(57)【要約】【課題】分割コア同士の周方向の相互保持機能を高めることが可能なステータの提供。【解決手段】ステータは、周方向に隣接して交互に設けられ、全体として円環形状をなす第１分割コア及び第２分割コアであって、２つのティース部をそれぞれ有する第１分割コア及び第２分割コアと、前記第１分割コア及び前記第２分割コアの前記ティース部間に形成される各スロットに設けられるコイルとを含み、前記第１分割コアと前記第２分割コアは、互いに対して周方向に離脱できない態様で径方向に嵌合し合う嵌合部をそれぞれ備える。【選択図】図１
2015002613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に隣接して交互に設けられ、全体として円環形状をなす第１分割コア及び第２分割コアであって、２つのティース部をそれぞれ有する第１分割コア及び第２分割コアと、
前記第１分割コア及び前記第２分割コアの前記ティース部間に形成される各スロットに設けられるコイルとを含み、
前記第１分割コアと前記第２分割コアは、互いに対して周方向に離脱できない態様で径方向に嵌合し合う嵌合部をそれぞれ備える、ステータ。
【請求項２】
前記嵌合部は、前記第１分割コアと前記第２分割コアとで画成されるスロットの径方向外側の領域を利用して形成される、請求項１に記載のステータ。
【請求項３】
前記嵌合部の嵌合面は、前記第１分割コアと前記第２分割コアとで画成されるスロットの底面に対して、前記底面の周方向の端部で交わる、請求項１又は２に記載のステータ。
【請求項４】
前記第１分割コアの嵌合部は、前記第２分割コアの嵌合部に対して径方向外側から嵌合するように構成され、
前記第２分割コアは、前記第１分割コアと前記第２分割コアとで画成されるスロットの底面の全体を画成する、請求項３に記載のステータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ステータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ステータコアが、周方向の複数箇所において分断したヨークコア部とティースコア部とを組み合わせて形成され、ヨークコア部の周方向接触面において径方向内周側へ突出させて形成した嵌合凸部と、ティースコア部の周方向接触面において径方向外周側へ突出させて形成した嵌合凸部とが、互いに嵌合する形状を有する回転電機用ステータが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2012-075232号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１に記載の構成では、ステータコアがヨークコア部とティースコア部とに分断されており、ティースコア部は、巻線集積体に形成された開口部に径方向内側から挿入する態様で組み付けられる。このため、上述の特許文献１に記載の構成では、ティースコア部は、スロット底部よりも径方向外側で、周方向の幅が制約を受ける。即ち、ティースコア部の周方向の幅は、スロット底部よりも径方向外側で、巻線集積体の開口部の周方向の幅よりも大きくすることができない。従って、上述の特許文献１に記載の構成では、ティースコア部に形成可能な嵌合凸部（特に周方向の寸法）の設計自由度が低く、ヨークコア部とティースコア部との間の周方向の相互保持機能を高めることが困難であるという問題がある。
【０００５】
そこで、本開示は、分割コア同士の周方向の相互保持機能を高めることが可能なステータの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一局面によれば、周方向に隣接して交互に設けられ、全体として円環形状をなす第１分割コア及び第２分割コアであって、２つのティース部をそれぞれ有する第１分割コア及び第２分割コアと、
前記第１分割コア及び前記第２分割コアの前記ティース部間に形成される各スロットに設けられるコイルとを含み、
