(57)【要約】【課題】スロット部内の導線の占積率を高めることができるコア部品、及びこのコア部品を具えるモータ部品を提供する。【解決手段】コア部品１０は、磁性コア部１０ｃと、コア部１０ｃの外周に配されるインシュレータ１０ｉとからなる。磁性コア部１０ｃは、横断面及び縦断面Ｔ字状のティース１１と、ティース１１の一端側に配されるヨーク部１２と、同他端側に配される鍔部１３とを具える。ティース１１は、その外周面全面に亘って、ヨーク部１２側から鍔部１３側に向かって高くなるように段差を設けている。ティース１１とヨーク部１２と鍔部１３とで囲まれる空間がコイルの収納箇所であり、この収納箇所を覆うようにインシュレータ１０ｉを配してスロット部１４を形成している。ティース１１の外周面をつくる各段差面は、スロット部１４の外形をつくる仮想面１４ａに平行している。【選択図】図１
2007215364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に導線が巻回されるティースと、このティースの両端に対向して設けられるヨーク部及び鍔部とからなる磁性コア部を具え、ティースの外周面と前記ヨーク部の対向面と前記鍔部の対向面とで形成されるスロット部にコイルが収納されるモータコア部品において、
前記ティースの外周面には、その全面に亘って段差が設けられ、
前記段差は、ヨーク部側から鍔部側に向かって高くなるように設けられ、
前記段差をつくる二つの段差面とスロット部の外形をつくる仮想面とが平行であることを特徴とするモータコア部品。
【請求項２】
段差をつくる二つの段差面間の高さは、以下の（１)又は（２)を満たすことを特徴とする請求項１に記載のモータコア部品。
ただし、ｎは自然数とする。
（１）  導線の直径をＤとするとき、｛Ｄ×（√３／２）｝×ｎ
（２）  導線を角線とし、その厚さをｔとするとき、ｔ×ｎ
【請求項３】
ティースの外周に配置され、絶縁材料からなるインシュレータを具え、
前記インシュレータの外周面に、ティースの段差に沿って段差が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のモータコア部品。
【請求項４】
磁性コア部は、磁性材料の圧粉成形体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のモータコア部品。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のモータコア部品と、このコア部品のスロット部に収納され、巻回導線からなるコイルとを具え、
前記コイルの外形をつくる導線は、コイル全周に亘って平滑に配されていることを特徴とするモータ部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外周に導線が巻回されるモータコア部品、及びこのコア部品と巻回導線からなるコイルとを具えるモータ部品に関するものである。特に、占積率をより高めることができ、導線の巻回作業が行い易いモータコア部品、及び高占積率でより小型なモータ部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータの構成部材として、磁性材料からなるコア体の外周に巻回導線からなるコイルを配したローターやステーターが広く知られている。ローターやステーターは、円環状のものが汎用されており、例えば、環状部から放射状に配される複数のティースを有するコア体と、各ティースの外周に配されるコイルとを具えるものがある（特許文献１参照）。コア体は、特許文献１に記載されるようにティースと環状部とが一体化されたものの他、図７に示すようにティース部分が分離可能であり、ティース１０１を有するコア片１００を複数組み合わせて環状に構成されるものがある。図７（Ａ）は、従来のコア片の斜視図、（Ｂ）は、このコア片を円環状に配した状態を示す正面図、（Ｅ）は、このコア片を具える従来のモータ部品の横断面図、（Ｄ）は、このモータ部品をコイル中心軸に直交するように切断した断面図である。横断面とは、図７（Ａ）に示すＥ−Ｅ断面に該当する。図７（Ｅ）では、コア片の左側部分のみに導線（コイル）を配した状態を示し、コア片の右側部分の導線は省略しているが、実際には、コア片の右側部分にもコイルが存在する。また、図７（Ｅ）において、導線２０１の中に付された数字は、層数を示す。
【０００３】
各コア片１００は、磁性材料から形成され、外周に導線２０１が巻回されるティース１０１と、この一端側に設けられるヨーク１０２と、このヨーク１０２と対向するようにティース１０１の他端側に設けられる鍔１０３とを具える。ヨーク１０２の一部及び鍔１０３の一部は、ティース１０１の外側に突出するように設けられ、コア片１００の断面は、Ｔ字状である。ティース１０１の外周面と、ヨーク１０２において鍔と対向する対向面１０２ａと、鍔１０３においてヨークと対向する対向面１０３ａとで囲まれる空間（スロット１０４）にコイルを収納する。
【０００４】
このコア片１００に導線２０１を巻回して、コア片１００とコイル２００との一体化物（以下、モータ部品と呼ぶ）ｍを複数作製し、これら複数のモータ部品ｍを環状部材３００などに組み付けて環状に配置することで、ローターやステーターを形成することができる。
【０００５】
コア片１００にコイルを設けるには、コア片１００を回転可能な巻き線機（図示せず）にセットし、回転するコア片１００に巻線ノズル（同）から連続供給される導線２０１を巻回させることで行う。図７（Ｅ）に示すようにティース１０１の横断面において、ヨーク１０２と鍔１０３との間で導線２０１が横並びするように導線２０１を巻回して一つの層をつくり、このような導線からなる層を、ティース１０１の外周面からスロット１０４の外形をつくる仮想面（図７（Ｅ）において細い二点鎖線で示す）に亘って複数積層させることでコイル２００が形成される。例えば、ティース１０１の外周面に接する第一層は、ティース１０１の外周面においてヨーク１０２の端部（対向面１０２ａ近傍）から巻き始め（Ｓを付した導線が巻き始めの導線）、図７（Ｅ）の下向き矢印で示すようにヨーク側から鍔側に向かって導線２０１が進行するようにティース１０１の外周面に沿って導線２０１を巻回していき、鍔１０３の対向面１０３ａに達するまで導線２０１を巻回することで形成される。鍔１０３の対向面１０３ａに達したら導線２０１を折り返し、第一層目の上に導線２０１を積み重ねるように巻回して第二層目を形成していく。このようにヨーク１０２の端部又は鍔１０３の端部に達したら折り返して層を替え、導線２０１を積層させてコイル２００を形成する。図７（Ｅ)に示すモータ部品ｍでは、５層の巻回導線にてコイル２００が形成される。
【０００６】
コイル２００は、図７（Ｄ）に示すようにＯ字状となるように導線が巻回されて形成される。ティース１０１は、その形状が直方体状であるため、Ｏ字状にコイル２００を形成すると、コイル２００の湾曲した部分とティース１０１の外周面との間に比較的大きなデッドスペース（導線を巻回することができないスペース）１０５が生じる。モータ部品では、スロットにおける導線の占積率を高めることが望まれるため、上記デッドスペースは、できるだけ少なくすることが好ましい。
【０００７】
そこで、デッドスペースを低減して占積率を高めるために、特許文献１，２では、ティースのコイルサイド面（モータとして組み立てられた際、あるモータ部品において隣接する別のモータ部品に対向して配される側の面）をヨーク側から鍔側に向かって幅を広くし、ティースのコイルエンド面（同対向して配されない側の面、図７（Ｂ）の正面から見える側の面に相当）をヨーク側から鍔側に向かって幅を狭くしたティースが開示されている。また、特許文献１には、コイルサイド面及びコイルエンド面に段差を設けたティースが開示されている。特許文献２には、コイルサイド面を平滑な形状とし、コイルエンド面に段差を設けたティースが開示されている。このようなコイルエンド面とコイルサイド面とで互い違いに幅が異なるティースは、コイル中心軸に直交するように切断した際、その断面積がヨーク側から鍔側に亘ってほぼ等しくなるため、磁束密度がヨーク側から鍔側に亘って均一的になり、磁束の飽和を回避することができる。
【０００８】
【特許文献１】特開平９−１９０９５号公報
【特許文献２】特開２００２−３６９４１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上述した従来のコア片やコア体では、１．導線の占積率の向上に限界がある、２．導線の巻回作業が行いにくい、という問題がある。
【００１０】
