(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状のコアバックと、該コアバックから半径方向に延び、周方向に間隔をあけて複数配列されたティースとを備える磁性鋼板からなる複数のコアユニットを備え、
各コアユニットのティースが、他のコアユニットのティースとは異なる位相位置に配置され、
各前記コアユニットのティースの先端が、他方の前記コアユニット側に折り曲げられ、
前記コアユニットどうしが樹脂層を介して板厚方向に積層され、
前記樹脂層が、前記コアユニットのコアバック間であって、該コアバックの周方向に亘ってのみ配置されているステータコア。
【請求項２】
前記樹脂層が、前記コアユニットのコアバック間に周方向に間隔をあけて部分的に形成されている請求項１に記載のステータコア。
【請求項３】
前記樹脂層が、コイルが巻かれることとなるティースの基端部に配置されている請求項１又は請求項２に記載のステータコア。
【請求項４】
前記樹脂層に、気孔が形成されている請求項１に記載のステータコア。
【請求項５】
前記樹脂層が、エポキシ樹脂またはポリイミド樹脂からなり、その厚さが１０〜３０μｍである請求項１から請求項４のいずれかに記載のステータコア。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載のステータコアと、
該ステータコアの少なくとも１つのコアユニットのティースに巻かれたコイルとを備えるステータ。
【請求項７】
請求項６に記載のステータと、
該ステータのティースの先端に対向させる磁極を周方向に交互に配列してなるマグネットを有し、前記ステータに対して、その中心軸回りに回転可能に支持されたロータとを備えるモータ。
【請求項８】
前記ティースが、前記コアバックから半径方向内方に延び、
前記マグネットが、該ティースの半径方向内方に間隙をあけて対向している請求項７に記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータコア、ステータおよびモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁性鋼板からなるステータコアのティースにコイルを巻き付けた複数のコアユニットを板厚方向に重ね合わせて構成されたステータ構造が知られている（例えば、特許文献１参照。）。各コアユニットのティースは他のコアユニットのティースとは異なる位相位置に配置されているので、各コアユニットのティースにコイルを巻き付ける際のティース間隔を広く確保して巻き付け作業を容易にすることができる。
【０００３】
このような従来のモータは、コイルへの通電によって、該コイルが巻き付けられているティースが励磁され、ティースの先端に対向するロータ磁石との間の磁気吸引力および磁気反発力によってロータが回転させられる。そして、通電するコイルを高速で切り替えることで、ステータに対してロータが連続的に回転させられるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３６９４２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、磁石が対向させられるとともにコイルに通電されると、最も短い磁路が形成されるように各ティースおよびコアバックに磁気吸引力または磁気反発力が発生する。この磁気吸引力または磁気反発力は、コイルへの通電の度にステータコアに周方向および板厚方向に発生するため、コイルへの通電を高速で切り替えると、ステータに振動（スイッチングノイズ）およびこれに伴う騒音が発生するという不都合がある。
【０００６】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、コイルへの通電の切り替えによってステータに発生する振動を抑制し、騒音を低減することができるステータコア、ステータおよびモータを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、円環状のコアバックと、該コアバックから半径方向に延び、周方向に間隔をあけて複数配列されたティースとを備える磁性鋼板からなる複数のコアユニットを備え、各コアユニットのティースが、他のコアユニットのティースとは異なる位相位置に配置され、各前記コアユニットのティースの先端が、他方の前記コアユニット側に折り曲げられ、前記コアユニットどうしが樹脂層を介して板厚方向に積層され、前記樹脂層が、前記コアユニットのコアバック間であって、該コアバックの周方向に亘ってのみ配置されているステータコアを提供する。
【０００８】
本発明によれば、コアユニットどうしの間に樹脂層が介在しているので、その弾性によって一方のコアユニットに発生した振動が他方のコアユニットに伝わるのを抑制することができる。また、コアバックどうしが近接する方向に振動しても、間に介在する樹脂層を弾性変形させることで、振動が吸収、減衰され、コアバックどうしが直接接触することが防止され、騒音の発生を抑制することができる。
【０００９】
また、前記樹脂層が、前記コアユニットのコアバック間であって、該コアバックの周方向に亘ってのみ配置されているので、コアバックの周方向の位置において局部的な磁気吸引力または磁気反発力が発生しても、それによる振動および騒音の発生を効果的に抑制することができる。
