JP2006087244A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】回転電機の体格を大きくすることなく、ステータコアの円筒部における磁気飽和を生じ難くすることができる回転電機を提供する。
【解決手段】ステータ１０は、円筒部１１及び該円筒部１１の内側に配置された複数のティース部１２よりなるステータコア１３と、該ティース部１２に巻線が巻回されてなる複数のコイル１４とから構成されている。円筒部１１は、ティース部１２が固定されるティース固定部１５と、該ティース固定部１５の軸方向両端部から軸方向に沿って延設された延長部１６，１７とから構成されている。延長部１６，１７は、その軸方向の長さＬ１がコイルエンド部１４ａの軸方向の長さＬ２と等しくなるように形成されている。ステータコア１３は、延長部１６の内周面に形成された嵌入溝１９からティース部１２を嵌挿し、該ティース部１２をティース固定部１５の内周面に形成された固定溝１８まで差し込むことにより形成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は回転電機に係り、詳しくは該回転電機に備えられたステータコアに関する。

インナロータ型の回転電機は、例えば、特許文献１にて開示されているものがある。特許文献１にて開示されている回転電機は、有底円筒状をなすケースを備えている。そして、ケースの内周面にはステータコアが固定されている。ステータコアは、円筒部と、該円筒部の内周面から径方向内側に向かって延設されたティース部とから構成されている。円筒部とティース部とは、軸方向の長さが等しく形成されている。ティース部には巻線が巻回されてなるコイルが備えられている。

近年、このような回転電機には小型化及び高効率化が望まれている。例えば、特許文献１にて記載の回転電機を小型化するために、単純にステータコアを小さくすると、ティース部及び円筒部における断面積が小さくなってしまうため、ステータコアにおいて磁気飽和が生じやすくなってしまう。ステータコアの磁気飽和が生じると、漏れ磁束が生じて回転電機の効率が低下されてしまう。

そこで、特許文献２にて開示されている回転電機では、巻線が巻回されるティース部の周方向の幅をティース部間に形成されるスロット部の周方向幅よりも大きく形成することにより、ティース部の断面積を大きくしてティース部における磁気飽和が起きないようにしている。
特開２０００−１３４８４２号公報 特開平８−１８２２７４号公報 （第１図）

しかしながら、特許文献２にて開示されている回転電機では、ティース部における磁気飽和は生じ難くなるが、円筒部における磁気飽和は生じ難くならない。回転電機の効率を低下させることなく回転電機の小型化を実現するためには、ステータコアの円筒部における磁気飽和を生じ難くすることも望まれる。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、回転電機の体格を大きくすることなく、ステータコアの円筒部における磁気飽和を生じ難くすることができる回転電機を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、円筒部、及び該円筒部の内側に周方向に沿って配置された複数のティース部を有するステータコアと、前記ティース部に巻線が巻回されてなり前記ティース部の軸方向両端部に位置するコイルエンド部を有する複数のコイルと、前記ステータコアの内側に回転可能に配設され、前記コイルに駆動電流が供給されることにより発生される回転磁界に応じて回転するロータとを備えた回転電機であって、前記円筒部は、前記ティース部が固定され軸方向の長さが前記ティース部の軸方向の長さと等しく形成されたティース固定部と、前記ティース固定部の軸方向端部の少なくとも一方から軸方向に沿って延設されると共に前記コイルエンド部の軸方向の長さと同等の長さに形成された延長部とから構成され、前記円筒部の内周面には前記ティース部を固定するための溝が形成されている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の回転電機において、前記延長部は前記ティース固定部の軸方向両端部に設けられ、前記溝は、前記ティース固定部の内周面に前記ティース固定部の軸方向一端から軸方向他端まで軸方向に沿って形成された固定溝と、２つの前記延長部のうち少なくとも一方の延長部の内周面に該一方の延長部の軸方向一端から軸方向他端まで軸方向に沿って形成され前記固定溝と連通する嵌入溝とから構成されている。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の回転電機において、２つの前記延長部のいずれか一方の延長部における前記ティース固定部側の端面が前記固定溝の一端部から露出している。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の回転電機において、前記延長部は、前記ティース固定部の軸方向両端部に設けられ、前記溝は、前記ティース固定部の軸方向一端から軸方向他端まで軸方向に沿って形成され、前記円筒部は前記ティース固定部で軸方向に２つに分割されている。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の回転電機において、２つの前記延長部の少なくとも一方の延長部における前記ティース固定部側の端面が前記固定溝の端部から露出している。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の回転電機において、前記ステータコアは、モータハウジングの内周面と前記円筒部の外周面との間を軸方向に空気が流通可能な間隙を有して前記モータハウジング内に配置され、前記延長部の外周面には、該延長部の表面積を大きくする放熱部が備えられている。

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の回転電機において、前記ステータコアは、前記延長部における外周面の少なくとも一部がモータハウジングの外部に露出するように前記モータハウジングに固定され、前記モータハウジングの外部に露出した前記延長部の外周面の少なくとも一部には、該延長部の表面積を大きくする放熱部が備えられている。

