(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコイルを巻いたボビンを磁極に装着したステータを有するブラシレスＤＣモータにおいて、
ステータコアを互いに嵌合可能な環状のステータインナおよびステータアウタで形成する一方、前記ステータインナおよびステータアウタのいずれか一方に形成した磁極と前記ボビンとの間に爪板状のストッパを径方向に嵌入固定し、このストッパの一端部をステータインナとステータアウタとの嵌合部上に延出させることによってこれらの軸方向の相対移動を規制したことを特徴とするブラシレスＤＣモータ。
【請求項２】
ボビンに一体に形成した係合爪と、このボビンと磁極との間に嵌入固定したストッパの一端部との間に、ステータインナとステータアウタの嵌合部を挟持した請求項１のブラシレスＤＣモータ。
【請求項３】
磁極の厚さ方向の２つの面とボビンとの間にそれぞれストッパを嵌入固定し、これら２つのストッパの一端部の間に、ステータインナとステータアウタの嵌合部を挟持した請求項１のブラシレスＤＣモータ。
【請求項４】
ストッパはその先端部をボビンと磁極との間に嵌入固定させる一方他端側はステータコアの軸方向に起立させ、この起立端にステータコイルの配線基板を固定した請求項１〜３のいずれかのブラシレスＤＣモータ。
【請求項５】
配線基板は環状に形成され、ストッパの起立端は配線基板に形成した係合孔に挿入されはんだ付けされる請求項４のブラシレスＤＣモータ。
【請求項６】
ステータの内側に永久磁石付きロータを備えるインナーロータ型永久磁石式ブラシレスＤＣモータである請求項１〜５のいずれかのブラシレスＤＣモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、分割式ステータコアを有するブラシレスＤＣモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ブラシレスＤＣモータにおいて、磁極にステータコイルを巻付けたステータを用いる場合に、ステータの組立性を良くするために、ステータコアを分割式としたものが考えられている。
【０００３】
この分割式のステータコアは、環状のステータインナと環状のステータアウタとを互いに嵌合させて一体化するものである。すなわちステータの内側でロータが回転するインナーロータ型の場合には、多数の磁極（ポール）の内径側を環状に連結したステータインナに、磁極の外側の端面に嵌合する環状のステータアウタを焼きばめなどによって圧入し嵌合する。ここにステータインナおよびステータアウタは、電磁鋼板（けい素鋼板など）の薄板を積層することにより作られる。
【０００４】
またステータコイルは絶縁性のボビンに予め巻かれ、このボビンをステータインナの磁極に組付けた後にステータアウタをステータインナの外周に嵌合する。従来はこのように組立てたステータアウタとステータインナとの固着を一層確実にするため、さらに樹脂などで接着していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このようにステータインナとステータアウタとを嵌合し接着した従来のステータでは、ステータインナとステータアウタの固着が不十分で両者が分離することが考えられる。
【０００６】
例えばこのような構造のＤＣモータを自動車や二輪車などの車両のホイールに組付けてホイールモータ構造にする場合には、路面からの振動がモータに加わることになり、激しい振動によってステータインナとステータアウタとが剥がれることがあり得る。また積層電磁鋼板の積み厚のばらつきや、ボビンと磁極との嵌合のばらつきなどによって、これらの固着の信頼性が低下することも考えられる。
【０００７】
さらにホイールモータとする場合に、モータの冷却性を向上させるなどの目的でモータをオイル漬けにすることが考えられる。例えばロータに永久磁石を用いたブラシレスＤＣモータとして、モータケース内にオイルを充填することが考えられる。ここに用いるオイルは特殊なものであるため接着剤が侵蝕され、ステータインナとステータアウタとの接着強度が経時的に低下することが生じ得る。
【０００８】
この発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、ステータコアを分割式とした場合に、ステータインナとステータアウタとの固着の信頼性を高め、激しい振動により両者が剥がれるのを防ぎ、またモータをオイル浸漬構造としても両者の接着強度が経時的に低下することがないブラシレスＤＣモータを提供することを目的とする。
【０００９】
【発明の構成】
