(57)【要約】【課題】回転電機の回転時、磁力によって固定子コアに発生する応力の低減が可能となり、応力に対するための大型化を必要とせずより小型化することができる回転電機の固定子を提供する。【解決手段】円環状の固定子コアに突設された複数のティース部のそれぞれの下部を覆って装着されたヨークをケースに固定することにより、各ティース部を位置決め配置する回転電機の固定子において、各ティース部１１とヨーク１３の当接面を、ティース部突出方向にテーパを有する傾斜面１１ｂ，１３ｂにより形成した。当接面に、ティース部突出方向に平行な上縦面部２１ａ，２３ａ、下縦面部２１ｃ，２３ｃを有する。【選択図】図１
2006333579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状の固定子コアに突設された複数のティース部のそれぞれの下部を覆って装着されたヨークをケースに固定することにより、前記各ティース部を位置決め配置する回転電機の固定子において、
前記各ティース部と前記ヨークの当接面を、ティース部突出方向にテーパを有する傾斜面により形成した回転電機の固定子。
【請求項２】
前記当接面に、前記ティース部突出方向に平行な縦面部を有する請求項１に記載の回転電機の固定子。
【請求項３】
前記各ティース部と前記ヨークが前記当接面により当接した状態で、前記ヨークと前記ケースの間に間隙を有する請求項１または２に記載の回転電機の固定子。
【請求項４】
前記ヨークによる前記ティース部の固定時に前記ヨークに当接する前記ティース部の端面を、前記固定子コアの半径方向と直交する面により形成した請求項１から３のいずれか一項に記載の回転電機の固定子。
【請求項５】
前記傾斜面の形成位置が、前記固定子コアの半径方向に沿って前記ティース部突出方向に変化する請求項１から４のいずれか一項に記載の回転電機の固定子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転電機の固定子（ステータ）に関し、特に、固定子コアをケースに装着したヨークにより固定する回転電機の固定子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転電機の固定子を形成する固定子コアを、ケースのバックプレートに固定したヨークにより位置決め固定する固定子構造が知られている。この固定子コアは、モータ回転軸（図示しない）の周囲に位置する円環状に形成されており、円環に沿うように略等間隔離間して突設された複数のティース部を有している。
【０００３】
図５は、従来の固定子コアの取り付け構造を概念的に示す断面説明図である。図５に示すように、固定子コア１のティース部２は、ケース（図示しない）のバックプレート３に突設されており、ティース部２の下部を覆うように、ヨーク４が装着されている。このティース部２のヨーク４からの露出部分には、インシュレータ（図示しない）を介して、コイル巻線５が巻回されている。
【０００４】
バックプレート３に載置したティース部２は、ティース部２の下端部に形成した拡径部表面２ａにヨーク４の突出部裏面４ａが係止しており、ヨーク４をケースに固定することで、バックプレート３を介してケースに固定される。つまり、固定子コア１とヨーク４のそれぞれの段差形状部（拡径部表面２ａ、突出部裏面４ａ）が互いに係合した状態にあり、回転電機の回転時に固定子コア１に作用する軸方向力Ｆを、ケースに固定されたヨーク４が受け止める構造になっている。
なお、上述したような、回転軸に沿って少なくとも一対のステータとロータが対向して配置される構造を有する回転電機として、例えば、「回転電機のステータ支持構造」（特許文献１参照）が知られている。
【特許文献１】特開２００３−８８０３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、回転電機の回転時、ティース部２とヨーク４の接触係合部を通る磁束の流れａが発生し、拡径部表面２ａを形成する角部ｂには応力が集中するので、低損失を目的とした圧粉コアを用いた固定子コア１の場合、圧粉材の強度が低いことから、応力の集中を回避するための対策が必要になる。そこで、固定子コア１の拡径部の肉厚が厚くなるように高い位置に拡径部表面２ｂ（図５参照）を形成して、応力低減を図ろうとすれば、拡径部の肉厚が厚くなった分、拡径部表面２ｂとの接触係合部となるヨーク４の突出部（突出部裏面４ａ形成部）の肉厚が薄くなってしまうことになる。このため、結果として、応力は低減されず、十分な強度を確保するための大型化が避けられない。
【０００６】
