JP2021136726A - ステータ、ステータの製造方法、モータ - Google Patents
ステータ、ステータの製造方法、モータ Download PDFInfo
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Abstract
【課題】分割コアを用いて巻線の占積率を高めながら、トルク性能およびモータ効率の低下を抑制できるステータとその製造方法を提供する。【解決手段】ステータ3はコアバック32とコアバックから径方向に突出する複数のティース33,34とを有するステータコア31と、複数のティースに装着される複数の巻線体30と、を備える。ステータコアは、周方向に相互に連結される第1分割コア131と第2分割コア132とをそれぞれ複数有する。第1分割コアは、第1分割コアバック131aと、第1分割ティース131bとを有する。第2分割コアは、第2分割コアバック132aと、第2分割ティース132bとを有する。ステータは、第1分割ティースと第2分割ティースとが周方向に隣接して配置されることにより構成されるティースを含み、第1分割ティースと第2分割ティースのいずれか一方は、径方向の先端部から周方向に延びるアンブレラ33aを有する。【選択図】図2
Description
本発明は、ステータ、ステータの製造方法、モータに関する。
ステータの巻線の占積率を高めるための手法として、分割コアを用いる手法が知られる。この手法では、まず、分割コアとは別体の巻線体を作製する。次に、作製された巻線体を分割コアのティースに装着して分割ステータを作製する。次に、複数の分割ステータを環状に連結してステータを作製する。
しかし、従来の手法では、分割コアのティースに巻線体を装着するために、先端にアンブレラを有しない分割コアを用いる必要があった。そのため、アンブレラを有しないことに起因するトルク密度の低下および損失の増大が生じる場合があった。
本発明の1つの態様によれば、中心軸を中心とする環状のコアバックと前記コアバックから径方向に突出する複数のティースとを有するステータコアと、前記複数のティースに装着される複数の巻線体と、を備えるステータが提供される。前記ステータコアは、周方向に相互に連結される第1分割コアと第2分割コアとをそれぞれ複数有する。前記第1分割コアは、前記コアバックの一部を構成する第1分割コアバックと、前記ティースの一部を構成する第1分割ティースとを有する。前記第2分割コアは、前記コアバックの一部を構成する第2分割コアバックと、前記ティースの一部を構成する第2分割ティースとを有する。前記ステータは、前記第1分割ティースと前記第2分割ティースとが周方向に隣接して配置されることにより構成される前記ティースを含み、前記第1分割ティースと前記第2分割ティースのいずれか一方は、径方向の先端部から周方向に延びるアンブレラを有する。
本発明の他の1つの態様によれば、中心軸を中心とする環状のコアバックと前記コアバックから径方向に突出する複数のティースとを有するステータコアと、前記複数のティースに装着される複数の巻線体と、を備えるステータの製造方法が提供される。前記コアバックの一部を構成する第1分割コアバックと、前記ティースの一部を構成する第1分割ティースとを有し、前記第1分割ティースの先端部に周方向に延びるアンブレラを有する第1分割コアを準備する。前記コアバックの一部を構成する第2分割コアバックと、前記ティースの一部を構成する第2分割ティースとを有する第2分割コアを準備する。前記ティースに装着可能に巻線が巻き回された巻線体を準備する。前記第1分割コアの前記第1分割ティースに前記巻線体を装着した後、前記巻線体を前記アンブレラと径方向に重なる位置に移動する。前記巻線体の内周孔に前記第2分割コアの前記第2分割ティースを挿入する。前記第1分割ティースと前記第2分割ティースとを周方向に隣接させて配置する。
本発明の1つの態様によれば、分割コアを用いて巻線の占積率を高めながら、トルク性能およびモータ効率の低下を抑制できるステータとその製造方法が提供される。
各図に適宜示すZ軸方向は、正の側を「上側」とし、負の側を「下側」とする上下方向である。各図に適宜示す中心軸Jは、Z軸方向と平行であり、上下方向に延びる仮想線である。以下の説明においては、中心軸Jの軸方向、すなわち上下方向と平行な方向を単に「軸方向」と呼び、中心軸Jを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Jを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。
