JP2015023656A - 回転電機の固定子 - Google Patents

Abstract

【課題】電気的損失をより確実に抑制し得るようにした回転電機の固定子を提供する。
【解決手段】固定子２０は、固定子コア３０と固定子巻線４０と外筒５０とを備える。外筒５０の軸方向の少なくとも１箇所には、径方向内方へ突出した第１及び第２突出部５５，５８と、固定子コア３０の外周面との間に隙間Ｓを有する非突出部５６とが軸方向に連続して形成されている。第１及び第２突出部５５，５８は、固定子コア３０の外周面に当接する第１及び第２当接部５５１，５８１と、第１及びは第２当接部５５１，５８１と非突出部５６との間に形成された第１及び第２傾斜部５５２，５８２とを有する。第１突出部５５の第１当接部５５１は、分割コア３２の外周面に当接している。第２突出部５８の第２当接部５８１は、凹部付き分割コア３２Ａの外周面に設けられた凹部３５に当接している。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば車両において電動機や発電機として使用される回転電機の固定子に関する。

従来、回転電機の固定子として、周方向に分割された複数の分割コアを円環状に組み付けてなる固定子コアと、該固定子コアに巻装された固定子巻線と、前記固定子コアの外周に嵌合固定された外筒と、を備えたものが一般に知られている。

そして、特許文献１には、外筒は、周方向及び軸方向に延びるスリットに囲まれた部位に形成された締結部を有し、固定子コアの外周に外筒を嵌合した後、外筒の締結部を径方向内方側へかしめて固定子コアの外周面に設けられた凹部に係合させることにより、外筒と固定子コアとを締結することが開示されている。これにより、固定子コアと外筒との回転方向のずれを防止することが可能となる。

また、特許文献２には、固定子（固定子コア）の外周面に凹状に形成された固定子締結部（凹部）に、フレーム（外筒）の内周面に設けられたフレーム締結部を挿入して締結することにより、固定子とフレームとを締結することが開示されている。これにより、固定子とフレームとの回転方向周へのずれを防止することが可能となる。

特開２０１２−１６１２３７号公報 特許第４５６２０９３号公報

ところで、上記従来の回転電機の固定子においては、通常、固定子コアは、鉄損等の電気的損失を低減するために、複数の鋼板を固定子コアの軸方向に積層して形成されている。そのため、固定子コアの外周に嵌合された金属製の一体部品である外筒が、固定子コアの外周面に当接すると、積層された鋼板間に導通経路が形成されることによって、電気的損失が悪化することとなる。上記の特許文献１，２の場合には、外筒やフレームに設けられた締結部の軸方向接触範囲が広いため、電気的損失の悪化が発生し易い。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、電気的損失をより確実に抑制し得るようにした回転電機の固定子を提供することを解決すべき課題とするものである。

上記課題を解決するためになされた本発明は、周方向に分割された複数の分割コア（３２）を円環状に組み付けてなる固定子コア（３０）と、該固定子コアに巻装された固定子巻線（４０）と、前記固定子コアの外周に嵌合固定された外筒（５０）と、を備えた回転電機の固定子において、前記外筒の軸方向の少なくとも１箇所には、径方向内方へ突出した突出部（５５，５５Ａ〜５５Ｆ，５８，５８Ａ〜５８Ｆ）と、前記固定子コアの外周面との間に隙間（Ｓ）を有する非突出部（５６）とが軸方向に連続して形成されており、前記突出部は、前記固定子コアの外周面に当接する当接部（５５１，５５１Ａ〜５５１Ｆ，５８１）を有することを特徴とする。

この構成によれば、外筒の軸方向の少なくとも１箇所には、径方向内方へ突出した突出部と、固定子コアの外周面との間に隙間を有する非突出部とが軸方向に連続して形成されており、突出部は、固定子コアの外周面に当接する当接部を有する。これにより、固定子コアの外周面に対する、外筒の当接部の軸方向接触範囲を必要最小限に抑えることができる。そのため、外筒の当接部が固定子コアの外周面に当接したときに、固定子コアの積層鋼板間に形成される導通経路を最小限に抑えることができるので、電気的損失をより確実に抑制することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載された各部材や部位の後の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的な部材や部位との対応関係を示すものである。

