JP2016158389A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】締結部材が緩んだ際のステータコアのケースに対する移動を規制可能であると共に、コイルエンド部とケースの内面との離間距離を適切に確保することも容易な回転電機を実現する。【解決手段】ステータコア１０は、本体部１２から第一径方向Ｒの外側に突出すると共に軸方向に延びる突部２０を、周方向Ｃの複数箇所に備える。ケース９０は、本体部１２の第一外周面１３に対して第一隙間Ｋを空けて対向する第一対向面９１を有すると共に、突部２０を保持する保持部３０を複数備える。保持部３０のそれぞれは、突部２０の第二外周面に対して第二隙間を空けて対向する第二対向面を有し、第二隙間が第一隙間Ｋよりも小さい。【選択図】図１

Description

本発明は、ステータコアと、ステータコアから当該ステータコアの軸方向に突出するコイルエンド部を有するようにステータコアに巻装されるコイルと、ステータコア及びコイルを備えるステータを収容するケースと、を備えた回転電機に関する。

上記のような回転電機として、特開２００８−２７１６７７号公報（特許文献１）や特開２０１４−７３０１１号公報（特許文献２）に記載されたものが知られている。特許文献１には、回転電機の製造時に行うステータとケースとの間の軸心の調整に関して、ステータの軸心をケースの軸心に合わせた後に、これらの軸心が合った状態を維持させたままステータをケースの内部に移動させる構成が記載されている。また、特許文献２には、ステータをケースに固定する際に、ステータコアにおける円筒状の本体部から径方向外側に突出する突部（取付部３８）をケースの内面に形成された凹部に嵌めることで、ステータの軸心とケースの軸心とを合わせる構成が記載されている。なお、特許文献１及び特許文献２のいずれに記載の構成でも、ステータコアは締結部材を用いてケースに固定される。

特開２００８−２７１６７７号公報（段落００３３〜００３７） 特開２０１４−７３０１１号公報（段落００５１〜００５３）

ところで、回転電機に温度変化が生じた際に締結部材の周辺の各部材間の熱膨張率の差に起因して締結部材に作用する荷重や、締結部材に伝達される振動等によって、締結部材に緩みが発生する場合がある。上記特許文献１や特許文献２には明記されていないが、締結部材が緩んだ際にロータに接触する程度にステータコアがケースに対して移動することを防止すべく、ステータの軸心位置の調整代を確保しつつ、ステータコアの円筒状の本体部の外周面とケースの内面との隙間をできるだけ狭くするのが一般的である。しかしながら、このような構成とした場合、ステータコアから軸方向に突出するコイルエンド部とケースの内面との離間距離が短くなりやすく、例えばステータの軸方向における小型化を図るためにコイルエンド部の形状として径方向の寸法が大きな形状を採用した場合に、上記離間距離を絶縁距離以上に確保するためのケースに対する加工や、ケースの内面とコイルエンド部との間に電気的絶縁性を有する他部材を配置する等の特別な対策が必要になり、回転電機の製造コストの増大を招くおそれがある。

そこで、締結部材が緩んだ際のステータコアのケースに対する移動を規制可能であると共に、コイルエンド部とケースの内面との離間距離を適切に確保することも容易な回転電機の実現が望まれる。

上記に鑑みた、ステータコアと、前記ステータコアから当該ステータコアの軸方向に突出するコイルエンド部を有するように前記ステータコアに巻装されるコイルと、前記ステータコア及び前記コイルを備えるステータを収容するケースと、を備えた回転電機の特徴構成は、前記ステータコアは、前記軸方向に延びる円筒状の本体部を備えると共に、前記本体部から当該ステータコアの径方向である第一径方向の外側に突出すると共に前記軸方向に延びる突部を、当該ステータコアの周方向の複数箇所に備え、前記突部のそれぞれは、前記ステータコアを前記ケースに固定するための締結部材が前記軸方向に挿通される挿通孔を有し、前記ケースは、前記本体部の外周面である第一外周面に対して第一隙間を空けて対向する第一対向面を有すると共に、前記突部を保持する保持部を複数備え、前記保持部のそれぞれは、前記突部における前記挿通孔の径方向である第二径方向の外側を向く面である第二外周面に対して、第二隙間を空けて対向する第二対向面を有し、前記第二隙間が、前記第一隙間よりも小さい点にある。

上記の特徴構成によれば、突部の第二外周面に対して対向する第二対向面を有する保持部がケースに複数備えられるため、仮にステータコアをケースに固定する締結部材に緩みが発生した場合でも、保持部の第二対向面と突部の第二外周面との接触によってステータコアのケースに対する移動を規制することができる。その上で、上記の特徴構成では、保持部の第二対向面と突部の第二外周面との隙間である第二隙間が、ステータコアの本体部の第一外周面と、ケースの内面における当該第一外周面に対して対向する面である第一対向面との隙間である第一隙間よりも小さくなる。すなわち、第一隙間を第二隙間よりも大きくすることができるため、第一隙間が第二隙間以下となる場合に比べて、コイルエンド部とケースの内面との離間距離を適切に確保することが容易となる。
なお、上記の特徴構成によれば、保持部の第二対向面が第二隙間を介して突部の第二外周面に対して対向するため、回転電機の製造過程において、ケースに収容された状態のステータコアを軸方向に直交する方向に移動させてステータコアの軸心をケースの軸心に合わせる軸心調整工程を行う場合に特に適している。

