JP2023011457A - 電動機 - Google Patents

Abstract

【課題】ステータコアにおけるノイズ電流をケースへ流す電流経路の形成を容易にした電動機を提供する。【解決手段】複数の電磁鋼板が電動機軸線ＣＬｍ方向に積層されたステータコア３２及びそのステータコア３２に巻回された巻線５２を有するステータ３０と、ステータ３０と径方向に対向するロータ２０と、ステータ３０及びロータ２０を収容するケースと、を備える電動機１０であって、（ａ）複数の電磁鋼板のそれぞれには、相対移動不能に固定可能なカシメ部６０が設けられ、（ｂ）複数の電磁鋼板が積層されていることにより複数の電磁鋼板がカシメ部６０を介して互いに電気的に導通し、（ｃ）カシメ部６０を介して互いに電気的に導通した複数の電磁鋼板は、ケースに電気的に導通している。【選択図】図１

Description

本発明は、電動機におけるステータの構造に関する。

電動機のステータコアで発生するノイズ電流をケースへ流すことでノイズの発生を抑制する電動機が知られている。例えば、特許文献１に記載のものがそれである。

特開２０１２－１５７２２８号公報

特許文献１に記載の電動機では、ステータコアに差し込まれた導電性部材（アースピン）からアースリード線を経由してケースに導通しているため、ステータコアにおけるノイズ電流をケースへ流す電流経路の形成が複雑となる。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、ステータコアにおけるノイズ電流をケースへ流す電流経路の形成を容易にした電動機を提供することにある。

第１発明の要旨とするところは、複数の電磁鋼板が軸線方向に積層されたステータコア及び前記ステータコアに巻回された巻線を有するステータと、前記ステータと径方向に対向するロータと、前記ステータ及び前記ロータを収容するケースと、を備える電動機であって、（ａ）前記複数の電磁鋼板のそれぞれには、相対移動不能に固定可能なカシメ部が設けられ、（ｂ）前記複数の電磁鋼板が積層されていることにより前記複数の電磁鋼板が前記カシメ部を介して互いに電気的に導通し、（ｃ）前記カシメ部を介して互いに電気的に導通した前記複数の電磁鋼板は、前記ケースに電気的に導通していることにある。

第１発明の電動機によれば、（ａ）前記複数の電磁鋼板のそれぞれには、相対移動不能に固定可能なカシメ部が設けられ、（ｂ）前記複数の電磁鋼板が積層されていることにより前記複数の電磁鋼板が前記カシメ部を介して互いに電気的に導通し、（ｃ）前記カシメ部を介して互いに電気的に導通した前記複数の電磁鋼板は、前記ケースに電気的に導通している。カシメ部は、積層により、複数の電磁鋼板のそれぞれを相対移動不能に固定しているとともに、複数の電磁鋼板にそれぞれ流れるノイズ電流をケースに流す電流経路となってステータコアでのノイズの発生を抑制する。これにより、例えばＡＭ周波数帯におけるステータコアでのノイズの発生やそれに応じたロータシャフトでのノイズの発生が抑制され、ＡＭラジオへの雑音の混入が抑制される。

第２発明の電動機によれば、第１発明において、前記径方向において、前記ステータコアは、前記カシメ部と前記カシメ部に最も近い前記巻線との間に前記複数の電磁鋼板よりも透磁率が低いフラックスバリア部を有する。フラックスバリア部が設けられていない場合に比較して、フラックスバリア部が設けられている場合は、カシメ部において形成される電流閉回路における鎖交磁束が抑制されるため、渦電流による損失の増加が抑制される。

第３発明の電動機によれば、第２発明において、前記フラックスバリア部は、前記複数の電磁鋼板のそれぞれに設けられた前記カシメ部に隣接している。カシメ部に隣接してフラックスバリア部が設けられることにより、カシメ部における電流閉回路の形成が抑制されるため、渦電流による損失の増加が抑制される。

第４発明の電動機によれば、第１発明乃至第３発明のいずれか１の発明において、（ａ）前記巻線は、三相交流電流が流れるＹ型結線で巻回されており、（ｂ）前記Ｙ型結線における前記三相交流電流の入力端子の位置に比較して中性点に近い位置を含んで前記軸線に対して点対称に前記カシメ部が配置されている。Ｙ型結線における三相交流電流の入力端子の位置に比較して中性点に近い位置を含んで軸線に対して点対称にカシメ部が配置されている場合には、そうでない場合に比較して、ステータコアでのノイズの発生やロータシャフトでのノイズの発生が効率的に抑制される。

第５発明の電動機によれば、複数の電磁鋼板が軸線方向に積層されたステータコア及び前記ステータコアに巻回された巻線を有するステータと、前記ステータと径方向に対向するロータと、前記ステータ及び前記ロータを収容するケースと、を備える電動機であって、（ａ）前記ステータコアには、前記複数の電磁鋼板を前記軸線方向に貫通する導通部が設けられ、（ｂ）前記径方向において、前記ステータコアは、前記導通部と前記導通部に最も近い前記巻線との間に前記複数の電磁鋼板よりも透磁率が低いフラックスバリア部を有する。導通部は、複数の電磁鋼板にそれぞれ流れるノイズ電流をケースに流す電流経路となってステータコアでのノイズの発生を抑制する。これにより、例えばＡＭ周波数帯におけるステータコアでのノイズの発生やそれに応じたロータシャフトでのノイズの発生が抑制され、ＡＭラジオへの雑音の混入が抑制される。また、フラックスバリア部が設けられていない場合に比較して、フラックスバリア部が設けられている場合は、導通部において形成される電流閉回路における鎖交磁束が抑制されるため、渦電流による損失の増加が抑制される。

