(57)【要約】【課題】デッドスペースを低減することができるモータ用分割コアを提供する。【解決手段】分割コア10は、柱状のティース11と、ティース11のコイルサイド面11sから突出して設けられるヨーク部12とを具える。ティース11のコイルサイド面11sと、ヨーク部12においてティース11のコイルサイド面11sに繋がるサイド交差面12fsとがつくる第一コアサイド角θs1が鈍角である。ティース11のコイルサイド面11sとヨーク部12のコイルサイド面12sとは平行である。角θs1が鈍角であることで、分割コア10は、巻線をサイド交差面12fsに接するように配置することができ、スロット内のデッドスペースを低減できる。両面11s,12sが平行であることで、分割コア10は、コイルの外形がスロットの外形に沿った形状となるため、デッドスペースを低減できる。【選択図】図1
2008131811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルサイド面を有するティースと、ティースの一端側において、コイルサイド面から突出するヨーク部とを具えるモータ用分割コアであって、
ヨーク部は、コイルサイド面と、ティースのコイルサイド面に繋がるサイド交差面とを有しており、
ティースのコイルサイド面と、ヨーク部のサイド交差面とがつくる角を第一コアサイド角とするとき、第一コアサイド角は、鈍角であり、
ティースのコイルサイド面とヨーク部のコイルサイド面とが平行であることを特徴とするモータ用分割コア。
【請求項２】
分割コアの外周にインシュレータが配置され、
このインシュレータは、ティースのコイルサイド面を覆うサイド被覆面と、ヨーク部のサイド交差面を覆うヨークサイド被覆面とを具え、
サイド被覆面とヨークサイド被覆面とがつくる角を第一絶縁サイド角とするとき、第一絶縁サイド角が120°であることを特徴とする請求項1に記載のモータ用分割コア。
【請求項３】
分割コアの第一コアサイド角とインシュレータの第一絶縁サイド角とが等しいことを特徴とする請求項2に記載のモータ用分割コア。
【請求項４】
分割コアは、更に、ティースの他端側において、コイルサイド面から突出する鍔部を具え、
鍔部は、ティースのコイルサイド面に繋がる鍔サイド交差面を有しており、
この分割コアの外周にインシュレータが配置され、
このインシュレータは、ティースのコイルサイド面を覆うサイド被覆面と、鍔部の鍔サイド交差面を覆う鍔被覆面とを具え、
サイド被覆面と鍔被覆面とがつくる角を第二絶縁サイド角とするとき、第二絶縁サイド角が90°であることを特徴とする請求項1に記載のモータ用分割コア。
【請求項５】
分割コアは、更に、ティースの他端側において、コイルサイド面から突出する鍔部を具え、
鍔部は、ティースのコイルサイド面に繋がる鍔サイド交差面を有しており、
この分割コアの外周にインシュレータが配置され、
このインシュレータは、ティースのコイルサイド面を覆うサイド被覆面と、鍔部の鍔サイド交差面を覆う鍔被覆面とを具え、
サイド被覆面と鍔被覆面とがつくる角を第二絶縁サイド角とするとき、第二絶縁サイド角が120°であることを特徴とする請求項1に記載のモータ用分割コア。
【請求項６】
ティースのコイルサイド面と鍔部の鍔サイド交差面とがつくる角を第二コアサイド角とするとき、
分割コアの第二コアサイド角とインシュレータの第二絶縁サイド角とが等しいことを特徴とする請求項4又は5に記載のモータ用分割コア。
【請求項７】
ヨーク部は、ティースの全周に亘って突出して設けられていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のモータ用分割コア。
【請求項８】
ティースは、コイルエンド面を有しており、
ヨーク部は、ティースのコイルエンド面と面一である平坦エンド面と、コイルエンド側において平坦エンド面に繋がるエンド交差面とを有しており、
平坦エンド面とエンド交差面とがつくる角をコアエンド角とするとき、コアエンド角が90°であることを特徴とする請求項7に記載のモータ用分割コア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの構成部材に利用される分割コアに関するものである。特に、デッドスペースを低減することができるモータ用分割コアに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁性材料からなるコアと、このコアに配置されるコイルとを有するローターやステーターがモータの構成部材に利用されている。図10(I)は、ステーターの一例を示す概略構成図、(II)は、このステーターを構成する分割ステーターの概略構成を示す断面図である。図10(II)では、左側にのみコイルを記載し、右側のコイルを省略している。以下、図面において同一符号は同一物を示す。ステーターSは、分割コア100とコイルCとを有する複数の分割ステーターmを環状に組み合わせて構成される。分割コア100は、T字状の鋼板を複数積層させたT字状体であり、直方体状のティース101と、ティース101の一端側(図10(II)では上方側)において、ティース101のコイルサイド面101sから突出するヨーク102と、他端側(同下方側)において、同コイルサイド面101sから突出する鍔103とから構成される。コイルサイド面101sを含むティース101の外周面、ヨーク102における鍔との対向面102f、及び鍔103におけるヨークとの対向面103fは、絶縁材料からなるインシュレータ110で覆われる(特許文献1図16参照)。コイルCは、ティース101の外周に巻線wを巻回して形成され、インシュレータ110で覆われた三面101s,102f,103fで囲まれる空間(スロット)104に収納される。ヨーク102のコイルサイド面102sの延長面102seがスロット104のコイルサイド側の外形をつくる。
【０００３】
ここでは、分割コアにおいて、モータを組み立てたときに他の分割コアと隣り合う側をコイルサイド側と呼び、この側に配される面をコイルサイド面と呼ぶ。また、ここでは、分割コアにおいて、モータを組み立てたときにモータの回転軸Cm方向に向く側をコイルエンド側と呼び、この側に配される面(図10(I)では、正面にみえる面)をコイルエンド面と呼ぶ。
【０００４】
分割コア100は、ティース101のコイルサイド面101sとヨーク102の対向面102fとがつくる角(以下、この角をコア角と呼ぶ)をθとするとき、θ＝90°である。このような分割コア100のティース101の外周に巻線wを多層に整列巻きしてコイルCを形成すると、ヨーク102の対向面102fと巻線wとの間、及び鍔103の対向面103fと巻線wとの間にデッドスペース(巻線が配置できない空間)105ができる。デッドスペース105を低減するために、引用文献1は、コア角θ＝120°にすることを開示している。また、引用文献1は、コア角を120°にすることで、鉄損を低減できることも開示している。
【０００５】
【特許文献１】特開2000-324728号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、コア角を120°にした分割コアであっても、まだデッドスペースが多い。
コア角が120°であっても、図10(II)に示すようにティース101のコイルサイド面101sとヨーク102のコイルサイド面102s(延長面102se)が非平行である分割コアは、コイルを形成すると、そのコイルの外形が階段状になる(特許文献1図2参照)。そのため、スロット104に階段状のデッドスペース106ができる。デッドスペースが多い分割コアは、占積率が低下し、モータのトルクの低下を招く。
