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公開番号2024056531
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-23
出願番号2022163494
出願日2022-10-11
発明の名称回転電機
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H02K 1/12 20060101AFI20240416BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】ロータコアとステータコアとの摩擦熱による回転電機の損傷を抑制する。
【解決手段】回転電機は、ロータの回転軸(C1)の軸方向に積層された鋼板(501)により構成されたロータコア(50)と、ロータコアの外周に設けられ軸方向に積層された鋼板(101)により構成されたステータコア(10)と、を備える。ステータコアの鋼板の平均板厚が、ロータコアの鋼板の平均板厚よりも薄く、ステータコアの鋼板において、回転軸を中心とする軸方向に垂直な径方向の所定位置(P1)よりも外径側の部分(101a)の板厚は所定位置よりも内径側の部分(101b)の板厚よりも薄い。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
ロータ（５）の回転軸（Ｃ１）の軸方向に積層された鋼板（５０１）により構成されたロータコア（５０）と、前記ロータコアの外周に設けられ前記軸方向に積層された鋼板（１０１）により構成されたステータコア（１０）と、を備える回転電機（１００）であって、
前記ステータコアの前記鋼板の平均板厚が、前記ロータコアの前記鋼板の平均板厚よりも薄く、
前記ステータコアの前記鋼板において、前記回転軸を中心とする径方向の所定位置（Ｐ１）よりも外径側の部分（１０１ａ）の板厚は前記所定位置よりも内径側の部分（１０１ｂ）の板厚よりも薄い、回転電機。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記ステータコアは、前記回転軸を中心とした周方向に延びるヨーク部（１１）と、前記ヨーク部から前記回転軸に向かって延びるティース部（１２）とを備え、
前記所定位置は、前記ヨーク部に含まれている、請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記ステータコアの前記鋼板の板面には絶縁層（１０２ａ，１０２ｂ）が設けられており、
前記ステータコアの前記鋼板の前記所定位置よりも外径側の部分の前記絶縁層（１０２ａ）の厚さは、前記所定位置よりも内径側の部分の前記絶縁層（１０２ｂ）の厚さよりも薄い、請求項１又は２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記ステータコアの前記鋼板の前記所定位置よりも外径側の部分の板厚は、外径側ほど薄くなっている、請求項１又は２に記載の回転電機。
【請求項５】
前記ステータコアの前記鋼板の機械強度は、前記ロータコアの前記鋼板の機械強度よりも低い、請求項１又は２に記載の回転電機。
【請求項６】
前記ロータコアの前記鋼板の透磁率は、前記ステータコアの前記鋼板の透磁率よりも高い、請求項１又は２に記載の回転電機。
【請求項７】
前記ロータコアの前記鋼板の板面には絶縁層（５０２）が設けられており、
前記ステータコアの前記鋼板の板面には絶縁層が設けられており、
前記ロータコアに設けられた前記絶縁層の総厚は、前記ステータコアに設けられた前記絶縁層の総厚よりも薄い、請求項１又は２に記載の回転電機。
【請求項８】
前記ロータ及び前記ステータコアを収容するハウジングと、前記ロータ及び前記ステータコアとともに前記ハウジング内に封入される冷却用流体とを備え、前記ロータ及び前記ステータコアは、前記ステータコアの外周面において前記冷却用流体が流動可能なように前記ハウジング内に設置されている、請求項１又は２に記載の回転電機。
【請求項９】
前記ステータコアの外周に嵌合され、内部を冷却用流体が流通する流通部を含む冷却ジャケット（７０）を備える、請求項１又は２に記載の回転電機。
【請求項１０】
前記ロータコアの前記鋼板の板面には絶縁層が設けられており、
前記ステータコアの前記鋼板の板面には絶縁層が設けられており、
