JP2007159170A

JP2007159170A - 回転機

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Publication number: JP2007159170A
Application number: JP2005338118A
Authority: JP
Inventors: Koichi Kinashi; 好一木梨
Original assignee: ICHINOMIYA DENKI KK; Ichinomiya Denki Co Ltd
Current assignee: ICHINOMIYA DENKI KK; Ichinomiya Denki Co Ltd
Priority date: 2005-03-24
Filing date: 2005-11-24
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2025-11-24
Also published as: JP4286829B2

Abstract

【課題】磁石が円環状に配設されてなる外側回転子と、該外側回転子の内側に配設され、各々に巻線が巻回された複数の極部が外側へ放射線状に突設されてなる内側固定子とを具備する回転機において、内側固定子が外力を受けて径方向外側へ広がることなく、所定の極部毎に内側固定子を分割可能とする手段を提供する。
【解決手段】ブラシレスモータ１は、磁石３１が円環状に配設されてなる外側回転子３と、外側回転子３の内側に配設され、各々にコイル２１が巻回された複数のティース部２４が外側へ放射線状に突設されてなる内側固定子２とを具備し、内側固定子２は、所ティース部２４毎に分割された分割コア２２が円環状に配列され、隣接する分割コア２２が、少なくとも周方向の密接状態を維持するように係合されてなるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁石が円環状に配設されてなる外側回転子と、該外側回転子の内側に配設され、各々に巻線が巻回された複数の極部が外側へ放射線状に突設されてなる内側固定子とを具備する回転機に関する。

また、本発明は、磁石が円環状に配設されてなる固定子と、該固定子の内側に配設され、各々に巻線が巻回された複数の極部が外側へ放射線状に突設されてなる回転子とを具備する回転機に関する。

従来より、円環状の外側固定子の内側に回転子が配設された回転機として、例えば、図５に示すような、インナーロータ型のモータ９０が知られている。該インナーロータ型のモータ９０の外側固定子は、ステータコアをティース部毎に分割した分割コア９１を円環状に組み合わせて、レーザ溶接等により締結されており、円環状に組み合わされた分割コア９１の外周側には筒状部材９２が配設されている。該筒状部材９２により外周面の位置が規制された各分割コア９１は、隣接する分割コア９１のヨーク部同士が密接した状態で円環状に維持されている（例えば特許文献１参照）。

特開２００２−５８１８１号公報

一方、円環状の外側回転子の内側に、内側固定子が配設されてなる回転機として、例えば、アウターロータ型のモータが知られているが、アウターロータ型のモータの内側固定子をティース部毎に分割した分割コアとして円環状に締結することは困難である。アウターロータ型のモータの内側固定子は、ティース部が外側へ向かって放射線状に突出しており、該ティース部に対して所定の磁気ギャップを隔てて円環状の外側回転子が配設されるので、内側固定子の外周に上記筒状部材９２のような部材を嵌め込むことはできない。また、内側固定子の中空部にはモータの軸等が圧入される。これにより、内側固定子に対して径方向外側の応力が加わるので、内側固定子を分割すれば、分割コアが径方向外側へ容易に広がってしまうという問題がある。

したがって、アウターロータ型のモータの内側固定子は、円環状のステータコアを一体として形成さざるを得ないが、例えば、電磁鋼板を円環状のステータコアの形状に打ち抜き積層する場合に、円環状のステータコアを一体に打ち抜くと歩留まりが低くなるという問題がある。また、一体のステータコアのティース部には、巻線作業時に隣り合うティース部が邪魔となって、集中巻線がし難いという問題がある。したがって、ティース部への巻線は主として分布巻きになるが、その結果、巻線の占積率が低くなってモータ性能の向上が困難となったり、分布巻きの重なり部分がステータコアの軸方向に膨らんで、モータの小型化が困難になるという問題が生じる。

また、円環状の固定子の内側に、回転子が排泄されてなる回転機として、例えば、ブラシ付き直流モータが知られている。ブラシ付き直流モータの回転子においても、前述のアウターロータ型のモータと同様に、ティース部毎に分割された分割コアを円環状に締結することは困難である。したがって、前述と同様に、ティース部への巻線を分布巻きにすれば、巻線の占積率が低くなってモータ性能の向上が困難となったり、分布巻きの重なり部分がステータコアの軸方向に膨らんで、モータの小型化が困難になるという問題が生じる。

