JP5547137B2

JP5547137B2 - 回転電機

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Publication number: JP5547137B2
Application number: JP2011166985A
Authority: JP
Inventors: 隆行小松; 恵山村; 大中村
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2011-07-29
Filing date: 2011-07-29
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2031-07-29
Also published as: JP2013031328A

Description

本発明は、回転電機に関する。

周方向に分割された分割コアから構成される円筒状のステータコアを焼き嵌めリングに焼き嵌めにより固定した回転電機が知られている（特許文献１参照）。ステータコアを構成する分割コアは、たとえば、電磁鋼板等の薄板を打ち抜き加工してコアプレートを形成し、コアプレートを複数枚積層することで形成される。ステータコアは、積層構造の分割コアを円周方向に配置して形成される。

焼き嵌めによりステータコアを焼き嵌めリングに固定する方法では、予め加熱して熱膨張により内径を広げておいた焼き嵌めリングの内側にステータコアを配置させ、焼き嵌めリングを冷却して内径を収縮させる。

分割コア組立体であるステータコアには、焼き嵌めリングにより径方向内側に向かって締め付けられるように力が作用し、その結果、ステータコアが固定される。

特開２００９−４４８８０号公報

締め代を大きく設定しておき、焼き嵌めリングによる締め付け力を大きくすることで、複数の分割コアから構成されるステータコアを安定して固定することができる。しかしながら、締め付け力を大きくすると、隣接する分割コア同士が押し合うことで隣接する分割コア同士の接触部がコア積層方向（回転軸方向）に座屈してしまうことがあった。

コアプレートを打ち抜き加工などにより形成すると、コアプレートの外周部にはバリが形成される。分割コアは、バリの方向が一方向を向くようにコアプレートを積層して形成されている。分割コアの接触部における座屈は、隣接する分割コアのそれぞれの端部のコアプレートのバリがコア積層方向内方を向いている場合、その端部においてバリの突出方向と逆方向であるコア積層方向外方に浮き上がるように発生することが多い。

本発明は、焼き嵌めリング、および、焼き嵌めリングに焼き嵌めにより固定されるステータコアを有するステータと、ステータの内側において回転可能に配設されるロータとを備え、ステータコアは、周方向に分割された複数の分割コアで構成され、複数の分割コアは、それぞれが複数のコアプレートを積層して形成され、コアプレートを形成する際に生じるバリの方向がコアプレートの積層方向の一方向を向くようにコアプレートが積層されてなる第１分割コアと、コアプレートを形成する際に生じるバリの方向がコアプレートの積層方向の一方向を向くようにコアプレートが積層された一方向プレート群と、コアプレートを形成する際に生じるバリの方向がコアプレートの積層方向の他方向を向くようにコアプレートが積層された他方向プレート群とからなる第２分割コアとを有し、第２分割コアの積層方向両端部のそれぞれにおいてバリの方向が積層方向外方に向かうように、一方向プレート群と他方向プレート群とが積層配置され、第１分割コアの周方向両側には第２分割コアが配置されていることを特徴とする回転電機である。

本発明によれば、焼き嵌めリングによる締め付け力により隣接する分割コア同士の接触部が座屈することを防止できる。

本発明の実施の形態に係る回転電機を搭載したハイブリッド型電気自動車の概略構成を示す図。図１の電力変換装置を示す回路図。本発明の実施の形態に係る回転電機を示す一部断面模式図。本発明の実施の形態に係る回転電機を示す横断面模式図。図４のステータを示す外観斜視図。図４のステータを示す分解斜視図。（ａ）は図５の樹脂製ボビンが取り付けられた分割コアを示す斜視図、（ｂ）は（ａ）の樹脂製ボビンにステータコイルが巻回された状態を示す斜視図。図６の分割コアを示す斜視図。図６の第１分割コアおよび第２分割コアを構成するコアプレートの積層方法を説明する図。（ａ）は従来のコアプレートの積層方法を説明する図、（ｂ）は従来のコアプレートが座屈する様子を説明する図。本発明の変形例に係る回転電機のステータにおけるコアプレートの積層方法を説明する図。

