JP6324812B2 - 回転電機用圧入固定構造体、およびステータ - Google Patents

Description

本発明は、回転電機用圧入固定構造体、およびステータに関する。

車両などに搭載される電動モータにおいて、ステータのステータコアをステータホルダに圧入するときなどには、圧入面に施された凸部と、被圧入面に施された凸部とを接触させて、一方が他方を塑性変形させながら係合させる方法が公知である。

特許文献１では、ステータのステータコアをステータホルダに圧入する際に、両者の圧入面に形成された凸部を噛み合わせ、塑性変形させている。これにより、圧入面どうしの間に発生する摩擦力と、塑性噛み合いによる剪断力と、が付与され、相対移動不能に強固に固定できることが示されている。

国際公開第２０１２／１５７３８４号（要約、段落００２０〜段落００２５、段落００３５、図９参照）

この特許文献１に記載の技術によれば、ステータの磁気特性の向上が図られているが、例えばコイルに通電時に、分割型ステータコアの比較的磁束密度が高くなるバックヨークの円周方向両端部に発生する応力の大きさについては、更なる改善の余地がある。

そこで、本発明は、バックヨークの円周方向両端部に発生する応力の大きさを低減させて、通電時の鉄損の発生を抑制させた、すなわち磁気特性を向上させた回転電機用圧入固定構造体、およびステータを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために本発明は、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。

このような構成によれば、分割コアを軸方向から見たときに、複数のコア凸部は、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に形成される。したがって、圧入時に主に応力の発生する範囲は、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の部分となる。ゆえに、コイルに通電時に比較的磁束密度が高くなる、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側の応力を低減することができる。
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。

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。

このような構成によれば、コア凸部が形成される領域は、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のうち、ティースの両側面の延長線と、バックヨークの径方向の端面とが交差する領域の内部に形成される。これにより、コイル通電時にバックヨークのうちの円周方向両端部側に発生する応力を、さらに低減することができる。また、コイル通電時にバックヨークのうちの、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。

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。

このような構成によれば、コア凸部を、他部材凸部を塑性変形させながら圧入させるので、圧入面どうしの間に発生する摩擦力と塑性噛み合いによる剪断力とが付与され、コア凸部と他部材凸部とを相対移動不能に強固に固定できる。
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。

本発明によれば、バックヨークの円周方向両端部に発生する応力の大きさを低減させ、磁気特性に優れた回転電機用圧入固定構造体、およびステータを提供できる。

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。 分割コアおよびステータホルダの一部を示す断面斜視図である。 図２のＸ−Ｘ矢視断面図であり、ステータコアをステータホルダに圧入する様子を示す図である。（ａ）は圧入前、（ｂ）は圧入中を示す図である。 （ａ）は磁束密度毎の応力と鉄損の特性を説明する図である。（ｂ）は第１実施形態に係るステータコア内の磁束密度分布を模式的に描いた図である。 第１実施形態に係るステータコア内の応力分布を説明する図である。 第２実施形態に係るステータコア内の応力分布を説明する図である。 比較例に係るステータコア内の応力分布を説明する図である。

以下、本発明の実施形態に係る回転電機用圧入固定構造体について、図１ないし図７を参照しながら説明する。
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。

（第１実施形態）
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。

ステータコア１２は、略同一形状の複数の分割コア１４が、軸線を中心として、外周面１２ａまでの距離が所定値、例えばＲとなるように、円周方向に連結されて構成される。つまり、分割コア１４は、軸線Ｌからの径方向の距離が半径Ｒとなるように、略円環状に連結されている。分割コア１４の詳細は図２で後記するが、バックヨーク１５と、ティース１６と、バックヨーク１５が円周方向に連結されて構成される略円環状のヨーク環状部１７と、ヨーク環状部１７の内周面１７ａと、ダボ部２４と、を有している。