【０００７】
そこで、本発明の主目的は、デッドスペースを低減することができるモータ用分割コアを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
デッドスペースを低減して占積率を向上すると、モータのトルクが高くなり易い。また、鉄損を低減すると、モータの出力が大きくなり易い。そこで、本発明者は、高トルクや高出力のモータに適した分割コアの形状を検討した。
【０００９】
[検討1  ティースのコイルサイド面の傾きを変更する]
図5に示す二つの分割コア(モデルI,II)を作製した。
図5(I)に示すモデルIは、ティースTのコイルサイド面TsとヨークYの対向面Yfとがつくるコア角θsが90°で、ティースTのコイルサイド面TsとヨークYのコイルサイド面Ysとが非平行となるように形成している。即ち、ティースTの両コイルサイド面Ts間を二等分する二等分線Bに対して、ティースTの両コイルサイド面Tsは平行しており、ヨークYの対向面Yfは直交している。
図5(II)に示すモデルIIは、二等分線Bに対して、ヨークYの対向面Yfを直交した状態とし、ティースTのコイルサイド面Tsを傾斜させて、コア角θsが鈍角(約100°)となるようにすると共に、ティースTのコイルサイド面TsとヨークYのコイルサイド面Ysとが平行となるように形成している。ティースTのコイルサイド面Tsの傾きは、モデルI,IIにおけるコイルサイド側のスロットsの面積が等しくなるように調整している。なお、スロット(s)は、ティースTのコイルサイド面Ts、ヨークYの対向面Yf(後述する検討2では傾斜面Yfsも含む)、ヨークYのコイルサイド面Ysの延長面、及び鍔Fの端面の延長面で囲まれる空間である。
【００１０】
モデルI,IIは、同じ材質の磁性材料を用いている。また、モデルI,IIは、ティースのコイルサイド面と鍔の対向面とがつくる鍔角をそれぞれ90°、鋭角としている。
【００１１】
モデルI,IIにインシュレータを配置して、巻線を多層に整列巻きしてコイルを形成し、モデルIを具えるモータと、モデルIIを具えるモータとを作製する。巻線は、モデルI,IIとも同じものを使用し、巻線のターン数も等しくしている。
【００１２】
なお、各モデルを組み合わせて環状にしたときのサイズ(内径、外径)は、両モデルとも同じであり、モータ全体のサイズも両モデルとも同じである。このサイズに関する点は、後述する検討2,3についても同様である。
【００１３】
得られた二つのモータについて、磁束密度の分布状態、無負荷(電流0)での鉄損、最大電流時のトルク及び出力を測定した。その結果を表1に示す。電流値などの試験条件は、いずれのモータとも同じである。鉄損、トルク、及び出力は、モデルIの結果を100％とし、モデルIIの結果を相対的に示す。この評価方法は、後述する検討2,3についても同様である。
【００１４】
磁束密度の分布は、磁束密度の大きさを色別(大きい順に赤,橙,黄,緑,水色,青,紫)で表わす解析装置を用いて調べた。表1では、解析結果を模式的に示しており、網目ハッチングの領域が赤色、斜線ハッチングの領域が橙〜水色、縦線ハッチングの領域が青色、ハッチングがない領域が紫色を示す。実際の色の変化は傾斜的であり、表1に示すような明確な境界は表れ難い。この磁束密度の分布に関する点は、後述する検討2,3についても同様である。
【００１５】
【表１】
2008131811.tif 000003
【００１６】
表1に示すように、モデルIIは、モデルIと比較して、磁束密度が大きい領域が小さく、鉄損も少なく、トルク及び出力の双方とも大きい。
【００１７】
モデルIIは、ティースの幅(ティースの一方のコイルサイド面から他方のコイルサイド面までの距離)が鍔FからヨークYに向かって広くなるように、コア角θsを鈍角としている。そのため、モデルIIは、磁束が通過し易くなり、磁束密度が小さくなったと考えられる。そして、磁束密度の低下により、モデルIIは、鉄損が小さくなったと考えられる。この試験では、無負荷状態の鉄損を測定したため低減率が小さいが、負荷時、特に最大電流時の鉄損を測定した場合、モデルIIは、モデルIとの差が顕著に顕れると考えられる。更に、鉄損の低減により、モデルIIは、出力が大きくなったと考えられる。
【００１８】
一方、モデルIは、ティースの大部分が磁束密度の大きい領域となっており、磁気飽和状態であると考えられる。そのため、モデルIは、トルクが低く、損失が大きくなったと考えられる。これに対し、モデルIIは、ティースにおいて磁束密度が大きい領域が小さい。そのため、モデルIIは、磁束が飽和しない範囲で磁束を有効活用できたことで、トルクが高くなったと考えられる。また、トルクの向上は、出力の向上の一因となったと考えられる。
【００１９】
この試験では、モデルI,IIのターン数を同数としたが、実際には、モデルIIの方がターン数を多くすることができる。モデルIIは、コア角が鈍角であるため、巻線を多層に整列巻きする場合、ヨークの対向面に巻線を接触させ易くなり、これら対向面と巻線との間のデッドスペースを低減できる。かつ、モデルIIは、ティースのコイルサイド面とヨークのコイルサイド面とが平行であるため、巻線を多層に整列巻きする場合、コイルの外形が階段状にならず、コイルサイド面に平行するような平滑な形状となる。従って、モデルIIは、スロット内に階段状のデッドスペースが生じない。このようにデッドスペースを低減することで、モデルIIは、ターン数を増加させることができ、ターン数の増加により、トルクをより向上することができる。
【００２０】
以上のことから、コア角を鈍角にすると共に、ティースのコイルサイド面とヨークのコイルサイド面とが平行するように分割コアを形成することで、占積率を高め、トルクの向上のみならず、出力の向上をも図ることができる。
【００２１】
[検討2  コア角の大きさを変更する]
上記検討1から、コア角は、鈍角が好ましいことが分かった。そこで、上記モデルIIを基本構成とし、コア角の大きさを変更した分割コアを作製し、検討1と同様にして磁束密度の分布、鉄損、トルク、出力を調べた。結果を表2に示す。
【００２２】
図6に示す三つの分割コア(モデルII',III,IV)を作製した。図6において破線はインシュレータを示し、(I)において巻線w内の数字「Xy」は、「X」が層数、「y」がその層内のターン数を示す。層数及びターン数は、2本で1層及び1ターンとしている。
【００２３】
図6(I)に示すモデルII'は、モデルIIと同様にコア角θsが約100°である。
図6(II),(III)に示すモデルIII及びIVは、ヨークYのコイルサイド面Ysの面積がモデルII'と等しくなるように形成している。具体的には、モデルII'におけるティースTのコイルサイド面TsとヨークYの対向面Yfとがつくる角部を埋めるようにして、コア角θsを変化させている。モデルIII,IVは、ティースTのコイルサイド面TsとヨークYの対向面Yfとに繋がる傾斜面Yfsを有する分割コアとし、コイルサイド面Tsと傾斜面Yfsとがつくる角をコア角θsとする(θs＝120°)。モデルIIIの傾斜面Yfsは、対向面Yfの中間部に繋がり、モデルIVの傾斜面Yfsは、対向面Yfのコイルサイド側端部に繋がっている。傾斜面Yfsの形成により、三つのモデルは、コイルサイド側のスロットの面積が異なる(モデルII'のスロット面積＞モデルIIIのスロット面積＞モデルIVのスロット面積)。