本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、磁石が円環状に配設されてなる外側回転子と、該外側回転子の内側に配設され、各々に巻線が巻回された複数の極部が外側へ放射線状に突設されてなる内側固定子とを具備する回転機において、内側固定子が外力を受けて径方向外側へ広がることなく、所定の極部毎に内側固定子を分割可能とする手段を提供することを目的とする。

また、本発明の他の目的は、磁石が円環状に配設されてなる固定子と、該固定子の内側に配設され、各々に巻線が巻回された複数の極部が外側へ放射線状に突設されてなる回転子とを具備する回転機において、回転子が外力を受けて径方向外側へ広がることなく、所定の極部毎に回転子を分割可能とする手段を提供することを目的とする。

本発明は、磁石が円環状に配設されてなる外側回転子と、該外側回転子の内側に配設され、各々に巻線が巻回された複数の極部が外側へ放射線状に突設されてなる内側固定子とを具備する回転機であって、上記内側固定子は、所定の極部毎に分割された分割固定子が円環状に配列され、隣接する分割固定子が、少なくとも周方向の密接状態を維持するように係合されてなるものである。

また、好ましくは、上記分割固定子は、隣接する分割固定子と係合する係合凹部又は係合凸部の少なくともいずれか一方が形成されたものである。

また、好ましくは、上記係合凹部及び係合凸部は、上記分割固定子の隣接面から周方向へ凹凸するように形成され、隣接面に沿った開口部又は基部より奥部側又は先端部側が幅広のものである。ここで、開口部とは、隣接面から周方向へ形成された係合凹部が隣接面に開口した部分をいい、奥部とは、該係合凹部が凹んでいる奥側の部分をいう。また、基部とは、隣接面から周方向へ形成された係合凸部の隣接面に沿った基の部分をいい、先端部とは、該係合凸部が突出する先端の部分をいう。

また、好ましくは、上記係合凹部及び係合凸部は、あり形状のものである。

また、好ましくは、上記係合凹部及び係合凸部は、上記分割固定子の隣接面の径方向略中央に形成されたものである。これにより、係合凹部と係合凸部との係合により隣接する分割固定子に付与される周方向の密接力が、分割固定子の隣接面に対して平均する。

また、好ましくは、上記内側固定子は、円環状に配列された上記分割固定子と、該分割固定子の内側に配設された芯部材とを備えたものである。

また、好ましくは、上記巻線は、磁気回路を形成する各相において、所定の複数の極部に並列巻線されたものである。

また、好ましくは、上記極部の上記外側回転子の磁石と対向する部分が、該磁石の磁極に対して所定ピッチの複数の小歯に分割されたものである。

また、本発明は、磁石が円環状に配設されてなる固定子と、該固定子の内側に配設され、各々に巻線が巻回された複数の極部が外側へ放射線状に突設されてなる回転子とを具備する回転機であって、上記回転子は、所定の極部毎に分割された分割コアが円環状に配列され、隣接する分割コアが、少なくとも周方向の密接状態を維持するように係合されてなるものである。

また、好ましくは、上記分割コアは、隣接する分割コアと係合する係合凹部又は係合凸部の少なくともいずれか一方が形成されたものである。

また、好ましくは、上記係合凹部及び係合凸部は、上記分割コアの隣接面から周方向へ凹凸するように形成され、隣接面に沿った開口部又は基部より奥部側又は先端部側が幅広のものである。ここで、開口部とは、隣接面から周方向へ形成された係合凹部が隣接面に開口した部分をいい、奥部とは、該係合凹部が凹んでいる奥側の部分をいう。また、基部とは、隣接面から周方向へ形成された係合凸部の隣接面に沿った基の部分をいい、先端部とは、該係合凸部が突出する先端の部分をいう。