図８（Ａ）は、コイルエンド面が鍔側からヨーク側に向かって幅広であり、コイルサイド面がヨーク側から鍔側に向かって幅広なティースを有するコア片を模式的に示す斜視図、（Ｅ）は、（Ａ）に示すコア片を有するモータ部品の横断面図（Ｅ−Ｅ断面図）である。コイルエンド面１１１ａが鍔１１３側からヨーク１１２側に向かって幅が広がっている台形状面からなり、コイルサイド面１１１ｂがヨーク１１２側から鍔１１３側に向かって幅が広がっている台形状面からなる四角錘台状のティース１１１を有するコア片１１０を考える。図８に示すようにティース１１１の外周面が段差のない平滑な面で構成されている場合、ティース１１１に巻回される導線数がヨーク側から鍔側に向かうほど減少し、ティース１１１の外周面と、ヨーク１１２の対向面１１２ａと、鍔１１３の対向面１１３ａとで囲まれるスロット１１４に収納されたコイル２１０の外形が階段状となることがある（特許文献２図１０参照）。即ち、コイル２１０をつくる導線２１１のうち最外側に配された導線Ｆ（コイル外形をつくる導線）は、モータ部品ｍ’の横断面において複数の異なる平行線上に配され、コイル２１０の外形が階段状となる。コイル２１０の外形が階段状となることで、スロット１１４内には、コイル外形に対応した階段状のデッドスペース１１５がつくられる。そのため、このコア片１１０を用いたモータ部品ｍ’では、占積率の更なる向上が難しい。また、コイルエンド面のみに段差を有するようにティースを形成した場合、コイルサイド側のコイル外形は、図８（Ｅ）に示すモータ部品ｍ’と同様に階段状となることがある。
【００１１】
そこで、コイルエンド面及びコイルサイド面の双方に段差を有するティースを考える。特に、コイル中心軸に直交するように断面をとった際、各断面積が実質的に等しくなるように、コイルエンド面とコイルサイド面とで段差の付け方を異ならせたティースを考える。例えば、図９（Ｅ）に示すようにコイルサイド面１２１ｂにヨーク１２２側から鍔１２３側に向かって高くなるように段差を設け、図９（Ｓ）に示すようにコイルエンド面１２１ａに鍔１２３側からヨーク１２２側に向かって高くなるように段差を設けたティースを考える。このティースの外周に、ヨーク１２２の端部を導線２２１の巻き始めとし、上述のようにヨーク１２２と鍔１２３との間に亘って導線２２１を巻回していくと、一方の面（ここでは、コイルサイド面１２１ｂ）に配されるコイル外形は、図９（Ｅ）に示すように段差が無く平滑な形状となる。従って、この面側では、図８（Ｅ）に示すような階段状のデッドスペースを低減することができる。しかし、他方の面（ここでは、コイルエンド面１２１ａ）に配されるコイルの外形は、図９（Ｓ）に示すように両面１２１ａ，１２１ｂに形成された段差の合計分の段差を有する階段状となる。そのため、この面側では、デッドスペースが増加してしまう。
【００１２】
また、コイル外形が階段状であるモータ部品では、モータとして組み立てられた際、隣接するモータ部品間のギャップ精度を高めることが困難になる。更に、デッドスペースには、熱伝導性が低い空気が存在するため、デッドスペースが大きいモータ部品では、通電により発熱したコイルの熱を放出させ難くなる。
【００１３】
加えて、図９に示すティースでは、コイルエンド面１２１ａとコイルサイド面１２１ｂとで段差の付け方を異ならせているため、導線２２１を巻回してコイルを形成する際、例えば、コイルサイド面１２１ｂでは、階段を上るように導線２２１を移動させ、コイルエンド面１２１ａでは、逆に階段を下るように導線２２１を移動させる必要がある。従って、一方の面から他方の面に導線２２１を移行するごとにティースの位置又はノズルの位置を微調整する必要があり、このようなティースを具えるコア片は、巻回作業性を低下させる。更に、図９（Ａ）に示すようにコイルエンド面１２１ａ上に導線２２１を巻回して第一層目を形成する際に段を下りるときも、ティースの位置又はノズルの位置を微調整する必要があり、巻回作業性を低下させる。コイルエンド面１２１ａの上段に配された導線ｋは、その一部が段差をつくる二つの段差面１２１ａ’，１２１ａ”を繋ぐ連結面１２１ｃから進行方向前方に突出した状態で配されることがある。デッドスペースをできるだけ低減するために導線ｋの次に巻回されて下段に配される導線ｋ＋１を連結面１２１ｃに接するように導線２２１を巻回しようとすると、導線ｋ＋１を進行方向後方に戻す、つまり、段から突出した導線ｋの下方を導線ｋ＋１が潜り抜けるように巻回する処理（潜り抜け処理）が必要となる。この処理は、ノズルなどの位置調整を高精度に行う必要があり、このような高精度な調整は、難しいため、調整に時間がかかる。この調整がうまくいかないとデッドスペースの増加を招く。
【００１４】
更に、図９に示すティースでは、コイルエンド面１２１ａとコイルサイド面１２１ｂとで段差の付け方を異ならせているため、一方の面（ここでは、コイルエンド面１２１ａ）に導線２２１を巻回する際、線跳び処理による巻きずれが生じ易い。線跳び処理とは、ある層（ｍ層）から次の層（ｍ＋１層）に導線を移行する際、ｍ層目の終端とｍ＋１層目の始端が離れている場合に同終端から同始端までを繋ぐために単に導線を渡す処理を言う（図９（Ｅ），（Ｓ）において破線矢印参照）。コイルサイド面１２１ｂでは、跳ばされた導線の終端、つまりｍ＋１層目の始まりとなる導線（例えば、図９において二重丸で示される導線）が配される箇所は、ｍ層目をつくる導線のうち導線が階段状に配された箇所、即ち、ｍ層目をつくる三つの導線で囲まれた箇所となる。そのため、跳ばされた導線の終端となる導線は、これらの三つの導線を当て止めとして用いることにより容易に位置決めされ、跳ばした導線をより確実に所望の位置に配置させることができる。一方、コイルエンド面１２１ａでは、跳ばされた導線の終端が配される箇所は、当て止めとなるような導線がないスロットの中間空間であるため、安定して配置させにくい。特に、コイルサイド面における段差とコイルエンド面における段差との合計段差分の高さに亘って導線２２１を渡す必要がある。このように導線２２１を大きく跳ばす場合、導線２２１の巻回方向に比較的大きな力が働くことで所望の位置に導線２２１が固定されず、巻きずれ（巻き乱れ)を生じ易い。巻きずれは、デッドスペースの増加を招くため、好ましくない。
【００１５】
そこで、本発明の主目的は、スロット部内におけるデッドスペースを低減して、導線の占積率をより高めることができると共に、巻回作業性に優れるモータコア部品を提供することにある。また、本発明の他の目的は、導線の占積率がより高いモータ部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明モータコア部品は、特に、ティースの外周面全面に亘って段差を設けると共に、この段の付け方をティースの外周面全面に亘って同方向とすることで、上記目的を達成する。具体的な構成は、以下の通りである。
本発明モータコア部品は、外周に導線が巻回されるティースと、このティースの両端に対向して設けられるヨーク部及び鍔部とからなる磁性コア部を具える。また、本発明モータコア部品は、上記ティースの外周面と、上記ヨーク部の対向面と、上記鍔部の対向面とで囲まれる空間をスロット部とし、このスロット部に巻回導線からなるコイルを収納する。このような本発明モータコア部品は、上記ティースの外周面の全面に亘って、ヨーク部側から鍔部側に向かって高くなるように段差を設けており、この段差をつくる二つの段差面とスロット部の外形をつくる仮想面とが平行であることを特徴とする。特に、上記段差をつくる二つの段差面間の高さが以下の（１）及び（２）のいずれかを満たすように段差を設けることが好ましい。なお、ｎは自然数とする。
（１)  導線の直径をＤとするとき  ｛Ｄ×（√３／２)｝×ｎ
（２)  導線を角線とし、その厚さをｔとするとき  ｔ×ｎ
【００１７】
本発明コア部品は、ティースの外周面全面に亘って段差を設けることから、ティースの外周面は、実質的に段差面、及び段差をつくる二つの段差面を繋ぐ連結面にてつくられる。そして、本発明コア部品は、各段差面を、スロット部の外形をつくる仮想面に平行するように構成する。このような段差を有するティースの外周面上に、コア部品の横断面又は縦断面において導線が横並びするように導線を巻回すると、段差面に配される層は、上記仮想面に平行するように配される。このティース直上に配された層に沿って、この層の上に更に多層に導線を巻回してコイルを形成すると、各層をつくる導線は、ティース上（段差面上）に配された下層の導線と同様に、コア部品の横断面及び縦断面において一直線上に並べられ、上記仮想面に平行するように配される。特に、本発明コア部品では、一方のヨーク部側から他方の鍔部側に向かって高くなるように上記段差を設けている。そのため、上述のようにして本発明コア部品に形成されたコイルは、最外側に配される導線、つまりコイル外形をつくる導線が横断面及び縦断面のいずれにおいても同一直線上に配され、かつ、この直線は、上記仮想面に平行となる。即ち、図８に示すような外周面に段差がないティースを有するコア片や、図９に示すようなコイルサイド面とコイルエンド面とで段の付け方が異なるティースを有するコア部品と異なり、本発明コア部品を用いたモータ部品では、コイル外形をつくる導線がコイル全周に亘って階段状となることがなく、平滑な形状となる。また、このコイル外形をつくる導線は、スロット部の仮想面と平行することから、本発明コア部品を用いたモータ部品では、スロット部に階段状のデッドスペースが生じることがない。そのため、本発明コア部品を具えるモータ部品では、スロット部におけるデッドスペースを従来のモータ部品よりも小さくすることができ、導線の占積率をより高めることができる。また、デッドスペースが小さいことで熱伝導性が低い空気層を低減させることができるため、本発明コア部品を具えるモータ部品では、モータ使用時にコイルが発熱した際、この熱が外部に放出され易く、放熱性を高めることができる。
