(57)【要約】【課題】コイルの絶縁被覆の損傷の発生を防止できて安価な電動モータを提供する。【解決手段】本電動モータ１のステータコア１１は、複数の分割コア１６を環状に組み合わせてなる。各分割コア１６は、そのティース１５を挟んだ両側に、互いに周方向Ｔの逆向きに開放する一対のコイル収容溝１８を有している。コイル収容溝１８の内面とコイル１３との間に、絶縁紙により形成された第１のインシュレータ２０が介在している。この絶縁紙において、軸方向Ｓに平行な縁部２０ｄは、切り取りによる破断部２０ｆを含んでいる。この破断部２０ｆは、ミシン目２２の切り取り痕からなる。例えば、切り取り前の大きな絶縁紙を巻線前に組み付けておき、コイル収容溝１８を確実に覆い、巻線後に、絶縁紙の余分な部分を切り取る。【選択図】図３
2008022674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状に形成されたヨーク、およびヨークの内周に突出形成されコイルが巻回された複数のティースを含むステータコアを備え、
このステータコアは、それぞれ対応するティースを含む複数の分割コアを環状に組み合わせてなり、
各分割コアは、そのティースをヨークの周方向に挟んだ両側に、互いにヨークの周方向の逆向きに開放する一対のコイル収容溝を有しており、
コイル収容溝の内面とコイル収容溝に収容されるコイルとの間に、コイル収容溝に嵌め合わされた絶縁紙が介在しており、
上記絶縁紙は、ステータコアの軸方向に平行な一対の縁部を含み、少なくとも一方の縁部は、切り取りによる破断部を含んでいることを特徴とする電動モータ。
【請求項２】
請求項１において、上記縁部は、ミシン目の切り取り痕からなることを特徴とする電動モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動モータのステータは、ステータコアと、ステータコアに巻回されたコイルとを有している。コイルとステータコアとの間には、インシュレータが介在している。このインシュレータは、コイルをステータコアに巻くときにコイルの絶縁被覆が損傷することを防ぐための絶縁体であり、通例、立体形状に型成形された樹脂成形品からなる。
また、電動モータには、ステータのコイル間の絶縁性を確保するために絶縁紙を利用している電動モータがある（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１では、ステータの軸線方向に関しての絶縁紙の端部に、ミシン目が形成されていて、このミシン目から先端側にある絶縁紙の端部を切り取ることができるようにされている。
【特許文献１】特開２００５−２０９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来のインシュレータは、立体形状に型成形された樹脂成形品からなるので、製造コストが高い。
また、電動モータの高出力化を図るために、インシュレータに薄い絶縁紙を用い、且つステータコアを周方向に分割した分割コアを用いることが考えられている。この場合、巻線後にコイルと分割コアとの間からはみ出した絶縁紙が、分割コア同士の間に挟まり易い。絶縁紙が分割コア同士の間に挟まると、出力が低下したり、モータの組立ができなくなる。従って、はみ出した絶縁紙が分割コア同士の間に挟まらないように、組立に多くの手間が掛かり、製造コストが高くなっていた。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、コイルの絶縁被覆の損傷の発生を防止できて安価な電動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】
【０００５】
本発明の電動モータは、環状に形成されたヨーク、およびヨークの内周に突出形成されコイルが巻回された複数のティースを含むステータコアを備え、このステータコアは、それぞれ対応するティースを含む複数の分割コアを環状に組み合わせてなり、各分割コアは、そのティースをヨークの周方向に挟んだ両側に、互いにヨークの周方向の逆向きに開放する一対のコイル収容溝を有しており、コイル収容溝の内面とコイル収容溝に収容されるコイルとの間に、コイル収容溝に嵌め合わされた絶縁紙が介在しており、上記絶縁紙は、ステータコアの軸方向に平行な一対の縁部を含み、少なくとも一方の縁部は、切り取りによる破断部を含んでいることを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、コイルの保護に安価な絶縁紙を利用できるので、製造コストを低減できる。また、例えば、切り取り前の大きな絶縁紙を組み付けた状態で、巻線を行うことができる。このとき、切り取り前の大きな絶縁紙は、コイル収容溝を確実に覆うことが可能となるので、コイルの損傷の発生を確実に防止できる。巻線後に、絶縁紙の一部を切り取って除去し、絶縁紙を組立の邪魔にならない大きさにできるので、巻線後の組立に手間が掛からない。
【０００７】
また、本発明において、上記縁部は、ミシン目の切り取り痕からなる場合がある。この場合、絶縁紙を容易に切り取ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下では、本発明の実施形態の電動モータを、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態の電動モータの概略構成を示す断面図である。
本電動モータ１は、フレームとしてのモータハウジング２と、このモータハウジング２に保持された軸受３，４と、これら軸受３，４により回動自在に支持されている出力軸５と、この出力軸５に一体回転するように設けられた筒状のロータ６と、ロータ６の外周面と径方向に対向してモータハウジング２内に固定される筒状のステータ７とを有している。
【０００９】
また、電動モータ１は、当該電動モータ１の内部における電気的な接続のためのバスバーと呼ばれる結線用基板８と、ロータ６の回転角度位置を検出する回転位置検出センサ（図示せず）とを有している。この回転位置検出センサとしては、例えば、レゾルバまたはロータリーエンコーダを利用することができる。
モータハウジング２は、筒形状をなすハウジング本体９と、一対の端部材１０Ａ，１０Ｂとを有している。出力軸５の軸方向についてのハウジング本体９の両端部は、ともに開放されている。ハウジング本体９の両端部に、対応する端部材１０Ａ，１０Ｂが取り付けられている。
【００１０】
なお、ハウジング本体９と、いずれか一方の端部材１０Ａ，１０Ｂとが、単一の部材により一体に形成され、単一の部品を構成していてもよい。以下では、ハウジング本体９と、一対の端部材１０Ａ，１０Ｂとの３つが、互いに別体の場合に則して説明する。
端部材１０Ａ，１０Ｂは、板状をなしている。端部材１０Ａの中央部に貫通孔が形成されている。この貫通孔の周縁部に軸受３が支持されている。また、端部材１０Ｂの中央部の凹部の周縁部に軸受４が支持されている。また、各端部材１０Ａ，１０Ｂの外周縁部には、ハウジング本体９と連結するための連結部が設けられている。
【００１１】
ハウジング本体９は、内周面と外周面とを有している。また、軸方向についてのハウジング本体９の両端部は、対応する端部材１０Ａ，１０Ｂの連結部に連結するための連結部を有している。ハウジング本体９の連結部と、対応する端部材１０Ａ，１０Ｂの連結部とは、図示しないボルトにより互いに固定される。
モータハウジング２の内部に、ロータ６、ステータ７および結線用基板８が収容されている。ステータ７の外周面が、モータハウジング２のハウジング本体９の内周面に固定されている。ステータ７がロータ６を取り囲んでいる。モータハウジング２と出力軸５とロータ６とステータ７とが、ブラシレスモータを構成している。また、結線用基板８は、ステータ７とは別体で形成されている。結線用基板８は、出力軸５の軸方向Ｓに関して、ステータ７に隣接して配置されている。結線用基板８は、ステータ７を介して、または直接にモータハウジング２に固定されている。
【００１２】
また、モータハウジング２のハウジング本体９の内周面と、ロータ６の外周面と、ステータ７の内周面および外周面とは、出力軸５の中心軸線と互いに同心に配置されている。出力軸５と、ロータ６とは、出力軸５の中心軸線を回転中心軸線としてその回りに一体に回動する。
なお、図１および後述する各図には、出力軸５の軸方向Ｓ、径方向Ｒ、および周方向Ｔを必要に応じて図示している。これらの各方向は、モータハウジング２、ロータ６、ステータ７、後述するステータコア１１、およびヨーク１４の対応する各方向に一致している。
【００１３】
