(57)【要約】【課題】本発明の目的は、爪型磁極部を備えるとともに、励磁部材の占積率を向上させて高出力化を実現することが可能な電機子及びこれを備えたモータを提供することにある。【解決手段】一対の電機子コア部品１１Ａ，１１Ｂと、一対の電機子コア部品１１Ａ，１１Ｂに挟持される励磁部材１１３と、を有する電機子１に関する。一対の電機子コア部品１１Ａ，１１Ｂには、少なとも１個の爪型磁極部１１１，１１２が各々形成されており、一対の電機子コア部品１１Ａ，１１Ｂは、これら爪型磁極部１１１，１１２が噛みあう状態で軸方向に積層されるとともに、励磁部材１１３は軸方向から挟持されており、この励磁部材１１３は、電子基板部材１１Ｃに形成された円環状の配線パターンである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電機子コア部品と、一対の該電機子コア部品に挟持される励磁部材とを有する電機子であって、
一対の前記電機子コア部品には、少なとも１個の爪型磁極部が各々形成されており、
一対の前記電機子コア部品は、前記爪型磁極部が噛みあう状態で軸方向に積層されるとともに、前記励磁部材は軸方向から挟持されており、
前記励磁部材は、電子基板部材に形成された円環状の配線パターンであることを特徴とする電機子。
【請求項２】
前記電子基板部材は、前記配線パターンが径方向に多層となるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電機子。
【請求項３】
前記電子基板部材は、前記配線パターンが軸方向に多層となるように形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電機子。
【請求項４】
前記配線パターンは、カーボンナノチューブよりなることを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれか一項に記載の電機子。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４いずれか一項に記載の電機子と、
該電機子に対峙して配設される界磁と、
前記配線パターンに通電する通電機構と、
回転力を出力するための出力軸と、
を少なくとも備えたモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電機子及びこれを備えたモータに係り、特に、爪磁極部を備えた電機子コアを有する電機子及びこれを備えたモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータにおいては、コイル等の励磁部材が電機子コアに配設された電機子と、界磁との相互作用により、トルク（回転力）を得る。
コイル等の励磁部材には、整流子等を介して、外部より電流が供給され、これにより電磁力が発生する。
このような電機子を構成する電機子コアに関しては、その構造において様々な技術が存在している。
例えば、このような電機子の形態の一種として、爪型磁極を有するモータが知られている。
このような、爪型磁極を有するモータにおいて、モータを高出力化するために、巻線占積率を上げることが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１には、爪型磁極の電機子（固定子）を有するモータが開示されている。
特許文献１のモータにおいては、一対の固定子コア及び平角線コイルにより、１相分の固定が形成される。
一対の固定子コアの内周縁には、複数の爪型磁極が形成されており、一対の固定子コアを組み上げた際には、両者の爪型磁極が噛みあうように構成される。
そして、これら一対の固定コアに挟持されるように、円形状の平角線コイルが配置される。
そして、これらを３組積層させて、３相の電機子コアが構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２８８９５６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に記載のモータでは、爪型磁極を有する電機子において、巻線形状を丸線ではなく、平角線コイルを使用することにより、巻線占積率を上げ、モータを高出力化することができる。
しかし、モータの更なる高出力化のために、更なる励磁部材（通電により磁界を発生させる部材：巻線等）の占積率を向上させる技術が求められていた。
更に、巻線コイルを使用する場合には、当該巻線コイル分、モータの体積が増加する。
このため、このような巻線コイルの体積分を減少させ、モータの扁平化を含む小型化の実現が望まれている。
【０００６】
本発明の目的は、上記各問題点を解決することにあり、爪型磁極部を備えるとともに、励磁部材の占積率を向上させて高出力化を実現することが可能な電機子及びこれを備えたモータを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、扁平化を含むモータの小型化を実現することが可能な電機子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】
【０００７】
上記課題は、本発明に係る電機子によれば、一対の電機子コア部品と、一対の該電機子コア部品に挟持される励磁部材とを有する電機子であって、一対の前記電機子コア部品には、少なとも１個の爪型磁極部が各々形成されており、一対の前記電機子コア部品は、前記爪型磁極部が噛みあう状態で軸方向に積層されるとともに、前記励磁部材は軸方向から挟持されており、前記励磁部材は、電子基板部材に形成された円環状の配線パターンにすることにより解決される。