【００２４】
モデルII',III,IVは、同じ材質の磁性材料を用いている。また、いずれのモデルも、ティースTのコイルサイド面TsとヨークYのコイルサイド面Ysとを平行にし、鍔角(図示せず)を鈍角(120°)としている。
【００２５】
モデルII',III,IVにインシュレータを配置して、巻線を多層に整列巻きしてコイルを形成し、各モデルを具えるモータをそれぞれ作製する。巻線wは、モデルII',III,IVとも同じものを使用している。巻線は、2本同時に巻回している。
【００２６】
【表２】
2008131811.tif 000004
【００２７】
表2に示すように、モデルIII,IVは、モデルII'と比較して、ターン数が減少したため、トルクが減少したと考えられる。しかし、モデルIII,IVは、鉄損が非常に低減され、出力が大きくなっている。鉄損が低減された理由は、ターン数の減少に加えて、ティースTのコイルサイド面TsとヨークYの対向面Yfとがつくる角部近傍の鉄損が小さくなったため、全体として鉄損が小さくなったと考えられる。出力が大きくなった理由は、ターン数の減少に加えて、鉄損の低減により磁束を有効活用できたためと考えられる。
【００２８】
以上のことから、コア角が120°の分割コアは、鉄損の低減及び出力の向上に非常に効果がある。また、このコア角が120°のコアは、ターン数の低下によりトルクが若干低下するものの、鉄損を非常に低減できるため、(トルク/ターン数)値を向上できる。更に、このコアは、整列巻きによりコイルを形成すると、巻線とコア(インシュレータ)との間のデッドスペースを低減できるため、占積率を高められる。
【００２９】
[検討3  鍔角の大きさを変更する]
上記検討1,2は、コア角について検討した。次に、鍔角について検討した。上記モデルII'を基本構成とし、鍔角の大きさを変更した分割コアを作製し、検討1と同様にして磁束密度の分布、鉄損、トルク、出力を調べた。結果を表3に示す。
【００３０】
図7に示す三つの分割コア(モデルII'',V,VI)を作製した。
図7(I)に示すモデルII''は、モデルII'と概ね同様の形状であり(鍔角:120°)、図7(II)に示すモデルVは、鍔角を105°、図7(III)に示すモデルVIは、鍔角を90°としている。鍔角を変化させたことで、三つのモデルは、コイルサイド側のスロットの面積が異なる(モデルII''のスロット面積＜モデルVのスロット面積＜モデルVIのスロット面積)。
【００３１】
モデルII'',V,VIは、同じ材質の磁性材料を用いている。また、いずれのモデルも、ティースのコイルサイド面とヨークのコイルサイド面とを平行にし、コア角を約100°としている。
【００３２】
モデルII'',V,VIにインシュレータを配置して、巻線を多層に整列巻きしてコイルを形成し、各モデルを具えるモータをそれぞれ作製する。巻線は、モデルII'',V,VIとも同じものを使用し、巻線のターン数も等しくしている。
【００３３】
【表３】
2008131811.tif 000005
【００３４】
表3に示すように、いずれのモデルも、トルクが概ね等しく、鍔角の大きさの違いによるトルクの差がほとんどない。しかし、モデルII''は、モデルV,VIと比較して、鉄損が小さいものの、出力も小さい。つまり、鉄損と出力とがトレードオフの関係にある。従って、鍔角の大きさは、トルクの向上、出力の向上、鉄損の低減という総合的な効果に対して、大きく影響しないと考えられる。
【００３５】
以上の知見に基づき、本発明分割コアは、コア角が鈍角であり、ティースのコイルサイド面とヨーク部のコイルサイド面とが平行な構成とする。具体的には、本発明モータ用分割コアは、コイルサイド面を有するティースと、ティースの一端側において、コイルサイド面から突出するヨーク部とを具える。ヨーク部は、コイルサイド面と、ティースのコイルサイド面に繋がるサイド交差面とを有する。そして、本発明コアは、ティースのコイルサイド面と、ヨーク部のサイド交差面とがつくる角を第一コアサイド角とするとき、第一コアサイド角が鈍角である。また、本発明コアは、ティースのコイルサイド面とヨーク部のコイルサイド面とが平行である。この構成により、本発明分割コアは、高トルクや高出力のモータを提供することができる。
【００３６】
本発明コアは、外周に巻線が巻回される柱状のティースと、このティースの周縁から突出するヨーク部とを具え、コイルエンド側から見たとき、T字状である。ティース及びヨーク部は、第一コアサイド角が鈍角(90°超)となるように設ける。
【００３７】
ティースは、代表的には、対向配置される一対のコイルエンド面、及び対向配置される一対のコイルサイド面を具える。ティースの両コイルサイド面は、その延長面が交差するように設ける、つまり、両コイルサイド面間を二等分する二等分線に対して傾斜するように設ける。ティースのコイルエンド面は、ヨーク部を有する一端側から他端側に向かって幅(両コイルサイド面間の距離)が狭くなるように設ける。傾斜角は、上記第一コアサイド角の大きさに応じて変化させる。ティースの両コイルサイド面が二等分線に平行であると、第一コアサイド角を鈍角にするために、ヨーク部のコイルサイド面の面積が小さくなることが考えられる。ヨーク部のコイルサイド面は、磁気特性に大きく影響する。そのため、本発明コアは、ティースのコイルサイド面を傾斜させる。
【００３８】
ティースの両コイルエンド面は、平行するように設けてもよいし、両コイルエンド面間を二等分する二等分線に対して傾斜するように設けてもよい。つまり、ティースのコイルサイド面が一端側から他端側に向かって幅(両コイルエンド面間の距離)が広くなるようにコイルサイド面を設ける。このようなティースは、一端側から他端側の全域に亘って断面積をほぼ等しくして、磁束密度を均一的にできる。
【００３９】
また、ティースは、段差を具えていてもよい。段差の大きさを調整することで、巻線のターン数を増減することができる。
【００４０】
ヨーク部もティースと同様に、一対のコイルエンド面と、一対のコイルサイド面とを具える。また、ヨーク部は、ティースのコイルサイド面に繋がるサイド交差面を具える。サイド交差面は、ティースのコイルサイド面の全域に亘って設けることが好ましい。サイド交差面の外周には、コイルを形成する巻線が配置される。
【００４１】
ヨーク部のコイルサイド面は、他の分割コアのコイルサイド面に接した状態で磁気回路を形成する。そのため、コイルサイド側だけでなく、ティースのコイルエンド面からも突出するように、即ち、ティースの全周に亘ってヨーク部を設けた分割コアとすると、ヨーク部のコイルサイド面(磁路面積)が増大し、通過磁束量を増大できる。トルクは、通過磁束量に応じて増大するため、このような分割コアにより高トルクのモータが得られる。ティースの全周に亘ってヨーク部を具える分割コアの場合、コイルエンド側においてヨーク部は、ティースのコイルエンド面と面一である平坦エンド面と、平坦エンド面から突出する突出エンド面と、平坦エンド面に繋がるエンド交差面とを具えるように形成する。平坦エンド面は、ヨーク部のサイド交差面とも繋がる。
【００４２】
コイルサイド側にのみヨーク部を具える分割コアの場合、ヨーク部のコイルエンド面は、ティースのコイルエンド面と面一にすると、ヨーク部側及び後述する鍔部側のいずれからも巻線を導入できる。なお、巻線の導入は、通常、コイルエンド側で行う。
【００４３】