ロータ６は、出力軸５および軸受３，４を介して、モータハウジング２に回動自在に支持されている。ロータ６は、ロータ本体６ａと、ロータマグネット６ｂと、スペーサ６ｃと、筒状の保護部材６ｄとを有している。
ロータマグネット６ｂは、周方向Ｔに離隔する複数の磁極を有する。ロータマグネット６ｂは、環状の永久磁石からなる。ロータマグネット６ｂの外周面にＮ極とＳ極との磁極が交互に周方向Ｔに並んで複数箇所に形成されている。ロータマグネット６ｂは、ロータ本体６ａとスペーサ６ｃとを介して、出力軸５に固定されている。
【００１４】
保護部材６ｄは、薄肉のステンレス鋼製の管材からなり、ロータ６の外周を形成し、ロータ６の径方向Ｒの外方からロータマグネット６ｂを取り囲んで保護している。
ロータ本体６ａは、軸方向Ｓについてロータマグネット６ｂと同じ長さに形成された薄肉の環状部材であり、ロータマグネット６ｂを支持している。
スペーサ６ｃは、ロータ本体６ａの内周面と出力軸５の外周面との間に介在する環状部材である。スペーサ６ｃは、軸方向Ｓに関してロータ本体６ａよりも短く形成されている。
【００１５】
図２は、図１に示すステータ７の要部の断面図であり、図１のＳ２−Ｓ２断面を示す。図１および図２を参照して、ステータ７は、内周面と外周面とを有している。ステータ７の内周面は、ロータ６の外周面と径方向Ｒに所定間隔を開けて対向している。ステータ７は、環状をなす単一のステータコア１１と、複数のインシュレータ１２と、複数のコイル１３とを有している。ステータコア１１は、環状をなす単一のヨーク１４と、複数のティース１５とを有している。
【００１６】
インシュレータ１２およびコイル１３は、各ティース１５ごとに設けられている。インシュレータ１２はコイル１３を保護するための絶縁体であり、後述するように複数の部材により構成されている。各コイル１３は、絶縁被覆された電線をそれぞれ有している。各電線の両端部が、結線用基板８に接続され、これを介して、給電用の電線（図示せず）に接続されている。ステータコア１１と、インシュレータ１２と、コイル１３とは、後述するように樹脂モールド成形されてなり、一体化されている。
【００１７】
ステータコア１１は、軸方向Ｓについての一端１１ａおよび他端１１ｂを有している。ステータコア１１の外周面が、ステータ７の外周面を形成している。ステータコア１１の内周面が、ステータ７の内周面を形成している。具体的には、各ティース１５は、ヨーク１４の内周面から径方向Ｒの内方へ突出している。各ティース１５の突出した先端部が、ロータ６に近接して対向している。また、複数のティース１５は、互いに同じ形状に形成されていて、周方向Ｔについて所定間隔のスロット１１ｃを挟んで相互に離隔して均等に配置されている。
【００１８】
本実施形態では、ステータコア１１は、周方向Ｔに分割された分割体としての複数の分割コア１６を有している。また、ヨーク１４は、複数の分割コア１６に対応して周方向Ｔに分割された複数のヨーク片１７を有している。
複数の分割コア１６は、ステータコア１１を縦割り分割されてなる。複数の分割コア１６が環状に組み合わされることにより、環状のステータコア１１が構成されている。例えば、複数の分割コア１６が周方向Ｔに並べられた状態で、ハウジング本体９の内周面に嵌め入れられて、この内周面に、例えば圧入されることにより、または接着剤を介することにより固定されている。これにより、複数の分割コア１６が互いに環状に連結される。
【００１９】
図３は、図１に示すステータ７の要部の分解斜視図であり、ステータコアとインシュレータの一部を図示している。図２および図３を参照して、各分割コア１６は、単一のヨーク片１７と、単一のティース１５とを有している。これらティース１５およびヨーク片１７は、一体に形成されて単一の部品を構成している。各分割コア１６の全体が、磁性粉１１ｍ（模式的に図示）を含み、磁性粉１１ｍを用いて形成された焼結体からなる。
【００２０】
ヨーク片１７は、内周部１７ａと、外周部１７ｂと、対向面としての周方向Ｔについての一対の側面１７ｃと、軸方向についての一対の端面１７ｄとを有している。ヨーク片１７の内周部１７ａに、対応するティース１５が連結されている。
各ティース１５は、ヨーク片１７の内周部１７ａからステータ７の径方向Ｒに延びた主体部としてのティース本体１５ａと、ティース本体１５ａの延設端としての径方向Ｒの内方側の端部に設けられた突出部としての周方向突出部１５ｂおよび軸方向突出部１５ｃとを有している。
【００２１】
ティース本体１５ａは、ヨーク片１７に比べて、ステータ７の周方向Ｔおよび軸方向Ｓについて、相対的に細く形成されている。
周方向突出部１５ｂは、ステータ７の周方向Ｔの両側へティース本体１５ａの端部から突出している。周方向突出部１５ｂは、ステータ７の周方向Ｔについてティース本体１５ａから遠ざかるにしたがって、肉厚（径方向寸法）が薄くなるように形成されている。軸方向突出部１５ｃは、ステータ７の軸方向Ｓの両側へティース本体１５ａの端部から突出している。周方向突出部１５ｂと軸方向突出部１５ｃとは、互いに接続されていて、ティース本体１５ａを鍔状をなして取り囲んでいる。
【００２２】
ステータコア１１の各分割コア１６のティース１５に、インシュレータ１２を介してコイル１３が巻回されている。また、各ティース１５には、巻回されたコイル１３を収容するためのコイル収容溝１８，１９が形成されている。すなわち、ステータ７の周方向Ｔに関して、各ティース１５は、当該ティース１５を挟んだ両側に、コイル巻回用の一対のコイル収容溝１８を有している。また、ステータ７の軸方向Ｓに関して、各ティース１５は、当該ティース１５を挟んだ両側に、コイル巻回用の一対のコイル収容溝１９を有している。これらのコイル収容溝１８，１９は、ティース１５を取り囲んで環状をなし、互いに連通している。
【００２３】
一対のコイル収容溝１８は、ステータ７の周方向Ｔについて、互いに逆向きに開放されている。各コイル収容溝１８が、スロット１１ｃの一部をなしている。コイル収容溝１８は、内面としての以下の各部、すなわち、内壁１８ａと、外壁１８ｂと、溝底１８ｃとを有している。内壁１８ａは、相対的に径方向Ｒの内方側に配置されていて、対応するティース１５の周方向突出部１５ｂにより形成されている。外壁１８ｂは、相対的に径方向Ｒの外方に配置されていて、ヨーク片１７の対応する周方向端部により形成されている。内壁１８ａおよび外壁１８ｂは、ステータ７の径方向Ｒに互いに対向している。溝底１８ｃは、ティース本体１５ａにより形成されている。
【００２４】
一対のコイル収容溝１９は、ステータ７の軸方向Ｓの外方に向けて、互いに逆向きに開放されている。コイル収容溝１９は、内面としての以下の各部、すなわち、内壁と、外壁と、溝底とを有している。内壁は、相対的に径方向Ｒの内方側に配置されていて、対応する軸方向Ｓの外方に突出するティース１５の軸方向突出部１５ｃにより構成されている。外壁は、相対的に径方向Ｒの外方に配置されていて、ヨーク片１７の対応する軸方向端部により構成されている。内壁および外壁は、ステータ７の径方向Ｒに互いに対向している。溝底は、軸方向Ｓについてのティース本体１５ａの端部により形成されている。
【００２５】
軸方向Ｓに関しての分割コア１６の両端部は、軸方向Ｓについての向きが逆であることを除いて、互いに同様に形成されている。また、周方向Ｔに関して、分割コア１６は、対称形状をなしている。例えば周方向Ｔについての一方のコイル収容溝１８と、他方のコイル収容溝１８とは、周方向Ｔの向きが逆であるが、それ以外は互いに同様に形成されている。また、これらのコイル収容溝１８，１９に取り付けられるインシュレータ１２についても、コイル収容溝１８，１９と同様の関係で形成されている。
【００２６】
図１と図２を参照して、インシュレータ１２は、分割コア１６のコイル収容溝１８に配置された第１のインシュレータ２０と、分割コア１６のコイル収容溝１９に配置された第２のインシュレータ２１とを有している。
図２と図３を参照して、第１のインシュレータ２０は、後述するように絶縁紙のシート材が折り曲げ加工されて溝形状に形成されてなる。第１のインシュレータ２０は、樋形状をなし、一方向に延びている。第１のインシュレータ２０の長手方向（樋が延びる方向でもある。）が、コイル収容溝１８に平行になるように、第１のインシュレータ２０はコイル収容溝１８に配置されている。第１のインシュレータ２０は、コイル収容溝１８の内壁１８ａに接する側壁部としての内壁部２０ａと、コイル収容溝１８の外壁１８ｂに接する側壁部としての外壁部２０ｂと、コイル収容溝１８の溝底１８ｃに接する溝底部２０ｃとを有している。第１のインシュレータ２０は、コイル収容溝１８に嵌め合わされた状態で、コイル収容溝１８の上述の内面とコイル収容溝１８に収容されるコイル１３との間に介在している。
【００２７】