実施形態１の回転電機の構成を模式的に示す軸方向に沿う断面図である。 実施形態１に係る固定子コア及び外筒の組み付けた状態の全体斜視図である。 実施形態１に係る組み付け前の外筒の全体斜視図である。 図２のIV−IV線矢視断面図である。 図４のＶ−Ｖ線矢視断面図である。 図２のVI−VI線矢視断面図である。 図６のVII −VII 線矢視部分断面図である。 実施形態２に係る固定子コア及び外筒の組み付けた状態の部分斜視図である。 図８のIX−IX線矢視断面図である。 実施形態３に係る固定子コア及び外筒の組み付けた状態の部分斜視図である。 図１０のXI−XI線矢視断面図である。 変形例１に係る固定子コア及び外筒の組み付けた状態の部分斜視図である。 変形例２に係る固定子コア及び外筒の組み付けた状態の部分斜視図である。 変形例３に係る固定子コア及び外筒の組み付けた状態の部分斜視図である。 変形例４に係る固定子コア及び外筒の組み付けた状態の部分斜視図である。 変形例５に係る固定子コア及び外筒の組み付けた状態の部分斜視図である。 変形例５に係る固定子コア及び外筒の軸方向に沿う部分断面図である。 変形例６に係る固定子コア及び外筒の軸直角方向に沿う部分断面図である。 変形例７に係る外筒の要部を示す部分斜視図である。 変形例７に係る固定子コア及び外筒の軸方向に沿う部分断面図である。 変形例８に係る固定子コア及び外筒の組み付けた状態の全体斜視図である。 図２１に示す固定子コア及び外筒の平面図である。 変形例９に係る固定子コア及び外筒の組み付けた状態の全体斜視図である。 変形例１０に係る固定子コア及び外筒の軸方向に沿う部分断面図である。 変形例１０に係る外筒の要部を示す部分斜視図である。 変形例１１に係る固定子コア及び外筒の軸方向に沿う部分断面図である。 変形例１２の固定子を車両側取付部に取り付けた状態を示す説明図である。 変形例１３の固定子を車両側取付部に取り付けた状態を示す説明図である。

以下、本発明の回転電機の固定子を具体化した実施形態について図面を参照しつつ具体的に説明する。

〔実施形態１〕
本実施形態に係る回転電機の固定子は、車両用の電動機として使用される回転電機に搭載されるものである。この回転電機１は、図１に示すように、有底筒状の一対のハウジング部材１０ａ，１０ｂが開口部同士で接合されてなるハウジング１０と、ハウジング１０に軸受け１１，１２を介して回転自在に支承される回転軸１３と、回転軸１３の外周に固定されてハウジング１０内に配置された回転子１４と、回転子１４を包囲する位置でハウジング１０の内壁面に固定された固定子２０と、を備えている。

回転子１４は、固定子２０の内周側と向き合う外周側に、周方向に極性が交互に異なるように配置された永久磁石よりなる複数の磁極を有する。回転子１４の磁極の数は、回転電機により異なるため限定されるものではない。本実施形態においては、８極（Ｎ極：４、Ｓ極：４）の回転子が用いられている。

次に、図１〜図７を参照して固定子２０について説明する。固定子２０は、図１に示すように、周方向に分割された複数の分割コア３２（図２参照）を円環状に組み付けてなる固定子コア３０と、固定子コア３０に巻装された三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の固定子巻線４０と、固定子コア３０の外周に嵌合固定された円筒状の外筒５０と、を備えている。

固定子コア３０は、図２に示すように、周方向に分割された所定数（本実施形態では２４個）の分割コア３２を周方向に連結して円環状に形成され、その内周側に周方向に配列された複数のスロット３１を有する。スロット３１は、その深さ方向が径方向と一致するように形成されている。固定子コア３０に形成されたスロット３１の数は、回転子１４の磁極数（８磁極）に対し、固定子巻線４０の一相あたり２個の割合で形成されている。本実施形態では、８×３×２＝４８より、スロット数は４８個とされている。

分割コア３２は、一つのスロット３１を区画するとともに、周方向において隣接する分割コア３２との間で一つのスロット３１を区画する形状を呈している。具体的には、分割コア３２は、図５及び図７に示すように、径方向内方に突出する一対のティース部３３と、ティース部３３を径方向外方で連結するバックコア部３４とを有している。分割コア３２は、プレス打ち抜き加工により所定形状に形成された複数の電磁鋼板を固定子コア３０の軸方向に積層してかしめ固定することにより形成されている。

図２に示す２４個の分割コア３２のうち６個ごとに配置された４個の分割コア（以下、「凹部付き分割コア３２Ａ」という。）の外周面には、図６及び図７に示すように、所定の周方向幅で軸方向に延びる凹部３５が１個ずつ設けられている。この凹部３５は、凹部付き分割コア３２Ａに形成された一方のティース部３３と対応する位置に形成されている。これにより、凹部付き分割コア３２Ａに磁路が形成される部位（周方向中央部）を回避するようにされている。この凹部３５は、凹部付き分割コア３２Ａの外周面の軸方向中央部に形成されている。凹部３５の周方向両側には、径方向及び軸方向に広がる周方向側壁面３５ａが形成されている。なお、４個の凹部付き分割コア３２Ａは、その他の２０個の分割コア３２と、凹部３５を有する点以外に相違点はない。

固定子巻線４０は、所定の波形形状に成形した所定数（本実施形態では１２本）の導線を所定の状態に積み重ねて帯状の導線集積体を形成し、その導線集積体を渦巻き状に巻き付ける（本実施形態では６周）ことにより円筒形状に成形されている。固定子巻線４０を構成する導線は、固定子コア３０のスロット３１に収容される複数のスロット収容部と、周方向の異なるスロット３１に収容されているスロット収容部同士をスロット３１の外部で接続する複数のターン部とを有する波形形状に形成されている。この導線は、矩形断面の導体と、導体の外周を被覆する絶縁皮膜とからなる平角線が採用されている。

