JPWO2020054469A1 - ステータ及びそれを用いたモータ - Google Patents

Abstract

ステータ１００は、コイル５０と、コイル５０がそれぞれ装着される複数のティース１０と、ティース１０と磁気的に結合する複数のヨーク２０と、複数のヨーク２０と複数のティース１０とを、ヨーク２０とティース１０とが交互に配置された状態で固定する環状のフレーム３０と、を備えている。ティース１０は、フレーム３０の周方向に隣り合うヨーク２０と嵌め合うティース嵌合部１１を有している。ティース嵌合部１１は、ヨーク２０からティース１１に向かって形成された切り欠き部６０ａを応力緩和部７０として有している。

Description

本発明は、ステータ及びそれを用いたモータに関する。

近年、家電分野や産業機器分野、車載分野等のモータにおいて、コイルを巻付、装着を容易にし、コイルの高占積化を実現するために、複数のヨークを周方向で接続して構成されたステータコアが使用されている。特に、予め巻き上げられたコイルを使用する場合は、コイルを装着するために、ティースがそれぞれ装着された複数のヨークを互いに連結するように構成されたステータコアが使用されている。

例えば、特許文献１には、リング状のヨーク部とＩ字形状のティース部とを嵌合して、ステータコアを形成する構成が開示されている。また、特許文献２及び特許文献３には、複数のヨークと複数のティースとを円筒形のフレームで互いに締結して、ステータコアを形成する構成が開示されている。

特開平６−２０５５５１号公報 特許第４５６８６３９号公報 特許第５３４８３９７号公報

しかしながら、特許文献１に開示された従来の構成では、リング状のヨーク部とＩ字形状のティース部との嵌合時に互いを締結する締結力の設定が難しく、締結力が強すぎると、互いに押し込みあう力が大きくなり、ステータコアの製造が困難であった。一方、締結力が弱すぎると、ヨーク部に対するティース部の固定が不十分となり、例えば、樹脂成型によって、ティース部の固定力を補う必要があった。

また、特許文献２や特許文献３に開示された構成では、フレームによって複数のヨークと複数のティースを締結固定するときにヨークとティースのそれぞれに応力が発生する。しかし、この応力を緩和する機構を有していないため、ステータコア内に歪みが蓄積され、モータの鉄損が増大するおそれがあった。また、応力によってステータコアが大きく変形し、寸法精度が低下するとともに、モータの振動やコギングの増大を招くおそれがあった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、その目的は、フレームによって固定されるときにヨークやティースに生じる応力を緩和可能なステータ及びそれを用いたモータを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係るステータは、コイルと、前記コイルがそれぞれ装着される複数のティースと、前記ティースと磁気的に結合する複数のヨークと、前記ヨークと前記ティースとが交互に配置された状態で、前記複数のヨークと前記複数のティースとを締結する環状のフレームと、を備え、前記ティースは、前記フレームの周方向に隣り合う前記ヨークと嵌め合うティース嵌合部を有し、前記ヨークは、前記ティース嵌合部と嵌め合うヨーク嵌合部を有し、前記ティース嵌合部と前記ヨーク嵌合部との少なくともいずれか一方は、前記フレームによって締結されるときに生じる応力を緩和する応力緩和部を有する構成を含む。

この構成によれば、フレームによって締結されるときにヨーク及びティースに生じる応力を緩和し、ステータにおける鉄損を低減できる。

また、本発明に係るモータは、前記ステータのいずれかと、当該ステータと所定の間隔をあけて設けられたロータと、を少なくとも含む。

この構成によれば、ステータに生じる応力を緩和できるため、モータの鉄損の低減及び振動やコギングの低減が図れる。

本発明のステータによれば、ステータに加わる応力を緩和して、ステータにおける鉄損を低減することができる。また、本発明のモータによれば、鉄損の低減及び振動やコギングの低減が図れる。

図１は、本発明の実施形態１に係るモータの断面模式図である。 図２は、ステータの一部を拡大した断面模式図である。 図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線での断面模式図である。 図４は、本発明の実施形態２に係るステータの一部を拡大した断面模式図である。 図５は、実施形態２に係る別のステータの一部を拡大した断面模式図である。 図６は、変形例に係るステータの一部を拡大した断面模式図である。 図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線での断面模式図である。 図８は、本発明の実施形態３に係るステータの一部を拡大した断面模式図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。