なお、ステータコア１２は、複数の分割コア１４が連結されて構成されると説明したが、これに限らない。つまり、コアが分割されていない、すなわち一体型のコアを使用するようにしてもよい。

ステータホルダ１３は、軸線を中心とした略中空円筒形状を呈し、ステータコア１２を圧入する際の被圧入面となる内周面１３ａと、フランジ部１３ｂとを有してなる。

フランジ部１３ｂは、ステータホルダ１３の軸方向一端部から径方向外側に突出するようにして形成され、ハウジングなどにボルト固定することによって、固定される。

ステータ１１は、ステータコア１２の軸線およびステータホルダ１３の軸線がＬで一致するようにして、例えばステータコア１２を、ステータホルダ１３に対して押し込むように圧入して構成される。

図２は、分割コアおよびステータホルダの一部を示す断面斜視図である。
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。

分割コア１４は、径方向外側において、円周方向に沿って延在するバックヨーク１５と、バックヨーク１５の円周方向中間部から径方向内側に向かって延在するティース１６と、を有する。

バックヨーク１５の円周方向一端部には、嵌合凹部が形成されるとともに、バックヨーク１５の円周方向他端部には、前記の嵌合凹部に対応した嵌合凸部が形成されている。これら嵌合凹部および嵌合凸部が互いに嵌め合わされることによって、隣り合うバックヨーク１５同士が連結される。すなわち、嵌合凹部および嵌合凸部の嵌め合わせによって、分割コア１４同士が連結され、ステータコア１２が構成される。

なお、ステータホルダ１３は、ステータコア１２、すなわち分割コア１４の硬度よりも低い金属材料で構成される。よって、ステータコア１２、すなわち分割コア１４の硬度は、ステータホルダ１３の硬度よりも高くなっている。また、図２中、白抜きの矢印は、ステータホルダ１３に対して分割コア１４を圧入する際の、圧入方向を示している。

ステータコア１２の外周面１２ａ（図１も併せて参照）、すなわち、ヨーク環状部１７の外周面は、円周方向において断続的に形成され、かつ鋼板１８の積層方向、すなわち軸線Ｌ方向に延びる複数のコア凸部２５およびコア凹部２６と、凹凸のない曲面部と、を有してなる。

コア凹部２６は、円周方向において隣接するコア凸部２５，２５同士の間に形成されている。

これら複数のコア凸部２５およびコア凹部２６は、軸線Ｌ方向から見たときに、分割コア１４の径方向端面のうちの、バックヨーク１５の円周方向中央部にのみ形成されている。

言い換えると、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、を備えており、コア凸部２５およびコア凹部２６は、ティース１６の両側面の延長線と、バックヨーク１５の径方向端面とが交差する領域の内部にのみ形成されている。

また、それ以外の領域、すなわち分割コア１４の径方向端面のうちの、バックヨーク１５の円周方向中央部以外の領域は、凹凸のない曲面部となっている。

つまり、複数のコア凸部２５および複数のコア凹部２６が施された領域は、コア凸部２５および複数のコア凹部２６の凸凹によって、略スプライン形状となっている。
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。

そして、分割コア１４の径方向端面のうち、バックヨーク１５の円周方向中央部のさらに中央部分、すなわち、分割コア１４の径方向端面のうち、ティース１６の長手方向の中心軸線上にあたるバックヨーク１５の部分には、ダボ部２４が凹設されている。
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）。

このダボ部２４は、前記のコア凹部２６よりも円周方向幅および径方向幅が大きく形成されている。このダボ部２４は、ステータコア１２をステータホルダ１３に圧入固定する際に、位置決めに用いられる。

なお、コア凸部２５、コア凹部２６、およびダボ部２４は、例えばプレス打ち抜きやワイヤカット等により加工することができる。

次に、引き続き図２を参照しながら、ステータホルダ１３の断面形状を説明する。
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。

