(57)【要約】  【課題】  従来より小さい寸法で高能率のスロットレスモータを実現するステータヨークおよびそれを用いたモータ部品等を提供する。  【解決手段】  コイル状に巻かれた線材により構成された、スロットレスモータのステータヨーク１２０と、少なくとも両端部１１１の外径が中央部１１２の外径よりも大きく、中央部１１２がステータヨーク１２０に挿入された筒状のモータコイル１１０とを備え、モータコイル１１０の両端部１１１の外径は、ステータヨーク１２０の内径よりも大きく、モータコイル１１０の中央部１１２の外径は、ステータヨーク１２０の内径以下であるスロットレスモータのモータ部品１００。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル状に巻かれた線材により構成された、スロットレスモータのステータヨーク。
【請求項２】
請求項１に記載のステータヨークと、
少なくとも両端部の外径が中央部の外径よりも大きく、前記中央部が前記ステータヨークに挿入された筒状のモータコイルとを備え、
前記モータコイルの前記両端部の外径は、前記ステータヨークの内径よりも大きく、前記モータコイルの前記中央部の外径は、前記ステータヨークの内径以下であるスロットレスモータのモータ部品。
【請求項３】
請求項２に記載のモータ部品と、
前記ステータヨークおよび前記モータコイルを収納する収納部とを備えたスロットレスモータ。
【請求項４】
前記収納部の内壁の一部はその厚みが他の部分より薄くなっており、
前記モータコイルは、その厚みが他の部分より薄くなっている前記内壁の一部に前記ステータヨークが嵌合されることにより前記収納部内に固定されている、請求項３に記載のスロットレスモータ。
【請求項５】
請求項２に記載のモータ部品の製造方法であって、
少なくとも両端部の外径が中央部の外径よりも大きい筒状のモータコイルの前記中央部を、コイル状に巻かれた線材により構成された、前記モータコイルの前記両端部の外径以上の内径を有するヨーク素材に挿入する工程と、
前記ヨーク素材を、前記巻線の巻きの方向にねじることにより、前記ヨーク素材の内径を、少なくとも前記モータコイルの前記両端部の外径よりも小さく、かつ前記モータコイルの前記中央部の外径以上の寸法に調整する工程とを備え、前記ヨーク素材を前記ステータヨークとして完成するスロットレスモータのモータ部品の製造方法。
【請求項６】
前記調整の工程を、前記ヨーク素材の前記巻線の一端を固定して前記ヨーク素材を前記巻きの方向に回転することにより行う、請求項５に記載のスロットレスモータのモータ部品の製造方法。
【請求項７】
前記調整の工程は、前記ヨーク素材の外面の少なくとも一部を、前記一端に近い側から所定の力で加圧する工程を含む、請求項６に記載のスロットレスモータのモータ部品の製造方法。
【請求項８】
請求項２に記載のモータ部品の製造方法であって、
コイル状に巻かれた線材により構成されたヨーク素材の内径を、少なくとも両端部の外径が中央部の外径よりも大きく、前記両端部の外径が前記コア部材の内径より大きく、かつ前記中央部の外径が前記コア部材の内径以下である筒状のモータコイルの前記両端部の外径よりも一時的に大きくなるよう調整する工程と、
前記調整により一時的に内径が大きくなった前記ヨーク素材に、前記モータコイルの前記中央部を挿入する工程とを備え、前記ヨーク素材を前記ステータヨークとして完成するスロットレスモータのモータ部品の製造方法。
【請求項９】
前記調整の工程を、前記ヨーク素材を、前記巻線の巻きの方向と逆の方向にねじることにより行う、請求項８に記載のスロットレスモータのモータ部品の製造方法。
【請求項１０】
請求項２に記載のモータ部品の製造方法であって、
コイル状に巻かれた線材により構成されたヨーク素材と、少なくとも両端部の外径が中央部の外径よりも大きい筒状のモータコイルとを用い、
前記モータコイルを回転させることにより、前記ヨーク素材を、そのコイル状の巻きの方向と同一の方向に回転させて、前記巻きが解けた前記線材を、前記モータコイルの前記中央部に巻き取らせて、前記モータコイルの前記中央部の周囲に前記コイル状の巻きを再現し、前記ヨーク素材を新たに形成する形成の工程を備え、新たに形成された前記ヨーク素材をスロットレスモータのステータヨークとして完成するスロットレスモータのモータ部品の製造方法。
【請求項１１】
前記形成の工程の前に、前記ヨーク素材の端面が前記モータコイルの端面と実質上同一平面上に位置する関係となるように前記ヨーク素材と前記モータコイルとを配置する配置の工程を備え、
前記成形の工程は、前記巻きが解けた前記線材を、前記巻きの方向と直交する面内にて所定角ねじれるよう変形してから前記モータコイルの前記中央部に巻き取らせるものである、請求項１０に記載のスロットレスモータのモータ部品の製造方法。
【請求項１２】
前記配置の工程は、前記ヨーク素材の端面が前記モータコイルの端面と実質上直交する位置関係となるように前記ヨーク素材と前記モータコイルとを配置し、
前記成形の工程は、前記巻きが解けた前記線材を、前記巻きの方向と直交する面内にて実質上９０°ねじれるよう変形してから前記モータコイルの前記中央部に巻き取らせるものである、請求項１１に記載のスロットレスモータのモータ部品の製造方法。
【請求項１３】
請求項２に記載のモータ部品の製造装置であって、
少なくとも両端部の外径が中央部の外径よりも大きい筒状のモータコイルの前記中央部を、コイル状に巻かれた線材により構成された、前記モータコイルの前記両端部の外径よりも大きい内径を有するヨーク素材に挿入する挿入手段と、
前記ヨーク素材を、前記巻線の巻きの方向にねじることにより、前記ヨーク素材の内径を、少なくとも前記モータコイルの前記両端部の外径よりも小さく、かつ前記モータコイルの前記中央部の外径以上の寸法に調整する調整手段とを備え、前記ヨーク素材を前記ステータヨークとして完成するスロットレスモータのモータ部品の製造装置。
【請求項１４】
前記調整手段は、前記ヨーク素材の前記巻線の一端を固定して前記ヨーク素材を前記巻きの方向に回転させることにより前記調整を行う、請求項９に記載のスロットレスモータのモータ部品の製造装置。
【請求項１５】
前記調整手段は、前記ヨーク素材の外面の少なくとも一部を、前記一端に近い側から所定の力で加圧する、請求項１０に記載のスロットレスモータのモータ部品の製造装置。
【請求項１６】
請求項２に記載のモータ部品の製造装置であって、
コイル状に巻かれた線材により構成されたヨーク素材の内径を、少なくとも両端部の外径が中央部の外径よりも大きく、前記両端部の外径が前記コア部材の内径より大きく、かつ前記中央部の外径が前記コア部材の内径より小さい筒状のモータコイルの前記両端部の外径よりも一時的に大きくなるよう調整する調整手段を備え、
前記調整により一時的に内径が大きくなった前記ヨーク素材に、前記モータコイルの前記中央部を挿入することにより、前記ヨーク素材を前記ステータヨークとして完成するスロットレスモータのモータ部品の製造装置。
【請求項１７】
前記調整手段は、前記ヨーク素材を、前記巻線の巻きの方向と逆の方向にねじることにより前記調整を行う、請求項１４に記載のスロットレスモータのモータ部品の製造装置。
【請求項１８】
請求項２に記載のモータ部品の製造装置であって、
少なくとも両端部の外径が中央部の外径よりも大きい筒状のモータコイルを回転させることにより、コイル状に巻かれた線材により構成されたヨーク素材を、そのコイル状の巻きの方向と同一の方向に回転させて、前記巻きが解けた前記線材を、前記モータコイルの前記中央部に巻き取らせて、前記モータコイルの前記中央部の周囲に前記コイル状の巻きを再現し、前記ヨーク素材を新たに形成する形成手段を備え、新たに形成された前記ヨーク素材をスロットレスモータのステータヨークとして完成するスロットレスモータのモータ部品の製造装置。
【請求項１９】
前記ヨーク素材の端面が前記モータコイルの端面と実質上同一平面上に位置する関係となるように前記ヨーク素材と前記モータコイルとを配置する配置手段を備え、
前記成形手段は、前記巻きが解けた前記線材を、前記巻きの方向と直交する面内にて所定角ねじれるよう変形してから前記モータコイルの前記中央部に巻き取らせる、請求項１８に記載のスロットレスモータのモータ部品の製造装置。
【請求項２０】
前記配置手段は、前記ヨーク素材の端面が前記モータコイルの端面と実質上直交する位置関係となるように前記ヨーク素材と前記モータコイルとを配置し、
前記成形手段は、前記巻きが解けた前記線材を、前記巻きの方向と直交する面内にて実質上９０°ねじれるよう変形してから前記モータコイルの前記中央部に巻き取らせる、請求項１１に記載のスロットレスモータのモータ部品の製造装置。
【請求項２１】
前記線材は平角線である、請求項５、８または１０のいずれかに記載のスロットレスモータのモータ部品の製造方法。
【請求項２２】
前記ヨーク部材は、エッジワイズ巻きにより前記コイル状の巻きが形成されているものである、請求項２１に記載のスロットレスモータのモータ部品の製造方法。