請求項８に記載の発明は、請求項６又は請求項７に記載の回転電機において、前記放熱部は、放熱凹部と放熱凸部とが軸方向に沿って交互に形成されてなる。
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、円筒部は、ティース固定部の軸方向端部の少なくとも一方から軸方向に沿って延設された延長部を備えている。従って、円筒部は、従来の回転電機に備えられたステータコアの円筒部よりも延長部の分だけ軸方向に沿った断面積が増加する。その結果、延長部によって断面積が増加した分だけ磁束の増加を許容することができるため、円筒部における磁気飽和を生じ難くすることができる。また、延長部の軸方向の長さは既存のコイルにおけるコイルエンド部の軸方向の長さと同等の長さに形成されていることから、回転電機の体格を大きくする必要がない。従って、回転電機の体格を大きくすることなく、ステータコアの円筒部における磁気飽和を生じ難くすることができる。

しかも、ステータコアは、延長部を備えない従来の回転電機のステータコアと比べて体積が増加しているため、回転電機の出力が増大される。また、ステータコアは、延長部を備えたことにより該ステータコアの表面積が延長部の分だけ大きくなっている。従って、回転電機の駆動時に、コイル及びステータコアから発生された熱が従来のステータコアより効率よく放熱される。

また更に、ステータコアは、円筒部に形成された溝にティース部を嵌挿することにより形成されるため、ティース部における径方向内側の先端面にて形成される円の真円度を良好に維持することができる。従って、ステータコアと該ステータコアの内側に配設されたロータとのエアギャップにおける径方向の幅を一定にしやすい。

請求項２に記載の発明によれば、円筒部にステータコアを組付ける際に、ティース部は、円筒部の一端に位置する嵌入溝の開口部から嵌入され、軸方向に沿って該嵌入溝を通過して容易に固定溝に固定される。

請求項３に記載の発明によれば、ティース部は、固定溝の一端部から露出した延長部の端面に当接するまで挿入されることにより、軸方向に位置決めされてティース固定部に固定される。また、固定溝の一端部から端面が露出するように形成された延長部の軸方向に沿った断面積は、固定溝と連通する嵌入溝が形成された延長部における嵌入溝が形成された部分の軸方向に沿った断面積よりも大きい。従って、断面積が大きい分だけ、円筒部は磁束の増加を許容することでき、磁気飽和がより生じ難くなる。

請求項４に記載の発明によれば、ティース固定部で軸方向に２つに分割された円筒部は、ティース部の軸方向両側から該ティース部を溝に挿入しながら嵌合される。従って、分割された円筒部のそれぞれにおいてティース部とティース固定部との間の摺動抵抗が小さく、ティース部は容易に溝に固定される。

請求項５に記載の発明によれば、ティース部は、固定溝の端部から露出した延長部の端面に当接するまで挿入されることにより、軸方向に位置決めされてティース固定部に固定される。更に、固定溝の両端部から延長部の端面が露出している場合には、固定溝の両端部から露出した延長部の端面によってティース部が円筒部から軸方向に脱落することが防止される。また、固定溝の端部から端面が露出するように形成された延長部の軸方向に沿った断面積は、固定溝と連通する嵌入溝が形成された延長部における嵌入溝が形成された部分の軸方向に沿った断面積よりも大きい。従って、断面積が大きい分だけ、円筒部は磁束の増加を許容することができ、磁気飽和がより生じ難くなる。

請求項６に記載の発明によれば、放熱部によって延長部の表面積が増大されるため、回転電機の駆動時にステータコア及びコイルから発生された熱が更に効率よく放熱される。
請求項７に記載の発明によれば、モータハウジングの外部に露出した延長部の外周面の少なくとも一部には放熱部が形成されているため、該放熱部によって延長部の表面積が増大される。従って、回転電機の駆動時にステータコア及びコイルから発生された熱が更に効率よく放熱される。また、ステータコアは、延長部の外周面の少なくとも一部がモータハウジングの外部に露出しているため、露出した延長部の外周面は外気に直接触れることになる。従って、回転電機の駆動時にステータコア及びコイルから発生された熱がより一層効率よく放熱される。

請求項８に記載の発明によれば、延長部の外周面に、放熱凹部と放熱凸部とを軸方向に沿って交互に形成するだけで、容易に延長部の表面積が増大される。

本発明によれば、回転電機の体格を大きくすることなく、ステータコアの円筒部における磁気飽和が生じ難くされる回転電機を提供することができる。

以下、本発明を具体化した第１実施形態を図面に従って説明する。
図１に回転電機としてのモータ１の断面図を示す。本実施形態のモータ１は埋込磁石型モータ（ＩＰＭモータ）である。モータ１は、モータハウジング２とステータ１０とロータ２５とを備えている。

モータハウジング２は、有底筒状のケース３と、ケース３の開口部（図１中、下端部）を閉塞する蓋部４とを備えている。ケース３の内周面には、ステータ１０が固定されている。

ステータ１０は、円筒部１１及び該円筒部１１の内側に配置された複数（本実施形態では１２個）のティース部１２（図１では２つのみ図示している）よりなるステータコア１３と、該ティース部１２に巻線が巻回されてなる複数（本実施形態では１２個）のコイル１４（図１では２つのみ図示している）とから構成されている。尚、図１においては、コイル１４は、ティース部１２の軸方向両端部に位置するコイルエンド部１４ａのみを図示している。コイルエンド部１４ａは、コイル１４においてティース部１２の軸方向両端面よりも軸方向に突出した部分である。

