JP5418606B2 - ステータおよび回転電機 - Google Patents

Description

本発明は、ステータおよび回転電機に関し、特に、複数の分割ステータコアを備えるステータと、そのステータを備える回転電機とに関する。

従来、複数の分割ステータコアに関する種々の技術が提案されている。たとえば、特開２００９−１１８６３４号公報（特許文献１）では、分割コアと、分割コアの外周に装着されるリングとを備え、隣接する分割コア同士の結合部に少なくとも２つ以上の突出部と、少なくとも１つ以上の空隙部とを備える、回転電機が提案されている。

また特開２００９−１５３２６８号公報（特許文献２）では、複数個のティースを備え、その外周面に軸方向に沿って延びる肉抜部が凹設されたステータコアを備えるブラシレスモータにおいて、ステータコアは分割コアを集成してなり、ケース内に圧入固定され、ケース内の内周面には、軸方向に沿って、切欠溝が形成されている構成が提案されている。

また特開２００７−２５９５８１号公報（特許文献３）では、各分割コアのヨーク部のモータ径方向外側の外周面に凹部を設けるとともに、その凹部に嵌合する複数の凸部を保持リングの内周面に設けている、ステータが提案されている。

特開２００９−１１８６３４号公報 特開２００９−１５３２６８号公報 特開２００７−２５９５８１号公報

特開２００９−１１８６３４号公報（特許文献１）に記載のステータでは、複数の分割ステータコアは、その外周面に均一に接触する焼嵌リングによって締結される。このリングから分割ステータコアに作用する応力値が、分割ステータコアの外周面全体において平均して高く、鉄損が大きくなる。分割ステータコアに圧縮応力が加わる部分で鉄損が増大するので、外周側から分割ステータコア全体に平均的に応力がかかることにより、分割ステータコア全体としての鉄損が増大する。

一方、特開２００９−１５３２６８号公報（特許文献２）に記載のステータのようにリングの一部が分割ステータコアの外周面に接触する場合には、鉄損は低減されるが、リングによる分割ステータコアの締結力が出にくい問題がある。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、鉄損の低減と、分割ステータコアの締結力の確保とを可能とする、ステータを提供することである。

本発明に係るステータは、略中空円筒状のステータであって、複数の分割ステータコアを備える。分割ステータコアは、ステータの周方向に互いに隣接して配置される。分割ステータコアは、ステータの径方向外側の外表面を有する。ステータはまた、分割ステータコアと同数の湾曲部材を備える。湾曲部材は、周方向に延在する。湾曲部材は、外表面に向かって凸に湾曲する、凸形状部を有する。湾曲部材は、外表面に接触しステータの径方向内側へ外表面を押圧する。ステータはまた、ステータの外周を取り囲む円筒形状の壁部を備える。湾曲部材は、分割ステータコアと壁部との間に介在する。湾曲部材は、径方向の寸法を縮小するように撓んだ状態で分割ステータコアと壁部とによって挟持され、分割ステータコアに対し径方向内向きの応力を作用し、壁部に対し径方向外向きの応力を作用する。

上記ステータにおいて好ましくは、分割ステータコアの外表面には凹部が形成されている。湾曲部材は、凸形状部が凹部に収容され、凹部の内側において外表面に接触する。

上記ステータにおいて好ましくは、凹部は、分割ステータコアの外表面の周方向の中央部に形成されている。

上記ステータにおいて好ましくは、湾曲部材は、ステータの軸方向に延在する。
上記ステータにおいて好ましくは、複数の湾曲部材を連結する連結部材をさらに備える。湾曲部材は、軸方向端部を有し、軸方向端部が分割ステータコアに接触しないように配置される。連結部材は、軸方向端部に結合する。

本発明に係る回転電機は、回転可能に設けられた回転シャフトと、回転シャフトに固設されたロータと、ロータの周囲に配置された、上記のいずれかの局面のステータとを備える。

