JP2015139265A - ステータコア - Google Patents

Abstract

【課題】ボルト締結部の周方向の位置の自由度を高めることができるステータコアの提供。【解決手段】ステータコアは、積層鋼板により形成され、ティース部とバックヨーク部とを備えるステータコア本体と、前記ステータコア本体の外周面に、周方向の異なる位置で取り付けられ、軸方向の貫通穴を備える２つ以上のボルト締結用部材とを含む。【選択図】図１

Description

本開示は、ステータコアに関する。

従来から、略リング状の鋼板を多数枚積層して形成されるステータコアは知られている（例えば、特許文献１参照）。鋼板のそれぞれは、周方向の所定位相に固定部が形成され、固定部を積層方向に貫通する締結ボルトによりステータコアがモータケースに締付け固定される。

特開2008‐271681号公報

上記特許文献１に記載の構成のように、鋼板を多数枚積層してステータコアを形成する場合、各固定部は、各鋼板における周方向の所定位相に形成される。例えば、上記特許文献１に記載の構成のように、周方向に３箇所固定部を設ける場合、各固定部は、各鋼板において周方向で１２０度毎に形成される。しかしながら、かかる鋼板は、固定部の周方向の数や間隔が異なる他のステータコアを形成するためには使用できない。

本開示は、ボルト締結部の周方向の位置の自由度を高めることができるステータコアの提供を目的とする。

本開示の一局面によれば、積層鋼板により形成され、ティース部とバックヨーク部とを備えるステータコア本体と、
前記ステータコア本体の外周面に、周方向の異なる位置で取り付けられ、軸方向の貫通穴を備える２つ以上のボルト締結用部材とを含む、ステータコアが提供される。

本開示によれば、ボルト締結部の周方向の位置の自由度を高めることができるステータコアが得られる。

一例によるステータコア１を示す上面図である。 ステータコア１の斜視図である。 ステータコア１における圧入部の拡大図である。 他の一例によるステータコア２を示す上面図である。 キー溝１８とティース部１２との関係を示す斜視図である。 比較例を示す斜視図である。 他の一例によるステータコア３を示す上面図である。 ステータコア３の斜視図である。 ステータコア３における圧入部の拡大図である。 他の一例によるステータコア４におけるボルト締結用部材４０Ｃを示す斜視図である。 他の一例によるステータコア５を示す上面図である。 ステータコア５の斜視図である。 ステータコア５における結合部の拡大図である。

以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。

図１は、一例によるステータコア１を示す上面図である。図２は、ステータコア１の斜視図である。図２においては、ボルト締結用部材４０の１つが外れた状態で示されている。図３は、ステータコア１における圧入部の拡大図である。図４は、他の一例によるステータコア２を示す上面図である。

以下では、径方向、周方向及び軸方向は、ステータコア１の中心軸Ｉ（図１参照）を基準とし、中心軸Ｉを中心として内径側及び外径側を定義する。例えば、内径側とは、径方向で中心軸Ｉに近い側を指す。

ステータコア１は、インナロータ型の任意のモータで使用されてもよい。例えば、ステータコア１は、ハイブリッド車又は電気自動車で使用される走行用モータで使用されてもよい。走行用モータは、例えば永久磁石モータであってもよいし、電磁石と永久磁石とを併用するハイブリッド型のモータであってもよい。

ステータコア１は、ステータコア本体１０と、ボルト締結用部材４０とを含む。

ステータコア本体１０は、積層鋼板から形成される。即ち、ステータコア本体１０は、鋼板を多数枚積層して形成される。ステータコア本体１０は、ティース部１２と、バックヨーク部１４とを含む。ティース部１２は、ステータコア本体１０の内径側に形成される。ティース部１２は、周方向に等間隔で複数個形成され、周方向で隣接するティース部１２間にスロットが画成される。スロットにはコイル（図示せず）が設けられる。バックヨーク部１４は、ステータコア本体１０の外径側領域に形成される。バックヨーク部１４は、各ティース部１２及びその間のスロットを外径側から囲繞する態様で周方向に連続して延在する。