固定子コア３０は、円筒形状に成形された固定子巻線４０に対して、外周側から各分割コア３２のティース部３３が挿入されて円環状に組み付けられている。これにより、固定子巻線４０は、各導線の所定のスロット収容部が固定子コア３０の所定のスロット３１内に収容された状態に組み付けられる。この場合、各導線のスロット収容部は、所定のスロット数（本実施形態では３相×２個（倍スロット）＝６個）ごとのスロット３１に収容されている。各スロット３１には、所定数の導線のスロット収容部が径方向１列に整列した状態で収容されている。

また、導線の隣り合うスロット収容部同士を接続しているターン部は、固定子コア３０の軸方向両端面３０ａ，３０ｂからそれぞれ突出し、その突出している多数のターン部により、固定子巻線４０の軸方向両端部にそれぞれ円環状のコイルエンド部４１，４２（図１参照）が形成されている。

固定子巻線４０に対して所定数の分割コア３２，３２Ａを円環状に組み付けてなる固定子コア３０は、その外周に軸方向に嵌合された円筒状の外筒５０により円環状に固定（保形）されている（図２参照）。外筒５０は、図３に示すように、鉄系金属で円筒状に形成されており、固定子コア３０の外径よりも所定寸法大きい内径を有する。外筒５０の軸方向一端側（図３の下方側）には、一端部から径方向内方へ突出して固定子コア３０の軸方向一端面３０ａに当接するリング状の第１鍔部５１が設けられている。第１鍔部５１の周方向３箇所には、径方向外方へ突出する鍔状の取付部５２が設けられている。各取付部５２には、厚さ方向（軸方向）に貫通する取付孔５２ａが設けられている。

また、外筒５０の軸方向他端側（図３の上方側）には、外筒５０の他端部から径方向内方へ突出して固定子コア３０の軸方向他端面３０ｂに当接する複数の第２鍔部５３が設けられている。第２鍔部５３は、各分割コア３２，３２Ａに対して周方向中央部に当接するようにして１個ずつ設けられている。この第２鍔部５３は、固定子コア３０と外筒５０が嵌合される前には、図３に示すように、外筒５０の軸方向他端から軸方向外方に突出するように形成されている。そして、円環状に組み付けられた固定子コア３０の外周に外筒５０が他端側から嵌合された後、各第２鍔部５３が各分割コア３２，３２Ａの軸方向他端面３０ｂに当接するように径方向内方側へ折り曲げられている（図２参照）。これにより、各分割コア３２，３２Ａは、第１鍔部５１と第２鍔部５３とによって、外筒５０から軸方向への抜け出しが防止されている。

外筒５０の２０個の分割コア３２の外周面と対向する部位には、図４及び図５に示すように、外筒５０の本体部から径方向内方へ突出した第１突出部５５と、各分割コア３２（固定子コア３０）の外周面との間に隙間Ｓを有する非突出部（外筒５０自体）５６とが軸方向に連続して形成されている。第１突出部５５は、分割コア３２の外周面の周方向中央位置で、外筒５０の軸方向中間部に形成されている。また、非突出部５６は、第１突出部５５の軸方向両側に連続して外筒５０の軸方向両端部にそれぞれ形成されている。

第１突出部５５は、軸方向中央部に形成されて各分割コア３２の外周面に当接する第１当接部５５１と、第１当接部５５１の軸方向両側に形成された第１傾斜部５５２とからなる。第１傾斜部５５２は、外筒５０の軸方向両端部に形成された非突出部５６と第１当接部５５１との間にそれぞれ設けられており、非突出部５６側から第１当接部５５１側に向かうにつれて径方向内方に突出するように傾斜している。各第１突出部５５の周方向両側には、外周面と内周面とを連通するスリット５７が設けられている。

また、外筒５０の４個の凹部付き分割コア３２Ａの外周面と対向する部位には、図６及び図７に示すように、外筒５０の本体部から径方向内方へ突出した第２突出部５８と、各凹部付き分割コア３２Ａ（固定子コア３０）の外周面との間に隙間Ｓを有する非突出部（外筒５０自体）５６とが軸方向に連続して形成されている。第２突出部５８は、凹部付き分割コア３２Ａの外周面に設けられた凹部３５と対向する位置に形成されている。また、非突出部５６は、第２突出部５８の軸方向両側に連続して外筒５０の軸方向両端部にそれぞれ形成されている。なお、第２突出部５８の周方向両側には、第１突出部５５の場合と同様に、外周面と内周面とを連通するスリット５７が設けられている。

第２突出部５８は、軸方向中央部に形成されて各凹部付き分割コア３２Ａの凹部３５の底面（外周面）に当接する第２当接部５８１と、第２当接部５８１の軸方向両側に形成された第２傾斜部５８２とからなる。第２傾斜部５８２は、外筒５０の軸方向両端部に形成された非突出部５６と第２当接部５８１との間にそれぞれ設けられており、非突出部５６側から第２当接部５８１側に向かうにつれて径方向内方に突出するように傾斜している。

第２当接部５８１は、凹部３５の周方向幅より僅かに小さい周方向幅を有し、凹部３５の周方向側壁面３５ａ及び底面に当接した状態で凹部３５内に収容されている。これにより、第２当接部５８１と凹部３５が周方向に係合していることによって、外筒５０と凹部付き分割コア３２Ａ（固定子コア３０）との周方向への相対回転が規制されている。

