5937701 回転機及び電動車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5937701

(24)【登録日】2016年5月20日

(45)【発行日】2016年6月22日

(54)【発明の名称】回転機及び電動車両

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/18 20060101AFI20160609BHJP

   H02K 1/06 20060101ALI20160609BHJP

   H02K 1/16 20060101ALI20160609BHJP

   B60L 15/00 20060101ALI20160609BHJP

【ＦＩ】

   H02K1/18 E

   H02K1/06 A

   H02K1/18 C

   H02K1/16 C

   B60L15/00 H

【請求項の数】13

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2014-554320(P2014-554320)

(86)(22)【出願日】2013年12月13日

(86)【国際出願番号】JP2013083517

(87)【国際公開番号】WO2014103757

(87)【国際公開日】20140703

【審査請求日】2015年5月18日

(31)【優先権主張番号】特願2012-288471(P2012-288471)

(32)【優先日】2012年12月28日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】505336622

【氏名又は名称】株式会社ＴＯＰ

(74)【代理人】

【識別番号】100135448

【弁理士】

【氏名又は名称】北川 泰隆

(72)【発明者】

【氏名】朝倉 裕明

(72)【発明者】

【氏名】田中 伸幸

(72)【発明者】

【氏名】宇野 公

(72)【発明者】

【氏名】山田 眞吾

【審査官】 宮地 将斗

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−１２６９８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２７４９６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２４４７４４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ １／００−１／１６

Ｈ０２Ｋ １／１８−１／２６

Ｈ０２Ｋ １／２８−１／３４

Ｈ０２Ｋ ３／３０−３／５２

Ｂ６０Ｌ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転自在に設けられたロータと、
ステータと、を備え、
前記ステータは、
鋼板を積層して形成され、前記ロータと対向する複数のティース部と、ヨーク部と、を備えるステータコアと、
隣り合う前記ティース部の間に形成されたスロット部に収納されたコイルと、
前記ステータコアと前記コイルとの間に設けられ、前記ステータコアと前記コイルとの間を電気的に絶縁する絶縁部と、
前記絶縁部を介して前記コイルが設けられた前記ステータコアを被覆する、樹脂製の外郭部と、を備え、
前記ティース部は、
前記ロータとのエアギャップが第一距離となる第一対向面を含む第一対向部と、
前記ロータの回転軸を中心とする周方向において前記第一対向部と一体をなし、前記エアギャップが前記第一距離より広い第二距離となる第二対向面を含む第二対向部と、を備え、
前記第二対向部は、前記第二対向面に、前記鋼板が積層された積層方向に延在する溝部を備え、
前記外郭部は、前記第二対向部を被覆し、前記溝部に設けられた第一外郭部を備え、
前記第一外郭部は、前記エアギャップが前記第一距離となる第三対向面を含む、回転機。

【請求項2】

前記第一外郭部は、前記溝部に係合する、請求項１に記載の回転機。

【請求項3】

前記外郭部は、
前記積層方向における前記ステータコアの第一端面の側に設けられ、前記第一端面の側で前記コイルの第一コイルエンド部を被覆する第二外郭部と、
前記積層方向における前記ステータコアの第二端面の側に設けられ、前記第二端面の側で前記コイルの第二コイルエンド部を被覆する第三外郭部と、を備え、
前記第一外郭部は、前記第二外郭部及び前記第三外郭部と一体をなす、請求項１又は請求項２に記載の回転機。

【請求項4】

前記外郭部は、前記回転軸を中心とする径方向において前記ティース部が設けられていない側に、前記積層方向における前記ステータコアの第二端面に平行な第一平面を含む第四外郭部を備え、
前記第一平面は、前記積層方向における前記ステータコアの第一端面の側に設けられる、請求項１又は請求項２に記載の回転機。

【請求項5】

前記第四外郭部は、前記第二端面に平行で、前記積層方向において前記第一平面から所定量離間した第二平面を含み、
前記第二平面は、前記積層方向における前記第二端面の側に設けられる、請求項４に記載の回転機。

【請求項6】

前記外郭部は、
前記積層方向における前記第一端面の側に設けられ、前記第一端面の側で前記コイルの第一コイルエンド部を被覆する第二外郭部と、
前記積層方向における前記第二端面の側に設けられ、前記第二端面の側で前記コイルの第二コイルエンド部を被覆する第三外郭部と、を備え、
前記第四外郭部は、前記第二外郭部及び前記第三外郭部の少なくとも一方と一体をなす、請求項４又は請求項５に記載の回転機。

【請求項7】

前記第一外郭部は、前記第二外郭部及び前記第三外郭部と一体をなす、請求項６に記載の回転機。

【請求項8】

前記ステータコアは、前記径方向において前記ティース部が設けられていない側の周側面に前記積層方向に延在する切欠部を備え、
前記第四外郭部は、前記切欠部に設けられる、請求項４から請求項７の何れか１項に記載の回転機。

【請求項9】

回転自在に設けられたロータと、
ステータと、を備え、
前記ステータは、
鋼板を積層して形成され、前記ロータと対向する複数のティース部と、ヨーク部と、を備えるステータコアと、
隣り合う前記ティース部の間に形成されたスロット部に収納されたコイルと、
前記ステータコアと前記コイルとの間に設けられ、前記ステータコアと前記コイルとの間を電気的に絶縁する絶縁部と、
前記絶縁部を介して前記コイルが設けられた前記ステータコアを被覆する、樹脂製の外郭部と、を備え、
前記外郭部は、前記ロータの回転軸を中心とする径方向において前記ティース部が設けられていない側に、前記鋼板が積層された積層方向における前記ステータコアの第二端面に平行な第一平面を含む第四外郭部を備え、
前記第一平面は、前記積層方向における前記ステータコアの第一端面の側に設けられる、回転機。

【請求項10】

前記第四外郭部は、前記第二端面に平行で、前記積層方向において前記第一平面から所定量離間した第二平面を含み、
前記第二平面は、前記積層方向における前記第二端面の側に設けられる、請求項９に記載の回転機。

