JP5113428B2 - ステータおよびモータ - Google Patents

Description

本発明はステータとモータに関し、さらに詳しくは、ロータの外周または内周に配置されるステータとこのステータを備えるモータに関する。

従来、回転軸にマグネットが取り付けられたロータの外周または内周にステータが配置されてなる永久磁石同期電動機が知られている。この永久磁石同期電動機のステータは、略円筒状のステータコアの内周面または外周面に形成された突極に絶縁部材を介して駆動コイルが装着されて構成される。そして、この駆動コイルに電流が供給されることで回転磁界が発生し、ロータが回転してトルクが出力される。

例えば特許文献１に記載のステータは、図８に示すように、突極１００毎に分割された分割コア１０２に、絶縁部材１０４が一体的にモールド成形されてなるものである。また、特許文献２に記載の絶縁部材は、ロータコアに装着されるインシュレータであって、ロータコアを軸方向の両端から挟み込むように配置された分割インシュレータからなるものである。
特開平９−３２２４３９号公報 特開２００１−２８６０８５号公報

しかしながら、ステータコアに絶縁部材をモールド成形するには、ステータコア（または分割コア）を成形型の所定の部位に配置し、加熱等により溶融した絶縁性の合成樹脂材料などを成形型に注入し、冷却等により合成樹脂材料が固まるのを待って、絶縁部材が形成されたステータコアを成形型から取り出す必要がある。このようにモールド成形により絶縁部材を装着するには、ステータコアを成形型から取り出せるようになるまでに時間がかかるため、ステータコアおよびモータの生産性を向上させるのが困難であるという問題があった。

また、特許文献２のインシュレータは、ロータコアを軸方向の両側から挟み込むように装着される両インシュレータの先端部分が、互いに付き合わされるように配置される。そのため、仮に、インシュレータおよびロータコアを製造する際の公差により、インシュレータの長さ寸法がロータコアの長さ寸法よりも短くなってしまった場合は、ロータコアの表面がインシュレータに覆われないで露出してしまい、コイルとの絶縁が確保できないという問題があった。また、ロータコアの長さ寸法がインシュレータの長さ寸法より短くなってしまった場合には、両インシュレータの先端同士が当接してしまうため、インシュレータを奥まで挿入して絶縁を確保することができず、インシュレータの基端面がロータコアの両端面に当接しない。そのため、インシュレータをロータコアに隙間無く装着することができず、インシュレータがロータコアから浮き上がったり、外れてしまったりするという問題があった。

そこで、本発明の解決しようとする課題は、ステータコアと駆動コイルとの絶縁を確実に確保することができ、ステータへの絶縁部材の装着が容易なステータおよびこのようなステータを備えるモータを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係るステータは、略円柱状のステータコアの内周面または外周面から半径方向に突出し該ステータコアの軸方向に延設形成される突極が所定間隔毎に複数列設され、該各突極にはそれぞれ絶縁部材を介して駆動コイルが装着されてなるステータにおいて、前記絶縁部材は、前記各突極を前記ステータコアの軸方向の両端から挟み込むように突き合わせ状に配置される同一形状の第１および第２の分割絶縁部材からなり、該各第１および第２の分割絶縁部材は、それぞれ前記各突極の片側端面に当接する基部と、該基部に立設されて前記突極の両側面に当接する対をなす側部とが一体成形されており、前記第１および第２の分割絶縁部材に形成される前記側部の先端部は、一方は外面が窪むように、他方は内面が窪むように薄肉に形成されており、該外面が窪むように薄肉に形成された先端部と内面が窪むように薄肉に形成された先端部とが部分的に重なり合って、前記側部の内面が面一となるように係合され、前記ステータコアに形成される前記突極の側面には、前記第１および第２の分割絶縁部材に形成される前記側部の先端部が互いに重なり合って配置されている部分と、いずれか一方の分割絶縁部材に形成される前記側部の先端部だけが配置されている部分とが形成されるように前記第１および第２の分割絶縁部材が係合されていることを要旨とするものである。このような構成によれば、第１および第２の分割絶縁部材の側部の先端部が互いに重なり合って係合されているので、第１および第２の分割絶縁部材によってステータコアに形成される突極の両端面および両側面が隙間無く覆われる。従って、ステータコアの突極と駆動コイルとの間に絶縁部材が介在されて絶縁が確保される。また、ステータコアに形成される突極を第１および第２の分割絶縁部材によって長さ方向から挟み込むようにして、突極に絶縁部材が装着されるので、ステータへの絶縁部材の装着が容易になる

また、重なり合った先端部において段差が生じないため、駆動コイルの巻線が傷つけられる虞がなく、断線や漏電などを防止することが可能となる。また、駆動コイルとステータコアの突極との間に空隙が生じにくいため、ステータの磁気効率を向上させることができる。

また、第１および第２の分割絶縁部材に形成される基部が必ずステータコアの突極の両端面に当接した状態で、第１および第２の分割絶縁部材の先端部が互いに係合される。従って、第１および第２の分割絶縁部材の側部同士が支えて、第１および第２の分割絶縁部材の側部の先端部が正しく係合されなかったり、両分割絶縁部材の基部および両側部が突極の端面および両側面に当接しなかったりするのを防ぐことができる。

さらに、前記第１および第２の分割絶縁部材は、いずれも前記基部が前記突極の端面に当接することで位置決めされていることが好ましい。このように構成することで、絶縁部材が突極から外れるあるいは隙間を作ることなく正確に装着される。