第１のインシュレータ２０の側壁部としての内壁部２０ａおよび外壁部２０ｂは、ステータ７の軸方向Ｓに平行な縁部２０ｄをそれぞれ含んでいる。具体的には、縁部２０ｄは、複数の切り込み部２０ｅと、切り取りによる複数の破断部２０ｆとを交互に有している。すなわち、縁部２０ｄは、後述する切り込み部２２ａと非切り込み部２２ｂとを交互に並べたミシン目２２（図４Ａ参照）が切り取られた形状をしている。破断部２０ｆは、そのミシン目２２の非切り込み部２２ｂの切り取り痕からなり、手で引きちぎられた痕である。
【００２８】
外壁部２０ｂの縁部２０ｄは、互いに隣接する分割コア１６のヨーク片１７の側面１７ｃ同士の合わせ目に近接して配置されている。縁部２０ｄと側面１７ｃとの距離Ｎ１は、所定範囲の値、例えば０ｍｍ＜Ｎ１≦１ｍｍが好ましく、例えば０．５ｍｍとされている。この範囲内の値に上述の距離を設定することにより、分割コア１６のヨーク片１７の側面１７ｃと内周部１７ａとの間に形成されるエッジ部１７ａｃに、絶縁紙のミシン目２２を沿わせて、非切り込み部２２ｂを容易に破断することができる。
【００２９】
また、内壁部２０ａの縁部２０ｄは、ティース１５の周方向突出部１５ｂの先端に近接して配置されている。縁部２０ｄと周方向突出部１５ｂの先端との距離Ｎ２は、所定範囲の値Ｎ２で設定されているのが、好ましい。値Ｎ２は上述の値Ｎ１に等しく設定されている。これにより、ティース１５の周方向突出部１５ｂの先端のエッジ部１５ｂ２に絶縁紙のミシン目２２を沿わせて、非切り込み部２２ｂを容易に破断することができる。
【００３０】
ここで、縁部２０ｄは、起伏しているので、上述の距離Ｎ１，Ｎ２としては、起伏の中心的な位置に基づいた距離としてもよいし、起伏の頂部または底部に基づいた距離としてもよいし、図２に図示したように切り込み部２０ｅに基づいた距離としてもよい。
図４Ａおよび図４Ｂは、図２に示す第１のインシュレータ２０の製造途中の状態を示す斜視図であり、図４Ａに素材を、図４Ｂに製造途中の状態を図示している。図４Ａおよび図４Ｂを参照して、第１のインシュレータ２０は、素材としての絶縁紙のシート材２３から、製造用中間体としての樋状部材２４を経て、製作されてなる。
【００３１】
シート材２３は、一方に長い矩形をなしている。長手方向に沿う一対の端縁２３ａから所定距離離れて、一対のミシン目２２が形成されている。各ミシン目２２は、複数の切り込み部２２ａと、複数の非切り込み部２２ｂとを有している。これらの複数の切り込み部２２ａは、シート材２３の長手方向に平行に一列に並んで、所定間隔毎に互いに独立して形成されている。切り込み部２２ａの間に非切り込み部２２ｂが形成されている。これにより、隣接する切り込み部２２ａ同士の間にある絶縁紙の部分である非切り込み部２２ｂをワンタッチで破断させることができる。
【００３２】
切り込み部２２ａは、シート材２３の両面を貫通していて、例えば円孔または長孔の孔形状に形成されている。また、切り込み部２２ａとしては、上述の孔形状の他、開口していない切れ目であってもよい。この切れ目は、当該切れ目の相対向する縁部同士が互いに接触している。
シート材２３が一対の折り曲げ部２３ｂに沿って樋状に折り曲げ加工されて、樋状部材２４になる。一対の折り曲げ部２３ｂは、一対のミシン目２２の間に、ミシン目２２に平行に、互いの間に所定距離を隔てて形成されている。
【００３３】
樋状部材２４は、側壁部２４ａと、側壁部２４ｂと、溝底部２４ｃとを有している。シート材２３の一対の端縁２３ａは、樋状部材２４の側壁部２４ａ，２４ｂの端縁２４ｄになる。また、シート材２３の一対の折り曲げ部２３ｂの間の部分が、樋状部材２４の溝底部２４ｃになる。また、後述するようにステータ７を組み立てるときに、樋状部材２４の一部がミシン目２２で切り取られて、第１のインシュレータ２０になる。
【００３４】
図３および図４Ｂを参照して、樋状部材２４の溝底部２４ｃは、第１のインシュレータ２０の溝底部２０ｃになる。樋状部材２４の側壁部２４ａの一部であって溝底部２４ｃからミシン目２２までの部分２４ａ１が、第１のインシュレータ２０の内壁部２０ａになる。樋状部材２４の側壁部２４ｂの一部であって溝底部２４ｃからミシン目２２までの部分２４ｂ１が、第１のインシュレータ２０の外壁部２０ｂになる。また、樋状部材２４の側壁部２４ａ，２４ｂの残りの部分、すなわち、側壁部２４ａ，２４ｂの一部であってミシン目２２から縁部２４ｄまでの部分２４ａ２，２４ｂ２は、コイル巻回時に分割コア１６のエッジ部１５ｂ２，１７ａｃを覆う保護部として機能するとともに、コイル巻回後に除去される被除去部になる。
【００３５】
また、樋状部材２４において、ミシン目２２の切り込み部２２ａの縁部の一部分であって、部分２４ａ１，２４ｂ１側にある一部分が、第１のインシュレータ２０の縁部２０ｄの切り込み部２０ｅになる。樋状部材２４において、ミシン目２２の非切り込み部２２ｂが引き破られた後に残った部分であって、部分２４ａ１，２４ｂ１側にある部分が、第１のインシュレータ２０の縁部２０ｄの破断部２０ｆになる。
【００３６】
図５Ａ，図５Ｂおよび図５Ｃは、ステータ７の組立途中の状態を示す断面図であり、図５Ａ，図５Ｂおよび図５Ｃの順で工程が進行する。図５Ａを参照して、ステータ７の組み立てでは、先ず、各分割コア１６に、インシュレータ１２およびコイル１３が取り付けられる。各分割コア１６が単品の状態であるときに、コイル収容溝１８に第１のインシュレータ２０の製造用中間体としての樋状部材２４が取り付けられ、コイル収容溝１９に第２のインシュレータ２１が取り付けられる。なお、以下では、第２のインシュレータ２１についての説明は省略する。樋状部材２４は、コイル収容溝１８に接着剤により貼り付けられて保持される。
【００３７】
図５Ｂを参照して、次に、コイル１３がティース１５に巻き付けられる。このとき、樋状部材２４の側壁部２４ａ，２４ｂの保護部としての部分２４ａ２，２４ｂ２が、ティース１５の周方向突出部１５ｂのエッジ部１５ｂ２および分割コア１６のヨーク片１７のエッジ部１７ａｃを覆う。これにより、コイル１３の絶縁被覆の破損を防止することができる。コイル１３が巻回された状態で、樋状部材２４は、ティース１５のコイル収容溝１８の内面とコイル１３との間に介在している。樋状部材２４の側壁部２４ａ，２４ｂの上述の被除去部としての部分２４ａ２，２４ｂ２がコイル１３からはみ出している。
【００３８】
図５Ｃを参照して、巻線後に、樋状部材２４の被除去部としての部分２４ａ２，２４ｂ２が、ミシン目２２に沿って引きちぎられて除去される。これにより、第１のインシュレータ２０が完成する。被除去部が除去されているので、コイル１３付きの複数の分割コア１６が環状に組み合わせられるときに、手間がかからない。例えば、分割コア１６のヨーク片１７の側面１７ｃ同士の合わせ目に、第１のインシュレータ２０の一部が挟まることはない。
【００３９】
図１と図２を参照して、次に、複数の分割コア１６が、コイル１３およびインシュレータ１２が取り付けられた状態で、環状に連結される。この状態で、ステータコア１１と、インシュレータ１２と、コイル１３とは、樹脂モールドされて、一体化される。このように一体化されたステータ７が、モータハウジング２に組み付けられる。
このように本実施形態の電動モータ１は、環状に形成されたヨーク１４、およびヨーク１４の内周としてのヨーク片１７の内周部１７ａに突出形成されコイル１３が巻回された複数のティース１５を含むステータコア１１を備えている。このステータコア１１は、それぞれ対応するティース１５を含む複数の分割コア１６を環状に組み合わせてなる。各分割コア１６は、そのティース１５をヨーク１４の周方向Ｔに挟んだ両側に、互いにヨーク１４の周方向Ｔの逆向きに開放する一対のコイル収容溝１８を有している。コイル収容溝１８の内面としての内壁１８ａ，外壁１８ｂおよび溝底１８ｃと、コイル収容溝１８に収容されるコイル１３との間に、コイル収容溝１８に嵌め合わされた絶縁紙としての第１のインシュレータ２０が介在している。上記第１のインシュレータ２０は、ステータコア１１の軸方向Ｓに平行な一対の縁部２０ｄを含み、これら縁部２０ｄは、切り取りによる破断部２０ｆを含んでいるようにしている。
【００４０】
本実施形態によれば、コイル１３の保護に安価な絶縁紙を利用できるので、製造コストを低減できる。また、例えば、切り取り前の大きな絶縁紙（樋状部材２４が相当する。）を組み付けた状態で、巻線を行う。切り取り前の大きな絶縁紙である樋状部材２４は、コイル収容溝１８，１９を確実に覆うことができる。従って、コイル１３を巻くときに、コイル１３の損傷が生じることを確実に防止することができる。巻線後に、絶縁紙の一部を切り取り除去し、これにより、絶縁紙としての第１のインシュレータ２０を、組立にとって邪魔にならない適度な大きさに形成することができる。例えば、保護部としての部分２４ａ２，２４ｂ２は、コイル収容溝１８とコイル１３との間からはみ出して、余分な部分になるが、この余分な部分２４ａ２，２４ｂ２は、切り取りにより除去される。絶縁紙の切り取りは、組み付け後であっても、手間が掛からずに済む。従って、巻線後の組立に手間が掛からない。