また、好ましくは、上記係合凹部及び係合凸部は、上記分割コアの隣接面の径方向略中央に形成されたものである。

また、好ましくは、上記回転子は、円環状に配列された上記分割コアと、該分割コアの内側に配設された芯部材とを備えたものである。

また、好ましくは、上記極部の上記固定子の磁石と対向する部分が、該磁石の磁極に対して所定ピッチの複数の小歯に分割されたものである。

また、好ましくは、上記回転機は電動機又は発電機である。

本発明に係る回転機によれば、所定の極部毎に分割された分割固定子が、少なくとも周方向の密接状態を維持するように係合されて隣接するので、該分割固定子の円環状に配列が維持される。したがって、分割固定子が径方向外側へ容易に広がってしまうことがない。これにより、分割固定子の極部への集中巻線が可能となり、回転機の性能の向上及び小型化を図ることができる。

また、本発明に係る回転機によれば、所定の極部毎に分割された分割コアが、少なくとも周方向の密接状態を維持するように係合されて隣接するので、該分割コアの円環状に配列が維持される。したがって、分割コアが径方向外側へ容易に広がってしまうことがない。これにより、分割コアの極部への集中巻線が可能となり、回転機の性能の向上及び小型化を図ることができる。

以下、本発明の好ましい実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態においては、本発明に係る回転機を電動機として説明するが、本発明に係る回転機を同様の構成で発電機としても実施できる。

図１は、本発明の実施の形態に係るブラシレスモータ１（回転機，電動機）の構成を示すものである。該ブラシレスモータ１は、内側固定子２と外側回転子３とから構成されるアウターロータ型のものであり、内側固定子２の外周側に所定の磁気ギャップを隔てて外側回転子３が配設され、内側固定子２により形成される回転磁界により外側回転子３が回転するように構成されている。

内側固定子２は、ブラシレスモータ１の軸となるシャフト２０（芯部材）と、コイル２１（巻線）が巻回された１８個の分割コア２２（分割固定子）が円環状に連結されたステータコア２３とからなる。一方、外側回転子３は、上記シャフト２０を軸として回転するリング部材３０と、該リング部材３０の内周面に固定された２０極の磁石３１とからなる。磁石３１は、磁石粒子が焼結された永久磁石であり、周方向にＮ極とＳ極とが交互となって２０極の磁極が形成されている。

なお、磁石３１は、円筒状に焼結された所謂リングマグネットや各磁極で分割されたもの等、周知のモータ用磁石を用いることができる。また、図には示していないが、上記内側固定子２と外側回転子３とはブラシレスモータ１のフレーム内に収容されている。また、なお、本実施の形態では、２０極・１８スロットのブラシレスモータ１を例に説明しているが、本発明において回転機の極数及びスロット数は特に限定されるものではない。

上記内側固定子２を構成する１８個の各分割コア２２は、円環状に連結される配置が異なる他は同形状のものであり、各分割コア２２が連結されて１つの円環状のステータコア２３を構成している。なお、本実施の形態では、分割コア２２はステータコア２３をティース部２４毎に分割されたものとしたが、本発明において分割コア２２は必ずしもティース部２４毎に分割されたものである必要はなく、ステータコア２３が複数に分割されていれば、例えば、所定の幾つかのティース部２４毎にステータコア２３を分割したものであってもよい。

図２に示すように、分割コア２２は、コイル２１が巻回されるティース部２４が、他の分割コア２２と円環状に連結されるコアヨーク部２５から突出したものであり、平面視において同一形状の複数の鋼板が積層され、半抜きされたカシメ部２６が上下方向の鋼板と嵌合することにより一体とされている。コアヨーク部２５は、円環状のステータコア２３の周方向の幅の１８分の１となる弧状に形成されている。ティース部２４は、該コアヨーク部２５からステータコア２３の径方向外側へ突出しており、絶縁のためのインシュレータ等を介してコイル２１が巻回される。

コイル２１の巻回は、各分割コア２２が独立した状態でなされる。これにより、各分割コア２２のティース部２４周りに巻線作業のための空間を確保することができるので、ティース２４にコイル２１を密に巻回することができる。コイル２１の巻回方法は特に限定されるものではないが、フライヤ式又はノズル式の巻線機を用いて複数の分割コア２２に対して１本の銅線を連続して巻回し、該複数の分割コア２２をコイル２１間の渡り線により連結させて１群のものとすれば、複数の分割コア２２の１群を、例えばＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相に対応させて所定の配置で円環状に連結することができ、結線作業が簡略化されるので好適である。

