回転電機および回転電機のステータ
【課題】保持リングからの面圧によるコアの損傷を低減する回転電機および回転電機のステータの提供。
【解決手段】電動モータのステータは、複数のコア体が保持される円筒状のステータリング１５を備えている。ステータリング１５を形成する円筒部１５１の軸方向の両端部には、それぞれ所定の軸方向の幅を有する端部領域ＥＴが設けられている。また、円筒部１５１上の端部領域ＥＴ同士の間には、端部領域ＥＴよりも幅広の中央領域ＣＴが設けられている。外周フランジ１５２が接続された側の端部領域ＥＴには、ステータリング１５の内外を連通する複数の矩形スリット１５５が貫通しており、中央領域ＣＴにはステータリング１５を貫く貫通孔は形成されていない。矩形スリット１５５の形成により端部領域ＥＴが円周方向に伸長し、ステータリング１５の軸方向端部は半径方向に拡張可能に形成されている。
【解決手段】電動モータのステータは、複数のコア体が保持される円筒状のステータリング１５を備えている。ステータリング１５を形成する円筒部１５１の軸方向の両端部には、それぞれ所定の軸方向の幅を有する端部領域ＥＴが設けられている。また、円筒部１５１上の端部領域ＥＴ同士の間には、端部領域ＥＴよりも幅広の中央領域ＣＴが設けられている。外周フランジ１５２が接続された側の端部領域ＥＴには、ステータリング１５の内外を連通する複数の矩形スリット１５５が貫通しており、中央領域ＣＴにはステータリング１５を貫く貫通孔は形成されていない。矩形スリット１５５の形成により端部領域ＥＴが円周方向に伸長し、ステータリング１５の軸方向端部は半径方向に拡張可能に形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータコアに通電することによりロータを駆動する回転電機および回転電機のステータに関する。
【背景技術】
【０００２】
保持リングの内周面に、それぞれコイルが巻回された複数のコアが円環状に保持されて形成されたステータと、ステータと半径方向に対向するように形成されたロータとを備えた回転電機に関する従来技術があった（例えば、特許文献１参照）。これは、主にハイブリッド車両の車輪駆動用のモータとして使用されるもので、複数のコアを円環状に並べた状態で保持リングに固定し、その後、保持リングをモータハウジング内に取り付けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３６６６７２７号公報
【特許文献２】特開２００８―８６１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１に開示された回転電機においては、複数のコアが保持リングの内周面に圧入固定されている。したがって、保持リング上にコアを移動不能に保持するため、複数のコアが円環状に並んだコア列の外径と、保持リングの内径との間には、所定の締め代（コア列の外径−保持リングの内径）を必要としていた。
しかしながら、回転電機の各々の部材には寸法上のばらつきがあり、このばらつきによって上述した締め代も変動する。寸法上のばらつきを考慮して、最悪の場合でも上述した所定の締め代が維持されるように各部材の寸法を設定すると、締め代が多めになった場合、保持リングの内周面からコア列の外周面に加えられる面圧が増大する。各々のコアは、構成要素として多数の薄い電磁鋼板が積層されて形成されており、外周面に加えられた面圧によって座屈しやすい。
【０００５】
また、コア列を保持リングに固定する方法として、上述した常温による圧入以外に焼き嵌めがある。これは、保持リングを加熱して、その内径を拡張させた状態でコア列を嵌め込み、その後、保持リングを冷却して内径を収縮させることにより、保持リングにコア列を固定する方法である。
しかしながら、この方法によっても、冷却後の保持リングとコア列との間の締め代が大きい場合には、外周面に加えられた面圧によって電磁鋼板が座屈しやすい点については、圧入による場合と同様であった。
【０００６】
こういった、コアの構成要素の座屈を低減するための従来技術として、保持リングの円筒部に複数の貫通孔を形成するものがあった（例えば、上述した特許文献２参照）。これは、保持リングに形成された貫通孔により、保持リングが半径方向に拡張可能となり、保持リングからコアに加えられる面圧を低減することができるものである。
しかしながら、その反面、貫通孔が形成されることにより保持リングは、その強度が低下する。すなわち、保持リングの強度は、形成される貫通孔の数に応じて低下し、コアが保持リングから受ける面圧を低減することと、保持リングの強度を維持することとは相反する課題であった。
【０００７】
また、保持リングから受ける面圧によって発生するダメージは、コア上の各部位において一様ではなかった。すなわち、本願発明者の調査研究により、コアの回転軸方向の端面においては、印加された面圧を少数の電磁鋼板で受け止めるため、コアの軸方向の中央部位に比較して、電磁鋼板の座屈が発生しやすくなることが分かった。
さらに、保持リングの軸方向端部において、コア列の保持リング内への挿入を容易にするためのフランジ部が全周に形成されている場合、当該フランジ部がリインフォースメントの働きをして、保持リングの軸方向端部の剛性が過大となる。このため、コアの端面に位置する電磁鋼板の座屈は、いっそう著しくなる。
【０００８】
このように、コアの損傷を防ぐことを目的として、保持リングからの面圧を低減するためには、保持リング上の各部位の特性も考慮する必要があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、保持リングからの面圧によるコアの損傷を低減する回転電機および回転電機のステータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、請求項１に係る回転電機の発明の構成上の特徴は、ハウジングに取り付けられたステータと、ステータと半径方向に対向して設けられ、ステータに対し回転可能なロータとを備え、ステータは、円筒部を有する保持リングと、各々コイルが巻回されるとともに、円環状に並んだ状態で円筒部の内周面に圧入または焼き嵌めにより取り付けられた複数のコアとにより形成された回転電機において、円筒部の軸方向の両端部には、それぞれ所定の幅を有する円環状の端部領域が形成され、円筒部上の端部領域同士の間には中央領域が設けられており、端部領域のうちの少なくとも一方には、保持リングの内外を連通する複数のスリットが形成されるとともに、中央領域には保持リングを貫く貫通孔が形成されておらず、端部領域はスリットが設けられたことにより円周方向に伸長し、半径方向に拡張可能にしたことである。
【００１０】
ここで、上述した端部領域および中央領域は、円筒部を部位の違いにより概念的に区分けするために定義したものである。
また、上述した端部領域の所定の幅は、保持リングの各部位の剛性、保持リングとコアとの間の締め代、保持リングに対するコアの位置等を考慮して、適宜、適正な値に決定されるものであり、特定の値に限定されるべきものではない。
また、上述した貫通孔には、円筒部を貫くスリット、穴等の、中央領域の強度を低下させるあらゆる孔を含んでいる。
【００１１】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１の回転電機において、円筒部の軸方向の一側の端部には、半径方向外方に延びるフランジ部が接続されており、スリットはフランジ部が接続された側の端部領域に設けられたことである。
【００１２】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１または２の回転電機において、複数のスリットは、端部領域において、円筒部の軸方向の端部から同一距離にある円周上に均等間隔に設けられ、各々のスリットは、円筒部の軸方向の端部から、中央領域に向かって軸方向に延びる一対の縦スリット部と、縦スリット部の中央領域側にある端点同士を繋ぎ、円筒部の円周上に延びる横スリット部とを有しており、各々のスリットが貫通することにより、円筒部上には中央領域側が自由端である複数の係止片が形成され、それぞれの自由端は、円筒部の軸方向の端部から同一距離にある円周上に位置しており、コアを円筒部に取り付ける場合、コアの軸方向の両端面のうち、スリットが形成された側の端面を係止片よりも中央領域側に位置させることにより、端面が自由端と係合することである。