本発明の実施形態に係る回転電機の一部の断面図である。 本発明の実施形態に係る保持部の斜視図である。 図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 図１におけるＩＶ−ＩＶ断面図である。 本発明の実施形態に係る突部及び保持部の軸方向視図である。 対向距離の説明図である。 対向距離の別の説明図である。 比較例に係る回転電機の一部の断面図である。 図８におけるＩＸ−ＩＸ断面図である。 本発明のその他の実施形態に係る回転電機の一部の断面図である。 本発明のその他の実施形態に係る回転電機の一部の断面図である。

本発明に係る回転電機の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、「回転電機」は、モータ（電動機）、ジェネレータ（発電機）、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。また、本明細書では、寸法、配置方向、配置位置等に関する用語（例えば、同心等）は、誤差（製造上許容され得る程度の誤差）による差異を有する状態も含む概念として用いている。

１．回転電機の全体構成
回転電機１は、図１及び図３に示すように、ステータ２と、ステータ２を収容するケース９０とを備えている。回転電機１は、例えば、車輪の駆動力源等として車両に搭載される。ステータ２は、ステータコア１０と、ステータコア１０に巻装されるコイル４とを備えている。本例では、ステータ２は、電機子として機能する。なお、図１では、簡素化のため、コイル４の図示を省略している。コイル４は、図３に示すように、ステータコア１０から軸方向Ｌに突出するコイルエンド部５を有するように、ステータコア１０に巻装される。コイル４は、ステータコア１０に対して軸方向Ｌの両側のそれぞれにコイルエンド部５を有している。ここで、軸方向Ｌは、ステータコア１０の軸方向である。すなわち、軸方向Ｌは、ステータコア１０の軸心Ａを基準とする軸方向である。なお、軸心Ａは、後述する本体部１２の第一外周面１３の軸心であると共に、本体部１２の内周面の軸心でもある。

本実施形態では、図３に示すように、回転電機１は、ステータ２（ステータコア１０）に対して第一径方向Ｒの内側に配置されるロータ３を備えている。すなわち、本実施形態に係る回転電機１は、インナロータ型の回転電機である。ここで、第一径方向Ｒは、ステータコア１０の径方向（軸心Ａを基準とする径方向）である。ロータ３は、ステータ２に対して回転可能な状態で、ケース９０に収容されている。本例では、ロータ３は、永久磁石や電磁石等を備え、界磁として機能する。そして、ステータ２から発生する回転磁界によりロータ３が回転する。図３に示すように、ロータ３は、ステータコア１０に対して第三隙間Ｈ（エアギャップ）を空けて第一径方向Ｒに対向するロータコア４０を備えている。すなわち、第三隙間Ｈは、ステータコア１０とロータ３（ロータコア４０）との隙間である。第三隙間Ｈは、ステータコア１０（後述する本体部１２）の円筒状の内周面と、ロータコア４０の円筒状の外周面との間に形成される。ステータコア１０やロータコア４０は、例えば、複数枚の磁性体板（例えば、ケイ素鋼板等の電磁鋼板）を軸方向Ｌに積層して形成され、或いは、磁性材料の粉体を加圧成形してなる圧粉材を主な構成要素として形成される。

図１に示すように、ステータコア１０は、軸方向Ｌに延びる円筒状の本体部１２と、本体部１２から第一径方向Ｒの外側に突出すると共に軸方向Ｌに延びる突部２０とを備えている。本体部１２の外周面である第一外周面１３は、軸方向Ｌに延びる円筒面に沿うように形成されている。なお、第一外周面１３は、突部２０の形成部位には形成されておらず、突部２０の形成部位において周方向Ｃに不連続となる円筒状に形成されている。本体部１２には、軸方向Ｌ及び第一径方向Ｒに延びるスロット４１が、周方向Ｃに複数分散配置されている。ここで、周方向Ｃは、ステータコア１０の周方向（軸心Ａを基準とする周方向）である。周方向Ｃに隣接する２つのスロット４１の間にはティースが形成され、複数のティースのそれぞれの第一径方向Ｒの内側の端面によって、本体部１２の円筒状の内周面が形成される。ステータコア１０は、周方向Ｃの複数箇所に突部２０を備えている。本例では、複数（本例では３つ）の突部２０が、周方向Ｃに沿って等間隔で設けられている。また、本例では、突部２０のそれぞれは、本体部１２の軸方向Ｌの全域に亘って形成されている。更に、本例では、突部２０は、軸方向Ｌに沿って一様に形成されている。すなわち、突部２０の軸方向Ｌに直交する断面の形状は、軸方向Ｌに沿って均一に形成されている。

図１及び図３に示すように、突部２０のそれぞれは、ステータコア１０をケース９０に固定するための締結部材６が軸方向Ｌに挿通される挿通孔２３を有している。ケース９０は、突部２０の軸方向Ｌの端面２２に接触する座面３２を有し、ステータコア１０は、突部２０の端面２２が座面３２に接触した状態で、挿通孔２３に挿通された締結部材６によってケース９０に締結固定される。本例では、締結部材６は締結ボルトであり、ケース９０には、雌ネジが形成された締結孔３３が座面３２に開口するように形成されている。

