(57)【要約】【課題】射出成形時にステータコアの破損を抑制できる電動機を提供する。【解決手段】外郭７がモールド樹脂６でモールド成形された環状のステータ３と、ステータ３の磁極面ＭＦに対向配置されて回転するロータ２、２Ａとを備え、ステータ３のステータコア３２を、磁性粉末を圧縮成形して形成した複数の分割コア３２Ｄで構成し、分割コア３２Ｄ（ステータコア３）の磁極面ＭＦ上に、モールド成形用の金型５、５Ａから加えられる力を鍔部３２ｂの形成領域Ａを除く磁極面ＭＦに集中させて、分割コア３２Ｄに加えられる力を緩和する柱状の緩和部１０を設ける。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外郭がモールド樹脂でモールド成形された環状のステータと、前記ステータの磁極面に対向配置されて回転するロータとを備え、
前記ステータは、磁性粉末を圧縮成形して形成され前記磁極面が設けられたステータコアと、前記ステータコアの巻胴部に絶縁用のインシュレータを介在させて巻回した巻線と、  前記巻胴部に設けられ、前記磁極面の面積を広げるように突出する鍔部とを有し、
前記ステータコアの前記鍔部の形成領域を除く前記磁極面上に、同磁極面から前記ロータに向かって突設した柱状部材が設けられたことを特徴とする電動機。
【請求項２】
前記柱状部材は、前記ステータコアに形成された固定部材に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
前記固定部材は、前記インシュレータと一体に形成されたことを特徴とする請求項２に記載の電動機。
【請求項４】
前記固定部材は、前記インシュレータと別体に形成されるとともに、前記ステータに沿って環状に形成されたことを特徴とする請求項２に記載の電動機。
【請求項５】
前記固定部材は、前記磁極面と非接触に配置されることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項６】
前記磁極面は、前記モールド樹脂で覆われることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項７】
前記ステータコアは、複数の分割コアで構成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機のステータを構成するステータコアは鍔部を設けた巻胴部を有しており、この巻胴部に絶縁用のインシュレータを介在させて巻線が巻回されるのが一般的である。ところで、従来の電動機には、ステータコアを磁性粉末を圧縮成形した圧粉鉄芯で形成し、また、インシュレータを樹脂の射出成形により巻胴部と一体となるように形成したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この場合、インシュレータは巻胴部の外周から鍔部の内側面まで覆うように配置されるため、インシュレータ成形時に鍔部に樹脂の射出圧力が加わる。このため、射出圧力により鍔部が破損するのを防ぐため、射出圧力と同等以上の圧力で鍔部の外側面を金型で押圧するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２７８６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、樹脂が射出される前に金型で鍔部の外面を押圧すると、金型から磁極面に加わる力によって、鍔部が破損してしまう虞がある。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、射出成形時にステータコアの破損を抑制できる電動機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、外郭がモールド樹脂でモールド成形された環状のステータと、前記ステータの磁極面に対向配置されて回転するロータとを備え、前記ステータは、磁性粉末を圧縮成形して形成され前記磁極面が設けられたステータコアと、前記ステータコアの巻胴部に絶縁用のインシュレータを介在させて巻回した巻線と、前記巻胴部に設けられ、前記磁極面の面積を広げるように突出する鍔部とを有し、前記ステータコアの前記鍔部の形成領域を除く前記磁極面上に、同磁極面から前記ロータに向かって突設した柱状部材が設けられたことを特徴とする電動機である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記柱状部材は、前記ステータコアに形成された固定部材に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の電動機である。