【００１３】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１または２の回転電機において、複数のスリットは、すべて同一形状に形成されるとともに、端部領域において、円筒部の軸方向の端部から同一距離にある円周上に均等間隔に設けられ、各々のスリットは、円筒部上を、軸心に対する斜め方向に直線状に延びており、隣接したスリットのいずれの端部同士も、同じ所定間隔を有して軸方向に重なりあっていることである。
【００１４】
請求項５に係る回転電機のステータの発明の構成上の特徴は、円筒部を有する保持リングと、各々コイルが巻回されるとともに、円環状に並んだ状態で円筒部の内周面に圧入または焼き嵌めにより取り付けられた複数のコアとを備えた回転電機のステータにおいて、円筒部の軸方向の両端部には、それぞれ所定の幅を有する円環状の端部領域が形成され、円筒部上の端部領域同士の間には中央領域が設けられており、端部領域のうちの少なくとも一方には、保持リングの内外を連通するスリットが形成されるとともに、中央領域には、保持リングを貫く貫通孔が形成されておらず、端部領域はスリットが設けられたことにより円周方向に伸長し、半径方向に拡張可能にしたことである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る回転電機によれば、端部領域のうちの少なくとも一方には、保持リングの内外を連通する複数のスリットが形成されるとともに、中央領域には保持リングを貫く貫通孔が形成されておらず、端部領域はスリットが設けられたことにより円周方向に伸長し、半径方向に拡張可能に形成されている。
これにより、保持リングとコアとの間の締め代が大きい場合でも、円筒部の軸方向端部からコアに加わる面圧を低減でき、コア端面の座屈を防止することができる。
【００１６】
また、端部領域に形成されたスリットは、貫通孔ほどは保持リングの強度を低下させることはなく、円筒部の軸方向端部の強度の維持とコアに対する面圧の低減を両立させることができる。
また、中央領域に貫通孔が形成されていないため、いっそう円筒部の強度を維持することができる。
【００１７】
請求項２に係る回転電機によれば、スリットはフランジ部が接続された側の端部領域に設けられたことにより、保持リングの軸方向端部のうち、フランジ部の形成により剛性が増大された側の面圧を低減することができる。
【００１８】
請求項３に係る回転電機によれば、各々のスリットが貫通することにより、円筒部上には中央領域側が自由端である複数の係止片が形成され、それぞれの自由端は、円筒部の軸方向の端部から同一距離にある円周上に位置しており、コアを円筒部に取り付ける場合、スリットが形成された側のコアの端面を係止片よりも中央領域側に位置させていることにより、コアの端面が自由端と係合する。
【００１９】
これにより、係止片の自由端と係合したコアが保持リングから抜け出ることが防止され、保持リングによってコアを安定して保持することができる。
また、端部領域に形成された横スリット部により、円筒部のコアと係合している部位と軸方向端部との連続性を断つことができる。したがって、円筒部の軸方向端部の剛性が高くても、コアへの面圧の影響を最小限にすることができる。
【００２０】
請求項４に係る回転電機によれば、各々のスリットは、円周上に均等間隔に設けられるとともに、円筒部上を軸心に対する斜め方向に直線状に延びており、隣接したスリットのいずれの端部同士も、同じ所定間隔を有して軸方向に重なりあっている。
これにより、端部領域の円周上において、均等間隔を有する位置に形成されたスリットの形状、数、大きさ等が同一となるため、保持リングの円周上における面圧を均等にして、コアをバランスよく安定して保持することができる。
【００２１】
請求項５に係る回転電機のステータによれば、端部領域のうちの少なくとも一方には、保持リングの内外を連通する複数のスリットが形成されるとともに、中央領域には保持リングを貫く貫通孔が形成されておらず、端部領域はスリットが設けられたことにより円周方向に伸長し、半径方向に拡張可能に形成されている。
【００２２】
これにより、保持リングとコアとの間の締め代が大きい場合でも、円筒部の軸方向端部からコアに加わる面圧を低減でき、コア端面の座屈を防止することができる。
また、端部領域に形成されたスリットは、貫通孔ほどは保持リングの強度を低下させることはなく、円筒部の軸方向端部の強度の維持とコアに対する面圧の低減を両立させることができる。
また、中央領域に貫通孔が形成されていないため、いっそう円筒部の強度を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態１による電動モータの車両に搭載された状態を示した断面図
【図２】図１に示した電動モータのステータリングの斜視図
【図３】図２に示したステータリングにコアが保持された状態を示した部分斜視図
【図４】図３の平面図
【図５】図２に示したステータリングに対し、コアを円環状に並べて保持させる状態を示した斜視図
【図６】ステータリングにコアが保持された状態を誇張して示した断面図
【図７】コア体の端面がストッパ片に係合した状態を誇張して示した断面図
【図８】実施形態２によるステータリングの斜視図
【図９】図８に示したステータリングにおいて、ニードルスリットが形成された部位を示した拡大正面図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
＜実施形態１＞
図１乃至図７に基づき、本発明の実施形態１による電動モータ１について説明する。電動モータ１（本発明の回転電機に該当する）は、ハイブリッド車両の車輪駆動用の同期モータである。しかしながら、本発明はこれに限定されるべきものではなく、家庭用電器に設けられるモータあるいは一般的な産業用機械を駆動するモータといった、あらゆる電動モータに適用することが可能である。
【００２５】
尚、説明中において回転軸方向または軸方向という場合、特に断らなければ、電動モータ１の回転軸Ｃに沿った方向、すなわち図１における左右方向を意味する。また、図１において、左方を電動モータ１およびクラッチ装置３の前方といい、右方を後方ということがあるが、実際の車両上における方向とは無関係である。また、図３乃至図７において、コア体１６のボビン１６２、１６３およびコイル１６４は省略されている。
【００２６】
図１に示すように、モータハウジング１１（本発明のハウジングに該当する）は、ロータ１３およびステータ１４を内蔵した状態で、前方をモータカバー１２により封止されている。モータカバー１２の前方には、図示しない車両のエンジンが取り付けられ、モータハウジング１１の後方にはトランスミッション（図示せず）が配設されている。
また、電動モータ１を構成するロータ１３とエンジンとの間には、湿式多板クラッチであるノーマリクローズタイプのクラッチ装置３が介装されている。さらに、電動モータ１は、トランスミッションを介して図示しない車両の駆動輪と接続されており、電動モータ１による駆動力が駆動輪に入力される。
【００２７】
図１に示した電動モータ１が搭載された車両は、エンジンにより走行する場合、エンジンがトランスミッションを介して駆動輪を回転させる。また、電動モータ１により走行する場合、電動モータ１がトランスミッションを介して駆動輪を回転させる。この時、クラッチ装置３をレリーズさせて、エンジンと電動モータ１との間の接続を解除している。さらに、電動モータ１は、クラッチ装置３を介してエンジンにより駆動され、発電機としても機能する。
【００２８】
モータカバー１２の内周端には、軸受３１を介してクラッチ装置３のインプットシャフト３２が、回転軸Ｃを中心に回転可能に取り付けられている。回転軸Ｃは、エンジン、電動モータ１およびトランスミッションのタービンシャフト２の回転軸でもある。インプットシャフト３２は、エンジンのクランクシャフトと接続されている。
また、インプットシャフト３２は、クラッチ装置３の係合部３３を介して、クラッチアウタ３４と接続されている。係合部３３が係脱することにより、インプットシャフト３２とクラッチアウタ３４との間が断続される。
【００２９】
クラッチアウタ３４は、電動モータ１のロータ１３に連結されるとともに、半径方向内方へと延びて、内端においてタービンシャフト２とスプライン嵌合している。また、クラッチアウタ３４とモータハウジング１１の固定壁１１１との間には、双方の間の相対回転が可能なように、ベアリング装置３５が介装されている。
【００３０】
電動モータ１のロータ１３は、クラッチアウタ３４を介して、モータハウジング１１に回転可能に取り付けられている。ロータ１３は、積層された複数の電磁鋼板１３１を一対の保持プレート１３２ａ、１３２ｂにより挟み、これに固定部材１３３を貫通させて端部をかしめることにより形成されている。また、ロータ１３の円周上には、図示しない複数の界磁極用マグネットが設けられている。一方の保持プレート１３２ｂは、クラッチアウタ３４に取り付けられ、これにより、ロータ１３はクラッチアウタ３４と連結されている。