本発明による回転電機の実施の形態を、図面を参照して説明する。
本実施の形態に係る回転電機は、電気自動車やハイブリッド自動車の走行に使用するのが好適な回転電機である。

図１は、本発明の実施の形態に係る回転電機を搭載したハイブリッド型電気自動車の概略構成を示す図である。
図１に示すように、ハイブリッド自動車（以下、車両）１００には、エンジン１２０と、第１の回転電機２００と、第２の回転電機２０２と、バッテリ１８０とが搭載されている。

バッテリ１８０は、リチウムイオン電池あるいはニッケル水素電池などの二次電池やキャパシタで構成され、２５０ボルトから６００ボルト、あるいはそれ以上の高電圧の直流電力を出力する。バッテリ１８０は、力行走行時には回転電機２００，２０２に直流電力を供給し、回生走行時には回転電機２００，２０２から直流電力を受ける。バッテリ１８０と回転電機２００，２０２との間の直流電力の授受は、電力変換装置６００を介して行われる。

車両１００には低電圧電力（たとえば、１４ボルト系電力）を供給するバッテリ（不図示）が搭載されており、以下に説明する制御回路に直流電力を供給する。

エンジン１２０および回転電機２００，２０２による回転トルクは、変速機１３０とデファレンシャルギア１６０を介して前輪１１０に伝達される。変速機１３０は変速機制御装置１３４により制御され、エンジン１２０はエンジン制御装置１２４により制御され、バッテリ１８０は、バッテリ制御装置１８４により制御される。

変速機制御装置１３４、エンジン制御装置１２４、バッテリ制御装置１８４および電力変換装置６００には、通信回線１７４を介して統合制御装置１７０が接続されている。

統合制御装置１７０は、変速機制御装置１３４、エンジン制御装置１２４、電力変換装置６００およびバッテリ制御装置１８４の状態を表す情報を、通信回線１７４を介してそれらからそれぞれ受け取る。統合制御装置１７０は、取得したそれらの情報に基づき各制御装置の制御指令を演算する。演算された制御指令は通信回線１７４を介してそれぞれの制御装置へ送信される。

バッテリ制御装置１８４は、バッテリ１８０の充放電状況やバッテリ１８０を構成する各単位セル電池の状態を、通信回線１７４を介して統合制御装置１７０に出力する。

統合制御装置１７０は、バッテリ制御装置１８４からの情報に基づいてバッテリ１８０の充電が必要と判断すると、電力変換装置６００に発電運転の指示を出す。

統合制御装置１７０は、エンジン１２０および回転電機２００，２０２の出力トルクの管理、エンジン１２０の出力トルクと回転電機２００，２０２の出力トルクとの総合トルクやトルク分配比の演算処理を行い、その演算処理結果に基づく制御指令を、変速機制御装置１３４、エンジン制御装置１２４および電力変換装置６００へ送信する。

電力変換装置６００は、統合制御装置１７０からのトルク指令に基づき、指令通りのトルク出力あるいは発電電力が発生するように回転電機２００，２０２を制御する。電力変換装置６００にはインバータを構成するパワー半導体素子が設けられている。電力変換装置６００は、統合制御装置１７０からの指令に基づきパワー半導体素子のスイッチング動作を制御する。パワー半導体素子のスイッチング動作により、回転電機２００，２０２は電動機としてあるいは発電機として運転される。

回転電機２００，２０２を電動機として運転する場合は、高電圧のバッテリ１８０からの直流電力が電力変換装置６００のインバータの直流端子に供給される。電力変換装置６００は、パワー半導体素子のスイッチング動作を制御して供給された直流電力を３相交流電力に変換し、回転電機２００，２０２に供給する。

一方、回転電機２００，２０２を発電機として運転する場合には、ロータが外部から加えられる回転トルクで回転駆動され、ステータコイルに３相交流電力が発生する。発生した３相交流電力は電力変換装置６００で直流電力に変換され、その直流電力が高電圧のバッテリ１８０に供給されることにより、バッテリ１８０が充電される。

