JP2003274584A - モータのステータコア組立体 - Google Patents

モータのステータコア組立体

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JP2003274584A
JP2003274584A JP2002070507A JP2002070507A JP2003274584A JP 2003274584 A JP2003274584 A JP 2003274584A JP 2002070507 A JP2002070507 A JP 2002070507A JP 2002070507 A JP2002070507 A JP 2002070507A JP 2003274584 A JP2003274584 A JP 2003274584A
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stator core
core assembly
split stator
split
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JP2002070507A
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Koichi Ikushima
幸一 生島
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility

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  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ステータコア組立体を構成する分割ステータ
コア間の接触面における磁気抵抗を小さくする。 【解決手段】 扇形のヨーク部32から扇の要方向に伸
長したステータ歯部34を備える分割ステータコア30
を、ヨーク部32の側面同士を接触させリング状に配置
し、円環部材40の内周面に圧入してステータコア組立
体50を構成する。ヨーク部32の側面36,37は、
隣り合う分割ステータコア30と接触する全域にわたり
複数の円弧を接続した波状の曲面である。このため、分
割ステータコア30同士の接触面積を大きくすることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータのステータ
コア組立体、特に、分割ステータコアをリング状に配置
して構成されるモータのステータコア組立体に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、産業のあらゆる分野においてモー
タが用いられている。例えば、輸送機器であれば、電気
自動車やハイブリッド式自動車などの駆動用モータが一
例として挙げられる。
【0003】このようなモータは、主に、コイルに電流
を流すことにより回転磁界を発生するステータ組立体
と、この回転磁界により力を受けて回転するロータから
構成されている。そして、従来、図3(a)に示す分割
ステータコア10、即ち扇形のヨーク部12からその扇
形の要方向にステータ歯部14を延設した部材10を複
数個用意し、その側面16同士を接触させリング状に配
置し円環部材に圧入固定することでステータコア組立体
を形成し、さらに、このステータコア組立体のステータ
歯部14間のスロット位置に巻線を装着してステータ組
立体を構成していた。
【0004】別の従来技術として、図3(b)に示す分
割ステータコア20があった。この分割ステータコア2
0は、ヨーク部22の側面26に位置決め用の凸部29
と凹部28を備えており、凸部29を凹部28に嵌合し
てリング状に配置することでステータコア組立体が構成
される。
【0005】また、別の従来技術として、特開平9−2
33742に示されるようなステータコア組立体があっ
た。この文献に示される分割ステータコアは、ヨーク部
の側面に位置決め用の凹凸を持っている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図3
(a)に示す分割ステータコア10では、側面16が直
線となっているので、複数の分割ステータコア10をリ
ング状に配置したときには、分割ステータコア10同士
の接触面積が小さい。そのため、その接触面において磁
気抵抗を小さくすることができず、損失が大きくなって
しまうという問題があった。
【0007】また、図3(b)に示す分割ステータコア
20でステータコア組立体を構成したときには、凸部2
9と凹部28の嵌合は図4に示すような状態となってい
た。即ち、側面26の平面部を確実に接触させるため
に、図4(a)に示すように凸部29は凹部28より小
さな寸法で造られており、したがって、凸部と凹部の間
には隙間δ1、δ2が発生していた。また、図4(b)
に示すように凸部29根元の角部Aでは、加工の都合
上、実際には半径rが付いてしまい、それに対応して、
凹部の角部には半径rより大きな半径Rを設けなければ
ならず、角部でも隙間が発生していた。これらの隙間に
