(57)【要約】【課題】振動を抑制させつつモータの出力性能の低下を抑えることができるステータの固定構造及びモータを提供する。【解決手段】ステータコア（環状部６）の外周面とハウジング２の内周面との間で、ハウジング２と当接するステータコアの外周面において、ティース部７におけるその幅中心線上に独立して強磁性型の制振材料からなる中間部材４が設けられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状のステータコアのティース部にコイルが巻装されてなるステータを、環状のハウジングの内周面に固定されるその固定構造であって、
前記ステータコアの外周面と前記ハウジングの内周面との間に強磁性型の制振部材が設けられることを特徴とするステータの固定構造。
【請求項２】
請求項１に記載のステータの固定構造において、
前記強磁性型の制振部材は、前記ハウジングと当接する前記ステータコアの外周面において、全部又は所定の前記ティース部におけるその幅中心線上に独立して設けられることを特徴とするステータの固定構造。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のステータの固定構造において、
前記強磁性型の制振部材は、前記ティース部の幅中心線をその中心としたティース幅の６０％以内の範囲、且つ、前記ステータコアの外周面から径方向内側に該コアの環状部の径方向長さの３０％以内の範囲で囲まれる領域内に設けられることを特徴とするステータの固定構造。
【請求項４】
請求項１に記載のステータの固定構造において、
前記強磁性型の制振部材は、前記ステータコアの外周面を覆うように環状に構成されることを特徴とするステータの固定構造。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の固定構造を用いてステータがハウジングに固定されて構成されることを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハウジングの内周面に固定されるステータの固定構造及びそのステータを備えたモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータでは、ロータの回転に伴って発生するステータの振動をハウジングに伝播させないようにするため、例えば特許文献１に示すように、ステータとハウジングとの間に制振性に優れた弾性部材（例えばゴムや樹脂）を設けている。そのため、ステータにて径方向の振動が発生した場合に、弾性部材が弾性変形して振動を吸収することによりステータの振動がハウジングに伝播されることが抑制されている。
【特許文献１】特開２００６−１６６５５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記のモータでは、ステータの外周側にキー溝を設け、そのキー溝に弾性部材を介在させているため、ステータのティース部に巻装されるコイルに電流を流した際に発生する磁界の流れを弾性部材及びキー溝（空隙）が妨げてしまうこととなっていた。これにより、そのキー溝及び弾性部材が磁気損失となり、モータの出力性能を低下させる要因となっていた。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、振動を抑制させつつモータの出力性能の低下を抑えることができるステータの固定構造及びモータを提供することにある。
【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、請求項１に記載の発明は、環状のステータコアのティース部にコイルが巻装されてなるステータを、環状のハウジングの内周面に固定されるその固定構造であって、前記ステータコアの外周面と前記ハウジングの内周面との間に強磁性型の制振部材が設けられることをその要旨とする。
【０００６】
この発明では、ステータコアの外周面とハウジングの内周面との間に強磁性型の制振部材が設けられる。つまり、ロータの回転に伴って発生するステータ（ステータコア）の振動が応力として強磁性型の制振部材内に入力されると、該部材内で磁壁移動が生じ、その磁壁移動に伴って振動エネルギーが熱エネルギーに変換されることで、ステータコアの振動を好適に抑制させることができる。また、コイルに電流を流してティース部内に発生する磁界を制振部材内に通過させることが可能となるため、制振部材を設けることによるステータでの磁気損失を極力抑えることができ、モータの出力性能の低下を抑えることができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のステータの固定構造において、前記強磁性型の制振部材は、前記ハウジングと当接する前記ステータコアの外周面において、全部又は所定の前記ティース部におけるその幅中心線上に独立して設けられることをその要旨とする。