（実施形態１）
［モータの構成］
図１は、本実施形態に係るモータの断面模式図を示す。なお、以降の説明において、モータ１０００の半径方向を「径方向」と、外周方向を「周方向」と、モータ１０００の出力軸２１０の延びる方向（図１における紙面と垂直な方向）を「軸方向」とそれぞれ呼ぶことがある。また、径方向において、モータ１０００の中心側を径方向内側と、外周側を径方向外側と呼ぶことがある。

モータ１０００は、ステータ１００とロータ２００とを有している。なお、モータ１０００は、これら以外の構成部品、例えば、モータケースや出力軸を軸支する軸受等の部品を有しているが、説明の便宜上、その図示及び説明を省略する。

ステータ１００は、ステータコア１１０とコイル５０とを少なくとも有しており、ステータコア１１０については後で詳述する。コイル５０は、表面に絶縁被膜が設けられた銅等の導線が所定回巻回されてなる部品であり、図示しないインシュレータを挟んで複数のティース１０のそれぞれに装着されている。なお、本実施形態では、コイル５０に流れる電流の位相に応じて、コイル５０をコイルＵ１〜Ｕ４，Ｖ１〜Ｖ４，Ｗ１〜Ｗ４とそれぞれ呼ぶことがある。また、周方向に隣り合うティース１０の間にそれぞれスロット４０が設けられた、コイル５０はスロット４０内に収容されている。

ロータ２００は、軸心に配置された出力軸２１０と、ステータ１００に対向してＮ極、Ｓ極が出力軸の外周方向に沿って交互に配置された磁石２２０とを有している。なお、磁石の材料や形状や材質については、モータ１０００の出力等に応じて適宜変更しうる。また、上面視で、ロータ２００は、ステータ１００の径方向内側に、ステータ１００と一定の間隔をあけて配設されている。

コイルＵ１〜Ｕ４，Ｖ１〜Ｖ４，Ｗ１〜Ｗ４はそれぞれ直列に接続されており、互いに電気角で１２０°の位相差を有するＵ，Ｖ，Ｗ相の３相の電流がそれぞれコイルＵ１〜Ｕ４，Ｖ１〜Ｖ４，Ｗ１〜Ｗ４に供給されて励磁され、ステータ１００に回転磁界が発生する。この回転磁界と、ロータ２００に設けられた磁石２２０が発生する磁界との間で相互作用を生じてトルクが発生し、出力軸２１０が図示しない軸受に支持されて回転する。

［ステータの構成］
図２は、本発明の実施形態に係るステータの一部を拡大した断面模式図を示し、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線での断面模式図を示す。なお、図２は、図１に示す断面に対応している。また、以降の説明において、軸方向において、図３の（ｂ）図に示す凹部６２が開口した側を上側あるいは単に上と呼び、その反対側を下側あるいは単に下と呼ぶことがある。

ステータコア１１０は、複数のティース１０と複数のヨーク２０とフレーム３０とを有しており、フレーム３０の内周面３０ａに沿ってティース１０とヨーク２０とが交互に配置されている。

ティース１０は、軸方向に複数枚積層された電磁鋼板を打ち抜き加工等して得られる部品であり、ティース嵌合部１１（以下、単に嵌合部１１と呼ぶことがある。）とコイル装着部１４と鍔部１５とを有している。また、ティース１０は、周方向中央を径方向に通る中心線Ｃに関して対称な形状となっている。コイル装着部１４は、ヨーク２０の内周面から径方向内側に延びており、図示しないインシュレータを介して図１に示すコイル５０がコイル装着部１４に装着される。鍔部１５はコイル装着部１４の先端に設けられ、周方向に張り出している。鍔部１５を設けることにより、ロータ２００からの磁束を遮蔽し、コイル５０での渦電流損を抑制している。ティース嵌合部１１は、コイル装着部１４の径方向外側に位置し、ティース１０の周方向両側面をそれぞれＶ字形状に窪ませることで形成されている。また、ティース１０の径方向外側端部の幅Ｔ１は、コイル装着部１４の周方向の最大幅Ｔ２と同じかこれよりも狭くなるように構成されている。

