KR20230098598A

KR20230098598A - 스테이터 및 이 스테이터를 구비하는 모터

Info

Publication number: KR20230098598A
Application number: KR1020237016734A
Authority: KR
Inventors: 아키히로 미요시; 미츠요시 오바; 케이스케 쿠리하라
Original assignee: 가부시키가이샤 티비케이
Priority date: 2020-11-06
Filing date: 2020-11-06
Publication date: 2023-07-04
Also published as: WO2022097261A1; CN116368711A; EP4243247A1; EP4243247A4; JPWO2022097261A1; US20230421001A1

Abstract

본 발명에 따른 스테이터(10)는 단면이 직사각형인 원호형상을 갖는 복수의 블록체에 의해 구성되는 요크부(11)와, 상기 복수의 블록체를 원환상으로 배치해서 고정하는 고정 부재((12, 13)와, 상기 요크부의 원주면에 기립 설치된 복수의 티스부(14)와, 상기 복수의 티스부(14)에 권회된 코일(15)을 갖고 있다.

Description

스테이터 및 이 스테이터를 구비하는 모터

본 발명은 모터용의 스테이터 및 이 스테이터를 구비하는 모터에 관한 것이다.

종래, 특허문헌 1에 개시된 자동차용의 모터 시스템과 같이 엔진과 구동륜 사이에 아우터 로터형의 모터를 부가하고, 이 모터에 의해 자동차의 발진시에 엔진 토크를 어시스트하는 것이 있었다. 또한, 종래의 모터용의 스테이터에는 예를 들면, 특허문헌 2에 개시되어 있는 바와 같이 환상의 요크부의 외주면에 티스부와 맞물리기 위한 오목부를 복수 형성하고, 각 티스부의 선단에 요크부에 형성된 오목부의 형상에 맞물리는 감합부를 형성하고, 상기 요크부의 오목부에 상기 티스부의 감합부를 감합함으로써, 복수의 티스부를 요크부에 기립 설치하는 것이 있었다. 또한, 요크부와 티스부가 별체로 구성되어 있는 경우, 특허문헌 2에 개시된 스테이터와 같이 스테이터를 조립할 때에 티스부를 요크부에 기립 설치한 후에 복수의 티스부에 대해서 코일을 권회하는 것이 아니고, 티스부에 감합하기 전의 복수의 티스부에 대해서 코일을 권회하고, 그 상태에서 티스부를 요크부에 기립 설치함으로써, 티스부에 대한 코일의 권회 작업을 용이하게 할 수 있다.

국제공개 제2015/159385호 일본 특허공개 2019-92355호 공보

그런데, 특허문헌 2에 있어서의 스테이터의 요크부의 형상이 환상이며, 전자강재를 가공해서 요크부를 제작할 때에 전자강재에 있어서 환상의 요크부의 내주연보다 내측의 영역이 불필요하게 되므로, 스테이터를 제조할 때의 수율이 저하되어버린다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 제조 상의 수율을 개선할 수 있는 스테이터 및 이 스테이터를 구비하는 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 스테이터는 단면이 직사각형인 원호형상을 갖는 복수의 블록체(예를 들면, 실시형태에 있어서의 분할 요크(110,110a',110b',110c')）에 의해 구성되는 요크부와, 상기 복수의 블록체를 환상으로 배치해서 고정하는 고정 부재(예를 들면, 실시형태에 있어서의 브래킷(12) 및 링 플레이트(13))와, 상기 요크부의 원주면에 기립 설치된 복수의 티스부(예를 들면, 실시형태에 있어서의 티스(14))와, 상기 복수의 티스부에 권회된 코일(예를 들면, 실시형태에 있어서의 코일(15))을 구비한다.

