(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータおよびステータを有するモータにおいて、
前記ステータは、
積層された複数の磁性体と、
前記複数の磁性体の間に介装される誘電体と、
前記複数の磁性体の、１または複数の磁性体に設けられ外部回路のプラス側と接続するプラス側電極部と、
前記複数の磁性体のうち前記プラス側電極部を有さない複数の磁性体の、１または複数の磁性体に設けられ外部回路のマイナス側と接続するマイナス側電極部と、
を備え、
前記プラス側電極部と前記マイナス側電極部との間に複数の磁性体が挟まれるように、前記プラス側電極部および前記マイナス側電極部が設けられていることを特徴とするモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のモータにおいて、
前記ステータは、
前記プラス側電極部と前記マイナス側電極部とを複数備え、
前記プラス側電極部を有するプラス側磁性体と、前記マイナス側電極部を有するマイナス側磁性体とのうち、
電流の方向が同方向の最も近接する前記プラス側磁性体と前記マイナス側磁性体とからなる一対の磁性体と、
前記一対の磁性体に介装される前記誘電体と
からなるコンデンサを複数有し、
前記複数のコンデンサのうち、隣接する一方のコンデンサと他方のコンデンサとにおいて、一方のコンデンサを形成する一対の磁性体に流れる電流の向きと他方のコンデンサを形成する一対の磁性体に流れる電流の向きとが対向するように前記複数のプラス側電極部及び前記複数のマイナス側電極部を有することを特徴とするモータ。
【請求項３】
請求項２に記載のモータにおいて、
前記複数の磁性体は、
バックヨーク部と、
ティース部とを有し、
前記一方のコンデンサにおける、
前記プラス側電極部は、前記一対の磁性体のうちプラス側磁性体の前記ティース部側面であって周方向における一方の端部に設けられ、
前記マイナス側電極部は、前記一対の磁性体のうちマイナス側磁性体の前記ティース部側面であって周方向における他方の端部に設けられ、
前記他方のコンデンサにおける、
前記プラス側電極部は、前記一対の磁性体のうちプラス側磁性体の前記ティース部側面であって周方向における他方の端部に設けられ、
前記マイナス側電極部は、前記一対の磁性体のうちマイナス側磁性体の前記ティース部側面であって周方向における一方の端部に設けられることを特徴とするモータ。
【請求項４】
請求項３に記載のモータにおいて、
前記一方のコンデンサにおける、
前記プラス側電極部と前記マイナス側電極部とは、前記ティース部側面の径方向内側に設けられ、
前記他方のコンデンサにおける、
前記プラス側電極部と前記マイナス側電極部とは、前記ティース部側面の径方向外側に設けられることを特徴とするモータ。
【請求項５】
請求項３に記載のモータにおいて、
前記複数のコンデンサにおける、
複数のプラス側電極部と複数のマイナス側電極部とのうち、
一方の極性の複数の電極部は、前記ティース部側面の径方向内側に設けられ、
他方の極性の複数に電極部は、前記ティース部側面の径方向外側に設けられる
ことを特徴とするモータ。
【請求項６】
請求項２に記載のモータにおいて、
前記一対の磁性体における前記プラス側電極部及びマイナス側電極部は、
前記一対の磁性体の同一端側に、前記複数の磁性体の積層方向から見て、前記ステータの周方向または径方向にオフセットして配置されており、
前記一対の磁性体を形成する各磁性体は、前記複数の磁性体の積層方向から見て、前記オフセットされた前記プラス側電極部とマイナス側電極部との間の位置にスリット部を有することを特徴とするモータ。
【請求項７】
請求項１に記載のモータにおいて、
前記複数の磁性体は、スリット部を有することを特徴とするモータ。
【請求項８】
請求項７に記載のモータにおいて、
前記ステータは、
バックヨーク部と、
ティース部と、
前記ティース部に巻回され、前記バックヨーク部及び前記ティース部に前記ロータを駆動させる主磁束を生じさせるコイルと、
を有し、
前記複数の磁性体は、前記主磁束の方向に沿って形成されるスリット部を有することを特徴とするモータ。
【請求項９】
請求項７または請求項８に記載のモータにおいて、
前記複数の磁性体は、前記誘電体が当接する部分と前記誘電体が当接しない部分とを有し、前記誘電体が当接しない部分に前記スリット部を有することを特徴とするモータ。
【請求項１０】
請求項７から請求項９のいずれか一項に記載のモータにおいて、
前記複数の磁性体は、前記誘電体が当接する部分に近いほど密に、前記誘電体が当接する部分から遠いほど粗になるスリット部を有することを特徴とするモータ。
【請求項１１】
請求項７から請求項１０のいずれか一項に記載のモータにおいて、
前記プラス側電極部と接続されるプラス側外部電極と、
前記マイナス側電極部と接続されるマイナス側外部電極とを有し、
前記プラス側外部電極と前記マイナス側外部電極とは、前記ティース部を介して向かい合わせになるように配置されていることを特徴とするモータ。
【請求項１２】
請求項７から請求項１１のいずれか一項に記載のモータにおいて、
前記プラス側電極部と外部回路とを接続する接続点、および、前記マイナス側電極部と外部回路とを接続する接続点は、積層方向で前記複数の磁性体を挟んだ反対側にそれぞれ設けられていることを特徴とするモータ。
【請求項１３】
請求項７から請求項１２のいずれか一項に記載のモータにおいて、
前記複数の磁性体は、各磁性体に流れる電流の向きに沿ったスリット部を有することを特徴とするモータ。
【請求項１４】
請求項１に記載のモータにおいて、
前記複数の磁性体は、
バックヨーク部と、
ティース部と、を有し、
前記プラス側電極部及び前記マイナス側電極部は、前記複数の磁性体の前記バックヨークの外側に設けられることを特徴とするモータ。
【請求項１５】
請求項１４に記載のモータにおいて、
前記ステータは、
前記複数の磁性体のうち隣り合う磁性体の間であって、
前記バックヨーク側に介装される高誘電率の前記誘電体と、
前記ティース側に介装される高耐電圧の絶縁体と有することを特徴とするモータ。
【請求項１６】
請求項１５に記載のモータにおいて、
前記誘電体および前記絶縁体を一つの平面上に配置することを特徴とするモータ。
【請求項１７】
請求項１４から請求項１６のいずれか一項に記載のモータにおいて、
前記ステータは、
前記プラス側電極部を有するプラス側磁性体と、前記マイナス側電極部を有するマイナス側磁性体との間に複数の磁性体が挟まれるように、前記プラス側電極部と前記マイナス側電極部とを設けることを特徴とするモータ。
【請求項１８】
請求項１７に記載のモータにおいて、
前記ステータは、
前記プラス側電極部と前記マイナス側電極部とを複数備え、
前記複数の磁性体の電位が、低電位から高電位への変位と高電位から低電位への変位とを繰り返すように、前記複数のプラス側電極部及びマイナス側電極部を有することを特徴とするモータ。
【請求項１９】
請求項１４から請求項１７のいずれか一項に記載のモータにおいて、
前記ステータは、
前記プラス側電極部と前記マイナス側電極部とを複数備え、
前記プラス側電極部を有するプラス側磁性体と、前記マイナス側電極部を有するマイナス側磁性体とのうち、
電流の方向が同方向の最も近接する前記プラス側磁性体と前記マイナス側磁性体とからなる一対の磁性体と、
前記一対の磁性体に介装される前記誘電体と
からなるコンデンサを複数有し、
前記複数のコンデンサのうち、隣接する一方のコンデンサと他方のコンデンサとにおいて、一方のコンデンサを形成する一対の磁性体に流れる電流の向きと他方のコンデンサを形成する一対の磁性体に流れる電流の向きとを対向させ、前記隣接するコンデンサの間に高耐電圧をもつ絶縁体を介在させることを特徴とするモータ。
【請求項２０】
請求項１４から請求項１９のいずれか一項に記載のモータにおいて、
