(57)【要約】【課題】ボビンとティース部との間の熱抵抗を低減可能であることは勿論のこと、部品点数が少なく、組立が容易で低コスト化が達成されたステータ及びこのステータが搭載されたモータを提供する。【解決手段】バックヨーク部２２とバックヨーク部２２から延出する複数のティース部２３とを有するステータコア１１と、ティース部２３の外周面を覆う絶縁性のボビン１４と、ボビン１４を介して各ティース部２３に集中的に捲回されたコイル１７を備え、ティース部２３は、延出基端側から先端側に向けて細くなるテーパ形状を有し、コイル１７が捲回されたボビン１４は、ティース部２３の延出基端側に向けて押圧され、ステータコア１１に固定される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックヨーク部と当該バックヨーク部から延出する複数のティース部とを有するステータコアと、前記ティース部の外周面を覆う絶縁性のボビンと、前記ボビンを介して前記各ティース部に集中的に捲回されたコイルと、を備えたステータであって、
前記ティース部は、延出基端側から先端側に向けて細くなるテーパ形状を有し、
前記コイルが捲回されたボビンは、前記ティース部の延出基端側に向けて押圧され、前記ステータコアに固定されてなるステータ。
【請求項２】
前記ボビンが２つの分割部材からなる請求項１記載のステータ。
【請求項３】
前記ボビンは、前記ティース部のテーパ形状に相補したテーパ形状を有する請求項１または２記載のステータ。
【請求項４】
前記バックヨーク部に係合部を形成し、前記２つの分割部材のうち一方の分割部材に、前記係合部と係合する非係合部を形成してなり、
前記ボビンは、前記係合部と前記非係合部との係合により前記ステータコアに固定される請求項２または請求項３記載のステータ。
【請求項５】
前記係合部は、前記バックヨーク部の前記ティース部が延出する面とは反対側の面に形成された突起であり、
前記非係合部は、前記ボビンを前記ティース部に取付けた際に前記突起が挿入される穴である請求項４記載のステータ。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のステータが搭載されてなるモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集中巻モータ用のステータ及びこのステータが搭載されてなるモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータの効率、小型・軽量化、コスト低減等を実現するモータとして、集中巻モータが使用されている。この集中巻モータには、通常、バックヨーク部と当該バックヨーク部から延出する複数のティース部とを有し且つ積層された電磁鋼板で形成されたステータコアと、前記ティース部の外周面を覆う絶縁性のボビンと、前記ボビンを介して前記各ティース部に集中的に捲回されたコイルとを備えたステータが搭載されている。
【０００３】
この集中巻モータのステータは、モータを回転させるために通電することによりコイルが発熱して温度上昇が生じる。この温度上昇値が大きい場合、所定の温度上昇値以下とするためにモータを大型化せざる得ない場合がある。したがって、モータを効果的に小型化するためには、前記温度上昇を低減させることが必要であり、そのためにはコイルで発生する熱を効率よくステータコアのティース部に伝達させ、外部へ放熱することが重要である。
【０００４】
コイルで発生する熱をステータコアのティース部に効率よく伝達させるには、ボビンとティース部との間の熱抵抗を低減する必要があり、このためには、ボビンとティース部との接触面積を大きくすることが効果的である。
【０００５】
一方、ティース部の胴部の幅寸法が、ティース部のバックヨーク部側からエアギャップ側に向かうにつれ小さくなり、かつティース部先端(エアギャップ側)で幅寸法が大きくなっている形状のステータコアの場合、ボビンを直接ティース部に嵌め込むことができないため、ボビンを２つに分割し、ティース部の外周面を覆うように、分割した２つのボビン同士を互いに反対側から嵌合し、ボビンとティース部の接触面積を確保するのが一般的である。しかしながら、この方法では、ボビンとティース部との密着度は、それぞれの部品単品の寸法精度によって決まることになるため、必ずしも十分な接触面積を確保できるとは言えないのが実状である。
【０００６】