また、本発明コアは、ヨーク部のコイルサイド面とティースのコイルサイド面とが平行するように形成する。ここで、コイルサイド側のスロットは、ティースのコイルサイド面と、ヨーク部のコイルサイド面の延長面とで挟まれる空間でつくられる。つまり、ヨーク部のコイルサイド面の延長面は、スロットの外形をつくる。従って、本発明コアは、ティースのコイルサイド面とスロットの外形をつくる面とが平行になるため、ティースの外周に沿って巻線を多層に整列巻きすると、巻線がつくる各層の外形は、スロットの外形に平行になる。つまり、コイルの外形もスロットの外形に平行になる。従って、本発明コアは、スロット内のデッドスペースを効果的に低減して、占積率を高められる。
【００４４】
本発明コアは、第一コアサイド角を鈍角とする。ヨーク部のコイルサイド面の面積を一定にして、スロットが小さくならないように第一コアサイド角を大きくすると、ティースが小さくなる恐れがある。従って、第一コアサイド角は、90°超135°以下が好ましい。特に、第一コアサイド角が120°である分割コアでは、巻線を多層に整列巻きする場合、各層の端部の巻線をサイド交差面に接するように配置できるため、サイド交差面と巻線との間にデッドスペースがほとんどできない。少なくとも一方のコイルサイド側の第一コアサイド角が鈍角であればよいが、両コイルサイド側の第一コアサイド角が鈍角であることが好ましい。
【００４５】
第一コアサイド角は、両コイルサイド側において等しくして、対称形状のコアとすると、例えば、本発明コアを圧粉成形する際、成形性に優れる。これらの点は、後述する第二コアサイド角についても同様である。
【００４６】
本発明コアがティースの全周に亘ってヨーク部を具える場合、平坦エンド面と、エンド交差面とがつくる角をコアエンド角とするとき、コアエンド角は90°が好ましい。即ち、ヨーク部は、平坦エンド面とエンド交差面とが直交するように形成する。コアエンド角が90°である分割コアは、例えば、コアを圧粉成形する際、圧力を均一的に施すことができ、成形性に優れる。また、このコアは、平坦エンド面に巻線を配置し易い。少なくとも一方のコイルエンド側のコアエンド角が90°であればよいが、両コイルエンド側のコアエンド角が90°であることが好ましい。
【００４７】
本発明コアがティースの全周に亘ってヨーク部を具える場合を考える。このコアにおいて、巻線の導入を後述する鍔部側から行う場合、図8(I)に示すようにヨーク部Yのエンド交差面Yfeは、両サイド交差面YfsにおいてティースTから離れる側の端部を結ぶ直線Ly上に位置させることが好ましい。サイド交差面Yfsが直線Ly上に位置することで、ヨーク部Yのコイルサイド面Ysの面積を最も大きくできる。なお、図8において、矢印は、巻線の導入方向の例を示す。
【００４８】
一方、巻線の導入をヨーク部側から行う場合、図8(I)に示すようにエンド交差面Yfeが直線Ly上であると、巻線の始端部の一部は、平坦エンド面YF(ティースTとヨーク部Yとの境界線Lbと直線Lyとの間の面)に配置される。そのため、図8(I)に示すコアは、巻線を多層に巻回する際、各層をつくる巻線が平坦エンド面YFに配された巻線の始端部に接触して、巻線を多層に巻回することができない。そこで、ヨーク部側から巻線を導入する場合、エンド交差面Yfeは、図8(II)に示すように直線Lyからヨーク部Yの外側面Yo側(図8において上側)に後退させ、巻線の始端部を配置できる領域を設ける。特に、コアエンド角を90°にしたコアは、巻線の始端部をこの領域に確実に配置できる。直線Lyとエンド交差面Yfeとの間隔は、巻線の始端部が配置可能な程度にすればよく、大き過ぎると、ヨーク部Yのコイルサイド面の面積を減少させるため、好ましくない。
【００４９】
エンド交差面Yfeは、図8(II)に示すように直線Lyに平行に設けてもよいが、図8(III)に示すように直線Lyに交差するように設けてもよい。エンド交差面Yfeが傾斜していることで、巻線の始端部は、エンド交差面Yfeに沿わせて配置させることができる。図8(III)では、V字状のエンド交差面Yfeを示しているが、エンド交差面Yfeは、少なくとも一部が傾斜していればよい。例えば、両コイルサイド面Ysを二等分する二等分線Bを中心として、一方のコイルサイド側のエンド交差面Yfeを傾斜させ、他方のコイルサイド側のエンド交差面Yfeを破線で示すように直線Lyに平行にしてもよい。つまり、コイルエンド側からみたとき、非対称なコアとしてもよい。図8に実線で示すコアのようにコイルエンド側からみたとき対称なコアは、このコアを圧粉成形する際、成形性に優れる。
【００５０】
本発明コアは、更に、ヨーク部と対向するように鍔部を具えてもよい。鍔部は、ティースにおいてヨーク部が突出する一端側と逆の他端側から突出するように設ける。鍔部は、コイルサイド側のみでも、コイルサイド側及びコイルエンド側の双方に設けてもよい。巻線を鍔部側から導入する場合、鍔部は、コイルサイド側にのみ設けることが好ましい。
【００５１】
本発明コアがコイルサイド側に鍔部を具えており、鍔部においてティースのコイルサイド面と繋がる鍔サイド交差面と、ティースのコイルサイド面とがつくる角を第二コアサイド角とするとき、第二コアサイド角は、90°以上135°以下が好ましい。特に、第二コアサイド角が90°であるコアは、スロットが大きくなり、120°であるコアは、上記第一コアサイド角が120°である場合と同様にデッドスペースを低減できる。
【００５２】
本発明コアは、鋼や鉄といった軟磁性材料にて形成する。また、本発明コアは、板材の積層体や粉末を加圧成形した圧粉成形体、或いは板材の積層体と圧粉成形体との組み合せ物により形成できる。特に、ティースの全周に亘ってヨーク部が突出した分割コアは、圧粉成形体とすると、製造が容易である。また、圧粉成形体とする際、対称な形状の分割コアは、製造時の圧力を均一的にすることができ、成形性に優れる。圧粉成形体は、磁気の方向性が一定である板材の積層体と比較して、磁気の方向性の自由度が大きく、磁気特性に優れる。
【００５３】
本発明コアと巻線との間の絶縁性を高めるために、本発明コアの外周において少なくとも巻線が接触する箇所には、絶縁材料からなるインシュレータを配置することが好ましい。例えば、インシュレータは、ティースの外周面、ヨーク部のサイド交差面・エンド交差面・コイルエンド面(特に、平坦エンド面)、鍔部の鍔サイド交差面を覆うものが挙げられる。インシュレータは、コアの外形に沿った相似形状及び非相似形状のいずれでもよい。絶縁材料は、PPS(Poly  Phenylene  Sulfide)やLCP(Liquid  Crystal  Polymer)といった樹脂が挙げられる。
【００５４】
インシュレータが、ティースのコイルサイド面を覆うサイド被覆面と、ヨーク部のサイド交差面を覆うヨークサイド被覆面とを具える場合、サイド被覆面とヨークサイド被覆面とがつくる角を第一絶縁サイド角とするとき、第一絶縁サイド角も第一コアサイド角と同様に鈍角、具体的には90°超135°以下にする。特に、第一絶縁サイド角が120°であるインシュレータは、上記第一コアサイド角が120°である分割コアと同様に、デッドスペースを低減できる。
【００５５】