外部電極と接する面積が広くなるように、前記バックヨーク外側に設けた前記プラス側電極部及びマイナス側電極部に折り返しを設けることを特徴とするモータ。
【請求項２１】
請求項１４から請求項２０のいずれか一項に記載のモータにおいて、
前記プラス側電極部および前記マイナス側電極部のうち、いずれか一方の電極部をモータケースに固定することを特徴とするモータ。
【請求項２２】
請求項２１に記載のモータにおいて、
前記プラス側電極部及び前記マイナス側電極部のうち、グランド電位とする電極部を前記モータケースに固定することを特徴とするモータ。
【請求項２３】
請求項１４から請求項２２のいずれか一項に記載のモータにおいて、
前記ステータは、分割コア方式のステータであって、同一電位の磁性体が接するように、周方向に隣り合う分割コアを配置することを特徴とするモータ。
【請求項２４】
請求項１４から請求項２３のいずれか一項に記載のモータにおいて、
前記積層された複数の磁性体の端面に、インバータの構成要素であるスイッチング素子を配置することを特徴とするモータ。
【請求項２５】
請求項１から請求項２４のいずれか一項に記載のモータにおいて、
前記複数の磁性体の表面のうち、少なくとも前記誘電体が当接する部分には、導電性金属膜がコーティングされていることを特徴とするモータ。
【請求項２６】
ロータおよびステータを有する構成されるモータと、
電圧源と、
前記電圧源からの電力を前記モータに印加するための電力に変換する電力変換部と、
を備えるモータシステムであって、
前記ステータは、
積層された複数の磁性体と、
前記複数の磁性体の間に介装される誘電体と、
前記複数の磁性体の、１または複数の磁性体に設けられ、前記電圧源と前記電力変換部とを接続する回路上のプラス側と接続するプラス側電極部と、
前記複数の磁性体のうち前記プラス側電極部を有さない複数の磁性体の、１または複数の磁性体に設けられ、前記電圧源と前記電力変換部とを接続する回路上のマイナス側と接続するマイナス側電極部と、
を備え、
前記プラス側電極部と前記マイナス側電極部との間に複数の磁性体が挟まれるように、前記プラス側電極部および前記マイナス側電極部が設けられていることを特徴とするモータシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサを一体化させたステータを備えたモータおよびモータシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、直流電力を交流電力に変換してモータに供給する電力変換装置には、電圧平滑化のためのコンデンサを用いる必要がある。従来、電圧平滑化用のコンデンサをモータ内部のデッドスペースに設けることにより、電力変換装置およびモータを含む駆動装置全体を小型化する技術が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２７４５９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の技術では、駆動装置全体のサイズを小さくするためにモータ自身のサイズを小さくしていくと、コンデンサを収納するためのデッドスペースが小さくなって、モータ内にコンデンサを配置することが困難になるため、小型化する上で限界があるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によるモータは、ロータおよびステータを有するモータであって、ステータは、積層された複数の磁性体と、複数の磁性体の間に介装される誘電体と、複数の磁性体の、１または複数の磁性体に設けられ外部回路のプラス側と接続するプラス側電極部と、複数の磁性体のうちプラス側電極部を有さない複数の磁性体の、１または複数の磁性体に設けられ外部回路のマイナス側と接続するマイナス側電極部とを備え、プラス側電極部とマイナス側電極部との間に複数の磁性体が挟まれるように、プラス側電極部およびマイナス側電極部が設けられていることを特徴とする。
【０００５】
また、本発明によるモータシステムは、ロータおよびステータを有する構成されるモータと、電圧源と、電圧源からの電力をモータに印加するための電力に変換する電力変換部とを備えるモータシステムであって、ステータは、積層された複数の磁性体と、複数の磁性体の間に介装される誘電体と、複数の磁性体の、１または複数の磁性体に設けられ、電圧源と電力変換部とを接続する回路上のプラス側と接続するプラス側電極部と、複数の磁性体のうちプラス側電極部を有さない複数の磁性体の、１または複数の磁性体に設けられ、電圧源と電力変換部とを接続する回路上のマイナス側と接続するマイナス側電極部と、を備え、プラス側電極部とマイナス側電極部との間に複数の磁性体が挟まれるように、プラス側電極部およびマイナス側電極部が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によるモータおよびモータシステムによれば、モータを構成するステータにコンデンサとしての機能も持たせたので、モータおよびコンデンサを含むシステムを小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、本発明によるモータの制御回路の概略構成を示す図である。ここでは、三相誘導モータを例に挙げるが、本発明が三相誘導モータに限定されることはない。三相誘導モータ１０１の各巻線１０１ａ、１０１ｂ，１０１ｃのそれぞれには、一対のＩＧＢＴスイッチング素子１０４ａ，１０４ｂ、１０５ａ，１０５ｂ、および、１０６ａ，１０６ｂのオン／オフにより、直流電源１０７から駆動電流が供給される。なお、各ＩＧＢＴは、スイッチング制御回路１１０によりスイッチングされる。コンデンサ１０８は、印加電圧を平滑化してリップル電流を抑制する。
【０００８】
図２は、モータ１０１の回転軸方向の端部を示す図である。モータ１０１は、ステータ１２０およびロータ１２１を備えている。ステータ１２０のティースには、巻線が巻かれることによって、コイル１１が構成されている。また、後述するように、ステータ１２０の外周側（バックヨーク外側）には、マイナス側の外部電極１５とプラス側の外部電極１６とが設けられている。ステータ１２０は、モールド樹脂１３０を介して、外側のモータケース１３５と接続されている。図３は、モータ１０１の端部の断面図である。後述するように、ステータ１２０は、コンデンサとしての機能を有する。なお、後述するとおりのステータ１２０に設けられる電極部（不図示）は外部電極１５、１６を介し、外部回路（例えばドライバや、モータを駆動するスイッチング素子回路など）と電気的に接続する。
【０００９】
以下では、図４〜３１を用いて図１のコンデンサ１０８の構成およびステータ１２０の構成を詳細に説明する。
【００１０】
−第１の実施の形態−
図４は、ステータ１２０を構成する分割コア１０を示す図である。この分割コア１０は、図４に示す矢印Ｙ１の方向に、複数の磁性鋼板２０を積層することによって構成されている。図５は、１枚の磁性鋼板２０の平面図である。磁性鋼板２０の比透磁率は、電極がモータ磁束を集中させるため、ある程度大きい値が必要となり、例えば、１０００以上とする。分割コア１０のティース１０ａには、巻線が巻かれることによって、コイル１１が構成されている。図４に示す構造の分割コア１０を円環状に並べることによって、円筒形のステータ１２０が構成される。このステータ１２０は、例えば、電気自動車やハイブリッド車の駆動用モータを構成する。
【００１１】
従来のステータでは、隣り合う磁性鋼板の間に絶縁層を挟んで、磁性鋼板を積層していた。第１の実施の形態におけるモータでは、ステータ１２０にコンデンサとしての機能を持たせるために、隣り合う磁性鋼板２０の間に、高誘電率の誘電体を挟んで、磁性鋼板２０を積層する。
【００１２】
なお、ステータ１２０にコンデンサとしての機能も持たせるため、本発明におけるステータは、コンデンサ一体型ステータとも呼ぶことができる。
