JP2007116778A - アウターロータ用固定子 - Google Patents

Abstract

【課題】高トルク化と高強度化との好適な両立を図ることのできるアウターロータ用固定子を提供する。
【解決手段】アウターロータ用の固定子１は、センターコア１０、リングティース２０、コイル３０よりなる。リングティース２０は、センターコア１０の径方向に突出させたティース主部１２の先端部に結合されるティース副部２１によって構成されている。ティース副部２１は、金属製薄板であるティース副部片２１ａの積層体として構成されており、且つリングティース２０の軸線方向両端部において、隣接するティース副部片２１ａ同士が連結部２２により連結されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、円筒状のヨーク及び該ヨークの外周面から径方向に突出させた複数のティース主部が一体的に形成されたセンターコアと、前記各ティース主部に巻かれたコイルと、前記ティース主部の前記径方向先端部に結合されるティース副部とを備えるアウターロータ用固定子に関する。

アウターロータ型モータには、例えば図１０に示すような固定子が用いられている。この固定子では、ヨーク１２１と一体形成された複数のティース１２２のそれぞれに、周知の巻線機１５０を用いてコイル１３０が巻かれている。ただし、こうした構成の固定子の場合、各ティース１２２の間に巻線機１５０のノズルが挿入されるため、隣接するティース１２２の間隔が巻線機１５０のノズル径により制約を受けることとなる。更に、各ティース１２２に巻かれたコイル１３０の間には少なくとも巻線機１５０のノズル径分の隙間が生じることとなり、コイル１３０の占積率も巻線機１５０のノズル径により制約を受けることとなる。このため、固定子として許容される寸法内で高トルクを得ることに困難が生じることがあった。

そこで従来は、図１１に示されるように、ティース１２２をティース主部１２２ａとティース副部１２２ｂとよりなる別体構造とし、コイル１３０をティース主部１２２ａに巻いた後にティース副部１２２ｂを各ティース主部１２２ａに取り付ける固定子も提案されている（特許文献１）。

しかしながら、ティース副部１２２ｂをティース主部１２２ａと別体構造とした場合、ティース副部１２２ｂの強度が低下し、アウターロータ用固定子の強度の低下を招くおそれがある。このように、アウターロータ用固定子にあっては、その高トルク化と高強度化とが互いに相反する関係となっており、高トルク化を実現することと高強度を確保することとの両立が困難となっていた。
特開平１０−１４５９９０号公報

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、その目的は、高トルク化と高強度化との好適な両立を図ることのできるアウターロータ用固定子を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。

手段１は、円筒状のヨーク及び該ヨークの外周面から径方向に突出させた複数のティース主部が一体的に形成されたセンターコアと、前記各ティース主部に巻かれたコイルと、前記ティース主部の前記径方向先端部に結合されるティース副部とを備えるアウターロータ用固定子において、前記ティース副部は、金属製薄板であるティース副部片の積層体として構成されるとともに、前記ヨークの軸線方向の一部に、隣接する前記ティース副部片同士を連結する連結部が設けられて且つ、前記軸線方向の一部には、該軸線方向の両端が含まれてなることを特徴とする。

上記構成では、ティース主部とティース副部とが別体構造とされるために、ティース主部にコイルを巻く際に隣接するティース主部に巻かれるコイル間に巻線機のノズル径による制約を受けることを回避することができ、ひいては、ティース主部に巻かれるコイルの占積率を高めることができる。しかも、隣接するティース副部片同士を連結する連結部が設けられるために、当該アウターロータ用固定子の強度を増大させることができる。

ところで、隣接するティース副部片同士を連結部にて連結する場合、当該固定子外部のアウターロータと固定子との間に生じる磁界が連結部によって妨げられるために、アウターロータに生じるトルクが低下する。このため、アウターロータの高トルク化の観点からは、連結部は設けない方が好ましい。

この点、上記構成では、ヨークの軸線方向の両端以外は、連結部を設けない部分を有するために、連結部による磁界の妨げを抑制することができ、ひいては、トルクの低下を抑制することができる。更に、連結部を軸線方向の両端部に設けることで、これを両端部以外に設ける場合よりもトルクの低下を抑制することもできる。