この発明によればこの目的は、ステータコイルを巻いたボビンを磁極に装着したステータを有するブラシレスＤＣモータにおいて、ステータコアを互いに嵌合可能な環状のステータインナおよびステータアウタで形成する一方、前記ステータインナおよびステータアウタのいずれか一方に形成した磁極と前記ボビンとの間に爪板状のストッパを径方向に嵌入固定し、このストッパの一端部をステータインナとステータアウタとの嵌合部上に延出させることによってこれらの軸方向の相対移動を規制したことを特徴とするブラシレスＤＣモータにより達成される。
【００１０】
モータはステータの内側でロータが回転するインナーロータ型のものだけでなく、ステータの外側でロータが回転するアウターロータ型のものであってもよい。モータはブラシ付きであってもよいが、ブラシレスモータとしてもよく、本発明はこれらを包含する。
【００１１】
ステータインナとステータアウタとは、ボビンと磁極との間に嵌入固定した一対のストッパで挟持することができる。また一方のストッパに代えてボビンに一体に形成した係止爪を用い、この係止爪とストッパとの間にステータインナとステータアウタの嵌合部を挟持してもよい。
【００１２】
ストッパを利用してステータコイルの配線基板を保持してもよい。この場合には、ステータの一側（軸方向の一側）に取付けた複数のストッパを略Ｌ字状に形成し、その先端側をボビンと磁極との間に嵌入固定し、Ｌ字状に折曲された他端側をステータコアからステータコアの軸方向に起立させ、この起立端に配線基板を固定すればよい。配線基板は環状に形成し、ストッパの起立端をこの配線基板に形成した係合孔に挿入しはんだ付けにより固定することができる。
【００１３】
モータは永久磁石付きロータをステータの内側で回転させるインナーロータ型永久磁石式ブラシレスＤＣモータとすれば、オイル浸漬構造とするのに都合が良く、車両用のホイールにモータを組込んだ構造のホイールインモータに好適なものとなる。
【００１４】
【実施態様】
図１は本発明の一実施態様であるホイールインモータの縦断面図、図２はモータ単体のステータの正面図、図３は同じく背面図、図４は図２におけるIV−IV線断面図、図５ステータの組立手順を説明するための分解斜視図、図６はボビンとストッパの構造を示す分解斜視図である。
【００１５】
図１において、符号１０は３相永久磁石式ブラシレスＤＣモータであり、左右割りのモータケース１２の中に収容されている。このモータケース１２の中には特殊なオイルが入れられ、モータ１０はこのオイルに浸漬されて作動する。モータケース１２は車体（図示せず）側に固定される右ケース半体１２ａと、この右ケース半体１２ａに液密に固定される左ケース半体１２ｂとを持つ。
【００１６】
この左ケース半体１２ｂには車軸１４が軸受１６、１８によって回転自在に保持される。この車軸１４の左端は左ケース半体１２ｂから突出し、ここにホイール２０が取付けられる。ホイール２０は、ディスク２０ａとリム２０ｂとで形成される。車軸１４にはハブ２２がスプライン結合され、このハブ２２にはホイール２０のディスク２０ａがボルト結合される。リム２０ｂにはタイヤ（図示せず）が装着される。
【００１７】
左ケース半体１２ｂとハブ２２のボス部との間には、オイルシール２４が装着され、モータケース１２内のオイルが漏れ出るのを防いでいる。またハブ２２にはブレーキドラム部２６が一体に形成され、左ケース半体１２ｂに植設されたピン２８にはブレーキシュー３０が保持されている。この結果ブレーキシュー３０をドラム部２６に内側から押圧して制動力を発生する公知の内拡式のドラムブレーキが形成される。
【００１８】
モータ１０はインナーロータ型であり、右ケース半体１２ａに固定されたステータ３２と、このステータ３２の内側で回転するロータ３４とを有する。ロータ３４はドラム状であってその内側には遊星歯車式の減速機３６が収容されている。ロータ３４と一体の軸（ロータ軸）３８の両端は、右ケース半体１２ａの内面と車軸１４とにそれぞれ軸受４０、４２によって軸支される。
【００１９】
減速機３６は、左ケース半体１２ｂの内面に固定されたリングギヤ３６ａと、ロータ軸３８に形成されたサンギヤ３６ｂと、これらのリングギヤ３６ａおよびサンギヤ３６ｂに噛合する複数の遊星ギヤ３６ｃとを持つ。遊星ギヤ３６ｃを保持する遊星ギヤ軸３６ｄは車軸１４に一体形成したディスク１４ａに固定されている。この結果ロータ３４の回転はサンギヤ３６ｂから遊星ギヤ３６ｃに伝えられ、この遊星ギヤ３６ｃはリングギヤ３６ａの内側でサンギヤ３６ｂの回りに回転する。このためロータ３４の回転は減速されて車軸１４に伝えられる。
【００２０】
ロータ３４は、鉄製のドラム３４ａの外周に、電磁鋼坂の薄板を積層した環状のマグネットブッシュ３４ｂを圧入固定し、このマグネットブッシュ３４ｂに板状の永久磁石３４ｃを所定の間隔ごとに複数枚（例えば１２枚）固定したものである。これらの永久磁石３４ｃは周方向に交互に極性が変化するように着磁されている。永久磁石３４ｃは磁束密度が大きい磁石、例えばネオジム・鉄・ホウ素磁石が好適である。