ヨーク２０は、ティース１０と同様に積層された電磁鋼板を加工してなる部品であり、ヨーク嵌合部２１（以下、単に嵌合部２１と呼ぶことがある。）を有している。ヨーク嵌合部２１は、周方向両側面からそれぞれ張り出した上面視で三角形状の凸部を有している。ティース嵌合部１１に対して、周方向に隣り合うヨーク嵌合部２１を嵌め合わせることで、ティース１０とヨーク２０とが互いに位置決め固定される。また、ヨーク２０はコイル５０で発生し、ティース１０内を通る磁束を通過させる磁気通路としての役割を有している。つまり、ヨーク２０はティース１０に磁気的に結合している。

フレーム３０は円環状の金属製部品であり、例えば、鉄やアルミ、あるいは鉄やアルミの合金等からなる。互いの嵌合部１１，２１同士が嵌め合わされたティース１０とヨーク２０を交互に複数組配置し、フレーム３０によって複数のティース１０とヨーク２０を締結することで、ステータコア１１０が構成される。なお、ティース１０の径方向外周面１０ａ及びヨークの２０径方向外周面２０ａ（以下、それぞれ単に外周面１０ａ，２０ａという）はそれぞれ上面視で円弧状に加工されており、当該円弧の半径または曲率半径はフレーム３０の内径Ｒに略等しい。なお、フレーム３０の内周面３０ａが円形であればよく、外周面は例えば四角形であってもよい。ただし、複数のティース１０とヨーク２０とを締結するために、フレーム３０は環状であるのが好ましい。なお、本願明細書において、「略等しい」とは、ステータコア１１０の各構成部品の製造公差や組立公差を含んで等しいという意味であり、例えば、ヨーク２０の外周面２０ａ及びティース１０の外周面１０ａの半径または曲率半径がフレーム３０の内径Ｒと厳密に一致していることを意味するものではない。

また、ティース嵌合部１１とヨーク嵌合部２２とは、外周面１０ａ，２０ａにそれぞれ切り欠き部６０ａ，６０ｂを有しており、切り欠き部６０ａとこれに隣り合う切り欠き部６０ｂとで応力緩和部７０が構成される。切り欠き部６０ａはヨーク２０からティース１０に向かって形成されており、切り欠き部６０ｂはティース１０からヨーク２０に向かって形成されている。また、切り欠き部６０ａ，６０ｂはそれぞれ角部を有している。

また、応力緩和部７０は種々の形状を取ることができる。例えば、図３の（ａ）図に示すように、応力緩和部７０は、ヨーク２０及びティース１０をヨーク２０及びティース１０の厚さ方向である軸方向に貫通する貫通孔６１として構成されていてもよいし、（ｂ）図に示すように、軸方向に窪む凹部６２として構成されていてもよい。（ｃ）図に示すように、ヨーク２０及びティース１０の内部に形成された空隙部６３として構成されていてもよい。

つまり、応力緩和部７０は、周方向に隣り合うヨーク２０とティース１０との間に、これらが互いに接触しない部分を設けることにより、ヨーク２０及びティース１０がフレーム３０によって締結されるときに互いに生じる応力を緩和する機能を有している。

［効果等］
以上説明したように、本実施形態に係るステータ１００は、コイル５０と、コイル５０がそれぞれ装着される複数のティース１０と、ティース１０と磁気的に結合する複数のヨーク２０と、複数のヨーク２０と複数のティース１０とを、ヨーク２０とティース１０とが交互に配置された状態で固定する環状のフレーム３０と、を備えている。

また、ティース１０は、フレーム３０の周方向に隣り合うヨーク２０と嵌め合う嵌合部１１を有しており、嵌合部１１は、ヨーク２０からティース１０に向かって形成された切り欠き部６０ａを応力緩和部７０として有している。

ステータ１００をこのように構成することで、ステータコア１１０、特にティース１０に加わる応力を緩和し、ステータコア１１０内に歪みが蓄積されるのを抑制できる。このことにより、ステータ１００における鉄損を低減できる。

同様に、ヨーク２０は、フレーム３０の周方向に隣り合うティース１０と嵌め合う嵌合部２１を有しており、嵌合部２１は、ティース１０からヨーク２０に向かって形成された切り欠き部６０ｂを応力緩和部７０として有している。

