(57)【要約】【課題】  ステータコアが環状に打ち抜いた電磁鋼板を転積して複数枚積み重ね１ティース毎に分割された分割コアを複数個組み合わされて構成されるものであっても、ステータコアの製造精度のばらつきによって発生するステータコアに起因するコギングトルクの次数成分のばらつきを低減することができること。【解決手段】  本発明のステータコアは、上記課題を解決するために、環状に打ち抜いた電磁鋼板を転積して複数枚積み重ね１ティース毎に分割された分割コアが、複数個組み合わされて構成されるステータコアであって、前記分割コアは、前記電磁鋼板を転積しないで複数枚積み重ねたものを１組とし、この１組のものが複数個転積して積み重ねられて構成されていることを特徴とする。【選択図】図５（ｂ）
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状に打ち抜いた電磁鋼板を転積して複数枚積み重ね１ティース毎に分割された分割コアが、複数個組み合わされて構成されるステータコアであって、
前記分割コアは、前記電磁鋼板を転積しないで複数枚積み重ねたものを１組とし、この１組のものが複数個転積して積み重ねられて構成されていることを特徴とするステータコア。
【請求項２】
請求項１に記載のステータコアであって、
前記分割コアは、前記電磁鋼板を転積しないで３枚積み重ねたものを１組とし、この３枚１組のものが複数個転積して積み重ねられて構成されていることを特徴とするステータコア。
【請求項３】
環状に打ち抜いた電磁鋼板を転積して複数枚積み重ね１ティース毎に分割された分割コアが、複数個組み合わされて構成されるステータコアを組み立てる際に、
前記分割コアが、前記電磁鋼板を転積しないで複数枚積み重ねたものを１組とし、この１組のものが複数個転積して積み重ねられて構成される前記ステータコアは、一度、１ティース毎に分割され、分割された１つのティースに巻線を施してステータコイルが巻装され、かつ、複数個の前記分割コアの各円環組立境界面を境にして分離し、その後に再組立を行い、複数個の前記分割コアの各円環組立境界面を再度突合せて円環形状の前記ステータコアを組み立てることを特徴とするステータコアの組立方法。
【請求項４】
ステータコアとステータコイルから成る環状のステータと、ロータコアとロータコイルから成り、前記ステータの内周側に所定間隙をもって対向配置されたロータとを備えた回転電機であって、
前記ステータコアは、請求項１又は２に記載のステータコアであることを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はステータコア及びその組立方法並びに回転電機に係り、例えば、ブラシレスモータのステータコアのように、環状に打ち抜いた電磁鋼板を転積して複数枚積み重ね１ティース毎に分割された分割コアを複数個組み合わされて構成されるものに好適なステータコア及びその組立方法並びに回転電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
環状に打ち抜いた電磁鋼板を転積して複数枚積み重ね１ティース毎に分割された分割コアを複数個組み合わされて構成されるステータコアに関する先行技術文献としては、特許文献１及び２を挙げることができる。
【０００３】
この特許文献１には、回転電機におけるステータコアに分割積層コアが採用され、更に、生産性を向上することを目的としたステータコアの分割部を連結して積層し、環状転積（環状に打ち抜いた電磁鋼板を回しながら積層すること）に形成した分割コア構造のステータコアが記載されている。
【０００４】
一方、特許文献２には、回転電機のコギングトルクやトルクリプルの性能改善を目的に、ステータコアとロータコアの転積の組合せや連続スキューを設け、コギングトルクやトルクリプルを低減することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３１８７６３号公報
【特許文献２】特開２００５−６５４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来は、特許文献１に記載のように、分割積層コアの分割部を連結して積層した環状転積にて構成される分割コア構造、或いは特許文献２に記載のように、コギングトルクの低減を目的に、ステータコアとロータコアの転積の組合せや連続スキュー構造を採用することで、ステータコアとロータコアの組合せにて発生するコギングトルクの基本次数に関する低減が行われてきた。
【０００７】