【００２１】
次のステータ３２を説明する。ステータ３２のステータコア４４は分割式であり、環状のステータインナ４６と環状のステータアウタ４８とを嵌合したものである。ここにステータインナ４６およびステータアウタ４８は電磁鋼板の薄板を積層したものである。ステータインナ４６は図５に示すように放射状に外側へ突出する多数（例えば１８個）の磁極５０を内径側で環状に連結した構造を持つ。ステータアウタ４８は図５に示すように環状であり、ステータインナ４６の磁極５０の外周端に嵌合可能である。
【００２２】
なおステータアウタ４８をステータインナ４６に嵌合する前に、図５に▲１▼で示すように、ボビン５２を各磁極５０に装着する。このようにボビン５２を装着した後で図５に▲２▼で示すようにステータアウタ４８を焼ばめ圧入し嵌合するものである。ここでボビン５２を説明する。
【００２３】
ボビン５２は絶縁性樹脂で図６に示すように角形の糸巻き状に作られている。すなわち磁極５０の嵌合する角筒部５４の両端にフランジ５６、５８を形成したものである。一方のフランジ５８、すなわち磁極５０の外周端側に配置されるフランジ５８には、ステータコア４６の上面または下面に沿って磁極５０より外径方向に突出する係止爪６０が一体に形成されている。
【００２４】
ボビン５２には、係止爪６０に対向する角筒部５６の内側に沿ってガイド溝６２（図６）が形成されている。このガイド溝６２には金属製のストッパ６４が挿入可能である。ストッパ６４は図６に示すようにＬ字状に折曲された金属板で作られ、その先端側６４ａがガイド溝６２に挿入可能である。なおこの先端側６４ａの左右両縁には、爪状の突起６４ｂが形成されている。これらの突起６４ｂは、先端側６４ａをガイド溝６２に挿入した時にガイド溝６２の内側に喰い込んで、ストッパ６４が抜けて脱落するのを防止する。
【００２５】
またボビン５２の角筒部５４内面には、適宜数の凸部６６（図６）が形成されている。これらの凸部６６は、ボビン５２を磁極５０に装着した時に磁極５０に当接し、ボビン５２を磁極５０にしっかりと固定する機能を持つ。
【００２６】
ステータ３２は次のように組立てられる。まずボビン５２にステータコイル６８を巻き付けておく。ステータコイル６８を巻いたボビン５２を、係止爪６０がステータインナ４６の一方の面（図５で下面）側に位置するように位置合せして磁極５０に装着する。この時係止爪６０は磁極５０の外周端よりも外周側へ突出している（図５の工程▲１▼）。
【００２７】
次にステータアウタ４８を取付ける。すなわち磁極５０に装着したボビン５２の係止爪６０が位置するステータインナ４６の平面と反対側の平面（図５で上面）側から、ステータアウタ４８を軸方向に（下方へ）移動させ、ステータアウタ４８の内周面を各磁極５０の外周端に圧入し嵌合させる（図５の工程▲２▼）。この時焼ばめとしてもよい。ステータアウタ４８をステータインナ４６に正しく嵌合すれば、両者の嵌合部７０はボビン５２の係止爪６０に当接して位置決めされる。
【００２８】
次にストッパ６４が装着される（図５の工程▲３▼）。ストッパ６４はその先端側６４をステータアウタ４８の係止爪６０と反対側の面（図５で上面）に沿わせてボビン５２のガイド溝６２に嵌入させる。ストッパ６４の突起６４ｂはガイド溝６２の内面に噛み込んで、ストッパ６４の脱着を防止する。この時ストッパ６４はステータインナ４６とステータアウタ４８の嵌合部７０の上を横断する位置で固定される。この結果嵌合部７０は係止爪６０とストッパ６４とで挟持され、ステータアウタ４８がステータインナ４６から軸方向に抜け落ちるのが防止される。
【００２９】
このように組立てられたステータ３２には、さらに配線基板７２が組付けられる（図５の工程▲４▼）。この配線基板７２は図２、５に示すように環状であり、その外周寄りには周方向に幅が広い７つの係止孔７４が形成されている（図２）。前記ストッパ６４は、これらの係止孔７４に対応する位置のボビン５２に装着され、他の１１個のボビン５２にはストッパ６４は装着されていない。
【００３０】
配線基板７２は係止孔７４にストッパ６４の起立部６４ｃ（図６参照）を進入させるようにしてストッパ６４に装着される。そしてストッパ６４の起立部６４ｃは配線基板７２の係止孔７４を貫通して突出し、この突出端にはんだを盛り付けることにより、配線基板７２をストッパ６４に固定することができる。
【００３１】
この実施態様ではステータコイル６８は３相交流により励磁され、周方向に隣接する３つのステータコイル６８には、互いに電気角で１２０°の位相差を持つＵ、Ｖ、Ｗ相の電流が順に供給される。このため配線基板７２には図２に示すように、Ｕ、Ｖ、Ｗ相に対応する環状のバスバー７６（７６Ｕ、７６Ｖ、７６Ｗ）が貼着およびリベット止めされ、これらのバスバー７６は、配線基板７２の内層回路を介して配線基板７２の外周に設けた切欠き溝７８（７８Ｕ、７８Ｖ、７８Ｗ）に臨む配線パッドに接続されている。図２ではバスバー７６と切欠き溝７８とを接続する内層回路を単純化して破線で示した。