また、軸線Ｌ方向において、隣接するホルダ凸部２７，２７の間にホルダ凹部２８が形成されている。

このホルダ凸部２７、およびホルダ凹部２８によって、ステータホルダ１３の内周面１３ａの断面形状は、平目のローレット状の山谷、すなわち略正弦波形状となっている。

なお、ホルダ凸部２７、あるいはホルダ凹部２８は、例えば転造や切削等により加工が可能である。

また、ステータホルダ１３の内周面１３ａにおいて、鋼板１８の積層方向、すなわち軸線Ｌ方向における両側の端部２９は、鋼板１８の積層方向において平坦に形成された略円筒形状を呈している。

次に、図３（ａ），図３（ｂ）を参照しながら、ステータコア１２をステータホルダ１３に圧入し、係合させる様子を説明する（特許文献１の図２〜図５、要約および段落００２０〜段落００２８などに記載の係合方法も比較参照のこと）。
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。

Ｒ１は、軸線Ｌからのホルダ凹部２８の底部までの半径である。また、軸線Ｌからステータホルダ１３の内周面１３ａの軸線Ｌ方向の両側の端部２９までの半径をＲ２とする。また、軸線Ｌからコア凸部２５の先端部の頂部までの半径をＲ３とする。

さらに、軸線Ｌからホルダ凸部２７の先端部の頂部までの半径をＲ４とする。同様にして、軸線Ｌからコア凹部２６の底部までの半径をＲとする。つまり、Ｒは軸線Ｌからステータコア１２の外周面１２ａのうち、凹凸のない曲面部までの半径と等しい値となる。また、軸線Ｌからダボ部２４の底部までの半径をＲ５とする。

このとき、Ｒ，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５は、例えば、Ｒ１＞Ｒ３＞Ｒ２＞Ｒ４＞Ｒ＞Ｒ５の関係を満たすようになっている。

この状態で、図３（ｂ）に示すように、ステータコア１２を、白抜きの矢印で示す軸線Ｌ方向に向けて、ステータホルダ１３に圧入する。

すると、コア凸部２５の半径Ｒ３と、ホルダ凸部２７の半径Ｒ４と、の関係が、Ｒ３＞Ｒ４となるようにされているので、差分Δ＝Ｒ３−Ｒ４（＞０）に相当する長さ分が、余剰分となり、図３（ｂ）のホルダ凸部２７Ｂに示す通り、塑性変形が起こる。

言い換えると、ステータホルダ１３の内周面１３ａにステータコア１２の外周面１２ａを軸線Ｌ方向に圧入するとき、コア凸部２５の先端部と、ホルダ凸部２７の先端部と、がオーバーラップする部分で、塑性変形が発生して圧入が行われる。

このとき、図３（ｂ）に示すように、ステータコア１２の外周面１２ａのコア凸部２５の先端部が、ステータホルダ１３の内周面１３ａのホルダ凸部２７の先端部に係合する。

ここで、ステータコア１２の硬度は、ステータホルダ１３の硬度よりも高く、ステータコア１２のコア凸部２５は、圧入方向すなわち軸線Ｌ方向と平行な方向に延びていて倒れ剛性が高くなっている。
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。

それゆえに、図３（ｂ）に示すように、ステータコア１２のコア凸部２５はほとんど塑性変形せずに、ステータホルダ１３のホルダ凸部２７が大きく塑性変形して、なぎ倒される形で圧入が完了する。

その結果、ステータホルダ１３の内周面１３ａのホルダ凸部２７は、ステータコア１２のスプライン状の外周面１２ａの形状に倣ってスプライン状に塑性変形する。

そして、ステータコア１２の外周面１２ａのコア凸部２５は、ステータホルダ１３の内周面１３ａの表面よりも内側に入り込む。さらに詳しくはステータホルダ１３のホルダ凸部２７の先端部よりも径方向内側に入り込む（図３（ｂ）のホルダ凸部２７Ｂを参照）。