本発明のステータによると、鉄損を低減することができ、かつ、分割ステータコアの締結力を確保することができる。

本発明の実施の形態１に係るロータを含む回転電機を備えた車両の駆動部の構成を説明するための図である。 図１に示す回転電機の概略構成を示す側断面図である。 回転中心線方向から平面視したステータの平面図である。 一組の分割ステータコアと湾曲部材とを拡大して示す分解図である。 実施の形態１のステータがケースに収容された状態を示す断面模式図である。 湾曲部材と連結部材との構造体の構成を示す展開図である。 分割ステータコアに作用する応力と磁束とを示す模式図である。 実施の形態２のステータの構成を示す図である。

以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るロータ１２０を含む回転電機２２００を備えた車両の駆動部の構成を説明するための図である。図１では、本発明に従った車両に搭載される回転電機２２００を駆動させるための電気回路を示している。図１を参照して、ＰＣＵ（パワーコントロールユニット）２７００は、コンバータ２７１０と、インバータ２７２０と、制御装置２７３０と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、電源ラインＰＬ１〜ＰＬ３と、出力ライン２７４０Ｕ，２７４０Ｖ，２７４０Ｗとを含む。コンバータ２７１０は、バッテリ３０００とインバータ２７２０の間に接続され、インバータ２７２０は、出力ライン２７４０Ｕ，２７４０Ｖ，２７４０Ｗを介して回転電機２２００と接続される。

コンバータ２７１０に接続されるバッテリ３０００は、たとえばニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池である。バッテリ３０００は、発生した直流電圧をコンバータ２７１０に供給し、また、コンバータ２７１０から受ける直流電圧によって充電される。

コンバータ２７１０は、パワートランジスタＱ１，Ｑ２とダイオードＤ１，Ｄ２と、リアクトルＬとからなる。パワートランジスタＱ１，Ｑ２は、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に直列に接続され、制御装置２７３０からの制御信号をベースに受取る。ダイオードＤ１，Ｄ２は、それぞれパワートランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにパワートランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間にそれぞれ接続される。リアクトルＬは、バッテリ３０００の正極と接続される電源ラインＰＬ１に一端が接続され、パワートランジスタＱ１，Ｑ２の接続点に他端が接続される。

このコンバータ２７１０は、リアクトルＬを用いてバッテリ３０００から受ける直流電圧を昇圧し、その昇圧した昇圧電圧を電源ラインＰＬ２に供給する。また、コンバータ２７１０は、インバータ２７２０から受ける直流電圧を降圧してバッテリ３０００を充電する。

インバータ２７２０は、Ｕ相アーム２７５０Ｕ、Ｖ相アーム２７５０ＶおよびＷ相アーム２７５０Ｗからなる。各相アームは、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に並列に接続される。Ｕ相アーム２７５０Ｕは、直列に接続されたパワートランジスタＱ３，Ｑ４を含み、Ｖ相アーム２７５０Ｖは、直列に接続されたパワートランジスタＱ５，Ｑ６を含み、Ｗ相アーム２７５０Ｗは、直列に接続されたパワートランジスタＱ７，Ｑ８を含む。ダイオードＤ３〜Ｄ８は、それぞれパワートランジスタＱ３〜Ｑ８のエミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにパワートランジスタＱ３〜Ｑ８のコレクタ−エミッタ間にそれぞれ接続される。そして、各相アームにおける各パワートランジスタの接続点は、出力ライン２７４０Ｕ，２７４０Ｖ，２７４０Ｗを介してモータジェネレータとしての回転電機２２００の各相コイルの反中性点側にそれぞれ接続されている。

インバータ２７２０は、制御装置２７３０からの制御信号に基づいて、電源ラインＰＬ２から受ける直流電圧を交流電圧に変換して回転電機２２００へ出力する。また、インバータ２７２０は、回転電機２２００によって発電された交流電圧を直流電圧に整流して電源ラインＰＬ２に供給する。

コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１，ＰＬ３間に接続され、電源ラインＰＬ１の電圧レベルを平滑化する。また、コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に接続され、電源ラインＰＬ２の電圧レベルを平滑化する。

