JP2016123154A - ステータカフサ - Google Patents

Abstract

【課題】ステータカフサにおいて、外側環状部に位置決め突部を有する構成で使用時における歪の発生を抑制する。
【解決手段】ステータカフサ２０は、ステータコア１２の軸方向端面に重ね配置される。ステータカフサ２０は、外側環状部２１と、内側環状部２３と、外側環状部２１及び内側環状部２３の間に放射状に連結配置された複数のカフサティース２５とを有する。外側環状部２１には、外周面の外側に突出する位置決め突部２８が設けられ、位置決め突部２８の厚みは外側環状部２１の厚みよりも小さい。
【選択図】図１

Description

本発明は、ステータコアの軸方向端面に重ね配置されるステータカフサに関する。

従来から、回転電機を構成するステータコアのステータティースには、ステータコイルが巻回される。ここでステータティースに対するステータコイルの巻回作業の作業性を向上させるために、ステータコアの軸方向端面に、樹脂により形成されるステータカフサを重ね配置する場合がある。

引用文献１には、ステータコアの軸方向端面にステータカフサを配置した回転電機ステータが記載されている。ステータカフサは、外側環状部及び内側環状部と、外側環状部及び内側環状部の間に両者を放射状に連結配置した複数のカフサティースとを含んで構成される。外側環状部は、ステータコアのヨークに重ね配置され、複数のカフサティースは、それぞれ対応するステータティースに重ね配置される。

特開２００７−３１２５４９号公報

引用文献１に記載された構成では、ステータカフサの内側環状部のステータコア側の側面において、隣り合うステータティースの間のスロットに向けて突出する位置決め突部が形成されている。位置決め突部は、スロットの端部に嵌め込まれる。このような構成では、位置決め突部を利用して、ステータコアに対してステータカフサを位置決めして配置することができる。しかしながら、ステータにおけるステータコイルの占積率を高くし、かつステータカフサとロータとの干渉を防止するために、ステータカフサの内側環状部の径方向長さを小さくすることが望まれる。これによって、内側環状部の位置決め突部が形成される部分の径方向長さが小さくなってしまう。このような位置決め構造において、ステータコイルの曲げ形成時にステータカフサに力が加わると、幅の細い（小さい）内側環状部に応力が集中し、破損の原因となる。そのため、位置決め突部を径方向長さ（幅）の広い外周側の外側環状部に設けることが考えられるが、円環状の外側環状部に異形である突部を形成すると、使用時に歪が発生してしまう。

本発明の目的は、外側環状部に位置決め突部を有する構成で使用時における歪の発生を抑制できるステータカフサを提供することである。

本発明に係るステータカフサは、ステータコアの軸方向端面に重ね配置されるステータカフサであって、外側環状部と、内側環状部と、前記外側環状部及び前記内側環状部の間に放射状に連結配置された複数のカフサティースとを含み、前記外側環状部には、外周面の外側に突出する位置決め突部が設けられ、前記位置決め突部の厚みは前記外側環状部の厚みよりも小さい。

本発明に係るステータカフサによれば、外側環状部に位置決め突部を有する構成で使用時における歪の発生を抑制できる。

本発明に係る実施形態のステータカフサを組み込んだ回転電機ステータの周方向一部を示す斜視図である。 図１からステータカフサを取り出して周方向一部を上から見た図である。 図２のＡ部を斜め上側から見た斜視図である。 図２のＢ−Ｂ断面図である。 図３のＣ部の拡大図である。 ステータカフサを治具によりステータコアの軸方向端面に位置決めして重ね配置する状態を示す概略斜視図である。 ステータコアの軸方向端面にステータカフサを配置し、ステータティースにステータコイルを巻回した状態における図２のＤ−Ｄ断面対応図である。 ステータカフサの別例を示している図５に対応する図である。 実施形態のステータカフサにおいて、位置決め突部の厚みを外側環状部の厚みと同等とした場合での、冷熱サイクルを所定回数繰り返して実行した場合における、位置決め突部の周辺部での応力分布の１例を示す図である。 実施形態のステータカフサにおいて、位置決め突部の厚みを外側環状部の厚みと同等とした場合での、カフサティースの周方向位置と、最下端から対応する周方向位置でのステータカフサの上端までの高さとの関係を示す図である。 比較例のステータカフサを組み込んだ回転電機ステータを示している図１に対応する図である。 図１１からステータカフサを取り出して上側から見た図である。 比較例のステータカフサに冷熱サイクルを所定回数繰り返して実行した場合において、位置決め凹部の周辺部での応力分布の１例を示す図である。 比較例のステータカフサにおいて、カフサティースの周方向位置と、最下端から対応する周方向位置でのステータカフサの上端までの高さとの関係を示す図である。