このようにして、コア凸部２５と、ホルダ凸部２７とが相互に噛み合って、回転方向に大きな抵抗力を発揮するように結合される。つまり、圧入面どうしの間に発生する摩擦力と、塑性噛み合いによる剪断力と、が付与されて、相対移動不能に強固に固定できる。

また、なぎ倒されたステータホルダ１３のホルダ凸部２７が「返し」として機能することで、ステータホルダ１３の内周面１３ａからの、ステータコア１２の外周面１２ａの抜けが防止される。

また、図３（ａ）に示すように、ステータホルダ１３の内周面１３ａの端部２９の半径Ｒ２と、コア凸部２５の半径Ｒ３との関係を、Ｒ２＜Ｒ３に設定する。ゆえに、ステータコア１２がステータホルダ１３に圧入された際に、ステータホルダ１３の内周面１３ａの端部２９と、コア凸部２５と、が締まり嵌めされる形となる。

したがって、ステータホルダ１３の内周面１３ａにステータコア１２の外周面１２ａを圧入するとき、端部２９と、コア凸部２５との間に圧入代（締め代）をほぼ生じさせないで嵌めこむことができる。このため、ステータコア１２あるいはステータホルダ１３が削れ、削り屑が発生してしまうことを抑制できる。

さらに、ホルダ凸部２７は、ステータコア１２圧入時に塑性変形するので、その一部が破断することがあり得る。しかしながら、本実施形態では、軸線Ｌ方向の両側の端部２９と、コア凸部２５と、の間には隙間が生じない（Ｒ２＜Ｒ３）ので、ホルダ凸部２７の破片が、端部２９と、コア凸部２５と、の間を介して外部へ抜け落ちてしまうことが防止される。

なお、コア凹部２６の半径Ｒと、ホルダ凸部２７の半径Ｒ４と、の関係を、Ｒ＜Ｒ４となるようにする理由は、ステータコア１２をステータホルダ１３に圧入する際に、ホルダ凸部２７と、コア凹部２６とを干渉させないよう、わずかに逃げの隙間を持たせるようにするためである。

また、ホルダ凸部２７の半径Ｒ４と、端部２９の半径Ｒ２と、の関係を、Ｒ４＜Ｒ２となるようにする理由は、ステータコア１２をステータホルダ１３に圧入する際に、図３（ｂ）に示すように、ホルダ凸部２７の塑性変形が起こりやすくさせるためである。

以上のようにして、コア凸部２５がホルダ凸部２７をホルダ凸部２７Ｂのように塑性変形させることで、コア凸部２５と、ホルダ凸部２７とが強固に係合される。

次に、図４（ａ）を参照しながら、磁束密度毎の応力と鉄損の特性を説明する。
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。

ここで、横軸には応力軸を取った。０から右側が引張応力を、０から左側が圧縮応力を示している。また、縦軸には鉄損軸を取った。軸の値が大きくなるにつれて鉄損が大きく、軸の値が小さくなるにつれて鉄損が小さくなることを示している。

図４（ａ）に示されるとおり、一般に、応力の大小に係らず、磁束密度の値が小さければ小さいほど、鉄損の値も小さくなる。すなわち、磁気特性の低下はわずかとなる。

言い換えると、例えば応力が引張または圧縮方向に大きく掛っているような状況下であっても、磁束密度が小さければ、鉄損すなわち磁気特性の低下は、最小限に留めることができると言える。

ゆえに、鉄損、すなわち磁気特性の低下を最小値とするためには、磁束密度はなるべく小さい方が好ましいと言える。

次に、図４（ｂ）を参照しながら、本実施形態に係るステータコア１２内の磁束密度分布について説明する。
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。

この図から分かるように、本実施形態のコア凸部２５と、コア凹部２６は、磁束線の間隔が最も疎となる部分、すなわち、磁束密度の値がもっとも小さくなる部分に設置される。

さらに詳しく説明する。ティース１６の部分の磁束線は、隣接する他の分割コア１４から複数の磁束線が流入してくることで、その間隔が密となる。このため、分割コア１４の磁束密度は、ティース１６の部分が他と比べて高くなっている。

