JPWO2019021656A1 - ステータ及びモータ - Google Patents

Abstract

本発明のステータは、中心軸を中心に回転させるためのステータであって、中心軸に対する径方向一方側から径方向他方側に向かって中心軸に対する周方向の間隔が狭くなる一対の第１内側面と第２内側面とを含む第１凹部を複数有し、かつ、複数の第１凹部が予め定められた間隔で周方向に位置する第１部材と、第１内側面に沿って延びる第１突起部と、第２内側面に沿って延びる第２突起部と、第１突起部及び第２突起部から径方向他方側へ突出するティース部と、を有する複数の第２部材と、を備え、複数の第２部材のそれぞれは、複数の第１凹部に対応して設けられる。

Description

本発明は、ステータ及びモータに関する。

モータのステータは、ステータコアと、ステータコアに設けられる複数のコイルから構成されるのが一般的である。ステータを構成するコイルの占積率を上げることで、モータを大型化することなく、出力を向上させることができる。

ステータのコイルは、例えば、ステータに設けられたティースに巻回された巻線からなる。そのため、スロット数の多いモータのステータは、巻線作業の効率化を図る観点から、複数の部材から構成されることがある（例えば、特許文献１，特許文献２参照）。

この種のステータを用いると、例えば、ティースを構成する部材を取り外して巻線作業を行うことができる。これによって、巻線作業の効率化を図ることができる。また、巻線方法の自由度が大きくなるため、コイルの占積率を向上させることができる。

特開２００７−２５９５６２号公報 特開２００５−３２３４２９号公報

モータの回転時には、ステータに電磁力や熱応力などの種々の力が作用する。そのため、ステータの剛性を高く維持する必要がある。特に、ステータを複数の部材から構成する場合には、各部材を強固に組み合わせる必要がある。

本発明は、上述の事情の下になされたもので、ステータを構成する部材を、強固に組み合わせることを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明のステータは、中心軸を中心に回転させるためのステータであって、中心軸に対する径方向一方側から径方向他方側に向かって中心軸に対する周方向の間隔が狭くなる一対の第１内側面と第２内側面とを含む第１凹部を複数有し、かつ、複数の第１凹部が予め定められた間隔で周方向に位置する第１部材と、第１内側面に沿って延びる第１突起部と、第２内側面に沿って延びる第２突起部と、第１突起部及び第２突起部から径方向他方側へ突出するティース部と、を有する複数の第２部材と、を備え、複数の第２部材のそれぞれは、複数の第１凹部に対応して設けられる。

また、本発明のモータは、中心軸を中心に回転可能に支持されたシャフトと、シャフトに固定されるロータと、ロータとの間の電磁的な作用により前記中心軸を中心に回転させる前記ステータと、を備える。

本発明によれば、ステータを構成する部材を、強固に組み合わせることができる。

図１は、モータのＸＺ断面を示す図である。 図２は、ステータの平面図である。 図３は、ステータコアの斜視図である。 図４は、ステータコアの展開斜視図である。 図５は、第２部材の斜視図である。 図６は、プレートの平面図である。 図７は、環状プレートの平面図である。 図８は、環状プレートに形成された切欠き部を拡大して示す図である。 図９は、第１部材の一部を拡大して示す図である。 図１０は、第２部材の第１突起部及び第２突起部の形状と、第１部材の凹部の形状とを比較するための図である。 図１１は、第１部材７０と第２部材６０の接続箇所を示す図である。 図１２は、第２部材の加工要領を説明するための図である。 図１３は、第２部材に挿入されたシム部材を示す図である。 図１４は、シム部材の斜視図である。 図１５は、第２部材の第１突起部と第２突起部の間に充填された充填剤を示す図である。 図１６は、変形例に係る第１部材の斜視図である。 図１７は、分割部材の平面図である。 図１８は、相互に接続された分割部材の接続箇所を示す図である。 図１９は、第２の実施形態に係るモータのＸＺ断面を示す図である。 図２０は、ステータの平面図である。