【請求項２３】
請求項４に記載のスロットレスモータの製造方法であって、
両端部の外径が中央部の外径よりも大きい筒状のモータコイル素材と、
前記モータコイルの前記中央部に挿入され、その内径が前記モータコイル素材の前記中央部の外径と実質同一であり、その外径が前記モータコイル素材の前記両端部の外径よりも小さい、コイル状に巻かれた線材により構成されたヨーク素材と、
一部の厚みが、他の部分より薄い厚みの内壁を有する収納体とを用い、
前記収納体に、前記モータコイル素材を前記ヨーク素材ごと挿入し、前記ヨーク素材と前記内壁の前記厚みの薄い部分とが対向する位置に配置したのち、少なくとも前記モータコイル素材の前記中央部の径を前記ヨーク素材の径ごと拡大させることにより、前記内壁の、厚みの薄い前記一部に前記ヨーク素材の外壁が嵌合されて、前記収納体内に前記モータコイル素材および前記ヨーク素材を固定し、
径が拡大した前記モータコイル素材を前記モータコイルとして、径が拡大した前記ヨーク素材を前記ステータヨークとして完成させるスロットレスモータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスロットレスモータに使用されるステータヨーク、モータ部品およびその製造装置、製造方法、スロットレスモータ並びにその製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ロータまたはステータに形成された巻溝（スロット）にコイルを巻いた構成を有するモータと並んで、スロットを省略した構成を有するスロットレスモータが広く用いられている。
【０００３】
ここで図１８（ａ）（ｂ）にそのような従来のスロットレスモータの要部の構成を示す。ただし図１８（ａ）は模式的側面図、図１８（ｂ）は端面図である。両図に示すように、スロットレスモータ１８００は、その周囲に永久磁石１８１０が設けられたロータ１８２０、ロータ１８２０を収納する実質上筒型のモータコイル１８３０、モータコイル１８３０を収納する実質上筒型のステータヨーク１８４０、およびこれら各部を収納する筐体部１８５０を備えている。なお、図示しないがロータ１８２０の端部は筐体部１８５０から外部に露出しており、回転力を外部へ伝達する。
【０００４】
図示されているロータ１８２０は、モータコイル１８３０に収納されている軸の大部分が他の部分より細い形状を有しており、この細くなった部分に永久磁石１８１０が設けられている。永久磁石１８１０は、モータコイル１８３０を間に挟んでステータヨーク１８４０の内壁と対向するようになっている。
【０００５】
次に図１９〜図２７を参照してモータコイル１８３０の構成を説明する。
【０００６】
はじめに、図１９に示すように、第１絶縁導線１９３８、第２絶縁導線１９４０、及び第３絶縁導線１９４２をマンドレル１９５８に巻き付ける。
【０００７】
次に、図１９および図２０に示すように、第１絶縁導線１９３８は第１端１９４４及び第２端１９４６を有し、第２絶縁電線１９４０は第１端１９４８及び第２端１９５０を有し、第３絶縁導線１９４２は第１端１９５２及び第２端１９５４を有する。なお、マンドレル１９５８は軸線１９６０を中心として対称な形状である。
【０００８】
次に、図２０に示すように、第１、第２、及び第３の絶縁導線１９３８、１９４０、１９４２は、マンドレル１９５８の第１端部に図２０に下向きの矢印で示す第１方向で同時に巻付けられ、第１コイルユニット１９６４、第２コイルユニット１９６６、及び第３コイルユニット１９６８をそれぞれ形成する。この巻付けプロセスは、マンドレル１９５８を回転させることによって、又は絶縁導線１９３８、１９４０、１９４２のそれぞれをマンドレル１９５８の周囲に機械的に導くことによって行うことができる。これにより、図２０では、第１絶縁導線１９３８をマンドレル１９５８に時計廻り方向に巻付けて第１コイルユニット１９６４を形成する。第２絶縁導線１９４０もまた、マンドレル１９５８に時計廻り方向に巻付けられて第２コイルユニット１９６６を形成する。第３絶縁導線１９４２もまた第１及び第２のコイルユニット１９６４、１９６６の巻付けと同時に時計廻り方向に巻付けられ、第３コイルユニット１９６８を形成する。
【０００９】
各コイルユニット１９６４、１９６６、１９６８は、それぞれの絶縁導線１９３８、１９４０、１９４２をマンドレル１９５８の周りに８回ないし１２回巻付けることによって形成されている。第１、第２、及び第３のコイルユニット１９６４、１９６６、１９６８は、コイルの第１捲線群１９６２と呼ばれる構成を形成する。
【００１０】
コイルユニットからなる第１の群１９６２をひとたび巻付けると、絶縁導線１９３８、１９４０、１９４２をコイルユニット１９６４、１９６６、１９６８のうちの一つのコイルユニットの幅の約二倍の距離に亘ってマンドレル１９５８の軸線１９６０に関して軸線方向に移動させる。三つの絶縁導線１９３８、１９４０、１９４２のこれらの軸線方向移動を図１９２０にそれぞれ１９７０、１９７２、１９７４と示す。第１絶縁導線１９３８の第１移動１９７０は、図２０に示すように絶縁導線１９３８を第３コイルユニット１９６８の最後の捲線の直ぐ隣に位置決めする。第２絶縁導線１９４０の第１移動１９７２は、第１導線１９３８の第１移動１９７０が終端するところからマンドレル１９５８に沿って更にほぼコイルユニット一つ分の幅だけ間隔を隔てられており、第３導線１９４２の第１移動１９７４は第２導線１９４０の第１移動１９７２が終端するところからマンドレルに沿って更にコイルユニット一つ分の幅だけ間隔を隔てられている。かくして、絶縁導線１９３８、１９４０、１９４２は、コイルユニットからなる第２の群１９７６を巻付けるように位置決めされる。
【００１１】
コイルユニットからなる第２の群１９７６は、コイルユニットからなる第１の群１９６２の巻付け方向とは逆の第２方向で巻付けられる。図２０に示す構成では、コイルユニットからなる第２の群１９７６は、上向きの矢印が示すように反時計周り方向に巻付けられる。コイルユニットからなる第２の群１９７６を巻付けるため、第１、第２、及び第３の絶縁導線１９３８、１９４０、１９４２をコイルユニットからなる第１の群６２を巻付けるのに使用されたのと同じ回数だけ同時に反時計周り方向に巻付ける。その結果、第１絶縁導線１９３８は第４コイルユニット１９７８を形成し、第２絶縁導線１９４０は第５コイルユニット１９８０を形成し、第３絶縁導線１９４２は第６コイルユニット１９８２を形成する。コイルユニット１９７８、１９８０、１９８２をひとたび巻付けると、コイルユニットからなる第３の群１９９０について導線１９３８、１９４０、１９４２を位置決めするため、絶縁導線１９３８、１９４０、１９４２をコイルユニット二つ分の幅とほぼ等しい距離に亘って二度目の移動を行う。
【００１２】
かくして、第１絶縁導線１９３８は第２軸線方向調節１９８４をとり、第２絶縁導線１９４０は第２軸線方向調節１９８６をとり、第３絶縁導線１９４８は第２軸線方向調節１９８８をとる。コイルユニットからなる第３の群１９９０を巻付けるため、絶縁導線１９３８、１９４０、１９４２を、コイルユニットからなる第２の群１９７６の巻付け方向とは逆方向に、コイルユニットからなる第１の群１９６２の巻付け方向と同じ時計周り方向に巻付ける。図示の構成では、コイルユニットからなる第３の群１９９０を、図２０に下向きの印が示すように時計周り方向に巻付ける。第１、第２、及び第３の絶縁導線１９３８、１９４０、１９４２は、第１及び第２のコイル群１９６２、１９７６の巻付け回数と同じ回数だけ同時に巻付けられる。その結果、第１絶縁導線１９３８は第７コイルユニット１９９２を形成し、第２絶縁導線１９４０は第８コイルユニット１９９４を形成し、第３絶縁導線１９４２は第９コイルユニット１９９６を形成する。
【００１３】
この時点で、絶縁導線１９３８、１９４０、１９４２を、二つのコイルユニット二つ分の幅とほぼ等しい距離だけ軸線方向に同時に移動させる。第１絶縁導線１９３８の第３軸線方向移動を図２０に参照番号１９９８で示す。第２絶縁導線１９４０の第３軸線方向移動を参照番号１９１００で示し、絶縁導線１９４２の第３軸線方向移動を図２０に参照番号１９１０２で示す。絶縁導線１９３８、１９４０、１９４２をひとたびこのように位置決めした後、コイルユニットからなる第４の群１９１０４を第２コイル群１９７６の巻付け方向と同じ方向に巻付ける。図２０に示す構成では、これは反時計廻り方向巻付けであり、第１絶縁導線１９３８が第１０コイルユニット１９１０６を形成し、第２絶縁導線１９４０が第１１コイルユニット１９１０８を形成し、第３絶縁導線１９４２が第１２コイルユニット１９１０を形成する。コイルからなる第４の群１９１０４を巻付けた後、それぞれの導線１９３８、１９４０、１９４２の第２端１９４６、１９５０、１９５４を、界磁コイル１９２４の製作の後に、以下に詳細に説明するように、後に接続するため、形成済みの捲線組立体１９３６から延ばす。
