(57)【要約】【課題】径方向の位置決めを容易に行うことができるモータを提供する。【解決手段】ステータ２０は、円環板状のコアベースから軸方向に延出する爪状磁極を周方向に複数有する第１ステータコア２３と、円環円板状のコアベースから軸方向に延出する爪状磁極を周方向に複数有する第２ステータコア２４部と、第１ステータコア２３及び第２ステータコア２４によって軸方向に挟持される巻線２５と、を備える。第１ステータコア２３と第２ステータコア２４のコアベースの径方向内側であって周方向等角度間隔に凹部２３ａが設けられる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環板状のコアベースから軸方向に延出する爪状磁極を周方向に複数有する第１コア部と、円環円板状のコアベースから軸方向に延出する爪状磁極を周方向に複数有する第２コア部と、前記第１コア部及び前記第２コア部によって軸方向に挟持されるコイルと、を備えたステータであって、
前記第１コア部と前記第２コア部の少なくとも一方のコアベースの径方向内側であって周方向の少なくとも一部に凹部が設けられることを特徴とするステータ。
【請求項２】
請求項１に記載のステータにおいて、
前記凹部は、周方向に連続した円環状となるように設けられることを特徴とするステータ。
【請求項３】
請求項１に記載のステータにおいて、
前記凹部は、周方向において所定間隔となるように複数設けられることを特徴とするステータ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のステータにおいて、
前記第１コア部と前記第２コア部とでなるコア体は、軸方向において複数積層して構成されることを特徴とするステータ。
【請求項５】
請求項４に記載のステータにおいて、
複数積層された前記コア体の内で軸方向外側となる前記コア部の一方における前記コアベースの径方向内側に前記凹部が設けられることを特徴とするステータ。
【請求項６】
請求項４に記載のステータにおいて、
複数積層された前記コア体を構成する前記第１及び第２コア部の前記コアベースの径方向内側に、前記凹部が設けられることを特徴とするステータ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のステータと、該ステータの回転磁界によって回転可能なロータとを備えることを特徴とするモータ。
【請求項８】
請求項７に記載のモータであって、
前記凹部と係合して前記ステータを保持する保持部を備えた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、ステータ及びモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示すように、所謂ランデル型（クローポール型）構造のステータと、ステータと径方向に対向する永久磁石を磁極としたロータとを備えたモータが知られている。
【０００３】
ランデル型構造のステータは、周方向に複数の爪状磁極を有する環状のステータコアを対で用い、対のステータコアの各爪状磁極が周方向に交互となるように組み合わされるとともに、その対のステータコアの軸方向間にコイルを配置し、各爪状磁極を互いに異なる磁極として機能させ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２００７−１８１３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のようなランデル型構造のステータでは、ロータとの位置関係を決めるためにハウジング内における径方向位置決めを行う必要がある。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、径方向の位置決めを容易に行うことができるステータ及びモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するステータは、円環板状のコアベースから軸方向に延出する爪状磁極を周方向に複数有する第１コア部と、円環円板状のコアベースから軸方向に延出する爪状磁極を周方向に複数有する第２コア部と、前記第１コア部及び前記第２コア部によって軸方向に挟持されるコイルと、を備えたステータであって、前記第１コア部と前記第２コア部の少なくとも一方のコアベースの径方向内側であって周方向の少なくとも一部に凹部が設けられる。
【０００７】
この構成によれば、第１コア部と第２コア部の少なくとも一方のコアベースの径方向内側であって周方向の少なくとも一部に凹部が設けられるため、凹部を用いて例えば凹部と径方向において当接する位置決め部によって径方向の位置決めを容易に行うことが可能となる。
【０００８】
上記ステータにおいて、前記凹部は、周方向に連続した円環状となるように設けられることが好ましい。
