特許 7114224 ステータ、モータおよびインホイールモータ駆動装置

(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】

(24)【登録日】2022-07-29

(45)【発行日】2022-08-08

(54)【発明の名称】ステータ、モータおよびインホイールモータ駆動装置

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/06 20060101AFI20220801BHJP

   H02K 1/18 20060101ALI20220801BHJP

   H02K 16/02 20060101ALI20220801BHJP

【ＦＩ】

H02K1/06 B

H02K1/18 C

H02K16/02

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2017029868

(22)【出願日】2017-02-21

(65)【公開番号】P2018137864

(43)【公開日】2018-08-30

【審査請求日】2020-02-10

(73)【特許権者】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096884

【弁理士】

【氏名又は名称】末成 幹生

(72)【発明者】

【氏名】趙 申

【審査官】尾家 英樹

(56)【参考文献】

【文献】実公昭２９－００５２３６（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】特開２０１２－１２０３４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１０７０３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２２０２８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－１１６６３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５２－０８５１０１（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ １／０６

Ｈ０２Ｋ １／１８

Ｈ０２Ｋ １６／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

環状に連結されてモータのステータコアを構成し、周方向両側に互いの連結部を有する複数の分割コアと、
前記分割コアの前記連結部が挿入されるボビンと該ボビンに巻かれた巻線とを有し、前記連結部が前記ボビンに挿入されることで隣接する前記分割コアの間に配設され、その配設状態で前記連結部を囲む形状を有する複数のコイルと、
を備え、
隣接する前記分割コアの前記連結部および前記コイルに貫通されたピンにより、前記連結部どうしが連結されるとともに該連結部に前記コイルが結合されるステータ。

【請求項2】

環状に連結されてモータのステータコアを構成し、周方向両側に互いの連結部を有する複数の分割コアと、
前記分割コアの前記連結部が挿入されるボビンと該ボビンに巻かれた巻線とを有し、前記連結部が前記ボビンに挿入されることで隣接する前記分割コアの間に配設され、その配設状態で前記連結部を囲む形状を有する複数のコイルと、
を備え、
前記分割コアは、径方向外側に位置して周方向に延在する外側突極と、径方向内側に位置して周方向に延在する内側突極と、前記外側突極と前記内側突極との間に配置されて周方向に延在する前記連結部とを備え、前記コイルは、前記外側突極と前記連結部との間、および前記内側突極と前記連結部との間を通して前記ボビンに巻回されているステータ。

【請求項3】

請求項１または２に記載のステータと、
前記ステータの外周側および／または内周側に配されるロータと、
を備えるモータ。

【請求項4】

前記ステータの軸方向両側に配設された保持部材によって前記ステータが保持されている請求項３に記載のモータ。

【請求項5】

ホイールを備えた車輪を回転駆動する装置であって、
前記ホイール内に収容された請求項３または４に記載のモータと、
前記ロータの回転を前記ホイールに伝達する伝達部材と、
を備えるインホイールモータ駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ステータおよびそのステータを用いたモータ、ならびにそのモータを用いたインホイールモータ駆動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

モータは、環状のステータの内側または外側にロータが配された構成が一般的であるが、大きなトルクが得られるモータとしてステータの内側と外側の双方にロータが配されたデュアルロータ型のモータも提供されている。いずれにしてもモータを構成するステータにおいては周方向に等間隔をおいてコイルが設けられているが、そのコイルが巻線をトロイダル式に巻く形式のものにあっては、ステータコアが環状で周方向において閉じた構成であるため、巻線を巻きにくく、装置を用いて自動的に巻くことができないため、製造コストが高くなるなど製造面において問題があった。そこでステータコアを分割して機械で巻線の巻回を可能とするものが提案されている（例えば特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】ＷＯ２００７－１３８９２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記文献はデュアルロータ型のモータにおけるステータを示しており、２分割したステータコアの内周側と外周側にそれぞれ形成されたスロット開口部の溝部に巻線を巻いている。ところで、巻線を巻く装置は、ノズルの先端から巻線を導出しながらノズルとステータコアを相対回転させることで巻線を巻いていく構成であり、例えば上記文献の分割コアの場合には、スロット開口部にノズルを通しながら巻線を巻くことになる。すなわちスロット開口部の隙間はノズルを通過する大きさが必要となり、このため、スロット開口部の隙間を小さくするには限界がある。スロット開口部の隙間を小さくすることは占積率の向上に有効であるが、ノズルを用いるため占積率を高くすることができず、さらにこれに起因して電磁振動による騒音やコギングトルクの発生などの問題も招来することになっていた。