図１に示すように、ケース９０は、ステータコア１０を第一径方向Ｒの外側から覆う周壁部を有している。ケース９０の内周面（周壁部の内面）は、ステータコア１０を第一径方向Ｒの外側から覆うように形成され、本例では、ステータコア１０を周方向Ｃの全域に亘って第一径方向Ｒの外側から覆うように形成されている。図１及び図４に示すように、ケース９０は、本体部１２の第一外周面１３に対して第一隙間Ｋを空けて第一径方向Ｒに対向する第一対向面９１を有している。すなわち、第一隙間Ｋは、本体部１２の第一外周面１３とケース９０の第一対向面９１との隙間である。ケース９０は、更に、コイルエンド部５を第一径方向Ｒの外側から覆う面であるカバー面９２を有している。すなわち、ケース９０の内周面（ケース９０の内面）には、軸方向Ｌに隣接して形成される第一対向面９１とカバー面９２とが含まれる。本実施形態では、図１に示すように、ケース９０の内周面は、突部２０の形成箇所を除いて、本体部１２の第一外周面１３と同心の円筒状に形成されている。すなわち、第一対向面９１は、第一外周面１３と同心の円筒面に沿うように形成されており、言い換えれば、突部２０が形成された周方向Ｃの位置で周方向Ｃに不連続となる円筒状に形成されている。また、カバー面９２は、第一外周面１３と同心の円筒状に形成されている。図４に示すように、本例では、ケース９０の内周面は、全体として軸方向Ｌに延びる円筒状に形成されるものの、軸方向Ｌの一方側（本例では、締結部材６の挿通孔２３への挿通方向側）に向かうに従って、連続的に或いは段階的に縮径するように形成されている。

ケース９０の内周面と第二外周面２１との間に第一隙間Ｋよりも大きい隙間が形成されるように、ケース９０の内周面は、突部２０の形成箇所において、周方向Ｃに隣接する部分（第一対向面９１）に対して、第一径方向Ｒの外側に突出（膨出）するように形成されている。ここで、第二外周面２１は、突部２０の外周面であって、挿通孔２３の径方向（挿通孔２３の中心軸を基準とする径方向）を第二径方向Ｓ（図３、図５参照）として、突部２０における第二径方向Ｓの外側を向く面である。すなわち、第二外周面２１は、突部２０の外面における、突部２０の軸方向Ｌの端面を除く面である。本例では、突部２０の第一径方向Ｒの外側部分における第二外周面２１は、軸方向Ｌに延びる円筒面に沿うように形成されている。第二外周面２１におけるそれ以外の部分は、軸方向Ｌに延びる平面に沿うように形成されている。

ステータコア１０の外面１１には、本体部１２の第一外周面１３と、突部２０の第二外周面２１とが含まれる。そして、上記のように、ケース９０の内周面は、本体部１２の第一外周面１３との間に第一隙間Ｋを有すると共に、突部２０の第二外周面２１との間に第一隙間Ｋよりも大きい隙間を有している。よって、ケース９０の内周面は、周方向Ｃの全域において、ステータコア１０の外面１１との間に隙間を有している。言い換えれば、ステータコア１０が締結部材６によりケース９０に固定された状態で、ステータコア１０の外面１１の全体が、ケース９０の内周面との間に隙間を有する。なお、後述するように、ケース９０は保持部３０を備えるが、ステータコア１０は、保持部３０との間に隙間（後述する第二隙間Ｇ）が形成されるように配置される。よって、ステータコア１０が締結部材６によりケース９０に固定された状態で、ステータコア１０における座面３２と接する軸方向Ｌの端面（すなわち、突部２０の軸方向の端面２２）を除いて、ステータコア１０の外面１１の全体がケース９０との間に隙間を有する。

２．保持部の構成
次に、本発明の要部である保持部３０の構成について説明する。図１及び図３に示すように、ケース９０は、突部２０を保持する保持部３０を、複数備えている。保持部３０は、軸方向Ｌの少なくとも一部の領域で突部２０を保持する。図２、図３、図５に示すように、保持部３０のそれぞれは、突部２０の第二外周面２１に対して第二隙間Ｇを空けて対向する第二対向面３１を有している。すなわち、第二隙間Ｇは、保持部３０の第二対向面３１と、突部２０の第二外周面２１との隙間である。なお、図５や後に参照する図６及び図７では、発明の理解を容易にすべく、第二隙間Ｇを誇張して示している。ここで、保持部３０について「保持する」とは、軸方向Ｌに直交する方向（以下、「軸直交方向」という。）におけるステータコア１０のケース９０に対する位置を、第二隙間Ｇに応じて定まる範囲内に保持することを意味する。すなわち、ステータコア１０が締結部材６によりケース９０に固定された状態で、保持部３０（第二対向面３１）と突部２０（第二外周面２１）との間には第二隙間Ｇが形成されているが、仮に締結部材６が緩んだ場合であっても、ステータコア１０のケース９０に対する軸直交方向の移動は、第二外周面２１と第二対向面３１との接触によって、第二隙間Ｇに応じた範囲内に制限される。この結果、ステータコア１０のケース９０に対する軸直交方向の位置は、第二隙間Ｇに応じた範囲内に保持される。なお、締結部材６の緩みは、例えば、回転電機１に温度変化が生じた際に締結部材６の周辺の各部材間の熱膨張率の差に起因して締結部材６に作用する荷重や、締結部材６に伝達される振動等によって発生する可能性がある。

図１に示すように、本実施形態では、ケース９０は、突部２０と同数（本例では３つ）の保持部３０を備え、保持部３０のそれぞれは、対応する突部２０を保持する。また、図３に示すように、本実施形態では、保持部３０は、軸方向Ｌの一部の領域で突部２０を保持するように構成されている。本例では、保持部３０は、軸方向Ｌにおける端面２２側の端部（締結部材６の挿通孔２３への挿通方向側の端部）を含む軸方向Ｌの一部の領域において、突部２０を保持する。なお、保持部３０が、軸方向Ｌの全域で突部２０を保持する構成としても良い。

