JP5957366B2 - 回転電機のステータ - Google Patents

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Description

本発明は、回転電機のステータに関する。
回転電機のステータとしては、円筒状のステータホルダをハウジングにボルト固定し、コイルが巻回された複数のステータ片を円環状に配列した環状ステータ群をステータホルダの内側に圧入して保持し、各ステータ片のコイルに給電するための配線部材を環状ステータ群に沿って設けたものが知られている。また、この種の電動機のステータホルダは、その軸方向一端側にハウジングに固定されるフランジが設けられている。
特許文献1には、環状ステータ群をステータホルダの内側への圧入する際に、圧入をスムーズに実施できるように、軸方向他端側、つまりフランジと反対側に導入部が設けられたステータホルダが開示されている。具体的に図12、図13によって説明すると、ステータホルダ103は筒状部104を備え、筒状部104の軸方向一端部から外径側に突出するフランジ112を備えている。筒状部104は、小径筒部131、テーパ筒部132、大径筒部133、及びそれぞれの筒部をスムーズに接続する円弧面134a、134bとから構成されている。
導入部107は、筒状部104の大径筒部133、テーパ筒部132、及び円弧面134a、134bとから構成されている。つまり、テーパ筒部132においては、軸方向他端側から軸方向一端側に向かって、ステータホルダ103の筒状部104の内径が連続的に収縮するように形成されている。これにより、従来のステータは、ステータホルダ103に対して環状ステータ群を圧入する際、フランジ112側からのみならず、その反対側の導入部107から環状ステータ群を圧入することを可能にしている。
しかしながら、上記ステータホルダ103は、導入部107付近の剛性が小さいため、回転電機の運転時にロータとステータとの間の磁気的吸引・反発力によって生じる円環状の拡張・収縮の振動モードを抑制することができず、振動に起因する騒音が発生する虞がある。
そこで、特許文献2の発明では、図14及び図15に示すように、ステータホルダ203の筒状部204の軸方向一端部にフランジ212を設けると共に、軸方向他端縁に外径側に突出した第2フランジ231を設けることによって、ステータホルダ203の径方向の変形を抑え、振動騒音を低減することを図っている。なお、フランジ212には、複数のボルト装着孔213が設けられており、このボルト装着孔213に挿通されたボルトが、ハウジングのボルト孔に螺合することによって、ステータホルダ203がハウジングに固定される。
また、図16に示すように、特許文献3の回転電機301は、ロータシャフト316に回転自在に支持されたロータ310と、ロータ310の外径側に設置されたステータ312と、を有し、不図示のモータケース内に収容されている。
ステータ312は、外筒リング332を備え、外筒リング332はステータコア326を構成する分割コア328の外周に装着される。より具体的には、外筒リング332の内周側に、ステータコア326を構成する分割コア328の外周部が嵌め合わせられる。
外筒リング332は、軸方向に2分割された第1分割外筒リング332a及び第2分割外筒リング332bを有する。そして、第1分割外筒リング332a及び第2分割外筒リング332bの軸方向内側端部には、外径側に延在し、互いに対向するフランジ334が設けられている。不図示であるが、フランジ334には、複数のボルト穴が設けられており、このボルト穴にボルトを通し、そのボルトをモータケースに係合させることで、外筒リング332をモータケースに取り付ける。このように、第1分割外筒リング332a及び第2分割外筒リング332bのフランジ334を互いに対向配置させることによって、フランジ334の肉厚を外筒リング332の筒状部の肉厚より厚くし、モータケースへの取り付け強度を向上することを図っている。
特開2005−312151号公報 国際公開第2012/073959号公報 特開2011−155738号公報
しかしながら、特許文献2の記載の発明では、第2フランジ231がハウジングに固定されていないため、回転電機の運転時に振動及び当該振動に起因する騒音が生じる虞がある。
また、特許文献3に記載の発明では、第1分割外筒リング332a及び第2分割外筒リング332bの軸方向外側端部、すなわち、フランジ334が設けられていない部分の剛性が低いため、振動及び騒音が生じる虞がある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ステータの振動及び振動に起因する騒音の発生を低減することが可能な回転電機のステータを提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、
複数の鋼板を積層して構成された分割コア(例えば、後述の実施形態における分割コア17)と、