【0005】

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その主な目的としては、ステータコアにコイルを設けることを容易として生産性の向上が図られるとともに、占積率の向上およびこれに基づく振動、騒音、コギングトルクの低減や出力の向上が図られるステータを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のステータは、環状に連結されてモータのステータコアを構成し、周方向両側に互いの連結部を有する複数の分割コアと、前記分割コアの前記連結部が挿入されるボビンと該ボビンに巻かれた巻線とを有し、前記連結部が前記ボビンに挿入されることで隣接する前記分割コアの間に配設され、その配設状態で前記連結部を囲む形状を有する複数のコイルと、を備え、隣接する前記分割コアの前記連結部および前記コイルに貫通されたピンにより、前記連結部どうしが連結されるとともに該連結部に前記コイルが結合されている。

【0008】

また、本発明のステータは、環状に連結されてモータのステータコアを構成し、周方向両側に互いの連結部を有する複数の分割コアと、前記分割コアの前記連結部が挿入されるボビンと該ボビンに巻かれた巻線とを有し、前記連結部が前記ボビンに挿入されることで隣接する前記分割コアの間に配設され、その配設状態で前記連結部を囲む形状を有する複数のコイルと、を備え、前記分割コアは、径方向外側に位置して周方向に延在する外側突極と、径方向内側に位置して周方向に延在する内側突極と、前記外側突極と前記内側突極との間に配置されて周方向に延在する前記連結部とを備え、前記コイルは、前記外側突極と前記連結部との間、および前記内側突極と前記連結部との間を通して前記ボビンに巻回されている。

【0009】

また、本発明のステータは、少なくとも軸方向の一方側に配設された保持部材が前記ロッドに固定され、前記保持部材が前記ロッドを介して前記複数の分割コアからなる前記ステータコアおよび前記複数のコイルを保持する形態を含む。

【0010】

また、本発明のステータは、前記分割コアは、前記連結部が同一形状であって互いに嵌合する嵌合部を有し、全体形状が径方向に延びる線を対称軸として周方向に左右対称あるいは点対称の形状である形態を含む。

【0011】

また、本発明のステータは、前記分割コアは少なくとも２個のコアスタックを組み合わせて構成され、該コアスタックには組み合わせた状態で前記嵌合部が形成される嵌合形成部が形成されている形態を含む。

【0012】

次に、本発明のモータは、上記本発明のステータと、前記ステータの外周側および／または内周側に配されるロータと、を備える。

【0013】

また、本発明のモータは、前記ステータの軸方向両側に配設された保持部材によって前記ステータが保持されている形態を含む。

【0014】

また、本発明のインホイールモータ駆動装置は、ホイールを備えた車輪を回転駆動する装置であって、前記ホイール内に収容された上記本発明のモータと、前記ロータの回転を前記ホイールに伝達する伝達部材と、を備える。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、ステータコアにコイルを設けることを容易として生産性の向上が図られるとともに、占積率の向上およびこれに基づく振動、騒音、コギングトルクの低減や出力の向上が図られるといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態に係るステータコアの斜視図である。