一部又は全ての保持部３０（本例では全ての保持部３０）の第二対向面３１には、第二外周面２１に対して第一径方向Ｒに対向する径方向対向面３１ａが含まれる。また、一部又は全ての保持部３０（本例では全ての保持部３０）の第二対向面３１には、第二外周面２１に対して周方向Ｃに対向する周方向対向面３１ｂが含まれる。本実施形態では、図５に示すように、１つの突部２０を挟んで周方向Ｃに対向する一対の周方向対向面３１ｂが、１つの保持部３０が有する第二対向面３１に備えられる。なお、本明細書において第一面及び第二面の２つの面がある方向（以下、「対象方向」という。）に対向するとは、当該対象方向に沿って見た場合に、第一面が形成された部材及び第二面が形成された部材のいずれも間に介さずに、第一面と第二面とが重なることを意味する。よって、径方向対向面３１ａは、保持部３０及び突部２０のいずれも間に介さずに、第一径方向Ｒに見て第二外周面２１と重複する面であり、周方向対向面３１ｂは、保持部３０及び突部２０のいずれも間に介さずに、周方向Ｃに見て第二外周面２１と重複する面である。図５に示すように、本実施形態では、第二外周面２１は、第一径方向Ｒの外側に向かうに従って周方向Ｃにおける突部２０の周方向中央部側に向かう傾斜面を有している。そのため、本実施形態では、径方向対向面３１ａと周方向対向面３１ｂとは、それぞれの一部を互いに共有する面となるように形成される。

第二対向面３１に含まれる周方向対向面３１ｂを備えることで、周方向Ｃに隣接する２つの突部２０から周方向Ｃに等距離離れた周方向位置（以下、「特定周方向位置」という。）へ本体部１２の軸心Ａが向かう方向の、ステータコア１０の移動を規制することが可能となる。なお、本実施形態では、特定周方向位置が３つ存在するが、その内の１つの特定周方向位置へ本体部１２の軸心Ａが向かう方向を、図１において符号“Ｍ”を付した破線矢印で示している。すなわち、本実施形態では、特定周方向位置へ本体部１２の軸心Ａが向かう方向のステータコア１０の移動を規制するように、複数の保持部３０が形成されている。

本実施形態では、図５に示すように、第二対向面３１は、第二外周面２１に沿う形状に形成されている。具体的には、図２に示すように、保持部３０の第二対向面３１は、軸方向Ｌに延びる円筒面に沿うように形成されている。本例では、図５に示すように、第二対向面３１の軸方向Ｌに直交する断面の形状は、半円状とされている。第二対向面３１の軸方向Ｌに直交する断面の形状を、半円よりも短い円弧状（内角が１８０度未満の円弧状）としても良い。上述したように、本実施形態では、突部２０の第一径方向Ｒの外側部分における第二外周面２１も、軸方向Ｌに延びる円筒面に沿うように形成されている。保持部３０の第二対向面３１は、第二外周面２１が沿う円筒面よりも大径の円筒面に沿うように形成されている。

本実施形態では、図２及び図３に示すように、保持部３０が、突部２０の軸方向Ｌの端面２２が接触する座面３２を有している。そして、座面３２は、第二対向面３１と同じ部材７に一体的に形成されている。よって、回転電機１の製造時に、座面３２と第二対向面３１とを同時に（すなわち、１回の加工工程で）加工することができる。例えば、エンドミル等の回転工具を軸方向Ｌに移動させて部材７を切削加工することで、軸方向Ｌに延びる円筒面に沿う第二対向面３１と、軸方向Ｌに直交する座面３２とを、同時に部材７に形成することができる。本実施形態では、図３に示すように、ケース９０の周壁部を利用して、座面３２と第二対向面３１（保持部３０）とが形成されている。すなわち、本実施形態では、座面３２及び第二対向面３１が形成される部材７は、ケース９０の周壁部を構成する部材の一部である。なお、本実施形態では、保持部３０における軸方向Ｌの一方の端部側（座面３２の外方へ向かう法線方向側）の部分が、ケース９０内の空間に向けて軸方向Ｌに突出する、一部を切り欠いた円筒状に形成されている。

ステータコア１０が締結部材６によりケース９０に固定された状態で、全ての保持部３０の第二対向面３１が、第二隙間Ｇを空けて、対応する突部２０の第二外周面２１と対向する。なお、保持部３０の第二対向面３１と突部２０の第二外周面２１との隙間である第二隙間Ｇは、ケース９０に収容された状態のステータコア１０の軸心Ａを、ケース９０の軸心に合わせるように調整するための隙間である。この軸心調整の後、締結部材６によってステータコア１０がケース９０に固定され、また、ロータ３がステータ２（ステータコア１０）に対して第一径方向Ｒの内側に配置される。なお、ケース９０の軸心は、ロータ３の設計上の軸心（理想的な軸心）である。この軸心調整の際、ステータコア１０の軸心Ａの位置の調整範囲は、いずれの保持部３０についても第二対向面３１が第二外周面２１に接触しない範囲に設定されている。よって、ステータコア１０が締結部材６によりケース９０に固定された状態で、全ての保持部３０について、第二対向面３１と第二外周面２１との間に第二隙間Ｇが形成される。すなわち、ステータコア１０が締結部材６によりケース９０に固定された状態で、第二隙間Ｇと第三隙間Ｈとが形成される。

そして、第二隙間Ｇは、本体部１２の第一外周面１３とケース９０の第一対向面９１（ケース９０の内周面）との隙間である第一隙間Ｋよりも小さくなっている。このように第二隙間Ｇを第一隙間Ｋよりも小さくすることで、ケース９０におけるコイルエンド部５を第一径方向Ｒの外側から覆う面であるカバー面９２を、コイルエンド部５から絶縁距離以上離して配置することが容易となっている。なお、本実施形態では、図４に示すように、カバー面９２は、本体部１２の第一外周面１３よりも第一径方向Ｒの外側に配置されている。また、本実施形態では、カバー面９２は、第一対向面９１よりも第一径方向Ｒの内側に配置されている。カバー面９２をコイルエンド部５から絶縁距離以上離して配置することが容易である点について、図８及び図９に示す比較例を参照して説明する。なお、図８及び図９に示す回転電機は本発明の実施例ではないが、理解を容易にすべく、図１及び図４等と同様の符号を付している。