【００３２】
前記ステータコイル６８は隣接する３つが１組とされ、これら３つのコイル６８の一端はそれぞれのコイル６８に近い切欠き溝７８（７８Ｕ、７８Ｖ、７８Ｗ）に係止され、はんだ付けされる。またこれら１組の３つのコイル６８の他端は、図３に示すように集合されて、互いにはんだ付け結合される。このはんだ付け部は絶縁材８０で被覆しておく（図３）。
【００３３】
なおこの集合され絶縁材８０で被覆されるコイル６８の端末は、図３ではボビン５２から直接集合部（絶縁材８０の内部）に導入されている。この場合には、コイル６８の端末がボビン５２からほどけてコイル６８巻が緩み易いという問題がある。この問題を解決するためには、図６に示すようにフランジ５８に一対の切欠き８２、８４と、両切欠き８２、８４の間に位置するひさし部８６とを設けるのがよい。この場合には、コイル６８の端末を一方の切欠き８２からひさし部８６の下を通して他の切欠き８４に導く。このようにすればひさし部８６と切欠き８２、８４によってコイル６８の端末が確実に保持される。この結果激しい振動が加わってもコイル６８が緩むことがない。
【００３４】
配線基板７２にはまた温度センサ（図示せず）の配線用ターミナル８８、９０が一体に形成されている。この実施態様ではステータ３２の温度を検出するサーミスタなどの温度センサが取付けられ、この温度センサのリード線がこれらのターミナル８８、９０に接続される。
【００３５】
このように組立てられたステータ３２は、図１に示すようにモータケース１２の右ケース半体１２ａの内側に固定される。すなわちステータアウタ４８に設けた３つのボルト孔４８ａ（図２、３、５）にボルト９２を通し、このボルト９２を右ケース半体１２ａに螺入することによってステータ３２は固定される。図１において９４は右ケース半体１２ａに液密に装着される配線プラグである。この配線プラグ９４を通る配線は、前記配線基板７２のバスバー７６（７６Ｕ、７６Ｖ、７６Ｗ）のターミナルと、温度センサのターミナル８８、９０に接続される。
【００３６】
９６は右ケース半体１２ａに取付けた角度センサである。ロータ３４のドラム３４ａの背面（減速機３６と反対の面）には、永久磁石３４ｃの１つおきの角度位置に対応して凸部９８が突設され、前記角度センサ９６はこの凸部９８を検出することによってロータ３４の回転角度および回転方向を判定する。
【００３７】
この３相ブラシレスＤＣモータ１０によれば、コントローラ（図示せず）は角度センサ９６の出力に基づいてロータ３４の回転角度を判定し、この回転角度に対応してＵ、Ｖ、Ｗ相の電流を通電させる。この結果ロータ３４は回転する。またＵ、Ｖ、Ｗ相の電流を例えば移相制御することにより駆動トルクを変化させる。
【００３８】
【他の実施態様】
図７は他の実施態様を示す縦断面図、図８はここに用いるステータの断面図、図９は同じくステータの分解斜視図、図１０は同じくボビンの斜視図である。この実施態様は、図１〜６に示した前記実施態様におけるボビン５２の形状に工夫を加えたものである。
【００３９】
すなわちこの実施態様におけるボビン５２Ａには、フランジ５８Ａに突起５９を一体に形成し、この突起５９をモータケース１２の右ケース半体１２ａの内壁に当接させるようにしたものである。この結果ステータ３２を右ケース半体１２ａ内に正確に位置決めし、特にステータインナ４６が移動するのを防ぐことができる。この結果ステータインナ４６とステータアウタ４８の嵌合部に、使用中や組立時の振動や衝撃による位置ずれが発生せずモータ性能が低下するというような不都合がなくなる。
【００４０】
この実施態様では、またステータインナ４６の磁極５０とボビン５２Ａとの間にくさび６５を圧入し、このくさび６５でステータインナ４６とステータアウタ４８との相対移動を規制できるようにした。すなわちボビン５２Ａを取付けたステータインナ４６にステータアウタ４８を嵌合し、その後ストッパ６４を差込むと共に、略コ字状のくさび６５を磁極５０とボビン５２Ａとの間隙に圧入する。この時このくさび６５がステータインナ４６とアウタ４８の嵌合部７０を横断するように固定される。この結果ステータインナ４６とアウタ４８の嵌合部７０は、ボビン５２Ａの係止爪６０とくさび６５とで挟まれることになる。
【００４１】
【他の実施態様】
図１１は他の実施態様であるステータコイルの結線図である。この実施態様ではステータコイル６８は、隣接する３つのコイルで１組とされ、それぞれのコイル組のステータコイルの一端を互いに接続して中性点とし、他端をそれぞれ異なる相電極に接続して各コイル組の中性点を互いに分離したものである。
【００４２】
