(57)【要約】【課題】ティースで分割された複数の円弧状のセグメントから構成されるステータであっても、トルクの低下を抑制できるようにしたこと。【解決手段】分割ラインＬは各ティース４のみに存し、各ティースの２分割された半部の内、周方向一方の半部を第１分割半部４１、周方向他方の半部を第２分割半部４２として、各セグメントには、周方向一方の端部に、周方向に隣り合う２つのティースの内の周方向一方側のティースの第２分割半部が設けられ、周方向他方の端部に、周方向に隣り合う２つのティースの内の周方向他方側のティースの第１分割半部が設けられ、円環状に配置された複数のセグメント２が、各ティースの第１分割半部及び第２分割半部を隙間ｃを存して又は密着させて連結される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状のヨークと、ヨークの周方向に所定の間隔を存して設けられた複数のティースとを備えたステータが、ヨークの径方向の分割ラインで周方向に各ティースが２分割された複数の円弧状のセグメントから構成されるモータのステータであって、
分割ラインは各ティースのみに存し、各ティースの２分割された半部の内、周方向一方の半部を第１分割半部、周方向他方の半部を第２分割半部として、各セグメントには、周方向一方の端部に、周方向に隣り合う２つのティースの内の周方向一方側のティースの第２分割半部が設けられ、周方向他方の端部に、周方向に隣り合う２つのティースの内の周方向他方側のティースの第１分割半部が設けられ、円環状に配置された複数のセグメントが、各ティースの第１分割半部及び第２分割半部を隙間を存して又は密着させて連結されることを特徴とするモータのステータ。
【請求項２】
回転軸に固定のロータと、ロータと軸方向に所定のギャップを存して対置され、複数のティースが円環状のヨークにその周方向に所定の間隔を存して設けられたステータとを備えたアキシャルギャップモータであって、ステータが、請求項１記載のモータのステータであることを特徴とするアキシャルギャップモータ。
【請求項３】
複数のセグメントが円環状に配置されたときに各ティースの第１分割半部及び第２分割半部の両方を挿入可能とする貫通孔が開設された本体部と、本体部からヨークの径方向の内端内側と外端外側とに延びる固定部とを有する連結具をさらに備え、連結具の貫通孔に各ティースの第１分割半部及び第２分割半部の両方が挿入されて複数のセグメントが、第１分割半部及び第２分割半部を隙間を存して又は密着させて連結され、連結具の固定部が所定部位に固定されることを特徴とする請求項２記載のアキシャルギャップモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円環状のヨークと、ヨークの周方向に所定の間隔を存して設けられた複数のティースとを備えたステータが、ヨークの径方向の分割ラインで周方向に各ティースが２分割された複数の円弧状のセグメントから構成されるモータのステータと、このステータを備えたアキシャルギャップモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のステータとして、円環状に配置された複数のセグメントが、セグメントの外側に形成された溶接溝で溶接され、各ティースの２分割された半部の内、周方向一方の半部を第１分割半部、周方向他方の半部を第２分割半部として、第１分割半部と第２分割半部とが連結されるステータが知られている（例えば、特許文献１参照）。しかし、このステータの各セグメントでは、分割ラインがティースのみでなくヨークにも存し、周方向一方の端部に設けられた第２分割半部と周方向他方の端部に設けられた第１分割半部との間に位置するヨーク部が２分割されている。