(57)【要約】【課題】ヨーク部全体を磁路に有効に活用できるモータ用分割コアを提供する。【解決手段】分割コア1は、柱状のティース11と、ティース11の全周に亘って一方の周縁から突出するヨーク部12とを具える。ヨーク部12の中央部分であって外周面12O側寄りの部分にヨーク切欠部13を具える。切欠部13は、ヨーク部12の一方のコイルエンド面12Eから外周面12Oを経て他方のコイルエンド面12Eに亘って連続して開口しており、切欠部13がつくる空間の中間部に、ヨーク部12の両コイルサイド面12S間を二等分する面(線)Bが位置している。従来のコアのヨークにおいて低磁束密度箇所を除去することで、ヨーク部全体の磁束密度のばらつきを低減することができる。【選択図】図1
2008295183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ティースと、このティースのコイルエンド側及びコイルサイド側においてティースの外周面よりも突出したヨーク部とを具えるモータ用分割コアであって、
前記ヨーク部は、
コイルエンド面と、コイルサイド面と、コイルサイド面及びコイルエンド面に繋がる外周面と、外周面に対向し、ティースに繋がる内周面とを有しており、
前記外周面にヨーク切欠部を具え、
前記ヨーク切欠部は、
少なくとも一方のコイルエンド面に及んでおり、
この切欠部がつくる空間の中間部に、ヨーク部の両コイルサイド面間を二等分する面が位置しており、
ヨーク部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をヨークエンド幅とするとき、開口部の最大幅がヨークエンド幅の1/4以上であり、
ヨーク部の外周面から内周面までの距離をヨーク厚さとするとき、最大深さがヨーク厚さの1/4以上であり、
ヨーク部の一方のコイルエンド面から他方のコイルエンド面までの距離をヨークサイド長さとするとき、開口部の最大長さがヨークサイド長さの1/5以上であることを特徴とするモータ用分割コア。
【請求項２】
前記ヨーク切欠部は、ヨーク部の一方のコイルエンド面から他方のコイルエンド面に亘って設けられてい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】
前記ヨーク切欠部は、ヨーク部の外周面から内周面に亘って設けられてい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４】
前記ヨーク切欠部の最大深さは、ヨーク厚さ以下である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５】
前記ヨーク切欠部の外周面側の開口部は、階段形状であることを特徴とする請求項3に記載のモータ用分割コア。
【請求項６】
ティースは、コイルエンド面を有しており、
ティースのコイルエンド面からヨーク部のコイルエンド面までの距離をヨーク突出長さとするとき、開口部の最大長さは、ヨーク突出長さ以下であることを特徴とする請求項3に記載のモータ用分割コア。
【請求項７】
前記分割コアは、圧粉成形体からな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。
【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。特に、ヨーク部全体を磁路として有効に活用することができる分割コアに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁性材料からなるコアの外周にコイルを配したローターやステーターが知られている。例えば、図5(A)に示すように分割コア100とコイルCとを有する複数の分割ステーターmを環状に配置し、環状部材Rで保持したステーターがある。コア100は、コイルCをつくる巻線が巻回される柱状のティース101と、ティース101の両コイルサイド面の一方の周縁から突出したヨーク102とを具える。コア100は、隣り合うコアのヨーク102のコイルサイド面同士が接するように配置され、コア100間で磁束が通過できるようにしている。
【０００３】
ここで、分割ステーターや分割コアにおいて、モータに組み立てた際、別のコアと隣り合う側をコイルサイド側、この側に配される面をコイルサイド面と呼び、モータの回転軸Cm方向に向く側、つまり図5(A)において正面に見える側及びその対向側をコイルエンド側、この側に配される面をコイルエンド面と呼ぶ。