【００１８】
更に、本発明コア部品は、ティースの外周面全面に亘って段の付け方が等しいため、ティースの外周面のある面から別の面に導線を移行する際ごとにノズルの位置などを高精度に微調整する必要がない。加えて、本発明コア部品は、ティースの外周面全面に亘って段の付け方が等しいため、先に上段に配置された導線の次に下段に配される導線を巻回する際、先の上段の導線の下方を潜り抜けるように巻回することなくコイルの形成を行うことができ、図９に示すコア部品と比較して、巻回作業性が行い易い。以下、本発明をより詳細に説明する。
【００１９】
本発明コア部品は、外周に導線が巻回されるティースと、このティースの一端側に設けられるヨーク部と、このヨーク部と対向するようにティースの他端側に設けられる鍔部とからなる磁性コア部を具える。ティースの外周面には、後述する特定の段差を設ける。ヨーク部と鍔部とはそれぞれ、ティースの外側に一部が突出するように具え、ティースの外周面と、ヨーク部における鍔部との対向面と、鍔部におけるヨーク部との対向面とで囲まれる空間ができるようにする。つまり、横断面及び縦断面がＴ字状となるように磁性コア部を構成する。ヨーク部は、モータとして組み立てられた際、外周側に配され、鍔部は、内周側に配される。なお、磁性コア部(コア部品，モータ部品)の横断面とは、ティースに巻回された巻回導線からなるコイルの中心軸（以下、コイル中心軸と呼ぶ）を含む面（以下、軸面と呼ぶ）であって、モータとして組み立てられた際にモータの回転軸と直交する面で切断したときの断面、縦断面とは、軸面のうち横断面と直交する面で切断したときの断面とする。また、導線の横断面とは、導線の軸方向に直交するように切断したときの断面とする。
【００２０】
上記ティースの外周面と、上記二つの対向面とで囲まれる空間（スロット部）は、コア部品をモータ部品に用いる際、導線を巻回してなるコイルの収納箇所として利用される。ヨーク部の端部と鍔部の端部とを結ぶ仮想の直線でつくられる面が、上記スロット部の外形をつくる仮想面となる。モータ部品では、通常、この仮想面をはみ出さないようにコイルをスロット部に収納させる。
【００２１】
ヨーク部における鍔部との対向面及び鍔部におけるヨーク部との対向面は、互いに平行するように設けることが好ましい。特に、これらの対向面は、ティースの外周面に対して直交するように設けることが好ましい。導線をティースに多層に巻回する際、通常、ヨーク部及び鍔部の端部、つまり上記対向面で折り返し、次の層を巻回していく。折り返した際、Ｓ撚りからＺ撚り、或いはＺ撚りからＳ撚りに巻回方向が入れ替わる。このような巻回を行う場合、上記対向面とティースの外周面とが直交していると、折り返す際に同対向面を導線の当て止めに利用することができ、次の層に導線を進行させるときに、前の層の巻回方向（撚り）に倣って巻きずれが生じることを防止できる。
【００２２】
ティースの概略形状としては、図７されるような四角柱状（外周面がコイル中心軸に平行な面からなる形状）がよく知られている。しかし、四角柱状のティースは、スロット部内のデッドスペースが大きく、導線の占積率を向上させたり、放熱性を高めることが難しい。そこで、ティースの概略形状は、スロット部内のデッドスペースをより低減できる形状が好ましく、具体的には、コイル中心軸に交差する面（傾斜面）を有する形状が挙げられる。傾斜面を有するティースの形状としては、例えば、傾斜面が平面であるＮ角錘台状（Ｎ≧３の自然数）の他、傾斜面が湾曲面である円錐台状、楕円錘台状といった非角錐台状が挙げられる。ティースをＮ角錘台状とする場合、Ｎ個の面のうち少なくとも対向する一対の面を傾斜面とすることが好ましい。例えば、ティースの概略形状を四角錘台状とする場合、対向する２面を傾斜面とし、残りの対向する２面をコイル中心軸と平行する平行面としてもよいし、四面を全て傾斜面としてもよい。前者の場合、平行面を台形状面で形成し、傾斜面を長方形状面で形成し、後者の場合、四面全てを台形状面で形成する。傾斜面の傾斜角度（コイル中心軸に対する角度）は、スロット部の容量を極力減少させないように考慮して、モータ部品に設けられるスロット部の数、モータ部品の大きさ、所望のモータ特性などに応じて適宜選択するとよく、例えば、５〜１５°程度が挙げられる。ティースの外周面をつくるこれら傾斜面や平行面は、上記スロット部の外形をつくる仮想面と平行するように設ける。
【００２３】
ティースの概略形状を四角錘台状とし、四面を全て傾斜面で構成する場合、二組の対向する一対の傾斜面のうち、一方の組の傾斜面は、ヨーク部側から鍔部側に向かって幅が狭くなる第一台形状面とし、他方の組の傾斜面は、ヨーク部側から鍔部側に向かって幅が広くなる第二台形状面とすることが挙げられる。このように隣接する面の幅の広さを互い違いに変化させることで、コイル中心軸に直交するようにティースを切断したとき、ヨーク部側の断面積と鍔部側の断面積との差を小さくすることができる。モータ使用時、ティースには磁束が通過する。ティースに断面積が小さい部分があると、この部分で磁束密度が高くなって磁束が飽和する恐れがある。これに対し、上述のようにヨーク部側から鍔部側に亘って断面積の差が小さくなるようにティースを形成することで、ティースの磁気特性を均一的にすることができる。
【００２４】
ティースの概略形状を四角錘台状とし、一対の傾斜面と一対の平行面とから外周面を構成する場合、傾斜面は、長方形状面とし、平行面は、ヨーク部側から鍔部側に向かって幅が狭くなる台形状面とすることが挙げられる。このティースでは、上述のように断面積の差を小さくすることが難しいが、導線の巻きずれを低減して、デッドスペースを低減することができる。ヨーク部の対向面及び鍔部の対向面をティースの外周面に直交するように設けた場合、ティースの形状が上述のように幅の広さが互い違いに異なる二組の台形状面からなると、折り返しを行うヨーク部端部や鍔部端部の位置が第一台形状面と第二台形状面とでずれる。このずれは、ティースの外周面から離れていくほど大きくなり、最外側の導線を配するにあたり、一方の面から他方の面に導線を移行するときに巻きずれを生じることがある。これに対して、一対の台形状面と一対の長方形状面とで構成されるティースの場合、ヨーク部端部や鍔部端部の位置ずれが小さくなるため、巻きずれを低減できる。
【００２５】
本発明コア部品では、上記のようなティースの外周面全面に亘って段差を設ける。特に、本発明コア部品では、ティースの外周面全面において、段差の向きを一定とする。具体的には、ティースのいずれの面においても、ヨーク部側から鍔部側に向かって高くなるように、端的に言うと階段を上るように段差を設ける。ティースの全面に亘って、段の付け方を同様とすることで、このティースの外周に形成されたコイル外形は、階段状にならず、平滑な形状となる。つまり、本発明コア部品を用いたモータ部品の横断面をとったとき、コイルを形成する導線のうち、最外側に配される導線、つまりコイル外形をつくる導線は、同一直線上に配される。かつ、同モータ部品の縦断面をとったとき、同様にコイル外形をつくる導線は、同一直線上に配される。そして、これらの直線は、スロット部の外形をつくる仮想面と平行する。そのため、本発明コア部品を用いたモータ部品では、スロット部を有効利用してデッドスペースを低減することができ、占積率や放熱性を向上することができる。
【００２６】
本発明コア部品は、ティースの全面に亘って段の付け方が一様であるため、コイルの形成にあたり、ティースのある面から別の面に導線を移行するごとにティースの位置やノズルの位置を高精度に微調整する必要がなく、巻回作業性に優れる。更に、本発明コア部品は、ティースに接するように導線を巻回して第一層目をつくるにあたり、ティースのある面において階段を上るように導線を進行させる場合、別の面においても階段を上るように導線を進行させることができるため、巻回作業性に優れる。段の付け方が異なるティースでは、第一層目の形成にあたり、ティースのある面において階段を上るように導線を進行させると、別の面では、階段を下るように導線を進行させなければならず、潜り抜け処理を行わなければならないことがある。しかし、本発明コア部品では、潜り抜け処理を行うことなく、コイルを形成することができる。なお、本発明コア部品にコイルを形成するにあたり、導線の巻き始めは、ヨーク部端部及び鍔部端部のいずれも利用できる。特に、本発明コア部品は、ヨーク部側から鍔部側に向かって高くなるように段差を設けているため、ヨーク部側端部を導線の巻き始めとすると、第一層目をつくる導線は、ティースのいずれの面においても階段を上るように進行させられる。従って、上記潜り抜け処理を行う必要がなく、本発明コア部品は、巻回作業性に優れる。鍔部側端部を導線の巻き始めとする場合、後述するように段差形状を工夫すると、潜り抜け処理を不要にできる。
【００２７】