更に、上記構成では、金属製薄板であるティース副部片の積層体としてティース副部を構成した。これにより、上記軸線方向の長さを長くしても、ティース副部を簡易に形成することができる。ただし、この場合、ティース副部片を積層するに際して、複数のティース副部によって形成される円柱状のリングティースの外周を円とすることが困難なものとなる。この点、上記構成では、各ティース副部を構成する１枚目のティース副部片を連結部によって連結することで、一枚目のティース副部片の外周を簡易に円とすることが可能となる。そして、この上に隣接するティース副部片同士が連結部によって連結されないものを積層することで、ティース副部の外周を簡易に円とすることができる。

手段２は、手段１において、前記連結部は、前記ティース副部片と一体形成されてなることを特徴とする。

上記構成では、連結部がティース副部片と一体形成されてなるために、これらを円板から打ち抜くことで形成することができる。

手段３は、手段１又は２において、前記軸線方向の前記両端によって挟まれる領域において、前記連結部が、前記軸線方向の中央に、前記連結部が更に設けられてなることを特徴とする。

上記構成では、軸線方向の中央に連結部が更に設けられる。このため、アウターロータ用固定子の強度を更に高めることができる。また、軸線方向の中央に連結部を設ける構成により、アウターロータに生じるトルクの低減率を小さくすることができる。更に、両端にのみ連結部を設ける場合より、中央に連結部を更に設けた場合の方がアウターロータに生じるトルクを増大することができる。このため、上記構成によれば、アウターロータ用固定子の高強度化と高トルク化との好適な両立を図ることができる。

手段４は、手段１〜３のいずれかにおいて、前記軸線方向の両端によって挟まれる領域において、該軸線方向の中央に対して対称な位置に前記連結部が更に設けられてなることを特徴とする。

上記構成では、軸線方向の両端に挟まれる領域において、軸線方向の中央に対して対称な位置に連結部を更に設けた。このため、アウターロータ用固定子の強度を更に高めることができる。また、軸線方向の中央に対して対称な位置に連結部を更に設けるために、これら連結部を軸線方向の中央に対する対称性を著しく崩して設けた場合と比較して、アウターロータに生じるトルクの低下を抑制することができる。

手段５は、手段１〜４のいずれかにおいて、前記センターコアは、金属製薄板である主シートの積層体として構成されて且つ該主シートの厚さ及び枚数が前記ティース副部片の厚さ及び枚数と等しく設定されてなることを特徴とする。

上記構成では、センターコアがティース副部の金属製薄板（ティース副部片）と同一の厚さを有する金属製薄板である主シートの積層体として構成されてなるために、主シートとティース副部片とを同一の円板から形成することができる。このため、当該アウターロータ用固定子を簡易に形成することができる。

手段６は、手段１〜５のいずれかにおいて、前記ティース副部を構成するティース副部片のうち前記連結部を有する層の枚数よりも前記連結部を有しない層の枚数の方が多いことを特徴とする。

上記構成では、ティース副部のうち、連結部を有しない枚数の方が多いために、固定子とアウターロータとの間の磁界が連結部によって妨げられることを極力回避することができる。このため、上記構成によれば、当該アウターロータ用固定子のトルクを高く維持することができる。

手段７は、手段１〜６のいずれかにおいて、前記複数のティース副部は、前記連結部により、前記センターコアの中心軸線を中心とする円環状に連結されてなることを特徴とする。

上記構成では、各ティース副部を一度に各ティース主部に組み付けることが可能となり、アウターロータ用固定子の製造工程を簡素化することができる。

手段８は、手段７において、前記ティース主部及び前記ティース副部のうちの一方に突出部が設けられるとともに他方に溝部が設けられて且つ、前記突出部が前記溝部と係合するように、前記円環状に連結されたティース副部が前記センターコアの軸線方向から組みつけられてなることを特徴とする。

上記構成では、円環状に連結されたティース副部をセンターコアの軸線方向から組み付けるために、当該アウターロータ用固定子の径方向にティース副部の組み付け誤差が生じ難くなり、ひいては、円環状に連結されたティース副部とセンターコアとを好適に同心とすることができる。

手段９は、手段８において、前記ティース主部に前記突出部が設けられるとともに前記ティース副部に前記溝部が設けられ、前記突出部が前記溝部に係合させることで前記ティース副部が前記ティース主部に取り付けられてなることを特徴とする。