【０００４】
分割コアには、図5(B)に示すようにティース111の全周に亘ってティース111から突出したヨーク112を具えるものがある(特許文献1参照)。このコア110は、ヨーク112のコイルサイド面112Sがコア100よりも大きい、即ち、磁路面積が大きいため、モータに利用した場合にトルクを向上できる。
【０００５】
【特許文献１】特開2006-158176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、図5(B)に示す従来の分割コア110は、ヨーク112を磁路として十分に有効活用していると言えない。
本発明者は、ティースの全周に亘ってティースから突出したヨークを有する分割コアの磁束密度の分布状態を調べたところ、ヨークに磁束密度が非常に低い箇所が存在するとの知見を得た。
【０００７】
図6(A)は、従来の分割コアの磁束密度の分布状態を示す模式図、(B)は、この分割コアの構成を説明する説明図である。図6(A)では、分割コアを二次平面的に示す。磁束密度の分布は、磁束密度の大きさを色別(磁束密度が大きい順に赤,橙,黄,緑,水色,青,紫)で表わす解析装置を用いて調べた。図6(A)は、解析結果を模式的に示しており、実際の色の変化は傾斜的であり、図6(A)に示すような明確な境界は表れ難い。
【０００８】
図5(B)に示すようなティース111の全周に亘って突出したヨーク112を有する分割コア110に対して、ティース111の外周にコイルを配置して分割ステーターとし、複数の分割ステーターを環状に並べてステーターとする。このステーターの内側にローターを配したインナー型ローターのモータを擬似し、上記コイルに最大電流を通電したときの磁束密度を解析した。その結果、一つの分割コア110のヨーク112に注目すると、ヨーク112の中央部分であって外周面112O側寄りの部分は、ヨーク112の両端側(コイルサイド側)部分と比較して磁束密度が小さい。具体的には、ヨーク112の両コイルサイド面112S間を二等分する面(線)Bを中心とする部分で外周面112O側寄りの部分112a(図6(B)において格子状ハッチングを付した領域)は、0.8T〜1.2Tであるのに対し、ヨーク112のコイルサイド側寄りの部分が1.6Tである。
【０００９】
このように従来の分割コアは、ヨークに磁束密度が低い箇所が存在して、ヨーク全体の磁束密度が不均一であり、ヨーク全体を磁路に十分に活用していない。
【００１０】
そこで、本発明の目的の一つは、コイルエンド側及びコイルサイド側の双方に突出したヨーク部を具えるモータ用分割コアにおいて、ヨーク部全体を磁路に有効に活用することができる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】
【００１１】
本発明は、上記解析結果に基づき、従来のコアのヨーク部において低磁束密度箇所を除去することで上記目的を達成する。
【００１２】
本発明モータ用分割コアは、ティースと、このティースのコイルエンド側及びコイルサイド側においてティースの外周面よりも突出したヨーク部とを具える。上記ヨーク部は、コイルエンド面と、コイルサイド面と、コイルサイド面及びコイルエンド面に繋がる外周面と、外周面に対向し、ティースに繋がる内周面とを有する。そして、ヨーク部は、外周面にヨーク切欠部を具える。この切欠部は、少なくとも一方のコイルエンド面にまで及んでいる。かつこの切欠部は、切欠部がつくる空間の中間部に、ヨーク部の両コイルサイド面間を二等分する面が位置するように設けられており、以下を満たす。
【００１３】
開口部の最大幅WYmax:ヨークエンド幅WYEの1/4以上
開口部の最大深さDYmax:ヨーク厚さTYの1/4以上
開口部の最大長さLYmax:ヨークサイド長さLYSの1/5以上
但し、切欠部の開口部の幅WYは、ヨーク部の一方のコイルサイド面から他方のコイルサイド面に向かう方向の大きさ、切欠部の開口部の深さDYは、ヨーク部の外周面から内周面に向かう方向の大きさ、切欠部の開口部の長さLYは、ヨーク部の一方のコイルエンド面から他方のコイルエンド面に向かう方向の大きさとする。また、ヨークエンド幅WYEは、ヨーク部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、ヨーク厚さTYは、ヨーク部の外周面から内周面までの距離、ヨークサイド長さLYSは、ヨーク部の一方のコイルエンド面から他方のコイルエンド面までの距離とする。
