JP3736490B2 - 回転電機のステータ構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回転電機、特に一つのステータで二つのロータを駆動する回転電機のステータ構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の回転電機として、本出願人は、例えば特開２００１−７８４０８号公報において、図６に断面図で示すようなものを既に提案している。
【０００３】
この回転電機１０１は、第１回転軸１０３に連結されたインナーロータ１０５と、インナーロータ１０５の外周側に配設されたステータ１０７と、第２回転軸１０９に連結されてステータ１０７の外周側に配設されたアウターロータ１１１とを有する三重構造を備えている。
【０００４】
ステータ１０７は、その一端部がステータ固定ボルト１１３によりケース１１５にネジ止めして固定され、他端部は第２回転軸１０９に連結されたフロントカバー１１７にベアリング軸受１１９を介して支持されている。
【０００５】
アウターロータ１１１は、ロータケース１２１に保護されるように取り付けられており、ロータケース１２１の一端部はベアリング軸受１２３を介してケース１１５に回転自在に支持され、他端部はフロントカバー１１７にボルト１２５により固定されている。また、フロントカバー１１７は、ベアリング軸受１２７を介して第１回転軸１０３に回転自在に支持されていると共に、ベアリング軸受１２９を介してフロントケース１３１に回転自在に支持されている。
【０００６】
ここで、ステータ１０７は、軸方向に延在するステータピース１３３を円周方向に等間隔に複数個独立して配置したステータコア１３５と、各ステータピース１３３に巻装したコイル１３７と、ステータコア１３５の両側に配置したブラケット１３９，１４１とを有しており、ブラケット１３９，１４１の隣接する各ステータピース間に形成されたボルト穴を通して、ステータ固定ボルト１１３によりブラケット１３９側（一端部）においてケース１１５にネジ止めすることにより、ブラケット１３９，１４１間にステータコア１３５を挟持してケース１１５に固定されるようになっている。なお、各ステータピース１３３は、多数枚のステータ鋼板を軸方向に積層して形成されている。
【０００７】
かかる回転電機１０１は、ステータ１０７のコイル１３７を多相に接続して、その多相コイルにインナーロータ１０５の回転制御用の電流と、アウターロータ１１１の回転制御用の電流とを複合した複合電流を供給して磁束を変化させることにより、インナーロータ１０５およびアウターロータ１１１の回転を独立して制御することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、本発明者らによる種々の実験検討によると、上述したような回転電機１０１には、以下に説明するような改良すべき点があることが判明した。すなわち、上述した回転電機１０１では、多相コイルに複合電流を流してインナーロータ１０５およびアウターロータ１１１の回転を独立して制御することから、各コイル１３７を電磁気的に独立させる必要があり、そのため図７に示すように、各コイル１３７を巻装するステータピース１３３を、他のコイル１３７を巻装するステータピース１３３から電磁気的に分離して独立させる必要がある。
【０００９】
このため、各ステータピース１３３を個別に製作する必要があることから、ステータピース１３３間で積層鋼板の積厚、すなわち軸方向寸法にバラツキが生じ易くなる。その結果、上述した回転電機１０１の構造の場合には、ブラケット１４１を剛体にすると、図８にステータ１０７の部分展開模式図を示すように、各ステータピース１３３を一方のブラケット１３９に位置決めして、ステータピース１３３を一方のブラケット１３９と他方のブラケット１４１との間でステータ固定ボルト１１３により挟持する際に、ステータピース１３３の軸方向寸法のバラツキによりブラケット１４１側に隙間が生じて挟持できないステータピース１３３が存在することになり、このステータピース１３３では当該ステータピース１３３に巻装されたコイル１３７に生じるトルクを支えきれないことになる。
【００１０】
このような問題を解決し、各コイル１３７に生じる複合電流によるトルクを支えるには、各ステータピース１３３の軸方向寸法のバラツキを設計値以内に抑えて、ブラケット１３９，１４１によりステータピース１３３を挟持する軸力によって、各ステータピース１３３に摩擦力を発生させれば良いが、そのためには各ステータピース１３３の軸方向寸法をシムにより調整したり、各ステータピース１３３を２次加工して軸方向寸法を調整したりする作業を要し、ステータ１０７の組立性が低下して、コストアップを招くことが懸念される。
【００１１】
