JP2020010553A - ステータコア - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の増加を抑制しつつ、コイルからロータへの漏れ電流を抑制可能なステータコアを提供する。【解決手段】ステータコア１は、環状のヨーク１１と、該ヨーク１１から径方向内側に突出する複数のティース１２と、隣接するティース１２間に設けられ、コイル収容部１３を有する複数のスロット１４と、各ティース１２の先端部に設けられ、周方向両側に突出する先端突出部１５と、各スロット１４の径方向内側であって、隣接する先端突出部１５間に設けられるスロット開口部１６と、を備え、板状の鋼板１ａが積層することで構成される。各スロット１４は、コイル収容部１３よりも径方向内側に、鋼板１ａと一体に形成されるブリッジ部１７を有し、該ブリッジ部１７は、隣接するティース１２の少なくとも一方から延設され、先端突出部１５の径方向幅Ｗ１よりも小さい径方向幅Ｗ２を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、回転電機に設けられるステータコアに関する。

電動車両等に搭載される回転電機では、ステータコアのスロットに収容されるコイルからロータへ流れる漏れ電流に起因し、軸受部の摩耗やラジオノイズが発生する虞がある。

そこで、非磁性体且つ金属導体である静電遮蔽材をステータコアの各スロットの開口部に配置することで、コイルからロータへ流れる漏れ電流を抑制することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−２７０５０７号公報

しかしながら、特許文献１では、ステータコアの各スロットの開口部に静電遮蔽材を配置するので、部品点数が増加するだけでなく、製造工数が煩雑になるという課題がある。

本発明は、部品点数の増加を抑制しつつ、コイルからロータへの漏れ電流を抑制可能なステータコアを提供する。

本発明は、
環状のヨークと、
該ヨークから径方向内側に突出する複数のティースと、
隣接するティース間に設けられ、コイル収容部を有する複数のスロットと、
各ティースの先端部に設けられ、周方向両側に突出する先端突出部と、
各スロットの前記径方向内側であって、隣接する前記先端突出部間に設けられるスロット開口部と、を備え、
板状の鋼板が積層することで構成される、ステータコアであって、
各スロットは、前記コイル収容部よりも前記径方向内側に、前記鋼板と一体に形成されるブリッジ部を有し、
該ブリッジ部は、前記隣接するティースの少なくとも一方から延設され、前記先端突出部の径方向幅よりも小さい径方向幅を有する。

本発明によれば、部品点数の増加を抑制しつつ、コイルからロータへの漏れ電流を抑制可能なステータコアを提供できる。

本発明の第１実施形態のステータコアを備えた回転電機の要部断面図である。 図１のステータコアの要部正面図である。 図１のステータコアの要部を模式的に示す拡大正面図である。 本発明の第２実施形態のステータコアの要部を模式的に示す拡大正面図である。 本発明の第３実施形態のステータコアの要部を模式的に示す拡大正面図である。 本発明の第４実施形態のステータコアの要部を模式的に示す拡大正面図である。

以下、本発明の各実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。

図１に示すように、本発明のステータコア１を備えたステータ２は、その内部に設けられるロータ３と組み合わされて回転電機４を構成し、例えば、電動機又は発電機として用いられる。

ステータ２は、複数の鋼板１ａを軸方向に積層して構成されるステータコア１と、ステータコア１内に収容されるコイル５と、を備えており、図示しないハウジングの内周部に固定される。

ロータ３は、複数の鋼板６ａを軸方向に積層して構成されるロータコア６と、ロータコア６内に収容される複数の磁石７と、ロータコア６の中心部に圧入固定される図示しないロータ軸と、を備えており、ロータ軸は、図示しない一対の軸受を介してハウジングに回転可能に支持される。