【図2】（ａ）：一実施形態のステータコアを構成する分割コアの斜視図、（ｂ）：分割コアを構成するコアスタックの斜視図である。

【図3】一実施形態のステータコアに複数のコイルが装着された状態を示す斜視図である。

【図4】（ａ）：一実施形態のコイルの斜視図、（ｂ）：同コイルに巻線を巻く際にピンを通した状態を示すコイルの斜視図である。

【図5】同コイルを構成するボビンの（ａ）：全体斜視図、（ｂ）：半割り状態を示す斜視図である。

【図6】一実施形態の分割コアの間にコイルを装着する状態を示す斜視図であって、（ａ）：装着前、（ｂ）：装着後である。

【図7】コイルが装着されたステータコアにリベットとホルダを固定した状態を示す斜視図である。

【図8】図７に示した組立体にサポータを結合してなる一実施形態に係るステータの斜視図である。

【図9】同ステータの（ａ）：正面図、（ｂ）：（ａ）のＢ－Ｂ断面図である。

【図10】一実施形態のモータを構成するアウタロータの斜視図である。

【図11】同アウタロータをホイールに組み込んだ状態を示す斜視図である。

【図12】図１１に示したホイールの（ａ）：正面図、（ｂ）：（ａ）のＢ－Ｂ断面図である。

【図13】一実施形態のモータを構成するインナロータの斜視図である。

【図14】同インナロータの（ａ）：正面図、（ｂ）：（ａ）のＢ－Ｂ断面図である。

【図15】ロータマグネットをボンド磁石とした変更例に係るアウタロータの斜視図である。

【図16】ロータマグネットをボンド磁石とした変更例のインナロータの斜視図である。

【図17】一実施形態のステータに軸受ブラケットを装着した状態を示す斜視図である。

【図18】図１７に示した組立体の（ａ）：正面図、（ｂ）：（ａ）のＢ－Ｂ断面図である。

【図19】図１８に示した組立体にカバーを装着した状態を示す斜視図である。

【図20】図１９に示した組立体の（ａ）：正面図、（ｂ）：（ａ）のＢ－Ｂ断面図である。

【図21】一実施形態に係るインホイールモータ駆動装置の（ａ）：ステータ、インナロータおよびブラケット側とアウタロータおよび車輪側に分解した状態の斜視図、（ｂ）：組み立て後の全体斜視図である。

【図22】同インホイールモータ駆動装置の（ａ）：正面図、（ｂ）：（ａ）のＢ－Ｂ断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照して本発明をデュアルロータ型のモータおよびそのモータを用いたインホイールモータ駆動装置に適用した一実施形態を説明する。ここでは、それらの構成を組み立ての工程にしたがって説明していく。

【0018】

［１］分割コアによるステータコア
はじめに、図１に示す一実施形態のステータコア１を説明する。本実施形態のステータコア１は、複数の分割コア２が環状に連結されて構成されている。分割コア２は、図２（ａ）に示すように全体形状が略十字状であり、周方向に沿って帯状に延びる基部２１と、基部２１の径方向外側および内側にそれぞれ設けられた外側突極２２および内側突極２３を有し、基部２１と各突極２２、２３の交点である中心には孔２４が設けられている。基部２１には周方向両側に突出した連結部２５が設けられ、各連結部２５の先端には互いに嵌合する嵌合段部（嵌合部）２６が形成されている。連結部２５は同一形状であり、分割コア２の全体形状は、径方向に延びる線（図２（ａ）の線Ｔ）を軸として点対称の形状となっている。

【0019】

分割コア２は同一形状の２個のコアスタック３を重ね合わせて構成される。コアスタック３は例えばケイ素鋼板等の複数の磁性鋼板の薄板を打ち抜き、積層加工して得られる。図２（ｂ）に示すように１枚のコアスタック３は、２個が重なって分割コア２となった状態で上記基部２１、外側突極２２、内側突極２３をそれぞれ形成する基部３１、外側突極３２、内側突極３３を有し、中心に孔３４が形成されている。コアスタック３の基部３１の周方向一方側（図２（ｂ）で左側）の先端には周方向に突出する半円弧状の凸部（嵌合形成部）３１１が形成され、他方側（図２（ｂ）で右側）には凸部３１１が嵌合する凹部（嵌合形成部）３１２が形成されている。基部３１から凸部３１１にかかる部分には、凸部３１１と同心状の孔３１１ａが形成されている。

