(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに回転自在に支持され永久磁石を有するインナーロータと、該インナーロータの外周面と対向して電機子コイルを巻装した所定数の磁極を有するステータとを有する電動モータにおいて、前記ステータは、前記ハウジングに形成された収納凹部内に嵌合保持され、各磁極単位で分割された積層鋼板で構成される複数の分割磁極が、その外周側の基部における円周方向端部が、円周方向の移動を許容するように、一方が三角形状の係合凸部に形成され、他方が前記係合凸部に係合する三角形状の係合凹部に形成され、さらに前記基部の外周縁部に厚み方向に延長する凹部が形成され、該凹部の底面に前記積層鋼板を一体化するための溶接部が形成されていることを特徴とする分割磁極型電動モータ。
【請求項２】
前記分割磁極は、前記凹部の円周方向両端にハウジングとの接触面が形成され、前記係合凸部と前記接触面との連接位置に前記係合凹部の先端と係合しない非係合部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１つに記載の分割磁極型電動モータ。
【請求項３】
前記分割磁極は、係合凹部の最深部に係合凸部側に向かうスリ割りが形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の分割磁極型電動モータ。
【請求項４】
前記係合凸部及び係合凹部は、三角形の頂角が基部の内径側に設定されて係合凹部の内径側で誤差を吸収するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の分割磁極型電動モータ。
【請求項５】
前記係合凸部の頂角を前記係合凹部の頂角に対して僅かに大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１つに記載の分割磁極型電動モータ。
【請求項６】
前記係合凸部及び係合凹部の先端部に円弧状の面取り部を形成し、係合凸部の面取り部の半径を係合凹部面取り部の半径より大きく設定したことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１つに記載の分割磁極型電動モータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸受に支持されたインナーロータと電機子コイルを巻装した所定数の磁極を有するステータとを有する電動モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電動モータとしては、例えば特開平９−１４９６１６号公報に記載されたものがある。
【０００３】
この従来例には、ハウジングに軸受によって回転自在に支持された永久磁石で構成されるインナーロータと、このインナーロータの周りに配設された円筒状の磁気ヨークとその内周面に半径方向に延長して一体に形成された電機子コイルが巻装される多数の磁極とで構成されるステータとを有するブラシレスモータが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例にあっては、ステータが磁気ヨークとこれと一体に形成された多数の磁極とで構成され、各磁極に電機子コイルが巻装されるように構成されているので、各磁極に対する電機子コイルの装着はロータ側（内側）からしか行うことができないため、各磁極の周りの巻線スペースにおける巻線の占める占積率が少なくなって発熱量が多くなり、しかも各磁極のロータ側の端部間の円周方向のスロット間隙を広くとらざるを得ず、コギングトルクが発生すると共に、ロータとしての永久磁石側から見て磁束の流れ難いスロット間隙が大きいので、磁束を有効利用することができない等の未解決の課題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、ステータの磁極に対する電機子コイルの巻装を容易に行うことができると共に、占積率を向上させ、さらにスロット間隙を小さくすることができる磁極分割型電動モータを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る磁極分割型電動モータは、ハウジングに回転自在に支持され永久磁石を有するインナーロータと、該インナーロータの外周面と対向して電機子コイルを巻装した所定数の磁極を有するステータとを有する電動モータにおいて、前記ステータは、前記ハウジングに形成された収納凹部内に嵌合保持され、各磁極単位で分割された積層鋼板で構成される複数の分割磁極が、その外周側の基部における円周方向端部が、円周方向の移動を許容するように、一方が三角形状の係合凸部に形成され、他方が前記係合凸部に係合する三角形状の係合凹部に形成され、さらに前記基部の外周縁部に厚み方向に延長する凹部が形成され、該凹部の底面に前記積層鋼板を一体化するための溶接部が形成されていることを特徴としている。
