WO2019181523A1 - ステータおよびそれを備えるモータ - Google Patents

Abstract

【課題】 振動騒音を低減することができるステータを提供する。 【解決手段】 ステータ３０は、分割コア３５を円環状に配列したステータコア３１と、分割コア３５を被覆するインシュレータ３２と、を備える。分割コア３５は、少なくともコアバック３６から径方向内側または外側に向かって突出したティース３７を備える。インシュレータ３２には、ティース３７の径方向先端部の少なくとも周方向の一方の側面を被覆する支持部３７Ｃが形成される。支持部３７Ｃは、支持部３７Ｃが形成されるインシュレータ３２を備えるティース３７と隣り合うティース３７の径方向先端部に当接する。

Description

ステータおよびそれを備えるモータ

　本発明は、ステータおよびそれを備えるモータに関する。

　様々な用途に用いられるモータにおいて、環状のステータコアとして、丸コアと分割コアが挙げられる。丸コアは、ステータコアの円周に沿った方向で一体となった１枚の電磁鋼板を積層させて形成される。分割コアは、ステータコアの円周に沿った方向で一体となった１枚の電磁鋼板を円周に沿った方向に分割して積層させてコアを形成した後に、複数のコアを組み立てて形成される。例えば、日本特開２０１７－１６３６６７号公報には、複数の分割コアを備える分割ステータが開示される。

日本特開２０１７－１６３６６７号公報

　複数の分割コアを備える分割ステータは、組み立て品であるため、例えば丸コア構造のステータと比較して剛性が低い。剛性が低いステータでは、ティースの変形等によって振動騒音が大きいという課題が生じる。本発明は、振動騒音を低減することができるステータを提供する。

　本願の例示的な一実施形態のステータは、分割コアを円環状に配列したステータコアと、分割コアを被覆するインシュレータと、を備える。分割コアは、少なくともコアバックから径方向内側または外側に向かって突出したティースを備える。インシュレータには、ティースの径方向先端部の少なくとも周方向の一方の側面を被覆する支持部が形成される。支持部は、支持部が形成されるインシュレータを備えるティースと隣り合うティースの径方向先端部に当接する。本願の例示的な一実施形態のモータは、上述のステータを備える。

　本願の例示的な実施形態によれば、ステータおよびモータの騒音振動を低減することができる。すなわち、インシュレータの支持部が隣り合うティース先端部を保持することによって、分割コアの剛性を高め、ティースの変形等による振動騒音を低減することができる。

図１は、モータの断面図である。 図２は、ステータコアおよびインシュレータの側面図である。 図３は、図２のＢＢ断面図である。 図４は、インシュレータの斜視図である。 図５Ａは、インシュレータの左側面図である。 図５Ｂは、インシュレータの右側面図である。

　以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。

　以下の説明で用いる図面は、特徴部分を強調する目的で、便宜上特徴となる部分を拡大して示す場合がある。よって、各構成要素の寸法および比率は実際のものと必ずしも同じではない。また、同様の目的で、特徴とならない部分を省略して図示する場合がある。

　以下の説明において、図１に示すように、ロータ２０の中心軸Ａ、つまりシャフト２１が延びる方向を軸方向とする。また、軸方向では、ベアリング４１を上側とし、ベアリング４２を下側として、上側および下側を定義する。

　以下の説明において、図１に示すように、ロータ２０の中心軸Ａに直交する方向を径方向とする。また、径方向では、中心軸Ａを中心として、内側または外側を定義する。

　以下の説明において、図１に示すように、ロータ２０の中心軸Ａの軸回りを周方向とする。また、軸方向では、上側からみて、右回りとなる方向を右側、左回りとなる方向を左側と定義する。

＜１－１．モータ＞
　図１を用いて、モータ１００について説明する。
　モータ１００は、ハウジング１０と、ロータ２０と、ステータ３０と、ベアリング４１、４２と、を備える。
　ハウジング１０は、ロータ２０、ステータ３０およびベアリング４１、４２を内部に収容する。

　ロータ２０は、シャフト２１と、ロータコア２２と、を備える。シャフト２１は、軸方向に延びる中心軸Ａを中心とする略円柱状である。シャフト２１には、ロータコア２２が固定される。ロータコア２２は、シャフト２１の径方向外側を囲む。ロータコア２２は、シャフト２１とともに回転する。ベアリング４１、４２は、シャフト２１を回転可能に支持する。

　ステータ３０は、ロータ２０の径方向外側を囲む。ステータ３０は、ステータコア３１と、インシュレータ３２と、コイル３３と、バスバー（図示せず）と、を備える。

　＜１－２．ステータコアおよびインシュレータ＞
　図２および図３を用いて、ステータコア３１およびインシュレータ３２について説明する。　なお、説明を分かり易くするため、図２では、ステータコア３１を分割コア３５の境界で２分割したときの側面を表している。また、図３は、図２のＢＢ断面視の一部を表している。

