(57)【要約】【課題】小型・軽量化を図ることが可能なモータを提供する。【解決手段】本発明のモータ１０では、コア１２の軸方向の両端面に形成した凹部４１に電線４０が収容され、従来のものに比べてコアの端面における電線の突出量が抑えられる。これにより、モータ１０を軸方向でコンパクトにすることができる。しかも、本実施形態では、コア１２の両端面に凹部４１を形成することで、ティース１３の軸方向の長さをロータ１６における永久磁石１６Ｍの長さと同等に保ちつつ、電線巻回部２１の長さを、ロータ１６における永久磁石１６Ｍの長さよりも短くしたので銅損が減少し、効率が向上する。従って、従来のモータと本実施形態のモータ１０とで出力トルクを同じにした場合には、本実施形態のモータ１０の方は、効率が優れている分、従来のものに比べて小型化にすることができる。【選択図】　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータ又はロータを構成するコアに形成された複数のティースに電線を巻回して複数のコイルを備えたモータにおいて、
前記コアの軸方向の両端面のうち前記電線の巻回部分を凹状に陥没させたことを特徴とするモータ。
【請求項２】
ステータを構成するコアに形成された複数のティースに電線を巻回して複数のコイルを備えると共に、前記ティースが、ロータに備えた磁力発生部より軸方向で長いモータにおいて、
前記コアの軸方向の両端面のうち前記電線の巻回部分を凹状に陥没させることで、その巻回部分の長さを、前記磁力発生部の長さより短くしたことを特徴とするモータ。
【請求項３】
前記コアは、前記ティース毎の複数のコアピースに縦割り分割されたことを特徴とする請求項２記載のモータ。
【請求項４】
前記電線の巻回部分における軸方向の両端面は、円弧状をなしたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のモータ。
【請求項５】
前記コアは、磁性粉体と絶縁部材との複合材料で形成されたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６に示した従来のモータ１は、ステータを構成するコア２に複数のティース３を備え、各ティース３に電線４を巻回して各ティース３毎にコイル５を備えた構造になっていた。なお、コア２は、鋼板を積層して形成されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のモータ１では、コア２の両端面２Ａが平坦になっていたので、両端面２Ａから電線４が盛り上がって突出し、その電線４の突出した分だけモータ１全体が大きくなっていた。また、例えば、コア２をハウジング６に組み付ける作業中に、電線４の突出部分が他の部品にぶつからないように注意を要し、作業効率が悪かった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、小型・軽量化を図ることが可能なモータの提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係るモータは、ステータ又はロータを構成するコアに形成された複数のティースに電線を巻回して複数のコイルを備えたモータにおいて、コアの軸方向の両端面のうち電線の巻回部分を凹状に陥没させたところに特徴を有する。
【０００６】
請求項２の発明に係るモータは、ステータを構成するコアに形成された複数のティースに電線を巻回して複数のコイルを備えると共に、ティースが、ロータに備えた磁力発生部より軸方向で長いモータにおいて、コアの軸方向の両端面のうち電線の巻回部分を凹状に陥没させることで、その巻回部分の長さを、磁力発生部の長さより短くしたところに特徴を有する。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項２記載のモータにおいて、コアは、ティース毎の複数のコアピースに縦割り分割されたところに特徴を有する。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載のモータにおいて、電線の巻回部分における軸方向の両端面は、円弧状をなしたところに特徴を有する。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載のモータにおいて、コアは、磁性粉体と絶縁部材との複合材料で形成されたところに特徴を有する。
【００１０】
【発明の作用及び効果】
＜請求項１の発明＞
