JP2017077071A - 積層ステータコア - Google Patents

Abstract

【課題】積層ステータコアの放熱性を向上させる。【解決手段】積層ステータコア２０は、積層された複数のコア薄板１０を備える。複数のコア薄板１０の各々は、リング部１１と、リング部１１の内周に形成されたティース部１２と、リング部１１の外周に形成された放熱フィン部１３とを備える。複数のコア薄板１０は、一の層と他の層の間で放熱フィン部１３の位相が異なるように積層されている。放熱フィン部１３に冷却油が通過する冷却油通過孔１３ａが形成されている。冷却油通過孔１３ａは、放熱フィン部１３を複数のコア薄板１０の積層方向に貫通する。【選択図】図２

Description

本発明は積層ステータコアに関する。

モータのステータにおける発熱には、コイルにおける銅損による発熱と、コアにおける鉄損による発熱とがあるので、コイル及びコアの双方を冷却する必要がある。小型モータでは簡易な空冷のものもあるが、ＨＶ（Hybrid Vehicle）用モータのような発熱の大きなモータでは、冷却及び潤滑用の油をコア及びコイルエンドにかけることにより冷却する油冷が一般的である。コアで発生した熱は、油を介してケースへと放熱される。コアの端面はコイルエンドで覆われるため、コアから油への放熱の多くはコアの外周部から行われる。しかし、コアの外周部の面積はコアの体積に対して大きくないため、放熱面積が不足するという問題があった。

特許文献１は、空冷式モータ用のステータコアであって、外周部に複数の放熱フィンが形成されたステータコアを開示している。所定の数のコア薄板が積層されることで積層体が形成され、複数の積層体が積層されることでステータコアが形成されている。各コア薄板は、リング部と、リング部の内周に形成された複数のティース部と、リング部の外周に形成された一つの放熱フィン部とを備える。各積層体は、放熱フィン部の位相が一致するように所定の数のコア薄板が積層されることで形成されている。一つの積層体に含まれる所定の数の放熱フィン部は一つの放熱フィンを形成する。ステータコアは、隣り合う積層体で放熱フィンの位相が１８０°異なるように複数の積層体が積層されることで形成されている。すなわち、Ｎ番目の積層体とＮ＋１番目の積層体とでは放熱フィンの位相が１８０°異なっており、Ｎ番目の積層体とＮ＋２番目の積層体とでは放熱フィンの位相が一致している。

特開平０４−１４５８５２号公報

本発明者は、特許文献１に開示されたステータコアの構造を油冷式モータのステータコアに適用した場合、以下の問題があることを見出した。軽量化のためコア薄板の厚みを薄くすると、位相が一致しているＮ番目の積層体の放熱フィンとＮ＋２番目の積層体の放熱フィンとの間隔が狭くなる。放熱フィンの間隔が狭くなると放熱フィンの間を冷却油が流通しにくくなり、ステータコアの放熱性が悪化する。

そこで本発明は、積層ステータコアの放熱性を向上させるものである。

本発明の一態様による積層ステータコアは、積層された複数のコア薄板を備える。前記複数のコア薄板の各々は、リング部と、前記リング部の内周に形成されたティース部と、前記リング部の外周に形成された放熱フィン部とを備える。前記複数のコア薄板は、一の層と他の層の間で前記放熱フィン部の位相が異なるように積層されている。前記放熱フィン部に冷却油が通過する冷却油通過孔が形成されている。前記冷却油通過孔は、前記放熱フィン部を前記複数のコア薄板の積層方向に貫通する。

本発明によれば、放熱フィン部の冷却油通過孔に冷却油を通過させることによって、積層ステータコアの放熱性を向上させることができる。

実施の形態１にかかるコア薄板の平面図である。 実施の形態１にかかる積層ステータコアの平面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う端面図である。 実施形態２にかかるコア薄板が打ち抜かれるべき電磁鋼鈑の平面図である。

（実施の形態１）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、実施形態１にかかるコア薄板１０を示している。コア薄板１０は、プレス加工により電磁鋼鈑から打ち抜かれる。コア薄板１０は、円環状のリング部１１と、リング部１１の内周に形成された複数のティース部１２と、リング部１１の外周に形成された複数の放熱フィン部１３とを備える。複数の放熱フィン部１３は、リング部１１から外側に向かって放射状に突き出している。複数の放熱フィン部１３の各々には、冷却油通過孔１３ａが形成されている。冷却油通過孔１３ａは、コア薄板１０の厚み方向に放熱フィン部１３を貫通している。一つの放熱フィン部１３に複数の冷却油通過孔１３ａが形成される場合が図示されているが、一つの放熱フィン部１３に一つの冷却油通過孔１３ａが形成されてもよい。

図１に示されたコア薄板１０は、３６極のモータ用である。コア薄板１０は全部で３６個のティース部１２を備えるので、ティース部１２は１０°毎に配置される。一方、コア薄板１０は全部で９個の放熱フィン部１３を備え、放熱フィン部１３は４０°毎に配置される。放熱フィン部１３の周方向の幅は約１５°である。

