(57)【要約】      （修正有）【課題】爪磁極片を有する単相クローポールモータにおいて，振動を低減して，安価に製作できるステータヨーク構造を提供する。【解決手段】一方のステータヨーク１に爪磁極片を全て配置し，爪磁極片はプレート部と全面で接続されるものと，細い連結部により接続されるものが交互に配置され，内周部には中空のセンター極がある。ステータヨーク２には，センターホール部と爪磁極片接触部を有する構造となっていて，ステータヨーク１とステータヨーク２は，センター極と円環状コイルを挟んで組み合わせられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレート部４の外周に爪磁極片２Ａ，２Ｂを有し，内径側には円環状のセンター極３を有し，これらが一体に形成されたステータヨーク１を具備し，モータを構成するための円環状コイル１１を具備し，前記センター極３と爪磁極片２Ｂに隙間無く接触する嵌合部を有するステータヨーク２を具備し，前記爪磁極片の面積を減少せしめる切り欠き部を備え，前記爪磁極片２Ａは前記プレート部４と全面で接続され，前記爪磁極片２Ｂは細い連結部８により前記プレート部４に連結されていることを特徴とする爪磁極片を有する単相モータのステータ構造。
【請求項２】
前記爪磁極片とプレート部とセンター極を有するステータヨーク１を圧粉磁心材で一体に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の爪磁極片を有する単相モータのステータ構造。
【請求項３】
前記爪磁極片とプレート部とセンター極を有するステータヨーク１と円環状コイルとステータヨーク２を含むステータ部組を一体にモールドしたことを特徴とする請求項１，２に記載の爪磁極片を有する単相モータのステータ構造。
【請求項４】
前記爪磁極片とプレート部の細い連結分をモールド後に切断することを特徴とする請求項１〜３に記載の爪磁極片を有する単相モータのステータ構造。
【請求項５】
請求項１〜４に記載の爪磁極片を有する単相モータのステータの製造方法。
【請求項６】
上記請求項１〜４に記載のステータ構造において，ステータヨーク１を構成する
プレート部の外径寸法が，外周に配置される爪磁極片から成る外径寸法に比べ小さく構成され，モータを構成するための円環状コイルの厚み方向に外径寸法を変えたことを特徴とする単相モータのステータ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は小形のファン・ブロワに使用され、円周方向に多極着磁されたマグネットを用いたラジアルエアギャップ形ブラシレスＤＣモータに関する。更に詳しくは、２個のステータヨークの中心部間に互いを磁気的に短絡するセンターヨークを設け、２個のステータヨーク間に円環状コイルを配置する構造の爪磁極片を有する単相ブラシレスＤＣモータのステータ構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な単相モータでは，トルクの生じないデッドポイントが存在し，起動時にデットポイントにロータマグネットが停止しないように，コギングトルクを発生させてロータマグネットの停止位置を決めている。図５には特開２００４−００７８６８号で提案されている方法を図示した。
【０００３】
本構造のモータは原理的に起動不可能となるマグネットと磁極片の位置関係があり、そのデットポイントの回避と回転中のトルクリップル低減を考慮して配置されている。
２個のステータヨークを形成する爪磁極片の先端方向に向かって磁極面積を減少せしめる切り欠きを備えことを提案している。
【０００４】
図５において、３１はロータであり，ロータヨーク３２とマグネット３３とシャフト３４から構成されている。マグネット３３の内周に対向して，２個のステータヨーク２５，２６が配置される。２個のステータヨーク２５，２６の爪磁極片２１，２２にはマグネット３３の回転方向に向かって、爪磁極片２１の端面から主磁極方向に爪磁極片２１を切り欠き部２７がある。この爪磁極片に設けた切り欠き２７によりコギングトルクが生じる位置関係がずれて、ロータの停止位置とデットポイント位置がずれて，モータは安定に起動することが出来る。
【０００５】
更にステータヨークの材料として電磁鋼板を使用するが、主磁極と磁極片の境界に電磁鋼板の加工歪みの問題が折り曲げ部４０に生じ、これは上述の従来方式に共通して存在する。この加工歪みは、電磁鋼板の透磁率の著しい低下として現れ、結果として、上記例と同様にモータ有効鎖交磁束が減少して、モータ効率が著しく低下してしまう。これを対策するには、折り曲げ加工後に焼鈍と呼ばれる熱処理が必要になりコストアップの要因となる。
【０００６】
