(57)【要約】【課題】モータ出力の向上を図ることの可能な分割型ステータを提供する。【解決手段】分割型ステータの構成として、複数のヨーク片が円環状に接合されてなるヨーク部と、前記ヨーク部の径方向内側に接合された複数のティース部と、前記ティース部に対して分布巻き方式で巻回された巻線とを備え、前記ティース部の各々は、無方向性電磁鋼板を用いて形成され、前記ヨーク片の各々は、磁束の流れ方向と一致する磁化容易方向を有する方向性電磁鋼板を用いて形成されているという構成を採用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のヨーク片が円環状に接合されてなるヨーク部と、
前記ヨーク部の径方向内側に接合された複数のティース部と、
前記ティース部に対して分布巻き方式で巻回された巻線とを備え、
前記ティース部の各々は、無方向性電磁鋼板を用いて形成され、
前記ヨーク片の各々は、磁束の流れ方向と一致する磁化容易方向を有する方向性電磁鋼板を用いて形成されていることを特徴とする分割型ステータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分割型ステータに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、家電機器等に搭載される数ｋＷクラスのモータとして、集中巻き方式の埋込磁石同期モータ（ＩＰＭモータ）が多く採用されている。一方、数十ｋＷクラス以上の高出力ＩＰＭモータでは、集中巻き方式を採用した場合に、原理上、ステータの電流磁界に高調波成分が重畳し、磁石が埋め込まれているロータの渦電流が大きくなるという問題が生じることから、ステータの電流磁界に高調波成分が重畳しない分布巻き方式が採用される傾向にある。
【０００３】
さらに、近年では、ＩＰＭモータに限らず、ステータコアを従来の一体型コアから分割型コアとすることで巻線占積率及びモータ効率の向上を図ることの可能な分割型ステータを採用することが主流となっている。例えば、下記特許文献１〜３には、ステータコアを円環状のヨーク部と複数のティース部とに分割し、さらにヨーク部を周方向に沿って複数のヨーク片に分割する構成を採用した分割型ステータが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−６７２７２号公報
【特許文献２】特開２００３−２７４５８３号公報
【特許文献３】特開２００６−３２５２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の分割型ステータとしては、上記特許文献１〜３に開示されているように、ヨーク部が複数のヨーク片に分割され、ヨーク部及びティース部の形成に方向性電磁鋼板を用いるタイプの他、ヨーク部が複数のヨーク片に分割され、ヨーク部の形成に無方向性電磁鋼板を用い、ティース部の形成に方向性電磁鋼板を用いるタイプや、ヨーク部は一体型であり、ヨーク部の形成に無方向性電磁鋼板を用い、ティース部の形成に方向性電磁鋼板を用いるタイプなどが挙げられる。
【０００６】
これらのタイプの分割型ステータに共通することは、ティース部の形成に方向性電磁鋼板を用いているため、ヨーク部とティース部との接合部の磁気抵抗が大きくなり、モータ出力が低下するという問題を抱えている点である。
【０００７】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、モータ出力の向上を図ることの可能な分割型ステータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明では、分割型ステータに係る解決手段として、複数のヨーク片が円環状に接合されてなるヨーク部と、前記ヨーク部の径方向内側に接合された複数のティース部と、前記ティース部に対して分布巻き方式で巻回された巻線とを備え、前記ティース部の各々は、無方向性電磁鋼板を用いて形成され、前記ヨーク片の各々は、磁束の流れ方向と一致する磁化容易方向を有する方向性電磁鋼板を用いて形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る分割型ステータによれば、ティース部の形成に無方向性電磁鋼板を用いるため、ヨーク部とティース部との接合部の磁気抵抗を低減でき、モータ出力の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態における分割型ステータ１の構成概略図である。
【図２】ティース部３からティース先端部３ａを分割し、このティース先端部３ａをティース部３に対して着脱自在とする構成を採用した変形例に関する説明図である。
【図３】巻きコア５を用いてヨーク部２を固定する構成を採用した変形例に関する説明図である。
【図４】ヨーク部２とティース部３との接合部６に形成された隙間に圧粉磁性材を含む接着剤７を充填する構成を採用した変形例に関する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態における分割型ステータ１の構成概略図である。本実施形態における分割型ステータ１は、巻線スロット数「１２」、極数「２」の分割型ステータであり、１２個のヨーク片２ａが円環状に接合されてなるヨーク部２と、このヨーク部２の径方向内側に接合（嵌合）された１２個のティース部３と、これらティース部３に対して分布巻き方式で巻回されたＵ相巻線４Ｕａ、４Ｕｂ、Ｖ相巻線４Ｖａ、４Ｖｂ、及びＷ相巻線４Ｗａ、４Ｗｂとから構成されている。
【００１２】