なお、上下方向、上側および下側とは、単に各部の配置関係等を説明するための名称であり、実際の配置関係等は、これらの名称で示される配置関係等以外の配置関係等であってもよい。
なお、上下方向、上側および下側とは、単に各部の配置関係等を説明するための名称であり、実際の配置関係等は、これらの名称で示される配置関係等以外の配置関係等であってもよい。
(モータ)
図1に示すように、本実施形態のモータ1は、ハウジング2と、ロータ10と、ステータ3と、ベアリングホルダ4と、ベアリング5a,5bと、を備える。ハウジング2は、ロータ10、ステータ3、ベアリングホルダ4およびベアリング5a,5bを内部に収容する。ステータ3は、ロータ10の径方向外側に位置する。ステータ3は、ステータコア31と、複数のコイル30と、を有する。複数のコイル30は、図示しないインシュレータを介してステータコア31に装着される。ベアリングホルダ4は、ベアリング5bを保持する。
図1に示すように、本実施形態のモータ1は、ハウジング2と、ロータ10と、ステータ3と、ベアリングホルダ4と、ベアリング5a,5bと、を備える。ハウジング2は、ロータ10、ステータ3、ベアリングホルダ4およびベアリング5a,5bを内部に収容する。ステータ3は、ロータ10の径方向外側に位置する。ステータ3は、ステータコア31と、複数のコイル30と、を有する。複数のコイル30は、図示しないインシュレータを介してステータコア31に装着される。ベアリングホルダ4は、ベアリング5bを保持する。
ロータ10は、中心軸Jを中心として回転可能である。ロータ10は、シャフト11と、ロータ本体12と、を備える。シャフト11は、中心軸Jを中心として軸方向に延びる円柱状である。シャフト11は、ベアリング5a,5bによって中心軸J回りに回転可能に支持される。ロータ本体12は、シャフト11の外周面に固定される。ロータ本体12は、ロータコアと、複数のマグネットとを有する。ロータ本体12に用いられるマグネットは、永久磁石であっても、電磁石であってもよい。モータ1は、ロータ本体12に磁石を用いないリラクタンスモータであってもよい。
ステータコア31は、図2に示すように、周方向に延びる円筒状のコアバック32と、コアバック32の内周面から径方向内側へ延びる複数の第1ティース33および複数の第2ティース34とを有する。第1ティース33は、アンブレラ33aを有するティースであり、第2ティース34は、アンブレラを有さないティースである。
第1ティース33は、軸方向から見て、径方向内側に向かうに従って徐々に幅が狭くなり、アンブレラ33aが配置される先端部において幅が広くなる形状を有する。第1ティース33は、アンブレラ33aよりもステータコア31側において、軸方向から見て一様な幅で径方向に延びていてもよい。アンブレラ33aは、第1ティース33の内周端から周方向の片側へ延びる。本実施形態の場合、アンブレラ33aは、図2に示すように、第1ティース33の側面から反時計回りの周方向に突出する。
第2ティース34は、軸方向から見て、径方向内側に向かうに従って幅が狭くなる形状を有する。第2ティース34は、軸方向から見て、一様な幅で径方向に延びていてもよい。第1ティース33と第2ティース34は、周方向に交互に配置される。アンブレラ33aは、第2ティース34の時計回りの周方向を向く側面と隙間を空けて対向する。
第2ティース34は、軸方向から見て、径方向内側に向かうに従って幅が狭くなる形状を有する。第2ティース34は、軸方向から見て、一様な幅で径方向に延びていてもよい。第1ティース33と第2ティース34は、周方向に交互に配置される。アンブレラ33aは、第2ティース34の時計回りの周方向を向く側面と隙間を空けて対向する。
ステータコア31は、周方向に隣り合う第1ティース33と第2ティース34との間に、スロット35を有する。スロット35は、径方向内側に向かって開口する径方向開口部35aを有する。複数のスロット35のそれぞれに、コイル30が挿入される。
コイル30は、個々の第1ティース33および第2ティース34にそれぞれ装着される巻線体である。すなわち、ステータ3は、集中巻のステータである。したがって、1つのスロット35内には、2つのコイル30のそれぞれの一部が配置される。
本実施形態のステータ3では、ステータコア31は、周方向に相互に連結される第1分割コア131と第2分割コア132とをそれぞれ複数有する。本実施形態の場合、ステータコア31は、5つの第1分割コア131と、5つの第2分割コア132とを有する。第1分割コア131と第2分割コア132は、周方向に交互に配置される。