또한, 본 발명에 따른 스테이터에 있어서, 상기 고정 부재는 상기 요크부의 한쪽의 평면에 배치되는 원환상의 제 1 고정 부재(예를 들면, 실시형태에 있어서의 링 플레이트(13))와, 상기 요크부의 다른쪽의 평면에 배치되는 원환상의 제 2 고정 부재(예를 들면, 실시형태에 있어서의 브래킷(12))로 이루어지고, 상기 제 1 고정 부재 및 상기 제 2 고정 부재의 지름방향에 있어서의 폭(예를 들면, 실시형태에 있어서의 폭(Wr, Wb))은 상기 복수의 블록체를 원환상으로 배치한 상태로 고정할 때에 상기 요크부와 상기 티스부의 맞물림부를 덮을 수 있는 길이를 갖는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 스테이터에 있어서, 상기 복수의 블록체의 각각에 상기 티스부를 기립 설치한 상태로 상기 복수의 블록체를 원환상으로 배치하고, 상기 고정 부재에 의해 고정했을 때에 상기 복수의 티스부는 전체둘레에 걸쳐서 서로 접촉하지만, 상기 복수의 블록체의 상호간에는 간극(예를 들면, 실시형태에 있어서의 간극(GP))이 생기는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 스테이터에 있어서, 상기 요크부의 원주면 및 상기 티스부의 선단에 서로 맞물리는 맞물림부(예를 들면, 실시형태에 있어서의 맞물림 오목부(116), 맞물림 볼록부(140))를 형성하고, 상기 복수의 블록체는 상기 제 1 고정 부재를 통해 나사에 의해 상기 제 2 고정 부재에 나사고정되고, 상기 나사고정하기 위한 나사 구멍(예를 들면, 실시형태에 있어서의 요크 고정용 나사 구멍(112,122,132))이 상기 맞물림부에 대응하는 위치에 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 스테이터와, 이 스테이터에 의해 발생되는 회전자계에 의해 회전하는 로터(예를 들면, 실시형태에 있어서의 로터(20))에 의해 모터를 구성해도 좋다.

본 발명에 따른 스테이터에서는 스테이터를 구성하는 요크부를 단면 직사각형의 원호형상을 갖는 복수의 블록체에 의해 구성한 것으로, 요크부의 소재가 되는 전자강판으로부터 수많은 부재가 종래에 비해서 얻어지므로, 제조 상의 수율을 개선할 수 있다.

도 1은 본 실시형태에 따른 스테이터를 구비한 모터의 분해 사시도이다.
도 2는 상기 스테이터의 외관도이다.
도 3은 상기 스테이터를 구성하는 분할 요크의 외관도이다.
도 4는 상기 스테이터의 분할 요크를 조합한 상태를 나타내는 모식도이다.
도 5는 상기 스테이터에서 발생하는 자력선에 대해서 설명하기 위한 설명도이다.
도 6은 상기 스테이터의 조립법에 대해서 설명하기 위한 설명도이다.
도 7은 상기 스테이터를 조립한 상태에 대해서 설명하기 위한 설명도이다.
도 8은 상기 스테이터의 분할 요크의 단부형상에 대해서 설명하기 위한 설명도이다.

이하, 도면을 참조해서 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 설명한다. 우선, 본 실시형태에 따른 스테이터를 구비하는 모터의 개략구성에 대해서 도 1을 사용해서 설명한다. 도 1에 나타내는 모터(1)는 예를 들면, 차량용 엔진의 발진시 등에 있어서의 토크를 어시스트하기 위해서 사용되는 아우터 로터형의 3상 동기 모터이다. 모터(1)는 주로 스테이터(10)와 로터(20)에 의해 구성된다. 스테이터(10)는 회전자계를 발생시켜서서 로터(20)를 회전시키고, 로터(20)는 스테이터(10)에 의해 발생된 회전자계에 의해 회전하고, 그 회전력을 차량용 엔진에 전달한다.

로터(20)는 단면이 대략 L자상의 원환체인 로터 프레임(22)과, 로터 프레임(22)의 내주면을 따라 고정된 복수의 영구자석(24)으로 이루어진다. 로터 프레임(22)의 평면부분에는 소정의 각도간격으로 형성된 3개의 나사 구멍(220a)이 형성되어 있고, 로터(20)의 중심(회전축)을 대칭점으로 해서 나사 구멍(220a)과 점대칭의 위치에 3개의 나사 구멍(220b)이 형성되어 있다. 또한, 나사 구멍(220a 및 220b)의 위치로부터 원주 방향으로 90° 어긋난 위치에도 3개의 나사 구멍(220c 및 220d)이 형성되어 있다. 이들의 나사 구멍에 의해, 로터(20)가 차량용 엔진의 플라이휠(도시생략)에 나사고정된다.