【００１４】
次に、図２１、図２２及び図２３に示すように、捲線組立体１９３６を六角形マンドレル１９５８から捲線組立体１９３６内のコイルの形状又はそれぞれの関係を変形させずに取り出すことができる構造が、形成済みの捲線組立体１９３６に貼り付けられている。好ましくは、固定構造は少なくとも二枚の接着テープのストリップ１９１１４及び１９１１８の形体をとり、これらのストリップは、捲線組立体１９３６の両外面に沿ってマンドレル１９５８の軸線に関して長手方向に貼り付けられる。図２１に示すように、接着テープの第１ストリップ１９１１４を組立体１９３６の一つの外面に沿って長手方向に貼り付ける。第２ストリップ１９１１８は、捲線組立体１９３６の第１ストリップ１９１１４を貼り付けた外面とは直径方向反対側の外面に貼り付けられる。この時点で捲線組立体１９３６をマンドレル１９５８から取り外す。
【００１５】
捲線組立体１９３６をマンドレル１９５８から取り外した後、好ましくは、挿入体１９１２２を図２２及び図２３でわかるように捲線組立体１９３６に挿入する。挿入体１９１２２は、最も好ましくは、エポキシコーティングを備えた「Ｂ」段階可能なガラス繊維で形成されたストリップであり、好ましくは、六角形形状の捲線組立体１９３６の内周の頂点のうちの二つの頂点間の最大距離よりも僅かに小さい。
【００１６】
次に図２４及び図２５に示すように、内部に挿入体１９１２２を備えた固定済みの捲線組立体１９３６を平らにして実質的に平らな二層ウェブ１３８を形成する。このウェブは、第１コイルユニット６４が構成する軸線方向第１端１９１２４及び第１２コイルユニット１９１１０が構成する軸線方向第２端１９１２８を有する。図２５に最もよく示してあるように、平らな二層ウェブ１９１３８は、第１層１９１３２及び第１層１９１３２とは反対側の第２層１９１３４を有する。挿入体１９１２２が形成するコア１９１３６は、第１及び第２の層１９１３２、１９１３４間に位置決めされている。
【００１７】
図２４でわかるように、平坦化工程は、前側の単層ウェブ部分１９１２６がウェブ１９１３８の軸線方向第２端１９１２８側に形成され、後側の単層ウェブ部分１９１３０がウェブ１９１３８の軸線方向第１端１９１２４側に形成される程度まで、ウェブ１９１３８の第１層１９１３２が第２層１９１３４に対して軸線方向に対してずらされるように行われる。好ましくは、このずらしは、図２４でわかるように、ウェブの軸線方向第２端１９１２８の前側の単層ウェブ部分１９１２６が、もっぱら、第４コイル群１９１０４を構成するコイルユニット１９１０６、１９１０８、１９１１０の軸線方向前側の周囲セグメント即ち脚部１９１０６ａ、１９１０８ａ、１９１１０ａ（以下、前側脚部１９１０６ａ、１９１０８ａ、１９１１０ａと呼ぶ）から形成される程度に行われ、そのため、ウェブの軸線方向第１端１９１２４の後側の単層ウェブ部分１９１３０は、もっぱら、第１コイル群１９６２を構成するコイルユニット１９６４、１９６６、１９６８の軸線方向後側の周囲セグメント即ち脚部１９６４ｂ、１９６６ｂ、１９６８ｂ（以下、後側脚部１９６４ｂ、１９６６ｂ、１９６８ｂと呼ぶ）から形成される。
【００１８】
その結果、第１コイル群１９６２内の個々のコイルユニット１９６４、１９６６、１９６８の前側脚部１９６４ａ、１９６６ａ、１９６８ａは、第１コイルユニット１９６４の前側脚部１９６４ａが反対方向に巻付けた第４コイルユニット１９７８の後側脚部１９７８ｂと重なり、第２コイルユニット１９６６の前側脚部１９６６ａが反対方向に巻付けた第５コイルユニット１９８０の後側脚部１９８０ｂと重なり、第３コイルユニット１９６８の前側脚部１９６８ａが反対方向に巻付けた第６コイルユニット１９８２の後側脚部１９８２ｂと重なる程度までずらされる。同様に、第２コイル群１９７６の第４、第５、及び第６コイルユニット１９７８、１９８０、１９８２の前側脚部１９７８ａ、１９８０ａ、１９８２ａは、反対方向に巻付けた第７、第８、及び第９コイルユニット１９９２、１９９４、１９９６の後側脚部１９９２ｂ、１９９４ｂ、１９９６ｂとそれぞれ重なるようにずらされている。同様に、第７、第８、及び第９コイルユニット１９９２、１９９４、１９９６の前側脚部１９９２ａ、１９９４ａ、１９９６ａは、反対方向に巻付けた第１０、第１１、及び第１２コイルユニット１９１０６、１９１０８、１９１１０の後側脚部１９１０６ｂ、１９１０８ｂ、１９１１０ｂと重なるようにずらされている。同様に、図２６に示す組立工程でわかるように、第１０、第１１、及び第１２コイルユニット１９１０６、１９１０８、１９１１０の前側脚部１９１０６ａ、１９１０８ａ、１９１１０ａは、ウェブ１９１３８の第１及び第２端１９１２４、１９１２８を互いに接合するとき、反対方向に巻付けた第１、第２、及び第３コイルユニット１９６４、１９６６、１９６８の後側脚部１９６４ｂ、１９６６ｂ、１９６８ｂと最終的に重なるようにずらされている。
【００１９】
その結果、ウェブ１９１３８の端１９１２４、１９１２８を互いに接合するようにすると、第１絶縁導線３８を巻付けた前側脚部１９６４ａ、１９７８ａ、１９９２ａ、１９１０６ａの各々は、第１絶縁導線１９３８を巻付けた次の連続した反対方向に巻付けたコイルユニットの後側脚部１９７８ｂ、１９９２ｂ、１９１０６ｂ、１９６４ｂと重なる。第２絶縁導線１９４０を巻付けた前側脚部１９６６ａ、１９８０ａ、１９９４ａ、１９１０８ａの各々は、第２絶縁導線１９４０を巻付けた次の連続した反対方向に巻付けたコイルユニットの後側脚部１９８０ｂ、１９９４ｂ、１９１０８ｂ、１９６６ｂと重なる。同様に、第３絶縁導線１９４２を巻付けた前側脚部１９６８ａ、１９８２ａ、１９９６ａ、１９１１０ａの各々は、第３絶縁導線１９４２を巻付けた次の連続した反対方向に巻付けたコイルユニットの後側脚部１９８２ｂ、１９９６ｂ、１９１１０ｂ、１９６８ｂと重なる。これによって、重なったコイルユニットの脚部の電流は同じ方向に流れ、その結果、それぞれの作用に影響を及ぼさない互いに強め合う電磁界が得られる。これは、捲線に適用された特定の電線連結構成に関わらず起こるということに注目されたい。
【００２０】
さらに図２６に示すように、平らなウェブ１９１３８の軸線方向第２端１９１２８にある前側の単層ウェブ部分１９１２６が軸線方向第１端１９１２４にある後側の単層ウェブ部分１９１３０と重なるように、平らなウェブ１９１３８をロール状にして端部と端部とを向き合わせる。その結果、円筒形形状を持つモータコイル１８３０がつくられる。ただし、図２２に示すように、挿入体１９１２２を角にして導線が折り返されるとき、余剰の厚みが生じ、実際には両端部の太さが中央部より太くなる。
【００２１】
最後に図２７に示すように、モータコイル１８３０を、ステータコア１８４０の内壁が構成する円筒形空間内に挿入する。
【００２２】
以上の構成において、モータコイル１８３０の両端部１８３１は、モータコイルを構成する導線が、挿入体１９１２２を角にして折り返されて構成されていることで厚みが増しているため、巻線の折り返しを持たない中央部１８３２に比べて外径が大きくなる。
【００２３】
また、ステータヨーク１８４０は、図２８（ａ）に示す無方向性電磁鋼板１８４１を打ち抜いて成型した、図２８（ｂ）に示す環状のヨーク素材１８４２を、図２８（ｃ）に示すように、所望の数だけ板目を揃えて積層することにより作成している。
【００２４】
以上のような構成を有するスロットレスモータは、モータコイル１８３０がロータ１８２０の回転周に沿ってに均一に配置されており、ロータ１８２０がいかなる位置にあっても均一な磁気吸引力を受けるため、コギングが発生せず、トルクムラ、回転ムラ特性に悪影響を与えることがなく、スロットを有するモータに比べて高率であるという特徴を有する。
【特許文献１】特許第２７９９３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
しかしながら、このような従来のスロットレスモータには、以下のような課題があった。既に説明したように、モータコイル１８３０の両端部１８３１は、導線の折り返し部分が重なりあうことで厚みが増しているため、導線の折り返しを持たない中央部１８３２に比べて外径が大きくなる。
【００２６】
したがって、モータコイル１８３０が挿入されるステータヨーク１８４０の内径は、両端部１８３１の外径以上にする必要があった。
【００２７】
この場合、図１８（ａ）に示すように、モータコイルの中央部１８３２の外壁とステータヨーク１８４０の内壁との間には間隙１８６０が生じ、この間隙１８６０がモータの能率を低下させていた。なお、図１８（ｂ）にも間隙１８６０を斜線部により示した。
【００２８】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、従来より小さい寸法で高能率のスロットレスモータを実現するステータヨークおよびそれを用いたモータ部品、スロットレスモータ並びにその製造方法を提供することを目的とする。また、上記本発明のモータ部品を得るための製造装置、製造方法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】
