(57)【要約】【課題】連結部での磁束漏れを抑えつつコギングトルクを低減できるステータを提供すること。【解決手段】ステータは、ロータと対向する側の径方向に延びてコイルが巻回される周方向に複数のティース２４と、周方向に隣り合うティース２４の先端部同士を連結するように周方向に延びる連結部２５とを有するステータコアを備える。連結部２５は、他の部位よりも磁気抵抗の高い高磁気抵抗部３１を有し、軸方向に沿って設けられる高磁気抵抗部３１は、その軸方向の一部が他の部位と周方向に異なる位置に設けられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ（１３）と対向する側の径方向に延びてコイル（２２）が巻回される周方向に複数のティース（２４）と、
周方向に隣り合う前記ティースの先端部同士を連結するように周方向に延びる連結部（２５）と
を有するステータコア（２１）を備えたステータ（１２）であって、
前記連結部は、他の部位よりも磁気抵抗の高い高磁気抵抗部（３１）を有し、
軸方向に沿って設けられる前記高磁気抵抗部は、その軸方向の少なくとも一部が他の部位と周方向に異なる位置に設けられたステータ。
【請求項２】
前記ティース及び前記連結部は、鋼板（２６）が軸方向に積層されてなり、
少なくとも一部の前記鋼板において前記連結部と対応した連結対応部（２６ｂ）には他の部位よりも磁気抵抗の高い鋼板抵抗部（２６ｅ〜２６ｈ）が設けられ、
前記高磁気抵抗部は、軸方向の少なくとも１つの前記鋼板抵抗部が他の層の前記鋼板抵抗部と周方向に異なる位置に設けられて構成された請求項１に記載のステータ。
【請求項３】
前記ティース及び前記連結部は、前記鋼板が螺旋状に積層されてなる請求項２に記載のステータ。
【請求項４】
前記ティース及び前記連結部は、円環状の前記鋼板が積層されてなる請求項２に記載のステータ。
【請求項５】
前記鋼板抵抗部は、前記鋼板が軸方向に薄肉とされることで磁気抵抗が高くされた軸方向薄肉部（２６ｅ）である請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のステータ。
【請求項６】
前記鋼板抵抗部は、前記鋼板が径方向に薄肉とされることで磁気抵抗が高くされた径方向薄肉部（２６ｆ〜２６ｈ）である請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のステータ。
【請求項７】
前記高磁気抵抗部は、周方向の一方側に配置された前記鋼板抵抗部と周方向の他方側に配置された前記鋼板抵抗部とが、軸方向に交互に積層されてなる請求項２から請求項６のいずれか１項に記載のステータ。
【請求項８】
前記高磁気抵抗部は、周方向の一方側から他方側まで徐々に周方向にずれて配置された前記鋼板抵抗部が軸方向に順次積層されてなる請求項２から請求項６のいずれか１項に記載のステータ。
【請求項９】
前記高磁気抵抗部は、前記鋼板抵抗部と該鋼板抵抗部が設けられていない前記連結対応部とが、軸方向に交互に積層されてなる請求項２から請求項６のいずれか１項に記載のステータ。
【請求項１０】
前記高磁気抵抗部は、前記鋼板抵抗部と前記連結対応部が設けられていない非連結部（４１）とが、軸方向に交互に配置されてなる請求項２から請求項６のいずれか１項に記載のステータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ブラシレスモータのステータとしては、ロータと対向する側である径方向内側に延びてコイルが巻回される周方向に複数のティースと、周方向に隣り合うティースの先端部同士を連結するように周方向に延びる連結部とを有するステータコアを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。このステータコアにおけるティースと連結部とは、ティースと連結部と対応した形状の鋼板が螺旋状に積層されてなり、鋼板において前記連結部と対応した連結対応部には軸方向に薄肉とされることで他の部位よりも磁気抵抗の高い鋼板抵抗部が設けられ、該部位によって周方向及び軸方向の磁束漏れが抑えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−９４９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記したステータでは、連結部での磁束漏れを抑えられるものの、鋼板抵抗部が軸方向に一直線に並んでおり、コギングトルクが大きくなるという問題があった。
