(57)【要約】【課題】ナノ結晶材料の薄板を積層したステータでは、積層間に隙間が発生する。そのため、コイルを巻くときに、薄板が破損したり、コイルの巻き線長の長さが不安定となり、一定の性能が得られない。【解決手段】円筒形状のヨークと、上記ヨークの内側へ突出した複数のティースと、上記ティースの側面を覆う樹脂層と、上記樹脂層の外周に巻かれたコイルと、を含み、上記ヨークと上記ティースとは、薄帯の積層されたものであるステータを用いる。また、上記ステータと、上記ステータの内側に配置される回転子と、を含むモータを用いる。【選択図】図２
2018182900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状のヨークと、
前記ヨークの内側へ突出した複数のティースと、
前記ティースの側面を覆う樹脂層と、
前記樹脂層の外周に巻かれたコイルと、を含み、
前記ヨークと前記ティースとは、薄板が積層されたものであるステータ。
【請求項２】
前記ヨークと前記ティースとの境界部分に溝が配置された請求項１記載のステータ。
【請求項３】
前記ティースの先端には、前記樹脂層が形成されていない請求項１または２記載のステータ。
【請求項４】
複数の前記ティースは、隣接するティースの対向する面のみ前記樹脂層が形成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載のステータ。
【請求項５】
前記薄板の厚さが、２０μｍから５０μｍである請求項１〜４のいずれか１項に記載のステータ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のステータと、
前記ステータの内側に配置される回転子と、を含むモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータとそのステータを使用したモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５は、特許文献１のモータの概略構成図を示す。電磁鋼板１００（たとえば、板厚０．３ｍｍ）を積層し、ステータ１０２を形成する。ステータ１０２の突起部分のティース１０４にコイル１０１が巻かれる。ステータ１０２の内径部に回転子１０３を挿入し、モータとなる。
【０００３】
一般的にステータ１００は、電磁鋼板が用いられるが、よりモータ効率を向上するため、最近では、アモルファス磁性体やナノ磁性体材料が検討されている。通常、電磁鋼板の厚みが、３００μｍに対して、アモルファス磁性体やナノ磁性体材料は、３０μｍ前後の板の厚みが用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３０８１９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の構造で、３０μｍ前後の厚みのアモルファス磁性体やナノ磁性体材料を用いると、破損し易く、取り扱いが困難となる。すなわち、３０μｍ前後の厚みの磁性材料の積層体からなるティース１０４は、積層体内の空気層のため、厚みがばらつく。このティース１０４の周りをコイル１０１で巻いた場合、コイル１０１の長さにばらつきが生じる。コイル１０１の長さばらつきによりモータ特性が悪くなる。また、ティース１０４が破損したりすることがある。
【０００６】
よって、本発明の課題は、ティースを破損せず、コイルの巻き線長さを一定に保ったステータとそれを用いたモータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、円筒形状のヨークと、上記ヨークの内側へ突出した複数のティースと、上記ティースの側面を覆う樹脂層と、上記樹脂層の外周に巻かれたコイルと、を含み、上記ヨークと上記ティースとは、薄帯が積層されたものであるステータを用いる。
【０００８】
また、上記ステータと、上記ステータの内側に配置される回転子と、を含むモータを用いる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ティース内側コーナー部に溝形状をもつ積層体のティースを樹脂で固めることによって、ティースの破損もなく、巻き線コイルの長さを一定に保ち、かつ積層体にひずみを発生させることなくコイルを巻くことができるステータ構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１のステータ構造における薄板の図