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記固定部材は、前記インシュレータと一体に形成されたことを特徴とする請求項２に記載の電動機である。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、前記固定部材は、前記インシュレータと別体に形成されるとともに、前記ステータに沿って環状に形成されたことを特徴とする請求項２に記載の電動機である。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、前記固定部材は、前記磁極面と非接触に配置されることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の電動機である。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、前記磁極面は、前記モールド樹脂で覆われることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動機である。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、前記ステータコアは、複数の分割コアで構成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電動機である。  
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、ステータコアの磁極面上であって、前記磁極面の面積を広げるように突出する鍔部の形成領域を除く前記磁極面上に、同磁極面から前記ロータに向かって突設した柱状部材を設けたので、モールド成形用の金型から磁極面に加えられる力を緩和できるとともに、強度に乏しい鍔部に金型から力が加わるのを避けることができるので、ステータコアが破損するのを抑制できる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、柱状部材が前記ステータコアに形成された固定部材に設けられるので、モールド樹脂の成形時に柱状部材が所定位置からズレてしまうのを防止できる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、固定部材がインシュレータと一体に形成されたので、磁極面の磁束を妨げることなく位置決め構造を簡素化できるとともに、部品点数の増加を抑えて組付工数を削減できる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、固定部材がインシュレータと別体に形成されたので、インシュレータの成形型枠構造を簡素化できる。また、固定部材がステータに沿って環状に形成されたので、ステータ全体で固定部材をより確実に位置決めできる。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、固定部材を磁極面と非接触に配置できるので、固定部材から磁極面および鍔部に力が加わるのを避けることができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明によれば、磁極面をモールド樹脂で覆ったので、磁極面や鍔部の破損を抑制し易くできるとともに、破損した場合にも破損片が落下してローラに吸着されるのを防止できる。
【００２０】
請求項７に記載の発明によれば、ステータコアを複数の分割コアで構成したことにより、各分割コアに柱状部材を設けることができ、金型からステータコアに加えられる力を、各分割コアに分散させて緩和できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態における電動機の外観図である。
【図２】電動機の回転軸を除いた分解斜視図である。
【図３】電動機の回転軸を除いた要部断面斜視図である。
【図４】分割コアの斜視図である。
【図５】分割コアに巻線を巻回した電磁石の斜視図である。
【図６】ステータを形成する基本的な工程を（ａ）〜（ｆ）に順を追って概略的に示す説明図である。
【図７】第１の実施形態の電動機を構成するステータを、１つの分割コアに例をとって示す斜視図である。
【図８】図７中、I−I線に沿った断面図である。
【図９】第１の実施形態のステータを形成する工程を（ａ）〜（ｆ）に順を追って概略的に示す説明図である。
【図１０】第２の実施形態の電動機を構成するステータを、１つの分割コアに例をとって示す分解斜視図である。
