WO2017126423A1 - ステータコア、ステータ、ステータの製造方法及び電動モーター - Google Patents

Abstract

ステータコアのコア部の周囲のコイル配設領域を大きく設計する自由度を高める。　本発明のステータコア３は、環状部５と、該環状部５から径方向Ｒの内側に突出し周囲にコイル９が配設される部位となる複数のコア部７と、を備える電動モーターのステータコアであって、環状部５はコア部７と異なる材料によって形成されることによって構成されている。環状部５としてその厚みを薄くしても強度の高い材料を選定することができる。これにより、ステータコア３のコア部７の周囲のコイル配設領域Ｓを大きく設計する自由度を高めることが可能になる。

Description

ステータコア、ステータ、ステータの製造方法及び電動モーター

　本発明は、電動モーターのステータコア、ステータ、ステータの製造方法及び電動モーターに関する。

　電動モーターのステータ及びステータの製造方法の一例が下記の特許文献１及び特許文献２に開示されている。
　特許文献１には、ステータコアと、当該ステータコアの所定の位置に配置されたコイル（セグメントコイル又はカセットコイル）と、当該コイルの外周を覆う絶縁体と、を備えるステータの製造方法が記載されている。この製造方法は、前記コイルを構成する第１の金属材料と前記ステータコアを構成する第２の金属材料と前記絶縁体を構成する樹脂材料のそれぞれを同一層の所定の位置に配置して固化する処理を、ステータの水平断面の各層毎に繰り返して、第１の金属材料と第２の金属材料と樹脂材料とをステータの高さ方向に積層することでステータを形成する旨が記載されている。

　特許文献２には、前記ステータコアの表面に絶縁層を形成する第１ステップと、積層造形法により前記絶縁層の表面に導電性粉体を噴射して固着させることによって導電層を形成する第２ステップと、前記導電層上に絶縁層を形成する第３ステップと、を含むステータの製造方法が記載されている。

特開２０１５－１３６８３１号公報 特開２０１３－８１３２７号公報

　上記各特許文献に記載されているように、ステータは、ステータコアと、当該ステータコアの所定の位置に配置されたコイルと、当該コイルの外周を覆う絶縁体とを備える。
　ここで、ステータコア１０１は、図１６及び図１７に表すように環状部１０３と、環状部１０３から径方向Ｒの内側に突出し周囲にコイル１０５が配設される部位となる複数のコア部（特許文献２の突極に相当）１０７とを備える。該ステータコア１０１は環状部１０３とコア部１０７が同じ磁性材料を用いて一体に作られている。

　ステータコア１０１は一つのユニットであり、その機械的強度を確保する上で環状部１０３には設計上所定の強度が求められる。ところが、該環状部１０３とコア部１０７は同じ磁性材料を用いて一体に作られているため、環状部１０３の強度を確保するために当たって、用いる磁性材料の強度特性の制約を受け、当該環状部１０３の径方向Ｒにおける厚みを薄く設計する自由度は少ない。その結果、コア部１０７の周囲のコイル配設領域Ｓを大きく設計することが難しくなり、コイル１０５を密に多く巻いてコイルの占有率を向上するのが難しいという問題があった。

　本発明の目的は、ステータコアのコア部の周囲のコイル配設領域を大きく設計する自由度を高めることにある。

　上記課題を解決するために、本発明に係る第１の態様のステータコアは、環状部と、前記環状部から径方向の内側に突出し周囲にコイルが配設される部位となる複数のコア部と、を備える電動モーターのステータコアであって、前記環状部は前記コア部と異なる材料によって形成されていることを特徴とする。

　本態様によれば、前記環状部は前記コア部と異なる材料によって形成されているので、環状部の機械的強度を確保するに際して、コア部の磁性材料の制約を受けずに環状部の材料を選定することが可能となる。即ち、環状部としてその厚みを薄くしても強度の高い材料を選定することができる。これにより、ステータコアのコア部の周囲のコイル配設領域を大きく設計する自由度を高めることが可能になる。
　以って、環状部の厚みを薄くした分だけコア部の周囲のコイル配設領域を大きく設計することが可能となり、コイルの占有率を向上させることが可能になる。

　本発明に係る第２の態様のステータコアは、第１の態様において、前記コア部と前記環状部との境界部は、該コア部の材料と該環状部の材料が互いに入り組んで存在していることを特徴とする。
　ここで、「境界部は、該コア部の材料と該環状部の材料が互いに入り組んで存在している」における「互いに入り組んで存在」とは、コア部と環状部の境界が滑らかな平面又は曲面によって互いに面接触された状態で接合されている構造ではなく、コア部と環状部の接合強度が増すように互いに凸凹に入り組んだ状態で構成されていることを意味する。コア部の材料と環状部の材料がコア部側から環状部側に向かって一方の材料の存在割合が増え、他方の材料の存在割合が減る傾斜状態である構造も含む。

　本態様によれば、前記コア部と環状部との境界部が該コア部と環状部を形成している各材料が互いに入り組んで存在しているので、コア部と環状部の境界が互いに異なる材料同士の界面を平面又は曲面によって単に面接触させた状態で接合されている構造に比べて、コア部と環状部の接合強度を増大させることができる。この構造は後述する製造方法により容易に実現することができる。

　本発明に係る第３の態様のステータコアは、第１の態様において、前記境界部は、前記コア部が前記環状部側に入り組んでいることを特徴とする。

　本態様によれば、前記境界部は、前記コア部の一部が前記環状部側に入り組んで存在しているので、コア部を環状部に対して接合強度を高めた状態で固定することが可能になる。

　本発明に係る第４の態様のステータコアは、第１の態様から第３の態様のいずれか一つの態様において、前記コア部は、磁性層と非磁性層が交互に重なる積層体であることを特徴とする。