【請求項11】

前記外郭部は、
前記積層方向における前記第一端面の側に設けられ、前記第一端面の側で前記コイルの第一コイルエンド部を被覆する第二外郭部と、
前記積層方向における前記第二端面の側に設けられ、前記第二端面の側で前記コイルの第二コイルエンド部を被覆する第三外郭部と、を備え、
前記第四外郭部は、前記第二外郭部及び前記第三外郭部の少なくとも一方と一体をなす、請求項９又は請求項１０に記載の回転機。

【請求項12】

前記ステータコアは、前記径方向において前記ティース部が設けられていない側の周側面に前記積層方向に延在する切欠部を備え、
前記第四外郭部は、前記切欠部に設けられる、請求項９から請求項１１の何れか１項に記載の回転機。

【請求項13】

請求項１から請求項１２の何れか１項に記載の回転機を備える、電動車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、樹脂モールドされたステータを備える、モータ又は発電機のような回転機と、回転機を備える電動車両に関する。

【背景技術】

【0002】

回転機としてのモータに関する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、ティース部の、ロータ表面に対向した部分の、回転後進側の部分のエアギャップが、他の部分のエアギャップより大きくなるようにした永久磁石モータが開示されている。

【0003】

特許文献２には、環状のヨークと、ヨークの内周部に配置された複数のティースを有する固定子鉄心に巻線を施し、樹脂一体成形によりモータの外郭を成すモールドモータの製造方法が開示されている。この製造方法は、固定子鉄心の内径とモールド金型の下型中芯との間の隙間を極小に抑えたことを特徴とする。特許文献２には、樹脂一体成形された固定子完成品の内径における樹脂の薄肉バリ発生を防止することができず、後工程にてワイヤバフ掛けや内径切削等の追加工にて樹脂バリを除去する工程を余儀なくされる状況が多い、ことと、この樹脂バリは、除去されないとモータ運転時に脱落してモータ音不良を生み出す要因となる、ことが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０００−３３３４２３号公報

【特許文献2】特開２００７−１８５０３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

回転機は、家庭用又は産業用の電気製品の他、電動車両等にも搭載される。回転機としては、モータ又は発電機が挙げられる。電動車両を含む各種の製品が備える回転機において、ステータが樹脂モールドされた構成である場合、ステータの内周部への樹脂の侵入を防止するため、樹脂モールド用の成型金型には中芯が設けられる。樹脂モールドは、中芯をステータの内周部に挿入した状態で行われる。ロータの回転方向に対応した周方向において、ティース部の一方側又は両方側の端部分を、ロータとのエアギャップが広くなるような形状としたステータでは、成形金型における中芯を真円状とすると、前述した各部分と、これに対向する中芯の外周側面の間に、エアギャップの増加に対応した隙間が生じる。そのため、樹脂モールドの際、前述した隙間に樹脂が侵入する。但し、エアギャップの増加量が僅かである場合、樹脂モールド後のステータでは、前述した各部分に不安定な薄肉の被覆部（樹脂層）が形成されることがある。

【0006】

このような薄肉の被覆部の形成を抑制するため、中芯の形状を、ステータの内周側面の形状に対応させるといった対策を取ることも可能である。しかし、上述した通り、周方向におけるティース部の端部分のエアギャップの増加量は僅かである場合が多い。また、１つのステータは複数のティース部を備える。そのため、中芯の形状を、ステータの内周側面の形状に対応させた形状とするといった対策は、必ずしも好適な対策ではないと考えられる。例えば、中芯の形状が複雑となり、その結果、中芯の製造又は管理が困難となる。このような中芯は、製造コストが高くなる場合もある。なお、以上の説明は、内転型の回転機に基づくものであるが、外転型の回転機についても、同様の問題が生じ得る。

【0007】

樹脂モールドされたステータを備える回転機は、上述した通り、各種の製品に搭載される。各種の製品において、回転機を取り付ける構造は、シンプルであることが求められることがある。

【0008】

本発明は、樹脂モールドされたステータにおける樹脂の脱落を抑制することができる回転機と、回転機を備える電動車両を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一側面は、回転自在に設けられたロータと、ステータと、を備え、前記ステータは、鋼板を積層して形成され、前記ロータと対向する複数のティース部と、ヨーク部と、を備えるステータコアと、隣り合う前記ティース部の間に形成されたスロット部に収納されたコイルと、前記ステータコアと前記コイルとの間に設けられ、前記ステータコアと前記コイルとの間を電気的に絶縁する絶縁部と、前記絶縁部を介して前記コイルが設けられた前記ステータコアを被覆する、樹脂製の外郭部と、を備え、前記ティース部は、前記ロータとのエアギャップが第一距離となる第一対向面を含む第一対向部と、前記ロータの回転軸を中心とする周方向において前記第一対向部と一体をなし、前記エアギャップが前記第一距離より広い第二距離となる第二対向面を含む第二対向部と、を備え、前記第二対向部は、前記第二対向面に、前記鋼板が積層された積層方向に延在する溝部を備え、前記外郭部は、前記第二対向部を被覆し、前記溝部に設けられた第一外郭部を備え、前記第一外郭部は、前記エアギャップが前記第一距離となる第三対向面を含む、回転機である。

【0010】

この回転機によれば、溝部に第一外郭部を形成する樹脂が入り込み、ロータの回転軸を中心とする径方向において、第二対向部を被覆する第一外郭部の厚みを増加させ、その強度を向上させることができる。回転機において、第一外郭部を形成する樹脂の脱落を抑制することができる。回転機の信頼性を向上させることができる。「回転機」は、モータ又は発電機を含む概念である。「周方向」は、ロータの回転軸を中心とする方向であり、回転方向及びこれとは反対の方向の両方向を含む概念である。「第二距離」は、第一距離より広い距離であればよく、一定の距離である場合の他、所定の範囲で変化する場合を含む概念である。

【0011】

この回転機は、次のようにしてもよい。前記第一外郭部は、前記溝部に係合する、ようにしてもよい。

【0012】

これによれば、第一外郭部を溝部によって支持し、第一外郭部を形成する樹脂の脱落を抑制することができる。「係合」は、係わり合った状態であり、広く解釈される。例えば、接した状態、及び／又は、引っ掛かった状態を含む。