【図１１】図１０中、II−II線沿った組み付け状態の断面図である。
【図１２】図１０中、III−III線に沿った固定部材の要部拡大断面図である。
【図１３】固定部材の変形例を示す図１２に対応した要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。図１〜図３は、本発明が適用される電動機１を示し、特に、アキシャルギャップ型の電動機１を例にとって本実施形態を説明する。
【００２３】
この電動機１は、図１、図３に示すように、２つのロータ２、２Ａの間にステータ３が挟まる構成となっており、このステータ３は、複数の電磁石３１を環状に配置して形成されている（図２参照）。このように環状に配置された複数の電磁石３１は、後述するモールド樹脂６でモールド成形することにより外郭７が形成される（図６参照）。尚、図１〜図３は、モールド樹脂６を省略した状態で示してある。
【００２４】
図１、図２に示すように、２つのロータ２、２Ａは、それぞれ鋼板で円板状に形成され、ステータ２の両面に設けた磁極面ＭＦから僅かの隙間（ギャップ）を設けて対向配置される。各ロータ２、２Ａの中心には１つの回転軸４が貫通して結合され、これらロータ２、２Ａおよび回転軸４は一体となって回転するようになっている。尚、図２、図３には回転軸４を省略して示してある。また、各ロータ２、２Ａの周縁部には、ステータ２の磁極面ＭＦに対応する位置に、Ｎ極とＳ極が交互に配置されるようにして偶数の永久磁石２１が周方向に等間隔に配置されている。この永久磁石２１には、例えばボンド磁石が用いられている。
【００２５】
図３に示すように、ステータ３は、ステータコア３２と、このステータコア３２の巻胴部３２ａに絶縁部材として非伝導性で、かつ、非磁性のインシュレータ３３を介在させて巻回した巻線（銅線）３４とで構成される。ステータコア３２は、複数の分割コア３２Ｄ（図４参照）で構成され、各分割コア３２Ｄは環状に配置される。また、各分割コア３２Ｄは、磁性粉末を圧縮成形した圧粉鉄芯によって形成される。
【００２６】
分割コア３２Ｄは、それぞれに巻胴部３２ａが設けられ、また、この巻胴部３２ａの回転軸４方向の両端部に一対の鍔部３２ｂが形成され、巻胴部３２ａに巻回した巻線３４が一対の鍔部３２ｂ間に収まるようになっている。
【００２７】
そして、図３に示すように、各分割コア３２Ｄの巻胴部３２ａにインシュレータ３３を介在させて巻線３４を巻回することにより電磁石３１が形成される。この電磁石３１は、巻胴部３２ａの回転軸４方向の両端面３２ａ１、３２ａ２が磁極面ＭＦとなっている。また、鍔部３２ｂは前記端面３２ａ１、３２ａ２（磁極面ＭＦ）を広げるように円周方向へ突出され、鍔部３２ｂの回転軸４方向の両端面３２ｂ１、３２ｂ２によって磁極面ＭＦの面積が拡大される。尚、インシュレータ３３は、分割コア３２Ｄの巻胴部３２ａと一体化するように射出成形してもよく、また、インシュレータ３３を予め別体に形成して巻胴部３２ａに後付けするようにしてもよい。
【００２８】
このような構成になる電動機１のステータ３は、従来では図６（ａ）〜（ｆ）に示す工程を経て製造される。即ち、まず、ステータコア３２を構成する分割コア３２Ｄを圧粉鉄芯で形成し（ａ）、次に、この分割コア３２Ｄの巻胴部３２ａにインシュレータ３３を取り付け（ｂ）、更に、巻線３４を巻回して電磁石３１を形成する（ｃ）。
【００２９】
次に、モールド成形する射出成形機の上下金型５、５Ａ間に形成される空間に、複数の電磁石３１を環状に配置した後、上下金型５、５Ａを閉じて（型締め）電磁石３１を固定し（ｄ）、この固定した状態で側方（ステータ３の内周側および外周側）から金型５、５Ａ間に形成される空間にモールド樹脂６を射出する（ｅ）。
【００３０】
（ｄ）および（ｅ）の工程では、モールド樹脂６の射出圧力に対して金型５、５Ａが開かないように、金型５、５Ａに型締め力Ｐ１が加えられる。そして、モールド樹脂６が硬化した後に電磁石３１を金型５、５Ａから脱型すると、硬化したモールド樹脂６が外郭７となるステータ３が形成される（ｆ）。
【００３１】
図６に示した製造方法では、型締めの際に金型５、５Ａから分割コア３２Ｄの磁極面ＭＦ全体に力が加わるため、（ｄ）〜（ｆ）の工程に示したように、分割コア３２Ｄの鍔部３２ｂの付け根部に亀裂Ｃが入り易くなってしまう。
【００３２】