前記第１分割コアと前記第２分割コアは、互いに対して周方向に離脱できない態様で径方向に嵌合し合う嵌合部をそれぞれ備える、ステータが提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、分割コア同士の周方向の相互保持機能を高めることが可能なステータが得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施例（実施例１）によるステータ１の断面図を示す。
【図２】図１に示すステータ１のＡ部のみを取り出して示す図である。
【図３】ステータ１の製造方法の一例を模式的に示す断面図である。
【図４】２つの第２分割コア１２０間に第１分割コア１１０を挿入する途中の状態を示す図である。
【図５】他の一実施例（実施例２）によるステータ２の断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。
【００１０】
図１は、一実施例によるステータ１の断面図を示す。以下では、径方向、周方向及び軸方向は、ステータ１の中心軸Ｉを基準とし、中心軸Ｉを中心として内径側及び外径側を定義する。例えば、内径側とは、中心軸Ｉの径方向で中心軸Ｉに近い側を指す。
【００１１】
ステータ１は、インナロータ型の任意のモータで使用されてもよい。例えば、ステータ１は、ハイブリッド車又は電気自動車で使用される走行用モータで使用されてもよい。走行用モータは、例えば永久磁石モータであってもよいし、電磁石と永久磁石とを併用するハイブリッド型のモータであってもよい。
【００１２】
ステータ１は、図１に示すように、ステータコア１０と、コイル３０とを含む。尚、図１に示す例では、ステータコア１０の外周にリング部材４０が設けられている。リング部材４０は、ステータコア１０を拘束する機能を備える。リング部材４０は、例えば焼き嵌めにより、ステータコア１０の外周に設けられてよい。
【００１３】
ステータコア１０は、２種類の分割コア、即ち第１分割コア１１０及び第２分割コア１２０を含む。第１分割コア１１０及び第２分割コア１２０は、図１に示すように、周方向に隣接して交互に設けられ、全体として円環形状をなす。第１分割コア１１０及び第２分割コア１２０のそれぞれは、例えば積層鋼板により形成されてよい。複数の第１分割コア１１０は、それぞれ、同一の構成を有し、複数の第２分割コア１２０は、それぞれ、同一の構成を有する。尚、第１分割コア１１０及び第２分割コア１２０の個数（分割数）は、任意であるが、磁極の数、相数に応じて決定されてよい。図１に示す例では、ステータ１は、磁極が８極の３相モータ用であり、合計で２４（８×３）個の第１分割コア１１０及び第２分割コア１２０を含む。
【００１４】
第１分割コア１１０及び第２分割コア１２０のそれぞれは、２つのティース部１２と、バックヨーク部１４とを含む。第１分割コア１１０及び第２分割コア１２０のそれぞれの２つのティース部１２は、同一形状であってよい。尚、ティース部１２の先端部の幅は、必要なトルク特性が実現される（磁束の飽和が生じない）ように決定されてよい。
【００１５】
図１に示す例では、第１分割コア１１０及び第２分割コア１２０は、図１に示すように、平行スロット２２と台形スロット２４とが周方向で交互に現れるように全体として構成される。台形スロット２４は、径方向内側に行くほど周方向の幅が狭く台形形状を有する。平行スロット２２及び台形スロット２４の合計数（即ち、スロット数）は、例えば、モータの磁極数に対して一相当たり２個の割合で形成されてもよい。図１に示す例では、ステータ１は、磁極が８極の３相モータ用であり、スロット数は４８（８×３×２）である。
【００１６】
尚、第１分割コア１１０及び第２分割コア１２０は、平行スロットのみが形成されるように構成されてもよい（図５参照）。また、平行スロット２２に代えて、径方向内側に行くほど周方向の幅が広くなる台形スロットが形成されてもよい。
【００１７】