上記構成は、アウターロータ用固定子の高トルク化と小型化との両立を図ることのできる構成となっている。すなわち、仮にティース主部に溝部を設けるとともにティース副部に突出部を設ける構成とする場合には、軸線方向からティース副部をティース主部に組み付ける際のコイルと突出部との干渉を回避すべく、ティース主部のうちの溝部が形成されている部分にコイルを巻くことができない。このため、ティース主部に突出部を設けティース副部に溝部を設ける上記構成の方が、同一寸法の固定子であっても、コイルの占積率を高めることができる。

手段１０は、手段９（手段５の構成を有する場合）において、前記ティース副部の幅（前記センターコアの径方向の長さ）は、前記溝部が形成される部分が、該溝部が形成されない部分よりも、短く形成されてなることを特徴とする。

上記構成では、ティース副部とティース主部とを構成する部分を所定角度だけずらすことで、１枚の円板状の金属製薄板から主シート及び副シートを打ち抜くことができる。

手段１１は、手段７〜１０のいずれかにおいて、前記突出部を前記軸線方向に延びる形状とし、前記溝部を前記軸線方向に貫通させたことを特徴とする。

上記構成では、突出部を溝部に係合させつつ、センターコアと円環状に連結されたティース副部とを軸線方向に相対的に移動させることで、ティース副部をティース主部に組み付けることができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、固定子１の主要な構成を分解して示す斜視図である。図示されるように、本実施形態の固定子１は、センターコア１０と、リングティース２０と、コイル３０とを備えて構成されている。

センターコア１０は、円筒状に形成されたヨーク１１と、ヨーク１１の外周面から径方向外側に向かって延びる複数（本実施形態では１８本）のティース主部１２とより構成されている。ティース主部１２は、ヨーク１１と同一高さに形成されると共に、ヨーク１１の周方向に等間隔（本実施形態では２０度間隔）で配置されている。また、各ティース主部１２の先端には、センターコア１０の軸線方向に延びる一対の突出部１３がセンターコア１０の周方向両端部に形成されている。

リングティース２０は、センターコア１０と同一高さを有して且つ、その外周面がヨーク１１と同心円となる円筒形状に形成されている。詳しくは、リングティース２０は、上記複数のティース主部１２と対応する複数のティース副部２１が円環状に連結されて構成されている。これら各ティース副部２１は、ティース主部１２と同数のティース副部２１が等間隔（本実施形態では２０度間隔）に配置されると共に、各ティース副部２１の所定部分（ここでは、上端部及び下端部を例示）が連結部２２にて連結されて構成されている。また、各ティース副部２１は、リングティース２０の径方向の長さ（幅）が、周方向中央部が最も長く、周方向両端へ向かうにつれて徐々に短くなっている。そして、各ティース副部２１の内周側には、その周方向中央両側に、リングティース２０の軸線方向に沿った一対の溝部２３が、ティース副部２１を軸線方向に貫通するようにしてそれぞれ形成されている。

上記センターコア１０は薄板状の主シート１０ａの積層体として、また、リングティース２０は薄板状の副シート２０ａの積層体として、それぞれ構成されている。これらの主シート１０ａ及び副シート２０ａの厚さは、共に「０．５ｍｍ」であり、材質は、「５００Ａ４００」の珪素鋼板である。そして、センターコア１０は、複数の主シート１０ａがかしめ部１４によって結合されて構成されている。また、リングティース２０は、複数の副シート２０ａがかしめ部２４によって結合されて構成されている。

一方、コイル３０は、複数のティース主部１２のそれぞれの外周に沿って巻かれる複数の空芯コイルとして構成されている（図中、便宜上、１つのティース主部１２に巻かれるコイル３０のみを示した）。

図２（ａ）に、センターコア１０の上記ティース主部１２にコイル３０が巻かれて且つ、ティース主部１２にティース副部２１が組みつけられた固定子１の平面図を示す。図示されるように、各コイル３０が巻かれた上記各ティース主部１２の先端には、各ティース副部２１が組みつけられている。詳しくは、図２（ｂ）に図２（ａ）の一部拡大図として示されるように、上記各ティース主部１２の一対の突出部１３が各ティース副部２１の一対の溝部２３と係合されている。