【００１４】
本発明コアは、従来のコアのヨークから磁束密度が小さい部分を除去することで、従来のコアと比較して、ヨーク部における磁束密度の高低差が少ない。そのため、本発明コアは、ヨーク部全体を磁路として有効に活用できる。また、本発明コアは、従来のコアにおける低磁束密度部分を除去しているため、この除去によりトルクが低下するなどの問題も少ない。更に、本発明コアは、除去分だけ従来のコアよりもヨーク部の体積が小さいため、モータの軽量化にも寄与することができる。加えて、ヨーク部の体積減少により、本発明コアを構成する材料使用量を低減できるため、本発明コアは、材料コストの低減をも図ることができる。以下、本発明をより詳しく説明する。
【００１５】
本発明コアは、外周にコイルをつくる巻線が巻回される柱状のティースと、このティースの一方の周縁から突出して設けられるヨーク部とを具える。ヨーク部は、コイルエンド側及びコイルサイド側の双方においてティースよりも突出した部分を有する。例えば、本発明コアは、ティースの全周に亘って突出するヨーク部を具える。このような本発明コアは、鉄や鋼といった軟磁性材料などの磁性材料からなる板材を積層させて構成したり、上記磁性材料の粉末やこのような粉末表面に絶縁被覆を形成した被覆粉末を用いた圧粉成形体により構成することができる。圧粉成形体からなる本発明コアは、上記粉末や被覆粉末を所定の形状の金型に充填して加圧することで製造できる。圧粉成形体からなるコアは、複雑な形状であっても簡単に形成できて製造性に優れる。
【００１６】
本発明コアは、ヨーク部にヨーク切欠部を具えることを最大の特徴とする。この切欠部は、従来のコアのヨークにおいて磁束密度が低い部分に設けられている。具体的には、切欠部は、本発明コアをコイルエンド側から見たとき、ヨーク部の中央部分であって外周面側寄りの部分、より具体的には、切り欠かれた空間の中間部に、ヨーク部の両コイルサイド面間を二等分する面(或いは線、以下この面又は線を二等分面と呼ぶ)が位置するようにヨーク部に設けられている。
【００１７】
ヨーク切欠部は、ヨーク部の外周面及び少なくとも一方のコイルエンド面が開口し、両コイルサイド面が開口していない形状である。ヨーク部のコイルサイド面は、本発明コアをモータに利用する際、磁気回路の一部を構成する重要な面であるため、切欠部の開口部がこの面に存在すると磁路面積の低下を招き好ましくない。
【００１８】
ヨーク切欠部がつくる空間(体積)が大きいほど、つまり開口部が大きいほど、ヨーク部における磁束密度のばらつきを小さくし易い。そこで、本発明コアは、切欠部の開口部の最小値を規定する。具体的には、開口部は、最大幅WYmaxが(1/4)×ヨークエンド幅WYE、最大深さDYmaxが(1/4)×ヨーク厚さTY、最大長さLYmaxが(1/5)×ヨークサイド長さLYSを少なくとも満たすものとする。
【００１９】
最大幅WYmaxが0.25WYE以上、最大長さLYmaxが0.2LYS以上、及び最大深さDYmaxが0.25TY以上を満たすことで、本発明コアは、ヨーク部に磁束密度の小さい部分が存在し難く、ヨーク部全体を磁路として十分に利用することができる。
【００２０】
最大幅WYmaxは、ヨークエンド幅WYEの1/4以上(0.25以上)であればよく、好ましくは、ヨークエンド幅WYEの1/2以上(0.5以上)である。また、最大幅WYmaxは、ティースの幅(ヨーク部の一方のコイルサイド面から他方のコイルサイド面に向かう方向の大きさ)以下とすると、ヨーク部における磁束密度が高い部分が少なくなり過ぎたり、ティースとヨーク部との間で磁束が通過し難くなることを抑制することができて好ましい。
【００２１】
最大長さLYmaxは、ヨークサイド長さLYSの1/5以上(0.2以上)であればよく、例えば、ヨークサイド長さLYSに等しくてもよい。つまり、ヨーク切欠部は、ヨーク部の一方のコイルエンド面から他方のコイルエンド面に亘って連続して設けられたものでもよい。この切欠部は、外周面からヨーク部の両コイルエンド面に及ぶ形状、つまり、ヨーク部の一方のコイルエンド面から外周面を経て他方のコイルエンド面に至って開口した形状である。
【００２２】
