(57)【要約】【課題】電機子の軸方向への寸法の増加を抑制する。【解決手段】ステータ１０は、環状に形成された継鉄部１８と、継鉄部１８から径方向に延びるティース部２０と、を有するステータコア１２と、ティース部２０の回りに導電性の巻線３６が巻回されることによって形成されたコイル１６と、を備えている。コイル１６を形成する巻線３６の一部は、コイル１６の周方向一方側において径方向一方側から径方向他方側へ配索された第２取回部３６Ｃ２とされている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状に形成された継鉄部と、該継鉄部から径方向に延びるティース部と、を有するコアと、
前記ティース部の回りに導電性の巻線が巻回されることによって形成されたコイルと、
前記コイルを形成する巻線の一部を構成する又は前記コイルを形成する巻線に接続され、前記コイルの周方向一方側において径方向一方側から径方向他方側へ配索された配線部と、
を備えた電機子。
【請求項２】
前記配線部は、前記コイルを形成する巻線の一部を構成する径方向渡り線部とされ、
前記径方向渡り線部が、前記コイルにおける周方向一方側の部分に沿って配索されている請求項１記載の電機子。
【請求項３】
前記コアと前記コイルとの間には、インシュレータが設けられており、
前記インシュレータには、前記コイルを形成する巻線において前記径方向渡り線に対して径方向他方側の部分が係止される係止部が設けられている請求項２記載の電機子。
【請求項４】
前記径方向渡り線部が、軸方向一方側から他方側へ向けて配索されている請求項２又は請求項３記載の電機子。
【請求項５】
請求項１記載の電機子の製造方法に適用され、
前記ティース部の回りに導電性の巻線を巻回することで該ティース部の回りにコイルを形成するコイル形成工程と、
前記コイルを形成する巻線の一部を構成する又は前記コイルを形成する巻線に接続された配線部を、前記コイルの周方向一方側において径方向一方側から径方向他方側へ配索する配線部配索工程と、
を有する電機子の製造方法。
【請求項６】
請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載された電機子の製造方法に適用され、
前記ティース部の回りに導電性の巻線を巻回することによって該ティース部の回りにコイルを形成するコイル形成工程と、
前記コイルを形成する巻線の一部を、前記コイルにおける周方向一方側の部分に沿ってかつ径方向一方側から径方向他方側へ配索することで該コイルにおける周方向一方側の部分に沿って前記径方向渡り線部を形成する径方向渡り線部形成及び配索工程と、
を有する電機子の製造方法。
【請求項７】
前記コイルを形成する巻線において前記径方向渡り線に対して径方向他方側の部分を前記係止部に係止させる係止工程を有する請求項６記載の電機子の製造方法。
【請求項８】
径方向渡り線部形成及び配索工程において、前記コイルを形成する巻線の一部を軸方向一方側から他方側へ向けて配索する請求項６又は請求項７記載の電機子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電機子及び電機子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１及び特許文献２には、環状に形成された継鉄部から径方向に延びるティース部を備えたコアと、コアのティース部に導電性の巻線が巻回されることによって形成されたコイルと、を備えた電機子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１２６２３８号公報
【特許文献２】特開平９−１９１６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これらの文献に記載された電機子では、巻線においてコイルから導出された部分が、コイルエンドの直上に沿って配索されているため、電機子の軸方向への寸法が増加し易い。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、軸方向への寸法の増加を抑制することができる電機子及び電機子の製造方法を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の電機子は、環状に形成された継鉄部と、該継鉄部から径方向に延びるティース部と、を有するコアと、前記ティース部の回りに導電性の巻線が巻回されることによって形成されたコイルと、前記コイルを形成する巻線の一部を構成する又は前記コイルを形成する巻線に接続され、前記コイルの周方向一方側において径方向一方側から径方向他方側へ配索された配線部と、を備えている。
