特開 2022-183702 ステータコア、回転電機、および駆動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022183702

(43)【公開日】2022-12-13

(54)【発明の名称】ステータコア、回転電機、および駆動装置

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/12 20060101AFI20221206BHJP

   H02K 15/02 20060101ALI20221206BHJP

   H02K 1/18 20060101ALI20221206BHJP

【ＦＩ】

H02K1/12 A

H02K15/02 F

H02K1/18 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021091145

(22)【出願日】2021-05-31

(71)【出願人】

【識別番号】000232302

【氏名又は名称】日本電産株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100141139

【弁理士】

【氏名又は名称】及川 周

(74)【代理人】

【識別番号】100188673

【弁理士】

【氏名又は名称】成田 友紀

(74)【代理人】

【識別番号】100179833

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 将尚

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(72)【発明者】

【氏名】菅谷 篤司

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼山 翔吾

【テーマコード（参考）】

5H601

5H615

【Ｆターム（参考）】

5H601AA22

5H601BB20

5H601CC05

5H601CC15

5H601DD01

5H601DD09

5H601DD11

5H601DD18

5H601DD25

5H601DD32

5H601DD47

5H601EE18

5H601GA02

5H601GB05

5H601GB12

5H601GB33

5H601GC02

5H601GC12

5H601GC25

5H601GC37

5H601HH09

5H601KK02

5H601KK08

5H601KK22

5H615AA01

5H615BB01

5H615BB02

5H615BB07

5H615BB14

5H615PP01

5H615PP07

5H615SS03

5H615SS05

5H615SS16

(57)【要約】      （修正有）

【課題】トルクリップルを低減できるステータコア、回転電機、および駆動装置を提供する。
【解決手段】複数の鋼板を積層されたステータコア７０であって、中心軸線を中心とする環状のコアバック７１と、コアバックから径方向に延びる複数のティース７２と、を備え、コアバックの径方向を向く側面には、軸方向に沿って延びて複数の鋼板同士を固定する複数の溶接部７６と、軸方向に沿って延びる溝部７５と、が設けられ、複数の溶接部は、周方向に沿って順に並ぶ第１溶接部７６Ａ、第２溶接部７６Ｂ、および第３溶接部７６Ｃを含み、中心軸線Ｊ、第１溶接部、および第２溶接部がなす角θ１は、中心軸線、第２溶接部、および第３溶接部がなす角θ２よりも、大きく、溝部は、周方向に隣り合う第１溶接部と第２溶接部との間に配置される、ステータコア。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の鋼板を積層されたステータコアであって、
中心軸線を中心とする環状のコアバックと、
前記コアバックから径方向に延びる複数のティースと、を備え、
前記コアバックの径方向を向く側面には、
軸方向に沿って延びて複数の前記鋼板同士を固定する複数の溶接部と、
軸方向に沿って延びる溝部と、が設けられ、
複数の前記溶接部は、周方向に沿って順に並ぶ第１溶接部、第２溶接部、および第３溶接部を含み、
前記中心軸線、前記第１溶接部、および前記第２溶接部がなす角は、前記中心軸線、前記第２溶接部、および前記第３溶接部がなす角よりも、大きく、
前記溝部は、周方向に隣り合う前記第１溶接部と前記第２溶接部との間に配置される、
ステータコア。

【請求項2】

前記溝部は、前記中心軸線、前記第１溶接部、および前記第２溶接部がなす角の二等分線上に配置される、
請求項１に記載のステータコア。

【請求項3】

複数の前記鋼板は、転積角度で転積され、
前記中心軸線、前記第１溶接部、および前記第３溶接部がなす角が前記転積角度と等しい、
請求項１又は２に記載のステータコア。

【請求項4】

前記溶接部、又は前記溝部は、軸方向から見て前記ティースの中心線上に配置される、
請求項１～３の何れか一項に記載のステータコア。

【請求項5】

前記溶接部、又は前記溝部は、軸方向から見て隣り合う前記ティース同士の間のスロットの中心線上に配置される、
請求項１～３の何れか一項に記載のステータコア。

【請求項6】

周方向に隣り合う前記ティース同士の間には、スロットが設けられ、
複数の前記スロットは、異なる相のコイル線が通過する第１スロットおよび第２スロットを含み、
前記溝部は、軸方向から見て、前記第１スロットの中心線と、前記第２スロットの中心線と、の間に配置される、
請求項１～５の何れか一項に記載のステータコア。