第1分割コア131は、図2および図3に示すように、コアバック32の一部を構成する第1分割コアバック131aと、ティースの一部を構成する2本の第1分割ティース131b、131cとを有する。
第1分割コアバック131aは、軸方向から見て円弧状である。2本の第1分割ティース131b、131cのうち、一方の第1分割ティース131bは、第1分割コアバック131aの周方向一方側の端部から径方向内側へ延びる。第1分割ティース131bの内周端から反時計回りの周方向に、アンブレラ33aが延びる。他方の第1分割ティース131cは、第1分割コアバック131aの周方向他方側の端部から径方向内側へ延びる。
第1分割コアバック131aは、軸方向から見て円弧状である。2本の第1分割ティース131b、131cのうち、一方の第1分割ティース131bは、第1分割コアバック131aの周方向一方側の端部から径方向内側へ延びる。第1分割ティース131bの内周端から反時計回りの周方向に、アンブレラ33aが延びる。他方の第1分割ティース131cは、第1分割コアバック131aの周方向他方側の端部から径方向内側へ延びる。
第2分割コア132は、コアバック32の一部を構成する第2分割コアバック132aと、ティースの一部を構成する2本の第2分割ティース132b、132cとを有する。2本の第2分割ティース132b、132cのうち、一方の第2分割ティース132bは、第2分割コアバック132aの周方向一方側の端部から径方向内側へ延びる。他方の第2分割ティース132cは、第2分割コアバック132aの周方向他方側の端部から径方向内側へ延びる。
本実施形態では、図2および図3において第1分割コア131の右端に位置する第1分割ティース131bと、第2分割コア132の左端に位置する第2分割ティース132cとが、周方向に隣接して配置されることにより第1ティース33を構成する。
第1分割コア131の周方向他方側の端部に位置する第1分割ティース131cは、第2分割コア132の周方向一方側に位置する第2分割ティース132bと周方向に隣接して配置され、第2ティース34を構成する。
第1分割コア131の周方向他方側の端部に位置する第1分割ティース131cは、第2分割コア132の周方向一方側に位置する第2分割ティース132bと周方向に隣接して配置され、第2ティース34を構成する。
(ステータの製造方法)
次に、ステータ3の製造工程について、図4から図8を参照して説明する。
本実施形態の製造方法では、まず、図4に示すように、第1分割コア131を準備する。すなわち、第1分割コア131は、コアバック32の一部を構成する第1分割コアバック131aと、第1ティース33および第2ティース34のそれぞれの一部を構成する2本の第1分割ティース131b、131cとを有する。第1分割ティース131bの先端部は、周方向に延びるアンブレラ33aを有する。第1分割コア131は、軸方向に沿って複数の鋼板が積層された積層鋼板である。すなわち、第1分割コア131は、第1分割コア131の平面形状に打ち抜かれた鋼板を厚さ方向に積層することにより作製される。
次に、ステータ3の製造工程について、図4から図8を参照して説明する。
本実施形態の製造方法では、まず、図4に示すように、第1分割コア131を準備する。すなわち、第1分割コア131は、コアバック32の一部を構成する第1分割コアバック131aと、第1ティース33および第2ティース34のそれぞれの一部を構成する2本の第1分割ティース131b、131cとを有する。第1分割ティース131bの先端部は、周方向に延びるアンブレラ33aを有する。第1分割コア131は、軸方向に沿って複数の鋼板が積層された積層鋼板である。すなわち、第1分割コア131は、第1分割コア131の平面形状に打ち抜かれた鋼板を厚さ方向に積層することにより作製される。
また、図7に示す第2分割コア132を準備する。第2分割コア132は、コアバック32の一部を構成する第2分割コアバック132aと、第1ティース33および第2ティース34のそれぞれの一部を構成する第2分割ティース132b、132cとを有する。第2分割コア132は、第1分割コア131と同様に、第2分割コア132の平面形状に打ち抜かれた鋼板を厚さ方向に積層することにより作製される。