【０００７】
請求項１記載の電機子によれば、ティース部の回りに導電性の巻線が巻回されることで、当該ティース部の回りにコイルが形成されている。ここで、コイルを形成する巻線の一部を構成する又はコイルを形成する巻線に接続された配線部は、コイルの周方向一方側において径方向一方側から径方向他方側へ配索されている。これにより、配線部がコイルに対して軸方向に突出することが抑制され、電機子の軸方向への寸法の増加を抑制することができる。
【０００８】
請求項２記載の電機子は、請求項１記載の電機子において、前記配線部は、前記コイルを形成する巻線の一部を構成する径方向渡り線部とされ、前記径方向渡り線部が、前記コイルにおける周方向一方側の部分に沿って配索されている。
【０００９】
請求項２記載の電機子によれば、コイルを形成する巻線の一部を構成する径方向渡り線部は、コイルの周方向一方側の部分に沿って径方向一方側から径方向他方側へ配索されている。これにより、径方向渡り線部がコイルに対して軸方向に突出することが抑制され、電機子の軸方向への寸法の増加を抑制することができる。
【００１０】
請求項３記載の電機子は、請求項２記載の電機子において、前記コアと前記コイルとの間には、インシュレータが設けられており、前記インシュレータには、前記コイルを形成する巻線において前記径方向渡り線に対して径方向他方側の部分が係止される係止部が設けられている。
【００１１】
請求項３記載の電機子によれば、コイルを形成する巻線において径方向渡り線に対して径方向他方側の部分が、インシュレータの係止部に係止される。これにより、巻線においてコイルを形成している部分が緩むことを抑制することができる。
【００１２】
請求項４記載の電機子は、請求項２又は請求項３記載の電機子において、前記径方向渡り線部が、軸方向一方側から他方側へ向けて配索されている。
【００１３】
請求項４記載の電機子によれば、コイルを形成する巻線の一部を構成する径方向渡り線部は、コイルの周方向一方側の部分に沿って径方向一方側から径方向他方側へかつ軸方向一方側から他方側へ配索されている。これにより、径方向渡り線部がコイルに対して軸方向に突出することが抑制されると共に、巻線においてコイルを形成している部分が緩むことを抑制することができる。
【００１４】
請求項５記載の電機子の製造方法は、請求項１記載の電機子の製造方法に適用され、前記ティース部の回りに導電性の巻線を巻回することで該ティース部の回りにコイルを形成するコイル形成工程と、前記コイルを形成する巻線の一部を構成する又は前記コイルを形成する巻線に接続された配線部を、前記コイルの周方向一方側において径方向一方側から径方向他方側へ配索する配線部配索工程と、を有する。
【００１５】
請求項５記載の電機子の製造方法によれば、巻線工程を経ることで、ティース部の回りにコイルが形成される。また、配線部配索工程を経ることで、配線部が、コイルの周方向一方側において径方向一方側から径方向他方側へ配索される。ここで、配線部は、コイルの周方向一方側において径方向一方側から径方向他方側へ配索されている。これにより、配線部がコイルに対して軸方向に突出することが抑制され、電機子の軸方向への寸法の増加を抑制することができる。
【００１６】
請求項６記載の電機子の製造方法は、請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載された電機子の製造方法に適用され、前記ティース部の回りに導電性の巻線を巻回することによって該ティース部の回りにコイルを形成するコイル形成工程と、前記コイルを形成する巻線の一部を、前記コイルにおける周方向一方側の部分に沿ってかつ径方向一方側から径方向他方側へ配索することで該コイルにおける周方向一方側の部分に沿って前記径方向渡り線部を形成する径方向渡り線部形成及び配索工程と、を有する。
【００１７】