なお、第２突出部５８は、第１突出部５５と基本的構造が同じであるが、第２傾斜部５８２の傾斜角度が第１傾斜部５５２のそれよりも大きくされ、第２当接部５８１の径方向内方側への突出量が第１当接部５５１のそれよりも多くされている点で異なる。

第１及び第２突出部５５，５８は、外筒５０の外周側からプレス加工を施すことにより形成されている。このとき、第１及び第２突出部５５，５８は、プレス圧力により非突出部５６よりも厚みが薄くされることによって弾性変形に基づくばね機能が付与される。これにより、各分割コア３２，３２Ａは、それらの外周面に当接する第１及び第２突出部５５，５８の第１及び第２当接部５５１，５８１で径方向内方へ付勢された状態となり、円環状にバランス良く固定保持される。なお、第１及び第２突出部５５，５８の周方向両側にスリット５７が設けられているので、プレス加工を行う際に低プレス圧力で容易に加工を行うことができる。

なお、プレス加工時には、第１及び第２突出部５５，５８の構造上から、第１及び第２当接部５５１，５８１よりも第１及び第２傾斜部５５２，５８２の厚みの方が薄くなる傾向にある。そのため、第１及び第２傾斜部５５２，５８に対して、第１及び第２当接部５１，５８１よりも強いばね機能が付与されることとなる。

以上のように構成された本実施形態の固定子２０によれば、外筒５０の軸方向の少なくとも１箇所には、第１突出部５５と非突出部５６、及び第２突出部５８と非突出部５６が軸方向に連続して形成されており、第１突出部５５は、固定子コア３０の外周面に当接する第１当接部５５１を有し、第２突出部５５は、凹部付き分割コア３２Ａの外周面（凹部３５）に当接する第２当接部５８１を有する。これにより、固定子コア３０の外周面に対する、外筒５０の第１及び第２当接部５５１，５８１の軸方向接触範囲を必要最小限に抑えることができる。そのため、第１及び第２当接部５５１，５８１が各分割コア３２，３２Ａ（固定子コア３０）の外周面に当接したときに、各分割コア３２，３２Ａの積層鋼板間に形成される導通経路を最小限に抑えることができるので、電気的損失をより確実に抑制することができる。

また、軸方向に連続して形成された第１突出部５５と非突出部５６、及び第２突出部５８と非突出部５６は、外筒５０の周方向の３箇所以上（本実施形態では２４箇所）に設けられているので、固定子コア３０と外筒５０との軸心出しを容易に行うことができる。また、固定子コア３０と外筒５０との同軸度を向上させることができる。

また、第１及び第２突出部５５，５８は、第１又は第２当接部５５１，５８１と非突出部５６との間に形成された第１及び第２傾斜部５５２，５８２を有することから、固定子コア３０と外筒５０とを軸方向に嵌合して組み付ける際の嵌合荷重を小さくすることができるので、組み付け作業が容易になる。

また、凹部付き分割コア３２Ａの外周面には、外筒５０の第２突出部５８と対向する位置に凹部３５が設けられ、外筒５０の第２突出部５８は、凹部３５の周方向側壁面３５ａに当接した状態で凹部３５内に収容されている。これにより、各凹部付き分割コア３２Ａの径方向への変位を規制するとともに、外筒５０と固定子コア３０との周方向への相対回転を規制することができる。

また、外筒５０の第１及び第２突出部５５，５８の周方向両側には、外周面と内周面とを連通するスリット５７が設けられているので、外筒５０の外周側からスリット５７を介して固定子コア３０へのアプローチが可能となる。そのため、固定子コア３０と外筒５０を嵌合した後、第２鍔部５３に曲げ加工を施す際に、スリット５７から挿入した治具で各分割コア３２，３２Ａを固定することにより、曲げ加工を安定して容易に行うことができる。さらに、固定子コア３０と外筒５０を組み付けた後には、固定子コア３０と外筒５０の同軸度や固定子コア３０の真円度を、スリット５７を介して容易に計測し確認することができる。

また、本実施形態の場合、外筒５０の第１及び第２突出部５５，５８は、各分割コア３２，３２Ａに対応して１箇所ずつ設けられているので、複数の分割コア３２，３２Ａを円環状に組み付けてなる固定子コア３０を、外筒５０により周方向においてバランス良く固定（保形）することができる。

また、本実施形態の外筒５０は、軸方向両端に、各分割コア３２，３２Ａ（固定子コア３０）の軸方向端面３０ａ，３０ｂにそれぞれ当接する第１及び第２鍔部５１，５３を有する。これにより、各分割コア３２，３２Ａの軸方向への変位を抑制することができる。また、本実施形態の積層鋼板よりなる分割コア３２，３２Ａは、外周面の軸方向中央部に当接した第１及び第２当接部５５１，５８１によって径方向内方へ付勢されていることから、径方向内方側のティース部３３先端が軸方向に開き易い。分割コア３２，３２Ａの径方向内方側が軸方向に開くと、分割コア３２，３２Ａの鋼板がコイルエンド部４１，４２と接触してしまい、絶縁距離を確保できなくなる。本実施形態の場合には、外筒５０の軸方向両端に設けられた第１及び第２鍔部５１，５３によって、この問題の発生を回避することができる。