コイル３０は、各平行スロット２２及び各台形スロット２４に設けられる。コイル３０の巻線断面は、平角形状であってもよいし、他の形状であってもよい。コイル３０は、任意の態様で第１分割コア１１０及び第２分割コア１２０に巻回されてもよい。例えば、コイル３０は、特開2012-235696号公報に開示されるような円環状に一体化された巻線集積体により形成されてもよい。巻線集積体は、第１分割コア１１０及び第２分割コア１２０のそれぞれのティース部１２を受け入れるティース収容部を有する。各ティース収容部は、ティース部１２に形状に対応した空間を備える。第１分割コア１１０及び第２分割コア１２０のそれぞれは、各ティース部１２を、対応する巻線集積体のティース収容部に差し込む（巻線集積体の外径側から差し込む）ことで、巻線集積体に組み付けられてよい。尚、巻線集積体の詳細構造は任意であってよい。また、コイル３０は、特開2010-104102号公報に開示されるような成形済みのエッジワイズコイルにより形成されてもよい。
【００１８】
ここで、図２を参照して第１分割コア１１０及び第２分割コア１２０の特徴的な構成を説明する。以下では、説明の便宜上、周方向内側または周方向外側とは、第１分割コア１１０及び第２分割コア１２０の周方向の中心を基準とする。例えば、第１分割コア１１０に係る構成について、周方向内側とは、第１分割コア１１０の周方向の中心に近い側を指し、周方向外側とは、第１分割コア１１０の周方向の中心から遠い側を指す。
【００１９】
図２は、図１に示すステータ１のＡ部のみ（１つの第２分割コア１２０とその両側に隣接する２つの第１分割コア１１０）を取り出して示す図である。
【００２０】
第１分割コア１１０及び第２分割コア１２０は、互いに対して周方向に離脱できない態様で径方向に嵌合し合う嵌合部１１２，１２２をそれぞれ備える。これにより、隣接する第１分割コア１１０及び第２分割コア１２０同士の径方向及び周方向の相対変位を防止することができる。特に、互いに対して周方向に離脱できない態様で嵌合しあうことで、第１分割コア１１０及び第２分割コア１２０間の周方向の相互保持能力を高めることができる。これにより、例えばリング部材４０の熱収縮等に起因して、第１分割コア１１０及び第２分割コア１２０が外周面から径方向内側に向かう力を受けた場合でも、全体として円環状を維持することが容易となる。
【００２１】
以下では、これらの区別のため、第１分割コア１１０の嵌合部１１２を第１嵌合部１１２と称し、第２分割コア１２０の嵌合部１２２を第２嵌合部１２２と称する。第１分割コア１１０は、第１嵌合部１１２を周方向の両側に備え、第２分割コア１２０は、第２嵌合部１２２を周方向の両側に備える。第１嵌合部１１２及び第２嵌合部１２２は、互いに対して周方向に離脱できない態様で径方向に嵌合し合う構成であれば、任意の構成であってよい。
【００２２】
図２に示す例では、第１嵌合部１１２は、径方向内側に突出する突起１１４，１１６を備える。突起１１４は、突起１１６に対して径方向外側且つ周方向外側（第１分割コア１１０の中心から遠い側）に形成される。また、第１嵌合部１１２は、径方向外側に凹む凹部１１４ａ，１１６ａを備える。凹部１１４ａは、凹部１１６ａに対して径方向外側且つ周方向外側に形成される。凹部１１４ａは、突起１１４に周方向内側に隣接して（略同一の径位置）形成される。凹部１１６ａは、突起１１６に周方向内側に隣接して（略同一の径位置）形成される。同様に、第２嵌合部１２２は、径方向外側に突出する突起１２４，１２６を備える。突起１２４は、突起１２６に対して径方向外側且つ周方向内側（第２分割コア１２０の中心に近い側）に形成される。また、第２嵌合部１２２は、径方向内側に凹む凹部１２４ａ，１２６ａを備える。凹部１２４ａは、凹部１２６ａに対して径方向外側且つ周方向内側に形成される。凹部１２４ａは、突起１２４に周方向内側に隣接して（略同一の径位置）形成される。凹部１２６ａは、突起１２６に周方向内側に隣接して（略同一の径位置）形成される。図２に示す例では、第１分割コア１１０は、第２分割コア１２０に対して径方向外側から嵌合される。この際、第１嵌合部１１２及び第２嵌合部１２２は、第１嵌合部１１２の突起１１４，１１６が第２嵌合部１２２の凹部１２４ａ，１２６ａに径方向にそれぞれ嵌り、第２嵌合部１２２の突起１２４，１２６が第１嵌合部１１２の凹部１１４ａ，１１６ａに径方向にそれぞれ嵌ることで、嵌合し合う。この結果、第１分割コア１１０と第２分割コア１２０とが嵌合し合う。