【００４１】
また、絶縁紙からなる第１のインシュレータ２０は、薄肉なので、電動モータ１の出力トルクの向上に寄与する。
また、本実施形態では、縁部２０ｄは、ミシン目２２の切り取り痕からなるようにしている。この場合、樋状部材２４の絶縁紙を容易に切り取ることができる。
また、第１の実施形態について、以下のような変形例を考えることができる。以下の説明では、上述の実施形態と異なる点を中心に説明し、同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
【００４２】
例えば、上述の第１の実施形態において、絶縁紙としては、例えば以下(1) 〜(4) の各種の絶縁紙、すなわち、(1) 紙繊維からなる絶縁紙、例えばクラフト紙、(2) 紙繊維と絶縁油とを含む絶縁紙、(3) 合成樹脂を含む絶縁紙、(4) 合成樹脂のフィルムまたは不織布からなる絶縁紙、のなかから少なくとも１種を選択して利用することができる。このうち、紙繊維を含む(1) ，(2) および(3) の絶縁紙は、工具を利用せずに、容易に切り取ることができる。なお、後述する実施形態における絶縁紙も同様に各種の絶縁紙を利用できる。
【００４３】
図２３Ａは、第１の実施形態の変形例としてのシート材２３の平面図であり、図２３Ｂは、図２３ＡのＳ２３Ｂ−Ｓ２３Ｂ断面の一部拡大断面図である。図２３Ａと図２３Ｂを参照して、破断部２０ｆは、ミシン目２２の切り取り痕の他、いわゆるハーフカット５０の切り取り痕であってもよい。ハーフカット５０は、シート材２３の一方の表面に形成された所定深さのＶ溝状の切り込み部５０ａと、この切り込み部５０ａの底と他方の表面との間の薄肉部としての非切り込み部５０ｂとを有している。切り込み部５０ａは、シート材２３において、ミシン目２２（図４Ａ参照）と同じ位置に形成され、シート材２３の長手方向に沿って直線状に延びていて、他方の表面には貫通していない。非切り込み部５０ｂが引きちぎられて、破断部２０ｆになる。この場合の破断部２０ｆは、縁部２０ｄに沿って全域に形成されることになる。
【００４４】
また、第１の実施形態において、分割コア１６としては、上述のタイプの分割コア１６、すなわち、(1) 軸方向端部１１ａ，１１ｂにコイル収容溝１９が形成されていて、当該分割コア１６の全体が磁性粉１１ｍにより形成されたタイプの分割コア１６に限定されず、以下の(2) 〜(4) のタイプの分割コア１６であってもよい。(2) 軸方向Ｓについての端部１１ａ，１１ｂにコイル収容溝１９が形成され、分割コア１６は、磁性粉１１ｍにより形成された部分と、積層鋼板により形成された部分とを含むタイプの分割コア１６。なお、(2) のタイプの分割コア１６の一例を、後述する第８の実施形態で説明する。(3) 軸方向Ｓについての端面が平坦に形成され、軸方向端部１１ａ，１１ｂにコイル収容溝１９が形成されず、当該分割コア１６の全体が磁性粉１１ｍにより形成されているタイプの分割コア１６。(4) 軸方向Ｓについての端面が平坦に形成され、軸方向端部１１ａ，１１ｂにコイル収容溝１９が形成されず、当該分割コア１６の全体が積層鋼板からなるタイプの分割コア１６。
【００４５】
また、第１のインシュレータ２０において、いずれか一方の縁部２０ｄが、破断部２０ｆを含んでもよく、少なくとも一方の縁部２０ｄが、破断部２０ｆを含めばよい。
図６は、本発明の第２の実施形態の電動モータ１の半断面図である。図７Ａ，図７Ｂ，図８Ａ，図８Ｂ，図９Ａおよび図９Ｂの各図は、図６のステータ７および結線用基板８の組立途中状態を示す断面図であり、上述の図面の記載の順に工程が進行する。
【００４６】
第２の実施形態では、上述の第１の実施形態の(1) のタイプの分割コア１６を有する場合において、ステータ７と結線用基板８とが、一体に樹脂モールド成形されてなる。なお、第２の実施形態を、第１の実施形態の(2) 〜(4) の分割コア１６を有する場合に適用してもよい。
ステータ７は、樹脂モールドされてなる。ステータ７は、ステータコア１１と、インシュレータ１２と、コイル１３と、第１の樹脂モールド部２５とを有している。
【００４７】
第１の樹脂モールド部２５は、合成樹脂部材がステータコア１１のスロット１１ｃ内に充填されてなる。充填された合成樹脂部材が、コイル１３の線間の隙間を埋め、また、コイル１３とインシュレータ１２との間の隙間を埋めてその間に介在し、また、インシュレータ１２とステータコア１１との間の隙間を埋めてその間に介在している。
ステータ７の複数のコイル１３には、３相交流の各相が印加される３相のコイル１３、すなわち、Ｕ相のコイル１３と、Ｖ相のコイル１３と、Ｗ相のコイル１３とが含まれている。各相のコイル１３は、複数個のコイル１３をそれぞれ含んでいる。
【００４８】
結線用基板８は、第１、第２、第３および第４の導体２６，２７，２８，２９と、絶縁性を有するシート材としての複数の絶縁紙３０と、第２の樹脂モールド部３１とを有している。第１、第２、第３および第４の導体２６，２７，２８，２９が、絶縁紙３０を介して、出力軸５の軸方向Ｓに交互に積層されている。また、各導体２６，２７，２８，２９および各絶縁紙３０と、モータハウジング２との間に第２の樹脂モールド部３１が介在している。導体２６，２７，２８，２９と、絶縁紙３０とが、コイル１３の電線の一部および電力供給ライン（図示せず）の一部とともに、樹脂モールドされてなる。また、電力供給ラインは、コネクタ等の接続用端子を含んでいてもよい。この接続用端子は、電線と導体との間に介在することにより電線と導体との間を互いに接続していて、接続用端子の一部が、樹脂モールドされてもよい。
【００４９】
各導体２６，２７，２８，２９は、環状をなし、導電性を有し、出力軸５を取り囲んでいる。第１の導体２６は、Ｕ相のコイル１３の一方の端部に電気的に接続され、Ｕ相の電力供給ラインとしての電線に電気的に接続されている。第２の導体２７は、Ｖ相のコイル１３の電線の一方の端部に電気的に接続され、Ｖ相の電力供給ラインに電気的に接続されている。第３の導体２８は、Ｗ相のコイル１３の電線の一方の端部に電気的に接続され、Ｗ相の電力供給ラインに電気的に接続されている。第４の導体２９は、上述の各コイル１３の電線の他方の端部に互いに接続されていて、Ｙ結線（スター結線）の中性点を形成している。
【００５０】
絶縁紙３０は、互いに積層された導体２６，２７，２８，２９同士の間を絶縁し、積層された導体２６，２７，２８，２９のうちで最も端にある導体２９とモータハウジング２との間を絶縁している。
本実施形態では、ステータ７と、結線用基板８とは、合成樹脂部材により一体に樹脂モールドされてなり、ステータユニット３２を構成している。
【００５１】
ステータユニット３２は、上述のステータ７の各部１１，１２，１３，２５と、結線用基板８の各部２６，２７，２８，２９，３０とを有している。ステータユニット３２では、第１および第２の樹脂モールド部２５，３１は、合成樹脂部材により、一体に形成されている。上述の合成樹脂部材は、難燃性および絶縁性を有している。以下、ステータユニット３２の製造方法を説明する。
【００５２】
図７Ａを参照して、先ず、ステータ７の仮組み品３４を組み立てる。この仮組み品３４は、ステータユニット３２の製造用中間体であり且つ骨格体として機能する。すなわち、各分割コア１６に、インシュレータ１２およびコイル１３を組み付ける。コイル１３およびインシュレータ１２が組付けられた複数の分割コア１６を、互いに環状に保持する。これにより上述のステータ７の仮組み品３４が得られる。ステータ７の仮組み品３４が、モータハウジング２のハウジング本体９の所定位置に組み込まれる。なお、軸方向Ｓについてのモータハウジング２のハウジング本体９の両端部は、開放されている。
【００５３】
図７Ｂを参照して、次に、結線用基板８の仮組み品３５を組み立てる。この仮組み品３５は、ステータユニット３２の製造用中間体であり、結線用基板８の製造用中間体でもある。すなわち、第１〜第４の導体２６，２７，２８，２９と、複数の絶縁紙３０とを、軸方向Ｓに交互に積層し、第１〜第４の導体２６，２７，２８，２９同士の間に、絶縁紙３０を挟む。これにより、仮組み品３５が得られる。この仮組み品３５の各導体２６，２７，２８，２９および絶縁紙３０は、積層状態で保持されている。また、仮組みされた第１〜第４の導体２６，２７，２８，２９に、ステータ７の各コイル１３の電線の端部が電気的に接続され、電力供給ラインの端部が電気的に接続される。なお、電気的な接続と積層との順序は、いずれが先でも、同時でもよい。