前記分割コアを周方向に連結して構成されたステータコア(例えば、後述の実施形態におけるステータコア19)と、
前記ステータコアの外周面(例えば、後述の実施形態における外周面19a)に嵌め込まれるホルダ(例えば、後述の実施形態におけるホルダ40)と、
前記ホルダの外径側に配置されて、該ホルダを支持する筐体(例えば、後述の実施形態におけるステータハウジング2)と、
を備えた回転電機のステータ(例えば、後述の実施形態におけるステータ1)であって、
前記ホルダは、
前記ステータコアと径方向に当接する筒状部(例えば、後述の実施形態における筒状部50)と、
前記筒状部の軸方向一端部から、外径側に突出する第1フランジ(例えば、後述の実施形態における第1フランジ60)と、
前記筒状部の前記第1フランジよりも軸方向他端側から、外径側に突出する第2フランジ(例えば、後述の実施形態における第2フランジ70)と、
を有し、
前記第1フランジ及び第2フランジは、前記筐体の別箇所(例えば、後述の実施形態における第1ハウジングフランジ9、第2ハウジングフランジ10)に締結固定される第1締結部及び第2締結部(例えば、後述の実施形態における第1凸部64、第2凸部74)を有する
ことを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の構成に加えて、
前記第1フランジ及び前記第2フランジは、前記筒状部の軸方向一端部及び軸方向他端部にそれぞれ形成され、
前記第1締結部及び前記第2締結部は、互いに周方向の位相が異なるように配置される
ことを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の構成に加えて、
前記ホルダは、軸方向一端側及び軸方向他端側に分割された第1分割ホルダ(例えば、後述の実施形態における第1分割ホルダ40A)及び第2分割ホルダ(例えば、後述の実施形態における第2分割ホルダ40B)からなり、
前記筒状部は、前記第1分割ホルダの第1筒状部(例えば、後述の実施形態における第1筒状部50A)と、前記第2分割ホルダの第2筒状部(例えば、後述の実施形態における第2筒状部50B)と、からなり、
前記第1フランジは、前記第1筒状部に設けられ、
前記第2フランジは、前記第2筒状部に設けられる
ことを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の構成に加えて、
前記第1フランジは、前記第1筒状部の軸方向一端部から外径側に突出し、
前記第2フランジは、前記第2筒状部の軸方向他端部から外径側に突出する
ことを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の構成に加えて、
前記第1締結部及び第2締結部において、前記第1フランジ及び第2フランジがそれぞれ締結固定される前記筐体の締結箇所は、それぞれ前記第1筒状部及び前記第2筒状部と軸方向にオーバーラップする
ことを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項3に記載の構成に加えて、
前記第1フランジは、前記第1筒状部の軸方向一端部から外径側に突出し、
前記第2フランジは、前記第2筒状部の軸方向一端部から外径側に突出する
ことを特徴とする。
請求項7に記載の発明は、請求項3〜6の何れか1項に記載の構成に加えて、
前記第1筒状部及び前記第2筒状部のうち、一方の筒状部は、他方の筒状部の外周面に固定されていることを特徴とする。
請求項8に記載の発明は、請求項3〜7の何れか1項に記載の構成に加えて、
前記第1締結部及び前記第2締結部は、互いに周方向の位相が異なるように配置される
ことを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、ホルダは、ステータコアと径方向に当接する筒状部と、筒状部の軸方向一端部から、外径側に突出する第1フランジと、筒状部の第1フランジよりも軸方向他端側から、外径側に突出する第2フランジと、を有し、第1フランジ及び第2フランジは、筐体の別箇所に締結固定された第1締結部及び第2締結部を有する。
したがって、筒状部の軸方向一端部から外径側に突出する第1フランジと、筒状部の第1フランジよりも軸方向他端側から外径側に突出する第2フランジと、を質量の大きな筐体に対して各々直接締結して、一体に固定することができる。
そして、回転電機の運転時にロータとステータとの間の磁気的吸引・反発力によって生じるステータの半径方向の拡張・収縮の振動モードに対して、ステータの剛性を軸方向全体に亘って向上することができる。
したがって、コストの増加を抑制しつつ、ステータの振動及び振動に起因する騒音の発生を低減することが出来る。
請求項2に記載の発明によれば、第1フランジ及び第2フランジが、それぞれ筒状部の軸方向両端部に配置されるので、ホルダの剛性をより効果的に向上することが出来、振動及び振動に起因する騒音の発生を低減することが出来る。
