(57)【要約】【課題】渡り線が切起片から外れ難く歩留まりを向上できるステータコアの提供。【解決手段】ステータコア１０は、円環状板部１２及びこの内周側から径方向内側へ一体的に突出して界磁コイルが巻回される６本の磁極片１４を有する金属薄板１５を５枚積層し、これら積層した金属薄板１５の表面に絶縁膜を塗装して成る。積層方向ｘの一端寄りの金属薄板１５については、円環状板部１２から積層方向ｘの外方へ延出した切起片１６を有し、各磁極片１４に各々巻回される界磁コイルの巻線部１７同士を結線する渡り線１８が掛止されて成る。各切起片１６は、円環状板部１２の磁極片１４に対応する外周側から約５０°の折り曲げ角度で折曲して成る。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状板部及びこの内周側から径方向内側へ一体的に突出して界磁コイルが巻回される複数の磁極片を有する金属薄板を複数枚積層し、これら積層した前記金属薄板の表面に絶縁膜を被覆し、複数枚の前記金属薄板のうち積層方向の少なくとも一端寄りの前記金属薄板について前記環状板部から前記積層方向の外方へ延出した切起片に、各前記磁極片に各々巻回される前記界磁コイルの巻線部同士を結線する渡り線が掛止されて成るステータコアにおいて、
前記切起片は、前記環状板部の外周側から鋭角の折り曲げ角度で折曲して成ることを特徴とするステータコア。
【請求項２】
請求項１において、前記折り曲げ角度は５０°以下であることを特徴とするステータコア。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、前記切起片は、前記環状板部の外周側突片を折曲して成ることを特徴とするステータコア。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、前記切起片の先端部を前記環状板部と略平行になるよう折曲して成ることを特徴とするステータコア。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、前記切起片は、前記環状板部のうち前記磁極片に対応する外周側から折曲して成ることを特徴とするステータコア。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、前記切起片は、前記環状板部のうち相隣り合う前記磁極片の中間位置に対応する外周側から折曲して成ることを特徴とするステータコア。
【請求項７】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に規定するステータコアの径方向内側にロータマグネットを有して成ることを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータコアの径方向内側にロータマグネットを持つモータに関し、特に、そのステータコアの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のステータコアとしては、図５及び図６に示す如く、界磁コイル２が巻回される複数の磁極片３を径方向内側に等角度毎に一体的に突出した環形の金属薄板４を複数枚積層し、これら積層した金属薄板４の表面に絶縁膜５を塗装して成る。複数枚の金属薄板４のうち積層方向ｘの一端寄りの金属薄板４については積層方向ｘの外方へ延出した切起片６を有している。この切起片６には、各磁極片３に各々巻回される界磁コイル２の巻線部２ａ同士を結線する渡り線２ｂが掛止される。
【０００３】
切起片６は、相隣合う磁極片３の間の中央から径方向内側に張り出た内周側突片を積層方向ｘの一端外方へ折曲して起立させてから、再度、その先端部６ｂを径方向外側へ折曲して形成される。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３２２４５３（０００８〜００１２）
【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、磁極片３間の内周側中央から径方向内側に張り出た内周側突片を起立させてから、その先端部６ｂを径方向外側へ更に折曲して成る切起片６にあっては、次のような問題点がある。
【０００６】