ステータコア１３の円筒部１１は、円環状のコアシート（図示しない）を軸方向に複数枚積層させて形成されるか、若しくは磁性金属粉体を圧縮成形してなる。円筒部１１は、ティース部１２が固定されるティース固定部１５と、該ティース固定部１５の軸方向両端部から軸方向に沿って延設された延長部１６，１７とから構成されている。図３に示すように、ティース固定部１５は円筒状に形成されている。そして、図１に示すように、ティース固定部１５の軸方向の長さは、ティース部１２の軸方向に沿った長さと等しく形成されている。図３に示すように、ティース固定部１５の内周面１５ａには、ティース部１２を固定するための複数（本実施形態では１２個）の固定溝１８が形成されている。１２個の固定溝１８は周方向に等角度間隔の位置に形成されている。固定溝１８は、ティース固定部１５の軸方向一端から軸方向他端まで軸方向に沿って延びており、円筒部１１の軸方向から見ると、径方向内側に向かうに連れて周方向の幅が徐々に狭くなるような略矩形状をなしている。

延長部１６，１７は円筒部１１の軸方向両端部から軸方向に沿って延設されており、ティース固定部１５と内径及び外径が等しい円筒状をなしている。図１に示すように、延長部１６，１７の軸方向の長さＬ１は、コイルエンド部１４ａの軸方向の長さＬ２と等しく形成されている。従って、円筒部１１は、延長部１６，１７を備えることにより、その円軸方向の長さＬ３がコイル１４の軸方向の長さＬ４と等しくなるように形成されている。

図３に示すように、２つの延長部１６，１７のうちティース固定部１５の軸方向一端（図３においてティース固定部１５の上側）から延設された延長部１６の内周面１６ａには、ティース固定部１５の内周面１５ａに形成された固定溝１８と連通する複数（本実施形態では１２個）の嵌入溝１９が形成されている。嵌入溝１９は、延長部１６の軸方向一端から軸方向他端まで軸方向に沿って延びており、円筒部１１の軸方向から見ると、径方向内側に向かうに連れて周方向の幅が徐々に狭くなるような略矩形状をなしている。また、延長部１７（図３においてティース固定部１５の下側）のティース固定部１５側の端面１７ａは、その一部が固定溝１８の延長部１７側の一端部から露出している。

図２に示すように、１２個のティース部１２は軸方向から見ると略長方形状をなしている。そして、ティース部１２の径方向外側の基端部には、前記固定溝１８に係合する係合部１２ａが形成されている。係合部１２ａは、固定溝１８に対応した形状をなしており、径方向外側に向かうに連れて周方向の幅が徐々に広くなるような略矩形状をなしている。また、ティース部１２の径方向内側の先端部には、該先端部から周方向両側に向かって突出した突出部１２ｂが形成されている。更に、ティース部１２の径方向内側の先端面１２ｃは、１２個の先端面１２ｃにて略円筒状をなすように円弧状に形成されている。隣接するティース部１２間に形成された空間は、巻線が巻回されるためのスロット部２０となっている。このようなティース部１２は、前記円筒部１１と同様に、ティース部１２形成用のコアシート（図示しない）を複数枚積層させて形成されるか、磁性金属粉体を圧縮成形してなる。

ステータコア１３は、ティース部１２の係合部１２ａが嵌入溝１９を通ってティース固定部１５の固定溝１８に係合されることにより組み立てられる。詳しくは、ティース部１２は、該ティース部１２の係合部１２ａが円筒部１１の一端に位置する嵌入溝１９の開口部から挿入される。そして、ティース部１２は、軸方向に沿って移動されて嵌入溝１９を通過し、係合部１２ａにおける延長部１７側の端面が固定溝１８の一端部から露出した端面１７ａに当接するまで挿入される。これにより、ティース部１２は軸方向に位置決めされてティース固定部１５に固定される。

図１に示すように、ステータ１０の内側には、回転軸２２と、該回転軸２２に固定されたロータコア２３と、複数の永久磁石２４とから構成されたロータ２５が収容されている。このロータ２５は、ステータコア１３との間に所定のエアギャップを有して配設されている。詳しくは、ロータ２５は、ティース部１２における径方向内側の先端面１２ｃと、ロータコア２３の外周面２３ａとの間に一定の間隙（エアギャップ）を有して配設されている。

回転軸２２は、一端を前記ケース３の底部に設けられた軸受２６に支持されると共に、他端を前記蓋部４の中央に設けられた軸受２７にて支持され、回転可能となっている。
ロータコア２３は、コアシート（図示しない）を軸方向に複数枚積層させて形成されるか、若しくは磁性金属粉体を圧縮成形してなる。図２に示すように、ロータコア２３は円柱状をなしており、その中央に軸方向に貫通する貫通孔２３ｂが形成されている。そして、ロータコア２３は、貫通孔２３ｂに回転軸２２が嵌挿されることにより回転軸２２に対して固定されている（図１参照）。また、ロータコア２３には、一対で径方向内側に凸の略Ｖ字状をなす収容孔２３ｃが周方向に８対並んで形成されている。永久磁石２４は、このような収容孔２３ｃに収容保持されることにより、一対で径方向内側に凸の略Ｖ字状をなすように配置されている。そして、永久磁石２４は略Ｖ字状をなす一対の永久磁石２４毎に１つの界磁極を構成し、隣接する対の永久磁石２４と異極となるように着磁が施されている。