【0013】

前記外郭部は、前記積層方向における前記ステータコアの第一端面の側に設けられ、前記第一端面の側で前記コイルの第一コイルエンド部を被覆する第二外郭部と、前記積層方向における前記ステータコアの第二端面の側に設けられ、前記第二端面の側で前記コイルの第二コイルエンド部を被覆する第三外郭部と、を備え、前記第一外郭部は、前記第二外郭部及び前記第三外郭部と一体をなす、ようにしてもよい。

【0014】

これによれば、第二外郭部及び第三外郭部によって第一外郭部が支持され、第一外郭部を形成する樹脂の脱落を抑制することができる。

【0015】

前記外郭部は、前記回転軸を中心とする径方向において前記ティース部が設けられていない側に、前記積層方向における前記ステータコアの第二端面に平行な第一平面を含む第四外郭部を備え、前記第一平面は、前記積層方向における前記ステータコアの第一端面の側に設けられる、ようにしてもよい。

【0016】

これによれば、ステータコアの第二端面を基準として、積層方向に所定量離間した位置に第二端面に平行な第一平面を設けることができる。鋼板を積層した構造のステータコアでは、積層方向における寸法（ステータコアの厚み）にばらつきが生じることがある。所定の製品における回転機の装着を、ステータコアをクランプする等して行うことがある。例えば、このような構造の製品を大量に製造する場合、各々の回転機において、クランプされる部分は一定の寸法であることが望まれる。ステータコアの厚みが一定ではない場合、厚みのばらつきに対応可能なクランプのための構造が必要となる。第四外郭部によって、第二端面を基準とした第一平面を設けることが可能となり、第一平面及び第二端面を介して、所定の製品に回転機を装着することができる。そのため、回転機を備える製品において、クランプのための構造をシンプルにすることができる。所定の製品における回転機の装着は、例えば、第一平面及び第二端面をクランプして行われる。

【0017】

前記第四外郭部は、前記第二端面に平行で、前記積層方向において前記第一平面から所定量離間した第二平面を含み、前記第二平面は、前記積層方向における前記第二端面の側に設けられる、ようにしてもよい。

【0018】

これによれば、互いに平行で、積層方向に所定量離間した第一平面及び第二平面を介して、所定の製品に回転機を装着することができる。所定の製品における回転機の装着は、例えば、第一平面及び第二平面をクランプして行われる。

【0019】

前記外郭部は、前記積層方向における前記第一端面の側に設けられ、前記第一端面の側で前記コイルの第一コイルエンド部を被覆する第二外郭部と、前記積層方向における前記第二端面の側に設けられ、前記第二端面の側で前記コイルの第二コイルエンド部を被覆する第三外郭部と、を備え、前記第四外郭部は、前記第二外郭部及び前記第三外郭部の少なくとも一方と一体をなす、ようにしてもよい。

【0020】

これによれば、第四外郭部を第二外郭部及び／又は第三外郭部によって支持し、第四外郭部を形成する樹脂の脱落を抑制することができる。

【0021】

前記第一外郭部は、前記第二外郭部及び前記第三外郭部と一体をなす、ようにしてもよい。

【0022】

これによれば、第二外郭部及び第三外郭部によって第一外郭部が支持され、第一外郭部を形成する樹脂の脱落を抑制することができる。

【0023】

前記ステータコアは、前記径方向において前記ティース部が設けられていない側の周側面に前記積層方向に延在する切欠部を備え、前記第四外郭部は、前記切欠部に設けられる、ようにしてもよい。

【0024】

これによれば、第四外郭部を切欠部によって支持し、第四外郭部を形成する樹脂の脱落を抑制することができる。回転機が、ロータがステータの内側を回転自在に設けられる、所謂、内転型の回転機である場合、上記における「前記径方向において前記ティース部が設けられていない側の周側面」は、ステータコア（ヨーク部）の外周側面（径方向外側の側面）である。回転機が、ロータがステータの外側を回転自在に設けられる、所謂、外転型の回転機である場合、上記における「前記径方向において前記ティース部が設けられていない側の周側面」は、ステータコア（ヨーク部）の内周側面（径方向内側の側面）である。

【0025】

本発明の他の側面は、回転自在に設けられたロータと、ステータと、を備え、前記ステータは、鋼板を積層して形成され、前記ロータと対向する複数のティース部と、ヨーク部と、を備えるステータコアと、隣り合う前記ティース部の間に形成されたスロット部に収納されたコイルと、前記ステータコアと前記コイルとの間に設けられ、前記ステータコアと前記コイルとの間を電気的に絶縁する絶縁部と、前記絶縁部を介して前記コイルが設けられた前記ステータコアを被覆する、樹脂製の外郭部と、を備え、前記外郭部は、前記ロータの回転軸を中心とする径方向において前記ティース部が設けられていない側に、前記鋼板が積層された積層方向における前記ステータコアの第二端面に平行な第一平面を含む第四外郭部を備え、前記第一平面は、前記積層方向における前記ステータコアの第一端面の側に設けられる、回転機である。

【0026】

この回転機によれば、ステータコアの第二端面を基準として、積層方向に所定量離間した位置に第二端面に平行な第一平面を設けることができる。上述したように、ステータコアの厚みにばらつきが生じたとしても、第四外郭部によって、第二端面を基準とした第一平面を設けることが可能となり、第一平面及び第二端面を介して、所定の製品に回転機を装着することができる。そのため、回転機を備える製品において、クランプのための構造をシンプルにすることができる。所定の製品における回転機の装着は、例えば、第一平面及び第二端面をクランプして行われる。「回転機」については、上記同様である。

【0027】

この回転機は、次のようにしてもよい。前記第四外郭部は、前記第二端面に平行で、前記積層方向において前記第一平面から所定量離間した第二平面を含み、前記第二平面は、前記積層方向における前記第二端面の側に設けられる、ようにしてもよい。

