(57)【要約】  【課題】コイル占積率を高めることができるコイル装置を提供する。  【解決手段】薄板のコア材１２が多数枚積層されて形成されたコア１１と、絶縁材が使用されてコイルボビン形状に形成されてコア１１に被せられたインシュレータ２０と、インシュレータ２０のボビン部２１に捲線された断面四角形のコイル線材３０とを有するコイル装置１０において、インシュレータ２０のボビン部２１の両端辺に逃げ溝２５、２５を環状に形成する。ボビン部２１の胴部２２に逃げ溝２５が形成されていることにより、断面四角形のコイル線材３０の角が丸みに乗り上げる現象が起きないので、断面四角形のコイル線材３０をボビン部２１に捲線する場合においても、適正な整列性を確保でき、占積率を高めることができる。  【選択図】図１
2008072801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性材料によって形成されたコアと、このコアに被せられてボビン部にコイル線材が巻かれたインシュレータとを備えており、前記インシュレータの前記ボビン部の角部に逃げ部が形成されていることを特徴とするコイル装置。
【請求項２】
請求項１のコイル装置が複数個、円形リング形状に配列されていることを特徴とするステータ。
【請求項３】
請求項１のコイル装置が複数個円形リング形状に配列されたステータの中心線上に、回転子が配置されている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、コイル装置に関し、特に、インシュレータ（コイルボビン）の改良に係り、例えば、ブラシレスモータ等に使用されるステータ（固定子）に利用して有効なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車電装モータやサーボモータ等には、複数個のコイル装置を組み合わせたステータを有するブラシレスモータが使用されることがある。
【０００３】
このようなブラシレスモータのステータに使用されるコイル装置として、棒形状に形成されたコア（鉄心）と、このコアに被せられてコイル線材が巻かれているインシュレータ（コイルボビン）とを備えているものがある。
そして、インシュレータは絶縁性を有する樹脂が用いられてボビン（糸巻）形状に形成されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなコイル装置においては、断面が四角形のコイル線材を使用してコイル占積率を高めることを、提案することができる。
ところが、インシュレータのボビン部の角部には成形型によって決まる丸み（所謂Ｒ面取り）が付いてしまうために、インシュレータに断面四角形のコイル線材を捲線すると、断面四角形の角部が丸みに乗り上げることにより、コイル線材の捲線の整列性が悪くなり、結局、占積率が大きくできないという問題点がある。
【０００５】
本発明の目的は、コイル占積率を高めることができるコイル装置、ステータおよ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】
前記した課題を解決するための手段のうち代表的なものは、次の通りである。
（１）磁性材料によって形成されたコアと、このコアに被せられてボビン部にコイル線材が巻かれたインシュレータとを備えており、前記インシュレータの前記ボビン部の角部に逃げ部が形成されていることを特徴とするコイル装置。
（２）前記（１）のコイル装置が複数個、円形リング形状に配列されていることを特徴とするステータ。
（３）前記（２）のステータの中心線上に、回転子（アーマチュア）が配置されていることを特徴とするモータ。
【発明の効果】
【０００７】
前記（１）によれば、断面が四角形のコイル線材をボビン部に捲線する場合であっても、逃げ部によって断面四角形の角部を逃げることにより、コイル線材の捲線の整列性を維持することができるので、占積率を大きくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面に即して本発明の一実施の形態を説明する。
【０００９】
本実施の形態において、本発明に係るコイル装置１０は、図１に示されているように、磁性材料によって形成されたコア１１と、コア１１に被せられたインシュレータ２０と、インシュレータ２０に捲線されたコイル線材３０とを備えている。
コイル線材３０は銅等の導体が使用されて、断面が正方形の四角形の線形に形成されている。図示しないが、コイル線材３０の表面はエナメル等の絶縁膜によって被覆されている。
【００１０】
図２に示されているように、コア１１は多数枚のコア材１２が積層されて形成されている。コア材１２は磁性材料が使用されて大略Ｈ字形状の薄板に形成されている。したがって、コア１１は大略Ｈ型鋼形状に形成されている。