　ステータコア３１は、略円筒形状である。ステータコア３１は、複数の分割コア３５を備える。ステータコア３１では、複数の分割コア３５が平面視にて周方向に円環状に配列される。

　分割コア３５は、コアバック３６と、ティース３７と、を有する。コアバック３６は、平面視にて円弧状である。ティース３７は、平面視にてコアバック３６の周方向の略中央部から径方向内側に向かって突出する。

　ティース３７には、インシュレータ３２を介してコイル３３が巻き付けられる。ティース３７は、中央部３７Ａと、拡幅部３７Ｂと、先端部３７Ｃと、を有する。中央部３７Ａは、平面視にてコアバック３６の周方向の略中央部から径方向内側に向かって突出する部分である。中央部３７Ａには、インシュレータ３２を介してコイル３３が巻きつけられる（図１参照）。

　拡幅部３７Ｂは、平面視にて中央部３７Ａからさらに径方向内側に向かって延出する部分である。拡幅部３７Ｂは、径方向内側に向かうに従って平面視にて周方向の長さ（幅）が大きくなる部分である。

　先端部３７Ｃは、中央部３７Ａの径方向内側の先端部分である。先端部３７Ｃでは、平面視にて周方向の長さ（幅）が一定となる。なお、先端部３７Ｃは、ティース３７のその他の部分のうちで隣り合うティース３７と最も近接する部分である。

　ここで、特記すべき事項として、複数の分割コア３５が平面視にて周方向に円環状に配列されるとき、隣り合うティース３７同士の先端部３７Ｃ同士の間には、隙間Ｃが生じる。隙間Ｃには、後述するインシュレータ３２の支持部３２Ｃが配置される。

　なお、隙間Ｃは、複数の分割コア３５が平面視にて周方向に円環状に配列されるとき、隣り合うティース３７同士の間隙のうちで最も狭い部分である。また、隙間Ｃは、複数の分割コア３５が平面視にて周方向に円環状に配列されるとき、隣り合うティース３７同士の間隙のうちで最も径方向内側の先端にある部分である。

　インシュレータ３２は、ティース３７を被膜する。インシュレータ３２は、ティース３７とティース３７に巻き付けられるコイル３３とを絶縁する。インシュレータ３２は、軸方向の上下側にそれぞれ配置される。

　＜１－３．インシュレータ＞
　図４および図５Ａおよび図５Ｂを用いて、インシュレータ３２について説明する。なお、説明を分かり易くするため、図４および図５Ａおよび図５Ｂでは、上側のインシュレータ３２を表している。

　インシュレータ３２は、絶縁材料で成型される。絶縁材料としては、例えば高分子化合物または樹脂が用いられる。インシュレータ３２は、コアバック被膜部３２Ｅと、ティース被膜部３２Ａと、ティース被膜部３２Ｂと、支持部３２Ｃと、を有する。

　コアバック被膜部３２Ｅ、ティース被膜部３２Ａ、ティース被膜部３２Ｂおよび支持部３２Ｃは、径方向の外側から内側に向かってコアバック被膜部３２Ｅ、ティース被膜部３２Ａ、ティース被膜部３２Ｂ、支持部３２Ｃの順で連続して一体的に形成されている。

　コアバック被膜部３２Ｅは、コアバック３６の径方向の内周側を被覆する。ティース被膜部３２Ａは、ティース３７の中央部３７Ａを被覆する。ティース被膜部３２Ｂは、ティース３７の拡幅部３７Ｂを被覆する。

　支持部３２Ｃは、ティース３７の先端部３７Ｃの径方向の右側面のみを被覆する。支持部３２Ｃは、平面視にて、ティース３７の先端部３７Ｃの径方向の先端までを被覆する。支持部３２Ｃは、ティース３７の先端部３７Ｃの軸方向の両端部のみ（図４の分割された上側のインシュレータ３２では、上端部のみ）を被覆する。

　支持部３２Ｃは、隣り合うティース３７同士の先端部３７Ｃ同士の間に形成される隙間Ｃに配置される。支持部３２Ｃは、隣接するティース３７の先端部３７Ｃと当接する。なお、隣り合うティース３７とは、支持部３２Ｃか形成されるインシュレータ３２を備えるティース３７と隣り合うティース３７である（図３参照）。

　分割コア３５を平面視にて周方向に円環状に配列してステータコア３１を組み付けるときには、インシュレータ３２の支持部３２Ｃを隣り合うティース３７の先端部３７Ｃに圧接して組み付ける（図３参照）。