図１２はスター結線とした従来のステータの構造を示す側断面図、図１３はステータコイルの配線図である。図１２において符号１はモータケース、２はこのモータケース１に固定されたステータである。このステータ２は環状のステータコア３に形成した磁極に、ステータコイル４を巻付けたボビン５を装着したものである。６はロータであり、その外周面には周方向に極性が変化する永久磁石が固着されている。すなわちこのモータはインナーロータ型永久磁石式ブラシレスＤＣモータである。
【００４３】
ステータコイル４は１８個あって、これらは例えば図１３の（Ａ）のように結線される。すなわち隣接するコイル４が異なる相になるようにして同相の６個のコイル４の一端を中性点Ｎに接続し、他端をそれぞれ異なる相電極Ｕ、Ｖ、Ｗに接続したものである。図１３の（Ａ）は同相のコイル４を並列接続したものであるが、各相のコイルを図１３の（Ｂ）に示すように直列接続するものも従来よりある。さらに図１３（Ａ）において、同相の複数の各コイル４を直列接続した複数のコイルで構成したものもある（直並列複合接続）。
【００４４】
通常十分に高い電源電圧を用いることができる用途には図１３の（Ｂ）に示す直列接続が用いられる。例えば家電製品などでは商用電源が使用できるのでこの図１３（Ｂ）の直列接続とすることが多い。これに対して電源電圧が低い場合には図１３の（Ａ）のような並列接続を採用する。例えば電動車両などで電池を電源とするものでは電源電圧を高くするのが困難であるため、この並列接続を用いる。
【００４５】
このように同相のコイルを並列接続した場合には、並列接続した全てのコイルの電流が中性点Ｎに流れることになる。このため中性点Ｎの配線を太径にする必要が生じる。そこでステータ２の軸方向の一側に環状の大電流基板７を固定し、全てのコイル４の一端（中性点Ｎ側）をこの大電流基板７に接続している。ここに大電流基板７は絶縁樹脂基板の両面に数１００μｍの厚さの銅箔を張付けたものである。
【００４６】
なおステータ２の他側には環状の他の大電流配線基板８が固定され、この配線基板８に設けた各相の電極に各コイル４の他端を接続する。すなわちＵ、Ｖ、Ｗ相の各コイル４が対応する電極（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に接続される。
【００４７】
前記のように電源電圧が低くコイルに大電流を流す場合には、図１３（Ａ）のように中性点Ｎ側を環状の大電流基板７で接続すると、並列接続により分流していた電流が再び中性点Ｎに集中することになり、この基板７を大電流に対応するものにしなければならない。このため表裏に張付ける銅箔を厚くする必要が生じる。
【００４８】
このように銅箔を厚くすると銅箔の熱容量が大きくなり、コイル４の端末をはんだ付けする際に熱が銅箔に逃げてはんだ付け性が悪くなる。また他の大電流基板８はモータケース１の内面に接近することになり、両者の間隙Ｇ（図１２）が小さくなる。特にコイル端末は通常大電流基板８の厚さ方向に突出することになるから、このコイルの端末とモータケース内面との間隙は一層小さくなる。この間隙Ｇすなわち沿面距離が小さくなると、基板８とモータケース１との間に火花放電が発生し易くなるから、モータケース内面を大電流基板８やコイル端末から十分に離さなければならない。このためモータケースの寸法が大きくなり、モータの小型化の障害になる。
【００４９】
この実施態様では、ステータコイルをスター結線した場合に、各コイルの中性点を接続するための大電流基板を不用としてモータの小型化を可能にする。すなわちこの実施態様では、周方向に並ぶ多数のステータコイルをスター結線した３相ブラシレスＤＣモータにおいて、隣接する３つのステータコイルで１組のコイル組を形成し、それぞれのコイル組を形成するステータコイルの一端を互いに接続して中性点とする一方他端をそれぞれ異なる相電極に接続し、各コイル組の中性点を互いに分離した。
【００５０】
各コイル組の３つのステータコイルは、これらの中性点側の端末を集合させて結束し、隣接するステータコイルの間に押し込んでおけばよい。このようにすれば、中性点の接続部分を極めて小さくまとめてステータからの突出量を小さくできる。またコイル端末の配線処理が容易である。
【００５１】
ステータの軸方向の一側にはステータコイルに沿って環状の配線基板を取付けておき、各コイルの反中性点側の端末をこの配線基板に接続することができる。この場合はコイルの配線処理を容易にすることができ、この配線処理部分を小さくまとめることができる。
【００５２】
【他の実施態様】
図１４〜１７は他の実施態様を説明するものである。図１４はロータのマグネットブッシュの正面図（Ａ）および側断面図（Ｂ）、図１５はマグネットブッシュの一部拡大図、図１６は永久磁石の装填方法を示す図、図１７はパイプのカシメ方法を説明する図である。
【００５３】