また、円環状コイル３５が通電されると、マグネット３３と爪磁極片２１，２２に回転力だけでなく、ステータヨーク中心方向の吸引・反発力が生じ、爪磁極片は振動を伴うことになり、結果としてモータ振動・騒音に悪影響を及ぼすことになる。
【０００７】
また，本発明者等は特開２００５−１６０２６４号でモータ軸方向に外径寸法が変化するテーパ付きのブロワ用モータを提案している。爪磁極片を有するクローポールモータのステータ部分については組立上で問題があった。２個のステータヨークにそれぞれ傾きを持った爪磁極が存在すると，組立時にステータヨーク間に挿入するテーパの付いた円環状コイルの外周といずれかの爪磁極片が接触することになる。
【特許文献１】特開２００４−００７８６８号
【特許文献２】特開２００５−１６０２６４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のこのような構造では、次のような欠点が生じる。
（１）２個のステータヨークの爪磁極片の切り欠き部方向が逆になり，２つの金型を製作する必要が生じる。
（２）爪磁極片は軟磁性鋼板をプレス加工して製作されるが，折り曲げ部分での加工歪みが大きく，磁気特性の劣化を伴う。
（３）爪磁極片の振動が大きい。
本発明は上述の問題を解決して，コストアップすることなく、モータ有効鎖交磁束の減少と爪磁極片の振動を防止でき，安価に製作できるモータ構造を提供することにある。
（４）テーパの付いた形状のステータヨークと円環状コイルの組立の際に生じる緩衝。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
課題（１）と（４）に関しては，切りかけを有する爪磁極片が２個のステータに存在していたが，片側のステータに爪磁極片とセンター部の３次元構造部の全てを配置し，片側はプレート構造とする。
課題（２）に関しては，爪磁極片とプレートとセンター部を有するステータヨークを圧粉磁心材で一体に形成する。
課題（３）に関しては，磁極片とプレートとセンター部を有するステータヨークと円環状コイルとプレートヨークを含むステータ部組を一体にモールドし，爪磁極片とプレートの細い連結分をモールド後に切断する。
【発明の効果】
【００１０】
片側のステータヨークに爪磁極片を全て配置することで，爪磁極片を有するステータヨークの金型は１種類となり，金型の製作費や製作期間が削減できる。また，ステータヨークを圧粉磁心で製作することで，モータ特性を著しく改善することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
プレート部４の外周に爪磁極片２Ａ，２Ｂを有し，内径側には円環状のセンター極３を有し，これらが一体に形成されたステータヨーク１を具備し，モータを構成するための円環状コイル１１を具備し，センター極３と爪磁極片２Ｂに隙間無く接触する嵌合部を有するステータヨーク２を具備し，爪磁極片の面積を減少せしめる切り欠き部を備え，爪磁極片２Ａは前記プレート部４と全面で接続され，爪磁極片２Ｂは細い連結部８によりプレート部４に連結する。また，爪磁極片とプレートとセンター部を有するステータヨークを圧粉磁心材で一体に形成し，円環状コイルとプレートヨークを含むステータ部組を一体にモールドし，爪磁極片とプレートの細い連結分をモールド後に切断する。
【実施例１】
【００１２】
図１（ａ）において，１は外周に２種類の爪磁極片２Ａと爪磁極片２Ｂ，更に内周部に中空のセンター極３を同一軸方向に有するステータヨーク１である。爪磁極片２Ａと２Ｂは交互に配置され，爪磁極片２Ａはプレート部４と全面で接続され，爪磁極片２Ｂは細い連結部８によりプレート部４に連結されて，円周上同一方向に切り欠け９を有している。図１（ｂ）において５はステータヨーク２であり，センターホール部６と爪磁極片接触部７を有する構造となっている。ステータヨーク１とステータヨーク２は，センター極３を挟んで組み合わせられ，センター極３とセンターホール部６が隙間無く挿入される。またステータヨーク１から細い連結部８の先に形成される爪磁極片２Ｂの先端部が，ステータヨーク２の爪磁極片接触部７と隙間無く固定される。
【００１３】
図２はステータヨーク１の円周方向を展開図に示すものである。プレート部４から爪磁極片２Ａは直接連結されていて，爪磁極片２Ｂは細い連結部８の先で連結されていることを示している。また，それぞれの爪磁極片２Ａ，２Ｂには円周上同一方向に切り欠け部９を有している。爪磁極片２Ａ，２Ｂの切り欠き部９は，単相モータ特有の起動のデッドポイントを無くすために，マグネットと爪磁極片のエアギャップの磁束分布を不均一に構成し，マグネットの停止位置を規定するもので，単相モータには不可欠な構成要素である。
【００１４】