図２及び図３に示すように、分割コア２２のコアヨーク部２５の隣接面２７には係合凹部２８及び係合凸部２９がそれぞれ形成されている。隣接面２７は、各分割コア２２が、図１に示すような円環状のステータコア２３として組み合わされる場合に、隣り合う分割コアのコアヨーク部２５と接触する面であり、ステータコア２３の径方向となるコアヨーク部２５の両端において、ステータコア２３の軸方向となる平面をなしている。また、係合凹部２８及び係合凸部２９は、該隣接面２７の上下方向、換言すれば円環状のステータコア２３の軸方向に沿ってそれぞれ形成されている。

上記係合凹部２８及び係合凸部２９は、所謂あり形状である。詳細に説明するに、係合凹部２８は、上記コアヨーク部２５の隣接面２７からステータコア２３の周方向へ凹欠されたものである。図３に示すように、係合凹部２８が隣接面２７に開口する開口部２８Ａの径方向の幅Ｗ１に対して、係合凹部２８の奥部２８Ｂの径方向の幅Ｗ２が幅広となっており、開口部２８Ａから奥部２８Ｂへは連続的に拡幅されるあり面２８Ｃが形成されている。

一方、係合凸部２９は、上記コアヨーク部２５の隣接面２７からステータコア２３の周方向へ突出されたものである。図に示すように、係合凸部２９の隣接面２７に沿った基部２９Ａの径方向の幅Ｗ１に対して、係合凸部２９の先端部２９Ｂの径方向の幅Ｗ２が幅広となっており、基部２９Ａから先端部２９Ｂへは連続的に拡幅されるテーパ面２９Ｃが形成されている。

上記係合凹部２８と係合凸部２９とは、互いに対応した凹凸形状であり、係合凹部２８及び係合凸部２９は、隣接面２７の径方向の略中央に形成されている。そして、図１に示すように、分割コア２２がステータコア２３として円環状に組み付けられた際には、係合凹部２８及び係合凸部２９が、それぞれ隣り合う他の分割コア２２の係合凸部２９又は係合凹部２８と係合する。

前述したように、係合凹部２８の開口部２８Ａの径方向の幅Ｗ１と係合凸部２９の基部２９Ａの径方向の幅Ｗ１とは同寸法であり、また、係合凹部２８の奥部２８Ｂの径方向の幅Ｗ２と係合凸部２９の先端部２９Ｂの径方向の幅Ｗ２とは同寸法である。さらに、係合凹部２８のあり面２８Ｃと係合凸部２９のテーパ面２９Ｃとは同一の傾斜角度となっている。したがって、係合凹部２８と係合凸部２９とが密嵌するようにして係合し、この係合状態において、あり面２８Ｃとテーパ面２９Ｃとが密接し、また、コアヨーク部２５の隣接面２７は、隣り合う他の分割コア２２のコアヨーク部２５の隣接面２７と密接する。

なお、上記係合凹部２８及び係合凸部２９において、係合凹部２８の開口部２８Ａの径方向の幅Ｗ１及び奥部２８Ｂの径方向の幅Ｗ２の公差をプラス側に、係合凸部２９の基部２９Ａの径方向の幅Ｗ１及び先端部２９Ｂの径方向の幅Ｗ２の公差をマイナス側とすれば、係合凹部２８と係合凸部２９との係合作業が容易となるので好適である。このような公差は、分割コア２２のコアヨーク部２５の隣接面２７の密接状態が、ブラシレスモータ１のモータ特性に影響を与えない範囲で設定すればよい。

上記係合凹部２８と係合凸部２９との係合により、隣接する分割コア２２は、ステータコア２３の径方向及び周方向に対して互いのコアヨーク部２５が固定される。すなわち、隣接する分割コア２２のコアヨーク部２５の各隣接面２７が、その径方向の両端を合致させて密接し、その密接した隣接面２７が離間することなく維持される。

そして、１８個の分割コア２２を、互いの係合凹部２８と係合凸部２９とを係合させて組み付けることにより、１８個の分割コア２２が隣接面２７を密接させた状態で、コイル２１が巻回されたティース部２４を外側へ放射線状に突出させた円環状のステータコア２３となり、その円環形状が係合凹部２８と係合凸部２９との係合により維持される。また、上記係合凹部２８及び係合凸部２９は、分割コア２２の隣接面２７の径方向略中央に形成されているので、係合凹部２８と係合凸部２９との係合により隣接する分割コア２２に付与される周方向の密接力が、各分割コア２２の隣接面２７に対して平均して負荷される。