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、組立性を向上でき、コストダウンが図れる回転電機のステータ構造を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する請求項１に係る発明は、第１回転軸に連結された第１ロータと、この第１ロータの外周側に配設されたステータと、第２回転軸に連結されて上記ステータの外周側に配設された第２ロータとを有し、
上記ステータは、軸方向に延在するステータピースを円周方向に複数個独立して配置したステータコアと、上記ステータピースに巻装したコイルと、上記ステータコアの両側に配置される第１ブラケットおよび第２ブラケットとを有し、これら第１ブラケットおよび第２ブラケットにそれぞれ形成された穴を通して、固定手段により上記第１ブラケットおよび第２ブラケット間に上記ステータコアを挟持する回転電機のステータ構造において、
上記第１ブラケットおよび／または第２ブラケットを変形可能に構成したことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の回転電機のステータ構造において、上記変形可能な第１ブラケットおよび／または第２ブラケットを絶縁表面処理された積層鋼板で形成したことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の回転電機のステータ構造において、上記固定手段の取り付け部に絶縁座金を配置したことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の回転電機のステータ構造において、上記絶縁座金は、その配置位置における上記第１ブラケットまたは第２ブラケットに形成された上記穴に侵入する円筒部を備えることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項５に係る発明は、請求項３に記載の回転電機のステータ構造において、上記絶縁座金を、絶縁表面処理された積層鋼板で形成したことを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、ステータコアを挟持する第１ブラケットおよび／または第２ブラケットが変形可能に構成されているので、第１ブラケットおよび／または第２ブラケットの変形によりステータピースの寸法誤差を吸収してステータコアを挟持することができる。したがって、ステータピースの寸法精度を緩くできると共に、その寸法誤差をシムにより調整したり、２次加工により調整したりする必要がないので、ステータの組立性を向上でき、コストダウンを図ることができる。
【００１８】
請求項２に係る発明によれば、変形可能な第１ブラケットおよび／または第２ブラケットが絶縁表面処理された積層鋼板で形成されているので、上記の効果に加えて、各ステータピースの周りで第１，第２ブラケットおよび固定手段を通る閉ループの電流通路が遮断され、これにより各コイルに流れる電流の変化によって発生磁束が変化しても、その磁束の変化による誘導電流の発生が有効に抑制される。したがって、誘導電流による回転電機の発熱が抑制されるので、回転電機の性能および効率を向上することができる。しかも、仮に固定手段の座面の鋼板が絶縁破壊されたとしても、残りの鋼板で大きな絶縁抵抗が維持されるので、回転電機の性能および効率を長期間に亘って安定して維持することができると共に、組立て時のコスレ等による座面鋼板の絶縁膜の破壊を気にすることなく、簡単に製作することができる。
【００１９】
請求項３に係る発明によれば、請求項１の効果に加え、固定手段の取り付け部に絶縁座金を配置して挟み込む簡単な構成で誘導電流通路を遮断することができ、これにより回転電機の発熱を抑制して、その性能および効率を向上することができる。
【００２０】
請求項４に係る発明によれば、請求項１の効果に加え、固定手段と第１ブラケットおよび／または第２ブラケットとの間に、対応するブラケットに形成された穴に侵入させて絶縁座金を挟む簡単な構成で、誘導電流通路を確実に遮断でき、これにより回転電機の発熱を防止して性能および効率を向上することができる。
【００２１】
請求項５に係る発明によれば、絶縁座金が絶縁表面処理された積層鋼板で形成されているので、請求項３と同様の効果が得られる他、仮に固定手段の座面の鋼板が絶縁破壊されたとしても、残りの鋼板で大きな絶縁抵抗を維持することができるので、誘導電流の発生を安定して抑制でき、回転電機の性能および効率を長期間に亘って安定して維持することができると共に、組立て時のコスレ等による座面鋼板の絶縁膜の破壊を気にすることなく、簡単に製作できる。
【００２２】
なお、請求項１における第１ブラケットおよび／または第２ブラケットは、絶縁表面処理された積層鋼板の他、例えばセラミック、樹脂などの絶縁材あるいは比抵抗の大きいチタンを用いて形成することもできる。また、請求項３または請求項４における絶縁座金は、例えばセラミック、樹脂、ゴムなどの絶縁材あるいは比抵抗の大きいチタンを用いて形成することもできる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による回転電機のステータ構造の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２４】