本実施形態の場合、一方の第２鍔部５３は、円環状に組み付けられた固定子コア３０の外周に外筒５０が嵌合された後、外筒５０の一部を曲げることにより形成されているので、外筒５０を嵌合する際に固定子コア３０との干渉を回避することができる。

また、本実施形態の第１及び第２突出部５５，５８は、非突出部５６よりも厚みが薄くされていることから良好なばね機能を発揮することができる。これにより、第１及び第２突出部５５，５８の第１及び第２当接部５５１，５８１が当接する各分割コア３２，３２Ａを径方向内方へ付勢することができるので、各分割コア３２，３２Ａを円環状にバランス良く固定保持することができる。

〔実施形態２〕
実施形態２の回転電機の固定子について図８及び図９を参照して説明する。実施形態２の固定子２０は、実施形態１のものと基本的構成が同じであるが、外筒５０の所定箇所において軸方向に連続して形成される第１及び第２突出部５５Ａ，５８Ａと非突出部５６とが、実施形態２では、外筒５０の軸方向の２箇所に設けられている点で実施形態１と異なる。よって、実施形態１と共通する構成や部材等についての詳しい説明は省略し、以下、異なる点及び重要な点について説明する。

なお、実施形態２において、外筒５０の、凹部付き分割コア３２Ａ（図示せず）の外周面と対向する部位に設けられた第２突出部５８Ａは、第１突出部５５Ａと基本的構造が同じであるので、図示及び説明は省略する。また、実施形態１と共通する部材や部位については同じ符号を用いる。

実施形態２では、図８及び図９に示すように、外筒５０の、凹部付き分割コア３２Ａ（図示せず）以外の各分割コア３２の外周面と対向する部位には、軸方向に連続して形成された第１突出部５５Ａ及び非突出部５６が、外筒５０の軸方向一端側（図８及び図９の下方側）と、軸方向他端側（図８及び図９の上方側）の２箇所に設けられている。即ち、実施形態２において、外筒５０の軸方向中央部に設けられた２つの第１突出部５５Ａは、実施形態１の第１突出部５５が軸方向中央部で２つに分断された状態のものである。

よって、軸方向一端側の非突出部５６と連続して形成された軸方向一端側の第１突出部５５Ａは、第１傾斜部５５２Ａと第１当接部５５１Ａとからなり、第１当接部５５１Ａの軸方向他端側が開放端となっている。また、軸方向他端側の非突出部５６と連続して形成された軸方向他端側の第１突出部５５Ａは、第１傾斜部５５２Ａと第１当接部５５１Ａとからなり、第１当接部５５１Ａの軸方向一端側が開放端となっている。これにより、分割コア３２の外周面に当接する各第１当接部５５１Ａの付勢力が、実施形態１の第１当接部５５１に比べて小さくされている。

以上のように構成された実施形態２の固定子２０によれば、固定子コア３０の外周面に対する、外筒５０の当接部５５１の軸方向接触範囲を必要最小限に抑えることができるので、電気的損失をより確実に抑制することができるなど、実施形態１と同様の作用及び効果を奏する。

特に、実施形態２の場合には、外筒５０の軸方向中央部に設けられた２つの第１突出部５５Ａは、第１当接部５５１Ａの軸方向一方側が開放端部にされ、分割コア３２の外周面に対する各第１当接部５５１Ａの付勢力が小さくなるようにされている。これにより、円環状に組み付けられた固定子コア３０の外周に外筒５０を嵌合する際に、低荷重で優しく嵌合することが可能となり、バリや損傷の発生を回避しつつ嵌合作業を容易に行うことができる。

〔実施形態３〕
実施形態３の回転電機の固定子について図１０及び図１１を参照して説明する。実施形態３は、実施形態２において、外筒５０の軸方向一端側に設けられた第１突出部５５Ａの構造を変更したものである。よって、実施形態１，２と共通する構成や部材等についての詳しい説明は省略し、以下、異なる点及び重要な点について説明する。なお、実施形態３の第２突出部５８Ｂは、第１突出部５５Ｂと基本的構造が同じであるので、図示及び説明は省略する。また、実施形態１，２と共通する部材や部位については同じ符号を用いる。

実施形態３では、図１０及び図１１に示すように、外筒５０の、凹部付き分割コア３２Ａ（図示せず）以外の各分割コア３２の外周面と対向する部位には、軸方向に連続して形成された第１突出部５５Ｂ及び非突出部５６が、外筒５０の軸方向一端側（図１０及び図１１の下方側）と、軸方向他端側（図１０及び図１１の上方側）の２箇所に設けられている。

実施形態３の外筒５０は、軸方向両端部に形成された２つの非突出部５６に加えて軸方向中央部に形成された非突出部５６Ａが付加されている。そして、軸方向一端側の第１突出部５５Ｂは、軸方向中央部の非突出部５６Ａから軸方向一端側に連続して形成されている。即ち、この第１突出部５５Ｂは、非突出部５６Ａの軸方向一端側に連続して形成された第１傾斜部５５２Ｂと、第１傾斜部５５２Ｂの軸方向一端側に連続して形成された第１当接部５５１Ｂとからなる。分割コア３２の外周面に当接する第１当接部５５１Ｂは、軸方向一端側が開放端となっている。