【００３１】
また、モータハウジング１１の内周面には、ロータ１３と半径方向に対向するように、電動モータ１のステータ１４が取り付けられている。ステータ１４は、ステータリング１５（本発明の保持リングに該当する）の円筒部１５１の内周面に、回転磁界発生用の複数のコア体１６（本発明のコアに該当する）が円環状に並ぶように取り付けられて形成されている（図３示）。
【００３２】
各々のコア体１６は、およそＴ字状を呈した複数のケイ素鋼板（電磁鋼板）が積層されることにより形成されたティース１６１を備えている（図４示）。それぞれのティース１６１の外周縁には、各々円周方向に延びる一対のバックヨーク部１６１ａが形成されている。
図３および図４に示すように、円筒部１５１の内周面と対向する各々のティース１６１の外周面には凹部１６１ｂが形成されている。凹部１６１ｂは、コイル１６４に通電することにより発生する磁束が、ティース１６１外に漏れることを防止するために設けられている。
【００３３】
ティース１６１には一対のボビン１６２、１６３が装着され、ボビン１６２、１６３は、ティース１６１の外周面を囲むように互いに嵌合している。さらに、ボビン１６２、１６３の回りには、回転磁界を発生させるためのコイル１６４が巻回されている（図１示）。コア体１６の周囲に巻回されたコイル１６４は、図示しないバスリングを介して外部のインバータと接続される。
上述した構成を備えた電動モータ１において、コイル１６４に例えば三相の交流電流が供給されることによりステータ１４において回転磁界が発生し、回転磁界に起因する吸引力または反発力によって、ステータ１４に対しロータ１３が回転される。
【００３４】
ステータリング１５は鋼板をプレス成形して形成されており、図２に示すように、リング状の円筒部１５１と、円筒部１５１の軸方向の一側の端部に接続され、全周に亘って半径方向外方に延びる外周フランジ１５２（本発明のフランジ部に該当する）を有している。
また、外周フランジ１５２の円周上の３箇所には、それぞれ半径方向外方にさらに延びた取付フランジ１５３が形成されている。取付フランジ１５３は、ステータ１４をモータハウジング１１に取り付けるために形成されており、それぞれ一個あるいは一対の取付穴１５４が貫通している。ステータリング１５において、円筒部１５１と外周フランジ１５２および取付フランジ１５３とが接続された部位は、全周に亘って、所定の大きさの曲率を有する曲面に形成されている。
【００３５】
図２に示すように、円筒部１５１の軸方向の両端部には、それぞれ端部領域ＥＴが設けられている。各々の端部領域ＥＴは、所定の軸方向の幅を有する円環状に形成されており、これに限定されるべきものではないが、本実施形態においては双方の端部領域ＥＴの幅は等しく形成されている。また、円筒部１５１上の軸方向において端部領域ＥＴ同士の間には、端部領域ＥＴよりも幅広の中央領域ＣＴが設けられている。
【００３６】
ここで、本実施形態による端部領域ＥＴの軸方向の幅は、ステータリング１５の各部位の剛性、ステータリング１５とコア体１６との間の締め代、ステータリング１５に対するコア体１６の位置等を考慮して、適宜、適正な値に決定されるものであり、特定の値に限定されるべきものではない。
【００３７】
一対の端部領域ＥＴのうち、外周フランジ１５２が接続された側には、ステータリング１５の内外を連通する複数の矩形スリット１５５（本発明のスリットに該当する）が貫通している。一方、ステータリング１５の中央領域ＣＴには、矩形スリット１５５を含めてステータリング１５を貫く貫通孔は一切形成されていない。
複数の矩形スリット１５５は全て同一の形状、大きさで、端部領域ＥＴにおいて、円筒部１５１の軸方向の端部から同一距離にある位置に形成され、円筒部１５１の円周上に均等間隔に設けられている。
【００３８】
各々の矩形スリット１５５は、円筒部１５１の端部から中央領域ＣＴに向けて、軸方向に互いに平行に延びる一対の縦スリット部１５５ａと、縦スリット部１５５ａの中央領域ＣＴ側にある端点同士を繋ぎ、円筒部１５１の円周上に直線状に延びる横スリット部１５５ｂとを有している。これにより、矩形スリット１５５は、図２に示したように、上方が開口した略コの字状を呈している。
【００３９】
各々の矩形スリット１５５が貫通することにより、円筒部１５１上には複数の舌片１５６（本発明の係止片に該当する）が形成されている。舌片１５６は、外周フランジ１５２側において円筒部１５１に接続されており、中央領域ＣＴ側が平坦な自由端１５６ａとなっている。複数の舌片１５６は、円筒部１５１の同じ軸方向位置に円周上において均等間隔に配置されている。したがって、すべての舌片１５６の自由端１５６ａは、円筒部１５１の軸方向の端部から同一距離にある円周上に位置している。
【００４０】
矩形スリット１５５が設けられたことにより、端部領域ＥＴは円周方向に伸長可能に形成されており、これにより、円筒部１５１の外周フランジ１５２が設けられた側の軸方向端部は、半径方向に拡張可能となっている。
したがって、コア体１６を円環状に並べたコア列ＣＲ（図５示）を、焼き嵌め等によってステータリング１５に取り付けた場合に、コア列ＣＲとステータリング１５との間の締め代（コア列ＣＲの外径−ステータリング１５の円筒部１５１の内径）が大きくても、円筒部１５１からコア体１６の回転軸方向の端部に加えられる面圧を低減することができる。
尚、後述するように、取付フランジ１５３は、取付穴１５４においてモータハウジング１１に固定されているが、ステータリング１５自体が弾性力を有しているため、取付穴１５４の固定により円筒部１５１が拡張することが妨げられることはない。
【００４１】
上述したように、複数のコア体１６は、円筒部１５１の内周面に焼き嵌めにより取り付けられる。完成したステータリング１５は所定温度に加熱されて、その内径が拡張される。加熱された円筒部１５１に対し、ティース１６１のバックヨーク部１６１ａを互いに当接させて、複数のコア体１６を円環状に並べてコア列ＣＲにした状態で挿入していく（図５示）。
コア列ＣＲが円筒部１５１内に挿入された後、ステータリング１５は冷却されて収縮し、各々のコア体１６を強固に保持することができる。
また、コア体１６をステータリング１５内に取り付ける方法として、常温における圧入を適用してもよい。さらに、圧入によりコア体１６をステータリング１５内に保持させる場合、コア体１６と円筒部１５１との間に接着剤を介在させ、その保持力を増大させてもよい。
【００４２】
図６に示すように、コア体１６が円筒部１５１の内周面に取り付けられた状態において、円筒部１５１の軸方向の両端部を除いた部位は、所定の面圧を発生させながらコア体１６のティース１６１と係合している。この時、ティース１６１が取り付けられた外周フランジ１５２側の端部領域ＥＴは、矩形スリット１５５によって半径方向に拡張されている。
一方、円筒部１５１の軸方向の両端部は、コア体１６のティース１６１と当接していないため半径方向内方へと撓んでいる。
【００４３】
図７に示すように、ティース１６１の外周フランジ１５２側の端面１６１ｃが、舌片１５６よりも中央領域ＣＴ側に位置するようにコア体１６を円筒部１５１に取り付けると、ティース１６１の端面１６１ｃが舌片１５６の自由端１５６ａと係合する。これにより舌片１５６を、コア体１６が円筒部１５１に対して軸方向に移動することを防止するストッパ部材として機能させることができる。
尚、図６および図７において、円筒部１５１の半径方向内方への撓み量は誇張して示されている。
【００４４】
図１に示すように、コア体１６が取り付けられたステータリング１５は、モータハウジング１１に固定される。取付フランジ１５３をモータハウジング１１のボス部１１２に当接させた後、取付ボルト１７を取付穴１５４に挿通し、ボス部１１２に螺合させることにより、取付フランジ１５３はモータハウジング１１に取り付けられる。
【００４５】
本実施形態によれば、一方の端部領域ＥＴにステータリング１５の内外を連通する複数の矩形スリット１５５が形成されるとともに、中央領域ＣＴにはステータリング１５を貫く貫通孔が形成されておらず、端部領域ＥＴは矩形スリット１５５が設けられたことにより円周方向に伸長し、半径方向に拡張可能に形成されている。
これにより、ステータリング１５とコア体１６との間の締め代が大きい場合でも、円筒部１５１の軸方向端部からコア体１６に加わる面圧を低減でき、コア体１６の端面１６１ｃの座屈を防止することができる。
【００４６】
