特開 2024-153492 モータ、モータの製造方法、モータを備えるドローン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024153492

(43)【公開日】2024-10-29

(54)【発明の名称】モータ、モータの製造方法、モータを備えるドローン

(51)【国際特許分類】

   H02K 5/08 20060101AFI20241022BHJP

   H02K 1/18 20060101ALI20241022BHJP

【ＦＩ】

H02K5/08 Z

H02K1/18 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023067424

(22)【出願日】2023-04-17

(71)【出願人】

【識別番号】501489971

【氏名又は名称】豊実精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100175134

【弁理士】

【氏名又は名称】北 裕介

(72)【発明者】

【氏名】道山 秀昭

【テーマコード（参考）】

5H601

5H605

【Ｆターム（参考）】

5H601CC01

5H601DD01

5H601DD11

5H601GC02

5H601GC12

5H601JJ04

5H601KK22

5H605BB05

5H605CC01

5H605FF06

(57)【要約】

【課題】ハウジングを構成する周壁部に対する固定子コアの位置ずれを抑制できるモータ、モータの製造方法、及びモータを備えるドローンを提供する。
【解決手段】モータ２０は、回転子３０と、回転子３０の径方向外側に配置された円筒状の固定子コア４１と、回転子３０及び固定子コア４１を収容するハウジング５０とを備える。ハウジング５０は、固定子コア４１の径方向外側に配置された円筒状の周壁部６０を有する。固定子コア４１の外周部には、径方向に凹む溝部４７が周方向において等間隔に形成されている。モータ２０は、周壁部６０の内周面に当接するとともに各溝部４７に設けられた弾性を有する支持部材１００を備える。周壁部６０の熱膨張率は固定子コア４１の熱膨張率よりも大きく、支持部材１００の熱膨張率は周壁部６０の熱膨張率よりも大きい。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の軸方向を中心に回転可能な回転子（３０）及び固定子（４０）を収容するハウジング（５０）を備えるモータ（２０）において、
前記ハウジングは、円筒状の周壁部（６０）を有し、
前記固定子は、前記周壁部の内周面に沿って設けられた固定子コア（４１）を有し、
前記固定子コアの外周部には、前記軸方向と直交する径方向に凹む溝部（４７）が、前記軸方向を中心として円周状に延びる周方向において等間隔に形成されており、
前記周壁部の内周面に当接するとともに前記各溝部に設けられた弾性を有する支持部材（１００）を備え、
前記周壁部の熱膨張率は、前記固定子コアの熱膨張率よりも大きく、
前記支持部材の熱膨張率は、前記周壁部の熱膨張率よりも大きい、モータ。

【請求項2】

前記各溝部は、前記軸方向に延びて形成されており、
前記支持部材は、前記溝部に沿って延びる形状をなしている、請求項１に記載のモータ。

【請求項3】

前記溝部は、偶数個形成されている、請求項１又は２に記載のモータ。

【請求項4】

前記固定子コアは、円環状の鋼板が積層されて構成されており、
前記固定子コアの外周部のうち前記各溝部以外の部分には、前記各鋼板を一体化するための溶接部分であって、径方向に凹む凹部（４４）が形成されており、
前記溝部における前記径方向の凹み寸法（Ｌ１）は、前記凹部における前記径方向の凹み寸法（Ｌ２）よりも大きい、請求項１又は２に記載のモータ。

【請求項5】

前記ハウジングは、
前記周壁部における前記軸方向の第１端側の開口部を塞ぐ第１閉塞部（７０）と、
前記周壁部における前記軸方向の第２端側の開口部を塞ぐ第２閉塞部（８０）と、
を有し、
前記第１閉塞部のうち前記径方向の中央部には、前記回転子のシャフト（３３）が挿通される貫通孔（７１）が形成されており、
前記第１閉塞部のうち前記貫通孔の前記径方向の外側部分には、前記軸方向において前記第２閉塞部の側に向かって延びる円環状の第１設置部（７２）が形成されており、
前記第２閉塞部のうち前記径方向の中央部には、前記軸方向において前記第１閉塞部の側に向かって延びる円環状の第２設置部（８２）が形成されており、
前記第１設置部における前記径方向の内側部分に設けられ、前記シャフトの第１端側を回転可能に支持する円環状の第１軸受（９１）と、
前記第２設置部における前記径方向の内側部分に設けられ、前記シャフトの第２端側を回転可能に支持する円環状の第２軸受（９２）と、
前記第１設置部の外周部に当接した状態で設けられた円環状の第１リング部材（１１１）と、
前記第２設置部の外周部に当接した状態で設けられた円環状の第２リング部材（１１２）と、
を備え、
前記第１設置部及び前記第２設置部の熱膨張率は、前記第１軸受及び前記第２軸受の熱膨張率よりも大きく、
前記第１リング部材及び前記第２リング部材の熱膨張率は、前記第１設置部及び前記第２設置部の熱膨張率よりも小さい、請求項１又は２に記載のモータ。