最大長さLYmax＝ヨークサイド長さLYSである場合、ヨーク部の一方のコイルエンド面から他方のコイルエンド面に至る全域で低磁束密度領域が除去されていることから、このコアは、ヨーク部における磁束密度のばらつきが小さくなり易い。特に、外周面側の開口部の形状が長方形状、即ち、一方のコイルエンド側から他方のコイルエンド側に亘る全域で外周面側の開口部の幅WYが最大幅WYmaxに等しいと、低磁束密度領域が長さ方向に均一的に除去されていて好ましい。また、コイルエンド面側の開口部の形状も長方形状、即ち、開口部の深さが全幅で等しい場合、製造も比較的容易である。一方、最大長さLYmax＝ヨークサイド長さLYSである場合、コイルエンド面側の開口部の形状を三角形状や等脚台形状とすると、ヨーク部の厚さ方向の磁性材料が多く存在して好ましい。ヨーク部の厚さ方向の磁性材料、特に、ヨーク部においてティースの真上に位置する部分の磁性材料が少なくなると、ティースとヨーク部との間で磁束が十分に通過し難くなる恐れがある。コイルエンド面側の開口部が三角形状である場合、特に、三角形の一頂点が二等分面上又はこの近傍に位置する二等辺三角形状であると、ヨーク部において、二等分面から両コイルサイド側に向かって存在する磁性材料の量が等しくなるため、好ましい。このような形状の切欠部を具えるコアは、ティースの真上に磁性材料が存在することで、ティースとヨーク部との間で磁束を十分に通過させることができる。
【００２３】
ヨーク切欠部は、ヨーク部の一方のコイルエンド側と、他方のコイルエンド側とに別個に二つ存在してもよいし、いずれか一方のコイルエンド側のみに存在してもよい。即ち、本発明コアは、外周面から一方のコイルエンド面に及ぶように切り欠かれてなる切欠部と、外周面から他方のコイルエンド面に及ぶように切り欠かれてなる切欠部とを具える構成とすることができる。切欠部が複数存在する場合、各切欠部の最大長さの合計がヨークサイド長さLYSの1/5以上であればよい。ヨーク部においていずれか一方のコイルエンド側付近の部分のみ、或いは両コイルエンド側付近の部分のみに切欠部が存在する場合、ティースの真上に磁性材料が確実に存在するため、ティースとヨーク部との間で磁束を十分に通過させることができる。
【００２４】
最大深さDYmaxは、ヨーク厚さTYの1/4以上(0.25以上)であればよく、好ましくはヨーク厚さTYの1/2以上である。また、最大深さDYmaxは、ヨーク厚さ以下、つまり、ヨーク切欠部はティースに至らない深さであると、ティースを構成する磁性材料が十分に存在し、ティース部分に磁束が十分に通過できて好ましい。
【００２５】
最大深さDYmaxがヨーク厚さに等しいヨーク切欠部は、例えば、ヨーク部の外周面から内周面に亘って連続して設けられ、ヨーク部の外周面からいずれか一方のコイルエンド面を経て内周面に至って開口した形状が挙げられる。このような切欠部は、最大長さLYmaxがティースのコイルエンド面に至らない長さ、具体的には、ティースのコイルエンド面からヨーク部の突出したコイルエンド面までの距離をヨーク突出長さLYTとするとき、ヨーク突出長さLYT以下であることが好ましい。即ち、この切欠部は、ヨーク部においてティースのコイルエンド面から突出した部分にのみ存在し、ヨーク部がティースのコイルエンド面と面一な面を有するように存在する。従って、この切欠部を有するコアは、ティースの全域においてティースの真上に磁性材料が存在するため、ティースとヨーク部との間で磁束が十分に通過することができる。このような切欠部は、いずれか一方のコイルエンド面にのみ設けてもよいが、両コイルエンド面に設けると、低磁束密度領域の除去及び軽量化の効果が高く好ましい。
【００２６】
上記外周面から内周面に亘って連続して設けられた切欠部において外周面側の開口部の形状及びコイルエンド面側の開口部の形状は、長方形状や三角形状、等脚台形状が挙げられる。上記両開口部とも長方形状とすると、低磁束密度領域の除去量が多く、かつ製造が容易である。外周面側の開口部の形状が三角形状や等脚台形状で、特に、三角形の一頂点又は台形の上辺(下辺)の中点が二等分面上又は二等部面近傍に位置し、コイルエンド面側の開口部が長方形状であると、二等分面から両コイルサイド側に向かって存在する磁性材料が等しく、好ましい。また、外周面側の開口部が三角形状や等脚台形状ではなく階段状の切欠部としてもよい。階段状の切欠部は、成形時に加圧を行い易く、切欠部を高精度に形成できる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明モータ用分割コアは、ヨーク部全体を磁路に有効に活用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