【図２】実施の形態１のステータの分割図
【図３】実施の形態２の溝付き薄板の図
【図４】実施の形態２のステータの分割図
【図５】特許文献１の従来のモータの斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る好適な実施の形態のステータ構造について一例で説明する。
【００１２】
（実施の形態１）
＜構造＞
図１は、実施の形態のステータを形成するための薄板１ａである。薄板１ａには、薄板１ａを積層した後、ボルトを通して固定するためのボルト穴２がある。薄板１ａの板厚は、３０μｍである。この薄板１ａを約１０００枚積層しティーステータが形成される。
【００１３】
また、中央には、回転子１０が配置される。
【００１４】
図２は、ステータを分割した図を示す。説明上ステータを分割した図で説明するが、実際には、スタータは環状であり、図２はステータの一部を分割したものである。ステータの内側に突起状のティース３がある。ティース３の周りを絶縁シート（図示せず）を介してコイル４が巻かれている。外周の円筒部分はヨーク５である。
ティース３の全面、ヨーク５の面を含め、樹脂膜が形成されている。つまり、ヨーク内面の樹脂膜７ａ、側面の樹脂膜７ｂ、上下面の樹脂膜７ｃ、回転子側の樹脂膜７ｄ、外面の樹脂膜７ｅが形成させている。断面６以外の面は、全て樹脂で覆われている。
【００１５】
薄板１ａは、アモルファス磁性体やナノ磁性体材料などである。厚みは１００μｍ以下である。
【００１６】
＜形成方法＞
以下、実施の形態１におけるステータ構造において実行される具体的な形成方法について説明する。
【００１７】
薄板１ａの材料は、たとえば、アモルファス材料を加熱したナノ結晶材料であり、板厚が約３０μｍである。この薄板１ａを約１０００枚積層し、約３０ｍｍのステータを形成する。積層された薄板１ａの両面は、たとえば、薄板１ａと同じ形状の電磁鋼板で挟み、ボルト穴２にボルトを通して固定（図示せず）する。
【００１８】
次に、樹脂塗布工程にティーステータを樹脂（不飽和ポリエステル）溶液（一般に樹脂を溶剤に溶かした溶液をワニスと言うが、本実施例では樹脂に統一する）に全体を浸け、樹脂を塗布する。ステータを１４０℃の炉の中で、約２時間加熱し、乾燥、固着させる。
【００１９】
その後、巻き線工程にて、絶縁シート（図示せず）をティース３に設置し、絶縁シートを介してティース３にコイル４を巻く。
【００２０】
樹脂の膜厚は、３０μｍ〜４０μｍとした。ステータと回転子（図示せず）の間の隙間は、できるだけ近いほうが磁束密度は高くなり、モータの性能が上がるため、樹脂の膜厚は、可能な限り薄いほうが良い。しかし、下地の薄板１ａの表面粗さが、Ｒｚで２μｍ程度であるため、最低１０μｍ以上で、薄板１ａ間を接合し、ステータの下地の凹凸を平坦化するためには、好適には樹脂の膜厚は、２０μｍ以上は必要となる。逆に、樹脂の膜厚が、５０μｍを超える場合は、ステータと回転子との間隔がその分広くなり、磁束密度が下がり、性能が低下してしまう。
【００２１】
＜効果＞
以上のように、実施の形態１のステータ構造においては、コイル４を巻く前に、ティース３全体を樹脂で塗布しているため、従来の電磁鋼板でコイルを巻くトルクの値でコイル４を巻くことが可能となる。
【００２２】
また、ティース３がコイル４で巻かれることにより、ゆがんだり、圧縮されたりしないため、巻き線長さが一定となる。
【００２３】
さらに、樹脂により、巻き線時に薄板１ａが、欠けたり破損したりすることがなく、ひずみを発生することがないため、安定した性能を実現することができる。
【００２４】
＜実施例＞
実施形態１において、薄板１ａの材料として、Ｆｅ基ナノ結晶材料（Ｆｅ，Ｃｕ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｂ含有）を用いる。積層された薄板１ａからなるティース３に対して、樹脂（不飽和ポリエステル）を塗布し、ヨーク内面の樹脂膜７ａ、側面の樹脂膜７ｂ、上下面の樹脂膜７ｃ、回転子側の樹脂膜７ｄ、外面の樹脂膜７ｅを形成した。
【００２５】
その後、絶縁シート（図示せず）を介してコイル４を巻き、ステータを形成する。このステータを用いて、回転子（図示せず）を組み込み、モータを製作した。
【００２６】
コイルの巻き線長さは、ほぼ一定となり、破損も無く安定した形状を保つことができる。
【００２７】
以上の方法により形成したステータコイルを用いて、モータに組み上げ、モータを評価した結果、通常の電磁鋼板で製作したポンプに比べて、モータ効率を２．５％向上した。