【００５４】
また、モータハウジング２には、治具３６が取り付けられる。この治具３６は、軸状部材からなり、後工程で結線用基板８の仮組み品３５を径方向Ｒおよび軸方向Ｓについてモータハウジング２に位置決めするための位置決め治具として機能する。
図８Ａを参照して、治具３６が組付けられたハウジング本体９に、結線用基板８の仮組み品３５が組み付けられる。このとき、治具３６の段部に、結線用基板８の仮組み品３５において最下層に配置された導体２６，２７，２８，２９または絶縁紙３０（本実施形態では第１の導体２６）が軸方向Ｓに位置決めされる。例えば、仮組み品３５の第１の導体２６が、軸方向Ｓにステータ７の仮組み品３４と所定距離を隔てて位置決めされる。また、結線用基板８の仮組み品３５の各導体２６，２７，２８，２９および絶縁紙３０が径方向Ｒに位置決めされる。これにより、完成したステータユニット３２の結線用基板８と、軸受３および出力軸５とが互いに干渉することはない。なお、モータハウジング２へ仮組み品３５の各部品を組み付けながら、これらの部品同士の積層および電気的な接続を行ってもよい。
【００５５】
図８Ｂを参照して、蓋としての一方の端部材１０Ａを、ハウジング本体９に上方から組み付ける。これにより、ステータユニット３２の仮組み品３７が得られる。この仮組み品３７は、ステータユニット３２の製造用中間体であり、ハウジング本体９、端部材１０Ａ、上述の仮組み品３４，３５および治具３６を有している。
図９Ａを参照して、ステータユニット３２の仮組み品３７の上下を反転して、上述の一方の端部材１０Ａを、ハウジング本体９の下側に配置する。この状態で、樹脂モールド成形する。すなわち、加熱されることにより溶融状態とされた合成樹脂部材をハウジング本体９の上方から成形機３３により流し込む。流れ込んだ加熱溶融樹脂は、分割コア１６同士の間のスロット１１ｃに流れ込み、コイル１３の線間およびコイル１３とインシュレータ１２との間、インシュレータ１２と分割コア１６との間の隙間の少なくとも一部を埋める。また、これとともに、加熱溶融樹脂は、モータハウジング２と各導体２６，２７，２８，２９または絶縁紙３０との間の隙間に流れ込み、これらの隙間の少なくとも一部を埋めるとともに、仮組み品３４，３５を互いに連結する。また、加熱溶融樹脂は、結線用基板８の各導体２６，２７，２８，２９および絶縁紙３０の間の隙間に流れ込み、これらの隙間の少なくとも一部を埋めてもよい。
【００５６】
ここで、上述の一方の端部材１０Ａは、上述の第２の樹脂モールド部３１の軸方向Ｓの端面を形成するための成形型として機能する。また、モータハウジング２のハウジング本体９は、上述の各樹脂モールド部２５，３１の径方向Ｒの外周面を形成するための成形型として機能する。また、治具３６は、各樹脂モールド部２５，３１の径方向Ｒの内面を形成するための成形型として機能する。
【００５７】
図９Ｂを参照して、合成樹脂部材が硬化すると、上述の各樹脂モールド部２５，３１になる。これにより、ステータユニット３２が完成するとともに、モータハウジング２へのステータユニット３２の組み込みおよび固定も完了する。その後、治具３６は取り外される。硬化した状態で、合成樹脂部材は、各導体２６，２７，２８，２９間の絶縁材として機能し、ステータ７の樹脂モールド部として機能し、ステータ７と結線用基板８とをモータハウジング２に連結する連結部材として機能する。
【００５８】
従来、電動モータのコイルに電流を流すと、銅損により発熱が生じる。その結果、電動モータを構成する部品、例えば絶縁部材に劣化が生じるという問題や、トルクロスが多くなるという問題があった。これらの課題を解決するべく、コイルからの放熱のために、ステータに樹脂モールドを施すようにしている。その一方で、樹脂モールドを施すことにより、製造コストが高くなっていた。
【００５９】
これに対して、本実施形態では、ステータ７と結線用基板８との各構成部材が一体に樹脂モールドされたステータユニット３２を備えるようにしている。これにより、樹脂モールドによりステータ７のコイル１３からの放熱性を高めることができる。しかも、結線用基板８とステータ７とをともに樹脂モールド成形して一体化することにより、結線用基板８の樹脂成形と、モータハウジング２への結線用基板８の固定と、ステータ７の樹脂モールド成形とを、単一の工程で一括して行うことができる。その結果、製造工程を削減でき、製造コストを低減できる。
【００６０】
また、結線用基板８が、モータハウジング２に組み込まれた状態で、モータハウジング２の形状に合わせて樹脂モールドされる。従って、モータハウジング２への結線用基板８の組み込み時にこれら両者の干渉が生じることを防止するために、組み込み前に結線用基板８の外形を高い寸法精度で加工する必要がない。また、安価な絶縁紙３０を利用して、製造コストを低減できる。
【００６１】
図１０Ａおよび図１０Ｂは、第３の実施形態のステータ７の組立途中状態を示す断面図であり、上述の図面の記載の順に工程が進行する。
第３の実施形態では、上述の第１の実施形態の(1) のタイプの分割コア１６が用いられる場合において、ステータ７が、単品の状態で樹脂モールド成形されてなる。なお、第３の実施形態を、第１の実施形態の(2) のタイプの分割コア１６を有する場合に適用してもよい。
【００６２】
図１０Ａを参照して、先ずステータ７の上述の仮組み品３４に、治具３８が組付けられる。治具３８は、ステータコア１１の内周面に嵌合し、ステータコア１１の軸方向についての一方の端面を覆っている。この状態で、樹脂モールド成形する。すなわち、加熱されることにより溶融状態とされた合成樹脂部材を仮組み品３４の上方から成形機３３により流し込む。合成樹脂部材は、第２の実施形態の合成樹脂部材を利用できる。流れ込んだ加熱溶融樹脂は、分割コア１６同士の間のスロット１１ｃに流れ込み、コイル１３の線間の隙間、コイル１３とインシュレータ１２との間の隙間、インシュレータ１２と分割コア１６との間の隙間、および分割コア１６同士の間の隙間の少なくとも一部を埋める。
【００６３】
図１０Ｂを参照して、合成樹脂部材が硬化すると、樹脂モールド部２５Ａになる。その後、治具３８は取り外される。これにより、ステータ７が完成する。
なお、上述の治具３８は、樹脂モールドするときに、樹脂モールド部２５Ａの軸方向Ｓの一方の端面を形成するための成形型として機能するとともに、樹脂モールド部２５Ａの径方向Ｒの内面を形成するための成形型として機能する。
【００６４】
このように、本実施形態のステータ７は、ステータコア１１と、インシュレータ１２と、コイル１３と、上述の樹脂モールド部２５Ａとを有している。
樹脂モールド部２５Ａは、第２の実施形態のステータ７の第１の樹脂モールド部２５と同様に形成されていて、同様に機能する。また、本実施形態の樹脂モールド部２５Ａは、ステータ７の軸方向Ｓに関して、ステータコア１１の端面としてのティース１５の軸方向突出部１５ｃおよびヨーク１４の軸方向端部と、同じ位置にまで形成されていて、例えば面一に形成されていて、軸方向Ｓに関しての最外方にある端部の少なくとも一部を形成している。また、樹脂モールド部２５は、コイル１３を完全に覆っている。
【００６５】
また、本実施形態のステータ７は、図１に示す場合と同様に、モータハウジング２に組み付けられる。ステータコア１１の外周面は、モータハウジング２のハウジング本体９の内周面に嵌合する嵌合面としての円筒面に形成されている。この円筒面は、軸方向Ｓに関して、コイル１３およびインシュレータ１２を含むステータ７の軸方向Ｓの全長に等しい長さで延びていて、ハウジング本体９の内周面に連続して接して嵌合できるようになっている。
【００６６】
ステータコア１１の外周面は、ハウジング本体９の内周面と、隙間なく互いに嵌合していて、圧入状態で全周にわたって密着して互いに固定され、または接着剤を介して互いに固定されている。
従来のブラシレスモータでは、コイルの放熱性を向上させつつ振動を抑制するため、ステータは、樹脂モールドを施されている。しかし、従来、軸方向に関して、ステータの外周面とモータハウジングとの嵌合面の長さは、ステータの軸方向長さよりも短く形成されていた。その結果、軸方向についてのステータの端部は、モータハウジングとの間に隙間を介在させていて、コイルからの放熱に寄与していなかった。一方で、放熱性の向上が要請されている。
【００６７】
そこで、本実施形態では、軸方向Ｓについて、ステータコア１１の外周面の嵌合面の長さをステータ７の軸方向Ｓの全長に等しい長さに形成し、これとともに、ステータ７をその軸方向端部まで樹脂モールドするようにしている。これにより、コイル１３の放熱性を高めつつ、コイル１３の振動を抑制することができる。