しかしながら、回転電機のコギングトルクの発生次数は、ステータコア及びロータコアの製造精度のばらつきによって発生するステータコア起因のコギングトルク及びロータコア起因のコギングトルクも発生するが、特許文献１及び２には、このような課題についての記載はなく、コギングトルク低減の認識は全くないものです。
【０００８】
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、ステータコアが環状に打ち抜いた電磁鋼板を転積して複数枚積み重ね１ティース毎に分割された分割コアを複数個組み合わされて構成されるものであっても、ステータコアの製造精度のばらつきによって発生するステータコアに起因するコギングトルクの次数成分のばらつきを低減することができるステータコア及びその組立方法並びに回転電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のステータコアは、上記目的を達成するために、環状に打ち抜いた電磁鋼板を転積して複数枚積み重ね１ティース毎に分割された分割コアが、複数個組み合わされて構成されるステータコアであって、前記分割コアは、前記電磁鋼板を転積しないで複数枚積み重ねたものを１組とし、この１組のものが複数個転積して積み重ねられて構成されていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のステータコアの組立方法は、上記目的を達成するために、環状に打ち抜いた電磁鋼板を転積して複数枚積み重ね１ティース毎に分割された分割コアが、複数個組み合わされて構成されるステータコアを組み立てる際に、前記分割コアが、前記電磁鋼板を転積しないで複数枚積み重ねたものを１組とし、この１組のものが複数個転積して積み重ねられて構成される前記ステータコアは、一度、１ティース毎に分割され、分割された１つのティースに巻線を施してステータコイルが巻装され、かつ、複数個の前記分割コアの各円環組立境界面を境にして分離し、その後に再組立を行い、複数個の前記分割コアの各円環組立境界面を再度突合せて円環形状の前記ステータコアを組み立てることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の回転電機は、上記目的を達成するために、ステータコアとステータコイルから成る環状のステータと、ロータコアとロータコイルから成り、前記ステータの内周側に所定間隙をもって対向配置されたロータとを備えた回転電機であって、前記ステータコアは、上記構成のステータコアであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ステータコアが環状に打ち抜いた電磁鋼板を転積して複数枚積み重ね１ティース毎に分割された分割コアを複数個組み合わされて構成されるものであっても、ステータコアの製造精度のばらつきによって発生するステータコアに起因するコギングトルクの次数成分のばらつきを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の回転電機の実施例１を示す外観図である。
【図２】本発明の回転電機の実施例１を示す断面図である。
【図３（ａ）】本発明のステータコアの実施例１であり、１ティース毎に分割された分割コアが複数個組み合わせて形成されるステータコアを示す斜視図である。
【図３（ｂ）】図３（ａ）のステータコアの１ティースを示す斜視図である。
【図４】図３（ａ）のステータコアを平面展開し、そのティース部に巻線を施した状態を示す斜視図である。
【図５（ａ）】従来のステータコアにおける電磁鋼板の積層状況を示す図である。
【図５（ｂ）】本発明のステータコアにおける電磁鋼板の積層状況を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図示した実施例に基づいて本発明のステータコア及びその組立方法並びに回転電機を説明する。なお、各図において、同一構成部品には同符号を使用する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の回転電機の実施例１を示し、モータとＥＣＵ（電子制御ユニット）が機電一体で構成される電動パワーステアリング（以下、ＥＰＳという）モータユニットのモータ部のみを示すものである。
【００１６】
該図において、ＥＰＳモータ１００は、ハウジング２の中にモータ構成部品（ステータとロータ）が納められており、ＥＰＳシステムのギア駆動には、ＥＰＳモータ１００に設けたプーリ１とベルト（図示せず）から成る伝達機構が用いられ、この伝達機構を介して動力の伝達が行われる。