したがって、各セグメントでの周方向に隣り合う２つのティースを結ぶ磁路が２分割されたヨーク部で分断されることから、トルクが低下するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２１９９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、以上の点に鑑み、ティースで分割された複数の円弧状のセグメントから構成されるステータであっても、トルクの低下を抑制できるようにしたステータと、このステータを備えたアキシャルギャップモータを提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、円環状のヨークと、ヨークの周方向に所定の間隔を存して設けられた複数のティースとを備えたステータが、ヨークの径方向の分割ラインで周方向に各ティースが２分割された複数の円弧状のセグメントから構成されるモータのステータであって、分割ラインは各ティースのみに存し、各ティースの２分割された半部の内、周方向一方の半部を第１分割半部、周方向他方の半部を第２分割半部として、各セグメントには、周方向一方の端部に、周方向に隣り合う２つのティースの内の周方向一方側のティースの第２分割半部が設けられ、周方向他方の端部に、周方向に隣り合う２つのティースの内の周方向他方側のティースの第１分割半部が設けられ、円環状に配置された複数のセグメントが、各ティースの第１分割半部及び第２分割半部を隙間を存して又は密着させて連結されることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明は、回転軸に固定のロータと、ロータと軸方向に所定のギャップを存して対置され、複数のティースが円環状のヨークにその周方向に所定の間隔を存して設けられたステータとを備えたアキシャルギャップモータであって、ステータが、上記モータのステータであることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、分割ラインは各ティースのみに存し、隣り合う２つのティース間のヨーク部には存在しないので、各セグメントでの周方向に隣り合う２つのティースを結ぶ磁路が分断されない。このため、各ティースで分割された複数のセグメントから構成されるステータであっても、トルクの低下を抑制できる。また、各ティースの第１分割半部と第２分割半部との間の隙間の大きさを変えることによって、同一のステータを径方向の大きさが異なる複数のロータと組み合わせることが可能となる。
【０００８】
本発明では、複数のセグメントが円環状に配置されたときに各ティースの第１分割半部及び第２分割半部の両方を挿入可能とする貫通孔が開設された本体部と、本体部からヨークの径方向の内端内側と外端外側とに延びる固定部とを有する連結具をさらに備え、連結具の貫通孔に各ティースの第１分割半部及び第２分割半部の両方が挿入されて複数のセグメントが、第１分割半部及び第２分割半部を隙間を存して又は密着させて連結され、連結具の固定部が所定部位に固定されることが好ましい。これによれば、複数のセグメントを容易に連結できると共にステータの剛性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のモータのステータの一実施形態におけるセグメントを示す斜視図。
【図２】図１に示すセグメントを連結する連結具を例示する斜視図。
【図３】図１に示すセグメントを図２に示す連結具により連結したステータの要部斜視図。
【図４】別の連結具を示す斜視図。
【図５】図１に示すセグメントを図４に示す連結具により連結したステータの要部斜視図。
【図６】（ａ）（ｂ）は、夫々、本発明のアキシャルギャップモータの一実施形態と他の実施形態を示すステータ側から見た回転軸方向の図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１〜図３を参照して、モータのステータ１を構成する複数の円弧状のセグメント２は、同一の構成及び形状を有している。すなわち、セグメント２は、円環状のヨーク３と、ヨーク３の周方向に所定の間隔を存して設けられた複数のティース４とを備えたステータ１が、ヨーク３の径方向の分割ラインＬで周方向に各ティース４が２分割されたものである。ここで、ステータ１は、アキシャルギャップモータに採用されるものであり、ロータと軸方向に所定のギャップを存して対置され、ヨーク３のロータとの対向面にティース４が設けられている。
【００１１】