また、第1締結部及び第2締結部が、互いに周方向の位相が異なるように配置されるので、筒状部と第1及び第2フランジとが一体に形成されたホルダであっても、筐体に締結することが可能である。特に、第1フランジ及び第2フランジを同一の軸方向から締結することが可能となるため、筐体に対するホルダの組付け性が向上し、生産効率を向上できる。
さらに、0次の振動モード(円環状の拡張・収縮)、1次の振動モード(楕円状の拡張・収縮)、2次(三角形状の拡張・収縮)、…の各振動モードに対して、振動を有効に低減出来るモードの数を増やすことが出来る。
請求項3に記載の発明によれば、第1フランジは第1分割ホルダの第1筒状部に設けられ、第2フランジは第2分割ホルダの第2筒状部に設けられる。したがって、1つの筒状部に2つのフランジを設ける場合に比べて、加工が容易であると共に、寸法精度を向上させることができる。
請求項4に記載の発明によれば、第1フランジは第1筒状部の軸方向一端部から外径側に突出し、第2フランジは第2筒状部の軸方向他端部から外径側に突出する。したがって、ホルダの剛性をより効果的に向上することができ、振動及び振動に起因する騒音の発生を低減することが出来る。
請求項5に記載の発明によれば、第1締結部及び第2締結部において、第1フランジ及び第2フランジがそれぞれ締結固定される筐体の締結箇所は、それぞれ第1筒状部及び第2筒状部と軸方向にオーバーラップする。したがって、筐体が軸方向に大型化することを抑制し、周辺部材のレイアウトに対する影響を小さくすることが可能である。
請求項6に記載の発明によれば、第1フランジは第1筒状部の軸方向一端部から外径側に突出し、第2フランジも同様に第2筒状部の軸方向一端部から外径側に突出する。したがって、第1フランジの第1締結部及び、第2フランジの第2締結部と締結される筐体の締結箇所を、それぞれ第1筒状部及び第2筒状部と軸方向にオーバーラップするように配置することができるので、筐体が軸方向に大型化することを抑制し、周辺部材のレイアウトに対する影響を小さくすることが可能である。
請求項7に記載の発明によれば、第1筒状部及び第2筒状部のうち、一方の筒状部は他方の筒状部の外周面に固定されている。したがって、第1分割ホルダ及び第2分割ホルダが互いに固定された状態で、第1フランジ及び第2フランジがそれぞれ筐体に締結されるので、ホルダの剛性を向上することができ、振動及び振動に起因する騒音の発生を低減することが出来る。
請求項8に記載の発明によれば、第1締結部及び第2締結部は、互いに周方向の位相が異なるように配置される。したがって、第1フランジ及び第2フランジを同一の軸方向から締結することが可能となるため、ハウジングに対するホルダの組付け性が向上し、生産効率を向上できる。
また、第1フランジ及び第2フランジを異なる軸方向から締結する場合であっても、ステータコア、ホルダ、ハウジングの3部品における組付けの順序が限定されてしまうことを抑制でき、組付け方法の自由度を向上出来る。すなわち、第1分割ホルダ及び第2分割ホルダをハウジングに取付けた後に、ステータコアを第1分割ホルダ及び第2分割ホルダの内周面に固定することも可能であり、逆に、ステータコアの外周面に第1分割ホルダ及び第2分割ホルダを嵌め込んだ後に、第1分割ホルダ及び第2分割ホルダをハウジングに取付けることも可能である。
さらに、0次の振動モード(円環状の拡張・収縮)、1次の振動モード(楕円状の拡張・収縮)、2次(三角形状の拡張・収縮)、…の各振動モードに対して、振動を有効に低減出来るモードの数を増やすことが出来る。
本発明に係るステータを備えた電動機を駆動源の一つとするハイブリッド車両の駆動系の模式図である。 本発明の第1実施形態のステータの斜視図である。 図2におけるIII−III線矢視断面図である。 図3におけるIV−IV線矢視断面図である。 第1実施形態に係るホルダの斜視図である。 図5のホルダがステータハウジングに固定される様子を模式的に示した断面図である。 第2実施形態に係るホルダの斜視図である。 図7のホルダがステータハウジングに固定される様子を模式的に示した断面図である。 第3実施形態に係るホルダがステータハウジングに固定される様子を模式的に示した断面図である。 第4実施形態に係るホルダがステータハウジングに固定される様子を模式的に示した断面図である。 第5実施形態に係るホルダがステータハウジングに固定される様子を模式的に示した断面図である。 特許文献1に係るステータホルダの断面図である。 図12のステータホルダの要部拡大断面図である。 特許文献2に係るステータホルダの斜視図である。 図14のステータホルダの要部拡大断面図である。 特許文献3に係る回転電機を示す模式図である。
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態に係る回転電機のステータについて、図面を参照して説明する。