上記各主シート１０ａ及び各副シート２０ａは、図３（ａ）に示されるように、１枚の金属製円板４０から打ち抜かれて形成されている。詳しくは、主シート１０ａは、金属製円板４０の中心と主シート１０ａの中心が一致するようにして打ち抜かれる。また、副シート２０ａは、図３（ｂ）に示すように、上記主シート１０ａのうち上記各ティース主部１２を構成するティース主部片１２ａと、上記副シート２０ａのうち上記各ティース副部２１を構成するティース副部片２１ａとが１０度ずれるようにして打ち抜かれる。このとき、下端部及び上端部に積層される各２枚の副シート２０ａは、図３（ｂ）に示すように、各ティース副部片２１ａが連結部２２により連結されてリング状に打ち抜かれる。そして、中央部に積層される副シート２０ａは、図３（ｃ）に示すように、各ティース副部片２１ａが連結部２２から切り離されて打ち抜かれる。

ちなみに、上記主シート１０ａのティース主部片１２ａと副シート２０ａのティース副部片２１ａとが１０度ずれるようにして打ち抜かれるようにするのは、１枚の金属製円板４０から主シート１０ａと副シート２０ａとの双方を１枚ずつ打ち抜くためである。すなわち、ティース副部片２１ａの内周と外周との間の長さ（幅）が周方向両端ほど短く形成されるため、１０度ずれるようにして打ち抜くことで、ティース副部片２１ａとティース主部片１２ａとの干渉を回避して、１枚の金属製円板４０から主シート１０ａと副シート２０ａとを１枚ずつ打ち抜くことが可能となる。

上記態様にて、センターコア１０を主シート１０ａの積層体として、また、リングティース２０を副シート２０ａの積層体として適切に構成することができる。ちなみに、主シート１０ａを積層した後には、先の図１及び図２（ａ）に示したように、ヨーク１１の所定箇所を積層方向からかしめてかしめ部１４を形成する。これにより、各主シート１０ａが互いに結合される。また、副シート２０ａを積層した後には、先の図１及び図２（ａ）に示したように、各ティース副部２１の中央部をかしめてかしめ部２４を形成する。これにより、各副シート２０ａが互いに結合される。

こうしてセンターコア１０及びリングティース２０を形成する一方、各ティース主部１２の形状と対応する部材を用いて、巻線機等によりコイル３０を製造する。こうしてコイル３０が製造されると、先の図１に示したように、センターコア１０の径方向から各ティース主部１２にコイル３０を挿入する。続いて、上記溝部２３と上記突出部１３とが係合するように、センターコア１０の軸線方向からリングティース２０を組み付ける。これにより、先の図２に示した固定子が製造される。

ところで、固定子１の外部に設けられる図示しないアウターロータと固定子１との間に生じる磁界により、固定子１の径方向及び周方向に吸引力が働くため、固定子１には、これら吸引力に耐え得るだけの強度が要求される。そして、この強度を保つ上では、連結部２２の数を増大させた方が望ましい。以下、要求される連結部２２の数について、固定子１の強度解析の結果を示す。

図４（ａ）及び図４（ｂ）に、上記強度解析の対象とした固定子１を示す。図４（ａ）は、小型タイプとして、リングティース２０の外径Ｌ１が「９５ｍｍ」であるものを示す。一方、図４（ｂ）は、中型タイプとして、リングティース２０の外径Ｌ２が「１４５ｍｍ」であるものを示す。なお、これら小型タイプ、中型タイプとも、主シート１０ａとティース副部片２１ａとの厚さは共通である。

図５（ａ）に、固定子１の径方向にかかる力の強度解析結果を示し、また図５（ｂ）に、固定子１の外周方向にかかる力の強度解析結果を示す。図５（ａ）及び図５（ｂ）ともに、小型タイプにおいては、金属薄板の枚数（鋼板枚数）を３６枚、７６枚、１１６枚としたときにアウターロータに生じるトルクと、固定子１に必要な連結部２２の枚数との関係を示す。一方、図５（ａ）及び図５（ｂ）ともに、中型タイプにおいては、金属薄板の枚数（鋼板枚数）を１４枚、３６枚、７２枚、１４４枚、２１６枚としたときにアウターロータに生じるトルクと、固定子１に要求される連結部２２の枚数との関係を示す。