ステータ１では、分割ラインＬは各ティース４のみに存し、分割ラインＬではヨーク３も分割されるが、各ティース４間に位置するヨーク部３１には分割ラインＬは存在せず、ヨーク３は分割ラインＬ以外では分割されない。各ティース４の２分割された半部の内、周方向一方の半部を第１分割半部４１、周方向他方の半部を第２分割半部４２として、各セグメント２には、周方向一方の端部に、周方向に隣り合う２つのティース４の内の周方向一方側のティース４の第２分割半部４２が設けられ、周方向他方の端部に、周方向に隣り合う２つのティース４の内の周方向他方側のティース４の第１分割半部４１が設けられている。また、分割ラインＬでの各ティース４の２分割により第２分割半部４２と第１分割半部４１との間に、ヨーク３が分割されたヨーク部３１が存している。ティース４にはティース４毎に又は所定数分をひとまとめとして外周にコイルが巻回されるが、各セグメント２において磁路は、図１中に矢印で示すように、第２分割半部４２及び第１分割半部４１ではロータとのギャップ方向に形成され、また、ヨーク部３１ではヨーク３の周方向に形成される。このように、各セグメント２はティース４で２分割されていても、周方向に隣り合う２つのティース４を結ぶ磁路は各セグメント２では分断されない。
【００１２】
このようなセグメント２は、各ティース４の第１分割半部４１及び第２分割半部４２を隙間ｃを存して又は密着させて連結され、ステータ１を形成する。本実施形態では、各ティース４は連結具５ａによって連結されている。連結具５ａは、複数のセグメント２が円環状に配置されたときに各ティース４の第１分割半部４１及び第２分割半部４２の両方を挿入可能とする貫通孔５１ａが開設された本体部５１と、本体部５１からヨーク３の径方向の内端内側と外端外側とに延びる固定部５２，５３とを有している。連結具５ａは、本体部５１及び固定部５２，５３共に、ガラスエポキシ積層板等の非磁性の絶縁体から形成されている。また、連結具５ａの平面形状は扇形であり、貫通孔５１ａの形状は連結具５ａの平面形状と相似している。さらに、本体部５１は板状、片状等の形状を有し、固定部５２，５３は、本体部５１と同様に板状、片状とすることができる他、ロータとのギャップ方向に突出するブロック状等とすることもできる。固定部５２，５３には、貫通孔５１ａにおけるヨーク３の周方向の中央に対応する位置に固定穴５２ａ，５３ａが設けられ、固定穴５２ａ，５３ａは夫々ロータとのギャップ方向に固定部５２，５３を貫通している。
【００１３】
セグメント２の連結によるステータ１の形成は以下の通りである。すなわち、連結具５ａの貫通孔５１ａに、複数のセグメント２が配置されたときに各ティース４の第２分割半部４２及び第１分割半部４１の両方を挿入する。貫通孔５１ａに挿入された第２分割半部４２及び第１分割半部４１は、相互間に隙間ｃを存しても隙間ｃなく密着させてもどちらでも構わない。この第２分割半部４２及び第１分割半部４１の貫通孔５１ａへの挿入により隣り合う２つのセグメント２は連結され、ステータ１が形成される。なお、連結具５ａの固定部５２，５３は、アキシャルギャップモータのケース、円環状のフレーム等の所定部位に、固定穴５２ａ，５３ａからねじ等の固着具を挿入し、螺入する等によって固定する。このような連結具５ａを用いた複数のセグメント２の連結は容易であると共に、ステータ１の剛性確保に有効となる。また、固定穴５２ａ，５３ａを設けることにより、磁路を妨げることなく各セグメント２の所定部位への固定が可能となる。
【００１４】
図４及び図５を参照して、別の形態の連結具５ｂと、連結具５ｂによるセグメント２の連結とを説明する。連結具５ｂは、図２に示す連結具５ａの３つをヨーク３の周方向に並置して合体させたものである。すなわち、本体部５１ｂには３つの貫通孔５１ａが所定の間隔で形成されている。また、固定部５２ｂ，５３ｂには夫々固定穴５２ａ，５３ａが形成され、固定穴５２ａ，５３ａの位置は、図２に示す貫通孔５１ａのヨーク３との対応位置と同じである。連結具５ｂによるセグメント２の連結は連結具５ａによる連結と同一であるので説明は省略する。連結具５ｂも連結具５ａと同様に非磁性の絶縁体から形成されている。このため、連結具５ｂにおいてセグメント２での周方向に隣り合う２つのティース４を結ぶ磁路は分断されない。磁路は、各ティース４の第１分割半部４１及び第２分割半部４２ではギャップ方向に、ヨーク部３１ではヨーク３の周方向に形成される。