図1に示すように、本実施形態のステータは、ハイブリッド車両の駆動用電動機に用いられている。ハイブリッド車両は、駆動源としてエンジンEと電動機M(回転電機)を備え、電動機Mにおいてステータ1の内側で回転するロータRにエンジンEの出力軸ES及びトランスミッションTの入力軸TSが連結されている。エンジンEと電動機Mの駆動力はトランスミッションTを介して駆動輪W(車輪)に伝達され、エンジンEと電動機Mの少なくとも一方の動力を駆動力としてハイブリッド車両は走行する。また、このハイブリッド車両は、減速時に駆動輪W側から電動機M側に電力が伝達されると、電動機Mは発電機として機能し、回生制動により車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして図示しない蓄電装置に回収する。
図2に示すように、ステータ1は、アルミニウム合金からなる筐体としてのステータハウジング2と、ステータハウジング2の内部空間に固定された鉄製のホルダ40と、ホルダ40の後述する筒状部50の内周面52(図3〜図5参照)において支持される環状ステータ群5と、環状の配電部材6(バスリング)と、を備えている。
ステータハウジング2は、電動機Mのハウジングを形成しており、エンジンEとトランスミッションTとの間で、不図示のエンジンブロック又はトランスミッションケースに固定される。なお、ステータハウジング2の上部には、内部空間に連なるターミナルボックス11が設けられている。
図3〜図5に示すように、ホルダ40は、軸方向に延びる筒状部50と、筒状部50の軸方向一端部(図3及び図4中、左側端部)から、外径側に突出する第1フランジ60と、筒状部50の第1フランジ60よりも軸方向他端側(図3及び図4中、右側)から、より具体的には、筒状部50の軸方向他端部から、外径側に突出する第2フランジ70と、を有する。
筒状部50は、内周面52に環状ステータ群5を圧入によって固定可能な略円環形状に形成されている。なお、筒状部50の軸方向幅は、後述するステータコア19(分割コア17)の軸方向幅と略等しく設定される。
第1フランジ60は、略円環形状の第1基部62と、第1基部62の周方向における所定位置から外径側に凸設された複数(本実施形態では3つ)の第1凸部64と、を有する。第1凸部64には、ボルト装着孔66が設けられており、このボルト装着孔66に挿通されたボルト68が、ステータハウジング2の第1ハウジングフランジ9に設けられたボルト孔15に、軸方向他端側から軸方向一端側に向かって螺合することによって、第1フランジ60がステータハウジング2に固定される。なお、それぞれの第1凸部64の径方向への突出量は、一定ではなく、ボルト装着孔66が形成される位置に合わせて適宜変更されている。このように、第1凸部64は、ステータハウジング2に締結固定される第1締結部を構成する。
また、第2フランジ70は、略円環形状の第2基部72と、第2基部72の周方向における所定位置から外径側に凸設された複数(本実施形態では3つ)の第2凸部74と、を有する。第2凸部74は、第1凸部64に対して、互いに周方向の位相が異なるように配置され、本実施形態では、複数の第1凸部64及び第2凸部74は、ホルダ40の上部から周方向時計回りに、第1凸部64、第2凸部74、第1凸部64、第2凸部74、第2凸部74、第1凸部64の順に配置される。また、第2凸部74には、ボルト装着孔76が設けられており、このボルト装着孔76に挿通されたボルト78が、ステータハウジング2の第2ハウジングフランジ10に設けられたボルト孔14に、軸方向他端側から軸方向一端側に向かって螺合することによって、第2フランジ70がステータハウジング2に固定される。なお、それぞれの第2凸部74の径方向への突出量は、一定ではなく、ボルト装着孔76が形成される位置に合わせて適宜変更されている。このように、第2凸部74は、ステータハウジング2に締結固定される第2締結部を構成する。
第1フランジ60及び第2フランジ70は、プレス等による曲げ加工によって形成され、第1基部62、第1凸部64、第2基部72、第2凸部74の径方向幅や軸方向幅等は、ステータ1に要求される強度を基本に、ステータ1の重量の仕様や、ホルダ40の設置空間等に応じて適宜設定される。
なお、図6には、第1フランジ60及び第2フランジ70がそれぞれ第1ハウジングフランジ9及び第2ハウジングフランジ10に固定されることによって、ホルダ40がステータハウジング2に固定される様子が模式的に示されている。図6は、周方向における同位相の断面図ではなく、第1及び第2フランジ60、70に第1凸部64及び第2凸部74が設けられる位置、すなわち、周方向において異なる位相(位相違い)での断面図である。
環状ステータ群5は、複数のステータ片16(本実施形態では18個)が周方向に連結されて構成されている。各々のステータ片16は、複数の鋼板を軸方向に積層して構成された分割コア17と、分割コア17に装着され、電気的に絶縁するインシュレータ18と、インシュレータ18を介して分割コア17に巻回されるコイル20と、を有している。