　本態様によれば、前記コア部は、磁性層と非磁性層が交互に重なる積層体によって構成されるので、コア部に作用する磁気モーメントの方向を環状部の径方向に容易に揃えることができる。

　本発明に係る第５の態様のステータコアは、第４の態様において、前記境界部は、前記磁性層と非磁性層の少なくとも一方が前記環状部側に入り組んでいることを特徴とする。

　本態様によれば、前記境界部は、前記磁性層と非磁性層の少なくとも一方が前記環状部側に入り組んだ状態で構成されているので、前記積層体構造のコア部を環状部に対して高い接合強度で固定することができる。

　本発明に係る第６の態様のステータは、第１の態様から第５の態様のいずれか一つの態様のステータコアと、絶縁被覆を有し前記コア部の外周に配設されているコイルとを備えることを特徴とする。
　ここで、「絶縁被覆」とは、導電性の線材の周囲に設けられた略一様な厚さのチューブ状の絶縁被覆体に限定されず、該線材の周囲に、各線材毎に個別に存在（専用）する構造ではなく、隣り合う各線材に共用される状態で存在するブロック状の絶縁層を含む意味で使用されている。

　本態様によれば、電動モーターのステータとして、第１の態様から第５の態様のいずれか一つの態様のステータコアの効果と同様の効果を得ることができる。即ち、ステータコアの環状部の厚みを薄くした分だけコア部の周囲のコイル配設領域を大きく設計することが可能となり、ステータにおけるコイルの占有率を向上させることができる。
　また、絶縁被覆として、線材の周囲に各線材毎に個別に存在（専用）する構造ではなく、隣り合う各線材に共用される状態で存在する構造を採用すれば、その製造も容易になり、コスト低下を図ることができる。この「共用」構造は後述する製造方法により容易に実現することができる。

　本発明に係る第７の態様のステータは、第６の態様において、前記絶縁被覆は、樹脂材料又はセラミックス材料の少なくとも一方を含むことを特徴とする。

　本態様によれば、絶縁性を有する樹脂材料又はセラミックス材料の採用によりコイルの絶縁性を容易に実現することができる。

　本発明に係る第８の態様のステータは、第６の態様又は第７の態様において、前記絶縁被覆と前記環状部との境界部は、該絶縁被覆の材料と該環状部の材料が互いに入り組んで存在していることを特徴とする。

　本態様によれば、前記絶縁被覆の材料と環状部の材料が互いに入り組んで存在して境界部を成しているので、絶縁被覆を環状部に対して接合強度を高めた状態で一体化することができ、以ってコイルを安定してステータコアに固定することができる。この構造も後述する製造方法により容易に実現することができる。

　本発明に係る第９の態様のステータは、第６の態様から第８の態様のいずれか一つの態様において、前記絶縁被覆と前記環状部は同一材料によって形成されていることを特徴とする。

　本態様によれば、前記絶縁被覆と環状部を同一材料で形成することで、ステータの特性の均質化と製造コストの低減を図ることができる。

　本発明に係る第１０の態様のステータは、第６の態様から第９の態様のいずれか一つの態様において、前記コイルの一部は前記コア部と前記環状部の少なくとも一方を貫通して配設されていることを特徴とする。
　尚、ここで使用する「貫通」の方向は、径方向を意味する。従って、ステータコアの軸方向両端部の外方に突出してコイルが存在していた従来構造と構成を異にする。

　本態様によれば、前記コイルの一部を前記コア部と前記環状部の少なくとも一方を径方向に貫通して配設することで、ステータコアの存在している領域の環状部の、軸方向における外側にコイルの一部が存在することになる構造のステータにおいて生ずる、該外側部分で磁気的無効となる無駄な部分の発生を低減させることができる。

　本発明に係る第１１の態様のステータの製造方法は、環状部と、前記環状部から径方向の内側に突出する複数のコア部とを有する電動モーターのステータコアと、絶縁被覆を有し前記コア部の外周に配設されているコイルと、を備えるステータの製造方法であって、前記環状部用の材料粉末を含む第１組成物と、前記コア部用の材料粉末を含む第２組成物と、前記絶縁被覆用の材料粉末を含む第３組成物と、前記コイル用の材料粉末を含む第４組成物の少なくとも一つの組成物を用いて単位層を形成する層形成工程と、前記単位層中の前記材料粉末を固化する固化工程とを備え、前記層形成工程及び前記固化工程を積層方向に繰り返すことを特徴とする。

　本態様によれば、前記第６の態様から第１０の態様のステータを容易に製造することができる。そして、製造されたステータによって前記第６の態様から第１０の態様の効果を享受することが可能になる。

　本発明に係る第１２の態様のステータの製造方法は、第１１の態様において、前記層形成工程では、少なくとも前記コア部と前記環状部との境界部が、両者の材料粉末が存在する複合材料層として形成される、ことを特徴とする。

　本態様によれば、該複合材料層を形成するコア部と環状部の各材料の組成(存在割合と存在位置を含む)を調整することによって該境界部において接合強度を高めることを含めて適宜の特性になるように調整することができる。

　本発明に係る第１３の態様のステータの製造方法は、第１１の態様又は第１２の態様において、前記層形成工程は、前記各材料粉末を含む組成物の少なくとも一つを吐出部によって液滴として吐出して形成することを特徴とする。

　本態様によれば、吐出部によって材料粉末の吐出量、吐出位置及び吐出タイミング等を調整することができ、以って各材料の存在割合を容易に変えることができ、当該ステータを容易に製造することができる。

　本発明に係る第１４の態様のステータの製造方法は、第１１の態様から第１３の態様のいずれか一つの態様において、前記固化工程は、レーザー光を照射して前記材料粉末を溶融固化させることを特徴とする。
　本態様によれば、固化工程をレーザー光を用いて容易に且つ正確に行うことができる。