上記段差は、その高さ（段差をつくる二つの段差面間の高さ）をティースに巻回する導線の形状に応じて変化させることが好ましい。コイルの形成に用いられる導線としては、横断面が円形状である丸線、横断面が矩形状である平角線が挙げられる。丸線を用いて整列巻きを多層に亘って行う場合、丸線がつくる層は、丸線の直径をＤとすると、｛Ｄ×（√３／２）｝ずつ高くなるように積み重ねられる。従って、コイル形成用導線として直径Ｄの導線を用いて整列巻きをする場合、ティースに設ける段差は、その高さが｛Ｄ×（√３／２）｝×ｎ（ｎは自然数）を満たすように設けると、コイル外形を段差がない平滑な状態とすることができる。特に、ｎを正の奇数とする場合、偶数とする場合と比較して導線の巻き数を多くすることができてトルクの増大が図れ、ｎを正の偶数とする場合、段上がり（段下がり）処理及び線跳び処理を不要とすることができて巻回作業性に優れる。この点は、後述する角線の場合も同様である。なお、段上がり（段下がり）処理とは、ある層を形成する導線が段を上がる（下がる）とき、巻線ノズルの給線ピッチを調整する処理を言う。実質的に｛Ｄ×（√３／２）｝ずつ高くなるように積み重ねられる導線であれば横断面円形状の丸線以外の導線であってもよい。
【００２８】
一方、平角線といった角線を用いて整列巻きを多層に亘って行う場合、角線がつくる層は、角線の厚さをｔとすると、ｔずつ高くなるように積み重ねられる。従って、コイル形成用導線として厚さｔの角線を用いる場合、段差の高さがｔ×ｎ（ｎは自然数）を満たすようにティースに段差を設けると、コイル外形を段差がない平滑な状態とすることができる。実質的にｔずつ高くなるように積み重ねられる導線であれば、横断面矩形状の平角線以外の導線、例えば、横断面六角形状の導線といった横断面多角形状の多角形線でもよい。
【００２９】
ティースに設ける段差の数は、スロット部の容量を極力減少させないように考慮して、モータ部品の大きさ、所望のモータ特性などに応じて適宜選択するとよく、一つでもよいし、二つ以上でもよい。ティースに段差を複数設ける場合、ティースの横断面又は縦断面において、段差数をＸとするとき、ティースには、Ｘ＋１個の段差面がつくられる。従って、ティースの外周面を構成する各面は、Ｘ＋１個の段差面でつくられる。これらＸ＋１個の段差面をコイル中心軸に交差するように傾斜させる場合、例えば、傾斜面をＸ＋１個の段差面で形成する場合、いずれの段差面も傾斜角度を等しくする。つまり、これらＸ＋１個の段差面は、いずれも平行するように設ける。かつ、これら段差面は、上述したようにスロット部の外形をつくる仮想面と平行になるように形成する。各段差面の大きさは、モータ部品の大きさや、一度に巻回する導線の本数などに応じて適宜選択するとよい。一度に複数本の導線を横並びに巻回させる場合、巻回させる導線の本数の自然数倍となるように段差面の大きさを設けると、一度に巻回させる導線の本数分ずつ段上がり処理や段下がり処理、層替え処理を行うことができるため、このコア部品は、巻回作業が行い易い。また、ティースに段差を複数設ける場合、各段差の高さは、等しくしてもよいし、異ならせてもよい。
【００３０】
段差をつくる二つの段差面を連結する連結面と、段の低い方の段差面の延長面とがつくる角度θ（以下、段差角度と呼ぶ）は、９０°としてもよいが、上記連結面を段差面に対して傾斜させると、より占積率を高めることができる。具体的には、段差角度θを６０°以下とすることが好ましい。例えば、上述した段差の高さに関する式においてｎ＝２の場合に段差角度θを６０°とするとき、連結面に接して導線を配すと、この導線と連結面との間に１本の導線が嵌ることが可能な隙間が設けられる。この隙間に嵌め込むように、かつ連結面と接するように次の導線を積むことでデッドスペースを低減できる。そのため、上記特定の段差角度を満たす段差を設けたコア部品は、占積率をより高められる。ただし、コア部品の寸法精度や導線の寸法精度によっては若干のずれが考えられるため、余裕を考慮して、段差角度θは、６０°以下とすることが好ましく、５５°程度が適切である。連結面を傾斜させることで、巻回作業性も向上できる。例えば、導線の巻き始めを鍔部側端部とする場合、階段を下りるように導線を進行させるため、上述のように潜り抜け処理が必要となることがある。しかし、連結面に上述のような傾斜をつけることで、上段に配された導線が連結面から突出して配されることが低減され、下段に次の導線が配し易い。また、階段を上るように導線を進行させた場合も、比較的段を上りやすい。従って、このような段差角度を付けたコア部品は、段下がり処理や段上がり処理が行い易くなり、巻回作業性を向上できる。
【００３１】
上記連結面と、段の高い方の段差面とがつくる角部は、丸めてもよい。つまり、段差の角部をＲ形状としてもよい。角部を丸めた場合、エナメルなどの絶縁被覆を施した導線が段差の角部に接して絶縁被覆が剥離することを抑制することができ、絶縁性の劣化を防止できる。Ｒの大きさは、適宜選択するとよい。
【００３２】
その他、ティースの外周面、特に、段差面には、導線を嵌合する溝を設けてもよい。溝を設けることでティースに対する導線の位置決めを安定して行うことができ、巻きずれを低減することができる。溝の形状は、導線の位置決めが行えるもので、巻回作業を妨げないような形状であれば特に問わない。例えば、複数の突起（突条)を設けて、突起間につくられる溝を利用してもよい。
【００３３】
上記ティース、ヨーク部、及び鍔部からなる磁性コア部は、磁性材料にて形成する。磁性材料は、例えば、鉄系材料、より具体的には、珪素鋼などの鋼といった強磁性材料が挙げられ、このような材質からなる板材や粉末を用いるとよい。板材を用いて磁性コア部を形成する場合、例えば、磁性材料からなる板材をＴ形状に切断し、得られたＴ字状板を複数積層させて横断面又は縦断面がＴ字状体を形成する。このＴ字状体におけるティースの外周面の一部に別途用意した板材を積層固定して段差やヨーク部又は鍔部を形成する。このようにして、ティースの外周面全面に上記段差を具え、ティースの両端において全周に亘って、ヨーク部や鍔部が突出した磁性コア部が得られる。板材としてその表面に絶縁被膜を具えるものを用いたり、積層する際に隣接する板材間に絶縁部材を配置させて磁性コア部を形成すると、渦電流の発生に伴う損失を低減できる。
【００３４】
一方、粉末を用いて磁性コア部を形成する場合、例えば、所定形状の金型に粉末を充填して加圧することで、ティースの外周面全面に亘って段差を有したり、ティースの両端からヨーク部や鍔部が突出するといった複雑な形状の磁性コア部を簡単に一体形成することができる。磁性材料からなる粉末に更に絶縁材料を混合して各粉末表面に絶縁被膜を形成した粉末を用いた圧粉成形体を磁性コア部とすると、電気抵抗を高めて、渦電流の発生に伴う損失を低減することができる。上記絶縁材料としては、例えば、リン酸塩系の無機材料や、ポリイミド、ポリアミドイミドなどの有機材料などが挙げられる。
【００３５】
本発明コア部品は、ティースの外周面全面に亘ってヨーク部側から鍔部側に向かって高くなるように段差を設けていることで、図７，８に示すコア部品と比較して、磁性体（磁性コア部）の体積が大きくなる。そのため、このコア部品では、磁束が通り易く、トルクをより大きくすることができる。従って、図７，８に示すコア部品と同じトルクとする場合、このコア部品は、より小型にすることができる。例えば、コア部品の軸長（縦断面においてコイル中心軸に直交方向の最大長さ）を短くすることができる。従って、この小型なコア部品を用いることで、モータの小型化を実現する。また、磁性体の体積の増大により磁束が通り易くなるため、このコア部品は、磁束密度を低下させることができる。この磁束密度の低下により、このコア部品は、鉄損を低減する。鉄損は、一般に、磁性体の体積に比例し、磁束密度の二乗に比例する。このコア部品は、磁性体の体積が増大している分鉄損が大きくなるが、体積増大に伴う鉄損の増加分よりも、磁束密度の低下による鉄損の低減分の方が大きい。従って、このコア部品は、総合的にみれば、鉄損が小さい。
【００３６】
本発明コア部品は、磁性コア部のみとしてもよいし、磁性コア部と、磁性コア部の外周に配され、絶縁材料からなるインシュレータとからなる構成してもよい。前者の場合、コア部品とコイルをつくる導線とを電気的に絶縁するために、導線は、エナメルなどの絶縁被覆を具えるものを利用する。後者の場合、インシュレータによって、磁性コア部と導線とを電気的に絶縁することができるため、絶縁被覆の厚さが比較的薄い導線を用いてもよい。
【００３７】
インシュレータは、磁性コア部の外形に沿った形状に形成する。また、インシュレータは、少なくとも磁性コア部におけるスロット部該当箇所全体を覆うように設ける。つまり、インシュレータを具えるコア部品では、実際のスロット部がインシュレータによって形成される。従って、インシュレータにおいてティースの外周面を覆う箇所の外周面には、ティースの段差に沿った段差を設け、各段差面をスロット部の仮想面に平行に設ける。特に、インシュレータにおいてティースの外周面を覆う箇所の厚さは、できる限り薄くして、磁性コア部がより大きくなるようにすると、上述のようにトルクの増大、小型化、鉄損の低減という優れた効果に加えて、発熱したコイルの熱を磁性コア部に伝え易くなるため、放熱特性をも向上することができる。