第６発明の電動機によれば、第５発明において、前記フラックスバリア部は、前記導通部に隣接している。導通部に隣接してフラックスバリア部が設けられることにより、導通部における電流閉回路の形成が抑制されるため、渦電流による損失の増加が抑制される。

第７発明の電動機によれば、複数の電磁鋼板が軸線方向に積層されたステータコア及び前記ステータコアに巻回された巻線を有するステータと、前記ステータと径方向に対向するロータと、前記ステータ及び前記ロータを収容するケースと、を備える電動機であって、（ａ）前記ステータコアには、前記複数の電磁鋼板を前記軸線方向に貫通する導通部が設けられ、（ｂ）前記導通部と前記複数の電磁鋼板との間に絶縁体が設けられている。導通部と複数の電磁鋼板との間には絶縁体が設けられているため、導通部は、複数の電磁鋼板のそれぞれとケースとの間を容量結合で接続する。この容量結合での接続により渦電流による損失の増加が抑制されるとともに、複数の電磁鋼板にそれぞれ流れるノイズ電流は容量結合を介してケースに流れてステータコアでのノイズの発生が抑制される。

第８発明の電動機によれば、第５発明乃至第７発明のいずれか１の発明において、（ａ）前記巻線は、三相交流電流が流れるＹ型結線で巻回されており、（ｂ）前記Ｙ型結線における前記三相交流電流の入力端子の位置に比較して中性点に近い位置を含んで前記軸線に対して点対称に前記導通部が配置されている。Ｙ型結線における三相交流電流の入力端子の位置に比較して中性点に近い位置を含んで軸線に対して点対称に導通部が配置されている場合には、そうでない場合に比較して、ステータコアでのノイズの発生やロータシャフトでのノイズの発生が効率的に抑制される。

第９発明の電動機によれば、複数の電磁鋼板が軸線方向に積層されたステータコア及び前記ステータコアに巻回された巻線を有するステータと、前記ステータと径方向に対向するロータと、前記ステータ及び前記ロータを収容するケースと、を備える電動機であって、（ａ）前記複数の電磁鋼板におけるバックヨークにおいて前記軸線方向に延びて、前記複数の電磁鋼板を相対移動不能に固定する導電性の固定部が備えられ、（ｂ）前記固定部を介して互いに電気的に導通した前記複数の電磁鋼板は、前記ケースに電気的に導通している。固定部は、複数の電磁鋼板のそれぞれを積層した状態で相対移動不能に固定しているとともに、複数の電磁鋼板にそれぞれ流れるノイズ電流をケースに流す電流経路となってステータコアでのノイズの発生を抑制する。

第１０発明の電動機によれば、第９発明において、前記固定部は、ボルト又は溶接部である。ボルト又は溶接部により、複数の電磁鋼板のそれぞれが積層した状態で相対移動不能に固定されるとともに、複数の電磁鋼板にそれぞれ流れるノイズ電流がケースに流されてステータコアでのノイズの発生が抑制される。

本発明の実施例１に係る電動機の径方向の断面図である。 図１に示す切断線II-IIで電動機を切断した断面を展開した図である。 本発明の実施例１に係る電動機の等価回路図である。 ステータコアに流れるノイズ電流におけるＡＭ周波数帯のピーク電流についての図３の等価回路図を用いたシミュレーション結果の一例である。 Ｙ型結線された巻線における中性点に最も近い位置に、カシメ部及びフラックスバリア部が２個ずつ組となって電動機軸線に対して点対称に１２箇所配置された実施例１におけるシャフト電圧の周波数特性の測定結果である。 Ｙ型結線された巻線における中性点に最も近い位置と、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相のそれぞれに最も近い位置と、にカシメ部及びフラックスバリア部が２個ずつ組となって電動機軸線に対して点対称に４８箇所配置された比較例におけるシャフト電圧の周波数特性の測定結果である。 本発明の実施例２に係る電動機の径方向の断面図である。 本発明の実施例３に係る電動機の径方向の断面図である。 図８に示す切断線IX-IXで電動機を切断した断面を展開した図である。 参考例１に係る電動機の径方向の断面図である。 図１０に示す切断線XI-XIで電動機を切断した断面を展開した図である。 参考例２に係る電動機の径方向の断面図である。 図１２に示す切断線XIII-XIIIで電動機を切断した断面を展開した図である。 参考例２に係る電動機の等価回路図である。 参考例３に係る電動機の径方向の断面図である。 図１５に示す切断線XVI-XVIで電動機を切断した断面を展開した図である。 参考例４に係る電動機の径方向の断面図である。 図１７に示す切断線XVIII-XVIIIで電動機を切断した断面を展開した図である。