　本発明に係る第１５の態様の電動モーターは、第６の態様から第１０の態様のいずれか一つの態様のステータを備える、ことを特徴とする。
　本態様によれば、電動モーターとして、第６の態様から第１０の態様のいずれか一つの態様のステータの効果と同様の効果を得ることができる。即ち、ステータコアの環状部の厚みを薄くした分だけコア部の周囲のコイル配設領域を大きく設計することが可能となり、ステータにおけるコイルの占有率を向上させることができ、電動モーターの特性を向上させることができる。

本発明の実施形態１に係るステータコアとステータを表す平断面の斜視図。 本発明の実施形態１に係るステータコアとステータを表す平断面図。 本発明の実施形態１に係るステータを表す絶縁被覆の図示を省略した斜視図。 本発明の実施形態２に係るステータコアとステータを表す平面図。 本発明の実施形態２に係るステータコアとステータを表す斜視図。 本発明の実施形態３に係るステータコアとステータの一態様を表す要部の平断面図。 本発明の実施形態３に係るステータコアとステータの他の態様を表す要部の平断面図。 本発明の実施形態４に係るステータコアとステータの一態様を表す要部の側断面図。 本発明の実施形態４に係るステータコアとステータの他の態様を表す要部の側断面図。 本発明の実施形態５に係るステータコアとステータを表す要部の平断面図。 本発明の実施形態６に係るステータコアとステータを表す要部の平断面図。 本発明の実施形態７に係るステータコアとステータを表す要部の平断面図。 本発明の実施形態８に係るステータコアとステータを表す要部の平断面図。 本発明の実施形態９に係るステータの製造方法を表すコア部と環状部の成形の様子を模式的に示す説明図。 本発明の実施形態９に係るステータの製造方法を表すコイルと絶縁被覆と環状部の成形の様子を模式的に示す説明図。 従来のステータコアとステータを表す平断面図。 従来のステータコアとステータを表す斜視図。

　以下に、本発明の実施形態に係るステータコア、ステータ、ステータの製造方法及び電動モーターについて、添付図面を参照して詳細に説明する。
　尚、以下の説明では、最初に巻線タイプのコイルに対応した実施形態１に係るステータコアとステータを例にとって、本発明のステータコアとステータの具体的構成について説明する。次に、カセットコイルタイプのコイルに対応した実施形態２に係るステータコアとステータの具体的構成について説明する。

　続いて、前記実施形態１と部分的構成を異にする実施形態３から実施形態８の６つの実施形態について前記実施形態１との差異を中心に順番に説明する。また、これらの説明の中で、前記各実施形態に係る各ステータを適用した本発明の電動モーターの構成について簡単に言及する。
　次に、前記各実施形態に係る各ステータを製造するのに使用できるステータの製造装置の概略の構成を説明し、続いて該ステータの製造装置を使用することによって実行される本発明のステータの製造方法を実施形態９として具体的に説明する。
　そして、最後に前記各実施形態と部分的構成を異にする本発明のステータコア、ステータ、ステータの製造方法及び電動モーターの他の実施形態について言及する。

◆◆◆実施形態１（図１から図３参照）◆◆◆
　本実施形態に係るステータコア３Ａは、環状部５と、環状部５から径方向Ｒの内側に突出し周囲にコイル９が配設される部位となる複数のコア部７とを備える電動モーターに適用可能なステータコアである。
　そして、本実施形態において、環状部５はコア部７と異なる材料によって形成されている。

　また、本実施形態に係るステータ１Ａは、ステータコア３Ａと、絶縁被覆１１を有しコア部７の外周に配設されている巻線タイプのコイル９とを備えることによって基本的に構成されている。
　そして、図示の実施形態では、環状部５は肉薄の円筒状部材によって構成されており、コア部７は環状部５の内周面から該環状部５の軸中心Ｏに向けて、径方向Ｒの内側の突出するように一例として８つ設けられている。尚、図中符号１３で示す部位は、環状部５とコア部７が接合されている境界部１３である。

　また、コア部７の材料としては、磁性材料が用いられ、好適な材料として軟磁性材料である融点が１４３０～１５３０℃のケイ素鋼や融点が１４４０～１４７０℃のパーマロイなどが一例として適用可能である。
　一方、環状部５としては、非磁性材料が用いられ、好適な材料として非磁性で且つ強度が高い材料である融点が１４００～１４５０℃のステンレス鋼材（ＳＵＳ３０４）や、融点が１３７１～１４００℃のステンレス鋼材（ＳＵＳ３１６）あるいは組成によって異なるが融点が約５００～６６０℃のアルミニウム合金などが一例として適用可能である。

　そして、このような材料によって形成されるステータコア３Ａによれば、環状部５の厚みを薄くすることができるから、コア部７の周囲のコイル配設領域Ｓのスペースを大きくしてコイル９の占有率を高め、以って電動モーターのモーター特性を向上させることが可能になる。
　また、本実施形態のコイル９及び絶縁被覆１１は、後述する三次元積層造形技術によって製造された構造のものである。コイルの材料として一般に使用されている導電性が高い銅材等が一例として適用でき、絶縁被覆１１の材料としては、絶縁性の高い樹脂材料やセラミックス材料等が適用可能である。図１から図３においては、図面の複雑化を避けるためにコイル９は実際の存在量よりも少なく描かれている。更に図３においては、絶縁被覆１１の図示が省かれている。

　図示の実施形態では一例として８つあるコア部７の各々にコイル９が設けられると共に、隣接する各コア部７間に形成されるコイル配設領域Ｓとなる空間を埋めるようにして前記絶縁被覆１１が形成されている。即ち、絶縁被覆１１は隣り合う各線材に共用される状態で存在するブロック状に形成されている。
　尚、コイル９としては、三次元積層造形技術によらないで、一般に使用されている導線、例えば表面が絶縁層で被覆されている銅線等の金属製線材をコア７に巻き付けることによって設けてもよい。

