特許 7605818 ステータ分割体、ステータ及びモータ

(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】2024-12-16

(45)【発行日】2024-12-24

(54)【発明の名称】ステータ分割体、ステータ及びモータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/16 20060101AFI20241217BHJP

   H02K 1/18 20060101ALI20241217BHJP

   H02K 3/44 20060101ALI20241217BHJP

【ＦＩ】

H02K1/16 Z

H02K1/18 A

H02K1/18 C

H02K3/44 B

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022501947

(86)(22)【出願日】2021-02-17

(86)【国際出願番号】 JP2021005988

(87)【国際公開番号】W WO2021166976

(87)【国際公開日】2021-08-26

【審査請求日】2023-08-10

(31)【優先権主張番号】P 2020026637

(32)【優先日】2020-02-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004640

【氏名又は名称】日本発條株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】亀田 洋平

【審査官】所村 陽一

(56)【参考文献】

【文献】特開平０９－１８２３２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３２０８２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ １／１６

Ｈ０２Ｋ １／１８

Ｈ０２Ｋ ３／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ケースの内側に嵌合された嵌合状態で前記ケースから径方向内側への圧縮力を受けるステータが、周方向に複数に分割されたうちの一つであるステータ分割体であって、
ステータコアが周方向に複数に分割されたうちの一つであり、ヨーク部及びティース部を有する分割コアと、
前記ティース部が内側に挿入され且つ前記分割コアに対して非接触の状態で配置されるコイルと、
前記コイルが内部に埋設された状態に成形され、前記嵌合状態で前記周方向の圧縮力を受けるモールド樹脂部と、
を有し、
前記モールド樹脂部は、前記嵌合状態で前記周方向に隣り合う別の前記モールド樹脂部と前記周方向に接するステータ分割体。

【請求項2】

ケースの内側に嵌合された嵌合状態で前記ケースから径方向内側への圧縮力を受けるステータが、周方向に複数に分割されたうちの一つであるステータ分割体であって、
ステータコアが周方向に複数に分割されたうちの一つであり、ヨーク部及びティース部を有する分割コアと、
前記ティース部が内側に挿入され且つ前記分割コアに対して非接触の状態で配置されるコイルと、
前記コイルが内部に埋設された状態に成形され、前記嵌合状態で前記周方向の圧縮力を受けるモールド樹脂部と、
を有し、
前記モールド樹脂部は、前記ヨーク部よりも前記周方向の外側に張り出しているステータ分割体。

【請求項3】

ケースの内側に嵌合された嵌合状態で前記ケースから径方向内側への圧縮力を受けるステータが、周方向に複数に分割されたうちの一つであるステータ分割体であって、
ステータコアが周方向に複数に分割されたうちの一つであり、ヨーク部及びティース部を有する分割コアと、
前記ティース部が内側に挿入され且つ前記分割コアに対して非接触の状態で配置されるコイルと、
前記コイルが内部に埋設された状態に成形され、前記嵌合状態で前記周方向の圧縮力を受けるモールド樹脂部と、
を有し、
前記モールド樹脂部は、前記嵌合状態で前記周方向に隣り合う別の前記モールド樹脂部との間に、弾性部材が介在されるステータ分割体。

【請求項4】

前記弾性部材は、前記モールド樹脂部に取り付けられる請求項３に記載のステータ分割体。

【請求項5】

請求項１～請求項４の何れか１項に記載のステータ分割体を複数備え、当該複数のステータ分割体が円環状に並べられて構成されるステータ。

【請求項6】

ケースの内側に嵌合された嵌合状態で前記ケースから径方向内側への圧縮力を受けるステータであって、
各々がヨーク部及びティース部を有する複数の分割コアが円環状に並べられて構成されるステータコアと、
各前記ティース部が内側に挿入され且つ各前記分割コアに対して非接触の状態で配置される複数のコイルと、
各前記コイルが内部に埋設された状態に成形され、前記複数の分割コアを一体に結合すると共に、前記嵌合状態で前記周方向の圧縮力を受ける複数のモールド樹脂部と、
を備え、
前記ステータコアの周方向に隣り合う前記複数の分割コアの各前記ヨーク部間に隙間が形成されているステータ。

【請求項7】

前記ステータコアの周方向に隣り合う前記複数の分割コアの各前記ヨーク部間に隙間が形成されている請求項５に記載のステータ。

【請求項8】

ケースと、
前記ケースの内側に嵌合される請求項５～請求項７の何れか１項に記載のステータと、
永久磁石を有し、前記ステータの内側に配置されるロータと、
を備えたモータ。

