(57)【要約】【課題】簡単な構造でステータコアのコイルの巻数を増加させる。【解決手段】  ステータコアは、環状のバックヨークと、そのバックヨークの内周面から中心に向けて伸びる複数のティースを備える。バックヨークは、少なくとも１個のティースが設けられているとともに周方向に並んでいる複数の部分バックヨークと、隣り合う部分バックヨーク間を接続しており、部分バックヨークとステータコアの中心との距離が変化することを許容する伸縮部を備えている。部分バックヨークが最もステータコアの中心側に位置するときに、バックヨークの外周面が、部分バックヨークで構成されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状のバックヨークと、そのバックヨークの内周面から中心に向けて伸びる複数のティースと、を備えるステータコアであって、
バックヨークは、
少なくとも１個のティースが設けられているとともに周方向に並んでいる複数の部分バックヨークと、
隣り合う部分バックヨーク間を接続しており、部分バックヨークと前記中心との距離が変化することを許容する伸縮部と、を備えており、
部分バックヨークが最も前記中心側に位置するときに、隣り合う部分バックヨーク同士が接触してバックヨークの外周面を構成している、ステータコア。
【請求項２】
請求項１に記載のステータコアであって、
部分バックヨークが最も前記中心側に位置するときに、バックヨークの外周面が前記中心と同軸の円を構成している、ステータコア。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のステータコアであって、
伸縮部が、部分バックヨークの内側端部に固定されている、ステータコア。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のステータコアであって、
部分バックヨークは、外側端部に、周方向の少なくとも一方に突出する突出部を備えている、ステータコア。
【請求項５】
請求項４に記載のステータコアであって、
前記突出部は、周方向の一方に突出しており、
部分バックヨークは、さらに、外側端部の周方向の他方に、前記突出部を収容する収容部を備えている、ステータコア。
【請求項６】
請求項４又は５に記載のステータコアであって、
伸縮部は、端部が部分バックヨークの内側端部に固定されているとともに、中央部が屈曲可能であり、
部分バックヨークが最も前記中心側に位置するときに、前記中央部が、部分バックヨークの内側端部よりも外側に位置する、ステータコア。
【請求項７】
請求項６に記載のステータコアであって、
部分バックヨークが最も前記中心側に位置するときに、伸縮部が、前記突出部と非接触である、ステータコア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、回転電機のステータコアに関する技術を開示する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、回転電機のステータコアが開示されている。特許文献１のステータコアは、環状のバックヨークと、バックヨークの内周面からステータコアの中心に向けて伸びる複数のティースを備えている。バックヨークは、複数の部分バックヨークに分離することが可能であり、部分バックヨーク間は折り畳み可能なスリットで構成された伸縮部で接続されている。特許文献１は、コイルをティースに巻回するときに、伸縮部を伸ばし、隣り合うティース間の間隔を広げる。ティース間の間隔を広げることにより、ティースへのコイルの巻数を増加させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２６２２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１は、伸縮部を縮めたとき（スリットを折り畳んだとき）に、伸縮部が部分スリット間に存在する。そのため、バックヨークの外周面は、部分バックヨークの外周面と伸縮部によって画定される。換言すると、ステータコアの径は、部分バックヨークの周方向長さと、伸縮部の周方向長さ（部分バックヨーク間に位置する伸縮部の厚み）で規定される。特許文献１では、ステータコアの径を所定値に調整するために、バックヨークのサイズと伸縮部のサイズの双方を調整することが必要である。