【請求項6】

所定の軸方向を中心に回転可能な回転子（３０）を収容するハウジング（５０）を備えるモータ（２０）において、
前記ハウジングは、
円筒状の周壁部（６０）と、
前記周壁部における前記軸方向の第１端側の開口部を塞ぐ第１閉塞部（７０）と、
前記周壁部における前記軸方向の第２端側の開口部を塞ぐ第２閉塞部（８０）と、
を有し、
前記第１閉塞部のうち前記軸方向と直交する径方向の中央部には、前記回転子のシャフト（３３）が挿通される貫通孔（７１）が形成されており、
前記第１閉塞部のうち前記貫通孔の前記径方向の外側部分には、前記軸方向において前記第２閉塞部の側に向かって延びる円環状の第１設置部（７２）が形成されており、
前記第２閉塞部のうち前記径方向の中央部には、前記軸方向において前記第１閉塞部の側に向かって延びる円環状の第２設置部（８２）が形成されており、
前記第１設置部における前記径方向の内側部分に設けられ、前記シャフトの第１端側を回転可能に支持する円環状の第１軸受（９１）と、
前記第２設置部における前記径方向の内側部分に設けられ、前記シャフトの第２端側を回転可能に支持する円環状の第２軸受（９２）と、
前記第１設置部の外周部に当接した状態で設けられた円環状の第１リング部材（１１１）と、
前記第２設置部の外周部に当接した状態で設けられた円環状の第２リング部材（１１２）と、
を備え、
前記第１設置部及び前記第２設置部の熱膨張率は、前記第１軸受及び前記第２軸受の熱膨張率よりも大きく、
前記第１リング部材及び前記第２リング部材の熱膨張率は、前記第１設置部及び前記第２設置部の熱膨張率よりも小さい、モータ。

【請求項7】

前記支持部材は、融点が３００℃以上のフッ素樹脂で構成されている、請求項１又は２に記載のモータ。

【請求項8】

前記支持部材は、ＰＴＦＥで構成されている、請求項７に記載のモータ。

【請求項9】

前記ハウジングは、融点が３００℃以上の合成樹脂で構成されている、請求項１，２，６のいずれか１項に記載のモータ。

【請求項10】

前記ハウジングは、ＰＥＥＫで構成されている、請求項９に記載のモータ。

【請求項11】

請求項１，２，６のいずれか１項に記載のモータと、
スクリュー（１２）と、
前記モータを収容する本体部（１１）と、
を備え、
前記回転子のシャフト（３３）の回転動力によって前記スクリューを回転させることにより、液体ナトリウム中を移動するドローン（１０）。

【請求項12】

所定の軸方向を中心に回転可能な回転子（３０）及び固定子（４０）を収容するハウジング（５０）を備えるモータ（２０）の製造方法において、
前記ハウジングは、円筒状の周壁部（６０）を有し、
前記固定子は、前記周壁部の内周面に沿って設けられた固定子コア（４１）を有し、
前記固定子コアの外周部には、前記軸方向と直交する径方向に凹む溝部（４７）が、前記軸方向を中心として円周状に延びる周方向において等間隔に形成されており、
前記モータは、弾性を有するとともに長尺状をなす支持部材（１００）を備え、
前記周壁部の熱膨張率は、前記固定子コアの熱膨張率よりも大きく、
前記支持部材の熱膨張率は、前記周壁部の熱膨張率よりも大きく、
前記各溝部は、前記軸方向に延びており、
常温環境下において、前記径方向の寸法が前記溝部における前記径方向の凹み寸法よりも大きい前記支持部材を前記各溝部に配置する配置工程と、
常温環境下において、前記各溝部に前記支持部材が配置された状態の前記固定子コアを、前記周壁部における前記径方向の内側部分に挿入することにより、前記各溝部に配置された前記支持部材を前記周壁部の内周面に当接させる挿入工程と、
を備える、モータの製造方法。

【請求項13】

前記各溝部は、前記軸方向において前記固定子コアの外周部の端から該外周部の途中部分まで延びており、
前記固定子コアの外周部のうち、前記軸方向において前記溝部に隣接する部分が、前記溝部の底部に対して前記径方向の外側に突出するストッパ部（４８）とされており、
前記挿入工程は、常温環境下において、前記各溝部に前記支持部材が配置された状態の前記固定子コアを、前記固定子コアのうち前記軸方向において前記ストッパ部とは反対側から前記周壁部における前記径方向の内側部分に挿入する工程である、請求項１２に記載のモータの製造方法。

【請求項14】

前記溝部に前記支持部材が配置された状態において、前記支持部材のうち前記軸方向において前記ストッパ部の側とは反対側の端部であって前記径方向の外側部分は、前記径方向の内側に傾斜する傾斜部（１０１）とされている、請求項１３に記載のモータの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、モータ、モータの製造方法、及びモータを備えるドローンに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、種々のモータが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１４／１８４８５９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

高温環境下においてモータの動作が不安定になり得る。このため、高温環境下においてモータを安定動作させる技術については、改善の余地がある。

【0005】

本開示は、高温環境下においてモータを安定動作させることができるモータ、モータの製造方法、及びモータを備えるドローンを提供することを主たる目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第１の開示は、所定の軸方向を中心に回転可能な回転子及び固定子を収容するハウジングを備えるモータにおいて、
前記ハウジングは、円筒状の周壁部を有し、
前記固定子は、前記周壁部の内周面に沿って設けられた固定子コアを有し、
前記固定子コアの外周部には、前記軸方向と直交する径方向に凹む溝部が、前記軸方向を中心として円周状に延びる周方向において等間隔に形成されており、
前記周壁部の内周面に当接するとともに前記各溝部に設けられた弾性を有する支持部材を備え、
前記周壁部の熱膨張率は、前記固定子コアの熱膨張率よりも大きく、
前記支持部材の熱膨張率は、前記周壁部の熱膨張率よりも大きい。