また、端部領域ＥＴに形成された矩形スリット１５５は、貫通孔ほどはステータリング１５の強度を低下させることはなく、円筒部１５１の軸方向端部の強度の維持とコア体１６に対する面圧の低減を両立させることができる。
また、中央領域ＣＴに貫通孔が形成されていないため、いっそう円筒部１５１の強度を維持することができる。
また、矩形スリット１５５は外周フランジ１５２が接続された側の端部領域ＥＴに設けられたことにより、ステータリング１５の軸方向端部のうち、外周フランジ１５２の形成により剛性が増大された側の面圧を低減することができる。
【００４７】
また、各々の矩形スリット１５５が貫通することにより、円筒部１５１上には中央領域ＣＴ側が自由端１５６ａである複数の舌片１５６が形成され、それぞれの自由端１５６ａは、円筒部１５１の軸方向の端部から同一距離にある円周上に位置しており、コア体１６を円筒部１５１に取り付ける場合、コア体１６の外周フランジ１５２側の端面１６１ｃを舌片１５６よりも中央領域ＣＴ側に位置させることにより、コア体１６の端面１６１ｃが自由端１５６ａと係合する。
【００４８】
これにより、舌片１５６の自由端１５６ａと係合したコア体１６が、軸方向に移動してステータリング１５から抜け出ることが防止され、ステータリング１５によってコア体１６を安定して保持することができる。
また、端部領域ＥＴに形成された横スリット部１５５ｂにより、円筒部１５１のコア体１６と係合している部位と軸方向端部との連続性を断つことができる。したがって、外周フランジ１５２の存在により、円筒部１５１の軸方向端部の剛性が高くても、コア体１６への面圧の影響を最小限にすることができる。
【００４９】
＜実施形態２＞
次に、図８および図９に基づき、実施形態２によるステータリング１５Ａについて説明する。本実施形態によるステータリング１５Ａの円筒部１５１には、実施形態１による場合と同様に、端部領域ＥＴおよび中央領域ＣＴが設けられている。
また、図８に示すように、外周フランジ１５２側の端部領域ＥＴには、複数のニードルスリット１５７（本発明のスリットに該当する）が円筒部１５１を貫通している。一方、実施形態１のものと同様に、中央領域ＣＴには、ステータリング１５Ａを貫く貫通孔は一切形成されていない。複数のニードルスリット１５７はすべて同一の形状、大きさで、円筒部１５１の軸方向の端部から同一距離にある位置に形成され、円筒部１５１の円周上に均等間隔に設けられている。
【００５０】
各々のニードルスリット１５７は、円筒部１５１上を、軸心（回転軸Ｃ）に対する斜め方向に直線状に延びており、隣り合ったニードルスリット１５７のどの端部同士も、所定の間隔を有して軸方向に重なりあっている。
円筒部１５１に形成されたニードルスリット１５７は、円周方向に伸長可能に形成されており、これにより、円筒部１５１は半径方向に拡張可能となっている。したがって、コア体１６を円環状に並べたコア列ＣＲを、焼き嵌め等によってステータリング１５Ａに取り付けた場合に、コア列ＣＲとステータリング１５Ａとの間の締め代が大きくても、円筒部１５１からコア体１６に加えられる面圧を低減することができる。
【００５１】
図９に示すように、円筒部１５１の円周上において、均等な間隔Ｓ毎にニードルスリット１５７の形成状態を見てみると、円筒部１５１の端部（外周フランジ１５２）から最も近いニードルスリット１５７までは、いずれも等しい所定距離Ｐ１に設定されている。
また、当該円周上の位置において、軸方向に隣接したニードルスリット１５７のどの端部同士も軸方向に重なりあっており、これらの重なり合った端部同士は、いずれも同じ所定間隔Ｐ２を有している。
【００５２】
本実施形態によれば、各々のニードルスリット１５７は、円周上に均等間隔に設けられるとともに、円筒部１５１上を軸心に対する斜め方向に直線状に延びており、隣接したニードルスリット１５７のいずれの端部同士も、同じ所定間隔を有して軸方向に重なりあっている。
これにより、端部領域ＥＴの円周上において、均等間隔を有する位置に形成されたニードルスリット１５７の形状、数、大きさ等が同一となるため、ステータリング１５の円周上における面圧を均等にして、コア体１６をバランスよく安定して保持することができる。
【００５３】
＜他の実施形態＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。
矩形スリット１５５あるいはニードルスリット１５７は、円筒部１５１に形成された双方の端部領域ＥＴに設けられてもよいし、外周フランジ１５２が形成されていない側の端部領域ＥＴのみに設けられてもよい。
矩形スリット１５５およびニードルスリット１５７の形成個数は、ステータリング１５の円筒部１５１上において必要な拡張量を考慮して、適宜決めればよい。
【００５４】
端部領域ＥＴにおいて、円弧形状のスリット、波形のスリット等、あらゆる形状のスリットが形成可能である。
また、本発明による電動モータ１は、同期モータ、誘導モータ、直流モータあるいはそれ以外のあらゆる回転電機に適用可能である。
【符号の説明】
【００５５】
図面中、１は電動モータ（回転電機）、１１はモータハウジング（ハウジング）、１３はロータ、１４はステータ、１５，１５Ａはステータリング（保持リング）、１６はコア体（コア）、１５１は円筒部、１５２は外周フランジ（フランジ部）、１５５は矩形スリット（スリット）、１５５ａは縦スリット部、１５５ｂは横スリット部、１５６は舌片（係止片）、１５６ａは自由端、１５７はニードルスリット（スリット）、１６１ｃはコア体の外周フランジ側の端面、１６４はコイル、Ｃは回転軸、ＣＴは中央領域、ＥＴは端部領域を示している。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータコアに通電することによりロータを駆動する回転電機および回転電機のステータに関する。
【背景技術】
【０００２】
保持リングの内周面に、それぞれコイルが巻回された複数のコアが円環状に保持されて形成されたステータと、ステータと半径方向に対向するように形成されたロータとを備えた回転電機に関する従来技術があった（例えば、特許文献１参照）。これは、主にハイブリッド車両の車輪駆動用のモータとして使用されるもので、複数のコアを円環状に並べた状態で保持リングに固定し、その後、保持リングをモータハウジング内に取り付けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３６６６７２７号公報
【特許文献２】特開２００８―８６１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１に開示された回転電機においては、複数のコアが保持リングの内周面に圧入固定されている。したがって、保持リング上にコアを移動不能に保持するため、複数のコアが円環状に並んだコア列の外径と、保持リングの内径との間には、所定の締め代（コア列の外径−保持リングの内径）を必要としていた。
しかしながら、回転電機の各々の部材には寸法上のばらつきがあり、このばらつきによって上述した締め代も変動する。寸法上のばらつきを考慮して、最悪の場合でも上述した所定の締め代が維持されるように各部材の寸法を設定すると、締め代が多めになった場合、保持リングの内周面からコア列の外周面に加えられる面圧が増大する。各々のコアは、構成要素として多数の薄い電磁鋼板が積層されて形成されており、外周面に加えられた面圧によって座屈しやすい。
【０００５】
また、コア列を保持リングに固定する方法として、上述した常温による圧入以外に焼き嵌めがある。これは、保持リングを加熱して、その内径を拡張させた状態でコア列を嵌め込み、その後、保持リングを冷却して内径を収縮させることにより、保持リングにコア列を固定する方法である。
しかしながら、この方法によっても、冷却後の保持リングとコア列との間の締め代が大きい場合には、外周面に加えられた面圧によって電磁鋼板が座屈しやすい点については、圧入による場合と同様であった。
【０００６】
こういった、コアの構成要素の座屈を低減するための従来技術として、保持リングの円筒部に複数の貫通孔を形成するものがあった（例えば、上述した特許文献２参照）。これは、保持リングに形成された貫通孔により、保持リングが半径方向に拡張可能となり、保持リングからコアに加えられる面圧を低減することができるものである。
しかしながら、その反面、貫通孔が形成されることにより保持リングは、その強度が低下する。すなわち、保持リングの強度は、形成される貫通孔の数に応じて低下し、コアが保持リングから受ける面圧を低減することと、保持リングの強度を維持することとは相反する課題であった。
【０００７】