《第１の実施形態》
以下、第１の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。説明に当たっては、相互に直交するＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸からなるＸＹＺ座標系を、適宜用いる。また、以下の説明においては、中心軸Ｊの延びる方向（Ｚ軸方向）を上下方向とする。Ｚ軸方向の正の側（＋Ｚ側）を「上側」と呼び、Ｚ軸方向の負の側（−Ｚ側）を「下側」と呼ぶ。なお、上下方向、上側及び下側とは、単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係や方向を限定しない。また、特に断りのない限り、中心軸Ｊに平行な方向（Ｚ軸方向）を単に「軸方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向、すなわち、中心軸Ｊの軸周りを単に「周方向」と呼ぶ。

図１は、モータ１０のＸＺ断面を示す図である。モータ１０は、シャフト２０と、モータ本体３０を備えている。モータ本体３０は、ケーシング３１と、ケーシング３１に収容されるロータ４０及びステータ５０を備えている。

ケーシング３１は、ケース３２とキャップ３３から構成されている。ケース３２は、上方が開口した円筒形状であり、下面の中央部には下方に突出する突出部３２ａが形成されている。突出部３２ａの内側には、シャフト２０を、中心軸Ｊを中心に回転自在に支持する下側軸受３５が配置されている。ケース３２は、例えば、鉄やステンレス鋼板などの金属からなる。ケース３２は、例えば、金属板をプレス加工することにより形成することができる。

キャップ３３は、円形板状の部材である。キャップ３３の中央部には、上方に突出する突出部３３ａが形成されている。この突出部３３ａの上面には、シャフト２０の外径よりも径が大きい円形の開口３３ｂが形成されている。突出部３３ａの内側には、シャフト２０を、中心軸Ｊを中心に回転自在に支持する上側軸受３６が配置されている。キャップ３３も、ケース３２と同様に、鉄やステンレス鋼板などの金属からなる。また、キャップ３３も、金属板をプレス加工することにより形成することができる。

ケース３２とキャップ３３は、ケース３２の上方にキャップ３３を配置して、キャップ３３をケース３２に対して、例えばボルト、ネジ又はかしめ等で固定することで一体化される。これにより、ロータ４０及びステータ５０を収容するケーシング３１が構成される。

シャフト２０は、Ｚ軸方向を長手方向とする円柱状の部材である。シャフト２０は、例えば、ステンレスなどの金属からなる。シャフト２０は、キャップ３３に形成された開口３３ｂに挿入された状態で、下側軸受３５及び上側軸受３６によって、Ｚ軸に平行な軸回りに回転可能に支持される。

シャフト２０には、ロータ４０が固定されている。ロータ４０は、シャフト２０に固定されるベース４１と、ベース４１に装着される磁石４２から構成されている。

ベース４１は、例えば鉄などの金属からなる円形板状の部材である。ベース４１の中央部には、Ｚ軸方向に貫通する円形の開口４１ａが形成されている。

磁石４２は、例えばネオジウムを含む材料からなる環状の部材である。磁石４２は、周方向にＮ極とＳ極が交互に現れるように着磁されている。

ロータ４０を構成するベース４１は、図１に示されるように、シャフト２０が開口４１ａに挿入された状態で、シャフト２０に固定される。これにより、ロータ４０とシャフト２０が一体化する。

図２は、ステータ５０の平面図である。図２に示されるように、ステータ５０は、ステータコア５１と、１８個のコイル５３を備えている。図３は、ステータコア５１の斜視図である。また、図４は、ステータコア５１の展開斜視図である。ステータコア５１は、第１部材７０と、第１部材７０に取り付けられる１８個の第２部材６０から構成されている。

図５は、第２部材６０の斜視図である。図５に示されるように、第２部材６０は、積層された板状のプレート６１０から構成される。プレート６１０は、例えば、厚さ０・３ｍｍ程度のケイ素鋼板などの電磁鋼板を、パンチング加工することにより打ち抜いて製造される部材である。

図６は、プレート６１０の平面図である。プレート６１０は、Ｘ軸方向を長手方向とする長方形状の本体部６１１と、本体部６１１の−Ｘ側端部からＹ軸方向に突出する一対の張出部６１２，６１３と、本体部６１１の＋Ｘ側端から＋Ｘ方向へ突出する一対の張出部６１４，６１５と、を有する。