また、軸方向Ｓに関して、より好ましくは周方向Ｔに関しても、ステータ７の外周面とモータハウジング２の内周面とが、連続して互いに接することにより、コイル１３からの放熱性をより一層高めることができる。
【００６８】
図１１は、本発明の第４および第５の実施形態の電動モータ１の断面図である。なお、図１１では、第４および第５の実施形態をともに図示しているが、第４および第５の実施形態の両方を同時に実施してもよいし、いずれか一方のみを実施してもよい。
図１１を参照して、第４の実施形態では、第１の実施形態の(1) のタイプの分割コア１６を有する場合において、結線用基板８を、ロータ本体６ａと出力軸５との間にある環状空間３９内に配置している。なお、第４の実施形態を、第１の実施形態の(2) 〜(4) のタイプの分割コア１６を有する場合や、第２および第３の実施形態に適用してもよい。
【００６９】
第４の実施形態では、一対の環状空間３９が、ロータ６の径方向Ｒの内方に、ロータ６の軸方向Ｓについてスペーサ６ｃを挟んだ両側に区画されている。各環状空間３９は、ロータ６の径方向Ｒについてロータ本体６ａの内周と出力軸５の外周との間に区画され、ロータ６の軸方向Ｓについてスペーサ６ｃの端面により区画されている。
結線用基板８は、ブラケット８ｂを介して、モータハウジング２の端部材１０Ａに固定されている。なお、結線用基板８は、ステータ７に固定されてもよい。
【００７０】
ロータ６の軸方向Ｓについての結線用基板８の一部８ａが、一方の環状空間３９の一部に配置されている。なお、結線用基板８の少なくとも一部が、少なくとも一方の上述の環状空間３９の少なくとも一部に配置されていればよい。
従来、軸方向に関して、結線用基板はステータに隣接して配置されていたので、電動モータの軸方向長さが長くなり、ひいては、電動モータが大型化していた。
【００７１】
そこで、本実施形態では、結線用基板８が上述の環状空間３９に配置されている。これにより、従来空きスペースとされていた環状空間３９を有効利用できる。また、これに伴い、結線用基板８を、軸方向Ｓについてステータ７に隣接して配置せずに済み、電動モータ１の軸方向長さを短くすることができる。
第５の実施形態では、上述の第１の実施形態の(1) のタイプの分割コア１６の場合において、ロータ６の保護部材６ｄを、後述するガラス繊維で強化された樹脂チューブにより構成している。なお、第５の実施形態を、第１の実施形態の(2) 〜(4) のタイプの分割コア１６を有する場合や、第２および第３の実施形態に適用してもよい。
【００７２】
第５の実施形態では、ロータマグネット６ｂは、ロータ本体６ａに貼り付けられている。保護部材６ｄは、ロータマグネット６ｂの外周を径方向外方から覆う筒部６ｅと、ロータマグネット６ｂおよびロータ本体６ａの端面を軸方向外方から覆う一対の環状の縮径部６ｆとを有している。
なお、保護部材６ｄの縮径部６ｆは、軸方向Ｓについてのロータ本体６ａの端面の少なくとも一部を露出させている場合や、ロータマグネット６ｂの端面の一部を露出させている場合も考えられ、少なくともロータマグネット６ｂの端面の少なくとも一部を覆っていればよい。
【００７３】
図１２Ｃは、保護部材６ｄおよびロータマグネット６ｂを模式的に示す一部切欠断面図である。図１２Ｃを参照して、保護部材６ｄは、複数のガラス繊維４０と、複数のポリエステル系繊維４１とを有している。保護部材６ｄの筒部６ｅでは、ガラス繊維４０は、ロータ６の周方向Ｔに延びている。ポリエステル系繊維４１は、ロータ６の軸方向Ｓに延びている。両繊維４０，４１は、互いに直交する方向に延びている。保護部材６ｄは、樹脂チューブからなり、以下のように形成されてなる。
【００７４】
図１２Ａと図１２Ｂは、第５の実施形態のロータ６の組立方法を示す模式図であり、組立途中のロータ６を示し、上述の図面の記載の順に工程が進行する。図１２Ａを参照して、保護部材６ｄの素材として、帯状の樹脂材料からなるテープ材４２が利用されている。テープ材４２は、ガラス繊維４０と、ポリエステル系繊維４１とを有している。ガラス繊維４０は、テープ材４２の長手方向（テープ材４２のロール方向でもある。）に延びている。ポリエステル系繊維４１は、テープ材４２の幅方向（長手方向に直交しテープ材４２の表面に沿う方向に相当する。）に延びている。テープ材４２の幅方向寸法は、ロータ６の軸方向Ｓに関してのロータマグネット６ｂの長さよりも、大きく形成されている。
【００７５】
テープ材４２が、ロータマグネット６ｂに少なくとも１周を巻回される。このとき、テープ材４２の幅方向がロータ６の軸方向Ｓに平行に配置されている。テープ材４２は、接着剤により、ロータマグネット６ｂの外周に固定され、また、周方向Ｔについてのテープ材４２の両端部が互いに結合され、筒状に形成される。また、テープ材４２の幅方向の両端部、すなわち、両端縁から所定幅の部分４２ａが、軸方向Ｓについてのロータマグネット６ｂの両端面からそれぞれはみ出すようにして巻かれる。
【００７６】
テープ材４２は、ロータマグネット６ｂに巻かれた状態で、径方向Ｒの外方からおよび軸方向Ｓ外方から、加熱手段としてのヒータ４３により加熱される。加熱により、テープ材４２は全体的に縮径し、ロータマグネット６ｂの外周に密着する。また、テープ材４２においてロータマグネット６ｂの端面からはみ出した部分４２ａが、ロータマグネット６ｂの端面に沿って縮径し、この端面を容易に且つ確実に覆うことができる。
【００７７】
従来のロータでは、ロータマグネットが遠心力を受けたときの飛散を防止するために、保護部材としてステンレス鋼製の管が利用されていた。しかし、この管は、製造上、薄肉化に限界がある。その結果、ステータの内周とロータマグネットの外周との間の径方向の間隔を広くする必要があった。また、ステンレス鋼には、渦電流が発生する。その結果、出力トルクの向上が困難であった。また、従来の保護部材として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）により形成されたチューブを利用することも考えられている。しかし、このチューブの強度は、低いので、飛散の防止には不十分な場合が想定される。
【００７８】
そこで、本実施形態では、保護部材６ｄとして、上述の樹脂チューブ製の保護部材６ｄを利用している。この樹脂チューブは、ガラス繊維４０により補強されているので、ＰＥＴ樹脂からなる樹脂チューブよりも高強度にできる。その結果、遠心力に起因したロータマグネット６ｂの飛散を確実に防止することができる。
また、上述の樹脂チューブ製の保護部材６ｄは、従来のステンレス鋼製の管よりも薄肉にできるので、径方向Ｒについてのステータ７とロータマグネット６ｂの間の間隔を短くすることができる。また、保護部材６ｄは、合成樹脂部材からなるので、渦電流による損失が生じない。従って、電動モータ１の出力トルクを容易に向上させることができる。
【００７９】
図１３は、本発明の第６の実施形態の電動モータ１の断面図である。図１３を参照して、第６の実施形態では、上述の第１の実施形態の(3) のタイプの分割コア１６を有する電動モータ１において、結線用基板８を、ロータ６の径方向Ｒの内方に区画された上述の環状空間３９に配置している。なお、第６の実施形態を、第１の実施形態の(4) のタイプの分割コア１６を有する場合や、第２および第５の実施形態に適用してもよい。
【００８０】
本実施形態では、軸方向Ｓについて、分割コア１６の端部は、平坦に形成されている。コイル１３およびインシュレータ１２が、分割コア１６の端面から突出している。軸方向Ｓについての結線用基板８の一部８ａが、一方の環状空間３９の一部に配置されている。なお、結線用基板８の少なくとも一部が、上述の少なくとも一方の環状空間３９の少なくとも一部に配置されていればよい。また、軸方向Ｓについて、結線用基板８は、コイル１３の端部の位置と同じ位置または、この位置よりも軸方向Ｓの内方に配置されている。
【００８１】
図１４は、本発明の第７の実施形態の電動モータ１のステータ７の要部の断面図であり、図１５および図１６のＳ１４−Ｓ１４断面を示す。図１５は、図１４のＳ１５−Ｓ１５断面の断面図である。図１６は、図１４のＳ１６−Ｓ１６断面の断面図である。
図１４を参照して、第７の実施形態では、上述の第１の実施形態の(1) のタイプの分割コア１６を有する場合において、分割コア１６の表面にコーティングを施している。なお、第７の実施形態を、上述の第１の実施形態の(3) のタイプの分割コア１６を有する場合や、第２〜第６の各実施形態に適用してもよい。
【００８２】