【００１３】
図６は、磁性鋼板２０の間に挟み込まれる誘電体３０の形状を示す図である。この誘電体３０は、１枚の磁性鋼板２０の形状を縮小したような形状（Ｔ字形状）となっており、例えば、誘電物質を含むシート状のものを用いることができる。電極・磁性鋼板間に電圧がかかるため、誘電体３０の絶縁耐圧は、ある程度大きい値が必要となり、例えば、１０Ｖ／μｍ以上とする。また、誘電体３０の比誘電率は、コンデンサとして高い静電容量が必要であるため、ある程度大きい値が必要となり、例えば、１以上とする。ただし、システム上、静電容量を稼ぐために、外部に設けた他のコンデンサとの併用も可能である。
【００１４】
図４に示すように、分割コア１０の外周部（バックヨーク外側）には、マイナス側の外部電極１５と、プラス側の外部電極１６とが設けられている。外部電極１５，１６は、磁性鋼板２０および誘電体３０によって構成されるコンデンサと、モータに接続されている回路との間を接続するための電極である。後述するように、外部電極１５，１６を磁性鋼板２０と接続することにより、磁性鋼板２０の固定・位置決めを行うことができる。この外部電極１５，１６に接続する磁性鋼板の電極について、図７（ａ），（ｂ）を用いて説明する。
【００１５】
図７（ａ）は、図４に示す分割コア１０のうち、外部電極１５，１６を除いた構成をステータの外周側から見た図であって、磁性鋼板の電極部（内部電極）の配置の一例を示している。図７（ａ）では、ステータを構成する複数の磁性鋼板のうち、１２枚の磁性鋼板２０ａ〜２０ｌのみを示している。なお、ここでは、磁性鋼板２０の符号として、磁性鋼板が積層されている順序に応じて、ａから順にアルファベット付す。なお、ここでは誘電体を図示していないが、上記積層された磁性鋼板の各層間には誘電体３０が介装される。
【００１６】
図７（ｂ）は、磁性鋼板２０ａの電極部２１ａの形状を示す図である。図４に示しているように、外部電極１５，１６をステータの外周側（バックヨーク外側）に設けているので、外部電極と接続するための電極部２１ａも、磁性鋼板２０ａの外周側に設けられている。この電極部２１ａは、マイナス側の外部電極１５と接続される。
【００１７】
図７（ａ）に示す例では、プラス側の外部電極１６と接続する電極部（内部電極）を、磁性鋼板２０ｆに設けている。すなわち、電極部２１ａが設けられている磁性鋼板２０ａ（マイナス側磁性鋼板に相当する）と、電極部２１ｆが設けられている磁性鋼板２０ｆ（プラス側磁性鋼板に相当する）との間には、４枚の磁性鋼板２０ｂ〜２０ｅが存在する。図７（ｂ）では、磁性鋼板２０ａの電極部２１ａとともに、磁性鋼板２０ｆの電極部２１ｆも示している。以下、プラス側の外部電極１６と接続する電極部をプラス側電極部、マイナス側の外部電極１５と接続する電極部をマイナス側電極部とする。
【００１８】
このように、プラス側の電極部を、マイナス側の外部電極１５と接続される電極部２１ａを有する磁性鋼板２０ａと隣り合う磁性鋼板２０ｂに設けずに、複数枚の磁性鋼板を挟んだ磁性鋼板２０ｆに設けることにより、磁性鋼板の間に挟まれている誘電体３０の耐電圧を小さくすることができる。例えば、電極部間に３００Ｖの電圧が印加される場合、プラス側の電極部を磁性鋼板２０ｂに設けると、磁性鋼板２０ａと磁性鋼板２０ｂとの間に存在する誘電体３０の耐電圧は、３００Ｖが必要となる。しかし、プラス側の電極部を磁性鋼板２０ｆに設けた場合には、磁性鋼板２０ａと磁性鋼板２０ｆとの間に誘電体３０が５つ存在するので、１つあたりの耐電圧は、６０Ｖ（＝３００Ｖ／５）でよい。
【００１９】
すなわち、プラス側の電極部とマイナス側の電極部との間に複数の磁性鋼板が挟まれるように、磁性鋼板に電極部を設けるので、１つあたりの誘電体３０の耐電圧を小さくすることができる。従って、１つあたりの誘電体３０の耐電圧を大きくするために、誘電体の厚さを増加させる必要がない。この結果、誘電体の厚さの増加によるモータの大型化を防ぐとともに、積厚さが制限されている場合には、磁性体の量の減少によりモータの性能が損なわれることを防ぐことができる。逆に、１つあたりの誘電体３０の耐電圧が小さい場合でも、磁性鋼板２０ａから磁性鋼板２０ｆの間で複数のコンデンサを直列結合することによって、コンデンサの耐電圧を大きくすることができる。
【００２０】
なお、コンデンサの直列結合数、すなわち、プラス側の電極部を設ける磁性鋼板とマイナス側の電極部を設ける磁性鋼板との間に設ける磁性鋼板の数を多くすると、耐電圧を大きくすることができるが、上述した様にコンデンサの容量は減少する。従って、コンデンサの直列結合数は、耐電圧および容量に基づいて、適切な数を決定しておく必要がある。
【００２１】
ステータを構成する磁性鋼板は複数存在するため、他の磁性鋼板にも、外部電極１５，１６と接続するための電極部を設けることが好ましい。図７（ａ）に示す例では、プラス側の外部電極１６と接続するための電極部を、磁性鋼板２０ｇにも設けている。これは、磁性鋼板２０ｇに設ける電極部をマイナス側の外部電極１５と接続する位置に設けると、磁性鋼板２０ｇと磁性鋼板２０ｆとの間に高電圧（例えば、３００Ｖ）が加わることになるからである。この場合、磁性鋼板２０ｇに設けられたプラス側の電極部２１ｇに対応するマイナス側の電極部は、磁性鋼板４枚を挟んだ磁性鋼板２０ｌに設けられる。すなわち、磁性鋼板２０ａから磁性鋼板２０ｆに向けて電圧（電位）が順に高くなっていき、磁性鋼板２０ｇから磁性鋼板２０ｌに向けて、電圧（電位）は順に低くなっていく。
【００２２】
上述したように、第１の実施の形態におけるモータでは、ステータ１２０の分割コア１０を構成する複数の磁性鋼板２０の間に誘電体３０を介在させることにより、コンデンサとしての機能を持たせている。モータを構成するステータは、分割コアを円環状に配置することによって構成されるが、隣り合う分割コアを接合する際に、プラス電位の磁性鋼板とマイナス電位の磁性鋼板とが接触しないようにする必要がある。
【００２３】
従って、第１の実施の形態におけるモータでは、隣り合う分割コアの同一電位の磁性鋼板同士が接するように、分割コアを接合する。図８は、隣り合う分割コア１０−１と１０−２、および、１０−Ｎ（Ｎは分割コアの数）と１０−１の同一電位の磁性鋼板同士を接触させる方法の一例を示す図である。プラス電位の磁性鋼板同士、および、マイナス電位の磁性鋼板同士のみを接触させている。
【００２４】
コアの固定方法について説明する。プラス電位が、たとえば５０Ｖを超えるような高電圧の場合には、図２に示すように、絶縁を考慮して樹脂モールド１３０などでステータ１２０をモータケース１３５に固定することが望ましい。一方、プラス電位がたとえば５０Ｖ未満の低電位の場合には、マイナス側の電位をグランド電位に設定する。そして、ステータ１２０の外周側（バックヨークの外側表面）において、プラス電位の外部電極１６を除く、マイナス電位の外部電極１５および磁性鋼板外周面を、樹脂モールド１３０を介さずにステータ１２０の外周側（バックヨーク側）に存在するモータケース１３５に固定することが望ましい。なおこのとき、プラス側の外部電極１６とモータケース１３５との間は樹脂モールドなどで絶縁を図る。これにより、電極間の短絡を防止しつつ、コアをモータケースに固定することができる。
【００２５】
第１の実施の形態におけるモータによれば、複数の磁性鋼板（磁性体）２０を積層して構成されるステータにおいて、複数の磁性鋼板の間に誘電体３０を介在させるとともに、誘電体３０を挟み込んだ磁性鋼板２０を電極として用いることにより、ステータにコンデンサとしての機能を持たせた。これにより、コンデンサとステータとを一体化させることができるので、コンデンサおよびモータを含むシステム全体のサイズを小さくすることができる。また、ステータにコンデンサとしての機能を持たせるので、電圧平滑化の効果を得ることができる。
【００２６】
