(57)【要約】【課題】巻線処理の作業性と巻線占有率の向上とを実現でき、かつ滑らかな回転性能を現状できるモータを提供することを目的とする。【解決手段】ステータは、複数に分割したティースブロック１６の内周側一端を近接させて環状に配置され、かつティースブロック１６の内周側一端が連結され、隣接するティースブロック１６の外周側一端との間にモータケーシング本体４ａを介して磁路が形成され、ティースブロックの内周側一端の連結が、非磁性材もしくは低磁性材のリング１７に形成された突起２２を介して連結されている。【選択図】図１
2008236922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻線処理されたステータをモータケーシングの内側に配置し、前記ステータの内周にロータを配置し、前記ステータの巻線への通電を切り換えて回転磁界を発生させて前記ロータを回転駆動するモータにおいて、
前記ステータは、複数に分割したティースブロックの内周側一端を近接させて環状に配置され、かつ前記ティースブロックの内周側一端が連結され、隣接する前記ティースブロックの外周側一端との間に前記モータケーシングを介して磁路が形成されるように前記ティースブロックの外周側一端はそれぞれ前記モータケーシングの内側に当接し、ティースブロックの内周側一端の前記連結が、非磁性材もしくは低磁性材のリングを介して連結されている
モータ。
【請求項２】
前記リングは、
前記ティースブロックとの当接面に、隣接するティースブロックの間に挟まれる突部を形成した
請求項１記載のモータ。
【請求項３】
前記ティースブロックの外周側一端には、
中央部から前記モータケーシングの内側に沿って両側に延びる張り出し部を形成し、
前記張り出し部が前記モータケーシングの内側に当接して変形するとともに、前記中央部と前記モータケーシングの内側との間に隙間が形成されている
請求項１または請求項２に記載のモータ。
【請求項４】
複数に分割したティースブロックの内周側一端を近接させて環状に配置して非磁性材もしくは低磁性材のリングを介して前記ティースブロックの内周側一端を連結してティースブロック連結体を形成し、
前記ティースブロック連結体の各ティースブロックのティース部に個別に巻線を施し、
隣接する前記ティースブロックの外周側一端との間に磁路が形成されるように前記ティースブロック連結体をモーターケーシングの内側に圧入し、
前記ティースブロック連結体をモーターケーシングの内側に圧入する前工程または後工程において各ティースブロックの巻線を結線する
モータの製造方法。
【請求項５】
リングを介してティースブロックの内周側一端を連結して前記ティースブロック連結体を形成するときには、
前記リングに形成された突部を隣接するティースブロックの間に挟んだ状態で連結する
請求項４記載のモータの製造方法。
【請求項６】
ティースブロック連結体の各ティースブロックのティース部に巻線を施す前に、ティースブロック連結体の前記リングから各ティースブロックのティース部にかけて絶縁性樹脂で鋳ぐるんだ
請求項４または請求項５に記載のモータの製造方法。
【請求項７】
ティースブロック連結体の各ティースブロックのティース部に巻線を施す前に、ティースブロック連結体の前記リングから各ティースブロックのティース部にかけて熱伝導性樹脂で鋳ぐるんだ
請求項４または請求項５に記載のモータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車のエンジンルーム環境の様な高温環境や、高振動環境で運転されるモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図７（ａ）に示すようなインナーロータモータでは、モーターケーシング４はケーシング本体４ａとトップカバー４ｂとで構成されている。ケーシング本体４ａの内側には、巻線２ａが施されたステータ２が固定されている。ステータ２の内側の中心と同軸上に出力軸１ａを有するロータ１が回転自在に軸受８ａ，８ｂを介してモーターケーシング４に取り付けられている。
【０００３】
ステータ２のコア形状は、図７（ｂ）に示すように各ティース９の外終端（基端）を互いに連結し、ステータ２の内側では隣接するティース９の先端間に隙間１０が形成された形状に磁性鋼板を打ち抜き、この打ち抜かれた磁性鋼板を積層し、前記隙間１０から巻線機の巻線ノズル（図示せず）を挿入し、ティース９の周りで巻線ノズルを回転させてティース９への巻線処理が実施されている。