【請求項7】

請求項１～６の何れか一項に記載のステータコアを有するステータと、
前記ステータに対して相対的に回転するロータと、を備える、
回転電機。

【請求項8】

請求項７に記載の回転電機と、
前記ロータに接続される伝達機構と、を備える、
駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ステータコア、回転電機、および駆動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

回転電機のステータコアとして、複数枚の電磁鋼板が積層されて構成されるものが知られている。この場合、積層された鋼板は、周縁を溶接することで互いに固定される。特許文献１には、溶接部をステータコアの外周面に等間隔に配置したものが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０－２６８６０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、ステータコアのコアバック部分にも磁束は流れるため、溶接にてステータコアを固定する場合、磁路に影響が出てしまい、トルクリップルが悪化させる虞がある。そこで、ステータコア（鋼板）の固定を行いつつ、トルクリップルを低減できるステータコア構造が求められている。

【0005】

本発明は、上記事情に鑑みて、トルクリップルを低減できるステータコア、回転電機、および駆動装置を提供することを目的の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のステータコアの一つの態様は、複数の鋼板を積層されたステータコアである。ステータコアは、中心軸線を中心とする環状のコアバックと、前記コアバックから径方向に延びる複数のティースと、を備える。前記コアバックの径方向を向く側面には、軸方向に沿って延びて複数の前記鋼板同士を固定する複数の溶接部と、軸方向に沿って延びる溝部と、が設けられる。複数の前記溶接部は、周方向に沿って順に並ぶ第１溶接部、第２溶接部、および第３溶接部を含む。前記中心軸線、前記第１溶接部、および前記第２溶接部がなす角は、前記中心軸線、前記第２溶接部、および前記第３溶接部がなす角よりも、大きい。前記溝部は、周方向に隣り合う前記第１溶接部と前記第２溶接部との間に配置される。

【0007】

本発明の回転電機の一つの態様は、上述のステータコアを有するステータと、前記ステータに対して相対的に回転可能なロータと、を備える。

【0008】

本発明の駆動装置の一つの態様は、上述の回転電機と、前記ロータに接続される伝達機構と、前記ステータに接続されるインバータと、を備える。

【発明の効果】

【0009】

本発明の一つの態様によれば、トルクリップルを低減できるステータコア、回転電機、および駆動装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、一実施形態の駆動装置の模式図である。

【図2】図２は、一実施形態のステータコアの分解斜視図である。

【図3】図３は、一実施形態のステータコアの斜視図である。

【図4】図４は、一実施形態のステータコアの平面図である。

【図5】図５は、図４の一部を拡大して示す平面図である。

【図6】図６は、変形例のステータコアの部分拡大図である。

【図7】図７は、変形例のステータコアの部分拡大図である。

【図8】図８は、上述の実施形態におけるトルクリップルのシミュレーション結果を表すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して本発明を適用した実施形態について詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴部分を強調する目的で、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、同様の目的で、特徴とならない部分を省略して図示している場合がある。

【0012】

図１は、本実施形態の駆動装置１００の模式図である。
駆動装置１００は、車両に搭載され、車軸６４を回転させる駆動装置である。駆動装置１００が搭載される車両は、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）、電気自動車（ＥＶ）などのモータを動力源とする車両である。図１に示すように、駆動装置１００は、回転電機１０と、伝達装置６０と、を備える。

【0013】

伝達装置６０は、回転電機１０に接続され、回転電機１０の回転、つまり後述するロータ３０の回転を車両の車軸６４に伝達する。本実施形態の伝達装置６０は、ギヤハウジング６１と、回転電機１０に接続される減速装置６２と、減速装置６２に接続される差動装置６３と、を有する。

【0014】

差動装置６３は、リングギヤ６３ａを有する。リングギヤ６３ａには、回転電機１０から出力されるトルクが減速装置６２を介して伝えられる。リングギヤ６３ａの下側の端部は、ギヤハウジング６１内に貯留されたオイルＯに浸漬している。リングギヤ６３ａが回転することで、オイルＯがかき上げられる。かき上げられたオイルＯは、例えば、減速装置６２および差動装置６３に潤滑油として供給される。

【0015】

回転電機１０は、駆動装置１００を駆動する部分である。回転電機１０は、モータとしての機能と発電機としての機能とを兼ね備える。回転電機１０は、供給された交流電流により駆動し、車輪を回転させ、車両を駆動する。また、回転電機１０は、車輪の回転を回生し交流電流を発電する。