また、前記第１および第２の分割絶縁部材の前記対をなす側部同士の間隔が、該側部の先端側から基端側に向けて広がるように形成されていることが好ましい。このように構成すると、分割絶縁部材をステータコアの突極に装着した状態でも、対をなす側部の間に突極が挟持され分割絶縁部材を突極に対してより安定した状態で固定することができるため作業性がよい。

さらに、前記第１および第２の分割絶縁部材の側部は可撓性を有し、当該分割絶縁部材が前記突極に装着された状態では、前記対をなす側部の先端側の間隔と基端側の間隔とが略同じになるように形成されていることが好ましい。このように構成すると、対をなす側部の間に突極が挟持され分割絶縁部材を突極に固定することができるため作業性がよい上に、絶縁部材と突極との間に隙間が生じない。そのため、駆動コイルと突極との間に隙間が生じるのを防いで、ステータの磁気効率を向上させることができる。

また、前記第１および第２の分割絶縁部材に形成される側部には、前記駆動コイルと前記ステータコアの内周面または外周面との間の絶縁を確保するための張り出し部がそれぞれ形成されていることが好ましい。このように構成するとステータコアと駆動コイルとの絶縁をより確実に確保することができる。

さらに、前記略円筒状のステータコアは、周方向に複数に分割された分割コアからなり、該各分割コアにそれぞれ前記第１および第２の分割絶縁部材を介して前記駆動コイルが装着されていることが好ましい。このようにすると、突極に絶縁部材を装着した状態で、絶縁部材の外側面に巻線を巻回してコイルを形成しやすくなる。

また、本発明に係るモータは、このようなステータに備えられた前記突極の先端面に所定の空隙を介して対向するようにロータが配置されてなることを要旨とするものである。このような構成によれば上記のステータと同様の効果を奏することができ、ステータコアと駆動コイルとの絶縁が確実に確保され、ステータへの絶縁部材の装着が容易になる。

本発明に係るステータによれば、第１および第２の分割絶縁部材の側部の先端部が互いに重なり合って係合されているので、第１および第２の分割絶縁部材によってステータコアに形成される突極の両端面および両側面が隙間無く覆われる。従って、ステータコアの突極と駆動コイルとの間に絶縁部材が介在されて絶縁が確保される。また、ステータコアに形成される突極を第１および第２の分割絶縁部材によって長さ方向から挟み込むようにして、突極に絶縁部材が装着されるので、ステータへの絶縁部材の装着が容易になる。

また、本発明に係るモータによれば、上記のステータと同様の効果を奏することができ、ステータコアと駆動コイルとの絶縁が確実に確保され、ステータへの絶縁部材の装着が容易になる。

以下に本発明の実施形態に係るステータＳおよびモータ１について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係るモータ１の軸方向の断面を示す図である。図２は、図１に示すモータ１のステータＳを構成する分割コアＳ１とこの分割コアＳ１に装着される絶縁部材１０を示す斜視図である。図３は、図２に示す絶縁部材１０を構成する分割絶縁部材１２を示す上面図である。図４（ａ）は、図２に示す分割絶縁部材１２を示す側面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ線断面を示す図であり、図４（ｃ）は、図４（ｂ）に示した側部２６の先端部１２ａ、１２ｂの断面を拡大して示した図である。図５は、図４（ａ）のＫ−Ｋ線断面を示した図である。図６（ａ）は、分割コアＳ１に絶縁部材１０が装着された状態を示す斜視図であり、図６（ｂ）は分割コアＳ１に絶縁部材１０を介して駆動コイルＣが装着された状態を示す斜視図である。図７は、駆動コイルＣが装着された分割コアＳ１が円周状に配置された状態を示す断面図である。なお、以下の説明においては、特に示した場合を除き、ロータ軸の軸方向を「長さ方向」または「軸方向」と称し、ロータの回転方向を「周方向」と称す。

（モータの構成）
図１に示すように、本発明の一実施形態に係るモータ１は、比較的出力トルクの大きい永久磁石同期電動機であって、ロータ軸ＲＳの外周にロータマグネットＲＭが装着されてなるロータＲがステータＳの内周に配置され、このステータＳが筐体２０内に収納されるとともに、ロータＲのロータ軸ＲＳが筐体２０に設けられた軸受け２２によって回転自在に支承されて構成される。

筐体２０の軸方向の一端縁（本実施形態においては、図１で下側に示す端縁）には、ロータ軸ＲＳの一方の軸端を回転自在に支承する軸受け２２が装着された底板４８が取り付けられる。この筐体２０の端縁には、給電部材１８を挿通させる挿通部２０ａが介在されており、先端が配線基板Ｐに接続された給電部材１８の基端側が筐体２０外部へ導出される。筐体２０の軸方向の他端（本実施形態においては、図１で上側に示す端縁）には、ロータ軸ＲＳの周面を支持する軸受２２が装着された蓋板５０が取り付けられる。

ステータＳは、略円筒状のステータコアＳ２の内周面に突極Ｓ１１が所定間隔毎に複数列設形成され、各突極Ｓ１１に絶縁部材１０を介して駆動コイルＣが装着されて構成される。

これらの駆動コイルＣは、巻線の巻始めと巻終わりの両端末がステータコアＳ２の一方の端縁側に配置される。本実施形態においては、図１で下側に示す端縁に配置されている（図示せず）。ステータコアＳ２のこの一方の端面には、各駆動コイルＣに電流を供給するための配線パターンが形成された配線基板Ｐが取り付けられる。そしてこの駆動コイルＣの巻線端末は配線基板Ｐに接続される。