プレート６１０の＋Ｘ側の端面６１１ａは、ＹＺ平面に平行になるように形成されている。また、張出部６１４，６１５は、Ｙ軸方向に空隙をもって対向する。張出部６１４の−Ｙ側の外縁部６１４ａと、張出部６１５の＋Ｙ側の外縁部６１５ａは、−Ｘ側から＋Ｘ側に向かってＹ軸方向の間隔が広くなっている。そして、張出部６１４の＋Ｙ側の外縁部６１４ｂと、張出部６１５の−Ｙ側の外縁部６１５ｂは、−Ｘ側から＋Ｘ側に向かってＹ軸方向の間隔がやや広くなっている。

図５に示されるように、複数のプレート６１０を積層して相互に接着することで、第２部材６０が形成される。第２部材６０は、第１突起部６２と、第２突起部６３と、ティース部６１とを有する。第２部材６０では、複数のプレート６１０の張出部６１４によって第１突起部６２が形成され、張出部６１５によって第２突起部６３が形成される。ティース部６１は、第１突起部６２及び第２突起部６３から径方向他方側へ突出する。そして、複数のプレート６１０の張出部６１４の外縁部６１４ａによって、第１突起部６２の−Ｙ側の接触面６２ａが形成される。同様に、複数のプレート６１０の張出部６１５の外縁部６１５ａによって、第２突起部６３の＋Ｙ側の接触面６３ａが形成される。また、第２部材６０では、複数のプレート６１０の張出部６１４の外縁部６１４ｂと、張出部６１５の外縁部６１５ｂによって、−Ｘ方向に凹な形状である窪み部６４が形成される。すなわち、第２部材６０は、第１突起部６２と第２突起部６３との間に径方向他方側に窪む窪み部６４を有する。そして、複数のプレート６１０の本体部６１１によって、ティース部６１が形成される。

図４に示されるように、第１部材７０は環状の部材である。第１部材７０も第２部材６０と同様に、図７に示される環状プレート７１０を積層することにより形成される。図７に示されるように、環状プレート７１０の径方向内側には、１８の切欠き部７１１が等間隔に形成されている。図８は、環状プレート７１０に形成された切欠き部７１１を拡大して示す図である。図８に示されるように、切欠き部７１１は、環状プレート７１０の−Ｙ側の外縁７１１ａと、＋Ｙ側の外縁７１１ｂを含む。外縁７１１ａと外縁７１１ｂは、図８におけるＹ軸方向の間隔が＋Ｘ側から−Ｘ側に向かって狭くなるように形成されている。また、環状プレート７１０には、切欠き部７１１の奥側から環状プレート７１０の中心に向かって張り出す張出部７１２が形成されている。

上述のように構成される環状プレート７１０を積層して相互に接着することで、図４に示される第１部材７０が形成される。図９は、第１部材７０の一部を拡大して示す図である。図９に示されるように、第１部材７０では、複数の環状プレート７１０の切欠き部７１１によって、複数の第１凹部７２が形成される。第１部材７０は、複数の第１凹部７２を有する。また、複数の環状プレート７１０の外縁７１１ａによって、第１凹部７２の内側に第１内側面７２ａが形成される。同様に、環状プレート７１０の外縁７１１ｂによって、第１凹部７２の内側に第２内側面７２ｂが形成される。一対の第１内側面７２ａと第２内側面７２ｂのＹ軸方向の間隔は、−Ｘ側から＋Ｘ側に向かって狭くなる。そして、複数の環状プレート７１０の張出部７１２によって、凸部７３が形成される。

上述のように構成される第１部材７０と第２部材６０は、図４を参照するとわかるように、第２部材６０の第１突起部６２及び第２突起部６３が、Ｚ軸方向一側から第１部材７０の第１凹部７２に軽圧入されることで一体化される。

図１０は、第２部材６０の第１突起部６２及び第２突起部６３の形状と、第１部材７０の第１凹部７２の形状を比較するための図である。図１０では、第２部材６０の外縁が実線で示され、第１部材７０の外縁が破線で示される。

図１０に示されるように、第２部材６０が第１部材７０に取り付けられていないときには、第２部材６０の第１突起部６２の接触面６２ａと、第２突起部６３の接触面６３ａのなす角度θ１は、第１部材７０に形成された第１凹部７２の第１内側面７２ａと、第２内側面７２ｂのなす角θ２よりも大きい。また、凸部７３の幅Ｗ２は、第１突起部６２と第２突起部６３の間の間隔Ｗ１よりもやや小さい。

