JP2018137864A - ステータ、モータおよびインホイールモータ駆動装置 - Google Patents
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Abstract
Description
はじめに、図1に示す一実施形態のステータコア1を説明する。本実施形態のステータコア1は、複数の分割コア2が環状に連結されて構成されている。分割コア2は、図2(a)に示すように全体形状が略十字状であり、周方向に沿って帯状に延びる基部21と、基部21の径方向外側および内側にそれぞれ設けられた外側突極22および内側突極23を有し、基部21と各突極22、23の交点である中心には孔24が設けられている。基部21には周方向両側に突出した連結部25が設けられ、各連結部25の先端には互いに嵌合する嵌合段部(嵌合部)26が形成されている。連結部25は同一形状であり、分割コア2の全体形状は、径方向に延びる線(図2(a)の線T)を軸として点対称の形状となっている。
上記のように複数の分割コア2の連結部25を連結して環状のステータコア1が構成されるが、実際のステータコア1は、図3に示すように連結部25を覆って装着されたコイル4が隣り合う分割コア3の間に配設された状態に組み立てられる。
複数の分割コア2の間にコイル4が配設されたステータコア1の内周面および外周面は真円状に整えられ、図7に示すように分割コア2の中心の孔24にリベット50とロッド状のホルダ(ロッド)51が交互に挿入される。そして、リベット50がステータコア1に固定されてから、図8および図9に示すように環状の円盤からなり中心にベアリング521が組み込まれたサポータ(保持部材)52がホルダ51に結合される。なお、分割コア2の孔24に対し、リベット50とホルダ51とを必ずしも交互に配置する必要はない。例えば、リベット50とホルダ51とが2対1の割合で配置されてもよいし、逆の割合であってもよい。また、リベット50を用いず、全ての孔24にホルダ51を挿入する構成としてもよい。
上記ステータSには、外周側に図10に示すアウタロータ6が配設され、内周側に図13および図14に示すインナロータ7が配設される。本実施形態では、図21および図22に示すようにアウタロータ6は車輪9のホイール91の内周部に固定され、ステータSおよびインナロータ7はそのホイール91の内側に収容されて、ステータSの外周側と内周側にロータを備えたデュアルロータ型のモータMが構成され、このモータMは図21および図22に示す車輪9を回転駆動するインホイールモータ駆動装置Wの駆動源とされる。
図10に示すアウタロータ6は、炭素鋼板等の薄肉の磁性材料からなる環状のバックヨーク61の内周面に、複数の矩形状のマグネット621からなるロータマグネット62が設けられたものである。バックヨーク61の内周面には、仕切り631によって周方向に複数の空間部分が仕切られた環状の梯子形状を有するスペーサ63が固定され、スペーサ63の各空間部分にマグネット621が嵌め込まれて固定される。
図13および図14に示すインナロータ7は、ケイ素鋼板等の磁性材料からなる円盤状のロータコア71の外周部に複数の矩形状のマグネット721からなるロータマグネット72が設けられ、ロータコア71の中心にシャフト73が固定されたものである。ロータコア71の外周部には軸方向に貫通する複数のマグネット装着孔71aが周方向に等間隔をおいて形成されており、これらマグネット装着孔71aにマグネット721が挿入され、接着剤により固定されている。マグネット721の数はアウタロータ6のマグネット621の数と同じである。
上記アウタロータ6およびインナロータ7は、次のようにしてデュアルロータ型のモータMとして組み立てられると同時にインホイールモータ駆動装置Wが構成される。
本実施形態のステータSによれば、コイル4のボビン41に分割コア2の連結部25を挿入することでステータコア1に容易にコイル4を設けることができる。また、ボビン41には簡易な装置を用いて巻線42を容易に巻くことができるため、大量生産が可能である。本発明では、従来のようにステータコアまたは分割したステータコアに巻線を巻いてコイル4を形成しないため、コイル巻き用のノズルを備えた巻線装置は不要である。このため、外側突極22間および内側突極23間の隙間を小さくすることができるとともに巻線42を多く巻くことができる。その結果、占積率の向上およびこれに基づく振動、騒音、コギングトルクの低減や出力の向上が図られる。
上記実施形態はステータの外周側と内周側の両方にロータ(アウタロータ6、インナロータ7)を配したデュアルロータ型のモータであるが、本発明はステータの外周側のみにロータを有するアウタロータ型、または内周側のみにロータを有するインナロータ型のいずれのモータにも適用することができる。ただし、ステータの外周側と内周側の両方にロータを配したデュアルロータ型のモータの方が、片側のみにロータを配したアウタロータ型やインナロータ型に比べて出力を向上させることができる。
2…分割コア
24…貫通孔
25…連結部
26…嵌合段部(嵌合部)
3…コアスタック
311…凸部(嵌合形成部)
312…凹部(嵌合形成部)
4…コイル
41…ボビン
42…巻線
43…ピン
50…リベット(ロッド)
51…ホルダ(ロッド)
52…サポータ(保持部材)
6…アウタロータ
7…インナロータ
73…シャフト
74…キー(伝達部材)
80…軸受ブラケット(保持部材)
9…車輪
91…ホイール
92…ハブ(伝達部材)
M…モータ
S…ステータ
W…インホイールモータ駆動装置
Claims (9)
- 環状に連結されてモータのステータコアを構成し、周方向両側に互いの連結部を有する複数の分割コアと、
前記分割コアの前記連結部が挿入されるボビンと該ボビンに巻かれた巻線とを有し、前記連結部が前記ボビンに挿入されることで隣接する前記分割コアの間に配設され、その配設状態で前記連結部を囲む形状を有する複数のコイルと、
を備えるステータ。 - 隣接する前記分割コアの前記連結部および前記コイルに貫通されたピンにより、前記連結部どうしが連結されるとともに該連結部に前記コイルが結合される請求項1に記載のステータ。
- 前記分割コアは周方向中央部に貫通孔が形成され、該貫通孔を貫通して前記分割コアに固定されるロッドを備える請求項2に記載のステータ。
- 少なくとも軸方向の一方側に配設された保持部材が前記ロッドに固定され、前記保持部材が前記ロッドを介して前記複数の分割コアからなる前記ステータコアおよび前記複数のコイルを保持する請求項3に記載のステータ。
- 前記分割コアは、前記連結部が同一形状であって互いに嵌合する嵌合部を有し、全体形状が径方向に延びる線を対称軸として周方向に左右対称あるいは点対称の形状である請求項1〜4のいずれかに記載のステータ。
- 前記分割コアは少なくとも2個のコアスタックを組み合わせて構成され、該コアスタックには組み合わせた状態で前記嵌合部が形成される嵌合形成部が形成されている請求項5に記載のステータ。
- 請求項1〜6のいずれかに記載のステータと、
前記ステータの外周側および/または内周側に配されるロータと、
を備えるモータ。 - 前記ステータの軸方向両側に配設された保持部材によって前記ステータが保持されている請求項7に記載のモータ。
- ホイールを備えた車輪を回転駆動する装置であって、
前記ホイール内に収容された請求項7または8に記載のモータと、
前記ロータの回転を前記ホイールに伝達する伝達部材と、
を備えるインホイールモータ駆動装置。
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2017
- 2017-02-21 JP JP2017029868A patent/JP7114224B2/ja active Active
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