このため、本実施形態では、図７、図８に示すように、分割コア３２Ｄ（ステータコア３２）の磁極面ＭＦ上に、磁極面ＭＦからロータ２に向かって突設した柱状の部材である緩和部１０が設けられている。この緩和部１０はモールド成形用の金型５、５Ａから分割コア３２Ｄの磁極面ＭＦに加えられる力を緩和する。即ち、図８に示すように、緩和部１０は、巻胴部３２ａの端面３２ａ１、３２ａ２上（鍔部３２ｂの形成領域Ａ（端面３２ｂ１、３２ｂ２）を除く磁極面ＭＦ上）に、固定部材１１によって端面３２ａ１、３２ａ２上に固定されるようになっている。この端面３２ａ１、３２ａ２が強度の高い部分となる。
【００３３】
固定部材１１は、巻胴部３２ａに取り付けたインシュレータ３３の両端３３ａから磁極面ＭＦの一部を覆うようにして一体成形されることにより、インシュレータ３３と同じ絶縁材料で形成されている。そして、緩和部１０は、固定部材１１の磁極面ＭＦとは反対側となる外側面１１ａに、所定の高さｈを有する角柱状の部材を一体成形により突設している。従って、緩和部１０もインシュレータ３３と同じ絶縁材料で形成されることになる。尚、緩和部１０は、角柱状に突出するが、その形状はそれに限定される必要は無く、少なくとも磁極面ＭＦからロータ２に向かって突設した柱状であれば良い。また、緩和部１０は、端面３２ａ１、３２ａ２の略中央部に配置されることが好ましい。
【００３４】
緩和部１０を設けた本実施形態のステータ３は、図９（ａ）〜（ｆ）に示す工程を経て製造される。まず、図６（ａ）と同様に、ステータコア３２を構成する分割コア３２Ｄを圧粉鉄芯で形成する（ａ）。次に、図６（ｂ）と同様に、分割コア３２Ｄの巻胴部３２ａにインシュレータ３３を取り付けるのであるが、このインシュレータ３３の取り付けと同時に、インシュレータ３３と一体となった固定部材１１および緩和部１０が設置される（ｂ）。そして、図６（ｃ）と同様に、巻胴部３２ａにインシュレータ３３を介在させて巻線３４を巻回し、緩和部１０を設けた電磁石３１を形成する（ｃ）。
【００３５】
次に、図６（ｄ）と同様に、複数の電磁石３１を環状に配置して、モールド成形する射出成形機の上下金型５、５Ａ間に固定する（ｄ）。この固定状態では、金型５、５Ａは、固定部材１１から突出した緩和部１０に当接して、金型５、５Ａと磁極面ＭＦとの間、および金型５、５Ａと固定部材１１の外側面１１ａとの間に隙間δ１、δ２が形成されている。
【００３６】
次に、図６（ｅ）と同様に、ステータ３の内周側および外周側から金型５、５Ａ間にモールド樹脂６を射出する（ｅ）。射出されたモールド樹脂６は、巻線３４を埋めると同時に隙間δ１、δ２に侵入し、金型５、５Ａと磁極面ＭＦとの間、および金型５、５Ａと固定部材１１の外側面１１ａとの間を埋める。勿論、（ｄ）および（ｅ）の工程では、金型５、５Ａに射出圧力に対抗する型締め力Ｐ１が加えられている。
【００３７】
そして、図６（ｆ）と同様に、モールド樹脂６が硬化した後にステータ３を金型５、５Ａから脱型する（ｆ）。脱型したステータ３は、硬化したモールド樹脂６が外郭７となるが、隙間δ１、δ２に侵入したモールド樹脂６で磁極面ＭＦが覆われた状態となっている。このとき、磁極面ＭＦを覆ったモールド樹脂６に、固定部材１１および緩和部１０が埋設された状態となる。
【００３８】
以上説明した第１の実施形態の電動機１によれば、緩和部１０を磁極面ＭＦ上に配置してあるので、電磁石３１を射出成形機の上下金型５、５Ａ間に配置して型締め力Ｐ１が加えられた際に、分割コア３２Ｄの磁極面MFに加えられる力を緩和部１０に集中的に入力させることができる。緩和部１０は、分割コア３２Ｄ（ステータコア３２）の鍔部３２ｂの形成領域Ａを除く磁極面ＭＦ上、つまり、大きな強度を備えた端面３２ａ１、３２ａ２上に設けられている。従って、強度に乏しい鍔部３２ｂに力が加わるのを緩和でき、鍔部３２ｂが破損するのを抑制できる。
【００３９】
また、緩和部１０は、インシュレータ３３から一体に延設した固定部材１１によって分割コア３２Ｄ側に固定されているので、金型５、５Ａに型締め力Ｐ１が加えられた際、およびモールド樹脂６の射出圧力が作用した際に、緩和部１０が位置ズレしてしまうのを防止できる。このとき、固定部材１１がインシュレータ３３と一体に形成されているので、磁極面ＭＦの磁束を妨げることなく固定構造を簡素化できるとともに、部品点数の増加を抑えて組付工数を削減できる。
【００４０】
更に、ステータ３がモールド成形された際に、磁極面ＭＦがモールド樹脂６で覆われるので、ステータ３に外力が加わった場合でもモータ組立時等に  磁極面ＭＦや鍔部３２ｂが破損するのをより効果的に抑制できる。また、万が一、磁極面ＭＦや鍔部３２ｂが破損した場合にも、ステータ３からの破損片の脱落を、磁極面ＭＦを覆ったモールド樹脂６で阻止できるため、その破損片がローラ２、２Ａの永久磁石２１に吸着されたりするのを防止できる。
【００４１】
