(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の鉄心板を積層して構成され、端部には楔状凸部または楔状凹部を有する単位コアを複数備え、この単位コアを隣接配置して構成されたステータコアを有するモータにおいて、
前記単位コアの前記楔状凹部は、隣りの単位コアの前記楔状凸部と少なくとも一部に隙間を存して嵌合しており、
かつ、
各単位コアは、合成樹脂の溶融液を射出する工程を経て一体的に連結されており、
さらに、
前記隙間には、前記合成樹脂が存在していることを特徴とするモータ。
【請求項２】
複数の鉄心板を積層して構成されている単位コアを複数備え、この単位コアを隣接配置して構成されたステータコアを有するモータにおいて、
前記単位コアの端部間隔は、少なくとも一部において０．０１ｍｍ以上であり、
前記単位コアの端部間隔が０．００ｍｍのときよりも鉄心損失指数が小さいことを特徴とするモータ。
【請求項３】
複数の鉄心板を積層して構成された単位コアを複数備え、この単位コアを隣接配置して構成されたステータコアを有するモータにおいて、
隣接配置された前記ステータコア間の離間距離は０．０１ｍｍ以上で０．１５ｍｍ以下であることを特徴とするモータ。
【請求項４】
前記隙間は、０．０１ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２記載のモータ。
【請求項５】
前記鉄心板は、珪素鋼板であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか記載のモータ。
【請求項６】
前記合成樹脂は、電気絶縁性を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか記載のモータ。
【請求項７】
前記ステータコアは、前記単位コアを前記合成樹脂により一体モールド成形することにより一体的に連結されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか記載のモータ。
【請求項８】
前記モータはアウターロータ形であることを特徴とする請求項１ないし請求項３記載のモータ。
【請求項９】
複数の鉄心板を積層して構成され、一方の端部には楔状凸部を有し、他方の端部には楔状凹部する複数の単位コアを、前記楔状凸部と隣の単位コアの楔状凹部とを隙間を存して嵌合させて配置する工程と、
前記隙間に合成樹脂が入り込む射出圧で射出成形して、各単位コアを一体モールド成形する工程とを備えることを特徴とするモータの製造方法。
【請求項１０】
前記単位コアの端部間隔は、０．０１ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下であることを特徴とする請求９記載のモータの製造方法。
【請求項１１】
前記鉄心板は、珪素鋼板であることを特徴とする請求項９記載のモータの製造方法。
【請求項１２】
前記合成樹脂は、電気絶縁性を有することを特徴とする請求項９記載のモータの製造方法。
【請求項１３】
前記ステータコアは、前記単位コアを前記合成樹脂により一体モールド成形することにより一体的に連結されていることを特徴とする請求項９記載のモータの製造方法。
【請求項１４】
前記モータはアウターロータ形であることを特徴とする請求項９記載のモータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層鉄心から構成された単位コアを複数備え、この単位コアを連結してステータコアを構成するようにしたモータ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２ないし図１５には、従来のモータのステータの一例を示している。ステータコア１は複数の単位コア２を連結して構成されている。各単位コア２は、多数の鉄心板２ａを積層して構成されている。この複数の単位コア２は、相互に連接され且つ鉄製のドーナツ円板状の連結部材３、４により挟まれた形態で、これら連結部材３、４及び単位コア２をねじ止めすることにより、相互に連結されている。
【発明が解決しようとする課題】