図１は、本発明の第１実施の形態を示す回転電機の要部の断面図である。この回転電機１は、図６に示した回転電機１０１と同様に、第１回転軸３に連結されたインナーロータ５と、インナーロータ５の外周側に配設されたステータ７と、第２回転軸９に連結されてステータ７の外周側に配設されたアウターロータ１１とを有する三重構造を備えているが、本実施の形態では、第１回転軸３が第２回転軸９の外周側に配置されている。
【００２５】
第１回転軸３は、その一端部においてベアリング軸受１３を介して内周側に配置された第２回転軸９に相対的に回転自在に支持され、他端部においてベアリング軸受１５を介して外周側に配置されたステータシャフト１７に回転自在に支持されている。また、第２回転軸９は、一端部においてベアリング軸受１９を介してモータリヤケース２１に回転自在に支持されており、他端部において図示しない軸受機構を介してステータシャフト１７に結合された固定部材に回転可能で、かつ第１回転軸３と相対的に回転可能に支持されている。
【００２６】
ステータ７は、その一端部においてリヤプレート２３およびベアリング軸受２５を介して第２回転軸９に回転自在に支持され、他端部はステータシャフト１７に固定されている。
【００２７】
アウターロータ１１は、ロータケース２７に保護されるように取り付けられており、ロータケース２７の一端部はリヤプレート２９を介して第２回転軸９に連結され、他端部はフロントプレート３１およびベアリング軸受３３を介してステータシャフト１７に回転自在に支持されている。
【００２８】
ここで、ステータ７は、図２に部分展開模式図をも示すように、軸方向に延在するステータピース４１を円周方向に等間隔に複数個独立して配置したステータコア４３と、各ステータピース４１に巻装したコイル４５と、ステータコア４３の両側に配置したブラケット４７，４９とを有している。
【００２９】
本実施の形態では、一方のブラケット４７を絶縁表面処理された積層鋼板により変形可能に形成し、このブラケット４７と各ステータピース４１の一方の端面との間にコイル４５を避けるように、高強度、高剛性の絶縁材または金属（例えばステンレス鋼）よりなる凹状のカラー部材５１を配置する。また、他方のブラケット４９は、高強度、高剛性の金属で形成し、このブラケット４９と各ステータピース４１の他方の端面との間に、同様にコイル４５を避けるように凹状のカラー部材５１を配置する。
【００３０】
さらに、ブラケット４７，４９には、隣接する各ステータピース４１間に、径方向に離間してそれぞれ２個のボルト穴を形成し、これら２個のボルト穴にブラケット４７側からそれぞれ固定手段を構成する固定ボルト５３を通して、ブラケット４９から突出する固定ボルト５３の先端部にナット５５を螺合して締め付け、これによりステータコア４３を両側のカラー部材５１を介してブラケット４７，４９間に挟持する。
【００３１】
ステータ７は、その組立後、隣接する各ステータピース４１間に、冷却媒体通路５７を形成するように樹脂５９を充填して固化する。
【００３２】
本実施の形態によれば、ブラケット４７を積層鋼板により変形可能に形成したので、図３に部分展開模式図を示すように、積層鋼板で形成された各ステータピース４１の寸法誤差を吸収して、ステータコア４３をブラケット４７，４９間に確実に挟持することができる。したがって、ステータピース４１の寸法精度を緩くできると共に、その寸法誤差をシムにより調整したり、２次加工により調整したりする必要がないので、ステータ７の組立性を向上でき、コストダウンを図ることができる。
【００３３】
また、ブラケット４７を構成する積層鋼板は、表面が絶縁処理されているので、このブラケット４７により各ステータピース４１の周りで、ブラケット４７，４９および固定ボルト５３を通る閉ロープの電流通路が遮断される。したがって、各コイル４５に流れる複合電流の変化により対応するステータピース４１を通る磁束が変化しても、それによる誘導電流の発生が抑制されるので、回転電機１の発熱を有効に防止でき、その性能および効率を向上することができる。
【００３４】
しかも、ブラケット４７のボルト座面の鋼板が絶縁破壊されたとしても、残りの鋼板で大きな絶縁抵抗を維持することができるので、誘導電流通路の遮断状態を長期間に亘って安定して維持でき、したがって回転電機１の性能および効率を長期間に亘って安定して維持することができると共に、固定ボルト５３の締め付け部のコスレ等によるボルト座面の鋼板の絶縁膜の破壊を気にすることなく容易に組立ることができる。
【００３５】
図４は、本発明の第２実施の形態の要部の構成を示すものである。本実施の形態は、第１実施の形態において、ブラケット４７を積層鋼板に代えて変形可能な一枚の金属板で構成し、これらブラケット４７，４９の一方または双方の固定ボルト５３の取り付け部に、ボルト穴と固定ボルト５３とのクリアランスを保つように絶縁座金６１を介在させたものである。
【００３６】