　このようにして構成される本実施形態に係るステータ１Ａは、後述するステータの製造方法に従って各部品の成形と組み立てを三次元積層造形技術によって同時に実行して製造することができる他に、各部品を別々に製造して組み立てて、コア部７に線材を巻き付けることによってコイル９を形成する通常の製造方法で製造することも可能である。これにより、当該ステータ１Ａ及び該ステータ１Ａを備える電動モーターを製造することが可能である。

◆◆◆実施形態２（図４及び図５参照）◆◆◆
　本実施形態に係るステータコア３Ｂ及びステータ１Ｂは、コイル９Ｂの構成が前述した実施形態１と相違しており、一例として２種類のカセットコイル１５、１７と、これらのカセットコイル１５、１７の離間した位置にある２つの接点１９、２１を連結するバスバー２３とを複数組配設することで構成されるカセットコイルタイプのコイル９Ｂが採用されている。
　また、コア部７の数が一例として２４個で前述した実施形態１よりも多い。

　また、本実施形態では、コイル９Ｂの一部がコア部７と環状部５の少なくとも一方を貫通して配設されている。そして、図示の実施形態では、コア部７間に形成される空間１２から環状部５を径方向Ｒの外方に向けて貫通する溝部ないし穴部によって形成される開口部２５を設け、該開口部２５を利用して第１カセットコイル１５、第２カセットコイル１７及びバスバー２３間の接続と、軸方向Ｚの両端面からコイルの一部が大きく外方に張り出さないコイルエンドの処理が実現されている。

　尚、上記構成以外の環状部５、コア部７、絶縁被覆１１等の構成は前述した実施形態１と同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
　そして、このようにして構成される本実施形態に係るステータコア３Ｂ及びステータ１Ｂによっても前述した実施形態１に係るステータコア３Ａ及びステータ１Ａと同様の作用、効果を発揮することが可能であり、環状部５の材料として機械的強度の高い材料を使用することで環状部５の厚みを薄くでき、これによりコア部７の周囲のコイル配設領域Ｓを大きくして電動モーターのモーター特性を向上させることが可能なステータコア３Ｂ及びステータ１Ｂを提供することができる。

　また、このようにして構成される本実施形態に係るステータ１Ｂも前述した実施形態１に係るステータ１Ａと同様、後述するステータの製造方法に従って各部品の成形と組み立てを三次元積層造形技術によって同時に実行して製造することができる。この製造方法によれば、開口部２５は無い状態での貫通構造が可能である。
　上記製造方法の他に、各部品を別々に製造して組み立てて、第１カセットコイル１５、第２カセットコイル１７及びバスバー２３間の接続を実行してもよい。
　これらにより、当該ステータ１Ｂ及び該ステータ１Ｂを備える電動モーターを製造することが可能である。

◆◆◆実施形態３（図６及び図７参照）◆◆◆
　本実施形態に係るステータコア３Ｃ及びステータ１Ｃは、実施形態１に係るステータコア３Ａ及びステータ１Ａと基本的に同様の構成を有しており、その一部の構成のみが実施形態１と相違している。
　従って、ここでは実施形態１と同様の構成については説明を省略し、実施形態１と相違する構成を中心に本実施形態の係るステータコア３Ｃ及びステータ１Ｃの構成とその作用、効果を説明する。

　即ち、本実施形態ではコア部７と環状部５との境界部１３が、コア部７の材料と環状部５の材料が互いに入り組んで存在している。
　尚、ここで言う「互いに入り組んで存在」とは、コア部７の材料と環状部５の材料がコア部７側から環状部５側に向かって一方の材料の存在割合が増え、他方の材料の存在割合が減る傾斜状態であることを意味する。別の言い方をすると、コア部７と環状部５の境界部１３が単なる一様な平面や曲面によって均一に面接触された状態で接合されている構造ではなく、コア部７と環状部５の接合強度が増すように互いに入り組んで構成されていることを意味する。そして、この「入り組む」には両者の各材料の境界部１３における存在割合が「傾斜状態」である構造が含まれる。

　具体的には、図６に表すように前記境界部１３において、コア部７の材料と環状部５の材料が径方向Ｒの内外の違う方向に互い違いに凸凹に延びるような態様で構成してもよいし、図７に表すように前記コア部７が前記環状部５側に入り組んでいる態様で構成することが可能である。
　また、両者の各材料が入り組む形状の態様としては、図示のように先端に行くに従って幅が小さくなる平面視略三角形状の凹凸が組み合わさった態様でもよいし、平面視方形状ないし台形状の凹凸が組み合わさった態様でもよい。また、両者の各材料の入り組んだ部分のそれぞれの先端に脹らみや鉤部を持たせた、より接合強度の高い態様の形状を採用することも可能である。

　そして、このようにして構成される本実施形態に係るステータコア３Ｃ及びステータ１Ｃによっても前述した実施形態１に係るステータコア３Ａ及びステータ１Ａと同様の作用、効果を発揮することが可能であり、更に本実施形態の場合には、前記のようなコア部７と環状部５の接合強度を増大させるという作用、効果が得られるようになる。

　また、このようにして構成される本実施形態に係るステータ１Ｃも前述した実施形態１に係るステータ１Ａと同様、後述するステータの製造方法に従って各部品の成形と組み立てを三次元積層造形技術によって同時に実行して製造することができる他に、各部品を別々に製造して組み立てて、コア部７に線材を巻き付けることによってコイル９を形成する通常の製造方法で製造することも可能である。これにより、当該ステータ１Ｃ及び該ステータ１Ｃを備える電動モーターを製造することが可能である。

◆◆◆実施形態４（図８及び図９参照）◆◆◆
　本実施形態に係るステータコア３Ｄ及びステータ１Ｄは、実施形態１に係るステータコア３Ａ及びステータ１Ａと基本的に同様の構成を有しており、その一部の構成のみが実施形態１と相違している。
　従って、ここでは実施形態１と同様の構成については説明を省略し、実施形態１と相違する構成を中心に本実施形態に係るステータコア３Ｄ及びステータ１Ｄの構成とその作用、効果を説明する。