制御装置２７３０は、モータトルク指令値、回転電機２２００の各相電流値、およびインバータ２７２０の入力電圧に基づいて回転電機２２００の各相コイル電圧を演算し、その演算結果に基づいてパワートランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフするＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を生成してインバータ２７２０へ出力する。

また、制御装置２７３０は、上述したモータトルク指令値およびモータ回転数に基づいてインバータ２７２０の入力電圧を最適化するためのパワートランジスタＱ１，Ｑ２のデューティ比を演算し、その演算結果に基づいてパワートランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするＰＷＭ信号を生成してコンバータ２７１０へ出力する。

さらに、制御装置２７３０は、回転電機２２００によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ３０００を充電するため、コンバータ２７１０およびインバータ２７２０におけるパワートランジスタＱ１〜Ｑ８のスイッチング動作を制御する。

ＰＣＵ２７００においては、コンバータ２７１０は、制御装置２７３０からの制御信号に基づいて、バッテリ３０００から受ける直流電圧を昇圧して電源ラインＰＬ２に供給する。そして、インバータ２７２０は、コンデンサＣ２によって平滑化された直流電圧を電源ラインＰＬ２から受け、その受けた直流電圧を交流電圧に変換して回転電機２２００へ出力する。

また、インバータ２７２０は、回転電機２２００の回生動作によって発電された交流電圧を直流電圧に変換して電源ラインＰＬ２へ出力する。そして、コンバータ２７１０は、コンデンサＣ２によって平滑化された直流電圧を電源ラインＰＬ２から受け、その受けた直流電圧を降圧してバッテリ３０００を充電する。

図２は、図１に示す回転電機２２００の概略構成を示す側断面図である。図２に示すように、回転電機２２００は、回転中心線Ｏを中心に回転可能に設けられた回転シャフト１１０と、回転シャフト１１０に固設され回転シャフト１１０と共に回転可能に設けられたロータ１２０と、ロータ１２０の周囲に配置された環状のステータ１４０とを備える。この回転電機２２００は、典型的には、ハイブリッド車両に搭載され、車輪を駆動する駆動源や、エンジンなどの動力によって電気を発電する発電機として機能する。さらに、回転電機２２００は、エンジンを備えずに電力のみで走行する電気自動車や、燃料を用いて電気エネルギを発生する燃料電池を車載電源として備える燃料電池車にも適用可能である。

ロータ１２０は、軸方向に延びる穴部の一例としての磁石挿入孔１２６が形成された、略円筒形状のロータコア１２５を備える。ロータ１２０はまた、磁石挿入孔１２６内に挿入され埋設された永久磁石１２３を備える。永久磁石１２３は、ロータコア１２５の軸方向に延在する。ロータ１２０はまた、ロータコア１２５の軸方向の端面に設けられたエンドプレート１２２を備える。永久磁石１２３は、磁石挿入孔１２６内に充填された樹脂１２４によって固定されている。回転電機２２００は、永久磁石１２３がロータコア１２５の内部に埋め込まれた、ＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）モータである。

ステータ１４０は、略中空円筒状に形成されており、ロータ１２０の周囲を取り囲むように環状に形成されたステータコアと、このステータコアに巻回されて装着されたＵ相コイル１８０Ｕ，Ｖ相コイル１８０Ｖ，Ｗ相コイル１８０Ｗとを備えている。このステータ１４０の軸方向端面１７７，１７８には、絶縁性のモールド樹脂１７２が形成されている。ステータ１４０の軸方向端面１７７，１７８は、モールド樹脂１７２により被覆されている。このモールド樹脂１７２は、たとえばＢＭＣ（Ｂｕｌｋ Ｍｏｌｄｉｎｇ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂や、ＰＰＳ（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ Ｓｕｌｆｉｄｅ）、ＰＢＴ（Ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）などの熱可塑性樹脂などを含んでいる。