前記ロータコアの前記鋼板に設けられた各絶縁層の厚さは、前記ステータコアの前記鋼板に設けられた各絶縁層の厚さよりも薄い、請求項１又は２に記載の回転電機。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層鋼板により構成されたステータコア及びロータコアを備える回転電機に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、ロータの回転軸の軸方向に積層鋼板を積層したロータコアと、積層鋼板を前記軸方向に積層したステータコアとを備え、ロータコアの積層鋼板の板厚を、ステータコアの積層鋼板の板厚よりも厚くした電動機がある（特許文献１参照）。特許文献１に記載の電動機によれば、ステータコア内を軸方向に流れる磁束が減少し、渦電流の発生を抑えて、モータ効率を向上することができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第７００３２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、モータ（回転電機）の小型高出力化が要求され、ロータコアとステータコアとのギャップが縮小するとともに、ロータの回転速度が高回転化する傾向がある。このため、鋼板のプレスばらつきや積層ずれ、ロータ回転時の遠心力によるロータコアの歪により、ロータコアとステータコアとが接触することがある。この場合、ロータの回転によりロータコアとステータコアとに摩擦熱が発生し、モータが過熱して損傷するおそれがある。
【０００５】
なお、こうした実情は、モータに限らず、同様のロータコア及びステータコアを備える発電機、ＭＧ（モータ・ジェネレータ）等の回転電機にも共通している。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、ロータコアとステータコアとの摩擦熱による回転電機の損傷を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための第１の手段は、
ロータ（５）の回転軸（Ｃ１）の軸方向に積層された鋼板（５０１）により構成されたロータコア（５０）と、前記ロータコアの外周に設けられ前記軸方向に積層された鋼板（１０１）により構成されたステータコア（１０）と、を備える回転電機（１００）であって、
前記ステータコアの前記鋼板の平均板厚が、前記ロータコアの前記鋼板の平均板厚よりも薄く、
前記ステータコアの前記鋼板において、前記回転軸を中心とする径方向の所定位置（Ｐ１）よりも外径側の部分（１０１ａ）の板厚は前記所定位置よりも内径側の部分（１０１ｂ）の板厚よりも薄い、回転電機。
【０００８】
上記構成によれば、ロータコアは、前記軸方向に積層された鋼板により構成されている。ステータコアは、前記ロータコアの外周に設けられ、前記軸方向に積層された鋼板により構成されている。上述したように、鋼板のプレスばらつきや積層ずれ、ロータ回転時の遠心力によるロータコアの歪により、ロータコアとステータコアとが接触するおそれがある。この場合、ロータの回転によりロータコアとステータコアとに摩擦熱が発生し、回転電機が過熱して損傷するおそれがある。
【０００９】
ここで、前記ステータコアの前記鋼板の板厚と前記ロータコアの前記鋼板の板厚とが同じ場合は、径方向に突出したステータコアまたはロータコアどちらか一方の１枚の鋼板を、軸方向から他方の２枚の鋼板が挟む状態になるおそれがある。その場合、鋼板同士の接触面積が増加して、摩擦熱量が多くなるおそれがある。これに対して、前記ステータコアの前記鋼板の平均板厚が、前記ロータコアの前記鋼板の平均板厚よりも薄いため、径方向に突出した一方の１枚の鋼板を軸方向から他方の２枚の鋼板が挟む状態になることを抑制することができる。したがって、ロータコアの鋼板とステータコアの鋼板とが接触した際の接触面積を減らすことができ、摩擦熱量が多くなること抑制することができる。
【００１０】
さらに、前記ステータコアの前記鋼板において、前記軸方向に垂直な径方向の所定位置よりも外径側の部分の板厚は前記所定位置よりも内径側の部分の板厚よりも薄い。このため、前記ステータコアの前記鋼板において径方向の所定位置よりも外径側の部分では、鋼板同士の間に隙間を形成して表面積を増加させることができる。したがって、前記ステータコアの前記鋼板において径方向の所定位置よりも外径側の部分を放熱フィンのように作用させることができ、摩擦熱を効率的に放熱させることができる。特に、前記ステータコアの前記鋼板の平均板厚が、前記ロータコアの前記鋼板の平均板厚よりも薄いため、平均板厚の大小関係が逆の場合と比較して、ステータコアの鋼板の表面積を増加させることができる。以上により、ロータコアとステータコアとの摩擦熱による回転電機の損傷を抑制することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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