ステータ１００をこのように構成することで、ステータコア１１０、特にヨーク２０に加わる応力を緩和し、ステータコア１１０内に歪みが蓄積されるのを抑制できる。このことにより、ステータ１００における鉄損を低減できる。

従来、知られているように、電磁鋼板の主材料である鉄は、内部歪みによって磁気損失、いわゆる鉄損が増大する性質があり、圧縮応力が加わった場合にその傾向が顕著となる。交互に配置されたヨーク２０とティース１０とをフレーム３０によって締結する場合、それぞれの周方向側面に設けられた嵌合部１１，２１近傍を中心に、周方向への圧縮応力がそれぞれに加わるため、ステータ１００における鉄損が増大し、モータ１０００の効率を低下させる要因となりうる。

一方、本実施形態によれば、周方向に隣り合うヨーク２０とティース１０との間に周方向への応力が加わった場合に、応力緩和部７０近傍がわずかに変形することで、当該応力を緩和し、ステータコア１１０内に歪みが蓄積されるのを抑制できる。また、ステータコア１１０の内部歪みは、ヨーク２０とティース１０を意図しない方向に変形させることがあるが、本実施形態によれば、内部歪みを低減させることで、ステータコア１１０の寸法精度が低下するのを防止できる。

また、応力緩和部７０を、ヨーク２０及びティース１０を軸方向に貫通する貫通孔６１として構成することで、ヨーク２０とティース１０の間の空間を大きく取れ、応力を緩和する度合いを高めることができる。なお、応力緩和部７０は、ヨーク２０及びティース１０の厚さ方向である軸方向に凹む凹部６２として構成されていてもよい。同様に、応力緩和部７０は、ヨーク２０及びティース１０の内部に形成された空隙部６３として構成されていてもよい。

また、フレーム３０は円環状であり、ヨーク２０の外周面２０ａとティース１０の外周面１０ａとは、それぞれフレーム３０の内周面３０ａと向かい合ってフレーム３０の内周面３０ａと当接する円弧状の曲面である。

ヨーク２０及びティース１０をこのように構成することで、フレーム３０の内周面３０ａに沿って隙間なくヨーク２０及びティース１０を配置できる。このことにより、ヨーク２０及びティース１０を、それぞれ精度良く自立的に整列させることができる。また、複数のヨーク２０及びティース１０にそれぞれ均等な力を加えることができる。このことにより、ヨーク２０やティース１０に加わる応力が周方向でばらつくのを抑制できる。

また、本実施形態によれば、ヨーク２０とティース１０とをそれぞれ別個に準備し、これらを交互に配置し、互いに嵌合させた後に、フレーム３０によって複数のヨーク２０とティース１０とを締結してステータコア１１０を組立てている。このため、複数のティース１０のそれぞれに予め巻回されたコイル５０を装着し、その後に、ヨーク２０とティース１０とを嵌合させることができる。このことにより、コイル５０の装着工数、ひいてはステータ１００及びモータ１０００の製造コストを低減できる。特に、ティース１０はコイル５０が装着されるコイル装着部１４を有しており、ティース１０の径方向外側端部の幅Ｔ１を、コイル装着部の最大幅Ｔ２以下としている。このことにより、予め巻回されたコイル５０を径方向外側からティース１０に容易に装着することができる。

本実施形態に係るモータ１０００は、ステータ１００と、ステータ１００と所定の間隔をあけて設けられたロータ２００と、を少なくとも備えている。

本実施形態によれば、ステータコア１１０に生じる応力を緩和できるため、ステータ１００における鉄損を低減できる。このことにより、損失の少ない高効率のモータ１０００を実現できる。また、応力に起因したステータコア１１０の内部歪みを低減できるため、ステータコア１１０の寸法精度、ひいてはステータ１００やモータ１０００の組立精度を向上できる。このことにより、モータ１０００の組立歩留まりが向上し、モータ１０００の製造コストを低減できる。また、ステータコア１１０の寸法精度を高められるため、振動やコギングの低減が図れ、高品質のモータ１０００が実現できる。

（実施形態２）
図４は、本実施形態に係るステータの一部を拡大した断面模式図を示し、図５は、別のステータの一部を拡大した断面模式図を示す。なお、図４，５において、（ａ）図が図２に示す断面に、（ｂ）図が図３に示す断面にそれぞれ対応している。また、図４，５において、実施形態１と同様の箇所については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