一方、図５（ｃ）は、小型タイプと中型タイプとについて、必要な連結部２２の枚数を示す。この必要枚数は、図５（ａ）及び図５（ｂ）によって定まる枚数のうちの大きい方となっている。

このように、固定子１に加わる力に対する耐性を備えるためには、固定子１に、積層数に見合った数の連結部２２を設ける必要がある。ただし、連結部２２を設けると、固定子１とアウターロータとの間に生じる磁界が妨げられることから、アウターロータに生じるトルクが低下する。図６に、中型タイプについて、連結部２２を設けることによるトルクの低下を示す。

図６（ａ）〜図６（ｅ）は、リングティース２０の一部側面図である。図６（ａ）は、金属薄板の積層枚数を１４枚として且つ、リングティース２０の軸線方向の両端においてそれぞれ２枚ずつ連結部２２を設けた場合を示している。図６（ｂ）は金属薄膜の積層枚数を３６枚として且つ、軸線方向の両端においてそれぞれ２枚ずつ連結部２２を設けた場合を示している。図６（ｃ）は、金属薄板の積層枚数を７２枚として且つ、軸線方向の両端及び中央にそれぞれ２枚ずつ連結部２２を設けた場合を示している。図６（ｄ）は、金属薄板の積層枚数を１４４枚として且つ、軸線方向の両端、中央、及び両端と中央との間に、それぞれ２枚ずつ連結部２２を設けた場合を示している。図６（ｅ）は、金属薄板の積層枚数を２１６枚として且つ、軸線方向の両端及び両端に挟まれた領域に等間隔にそれぞれ２枚ずつ合計５箇所に連結部２２を設けた場合を示している。

また、図６（ａ）〜図６（ｅ）において、解析値は、アウターロータに生じるトルクのシミュレーションによる解析値であり、トルクダウンは、連結部を全く設けなかった場合のトルクに対する低下率（百分率）である。これら図６（ａ）〜図６（ｅ）のいずれにおいても、連結部２２を設けることで、アウターロータに生じるトルクが低下している。

このため、トルクの低下を極力抑制する態様にて連結部２２を設けることが望ましい。以下、これについて考察する。

図７に、先の図４（ａ）に示した小型タイプについて、積層枚数を７６枚として、連結部２２を様々な位置に設けた場合のリングティース２０の一部側面図を示す。図７（ａ）は、連結部２２を一つも設けない場合を示す。図７（ｂ）は、リングティース２０の軸線方向の両端及び中央にそれぞれ２枚ずつ合計３箇所に連結部２２を設けた場合を示す。図７（ｃ）は、軸線方向の両端及び中央からややずらした位置にそれぞれ２枚ずつ合計３箇所に連結部２２を設けた場合を示す。また、図７（ｄ）は、軸線方向の両端のみにそれぞれ２枚ずつ連結部２２を設けた場合を示す。図７（ｅ）は、両端及び中央よりも上端寄りにそれぞれ２枚ずつ合計３箇所に連結部２２を設けた場合を示す。図７（ｆ）は、中央のみに２枚の連結部２２を設けた場合を示す。

また、図７（ａ）〜図７（ｆ）において、解析値は、アウターロータに生じるトルクのシミュレーションによる解析値である。また、図７（ｂ）〜図７（ｆ）において、トルクダウンは、図７（ａ）のものに対するトルクの低下率である。

図示されるように、連結部２２は、中央のみに設けるよりも（図７（ｆ））、両端部に設けた方がトルクの低下率が小さい（図７（ｄ））。また、連結部２２を両端部のみに設けるよりも中央にもう一つ設ける方がトルクの低下率が小さい（図７（ｂ））。ここで、両端部以外に連結部２２を設ける位置を、軸線方向の中央とすることでトルクの低下率を好適に抑制することができるが（図７（ｂ））、中央からわずかにずらしても低下率は目立って変化しない（図７（ｃ））。これに対し、両端部以外に連結部２２を設ける位置を、軸線方向の中央から大きくずらすと、トルクの低下率が大きくなる（図７（ｅ））。