【0007】

モータの温度が高くなると、ハウジングを構成する周壁部の内径寸法が増加するとともに、固定子コアの外径寸法が増加する。周壁部の熱膨張率が、固定子コアの熱膨張率よりも大きい場合、単位温度上昇量あたりの周壁部の内径寸法増加量が、単位温度上昇量あたりの固定子コアの外径寸法増加量よりも大きくなる。これにより、例えばモータの温度が常温の場合において周壁部の内周面と固定子コアの外周面とが当接した状態で固定子コアが周壁部に支持されていたとしても、高温環境下において固定子コアと周壁部との間に隙間ができてしまう。その結果、周壁部に対する固定子コアの位置が適切な位置からずれてしまう。これにより、高温環境下においてモータの動作が不安定になり得る。具体的には例えば、回転子と固定子コアとの間にラジアルギャップを確保する必要があるにもかかわらず、回転子が固定子コアに接触し得る。

【0008】

そこで、第１の開示において、固定子コアの外周部には、径方向に凹む溝部が周方向に並んで複数形成されており、各溝部には、周壁部の内周面に当接する弾性を有する支持部材が設けられている。支持部材の熱膨張率は、周壁部の熱膨張率よりも大きい。このため、単位温度上昇量あたりの周壁部の内径寸法増加量よりも、単位温度上昇量あたりの支持部材の径方向寸法増加量の方が大きくなる。これにより、温度上昇に伴う周壁部の内径寸法増加量が、温度上昇に伴う固定子コアの外径寸法増加量よりも大きかったとしても、高温環境下において周壁部の内周面と固定子コアの溝部とに対する各支持部材の当接状態が維持される。これにより、高温環境下において周壁部に対する固定子コアの位置ずれを抑制でき、モータを安定動作させることができる。

【0009】

また、周方向に等間隔に形成された溝部に支持部材が設けられているため、周壁部に対する固定子コアの位置ずれ抑制効果を高めることができる。

【0010】

第２の開示は、所定の軸方向を中心に回転可能な回転子を収容するハウジングを備えるモータにおいて、
前記ハウジングは、
円筒状の周壁部と、
前記周壁部における前記軸方向の第１端側の開口部を塞ぐ第１閉塞部と、
前記周壁部における前記軸方向の第２端側の開口部を塞ぐ第２閉塞部と、
を有し、
前記第１閉塞部のうち前記軸方向と直交する径方向の中央部には、前記回転子のシャフトが挿通される貫通孔が形成されており、
前記第１閉塞部のうち前記貫通孔の前記径方向の外側部分には、前記軸方向において前記第２閉塞部の側に向かって延びる円環状の第１設置部が形成されており、
前記第２閉塞部のうち前記径方向の中央部には、前記軸方向において前記第１閉塞部の側に向かって延びる円環状の第２設置部が形成されており、
前記第１設置部における前記径方向の内側部分に設けられ、前記シャフトの第１端側を回転可能に支持する円環状の第１軸受と、
前記第２設置部における前記径方向の内側部分に設けられ、前記シャフトの第２端側を回転可能に支持する円環状の第２軸受と、
前記第１設置部の外周部に当接した状態で設けられた円環状の第１リング部材と、
前記第２設置部の外周部に当接した状態で設けられた円環状の第２リング部材と、
を備え、
前記第１設置部及び前記第２設置部の熱膨張率は、前記第１軸受及び前記第２軸受の熱膨張率よりも大きく、
前記第１リング部材及び前記第２リング部材の熱膨張率は、前記第１設置部及び前記第２設置部の熱膨張率よりも小さい。

【0011】

ハウジングを構成する第１，第２設置部の熱膨張率が、第１，第２軸受の熱膨張率よりも大きい場合、単位温度上昇量あたりの第１，第２設置部の内径寸法増加量が、単位温度上昇量あたりの第１，第２軸受の外径寸法増加量よりも大きくなる。これにより、例えばモータの温度が常温の場合において第１，第２設置部の内周面と第１，第２軸受の外周面とが当接した状態で第１，第２軸受が第１，第２設置部に設けられていたとしても、高温環境下において第１，第２設置部と第１，第２軸受との間に隙間ができてしまう。その結果、第１，第２軸受に支持されたシャフトが傾き、モータの動作が不安定になり得る。

【0012】

そこで、第２の開示において、第１設置部の外周部には、この外周部に当接した状態で円環状の第１リング部材が設けられている。また、第２設置部の外周部には、この外周部に当接した状態で円環状の第２リング部材が設けられている。第１，第２リング部材の熱膨張率は、第１，第２設置部の熱膨張率よりも小さいため、第１，第２リング部材によって第１，第２設置部の径方向の熱膨張を抑制することができる。これにより、高温環境下において第１，第２設置部と第１，第２軸受との間における隙間の発生を抑制し、モータを安定動作させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】一実施形態に係るドローンの模式図。

【図2】常温時におけるモータの縦断面図。

【図3】モータを天蓋部側から見た図。

【図4】モータを底蓋部側から見た図。

【図5】図２の５－５線断面図。

【図6】固定子コアの斜視図。

【図7】固定子コアの平面図。

【図8】モータの製造工程のうち、固定子コアを周壁部に挿入する工程を示す図。

【図9】モータの製造工程のうち、底蓋部を周壁部に取り付ける工程を示す図。

【図10】モータの製造工程のうち、ロータアッシーの取り付け工程を示す図。

【図11】モータの製造工程のうち、天蓋部を周壁部に取り付ける工程を示す図。

【図12】高温時におけるモータの横断面図。

【図13】その他の実施形態に係る固定子コアを構成する鋼板の平面図。

【図14】その他の実施形態に係る固定子コアを構成する鋼板の平面図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本開示に係るモータを具体化した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態のモータは、高温の液体中を移動可能なドローンに備えられ、ドローンを移動させる動力源となる。ドローンは、高温（例えば２００℃）の液体ナトリウム中を移動し、より具体的には、原子炉（例えば、高速中性子による核分裂を利用する高速増殖炉）の冷却系配管を流れる液体ナトリウム中を移動する。ドローンは、例えば、冷却系配管内における所定の検査位置まで検査装置を運搬するために用いられる。