分割コア１６は、コア本体４４と、コア本体４４の表面に形成されたコーティング被膜４５とを有している。分割コア１６の表面は、被膜４５が形成された部分と、コア本体４４が露出した部分とを有している。
図１４および図１５を参照して、コア本体４４は、ヨーク片１７を形成し、ティース１５を形成している。コア本体４４は、上述の第１の実施形態の(1) タイプの分割コア１６と同様に形成されている。コア本体４４の全体が磁性粉１１ｍにより形成された焼結体からなる。
【００８３】
被膜４５は、難燃性および絶縁性を有する合成樹脂材料が、例えば粉体塗装によりコーティングされてなる。被膜４５は、分割コア１６においてコイル１３が巻回されるときにコイル１３が擦れる虞のある以下の各表面に形成されている。
被膜４５は、コア本体４４のコイル収容溝１８の内面全体、すなわち、内壁１８ａ、外壁１８ｂおよび溝底１８ｃにそれぞれ形成されている。被膜４５は、コア本体４４のコイル収容溝１９の内面全体、すなわち、内壁１９ａ、外壁１９ｂおよび溝底１９ｃにそれぞれ形成されている。このように、被膜４５は、少なくともコイル収容溝１８，１９の内面に形成するのが好ましい。
【００８４】
さらに、被膜４５は、以下の各表面に形成するのがより好ましい。すなわち、被膜４５は、コア本体４４のティース１５の周方向突出部１５ｂの先端部１５ｂ１と、ティース１５の軸方向突出部１５ｃの先端部１５ｃ１と、コア本体４４のヨーク片１７の軸方向Ｓについての端面１７ｄとに形成されている。なお、ティース１５の径方向Ｒの内面１５ｄおよびヨーク片１７の周方向Ｔについての側面１７ｃには、被膜４５の形成が回避されている。
【００８５】
このように、本実施形態では、ステータコア１１にコーティングによる被膜４５を形成するようにしている。これにより、従来のインシュレータを簡素化したり、廃止したりすることができるので、電動モータ１を安価に製造できる。
例えば、本実施形態においては、第１の実施形態の絶縁紙からなる簡素な第１のインシュレータ２０を併用することにより、確実にコイル１３の絶縁被覆の破損を防止しつつ、製造コストを安価にすることができる。さらに、インシュレータ１２の全体を廃止することも考えられる。
【００８６】
また、コーティングにより、ステータコア１１の複数の面に一括して単一工程で、被膜４５を形成できるので、電動モータ１の製造コストを低減することができる。
図１６を参照して、本実施形態では、径方向Ｒに沿って見たときの断面において、ティース本体１５ａの軸方向端部が、湾曲形状としての半円をなす円弧形状をなしている。これにより、コイル収容溝１８，１９の溝底１８ｃ，１９ｃ同士が互いに滑らかに接続されて、コイル１３の電線が延びる方向についてコイル収容溝１８，１９内に角がなくなっている。これにより、コイル１３の絶縁被覆の破損の発生を確実に防止できる。
【００８７】
図１７は、本発明の第８の実施形態の電動モータ１のステータ７の要部の斜視図である。図１８は、図１７のステータ７の要部の断面図であり、図２１のＳ１８−Ｓ１８断面を示す。図１９は、図１７のステータ７の要部の断面図であり、図２１のＳ１９−Ｓ１９断面を示す。図２０は、図１８のＳ２０−Ｓ２０断面の断面図である。図２１は、図１８のＳ２１−Ｓ２１断面の断面図である。
【００８８】
図２１を参照して、第８の実施形態では、上述の第１の実施形態の(2) のタイプの分割コア１６を有する場合において、コイル１３の絶縁被覆の保護のために、分割コア１６にコーティングによる被膜４５を形成するとともに、貼着テープ４６を用いている。なお、第８の実施形態を、第２〜第６の各実施形態に適用してもよい。
図１７を参照して、上述の(2) のタイプの分割コア１６は、軸方向Ｓに分割された３つの部分、すなわち、一対の軸方向端部４７と、軸方向中間部４８とを有している。一方の軸方向端部４７と軸方向中間部４８とは、互いに連結されている。他方の軸方向端部４７と、軸方向中間部４８とは、互いに連結されている。なお、図１７は、被膜４５および貼着テープ４６が無い状態の分割コア１６を図示している。
【００８９】
図１７、図１８、図２０および図２１を参照して、軸方向端部４７は、コア本体４４と、被膜４５とを有している。コア本体４４は、ヨーク片１７の軸方向端部を形成し、ティース１５の軸方向端部を形成している。コア本体４４の全体が磁性粉１１ｍにより形成された焼結体からなる。被膜４５は、上述の第７の実施形態と同様に、第７の実施形態での軸方向端部４７に対応する部分に形成されている。
【００９０】
図１７、図１９、図２０および図２１を参照して、軸方向中間部４８は、ヨーク片１７の軸方向中間部およびティース１５の軸方向中間部を一体に形成している。軸方向中間部４８は、複数の電磁鋼板１１ｎが互いに積層されてなる積層鋼板からなり、積層方向が軸方向Ｓに平行に設定されている。軸方向中間部４８の表面の一部には、貼着テープ４６が貼着されている。
【００９１】
貼着テープ４６は、軸方向中間部４８におけるコイル収容溝１８の内面全体に貼着されている。少なくともこの内面全体に、貼着テープ４６が貼着されるのが好ましい。また、貼着テープを以下の表面にも貼着すれば、より好ましい。すなわち、貼着テープ４６は、ティース１５の周方向突出部１５ｂの先端部１５ｂ１にも貼着されている。なお、軸方向中間部４８において、ティース１５の径方向Ｒの内面１５ｄおよびヨーク片１７の周方向Ｔについての側面１７ｃには、貼着テープ４６の貼着が回避されている。貼着テープ４６は、難燃性および絶縁性を有する合成樹脂部材により形成されている。
【００９２】
本実施形態では、積層鋼板および磁性粉１１ｍを組み合わせたタイプの分割コア１６を用いることにより、磁性粉のヒシテリシス損が電磁鋼板に比べて非常に大きいという欠点を緩和しつつ、磁性粉により形状の自由度を高めることができる。
また、磁性粉１１ｍにより形成された分割コア１６の部分としての軸方向端部４７には、コーティングによる被膜４５を形成し、積層鋼板により形成された分割コア１６の部分としての軸方向中間部４８には、貼着テープ４６を貼着して、コイル１３の絶縁被覆の破損を防止するようにしている。これにより、上述の第７の実施形態と同様に、上述の従来のインシュレータを簡素化したり、廃止したりすることができるので、電動モータ１を安価に製造できる。
【００９３】
また、コーティングにより、ステータコア１１の分割コア１６の軸方向端部４７の複数の面に一括して単一工程で、被膜４５を形成できるので、電動モータ１の製造コストを低減することができる。
軸方向中間部４８では、軸方向Ｓの長さが一定であり、一定幅の安価な貼着テープ材４６を簡便に貼着させることができる。
【００９４】
図２１を参照して、本実施形態では、第７の実施形態と同様に、径方向Ｒに沿って見たときの断面において、ティース本体１５ａの軸方向端部が、湾曲形状としての半円をなす円弧形状に形成されている。これにより、コイル１３の絶縁被覆の破損の発生を確実に防止できる。
図２２は、上述の各実施形態の電動モータ１が適用される車両用操舵装置としての電動パワーステアリング装置１０１の模式図である。
【００９５】
上述の各実施形態の電動モータ１は、例えば、車両用操舵装置としての電動パワーステアリング装置１０１に適用されている。なお、上述の各実施形態の電動モータ１は、電動パワーステアリング装置以外の装置にも適用されてもよい。以下、電動パワーステアリング装置に則して説明する。
電動パワーステアリング装置１０１は、操向輪１０２を操舵するために操舵部材としてのステアリングホイール１０３に加えられる操舵トルクを伝達するステアリングシャフト１０４と、ステアリングシャフト１０４からの操舵トルクにより操向輪１０２を操舵するための例えばラックアンドピニオン機構からなる操舵機構１０５と、ステアリングシャフト１０４および操舵機構１０５の間に設けられてこの間において回転を伝達するための軸継手としての中間軸１０６とを有している。
【００９６】
ステアリングシャフト１０４は、ステアリングコラム１０７の内部を挿通して、ステアリングコラム１０７により回転自在に支持されている。ステアリングコラム１０７はブラケット１０８を介して車体１０９に支持されている。ステアリングシャフト１０４の一方の端部にステアリングホイール１０３が連結されていて、回転自在に支持されている。ステアリングシャフト１０４の他方の端部に中間軸１０６を介して、操舵機構１０５が連結されている。
【００９７】
操舵機構１０５は、入力軸としてのピニオン軸１１３と、自動車の横方向（直進方向と直交する方向である。）に延びる転舵軸としてのラックバー１１４とを有している。ピニオン軸１１３のピニオン歯と、ラックバー１１４のラック歯とが互いに噛み合っている。ラックバー１１４は、ラックハウジングに直線往復動自在に支持されている。ラックバー１１４の各端部はそれぞれ、タイロッドおよびナックルアーム（図示せず）を介して対応する操向輪１０２に連結されている。