第一絶縁サイド角を第一コアサイド角に等しくなるようにインシュレータを形成すると、インシュレータにおいてサイド交差面を覆う箇所近傍が局所的に厚くなることを抑制できる。ここで、分割コアは、放熱部材としても機能するため、インシュレータが厚いと、コイルの熱がコアに伝わり難くなり、放熱性が低下する。従って、インシュレータは、できるだけ薄いことが望まれる。例えば、第一コアサイド角が90°超120°未満であるときに第一絶縁サイド角を120°にしようとすると、コアの角部を埋めるようにインシュレータを形成することになるため、インシュレータが部分的に厚くなる。従って、サイド被覆面は、ティースのコイルサイド面に沿ってこの面と平行するように設け、ヨークサイド被覆面は、サイド交差面に沿ってこの面と平行するように設けることが好ましい。
【００５６】
本発明コアが鍔部を具えており、インシュレータが、上記サイド被覆面と、鍔部の鍔サイド交差面を覆う鍔被覆面とを具える場合、サイド被覆面と鍔被覆面とがつくる角を第二絶縁サイド角とするとき、第二絶縁サイド角は、90°〜135°が好ましい。第二絶縁サイド角が120°であるインシュレータは、上記第一コアサイド角が120°である分割コアと同様に、デッドスペースを低減できる。第二絶縁サイド角が90°であるインシュレータは、スロットを大きくできる。第二絶縁サイド角αs2が第二コアサイド角θs2と異なるインシュレータI1は、図9(I)に示すように鍔部Fの鍔サイド交差面Ffを覆う箇所近傍が部分的に厚く、第二絶縁サイド角αs2が第二コアサイド角θs2に等しいインシュレータI2は、図9(II)に示すように鍔部Fの鍔サイド交差面Ffを覆う箇所近傍が薄い。なお、図9においてインシュレータは、右側のみ示し、左側は省略している。
【００５７】
インシュレータでエンド交差面及び平坦エンド面を覆う場合、両面がつくる角部を埋めるようにインシュレータを形成することが好ましい。つまり、インシュレータは、ティースのコイルエンド面を被覆するエンド被覆面に繋がるヨークエンド被覆面を有するようにする。エンド被覆面とヨークエンド被覆面とがつくる角を第一絶縁エンド角とするとき、第一絶縁エンド角は鈍角が好ましい。特に、第一絶縁エンド角は、100〜135°が好ましい。また、第一絶縁エンド角を第一絶縁サイド角と等しくすると、コイルサイド側とコイルエンド側との間で巻線を移行し易い。
【００５８】
インシュレータは、鍔部の有無に係わらず、ティースの外周面を覆う面、即ち、サイド被覆面及びエンド被覆面の鍔部側(ティースの他端側)から突出するように鍔側フランジを具えることが好ましい。鍔側フランジを具えることで、巻線を多層に巻回し易い。上記鍔被覆面は、鍔側フランジの一部を構成する。巻線を鍔部側から導入する場合、少なくとも一方のコイルエンド側において鍔側フランジの一部を切り欠いて、導入溝を設けておく。
【００５９】
エンド被覆面と鍔側フランジとがつくる角を第二絶縁エンド角とするとき、第二絶縁エンド角は、90〜135°が好ましい。特に、第二絶縁エンド角を第二絶縁サイド角と等しくすると、コイルサイド側とコイルエンド側との間で巻線を移行し易い。
【００６０】
巻線をヨーク部側から導入する場合、上述したように図8(II),(III)に示す分割コアのように、巻線の始端部が配置可能な箇所を有する分割コアを利用する。このとき、インシュレータは、上述したようにエンド交差面と平坦エンド面とがつくる角部を埋めるように形成する、即ち、第一絶縁エンド角が鈍角となるように形成すると、コイルサイド側とコイルエンド側との間で巻線を移行し易い。しかし、上記角部を埋めると、巻線の始端部を平坦エンド面の所定の箇所に配置できない。従って、巻線の始端部を平坦エンド面の所定の箇所に配置でき、かつそこからティース側に巻線を引き出せるように、この角部を埋めた箇所には、導入溝を設ける。導入溝は、少なくとも一方のコイルエンド側に設ける。
【００６１】
本発明コアは、モータを構成する分割ステーターなどのモータ部品に利用される。モータ部品は、本発明コアのティース(インシュレータ)の外周に巻線を巻回してコイルを形成することで得られる。特に、巻線を多層に整列巻きして形成されたコイルは、占積率を向上できる。巻線は、丸線の他、角線などの種々のものが利用できる。巻線は、導体の外周に絶縁被覆を具えるものを利用する。
【００６２】
上記モータ部品を所定数用意し、これらモータ部品を環状に配置し、環状部材を用いて環状に保持することで、例えば、アウター型ローターやインナー型ローターのモータのステーターに利用できる。環状に配された各モータ部品は、コイルをつくる巻線の端部を接続し、集中巻き構造とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００６３】
本発明モータ用分割コアは、デッドスペースを低減して、占積率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６４】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
＜実施例1＞
[分割コア]
図1(I)は、本発明モータ用分割コアをコイルエンド側からみた正面図、(II)は、本発明コアをコイルサイド側からみた正面図、(III)は、本発明コアの斜視図である。分割コア10は、柱状のティース11と、ティース11の一端側(図1(I)において上側)から突出するヨーク部12と、他端側(同下側)から突出する鍔部13とを具える。ヨーク部12は、ティース11の全周に亘ってティース11と一体に設けられている。そのため、分割コア10は、コイルサイド側及びコイルエンド側のいずれから見てもT字状である。分割コア10は、主としてティース11の外周にインシュレータ(後述)が配置され、その上に巻線が巻回されて分割ステーターとなる。このような分割ステーターを複数用意し、各分割ステーターのヨーク部12のコイルサイド面12s同士を接触させて円環状に保持することで、モータステーターが形成される。
【００６５】
分割コア10の最も特徴とするところは、ティース11のコイルサイド面11sとヨーク部12においてティース11のコイルサイド面11sに交わるサイド交差面12fsとがつくる角(第一コアサイド角)θs１が鈍角である点、ティース11のコイルサイド面11sとヨーク部12のコイルサイド面12sとが平行である点にある。
【００６６】
ティース11は、一対のコイルエンド面11eと、一対のコイルサイド面11sとから構成される。各コイルサイド面11sは、両コイルサイド面11s間を二等分する二等分線Bに対して傾斜し、その延長面が交差するように対向配置される長方形状面である。各コイルエンド面11eは、鍔部13側からヨーク部12側に向かって広がる台形状面であり、互いに平行するように対向配置される。
【００６７】
ヨーク部12は、両コイルサイド側に、他の分割コアと接合されるコイルサイド面12sと、ティース11のコイルサイド面11sに繋がるサイド交差面12fsとを具える。そして、分割コア10では、ティース11のコイルサイド面11sとサイド交差面12fsとがつくる角(第一コアサイド角)θs１を120°としている。
【００６８】
サイド交差面12fsは、ティース11のコイルサイド面11sの全域に亘って設けられ、一方の周縁がティース11のコイルサイド面11sに繋がり、他方の周縁がヨーク部12において鍔部との対向面に繋がる。他方の周縁がヨーク部のコイルサイド面に繋がるようにサイド交差面を設けてもよい。
【００６９】