　即ち、本実施形態では図８及び図９に表すように前記コア部７を磁性層２７と非磁性層２９が交互に重なる積層体によって構成している。因みにコア部７をこのような積層体によって構成した場合には、コア部７に作用する磁気モーメントの方向を環状部５の径方向Ｒに容易に揃えることが可能になる。
　また、前記磁性層２７と非磁性層２９の少なくとも一方を環状部５側に入り組んだ状態にして配設することが可能である。因みに図９では磁性層２７側を環状部５に入り組んだ状態にした態様が図示されているが、非磁性層２９側を環状部５に入り組ませてもよいし、磁性層２７と非磁性層２９の両方を環状部５に入り組ませた態様を採用することが可能である。

　そして、このようにして構成される本実施形態に係るステータコア３Ｄ及びステータ１Ｄによっても前述した実施形態１に係るステータコア３Ａ及びステータ１Ａと同様の作用、効果を発揮することが可能であり、更に本実施形態の場合には、前述したコア部７に作用する磁気モーメントの方向の整列作用が発揮される。また、磁性層２７と非磁性層２９の少なくとも一方を環状部５側に入り組んだ状態にした場合には、積層体構造のコア部７を環状部５に対して高い接合強度で固定することが可能になる。

　また、このようにして構成される本実施形態に係るステータ１Ｄも前述した実施形態１に係るステータ１Ａと同様、後述するステータの製造方法に従って各部品の成形と組み立てを三次元積層造形技術によって同時に実行して製造することができる他に、各部品を別々に製造して組み立てて、コア部７に線材を巻き付けることによってコイル９を形成する通常の製造方法で製造することも可能である。これにより、当該ステータ１Ｄ及び該ステータ１Ｄを備える電動モーターを製造することが可能である。

◆◆◆実施形態５（図１０参照）◆◆◆
　本実施形態に係るステータコア３Ｅ及びステータ１Ｅは、実施形態１に係るステータコア３Ａ及びステータ１Ａと、基本的に同様の構成を有しており、その一部の構成のみが実施形態１と相違している。
　従って、ここでは実施形態１と同様の構成については説明を省略し、実施形態１と相違する構成を中心に本実施形態に係るステータコア３Ｅ及びステータ１Ｅの構成とその作用、効果を説明する。

　即ち、本実施形態では、絶縁被覆１１Ｄの形成態様が前記実施形態１と相違している。実施形態１が隣接するコア部７の間に形成される空間を埋める形で当該空間内に配設されるコイル９を被覆していたのに対して、本実施形態では、コイル９を形成する線材を個別に被覆する、該線材の周囲に設けられる略一様な厚さのチューブ状の被覆体によって絶縁被覆１１Ｄが構成されている。
　尚、本実施形態と同様にチューブ状の被覆体によって絶縁被覆１１Ｄを構成する場合でも、厚さが一様でないチューブ状の被覆体を採用したり、線材を一本ずつではなく複数本ずつ被覆する構成の絶縁被覆１１Ｄを採用することも可能である。

　そして、このようにして構成される本実施形態に係るステータコア３Ｅ及びステータ１Ｅによっても前述した実施形態１に係るステータコア３Ａ及びステータ１Ａと同様の作用、効果を発揮することが可能である。

　また、このようにして構成される本実施形態に係るステータ１Ｅも前述した実施形態１に係るステータ１Ａと同様、後述するステータの製造方法に従って各部品の成形と組み立てを三次元積層造形技術によって同時に実行して製造することができる他に、各部品を別々に製造して組み立てて、コア部７に線材を巻き付けることによってコイル９を形成する通常の製造方法で製造することも可能である。これにより、当該ステータ１Ｅ及び該ステータ１Ｅを備える電動モーターを製造することが可能である。

◆◆◆実施形態６（図１１参照）◆◆◆
　本実施形態に係るステータコア３Ｆ及びステータ１Ｆは、実施形態１に係るステータコア３Ａ及びステータ１Ａと基本的に同様の構成を有しており、その一部の構成のみが実施形態１と相違している。
　従って、ここでは実施形態１と同様の構成については説明を省略し、実施形態１と相違する構成を中心に本実施形態に係るステータコア３Ｆ及びステータ１Ｆの構成とその作用、効果を説明する。

　即ち、本実施形態では、絶縁被覆１１と環状部５との境界部３１が、絶縁被覆１１の材料と環状部５の材料が互いに入り組んだ状態で設けられている。
　尚、両者の各材料が入り組む形状の態様としては、前述した実施形態３の説明の中で述べた平面視略三角形状、方形状、台形状、先端に脹らみや鉤部を備えた形状等、種々の態様が採用可能である。

　そして、このようにして構成される本実施形態に係るステータコア３Ｆ及びステータ１Ｆによっても前述した実施形態１に係るステータコア３Ａ及びステータ１Ａと同様の作用、効果を発揮することが可能であり、更に本実施形態の場合には、絶縁被覆１１を環状部５に対して接合強度を高めた状態で一体化することができ、以ってコイル９を安定してステータコア３Ｆに固定することが可能になる。

　また、このようにして構成される本実施形態に係るステータ１Ｆも前述した実施形態１に係るステータ１Ａと同様、後述するステータの製造方法に従って各部品の成形と組み立てを三次元積層造形技術によって同時に実行して製造することができる。
　これらにより、当該ステータ１Ｆ及び該ステータ１Ｆを備える電動モーターを製造することが可能である。