【０００７】
この請求項１に係る発明においては、ステータが各磁極単位に分割された分割磁極によって構成され、各分割磁極の基部における円周方向の両端に、三角形状の係合凸部及び係合凹部が接合時に円周方向の移動を許容するように形成されているので、各分割磁極に電機子コイルを巻装してから分割磁極同士を外周側の基部における円周方向端部の係合凸部及び係合凹部を互いに係合させることにより、ステータを構成することができ、スロット間隙を小さくしても電機子コイルを巻装することが可能となる。このとき、分割磁極同士の係合が外周側の基部に設けた係合凸部及び係合凹部で行われることにより、寸法公差の余裕代を大きくとることができ、分割磁極同士の係合を容易に行ってステータの組み立て作業を容易に行うことが可能となる。
【０００８】
なお、分割磁極同士と互いに係合させた状態で円筒状ハウジングに嵌合させて一体化してステータを構成するようにすることが好ましい。
また、前記分割磁極同士の係合は、分割磁極の一端に係合凹部を形成し、他端に係合凸部を形成するか、又は一方の分割磁極には円周方向の両端に係合凹部を形成し、他方の分割磁極には円周方向の両端に係合凸部を形成し、係合凹部と係合凸部とを係合させることによって行うことが好ましい。
【０００９】
さらに、係合凹部及び係合凸部の形状としては、方形状、楔状、円弧状等を適用することができ、このとき、係合凹部側に係合凸部との確実な係合を確保するためのスリ割りを設けることが好ましい。
【００１０】
さらに、各分割磁極の基部は円周方向の両端側の２点で円筒状ハウジングに接触するように構成することが磁極の捩れ等を防止すると共に、モータの発生トルクに対して磁極が傾くことを防止するうえで好ましい。
【００１１】
さらにまた、各分割磁極の基部における係合凸部は係合凹部を押し広げる関係で係合することが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態を示す縦断面図であって、図中、１は全体として電動モータを示し、この電動モータ１は、ハウジング２内にインナーロータ３及びステータ４が配設された構成を有する。
【００１３】
ハウジング２は、図１に示すように、所定間隔を保って対向されるハウジング半体２Ａ及び２Ｂと、これらハウジング半体２Ａ及び２Ｂ間に後述するステータ４を嵌合した状態でハウジング半体２Ａ及び２Ｂを締め付けるスルーボルト２Ｃとで構成されている。
【００１４】
各ハウジング半体２Ａ及び２Ｂの夫々は、図１に示すように、内面側にステータ４を嵌合保持する収納用嵌合凹部２ａが形成されていると共に、中心部にステータ４の外形より小さい内径の透孔２ｂが形成されている。
【００１５】
インナーロータ３は、図２に示すように、ハウジング２を構成するハウジング半体２Ａ及び２Ｂの透孔２ｂ内に配設された軸受６によって回転自在に支持された円柱状のロータ本体７を有し、このロータ本体７の外周面に例えば２４個の永久磁石８が等間隔で貼着されている。これら永久磁石８の夫々は、表裏方向に着磁され、これらがロータ本体７の外周面に、円周方向に交互にＮ極及びＳ極を繰り返すように貼着されている。
【００１６】
一方、ステータ４は、図２に示すように、円筒状の磁気ヨーク１１と、この磁気ヨーク１１の内周面に円周方向に等間隔に配設され内方に突出する３６個の磁極１２とを有し、磁気ヨーク１１が各磁極単位に３６分割された３６個の分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ36を円周方向に組み合わせることにより構成されている。
【００１７】
これら分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ36の夫々は、鋼板を複数枚積層した積層鋼板で構成され、図３に拡大図示したように、磁気ヨーク１１を構成する円弧状の基部１３と、その内周面側の中央部から半径方向に突出する磁極部１４と、この磁極部１４の先端に形成されたインナーロータ３の永久磁石８に所定間隙を介して対向する歯部１５とで構成され、磁極部１４に直接又は静電塗装による絶縁層かボビンを介して電機子コイル１６が巻装されている。
【００１８】
ここで、基部１３における円周方向の左端には、その厚み方向の中央部にハウジング２の軸方向に延長する断面方形の凸条でなる係合凸部１７が突出形成され、右端には係合凸部１７が係合する断面方形の係合凹部１８が形成され、係合凸部１７の基部１３の円周方向端面からの突出長さＬが係合凹部１８の基部１３の円周方向端面からの深さＨより短めとなるように選定されている。
【００１９】