一方、給電部材１８は、一方の端末に端子１８ａが接続され、この端子１８ａを介して配線基板Ｐに接続される。更にこの給電部材１８の他方の端末は、挿通部２０ａを介して筐体２０の外部に導出されて図示しないコネクタ等を介してモータ１の駆動電源に接続される。なお、給電部材１８には駆動コイルＣに供給される電流の大きさに応じた電線等が適用される。この

これらの各駆動コイルＣに電流が供給されることによって発生する回転磁界が、ロータＲに取り付けられたロータマグネットＲＭに作用して、ロータＲが回転し、ロータ軸ＲＳの出力端側からトルクが出力される。

本実施の形態において、ステータＳは、略円筒状のステータコアＳ２が、周方向に複数に分割された分割コアＳ１を組み合わせて構成される。

図２に示すように、各分割コアＳ１は断面略扇形に形成された円弧部Ｓ１２を有しており、この円弧部Ｓ１２の内周面Ｓ１２ａ（図中では下側に示す面）には、半径方向に突出する突極Ｓ１１が形成されている。また突極Ｓ１１は軸方向に延設するように形成されているこの分割コアＳ１の円弧部Ｓ１２は両端縁同士が当接するように周方向に並んで配置されることにより略円筒状のステータコアＳ２（図７参照）が構成され、各分割コアＳ１に設けられた突極Ｓ１１はステータコアＳ２の内周面（円弧部Ｓ１２の内周面Ｓ１２ａが連なって形成される面）において周方向に等間隔に並んで配置される。各突極Ｓ１１の先端は、ロータマグネットＲＭ（図１参照）と対向する先端面Ｓ１１ａの面積が大きくなるように、端縁が周方向に膨出してテーパ状に形成された膨出部Ｓ１１ｂを有している。なお、この分割コアＳ１は、薄板状の磁性鋼板が型抜きされた同一形状の板材Ｓ１３が積層され、ダボかしめ等により接合されて形成される。

図２に示すように、絶縁部材１０は、この分割コアＳ１を軸方向の両端面から挟み込むように突き合わせ状に配置される第１および第２の分割絶縁部材１２から構成される。それぞれの分割絶縁部材１２は、突極Ｓ１１の軸方向の端面Ｓ１１ｃに当接する内面を有する基部２４と、この基部２４に立設され突極Ｓ１１の両側面Ｓ１１ｄに当接する側部２６と、円弧部Ｓ１２の内周面Ｓ１２ａに当接する上側張り出し部２８と、突極Ｓ１１の先端に形成された膨出部Ｓ１１ｂに当接する下側張り出し部３０とが一体的に形成されている。この分割絶縁部材１２は、絶縁性の合成樹脂材料を射出成形等により成形し形成される。

図２に示すように、第１および第２の分割絶縁部材１２は、各分割絶縁部材１２の基部２４が分割コアＳ１の軸方向の端面Ｓ１１ｃに対向し、かつ両側部２６の間に突極Ｓ１１を挟み込むように配置される。これらの第１および第２の各分割絶縁部材１２を互いに接近させることで、各分割絶縁部材１２に形成される側部２６の先端部１２ａは、相手側分割絶縁部材１２に形成される側部２６の先端部１２ｂと少なくとも一部が部分的に重なり合って係合され、絶縁部材１０が分割コアＳ１に装着される。

したがって、第１および第２の分割絶縁部材１２の先端部１２ａ、１２ｂが互いに重なり合って係合されているので、第１および第２の分割絶縁部材１２によって分割コアＳ１に形成される突極Ｓ１１の両端面Ｓ１１ｃおよび両側面Ｓ１１ｄが隙間無く覆われる。これにより、分割コアＳ１の突極Ｓ１１と駆動コイルＣとの間に絶縁部材１０が介在されて絶縁が確保される。また、分割コアＳ１に形成される突極Ｓ１１を第１および第２の分割絶縁部材１２によって長さ方向（軸方向）から挟み込むようにして、突極Ｓ１１に絶縁部材１０が装着されるので、分割コアＳ１への絶縁部材１０の装着が容易になる。

（分割絶縁部材の構造）
ここで、分割絶縁部材１２の構造について説明する。図３から図５に示すように、本実施の形態において第１および第２の分割絶縁部材１２は、側部２６と上側および下側の張り出し部２８、３０の各々の先端部１２ａ、１２ｂは他の部分に比べて薄肉に形成されている。より具体的には、図４（ｃ）に示すように、第１および第２の分割絶縁部材１２に形成される両側部２６と上側および下側の張り出し部２８、３０の先端部１２ａ、１２ｂのうち、一方の先端部１２ａは外側が削り取られたように薄肉に形成され、他方の先端部１２ｂは内側が削り取られたように薄肉に形成されている。第１の分割絶縁部材１２と、第２の分割絶縁部材１２とは完全同一形状を有しており、一方の先端部１２ａは外側が削り取られたように薄肉に形成され、他方の先端部１２ｂは内側が削り取られたように薄肉に形成されている。これらの第１および第２の分割絶縁部材１２が突極Ｓ１１を介して互いに対向するように配置されることにより、第１または第２の分割絶縁部材１２の外側が削り取られたように薄肉に形成された先端部１２ａと、第２または第１の分割絶縁部材１２の内側が削り取られたように薄肉に形成された先端部１２ｂとが重なり合って配置されて互いに係合する。