【０００４】
しかし、このような巻線処理では加工が難しいと共に、巻線占有率を向上させるのが難しいため、特許文献１では図８（ａ）に示したように内周側１４で連結されて外周側に隙間１０が形成されたステータコア２ａが使用されている。このステータコア２ａは、図８（ｂ）に示したように、複数に分割したティースブロック１２ａ，１２ｂ・・・を作成し、このティースブロック１２ａ，１２ｂ・・・の内周側一端を近接させて環状に配置して、絶縁性の合成樹脂１３によって鋳くるんで構成されている。この後に、外周側に隙間１１から巻線ノズルを挿入して巻線処理され、巻線処理が完了したステータコア２Ａは、ケーシング本体４ａの内側に圧入されることによって、隣接するティースブロックの外周側の間がケーシング本体４ａによって連結されて磁気回路が構成されている。
【特許文献１】特開平３−２３５６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図８に示すステータコア２ａを採用することによって巻線処理の作業性と、巻線率の向上とを実現できるが、ケーシング本体４ａにステータコア２ａを圧入する際に生じる応力により、ケーシング本体４ａ内壁とステータコア２ａの外周面との間に不規則な隙間が生じて磁気抵抗が増大したり、ステータコア２ａの内周面が歪んで真円度精度が低下してコギングトルクが増大し易くなるので、滑らかな回転性能の点で図７（ｂ）で示した形状のステータコアを使用したモータに比べて性能が劣っているのが現状である。
【０００６】
また、特に高温環境下ではティースブロック１２ａ，１２ｂ・・・を鋳ぐるむ絶縁性の合成樹脂１３がクリープを生じ易く、ティースブロック１２ａ，１２ｂ・・・を連結する保持力が低下し、ステータコア２ａの内周面が大幅に歪んでモータの回転に支障をきたしたり、ステータコア２ａを保持する応力が減少するため振動が加わった際にステータコア２ａが移動する虞があるという課題がある。
【０００７】
本発明は、巻線処理の作業性と巻線占有率の向上とを実現でき、かつ滑らかな回転性能と高信頼性を実現できるモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１記載のモータは、巻線処理されたステータをモータケーシングの内側に配置し、前記ステータの内周にロータを配置し、前記ステータの巻線への通電を切り換えて回転磁界を発生させて前記ロータを回転駆動するモータにおいて、前記ステータは、複数に分割したティースブロックの内周側一端を近接させて環状に配置され、かつ前記ティースブロックの内周側一端が連結され、隣接する前記ティースブロックの外周側一端との間に前記モータケーシングを介して磁路が形成されるように前記ティースブロックの外周側一端はそれぞれ前記モータケーシングの内側に当接し、ティースブロックの内周側一端の前記連結が、非磁性材もしくは低磁性材のリングを介して連結されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項２記載のモータは、請求項１において、前記リングは、前記ティースブロックとの当接面に、隣接するティースブロックの間に挟まれる突部を形成したことを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項３記載のモータは、請求項１または請求項２において、前記ティースブロックの外周側一端には、中央部から前記モータケーシングの内側に沿って両側に延びる張り出し部を形成し、前記張り出し部が前記モータケーシングの内側に当接して変形するとともに、前記中央部と前記モータケーシングの内側との間に隙間が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項４記載のモータの製造方法は、複数に分割したティースブロックの内周側一端を近接させて環状に配置して非磁性材もしくは低磁性材のリングを介して前記ティースブロックの内周側一端を連結してティースブロック連結体を形成し、前記ティースブロック連結体の各ティースブロックのティース部に個別に巻線を施し、隣接する前記ティースブロックの外周側一端との間に磁路が形成されるように前記ティースブロック連結体をモーターケーシングの内側に圧入し、前記ティースブロック連結体をモーターケーシングの内側に圧入する前工程または後工程において各ティースブロックの巻線を結線することを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項５記載のモータの製造方法は、請求項４において、リングを介してティースブロックの内周側一端を連結して前記ティースブロック連結体を形成するときには、前記リングに形成された突部を隣接するティースブロックの間に挟んだ状態で連結することを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項６記載のモータの製造方法は、請求項４または請求項５において、ティースブロック連結体の各ティースブロックのティース部に巻線を施す前に、ティースブロック連結体の前記リングから各ティースブロックのティース部にかけて絶縁性樹脂で鋳ぐるんだことを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項７記載のモータの製造方法は、請求項４または請求項５において、ティースブロック連結体の各ティースブロックのティース部に巻線を施す前に、ティースブロック連結体の前記リングから各ティースブロックのティース部にかけて熱伝導性樹脂で鋳ぐるんだことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
この構成によると、巻線処理の作業性と巻線占有率の向上とを実現でき、かつティースブロックの内周側一端の前記連結が、低磁性材のリングを介して連結されているので、合成樹脂を介して連結した従来の構成に比べてクリープによる変形が少なく、滑らかな回転性能を維持することができ、高温・高振動の環境で使用した場合にも信頼性を維持することができる。
【００１６】
また、ティースブロックの外周側一端の中央部とモータケーシングの内側との間に隙間が形成されているので、ティースブロック連結体をモータケーシングに圧入したのちのステータコアの内周円の真円度の低下が極めて少なく、滑らかな回転性能を現状できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明のモータを実施の形態に基づいて説明する。
図１〜図６は本発明のモータを示す。
図１（ａ）に示したモータは図１（ｂ）におけるＡ−ＡＡの断面図である。
【００１８】
モータケーシング４は、金属製のケーシング本体４ａと金属製のケーシング蓋４ｂとで構成されている。ケーシング本体４ａの内部には、ロータ１とステータ２ならびに第１，第２の配線基板３ａ，３ｂの一部が納められている。ステータ２は、ロータ１の出力軸１ａと同軸上に配置されている。第１の配線基板３ａは、ロータ１とステータ２に対してロータ１の出力軸１ａの反対方向の端部に配置されている。第１の配線基板３ａには制御回路６とパワー素子７が実装されている。
【００１９】
磁電変換素子５が実装された第２の配線基板３ｂは、ロータ１と第１の配線基板３ａの間に配置されている。磁電変換素子５はロータ１に近接して配置されており、磁電変換素子５がロータ１の磁極を検出した検出信号などは、第２の配線基板３ｂから第１の配線基板３ａの制御回路６に入力され、制御回路６が同じ第１の配線基板３ａに搭載されているパワー素子７を介してステータ巻線のリード１５への通電を切り換えて回転磁界を発生させてロータ１を回転駆動している。
【００２０】
図２〜図６はステータ２とケーシング本体４ａとの詳細を示している。
ステータ２のステータコアは、図２（ａ）に示す複数個のティースブロック１６と、２つのリング１７とで構成されている。
【００２１】
ティースブロック１６は、磁性鋼板を積み重ねて構成されており、内周側１８の一端には、図１のように組み立てた状態でロータ１の外周とギャップをあけて対向する張り出し部１９ｂ，１９ｃが中央部１９ａから両側に形成されている。また、外周側２０の一端にも中央部２１ａから前記モータケーシングの内側に沿って両側に延びる張り出し部２１ｂ，２１ｃが形成されている。
【００２２】
この実施の形態では、１２個のティースブロック１６を図３に示すように内周側一端を近接させて環状に配置し、リング１７によって上下から隣接するティースブロック１６を連結して図４（ａ）に示すティースブロック連結体２３を構成している。