以下に図面を用いて本発明に係る実施形態につき、詳細に説明する。以下で説明する形状、材質、数量などは説明のための例示であって、ステータカフサまたは回転電機ステータの仕様により変更が可能である。以下では、同様の構成には同一の符号を付して説明する。なお、ステータカフサが組み込まれる回転電機ステータは、回転軸に固定されたロータと組み合わせて回転電機を構成する。回転電機は、モータまたは発電機、またはモータ及び発電機の両方の機能を有するモータジェネレータとして用いられる。

図１は、本実施形態のステータカフサ２０を組み込んだ回転電機ステータ１０の周方向一部を示す斜視図である。以下、回転電機ステータ１０は単にステータ１０という。

ステータ１０は、ステータコア１２と、ステータカフサ２０と、ステータコイル４０とを備える。ステータコイル４０は、Ｕ相コイル４１ｕ、Ｖ相コイル４１ｖ、及びＷ相コイル４１ｗの集合体として構成される。

ステータコア１２は、磁性材である電磁鋼板を複数個、軸方向に積層することにより形成される。ステータコア１２は、円環状のヨーク１３と、ヨーク１３の内周面の周方向複数位置から径方向内側に突出する複数のステータティース１４（図７）とを有する。ステータコア１２は、隣り合うステータティース１４の間に形成された複数のスロット１５を有する。

ステータコア１２は、樹脂バインダと磁性材粉末を加圧成形することにより形成されてもよい。ここで、「周方向」とは、ステータ１０の中心軸Ｏ（図６参照）を中心とする円周方向をいう。なお、「径方向」とは、中心軸Ｏに対し直交する放射方向をいい、「軸方向」とはステータ１０の軸方向をいう。

ステータカフサ２０は、ステータコア１２の軸方向一端面（図１の上端面）に重ね配置される。図２は、図１からステータカフサ２０を取り出して周方向一部を上から見た図である。図３は、図２のＡ部を斜め上側から見た斜視図である。図４は図２のＢ−Ｂ断面図である。図５は図３のＣ部の拡大図である。

ステータカフサ２０は、ステータコイル４０を構成する後述する導体セグメント４２の曲げ成形作業の補助のために用いられる。ステータカフサ２０は、外側環状部２１及び内側環状部２３と、複数のカフサティース２５と、位置決め突部２８とを含み、全体が絶縁材料である樹脂の射出成形によって一体形成される。

外側環状部２１は円環の板状であり、使用時にステータコア１２のヨーク１３の軸方向一端面（図１の上端面）に重ね配置される。内側環状部２３は円環状に形成され、外側環状部２１の内側に外側環状部２１とそれぞれの中心軸が一致するように配置される。図４に示すように、内側環状部２３の軸方向の厚みＴ１は外側環状部２１の軸方向の厚みＴ２より小さい（Ｔ１＜Ｔ２）。内側環状部２３の径方向の長さｄ１は外側環状部２１の径方向の長さｄ２よりも小さい（ｄ１＜ｄ２）。外側環状部２１の外周面の２個所位置には後述の位置決め突部２８が形成される。

複数のカフサティース２５は、外側環状部２１及び内側環状部２３の間に放射状に配置され、両者を連結する。各カフサティース２５の径方向内側端部のステータコア１２と対向する側の部分は、内側環状部２３におけるステータコア１２側の側面にまで伸びてこの側面に結合されている。各カフサティース２５においてステータコア１２側の下面は、ステータコア１２のステータティース１４（図７）上に位置し、この下面が各ステータティース１４と同等の周方向の幅を有する。また、隣り合うカフサティース２５の間に孔であるカフサスロット２６が形成される。