伸縮部は、変形（可動）する部品である。特許文献１では、ステータコアの径を制御するために、伸縮部の変形を許容しながら伸縮部のサイズを調整することが必要とされ、高度な設計・製造が必要とされる。より簡単な構造でコイルの巻数を増加させる技術が必要とされている。本明細書は、簡単な構造でステータコアのコイルの巻数を増加させる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書で開示する第１技術は、環状のバックヨークと、そのバックヨークの内周面からステータコアの中心に向けて伸びる複数のティースを備えるステータコアに適用することができる。バックヨークは、複数の部分バックヨークと、伸縮部を備えていてよい。複数の部分バックヨークは、少なくとも１個のティースが設けられているとともに、ステータコアの周方向に並んでいてよい。伸縮部は、隣り合う部分バックヨーク間を接続しており、部分バックヨークとステータコアの中心との距離が変化することを許容してよい。このステータコアでは、部分バックヨークが最もステータコアの中心側に位置するときに、隣り合う部分バックヨーク同士が接触してバックヨークの外周面を構成していてよい。
【０００６】
本明細書で開示する第２技術は、上記第１技術において、部分バックヨークが最もステータコアの中心側に位置するときに、バックヨークの外周面がステータコアの中心と同軸の円を構成していてよい。
【０００７】
本明細書で開示する第３技術は、上記第１又は第２技術において、伸縮部が、部分バックヨークの内側（ステータコアの中心側）端部に固定されていてよい。
【０００８】
本明細書で開示する第４技術は、上記第１〜第３技術において、部分バックヨークは、外側（ステータコアの径方向外側）端部に、周方向の少なくとも一方に突出する突出部を備えていてよい。
【０００９】
本明細書で開示する第５技術は、上記第４技術において、部分バックヨークの突出部は、周方向の一方に突出していてよい。また、部分バックヨークは、さらに、外側端部の周方向の他方に、突出部を収容する収容部を備えていてよい。
【００１０】
本明細書で開示する第６技術は、上記第４又は第５技術において、伸張部は、端部が部分バックヨークの内側端部に固定されているとともに、中央部が屈曲可能であってよい。さらに、部分バックヨークが最もステータコアの中心側に位置するときに、伸張部の中央部が、部分バックヨークの内側端部よりも外側に位置してよい。
【００１１】
本明細書で開示する第７技術は、上記第６技術において、部分バックヨークが最もステータコアの中心側に位置するときに、伸張部が、部分バックヨークの突出部と非接触であってよい。
【発明の効果】
【００１２】
第１技術によると、部分バックヨークとステータコアの中心との距離を変化させることができる。すなわち、集合して環状のバックヨークを形成していた部分バックヨークを分割し、部分バックヨークをステータコアの中心から遠ざけることができる。以下の説明では、複数の部分バックヨークを集合させ、１個の環状バックヨークを構成することを、「ステータコアを閉じる」と記すことがある。また、環状バックヨークを分離させ、複数の部分バックヨークに分割することを、「ステータコアを広げる」と記すことがある。ステータコアを広げると、ティース間の距離が増大する。コイルを巻回するときに用いるノズルを挿入するための隙間が、ティース間に広く確保される。その結果、ティースに多くのコイルを巻回することができる。また、ステータコアを閉じたときに、隣り合う部分バックヨーク同士が接触してバックヨークの外周面を構成するので、ステータコアの径（ステータコアの外周面）を、部分バックヨークのみで規定することができる。すなわち、伸張部の形状（サイズ）が、ステータコアの径に影響を及ぼさない。伸張部は、専ら部分バックヨークの可動を許容する構造であればよく、サイズを高度に設計・製造する必要はない。第１技術によると、コイルの巻数を増加させながら、ステータコアの設計・製造を容易にすることができる。
【００１３】
第２技術によると、径方向において、部分バックヨークの幅を均一にすることができる。ティース部分で生じた磁束がバックヨーク（部分バックヨーク）で乱れることを抑制することができる。
【００１４】