【０００８】
この発明では、強磁性型の制振部材は、ハウジングと当接するステータコアの外周面において、全部又は所定のティース部におけるその幅中心線上に独立して設けられる。つまり、ティース部（ステータコア）内で発生する磁界がステータコアの外周側で二股にわかれて磁束が飽和し難い（磁束密度の低い）位置に、強磁性型の制振部材が設けられる。これにより、強磁性型の制振部材特有の磁束飽和による磁壁移動の妨げを抑えることができるため、振動抑制のための磁壁移動を十分に行わせることができ、その結果、ステータコアの振動を好適かつ合理的に抑制させることができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のステータの固定構造において、前記強磁性型の制振部材は、前記ティース部の幅中心線をその中心としたティース幅の６０％以内の範囲、且つ、前記ステータコアの外周面から径方向内側に該コアの環状部の径方向長さの３０％以内の範囲で囲まれる領域内に設けられることをその要旨とする。
【００１０】
この発明では、強磁性型の制振部材は、ティース部の幅中心線をその中心としたティース幅の６０％以内の範囲、且つ、ステータコアの外周面から径方向内側にそのステータコアの環状部の径方向長さの３０％以内の範囲で囲まれる領域内に設けられる。ここで、ステータコアの環状部における各位置とその位置における磁束密度の関係（図５及び図６参照）から、ティース部の幅中心線をその中心としたティース幅の６０％以内の範囲、且つ、ステータコアの外周面から径方向内側にそのステータコアの環状部の径方向長さの３０％以内の範囲で囲まれる領域内では、磁束密度が低くなる。つまり、強磁性型の制振部材を上記の領域内に設けることで、強磁性型の制振部材特有の磁束飽和による磁壁移動の妨げを抑えることができるため、振動エネルギーを熱エネルギーに変換し発生する振動を好適かつ合理的に抑制させることができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のステータの固定構造において、前記強磁性型の制振部材は、前記ステータコアの外周面を覆うように環状に構成されることをその要旨とする。
【００１２】
この発明では、強磁性型の制振部材は、ステータコアの外周面を覆うように環状に構成されるため、ステータコアからハウジング側へと伝達される振動を強磁性型の制振部材により確実に抑制させることができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の固定構造を用いてステータがハウジングに固定されて構成されることをその要旨とする。
この発明では、請求項１〜４のいずれか１項に記載の固定構造を用いてステータがハウジングに固定されて構成されることにより、請求項１〜４のいずれか１項に記載の効果と同様の効果を奏することができるモータを提供することができる。
【発明の効果】
【００１４】
従って、上記記載の発明によれば、振動を抑制させつつモータの出力性能の低下を抑えることができるステータの固定構造及びモータを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態のモータの断面図を示す。図１に示すように、本実施形態のモータ１は、有底円筒状のハウジング２を有し、そのハウジング２の内周面には円環状のステータ３が固定され、周方向に部分的に強磁性型の制振材料（例えば鉄‐アルミニウム系合金）からなる中間部材４が介在されている。
【００１６】
ステータ３を構成するステータコア５は、環状の環状部６（図２参照）と、環状部６から先端が径方向内側を向くように突出した複数（例えば１２個）のティース部７（図１中、２個のみ図示）とを備え、ティース部７は、ステータコア５の外周側で連結されて一体的に構成されている。各ティース部７には、インシュレータ８を介してコイル９が巻装されるとともに、ステータコア５の内周側にコイル９の励磁にて回転されるロータ１０が回転可能に配置されている。
【００１７】
ロータ１０は、ハウジング２の底部中央部と、該ハウジング２の開口部を閉塞するエンドフレーム１１の径方向の中央部とにそれぞれ設けられた一対の軸受１２ａ，１２ｂによって軸支された回転軸１３と、該回転軸１３の外周面に固定された円筒状のロータヨーク１４と、該ロータヨーク１４の外周面に固定された複数（例えば８極）の永久磁石１５とから構成されている。複数の永久磁石１５は、ステータコア５と径方向に対向位置で周方向等間隔にＮ極及びＳ極の磁極を有する様に配置されている。