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＞
図1(I)は、ヨーク切欠部を一つ有する本発明モータ用分割コアの斜視図、(II)は、このコアをコイルエンド側から見た図、(III)は、このコアを外周面側から見た図である。分割コア1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字状の磁性部材であり、柱状のティース11と、ティース11の全周に亘ってティース11の一方の周縁から突出するヨーク部12とを一体に具える圧粉成形体である。このコア1の最も特徴とするところは、ヨーク部12の一部を切り欠かれてなるヨーク切欠部13を具える点にある。以下、切欠部13を中心に説明する。
【００２９】
ティース11は、一対のコイルエンド面11E及び一対のコイルサイド面11Sから構成され、ヨーク部12は、一対のコイルエンド面12Eと、一対のコイルサイド面12Sと、これらコイルエンド面12E及びコイルサイド面12Sに繋がる外周面12Oと、ティース11に繋がる内周面12Iと、外周面12Oからティース11に向かって傾斜した傾斜面13Tとから構成される。外周面12Oは、コア1をモータに組み立てた際、環状部材(図5(A)参照)に接触する面であり、内周面12Iは、外周面12Oに対向しており、ティース11の両コイルサイド面11S及び両コイルエンド面11Eと共にコイルを収納するスロットを形成する面である。そして、コア1は、コイルエンド側から見たとき、ヨーク部12の中央部分で外周面12O側寄りの部分に切欠部13を具える。
【００３０】
切欠部13は、外周面12Oに設けられ、両コイルエンド面12Eに及ぶ。具体的には、切欠部13は、ヨーク部12の一方のコイルエンド面12Eから外周面12Oを経て他方のコイルエンド面12Eに亘って連続して開口するようにヨーク部12を切り欠かれてなる。この切欠部13は、コイルエンド面12Eに設けられた開口部が二等辺三角形状、外周面12Oに設けられた開口部が長方形状であり、切欠部13がつくる空間、即ち、二つの傾斜面13Tに挟まれる空間が三角柱状である。また、ヨーク部12の一方のコイルエンド面12Eから他方のコイルエンド面12Eに亘る全域で、切欠部13の断面が等しい。
【００３１】
切欠部13がつくる空間の中間部には、ヨーク部12の両コイルサイド面12S間を二等分する面(線)Bが位置している。具体的には、図1(II)に示すように二等辺三角形状の開口部の一頂点が上記二等分面(線)B上に位置する。
【００３２】
切欠部13において、ヨーク部12の一方のコイルサイド面12Sから他方のコイルサイド面12Sに向かう方向の大きさを幅WYとするとき、幅WYは、ヨーク部12の外周面12Oから内周面12Iに向かうにつれて小さくなり、長方形状の開口部の幅が最大幅WYmaxをとる。つまり、切欠部13は、ヨーク部12の一方のコイルエンド面12Eから他方のコイルエンド面12Eに至る全域で最大幅WYmaxが存在する。この例において最大幅WYmaxは、ヨーク部12の一方のコイルサイド面12Sから他方のコイルサイド面12Sまでの距離(詳しくは、各コイルサイド面12Sの外周面12O側の周縁間の距離)をヨークエンド幅WYEとするとき、0.38WYE(＞0.25WYE)である。
【００３３】
切欠部13において、ヨーク部12の外周面12Oから内周面12Iに向かう方向の大きさを深さDYとするとき、深さDYは、一方のコイルサイド側から二等分面(線)Bに向かうにつれて大きくなり、二等分面B上で最大深さDYmaxをとる。つまり、二等辺三角形状の開口部の高さが最大深さDYmaxとなる。従って、切欠部13は、ヨーク部12の一方のコイルエンド面12Eから他方のコイルエンド面12Eに至る全域で最大深さDYmaxが存在する。この例において最大深さDYmaxは、ヨーク部12の外周面12Oから内周面12Iまでの距離(詳しくは、切欠部13を埋めた状態の外周面12Oと二等分面(線)Bとの交点を通る線と、この線に平行で、内周面12Iにおいてコイルサイド面12S側の周縁を通る線との間の距離)をヨーク厚さTYとするとき、0.53TY(＞0.25TY)である。
【００３４】