【００２９】
上記の目的を達成するために、第１の本発明は、コイル状に巻かれた線材により構成された、スロットレスモータのステータヨークである。
【００３０】
また、第２の本発明は、第１の本発明のステータヨークと、
少なくとも両端部の外径が中央部の外径よりも大きく、前記中央部が前記ステータヨークに挿入された筒状のモータコイルとを備え、
前記モータコイルの前記両端部の外径は、前記ステータヨークの内径よりも大きく、前記モータコイルの前記中央部の外径は、前記ステータヨークの内径以下であるスロットレスモータのモータ部品である。
【００３１】
また、第３の本発明は、第２の本発明のモータ部品と、
前記ステータヨークおよび前記モータコイルを収納する収納部とを備えたスロットレスモータである。
【００３２】
また、第４の本発明は、前記収納部の内壁の一部はその厚みが他の部分より薄くなっており、
前記モータコイルは、その厚みが他の部分より薄くなっている前記内壁の一部に前記ステータヨークが嵌合されることにより前記収納部内に固定されている、第３の本発明のスロットレスモータである。
【００３３】
また、第５の本発明は、第２の本発明のモータ部品の製造方法であって、
少なくとも両端部の外径が中央部の外径よりも大きい筒状のモータコイルの前記中央部を、コイル状に巻かれた線材により構成された、前記モータコイルの前記両端部の外径以上の内径を有するヨーク素材に挿入する工程と、
前記ヨーク素材を、前記巻線の巻きの方向にねじることにより、前記ヨーク素材の内径を、少なくとも前記モータコイルの前記両端部の外径よりも小さく、かつ前記モータコイルの前記中央部の外径以上の寸法に調整する工程とを備え、前記ヨーク素材を前記ステータヨークとして完成するスロットレスモータのモータ部品の製造方法である。
【００３４】
また、第６の本発明は、前記調整の工程を、前記ヨーク素材の前記巻線の一端を固定して前記ヨーク素材を前記巻きの方向に回転することにより行う、第５の本発明のスロットレスモータのモータ部品の製造方法である。
【００３５】
また、第７の本発明は、前記調整の工程は、前記ヨーク素材の外面の少なくとも一部を、前記一端に近い側から所定の力で加圧する工程を含む、第６の本発明のスロットレスモータのモータ部品の製造方法である。
【００３６】
また、第８の本発明は、第２の本発明のモータ部品の製造方法であって、
コイル状に巻かれた線材により構成されたヨーク素材の内径を、少なくとも両端部の外径が中央部の外径よりも大きく、前記両端部の外径が前記コア部材の内径より大きく、かつ前記中央部の外径が前記コア部材の内径以下である筒状のモータコイルの前記両端部の外径よりも一時的に大きくなるよう調整する工程と、
前記調整により一時的に内径が大きくなった前記ヨーク素材に、前記モータコイルの前記中央部を挿入する工程とを備え、前記ヨーク素材を前記ステータヨークとして完成するスロットレスモータのモータ部品の製造方法である。
【００３７】
また、第９の本発明は、前記調整の工程を、前記ヨーク素材を、前記巻線の巻きの方向と逆の方向にねじることにより行う、第８の本発明のスロットレスモータのモータ部品の製造方法である。
【００３８】
また、第１０の本発明は、第２の本発明のモータ部品の製造方法であって、
コイル状に巻かれた線材により構成されたヨーク素材と、少なくとも両端部の外径が中央部の外径よりも大きい筒状のモータコイルとを用い、
前記モータコイルを回転させることにより、前記ヨーク素材を、そのコイル状の巻きの方向と同一の方向に回転させて、前記巻きが解けた前記線材を、前記モータコイルの前記中央部に巻き取らせて、前記モータコイルの前記中央部の周囲に前記コイル状の巻きを再現し、前記ヨーク素材を新たに形成する形成の工程を備え、新たに形成された前記ヨーク素材をスロットレスモータのステータヨークとして完成するスロットレスモータのモータ部品の製造方法である。  
【００３９】
また、第１１の本発明は、前記形成の工程の前に、前記ヨーク素材の端面が前記モータコイルの端面と実質上同一平面上に位置する関係となるように前記ヨーク素材と前記モータコイルとを配置する配置の工程を備え、
前記成形の工程は、前記巻きが解けた前記線材を、前記巻きの方向と直交する面内にて所定角ねじれるよう変形してから前記モータコイルの前記中央部に巻き取らせるものである、第１０の本発明のスロットレスモータのモータ部品の製造方法である。  
【００４０】
また、第１２の本発明は、前記配置の工程は、前記ヨーク素材の端面が前記モータコイルの端面と実質上直交する位置関係となるように前記ヨーク素材と前記モータコイルとを配置し、
前記成形の工程は、前記巻きが解けた前記線材を、前記巻きの方向と直交する面内にて実質上９０°ねじれるよう変形してから前記モータコイルの前記中央部に巻き取らせるものである、第１１の本発明のスロットレスモータのモータ部品の製造方法である。  
【００４１】
また、第１３の本発明は、第２の本発明のモータ部品の製造装置であって、
少なくとも両端部の外径が中央部の外径よりも大きい筒状のモータコイルの前記中央部を、コイル状に巻かれた線材により構成された、前記モータコイルの前記両端部の外径よりも大きい内径を有するヨーク素材に挿入する挿入手段と、
前記ヨーク素材を、前記巻線の巻きの方向にねじることにより、前記ヨーク素材の内径を、少なくとも前記モータコイルの前記両端部の外径よりも小さく、かつ前記モータコイルの前記中央部の外径以上の寸法に調整する調整手段とを備え、前記ヨーク素材を前記ステータヨークとして完成するスロットレスモータのモータ部品の製造装置である。  
【００４２】
また、第１４の本発明は、前記調整手段は、前記ヨーク素材の前記巻線の一端を固定して前記ヨーク素材を前記巻きの方向に回転させることにより前記調整を行う、第９の本発明のスロットレスモータのモータ部品の製造装置である。  
【００４３】
また、第１５の本発明は、前記調整手段は、前記ヨーク素材の外面の少なくとも一部を、前記一端に近い側から所定の力で加圧する、第１０の本発明のスロットレスモータのモータ部品の製造装置である。  
【００４４】
また、第１６の本発明は、第２の本発明のモータ部品の製造装置であって、
コイル状に巻かれた線材により構成されたヨーク素材の内径を、少なくとも両端部の外径が中央部の外径よりも大きく、前記両端部の外径が前記コア部材の内径より大きく、かつ前記中央部の外径が前記コア部材の内径より小さい筒状のモータコイルの前記両端部の外径よりも一時的に大きくなるよう調整する調整手段を備え、
前記調整により一時的に内径が大きくなった前記ヨーク素材に、前記モータコイルの前記中央部を挿入することにより、前記ヨーク素材を前記ステータヨークとして完成するスロットレスモータのモータ部品の製造装置である。  
【００４５】
また、第１７の本発明は、前記調整手段は、前記ヨーク素材を、前記巻線の巻きの方向と逆の方向にねじることにより前記調整を行う、第１４の本発明のスロットレスモータのモータ部品の製造装置である。  
【００４６】
また、第１８の本発明は、第２の本発明のモータ部品の製造装置であって、
少なくとも両端部の外径が中央部の外径よりも大きい筒状のモータコイルを回転させることにより、コイル状に巻かれた線材により構成されたヨーク素材を、そのコイル状の巻きの方向と同一の方向に回転させて、前記巻きが解けた前記線材を、前記モータコイルの前記中央部に巻き取らせて、前記モータコイルの前記中央部の周囲に前記コイル状の巻きを再現し、前記ヨーク素材を新たに形成する形成手段を備え、新たに形成された前記ヨーク素材をスロットレスモータのステータヨークとして完成するスロットレスモータのモータ部品の製造装置である。  
【００４７】
また、第１９の本発明は、前記ヨーク素材の端面が前記モータコイルの端面と実質上同一平面上に位置する関係となるように前記ヨーク素材と前記モータコイルとを配置する配置手段を備え、
前記成形手段は、前記巻きが解けた前記線材を、前記巻きの方向と直交する面内にて所定角ねじれるよう変形してから前記モータコイルの前記中央部に巻き取らせる、第１８の本発明のスロットレスモータのモータ部品の製造装置である。  
【００４８】
また、第２０の本発明は、前記配置手段は、前記ヨーク素材の端面が前記モータコイルの端面と実質上直交する位置関係となるように前記ヨーク素材と前記モータコイルとを配置し、
前記成形手段は、前記巻きが解けた前記線材を、前記巻きの方向と直交する面内にて実質上９０°ねじれるよう変形してから前記モータコイルの前記中央部に巻き取らせる、第１１の本発明のスロットレスモータのモータ部品の製造装置である。  
【００４９】
また、第２１の本発明は、前記線材は平角線である、第５、第８または第１０のいずれかの本発明のスロットレスモータのモータ部品の製造方法である。  