また、第1ティース33および第2ティース34に装着可能に巻線が巻き回された巻線体を準備する。本実施形態の製造方法では、図4に示すように、径方向に6列に巻線が巻き回されたコイル30Aが作製される。コイル30Aは、相対的に巻線のターン数が多い大径部30aと、大径部30aよりも巻線のターン数が少ない小径部30bとを有する。コイル30Aにおいて、大径部30aは径方向外側、小径部30bは径方向内側に位置する。すなわち、コイル30Aは、径方向外側に向かうに従って巻線のターン数が増加する第1巻線体である。
大径部30aは、コイル30Aの径方向外側の3列の巻線からなる。大径部30aでは、巻線が4ターン巻かれる。小径部30bは、コイル30Aの径方向内側の3列の巻線からなる。小径部30bでは、巻線が2ターン巻かれる。コイル30Aのターン数は、説明のために示す一例である。
コイル30Aは、ステータコア31に装着されない状態で巻線を巻き回される。具体的には、図示しないインシュレータに対して、巻線装置を用いて高占積率に巻線を巻き回すことにより作製される。
コイル30Aは、ステータコア31に装着されない状態で巻線を巻き回される。具体的には、図示しないインシュレータに対して、巻線装置を用いて高占積率に巻線を巻き回すことにより作製される。
準備されたコイル30Aは、図4に示すように、第1分割コア131の図示右端に位置する第1分割ティース131bに装着される。コイル30Aの内周孔30cの周方向および軸方向の幅は、第1分割ティース131bの周方向および軸方向の幅よりもそれぞれ大きい。コイル30Aの内周孔30cは、アンブレラ33aが通過可能な孔である。
コイル30Aを第1分割コア131の第1分割ティース131bに装着した後、図5に示すように、コイル30Aを、アンブレラ33aと径方向に重なる位置に移動する。これにより、第1分割コア131の第1分割ティース131bは、コイル30Aの内周孔30cの図示左側の部分に配置される。内周孔30cの図示右側の部分は、第1分割ティース131bの外側(図示右側)に位置し、径方向の両側に開口する。
次に、図6に示すように、コイル30Aの内周孔30cに第2分割コア132の第2分割ティース132cを径方向外側から挿入し、第1分割ティース131bと第2分割ティース132cとを周方向に隣接して配置する。これにより、図6右側に示すように、隣接配置された第1分割ティース131bと第2分割ティース132cとによって、第1ティース33が構成される。
次に、図7に示すように、コイル30Aを介して連結された第1分割コア131と第2分割コア132との連結体130を、複数個並べて配置する。これにより、隣り合って配置される2つの連結体130の分割ティースが互いに接して配置される。具体的には、第2分割コア132の図示右端の第2分割ティース132bと、第1分割コア131の図示左端の第1分割ティース131cとが互いに接して配置される。互いに接して配置される第2分割ティース132bと第1分割ティース131cとが、第2ティース34を構成する。
複数の連結体130を隣接配置した後、第2ティース34にコイル30Bが装着される。
コイル30Bは、コイル30Aと同様に、径方向に6列に巻線が巻き回された巻線体である。コイル30Bは、相対的に巻線のターン数が多い大径部30aと、大径部30aよりも巻線のターン数が少ない小径部30bとを有する。ただし、コイル30Bでは、大径部30aは径方向内側に位置し、小径部30bは径方向外側に位置する。すなわち、コイル30Bは、径方向内側に向かうに従って巻線のターン数が増加する第2巻線体である。
コイル30Bも、ステータコア31に装着されない状態で、巻線装置を用いて高占積率に巻線を巻き回すことにより作製される。
コイル30Bは、コイル30Aと同様に、径方向に6列に巻線が巻き回された巻線体である。コイル30Bは、相対的に巻線のターン数が多い大径部30aと、大径部30aよりも巻線のターン数が少ない小径部30bとを有する。ただし、コイル30Bでは、大径部30aは径方向内側に位置し、小径部30bは径方向外側に位置する。すなわち、コイル30Bは、径方向内側に向かうに従って巻線のターン数が増加する第2巻線体である。
コイル30Bも、ステータコア31に装着されない状態で、巻線装置を用いて高占積率に巻線を巻き回すことにより作製される。
図7に示すように、コイル30Aが収容されているスロット35の隙間に、コイル30Bが挿入される。コイル30Bは、径方向外側に小径部30bを有し、径方向内側に大径部30aを有する。したがって、コイル30Bの小径部30bは、コイル30Aの大径部30a側方の隙間35bに挿入される。コイル30Bの大径部30aは、コイル30Aの小径部30b側方の隙間35cに挿入される。これにより、図8に示すように、スロット35内にコイル30Aとコイル30Bとがほぼ隙間無く配置されたステータ3が製造される。