図３は、回転中心線Ｏ方向から平面視したステータ１４０の平面図である。図４は、一組の分割ステータコア１４１と湾曲部材１５１とを拡大して示す分解図である。図３に示すように、ステータ１４０は、複数の分割ステータコア１４１を備える。分割ステータコア１４１は、ステータ１４０の周方向ＤＲ１に分割され、互いに隣接して配置されている。分割ステータコア１４１は、複数の電磁鋼板が積層されて形成されてもよく、圧粉磁心により形成されてもよい。

図４に詳細に示すように、分割ステータコア１４１は、ステータ１４０の周方向ＤＲ１に環状に延在する円環状のヨーク部１７６と、このヨーク部１７６の内周面からステータ１４０の径方向ＤＲ２の内方へ向けて突出する複数のステータティース１７１とを備えている。ステータティース１７１は、環状のヨーク部１７６の周方向ＤＲ１に沿って等間隔に形成されている。ヨーク部１７６の表面のうち、ステータ１４０の周方向ＤＲ１に配列する周方向端面は、当該分割ステータコア１４１に対してステータ１４０の周方向に隣接する、他の分割ステータコア１４１の周方向端面と、当接している。

周方向に隣接する分割ステータコア１４１のステータティース１７１間には、スロットが形成されている。スロット内において、ステータティース１７１に巻回されるように、コイル（Ｕ相コイル１８０Ｕ，Ｖ相コイル１８０Ｖ，Ｗ相コイル１８０Ｗ）が分割ステータコア１４１に装着される。コイルは、分割ステータコア１４１とコイルとの間の絶縁を確保するインシュレータを介在させて、分割ステータコア１４１のステータティース１７１に装着される。

分割ステータコア１４１は、ステータ１４０の径方向ＤＲ２の外側における表面である外表面１４２を有する。外表面１４２には、外表面１４２の周方向ＤＲ１の中央部の一部が窪んだ、凹部１４３が形成されている。分割ステータコア１４１のヨーク部１７６の周方向ＤＲ１の中央付近には、ステータ１４０の軸方向（図４中の紙面垂直方向）に分割ステータコア１４１に形成された、かしめ部１４６が形成されている。かしめ部１４６の形成により、分割ステータコア１４１の強度が向上されている。

ステータ１４０はまた、円筒状に配置された分割ステータコア１４１の外周側に配置された、湾曲部材１５１を備える。分割ステータコア１４１と湾曲部材１５１とは、同数設けられている。複数の湾曲部材１５１は、ステータ１４０の周方向ＤＲ１に、互いに隣接して配置されている。湾曲部材１５１は、ステータ１４０の周方向ＤＲ１に沿って延在する。湾曲部材１５１の周方向ＤＲ１の寸法が、分割ステータコア１４１のヨーク部１７６の周方向ＤＲ１の寸法に対して小さいように、湾曲部材１５１は形成されている。

湾曲部材１５１は、外表面１４２に向かって凸に湾曲している。実施の形態１の湾曲部材１５１は、周方向ＤＲ１の中央付近において、分割ステータコア１４１の外表面１４２に向かって凸に形成された、凸形状部１５４を有する。湾曲部材１５１の分割ステータコア１４１に対向する表面１５２は、凸形状部１５４付近において、分割ステータコア１４１の外表面１４２に最も近接する。

図５は、実施の形態１のステータ１４０がケース１９０に収容された状態を示す断面模式図である。図５は、複数の分割ステータコア１４１が円環状に配置されて形成された図３に示すステータ１４０が、ケース１９０に搭載され、さらにカバー１９４によって外周を囲われた状態を図示している。図５に示すように、円環状に配置された分割ステータコア１４１の軸方向ＤＲ３の一方の端部がケース１９０に接触し、分割ステータコア１４１の軸方向ＤＲ３の他方の端部がカバー１９４により覆われている。ケース１９０にはねじ穴１９１が形成されている。ボルト１９２がこのねじ穴１９１を貫通して設けられることにより、ケース１９０とカバー１９４とが一体に組み付けられている。