【００５０】
また、第２２の本発明は、前記ヨーク部材は、エッジワイズ巻きにより前記コイル状の巻きが形成されているものである、第２１の本発明のスロットレスモータのモータ部品の製造方法である。  
【００５１】
また、第２３の本発明は、第４の本発明のスロットレスモータの製造方法であって、
両端部の外径が中央部の外径よりも大きい筒状のモータコイル素材と、
前記モータコイルの前記中央部に挿入され、その内径が前記モータコイル素材の前記中央部の外径と実質同一であり、その外径が前記モータコイル素材の前記両端部の外径よりも小さい、コイル状に巻かれた線材により構成されたヨーク素材と、
一部の厚みが、他の部分より薄い厚みの内壁を有する収納体とを用い、
前記収納体に、前記モータコイル素材を前記ヨーク素材ごと挿入し、前記ヨーク素材と前記内壁の前記厚みの薄い部分とが対向する位置に配置したのち、少なくとも前記モータコイル素材の前記中央部の径を前記ヨーク素材の径ごと拡大させることにより、前記内壁の、厚みの薄い前記一部に前記ヨーク素材の外壁が嵌合されて、前記収納体内に前記モータコイル素材および前記ヨーク素材を固定し、
径が拡大した前記モータコイル素材を前記モータコイルとして、径が拡大した前記ヨーク素材を前記ステータヨークとして完成させるスロットレスモータの製造方法である。  
【発明の効果】
【００５２】
本発明によれば、例えば従来より小さい寸法で高能率のスロットレスモータを実現するステータヨークおよびそれを用いたモータ部品等を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
以下、図を参照して、本発明の実施の形態について説明を行う。
【００５４】
（実施の形態１）
図１（ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態１におけるモータ部品の構成を示す図である。ただし図１（ａ）はロータ方向における断面図、図１（ｂ）は側面図である。
【００５５】
図１（ａ）（ｂ）に示すように、本発明のモータ部品１００は、モータコイル１１０と、コイル状に巻かれた線材により構成され、モータコイル１１０に装着されたステータヨーク１２０とを備えている。
【００５６】
ステータヨーク１２０の大まかな形は従来のステータヨーク１８４０と同様円筒形であるが、後述するように内径および外径の寸法が異なる。一方、モータコイル１１０は従来の筒状のモータコイルと同一の形状であって、互いの外径がそれぞれ異なる両端部１１１および中央部１１２を有し、両端部１１１の外径は中央部１１２のそれより大きい。
【００５７】
次に図２の側面図にステータヨーク１２０の構成を示す。図２に示すように、ステータヨーク１２０は、一本の平角線を、その端面同士が隣り合うように、かつ主面同士が当接する、エッジワイズ巻きにより円筒形コイル状に巻くことにより形成されており、図中破線に示す巻きの内周面がそのままヨークの内周面を形成している。また、平角線は、圧延方向を長手とする電磁鋼板から細長く切り出したものである。
【００５８】
このような構成を有する本実施の形態のモータ部品１００を用いてスロットレスモータを作成すると、図３（ａ）（ｂ）に示すような構成となる。ただし図３（ａ）は要部正面図、図３（ｂ）は側面図である。
【００５９】
図３（ａ）（ｂ）に示すように、スロットレスモータ２００において、ステータヨーク１２０は、その内径が、モータコイル１１０の両端部１１１の外径より小さく、中央部１１２の外径と実質上同一である。したがって、ステータヨーク１２０の内周面とモータコイル１１０の中央部１１２の外周面とは実質上当接し、従来のスロットレスモータのような間隙は発生しない。これによりモータの能率を高く保つことができる。なお、図３において図１８と同一部または相当部には同一符号を付し、詳細な説明は省略した。
【００６０】
さらに本実施の形態によれば以下の効果が得られる。すなわち、従来のステータヨークのヨーク素材１８４２に用いている鋼板は無方向性電磁鋼板であり、無方向性と称されているが、実際には完全な無方向性ではなく、圧延方向の磁化特性が直角方向の磁化特性に比較して優れている。この無方向性電磁鋼板を使用したヨーク素材の、板目をそろえて積層してステータヨークを作成した場合は、方向による磁化特性の違いから回転磁界が歪むことになる。
【００６１】
これに対し、本実施の形態のステータヨーク１２０は、その線材は、圧延方向を長手とする電磁鋼板から細長く切り出したものであり、これをエッジワイズ巻きのコイル状に巻いて構成したものであって、その円周方向ではいずれの場所でも磁気特性が同じである。また、半径方向の磁気特性もいずれの場所でも同一となる。したがって、材料の鋼板の方向性に起因する場所による磁気特性のバラツキは解消され、良好な回転磁界の発生が期待できる。なお、上記の説明では、圧延方向を長手とする電磁鋼板から細長く切り出してなる平角線を線材としたが、必ずしも電磁鋼板を用いる必要はなく、アモルファスを材料として用いてもよい。また、断面形状も矩形でなく、丸、楕円、長円といった形状であってもよい。
【００６２】
次に、本実施の形態のモータ部品１００を用いたスロットレスモータの他の構成例を図４（ａ）（ｂ）に示す。ただし図４（ａ）は要部正面図、図４（ｂ）は側面図である。
【００６３】
図に示すように、モータ部品１００の構成は図３（ａ）（ｂ）に示す構成と同様であるが、モータ部品１００を収納する筐体部２１０の内壁に、一部他の部分より薄い部分があり、ステータヨーク１２０の部分だけ薄くなっており、この薄くなった部分にステータヨーク１２０の外面が嵌合している。この嵌合によりモータコイル１１０も筐体部２１０内にて固定されている。
【００６４】
このような構成としたことにより、モータ部品１００の寸法が同一である場合、図３に示す構成例よりも筐体部２１０を小型化することができる利点を有する。
【００６５】
次にこのようなスロットレスモータの製造方法について説明を行う。ステータヨーク１２０の基礎となるヨーク素材と、モータコイル１１０の基礎となるモータコイル素材とを、モータ部品１００の構成に組み立てて（なお、組み立て方法は後の実施の形態にて述べる）、これを筐体部２１０に相当する、一部の厚みが、他の部分より薄い厚みの内壁を有する収納体内に挿入する。このとき、ヨーク素材の外径は収納体の内径よりも若干小さく作成する。
【００６６】
また、ヨーク素材と収納体内壁の厚みの薄い部分とが対向する位置に配置できるようにする。このとき収納体の外部からヨーク素材の位置は目視することは困難なので、予めヨーク素材の挿入位置を収納体内壁に合わせて設定しておくことが望ましい。
【００６７】
図５に示すように、ヨーク素材２２０と収納体２５０の内壁との位置合わせが完了したら、モータコイル素材２３０内に拡張器具を挿入し、この拡張器具の径を広げることにより、モータコイル素材２３０の径をヨーク素材２２０の径ごと拡大させる。
【００６８】
これにより、収納体内壁の、厚みの薄い部分２４０にヨーク素材２２０の外壁が嵌合されて、モータコイル素材２３０およびヨーク素材２２０が収納体２５０内に固定される。
【００６９】
径が拡大したモータコイル素材２３０はモータコイル１１０として、また同様に径が拡大したヨーク素材２２０はステータヨーク１２０として完成する。すなわち、収納体２５０内でモータ部品１００が完成されることになる。
【００７０】
ここで、拡張器具としては、図５および図６に示すように、両端に錐体２６１をくさび状に挿入した複数の棒部材２６２を用いた。棒部材２６２の両端には、錐体２６１に合わせた斜度が設けられており、図中矢印の方向に錐体２６１が挿入されると、錐体２６１の稜に沿って各棒部材が摺動して、互いの距離が離れることにより、モータコイル１１０の内径を押し広げるものである。
【００７１】
また、拡張器具としては、この他に、図７に示すように、例えばシリコンゴムのような伸縮自在の部材でできた、中空部２７１を有する筒状風船２７２を用いてもよい。図８に示すように、筒状風船２７２は一端から空気もしくは油を導入することにより、その径が拡大して、モータコイル１１０の内径を押し広げる。
【００７２】
なお、複数の棒部材２６２および錐体２６１からなる拡張器具も、筒状風船２７２も、軸対象の形状を有するので形状の詳細は図示を省略した。
【００７３】
（実施の形態２）
従来のステータヨークは図２８（ｃ）に示すように、積層された環状のヨーク素材１８４２から構成されており、鋼製のヨーク素材１８４２の外径、内径は、再加工しない限り変更することはできないため、ステータヨークの外径、内径も固定される。このため、図１８（ａ）（ｂ）に示すように、モータコイルをステータヨーク１８４０に挿入するためには、ステータヨークの内径が、どうしてもモータコイル１８３０の両端部１８３１の外径よりも大きくする必要があり、間隙１８６０が生じることを避けられなかった。
【００７４】