したがって、複数のステータ片16が周方向に連結されることによって環状ステータ群5が構成されると共に、複数の分割コア17が周方向に連結されることによって環状のステータコア19が構成される。そして、ステータコア19の外周面19aに、ホルダ40の筒状部50の内周面52が嵌め込まれることによって、ステータコア19(環状ステータ群5)とホルダ40が互いに当接して固定される。
図3及び図4に示すように、配電部材6は、同一径のリング状をなすU相、V相、W相のバスリング(給電線)21U、21V、21Wを軸方向にずらして同心上に配置し、これら三相のバスリング21U、21V、21Wを周方向所定間隔おきに樹脂モールド部25によって束ねて構成されている。また、各相のバスリング21U、21V、21Wからは接続端子23(図2参照)が径方向外側に延出している。
図2に示すように、各相のバスリング21U、21V、21Wは、それぞれ対応するステータ片16のコイル20の一端に接続されており、各相の接続端子23は、ターミナルボックス11内の給電端子28U、28V、28Wに接続されている。さらに、隣接するステータ片16のコイル20の他端同士も中性点バスバーを用いる等、所定の方法で接続されている。
したがって、U相の各ステータ片16のコイル20の一端同士はバスリング21Uを介して接続され、V相の各ステータ片16のコイル20の一端同士はバスリング21Vを介して接続され、W相の各ステータ片16のコイル20の一端同士はバスリング21Wを介して接続される。
このように構成されるステータ1を組み立てる手順を以下説明する。
<組立方法1>
まず、ステータハウジング2にホルダ40を取り付ける。より具体的には、ステータハウジング2の第1ハウジングフランジ9及び第2ハウジングフランジ10のボルト孔15、14に挿通されたボルト68、78が、ホルダ40の第1フランジ60及び第2フランジ70の第1凸部64及び第2凸部74のボルト装着孔66、76に軸方向他端側から軸方向一端側に向かって(図3、図4、図6中、左側に向かって)螺合することによって、第1フランジ60及び第2フランジ70がそれぞれ第1ハウジングフランジ9、及び第2ハウジングフランジ10に固定され、ホルダ40がステータハウジング2に固定される。
次に、予めステータ片16を円環状に配列して形成しておいた環状ステータ群5をホルダ40の軸方向他端側から軸方向一端側に向かって圧入することで、ステータ1の組立てを完了する。
<組立方法2>
なお、ステータ1の組立方法は、上述の組立方法1に限定されず、以下に説明する手順により行うこともできる。
まず、予めステータ片16を円環状に配列して形成しておいた環状ステータ群5を、ホルダ40に対して軸方向一端側又は軸方向他端側に向かって圧入する。その後、組立方法1と同様の方法で、ホルダ40をステータハウジング2に固定することで、ステータ1の組立てを完了する。
以上説明したように、本実施形態の回転電機のステータ1によれば、ホルダ40は、ステータコア19と径方向に当接する筒状部50と、筒状部50の軸方向一端部から、外径側に突出する第1フランジ60と、筒状部50の第1フランジ60よりも軸方向他端側から、外径側に突出する第2フランジ70と、を有し、第1フランジ60及び第2フランジ70は、ステータハウジング2の別箇所、すなわちそれぞれ第1ハウジングフランジ9及び第2ハウジングフランジ10に締結固定された第1凸部64及び第2凸部74を有する。
したがって、筒状部50の軸方向一端部から外径側に突出する第1フランジ60と、筒状部50の第1フランジ60よりも軸方向他端側から外径側に突出する第2フランジ70と、を質量の大きなステータハウジング2に対して各々直接締結して、一体に固定することができる。
そして、回転電機の運転時にロータとステータ1との間の磁気的吸引・反発力によって生じるステータ1の半径方向の拡張・収縮の振動モードに対して、ステータ1の剛性を軸方向全体に亘って向上することができる。
したがって、コストの増加を抑制しつつ、ステータ1の振動及び振動に起因する騒音の発生を低減することが出来る。
また、第1フランジ60及び第2フランジ70が、それぞれ筒状部50の軸方向両端部に配置されるので、ホルダ40の剛性をより効果的に向上することが出来、振動及び振動に起因する騒音の発生を低減することが出来る。
また、第1凸部64及び第2凸部74が、互いに周方向の位相が異なるように配置されるので、筒状部50と第1フランジ60及び第2フランジ70とが一体に形成されたホルダ40であっても、ステータハウジング2に締結することが可能である。特に、第1フランジ60及び第2フランジ70を同一の軸方向から締結することが可能となるため、ステータハウジング2に対するホルダ40の組付け性が向上し、生産効率を向上できる。
さらに、0次の振動モード(円環状の拡張・収縮)、1次の振動モード(楕円状の拡張・収縮)、2次(三角形状の拡張・収縮)、…の各振動モードに対して、振動を有効に低減出来るモードの数を増やすことが出来る。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る回転電機のステータについて説明する。