また、保持リングから受ける面圧によって発生するダメージは、コア上の各部位において一様ではなかった。すなわち、本願発明者の調査研究により、コアの回転軸方向の端面においては、印加された面圧を少数の電磁鋼板で受け止めるため、コアの軸方向の中央部位に比較して、電磁鋼板の座屈が発生しやすくなることが分かった。
さらに、保持リングの軸方向端部において、コア列の保持リング内への挿入を容易にするためのフランジ部が全周に形成されている場合、当該フランジ部がリインフォースメントの働きをして、保持リングの軸方向端部の剛性が過大となる。このため、コアの端面に位置する電磁鋼板の座屈は、いっそう著しくなる。
【０００８】
このように、コアの損傷を防ぐことを目的として、保持リングからの面圧を低減するためには、保持リング上の各部位の特性も考慮する必要があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、保持リングからの面圧によるコアの損傷を低減する回転電機および回転電機のステータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、請求項１に係る回転電機の発明の構成上の特徴は、ハウジングに取り付けられたステータと、ステータと半径方向に対向して設けられ、ステータに対し回転可能なロータとを備え、ステータは、円筒部を有する保持リングと、各々コイルが巻回されるとともに、円環状に並んだ状態で円筒部の内周面に圧入または焼き嵌めにより取り付けられた複数のコアとにより形成された回転電機において、円筒部の軸方向の両端部には、それぞれ所定の幅を有する円環状の端部領域が形成され、円筒部上の端部領域同士の間には中央領域が設けられており、端部領域のうちの少なくとも一方には、保持リングの内外を連通する複数のスリットが形成されるとともに、中央領域には保持リングを貫く貫通孔が形成されておらず、端部領域はスリットが設けられたことにより円周方向に伸長し、半径方向に拡張可能にしたことである。
【００１０】
ここで、上述した端部領域および中央領域は、円筒部を部位の違いにより概念的に区分けするために定義したものである。
また、上述した端部領域の所定の幅は、保持リングの各部位の剛性、保持リングとコアとの間の締め代、保持リングに対するコアの位置等を考慮して、適宜、適正な値に決定されるものであり、特定の値に限定されるべきものではない。
また、上述した貫通孔には、円筒部を貫くスリット、穴等の、中央領域の強度を低下させるあらゆる孔を含んでいる。
【００１１】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１の回転電機において、円筒部の軸方向の一側の端部には、半径方向外方に延びるフランジ部が接続されており、スリットはフランジ部が接続された側の端部領域に設けられたことである。
【００１２】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１または２の回転電機において、複数のスリットは、端部領域において、円筒部の軸方向の端部から同一距離にある円周上に均等間隔に設けられ、各々のスリットは、円筒部の軸方向の端部から、中央領域に向かって軸方向に延びる一対の縦スリット部と、縦スリット部の中央領域側にある端点同士を繋ぎ、円筒部の円周上に延びる横スリット部とを有しており、各々のスリットが貫通することにより、円筒部上には中央領域側が自由端である複数の係止片が形成され、それぞれの自由端は、円筒部の軸方向の端部から同一距離にある円周上に位置しており、コアを円筒部に取り付ける場合、コアの軸方向の両端面のうち、スリットが形成された側の端面を係止片よりも中央領域側に位置させることにより、端面が自由端と係合することである。
【００１３】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１または２の回転電機において、複数のスリットは、すべて同一形状に形成されるとともに、端部領域において、円筒部の軸方向の端部から同一距離にある円周上に均等間隔に設けられ、各々のスリットは、円筒部上を、軸心に対する斜め方向に直線状に延びており、隣接したスリットのいずれの端部同士も、同じ所定間隔を有して軸方向に重なりあっていることである。
【００１４】
請求項５に係る回転電機のステータの発明の構成上の特徴は、円筒部を有する保持リングと、各々コイルが巻回されるとともに、円環状に並んだ状態で円筒部の内周面に圧入または焼き嵌めにより取り付けられた複数のコアとを備えた回転電機のステータにおいて、円筒部の軸方向の両端部には、それぞれ所定の幅を有する円環状の端部領域が形成され、円筒部上の端部領域同士の間には中央領域が設けられており、端部領域のうちの少なくとも一方には、保持リングの内外を連通するスリットが形成されるとともに、中央領域には、保持リングを貫く貫通孔が形成されておらず、端部領域はスリットが設けられたことにより円周方向に伸長し、半径方向に拡張可能にしたことである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る回転電機によれば、端部領域のうちの少なくとも一方には、保持リングの内外を連通する複数のスリットが形成されるとともに、中央領域には保持リングを貫く貫通孔が形成されておらず、端部領域はスリットが設けられたことにより円周方向に伸長し、半径方向に拡張可能に形成されている。
これにより、保持リングとコアとの間の締め代が大きい場合でも、円筒部の軸方向端部からコアに加わる面圧を低減でき、コア端面の座屈を防止することができる。
【００１６】
また、端部領域に形成されたスリットは、貫通孔ほどは保持リングの強度を低下させることはなく、円筒部の軸方向端部の強度の維持とコアに対する面圧の低減を両立させることができる。
また、中央領域に貫通孔が形成されていないため、いっそう円筒部の強度を維持することができる。
【００１７】
請求項２に係る回転電機によれば、スリットはフランジ部が接続された側の端部領域に設けられたことにより、保持リングの軸方向端部のうち、フランジ部の形成により剛性が増大された側の面圧を低減することができる。
【００１８】
請求項３に係る回転電機によれば、各々のスリットが貫通することにより、円筒部上には中央領域側が自由端である複数の係止片が形成され、それぞれの自由端は、円筒部の軸方向の端部から同一距離にある円周上に位置しており、コアを円筒部に取り付ける場合、スリットが形成された側のコアの端面を係止片よりも中央領域側に位置させていることにより、コアの端面が自由端と係合する。
【００１９】
これにより、係止片の自由端と係合したコアが保持リングから抜け出ることが防止され、保持リングによってコアを安定して保持することができる。
また、端部領域に形成された横スリット部により、円筒部のコアと係合している部位と軸方向端部との連続性を断つことができる。したがって、円筒部の軸方向端部の剛性が高くても、コアへの面圧の影響を最小限にすることができる。
【００２０】
請求項４に係る回転電機によれば、各々のスリットは、円周上に均等間隔に設けられるとともに、円筒部上を軸心に対する斜め方向に直線状に延びており、隣接したスリットのいずれの端部同士も、同じ所定間隔を有して軸方向に重なりあっている。
これにより、端部領域の円周上において、均等間隔を有する位置に形成されたスリットの形状、数、大きさ等が同一となるため、保持リングの円周上における面圧を均等にして、コアをバランスよく安定して保持することができる。
【００２１】
請求項５に係る回転電機のステータによれば、端部領域のうちの少なくとも一方には、保持リングの内外を連通する複数のスリットが形成されるとともに、中央領域には保持リングを貫く貫通孔が形成されておらず、端部領域はスリットが設けられたことにより円周方向に伸長し、半径方向に拡張可能に形成されている。
【００２２】
これにより、保持リングとコアとの間の締め代が大きい場合でも、円筒部の軸方向端部からコアに加わる面圧を低減でき、コア端面の座屈を防止することができる。
また、端部領域に形成されたスリットは、貫通孔ほどは保持リングの強度を低下させることはなく、円筒部の軸方向端部の強度の維持とコアに対する面圧の低減を両立させることができる。
また、中央領域に貫通孔が形成されていないため、いっそう円筒部の強度を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態１による電動モータの車両に搭載された状態を示した断面図
【図２】図１に示した電動モータのステータリングの斜視図
【図３】図２に示したステータリングにコアが保持された状態を示した部分斜視図
【図４】図３の平面図
【図５】図２に示したステータリングに対し、コアを円環状に並べて保持させる状態を示した斜視図