以下、本発明の各実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の各実施例及び各参考例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比及び形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明の実施例１に係る電動機１０の径方向の断面図である。図２は、図１に示す切断線II-IIで電動機１０を切断した断面を展開した図である。

電動機１０は、例えばハイブリッド車や電気自動車等の車両８に搭載された電動機（モータ）としての機能及び発電機（ジェネレータ）としての機能を有する回転電機であって、所謂モータジェネレータである。電動機１０は、例えば車両８の走行用駆動源である。

電動機１０は、回転中心線である電動機軸線ＣＬｍを中心とする円筒状のステータ３０と、ステータ３０の内周側に配された円筒状のロータ２０と、ステータ３０及びロータ２０を収容するケース９０と、を備える。電動機１０は、インナーロータ型の電動機である。

以下、本明細書では、「電動機軸線ＣＬｍに平行な方向」、「ステータの径方向」、及び「ステータの周方向」を、それぞれ単に「電動機軸線ＣＬｍ方向」、「径方向」、及び「周方向」と記す。なお、電動機軸線ＣＬｍは、本発明における「軸線」に相当する。また、ステータの径方向は、本発明における「径方向」に相当する。

ステータ３０は、複数の電磁鋼板４０が電動機軸線ＣＬｍ方向に積層されたステータコア３２及びそのステータコア３２に巻回された巻線５２を備える。

ステータコア３２は、電動機軸線ＣＬｍを中心として円筒状に延びている。円筒状のステータコア３２の内周面には、ステータコア３２の径方向の外周側に向かう方向の深さを有し且つ電動機軸線ＣＬｍ方向に貫通する複数（本実施例の場合は、４８個）の溝部すなわちスロット３８が等角度間隔（本実施例の場合は、２π／４８［rad］の等角度間隔）で設けられている。隣接するスロット３８間には、歯部３６が形成されている。歯部３６は、後述する巻線５２に三相交流電流が流されることにより電磁石となって回転磁界を発生させる。ステータコア３２のうち歯部３６以外の部分は、電磁石となった歯部３６同士の磁力線の経路となるバックヨーク３４である。

歯部３６には、巻線５２が巻回されている。例えば、各スロット３８には、その溝側面及び溝底面に当接可能な溝形の絶縁シートである絶縁膜５０が配置されている。絶縁膜５０は、スロット３８に挿入される巻線５２と歯部３６との絶縁を確保するためのものである。例えば、巻線５２は、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の三相交流電流が流れるＹ型結線で巻回された３相巻線であり、それぞれの巻線５２の端部である入力端子から図示されていないインバータ等により三相交流電流が流される。

ロータ２０は、ステータ３０の内周側に回転可能に配設され、ステータ３０と径方向に対向している。ロータ２０の内周部には、連結されて電動機軸線ＣＬｍまわりに回転可能なロータシャフト２２が挿通されている。ロータシャフト２２は、不図示のベアリングを介してケース９０に支持されて、ケース９０外に延びている。ロータ２０は、ステータ３０が発生する回転磁界により回転可能とされる。

ケース９０は、有底の筒状であって、その内部にステータ３０及びロータ２０を収容する。ケース９０は、導電性を有し、接地（アース）されている。径方向において、複数の電磁鋼板４０におけるバックヨーク３４の外周部よりも外側に突出した部位において、導電性のボルト８０が複数の電磁鋼板４０を電動機軸線ＣＬｍ方向に挿通してケース９０に固定している。

ステータコア３２を構成する複数の電磁鋼板４０のそれぞれは、板状である。電磁鋼板４０の表裏の表面には、絶縁被膜４０ａが形成されている。複数の電磁鋼板４０は、それぞれ積層された場合に隣接する電磁鋼板４０同士を相対移動不能に固定可能なカシメ部６０を有する。カシメ部６０は、複数の電磁鋼板４０が積層された場合において、径方向及び周方向の同じ位置に形成されている。好適には、径方向において、カシメ部６０は、バックヨーク３４の中心よりも内周側に位置している。具体的には、バックヨーク３４の径方向の幅Ｗx［mm］のうち、内周側の幅Ｗx／2の範囲内に、カシメ部６０が含まれる。例えば、カシメ部６０は、プレス加工により電磁鋼板４０が電動機軸線ＣＬｍ方向に突設するように曲げ加工された部分である。曲げ加工の断面形状は、台形状、Ｖ字状、半円形状等の様々な形状とすることが可能である。

カシメ部６０は、電磁鋼板４０の内部（導電部）が露出している露出部分４０ｂを有する。複数の電磁鋼板４０が電動機軸線ＣＬｍ方向に積層された場合、隣接する電磁鋼板４０同士は、カシメ部６０が有する露出部分４０ｂを介して互いに電気的に導通する。また、複数の電磁鋼板４０が積層されることにより、電動機軸線ＣＬｍ方向におけるステータコア３２の一端面（図２における紙面下側の端面）からその一端面側の電磁鋼板４０のカシメ部６０が突設するが、その突設したカシメ部６０の表面の絶縁被膜４０ａは除去されてケース９０に接触している。これにより、カシメ部６０を介して互いに電気的に導通した複数の電磁鋼板４０は、ケース９０に電気的に導通している。