図８及び図９に示す比較例では、本発明とは異なり、締結部材６が緩んだ場合のステータコア１０のケース９０に対する軸直交方向の位置を、本体部１２の第一外周面１３とケース９０の内周面（第一対向面９１）との接触によって所定範囲内に保持するように構成されている。そのため、締結部材６が緩んだ場合にロータ３に接触する程度にステータコア１０がケース９０に対して移動することを防止すべく、第一隙間Ｋを第三隙間Ｈ以下の比較的小さな隙間とする必要があり、図９に示すように、第一対向面９１に対して軸方向Ｌに隣接して形成されるカバー面９２とコイルエンド部５との距離が短くなりやすくなる。この結果、カバー面９２とコイルエンド部５との絶縁距離を確保するために、ケース９０の内周面（カバー面９２）を第一径方向Ｒの外側にずらすためのケース９０に対する加工や、ケース９０の内周面（カバー面９２）とコイルエンド部５との間に電気的絶縁性を有する他部材を配置する等の特別な対策が必要になり、回転電機１の製造コストの増大を招くおそれがある。

これに対し、図１及び図４等に示す本実施形態に係る回転電機１では、第一隙間Ｋは第二隙間Ｇよりも大きい。そして、締結部材６が緩んだ場合のステータコア１０のケース９０に対する軸直交方向の位置を、保持部３０の第二対向面３１と突部２０の第二外周面２１との接触によって所定範囲内に保持する構成であるため、第一隙間Ｋの大きさに関する制約は、上記の比較例の場合に比べて少ない。この結果、図４に示すように、ケース９０の内周面（カバー面９２）とコイルエンド部５との距離を、上記の比較例（図９参照）の場合に比べて、絶縁距離以上となるように確保するのが容易となっている。これにより、コイルエンド部５の軸方向Ｌの寸法を短く抑えてステータ２の軸方向Ｌにおける小型化を図るために、コイルエンド部５の形状として第一径方向Ｒに大きな形状を採用することも容易となる。なお、保持部３０の第二対向面３１は、本体部１２の第一外周面１３に対して第一径方向Ｒの外側に位置する第二外周面２１と対向するように配置される。そのため、保持部３０を備えるケース９０とコイルエンド部５との距離が、保持部３０を設けることによって上記のような特別な対策が必要になる程度に短くなるという問題は生じ難い。

更には、上記の比較例の場合では、締結部材６が緩んだ場合のステータコア１０のケース９０に対する軸直交方向の位置を、本体部１２の第一外周面１３とケース９０の内周面（第一対向面９１）との接触によって保持する構成であるため、ケース９０の内周面に要求される成形精度が高くなりやすい。これに対し、本実施形態に係る回転電機１では、締結部材６が緩んだ場合のステータコア１０のケース９０に対する軸直交方向の位置を、保持部３０の第二対向面３１と突部２０の第二外周面２１との接触によって保持する構成であるため、ケース９０の内周面に要求される成形精度を低く抑えることができ、回転電機１の製造コストの低減を図ることができる。なお、保持部３０の第二対向面３１には比較的高い成形精度が要求されるが、ケース９０の内周面（第一対向面９１）に比べると加工領域は狭く、また、上記のように座面３２の形成と同時に第二対向面３１を形成することも可能なため、保持部３０を設けることによる製造コストの増大は限定的である。

ところで、図３に示すように、ステータコア１０とロータ３との間には、ロータ３の回転を許容するための第三隙間Ｈが周方向Ｃの全域に亘って形成されており、仮に締結部材６が緩みステータコア１０がケース９０に対して軸直交方向に移動した場合であっても、ステータコア１０がロータ３に接触しないように、ステータコア１０のケース９０に対する軸直交方向の位置を保持部３０によって保持する必要がある。この点に鑑みて、第二隙間Ｇのそれぞれに応じて定まる変位許容範囲内でステータコア１０がケース９０に対して移動した場合でもステータコア１０がロータ３に接触しないように、複数の保持部３０が形成されている。これにより、仮に締結部材６に緩みが発生した場合でも、ロータ３に接触する程度にステータコア１０がケース９０に対して移動することを複数の保持部３０によって規制することが可能となっている。なお、変位許容範囲とは、第二隙間Ｇに応じた範囲内で許容される（すなわち、保持部３０によって許容される）、ステータコア１０の第一径方向Ｒ又は周方向Ｃにおける移動可能範囲である。

ここで、単純化したモデルで考えると、全ての方向別対向距離Ｄのうちの最大値が第三隙間Ｈよりも小さい場合に、ステータコア１０に許容される上記の変位許容範囲が、ステータコア１０がケース９０に対して移動した場合でもステータコア１０がロータ３に接触しない範囲であるとみなすことができる。ここで、方向別対向距離Ｄは、ステータコア１０が第一径方向Ｒに移動する場合における各移動方向のそれぞれに対応して定まる距離であり、対応する移動方向側を向く第二外周面２１が形成する全ての第二隙間Ｇについての当該第二外周面２１（対応する移動方向側を向く第二外周面２１）と第二対向面３１との間の対向距離の最小値である。なお、移動方向側を向く第二外周面２１は、第二外周面２１における、外方へ向かう法線ベクトルが当該移動方向の成分を有する面を意味する。また、対向距離は、対応する移動方向に沿った第二外周面２１と第二対向面３１との対向距離である。すなわち、方向別対向距離Ｄは、上記の移動方向毎に（すなわち、軸方向Ｌに直交する方向（ベクトル）毎に）定まる距離である。そして、方向別対向距離Ｄは、ステータコア１０が対応する移動方向に移動した場合における、第二外周面２１が第二対向面３１に接触するまでの移動距離（移動可能距離）に等しい。