【0016】

回転電機１０は、モータハウジング２０と、軸方向に延びる中心軸線Ｊを中心として回転可能なロータ３０と、ステータ４０と、ベアリング３４，３５と、を備える。ロータ３０は、ステータ４０に対して相対的に回転する。ベアリング３４、３５は、ロータ３０を回転可能に支持する。

【0017】

ロータ３０は、シャフト３１と、ロータ本体３２と、を有する。図示は省略するが、ロータ本体３２は、ロータコアと、ロータコアに固定されたロータマグネットと、を有する。ロータ３０のトルクは、伝達装置６０に伝達される。

【0018】

シャフト３１は、中心軸線Ｊを中心として回転可能である。シャフト３１は、ベアリング３４，３５によって回転可能に支持されている。これにより、ベアリング３４，３５は、ロータ３０を回転可能に支持している。ベアリング３４，３５は、例えば、ボールベアリングである。シャフト３１の一方の端部は、ギヤハウジング６１の内部に突出している。シャフト３１の左側の端部には、減速装置６２が接続されている。

【0019】

ステータ４０は、ロータ３０と径方向に隙間を介して対向している。より詳細には、ステータ４０は、ロータ３０の径方向外側に位置する。ステータ４０は、モータハウジング２０の内部に固定されている。ステータ４０は、ステータコア７０と、コイル４２と、を有する。

【0020】

ステータコア７０は、回転電機１０の中心軸線Ｊを囲む環状である。ステータコア７０は、ロータ３０の径方向外側に位置する。ステータコア７０は、ロータ３０を囲んでいる。

【0021】

図２は、本実施形態のステータコア７０の分解斜視図である。図３は、本実施形態のステータコア７０の斜視図である。図４は、本実施形態のステータコア７０の平面図である。図５は、図４の一部を拡大して示す拡大平面図である。

【0022】

図３に示すように、本実施形態のステータコア７０は、複数の鋼板７９を厚さ方向に積層されて構成される。複数の鋼板７９は、同形状である。鋼板７９は、例えば、圧延された板状の母材を打ち抜き加工することにより成形される。鋼板７９としては、公知の無方向性電磁鋼板を用いることができる。また、鋼板７９として、無方向性電磁鋼板に代えて方向性電磁鋼板を採用してもよい。鋼板７９は、磁化されやすい磁化容易方向を有する。鋼板７９の磁化容易方向は、圧延方向と一致する。方向性電磁鋼板は、磁化し易さの方向が大きく、無方向性鋼板は、磁化し易さの方向性が閾値以下である。

【0023】

鋼板７９は、円環部７９ｐと、円環部７９ｐから径方向内側に延びる複数のティース要素部７９ｔと、を有する。鋼板７９を厚さ方向に積層することで、それぞれの円環部７９ｐ同士、およびそれぞれのティース要素部７９ｔ同士は、軸方向厚さ方向から見て外形を一致させる。鋼板７９を厚さ方向に積層することで、積層された複数の円環部７９ｐはコアバック７１を構成し、積層された複数のティース７２を構成する。

【0024】

図４に示すように、ステータコア７０は、コアバック７１と複数のティース７２とを有する。コアバック７１は、中心軸線Ｊを中心とする環状である。より具体的には、コアバック７１は、中心軸線Ｊを中心として軸方向に沿って延びる円筒状である。また、ティース７２は、コアバック７１の内周面から径方向内側に延びる。すなわちティース７２は、コアバック７１から径方向に延びる。

【0025】

複数のティース７２は、周方向に沿って等間隔に並ぶ。本実施形態において、コアバック７１には、４８個のティース７２が設けられる。周方向に隣接するティース７２の間には、スロットＳが設けられる。

【0026】

図３に示すように、スロットＳにコイル線４３を通過させることで、コイル４２は、ステータコア７０に装着される。スロットＳを通過するコイル線４３は、Ｕ相のコイル線４３Ｕ、Ｖ相のコイル線４３Ｖ、およびＷ相のコイル線４３Ｗに分類される。Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相のコイル線４３Ｕ、４３Ｖ、４３Ｗには、互いに位相が１２０°ずれた交流電圧が付与される。ここで、Ｕ相のコイル線４３Ｕが通過するスロットＳをＵ相スロットＳ１とし、Ｖ相のコイル線４３Ｖが通過するスロットＳをＶ相スロットＳ２とし、Ｗ相のコイル線４３Ｗが通過するスロットＳをＷ相スロットＳ３とする。ステータコア７０において、Ｕ相のコイル線４３Ｕが通過するスロットＳ、Ｖ相のコイル線４３Ｖが通過するスロットＳ、およびＷ相のコイル線４３Ｗが通過するスロットＳが、２個ずつ周方向に沿って順に並ぶ。

