(57)【要約】【課題】ステータコアがハウジングに内嵌された構造のモータにおいて、ステータとハウジングとの間の熱伝達効率を高めるとともに、ハウジング表面からの放熱性能を高める。【解決手段】モータ１０は、積層鋼板２０で構成されるステータ３０と、ステータが内嵌されたハウジング１２とを備える。ステータ３０とハウジング１２との間は充填剤１８によって充填されている。ハウジング１２の外周には放熱塗料が塗布されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層鋼板で構成されるステータがハウジングに内嵌された構造を有するモータであって、
前記ステータと前記ハウジングとの間が充填剤によって充填されており、
前記ハウジングの外周に放熱塗料が施されたことを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記積層鋼板の少なくとも一部が真円から外れた形状を有しており、前記ハウジングの内周面が前記形状に適合するように加工されることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記ステータの外周側面に充填剤が塗布された後、前記ハウジングに内嵌されることを特徴とする請求項１または２に記載のモータ。
【請求項４】
前記積層鋼板の外周に、円周の一部が切り取られた平坦部と該平坦部から外向きに突出する凸部とが形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータコアがハウジングが内嵌された構造のモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
モータを運転すると、ロータおよびステータで発生する損失等によりロータおよびステータが発熱する。発熱の大部分は、ステータコアからハウジングに伝わり、ハウジングの表面から放熱される。
【０００３】
特許文献１には、モータ巻線と対向する反出力軸側ブラケットの内面に、可視光線と近赤外線を反射し遠赤外線を放射し熱伝導を遮断するセラミック塗料を塗布し、フレームの外周面にハイブリッド遠赤外線放射塗料を塗布したモータが開示されている。これによると、モータ巻線からの輻射熱による温度上昇を低減しつつ、フレーム表面からの熱輻射量を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２６１１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ステータコアがハウジングに内嵌された構造のモータでは、製作上の理由から、ステータコアの外周面とハウジングの内周面との間に隙間ができてしまうことが多い。このような箇所では、空気層の存在のためにステータコアからハウジングへの熱伝達が悪化するという問題がある。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ステータとハウジングとの間の熱伝達効率を高めるとともに、ハウジング表面からの放熱性能を高める技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様のモータは、積層鋼板で構成されるステータがハウジングに内嵌された構造を有するモータであって、ステータとハウジングとの間が充填剤によって充填されており、ハウジングの外周に放熱塗料が施されている。
【０００８】
この態様によると、ロータおよびステータで生じた熱を高い熱伝達効率でハウジングへと伝達し、ハウジング表面から高効率で放熱させることができる。したがって、モータの放熱性能が高まり、モータ効率が改善される。
【０００９】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ステータがハウジングに内嵌された構造のモータにおいて、ステータとハウジングとの間の熱伝達効率を高めるとともに、ハウジング表面からの放熱性能を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るモータを出力軸に直交する面で切断した断面図である。
【図２】（ａ）は電磁鋼板を打ち抜く様子を説明する図であり、（ｂ）は抜き型の一部の模式的な断面図である。
【図３】一実施形態に係る鋼板の平面図である。