스테이터(10)는 요크(11)와, 브래킷(12)과, 링 플레이트(13)와, 복수의 티스(14)와, 코일(15)과, 리졸버 스테이터(16)와, 인슐레이터(17)를 갖고 있다. 요크(11)는 단면이 직사각형으로 되어 있는 대략 원환체의 금속제 부재이며, 그 측면(원주면)에는 후술하는 티스(14)가 복수 기립 설치된다. 브래킷(12)은 링 플레이트(13)와 함께 요크(11)를 끼우도록 해서 고정하기 위한 원환상의 금속제 부재이다. 브래킷(12)의 내주연에는 스테이터(10)를 조립할 때의, 요크(11)의 위치 결정부가 되는 단차(BP)(도 2(b) 참조)가 형성되어 있다. 또한, 브래킷(12)은 차량용 엔진(보다 상세하게는 플라이휠 하우징)에 나사고정 가능하게 되어 있고, 이것에 의해, 스테이터(10)를 차량용 엔진에 고정할 수 있음과 아울러, 요크(11)나 코일(15)에서 발생한 열을 차량측으로 방열하는 것이 가능해진다.

링 플레이트(13)는 평판이며 또한 하나로 이어진 원환체의 금속제 부재이며, 상술한 바와 같이 요크(11)를 브래킷(12)에 고정한다. 티스(14)는 도선을 권회해서 코일(15)을 형성하기 위한 금속제 부재이며, 요크(11)의 원주면에 복수(본 실시형태에서는 36개)의 티스(14)가 기립 설치된다. 각 코일(15)은 3상으로 분리되어서 서로 접속되어 있고, 버스바(18a,18b,18c)를 통해 각 상의 코일(15)에 대해서 구동 전력이 공급된다. 리졸버 스테이터(16)는 브래킷(12)의 내주측에 고정되는 원환상의 부재이며, 로터(20)가 고정된 크랭크샤프트(도시생략)의 회전 각도에 따른 전압을 모터의 구동 제어부(도시생략)에 대해서 출력한다.

인슐레이터(17)는 각 티스(14)에 대응해서 형성되는 수지제의 부재이며, 대응하는 티스(14)에 있어서 도선이 권회되는 개소를 덮음으로써, 도선의 표면을 보호하고 있다. 즉, 티스(14)에 도선을 직접 권회하면, 티스(14)의 엣지 부분에 의해 도선의 표면에 실시된 피복을 손상시켜버릴 우려가 있으므로, 그것을 피하기 위해서 형성되어 있다.

이어서, 도 2를 참조해서 스테이터(10)의 구성에 대해서 설명한다. 도 2는 스테이터(10)의 외관을 나타내는 도면이며, 도 2(a)는 도 1에 나타낸 로터(20)로부터 스테이터(10)를 보았을 때의 정면도, 도 2(b)는 도 2(a)를 지면 우측으로부터 스테이터(10)를 보았을 때의 측면도, 도 2(c)는 스테이터(10)의 배면도를 나타내고 있다. 도 2(a), (c)에 있어서, 스테이터(10)의 외주를 따른 방향(화살표 C 참조)을 둘레방향, 화살표 R로 나타내는 스테이터(10)의 중심점(O)으로부터 방사상으로 연장되는 방향(화살표 R 참조)을 지름방향, 도 2(b)에 있어서 지면 수평방향(화살표 A 참조)을 축방향으로 한다.

또한, 도 2(b)에 나타내는 축방향에 있어서, 좌방향을 「전」, 우방향을 「후」로 한다. 따라서, 도 2(a)는 스테이터(10)의 전면을 나타내고, 도 2(c)는 스테이터(10)의 후면을 나타내고 있다고도 할 수 있다. 또한, 도 2(a)에 있어서는 링 플레이트(13)의 일부를 파단한 상태로 도시하고, 도 2(c)에 있어서는 브래킷(12)의 일부를 파단한 상태로 도시하고 있다. 또한, 도 2에 있어서, 도 1과 같은 구성에 대해서는 도 1과 같은 부호를 붙여서 자세한 설명을 생략한다.

도 2(a)에 나타낸 바와 같이 요크(11)의 외주면에는 등각도의 간격으로 36개의 티스(14)가 기립 설치되어 있고, 각 티스(14)에는 도선이 권회되어 코일(15)을 형성하고 있다. 이들의 코일(15)은 버스링(182)에 의해 각 상마다 서로 접속되어서, 대응하는 상의 버스바에 접속된다. 또한, 도 2(c)에서는 1개의 상에 대응하는 버스링에만 부호 182를 붙이고, 다른 2개상에 각각 대응하는 버스링에 대해서는 부호의 부여를 생략하고 있다.

요크(11) 및 각 티스(14)에는 서로 상보적인 형상을 갖는 맞물림부가 형성되고, 서로의 맞물림부를 맞물리게 함으로써 티스(14)를 요크(11)에 기립 설치하고 있다. 이 맞물림부는 도 2(a)에 있어서의 링 플레이트(13)의 파단부분에 나타낸 바와 같이 요크(11)에 있어서는 외주면에 형성된 개미홈(후술하는 맞물림 오목부(116))에 상당하고, 티스(14)에 있어서는 선단에 형성된 상술한 개미홈에 맞물리는 돌기(후술하는 맞물림 볼록부(140))에 상당한다.