【0015】

図１に示すように、ドローン１０は、モータ２０と、モータ２０を収容する本体部１１と、スクリュー１２とを備えている。モータ２０のシャフト３３には、スクリュー１２が機械的に接続されている。モータ２０のシャフト３３が回転することによりスクリュー１２が回転する。これにより、ドローン１０に推進力が付与される。なお、本体部１１は、防水構造とされていることにより、液体ナトリウムが透過しない不透過性を有している。また、スクリュー１２は、ドローン１０に１つ以上備えられていればよい。スクリュー１２が複数備えられている場合、例えば、各スクリュー１２に対応したモータ２０がドローン１０に備えられていてもよい。

【0016】

続いて、図２～図７を用いて、モータ２０について説明する。以下では、モータ２０において、回転子３０（具体的にはシャフト３３）の回転中心軸線の延びる方向を軸方向とし、回転中心軸線の中心から放射状に延びる方向であって軸方向と直交する方向を径方向とし、回転中心軸線を中心として円周状に延びる方向を周方向としている。

【0017】

モータ２０は、ラジアルギャップ型かつインナロータ型のブラシレスモータである。モータ２０は、主な構成として、回転子３０と、固定子４０と、回転子３０及び固定子４０を収容するハウジング５０とを備えている。

【0018】

回転子３０は、円筒状の回転子コア３１と、回転子コア３１の外周面に固定された複数の磁石３２とを備えている。回転子コア３１は、磁性材料で構成されている。各磁石３２は、回転子コア３１の外周面に例えば接着剤で固定されている。

【0019】

各磁石３２は、回転子３０の周方向に沿って極性が交互に変わるように並べられている。これにより、回転子３０には、周方向に複数（例えば８極）の磁極が形成されている。本実施形態の磁石３２は、サマリウムコバルト磁石である。サマリウムコバルト磁石が用いられているのは、ドローン１０が高温の液体ナトリウム中を移動することから、高温でも磁力低下が少ない磁石を用いる必要があるためである。

【0020】

なお、回転子３０において、磁石３２の径方向外側表面は、合成樹脂のコーティング層で覆われている。コーティング層は、例えば、ガラス繊維と、耐熱性（例えば、耐熱温度が２６０℃）を有するエポキシ樹脂とからなる。コーティング層で覆われているのは、脆いサマリウムコバルト磁石を外部の衝撃から保護するためである。

【0021】

回転子コア３１の径方向中央部には、軸方向に貫通する貫通孔３１ａが形成されている。貫通孔３１ａには、シャフト３３が挿通されている。シャフト３３が貫通孔３１ａに挿通された状態で、シャフト３３が回転子コア３１に固定されている。シャフト３３には、回転子コア３１に対するシャフト３３の相対回転を防止するための突出部３３ａが形成されている。

【0022】

回転子３０を収容するハウジング５０は、軸方向に延びる円筒状の周壁部６０と、周壁部６０の軸方向一端側の開口部を塞ぐ天蓋部７０（「第１閉塞部」に相当）と、周壁部６０の軸方向他端側の開口部を塞ぐ底蓋部８０（「第２閉塞部」に相当）とを備えている。

【0023】

天蓋部７０の径方向中央部には、軸方向に貫通するとともにシャフト３３が挿通される貫通孔７１が形成されている。天蓋部７０のうち貫通孔７１の径方向外側の部分には、貫通孔７１を囲む第１設置部７２が形成されている。第１設置部７２は、回転中心軸線を中心とする円環状をなしている。第１設置部７２は、天蓋部７０の内面から軸方向において底蓋部８０側に向かって延びている。第１設置部７２の内周側には、シャフト３３の天蓋部７０側の部分を回転可能に支持する第１軸受９１が設けられている。第１軸受９１は、転がり軸受であり、内輪部材９１ａと、外輪部材９１ｂと、外輪部材９１ｂ及び内輪部材９１ａの間に設けられた複数の転動体９１ｃ（例えば玉）とを備えている。内輪部材９１ａには、シャフト３３の天蓋部７０側の部分が固定されている。外輪部材９１ｂは、その外周面を第１設置部７２の内周面に当接させた状態で第１設置部７２の内周側に固定されている。

【0024】

底蓋部８０のうち径方向中央部には、回転中心軸線を中心とする円環状をなす第２設置部８２が形成されている。第２設置部８２は、底蓋部８０の内面から軸方向において天蓋部７０側に向かって延びている。第２設置部８２の内周側には、シャフト３３の底蓋部８０側の部分を回転可能に支持する第２軸受９２が設けられている。第２軸受９２は、転がり軸受であり、内輪部材９２ａと、外輪部材９２ｂと、外輪部材９２ｂ及び内輪部材９２ａの間に設けられた複数の転動体９２ｃ（例えば玉）とを備えている。内輪部材９２ａには、シャフト３３の底蓋部８０側の部分が固定されている。外輪部材９２ｂは、その外周面を第２設置部８２の内周面に当接させた状態で第２設置部８２の内周側に固定されている。なお、第１軸受９１の径方向寸法は、第２軸受９２の径方向寸法よりも大きい。このため、第１軸受９１が設けられる第１設置部７２の径方向寸法は、第２軸受９２が設けられる第２設置部８２の径方向寸法よりも大きい。