そして、各分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ36を図２に示すように夫々係合凹部１８内に時計方向側に隣接する分割磁極の係合凸部１７を係合させ且つ円周方向の端面同士を接触させる関係で連結することにより、それらの基部１３によって円筒状の磁気ヨーク１１を形成するステータ４を構成し、この状態で各電機子コイル１６を例えば２つ置きに順次接続して例えば３相スター結線されている。
【００２０】
このステータ４が図１に示すようにハウジング２を構成するハウジング半体２Ａ及び２Ｂに嵌合保持される。
すなわち、ステータ４の一端をハウジング半体２Ａの収納用嵌合凹部２ａ内にその端面が嵌合凹部２ａの底面２ｅに当接するように嵌合させ、他端をハウジング半体２Ｂの収納用嵌合凹部２ａ内にその端面が嵌合凹部２ａの底面２ｅに当接するように嵌合させ、この状態でハウジング半体２Ａ及び２Ｂ間にスルーボルト２Ｃを挿通して締め付けることにより、各分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ36が一体化される。
【００２１】
この分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ36の嵌合と同時に、ハウジング半体２Ａ及び２Ｂの透孔２ｂ内に軸受６を装着したインナーロータ３を挿通し、軸受６をハウジング半体２Ａ及び２Ｂの透孔２ｂ内に嵌合させ、その後にナット２１を螺合させることにより、インナーロータ３をハウジング２に回転自在に保持する。
【００２２】
そして、インナーロータ３の回転位置がインナーロータ３の軸受６より外方に突出した軸部に取付けたインナーロータ３の永久磁石８の位置に対応したスリットを外周縁部に有するスリット円板２３と、このスリット円板２３の外周縁部を挟むようにハウジング半体２Ａの外側面に配設されたフォトインタラプタ２４とによって検出され、この検出信号に応じてステータ４の電機子コイル１６への通電が制御される。
【００２３】
このように、上記第１の実施形態によると、ステータ４が磁極単位に所定数の分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ36に分割されているので、これら分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ36に電機子コイル１６を巻装した後に、これら分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ36をその外周側の基部１３に形成した係合凸部１７及び係合凹部１８を係合させることにより、一体化することができる。したがって、互いに隣接する分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ36が半径方向にずれることがなく、それらの歯部１５とインナーロータ３の永久磁石８との間のエアギャップを所定値に保持することができると共に、分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ36の円周方向の寸法公差を比較的大きく設定しても、内周面側の歯部１５のスロット間隙に与える影響を少なくすることができ、さらに分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ36を連結した状態でハウジング半体２Ａ及び２Ｂの収納用嵌合凹部２１に嵌合するだけで、容易にステータ４を構成することができ、溶接等の接合手段を必要としないので、組み立てを容易に行うことができる。
【００２４】
しかも、分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ36に電機子コイル１６を巻装してからこれらを連結してステータ４を形成するので、各分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ36における隣接する歯部１５間の間隔即ちロータ側の永久磁石側から見て磁束の流れ難いスロット間隙を狭めることができ、磁束を有効利用することができると共に、急激なリラクタンス変化を抑制して、コギングトルクの発生を抑制することができ、回転ムラを抑制することができる。
【００２５】
また、分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ36に夫々電機子コイル１６を直接巻装するようにしているので、電機子コイル１６の占積率を向上させて、発熱量を抑制することができる。
【００２６】
次に、本発明の第２の実施形態を図４について説明する。
この第２の実施形態は、上記第１の実施形態では係合凸部１７の厚みに対して係合凹部１８の幅が狭いときには、両者の係合関係が得られず分割磁極同士を連結することができない状態となる可能性があるため、これを解消するようにしたものである。
【００２７】