ここで、絶縁座金６１は、一枚の絶縁材で構成することもできるし、絶縁表面処理された積層鋼板で構成することもできる。
【００３７】
本実施の形態によれば、ブラケット４７の変形により各ステータピース４１の寸法誤差を吸収して、ステータコア４３をブラケット４７，４９間に確実に挟持することができるので、第１実施の形態と同様に、ステータ７の組立性を向上でき、コストダウンを図ることができる。また、ブラケット４７，４９の一方または双方の固定ボルト５３の取り付け部に絶縁座金６１を介在させる簡単な構成で、誘導電流通路を確実に遮断でき、これにより第１実施の形態と同様に、回転電機１の発熱を防止して性能および効率を向上することができる。特に、絶縁座金６１を絶縁表面処理された積層鋼板で形成した場合には、仮にボルト座面の鋼板が絶縁破壊されたとしても、残りの鋼板で大きな絶縁抵抗を維持することができるので、第１実施の形態の場合と同様に、誘導電流の発生を長期間に亘って確実に抑制でき、回転電機１の性能および効率を安定して維持することができると共に、固定ボルト５３の締め付け部のコスレ等による絶縁膜の破壊を気にすることなく容易に組立ることができる。
【００３８】
図５は、本発明の第３実施の形態の要部の構成を示すものである。本実施の形態は、第２実施の形態において、絶縁座金６１にボルト穴に侵入する円筒部６１ａを設けたものである。
【００３９】
このように、絶縁座金６１にボルト穴に侵入する円筒部６１ａを設ければ、固定ボルト５３とブラケット４７またはブラケット４９とのクリアランスを確実に確保できるので、固定ボルト５３、ブラケット４７，４９が導電性であっても、誘導電流通路を確実に遮断でき、回転電機１の発熱を防止して性能および効率を向上することができる。
【００４０】
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、ブラケット４７を変形可能としたが、ブラケット４７に代えてブラケット４９を変形可能としたり、ブラケット４７，４９の双方を変形可能とすることもできる。また、固定ボルト５３を絶縁材料で形成して誘導電流通路を遮断するように構成したり、絶縁性のブラケット４７および／または４９、絶縁座金６１、絶縁性の固定ボルト５３を適宜組み合わせて誘導電流通路を遮断するよう構成することもできる。
【００４１】
さらに、上記実施の形態では、各ステータピース４１の両側にカラー部材５１を配置したが、カラー部材５１を省略して、各ステータピース４１をブラケット４７，４９間で、固定ボルト５３により挟持するよう構成することもできる。また、ステータコア４３をブラケット４７，４９間で挟持するための固定ボルト５３は、隣接する各ステータピース４１間に一本とすることもできる。
【００４２】
さらにまた、上記実施の形態では、固定手段として固定ボルト５３を用いて各ステータピース４１をブラケット４７，４９間に挟持するようにしたが、固定ボルト５３に代えてリベットを用い、該リベットを熱した状態でブラケット４７，４９の穴を通して挿入してかしめ、その後、冷却して締め上げることにより各ステータピース４１をブラケット４７，４９間に挟持するよう構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施の形態を示す回転電機の要部の断面図である。
【図２】 図１に示すステータの部分展開模式図である。
【図３】 同じく、ステータの部分展開模式図である。
【図４】 本発明の第２実施の形態の要部の構成を示す図である。
【図５】 同じく、第３実施の形態の要部の構成を示す図である。
【図６】 本出願人が先に提案した回転電機の断面図である。
【図７】 図６に示すステータピースの配列を示す図である。
【図８】 図６に示すステータの部分展開模式図である。
【符号の説明】
１ 回転電機
３ 第１回転軸
５ インナーロータ
７ ステータ
９ 第２回転軸
１１ アウターロータ
１３，１５，１９，２５，３３ ベアリング軸受
１７ ステータシャフト
２１ モータリヤケース
２３ リヤプレート
２７ ロータケース
２９ リヤプレート
３１ フロントプレート
４１ ステータピース
４３ ステータコア
４５ コイル
４７，４９ ブラケット
５１ カラー部材
５３ 固定ボルト
５５ ナット
５７ 冷却媒体通路
５９ 樹脂
６１ 絶縁座金
６１ａ 円筒部
【発明の属する技術分野】
本発明は回転電機、特に一つのステータで二つのロータを駆動する回転電機のステータ構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の回転電機として、本出願人は、例えば特開２００１−７８４０８号公報において、図６に断面図で示すようなものを既に提案している。
【０００３】
この回転電機１０１は、第１回転軸１０３に連結されたインナーロータ１０５と、インナーロータ１０５の外周側に配設されたステータ１０７と、第２回転軸１０９に連結されてステータ１０７の外周側に配設されたアウターロータ１１１とを有する三重構造を備えている。
【０００４】