請求項１のモータでは、コアの軸方向の両端面のうち電線の巻回部分を凹状に陥没させたので、凹状部分に電線が収容され、従来のものに比べてコアの端面における電線の突出量が抑えられる。これにより、モータを軸方向でコンパクトにすることができる。また、電線がコアの凹状部分に収容されて保護されるので、他の部品に当接する可能性が下がり、コアの取り扱いが容易になる。
【００１１】
＜請求項２の発明＞
電線の巻回部分がロータの磁力発生部より長いと、電線の巻線長が長くなって電気抵抗が大きくなることにより、銅損が大きくなる。請求項２のモータでは、コアの両端面のうち電線の巻回部分を凹状に陥没させることで、その電線の巻回部分の長さをロータにおける磁力発生部の長さより短くしたので銅損が減少し、モータの効率を向上させることができる。これにより、従来のモータと本発明のモータとで出力トルクを同じにした場合には、本発明のモータの方が、効率が優れている分、小型化にすることができる。
【００１２】
＜請求項３の発明＞
請求項３のモータでは、コイルを形成する電線がコアピースの両端面の凹状部分に収容されて保護されるので、コアピースの取り扱いが容易になって作業性が向上する。
【００１３】
＜請求項４の発明＞
請求項４のモータでは、コアのうち電線の巻回部分の両端面を円弧状にしたので、電線をスムーズに巻回することができ、電線へのストレスが抑えられる。
【００１４】
＜請求項５の発明＞
磁性粉体と絶縁部材との複合材料は、磁性体でありかつ絶縁体であるので、渦電流損を抑えた磁気回路を構成することができる。そして、従来のコアのように鋼板を積層した構造では軸方向で一部を陥没させる構造は、製造困難であったが、請求項５の発明では、複合材料でコアを形成することで、両端面に凹状の陥没部を設けた形状のコアを容易に製造することができる。
【００１５】
なお、磁性粉体は、鉄粉であることが好ましく、無機酸化物で表面を絶縁処理されていることが好ましい。また、磁性鉄粉の大きさは、２０〜１００μｍであることが好ましい。さらに、磁性粉体と共に複合材料を構成する絶縁部材は、合成樹脂であることが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。
図１に示したモータ１０は、ブラシレスモータであって、筒形ハウジング１１の内側に備えたステータ１２Ｓが、コア１２に電線４０を巻回して複数のコイル２０を備えた構造になっている。なお、図１には、電線４０を巻回した部分の一部のみが示されている。
【００１７】
コア１２は、全体が両端開放の円筒形をなし、周方向で複数（具体的には例えば１２個）のコアピース１４に縦割り分割可能になっている。
【００１８】
コアピース１４は、磁性粉体と絶縁部材との複合材料から形成され、図２に示すように、コア１２の内側に向けてＴ字形のティース１３を張り出し形成した構造になっている。複合材料は、図３に拡大して概念的に示されており、例えば２０〜１００μｍの磁性粉体としての鉄粉Ｆの表面を燐酸Ｐで絶縁処理し、その鉄粉Ｆを合成樹脂Ｇにコンパウンドした構成になっている。そして、例えば、前記合成樹脂Ｇが溶融した状態で、複合材料を各コアピース１４に対応した成形型（図示せず）に充填し、合成樹脂Ｇが固化してから成形型から固化した複合材料を取り出し、もってコアピース１４が完成される。
【００１９】
図１に示すように、電線４０は、各コアピース１４におけるティース１３のうちＴ字形の脚部に相当する電線巻回部２１（本発明に係る「電線の巻回部分」に相当する）に巻回されて、コイル２０を構成している。ここで、本実施形態では、図４に示すようにコアピース１４の軸方向の両端面１４Ａ（即ち、コア１２の両端面１２Ａ）には、電線巻回部２１だけを陥没させた凹部４１が形成されている。そして、電線４０は、同図に示すようにコアピース１４の端面１４Ａから突出することなく凹部４１内に完全に収容されている。また、電線４０は、凹部４１内でまとめられるから、従来必要とされた電線のバインド処理工程も不要である。さらに、電線巻回部２１における軸方向の両端面２１Ａは、図５に示すように円弧状をなしている。これにより、電線４０を凹部４１にスムーズに巻回することができ、電線４０へのストレスが抑えられて、信頼性が向上する。
【００２０】
コアピース１４群は、互いに接合されて円筒形のコア１２になる。ここで、コアピース１４の両端面において電線４０は凹部４１に収容されて保護されるので、他の部品とに当接する可能性が下がり、コアピース１４の取り扱いが容易になる。従って、コアピース１４の組み付け作業の効率がアップする。
【００２１】