図7及び図8に示すように、本実施形態の回転電機のステータ1は、その軸方向中間部で、軸方向一端側及び軸方向他端側に分割された第1分割ホルダ40A及び第2分割ホルダ40Bからなるホルダ40を備える。
したがって、ホルダ40の筒状部50も、軸方向一端側及び軸方向他端側に分割され、第1分割ホルダ40Aの第1筒状部50Aと、第2分割ホルダ40Bの第2筒状部50Bと、から構成される。
また、第1フランジ60は第1筒状部50Aに設けられ、第2フランジ70は第2筒状部50Bに設けられる。より詳細には、第1フランジ60は、第1筒状部50Aの軸方向一端部から外径側に突出し、第2フランジ70は、第2筒状部50Bの軸方向他端部から外径側に突出する。なお、第1フランジ60及び第2フランジ70に設けられる各部の構成は、第1実施形態と同様であるので、各部の符号を付すことにより、その説明を省略する。
このように構成されるステータ1を組み立てる手順を以下説明する。
<組立方法3>
まず、ステータハウジング2に第1分割ホルダ40A及び第2分割ホルダ40Bを取り付ける。より具体的には、ステータハウジング2の第1ハウジングフランジ9及び第2ハウジングフランジ10のボルト孔15、14に挿通されたボルト68、78が、ホルダ40の第1フランジ60及び第2フランジ70の第1凸部64及び第2凸部74のボルト装着孔66、76に軸方向他端側から軸方向一端側に向かって(図8中、左側に向かって)螺合することによって、第1及び第2フランジ60、70がそれぞれ第1ハウジングフランジ9及び第2ハウジングフランジ10に固定され、第1分割ホルダ40A及び第2分割ホルダ40Bがステータハウジング2に固定される。
次に、予めステータ片16を円環状に配列して形成しておいた環状ステータ群5を第1分割ホルダ40A及び第2分割ホルダ40Bの軸方向他端側から軸方向一端側に向かって圧入することで、ステータ1の組立てを完了する。
ここで、本実施形態の第1分割ホルダ40Aの第1筒状部50Aの軸方向他端部と、第2分割ホルダ40Bの第2筒状部50Bの軸方向一端部と、は互いに対向して当接するように構成されているが、軸方向に離間する構成でも構わない。
<組立方法4>
なお、ステータ1の組立方法は、上述の組立方法3に限定されず、以下に説明する手順により行うこともできる。
まず、予めステータ片16を円環状に配列して形成しておいた環状ステータ群5を、第1分割ホルダ40A及び第2分割ホルダ40Bに対して軸方向一端側又は軸方向他端側に向かって圧入する。その後、組立方法3と同様の方法で、第1分割ホルダ40A及び第2分割ホルダ40Bをステータハウジング2に固定することで、ステータ1の組立てを完了する。
以上説明したように本実施形態の回転電機のステータ1によれば、第1フランジ60は第1分割ホルダ40Aの第1筒状部50Aに設けられ、第2フランジ70は第2分割ホルダ40Bの第2筒状部50Bに設けられる。したがって、第1実施形態のように1つの筒状部に2つのフランジを設ける場合に比べて、加工が容易であると共に、寸法精度を向上させることができる。
また、第1フランジ60は第1筒状部50Aの軸方向一端部から外径側に突出し、第2フランジ70は第2筒状部50Bの軸方向他端部から外径側に突出する。したがって、ホルダ40の剛性をより効果的に向上することができ、振動及び振動に起因する騒音の発生を低減することが出来る。
また、第1凸部64及び第2凸部74は、互いに周方向の位相が異なるように配置される。したがって、第1フランジ60及び第2フランジ70を同一の軸方向から締結することが可能となるため、ステータハウジング2に対するホルダの組付け性が向上し、生産効率を向上できる。
さらに、0次の振動モード(円環状の拡張・収縮)、1次の振動モード(楕円状の拡張・収縮)、2次(三角形状の拡張・収縮)、…の各振動モードに対して、振動を有効に低減出来るモードの数を増やすことが出来る。
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態に係る回転電機のステータについて説明する。
本実施形態の回転電機のステータ1は、ステータハウジング2に第1分割ホルダ40A及び第2分割ホルダ40Bを取り付ける際に、第1フランジ60及び第2フランジ70の締結方向が異なる点で、第2実施形態と異なる。
より具体的に、本実施形態においては、図9に示すように第1ハウジングフランジ9及び第2ハウジングフランジ10が、それぞれ第1筒状部50A及び第2筒状部50Bと軸方向にオーバーラップするように形成される。
そして、ステータハウジング2の第1ハウジングフランジ9のボルト孔15に挿通されたボルト68が、第1フランジ60の第1凸部64のボルト装着孔66に軸方向一端側から軸方向他端側に向かって(図9中、右側に向かって)螺合することによって、第1フランジ60は第1ハウジングフランジ9に固定される。