そこで、ボビンを３つに分割し、ティース部とボビンの接触面積を大きくし、熱抵抗を低減するようにしたステータが搭載されたモータが紹介されている。（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２００４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ボビンを３つに分割する従来技術では、ボビンとティース部との間の熱抵抗は低減できるが、部品点数が増加するため、組立が難しくなり、製造コストも増加する。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、ボビンとティース部との間の熱抵抗を低減可能であることは勿論のこと、部品点数が少なく、組立が容易で低コスト化が達成されたステータ及びこのステータが搭載されたモータ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】
【００１０】
この目的を達成するため本発明は、バックヨーク部と当該バックヨーク部から延出する複数のティース部とを有するステータコアと、前記ティース部の外周面を覆う絶縁性のボビンと、前記ボビンを介して前記各ティース部に集中的に捲回されたコイルと、を備えたステータであって、前記ティース部は、延出基端側から先端側に向けて細くなるテーパ形状を有し、前記コイルが捲回されたボビンは、前記ティース部の延出基端側に向けて押圧され、前記ステータコアに固定されてなるステータを提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ボビンとティース部との間の熱抵抗を低減可能であり、部品点数が少なく、組立が容易で低コスト化が達成されたステータ及びこのステータが搭載されたモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態にかかるステータが搭載されたモータの全体を示す正面図である。
【図２】本発明の実施形態にかかるステータの一部を示す正面図である。
【図３】図２に示すIII−III線に沿った断面図である。
【図４】図３に示すIV−IV線に沿った断面図である。
【図５】本発明の実施形態にかかるステータのボビンを示す分解斜視図である。
【図６】本発明の他の実施形態にかかるステータコアの一部を示す正面図である。
【図７】本発明の他の実施形態にかかるステータコアの一部を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明の実施形態に係るステータ及びこのステータが搭載されたモータについて図面を参照して説明する。なお、以下に記載される実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施形態にのみ限定するものではない。したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、様々な形態で実施することができる。
【００１４】
図１は、本実施形態にかかるステータが搭載されたモータの全体を示す正面図、図２は、図１に示すステータの一部を示す正面図、図３は、図２に示すIII−III線に沿った断面図、図４は、図３に示すIV−IV線に沿った断面図、図５は、図１に示すステータのボビンを示す分解斜視図である。なお、前記各図では、説明を判り易くするため、各部材の厚さやサイズ、拡大・縮小率等は、実際のものとは一致させずに記載した。また、本実施形態では、図１に示されている面を「正面」、図１に示されている面とは反対側の面を「背面」として説明する。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態にかかるモータ１は、環状のステータ１０と、ステータ１０の内側にステータ１０と同心円状で配設されたロータ５０とを備えている。ステータ１０とロータ５０との間には、エアギャップ６０が形成されている。ステータ１０は、図１〜図５に示すように、ステータコア１１と、ステータコア１１に取付けられた絶縁性のボビン１４と、ボビン１４に集中的に捲回されたコイル１７を有している。一方、ロータ５０は、磁性体５１と永久磁石５２を備えている。
【００１６】
ステータコア１１は、積層された電磁鋼板で形成されており、バックヨーク部２２と、バックヨーク部２２からステータ１０の内側に向けて延出する複数のティース部２３とを備えている。