このような回転電機４では、ステータコア１に収容されるコイル５からロータ３へ流れる漏れ電流に起因し、軸受部の摩耗やラジオノイズが発生する虞がある。本発明は、部品点数の増加を抑制しつつ、コイル５からロータ３への漏れ電流を抑制可能なステータコア１を提供するものであり、以下、第１〜第４実施形態のステータコア１（１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）について、図面を参照しつつ順次説明する。

［第１実施形態］
図２及び図３に示すように、本発明の第１実施形態のステータコア１は、環状のヨーク１１と、該ヨーク１１から径方向内側に突出する複数のティース１２と、隣接するティース１２間に設けられ、コイル収容部１３を有する複数のスロット１４と、各ティース１２の先端部に設けられ、周方向両側に突出する先端突出部１５と、各スロット１４の径方向内側であって、隣接する先端突出部１５間に設けられるスロット開口部１６と、を備える。

各スロット１４は、コイル収容部１３よりも径方向内側に、鋼板１ａと一体に形成されるブリッジ部１７を有する。このようなブリッジ部１７によれば、コイル収容部１３とロータ３との間を遮蔽することで、コイル５からロータ３へ流れる漏れ電流を抑制することができる。これにより、ラジオノイズ及び軸受部の摩耗等の発生を抑制できる。また、ブリッジ部１７は、鋼板１ａと一体に形成されるので、部品点数の増加を防止し、製造工数の増加を回避できる。

ブリッジ部１７は、隣接するティース１２の少なくとも一方から延設され、先端突出部１５の径方向幅Ｗ１よりも小さい径方向幅Ｗ２を有する。このようなブリッジ部１７によれば、磁束が飽和しやすくなるので、ブリッジ部１７を設けることによるモータトルクの低下を抑制できる。なお、先端突出部１５の径方向幅Ｗ１が一様でない場合は、径方向幅Ｗ１の最小値を基準とし、該最小値よりもブリッジ部１７の径方向幅Ｗ２を小さくすればよい。

第１実施形態のステータコア１のブリッジ部１７は、隣接するティース１２の両方から延設され、隣接するティース１２を連結している。このようなブリッジ部１７によれば、隣接するティース１２によって両持ち状態で支持されるので、ブリッジ部１７の剛性を容易に確保できるだけでなく、ブリッジ部１７の径方向幅Ｗ２を可及的に小さくして磁束の飽和を促進できる。

なお、ステータコア１のスロット１４は、隣接するティース１２の先端突出部１５間にスロット開口部１６が設けられた、所謂オープンスロットであるため、ブリッジ部１７の磁束が飽和することで、所謂クローズドスロットに比べて渦電流損失を低減することができ、モータトルクの低下を抑制できる。

［他の実施形態］
つぎに、本発明の他の実施形態のステータコア１Ｂ、１Ｃ、１Ｄについて、図４〜図６を参照して説明する。ただし、第１実施形態と異なる構成についてのみ説明し、第１実施形態と共通する構成については、第１実施形態と同じ符号を用いることで、第１実施形態の説明を援用する。

［第２実施形態］
図４に示すように、第２実施形態のステータコア１Ｂの各スロット１４は、第１実施形態と同様に、コイル収容部１３よりも径方向内側に、鋼板１ａと一体に形成されるブリッジ部１７Ｂを有するが、ブリッジ部１７Ｂの形状が第１実施形態と相違している。具体的に説明すると、第２実施形態のブリッジ部１７Ｂは、隣接するティース１２の一方から延設される第１ブリッジ片１７ａと、隣接するティース１２の他方から延設される第２ブリッジ片１７ｂと、を有する。第１ブリッジ片１７ａと第２ブリッジ片１７ｂとは、隙間Ｃ１を介して対向しており、隙間Ｃ１の周方向幅Ｗ３は、スロット開口部１６の周方向幅Ｗ４よりも小さく設定されている。