図６（ｂ）に示す如く、複数の渡り線２ｂが切起片６の折り曲げ向きとは逆向きに切起片６の外側面に当ることになり、その張力によって切起片６の先端部６ｂが戻り向きに撓み直立姿勢に復帰し易く、また、切起片６の外側面の積層方向ｘに沿って積み重なる複数の渡り線２ｂに対し、後の渡り線２ｂ′が当る場合には、その後の渡り線２ｂ′が先の渡り線２ｂの間に割り込み易く、それに伴い最上端の渡り線２ｂが押し出されて切起片６の先端から外れてしまう。このため、ステータコアの厚みも考慮すると、延出長さの短い切起片６にはせいぜい３本の渡り線２ｂを掛止できるに留まり、界磁コイル２の渡り線２ｂを介した各磁極片３を巡る巻回方法のバリエーションが制約されていた。
【０００７】
また、内周側突片を折り曲げ角約１２０°以上の鈍角まで２度に分けて折曲成形して切起片６を得るものであるが、金属薄板４としては通常ケイ素鋼板（電磁鋼板）を用いることから、２度に亘る繰り返しの折曲によってその切起片６自体が折損し易くなり、ステータコアの歩留まりが低下する。
【０００８】
更に、界磁コイル２の巻回方法によっては、図７に示す如く、内周側の切起片６を介した渡り線２ｂが磁極片３上を横切ってしまう箇所も発生するため、その箇所では巻線部２ａの巻回形成が制約を受け、巻線部２ａの線積が低下するので、モータのトルクダウン又は大型化を余儀なくされていた。
【０００９】
そこで、上記問題点に鑑み、本発明の第１の課題は、渡り線が切起片から外れ難く、しかも歩留まりを向上できるステータコアを提供することにある。
【００１０】
本発明の第２の課題は、多数本の渡り線を掛止可能なステータコアを提供することにある。
【００１１】
本発明の第３の課題は、モータのトルクアップ又は小型化を図り得るステータコアを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るステータコアは、環状板部及びこの内周側から径方向内側へ一体的に突出して界磁コイルが巻回される複数の磁極片を有する金属薄板を複数枚積層し、これら積層した金属薄板の表面に絶縁膜を被覆し、複数枚の金属薄板のうち積層方向の少なくとも一端寄りの金属薄板について環状板部から積層方向の外方へ延出した切起片に、各磁極片に各々巻回される界磁コイルの巻線部同士を結線する渡り線が掛止されて成る。そして、切起片は、環状板部の外周側から鋭角の曲げ角度で折曲して成ることを特徴とする。
【００１３】
切起片が環状板部の外周側から鋭角の折り曲げ角度で折曲して成るため、渡り線を環状板部と曲げ角度が鋭角の切起片とが成す楔状隙間に挟み込むように掛止でき、しかも渡り線の張力が切起片の基部に対してその折り曲げ向きに作用するだけで済むから、切起片の撓みが少なく、渡り線が外れ難くなり、また、先に食い込んだ渡り線に後の渡り線が当っても先の渡り線が逃げ動けないため、多数本の渡り線を掛止できる。このため、界磁コイルの渡り線を介した各磁極片を巡る巻回方法のバリエーションを豊富化できる。
【００１４】
また、切起片は折り曲げ角が鋭角の１回の折曲成形で十分得られることから、ステータコアの製造工数を削減でき、また切起片の折損も抑えることができるので、ステータコアの歩留まり向上に資する。
【００１５】
多数本の渡り線の張力による切起片の撓みに伴う起立傾向を抑えるためには、切起片の折り曲げ角度としては５０°以下であることが望ましい。
【００１６】
切起片の切り起し前における環状板部の板幅がその周方向に一様である場合、切り起し後の切起片の先端は環状板部の外周縁よりも内側に位置してしまうため、切起片の先端近傍では渡り線の掛止空部が不足ぎみとなる。これを改善するため、切起片は、環状板部の外周側突片を折曲して成ることが望ましい。切起片の先端を環状板部の外周縁の位置まで外側へ延ばすことができるため、より一層、多数本の渡り線を掛止できる空部を確保できる。また、切起片の両脇の切り込みを外周側から浅く形成でき、その分、磁極片の根元部分の磁気抵抗を低減できる。
【００１７】
更に、切起片の先端部を環状板部と略平行となるよう折り曲げて成ることが望ましい。斯かる場合は、切起片の積層方向の外方向への突出長さを抑えることができるため、ステータコアの薄型化を図ることができる。
【００１８】
環状板部の外周側のうち切起片を形成する位置としては、環状板部のうち磁極片に対応する外周側から折曲して成ることが望ましい。この切起片では、磁極片間の内周側の中央ではなく、磁極片に対応する外周側において切り起し形成されているため、渡り線が環状板部上又はその内側を通り磁極片上を横切らず、磁極片の根元部分まで界磁コイルの巻線部を十分巻回形成でき、巻線部の線積が向上し、モータのトルクアップ又は小型化を図ることができる。また、磁極片内に生じる磁束は磁極片の根元部分から切起片との間を通り抜け右回り及び左回りで環状板部内の内周側に沿って最短距離で分岐するものであるが、切起片が磁極片間の環状板部の内周側中央に形成されているものと比較すると、切起片を形成するための一対の切り込みが障害となり難く、磁気抵抗を下げることができるので、磁束減が少なくなる。なお、環状板部は円環状でなくとも構わない。