【請求項9】

前記隙間における前記周方向の寸法をａとし、
前記ステータと前記ロータとの間の空隙における径方向の寸法をｂとし、
前記永久磁石における磁化方向の厚さ寸法をｃとする場合、
ａ／（ｂ＋ｃ）＜０．０７の関係が成立するように構成されている請求項７を引用する請求項８に記載のモータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータに関し、特にステータ及び該ステータを周方向に複数に分割したうちの一つであるステータ分割体に関する。

【背景技術】

【0002】

特許第５１８１９９４号公報には、周方向に延在するヨーク部と、該ヨーク部から径方向に延在するティース部とを夫々が備える複数の固定子片（ステータ片）が周方向に組み合わされて形成される分割型固定子（分割型ステータ）が記載されている。この分割型ステータでは、ヨーク部の周方向における両端面から上記周方向に延在する２つのスリットが、複数のステータ片のヨーク部の夫々に形成されている。これにより、複数のステータ片がケースに収められる際に生じる応力を上記２つのスリットの間の領域に集中させることにより、電動機の効率低下の原因となる鉄損を低減させるようにしている。

【0003】

特許２００６－３３３６５７号公報には、複数のコアプレートが積層されることによって構成されるステータコアをケースに収容させたステータユニットと、該ステータユニットに対して回転自在なロータとを有するモータが開示されている。このモータでは、ステータコアを、第一の部分と、軸線方向で第一の部分の両端部に重なるように固定される第二の部分とから構成している。第一の部分は、ケースの内径よりも小さい外径を有するコアプレートが積層されて構成されている。第二の部分を構成するコアプレートは、第一の部分を構成するコアプレートと同じ外径を有する基部と、該基部の外周部から延設された複数の突起部を有している。そして、これら複数の突起部のみでステータコアとケースとを接触させることにより、ステータコアにおいて応力が作用する領域を小さくするようにしている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許第５１８１９９４号公報に記載された先行技術では、ケースとステータコアの寸法精度次第では、隣り合う固定子片の内径側においてヨーク部の円周方向端面が互いに強く接することにより、円周方向に圧縮応力が発生するおそれがあり、これを防ぐためには厳しい寸法精度管理が必要となる。しかしながら、そのような寸法精度管理を量産で行うのは非常に困難であり、可能であっても製造コストが増加する原因となる。

【0005】

特許２００６－３３３６５７号公報に記載された先行技術では、第二の部分を構成するコアプレートの基部の外周部から延設された複数の突起部は、基部に接続された部分において、上記コアプレートの径方向の剛性が高くなっている。このため、ケース及び各突起部の寸法精度次第では、各突起部がケースから受ける径方向の荷重がコアプレートの基部に伝わり、コアプレートの基部（ヨーク部）に高い圧縮応力が発生して、鉄損が増加するおそれがある。

【0006】

本発明は上記事実を考慮し、従来よりも鉄損を低減可能で且つ寸法精度管理が容易なステータ分割体、ステータ及びモータを得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

第１の態様のステータ分割体は、ケースの内側に嵌合された嵌合状態で前記ケースから径方向内側への圧縮力を受けるステータが、周方向に複数に分割されたうちの一つであるステータ分割体であって、ステータコアが周方向に複数に分割されたうちの一つであり、ヨーク部及びティース部を有する分割コアと、前記ティース部が内側に挿入され且つ前記分割コアに対して非接触の状態で配置されるコイルと、前記コイルが内部に埋設された状態に成形され、前記嵌合状態で前記周方向の圧縮力を受けるモールド樹脂部と、を備えている。

【0008】

第１の態様のステータ分割体は、ケースの内側に嵌合された嵌合状態でケースから径方向内側への圧縮力を受けるステータが、周方向に複数に分割されたうちの一つである。このステータ分割体は、ステータコアが周方向に複数に分割されたうちの一つであり、ヨーク部及びティース部を有する分割コアと、ティース部が内側に挿入され且つ分割コアに対して非接触の状態で配置されるコイルと、このコイルが内部に埋設された状態に成形されるモールド樹脂部とを備えている。このモールド樹脂部は、上記嵌合状態で上記周方向の圧縮力を受ける。これにより、分割コアのヨーク部に上記周方向の圧縮応力が発生することを防止又は抑制できるので、鉄損を低減することができる。しかも、モールド樹脂部を構成する成形樹脂は、分割コアよりも剛性が低いため、寸法ばらつきを吸収することができる。これにより、寸法精度管理が容易になる。