【0025】

固定子コア４１を含むモータ２０の内部部品は、周壁部６０の軸方向両端の開口部のうち、シャフト３３が挿通される天蓋部７０側の開口部から組付けられる。

【0026】

周壁部６０のうち軸方向において天蓋部７０側（換言すれば、シャフト３３挿通側）の端部には、雌ネジ孔６１が周方向に並んで複数（６つを例示）形成されている。天蓋部７０のうち周壁部６０と当接する部分には、ボルト挿通孔７３が形成されている。ボルト９３の軸部の雄ネジが雌ネジ孔６１にねじ込まれることにより、周壁部６０に天蓋部７０が固定されている。周壁部６０のうち軸方向において底蓋部８０側の端部には、雌ネジ孔６２が周方向に並んで複数（６つを例示）形成されている。底蓋部８０のうち周壁部６０と当接する部分には、ボルト挿通孔８３が形成されている。ボルト９４の軸部の雄ネジが雌ネジ孔６２にねじ込まれることにより、周壁部６０に底蓋部８０が固定されている。

【0027】

固定子４０は、回転子３０の径方向外側に配置された円筒状の固定子コア４１を備えている。固定子コア４１は、図６及び図７に示すように、複数の鋼板（例えば電磁鋼板）が軸方向に積層されて構成されている。固定子コア４１は、円環状のバックヨーク部４２と、バックヨーク部４２から径方向内側に延びる複数のティース部４３とを備えている。バックヨーク部４２及びティース部４３を含む固定子コア４１と、磁石３２と、回転子コア３１とは、磁気回路を形成する磁気部品である。なお、図５の固定子コア４１は、便宜上、ティース部４３を省略する等、簡略化して図示されている。

【0028】

各鋼板の外周部には、径方向内側に凹む凹部４４が周方向に等間隔で複数（１２０°間隔で３つを例示）形成されている。各凹部４４は、各鋼板を一体化するための溶接部分となる。複数の鋼板が積層された状態で、各鋼板の凹部４４は軸方向に並ぶ。つまり、固定子コア４１の外周部において、凹部４４は軸方向に延びている。凹部４４が溶接されることにより、軸方向に延びる溶接ビード４５が形成され、各鋼板が一体化される。

【0029】

なお、モータ２０には、周壁部６０に対する固定子コア４１の相対回転を防止するための構成が備えられている。詳しくは、図７に示すように、周壁部６０には径方向に貫通する貫通孔６３が形成されており、固定子コア４１の側面部には、径方向に延びるピン挿通孔４６が形成されている。貫通孔６３及びピン挿通孔４６には、回り止めピン５１が挿通されている。

【0030】

図２に示すように、固定子コア４１のうち軸方向において底蓋部８０側の端部は、周壁部６０に形成された段差部６４に当接している。段差部６４は、周壁部６０において、内径寸法が相対的に大きい拡径部６５ａと、内径寸法が相対的に小さい縮径部６５ｂとの境界部分である。段差部６４は、円環状の平坦面を有している。この平坦面に、固定子コア４１のうち軸方向において底蓋部８０側の端部が当接している。

【0031】

固定子４０は、３相分の図示しない固定子巻線を備えており、固定子巻線は、ティース部４３に巻回されている。固定子巻線は、ドローン１０の外部に設けられるコントローラにケーブルを介して電気的に接続される。コントローラは、コントローラ外部の電源から供給された直流電力を交流電力に変換して固定子巻線に供給するためのインバータと、インバータの上，下アームスイッチのスイッチング制御を行うためのドライブ回路とを備えている。

【0032】

本実施形態のドローン１０は、水冷機構を備えていないものとなっているため、モータ２０にも水冷機構が備えられていない。水冷機構が備えられていないのは、水冷機構から水漏れが発生して本体部１１の外に漏れ出した場合、液体ナトリウムと水とが激しく反応するおそれがあるためである。そこで、本実施形態のモータ２０は、水冷機構を含む冷却機構を備えることなく、モータ２０の内部温度も液体ナトリウムの温度と同じ状態で長時間（例えば８時間）連続稼働が可能な構成になっている。以下、この構成について説明する。

【0033】

耐熱性を高めるために、ハウジング５０は、融点が３００℃以上の耐熱性合成樹脂で構成されており、具体的にはＰＥＥＫ（Poly Ether Ether Ketone）で構成されている。ＰＥＥＫは、ドローン１０周囲の液体ナトリウムの温度よりも融点（例えば３４０℃）が高く、連続使用上限温度が２４０～２５０℃と高い。また、ＰＥＥＫは、鉄と比較して密度が約１／３であるため、ハウジング５０の軽量化を図ることができる。また、ＰＥＥＫは、高温水蒸気下で加水分解を起こさず、放射線による劣化が発生しにくい。

【0034】

なお、耐熱性を高めるために、第１軸受９１及び第２軸受９２として耐熱性が高い軸受が用いられている。各軸受９１，９２は、例えば、内輪部材９１ａ，９２ａと外輪部材９１ｂ，９２ｂとの間を塞ぐシールドを備えている。シールドは、例えば外輪部材９１ｂ，９２ｂに固定されている。

