(57)【要約】【課題】組立作業の作業性を向上させるとともに、部品管理負荷を従来に比して小さくした電機子を供給する。【解決手段】ステータコア７は円筒状の外周部７１、および外周部７１の円周方向において等間隔であるととともに、外周部７１の内周面７２より径方向において内向き（以下、単に、「内向き」いう。）に延設された６個のコア本体７３を有している。この６個のコア本体７３は樹脂よりインシュレータ５とともに一体的に形成されている。このインシュレータ５によって絶縁された６個のコア本体７３のそれぞれの周りに絶縁導線２０が捲回され、磁束方向を径方向内向きに向けた巻線コイル２１が形成されている。このコア本体７３および巻線コイル２１によって電磁石であるステータ１０（電機子）が形成されている。【選択図】図１
2009195029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体で形成されるコアと、該コアに捲回された巻線コイルと、前記コアと前記巻線コイルとの間に介在し両者を絶縁するインシュレータとを備える電機子において、
前記コアと前記インシュレータとが一体的に形成されていることを特徴とする電機子。
【請求項２】
前記コアと電源回路とを接続するバスバーが更に一体的に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電機子。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電機子を備えることを特徴とする電動モータ。
【請求項４】
磁性体で形成されるコアと、該コアに捲回された巻線コイルと、前記コアと前記巻線コイルとの間に介在し両者を絶縁するインシュレータとを備える電機子の製造方法であって、
前記コアを樹脂材料でモールドすることにより、前記コアを埋設したインシュレータを形成することを特徴とする電機子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電機子に関し、特に組立作業が容易化された電機子および電動モータに関する。また、電機子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動モータ用の電機子としては、磁性体からなるコアに絶縁体からなるインシュレータを介して導線を捲回して形成した有芯コイルが主に使用される。ここで使用されるインシュレータは複数部材からなり、電機子を組み立てる際に、例えば、回転軸方向におけるコアの両側端部より、２部材からなるインシュレータを嵌入させて、インシュレータをコアに取り付ける方法が採用される。
【０００３】
しかし、一般にコアは複雑な形状を有するため、該コアの形状に合せたインシュレータを嵌入する作業は煩雑である。また、インシュレータが複数部材からなるため、１個の電機子を組み立てる際に、少なくとも２回、煩雑な嵌入作業を行う必要があり問題であった。また、インシュレータが複数部材からなるため、部品管理も煩雑であった。以下、一例を挙げて説明する。
【０００４】
図４に示すように、従来の電動モータ１０１のステータハウジング１０２には、ステータコア１０７が内嵌されている。このステータコア１０７は円筒状の外周部１７１、および外周部１７１の円周方向において等間隔であるととともに、外周部１７１の内周面１７２より径方向において内向き（以下、単に、「内向き」という。）に延設された６個のコア本体１７３を有している。この６個のコア本体１７３の前方の端部（以下、「前方端１７４」という。）には、図５に示すフロントインシュレータ１３３が被せられるとともに、コア本体１７３の後方の端部（以下、「後方端１７５」という。）には、図６に示すリアインシュレータ１３４が被せられている。このフロントインシュレータ１３３およびリアインシュレータ１３４によって絶縁された６個のコア本体１７３のそれぞれの周りに絶縁導線１２０が捲回され、磁束方向を径方向内向きに向けた巻線コイル１２１が形成されている。このコア本体１７３および巻線コイル１２１によって電磁石であるステータ１１０が形成されている。
【０００５】
上記従来の電動モータ１０１は、例えば、以下の手順で組み立てられる。図７に示すように、コア本体１７３にフロントインシュレータ１３３およびリアインシュレータ１３４を被せる。このとき、ステータコア１０７の軸方向端部の複雑な形状に合わせてフロントインシュレータ１３３およびリアインシュレータ１３４を被せる必要がある。続いて、フロントインシュレータ１３３およびリアインシュレータ１３４によって絶縁されたコア本体１７３に、絶縁導線１２０を捲回する。この際、絶縁導線１２０は、軸方向において後方から前方に向って治具を挿入し、径方向において内側から外側に向って捲いてゆく。続いて、この電磁石を形成したステータコア１０７を、ステータハウジング１０２へ圧入する。更に、ステータハウジング１０２へフロントハウジング１０３を取り付けた後、回転軸１０８の挿入、およびリアハウジング１０４の取り付け等の工程を経て電動モータ１０１が組み立てられる。
【０００６】
上述のように、ステータコア１０７、フロントインシュレータ１３３、リアインシュレータ１３４はそれぞれ複雑な形状であり、それぞれが完全に一致するようにはめ込むことは困難かつ煩雑な作業であった。また、このはめ込み作業を自動化することも困難であった。そのため、製造工程が煩雑となり、低コスト化の妨げとなっていた。また、電機子としてのステータ１１０を構成する部品がステータコア１０７、フロントインシュレータ１３３、リアインシュレータ１３４の３部材となっており、部品管理も煩雑となっていた。
【０００７】
そこでインシュレータを嵌入する作業を軽減する技術が提示されている（例えば、特許文献１）。特許文献１によれば、インシュレータをコアに差し込む（嵌入する）ための差込口の形状を工夫することにより、インシュレータの組立作業の作業性が向上すると記載されている。
【特許文献１】特開２００３−８８０２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、ステータコア１０７にインシュレータを差し込む作業が低減されたとしても、かかる嵌入作業は依然として必要であるため、作業性の向上は不十分である。また、インシュレータが複数部材からなることに起因する部品管理の煩雑さも解消されていない。