また、第１の実施の形態におけるモータでは、外部電極と接続するための電極部を磁性鋼板２０のバックヨーク側に設けた。これにより、コイル１１近傍の磁束から誘起されるうず電流損の発生を抑制することができる。
【００２７】
さらに、第１の実施の形態におけるモータによれば、磁性鋼板に設けるプラス側の電極部とマイナス側の電極部との間に複数の磁性体が挟まれるように、磁性鋼板２０に電極部を設けた。これにより、磁性鋼板２０と誘電体３０とによって構成されるコンデンサの直列結合が可能となり、コンデンサの耐電圧を高めることができる。
【００２８】
第１の実施の形態におけるモータによれば、プラス側の電極部およびマイナス側の電極部のうち、いずれか一方の電極部をモータケースに固定するので、電極間の短絡を防止しつつ、コアをモータケースに固定することができる。
【００２９】
また、第１の実施の形態におけるモータは、分割コア方式のステータであって、同一電位の磁性鋼板が接するように、隣り合う分割コアを配置する。これにより、絶縁材料や空隙を介することなく、分割コアを並べることができ、高性能かつ小型のモータを提供することができる。
【００３０】
なお、外部電極１５，１６は、ステータのバックヨーク外側に設けられるものとして説明したが、別の位置に設けられていてもよい。図９は、ティース１０ａに近い位置（バックヨーク内側）に外部電極１５，１６を設けた例を示す図である。この場合、外部電極１５，１６とコイル１１との間は、絶縁性が保たれる必要がある。
【００３１】
−第２の実施の形態−
第１の実施の形態におけるモータでは、図６に示すように、誘電体３０の形状を、１枚の磁性鋼板２０の形状を縮小したような形状とした。すなわち、隣り合う磁性鋼板の間のスペースのうち、ステータの外周側（バックヨーク側）のスペースだけでなく、ティース側（内周側）のスペースにも、誘電体３０を介在させるようにした。第２の実施の形態におけるモータでは、隣り合う磁性鋼板の間のスペースのうち、バックヨーク側のスペースに誘電体３１を設け、その他のスペースには、絶縁体６０を設けるようにした。
【００３２】
図１０は、隣り合う磁性鋼板の間に介在させる誘電体３１および絶縁体６０の形状を示す図である。誘電体３１は、バックヨーク側（外周側）に設けられ、コイルが巻かれるティース側には、絶縁体６０が設けられる。誘電体３１および絶縁体６０は、例えば、１枚のシート上に形成する。コイルが巻かれるティース側に絶縁体６０を設けることにより、渦電流の発生を抑制することができる。
【００３３】
第２の実施の形態におけるモータによれば、隣り合う磁性鋼板の間のスペースのうち、磁性鋼板２０の電極部に近いスペース（バックヨーク側）には誘電体３１を設け、コイル１１が設けられている位置に近いスペースには、絶縁体６０を設けた。これにより、ステータにコンデンサとしての機能を持たせつつ、渦電流の発生を抑制することができる。
【００３４】
−第３の実施の形態−
第１の実施の形態におけるモータでは、図７（ａ）に示すように、プラス側の外部電極１６と接続する電極部２１ｆを備えた磁性鋼板２０ｆと隣り合う磁性鋼板２０ｇの電極部２１ｇを、プラス側の外部電極１６と接続する位置に設けた。第３の実施の形態におけるモータでは、磁性鋼板２０ｇの電極部２１ｇを、マイナス側の外部電極１５と接続する位置に設けるとともに、磁性鋼板２０ｆと磁性鋼板２０ｇとの間に、高耐電圧絶縁体７０を介在させる。
【００３５】
図１１は、第３の実施の形態におけるモータにおいて、ステータの外周側から見た、磁性鋼板の電極部（内部電極）の配置の一例を示す図である。図１１においては、ステータを構成する複数の磁性鋼板のうち、８枚の磁性鋼板２０ａ〜２０ｈのみを示している。
【００３６】
磁性鋼板２０ｇの電極部２１ｇをマイナス側の外部電極１５と接続する位置に設けることにより、プラス電位の磁性鋼板２０ｆとマイナス電位の磁性鋼板２０ｇとの間に高電圧（例えば、３００Ｖ）が加わることになる。従って、磁性鋼板２０ｆと磁性鋼板２０ｇとの間には、誘電体ではなく、耐電圧の高い絶縁体７０を介在させる。
【００３７】
この場合、磁性鋼板２０ｇの電極部２１ｇに対応するプラス側の電極部は、磁性鋼板４枚を挟んだ磁性鋼板２０ｌ（不図示）に設けられる。以後、同様に、磁性鋼板２０ｌと、隣り合う磁性鋼板２０ｍ（不図示）との間には、耐電圧の高い絶縁体を介在させるとともに、磁性鋼板２０ｍの電極部を、マイナス側の外部電極１５と接続する位置に設ける。
【００３８】
第３の実施の形態におけるモータによれば、プラス側の電極部とマイナス側の電極部とを磁性鋼板２０の隣り合う位置に設ける場合、プラス側の電極部を設ける磁性鋼板と、マイナス側の電極部を設ける磁性鋼板との間に絶縁体を介在させる。これにより、プラス側の電極部を設ける磁性鋼板とマイナス側の電極部を設ける磁性鋼板との間に誘電体を介在させた場合に高電圧が加わるのを防ぐことができる。
【００３９】
−第４の実施の形態−
図１２（ａ）は、第４の実施の形態におけるモータにおいて、ステータの外周側から見た、磁性鋼板の電極部（内部電極）の配置の一例を示す図である。図１２（ａ）においては、ステータを構成する複数の磁性鋼板のうち、８枚の磁性鋼板２０ａ〜２０ｈのみを示している。図１２（ｂ）は、磁性鋼板２０ａの電極部２２ａの形状を示す図である。図１２（ｃ）は、図１２（ａ）の矢印Ｙ２方向から見た電極部２２ａの形状を示す図である。
【００４０】
第４の実施の形態におけるモータでは、磁性鋼板の電極部と、外部電極１５，１６とを接続しやすくするために、電極部を磁性鋼板の積層方向に折り返して（図１２（ｃ）参照）、外部電極１５，１６と接続する面積を広くしている。図１２（ａ）に示す例では、磁性鋼板２０ａの電極部２２ａを積層方向に折り返した部分が、磁性鋼板２０ｃの上部にまで伸びている。
【００４１】
電極部２２ａを折り返した部分と、他の磁性鋼板２０ｂ，２０ｃとの間は、絶縁性を保つ必要がある。従って、必要に応じて、電極部２２ａを折り返した部分と、磁性鋼板２０ｂ，２０ｃとの間には、絶縁材を介在させることが好ましい。
【００４２】
第４の実施の形態におけるモータによれば、外部電極１５，１６と接する面積が広くなるように、バックヨーク外側に設けた電極部に折り返しを設けた。これにより、コンデンサ側の電極と、外部電極とを容易に接続することができる。
【００４３】
−第５の実施の形態−
図１３は、第５の実施の形態におけるモータの分割コア１０の構成を示す図である。図４に示す分割コアと異なるのは、スイッチング素子９１，９３およびダイオード９２，９４を含むパワーモジュールを分割コア１０の端面に配置している点である。このパワーモジュールは、インバータ（電力変換装置）の構成要素であり、スイッチング素子９１，９３は、例えば、ＩＧＢＴである。
【００４４】
本発明によるモータでは、ステータにコンデンサとしての機能を持たせている。従って、インバータの構成要素であるパワーモジュールを分割コア１０の端面に配置することにより、モータ、インバータ、および、コンデンサを含むシステム全体のサイズを小さくすることができる。また、インダクタンス最小でパワーモジュールとコンデンサとを接続することができる。
【００４５】
なお、図１３では、１つの分割コアしか示していないが、他の全ての分割コアの構造についても同様である。
【００４６】
−第６の実施の形態−
図１４（ａ）は、第６の実施の形態におけるモータにおいて、ステータの外周側から見た、磁性鋼板の電極部（内部電極）の配置の一例を示す図である。図１４（ａ）においては、ステータを構成する複数の磁性鋼板のうち、１１枚の磁性鋼板２０ａ〜２０ｋのみを示している。図１４（ｂ）は、磁性鋼板２０ａの電極部２１ａの形状を示す図である。第６の実施の形態におけるコンデンサ一体型ステータでは、図１４（ａ）に示すように、磁性鋼板２０ｋの電極部２１ｋを、マイナス側の外部電極１５と接続する位置に設ける。
【００４７】