この構成によれば、凹部は、周方向に連続した円環状となるように設けられるため、凹部の軸方向における深さを調整することで爪状磁極の軸方向における厚みと同一とすることが可能となる。これによりコア部の軸方向における厚み（板厚）が同一となる部位を増やすことができる。ここで、例えば圧粉磁心によって各コア部を成形する場合、前述したように軸方向厚さを一定とすることで均一な密度分布が得られやすい。
【０００９】
上記ステータにおいて、前記凹部は、周方向において所定間隔となるように複数設けられることが好ましい。
この構成によれば、凹部は、周方向において所定間隔となるように複数設けられるため、各凹部を用いて、例えば凹部に嵌入されて係合される保持部を用いることで周方向位置決めとコア部の回り止めや抜け止めを行うことができる。
【００１０】
上記ステータにおいて、前記第１コア部と前記第２コア部とでなるコア体は、軸方向において複数積層して構成されることが好ましい。
この構成によれば、第１コア部と第２コア部とでなるコア体が軸方向に積層した構成においても上述したような効果を奏すること
また上記課題を解決するモータは、上記何れかに記載のステータと、該ステータの回転磁界によって回転可能なロータとを備える。
【００１１】
この構成によれば、上記何れかに記載の効果と同様の効果を奏するモータを提供することができる。
上記モータにおいて、前記凹部と係合して前記ステータを保持する保持部を備えることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、凹部と係合してステータを保持する保持部を備えることで、径方向の位置決めのみでなく、保持部と凹部とを周方向に周方向の位置決めを行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のステータ及びモータによれば、径方向の位置決めを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態におけるモータの断面図。
【図２】同上におけるモータの分解斜視図。
【図３】（ａ）は同上におけるステータコアの正面図、（ｂ）は同上におけるステータコアの背面図。
【図４】同上におけるステータの断面斜視図。
【図５】変形例における巻線取り出し構造について説明するための断面斜視図。
【図６】変形例におけるステータの断面斜視図。
【図７】変形例におけるステータコアの正面図。
【図８】同上におけるステータコアの断面図。
【図９】変形例におけるステータコアの断面図。
【図１０】変形例におけるステータの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、モータの一実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態のモータＭは、ブラシレスモータであって、ロータ１０及びステータ２０を有する。
【００１６】
図１及び図２に示すように、ロータ１０は、磁性体よりなるロータコア１１と、ロータコア１１に固着された磁石１２，１３とを有する。
ロータコア１１は、内周側円筒部１４と、外周側円筒部１５と、上底部１６とを有する。内周側円筒部１４は、ロータ１０の軸線Ｌを中心とする円筒状をなすように構成される。外周側円筒部１５は、軸線Ｌを中心とする円筒状をなし、内周側円筒部１４よりも外周側に位置するように構成される。上底部１６は、内周側円筒部１４と外周側円筒部１５の軸方向一端を繋ぐものであり、軸線Ｌに対して垂直をなす平板状をなすよう構成される。ロータコア１１は、内周側円筒部１４の内周面が支軸１７に対して軸受１８を介して回転可能に支持される。
【００１７】
外周側円筒部１５の内周面には、Ａ相用の磁石１２と、Ｂ相用の磁石１３とが固着されている。各磁石１２，１３は軸方向に並んで配置されており、磁石１２は後述の第１ステータ部２１と径方向に対向し、磁石１３は後述の第２ステータ部２２と径方向に対向するようになっている。各磁石１２，１３は径方向に磁化され、Ｎ極・Ｓ極が周方向において等間隔に交互に構成されている。
【００１８】
ステータ２０は、保持部４０に固定されるものであり、円環状をなす第１ステータ部２１と、円環状をなす第２ステータ部２２とを有する。
第１及び第２ステータ部２１，２２は、互いに同一構成、同一形状をなし、軸方向に並設されている。なお、第２ステータ部２２が軸方向の前記上底部１６側（図１及び図２において上側）に配置され、第１ステータ部２１がロータコア１１の軸方向開放端側（図１及び図２において下側）に配置される。
【００１９】
本実施形態では、第１ステータ部２１はＡ相用とされ、それらには同相（Ａ相）の駆動電流が供給される。また、第２ステータ部２２はＢ相用とされ、それらには同相（Ｂ相）の駆動電流が供給される。
【００２０】
図２及び図３（ａ）（ｂ）に示すように、第１及び第２ステータ部２１，２２はそれぞれ、互いに同一形状を有する一対のステータコア（第１ステータコア２３及び第２ステータコア２４）と、一対のステータコア２３，２４の間に配置された巻線２５とを備えている。