ケース１９０にはまた、円環状の溝部１９３が形成されている。溝部１９３は、ケース１９０の表面の、ステータ１４０が搭載される側の面に形成されている。湾曲部材１５１は、ステータ１４０の軸方向ＤＲ３に延在しており、軸方向ＤＲ３における湾曲部材１５１の端部である軸方向端部１５５の一方が溝部１９３内に配置されている。湾曲部材１５１は、軸方向端部１５５が分割ステータコア１４１に接触しないように、軸方向ＤＲ３に延在して形成されている。

湾曲部材１５１の軸方向端部１５５に、連結部材１６１が結合されている。図６は、湾曲部材１５１と連結部材１６１との構造体の構成を示す展開図である。図６に示すように、ステータ１４０は、連結部材１６１をさらに備える。連結部材１６１は、複数の湾曲部材１５１を周方向ＤＲ１に連結する。湾曲部材１５１は軸方向端部１５５を有する。連結部材１６１は湾曲部材１５１の軸方向端部１５５の一部にのみ結合されており、隣接する湾曲部材１５１の間には空隙１６２が形成されており、連結部材１６１が隣接する湾曲部材１５１の変形を妨げないような構成とされている。図６に示す構造体は、たとえば板材をプレスにより打抜きながら曲げ加工して得ることができる。

図５に示すように、溝部１９３の内部に配置される側の湾曲部材１５１の軸方向端部１５５に結合される連結部材１６１を貫通するように、ボルト１９６が設けられている。ボルト１９６がケース１９０と連結部材１６１とを貫通して設けられることにより、湾曲部材１５１は分割ステータコア１４１に対し位置決めされる。

カバー１９４は、ステータ１４０の外周を取り囲む円筒形状の壁部１９５を含む。壁部１９５の内面は、分割ステータコア１４１の外表面１４２に対向する。壁部１９５と分割ステータコア１４１との間に、湾曲部材１５１が配置されている。湾曲部材１５１は、分割ステータコア１４１と、壁部１９５との間に、介在している。図４に示すように湾曲部材１５１が周方向ＤＲ１に対して湾曲しているために、湾曲部材１５１の一部を構成する凸形状部１５４が分割ステータコア１４１に接触し、湾曲部材１５１の他の一部は壁部１９５に接触する。

分割ステータコア１４１の外表面１４２の、凹部１４３を除く部分は、円弧形状に形成される。円筒状の壁部１９５の内面は、上記円弧形状と同心の円形状に形成される。湾曲部材１５１は、外表面１４２に向かって突起するように湾曲した形状を有しており、分割ステータコア１４１と壁部１９５との間に配置されるとき、径方向ＤＲ２の寸法を縮小するように変形する。湾曲部材１５１は、撓んだ状態で分割ステータコア１４１と壁部１９５とによって挟持される。

この湾曲部材１５１の撓みによって、ステータ１４０の径方向ＤＲ２に弾性力が発生する。そのため、湾曲部材１５１から分割ステータコア１４１に対し、径方向ＤＲ２内向きの応力が作用する。また、湾曲部材１５１から壁部１９５に対し、径方向ＤＲ２外向きの応力が作用する。湾曲部材１５１は、径方向ＤＲ２の内側に分割ステータコア１４１を押圧し、径方向ＤＲ２の外側に壁部１９５を押圧する。湾曲部材１５１は、径方向ＤＲ２の両方向に弾性力を作用させる、板ばねの機能を有する。この湾曲部材１５１の弾性力により、分割ステータコア１４１と壁部１９５との両方が、径方向ＤＲ２に押さえられ保持される。

図５に示す例ではケース１９０とカバー１９４との固定のためにボルト１９２が使用されている。従来の焼嵌リングで分割ステータコアを固定する場合、焼嵌リングは径方向内側のみに応力を作用するので、分割ステータコアを径方向外側のケースに対し固定するためのボルトが必須であった。

これに対し、本実施の形態のステータ１４０では、湾曲部材１５１は、分割ステータコアの締結力に加え、ステータ１４０をその径方向ＤＲ２外側の周壁である壁部１９５に対し固定する保持力を与える。そのため、湾曲部材１５１が作用する弾性力によってステータ１４０に対しカバー１９４が十分に固定される場合、回転電機２２００は固定用のボルト１９２を備えなくともよい。この場合、回転電機２２００の部品点数を省略でき、かつ、ステータ１４０の組み付けのためのボルト締結を不要とし製造工程を簡略化することができる。