図４に示すように各カフサティース２５の軸方向の厚みＴ３は、外側環状部２１の軸方向の厚みＴ２よりも大きい（Ｔ３＞Ｔ２）。カフサティース２５及び外側環状部２１の下面は、平面上に配置される。各カフサティース２５は、ステータコア１２の対応する複数のステータティース１４（図７）の軸方向一端面にこの軸方向一端面を覆うように径方向に伸びて重ね配置される。各カフサティース２５の軸方向外端部（図３から図５の上端部）の外周面において周方向両端部には、断面円弧形の面取り２５ａが形成される。

各カフサティース２５の面取り２５ａにはステータ１０の製造時に、導体セグメント４２が接触して曲げられる。このようなステータカフサ２０によって、導体セグメント４２の曲げ形成時に曲げ部の位置が規制される。

位置決め突部２８は、図６に示すように、ステータカフサ２０の外側環状部２１の外周面において、位相が１８０度異なる軸対称の２個所位置に径方向外側に突出形成される。これによって、２つの位置決め突部２８は、外側環状部２１の外周面の周方向において等間隔で離れた２つの位置に形成される。

２つの位置決め突部２８の形状は同じであるので、以下、図１から図５を用いて２つの位置決め突部２８のうちの１つの位置決め突部２８を中心に説明する。図２に示すようにステータカフサ２０を軸方向に見た場合において位置決め突部２８の形状は略三角形の山形である。図４に示すように位置決め突部２８の軸方向の厚みＴ４は、外側環状部２１の軸方向の厚みＴ２よりも小さい（Ｔ４＜Ｔ２）。例えば位置決め突部２８の厚みＴ４は、外側環状部２１の厚みＴ２の２／３以下、好ましくは１／２以下である。位置決め突部２８の下面も、カフサティース２５及び外側環状部２１の下面とともに平面上に配置される。

また、図２に示すようにステータカフサ２０を軸方向に見た場合に、位置決め突部２８の外周面と外側環状部２１の外周面とは、凹状に窪んだ円弧形の断面を有する曲面部２９で滑らかに連続する。曲面部２９は、曲率半径Ｒを有する。この曲率半径Ｒを大きくすることで位置決め突部２８の外周面と外側環状部２１の外周面との連続部での応力集中の緩和を図れる。

図６は、ステータカフサ２０を治具によりステータコアの軸方向端面に位置決めして重ね配置する状態を示す概略斜視図である。各位置決め突部２８は、ステータコア１２の軸方向一端面にステータカフサ２０を位置決めして重ね配置する場合に、係止治具５０の凹部５２に位置決め突部２８を係合させて位置決めするために用いられる。

具体的には、ステータコア１２にステータカフサ２０を固定する場合、図６に示すようにステータコア１２の軸方向を上下方向に一致させ図示しない支持部材にステータコア１２を支持した状態で、ステータコア１２の上端面にステータカフサ２０を配置する。そしてステータコア１２の径方向外側に予め退避させておいた２つの係止治具５０を径方向外側から径方向内側に移動させる。各係止治具５０は、回転電機の製造装置の一部として設けられ、ブロック状に形成される。各係止治具５０において、ステータカフサ２０の外周面との対向面には、断面Ｖ字形の凹部５２が形成される。そして、各係止治具５０の凹部５２が対応する位置決め突部２８に係合しながら、各係止治具５０が径方向内側に移動して、ステータカフサ２０の外周面を径方向外側から挟むように押圧する。これによって、ステータカフサ２０が所定位置に位置決め配置される。この状態で、ステータカフサ２０とステータコア１２との中心軸の芯合わせが行われ、かつ、周方向について所定位置に位置決めされる。

また、ステータカフサ２０が位置決めされた状態で、ステータティース１４上にステータカフサ２０のカフサティース２５が重ね配置され、ステータコア１２のヨーク１３上にステータカフサ２０の外側環状部２１が重ね配置される。各係止治具５０は、ステータコア１２の径方向にのみ移動可能に図示しない固定部分に支持される。各係止治具５０は、位置決め突部２８と係合する凹部を有するものであれば、図６に示すブロック状に限定せず、柱状など種々の形状を有する構成を採用できる。