ボルト締結用部材４０は、ステータコア本体１０とは別体で形成される。ボルト締結用部材４０は、ステータコア本体１０と同様に積層鋼板により形成されてもよいが、好ましくは、鉄など金属ブロック（塊）により形成される。金属ブロックで形成される場合、ボルト締結用部材４０は、鋳造により形成されてよい。ボルト締結用部材４０は、ステータコア本体１０の外周面１６に取り付けられる。ボルト締結用部材４０は、周方向に沿って２個以上取り付けられる。典型的には、ボルト締結用部材４０は、３つ以上取り付けられ、図１に示す例では、５つ取り付けられている。複数のボルト締結用部材４０は、それぞれ、同一の形状を有する。

ボルト締結用部材４０は、軸方向の貫通穴４２を備える。貫通穴４２には、ステータコア１をケース（図示せず）に締結するための締結用ボルト（図示せず）が挿通される。即ち、ボルト締結用部材４０は、ステータコア１をケースに締結するために設けられる。ボルト締結用部材４０の周方向の位置（間隔）は、ステータコア１をケースに締結する締結位置（間隔）に対応する。

ボルト締結用部材４０の周方向の位置（間隔）は、周期的であってもよいが、図１及び図２に示すように、不規則的であってもよい。例えば、５つのボルト締結用部材４０を用いる場合、ボルト締結用部材４０は、７２度毎に等間隔に設けられてもよいが、図１及び図２に示すように、不等間隔に設けられてもよい。このように、ボルト締結用部材４０の数や位置は、ステータコア１の締結強度やステータコア本体１０の外周面１６よりも外径側のスペース（他の部材とのクリアランス）等を考慮して、任意に決定されてよい。

ボルト締結用部材４０は、図１乃至図３に示すように、ステータコア本体１０の外周面１６に圧入により固定される。具体的には、ボルト締結用部材４０は、ステータコア本体１０の外周面１６に径方向で対向する内周面４３を有し、内周面４３には、軸方向に延在するキー４４が形成される。これに対応して、ステータコア本体１０の外周面１６には、軸方向に延在するキー溝１８が形成される。この場合、ボルト締結用部材４０は、キー４４がキー溝１８内に嵌入する態様で、軸方向にステータコア本体１０に圧入される。尚、キー溝１８は、後加工で形成されてもよいが、好ましくは、各鋼板の打ち抜きの際に凹部の形態で打ち抜きにより形成される。

ステータコア本体１０の外周面１６のキー溝１８は、図１及び図２に示すように、ボルト締結用部材４０の数よりも多く形成される。図１及び図２に示す例では、キー溝１８は、１２度毎に形成され、計３０個形成される。

ステータコア本体１０の外周面１６のキー溝１８は、図１及び図２に示すように、周方向の所定の間隔毎に形成される。所定の間隔は、ティース部１２の周方向の間隔と同一であってもよいし、ティース部１２の周方向の間隔の倍数であってもよいし、ティース部１２の周方向の間隔とは無関係であってもよい。図１及び図２に示す例では、キー溝１８は、ティース部１２の周方向の間隔の２倍の間隔で形成されている。

ステータコア本体１０の外周面１６のキー溝１８は、図１及び図２に示すように、ティース部１２の外径側に形成される。即ち、キー溝１８は、ティース部１２の形成位置に対応した周方向の位置に形成される。

図１乃至図３に示す例によれば、ステータコア本体１０とは別体にボルト締結用部材４０を形成し、ステータコア本体１０にボルト締結用部材４０を取り付けることで、ステータコア１が形成される。これにより、ボルト締結用部材４０をステータコア本体１０の任意の周方向の位置に取り付けることが可能であり、ボルト締結用部材４０の取り付け位置（即ちボルト締結部の位置）の自由度が高くなる。

より具体的には、例えば積層鋼板の各鋼板にボルト締結用部材４０に対応する耳部４００を形成する比較例（図６参照）では、当該各鋼板を、ボルト締結部の周方向の間隔や数が異なる他のステータコアの製造には使用することができない。例えば、図６に示す各鋼板は、図１乃至図３に示すステータコア１には使用することができない。