この第２の実施形態では、図４に示すように、分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ36における基部１３の円周方向端面に形成された係合凸部１７が断面方形の凸条に代えて先端に行くに従って厚みが薄くなる略二等辺三角形の楔状の係合凸部１７Ａに変更され、これに応じて係合凹部１８も略二等辺三角形の楔状の係合凹部１８Ａに変更されていることを除いては前記第１実施例における図３と同様の構成を有し、図３との対応部分には同一符号を付しその詳細説明はこれを省略する。
【００２８】
この第２の実施形態によると、係合凸部１７Ａ及び係合凹部１８Ａが共に楔状に形成されているので、各分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ36を連結する場合に、楔状係合凹部１８Ａ内に楔状係合凸部１７Ａを確実に挿入することができると共に、楔状係合凹部１８Ａ側では多少の変形を許容することができるので、分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ36の係合凸部１７Ａが係合凹部１８Ａに対して大きめとなった場合でも両者の係合関係を維持することが可能となり、ステータ４の組み立てを容易に行うことができる。
【００２９】
次に、本発明の第３の実施形態を図５及び図６について説明する。
この第３の実施形態においては、ステータ４をハウジング半体２Ａ及び２Ｂに嵌合する際の位置決め性を向上させると共に、姿勢変化を防止するようにしたものである。
【００３０】
すなわち、第３の実施形態では、例えば２７個の分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ27が、図５に示すように、前述した第２の実施形態における図４の構成において、基部１３の外周縁部の中央部に厚み方向に延長する凹部３１が形成され、これによって前述したように分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ27を連結してステータ４を構成し、これをハウジング半体２Ａ及び２Ｂに嵌合させる際における収納用嵌合凹部２ａの内周面と接触する２つの接触面Ｆ１及びＦ２が形成され、凹部３１の底面に各分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ27を構成する積層鋼板を一体化するための溶接部３２が設けられていることを除いては図４と同様の構成を有し、図４との対応部分には同一符号を付しその詳細説明はこれを省略する。
【００３１】
この第３の実施形態によると、分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ27を連結してステータ４を構成し、これをハウジング半体２Ａ及び２Ｂに嵌合させる際に、各分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ27の基部１３の２つの接触面Ｆ１及びＦ２が図６に示すように収納用嵌合凹部２ａの内周面に接触して２点接触状態となる。
【００３２】
このため、各分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ27における基部１３の外周面の仕上げ精度が多少劣る場合でも、分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ27を連結してステータ４を構成し、これをハウジング半体２Ａ及び２Ｂに嵌合させる際に、分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ27の基部１３が確実に収納用嵌合凹部２ａに当接することになり、電機子コイル１６を通電制御してインナーロータ３を回転させて駆動トルクを発生させたときに歯部１５がぐらついて振動や騒音発生要因となることを確実に防止することができる。
【００３３】
また、駆動トルクが発生した際に各分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ27の磁極部１４に変形が生じても基部１３側でハウジング半体２Ａ及び２Ｂに対する接触点が変化することはなく、基部１３の接触面Ｆ１及びＦ２とハウジング半体２Ａ及び２Ｂのの収納用嵌合凹部２ａとを密着させて磁路を確保することができ、磁束密度が変化することを確実に防止することができる。
【００３４】
さらに、凹部３１の底面で積層鋼板の溶接を行うことができ、この溶接部３２が接触面Ｆ１及びＦ２より外方に突出してハウジング半体２Ａ及び２Ｂとの嵌合に影響を与えることを確実に回避することができる。
【００３５】
次に、本発明の第４の実施形態を図７について説明する。