上記のように位置決め突部２８が形成されることにより、後述のように位置決め突部２８の強度を高くでき、かつ使用時における歪の発生を抑制できる。

また、ステータコア１２上にステータカフサ２０が位置決めされて配置された状態でステータティース１４にステータコイル４０が巻回される。図７は、ステータコア１２の軸方向端面にステータカフサ２０を重ね配置し、ステータティース１４にステータコイル４０を巻回した状態における図２のＤ−Ｄ断面対応図である。図７に示すようにステータカフサ２０はステータコア１２の軸方向一端面だけでなく、軸方向他端面に重ね配置されてもよい。ステータコア１２の軸方向他端面に配置されるステータカフサ２０にも位置決め突部２８が形成される。

ステータコイル４０は、ステータカフサ２０を介してステータティース１４に巻回されている。ステータコイル４０を形成する場合、複数のＵ字形の導体セグメント４２を径方向に並べた状態でステータコア１２の軸方向他端（図７の下端）より外側に配置する。図７では、導体セグメント４２が曲げ形成されてＵ字形から変化した後の状態を示している。各導体セグメント４２は、導体素線が絶縁皮膜で被覆されるとともに、導体素線の両端部が絶縁皮膜から露出している。そして、ステータコア１２の下側から上側に、各導体セグメント４２の直線状の脚部をステータコア１２の周方向に離れた２つのスロット１５に挿入し、ステータコア１２の上端から突出させた部分を周方向に対し傾斜する方向に曲げ形成する。このとき、導体セグメント４２の脚部がステータカフサ２０のカフサティース２５の面取り２５ａに接触して曲げられる。ステータカフサ２０は樹脂により形成されるので、導体セグメント４２が接触しても絶縁皮膜の損傷を防止できる。

導体セグメント４２の脚部の両端部でステータコア１２の軸方向一端面から上側に突出した部分の先端部には、軸方向に伸びる軸方向端部４４（図１参照）が形成される。導体セグメント４２の軸方向端部４４は、別の導体セグメント４２の軸方向端部４４と径方向に重ね合されて溶接接合される。これによって、複数のステータティース１４を跨ぐようにコイルの１巻き部分が形成される。これを径方向に並んで配置された複数の導体セグメント４２の軸方向端部４４の径方向に重ね合された部分を接合するように繰り返すことで、１つの単位コイルであるコイル要素が形成される。そしてステータコア１２の周方向複数個所に巻回され配置されたコイル要素が環状に連結されることによって、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の各相コイル４１ｕ、４１ｖ、４１ｗが形成される。

図１では、複数のコイル要素が環状に連結されてなる、Ｕ相第１連結コイル要素４５ｕと、別の複数のコイル要素が環状に連結されてなるＵ相第２連結コイル要素４６ｕとを形成した場合を示している。Ｕ相第１連結コイル要素４５ｕの一端とＵ相第２連結コイル要素４６ｕの一端とが連結されて、Ｕ相コイル４１ｕが形成される。Ｕ相第２連結コイル要素４６ｕは、Ｕ相第１連結コイル要素４５ｕに対し周方向一方側（図１の右側）に１つずれたスロット１５（図７参照）に挿入される。

Ｖ相コイル４１ｖ及びＷ相コイル４１ｗもＵ相コイル４１ｕと同様に形成される。Ｕ相コイル４１ｕ、Ｖ相コイル４１ｖ及びＷ相コイル４１ｗは、ステータコア１２の周方向にずれたスロット１５に挿入される。これによって、ステータコア１２のステータティース１４に分布巻きで巻回された３相のステータコイル４０が形成される。

また、ステータティース１４にステータコイル４０が巻回された状態で、ステータコア１２にステータコイル４０が固定される。このとき、例えばステータコア１２及びステータコイル４０の上側からワニスを滴下するなどによって、ステータコア１２とステータコイル４０との間にワニスを含浸させ固化させる。

本例ではステータコイル４０はステータティース１４に分布巻きで巻回されるが、ステータティース１４に集中巻きで巻回されてもよい。また、位置決め突部２８は、ステータカフサ２０の外周面の１個所のみに形成されてもよいが、位置決め作業の作業性を高くする面からは、位置決め突部２８はステータカフサ２０の外周面の２個所以上に形成することが好ましい。例えば、外側環状部２１の外周面において、外周に沿って等間隔で離れた３個所以上の位置に位置決め突部２８が形成されてもよい。位置決め突部が外側環状部の外周面の周方向において等間隔で離れた複数位置に外側に突出するように形成されることによって、外側環状部２１に加わる力が周方向においてほぼ均等に分配される。これによって、外側環状部２１の応力を周方向において複数位置にほぼ均等に分配できる。