【図６】ステータリングにコアが保持された状態を誇張して示した断面図
【図７】コア体の端面がストッパ片に係合した状態を誇張して示した断面図
【図８】実施形態２によるステータリングの斜視図
【図９】図８に示したステータリングにおいて、ニードルスリットが形成された部位を示した拡大正面図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
＜実施形態１＞
図１乃至図７に基づき、本発明の実施形態１による電動モータ１について説明する。電動モータ１（本発明の回転電機に該当する）は、ハイブリッド車両の車輪駆動用の同期モータである。しかしながら、本発明はこれに限定されるべきものではなく、家庭用電器に設けられるモータあるいは一般的な産業用機械を駆動するモータといった、あらゆる電動モータに適用することが可能である。
【００２５】
尚、説明中において回転軸方向または軸方向という場合、特に断らなければ、電動モータ１の回転軸Ｃに沿った方向、すなわち図１における左右方向を意味する。また、図１において、左方を電動モータ１およびクラッチ装置３の前方といい、右方を後方ということがあるが、実際の車両上における方向とは無関係である。また、図３乃至図７において、コア体１６のボビン１６２、１６３およびコイル１６４は省略されている。
【００２６】
図１に示すように、モータハウジング１１（本発明のハウジングに該当する）は、ロータ１３およびステータ１４を内蔵した状態で、前方をモータカバー１２により封止されている。モータカバー１２の前方には、図示しない車両のエンジンが取り付けられ、モータハウジング１１の後方にはトランスミッション（図示せず）が配設されている。
また、電動モータ１を構成するロータ１３とエンジンとの間には、湿式多板クラッチであるノーマリクローズタイプのクラッチ装置３が介装されている。さらに、電動モータ１は、トランスミッションを介して図示しない車両の駆動輪と接続されており、電動モータ１による駆動力が駆動輪に入力される。
【００２７】
図１に示した電動モータ１が搭載された車両は、エンジンにより走行する場合、エンジンがトランスミッションを介して駆動輪を回転させる。また、電動モータ１により走行する場合、電動モータ１がトランスミッションを介して駆動輪を回転させる。この時、クラッチ装置３をレリーズさせて、エンジンと電動モータ１との間の接続を解除している。さらに、電動モータ１は、クラッチ装置３を介してエンジンにより駆動され、発電機としても機能する。
【００２８】
モータカバー１２の内周端には、軸受３１を介してクラッチ装置３のインプットシャフト３２が、回転軸Ｃを中心に回転可能に取り付けられている。回転軸Ｃは、エンジン、電動モータ１およびトランスミッションのタービンシャフト２の回転軸でもある。インプットシャフト３２は、エンジンのクランクシャフトと接続されている。
また、インプットシャフト３２は、クラッチ装置３の係合部３３を介して、クラッチアウタ３４と接続されている。係合部３３が係脱することにより、インプットシャフト３２とクラッチアウタ３４との間が断続される。
【００２９】
クラッチアウタ３４は、電動モータ１のロータ１３に連結されるとともに、半径方向内方へと延びて、内端においてタービンシャフト２とスプライン嵌合している。また、クラッチアウタ３４とモータハウジング１１の固定壁１１１との間には、双方の間の相対回転が可能なように、ベアリング装置３５が介装されている。
【００３０】
電動モータ１のロータ１３は、クラッチアウタ３４を介して、モータハウジング１１に回転可能に取り付けられている。ロータ１３は、積層された複数の電磁鋼板１３１を一対の保持プレート１３２ａ、１３２ｂにより挟み、これに固定部材１３３を貫通させて端部をかしめることにより形成されている。また、ロータ１３の円周上には、図示しない複数の界磁極用マグネットが設けられている。一方の保持プレート１３２ｂは、クラッチアウタ３４に取り付けられ、これにより、ロータ１３はクラッチアウタ３４と連結されている。
【００３１】
また、モータハウジング１１の内周面には、ロータ１３と半径方向に対向するように、電動モータ１のステータ１４が取り付けられている。ステータ１４は、ステータリング１５（本発明の保持リングに該当する）の円筒部１５１の内周面に、回転磁界発生用の複数のコア体１６（本発明のコアに該当する）が円環状に並ぶように取り付けられて形成されている（図３示）。
【００３２】
各々のコア体１６は、およそＴ字状を呈した複数のケイ素鋼板（電磁鋼板）が積層されることにより形成されたティース１６１を備えている（図４示）。それぞれのティース１６１の外周縁には、各々円周方向に延びる一対のバックヨーク部１６１ａが形成されている。
図３および図４に示すように、円筒部１５１の内周面と対向する各々のティース１６１の外周面には凹部１６１ｂが形成されている。凹部１６１ｂは、コイル１６４に通電することにより発生する磁束が、ティース１６１外に漏れることを防止するために設けられている。
【００３３】
ティース１６１には一対のボビン１６２、１６３が装着され、ボビン１６２、１６３は、ティース１６１の外周面を囲むように互いに嵌合している。さらに、ボビン１６２、１６３の回りには、回転磁界を発生させるためのコイル１６４が巻回されている（図１示）。コア体１６の周囲に巻回されたコイル１６４は、図示しないバスリングを介して外部のインバータと接続される。
上述した構成を備えた電動モータ１において、コイル１６４に例えば三相の交流電流が供給されることによりステータ１４において回転磁界が発生し、回転磁界に起因する吸引力または反発力によって、ステータ１４に対しロータ１３が回転される。
【００３４】
ステータリング１５は鋼板をプレス成形して形成されており、図２に示すように、リング状の円筒部１５１と、円筒部１５１の軸方向の一側の端部に接続され、全周に亘って半径方向外方に延びる外周フランジ１５２（本発明のフランジ部に該当する）を有している。
また、外周フランジ１５２の円周上の３箇所には、それぞれ半径方向外方にさらに延びた取付フランジ１５３が形成されている。取付フランジ１５３は、ステータ１４をモータハウジング１１に取り付けるために形成されており、それぞれ一個あるいは一対の取付穴１５４が貫通している。ステータリング１５において、円筒部１５１と外周フランジ１５２および取付フランジ１５３とが接続された部位は、全周に亘って、所定の大きさの曲率を有する曲面に形成されている。
【００３５】
図２に示すように、円筒部１５１の軸方向の両端部には、それぞれ端部領域ＥＴが設けられている。各々の端部領域ＥＴは、所定の軸方向の幅を有する円環状に形成されており、これに限定されるべきものではないが、本実施形態においては双方の端部領域ＥＴの幅は等しく形成されている。また、円筒部１５１上の軸方向において端部領域ＥＴ同士の間には、端部領域ＥＴよりも幅広の中央領域ＣＴが設けられている。
【００３６】
ここで、本実施形態による端部領域ＥＴの軸方向の幅は、ステータリング１５の各部位の剛性、ステータリング１５とコア体１６との間の締め代、ステータリング１５に対するコア体１６の位置等を考慮して、適宜、適正な値に決定されるものであり、特定の値に限定されるべきものではない。
【００３７】
一対の端部領域ＥＴのうち、外周フランジ１５２が接続された側には、ステータリング１５の内外を連通する複数の矩形スリット１５５（本発明のスリットに該当する）が貫通している。一方、ステータリング１５の中央領域ＣＴには、矩形スリット１５５を含めてステータリング１５を貫く貫通孔は一切形成されていない。
複数の矩形スリット１５５は全て同一の形状、大きさで、端部領域ＥＴにおいて、円筒部１５１の軸方向の端部から同一距離にある位置に形成され、円筒部１５１の円周上に均等間隔に設けられている。
【００３８】
各々の矩形スリット１５５は、円筒部１５１の端部から中央領域ＣＴに向けて、軸方向に互いに平行に延びる一対の縦スリット部１５５ａと、縦スリット部１５５ａの中央領域ＣＴ側にある端点同士を繋ぎ、円筒部１５１の円周上に直線状に延びる横スリット部１５５ｂとを有している。これにより、矩形スリット１５５は、図２に示したように、上方が開口した略コの字状を呈している。
【００３９】
各々の矩形スリット１５５が貫通することにより、円筒部１５１上には複数の舌片１５６（本発明の係止片に該当する）が形成されている。舌片１５６は、外周フランジ１５２側において円筒部１５１に接続されており、中央領域ＣＴ側が平坦な自由端１５６ａとなっている。複数の舌片１５６は、円筒部１５１の同じ軸方向位置に円周上において均等間隔に配置されている。したがって、すべての舌片１５６の自由端１５６ａは、円筒部１５１の軸方向の端部から同一距離にある円周上に位置している。