ステータ１０７は、その一端部がステータ固定ボルト１１３によりケース１１５にネジ止めして固定され、他端部は第２回転軸１０９に連結されたフロントカバー１１７にベアリング軸受１１９を介して支持されている。
【０００５】
アウターロータ１１１は、ロータケース１２１に保護されるように取り付けられており、ロータケース１２１の一端部はベアリング軸受１２３を介してケース１１５に回転自在に支持され、他端部はフロントカバー１１７にボルト１２５により固定されている。また、フロントカバー１１７は、ベアリング軸受１２７を介して第１回転軸１０３に回転自在に支持されていると共に、ベアリング軸受１２９を介してフロントケース１３１に回転自在に支持されている。
【０００６】
ここで、ステータ１０７は、軸方向に延在するステータピース１３３を円周方向に等間隔に複数個独立して配置したステータコア１３５と、各ステータピース１３３に巻装したコイル１３７と、ステータコア１３５の両側に配置したブラケット１３９，１４１とを有しており、ブラケット１３９，１４１の隣接する各ステータピース間に形成されたボルト穴を通して、ステータ固定ボルト１１３によりブラケット１３９側（一端部）においてケース１１５にネジ止めすることにより、ブラケット１３９，１４１間にステータコア１３５を挟持してケース１１５に固定されるようになっている。なお、各ステータピース１３３は、多数枚のステータ鋼板を軸方向に積層して形成されている。
【０００７】
かかる回転電機１０１は、ステータ１０７のコイル１３７を多相に接続して、その多相コイルにインナーロータ１０５の回転制御用の電流と、アウターロータ１１１の回転制御用の電流とを複合した複合電流を供給して磁束を変化させることにより、インナーロータ１０５およびアウターロータ１１１の回転を独立して制御することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、本発明者らによる種々の実験検討によると、上述したような回転電機１０１には、以下に説明するような改良すべき点があることが判明した。すなわち、上述した回転電機１０１では、多相コイルに複合電流を流してインナーロータ１０５およびアウターロータ１１１の回転を独立して制御することから、各コイル１３７を電磁気的に独立させる必要があり、そのため図７に示すように、各コイル１３７を巻装するステータピース１３３を、他のコイル１３７を巻装するステータピース１３３から電磁気的に分離して独立させる必要がある。
【０００９】
このため、各ステータピース１３３を個別に製作する必要があることから、ステータピース１３３間で積層鋼板の積厚、すなわち軸方向寸法にバラツキが生じ易くなる。その結果、上述した回転電機１０１の構造の場合には、ブラケット１４１を剛体にすると、図８にステータ１０７の部分展開模式図を示すように、各ステータピース１３３を一方のブラケット１３９に位置決めして、ステータピース１３３を一方のブラケット１３９と他方のブラケット１４１との間でステータ固定ボルト１１３により挟持する際に、ステータピース１３３の軸方向寸法のバラツキによりブラケット１４１側に隙間が生じて挟持できないステータピース１３３が存在することになり、このステータピース１３３では当該ステータピース１３３に巻装されたコイル１３７に生じるトルクを支えきれないことになる。
【００１０】
このような問題を解決し、各コイル１３７に生じる複合電流によるトルクを支えるには、各ステータピース１３３の軸方向寸法のバラツキを設計値以内に抑えて、ブラケット１３９，１４１によりステータピース１３３を挟持する軸力によって、各ステータピース１３３に摩擦力を発生させれば良いが、そのためには各ステータピース１３３の軸方向寸法をシムにより調整したり、各ステータピース１３３を２次加工して軸方向寸法を調整したりする作業を要し、ステータ１０７の組立性が低下して、コストアップを招くことが懸念される。
【００１１】
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、組立性を向上でき、コストダウンが図れる回転電機のステータ構造を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する請求項１に係る発明は、第１回転軸に連結された第１ロータと、この第１ロータの外周側に配設されたステータと、第２回転軸に連結されて上記ステータの外周側に配設された第２ロータとを有し、
上記ステータは、軸方向に延在するステータピースを円周方向に複数個独立して配置したステータコアと、上記ステータピースに巻装したコイルと、上記ステータコアの両側に配置される第１ブラケットおよび第２ブラケットとを有し、これら第１ブラケットおよび第２ブラケットにそれぞれ形成された穴を通して、固定手段により上記第１ブラケットおよび第２ブラケット間に上記ステータコアを挟持する回転電機のステータ構造において、