【0027】

図４に示すように、鋼板７９の円環部７９ｐの外縁には、３つの溶接用の第１凹部７９ａと、３つの溶接用の第２凹部７９ｂと、１つの位置決め用の位置決め凹部７９ｃと、が設けられる。第１凹部７９ａ、第２凹部７９ｂおよび位置決め凹部７９ｃは、径方向外側に開口する切欠状である。

【0028】

本実施形態において、第１凹部７９ａと第２凹部７９ｂとは、互いに同形状である。しかしながら、第１凹部７９ａと第２凹部７９ｂとが、互いに異なる形状であってもよい。３つの第１凹部７９ａは、周方向に沿って等間隔に並ぶ。同様に、３つの第２凹部７９ｂは、周方向に沿って等間隔に並ぶ。すなわち、３つの第１凹部７９ａは１２０°の間隔で並び、３つの第２凹部７９ｂは１２０°の間隔で並ぶ。第１凹部７９ａと第２凹部７９ｂとは周方向に沿って交互に並ぶ。第２凹部７９ｂは、周方向に隣り合う第１凹部７９ａの周方向中央に対して若干ずれて配置される。

【0029】

位置決め凹部７９ｃは、周方向において第１凹部７９ａと第２凹部７９ｂとの間に配置される。位置決め凹部７９ｃは、第１凹部７９ａと第２凹部７９ｂと間の周方向中央に配置される。本実施形態において、位置決め凹部７９ｃは、第１凹部７９ａおよび第２凹部７９ｂと異なる形状である。なお、位置決め凹部７９ｃは、第１凹部７９ａおよび第２凹部７９ｂと同形状であってもよい。

【0030】

図２に示すように、ステータコア７０は、厚さ方向に複数のブロック７８に分割される。本実施形態では、ステータコア７０は、互いに積層される３つのブロック７８を有する。３つのブロック７８は、それぞれ同数の鋼板７９を厚さ方向に積層することで構成される。ここで３つのブロック７８をそれぞれ第１ブロック７８Ａ、第２ブロック７８Ｂ、および第３ブロック７８Ｃと呼ぶ。

【0031】

それぞれのブロック７８に含まれる複数の鋼板７９は、位置決め凹部７９ｃの周方向位置が互いに一致した状態積層される。したがって、それぞれのブロック７８において複数の鋼板７９の圧延方向は、互いに一致する。

【0032】

第１ブロック７８Ａ、第２ブロック７８Ｂ、および第３ブロック７８Ｃは、互いに転積されている。第１ブロック７８Ａは、第２ブロック７８Ｂに対し１２０°回転して積層される。第２ブロック７８Ｂは、第３ブロック７８Ｃに対し１２０°回転して積層される。すなわち、本実施形態のステータコア７０において、複数の鋼板７９は、１２０°の転積角度で転積される。転積されたステータコア７０において、互いに異なるブロック７８に含まれる鋼板７９の第１凹部７９ａ同士、および第２凹部７９ｂ同士の周方向位置は、互いに一致する。一方で、互いに異なるブロック７８に含まれる鋼板７９の位置決め凹部７９ｃの周方向位置は、互いに異なる。

【0033】

本実施形態によれば、複数の鋼板７９を転籍して積層することで、鋼板７９の板厚の偏差を全面において平均化することができる。さらに、鋼板の圧延に起因する磁化容易軸の方向を、ステータコア７０全体で平均化することができトルクリップルを抑制できる。

【0034】

図３に示すように、第１ブロック７８Ａ、第２ブロック７８Ｂ、および第３ブロック７８Ｃの各鋼板７９の第１凹部７９ａは、軸方向において互いに連なり第１凹溝部７７ａを構成する。同様に、第１ブロック７８Ａ、第２ブロック７８Ｂ、および第３ブロック７８Ｃの各鋼板７９の第２凹部７９ｂは、軸方向において互いに連なり第２凹溝部７７ｂを構成する。第１凹溝部７７ａおよび第２凹溝部７７ｂは、コアバック７１の径方向外側を向く面（すなわち外周面７１ａ）において軸方向に沿って延びる。第１凹溝部７７ａおよび第２凹溝部７７ｂの端部は、ステータコア７０の軸方向両端面において軸方向両側に開口する。