実施形態１に示す構成では、ティース嵌合部１１に切り欠き部６０ａを、ヨーク嵌合部２１に切り欠き部６０ｂをそれぞれ設けることで応力緩和部７０が構成されているのに対し、本実施形態に示す構成では、ティース１０のみに応力緩和部７１が、またはヨーク２０のみに応力緩和部７２が設けられている点で異なる。

図４，５の（ａ）図及び（ｂ）図にそれぞれ示すように、応力緩和部７１，７２はそれぞれ円形に開口した凹部６２として構成されている。

具体的には、図４の（ｂ）図に示すように、ヨーク２０は、電磁鋼板８０が軸方向に積層された積層体であり、第１の電磁鋼板８１は、軸方向に第１の電磁鋼板８１を貫通する鋼板貫通孔８１ａを含んでいる。また、第２の電磁鋼板８２は、上面視で、鋼板貫通孔８１ａと重なる重なり部８２ｂを含んでいる。応力緩和部７２は、鋼板貫通孔８１ａと重なり部８２ａとによって凹部６２として構成されている。

同様に、図５の（ｂ）図に示すように、ティース１０は、電磁鋼板８０が軸方向に積層された積層体であり、第１の電磁鋼板８１は、軸方向に第１の電磁鋼板８１を貫通する鋼板貫通孔８１ａを含んでいる。また、第２の電磁鋼板８２は、上面視で、鋼板貫通孔８１ａと重なる重なり部８２ｂを含んでいる。応力緩和部７１は、鋼板貫通孔８１ａと重なり部８２ａとによって凹部６２として構成されている。

本実施形態に示すように、ヨーク２０のみに応力緩和部７２か、あるいはティース１０のみに応力緩和部７１を設けるようにしてもよい。応力緩和部７１または７２の近傍がわずかに変形することで、周方向に隣り合うヨーク２０とティース１０との間に加わる応力を緩和することができ、実施形態１に示すのと同様の効果を奏することができる。つまり、応力緩和部７１，７２は、ヨーク２０またはティース２１に図４または図５に示すような凹部６２を設けることで、周方向に隣り合うヨーク２０及びティース１０がフレーム３０によって締結されるときに生じる応力を緩和する機能を有している。

また、本実施形態によれば、ティース１０の外周面１０ａを切り欠くことがなく、フレーム３０の内周面３０ａと接するティース１０の外周面１０ａの面積を最大化することができる。このことにより、フレーム３０に対してティース１０を安定に配置でき、ステータ１００内でのティース１０の位置精度を向上させることができる。ティース１０の位置ずれ、特に径方向に関する配置角度のずれは、モータ１０００の振動やコギングに大きく影響を及ぼすため、当該配置角度の精度を向上することで、振動やコギングの低減が図れ、高品質のモータ１０００が実現できる。

また、ティース１０またはヨーク２０に設けられた応力緩和部７１，７２を鋼板貫通孔８１ａと重なり部８２ａとによって構成された凹部６２とすることで、応力緩和部７１，７２近傍の機械的強度を高められる。

また、ティース１０またはヨーク２０に設けられた応力緩和部７１，７２をそれぞれ円形に開口する凹部６２とすることで、歪みが集中する部分である角部を無くして、ステータコア１１０の内部歪み、ひいてはステータ１００の鉄損をさらに低減することが可能となる。また、このことにより、モータ１０００の効率及び品質を高めることができる。

なお、図示しないが、応力緩和部７１，７２を楕円形に開口する凹部６２としてもよい。また、応力緩和部７１，７２を、図３の（ａ）図または（ｃ）図に示すように貫通孔６１あるいは空隙部６３として構成してもよい。

また、実施形態１に示す構成も含めて、応力緩和部７１，７２とフレーム３０の内周面３０ａとの間の距離は、フレーム３０の内周面３０ａからヨーク２０の内周面までの間の距離Ｌの半分よりも小さくなるようにするのが好ましい。

コイル５０で発生した磁束は、ティース１０を通って、ヨーク２０の内周面から径方向中央までの間を主に通過するため、応力緩和部７１，７２とフレーム３０の内周面３０ａとの間の距離を上記のように規定することで、磁束がヨーク２０内を通過する通路から応力緩和部７１または７２を遠ざけることができる。