【００３８】
インシュレータを形成する絶縁材料としては、例えば、ＰＰＳ（Ｐｏｌｙ  Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  Ｓｕｌｆｉｄｅ  ポリフェニレンスルフィド）、ＬＣＰ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  液晶ポリマー）などの樹脂が挙げられる。上記樹脂にガラス（二酸化珪素）、アルミナ（酸化アルミニウム）、酸化チタンなどの無機充填剤を添加させてインシュレータを形成すると、インシュレータ自体の放熱性を向上させることができる。より具体的には、ガラスは、直径数μｍ、長さ数百μｍの繊維状のもの（ファイバガラス）、アルミナや酸化チタンは、直径数μｍから数十μｍの円盤状のもの（チップ）が挙げられる。添加量は、適宜選択するとよい。インシュレータは、分割片を組み合わせて一体となるように構成しておくと、磁性コア部の外周に配置し易い。
【００３９】
上記構成を具える本発明モータコア部品のティースに導線を巻回し、スロット部に収納するようにコイルを形成することで本発明モータ部品が得られる。本発明モータ部品では、コイル外形をつくる導線がコイル全周に亘って平滑に配される。換言すれば、本発明モータ部品は、その横断面をとっても、縦断面をとっても、コイル外形をつくる導線が一直線上に配される（ただし、ある層から次の層に移行するための導線が配される面を除く。この面以外の他の面に配される導線は、コイル中心軸と直交するのに対し、この面に配される導線は、コイル中心軸と鋭角又は鈍角で交差するため、コイル外形が一直線上に配されない）。本発明コア部品は、上述のように段差面を仮想面と平行にしているため、上記一直線上に並んだ導線は、スロット部の外形をつくる仮想面と平行となる。従って、本発明モータ部品では、デッドスペースを低減し、スロット部における導線の占積率を従来よりも高めたり、放熱特性を向上することができる。また、本発明コア部品は、上述のように導線の巻回作業性に優れるため、本発明モータ部品の生産性を高めることができる。なお、本発明においてコイルの外形をつくる導線とは、コイルを形成する各層をつくる導線とし、上述した線跳び処理によって渡された導線は含まないものとする。また、本発明では、線跳び処理によって渡された導線がスロット部から突出することは許容する。
【００４０】
本発明モータ部品は、所定数を環状部材に組み付けるなどして環状に配置させることで、例えば、アウター型ステーターや、インナース型テーターに利用することができる。環状に配された各モータ部品は、コイルをつくる導線端部を接続し、集中巻き構造としてもよいし、重ね巻き構造としてもよい。
【発明の効果】
【００４１】
上記構成を具える本発明コア部品は、デッドスペースを低減して、スロット部における導線の占積率を高めることができる。従って、本発明コア部品を具える本発明モータ部品は、占積率が高い。また、本発明コア部品は、コイルの形成にあたりティースのある面から別の面に導線を移行させる際にノズルなどの位置を高精度に調整したり、潜り抜け処理などを行うことなく、コイルを形成することでき、巻回作業性に優れる。更に、本発明モータ部品は、コイル外形がコイルの全周面に亘って階段状ではなく平滑な形状であるため、モータとして組み立てた際、隣接するモータ部品間のギャップ管理を精度よく行うことができる。
【００４２】
特に、磁性材料からなる部分（磁性体）が大きい本発明コア部品を具えるモータ部品では、トルクを増大することができる。また、このモータ部品は、トルクの増大により、同じトルクを有するコア部品と比較して、より小型にすることができる。更に、このコア部品では、磁性体の体積の増大により総合的にみて鉄損を低減することができ、電力効率に優れる。加えて、このコア部品では、上記体積の増大により放熱特性も向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
（実施例１  磁性コア部が四つの傾斜面からなる例，ｎが奇数の場合）
図１（Ａ）は、本発明コア部品を模式的に示す斜視図、（Ｂ）は、本発明モータ部品を環状に配した状態を模式的に示す正面図、（Ｅ）は、本発明モータ部品の横断面図、（Ｓ）は、本発明モータ部品の縦断面図である。図１（Ａ），（Ｂ）では、段差を省略している。図１（Ｅ）の横断面は、図１（Ａ）のＥ−Ｅ断面に相当し、図１（Ｓ）の縦断面は、図１（Ａ）のＳ−Ｓ断面に相当する。また、図１（Ｅ）では、右半分に配される導線を省略しているが、実際には、右半分にも左半分と同様に導線が存在する。この点は、後述する図４についても同様である。図２（ａ）は、図１（Ａ）に示すコア部品を上方から見た状態においてティース部分を示す上面図、（ｂ）は、本発明コア部品のティースに設けた段差部分の拡大説明図である。以降、図において同一符号は同一物を示す。
【００４４】
＜モータ部品＞
モータ部品１は、磁性材料からなる磁性コア部１０ｃを有するモータコア部品１０と、コア部品１０に巻回された導線２５０からなるコイル５０とを具える。このモータ部品１は、図１（Ｂ）に示すように複数組み合わせて円環状になるように配置され、環状部材３００などに組み付けられてモータステーターに利用される。モータ部品１の基本的な構成は、図７，８に示すモータ部品と同様である。モータ部品１の最も特徴とする点は、コア部品１０の形状にあり、具体的には、導線２５０が巻回されるティース１１の外周面全面に亘って段差を具える点にある。特に、この段差は、その向き（段の高低方向）をティース１１の全面に亘って等しくなるように設けると共に、段差をつくる段差面１１ａ，１１ｂ（図２（ｂ）参照）をコイル５０が収納されるスロット部１４の外形をつくる仮想面１４ａに平行させている点にある。以下、コア部品１０を中心に説明する。
【００４５】
＜コア部品＞
[全体構成]
コア部品１０は、磁性材料からなる磁性コア部１０ｃと、このコア部１０ｃの外周に配され、絶縁材料からなるインシュレータ１０ｉとで構成される。
【００４６】
[磁性コア部]
磁性コア部１０ｃは、所定の形状に作製した金型に磁性材料粉末を充填して形成した圧粉成形体である。この磁性コア部１０ｃは、基本的構成は、図７に示すコアと同様であり、導線が巻回されるティース１１と、ティース１１の一端側に設けられ（図２（ａ）において面ｂｃｆｇ側）、図１（Ｂ）に示すようにモータとして組み立てられた際、外周側に配されるヨーク部１２と、このヨーク部１２と対向するようにティース１１の他端側に設けられ（図２（ａ）において面ａｄｅｈ側）、モータとして組み立てられた際、内周側に配される鍔部１３とを具える。ヨーク部１２の一部、及び鍔部１３の一部は、ティース１１の外側に突出するように設けられ、磁性コア部は、その横断面及び縦断面がＴ字状である。このティース１１の外周面と、ヨーク部１２における鍔部との対向面、鍔部１３におけるヨーク部との対向面とで囲まれる空間がコイルの収納空間として利用される。コア部品１０では、ティース１１の外周面及び両部１２，１３の対向面を覆うようにインシュレータ１０ｉを配置しており、インシュレータ１０ｉが実際のコイル収納部（スロット部１４）をつくる。インシュレータ１０ｉにおけるヨーク部の端部と鍔部の端部とを結ぶ直線からなる面が、スロット部１４の外形をつくる仮想面１４ａとなる。
【００４７】
{ティース}
ティース１１の概略形状は、四つの傾斜面、具体的には、対向する一対の台形状面が二組組み合わせてつくられる四角錘台状である。より具体的には、ティース１１は、図１（Ａ）に示すようにヨーク部側から鍔部側に向かって幅が狭くなる一対の第一台形状面１１Ａ（図２（ａ）において面ｃｆｅｄ，面ｂｇｈａ）と、ヨーク部側から鍔部側に向かって幅が広くなる一対の第二台形状面１１Ｂ（同面ｂｃｄａ，面ｇｆｅｈ）とから構成される。また、横断面をとると、図１（Ｅ）に示すようにヨーク部側から鍔部側に向かって幅が狭くなり、縦断面をとると、図１（Ｓ）に示すようにヨーク部側から鍔部側に向かって幅が広くなるようにティース１１を形成している。このように隣接する面の幅の広さを互い違いに変化させることで磁性コア部１０ｃは、コイル中心軸Ｃに直交するようにその断面をとったとき、ヨーク部側の断面積と鍔部側の断面積との差を小さくして、磁気特性のアンバランスを低減する。第二台形状面１１Ｂは、モータとして組み立てられた際、隣接するモータ部品と対向して配されるコイルサイド面であり、第一台形状面１１Ａは、モータとして組み立てられた際、図１（Ｂ）に示すように正面から見えるように配されるコイルエンド面である。そして、ティース１１は、その外周面全面に亘って複数の段差を具えており、この段差は、ヨーク部側から鍔部側に向かって高くなるように設けている。
【００４８】
{段差}