【0035】

図４に示すように、複数の第１凹溝部７７ａおよび複数の第２凹溝部７７ｂには、それぞれ溶接部７６が設けられる。上述したように、コアバック７１の外周面７１ａには３つの第１凹溝部７７ａおよび３つの第２凹溝部７７ｂが設けられる。このため、コアバック７１の外周面７１ａには、６つの溶接部７６が設けられる。６つの溶接部７６は、軸方向に沿って延びてステータコア７０を構成する複数の鋼板７９同士を固定する。溶接部７６は、ステータコア７０の軸方向の全長に亘って設けられる。

【0036】

本実施形態において、６つの溶接部７６をそれぞれ第１溶接部７６Ａ、第２溶接部７６Ｂ、第３溶接部７６Ｃ、第４溶接部７６Ｄ、第５溶接部７６Ｅ、および第６溶接部７６Ｆと呼ぶ。第１溶接部７６Ａ、第２溶接部７６Ｂ、第３溶接部７６Ｃ、第４溶接部７６Ｄ、第５溶接部７６Ｅ、および第６溶接部７６Ｆは、周方向に沿ってこの順で並ぶ。すなわち、複数の溶接部７６は、周方向に沿って並ぶ第１溶接部７６Ａ、第２溶接部７６Ｂ、第３溶接部７６Ｃ、第４溶接部７６Ｄ、第５溶接部７６Ｅ、および第６溶接部７６Ｆを含む。

【0037】

６つの溶接部７６のうち、奇数番目の溶接部７６である第１溶接部７６Ａ、第３溶接部７６Ｃ、および第５溶接部７６Ｅは、第１凹溝部７７ａに配置される。一方で、６つの溶接部７６のうち、偶数番目の溶接部７６である第２溶接部７６Ｂ、第４溶接部７６Ｄ、および第６溶接部７６Ｆは、第１凹溝部７７ａに配置される。

【0038】

第１ブロック７８Ａの各鋼板７９の位置決め凹部７９ｃ、第２ブロック７８Ｂの各鋼板７９の位置決め凹部７９ｃ、および第３ブロック７８Ｃの各鋼板７９の位置決め凹部７９ｃは、それぞれ軸方向において連なり位置決め溝部（溝部）７６を構成する。すなわち、コアバック７１の外周面７１ａには、位置決め溝部７５が設けられる。

【0039】

位置決め溝部７５は、第１ブロック７８Ａ、第２ブロック７８Ｂ、および第３ブロック７８Ｃの外周面において、軸方向に沿って延びる。第１ブロック７８Ａの位置決め溝部７５と、第２ブロック７８Ｂの位置決め溝部７５、および第３ブロック７８Ｃの位置決め溝部７５は、ブロック７８の境界部において途切れており互いに、周方向において等間隔に配置される。

【0040】

第１ブロック７８Ａ、第２ブロック７８Ｂ、および第３ブロック７８Ｃの何れかの位置決め溝部７５は、キー溝として機能する。第１ブロック７８Ａ、第２ブロック７８Ｂ、および第３ブロック７８Ｃの何れかの位置決め溝部７５には、モータハウジング２０の内周面に設けられるキー部（図示略）が挿入される。これにより、ステータコア７０は、モータハウジング２０に対する周方向の移動が抑制される。

【0041】

図５に示すように、ステータコア７０を軸方向から見て、中心軸線Ｊ、第１溶接部７６Ａ、および第２溶接部７６Ｂがなす角を第１角度θ１とする。また、ステータコア７０を軸方向から見て、中心軸線Ｊ、第２溶接部７６Ｂ、および第３溶接部７６Ｃがなす角を第２角度θ２とする。さらに、中心軸線Ｊ、第１溶接部７６Ａ、および第３溶接部７６Ｃがなす角を第３角度θ３とする。本実施形態において、第１角度θ１は６４°であり、第２角度θ２は５６°であり、第３角度θ３は、１２０°である。