径方向において、ステータコア３２は、カシメ部６０と、そのカシメ部６０に最も近い巻線５２と、の間に電磁鋼板４０よりも透磁率が低いフラックスバリア部６２を有する。フラックスバリア部６２とカシメ部６０に最も近い巻線５２との間は離間しており、その離間している部分はフラックスバリア部６２よりも透磁率が高いバックヨーク３４である。例えば、フラックスバリア部６２は、積層された複数の電磁鋼板４０において電動機軸線ＣＬｍ方向に貫通した貫通孔である。透磁率が低いフラックスバリア部６２が設けられることにより、歯部３６からバックヨーク３４に向かう磁界Ｈは、バックヨーク３４において透磁率が高い部分すなわち磁気抵抗の低い部分を通るため、図１に示すようにカシメ部６０を鎖交しにくくなる。

本実施例では、Ｙ型結線された巻線５２における中性点７０に最も近い位置に、カシメ部６０及びフラックスバリア部６２が２個ずつ組となって配設されている。この組となったカシメ部６０及びフラックスバリア部６２が電動機軸線ＣＬｍに対して点対称に１２箇所配置されている。また、６箇所の中性点７０が例えば金属の板状体であるバスバーを介して互いに電気的に接続されている。

図２の破線矢印及び一点鎖線矢印で示すように、カシメ部６０及びボルト８０は、複数の電磁鋼板４０にそれぞれ流れるノイズ電流をケース９０に流す電流経路となっている。カシメ部６０は、ボルト８０よりも径方向の内周側に位置しているため、電磁鋼板４０におけるノイズ電流の電流経路が短く、その電気抵抗が低くなっている。

図３は、本実施例に係る電動機１０の等価回路図である。図３に示すように、カシメ部６０が設けられることにより、ステータコア３２とケース９０との間の電気抵抗が低くされている。図４は、ステータコア３２に流れるノイズ電流におけるＡＭ周波数帯（０．５～１．５［MHz］）のピーク電流についての図３の等価回路図を用いたシミュレーション結果の一例である。図４に示すように、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の入力端子側からＹ型結線された巻線５２における中性点７０に近いほど、ステータコア３２に流れるノイズ電流におけるＡＭ周波数帯のピーク電流が大きくなっている。

図５は、Ｙ型結線された巻線５２における中性点７０に最も近い位置に、カシメ部６０及びフラックスバリア部６２が２個ずつ組となって電動機軸線ＣＬｍに対して点対称に１２箇所配置された本実施例におけるシャフト電圧Ｖsft［V］の周波数特性の測定結果である。図６は、Ｙ型結線された巻線５２における中性点７０に最も近い位置と、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相のそれぞれに最も近い位置と、にカシメ部６０及びフラックスバリア部６２が２個ずつ組となって電動機軸線ＣＬｍに対して点対称に４８箇所配置された比較例におけるシャフト電圧Ｖsftの周波数特性の測定結果である。図５及び図６は、横軸が対数目盛、縦軸が線形目盛である所謂片対数グラフで表されている。シャフト電圧Ｖsftとは、ロータシャフト２２で発生する電圧である。すなわち、比較例では、ステータコア３２の全スロット３８に対応した外周側の位置にそれぞれカシメ部６０及びフラックスバリア部６２が２個ずつ組となって配置されている。図５に示すように、カシメ部６０及びフラックスバリア部６２が２個ずつ組となって電動機軸線ＣＬｍに対して点対称に１２箇所配置された場合、それらが配置されていない場合に比較して、ＡＭ周波数帯におけるシャフト電圧Ｖsftが６．７［dB］低下する。図６に示すように、カシメ部６０及びフラックスバリア部６２が２個ずつ組となって電動機軸線ＣＬｍに対して点対称に４８箇所配置された場合、それらが配置されていない場合に比較して、ＡＭ周波数帯におけるシャフト電圧Ｖsftが１１．０［dB］低下する。本実施例では比較例に対して、カシメ部６０及びフラックスバリア部６２が１／４に削減されているが、効率的にＡＭ周波数帯におけるシャフト電圧Ｖsftが低下している（ロータシャフト２２でのノイズの発生が低下している）。

図４のシミュレーション結果及び図５の測定結果から、Ｙ型結線における三相交流電流の入力端子直近の位置に比較して中性点７０直近の位置を含んで電動機軸線ＣＬｍに対して点対称にカシメ部６０及びフラックスバリア部６２の組が１２箇所配置されている場合には、中性点７０直近の位置以外の位置に電動機軸線ＣＬｍに対して点対称にカシメ部６０及びフラックスバリア部６２の組が１２箇所配置されている場合に比較して、ステータコア３２でのノイズの発生やロータシャフト２２でのノイズの発生が効率的に抑制されることが分かる。また、図５及び図６の測定結果から、ステータコア３２に設けられたカシメ部６０及びフラックスバリア部６２の組を削減する場合には、Ｙ型結線における三相交流電流の入力端子直近の位置に比較して中性点７０直近の位置を含んで電動機軸線ＣＬｍに対して点対称にカシメ部６０及びフラックスバリア部６２の組が１２箇所配置されることで、効率的にＡＭ周波数帯におけるシャフト電圧Ｖsftが低下させられる。