このように、一方の分割絶縁部材１２に形成された側部２６と上側および下側の張り出し部２８、３０の先端部１２ａと、他方の分割絶縁部材に形成された側部２６と上側および下側の張り出し部２８、３０の先端部１２ｂとが、互い違いに薄肉に形成されていることにより、両先端部１２ａ、１２ｂが互いに重なり合って係合したときに、両先端部１２ａ、１２ｂの重なり合う部分の厚さが、各分割絶縁部材１２の側部２６と上側および下側の張り出し部２８、３０の厚さよりも厚くなってしまうことがない。

これにより、一方の分割絶縁部材１２に形成される側部２６と他方の分割絶縁部材１２に形成される側部２６の内面および外面が面一となるように同一平面内に配置される。したがって、両先端部１２ａ、１２ｂが互いに重なり合った状態において側部２６、２６の内外面に段差が生じないため、駆動コイルＣの巻線が傷つけられる虞がない。また、駆動コイルＣと分割コアＳ１の突極Ｓ１１との間に空隙が生じにくいため、ステータＳの磁気効率を向上させることができる。

さらに、上側および下側の張り出し部２８、３０にも段差が生じないため、駆動コイルＣの巻線が傷つけられて断線してしまうことがない。また、分割コアＳ１の円弧部Ｓ１２の内周面Ｓ１２ａおよび突極Ｓ１１の先端縁に形成された膨出部Ｓ１１ｂと上側および下側の張り出し部２８、３０との間に隙間が生じない。そのため駆動コイルＣの巻線が傷つけられる虞がない。また、駆動コイルＣと分割コアＳ１の突極Ｓ１１との間に空隙が生じにくいため、ステータＳの磁気効率を向上させることができる。

また、薄肉に形成された先端部１２ａ、１２ｂは、厚肉に形成された側部２６、上側および下側の張り出し部２８、３０のそれぞれの厚さの約２分の１程度の厚さを有していると良い。このような構成によれば、先端部１２ａ、１２ｂが係合されたときに、重なり合う部分の合計の厚さが、側部２６、上側および下側の張り出し部２８、３０のそれぞれの厚さとほぼ同じになる。そのため、極歯Ｓ１１の両側面Ｓ１１ｄに当接する側部２６の内側面や、駆動コイルＣが巻回される側部２６の外側面に段差が生じない。

また、各分割絶縁部材１２に形成された対からなる側部２６と上側および下側の張り出し部２８、３０の先端部１２ａ、１２ｂが、互い違いに薄肉に形成されていることにより、第１および第２の分割絶縁部材１２を完全同一形状にすることができ、部品の共通化を図ることができる。

図２および図３に示すように、分割絶縁部材１２に形成された基部２４から先端部１２ａまでの距離ｌａ（すなわち、先端部１２ａを除いた側部２６の長さ寸法）は、分割コアＳ１に形成された突極Ｓ１１の端面Ｓ１１ｃから中心までの距離ｌｂよりも小さくなるように設計されている。したがって、仮に分割絶縁部材１２および／または分割コアＳ１の公差等によって寸法にばらつきが生じ、分割コアＳ１に対して分割絶縁部材１２が大きく形成されてしまったとしても、第１および第２の分割絶縁部材１２の先端部１２ａ、１２ｂ以外の厚肉の部分同士が重なり合ってしまうことがない。また、分割絶縁部材１２に形成された基部２４から先端部１２ａの先端面までの距離ｌｃ（すなわち、先端部１２ａを含む側部２６の長さ寸法）は、分割コアＳ１に形成された突極Ｓ１１の端面Ｓ１１ｃから中心までの距離ｌｂよりも大きく形成されているため、仮に分割コアＳ１に対して分割絶縁部材１２が小さく形成されてしまったとしても、両分割絶縁部材１２、１２の先端部１２ａ、１２ｂは少なくとも部分的に重なり合って係合する。

したがって、図６（ａ）に示すように、第１および第２の分割絶縁部材１２が係合された状態において、突極Ｓ１１の側面Ｓ１１ｄ（図２参照）には、両分割絶縁部材１２に形成される側部２６と上側および下側の張り出し部２８、３０の先端部の先端部１２ａ、１２ｂが互いに重なり合って配置されている部分Ａと、いずれか一方の分割絶縁部材１２の先端部１２ａまたは１２ｂだけが配置されている部分Ｂ、Ｂとが形成される。

すなわち、第１および第２の分割絶縁部材１２の先端部１２ａ、１２ｂが係合された状態において、突極Ｓ１１の側面Ｓ１１ｄには、突極Ｓ１１の中心近傍（分割絶縁部材１２の先端側）に両分割絶縁部材１２の側部２６と上側および下側の張り出し部２８、３０の先端部１２ａ、１２ｂが互いに重なり合って配置されている部分Ａが形成されるとともに、その軸方向の両脇には、いずれか一方の分割絶縁部材１２の側部２６の先端部１２ａまたは１２ｂだけが配置されている部分Ｂ、Ｂが形成される。

このように、第１および第２の分割絶縁部材１２は、分割コアＳ１の突極Ｓ１１の表面において、いずれか一方の分割絶縁部材１２に形成される側部２６と上側および下側の張り出し部２８、３０の先端部１２ａまたは１２ｂだけが配置されている部分Ｂ、Ｂが形成されるように、所定の遊びとなる部分をもって係合される。したがって、第１および第２の分割絶縁部材１２は、両分割絶縁部材１２に形成される基部２６が分割コアＳ１の突極Ｓ１１の端面Ｓ１１ｃに当接するように位置決めされる。このようにして、両分割絶縁部材１２が、突極Ｓ１１に正確に装着される。