【0009】

第２の態様のステータ分割体は、第１の態様のステータ分割体において、前記モールド樹脂部は、前記ヨーク部よりも前記周方向の外側に張り出している。

【0010】

第２の態様のステータ分割体では、モールド樹脂部が分割コアのヨーク部よりもステータの周方向外側に張り出している。このため、複数のステータ分割体からなるステータがケースの内側に嵌合された状態では、上記のように張り出したモールド樹脂部同士が上記周方向に接することにより、分割コアのヨーク部同士が上記周方向に接することを防止又は抑制できる。これにより、分割コアのヨーク部に上記周方向の圧縮応力が発生することを効果的に防止又は抑制できる。

【0011】

第３の態様のステータ分割体は、第１の態様のステータ分割体において、前記モールド樹脂部は、前記嵌合状態で前記周方向に隣り合う別の前記モールド樹脂部との間に、弾性部材が介在される。

【0012】

第３の態様のステータ分割体では、複数のステータ分割体からなるステータがケースの内側に嵌合された状態では、上記の弾性部材がステータの周方向の圧縮力を受ける。これにより、分割コアのヨーク部に上記周方向の圧縮応力が発生することを効果的に防止又は抑制できる。

【0013】

第４の態様のステータ分割体は、第３の態様のステータ分割体において、前記弾性部材は、前記モールド樹脂部に取り付けられる。

【0014】

第４の態様のステータ分割体では、弾性部材がモールド樹脂部に取り付けられるので、複数のステータ分割体からなるステータをケースの内側に嵌合させる作業などが容易になる。

【0015】

第５の態様の発明に係るステータは、第１の態様～第４の態様の何れか１つの態様のステータ分割体を複数備え、当該複数のステータ分割体が円環状に並べられて構成される。

【0016】

第５の態様のステータは、複数のステータ分割体が円環状に並べられて構成される。これら複数のステータ分割体は、第１の態様～第４の態様の何れか１つの態様のものであるため、前述した作用及び効果が得られる。

【0017】

第６の態様のステータは、ケースの内側に嵌合された嵌合状態で前記ケースから径方向内側への圧縮力を受けるステータであって、各々がヨーク部及びティース部を有する複数の分割コアが円環状に並べられて構成されるステータコアと、各前記ティース部が内側に挿入され且つ各前記分割コアに対して非接触の状態で配置される複数のコイルと、各前記コイルが内部に埋設された状態に成形され、前記複数の分割コアを一体に結合すると共に、前記嵌合状態で前記周方向の圧縮力を受ける複数のモールド樹脂部と、を備えている。

【0018】

第６の態様のステータは、ケースの内側に嵌合された嵌合状態でケースから径方向内側への圧縮力を受ける。このステータは、各々がヨーク部及びティース部を有する複数の分割コアが円環状に並べられて構成されるステータコアと、各ティース部が内側に挿入され且つ各分割コアに対して非接触の状態で配置される複数のコイルと、各コイルが内部に埋設された状態に成形される複数のモールド樹脂部とを備えている。これら複数のモールド樹脂部は、複数の分割コアを一体に結合すると共に、上記嵌合状態で上記周方向の圧縮力を受ける。これにより、各分割コアのヨーク部に上記周方向の圧縮応力が発生することを防止又は抑制できるので、鉄損を低減することができる。しかも、各モールド樹脂部を構成する成形樹脂は、各分割コアよりも剛性が低いため、寸法ばらつきを吸収することができる。これにより、寸法精度管理が容易になる。

【0019】

第７の態様のステータは、第５の態様又は第６の態様に記載のステータにおいて、前記ステータコアの周方向に隣り合う前記複数の分割コアの各前記ヨーク部間に隙間が形成されている。

【0020】

第７の態様のステータでは、ステータコアの周方向に隣り合う複数の分割コアの各ヨーク部間に隙間が形成されている。これにより、各ヨーク部に上記周方向の圧縮応力が発生することを防止できる。

【0021】

第８の態様のモータは、ケースと、前記ケースの内側に嵌合される第５の態様～第７の態様の何れか１つの態様のステータと、永久磁石を有し、前記ステータの内側に配置されるロータと、を備えている。

【0022】

第８の態様のモータでは、ケースの内側にステータが嵌合され、当該ステータの内側に永久磁石を有するロータが配置される。上記のステータは、第１の態様～第７の態様の何れか１つの態様のものであるため、前述した作用及び効果が得られる。