第３技術によると、ステータコアを広げたときに、部分バックヨークとステータコアの中心との距離を最大化することができる。ステータコアに、より多くのコイルを巻回することができる。
【００１５】
第４技術によると、ステータコアを閉じたときに、隣り合う部分バックヨーク同士をより確実に接触させることができる。ステータコアの径，外周長を精度よく規定することができる。
【００１６】
第５技術によると、ステータコアが閉じているときに、部分バックヨークが径方向にずれることを防止することができる。
【００１７】
第６技術によると、突出部を設けることにより形成される部分バックヨーク間の隙間を、伸張部で埋めることができる。ステータコアを閉じたときに、部分バックヨーク間の隙間が低減され、ティース部分で生じた磁束がバックヨーク（部分バックヨーク）に広がるときに、磁束密度が低減することを抑止することができる。
【００１８】
第７技術によると、ステータコアを閉じたときに、伸張部から部分バックヨークに径方向外側への力が作用することを防止することができる。伸張部がステータコアの形状（環状）に影響を及ぼすことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施例のステータコアが閉じている状態を示す。
【図２】第１実施例のステータコアを広げた状態を示す。
【図３】図１の範囲IIIの拡大図を示す。
【図４】図２の範囲IVの拡大図を示す。
【図５】第２実施例のステータコアの部分拡大図を示す。
【図６】第３実施例のステータコアの部分拡大図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１実施例）
図１及び図２を参照し、回転電機で用いるステータコア１００について説明する。図１は、伸縮部４を縮め、ステータコア１００を閉じている状態を示している。回転電機で用いられる際、ステータコア１００は、図１に示す状態である。図２は、伸縮部４を伸ばし、ステータコア１００を広げた状態を示している。コイルを巻回する際、ステータコア１００は、図２に示す状態である。図１及び図２に示しているように、伸縮部４を伸縮することによってステータコア１００のサイズは変化するが、ステータコア１００は一体物のままである。換言すると、伸縮部４を伸縮させても、ステータコア１００を構成している各部品は分離しない。図１及び図２は、ステータコア１００の平面図（図示しないロータの回転軸方向から観察した図）を示しており、ステータコア１００の中心１０は、ロータの回転軸に相当する。
【００２１】
（第１実施例のステータコアの概要）
ステータコア１００は、バックヨーク２と、１５個のティース６を備えている。バックヨーク２は環状であり、バックヨーク２の内周面３にティース６が等間隔に設けられている。各ティース６は、バックヨーク２の内周面３から中心１０に向けて伸びている。各ティース６の中心１０側の端部に、鍔部８が設けられている。バックヨーク２は、１５個の部分バックヨーク２ａを備えている。各部分バックヨーク２ａに、１個のティース６が設けられている。各部分バックヨーク２ａは、中心１０の周りに、周方向に並んでいる。各部分バックヨーク２ａが一体となり、環状のバックヨーク２を構成している。図１に示すように、各部分バックヨーク２ａが周方向に並び、環状のバックヨーク２を構成している。
【００２２】
伸縮部４が、部分バックヨーク２ａの内側端部（中心１０側の端部）に固定されている。より具体的には、伸縮部４は、部分バックヨーク２ａの内側端部に、部分バックヨーク２ａと一体に成型されている。伸縮部４は、隣り合う部分バックヨーク２ａ間を接続している。伸縮部４を伸縮させると、部分バックヨーク２ａと中心１０の距離が変化する。換言すると、伸縮部４を伸縮させると、部分バックヨーク２ａが、ステータコア１００の径方向に移動し、ステータコア１００が閉じたり、広がったりする。伸縮部４を縮めると、部分バックヨーク２ａは中心１０に向かって移動し、隣り合う部分バックヨーク２ａが一体となり、環状のバックヨーク２が形成される（図１の状態）。環状のバックヨーク２が形成された後は、部分バックヨーク２ａの中心１０側への移動が規制される。すなわち、部分バックヨーク２ａが移動し得る最も中心１０側の位置において、環状のバックヨーク２が形成される。
【００２３】