永久磁石式ブラシレスＤＣモータでは、ロータに永久磁石を周方向に等間隔に埋め込み、この永久磁石をステータの磁極に対向させてロータを回転させる。この種のモータではロータの永久磁石がステータの内周面に対向して回転するインナーロータ型のものと、ロータの永久磁石がステータの外周面に対向して回転するアウターロータ型のものがある。
【００５４】
このようなモータに用いるロータでは、通常鉄などの磁性材料製のドラムに、電磁鋼板（けい素鋼板など）の薄板を積層したマグネットブッシュを圧入固定すると共に、このマグネットブッシュに設けた長孔内に永久磁石を装填し固定している。ここに長孔はロータの周方向に幅が広く、かつマグネットブッシュをロータの回転軸と平行に貫通する。
【００５５】
このように複数の永久磁石をロータの周方向に等間隔に固定する構造のものは、通常磁石打込み型（Interior Parmanent Magnet型、略してＩＰＭ型ともいう）と呼ばれる。この場合には永久磁石が形成する磁束の不適当な回り込み（すなわち漏洩磁束）の増大を防ぎ磁束の有効利用を図るために、永久磁石の周方向の両側に空隙を形成している。すなわち長孔の周方向の幅を永久磁石の周方向の幅よりも大きく設定し、永久磁石の両側に設けた空隙により永久磁石の磁束が周方向に拡大するのを防いでいる。このように長孔内にこの長孔よりも周方向に幅が狭い永久磁石を固定する場合、従来は接着剤を用いたり、永久磁石を長孔内に圧入嵌合していた。
【００５６】
永久磁石を接着剤で固定する場合は、通常熱硬化性の接着剤を用いるから、長孔内に永久磁石を装填してから加熱する必要があり、高温乾燥炉が必要になる。また長孔からあふれ出た余分な接着剤は、硬化後に除去しなければならない。このため装置が大規模になり、処理が面倒であった。
【００５７】
永久磁石を長孔に圧入嵌合する場合には、永久磁石に大きな荷重が加わることになる。磁石の種類によっては割れ易いものがあり、これに大きな荷重が加わると座屈により破損し易い。
【００５８】
この実施態様では、ロータに永久磁石を固定する場合に、大規模な装置が不用で処理が簡単であり、永久磁石を座屈などにより破損するおそれをなくすことができる。
【００５９】
すなわちこの実施態様では、周方向に等間隔に形成した長孔内に永久磁石を固定したロータと、ステータコイルを巻いた磁極を有するステータとを備える永久磁石式ブラシレスＤＣモータにおいて、前記ロータの長孔を永久磁石よりも周方向に幅広く形成し、これらの長孔内に装填した永久磁石の周方向の両側に空隙を設け、これらの空隙に挿入した非磁性金属製パイプの両端を前記永久磁石よりも突出させ、これら突出端を塑性変形させることによって永久磁石を前記長孔内に固定した。
【００６０】
モータはインナーロータ型でもアウターロータ型でもよい。ロータは鉄系などの磁性材料製ドラムの外周（インナーロータ型）または内周（アウターロータ型）に電磁鋼板の薄板を積層したマグネットブッシュを圧入固定した構造とし、このマグネットブッシュに設けた長孔に板状の永久磁石を装填して、金属製パイプで固定することができる。ここに用いる金属製パイプは、ステンレス製パイプが好適である。このパイプの両端を塑性加工する方法としては、カシメたり、つぶしたりする方法が使用できる。
【００６１】
次にロータ３４に永久磁石３４ｃを固定する方法を、図１４〜１７を用いて説明する。マグネットブッシュ３４ｂには周方向に幅が広い長孔１００が形成される。すなわちこのマグネットブッシュ３６ｂを形成する多数の薄板はプレス打抜き加工で作られるが、長孔１００に対応する加工が施された薄板を積層することによって長孔１００が形成される。
【００６２】
この長孔１００の周方向の幅は、永久磁石３４ｃの幅よりも大きく、この長孔１００に永久磁石３４ｃを装填した時には、永久磁石３４ｃの両側に空隙１０２、１０２が形成される（図１５参照）。なお図１４、１５で符号１０４はハーフピアスであり、薄板をプレス打抜き加工する際に凸部（凹部）を形成しておき、薄板を積層する際にこの凸部（凹部）を隣り合う薄板の凹部（凸部）に係合させることによって、薄板同志の位置合わせと結合を行う機能を持つ。
【００６３】
永久磁石３４ｃをこの長孔１００に装填した時にその両側にできる空隙１０２、１０２には、ステンレス製パイプ１０６、１０６が挿入される。このパイプ１０６は空隙１０２とほぼ同径であり、また永久磁石３４ｃの長さ（ロータ３４の回転軸方向の長さ）よりも長い。このためパイプ１０６の両端は永久磁石３４ｃよりも突出する。この状態でパイプ１０６の両端を塑性変形させることにより永久磁石を長孔１００内に固定する。
【００６４】