【0020】

図２（ａ）に示すように２個のコアスタック３は、基部３１の両端の凸部３１１と凹部３１２を互い違いにした背中合わせの状態で重ね合わされて接着され、分割コア２となる。分割コア２の連結部２５には、凸部３１１と凹部３１２とにより嵌合段部２６が形成される。嵌合段部２６は周方向において凸部３１１と凹部３１２が互いに嵌合するように相補的な形状を有している。嵌合段部２６においては凹部３１１側から見た場合に凸部３１１を含むコアスタック３の内面が円形状に露出し、その円形状部分２７の中心に孔３１１ａが位置している。嵌合段部２６どうしを嵌合させると円形状部分２７どうしが重なって孔３１１ａが合致し、合致した孔３１１ａにピン４３（図４（ｂ）、図６参照）を通すことで連結部２５どうしが連結されるようになっている。

【0021】

［２］コイル
上記のように複数の分割コア２の連結部２５を連結して環状のステータコア１が構成されるが、実際のステータコア１は、図３に示すように連結部２５を覆って装着されたコイル４が隣り合う分割コア３の間に配設された状態に組み立てられる。

【0022】

コイル４は、図４（ａ）に示すように樹脂製のボビン４１に巻線４２を巻いてなるものである。ボビン４１は周方向に沿って空洞が形成された角筒状の部材であって、胴部４１１の両端に矩形状の鍔部４１３が形成され、各鍔部４１３と胴部４１１の外周で形成される周溝にマグネットワイヤである巻線４２が巻かれている。

【0023】

図５（ａ）に示すように、ボビン４１の胴部４１１は軸方向に離間する２つの板部４１２を有し、それら板部４１２の中心には軸方向に貫通する円筒状のピン挿入口４１２ａが同心状に形成されている。ピン挿入口４１２ａは外側に突出し、その突出長さは、鍔部４１３の長さ（板部４１２からせり出している長さ）と同等か、あるいは少々長く形成されている。巻線４２をボビン４１に巻く時には、図４（ｂ）に示すようにピン挿入口４１２ａにピン４３を挿入し、胴部４１１内の空洞に架け渡した状態で行う。これによりボビン４１が巻線４２の圧力を受けてもピン挿入口４１２ａの形状はピン４３によって保持され、ゆがみが防がれる。巻線４２が巻かれた後は残留応力を除去する処理がなされ、この後、ピン４３はピン挿入口４１２ａから一旦抜き出される。

【0024】

図３に示したように、コイル４は連結される分割コア２の間に配設され、複数の分割コア２およびコイル４が周方向に交互に並んだ状態にステータコア１が複数のコイル４とともに組み立てられる。組み立てにあたっては、図６（ａ），（ｂ）に示すように、ボビン４１内の空洞に分割コア２の周方向一方側の基部２１を挿入し、次の分割コア２の周方向他方側の基部２１を反対側から分割コア４１内に挿入して、コイル４内で凸部３１１を凹部３１２に互いに嵌め合わせて嵌合段部２６どうしを嵌合させる。この時、コイル４は分割コア２間の基部２１および突極２２、２３で囲まれる空所に嵌合し、ピン挿入口４１２ａが分割コア２の孔２４と同軸的に一致する。これら一致したピン挿入口４１２ａと孔２４に、再びピン４３を挿入する。これにより分割コア２どうしが連結部２５を介して連結されるとともに、その連結部２５にコイル４が結合される。

【0025】

分割コア２の連結部２５はボビン４１の空洞内に位置しており、すなわちコイル４は分割コア２の間に配設され、その状態で連結部２５を囲んでいる。複数の分割コア２およびコイル４を上記のように組み立てることで、環状のステータコア１に複数のコイル４が装着され、外側突極２２および内側突極２３の端部が露出した状態となる。また、分割コア２の中心の孔２４はコイル４間において露出している。