より、分割ステータコア20の接触面では磁気抵抗が大
きく、損失が大きくなってしまっていた。
【0008】また、特開平9−233742に示される
ステータコアでは、凸部の突出する高さの寸法が凹部の
溝深さの寸法より大きくなっており、ヨーク部側面の平
面部が接触せず磁気抵抗が大きくなってしまうという問
題があった。
【0009】本発明は、上述した課題を解決するための
ものであり、ステータコア組立体を構成する分割ステー
タコア間の接触面における磁気抵抗を小さくすることを
目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、扇形のヨーク
部から扇要方向にステータ歯部を延設した複数の分割ス
テータコアを、そのヨーク部の側面同士を接触させリン
グ状に配置し構成されるモータのステータコア組立体で
あって、前記分割ステータコアのヨーク部側面は、隣り
合う分割ステータコアと接触する全域にわたり曲面であ
るものである。
【0011】また、前記分割ステータコアのヨーク部側
面は、複数の円弧が接続した波状の曲面であることが好
適である。
【0012】また、前記分割ステータコアは、ファイン
ブランキング加工により製造されることが好ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態に係るステータ
コア組立体について、以下に説明する。
【0014】図1は、本発明の実施形態に係るステータ
コア組立体の構成を示す側面図である。
【0015】本実施形態に係るステータコア組立体50
は、リング状に配置された複数の分割ステータコア30
と、これらの分割ステータコア30を位置決めする円環
部材40から構成されている。従来技術と異なる点は、
分割ステータコア30の側面36が全域にわたり波状の
曲面となっていることである。
【0016】このステータコア組立体50は、次の手順
で製造される。
【0017】まず、電磁鋼板を、図示されるような分割
ステータコア30の形状に、プレス打抜き加工、または
ファインブランキング加工する。この分割ステータコア
30の形状は、扇形のヨーク部32から扇の要方向に向
かってロータと対向する位置まで伸長する2つのステー
タ歯部34を有する形状であり、そのヨーク部32の左
右の側面36,37は同一の外形線を持ち、互いに嵌合
可能に形成された波状の曲面形状となっている。本実施
形態では、ヨーク部左面36は、径方向外側部分で、側
面36の始端と終端を結ぶ仮想直線Aより周方向外側に
膨らんだ円弧であり、径方向内側部分で、仮想直線Aよ
り周方向内側に引き込んだ円弧となっている。それに対
応して、ヨーク部右面37は、径方向外側部分で、側面
37の始端と終端を結ぶ仮想直線Bより周方向内側に引
き込んだ円弧であり、径方向内側部分で、仮想直線Bよ
り周方向外側に膨らんだ円弧となっている。また、側面
36,37の始端及び終端において、側面36,37の
接線は仮想直線A,Bに対して角度θ1(0°以上)の
傾きを有し、円弧の接続点における接線の角度θ2は9
0°以下となっている。このような形状に打抜き加工さ
れた鋼板を形状を合わせて多数枚積層し、かしめ固定し
て分割ステータコア30が構成される。
【0018】次に、複数の分割ステータコア30を、ヨ
ーク部32の波状側面36,37を接触させてリング状
に配置する。このとき、分割ステータコア30のヨーク
部側面36,37の膨らんだ部分は、隣接する分割ステ
ータコア30の引き込んだ部分に嵌合し、側面同士は密
着する。このとき、隣接する分割ステータコア30同士
は、波状側面36,37により径方向に位置決めされ
る。そして、このリング状に配置した複数の分割ステー
タコア30を、円環部材40の内周面に圧入する。分割
ステータコア30は圧入されることで、位置決め固定さ
れる。
【0019】以上のような手順で、ステータコア組立体
50が製造される。さらに、ステータ歯部34間のスロ
ット位置にコイルを巻回したり、または、カセットコイ
ルを装着してステータ組立体を組み立て、ロータをステ
ータ歯部34と対向する位置に配置し、他部品を取り付
けることによりモータが完成する。
【0020】本実施形態のステータコア組立体50にお
いて特徴的なことは、各分割ステータコア30の側面3
6,37が、全域にわたって曲面となっていることであ
る。これにより、分割ステータコア30同士の接触面積
を十分に大きくとることができ、また、接触する側面間
に隙間が発生するのを防止できる。したがって、接触面
における磁気抵抗を小さくすることができ、損失を低減
できる効果がある。また、本実施形態においては、側面
36,37を複数の円弧を接続した波状の曲面としたこ
とにより、特に、側面同士を密着させることができ、磁
気抵抗が小さい形状となっている。
【0021】また、本実施形態のように、分割ステータ
コア30を製造する際にファインブランキング加工、即
ち、打抜き型の電磁鋼板を押さえる押え部材に背圧をか
けることにより電磁鋼板を拘束して打抜き加工を行うこ
とにより、良好な加工断面を得ることができ、分割ステ
ータコア30間の磁気抵抗をさらに小さく抑えることが