【００１７】
また、図示していないが上述したＥＣＵは図１の右側に接続されるが、ＥＰＳモータ１００とＥＣＵの電力供給は、ＥＰＳモータ１００側に設けた３相（Ｕ、Ｖ、Ｗ相）のそれぞれの３相ターミナルｕ２０ｕ、３相ターミナルｖ２０ｖ、３相ターミナルｗ２０ｗとＥＣＵ側が電気的に接続されることで行われる構造となっている。
【００１８】
また、ＥＰＳモータ１００側には、ＥＰＳモータ１００の磁極位置を検出するための磁極センサ３が設けられている。この磁極センサ３に対応するようにＥＣＵ側には、磁極センサ３の検出部が設けられている。
【００１９】
図２は、図１に示したＥＰＳモータ１００の断面を示したものである。
【００２０】
該図に示す如く、本実施例のＥＰＳモータ１００は、ＥＰＳモータ１００の中心部にはシャフト６が配置され、そのシャフト６の先端部にはプーリ１が配置されている。また、シャフト６の中心部には、Ｆロータコア１２とＲロータコア１３が設けられている。それぞれのＦロータコア１２及びＲロータコア１３には、Ｆ磁石１２ｍ及びＲ磁石１３ｍが取り付けられ、その外周部が磁石カバー１１で覆われている。
【００２１】
このように構成されるロータ部は、軸方向の一端側がハウジング２に対してＦベアリング７で支持され、軸方向の他端側がベアリングケース９に対してＲベアリング８で支持されている。ベアリングケース９は、ハウジング２に対してベベル型止め輪１０でハウジング２に固定されている。
【００２２】
また、ハウジング２の内部には、ステータコア４と、このステータコア４に巻装されたステータコイル５とから成るステータが収納されており、このステータの内周側には上述した構成のロータが所定間隙をもって対向配置されている。
【００２３】
更に、ステータコイル５は３相巻線を構成しており、このステータコイル５の出力端は、ベアリングケース９に固定されたバスバーモールド１４の端子に電気的に接続され、最終的には３相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の３ターミナル相ｕ２０ｕ、３相ターミナルｖ２０ｖ、３相ターミナルｗ２０ｗに電気的に繋がっている。
【００２４】
また、磁極センサ３は、上述したように、ＥＣＵ側のシャフト６の端部に設けられており、ＥＣＵ側に設けられた検出素子によりロータの磁極位置が検出できるようになっている。
【００２５】
図３（ａ）は、本発明のステータコア４の実施例１であり、１ティース毎に分割され、環状に転積（回しながら積層すること）された分割コア４ｂが複数個組み合わせて形成されるステータコア４を示し、図３（ｂ）は、図３（ａ）のステータコア４の１つのティース部４ａを示す。
【００２６】
また、図４は、図３（ａ）のステータコア４を平面展開し、そのティース部４ａに巻線（ステータコイル５）を施した状態を示す。
【００２７】
図３（ａ）に示すように、環状に打ち抜いた電磁鋼板４ｃを転積して複数枚積み重ね１つのティース部４ａ毎に分割された分割コア４ｂが、円環組立境界面１５を境に複数個（本実施例では１２個）組み合わされて構成されるステータコア４は、一度、図３（ｂ）のように１つのティース部４ａ毎に分割され、図４に示すように、分割された１つのティース４ａに巻線が施されてステータコイル５を構成する。この時、複数個の分割コア４ｂの各円環組立境界面１５を境にして分離され、その後に再組立を行い、複数個の分割コア４ｂの各円環組立境界面１５を再度突合せし、円環形状のステータコア４の形状となるように組み立てる。
【００２８】
図５（ａ）は、従来のステータコア４における電磁鋼板４ｃの積層状況を示す。
【００２９】
該図に示すように、従来のステータコア４は、電磁鋼板４ｃを１枚毎に転積（転積ａ１７ａ−転籍ｆ１７ｆ）して複数枚積層して構成されている。
【００３０】
このような従来のステータコア４は、電磁鋼板４ｃを１枚毎に転積して複数枚積層しているため、ステータコア（電機鋼板４ｃ）４の製造精度のばらつきによって板厚偏差の影響を受け、ステータコア４の軸方向隙間１６が生じやすくなる。
【００３１】
このため、従来のステータコア４では、ステータコア４の各ティース部４ａを比較した際に、ステータコア４の軸方向隙間１６が不均一に何度も生じやすくなり、各ティース部４ａの均一性が損なわれ、ステータコア４に起因するコギングトルクである１回転当りの磁極数分の脈動が発生しやすくなる。
【００３２】