このような第２実施形態のステータコア１Ｂによれば、ブリッジ部１７Ｂは、スロット開口部１６よりも小さい隙間Ｃ１を介して対向する第１ブリッジ片１７ａ及び第２ブリッジ片１７ｂから構成されるので、隣接するティース１２を連結しなくてもコイル５とロータ３との間の浮遊容量を減少させ、コイル５からロータ３への漏れ電流を抑制することができる。

［第３実施形態］
図５に示すように、第３実施形態のステータコア１Ｃの各スロット１４は、第１実施形態と同様に、コイル収容部１３よりも径方向内側に、鋼板１ａと一体に形成されるブリッジ部１７Ｃを有するが、ブリッジ部１７Ｃの形状が第１実施形態と相違している。具体的に説明すると、第３実施形態のブリッジ部１７Ｃは、隣接するティース１２の一方から延設されるとともに、隣接するティース１２の他方に隙間Ｃ２を介して対向している。隙間Ｃ２は、周方向においてスロット開口部１６とオフセットしている。

このような第３実施形態のステータコア１Ｃによれば、ブリッジ部１７Ｃは、隣接するティース１２の一方から延設されるとともに、周方向においてスロット開口部１６とオフセットした隙間Ｃ２を介して隣接するティース１２の他方に対向するので、隣接するティース１２を連結しなくてもコイル５とロータ３との間の浮遊容量を減少させ、コイル５からロータ３への漏れ電流を抑制することができる。

［第４実施形態］
図６に示すように、第４実施形態のステータコア１Ｄの各スロット１４は、第１実施形態と同様に、コイル収容部１３よりも径方向内側に、鋼板１ａと一体に形成されるブリッジ部１７Ｄを有するが、ブリッジ部１７Ｄの形成位置が第１実施形態と相違している。具体的に説明すると、第４実施形態のブリッジ部１７Ｄは、先端突出部１５に設けられ、隣接するティース１２の先端突出部１５同士を連結している。

このような第４実施形態のステータコア１Ｄによれば、ブリッジ部１７Ｄが先端突出部１５に設けられることで、コイル収容部１３を広く確保し、コイル５の占積率の低下を回避できる。

なお、前述した実施形態は、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば、前述した実施形態では、ブリッジ部の径方向幅が一様であるが、ブリッジ部の径方向幅は一様でなくともよい。

本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。

（１） 環状のヨーク（ヨーク１１）と、
該ヨークから径方向内側に突出する複数のティース（ティース１２）と、
隣接するティース間に設けられ、コイル収容部（コイル収容部１３）を有する複数のスロット（スロット１４）と、
各ティースの先端部に設けられ、周方向両側に突出する先端突出部（先端突出部１５）と、
各スロットの前記径方向内側であって、隣接する前記先端突出部間に設けられるスロット開口部（スロット開口部１６）と、を備え、
板状の鋼板（鋼板１ａ）が積層することで構成される、ステータコア（ステータコア１、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）であって、
各スロットは、前記コイル収容部よりも前記径方向内側に、前記鋼板と一体に形成されるブリッジ部（ブリッジ部１７、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄ）を有し、
該ブリッジ部は、前記隣接するティースの少なくとも一方から延設され、前記先端突出部の径方向幅（径方向幅Ｗ１）よりも小さい径方向幅（径方向幅Ｗ２）を有する、ステータコア。

（１）によれば、各スロットには、コイル収容部よりも径方向内側にブリッジ部が設けられるので、コイルからロータへ流れる漏れ電流を抑制することができる。これにより、ラジオノイズ及び軸受部の摩耗等の発生を抑制できる。なお、ブリッジ部の径方向幅は、先端突出部の径方向幅よりも小さいので、磁束が飽和しやすく、ブリッジ部を設けることによるモータトルクの低下を抑制できる。
さらに、ブリッジ部は、鋼板と一体に形成されるので、部品点数の増加を防止し、製造工数の増加を回避できる。