磁極片２Ａ，２Ｂの和の数と同じ極数にマグネットは着磁されている。マグネットのＮ極と爪磁極片２Ａが対向する位置では，Ｎ極からの磁束はステータヨーク１の爪磁極片２Ａを通ってプレート部４とセンター極３を経由し，ステータヨーク２のセンターホール部６を経由し，爪磁極片２Ｂに到達し，マグネットのＳ極に戻る磁気回路が構成されている。ここで，爪磁極片２Ｂを細い連結部８で接続する理由は，爪磁極片２Ａからプレート部４を経由し直接爪磁極片２Ｂに到達する漏れ磁束を極力抑制するために磁気抵抗値が大きくなるように工夫されている。
【００１５】
磁性材料に絶縁処理した軟磁性粉末と樹脂の複合材から成る圧粉磁心材を使用し，爪磁極片２Ａ，２Ｂとセンター極３とプレート部４を一体に成形し，ステータヨーク１を形成することで，一般的な軟磁性の鋼板を折り曲げて使用する場合に比べると遙かに優れた磁気特性を示し，圧粉磁心材内の鉄の粒子同士は樹脂コーテングにより電気的に絶縁されていて，渦電流の発生も無く，鉄損が低く抑えられる。特に爪磁極片を有するモータにおいては，爪磁極片部分を偏肉に形成可能であるため，磁束が集中する部分のみの断面積を大きく設計できる。また，センター極部分にはモータ軸方向の磁束が流れ，渦電流が生じやすい構造であるが，圧粉磁心材の使用により，渦電流損失も低くすることが可能である。
【００１６】
図３（ｂ）はモールドされたステータ部組の断面図であり，図３（ａ）はステータヨーク１である。１１は円環状コイルであり，１０はモールド樹脂で，１２は絶縁層である。このステータ部組の組立手順は，絶縁層１２を構成するボビンに円環状コイル１１を巻き付け，それをステータヨーク１とステターヨーク２で挟み込む。その後，モールド樹脂で一体に成形するものである。モールドすることで，振動と騒音を低減する効果が大きい。
【００１７】
また，上記の爪磁極片２Ｂの細い連結部分８が，漏洩磁束により，モータの特性に影響を与える場合には，モールド後に細い連結部分８を切断部１３により切り離することが可能である。既にモールドされているため，切断時に生じる変形や切削破片がステータ部組内に入ることは無く，モータ特性を向上させることが可能である。
【００１８】
図４は請求項６に係わるテーパの付いたステータ部組の断面図である。２８はコイルの厚み方向に向かって外周の径が変化するように形成されるテーパ付き円環状コイルである。
２９の爪磁極片もプレート部と直角ではなくある傾きを持って形成されている。この傾きがあるため，テーパ付き円環状コイルをステータヨーク１に挿入する際に緩衝は生じない。
本構造のステータ構造を用いることで，クローポール形モータとして，テーパ付きのモータを構成することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明の爪磁極片を有する単相モータのステータ構造では，起動時のデットポイントを回避するために，爪磁極片に切り欠き部を有し，一方のステータヨークに爪磁極片を全て配置し，ステータヨークの金型は１種類で製作することが可能で，製作コストを低減することが出来る。ステータヨークに圧粉磁心材を使用することで更にモータ特性を向上することも可能である。
【００２０】
本発明のステータ構造をアウターロータ方式モータに使用されものとして説明してきたが，全く同様の考え方でインナーロータ方式のモータに変換できることは言うまでもない。
【００２１】
このように、本発明によれば、コストを極力抑えて、小形で高効率・低振動の単相モータを製作することが可能となり、小形のファン・ブロワに使用するとその効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のステータヨークの形状を示す図である。
【図２】ステータヨーク外周面の展開図である。
【図３】本発明のモールドされたステータ部組の断面図である。
【図４】本発明のモールドされたステータ部組の断面図である。
【図５】従来技術に単相モータの構成図である。
【符号の説明】
【００２３】
１    ステータヨーク１
２Ａ  爪磁極片
２Ｂ  爪磁極片
３    センターヨーク
４    プレート部
５    ステータヨーク２
６    センターホール部
７    爪磁極片接触部
８    連結部
９    切り欠き部
１０  モールド樹脂
１１  円環状コイル
１２  絶縁層
１３  切断部
２１  爪磁極片
２２  爪磁極片
２５  ステータヨーク
２６  ステータヨーク
２７  切り欠き部
２８  テーパ付き円環状コイル
２９  傾きのある爪磁極片
３１  ロータ
３２  ロータヨーク
３３  マグネット
３４  シャフト
３５  円環状コイル
４０  折り曲げ部
【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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