【0028】

これによれば、互いに平行で、積層方向に所定量離間した第一平面及び第二平面を介して、所定の製品に回転機を装着することができる。所定の製品における回転機の装着は、例えば、第一平面及び第二平面をクランプして行われる。

【0029】

前記外郭部は、前記積層方向における前記第一端面の側に設けられ、前記第一端面の側で前記コイルの第一コイルエンド部を被覆する第二外郭部と、前記積層方向における前記第二端面の側に設けられ、前記第二端面の側で前記コイルの第二コイルエンド部を被覆する第三外郭部と、を備え、前記第四外郭部は、前記第二外郭部及び前記第三外郭部の少なくとも一方と一体をなす、ようにしてもよい。

【0030】

これによれば、第四外郭部を第二外郭部及び／又は第三外郭部によって支持し、第四外郭部を形成する樹脂の脱落を抑制することができる。

【0031】

前記ステータコアは、前記径方向において前記ティース部が設けられていない側の周側面に前記積層方向に延在する切欠部を備え、前記第四外郭部は、前記切欠部に設けられる、ようにしてもよい。

【0032】

これによれば、第四外郭部を切欠部によって支持し、第四外郭部を形成する樹脂の脱落を抑制することができる。「前記径方向において前記ティース部が設けられていない側の周側面」については、上述した「前記径方向において前記ティース部が設けられていない側の周側面」の場合と同様である。

【0033】

本発明のさらに他の側面は、上述した何れかの回転機を備える、電動車両である。この電動車両によれば、上述した何れかの回転機が奏する上述した機能が実現される。電動車両の信頼性を向上させることができる。

【発明の効果】

【0034】

本発明によれば、樹脂モールドされたステータにおける樹脂の脱落を抑制することができる回転機と、回転機を備える電動車両を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】回転機の一例を示す平面図である。

【図2】電動車両としての電気自動車の一例を示す斜視図である。

【図3】樹脂モールドされたステータの一例を示す斜視図である。

【図4】ステータコアの一例を示す斜視図である。

【図5】ステータコアセグメントの一例を示す平面図である。

【図6】ロータとステータのエアギャップを説明する図である。

【図7】図３に示すＡ−Ａ線で断面した端面図である。

【図8】外郭部の第四外郭部が第一平面及び第二平面を含むステータの一例を示す斜視図である。

【図9】図８に示すＢ−Ｂ線で断面した端面図である。

【図10】ステータコアセグメントの他の例を示す平面図であって、円弧状の切欠部を備えるステータコアセグメントを示す。

【図11】ステータコアセグメントのさらに他の例を示す平面図であって、台形状の切欠部を備えるステータコアセグメントを示す。

【図12】樹脂モールドされたステータの他の例を示す斜視図である。第四外郭部の第一連結部が環状である場合の一例を示す。

【図13】樹脂モールドされたステータのさらに他の例を示す斜視図である。第四外郭部の第一連結部が円弧状である場合の一例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0036】

本発明を実施するための実施形態について、図面を用いて説明する。本発明は、以下に記載の構成に限定されるものではなく、同一の技術的思想において種々の構成を採用することができる。例えば、以下に示す構成の一部は、省略し又は他の構成等に置換してもよい。他の構成を含むようにしてもよい。

【0037】

＜回転機＞
回転機１０は、例えば、モータ又は発電機である。回転機１０は、図１に示すように、ロータ１２と、ステータ２０を備える。本実施形態は、ロータ１２の極数が１４極で、ステータ２０のスロット数が１２個である場合を例に説明する（図１参照）。回転機１０は、各種の製品に搭載される。例えば、回転機１０は、電動車両に搭載される。電動車両としては、電気自動車（図２参照）、電動自転車、電動車椅子、電動カート又は電動配膳車が例示される。電気自動車は、ハイブリッド自動車を含む。回転機１０がモータである場合、回転機１０は、例えば、電動車両を移動させるための動力源として利用される。図２において、電気自動車内部に搭載された回転機１０は、図示を簡略化している。

【0038】

ロータ１２は、ロータコア１４と、１４個の永久磁石１６と、シャフト１８を備える。ロータコア１４は、例えば、プレス機によって電磁鋼板を打ち抜きつつ積層して形成される。ロータコア１４には、１４個の永久磁石１６がそれぞれ収納される空間と、シャフト１８が固定される貫通孔が形成される。このような空間及び貫通孔は、電磁鋼板が積層された方向に延在する。ロータ１２の軽量化等を目的として、ロータコア１４に所定の孔部を設けるようにしてもよい。永久磁石１６は、前述した空間に収納された状態で、ロータコア１４の内部に設けられる。回転機１０がモータである場合、このようなロータ１２を備えるモータは、ＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）モータと称される。

【0039】

シャフト１８は、ロータコア１４の中心部に形成された貫通孔に固定される。シャフト１８には、ロータコア１４の両側に軸受（不図示）が取り付けられる。軸受は、ステータ２０に設けられた支持部（不図示）に支持される。シャフト１８は回転軸となり、ロータ１２は、シャフト１８を回転中心として回転する。ロータ１２は、既に実用化されたモータ又は発電機が備えるロータと同様である。従って、ロータ１２に関するこの他の説明は、省略する。本実施形態では、ロータ１２が回転する方向を「回転方向」といい、回転方向に対応した方向を「周方向」という。図１でシャフト１８の近傍に示す「矢印」は、回転方向を示す。周方向は、回転軸となるシャフト１８を中心とし、回転方向及びこれとは反対の方向の両方向を含む概念である。回転機１０において、回転軸となるシャフト１８を中心とする放射方向を「径方向」という。

【0040】

ステータ２０は、樹脂モールドされる。ステータ２０は、図１及び図３に示すように、ステータコア２２と、コイル４０と、端子４６Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗと、外郭部５０を備える。図１では、外郭部５０の図示を省略し、複数のティース部２４に巻線された複数のコイル４０を図示した状態としている。また、図１では、端子４６Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗの図示を省略している。図３では、積層された電磁鋼板の積層に関する図示を省略している。電磁鋼板の積層に関する図示の省略は、後述する図４、図８、図１２及び図１３についても同じである。なお、図７及び図９では、積層された状態を図示している。ステータコア２２は、図４に示すように、複数のティース部２４と、ヨーク部２８と、複数の切欠部３０を備える。ステータ２０のスロット数を１２個とする本実施形態では、ティース部２４の数は、１２個である。１２個のティース部２４は、ヨーク部２８からロータ１２（シャフト１８）の側に突出する。ティース部２４が突出する方向は、径方向に一致する。