図８は、ステータカフサ２０の別例を示している図５に対応する図である。図５に示した位置決め突部２８は、略三角形の山形の形状を有するが、図８の位置決め突部２８のように断面円弧形の形状を有する構成としてもよい。位置決め突部２８は、図５、図８に示した構成以外の形状を有する構成としてもよい。

上記のステータカフサ２０によれば、ステータコア１２に対する位置決めのための位置決め突部２８を外側環状部２１に有する構成で使用時における歪の発生を抑制できる。具体的には、外側環状部２１の外周面に位置決め突部２８が突出形成され、この位置決め突部２８の厚みＴ４が外側環状部２１の厚みＴ２より小さい。このため、ステータカフサ２０の使用時における歪の発生を抑制できる。より具体的には、ステータカフサ２０は金型内での樹脂の射出成形により形成される。そして、ステータカフサ２０の周方向一部で位置決め突部２８が形成されると、金型内でステータカフサ２０の周方向一部の径方向長さが大きくなる。これによって、金型を高温から低温に温度変化させる場合において、冷却による樹脂の固化の程度が周方向一部で残りの部分と異なってしまう。このことから、樹脂が周方向一部で大きく収縮するといういわゆるヒケが発生する可能性がある。このヒケによってステータカフサ２０に歪が発生することにより下側面に反りが発生して、ステータカフサ２０の最下端から上端までの高さが外周側と内周側とで大きく異なる可能性がある。実施形態では、位置決め突部２８の厚みＴ４が外側環状部２１の厚みＴ２より小さいので、歪の発生を抑制して反りの発生を抑制できる。これによってステータカフサ２０の下側面の平面度が向上する。

また、位置決め突部２８が外側環状部２１の外周面に突出形成されるので、外側環状部２１の外周面に対して位置決め突部２８が突出する部分の周方向長さＳ１（図２）及び径方向長さｄ４（図４）をいずれも大きくできる。そして係止治具５０と位置決め突部２８との係合部での接触面積を大きくできる。これによって、ステータコイル４０の曲げ形成時などにおいて、位置決め突部２８から係止治具５０に周方向に力が加わった場合でも外側環状部２１に対する位置決め突部２８の結合強度を高くでき、位置決め突部２８自体の強度も高くできる。

また、実施形態と異なり、径方向長さが小さい内側環状部２３に位置決め突部を形成する場合には、ステータコイル４０の曲げ形成時にステータカフサにステータコイル４０から力が加わる場合に内側環状部２３に応力が過度に集中する可能性がある。これによって、ステータカフサの必要な強度を確保できない可能性がある。これについて、実施形態では、外側環状部２１に位置決め突部２８が形成される。この外側環状部の径方向長さｄ２は、内側環状部２３の径方向長さｄ１よりも大きくしやすい。これによって、ステータコイル４０の曲げ形成時にステータカフサ２０にステータコイル４０から周方向に力が加わる場合でもステータカフサ２０の必要な強度を確保できる構造を、容易に実現できる。

さらに位置決め突部２８の代わりに外側環状部２１の外周面に位置決め凹部を形成する場合と異なり、ステータカフサ２０の一部に過度に応力が集中することを防止できる。

また、位置決め突部２８及び外側環状部２１の外周面が、凹状に窪んだ円弧形の断面を有する曲面部２９で滑らかに連続するので、外側環状部２１と位置決め突部２８との結合部での応力集中の緩和を図れる。