各ヨーク片２ａ及びティース部３は、珪素鋼等からなる電磁鋼板を積層することで独立に形成された分割コア部材であり、互いに組み合わされて１体のステータコアを形成するものである。本実施形態において、ティース部３の各々は、無方向性電磁鋼板を用いて形成され、また、ヨーク片２ａの各々は、磁束の流れ方向（図１中の符号Ｄ１）と一致する磁化容易方向（図１中の符号Ｄ２）を有する方向性電磁鋼板を用いて形成されている。
【００１３】
図１では、１つのヨーク片２ａに対して１つのティース部３が接合されている状態を図示しているが、１つのヨーク片２ａに対して複数のティース部３が接合される構成を採用しても良い。また、ヨーク片２ａ同士を溶接によって接合することでヨーク部２を形成しても良いし、或いは、ヨーク片２ａ同士を嵌合することでヨーク部２を形成しても良い。
【００１４】
図１に示すように、ヨーク部２の径方向内側に１２個のティース部３が一定間隔で嵌合されることで（言い換えれば、各ヨーク片２ａの径方向内側にティース部３が１対１で嵌合されることで）、隣り合うティース部３の間に計１２個の巻線スロットＳ１〜Ｓ１２が形成される。一方のＵ相巻線４Ｕａは、巻線スロットＳ１からＳ６までの間に配置された５個のティース部３を跨ぐように分布巻きされており、他方のＵ相巻線４Ｕｂは、巻線スロットＳ７からＳ１２までの間に配置された５個のティース部３を跨ぐように分布巻きされている。
【００１５】
また、一方のＶ相巻線４Ｖａは、巻線スロットＳ３からＳ８までの間に配置された５個のティース部３を跨ぐように分布巻きされており、他方のＶ相巻線４Ｖｂは、巻線スロットＳ９からＳ２までの間に配置された５個のティース部３を跨ぐように分布巻きされている。さらに、一方のＷ相巻線４Ｗａは、巻線スロットＳ５からＳ１０までの間に配置された５個のティース部３を跨ぐように分布巻きされており、他方のＷ相巻線４Ｗｂは、巻線スロットＳ１１からＳ４までの間に配置された５個のティース部３を跨ぐように分布巻きされている。
【００１６】
以上のような構成を採用した本実施形態における分割型ステータ１によると、ティース部３の形成に無方向性電磁鋼板を用いるため、ヨーク部２とティース部３との接合部（嵌合部）の磁気抵抗を低減でき、モータ出力の向上を図ることができる。
【００１７】
また、本実施形態における分割型ステータ１では、ステータコアを従来の一体型コアから分割型コアとすることで巻線占積率の向上を図ることができると共に、ヨーク部２の形成に磁束の流れ方向Ｄ１と一致する磁化容易方向Ｄ２を有する方向性電磁鋼板を用いているため、鉄損の低減を図ることができる。さらに、本実施形態における分割型ステータ１は、分布巻き方式を採用しているため、数十ｋＷクラス以上の高出力ＩＰＭモータ用のステータとして最適である。
【００１８】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、以下のような変形例が挙げられる。
（１）上記実施形態では、巻線スロット数「１２」、極数「２」の分割型ステータ１を例示して説明したが、これはあくまで一例であり、巻線スロット数（ティース部３の数）及び極数は分割型ステータ１に要求される仕様に応じて適宜変更可能である。また、ヨーク部２を構成するヨーク片２ａの数も１２個に限定されない。
【００１９】
（２）図２（ａ）（ｂ）に示すように、ティース部３からティース先端部３ａを分割し、このティース先端部３ａをティース部３に対して着脱自在な構成としても良い。この場合、ティース先端部３ａを外した状態でティース部３をヨーク部２に接合して、各巻線スロットＳ１〜Ｓ１２をオープンスロットとし（図２（ｂ）参照）、ティース部３に対して各Ｕ相巻線４Ｕａ、４Ｕｂ、Ｖ相巻線４Ｖａ、４Ｖｂ、及びＷ相巻線４Ｗａ、４Ｗｂの装着作業を行った後、ティース先端部３ａを各ティース部３に接合（嵌合）するという組み立て方法を採用することができ、巻線装着作業の容易化を図ることができる。なお、このティース先端部３ａの形成には、方向性電磁鋼板と無方向性電磁鋼板のいずれを用いても良い。
【００２０】
（３）図３に示すように、方向性電磁鋼板を螺旋状に巻いて積層構造とした巻きコア５の中空部に対して、ヨーク部２を圧入することにより、ヨーク部２の円環形状を維持したままヨーク部２を固定するような構成を採用しても良い。つまり、巻きコア５をヨーク部２（ヨーク片２ａ）の固定用部材として用いても良い。
【００２１】
（４）図４に示すように、ヨーク部２（ヨーク片２ａ）とティース部３との接合部６に数百μｍ程度の隙間（ギャップ）を形成しておき、このギャップに圧粉磁性材を含む接着剤７を充填することで、ヨーク部２とティース部３とを接着するようにしても良い。この圧粉磁性材とは、固体の磁性材を破砕及び圧粉して得られる粉末状の磁性材であり、粉末間の電気抵抗が大きく、渦電流損（鉄損）が小さいという特徴を有している。つまり、このような圧粉磁性材を含む接着剤７を接合部６に形成されたギャップに充填することで、ヨーク部２とティース部３との層間短絡を回避しつつ（層間短絡による渦電流発生を回避しつつ）、接合部６の磁気抵抗を下げることができ、その結果、モータ出力の低下及び鉄損の増大を回避することの可能な分割型ステータ１を得ることができる。
【符号の説明】
【００２２】
１…分割型ステータ、２…ヨーク部、２ａ…ヨーク片、３…ティース部、３ａ…ティース先端部、４Ｕａ、４Ｕｂ…Ｕ相巻線、４Ｖａ、４Ｖｂ…Ｖ相巻線、４Ｗａ、４Ｗｂ…Ｗ相巻線、５…巻きコア、６…接合部、７…接着剤、Ｓ１〜Ｓ１２…巻線スロット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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