第６の実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、マイナス側の外部電極１５と接続される電極部２１ａを磁性鋼板２０ａに、プラス側の外部電極１６と接続する電極部２１ｆを、磁性鋼板２０ｆに設けている。さらに、磁性鋼板２０ｆに設けられたプラス側の電極部２１ｆに対応するマイナス側の電極部は、磁性鋼板４枚を挟んだ磁性鋼板２０ｋに設けられる。すなわち、磁性鋼板２０ａから磁性鋼板２０ｆに向けて電圧が順に高くなっていき、磁性鋼板２０ｆから磁性鋼板２０ｋに向けて、電圧は順に低くなっていく。すなわち、第１の実施の形態における磁性鋼板２０ｆと２０ｇのように、同一電位となる部位を設ける必要がなくなるので、磁性鋼板を効率よく利用することができる。
【００４８】
以下では、磁性鋼板のプラス側の電極部からマイナス側の電極部に流れる電流の向きが各磁性体において対向するように、プラス側の電極部およびマイナス側の電極部を設けた実施の形態を、第７〜第１２の実施の形態として説明する。
【００４９】
−第７の実施の形態−
図１５は、第７の実施の形態におけるモータにおいて、ステータを構成する磁性鋼板および誘電体から構成される要素を示す図である。図１５（ａ）および図１５（ｂ）は、プラス側の外部電極１６と接続される磁性鋼板２０および誘電体３０をそれぞれ示し、図１５（ｃ）および図１５（ｄ）は、マイナス側の外部電極１５と接続される磁性鋼板２０および誘電体３０をそれぞれ示している。
【００５０】
磁性鋼板２０のうち、少なくとも誘電体３０が当接する部分の表面には、高導電率の導電性金属膜（例えば、銅、ニッケル、錫等）がコーティングされている。図１５に示す例では、誘電体３０が磁性鋼板２０のほぼ全体に当接するため、磁性鋼板２０の全体が導電性金属膜でコーティングされている。磁性鋼板２０を導電性金属膜でコーティングすることにより、磁性鋼板２０よりも電気抵抗の小さいコーティング部分全体に電流を流すことができる。なお、導電性金属膜をコーティングする技術は、全ての実施の形態におけるモータに適用可能である。
【００５１】
図１５（ａ）に示す磁性鋼板２０は、ティース部分の側面左下（本実施形態においては、ティース部分の側面左側が周方向の一方の端部に相当し、ティース部分の側面下側が径方向の内側に相当する。）に電極部を備えており、図１５（ｂ）に示す磁性鋼板は、ティース部分の側面右下（本実施形態においては、ティース部分の側面右側が周方向の他方の端部に相当し、ティース部分の側面下側が径方向の内側に相当する。）に電極部を備えている。説明を容易にするため、ここでは、図１５（ａ）に示す磁性鋼板２０および誘電体３０から構成される要素を要素Ｐ１、図１５（ｂ）に示す磁性鋼板２０および誘電体３０から構成される要素を要素Ｐ２と呼ぶ。また、要素Ｐ１の電極部を電極部２１Ｐ１、要素Ｐ２の電極部を２１Ｐ２と呼ぶ。
【００５２】
図１５（ｃ）に示す磁性鋼板２０は、ティース部分の右上（本実施形態においては、ティース部分の側面右側が周方向の他方の端部に相当し、ティース部分の側面上側が径方向の外側に相当する。）に電極部を備えており、図１５（ｄ）に示す磁性鋼板は、ティース部分の左上（本実施形態においては、ティース部分の側面左側が周方向の一方の端部に相当し、ティース部分の側面上側が径方向の外側に相当する。）に電極部を備えている。説明を容易にするため、ここでは、図１５（ｃ）に示す磁性鋼板２０および誘電体３０から構成される要素を要素Ｎ１、図１５（ｄ）に示す磁性鋼板２０および誘電体３０から構成される要素を要素Ｎ２と呼ぶ。また、要素Ｎ１の電極部を電極部２１Ｎ１、要素Ｎ２の電極部を２１Ｎ２と呼ぶ。
【００５３】
図１６（ａ）は、要素Ｐ１、Ｐ２、Ｎ１、Ｎ２を積層して構成される分割コア１０の斜視図であり、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）に示す分割コアの積層構造を示す図である。図１６（ｂ）では、分割コアのティース部分の左側面および右側面をそれぞれ図示している。なお、左右側面において、電極部を有さない磁性鋼板の側面と外部電極１５、１６との間は絶縁を取るようにする。図１６（ｂ）に示すように、要素Ｐ１、Ｎ１、Ｐ２、Ｎ２の順に積層され、Ｎ２以後は、また、Ｐ１から順に積層されている。このように積層することにより、要素Ｐ１を構成する、電極部２１Ｐ１を備えた磁性鋼板２０および誘電体３０と、要素Ｎ１の構成の一部である、電極部２１Ｎ１を備えた磁性鋼板２０とにより主たる第１コンデンサを形成する。同様に要素Ｐ２を構成する、電極部２１Ｐ２を備えた磁性鋼板２０および誘電体３０と、要素Ｎ２の構成の一部である、電極部２１Ｎ２を備えた磁性鋼板２０とにより主たる第２コンデンサが形成される。なお、要素Ｎ１を構成する、電極部２１Ｎ１を備えた磁性鋼板２０および誘電体３０と、要素Ｐ２の構成の一部である、電極部２１Ｐ２を備えた磁性鋼板２０とによってもコンデンサは形成されるが、上述の主たるコンデンサに比すると、誘電体における通電面積が小さいため容量は小さくなる。このようなコンデンサが複数積層することになる。
【００５４】
図１７は、図１５および図１６で示される分割コアに流れるコンデンサ電流の向きを示す図である。第１コンデンサに流れる電流と第２コンデンサに流れる電流は、周方向において互いに対向し、かつ径方向で交差する方向に流れる。なお、ここでは、ロータ軸芯からみた遠心方向を径方向とする。すなわち、図１７に示すように、要素Ｐ１の電極部２１Ｐ１から要素Ｎ１の電極部２１Ｎ１の方向に流れる電流と、要素Ｐ２の電極部２１Ｐ２から要素Ｎ２の電極部２１Ｎ２の方向に流れる電流とが交差する向きに流れる。これにより、各コンデンサから発生する磁束の向きが異なって相殺されるので、コンデンサに流れる電流による総磁束密度を低減することができる。従って、磁性鋼板の各部に生じる渦電流を大幅に低減することができる。なお上記、各部に生じる渦電流とは、以下で図１８を基に説明する周方向断面（Ａ−Ａ断面）における渦電流に限らず、磁性鋼板の積層表面などに生じる渦電流も含む。
【００５５】
図１８は、図１７の分割コアにおいて、要素Ｎ１の磁性鋼板２０と誘電体３０、及び要素Ｐ２の磁性鋼板２０をＡ−Ａ断面で示した図である。つまり第１コンデンサと第２コンデンサとの間を示した図である。図１８（ａ）は、隣り合う磁性鋼板２０に、対向する向きに電流が流れる場合に発生する磁束を示す図、図１８（ｂ）は、隣り合う磁性鋼板２０に、同一方向に電流が流れる場合に発生する磁束を示す図である。図１８（ａ）、（ｂ）において、丸の中に黒塗りの丸で示しているのは、紙面の裏側から表側へ流れる方向の電流を表しており、図１８（ａ）において、丸の中にバツ（×）で示しているのは、紙面の表側から裏側へ流れる方向の電流を表している。また、矢印は、磁束の方向を示している。
【００５６】
各磁性鋼板２０に同一方向に電流が流れる従来の場合、図１８（ｂ）に示すように、大きな磁界ループが形成される。また、磁性鋼板２０の角部に電流が集中し、角部において温度が上昇してしまう。これに対して、第７の実施の形態では、図１８（ａ）に示すように、各磁性鋼板２０に、対向する向きに電流を流すため、大きな磁界ループの発生が抑制され、総磁束密度を低減することができる。また、磁性鋼板２０の角部に電流が集中することもないため、局部的な温度上昇が発生することもない。
【００５７】
−第８の実施の形態−
図１９は、第７の実施の形態におけるモータの構成において、スイッチング素子および整流素子（例えば、ダイオード）を含むパワーモジュールを追加した構造を示す図である。図１９（ａ）は、プラス側の外部電極と接続される磁性鋼板２０および誘電体３０から構成される要素を示す図であり、図１９（ｂ）は、マイナス側の外部電極と接続される磁性鋼板２０および誘電体３０から構成される要素を示す図である。
【００５８】