以上に説明したように、本実施形態のステータ3では、アンブレラ33aを有する第1分割ティース131bと第2分割ティース132cとが隣接配置されることにより、アンブレラ33aを有する第1ティース33が構成される。この構成によれば、第1分割ティース131bにコイル30を装着した後、第2分割ティース132cをコイル30に挿入することで、アンブレラ33aを有する第1ティース33にも巻線体を装着できる。これにより、部分的にアンブレラ33aを有する集中巻のステータ3を実現できる。したがって、コイル30を巻線体とすることで占積率を高めながら、アンブレラ33aを有することにより、トルク性能およびモータ効率の低下を抑制できる。
本実施形態のステータ3では、第1分割コア131と第2分割コア132が、周方向に交互に配置される。この構成によれば、ステータ3の一部のティースにのみ設けられるアンブレラ33aが、1つおきのスロット35に配置される。したがって、周方向においてステータ3の特性ばらつきが生じにくくなる。
本実施形態では、図8に示すように、ステータ3において、コイル30A(第1巻線体)と、コイル30B(第2巻線体)とが、周方向に交互に配置される。この構成によれば、巻線のターン数の径方向分布が互いに逆であるコイル30Aとコイル30Bとがスロット35内に配置される。これにより、スロット35内に巻線を隙間無く配置しやすくなる。したがって、ステータ3のコイル占積率を高めやすくなる。
本実施形態では、コイル30A(第1巻線体)の径方向内側から外側に向かう巻線のターン数分布と、コイル30B(第2巻線体)の径方向外側から内側に向かうターン線の段数分布とが、互いに一致する。この構成によれば、スロット35内に巻線をさらに隙間無く配置しやすくなる。また、後からスロット35に挿入されるコイル30Bが、コイル30Aに接触しにくくなるので、コイル30Bの装着を行いやすくなり、製造効率を高めることができる。
本実施形態では、コイル30Bは、コイル30Aとほぼ同様の構成を有する。したがって、コイル30Aとコイル30Bに、同一構成の巻線体を用いてもよい。すなわち、コイル30Aを径方向にひっくり返して、第2ティース34に差し込んでもよい。この構成によれば、異なる2種類のコイルを製造する必要がなくなるので、ステータ3をより効率よく製造できる。
(第1変形例)
図9は、第1変形例のステータの一部を示す平面図である。図9において、図1から図8と共通する構成要素には同一の符号を付す。
図9は、第1変形例のステータの一部を示す平面図である。図9において、図1から図8と共通する構成要素には同一の符号を付す。
第1変形例において、第1分割コア131は、周方向の一方側(図示右側)を向く面から周方向他方側に凹む凹部131dと、周方向の他方側(図示左側)を向く面から周方向他方側に突出する凸部131eとを有する。前記第2分割コア132は、周方向の一方側(図示右側)を向く面から周方向他方側に凹む凹部132dと、周方向の他方側(図示左側)を向く面から周方向他方側に突出する凸部132eとを有する。
図9に示すように、第2分割コア132の凸部132eは、第1分割コア131と第2分割コア132とが連結される際に、第1分割コア131の凹部131dに挿入される。これにより、第1分割コア131と第2分割コア132とを、軸方向に位置決めした状態で容易に連結できる。
また、第2分割コア132の凹部132dには、別途作製された連結体130の凸部131eが周方向に挿入される。これにより、複数の連結体130同士を軸方向に位置決めした状態で容易に連結できる。
本実施形態において、第1分割コア131の凹部131dおよび第2分割コア132の凹部132dは、それぞれ、ステータ3の外周面に開口する。すなわち、凹部131d、132dは、ステータ3の第1ティース33および第2ティース34が設けられる側と反対側を向く周面に開口する。
この構成によれば、図9に示したように、コイル30Aの内周孔30cに第2分割ティース132cを挿入する際に、第1分割コア131の凹部131dに対して、第2分割コア132の凸部132eを容易に嵌め込むことができる。これにより、第1分割コア131と第2分割コア132の位置決め作業を行いやすくなる。