湾曲部材１５１はまた、軸方向端部１５５の近傍の一部が局所的に軸方向ＤＲ３に対して湾曲し、直交する二方向である周方向ＤＲ１と軸方向ＤＲ３に湾曲を有するように形成されてもよい。軸方向端部１５５の近傍部分が、分割ステータコア１４１の外表面１４２に近接する径方向ＤＲ２内方へ湾曲することにより、湾曲部材１５１の組み付け性を向上できる。たとえば、図５に示すケース１９０に形成された溝部１９３内に湾曲部材１５１を嵌入させる際に、湾曲部材１５１の軸方向端部１５５近傍が湾曲していれば、容易に湾曲部材１５５を溝部１９３の内部へ移動させることが可能である。

図７は、分割ステータコア１４１に作用する応力Ｓと磁束ＭＦとを示す模式図である。分割ステータコア１４１とカバー１９４の壁部１９５との間に挟持された湾曲部材１５１では、図７に示すように、凸形状部１５４が分割ステータコア１４１に形成された凹部１４３に収容される。湾曲部材１５１の一部が外表面１４２に形成された凹部１４３に収容されるために、ステータ１４０の周方向ＤＲ１において、湾曲部材１５１を分割ステータコア１４１に対し容易に位置決めでき、湾曲部材１５１の配置の周方向ＤＲ１における誤差を低減することができる。

本実施の形態のステータ１４０では、図５および図６に示す連結部材１６１が設けられ、各々の湾曲部材１５１の周方向ＤＲ１の相対位置が規定されている。そのため、周方向ＤＲ１における湾曲部材１５１の位置決めがさらに容易になる。また、複数の湾曲部材１５１が一体とされた一つの構造物を設置する一工程において、複数の湾曲部材１５１を組み付けることができ、個々の湾曲部材１５１を分割ステータコア１４１の径方向ＤＲ２外側に並べる必要がない。そのため、ステータ１４０の製造を容易とし、ステータ１４０の製造コストを低減できる。

湾曲部材１５１は、凹部１４３の内側において分割ステータコア１４１の外表面１４２の中央部に接触し、ステータ１４０の径方向ＤＲ２内側へ外表面１４２を押圧する。湾曲部材１５１が分割ステータコア１４１を押圧することで、分割ステータコア１４１内には、図７中に白抜き矢印で示す、径方向ＤＲ２内側へ向かう圧縮応力Ｓが作用する。湾曲部材１５１から作用する径方向ＤＲ２内向きの圧縮応力Ｓによって、分割ステータコア１４１の締結力を確保できる。湾曲部材１５１の凸形状部１５４が凹部１４３に収容され、凸形状部１５４から凹部１４３へ圧縮応力が作用するために、湾曲部材１５１から分割ステータコア１４１へ効果的に応力を伝達することができる。分割ステータコア１４１の外表面１４２の一部を部分的に内径方向に加圧する湾曲部材１５１によって、分割ステータコア１４１が固定され、円筒形状のステータ１４０が形成される。

周方向ＤＲ１に隣接する分割ステータコア１４１に対応する隣接する湾曲部材１５１は、ステータ１４０の軸方向ＤＲ３において外表面１４２に面する部分同士が互いに結合されないように設けられている。そのため、個々の湾曲部材１５１が分割ステータコア１４１毎に独立して撓むことができる。各湾曲部材１５１が非独立であれば湾曲部材１５１の撓み量が規制され分割ステータコア１４１の締結力が不十分になる場合があるが、本実施の形態では、湾曲部材１５１が独立して撓むので、各分割ステータコア１４１に均等に圧縮応力を付加することができ、十分な締結力を確保することができる。