図２は、図１の電力変換装置６００の回路図である。電力変換装置６００には、第１の回転電機２００のための第１のインバータ装置と、第２の回転電機２０２のための第２のインバータ装置とが設けられている。第１のインバータ装置は、パワーモジュール６１０と、パワーモジュール６１０の各パワー半導体素子２１のスイッチング動作を制御する第１の駆動回路６５２と、回転電機２００の電流を検知する電流センサ６６０とを備えている。駆動回路６５２は駆動回路基板６５０に設けられている。

第２のインバータ装置は、パワーモジュール６２０と、パワーモジュール６２０における各パワー半導体素子２１のスイッチング動作を制御する第２の駆動回路６５６と、回転電機２０２の電流を検知する電流センサ６６２とを備えている。駆動回路６５６は駆動回路基板６５４に設けられている。

制御回路基板６４６に設けられた制御回路６４８、コンデンサモジュール６３０およびコネクタ基板６４２に実装された送受信回路６４４は、第１のインバータ装置と第２のインバータ装置とで共通に使用される。

パワーモジュール６１０，６２０は、それぞれ対応する駆動回路６５２，６５６から出力された駆動信号によって動作する。パワーモジュール６１０，６２０は、それぞれバッテリ１８０から供給された直流電力を３相交流電力に変換し、その電力を対応する回転電機２００，２０２の電機子巻線であるステータコイルに供給する。パワーモジュール６１０，６２０は、回転電機２００，２０２のステータコイルに誘起された交流電力を直流に変換し、高電圧のバッテリ１８０に供給する。

パワーモジュール６１０，６２０は、図２に示すように３相ブリッジ回路を備えており、３相に対応した直列回路が、それぞれバッテリ１８０の正極側と負極側との間に電気的に並列に接続されている。各直列回路は上アームを構成するパワー半導体素子２１と下アームを構成するパワー半導体素子２１とを備え、それらのパワー半導体素子２１は直列に接続されている。

パワーモジュール６１０とパワーモジュール６２０とは、図示するように、回路構成がほぼ同じであるため、ここではパワーモジュール６１０を代表して説明する。

本実施の形態では、スイッチング用パワー半導体素子としてＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）を用いている。ＩＧＢＴは、コレクタ電極、エミッタ電極およびゲート電極の３つの電極を備えている。ＩＧＢＴのコレクタ電極とエミッタ電極との間にはダイオード３８が電気的に接続されている。ダイオード３８は、カソード電極およびアノード電極の２つの電極を備えており、ＩＧＢＴのエミッタ電極からコレクタ電極に向かう方向が順方向となるように、カソード電極がＩＧＢＴのコレクタ電極に、アノード電極がＩＧＢＴのエミッタ電極にそれぞれ電気的に接続されている。

各相のアームは、ＩＧＢＴのエミッタ電極とＩＧＢＴのコレクタ電極とが電気的に直列に接続されて構成されている。なお、本実施の形態では、各相の各上下アームのＩＧＢＴを１つしか図示していないが、制御する電流容量が大きいので、実際には複数のＩＧＢＴが電気的に並列に接続されて構成されている。

各相の各上アームのＩＧＢＴのコレクタ電極はバッテリ１８０の正極側に、各相の各下アームのＩＧＢＴのエミッタ電極はバッテリ１８０の負極側にそれぞれ電気的に接続されている。各相の各アームの中点（上アーム側ＩＧＢＴのエミッタ電極と下アーム側のＩＧＢＴのコレクタ電極との接続部分）は、対応する回転電機２００，２０２の対応する相の電機子巻線（ステータコイル）に電気的に接続されている。

駆動回路６５２，６５６は、対応するインバータ装置のパワーモジュール６１０，６２０を制御するための駆動部を構成しており、制御回路６４８から出力された制御信号に基づいて、ＩＧＢＴを駆動させるための駆動信号を発生する。それぞれの駆動回路６５２，６５６で発生した駆動信号は、対応するパワーモジュール６１０，６２０の各パワー半導体素子２１のゲートにそれぞれ出力される。駆動回路６５２，６５６には、各相の各上下アームのゲートに供給する駆動信号を発生する集積回路がそれぞれ６個設けられており、６個の集積回路を１ブロックとして構成されている。