そして、上記分割コア２２が円環状に組み付けられたステータコア２３の中空部にシャフト２０が圧入される。これにより、各分割コア２２の係合凹部２８と係合凸部２９との係合状態が一層強固になるとともに、該シャフト２０が中芯となって内側固定子の剛性が高まる。また、シャフト２０が圧入されることにより、円環状に組み付けられた分割コア２２に対して径方向外側への応力が負荷されるが、係合凹部２８と係合凸部２９との係合により、分割コア２２が周方向に離れるようにして径方向外側へ広がることがない。

このように、本ブラシレスモータ１によれば、分割コア２２が、係合凹部２８と係合凸部２９との係合により、ステータコア２３の周方向に対して隣接面２７の密接状態を維持して、円環状のステータコア２３を形成することができる。

なお、本実施の形態では、分割コア２２のコアヨーク部２５には、係合凹部２８と係合凸部２９とが形成されるものとしたが、必ずしも係合凹部２８及び係合凸部２９の双方が形成される必要はなく、隣接する分割コア２２の係合が可能であれば、これらの少なくともいずれか一方が形成されていればよい。したがって、例えば、係合凹部２８のみが形成された分割コア２２と、係合凸部２９のみが形成された分割コア２２とを、互い違いに配置してこれらを係合させ、円環状のステータコア２３とすることもできる。

また、本実施の形態では、係合凹部２８及び係合凸部２９を所謂あり形状のものとしたが、本発明に係る係合凹部及び係合凸部の形状はあり形状に限定されるものではなく、分割コア２２の隣接面２７から周方向へ凹凸するように形成され、隣接面２７に沿った開口部又は基部より奥部側又は先端部側が幅広のものであればよい。

例えば、図４に示すように、隣接面２７に部分円形状の係合凹部４０及び係合凸部４１を形成することとしてもよい。なお、図において、上記実施の形態と同一の符号のものは同一の部材を示している。図に示すように、係合凹部４０は、隣接面２７に開口する開口部４０Ａの径方向の幅Ｗ３に対して幅広となる係合凹部２８の円形状の直径Ｗ４が奥部４０Ｂ側となる部分円形状に形成されている。一方、係合凸部４１は、係合凸部４１の隣接面２７に沿った基部４１Ａの径方向の幅Ｗ３に対して幅広となる係合凸部４１の円形状の直径Ｗ４が先端部４１Ｂ側となる部分円形状に形成されている。そして、上記係合凹部４０と係合凸部４１の部分円形状は同一直径の円で合致している。

したがって、分割コア２２がステータコア２３として円環状に組み付けられた際には、係合凹部４０及び係合凸部４１が、それぞれ隣り合う他の分割コア２２の係合凸部４０又は係合凹部４１と係合することにより、隣接する分割コア２２は、ステータコア２３の径方向及び周方向に対して互いのコアヨーク部２５が固定され、隣接する分割コア２２のコアヨーク部２５の各隣接面２７が、その径方向の両端を合致させて密接し、その密接した隣接面２７が離間することなく維持される。このような係合凹部４０及び係合凸部４１によっても、上記実施の形態と同様の効果を発揮させることができる。

以下、本発明の別の実施形態について説明する。図６は、本発明の別の実施形態に係るブラシレスモータ５（回転機，発電機）の構成を示すものである。ブラシレスモータ５は、内側固定子６と外側回転子７とから構成されるアウターロータ型のものであり、内側固定子６の外周に所定の磁気ギャップを隔てて外側回転子７が配設され、内側固定子６により形成される回転磁界により外側回転子７が回転するように構成されている。

内側固定子６は、ブラシレスモータ５の軸となるシャフト５０（芯部材）と、コイル５１（巻線）が巻回された９個の分割コア５２（分割固定子）が円環状に連結されたステータコア５３とからなる。各分割コア５２は、円環状に連結される配置が異なる他は同形状のものである。

外側回転子７は、リング部材６０と、リング部材６０の内周面に固定された４８極の磁石６１とからなる。磁石６１は、永久磁石であり、周方向にＮ極とＳ極とが交互となって４８極の磁極が形成されている。