【0041】

ステータコア２２は、図４に示すように、複数のステータコアセグメント２３を環状に配置して形成される。ステータコアセグメント２３を「セグメント２３」という。本実施形態では、１個のセグメント２３におけるティース部２４の数を１個としているため、ステータコア２２は、１２個のセグメント２３を環状に配置して形成される。

【0042】

セグメント２３は、図４及び図５に示すように、ティース部２４と、ヨーク部分２８１によって形成される。ヨーク部分２８１は、環状のヨーク部２８の一部を形成する部分である。セグメント２３を環状に配置した状態で隣り合う２個のティース部２４の間には、スロット部２９が形成される。セグメント２３は、例えば、プレス機によって電磁鋼板を、図５に示すような形状に打ち抜きつつ積層して形成される。プレス機によって打ち抜かれた破断面が積層して形成された面は、凹凸を有する面となる。この破断面が積層して形成された面は、例えば、後述する、第一対向面２５１、第二対向面２６１（溝部２７の内面を含む）、セグメント２３（ヨーク部分２８１）の外周側面及び切欠部３０の内面を含む。本実施形態では、セグメント２３（ステータコア２２）を形成する電磁鋼板が積層された方向を「積層方向」という。ロータコア１４で電磁鋼板が積層された方向は、積層方向に一致する。

【0043】

ティース部２４は、図４及び図５に示すように、第一対向部２５と、第二対向部２６を備える。第一対向部２５は、所定の曲率半径の第一対向面２５１を含む。第一対向面２５１は、図６に示すように、ロータ１２に対向し、ロータ１２とのエアギャップが距離Ｌ１となる面である。第二対向部２６は、第一対向部２５の周方向の両側に設けられ、第一対向部２５と一体をなす。第二対向部２６は、第二対向面２６１を含む。第二対向面２６１は、エアギャップが距離Ｌ１より広い距離Ｌ２（距離Ｌ２＞距離Ｌ１）となる面である。具体的に、第二対向面２６１は、図６に示すように、周方向におけるティース部２４の端部の側に向けて径方向にロータ１２から離間し且つエアギャップが距離Ｌ２となる面である。距離Ｌ２は、周方向においてティース部２４の端部の側に向けて漸次増加する所定の範囲となる距離である（図６参照）。ロータ１２とのエアギャップは、例えば、ロータ１２の外周側面における最外径部を基準とした間隔ということもできる。図６では、前述したような所定の範囲にある距離Ｌ２のうち、最大となる位置に距離Ｌ２を示す寸法線を図示している。図６では、コイル４０と、後述する第二外郭部５２及び第四外郭部５４等の図示を省略し、距離Ｌ２を示す寸法線を図示した第二対向面２６１の側では、後述する第一外郭部５１の図示を省略している。

【0044】

ティース部２４において、第二対向部２６のそれぞれは、図４及び図５に示すように、第二対向面２６１に溝部２７を備える。溝部２７は、周方向に所定の幅を有し、積層方向に延在する凹部である。溝部２７は、ティース部２４の中心線（図５に示す「一点鎖線」参照）に対して傾斜した形状とするようにしてもよい。例えば、溝部２７は、図５に示すように、中心線の側にそれぞれ傾斜した形状とされる。溝部２７は、例えば、周方向において第一対向面２５１と第二対向面２６１が隣接する境界位置を起点として設けられる。

【0045】

切欠部３０は、図４及び図５に示すように、セグメント２３の外周側面となるヨーク部分２８１の面に設けられる。ヨーク部分２８１の面は、ステータコア２２の外周側面となるヨーク部２８の面で、径方向において、ティース部２４が形成された側とは反対の側の面である。切欠部３０は、ヨーク部分２８１の面のうち、周方向におけるティース部２４の中心位置に一致する位置（図５に示す「一点鎖線」参照）で、積層方向に延在した状態で設けられる。切欠部３０には、くびれ部３４が形成される。くびれ部３４は、周方向にくびれた部分である（図５参照）。

【0046】

コイル４０は、ティース部２４に導線を集中巻して形成される。コイル４０の形成には、所定の巻線機が用いられる。巻線機によるコイル４０の形成（巻線）は、環状とされる前のセグメント２３のそれぞれを対象として、セグメント２３のティース部２４に導線を巻回して行われる。巻線に際し、セグメント２３には、インシュレータ４４が装着される（図１等参照）。インシュレータ４４によって、セグメント２３（ステータコア２２）と、コイル４０の間の絶縁を確保することができる。

【0047】

ティース部２４に導線を集中巻して形成されたコイル４０は、第一コイルエンド部４１と、第二コイルエンド部４２を含む。第一コイルエンド部４１は、図７に示すように、ステータコア２２（セグメント２３）の第一端面２２１の側に配置されたコイル４０の部分である。第二コイルエンド部４２は、図７に示すように、ステータコア２２（セグメント２３）の第二端面２２２の側に配置されたコイル４０の部分である。コイル４０は、ティース部２４の周方向の両側において積層方向に沿って配置され、両側に形成された各スロット部２９に収納されたコイル４０の部分を含む。第一コイルエンド部４１を形成する導線部分と第二コイルエンド部４２を形成する導線部分は、各スロット部２９に収納されたコイル４０の部分を形成する導線部分によって繋がり連続する。図７において、セグメント２３（電磁鋼板の積層数等）、第一コイルエンド部４１、第二コイルエンド部４２及びインシュレータ４４等は、図示を簡略化している。このことは、図９において同じである。