도 2(a)에 나타낸 바와 같이 링 플레이트(13)의 폭(Wr)은 요크(11)를 브래킷(12)에 나사고정했을 때에 요크(11) 뿐만 아니라 요크(11)와 티스(14)의 맞물림부까지 미치는 길이를 갖고 있다. 또한, 도 2(b)에 나타낸 바와 같이 브래킷(12)에 있어서, 요크(11)와 접촉하는 부분의 지름방향에 있어서의 폭(Wb)은 링 플레이트(13)를 사용해서 요크(11)가 나사고정되었을 때에 요크(11)와 티스(14)의 맞물림부까지 미치는 길이를 갖고 있다. 이렇게, 링 플레이트(13) 및 브래킷(12)에 의해 요크(11)와 티스(14)의 맞물림부를 누름으로써, 티스(14)가 요크(11)에 대해서 축 방향으로 어긋나버리는 것을 방지하고 있다.

요크(11)는 도 2(b)에 나타낸 바와 같이 링 플레이트(13)와 브래킷(12) 사이에 배치되고, 도 1에 나타내는 나사(SC)에 의해 브래킷(12)에 나사고정된다. 요크(11)를 브래킷(12)에 고정하기 위한 나사 구멍은 요크 고정용 나사 구멍으로서 링 플레이트(13), 요크(11) 및 브래킷(12)에 각각 8개소 형성되어 있다. 여기에서, 링 플레이트(13)의 요크 고정용 나사 구멍을 부호 132로 나타내고(도 2(a) 참조), 요크(11)의 요크 고정용 나사 구멍을 부호 112로 나타내고(도 2(a)에 있어서의 링 플레이트(13)의 파단부분 참조), 브래킷(12)의 요크 고정용 나사 구멍을 부호 122로 나타낸다(도 2(c) 참조). 또한, 브래킷(12)에 있어서의 요크 고정용 나사 구멍에는 나사(SC)와 나사결합하는 암나사가 형성되어 있고, 링 플레이트(13) 및 요크(11)에 있어서의 요크 고정용 나사 구멍은 암나사가 형성되어 있지 않은 통과 구멍으로 되어 있다.

또한, 상기한 바와 같이 도 2에 나타내는 스테이터(10)는 차량용 엔진의 플라이휠 하우징(도시생략)에 나사고정되지만, 이 나사고정용의 구멍으로서, 링 플레이트(13), 요크(11) 및 브래킷(12)에는 각각 스테이터 고정용 나사 구멍이 8개소 형성되어 있다. 여기에서, 링 플레이트(13)의 스테이터 고정용 나사 구멍을 부호 134로 나타내고(도 2(a) 참조), 요크(11)의 스테이터 고정용 나사 구멍을 부호 114로 나타내고(도 3(a) 참조), 브래킷(12)의 스테이터 고정용 나사 구멍을 부호 124로 나타낸다(도 2(c) 참조). 또한, 링 플레이트(13), 요크(11) 및 브래킷(12)에 있어서의 스테이터 고정용 나사 구멍은 모두 나사가 형성되어 있지 않은 통과 구멍으로 되어 있다.

본 실시형태의 요크(11)는 정면으로부터 볼 때 원형으로 배치된 4개의 분할 요크에 의해 구성되어 있다. 여기에서, 도 3을 참조해서 요크(11)를 구성하는 분할 요크(110)의 형상에 대해서 설명한다. 도 3에 있어서, 도 3(a)는 분할 요크(110)의 정면도, 도 3(b)는 분할 요크(110)를 도 3(a)의 화살표 ア로부터 봤을 때의 측면도를 나타내고 있다. 도 3(a)에 나타낸 바와 같이 1개의 분할 요크는 90°의 각도를 갖는 원호상의 블록체이며, 같은 형상을 갖는 전자강판(요크 부재)을 수많이(예를 들면, 100매 정도) 적층함으로써 형성되어 있다(도 3(b)의 끝면(EF)을 참조).