制御回路６４８は各インバータ装置の制御部を構成しており、複数のスイッチング用パワー半導体素子２１を動作（オン・オフ）させるための制御信号（制御値）を演算するマイクロコンピュータによって構成されている。制御回路６４８には、統合制御装置１７０からのトルク指令信号（トルク指令値）、電流センサ６６０，６６２のセンサ出力、回転電機２００，２０２に搭載された回転センサ（不図示）のセンサ出力が入力される。制御回路６４８はそれらの入力信号に基づいて制御値を演算し、駆動回路６５２，６５６にスイッチングタイミングを制御するための制御信号を出力する。

コネクタ基板６４２に実装された送受信回路６４４は、電力変換装置６００と外部の制御装置との間を電気的に接続するためのもので、図１の通信回線１７４を介して他の装置と情報の送受信を行う。

コンデンサモジュール６３０は、パワー半導体素子２１のスイッチング動作によって生じる直流電圧の変動を抑制するための平滑回路を構成するもので、パワーモジュール６１０，６２０における直流側の端子に電気的に並列に接続されている。

回転電機２００，２０２の構造について説明する。第１の回転電機２００と第２の回転電機２０２とはほぼ同様の構造であるため、以下では、第１の回転電機２００の構造を代表例として説明する。なお、以下に示す構造は回転電機２００，２０２の双方に採用されている必要はなく、一方だけに採用されていてもよい。

図３は本発明の実施の形態に係る回転電機２００を車両に取り付けた状態を模式的に示す一部断面模式図である。図３に示すように、回転電機２００は、車両側のケース１０の内部に配設されるものであり、ステータ２３０と、ステータ２３０の内周側に隙間をあけて回転可能に配設されたロータ２５０とを備えている。ケース１０は、エンジンのケースや変速機のケースと一体的に設けられている。

ステータ２３０は、円筒状の焼き嵌めリング（ハウジング）２１２と、焼き嵌めリング２１２内に固定されたステータコア２３２とを有している。ステータ２３０は、焼き嵌めリング２１２に設けられたフランジ２１５がボルト１２によりケース１０に締結されることで、ケース１０内に固定されている。

図４は、本発明の実施の形態に係る回転電機２００を示す横断面模式図である。図３および図４に示すように、ロータ２５０は、ロータコア２５２と、永久磁石２５４とを備えている。ロータコア２５２にはシャフト２１８が一体回転するように装着されている。シャフト２１８は、図３に示すように、ケース１０に設けられた軸受１４，１５により回転可能に保持されている。

シャフト２１８には、ロータ２５０の極の位置や回転速度を検出するレゾルバ２２４が設けられている。このレゾルバ２２４からの出力は、図２に示した制御回路６４８に入力される。制御回路６４８は、レゾルバ２２４からの出力に基づいて制御信号を駆動回路６５２に出力する。駆動回路６５２は、その制御信号に基づく駆動信号をパワーモジュール６１０に出力する。パワーモジュール６１０は、上述したように、制御信号に基づきスイッチング動作を行い、たとえば、バッテリ１８０から供給される直流電力を３相交流電力に変換する。この３相交流電力は図３および図４に示したステータコイル２３３に供給され、回転磁界がステータ２３０に発生する。３相交流電流の周波数はレゾルバ２２４の出力値に基づいて制御され、３相交流電流のロータ２５０に対する位相も同じくレゾルバ２２４の出力値に基づいて制御される。

図３および図４に示すように、ロータコア２５２の外周近傍には、永久磁石２５４が周方向に沿って等間隔に配設されている。永久磁石２５４はロータ２５０の界磁極として作用し、本実施の形態では１６極構成となっている。３相交流電流をステータコイル２３３に流すことで回転磁界がステータ２３０に発生すると、この回転磁界がロータ２５０の永久磁石２５４に作用してトルクが生じる。

図３および図４に示すように、ステータ２３０は、円筒状のステータコア２３２と、ステータコイル２３３とを有している。本実施の形態では、回転電機２００によって３００ｋｗ程度の出力を得るために、ステータ２３０の直径は２５０ｍｍ程度とされている。

ステータコイル２３３は、ステータコア２３２のティース２３８に巻回されている。図４では、便宜上、ステータコイル２３３が１つのティース２３８に巻回されている状態を模式的に示したが、実際には、ステータコイル２３３は各ティース２３８に巻回されている。

図５および図６は、ステータ２３０を示す外観斜視図および分解斜視図である。図５では、ステータコイル２３３の図示を省略している。図６では、ステータコイル２３３および後述する樹脂製ボビン２３９の図示を省略している。図４〜図６に示すように、ステータコア２３２は、２４個の分割コア２３７で構成され、２４個の分割コア２３７が周方向に配設されることで円筒形状を呈している。換言すれば、ステータコア２３２は周方向に２４個の分割コア２３７に分割されている。図４および図６に示すように、分割コア組立体であるステータコア２３２の内周側には、ステータコア２３２の軸方向に平行な複数のスロット２３６とティース２３８とが周方向に等間隔となるように形成されている。分割コア２３７の各々は、１つのティース２３８を有し、周方向で隣接する一対の分割コア２３７との間で１つのスロット２３６を区画するように平面視Ｔ字状（図４参照）に形成されている。

図７（ａ）は樹脂製ボビン２３９が取り付けられた分割コア２３７を示す斜視図であり、図７（ｂ）は樹脂製ボビン２３９にステータコイル２３３が巻回された状態を示す斜視図である。分割コア２３７のティース２３８には、図５および図７（ａ）に示すように樹脂製ボビン２３９が取り付けられ、図７（ｂ）に示すように、ステータコイル２３３は樹脂製ボビン２３９に集中的に巻回されている。図７（ａ）に示すように、樹脂製ボビン２３９の四隅の角部には、平角線からなるステータコイル２３３の巻乱れを防ぐ溝２３９Gが設けられている。

図４〜図６に示すように、２４個の分割コア２３７は、１２個の第１分割コア２３７ａと、１２個の第２分割コア２３７ｂとを有している。ステータコア２３２は、第１分割コア２３７ａと第２分割コア２３７ｂとが周方向に交互に配設されている。

図８は第１分割コア２３７ａを示す斜視図である。なお、第２分割コア２３７ｂは第１分割コア２３７ａと同様の構成とされているため、便宜上、かっこ書きで第２分割コア２３７ｂの参照番号も付している。

図８に示すように、第１分割コア２３７ａは、厚さ０．０５〜１．０ｍｍ程度の珪素鋼板や電磁鋼板をプレス加工により打ち抜いて形成されたコアプレート２３５を複数枚積層して形成されている。第２分割コア２３７ｂも同様に、厚さ０．０５〜１．０ｍｍ程度の珪素鋼板や電磁鋼板をプレス加工により打ち抜いて形成されたコアプレート２３５を複数枚積層して形成されている。

コアプレート２３５の積層方向（以下、コア積層方向ともいう）は、ロータ２５０の回転軸方向と平行とされている。

図９は、第１分割コア２３７ａおよび第２分割コア２３７ｂを構成するコアプレート２３５の積層方法を説明する図であり、コアプレート２３５を模式的に示している。図９に示すように、第１分割コア２３７ａは、コアプレート２３５を形成する際に外縁の全周に亘って生じるバリの方向がコアプレート２３５の積層方向の一方向（図示Ａ方向）を向くようにコアプレート２３５を積層して形成されている。

図９に示すように、第２分割コア２３７ｂは、上側に積層配置される一方向プレート群２６１と、下側に積層配置される他方向プレート群２６２とを有している。一方向プレート群２６１は、コアプレート２３５を形成する際に外縁の全周に亘って生じるバリの方向がコアプレート２３５の積層方向の一方向（図示Ａ方向）を向くようにコアプレート２３５が積層されてなる。