【００２３】
リング１７の材質としては、非磁性材の金属または強化プラスチックが最も好ましく、金属の場合には加工中に僅かの磁性を帯びる低磁性材の金属で作成することもできる。強化プラスチックの具体例としては、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂にセラミック粉末等の熱伝導材料を混練して熱伝導性を付与した樹脂を使用することができる。
【００２４】
また、リング１７の材質は熱膨張係数がティースブロック１６に極めて近いものが好ましい。具体的には、ティースブロック１６の材質が珪素鋼板の場合に、リング１７としてはオーステナイト系ステンレス鋼などを挙げることができる。ここではＳＵＳ３０４を使用している。
【００２５】
リング１７の前記ティースブロック１６との対向面には、１２個の突起２２が等間隔で形成されており、この突起２２が、図５に示すように隣接するティースブロック１６の張り出し部１９ｂ，１９ｃの間に挟まれて、隣接するティースブロック１６の張り出し部１９ｂ，１９ｃは、突起２２を介して当接している。
【００２６】
このように１２個のティースブロック１６を２つのリング１７で連結したものを、図４（ａ）に示すようにリング１７から各ティースブロック１６のティース部にかけて絶縁性樹脂２４で鋳ぐるんでティースブロック連結体２３が構成されている。使用する絶縁性樹脂２４としては、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂にセラミック粉末等の熱伝導材料を混練して熱伝導性を付与した樹脂を使用すると運転時の巻線２６の温度上昇を抑えることができるためモータの信頼性がさらに向上する。
【００２７】
次に、このティースブロック連結体２３の各ティース部に、隙間２５から巻線処理して図４（ｂ）に示す状態に仕上げる。このようにティースブロック連結体２３の外周の隙間２５から巻線２６の巻回を実行するので、巻線処理の作業性と巻線占有率の向上とを維持できる。
【００２８】
次に、図４（ｃ）に示すようにケーシング本体４ａの内側に、巻線処理が完了したティースブロック連結体２３を圧入する。なお、ティースブロック１６の巻線２６の結線は、ティースブロック連結体２３をモーターケーシング４の内側に圧入する前工程または後工程の何れでも良いし、対応するティースブロック１６間を連続して巻線しても構わない。
【００２９】
図５がこのティースブロック連結体２３の圧入後の詳細を示している。なお、ここでは巻線２６は図示されていない。
圧入されたティースブロック連結体２３は、ティースブロック１６の外周側２０の一端の前記張り出し部２１ｂ，２１ｃが、波線位置から実線位置に変形してモータケーシング４ａの内側に圧入されて、隣接するティースブロックの外周側一端との間にモータケーシング本体４ａを介して磁路が形成される。
【００３０】
このようにティースブロック連結体２３が圧入された状態では、ティースブロック１６の内周側１８において隣接するティースブロック１６との間に、内径を縮小する方向に大きな力が作用した状態が続く。図８（ｂ）に図示した従来例のように合成樹脂１３だけが介在している状態では、介在している合成樹脂１３にクリープが発生して、ステータ２の内周の磁極の配列の真円度の低下、ならびにステータコアのがたつきが発生していたが、この実施の形態では、ティースブロック１６の材質が珪素鋼板の場合に、リング１７としては、合成樹脂１３よりも剛性が高いＳＵＳ３０４製のリングを使用して、このリング１７の突起２２を介在させてティースブロック１６を連結して構成している。さらに、図５に図示したように、隣接するティースブロック１６との間の空間、即ち、先端部１９ｂ，１９ｃで囲まれる空間が内径方向に広がる形状に形成されており、また、ここに介在するスペーサ２２の形状も内径方向に広がる形状に形成されているので、スペーサ２２がくさびとして機能する、一種のくさび効果を発揮するため、図５に矢印Ｆで示すように内径を縮小する方向に大きな力が作用して隣接するティースブロック１６との間に大きな力が作用した状態が続いても、ステータコアのがたつきがなく、ステータ２の内周の磁極の配列の真円度の低下は発生しない。
【００３１】
よって、滑らかな回転性能を長期間にわたって維持することができるとともに、高温・高振動の過酷な環境下で使用した場合にも回転性能、信頼性を維持することができる。