【００２８】
以上のように、実施の形態１のステータ構造によれば、ティースが歪んだり、欠けたりする事が無く、巻き線長さを一定に保つことが出来るため、高性能なモータを提供することができる。
【００２９】
（実施の形態２）
以下、本発明に係る実施の形態２のステータについて図面を参照しつつ説明する。説明しない事項は実施の形態１と同様である。
【００３０】
＜構造＞
図３は、ステータを形成するための溝付き薄板１ｂである。実施の形態１と異なり凹部９が設けられている。
【００３１】
図４は、薄板１ｂを積層した実施の形態２のステータを分割した物の斜視図である。実施の形態１と違うのは、ティース３とヨーク５との間に溝１１があることである。この溝１１は、図３の薄板１ｂの凹部９が積層されたものである。
【００３２】
薄板１ｂの板厚は、３０μｍである。この薄板１ｂを約１０００枚積層しティーステータが形成される。ステータは、樹脂７で、覆われている。
【００３３】
＜形成方法＞
以下、実施の形態１におけるステータ構造において実行される具体的な形成方法について説明する。
【００３４】
薄板１ｂの材料は、たとえば、アモルファス材料を加熱したナノ結晶材料であり、板厚が約３０μｍである。この薄板１ｂを約１０００枚積層し、約３０ｍｍのステータを形成する。積層された薄板１ｂの両面は、たとえば、薄板１ｂと同じ形状の電磁鋼板で挟み、ボルト穴２にボルトを通して固定（図示せず）する。
【００３５】
次に、樹脂塗布工程にティーステータを樹脂（不飽和ポリエステル）溶液に全体を浸け、樹脂を塗布する。ステータを１４０℃の炉の中で、約２時間加熱し、乾燥、固着させる。
【００３６】
その後、巻き線工程にて、絶縁シート（図示せず）をティース３に設置し、絶縁シートを介してティース３にコイル４を巻く。
【００３７】
＜効果＞
本発明に係る実施の形態２のステータ構造においては、溝１１を有する。このため、樹脂層であるヨーク内面の樹脂膜７ａ、側面の樹脂膜７ｂ、上下面の樹脂膜７ｃ、回転子側の樹脂膜７ｄ、外面の樹脂膜７ｅを形成する場合、樹脂の溶液を塗布した後、ティース３の内側角部に樹脂が溜まることがない。つまり、あまった樹脂溶液は、溝１１へ流れる。
【００３８】
結果、ティース３内側をコイル４で巻く際、樹脂膜が邪魔にならない。結果、コイル４の長さが安定し、巻き線長さが一定となる。
【００３９】
さらに、実施形態１と同様に、樹脂でティース３を固定しているため、ティース３にコイル４を巻くときに、ゆがんだり、圧縮されたりしないため、巻き線長さが一定となる。
【００４０】
さらに、巻き線時に薄板１ｂが、欠けたり破損したりすることがなく、ひずみを発生することがないため、安定した性能を実現することができる。
【００４１】
なお、溝１１は、ティース３の両側面にあることが好ましいが、片方でもよい。
【００４２】
＜実施例＞
実施形態２において、薄板１ｂの材料として、Ｆｅ基ナノ結晶材料（Ｆｅ，Ｃｕ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｂ含有）を用いる。積層された薄板１ｂからなるティース３に対して、樹脂（不飽和ポリエステル）を塗布し熱硬化させる。その後、絶縁シート（図示せず）を介してコイル４を巻き、ステータを形成する。このステータを用いて、回転子（図示せず）を組み込み、モータを製作した。
【００４３】
コイルの巻き線長さは、ほぼ一定となり、破損も無く安定した形状を保つことができる。
【００４４】
以上の方法により形成したステータコイルを用いて、モータにくみ上げた。このモータを評価した結果、通常の電磁鋼板で製作したポンプに比べて、モータ効率を２．５％以上向上した。
【００４５】
以上のように、実施の形態２のステータ構造によれば、ティースが歪んだり、欠けたりする事が無く、より巻き線長さを一定に保つことが出来るため、高性能なモータを提供することができる。
【００４６】
（実施の形態３）
以下、本発明に係る実施の形態３のステータについて説明する。説明しない事項は、実施の形態１，２と同様である。
【００４７】
＜構造＞
実施の形態３のステータが実施形態２と違うのは、図４において、回転子側の樹脂膜７ｄを形成しないことである。
【００４８】
＜形成方法＞
以下、実施の形態３におけるステータ構造において実行される具体的な形成方法について説明する。
【００４９】