【０００５】
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、連結部での磁束漏れを抑えつつコギングトルクを低減できるステータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するステータ（１２）は、ロータ（１３）と対向する側の径方向に延びてコイル（２２）が巻回される周方向に複数のティース（２４）と、周方向に隣り合う前記ティースの先端部同士を連結するように周方向に延びる連結部（２５）とを有するステータコア（２１）を備えたステータ（１２）であって、前記連結部は、他の部位よりも磁気抵抗の高い高磁気抵抗部（３１）を有し、軸方向に沿って設けられる前記高磁気抵抗部は、その軸方向の少なくとも一部が他の部位と周方向に異なる位置に設けられた。
【０００７】
同構成によれば、連結部は、他の部位よりも磁気抵抗の高い高磁気抵抗部を有し、軸方向に沿って設けられる高磁気抵抗部は、その軸方向の少なくとも一部が他の部位と周方向に異なる位置に設けられるため、連結部での磁束漏れを抑えつつコギングトルクの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態におけるモータの模式平面図。
【図２】一実施形態におけるティースと連結部を説明するための斜視図。
【図３】一実施形態におけるステータの一部拡大平面図。
【図４】別例におけるティースと連結部を説明するための斜視図。
【図５】別例におけるステータの一部拡大平面図。
【図６】別例におけるステータの一部拡大平面図。
【図７】別例におけるステータの一部拡大平面図。
【図８】（ａ）は別例におけるステータの一部拡大平面図。（ｂ）は別例におけるステータを径方向内側から見た一部内側面図。
【図９】（ａ）は別例におけるステータの一部拡大平面図。（ｂ）は別例におけるステータを径方向内側から見た一部内側面図。
【図１０】（ａ）は別例におけるステータの一部拡大平面図。（ｂ）は別例におけるステータを径方向内側から見た一部内側面図。
【図１１】（ａ）は別例におけるステータの一部拡大平面図。（ｂ）は別例におけるステータを径方向内側から見た一部内側面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、モータの一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
図１に示すように、モータ１１は、環状のステータ１２と、該ステータ１２の内側に回転可能に支持されたロータ１３とを備える。すなわち、本実施形態のモータ１１は、インナーロータ型のブラシレスモータである。ロータ１３は、外表面にＮ極及びＳ極の永久磁石１４が交互に等角度間隔で複数個設けられたものであり、本実施形態では、Ｎ極の永久磁石１４及びＳ極の永久磁石１４がそれぞれ４つずつ合計８個設けられ、極数が「８」とされている。
【００１０】
ステータ１２は、ステータコア２１とコイル２２とを備える。ステータコア２１は、円環状の継鉄部２３と、該継鉄部２３からロータ１３と対向する側であって径方向内側に延びてコイル２２が巻回される周方向に複数のティース２４と、周方向に隣り合うティース２４の先端部同士を連結するように周方向に延びる連結部２５とを有する。本実施形態では、ティース２４は、等角度間隔で９個設けられ、スロット数が「９」とされている。
【００１１】
図２に示すように、本実施形態のティース２４及び連結部２５は、ティース２４及び連結部２５と対応した形状の鋼板２６が螺旋状に積層されてなる。すなわち、鋼板２６は、ティース２４及び連結部２５と対応した形状が交互に連続して設けられた帯状にプレス加工等によって成形され、螺旋状に丸められながら積層されることでティース２４及び連結部２５を構成している。なお、図２では、鋼板２６の一部が丸められていない製造途中を図示している。
【００１２】