図１１は、第１部材７０と第２部材６０の接続箇所を示す図である。図１１に示されるように、第１部材７０の第１凹部７２に軽圧入された第１突起部６２及び第２突起部６３は、相互に接近するように変形する。このため、第２部材６０が第１部材７０に取り付けられたときには、第２部材６０に形成された第１突起部６２の接触面６２ａと第２突起部６３の接触面６３ａが、第１部材７０に形成された第１凹部７２の第１内側面７２ａと第２内側面７２ｂにそれぞれ押圧された状態になる。また、第１部材７０に装着された第２部材６０は、ティース部６１が第１部材７０の径方向内側に突出した状態になる。

図１１に示されるように、第１突起部６２及び第２突起部６３の径方向の長さＤ１は、第１凹部７２の径方向の長さ（深さ）Ｄ２よりも短い。このため、第１突起部６２及び第２突起部６３それぞれの先端と、第１内側面７２ａと第２内側面７２ｂの間に位置する第１凹部７２の内壁面７２ｃとの間には、クリアランス９０が形成される。すなわち、第１凹部７２は、第１内側面７２ａと第２内側面７２ｂの間に位置する内壁面７２ｃを含み、第１突起部６２及び第２突起部６３の径方向一方側の先端と、内壁面７２ｃとの間にクリアランスがある。しがたって、第２部材６０や第１部材７０に製造誤差が発生したとしても、ティース部６１の端面６１ａと、第１部材７０の内周面７０ａとが密着する。これにより、第２部材６０が精度よく第１部材７０に対して位置決めされる。

第１部材７０に取り付けられた第２部材６０は、最終的には、接着剤によって第１部材７０に接着される。これにより、第２部材６０が第１部材７０の径方向外側に配置されたステータコア５１が組立てられる。

図２に示されるように、実際には、第２部材６０には、第１部材７０に取り付けられる前に、銅線等が巻線され、コイル５３が形成される。そして、コイル５３が形成された第２部材６０が、第１部材７０に取り付けられることで、ステータ５０が完成する。

以上説明したように、本実施形態では、例えば図４に示されるように、第２部材６０は、モータ１０の径方向中心から径方向外側に向かって突出する第１突起部６２及び第２突起部６３を備えている。また、第１部材７０の径方向内側には、第１凹部７２が等間隔に形成されている。図１１に示されるように、この第１凹部７２は、径方向外側から径方向内側に向かって、周方向の間隔が狭くなる第１内側面７２ａ及び第２内側面７２ｂを含んでいる。そして、第２部材６０は、第１突起部６２及び第２突起部６３が、第１部材７０の第１凹部７２に軽圧入されることにより、第１部材７０に取り付けられる。第２部材６０が第１部材７０に取り付けられたときには、図１１に示されるように、第１部材７０の第１凹部７２に軽圧入された第１突起部６２及び第２突起部６３は、相互に接近するように変形する。つまり、第２部材６０が第１部材７０に取り付けられたときには、第２部材６０に形成された第１突起部６２及び第２突起部６３それぞれの接触面６２ａ，６３ａが、第１部材７０に形成された第１凹部７２の第１内側面７２ａ及び第２内側面７２ｂにそれぞれ押圧された状態になる。したがって、第２部材６０を第１部材７０に強固に固定することが可能となる。

本実施形態では、図１１に示されるように、第１部材７０の第１凹部７２には、第２部材６０の第１突起部６２及び第２突起部６３の間に位置する凸部７３が形成されている。このため、第２部材６０に電磁力や熱応力などの力が作用したとしても、第１突起部６２及び第２突起部６３が相互に接近する方向へ変形することが抑制される。これにより、第１突起部６２及び第２突起部６３それぞれの接触面６２ａ，６３ａが、第１凹部７２の第１内側面７２ａ及び第２内側面７２ｂに当接した状態が維持され、第１部材７０からの第２部材６０の脱落が抑制される。

例えば、第２部材６０に対して、径方向の力Ｆ１が作用すると、第２部材６０の第１突起部６２及び第２突起部６３それぞれの接触面６２ａ，６３ａには、第１突起部６２及び第２突起部６３が近付く（閉じる）ような力Ｆ２が作用する。しかしながら、第１部材７０の凸部７３と、第１突起部６２及び第２突起部６３との間には、力Ｆ２に対向する力Ｆ３が生じる。したがって、第１突起部６２及び第２突起部６３が閉じるような変形が抑止され、結果的に第１部材７０からの第２部材６０の脱落が抑制される。