他方向プレート群２６２は、コアプレート２３５を形成する際に外縁の全周に亘って生じるバリの方向がコアプレート２３５の積層方向の他方向（図示Ｂ方向）を向くようにコアプレート２３５が積層されてなる。他方向プレート群２６２を構成するコアプレート２３５の積層数は、第２分割コア２３７ｂを構成するコアプレート２３５の全積層数に対して、１／４程度とされている。

一方向プレート群２６１と他方向プレート群２６２は、第２分割コア２３７ｂのコア積層方向両端部のそれぞれにおいてコアプレート２３５に形成されたバリの方向がコア積層方向外方に向かうように配置されている。つまり、一方向プレート群２６１を構成するコアプレート２３５のバリの方向は上方（図示Ａ方向）を向き、他方向プレート群２６２を構成するコアプレート２３５のバリの方向は下方（図示Ｂ方向）を向いている。

したがって、第１分割コア２３７ａの下側の端部に配置されたコアプレート２３５の周方向両側に形成されたバリの方向は上方（図示Ａ方向）を向いているのに対して、第２分割コア２３７ｂの下側の端部に配置されたコアプレート２３５の周方向両側に形成されたバリの方向は下方（図示Ｂ方向）を向いている。すなわち、下端部において、第１分割コア２３７ａを構成するコアプレート２３５のバリ、および、第２分割コア２３７ｂを構成するコアプレート２３５のバリは、互いに逆方向を向いている。

図４〜図６に示すように、焼き嵌めリング２１２は、厚さ２〜５ｍｍ程度の鋼板（高張力鋼板など）からなり、絞り加工により円筒形状に形成されている。焼き嵌めリング２１２の内径は、ステータコア２３２の外周に焼き嵌め可能な寸法であり、その寸法精度は、１／１０〜１／１００ｍｍ程度である。焼き嵌めリング２１２の内径および厚さは、焼き嵌めにより生じる引張応力等を考慮して設定されている。

図５および図６に示すように、焼き嵌めリング２１２の一方の端部には、ケース１０との取付部であるフランジ２１５が複数設けられている。複数のフランジ２１５は、円筒状の焼き嵌めリング２１２の一端面周縁において、径方向外方に突設されている。

ステータコア２３２は、焼き嵌めリング２１２の内側に焼き嵌めにより嵌合固定される。具体的な組み立て方法としては、分割コア２３７を円筒状に組立てたステータコア２３２を配置しておき、分割コア組立体であるステータコア２３２に予め加熱して熱膨張により内径を広げておいた焼き嵌めリング２１２を嵌め込む。焼き嵌めリング２１２を冷却して内径を収縮させることで、その熱収縮によりステータコア２３２の外周部を締め付ける。

運転時におけるロータ２５０のトルクによる反作用によって、ステータコア２３２が焼き嵌めリング２１２に対して空転しないように、焼き嵌めリング２１２の内径寸法は、ステータコア２３２の外径寸法よりも所定値だけ小さく設定され、焼き嵌めによりステータコア２３２が焼き嵌めリング２１２内に強固に固定されるようになっている。

ここで、常温におけるステータコア２３２の外径と、焼き嵌めリング２１２の内径との差を締め代といい、この締め代を回転電機２００の最大出力時に発生する最大トルクを想定して設定することで、焼き嵌めリング２１２は所定の締め付け力によりステータコア２３２を保持することになる。

焼き嵌めリング２１２が収縮することにより締め付け力がステータコア２３２に作用すると、隣接する分割コア２３７同士が押し合うため、分割コア２３７同士の接触部に圧縮応力が発生する。

図１０（ａ）は従来のコアプレート２８５の積層方法を説明する図であり、図１０（ｂ）は従来のコアプレート２８５が座屈する様子を説明する図である。図１０（ａ）に示すように、従来、各分割コア２８７を構成するコアプレート２８５のバリの方向は一方向を向いていた。したがって、隣接する分割コア２８７のそれぞれの一端部（図示下端部）のコアプレート２８５のバリがコア積層方向内方を向いている。このような場合、分割コア２８７の接触部における座屈は、図１０（ｂ）に示すように、バリの突出方向と逆方向であるコア積層方向外方（図示下側）に浮き上がるように発生することが多く、その変形量は図示下側ほど大きい。