◆◆◆実施形態７（図１２参照）◆◆◆
　本実施形態に係るステータコア３Ｇ及びステータ１Ｇは、実施形態１に係るステータコア３Ａ及びステータ１Ａと基本的に同様の構成を有しており、その一部の構成のみが実施形態１と相違している。
　従って、ここでは実施形態１と同様の構成については説明を省略し、実施形態１と相違する構成を中心に本実施形態に係るステータコア３Ｇ及びステータ１Ｇの構成とその作用、効果を説明する。

　即ち、本実施形態では、絶縁被覆１１と環状部５が同一材料によって形成されている。従って、本実施形態の場合は、絶縁被覆１１と環状部５との境界部３１が存在しない図示のような一体型の絶縁被覆１１と環状部５となる。
　そして、このようにして構成される本実施形態に係るステータコア３Ｇ及びステータ１Ｇによっても前述した実施形態１に係るステータコア３Ａ及びステータ１Ａと同様の作用、効果を発揮することが可能であり、更に本実施形態の場合には、ステータ１Ｇの特性の均質化と、製造コストの低減と、絶縁被覆１１及び環状部５間の接合強度の向上と、が図られる。

　また、このようにして構成される本実施形態に係るステータ１Ｇも前述した実施形態１に係るステータ１Ａと同様、後述するステータの製造方法に従って各部品の成形と組み立てを三次元積層造形技術によって同時に実行して製造することができる。
　これらにより、当該ステータコア３Ｇ及び該ステータ１Ｇを備える電動モーターを製造することが可能である。

◆◆◆実施形態８（図１３参照）◆◆◆
　本実施形態に係るステータコア３Ｈ及びステータ１Ｈは、前記実施形態１に係るステータコア３Ａ及びステータ１Ａと基本的に同様の構成を有しており、その一部の構成のみが前記実施形態１と相違している。
　従って、ここでは前記実施形態１と同様の構成については説明を省略し、前記実施形態１と相違する構成を中心に本実施形態に係るステータコア３Ｈ及びステータ１Ｈの構成とその作用、効果を説明する。

　即ち、本実施形態では、コイル９の一部をコア部７と環状部５の少なくとも一方を貫通して配設されるように構成されている。この構成は前述した実施形態２に係るステータコア３Ｂ及びステータ１Ｂでも採用されていた構成であり、当該構成を巻線タイプのコイル９を使用しているステータコア３及びステータ１に適用したのが本実施形態である。
　因みに図示の実施形態では、環状部５に対して径方向Ｒに貫通する穴部３３を設け、該穴部３３からコイル９の一部を一旦環状部５の外側に引き出し、他の穴部３３に挿入して他のコア部７に巻かれているコイル９に接続するというジャンパー線３５を使用した構成が一例として採用されている。ジャンパー線３５も絶縁被覆で被われているが、図面の複雑化を避けるために、その図示は省略されている。

　そして、このようにして構成される本実施形態に係るステータコア３Ｈ及びステータ１Ｈによっても前述した実施形態１に係るステータコア３Ａ及びステータ１Ａと同様の作用、効果を発揮することが可能であり、更に本実施形態の場合には、図１７に表すようにステータコア１０１の存在している領域の環状部１０３の軸方向Ｚにおける外側にコイル１０５の一部が存在することになる構造のステータ１００において生ずる、該外側部分１０９で磁気的に無効となる無駄な部分の発生を低減させることが可能になる。

　また、このようにして構成される本実施形態に係るステータ１Ｈも前述した実施形態１に係るステータ１Ａと同様、後述するステータの製造方法に従って各部品の成形と組み立てを三次元積層造形技術によって同時に実行して製造することができる。
　これらにより、当該ステータコア３Ｈ及び該ステータ１Ｈを備える電動モーターを製造することが可能である。

◆◆◆実施形態９（図１４及び図１５参照）◆◆◆
　次に、前記各実施形態で述べたステータコア３及びステータ１の製造を三次元積層造形技術によって行う本発明の実施形態９に係るステータの製造方法を具体的に説明する。
　本実施形態に係るステータの製造方法は、環状部５と、該環状部５から径方向Ｒの内側に突出する複数のコア部７とを有する電動モーターのステータコア３と、絶縁被覆１１を有しコア部７の外周に配設されるコイル９とを備えるステータ１の製造方法であって、具体的には以下述べる層形成工程Ｐ１と固化工程Ｐ２とを備えることによって本実施形態に係るステータの製造方法は基本的に構成されている。

　以下、最初に本実施形態に係るステータの製造方法を実行する場合に使用されるステータの製造装置４１の概略の構成を説明し、その後、当該ステータの製造装置４１を使用することによって実行される本実施形態に係るステータの製造方法の内容について説明する。

（１）ステータの製造装置の概略の構成（図１４及び図１５参照）
　ステータの製造装置４１としては、一例として複数本のロボットアーム４３、４５、４７、４９を備えた多関節式の産業用ロボットが採用できる。
　具体的には、環状部５用の材料粉末を含む第１組成物５１を吐出する第１吐出ヘッド６１と、コア部７用の材料粉末を含む第２組成物５２を吐出する第２吐出ヘッド６２と、絶縁被覆１１用の材料粉末を含む第３組成物５３を吐出する第３吐出ヘッド６３と、コイル９用の材料粉末を含む第４組成物５４を吐出する第４吐出ヘッド６４と、これらの吐出ヘッド６１、６２、６３、６４から吐出された各組成物５１、５２、５３、５４中に含まれる材料粉末にレーザー光Ｅを個別に照射して固化させる複数の照射ヘッド７１、７２、７３、７４と、各組成物５１、５２、５３、５４が吐出され、その上面に層形成領域となる一例として平板状のベースプレート８１を備えたステージ８３と、ロボットアーム４３、４５、４７、４９の駆動及びステージ８３の積層方向Ｚの昇降動作を実行する図示しない駆動部と、これらの駆動部の駆動と吐出ヘッド６１、６２、６３、６４から吐出される各組成物５１、５２、５３、５４の吐出制御と、照射ヘッド７１、７２、７３、７４から照射されるレーザー光Ｅの照射制御を行う図示しない制御部と、を備えることによってステータの製造装置４１は一例として構成されている。

