(57)【要約】【課題】ティースとヨークとが分割形成されてなるステータの組み立てを容易化する。【解決手段】ヨーク２０の上面には、段違いの底面３４，３６を備えた穴部３２が形成され、ティース３０の下面には、対応して凸形状３８と凹形状４０が形成されている。この嵌合構造により両者を嵌合させることで、ティース３０をヨーク２０の適切な位置に適切な深さで設置することができる。このヨーク２０とティース３０は圧粉磁心により成形され、嵌合構造もその際に同時に作られるため、特別な加工が要求されることはない。【選択図】図２
2007074844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転軸を囲んで設置される環状のヨーク部と、
径方向に突起形状をなしてヨーク部に設置される複数のティース部と、
ヨーク部及び各ティース部に設けられ、ヨーク部に対し各ティース部を嵌合して設置する嵌合構造であって、回転軸方向の設置位置を定める位置決め構造を有する嵌合構造と、
を備え、
ティース部又はヨーク部の少なくとも一方は、圧粉磁心により嵌合構造とともに一体成形されている、
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において、
嵌合構造は、モータの回転軸方向にヨーク部とティース部を嵌合させる構造である、ことを特徴とするステータコア。
【請求項３】
請求項１に記載のステータコアにおいて、
位置決め構造は、嵌合構造における嵌合深さによって位置決めを行う構造である、ことを特徴とするステータコア。
【請求項４】
ティース部及びヨーク部は、圧粉磁心により嵌合構造とともに一体成形される、ことを特徴とするステータコア。
【請求項５】
請求項１に記載のステータコアにおいて、
ティース部の嵌合構造及びヨーク部の嵌合構造は、それぞれ凹形状及び凸形状を備え、相手方の凸形状及び凹形状と相互に嵌合する構造である、ことを特徴とするステータコア。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のステータコアを用いて形成されたモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータのステータコアに関する技術、特に、圧粉磁心を利用してステータコアを形成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータのステータにおいては、コイルの巻回を容易にする等の理由により、コイルが巻かれるティースとその背後に位置するヨークとを分割形成する場合がある。下記特許文献１には、コイルが巻回される各ティースを放射状に配置したインナコアと円筒形状のアウタコア（ヨーク）とを別々に作成し、アウタコアの内側にインナコアを嵌合してステータコアを形成する技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２４２４４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の技術では、アウタコアの内側にインナコアのティース外端が接するように嵌合されることで、嵌合における径方向の位置決めが行われる。しかし、回転軸方向の固定位置は決まらないため、適切な位置に配置しようとすると、治具や挿入機の構成を複雑なものにせざるをえない。
【０００５】
本発明の目的は、ティースとヨークとが分割形成されてなるステータの組み立てを容易化することにある。
【０００６】
本発明の別の目的は、別形成されたティースをヨークに結合するにあたり、回転軸方向の位置決めを的確化する技術を確立することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のステータコアは、モータの回転軸を囲んで設置される環状のヨーク部と、径方向に突起形状をなしてヨーク部に設置される複数のティース部と、ヨーク部及び各ティース部に設けられ、ヨーク部に対し各ティース部を嵌合して設置する嵌合構造であって、回転軸方向の設置位置を定める位置決め構造を有する嵌合構造と、を備え、ティース部又はヨーク部の少なくとも一方は、圧粉磁心により嵌合構造とともに一体成形されている。
【０００８】
ステータコアは、そこに巻かれるコイルとともに、モータのステータを構成する。モータにおいては、ロータとステータの間の電磁気的作用により、ロータが回転軸回りに回転する。ステータ、そしてステータコアは、この回転軸を囲むように（通常はロータの外側に）設置される。