【0023】

第９の態様の発明に係るモータは、第７の態様を引用する第８の態様のモータにおいて、前記隙間における前記周方向の寸法をａとし、前記ステータと前記ロータとの間の空隙における径方向の寸法をｂとし、前記永久磁石における磁化方向の厚さ寸法をｃとする場合、ａ／（ｂ＋ｃ）＜０．０７の関係が成立するように構成されている。

【0024】

第９の態様のモータでは、ステータコアの周方向に隣り合う複数の分割コアの各ヨーク部間に隙間が形成されている。そして、この隙間における上記周方向の寸法をａとし、ロータとステータとの間の空隙における径方向の寸法をｂとし、ロータの永久磁石における磁化方向の厚さ寸法をｃとする場合、ａ／（ｂ＋ｃ）＜０．０７の関係が成立するように構成されている。このように構成することにより、本モータの効率を向上させることができる。つまり、上記の隙間により磁気抵抗が増加するため、磁束を補うためにコイルに流す電流を増やす必要がある。その結果、コイルでの損失が増加するが、上記の関係が成立する場合、コイルでの損失の増加よりも、鉄損減少の効果が上回るので、モータとしての合計の損失は減少する。これにより、本モータでは効率を向上させることができる。

【発明の効果】

【0025】

以上説明したように、本発明に係るステータ分割体、ステータ及びモータでは、鉄損を低減可能で且つ寸法精度管理が容易である。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】第１実施形態に係るモータの構成を示す断面図である。

【図2】第１実施形態に係るステータ分割体の構成を示す断面図である。

【図3】第１実施形態に係るステータの構成を示す断面図である。

【図4】第１実施形態に係るモータの効率について説明するための線図である。

【図5】第２実施形態に係るステータ分割体の構成を示す断面図である。

【図6】第２実施形態に係るステータの構成を示す断面図である。

【図7】第３実施形態に係るステータ分割体の構成を示す断面図である。

【図8】第３実施形態に係るステータの構成を示す断面図である。

【図9】第４実施形態に係るステータの構成を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

＜第１の実施形態＞
以下、図１～図４を用いて、本発明の第１実施形態に係るモータ１０について説明する。なお、各図においては、図面を見やすくする関係から、一部の符号を省略している場合がある。

【0028】

図１に示されるように、モータ１０は、界磁であるロータ１２が電機子であるステータ２０の内側に同軸的に配置されたインナロータ型のモータとされている。ロータ１２及びステータ２０は、有底の円筒状に形成されたケース４０内に同軸的に収容されている。

【0029】

ロータ１２の中心には回転軸１４が設けられており、ロータ１２の外周側には複数（ここでは４つ）の永久磁石１６が設けられている。複数の永久磁石１６は、ロータ１２の周方向に並んで設けられており、ロータ１２の外周側に形成された複数（ここでは４つ）の磁石挿入孔（符号省略）の内側にそれぞれ挿入されている。これらの永久磁石１６は、ロータ１２の軸線方向から見て長尺矩形状をなしており、短手方向がロータ１２の径方向に沿う姿勢で配置されている。各永久磁石１６は、上記の短手方向が磁化方向とされている。

【0030】

ステータ２０は、複数（ここでは６つ）のステータ分割体２２が円環状に並べられて構成されている。図２に示されるように、ステータ分割体２２は、ステータ２０が周方向に複数（ここでは６つ）に等分割されたうちの一つである。このステータ分割体２２は、分割コア２６と、コイル２８と、モールド樹脂部３０とを備えている。分割コア２６は、図１及び図３に示されるステータコア２４が周方向に複数に（ここでは６つに）等分割されたうちの一つである。なお、ステータ２０の周方向は、ステータコア２４の周方向と同じである。以下の説明では、ステータ２０の周方向を単に「周方向」と称する場合がある。

【0031】

上記の分割コア２６は、ステータ２０の周方向に延在するヨーク部２６Ａ（図２以外では符号省略）と、ヨーク部２６Ａからステータ２０の径方向内側へ延出されたティース部２６Ｂ（図２以外では符号省略）とによって構成されている。ヨーク部２６Ａ及びティース部２６Ｂからなる分割コア２６は、ステータ２０の軸線方向から見て略Ｔ字状をなしている。この分割コア２６は、電磁鋼板からなる複数枚の鉄心片が積層されて構成されている。なお、分割コア２６は、磁性金属粉体を圧粉成形して形成されたものでもよい。