これに対し、上述した本実施の形態１のステータヨーク１２０は、円筒形コイル状の線材から構成したことにより、ステータヨーク１２０の内径をモータコイル１１０の両端部１１１の外径より小さくしてもモータコイル１１０に挿入することができる。以下、本発明の実施の形態２として、本実施の形態１のステータヨーク１２０をモータコイル１１０に挿入するためのモータ部品の製造装置ならびに製造方法の説明を行う。
【００７５】
図９は、本実施の形態２のモータ部品の製造装置の構成を示す図である。図９に示すように、モータ部品の製造装置９００において、モータコイル取り付け治具９１０はモータコイル１１０を保持する手段、ヨーク素材成形部９２０は、後述するヨーク素材９４０を成形する手段、支持体９３０はモータコイル取り付け治具９１０およびヨーク素材成形部９２０を所定の位置に固定させるための手段、台座９８０は支持体９３０を固定し、モータ部品の製造装置９００を所望の場所に配置させる手段である。
【００７６】
また、図１０（ａ）に示すように、モータコイル取り付け治具９１０は、４本のスリットが設けられた回動軸９１１と、回動軸９１１を支持体９３０に固定する固定具９１２と、回動軸９１１が挿入された、ヨーク素材９４０の線材の端部９４１を固定する線材端部固定部９１３とを有している。なお、固定具９１２には、図示しない回転手段に接続された、回動軸９１１と同軸の一体構造を有する軸８００と連結する孔８１０が開口されている。また、後述するように回動軸９１１はモータコイル１１０の内径よりも０．２〜０．４ｍｍ程度大きい程度の外径を有する。また、回動軸９１１の端部のスリットが設けられていない箇所に、線材端部固定部９１３が後述する固定ネジ９１３ｂにより固定されている。
【００７７】
なお、図１０（ｃ）に、線材端部固定部９１３単体の構成を示す。線材端部固定部９１３は回動軸９１１を通過させる孔９１３ａと孔９１３ａの側面に設けられた固定ネジ９１３ｂと、線材を挿入する挿入スリット９１３ｃと、挿入スリット９１３ｃの幅を調整する固定ネジ９１３ｄとを備えている。
【００７８】
また、ヨーク素材成形部９２０は、図９に示すように、回動軸９１１と平行をなすよう設けられたスプライン軸９２１と、スプライン軸９２１を摺動させるためのボール（図示せず）を内蔵すると共に支持体９３０に固定されたスプライン固定部９２２と、スプライン軸９２１の先端に設けられた、ヨーク素材９４０の外面を成形するヨーク素材成形本体９２３とを備えている。スプライン軸９２１はスプライン固定部９２２上を摺動するので、ヨーク素材成形部９２０はスプライン軸９２１の延伸方向に移動することができる。
【００７９】
ここで図１１（ａ）〜１１（ｃ）にヨーク素材成形本体９２３の構成を示す。ただし図１１（ａ）は正面図、図１１（ｂ）は側面図、図１１（ｃ）は部分断面図である。
【００８０】
各図に示すように、ヨーク素材成形本体９２３は、モータコイル１１０に装着されたヨーク素材９４０に挟み込むように接触する一対のはさみ部９２４ａ、９２４ｂと、はさみ部９２４ａ、９２４ｂを開閉可能に固定する固定腕９２５と、固定腕９２５とスプライン軸９２１とを接続する接続腕９２６とを備えている。
【００８１】
固定腕９２５は、はさみ部９２４ａ、９２４ｂを回転可能に固定する固定ピン９２７ａ、９２７ｂを有し、はさみ部９２４ａ、９２４ｂはそれぞれ固定ピン９２７ａ、９２７ｂを回転中心として回転することができる。
【００８２】
また、はさみ部９２４ａ、９２４ｂはバネ９２８により結びつけられており、外力が加えられない限り、バネ９２８の復元力にて図１１（ａ）に示すように閉じた状態を保持する。図１１（ｂ）に示すように、はさみ部９２４ａ、９２４ｂは、ヨーク素材９４０の外面に対応して内壁が彎曲しているので、閉じた状態ではヨーク素材９４０を収納可能な空隙が形成される。さらに図１１（ｂ）、１１（ｃ）にそれぞれ示すように、はさみ部９２４ａ、９２４ｂの、ヨーク素材９４０と接触する縁部には、例えばゴムや樹脂等の軟質素材で形成された接触部９２９が設けられている。
【００８３】
なお、上記の構成において、モータコイル取り付け治具９１０は本発明の挿入手段に相当し、ヨーク素材成形部９２０および線材端部固定部９１３および回動軸９１１は本発明の調整手段に相当する。
【００８４】
以上のような構成を有するモータ部品の製造装置９００の動作を説明すると共に、これにより、本発明のモータ部品の製造方法の一実施の形態を説明する。
【００８５】
準備として、製造装置へのヨーク素材９４０およびモータコイル１１０の取り付けは次のように行う。支持体９３０にモータコイル取り付け治具９１０が装着されている状態で、モータコイル取り付け治具９１０にモータコイル１１０を取り付ける。すなわち、回動軸９１１にモータコイル１１０を挿入し、線材端部固定部９１３に当たるまで押し込む。回動軸９１１には４本のスリットが切られているため、モータコイル１１０が挿入されると、回動軸９１１の内径は弾性力で僅かに小さくなり、その復元力でモータコイル１１０は回動軸９１１に固定される。
【００８６】
次に、モータコイル１１０にヨーク素材９４０を装着する。ここで図９に示すように、ヨーク素材９４０は、実施の形態１のステータヨーク１２０と比較すると、その外径、内径のいずれとも大きい。ヨーク素材の内径はモータコイル１１０の両端部１１１の外径よりも大きい。また、長さもステータヨーク１２０より短い。ただし線材の横幅で定まる壁面の厚さはステータヨーク１２０と同一寸法である。したがって、ヨーク素材９４０はモータコイルに相当の裕度をもって装着させることができる。
【００８７】
さらにモータコイル１１０に装着したヨーク素材９４０の、線材端部固定部９１３寄りの縁部９４２の線材を一部ほどいて端部９４１とし、これを線材端部固定部９１３にて固定する。
【００８８】
次に、ヨーク素材成形部９２０が装着された状態のスプライン軸９２１を移動させるとともに、はさみ部９２４ａ、９２４ｂの、接続腕９２６寄りの部分に図中白抜き矢印の方向の力を加えて、はさみ部９２４ａ、９２４ｂを開き、ヨーク素材９４０をはさみ部９２４ａ、９２４ｂ内に収納し、接触部９２９がヨーク素材９４０の線材端部固定部９１３寄りの縁部９４２に達したら力を加えるのを止めて、バネ９２８の復元力ではさみ部９２４ａ、９２４ｂにて縁部９４２を挟み込む。このとき接触部９２９が縁部９４２と直接接触し、縁部９４２が加圧されるようにする。
【００８９】
以上のセッティングが完了した後、図示しない外部動力により、回動軸９１１をヨーク素材９４０の線材の巻きの方向に回転させる。
【００９０】
回動軸９１１の回転により、回動軸９１１に固定されたモータコイル１１０は回転し、これにつられてモータコイル１１０に挿入されたヨーク素材９４０も回転する。
【００９１】
このとき、ヨーク素材９４０のコイル状の巻きを形成している各線材は、はさみ部９２４ａ、９２４ｂにて挟み込まれている縁部９４２に含まれている。さらに縁部９４２から伸びたヨーク素材９４０の端部９４１は線材端部固定部９１３により固定されている。
したがって、モータコイル１１０が回転すると、ヨーク素材９４０の線材は、その縁部９４２を固定端として、はさみ部９２４ａ、９２４ｂの接触部９２９に巻きの方向に沿って引っ張られ、ヨーク素材９４０は巻線の巻きの方向にねじられる。また、ヨーク素材９４０は、線材の巻きにより形成された螺旋状の溝を有し、この溝に接触部９２９が嵌り込むため、はさみ部９２４ａ、９２４ｂはヨーク素材９４０の回転に応じて溝に沿って移動する。
【００９２】
したがって、モータコイル１１０が回転すると、ヨーク素材成形本体９２３が、ヨーク素材９４０を線材の巻きが硬くなるように締め付けながら、ヨーク素材成形部９２０全体として、スプライン軸９２１ごとモータコイル１１０から遠ざかる方向に移動する。図１１（ｃ）の断面図にも示すように、以上の動作により、ヨーク素材９４０の、接触部９２９と接触した部分の内径、外径はともに縮小し、内径はモータコイル１１０の両端部の外径よりも小さく、かつ中心部の外径と実質上一致するようになる。一方、径が縮小した部分の長さは長くなる。
【００９３】
さらに、はさみ部９２４ａ、９２４ｂの接触部９２９がヨーク素材９４０のもう一方の端部に達するまで、モータコイル１１０を回転させ続ける。モータコイル１１０の回転を止めた段階で、ヨーク素材９４０の内径はモータコイル１１０の中心部の外径と実質上一致し、ヨーク素材９４０の内面はモータコイル１１０の外面と実質上当接する。すなわち、ヨーク素材９４０の寸法は、完成時のステータヨーク１２０と一致する。この状態で、ヨーク素材９４０の外面を接着剤等により固定し、スプリングバック等の原因で線材の巻きが戻らない状態に保つことにより、ヨーク素材９４０をステータヨーク１２０として完成する。このとき、ヨーク素材９４０の線材の端部９４１は、所望の位置で切断するようにする。
【００９４】