これに対して、図１乃至図３に示す例によれば、ステータコア本体１０とは別体にボルト締結用部材４０を形成するので、ステータコア本体１０及びボルト締結用部材４０は、ボルト締結位置の周方向の間隔が異なる他のステータコアの製造にも使用することができる。例えば、図１乃至図３に示すステータコア本体１０は、ボルト締結部の周方向の間隔や数が異なるだけの場合は、図６に示すようなステータコアの製造にも使用することができる。このように、図１乃至図３に示す例によれば、ボルト締結用部材４０の取り付け位置の自由度が高く、ステータコア本体１０及びボルト締結用部材４０の汎用性を高めることができる（即ち、複数種類のステータコアの製造にも使用できる構成とすることができる）。

また、図１乃至図３に示す例によれば、ステータコア本体１０の外周面１６のキー溝１８は、周方向の所定の間隔毎に形成される。これにより、鋼板を多数枚積層してステータコア本体１０を形成する際、ステータコア本体１０の直角度を出すために転積を行うことができる。即ち、鋼板を所定層毎に所定角度回転させながら積層して、ステータコア１を形成することができる。

より具体的には、例えば、図４に示す他の例によるステータコア２のようにキー溝１８を周方向で不規則な間隔で形成する場合は、転積を行うと、各鋼板におけるキー溝１８に対応する凹部の位置が周方向にずれてしまう。

これに対して、図１乃至図３に示す例によれば、キー溝１８が周方向の所定の間隔毎に形成されるので、転積の際の回転角度（所定角度）を、当該所定の間隔又はその任意の倍数に設定することで、転積を行っても、各鋼板のキー溝１８に対応する凹部の位置が周方向にずれることがない。尚、この目的のため、キー溝１８が形成される周方向の所定の間隔は、転積の際の回転角度（所定角度）と同一であってもよいし、転積の際の回転角度を任意の整数で除算して得られる角度と同一であってよい。

また、図１乃至図３に示す例によれば、ステータコア本体１０の外周面１６のキー溝１８は、図５（Ａ）に示すように、ティース部１２の外径側に形成される。ここで、コイルへの通電時には、ステータコア本体１０のバックヨーク部１４に磁束が発生する。この際、バックヨーク部１４における周方向でティース部１２間の領域は、バックヨーク部１４における周方向でスロット間の領域よりも磁束密度が高くなる。従って、図１乃至図３に示す例によれば、バックヨーク部１４における磁束の流れに対する影響が少ない周位置にキー溝１８を形成することができる。但し、キー溝１８は、図５（Ｂ）に示すように、スロットの外径側に形成されてもよいし、ティース部１２及びスロットの双方の外径側に形成されてもよい。

また、図１乃至図３に示す例において、ボルト締結用部材４０が積層鋼板ではなく金属の塊で形成される場合には、積層鋼板の熱へたりを回避することができる。即ち、ボルト締結用部材４０が積層鋼板により形成される場合（図６に示す比較例の場合も同様）は、積層鋼板の熱へたりに起因したボルト軸力が低下し、ケースに対するステータコア１の締結強度が低下する虞がある。これに対して、ボルト締結用部材４０が金属の塊で形成される場合には、かかる熱へたりが発生し難いので、ケースに対するステータコア１の締結強度の低下を低減することができる。

図７は、他の一例によるステータコア３を示す上面図である。図８は、ステータコア３の斜視図である。図８においては、ボルト締結用部材４０Ｂの１つが外れた状態で示されている。図９は、ステータコア３における圧入部の拡大図である。

図７乃至図９に示す例は、図１乃至図３に示したステータコア１に対して、キー溝とキーの配置が逆となる点が主に異なり、他の構成は同一であってよい。

ステータコア本体１０Ｂは、図１乃至図３に示したステータコア１のステータコア本体１０に対して、外周面１６のキー溝１８が、外周面１６のキー１８Ｂに置換された点が異なり、他の構成は同一であってよい。キー１８Ｂの位置等についても、上述したキー溝１８の位置等と同様であってよい。

ボルト締結用部材４０Ｂは、図１乃至図３に示したボルト締結用部材４０に対して、内周面４３のキー４４が、内周面４３のキー溝４４Ｂに置換された点が異なり、他の構成は同一であってよい。キー溝４４Ｂの位置等についても、上述したキー４４の位置等と同様であってよい。同様に、ボルト締結用部材４０Ｂは、図７乃至図９に示すように、ステータコア本体１０Ｂの外周面１６に圧入により固定される。