図１９（ｃ）は、マイナス側の外部電極（以下、マイナス側外部電極）１９０と、負極側整流素子を搭載したチップ１９１および負極側スイッチング素子を搭載したチップ１９２とを示す図、図１９（ｄ）は、モータと接続される出力外部電極１９３と、正極側整流素子を搭載したチップ１９４および正極側スイッチング素子を搭載したチップ１９５とを示す図、図１９（ｅ）は、プラス側の外部電極（以下、プラス側外部電極）１９６を示す図である。負極側スイッチング素子を搭載したチップ１９２および負極側整流素子を搭載したチップ１９１は、マイナス側外部電極１９０上に積載され、正極側スイッチング素子を搭載したチップ１９５および正極側整流素子を搭載したチップ１９４は、出力外部電極１９３上に積載されている。
【００５９】
図１９（ｆ）は、図１９（ｃ）に示すマイナス側外部電極１９０、図１９（ｄ）に示す出力外部電極１９３、図１９（ｅ）に示すプラス側外部電極１９６を積層した構成を示す図であり、図１９（ｇ）は、図１９（ｆ）に示す積層構造を積層方向から見た図である。図１９（ｆ）に示すように、マイナス側外部電極１９０の上に出力外部電極１９３が積層され、さらにその上に、プラス側外部電極１９６が積層されている。
【００６０】
−第９の実施の形態−
図２０は、第９の実施の形態におけるモータにおいて、ステータを構成する磁性鋼板および誘電体から構成される要素を示す図である。図２０（ａ）および図２０（ｂ）は、プラス側の外部電極１６と接続される磁性鋼板および誘電体をそれぞれ示し、図２０（ｃ）および図２０（ｄ）は、マイナス側の外部電極１５と接続される磁性鋼板および誘電体をそれぞれ示している。
【００６１】
図２０（ａ）に示す磁性鋼板２０は、ティース部分の左下に電極部を備えており、図２０（ｂ）に示す磁性鋼板は、ティース部分の右上に電極部を備えている。説明を容易にするため、ここでは、図２０（ａ）に示す磁性鋼板２０および誘電体３０から構成される要素を要素Ｐ１ａ、図２０（ｂ）に示す磁性鋼板２０および誘電体３０から構成される要素を要素Ｐ２ａと呼ぶ。また、要素Ｐ１ａの電極部を電極部２１Ｐ１ａ、要素Ｐ２ａの電極部を２１Ｐ２ａと呼ぶ。
【００６２】
図２０（ｃ）に示す磁性鋼板２０は、ティース部分の右下に電極部を備えており、図２０（ｄ）に示す磁性鋼板２０は、ティース部分の左上に電極部を備えている。説明を容易にするため、ここでは、図２０（ｃ）に示す磁性鋼板２０および誘電体３０から構成される要素を要素Ｎ１ａ、図２０（ｄ）に示す磁性鋼板２０および誘電体３０から構成される要素を要素Ｎ２ａと呼ぶ。また、要素Ｎ１ａの電極部を電極部２１Ｎ１ａ、要素Ｎ２ａの電極部を２１Ｎ２ａと呼ぶ。
【００６３】
図２１（ａ）は、要素Ｐ１ａ、Ｐ２ａ、Ｎ１ａ、Ｎ２ａを積層して構成される分割コア１０の斜視図であり、図２１（ｂ）は、図２１（ａ）に示す分割コアの積層構造を示す図である。図２１（ｂ）では、分割コアのティース部分の左側面および右側面をそれぞれ図示している。図２１（ｂ）に示すように、要素Ｐ１ａ、Ｎ１ａ、Ｐ２ａ、Ｎ２ａの順に積層され、Ｎ２ａ以後は、また、Ｐ１ａから順に積層されている。
【００６４】
図２２は、図２０および図２１で示される分割コアに流れるコンデンサ電流の向きを示す図である。第８の実施の形態で説明したのと同様に形成される、図２２に示す、第１コンデンサに流れる電流と第２コンデンサに流れる電流とは、周方向において互いに対向する方向に流れる。すなわち、図２２に示すように、要素Ｐ１ａの電極部２１Ｐ１ａから要素Ｎ１ａの電極部２１Ｎ１ａの方向に流れる電流の向きは、要素Ｐ２ａの電極部２１Ｐ２ａから要素Ｎ２ａの電極部２１Ｎ２ａの方向に流れる電流の向きと逆向きである。これにより、各コンデンサから発生する磁束の向きが異なって相殺されるので、総磁束密度を低減することができる。従って、磁性鋼板の各部に生じる渦電流を大幅に低減することができる。
【００６５】
また、図２２に示すように、要素Ｐ１ａの電極部２１Ｐ１ａと要素Ｎ１ａの電極部２１Ｎ１ａとは互いに向かい合う位置に設けられており、要素Ｐ２ａの電極部２１Ｐ２ａと要素Ｎ２ａの電極部２１Ｎ２ａとは互いに向かい合う位置に設けられている。これにより、コンデンサに広く均一に電流を流すことができる。
【００６６】
−第１０の実施の形態−
図２３は、第１０の実施の形態におけるモータにおいて、ステータを構成する分割コアの磁性鋼板２０とプラス側外部電極１９６およびマイナス側外部電極１９０との位置関係を示す図である。第１０の実施の形態では、磁性鋼板２０のバックヨーク部に電極部を設け、上記プラス側外部電極１９６と一体であるプラス側外部電極２３ａ、２３ｃを磁性鋼板の電極部と接続する。同様にマイナス側外部電極１９０と一体であるマイナス側外部電極２３ｂ、２３ｄを磁性鋼板の電極部と接続する。特に、隣り合う磁性鋼板ごとに、磁性鋼板のバックヨーク外側と内側とに交互に電極部を設ける。なお、第２の実施の形態と同様に、隣り合う磁性鋼板２０の間のスペースのうち、バックヨーク側のスペースにのみ誘電体３１を設けている。
【００６７】
図２３（ａ）および図２３（ｂ）に示す例では共に、磁性鋼板２０を積層した際に、磁性鋼板左下にプラス側外部電極２３ａ、左上にマイナス側外部電極２３ｂ、右上にプラス側外部電極２３ｃ、右下にマイナス側外部電極２３ｄが配置されている。磁性鋼板を積層する順番は、プラス側外部電極２３ａを備えた磁性鋼板、マイナス側外部電極２３ｂを備えた磁性鋼板、プラス側外部電極２３ｃを備えた磁性鋼板、マイナス側外部電極２３ｄを備えた磁性鋼板の順とする。
【００６８】
図２３（ａ）は、プラス側外部電極１９６の上にマイナス側外部電極１９０を配置した例を示し、図２３（ｂ）は、マイナス側外部電極１９０の上にプラス側外部電極１９６を配置した例を示している。
【００６９】
第１０の実施の形態におけるモータでも、隣接する各コンデンサに流れる電流は、互いに対向する方向に流れる。すなわち、磁性鋼板左下に設けられているプラス側外部電極２３ａから、磁性鋼板左上に設けられているマイナス側外部電極２３ｂに流れる電流の向きと、磁性鋼板右上に設けられているプラス側外部電極２３ｃから、磁性鋼板右下に設けられているマイナス側外部電極２３ｄに流れる電流の向きとは逆方向となる。これにより、各コンデンサから発生する磁束の向きが異なって相殺されるので、総磁束密度を低減することができる。従って、磁性鋼板の各部に生じる渦電流を大幅に低減することができる。
【００７０】
また、第９の実施の形態と同様に、プラス側外部電極２３ａとマイナス側外部電極２３ｂとは互いに向かい合う位置に設けられており、プラス側外部電極２３ｃとマイナス側外部電極２３ｄとは互いに向かい合う位置に設けられている。これにより、コンデンサに広く均一に電流を流すことができる。
【００７１】
−第１１の実施の形態−
図２４は、第１０の実施の形態におけるモータの構成において、スイッチング素子および整流素子（例えば、ダイオード）を含むパワーモジュールを追加した構造を示す図であり、基本的な構成は、第８の実施の形態と同じである。図２４（ａ）は、マイナス側外部電極１９０、出力外部電極１９３、プラス側外部電極１９６を積層した構成を示す図であり、図２４（ｂ）は、図２４（ａ）に示す積層構造を積層方向から見た図である。図２４（ｂ）に示すように、マイナス側外部電極１９０の上に負極側スイッチング素子を搭載したチップ１９２および負極側整流素子を搭載したチップ１９１が積層され、さらにその上に出力外部電極１９３が積層されている。また、出力外部電極１９３の上に、正極側スイッチング素子を搭載したチップ１９５および正極側整流素子を搭載したチップ１９４が積層され、さらにその上にプラス側外部電極１９６が積層されている。なお、符号２４０で示されている箇所は、モータコイルとの接続部分である。
【００７２】
−第１２の実施の形態−
図２５は、第１２の実施の形態におけるモータにおいて、ステータを構成する磁性鋼板を示す図である。マイナス側外部電極２３ｅおよびプラス側外部電極２３ｆはそれぞれ、磁性鋼板２０のバックヨーク外側に設けられている。