【0048】

ステータ２０が備える１２個のコイル４０は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の何れかのコイル４０にそれぞれ分類される。１２個のコイル４０は、例えば、スター結線される。１２個のコイル４０のうち、所定の４個のコイル４０はＵ相の連結コイルを形成し、他の４個のコイル４０はＶ相の連結コイルを形成し、さらに他の４個のコイル４０はＷ相の連結コイルを形成する。端子４６Ｕには、Ｕ相のコイル４０を接続して形成されたＵ相の連結コイルが接続される。端子４６Ｖには、Ｖ相のコイル４０を接続して形成されたＶ相の連結コイルが接続される。端子４６Ｗには、Ｗ相のコイル４０を接続して形成されたＷ相の連結コイルが接続される。コイル４０の結線は、スター結線とは異なる結線としてもよい。例えば、デルタ結線としてもよい。

【0049】

ステータコア２２を分割された複数のセグメント２３によって形成する技術と、ティース部２４にコイル４０を形成し結線する技術は、既に実用化された技術を採用することができる。従って、これらに関するこの他の説明は、省略する。

【0050】

外郭部５０は、樹脂モールドによって形成される。ステータ２０は、外郭部５０が形成された状態において、ステータコア２２の外周側面を含む外周部分の一部が露出した状態となる（図３参照）。外郭部５０を形成する樹脂としては、熱硬化性樹脂が例示される。例えば、外郭部５０は、ＢＭＣ（Bulk Molding Compound）によって形成される。樹脂モールドは、全てのセグメント２３を対象としてコイル４０を形成し、その後、環状とされ、さらに、コイル４０の結線等が完了した１２個のセグメント２３を、樹脂モールド用の成形機に設けられた成形金型にセットして行われる。

【0051】

外郭部５０は、図３に示すように、第一外郭部５１と、第二外郭部５２と、第三外郭部５３と、第四外郭部５４を備える。外郭部５０を形成する樹脂は、コイル４０が収納されたスロット部２９にも充填され、同一のスロット部２９に収納された隣り合うティース部２４に集中巻された各コイル４０の絶縁を確保する。このような各部を備える外郭部５０は、樹脂モールドによって一体的に形成される。外郭部５０は、樹脂モールドの際の射出圧によって、ステータコア２２（セグメント２３）の所定の面と密接した状態となり、係合する。

【0052】

第一外郭部５１は、図６に示すように、第二対向部２６を被覆する（図３で「第二対向部２６」が不図示である状態も参照）。第一外郭部５１の一部は、溝部２７に設けられる。具体的に、第一外郭部５１を形成する樹脂は、溝部２７にも充填され、溝部２７に充填された樹脂による第一外郭部５１の部分は、溝部２７と密接し、係合する。上述したように、溝部２７がティース部２４の中心線（図５に示す「一点鎖線」参照）に対して傾斜した形状である場合、溝部２７に充填された第一外郭部５１の部分は、溝部２７に引っ掛かり、これによって、第一外郭部５１の径方向への移動が規制される。第一外郭部５１は、ロータ１２に対向する第三対向面５１３を含む。第三対向面５１３は、第一対向面２５１と同一の曲率半径の面である。ロータ１２と第一外郭部５１（第三対向面５１３）の間のエアギャップは、第一対向部２５（第一対向面２５１）の場合と同じく、距離Ｌ１となる（図６参照）。

【0053】

第二外郭部５２は、図７に示すように、積層方向におけるステータコア２２の第一端面２２１の側に設けられ、第一端面２２１の側でコイル４０の第一コイルエンド部４１を被覆する。第三外郭部５３は、図７に示すように、積層方向におけるステータコア２２の第二端面２２２の側に設けられ、第二端面２２２の側でコイル４０の第二コイルエンド部４２を被覆する。積層方向におけるステータコア２２の第一端面２２１の側で、第一外郭部５１と第二外郭部５２は、一体をなし、積層方向におけるステータコア２２の第二端面２２２の側で、第一外郭部５１と第三外郭部５３は、一体をなす（図３に示す「ステータ２０の内周側面」参照）。

【0054】

第四外郭部５４は、切欠部３０に設けられる。具体的に、第四外郭部５４は、積層方向に延在する切欠部３０の内部空間と、この内部空間に連続するステータコア２２の第一端面２２１の側となる成形金型の部分に形成された空間に充填された樹脂によって形成される（図３及び図７参照）。切欠部３０の内部空間に充填された樹脂による第四外郭部５４の充填部５５は、切欠部３０と密接し、係合する。第四外郭部５４は、充填部５５でくびれ部３４に引っ掛かり、これによって、径方向の移動が規制される。第四外郭部５４は、充填部５５と一体をなす第一連結部５６を含む。第一連結部５６は、積層方向をステータコア２２の第一端面２２１の側に突出し、第二外郭部５２に繋がる。第四外郭部５４は、ステータコア２２の第一端面２２１の側で、第一連結部５６によって第二外郭部５２と一体をなす。第四外郭部５４は、第一平面５４１を含む。第一平面５４１は、第一連結部５６を形成する積層方向の端面であって、ステータコア２２の第二端面２２２に平行な面である。図３に示す例では、第四外郭部５４は、ステータコア２２の第二端面２２２の側に突出しない状態とされる。例えば、積層方向において、第一平面５４１とは反対側の第四外郭部５４の端面は、第二端面２２２に一致した平面とされる。

【0055】

第四外郭部５４は、全ての切欠部３０に対応して設けるようにしてもよいが、一部、例えば１個の切欠部３０に対しては省略し、１個の切欠部３０が露出した状態とするようにしてもよい（図３参照）。回転機１０を備える製品の組み立てに際し、回転機１０を装着する場合、第四外郭部５４が設けられておらず、露出した切欠部３０を、周方向の基準として利用することができる。

【0056】

＜本実施形態の効果＞
本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。

【0057】

（１）ティース部２４の第二対向部２６に溝部２７を設け、溝部２７に第一外郭部５１の一部を設けることとした（図６参照）。そのため、径方向において、第二対向部２６を被覆する第一外郭部５１の厚みを増加させ、その強度を向上させることができる。回転機１０において、第一外郭部５１を形成する樹脂の脱落を抑制することができる。回転機１０の信頼性を向上させることができる。