パイプ１０６の両端を塑性変形させるためには、カシメや打ちつぶせばよい。例えば図１７に示すように平らな下台１０８に、永久磁石３４ｃの下面に当たって永久磁石３４ｃの高さを設定するブロック１０８ａと、パイプ１０６、１０６の下端をカシメて拡げるポンチ１０８ｂ、１０８を設けておく。そしてこの下台１０８に永久磁石３４ｃおよびパイプ１０６、１０６を位置合わせしておく一方、パイプ１０６、１０６の上端に他のポンチ１１０、１１０を当ててポンチ１１０、１１０を下方へ打撃すればよい。
【００６５】
この結果パイプ１０６、１０６の上下端は図１７に示すように拡径し、この拡径部が空隙１０２の内面を永久磁石３４ｃの縁に噛み込み、永久磁石３４ｃは長孔１００内にしっかりと固定される。この実施態様ではパイプ１０６の両端をポンチ１０８ｂ、１１０でカシメているが、他の工具で打ちつぶすことによって永久磁石３４ｃを長孔１００に固定してもよい。また少量の接着剤などを補助的に併用してもよい。
【００６６】
この実施態様は以上のように、永久磁石の周方向の両側に形成する空隙に非磁性金属製のパイプを挿入し、これらのパイプの両端をカシメやつぶしなどによって塑性変形させることにより永久磁石をロータの長孔内に固定したものであるから、接着剤で固定する場合のように加熱乾燥装置が必要になったり余分な接着剤を除去するなどの処理が必要になるという不都合がない。このため処理工程が簡単になる。また永久磁石を長孔に圧入固定する場合のように、永久磁石に大きな荷重が加わることがないので、永久磁石が破損しにくくなる。
【００６７】
【他の実施態様】
図１８は配線基板の他の実施態様を示すための正面図、図１９は同じく配線基板の正面側（表面）の導体パターンを示す図、図２０は同じく配線基板の背面の導体パターンを正面から見て示す図、図２１は図１８におけるＰ−Ｐ線断面図、図２２は同じくＱ−Ｑ線断面図である。
【００６８】
前記図１〜６に示した実施態様では、各Ｕ、Ｖ、Ｗ相の駆動電流が流れる配線の端子は、バスバー７６（７６Ｕ、７６Ｖ、７６Ｗ）に螺着されるビス７７（図２参照）によって接続されていた。ここにバスバー７６は、厚さ約１．５mmの純銅板を円弧状または環状に機械加工し、全体を半田めっきしたものであり、前記ビス７７はこのバスバー７６に直接ねじ加工したねじ孔に螺合されるものであった。
【００６９】
しかし純銅は機械強度が低いため、純銅製のバスバー７６に形成したねじ孔に螺入するビス７７は強く締め付けることができない。このためビス７７の締付トルクを高く設定することができず、モータの使用中にビス７７が緩み易いという問題があった。またビス７７を万一強く締付けすぎると、バスバー７６のねじ山が崩れるおそれもあった。
【００７０】
このような不都合を解決するために、この実施態様では、強度の大きい材料（例えば黄銅やリン青銅など）で作ったねじ部材をバスバー７６にはんだ付けし、このねじ部材に配線の端子をねじ止め（ビス止め、ナット止めを含む）できるようにするものである。以下この実施態様を図１８〜２２を用いて説明するが、これら図１８〜２２では前記図２などと同一部分に同一符号を付したので、その説明は繰り返さない。
【００７１】
この実施態様に係る配線基板７２Ａは両面に予め銅箔（厚さ約７０μｍ）を貼った樹脂絶縁基板７２Ａａを加工して用いる。例えば両面銅張りのガラスエポキシ樹脂基板を円環状に切って使用する。この絶縁基板７２Ａａの正面側の面（表面）には図１９に示すように例えばフォトエッチング法によって導体パターンが形成される。
【００７２】
ここにバスバー７６を固定する位置には各バスバー７６の周縁を囲むように回路パターンが形成される。また３相配線端子を固定するための３つのターミナル位置７６ＵＡ、７６ＶＡ、７６ＷＡと、温度センサ接続用の２つのターミナル位置８８Ａ、９０Ａとに導体パターンが形成されている。
【００７３】
絶縁基板７２Ａａの背面側の面（裏面）には、図２０に示すように例えばフォトエッチング法によって導体パターンが形成される。この導体パターンは、各ステータコイルの一端を接続するための切欠き溝７８（７８Ｕ、７８Ｖ、７８Ｗ、図２参照）に対応する略扇状の１８ヶ所のパターン７８ＵＡ、７８ＶＡ、７８ＷＡと、温度センサ接続用のターミナル８８、９０に対応するパターン８８Ａａ、９０Ａａとを含む。
【００７４】
このように表と裏にそれぞれ形成された導体パターンには半田めっきが施される。また基板７２Ａには、バスバー７６に沿って各相に対応するパターン７８ＵＡ、７８ＶＡ、７８ＷＡに接続されたスルーホール７２Ａｂとリベット孔７２Ａｃとが形成される（図１９）。
【００７５】
所定の形状に切り取られた純銅製のバスバー７６には予め半田めっきが施されている。これらのバスバー７６は基板７２Ａａの表面の対応する導体パターンに位置合わせされ、加圧状態下で加熱される。この結果バスバー７６は基板７２Ａａにはんだ付けされ、スルーホール７２Ａｃによって裏面の導体パターン７８ＵＡ、７８ＶＡ、７８ＷＡに接続される。またバスバー７６は、各相に対応する導体パターン７８ＵＡ、７８ＶＡ、７８ＷＡに位置するリベット孔７２Ａｂに通したリベット７２Ａｄ（図１８）によって基板７２Ａに強固に固定される。