図８に、先の図４（ａ）に示した小型タイプについて、積層枚数を１１６枚として、連結部２２を様々な位置に設けた場合のリングティース２０の一部側面図を示す。図８（ａ）は、リングティース２０の軸線方向の両端部及び両端によって挟まれる領域に均等にそれぞれ２枚ずつ合計５箇所に連結部２２を設けた場合を示している。図８（ｂ）は、軸線方向の両端部及び中央にそれぞれ２枚ずつ合計３箇所に連結部２２を設けた場合を示している。図８（ｃ）は、軸線方向の両端部のみにそれぞれ２枚ずつ連結部２２を設けた場合を示している。図８（ｄ）は、軸線方向の両端部及び両端によって挟まれる領域において両端部寄りにそれぞれ２枚ずつ合計４箇所に連結部２２を設けた場合を示している。図８（ｅ）は、軸線方向の両端部及び軸線方向の中央に対して対称とならない位置にそれぞれ２枚ずつ合計４箇所に連結部２２を設けた場合を示している。図８（ｆ）は、軸線方向の略中央及び略中央から対称な位置にそれぞれ２枚ずつ合計３箇所設けた場合を示している。

また、図８（ａ）〜図８（ｆ）において、解析値は、アウターロータに生じるトルクのシミュレーションによる解析値であり、トルクダウンは、連結部２２を設けないものに対するトルクの低下率である。

図示されるように、軸線方向の両端部及び軸線方向の中央に連結部２２を設けることでトルクの低下率を好適に抑制することができる（図８（ｂ））。また、軸線方向の両端部のみに連結部２２を設ける場合よりも、軸線方向の両端部に加えて両端によって挟まれる領域内に更にいくつか連結部２２を設ける方がトルクの低下率が若干小さい（図８（ａ）、図８（ｄ）、図８（ｅ））。これに対し、軸線方向の両端を避けて連結部２２を設ける場合にはトルクの低下率が大きい（図８（ｆ））。

以上から、連結部２２は、軸線方向の両端部に設けることが望ましいことがわかる。更に、両端によって挟まれる領域に設ける場合には、軸線方向の中央に設けることが望ましい。なお、先の図７（ｂ）及び図７（ｃ）に示した例と比較して図７（ｅ）に示した場合において、トルクの低下率が大きくなっていることに鑑みれば、軸線方向の中央に対する対称性を極端に崩すかたちでの連結部２２の配置は、トルクの低下率を増大させると考えられる。このため、両端によって挟まれる領域に連結部２２を複数設ける場合にも、軸線方向の中央に対する対称性を極端に崩すことのないような位置に配置することが望ましいと考えられる。

図９に、先の図４（ｂ）に示した中型タイプについて、積層枚数を７２枚として、連結部２２を様々な位置に設けた場合のリングティース２０の一部側面図を示す。図９（ａ）は、連結部２２を設けない場合を示す。図９（ｂ）は、連結部２２を、リングティース２０の軸線方向の両端及び中央にそれぞれ２枚ずつ合計３箇所に設けた場合を示す。図９（ｃ）は、連結部２２を、軸線方向の中央に２枚設けた場合を示す。図９（ｄ）に、軸線方向の中央と両端との間に均等にそれぞれ２枚ずつ合計２箇所に連結部２２を設けた場合を示す。

また、図９（ａ）〜図９（ｄ）において、解析値は、アウターロータに生じるトルクのシミュレーションによる解析値である。また、図９（ｂ）〜図９（ｄ）に示すトルクダウンは、図９（ａ）に示すものに対するトルクの低下率である。

図示されるように、この場合であっても、軸線方向の両端及び中央に連結部２２を設ける場合の方が、両端部を避けて連結部２２を設ける場合よりもトルクの低下率を抑制することができる。

以上より、リングティース２０に要求される強度を確保すべく連結部２２を適宜設ける場合、トルクの低下を極力抑制する観点から以下の態様にて連結部２２を設けることが望ましいと考えられる。まず、連結部２２を２箇所に設ける場合、軸線方向の両端に設けることが望ましい。また、連結部２２を３箇所に設ける場合、軸線方向の両端及び軸線方向の中央に設けることが望ましい。更に、連結部２２を４箇所以上に設ける場合、軸線方向の両端及び軸線方向の中央に対する対称性を極端に崩さないようにして設けることが望ましい。特に、連結部２２を５箇所以上の奇数箇所に設ける場合、その配置箇所に、軸線方向の両端部及び軸線方向の中央を含めることが望ましい。