【0026】

［３］ステータ
複数の分割コア２の間にコイル４が配設されたステータコア１の内周面および外周面は真円状に整えられ、図７に示すように分割コア２の中心の孔２４にリベット５０とロッド状のホルダ（ロッド）５１が交互に挿入される。そして、リベット５０がステータコア１に固定されてから、図８および図９に示すように環状の円盤からなり中心にベアリング５２１が組み込まれたサポータ（保持部材）５２がホルダ５１に結合される。なお、分割コア２の孔２４に対し、リベット５０とホルダ５１とを必ずしも交互に配置する必要はない。例えば、リベット５０とホルダ５１とが２対１の割合で配置されてもよいし、逆の割合であってもよい。また、リベット５０を用いず、全ての孔２４にホルダ５１を挿入する構成としてもよい。

【0027】

図９（ｂ）に示すように、リベット５０は一端（図９（ｂ）で右端）に頭部５０１を有し、頭部５０１がない側の端部から孔２４に挿入され、頭部５０１がステータコア１の端面に当接した状態で、突出した挿入先端側の端部が潰されて固定される。

【0028】

さらに図９（ｂ）に示すように、ホルダ５１は両端部にねじ部５１ａ、５１ｂを有するとともに、ねじ部５１ｂ側（図９（ｂ）で左側）には孔２４より大径の大径部５１２を有しており、大径部５１２がないねじ部５１ａ側（図９（ｂ）で右側）から孔２４に挿入される。大径部５１２がステータコア１の端面に当接した状態でねじ部５１ａ側の端部は孔２４から突出し、その端部には円筒状のスペーサ５１３が嵌め込まれる。

【0029】

サポータ５２は外周部に各ホルダ５１のねじ部５１ａが挿入される複数の孔が設けられており、それら孔にねじ部５１ａが挿入され、突出したねじ部５１ａにバネ座金５３を介してナット５４が締め込まれる。サポータ５２はスペーサ５１３に当接して軸方向の位置決めがなされるとともにナット５４によってホルダ５１に締結される。これにより複数の分割コア２からなるステータコア１と、複数のコイル４と、サポータ５２とを備えたステータＳが構成される。分割コア２の重ねられた２個のコアスタック３は、リベット５０と、ホルダ５１にサポータ５２が結合されたことにより、強固に密接した状態が保持される。また、各コイル４の巻線４２は、例えばボビン４１に設けた不図示の端子どうしを接続線で接続するなどして結線され、末端のリード線４２１（図１８参照）に収束される。

【0030】

［４］モータ
上記ステータＳには、外周側に図１０に示すアウタロータ６が配設され、内周側に図１３および図１４に示すインナロータ７が配設される。本実施形態では、図２１および図２２に示すようにアウタロータ６は車輪９のホイール９１の内周部に固定され、ステータＳおよびインナロータ７はそのホイール９１の内側に収容されて、ステータＳの外周側と内周側にロータを備えたデュアルロータ型のモータＭが構成され、このモータＭは図２１および図２２に示す車輪９を回転駆動するインホイールモータ駆動装置Ｗの駆動源とされる。

【0031】

車輪９は、例えばバランススクータ（登録商標）とも称される電動立ち乗り二輪車等の車輪に適用されるものが挙げられるが、本発明でのインホイールモータ駆動装置Ｗはこれに限られず、ホイール内に収容されて車輪を回転駆動する形態のものに適用される。

【0032】

［４－１］モータのアウタロータ
図１０に示すアウタロータ６は、炭素鋼板等の薄肉の磁性材料からなる環状のバックヨーク６１の内周面に、複数の矩形状のマグネット６２１からなるロータマグネット６２が設けられたものである。バックヨーク６１の内周面には、仕切り６３１によって周方向に複数の空間部分が仕切られた環状の梯子形状を有するスペーサ６３が固定され、スペーサ６３の各空間部分にマグネット６２１が嵌め込まれて固定される。

【0033】

マグネット６２１は焼結磁石であって予め着磁されており、各マグネット６２１およびスペーサ６３はバックヨーク６１の内周面に接着剤で固定される。図１１および図１２に示すように、アウタロータ６はホイール９１内に組み込まれ、バックヨーク６１の外周面がホイール９１の内周面に接着剤で固定される。