伸縮部４を伸ばすと（ステータコア１００を広げると）、部分バックヨーク２ａは中心１０から離れる方向に移動し、隣り合う部分バックヨーク２ａ間が分離する（図２の状態）。部分バックヨーク２ａ間が分離すると、隣り合うティース６間の距離が大きくなる。伸縮部４を伸ばした状態で、ティース６にコイル（図示省略）を巻回する。コイルは、部分バックヨーク２ａの内周面３から鍔部８の間で、ティース６に巻回される。ティース６にコイルを巻回した後に伸縮部４を縮めることにより、回転電機のステータが完成する。
【００２４】
（第１実施例のステータコアの特徴）
図３及び図４を参照し、ステータコア１００について詳細に説明する。部分バックヨーク２ａは、外側端部（ステータコア１００の径方向外側の端部）に、周方向の両側に突出する突出部１２を備えている。ステータコア１００を閉じると、隣り合う部分バックヨーク２ａの突出部１２同士が接触し、環状のバックヨーク２が構成される。このときに、各部分バックヨーク２ａが周方向に隙間なく並び、環状のバックヨーク２が構成される。バックヨーク２の外周面１４は、各部分バックヨーク２ａのみで構成される。外周面１４の周方向長さは、各部分バックヨーク２ａの外周面１４ａの周方向長さの合計である。すなわち、ステータコア１００の径は、各部分バックヨーク２ａの形状（外周面１４ａの周方向長さ）で規定される。突出部１２同士が接触すると、突出部１２より内側（中心１０側）に、空間１６が形成される。伸縮部４は、空間１６内に配置されている。なお、バックヨーク２の外周面１４は、中心１０と同軸の円を構成している。
【００２５】
伸縮部４は、隣り合う部分バックヨーク２ａを接続している。そのため、ステータコア１００が広がっても、各部分バックヨーク２ａは完全に分離しない（伸縮部４によって接続されている）。伸縮部４の端部４ｂの各々が、対応する部分バックヨーク２ａに接続されている。伸縮部４の中央部４ａは、屈曲可能であり、端部４ｂよりも外側（ステータコア１００の径方向外側）に位置している。そのため、伸縮部４は、部分バックヨーク２ａの内周面３より内側の空間に位置しない。すなわち、伸縮部４は、コイルが巻回される空間（隣り合うティース６間）に位置しない。また、図３に示すように、ステータコア１００を閉じたとき（部分バックヨーク２ａが最も中心１０側に移動したとき）に、伸縮部４と突出部１２の間に隙間が存在している。すなわち、伸縮部４は、突出部１２と非接触である。なお、ステータコア１００を閉じたときに、伸縮部４の端部４ｂ同士が接触する。その結果、隣り合う部分バックヨーク２ａの内周面３が連続する。換言すると、コイルが巻回される空間において、隣り合う部分バックヨーク２ａに隙間が存在しない。
【００２６】
（第１実施例のステータコアの利点）
部分バックヨーク２ａ間に伸縮部４を設けることにより、ティース６間の距離を広げることができる。ティース６間の距離を広げると、ティース６にコイルを巻回するためのノズルを挿入するスペースを広く確保することができ、コイルの巻数を増加させることができる。また、ステータコア１００を閉じたときに、伸縮部４が、突出部１２より内側に位置している。すなわち、伸縮部４が、ステータコア１００の外周（バックヨーク２の外周）に露出しない。そのため、伸縮部４は、ステータコア１００のサイズ（径、外周長）に影響を及ぼさない。伸縮部４を高度に設計・製造することなく、ステータコア１００の径を所定値に制御することができる。
【００２７】
また、伸縮部４は、空間１６内に配置され、コイルが巻回される空間に位置しない。伸縮部４によって、コイルを巻回する空間が減少することを抑制することができる。さらに、ステータコア１００を閉じたときに、伸縮部４は突出部１２と非接触である。突出部１２に外向きの力が作用することを防止し、突出部１２の変形を防止することができる。その結果、ステータコア１００の外形が変形する（円形でなくなる）ことを防止することができる。
【００２８】
（第２実施例）
図５を参照し、ステータコア２００について説明する。ステータコア２００は、ステータコア１００の変形例である。ステータコア２００について、ステータコア１００と共通する特徴については、ステータコア１００と同一又は下二桁が同一の参照番号を付すことにより説明を省略することがある。ステータコア２００は、突出部２１２の構成がステータコア１００の突出部１２と異なり、他の構成はステータコア１００と同一である。図５は、ステータコア２００の伸縮部４を伸ばした状態（ステータコア２００を広げた状態）の拡大図であり、ステータコア１００について図４で示した状態に相当する。