여기에서, 종래와 같이 요크를 원환상의 형상으로 형성할 경우, 요크의 내주부분은 불필요하게 되므로, 1매의 전자강판으로부터 얻어지는 요크 부재의 수가 적어진다. 따라서, 많은 전자강판을 적층해서 요크를 형성하는 것을 생각하면, 1개의 요크를 제조함에 있어서 수율이 악화되는 것은 용이하게 상상이 되어진다. 이것에 대해서, 본 실시형태의 요크(11)는 복수로 분할된 블록체(즉 분할 요크(110))로 구성되므로, 1매의 전자강판으로부터 얻어지는 요크 부재의 수를 늘릴 수 있고, 종래에 비해서 수율을 현격히 개선할 수 있다.

도 3(a)에 나타낸 바와 같이 분할 요크(110)의 외주면에는 개미홈형상을 갖는 맞물림 오목부(116)가 9개 형성되어 있다. 이 중, 분할 요크(110)의 양단면에 가장 가까운 2개의 맞물림 오목부(116)는 각 끝면으로부터 각각 둘레방향으로 5°의 위치에 형성되고, 이들 2개의 맞물림 오목부(116) 사이에 7개의 맞물림 오목부(116)가 10°의 각도간격으로 형성되어 있다. 또한, 티스(14)의 선단에는 상술한 바와 같이 맞물림 오목부(116)와 맞물리는 맞물림 볼록부(140)가 형성되어 있다. 또한, 이웃하는 맞물림 오목부(116)에 대해서, 각각 티스(14)의 맞물림 볼록부(140)를 맞물리게 했을 때에 이웃하는 티스(14)가 대향하는 접촉면(CF)이 접촉하도록 티스(14)의 형상치수가 정해져 있다.

또한, 분할 요크(110)에 티스(14)를 맞물리게 한 상태로, 4개의 분할 요크(110)를 원환상으로 배치한 경우, 예를 들면, 도 4에 나타낸 바와 같이 이웃하는 티스(14a,14b)의 접촉면(CF)(도시생략)이 접촉했을 때에 분할 요크(110a)의 끝면(EF)과 110b의 끝면(EF) 사이에 간극(GP)이 생기도록 분할 요크(110)의 치수가 정해져 있다. 다른 견해를 보면, 분할 요크(110)의 끝면(EF)에 가장 가까운 맞물림 오목부(116)에 티스(14)의 맞물림 볼록부(140)를 맞물리게 했을 때에 그 티스(14)의 접촉면(CF)보다 분할 요크(110)의 끝면(EF)의 쪽이 둘레방향에 있어서 인입되어 있는 바와 같은 치수로 되어 있다고도 할 수 있다.

여기에서, 분할 요크(110)의 끝면(EF)과 티스(14)의 접촉면(CF)이 동일 평면이 되도록 형상치수를 정한 경우, 예를 들면, 제조 상의 오차 등에 의해, 티스(14)의 접촉면(CF)보다 분할 요크(110)의 끝면(EF)의 쪽이 둘레방향에 있어서 돌출해버린 것으로 한다. 이 상태에서, 티스(14)가 맞물려진 분할 요크(110)를 원형으로 배치하면, 대향하는 분할 요크(110)의 끝면(EF)끼리는 접촉하지만, 대향하는 티스(14)의 접촉면(CF) 사이에 간극이 생겨버릴 우려가 있다. 이러한 상태는 티스(14)의 접촉면(CF)끼리가 접촉해서 분할 요크(110)의 끝면(EF) 사이에는 간극이 생긴 경우에 교해서 자기저항이 커지므로, 모터의 성능 상, 바람직하지 못하다. 따라서, 티스(14)가 부착된 분할 요크(110)를 원형으로 배치했을 때에 분할 요크(110)의 끝면(EF) 사이에 간극(GP)이 형성되도록 함으로써, 이웃하는 티스(14)의 접촉면(CF)끼리가 확실하게 접촉하도록 하고 있다.