この構成によれば、図9に示したように、コイル30Aの内周孔30cに第2分割ティース132cを挿入する際に、第1分割コア131の凹部131dに対して、第2分割コア132の凸部132eを容易に嵌め込むことができる。これにより、第1分割コア131と第2分割コア132の位置決め作業を行いやすくなる。
第1変形例では、第1分割コア131および第2分割コア132が、それぞれ1つずつの凹部と凸部を有する構成としたが、この構成に限られない。
例えば、第1分割コア131が、周方向を向く両側面に凹部131dを有し、第2分割コア132が周方向を向く両側面に凸部132eを有する構成としてもよい。あるいは、第1分割コア131が周方向を向く両側面に凸部131eを有し、第2分割コア132が周方向を向く両側面に凹部132dを有する構成としてもよい。
例えば、第1分割コア131が、周方向を向く両側面に凹部131dを有し、第2分割コア132が周方向を向く両側面に凸部132eを有する構成としてもよい。あるいは、第1分割コア131が周方向を向く両側面に凸部131eを有し、第2分割コア132が周方向を向く両側面に凹部132dを有する構成としてもよい。
すなわち、第1分割コア131は、周方向を向く2つの側面のそれぞれに凹部を有する構成、または前記2つの側面のそれぞれに凸部を有する構成であり、第2分割コア132は、周方向を向く2つの側面のそれぞれに、前記第1分割コアの凹部または凸部と逆凹凸の凸部または凹部を有し、第1分割コア131または第2分割コア132の凸部は、周方向に隣接する前記第1分割コア131または前記第2分割コア132の凹部に挿入される構成としてもよい。
上記構成とした場合も、図9に示した第1変形例と同様に、分割コア同士を位置決めすることができ、ステータの組み立てを容易に実施できる。
上記構成とした場合も、図9に示した第1変形例と同様に、分割コア同士を位置決めすることができ、ステータの組み立てを容易に実施できる。
(第2変形例)
図10は、第2変形例のステータの一部を示す平面図である。図10において、図1から図9と共通する構成要素には同一の符号を付す。
図10は、第2変形例のステータの一部を示す平面図である。図10において、図1から図9と共通する構成要素には同一の符号を付す。
第2変形例において、ステータコア31は、複数の第1分割コア131が周方向に連結される第1分割コア連結体230を有する。ステータコア31は、複数の第1分割コア連結体230を有する。第1分割コア連結体230同士は、第2分割コア132を介して周方向に連結される。第2変形例では、第1分割コア連結体230は、周方向に連結された3つの第1分割コア131からなる。第1分割コア131の連結数は特に限定されず、2個以上の任意の個数の第1分割コア131を連結可能である。
ステータコア31は、例えば、3つの第1分割コア連結体230と、3つの第2分割コア132とを有する構成とすることができる。この構成によれば、12個の分割コアのうち、9個の分割コアがアンブレラ33aを有する第1分割コア131になる。アンブレラ33aを有する分割コアの割合が多くなることで、モータのトルク性能およびモータ効率を向上できる。
第1分割コア連結体230は、図11に示すように、第1分割コア131Xにコイル30Xを装着した状態で、2番目の第1分割コア131Yの第1分割ティース131cを、1番目のコイル30Xの内周孔30cに挿入し、さらに、3番目の第1分割コア131Zの第1分割ティース131cを、2番目のコイル30Yの内周孔30cに挿入することで作製できる。3番目のコイル30Zの内周孔30cには、第1分割コア連結体230同士を連結する第2分割コア132の第2分割ティース132cが挿入される。
上記と同様の連結作業を繰り返すことで、4個以上の第1分割コア131が連結された第1分割コア連結体を作製可能である。なお、図11に示す第1分割コア131X〜131Zは、第1分割コア131と共通の構成である。コイル30X〜30Zは、コイル30と共通の構成である。
上記と同様の連結作業を繰り返すことで、4個以上の第1分割コア131が連結された第1分割コア連結体を作製可能である。なお、図11に示す第1分割コア131X〜131Zは、第1分割コア131と共通の構成である。コイル30X〜30Zは、コイル30と共通の構成である。
(第3変形例)
図12は、第3変形例のステータの一部を示す平面図である。図12において、図1から図9と共通する構成要素には同一の符号を付す。
図12は、第3変形例のステータの一部を示す平面図である。図12において、図1から図9と共通する構成要素には同一の符号を付す。