【0035】

ところで、ドローン１０が液体ナトリウム中にいる高温時においては、モータ２０の温度が高くなる。モータ２０の温度が高くなると、ハウジング５０を構成する周壁部６０の内径寸法が増加するとともに、固定子コア４１の外径寸法が増加する。本実施形態において、ハウジング５０を構成するＰＥＥＫの熱膨張率（例えば、５×１０＾（－５）［１／Ｋ］）は、固定子コア４１を構成する鉄の熱膨張率よりも大きい。具体的には例えば、ハウジング５０の熱膨張率は、固定子コア４１の熱膨張率の約４．５倍である。このため、単位温度上昇量あたりの周壁部６０の内径寸法増加量が、単位温度上昇量あたりの固定子コア４１の外径寸法増加量よりも大きくなる。これにより、モータ２０の温度が常温の場合において周壁部６０の内周面と固定子コア４１の外周面とが当接していたとしても、高温時において固定子コア４１と周壁部６０との間に隙間ができてしまう。その結果、周壁部６０に対する固定子コア４１の位置が適切な位置からずれるおそれがある。

【0036】

また、ハウジング５０の熱膨張率は、第１，第２軸受９１，９２の熱膨張率よりも大きい。このため、単位温度上昇量あたりの第１，第２設置部７２，８２の内径寸法増加量が、単位温度上昇量あたりの第１，第２軸受９１，９２の外径寸法増加量よりも大きくなる。これにより、例えばモータ２０の温度が常温の場合において第１，第２設置部７２，８２の内周面と第１，第２軸受９１，９２の外周面とが当接した状態で第１，第２軸受９１，９２が第１，第２設置部７２，８２に設けられていたとしても、第１，第２設置部７２，８２と第１，第２軸受９１，９２との間に隙間ができてしまう。その結果、シャフト３３が傾くおそれがある。

【0037】

周壁部６０に対する固定子コア４１の位置が適切な位置からずれたり、シャフト３３が傾いたりする場合、シャフト３３の円滑な回転が妨げられたり、モータ２０の出力が低下したりするおそれがある。固定子コア４１の位置ずれ量が大きかったり、シャフト３３の傾き量が大きかったりする場合、回転子３０が固定子コア４１に接触してしまうおそれがある。

【0038】

そこで、本実施形態のモータ２０には、以下２つの工夫が施されている。

【0039】

１つ目の工夫は、高温時において固定子コア４１と周壁部６０との間に隙間ができてしまうことに対処するための工夫である。図２及び図５～図７に示すように、固定子コア４１の外周部には、径方向に凹む溝部４７が周方向において等間隔に形成されている。本実施形態では、溝部４７が６０°間隔で６つ形成されている。溝部４７は、周方向において凹部４４及び溶接ビード４５から離れた位置に形成されている。溝部４７は、固定子コア４１の外周部のうち、軸方向における底蓋部８０側の端を起点として、軸方向において天蓋部７０側に向かって固定子コア４１の外周部の途中位置まで延びている。溝部４７のうち軸方向において底蓋部８０側の端は開口している。本実施形態では、切削加工により溝部４７が形成されている。溝部４７の径方向の凹み寸法Ｌ１は、例えば、固定子コア４１を構成するバックヨーク部４２の径方向寸法の５０～９０％、６０～８５％、又は７０～８０％の寸法とすることができ、具体的には例えば８０％とすることができる。溝部４７の軸方向の長さ寸法は、固定子コア４１の軸方向の長さ寸法の５０％を超える寸法とすることができ、具体的には例えば、固定子コア４１の軸方向の長さ寸法の６０～９５％の寸法とすることができる。

【0040】

固定子コア４１の外周部のうち、溝部４７に対して軸方向において天蓋部７０側に隣接する部分は、溝部４７の底面に対して径方向外側に突出するストッパ部４８とされている。溝部４７のうち軸方向において天蓋部７０側の端は、ストッパ部４８により塞がれている。

【0041】

各溝部４７には、弾性を有する支持部材１００が設けられている。支持部材１００は、周壁部６０の内周面と溝部４７の底面とに当接している。支持部材１００は、支持部材１００に外力が作用していない自然状態において周壁部６０の内周面と溝部４７の底面との間隔よりも寸法が大きくなっており、周壁部６０の内周面と溝部４７の底面との間で圧縮状態とされている。

【0042】

本実施形態の支持部材１００は、横断面が円形状をなしている。支持部材１００の径方向寸法は、例えば、周壁部６０（拡径部６５ａ）の内周面と溝部４７の底面との間隔の１.１１～１．６６倍、又は１．１７～１．４２倍の寸法とすることができ、具体的には例えば１.２５倍の寸法とすることができる。支持部材１００の熱膨張率は、ハウジング５０の熱膨張率よりも大きい。本実施形態において、支持部材１００は、融点が３００℃以上のフッ素樹脂で構成されており、具体的にはＰＴＦＥ（Poly Tetra Fluoro Ethylene）で構成されている。ＰＴＦＥは、ドローン１０周囲の液体ナトリウムの温度よりも融点（例えば３２７℃）が高く、連続使用上限温度が２６０℃と高い。ＰＴＦＥの熱膨張率（例えば、１０×１０＾（－５）［１／Ｋ］）は、ハウジング５０を構成するＰＥＥＫの熱膨張率よりも大きい。具体的には例えば、支持部材１００の熱膨張率は、鉄の熱膨張率の約９倍である。