図７に示すように、分割コア５２は、コイル５１が巻回されるティース部５４が、他の分割コア５２と円環状に連結されるコアヨーク部５５から径方向外側へ突出されたものである。コアヨーク部５５は、円環状のステータコア５３の方向の９分の１となる弧状に形成されている。

ティース部５４には、絶縁のためのインシュレータが被覆され、該インシュレータの上からコイル５１が巻回される。コイル５１の巻回は、各分割コア５２が独立した状態でなされる。本実施形態では、各分割コア５２のコイル５１は並列巻線されるものであり、各分割コア５２に、コイル５１がそれぞれ巻回される。換言すれば、複数の分割コア５２に対して１本の巻線が巻回されて、各分割コア５２のコイル５１間に渡り線が形成されるような連続巻きはされない。

図８は、各分割コア５２のコイル５１の結線図である。９個の分割コア５２のティース部５４にそれぞれ巻回された各コイル５１は、３個ずつでＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相の磁気回路を形成する。図８においては、Ｕ相を形成するコイルが５１Ｕ、Ｖ相を形成するコイルが５１Ｖ、Ｗ相を形成するコイルが５１Ｗで示されている。Ｕ相を構成する３個のコイル５１Ｕの各端部である各入出力線は、Ｕ相の外部接続端子Ｕと中性点Ｎとにそれぞれ並列結線される。換言すれば、３個のコイル５１Ｕ間には渡り線はない。同様に、Ｖ相を構成する３個のコイル５１Ｖの各端部である各入出力線は、Ｖ相の外部接続端子Ｖと中性点Ｎとにそれぞれ並列結線され、Ｗ相を構成する３個のコイル５１Ｗの各端部である各入出力線は、Ｗ相の外部接続端子Ｗと中性点Ｎとにそれぞれ並列結線される。

図７に示すように、ティース部５４の外周面、すなわち外側回転子７の磁石６１と対向する面に、ステータコア５３の軸方向に延びる２つの凹溝が周方向に隔てて形成されることにより、ティース部５４の磁石６１と対向する部分が、３つの小歯５６に分割されている。各小歯５６のピッチは、磁石６１の磁極ピッチに対応されており、具体的には磁石６１の２極分と略同一である。この小歯５６のピッチや開角（電気角）は、ブラシレスモータ５のコギングトルクの低下や、トルク変動の安定化による振動抑制を考慮して適宜設定される。

また、ティース部５４を小歯５６に分割することにより、外側回転子７の磁石６１が多極化される。これにより、隣接する磁石６１間においてリング部材６０の厚み方向を通過する磁束数が少なくなり、リング部材６０の厚みを薄くしてブラシレスモータ５を小型化することができる。

図７に示すように、分割コア５２のコアヨーク部５５の隣接面５７には、係合凹部５８及び係合凸部５９がそれぞれ形成されている。隣接面５７は、各分割コア５２が、図６に示す円環状のステータコア５３として組み合わされる場合に、隣り合う分割コア５２のコアヨーク部５５と接触する面であり、ステータコア５３の径方向となるコアヨーク部５５の両端において、ステータコア５３の軸方向となる平面をなしている。係合凹部５８及び係合凸部５９は、隣接面５７においてステータコア５３の軸方向に沿ってそれぞれ形成されている。係合凹部５８及び係合凸部５９は、上記実施形態において説明した所謂あり形状であるので、詳細な説明は省略する。

係合凹部５８と係合凸部５９との係合により、隣接する分割コア５２は、ステータコア５３の径方向及び周方向に対して互いのコアヨーク部５５が固定される。９個の分割コア５２を、互いの係合凹部５８と係合凸部５９とを係合させる際には、図７に示すように、隣接する２つの分割コア５４を、ステータコア５３の軸方向にずらせた状態として、一方の分割コア５２の係合凹部５８の上面側に、他方の分割コア５２の係合凸部５９の下面側を嵌入させ、その状態で、２つの分割コア５２を軸方向に相対的に移動させて、各分割コア５２の上下面を同一面とすることにより、係合が完了する。