さらに、各分割絶縁部材１２は、図３および図５に示すように、基部２４に立設された対をなす側部２６の間隔が、側部の先端側から基端側に向けて広がるように形成されている。すなわち、両側部２６は、先端側の間隔Ｄ１が狭く、基端側（基部側）の間隔Ｄ２が広く形成されている。この両側部２６は、基端側（基部側）の間隔Ｄ２が突極Ｓ１１の幅（両側面Ｓ１１ｄの間隔）と略同じに形成されており、先端側の間隔Ｄ１は突極Ｓ１１の幅より若干小さく形成されている。

さらに、両側部２６は、合成樹脂材料からなる薄板状に形成されているため、可撓性を有している。そして、各分割絶縁部材１２の両側部２６は、先端側の間隔Ｄ１が突極Ｓ１１の幅より若干小さく形成されているので、この両側部２６、２６の先端から、突極Ｓ１１を挿入すると、両側部２６の内側面が突極Ｓ１１の両側面Ｓ１１ｄによって押し広げられる。このようにして、突極Ｓ１１に分割絶縁部材１２を装着すると、両側部２６の弾性復元力によって、突極Ｓ１１の両側面が挟み込まれて、分割絶縁部材１２が突極Ｓ１１に係止される。

このように、絶縁部材１０が突極Ｓ１１に装着された状態では、対をなす側部２６の先端側の間隔Ｄ１と基端側の間隔Ｄ２とが略同じになるように形成されている。そうすると、第１および第２の分割絶縁部材１２が互いに係合して突極Ｓ１１に装着された場合に、特許区Ｓ１１の両側面Ｓ１１ｄによって押し広げられた側部２６の復元力により各分割絶縁部材１２がそれぞれ突極Ｓ１１に係止されるため、各分割絶縁部材１２が突極Ｓ１１から外れにくい。

図６（ａ）に示すように、このようにして突極Ｓ１１の両端面Ｓ１１ｃ、両側面Ｓ１１ｄが、両分割絶縁部材１２の先端部１２ａ、１２ｂによって覆われ、分割コアＳ１の内周面Ｓ１２ａと突極Ｓ１１の膨出部Ｓ１１ｂのテーパ面は上下の張り出し部２８，３０に覆われる。

そのため、これらの先端部１２ａ、１２ｂが互いに重なり合うように係合することで、分割コアＳ１の突極Ｓ１１の両端面Ｓ１１ｃと両側面Ｓ１１ｄと円弧部Ｓ１２の内周面Ｓ１２ａが絶縁部材１０で隙間無く覆われる。そのため、分割コアＳ１と、絶縁部材１０を介して突極Ｓ１１に装着される駆動コイルＣとの間の絶縁が確実に確保される。

また、第１および第２の分割絶縁部材１２において、互いに係合される側部２６と上側および下側の張り出し部２８、３０の先端部１２ａが互い違いに薄肉に形成されているので、これらの先端部１２ａが部分的に重なり合うように係合しても、側部２６の内側面および／または外側面に段差が生じない。そのため、側部２６の内側面は突極の外周面に隙間無く当接される。また、側部２６の外側面に巻回される駆動コイルＣの巻線の表面が側部２６の先端縁により傷付けられて、断線等を起こす虞がない。

また、図２および図３（ａ）に示すように、第１および第２の分割絶縁部材１２の基部２４の上側（ステータコアＳ２の外周面側）には、後述する配線基板Ｐが載置される台座部１４が設けられている。台座部１４は、基部２４の外周方向にフランジ状に突出して形成されており、基部２４と略平行な平面状の載置面１４ａが形成されている。そして、この載置面１４ａの外周縁には、配線基板Ｐの端縁に対応する形状の位置決め壁部３２が軸方向に突出して形成されている。

また、図２および図４に示すように、この位置決め壁部３２には、分割コアＳ１に形成される突極Ｓ１１に絶縁部材１０を介して装着される駆動コイルＣの巻線端末Ｃ１、Ｃ２が挿通される絶縁部材側スリット溝３４ａ、３４ｂが形成されている。この位置決め壁部３２には２つの絶縁部材側スリット溝が形成されており、一方の絶縁部材側スリット溝３４ａは短く、他方の絶縁部材側スリット溝３４ｂは長く形成されている。この短い方の絶縁部材側スリット溝３４ａは、位置決め壁部３２の基端側まで達するように形成されており、台座部１４の載置面１４ａにもこの絶縁部材側スリット溝３４ａに対応する位置に台座部１４の外側から内側に向かって浅い溝３６ａが形成されている。また、位置決め壁部３２に形成された長い方の絶縁部材側スリット溝３４ｂは、位置決め壁部３２の先端から台座部１４を通って基部２４の近傍まで形成されており、台座部１４にもこの絶縁部材側スリット溝３４ｂに対応する位置に台座部１４の外側から内側に向かって深い溝３６ｂが形成されている。このスリット溝３４ａと浅い溝３６ａ同一線上に配置され、さらに、スリット溝３４ｂと深い溝３６ｂも同一線上に配置されている。