【0034】

［４－２］モータのインナロータ
図１３および図１４に示すインナロータ７は、ケイ素鋼板等の磁性材料からなる円盤状のロータコア７１の外周部に複数の矩形状のマグネット７２１からなるロータマグネット７２が設けられ、ロータコア７１の中心にシャフト７３が固定されたものである。ロータコア７１の外周部には軸方向に貫通する複数のマグネット装着孔７１ａが周方向に等間隔をおいて形成されており、これらマグネット装着孔７１ａにマグネット７２１が挿入され、接着剤により固定されている。マグネット７２１の数はアウタロータ６のマグネット６２１の数と同じである。

【0035】

マグネット７２１は焼結磁石であって予め着磁されており、外周面側において極性（Ｎ・Ｓ）が周方向に交互に並ぶ状態とされてロータマグネット７２が構成される。シャフト７３はロータコア７１の中心のシャフト固定孔７１ｂに圧入されて同軸的に固定されている。シャフト７３はロータコア７１の両側から出ているが、突出長さは均等ではなく、突出長さが短い短尺側７３ａの端部にキー（伝達部材）７４が装着される。

【0036】

なお、上記のアウタロータ６およびインナロータ７の各ロータマグネット６２、７２は、それぞれ焼結磁石からなる複数のマグネット６２１、７２１を周方向に並べて構成されているが、ロータマグネット６２、７２としては、磁石粉を樹脂やゴム等に混合して成形固化したボンド磁石を使用することができる。図１５は、バックヨーク６１の内周面にボンド磁石からなる環状のロータマグネット６２を設けたアウタロータ６の例を示している。また、図１６は、ロータコア７１の外周面にボンド磁石からなる環状のロータマグネット７２を設けたインナロータ７の例を示している。いずれのロータマグネット６２、７２も周方向に極性（Ｎ・Ｓ）が交互に配列されるように着磁されている。ロータマグネット６２、７２を構成する磁石は、コストや製造面での都合や磁力の大きさ等が考慮されて、焼結磁石やボンド磁石等から適宜に選択される。

【0037】

［４－３］モータおよびインホイールモータ駆動装置の組み立て
上記アウタロータ６およびインナロータ７は、次のようにしてデュアルロータ型のモータＭとして組み立てられると同時にインホイールモータ駆動装置Ｗが構成される。

【0038】

はじめに、図１７および図１８に示すように、インナロータ７のシャフト７３の長尺側７３ｂに円盤状の軸受ブラケット（保持部材）８０が装着され、さらにインナロータ７を保持した軸受ブラケット８０がステータＳに固定される。軸受ブラケット８０は軸心にシャフト挿通孔８０１ａが貫通形成された円筒状の軸受部８０１を有し、軸受部８０１の一端にフランジ８０２が形成され、その一端側の内周部にベアリング８０３が装着されている。また、軸受部８０１の軸方向ほぼ中央の外周部にはベアリング８０４が装着されている。

【0039】

軸受ブラケット８０をインナロータ７に装着するには、座金８１と皿バネ８２を嵌めたシャフト７３の長尺側７３ｂをベアリング８０３に圧入し、さらに皿バネ８２にベアリング８０３が当たって弾性変形するまでシャフト７３をシャフト挿通孔８０１ａに挿入する。ベアリング８０３は皿バネ８２によって軸方向に予圧が付与される。

【0040】

軸受ブラケット８０のフランジ８０２の外周部には上記複数のホルダ５１のねじ部５１ｂが挿入される複数の孔８０２ａが設けられており、それら孔８０２ａに各ねじ部５１ｂが挿入され、フランジ８０２から突出したねじ部５１ｂにバネ座金８３を介してナット８４が締め込まれる。フランジ８０２はホルダ５１の大径部５１２に当接して軸方向の位置決めがなされるとともにナット８４によってホルダ５１に締結される。すなわち軸受ブラケット８０はホルダ５１を介してステータＳのステータコア１に結合される。この状態でインナロータ７はステータＳ内に収容され、外周部のロータマグネット７２が、ステータコア１の各分割コア２の内側突極２３に対し僅かな隙間をおいて対向する。