本実施例によれば、（ａ）複数の電磁鋼板４０のそれぞれには、相対移動不能に固定可能なカシメ部６０が設けられ、（ｂ）複数の電磁鋼板４０が積層されていることにより複数の電磁鋼板４０がカシメ部６０を介して互いに電気的に導通し、（ｃ）カシメ部６０を介して互いに電気的に導通した複数の電磁鋼板４０は、ケース９０に電気的に導通している。カシメ部６０は、積層により、複数の電磁鋼板４０のそれぞれを相対移動不能に固定しているとともに、複数の電磁鋼板４０にそれぞれ流れるノイズ電流をケース９０に流す電流経路となってステータコア３２でのノイズの発生を抑制する。これにより、例えばＡＭ周波数帯におけるステータコア３２でのノイズの発生やそれに応じたロータシャフト２２でのノイズの発生が抑制され、ＡＭラジオへの雑音の混入が抑制される。

本実施例によれば、径方向において、ステータコア３２は、カシメ部６０とそのカシメ部６０に最も近い巻線５２との間に電磁鋼板４０よりも透磁率が低いフラックスバリア部６２を有する。フラックスバリア部６２が設けられていない場合に比較して、フラックスバリア部６２が設けられている場合は、カシメ部６０において形成される電流閉回路である電流経路Ｃ１における鎖交磁束が抑制されるため、渦電流による損失の増加が抑制される。

本実施例によれば、（ａ）巻線５２は、三相交流電流が流れるＹ型結線で巻回されており、（ｂ）Ｙ型結線における三相交流電流の入力端子の位置に比較して中性点７０に近い位置を含んで電動機軸線ＣＬｍに対して点対称にカシメ部６０が配置されている。Ｙ型結線における三相交流電流の入力端子の位置に比較して中性点７０に近い位置を含んで電動機軸線ＣＬｍに対して点対称にカシメ部６０が配置されている場合には、そうでない場合に比較して、ステータコア３２でのノイズの発生やロータシャフト２２でのノイズの発生が効率的に抑制される。

図７は、本発明の実施例２に係る電動機１１０の径方向の断面図である。本実施例は、前述の実施例１に係る電動機１０の構成と略同じであるが、カシメ部６０及びフラックスバリア部６２を有するステータ３０の替わりにカシメ部１６０及びフラックスバリア部１６２を有するステータ１３０となっている点が異なる。そのため、実施例１と異なる部分を中心に説明することとし、実施例１と機能において実質的に共通する部分には同一の符号を付して説明を適宜省略する。

ステータ１３０は、複数の電磁鋼板４０が電動機軸線ＣＬｍ方向に積層されたステータコア１３２及びそのステータコア１３２に巻回された巻線５２を備える。ステータコア１３２のうち歯部３６以外の部分であるバックヨーク１３４において、複数の電磁鋼板４０は、カシメ部１６０及びフラックスバリア部１６２を有する。Ｙ型結線された巻線５２における中性点７０に隣接した歯部３６に対応した外周側の位置にそれぞれカシメ部１６０及びフラックスバリア部１６２が２個ずつ組となって配置されている。この組となったカシメ部１６０及びフラックスバリア部１６２が電動機軸線ＣＬｍに対して点対称に１２箇所配置されている。好適には、径方向において、カシメ部１６０は、バックヨーク１３４の中心よりも内周側に位置している。電磁鋼板４０よりも透磁率が低いフラックスバリア部１６２は、径方向において、カシメ部１６０と、そのカシメ部１６０に最も近い巻線５２と、の間に配置されている。フラックスバリア部１６２とカシメ部１６０に最も近い巻線５２との間は離間しており、その離間している部分はフラックスバリア部１６２よりも透磁率が高いバックヨーク１３４である。

本実施例によれば、前述の実施例１と同様の構成により、実施例１と同様の効果を奏する。

図８は、本発明の実施例３に係る電動機２１０の径方向の断面図である。図９は、図８に示す切断線IX-IXで電動機２１０を切断した断面を展開した図である。本実施例は、前述の実施例２に係る電動機１１０の構成と略同じであるが、カシメ部１６０及びフラックスバリア部１６２を有するステータ１３０の替わりにカシメ部２６０及びフラックスバリア部２６２を有するステータ２３０となっている点が異なる。そのため、実施例２と異なる部分を中心に説明することとし、実施例２と機能において実質的に共通する部分には同一の符号を付して説明を適宜省略する。