【0032】

コイル２８は、素線２９が巻回されて形成されたものである。素線２９は、例えば銅、アルミ、銀又はこれらの合金からなる線材が絶縁被膜で覆われた（コーティングされた）ものである。この素線２９は、ここでは平角線とされているが、丸線や六角線等であってもよい。このコイル２８は、ステータ２０の軸線方向を長手とする長尺な長円形状に巻回された巻回部２８Ａと、巻回部２８Ａの長手方向一端部側から延出された図示しない一対のコイルエンド部とによって構成されている。各ステータ分割体２２のコイル２８は、コイルエンド部同士が所定の結線方法により結線される構成になっている。

【0033】

上記のコイル２８は、その内側（すなわち巻回部２８Ａの内側）に分割コア２６のティース部２６Ｂが挿入され且つ分割コア２６のヨーク部２６Ａ及びティース部２６Ｂに対して非接触の状態で配置されている。このコイル２８は、一対のコイルエンド部の先端側を除く大部分が、分割コア２６にモールド成形されたモールド樹脂部３０内に埋設されている。

【0034】

モールド樹脂部３０は、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等に、非磁性体の粉末がフィラーとして混練されたものであり、熱伝導性及び絶縁性を有している。このモールド樹脂部３０は、コイル２８が内部に埋設された状態に成形されている。詳細には、このモールド樹脂部３０によって、コイル２８の巻回部２８Ａ及び一対のコイルエンド部の基端側が外側から覆われている。また、このモールド樹脂部３０は、分割コア２６とコイル２８との間及びコイル２８の素線２９の間に充填されている。このモールド樹脂部３０が設けられることにより、コイル２８で発生する熱が分割コア２６を介してケース４０に伝達され、ケース４０から放熱される。これにより、コイル２８の冷却性能を向上させるようにしている。

【0035】

上記のモールド樹脂部３０は、一例として、単一の成形樹脂によって構成されており、分割コア２６とコイル２８との間及びコイル２８の素線２９の間には、モールド樹脂部３０とは別に成形された樹脂部が存在していない構成になっている。つまり、本実施形態では、分割コア２６とコイル２８との間及びコイル２８の素線２９の間には、一回の射出成形で成形された樹脂のみが存在している。このモールド樹脂部３０では、分割コア２６とコイル２８との間に充填された樹脂と、コイル２８の素線２９の間に充填された樹脂との間に、それらの樹脂同士が熱溶着（熱融着）した部分が存在していない構成になっている。なお、上記のように、モールド樹脂部３０を分割コア２６及びコイル２８と一体に成形する構成に限るものではない。例えば、分割コア２６にインシュレータを装着してからコイル２８を巻回し、その後にモールド樹脂部３０を成形する構成にしてもよい。

【0036】

このモールド樹脂部３０は、分割コア２６よりもステータ２０の軸線方向の長さ寸法が長く設定されており、分割コア２６に対して上記軸線方向の両側に突出している。このモールド樹脂部３０は、軸線方向から見て略台形状（略扇形状）をなしており、周方向の両端面３１（図２以外では符号省略）がヨーク部２６Ａの周方向の両端面２７（図２以外では符号省略）と同じ角度で傾斜している。

【0037】

但し、モールド樹脂部３０の周方向の両端面３１は、ヨーク部２６Ａの周方向の両端面２７よりも僅かに周方向の両外側に突出している。つまり、モールド樹脂部３０は、ヨーク部２６Ａよりも周方向の外側に張り出している。また、ティース部２６Ｂの先端は、モールド樹脂部３０の外側に露出している。なお、図２では、モールド樹脂部３０における上記の張り出しを誇張して図示している。

【0038】

上記構成のステータ分割体２２を複数備えるステータ２０は、図１及び図３に示されるように、複数のステータ分割体２２が円環状に並べられて構成される。このステータ２０は、圧入や焼き嵌め等の手段でケース４０の内側に嵌合される。この嵌合状態では、ステータ２０がケース４０から径方向内側への圧縮力ＣＦ（図３参照；図１では図示省略）を受けるように、ステータ２０の外径寸法及びケース４０の内径寸法が設定されている。そして、上記の圧縮力ＣＦによりステータ２０がケース４０に固定される。つまり、本実施形態では、ステータ２０が所謂締り嵌め（しまりばめ）によってケース４０に固定される構成になっている。

