＣで掛止し、軸線方向ＡＸに生じる振動の影響を受けないように構成した。これらの形態に代えて（あるいは加えて）、対応する２つの部材間で掛止できる形状であって、図２，図３，図７，図８に示す平面（軸線方向ＡＸおよび交差方向ＤＣ）と交差する方向（一例として直交方向）に凹凸形状を成形する構成としてもよい。一例として、ステータコア４１やロータコア２２等の対応する端部に凹凸形状（切り欠き等）を成形し、当該凹凸形状等と掛止できる形状で軸７０やフレーム２１，４３等の対応する部位を成形すればよい。この構成によれば、図２，図３，図７，図８に示す平面と交差する方向に対して振動による摩耗を抑制することができる。

上述した実施の形態３では、外部機材８０として、エンジン１０１、ステアリング１０２、シャシー１０３、ボディ１０４のうちで一以上を適用する構成とした（図１１を参照）。この形態に代えて、導電線６０を用いて外部接続部５０との間で接続することができる他の外部機材を適用してもよい。他の外部機材は、例えばシートフレームや、制御装置（ＥＣＵやカーナビゲーション等を含む）などが該当する。要するに、ステータコア４１やロータコア２２の電位変動を吸収して同電位を維持できればよい。他の外部機材を適用しても、実施の形態３と同様の作用効果を得ることができる。

１０（１０Ａ，１０Ｂ） 回転電機
２０（２０Ａ，２０Ｂ） ロータ（回転子）
２１（２１Ａ，２１Ｂ），４３（４３Ａ，４３Ｂ） フレーム（被固定部材）
２２（２２Ａ，２２Ｂ） ロータコア（回転子鉄心）
４０（４０Ａ，４０Ｂ） ステータ（固定子）
４１（４１Ａ，４１Ｂ） ステータコア（固定子鉄心）
４２ 巻線
７０Ａ 支軸（被固定部材，軸）
４１３，７１３ 凸状部
４１４，７１１ スリット部

Claims (14)

1. ステータコア（４１，４１Ａ，４１Ｂ）と、前記ステータコアに巻き回される巻線（４２）と、前記ステータコアを固定する被固定部材（４３，７０Ａ）とを有する回転電機用ステータ（４０，４０Ａ，４０Ｂ）において、
   前記ステータコアおよび前記被固定部材のいずれか一方には一以上のスリット部（４３１，７１１）を備え、
   前記ステータコアと前記被固定部材とが対向する面の凸状部（４１３，４１７，４３３，７１３）を前記スリット部に掛止させることを特徴とする回転電機用ステータ。
2. 前記スリット部は、軸線方向（ＡＸ）に対して交差する交差方向（ＤＣ）に成形されることを特徴とする請求項１に記載の回転電機用ステータ。
3. 前記ステータコアは、前記被固定部材に向かう方向の長さが異なる電磁鋼板（４１１，４１５）を含めて積層され、コア全体を導通させる導通手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機用ステータ。
4. 前記ステータコアは、前記電磁鋼板の端部にテーパ（４１２，４１６）を設けることを特徴とする請求項３に記載の回転電機用ステータ。
5. 前記電磁鋼板の板厚（Ｔ１，Ｔ７）は、前記スリット部のスリット幅（Ｗ１，Ｗ７）以上で成形することを特徴とする請求項３または４に記載の回転電機用ステータ。
6. ロータコア（２２，２２Ａ，２２Ｂ）と、前記ロータコアに設けられる磁石（２３）と、前記ロータコアを固定する被固定部材（２１，７０Ｂ）とを有する回転電機用ロータ（２０，２０Ａ，２０Ｂ）において、
   前記ロータコアおよび前記被固定部材のいずれか一方には一以上のスリット部（２１１，７３１）を備え、
   前記ロータコアと前記被固定部材とが対向する面の凸状部（２１３，２２３，２２７，７３３）を前記スリット部に掛止させることを特徴とする回転電機用ロータ。
7. 前記スリット部は、軸線方向（ＡＸ）に対して交差する交差方向（ＤＣ）に成形されることを特徴とする請求項６に記載の回転電機用ロータ。
8. 前記ロータコアは、前記被固定部材に向かう方向の長さが異なる電磁鋼板（２２１，２２５）を含めて積層され、コア全体を導通させる導通手段を備えることを特徴とする請求項６または７に記載の回転電機用ロータ。
9. 前記ロータコアは、前記電磁鋼板の端部にテーパ（２２２，２２６）を有することを特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記載の回転電機用ロータ。
10. 前記電磁鋼板の板厚（Ｔ３，Ｔ５）は、前記スリット部のスリット幅（Ｗ３，Ｗ５）以上で成形することを特徴とする請求項８または９に記載の回転電機用ロータ。
11. 請求項１から５のいずれか一項に記載の回転電機用ステータ（４０，４０Ａ，４０Ｂ）および請求項６から１０のいずれか一項に記載の回転電機用ロータ（２０，２０Ａ，２０Ｂ）のうちで一方または双方を有し、
    前記被固定部材（４３，７０Ａ）には外部機材（８０）と電気的に接続して接地できる外部接続部（５０，５０Ａ，５０Ｂ）を有することを特徴とする回転電機（１０，１０Ａ，１０Ｂ）。
12. 前記被固定部材は軸（７０Ａ）またはフレーム（４３，４３Ａ，４３Ｂ）であることを特徴とする請求項１１に記載の回転電機。
13. 前記回転電機用ステータまたは前記回転電機用ロータと軸との間には、導電性ベアリングまたは導電性グリースのうち一方または双方を含む軸受（３０）を有することを特徴とする請求項１１または１２に記載の回転電機。
14. 前記外部機材は、車両（１００）のエンジン（１０１）、ステアリング（１０２）、シャシー（１０３）、ボディ（１０４）のうちで一以上であることを特徴とする請求項１１から１３のいずれか一項に記載の回転電機。

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