薄板１ｂの材料は、たとえば、アモルファス材料を加熱したナノ結晶材料であり、板厚が約３０μｍである。この薄板１ｂを約１０００枚積層し、約３０ｍｍのステータを形成する。積層された薄板１ｂの両面は、たとえば、薄板１ｂと同じ形状の電磁鋼板で挟み、ボルト穴２にボルトを通して固定（図示せず）する。
【００５０】
次に、樹脂塗布工程にティーステータをノズルにより樹脂（不飽和ポリエステル）を塗布する。回転子側の樹脂膜７ｄ以外のヨーク内面の樹脂膜７ａ、側面の樹脂膜７ｂ、上下面の樹脂膜７ｃ、外面の樹脂膜７ｅを形成する。ステータを１４０℃の炉の中で、約２時間加熱し、乾燥、固着させる。
【００５１】
その後、巻き線工程にて、絶縁シート（図示せず）をティース３に設置し、絶縁シートを介してティース３にコイル４を巻く。
【００５２】
以上のように、本発明に係る実施の形態３のステータ構造においては、回転子側の樹脂膜７ｄを形成していないため、ティース３と回転子との間隔を正確に保つことができ、樹脂の過剰塗布による回転子とステータの接触が皆無となる。
【００５３】
また、ステータと回転子の間の隙間は、できるだけ近いほうが磁束密度は高くなり、モータの性能が上がる。樹脂を塗布しない分だけ、間隔を狭くすることが可能となり、
性能向上につながる。
【００５４】
また、実施形態２と同様、溝１１を有するため、樹脂を塗布した後、ティース３の内側角部に樹脂が溜まることがない。そのため、ティース３内側をコイル４で巻く際、長さが安定し、巻き線長さが一定となる。さらに、実施形態１と同様に、樹脂でティース３を固定しているため、ティース３にコイル４を巻くときに、ゆがんだり、圧縮されたりしないため、巻き線長さが一定となる。さらに、巻き線時に薄板１ｂが、欠けたり破損したりすることがなく、ひずみを発生することがないため、安定した性能を実現することができる。
【００５５】
＜実施例＞
実施形態３において、薄板１ｂの材料として、Ｆｅ基ナノ結晶材料（Ｆｅ，Ｃｕ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｂ含有）を用いる。積層された薄板１ｂからなるティース３に対して、樹脂（不飽和ポリエステル）を塗布し、回転子側の樹脂膜７ｄ以外のヨーク内面の樹脂膜７ａ、側面の樹脂膜７ｂ、上下面の樹脂膜７ｃを形成する。
【００５６】
その後、絶縁シート（図示せず）を介してコイル４を巻き、ステータを形成する。このステータを用いて、回転子（図示せず）を組み込み、モータを製作した。
【００５７】
回転子とステータの間隔を一定に保つことができ、接触など発生せず、コイルの巻き線長さは、ほぼ一定となり、破損も無く安定した形状を保つことができる。
【００５８】
以上の方法により形成したステータコイルを用いて、モータに組み上げ
このモータを評価した結果、通常の電磁鋼板で製作したポンプに比べて、モータ効率を２．５％以上向上した。
【００５９】
以上のように、実施の形態３のステータ構造によれば、回転子とステータ間の間隔を一定に保つことができ、ティースが歪んだり、欠けたりする事が無く、より巻き線長さを一定に保つことが出来るため、高性能なモータを提供することができる。
【００６０】
（実施の形態４）
以下、本発明に係る実施の形態４のステータについて説明する。説明しない事項は、実施の形態２、３と同様である。
【００６１】
＜構造＞
実施形態４のステータが、実施形態２と違うのは、樹脂膜が、側面の樹脂膜７ｂのみである。つまり、ティース３の側面だけに樹脂を塗布していることである。ここで、側面は、各ティース間の対向する面である。つまり、隣接するティース間の面である。
【００６２】
＜形成方法＞
以下、実施の形態４におけるステータ構造において実行される具体的な形成方法について説明する。
【００６３】
薄板１ｂの材料は、たとえば、アモルファス材料を加熱したナノ結晶材料であり、板厚が約３０μｍである。この薄板１ｂを約１０００枚積層し、約３０ｍｍのステータを形成する。積層された薄板１ｂの両面は、たとえば、薄板１ｂと同じ形状の電磁鋼板で挟み、ボルト穴２にボルトを通して固定（図示せず）する。
【００６４】
次に、樹脂塗布工程にティーステータをノズルにより樹脂（不飽和ポリエステル）をティース３の側面（側面の樹脂膜７ｂ）のみに塗布する。ステータを１４０℃の炉の中で、約２時間加熱し、乾燥、固着させる。
【００６５】
その後、巻き線工程にて、絶縁シート（図示せず）をティース３に設置し、絶縁シートを介してティース３にコイル４を巻く。
【００６６】
＜効果＞