이렇게, 복수의 분할 요크(110)에 의해 구성된 요크(11)에 있어서, 예를 들면, 한술한 링 플레이트(13)을 사용하지 않고, 나사(SC)에 의해 분할 요크(110)를 브래킷(12)에 나사고정하는 경우나, 링 플레이트(13) 대신에 복수의 원호상의 평판 플레이트를 통해 분할 요크(110)를 브래킷(12)에 나사고정한 경우를 고려한다. 본 실시형태에서는 티스(14)는 로터 프레임(22)의 영구자석(24)의 인력에 의해 외주측으로 가까이 끌어 당겨지지만, 상술한 바와 같이 링 플레이트(13)가 없었을 경우나, 하나로 이어져 있지 않은 플레이트를 사용했을 경우는 나사(SC)와 브래킷(12)의 나사결합 부분을 지점으로 해서 분할 요크(110) 및 티스(14)가 나사(SC)와 함께 로터 프레임(22)의 회전축에 대해서 기울게 된다. 이 경사에 의해, 로터 프레임(22)의 회전축 방향에 있어서의 티스(14)와 영구자석(24)의 대향면에 있어서의 갭이 일정하지 않게 되어버린다. 이것에 대해서, 본 실시형태에서는 링 플레이트(13)가 하나로 이어진 원환상으로 되어 있기 때문에 티스(14)가 로터 프레임(22)의 영구자석(24)에 가까이 끌어 당겨졌다 해도 나사(SC)의 경사가 억제된다. 이것에 의해, 나사(SC)의 경사에 따라서 티스(14)의 선단(영구자석(24)측의 단부)이 로터 프레임(22)의 회전축 방향에 있어서 브래킷(12)측으로 경도해버리는 것을 효과적으로 억제할 수 있고, 티스(14)와 영구자석(24)의 대향면에 있어서의 갭을 보다 일정하게 할 수 있다.

도 3(a)로 돌아가서, 분할 요크(110)의 양단면으로부터 각각 둘레방향으로 15°의 각도의 위치에 요크 고정용 나사 구멍(112)이 형성되어 있다. 그리고, 2개의 요크 고정용 나사 구멍(112) 사이에는 2개의 스테이터 고정용 나사 구멍(114)이 상호의 나사 구멍과 등간격이 되도록 둘레방향으로 20°의 각도간격으로 형성되어 있다. 이것에 의해, 요크 고정용 나사 구멍(112) 및 스테이터 고정용 나사 구멍(114)의 위치는 각각 맞물림 오목부(116)의 형성 위치에 대응하도록 정해져 있다. 이것은 본 실시형태의 모터가 구동하고 있을 때는 도 5의 화살표로 나타내는 바와 같은 자력선(ML)이 발생하여 티스(14)의 바로 아래가 자로로 되지 않으므로, 맞물림 오목부(116)의 형성 위치에 맞춰서 나사 구멍을 형성함으로써, 나사 구멍에 의한 자기저항을 감소시키도록 하고 있다.

이어서, 요크(11)의 분할수와, 각종 나사의 수의 관계에 대해서, 표 1을 참조해서 설명한다. 여기에서, 분할 요크를 브래킷에 고정하는데에 필요가 되는 나사의 수는 1개의 분할 요크에 대해서 2개로 하고, 1개의 스테이터를 차량용 엔진에 부착하는데에 필요로 되는 나사의 수는 8개로 한다. 또한, 표 1에 있어서, 분할수가 0인 요크는 종래의 원환상의 로터를 의미하고, 분할수를 2, 4, 8로 한 경우의 각 수율(저감 면적비)은 분할수 0을 기준으로 한 것이다.

표 1에 나타낸 바와 같이 분할수를 2로 한 경우, 분할수를 4 또는 8로 한 경우에 비교해서 수율의 개선이 떨어졌다. 또한, 분할수를 8로 한 경우, 분할수를 4로 한 경우에 대해서 수율의 개선은 그다지 향상되지 않음에도 불구하고, 필요로 되는 요크 고정용 나사의 수가 배인 16개가 된다. 이 때문에 본 실시형태에서는 요크(11)의 분할수를 4로 하고 있다.

이어서, 본 실시형태에 있어서의 스테이터(10)의 조립 작업의 일부에 대해서 도 6 및 도 7을 참조해서 설명한다. 본 실시형태에 있어서의 스테이터(10)의 조립은 도 6에 나타낸 바와 같이 우선, 각 티스(14)에 인슐레이터(17)를 부착하고, 그 위로부터 도선을 권회해서 코일(15)을 형성한다. 그리고, 1개의 분할 요크(110)에 있어서, 도 6 중, 앞의 맞물림 오목부(116)로부터 순서대로 코일(15)이 형성된 티스(14)의 맞물림 볼록부(140)를 맞물림시켜 간다. 이러한 순서로 티스(14)를 분할 요크(110)에 부착해 가는 이유는 이웃하는 인슐레이터(17)에 있어서의 맞물림 부분의 형상에 있다.

본 실시형태에서는 도 7에 나타낸 바와 같이 인슐레이터(17)에 있어서, 이웃의 인슐레이터(17)와 맞물리는 부분(맞물림부(ST))의 형상은 크랭크상의 단차가 형성되어 있다. 이 단차의 형상을 이웃의 인슐레이터(17)에 있어서의 단차의 형상에 일치시키기 때문에, 도 7에 나타내는 상태에 있어서는 도면 중, 좌측으로부터 순서대로 티스(14)를 분할 요크(110)에 부착할 필요가 있다.