図９は、実施形態のステータカフサ２０において、位置決め突部２８の厚みを外側環状部２１の厚みと同等とした場合での、冷熱サイクルを所定回数繰り返して実行した場合における、位置決め突部２８の周辺部での応力分布の１例を示している。図９の位置決め突部２８を軸方向に見た場合の形状は、図５に示した位置決め突部２８の形状と同様である。「冷熱サイクル」は、所定の低温にステータカフサ２０を温度低下させる状態と、所定の高温にステータカフサ２０を温度上昇させる状態とを１回ずつ順に行うことである。そしてこの冷熱サイクルを所定回数繰り返した後のステータカフサ２０の応力分布をシミュレーションで計算して求めた。冷熱サイクルの繰り返しを実行することで、回転電機の起動と停止とで温度変化の繰り返しが発生することに伴う応力の発生を模擬的に実現できる。図９では、斜格子で示す部分で最も応力が高くなっており、散点状に丸を付した部分で最も応力が低くなっている。図９に砂地で示す部分は応力が中間であることを示している。

図９から分かるように図９の構成ではステータカフサ２０の応力が高くなる領域を小さくできた。また、その応力が高くなる領域での応力の最高値を比較的小さくできた。さらに位置決め突部２８と外側環状部２１との外周面の連続部である凹部３０での形状が急激に変化することがなく、凹部３０での応力集中を緩和できた。また、図１から図８に示す実施形態の場合も図９の構成と同様に、外側環状部２１の形状を確保でき、外側環状部２１の外周面が周方向一部で削られるように小さくなることがない。これによって、図１から図８に示す実施形態の応力分布を、図９の構成の応力分布と同等とできるか、または改善できる。

図１０は、実施形態のステータカフサ２０において、位置決め突部２８の厚みを外側環状部２１の厚みと同等とした場合での、カフサティース２５の周方向位置と、最下端から対応する周方向位置でのステータカフサ２０の上端までの高さとの関係を示している。図１０に示す例でも、図９に示した構成の場合と同様に、冷熱サイクルを所定回数繰り返して実行した場合について示している。

また、図１０の例では、ステータカフサ２０が４８本のカフサティース２５を有し、１から４８までの番号でカフサティース２５の位置を規定している。また、位置決め突部２８は外側環状部２１の周方向において等間隔で離れた４個所位置に突出形成されている。図１０の横軸は、カフサティース２５の周方向位置としてカフサティース２５の番号を示している。図１０の縦軸は、ステータカフサ２０を水平面に載置した状態でステータカフサ２０の最下端から対応するカフサティース２５と同じ周方向位置での上端までの高さを示している。この高さの値が全体的に小さいことは、ステータカフサ２０の下面の平面度が高いことを意味する。高さは、ステータカフサ２０の径方向が異なる２つの位置で分けて示している。具体的には、図２の点Ｐ１で示すように、外側環状部２１において内周端から所定長さ分外側にずれた径方向位置の上面についての高さを、図１０に黒い菱形で示している。また、図２の点Ｐ２で示すように、カフサティース２５において径方向外端から所定長さ分内側にずれた径方向位置の上面についての高さを、図１０に白い四角で示している。図２の点Ｐ３で示すように、カフサティース２５において、内側環状部２３の径方向内端から所定長さ分外側にずれた径方向位置の上面についての高さは、図２の点Ｐ３の場合（図１０の白い四角）とほぼ同程度であった。図１０のシミュレーション結果から、ステータカフサ２０の径方向位置に関係なく、最下端からの高さを小さくできることを確認できた。

また、図１から図８に示す実施形態の場合でも図９の構成と同様に、外側環状部２１の形状を確保でき、周方向一部で外周面が削られるように小さくなることがない。これによって、図１から図８に示す実施形態のステータカフサ２０も、図１０に示した結果と同様に、ステータカフサ２０の径方向位置に関係なく、最下端からの高さを小さくできる。

次に図１１から図１４を用いて比較例のステータカフサ２０を説明する。図１１は、比較例のステータカフサ２０を組み込んだ回転電機ステータ１０を示している図１に対応する図である。図１２は、図１１からステータカフサ２０を取り出して上側から見た図である。

図１１、図１２に示す比較例では、ステータカフサ２０の周方向の１個所位置において外側環状部２１の厚みを大きくして、周方向において同じ位置のカフサティース２５の厚みと同じになるようにしている。そして外側環状部２１の厚みを大きくした部分の径方向外側面に断面Ｖ字形の凹部を形成することによって、位置決め凹部３１が形成されている。位置決め凹部３１も、図１から図６、図８で示した実施形態の位置決め突部２８と同様に、ステータコア１２に対しステータカフサ２０を位置決めする機能を有する。比較例の位置決め凹部３１を用いる場合、回転電機の製造装置の一部として設けられた位置決めピンがステータカフサ２０の径方向外側から内側に移動し、位置決め凹部３１に係合しながらステータカフサ２０を両側から押圧する。これによって、ステータコア１２にステータカフサ２０が位置決めされて、芯合わせと周方向の位置決めが行われる。比較例において、その他の構成は、図１から図６、図８の実施形態の場合と同様である。