以上のように、本発明に係る実施の形態４のステータ構造においては、ティース３の側面だけに樹脂を塗布しているため、ティース３と回転子側との間隔を正確に保つことができる。
【００６７】
また、樹脂の過剰塗布による回転子とステータの接触が皆無となるだけでなく、ヨーク５、ティース３やステータの外径側に樹脂を塗布していないため、モータ組み込み時に、カバー（図示せず）に接触したりせず、精度良くセッティングが可能となる。
【００６８】
また、実施形態１と同様に、樹脂でティース３を固定しているため、ティース３にコイル４を巻くときに、ゆがんだり、圧縮されたりしないため、巻き線長さが一定となる。さらに、巻き線時に薄板１ｂが、欠けたり破損したりすることがなく、ひずみを発生することがないため、安定した性能を実現することができる。
【００６９】
＜実施例＞
実施の形態４において、薄板１ｂの材料として、Ｆｅ基ナノ結晶材料（Ｆｅ，Ｃｕ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｂ含有）を用いる。積層された薄板１ｂからなるティース３に対して、側面のみに樹脂（不飽和ポリエステル）を塗布し、側面の樹脂膜７ｂを形成した。
【００７０】
その後、絶縁シート（図示せず）を介してコイル４を巻き、ステータを形成する。このステータを用いて、回転子（図示せず）を組み込み、モータを製作した。
【００７１】
回転子とステータの間隔を一定に保つことができ、接触など発生せず、コイルの巻き線長さは、ほぼ一定となり、破損も無く安定した形状を保つことができる。
【００７２】
以上の方法により形成したステータコイルを用いて、モータに組み上げた。このモータを評価した結果、通常の電磁鋼板で製作したポンプに比べて、モータ効率を２．５％以上向上した。
【００７３】
以上のように、実施の形態４のステータ構造によれば、組み込み時の精度良いセッティングや回転子とステータ間の間隔を一定に保つことができ、ティースが歪んだり、欠けたりする事が無く、より巻き線長さを一定に保つことが出来るため、高性能なモータを提供することができる。
【００７４】
（全体を通じて）
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記１乃至４の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【００７５】
また、実施の形態１〜４は組み合わせることができる。表１に実施の形態１〜４の構造をまとめた。
【００７６】
【表１】
2018182900.tif 000003
【００７７】
実施の形態４の実施例においては、樹脂塗布面１３がティース３側面（側面の樹脂膜７ｂ）だけに樹脂を塗布している。しかし、ティース３側面に樹脂を塗布していれば、回転子側のティース３の内径面を除いて、どこに塗布しても良い。
【００７８】
少なくとも側面の樹脂膜７ｂは必要であり、回転子側の樹脂膜７ｄは無い方が好ましい。
【００７９】
実施形態１、実施形態２、実施形態３、実施形態４において、樹脂膜として、不飽和ポリエステルとしたが、他のエポキシ系などの接着剤でも良い。
【００８０】
薄板１ａ、１ｂは、アモルファス磁性体やナノ磁性体材料などである。厚みは１００μｍ以下である。なお、厚みが２０μｍ以上５０μｍ以下なら積層数が多くなり実施の形態の構造で、さらに効果がでる。さらに、アモルファス磁性体やナノ磁性体材料の場合は、他の材料より厚みばらつきがあり、上記効果がよりでる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明のステータは、広くモータで使用される。特に、省エネを目的とする冷蔵庫やエアコンなどのモータとして利用される。
【符号の説明】
【００８２】
１ａ、１ｂ  薄板
２  ボルト穴
３  ティース
４  コイル
５  ヨーク
６  断面
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ  樹脂膜
９  凹部
１０  回転子
１１  溝
１３  樹脂塗布面
１００  ステータ
１０１  コイル
１０２  ステータ
１０３  回転子
１０４  ティース
【図１】
2018182900.tif 000004
【図２】
2018182900.tif 000005
【図３】
2018182900.tif 000006
【図４】
2018182900.tif 000007
【図５】
2018182900.tif 000008