図２〜５に示すように、応力緩和部７０〜７２は、ティース１０またはヨーク２０あるいはヨーク２０とティース１０の両方に空間を設けることで構成される。しかし、このような空間は、周囲の電磁鋼板８０に比べて比透磁率が小さく、応力緩和部７０〜７２をヨーク２０内での磁束の通路上に設けると、モータ１０００での磁束利用効率、ひいてはモータ１０００の効率が低下してしまう。

一方、本実施形態によれば、応力緩和部７０〜７２を上記のように配置することで、モータ１０００の効率が低下するのを抑制できる。

なお、図４，５に示す応力緩和部７１，７２を周方向に隣り合うヨーク２０とティース１０にそれぞれ形成するようにしてもよい。

＜変形例＞
図６は、本実施形態に係るステータの一部を拡大した断面模式図を、図７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線での断面模式図をそれぞれ示す。なお、図６は、図２に示す断面に対応している。なお、図６，７において、実施形態１，２と同様の箇所については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

実施形態１に示す構成ではヨーク２０とティース１０とに跨がって応力緩和部７０が形成されているのに対し、本変形例に示す構成では、応力緩和部７２がヨーク２０にのみ形成されている点が異なる。また、実施形態２に示す構成では、応力緩和部７２が円形に開口した凹部６２であるのに対し、本変形例に示す構成では、応力緩和部７２は、ヨーク２０に設けられた切り欠き部６０であり、上面視で円弧状である点て異なる。

本変形例によれば、実施形態２に示すのと同様に、フレーム３０の内周面３０ａと接するティース１０の外周面１０ａの面積を最大化することができる。このことにより、フレーム３０に対してティース１０を安定に配置でき、ステータ１００内でのティース１０の位置精度を向上して、振動やコギングが低減された高品質のモータ１０００が実現できる。

また、ヨーク２０に設けられた切り欠き部６０を上面視で円弧形状とすることで、実施形態２に示すのと同様に、切り欠き部６０において、歪みが集中する部分である角部を無くして、ステータ１００の鉄損をさらに低減することが可能となる。また、このことにより、モータ１０００の効率を高めることができる。

なお、図７に示すように、応力緩和部７２は種々の形状を採ることができる。例えば、（ａ）図に示すように、貫通孔６１として構成されてもよいし、（ｂ）図に示すように凹部６２として構成されてもよい。また、（ｃ）図に示すように、空隙部６３として構成されてもよい。

なお、ステータ１００内でのティース１０の位置精度が確保できれば、ティース１０の外周面１０ａに図６に示すのと同様の切り欠き部６０を設け、これを応力緩和部７１としてもよい。その場合の応力緩和部７１の軸方向断面形状は、図７に示すのと同様の形状とすることができる。

（実施形態３）
図８は、本実施形態に係るステータの一部を拡大した断面模式図を示す。なお、図８において、実施形態１，２と同様の箇所については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

実施形態１，２及び変形例に示す構成では、ティース１０は周方向中央を径方向に通る中心線Ｃに関して対称な形状であるのに対し、本実施形態に示す構成では、ティース１０は当該中心線Ｃに関して非対称な形状である点で異なる。また、ティース１０の形状に応じて、ヨーク２０も周方向両側で非対称な形状となっている。

ヨーク２０やティース１０は、電磁鋼板８０の積層方向に依存した歪みを持っているため、例えば、電磁鋼板８０の上面に別の電磁鋼板８０の上面が接した状態や電磁鋼板８０の上面に別の電磁鋼板８０の下面が接した状態が積層方向でランダムに生じていると、組立時にステータコア１１０が意図しない変形を起こす場合がある。このようなことが起こると、ステータコア１１０の寸法精度、ひいてはステータ１００やモータ１０００の組立精度の低下を招いてしまう。

一方、本実施形態によれば、ティース１０やヨーク２０の形状を上記のようにすることで、作業者が、ティース１０及びヨーク２０を構成する電磁鋼板８０の積層方向を間違えることなく、所定の方向に正しく電磁鋼板８０を積層してティース１０やヨーク２０を得ることができる。このことにより、モータ１０００の組立歩留まりが向上し、モータ１０００の製造コストを低減できる。また、ステータコア１１０の寸法精度を高められるため、振動やコギングが低減された高品質のモータ１０００が実現できる。