そして、図１に示すように、継鉄部２３の径方向内側の面には、径方向外側ほど周方向の幅が広い嵌合溝２３ａが等角度間隔で形成され、ティース２４の基端部には前記嵌合溝２３ａに嵌合される嵌合凸部２４ａが形成され、該嵌合凸部２４ａが嵌合溝２３ａに軸方向から嵌合されることでステータコア２１が構成されている。
【００１３】
ここで、図２及び図３に示すように、連結部２５は、他の部位よりも磁気抵抗の高い高磁気抵抗部３１を有し、軸方向に沿って設けられる高磁気抵抗部３１は、その軸方向の少なくとも一部が他の部位と周方向に異なる位置にずれて設けられている。
【００１４】
詳しくは、まず前記鋼板２６は、ティース２４と対応したティース対応部２６ａと、連結部２５と対応した連結対応部２６ｂとを交互に有する。本実施形態の連結対応部２６ｂは、図３に示すように、ティース対応部２６ａから離間するほど径方向の幅が小さくなる縮幅部２６ｃと、その縮幅部２６ｃ同士を連結する径方向の幅が一定の一定幅部２６ｄとを有する。そして、連結対応部２６ｂの一定幅部２６ｄには、軸方向に薄肉とされることで他の部位よりも磁気抵抗が高くされた鋼板抵抗部としての軸方向薄肉部２６ｅが設けられている。なお、軸方向薄肉部２６ｅは、例えば、プレス加工や切削加工等によって成形されている。そして、前記高磁気抵抗部３１は、軸方向の少なくとも１つの軸方向薄肉部２６ｅが他の層の軸方向薄肉部２６ｅと周方向に異なる位置に設けられて構成されている。具体的には、本実施形態の高磁気抵抗部３１は、周方向の一方側に配置された軸方向薄肉部２６ｅと周方向の他方側に配置された軸方向薄肉部２６ｅとが、軸方向に交互に積層されてなる。言い換えると、高磁気抵抗部３１は、軸方向に隣り合う軸方向薄肉部２６ｅが周方向の一方側と他方側とに交互に配置されて構成されている。なお、周方向の一方側に配置された軸方向薄肉部２６ｅと、周方向の他方側に配置された軸方向薄肉部２６ｅとは、一部が軸方向に重なるように、且つ、一部が軸方向に重ならないように、周方向にずれて配置されている。
【００１５】
次に、上記のように構成されたモータ１１の作用について説明する。
図示しない駆動回路から３相の駆動電流が所定のコイル２２に供給されると、ステータ１２にて回転磁界が発生され、ロータ１３が回転駆動される。このとき、高磁気抵抗部３１によって連結部２５での漏れ磁束が抑えられる。また、高磁気抵抗部３１は、周方向の一方側に配置された軸方向薄肉部２６ｅと周方向の他方側に配置された軸方向薄肉部２６ｅとが、軸方向に交互に積層されてなるため、単に軸方向に一直線に並んで設けられた場合に比べて、周方向での急激な磁束の変化が抑えられ、コギングトルクが低減される。
【００１６】
次に、上記実施形態の効果を以下に記載する。
（１）連結部２５は、他の部位よりも磁気抵抗の高い高磁気抵抗部３１を有し、軸方向に沿って設けられる高磁気抵抗部３１は、その軸方向の一部が他の部位と周方向に異なる位置に設けられるため、連結部２５での磁束漏れを抑えつつコギングトルクの低減を図ることができる。
【００１７】
（２）ティース２４及び連結部２５は、鋼板２６が軸方向に積層されてなるため、容易に製造することができる。そして、鋼板２６において連結部２５と対応した連結対応部２６ｂには他の部位よりも磁気抵抗の高い鋼板抵抗部としての軸方向薄肉部２６ｅが設けられ、高磁気抵抗部３１は、軸方向の半分の層の軸方向薄肉部２６ｅが他の層の軸方向薄肉部２６ｅと周方向に異なる位置に設けられて構成されるため、高磁気抵抗部３１を容易に設けることができる。
【００１８】
（３）ティース２４及び連結部２５は、鋼板２６が螺旋状に積層されてなるため、少ない部品点数で容易に製造することができる。
（４）鋼板抵抗部は、鋼板２６が軸方向に薄肉とされることで磁気抵抗が高くされた軸方向薄肉部２６ｅであるため、連結部２５での軸方向の磁束漏れをより抑えることができる。
【００１９】
（５）高磁気抵抗部３１は、周方向の一方側に配置された軸方向薄肉部２６ｅと周方向の他方側に配置された軸方向薄肉部２６ｅとが、軸方向に交互に積層されてなるため、バランス良くコギングトルクの低減を図ることができる。
【００２０】
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