【０００８】
このように構成されていることにより、励磁部材の占積率を向上させることが可能となり、モータの高出力化に寄与することができるとともに、モータの小型化を実現することができる。
従来、巻線コイルを用いる場合、巻線間の絶縁を保つため、コア線にエナメル層を形成する必要があった。
しかし、これを電子基板部材に形成された励磁部材（配線パターン）とすることにより、エナメル層が不要となり配線パターンを密にすることができるため、励磁部材の占積率を向上させることが可能となる。よって、モータの高出力化に寄与することができる。
更に、電子基板部材に形成された励磁部材（配線パターン）とすることにより、エナメル層が不要となり、励磁部材の軸短化につながるため、モータの小型化（扁平化を含む）に貢献することができる。
更に、励磁部材の使用量を低減することができる。
【０００９】
また、このとき、具体的には、請求項２に記載されるように、前記電子基板部材は、前記配線パターンが径方向に多層となるように形成されていると、モータを軸方向に小型化することが可能となり、扁平化にも寄与することが可能となるため好適である。
若しくは、具体的には、請求項３に記載されるように、前記電子基板部材は、前記配線パターンが軸方向に多層となるように形成されていると、モータを径方向に小型化することが可能となるため好適である。
【００１０】
更に、請求項４に記載されるように、前記配線パターンは、カーボンナノチューブよりなると、一般的に使用される銅の配線パターンに比して、電子導電性（電気伝導性）が向上するため好適である。
【００１１】
また、本発明に係るモータは、請求項１乃至請求項４いずれか一項に記載の電機子と、該電機子に対峙して配設される界磁と、前記配線パターンに通電する通電機構と、回転力を出力するための出力軸と、を少なくとも備えて構成される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、爪型磁極部を備える電機子において、巻線コイルの使用を不要とし、励磁部材（配線パターン）を密にして占積率を向上させることができる。
そして、励磁部材の占積率を向上させた結果、モータの高出力化を実現することが可能となる。
更に、モータの扁平化を含む小型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る電機子の構成部を示す概略構成を示す説明図である。
【図２】本発明の第一実施例に係る電子基板部材の構成を示す模式図である。
【図３】本発明の第二実施例に係る電子基板部材の構成を示す模式図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面模式図である。
【図５】本発明の第三実施例に係る電子基板部材の構成を示す模式図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ線断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、以下に説明する構成は本発明を限定するものでなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
本実施形態は、巻線ではない励磁部材を使用し、この励磁部材の占積率を向上させてモータの高出力化を図ることを目的とした、爪型磁極部を備えた電機子コアに関するものである。
【００１５】
図１乃至図６は、本発明の実施形態例を示すものであり、図１は電機子の構成部を示す概略構成を示す説明図、図２は第一実施例に係る電子基板部材の構成を示す模式図、図３は第二実施例に係る電子基板部材の構成を示す模式図、図４は図３のＡ−Ａ線断面模式図、図５は第三実施例に係る電子基板部材の構成を示す模式図、図６は図５のＢ−Ｂ線断面模式図である。
【００１６】
まず、本実施形態に係るモータＭの構成の一例について説明する。
本実施形態に係るモータＭは、電機子１の構成を除き、公知のブラシレスモータの構成を採用したものである。
よって、電機子１以外のモータＭの構成について簡単に説明する。
本実施形態に係るモータＭは、インナロータタイプであり、出力軸となるシャフト及び界磁が備えられたロータと、ステータとなる電機子１と、この電機子１に通電するための通電機構と、を有して構成されている。
【００１７】
そして、通電機構により、電機子１へ流す電流を、ロータの回転に合わせて切り替えることにより、ロータに回転トルクを付与する。
ロータの回転位置は、例えば、位置検出センサにより検知可能となっている。
そして、位置検出信号は制御回路（例えば、マイクロコンピュータ等）によって駆動信号に変えられて外部のインバータ回路等に送信され、このインバータ回路から、回転位置に合わせた電流を供給できるように構成されている。
【００１８】
なお、本例では、インナロータタイプで電機子がステータとなる形式の例を示したが、これに限られることはなく、本発明の趣旨から逸脱しない範囲であれば、どのようなモータに適用されていてもよい。
【００１９】
電機子１について説明する。
図１には、１相分の電機子１の構成部１１を示す。