また、ヨーク部12は、両コイルエンド側に、ティース11のコイルエンド面11eに面一な平坦エンド面12Fと、平坦エンド面12Fから突出する突出エンド面12Pと、突出エンド面12P及び平坦エンド面12Fに繋がるエンド交差面12feとを具える。平坦エンド面12Fは、両サイド交差面12fsに繋がる面であり、図1(I)に示すようにティース11とヨーク部12との境界線Lbからヨーク部12の外側面12oに向かって広がる台形状である。この平坦エンド面12Fとエンド交差面12feとがつくる角(コアエンド角)θeは90°である。即ち、両面12F,12feは直交している。
【００７０】
鍔部13は、コイルサイド側にのみ設けられている。分割コア10では、この鍔部13において、ティース11のコイルサイド面11sと繋がる鍔サイド交差面13fとティース11のコイルサイド面11sとがつくる角(第二コアサイド角)θs2を120°としている。
【００７１】
また、分割コア10は、ティース11のコイルサイド面11sとヨーク部12のコイルサイド面12sとが平行であり、ティース11のコイルエンド面11eとヨーク部12の突出エンド面12Pとが平行である。
【００７２】
分割コア10は、軟磁性材料からなる粉末を用いた圧粉成形体であり、ティース11、ヨーク部12及び鍔部13が一体成形されている。圧粉成形体とすることで、複雑な形状の分割コア10を簡単に、かつ高精度に成形できる。また、分割コア10は、コイルサイド側及びコイルエンド側の双方において対称な形状であり、成形性に優れる。
【００７３】
[インシュレータ]
図2は、分割コア10の外周にインシュレータを配置した状態を示す図であり、(I)は、コイルエンド側からみた正面図、(II)は、コイルサイド側からみた正面図である。なお、図2(I)において左側にのみ巻線(断面)を示し、右側は省略している。インシュレータ20は、分割コア10と巻線wとを絶縁する部材であり、主としてティース11の外周を覆う。具体的には、インシュレータ20は、ティース11の外周面を覆う筒状部21と、筒状部21の一端側において突出して設けられるヨーク側フランジ22と、同他端側において突出して設けられる鍔側フランジ23とを具える。筒状部21は、ティース11のコイルサイド面11sを覆うサイド被覆面21sと、同コイルエンド面11eを覆うエンド被覆面21eとを有する。ヨーク側フランジ22は、筒状部21の全周に亘って設けられており、両コイルサイド側に、ヨーク部12のサイド交差面12fsを覆うヨークサイド被覆面22fsを有する。鍔側フランジ23は、筒状部21の全周に亘って設けられており、両コイルサイド側に、鍔部13の鍔サイド交差面13fを覆う鍔サイド被覆面23sを具える。
【００７４】
筒状部21は、ティース11の外周面に沿って形成し、ティース11のコイルサイド面11sとサイド被覆面21sとが平行、同コイルエンド面11eとエンド被覆面21eとが平行である。ヨークサイド被覆面22fsは、サイド交差面12fsに沿って平行するように形成している。従って、サイド被覆面21sとヨークサイド被覆面22fsとがつくる角(第一絶縁サイド角)αs1は、第一コアサイド角θs１と同様に120°である。また、鍔サイド被覆面23sは、鍔部13の鍔サイド交差面13fに沿って平行するように形成しており、サイド被覆面21sと鍔サイド被覆面23sとがつくる角(第二絶縁サイド角)αs2は、第二コアサイド角θs2と同様に120°である。
【００７５】
また、インシュレータ20(ヨーク側フランジ22)は、図2(II)に示すように、ヨーク部12の平坦エンド面12Fとエンド交差面12feとがつくる角部を埋める箇所を有する。この箇所は、コイルサイド側からみたとき、エンド被覆面21eからヨーク部側に向かって幅が広くなる傾斜形状であり、コイルエンド側にヨークサイド被覆面22fsと滑らかに接続されるヨークエンド被覆面22feを有する。即ち、ヨーク側フランジ22は、コイルエンド側に、エンド被覆面21eに繋がるヨークエンド被覆面22feを有する。エンド被覆面21eとヨークエンド被覆面22feとがつくる角(第一絶縁エンド角)αe1は、第一絶縁サイド角αs1と同様に120°である。
【００７６】
更に、インシュレータ20は、図2(II)に示すように、コイルエンド側において鍔部13を覆う箇所を有する。この箇所は、エンド被覆面21eから突出して設けられ、鍔サイド被覆面23sと滑らかに接続される。より具体的には、鍔側フランジ23は、コイルサイド側からみたとき、エンド被覆面21eから分割コア10の端面側(図2において下側)に向かって幅が広くなる傾斜部分を有し、この傾斜部分に、エンド被覆面21eに繋がる鍔エンド被覆面23eを有する。鍔エンド被覆面23eとエンド被覆面21eとがつくる角(第二絶縁エンド角)αe2は、第二絶縁サイド角αs2と同様に120°である。また、この鍔部13を覆う箇所には、鍔部側から巻線wを導入できるように、分割コア10の端面側からエンド被覆面21eに亘って一部を切り欠いて導入溝24を設けている。図2(I)に示す導入溝24は、斜線形状であるが、例えば、湾曲形状や二等分線Bに沿った直線形状でもよい。導入溝24の底面は、エンド被覆面21eと面一としているが、エンド被覆面21e側が低くなるような傾斜面としてもよい。導入溝は、一方のコイルエンド側のみに設けてもよいし、両コイルエンド側に設けてもよい。
【００７７】
その他、インシュレータ20は、突出エンド面12Pを被覆する突出被覆面22eと、ヨーク部12の対向面を覆う部分とを有する。従って、分割コア10にインシュレータ20を配置すると、ヨーク部12のコイルサイド面12s及び外側面12o、鍔部13の端面は、露出される。サイド被覆面21s,ヨークサイド被覆面22fs,鍔サイド被覆面23sで囲まれる空間がコイルサイド側のスロットをつくり、エンド被覆面21e,ヨークエンド被覆面22fe,鍔エンド被覆面23eで囲まれる空間がコイルエンド側のスロットをつくる。
【００７８】
インシュレータ20は、一対の分割片を組み合わせて一体にする構成であり、分割コア10に簡単に配置できる。分割片は、合わせ目25がコイルエンド側に位置する構成であるが、コイルサイド側に位置する構成、或いはコイルエンドとコイルサイドとの境界に位置する構成でもよい。分割片の合わせ目を接着剤などで接合すると、分割片が分割コアから脱落し難い。合わせ目25は、二等分線B上に配される直線部と、二等分線Bに平行な直線部とを有する階段状である。そのため、インシュレータ20は、接合後、分割片が分離され難くい。一方、合わせ目を二等分線B上に配される一直線状とすると、分割片を製造し易い。更に、インシュレータ20は、筒状部21の一部に嵌合溝を有することで、巻線wを整列させ易い。また、筒状部の全周に亘って段差を設けてもよい。
【００７９】
[効果]
分割コア10は、第一コアサイド角θs１が鈍角であるため、巻線を多層に整列巻きする際、スロット内のデッドスペースを低減できる。特に、第一コアサイド角θs１を120°、かつインシュレータ20の第一絶縁サイド角αs1を120°とすることで、図2(I)に示すように各層の端部の巻線をヨークサイド被覆面22fsに接した状態にできる。そのため、分割コア10は、巻線とヨークサイド被覆面22fsとの間にできるデッドスペースが非常に少ない。また、分割コア10は、第二コアサイド角θs2及び第二絶縁サイド角αs2を共に120°とすることで、各層の端部の巻線を鍔サイド被覆面23sに接した状態にできるため、デッドスペースをより低減することができる。
【００８０】