【００１０】
また、上記発明においては、前記樹脂層が、前記コアユニットのコアバック間に周方向に間隔をあけて部分的に形成されていてもよい。
このようにすることで、樹脂層の剛性を低減し、一のコアユニットにおける振動が他のコアユニットに伝達されにくくすることができる。
【００１１】
この場合においては、前記樹脂層が、コイルが巻かれることとなるティースの基端部に配置されていることが好ましい。
コイルに通電されることにより、当該コイルが巻かれたティースに振動が振動の原因となる磁気吸引力または磁気反発力が発生するので、ティースの基端部に樹脂層を設けることで、振動を効果的に抑制することができる。
【００１２】
また、上記発明においては、前記樹脂層に、気孔が形成されていてもよい。
このようにすることで、コアバック間に樹脂層を全体的に介在させながら、気孔により剛性を抑制し、振動伝達の抑制効果を増大させることができる。
【００１３】
また、本発明は、上記いずれかのステータコアと、該ステータコアの少なくとも１つのコアユニットのティースに巻かれたコイルとを備えるステータを提供する。
本発明によれば、コイルに通電することによりティースが励磁されて発生する磁気吸引力または磁気反発力に基づいて、コアユニット間に発生する振動およびこれに伴って発生する騒音を抑制することができる。
【００１４】
また、本発明は、上記ステータと、該ステータのティースの先端に対向させる磁極を周方向に交互に配列してなるマグネットを有し、前記ステータに対して、その中心軸回りに回転可能に支持されたロータとを備えるモータを提供する。
本発明によれば、ステータにおける振動発生を抑制して、ロータに対し安定した磁気吸引力または磁気反発力または磁気反発力を作用させて、少ない振動で安定して回転させることができる。
【００１５】
上記発明においては、前記ティースが、前記コアバックから半径方向内方に延び、前記マグネットが、該ティースの半径方向内方に間隙をあけて対向していることとしてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、コイルへの通電の切り替えによってステータに発生する振動を抑制し、騒音を低減することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の一実施形態に係るステータコア５、ステータ２およびモータ１について、図１および図２を参照して以下に説明する。
本実施形態に係るモータ１は、図１に示されるように、円環状のステータ２と、該ステータ２の半径方向内方に配置されるロータ３とを備えている。
【００１８】
ステータ２は、例えば、周方向に等間隔をあけて配置される１８本のティース４ａ，４ｂを有するステータコア５と、該ステータコア５のティース４ａ，４ｂの内、等間隔をあけた６本のティース４ａに巻かれたコイル６とを備えている。
ステータコア５は、図２に示されるように、板厚方向に積層される２つのコアユニット７，８と、これらコアユニット７，８間に介在させられる樹脂層９とを備えている。
【００１９】
一方のコアユニット７は、円環状のコアバック７ａと、該コアバック７ａから半径方向内方に延びる６本のティース４ａとを有している。このコアユニット７の各ティース４ａは、周方向に等間隔をあけて配置されている。各ティース４ａの先端は、他方のコアユニット８側に折り曲げられている。
【００２０】
他方のコアユニット８も、円環状のコアバック８ａと、該コアバック８ａから半径方向内方に延びる１２本のティース４ｂを有している。各ティース４ｂの先端も、他方のコアユニット７側に折り曲げられている。
このコアユニット８の各ティース４ｂは、上記コアユニット７と組み合わせてステータコア５を構成したときに、当該コアユニット７のティース４ａとは異なる位相位置に配置されるようになっている。
【００２１】
樹脂層９は、２つのコアユニット７，８のコアバック７ａ，８ａ間に全周にわたって配置されている。樹脂層９は、例えば、エポキシ樹脂あるいはポリイミド樹脂のように電気絶縁性の樹脂材料により構成されている。樹脂層９の厚さは、約１０〜３０μｍである。
【００２２】
ロータ３は、ステータ２の中心位置に配置され、その中心軸線回りにステータ２に対して回転可能に支持された円柱状部材１０の外周部に、半径方向外方に向かう磁極を周方向に交互に異ならせて円環状に配列された永久磁石１１を備えている。永久磁石１１の外周面とステータ２の各ティース４ａ，４ｂの先端面との間には微小空隙が形成されている。
【００２３】
このように構成された本実施形態に係るステータコア５、ステータ２およびモータ１の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係るモータ１において、ステータ２に対してロータ３を回転させる場合、コアユニット７のティース４ａに巻かれたコイル６に通電することにより、通電されたコイル６の巻かれているティース４ａを励磁する。そして、通電するコイル６を周方向に順次切り替えていく。
【００２４】