【００１５】
このように、本実施形態のモータのステータ１では、分割ラインＬは各ティース４のみに存し、ティース４間に位置するヨーク部３１には存在しないので、各セグメント２での周方向に隣り合う２つのティース４を結ぶ磁路が分断されない。このため、各ティース４で分割された複数のセグメント２から構成されるステータ１であっても、トルクの低下を抑制できる。
【００１６】
図６（ａ）を参照して、アキシャルギャップモータ６ａは、図示省略の回転軸に固定のロータ７と、ロータ７と軸方向に所定のギャップを存して対置され、複数のティース４が円環状のヨーク３にその周方向に所定の間隔を存して設けられた、図３に示すステータ１とを備えている。図６（ａ）ではロータ７とステータ１との配置関係を理解しやすくするために連結具５ａを省略して図示している。ロータ７は、円環状の形状を有し、その径方向の長さがステータ１よりも長い。また、ロータ７は、同一サイズで扇形形状を有する複数の磁石８を嵌着する貫通孔７１ａが所定の間隔で形成されたロータフレーム７１と、隣り合う２つにおいて極性が異なり、貫通孔７１ａに嵌着された磁石８とから構成されている。磁石８の着磁方向は回転軸方向と一致している。ステータ１には、ヨーク３の径方向内側と径方向外側とに位置するティース４の内端と外端とを取り巻くように巻回されたコイル９が設けられている。ここで、図３に示す連結具５ａの本体部５１に設けられた貫通孔５１ａに挿入されたティース４の第２分割半部４２と第１分割半部４１との間には隙間ｃが存し、隙間ｃの大きさは１０ｍｍとしている。隙間ｃによりステータ１の内外径の両方が、隙間ｃがないときよりも大きくなる。このため、ステータ１のロータ７との対向面積が拡大し、アキシャルギャップモータ６ａのトルクが大きくなる。また、各ティース４の第１分割半部４１と第２分割半部４２との間の隙間ｃの大きさを変えることによって、同一のステータ１を径方向の大きさが異なる複数のロータと組み合わせることが可能となる。
【００１７】
図６（ｂ）を参照して、アキシャルギャップモータ６ｂは、図６（ａ）に示すアキシャルギャップモータ６ａと、ティース４の第２分割半部４２と第１分割半部４１との間の隙間ｃの大きさのみ相違している。隙間ｃの大きさは２０ｍｍとしている。ロータ７の径方向の大きさ等によって相違するが、隙間ｃが２０ｍｍであっても、隙間ｃなしのステータ１を備えたアキシャルギャップモータよりも大きなトルクが得られる。その理由は、図６（ａ）に示すアキシャルギャップモータ６ａと同様に、ステータ１の内外径の両方が大きくなり、ステータ１のロータ７との対向面積が拡大することによる。ただし、隙間ｃの大きさはロータ７の径方向の大きさを考慮して適宜決めることが好ましい。トルクの増大は、隙間ｃありのステータ１の内外径が隙間ｃなしの場合の１．３倍までの範囲で確認されている。
【００１８】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明のモータのステータは、アキシャルギャップモータに限られず、ティースがヨークの径方向内側に突設されるインナーロータタイプのモータにも採用することができる。また、ヨークに設けるティースの大きさや個数は特に限定的ではなく、トルクの大きさ等を考慮して適宜決めることができる。さらに、連結具の大きさや形状、隙間の大きさ等についても同様であり、また、セグメント同士の連結は接着剤や溶接等によっても可能である。
【符号の説明】
【００１９】
１…ステータ、２…セグメント、３…ヨーク、４…ティース、４１…第１分割半部、４２…第２分割半部、５ａ，５ｂ…連結具、５１，５１ｂ…本体部、５１ａ…貫通孔、５２，５３，５２ｂ，５３ｂ…固定部、６ａ，６ｂ…アキシャルギャップモータ、７…ロータ、Ｌ…分割ライン、ｃ…隙間。
【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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