また、分割コア10は、ティース11のコイルサイド面11s(インシュレータ20のサイド被覆面21s)とヨーク部12のコイルサイド面12sとが平行である。即ち、ティース11のコイルサイド面11sがスロットの外形と平行である。従って、巻線を多層に整列巻きする際、各層をつくる巻線は、ティース11のコイルサイド面11sに沿って配置されて、スロットの外形に沿った直線形状となる。そのため、分割コア10は、コイルの外形が階段状になることで生じる階段状のデッドスペースができず、デッドスペースを低減することができる。
【００８１】
デッドスペースの低減により分割コア10は、占積率を高めて、トルクを向上することができる。
【００８２】
更に、分割コア10は、第一コアサイド角θs１が鈍角であるため、ティース11に磁束が通り易くなり、鉄損を低減できる。鉄損の低減により分割コア10は、出力を向上することができる。また、分割コア10は、磁束が飽和しない範囲で有効に磁束を利用することで、トルクを向上することができる。
【００８３】
その他、インシュレータ20は、第一絶縁エンド角αe1及び第二絶縁エンド角αe2がそれぞれ第一絶縁サイド角αs1、第二絶縁サイド角αs2に等しいことで、コイルサイド側とコイルエンド側との間で巻線wの移行を滑らかに行うことができ、巻回性に優れる。
【００８４】
また、インシュレータ20は、平坦エンド面12Fとエンド交差面12feとがつくる角部を被覆する箇所及び鍔側フランジ23の突出部分を除いて薄くなっている。そのため、インシュレータ20は、放熱性に優れる。更に、インシュレータ20は、鍔側フランジ23に導入溝24を有することで、導入溝24から巻線の始端部を導入して、始端部に繋がりコイルをつくる巻線をエンド被覆面21eからサイド被覆面21sに配置することができる。なお、巻線の終端部は、ヨーク部側或いは鍔部側のいずれかから引き出す。
【００８５】
＜実施例2＞
[分割コア]
図3(I)は、巻線をヨーク部側から導入可能な本発明モータ用分割コアをコイルエンド側からみた正面図、(II)は、本発明コアをコイルサイド側からみた正面図、(III)は、本発明コアの斜視図である。分割コア30の基本的構成は、図1に示す分割コア10と同様である。概略を述べると、分割コア30は、柱状のティース31と、ティース31の一端側においてその全周に亘って突出して設けられるヨーク部32と、ティース31の他端側においてコイルサイド面31sから突出して設けられる鍔部33とを具える。ティース31のコイルサイド面31sとヨーク部32のコイルサイド面32sとは平行である。ヨーク部32は、ティース31のコイルサイド面31sに繋がるサイド交差面32fsを具える。ティース31のコイルサイド面31sとサイド交差面32fsとがつくる第一コアサイド角θs１は120°である。ティース31のコイルサイド面31sと、鍔部33においてコイルサイド面31sに繋がる鍔サイド交差面33fとがつくる第二コアサイド角θs2も120°である。ヨーク部32は、コイルエンド側においてティース31のコイルエンド面31eと面一な平坦エンド面32Fと、平坦エンド面32Fから突出する突出エンド面32Pと、両面32F,32Pに繋がるエンド交差面32feとを具える。
【００８６】
分割コア30の最も特徴とするところは、平坦エンド面32Fにあり、実施例1の平坦エンド面12Fよりも大きくしている。具体的には、エンド交差面32feは、両サイド交差面32fsにおいてティース31から離れる側の端部を結ぶ直線Lyからヨーク部32の外側面32o側(図3(I)において上側)に後退させて設けている。また、平坦エンド面32Fとエンド交差面32feとがつくるコアエンド角θeは90°である。その他の構成は、実施例1と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００８７】
平坦エンド面32Fは、ティース31側に位置する第一領域32Iと、第一領域32Iに繋がり、ティース31から離れる側に位置する第二領域32IIとを有する。第一領域32Iは、ティース31とヨーク部32との境界線Lbと直線Lyとで挟まれる領域、第二領域32IIは、一方のコイルサイド側から他方のコイルサイド側に亘って設けられ、平坦エンド面32Fとエンド交差面32feとの境界と直線Lyとで挟まれる領域である。第一領域32Iの外周には、巻線のうち、コイルのターンをつくる部分と、この巻線に繋がり、ターンをつくらない部分(始端部)とが配置される。第二領域32IIの外周には、コイルをつくる巻線に連なる巻線の始端部が配置される。平坦エンド面32Fとエンド交差面32feとの境界と、直線Lyとの間隔は、巻線の大きさに応じて調整し、巻線の始端部が配置可能な大きさである。
【００８８】
第一領域32I及び第二領域32IIからなる平坦エンド面32Fは、いずれか一方のコイルエンド側に設ければよい。即ち、いずれか一方のコイルエンド側の平坦エンド面は、実施例1の分割コア10のように第一領域のみとしてもよい。分割コア30は、両コイルエンド側とも両領域32I,32IIからなる平坦エンド面32Fとし、対称な形状である。そのため、分割コア30は、圧粉成形性に優れる。また、このコア30は、任意の平坦エンド面32Fに巻線の始端部を配置することができる。
【００８９】
[インシュレータ]
図4は、分割コア30にインシュレータを配置した状態を示す斜視図である。なお、図4に示す分割コアは、一方のコイルエンド側に、第一領域及び第二領域からなる平坦エンド面を有し、他方のコイルエンド側に第一領域からなる平坦エンド面を有する。即ち、この分割コアは、コイルサイド側からみたとき、非対称形状であり、コイルエンド側からみたとき、対称形状である。また、図4に示すインシュレータは、分割片を組み合わせた構成であり、合わせ目を省略している。
【００９０】
インシュレータ40の基本的構成は、実施例1のインシュレータ20と同様である。概略を述べると、インシュレータ40は、ティースの外周面を覆う筒状部41と、筒状部41の一端側において突出して設けられるヨーク側フランジ42と、同他端側において突出して設けられる鍔側フランジ43とを具える。筒状部41は、サイド被覆面41s及びエンド被覆面41eを有する。ヨーク側フランジ42は、筒状部41の全周に亘って設けられており、両コイルサイド側に、ヨーク部32のサイド交差面32fsを覆うヨークサイド被覆面42fsを有し、両コイルエンド側に、ヨークエンド被覆面42feを有する。第一絶縁サイド角αs1(図示せず)は、120°である。鍔側フランジ43は、筒状部41の全周に亘って設けられており、両コイルサイド側に、鍔サイド被覆面を具える。第二絶縁サイド角αs2(図示せず)は、120°である。また、第一絶縁エンド角αe1(図示せず)及び第二絶縁エンド角αe2(図示せず)は、120°である。
【００９１】
インシュレータ40の最も特徴とするところは、平坦エンド面32Fを覆う箇所近傍の形状にある。以下、この点を詳しく説明し、その他の構成は、実施例1と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００９２】
実施例1に示すインシュレータ20は、一方のコイルサイド側から他方のコイルサイド側の全域に亘って、ヨーク部12の平坦エンド面12Fとエンド交差面12feとがつくる角部を埋める部分を有する。これに対し、インシュレータ40は、巻線の始端部wsをヨーク部側に配置するために、上記角部を埋める部分に導入溝44を設けている。より具体的には、インシュレータ40は、平坦エンド面32Fを覆う平坦被覆部42Fと、エンド交差面32feの一部を被覆するエンド交差被覆部42fと、エンド交差面32feの他部及び突出エンド面32Pを覆う突出被覆部42eと、突出被覆部42eに繋がる傾斜被覆部42dとを有する。