ティース１１には、３段の段差を設けている。３段の段差は、コイルエンド面（第一台形状面１１Ａ）及びコイルサイド面（第二台形状面１１Ｂ）のいずれにおいても、ヨーク部側から鍔部側に向かって高くなるように設けている。つまり、これらの段差は、ティース１１の横断面をとっても、縦断面をとっても、図１（Ｅ），（Ｓ）に示すようにヨーク部側から鍔部側に向かって階段を上るように設けられている。各段差はいずれも、図２（ｂ）に示すように段差をつくる二つの段差面１１ａ，１１ｂ間の高さ（段差の高さ）ｈが導線２５０の直径をＤとし、ｎを自然数とするとき、｛Ｄ×（√３／２）｝×ｎを満たす。磁性コア部１０ｃに設けた各段差は、いずれもｎ＝１である。なお、導線２５０は、直径Ｄを有する横断面円形状の丸線である。
【００４９】
各段差面は、いずれも仮想面１４ａに平行するように設けている。また、各段差面は、コイル中心軸Ｃに対して傾斜角度α≒１０°となるように傾斜させている。このように傾斜面にてティース１１を形成することで、スロット部１４の容量をより大きくすることができる。更に、段差をつくる二つの段差面１１ａ，１１ｂを連結する連結面１１ｃと段の低い方の段差面１１ｂの延長面とがつくる角度（段差角度)θを６０°としている。段差角度を６０°とすることでコア部品１０は、連結面１１ｃと導線との間に生じるデッドスペースを低減して占積率を高めることができる。
【００５０】
[インシュレータ]
インシュレータ１０ｉは、ＰＰＳやＬＣＰなどといった樹脂から構成され、磁性コア部１０ｃにおいて導線２５０が接触する箇所、具体的には、コア部１０ｃにおけるスロット部該当箇所に配置して、コア部１０ｃと導線とを絶縁する。より具体的には、インシュレータ１０ｉは、ティース１１の外周面を覆う筒状部と、ヨーク部１２の対向面を覆う第一フランジ部と、鍔部１３の対向面を覆う第二フランジ部とからなる。ティース１１を覆う筒状部にはその外周面全面に亘って、ティース１１の段差に沿った段差を設けている。即ち、磁性コア部１０ｃのティース１１の外形とインシュレータ１０ｉの筒状部の外形とは相似形である。なお、上記段差の高さは、インシュレータ１０ｉの筒状部も含めた高さが｛Ｄ×（√３／２）｝×１を満たすようにしている。また、筒状部は、薄肉とし、磁性コア部１０ｃの体積をより大きくしている。更に、第一フランジ部における鍔部との対向面１２ａと、第二フランジ部におけるヨーク部との対向面１３ａとが対向し、かつこれら対向面１２ａが筒状部の外周面にそれぞれ直交するようにインシュレータ１０ｉを形成している。このようなインシュレータ１０ｉは、一対の分割片を組み合わせて一体となる構成としており、磁性コア部１０ｃの外周に容易に配置することができる。
【００５１】
＜製造手順＞
上記コア部品１０に導線を巻回して、モータ部品１を形成する手順を説明する。図３は、本発明モータ部品の一部を拡大した横断面図であり、左半分のみを示す。導線中に示す数字は、その導線が属する層の数を示す。まず、上述したコア部品１０を用意する。具体的には、磁性コア部１０ｃにおけるスロット部該当箇所の外周にインシュレータ１０ｉを配置して、コア部品１０を形成する。
【００５２】
次に、コア部品１０を巻き線機（図示せず）にセットし、コア部品１０を回転させながら、巻線ノズルから供給される導線２５０を巻回する。巻線ノズルは、１本の導線を連続供給可能なものとし、コア部品１０に１本ずつ導線を巻回する。ヨーク部１２の端部を巻き始めとし（図３において「Ｓ」を付した導線が巻き始めの導線）、整列巻きを行う。第一層目は、コイルエンド面及びコイルサイド面のいずれにおいても段の低い側（ヨーク部１２側）から高い側（鍔部１３側）に階段を上っていくように導線２５０をティース１１（筒状部）の外周面に沿って巻回して形成される。従って、コア部品１０では、ティース１１の一方の面から他方の面に導線を移行する際にノズルの位置などを調整したり、いずれかの面において潜り抜け処理を行う必要がなく、巻回性に優れる。段差に到達したら、巻線ノズルを調整する段上がり処理を行い、図３の短い上向き矢印で示すように段を上ることを繰り返して、ヨーク部側から鍔部側に向かって導線の巻回を進行させる。コア部品１０では、第一層目の形成に３回の段上がり処理を行う。このコア部品１０は、段差角度θを６０°としているため、導線を上の段に上げ易く、段上がり処理を行い易い。ティース１１（筒状部）上に配される第一層目のうち段差面上に配される導線は、仮想面１４ａに平行な段差面に倣って、仮想面１４ａと平行するように配される。
【００５３】
第一層目の導線２５０が鍔部１３（第二フランジ部）の端部に到達したら、次の層（第二層）を形成するべく、層替え処理を行う。具体的には、第一層目をつくる導線のうち鍔部１３に最も近接する２本の導線がつくる隙間に、第二層目の始めの導線が配されるように導線２５０を折り返す。コア部品１０は、上述のように段差面と対向面１２ａ，１３ａとを直交するように設けているため、折り返す際にこれら対向面１２ａ，１３ａを当て止めとして利用することで、折り返しを容易に行うことができる。この折り返しにより、第一層目と第二層目とは巻回方向が反対となる。
【００５４】
第二層目は、既に形成された第一層目の上に新たな導線を積み重ねるように導線を巻回して形成する。この第二層目は、第一層目とは逆に段の高い側から低い側に階段を下がっていくように導線２５０が巻回されて形成される。第二層目も第一層目と同様にコイルエンド面側及びコイルサイド面側のいずれにおいても段を下がっていくように導線２５０が巻回されるため、導線を巻回し易い。導線２５０が段差に到達したら、ノズルを調整して段下がり処理を繰り返し、鍔部側からヨーク部側に向かって導線２５０の巻回を進行させる。コア部品１０では、第二層目の形成に３回の段下がり処理を行う。仮想面１４ａに平行な段差面上に配された第一層目上の第二層目は、第一層目に倣って仮想面１４ａと平行するように配される。以下、第一層目、第二層目と同様にして、段上がり処理、段下がり処理、層替え処理を繰り返して各層を形成していく。段差面の外周に配される各層はいずれも、その下の層に倣って仮想面１４ａと平行するように配される。即ち、コイル形成途中において、ティースの外周に配される各層は、仮想面１４ａと平行するように形成される。なお、第三層以降の第八層までの各層の形成ごとに段下がり処理又は段上がり処理を２回ずつ行う。このように段差に沿って導線を昇降させて巻回するため、巻回途中においてヨーク部と鍔部との間に亘って巻回された導線がつくる層の外形は、ティースの段差に沿った階段状となる。
【００５５】
コア部品１０に巻回された導線のうち、第八層目を形成する導線の一部（鍔部１３からスロット部の中ほどに至るまでに配される導線）、第九層目を形成する導線の一部（スロット部の中ほどに配される導線）、第十層目を形成する導線が、コイル５０の外形をつくる導線となる。第九層目の終わりとなる導線（図３において二重丸の中に「９」が付された導線）が第八層目をつくる三つの導線と接触する箇所に到達すると、次の第十層目を形成するにあたり、図３の破線矢印で示すようにスロット部の中ほどに位置する第九層目の二つの導線（図３において三重丸で示す導線）と第八層目の一つの導線（同二重丸で示す導線）との三つの導線が配された箇所まで導線２５０を渡す線跳び処理を行う。線跳び処理を行う際、跳ばす導線の始まりは、第八層目の三つの導線に接しているため、これら三つの導線を当て止めとして利用して、ヨーク部側に向かって容易に渡すことができる。また、第十層目の形成前において第九層目をつくる導線と仮想面１４ａとの間には、１本の導線２５０を配置することが可能な程度の高さを有する空間があいている。この空間の端部に存在する第九層目の二つの導線と第八層目の一つの導線との三つの導線を線跳び処理の導線の終わりの当て止めとして利用することで、この導線の終わりを容易に位置決めすることができる。従って、コア部品１０では、線跳び処理を比較的容易に行うことができ、線跳び処理による巻きずれが生じ難い。
【００５６】
跳ばされた導線の終わりは、第十層目の始めの導線となる。線跳び処理後、引き続いてスロット部の中ほどから上記空間を埋めるように導線２５０を巻回することで、第十層目を容易に形成できる。ヨーク部１２に導線２５０が達したら、巻回を終える（図３において「Ｅ」を付した導線が巻き終わりの導線）。コア部品１０では、ヨーク部１２端部で導線を巻き終えることができるため、導線２５０の端部をヨーク部１２の外部に引き出し易く、端部処理を容易に行える。上記空間を埋めるように配された第十層目の導線は、図３に示すようにコイル５０の外形をつくる第八層目の導線及び第九層目の導線と同一直線上に並ぶように配される。かつ、この直線は、仮想面１４ａに平行に配される。
【００５７】
なお、コイルは、一連長の導線を巻回することにて形成される。また、導線を１本ずつ巻回する場合を説明したが、２本以上の複数本をまとめて巻回してもよい。複数本の導線を一度にコア部品に巻回する場合、導線が横並びになるようにコア部品に巻回する。また、一度に複数本の導線をコア部品に巻回する場合、各段差面は、一度に巻回させる導線の本数の自然数倍の導線が配されるようにその大きさを調整すると、段上がり処理や段下がり処理、層替え処理を行い易い。この点は、後述する実施例についても同様である。
【００５８】
＜効果＞