但し、転積することで積層後のステータコア４の端面と内径との直角度が安定しやすくなり、安定した組立を行うことが可能である。即ち、電磁鋼板４ｃを転積しないで積層すると、積層後のステータコア４に傾きが生じるが、電磁鋼板４ｃを転積して積層することで積層後のステータコア４の端面と内径との直角度が安定しやすくなり、安定した組立を行うことができる。
【００３３】
更に、電磁鋼板４ｃを転積して積層をすることで、材料の圧延方向違いで発生する磁気特性の不均一性を取り除くことができ、材料の不均一性が起因で発生するステータコア４のコギングトルクを低減することが可能である。
【００３４】
次に、図５(ｂ)は、本実施例のステータコア４における電磁鋼板４ｃの積層状況を示す。
【００３５】
該図に示すように、本実施例のステータコア４は、分割コア４ｂが、電磁鋼板４ｃを転積しないで複数枚（本実施例では３枚）積み重ねたものを１組とし、この１組のものが複数個（本実施例では２組）転積（転積ａ１７ａと転籍ｂ１７ｂ）して積み重ねられて構成されている。
【００３６】
このような本実施例のように、分割コア４ｂが、電磁鋼板４ｃを転積しないで３枚積み重ねたものを１組とし、この１組のものが２組転積（転積ａ１７ａと転籍ｂ１７ｂ）して積み重ねられてステータコア４を構成することで、ステータコア４の軸方向隙間１６の発生頻度を少なくすることが可能となり、ステータコア４の各ティース部４ａを比較した際に、図５（ａ）に示す従来の電磁鋼板４ｃを１枚毎に転積したステータコア４に対して、ステータコア４の軸方向隙間１６の各ティース部４ａでの不均一性が改善される。
【００３７】
そのため、ステータコア４に起因するコギングトルクである１回転当りの磁極数分の脈動の発生を減少することが可能となる。
【００３８】
また、分割コア４ｂが、電磁鋼板４ｃを転積しないで複数枚積み重ねたものを１組とし、この１組のものが複数個転積（転積ａ１７ａと転籍ｂ１７ｂ）して積み重ねられて構成することで、材料の圧延方向違いで発生する磁気特性の不均一性を取り除くことも可能であり、材料の不均一性が起因で発生するステータコア４のコギングトルクを低減することが可能である。
【００３９】
よって、材料起因、製造起因で発生する各ティース部４ａの不均一性を可能な限り排除し、コギングトルクのステータコア４に起因にて発生する次数成分を発生させないためには、環状での打抜きにて形成される分割コア４ｂにおいては、複数枚毎に積層された後、転積されることが有効である。
【００４０】
従って、本実施例によれば、回転積層にて転積された分割コア４ｂのステータコア４における軸方向の隙間が低減することが可能であり、ステータコア４の製造精度が向上し、ステータコア起因で発生するコギングトルクの次数成分（ロータの磁極数）のばらつきを低減することが可能である。
【００４１】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成を置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１…プーリ、２…ハウジング、３…磁極センサ、４…ステータコア、４ａ…ティース部、４ｂ…分割コア、４ｃ…電磁鋼板、５…ステータコイル、６…シャフト、７…Ｆベアリング、８…Ｒベアリング、９…ベアリングケース、１０…ベベル型止め輪、１１…磁石カバー、１２…Ｆロータコア、１２ｍ…Ｆ磁石、１３…Ｒロータコア、１３ｍ…Ｒ磁石、１４…バスバーモールド、１５…円環組立境界面、１６…ステータコアの軸方向隙間、１７ａ…転籍ａ、１７ｂ…転籍ｂ、１７ｃ…転籍ｃ、１７ｄ…転籍ｄ、１７ｅ…転籍ｅ、１７ｆ…転籍ｆ、２０ｕ…３相ターミナルＵ、２０ｖ…３相ターミナルＶ、２０ｗ…３相ターミナルＷ、１００…ＥＰＳモータ。
【図１】
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【図２】
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【図３（ａ）】
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【図３（ｂ）】
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【図４】
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【図５（ａ）】
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【図５（ｂ）】
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