図１３は、比較例のステータカフサ２０に冷熱サイクルを所定回数繰り返して実行した場合において、位置決め凹部３１の周辺部での応力分布の１例を示している。図１３において、斜格子、砂地、散点状の丸を付した部分の意味は、図９の場合と同様である。図１３から分かるように、比較例では位置決め凹部３１の奥端の近傍で最も応力が高くなった。また、この応力が高くなった部分での応力の最高値は、図９に示した構成の場合で斜格子を付した部分の応力の最高値よりも高くなった。これによって、比較例では冷熱サイクルの繰り返しにより熱応力が発生し位置決め凹部３１の近くでステータカフサ２０の下面に反りが発生して、破損しやすくなることにより、耐久性が低下する可能性がある。図９、図１３の比較から、図１３に示す比較例のように位置決め凹部３１を形成した場合には、図９に示す構成のように位置決め突部２８を形成した場合に比べて、応力の高くなる部分の範囲が大きくなり、かつ、応力の最高値が高くなった。このため、実施形態では冷熱サイクルを繰り返した場合でも、比較例に比べてステータカフサ２０に発生する応力を小さくできることが理解される。

図１４は、比較例のステータカフサ２０において冷熱サイクルを所定回数繰り返して実行した場合における、カフサティース２５の周方向位置と、最下端から周方向位置に対応するステータカフサ２０の上端までの高さとの関係を示している。図１４では、黒い菱形により図１２の点Ｐ１の位置についての高さを示している。また、図１４の白い四角により図１２の点Ｐ２の位置についての高さを示している。図１４の白い三角により図１２の点Ｐ３の位置についての高さを示している。図１４におけるその他の意味は、図１３の場合と同様である。なお、図１４でカフサティース２５の周方向位置での「２５」は位置決め凹部３１の形成位置を示している。

図１４と図１２との比較から、比較例ではステータカフサ２０の下面での反りが大きくなって、最下端から径方向内端付近の上端までの高さが大きくなった。このため、実施形態では冷熱サイクルを繰り返した場合でも、比較例に比べてステータカフサ２０の歪を小さくでき、反りも小さくできることが理解される。

１０ 回転電機ステータ（ステータ）、１２ ステータコア、１３ ヨーク、１４ ステータティース、１５ スロット、２０ ステータカフサ、２１ 外側環状部、２３ 内側環状部、２５ カフサティース、２５ａ 面取り、２６ カフサスロット、２８ 位置決め突部、２９ 曲面部、３０ 凹部、３１ 位置決め凹部、４０ ステータコイル、４１ｕ Ｕ相コイル、４１ｖ Ｖ相コイル、４１ｗ Ｗ相コイル、４２ 導体セグメント、４４ 軸方向端部、４５ｕ Ｕ相第１連結コイル要素、４６ｕ Ｕ相第２連結コイル要素、５０ 係止治具、５２ 凹部。

Claims (3)

1. ステータコアの軸方向端面に重ね配置されるステータカフサであって、
   外側環状部と、内側環状部と、前記外側環状部及び前記内側環状部の間に放射状に連結配置された複数のカフサティースとを含み、
   前記外側環状部には、外周面の外側に突出する位置決め突部が設けられ、
   前記位置決め突部の厚みは前記外側環状部の厚みよりも小さい、ステータカフサ。
2. 請求項１に記載のステータカフサにおいて、
   前記位置決め突部は、前記外側環状部の外周面の周方向において等間隔で離れた複数位置に外側に突出するように形成される、ステータカフサ。
3. 請求項１または請求項２に記載のステータカフサにおいて、
   前記位置決め突部及び前記外側環状部の外周面は、凹状に窪んだ円弧形の断面を有する曲面部で滑らかに連続する、ステータカフサ。

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