本実施形態では、ステータコア５１が、第１部材７０と、第２部材６０とから構成される。そのため、第２部材６０にコイル５３を形成した後、第１部材７０に第２部材６０を取り付けることができる。したがって、銅線を巻回するためのノズル、又はスロットオープンの大きさを気にする必要がなく、コイル５３の巻線の占積率を向上することができる。

本実施形態では、ステータコア５１が、第１部材７０と第２部材６０から構成される。このため、第１部材７０と第２部材６０とを別の材料から構成することができる。したがって、多くの磁束が通る第２部材６０を飽和磁束密度が高い材料で構成し、他部分を汎用の材料で構成することで、ステータ５０の性能を維持したまた装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。

本実施形態では、図４を参照するとわかるように、第２部材６０の第１突起部６２及び第２突起部６３が、Ｚ軸方向一側から第１部材７０の第１凹部７２に軽圧入されることで、第２部材６０が第１部材７０に取り付けられる。第２部材６０を第１部材７０に取り付ける際に、図１２に示されるように、第２部材６０を構成するプレート６１０のうち、第２部材６０の端に配置される数枚のプレート６１０Ａと、第２部材６０の中間に配置される数枚のプレート６１０Ｂとを有してもよい。この場合、プレート６１０Ｂに形成される張出部６１４の−Ｙ側外縁から張出部６１５の＋Ｙ側外縁までの距離Ｄｙは、プレート６１０Ａに形成された張出部６１４の−Ｙ側外縁から張出部６１５の＋Ｙ側外縁までのＹ軸方向の距離Ｄｙよりも大きい。この構成によると、プレート６１０Ａの張出部６１４及び張出部６１５が、第１部材７０の第１凹部７２に対して位置決めされるため、第１突起部６２及び第２突起部６３を第１凹部７２に容易に圧入することができる。

《変形例１》
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態によって限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、図１１に示されるように、第２部材６０の第１突起部６２と第２突起部６３の間に位置する凸部７３が、第１部材７０に形成されている場合について説明した。これに限らず、第１部材７０には凸部７３が形成されていなくてもよい。その場合には、一例として図１３に示されるように、第２部材６０の第１突起部６２と第２突起部６３の間に、シム部材６５を挿入する。シム部材６５の周方向の寸法は、図１０に示される凸部の幅Ｗ２と等しい。

図１４は、シム部材６５の斜視図である。シム部材６５は、第２部材６０を構成するプレート６１０の積層方向を長手方向とする部材である。シム部材６５は、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ４００）などの金属からなる。シム部材６５は、−Ｘ側が、第２部材６０に形成された第１突起部６２と第２突起部６３の間の窪み部６４の形状と等しい形状になるように形成されている。シム部材６５は、図１４の矢印に示されるように、第２部材６０に形成された第１突起部６２と第２突起部６３の間に挿入される。このとき、例えば、シム部材６５が第１突起部６２と第２突起部６３の間に挿入された状態で、図１２に示されるように、第２部材６０の端に配置されるプレート６１０の張出部６１４，６１５を変形させることで、シム部材６５を第２部材６０に仮固定することができる。

図４を参照するとわかるように、シム部材６５が挿入された第２部材６０は、第２部材６０の第１突起部６２と第２突起部６３が、Ｚ軸方向一側から第１部材７０の第１凹部７２に軽圧入されることで、第１部材７０に取り付けられる。図１３に示されるように、シム部材６５は、第２部材６０に設けられた第１突起部６２と第２突起部６３の間に充填される接着剤などの充填剤により、第２部材６０及び第１部材７０に接着される。

なお、第２部材６０を第１部材７０に取り付けた後に、第２部材６０の第１突起部６２と第２突起部６３の間にシム部材６５を挿入することとしてもよい。この場合には、楔のようにシム部材６５を第１突起部６２と第２突起部６３の間に挿入することで、第１突起部６２及び第２突起部６３の表面と第１凹部７２の内壁面とを隙間なく密着させることができる。これにより、第２部材６０に作用する力による第１突起部６２及び第２突起部６３の変形を抑制することができる。