【００１９】
環状板部の外周側のうち切起片を形成する位置としては、環状板部のうち相隣り合う磁極片の中間位置に対応する外周側から折曲して成ることが望ましい。斯かる切起片でも、切起片が磁極片間の環状板部の内周側中央に形成されているものと比較すると、環状板部の外周寄りに渡り線を通過させることができ、磁極片上での横切りを無くすことができるので、巻線部の線積が向上し、モータのトルクアップ又は小型化を図ることができる。また、磁極片間の環状板部の外周側中央に切起片の形成のための切り込みが形成されていても、磁極片間の環状板部の内周側中央に切起片の形成のための切り込みが形成されている場合と比較すると、環状板部内の磁束はその内周側を最短距離で通過できるようになり、しかも環状板部の磁極片に対応する外周側には切り込みを形成する必要がなく、その分、磁気抵抗を下がることができる。このため、更なるモータのトルクアップ又は小型化を図ることができる。
【００２０】
なお、このようなステータコアはステッピングモータやブラシレスモータ等に用いるのに適している。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、渡り線が切起片から外れ難く、多数本の渡り線を掛止可能であって、しかも歩留まりが向上するステータコアを実現できる。その上、磁極片の根元部分まで界磁コイルの巻線部を形成でき、巻線部の線積が向上する。加えて、磁気抵抗を下げることができるので、磁束減が少なくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１（ａ）は本発明の実施例１に係るステータコアを示す部分平面図、図１（ｂ）はそのＡ−Ａ′断面図、図１（ｃ）はそのステータコアにおける積層方向の一端寄りの金属薄板の要部を示す断面図である。
【００２４】
本例のステータコア１０はステッピングモータのモータケース（図示せず）の内側に組み込まれるものであって、このステータコア１０の径方向内側にはロータマグネット（図示せず）が設けられる。
【００２５】
ステータコア１０は、円環状板部（コアバック）１２及びこの内周側から径方向内側へ等角度（６０°）毎に一体的に突出して界磁コイルが巻回される６本の平面視Ｔ字状の磁極片１４を有するケイ素鋼板製の金属薄板１５を５枚積層し、これら積層した金属薄板１５の表面に絶縁膜を塗装して成る。複数枚の金属薄板１５のうち積層方向ｘの一端寄りの金属薄板１５については、その円環状板部１２の等角度（６０°）毎から積層方向ｘの外方へ延出した切起片１６を有しており、各磁極片１４に各々巻回される界磁コイルの巻線部１７同士を結線する渡り線１８が掛止されて成る。
【００２６】
各切起片１６は、円環状板部１２の板地部分のうち磁極片１４の中心線が通る外周側に磁極片１４の幅寸法よりも狭い間隔の一対の切り込み１９を形成した後、その外周側から約５０°の折り曲げ角度で積層方向ｘの外方へ折曲して成る。切起片１６の幅寸法は磁極片１４の幅寸法よりも狭く、切起片１６の切り起し前の円環状板部１２の板幅は周方向で一様であって、切り込み１９の切り込み深さはその板幅の半分程度である。
【００２７】
本例では、切起片１６が円環状板部１２のうち磁極片１４に対応する外周側から鋭角の折り曲げ角度で折曲して成るため、渡り線１８を円環状板部１２と曲げ角度が鋭角の切起片１６とが成す楔状隙間に挟み込むように掛止でき、しかも渡り線１８の張力が切起片１６の基部に対してその折り曲げ向きに作用するだけであるから、張力による切起片１６の撓みが少なく、渡り線１８が外れ難い。また、先に食い込んだ渡り線１８に後の渡り線１８′が当っても先の渡り線１８が逃げ動けないため、多数本の渡り線１８，１８′を掛止できる。このため、界磁コイルの渡り線１８，１８′を介した各磁極片１４を巡る巻回方法のバリエーションを豊富化できる。
【００２８】
更に、切起片１６は折り曲げ角が鋭角の１回の折曲成形で十分得られることから、ステータコア１０の製造工数を削減でき、また切起片１６の折損も抑えることができるので、ステータコア１０の歩留まり向上に資する。
【００２９】