【0043】

１つ目の工夫の構成において、単位温度上昇量あたりの周壁部６０の内径寸法増加量よりも、単位温度上昇量あたりの支持部材１００の径方向寸法増加量の方が大きくなる。これにより、温度上昇に伴う周壁部６０の内径寸法増加量が、温度上昇に伴う固定子コア４１の外径寸法増加量よりも大きかったとしても、周壁部６０の内周面と固定子コア４１の溝部４７とに対する各支持部材１００の当接状態が維持される（図１２参照）。これにより、周壁部６０に対する固定子コア４１の位置ずれを抑制できる。また、各溝部４７は周方向に等間隔に形成されている。これにより、周壁部６０に対する固定子コア４１の位置ずれ抑制効果を高めることができる。

【0044】

各溝部４７に設けられる支持部材１００は、溝部４７に沿って延びる長尺状をなしている。これにより、軸方向にわたって広範囲に固定子コア４１及び周壁部６０に支持部材１００を当接させることができる。その結果、固定子コア４１の傾きを抑制した支持部材１００による安定支持を実現でき、周壁部６０に対する固定子コア４１の位置ずれ抑制効果を高めることができる。特に本実施形態では、支持部材１００及び溝部４７の軸方向の長さ寸法が、固定子コア４１の軸方向の長さ寸法の５０％を超える寸法とされている。これにより、支持部材１００によって固定子コア４１をより安定して支持することができ、周壁部６０に対する固定子コア４１の位置ずれ抑制効果をより高めることができる。

【0045】

溝部４７は、固定子コア４１の周方向において等間隔に形成されている。これにより、支持部材１００によって固定子コア４１を安定して支持することができ、周壁部６０に対する固定子コア４１の位置ずれ抑制効果を高めることができる。特に本実施形態において、溝部４７は偶数個形成されている。これにより、固定子コア４１を挟んで径方向において支持部材１００を対向配置させることができる。このため、支持部材１００によって固定子コア４１をより安定して支持することができ、周壁部６０に対する固定子コア４１の位置ずれ抑制効果をより高めることができる。

【0046】

図６及び図７等に示すように、本実施形態において、溝部４７が軸方向に延びているのは、凹部４４の径方向の凹み寸法Ｌ２よりも、溝部４７の径方向の凹み寸法Ｌ１の方が大きいためである。溝部４７を周方向に延びるように形成させると、切削加工時に溶接ビード４５も切削してしまうこととなり、固定子コア４１を構成する各鋼板の積層状態を適正に維持できなくなるおそれがある。

【0047】

なお、固定子コア４１と周壁部６０との間において固定子コア４１の外周面全域にわたり、厚さ寸法が均一なシート状の支持部材を設けることも考えられる。しかしながら、固定子コア４１と周壁部６０との間の隙間の大きさが周方向において均一ではないため、この方法では、周壁部６０に対する固定子コア４１の位置ずれ抑制効果が低下してしまう。

【0048】

２つ目の工夫は、高温時において第１，第２設置部７２，８２と第１，第２軸受９１，９２との間に隙間ができてしまうことに対処するための工夫である。第１設置部７２の外周部には、この外周部に当接した状態で円環状の第１リング部材１１１が設けられている。第１リング部材１１１は、第１設置部７２の軸方向全域にわたって当接している。第２設置部８２の外周部には、この外周部に当接した状態で円環状の第２リング部材１１２が設けられている。第２リング部材１１２は、第２設置部８２の軸方向全域にわたって当接している。第１，第２リング部材１１１，１１２の熱膨張率は、ハウジング５０の熱膨張率よりも小さい。本実施形態の第１，第２リング部材１１１，１１２はステンレスで構成されている。これは、熱ストレスに起因した錆の発生を抑制するためである。

【0049】

第１，第２リング部材１１１，１１２によれば、第１，第２設置部７２，８２の径方向の熱膨張を抑制することができる。これにより、高温時において第１，第２設置部７２，８２と第１，第２軸受９１，９２との間に隙間ができてしまうことを防止できる。特に本実施形態では、第１，第２リング部材１１１，１１２は、第１，第２設置部７２，８２の軸方向全域にわたって当接している。これにより、第１，第２設置部７２，８２の熱膨張の抑制効果を高めることができ、第１，第２設置部７２，８２と第１，第２軸受９１，９２との間に隙間ができてしまうことを的確に防止できる。

【0050】

なお、温度上昇に伴う第１，第２設置部７２，８２の内径寸法増加量を小さくする上では、第１，第２設置部７２，８２の径方向厚さ寸法を小さくすることが望ましい。しかしながら、この場合、第１，第２軸受９１，９２を保持するために必要な第１，第２設置部７２，８２の強度が不足する懸念がある。第１，第２設置部７２，８２を径方向外側から覆う第１，第２リング部材１１１，１１２によれば、第１，第２設置部７２，８２を補強することもできる。

【0051】

続いて、モータ２０の製造工程について説明する。以下に説明する工程は、常温環境下で実施される。常温とは、例えば、５～５０℃、１５～４０℃、又は２０～２５℃である。

【0052】

まず、図８に示すように、固定子コア４１の各溝部４７に支持部材１００が配置される。この際、支持部材１００の端部がストッパ部４８に当接した状態とされる。各溝部４７に支持部材１００が配置された状態の固定子コア４１を周壁部６０に挿入する場合において、支持部材１００が周壁部６０内にスムーズに案内されるように、支持部材１００の先端部には傾斜部１０１が形成されている。本実施形態の傾斜部１０１は、面取り形状とされているが、面取り形状に代えて、例えば曲面形状（Ｒ形状）とされていてもよい。