請求項６記載の電機子の製造方法によれば、巻線工程を経ることで、ティース部の回りにコイルが形成される。また、径方向渡り線部形成及び配索工程を経ることで、コイルにおける周方向一方側の部分に沿って径方向渡り線部が形成される。ここで、径方向渡り線部は、コイルの周方向一方側の部分に沿って径方向一方側から径方向他方側へ配索されている。これにより、径方向渡り線部がコイルに対して軸方向に突出することが抑制され、電機子の軸方向への寸法の増加を抑制することができる。
【００１８】
請求項７記載の電機子の製造方法は、請求項６記載の電機子の製造方法において、前記コイルを形成する巻線において前記径方向渡り線に対して径方向他方側の部分を前記係止部に係止させる係止工程を有する。
【００１９】
請求項７記載の電機子の製造方法によれば、係止工程を経ることで、コイルを形成する巻線において径方向渡り線に対して径方向他方側の部分が係止部に係止される。これにより、巻線においてコイルを形成している部分が緩むことを抑制することができる。
【００２０】
請求項８記載の電機子の製造方法は、請求項６又は請求項７記載の電機子の製造方法において、径方向渡り線部形成及び配索工程において、前記コイルを形成する巻線の一部を軸方向一方側から他方側へ向けて配索する。
【００２１】
請求項８記載の電機子の製造方法によれば、径方向渡り線部形成及び配索工程を経ることで、径方向渡り線部が、コイルの周方向一方側の部分に沿って径方向一方側から径方向他方側へかつ軸方向一方側から他方側へ配索される。これにより、径方向渡り線部がコイルに対して軸方向に突出することが抑制されると共に、巻線においてコイルを形成している部分が緩むことを抑制することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る電機子及び電機子の製造方法は、軸方向への寸法の増加を抑制することができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】ステータを示す斜視図である。
【図２】ステータを示す斜視図であり、図１とは反対方向から見た図を示している。
【図３】インシュレータを示す平面図である。
【図４】インシュレータを示す底面図である。
【図５】巻線巻回工程を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１〜図４を用いて本発明の実施形態に係る電機子について説明する。なお、図中に適宜示す矢印Ｚ方向、矢印Ｒ方向及び矢印Ｃ方向は、電機子の回転軸方向、回転径方向及び回転周方向をそれぞれ示すものとする。また以下、単に軸方向、径方向、周方向を示す場合は、特に断りのない限り、電機子の回転軸方向、回転径方向、回転周方向を示すものとする。
【００２５】
図１及び図２に示されるように、電機子としてのステータ１０は、コアとしてのステータコア１２と、ステータコア１２に取付けられたインシュレータ１４と、ステータコア１２のまわりに形成されたコイル１６と、を備えている。なお、本実施形態のステータ１０は、インナロータ型のブラシレスモータに用いられる。
【００２６】
ステータコア１２は、鋼材等の磁性材料を用いて形成されている。このステータコア１２は、軸方向から見て環状に形成された継鉄部１８と、継鉄部１８から径方向内側へ向けて突出すると共に周方向に沿って等間隔に配置された複数の（本実施形態では１２個の）ティース部２０と、を備えている。
【００２７】
図３及び図４に示されるように、インシュレータ１４は、樹脂材料等の絶縁性の高い材料を用いて形成されている。このインシュレータ１４は、ステータコア１２の各々のティース部２０（図１参照）において後述するコイル１６が形成される部分を覆う複数のティース部被覆部２２を備えている。また、インシュレータ１４は、複数のティース部被覆部２２の径方向外側の端部を周方向につなぐと共にステータコア１２の継鉄部１８の軸方向（矢印Ｚ方向側）の面に沿って配置される環状連結部２４を備えている。さらに、インシュレータ１４は、複数のティース部被覆部２２の径方向内側の端部から周方向及び軸方向に突出する庇状に形成された先端庇部２６を備えている。なお、インシュレータ１４は、軸方向へ２分割構造とされることで、ステータコア１２に軸方向一方側及び他方側から取付けられるようになっている。