ステータ２３０は、複数の電磁鋼板４０が電動機軸線ＣＬｍ方向に積層されたステータコア２３２及びそのステータコア２３２に巻回された巻線５２を備える。ステータコア２３２のうち歯部３６以外の部分であるバックヨーク２３４において、複数の電磁鋼板４０は、カシメ部２６０及びフラックスバリア部２６２を有する。Ｙ型結線された巻線５２における中性点７０に隣接した歯部３６に対応した外周側の位置にそれぞれカシメ部２６０及びフラックスバリア部２６２が２個ずつ組となって配置されている。この組となったカシメ部２６０及びフラックスバリア部２６２が電動機軸線ＣＬｍに対して点対称に１２箇所配置されている。好適には、径方向において、カシメ部２６０は、バックヨーク２３４の中心よりも内周側に位置している。電磁鋼板４０よりも透磁率が低いフラックスバリア部２６２は、径方向においてカシメ部２６０とそのカシメ部２６０に最も近い巻線５２との間に配置され且つカシメ部２６０の内周側に隣接している。フラックスバリア部２６２とカシメ部２６０に最も近い巻線５２との間は離間しており、その離間している部分はフラックスバリア部２６２よりも透磁率が高いバックヨーク２３４である。カシメ部２６０において外周側は電動機軸線ＣＬｍ方向の電流経路Ｃ２を形成するが、カシメ部２６０において内周側は電動機軸線ＣＬｍ方向の電流経路がフラックスバリア部２６２により寸断されている。すなわち、電流経路Ｃ２は、前述の実施例１における電流経路Ｃ１のような電流閉回路を形成しない。

例えば、プレス加工により電磁鋼板４０が電動機軸線ＣＬｍ方向に突設するように曲げ加工されてカシメ部２６０が形成され、その後にカシメ部２６０に隣接した内周側を打ち抜き加工されてフラックスバリア部２６２が形成される。

本実施例によれば、前述の実施例２と同様の構成により、実施例２と同様の効果を奏する。また、図９に示すように、複数の電磁鋼板４０が積層された場合、複数の電磁鋼板４０の外周側は、カシメ部２６０を介して互いに電気的に導通するが、複数の電磁鋼板４０の内周側は、フラックスバリア部２６２により互いに電気的に導通しない構成となっている。そのため、カシメ部２６０において電流閉回路の形成が抑制されるため、渦電流による損失の増加が抑制される。
（参考例１）

図１０は、参考例１に係る電動機３１０の径方向の断面図である。図１１は、図１０に示す切断線XI-XIで電動機３１０を切断した断面を展開した図である。本参考例は、前述の実施例１に係る電動機１０の構成と略同じであるが、カシメ部６０及びフラックスバリア部６２を有するステータコア３２の替わりに導通部３６０及びフラックスバリア部３６２を有するステータコア３３２となっている点が異なる。そのため、実施例１と異なる部分を中心に説明することとし、実施例１と機能において実質的に共通する部分には同一の符号を付して説明を適宜省略する。

ステータ３３０は、複数の電磁鋼板４０が電動機軸線ＣＬｍ方向に積層されたステータコア３３２及びそのステータコア３３２に巻回された巻線５２を備える。ステータコア３３２のうち歯部３６以外の部分であるバックヨーク３３４において、複数の電磁鋼板４０は、導通部３６０及びフラックスバリア部３６２を有する。Ｙ型結線された巻線５２における中性点７０に最も近い位置にそれぞれ導通部３６０及びフラックスバリア部３６２が２個ずつ組となって配置されている。この組となった導通部３６０及びフラックスバリア部３６２が電動機軸線ＣＬｍに対して点対称に１２箇所配置されている。好適には、径方向において、導通部３６０は、バックヨーク３３４の中心よりも内周側に位置している。フラックスバリア部３６２と導通部３６０に最も近い巻線５２との間は離間しており、その離間している部分はフラックスバリア部３６２よりも透磁率が高いバックヨーク３３４である。

例えば、導通部３６０は、積層された複数の電磁鋼板４０において電動機軸線ＣＬｍ方向に貫通した貫通孔に差し込まれた導電性部材である。複数の電磁鋼板４０は、導通部３６０を介して互いに電気的に導通し且つケース９０に電気的に導通している。

本参考例によれば、（ａ）ステータコア３３２には、複数の電磁鋼板４０を電動機軸線ＣＬｍ方向に貫通する導通部３６０が設けられ、（ｂ）径方向において、ステータコア３３２は、導通部３６０とその導通部３６０に最も近い巻線５２との間に電磁鋼板４０よりも透磁率が低いフラックスバリア部３６２を有する。導通部３６０は、複数の電磁鋼板４０にそれぞれ流れるノイズ電流をケース９０に流す電流経路となってステータコア３３２でのノイズの発生を抑制する。これにより、例えばＡＭ周波数帯におけるステータコア３３２でのノイズの発生やそれに応じたロータシャフト２２でのノイズの発生が抑制され、ＡＭラジオへの雑音の混入が抑制される。また、フラックスバリア部３６２が設けられていない場合に比較して、フラックスバリア部３６２が設けられている場合は、導通部３６０において形成される電流閉回路における鎖交磁束が抑制されるため、渦電流による損失の増加が抑制される。
（参考例２）

図１２は、参考例２に係る電動機４１０の径方向の断面図である。図１３は、図１２に示す切断線XIII-XIIIで電動機４１０を切断した断面を展開した図である。本参考例は、前述の実施例１に係る電動機１０の構成と略同じであるが、カシメ部６０及びフラックスバリア部６２を有するステータコア３２の替わりに導通部４６０及び絶縁体４６４を有するステータコア４３２となっている点が異なる。そのため、実施例１と異なる部分を中心に説明することとし、実施例１と機能において実質的に共通する部分には同一の符号を付して説明を適宜省略する。