切欠部13において、ヨーク部12の一方のコイルエンド面12Eから他方のコイルエンド面12Eに向かう方向の大きさを長さLY、ヨーク部12の一方のコイルエンド面12Eから他方のコイルエンド面12Eまでの距離(詳しくは、各コイルエンド面12Eにおいて、外周面12O側の周縁とコイルサイド面12S側の周縁とが交差する線の距離)をヨークサイド長さLYSとするとき、最大長さLYmaxはヨークサイド長さLYSに等しい。
【００３５】
上記構成を具える分割コア1は、ヨーク部における特定の位置に特定の大きさのヨーク切欠部13を具えることで、ヨーク部12全体における磁束密度のばらつきを低減することができる。特に、コア1は、ティース11の全周に亘って突出するようにヨーク部12を具えることで、ヨーク部のコイルエンド側の部分も磁路に有効に利用できる。従って、コア1は、ヨーク部12全体を磁路として有効に利用することができる。また、コア1は、切欠部13を具えることで、切欠部13がつくる体積分だけ磁性材料を低減できるため、軽量化及びコストの低減を図ることができる。更に、コア1は、圧粉成形体であることから、切欠部13を有するような複雑な形状であっても、容易に製造することができる。
【００３６】
なお、分割コア1は、ティース11のコイルサイド面11Sにおける他方の周縁から突出し、ヨーク部12の内周面12Iと対向するように鍔部14を具える。鍔部14もコイルを収納するスロットを形成する。コア1がつくるスロットにインシュレータを配置すると、巻線とコアとの絶縁性を高められて好ましい。巻線は、丸線や角線などの種々のものが利用できる。巻線の導入は、鍔部14側から行うとよい。また、巻線は、多層に整列巻きすると占積率を高められる。
【００３７】
コア1の外周に巻線を巻回してコイルを形成したものを複数用意し、ヨーク部12が外周側、鍔部14が内周側となるようにこれらを環状に配置して環状部材で保持することで、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を構成することができる。各コア1の巻線端部は接続して、例えば、集中巻き構造とする。
【００３８】
＜実施例2＞
図2(I)は、ヨーク切欠部を二つ有する本発明モータ用分割コアの斜視図、(II)は、このコアをコイルエンド側から見た図、(III)は、このコアを外周面側から見た図である。分割コア2の基本的構成は実施例1の分割コア1と同様であり、柱状のティース21と、ティース21の一方の周縁から突出するヨーク部22とを一体に具える圧粉成形体であり、ヨーク部22の中央部分にヨーク切欠部23を具える。異なる点は、ヨーク切欠部23の形状にある。以下、ヨーク部22及びヨーク切欠部23を詳細に説明し、その他の点は、実施例1の分割コア1と同様であるため、説明を省略する。
【００３９】
ヨーク部22においてコイルサイド側の部分は、全体がティース21よりも突出しており、コイルエンド側の部分は、ティース21と面一な部分と、ティース21よりも突出した部分とを有する。具体的には、ヨーク部22は、一対のコイルサイド面22Sと、外周面22Oと、ティース21のコイルサイド面21Sに繋がる内周面22Iと、ティース21のコイルエンド面21Eと面一である平坦面23Eと、ティース21のコイルエンド面21Eよりも突出したコイルエンド面22Eと、コイルエンド面22E及び平坦面23Eに繋がる連結面23Cとを具える。
【００４０】
分割コア2は、ヨーク部22において一方のコイルエンド側と他方のコイルエンド側とのそれぞれに切欠部23を具える。各切欠部23は、外周面22Oに設けられ、いずれか一方のコイルエンド面22Eに及ぶ。具体的には、各切欠部23は、ヨーク部22の外周面22Oから一方のコイルエンド面22Eを経て内周面22Iに亘って連続して開口するようにヨーク部22を切り欠かれてなる。この切欠部23は、コイルエンド面22E側の開口部及び内周面22I側の開口部、並びに外周面22Oに設けられた開口部のいずれも長方形状であり、切欠部23がつくる空間、即ち、平坦面23Eと一対の連結面23Cとで囲まれる[状の空間が直方体状である。
【００４１】
切欠部23がつくる空間の中間部には、ヨーク部22の両コイルサイド面22S間を二等分する面(線)Bが位置している。具体的には、図2(II)に示すように長方形状の開口部において、長辺の二等分線が上記二等分面(線)B上に位置する。
【００４２】
この例において切欠部23の最大幅WYmaxは、0.59WYE(＞0.25WYE)であり、ティース21の幅WTに等しい。切欠部23の最大深さDYmaxは、ヨーク厚さTYに等しい。