【００２８】
ティース部被覆部２２における周方向の両面及びティース部被覆部２２における周方向の両面と軸方向の両面との境目には、当該ティース部被覆部２２を介してティース部２０の回りに巻回された巻線３６（図１参照）の径方向へのズレを抑制するための複数の巻回サポート溝２８が形成されている。この複数の巻回サポート溝２８は、径方向に等間隔に配置されている。
【００２９】
先端庇部２６における周方向一方側（矢印Ｃ方向側）には、コイル１６を形成する巻線３６の一部が係止される係止部としての係止溝３０が形成されている。この係止溝３０は、所謂スナップフィット構造となっている。具体的には、この係止溝３０は、周方向一方側が開放され先端庇部２６の軸方向に沿って形成されている、また、係止溝３０の開放端側３０Ａの一部は巻線３６の外径よりも小さな寸法となっている。これにより、巻線３６が係止溝３０の開放端側３０Ａから閉止端側３０Ｂへ押し込まれることで、係止溝３０の開放端側３０Ａが押し広げられて、巻線３６が係止溝３０内に配置されるようになっている。また、巻線３６が係止溝３０内に配置された状態では、押し広げられた係止溝３０の開放端側３０Ａの一部が復元して、係止溝３０の開放端側３０Ａの一部が再び巻線３６の外径よりも小さな寸法となる。これにより、係止溝３０内に配置された巻線３６の一部が当該係止溝３０から抜け出さないようになっている。
【００３０】
図４に示されるように、先端庇部２６の軸方向他方側には、巻線３６の一部が内部に配置されることで、当該巻線３６の一部をガイドする第１ガイド溝３２が形成されている。この第１ガイド溝３２は、係止溝３０と繋がっている。また、図３に示されるように、先端庇部２６の軸方向一方側には、巻線３６の一部が内部に配置されることで、当該巻線３６の一部をガイドする第２ガイド溝３４が形成されている。この第２ガイド溝３４は、係止溝３０と繋がっていると共に係止溝３０から離間するにつれて径方向内側に傾斜している。
【００３１】
次に、本実施形態のステータ１０の製造方法について説明する。
【００３２】
図１〜図４に示されるように、先ずインシュレータ１４をステータコア１２に取付ける（インシュレータ取付工程）。
【００３３】
次いで、各々のティース部２０のまわりに巻線３６を巻回することで、各々のティース部２０の回りにコイル１６を形成する（コイル形成工程）。
【００３４】
図５に示されるように、本実施形態では、ティース部２０の周方向他方側かつ径方向外側の端部において巻線３６をティース部２０に巻き始め、ティース部２０の周方向一方側かつ径方向外側の端部において巻線３６をティース部２０に巻き終える。なお、巻線３６の断面内に付された番号は、ティース部２０に巻線３６を巻回する順番である。巻線３６においてコイル１６を巻始める部分を巻初め線部３６Ａと呼び、コイル１６を巻き終える部分を巻終わり線部３６Ｂと呼ぶ。
【００３５】
コイル１６の第１層目Ｍ１は、巻線３６がティース部２０のまわりに径方向外側から内側に向けて巻回されることで形成される。また、コイル１６の第２層目Ｍ２は、巻線３６がティース部２０のまわりに径方向内側から外側に向けて巻回されることで形成され、コイル１６の第３層目Ｍ３は、巻線３６がティース部２０のまわりに径方向外側から内側に向けて巻回されることで形成される。さらに、コイル１６の第４層目Ｍ４は、巻線３６がティース部２０のまわりに径方向の略中央部から外側に向けて巻回されることで形成される。
【００３６】
ここで、図１及び図２に示されるように、巻線３６においてコイル１６から導出されている部分（巻線３６において巻終わり線部３６Ｂよりも当該巻線３６の端部側の部分）を導出部３６Ｃと呼ぶ。
【００３７】
図１に示されるように、この導出部３６Ｃの基端側（巻線３６においてコイル１６を形成している側）は、ティース部２０の軸方向一方側かつ径方向外側の端部に沿って周方向他方側へ取り回される。なお、この部分を「第１取回部３６Ｃ１」と呼ぶ。
【００３８】
また、導出部３６Ｃの一部は、第１取回部３６Ｃ１における周方向他方側の端部から径方向内側かつ軸方向他方側に向けて傾斜するように取り回される（配線部配索工程及び径方向渡り線部形成及び配索工程）。なお、この部分を配線部及び径方向渡り線部としての「第２取回部３６Ｃ２」と呼ぶ。また、第２取回部３６Ｃ２は、コイル１６における周方向他方側の面に沿って取り回されている。