図１３に示されるように、第２部材６０の第１突起部６２と第２突起部６３の間に、シム部材６５を挿入することで、第２部材６０に電磁力や熱応力などの力が作用したとしても、第１突起部６２及び第２突起部６３の変形が抑制される。その結果、第１部材７０からの第２部材６０の脱落が抑制される。また、シム部材６５が金属などの磁性材料からなる場合には、第２部材６０の第１突起部６２と第２突起部６３の間に何も配置しない場合に比較して、ステータコア５１の磁気抵抗を低減することができる。これにより、モータの出力を向上させることが可能となる。

また、第１部材７０に凸部７３が形成されていない場合には、一例として図１５に示されるように、第２部材６０の第１突起部６２と第２突起部６３の間の窪み部６４に、充填剤６７を充填することとしてもよい。硬化後のヤング率が高くなる充填剤６７を用いることで、第１突起部６２及び第２突起部６３の変形を効果的に抑制することができる。その結果、第１部材７０からの第２部材６０の脱落を効果的に抑制することが可能となる。以上のように、硬化後のヤング率の高い充填剤６７を、第２部材６０に設けられる第１突起部６２及び第２突起部６３の間に充填することで、ステータコア５１の剛性を高めることができる。

充填剤６７は、硬化後のヤング率が１００Ｍｐａ以上になることが好ましい。充填剤６７は、第１部材７０に第２部材６０を取り付けてから、第１突起部６２と第２突起部６３の間に充填してもよい。また、第１突起部６２と第２突起部６３の間に充填剤６７を充填してから、第２部材６０を第１部材７０に取り付けてもよい。

充填剤６７としては、粉末状の無機材料を混合して生成される充填剤や、樹脂と粉末状の金属材料とを混合して生成される充填剤等が考えられる。粉末状の無機材料を含む充填剤としては、例えば、石膏やセメントなどが考えられる。また、粉末状の金属材料を含む充填剤としては、例えば、エポキシ樹脂と粉末状の鉄とを混合して生成される充填剤が考えられる。また、充填剤として、例えば、亜鉛、インジウム、ガリウム、スズ、ビスマス、鉛などの低融点金属や、はんだ、ウッドメタル、ローズ合金などの低融点合金等を用いることができる。

《変形例２》
上記実施形態では、第１部材７０が、図７に示される環状プレート７１０を重ね合わせることにより形成されている場合について説明した。これに限らず、一例として図１６に示されるように、第１部材７０は、円周方向に分割された複数（例えば６つ）の分割部材８０から構成されていてもよい。

図１７は、分割部材８０の平面図である。図１７に示されるように、分割部材８０は、中心角が６０度（＝３６０／６）の扇形状の部材である。分割部材８０は、第２部材６０や、第１の実施形態に係る第１部材７０と同様に、電磁鋼板からなる複数のプレートを積層することにより形成される。分割部材８０には、第２部材６０の第１突起部６２と第２突起部６３が嵌合する第１凹部７２が形成されている。そして、分割部材８０の周方向一端には、周方向の一方側へ突出する一対の第３突起部８１と第４突起部８２が形成されている。また、分割部材８０の周方向他端には、周方向一方側に窪む第２凹部８３と、周方向他方側へ突出する凸部８４が形成されている。第３突起部８１の接触面８１ａと、第４突起部８２の接触面８２ａの径方向の間隔は、周方向一方側に向かうにつれて大きくなる。同様に、第２凹部８３の第３内側面８３ａと第４内側面８３ｂの間隔は、周方向他方側に向かうにつれて狭くなる。

分割部材８０の第３突起部８１及び第４突起部８２は、第２部材６０の第１突起部６２及び第２突起部６３と同等の構成を有し、同様に機能する。また、第２凹部８３及び凸部８４は、それぞれ第１部材７０の第１凹部７２と凸部７３と同等の構成を有し、同様に機能する。図１８は、相互に接続された分割部材８０の接続箇所を拡大して示す図である。図１８に示されるように、第２凹部８３に軽圧入された第３突起部８１と第４突起部８２は、相互に接近するように変形する。そして、第３突起部８１の接触面８１ａと第４突起部８２の接触面８２ａが、第２凹部８３の第３内側面８３ａと第４内側面８３ｂにそれぞれ押圧された状態になる。この状態で、第３突起部８１及び第４突起部８２と第２凹部８３の内壁面との間に接着剤を充填し、第３突起部８１及び第４突起部８２と、第２凹部８３の内壁面とを接着する。これにより、相互に隣接する分割部材８０が強固に接続される。図１６に示されるように、第１部材７０は、周方向に並ぶ６つの分割部材８０が相互に接続されることで、形成される。