【００４３】
また、切欠部23は、全幅において長さLYが等しい、つまり、全幅において最大長さLYmaxが存在する。各切欠部23の最大長さLYmaxは、ティース21のコイルエンド面21Eからヨーク部22においてコイルエンド側に突出したコイルエンド面22Eまでの距離をヨーク突出長さLYTとするとき、ヨーク突出長さLYTに等しい。また、この例において両切欠部23の最大長さLYmaxの合計は、0.39LYS(＞0.2LYS)である。
【００４４】
上記構成を具える分割コア2は、実施例1のコアと同様にヨーク部22全体における磁束密度のばらつきを低減し、ヨーク部22全体を磁路として有効に利用できると共に、軽量化及びコストの低減を図ることができる。特に、コア2は、ティース21の全域において真上に磁性材料が十分に存在するため、ティース21とヨーク部22との間で磁束を十分に通過させることができる。また、コア2も製造性に優れる。更に、コア2は、ヨーク部22の外周面22Oから内周面22iに至って切り欠かれており、ティース21のコイルエンド面21Eと面一な平坦面23Eを有することで、ヨーク部22側からも巻線の導入を行うことができる。加えて、コア2のヨーク部22は、その中央部分(ティース21に直結する平坦面23E近傍部分)と比較してコイルサイド側部分が長さ方向に厚く、剛性が高い。そのため、例えば、コア2をインナー型ローターのモータのステーターに利用した場合、ローターの回転に伴ってティース21がモータの径方向に変形しようとする際、上記肉厚のコイルサイド側部分がこの変形を抑え、ティース21の変形に伴う騒音の低減に寄与すると期待される。
【００４５】
なお、この例では、両コイルエンド側に切欠部を具える構成を説明したが、いずれか一方のコイルエンド側にのみ切欠部を具えた分割コアとしてもよい。この点は、後述する実施例3も同様である。
【００４６】
＜実施例3＞
図3(I)は、外周面側の開口部が台形状であるヨーク切欠部を有する本発明モータ用分割コアの斜視図、(II)は、このコアをコイルエンド側から見た図、(III)は、このコアを外周面側から見た図である。分割コア3の基本的構成は分割コア2と同様であり、柱状のティース31と、ティース31の一方の周縁から突出するヨーク部32とを一体に具える圧粉成形体であり、ヨーク部32の両コイルエンド側にそれぞれヨーク切欠部33を具える。異なる点は、ヨーク切欠部33の形状にある。以下、ヨーク部32及びヨーク切欠部33を詳細に説明し、その他の点は、実施例2の分割コア2と同様であるため、説明を省略する。
【００４７】
ヨーク部32においてコイルエンド側の部分は、ティース31と面一な部分と、ティース31よりも突出した部分とを有する。特に、ヨーク部32のコイルエンド側においてティース31と直接繋がる範囲に突出した部分が存在する。具体的には、ヨーク部32は、一対のコイルサイド面32Sと、外周面32Oと、ティース31のコイルサイド面31Sに繋がる内周面32Iと、ティース31のコイルエンド面31Eと面一である平坦面33Eと、ティース31のコイルエンド面31Eよりも突出したコイルエンド面32Eと、コイルエンド面32Eから平坦面33Eに向かって傾斜した傾斜面33Tとを具える。
【００４８】
切欠部33は、コイルエンド面32E側の開口部が長方形状、内周面32I側の開口部及び外周面32Oに設けられた開口部が等脚台形状であり、切欠部33がつくる空間、即ち、平坦面33Eと一対の傾斜面33Tとで囲まれる空間が四角柱状である。
【００４９】
切欠部33がつくる空間の中間部には、ヨーク部32の両コイルサイド面32S間を二等分する面(線)Bが位置している。具体的には、図3(III)に示すように台形状の開口部において、上辺及び下辺の二等分線が上記二等分面(線)B上に位置する。
【００５０】
切欠部33の幅WYは、ヨーク部32のコイルエンド面32Eからティース31に向かうにつれて小さくなり、長方形状の開口部の幅が最大幅WYmaxをとる。この例において最大幅WYmaxは、0.59WYE(＞0.25WYE)であり、ティース31の幅WTに等しい。この例において切欠部33の最大深さDYmaxは、ヨーク厚さTYに等しい。
【００５１】