この状態で各単位コア２の連接部分（図１５参照）では、隣り合う単位コア２の鉄心板２ａ同士が接触している。この場合鉄心板２ａは上下面が電気絶縁膜により絶縁されており、その連接部分では、理想的には図１２の矢印方向Ａのみに導通し軸方向（積層方向）Ｂには導通しないが、単位コア２が僅かに軸方向にずれていたり、あるいは鉄心板にばりあるいは反りが発生していたりすると、連接部分全面が軸方向に短絡して、渦電流損失が増大するといった問題がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電流損失を少なくし、しかも磁気抵抗による損失もなくし、総じて鉄心損失を少なくできるステータを有するモータ及びその製造方法を提供するにある。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の鉄心板を積層して構成され、端部には楔状凸部または楔状凹部を有する単位コアを複数備え、この単位コアを隣接配置して構成されたステータコアを有するモータにおいて、前記単位コアの前記楔状凹部は、隣りの単位コアの前記楔状凸部と少なくとも一部に隙間を存して嵌合しており、かつ、各単位コアは、合成樹脂の溶融液を射出する工程を経て一体的に連結されており、さらに、前記隙間には、前記合成樹脂が存在していることを特徴とするモータである。
また、複数の鉄心板を積層して構成されている単位コアを複数備え、この単位コアを隣接配置して構成されたステータコアを有するモータにおいて、前記単位コアの端部間隔は、少なくとも一部において０．０１ｍｍ以上であり、前記単位コアの端部間隔が０．００ｍｍのときよりも鉄心損失指数が小さいことを特徴とするモータである。
また、複数の鉄心板を積層して構成された単位コアを複数備え、この単位コアを隣接配置して構成されたステータコアを有するモータにおいて、隣接配置された前記ステータコア間の離間距離は０．０１ｍｍ以上で０．１５ｍｍ以下であることを特徴とするモータである。
【０００４】
また、前記隙間は、０．０１ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下であることを特徴とする前記モータである。
前記鉄心板は、珪素鋼板であることを特徴とする前記モータである。
前記合成樹脂は、電気絶縁性を有することを特徴とする前記モータである。
複数の鉄心板を積層して構成され、一方の端部には楔状凸部を有し、他方の端部には楔状凹部する複数の単位コアを、前記楔状凸部と隣の単位コアの楔状凹部とを隙間を存して嵌合させて配置する工程と、前記隙間に合成樹脂が入り込む射出圧で射出成形して、各単位コアを一体モールド成形する工程とを備えることを特徴とするモータの製造方法である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施例につき図１ないし図４を参照しながら説明する。まず図２にはインナーロータ永久磁石形のモータ１１を示している。このモータ１１のロータ１２は、回転軸１３にロータヨーク１４を取着すると共にこのロータヨーク１４に界磁手段たる永久磁石１５を取着して構成されている。一方、ステータ１６はステータコア１７のティース部１９ｂに巻線１８を巻装して構成されている。上記巻線１８と永久磁石１５とが円周方向で対向するようにして上記ステータコア１７とロータ１２とが組立てられている。これにてモータ１１が構成される。
上記ステータコア１７は複数例えば３つの単位コア１９を連結して構成されている。すなわち、各単位コア１９は、図３に示すように、多数の鉄心板２０を積層して構成されている。この鉄心板２０は、上下面に絶縁膜が形成された珪素鋼板を所定形状に打ち抜いて形成されたものである。
鉄心板２０が積層された各単位コア１９は、円弧状のヨーク部１９ａと、これの内径側へ突出するように形成されたティース部１９ｂとを有する。そして、各端部１９ｄは平坦状をなし、この端部１９ｄの外径側には連結突起部１９ｃが形成されている。各隣接配置される単位コア１９の端部１９ｄ同士が離間保持部材２１を介して突き合わされ、連結突起部１９ｃ同士を連結具２２にて連結することにより各単位コア１９が連結されてステータコア１７が構成されている。
【０００６】
上記離間保持部材２１は電気絶縁材製（例えばポリエステル製）の例えば０．１［ｍｍ］のフィルムから構成されている。
図４には、本発明者による鉄心損失の調査結果を示している。特性線Ｃは、単位コアの鉄心板にばりや反りが発生しておらず、且つ軸方向にずれなく連結されているといった理想条件のステータコアの場合において、単位コアの端部間隔ｄを０．００［ｍｍ］から０．２００［ｍｍ］まで変化させたときの鉄心損失の変化を示している。特性線Ｄは実使用品（不可避的に微小なばりや反りあるいは連結端部の軸方向のずれがある）のステータコアの場合の鉄心損失の変化を示している。