【００４０】
矩形スリット１５５が設けられたことにより、端部領域ＥＴは円周方向に伸長可能に形成されており、これにより、円筒部１５１の外周フランジ１５２が設けられた側の軸方向端部は、半径方向に拡張可能となっている。
したがって、コア体１６を円環状に並べたコア列ＣＲ（図５示）を、焼き嵌め等によってステータリング１５に取り付けた場合に、コア列ＣＲとステータリング１５との間の締め代（コア列ＣＲの外径−ステータリング１５の円筒部１５１の内径）が大きくても、円筒部１５１からコア体１６の回転軸方向の端部に加えられる面圧を低減することができる。
尚、後述するように、取付フランジ１５３は、取付穴１５４においてモータハウジング１１に固定されているが、ステータリング１５自体が弾性力を有しているため、取付穴１５４の固定により円筒部１５１が拡張することが妨げられることはない。
【００４１】
上述したように、複数のコア体１６は、円筒部１５１の内周面に焼き嵌めにより取り付けられる。完成したステータリング１５は所定温度に加熱されて、その内径が拡張される。加熱された円筒部１５１に対し、ティース１６１のバックヨーク部１６１ａを互いに当接させて、複数のコア体１６を円環状に並べてコア列ＣＲにした状態で挿入していく（図５示）。
コア列ＣＲが円筒部１５１内に挿入された後、ステータリング１５は冷却されて収縮し、各々のコア体１６を強固に保持することができる。
また、コア体１６をステータリング１５内に取り付ける方法として、常温における圧入を適用してもよい。さらに、圧入によりコア体１６をステータリング１５内に保持させる場合、コア体１６と円筒部１５１との間に接着剤を介在させ、その保持力を増大させてもよい。
【００４２】
図６に示すように、コア体１６が円筒部１５１の内周面に取り付けられた状態において、円筒部１５１の軸方向の両端部を除いた部位は、所定の面圧を発生させながらコア体１６のティース１６１と係合している。この時、ティース１６１が取り付けられた外周フランジ１５２側の端部領域ＥＴは、矩形スリット１５５によって半径方向に拡張されている。
一方、円筒部１５１の軸方向の両端部は、コア体１６のティース１６１と当接していないため半径方向内方へと撓んでいる。
【００４３】
図７に示すように、ティース１６１の外周フランジ１５２側の端面１６１ｃが、舌片１５６よりも中央領域ＣＴ側に位置するようにコア体１６を円筒部１５１に取り付けると、ティース１６１の端面１６１ｃが舌片１５６の自由端１５６ａと係合する。これにより舌片１５６を、コア体１６が円筒部１５１に対して軸方向に移動することを防止するストッパ部材として機能させることができる。
尚、図６および図７において、円筒部１５１の半径方向内方への撓み量は誇張して示されている。
【００４４】
図１に示すように、コア体１６が取り付けられたステータリング１５は、モータハウジング１１に固定される。取付フランジ１５３をモータハウジング１１のボス部１１２に当接させた後、取付ボルト１７を取付穴１５４に挿通し、ボス部１１２に螺合させることにより、取付フランジ１５３はモータハウジング１１に取り付けられる。
【００４５】
本実施形態によれば、一方の端部領域ＥＴにステータリング１５の内外を連通する複数の矩形スリット１５５が形成されるとともに、中央領域ＣＴにはステータリング１５を貫く貫通孔が形成されておらず、端部領域ＥＴは矩形スリット１５５が設けられたことにより円周方向に伸長し、半径方向に拡張可能に形成されている。
これにより、ステータリング１５とコア体１６との間の締め代が大きい場合でも、円筒部１５１の軸方向端部からコア体１６に加わる面圧を低減でき、コア体１６の端面１６１ｃの座屈を防止することができる。
【００４６】
また、端部領域ＥＴに形成された矩形スリット１５５は、貫通孔ほどはステータリング１５の強度を低下させることはなく、円筒部１５１の軸方向端部の強度の維持とコア体１６に対する面圧の低減を両立させることができる。
また、中央領域ＣＴに貫通孔が形成されていないため、いっそう円筒部１５１の強度を維持することができる。
また、矩形スリット１５５は外周フランジ１５２が接続された側の端部領域ＥＴに設けられたことにより、ステータリング１５の軸方向端部のうち、外周フランジ１５２の形成により剛性が増大された側の面圧を低減することができる。
【００４７】
また、各々の矩形スリット１５５が貫通することにより、円筒部１５１上には中央領域ＣＴ側が自由端１５６ａである複数の舌片１５６が形成され、それぞれの自由端１５６ａは、円筒部１５１の軸方向の端部から同一距離にある円周上に位置しており、コア体１６を円筒部１５１に取り付ける場合、コア体１６の外周フランジ１５２側の端面１６１ｃを舌片１５６よりも中央領域ＣＴ側に位置させることにより、コア体１６の端面１６１ｃが自由端１５６ａと係合する。
【００４８】
これにより、舌片１５６の自由端１５６ａと係合したコア体１６が、軸方向に移動してステータリング１５から抜け出ることが防止され、ステータリング１５によってコア体１６を安定して保持することができる。
また、端部領域ＥＴに形成された横スリット部１５５ｂにより、円筒部１５１のコア体１６と係合している部位と軸方向端部との連続性を断つことができる。したがって、外周フランジ１５２の存在により、円筒部１５１の軸方向端部の剛性が高くても、コア体１６への面圧の影響を最小限にすることができる。
【００４９】
＜実施形態２＞
次に、図８および図９に基づき、実施形態２によるステータリング１５Ａについて説明する。本実施形態によるステータリング１５Ａの円筒部１５１には、実施形態１による場合と同様に、端部領域ＥＴおよび中央領域ＣＴが設けられている。
また、図８に示すように、外周フランジ１５２側の端部領域ＥＴには、複数のニードルスリット１５７（本発明のスリットに該当する）が円筒部１５１を貫通している。一方、実施形態１のものと同様に、中央領域ＣＴには、ステータリング１５Ａを貫く貫通孔は一切形成されていない。複数のニードルスリット１５７はすべて同一の形状、大きさで、円筒部１５１の軸方向の端部から同一距離にある位置に形成され、円筒部１５１の円周上に均等間隔に設けられている。
【００５０】
各々のニードルスリット１５７は、円筒部１５１上を、軸心（回転軸Ｃ）に対する斜め方向に直線状に延びており、隣り合ったニードルスリット１５７のどの端部同士も、所定の間隔を有して軸方向に重なりあっている。
円筒部１５１に形成されたニードルスリット１５７は、円周方向に伸長可能に形成されており、これにより、円筒部１５１は半径方向に拡張可能となっている。したがって、コア体１６を円環状に並べたコア列ＣＲを、焼き嵌め等によってステータリング１５Ａに取り付けた場合に、コア列ＣＲとステータリング１５Ａとの間の締め代が大きくても、円筒部１５１からコア体１６に加えられる面圧を低減することができる。
【００５１】
図９に示すように、円筒部１５１の円周上において、均等な間隔Ｓ毎にニードルスリット１５７の形成状態を見てみると、円筒部１５１の端部（外周フランジ１５２）から最も近いニードルスリット１５７までは、いずれも等しい所定距離Ｐ１に設定されている。
また、当該円周上の位置において、軸方向に隣接したニードルスリット１５７のどの端部同士も軸方向に重なりあっており、これらの重なり合った端部同士は、いずれも同じ所定間隔Ｐ２を有している。
【００５２】
本実施形態によれば、各々のニードルスリット１５７は、円周上に均等間隔に設けられるとともに、円筒部１５１上を軸心に対する斜め方向に直線状に延びており、隣接したニードルスリット１５７のいずれの端部同士も、同じ所定間隔を有して軸方向に重なりあっている。
これにより、端部領域ＥＴの円周上において、均等間隔を有する位置に形成されたニードルスリット１５７の形状、数、大きさ等が同一となるため、ステータリング１５の円周上における面圧を均等にして、コア体１６をバランスよく安定して保持することができる。
【００５３】
＜他の実施形態＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。
矩形スリット１５５あるいはニードルスリット１５７は、円筒部１５１に形成された双方の端部領域ＥＴに設けられてもよいし、外周フランジ１５２が形成されていない側の端部領域ＥＴのみに設けられてもよい。
矩形スリット１５５およびニードルスリット１５７の形成個数は、ステータリング１５の円筒部１５１上において必要な拡張量を考慮して、適宜決めればよい。
【００５４】
端部領域ＥＴにおいて、円弧形状のスリット、波形のスリット等、あらゆる形状のスリットが形成可能である。