よって、実施形態３の場合には、軸方向一端側の第１突出部５５Ｂと軸方向他端側の第１突出部５５Ｂは、第１当接部５５１Ｂの開放端が軸方向一端側に位置し、第１傾斜部５５２Ｂが軸方向他端側に位置している。そのため、円環状に組み付けられた固定子コア３０の外周に外筒５０を第２鍔部５３側から嵌合する際に、両方の第１突出部５５Ｂの第１傾斜部５５２Ｂを利用して、より低荷重で優しく嵌合することが可能となる。これにより、バリや損傷の発生を回避しつつ、嵌合作業を容易に且つ安定して行うことができる。

〔他の実施形態〕
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更することが可能である。以下、変形例１〜１３により具体的に説明する。なお、変形例１〜１３で参照する固定子２０の図面には、固定子巻線４０の図示が省略されている。また、変形例１〜１３においても実施形態１と共通する部材や部位については同じ符号を用いる。

〔変形例１〕
実施形態１では、第１突出部５５及びその周方向両側に設けられたスリット５７は、外筒５０の軸方向において１個ずつ設けられていた。これに対して、図１２に示す変形例１のように、第１突出部５５Ｃ及びスリット５７を軸方向に分割して軸方向長さを短くしたものを軸方向に複数個（変形例１では２個）ずつ設けてもよい。このようにすれば、第１突出部５５Ｃをプレス加工により形成する際に、プレス荷重を軽減することができる。また、軸方向に並んだ第１突出部５５Ｃ同士の間及びスリット５７同士の間に非突出部５６が形成されるので、外筒５０の剛性を高めることができる。なお、図示はしないが、第２突出部５８Ｃ及びスリット５７に関しても同様である。

〔変形例２〕
図１３に示す変形例２のように、軸方向長さを短くした第１突出部５５Ｃ及びスリット５７が軸方向に複数個（変形例２では２個）並んだ列と軸方向に１個の列とを混合させて設けてもよい。このようにした場合にも、変形例１と同様に、第１突出部５５を形成する際のプレス荷重を軽減することができ、また、外筒５０の剛性を高めることができる。なお、図示はしないが、第２突出部５８Ｃ及びスリット５７に関しても同様である。

〔変形例３〕
実施形態１では、第１突出部５５及びスリット５７は、軸方向に延びるように形成されていたが、図１４に示す変形例３の第１突出部５５Ｄのように、軸方向に対して周方向一方側へ約４５°傾斜した状態に形成してもよい。このようにすれば、分割コア３２の外周面に当接する第１当接部５５１Ｄにより分割コア３２の積層鋼板間に形成される導通経路が斜めになることで電流ループが緩和されるので、電気的損失をより確実に低減することが可能となる。なお、図示はしないが、第２突出部５８Ｄ及びスリット５７に関しても同様である。

〔変形例４〕
図１５に示す変形例４の第１突出部５５Ｅは、変形例３の軸方向に対して周方向一方側へ約４５°傾斜した第１突出部５５Ｄと、軸方向に対して周方向他方側へ約４５°傾斜したものとを交差させた状態で重ね合わせたものである。この場合、交差した中央部に、分割コア３２の外周面に当接する第１当接部５５１Ｅが形成されている。変形例４の場合にも、変形例３と同様に、電気的損失をより確実に低減することが可能となる。なお、図示はしないが、第２突出部５８Ｅ及びスリット５７に関しても同様である。但し、凹部付き分割コア３２Ａの外周面に設けられる凹部３５の形状を第１当接部５５１Ｅの形状に合わせる必要がある。

〔変形例５〕
図１６及び図１７に示す変形例５は、外筒５０の、凹部付き分割コア３２Ａ（図示せず）以外の各分割コア３２の外周面と対向する部位に、径方向内方へ突出した円形突起状の第１突出部５５Ｆと非突出部５６とが軸方向に連続して形成されたものである。第１突出部５５Ｆは、分割コア３２の外周面の各ティース部３３と対応する部位に、軸方向において３個ずつ設けられている。この第１突出部５５Ｆは、外筒５０の外周側からプレス加工を施すことにより形成されている。なお、第１突出部５５Ｆは、プレス加工による形成に代えて、第１突出部５５Ｆに相当する突起状の別部材を外筒５０の内周面の所定部位に固着することによって形成してもよい。

変形例５によれば、分割コア３２の外周面に対する、外筒５０の当接部の軸方向接触範囲を最小限に抑えることができるので、電気的損失をより確実にかつ有利に抑制することができる。

なお、図示はしないが、第２突出部５８Ｆ及びスリット５７に関しても同様である。但し、本変形例の場合にも、凹部付き分割コア３２Ａの外周面に設けられる凹部３５の形状を第１当接部５５１Ｆの形状に合わせる必要がある。