ステータ４３０は、複数の電磁鋼板４０が電動機軸線ＣＬｍ方向に積層されたステータコア４３２及びそのステータコア４３２に巻回された巻線５２を備える。ステータコア４３２のうち歯部３６以外の部分であるバックヨーク４３４において、複数の電磁鋼板４０は、導通部４６０及び絶縁体４６４を有する。Ｙ型結線された巻線５２における中性点７０に最も近い位置にそれぞれ導通部４６０及び絶縁体４６４が１個ずつ組となって配置されている。この組となった導通部４６０及び絶縁体４６４が電動機軸線ＣＬｍに対して点対称に１２箇所配置されている。好適には、径方向において、導通部４６０は、バックヨーク４３４の中心よりも内周側に位置している。

例えば、導通部４６０は、積層された複数の電磁鋼板４０において電動機軸線ＣＬｍ方向に貫通した貫通孔に差し込まれた導電性部材であり、絶縁体４６４は、導通部４６０と複数の電磁鋼板４０との間に設けられた絶縁シートである。例えば、導電性部材の表面が絶縁処理されることで、導通部４６０と絶縁体４６４とが一体化した部材であっても良い。導通部４６０は、複数の電磁鋼板４０のそれぞれと絶縁体４６４を介して容量結合で接続されている。

図１４は、本参考例に係る電動機４１０の等価回路図である。図１４に示すように、導通部４６０及び絶縁体４６４が設けられることにより、ステータコア４３２とケース９０との間が容量結合で接続されている。また、導通部４６０により、絶縁体４６４とケース９０との間の電気抵抗が低くされている。

本参考例によれば、（ａ）ステータコア４３２には、複数の電磁鋼板４０を電動機軸線ＣＬｍ方向に貫通する導通部４６０が設けられ、（ｂ）導通部４６０と複数の電磁鋼板４０との間に絶縁体４６４が設けられている。導通部４６０と複数の電磁鋼板４０との間には絶縁体４６４が設けられているため、導通部４６０は、複数の電磁鋼板４０のそれぞれとケース９０との間を容量結合で接続する。この容量結合での接続により渦電流による損失の増加が抑制されるとともに、複数の電磁鋼板４０にそれぞれ流れるノイズ電流は容量結合を介してケース９０に流れてステータコア４３２でのノイズの発生が抑制される。
（参考例３）

図１５は、参考例３に係る電動機５１０のステータ５３０における径方向の断面図である。図１６は、図１５に示す切断線XVI-XVIでステータ５３０を切断した断面を展開した図である。本参考例は、前述の実施例１に係る電動機１０の構成と略同じであるが、カシメ部６０及びフラックスバリア部６２を有し且つボルト８０を有するステータ３０の替わりに、カシメ部６０及びフラックスバリア部６２を有さず且つボルト５８０を有するステータ５３０となっている点が異なる。そのため、実施例１と異なる部分を中心に説明することとし、実施例１と機能において実質的に共通する部分には同一の符号を付して説明を適宜省略する。

ステータ５３０は、複数の電磁鋼板４０が電動機軸線ＣＬｍ方向に積層されたステータコア５３２及びそのステータコア５３２に巻回された巻線５２を備える。ステータコア５３２のうち歯部３６以外の部分であるバックヨーク５３４において、導電性のボルト５８０が複数の電磁鋼板４０を電動機軸線ＣＬｍ方向に挿通してケース９０に固定している。ボルト５８０は、複数の電磁鋼板４０におけるバックヨーク５３４において電動機軸線ＣＬｍ方向に延びて、複数の電磁鋼板４０を相対移動不能に固定する固定部である。ボルト５８０は、周方向に等角度間隔（本参考例の場合は、２π／３［rad］の等角度間隔）で３箇所設けられている。好適には、径方向において、電動機軸線ＣＬｍ方向に延びるボルト５８０の軸線であるボルト軸線ＣＬｂは、バックヨーク４３４の中心よりも内周側に位置している。具体的には、バックヨーク４３４の径方向の幅Ｗy［mm］のうち、内周側の幅Ｗy／2の範囲内に、ボルト軸線ＣＬｂが含まれる。複数の電磁鋼板４０は、ボルト５８０を介して互いに電気的に導通している。

本参考例によれば、（ａ）複数の電磁鋼板４０におけるバックヨーク５３４において電動機軸線ＣＬｍ方向に延びて、複数の電磁鋼板４０を相対移動不能に固定する導電性のボルト５８０が備えられ、（ｂ）ボルト５８０を介して互いに電気的に導通した複数の電磁鋼板４０は、ケース９０に電気的に導通している。ボルト５８０は、複数の電磁鋼板４０のそれぞれを積層した状態で相対移動不能に固定しているとともに、複数の電磁鋼板４０にそれぞれ流れるノイズ電流をケース９０に流す電流経路となってステータコア５３２でのノイズの発生を抑制する。
（参考例４）

図１７は、参考例４に係る電動機６１０のステータコア６３２における径方向の断面図である。図１８は、図１７に示す切断線XVIII-XVIIIでステータコア６３２を切断した断面を展開した図である。本参考例は、前述の実施例１に係る電動機１０の構成と略同じであるが、ステータコア６３２が分割されている点が異なる。そのため、実施例１と異なる部分を中心に説明することとし、実施例１と機能において実質的に共通する部分には同一の符号を付して説明を適宜省略する。