【００３９】
さらに、図２に示されるように、導出部３６Ｃの一部は、第２取回部３６Ｃ２における径方向内側かつ軸方向他方側の端部からインシュレータ１４の第１ガイド溝３２に沿って取り回される。なお、この部分を「第３取回部３６Ｃ３」と呼ぶ。
【００４０】
また、図１に示されるように、導出部３６Ｃの一部は、インシュレータ１４の係止溝３０に係止される（係止工程）。なお、この部分を「第４取回部３６Ｃ４」と呼ぶ。
【００４１】
さらに、導出部３６Ｃの一部は、第４取回部３６Ｃ４における軸方向一方側の端部からインシュレータ１４の第２ガイド溝３４に沿って取り回される。なお、この部分を「第５取回部３６Ｃ５」と呼ぶ。
【００４２】
また、導出部３６Ｃの一部は、第５取回部３６Ｃ５における周方向他方側の端部から軸方向一方側へ向けて取り回される。なお、この部分を「第６取回部３６Ｃ６」と呼ぶ。なお、第６取回部３６Ｃ６における軸方向一方側の端部は、図示しない回路基板に接合される。
【００４３】
以上の工程を経て、ステータ１０が製造される。
【００４４】
（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００４５】
以上の製造工程を経て製造された本実施形態のステータ１０では、コイル１６を形成する巻線３６の第２取回部３６Ｃ２が、コイル１６の周方向他方側の部分に沿って径方向外側から径方向内側へ配索されている。これにより、第２取回部３６Ｃ２がコイル１６（コイルエンド）に対して軸方向に突出することが抑制され、ステータ１０の軸方向への寸法の増加を抑制することができる。
【００４６】
また、本実施形態のステータ１０では、コイル１６を形成する巻線３６の第４取回部３６Ｃ４が、インシュレータ１４の係止溝３０に係止されている。これにより、巻線３６においてコイル１６を形成している部分が緩むことを抑制することができる。
【００４７】
さらに、本実施形態では、コイル１６を形成する巻線３６の第２取回部３６Ｃ２が、コイル１６の周方向他方側の部分に沿って径方向外側から径方向内側へかつ軸方向一方側から他方側へ傾斜するように配索されている。これにより、コイル１６が第２取回部３６Ｃ２によって巻締められるようになり、巻線３６においてコイル１６を形成している部分が緩むことを抑制することができる。また、第２取回部３６Ｃ２と対応する部分を巻線３６とは異なる部材（一例としてターミナル）と置き換えた構成としてもよい。
【００４８】
なお、本実施形態では、コイル１６を形成する巻線３６の第２取回部３６Ｃ２が、コイル１６の周方向他方側の部分に沿って径方向外側から径方向内側へかつ軸方向一方側から他方側へ傾斜するように配索されている例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第２取回部３６Ｃ２が、径方向外側から径方向内側へ直線状に配索されていてもよい。このように、第２取回部３６Ｃ２は、コイル１６の周方向一方側又は他方側に配置されていればよい。
【００４９】
また、本実施形態では、コイル１６を形成する巻線３６の第４取回部３６Ｃ４をインシュレータ１４の係止溝３０に係止させた例について説明したが、本発明はこれに限定されない。巻線３６の一部が係止される部分をインシュレータ１４に設けるか否かについては、ステータ１０の製造工程を考慮して適宜設定すればよい。
【００５０】
また、本発明は、アウタロータ型のブラシレスモータの一部を構成する電機子やブラシ付きのモータの一部を構成する電機子にも適用することができる。
【００５１】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００５２】
１０   ステータ（電機子）
１２   ステータコア（コア）
１４   インシュレータ
１６   コイル
１８   継鉄部
２０   ティース部
３０   係止溝（係止部）
３６   巻線
３６Ｃ２      第２取回部（配線部、径方向渡り線部）
【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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