コアピース１４群をまとめてコア１２にした状態で、コア１２の一端部において各コアピース１４のコイル２０の端末部分が結線処理される。このとき、コア１２の端面からは電線４０が突出していないから、結線処理の際に邪魔にならず、結線作業の効率がアップする。上記結線処理が完了したコア１２は、筒形ハウジング１１内に例えば焼嵌される。
【００２２】
次いで、コア１２の内部にロータ１６が配される。ロータ１６に備えた永久磁石１６Ｍ（本発明の「磁力発生部」に相当する）の長さＬ３は、図４に示すように、ティース１３の軸方向の長さＬ１より若干短くなっている。また、コア１２のうち電線巻回部２１の長さＬ２は、永久磁石１６の長さＬ３よりも短くなっている。そして、同図に示すように、軸方向と直交する方向（図４の左右方向）において、永久磁石１６Ｍの両端面の間に電線巻回部２１全体が対面するようにロータ１６を位置決めして、筒形ハウジング１１の両端部を閉塞処理し、もってモータが完成されている。
【００２３】
本実施形態のモータ１０は以上のようであって、以下、その作用効果について述べる。本実施形態のモータ１０では、コア１２の軸方向の両端面に形成した凹部４１に電線４０が収容され、従来のものに比べてコアの端面における電線の突出量が抑えられる。これにより、モータ１０を軸方向でコンパクトにすることができる。しかも、本実施形態では、コア１２の両端面に凹部４１を形成することで、ティース１３の軸方向の長さをロータ１６における永久磁石１６Ｍの長さと同等に保ちつつ、電線巻回部２１の長さを、ロータ１６における永久磁石１６Ｍの長さよりも短くしたので銅損が減少し、効率が向上する。従って、従来のモータと本実施形態のモータ１０とで出力トルクを同じにした場合には、本実施形態のモータ１０の方は、効率が優れている分、従来のものに比べて小型化にすることができる。
【００２４】
また、コア１２を構成する複合材料は、磁性粉体と絶縁部材とからなり、磁性体でありかつ絶縁体であるので、渦電流損を抑えた磁気回路を構成することができる。そして、従来のコアのように鋼板を積層した構造では軸方向で一部を陥没させる構造は、製造困難であったが、本実施形態では、複合材料を型成形することにより、両端面に凹部４１を備えた形状のコア１２を容易に製造することができる。
【００２５】
＜他の実施形態＞
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）前記実施形態では、ステータ１２Ｓにコア１２を備えてコイル２０を巻回した構造であったが、ステータに永久磁石を備える一方、ロータにコアを備え、そのコアに電線を巻回してコイルを設けた構造のモータに本発明を適用してもよい。この場合、ロータを構成するコアの軸方向の両端面のうち電線の巻回部分を凹状に陥没させればよい。
【００２６】
（２）前記実施形態では、ブラシレスモータを例に挙げて本発明を説明したが、ステッピングモータや誘導モータに本発明を適用してもよい。
【００２７】
（３）前記実施形態では、電線巻回部２１の軸方向の両端面は、全体が円弧状をなしていたが、電線巻回部の両端面を平坦な形状にしてもよい。
【００２８】
（４）前記実施形態では、コア１２の両端面１２Ａの電線巻回部２１だけを陥没させた形状になっていたが、コア１２の電線巻回部１２よりも内周側と外周側の軸方向の長さが相違していてもよい。つまり、図４において、内周側であるティース１３の軸方向の長さを同図の通りＬ１とし、外周側の長さを電線巻回部２１と同じ長さＬ２にしてもよい。
【００２９】
（５）前記実施形態のコア１２は、磁性粉体と絶縁部材との複合材料で形成されていたが、鋼板を積層してコアを形成してもよい。
【００３０】
（６）前記実施形態では、電線４０が凹部４１に完全に収容されて、コア１２の端面１２Ａから突出しない構成であったが、コアの端面に凹部を形成することで電線の突出量が抑えられる構成であれば、電線の一部がコアの端面から突出したものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るコア及びロータの斜視図
【図２】コアピースの斜視図
【図３】磁性粉体と絶縁部材との複合材料の概念図
【図４】コアピースの側断面図
【図５】図２のＡ−Ａ切断面におけるコアピースの断面図
【図６】従来のコアの斜視図
【符号の説明】
１０…モータ
１２…コア
１２Ｓ…ステータ
１３…ティース
１６…ロータ
１６Ｍ…永久磁石（磁力発生部）
２０…コイル
２１…電線巻回部（電線の巻回部分）
４０…電線
【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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