【００７６】
このように導体パターンが形成され、バスバー７６が固定された基板７２Ａａには、さらに配線ターミナル位置７６ＵＡ、７６ＶＡ、７６ＷＡと、温度センサー接続用ターミナル位置８８Ａ、９０Ａには、それぞれねじ部材固定用孔１５０が加工される。
【００７７】
ここに用いるねじ部材としては、例えば図２１（Ａ）および図２２に示すようなフランジ付きナット１５２を用いることができる。このナット１５２は、黄銅またはリン青銅で作られ、かつ表面に半田めっきが施されたものである。このナット１５２はその固定用孔１５０にそれぞれバスバー７６側から装填され、加熱してはんだ付けされる。表面のバスバー７６および裏面の導体パターン７８ＵＡ、７８ＶＡ、７８ＷＡには半田めっきが施されているので、ナット１５２のフランジをバスバー７６にまた反フランジ側を導体パターン７８ＵＡ、７８ＶＡ、７８ＷＡにそれぞれはんだ付けすることができ、ナット１５２は基板７２Ａａに強固に固定される。このためこのナット１５２に配線端子をビス止めする際に、ビスの締付トルクを十分に大きく設定することができる。
【００７８】
図２１の（Ｂ）〜（Ｄ）はナット１５２に代えて、フランジ無しのナット１５４（同図のＢ）、頭付きボルト１５６（同図のＣ）、頭無しボルト１５８（同図のＤ）を用いた場合を説明する断面図である。図２１の（Ｂ）に示すフランジ無しナット１５４は、基板７２Ａａの裏側から固定用孔１５０よりも大径の孔を形成し、この孔にナット１５４を装填してナット１５４の一方の面をバスバー７６の裏面にはんだ付けするものである。なおナット１５４の外周は基板７２Ａａの下面の導体パターン７８ＵＡ、７８ＶＡ、７８ＷＡにはんだ付けされる。
【００７９】
図２１の（Ｃ）に示す頭付きボルト１５６および図２１の（Ｄ）に示す頭無しボルト１５８は、これらのボルト１５６、１５８を基板７２Ａａの裏面から固定用孔１５０に挿入し、はんだ付けするものである。これらのボルト１５６、１５８は基板７２Ａａの下面の導体パターン７８ＶＡ（７８ＵＡ、７８ＷＡ）と、上面のバスバー７６とにはんだ付けされる。なおこれら図２１（Ｂ）〜（Ｄ）に示す構造を温度センサ用のターミナル８８、９０に適用してもよいのは勿論である。
【００８０】
【発明の効果】
請求項１の発明は以上のように、ボビンと磁極との間に爪板状のストッパを径方向に嵌入固定し、このストッパの一端部を、ステータインナとステータアウタの嵌合部上に延出させることによりこれらの軸方向の相対移動を規制するものであるから、分割式ステータコアのステータインナとステータアウタとの固着を確実にでき、激しい振動があっても固着が剥がれることがない。またモータをオイル浸漬構造とした場合にも、両者の固着に接着剤を用いる場合のように経時的な固着強度の低下がおこることがない。このためホイールインモータなどとして好適なものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様の縦断面図
【図２】モータ単体のステータの正面図
【図３】同じく背面図
【図４】図２におけるIV−IV線断面図
【図５】ステータの組立て手順を示す分解斜視図
【図６】ボビンとストッパを示す斜視図
【図７】他の実施態様を示す縦断面図
【図８】ステータの断面図
【図９】ステータの分解斜視図
【図１０】ボビンの斜視図
【図１１】他の実施態様であるステータコイルの結線図
【図１２】従来のステータの構造を示す側断面図
【図１３】同じく従来のステータコイルの結線図
【図１４】他の実施態様であるロータのマグネットブッシュの正面図
【図１５】マグネットブッシュの一部拡大図
【図１６】永久磁石の装填方法を示す図
【図１７】パイプのカシメ方法を説明する図
【図１８】配線基板の他の実施態様を示す正面図
【図１９】同じく配線基板の正面側の回路パターンを示す図
【図２０】同じく配線基板の背面の導体パターンを正面から見て示す図
【図２１】図１８におけるＰ−Ｐ線断面図
【図２２】同じくＱ−Ｑ線断面図
【符号の説明】
１０  ３相ブラシレスＤＣモータ
１２  モータケース
１４  車軸
２０  ホイール
２２  ハブ
３２  ステータ
３４  ロータ
３６  減速機
４４  ステータコア
４６  ステータインナ
４８  ステータアウタ
５０  磁極
５２、５２Ａ  ボビン
６０  係止爪
６４  ストッパ
６４ａ  先端側
６４ｃ  起立部
６８  ステータコイル
７０  嵌合部
７２、７２Ａ  配線基板
【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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