コア１１のＨ型鋼の一方の平行部は基部１３を構成しており、他方の平行部は頭部１４を構成している。基部１３の頭部１４と反対側の面は外側に出る円弧面に形成されており、頭部１４の基部１３と反対側の面は内側に凹む円弧面に形成されている。基部１３の円弧と頭部１４の円弧とは同心円になるように設定されている。
コア１１の基部１３と頭部１４とを連結する部分は磁極部１５を構成している。磁極部１５は直方体形状になっている。
【００１１】
インシュレータ２０は絶縁性を有する樹脂が用いられてボビン（糸巻）形状にモールド成形されており、図１に示されているように、インシュレータ２０のボビン部２１はコア１１に磁極部１５を覆うように被せられている。
ボビン部２１はコイル線材３０が捲線される胴部２２と、胴部２２の両端に形成された基部側鍔部２３および頭部側鍔部２４とを備えている。胴部２２はコア１１の磁極部１５を被覆する四角形筒形状に形成されている。基部側鍔部２３はコア１１の基部１３の内側平面を被覆する長方形枠板形状に形成されている。頭部側鍔部２４はコア１１の頭部１４の外側平面を被覆する長方形枠板形状に形成されている。
【００１２】
ボビン部２１の角部すなわち胴部２２の両端部には、逃げ部としての逃げ溝２５、２５が環状にそれぞれ形成されている。両逃げ溝２５、２５の溝幅はコイル線材３０の外径よりも小さく設定されている。
【００１３】
図２に示されているように、インシュレータ２０は上下で一対の分割体２６、２６から構成されており、両分割体２６、２６は絶縁性を有する樹脂が用いられて射出成形によって成形されている。両分割体２６、２６はインシュレータ２０を厚さ方向に二分割されて互いに略上下対称形状に形成されている。
両分割体２６、２６をコア１１に上下方向から嵌合させて最中合わせにすることにより、両側に基部１３および頭部１４を有するコア１１であっても、インシュレータ２０を被せることができる。
両分割体２６、２６の基部側鍔部２３の上端および下端には端面部２７、２７が、それぞれ外側方向直角に突設されている。
一方の端面部２７には一対の端子片２８、２８が植え込まれている。図１に示されているように、両端子片２８、２８にはコイル線材３０の巻き始め端部３１と、巻き終わり端部３２とがそれぞれ接続されている。
【００１４】
次に、コイル装置１０の製造方法を説明する。
【００１５】
複数枚のコア材１２が積層されると、コア１１が組み立てられた状態になる。
次いで、コア１１の上部側には一方の分割体２６が装着され、コア１１の下部側には他方の分割体２６が装着される。
これにより、コア１１の上部側が一方の分割体２６によって覆われ、コア１１の下部側が他方の分割体２６によって覆われた状態になるとともに、上下の分割体２６、２６によって各コア材１２が上下から挟み込まれた状態になるため、コア１１が一体化された状態になる。
【００１６】
次に、インシュレータ２０のボビン部２１に断面正方形のコイル線材３０が指定の巻き数で順次巻き付けられて、コア１１の磁極部１５にコイルがそれぞれ巻装される。
そして、ボビン部２１にコイル線材３０が巻き付けられると、コイル線材３０の巻き付け力によって各コア材１２が上下の分割体２６、２６の間で緊縛された状態になるため、確実に一体化された状態になる。
【００１７】
ところで、モールド成形されたインシュレータのボビン部２１の角部には、図３（ａ）に示されているように、丸み２９が付いてしまうのが、一般的である。
この丸み２９の半径は０．２ｍｍ程度であるので、図３（ａ）に示されているように、断面が円形のコイル線材３０’がボビン部に捲線される場合においては、整列性を確保することができ、その結果、コイル線材３０’の占積率の低下は起きない。
すなわち、断面円形のコイル線材３０’の半径は０．２ｍｍよりも遥かに大きいので、半径０．２ｍｍの丸み２９を充分に吸収することができる。
【００１８】
ところが、断面四角形のコイル線材３０がボビン部に捲線される場合においては、図３（ｂ）に示されているように、コイル線材３０の断面四角形の角（エッジ）が丸み２９に乗り上げることによって傾いた状態になるために、整列性が悪くなり、結局、占積率が低下してしまう現象が起こる。
すなわち、傾いた状態のコイル線材３０の上に巻かれるコイル線材３０がさらに傾いて行くことにより、整列性が相乗的に悪くなって行く。
なお、断面四角形のコイル線材３０の角（エッジ）は完全な直角（鋭利な直角）ではないが、その丸みの半径は０．０３ｍｍ以下であるので、０．２ｍｍ程度の丸み２９の上に乗り上げる状態になる。
【００１９】
しかし、本実施の形態においては、図３（ｃ）に示されているように、ボビン部２１の胴部２２に逃げ溝２５が形成されることにより、丸み２９が除去されているので、断面四角形のコイル線材３０がボビン部２１に捲線される場合において、コイル線材３０の断面四角形の角（エッジ）が丸みに乗り上げる現象は必然的に起こり得ない。