上記のように構成されたモータ１に駆動電流が供給されると、コイル１４にて回転磁界が発生される。その回転磁界に基づいてロータ２５が回転される。この時、ステータコア１３の円筒部１１を通過する磁束の一部は、図４に矢印Ａにて示すように、延長部１６，１７を通過する。即ち、ティース固定部１５の両端部に延長部１６，１７が形成されていることにより、円筒部１１の軸方向に沿った断面積が、延長部１６，１７を備えない従来の円筒部と比べて増大しているため、円筒部１１を通過する磁束は、ティース固定部１５だけでなく、延長部１６，１７も通過することができ、円筒部１１における磁気飽和が生じ難くなる。

上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）円筒部１１は、ティース固定部１５の両側に該ティース固定部１５から軸方向に沿って延設された延長部１６，１７を備えている。従って、円筒部１１は、従来の回転電機に備えられたステータコアの円筒部よりも延長部１６，１７の分だけ軸方向に沿った断面積が増加する。その結果、延長部１６，１７によって断面積が増加した分だけ磁束の増加を許容することができるため、円筒部１１における磁気飽和を生じ難くすることができる。また、延長部１６，１７は、その軸方向の長さＬ１がコイルエンド部１４ａの軸方向の長さＬ２と等しく形成されていることから、モータ１の体格を大きくする必要がない。即ち、延長部１６，１７は、従来の回転電機のモータハウジング内においてデッドスペースとなっていた部分に形成されているため、延長部１６，１７を収容するためにモータハウジング２を大きくする必要がない。従って、モータ１の体格を大きくすることなく円筒部１１における磁気飽和を生じ難くすることができる。しかも、ステータコア１３は、延長部１６，１７を備えない従来の回転電機のステータコアと比べて体積が増加しているため、モータ１の出力が増大される。

また、モータ１の駆動時に円筒部１１における磁気飽和が生じていない場合には、延長部１６，１７による体積増加の分だけ円筒部１１の外径が小さくなるように該円筒部１１の径方向の厚さを薄くすることができる。このようにすると、ステータコアの外径を小さくすることができ、引いてはモータ１の体格を小さくすることができる。

更に、モータ１の駆動時に円筒部１１における磁気飽和が生じていない場合には、延長部１６，１７による体積増加の分だけ円筒部１１の内径が大きくなるように該円筒部１１の径方向の厚さを薄くして、スロット部２０の面積を大きくすることができる。このようにすると、より太い巻線を使用したり、巻線の巻数を増加させたりすることができるため、銅損を低減させることができる。その結果、モータ１の効率を向上させることができる。

（２）ステータコア１３は、延長部１６，１７を備えたことにより、該ステータコア１３の表面積が延長部１６，１７の分だけ大きくなっている。従って、モータ１の駆動時に、コイル１４及びステータコア１３にて発生された熱は、延長部１６，１７を備えない従来のステータコアよりも効率よく放熱される。

（３）円筒部１１にステータコア１３を組付ける際、ティース部１２は、ティース部１２の係合部１２ａにおける延長部１７側の端面が固定溝１８の一端部から露出した端面１７ａに当接するまで挿入される。即ち、ティース部１２は端面１７ａに当接することにより軸方向に位置決めされてティース固定部１５に固定される。このように、延長部１７の端面１７ａにてティース部１２の位置決めを容易に行うことができる。

（４）延長部１７は、ティース固定部１５の内径と等しい内径に形成されており、その内周面には嵌入溝１９は形成されていない。また、延長部１７の軸方向に沿った断面積は、延長部１６における嵌入溝１９が形成された部分の軸方向に沿った断面積よりも大きい。従って、円筒部１１は、延長部１７に嵌入溝１９が形成されている場合よりも軸方向に沿った断面積を大きく確保することができ、その分だけ磁束の増加を許容することができるため、円筒部１１における磁気飽和をより生じ難くすることができる。

（５）嵌入溝１９は、２つの延長部１６，１７のうち一方の延長部１６にのみ形成されている。従って、円筒部１１の軸方向一端に位置する嵌入溝１９の開口部が上向きとなるようにモータ１が使用された場合には、ティース部１２が固定溝１８から脱落することを固定溝１８の一端部から露出した延長部１７の端面１７ａにて防止することができる。

（６）ステータコア１３は、円筒状をなすティース固定部１５の内周面１５ａに形成された固定溝１８にティース部１２の係合部１２ａを嵌入することにより形成される。従って、ティース部１２における径方向内側の先端面１２ｃにて形成される円（先端面１２ｃを通る円）の真円度を良好に維持してステータコア１３を形成することができる。その結果、ステータコア１３とロータコア２３との間のエアギャップにおける径方向の幅を一定にしやすい。よって、モータ１におけるトルク変動を少なくすることができる。

（第２実施形態）
以下、本発明を具体化した第２実施形態を図面に従って説明する。尚、上記第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。

図５に本実施形態のモータ３０を示す。モータ３０は、上記第１実施形態のモータ１と同様に、埋込磁石型モータ（ＩＰＭモータ）である。本実施形態のモータ３０と上記第１実施形態のモータ１とは円筒部の形状が異なる。