特性線Ｃにおいて、端部間隔ｄが０．００［ｍｍ］のとき、つまり端部同士が周方向に導通し軸方向には絶縁されているときを鉄心損失指数Ｔｓ「１」としたとき、鉄心損失指数Ｔｓは、端部間隔ｄが０．０２［ｍｍ］ぐらいまで減少するがその後漸次増加してゆき端部間隔ｄが０．１５［ｍｍ］を超えると、磁気抵抗が徐々に大きくなって鉄心損失指数Ｔｓ「１」よりも大きくなってしまう。
特性線Ｄにおいては、端部間隔ｄがほぼ０．０１［ｍｍ］までは鉄心損失指数Ｔｓ「１」以上を示している。これは端部同士が微小接触しているからであると考えられる。この分が鉄心損失が多いという従来の欠点たるところである。端部間隔ｄがほぼ０．０１［ｍｍ］以上となると鉄心損失は減少してゆき、０．０５［ｍｍ］ぐらいから徐々に特性線Ｃと同様に増加してゆき、端部間隔ｄが０．１５［ｍｍ］を超えると、鉄心損失指数Ｔｓ「１」よりも大きくなってしまうという傾向がある。
【０００７】
従って、端部間隔ｄを０．０１［ｍｍ］以上で０．１５［ｍｍ］以下に設定することは鉄心損失減少にとって効果的であることが判る。
このように本実施例によれば、隣接配置される単位コア１９間を離間させる電気絶縁材製の離間保持部材２１を設けたから、隣合う単位コア１９間の絶縁を図ることができて、渦電流損失を少なくできるようになり、鉄心損失を少なくできる。
特に本実施例によれば、単位コア１９の離間距離を０．０１［ｍｍ］以上で０．１５［ｍｍ］以下の範囲内である０．１［ｍｍ］に設定したから、渦電流損失の減少を図り得ると共に磁気抵抗の増大化も抑え得るところとなり、全体的な鉄心損失を少なくできる。
さらに本実施例によれば、離間保持部材２１をフィルム状の合成樹脂の電気絶縁材から構成したから、比較的簡単な構成により鉄心損失の減少を図ることができる。
図５ないし図７は本発明の第２の実施例を示している。この場合、ロータ３０はアウターロータ形であり、ステータコア３１は、各単位コア３２を合成樹脂により一体モールド成形することにより一体的に連結した構成とされている。また、単位コア３２の一方の端部には楔状凸部３２ａが形成され、他方の端部には楔状凹部３２ｂが形成されている。
【０００８】
このステータコア３１を製造するについては、まず、単位コア３２を成形型３３（型の一部の概略構成を図７に示す）のキャビティ３３ａに配置する。この時、各単位コア３２は、隣り合う単位コア３２の楔状凸部３２ａと楔状凹部３２ｂとが０．０３［ｍｍ］以上で０．１５［ｍｍ］以下の範囲内の隙間が存するように嵌合された形態となるように、配置固定されている。そして、この成形型３３に合成樹脂（例えばポリフェノールサルファイドやポリエチレンテレフタレート）の溶融液を射出して、前記隙間にも合成樹脂を充填させる。この後、合成樹脂を固化させて電気絶縁層３４を形成している。この電気絶縁層３４には離間保持部材として機能する。
すなわち、この実施例では、単位コア３２相互の隙間に合成樹脂層３４ａ（図６参照）が存在することで電気絶縁層３４が離間保持部材として機能するものである。ただし、この場合、単位コア３２相互間にその合成樹脂層３４ａが充填されていなくても、外側に存する電気絶縁層３４が各単位コア３２を動き止め状態に連結するから、上記合成樹脂層３４ａの有無に関係なく、この電気絶縁層３４は離間保持部材として機能するものである。そして、この電気絶縁層３４は、単位コア３２を連結するための連結手段としても機能するものであり、つまり、離間保持部材と連結手段とが兼用された構成であり、部品数の削減を図ることができる。
【０００９】
また、この実施例においては、単位コア３２の端部同士の所定隙間を０．０１［ｍｍ］以上で０．１５［ｍｍ］以下の範囲内に設定しているから、射出形成によるモールド成形時に、その射出圧を過度に高くしなくても、隣合う単位コア３２間に合成樹脂が良好に入り込むようになり、もって、単位コア３２間を離間状態に確実に保持できる。
図８は本発明の第３の実施例を示している。第１の実施例で示した単位コア１９の端部１９ｄを、図８（ｂ）で示すように加熱手段例えば誘導加熱装置４１により所定温度以上（後述のポリエステル系粉体の融点を超える温度以上）となるように誘導加熱し、そして、同図（ｃ）で示すように、ポリエステル系粉体が空気中に浮遊しているチャンバー４２に入れる。これにより、単位コア１９の端部１９ｄに前記粉体が薄膜状に溶融付着し、その後、固化する。この結果、同図（ｄ）に示すように単位コア１９の端部に離間保持部材４３が形成される。この場合、この離間保持部材４３を０．０１［ｍｍ］以上で０．１５［ｍｍ］以下の厚みに形成している。