【００９８】
ステアリングホイール１０３が操舵されると、その操舵トルクがステアリングシャフト１０４等を介して操舵機構１０５に伝達される。これにより操向輪１０２を操舵することができる。
電動パワーステアリング装置１０１は、操舵トルクに応じて操舵補助力を得られるようになっている。すなわち、電動パワーステアリング装置１０１は、操舵トルクを検出するトルクセンサ１１６と、制御部としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit ：電子制御ユニット）１１７と、操舵補助用の電動モータ１と、減速機１１９とを有している。
【００９９】
ステアリングシャフト１０４の入力軸１２２に操舵トルクが入力されたときに、トーションバー１２４が弾性ねじり変形し、これにより、入力軸１２２および出力軸１２３が相対回転する。トルクセンサ１１６は、トーションバー１２４を介する入力軸１２２および出力軸１２３間の相対回転変位量に基づいてトルクを検出する。トルク検出結果は、ＥＣＵ１１７に与えられる。
【０１００】
ＥＣＵ１１７は、マイクロコンピュータ等を含む制御部１１７ａと、電動モータ１を駆動するための駆動回路１１７ｂとを有している。制御部１１７ａは、上述のトルク検出結果や図示しない車速センサから与えられる車速検出結果等に基づいて、駆動回路１１７ｂを介して電動モータ１を制御する。
ステアリングホイール１０３が操作されると、操舵トルクがトルクセンサ１１６により検出され、トルク検出結果および車速検出結果等に応じて電動モータ１が操舵補助力を発生させる。操舵補助力は、減速機１１９を介してピニオン軸１１３に伝達され、ステアリングホイール１０３の動きとともに操舵機構１０５に伝わり、操向輪１０２が操舵される。
【０１０１】
また、ＥＣＵ１１７の駆動回路１１７ｂは、回転位置検出センサからの信号に基づいて、電動モータ１のステータ７のコイル１３への通電を制御してもよいし、また、いわゆるセンサレス制御によりコイル１３への通電を制御してもよい。
後者のセンサレス制御の場合、通電制御用の回転位置検出センサは、廃止されている。駆動回路１１７ｂは、ロータ６がステータ７に対して相対回転したときのコイル１３に生じる電圧（逆起電力）または電流の変動に基づいて、ステータ７に対するロータ６の相対角度位置を検出部により検出し、検出部により検知された相対位置に基づいてステータ７のコイル１３に所定のタイミングで通電制御部により通電するようにしている。
【０１０２】
また、駆動回路１１７ｂが前者の方式でコイル１３への通電を制御される場合には、位置検出センサとして、簡易なホールセンサ（図示せず）を用いてもよい。この場合、レゾルバやロータリーエンコーダを用いる場合に比べて、電動モータ１を小型化することができる。
ところで、近年、電動パワーステアリング装置用の電動モータの出力向上が要請されている。一方で、電動モータの小型化も要請されている。
【０１０３】
そこで、上述の各実施形態で説明したように、ステータコア１１の少なくとも一部を磁性粉１１ｍにより形成している。この場合には、ステータコア１１の形状自由度が高まり、３次元形状に容易に形成できる。３次元形状のステータコア１１を利用して、ロータマグネット６ｂの磁束をより一層有効利用できる。その結果、電動モータ１の大型化を抑制しつつ、出力トルクを高めることができる。
【０１０４】
また、ブラシレスモータからなる電動モータ１の通電制御に、センサレス制御方式を用いる場合には、回転位置検出センサを廃止することができる。その結果、電動モータ１の内部構造を簡素化できるので、電動モータ１を小型化することができる。また、回転位置検出センサとして簡易なホールセンサを利用する場合にも、電動モータ１を小型化することができる。
【０１０５】
このように、電動パワーステアリング装置１０１には、ステータコア１１を磁性粉１１ｍにより形成し、且つセンサレス制御方式により駆動される電動モータ１を好ましく適用することができる。
また、上述の第２〜第８の各実施形態において、ステータコア１１が、全ての分割コア１６が一体に形成されたものである場合や、インシュレータとして樹脂成形品を用いる場合も考えられる。
【０１０６】
また、上述の各実施形態において、分割コア１６が、磁性粉１１ｍにより形成された部分を有する場合には、この部分は、焼結体からなっていた。この焼結体は、磁性粉１１ｍを含み、成形型を用いて成形されてなる成形品からなる。このような磁性粉１１ｍにより形成されたステータコア１１としては、上述の焼結体の他、磁性粉１１ｍが高圧力で圧縮成形されてなる圧粉磁心でもよいし、樹脂成形品でもよい。この樹脂成形品は、磁性粉１１ｍとしての鉄粉と、絶縁部材としての合成樹脂とを含む複合材料により形成されている。その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態の電動モータの概略構成を示す断面図である。
【図２】図２は、図１に示すステータの要部の断面図であり、図１のＳ２−Ｓ２断面を示す。
【図３】図３は、図１に示すステータの要部の分解斜視図であり、ステータコアとインシュレータの一部を図示している。
【図４】図４Ａおよび図４Ｂは、図２に示す第１のインシュレータの製造途中の状態を示す斜視図であり、図４Ａに素材を、図４Ｂに製造途中の状態を図示している。
【図５】図５Ａ，図５Ｂおよび図５Ｃは、ステータの組立途中の状態を示す断面図であり、図５Ａ，図５Ｂおよび図５Ｃの順で工程が進行する。
【図６】図６は、本発明の第２の実施形態の電動モータの半断面図である。
【図７】図７Ａおよび図７Ｂは、図６のステータおよび結線用基板の組立途中状態を示す断面図であり、図７Ａおよび図７Ｂの順に工程が進行する。
【図８】図８Ａおよび図８Ｂは、図６のステータおよび結線用基板の組立途中状態を示す断面図であり、図７Ｂに続いて図８Ａ、図８Ｂの順で工程が進行する。
【図９】図９Ａおよび図９Ｂは、図６のステータおよび結線用基板の組立途中状態を示す断面図であり、図８Ｂに続いて図９Ａ、図９Ｂの順で工程が進行する。
【図１０】図１０Ａおよび図１０Ｂは、第３の実施形態のステータの組立途中状態を示す断面図であり、図１０Ａ、図１０Ｂの順に工程が進行する。
【図１１】図１１は、本発明の第４および第５の実施形態の電動モータの断面図である。
【図１２】図１２Ａと図１２Ｂは、第５の実施形態のロータの組立方法を示す模式図であり、組立途中のロータを示し、図１２Ａと図１２Ｂの順に工程が進行する。また、図１２Ｃは、完成状態の保護部材およびロータマグネットを模式的に示す一部切欠断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の第６の実施形態の電動モータの断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の第７の実施形態の電動モータのステータの要部の断面図であり、図１５および図１６のＳ１４−Ｓ１４断面を示す。
【図１５】図１５は、図１４のＳ１５−Ｓ１５断面の断面図である。
【図１６】図１６は、図１４のＳ１６−Ｓ１６断面の断面図である。
【図１７】図１７は、本発明の第８の実施形態の電動モータのステータの要部の斜視図である。
【図１８】図１７のステータの要部の断面図であり、図２１のＳ１８−Ｓ１８断面を示す。
【図１９】図１７のステータの要部の断面図であり、図２１のＳ１９−Ｓ１９断面を示す。
【図２０】図１８のＳ２０−Ｓ２０断面の断面図である。
【図２１】図１８のＳ２１−Ｓ２１断面の断面図である。
【図２２】本発明の各実施形態の電動モータが適用される車両用操舵装置としての電動パワーステアリング装置の模式図である。
【図２３】図２３Ａは、第１の実施形態の変形例としてのシート材の平面図であり、図２３Ｂは、図２３ＡのＳ２３Ｂ−Ｓ２３Ｂ断面の一部拡大断面図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１…電動モータ、１１…ステータコア、１３…コイル、１４…ヨーク、１５…ティース、１６…分割コア、１７ａ…内周部（ヨークの内周）、１８…コイル収容溝、１８ａ…内壁（内面）、１８ｂ…外壁（内面）、１８ｃ…溝底（内面）、２０…第１のインシュレータ（絶縁紙）、２０ｄ…縁部、２０ｆ…破断部、２２…ミシン目、Ｓ…ステータコアの軸方向、Ｔ…周方向
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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