上記第１ブラケットおよび／または第２ブラケットを変形可能に構成したことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の回転電機のステータ構造において、上記変形可能な第１ブラケットおよび／または第２ブラケットを絶縁表面処理された積層鋼板で形成したことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の回転電機のステータ構造において、上記固定手段の取り付け部に絶縁座金を配置したことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の回転電機のステータ構造において、上記絶縁座金は、その配置位置における上記第１ブラケットまたは第２ブラケットに形成された上記穴に侵入する円筒部を備えることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項５に係る発明は、請求項３に記載の回転電機のステータ構造において、上記絶縁座金を、絶縁表面処理された積層鋼板で形成したことを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、ステータコアを挟持する第１ブラケットおよび／または第２ブラケットが変形可能に構成されているので、第１ブラケットおよび／または第２ブラケットの変形によりステータピースの寸法誤差を吸収してステータコアを挟持することができる。したがって、ステータピースの寸法精度を緩くできると共に、その寸法誤差をシムにより調整したり、２次加工により調整したりする必要がないので、ステータの組立性を向上でき、コストダウンを図ることができる。
【００１８】
請求項２に係る発明によれば、変形可能な第１ブラケットおよび／または第２ブラケットが絶縁表面処理された積層鋼板で形成されているので、上記の効果に加えて、各ステータピースの周りで第１，第２ブラケットおよび固定手段を通る閉ループの電流通路が遮断され、これにより各コイルに流れる電流の変化によって発生磁束が変化しても、その磁束の変化による誘導電流の発生が有効に抑制される。したがって、誘導電流による回転電機の発熱が抑制されるので、回転電機の性能および効率を向上することができる。しかも、仮に固定手段の座面の鋼板が絶縁破壊されたとしても、残りの鋼板で大きな絶縁抵抗が維持されるので、回転電機の性能および効率を長期間に亘って安定して維持することができると共に、組立て時のコスレ等による座面鋼板の絶縁膜の破壊を気にすることなく、簡単に製作することができる。
【００１９】
請求項３に係る発明によれば、請求項１の効果に加え、固定手段の取り付け部に絶縁座金を配置して挟み込む簡単な構成で誘導電流通路を遮断することができ、これにより回転電機の発熱を抑制して、その性能および効率を向上することができる。
【００２０】
請求項４に係る発明によれば、請求項１の効果に加え、固定手段と第１ブラケットおよび／または第２ブラケットとの間に、対応するブラケットに形成された穴に侵入させて絶縁座金を挟む簡単な構成で、誘導電流通路を確実に遮断でき、これにより回転電機の発熱を防止して性能および効率を向上することができる。
【００２１】
請求項５に係る発明によれば、絶縁座金が絶縁表面処理された積層鋼板で形成されているので、請求項３と同様の効果が得られる他、仮に固定手段の座面の鋼板が絶縁破壊されたとしても、残りの鋼板で大きな絶縁抵抗を維持することができるので、誘導電流の発生を安定して抑制でき、回転電機の性能および効率を長期間に亘って安定して維持することができると共に、組立て時のコスレ等による座面鋼板の絶縁膜の破壊を気にすることなく、簡単に製作できる。
【００２２】
なお、請求項１における第１ブラケットおよび／または第２ブラケットは、絶縁表面処理された積層鋼板の他、例えばセラミック、樹脂などの絶縁材あるいは比抵抗の大きいチタンを用いて形成することもできる。また、請求項３または請求項４における絶縁座金は、例えばセラミック、樹脂、ゴムなどの絶縁材あるいは比抵抗の大きいチタンを用いて形成することもできる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による回転電機のステータ構造の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２４】
図１は、本発明の第１実施の形態を示す回転電機の要部の断面図である。この回転電機１は、図６に示した回転電機１０１と同様に、第１回転軸３に連結されたインナーロータ５と、インナーロータ５の外周側に配設されたステータ７と、第２回転軸９に連結されてステータ７の外周側に配設されたアウターロータ１１とを有する三重構造を備えているが、本実施の形態では、第１回転軸３が第２回転軸９の外周側に配置されている。
【００２５】
