JP2015226404A - 回転電機用圧入固定構造体、およびステータ - Google Patents
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Abstract
Description
これにより、コイルに通電時において、分割コアの径方向端面のうちの、バックヨークの円周方向両端部を磁束が通過することによる、エネルギー損失の発生を抑制することができる。
このため、コア凸部が形成される領域が、分割コアの径方向端面のうちのバックヨークの円周方向中央部という、限られた範囲であったとしても、積層コアと他部材との間のスリップトルクを高い値で確保することができる。
なお、以下では実施形態に係る回転電機用圧入固定構造体に関し、車両、とりわけ自動車に搭載される電動モータのステータを例に挙げて説明するが、これに限らない。本発明の実施形態は、自動車以外の機器、例えば産業機械、などに搭載される電動モータのステータにおいても、適用することができる。
また、以下では電動モータのうち、ステータコアとステータホルダとを圧入により固定する場合を例に挙げて説明するが、これに限らない。本発明は、電動モータのロータヨークをロータシャフトに圧入固定する場合などにおいても、適用することができる。
また、以下の説明において、軸方向・円周方向・径方向などの方向軸に関しては、特に断り書きのない限り、各図の記載によるものとする。
図1は、第1実施形態に係る電動モータのステータの分解斜視図である。
図1に示すように、本実施形態に係る電動モータのステータ11は、それぞれ略円環状のステータコア12と、ステータホルダ13とを含んでなる。
図2に示すように、分割コア14は、プレスによって打ち抜いた略T字状の鋼板18を軸線L方向に複数枚積層して構成される。複数の鋼板18同士は、例えば互いにカシメや接着等によって連結されている。
これに対し、バックヨーク15の径方向端面のうち円周方向両端部は、略スプライン形状を呈しておらず、凹凸のない曲面部が形成されている。
すなわち、ステータコア12の外周面12aには、円周方向に所定の間隔で複数のダボ部24が凹設されている(図1も併せて参照)。
図2に示すように、ステータホルダ13の内周面13aには、鋼板18の積層方向において断続的に形成された、すなわち、軸線L方向において断続的に形成された、複数のホルダ凸部27が形成されている。
図3(a)、図3(b)は、図2のX−X矢視断面図である。図3(a)は圧入前の状態を示している。また、ステータコア12の外周面12aおよびステータホルダ13の内周面13aにおける、軸線Lからの径方向半径R,R1,R2,R3,R4,R5の、寸法関係を併記してある。
これに対し、ステータホルダ13のホルダ凸部27は、圧入方向と直交する方向(円周方向)に延びていて倒れ剛性が低くなっている。
図4(a)は、4種類の磁束密度B1,B2,B3,B4(但し、B1>B2>B3>B4とする)毎の、応力と鉄損の関係を、グラフ化したものである。
図4(b)は、本実施形態のステータコア12内の分割コア14を拡大したものであり、分割コア14に巻かれている不図示のコイルを通電させた際の、磁束線の様子を模式的に描いたものである。
つまり、図4(b)の磁束線の疎密状態をみることによって、磁束密度分布を知ることができる。
なお、図7は、比較例に係るステータコア12内のうち、主に分割コア14の応力分布を説明する図である。これ以降は適宜、両図を比較対照させながら読み進まれたい。
なお、比較例は、ステータコア12の外周面12a、ステータホルダ13の内周面13aにそれぞれ、スプライン状の凹凸、ローレット状の山谷を、全周面にわたって形成させた形状を有して構成されている。比較例の具体例としては、例えば特許文献1の段落0035や図9に記載の、公知の構造のものを用いることができる。
また、分割コア14の径方向端面のうち、バックヨーク15の円周方向の周長をsとする。
改めて、本実施形態の作用・効果をまとめてみると、以下のようになる。
本実施形態のステータコア12の分割コア14は、径方向に沿って延びるティース16と、所定の径方向幅を有して円周方向円弧状に延びるバックヨーク15と、を備えている。
図6は、第2実施形態に係るステータコア12内のうち、主に分割コア14の応力分布を説明する図である。なお、第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。また、これ以降は適宜、比較例である図7と比較対照させながら読み進まれたい。
12 ステータコア(積層コア)
12a 外周面(径方向の端面)
13 ステータホルダ(他部材)
13a 内周面(圧入面)
13b フランジ
14 分割コア
15 バックヨーク
16 ティース
17 ヨーク環状部
17a 内周面
18 鋼板
24 ダボ部
25 コア凸部
26 コア凹部
27,27B ホルダ凸部(他部材凸部)
28 ホルダ凹部
29 端部
L 軸線(軸)
R,R1,R2,R3,R4,R5 半径
B1,B2,B3,B4 磁束密度
T 圧入時接触長
s 周長
D 応力低減範囲
Claims (6)
- 複数の鋼板を積層して構成された積層コアと、
前記積層コアの径方向の端面が圧入される圧入面を備えた他部材と、
を備え、
前記積層コアは、円周方向に分割された複数の分割コアによって構成されており、
前記分割コアの前記径方向の端面は、
前記円周方向において断続的に形成された複数のコア凸部を備え、
前記他部材の前記圧入面は、
前記積層コアの前記積層方向において断続的に形成された複数の他部材凸部を備え、
軸方向から見たときに、複数の前記コア凸部は、前記分割コアの前記径方向の端面のうちの、前記円周方向の中央部に形成されている
ことを特徴とする、回転電機用圧入固定構造体。 - 前記分割コアは、前記径方向に沿って延びるティースと、前記径方向に所定の幅を有して前記円周方向に円弧状に延びるバックヨークと、を備えており、
前記コア凸部は、前記ティースの両側面の延長線と、前記バックヨークの前記径方向の端面とが交差する領域の内部に形成されている
ことを特徴とする、請求項1に記載の回転電機用圧入固定構造体。 - 前記積層コアの前記径方向の端面が前記他部材の前記圧入面に圧入される際に、
前記コア凸部は、前記他部材凸部を変形させて前記他部材の前記圧入面の表面よりも内側に入り込んでいる
ことを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の回転電機用圧入固定構造体。 - 複数の鋼板を積層して構成された積層コアと、
前記積層コアの径方向の端面が圧入される圧入面を備えた他部材と、
を備え、
前記積層コアは、円周方向に分割された複数の分割コアによって構成されており、
前記分割コアの前記径方向の端面は、
前記円周方向において断続的に形成された複数のコア凸部を備え、
前記他部材の前記圧入面は、
前記積層コアの前記積層方向において断続的に形成された複数の他部材凸部を備え、
軸方向から見たときに、複数の前記コア凸部は、前記分割コアの前記径方向の端面のうちの、前記円周方向の中央部に形成されている
ことを特徴とする、ステータ。 - 前記分割コアは、前記径方向に沿って延びるティースと、前記径方向に所定の幅を有して前記円周方向に円弧状に延びるバックヨークと、を備えており、
前記コア凸部は、前記ティースの両側面の延長線と、前記バックヨークの前記径方向の端面とが交差する領域の内部に形成されている
ことを特徴とする、請求項4に記載のステータ。 - 前記積層コアの前記径方向の端面が前記他部材の前記圧入面に圧入される際に、
前記コア凸部は、前記他部材凸部を変形させて前記他部材の前記圧入面の表面よりも内側に入り込んでいる
ことを特徴とする、請求項4または請求項5に記載のステータ。
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