これにより、当該ティース４ａの半径方向内方に微小空隙をあけて対向している永久磁石１１から、隣接するティース４ｂおよびコアバック７ａ，８ａを介した磁気回路が形成されティース４ａと永久磁石１１との磁気中心のずれに基づく磁気吸引力または磁気反発力によってロータ３に回転力が発生する。
各ティース４ａ，４ｂには、発生する磁路を最短にしようとする磁気吸引力または磁気反発力が発生するので、磁気中心が偏心している場合には、コイル６への通電の切り替えによってティース４ａ，４ｂおよびコアバック７ａ，８ａに振動が発生する。
【００２５】
この場合において、本実施形態に係るステータコア５およびステータ２によれば、互いに重ね合わせられるコアバック７ａ，８ａ間に樹脂層９が設けられているので、ティース４ａ，４ｂに作用する磁気吸引力または磁気反発力によって発生する振動は、樹脂層９を弾性変形させることにより吸収および減衰させられる。その結果、一方のコアユニット７において発生した振動が他方のコアユニット８に伝達され難く、通電の切替によるステータ２の振動を抑制することができる。また、樹脂層９が介在しているためにコアバック７ａ，８ａどうしが直接接触することが防止され、通電の切り替えによる騒音の発生を防止することができる。
【００２６】
なお、本実施形態においては、２つのコアユニット７，８を板厚方向に積層することでステータコア５を構成することとしたが、これに代えて、３以上のコアユニットを積層してステータコア５を構成することにしてもよい。また、周方向に間隔をあけた１８個のティース４ａ，４ｂを有するステータを例示したが、これに限定されるものではない。
【００２７】
また、一方のコアユニット７のティース４ａのみにコイル６を巻き付けた場合について説明した。このようにすることで、図２に示されるように、ティース４ａ間の幅を広げてコイル６の巻き付け作業を容易にすることができるとともに、一方のコアユニット７のティース４ａのみにコイル６を巻き付ければ済むので、作業性を向上することができる。
また、これに限定されるものではなく、２以上のコアユニット７，８のティース４ａ，４ｂにコイル６を巻き付けることにしてもよいし、同一のコアユニット７，８内においてコイル６を巻き付けるティース４ａと巻き付けないティース４ｂとが混在していてもよい。
【００２８】
また、本実施形態においては、コアユニット７，８間に介在させる樹脂層９として、コアバック７ａ，８ａ間に全周にわたって均一に介在させられるものを例示したが、これに代えて、図３に示されるように、周方向に間隔をあけて部分的に配置されていてもよい。このようにすることで、樹脂層９の剛性を低減し、コアユニット７，８間の振動の伝達をさらに抑制することができる。
【００２９】
また、この場合には、コイル６が巻かれたティース４ａの基端部近傍に樹脂層９が設けられていることが好ましい。この部分における振動が最も大きくなる可能性が高いので、このようにすることで、樹脂層９により、振動を効果的に吸収、抑制することができるという利点がある。
【００３０】
また、図４に示されるように、コアバック７ａ，８ａ間に全周にわたって介在させられる樹脂層９が、その内側に複数の気孔９ａを有することにしてもよい。このようにすることで、コアユニット７，８間に全周にわたって均一に樹脂層９を介在させつつ、樹脂層９の剛性を低減して、振動の伝達を効果的に防止することができる。
【００３１】
また、樹脂層９として、コアバック７ａ，７ｂ間のみに介在させたものを例示したが、ティース４ａとコイル６との間を電気的に絶縁するために塗布される絶縁性被膜と同じ材料によって樹脂層９を構成することにしてもよい。この場合、コイル６を巻き付ける側のコアバック７ａおよびティース４ａの全体に絶縁性被膜を設けることにしてもよい。
【００３２】
また、樹脂層９の材料としてエポキシ樹脂またはポリイミド樹脂を例示したが、これに代えて、他の任意の樹脂材料を採用してもよい。
特に、電気的に絶縁性の高い樹脂材料を使用することにより、渦電流の発生を抑えることができるという利点がある。また、絶縁性の樹脂材料に鉄粉のような導電性粒子を分散させた樹脂層９を使用することで、渦電流を防止しつつ、コアバック７ａ，８ａ間の磁束形成を容易にすることができるという利点がある。
また、ロータに設けたマグネットとして永久磁石を例示したが、これに代えて、電磁石を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係るモータを示す平面図である。
【図２】図１のモータに備えられるステータを示す分解斜視図である。
【図３】図２のステータの変形例を示す分解斜視図である。
【図４】図２のステータの他の変形例を示す部分的な斜視図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  モータ
３  ロータ
４ａ，４ｂ  ティース
５  ステータコア
６  コイル
７，８  コアユニット
７ａ，８ａ  コアバック
９  樹脂層
９ａ  気孔
１１  永久磁石（マグネット）
【図１】
0005477885.tif 000002
【図２】
0005477885.tif 000003
【図３】
0005477885.tif 000004
【図４】
0005477885.tif 000005