第１回転軸３は、その一端部においてベアリング軸受１３を介して内周側に配置された第２回転軸９に相対的に回転自在に支持され、他端部においてベアリング軸受１５を介して外周側に配置されたステータシャフト１７に回転自在に支持されている。また、第２回転軸９は、一端部においてベアリング軸受１９を介してモータリヤケース２１に回転自在に支持されており、他端部において図示しない軸受機構を介してステータシャフト１７に結合された固定部材に回転可能で、かつ第１回転軸３と相対的に回転可能に支持されている。
【００２６】
ステータ７は、その一端部においてリヤプレート２３およびベアリング軸受２５を介して第２回転軸９に回転自在に支持され、他端部はステータシャフト１７に固定されている。
【００２７】
アウターロータ１１は、ロータケース２７に保護されるように取り付けられており、ロータケース２７の一端部はリヤプレート２９を介して第２回転軸９に連結され、他端部はフロントプレート３１およびベアリング軸受３３を介してステータシャフト１７に回転自在に支持されている。
【００２８】
ここで、ステータ７は、図２に部分展開模式図をも示すように、軸方向に延在するステータピース４１を円周方向に等間隔に複数個独立して配置したステータコア４３と、各ステータピース４１に巻装したコイル４５と、ステータコア４３の両側に配置したブラケット４７，４９とを有している。
【００２９】
本実施の形態では、一方のブラケット４７を絶縁表面処理された積層鋼板により変形可能に形成し、このブラケット４７と各ステータピース４１の一方の端面との間にコイル４５を避けるように、高強度、高剛性の絶縁材または金属（例えばステンレス鋼）よりなる凹状のカラー部材５１を配置する。また、他方のブラケット４９は、高強度、高剛性の金属で形成し、このブラケット４９と各ステータピース４１の他方の端面との間に、同様にコイル４５を避けるように凹状のカラー部材５１を配置する。
【００３０】
さらに、ブラケット４７，４９には、隣接する各ステータピース４１間に、径方向に離間してそれぞれ２個のボルト穴を形成し、これら２個のボルト穴にブラケット４７側からそれぞれ固定手段を構成する固定ボルト５３を通して、ブラケット４９から突出する固定ボルト５３の先端部にナット５５を螺合して締め付け、これによりステータコア４３を両側のカラー部材５１を介してブラケット４７，４９間に挟持する。
【００３１】
ステータ７は、その組立後、隣接する各ステータピース４１間に、冷却媒体通路５７を形成するように樹脂５９を充填して固化する。
【００３２】
本実施の形態によれば、ブラケット４７を積層鋼板により変形可能に形成したので、図３に部分展開模式図を示すように、積層鋼板で形成された各ステータピース４１の寸法誤差を吸収して、ステータコア４３をブラケット４７，４９間に確実に挟持することができる。したがって、ステータピース４１の寸法精度を緩くできると共に、その寸法誤差をシムにより調整したり、２次加工により調整したりする必要がないので、ステータ７の組立性を向上でき、コストダウンを図ることができる。
【００３３】
また、ブラケット４７を構成する積層鋼板は、表面が絶縁処理されているので、このブラケット４７により各ステータピース４１の周りで、ブラケット４７，４９および固定ボルト５３を通る閉ロープの電流通路が遮断される。したがって、各コイル４５に流れる複合電流の変化により対応するステータピース４１を通る磁束が変化しても、それによる誘導電流の発生が抑制されるので、回転電機１の発熱を有効に防止でき、その性能および効率を向上することができる。
【００３４】
しかも、ブラケット４７のボルト座面の鋼板が絶縁破壊されたとしても、残りの鋼板で大きな絶縁抵抗を維持することができるので、誘導電流通路の遮断状態を長期間に亘って安定して維持でき、したがって回転電機１の性能および効率を長期間に亘って安定して維持することができると共に、固定ボルト５３の締め付け部のコスレ等によるボルト座面の鋼板の絶縁膜の破壊を気にすることなく容易に組立ることができる。
【００３５】
図４は、本発明の第２実施の形態の要部の構成を示すものである。本実施の形態は、第１実施の形態において、ブラケット４７を積層鋼板に代えて変形可能な一枚の金属板で構成し、これらブラケット４７，４９の一方または双方の固定ボルト５３の取り付け部に、ボルト穴と固定ボルト５３とのクリアランスを保つように絶縁座金６１を介在させたものである。
【００３６】
ここで、絶縁座金６１は、一枚の絶縁材で構成することもできるし、絶縁表面処理された積層鋼板で構成することもできる。
【００３７】
本実施の形態によれば、ブラケット４７の変形により各ステータピース４１の寸法誤差を吸収して、ステータコア４３をブラケット４７，４９間に確実に挟持することができるので、第１実施の形態と同様に、ステータ７の組立性を向上でき、コストダウンを図ることができる。また、ブラケット４７，４９の一方または双方の固定ボルト５３の取り付け部に絶縁座金６１を介在させる簡単な構成で、誘導電流通路を確実に遮断でき、これにより第１実施の形態と同様に、回転電機１の発熱を防止して性能および効率を向上することができる。特に、絶縁座金６１を絶縁表面処理された積層鋼板で形成した場合には、仮にボルト座面の鋼板が絶縁破壊されたとしても、残りの鋼板で大きな絶縁抵抗を維持することができるので、第１実施の形態の場合と同様に、誘導電流の発生を長期間に亘って確実に抑制でき、回転電機１の性能および効率を安定して維持することができると共に、固定ボルト５３の締め付け部のコスレ等による絶縁膜の破壊を気にすることなく容易に組立ることができる。