【００２１】
・上記実施形態では、ティース２４及び連結部２５は、鋼板２６が螺旋状に積層されてなるとしたが、これに限定されず、円環状の鋼板が積層されてなるものとしてもよい。すなわち、ティース２４と対応したティース対応部と、連結部２５と対応した連結対応部とを交互に有しつつ円環状に形成された鋼板を積層してティース２４及び連結部２５を構成してもよい。
【００２２】
・上記実施形態では、高磁気抵抗部３１は、周方向の一方側に配置された軸方向薄肉部２６ｅと周方向の他方側に配置された軸方向薄肉部２６ｅとが、軸方向に交互に積層されてなるとしたが、これに限定されず、軸方向の少なくとも１つの鋼板抵抗部が他の層の鋼板抵抗部と周方向に異なる位置に設けられた構成であれば変更してもよい。
【００２３】
例えば、図４に示すように、高磁気抵抗部３１は、周方向の一方側から他方側まで徐々に周方向にずれて配置された鋼板抵抗部としての軸方向薄肉部２６ｅが軸方向に順次積層されてなるものとしてもよい。このようにすると、さらなるコギングトルクの低減を図ることができる。
【００２４】
また、例えば、高磁気抵抗部３１は、鋼板抵抗部が不等間隔や不規則に周方向にずれて配置されたものが積層されてなるものとしてもよい。
・上記実施形態及び別例では、連結対応部２６ｂが縮幅部２６ｃを有する構成としたが、これに限定されず、連結対応部２６ｂが縮幅部２６ｃを有さず全体の径方向の幅が一定とされた構成としてもよい。
【００２５】
・上記実施形態では、鋼板抵抗部は、鋼板２６が軸方向に薄肉とされることで磁気抵抗が高くされた軸方向薄肉部２６ｅであるとしたが、これに限定されず、他の形状としたり、他の素材（非磁性材料等）を用いたりすることで磁気抵抗を高くした鋼板抵抗部としてもよい。
【００２６】
例えば、鋼板抵抗部は、鋼板２６が径方向に薄肉とされることで磁気抵抗が高くされた径方向薄肉部としてもよい。
具体的には、例えば、図５に示すように、変更してもよい。この例の鋼板２６において前記連結部２５と対応した連結対応部２６ｂには径方向内側に凹部が形成されて径方向に薄肉とされることで他の部位よりも磁気抵抗が高くされた鋼板抵抗部としての径方向薄肉部２６ｆが設けられている。なお、この例の連結対応部２６ｂは、上記実施形態の縮幅部２６ｃを有さず、全体の径方向の幅が一定とされ、その周方向の一部に凹部が形成されている。そして、この例の高磁気抵抗部３１は、周方向の一方側に配置された径方向薄肉部２６ｆと周方向の他方側に配置された径方向薄肉部２６ｆとが、軸方向に交互に積層されてなる。
【００２７】
また、具体的には、例えば、図６に示すように、変更してもよい。この例の鋼板２６において前記連結部２５と対応した連結対応部２６ｂには径方向外側に凹部が形成されて径方向に薄肉とされることで他の部位よりも磁気抵抗が高くされた鋼板抵抗部としての径方向薄肉部２６ｇが設けられている。なお、この例の連結対応部２６ｂは、上記実施形態の縮幅部２６ｃを有さず、全体の径方向の幅が一定とされ、その周方向の一部に凹部が形成されている。そして、この例の高磁気抵抗部３１は、周方向の一方側に配置された径方向薄肉部２６ｇと周方向の他方側に配置された径方向薄肉部２６ｇとが、軸方向に交互に積層されてなる。
【００２８】
また、具体的には、例えば、図７に示すように、変更してもよい。この例の鋼板２６において前記連結部２５と対応した連結対応部２６ｂには軸方向に貫通する孔が形成されて径方向に薄肉とされることで他の部位よりも磁気抵抗が高くされた鋼板抵抗部としての径方向薄肉部２６ｈが設けられている。なお、この例の連結対応部２６ｂは、上記実施形態の縮幅部２６ｃを有さず、全体の径方向の幅が一定とされ、その周方向の一部に孔が形成されて該孔の径方向内側と径方向外側に一対の径方向薄肉部２６ｈが形成されている。そして、この例の高磁気抵抗部３１は、周方向の一方側に配置された径方向薄肉部２６ｈと周方向の他方側に配置された径方向薄肉部２６ｈとが、軸方向に交互に積層されてなる。
【００２９】
・上記実施形態及び別例では、軸方向に積層される鋼板２６の全ての層に鋼板抵抗部としての軸方向薄肉部２６ｅや径方向薄肉部２６ｆ〜２６ｈが設けられた高磁気抵抗部３１としたが、これに限定されず、少なくとも一部の層の鋼板２６に鋼板抵抗部が設けられた構成であれば変更してもよい。