図６（ａ）に示すように、第１および第２の分割絶縁部材１２が、突極Ｓ１１を軸方向の両端から挟み込むように分割コアＳ１に装着されると、突極Ｓ１１の外周面は両分割絶縁部材１２の両側部２６および基部２４により隙間無く覆われる。また、円弧部Ｓ１２の内周面Ｓ１２ａは上側張り出し部２８に覆われ、突極Ｓ１１の先端に形成される膨出部Ｓ１１ｂは下側張り出し部３０に覆われる。そして、図６（ｂ）に示すように、この基部２４と側部２６の外面に駆動コイルＣが巻回されることにより、駆動コイルＣが突極Ｓ１１に装着される。

駆動コイルＣの巻き始めの巻線端末Ｃ１は、第１または第２の分割絶縁部材１２に設けられる位置決め壁部３２に形成される絶縁部材側スリット溝３４ｂに挿通されて仮固定される。そして、絶縁部材１０の側部２６および基部２４の外面に巻線が巻回されるように、絶縁部材１０が装着された分割コアＳ１が治具を介して回転される。この駆動コイルＣの巻終わりの巻線端末Ｃ２は、巻始めの巻線端末Ｃ１が挿通された絶縁部材側スリット溝３４ｂの隣に形成された絶縁部材側スリット溝３４ａに挿通されて仮固定される。駆動コイルＣの巻始めの巻線端末Ｃ１は絶縁部材１０の基部２４の外面に当接する位置から導出され、巻き終わりの巻線端末Ｃ２は基部２４の外面から駆動コイルＣの厚み分だけ離れた位置から導出されるため、巻始めの巻線端末Ｃ１は位置決め壁部３２の深い方の絶縁部材側スリット溝３４ｂに、巻終わりの巻線端末Ｃ２は浅い方の絶縁部材側スリット溝３４ａに挿通される。図６（ｂ）に示すように、駆動コイルＣの巻線の両端Ｃ１、Ｃ２は、分割コアＳ１の軸方向の一端側に配置される。

図７に示すように、このようにして絶縁部材１０を介して駆動コイルＣが装着された分割コアＳ１を周方向に並べてステータＳが構成される。このステータＳのステータコアＳ２は、複数個の分割コアＳ１が円周状に配置されて、円筒状に形成される。

ステータコアＳ２の外径と略同じ直径を有する仮固定用のリング（図示せず）内に、１２個の分割コアＳ１が、円弧部Ｓ１２の周方向の端面Ｓ１２ｂが互いに当接するように配列されて、仮固定される。このとき、各分割コアＳ１の駆動コイルＣの巻線端末Ｃ１、Ｃ２が配置されている端部は同じ側に向けて配置され、全ての分割コアＳ１に装着された駆動コイルＣの巻線端末Ｃ１、Ｃ２はステータＳの軸方向の一端側に配置される。

このようにして仮固定された分割コアＳ１を筐体２０内に収納することで、分割コアＳ１が円周上に配列された状態で固定されてステータＳとして構成される。筐体２０は、ステータＳの外周と略同一または若干小さい内径を有する円筒形状を有しており、例えばアルミなどの線膨張係数の大きい材料から形成される。まず、仮固定用のリング内に仮固定された状態では、絶縁部材１０の位置決め壁３２に形成されたスリット溝３４ａ、３４ｂに挿通されて分割コアＳ１の外周面に沿うように折り曲げられた各駆動コイルＣの巻線端末Ｃ１、Ｃ２を曲げ起こして、台座部１４から起立させる。筐体２０を予め加熱して膨張させ内径が大きくなった状態で、ステータＳが挿入される。そして、筐体２０が冷却（放熱）されて温度が下がると、熱膨張による変形が元に戻り、内径が元の大きさに戻る。これにより、分割コアＳ１が円周上に配列された状態のステータＳに筐体２０が嵌着される。筐体２０の内径とステータＳの外径は略同一または若干小さいため、ステータＳの外周面は、筐体２０内周面に圧迫され、ステータコアＳ２が抜落したり、円周上に配列された分割コアＳ１がずれてしまったりすることがない。

このように、絶縁部材１０を介して駆動コイルＣが装着された複数の分割コアＳ１が円周状に配置されると、絶縁部材１０に形成された台座部１４の載置面１４ａは同一平面上に配置される。

この載置面１４ａに配線基板を載置して、駆動コイルＣの巻始めと巻終わりの巻線端末Ｃ１、Ｃ２が配線基板に形成された配線パターンに接続され、この配線パターンにさらに給電部材１８が接続されることで、各駆動コイルＣに優雅供給される。

この実施形態に示すモータ１は１２個の駆動コイルＣをステータＳに備えた永久磁石同期電動機であって、三相交流電流が印加されて駆動される。従って、ステータコアＳに装着された１２個の駆動コイルＣは、位相のずれたｕ相、ｖ相、ｗ相の電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗが印加される三つの組に分けられ、配線基板には各相用の配線パターンが形成されている。

このようにして、突極Ｓ１１に絶縁部材１０を介して駆動コイルＣが装着された分割コアＳ１が円周状に配列され、各駆動コイルＣにｕ相、ｖ相、ｗ相の電流が供給される。そうすると、ステータＳには、ｕ相用、ｖ相用、ｗ相用の分割コアＳ１が順に並んで配置され、ステータＳの内周面には、ｕ相、ｖ相、ｗ相の突極Ｓ１１の先端面Ｓ１１ａが配置され、各駆動コイルＣに電流が供給されることで回転磁界が発生する。