〔変形例６〕
図１８に示す変形例６は、実施形態１において、凹部付き分割コア３２Ａの外周面に設けられた凹部３５の周方向側壁面３５ａを、凹部３５の底部から開口部に向かうにつれて互いに遠ざかる（開く）ように傾斜する傾斜面にしたものである。このようにすれば、円環状に組み付けた固定子コア３０の外周に外筒５０を嵌合する際に、第２突出部５８の第２当接部５８１を、周方向側壁面３５ａにより凹部３５の底部に確実に誘導することができる。これにより、固定子コア３０と外筒５０を精度良く位置合わせした状態に組み付けることができる。

〔変形例７〕
実施形態１では、第１及び第２突出部５５，５８は、外筒５０にプレス加工を施すことにより外筒５０と一体に形成されていたが、図１９及び図２０に示す変形例７のように、外筒５０と別体に形成された突出部材６０により第１及び第２突出部５５，５８を形成することができる。

この突出部材６０は、外筒５０の軸方向他端部（図１９及び図２０の上端部）の内周面に着座する基部６１と、基部６１から軸方向一端側に連続する一対の傾斜部６２ｂ及び当接部６２ａよりなる突出部６２と、突出部６２の軸方向一端側に連続する差し込み部６３と、基部６１の軸方向他端から径方向内方に延出して固定子コア３０の軸方向他端面３０ｂに当接する鍔部６４とから構成されている。なお、鍔部６４は、外筒５０への取り付け前には基部６１からストレートに延長した状態に形成されている。

一方、外筒５０の所定部位には、突出部材６０の差し込み部６３が差し込まれる差し込み穴５０ａが設けられている。この差し込み穴５０ａは、突出部材６０が当接する各分割コア３２，３２Ａの外周面の周方向中央部と対向する位置に設けられている。よって、外筒５０には、各分割コア３２，３２Ａに対して１個ずつ用いられる突出部材６０の個数と同数の差し込み穴５０ａが、周方向に所定距離を隔てて設けられている。

突出部材６０は、円環状に組み付けられた固定子コア３０の外周に外筒５０を嵌合する前に、外筒５０の差し込み穴５０ａに内周側から差し込み部６３を差し込んで、外筒５０の所定位置に組み付けられる。そして、円環状に組み付けられた固定子コア３０の外周に、所定数の突出部材６０が組み付けられた外筒５０を嵌合した後、外筒５０の各鍔部６４が径方向内方に折り曲げられる。これにより、各分割コア３２，３２Ａは、各突出部材６０によって径方向への変位が規制されるとともに、第１鍔部５１と鍔部６４とによって軸方向への変位が規制される。

変形例７の場合にも、各分割コア３２，３２Ａの外周面に当接する突出部材６０の当接部６２ａの軸方向接触範囲を必要最小限に抑えることができるので、電気的損失をより確実に抑制することができる。

なお、変形例７の突出部材６０は、傾斜部６２ｂの傾斜角度や当接部６２ａの径方向内方側への突出量を適宜調整することによって、実施形態１の第１突出部５５及び第２突出部５８のどちらにも適用することができる。

〔変形例８〕
実施形態１では、固定子コア３０を径方向に支持する外筒５０の第１及び第２突出部５５，５８は、各分割コア３２，３２Ａに対して１個ずつ当接するように、合計２４箇所に設けられていたが、外筒５０の周方向少なくとも３箇所に第１及び第２突出部５５，５８のいずれかを設ければ、外筒５０と固定子コア３０との同軸が保証される。

図２１及び図２２に示す変形例８の場合には、８個ごとに配置された３個の凹部付き分割コア３２Ａを有し、凹部付き分割コア３２Ａの外周面に設けられた凹部３５に当接する第２当接部５８１を有する第２突出部５８が、外筒５０の周方向の３箇所に設けられている。これにより、外筒５０と固定子コア３０との同軸が保証されるとともに、外筒５０と固定子コア３０との周方向への相対回転を規制することができる。

〔変形例９〕
実施形態１では、外筒５０の軸方向他端側に設けられた第２鍔部５３は、各分割コア３２，３２Ａに対して１個ずつ設けられていたが、図２３に示す変形例９のように、各分割コア３２，３２Ａに対して２個ずつ設けるようにしてもよい。また、各分割コア３２，３２Ａに対して３個以上の複数個ずつ設けるようにしてもよい。

〔変形例１０〕
実施形態１では、外筒５０の軸方向両端に設けられた第１及び第２鍔部５１，５３のうち、一方の第２鍔部５３だけが曲げ加工により形成されていたが、図２４及び図２５に示す変形例１０のように、第１及び第２鍔部５１，５３の両方を曲げ加工により形成するようにしてもよい。

〔変形例１１〕
実施形態１において、軸方向に積層された複数の鋼板をかしめ連結してなる分割コア３２，３２Ａは、外周面の軸方向中央部に当接した第１及び第２当接部５５１，５８１によって径方向内方へ付勢されていることから、分割コア３２，３２Ａの径方向内方側が軸方向に開き易い。分割コア３２，３２Ａの径方向内方側が軸方向に開くと、分割コア３２，３２Ａの鋼板がコイルエンド部４１，４２と接触してしまい、絶縁距離を確保できなくなる。