【0042】

なお、図に示すように、第１溶接部７６Ａ、第２溶接部７６Ｂ、および第３溶接部７６Ｃの周方向の位置関係と、第３溶接部７６Ｃ、第４溶接部７６Ｄ、および第５溶接部７６Ｅの周方向の位置関係と、第５溶接部７６Ｅ、第６溶接部７６Ｆ、および第１溶接部７６Ａの周方向の位置関係は、互いに同じである。すなわち、中心軸線Ｊ、第３溶接部７６Ｃ、および第４溶接部７６Ｄがなす角、並びに中心軸線Ｊ、第５溶接部７６Ｅ、および第６溶接部７６Ｆがなす角は、第１角度θ１に一致する。さらに、中心軸線Ｊ、第４溶接部７６Ｄ、および第５溶接部７６Ｅがなす角、並びに中心軸線Ｊ、第６溶接部７６Ｆ、および第１溶接部７６Ａがなす角は、第２角度θ２に一致する。

【0043】

図５に示すように、第１溶接部７６Ａ、第２溶接部７６Ｂ、および第３溶接部７６Ｃに着目する。本実施形態において、第１角度θ１は、第２角度θ２よりも大きい（θ１＞θ２）。したがって、第２溶接部７６Ｂは、第１溶接部７６Ａと第３溶接部７６Ｃとの周方向の中央に対し、第３溶接部７６Ｃ側に偏って配置される。したがって、第１溶接部７６Ａと第２溶接部７６Ｂとの周方向の距離は比較的広く、第２溶接部７６Ｂと第３溶接部７６Ｃとの周方向の距離は比較的狭い。また同様に、第３溶接部７６Ｃと第４溶接部７６Ｄとの周方向の距離は比較的広く、第４溶接部７６Ｄと第５溶接部７６Ｅとの周方向の距離は比較的狭い。さらに、第５溶接部７６Ｅと第６溶接部７６Ｆとの周方向の距離は比較的広く、第６溶接部７６Ｆと第１溶接部７６Ａとの周方向の距離は比較的狭い。このように、複数の溶接部７６の間の周方向の距離は、広い領域と狭い領域とが交互に設けられる。

【0044】

本実施形態において、位置決め溝部７５は、周方向に隣り合う第１溶接部７６Ａと第２溶接部７６Ｂとの間に配置される。このため、位置決め溝部７５は、２つの溶接部７６の間であって周方向の距離が比較的広い領域に配置される。

【0045】

一般的に、ステータコア７０の周方向の位置決めのために位置決め溝部７５を設けると、コアバックの径方向寸法が、位置決め溝部７５によって局所的に小さくなる。このため、コアバック７１は、位置決め溝部７５の径方向内側の領域において磁気抵抗が大きくなり磁束を通し難くなる。一方で、ステータコア７０を構成する鋼板７９は、溶接時に熱を付与することで結晶状態が変化し、溶接部７６の近傍で磁気抵抗が大きくなり磁束を通し難くなる。

【0046】

本実施形態によれば、周方向に並ぶ溶接部７６のうち、周方向の間隔が広く確保された領域に位置決め溝部７５が配置される。このため、位置決め溝部７５によって磁気抵抗が大きくなる領域と、溶接部の影響で磁気抵抗が大きくなる領域と、を周方向に離間して配置することができる。これによって、コアバック７１の周方向における磁気抵抗のバランスをよくすることができ、結果的に回転電機１０のトルクリップルを低減できる。

【0047】

なお、本実施形態において、位置決め溝部７５は、径方向外側に向かうに従い開口幅が広がる切欠状であるが、位置決め溝部７５の形状は本実施形態に限定されない。位置決め溝部７５は、径方向の深さ寸法が大きくなるに従い、回転電機１０のトルクリップルを増大させる。逆に、位置決め溝部７５の径方向の深さ寸法をコアバック７１の径方向寸法に対して十分に小さくすることで、位置決め溝部７５に起因するトルクリップルの増大を抑制することができるが、回転電機１０の径方向寸法が大型化する。すなわち、本実施形態によれば、回転電機１０の小型化に伴うトルクリップルの増大を抑制することができる。

【0048】

本実施形態において、位置決め溝部７５は、第１角度θ１の二等分線Ｌ上に配置される。本実施形態によれば、位置決め溝部７５とその周方向両側に位置する溶接部７６（すなわち、第１溶接部７６Ａおよび第２溶接部７６Ｂ）との距離を最大限確保することができ、回転電機１０のトルクリップルを効果的に低減できる。

【0049】

本実施形態において、第１角度θ１と第２角度θ２との和である第３角度θ３は、転積角度と等しい。このため、複数の溶接部７６と位置決め溝部７５は、それぞれのブロック７８において第３角度θ３に回転して同様に配置される。本実施形態のステータコア７０によれば、転積角度毎に、複数の溶接部７６と位置決め溝部７５を周方向に周期的に配置でき、回転電機１０のトルクリップルをさらに抑制できる。