【0039】

また、上記の嵌合状態では、各ステータ分割体２２のモールド樹脂部３０が周方向の圧縮力（図示省略）を受けるように構成されている。つまり、上記の嵌合状態では、周方向に隣り合うステータ分割体２２のモールド樹脂部３０同士が互いに周方向に押し当てられることにより、上記周方向の圧縮力が発生する。

【0040】

また、本実施形態では、前述したように、各ステータ分割体２２において、モールド樹脂部３０がヨーク部２６Ａよりも周方向の両外側に張り出しているため、上記の嵌合状態では、周方向に隣り合う分割コア２６のヨーク部２６Ａ間に隙間３２（図１及び図３参照）が形成されるように構成されている。そして、図１に示されるように、上記の隙間３２における周方向の寸法をａとし、ステータ２０とロータ１２との間の空隙３４における径方向の寸法をｂとし、永久磁石１６における磁化方向の厚さ寸法をｃとする場合、ａ／（ｂ＋ｃ）＜０．０７の関係が成立するように構成されている。つまり、上記のａがｂ＋ｃの７％未満に設定される構成になっている。なお、上記のように、各ステータ分割体２２において、モールド樹脂部３０がヨーク部２６Ａよりも周方向の両外側に張り出した構成に限るものではない。各ステータ分割体２２において、モールド樹脂部３０がヨーク部２６Ａに対して周方向の片側のみに張り出した構成にしてもよい。その場合でも、モールド樹脂部３０の上記片側への張り出し量の調整により、周方向に隣り合う分割コア２６のヨーク部２６Ａ間に隙間３２を形成することができる。

【0041】

（作用及び効果）
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

【0042】

上記構成のモータ１０では、ケース４０の内側にステータ２０が嵌合され、当該ステータ２０の内側にロータ１２が配置されている。上記のステータ２０は、複数のステータ分割体２２が円環状に並べられて構成されている。各ステータ分割体２２は、分割コア２６と、コイル２８と、モールド樹脂部３０とを備えている。分割コイル２８は、ステータコア２４が周方向に複数に分割されたうちの一つであり、ヨーク部２６Ａ及びティース部２６Ｂを有している。コイル２８は、ティース部２６Ｂが内側に挿入され且つ分割コア２６に対して非接触の状態で配置されている。モールド樹脂部３０は、コイル２８が内部に埋設された状態に成形されている。

【0043】

このモータ１０では、上記のようにケース４０の内側にステータ２０が嵌合された嵌合状態では、ステータ２０がケース４０から径方向内側への圧縮力ＣＦを受ける。その結果、各ステータ分割体２２のモールド樹脂部３０が周方向の圧縮力を受けるようになっている。これにより、分割コア２６のヨーク部２６Ａに周方向の圧縮応力が発生することを防止又は抑制できる。

【0044】

詳細には、本実施形態では、各モールド樹脂部３０が各ヨーク部２６Ａよりも周方向外側に張り出している。このため、上記の嵌合状態では、そのように張り出したモールド樹脂部３０同士が周方向に接することにより、各ヨーク部２６Ａ間に隙間３２が形成されており、各ヨーク部２６Ａ同士が周方向に接することが防止されている。これにより、各ヨーク部２６Ａに周方向の圧縮応力が発生することを防止できるので、モータ１０の効率低下の原因となる鉄損を大幅に低減することができる。しかも、モールド樹脂部３０を構成する成形樹脂は、分割コア２６よりも剛性が低い（柔軟性がある）ため、寸法ばらつきを吸収することができる。これにより、寸法精度管理が容易になる。

【0045】

また、本実施形態では、上記の隙間３２における周方向の寸法をａとし、ロータ１２とステータ２０との間の空隙３４における径方向の寸法をｂとし、ロータ１２の永久磁石１６における磁化方向の厚さ寸法をｃとする場合、ａ／（ｂ＋ｃ）＜０．０７の関係が成立するように構成されている。このように構成することにより、モータ１０の効率を向上させることができる。

【0046】

つまり、上記の隙間３２により磁気抵抗が増加するため、従来のモータと同等のトルクを出力する場合は、磁気抵抗増加により減少した磁束を補うために、各コイル２８に流す電流を増やす必要がある。その結果、コイル２８での損失が増加するが、上記の関係が成立する場合、コイル２８での損失の増加よりも、鉄損減少の効果が上回るので、モータ１０としての合計の損失は減少する。これにより、モータ１０の効率を向上させることができる。