【００９３】
突出被覆部42eにおいてエンド交差面32feを覆う箇所は、エンド交差面32feから鍔側フランジ43側に向かって突出して設けられる。そして、この突出部分は、平坦被覆部42Fにおいて一方のコイルサイド側端部近傍が露出されるように設け、他方のコイルサイド側が突出被覆部42eに接続されて閉じられた状態である。また、この突出部分と平坦被覆部42Fとの間には、隙間を有しており、この隙間が巻線の始端部を配置する導入溝44を構成する。導入溝44は、一方のコイルサイド側(図4において右側)に開口部を有する。
【００９４】
傾斜被覆部42dは、突出被覆部42eにおいて鍔側フランジ43に対向する面に設けられる。そして、傾斜被覆部42dは、ヨークエンド被覆面42feを有する。このヨークエンド被覆面42feの延長面とエンド被覆面41eとがつくる角も120°である。傾斜被覆部42dと平坦被覆部42Fとの間には、隙間を有しており、この隙間は、突出被覆部42eの突出部分と平坦被覆部42Fとの間の隙間に連続し、この隙間も導入溝44を構成する。
【００９５】
上記構成を具えるインシュレータ40は、筒状部41のエンド被覆面41eに沿って鍔側フランジ43側から導入溝44に巻線の始端部wsを嵌め込める。巻回作業を行う場合、上述のように巻線の始端部wsを導入溝44に嵌め込み、平坦被覆面42F上に始端部wsを配置する。そして、始端部wsの一端部を導入溝44のコイルサイド側の開口部から出して固定する。また、始端部wsに繋がってコイルをつくる巻線を導入溝44の筒状部41側の開口部から出し、エンド被覆面41eを経て、サイド被覆面41sに配置して、巻線を巻回するとよい。巻回後、巻線の端部の固定を外し、図4に示すように突出被覆部42eのコイルサイド面に沿って端部を折り曲げて、ヨーク部32側に配置させるとよい。なお、図4では、巻線を2本同時に巻回する場合を示すが、1本でも3本以上でもよい。
【００９６】
[効果]
実施例2に示す分割コア30も実施例1の分割コア10と同様の効果を奏する。代表的には、分割コア30は、スロット内のデッドスペースを低減して、占積率を高めることができる。また、分割コア30は、鉄損を低減することができる。
【００９７】
特に、実施例2に示す分割コア30は、ヨーク部側から巻線を導入することができる。従って、このコア30は、巻線の始端部及び終端部の双方をヨーク部側に配置させることが可能である。
【００９８】
なお、上述した実施例1,2は、本発明の要旨を逸脱することなく、適宜変更することが可能であり、上述した構成に限定されるものではない。例えば、第二コアサイド角や第二絶縁サイド角を90°としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明モータ用分割コアは、ステーターといったモータの構成部材に好適に利用することができる。この分割コアを具えるモータは、電気自動車やハイブリッド自動車などの高出力が要求されるモータに好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】(I)は、本発明モータ用分割コアをコイルエンド側からみた正面図、(II)は、本発明コアをコイルサイド側からみた正面図、(III)は、本発明コアの斜視図である。
【図２】実施例1に示す分割コアの外周にインシュレータを配置した状態を示す図であり、(I)は、コイルエンド側からみた正面図、(II)は、コイルサイド側からみた正面図である。
【図３】巻線をヨーク部側から導入可能な本発明モータ用分割コアをコイルエンド側からみた正面図、(II)は、本発明コアをコイルサイド側からみた正面図、(III)は、本発明コアの斜視図である。
【図４】実施例2に示す分割コアの外周にインシュレータを配置した状態を示す斜視図である。
【図５】検討1で作製した分割コアをコイルエンド側からみた正面図であり、(I)は、コア角が90°のコア、(II)は、コア角が鈍角で、ティースのコイルサイド面とヨークのコイルサイド面とが平行であるコアを示す。
【図６】検討2で作製した分割コアにおいてティースとヨークとがつくる角部近傍を拡大して示す部分断面図であり、(I)は、コア角が100°のコア、(II),(III)は、コア角が120°のコアである。
【図７】検討3で作製した分割コアをコイルエンド側からみた正面図であり、(I)は、鍔角が120°のコア、(II)は、鍔角が105°のコア、(III)は、鍔角が90°のコアを示す。
【図８】本発明分割コアの例をコイルエンド側からみた正面図であり、(I)は、エンド交差面が直線Ly上に位置する例、(II)は、エンド交差面が直線Lyからヨーク部の外側面側に後退して位置する例、(III)は、エンド交差面がV字状である例を示す。
【図９】インシュレータを具えた本発明分割コアの例を示す断面図であり、(I)は、第二コアサイド角と第二絶縁サイド角とが異なる例、(II)は、第二コアサイド角と第二絶縁サイド角とが等しい例を示す。
【図１０】(I)は、従来の分割コアを具える分割ステーターを複数組み合わせて環状に配置した状態を模式的に示す正面図、(II)は、従来の分割コアの断面図である。
【符号の説明】
【０１０１】
10,30  分割コア  11,31  ティース  11e,31e  ティースのコイルエンド面
11s,31s  ティースのコイルサイド面  12,32  ヨーク部  12o,32o  外側面
12fs,32fs  サイド交差面  12fe,32fe  エンド交差面
12s,32s  ヨーク部のコイルサイド面  12F,32F  平坦エンド面
12P,32P  突出エンド面  13,33  鍔部  13f,33f  鍔サイド交差面
32I  第一領域  32II  第二領域
20,40  インシュレータ  21,41  筒状部  21e,41e  エンド被覆面
21s,41s  サイド被覆面  22,42  ヨーク側フランジ  22e  突出被覆面
22fs,42fs  ヨークサイド被覆面  22fe,42fe  ヨークエンド被覆面
23,43  鍔側フランジ  23s  鍔サイド被覆面  23e  鍔エンド被覆面
24,44  導入溝  25  合わせ目
42e  突出被覆部  42d  傾斜被覆部  42f  エンド交差被覆部
42F  平坦被覆部
100  分割コア  101  ティース  101s  ティースのコイルサイド面
102  ヨーク  102f  ヨークの対向面  102s  ヨークのコイルサイド面
102se  ヨークのコイルサイド面の延長面  103  鍔  103f  鍔の対向面
104  スロット  105,106  デッドスペース  110,I1,I2  インシュレータ
m  分割ステーター  C  コイル  S  ステーター  w  巻線  ws  巻線の始端部
F  鍔  Ff  鍔サイド交差面  s  スロット  T  ティース
Ts  ティースのコイルサイド面  Y  ヨーク(部)  Yf  ヨーク(部)の対向面
Ys  ヨーク(部)のコイルサイド面  Yfs  サイド交差面(傾斜面)
Yfe  エンド交差面  YF  平坦エンド面  Yo  外側面
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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