【0050】

図５に示すように、本実施形態の第１溶接部７６Ａおよび第３溶接部７６Ｃの径方向内側には、ティース７２が配置される。ここで、ティース７２の延びる方向に沿う中心線を、ティース中心線（中心線）ＴＬとする。本実施形態において、第１溶接部７６Ａは、軸方向から見て、その径方向内側のティース７２のティース中心線ＴＬ上に配置される。同様に、第３溶接部７６Ｃは、軸方向から見て、その径方向内側のティース７２のティース中心線ＴＬ上に配置される。

【0051】

ステータ４０のコイル４２に電流が流れることで、ステータコア７０に磁気回路が形成される。磁気回路の磁束は、ティース７２の径方向外側のコアバック７１において周方向両側に分岐する。このため、ティース７２の径方向外側であって、コアバック７１の外縁においては、磁束密度が低くなりやすい。

【0052】

本実施形態において、溶接部７６を、軸方向から見てティース７２のティース中心線ＴＬ上に配置することで、磁気回路において磁束密度が相対的に低くなりやすい部分に、溶接部７６を配置することができ、磁気回路に対する溶接部７６の影響を抑制することができ、回転電機１０のトルクリップルを抑制できる。

【0053】

なお、本実施形態では、複数の溶接部７６のうち、第１溶接部７６Ａ、第３溶接部７６Ｃ、および第５溶接部７６Ｅがティース７２のティース中心線ＴＬ上に配置される場合について説明した。しかしながら、第２溶接部７６Ｂ、第４溶接部７６Ｄ、および第６溶接部７６Ｆについても、ティース７２のティース中心線ＴＬ上に配置されていてもよい。さらに、変形例として、図６に示すように、位置決め溝部１７５が、ティース７２のティース中心線ＴＬ上に配置されていてもよい。このような構成を採用する場合であっても、磁気回路に対する位置決め溝部１７５の影響を抑制することができ、回転電機１０のトルクリップルを抑制できる。

【0054】

図５に示すように、本実施形態の第２溶接部７６Ｂの径方向内側には、スロットＳが配置される。ここで、スロットＳの径方向に沿う中心線を、スロット中心線（中心線）ＳＬとする。本実施形態において、第２溶接部７６Ｂは、軸方向から見て、その径方向内側のスロットＳのスロット中心線ＳＬ上に配置される。

【0055】

コイル４２に電流が流れた際に、コアバック７１には周方向に沿う磁気回路が形成される。コアバック７１の径方向の寸法が十分に大きい場合、コアバック７１の外縁近傍の磁束密度は小さくなる。また、コイル４２に流れる電流は、交流電流であるため、磁気回路は経時的に変化する。コアバック７１の外縁においてスロットＳの径方向外側の領域は、磁気回路の経時的な変化に影響を受け難い。このため、スロットＳの径方向外側であって、コアバック７１の外縁に溶接部７６を配置することで、トルクリップルに対する影響を小さくすることができる。

【0056】

本実施形態において、溶接部７６を、軸方向から見てスロットＳのスロット中心線ＳＬ上に配置することで、磁気回路に対する溶接部７６の影響を抑制することができ、回転電機１０のトルクリップルを抑制できる。

【0057】

なお、本実施形態では、複数の溶接部７６のうち、第２溶接部７６Ｂ、第４溶接部７６Ｄ、および第６溶接部７６ＦがスロットＳのスロット中心線ＳＬ上に配置される場合について説明した。しかしながら、第１溶接部７６Ａ、第３溶接部７６Ｃ、および第５溶接部７６Ｅについても、スロットＳのスロット中心線ＳＬ上に配置されていてもよい。さらに、変形例として、図７に示すように、位置決め溝部２７５が、スロットＳのスロット中心線ＳＬ上に配置されていてもよい。このような構成を採用する場合であっても、磁気回路に対する位置決め溝部２７５の影響を抑制することができ、回転電機１０のトルクリップル抑制の効果を得ることができる場合がある。

【0058】

図５に示すように、本実施形態のステータコア７０では、同相のコイル線４３が通過するスロットＳが、２つずつ周方向に沿って並んでいる。上述したように、複数のスロットＳは、異なる相のコイル線４３が通過するＵ相スロットＳ１、Ｖ相スロット（第１スロット）Ｓ２、およびＷ相スロット（第２スロット）Ｓ３を含む。位置決め溝部７５は、軸方向から見て、Ｖ相スロットＳ２のスロット中心線ＳＬと、Ｗ相スロットＳ３のスロット中心線ＳＬと、の間に配置される。