【0047】

なお、図４には、本実施形態においてａ／（ｂ＋ｃ）を変化させた場合のモータ１０の効率が線図にて示されている。この図４において破線は、ステータが所謂締り嵌めによってケースに固定される従来の一般的なモータの効率を示している。この従来のモータでは、ステータコアのヨーク部に対して例えば周方向に２０ＭＰａの圧縮応力が作用している。この図４に示されるように、ａ／（ｂ＋ｃ）が０．０７より小さくなると、モータ１０の効率が、従来のモータの効率よりも高くなる。

【0048】

上記の効果について補足すると、従来のモータにおいて、外周部が平滑な円筒状のステータをケースに固定する場合、一般的には締り嵌めで固定される。この場合、ステータコア外周面に径方向内側への荷重が加わることにより、ステータコアのヨーク部には周方向の圧縮応力が発生し、これにより鉄損が増加する。上記のように締り嵌めでステータをケースに固定する以上、上記の圧縮応力が発生するが、それを極力低減する為には寸法精度を厳しくする必要がある。しかしながら、現実的にはステータコアやケースに一定量の寸法ばらつきが生じる。また、ステータコア及びケースは剛性が高いため、僅かな寸法ばらつきによって固定力が大きく変化する。したがって、場合によっては必要な固定力が得られなくなるおそれがあるが、これを防止するためには確実に必要な固定力が発生する締り嵌めになるような寸法公差でステータコア及びケースが設計される。そうすると、ばらつきの範囲内で最大の締り嵌め代になる場合は、必要以上の締り嵌め代によって過度な固定力がステータコアに作用し、ステータコアのヨーク部の圧縮応力が増加してしまうことにより、鉄損が増加してしまう。

【0049】

この点、本実施形態では、ステータ分割体２２のモールド樹脂部３０がヨーク部２６Ａよりも周方向の外側に張り出しており、締り嵌め時に発生する周方向の圧縮応力をモールド樹脂部３０で負担して、ヨーク部２６Ａに対して周方向の圧縮応力が加わらないようにしている。これにより、鉄損を減少させ、モータ１０の性能を向上させつつ、剛性が低いモールド樹脂部３０によって寸法ばらつきを吸収することにより、寸法精度管理を容易にしている。なお、分割コア２６のティース部２６Ｂにはモールド樹脂部３０を介して周方向の圧縮応力が加わるが、主磁束方向はティース部２６Ｂの長手方向（ステータ２０の径方向）であり、圧縮応力方向と直交しているため、この圧縮応力によって鉄損は増加しない。

【0050】

なお、上記第１実施形態では、モールド樹脂部３０がヨーク部２６Ａよりも周方向の外側に張り出すことにより、周方向に隣り合うヨーク部２６Ａ間に隙間３２が形成された構成にしたが、これに限らず、隙間３２が形成されない構成にしてもよい。その場合でも、モールド樹脂部３０が周方向の圧縮力を受けることにより、ヨーク部２６Ａに発生する周方向の圧縮応力を低減することができるので、鉄損を低減することができる。

【0051】

次に、本発明の他の実施形態について説明する。なお、説明済みの実施形態と基本的に同様の構成及び作用については、説明済みの実施形態と同符号を付与しその説明を省略する。

【0052】

＜第２の実施形態＞
図５には、本発明の第２実施形態に係るステータ分割体２２が断面図にて示されており、図６には、本発明の第２実施形態に係るステータ２０が断面図にて示されている。この実施形態に係るステータ２０及びステータ分割体２２は、第１実施形態に係るステータ２０及びステータ分割体２２と基本的に同様の構成とされているが、以下の点が相違している。

【0053】

この実施形態に係るステータ分割体２２では、モールド樹脂部３０の周方向の両端面３１と、ヨーク部２６Ａの周方向の両端面２７とが同一平面上に配置されている。また、モールド樹脂部３０における周方向の端面３１には、周方向の内側へ凹んだ凹部３６（図６では符号省略）が形成されている。そして、周方向一方側の凹部３６には、図５に示されるように、弾性部材４２が嵌合されて取り付けられている。この弾性部材４２は、例えば板ばね、圧縮コイルばね、弾性を有する樹脂などとされている。なお、凹部３６への弾性部材４２の取付方法は、嵌合に限らず、接着等の他の方法であってもよい。