【００１８】
次に、本実施形態の中間部材４の大きさ及び配置と、その中間部材４が設置される位置の磁束密度との関係について、図３〜図６を用いて説明する。
本発明者は、強磁性型の制振材料からなる中間部材４の大きさ及び位置を設定するにあたり、先ずモータ回転駆動時の磁束密度変化をシミュレーションにより調査し、中間部材４の設置に適当と考えているステータコア５の環状部６におけるティース部７の基端部分領域について調査することとした。しかしながら、調査する領域が若干の円弧状領域となり計算が煩雑となることを避けるため、調査する領域をその円弧状領域と近似する矩形状領域に設定した。具体的には、図３に示すように、ティース部７の幅中心線ＣＬと環状部６の外周面との交点の接線（第１直線Ｌ１）と、該幅中心線ＣＬと環状部６の内周面との交点の接線（第２直線Ｌ２）と、ティース部７の幅方向両側の直線の延長線とで囲まれる矩形状領域である。
【００１９】
因みに、後の図５及び図６のグラフを説明するにあたり、幅中心線ＣＬから幅方向端部側への距離を百分率で示しており、ティース部７の幅（ティース幅）を１００％、幅中心線ＣＬをゼロとすることから、幅中心線ＣＬから幅方向の一方の端部まで到達すると５０％となる。また、環状部６の外周面に相当する第１直線Ｌ１から内径方向側への距離を百分率で示しており、環状部６の外周面がゼロで、内周面（第２直線Ｌ２）にまで到達すると環状部６の径方向長さ（第１及び第２直線Ｌ１，Ｌ２間の距離）、即ち１００％となる。また、幅中心線ＣＬと環状部６の外周面（第１直線Ｌ１）との交点を原点Ｏとする。
【００２０】
そして、図５は、上記した矩形状領域において、測定点をティース部７の幅中心線ＣＬから幅方向端部側に移動させていった時の最大磁束密度（上記した磁束密度変化における最大点）を測定したグラフである。図５の各線分Ａ〜Ｅは、環状部６の外周面からの距離（原点Ｏからの距離）が順に、０％、２５％、３０％、５０％、１００％となる位置で固定させた場合の測定結果を示している。
【００２１】
図５から分かるように、線分Ａ〜Ｅは、横軸３０％より大きい領域では、その線分の傾きが大きくなって５０％に近づくほど最大磁束密度が高くなり、横軸３０％以内の領域では、線分Ａ〜Ｅの傾きが小さく、特に横軸１２．５％以内であれば各線分Ａ〜Ｅの傾きが横軸と略平行となり最大磁束密度が低いことがわかった。
【００２２】
また、図６は、上記した矩形状領域において、測定点を環状部６の外周面から内径方向、即ち第１直線Ｌ１から第２直線Ｌ２に向けて移動させていった時の最小磁束密度（上記した磁束密度変化における最小点）を測定したグラフである。図６の各線分Ｆ〜Ｉは、幅中心線ＣＬからの距離が順に、０％、１２．５％、２５％、５０％となる位置で固定させた状態を示している。
【００２３】
図６から分かるように、線分Ｆ〜Ｉは、横軸３０％以内であれば、各線分Ｆ〜Ｉにおける横軸１００％での最小磁束密度よりも低い値となることがわかった。
上述したことから、本実施形態におけるステータ３では、所定幅を有するティース部７の幅中心線ＣＬからの距離が３０％以内、つまり幅中心線ＣＬを中心としたティース幅の６０％以内の範囲で、且つ、環状部６の外周面から径方向内側の距離（原点Ｏからの距離）が３０％以内の範囲で囲まれる領域Ｘ（図３及び図４参照）に相当する大きさ及び設置位置において、強磁性型の制振材料よりなる中間部材４を設けることとしている。尚、本実施形態では、原点Ｏから第１直線Ｌ１方向にティース部７の幅に対して中心線ＣＬを中心として６０％以内の範囲に中間部材４設けることとしたが、２５％以内となる位置であってもよく、このような構成とすることで更に磁束密度の低い領域となるため、より好適に中間部材４内で磁壁移動が行われることとなる。
【００２４】
このように、磁束密度の低い（ティース部７（ステータコア５）内で発生する磁界がステータコア５（環状部６）の外周面側で二股にわかれて磁束が飽和し難い）位置に中間部材４を設けることで、強磁性型の制振材料からなる中間部材４特有の磁束飽和による磁壁移動の妨げを抑えることができるため、振動エネルギーを熱エネルギーに変換し発生する振動を好適かつ合理的に抑制させることができる。これに加え、中間部材４は、強磁性型の制振材料であるって自身に磁束が通るため、ステータ３で発生した磁界に影響を与えることが抑制され磁気損失を抑制させることができる。従って、このような中間部材４を用いる本実施形態のモータ１は低振動且つその出力性能の低下を抑えることができる。
【００２５】