本実施形態のステータコア３１の円筒部３２は軸方向に２つに等分割されて、第１円筒部３３及び第２円筒部３４を構成している。第１円筒部３３は、第１ティース固定部３５と、該第１ティース固定部３５の一端（図５において第１ティース固定部３５の上端）から軸方向に沿って延設された第１延長部３６とから構成されている。また、第２円筒部３４は、第２ティース固定部３７と、該第２ティース固定部３７の一端（図５において第２ティース固定部３７の下端）から軸方向に沿って延設された第２延長部３８とから構成されている。第１円筒部３３及び第２円筒部３４が組付けられて円筒部３２を形成している状態では、第１ティース固定部３５と第２ティース固定部３７とはティース固定部３９を構成する。即ち、円筒部３２は、ティース固定部３９で軸方向に２つに分割されている。

第１ティース固定部３５は円筒状に形成されており、その軸方向の長さはティース部１２の軸方向の長さの半分である。図６に示すように、第１ティース固定部３５の内周面３５ａには、ティース部１２を固定するための複数（本実施形態では１２個）の第１固定溝４１が形成されている。１２個の第１固定溝４１は周方向に等角度間隔の位置に形成されている。第１固定溝４１は、第１ティース固定部３５の軸方向一端から軸方向他端まで軸方向に沿って延びており、円筒部３２の軸方向から見ると、径方向内側に向かうに連れて周方向の幅が徐々に狭くなるような略矩形状をなしている。

第１円筒部３３の第１延長部３６は第１ティース固定部３５と内径及び外径が等しい円筒状に形成され、その軸方向の長さはコイルエンド部１４ａの軸方向の長さＬ２（図１参照）と等しく形成されている。第１延長部３６の第１ティース固定部３５側の端面３６ａは、第１固定溝４１の第１延長部３６側の端部からその一部が露出している。

第２ティース固定部３７は、第１円筒部３３と内径及び外径が等しい円筒状に形成されており、その軸方向の長さはティース部１２の軸方向の長さの半分である。第２ティース固定部３７の内周面３７ａには、ティース部１２を固定するための複数（本実施形態では１２個）の第２固定溝４２が形成されている。第２固定溝４２は、第１固定溝４１と同様の形状をなしており、第２ティース固定部３７の軸方向一端から軸方向他端まで軸方向に沿って延びている。この第２固定溝４２と第１固定溝４１とは組付けられた際に連通し、固定溝を構成する。

第２円筒部３４の第２延長部３８は第２ティース固定部３７と内径及び外径が等しい円筒状に形成され、その軸方向の長さはコイルエンド部１４ａの軸方向の長さＬ２（図１参照）と等しく形成されている。また、第２延長部３８の第２ティース固定部３７側の端面３８ａは、第２固定溝４２の第２延長部３８側の端部からその一部が露出している。

上記のように構成された第１円筒部３３と第２円筒部３４とは面対称となっている。そして、第１円筒部３３及び第２円筒部３４は、複数枚のコアシートを軸方向に積層させて形成されるか、若しくは磁性金属粉体を圧縮成形してなる。

ステータコア３１は、ティース部１２の軸方向両側から第１円筒部３３及び第２円筒部３４をティース部１２に対して嵌め合わせることにより形成される。この時、ティース部１２の係合部１２ａは、その軸方向一端（図５及び図６において上側）から軸方向の中央までを第１円筒部３３の第１固定溝４１に挿入されて係合され、軸方向の中央から軸方向他端（図５及び図６において下側）までを第２円筒部３４の第２固定溝４２に挿入されて係合される。そして、係合部１２ａの軸方向一端面が第１固定溝４１から露出した第１延長部３６の端面３６ａに当接すると共に、係合部１２ａの軸方向他端面が第２固定溝４２から露出した第２延長部３８の端面３８ａに当接することにより、ティース部１２は軸方向に位置決めされてティース固定部３９に固定される。

上記のように構成された円筒部３２を備えたモータ３０は、駆動電流が供給されるとコイル１４にて回転磁界が発生される。その回転磁界に基づいてロータ２５が回転される。この時、ティース固定部３９の両端部に第１延長部３６及び第２延長部３８が形成されているため、円筒部３２の軸方向に沿った断面積が、第１延長部３６及び第２延長部３８を備えない従来の円筒部と比べて増大している。従って、円筒部３２を通過する磁束は、ティース固定部３９だけでなく、第１延長部３６及び第２延長部３８も通過することができ、円筒部３２における磁気飽和が生じ難くなる。

上記したように、本実施形態によれば、上記第１実施形態の効果の（１），（２）と同様の効果に加えて以下の効果を有する。
（１）円筒部３２は、ティース固定部３９にて軸方向に２つに分割されている。そのため、ステータコア３１の組立て時に、第１円筒部３３及び第２円筒部３４のそれぞれにおいてティース部１２と第１固定溝４１及び第２固定溝４２との間の摺動抵抗が、ティース部１２と前記第１実施形態の固定溝１８との間の摺動抵抗よりも小さい。従って、ティース部１２を容易にティース固定部３９に固定することができる。

（２）ステータコア３１の組立て時に、ティース部１２の係合部１２ａにおける軸方向の両端面が、第１固定溝４１から露出した第１延長部３６の端面３６ａ及び第２固定溝４２から露出した第２延長部３８の端面３８ａに当接することにより、ティース部１２は軸方向に容易に位置決めされる。また、第１固定溝４１及び第２固定溝４２の端部から露出した端面３６ａ，３８ａによって、ティース部１２が円筒部３２から軸方向に脱落することが防止され、ティース部１２を確実に固定することができる。