第3変形例において、ステータコア31は、第1分割コア331と、第2分割コア332とが連結された連結体330を有する。第1分割コア331は、図13に示すように、第1分割コアバック331aと、第1分割コアバック331aの周方向一方側(図示右側)の端部から径方向内側へ延びる第1分割ティース331bとを有する。第1分割コア331は、第1分割ティース331bの先端から周方向に延びるアンブレラ33aを有する。第2分割コア332は、第2分割コアバック332aと、第2分割コアバック332aの周方向他方側(図示左側)の端部から径方向内側へ延びる第2分割ティース332bとを有する。第2分割ティース332bは、アンブレラを有さない直線状の分割ティースである。
連結体330は、図13に示すように、第1分割コア331の第1分割ティース331bにコイル30を装着した後、コイル30の内周孔30cに第2分割コア332の第2分割ティース332bを径方向外側から挿入することで作製される。周方向に隣接して配置される第1分割ティース331bと第2分割ティース332bとにより、ステータコア31のティース333が構成される。
第3変形例のステータコア31は、図12に示すように、周方向に並ぶ全てのティース333がアンブレラ33aを有する。したがって、ティースの一部のみアンブレラを有するステータコアと比較して、モータのトルク性能およびモータ効率を向上できるステータコアである。
本明細書において説明した構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。
例えば、第3変形例の第1分割ティース331bおよび第2分割ティース332bは、第1変形例と同様の凹部および凸部を有していてもよい。この構成によれば、連結体330を構成する第1分割コア331と第2分割コア332とを軸方向に位置決めできる。また、隣接して配置される連結体330同士を連結する際にも、複数の連結体330軸方向に位置決めできる。これにより、連結体330を備えるステータを製造しやすくなる。
例えば、第3変形例の第1分割ティース331bおよび第2分割ティース332bは、第1変形例と同様の凹部および凸部を有していてもよい。この構成によれば、連結体330を構成する第1分割コア331と第2分割コア332とを軸方向に位置決めできる。また、隣接して配置される連結体330同士を連結する際にも、複数の連結体330軸方向に位置決めできる。これにより、連結体330を備えるステータを製造しやすくなる。
1…モータ、3…ステータ、30c…内周孔、31…ステータコア、32…コアバック、33a…アンブレラ、130,330…連結体、131,131X,131Y,131Z,331…第1分割コア、131a,331a…第1分割コアバック、131b,131c,331b…第1分割ティース、131d,132d…凹部、131e,132e…凸部、132,332…第2分割コア、132a,332a…第2分割コアバック、132b,132c,332b…第2分割ティース、230…第1分割コア連結体、333…ティース、J…中心軸
Claims (12)
- 中心軸を中心とする環状のコアバックと前記コアバックから径方向に突出する複数のティースとを有するステータコアと、前記複数のティースに装着される複数の巻線体と、を備えるステータであって、
前記ステータコアは、周方向に相互に連結される第1分割コアと第2分割コアとをそれぞれ複数有し、
前記第1分割コアは、前記コアバックの一部を構成する第1分割コアバックと、前記ティースの一部を構成する第1分割ティースとを有し、
前記第2分割コアは、前記コアバックの一部を構成する第2分割コアバックと、前記ティースの一部を構成する第2分割ティースとを有し、
前記第1分割ティースと前記第2分割ティースとが周方向に隣接して配置されることにより構成される前記ティースを含み、
前記第1分割ティースと前記第2分割ティースのいずれか一方は、径方向の先端部から周方向に延びるアンブレラを有する、ステータ。 - 前記第1分割コアと前記第2分割コアは、周方向に交互に配置される、
請求項1に記載のステータ。 - 前記第1分割コアは、前記第1分割コアバックの周方向の両端から径方向に延びる2本の前記第1分割ティースを有し、
前記第2分割コアは、前記第2分割コアバックの周方向の両端から径方向に延びる2本の前記第2分割ティースを有し、
前記2本の第1分割ティースと前記2本の第2分割ティースのうちのいずれか1つが、前記アンブレラを有する、