《第２の実施形態》
上記実施形態では、モータ１０が、第１部材７０の径方向内側に第２部材６０が配置されるステータ５０を備えるインナーロータモータである場合について説明した。これに限らず、モータ１０は、第１部材７０の径方向外側に第２部材６０が配置されるステータ５０を備えるアウターロータモータであってもよい。以下、第２の実施形態に係るモータ１０Ａについて説明する。第１の実施形態と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いるとともに、その説明を省略又は簡略する。

図１９は、第２の実施形態に係るモータ１０ＡのＸＺ断面を示す図である。モータ１０Ａは、ロータ４０を構成する磁石４２が、ステータ５０の外側に配置される点で、第１の実施形態に係るモータ１０と相違している。

図２０は、モータ１０Ａを構成するステータ５０の平面図である。図２０に示されるように、ステータ５０のステータコア５１は、第２部材６０と第１部材７０から構成される。本実施形態に係る第１部材７０では、１８個の第１凹部７２と凸部７３が、第１部材７０の外周面に周方向に等間隔で形成されている。そして、コイル５３が装着される第２部材６０は、一対の第１突起部６２及び第２突起部６３が、第１凹部７２に軽圧入されることにより、第１部材７０の径方向外側に取り付けられる。これによって、ステータ５０が形成される。図１９に示されるように、ステータ５０は、シャフト２０が中心に位置するように、ケース３２の内部に配置される。ロータ４０を構成する磁石４２は、ベース４１に固定され、ステータ５０に対して、径方向に対向する。

以上説明したように、本発明に係るモータは、インナーロータモータであってもよい。この場合には、ステータ５０を構成する第２部材６０は、第１部材７０の径方向外側に配置される。

上記実施形態では、ステータ５０が１８個の第２部材６０を備える場合について説明したが、第２部材６０の数はこれに限らない。

上記実施形態では、モータ１０が、ＰＭモータである場合について説明した。これに限らず、モータ１０は、例えば、ロータがコイルから構成される誘導電動機や同期電動機等のモータであってもよい。

上記実施形態では、図４に示されるように、第２部材６０に一対の第１突起部６２と第２突起部６３が形成され、第１部材７０の対応個所に１つの第１凹部７２が形成されている場合について説明した。これに限らず、第２部材６０に、複数対の第１突起部６２と第２突起部６３が形成され、第１部材７０の対応個所に、複数の第１凹部７２が形成されていてもよい。これにより、ステータ５０の剛性を維持したまま、当該ステータ５０を大型化することができる。

同様に、上記実施形では、図１７に示されるように、分割部材８０の一端に一対の第３突起部８１と第４突起部８２が形成され、分割部材８０の他端に１つの第２凹部８３が形成されている場合について説明した。これに限らず、分割部材８０の一端に、複数対の第３突起部８１と第４突起部８２が形成され、分割部材８０の他端に、複数の第２凹部８３が形成されていてもよい。これにより、第１部材７０の剛性を維持したまま、当該第１部材７０を大型化することができる。

上記実施形態では、第１部材７０が、６つの分割部材８０から構成される場合について説明した。しかしながら、第１部材７０を構成する分割部材８０の個数は、これに限定されるものではない。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施しうるものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０，１０Ａ モータ ２０ シャフト ３０ モータ本体 ３１ ケーシング ３２ ケース ３２ａ 突出部 ３３ キャップ ３３ａ 突出部 ３３ｂ 開口 ３５ 下側軸受 ３６ 上側軸受 ４０ ロータ ４１ ベース ４１ａ 開口 ４２ 磁石 ５０ ステータ ５１ ステータコア ５３ コイル ６０ 第２部材 ６１ ティース部 ６１ａ 端面 ６２ 第１突起部 ６２ａ 接触面 ６３ 第２突起部 ６３ａ 接触面 ６５ シム部材 ６７ 充填剤 ７０ 第１部材 ７０ａ 内周面 ７２ 第１凹部 ７２ａ 第１内側面 ７２ｂ 第２内側面 ７２ｃ 内壁面 ７３ 凸部 ８０ 分割部材 ８１ 第３突起部 ８１ａ 接触面 ８２ 第４突起部 ８２ａ 接触面 ８３ 第２凹部 ８３ａ 第３内側面 ８３ｂ 第４内側面 ８４ 凸部 ９０ クリアランス ６１０ プレート ６１１ 本体部 ６１１ａ 端面 ６１２，６１３，６１４，６１５ 張出部 ６１４ａ，６１４ｂ，６１５ａ，６１５ｂ 外縁部 ７１０ 環状プレート ７１１ 切欠き部 ７１１ａ，７１１ｂ 外縁 ７１２ 張出部