【0053】

支持部材１００の傾斜部１０１を径方向外側に向けた状態で、各溝部４７に支持部材１００が配置される。また、軸方向において傾斜部１０１をストッパ部４８の側とは反対側に向けた状態で、各溝部４７に支持部材１００が配置される。

【0054】

続いて、各溝部４７に支持部材１００が配置された状態の固定子コア４１が、固定子コア４１のうち軸方向においてストッパ部４８とは反対側から、周壁部６０の天蓋部７０側の開口部に挿入される。そして、図９に示すように、固定子コア４１の外周部のうち軸方向においてストッパ部４８側とは反対側の端部が段差部６４に当接するまで挿入される。これにより、支持部材１００は、周壁部６０と固定子コア４１とにより押しつぶされ、圧縮された状態となる。

【0055】

傾斜部１０１を径方向外側に向けるとともに、軸方向において傾斜部１０１をストッパ部４８の側とは反対側に向けた状態で固定子コア４１が周壁部６０に挿入されるため、支持部材１００が周壁部６０内にスムーズに案内される。これにより、周壁部６０に対する固定子コア４１の挿入荷重を低減することができ、周壁部６０に対する固定子コア４１の組付性が向上する。

【0056】

周壁部６０に対する固定子コア４１の挿入により、常温において圧縮状態で支持部材１００が設けられることとなる。支持部材１００の熱膨張率がハウジング５０の熱膨張率よりも大きいため、常温において圧縮状態とされた支持部材１００は、高温時においても圧縮状態を的確に維持できる。

【0057】

その後、周壁部６０に底蓋部８０を当接させた状態で、雌ネジ孔６２及びボルト挿通孔８３にボルト９４が挿通され、雌ネジ孔６２にボルト９４の雄ネジがねじ込まれる。これにより、図１０に示すように、底蓋部８０が周壁部６０に固定される。なお、底蓋部８０が周壁部６０に固定された後、固定子コア４１が周壁部６０に挿入されてもよい。

【0058】

その後、ロータアッシー３４を周壁部６０に挿入する。ロータアッシー３４は、シャフト３３に各軸受９１，９２、回転子コア３１及び磁石３２が組付けられたものである。図１１に示すように、第２軸受９２が第２設置部８２に固定される。

【0059】

その後、周壁部６０に天蓋部７０を当接させた状態で、雌ネジ孔６１及びボルト挿通孔７３にボルト９３が挿通され、雌ネジ孔６１にボルト９３の雄ネジがねじ込まれる。これにより、図２に示すように、天蓋部７０が周壁部６０に固定される。

【0060】

＜その他の実施形態＞
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

【0061】

・固定子コア４１の構成としては、図６等に示した構成に限らない。例えば、図１３に示す第１鋼板１２０と、図１４に示す第２鋼板１３０とを積層することにより固定子コアが構成されていてもよい。第１鋼板１２０の外周部には、支持部材１００を挿通するための挿通凹部１２１が等間隔に複数（６０°間隔で６つを例示）形成されている。挿通凹部１２１のうち径方向外側部分は、周方向において互いに近づく方向に突出する一対の保持部１２２とされている。保持部１２２があることにより、挿通凹部１２１に挿入した支持部材１００が径方向外側に脱落することを防止できる。

【0062】

第２鋼板１３０には、挿通凹部１２１が形成されていない。複数の第１鋼板１２０の積層体に第２鋼板１３０を積層した状態で、凹部４４において溶接することにより各鋼板１２０，１３０を一体化して固定子コアを製造する。この場合、第２鋼板１３０のうち、軸方向において挿通凹部１２１と対向する部分がストッパ部の役割を果たす。第１鋼板１２０及び第２鋼板１３０は、打ち抜き加工により製造されればよい。

【0063】

・ハウジング５０の構成材料としては、「支持部材１００の熱膨張率＞ハウジング５０の熱膨張率＞固定子コア４１の熱膨張率」の関係を満たすのであれば、ＰＥＥＫに限らず、例えば、ベークライト、エポキシ樹脂、又はカーボンファイバーラバー（ＣＦＲ）であってもよい。

【0064】

・ハウジング５０の構成材料としては、合成樹脂に限らず、「支持部材１００の熱膨張率＞ハウジング５０の熱膨張率＞固定子コア４１の熱膨張率」の関係を満たすのであれば、アルミニウム等の金属材料であってもよい。

【0065】

・支持部材１００の構成材料としては、「支持部材１００の熱膨張率＞ハウジング５０の熱膨張率＞固定子コア４１の熱膨張率」の関係を満たすのであれば、ＰＴＦＥに限らず、例えば、ＰＦＡ又はバイトン（登録商標）であってもよい。

【0066】

・溝部４７は、偶数個ではなく奇数個形成されていてもよい。

【0067】

・溝部４７は、固定子コア４１の外周部において軸方向一端から延びるものに限らず、固定子コア４１の外周部のうち軸方向における途中部分にのみ形成されるものであってもよい。

【0068】

・底蓋部８０と周壁部６０とが継ぎ目なく一体的に成形されていてもよい。

【0069】

・モータは、ラジアルギャップ型のモータに限らず、アキシャルギャップ型のモータであってもよい。また、モータが搭載される機器は、ドローンに限らない。

【符号の説明】

【0070】

１０…ドローン、２０…モータ、３０…回転子、４１…固定子コア、４７…溝部、５０…ハウジング、６０…周壁部、７０…天蓋部、８０…底蓋部、９１，９２…第１，第２軸受、１００…支持部材。

【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】

【図14】