また、湾曲部材１５１が周方向ＤＲ１と軸方向ＤＲ３との両方に延在する板状の形状を有するために、軸方向ＤＲ３における湾曲部材１５１の剛性が増大している。これにより、湾曲部材１５１を損傷することなく、湾曲部材１５１から分割ステータコア１４１に作用する締結力を増大させることができるので、一層大きな分割ステータコア１４１の締結力を得ることができる。

湾曲部材１５１が外表面１４２の周方向ＤＲ１の中央部に形成された凹部１４３のみに接触し、湾曲部材１５１が接触する外表面１４２の周方向ＤＲ１の位置が規定されている。そのため、分割ステータコア１４１に作用する圧縮応力は、周方向ＤＲ１に分布を有する。つまり、周方向ＤＲ１の中央部付近において圧縮応力が最も高く、周方向ＤＲ１の端部付近では圧縮応力は小さい。分割ステータコア１４１のヨーク部１７６の内部において、周方向ＤＲ１の中央部付近に応力集中が発生するために、周方向ＤＲ１の中央部で発生する圧縮応力は大きいものの、周方向ＤＲ１の端部付近で発生する圧縮応力は小さい。

そのため、従来の外表面の周方向全体にリングが接触する分割ステータコアと比較して、湾曲部材１５１から分割ステータコア１４１へ作用する圧縮応力は、分割ステータコア１４１全体として低減されている。分割ステータコア１４１全体に作用する圧縮応力は分割ステータコア１４１の各部分に作用する圧縮応力の積分値として求められるが、高い圧縮応力の作用する領域が小さく、低い圧縮応力の作用する領域が大きいために、分割ステータコア１４１に作用する圧縮応力は全体として低減されている。

分割ステータコア１４１に作用する圧縮応力が増大すると、鉄損が増大する。分割ステータコア１４１に作用する圧縮応力を緩和することにより、鉄損を低減できる。本実施の形態のステータ１４０では、周方向ＤＲ１の一部分のみに高い圧縮応力が印加され、分割ステータコア１４１の全体に作用する圧縮応力が低減されていることにより、分割ステータコア１４１で発生する鉄損を低減することができる。

加えて、分割ステータコア１４１内部の磁束は、図７中の矢印ＭＦに示すように、径方向ＤＲ２の内側からステータティース１７１を経由してヨーク部１７６へ到達し、ヨーク部１７６内を周方向ＤＲ１の端部へ向かい、ヨーク部１７６の周方向端面から隣接する他の分割ステータコア１４１へ流れる。そのため、分割ステータコア１４１の内部において、湾曲部材１５１から作用する応力が最も大きい周方向ＤＲ１の中央部付近では、磁束密度が小さくなる。

換言すると、分割ステータコア１４１の外表面１４２の周方向ＤＲ１の中央部に凹部１４３が形成され、湾曲部材１５１が外表面１４２の一部のみに接触しているために、湾曲部材１５１から分割ステータコア１４１に大きな圧縮応力の加えられる範囲が、分割ステータコア１４１内の磁束密度の低い部分に限られている。磁束密度の低い部分では、作用する圧縮応力が上昇しても、発生する鉄損は小さい。分割ステータコア１４１に生じる磁束密度分布に対応して、磁束密度の低い部分において分割ステータコア１４１に高い応力が印加され、応力集中部が高磁束密度部から離れているために、鉄損を効果的に低減することができる。

（実施の形態２）
図８は、実施の形態２のステータの構成を示す図である。実施の形態２のステータ１４０は、外表面１４２に二箇所の凹部１４３が形成された分割ステータコア１４１と、その凹部１４３に対応する二箇所の凸形状部１５４を有する湾曲部材１５１と、を備える点で、実施の形態１とは異なっている。

湾曲部材１５１は、二箇所の凹部１４３の内側においてのみ外表面１４２に接触し、分割ステータコア１４１に径方向ＤＲ２内側方向の圧縮応力を作用する。周方向ＤＲ１の一部にのみ圧縮応力が印加されることによって、実施の形態１と同様に、分割ステータコア１４１で発生する鉄損の低減が可能であり、かつ、十分な分割ステータコア１４１の締結力を得ることができる。