（２）ステータの製造方法の内容（図１４及び図１５参照）
　本実施形態に係るステータの製造方法は、前述したように層形成工程Ｐ１と固化工程Ｐ２とを備え、層形成工程Ｐ１と固化工程Ｐ２とを積層方向Ｚに繰り返すことによって構成されている。以下、層形成工程Ｐ１と固化工程Ｐ２の内容を具体的に説明する。
　（Ａ）層形成工程
　層形成工程Ｐ１は、環状部５用の材料粉末を含む第１組成物５１と、コア部７用の材料粉末を含む第２組成物５２と、絶縁被覆１１用の材料粉末を含む第３組成物５３と、コイル用の材料粉末を含む第４組成物５４の少なくとも一つの組成物を用いて単位層Ｄを形成する工程である。

　そして、層形成工程Ｐ１では、少なくともコア部７と環状部５との境界部１３が、両者の材料粉末が存在する、前述した実施形態３で述べたような態様の複合材料層として形成されることが好ましい。
　また、層形成工程Ｐ１では、前記各材料粉末を含む組成物５１、５２、５３、５４の少なくとも一つを吐出部であるそれぞれの吐出ヘッド６１、６２、６３、６４から液滴として吐出して形成することが好ましい。そして、図示の実施形態では、組成物５１、５２、５３、５４のすべてを吐出ヘッド６１、６２、６３、６４から吐出される液滴によって形成する構成が開示されている。

　尚、各組成物５１、５２、５３、５４には、前述した環状部５、コア部７、絶縁被覆１１、コイル９を作る材料粉末の他に溶媒又は分散媒とバインダーとが一般に含まれている。
　溶媒又は分散媒としては、例えば、蒸留水、純水、ＲＯ水等の各種水の他、メタノール、エタノール、２－プロパノール、１－ブタノール、２－ブタノール、オクタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン等のアルコール類、エチレングリコールモノメチルエーテル（メチルセロソルブ）等のエーテル類（セロソルブ類）、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ギ酸エチル等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルイソプロピルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、ペンタン、ヘキサン、オクタン等の脂肪族炭化水素類、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の環式炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキシルベンゼン、ヘブチルベンゼン、オクチルベンゼン、ノニルベンゼン、デシルベンゼン、ウンデシルベンゼン、ドデシルベンゼン、トリデシルベンゼン、テトラデシルベンゼン等の長鎖アルキル基及びベンゼン環を有する芳香族炭火水素類、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、１，２－ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドンのいずれか一つを含む芳香族複素環類、アセトニトクル、プロピオニトリル、アクリロニトリル等のニトリル類、Ｎ，Ｎ－ジメチルアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド等のアミド類、カルボン酸塩又はその他の各種油類等が挙げられる。

　バインダーとしては、前述した溶媒又は分散媒に可溶であれば、限定されない。例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、セルロース系樹脂、合成樹脂等を用いることができる。また、例えば、ＰＬＡ（ポリ乳酸）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の熱可塑性樹脂を用いることもできる。
　また、可溶状態でなく、上述したアクリル樹脂などの樹脂の微小な粒子の状態で、前述した溶媒又は分散媒中に分散させるようにしてもよい。

　（Ｂ）固化工程
　固化工程Ｐ２は、前述した層形成工程Ｐ１で形成した単位層Ｄ中の材料粉末を固化する工程である。そして、本実施形態では前述した照射ヘッド７１、７２、７３、７４から照射されるレーザー光Ｅを利用して前記材料粉末を溶融固化させる構成が採用されている。
　具体的には、コア部７を形成する部位の断面を取ると、図１４に表すようになり、コア部７の形成に際してはロボットアーム４５の先端に取り付けられた第２吐出ヘッド６２から第２組成物５２が吐出され、該吐出された第２組成物５２に対して第２照射ヘッド７２からレーザー光Ｅを照射させて該第２組成物５２を溶融固化する。
　一方、環状部５の形成に際しては、ロボットアーム４３の先端に取り付けられた第１吐出ヘッド６１から第１組成物５１が吐出され、該吐出された第１組成物５１に対して第１照射ヘッド７１からレーザー光Ｅを照射させて該第１組成物５１を溶融固化して単位層Ｄを形成する。

　また、絶縁被覆１１とコイル９を形成する部位の断面を取ると、図１５に表すようになり、絶縁被覆１１の形成に際しては、ロボットアーム４７の先端に取り付けられた第３吐出ヘッド６３から第３組成物５３が吐出され、該吐出された第３組成物５３に対して第３照射ヘッド７３からレーザー光Ｅを照射させて該第３組成物５３を溶融固化する。
　また、コイル９の形成に際しては、ロボットアーム４９の先端に取り付けられた第４吐出ヘッド６４から第４組成物５４が吐出され、該吐出された第４組成物５４に対して第４照射ヘッド７４からレーザー光Ｅを照射させて該第４組成物５４を溶融固化する。

　更に、環状部５の形成に際しては、前記と同様、ロボットアーム４３の先端に取り付けられた第１吐出ヘッド６１から第１組成物５１が吐出され、該吐出された第１組成物５１に対して第１照射ヘッド７１からレーザー光Ｅを照射させて該第１組成物５１を溶融固化して単位層Ｄを形成する。
　そして、同様の動作を積層方向Ｚに所定回数繰り返すことによって三次元積層造形物として前述した構成のステータ１が製造される。

　そして、このようにして構成される本実施形態に係るステータの製造方法によれば、前述した各実施形態で述べた構成のそれぞれのステータ１を容易に製造することができるようになる。そして、製造されたステータ１によって前述した各実施形態で説明したステータ１が有する作用、効果が発揮され、コイル９の占有率を向上させて電動モーターの特性の向上に寄与し得るようになる。