【００２３】
尚、図２に示す例では、２つの突起１１４，１１６（または突起１２４，１２６）により径方向で２箇所の嵌合を実現しているが、１箇所のみの嵌合であってもよいし、３箇所以上の嵌合を実現してもよい。また、図２に示す例では、第１分割コア１１０において、嵌合面の径方向の中央部分１１８（凹部１１４ａから突起１１６までの領域）であって、周方向両側の２つの中央部分１１８は、互いに平行である。これにより、寸法管理が容易となる。即ち、周方向両側の２つの中央部分が、互いに対して径方向内側で周方向の距離が小さくなり径方向外側で周方向の距離が大きくなる態様で延在する構成（例えば、第２分割コア１２０の中央部分のような構成）に比べて、寸法管理が容易となる。但し、第１分割コア１１０における周方向両側の２つの中央部分１１８は、互いに対して径方向内側で周方向の距離が大きくなる径方向外側で周方向の距離が小さくなり態様で延在する構成であってもよい。
【００２４】
第１嵌合部１１２及び第２嵌合部１２２は、好ましくは、図２に示すように、第１分割コア１１０と第２分割コア１２０とで画成されるスロット（図２に示す例の場合、台形スロット２４）の径方向外側の領域を利用して形成される。例えば、第１嵌合部１１２は、第１分割コア１１０におけるティース部１２よりも周方向外側に形成され、第２嵌合部１２２は、第２分割コア１２０におけるティース部１２よりも周方向外側に形成される。これにより、第１嵌合部１１２及び第２嵌合部１２２の周方向の幅の設計自由度が高くなり、第１嵌合部１１２及び第２嵌合部１２２間の周方向の相互保持能力を効率的に高めることができる。即ち、第１嵌合部１１２及び第２嵌合部１２２の周方向の幅を容易に大きくすることができ、第１嵌合部１１２及び第２嵌合部１２２間の周方向の相互保持能力を効率的に高めることができる。例えば、第１嵌合部１１２及び第２嵌合部１２２の周方向の幅は、例えばティース部１２の周方向の幅（巻線集積体のティース収容部の周方向の幅）とは無関係に設定することができ、例えば、ティース部１２の周方向の幅と同一またはそれ以上に設定することが可能である。尚、図２に示す例では、第１嵌合部１１２及び第２嵌合部１２２は、第１分割コア１１０と第２分割コア１２０とで画成されるスロットの底面の周方向の幅W１よりも大きい幅に亘って形成されている。
【００２５】
第１嵌合部１１２及び第２嵌合部１２２の嵌合面（軸方向に延在する面）は、第１分割コア１１０と第２分割コア１２０とで画成されるスロット（図２に示す例の場合、台形スロット２４）の底面２４ａに対して、任意の位置で交わってよいが、好ましくは、底面２４ａの周方向の端部２４ｂで交わる。これにより、第１分割コア１１０と第２分割コア１２０とで画成されるスロットの底面（図２に示す例の場合、台形スロット２４の底面２４ａ）において、第１嵌合部１１２及び第２嵌合部１２２の嵌合面に起因した径方向の段差（即ち第１分割コア１１０及び第２分割コア１２０の分割面に起因した段差）が形成されるのを防止することができる。従って、かかる段差に起因したコイル３０の損傷等を防止することができる。
【００２６】
また、第１嵌合部１１２及び第２嵌合部１２２の嵌合面が底面２４ａの周方向の端部２４ｂ（周方向外側の端部２４ｂ）で交わる場合には、第１分割コア１１０と第２分割コア１２０とが略均等なサイズになる。これにより、歩留まりが向上する。但し、第１嵌合部１１２及び第２嵌合部１２２の嵌合面は、底面２４ａの周方向の端部２４ｃ（周方向内側の端部２４ｃ）で交わる構成であってもよい。この場合も、第１分割コア１１０が第２分割コア１２０よりもバックヨーク側のサイズが有意に大きくなるので、歩留まりの観点から不利になるものの、上述した各種効果を得ることができる。
【００２７】
次に、図３及び図４を参照して、ステータ１の製造方法の一例について概説する。図３は、ステータ１の製造方法の一例を模式的に示す断面図である。図４は、２つの第２分割コア１２０間に第１分割コア１１０を挿入する途中の状態を示す図である。