そして、各単位コア１９を第１の実施例と同様に連結する。この連結状態では、各単位コア１９の端部間に前記離間保持部材４３が介在するから、第１の実施例と同様に鉄心損失の減少を図ることができる。
【００１０】
特にこの実施例によれば、必要部位（単位コア１９の端部）にのみ離間保持部材４３を設けることができると共に、薄肉厚の離間保持部材４３を容易に形成できるようになり、製作性の向上が図れる。なお、各単位コア１９の一方の端部に離間保持部材４３を形成したが、両端部に離間保持部材４３を形成しても良い。この場合、単位コア１９の連結状態で、端部間に離間保持部材４３が２層介在することになるから、１層分の離間保持部材４３の厚み寸法を０．００５［ｍｍ］以上で０．０７５［ｍｍ］以下の厚みに設定すれば良く、要するに、端部間に介在する離間保持部材４３の合計厚み寸法が、単位コア１９の端部同士の離間距離を０．０１［ｍｍ］以上で０．１５［ｍｍ］以下とするような寸法に設定すれば良い。
図９ないし図１１は本発明の第４の実施例を示している。図９に示されるステータコア５１は、多スロット数のものであり、単位コア５２の個数も多い。各単位コア５２の両端部には、第２実施例（図５参照）と同様に、楔状凸部５２ａ及び楔状凹部５２ｂがそれそれ形成されている。そして、この単位コア５２は、それぞれ電気絶縁材製（例えばポリエステル製）の上部材５３ａと下部材５３ｂとからなる離間保持部材５３により一体的に連結保持されている。
【００１１】
すなわち、上部材５３ａ及び下部材５３ｂには、各単位コア５２のヨーク部５２ｃと各ティース部５２ｄの胴部５２ｄ′とに嵌合し得る形状に形成されており、各単位コア５２を相互に連結した状態で、この連結形態の単位コア５２を上下から挟むように嵌合し、もって、各単位コア５２を動き止め状態に連結する。このとき、この離間保持部材５３により前記楔状凸部５２ａ及び楔状凹部５２ｂが所定隙間（０．０１［ｍｍ］以上で０．１５［ｍｍ］以下）離間するように保持される構成となっている。
この実施例においても離間保持部材５３が連結手段を兼用するから、部品数の削減を図ることができる。
なお、本発明は上記各実施例に限られずに、例えば、電気絶縁材の材質はポリエステルや、ポリフェノールサルファイドあるいはポリエチレンテレフタレートに限られるものではない等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できるものである。
【００１２】
【発明の効果】
本発明は以上の説明から明らかなように、複数の鉄心板を積層して構成された単位コアを複数備え、この単位コアを連結してステータコアを構成するようにしたモータにおいて、電流損失を少なくできるとともに、磁気抵抗による損失も少なくでき、総じて鉄心損失を少なくできるといった効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す単位コア連結部分の横断平面図
【図２】モータの平面図
【図３】単位コア連結部分の縦断正面図
【図４】単位コアの端部間隔と鉄心損失との関係を示す図
【図５】本発明の第２の実施例を示すモータの横断平面図
【図６】モータの一部の拡大横断平面図
【図７】製造方法を説明するための成形型部分の横断平面図
【図８】本発明の第３の実施例を示すところの製造工程説明の平面図
【図９】本発明の第４の実施例を示すステータ及び離間保持部材の分解斜視図
【図１０】ティース部分での縦断側面図
【図１１】ティース胴部部分での縦断正面図
【図１２】従来例を示すステータコアの平面図
【図１３】ステータコアの部分的斜視図
【図１４】ステータコアの部分的分解斜視図
【図１５】単位コア連結部分の縦断面図
【符号の説明】
１６はステータ、１７はステータコア、１８は巻線、１９は単位コア、２０は鉄心板、２１は離間保持部材、３１はステータコア、３２は単位コア、３２ａは楔状凸部、３２ｂは楔状凹部、３３は成形型、３４は電気絶縁層（離間保持部材）、４１は誘導加熱装置、４２はチャンバー、４３、５３は離間保持部材を示す。
【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】
0003655269.tif 000009
【図９】
0003655269.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003655269.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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