そして、ティース１６を出た磁束線は、バックヨーク１５の円周方向に沿って、ティース１６の中心線から左側にある磁束線は反時計回りに、右側にある磁束線は時計回りに向きを変え、互いに遠ざかるようにして分かれる。

つまり、軸線Ｌ方向から見たときに、分割コア１４の径方向端面のうち、バックヨーク１５の円周方向中央部は、磁束線が発散する領域にあたるため、磁束線の間隔が疎となり、磁束密度がもっとも低い状態となっている。

ゆえに、コア凸部２５およびコア凹部２６を、このような磁束密度がもっとも低い場所のみに設置することを考える。すなわち、コア凸部２５およびコア凹部２６を、軸線Ｌ方向から見たときに、分割コア１４の径方向端面のうち、バックヨーク１５の円周方向中央部のみに形成するようにする。

このようにすることで、ステータコア１２をステータホルダ１３に圧入する際に、大きな応力が発生する範囲を、分割コア１４の径方向端面のうち、バックヨーク１５の円周方向中央部分に集中させることができる。

このため、コア凸部２５およびコア凹部２６が設けられている、分割コア１４の径方向端面のうちバックヨーク１５の円周方向中央部分は、両側の端部と比較して、応力は比較的大きな値となる。しかし、この領域は前記の通り磁束密度が低いので、例えば図４（ｂ）の磁束密度Ｂ４のグラフ特性が示すように、鉄損、すなわち磁気特性の低下は抑制的とすることができる。

また、コア凸部２５およびコア凹部２６が設けられていない部分、すなわち、分割コア１４の径方向端面のうちバックヨーク１５の円周方向両端部分の、凹凸のない曲面部の部分は、圧入時にステータホルダ１３の内周面１３ａに設けられたホルダ凸部２７と接触するのみであり、圧入応力は前記中央部分と比較して、低減させることができる。

したがって、分割コア１４のコイルに通電させて、バックヨーク１５の円周方向両端部分を磁束線が通過しても、前記の通り、この領域は応力が低減されているので、鉄損、すなわち磁気特性の低下は抑制的とすることができる。

次に、図５を参照しながら、本実施形態に係るステータコア内の応力分布について説明する。図５は、ステータコア１２内のうち、主に分割コア１４の応力分布を数値計算により解析した結果を、模式的に表わしたものである。
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。

ここで、分割コア１４内における、コア凸部２５の頂部の円周方向の周長の合計を圧入時接触長Ｔとする。つまり、Ｔはコア凸部２５の突起部分の周長の合計を表わしている。
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。

このとき、本実施形態では、例えばＴ＝（１／３）・ｓを満たすようにされているが、この限りではない。コア凸部２５およびコア凹部２６が、分割コア１４の径方向端面のうちバックヨーク１５の円周方向中央部分にのみ設けられる構成であれば、圧入時接触長Ｔと、周長ｓと、の比率は特に問わない。

また、比較例では例えばＴ＝（１／２）・ｓを満たすようにされているが、この限りではなく、コア凸部２５およびコア凹部２６が全周面にわたって形成されていれば、圧入時接触長Ｔと、周長ｓとの比率を問うものではない。

本実施形態と比較例と、において、コア凸部２５およびコア凹部２６の位置以外の観点に関しては、同条件となるようにして形成されているものとする。

図５に示すように、本実施形態における分割コア１４は、径方向端面のうちバックヨーク１５の円周方向両端部分の、コア凸部２５およびコア凹部２６が設けられていない曲面部分において、応力低減範囲Ｄが出現した。

一方で、図７に示す比較例では、図５と同様の部分に応力低減範囲Ｄは出現しなかった。すなわち、分割コア１４の径方向端面のうちバックヨーク１５の円周方向両端部分に、応力低減範囲Ｄは出現しなかった。