方向別対向距離Ｄは、対応する移動方向側を向く第二外周面２１が形成する全ての第二隙間Ｇに応じて定まるが、簡略化のために１つの突部２０と１つの保持部３０との間に形成される第二隙間Ｇのみを考慮した場合の方向別対向距離Ｄについて以下に説明する。例えば、図５に示すように第二外周面２１が沿う円筒面と第二対向面３１が沿う円筒面とが同心に配置される理想的な状態では、方向別対向距離Ｄは、ステータコア１０の移動方向によらず同一の値とされる。一方、実際は、加工精度や配置精度に起因して、図６に一例を示すように、第二外周面２１が沿う円筒面の軸心と第二対向面３１が沿う円筒面の軸心とがずれて配置されるのが一般的である。このような場合、図６と図７との比較から明らかなように、方向別対向距離Ｄの大きさは、ステータコア１０の移動方向（図中に矢印で示す方向）に応じて変化し得る。なお、図６及び図７では、第二外周面２１と第二対向面３１とが接触するまで移動した状態のステータコア１０を二点鎖線で示している。

上記の点を考慮して、全ての方向別対向距離Ｄのうちの最大値を第三隙間Ｈよりも小さくすることで、ステータコア１０がケース９０に対していずれの方向に移動した場合でもステータコア１０がロータ３に接触しない構成を実現することが可能となる。なぜなら、全ての方向別対向距離Ｄのうちの最大値は、ステータコア１０が移動し得る全ての移動方向の中での上記移動可能距離の最大値、すなわち、ステータコア１０が移動し得る第一径方向Ｒの移動距離の最大値に相当するからである。第三隙間Ｈの大きさは、ステータコア１０とロータ３（ロータコア４０）との隙間の大きさが周方向Ｃに不均一である場合に、隙間が最も狭い部分での大きさ（第一径方向Ｒの間隔）としたり、周方向Ｃにおける各位置の隙間の大きさの平均値等とすることができる。

上述したように、第二隙間Ｇは第一隙間Ｋよりも小さくなっている。この場合の第二隙間Ｇの大きさを、ここで述べたような方向別対向距離Ｄのうちの最大値とすることができる。第一隙間Ｋの大きさは、本体部１２の第一外周面１３とケース９０の内周面（第一対向面９１）と隙間の大きさが周方向Ｃに不均一である場合に、隙間が最も狭い部分での大きさ（第一径方向Ｒの間隔）としたり、周方向Ｃにおける各位置の隙間の大きさの平均値等とすることができる。また、例えば、本体部１２の第一外周面１３とケース９０の内周面（第一対向面９１）と隙間の大きさが軸方向Ｌに不均一である場合に、隙間が最も狭い部分での大きさ（第一径方向Ｒの間隔）を第一隙間Ｋの大きさとすることができる。

３．その他の実施形態
本発明に係るその他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。

（１）上記の実施形態では、保持部３０における軸方向Ｌの一方の端部側（座面３２の外方へ向かう法線方向側）の部分が、ケース９０内の空間に向けて軸方向Ｌに突出する、一部を切り欠いた円筒状に形成された構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されず、例えば図１０に示す例のように、保持部３０がケース９０内の空間に向けて軸方向Ｌに突出する突出部を備えない構成とすることもできる。

（２）上記の実施形態では、１つの突部２０を挟んで周方向Ｃに対向する一対の周方向対向面３１ｂが、１つの保持部３０が有する第二対向面３１に備えられる構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されず、複数の突部２０を挟んで周方向Ｃに対向する一対の周方向対向面３１ｂが、互いに異なる保持部３０のそれぞれが有する第二対向面３１に分かれて備えられる構成とすることもできる。例えば、図１１に示す例のように、２つの突部２０を挟んで周方向Ｃに対向する一対の周方向対向面３１ｂが、周方向Ｃに隣接する２つの保持部３０のそれぞれが有する第二対向面３１に分かれて備えられる構成とすることができる。

（３）上記の実施形態では、保持部３０が座面３２を有し、座面３２が第二対向面３１と同じ部材７に一体的に形成される構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されず、座面３２が第二対向面３１に一体的に形成されず、座面３２が形成された部材と第二対向面３１が形成された部材とが接合される構成としたり、保持部３０が座面３２を有さない構成とすることもできる。

（４）上記の実施形態では、ステータコア１０が３つの突部２０を備え、これに対応してケース９０が３つの保持部３０を備える構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されず、ステータコア１０が備える突部２０の数や、ケース９０が備える保持部３０の数は、適宜変更することが可能であり、ケース９０に備えられる保持部３０の数を、ステータコア１０に備えられる突部２０の数とは異ならせることも可能である。例えば、ステータコア１０が２つの突部２０を備え、ケース９０が２つの保持部３０を備える構成とすることができる。

（５）その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で単なる例示に過ぎないと理解されるべきである。従って、当業者は、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜、種々の改変を行うことが可能である。