（３）第１延長部３６及び第２延長部３８は、ティース固定部３９と等しい内径に形成されており、その内周面には前記第１実施形態の嵌入溝１９のような溝は形成されていない。従って、円筒部３２は、第１延長部３６及び第２延長部３８が形成されている場合よりも軸方向に沿った断面積を大きく確保することができ、その分だけ磁束の増加を許容することができるため、円筒部３２における磁気飽和をより生じ難くすることができる。

（４）第１円筒部３３と第２円筒部３４とは面対称であるため、円筒部３２が軸方向に２分割されていても、ステータコア３１における磁気バランスを良好に維持することができる。従って、ロータ２５の回転を安定させることができる。

（５）ステータコア３１は、円筒状をなす第１ティース固定部３５の内周面３５ａに形成された第１固定溝４１と円筒状をなす第２ティース固定部３７の内周面３７ａに形成された第２固定溝４２とにティース部１２の係合部１２ａを嵌入することにより形成される。従って、ティース部１２における径方向内側の先端面１２ｃにて形成される円（先端面１２ｃを通る円）の真円度を良好に維持してステータコア３１を形成することができる。その結果、ステータコア３１とロータコア２３との間のエアギャップにおける径方向の幅を一定にしやすい。よって、モータ３０におけるトルク変動を少なくすることができる。

尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
○上記第１実施形態では、２つの延長部１６，１７のうち一方の延長部１６にのみ嵌入溝１９が形成されているが、両方の延長部１６，１７に嵌入溝１９が形成されてもよい。このように構成すると、ステータコア１３の磁気バランスが向上して、ロータ２５の回転を安定させることができる。また、上記第２実施形態においては、第１延長部３６及び第２延長部３８の少なくとも一方に嵌入溝を形成してもよい。

○上記第１実施形態では、円筒部１１を構成するティース固定部１５及び延長部１６，１７は一体に形成されている。また、上記第２実施形態では、円筒部３２は第１円筒部３３と第２円筒部３４とに軸方向に２分割されている。しかしながら、例えば、図７に示すように、円筒部５１はティース固定部５２と２つの延長部５３，５４とに軸方向に３分割されていてもよい。尚、ティース固定部５２の内周面５２ａには固定溝５２ｂ（図７では２つのみ図示）が軸方向に沿って形成されており、該固定溝５２ｂにティース部１２が嵌挿されている。このような円筒部５１は、例えば、ティース固定部５２及び延長部５３，５４の外周面に軸方向に沿って延びるように形成された溶接溝５５に溶接を施すことにより一体的に形成されている。また、円筒部５１は、軸方向にかしめることによりティース固定部５２及び延長部５３，５４を一体的に形成してもよい。

○上記第２実施形態では、第１円筒部３３と第２円筒部３４とは面対称に形成されているが、面対称に形成されなくてもよい。例えば、第１円筒部３３と第２円筒部３４とは、ティース固定部３９の軸方向中央から軸方向に変位した位置で２つに分割されていてもよい。

○上記各実施形態では、ステータコア１３，３１は、ケース３の内周面に固定されているが、これに限らない。図８に示すように、ステータコア６１は、ケース３の内周面３ａと円筒部６２の外周面６２ａとの間を軸方向に空気が流通可能な間隙を有してケース３の内側に配置されるものであってもよい。この時、図９に示すように、ティース部１２が固定されたティース固定部６３の外周面６３ａ及び延長部６４，６５の外周面６４ａ，６５ａには、放熱凹部６６と放熱凸部６７とが軸方向に沿って交互に形成された放熱部６８が備えられている。放熱凹部６６と放熱凸部６７とは周方向にも交互に配置されている。このような放熱部６８が備えられることにより、ティース固定部６３及び延長部６４，６５の表面積は、放熱部６８を備えない上記第１及び第２実施形態のティース固定部１５，３９及び延長部１６，１７，第１延長部３６，第２延長部３８の表面積よりも増大される。その結果、このようなモータ６０の駆動時にステータコア６１及びコイル１４にて発生された熱を効率よく放熱することができる。

また、延長部６４，６５の外周面６４ａ，６５ａに形成される放熱部６８は、軸方向のみに交互に配置されるものであってもよい。更に、放熱部６８は、放熱凹部６６と放熱凸部６７とが軸方向に沿って交互に配置されるものだけでなく、軸方向に沿って延びる溝状に形成されてもよいし、周方向に沿って延びる溝状に形成されてもよい。また、放熱部６８は、延長部６４，６５のみに形成されてもよい。尚、図８では、モータ６０は、円筒部６２が軸方向に３分割されたステータコア６１を備えているが、放熱部６８を備えた上記第１実施形態のステータコア１３や、放熱部６８を備えた上記第２実施形態のステータコア３１を備えてもよい。