【０００９】
ステータコアは、少なくとも径方向に分割形成されており、コイルが巻かれる突起形状のティースを一つ又は複数含んだ複数のティース部と、その背後に位置する環状のヨーク部（あるいはコアバックと呼んでもよい）とからなる。さらにヨーク部が複数に分割されるなどの細分化を行ってもよい。ティース部とヨーク部には、両者を結合させるための嵌合構造、すなわち、互いに組み合わされることで互いを連結する構造が設けられている。この嵌合構造においては、回転軸方向の設置位置を定める位置決め構造が備えられている。位置決め構造とは、設置位置を強制的に定める構造をいう。例えば、嵌合にあたり挿入しうる限界深さを設置位置に合わせて設計したり、嵌合の進行を設置位置で仮止めする二次的嵌合構造を設けたりすることで実現することができる。後者の具体例としては、嵌合構造を凹形状及び凸形状の組み合わせで構成し、凹形状の内壁面と凸形状の外壁面に嵌合する小さな凹凸形状を設けることで、嵌合中に所望の位置にカチッと仮固定される構造が挙げられる。
【００１０】
このティース部又はヨーク部の少なくとも一方は、圧粉磁心により嵌合構造とともに一体成形されている。圧粉磁心による成形とは、鉄粉等の磁性粉末と樹脂等の絶縁物の混合物を型を用いて固めることで型に応じた形状に成形されることをいう。成形にあたっては、焼き鈍し等の付随的処理が施される場合もある。型に嵌合構造に対応した形状を設けておくことで、成形と同時に嵌合構造も作られることになる。なお、ティース部又はヨーク部の一方が圧粉磁心により成形されない場合には、典型的には電磁鋼板を用いて作られる。
【００１１】
この構成によれば、嵌合構造が有する位置決め構造により回転軸方向の設置位置が定められるため、複雑な治具や挿入機などを用いることなく、適切な設置を行うことが可能となる。このような嵌合構造は比較的複雑な形状に作られる必要があるが、圧粉磁心の型成形を用いることで簡易に形成されうる。なお、径方向又は周方向におけるティース部の設置位置ついても、嵌合構造によって位置決めされるよう構成することができる。
【００１２】
本発明のステータコアの一態様においては、嵌合構造は、モータの回転軸方向にヨーク部とティース部を嵌合させる構造である。すなわち、ヨーク部とティース部を回転軸方向に相対的に近づけることで嵌合が行われる。環状のヨーク部に対しては、この方向からティース部を近づけることで構造的に最もスムーズに嵌合を実施できるものと期待される。
【００１３】
本発明のステータコアの一態様においては、位置決め構造は、嵌合構造における嵌合深さによって位置決めを行う構造である。つまり、これ以上嵌合が進行しないという嵌合深さを設置位置に合わせて設定する。
【００１４】
本発明のステータコアの一態様においては、ティース部及びヨーク部は、圧粉磁心により嵌合構造とともに一体成形される。ティース部及びヨーク部の両方を圧粉磁心により構成することで、圧粉磁心の優れた磁気特性を利用できるとともに、嵌合構造の形成が容易化される。
【００１５】
本発明のステータコアの一態様においては、ティース部の嵌合構造及びヨーク部の嵌合構造は、それぞれ凹形状及び凸形状を備え、相手方の凸形状及び凹形状と相互に嵌合する構造である。凸形状及び凹形状からなる嵌合構造は単純ではあるが優れた嵌合特性を発揮する。しかし、電磁鋼板を用いた場合には複雑な加工手順が要求される。そこで、ティース部又はヨーク部の少なくとも一方を圧粉磁心により形成し、結合構造の容易化を図っている。
【００１６】
本発明のモータは、前記いずれかのステータコアを用いて形成される。モータの種類や大きさは特に限定されるものではない。例えば、電気自動車やハイブリッド車の動力源として用いられる（典型的には三相の）交流のモータにも適用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本実施の形態にかかるモータ１０の構成を概略的に示した斜視図である。モータ１０は、回転動力を外部に伝達するモータ軸１２を備えており、モータ軸１２はロータ１４の回転軸に沿って設置されている。ロータ１４は、永久磁石または電磁石を備えており、その周囲に設けられたステータとの磁気的相互作用により回転する。そして、ステータ１６は、圧粉磁心によって成形されたステータコア１８、及び、ステータコア１８に巻回されたコイル（簡単のため図示を省略している）を備えている。このコイルに電流を流すことでステータ１６は磁極として機能する。