【００１７】
バックヨーク部２２のティース部２３が延出する面２７とは反対側の面２８には、エアギャップ６０側に対し反対側に突出する複数の突起部２６が形成されている。なお、本実施形態では、図４に示すように、これらの突起部２６は、各ティース部２３のステータ周方向の中心を示す中心線Ｃ上に位置するように形成した。
【００１８】
ティース部２３は、バックヨーク部２２からステータ１０の内側に向けて延出する胴部２４と、胴部２４の先端に形成された先端部２５を有している。胴部２４は、図４に示すように、延出基端側（バックヨーク部２２側）から先端側（エアギャップ６０側）へ向かうにつれ、幅寸法が小さくなるテーパ形状を有している。また、先端部２５は、胴部２４の幅寸法が最小となる部分よりも大きな幅寸法を有している。
【００１９】
ボビン１４は、図５に示すように、ステータコア１１の正面側から取付けられる第１の分割部材３０と、第１の分割部材３０に対向配置され、ステータコア１１の背面側から取付けられて第１の分割部材３０と組合わされる第２の分割部材４０とを備えている。第１の分割部材３０は、ステータコア１１に取付けられた際に、バックヨーク部２２が位置するバックヨーク対応部３１と、ティース部２３が位置するティース対応部３２とを備えている。また、第２の分割部材４０は、ティース対応部３２に嵌合し、ティース対応部３２と共にティース部２３を包囲するようになっている。
【００２０】
バックヨーク対応部３１は、ボビン１４がステータコア１１に取付けられた際に、バックヨーク部２２の正面側に位置する壁部３３と、壁部３３のティース対応部３２と反対側の端部に連続的に形成され、バックヨーク部２２の面２８に当接する当接部３４とを備えている。当接部３４には、ボビン１４がステータコア１１に取付けられた際に、バックヨーク部２２に形成されている突起部２６が挿入される挿入穴３５が開口されている。この挿入穴３５は、突起部２６と略同一の寸法を有している。
【００２１】
ティース対応部３２は、ボビン１４がステータコア１１に取付けられた際に、ティース部２３の基端側から先端側となる方向に向けて延出し、ティース部２３のステータ周方向両側及び正面側に接触する側壁部３６と、側壁部３６の背面側に設けられ且つ側壁部３６のティース部２３と接触する接触面３６ａよりもステータ周方向外側に位置する嵌合面３７ａを有する嵌合部３７と、嵌合部３７のティース基端側に形成され且つ後に詳述する押圧部４８の押圧面４８ａを押圧する押圧面３８ａを有する押圧部３８と、嵌合部３７のティース先端側に形成され且つ後に詳述する押圧部４９の押圧面４９ａを押圧する押圧面３９ａを有する押圧部３９とを有している。接触面３６ａ及び嵌合面３７ａは、ティース部２３の胴部２４の外周面に相補するテーパ形状を有している。また、接触面３６ａと嵌合面３７ａとの間には、段差６１が形成されている。
【００２２】
第２の分割部材４０は、第１の分割部材３０に嵌合した際に、ティース部２３のステータ周方向両側及び背面側に接触する接触面４６ａを有する側壁部４６と、側壁部４６の正面側端部に設けられ且つ外周面が側壁部４６の外周面よりもステータ周方向内側に位置する嵌合面４７ａを有する嵌合部４７と、嵌合部４７のティース基端側に形成され且つ第１の分割部材３０に嵌合した際に、押圧面３８ａを押圧する押圧面４８ａを有する押圧部４８と、嵌合部４７のティース先端側に形成され且つ第１の分割部材３０に嵌合した際に、押圧面３９ａを押圧する押圧面４９ａを有する押圧部４９とを有している。接触面４６ａ及び嵌合面４７ａは、ティース部２３の胴部２４の外周面に相補するテーパ形状を有している。また、側壁部４６の外周面と嵌合面４７ａとの間には、段差６２が形成されている。
【００２３】
次に、ステータ１０の組立手順について説明する。先ず、ステータコア１１の正面側に第１の分割部材３０を配置し、背面側に第２の分割部材４０を配置する。次に、第１の分割部材３０のティース対応部３２に第２の分割部材４０を対向させ、ティース部２３を覆うように嵌合部３７と嵌合部４７とを嵌合させる。この嵌合により、嵌合面３７ａと嵌合面４７ａ、押圧面３８ａと押圧面４８ａ、押圧面３９ａと押圧面４９ａが、各々互いに押圧し合うと共に段差６１と段差６２とが当接する。また、バックヨーク部２２に形成されている突起部２６が、当接部３４に形成されている挿入穴３５に挿入され、突起部２６が挿入穴３５に係合する。同時に、ボビン１４の接触面３６ａ及び４６ａがティース部２３に接触する。このようにして、ボビン１４がステータコア１１に固定される。次に、互いに嵌合したティース対応部３２と第２の分割部材４０にコイル１７を捲回する。