さらに、この実施の形態ではティースブロック１６の外周側一端には、前記張り出し部２１ｂ，２１ｃがモータケーシング本体４ａの内側に当接して変形した状態においても、モータケーシング本体４ａの内側に当接していない中央部２１ａが存在しており、ティースブロック１６の外周側一端の中央部２１ａとモータケーシング本体４ａの内側との間に隙間２７が形成されている。
【００３２】
このように隙間２７が形成されていることによって、ステータ２の内周の磁極の配列の真円度の低下をより確実に防止できていることを図６に示した比較例を用いて説明する。
図６の場合には、ティースブロック１６の外周側一端の形状が、上記の実施の形態とは異なっており、ティースブロック１６の外周側一端の形状は円弧の一部で、その曲率半径はケーシング本体４ａの内周の曲率半径とほぼ等しく設定されている。ティースブロック連結体２３をモータケーシング本体４ａの内側に圧入された状態で前記中央部２１ａがモータケーシング本体４ａの内側に当接して磁極２８が矢印２９で示すように内周側に押し出されるため、ティースブロック連結体２３をモータケーシング本体４ａの内側への圧入にともなって、内周側の磁極の位置が仮想線で示すように内側に変形して、滑らかな回転性能が得られない。
【００３３】
これに対して、図５に示したように前記隙間２７が残されている場合には、ティースブロック連結体２３をモータケーシング本体４ａの内側への圧入にともなう磁極の位置ずれは図６と比べて極めて少なく、滑らかな回転性能が得られる。
【００３４】
なお、上記隙間２７においては磁気抵抗が増大するが、前述の様に、張り出し部２１ｂ，２１ｃがモータケーシング本体４ａの内側に当接して磁路が形成されるので、磁束の減少は生じない様に構成されている。
【００３５】
また、ティースブロック連結体２３をモータケーシング本体４ａの内側へ圧入する際にはティースブロック連結体２３内周の変形をさらに少なくするためにティースブロック連結体２３内周に変形防止治具を挿入した状態で圧入を行う。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は小型モータを使用した各種機器の信頼性の向上に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明のモータの縦断面図と横断面図
【図２】同実施の形態のティースブロックとリングの拡大斜視図
【図３】同実施の形態のティースブロック連結体の分解斜視図
【図４】同実施の形態のティースブロック連結体に絶縁処理と巻線処理してケーシング本体に圧入する工程図
【図５】同実施の形態のティースブロック連結体をケーシング本体に圧入した状態の拡大図
【図６】比較例の拡大図
【図７】モータの縦断面図と第１の従来例のステータコアの平面図
【図８】第２の従来例のステータコアの平面図と第２の従来例の要部拡大図
【符号の説明】
【００３８】
１    ロータ
１ａ    ロータ１の出力軸
２    ステータ
３ａ    第１の配線基板
３ｂ    第２の配線基板
４    モータケーシング
４ａ    ケーシング本体
４ｂ    ケーシング蓋
５    磁電変換素子
６    制御回路
７    パワー素子
１５    ステータ２のステータ巻線のリード
１６    ティースブロック
１７    リング
１８    ティースブロックの内周側
１９ａ    ティースブロックの内周側の中央部
１９ｂ，１９ｃ    ティースブロックの内周側の張り出し部
２０    ティースブロックの外周側
２１ａ    ティースブロックの外周側の中央部
２１ｂ，２１ｃ    ティースブロックの外周側の張り出し部
２２    リングの突起
２３    ティースブロック連結体
２４    絶縁性樹脂
２６    巻線
２７    隙間
２８    磁極
【図１】
2008236922.tif 000003
【図２】
2008236922.tif 000004
【図３】
2008236922.tif 000005
【図４】
2008236922.tif 000006
【図５】
2008236922.tif 000007
【図６】
2008236922.tif 000008
【図７】
2008236922.tif 000009
【図８】
2008236922.tif 000010