【００１８】
ステータコア１８は、径方向に分割されて作られており、外周部をなす円環（円筒）状のヨーク２０と、ヨーク２０の内側に連結された複数のティース２２，２４，２６，．．．とからなる。ティース２２，２４，２６，．．．にはコイルが巻かれており、そこに適当な位相の電流が流されて回転磁界を作り出す。そして、ヨーク２０は、ティース２２，２４，２６，．．．の背後にあって、ティース２２，２４，２６，．．．から流れ込む磁束の漏れだしを防いでいる。
【００１９】
続いて、図２と図３の模式的な拡大図を用いて、ヨーク２０とティース２２，２４，２６，．．．との結合態様について説明する。図２は、ヨーク２０とティース３０と結合前の状態を示した斜視図であり、図３は、ヨーク２０とティース３０が結合後の状態を示した斜視図である。
【００２０】
図２に示すように、ヨーク２０には、上面からモータの回転軸方向下向きに、穴部３２が設けられている。この穴部３２は二段底に形成されており、回転中心側の底面３４は比較的浅く、回転中心外側の底面３６は比較的深い。そして、回転中心側では、その側面にも開かれた形状となっている。この結果、底面３４付近は相対的な凸形状を構成し、底面３６は相対的な凹形状を構成している。
【００２１】
ティース３０には、この穴部３２と嵌合するための構造を有している。すなわち、ティース３０はほぼ直方体形状に形成されているが、ヨーク２０の側では、その下部がヨーク２０の穴部３２に対し回転軸方向の上側から嵌合する形状に作られている。具体的には、回転軸からみて最も外側には凸形状３８が設けられ、それよりも回転軸側には凹形状４０が設けられている。
【００２２】
ティース３０は、ヨーク２０に対し、回転軸の上側方向から嵌合する。すなわち、ヨーク２０における底面３４付近の凸形状はティース３０の凹形状４０とヨーク２０における底面３６付近の凹形状は、ティース３０の凸形状３８とそれぞれ重なりあって嵌合する。図３は、嵌合後のヨーク２０及びティース３０を示した図である。両者は最も深い位置まで嵌合されており、その結果、上面及び下面がほぼ同じレベルとなる位置に、密接して固定されている。つまり、両者をその形状に従って嵌合することで、周方向及び径方向のみならず、回転軸方向にも適切な位置決めがなされることとなる。
【００２３】
以上に説明したヨーク２０とティース３０の嵌合のための構造は、比較的細かで複雑な形状をしている。しかし、ここでは、ヨーク２０及びティース３０に圧粉磁心を用いており、この嵌合構造は成形によって容易かつ正確に作られる。
【００２４】
嵌合構造は、この例の他にも様々に構成しうる。図４は、嵌合構造の変形態様を示す斜視図であり、図２と対応する構成には同一の番号を付している。ヨーク２０に対して、嵌合のための穴部３２が設けられている点は図２の場合と同様である。ただし、ここでは、穴部３２の底面５０は一様に浅く形成されており、その中心付近には円柱形状の凹部５２が設けられている。
【００２５】
ティース３０は、ヨーク２０の穴部３２に対応した構造をなしている。すなわち、ヨーク２０の側では底面５４が大きくえぐられて形成されており、その中央付近から下側に向かって円柱形状の凸部５６が形成されている。このため、ティース３０をヨーク２０に対し回転軸方向の上側から押し込むことで、両者を図３の場合と同様に嵌合させることができる。また、この複雑な嵌合構造を圧粉磁心の成形により形成しうる点も前述の通りである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】モータ全体の構成例を概略的に示した斜視図である。
【図２】ヨークとティースの嵌合構造の例を説明する図である。
【図３】図２に示したヨークとティースの嵌合状態を示す斜視図である。
【図４】ヨークとティースの嵌合構造の変形例を説明する図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  モータ、１２  モータ軸、１４  ロータ、１６  ステータ、１８  ステータコア、２０  ヨーク、２２，２４，２６，３０  ティース、３２  穴部、３４，３６，５０，５４  底面、３８  凸形状、４０  凹形状、５２  凹部、５６  凸部。
【図１】
2007074844.tif 000003
【図２】
2007074844.tif 000004
【図３】
2007074844.tif 000005
【図４】
2007074844.tif 000006