この第４の実施形態では、前述した第３の実施形態において、分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ27を連結してステータ４を構成し、これをハウジング半体２Ａ及び２Ｂに嵌合させる際に、係合凸部１７Ａ及び係合凹部１８Ａの係合位置で段差ができることを防止するようにしたものである。
【００３６】
この第４の実施形態では、図７に示すように、前述した第３の実施形態における図５において、係合凸部１７Ａと接触面Ｆ１との連接位置に係合凹部１８Ａの先端部と係合しない切欠でなる非係合部３５が形成されていることを除いては、図５と同様の構成を有し、図５との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００３７】
この第４の実施形態によれば、各分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ27を連結してステータ４を構成したときに、１つの分割磁極ＰＭi の係合凹部１８Ａの外側傾斜面における最上部がこれに係合する分割磁極ＰＭi+1 の係合凸部１７Ａに形成された非係合部３５と対向することになり、係合凹部１８Ａの外側傾斜面における最上部が半径方向に内方に撓むことが可能となるので、ステータ４を構成してハウジング半体２Ａ，２Ｂに嵌合させる際に互いに係合する係合凹部１８Ａ及び係合凸部１７Ａの係合位置で段部が形成されることを回避することができ、良好な結合関係を得ることができる。
【００３８】
次に、本発明の第５の実施形態を図８について説明する。
この第５の実施形態では、各分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ27を連結してステータ４を構成したときに、互いに係合する係合凸部１７Ａ及び係合凹部１８Ａで、係合凸部１７Ａの頂角が係合凹部１８Ａの頂角より大きい場合であっても、これらを互いに連結してステータ４を構成したときに、円周長が増大することを防止するようにしたものである。
【００３９】
すなわち、この第５の実施形態では、図８に示すように、係合凹部１８Ａの最深部に係合凸部１７Ａ側に向かうスリ割り３７が形成されていることを除いては、前述した第２の実施形態と同様の構成を有し、図４との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００４０】
この第５の実施形態によると、１つの分割磁極ＰＭi の係合凹部１８Ａに対して他の分割磁極ＰＭi+1 の係合凸部１７Ａを係合させるときには、係合凸部１７Ａの頂角θ1 が係合凹部１８Ａの頂角θ2 に対して大きい場合に、係合凹部１８Ａに対する係合凸部１７Ａの挿入深さが浅くなるが、本実施形態では、係合凹部１８Ａ内に係合凸部１７Ａを係合させて押し込んだときに、楔効果によって係合凹部１８Ａがスリ割り３７によって僅かに開くことになり、正規の挿入深さを確保することができ、これによって各分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ27を連結したときの円周長を設計長と略一致させることができ、ハウジング半体２Ａ，２Ｂへの嵌合を容易に行うことができる。
【００４１】
次に、この発明の第６の実施形態を図９について説明する。
この第６の実施形態は、上記第５の実施形態において、係合凸部１７Ａを頂角が小さめの係合凹部１８Ａに係合させたときに、この係合凹部１８Ａの半径方向外側が外方に開いて、各分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ27を連結したステータ１３の外周径が増加することを防止するようにしたものである。
【００４２】
この第６の実施形態においては、図９に示すように、各分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ27の係合凸部１７Ａ及び係合凹部１８Ａの形状が夫々が二等辺三角形状から頂角が内径側に設定されて、外径側の傾斜面Ｅ１が内径側の傾斜面Ｅ２に比較して長く設定され、且つ係合凹部１８Ａの傾斜面Ｇ１及びＧ２の連接位置にスリ割り３７が形成されていることを除いては前述した第５の実施形態と同様の構成を有し、図８との対応部分には同一符号を付しその詳細説明はこれを省略する。
【００４３】
この第６の実施形態によると、前述した第５の実施形態と同様に、１つの分割磁極ＰＭi の係合凹部１８Ａに対して他の分割磁極ＰＭi+1 の係合凸部１７Ａを係合させる場合に、係合凸部１７Ａの頂角θ1 が係合凹部１８Ａの頂角θ2 に対して大きいときには、スリ割り３７の存在によって係合凸部１７Ａが係合凹部１８Ａの傾斜面を押し広げることになるが、係合凹部１８Ａの外径側の傾斜面Ｇ１に対して内径側の傾斜面Ｇ２が短く、内径側端面との間の厚みが薄いので、傾斜面Ｇ２側が押し広げられることになり、外径側が外方に膨出することを確実に防止することができ、各分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ27の外周縁をハウジング半体２Ａ，２Ｂの収納用嵌合凹部２ａの内周縁に正確に接触させた状態で嵌合させることができ、ステータ４の組み立て精度を向上させることができる。