【0041】

軸受ブラケット８０のフランジ８０２および軸受部８０１には、各コイル４の巻線４２に接続された上記リード線４２１を外部に引き出すためのリード線ガイド孔８０２ｂ、８０１ｂが形成されており、これらリード線ガイド孔８０２ｂ、８０１ｂにリード線４２１が通されて外部に引き出される。シャフト７３を含むインナロータ７は、ベアリング５２１、８０３を介してステータＳおよび軸受ブラケット８０に相対回転可能に支持されている。

【0042】

図１９および図２０に示すように、軸受ブラケット８０の軸受部８０１の外周部には環状のカバー８５がベアリング８０４を介して相対回転可能に装着される。そしてカバー８５が装着された組立体は、図２１および図２２に示すように車輪９のホイール９１内に収容され、カバー８５がホイール９１に固定される。

【0043】

図２１および図２２に示すように、車輪９はホイール９１の外周にタイヤ９３が装着され、ホイール９１内の軸心部分にキー溝９２ａが形成された環状のハブ（伝達部材）９２が固定されたものである。上記組立体は、シャフト７３にキー７４が装着されてホイール９１内に収容され、そのキー７４がハブ９２のキー溝９２ａ内に嵌合される。そして、ホイール９１の外周部端面に設けられた複数のねじ孔９１ａにカバー８５の外周部に設けられた孔８５ａを合わせ、ねじ孔９１ａにボルト８６を締結することによってカバー８５がホイール９１すなわち車輪９に固定される。この状態でアウタロータ６の内周部に設けられたロータマグネット６２は、ステータコア１の各分割コア２の外側突極２２に対し僅かな隙間をおいて対向する。

【0044】

以上により、ホイール９１内に、ステータＳの内周側にインナロータ７が配され、かつステータＳの外周側にアウタロータ６が配されたデュアルロータ型のモータＭが収容され、さらにこのモータＭによって車輪９を回転駆動するインホイールモータ駆動装置Ｗが構成される。

【0045】

インホイールモータ駆動装置Ｗは、軸受ブラケット８０に上記電動立ち乗り二輪車等の車体が固定され、モータＭが作動すると車輪９が回転駆動される。すなわちモータＭにおいてリード線４２１から駆動電流がステータＳのコイル４に供給されると、インナロータ７とアウタロータ６が回転する。インナロータ７の回転はキー７４、ハブ９２を介して車輪９に伝達し、アウタロータ６の回転は車輪９を直接回転させる。回転する部材は、インナロータ７、アウタロータ６が固定された車輪９、カバー８５であり、サポータ５２を含むステータＳと軸受ブラケット８０が回転しない部材である。

【0046】

［５］本実施形態の作用効果
本実施形態のステータＳによれば、コイル４のボビン４１に分割コア２の連結部２５を挿入することでステータコア１に容易にコイル４を設けることができる。また、ボビン４１には簡易な装置を用いて巻線４２を容易に巻くことができるため、大量生産が可能である。本発明では、従来のようにステータコアまたは分割したステータコアに巻線を巻いてコイル４を形成しないため、コイル巻き用のノズルを備えた巻線装置は不要である。このため、外側突極２２間および内側突極２３間の隙間を小さくすることができるとともに巻線４２を多く巻くことができる。その結果、占積率の向上およびこれに基づく振動、騒音、コギングトルクの低減や出力の向上が図られる。

【0047】

また、上記のようにボビン４１に巻線４２を容易に巻くことができ、コイル４用のノズルを備えた装置は不要なため、生産性の向上が図られる。さらに、コイル４の内部は磁束が最大となるが、その内部に分割コア２の連結部２５が入っていてコイル４に囲まれているため、連結部２５においても磁束に影響が出にくく、出力の低減が生じにくい。

【0048】

また、分割コア２の連結部２５およびコイル４に貫通されたピン４３により、連結部２５どうしが連結されるとともに連結部２５にコイル４が結合されている。ピン４３という単純な構成の連結部材によって分割コア２は径方向および周方向への動きが効果的に拘束され、その結果、径方向および周方向の振動が抑制され、騒音をより低減させることができる。