本例では、３相の電機子１を使用しているため、同様の構成部１１が３個使用されて（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）電機子１を構成している。
構成部１１は、第一電機子コア部品１１Ａ、第二電機子コア部品１１Ｂ、電子基板部材１１Ｃを有して構成されている。
【００２０】
本実施形態に係る第一電機子コア部品１１Ａ及び第二電機子コア部品１１Ｂは、同様の形状に形成されている。
第一電機子コア部品１１Ａ及び第二電機子コア部品１１Ｂは、円環形状の部品であり、例えば、絶縁被膜でコーティングされた磁性粉末体をプレス加工することにより形成されている。
【００２１】
第一電機子コア部品１１Ａの内孔周縁には、略矩形状の第一爪型磁極部１１１が起立している。
第一爪型磁極部１１１は、第一電機子コア部品１１Ａの本体面（円環状部分）に対して略垂直となるように、第一電機子コア部品１１Ａの内孔周縁に沿って等間隔に（中心角３０°分離隔して）１２個形成されている。
同様に、第二電機子コア部品１１Ｂにも、１２個の第二爪型磁極部１１２が形成されている。
【００２２】
電子基板部材１１Ｃは、基板部１１４と励磁部材１１３とを有して構成されている。
基板部１１４は、円環形状に形成された部材であり、例えば、ガラス繊維シートにエポキシ樹脂を含浸させたガラスエポキシ基板として形成されている。
励磁部材１１３は、カーボンナノチューブで形成された配線パターンであるが、本構成は、本発明の主要構成であるため、後に詳述する。
なお、配線パターンを、一般的に使用されている銅としてもよいが、カーボンナノチューブとすることにより、電子導電性（電機伝導性）が向上する。
【００２３】
本実施形態に係る電機子１の構成部１１は、第一電機子コア部品１１Ａと第二電機子コア部品１１Ｂとで、電子基板部材１１Ｃを挟持することにより構成されている。
このとき、第一電機子コア部品１１Ａを構成する第一爪型磁極部１１１と、第二電機子コア部品１１Ｂを構成する第二爪型磁極部１１２とは、互いに噛みあうように組合わされる。
これにより、励磁部材１１３に通電すると、第一爪型磁極部１１１及び第二爪型磁極部１１２を介して、ロータとの間に磁路が形成されるため、磁束が流れてロータに回転トルクが付与されることとなる。
【００２４】
以下、電子基板部材１１Ｃに形成される励磁部材１１３の配線パターンについて説明する。
＜実施例１＞
図２により、実施例１に係る配線パターンを説明する。
本例においては、励磁部材１１３の配線パターンを径方向多層とした。
つまり、円環状に、励磁部材１１３を多層形成する例である。
図２においては、励磁部材１１３を５層形成した例を示した。
【００２５】
このように、励磁部材１１３を配線パターンとすることにより、巻線コイルを用いる必要がなくなる。
従来、巻線コイルを用いる場合、巻線間の絶縁を保つため、コア線にエナメル層を形成する必要があった。
しかし、巻線コイルを電子基板部材１１Ｃに形成された励磁部材１１３（配線パターン）とすることにより、励磁部材１１３の軸短化につながり、モータの扁平化に貢献することができる。
また、配線パターンを密にすることができるため、励磁部材１１３の占積率を向上させることが可能となり、モータＭの高出力化に寄与することができる。
更に、励磁部材１１３の使用量を低減することができる。
また、径方向に多層化されていることにより、電機子１の軸方向への大型化を抑制することができ、モータＭの小型化を実現することができる。
【００２６】
＜実施例２＞
図３及び図４により、実施例２に係る配線パターンを説明する。
本例においては、励磁部材１１３の配線パターンを軸方向多層とした。
つまり、励磁部材１１３を、図３に示すように円環状に１層形成するとともに、図４（ａ）に示すように、軸方向に更に１層形成する。
つまり、図４（ａ）では、円環状の励磁部材１１３が軸方向に２本配設されている。
なお、図４（ｂ）に示すように、必要に応じて、２層以上、多層配設されていてもよい。
これにより、電機子１の径方向への大型化を抑制することができ、モータＭの小型化を実現することができる。
【００２７】
＜実施例３＞
図５及び図６により、実施例３に係る配線パターンを説明する。
本例は、実施例１及び実施例２の複合型を示す例である。
本例においては、励磁部材１１３の配線パターンを径方向及び軸方向に共に多層とした。
つまり、励磁部材１１３を、図５に示すように円環状に３層形成するとともに、図６（ａ）に示すように、軸方向に更に２層形成する。
つまり、図６（ａ）では、円環状の３層の励磁部材１１３が軸方向に２本配設されている。
なお、図６（ｂ）に示すように、必要に応じて、軸方向に２層以上、多層配設されていてもよいし、径方向に多層配設されていてもよい。
これにより、実施例１及び実施例２の効果を併せもつことが可能となる。
つまり、モータＭの高出力化やモータＭの小型化（扁平化を含む）をより効果的に実現することが可能となる。
【符号の説明】
【００２８】
１・・電機子、
１１・・構成部、
１１Ａ・・第一電機子コア部品、１１１・・第一爪型磁極部、
１１Ｂ・・第二電機子コア部品、１１２・・第二爪型磁極部、
１１Ｃ・・電子基板部材、１１３・・励磁部材、１１４・・基板部、
Ｍ・・モータ
【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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