【００４４】
次に、本発明の第７の実施形態を図１０について説明する。
この第７の実施形態は、各分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ27を連結してステータ４を構成するときの係合状態をより確実に行うようにしたものである。
【００４５】
すなわち、第７の実施形態では、図１０に示すように、係合凸部１７Ａの頂角θ１を係合凹部１８Ａの頂角θ２に対して僅かに大きくなるように設定したことを除いては前述した第２の実施形態と同様の構成を有し、図４との対応部分には同一符号を付しその詳細説明はこれを省略する。
【００４６】
この第７の実施形態によると、各分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ27を連結してステータ４を構成する際に、係合凸部１７Ａを係合凹部１８Ａに挿入したときに、係合凹部１８Ａが必ず係合凸部１７Ａによって押し広げられることになり、確実な係合関係が得られ、分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ27がぐらつくことなく正確に組み立てることができる。
【００４７】
なお、上記第７の実施形態においては、各分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ27の係合凸部１７Ａの頂角θ１を係合凹部１８Ａの頂角θ２より大きく設定する場合につい説明したが、これに限定されるものではなく、図１１に示すように、係合凸部１７Ａ及び係合凹部１８Ａの頂角θ１及びθ２を同一とするが、係合凸部１７Ａ及び係合凹部１８Ａの先端部に夫々円弧状の面取り部４０及び４１を形成し、面取り部４０の半径Ｒ１を面取り部４１の半径Ｒ２より大きく設定することにより、上記第６の実施形態と同様に分割磁極同士の確実な係合関係を得ることができる効果が得られる。
【００４８】
次に、本発明の第８の実施形態を図１２について説明する。
この第８の実施形態は、前述した第３の実施形態と同様に、ステータ４をハウジング半体２Ａ及び２Ｂに嵌合する際の位置決め性を向上させるようにしたものである。
【００４９】
すなわち、第８の実施形態では、図１２に示すように、各分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ27における基部１３の外周面が磁極部１４の中心を通る中心線ＬＣと直交し、且つ係合凸部１７Ａ及び係合凹部１８Ａの開始点ａ及びｂを結ぶ平坦面４５に形成されいることを除いては前述した第２の実施形態と同様の構成を有し、図４との対応部分には同一符号を付しその詳細説明はこれを省略する。
【００５０】
この第８の実施形態によると、分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ27を連結してステータ４を構成し、これをハウジング半体２Ａ及び２Ｂに嵌合させる際に、各分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ27の基部１３の外周面が平坦面に形成されているので、これらがハウジング半体２Ａ及び２Ｂの収納用嵌合凹部２ａの内周面に接触することはなく、係合凸部１７Ａ及び係合凹部１８Ａの開始点ａ及びｂの２点のみが収納用嵌合凹部２ａに嵌合することなる。
【００５１】
このため、各分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ27における基部１３の外周面の仕上げ精度が多少劣る場合でも、分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ27を連結してステータ４を構成し、これをハウジング半体２Ａ及び２Ｂに嵌合させる際に、分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ27の基部１３が安定して収納用嵌合凹部２ａに当接することになり、電機子コイル１６を通電制御してインナーロータ３を回転させて駆動トルクを発生させたときに歯部１５がぐらついて振動や騒音発生要因となることを確実に防止することができる。
【００５２】
また、駆動トルクが発生した際に各分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ27の磁極部１４に変形が生じても基部１３側でハウジング半体２Ａ及び２Ｂに対する接触点が変化することを確実に防止することができる。