しかも切起片１６は、図５及び図６のように磁極片３間の内周側の中央ではなく、磁極片１４に対応する外周側において切り起し形成されているため、渡り線１８が円環状板部１２上又はその内側を通り磁極片１４上を横切らない。このため、磁極片１４の根元部分まで界磁コイルの巻線部１７を十分形成でき、巻線部１７の線積が向上し、モータのトルクアップ又は小型化（小径化）を図ることができる。
【００３０】
ここで、磁極片１４内に生じる磁束は図１（ａ）の一点鎖線で示す如く磁極片１４の根元部分から切起片１６との間を通り抜け右回り及び左回りで円環状板部１２内の内周側に沿って最短距離で分岐するものであるが、図５及び図６のように切起片６が磁極片３間の内周側中央に形成されているものと比較すると、切起片１６を形成するための一対の切り込み１９が障害となり難く、磁気抵抗を下げることができるので、磁束減が少なくなる。その分、モータのトルクアップ又は小型化（小径化）を図ることができる。
【００３１】
なお、上記の切起片１６は環状板部１２の外周側のうち磁極片１４に対応する位置に形成されているが、図４（ａ）に示す如く、切起片１６′を環状板部１２のうち相隣り合う磁極片１４，１４の中間位置に対応する外周側から折曲しても良い。斯かる切起片１６′でも、図７に示すような、切起片６が磁極片３，３間の環状板部の内周側中央に形成されているものと比較すると、環状板部１２の外周寄りに渡り線１８を通過させることができ、磁極片１４上での横切りを無くすことができるので、巻線部１７の線積が向上し、モータのトルクアップ又は小型化を図ることができる。また、磁極片１４，１４間の環状板部１２の外周側中央に切起片１６′の形成のための一対の切り込み１９′が形成されていても、図７に示すような、磁極片３，３間の環状板部の内周側中央に切起片６の形成のための一対の切り込みが形成されている場合と比較すると、環状板部１２内の磁束はその内周側を最短距離で通過できるようになり、しかも図１（ａ）に示すような、環状板部１２の磁極片１４に対応する外周側には一対の切り込み１９を形成する必要がなく、その分、磁気抵抗を下がることができる。このため、更なるモータのトルクアップ又は小型化を図ることができる。
【実施例２】
【００３２】
図２（ａ）は本発明の実施例２に係るステータコアを示す部分平面図、図２（ｂ）はそのＡ−Ａ′断面図、図３（ａ）は図２に示すステータコアにおける積層方向の一端寄りの金属薄板において切起片を折り曲げる前の状態を示す部分平面図、図３（ｂ）は図２に示すステータコアにおける積層方向の一端寄りの金属薄板の要部を示す断面図である。
【００３３】
本例のステータコア２０は切起片２６を除いてステータコア１０と同様な構成である。ステータコア２０は、円環状板部（コアバック）２２及びこの内周側から径方向内側へ等角度（６０°）毎に一体的に突出して界磁コイルが巻回される６本の平面視Ｔ字状の磁極片２４を有するケイ素鋼板製の金属薄板２５を５枚積層し、これら積層した金属薄板２５の表面に絶縁膜を塗装して成る。複数枚の金属薄板２５のうち積層方向ｘの一端寄りの金属薄板２５については、その円環状板部２２の等角度（６０°）毎から積層方向ｘの外方へ延出した切起片２６を有しており、各磁極片２４に各々巻回される界磁コイルの巻線部２７同士を結線する渡り線２８が掛止されて成る。
【００３４】
各切起片２６は、図３（ａ）示す如く、磁極片２４に対応して円環状板部２２から張り出た外周側突片２１を約５０°の折り曲げ角度で積層方向ｘの外方へ折曲し、その先端部２６ｂを円環状板部２２と略平行になるよう折曲して成る。外周側突片２１の基部側には円環状板部２２を切り込んだ一対の切り込み２９が形成されている。切起片２６の幅寸法は磁極片２４の幅寸法よりも狭い。
【００３５】
図１に示すステータコア１０においては、切起片１６の切り起し前における円環状板部１２の板幅が周方向に一様であるため、切り起し後の切起片１６の先端は円環状板部１２の外周縁よりも若干内側に位置してしまい、切起片１６の先端近傍では渡り線１８の掛止空部が不足ぎみとなる。
【００３６】
これを改善するため、本例での切起片２６は、円環状板部２２のうち磁極片２４に対応する外周側突片２１を折曲して成るため、切起片２６の先端を円環状板部２２の外周縁の位置まで外側へ延ばすことができ、円環状板部２２と切起片２６の基部２６ａとが成す楔状間隙に加えて、円環状板部２２と切起片２６の先端部２６ｂとが成す平行隙間が増すため、切起片２６の先端側にも渡り線２８′を保持できるので、より一層、外周側に多数本の渡り線２８，２８′を掛止できる。また、切起片２６の基部２６ａの両脇の切り込み２９を外周側から浅く形成でき、その分、磁極片２４の根元部分の磁気抵抗を低減できる。