モータ部品１は、上述のようにコイル外形をつくる導線（最外側に配される導線）が図１（Ｅ），（Ｓ）に示すように横断面及び縦断面において同一直線上に配されると共に、この直線がスロット部１４の外形をつくる仮想面１４ａと平行になる。即ち、コイル５０の外形は、全周面に亘って平滑な形状であり、図７，８に示すモータ部品のようにコイル外形が階段状にならない。従って、コア部品１０を具えるモータ部品１は、スロット部１４の仮想面１４ａ近傍において階段状のデッドスペースができず、スロット部１４を最大限有効利用して占積率をより高めることができる。また、モータ部品１は、デッドスペースを低減できることから、放熱特性を向上させることも可能である。
【００５９】
更に、磁性コア部１０ｃにヨーク部側から鍔部側に向かって高くなるように段差を設けたことで、コア部１０ｃの体積を大きくすることができる。このコア部１０ｃの体積増大に伴い、コア部品１０は、トルクを増大することができる。トルクの増大により、同じトルクのモータ部品を作製する場合、コア部品１０を用いると、より小型化することができる。例えば、コア部品１０の軸長ｌ（図１）をより短くすることができる。また、コア部品１０を用いたモータ部品１では、磁性コア部１０ｃの体積増大に伴い磁束密度が低下し、この磁束密度の低下による鉄損の低減分が体積増大による鉄損の増加分よりも大きいため、結果として鉄損を低減することができる。加えて、コア部品１０は、段差を設けたことで、コア部品とコイルとの接触面積を増やすことができ、このコア部品１０を具えるモータ部品１は、放熱性を高めることができる。かつ、コア部１０ｃの体積の増大により、モータ部品１は、より効率よく放熱することができる。
【００６０】
＜変形例１＞
コア部品１０は、インシュレータ１０ｉを具える構成としたが、インシュレータを具えていなくてもよい。インシュレータを具えない場合、コイルをつくる導線として、絶縁被覆を具えるものを用いる。
【００６１】
＜変形例２＞
コア部品１０は、段差角度θを６０°としたが、５５°程度とすると、二つの段差面を繋ぐ連結面と連結面に接するように配される導線との間に余裕ができるため、連結面と上記導線との間の隙間に次の層を形成する導線を配置させ易い。
【００６２】
＜変形例３＞
コア部品１０は、二つの段差面１１ａ，１１ｂを繋ぐ連結面１１ｃと、段の高い方の段差面１１ａとでつくられる角部を鋭利にしているが、同角部を丸めてもよい。同角部を丸めたコア部品は、絶縁被覆を具える導線を用いた場合、絶縁被覆が角部に接触して剥離するなどの不具合を防止することができる。
【００６３】
＜変形例４＞
モータ部品１は、導線として横断面円形状の丸線を用いた場合を説明したが、横断面矩形状の平角線を用いてもよい。平角線を用いる場合、その厚さをｔ、ｎを自然数とするとき、段差の高さは、ｎ×ｔとする。
【００６４】
＜変形例５＞
モータ部品１の形成にあたり、ヨーク部側端部を巻き始めとしたが、鍔部側端部を巻き始めとして形成してもよい。コア部品１０では、段差角度θを６０°としていることで、段下がり処理が行い易く、第一層目を形成するにあたり潜り抜け処理が不要である。
【００６５】
上述の変形例１〜５は、後述する実施例２，３についても適用することができる。
【００６６】
（実施例２  磁性コア部が四つの傾斜面からなる例，ｎが偶数の場合）
実施例１では、ｎが奇数の場合を説明した。この例では、ｎが偶数の場合を説明する。図４は、本発明モータ部品の横断面図である。モータ部品２の基本的構成は、実施例１のモータ部品と同様であり、詳細は省略する。概略を述べると、モータ部品２は、磁性材料から構成される磁性コア部２０ｃを有するモータコア部品２０と、コア部品２０に巻回された導線２６０からなるコイル６０とを具える。コア部材２０は、磁性材料粉末を圧粉成形してなる磁性コア部２０ｃと、絶縁材料からなるインシュレータ２０ｉとで構成している。
【００６７】
磁性コア部２０ｃは、導線２６０が巻回される四角錘台状のティース２１と、ティース２１の一端側に設けられるヨーク部２２と、このヨーク部２２と対向するようにティース２１の他端側に設けられる鍔部２３とを具える。ティース２１の外周面と、ヨーク部２２における鍔部との対向面と、鍔部２３におけるヨーク部との対向面とで囲まれる空間がコイル６０の収納空間である。インシュレータ２０ｉは、ティース２１の外周面に配される筒状部と、ヨーク部２２の対向面に配される第一フランジ部と、鍔部２３の対向面に配される第二フランジ部とを具え、筒状部の外周面と、第一フランジ部における鍔部との対向面２２ａと、第二フランジ部におけるヨーク部との対向面２３ａとにより囲まれる空間がスロット部２４となる。また、ヨーク部２２（第一フランジ部）の端部と鍔部２３（第二フランジ部）の端部とを結ぶ直線からなる面がスロット部２４の外形をつくる仮想面２４ａとなる。
【００６８】
ティース２１及びインシュレータ２０ｉの筒状部は、その外周面全面に亘って、つまり、コイルサイド面及びコイルエンド面の双方の面に段差を設けている。この段差は、筒状部も含めた高さが｛Ｄ×（√３／２）｝×ｎ（Ｄは導線２６０の直径）を満たすように設けており、ｎ＝２としている点が実施例１のモータコア部品と異なる。また、この段差は、ヨーク部側から鍔部側に向かって高くなるように設けている。この段差をつくる段差面２１ａ，２１ｂは、仮想面２４ａに平行させている。更に、段差面２１ａ，２１ｂは、コイル中心軸Ｃに対して傾斜角度≒１０°となるように傾斜させている。段差面２１ａと連結面２１ｃとがつくる段差角度θは６０°としている。コア部品２０では、１段の段差を設けている。
【００６９】
その他、インシュレータ２０ｉにおける筒状部を薄肉とし、コア部２０ｃの体積をより大きくしている。この構成によりコア部品２０は、トルクの増大、鉄損の低減、放熱性の向上を図ることができる。更に、インシュレータ２０ｉの筒状部の外周面に複数の突起２５を設けており、突起２５間につくられる溝に導線２６０を嵌め込む。ティース２１（筒状部）上に導線２６０を巻回する際、この溝により導線２６０が位置決めされ、導線の巻きずれを防止できる。
【００７０】
コア部品２０は、段差の高さを｛Ｄ×（√３／２）｝×２（偶数）とすることで、実施例１のコア部品と比較して、導線の巻回作業性により優れる。以下、モータ部品２の形成手順を説明する。図５は、本発明モータ部品の一部を拡大して示す横断面図であり、左半分のみを示す。導線中に示す数字は、その導線が属する層の数を示す。まず、磁性コア部２０ｃにおけるスロット部該当箇所の外周にインシュレータ２０ｉを配置して、コア部品２０を形成する。
【００７１】
次に、コア部品２０を巻き線機（図示せず）にセットし、コア部品２０を回転させながら、巻線ノズル（図示せず）から供給される導線２６０を巻回する。巻線ノズルは、同時に２本の導線を連続して供給可能なものとし、コア部品２０に同時に２本ずつの導線を巻回する。２本の導線は、横並びするように（進行方向に２本並ぶように）、ノズルから供給する。ヨーク部２２（第一フランジ部）の端部を巻き始めとし（図５において「Ｓ」を付した導線が巻き始めの導線）、整列巻きを行う。第一層目は、図５に示すようにヨーク部端部からティース２１（筒状部）の外周面に沿って導線が同一直線上に並ぶように導線２６０を巻回していき、導線２６０が連結面２１ｃに到達したら、第一層目の形成が終了する。ティース２１（筒状部）（低い方の段差面２１ｂ）上に配された第一層目は、段差面２１ｂが仮想面２４ａと平行するように配されているため、段差面２１ｂに倣って仮想面２４ａと平行するように配される。図５では、コイルサイド面側のみを示しているが、コイルエンド面側の第一層目も同様に仮想面と平行するように配される。
【００７２】
次に、第二層目を形成するために層替え処理を行う。層替え処理は、第二層目の始めとなる導線が連結面２１ｃに接するように導線２６０を折り返して行う。この折り返しにより、第一層目と第二層目とは巻回方向が反対となる。第二層目も第一層目と同様に、連結面２１ｃ側からヨーク部２２まで同一直線上に導線が並ぶように導線２６０を巻回していき、ヨーク部２２に導線２６０が到達したら、層替え処理を行って第三層目を形成する。第一層目の上に配された第二層目は、仮想面２４ａと平行するように配されている第一層目に倣って仮想面２４ａと平行するように配される。以降、ヨーク部２２（第一フランジ部）及び鍔部２３（第二フランジ部）に導線２６０が到達したら層替え処理を行って各層を形成していく。各層はいずれも、その下の層に倣って仮想面２４ａと平行するように配される。つまり、コイル形成途中において各層は、仮想面２４ａと平行するように形成され、最終的なコイル外形と同様に階段状ではなく平滑な形状である。そのため、コア部品２０では、各層の形成にあたり、ヨーク部側から鍔部側に亘って巻線ノズルの給線ピッチを等ピッチとすることができ、ノズルの位置などを高精度に調整をする必要がない。また、上述した実施例１のコア部品では、各層の形成にあたり、階段を昇降するように導線を移動させるのに対し、ｎを偶数とするコア部品２０では、上述のように同一直線上に並ぶように導線２６０を移動させればよく、段上がり処理や段下がり処理が不要であり、巻回作業時間を短縮できる。
【００７３】