これに対して、本実施の形態では、図９に示したように、第１分割コア２３７ａの周方向両側には第２分割コア２３７ｂが隣接して配置され、下側の端部において、隣り合うコアプレート２３５のバリの方向が互いに逆向きとされ、上側の端部では隣り合うコアプレート２３５のバリの方向が互いにコア積層方向外方を向いている。換言すれば、コア積層方向両端部において、隣り合うコアプレート２３５のバリの方向は、互いにコア積層方向内方を向いていない。

このようにして形成されたステータコア２３２は、以下に説明するようにして座屈が防止される。焼き嵌めリング２１２からステータコア２３２に締め付け力が作用すると、ステータコア２３２のコア積層方向上側において、第２分割コア２３７ｂの一方向プレート群２６１を構成するコアプレート２３５と、第１分割コア２３７ａを構成するコアプレート２３５とが、互いに押し合ってコアプレート２３５同士の接触部が下方向に突出するように変形しようとする。これに対して、一方向プレート群２６１の下側に配置されている他方向プレート群２６２を構成するコアプレート２３５と、他方向プレート群２６２に隣接する第１分割コア２３７ａを構成するコアプレート２３５とはバリの方向が互いに逆であるため、変形しにくい。したがって、他方向プレート群２６２を構成するコアプレート２３５、および、他方向プレート群２６２に隣接する第１分割コア２３７ａを構成するコアプレート２３５によって、一方向プレート群２６１を構成するコアプレート２３５、および、一方向プレート群２６１に隣接する第１分割コア２３７ａを構成するコアプレート２３５の変形が抑えられる。その結果、焼き嵌めリング２１２による締め付け力により隣接する分割コア２３７同士の接触部が座屈することを防止できる。

以上説明した本実施の形態によれば、以下のような作用効果を奏することができる。
コアプレート２３５に形成されたバリの方向が一方向に向くようにコアプレート２３５が積層された第１分割コア２３７ａと、コア積層方向両端部のそれぞれにおいてコアプレート２３５に形成されたバリの方向が外方を向くようにコアプレート２３５が積層された第２分割コア２３７ｂとを周方向に交互に配列してステータコア２３２を形成した。

このように本実施の形態のステータコア２３２の上端部では、複数の分割コア２３７のそれぞれを構成するコアプレート２３５のバリの方向はコア積層方向外方である上方向を向いている。ステータコア２３２の下端部では、第１分割コア２３７ａを構成するコアプレート２３５のバリの方向はコア積層方向内方である上方向を向いているのに対し、第１分割コア２３７ａの周方向両側に配置される第２分割コア２３７ｂを構成するコアプレート２３５のバリの方向はコア積層方向外方である下方向を向いている。換言すれば、ステータコア２３２のコア積層方向両端部において、隣り合うコアプレート２３５のバリの方向は、互いにコア積層方向内方を向いていない。

このように本実施の形態では、ステータコア２３２の下端部において、隣り合うコアプレート２３５のバリの方向が互いに逆向きとされた変形しにくいコアプレート２３５が配置されているため、ステータコア２３２の上端部に配置されたコアプレート２３５同士の接触部が下方向に突出するように変形することを抑制できる。その結果、焼き嵌めリング２１２による締め付け力により隣接する分割コア２３７同士の接触部が座屈することを防止できる。

次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
（１）上記実施の形態では、第１分割コア２３７ａと第２分割コア２３７ｂとを周方向に交互に配設することとしたが、本発明はこれに限定されない。第１分割コア２３７ａの周方向両側に第２分割コア２３７ｂが配置されていればよいため、第２分割コア２３７ｂと第２分割コア２３７ｂとが隣接するように配置してもよい。たとえば、ステータコア２３２を構成する分割コア２３７の数が奇数のときは、第２分割コア２３７ｂを第１分割コア２３７ａよりも１つ多く形成しておき、図１１に示すように、第２分割コア２３７ｂ同士を隣接させてもよい。