４．本発明の実施形態の概要
以上で説明した本発明の実施形態は、少なくとも以下の構成を備えている。
ステータコア（１０）と、前記ステータコア（１０）から当該ステータコア（１０）の軸方向（Ｌ）に突出するコイルエンド部（５）を有するように前記ステータコア（１０）に巻装されるコイル（４）と、前記ステータコア（１０）及び前記コイル（４）を備えるステータ（２）を収容するケース（９０）と、を備えた回転電機（１）であって、前記ステータコア（１０）は、前記軸方向（Ｌ）に延びる円筒状の本体部（１２）を備えると共に、前記本体部（１２）から当該ステータコア（１０）の径方向である第一径方向（Ｒ）の外側に突出すると共に前記軸方向（Ｌ）に延びる突部（２０）を、当該ステータコア（１０）の周方向（Ｃ）の複数箇所に備え、前記突部（２０）のそれぞれは、前記ステータコア（１０）を前記ケース（９０）に固定するための締結部材（６）が前記軸方向（Ｌ）に挿通される挿通孔（２３）を有し、前記ケース（９０）は、前記本体部（１２）の外周面である第一外周面（１３）に対して第一隙間（Ｋ）を空けて対向する第一対向面（９１）を有すると共に、前記突部（２０）を保持する保持部（３０）を複数備え、前記保持部（３０）のそれぞれは、前記突部（２０）における前記挿通孔（２３）の径方向である第二径方向（Ｓ）の外側を向く面である第二外周面（２１）に対して、第二隙間（Ｇ）を空けて対向する第二対向面（３１）を有し、前記第二隙間（Ｇ）が、前記第一隙間（Ｋ）よりも小さい。

このような構成によれば、突部の第二外周面に対して対向する第二対向面を有する保持部がケースに複数備えられるため、仮にステータコアをケースに固定する締結部材に緩みが発生した場合でも、保持部の第二対向面と突部の第二外周面との接触によってステータコアのケースに対する移動を規制することができる。その上で、上記の構成では、保持部の第二対向面と突部の第二外周面との隙間である第二隙間が、ステータコアの本体部の第一外周面と、ケースの内面における当該第一外周面に対して対向する面である第一対向面との隙間よりも小さくなる。すなわち、第一隙間を第二隙間よりも大きくすることができるため、第一隙間が第二隙間以下となる場合に比べて、コイルエンド部とケースの内面との離間距離を適切に確保することが容易となる。

また、本発明の実施形態は、前記ステータコア（１０）が前記締結部材（６）により前記ケース（９０）に固定された状態で、前記ステータコア（１０）の外面（１１）の全体が前記ケース（９０）との間に隙間を有していると好適である。

この構成によれば、ステータコアの軸心位置の調整代を確保することで製造工程での軸心調整が可能であると共に、コイルエンド部とケースの内面との離間距離を、周方向の全域に亘って適切に確保することが容易となる。

また、本発明の実施形態は、前記第二対向面（３１）には、前記第二外周面（２１）に対して前記第一径方向（Ｒ）に対向する径方向対向面（３１ａ）と、前記第二外周面（２１）に対して前記周方向（Ｃ）に対向する周方向対向面（３１ｂ）とが含まれ、１つの前記突部（２０）を挟んで前記周方向（Ｃ）に対向する一対の前記周方向対向面（３１ｂ）が、１つの前記保持部（３０）が有する前記第二対向面（３１）に備えられ、又は、複数の前記突部（２０）を挟んで前記周方向（Ｃ）に対向する一対の前記周方向対向面（３１ｂ）が、互いに異なる前記保持部（３０）のそれぞれが有する前記第二対向面（３１）に分かれて備えられていると好適である。

この構成によれば、周方向に対向する一対の周方向対向面によって、締結部材に緩みが発生した場合におけるステータコアのケースに対する軸心周りの回転移動を規制することができる。よって、締結部材に緩みが発生した場合におけるステータコアのケースに対する移動を、当該移動の向きによらず適切に規制することが可能となる。

また、本発明の実施形態は、前記保持部（３０）は、前記突部（２０）の前記軸方向（Ｌ）の端面（２２）に接触する座面（３２）を有すると好適である。

この構成によれば、保持部を形成するための加工と座面を形成するための加工とを同時に（すなわち、１回の加工工程）で行うことが可能となり、回転電機の製造工数の低減を図ることができる。

また、本発明の実施形態は、前記第二対向面（３１）は、前記軸方向（Ｌ）に延びる円筒面に沿うように形成され、前記座面（３２）が、前記第二対向面（３１）と同じ部材（７）に一体的に形成されていると好適である。

この構成によれば、例えば、エンドミル等の回転工具を軸方向に移動させて加工対象部材を切削加工することで、軸方向に延びる円筒面に沿う第二対向面と、軸方向に直交する座面とを同時に形成することが可能となる等、回転電機の製造工数の低減をより一層図ることができる。

また、本発明の実施形態は、前記ステータ（２）に対して前記第一径方向（Ｒ）の内側に配置されるロータ（３）を備え、前記ステータコア（１０）が前記締結部材（６）により前記ケース（９０）に固定された状態で、前記第二隙間（Ｇ）と、前記ステータコア（１０）と前記ロータ（３）との隙間である第三隙間（Ｈ）とが形成され、前記ステータコア（１０）が前記第一径方向（Ｒ）に移動する場合における各移動方向のそれぞれに対応して定まる距離であって、対応する移動方向側を向く前記第二外周面（２１）が形成する全ての前記第二隙間（Ｇ）についての当該第二外周面（２１）と前記第二対向面（３１）との間の対向距離の最小値を方向別対向距離（Ｄ）として、全ての前記方向別対向距離（Ｄ）のうちの最大値が、前記第三隙間（Ｈ）よりも小さいと好適である。