【0058】

第一外郭部５１の第三対向面５１３を、第一対向部２５の第一対向面２５１と同じ曲率半径とする場合、外郭部５０を形成するための樹脂モールド用の成形金型は、第一対向面２５１の曲率半径に対応した形状の中芯を備える。この場合、第二対向面２６１と、中芯との隙間は、周方向において第一対向面２５１と第二対向面２６１が隣接する境界位置の側に向かうに従い漸次狭くなり、樹脂モールドによって形成された被覆部分の厚みも極めて薄くなる。この点に関し、上述したように、溝部２７を、周方向において第一対向面２５１と第二対向面２６１が隣接する境界位置を起点として設けると、この部分の厚みを増加させることができる。

【0059】

外郭部５０の樹脂モールドに際し、溝部２７に第一外郭部５１を形成する樹脂を充填させ、充填された樹脂による第一外郭部５１の部分を密接した状態で溝部２７に設けることで、第一外郭部５１を溝部２７に係合させることができる。そのため、第一外郭部５１を溝部２７によって支持し、第一外郭部５１を形成する樹脂の脱落を抑制することができる。

【0060】

第一外郭部５１を、第二外郭部５２及び第三外郭部５３と一体的に形成することとした（図３参照）。そのため、第二外郭部５２及び第三外郭部５３によって第一外郭部５１が支持され、第一外郭部５１を形成する樹脂の脱落を抑制することができる。

【0061】

（２）外郭部５０が、ステータコア２２の第二端面２２２に平行な第一平面５４１を含む第四外郭部５４を備えることとした（図３及び図７参照）。第一平面５４１は、ステータコア２２の第一端面２２１の側に設けられる。そのため、ステータコア２２の第二端面２２２を基準として、積層方向に所定量離間した位置に第二端面２２２に平行な第一平面５４１を設けることができる。鋼板を積層した構造のセグメント２３によるステータコア２２では、積層方向における寸法、即ち、ステータコア２２（セグメント２３）の厚みにばらつきが生じることがある。

【0062】

電動車両を含む所定の製品における回転機１０の装着を、ステータコア２２をクランプする等して行うことがある。例えば、このような構造の製品を大量に製造する場合、各々の回転機１０において、クランプされる部分は一定の寸法であることが望まれる。ステータコア２２の厚みが一定ではない場合、厚みのばらつきに対応可能なクランプのための構造が必要となる。第四外郭部５４によって、第二端面２２２を基準とした第一平面５４１を設けることが可能となり、第一平面５４１及び第二端面２２２を介して、所定の製品に回転機１０を装着することができる。そのため、回転機１０を備える製品において、クランプのための構造をシンプルにすることができる。所定の製品における回転機１０の装着は、例えば、第一平面５４１及び第二端面２２２をクランプして行われる。

【0063】

第四外郭部５４を、第二外郭部５２と一体的に形成することとした（図３参照）。そのため、第四外郭部５４を第二外郭部５２によって支持し、第四外郭部５４を形成する樹脂の脱落を抑制することができる。ステータコア２２の外周側面となるヨーク部２８の面にくびれ部３４が形成された切欠部３０を設け（図４及び図５等参照）、第四外郭部５４を切欠部３０に係合させることとした。そのため、第四外郭部５４を切欠部３０によって支持し、第四外郭部５４を形成する樹脂の脱落を抑制することができる。

【0064】

＜変形例＞
本実施形態は、次のようにすることもできる。以下に示す変形例は、他の変形例と適宜組み合わせて採用するようにしてもよい。以下の構成を採用した場合においても、上述した効果と同様の効果を得ることができる。

【0065】

（１）上記では、ロータ１２の極数が１４極で、ステータ２０のスロット数が１２個である回転機１０を例に説明した（図１参照）。ロータの極数及び／又はステータのスロット数は、これとは異なる数としてもよい。ロータの極数及び／又はステータのスロット数は、要求される性能等の諸条件を考慮し、適宜設定される。ロータは、永久磁石がロータコアの外周側面に設けられた形式のロータ、又は、永久磁石を備えない形式のロータとしてもよい。回転機がモータである場合、永久磁石がロータコアの外周側面に設けられたロータを備えるモータは、ＳＰＭ（Surface Permanent Magnet）モータと称される。

【0066】

ステータコア２２をセグメント２３を環状に配置して形成し、ティース部２４にコイル４０が集中巻されたステータ２０を例に説明した（図１、図４及び図５参照）。ステータコアは一体型のステータコアであってもよい。第二対向部２６が周方向の何れか一方側（回転方向の後進側又は前進側）に設けられたティース部を備えるセグメントとしてもよい。第二対向面２６１におけるエアギャップに関し（図６参照）、距離Ｌ２は、一定の距離であってもよい。この場合、第二対向面は、第一対向面２５１における曲率半径より大きな曲率半径の面となる。急激なエアギャップの変動を抑制するため、周方向において第一対向面２５１と第二対向面が隣接する境界位置（範囲）を傾斜させるようにしてもよい。また、集中巻とは異なる方法で巻線されたコイルを備えるステータとしてもよい。例えば、分布巻又は全節巻によるコイルを備えるステータとしてもよい。

【0067】

（２）上記では、第一平面５４１を含む第四外郭部５４を例に説明した（図３及び図７参照）。この他、第四外郭部５４は、第一平面５４１に加え、第二平面５４２を含むようにしてもよい。この場合、第四外郭部５４は、図８及び図９に示すように、第二連結部５７を含む。第二連結部５７は、積層方向をステータコア２２の第二端面２２２の側に突出し、第三外郭部５３に繋がる。第四外郭部５４は、ステータコア２２の第二端面２２２の側で、第二連結部５７によって第三外郭部５３と一体をなす。第二平面５４２は、第二連結部５７を形成する積層方向の端面であって、ステータコア２２の第二端面２２２に平行な面である。第二平面５４２は、積層方向において第一平面５４１とは反対側に形成される。