【００５３】
さらに、平坦面４５の中央部で積層鋼板の溶接を行うことができ、この溶接部が開始点ａ及びｂを通る収納用嵌合凹部２ａの円弧面より外方に突出してハウジング半体２Ａ及び２Ｂとの嵌合に影響を与えることを確実に回避することができる。
【００５４】
次に、本発明の第９の実施形態を図１３について説明する。
この第９の実施形態は各分割磁極における係合凸部１７Ａ及び係合凹部１８Ａの形状を簡略化したものである。
【００５５】
この第９の実施形態では、図１３に示すように、各分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ27の基部１３における係合凸部１７Ａが二等辺三角形状に代えて外周面側から内周面側に左下がりの斜めに直線的に切り落とされて１つの傾斜係合面５０を有する直角三角形状に形成され、これに応じて係合凹部１８Ａも外周面側から左下がりの斜めに基部１３と磁極部１４との連接点ｃに向けて直線的に切り落とされて１つの傾斜係合面５１を有する形状に形成されていることを除いては前記第２の実施形態と同様の構成を有し、図４との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００５６】
この第９の実施形態によると、１つの分割磁極ＰＭi の係合凸部１７Ａを隣接する他の分割磁極ＰＭi-1 の係合凹部１８Ａに係合させて連結する。
このとき、係合凸部１７Ａと係合凹部１８Ａとは両者の１つの傾斜係合面５０及び５１を互いに係合させているだけであるので、傾斜係合面５０及び５１の係合方向に移動可能となるが、係合凹部１８Ａの傾斜係合面５１はその内周面側が基部１３と磁極部１４との連接点ｃまで延長していることにより、係合凸部１７Ａが内方側に移動しようとしたときにその傾斜係合面５０の内側先端が連結点ｃにおける磁極部１４に当接してその移動が規制され、各分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ27の係合状態が保持されてステータ４が構成される。
【００５７】
そして、このステータ４をハウジング半体２Ａ及び２Ｂの収納用嵌合凹部２ａに嵌合させることにより、一体化される。
このように、第９の実施形態によると、係合凸部１７Ａ及び係合凹部１８Ａを共に１つの傾斜係合面５０及び５１を設けるだけの簡易な形状で分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ27の連結状態を保持することができ、各分割磁極ＰＭ1 〜ＰＭ27を容易に形成することができ、製造コストを低減させることができる。
【００５８】
なお、上記第１〜第９の実施形態においては、係合凸部１７，１７Ａ及び係合凹部１８，１８Ａの形状が方形又は三角形状である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図１４に示すように、係合凸部１７Ａを半円筒状係合凸面６０とし、これに応じて係合凹部１８Ａを半円筒状係合凹面６１としても、両者を良好に係合させて結合することができ、この場合も前記第３〜第８の実施形態と同様の実施形態を適用することができ、さらに６角，８角等の多角筒状係合面とすることもできる。
【００５９】
また、上記第１〜第９の実施形態においては、分割磁極数を３６又は２７とした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、３の倍数の任意の磁極数とすることができ、また電機子コイル１６の結線方式もスター結線に限らずデルタ結線等の任意の結線方式を適用することができ、さらに相数も３相に限らず、４相、６相等の任意の相数を設定することができる。
【００６０】
さらに、上記第１〜第９の実施形態においては、ハウジング２をハウジング半体２Ａ及び２Ｂとスルーボルト２Ｃとで構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、一端を開放した有底円筒状のケース体とその開放端部を閉塞する端板とで構成することもでき、任意の構成とすることができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る分割磁極型電動モータによれば、ステータが各磁極単位に分割された分割磁極によって構成されているので、各分割磁極に電機子コイルを巻装してから分割磁極同士を外周側の基部における円周方向端部で互いに係合させることにより、ステータを構成することが可能となり、隣接する磁極間のスロット間隙を小さくしても電機子コイルを確実に巻装することができ、占積率を向上させて、発熱低減を図ることができると共に、スロット間隙を小さくすることができるので、インナーロータの永久磁石の磁束を有効利用することができるうえ、コギングトルクが少なくなり、さらに分割磁極同士の係合が外周側の基部に設けた係合凸部及び係合凹部で円周方向の移動を許容することができ、寸法公差の余裕代を大きくとることができ、分割磁極同士の係合を容易に行ってステータの組み立て作業を容易に行うことが可能となるという効果が得られる。