また、本実施形態である図５と比較例である図７との応力分布を比較すると、応力低減範囲Ｄ以外の部分に関しては、特に大きな差異は認められなかった。

そこで、バックヨーク１５の応力の平均値を求めてみた。すると、図５に示す本実施形態の分割コア１４のバックヨーク１５には、平均して圧縮方向に５６．５ＭＰａの大きさの応力が掛っていることが分かった。

それに対して比較例は、平均して圧縮方向に５８．０ＭＰａとなっていた。これにより、本実施形態において、応力の平均値の引き下げに成功していることが分かった。

（作用・効果）
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。

そして、ティース１６の両側面の延長線と、バックヨーク１５の径方向端面とが交差する領域の内部にのみ、コア凸部２５およびコア凹部２６が形成されている。

言い換えると、複数のコア凸部２５およびコア凹部２６は、ステータコア１２を軸線Ｌ方向から見たときに、分割コア１４の径方向端面のうちの、バックヨーク１５の円周方向中央部にのみ形成されるようになっている。

また、それ以外の領域、すなわち分割コア１４の径方向端面のうちの、バックヨーク１５の円周方向中央部以外の領域は、凹凸のない曲面部となっている。

このような構成とすることで、ステータコア１２をステータホルダ１３に圧入する際に、主な応力の発生範囲を、バックヨーク１５のうちの円周方向中央部分とすることができる。これは、図３（ｂ）のホルダ凸部２７Ｂに示すように、分割コア１４内における、バックヨーク１５のうちの円周方向中央部分に設けられたコア凸部２５の頂部の部分のみが、圧入時にステータホルダ１３の内周面１３ａに設けられたホルダ凸部２７をなぎ倒すように塑性変形させるからである。

このため、分割コア１４のティース１６に巻回されたコイルに通電させた際に、比較的磁束密度の高くなるバックヨーク１５の径方向端面のうち円周方向両端部に関しては、応力を低減させることができる。

これにより、通電時において、この部分を磁束線が通過することによる鉄損の発生、すなわち磁気特性の低下を抑制的とすることができる。

また、図３（ｂ）で説明したように、コア凸部２５がホルダ凸部２７をホルダ凸部２７Ｂのように塑性変形させる。これにより、コア凸部２５と、ホルダ凸部２７とが完全に係合するので、両凸部間でガタが生じることがない。

このため、たとえコア凸部２５が形成される領域が、分割コア１４の径方向両端部のうちの、円周方向中央部分のみであったとしても、ステータコア１２とステータホルダ１３と、の間のスリップトルクを、比較的大きな値として確保することができる。

ここで、スリップトルクとは、圧入されたステータコア１２とステータホルダ１３とを、軸線Ｌ上で捩じり角を与えるように回転させたときに発生するトルクのうち、両者がスリップすなわち相対回転を始める際のトルクを指す。つまり、このスリップトルクが大きいほど、両者は強固に結合されていることを示す。

（第２実施形態）
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。

第１実施形態では、コア凸部２５およびコア凹部２６を、分割コア１４の径方向端面のうちバックヨーク１５の円周方向中央部分にのみ設け、圧入時接触長Ｔとバックヨーク１５の円周方向の周長ｓとの関係は、例えばＴ＝（１／３）・ｓを満たすようにされていた。

しかし、本実施形態においては、圧入時接触長Ｔとバックヨーク１５の円周方向の周長ｓとの関係は、比較例と同様となるようにされている。つまり、例えばＴ＝（１／２）・ｓを満たすようにされている。これ以外の部分に関しては、第１実施形態と同様にして作成されているものとする。

このように構成しても、第１実施形態と同様の作用・効果が得られた。つまり、図６に示すように、本実施形態においても、分割コア１４は、バックヨーク１５のコア凸部２５およびコア凹部２６が設けられていない曲面部分において、応力低減範囲Ｄが出現した。すなわち、分割コア１４の径方向端面のうちバックヨーク１５の円周方向両端部分の、凹凸のない曲面部の部分において、応力低減範囲Ｄが出現した。