Claims (20)

1. 中心軸を中心に回転させるためのステータであって、
   前記中心軸に対する径方向一方側から径方向他方側に向かって前記中心軸に対する周方向の間隔が狭くなる一対の第１内側面と第２内側面とを含む第１凹部を複数有し、かつ、複数の前記第１凹部が予め定められた間隔で周方向に位置する第１部材と、
   前記第１内側面に沿って延びる第１突起部と、前記第２内側面に沿って延びる第２突起部と、前記第１突起部及び前記第２突起部から径方向他方側へ突出するティース部と、を有する複数の第２部材と、
   を備え、
   複数の前記第２部材のそれぞれは、複数の前記第１凹部に対応して設けられる、ステータ。
2. 前記第１突起部又は前記第２突起部の径方向長さは、前記第１凹部の径方向長さよりも短い、請求項１に記載のステータ。
3. 前記第１凹部は、前記第１内側面と前記第２内側面の間に位置する内壁面を含み、前記第１突起部及び前記第２突起部の径方向一方側の先端と、前記内壁面との間にクリアランスがある、請求項１又は２に記載のステータ。
4. 前記第２部材は、前記第１部材の径方向内側に配置される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のステータ。
5. 前記第２部材は、前記第１部材の径方向外側に配置される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のステータ。
6. 前記第１内側面と前記第２内側面とのなす角度よりも、前記第１内側面に接触する前記第１突起部の接触面と、前記第２内側面に接触する前記第２突起部の接触面とのなす角度の方が大きい、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のステータ。
7. 前記第２部材は、前記第１突起部と前記第２突起部との間に径方向他方側に窪む窪み部を更に有する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のステータ。
8. 前記第１部材は、前記第１突起部と前記第２突起部の間に位置する凸部を有する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のステータ。
9. 前記第１突起部と前記第２突起部の間に、シム部材が配置される、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のステータ。
10. 前記シム部材は金属からなる、請求項９に記載のステータ。
11. 前記窪み部には、硬化した充填剤が充填される、請求項７に記載のステータ。
12. 硬化した前記充填剤は、ヤング率が１００ＭＰａ以上である、請求項１１に記載のステータ。
13. 前記充填剤は、低融点金属を含む請求項１１又は１２に記載のステータ。
14. 前記充填剤は、樹脂と粉末状の金属の混合物である請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載のステータ。
15. 前記充填剤は、樹脂と粉末状の無機材料の混合物である請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載のステータ。
16. 前記充填剤は、低融点合金である請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載のステータ。
17. 前記充填剤は、液化した状態から固体化する性質を有する無機材料からなる、請求項１１又は１２に記載のステータ。
18. 前記第１部材及び前記第２部材は、前記中心軸方向に積層された複数の電磁鋼板からなる、請求項１乃至１７のいずれか一項に記載のステータ。
19. 前記第１部材は、前記中心軸の周りに配置され、相互に連結される複数の分割部材からなり、
    それぞれの前記分割部材は、周方向一端側に、径方向の間隔が周方向他端から周方向一端に向かって狭くなる一対の第３内側面と第４内側面とを含む第２凹部が形成され、かつ、周方向他端側に、前記第３内側面に沿って延びる第３突起部と、前記第４内側面に沿って延びる第４突起部と、を有し、
    前記第３突起部及び前記第４突起部は、隣接する前記分割部材の前記第２凹部に嵌合する、請求項１乃至１８のいずれか一項に記載のステータ。
20. 中心軸を中心に回転可能に支持されたシャフトと、
    前記シャフトに固定されるロータと、
    前記ロータとの間の電磁的な作用により前記中心軸を中心に回転させる請求項１乃至１９のいずれか一項に記載のステータと、
    を備えるモータ。

Images