（２）上記実施の形態では、焼き嵌めリング（ハウジング）２１２を円筒状として説明したが、本発明はこれに限定されない。焼き嵌めリング２１２は、両端面開放の円筒形状とすることに代えて、一方の端面が底板で閉鎖されたカップ形状としてもよい。あるいは、円筒形状に代えて多角筒形状でもよい。すなわち、焼き嵌めリング２１２は、複数の分割コア２３７により組立てられたステータコア２３２の外周に対応した内周形状を有する種々の形状のものを採用できる。

（３）上記実施の形態では、ステータコア２３２を構成する分割コア２３７を２４個としたが、本発明はこれに限定されない。分割数は２４個より少なくてもよいし、多くてもよい。同様に、分割コア２３７を構成するコアプレート２３５の数も上記実施の形態に限定されない。

（４）上記実施の形態では、コアプレート２３５はプレス加工により打ち抜いて形成することとしたが、本発明はこれに限定されない。コアプレート２３５は、切断加工（カッティング）や分断加工（パーティング）などの種々の加工方法により形成できる。

（５）上記実施の形態では、他方向プレート群２６２を構成するコアプレート２３５の積層数を、第２分割コア２３７ｂを構成するコアプレート２３５の全積層数に対して１／４程度としたが、本発明はこれに限定されない。なお、積層数の割合は１／４未満としてもよいし１／４以上としてもよいが、積層数の割合が多いほどコアプレート２３５の変形を抑える効果が得られる。コアプレート２３５の変形を効果的に抑制するために必要な他方向プレート群２６２の積層数の割合は、積層数や締め代、コアプレート２３５の厚み、材質等によって決定される。

（６）回転電機は、他の電動車両、たとえばハイブリッド電車などの鉄道車両、バスなどの乗合自動車、トラックなどの貨物自動車、バッテリ式フォークリフトトラックなどの産業車両などにも利用することもできる。
（７）上記実施の形態では、ステータコイル２３３を集中巻方式にてステータコア２３２に巻回したが、本発明はこれに限定されることなく、分布巻方式でステータコイル２３３をステータコア２３２に巻回してもよい。
（８）上記実施の形態では、ロータ２５０に永久磁石２５４を埋め込んだロータ２５０を有する回転電機２００について説明したが、ロータ２５０にロータコア２５２と導電性材料で構成されたロータバーやかご形巻線を有する誘導電動機などの回転電機にも、本発明を適用することができる。

本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

２００回転電機、２０２回転電機、２１２焼き嵌めリング、２１５フランジ、２１８シャフト、２２４レゾルバ、２３０ステータ、２３２ステータコア、２３３ステータコイル、２３５コアプレート、２３６スロット、２３７分割コア、２３７ａ第１分割コア、２３７ｂ第２分割コア、２３８ティース、２５０ロータ、２５２ロータコア、２５４永久磁石、２６１一方向プレート群、２６２他方向プレート群

Claims

焼き嵌めリング、および、前記焼き嵌めリングに焼き嵌めにより固定されるステータコアを有するステータと、
前記ステータの内側において回転可能に配設されるロータとを備え、
前記ステータコアは、周方向に分割された複数の分割コアで構成され、
前記複数の分割コアは、
それぞれが複数のコアプレートを積層して形成され、
前記コアプレートを形成する際に生じるバリの方向が前記コアプレートの積層方向の一方向を向くように前記コアプレートが積層されてなる第１分割コアと、
前記コアプレートを形成する際に生じるバリの方向が前記コアプレートの積層方向の一方向を向くように前記コアプレートが積層された一方向プレート群と、前記コアプレートを形成する際に生じるバリの方向が前記コアプレートの積層方向の他方向を向くように前記コアプレートが積層された他方向プレート群とからなる第２分割コアとを有し、
前記第２分割コアの積層方向両端部のそれぞれにおいて前記バリの方向が積層方向外方に向かうように、前記一方向プレート群と前記他方向プレート群とが積層配置され、
前記第１分割コアの周方向両側には前記第２分割コアが配置されていることを特徴とする回転電機。
請求項１に記載の回転電機において、
前記第１分割コアと前記第２分割コアとは周方向に交互に配列されていることを特徴とする回転電機。