【0068】

第一平面５４１と第二平面５４２は、積層方向において、セグメント２３の厚みに、第一連結部５６の第一端面２２１からの突出量と、第二連結部５７の第二端面２２２からの突出量を加えた距離だけ離間する。第一連結部５６及び第二連結部５７を含む第四外郭部５４は、樹脂モールドによって形成されるため、第一平面５４１と第二平面５４２が離間する積層方向の距離は、ステータコア２２を形成する全てのセグメント２３において同一となる。

【0069】

このような構成によっても、互いに平行で、積層方向に所定量離間した第一平面５４１及び第二平面５４２を介して、所定の製品に回転機１０を装着することができる。所定の製品における回転機１０の装着は、例えば、第一平面５４１及び第二平面５４２をクランプして行われる。第四外郭部５４を第二外郭部５２及び第三外郭部５３によって支持し、第四外郭部５４を形成する樹脂の脱落を抑制することができる。図８に示すステータ２０は、上述した第二平面５４２が形成された第二連結部５７に関する点が、図３及び図７等に基づき説明したステータ２０とは異なり、その他については同様である。従って、図８に示すステータ２０に関するこの他の説明は、省略する。

【0070】

（３）上記では、図４及び図５に示すような形状をした切欠部３０を例に説明した。切欠部３０の形状は、これとは異なる形状としてもよい。例えば、図１０に示すような円弧状の切欠部３１としてもよい。円弧状の切欠部３１では、切欠部３０のようなくびれ部３４は省略される。また、図１１に示すような台形状の切欠部３２としてもよい。台形状の切欠部３２によれば、切欠部３０のくびれ部３４と同様、第四外郭部５４は、コーナ部３５によって、周方向への移動が規制された状態となる。

【0071】

（４）上記では、ステータコア２２の第一端面２２１の外周側部分において、第一連結部５６が周方向に不連続である第四外郭部５４を例に説明した（図３参照）。第一連結部５６を周方向に一体的な環状（図１２参照）又は円弧状（図１３参照）とし、複数の充填部５５と環状又は円弧状の第一連結部５６が一体となった第四外郭部５４としてもよい。環状又は円弧状の第一連結部５６は、ステータコア２２の第一端面２２１の外周側部分の所定の範囲を被覆する。例えば、第一連結部５６が環状である場合、第一端面２２１の外周側部分は、全周にわたって環状の第一連結部５６によって被覆される（図１２参照）。第四外郭部５４は、ステータコア２２の第一端面２２１の側で、環状又は円弧状の第一連結部５６によって第二外郭部５２と一体をなす。第一連結部５６が環状である場合、環状の第一連結部５６に対応して、第一平面５４１も環状となる（図１２参照）。第一連結部５６が円弧状である場合、円弧状の第一連結部５６に対応して、第一平面５４１も円弧状となる（図１３参照）。

【0072】

一部の切欠部３０を露出させつつ第一連結部５６を円弧状とする場合、第一連結部５６は、露出した切欠部３０に対応した範囲が開口した円弧状とするようにしてもよい。図１３に示す第四外郭部５４は、１個の切欠部３０を露出させる場合の例示であり、第一連結部５６は、露出する切欠部３０に対応した範囲が開口した円弧状（Ｃ字状）となり、ステータコア２２の第一端面２２１の外周側部分は、露出する切欠部３０に対応した範囲が露出する。図１２及び図１３に示すステータ２０は、上述した第一連結部５６に関する点が、図３等に基づき説明したステータ２０とは異なり、その他については同様である。従って、図１２及び図１３に示すステータ２０に関するこの他の説明は、省略する。上述した第二連結部５７（図８及び図９参照）についても、第一連結部５６と同様、環状又は円弧状としてもよい。

【0073】

第四外郭部５４を備える外郭部５０を例に説明した（図３参照）。第四外郭部５４を省略した外郭部を備えるステータとし、このようなステータを備える回転機としてもよい。また、第一外郭部５１を備える外郭部５０を例に説明した（図３参照）。第一外郭部５１を省略した外郭部を備えるステータとし、このようなステータを備える回転機としてもよい。

【0074】

（５）上記では、ロータ１２がステータ２０の内周側に回転自在に支持された内転型の回転機１０を例に説明した（図１参照）。回転機は、外転型の回転機であってもよい。外転型の回転機のステータでは、複数のティース部は、径方向をヨーク部から外側に突出する。外転型の回転機のロータは、ステータの外側で、複数のティース部に対向する。ティース部のロータに対向する各部は、上記同様に形成され（図４及び図５参照）、第二対向部２６に対応する部分（第二対向面２６１に対応する面）は、第一外郭部５１に対応する被覆部によって被覆される。ステータの内周側面には、上述したステータ２０の外周側面に設けられた切欠部３０，３１，３２と同様の切欠部が形成され（図４及び図５、又は、図１０及び図１１参照）、第四外郭部５４に対応する構成は、この切欠部に係合する。このように、本実施形態は、外転型の回転機に対しても、上記同様に適用することができる。本実施形態を適用した外転型の回転機に関する説明は、省略する。

【符号の説明】

【0075】

１０ 回転機
１２ ロータ
１４ ロータコア
１６ 永久磁石
１８ シャフト
２０ ステータ
２２ ステータコア
２３ ステータコアセグメント（セグメント）
２４ ティース部
２５ 第一対向部
２６ 第二対向部
２７ 溝部
２８ ヨーク部
２９ スロット部
３０，３１，３２ 切欠部
３４ くびれ部
３５ コーナ部
４０ コイル
４１ 第一コイルエンド部
４２ 第二コイルエンド部
４４ インシュレータ
４６Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗ 端子
５０ 外郭部
５１ 第一外郭部
５２ 第二外郭部
５３ 第三外郭部
５４ 第四外郭部
５５ 充填部
５６ 第一連結部
５７ 第二連結部
２２１ 第一端面
２２２ 第二端面
２５１ 第一対向面
２６１ 第二対向面
２８１ ヨーク部分
５１３ 第三対向面
５４１ 第一平面
５４２ 第二平面
Ｌ１，Ｌ２ 距離

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】