그리고, 각 분할 요크(110)에 대해서, 코일(15)이 형성된 티스(14)가 9개씩 부착된 상태에서, 우선, 2개씩 분할 요크(110)를 조합해서 반둘레분의 요크를 2세트 조립한다. 이어서, 2세트의 반둘레분의 요크(이하, 「반둘레 요크」라고도 한다.)를 각각 브래킷(12)에 부착한다. 구체적으로는 2세트의 반둘레 요크를 각각 브래킷(12)의 외주측으로부터 중심을 향해서 밀어넣고, 각 반둘레 요크의 내주면을 브래킷(12)의 단차(BP)(도 2(b) 참조)에 접촉시킴으로써, 2세트의 반둘레 요크를 원환상으로 배치할 수 있다. 이 때, 한쪽의 반둘레 요크의 양단에 위치하는 티스(14)의 접촉면(CF)이 다른쪽의 반둘레 요크의 양단에 위치하는 티스(14)의 접촉면(CF)과 확실하게 접촉하고 있다. 또한, 원환상으로 배치된 각 반둘레 요크에 형성되어 있는 요크 고정용 나사 구멍(112)의 각 위치와, 브래킷(12)에 형성되어 있는 요크 고정용 나사 구멍(122)의 각 위치가 지름방향에 있어서 일치하고 있다.

즉, 브래킷(12)의 단차(BP)는 각 반둘레 요크의 내주면이 브래킷(12)의 단차(BP)에 접촉했을 때에 한쪽의 반둘레 요크의 양단에 위치하는 티스(14)의 접촉면(CF)이 다른쪽의 한쪽의 반둘레 요크의 양단에 위치하는 티스(14)의 접촉면(CF)에 확실하게 접촉하는 위치에 형성되어 있다. 추가해서, 브래킷(12)의 단차(BP)는 각 반둘레 요크의 내주면이 브래킷(12)의 단차(BP)에 접촉했을 때에 각 반둘레 요크에 형성된 요크 고정용 나사 구멍(112)의 위치와, 브래킷(12)에 형성된 요크 고정용 나사 구멍(122)의 위치가 지름방향에 있어서 어긋남이 발생하지 않는 위치에 형성되어 있다.

여기에서, 종래와 같은 원환상의 요크의 경우, 요크에 대해서 1개 1개 티스를 부착할 수 없었다. 즉, 요크에 대해서 티스를 1개씩 순서대로 부착했다고 해도 인슐레이터(17)의 맞물림부(ST)의 형상으로부터 마지막의 1개를 부착할 수 없다. 따라서, 우선, 코일(15)이 형성된 36개의 티스(14)를 전체둘레에 걸쳐서 원형으로 배치하고, 마지막으로 원환상의 요크를 원형으로 배치된 티스(14)에 부착할 필요가 있다. 이 경우, 요크에 형성된 36개의 맞물림 오목부를 1개 1개, 각 티스(14)에 형성된 맞물림 볼록부의 위치에 맞추면서, 맞물림시켜 가지 않으면 안되기 때문에, 부착 작업에 많은 시간을 필요로 하게 된다.

이것에 대해서, 본 실시형태의 요크(11)는 티스(14)가 부착된 상태의 분할 요크(110)를 조합해서 전체둘레에 걸친 요크(11)를 조립할 수 있으므로, 조립 작업의 시간을 대폭 단축할 수 있다.

또한, 종래와 같은 원환상의 요크는 그 자체의 중량이 무겁기 때문에, V 코킹에 의해 적층한 전자강판을 고정하고 있는 경우는 요크를 브래킷에 부착할 때에 자중에 의해 변형을 발생시키거나, 전자강판이 벗겨져버리거나 하고 있었지만, 본 실시형태와 같이 분할 요크(110)에 의해 요크(11)를 구성할 경우, 각 분할 요크(110)의 자중이 가벼워지므로, 그러한 우려가 없어진다.