この発明の目的は、回転電機の回転時、磁力によって固定子コアに発生する応力の低減が可能となり、応力に対するための大型化を必要とせずより小型化することができる回転電機の固定子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、この発明に係る回転電機の固定子は、円環状の固定子コアに突設された複数のティース部のそれぞれの下部を覆って装着されたヨークをケースに固定することにより、前記各ティース部を位置決め配置する回転電機の固定子において、前記各ティース部と前記ヨークの当接面を、ティース部突出方向にテーパを有する傾斜面により形成している。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、円環状の固定子コアに突設された複数のティース部は、各ティース部の下部を覆って装着されたヨークをケースに固定することにより、位置決め配置されるが、各ティース部とヨークの当接面がティース部突出方向にテーパを有する傾斜面により形成されているので、回転電機の回転時、磁力によって固定子コアに発生する応力の低減が可能となり、応力に対するための大型化を必要とせずより小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施の形態に係る固定子コアの取り付け構造を示す断面説明図である。図１に示すように、回転電機であるモータの固定子コア（ステータコア）１０は、モータ回転軸（図示しない）の周囲に位置する円環状に形成されており、円環に沿うように略等間隔離間して突設された複数のティース部１１を有している。
【００１０】
各ティース部１１は、ケース（図示しない）のバックプレート１２に載置されており、ティース部１１の略下半分を覆うように、ヨーク１３が装着されている。ヨーク１３には、各ティース部１１をそれぞれ突出させる孔１３ａが開けられており、この孔１３ａから露出するティース部１１の略上半分には、インシュレータ（図示しない）を介して、コイル巻線１４が巻回されている。
【００１１】
ヨーク１３に覆われたティース部１１の下部は、ヨーク１３との当接面が、ティース部１１の下端面１１ａに向かって外側（拡径方向）に傾斜する傾斜面、即ち、ティース部突出方向（軸方向Ａ）にテーパを有する傾斜面１１ｂにより形成されている。そして、この傾斜面１１ｂに対応して、ヨーク１３の孔１３ａは、傾斜面１１ｂとの当接面が、ヨーク１３の裏面（即ち、バックプレート１２側面）に向かって外側（各径方向）に傾斜する傾斜面１３ｂにより形成されている。
【００１２】
従って、各ティース部１１の上部が孔１３ａから露出するように、各ティース部１１の略下半分を覆ってヨーク１３を装着することにより、ティース部１１の傾斜面１１ｂとヨーク１３の傾斜面１３ｂが密着係合状態になる。このとき、ヨーク１３の裏面はバックプレート１２の表面に接触した状態になる。このため、ヨーク１３を、バックプレート１２を介してケースに固着することにより、各ティース部１１は、ヨーク１３によってティース部突出方向への移動不能に固定される。
【００１３】
つまり、ティース部１１とヨーク１３の接触部が、相互に対応するテーパを有する形状、即ち、ティース部１１の外向き傾斜面１１ｂとヨーク１３の内向き傾斜面１３ｂを有していることから、ケースにヨーク１３を固定した際、両傾斜面１１ｂ，１３ｂが互いに密着係合した状態になって、モータの回転時に固定子コア１０に作用する軸方向力Ｆを、ヨーク１３が受け止めることができる。
【００１４】
加えて、ティース部１１とヨーク１３の接触部が相互に対応するテーパを有する形状からなるので、ティース部１１とヨーク１３の何れも必要な肉厚を確保することができ、固定子コア１０を、例えば、低損失を目的とした圧粉コアを用いて形成した場合でも、応力の集中を回避することが可能となる。このように、モータの回転時、磁力によって固定子コアに発生する応力を低減することができるので、応力に対するための大型化を必要とせず、モータをより小型化することができる。
【００１５】
図２は、この発明の他の実施の形態に係る固定子コアの取り付け構造を示し、（ａ）は断面説明図、（ｂ）は（ａ）のティース部とヨークの接触状態を説明する平面図である。図２に示すように、モータの固定子コア（ステータコア）２０は、ティース部２１のヨーク２２との接触部分が、上縦面部２１ａ、傾斜面２１ｂ、及び下縦面部２１ｃから形成されており、このティース部２１に対応して、ヨーク２２の孔２３が形成されている。その他の構成及び作用は、固定子コア１０（図１参照）と同様である。
【００１６】
ヨーク２２に覆われたティース部２１の下部は、ヨーク２２との当接面が、コイル巻線１４側から、バックプレート１２の表面に対し略垂直な上縦面部２１ａ、ティース部２１の下端面２１ｄに向かって外側（拡径方向）に傾斜する傾斜面２１ｂ、バックプレート１２の表面に対し略垂直な下縦面部２１ｃ、が記載順に連続して形成されている。