【００２１】
各ステータコア２３，２４は、例えば鉄粉等の磁性粉末と樹脂等の絶縁物を混ぜて金型で加熱プレス成形（圧縮成形）にて形成された圧粉磁心で構成されるものであって、円筒状をなすコアベース２６と、そのコアベース２６から延出された複数（本実施形態では１２個）の爪状磁極２７，２８とを備えている。前述したように、圧粉磁心で構成することで、ステータコア２３，２４の設計の自由度が高くなり、例えば板材から屈曲（折り曲げ）形成する場合と比較して製造プロセスが非常に簡単になる。また、磁性粉末と絶縁物との配分量を調整することで、渦電流の抑制量を容易に調整することができる。
【００２２】
また本実施形態では、第１ステータコア２３に形成された爪状磁極を第１爪状磁極２７とし、第２ステータコア２４に形成された爪状磁極を第２爪状磁極２８とする。各爪状磁極２７，２８は、互いに同一形状をなしている。また、各第１爪状磁極２７は周方向において等間隔（３０度間隔）に設けられ、各第２爪状磁極２８も同様に周方向において等間隔（３０度間隔）に設けられている。
【００２３】
各爪状磁極２７，２８は、コアベース２６から径方向外側に延出されるとともに軸方向を向くように直角に屈曲形成されている。ここで、各爪状磁極２７，２８において、コアベース２６から径方向外側に延出した部分を径方向延出部２９といい、軸方向に屈曲された先端部分を磁極部３０という。径方向延出部２９は、外周側ほど周方向幅が狭くなるように形成されている。磁極部３０の外周面（径方向外側面）は、軸線Ｌを中心とする円弧面に形成されている。
【００２４】
また、各ステータコア２３，２４は、径方向内側において周方向略等角度間隔で設けられる複数の凹部２３ａ，２４ａを備える。複数の凹部２３ａ，２４ａは、径方向外側並びに軸方向一方側に窪んだ形状をなすよう形成される。
【００２５】
上記構成の第１及び第２ステータコア２３，２４は、それらの第１及び第２爪状磁極２７，２８（磁極部３０）が軸方向において互いに反対方向を向くように組み付けられる。また、この組付状態において、第１爪状磁極２７の磁極部３０と、第２爪状磁極２８の磁極部３０とが周方向等間隔に交互に配置される。
【００２６】
また、この組付状態において、第１及び第２ステータコア２３，２４の軸方向の間には巻線２５が介在されている。なお、巻線２５と第１及び第２ステータコア２３，２４との間には、図示しない絶縁部材が介装されている。巻線２５は、ステータ２０の周方向に沿った円環状をなしている。また、巻線２５は、軸方向においては第１爪状磁極２７の径方向延出部２９と第２爪状磁極２８の径方向延出部２９との間に配置されるとともに、径方向においては各ステータコア２３，２４のコアベース２６と各爪状磁極２７，２８の磁極部３０との間に配置されている。
【００２７】
上記のように構成された各ステータ部２１，２２は、所謂ランデル型構造をなす。つまり、第１及び第２ステータ部２１，２２は、第１及び第２ステータコア２３，２４間に配置された巻線２５によって、第１及び第２爪状磁極２７，２８をその時々で互いに異なる磁極に励磁する２４極のランデル型構造をなす。
【００２８】
図２に示すように、第１及び第２ステータ部２１，２２は、第２ステータコア２４同士が軸方向に隣接するように積層される。
なお、Ａ相用の第１ステータ部２１に対するＢ相用の第２ステータ部２２の配置角度は、軸方向上側（ステータ部２１側）から見て時計回り方向に予め定めた所定角度だけずれている。つまり、第１ステータ部２１の磁極（各爪状磁極２７，２８）に対し、第２ステータ部２２の磁極（各爪状磁極２７，２８）が、時計回り方向に所定角度だけずれるように構成されている。
【００２９】
また、第１及び第２ステータ部２１，２２と径方向に対向するロータ１０側の磁石１２，１３においても、周方向に互いにずれるように構成されている。詳しくは、軸方向上側（磁石１３側）から見て、Ｂ相用の磁石１３のＮ極（Ｓ極）が、Ａ相用の磁石１２のＮ極（Ｓ極）に対し、反時計回り方向に予め定めた所定角度だけずれるように配置されている。
【００３０】
図１、図２及び図４に示すように、各ステータ部２１，２２は、軸方向に積層した状態で保持部４０に固定される。
保持部４０は、板状のベース部４１と、ベース部４１に対して例えばボルト等の締結部材４２によって固定される保持片４３とを有する。
【００３１】
位置決め部としての保持片４３は、円筒部４４と、円筒部４４のベース部４１側に位置する端部側の内周面から径方向内側に延出する円環板状部４５と、円筒部４４における該円環板状部４５の反対側の端部から径方向外側に周方向略等角度間隔で複数設けられる爪部４６とを有する。爪部４６は、本実施形態では第２ステータ部２２のステータコア２３に設けられた凹部２３ａと径方向並びに周方向において係合するようになっている。
【００３２】
次に、モータＭの作用を説明する。