【図４】図３の平坦部および凸部付近の拡大図である。
【図５】電磁鋼板の一例を示す図である。
【図６】図５の平坦部および凸部付近の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係るモータ１０を、出力軸に直交する面で切断した断面図である。図１では、説明を簡単にすべくステータ３０とハウジング１２のみを表し、ロータ、シャフト、巻線等の構造を省略している。
【００１３】
モータ１０は、例えばロータ内部に永久磁石が埋め込まれた構造を有する同期モータ（ＩＰＭモータ）であるが、他の形式のモータであってもよい。ロータおよびステータの構造、ロータの動作原理等は従来技術と同様であるので、本明細書では詳細な説明を省略する。
【００１４】
ステータ３０は、同一形状に型抜きされた多数の薄板状（例えば、厚さ０．５ｍｍ）の電磁鋼板２０を積層して形成される。ステータ３０は、ハウジング１２の内周に、例えば焼き嵌めによって嵌合される。ステータ３０に形成された複数のスロット１６にはコイルが巻回される。
【００１５】
ハウジング１２は、例えばアルミダイキャスト製、鋳鉄製または鋼板製であり、ロータおよびステータの重量を支持するとともに、ロータおよびステータ等で発生する熱をモータ外部に放熱する役割を有する。放熱性能を高めるために、モータの出力軸と平行な方向に延びる多数の放熱フィン（そのうちの一つを１４で示す）がハウジング１２の外周に設置される。
【００１６】
ステータ３０の外周は、真円形ではなく、図示するように複数の凸部２２ａ〜２２ｄが形成されている。この理由について以下で説明する。
【００１７】
図２は、長尺の鋼板から電磁鋼板を打ち抜く工程を説明する図である。一般に、電磁鋼板は、長尺の鋼板５０に対して抜き型を押し付けて複数の電磁鋼板が一度に成型される。ここでは、二枚の電磁鋼板５２ａ、５２ｂを一度に成型する抜き型を考える。
【００１８】
材料費を節約するために、隣接する電磁鋼板はできるだけ接近して打ち抜かれることが好ましい。図２に示すように、隣接する電磁鋼板の外周が互いに接触する（図中のＡ部を参照）ように、すなわち隣接する電磁鋼板の中心間距離Ｍを電磁鋼板の直径と等しくすると、材料効率が最も高くなる。
【００１９】
しかし、図２（ｂ）に示すように、Ａ部を形成するための抜き型の部分は非常に薄い形状になってしまい、打ち抜き時の繰り返し荷重のためこの部分が変形しやすくなるため、抜き型の寿命が低下するとともに、変形した抜き型で打ち抜かれる電磁鋼板の歩留まりが悪化するという問題が生じる。
【００２０】
そこで、図３の平面図で示すように、本実施形態に係る電磁鋼板２０は、外周の四箇所で外周の一部を切断した平坦部２６ａ〜２６ｄを設けるとともに、その平坦部から外側に向けて突出する凸部２２ａ〜２２ｄを設けるようにした。
【００２１】
図４は、図３の平坦部２６ａおよび凸部２２ａ付近（Ｂ部）の拡大図である。図中の点線２４は、平坦部以外の外周線の延長である。図４から分かるように、凸部２２ａと外周線２４との間には隙間Ｃが存在する。この隙間Ｃのために、隣の電磁鋼板との間で図２と同様の中心間距離Ｍを保持したままであっても、隣の電磁鋼板の外周との間で２Ｃの距離を確保することができる。よって、この部分を形成する抜き型の強度を確保することができ、抜き型の寿命の低下および電磁鋼板の歩留まりの悪化を防止することができる。
【００２２】
図５は、別の実施例に係る電磁鋼板６０の平面図である。電磁鋼板６０も、図３の電磁鋼板２０と同様に、外周の四箇所に外周の一部を切断した平坦部６６ａ〜６６ｄが設けられるとともに、その平坦部から外側に向けて突出する凸部６２ａ〜６２ｄが設けられている。
【００２３】
図６は、図５の平坦部６６ａおよび凸部６２ａ付近（Ｄ部）の拡大図である。図中の点線６４は、平坦部以外の外周線の延長である。図４と同様に、凸部６２ａと外周線６４との間には、図４における隙間Ｃと同じ大きさの隙間Ｅが存在する。但し、図６の例では、外周線からの平坦部６６ａの凹み量が、図４における平坦部２６ａの凹み量よりも小さくなっている。このように、抜き型の強度確保のための距離を隣の電磁鋼板との間で保ちつつ、平坦部の凹み量を浅くすることで、ステータ３０のスロット１６の底とステータ外周面との間の距離を大きくすることができる。これにより、スロット底付近の磁束密度が小さくなるので、ステータからの発熱を減少させることができる。