次に、本実施の形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）ステータコア５の外周面とハウジング２の内周面との間に強磁性型の制振材料からなる中間部材４が設けられる。つまり、ロータ１０の回転に伴って発生するステータ３（ステータコア５）の振動が応力として中間部材４内に入力されると、該部材４内で磁壁移動が生じ、その磁壁移動に伴って振動エネルギーが熱エネルギーに変換されることで、ステータコア５の振動を好適に抑制させることができる。また、中間部材４自身に磁束を通過させることが可能となるため、中間部材４を設けることによるステータ３での磁気損失を極力抑えることができ、モータ１の出力性能の低下を抑えることができる。
【００２６】
（２）中間部材４は、ハウジング２と当接するステータコア５の外周面において、全部のティース部７におけるその幅中心線ＣＬ上に独立して設けられる。つまり、ティース部７（ステータコア５）内で発生する磁界がステータコア５の外周側で二股にわかれて磁束が飽和し難い（磁束密度の低い）位置に、中間部材４が設けられる。これにより、強磁性型の制振材料からなる中間部材４特有の磁束飽和による磁壁移動の妨げを抑えることができるため、振動抑制のための磁壁移動を十分に行わせることができ、その結果、ステータコア５の振動を好適かつ合理的に抑制させることができる。
【００２７】
（３）中間部材４は、ティース部７の幅中心線ＣＬをその中心としたティース幅の６０％以内の範囲、且つ、ステータコア５の外周面から径方向内側にそのステータコア５の環状部６の径方向長さの３０％以内の範囲で囲まれる領域Ｘ内に設けられる。ここで、ステータコア５の環状部６における各位置とその位置における磁束密度の関係（図５及び図６参照）から、ティース部７の幅中心線ＣＬをその中心としたティース幅の６０％以内の範囲、且つ、ステータコア５の外周面から径方向内側にそのステータコア５の環状部６の径方向長さの３０％以内の範囲で囲まれる領域Ｘ内では、磁束密度が低くなる。つまり、中間部材４を上記の領域Ｘ内に設けることで、強磁性型の制振材料からなる中間部材４特有の磁束飽和による磁壁移動の妨げを抑えることができるため、振動エネルギーを熱エネルギーに変換し発生する振動を好適かつ合理的に抑制させることができる。
【００２８】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、中間部材４を全部のティース部７におけるその幅中心線ＣＬ上に設ける構成としたが、これに限らない。例えば、中間部材４を所定（例えば、１２個中の６個）のティース部７におけるその幅中心線ＣＬに設ける構成としてもよい。また、幅中心線ＣＬ上でない位置に設けてもよい。
【００２９】
・上記実施形態では、強磁性型の制振材料からなる中間部材４を軸方向視で四角形状に構成したが、これに限らず、例えば図７に示すように軸方向視で１つの頂点が径方向内側に向く三角形状となるように構成してもよい。このような構成にすることで、幅中心線ＣＬを中心として二股にわかれる磁力線が中間部材４を通ることを低減させることが可能となるため、中間部材４による制振性を向上させることが可能となる。
【００３０】
・上記実施形態では、中間部材４は周方向に等間隔となるように設けられているが、これに限らず、例えば図８に示すようにハウジング２とステータコア５との間にステータコア５の外周面を覆う環状の中間部材４を設ける構成としてもよい。このような構成とすることで、上記実施形態と比較して強磁性型の制振材料が多く使用されるため振動をより低減させることができる。
【００３１】
・上記実施形態では、ステータコア５の外周面側に中間部材４を設けたが、これに限らず、ハウジング２の内周面側に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施の形態におけるモータの断面図である。
【図２】モータの部分拡大図である。
【図３】ステータの部分拡大図である。
【図４】中間部材の配置場所について説明するための説明図である。
【図５】中間部材の配置場所とその位置における磁束密度との関係を説明するための説明図である。
【図６】中間部材の配置場所とその位置における磁束密度との関係を説明するための説明図である。
【図７】別例におけるステータの部分拡大図である。
【図８】別例におけるステータの部分拡大図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…モータ、２…ハウジング、３…ステータ、４…中間部材（強磁性型の制振部材）、５…ステータコア、６…環状部、７…ティース部、９…コイル、１０…ロータ、ＣＬ…幅中心線、Ｘ…領域。
【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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