【0059】

異相のコイル線４３には、異なる相の電圧が付与され、異なる位相の電流が流れる。異なる相のコイル線４３が通過するスロットＳの間に配置されるティース７２には、径方向に沿う大きな磁界が発生難い。すなわち、異なる相のコイル線４３が配置されるスロットＳの間に位置するコアバック７１の一領域において、磁気回路の磁束密度は小さくなる。

【0060】

本実施形態によれば、位置決め溝部７５を、軸方向から見て、異なる相のコイル線４３が通過するスロットＳのスロット中心線ＳＬの間に配置することで、磁気回路に対する位置決め溝部７５の影響を抑制することができ、回転電機１０のトルクリップルを抑制できる。

【0061】

図８は、上述の実施形態におけるトルクリップルのシミュレーション結果を表すグラフである。図８において、横軸は第１角度θ１を示し、縦軸は回転電機１０の最大出力に対するトルクリップルの比率を表す。

【0062】

このシミュレーションでは、第３角度θ３を１２０°としつつ第１角度θ１を様々に変更させている。また、位置決め溝部７５をそれぞれの第１角度θ１の二等分線上に配置している。このシミュレーションにおいて、変化させる第１角度θ１（および第２角度θ２）以外の構成については、上述の実施形態のステータコア７０の構成を採用している。
なお、図８は、２４次のトルクリップルのシミュレーション結果であるが、他の次数のトルクリップルについても、同様の傾向が表れる。

【0063】

図８から、本実施形態の構成では、第１角度θ１を６４°前後に設定する場合に、トルクリップルを最も低減できることがわかる。なお、この場合、第２角度θ２は５６°となる。図８から、第１角度θ１と第２角度θ２と等しい角度である６０°とする場合、第１溶接部７６Ａおよび第２溶接部７６Ｂと、位置決め溝部７５との距離が近づき、トルクリップルが増大する。

【0064】

図８に示すように、トルクリップルは、第１角度θ１の変化に対して周期的に増減する。これは、第１角度θ１の二等分線上に配置される位置決め溝部７５と、各スロットＳの位相との関係に起因する増減である。図８に示す範囲において、トルクリップルの極小値は、第１角度θ１が、６０°～６７．５°の間、および７５°～８２．５°の間に位置する。第１角度θ１が、これらの値の範囲内に配置される場合、位置決め溝部７５は、ティース７２の径方向外側に配置される。このため、トルクリップルが低減される。また、これらのうち、第１角度θ１が、６０°～６７．５°の間に位置する場合には、位置決め溝部７５が異相のコイル線４３が通過するスロットＳの間に配置されることとなり、さらにトルクリップルを低減できる。

【0065】

以上に、本発明の実施形態を説明したが、各実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。

【0066】

例えば、回転電機１０は、モータに限られず、発電機であってもよい。回転電機１０の用途は、特に限定されない。回転電機は、例えば、車軸を回転させる用途以外の用途で車両に搭載されてもよいし、車両以外の機器に搭載されてもよい。回転電機が用いられる際の姿勢は、特に限定されない。回転電機の中心軸線は、鉛直方向に延びてもよい。

【0067】

上述の実施形態では、インナーロータ型の回転電機１０について説明したが、アウターロータ型の回転電機１０においても同様の構成を採用できる。さらに、上述の実施形態では、溶接部７６が位置決め溝部７５内に設けられる場合について説明した。しかしながら、溶接部はステータコアの外周面に直接的に設けられていてもよい。

【符号の説明】

【0068】

１０…回転電機、３０…ロータ、４０…ステータ、４２…コイル、４３，４３Ｕ，４３Ｖ，４３Ｗ…コイル線、７０…ステータコア、７１…コアバック、７２…ティース、７６…位置決め溝部（溝部）、７６…溶接部、７６Ａ…第１溶接部、７６Ｂ…第２溶接部、７６Ｃ…第３溶接部、７９…鋼板、１００…駆動装置、Ｊ…中心軸線、Ｌ…二等分線、Ｓ…スロット、Ｓ２…Ｖ相スロット（第１スロット）、Ｓ３…Ｗ相スロット（第２スロット）、ＳＬ…スロット中心線（中心線）、ＴＬ…ティース中心線（中心線）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】