また、本発明による電動モータ１は、同期モータ、誘導モータ、直流モータあるいはそれ以外のあらゆる回転電機に適用可能である。
【符号の説明】
【００５５】
図面中、１は電動モータ（回転電機）、１１はモータハウジング（ハウジング）、１３はロータ、１４はステータ、１５，１５Ａはステータリング（保持リング）、１６はコア体（コア）、１５１は円筒部、１５２は外周フランジ（フランジ部）、１５５は矩形スリット（スリット）、１５５ａは縦スリット部、１５５ｂは横スリット部、１５６は舌片（係止片）、１５６ａは自由端、１５７はニードルスリット（スリット）、１６１ｃはコア体の外周フランジ側の端面、１６４はコイル、Ｃは回転軸、ＣＴは中央領域、ＥＴは端部領域を示している。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに取り付けられたステータと、
前記ステータと半径方向に対向して設けられ、前記ステータに対し回転可能なロータと、
を備え、
前記ステータは、
円筒部を有する保持リングと、
各々コイルが巻回されるとともに、円環状に並んだ状態で前記円筒部の内周面に圧入または焼き嵌めにより取り付けられた複数のコアと、
により形成された回転電機において、
前記円筒部の軸方向の両端部には、それぞれ所定の幅を有する円環状の端部領域が形成され、
前記円筒部上の前記端部領域同士の間には、中央領域が設けられており、
前記端部領域のうちの少なくとも一方には、前記保持リングの内外を連通する複数のスリットが形成されるとともに、前記中央領域には、前記保持リングを貫く貫通孔が形成されておらず、
前記端部領域は、
前記スリットが設けられたことにより円周方向に伸長し、半径方向に拡張可能であることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記円筒部の軸方向の一側の端部には、半径方向外方に延びるフランジ部が接続されており、
前記スリットは、
前記フランジ部が接続された側の前記端部領域に設けられたことを特徴とする請求項１記載の回転電機。
【請求項３】
複数の前記スリットは、
前記端部領域において、前記円筒部の軸方向の端部から同一距離にある円周上に均等間隔に設けられ、
各々の前記スリットは、
前記円筒部の軸方向の端部から、前記中央領域に向かって軸方向に延びる一対の縦スリット部と、
前記縦スリット部の前記中央領域側にある端点同士を繋ぎ、前記円筒部の円周上に延びる横スリット部と、
を有しており、
各々の前記スリットが貫通することにより、前記円筒部上には前記中央領域側が自由端である複数の係止片が形成され、
それぞれの前記自由端は、前記円筒部の軸方向の端部から同一距離にある円周上に位置しており、
前記コアを前記円筒部に取り付ける場合、前記コアの軸方向の両端面のうち、前記スリットが形成された側の端面を前記係止片よりも前記中央領域側に位置させることにより、前記端面が前記自由端と係合することを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機。
【請求項４】
複数の前記スリットは、
すべて同一形状に形成されるとともに、前記端部領域において、前記円筒部の軸方向の端部から同一距離にある円周上に均等間隔に設けられ、
各々の前記スリットは、
前記円筒部上を、軸心に対する斜め方向に直線状に延びており、
隣接した前記スリットのいずれの端部同士も、同じ所定間隔を有して軸方向に重なりあっていることを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機。
【請求項５】
円筒部を有する保持リングと、
各々コイルが巻回されるとともに、円環状に並んだ状態で前記円筒部の内周面に圧入または焼き嵌めにより取り付けられた複数のコアと、
を備えた回転電機のステータにおいて、
前記円筒部の軸方向の両端部には、それぞれ所定の幅を有する円環状の端部領域が形成され、
前記円筒部上の前記端部領域同士の間には、中央領域が設けられており、
前記端部領域のうちの少なくとも一方には、前記保持リングの内外を連通するスリットが形成されるとともに、前記中央領域には、前記保持リングを貫く貫通孔が形成されておらず、
前記端部領域は、
前記スリットが設けられたことにより円周方向に伸長し、半径方向に拡張可能であることを特徴とする回転電機のステータ。
【請求項１】
ハウジングに取り付けられたステータと、
前記ステータと半径方向に対向して設けられ、前記ステータに対し回転可能なロータと、
を備え、
前記ステータは、
円筒部を有する保持リングと、
各々コイルが巻回されるとともに、円環状に並んだ状態で前記円筒部の内周面に圧入または焼き嵌めにより取り付けられた複数のコアと、
により形成された回転電機において、
前記円筒部の軸方向の両端部には、それぞれ所定の幅を有する円環状の端部領域が形成され、
前記円筒部上の前記端部領域同士の間には、中央領域が設けられており、
前記端部領域のうちの少なくとも一方には、前記保持リングの内外を連通する複数のスリットが形成されるとともに、前記中央領域には、前記保持リングを貫く貫通孔が形成されておらず、
前記端部領域は、
前記スリットが設けられたことにより円周方向に伸長し、半径方向に拡張可能であることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記円筒部の軸方向の一側の端部には、半径方向外方に延びるフランジ部が接続されており、
前記スリットは、
前記フランジ部が接続された側の前記端部領域に設けられたことを特徴とする請求項１記載の回転電機。
【請求項３】
複数の前記スリットは、
前記端部領域において、前記円筒部の軸方向の端部から同一距離にある円周上に均等間隔に設けられ、
各々の前記スリットは、
前記円筒部の軸方向の端部から、前記中央領域に向かって軸方向に延びる一対の縦スリット部と、
前記縦スリット部の前記中央領域側にある端点同士を繋ぎ、前記円筒部の円周上に延びる横スリット部と、
を有しており、
各々の前記スリットが貫通することにより、前記円筒部上には前記中央領域側が自由端である複数の係止片が形成され、
それぞれの前記自由端は、前記円筒部の軸方向の端部から同一距離にある円周上に位置しており、
前記コアを前記円筒部に取り付ける場合、前記コアの軸方向の両端面のうち、前記スリットが形成された側の端面を前記係止片よりも前記中央領域側に位置させることにより、前記端面が前記自由端と係合することを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機。
【請求項４】
複数の前記スリットは、
すべて同一形状に形成されるとともに、前記端部領域において、前記円筒部の軸方向の端部から同一距離にある円周上に均等間隔に設けられ、
各々の前記スリットは、
前記円筒部上を、軸心に対する斜め方向に直線状に延びており、
隣接した前記スリットのいずれの端部同士も、同じ所定間隔を有して軸方向に重なりあっていることを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機。
【請求項５】
円筒部を有する保持リングと、
各々コイルが巻回されるとともに、円環状に並んだ状態で前記円筒部の内周面に圧入または焼き嵌めにより取り付けられた複数のコアと、
を備えた回転電機のステータにおいて、
前記円筒部の軸方向の両端部には、それぞれ所定の幅を有する円環状の端部領域が形成され、
前記円筒部上の前記端部領域同士の間には、中央領域が設けられており、
前記端部領域のうちの少なくとも一方には、前記保持リングの内外を連通するスリットが形成されるとともに、前記中央領域には、前記保持リングを貫く貫通孔が形成されておらず、
前記端部領域は、
前記スリットが設けられたことにより円周方向に伸長し、半径方向に拡張可能であることを特徴とする回転電機のステータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２５０６３１（Ｐ２０１１−２５０６３１Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２２８９３（Ｐ２０１０−１２２８９３）
【出願日】平成２２年５月２８日（２０１０．５．２８）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２８日（２０１０．５．２８）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
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