○上記実施形態では、モータ１，３０，６０は、有底筒状のケース３と、ケース３の開口部を閉塞する蓋部４とから構成されたモータハウジング２を備えているが、図１０に示すようなモータハウジング７１を備えたモータ７０としてもよい。尚、図１０において、上記各実施形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。図１０に示すように、モータ７０のモータハウジング７１は、２枚の固定板７２，７３から構成されている。固定板７２，７３は、ステータコア３１の外径よりも大きい直径を有する略円板状をなしている。そして、固定板７２はステータコア３１の軸方向一端（図１０においてはステータコアの上側）を覆い、固定板７３はステータコア３１の軸方向他端（図１０においてステータコアの下側）を覆うように配置されている。また、固定板７２，７３のステータコア３１側の面にはステータコア３１の外径と等しい内径を有する円環状の固定部７２ａ，７３ａが突設されており、該固定部７２ａ，７３ａにはステータコア３１の軸方向端部がそれぞれ係合されている。この固定部７２ａ，７３ａはステータコア３１の径方向の移動を規制している。このような固定板７２，７３は径方向外側の複数箇所（図１０では２箇所のみ図示）をボルト７４及びナット７５にて軸方向に固定されている。このように構成すると、円筒部３２の外周面３２ａ（ティース固定部３９の外周面３９ｂ、第１延長部３６の外周面３６ｂ、及び第２延長部３８の外周面３８ｂ）がモータハウジング７１から外部に露出するため、ステータコア３１は外気に直接触れることになる。従って、モータ７０の駆動時にステータコア３１及びコイル１４から発生された熱をより効率よく放熱させることができる。尚、図１０においては、モータ７０は上記第２実施形態のステータコア３１を備えているが、上記第１実施形態のステータコア１３を備えても同様の効果を得ることができる。

また、モータ７０において、円筒部３２の外周面３２ａに図９に示すような放熱部６８を備えると、円筒部３２の外周面３２ａの表面積が増大されるため、モータ７０の駆動時にステータコア３１及びコイル１４から発生された熱が更に効率よく放熱される。この時、放熱部６８は、第１延長部３６の外周面３６ｂ及び第２延長部の外周面３８ｂのみに形成してもよい。

更に、モータハウジング７１を備えることにより第１延長部３６の外周面３６ｂ及び第２延長部３８の外周面３８ｂをモータハウジング７１の外部に露出させる以外に、第１延長部３６の外周面３６ｂ及び第２延長部３８の外周面３８ｂの少なくとも一部がモータハウジング２の外部に露出するようにケース３に１つ若しくは複数の窓を設けてもよい。更に、延長部１６，１７の外周面１６ｂ，１７ｂ（図１参照）の少なくとも一部がモータハウジング２の外部に露出するようにケース３に１つ若しくは複数の窓を設けても良い。このように構成しても、モータハウジング７１を備えた場合と同様の効果を得ることができる。

○上記第１実施形態では、延長部１７は、その内径及び外径がティース固定部１５の内径及び外径と等しく形成されているが、これに限らない。延長部１７の内径は、ティース固定部１５の内径と等しく形成されなくてもよい。上記第２実施形態の第１延長部３６及び第２延長部３８も同様に、第１円筒部３３及び第２円筒部３４の内径と等しく形成されなくてもよい。

○上記各実施形態では、延長部１６，１７，５３，５４，６４，６５、及び第１延長部３６，第２延長部３８は、その軸方向の長さがコイルエンド部１４ａの軸方向の長さＬ２と等しく形成されている。しかしながら、各延長部１６，１７，１６，１７，５３，５４，６４，６５、及び第１延長部３６，第２延長部３８の軸方向の長さは、コイルエンド部１４ａの軸方向の長さＬ２と同等の長さであればよい。ここで、同等の長さとは、延長部１６，１７，５３，５４，６４，６５、若しくは第１延長部３６，第２延長部３８を形成したことにより、円筒部１１，３２，５１，６２を通過する磁束量を多くすることができると共に、モータハウジング２の体格を大きくする必要がない範囲内の長さを意味する。従って、延長部１６，１７，５３，５４，６４，６５及び第１延長部３６，第２延長部３８の軸方向の長さＬ１は、円筒部１１，３２，５１，６２を通過する磁束量を多くすることができると共に、モータハウジング２の体格を大きくする必要がない範囲内において、コイルエンド部１４ａの軸方向の長さＬ２より長くてもよいし、短くてもよい。

○上記各実施形態では、ティース固定部１５，３９，５２，６３の両端部に延長部１６，１７，５３，５４，６４，６５、若しくは第１延長部３６，第２延長部３８が形成されているが、延長部は、ティース固定部１５，３９，５２，６３の軸方向端部の少なくとも一方から延設されるものであってもよい。

○上記各実施形態では、ティース部１２は１２個備えられているが、１２個より多くてもよいし、１２個より少なくてもよい。また、ロータ２５には、８対の永久磁石２４が備えられているが、永久磁石２４は８対より多くてもよいし、８対より少なくてもよい。更に、永久磁石２４は、対で１つの界磁極を構成するもの以外に、１つで１つの界磁極を構成するようにしてもよい。

○上記各実施形態では、延長部１６，１７，５３，５４，６４，６５、及び第１延長部３６，第２延長部３８は円筒状に形成されているが、これに限らない。例えば、延長部は、従来の回転電機のケースの内周面とコイルエンド部との間のスペースを埋めるように、内周面がコイルエンド部側に向かって径方向内側に迫り出した形状としてもよい。このように構成しても、円筒部における磁気飽和を生じ難くすることができる。

○上記各実施形態では、モータ１，３０，６０，７０は、埋込磁石型モータ（ＩＰＭモータ）であるが、埋込磁石型モータ以外のモータ、及び回転電機であってもよい。
上記各実施形態から把握できる技術的思想を以下に記載する。