ステータコア６３２は、周方向に等角度間隔（本参考例の場合は、２π／１２［rad］の等角度間隔）で１２個の分割ステータコア６３２ａに分割されている。分割ステータコア６３２ａは、複数の電磁鋼板４０が電動機軸線ＣＬｍ方向に積層されている。径方向の断面において、各分割ステータコア６３２ａは、円弧状のバックヨーク６３４ａとそのバックヨーク６３４ａから内周側に突出している歯部３６ａとを備える。バックヨーク６３４ａ及び歯部３６ａは、それぞれ複数の電磁鋼板４０が積層されて電動機軸線ＣＬｍ方向に延びている。バックヨーク６３４ａの周方向の両端部において、複数の電磁鋼板４０が溶接部６５０により相対移動不能に固定されている。溶接部６５０は、複数の電磁鋼板４０におけるバックヨーク６３４ａにおいて電動機軸線ＣＬｍ方向に延びて、複数の電磁鋼板４０を相対移動不能に固定する固定部である。好適には、径方向において、電動機軸線ＣＬｍ方向に延びる溶接部６５０の中心線である溶接中心線ＣＬｗは、バックヨーク６３４ａの中心よりも内周側に位置している。具体的には、バックヨーク６３４ａの径方向の幅Ｗz［mm］のうち、内周側の幅Ｗz／2の範囲内に、溶接中心線ＣＬｗが含まれる。複数の電磁鋼板４０は、溶接部６５０を介して互いに電気的に導通している。図１７に示すように、隣接する分割ステータコア６３２ａのバックヨーク６３４ａにおける周方向の端部が互いに対向させられ、これら対向させられた分割ステータコア６３２ａが不図示の円筒状部材における内周側の中空部に嵌め込まれたものが、ステータコア６３２となる。溶接部６５０の電動機軸線ＣＬｍ方向の端部は、それぞれケース９０に接触している。

本参考例によれば、（ａ）ステータコア６３２は周方向に分割された複数の分割ステータコア６３２ａを有し、（ｂ）分割ステータコア６３２ａにおける複数の電磁鋼板４０のバックヨーク６３４ａの周方向の端部において電動機軸線ＣＬｍ方向に延びて、複数の電磁鋼板４０を相対移動不能に固定する導電性の溶接部６５０が設けられ、（ｃ）溶接部６５０を介して互いに電気的に導通した複数の電磁鋼板４０は、ケース９０に電気的に導通している。溶接部６５０は、複数の電磁鋼板４０のそれぞれを積層した状態で相対移動不能に固定しているとともに、複数の電磁鋼板４０にそれぞれ流れるノイズ電流をケース９０に流す電流経路となってステータコア６３２でのノイズの発生を抑制する。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

前述の実施例１,２,３及び参考例１では、カシメ部６０,１６０,２６０及びフラックスバリア部６２,１６２,２６２が２個ずつ組となって配設され、或いは、導通部３６０及びフラックスバリア部３６２が２個ずつ組となって配設されていたが、カシメ部６０,１６０,２６０及びフラックスバリア部６２,１６２,２６２が１個ずつ組となって配設され、或いは、導通部３６０及びフラックスバリア部３６２が１個ずつ組となって配設されても良い。

前述の参考例２では、径方向において、導通部４６０及び絶縁体４６４と、その導通部４６０に最も近い巻線５２と、は離間していても良く、径方向において、ステータコア４３２は、導通部４６０と、その導通部４６０に最も近い巻線５２と、の間に電磁鋼板４０よりも透磁率が低いフラックスバリア部を有しても良い。また、そのフラックスバリア部と、導通部４６０及び絶縁体４６４と、は隣接していても良い。

前述の各実施例及び各参考例では、巻線５２はＹ型結線で巻回されていたが、Δ型結線で巻回されても良く、また、三相巻線でなく二相巻線であっても良い。

前述の各実施例及び各参考例では、電動機１０,１１０,２１０,３１０,４１０,５１０,６１０はインナーロータ型であったが、アウターロータ型であっても良い。

なお、上述したのはあくまでも本発明の実施例であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０、１１０、２１０：電動機
２０：ロータ
３０、１３０、２３０：ステータ
３２、１３２、２３２：ステータコア
４０：電磁鋼板
５２：巻線
６０：カシメ部
９０：ケース
ＣＬｍ：電動機軸線（軸線）

Claims (1)

1. 複数の電磁鋼板が軸線方向に積層されたステータコア及び前記ステータコアに巻回された巻線を有するステータと、前記ステータと径方向に対向するロータと、前記ステータ及び前記ロータを収容するケースと、を備える電動機であって、
   前記複数の電磁鋼板のそれぞれには、相対移動不能に固定可能なカシメ部が設けられ、
   前記複数の電磁鋼板が積層されていることにより前記複数の電磁鋼板が前記カシメ部を介して互いに電気的に導通し、
   前記カシメ部を介して互いに電気的に導通した前記複数の電磁鋼板は、前記ケースに電気的に導通している
   ことを特徴とする電動機。

Images