このため、先の図５に示した必要枚数を考慮すると、例えば小型タイプで積層枚数が７６枚であるときには、リングティース２０の軸線方向の両端及び中央に１枚ずつ連結部２２を設けることが望ましい。ちなみに、積層枚数が７２枚である場合、軸線方向の中央は、３６枚目と３７枚目との間となる。しかし、ここでは、３６枚目又は３７枚目に連結部２２を設けることを、連結部２２を軸線方向の中央に設けることと定義する。

なお、軸線方向の両端部に連結部２２を設けることで、リングティース２０の製造工程を簡易化することもできる。すなわち、リングティース２０を製造するに際しては、先の図３（ａ）に示した主シート１０ａと副シート２０ａとを１枚の金属薄板から打ち抜く。そして、副シート２０ａから連結部２２が切り離されることで、ティース副部片２１ａが形成される。ただし、一旦分離したティース副部片２１ａを用いてリングティース２０をその外周が精度の良い円となるように形成することは困難である。

これに対し、本実施形態では、リングティース２０を形成するに際しての一枚目の副シート２０ａに連結部２２が切り離されず残っているため、これを基準として順次ティース副部片２１ａを積層することでリングティース２０の外周を精度の良い円とすることができる。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）ヨーク１１（リングティース２０）の軸線方向両端に、隣接するティース副部片２１ａ同士を連結する連結部２２を設けて且つ、軸線方向の両端以外に、隣接するティース副部２１同士が連結部２２によって連結されない部分を有して固定子１を構成した。これにより、連結部２２によるトルクの低下を極力抑制しつつも、固定子１の強度を高めることができる。

（２）リングティース２０の軸線方向の両端によって挟まれる領域に更に連結部２２を設ける場合、軸線方向の中央に優先して連結部２２を設けた。これにより、アウターロータに生じるトルクの低下率を好適に抑制することができる。

（３）リングティース２０の軸線方向の両端によって挟まれる領域に更に連結部２２を設ける場合、軸線方向の中央に対して対称な位置に優先して連結部２２を設けた。これにより、軸線方向の中央に対する対称性を著しく崩して連結部２２を設けた場合と比較して、アウターロータに生じるトルクの低下を抑制することができる。

（４）ティース副部２１を、金属製薄板であるティース副部片２１ａの積層体として且つ連結部２２をティース副部片２１ａと一体形成した。そしてリングティース２０の軸線方向の端部に連結部２２を設けることで、リングティース２０の形成に際しての一枚目のティース副部片２１ａの外周を簡易に円とすることが可能となる。そして、この上にティース副部片２１ａを積層することで、ティース副部２１の外周を簡易に円とすることができる。

（５）センターコア１０を、ティース副部片２１ａと同一の厚さを有して且つ同数の金属製薄板である主シート１０ａの積層体とした。これにより、主シート１０ａと、ティース副部片２１ａとを同一の円板から形成することができる。

（６）副シート２０ａのうち連結部２２を有する積層数よりも連結部２２を有しない積層数の方が多くなるようにした。これにより、固定子１とアウターロータとの間の磁界が連結部によって妨げられることを極力回避することができる。

（７）複数のティース副部２１は、連結部２２により、センターコア１０の中心軸線を中心とする円環状に連結してリングティース２０を構成した。これにより、各ティース副部２１を一度に各ティース主部１２に組み付けることが可能となり、アウターロータ用固定子の製造工程を簡素化することができる。

（８）突出部１３が溝部２３と係合するようにして、リングティース２０をセンターコア１０に、その軸線方向から組みつけた。これにより、固定子１の径方向にティース副部２１の組み付け誤差が生じ難くなり、ひいては、円環状に連結されたティース副部２１とセンターコア１０とを好適に同心とすることができる。