しかも、ステータが、前記ハウジングに形成された収納凹部内に嵌合保持されているので、ステータの外周長が収納凹部によって規制されて正確な円周長に形成することができるという効果が得られる。さらに、分割磁極は、積層鋼板で構成され、前記基部の外周縁部に厚み方向に延長する凹部が形成され、該凹部の底面に前記積層鋼板を一体化するための溶接部が形成されているので、溶接部が凹部の両端に形成されるハウジングとの接触面より外方に突出してハウジングとの嵌合に影響を与えることを確実に回避することができると共に、凹部の両端の接触面でハウジングに接触しているので、分割磁極の磁極部に変形が生じても基部側でのハウジングに対する接触点が変化することはなく、磁路を確保することができ、磁束密度が変化することを確実に防止することができるという効果が得られる。
また、請求項２に係る発明によれば、各分割磁極の基部における係合凸部側の外周面に係合凹部の先端と係合しない非係合部が形成されているので、係合凸部と係合凹部とを係合させたときに、係合凹部の外周側先端が非係合部に対向することになり、この先端部が半径方向に内方に撓むことが可能となり、ステータを構成してハウジングに嵌合させる際に互いに係合する係合凹部及び係合凸部の係合位置で段部が形成されることを回避することができ、良好な結合関係を得ることができるという効果が得られる。
さらに、請求項３に係る発明によれば、係合凹部の最深部に係合凸部側に向かうスリ割りが形成されているので、係合凸部の頂角が係合凹部の頂角に対して大きい場合に、楔効果によって係合凹部がスリ割りによって僅かに開いて正規の挿入深さを確保することができ、分割磁極を連結したときの円周長を摂家長と略一致させることができ、ハウジングへの嵌合を容易に行うことができるという効果が得られる。
また、請求項４に係る発明によれば、係合凸部及び係合凹部は、三角形の頂角が基部の内径側に設定されて係合凹部の内径側で誤差を吸収するように構成されているので、係合凹部の外径側が外側に膨出することを確実に防止することができ、ステータの組み立て精度を向上させることができるという効果が得られる。
さらに、請求項５に係る発明によれは、係合凸部の頂角を係合凹部の頂角に対して僅かに大きくなるように設定されているので、係合凸部を係合凹部に挿入したときに、係合凹部が必ず係合凸部によって押し広げられることになり、確実な係合関係が得られる、分割磁極がぐらつくことなく正確に組み立てることができるという効果が得られる。
さらにまた、請求項６に係る発明によれば、係合凸部及び係合凹部の先端部に円弧状の面取り部を形成し、係合凸部の面取り部の半径を係合凹部面取り部の半径より大きく設定したので、請求項５の発明と同様に分割磁極同士の確実な係合関係を得ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１の拡大横断面図である。
【図３】図２の分割磁極の拡大図である。
【図４】本発明の第２の実施形態を示す分割磁極の拡大図である。
【図５】本発明の第３の実施形態を示す分割磁極の拡大図である。
【図６】第３の実施形態における分割磁極の連結状態を示す図である。
【図７】本発明の第４の実施形態を示す分割磁極の拡大図である。
【図８】本発明の第５の実施形態を示す分割磁極の拡大図である。
【図９】本発明の第６の実施形態を示す分割磁極の拡大図である。
【図１０】本発明の第７の実施形態を示す分割磁極の拡大図である。
【図１１】本発明の第７の実施形態の変形例を示す分割磁極の拡大図である。
【図１２】本発明の第８の実施形態を示す分割磁極の拡大図である。
【図１３】本発明の第９の実施形態を示す分割磁極の拡大図である。
【図１４】本発明の他の実施形態を示す分割磁極の拡大図である。
【符号の説明】
１  電動モータ
２  ハウジング
２Ａ，２Ｂ  ハウジング半体
２ａ  収納用嵌合凹部
３  インナーロータ
４  ステータ
８  永久磁石
ＰＭ1 〜ＰＭ36  分割磁極
１３  基部
１４  磁極部
１５  歯部
１６  電機子コイル
１７，１７Ａ  係合凸部
１８，１８Ａ  係合凹部
３１  凹部
３５  非係合部
３７  スリ割り
４０，４１  面取り部
４５  平坦面
５０，５１  傾斜係合面
６０，６１  円筒状係合面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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