これに対し、ステータハウジング2の第2ハウジングフランジ10のボルト孔14に挿通されたボルト68は、第2フランジ70の第2凸部74のボルト装着孔76に軸方向他端側から軸方向一端側に向かって(図9中、左側に向かって)螺合することによって、第2フランジ70が第2ハウジングフランジ10に固定される。
このように、第1フランジ60の第1凸部64及び第2フランジ70の第2凸部74と締結されるステータハウジング2の締結箇所、すなわち第1ハウジングフランジ9及び第2ハウジングフランジ10を、それぞれ第1筒状部50A及び第2筒状部50Bと軸方向にオーバーラップするように配置することができるので、ステータハウジング2が軸方向に大型化することを抑制し、周辺部材のレイアウトに対する影響を小さくすることが可能である。
なお、本実施形態では、第1凸部64及び第2凸部74は、互いに周方向の位相が異なるように配置される構成に限定されず、互いに周方向の位相が等しくなる構成としても構わない。この場合、ステータ1の組立は、上記組立方法3のように、第1分割ホルダ40A及び第2分割ホルダ40Bをステータハウジング2に固定した後に、環状ステータ群5を第1分割ホルダ40A及び第2分割ホルダ40Bに対して軸方向に向かって圧入することによって行われる。
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態に係る回転電機のステータについて説明する。
本実施形態のステータ1は、第3実施形態と基本的構成を同一とするが、第1筒状部50Aが第2筒状部50Bの外周面に圧入される点で相違する。
より具体的に、本実施形態では、図10に示すように、第2筒状部50Bの軸方向長さがステータコア19の軸方向長さと略等しくなるよう設定されており、第2筒状部50Bの内周面とステータコアの外周面19aとが径方向に当接する。
また、第1筒状部50Aの軸方向長さは第2筒状部50Bの軸方向長さよりも短く設定されており、第1筒状部50Aは第2筒状部50Bの外周面に圧入されて固定される。すなわち、第1分割ホルダ40A及び第2分割ホルダ40Bが互いに一体に固定される。
したがって、ステータ1を組立てる際に、第1分割ホルダ40A及び第2分割ホルダ40Bが互いに固定された状態で、第1フランジ60及び第2フランジ60がそれぞれステータハウジング2に締結されるので、ホルダ40の剛性を向上することができ、振動及び振動に起因する騒音の発生を低減することが出来る。
なお、本実施形態においては、第1筒状部50Aが第2筒状部50Bの外周面に圧入される構成としたが、当該構成に限定されることはなく、第2筒状部50Bが第1筒状部50Aの外径に圧入される構成としても構わない。
(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態に係る回転電機のステータについて説明する。
本実施形態のステータ1は、第2実施形態と基本的構成を同一とするが、第1フランジ60が第1筒状部50Aの軸方向一端部から外径側に突出し、第2フランジ70が第2筒状部50Bの軸方向一端部から外径側に突出する点で相違する。
より具体的に、本実施形態では、図11に示すように、第1凸部64及び第2凸部74は、互いに周方向の位相が異なるように配置される。また、第1ハウジングフランジ9及び第2ハウジングフランジ10が、それぞれ第1筒状部50A及び第2筒状部50Bと軸方向にオーバーラップするように形成される。
そして、ステータハウジング2の第1ハウジングフランジ9のボルト孔15に挿通されたボルト68が、第1フランジ60の第1凸部64のボルト装着孔66に軸方向一端側から軸方向他端側に向かって(図11中、右側に向かって)螺合することによって、第1フランジ60は第1ハウジングフランジ9に固定される。
また、ステータハウジング2の第2ハウジングフランジ10のボルト孔14に挿通されたボルト68は、第2フランジ70の第2凸部74のボルト装着孔76に軸方向一端側から軸方向他端側に向かって(図11中、右側に向かって)螺合することによって、第2フランジ70が第2ハウジングフランジ10に固定される。
このように、第1フランジ60の第1凸部64及び第2フランジ70の第2凸部74と締結されるステータハウジング2の締結箇所、すなわち第1ハウジングフランジ9及び第2ハウジングフランジ10を、それぞれ第1筒状部50A及び第2筒状部50Bと軸方向にオーバーラップするように配置することができるので、ステータハウジング2が軸方向に大型化することを抑制し、周辺部材のレイアウトに対する影響を小さくすることが可能である。
また、第1凸部64及び第2凸部74は、互いに周方向の位相が異なるように配置されるので、第1フランジ60及び第2フランジ70を同一の軸方向から締結することが可能となるため、ステータハウジング2に対するホルダの組付け性が向上し、生産効率を向上できる。
なお、本実施形態においても、第4実施形態のように、第1筒状部50A及び第2筒状部50Bのうち、一方の筒状部が他方の筒状部の外周面に圧入される構成としても構わない。