請求項1または2に記載のステータ。 - 前記第1分割コアは、前記第1分割コアバックの周方向の両端から径方向に延びる2本の前記第1分割ティースを有し、
前記第2分割コアは、前記第2分割コアバックの周方向の両端から径方向に延びる2本の前記第2分割ティースを有し、
前記第1分割コアは、1本の前記第1分割ティースに前記アンブレラを有し、
前記ステータコアは、周方向に複数の前記第1分割コアが連結される第1分割コア連結体を複数有し、
前記第1分割コア連結体同士は、前記第2分割コアを介して周方向に連結される、
請求項1に記載のステータ。 - 前記第1分割コアは、前記第1分割コアバックの周方向一方側の端部にのみ前記第1分割ティースを有し、
前記第2分割コアは、前記第2分割コアバックの周方向他方側の端部にのみ前記第2分割ティースを有する、
請求項2に記載のステータ。 - 前記第1分割コアおよび前記第2分割コアは、周方向の一方側を向く面から周方向他方側に凹む凹部と、周方向の他方側を向く面から周方向他方側に突出する凸部とを有し、
前記第1分割コアおよび前記第2分割コアの前記凸部は、周方向に隣接する他の分割コアの凹部に挿入される、
請求項1から5のいずれか1項に記載のステータ。 - 前記第1分割コアは、周方向を向く2つの側面のそれぞれに凹部を有する構成、または前記2つの側面のそれぞれに凸部を有する構成であり、
前記第2分割コアは、周方向を向く2つの側面のそれぞれに、前記第1分割コアの凹部または凸部と逆凹凸の凸部または凹部を有し、
前記第1分割コアまたは前記第2分割コアの凸部は、周方向に隣接する前記第1分割コアまたは前記第2分割コアの凹部に挿入される、
請求項1から5のいずれか1項に記載のステータ。 - 前記凹部は、前記ステータの前記ティースと反対側を向く周面に開口する、
請求項6または7に記載のステータ。 - 径方向外側に向かうに従って巻線のターン数が増加する第1巻線体と、
径方向内側に向かうに従って巻線のターン数が増加する第2巻線体と、を有し、
前記第1巻線体と前記第2巻線体は、周方向に交互に配置される、
請求項1から8のいずれか1項に記載のステータ。 - 前記第1巻線体の径方向内側から外側に向かう巻線のターン数分布と、前記第2巻線体の径方向外側から内側に向かうターン線の段数分布とが、互いに一致する、
請求項9に記載のステータ。 - 中心軸を中心とする環状のコアバックと前記コアバックから径方向に突出する複数のティースとを有するステータコアと、前記複数のティースに装着される複数の巻線体と、を備えるステータの製造方法であって、
前記コアバックの一部を構成する第1分割コアバックと、前記ティースの一部を構成する第1分割ティースとを有し、前記第1分割ティースの先端部に周方向に延びるアンブレラを有する第1分割コアを準備し、
前記コアバックの一部を構成する第2分割コアバックと、前記ティースの一部を構成する第2分割ティースとを有する第2分割コアを準備し、
前記ティースに装着可能に巻線が巻き回された巻線体を準備し、
前記第1分割コアの前記第1分割ティースに前記巻線体を装着した後、前記巻線体を前記アンブレラと径方向に重なる位置に移動し、
前記巻線体の内周孔に前記第2分割コアの前記第2分割ティースを挿入し、前記第1分割ティースと前記第2分割ティースとを周方向に隣接させて配置する、
ステータの製造方法。 - 請求項1から10のいずれか1項に記載のステータを備える、モータ。
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JP2020029257A JP2021136726A (ja) | 2020-02-25 | 2020-02-25 | ステータ、ステータの製造方法、モータ |
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JP2020029257A Pending JP2021136726A (ja) | 2020-02-25 | 2020-02-25 | ステータ、ステータの製造方法、モータ |
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-
2020
- 2020-02-25 JP JP2020029257A patent/JP2021136726A/ja active Pending
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