【００７３】
第１２の実施の形態では、磁性鋼板のマイナス側外部電極２３ｅが設けられている位置と、隣り合う磁性鋼板のプラス側外部電極２３ｆが設けられている位置との間、すなわち、磁性鋼板２０を左右に二分する位置に、スリット２５０を設けている。このスリット２５０は、マイナス側外部電極２３ｅおよびプラス側外部電極２３ｆ間に流れる電流が電極部２３ｅ、２３ｆに近い位置に集中するのを防ぐためのものである。スリット２５０を設けた場合の電流の流れを図２５（ｂ）に示す。図２５（ｂ）に示すように、スリット２５０を設けることにより、ティースの方まで電流を流すことができる。
【００７４】
また、図２５（ｂ）に示すように、スリット２５０を対称として左右両側に流れる電流の向きは逆方向となるため、各磁性鋼板において電流に起因して生じる磁束の向きが異なって相殺されるので、総磁束密度を低減することができる。従って、渦電流を大幅に低減することができる。なお、上記実施例のように隣接する各コンデンサ間で電流の流れる方向を対抗させ、各コンデンサから発生する磁束の向きを異ならせ相殺させ、総磁束密度を低減するようにするとなお良いことは言うまでもない。なお、磁性鋼板２０に設けるスリットは１本だけであり、ティースを通る主磁束を妨げるものではないので、モータとしての性能に与える影響は少ない。
【００７５】
以下では、モータのステータを構成する磁性鋼板に複数のスリットを設けた実施の形態を、第１３〜第１８の実施の形態として説明する。
【００７６】
−第１３の実施の形態−
図２６は、第１３の実施の形態におけるモータにおいて、ステータを構成する分割コア１０の磁性鋼板２０を示す図である。図２６に示すように、第２の実施の形態と同様、隣り合う磁性鋼板の間のスペースのうち、バックヨーク側のスペースに誘電体３１を設けている。
【００７７】
本願発明では、ステータにコンデンサとしての機能も持たせるため、コンデンサに流れる電流によって生じる磁束に起因して、渦電流が発生する。この渦電流の発生を抑制するために、第１３の実施の形態におけるモータでは、ステータを構成する分割コア１０の磁性鋼板２０に複数のスリット２６０を設けた。なお、図２６では、1枚の磁性鋼板しか示していないが、他の磁性鋼板についても同様に、複数のスリット２６０を設ける。
【００７８】
スリット２６０は、磁気抵抗を増やさないように、モータの主磁束の方向に沿って設ける。ロータ１２１を駆動するために、分割コア１０のティースに巻かれているコイルによってティース部に生じる主磁束は、図２６に示す矢印Ｙ２６の方向であるため、スリット２６０の方向も矢印Ｙ２６と平行とする。スリット２６０をモータの主磁束の方向に沿って設けることにより、磁性鋼板２０にスリットを設けることによってモータの動作に影響が及ぶのを防ぐことができる。
【００７９】
また、スリット２６０は、誘電体３１が当接しない部分、すなわち、ティース１０ａに設ける。これは、誘電体３１が当接する部分にスリットを設けると、コンデンサの容量が小さくなるからである。すなわち、誘電体３１が当接しない部分にスリット２６０を設けることにより、コンデンサの容量が小さくなるのを防ぐことができる。
【００８０】
なお、ステータのバックヨーク内側に外部電極１５，１６を設けた構成の場合（図９参照）も同様に、図２７に示すように、磁性鋼板２０に複数のスリット１５０を設けることができる。
【００８１】
−第１４の実施の形態−
図２８は、第１４の実施の形態におけるモータにおいて、ステータを構成する分割コア１０の磁性鋼板２０を示す図である。第１４の実施の形態におけるモータでは、第１３の実施の形態と同様に、誘電体３１が当接しない部分にスリット２６１を設けるが、誘電体３１が当接する部分に近い位置は、スリットを密に設け、誘電体３１が当接する部分から遠い位置は、スリットを粗にする。
【００８２】
コンデンサ電流によって生じる磁束に起因して発生する渦電流は、誘電体３１が当接する部分に近い位置ほど多く発生する。従って、誘電体３１が当接する部分に近い位置に、スリットを密に設けることにより、渦電流の発生を効果的に抑制することができる。また、誘電体３１が当接する部分から遠い位置は、渦電流の発生が少ないため、スリットを粗にしても、渦電流の影響を受けることはない。また、スリットを粗にすることにより、スリットを粗にしない場合に比べて、磁気抵抗の上昇を抑制することができる。
【００８３】
−第１５の実施の形態−
図２９は、第１５の実施の形態におけるモータにおいて、ステータを構成する分割コア１０の磁性鋼板２０を示す図である。第１５の実施の形態におけるモータでは、隣り合う磁性鋼板の間のスペースのうち、ティース１０ａで挟まれるスペースに誘電体３２を設けている。また、誘電体３２が当接しない部分に、複数のスリット２６２を設けている。スリット２６２は、モータ駆動時にコイルによってバックヨーク部に生じる主磁束の方向に沿って設けられている。すなわち、図２９に示すように、ティース１０ａからバックヨークの両側へ向かう方向に沿って設けられている。
【００８４】
マイナス側の外部電極１５およびプラス側の外部電極１６は、ティース１０ａ部分に、向かい合わせに配置されている。外部電極１５、１６を向かい合わせに配置することにより、プラス側の外部電極１６とマイナス側の外部電極１５との間に電流を均一に流すことができる。上述したように、誘電体３２は、ティース１０ａで挟まれるスペースに設けられているので、誘電体３２、すなわち、コンデンサに広く均一に電流を流すことができる。これに対して、図２６に示す構造では、外部電極１５、１６に近い位置ほど、電流がよく流れるため、コンデンサに広く均一に電流は流れない。
【００８５】
−第１６の実施の形態−
図３０は、第１６の実施の形態におけるモータにおいて、ステータを構成する分割コア１０を示す図である。第１６の実施の形態におけるモータでは、隣り合う磁性鋼板の間のスペースのうち、Ｔ字形の磁性鋼板の左右両側に誘電体３３を設けている。また、磁性鋼板２０のうち、ティース部分と、誘電体３３が当接しないバックヨークの部分に、複数のスリット２６３を設けている。ここでも、スリット２６３は、モータの主磁束の方向に沿って設けられている。
【００８６】
また、分割コア１０のバックヨーク外側にマイナス側の外部電極１５を設けるとともに、バックヨーク内側にプラス側の外部電極１６を設けている。プラス側の外部電極１６と図示しない電源を含む外部回路とを接続するための接続点１６ａは、回転軸方向における一方のステータ端部に設け、マイナス側の外部電極１５と図示しない電源を含む外部回路とを接続するための接続点１５ａは、回転軸方向における他方のステータ端部に設けている。また、図３０に示すように、マイナス側の外部電極１５とプラス側の外部電極１６とは、向かい合わせに配置されている。これにより、一方のステータ端部から他方のステータ端部に向けて電流が流れるため、磁性鋼板２０間に誘電体３３を挟み込んで構成されるコンデンサに均一に電流を流すことができる。
【００８７】
−第１７の実施の形態−
図３１は、第１７の実施の形態におけるモータにおいて、ステータを構成する分割コア１０を示す図である。第１７の実施の形態におけるモータでは、マイナス側の外部電極１５およびプラス側の外部電極１６が共にＬ字形状であり、互いに向かい合わせになるように、ティース部分に配置している。より具体的に説明すると、外部電極１５、１６は、ティース側面から、回転軸方向のステータ端部に至るＬ字形状となっている。
【００８８】
図３１では省略しているが、誘電体は、隣り合う磁性鋼板の間のスペースのうち、ティース部分に設けられている。従って、図２９に示す磁性鋼板２０と同様に、スリット１５４は、磁性鋼板２０の誘電体が当接しない部分のうち、ティースからバックヨークの両側へ向かう方向に沿って設けられている。
【００８９】