（本実施の形態の主な効果）
このように構成されたモータ１によれば、第１および第２の分割絶縁部材１２、１２の側部２６と上側および下側の張り出し部２８、３０の先端部１２ａ、１２ｂが互いに重なり合って係合されているので、第１および第２の分割絶縁部材１２、１２によってステータコアＳ２に形成される突極Ｓ１１の両端面Ｓ１１ｃ、Ｓ１１ｃおよび両側面Ｓ１１ｄ、Ｓ１１ｄが隙間無く覆われる。従って、ステータコアＳ２の突極Ｓ１１と駆動コイルＣとの間に絶縁部材１０が介在されて絶縁が確保される。また、ステータコアＳ２に形成される突極Ｓ１１を第１および第２の分割絶縁部材１２、１２によって長さ方向から挟み込むようにして、突極Ｓ１１に絶縁部材１０が装着されるので、ステータＳへの絶縁部材の装着が容易になる。

また、第１および第２の分割絶縁部材１２、１２に形成される側部２６と上側および下側の張り出し部２８、３０の先端部１２ａ、１２ｂは薄肉に形成されており、先端部１２ａ、１２ｂが相手側分割絶縁部材の先端部１２ｂ、１２ａと部分的に重なり合って、側部２６の内面が面一となるように係合されるようにすると、重なり合った先端部１２ａ、１２ｂにおいて段差が生じないため、駆動コイルＣの巻線が傷つけられる虞がない。また、駆動コイルＣとステータコアＳ２の突極Ｓ１１との間に空隙が生じにくいため、ステータＳの磁気効率を向上させることができる。

さらに、第１および第２の分割絶縁部材１２、１２が係合された状態において、突極Ｓ１１の側面Ｓ１１ｄには、両分割絶縁部材１２に形成される側部２６と上側および下側の張り出し部２８、３０の先端部１２ａ、１２ｂが互いに重なり合って配置されている部分Ａと、いずれか一方の分割絶縁部材１２の先端部１２ａだけが配置されている部分Ｂ、Ｂとが形成されるようにすると、第１および第２の分割絶縁部材１２に形成される基部２４が必ず分割コアＳ１の突極Ｓ１１の両端面Ｓ１１ｃに当接した状態で、両分割絶縁部材１２、１２の先端部１２ａ、１２ｂが互いに係合される。従って、第１および第２の分割絶縁部材１２、１２の側部２６、２６同士が支えて、第１および第２の分割絶縁部材１２の側部２６と上側および下側の張り出し部２８、３０の先端部１２ａ、１２ｂが正しく係合されなかったり、両分割絶縁部材１２の基部２４および両側部２６が突極Ｓ１１の端面Ｓ１１ｃおよび両側面Ｓ１１ｄに当接しなかったりするのを防ぐことができる。

さらに、第１および第２の分割絶縁部材１２は、両分割絶縁部材１２に形成される基部２４が突極Ｓ１１の端面Ｓ１１ｃに当接することで位置決めされていることで、絶縁部材１０が突極Ｓ１１に正確に装着される。

また、各分割絶縁部材１２の対をなす側部２６同士の間隔が、側部２６の先端側から基端側に向けて広がるように形成されていると、一方の分割絶縁部材１２を分割コアＳ１の突極Ｓ１１に装着した状態でも、対をなす側部２６の間に突極Ｓ１１が挟持され分割絶縁部材１２を突極Ｓ１１に固定することができるため作業性がよい。

さらに、各分割絶縁部材１２の側部２６は可撓性を有し、絶縁部材１０が突極Ｓ１１に装着された状態では、対をなす側部２６の先端側１２ａ、１２ｂの間隔Ｄ１と基端側の間隔Ｄ２とが略同じになるように形成されていると、対をなす側部２６の間に突極Ｓ１１が挟持され分割絶縁部材１２を突極Ｓ１１に固定することができるため作業性がよい上に、絶縁部材１０と突極Ｓ１１との間に隙間が生じない。そのため、駆動コイルＣと突極Ｓ１１との間に隙間が生じるのを防いで、ステータＳの磁気効率を向上させることができる。

また、両分割絶縁部材１２に形成される側部２６には、駆動コイルＣと、分割コア１０の円弧部Ｓ１２の内周面Ｓ１２ａおよび突極Ｓ１１の先端の張り出し部Ｓ１１ｄのテーパ面との間の絶縁を確保するための上側および下側の張り出し部２８、３０がそれぞれ形成されているため、分割コアＳ１と駆動コイルＣとの絶縁をより確実に確保することができる。

さらに、略円筒状のステータコアＳ２は、周方向に複数に分割された分割コアＳ１からなり、各分割コアＳ１にそれぞれ絶縁部材１０を介して駆動コイルＣが装着されているようにすると、突極Ｓ１１に絶縁部材１０を装着した状態で、絶縁部材１０の外側面に巻線を巻回して駆動コイルＣを形成しやすくなる。