また、各切欠部33の長さLYは、一方のコイルエンド側から二等分面(線)Bに向かうにつれて大きくなり、二等分面B上で最大長さLYmaxをとる。各切欠部33の最大長さLYmaxは、ヨーク突出長さLYTに等しい。この例において両切欠部33の最大長さLYmaxの合計は、0.39LYS(＞0.2LYS)である。
【００５２】
上記構成を具える分割コア3は、実施例2のコアと同様にヨーク部32全体を磁路として有効に利用できる、軽量化及びコストの低減を図ることができる、ティース31とヨーク部32との間での磁束の通過を十分に行える、製造性に優れるといった効果を奏する。特に、コア3は、ヨーク部32の突出部分がティース31のコイルエンド面31Eに直接繋がる範囲にも存在することで、ヨーク部のコイルエンド側の部分を磁路に有効に利用して、ティース31とヨーク部32との間での磁束の通過を十分に行うことができる。また、コア3も実施例2のコア2と同様にヨーク部32のコイルサイド側部分が厚く剛性が高いため、ティース31がモータの径方向に変形することを抑制し、騒音の低減に寄与すると期待される。後述する変形例も同様である。
【００５３】
＜変形例＞
実施例3は、一方のコイルエンド側から二等分面(線)に向かって長さLYが連続的に異なるテーパ形状の切欠部を説明したが、図4に示すコア3'のように、長さLYが段階的に異なる階段形状としてもよい。
【００５４】
コア3'の切欠部33’は、長さ方向(ヨークサイド長さLYSの方向)に平行する面と、垂直に交わる面とで構成される。そのため、圧粉成形体を形成する際の加圧方向を長さ方向とするとき、切欠部33'を精度よく形成することができる。
【００５５】
なお、上述した実施形態は、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、切欠部の最大幅WYmax、最大深さDYmax、最大長さLYmaxは適宜変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
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できる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】(I)は、ヨーク切欠部を一つ有する本発明モータ用分割コアの斜視図、(II)は、このコアをコイルエンド側から見た図、(III)は、このコアを外周面側から見た図である。
【図２】(I)は、ヨーク切欠部を二つ有する本発明モータ用分割コアの斜視図、(II)は、このコアをコイルエンド側から見た図、(III)は、このコアを外周面側から見た図である。
【図３】(I)は、外周面側の開口部が台形状であるヨーク切欠部を有する本発明モータ用分割コアの斜視図、(II)は、このコアをコイルエンド側から見た図、(III)は、このコアを外周面側から見た図である。
【図４】外周面側の開口部が段差形状であるヨーク切欠部を有する本発明モータ用分割コアを外周面側から見た図である。
【図５】(A)は、従来の分割コアを具えるステーターの概略構成図、(B)は、ティースの全周に亘ってティースから突出したヨークを具える従来の分割コアの斜視図である。
【図６】(A)は、従来の分割コアの磁束密度の分布状態を示す模式図、(B)は、この分割コアの構成を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００５８】
1,2,3,3'  分割コア  11,21,31  ティース  12,22,32  ヨーク部
13,23,33,33'  ヨーク切欠部  14  鍔部  13T,33T  傾斜面
11E,21E,31E  ティースのコイルエンド面  23E,33E  平坦面
11S,21S,31S  ティースのコイルサイド面  23C  連結面
12E,22E,32E  ヨーク部のコイルエンド面  12I,22I,32I  内周面
12S,22S,32S  ヨーク部のコイルサイド面  12O,22O,32O  外周面
100,110  分割コア  101,111  ティース  102,112  ヨーク  112O  外周面
112a  ヨークの低磁束密度部分  112S  ヨークのコイルサイド面
m  分割ステーター  C  コイル  R  環状部材
【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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