【００３８】
図５は、本発明の第３実施の形態の要部の構成を示すものである。本実施の形態は、第２実施の形態において、絶縁座金６１にボルト穴に侵入する円筒部６１ａを設けたものである。
【００３９】
このように、絶縁座金６１にボルト穴に侵入する円筒部６１ａを設ければ、固定ボルト５３とブラケット４７またはブラケット４９とのクリアランスを確実に確保できるので、固定ボルト５３、ブラケット４７，４９が導電性であっても、誘導電流通路を確実に遮断でき、回転電機１の発熱を防止して性能および効率を向上することができる。
【００４０】
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、ブラケット４７を変形可能としたが、ブラケット４７に代えてブラケット４９を変形可能としたり、ブラケット４７，４９の双方を変形可能とすることもできる。また、固定ボルト５３を絶縁材料で形成して誘導電流通路を遮断するように構成したり、絶縁性のブラケット４７および／または４９、絶縁座金６１、絶縁性の固定ボルト５３を適宜組み合わせて誘導電流通路を遮断するよう構成することもできる。
【００４１】
さらに、上記実施の形態では、各ステータピース４１の両側にカラー部材５１を配置したが、カラー部材５１を省略して、各ステータピース４１をブラケット４７，４９間で、固定ボルト５３により挟持するよう構成することもできる。また、ステータコア４３をブラケット４７，４９間で挟持するための固定ボルト５３は、隣接する各ステータピース４１間に一本とすることもできる。
【００４２】
さらにまた、上記実施の形態では、固定手段として固定ボルト５３を用いて各ステータピース４１をブラケット４７，４９間に挟持するようにしたが、固定ボルト５３に代えてリベットを用い、該リベットを熱した状態でブラケット４７，４９の穴を通して挿入してかしめ、その後、冷却して締め上げることにより各ステータピース４１をブラケット４７，４９間に挟持するよう構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施の形態を示す回転電機の要部の断面図である。
【図２】 図１に示すステータの部分展開模式図である。
【図３】 同じく、ステータの部分展開模式図である。
【図４】 本発明の第２実施の形態の要部の構成を示す図である。
【図５】 同じく、第３実施の形態の要部の構成を示す図である。
【図６】 本出願人が先に提案した回転電機の断面図である。
【図７】 図６に示すステータピースの配列を示す図である。
【図８】 図６に示すステータの部分展開模式図である。
【符号の説明】
１ 回転電機
３ 第１回転軸
５ インナーロータ
７ ステータ
９ 第２回転軸
１１ アウターロータ
１３，１５，１９，２５，３３ ベアリング軸受
１７ ステータシャフト
２１ モータリヤケース
２３ リヤプレート
２７ ロータケース
２９ リヤプレート
３１ フロントプレート
４１ ステータピース
４３ ステータコア
４５ コイル
４７，４９ ブラケット
５１ カラー部材
５３ 固定ボルト
５５ ナット
５７ 冷却媒体通路
５９ 樹脂
６１ 絶縁座金
６１ａ 円筒部
Claims (5)
- 第１回転軸に連結された第１ロータと、この第１ロータの外周側に配設されたステータと、第２回転軸に連結されて上記ステータの外周側に配設された第２ロータとを有し、
上記ステータは、軸方向に延在するステータピースを円周方向に複数個独立して配置したステータコアと、上記ステータピースに巻装したコイルと、上記ステータコアの両側に配置される第１ブラケットおよび第２ブラケットとを有し、これら第１ブラケットおよび第２ブラケットにそれぞれ形成された穴を通して、固定手段により上記第１ブラケットおよび第２ブラケット間に上記ステータコアを挟持する回転電機のステータ構造において、
上記第１ブラケットおよび／または第２ブラケットを変形可能に構成したことを特徴とする回転電機のステータ構造。 - 上記変形可能な第１ブラケットおよび／または第２ブラケットを絶縁表面処理された積層鋼板で形成したことを特徴とする請求項１に記載の回転電機のステータ構造。
- 上記固定手段の取り付け部に絶縁座金を配置したことを特徴とする請求項１に記載の回転電機のステータ構造。
- 上記絶縁座金は、その配置位置における上記第１ブラケットまたは第２ブラケットに形成された上記穴に侵入する円筒部を備えることを特徴とする請求項３に記載の回転電機のステータ構造。
- 上記絶縁座金を、絶縁表面処理された積層鋼板で形成したことを特徴とする請求項３に記載の回転電機のステータ構造。
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