（２） （１）に記載のステータコアであって、
前記ブリッジ部は、前記隣接するティースの両方から延設され、前記隣接するティースを連結する、ステータコア。

（２）によれば、ブリッジ部は、隣接するティースの両方から延設され、隣接するティースを連結するので、ブリッジ部の剛性を確保できる。

（３） （１）に記載のステータコアであって、
前記ブリッジ部は、
前記隣接するティースの一方から延設される第１ブリッジ片（第１ブリッジ片１７ａ）と、
前記隣接するティースの他方から延設される第２ブリッジ片（第２ブリッジ片１７ｂ）と、を有し、
前記第１ブリッジ片と前記第２ブリッジ片とは、隙間（隙間Ｃ１）を介して対向し、
前記隙間は、前記スロット開口部よりも小さい、ステータコア。

（３）によれば、ブリッジ部は、スロット開口部よりも小さい隙間を介して対向する第１ブリッジ片及び第２ブリッジ片から構成されるので、隣接するティースを連結しなくてもコイルとロータとの間の浮遊容量を減少させることができ、漏れ電流を抑制することができる。

（４） （１）に記載のステータコアであって、
前記ブリッジ部は、前記隣接するティースの一方から延設されるとともに、前記隣接するティースの他方に隙間（隙間Ｃ２）を介して対向し、
前記隙間は、周方向において前記スロット開口部とオフセットしている、ステータコア。

（４）によれば、ブリッジ部は、隣接するティースの一方から延設されるとともに、周方向においてスロット開口部とオフセットした隙間を介して隣接するティースの他方に対向するので、隣接するティースを連結しなくてもコイルとロータとの間の浮遊容量を減少させることができ、漏れ電流を抑制することができる。

（５） （１）に記載のステータコアであって、
前記ブリッジ部は、前記先端突出部に設けられる、ステータコア。

（５）によれば、ブリッジ部が先端突出部に設けられることで、コイル収容部を広く確保することができ、コイルの占積率の低下を回避できる。

１、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ ステータコア
１ａ 鋼板
１１ ヨーク
１２ ティース
１３ コイル収容部
１４ スロット
１５ 先端突出部
１６ スロット開口部
１７、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄ ブリッジ部
１７ａ 第１ブリッジ片
１７ｂ 第２ブリッジ片

Claims (5)

1. 環状のヨークと、
   該ヨークから径方向内側に突出する複数のティースと、
   隣接するティース間に設けられ、コイル収容部を有する複数のスロットと、
   各ティースの先端部に設けられ、周方向両側に突出する先端突出部と、
   各スロットの前記径方向内側であって、隣接する前記先端突出部間に設けられるスロット開口部と、を備え、
   板状の鋼板が積層することで構成される、ステータコアであって、
   各スロットは、前記コイル収容部よりも前記径方向内側に、前記鋼板と一体に形成されるブリッジ部を有し、
   該ブリッジ部は、前記隣接するティースの少なくとも一方から延設され、前記先端突出部の径方向幅よりも小さい径方向幅を有する、ステータコア。
2. 請求項１に記載のステータコアであって、
   前記ブリッジ部は、前記隣接するティースの両方から延設され、前記隣接するティースを連結する、ステータコア。
3. 請求項１に記載のステータコアであって、
   前記ブリッジ部は、
   前記隣接するティースの一方から延設される第１ブリッジ片と、
   前記隣接するティースの他方から延設される第２ブリッジ片と、を有し、
   前記第１ブリッジ片と前記第２ブリッジ片とは、隙間を介して対向し、
   前記隙間は、前記スロット開口部よりも小さい、ステータコア。
4. 請求項１に記載のステータコアであって、
   前記ブリッジ部は、前記隣接するティースの一方から延設されるとともに、前記隣接するティースの他方に隙間を介して対向し、
   前記隙間は、周方向において前記スロット開口部とオフセットしている、ステータコア。
5. 請求項１に記載のステータコアであって、
   前記ブリッジ部は、前記先端突出部に設けられる、ステータコア。

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