プラス側の外部電極１６と図示しない電源を含む外部回路とを接続するための接続点（不図示）は、回転軸方向における一方のステータ端部に設け、マイナス側の外部電極１５と図示しない電源を含む外部回路とを接続するための接続点１５ａは、回転軸方向における他方のステータ端部に設けている。また、上述したように、マイナス側の外部電極１５とプラス側の外部電極１６とは、向かい合わせに配置されている。これにより、第１６の実施の形態と同様に、一方のステータ端部から他方のステータ端部に向けて電流が流れるため、磁性鋼板２０間に誘電体を挟み込んで構成されるコンデンサに均一に電流を流すことができる。
【００９０】
−第１８の実施の形態−
図３２は、第１８の実施の形態におけるモータにおいて、ステータを構成する分割コア１０の磁性鋼板２０を示す図である。図２６に示す第１３の実施の形態におけるモータでは、磁性鋼板２０の誘電体３１が当接しない部分にスリットを設けた。第１８の実施の形態におけるモータでは、磁性鋼板２０の誘電体３１が当接しない部分だけでなく、誘電体３１が当接する部分にもスリット２６５を設けている。
【００９１】
誘電体３１が当接しない部分は、第１３の実施の形態と同様に、モータ主磁束の方向に沿ってスリットを設ける。一方、誘電体３１が当接する部分に設けるスリットは、コンデンサに流れる電流を妨げないように、コンデンサに流れる電流の向きと略平行になるように設ける。これにより、誘電体３１が存在する部分にスリットを設ける場合でも、コンデンサのＥＳＲの上昇を抑制することができる。
【００９２】
本発明は、上述した第１〜第１８の実施の形態に限定されることはない。例えば、分割コア１０を円環状に並べることによって、円筒形のステータが構成されるものとして説明したが、平板上に並べて、リニアモータに用いることもできる。また、ステータは、分割コア方式のものを用いて説明したが、分割式ではない一体コア方式のものでもよい。一体コア方式の場合、隣り合う分割コアの同一電位の磁性鋼板同士を接触させる（図６参照）必要がなくなる。また、上述したモータは、集中巻モータに限られず、分布巻モータであってもよい。
【００９３】
複数の磁性鋼板２０の間に介在させる誘電体の形状は、上述したものに限定されることはない。また、図７において、誘電体３１および絶縁体６０は、１枚のシート上に形成するものとして説明したが、絶縁体６０を形成するシート上に、誘電体３１を形成するようにしてもよい。
【００９４】
なお、上述した第１〜第１８の実施の形態で説明した特徴は、組み合わせ可能な範囲において、それぞれ組み合わせることができる。
【００９５】
特許請求の範囲の構成要素と上述した実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、磁性鋼板２０が磁性体を、誘電体３０が誘電体を、絶縁体６０が絶縁体を、電極部２１ａ、２１ｆ、２１ｇ、２１Ｐ１、２１Ｐ２、２１Ｎ１、２１Ｎ２が接続部をそれぞれ構成する。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する上で、上記の実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係に何ら限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明によるモータの制御回路の概略構成を示す図
【図２】モータの回転軸方向の端部を示す図
【図３】モータの端部の断面図
【図４】ステータを構成する分割コアを示す図
【図５】１枚の磁性鋼板の平面図
【図６】磁性鋼板の間に挟み込まれる誘電体の形状を示す図
【図７】図７（ａ）は、図４に示す分割コアのうち、外部電極を除いた構成をステータの外周側から見た図、図７（ｂ）は、磁性鋼板の電極部の形状を示す図
【図８】隣り合う分割コアの同一電位の磁性鋼板同士を接触させる方法の一例を示す図
【図９】ティースに近い位置（バックヨーク内側）に外部電極を設けた例を示す図
【図１０】隣り合う磁性鋼板の間に介在させる誘電体および絶縁体の形状を示す図
【図１１】第３の実施の形態におけるモータにおいて、ステータの外周側から見た、磁性鋼板の電極部（内部電極）の配置の一例を示す図
【図１２】図１２（ａ）は、第４の実施の形態におけるモータにおいて、ステータの外周側から見た、磁性鋼板の電極部（内部電極）の配置の一例を示す図、図１２（ｂ）は、磁性鋼板の電極部の形状を示す図、図１２（ｃ）は、図１２（ａ）の矢印Ｙ２方向から見た電極部の形状を示す図
【図１３】第５の実施の形態におけるモータの構成を示す図
【図１４】図１４（ａ）は、第６の実施の形態におけるモータにおいて、ステータの外周側から見た、磁性鋼板の電極部（内部電極）の配置の一例を示す図、図１４（ｂ）は、磁性鋼板の電極部の形状を示す図
【図１５】第７の実施の形態におけるモータにおいて、ステータを構成する磁性鋼板および誘電体から構成される要素を示す図
【図１６】図１６（ａ）は、各要素を積層して構成される分割コアの斜視図、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）に示す分割コアの積層構造を示す図
【図１７】図１５および図１６で示される分割コアに流れるコンデンサ電流の向きを示す図
【図１８】図１８（ａ）は、隣り合う磁性鋼板に、対向する向きに電流が流れる場合に発生する磁束を示す図、図１８（ｂ）は、隣り合う磁性鋼板に、同一方向に電流が流れる場合に発生する磁束を示す図
【図１９】第７の実施の形態におけるモータの構成において、スイッチング素子および整流素子を含むパワーモジュールを追加した構造を示す図
【図２０】第９の実施の形態におけるモータにおいて、ステータを構成する磁性鋼板および誘電体から構成される要素を示す図
【図２１】図２１（ａ）は、第９の実施の形態において、各要素を積層して構成される分割コアの斜視図、図２１（ｂ）は、図２１（ａ）に示す分割コアの積層構造を示す図
【図２２】図２０および図２１で示される分割コアに流れるコンデンサ電流の向きを示す図
【図２３】第１０の実施の形態におけるモータにおいて、ステータを構成する分割コアの磁性鋼板とプラス側外部電極およびマイナス側外部電極との位置関係を示す図
【図２４】第１０の実施の形態におけるモータの構成において、スイッチング素子および整流素子を含むパワーモジュールを追加した構造を示す図
【図２５】第１２の実施の形態におけるモータにおいて、ステータを構成する磁性鋼板を示す図
【図２６】第１３の実施の形態におけるモータにおいて、ステータを構成する分割コアの磁性鋼板を示す図
【図２７】ステータのバックヨーク内側に外部電極を設けたに、複数のスリットを設けた磁性鋼板を示す図
【図２８】第１４の実施の形態におけるモータにおいて、ステータを構成する分割コアの磁性鋼板を示す図
【図２９】第１５の実施の形態におけるモータにおいて、ステータを構成する分割コアの磁性鋼板を示す図
【図３０】第１６の実施の形態におけるモータにおいて、ステータを構成する分割コアを示す図
【図３１】第１７の実施の形態におけるモータにおいて、ステータを構成する分割コアを示す図
【図３２】第１８の実施の形態におけるモータにおいて、ステータを構成する分割コアの磁性鋼板を示す図
【符号の説明】
【００９７】
１０…分割コア、１０ａ…ティース、１１…コイル、１５，１６…外部電極、２０…磁性鋼板、２１ａ、２１ｆ、２１ｇ、２１Ｐ１、２１Ｐ２、２１Ｎ１、２１Ｎ２…電極部、３０…誘電体、６０…絶縁体、７０…高耐電圧絶縁体、１００…三相誘導モータ、１０８…コンデンサ、２６０〜２６５…スリット
【図１】
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【図５】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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