更にまた、緩和部１０を複数の分割コア３２Ｄ毎に設けたことにより、金型５、５Ａからステータコア３２に加えられる力を、各分割コア３２Ｄに分散させて緩和できる。
【００４２】
（第２の実施形態）
図１０から図１２は、本発明の第２の実施形態を示し、第１の実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとする。本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、固定部材１１Ａを、インシュレータ３３と別体に形成するとともに、ステータ３に沿って環状に形成したことにある。
【００４３】
図１０に示すように、固定部材１１Ａは、磁極面ＭＦの径方向寸法Ｌよりも小さい幅Ｂをもって環状に形成される。そして、図１２にも示すように、緩和部１０は、その固定部材１１Ａの外側面１１Ａａから一体成形により所定の高さｈ′をもって角柱状に突設される。勿論、この場合にあっても、緩和部１０は角柱状に限定される必要は無い。
【００４４】
また、固定部材１１Ａは、インシュレータ３３と別体に形成されているが、インシュレータ３３と同じ絶縁材料で形成してあり、これによって緩和部１０もインシュレータ３３と同じ絶縁材料で形成されることになる。尚、固定部材１１Ａは絶縁材料で形成されておればよく、必ずしもインシュレータ３３と同じ材料で形成する必要は無い。
【００４５】
そして、固定部材１１Ａは、図１１に示すように、磁極面ＭＦに接触するようにして配置される。このとき、固定部材１１Ａの緩和部１０の周方向両側方に形成した一対の位置決め孔１１Ａｂを、インシュレータ３３の磁極面ＭＦを挟んだ両端３３ａから一体に突設した一対の位置決め突起３３Ｐに嵌合してある。これにより、固定部材１１Ａを分割コア３２Ｄに位置決めして固定できるようになっている。また、本実施形態にあっても、緩和部１０は、端面３２ａ１、３２ａ２上に固定されるようになっている。
【００４６】
以上説明した第２の実施形態の電動機１によれば、緩和部１０が端面３２ａ１、３２ａ２上に配置されているので、第１の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、本実施形態によれば、固定部材１１Ａがインシュレータ３３と別体に形成されたので、インシュレータ３３の構造を簡素化することができる。更に、固定部材１１Ａがステータ３に沿って環状に形成されたので、固定部材１１Ａは緩和部１０を端面３２ａ１、３２ａ２上に固定すると共に、分割コア３２Ｄを環状に連結することができる。
【００４７】
図１３は、第２の実施形態の変形例を示し、固定部材１１Ａの両面、つまり、外側面１１Ａａと、磁極面ＭＦの対向側となる内側面１１Ａｂとの両面にそれぞれ緩和部１０を設けてある。本変形例にあっても、固定部材１１Ａは絶縁材料で形成されるとともに、両面の緩和部１０は固定部材１１Ａと一体成形により形成されている。
【００４８】
従って、本変形例によれば、固定部材１１Ａを磁極面ＭＦと非接触に配置できるので、固定部材１１Ａから磁極面ＭＦ（特に鍔部３２ｂ）に力がかかるのを避けることができる。尚、本変形例では固定部材１１Ａの両面に緩和部１０を設けた場合を述べたが、緩和部１０は、少なくとも内側面１１Ａｂに設けられておればよい。また、本変形例の緩和部１０を、固定部材１１Ａの少なくとも内側面１１Ａｂに設ける構成は、第１の実施形態の固定部材１１にも適用できる。
【００４９】
ところで、以上述べた各実施形態では、アキシャルギャップ型の電動機１に例をとって説明したが、これに限ることなく、例えば、ロータとステータとの間のギャップが径方向となるラジアルギャップ型の電動機にあっても本発明を適用することができる。また、緩和部１０は、固定部材１１、１１Ａと一体成形した場合を述べたが、緩和部１０を固定部材１１、１１Ａと別体に形成し、その別体の緩和部１０を接着等により固定部材１１、１１Ａに一体に設けることもできる。
【符号の説明】
【００５０】
１  電動機
２、２Ａ  ロータ
３  ステータ
３２  ステータコア
３２ａ  巻胴部
３２ｂ  鍔部
３２Ｄ  分割コア
３３  インシュレータ
３４  巻線
５、５Ａ  金型
６  モールド樹脂
７  外郭
１０  緩和部
１１、１１Ａ  固定部材
１１Ａｂ  内側面（磁極面の対向側）
ＭＦ  磁極面
Ａ  鍔部の形成領域
【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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