また、ティース１０の外周面１０ａ及びヨーク２０の外周面２０ａにそれぞれ切り欠き部６０ａ，６０ｂを設け、これらを応力緩和部７０として構成することで、実施形態１に示すのと同様の効果を得ることができる。

（その他の実施形態）
以上説明したように、応力緩和部７０〜７２は、ティース嵌合部１１かヨーク嵌合部１２か、あるいはこれら両方に形成されていてもよい。

つまり、ステータ１００は、コイル５０と、コイル５０がそれぞれ装着される複数のティース１０と、ティース１０と磁気的に結合する複数のヨーク２０と、複数のヨーク２０と複数のティース１０とを、ヨーク２０とティース１０とが交互に配置された状態で固定する環状のフレーム３０と、を備えている。

ティース１０は、フレーム３０の周方向に隣り合うヨーク２０と嵌め合うティース嵌合部１１を有し、ヨーク２０は、ティース嵌合部１１と嵌め合うヨーク嵌合部２１を有している。

ティース嵌合部１１とヨーク嵌合部２１との少なくともいずれか一方は、フレーム３０によって締結されるときに生じる応力を緩和する応力緩和部７０〜７２を有している。

応力緩和部７０〜７２は、ティース１０またはヨーク２０の厚さ方向である軸方向にティース１０とヨーク２０との少なくともいずれか一方を貫通する貫通孔６１、または、軸方向に凹む凹部６２、または、ティース１０からヨーク２０に向かって、あるいはヨーク２０からティース１０に向かって形成された切り欠き部６０、または、ティース１０またはヨーク２０の内部に形成された空隙部６３、のうちいずれかを少なくとも含んでいる。

ステータ１００をこのように構成することで、ステータコア１１０に加わる応力を緩和し、ステータコア１１０内に歪みが蓄積されるのを抑制できる。このことにより、ステータ１００における鉄損を低減できる。また、モータ１０００における鉄損の低減及び振動やコギングの低減が図れる。

なお、変形例を含む実施形態１〜３において、周方向に隣り合うティース１０またはヨーク２０に、応力緩和部７０〜７２をそれぞれ１つずつ設ける例を示したが、ステータコア１１０全体の剛性及び強度が確保できれば複数個設けるようにしてもよい。また、応力緩和部７０〜７２を複数設ける場合に、これらの形状は、切り欠き部６０や貫通孔６１や凹部６２あるいは空隙部６３のうち１種類であってもよいし、複数種類が混在していてもよい。ただし、モータ１０００での磁束利用効率が低下しないように、応力緩和部７０〜７２とフレーム３０の内周面３０ａとの間の距離は、フレーム３０の内周面３０ａからヨーク２０の径方向中央までの間の距離Ｌ／２よりも小さくなるようにするのが好ましい。

また、変形例を含む実施形態１〜３において、ヨーク２０やティース１０はそれぞれ電磁鋼板が積層されてなる部品であったが、鉄粉等を焼結してなる焼結体であってもよい。この場合も、鉄粉の結晶軸配向が揃っていれば、内部歪みによる鉄損が増大する傾向にあるため、ヨーク２０またはティース１０あるいはその両方の形状を、変形例を含む実施形態１，２に示すようにすれば、ステータ１００における鉄損を低減できる。また、モータ１０００における鉄損の低減及び振動やコギングの低減が図れる。

なお、実施形態１において、１０極、１２スロットのモータ１０００を例に取って説明したが、モータ１０００の磁極数やスロット数は特にこれに限定されず、その他の磁極数とスロット数との組合せについても適用できる。また、実施形態１〜３において、コイル５０を構成する導線の断面形状を四角形としているが、特にこれに限定されず、例えば、円形や楕円形であってもよい。