完成したステータヨーク１２０はモータコイル１１０の中央部１１２に挿入された状態であるから、ステータヨーク１２０の完成と同時に、実施の形態１のモータ部品１００が得られることになる。
【００９５】
以上のように、本実施の形態によれば、コイル状に巻かれた線材であって、その内径がモータコイル１１０の両端部１１１の外径よりも大きいものをヨーク素材として用い、このヨーク素材をモータコイルの中心部に挿入した後、そのコイル状の巻きと同一方向にねじることにより、巻きを硬くなるように締め付けるとともにその長さを伸ばすことで、内径をモータコイルの両端部の外径より小さくする調整を行って、ヨーク素材をステータヨークと同一寸法に成型することにより、実施の形態１のモータ部品を容易に製造することができる。
【００９６】
なお、上記の説明においては、ヨーク素材成型本体９２３のはさみ部は一対であるとしたが、二対以上の構成としてもよい。また、３つ、５つからなるものでもよい。要するに、ヨーク素材９４０をその端部から所定の力で加圧できる構成であればよい。
【００９７】
また、上記の説明においては、ヨーク素材９４０の寸法は、モータコイル１１０の両端部１１１の外径よりも大きい内径を有するものとして説明を行ったが、本発明のヨーク素材は、ステータヨーク１２０と同一の寸法を有するものとしてもよい。この場合の製造装置を図１２に示す。なお、図９〜図１１と同一部または相当部には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。本構成においては、図９に示す構成とは異なり、ヨーク素材成型本体９２３には接続腕９２６を設けず、かつ外力により回転する構成を有する。なお、外力により回転するヨーク素材成型本体９２３は本発明の調整手段に相当する。
【００９８】
動作は以下のようになる。すなわち、はさみ部９２４ａ、９２４ｂに、ステータヨーク１２０と同一寸法のヨーク素材９５０をはさみ込んだ後に、ヨーク素材成型本体９２３を、ヨーク素材９５０の線材の巻きの方向と逆方向に回転させる。ヨーク素材９５０の線材は、その端部９５１を固定端として、はさみ部９２４ａ、９２４ｂの接触部９２９に巻きの方向と逆方向に沿って引っ張られ、ヨーク素材９５０は巻線の巻きの方向と逆の方向にねじられる。
【００９９】
したがって、ヨーク素材９５０は、その線材の巻きが緩くなるように締め付けられ、ヨーク素材９５０の内径、外径はともに拡大し、一方、径が拡大した部分の長さは短くなる。
【０１００】
次に、図１２に示すように、ヨーク素材９５０の内径がモータコイル１１０の両端部１１１の外径よりも大きくなった時点でヨーク素材成形本体９２３の回転を停止させ、ヨーク素材９５０の内径を大きくした状態で一時固定し、その内部にモータコイル１１０を挿入する。
【０１０１】
次に、ヨーク素材成形本体９２３を逆回転させ、ヨーク素材９５０を巻線の巻きの方向の方向にねじる。ヨーク素材９５０は、その線材の巻きが硬くなるように締め付けられ、ヨーク素材９５０の内径、外径、長さは成形前のステータヨークと同一寸法に復元され、実施の形態１のモータ部品が完成される。
【０１０２】
なお、ヨーク素材成形本体９２３を逆回転させる代わりに、はさみ部９２４ａ、９２４ｂの保持を手動で解除するようにしてもよい。この場合、ヨーク素材９５０はスプリングバックを起こして、成形前の寸法に復元される。
【０１０３】
（実施の形態３）
次に、本実施の形態３として、本実施の形態１のステータヨーク１２０をモータコイル１１０に挿入するためのモータ部品の製造装置ならびに製造方法の他の例の説明を行う。
【０１０４】
図１３は、本実施の形態３のモータ部品の製造装置の構成を示す図である。図１３に示すように、モータ部品の製造装置１０００において、モータコイル取り付け治具９１０はモータコイル１１０を保持する手段、ヨーク素材保持部９６０はヨーク素材９５０を保持する手段、支持体９３０はモータコイル取り付け治具９１０およびヨーク素材保持部９６０を所定の位置に固定させるための手段、台座９８０は支持体９３０を固定し、モータ部品の製造装置１０００を所望の場所に配置させる手段である。
【０１０５】
また、モータコイル取り付け治具９１０の構成は、実施の形態２と同様であって、図１０（ａ）に示すように、モータコイル取り付け治具９１０は、４本のスリットが設けられた回動軸９１１と、回動軸９１１を支持体９３０に固定する固定具９１２と、回動軸９１１が挿入された、ヨーク素材９４０の線材の端部９４１を固定する線材端部固定部９１３とを有している。なお、固定具９１２には、図示しない回転手段に接続された、回動軸９１１と同軸の一体構造を有する軸８００と連結する孔８１０が開口されている。また、後述するように回動軸９１１はモータコイル１１０の内径よりも０．２〜０．４ｍｍ程度大きい程度の外径を有する。また、回動軸９１１の端部のスリットが設けられていない箇所に、線材端部固定部９１３が後述する固定ネジ９１３ｂにより固定されている。また、線材端部固定部９１３の構成も図１０（ｃ）に示す物と同一であり、詳細な説明は省略する。
【０１０６】
また、図１４に示すように、ヨーク素材保持部９６０は、回動軸９１１と平行をなすよう設けられたスプライン軸９６１と、スプライン軸９６１を摺動させるためのボールを内蔵する（図示せず）と共に支持体９３０に固定されたスプライン固定部９６２と、スプライン軸９６１の先端に設けられた、ヨーク素材を装着可能な円筒状のヨーク素材装着部９６３とを備えている。スプライン軸９６１はスプライン固定部９６２上を摺動するので、ヨーク素材装着部９６３はスプライン軸９６１の延伸方向に移動することができる。またヨーク素材装着部９６３の軸部分とモータコイル取り付け治具９１０の回動軸９１１とは実質上同一平面上で直交する位置関係となるよう配置されている。
【０１０７】
なお、上記の構成において、支持体９３０、ヨーク素材保持部９６０およびモータコイル取り付け治具９１０は本発明の配置手段に相当し、線材端部固定部９１３および回動軸９１１は本発明の形成手段に相当する。
【０１０８】
以上のような構成を有するモータ部品の製造装置１０００の動作を説明すると共に、これにより、本発明のモータ部品の製造方法の一実施の形態を説明する。
【０１０９】
準備として、製造装置へのヨーク素材９５０およびモータコイル１１０の取り付けは次のように行う。ヨーク素材保持部９６０にヨーク素材９５０を取り付ける。すなわち、支持体９３０にモータコイル取り付け治具９１０およびヨーク素材保持部９６０が装着されている状態で、ヨーク素材保持部９６０のヨーク素材装着部９６３にヨーク素材９５０を装着する。このとき、図１３には省略したが、装着されたヨーク素材９５０はヨーク素材装着部９６３から脱落しないように利用者が手で支えておく。
【０１１０】
また、本実施の形態のヨーク素材９５０は、実施の形態２のヨーク素材９４０とは異なり、実施の形態１のステータヨークと同一の各部寸法を有する。
【０１１１】
次に、モータコイル取り付け治具９１０にモータコイル１１０を取り付ける。すなわち、回動軸９１１にモータコイル１１０を挿入し、線材端部固定部９１３に当たるまで押し込む。回動軸９１１には４本のスリットが切られているため、モータコイル１１０が挿入されると、回動軸９１１の内径は弾性力で僅かに小さくなり、その復元力でモータコイル１１０は回動軸９１１に固定される。
【０１１２】
次に、スプライン軸９６１を移動させてモータコイル１１０の線材端部固定部９１３寄りの位置に配置するとともにヨーク素材９５０の端部の線材を一部ほどいて、予備巻きとして、線材の端部９５１を残しモータコイル１１０の中央部１１２を半周する程度巻き付ける。このとき予備巻きの方向はヨーク素材９５０の巻きの方向と同一方向となるようにする。巻き付けずに残った端部９５１は、線材端部固定部９１３にて固定する。なお、端部９５１を固定した時点で、ヨーク素材装着部９６３に装着されたヨーク素材９５０からは利用者は手を離してもよい。
【０１１３】
ここで図１５（ａ）の正面図、（ｂ）の側面図にヨーク素材９５０とモータコイル１１０との配置を模式的に示す。各図に示すように、ヨーク素材装着部９６３と回動軸９１１との位置関係に基づき、ヨーク素材９５０の端面とモータコイル１１０の端面とは、実質上同一面上で直交する配置を成している。
【０１１４】
以上のセッティングが完了した後、図示しない外部動力により、回動軸９１１を仮巻きの方向に回転させる。
【０１１５】
回動軸９１１の回転により、線材は仮巻きの状態から連続してモータコイル１１０に巻き取られる。モータコイル１１０に巻き取られる線材の源であるヨーク素材９５０はその巻きの方向に回転するが、ヨーク素材９５０はヨーク素材装着部９６３には固定されていないため、その軸部分に締め付けられることなく、自ら回転しながら線材を送り出す。図１６に示すように、モータコイル１１０に巻き取られる線材の巻き数が増えるにつれて、ヨーク素材保持部９６０はスプライン軸９６１ごと図上右方向へ移動し、巻きはじめの位置から見たヨーク素材９５０からの線材の送り出し位置を変化させていく。