前述したように、各分割コア５２のティース部５４に巻回されたコイル５１は並列巻線されているので、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相をそれぞれ形成するコイル５１間に渡り線は存在しない。したがって、分割コア５２の係合に際して、隣接する分割コア５２をステータコア５３の軸方向にずらせることが容易なので、ステータコア５３の組み付けが容易である。そして、各分割コア５２が円環状に組み付けられたステータコア５３の中空部にシャフト５０が圧入される。

このように、本実施形態に係るブラシレスモータ５によれば、分割コア５２が、係合凹部５８と係合凸部５９との係合により、ステータコア５３の周方向に対して隣接面５７の密接状態を維持して、円環状のステータコア５３を形成することができる。

また、各分割コア５２のコイル５１が並列巻線されているので、分割コア５２を係合してステータコア５３とする組み付け作業が容易である。さらに、分割コア５２のティース部５４に小歯５６を形成したので、ブラシレスモータ５のコギングトルクを低下し、且つトルク変動を抑制することができる。また、リング部材６０の厚みを薄くして、ブラシレスモータ５の小型化を実現することができる。

図９は、本発明の別の実施形態に係るブラシ付き直流モータ９（回転機，電動機）の概略構成を示すものである。ブラシ付き直流モータ９は、回転子１０と固定子１１とから構成され、回転子１０の外周側に所定の磁気ギャップを隔てて固定子１１が配設され、回転子１０により形成される回転磁界によりシャフト２０が回転するように構成されている。

回転子１０は、ブラシ付き直流モータ９の軸となるシャフト２０と、コイル２１が巻回された１８個の分割コア２２が円環状に連結されたステータコア２３とからなる。シャフト２０には、整流子を構成する複数のセグメント７０が、ステータコア２３と同軸に円筒状に相互に絶縁して配置されて固定されている。一方、固定子１１は、ブラシ付き直流モータ９の筐体を兼ねたヨークハウジング７１のの内周面に固定された２０極の磁石３１とからなる。ヨークハウジング７１は、回転子１０のシャフト２０をベアリングを介して回転自在に支持している。また、ヨークハウジング７１の内部には、回転子１０のセグメント７０と接触可能にブラシ７１が設けられている。このブラシ７１から所定のセグメント７０を介して、所定のコイル２１に直流電流が付与される。なお、シャフト２０，コイル２１，分割コア２２，ステータコア２３，磁石３１は、ブラシレスモータ１において説明したものと同じ構成のものなので、ここでは詳細な説明は省略する。また、ブラシ付き直流モータ９は、ブラシレスモータ１と同様に、２０極・１８スロットのものであるが、本発明において回転機の極数及びスロット数は特に限定されるものではない。

回転子１０を構成する１８個の各分割コア２２は、前述と同じ形状のものであり、各分割コア２２が連結されて１つの円環状のステータコア２３を構成している。また、分割コア２２のティース部２４には、図１に示したように、コイル２１がインシュレータ等を介して巻回されている。また、各分割コア２２のコアヨーク部２５の隣接面２７には、図２及び図３に示したものと同様の所謂あり形状の係合凹部２８及び係合凸部２９がそれぞれ形成されており、係合凹部２８及び係合凸部２９が、それぞれ隣り合う他の分割コア２２の係合凸部２９又は係合凹部２８と係合されることにより、１８個の分割コア２２がステータコア２３として円環状に組み付けられる。そして、分割コア２２が円環状に組み付けられたステータコア２３の中空部にシャフト２０が圧入される。

このように、本ブラシ付き直流モータ９によれば、分割コア２２が、係合凹部２８と係合凸部２９との係合により、ステータコア２３の周方向に対して隣接面２７の密接状態を維持して、円環状のステータコア２３を形成することができる。

なお、分割コア２２の隣接面２７に、図４に示したものと同様の係合凹部４０及び係合凸部４１を形成することとしてもよいことは勿論である。また、分割コア２２のティース部２４に、上記小歯５６を形成することにより、ブラシ付き直流モータ９のコギングトルクを低下させ、且つトルク変動を抑制することができる。また、ヨークハウジング７１の厚みを薄くして、ブラシ付き直流モータ９の小型化を実現することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係るブラシレスモータ１の概略構成を示す図である。図２は、分割コア２２の外観構成を示す斜視図である。図３は、分割コア２２の構成を示す平面図である。図４は、分割コア２２の変形例を示す平面図である。図５は、従来のインナーロータ型のモータ９０の概略構成を示す図である。図６は、本発明の別の実施形態に係るブラシレスモータ５の概略構成を示す図である。図７は、分割コア５２の外観構成を示す斜視図である。図８は、分割コア５２の並列結線を示す結線図である。図９は、本発明の別の実施形態に係るブラシ付き直流モータ９の概略構成を示す断面図である。