したがって、断面四角形のコイル線材３０が丸みに乗り上げて傾くことはなく、傾いた状態のコイル線材３０の上に巻かれるコイル線材３０がさらに傾いて行き、整列性が相乗的に悪くなって行くこともない。
その結果、断面四角形のコイル線材３０をボビン部２１に捲線する場合においても、適正な整列性を確保することができるので、占積率を高めることができる。
【００２０】
図４は本発明の一実施の形態であるステータを示す平面図である。
本実施の形態に係るステータ４０は、前記構成に係るコイル装置１０が１２個、円形リング形状に配列されて構築されている。
隣り合うコイル装置１０、１０同士は溶接等によって互いに結合して一体化してもよいが、円形リング形状に配列した１２個のコイル装置１０群の外周に円筒形状のヨークを嵌合して固定してもよい。
【００２１】
本実施の形態に係るステータ４０によれば、各コイル装置１０におけるコイル線材３０の占積率が高いので、大きな界磁力を得ることができる。
【００２２】
図５は本発明の一実施の形態であるブラシレスモータを示す平面図である。
本実施の形態に係るブラシレスモータ５０は、前記構成に係るコイル装置１０が１２個、円形リング形状に配列されて構築されたステータ４０を備えており、このステータ４０の中心線上には、複数個のマグネット（永久磁石）５２を有する回転子（アーマチュア）５１が配置されて構築されている。
【００２３】
本実施の形態に係るブラシレスモータ５０によれば、各コイル装置１０におけるコイル線材３０の占積率が高いことにより、ステータ４０において大きな界磁力を得ることができるので、回転子５１において大きな回転トルクを得ることができる。
【００２４】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。
【００２５】
例えば、逃げ部はボビン部の胴部の端辺に形成された環状溝２５によって構成するに限らず、図６（ａ）に示されているように、胴部２２の端辺の側面に形成された縦溝２５Ａによって構成してもよい。
【００２６】
また、図６（ｂ）に示されているように、ボビン部２１の鍔部２３（２４）の胴部２２の端辺との境界に形成された縦溝２５Ｂによって構成してもよい。
【００２７】
さらに、逃げ部はボビン部の両端辺に配置するに限らず、一端辺に配置してもよい。
なお、逃げ部はボビン部２１の角部に丸み２９が付かないように成形し、逃げ溝を配置しないものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施の形態であるコイル装置を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う正面断面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線に沿う側面断面図である。
【図２】その主要部を示す分解斜視図である。
【図３】整列性を説明する各部分断面図であり、（ａ）は丸みを有するボビン部に断面円形のコイル線材を捲線する場合を示し、（ｂ）は丸みを有するボビン部に断面四角形のコイル線材を捲線する場合を示し、（ｃ）は逃げ溝を有するボビン部に断面四角形のコイル線材を捲線する場合を示している。
【図４】本発明の一実施の形態であるステータを示す平面図である。
【図５】本発明の一実施の形態であるブラシレスモータを示す平面図である。
【図６】（ａ）は本発明の実施の形態に係るコイル装置の逃げ溝の第一変形例を示す部分断面図であり、（ｂ）は本発明の実施の形態に係るコイル装置の逃げ溝の第二変形例を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０…コイル装置、１１…コア、１２…コア材、１３…基部、１４…頭部、１５…磁極部、２０…インシュレータ、２１…ボビン部、２２…胴部、２３…基部側鍔部、２４…頭部側鍔部、２５…環状溝（逃げ部）、２５Ａ…胴部側面の縦溝（逃げ部）、２５Ｂ…鍔部の縦溝（逃げ部）、２６…分割体、２７…端面部、２８…端子片、２９…丸み、３０…断面四角形のコイル線材、３０’…断面円形のコイル線材、３１…巻き始め端部、３２…巻き終わり端部、４０…ステータ、５０…ブラシレスモータ、５１…回転子（アーマチュア）、５２…マグネット（永久磁石）。
【図１】
2008072801.tif 000003
【図２】
2008072801.tif 000004
【図３】
2008072801.tif 000005
【図４】
2008072801.tif 000006
【図５】
2008072801.tif 000007
【図６】
2008072801.tif 000008