［他の実施形態］
　本発明に係るステータコア３、ステータ１、ステータの製造方法及び電動モーターは、以上述べたような構成を有することを基本とするものであるが、本願発明の要旨を逸脱しない範囲内での部分的構成の変更や省略等を行うことも勿論可能である。
　例えば、実施形態３から実施形態７で述べた構成を実施形態２で述べたカセットコイルタイプのコイル９Ｂを使用したステータ１Ｂに適用することが可能である。また、実施形態９では、各吐出ヘッド６１、６２、６３、６４に対応して個別に照射ヘッド７１、７２、７３、７４を備えていたが、これらの照射ヘッド７１、７２、７３、７４の一部又は全部を共有するように構成することも可能である。また、実施形態７で述べた環状部５と絶縁被覆１１を同一材料で形成する場合には、第１組成物５１と第３組成物５３が同一材料となるから、単一の吐出ヘッド６１又は６３を使用して環状部５と絶縁被覆１１の両方を連続的に形成することも可能である。

１…ステータ、３…ステータコア、５…環状部、７…コア部、９…コイル、１１…絶縁被覆、１２…空間、１３…境界部、１５…第１カセットコイル、１７…第２カセットコイル、１９…接点、２１…接点、２３…バスバー、２５…開口部、２７…磁性層、２９…非磁性層、３１…境界部、３３…穴部、３５…ジャンパー線、４１…ステータの製造装置、４３…ロボットアーム、４５…ロボットアーム、４７…ロボットアーム、４９…ロボットアーム、５１…第１組成物、５２…第２組成物、５３…第３組成物、５４…第４組成物、６１…第１吐出ヘッド、６２…第２吐出ヘッド、６３…第３吐出ヘッド、６４…第４吐出ヘッド、７１…第１照射ヘッド、７２…第２照射ヘッド、７３…第３照射ヘッド、７４…第４照射ヘッド、８１…ベースプレート、８３…ステージ、Ｒ…径方向、Ｏ…軸中心、Ｓ…コイル配設領域、Ｚ…軸方向（積層方向）、Ｐ１…層形成工程、Ｐ２…固化工程、Ｅ…レーザー光、Ｄ…単位層

Claims (15)

1. 　環状部と、前記環状部から径方向の内側に突出し周囲にコイルが配設される部位となる複数のコア部と、を備える電動モーターのステータコアであって、
   　前記環状部は前記コア部と異なる材料によって形成されている、ことを特徴とするステータコア。
2. 　請求項１に記載のステータコアにおいて、
   　前記コア部と前記環状部との境界部は、該コア部の材料と該環状部の材料が互いに入り組んで存在している、ことを特徴とするステータコア。
3. 　請求項１に記載のステータコアにおいて、
   　前記境界部は、前記コア部が前記環状部側に入り組んでいる、ことを特徴とするステータコア。
4. 　請求項１から３のいずれか一項に記載のステータコアにおいて、
   　前記コア部は、磁性層と非磁性層が交互に重なる積層体である、ことを特徴とするステータコア。
5. 　請求項４に記載のステータコアにおいて、
   　前記境界部は、前記磁性層と非磁性層の少なくとも一方が前記環状部側に入り組んでいる、ことを特徴とするステータコア。
6. 　請求項１から５のいずれか一項に記載のステータコアと、
   　絶縁被覆を有し前記コア部の外周に配設されているコイルと、を備えるステータ。
7. 　請求項６に記載のステータにおいて、
   　前記絶縁被覆は、樹脂材料又はセラミックス材料の少なくとも一方を含む、ことを特徴とするステータ。
8. 　請求項６又は７に記載のステータにおいて、
   　前記絶縁被覆と前記環状部との境界部は、該絶縁被覆の材料と該環状部の材料が互いに入り組んで存在している、ことを特徴とするステータ。
9. 　請求項６から８のいずれか一項に記載のステータにおいて、
   　前記絶縁被覆と前記環状部は同一材料によって形成されている、ことを特徴とするステータ。
10. 　請求項６から９のいずれか一項に記載のステータにおいて、
    　前記コイルの一部は前記コア部と前記環状部の少なくとも一方を貫通して配設されている、ことを特徴とするステータ。
11. 　環状部と、前記環状部から径方向の内側に突出する複数のコア部とを有する電動モーターのステータコアと、絶縁被覆を有し前記コア部の外周に配設されているコイルと、を備えるステータの製造方法であって、
    　前記環状部用の材料粉末を含む第１組成物と、前記コア部用の材料粉末を含む第２組成物と、前記絶縁被覆用の材料粉末を含む第３組成物と、前記コイル用の材料粉末を含む第４組成物の少なくとも一つの組成物を用いて単位層を形成する層形成工程と、
    　前記単位層中の前記材料粉末を固化する固化工程と、を備え、
    　前記層形成工程及び前記固化工程を積層方向に繰り返す、ことを特徴とするステータの製造方法。
12. 　請求項１１に記載のステータの製造方法において、
    　前記層形成工程では、少なくとも前記コア部と前記環状部との境界部が、両者の材料粉末が存在する複合材料層として形成される、ことを特徴とするステータの製造方法。
13. 　請求項１１又は１２に記載のステータの製造方法において、
    　前記層形成工程は、前記各材料粉末を含む組成物の少なくとも一つを吐出部によって液滴として吐出して形成する、ことを特徴とするステータの製造方法。
14. 　請求項１１から１３のいずれか一項に記載のステータの製造方法において、
    　前記固化工程は、レーザー光を照射して前記材料粉末を溶融固化させる、ことを特徴とするステータの製造方法。
15. 　請求項６から１０のいずれか一項に記載のステータを備える、ことを特徴とする電動モーター。

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