また、モータ１は、このようなステータＳに備えられた突極Ｓ１１の先端面Ｓ１１ａに所定の空隙を介して対向するようにロータＲが配置されてなるものであり、このような構成によれば上記のステータＳと同様の効果を奏することができ、ステータコアＳ２と駆動コイルとＣの絶縁が確実に確保されるとともに、ステータＳへの絶縁部材１０の装着が容易になる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施できることはもちろんである。例えば、上記実施形態では、ロータマグネットを有するロータを備え、ステータの内周にロータが配置されたインナーロータ型のモータを示したが、本発明はこれに限られるものではなく、ステータの外周にロータが配設されるアウターロータ型のモータにも適用することができる。また、上記実施形態においては、モータとして永久磁石同期電動機を適用した例を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えばステッピングモータや電磁石同期電動機などのその他の同期電動機や、誘導電動機、整流子電動機などのその他の電動機にも適用できることは言うまでもない。また、上記実施形態では、円筒状のステータコアが突極毎に分割された分割コアを適用した例を示したが、分割されていない一体のステータコアも適用できる。その場合は、上記実施形態に示したように突極毎に第１および第２の分割絶縁部材を取り付けるようにしても良いし、複数の突極に装着される第１の分割絶縁部材同士または第２の絶縁部材同士が一体的に形成されたものであっても良い。また、上記実施形態においては、第１および第２の分割絶縁部材を完全同一形状に形成し、それぞれの分割絶縁部材の一方の先端部は外側が削られたように薄肉に形成され、他方の先端部は内側が削られたように薄肉に形成された例を示したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、第１の分割絶縁部材の両先端部が外側が削られたように薄肉に形成され、第２の分割絶縁部材の両先端部が内側が削られたように薄肉に形成されていても良い。要するに、互いに係合する第１および第２の分割絶縁部材の一方の先端部は外側が削られたように薄肉に形成され、他方の先端部は内側が削られたように薄肉に形成されていればよい。

本発明の一実施形態に係るモータの軸方向の断面を示す図である。 図１に示すモータのステータを構成する分割コアとこの分割コアに装着される絶縁部材を示す斜視図である。 図２に示す絶縁部材を構成する分割絶縁部材を示す上面図である。 図４（ａ）は、図２に示す分割絶縁部材を示す側面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ線断面を示す図であり、図４（ｃ）は、図４（ｂ）に示した側部の先端部の断面を拡大して示した図である。 図４（ａ）のＫ−Ｋ線断面を示した図である。 図６（ａ）は、分割コアに絶縁部材が装着された状態を示す斜視図であり、図６（ｂ）は分割コアに絶縁部材を介して駆動コイルが装着された状態を示す斜視図である。 駆動コイルが装着された分割コアが円周状に配置された状態を示す断面図である。 従来の絶縁部材が一体的にモールド成形された分割コアを示す斜視図である。

符号の説明

１ モータ
１０ 絶縁部材
１２ 分割絶縁部材
２４ 基部（分割絶縁部材）
２６ 側部（分割絶縁部材）
２８ 上側張り出し部
３０ 下側張り出し部
３２ 位置決め壁
３４ａ、３４ｂ 絶縁部材側スリット溝
３６ａ、３６ｂ 溝
Ｃ 駆動コイル
Ｃ１、Ｃ２ 巻線端末
Ｒ ロータ
ＲＳ ロータ軸
ＲＭ ロータマグネット
Ｓ ステータ
Ｓ１ 分割コア
Ｓ１１ 突極
Ｓ１２ 円弧部
Ｓ２ ステータコア

Claims (7)

1. 略円柱状のステータコアの内周面または外周面から半径方向に突出し該ステータコアの軸方向に延設形成される突極が所定間隔毎に複数列設され、該各突極にはそれぞれ絶縁部材を介して駆動コイルが装着されてなるステータにおいて、
   前記絶縁部材は、前記各突極を前記ステータコアの軸方向の両端から挟み込むように突き合わせ状に配置される同一形状の第１および第２の分割絶縁部材からなり、該各第１および第２の分割絶縁部材は、それぞれ前記各突極の片側端面に当接する基部と、該基部に立設されて前記突極の両側面に当接する対をなす側部とが一体成形されており、
   前記第１および第２の分割絶縁部材に形成される前記側部の先端部は、一方は外面が窪むように、他方は内面が窪むように薄肉に形成されており、該外面が窪むように薄肉に形成された先端部と内面が窪むように薄肉に形成された先端部とが部分的に重なり合って、前記側部の内面が面一となるように係合され、
   前記ステータコアに形成される前記突極の側面には、前記第１および第２の分割絶縁部材に形成される前記側部の先端部が互いに重なり合って配置されている部分と、いずれか一方の分割絶縁部材に形成される前記側部の先端部だけが配置されている部分とが形成されるように前記第１および第２の分割絶縁部材が係合されていることを特徴とするステータ。
2. 前記第１および第２の分割絶縁部材は、いずれも前記基部が前記突極の端面に当接することで位置決めされていることを特徴とする請求項１に記載のステータ。
3. 前記第１および第２の分割絶縁部材の前記対をなす側部同士の間隔が、該側部の先端側から基端側に向けて広がるように形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のステータ。
4. 前記第１および第２の分割絶縁部材の側部は可撓性を有し、当該分割絶縁部材が前記突極に装着された状態では、前記対をなす側部の先端側の間隔と基端側の間隔とが略同じになるように形成されていることを特徴とする請求項３に記載のステータ。
5. 前記第１および第２の分割絶縁部材に形成される側部には、前記駆動コイルと前記ステータコアの内周面または外周面との間の絶縁を確保するための張り出し部がそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のステータ。
6. 前記略円筒状のステータコアは、周方向に複数に分割された分割コアからなり、該各分割コアにそれぞれ前記第１および第２の分割絶縁部材を介して前記駆動コイルが装着されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のステータ。
7. 請求項１から６のいずれかに記載のステータに備えられた前記突極の先端面に所定の空隙を介して対向するようにロータが配置されてなることを特徴とするモータ。

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