Ａ相用の第１ステータ部２１の巻線２５にはＡ相駆動電流が供給され、Ｂ相用の第２ステータ部２２の巻線２５にはＢ相駆動電流が供給される。Ａ相駆動電流及びＢ相駆動電流は交流電流であり、互いの位相差が例えば９０度に設定される。そして、各ステータ部２１，２２に対応するＡ相及びＢ相駆動電流が供給されると、磁石１２，１３を回転されるトルクが発生し、ロータ１０が回転駆動される。
【００３３】
次に、本実施形態の効果を記載する。
（１）第１ステータコア２３と第２ステータコア２４のコアベース２６の径方向内側に凹部２３ａ，２４ａが設けられるため、凹部２３ａを用いて例えば凹部２３ａと径方向において当接する位置決め部としての保持片４３の爪部４６先端によって径方向の位置決めを容易に行うことが可能となる。
【００３４】
（２）凹部２３ａは、周方向において所定間隔となるように複数設けられるため、各凹部２３ａを用いて、凹部２３ａに嵌入されて係合される爪部４６を有する保持部４０を用いることで周方向位置決めと各ステータコア２３，２４の回り止めや抜け止めを行うことができる。
【００３５】
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、凹部２４ａについて特に使用用途は明示していないが、例えば次のような利用方法が考えられる。
【００３６】
図５に示すように、凹部２４ａ側が窪んでいることで凹部２４ａ側に巻線２５を引き出し、引き出した巻線２５ａを配索することができる。なお、凹部２４ａを保持部４０の保持片４３と係合させる場合には、凹部２３ａを用いてそのスペースに巻線２５を引き出すことが可能となる。
【００３７】
・上記実施形態では、保持部４０のベース部４１と保持片４３とを別体としたが、これに限らない。
図６に示すように、ベース部４１と保持片４３とを例えば樹脂によって一体成形してもよい。これにより、別体とした場合と比較して部品点数を抑えることができる。また、締結部材４２を用いて締結する工程を省略することが可能となる。
【００３８】
・上記実施形態では、凹部２３ａ（２４ａ）を周方向等角度間隔となるように複数設ける構成としたが、これに限らない。例えば周方向に１つ以上凹部を設ける構成を採用してもよい。
【００３９】
また、図７及び図８に示すように、円環状の凹部２３ａ（２４ａ）を設ける構成を採用してもよい。
このような構成とし、凹部２３ａ（２４ａ）の軸方向における深さを調整することでコアベース２６の厚みＴ１を爪状磁極２７（２８）の軸方向における厚みＴ２と同一とすることが可能となる。これによって、上記実施形態のように各ステータコア２３，２４を圧粉磁心で構成した場合に、前述したように軸方向厚さＴ１，Ｔ２を一定とすることで均一な密度分布が得られやすい。
【００４０】
また、図９に示すように、前述した構成に加えて爪状磁極２７（２８）の磁極部３０に凹部３０ａを設ける構成を採用してもよい。このような構成とすることで磁極部３０の径方向外側における軸方向の厚みＴ３を他の厚みＴ１，Ｔ２と同一することが可能となる。これによって軸方向厚さが同一となる部位が増えるため、上記実施形態のように各ステータコア２３，２４を圧粉磁心で構成した場合に、前述したように軸方向厚さＴ１，Ｔ２，Ｔ３を一定とすることで均一な密度分布が得られやすい。
【００４１】
・上記実施形態では特に言及していないが、凹部２３ａ（２４ａ）を形成する面を曲面形状とするようにしてもよい。
図１０のように凹部２３ａ，２４ａを曲面形状とすることで、保持治具Ｈの先端側の湾曲部Ｈ１を第１ステータ部２１側の凹部２４ａと第２ステータ部２１側の凹部２４ａとで形成された半円状の溝部３１に挿通することで保持治具Ｈの湾曲部Ｈ１に合わせるように位置調整がされるため、軸方向におけるずれを調整することが可能となる。
【００４２】
・上記実施形態では、各ステータコア２３，２４を圧粉磁心で構成したが、これに限らず、板材から屈曲形成により作製してもよく、また成形型を用いた鋳造によって作製してもよい。
【００４３】
・上記実施形態では、第１ステータ部２１と第２ステータ部２２とを軸方向に積層してステータ２０を構成したが、その積層数は適宜変更してもよい。
また、第１ステータ部２１及び第２ステータ部２２のいずれか一方のみでステータ２０を構成してもよい。
【００４４】
・上記実施形態並びに各変形例は適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００４５】
Ｍ…モータ、１０…ロータ、２０…ステータ、２１…第１ステータ部、２２…第２ステータ部、２３…第１ステータコア（第１コア部）、２３ａ…凹部、２４…第２ステータコア（第２コア部）、２４ａ…凹部、２５…コイル（巻線）、２６…コアベース、２７，２８…爪状磁極、３０ａ…凹部、４０…保持部。
【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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