또한, 도 3(b)에 나타낸 분할 요크(110)의 끝면(EF)은 도 3(a)에 나타낸 바와 같이 스테이터(10)의 지름방향과 평행한 면을 이루고 있었지만, 예를 들면, 도8(a)에 나타낸 바와 같이 정면으로부터 볼 때 「く」자형을 갖는 면으로 해도 좋다. 이러한 끝면으로 한 경우, 이웃하는 분할 요크(110a'와 110b', 및 110b'와 110c')가 대향하는 개소(CZ)에 있어서, 서로의 대향면이 지름방향에 대해서 각도가 생기므로, 양자의 에어갭을 작게 할 수 있고, 모터의 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들면, 도 8(b)에 나타낸 바와 같이 분할 요크(110a)'의 끝면(EFa)과 분할 요크(110b')의 끝면(EFb)이 평행하며, 분할 요크(110a')의 끝면(EFa)과, 스테이터(10)의 중심점(O)과 분할 요크(110a')의 단부(E)를 연결하는 선(OE)이 이루는 각도가 θ인 것으로 한다. 또한, 단부(E)에 있어서, 선(OE)과 직교하는 선 상에 있어서의 분할 요크(110a' 및 110b')의 간격을 GP로 한다. 이 때, 분할 요크(110a'와 110b')의 에어갭은 GP·sinθ가 되고, 간격(GP)보다 짧게 할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는 링 플레이트(13)를 통해 나사(SC)에 의해 분할 요크(110)를 브래킷(12)에 나사고정하고 있었지만, 링 플레이트(13)를 생략하고, 분할 요크(110)를 브래킷(12)에 나사고정해도 좋다. 또한, 하나로 이어진 원환상의 링 플레이트(13) 대신에 예를 들면, 복수의 원호상의 평판 플레이트를 원환상으로 배치하고, 이들의 평판 플레이트를 통해 분할 요크(110)를 브래킷(12)에 나사고정해도 좋다. 또한, 본 발명에 따른 스테이터를 아우터 로터형의 모터에 적용한 경우를 예시해서 설명했지만, 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 분할 요크의 내주측에 복수의 티스를 기립 설치하고, 스테이터의 내측에 로터를 갖는 이너 로터형의 모터에도 적용해도 좋다. 또한, 본 발명에 따른 스테이터는 모터에 한정되지 않고, 예를 들면, 대형 자동차의 보조 브레이크로서 사용되는 전자식 리타더에도 적용할 수 있다.

10: 스테이터
11: 요크
12: 브래킷
13: 링 플레이트
14: 티스
15: 코일
16: 리졸버 스테이터
17: 인슐레이터
18a, 18b, 18c: 버스바
20: 로터
22: 로터 프레임
24: 영구자석
110, 110a', 110b', 110c': 분할 요크
112, 122, 132: 요크 고정용 나사 구멍
114, 124, 134: 스테이터 고정용 나사 구멍
116: 맞물림 오목부
140: 맞물림 볼록부
182: 버스링
220: 로터 고정용 나사 구멍

Claims

단면이 직사각형인 원호형상을 갖는 복수의 블록체에 의해 구성되는 요크부와,
상기 복수의 블록체를 원환상으로 배치해서 고정하는 고정 부재와,
상기 요크부의 원주면에 기립 설치된 복수의 티스부와,
상기 복수의 티스부에 권회된 코일을 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이터.
제 1 항에 있어서,
상기 고정 부재는,
상기 요크부의 한쪽의 평면에 배치되는 원환상의 제 1 고정 부재와,
상기 요크부의 다른쪽의 평면에 배치되는 원환상의 제 2 고정 부재로 이루어지고,
상기 제 1 고정 부재 및 상기 제 2 고정 부재의 지름방향에 있어서의 폭은 상기 복수의 블록체를 원환상으로 배치한 상태로 고정할 때에 상기 요크부와 상기 티스부의 맞물림부를 덮을 수 있는 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 스테이터.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 복수의 블록체의 각각에 상기 티스부를 기립 설치한 상태로 상기 복수의 블록체를 원환상으로 배치하고, 상기 고정 부재에 의해 고정했을 때에 상기 복수의 티스부는 전체둘레에 걸쳐서 서로 접촉하지만, 상기 복수의 블록체의 상호간에는 간극이 생기는 것을 특징으로 하는 스테이터.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 요크부의 원주면 및 상기 티스부의 선단에 서로 맞물리는 맞물림부를 형성하고,
상기 복수의 블록체는 상기 제 1 고정 부재를 통해 나사에 의해 상기 제 2 고정 부재에 나사고정되고,
상기 나사고정하기 위한 나사 구멍이 상기 맞물림부에 대응하는 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스테이터.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 스테이터와,
상기 스테이터에 의해 발생되는 회전자계에 의해 회전하는 로터를 갖는 것을 특징으로 하는 모터.