この構成によれば、締結部材に緩みが発生した場合のステータコアのケースに対する軸方向に直交する方向の移動が、いずれの方向にもなり得ることを考慮し、仮に保持部によって移動が規制するまでの移動量が最大になる方向にステータコアが移動した場合でも、ステータコアとロータとが接触し難い構成を実現することができる。

また、本発明の実施形態は、前記周方向（Ｃ）に隣接する２つの前記突部（２０）から前記周方向（Ｃ）に等距離離れた周方向位置へ前記本体部（１２）の軸心（Ａ）が向かう方向の、前記ステータコア（１０）の移動を規制するように、複数の前記保持部（３０）が形成されていると好適である。

この構成によれば、締結部材に緩みが発生した場合のステータコアのケースに対する移動方向が、保持部からの周方向の離間距離が最大となる方向である場合でも、ステータコアのケースに対する移動を保持部によって規制することができる。

また、本発明の実施形態は、前記ケース（９０）における前記コイルエンド部（５）を前記第一径方向（Ｒ）の外側から覆う面であるカバー面（９２）が、前記コイルエンド部（５）から絶縁距離以上離れて配置されていると好適である。

この構成によれば、コイルとケースの内面との間の電気的絶縁性を適切に確保することができる。

本発明は、ステータコアと、ステータコアから当該ステータコアの軸方向に突出するコイルエンド部を有するようにステータコアに巻装されるコイルと、ステータコア及びコイルを備えるステータを収容するケースと、を備えた回転電機に利用することができる。

１：回転電機
２：ステータ
３：ロータ
４：コイル
５：コイルエンド部
６：締結部材
７：部材
１０：ステータコア
１１：外面
１２：本体部
１３：第一外周面
２０：突部
２１：第二外周面
２２：端面
２３：挿通孔
３０：保持部
３１：第二対向面
３１ａ：径方向対向面
３１ｂ：周方向対向面
３２：座面
９０：ケース
９１：第一対向面
９２：カバー面
Ａ：軸心
Ｃ：周方向
Ｄ：方向別対向距離
Ｇ：第二隙間
Ｈ：第三隙間
Ｋ：第一隙間
Ｌ：軸方向
Ｒ：第一径方向
Ｓ：第二径方向

Claims (8)

1. ステータコアと、前記ステータコアから当該ステータコアの軸方向に突出するコイルエンド部を有するように前記ステータコアに巻装されるコイルと、前記ステータコア及び前記コイルを備えるステータを収容するケースと、を備えた回転電機であって、
   前記ステータコアは、前記軸方向に延びる円筒状の本体部を備えると共に、前記本体部から当該ステータコアの径方向である第一径方向の外側に突出すると共に前記軸方向に延びる突部を、当該ステータコアの周方向の複数箇所に備え、
   前記突部のそれぞれは、前記ステータコアを前記ケースに固定するための締結部材が前記軸方向に挿通される挿通孔を有し、
   前記ケースは、前記本体部の外周面である第一外周面に対して第一隙間を空けて対向する第一対向面を有すると共に、前記突部を保持する保持部を複数備え、
   前記保持部のそれぞれは、前記突部における前記挿通孔の径方向である第二径方向の外側を向く面である第二外周面に対して、第二隙間を空けて対向する第二対向面を有し、
   前記第二隙間が、前記第一隙間よりも小さい回転電機。
2. 前記ステータコアが前記締結部材により前記ケースに固定された状態で、前記ステータコアの外面の全体が前記ケースとの間に隙間を有している請求項１に記載の回転電機。
3. 前記第二対向面には、前記第二外周面に対して前記第一径方向に対向する径方向対向面と、前記第二外周面に対して前記周方向に対向する周方向対向面とが含まれ、
   １つの前記突部を挟んで前記周方向に対向する一対の前記周方向対向面が、１つの前記保持部が有する前記第二対向面に備えられ、又は、複数の前記突部を挟んで前記周方向に対向する一対の前記周方向対向面が、互いに異なる前記保持部のそれぞれが有する前記第二対向面に分かれて備えられている請求項１又は２に記載の回転電機。
4. 前記保持部は、前記突部の前記軸方向の端面に接触する座面を有する請求項１から３のいずれか一項に記載の回転電機。
5. 前記第二対向面は、前記軸方向に延びる円筒面に沿うように形成され、
   前記座面が、前記第二対向面と同じ部材に一体的に形成されている請求項４に記載の回転電機。
6. 前記ステータに対して前記第一径方向の内側に配置されるロータを備え、
   前記ステータコアが前記締結部材により前記ケースに固定された状態で、前記第二隙間と、前記ステータコアと前記ロータとの隙間である第三隙間とが形成され、
   前記ステータコアが前記第一径方向に移動する場合における各移動方向のそれぞれに対応して定まる距離であって、対応する移動方向側を向く前記第二外周面が形成する全ての前記第二隙間についての当該第二外周面と前記第二対向面との間の対向距離の最小値を方向別対向距離として、
   全ての前記方向別対向距離のうちの最大値が、前記第三隙間よりも小さい請求項１から５のいずれか一項に記載の回転電機。
7. 前記周方向に隣接する２つの前記突部から前記周方向に等距離離れた周方向位置へ前記本体部の軸心が向かう方向の、前記ステータコアの移動を規制するように、複数の前記保持部が形成されている請求項１から６のいずれか一項に記載の回転電機。
8. 前記ケースにおける前記コイルエンド部を前記第一径方向の外側から覆う面であるカバー面が、前記コイルエンド部から絶縁距離以上離れて配置されている請求項１から７のいずれか一項に記載の回転電機。

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