【０１１６】
ここで図１７（ａ）の正面図、（ｂ）の側面図、（ｃ）の上面図のそれぞれに、巻き取り作業中のヨーク素材９５０とモータコイル１１０との配置を模式的に示す。各図に示すように、ヨーク素材９５０の端面は、モータコイル１１０の端面との直交関係を保っているので、ヨーク素材９５０から解けた線材は、ヨーク素材９５０からモータコイル１１０への渡りの部分にて実質上９０°ねじれてから、モータコイル１１０に巻き取られる。このねじれ変形は平角線の主面に直交する方向、つまり線材の巻きの方向と直交する面内にて生ずるため、平角線の主面上で生じているコイル状の巻きの塑性変形に対して影響を与えない。また、線材の巻きの方向はヨーク素材９５０側とモータコイル１１０側とで同一であり、線材は、平角線の面方向においても、ヨーク素材９５０作成時のコイル状の巻きの方向に逆らう応力は加えられていない。
【０１１７】
したがって、線材は、ヨーク素材９５０のコイル状の巻きを形作った塑性変形の形態を保ちながら中央部１１２の周囲に巻きとられることとなり、スプリングバック等を生じずに、ヨーク素材９５０の様態と同一のコイル状の巻きがモータコイル１１０上に再現されることになる。
【０１１８】
最後に、巻き取りが完了した後の線材の固定は実施の形態２と同様にして行われ、ヨーク素材９５０がステータヨークとして完成されることにより、実施の形態１のモータ部品を得ることができる。なお、実施の形態２と同様、ヨーク素材９５０の線材の端部９５１は、所望の位置で切断するようにする。
【０１１９】
以上のように、本実施の形態によれば、コイル状の巻きのヨーク素材９５０をその巻きの状態を実質的に保持したままモータコイルに巻き取らせることにより、実施の形態１のモータ部品を容易に作成することができる。特に本実施の形態の場合は、ヨーク素材９５０と完成後のステータヨーク１２０とを同一寸法にて作成することができるため、ステータヨーク完成時の寸法合わせの微調整等の手間が省け、作業効率が向上するという効果も得られる。
【０１２０】
なお、上記の説明においては、ヨーク素材９５０の端面とモータコイル１１０の端面とは、実質上同一面上で直交する配置にて巻き取りを行うものとしたが、ヨーク素材９５０の端面とモータコイル１１０の端面の位置関係は、必ずしも直交する必要はない。ヨーク素材９５０から解けた線材が、ヨーク素材９５０からモータコイル１１０への渡りの部分にて、線材の巻きの方向と直交する面内にて所定角ねじれるよう変形してから、モータコイル１１０に巻き取られるような配置にすればよい。要するに、ヨーク素材９５０から解かれた線材が、平角線の主面上で生じているコイル状の巻きの塑性変形に対して影響を与えないような変形をした後に、モータコイル１１０に巻き取られるような配置であればよい。
【０１２１】
さらに、平角線の主面上で生じているコイル状の巻きの塑性変形に対して影響を与えてもよければ、ヨーク素材９５０からモータコイル１１０への渡りの部分の線材を直線にのばした後に、モータコイル１１０に巻き取られるような配置にしてもよい。この場合、製造装置の配置手段の設計の自由度を高めることができる効果がある。
【０１２２】
なお、上記の各実施の形態においては、ステータヨーク１２０に用いる線材の形状は、平角線であるとしたが、本発明の線材は断面の形状によって限定されるものではない。丸線、角線等であってもよい。断面は丸、楕円、長円等であってもよい。また、線材の材質は電磁鋼板である鋼材としたが、珪素鋼板、アモルファス等であってもよい。
【０１２３】
また、上記の各実施の形態において、本発明はスロットレスモータのステータヨーク、モータ部品に関するものとして説明を行ったが、スロットレスモータは同一の構成においてロータの回転により電力を発生する発電機として用いることができる。したがって、本発明のスロットレスモータは、そのままスロットレス発電機として実施することができ、これもまた本発明に含まれる。また本発明のステータヨーク、モータ部品もそのままスロットレス発電機用のステータヨーク、モータ部品として実施でき、本発明に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
本発明にかかるスロットレスモータのステータヨーク、スロットレスモータのモータ部品、スロットレスモータ、スロットレスモータのモータ部品の製造方法、スロットレスモータのモータ部品の製造装置、スロットレスモータの製造方法は、例えば従来より小さい寸法で高能率のスロットレスモータを実現する効果を有し、スロットレスモータに使用されるステータヨーク、モータ部品およびその製造装置、製造方法、スロットレスモータ並びにその製造方法等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１によるモータ部品のロータ方向における断面図  （ｂ）本発明の実施の形態１によるモータ部品の側面図
【図２】本発明の実施の形態１によるステータヨークの構成図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態１によるスロットレスモータの要部正面図  （ｂ）本発明の実施の形態１によるスロットレスモータの側面図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態１によるスロットレスモータの他の構成例の要部正面図  （ｂ）本発明の実施の形態１によるスロットレスモータの他の構成例の側面図
【図５】本発明の実施の形態１によるスロットレスモータの製造方法を説明するための図
【図６】本発明の実施の形態１によるスロットレスモータの製造方法に用いられる拡張器具の一例を説明するための図
【図７】本発明の実施の形態１によるスロットレスモータの製造方法の他の例を説明するための図
【図８】本発明の実施の形態１によるスロットレスモータの製造方法に用いられる拡張器具の他の一例を説明するための図
【図９】本発明の実施の形態２のモータ部品の製造装置の構成を示す図
【図１０】（ａ）本発明の実施の形態２によるモータコイル取り付け治具９１０の構成を示す図  （ｂ）モータコイル取り付け治具９１０の回動軸９１１の構成を示す図  （ｃ）モータコイル取り付け治具９１０の線材端部固定部９１３の構成を示す図
【図１１】（ａ）本発明の実施の形態２によるヨーク素材成形本体９２３の構成を示す正面図  （ｂ）本発明の実施の形態２によるヨーク素材成形本体９２３の構成を示す側面図  （ｃ）本発明の実施の形態２によるヨーク素材成形本体９２３の構成を示す部分断面図
【図１２】本発明の実施の形態２のモータ部品の製造装置の構成の他の一例を示す図
【図１３】本発明の実施の形態３のモータ部品の製造装置の構成を示す図
【図１４】本発明の実施の形態３のモータ部品の製造装置のヨーク素材保持部９６０の構成を示す図
【図１５】（ａ）本発明の実施の形態３のモータ部品の製造装置の動作を説明するための図  （ｂ）本発明の実施の形態３のモータ部品の製造装置の動作を説明するための図
【図１６】本発明の実施の形態３のモータ部品の製造装置の動作を説明するための図
【図１７】（ａ）本発明の実施の形態３のモータ部品の製造装置の動作を説明するための図  （ｂ）本発明の実施の形態３のモータ部品の製造装置の動作を説明するための図  （ｃ）本発明の実施の形態３のモータ部品の製造装置の動作を説明するための図
【図１８】（ａ）従来の技術によるスロットレスモータの要部正面図  （ｂ）従来の技術によるスロットレスモータの側面図
【図１９】従来の技術によるモータコイルの製造方法を説明するための図
【図２０】従来の技術によるモータコイルの製造方法を説明するための図
【図２１】従来の技術によるモータコイルの製造方法を説明するための図
【図２２】従来の技術によるモータコイルの製造方法を説明するための図
【図２３】従来の技術によるモータコイルの製造方法を説明するための図
【図２４】従来の技術によるモータコイルの製造方法を説明するための図
【図２５】従来の技術によるモータコイルの製造方法を説明するための図
【図２６】従来の技術によるモータコイルの製造方法を説明するための図
【図２７】従来の技術によるモータコイルの製造方法を説明するための図
【図２８】（ａ）無方向性電磁鋼板を示す図  （ｂ）ヨーク素材１８４２を示す図  （ｃ）ステータヨーク１８４０を示す図
【符号の説明】
【０１２６】
１００  モータ部品
１１０  モータコイル
１１１  両端部
１１２  中央部
１２０  ステータヨーク
【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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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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