つまり、ティース部２１とヨーク２２の当接面は、傾斜面１１ｂのみによって形成されている（図１参照）のではなく、ティース部突出方向である軸方向Ａに平行な上縦面部２１ａ及び下縦面部２１ｃとその間を結ぶ傾斜面２１ｂにより形成されている。
【００１７】
ヨーク２２に開けられた、各ティース部２１をそれぞれ突出させる孔２３には、上縦面部２１ａ及び下縦面部２１ｃとその間を結ぶ傾斜面２１ｂに対応して、軸方向Ａに平行な上縦面部２３ａ及び下縦面部２３ｃとその間を結ぶ傾斜面２３ｂが記載順に連続して形成されている。傾斜面２３ｂは、バックプレート１２に向かって外側（拡径方向）に傾斜している。また、ヨーク２２は、各ティース部２１の略下半分を覆って装着した際、各ティース部２１との当接面により当接した状態となり、コイル巻線１４との間に間隙ｄ１を、バックプレート１２の表面（ケース）との間に間隙ｄ２を、それぞれ有する（（ａ）参照）厚さに形成されている。
【００１８】
従って、各ティース部２１の上部が孔２３から露出するように、各ティース部２１略下半分を覆ってヨーク２２を装着することにより、ティース部２１の上縦面部２１ａ、傾斜面２１ｂ及び下縦面部２１ｃと、ヨーク２２の上縦面部２３ａ、傾斜面２３ｂ及び下縦面部２４が、それぞれ密着係合状態になる。このとき、ヨーク２２の表面とコイル巻線１４及び裏面とバックプレート１２は、それぞれ密着せず空間を有する（（ａ）参照）状態になる。
【００１９】
そして、ヨーク２２を、バックプレート１２を介してケースに固着することにより、各ティース部２１は、ヨーク２２によって突出方向への移動不能に固定される。ヨーク２２によるティース部２１の固定時、軸方向Ａに平行な上縦面部２１ａ及び下縦面部２１ｃにより位置出しをすると、テーパを有する形状に比べ加工精度が向上するため、固定子コア２０の半径方向（半径方向Ｒ）におけるコア位置精度を向上させることができる（（ｂ）参照）。
【００２０】
また、各ティース部２１略下半分を覆ってヨーク２２を装着したとき、ヨーク２２の表面とコイル巻線１４及び裏面とバックプレート１２が、それぞれ密着せず空間を有することにより、傾斜面２１ｂと傾斜面２３ｂが接触する前に、バックプレート１２とヨーク２２の接触を避けることができる。このため、傾斜面２１ｂと傾斜面２３ｂを確実に接触させることができるので、磁気抵抗の低下を防止し出力の向上を図ることができる。
【００２１】
図３は、図２の固定子コアの取り付け構造の変形例を示し、（ａ）は断面説明図、（ｂ）は（ａ）のティース部とヨークの接触状態を説明する平面説明図である。図３に示すように、モータの固定子コア（ステータコア）２５は、ティース部２６のヨーク２７との接触部分が、傾斜面１１ｂ（図１参照）と同様の傾斜面２６ａから形成されており、このティース部２６に対応して、ヨーク２７の孔２７ａが形成されている。その他の構成及び作用は、固定子コア２０（図２参照）と同様である。
【００２２】
ヨーク２７に覆われたティース部２６の下部は、ヨーク２７との接触部分が、ティース部２６の下端面２６ｂに向かって外側（拡径方向）に傾斜する傾斜面２６ａにより形成されており、この傾斜面２６ａに対応して、ヨーク２７の孔２７ａは、傾斜面２６ａとの当接面が、バックプレート１２に向かって外側（拡径方向）に傾斜する傾斜面２７ｂにより形成されている（（ｂ）参照）。
【００２３】
また、固定子コア２５は、ヨーク２７によるティース部２６の固定時、ヨーク２７に覆われるティース部２６の下部のモータ回転軸側の端面２６ｃを、半径方向Ｒと直交する略垂直面により形成している。そして、ヨーク２７によるティース部２６の固定時に、端面２６ｃを、端面２６ｃに対向するヨーク２７の端面に当接させる（（ｂ）参照）。これにより、ティース部２６の半径方向Ｒ（（ｂ）参照）における位置決めができ、端面２６ｃは、半径方向Ｒの位置決め面として機能する。
【００２４】
このように、固定子コア２５は、ティース部２６の傾斜面２６ａとヨーク２７の傾斜面２７ｂが密着係合するので、傾斜面同士の接触により接触度を向上させることができ、また、ティース部２６の端面２６ｃをヨーク２７の端面に当接させて半径方向Ｒの位置決めを行うので、半径方向Ｒの位置決め精度を向上させることができると共に、磁束経路面積の増加により軸方向Ａ（（ａ）参照）の厚みを低減することができる。
【００２５】