【００２４】
この時、当接部３４から側壁部３６までの長さ（図５にＬ２で示す寸法）を、バックヨーク部２２の面２７から面２８までの長さ（図４にＬ１で示す寸法）と同一またはわずかに短くなるように設定することで、第１の分割部材３０は、ステータコア１１に取付けられる際に、バックヨーク部２２側（エアギャップ６０とは反対側）に引き込まれることとなる。また、これと同時に、押圧面４８ａが押圧面３８ａに押圧されるため、第２の分割部材４０もバックヨーク部２２側に引き込まれることとなる。
【００２５】
ここで、接触面３６ａ及び４６ａと嵌合面３７ａ及び４７ａは、ティース部２３の外周面に形成されているテーパ形状に相補した同一形状のテーパ形状となっているため、第１の分割部材３０と第２の分割部材４０との嵌合により、側壁部３６及び３７と嵌合部３７及び４７を外側へ押し広げようとする力をティース部２３から受けることになる。しかしながら、この部分には、コイル１７が捲回されるので、ボビン１４はバックヨーク部２２側に引き込まれる前の形状を維持することができる。したがって、ボビン１４とティース部２３は接触状態が良好となり、接触面積が増加するため、この間の熱抵抗を低減することができる。この結果、放熱性能が向上し、モータ動作時の温度上昇抑制が可能となるため、従来のように温度上昇を抑えるためにモータを大型化する必要がない。よって、モータをより小型化することが可能となる。
【００２６】
さらにまた、ボビン１４とティース部２３の接触状態を良好にして両者の接触面積を増加させるために、ボビン１４を２つの分割部材から構成すればよいので、部品点数が少なく、組立が容易で低コスト化を達成することもできる。
【００２７】
また、ボビン１４とティース部２３との接触状態が良好になることにより、ボビン１４はガタつきのない状態でステータコア１１に強固に固定されることとなるため、モータ動作時の騒音低減にも寄与することができる。
【００２８】
なお、本実施形態では、バックヨーク部２２に形成した突起部２６を第１の分割部材３０に形成した挿入穴３５に挿入し、両者を係合させることで、ステータコア１１に対してボビン１４をバックヨーク部２２側に引き込み固定した場合について説明したが、これに限らず、例えば、ボビン１４に溝等を形成し、この溝部分を耐熱性の高い紐等で縛ることで、ボビン１４をバックヨーク部２２側に引き込み固定してもよい。また、突起部２６の代わりに他の形状の係合部を形成し、挿入穴３５の代わりに前記係合部に契合する非係合部を形成してもよい。
【００２９】
また、コイル１７の断面形状は、円形、楕円形、長方形、正方形、その他の多角形等、任意に選択することができる。
【００３０】
さらにまた、本実施形態では、ステータコア１１が積層電磁鋼板の一体品である場合について説明したが、これに限らず、ステータコア１１は、例えば図６に示すように、バックヨーク部２２を周方向に分割した構成でもよく、あるいは、図７に示すように、ティース部２３とバックヨーク部２２を分割した構成であってもよい。また、バックヨーク部２２を周方向に分割し且つティース部２３とバックヨーク部２２を分割した構成であってもよい。
【００３１】
そしてまた、本実施形態では、ロータ５０は、磁性体５１の表面に永久磁石５２を設置した表面磁石式としたが、これに限らず、例えば磁性体５１の内部に永久磁石５２を埋め込んだ埋込磁石式としてもよい。
【００３２】
また、本発明にかかるモータの種類は特に限定されるものではなく、インナーロータ型の磁石式同期モータであってもよく、アウターロータ型の磁石式同期モータであってもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１…モータ、１０…ステータ、１１…ステータコア、１４…ボビン、１７…コイル、２２…バックヨーク部、２３…ティース部、２６…突起部、３０…第１の分割部材、３１…バックヨーク対応部、３２…ティース対応部、３５…挿入穴、４０…第２の分割部材、５０…ロータ、６０…エアギャップ
【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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