【0054】

上記構成のステータ分割体２２が円環状に複数並んで構成されるステータ２０では、周方向に隣り合うモールド樹脂部３０の間に弾性部材４２が介在される。このステータ２０がケース４０の内側に嵌合された嵌合状態では、周方向に隣り合うモールド樹脂部３０同士が、上記の弾性部材４２を介して周方向の圧縮力を受ける構成になっている。なお、図６では、周方向に隣り合うステータ分割体２２の間に隙間３２が形成されない例を示しているが、これに限らず、周方向に隣り合うステータ分割体２２の間に隙間３２が形成される構成にしてもよい。

【0055】

但しその場合も、隙間３２における周方向の寸法をａとし、ロータ１２（図６では図示省略）とステータ２０との間の空隙３４における径方向の寸法をｂとし、ロータ１２の永久磁石１６における磁化方向の厚さ寸法をｃとする場合、ａ／（ｂ＋ｃ）＜０．０７の関係が成立するように構成することが好ましい。この実施形態では、上記以外の構成は第１実施形態と同様とされている。

【0056】

この実施形態では、各ステータ分割体２２のモールド樹脂部３０が弾性部材４２を介して周方向の圧縮力を受ける。これにより、分割コア２６のヨーク部２６Ａに周方向の圧縮応力が発生することを効果的に防止又は抑制でき、第１実施形態と基本的に同様の作用効果を得ることができる。しかも、この実施形態では、弾性部材４２がモールド樹脂部３０に取り付けられるので、複数のステータ分割体２２からなるステータ２０をケース４０の内側に嵌合させる作業などが容易になる。

【0057】

＜第３の実施形態＞
図７には、本発明の第３実施形態に係るステータ分割体２２が断面図にて示されており、図８には、本発明の第３実施形態に係るステータ２０が断面図にて示されている。この実施形態に係るステータ２０及びステータ分割体２２は、第１実施形態に係るステータ２０及びステータ分割体２２と基本的に同様の構成とされているが、以下の点が相違している。

【0058】

この実施形態に係るステータ分割体２２では、モールド樹脂部３０の周方向の両端面３１が、ヨーク部２６Ａの周方向の両端面２７よりも周方向の内側に凹んでいる。そして、モールド樹脂部３０の周方向一方側の端面には、例えば接着等の手段で弾性部材４４が取り付けられている。この弾性部材４４は、例えば弾性を有する樹脂製の板材であり、板厚方向が周方向に沿う姿勢で配置されている。このステータ２０がケース４０の内側に嵌合された嵌合状態では、周方向に隣り合うモールド樹脂部３０同士が、上記の弾性部材４４を介して周方向の圧縮力を受ける構成になっている。なお、図６では、周方向に隣り合うステータ分割体２２の間に隙間３２が形成される例を示しているが、これに限らず、周方向に隣り合うステータ分割体２２の間に隙間３２が形成されない構成にしてもよい。この実施形態では、上記以外の構成は第１実施形態と同様とされている。

【0059】

この実施形態では、各ステータ分割体２２のモールド樹脂部３０が弾性部材４４を介して周方向の圧縮力を受ける。この実施形態においても、第２実施形態と基本的に同様の作用効果を得ることができる。

【0060】

＜第４の実施形態＞
図９には、本発明の第４実施形態に係るステータ２０が断面図にて示されている。この実施形態に係るステータ２０は、第１実施形態に係るステータ２０と基本的に同様の構成とされているが、以下の点が相違している。このステータ２０では、複数（ここでは６つの分割コア２６が、複数（ここでは６つ）のモールド樹脂部３０によって一体に結合されている。なお、図９では、周方向に隣り合うステータ分割体２２の間に隙間３２が形成される例を示している。このステータ２０を製造する際には、前述したａ／（ｂ＋ｃ）＜０．０７の関係が満たされるように、治具を用いて複数の分割コア２６を円環状に固定した状態で、モールド成形を行う。この実施形態では、上記以外の構成は第１実施形態と同様とされている。

【0061】

この実施形態においても、ケース４０の内側にステータ２０が嵌合された嵌合状態では、ステータ２０がケース４０から径方向内側への圧縮力ＣＦを受けることにより、複数のモールド樹脂部３０が周方向の圧縮力を受ける。これにより、第１実施形態と基本的に同様の作用効果を得ることができる。

【0062】

なお、上記各実施形態において、分割コア２６やモールド樹脂部３０などの数は一例であり、適宜変更することができる。

【0063】

その他、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記各実施形態に限定されないことは勿論である。

【0064】

また、２０２０年２月１９日に出願された日本国特許出願２０２０－０２６６３７号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個別に記載された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】