つまり、固定子コア２０（図２参照）では、固定子コア２０とヨーク２２の接触が略垂直面と傾斜面の２面当たりとなるため、例えば、加工精度がばらついたりした場合、接触度が落ちる虞があった。そこで、固定子コア２５（図３参照）では、固定子コア２５の半径方向Ｒの位置決めを、傾斜面に連続して形成した略垂直面で行わずに、単独の端面により行う。この結果、ティース部には傾斜面を形成するのみで（図１参照）、半径方向Ｒの位置決め精度を高めることができる。
【００２６】
図４は、図３の固定子コアの取り付け構造の変形例を示し、（ａ）はティース部とヨークの接触状態を説明する平面説明図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線及びＹ−Ｙ線に沿う断面説明図である。図４に示すように、ティース部２８は、傾斜面２６ａの形成位置を代えた傾斜面２８ａを有している。その他の構成及び作用は、ティース部２６（図２参照）と同様である。
【００２７】
ティース部２８は、端面２８ｃをヨーク２７の端面に当接させて半径方向Ｒの位置決めを行っており、バックプレート１２の表面に対し略垂直な下縦面部２８ｂに連続して、傾斜面２８ａが形成されている。傾斜面２８ａは、半径方向Ｒに沿って端面２８ｃに向かうに連れ上方に移動するように、斜面形成位置をティース部突出方向に変化させており、斜面形成位置の変化に対応して略垂直面（下縦面部２８ｂ）も軸方向Ａの上方に延びている。
【００２８】
つまり、傾斜面２８ａの位置が固定子コア内周側に向けて高くなっており、ティース部２８とヨーク２７の当接面は、半径方向Ｒに沿って端面２８ｃに近づくに連れ、傾斜面（Ｙ−Ｙ線に沿う断面参照）から略垂直面（Ｘ−Ｘ線に沿う断面参照）へと変化する（（ｂ）参照）。
【００２９】
このため、モールド成形時、ヨーク２７にかかるモールド圧で、ティース部２８には半径方向Ｒに押し付ける力が作用することになる。よって、従来は、モールド成形する前に、ティース部２８を接着によりバックプレート１２に位置決め固定していたが、モールド成形時に半径方向Ｒの位置決めができるので、ティース部２８を接着する行程を削減することができる。
【００３０】
上述したように、固定子コア（ティース）とヨークにテーパを有する形状を形成して接触させ、その接触面で軸方向力を支持する回転電機の固定子構造を有することにより、例えば、アキシャルギャップ型モータのステータにおいて、固定子コア（ティース）とヨークの間の結合部形状が改善され、モータ回転時に発生する磁力によって固定子コア（ティース）とヨークにおける応力集中を大幅に低減させることができ、モータの小型化を図ることができる。
【００３１】
このように、この発明によれば、円環状の固定子コアに突設された複数のティース部は、各ティース部の下部を覆って装着されたヨークをケースに固定することにより、位置決め配置されるが、各ティース部とヨークの当接面がティース部突出方向にテーパを有する傾斜面により形成されているので、回転電機の回転時、磁力によって固定子コアに発生する応力の低減が可能となり、応力に対するための大型化を必要とせずより小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の一実施の形態に係る固定子コアの取り付け構造を示す断面説明図である。
【図２】この発明の他の実施の形態に係る固定子コアの取り付け構造を示し、（ａ）は断面説明図、（ｂ）は（ａ）のティース部とヨークの接触状態を説明する平面図である。
【図３】図２の固定子コアの取り付け構造の変形例を示し、（ａ）は断面説明図、（ｂ）は（ａ）のティース部とヨークの接触状態を説明する平面説明図である。
【図４】図３の固定子コアの取り付け構造の変形例を示し、（ａ）はティース部とヨークの接触状態を説明する平面説明図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線及びＹ−Ｙ線に沿う断面説明図である。
【図５】従来の固定子コアの取り付け構造を概念的に示す断面説明図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０，２０，２５  固定子コア
１１，２１，２６，２８  ティース部
１１ａ，２１ｄ，２６ｂ  下端面
１１ｂ，１３ｂ，２１ｂ，２３ｂ，２６ａ，２７ｂ，２８ａ  傾斜面
１２  バックプレート
１３，２２，２７  ヨーク
１３ａ，２３，２７ａ  孔
１４  コイル巻線
２１ａ，２３ａ  上縦面部
２１ｃ，２３ｃ，２８ｂ  下縦面部
２６ｃ，２８ｃ  端面
Ａ  軸方向
Ｒ  半径方向
ｄ１，ｄ２  間隙
【図１】
2006333579.tif 000003
【図２】
2006333579.tif 000004
【図３】
2006333579.tif 000005
【図４】
2006333579.tif 000006
【図５】
2006333579.tif 000007