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。
例えば、上述の実施形態においては、ホルダ40の外径側に配置されて該ホルダ40を支持する筐体として、ステータハウジング2を挙げたが、ホルダ40が取付けられるのは当該ステータハウジング2に限られず、エンジンブロックやトランスミッションケースに取付けられる構成としても構わない。
また、前述した実施形態では、第1フランジ60及び第2フランジ70は、プレス成形によって筒状部50と一体に設ける構成としたが、別に環状の部材を用意し、この部材を溶接等の方法で筒状部50に接合する構成としてもよい。
また、前述した実施形態は、本発明をハイブリッド車両や駆動用電動機のステータに適用した例であるが、電気自動車における駆動用電動機や、その他の電動機や発電機のステータにも本発明は適用可能である。
1 ステータ
2 ステータハウジング(筐体)
5 環状ステータ群
6 配電部材
9 第1ハウジングフランジ
10 第2ハウジングフランジ
11 ターミナルボックス
14 ボルト孔
15 ボルト孔
16 ステータ片
17 分割コア
18 インシュレータ
19 ステータコア
19a 外周面
20 コイル
21U、21V、21W バスリング
25 樹脂モールド部
40 ホルダ
40A 第1分割ホルダ
50A 第1筒状部
40B 第2分割ホルダ
50B 第2筒状部
50 筒状部
52 内周面
60 第1フランジ
62 第1基部
64 第1凸部(第1締結部)
66 ボルト装着孔
68 ボルト
70 第2フランジ
72 第2基部
74 第2凸部(第2締結部)
76 ボルト装着孔
78 ボルト
E エンジン
ES 出力軸
M 電動機(回転電機)
R ロータ
T トランスミッション
TS 入力軸
W 駆動輪

Claims (8)

  1. 複数の鋼板を積層して構成された分割コアと、
    前記分割コアを周方向に連結して構成されたステータコアと、
    前記ステータコアの外周面に嵌め込まれるホルダと、
    前記ホルダの外径側に配置されて、該ホルダを支持する筐体と、
    を備えた回転電機のステータであって、
    前記ホルダは、
    前記ステータコアと径方向に当接する筒状部と、
    前記筒状部の軸方向一端部から、外径側に突出する第1フランジと、
    前記筒状部の前記第1フランジよりも軸方向他端側から、外径側に突出する第2フランジと、
    を有し、
    前記第1フランジ及び第2フランジは、前記筐体の別箇所に締結固定される第1締結部及び第2締結部を有する
    ことを特徴とする回転電機のステータ。
  2. 前記第1フランジ及び前記第2フランジは、前記筒状部の軸方向一端部及び軸方向他端部にそれぞれ形成され、
    前記第1締結部及び前記第2締結部は、互いに周方向の位相が異なるように配置される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。
  3. 前記ホルダは、軸方向一端側及び軸方向他端側に分割された第1分割ホルダ及び第2分割ホルダからなり、
    前記筒状部は、前記第1分割ホルダの第1筒状部と、前記第2分割ホルダの第2筒状部と、からなり、
    前記第1フランジは、前記第1筒状部に設けられ、
    前記第2フランジは、前記第2筒状部に設けられる
    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。
  4. 前記第1フランジは、前記第1筒状部の軸方向一端部から外径側に突出し、
    前記第2フランジは、前記第2筒状部の軸方向他端部から外径側に突出する
    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。
  5. 前記第1締結部及び第2締結部において、前記第1フランジ及び第2フランジがそれぞれ締結固定される前記筐体の締結箇所は、それぞれ前記第1筒状部及び前記第2筒状部と軸方向にオーバーラップする
    ことを特徴とする請求項4に記載の回転電機のステータ。
  6. 前記第1フランジは、前記第1筒状部の軸方向一端部から外径側に突出し、
    前記第2フランジは、前記第2筒状部の軸方向一端部から外径側に突出する
    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。
  7. 前記第1筒状部及び前記第2筒状部のうち、一方の筒状部は、他方の筒状部の外周面に固定されていることを特徴とする請求項3〜6の何れか1項に記載の回転電機のステータ。
  8. 前記第1締結部及び前記第2締結部は、互いに周方向の位相が異なるように配置されることを特徴とする請求項3〜7の何れか1項に記載の回転電機のステータ。
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