実施の形態２の分割ステータコア１４１では、ステータ１４０の周方向ＤＲ１の二箇所において凹部１４３が形成され、湾曲部材１５１から分割ステータコア１４１に作用する圧縮応力は、周方向ＤＲ１の二箇所において印加される。

実施の形態１と比較して、周方向ＤＲ１の一箇所のみにおいて分割ステータコア１４１と湾曲部材１５１が接触する実施の形態１では、分割ステータコア１４１に対し湾曲部材１５１が相対的に回転し、その結果湾曲部材１５１の位置決め精度が低下する場合がある。これに対し、実施の形態２のステータ１４０では、周方向ＤＲ１の二箇所において湾曲部材１５１から分割ステータコア１４１に応力が加えられるので、分割ステータコア１４１に対し湾曲部材１５１が相対的に回転する湾曲部材１５１の変位が抑制される。したがって、湾曲部材１５１の位置決め精度をさらに向上させることができる。

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１１０ 回転シャフト、１２０ ロータ、１４０ ステータ、１４１ 分割ステータコア、１４２ 外表面、１４３ 凹部、１４６ かしめ部、１５１ 湾曲部材、１５２ 表面、１５４ 凸形状部、１５５ 軸方向端部、１６１ 連結部材、１６２ 空隙、１７１ ステータティース、１７６ ヨーク部、１９０ ケース、１９３ 溝部、１９４ カバー、１９５ 壁部、２２００ 回転電機。

Claims (6)

1. 略中空円筒状のステータ（１４０）であって、
   前記ステータ（１４０）の周方向（ＤＲ１）に互いに隣接して配置され、前記ステータ（１４０）の径方向（ＤＲ２）外側の外表面（１４２）を有する、複数の分割ステータコア（１４１）と、
   前記周方向（ＤＲ１）に延在し、前記外表面（１４２）に向かって凸に湾曲する凸形状部（１５４）を有し、前記外表面（１４２）に接触し前記ステータ（１４０）の径方向（ＤＲ２）内側へ前記外表面（１４２）を押圧する、前記分割ステータコア（１４１）と同数の湾曲部材（１５１）と、
   前記ステータ（１４０）の外周を取り囲む円筒形状の壁部（１９５）とを備え、
   前記湾曲部材（１５１）は、前記分割ステータコア（１４１）と前記壁部（１９５）との間に介在し、
   前記湾曲部材（１５１）は、前記径方向（ＤＲ２）の寸法を縮小するように撓んだ状態で前記分割ステータコア（１４１）と前記壁部（１９５）とによって挟持され、前記分割ステータコア（１４１）に対し前記径方向（ＤＲ２）内向きの応力を作用し、前記壁部（１９５）に対し前記径方向（ＤＲ２）外向きの応力を作用する、ステータ（１４０）。
2. 前記外表面（１４２）には凹部（１４３）が形成されており、
   前記湾曲部材（１５１）は、前記凸形状部（１５４）が前記凹部（１４３）に収容され、前記凹部（１４３）の内側において前記外表面（１４２）に接触する、請求項１に記載のステータ（１４０）。
3. 前記凹部（１４３）は、前記外表面（１４２）の前記周方向（ＤＲ１）の中央部に形成されている、請求項２に記載のステータ（１４０）。
4. 前記湾曲部材（１５１）は、前記ステータ（１４０）の軸方向（ＤＲ３）に延在する、請求項２に記載のステータ（１４０）。
5. 複数の前記湾曲部材（１５１）を連結する連結部材（１６１）をさらに備え、
   前記湾曲部材（１５１）は、軸方向端部（１５５）を有し、前記軸方向端部（１５５）が前記分割ステータコア（１４１）に接触しないように配置され、
   前記連結部材（１６１）は、前記軸方向端部（１５５）に結合する
   請求項４に記載のステータ（１４０）。
6. 回転可能に設けられた回転シャフト（１１０）と、
   前記回転シャフト（１１０）に固設されたロータ（１２０）と、
   前記ロータ（１２０）の周囲に配置された、請求項１に記載のステータ（１４０）とを備える、回転電機（２２００）。

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