モータ部品２では、第九層目を形成する導線がコイル６０の外形をつくる導線となる。第九層目は第三層目と同様に、ヨーク部２２（第一フランジ部）端部から鍔部２３（第二フランジ部）端部に亘って同一直線上に導線が並ぶように導線２６０を巻回していき、鍔部２３に導線２６０が到達したら、巻き終える（図５において「Ｅ」を付した導線が巻き終わりの導線）。コア部品２０は、上述のように鍔部２３端部で巻き終えるため、実施例１のコア部品で行ったような線跳び処理が不要であり、巻回作業時間を短縮することができる。また、鍔部２３端部で導線を巻き終えるため、端部処理のための線跳び処理も不要であり、コア部品２０は、導線２６０の端部処理も容易に行うことができる。このようにコア部品２０では、巻回作業性に優れる。
【００７４】
得られたモータ部品２は、最外側に配されてコイルの外形をつくる導線が横断面及び縦断面において同一直線上に並べられ、平滑な外形を有するコイル６０を具える。また、このコイル６０の外形をつくる導線は、スロット部２４の外形をつくる仮想面２４ａと平行である。更に、コイルには、線跳び処理による導線が存在しないことから、スロット部２４から線跳び処理による導線が突出して配されることがなく、スロット部２４内に巻回された導線を全て収納させることができる。従って、コア部品２０を具えるモータ部品２は、デッドスペースを低減して、実施例１に示すモータ部品と同等以上に占積率の向上や放熱性の向上を実現する。また、このモータ部品２は、美観に優れる上に、モータ部品２間のギャップ管理を比較的精度よく行うこともできる。更に、モータ部品２は、コア部品２０を用いることで、段下がり処理や段上がり処理、線跳び処理が不要であり、実施例１に示すモータ部品と比較してモータ部品の生産性を向上させることができる。
【００７５】
（実施例３  磁性コア部が一対の傾斜面と一対の平行面からなる例）
上記実施例１，２では、ティースの概略形状が四面の傾斜面からなる形状、つまり、外周面が全てコイル中心軸に対して傾斜している場合について説明したが、二面が傾斜面で、二面がコイル中心軸に平行する平行面としてもよい。図６は、磁性コア部のティースが一対の傾斜面と、一対の平行面とで構成される本発明コア部品の断面図であり、（Ｅ）は、横断面図、（Ｓ）は、縦断面図である。このコア部品３０は、磁性材料からなる磁性コア部３０ｃと、絶縁材料からなるインシュレータ３０ｉとからなる。磁性コア部３０ｃは、ティース３１と、ティース３１の両端に対向するように配されるヨーク部３２及び鍔部３３とを具えた磁性材料からなる圧粉成形体である。インシュレータ３０ｉは、ティース３１の外周に配される筒状部と、ヨーク部３２の鍔部３３との対向面に配される第一フランジ部と、鍔部３３のヨーク部３２との対向面に配される第二フランジ部とを具え、筒状部の外周面と、第一フランジ部における鍔部との対向面と、第二フランジ部におけるヨーク部との対向面とでつくられる空間をスロット部３４とする。
【００７６】
ティース３１は、コイル中心軸Ｃに平行する一対の平行面３１Ａと、同軸Ｃに対して傾き（傾斜角度）を有するように配される一対の傾斜面３１Ｂとで構成される。平行面３１Ａがコイルエンド側に配され、傾斜面３１Ｂがコイルサイド側に配される。傾斜面３１Ｂの傾斜角度は約１０°である。つまり、平行面３１Ａをつくる段差面３１ａｅ，３１ｂｅは、図６（Ｓ）に示すようにコイル中心軸Ｃに平行に配される。一方、傾斜面３１Ｂをつくる段差面３１ａｓ，３１ｂｓはその延長面が、図６（Ｅ）に示すようにコイル中心軸Ｃに交差するように配される。インシュレータ３０ｉの筒状部は、このようなティース３１の外周面に沿って形成している。また、インシュレータ３０ｉの第一フランジ部における鍔部との対向面のうち、コイルエンド側の対向面３２ａｅ及び第二フランジ部におけるヨーク部との対向面のうち、コイルエンド側の対向面３３ａｅは、平行面３１Ａに沿って設けられた筒状部と直交するように配される。第一フランジ部における鍔部との対向面のうち、コイルサイド側の対向面３２ａｓ及び第二フランジ部におけるヨーク部との対向面うち、コイルサイド側の対向面３３ａｓは、傾斜面３１Ｂに沿って設けられた筒状部に直交するように配されている。また、コイルエンド面におけるスロット部３４の仮想面３４ａｅは、コイル中心軸Ｃに平行に配され、コイルサイド面におけるスロット部３４の仮想面３４ａｓは、その延長面が、コイル中心軸Ｃに交差するように配される。
【００７７】
コア部品３０は、ティース３１の外周面を平行面３１Ａと傾斜面３１Ｂとで構成しているため、コイルエンド側における対向面３２ａeと、コイルサイド側における対向面３２ａｓとのずれ、及びコイルエンド側における対向面３３ａeと、コイルサイド側における対向面３３ａｓとのずれが実施例１のコア部品と比較して小さい。従って、コイルを形成する導線の層数が増していっても、折り返しに当たりコイルエンド面側からコイルサイド面側に導線を移行する際、或いはコイルサイド面側からコイルエンド面側に導線を移行する際に、対向面と導線との間のずれを低減して、巻きずれを防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明コア部品は、ステーターといったモータを構成するモータ部品に利用することができる。また、本発明モータ部品は、上記モータの構成部材として利用することができる。このモータは、電気自動車やハイブリッド自動車などに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】（Ａ）は、本発明コア部品を模式的に示す斜視図、（Ｂ）は、本発明モータ部品を円環状に配した状態を模式的に示す正面図、（Ｅ）は、本発明モータ部品の横断面図、（Ｓ）は、本発明モータ部品の縦断面図である。図１（Ｅ）において、右側部分の導線は省略している。
【図２】（ａ）は、本発明コア部品を上方から見た状態においてティース部分を示す上面図、（ｂ）は、本発明コア部品において段差部分を説明する拡大図である。
【図３】高さＤ×（√３/２）の段差が設けられたコア部品に導線を巻回する手順を説明する説明図であり、左側部分の横断面を示す。
【図４】高さＤ×（√３／２）×２の段差が設けられたコア部品を具える本発明モータ部品の横断面図である。図４において右側部分の導線は省略している。
【図５】高さＤ×（√３/２）×２の段差が設けられたコア部品に導線を巻回する手順を説明する説明図であり、左側部分の横断面を示す。
【図６】ティースが一対の傾斜面と一対の平行面とで構成される本発明コア部品の断面図であり、（Ｅ）は、横断面図、（Ｓ）は、縦断面図である。
【図７】（Ａ）は、ティースが直方体状である従来のコア片を模式的に示す斜視図、（Ｂ）は、このコア片を有するモータ部品を円環状に配した状態を模式的に示す正面図、（Ｅ）は、このコア片を有する従来のモータ部品の横断面図、（Ｄ）は、このコア片を有する従来のモータ部品をコイル中心軸に直交するように切断した状態を模式的に示す断面図である。図７（Ｅ）において、右側部分の導線は省略している。
【図８】（Ａ）は、ティースが四角錘台状である従来のコア片を模式的に示す斜視図、（Ｅ）は、このコア片を有する従来のモータ部品の横断面図である。
【図９】コイルサイド面とコイルエンド面とで段の付け方が異なるコア片に導線を巻回した状態を示す断面図であり、（Ｅ）は、横断面図、（Ｓ）は、縦断面図を示す。（Ａ）は、段差部分における導線の配置状態を模式的に示す断面図である。図９（Ｅ），（Ｓ）は、コア片の一方の側部分のみ示し、他方の側部分は省略している。
【符号の説明】
【００８０】
１，２  モータ部品
１０，２０，３０  コア部品  １０ｃ，２０ｃ，３０ｃ  コア部
１０ｉ，２０ｉ，３０ｉ  インシュレータ  １１，２１，３１  ティース
１１Ａ  第一台形状面  １１Ｂ  第二台形状面
１１ａ，１１ｂ，２１ａ，２１ｂ，３１ａｅ，３１ｂｅ，３１ａｓ，３１ｂｓ  段差面
１１ｃ，２１ｃ  連結面  １２，２２，３２  ヨーク部
１２ａ，１３ａ，２２ａ，２３ａ，３２ａｅ，３２ａｓ，３３ａｅ，３３ａｓ  対向面
１３，２３，３３  鍔部  １４，２４，３４  スロット
１４ａ，２４ａ，３４ａｅ，３４ａｓ  仮想面  ２５  突起  ３１Ａ  平行面
３１Ｂ  傾斜面
５０，６０，２００，２１０  コイル
２０１，２１１，２２１，２５０，２６０  導線
ｍ，ｍ’  モータ部品
１００，１１０  コア片  １０１，１１１  ティース
１１１ａ，１２１ａ  コイルエンド面  １１１ｂ，１２１ｂ  コイルサイド面
１０２，１１２，１２２  ヨーク  １０２ａ，１０３ａ，１１２ａ，１１３ａ  対向面
１０３，１１３，１２３  鍔  １０４，１１４  スロット
１０５，１１５  デッドスペース  １２１ａ’，１２１ａ”  段差面  １２１ｃ  連結面
３００  環状部材
【図１】
2007215364.tif 000003
【図２】
2007215364.tif 000004
【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】
2007215364.tif 000009
【図８】
2007215364.tif 000010
【図９】
2007215364.tif 000011