できる効果がある。これは、次のような理由による。打
抜き加工を行うと、打抜かれた面には、打抜きポンチが
押す方向からだれ面、表面が整っているせん断面、表面
が粗い破断面、返り(ばり)と、状態の異なる複数の断
面が形成されるのであるが、通常の打抜き加工を行うと
破断面が40%程度、せん断面が60%程度であるのに
対し、ファインブランキング加工を行うと破断面が減少
しせん断面がほぼ100%となる。このように、ファイ
ンブランキング加工を行うことにより、表面が粗く接触
状態の悪い破断面を減少させ、接触状態の良好なせん断
面を増加させることができ、磁気抵抗を小さくできるの
である。
【0022】図2に、本実施形態に係るステータコア組
立体50の鉄損の評価結果のグラフを示す。縦軸が評価
結果である鉄損を表しており、横軸は評価対象(材料そ
のもの、一体型ステータコア、分割ステータコア)を表
している。材料そのものでの評価結果を比較の基準(1
00%)としている。本実施形態のファインブランキン
グ加工したステータコア組立体50では、鉄損の評価結
果がほぼ130%(グラフ中M)であり、低い値となっ
ている。また、電磁鋼板を図3(b)に示される形状に
ファインブランキング加工しそれを積層して構成したス
テータコア組立体の鉄損は190%程度(グラフ中N)
であり、図3(a)の形状に通常の打抜き加工を行いそ
れを積層して構成したステータコア組立体の鉄損は17
5%程度(グラフ中O)であり、図3(a)の形状にフ
ァインブランキング加工し積層して構成したステータコ
ア組立体の鉄損は150%程度(グラフ中P)である。
本実施形態のステータコア組立体50の評価結果は、ス
テータコアを分割せずに構成した一体型ステータコアと
同程度であり、側面36,37を波状の曲面形状とした
ことにより、鉄損の低減を達成し、良好な結果を得てい
る。
【0023】尚、上記実施形態では、分割ステータコア
30は所定の形状に打抜き加工した電磁鋼板を積層し所
定の厚みとしたものとしたが、分割ステータコアは始め
から所定の厚みをもった一部品として製作しても、その
側面を全域にわたり曲面とすることにより、本実施形態
と同様な効果が得られる。
【0024】また、本実施形態では、ヨーク部32の各
側面を2つの円弧を接続した形状と、したが、本発明は
これに限るものではなく、他の形状、例えばそれ以上の
円弧を接続した形状、また例えば円弧でない曲面形状と
したものでもよい。
【0025】また、本実施形態のステータコア組立体5
0は、内部に永久磁石を配置したロータを用いる永久磁
石型モータや、またはロータ形状やスリットなどにより
方向によって磁気抵抗が異なるロータを備えるリラクタ
ンス型モータなどに適用可能である。
【0026】
【発明の効果】本発明のステータコア組立体は、ステー
タコア組立体を構成する分割ステータコアのヨーク部側
面が、隣り合う分割ステータコアと接触する全域にわた
り曲面であるため、接触面積を大きくとることができ、
また、接触する側面間に隙間が発生することがなく、分
割ステータコア間の磁気抵抗を小さくすることができる
効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態に係るステータコア組立体
の構成を示す説明図である。
【図2】 本発明の実施形態に係るステータコア組立体
の鉄損の評価結果を示すグラフである。
【図3】 従来技術のステータコア組立体を構成する分
割ステータコアの構成を示す説明図である。
【図4】 従来技術の分割ステータコアの問題点を説明
するための説明図である。
【符号の説明】
10,20,30 分割ステータコア、12,22,3
2 ヨーク部、14,24,34 ステータ歯部、1
6,26,36 側面、28 凹部、29 凸部、40
円環部材、50 ステータコア組立体。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 扇形のヨーク部から扇要方向にステータ
    歯部を延設した複数の分割ステータコアを、そのヨーク
    部の側面同士を接触させリング状に配置し構成されるモ
    ータのステータコア組立体であって、 前記分割ステータコアのヨーク部側面は、隣り合う分割
    ステータコアと接触する全域にわたり曲面であることを
    特徴とするモータのステータコア組立体。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のモータのステータコア
    組立体であって、 前記分割ステータコアのヨーク部側面は、複数の円弧が
    接続した波状の曲面であることを特徴とするモータのス
    テータコア組立体。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載のモータのステ
    ータコア組立体であって、前記分割ステータコアは、フ
    ァインブランキング加工により製造されたことを特徴と
    するモータのステータコア組立体。
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