（９）ティース主部１２に突出部１３を設けるとともに、ティース副部２１に溝部２３を設けた。これにより、固定子１の高トルク化と小型化との両立を図ることができる。すなわち、仮にティース主部１２に溝部を設けるとともにティース副部２１に突出部を設ける構成とする場合には、軸線方向からティース副部２１をティース主部１２に組み付ける際のコイルと突出部との干渉を回避すべく、ティース主部１２のうちの溝部が形成されている部分にコイル３０を巻くことができない。このため、本実施形態にかかる構成の方が、同一寸法の固定子であっても、コイル３０の占積率を高めることができる。

（１０）ティース副部２１の径方向の長さを、溝部２３が形成される部分が溝部２３が形成されない部分よりも短く形成した。これにより、ティース副部２１とティース主部１２とを構成する部分を所定角度だけずらすことで、１枚の円板状の金属製薄板から主シート１０ａ及び副シート２０ａを打ち抜くことができる。

（１１）突出部１３を軸線方向に延びる形状とし、溝部２３を軸線方向に貫通させた。これにより、センターコア１０とリングティース２０とを軸線方向に相対的に移動させることで、ティース副部２１をティース主部１２に組み付けることができる。

（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・上記実施形態では、複数のティース副部２１を構成する金属薄板である副シート２０ａのうち連結部２２を有するものについては、隣接する全てのティース副部片２１ａ同士が連結部２２によって連結される構成としたが、これに限らない。例えばリングティース２０の軸線方向の両端以外の領域に連結部２２が設けられる副シート２０ａについては、隣接するティース副部片２１ａの組のうちの１つおきの組のティース副部片２１ａ同士を連結部２２によって連結するようにしてもよい。

・ティース主部１２の数は任意でよい。

・連結部２２をティース副部片２１ａと一体形成しなくても、先の実施形態の上記（１）の効果等を得ることはできる。

・リングティース２０の寸法としては、図４に例示した小型タイプ及び中型タイプに限らない。また、主シート１０ａ及び副シート２０ａの厚さ及び材料についても適宜変更してよい。

・その他、ティース主部１２やティース副部２１の形状等は適宜変更してよい。

一実施形態にかかる固定子の構造を分解して示す斜視図。 上記固定子の平面図。 製造の一工程における上記固定子の平面図。 解析対象とした２つのタイプの固定子を示す平面図。 固定子の強度解析結果を示す図。 固定子のトルク低下率の解析結果を示す図。 固定子のトルク低下率の解析結果を示す図。 固定子のトルク低下率の解析結果を示す図。 固定子のトルク低下率の解析結果を示す図。 従来の固定子を示す平面図。 従来の固定子を示す平面図。

符号の説明

１…固定子、１０…センターコア、１０ａ…主シート、１１…ヨーク、１２…ティース主部１２、２０…リングティース、２０ａ…副シート、２１…ティース副部、２２…連結部。

Claims (6)

1. 円筒状のヨーク及び該ヨークの外周面から径方向に突出させた複数のティース主部が一体的に形成されたセンターコアと、前記各ティース主部に巻かれたコイルと、前記ティース主部の前記径方向先端部に結合されるティース副部とを備えるアウターロータ用固定子において、
   前記ティース副部は、金属製薄板であるティース副部片の積層体として構成されるとともに、前記ヨークの軸線方向の一部に、隣接する前記ティース副部片同士を連結する連結部が設けられて且つ、前記軸線方向の一部には、該軸線方向の両端が含まれてなることを特徴とするアウターロータ用固定子。
2. 前記連結部は、前記ティース副部片と一体形成されてなることを特徴とする請求項１記載のアウターロータ用固定子。
3. 前記軸線方向の中央に、前記連結部が更に設けられてなることを特徴とする請求項１又は２記載のアウターロータ用固定子。
4. 前記軸線方向の両端によって挟まれる領域において、該軸線方向の中央に対して対称な位置に前記連結部が更に設けられてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のアウターロータ用固定子。
5. 前記センターコアは、金属製薄板である主シートの積層体として構成されて且つ該主シートの厚さ及び枚数が前記ティース副部片の厚さ及び枚数と等しく設定されてなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のアウターロータ用固定子。
6. 前記ティース副部を構成するティース副部片のうち前記連結部を有する層の枚数よりも前記連結部を有しない層の枚数の方が多いことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のアウターロータ用固定子。

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