【００２９】
ステータコア２００では、突出部２１２が、部分バックヨーク２ａの周方向の一方にのみ設けられている。部分バックヨーク２ａの周方向の他方は平坦面である。例えばステータコア１００では、突出部１２の厚み（径方向の距離）を薄くすると、突出部１２同士を接触させる（隣り合う部分バックヨーク２ａを接触させる）ことが難しくなる。そのため、ステータコア１００の場合、突出部１２の厚みを薄くすることには限界がある。ステータコア２００では、突出部２１２が隣り合う部分バックヨーク２ａの平坦面（側面）に接触するので、突出部２１２の厚みが薄くても、隣り合う部分バックヨーク２ａ同士を容易に接触させることができる。ステータコア２００は、ステータコア１００で得られる利点に加え、突出部２１２の厚みを薄くすることができるという利点も得られる。
【００３０】
（第３実施例）
図６を参照し、ステータコア３００について説明する。ステータコア３００は、ステータコア２００の変形例である。ステータコア３００について、ステータコア２００と共通する特徴については、ステータコア２００と同一又は下二桁が同一の参照番号を付すことにより説明を省略することがある。図６は、ステータコア３００の伸縮部４を伸ばした状態（ステータコア３００を広げた状態）の拡大図である。
【００３１】
ステータコア３００では、ステータコア２００と同様に、突出部３１２が、部分バックヨーク２ａの周方向の一方にのみ設けられている。また、ステータコア３００では、部分バックヨーク２ａは、さらに、周方向の他方に、突出部３１２の先端側を収容する収容部２０を備えている。収容部２０は、部分バックヨーク３０２ａの径方向端部に形成された切り欠き（段差）である。ステータコア３００では、突出部３１２の周方向端面と径方向内側面が、隣り合う部分バックヨーク２ａの収容部２０の周方向端面と径方向外側面に接触する。ステータコア３００は、突出部３１２と収容部２０がステータコア３００の径方向で接触するので、ステータコア１００及び２００で得られる利点に加え、各部分バックヨーク３０２ａの位置が径方向にずれることを抑制することもできる。
【００３２】
（他の実施形態）
本明細書で開示する技術は、複数の部分バックヨークによってバックヨークが構成されており、各バックヨーク間が伸縮部で接続されており、ステータコアを閉じた状態のとき（部分バックヨークが最もステータコアの中心側に位置するとき）に、バックヨークの外周面が部分バックヨークで構成されていればよく、他の構成については種々に変更することができる。例えば、上記実施例では、各部分バックヨークに１個のティースが設けられているステータコアについて説明した。しかしながら、各部分バックヨークに複数のティースが設けられていてもよい。また、バックヨークの外周面は完全な円形でなくてもよく、例えば、外周面に部分的な窪み、突起等が設けられていてもよい。
【００３３】
また、突出部及び収容部を設ける位置は、部分バックヨークの外側端部に限定されず、部分バックヨークの周方向端部であれば、部分バックヨークの中間部（ステータコアの径方向における、部分バックヨークの中間部）に設けられていてもよい。突出部及び収容部が部分バックヨークの中間部に設けれる場合、収容部は、部分バックヨークの周方向端面に設けられた窪みであってよい。
【００３４】
伸縮部を設ける位置も、部分バックヨークの内側端部に限定されず、部分バックヨークの中間部であってよい。また、伸縮部の中央部は、端部に対して、ステータコアの中心側に突出していてもよい。さらに、ステータコアが閉じた状態のときに、伸縮部の一部又は全部が、部分バックヨークの内側端部よりステータコアの中心側に位置していてもよい。
【００３５】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００３６】
２：バックヨーク
２ａ：部分バックヨーク
４：伸縮部
６：ティース
１００：ステータコア
【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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