（イ）請求項７に記載の回転電機において、前記放熱部は、前記放熱凹部と前記放熱凸部とが周方向に沿って交互に配置されていることを特徴とする回転電機。このように構成すると、延長部の表面積がより増大されるため、回転電機の駆動時に、ステータコア及びコイルにて発生された熱が更に効果的に放熱される。

第１実施形態におけるモータの断面図。 第１実施形態におけるステータコア及びロータの平面図。 第１実施形態におけるステータコアの分解斜視図。 ステータコアにおける磁束の通り道を示すためのステータコアの部分拡大斜視図。 第２実施形態におけるモータの断面図。 第２実施形態におけるステータコアの分解斜視図。 別例におけるステータコアの斜視図。 別例におけるモータの断面図。 （ａ）は別例におけるステータコアの斜視図、（ｂ）は別例におけるステータコア部分拡大斜視図。 別例におけるモータの断面図。

符号の説明

２，７１…モータハウジング、３ａ…モータハウジングの内周面としてのケースの内周面、１１，３２，５１，６２…円筒部、１２…ティース部、１３，３１，６１…ステータコア、１４…コイル、１４ａ…コイルエンド部、１５，３９，５２，６３…ティース固定部、１６，１７，５３，５４，６４，６５…延長部、１５ａ…円筒部の内周面を構成するティース固定部の内周面、１６ａ…円筒部の内周面を構成する延長部の内周面、１６ｂ，１７ｂ，６４ａ，６５ａ…延長部の外周面、１７ａ，３６ａ，３８ａ…端面、１８…溝を構成する固定溝、１９…溝を構成する嵌入溝、２５…ロータ、３６…延長部としての第１延長部、３６ｂ…延長部の外周面としての第１延長部の外周面、３８…延長部としての第２延長部、３８ｂ…延長部の外周面としての第２延長部の外周面、４１…溝及び固定溝を構成する第１固定溝、４２…溝及び固定溝を構成する第２固定溝、６２ａ，３２ａ…円筒部の外周面、６６…放熱凹部、６７…放熱凸部、６８…放熱部、Ｌ１…延長部の軸方向の長さ、Ｌ２…コイルエンド部の軸方向の長さ。

Claims (8)

1. 円筒部、及び該円筒部の内側に周方向に沿って配置された複数のティース部を有するステータコアと、
   前記ティース部に巻線が巻回されてなり前記ティース部の軸方向両端部に位置するコイルエンド部を有する複数のコイルと、
   前記ステータコアの内側に回転可能に配設され、前記コイルに駆動電流が供給されることにより発生される回転磁界に応じて回転するロータと
   を備えた回転電機であって、
   前記円筒部は、前記ティース部が固定され軸方向の長さが前記ティース部の軸方向の長さと等しく形成されたティース固定部と、前記ティース固定部の軸方向端部の少なくとも一方から軸方向に沿って延設されると共に前記コイルエンド部の軸方向の長さと同等の長さに形成された延長部とから構成され、
   前記円筒部の内周面には前記ティース部を固定するための溝が形成されていることを特徴とする回転電機。
2. 請求項１に記載の回転電機において、
   前記延長部は前記ティース固定部の軸方向両端部に設けられ、
   前記溝は、前記ティース固定部の内周面に前記ティース固定部の軸方向一端から軸方向他端まで軸方向に沿って形成された固定溝と、２つの前記延長部のうち少なくとも一方の延長部の内周面に該一方の延長部の軸方向一端から軸方向他端まで軸方向に沿って形成され前記固定溝と連通する嵌入溝とから構成されていることを特徴とする回転電機。
3. 請求項２に記載の回転電機において、
   ２つの前記延長部のいずれか一方の延長部における前記ティース固定部側の端面が前記固定溝の一端部から露出していることを特徴とする回転電機。
4. 請求項１に記載の回転電機において、
   前記延長部はティース固定部の軸方向両端部に設けられ、
   前記溝は、前記ティース固定部の内周面に前記ティース固定部の軸方向一端から軸方向他端まで軸方向に沿って形成された固定溝であり、
   前記円筒部は前記ティース固定部で軸方向に２つに分割されていることを特徴とする回転電機。
5. 請求項４に記載の回転電機において、
   ２つの前記延長部の少なくとも一方の延長部における前記ティース固定部側の端面が前記固定溝の端部から露出していることを特徴とする回転電機。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の回転電機において、
   前記ステータコアは、モータハウジングの内周面と前記円筒部の外周面との間を軸方向に空気が流通可能な間隙を有して前記モータハウジング内に配置され、
   前記延長部の外周面には、該延長部の表面積を大きくする放熱部が備えられていることを特徴とする回転電機。
7. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の回転電機において、
   前記ステータコアは、前記延長部における外周面の少なくとも一部がモータハウジングの外部に露出するように前記モータハウジングに固定され、
   前記モータハウジングの外部に露出した前記延長部の外周面の少なくとも一部には、該延長部の表面積を大きくする放熱部が備えられていることを特徴とする回転電機。
8. 請求項６又は請求項７に記載の回転電機において、
   前記放熱部は、放熱凹部と放熱凸部とが軸方向に沿って交互に形成されてなることを特徴とする回転電機。

Images