【００３７】
また、切起片２６の先端部２６ｂが円環状板部２２と略平行になるよう折曲して成るため、切起片２６の積層方向ｘの外方向への延出長さを抑えることができ、ステータコアの薄型化を図ることができる。
【００３８】
なお、上記の切起片２６（外周側突片２１）は環状板部２２の外周側のうち磁極片２４に対応する位置に形成されているが、図４（ｂ）に示す如く、切起片２６′を環状板部２２のうち相隣り合う磁極片２４，２４の中間位置に対応する外周側から折曲しても良い。斯かる切起片２６′でも、図７に示すような、切起片６が磁極片３，３間の環状板部の内周側中央に形成されているものと比較すると、環状板部２２の外周寄りに渡り線２８を通過させることができ、磁極片２４上での横切りを無くすことができるので、巻線部２７の線積が向上し、モータのトルクアップ又は小型化を図ることができる。また、磁極片２４，２４間の環状板部２２の外周側中央に切起片２６′の形成のための一対の切り込み２９′が形成されていても、図７に示すような、磁極片３，３間の環状板部の内周側中央に切起片６の形成のための一対の切り込みが形成されている場合と比較すると、環状板部２２内の磁束はその内周側を最短距離で通過できるようになり、しかも図３（ａ）に示すような、環状板部２２の磁極片２４に対応する外周側には一対の切り込み２９を形成する必要がなく、その分、磁気抵抗を下がることができる。このため、更なるモータのトルクアップ又は小型化を図ることができる。
【００３９】
なお、図１に示す切起片１６の場合でも必要に応じてその先端部を円環状板部１２と平行になるように折り曲げても構わない。
【００４０】
また、上記各実施例では、複数枚の金属薄板１５（２５）のうち積層方向ｘの一端寄り（上面側）の金属薄板１５（２５）について、切起片１６，１６′（２６，２６′）を折曲形成してあるが、積層方向ｘの他方端寄り（下面側）の金属薄板１５（２５）についても、切起片１６，１６′（２６，２６′）を折曲形成しても良い。そして、切起片１６，１６′（２６，２６′）は、磁極片１４（２４）に対応する位置と、相隣り合う磁極片１４（２４）間の中間位置の双方に形成しても良い。
【００４１】
更に、上記実施形態ではステッピングモータを対象とするステータコアについて説明してあるが、ステッピングモータに限らず、他のモータ、例えばブラシレスモータ等にも使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】（ａ）は本発明の実施例１に係るステータコアを示す部分平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ′断面図、（ｃ）はそのステータコアにおける積層方向の一端寄りの金属薄板の要部を示す断面図。
【図２】（ａ）は本発明の実施例２に係るステータコアを示す部分平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ′断面図。
【図３】（ａ）は図２に示すステータコアにおける積層方向の一端寄りの金属薄板において切起片を折り曲げる前の状態を示す部分平面図、（ｂ）は図２に示すステータコアにおける積層方向の一端寄りの金属薄板の要部を示す断面図。
【図４】（ａ）は図１に示すステータコアの変形例を示す部分平面図、（ｂ）は図２に示すステータコアの変形例を示す部分平面図。
【図５】（ａ）は従来のステータコアの平面図、（ｂ）はそのＡ−Ｂ断面図。
【図６】（ａ）は図５に示すステータコアの要部の斜視図、（ｂ）はそのステータコアにおける切起片が渡り線を掛止する状態を示す断面図。
【図７】図５に示すステータコアにおける渡り線の状態を示す平面図。
【符号の説明】
【００４３】
２…界磁コイル
２ａ，１７，２７…巻線部
２ｂ，２ｂ′，１８，１８′，２８，２８′…渡り線
３，１４，２４…磁極片
４，１５，２５…金属薄板
５…絶縁膜
６，１６，１６′，２６，２６′…切起片
６ｂ，２６ｂ…先端部
１０，２０…ステータコア
１２，２２…円環状板部（コアバック）
１９，１９′，２９，２９′…切り込み
２１…外周側突片
２６ａ…基部
ｘ…積層方向
【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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