符号の説明

１，５・・・ブラシレスモータ（回転機，電動機）
２，６・・・内側固定子
３，７・・・外側回転子
２０，５０・・・シャフト（芯部材）
２１，５１・・・コイル（巻線）
２２，５２・・・分割コア（分割固定子）
２４，５４・・・ティース部（極部）
２７，５７・・・隣接面
２８，４０，５８・・・係合凹部
２８Ａ，４０Ａ・・・開口部
２８Ｂ，４０Ｂ・・・奥部
２９，４１，５９・・・係合凸部
２９Ａ，４１Ａ・・・基部
２９Ｂ，４１Ｂ・・・先端部
３１，５１・・・磁石
５６・・・小歯

Claims

磁石が円環状に配設されてなる外側回転子と、該外側回転子の内側に配設され、各々に巻線が巻回された複数の極部が外側へ放射線状に突設されてなる内側固定子とを具備する回転機であって、
上記内側固定子は、所定の極部毎に分割された分割固定子が円環状に配列され、隣接する分割固定子が、少なくとも周方向の密接状態を維持するように係合されてなる回転機。
上記分割固定子は、隣接する分割固定子と係合する係合凹部又は係合凸部の少なくともいずれか一方が形成されたものである請求項１に記載の回転機。
上記係合凹部及び係合凸部は、上記分割固定子の隣接面から周方向へ凹凸するように形成され、隣接面に沿った開口部又は基部より奥部側又は先端部側が幅広のものである請求項２に記載の回転機。
上記係合凹部及び係合凸部は、あり形状のものである請求項３に記載の回転機。
上記係合凹部及び係合凸部は、上記分割固定子の隣接面の径方向略中央に形成されたものである請求項１から４のいずれかに記載の回転機。
上記内側固定子は、円環状に配列された上記分割固定子と、該分割固定子の内側に配設された芯部材とを備えたものである請求項１から５のいずれかに記載の回転機。
上記巻線は、磁気回路を形成する各相において、所定の複数の極部に並列巻線されたものである請求項１から６のいずれかに記載の回転機。
上記極部の上記外側回転子の磁石と対向する部分が、該磁石の磁極に対して所定ピッチの複数の小歯に分割されたものである請求項１から７のいずれかに記載の回転機。
磁石が円環状に配設されてなる固定子と、該固定子の内側に配設され、各々に巻線が巻回された複数の極部が外側へ放射線状に突設されてなる回転子とを具備する回転機であって、
上記回転子は、所定の極部毎に分割された分割コアが円環状に配列され、隣接する分割コアが、少なくとも周方向の密接状態を維持するように係合されてなる回転機。
上記分割コアは、隣接する分割コアと係合する係合凹部又は係合凸部の少なくともいずれか一方が形成されたものである請求項９に記載の回転機。
上記係合凹部及び係合凸部は、上記分割コアの隣接面から周方向へ凹凸するように形成され、隣接面に沿った開口部又は基部より奥部側又は先端部側が幅広のものである請求項１０に記載の回転機。
上記係合凹部及び係合凸部は、あり形状のものである請求項１１に記載の回転機。
上記係合凹部及び係合凸部は、上記分割コアの隣接面の径方向略中央に形成されたものである請求項９から１２のいずれかに記載の回転機。
上記回転子は、円環状に配列された上記分割コアと、該分割コアの内側に配設された芯部材とを備えたものである請求項９から１３のいずれかに記載の回転機。
上記極部の上記固定子の磁石と対向する部分が、該磁石の磁極に対して所定ピッチの複数の小歯に分割されたものである請求項９から１４のいずれかに記載の回転機。
上記回転機は、電動機である請求項１から１５のいずれかに記載の回転機。
上記回転機は、発電機である請求項１から１５のいずれかに記載の回転機。