図７乃至図９に示す例によれば、図１乃至図３に示した例と同様の効果が得られる。

図１０は、他の一例によるステータコア４におけるボルト締結用部材４０Ｃを示す斜視図である。

図１０に示す例は、図７乃至図９に示したステータコア３に対して、ボルト締結用部材４０Ｂがボルト締結用部材４０Ｃに置換された点が異なり、他の構成は同一であってよい。

ボルト締結用部材４０Ｃは、プレス加工により形成される。即ち、ボルト締結用部材４０Ｃは、板金部材をプレス加工して形成される。ボルト締結用部材４０Ｃは、ステータコア本体１０Ｃの外周面１６に圧入により固定される。

図１０に示す例によれば、図１乃至図３に示した例と同様の効果が得られる。また、ボルト締結用部材４０Ｃは、プレス加工により形成されるので、積層鋼板の熱へたりを回避することができる。即ち、ボルト軸力の低下を低減し、ケースに対するステータコア１の締結強度の低下を低減することができる。また、ボルト締結用部材４０Ｃは、プレス加工により形成されるので、コスト低減を図ることができる。

図１１は、他の一例によるステータコア５を示す上面図である。図１２は、ステータコア５の斜視図である。図１２においては、ボルト締結用部材４０Ｄの１つが外れた状態で示されている。図１３は、ステータコア５における結合部の拡大図である。

図１１乃至図１３に示す例は、図１乃至図３に示したステータコア１に対して、ボルト締結用部材４０Ｄがステータコア本体１０Ｄの外周面１６に溶接又は接着剤等により固定される点が異なり、他の構成は同一であってよい。従って、ステータコア本体１０Ｄの外周面１６には、キー溝１８は形成されず、また、ボルト締結用部材４０Ｄの内周面４３には、キー４４が形成されない。

図１１乃至図１３に示す例によれば、図１乃至図３に示した例と同様の効果が得られる。また、図１１乃至図１３に示す例によれば、キー４４及びキー溝１８が不要となる。また、図１１乃至図１３に示す例によれば、ボルト締結用部材４０Ｄは、ステータコア本体１０Ｄの外周面１６の周方向の任意の位置に取り付けることができ、取り付け位置の自由度が更に向上する。

以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。

例えば、上述した図１乃至図３に示す例（図７乃至図１０に示す例についても同様）では、ボルト締結用部材４０は、軸方向の圧入によりステータコア本体１０に固定されているが、径方向の圧入によりステータコア本体１０に固定されてもよい。

１−５ ステータコア
１０，１０Ｂ，１０Ｄ ステータコア本体
１２ ティース部
１４ バックヨーク部
１６ 外周面
１８ キー溝
１８Ｂ キー
４０，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ ボルト締結用部材
４２ 貫通穴
４３ 内周面
４４ キー
４４Ｂ キー溝

Claims (6)

1. 積層鋼板により形成され、ティース部とバックヨーク部とを備えるステータコア本体と、
   前記ステータコア本体の外周面に、周方向の異なる位置で取り付けられ、軸方向の貫通穴を備える２つ以上のボルト締結用部材とを含む、ステータコア。
2. 前記２つ以上のボルト締結用部材は、周方向で不等間隔に取り付けられる、請求項１に記載のステータコア。
3. 前記ステータコア本体の外周面には、周方向の一定間隔毎に、軸方向に延在するキー溝又はキーが形成され、
   前記２つ以上のボルト締結用部材のそれぞれは、前記ステータコア本体の外周面に径方向で対向する内周面を有し、前記内周面には、前記キー溝又は前記キーに対して圧入により結合されるキー又はキー溝が形成される、請求項１又は２に記載のステータコア。
4. 前記２つ以上のボルト締結用部材の数は、前記ステータコア本体のキー溝又はキーの数よりも少ない、請求項３に記載のステータコア。
5. 前記ステータコア本体にキー溝が形成され、前記ボルト締結用部材にキーが形成され、
   前記ステータコア本体のキー溝は、ティース部の外径側に形成される、請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載のステータコア。
6. 前記２つ以上のボルト締結用部材のそれぞれは、鋳造又は板金加工により形成される、請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載のステータコア。

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