【００２８】
図３（Ａ）に示すように、先ず、コイル３０が用意される。尚、コイル３０は、上述の如く、円環状に成形した巻線集積体により形成されてよい。尚、図３（Ａ）には、巻線集積体において周方向のコイル３０間にティース収容部が図示されている。
【００２９】
次に、図３（Ｂ）に示すように、第２分割コア１２０が巻線集積体の径方向外側から組み付けられる。この際、第２分割コア１２０のティース部１２は、巻線集積体のティース収容部に径方向外側から挿入され、ティース収容部内に収容される。第２分割コア１２０は、図３（Ｂ）に示すように、等間隔に（２つ分のスロットを空けて）組み付けられる。
【００３０】
次に、図４及び図３（Ｃ）に示すように、第１分割コア１１０が巻線集積体の径方向外側から組み付けられる。第１分割コア１１０は、周方向で各第２分割コア１２０の間に組み付けられる。この際、第１分割コア１１０は、図４に示すように、第２分割コア１２０に対して径方向外側から嵌合される。即ち、上述の如く、第１分割コア１１０及び第２分割コア１２０は、第１嵌合部１１２の突起１１４，１１６が第２嵌合部１２２の凹部１２４ａ，１２６ａに径方向にそれぞれ嵌り、第２嵌合部１２２の突起１２４，１２６が第１嵌合部１１２の凹部１１４ａ，１１６ａに径方向にそれぞれ嵌ることで、嵌合し合う。尚、その後、ステータコア１０の外周にリング部材４０が嵌められ（図１参照）、ステータ１が出来上がる。
【００３１】
次に、図５を参照して、他の一実施例によるステータ２について説明する。
【００３２】
図５は、他の一実施例（実施例２）によるステータ２の断面図である。本実施例２は、上述した実施例１に対して、台形スロット２４に代えて平行スロット２２を用いる点が異なる。即ち、本実施例２では、各スロットは、平行スロット２２のみで構成される。尚、同様に、平行スロット２２は、径方向内側に行くほど周方向の幅が広くなる台形スロットに代替されてもよい。また、本実施例２では、第１嵌合部１１２及び第２嵌合部１２２の嵌合面は、図５に示すように、第１分割コア１１０と第２分割コア１２０とで画成されるスロット（平行スロット２２）の底面２２ａに対して、底面２２ａの周方向の中央部付近で交わる。但し、第１嵌合部１１２及び第２嵌合部１２２の嵌合面は、上述した実施例１と同様、底面２２ａの周方向の端部(周方向外側又は内側の端部)で交わる構成であってもよい。
【００３３】
本実施例２によっても、上述した実施例１と同様の効果が得られる。即ち、第１嵌合部１１２及び第２嵌合部１２２間の周方向の相互保持能力を高めることができる。また、第１嵌合部１１２及び第２嵌合部１２２を平行スロット２２の径方向外側の領域を利用して形成することができるので、第１嵌合部１１２及び第２嵌合部１２２の周方向の幅の設計自由度が高くなり、第１嵌合部１１２及び第２嵌合部１２２間の周方向の相互保持能力を効率的に高めることができる。
【００３４】
以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１，２    ステータ
１０    ステータコア
１２    ティース部
１４    バックヨーク部
２２    平行スロット
２２ａ    底面
２４    台形スロット
２４ａ    底面
２４ｂ    端部
３０    コイル
３１    第１コイル部
３２    第２コイル部
４０    リング部材      
１１０    第１分割コア
１１２    第１嵌合部
１１４，１１６    突起
１１４ａ，１１６    凹部
１２０    第２分割コア
１２２    第２嵌合部
１２４，１２６    突起
１２４ａ，１２６    凹部
【図１】
2015002613.tif 000003
【図２】
2015002613.tif 000004
【図３】
2015002613.tif 000005
【図４】
2015002613.tif 000006
【図５】
2015002613.tif 000007