【００３０】
例えば、高磁気抵抗部３１は、鋼板抵抗部と該鋼板抵抗部が設けられていない連結対応部とが、軸方向に交互に積層されてなるものとしてもよい。
具体的には、例えば、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、変更してもよい。この例の高磁気抵抗部３１は、鋼板抵抗部としての径方向薄肉部２６ｆと鋼板抵抗部が設けられていない連結対応部２６ｂとが、軸方向に交互に積層されてなる。また、この例の高磁気抵抗部３１は、周方向に隣り合う高磁気抵抗部３１で、径方向薄肉部２６ｆと鋼板抵抗部が設けられていない連結対応部２６ｂとの関係が逆に構成されている。すなわち、同一の層の鋼板２６においては、径方向薄肉部２６ｆと鋼板抵抗部が設けられていない連結対応部２６ｂとが周方向に交互に形成されている。
【００３１】
また、具体的には、例えば、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、変更してもよい。この例の高磁気抵抗部３１は、鋼板抵抗部としての径方向薄肉部２６ｆと鋼板抵抗部が設けられていない連結対応部２６ｂとが、軸方向に交互に積層されてなる。また、この例の高磁気抵抗部３１は、径方向薄肉部２６ｆが設けられた層の鋼板２６と、鋼板抵抗部が設けられていない連結対応部２６ｂの層の鋼板２６とが軸方向に交互に積層されている。
【００３２】
また、例えば、高磁気抵抗部３１は、鋼板抵抗部と前記連結対応部２６ｂが設けられていない非連結部とが、軸方向に交互に配置されてなるものとしてもよい。
具体的には、例えば、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、変更してもよい。この例の高磁気抵抗部３１は、鋼板抵抗部としての径方向薄肉部２６ｆと連結対応部２６ｂが設けられていない非連結部４１とが、軸方向に交互に配置されてなる。また、この例の高磁気抵抗部３１は、周方向に隣り合う高磁気抵抗部３１で、径方向薄肉部２６ｆと非連結部４１との関係が逆に構成されている。すなわち、同一の層においては、径方向薄肉部２６ｆと非連結部４１とが周方向に交互に配置されている。
【００３３】
また、具体的には、例えば、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、変更してもよい。この例の高磁気抵抗部３１は、鋼板抵抗部としての径方向薄肉部２６ｆと連結対応部２６ｂが設けられていない非連結部４１とが、軸方向に交互に配置されてなる。また、この例の高磁気抵抗部３１は、径方向薄肉部２６ｆが設けられた層の鋼板２６と、非連結部４１が設けられた層であって周方向に複数の鋼板２６とが軸方向に交互に積層されている。
【００３４】
これらのようにすると、非連結部４１によって、鋼板抵抗部が軸方向に全て並んだ構成に比べて、漏れ磁束をより抑えることができる。
・上記実施形態では、極数が「８」でスロット数が「９」のモータ１１に具体化したが、それらの数が異なるモータに具体化してもよい。
【００３５】
・上記実施形態では、ティース２４及び連結部２５は、鋼板２６が軸方向に積層されてなるものとしたが、これに限定されず、焼結等によって軸方向に一体成形された構成としてもよい。
【００３６】
・上記実施形態では、モータ１１は、インナーロータ型であるとしたが、これに限定されず、アウターロータ型のものに具体化してもよい。なお、この場合、ステータのティースは径方向外側に延びて、連結部はティースの径方向外側端部同士を連結するように周方向に延びることになる。
【符号の説明】
【００３７】
１２…ステータ、１３…ロータ、２１…ステータコア、２２…コイル、２４…ティース、２５…連結部、２６…鋼板、２６ｂ…連結対応部、２６ｅ…軸方向薄肉部（鋼板抵抗部）、２６ｆ〜２６ｈ…径方向薄肉部（鋼板抵抗部）、３１…高磁気抵抗部、４１…非連結部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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