一方で、図７に示す比較例では、図６と同様の部分に応力低減範囲Ｄは出現しなかった。すなわち、分割コア１４の径方向端面のうちバックヨーク１５の円周方向両端部分に、応力低減範囲Ｄは出現しなかった。

また、本実施形態である図６と比較例である図７との応力分布を比較すると、応力低減範囲Ｄ以外の部分に関しては、特に大きな差異は認められなかった。

そこで、バックヨーク１５の応力の平均値を求めてみた。すると、図６に示す本実施形態の分割コア１４のバックヨーク１５には、平均して圧縮方向に５６．８ＭＰａの大きさの応力が掛っていることが分かった。それに対して比較例は、前記の通り、平均して圧縮方向に５８．０ＭＰａとなっていた。

以上より、本実施形態においても、応力の平均値の引き下げに成功していることが分かった。

ゆえに、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、分割コア１４の径方向端面のうちバックヨーク１５の円周方向両端部分の、凹凸のない曲面部の部分において、通電時にこの部分を磁束線が通過することによる鉄損の発生、すなわち磁気特性の低下を抑制的とする効果を奏することができる。

また、第１実施形態と同様に、ステータコア１２とステータホルダ１３との間のスリップトルクを、比較的大きな値として確保できるという効果を奏する。

上記した実施形態は本発明を分かりやすくするために詳細に説明したものであり、必ずしも、説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に、他の実施形態の構成の一部もしくは全てを加えることも可能である。

また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

具体的には例えば、第１実施形態および第２実施形態はともに、ステータコア１２の硬度は、ステータホルダ１３の硬度よりも高く設定したが、圧入した際にステータコア１２のコア凸部２５がステータホルダ１３のホルダ凸部２７を塑性変形できればよく、ステータコア１２の硬度とステータホルダ１３の硬度を略同等に設定してもよい。

また、第１実施形態および第２実施形態はともに、軸線Ｌ方向に、ステータコア１２をステータホルダ１３に圧入する例で記載したが、軸線Ｌ方向に、ロータコアをロータシャフトに圧入する場合にも、適用することができる。

また、第１実施形態および第２実施形態におけるステータコア１２はともに、複数の分割コア１４が円周方向に連結されることによって構成される分割型ステータコアであったが、複数の分割コア１４が一体に形成された、一体型のステータコアとしてもよい。

また、本発明の実施形態に係る電動モータは、そのロータの載置位置を特に問わない。つまり、ステータ１１の内周側にロータを配置するインナーロータ型であってもよいし、ステータ１１の外周側にロータを配置するアウターロータ型であってもよい。

また、本発明の実施形態は、電動モータ以外に、ジェネレータやオルタネータなどに対しても適用することができる。

１１ ステータ（回転電機用圧入固定構造体）
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)

1. 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のみに、かつ圧入時接触長Ｔと前記径方向の端面の円周方向の周長ｓとの比率が、Ｔ＝（１／３）・ｓからＴ＝（１／２）・ｓまでの範囲内となるように形成されているとともに、前記コア凸部の先端部までの半径を、前記他部材の前記圧入面の軸方向の両側に位置する端部の内側面までの半径よりも大きく設定する
   ことを特徴とする、回転電機用圧入固定構造体。
2. 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。
3. 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。
4. 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のみに、かつ圧入時接触長Ｔと前記径方向の端面の円周方向の周長ｓとの比率がＴ＝（１／３）・ｓからＴ＝（１／２）・ｓまでの範囲内となるように形成されているとともに、前記コア凸部の先端部までの半径を、前記他部材の前記圧入面の軸方向の両側に位置する端部の内側面までの半径よりも大きく設定する
   ことを特徴とする、ステータ。
5. 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。
6. 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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