【0049】

また、各分割コア２は、周方向中央部がリベット５０またはロッド状のホルダ５１によってサポータ５２および軸受ブラケット８０に固定され、基部２１の両側の連結部２５どうしはそれぞれピン４３で固定されている。すなわち２つのピン４３と１つのリベット５０またはホルダ５１の３点で固定状態が得られている。これによりステータコア１は振動を受けてもゆがみにくく、環状のステータコア１の形状が強固に維持されるものとなっている。

【0050】

さらに本実施形態の分割コア２は、基部２１の両側の連結部２５が同一形状であって互いに嵌合する嵌合段部２６を有し、全体形状が径方向に延びる線（図２（ａ）の線Ｔ）を軸として点対称の形状であり、全体として一様な形状である。このため、分割コア２のどの部分においても均等に磁束を発生させやすく、結果として出力特性の向上が図られる。また、分割コア２は２個のコアスタック３を重ね合わせて構成されるが、コアスタック３の基部３１の両側にそれぞれ形成された凸部３１１と凹部３１２によって同一形状の嵌合段部２６が形成される。このため、一様な形状を有する分割コア２を２個のコアスタック３を用いることで容易に得ることができる。なお、本実施形態では分割コア２は上記のように点対称形状であるが、全体として一様な形状を得ることが可能であれば、分割コア５は、上記線Ｔを軸として周方向に左右対称な形状であってもよい。

【0051】

また、ステータＳに関しては、軸方向の一方側にサポータ５２を有し、サポータ５２に複数の分割コア２からなるステータコア１および複数のコイル４が保持されている。このサポータ５２によってステータコア１および複数のコイル４が保持されているため耐振動性が向上する。さらに本実施形態のモータＭにおいては、ステータＳが軸方向両側に配されたサポータ５２と軸受ブラケット８０とにより両持ちの状態で保持されており、このため耐振動性がより向上したものとなる。

【0052】

また、モータＭにおいては、例えば本実施形態のようにインホイールモータ駆動装置のモータとして用いる場合、体積が小さいながら出力トルクが高いので、車輪の内部に搭載することができ、かつ減速ギアを省略することができるという利点を有する。

【0053】

［６］本発明の他の形態
上記実施形態はステータの外周側と内周側の両方にロータ（アウタロータ６、インナロータ７）を配したデュアルロータ型のモータであるが、本発明はステータの外周側のみにロータを有するアウタロータ型、または内周側のみにロータを有するインナロータ型のいずれのモータにも適用することができる。ただし、ステータの外周側と内周側の両方にロータを配したデュアルロータ型のモータの方が、片側のみにロータを配したアウタロータ型やインナロータ型に比べて出力を向上させることができる。

【0054】

また、本発明のモータは上記実施形態のようなインホイールモータ駆動装置に限らず、例えば電動工具やエレベータ等の小型、かつ大きな出力や大きなトルクが求められる回転機に用いて好適である。また、通常のモータに比してコギングトルクやトルクリップルが低減されるため、低騒音化が求められる家庭用ロボットや洗濯機等、家庭用電気製品の動力源としても好適である。

【符号の説明】

【0055】

１…ステータコア
２…分割コア
２４…貫通孔
２５…連結部
２６…嵌合段部（嵌合部）
３…コアスタック
３１１…凸部（嵌合形成部）
３１２…凹部（嵌合形成部）
４…コイル
４１…ボビン
４２…巻線
４３…ピン
５０…リベット（ロッド）
５１…ホルダ（ロッド）
５２…サポータ（保持部材）
６…アウタロータ
７…インナロータ
７３…シャフト
７４…キー（伝達部材）
８０…軸受ブラケット（保持部材）
９…車輪
９１…ホイール
９２…ハブ（伝達部材）
Ｍ…モータ
Ｓ…ステータ
Ｗ…インホイールモータ駆動装置

【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】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】