図２を参照して、積層ステータコア２０は、複数のコア薄板１０を転積することで形成される。ここで、１枚のコア薄板１０ごとに２０°の回転を行って複数のコア薄板１０を積層する。すなわち、転積時の回転角は２０°である。転積時の回転角がティース部１２の配置ピッチである１０°の倍数であるため、隣り合う層でティース部１２の位置は一致し、その結果、全ての層でティース部１２の位置が一致する。したがって、積層ステータコア２０の内周部には３６個のティースが設けられる。一方、隣り合う層で放熱フィン部１３は重ならないので、Ｍ枚のコア薄板１０を積層した場合、積層ステータコア２０の外周部には９Ｍ個の放熱フィンが設けられる。ここで、一つの放熱フィン部１３が一つの放熱フィンを形成している。したがって、積層ステータコア２０の外周部には、大面積の放熱フィンが形成される。さらに、コア薄板１０一枚一枚から放熱可能なため、積層ステータコア２０の積厚が増えても放熱性が低下しない。

図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う端面図である。図３に示されるように、積層ステータコア２０は積層された複数のコア薄板１０を備え、冷却油通過孔１３ａが放熱フィン部１３を積層方向に貫通している。第Ｎ層と第Ｎ＋１層とで放熱フィン部１３の位相が異なっており、第Ｎ層と第Ｎ＋２層とで放熱フィン部１３の位相が一致している。そのため、第Ｎ層の放熱フィン部１３と第Ｎ＋２層の放熱フィン部１３との間には素材である電磁鋼鈑の厚みに相当する隙間が形成される。放熱フィン部１３に冷却油が通過する冷却油通過孔１３ａが形成されているため、放熱フィン部１３の間の隙間が狭い場合であっても、この隙間を冷却油が流通することができる。すなわち、素材である電磁鋼鈑の厚みが小さい場合においても、各放熱フィン部１３に冷却油を供給可能である。したがって、積層ステータコア２０の放熱性が向上される。

なお、図１に示したコア薄板１０には一定角度ごとに同じ形状の放熱フィン部１３が設けられているが、いくつかの放熱フィン部１３が全体的に又は部分的に欠けていてもよい。この場合の効果を以下に説明する。

（実施の形態２）
図４は、実施の形態２にかかるコア薄板１００が打ち抜かれるべき長尺の電磁鋼鈑３０を示す。電磁鋼鈑３０は、送り方向に平行な側縁３１及び３２を備える。順送りプレス加工により電磁鋼鈑３０から複数のコア薄板１００が打ち抜かれる。打ち抜かれたコア薄板１００が２０°の回転角で転積されることで、積層ステータコアが形成される。コア薄板１００は、リング部１１０と、リング部１１０の内周に１０°ごとに形成された３６個のティース部１２０と、リング部１１０の外周に形成された８個の放熱フィン部１３１〜１３８とを備える。放熱フィン部１３１〜１３８の各々には冷却油通過孔が形成されるが、図示省略されている。放熱フィン部１３２及び１３７には冷却油通過孔が形成されなくてもよい。

放熱フィン部１３１〜１３８は、リング部１１０の外周上に４０°ごとに配置された９箇所のうち隣のコア薄板１００に最も近い１箇所を除いた８箇所にそれぞれ形成されている。そのため、電磁鋼鈑３０において隣り合うコア薄板１００の間隔を小さくすることができる。さらに、放熱フィン部１３１、１３４、１３５、及び１３８は所定形状をしているが、放熱フィン部１３２、１３３、１３６、及び１３７は所定形状のうち電磁鋼鈑３０の側縁３１及び３２からはみ出す部分が切除された形状をしている。そのため、電磁鋼鈑３０の幅を小さくすることができる。

図４に示したコア薄板１００の形状を採用することで、コア薄板１００が打ち抜かれるべき電磁鋼鈑３０のサイズを拡大しなくてもコア薄板１００に放熱フィン部１３１〜１３８を設けることが可能である。したがって、外周部に放熱フィンを備えた積層ステータコアの製造コストが抑制される。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、転積において１枚のコア薄板ごとに回転を行う場合を説明したが、所定枚数ごと、例えば２枚ごとに回転を行ってもよい。また、１枚のコア薄板に含まれるティース部及び放熱フィン部の数、並びに転積時の回転角は上述した例に限定されない。

１０、１００ コア薄板
１１、１１０ リング部
１２、１２０ ティース部
１３、１３１〜１３８ 放熱フィン部
１３ａ 冷却油通過孔
２０ 積層ステータコア
３０ 電磁鋼鈑
３１、３２ 側縁

Claims (1)

1. 積層された複数のコア薄板を備える積層ステータコアであって、
   前記複数のコア薄板の各々は、
   リング部と、
   前記リング部の内周に形成されたティース部と、
   前記リング部の外周に形成された放熱フィン部と
   を備え、
   前記複数のコア薄板は、一の層と他の層の間で前記放熱フィン部の位相が異なるように積層され、
   前記放熱フィン部に冷却油が通過する冷却油通過孔が形成され、
   前記冷却油通過孔は、前記放熱フィン部を前記複数のコア薄板の積層方向に貫通する、
   積層ステータコア。

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