本発明のステータは、鉄損を低減できるため、各種電気機器や車両等に取り付けられるモータに適用する上で有用である。

１０ ティース
１０ａ 外周面
１１〜１３ ティース嵌合部（嵌合部）
１４ コイル装着部
１５ 鍔部
２０ ヨーク
２０ａ 外周面
２１〜２３ ヨーク嵌合部（嵌合部）
２４ 切り欠き部
３０ フレーム
３０ａ 内周面
４０ スロット
５０ コイル
６０ 切り欠き部
６１ 貫通孔
６２ 凹部
６３ 空隙部
７０〜７２ 応力緩和部
８０ 電磁鋼板
８１ 第１の電磁鋼板
８１ａ 鋼板貫通孔
８２ 第２の電磁鋼板
８２ａ 重なり部
１００ ステータ
１１０ ステータコア
２００ ロータ
２１０ 出力軸
２２０ 磁石
１０００ モータ

Claims (11)

1. コイルと、
   前記コイルがそれぞれ装着される複数のティースと、
   前記ティースと磁気的に結合する複数のヨークと、
   前記ヨークと前記ティースとが交互に配置された状態で、前記複数のヨークと前記複数のティースとを締結する環状のフレームと、を備え、
   前記ティースは、前記フレームの周方向に隣り合う前記ヨークと嵌め合うティース嵌合部を有し、
   前記ヨークは、前記ティース嵌合部と嵌め合うヨーク嵌合部を有し、前記ティース嵌合部と前記ヨーク嵌合部との少なくともいずれか一方は、前記フレームによって締結されるときに生じる応力を緩和する応力緩和部を有する構成を含むステータ。
2. 請求項１に記載のステータにおいて、
   前記応力緩和部は、
   前記ティースの厚み方向に貫通する貫通孔、
   前記ヨークの厚み方向に貫通する貫通孔、
   前記ティースの厚み方向に凹む凹部、
   前記ヨークの厚み方向に凹む凹部、
   前記ティースから前記ヨークに向かって形成された切り欠き部、
   前記ヨークから前記ティースに向かって形成された切り欠き部、
   前記ティースの内部に形成された空隙部又は前記ヨークの内部に形成された空隙部、
   のいずれか１つを少なくとも含むステータ。
3. 請求項１に記載のステータにおいて、
   前記フレームは円環状であり、
   前記ヨークの外周面と前記ティースの外周面とは、それぞれ前記フレームの内周面と向かい合って前記フレームの内周面と当接する円弧状の曲面を含むステータ。
4. 請求項１に記載のステータにおいて、
   前記応力緩和部は、円形または楕円形に開口する凹部または貫通孔である構成を含むステータ。
5. 請求項２に記載のステータにおいて、
   前記凹部または前記貫通孔は、円形または楕円形に開口している構成を含むステータ。
6. 請求項１に記載のステータにおいて、
   前記ティースは、
   第１の電磁鋼板と、
   前記第１の電磁鋼板に積層される第２の電磁鋼板と、
   を少なくとも有する積層体であり、
   前記第１の電磁鋼板は、前記第１の電磁鋼板と前記第２の電磁鋼板の積層方向に前記第１の電磁鋼板を貫通する鋼板貫通孔を含み、
   前記第２の電磁鋼板は、前記鋼板貫通孔と重なる重なり部を含み、
   前記応力緩和部は、前記鋼板貫通孔と前記重なり部とによって構成される凹部を含むステータ。
7. 請求項１に記載のステータにおいて、
   前記ヨークは、
   第１の電磁鋼板と、
   前記第１の電磁鋼板に積層される第２の電磁鋼板と、
   を少なくとも有する積層体であり、
   前記第１の電磁鋼板は、前記第１の電磁鋼板と前記第２の電磁鋼板の積層方向に貫通する鋼板貫通孔を含み、
   前記第２の電磁鋼板は、前記鋼板貫通孔と重なる重なり部を含み、
   前記応力緩和部は、少なくとも前記鋼板貫通孔と前記重なり部とによって構成される凹部を含むステータ。
8. 請求項１に記載のステータにおいて、
   前記応力緩和部と前記フレームの内周面との間の距離は、前記フレームの内周面から前記ヨークの径方向中央までの間の距離よりも小さいステータ。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項にステータにおいて、
   前記ティースは、前記ティースの周方向中央を径方向に通る中心線に関して非対称な形状であるステータ。
10. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載のステータにおいて、
    前記ティースは前記コイルが装着されるコイル装着部を有し、
    前記ティースの径方向外側端部の幅は、前記コイル装着部の最大幅以下であるステータ。
11. 請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のステータと、
    前記ステータと所定の間隔をあけて設けられたロータと、を少なくとも含むモータ。

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