　＜１－４．効果＞
　ステータ３０によれば、ステータ３０の騒音振動を低減することができる。すなわち、インシュレータ３２の支持部３２Ｃが隣り合うティース３７の先端部３７Ｃを保持することによって、ステータコア３１の剛性を高め、ティース３７の変形等による振動騒音を低減することができる。

　また、ステータ３０によれば、分割コア３５の組み付け時において、インシュレータ３２の支持部３２Ｃが隣り合うティース３７の先端部３７Ｃを保持することによって、ティース３７の先端部３７Ｃの位置決めを正確にすることができる。そのため、モータ毎のコギング、トルクリップル等の磁気特性のバラつきを低減することができる。

　さらに、ステータ３０によれば、分割コア３５の組み付け時において、ティース３７の先端部３７Ｃの位置合わせ時のずれを防止することができる。また、インシュレータ３２を全て同じ形状とし、部品点数を少なくすることによって、コストを低減することができる。

　また、ステータ３０によれば、支持部３２Ｃがインシュレータ３２の軸方向の全てに形成されることがなく、インシュレータ３２を成型する樹脂量を低減することができる。

　また、ステータ３０によれば、支持部３２Ｃがティース３７の先端部３７Ｃの軸方向の両端部のみを被覆するように形成される。そのため、ステータコア３１の振動において、ティース３７の先端部３７Ｃの軸方向の両端部が自由端となることを防止することができる。そのため、ステータコア３１の剛性を高めることができる。

　＜２．その他変形例＞
　本実施形態では、支持部３２Ｃがティース３７の先端部３７Ｃの軸方向の両端部のみを被覆するが、これに限定されない。例えば、支持部３２Ｃがティース３７の先端部３７Ｃの軸方向の中央部を被覆しても良い。

　このような構成とすることで、ステータコア３１の振動において、ティース３７の先端部３７Ｃの軸方向中央が腹となることを防止することができる。そのため、ステータコア３１の剛性を高めることができる。

　本実施形態では、支持部３２Ｃがティース３７の先端部３７Ｃの径方向の右側面を被覆するがこれに限定されない。例えば、支持部３２Ｃがティース３７の先端部３７Ｃの径方向の左側面を被覆しても良い。また、支持部３２Ｃがティース３７の先端部３７Ｃの径方向の右側面および左側面を被覆し、支持部３２Ｃを設けるインシュレータと、支持部３２Ｃを設けないインシュレータを交互に配列しても良い。

　本実施形態では、モータ１００がインナーロータ型であるがこれに限定されない。例えば、モータがアウターロータ型であっても良い。インナーロータ型のモータでは、ステータが分割コアを円環状に配列したステータコアと、分割コアを被覆するインシュレータと、を備える。分割コアは、コアバックから径方向外側に向かって突出したティースを備える。

３０…ステータ、３１…ステータコア、３２…インシュレータ、３２Ｃ…支持部、３５…分割コア、３７…ティース、３７Ｃ…先端部、１００…モータ

Claims (8)

1. 　分割コアを円環状に配列したステータコアと、前記分割コアを被覆するインシュレータと、を備えるステータであって、
   　前記分割コアは、少なくともコアバックから径方向内側または外側に向かって突出したティースを備え、
   　前記インシュレータには、前記ティースの径方向先端部の少なくとも周方向の一方の側面を被覆する支持部が形成され、
   　前記支持部は、前記支持部が形成されるインシュレータを備えるティースと隣り合うティースの径方向先端部に当接する、
   　ステータ。
2. 　請求項１に記載のステータであって、
   　前記支持部は、前記インシュレータの径方向先端部の周方向の一方の側面のみを被覆する、
   　ステータ。
3. 　請求項１に記載のステータであって、
   　前記支持部は、前記インシュレータの径方向先端部の周方向一方および他方の側面のみを被覆する、
   　ステータ。
4. 　請求項１から３のいずれか一項に記載のステータであって、
   　前記支持部は、前記インシュレータの軸方向の少なくとも一部に形成される、
   　ステータ。
5. 　請求項１から４のいずれか一項に記載のステータであって、
   　前記支持部は、前記インシュレータの軸方向の両端部に形成される、
   　ステータ。
6. 　請求項５に記載のステータであって、
   　前記支持部は、前記インシュレータの少なくとも軸方向の両端部の間に形成される、
   　ステータ。
7. 　請求項１から６のいずれか一項に記載のステータであって、
   　前記ステータは、インナーロータ型のモータまたはアウターロータ型のモータに備えられる、
   　ステータ。
8. 　モータであって、
   　請求項１から７のいずれか一項に記載のステータを備える、
   　モータ。
    

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