【００２４】
なお、図３〜６に示した例では、電磁鋼板の外周の四箇所に平坦部および突出部を設けているが、抜き型における電磁鋼板の配置の態様に応じて、平坦部および突出部の数は異なってよい。
【００２５】
図１に戻り、モータ１０の発熱の伝達経路について説明する。図示しないロータで発生した熱は、輻射によりステータ３０に伝達される。ステータ３０の熱はハウジング１２へと熱伝導により伝達され、ハウジング１２の表面から輻射によって放出される。したがって、ステータ３０とハウジング１２の間の熱伝導率を向上させると、モータを効率的に放熱させることができる。
【００２６】
ステータは積層鋼板であるため、ステータ３０の外周面は平滑ではなくわずかな凹凸が存在する。また、ハウジング１２の内周面も平滑ではない。そのため、ステータ３０をハウジング１２に焼き嵌め等により内嵌しても、両者の表面の間に隙間が生じる。このような箇所では、空気層の存在のためにステータコアからハウジングへの熱伝導が悪化する。
【００２７】
そこで、本実施形態では、ステータ３０の外周側面にシリコーン樹脂などの熱伝導率の高い充填剤を塗布し、その後ハウジング１２を外嵌するようにした。そのため、図１に示すように、ステータ３０とハウジング１２の間には、充填剤の層１８が形成される。こうすることで、ステータとハウジングの間に生じる隙間を効果的に充填剤で埋めることができ、ステータからハウジングへの熱伝達が改善されるので、モータの放熱性能が改善される。また、ステータに充填剤を先に塗布しておくことでハウジングの外嵌作業が容易になり、充填剤を無駄に消費することがなくなる。
【００２８】
ハウジング１２の内周面には、ステータ３０の凸部２２ａ〜２２ｄおよび平坦部２６ａ〜２６ｄとハウジングの内周面との間で嵌合時に隙間が生じないように、それらの形状に適合させて凹部１６ａ〜１６ｄが形成されている。こうすることで、ステータ３０の外周が真円から外れた平坦部および凸部を有していても、ステータからハウジングへの熱伝達に悪影響を及ぼすことが回避される。
【００２９】
また、ハウジング１２の外周には、熱放射率が高く放熱性に優れた塗料が塗布されている。このような塗料の一例は、熱放射フィラーをアクリル樹脂、シリコーン樹脂などの耐熱塗料に混合させた塗料である。熱放射フィラーはＳｉ、Ａｌ、Ｃ、Ｏ等の化合物であり、フィラー単体では熱伝導率１７０ｗ／ｍＫ、熱放射率０．９７のような優れた熱伝達性能を有している。このような塗料は、浜口ウレタン株式会社から「ハマクール」の商品名で市販されている。なお、放熱塗料の代わりに、熱放射フィラーをアクリル樹脂やポリプロピレン樹脂などと混ぜてシート状に加工したものを、ハウジングの外周面に貼着するようにしてもよい。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態によれば、ステータとハウジングの間に熱伝導率の高い充填剤を充填しつつ、ステータの外周に放熱性能の高い塗料を塗布するようにした。これによって、ロータおよびステータで生じた熱を高い熱伝達効率でハウジングへと伝達し、ハウジング表面から高効率で放熱させることができる。したがって、モータの放熱性能が高まり、モータ効率が改善される。
【００３１】
また、ステータを構成する電磁鋼板の外周形状に適合するようにハウジングの内周面を加工しておくとともに、ステータに充填剤を塗布した後でハウジングを外嵌するようにした。これによって、充填剤の充填されない空気層が生じる可能性を低減することができ、放熱性能が向上する。
【００３２】
以上、本発明の実施の形態について説明した。これらの実施の形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【００３３】
１０  モータ、  １２  ハウジング、  １６ａ  凹部、  １８  充填剤層、  ２０  電磁鋼板、  ２２ａ  凸部、  ２６ａ  平坦部、  ３０  ステータ、  ６０  電磁鋼板、  ６２ａ  凸部、  ６６ａ  平坦部。
【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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