図２６に示す変形例１１では、外筒５０の軸方向他端側で径方向内方側へ折り曲げられた第２鍔部５３の先端部が、固定子コア３０の軸方向他端面３０ｂのかしめ部３６よりも径方向内方側の部位に当接するようにされている。これにより、分割コア３２，３２Ａの径方向内方側が軸方向に開くのを抑制することができるので、十分な絶縁距離を維持することが可能となる。

〔変形例１２〕
実施形態１では、固定子２０は、ハウジング１０内に収容された状態で設置されていたが、図２７に示す変形例１２の固定子２０のように、車両側取付部としてのトランスアクスル７０の装着孔７１内に外筒５０を嵌合させて、ハウジング１０に収容させることなく直接設置するようにしてもよい。この場合、外筒５０の第１及び第２突出部５５，５８は、外周面がトランスアクスル７０の装着孔７１の壁面と当接する当接面となっている。そのため、トランスアクスル７０の装着孔７１の壁面に、径方向内方へ突出して外筒５０の第１及び第２突出部５５，５８と嵌合する凸部７２を設けることによって、固定子２０を設置した際に軸方向の位置決めが可能となる。

〔変形例１３〕
図２８に示す変形例１３の固定子２０は、車両側取付部としてのトランスアクスル７０の装着孔７１内に外筒５０が嵌合されて、ハウジング１０に収容されることなく直接設置されている。この場合、外筒５０の非突出部５６の外周面が、トランスアクスル７０の装着孔７１の壁面と当接する当接面となっている。そのため、分割コア３２，３２Ａが径方向外方側へ動こうとする力Ｆ１を利用して、第１及び第２鍔部５１，５３の軸方向内方側へ作用する保持力Ｆ２を向上させることができる。

１…回転電機、 ２０…固定子、 ３０…固定子コア、 ３０ａ…軸方向一端面、 ３０ｂ…軸方向他端面、 ３２…分割コア、 ３２Ａ…凹部付き分割コア、 ３５…凹部、 ３５ａ…周方向側壁面、 ４０…固定子巻線、 ５０…外筒、 ５１…第１鍔部、 ５３…第２鍔部、 ５５，５５Ａ〜５５Ｆ…第１突出部、 ５５１，５５１Ａ〜５５１Ｆ…第１当接部、 ５５２，５５２Ａ，５５２Ｂ…第１傾斜部、 ５６，５６Ａ…非突出部、 ５７…スリット、 ５８，５８Ａ〜５８Ｆ…第１突出部、 ５８１…第２当接部、 ５８２…第２傾斜部、 ７０…トランスアクスル（車両側取付部）、 Ｓ…隙間。

Claims (12)

1. 周方向に分割された複数の分割コア（３２）を円環状に組み付けてなる固定子コア（３０）と、該固定子コアに巻装された固定子巻線（４０）と、前記固定子コアの外周に嵌合固定された外筒（５０）と、を備えた回転電機の固定子において、
   前記外筒の軸方向の少なくとも１箇所には、径方向内方へ突出した突出部（５５，５５Ａ〜５５Ｆ，５８，５８Ａ〜５８Ｆ）と、前記固定子コアの外周面との間に隙間（Ｓ）を有する非突出部（５６）とが軸方向に連続して形成されており、
   前記突出部は、前記固定子コアの外周面に当接する当接部（５５１，５５１Ａ〜５５１Ｆ，５８１）を有することを特徴とする回転電機の固定子。
2. 前記突出部は、前記当接部と前記非突出部との間に形成された傾斜部（５５２，５５２Ａ，５５２Ｂ，５８２）を有することを特徴とする請求項１に記載の回転電機の固定子。
3. 前記固定子コアの外周面には、前記突出部と対向する位置に凹部（３５）が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転電機の固定子。
4. 前記突出部は、前記凹部の周方向側壁面（３５ａ）に当接していることを特徴とする請求項３に記載の回転電機の固定子。
5. 前記外筒の前記突出部の周方向両側には、外周面と内周面とを連通するスリット（５７）が設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の回転電機の固定子。
6. 前記突出部及び前記スリットは、軸方向に複数設けられていることを特徴とする請求項５に記載の回転電機の固定子。
7. 軸方向に連続して形成された前記突出部及び前記非突出部は、前記外筒の周方向の３箇所以上に設けられていることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の回転電機の固定子。
8. 前記外筒は、軸方向両端に、径方向内方に突出して前記固定子コアの軸方向端面（３０ａ，３０ｂ）に当接する鍔部（５１，５３）を有することを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の回転電機の固定子。
9. 前記鍔部のうちの少なくとも一方は、前記外筒の一部を曲げることにより形成されていることを特徴とする請求項８に記載の回転電機の固定子。
10. 前記突出部は、前記非突出部よりも厚みが薄くされていることを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の回転電機の固定子。
11. 前記外筒の前記非突出部は、外周面が車両側取付部（７０）と当接する当接面となっていることを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の回転電機の固定子。
12. 前記外筒の前記突出部は、外周面が車両側取付部（７０）と当接する当接面となっていることを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の回転電機の固定子。

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