【０００９】
本発明はかかる実情を鑑みてなされたもので、電機子を組み立てる際の作業性を向上させるとともに、部品点数を減少させることにより部品管理負荷を小さくした電機子を供給することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明にかかる電機子は、磁性体で形成されるコアと、該コアに捲回された巻線コイルと、前記コアと前記巻線コイルとの間に介在し両者を絶縁するインシュレータとを備える電機子である。また、前記コアと前記インシュレータとが一体的に形成されている。
【００１１】
上記構成によると、コアとインシュレータとが一体的に形成されているため、電機子組み立て時にコアにインシュレータをはめ込む作業が割愛される。従って、組立作業の作業性が向上する。また、コアをインシュレータに埋設させる作業は、例えばインシュレータを樹脂で形成すれば、射出成型により容易に行うことができ、自動化が可能である。また、コアとインシュレータが一体的に形成されるので、コアとインシュレータが１部材となり、部品点数を上記従来に比して減少させることができるため、部品管理負荷を従来に比して小さくすることが可能となる。
【００１２】
本発明にかかる電機子は、前記コアと電源回路とを接続するバスバーが更に一体的に形成されていることが好ましい。
【００１３】
上記構成によると、バスバーが更に一体的に形成されているため、電機子組み立て時に、バスバーを取り付ける作業も割愛することができる。従って、組立作業の作業性が一層向上する。また、バスバーをインシュレータに埋設させる作業は、例えばインシュレータを樹脂で形成すれば、射出成型により容易に行うことができ、自動化が可能である。また、コアとインシュレータとバスバーが一体的に形成されるので、コアとインシュレータとバスバーが１部材となり、部品点数を上記従来に比して一層減少させることができるため、部品管理負荷を従来に比して一層小さくすることが可能となる。
【００１４】
また、本発明にかかる電機子は電動モータに好適に用いることができる。
【００１５】
本発明にかかる電機子の製造方法は、磁性体で形成されるコアと、該コアに捲回された巻線コイルと、前記コアと前記巻線コイルとの間に介在し両者を絶縁するインシュレータとを備える電機子の製造方法である。前記コアを樹脂材料でモールドすることにより、前記コアを埋設したインシュレータを形成することを特徴とする。
【００１６】
上記構成によると、コアを樹脂材料でモールドすることによりコアを埋設したインシュレータを形成するため、コアとインシュレータが一体的に形成される。従って、電機子組みたて時にコアにインシュレータをはめ込む必要がなく、組立作業の作業性が向上する。また、コアをインシュレータに埋設させる作業は、射出成型により容易に行うことができ、自動化が可能である。また、コアとインシュレータが一体的に形成されるので、コアとインシュレータが１部材となり、部品点数を上記従来に比して減少させることができるため、部品管理負荷を従来に比して小さくすることが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電機子を組み立てる際の作業性を向上させるとともに、部品点数を減少させることにより部品管理負荷を小さくした電機子を供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本形態にかかる電機子および電動モータの構造を、図面を用いて、以下に説明する。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態にかかる電機子を用いた電動モータ１の略有底円筒状のステータハウジング２には、ステータコア７を樹脂モールドすることにより一体的に形成された電機子、即ちステータ１０が内嵌されている。なお、ステータコア７は円筒状の外周部７１、および外周部７１の円周方向において等間隔であるととともに、外周部７１の内周面７２より径方向において内向き（以下、単に、「内向き」という。）に延設された６個のコア本体７３を有している。この６個のコア本体７３を埋設している樹脂によりインシュレータ５が形成されているとともに、このインシュレータ５によって絶縁された６個のコア本体７３のそれぞれの周りに絶縁導線２０が捲回され、磁束方向を径方向内向きに向けた巻線コイル２１が形成されている。このコア本体７３および巻線コイル２１によって電磁石であるステータ１０が形成されている。
【００２０】
図１および図２に示すように、インシュレータ５の軸方向において後方（以下、単に、「後方」という。）のリアインシュレータ部３４には、ステータハウジング２の底部２４の貫通孔２３より後方に突出するとともにねじ孔４１を有するフランジ部４２が設けられ、このフランジ部４２に回路基板９がねじ４３を介して取り付けられている。また図１〜図３に示すように、このリアインシュレータ部３４には電気接点であるバスバー６が更にインモールドされることにより一体的に形成されているとともに、バスバー６の一端６１はインシュレータ５の後方に突出し、コイルを形成した絶縁導線２０と電気的に接続されている。また、バスバー６の他端６２は、上述のねじ４３が螺合されているねじ孔４１の内部に露出し、該ねじ４３を介して上述の回路基板９に電気的に接続されている。なお、この回路基板９にはステータ１０に制御された電源を供給するための電源回路９１が形成されている。
【００２１】
ステータハウジング２の軸方向において前方（以下、単に、「前方」という。）の開放部は、略円筒形状であるとともに、後方に延設された略円筒形状のフランジ部３１を有するフロントハウジング３によって封じられている。なお、この略円筒形状のフランジ部３１の内周面３２には軸受３３が内嵌されている。一方、ステータハウジング２の底部２４には前方に延設された略円筒形状のフランジ部２５が設けられているとともに、この略円筒形状のフランジ部２５の内周面２６には軸受２７が内嵌されている。この軸受３３および軸受２７に支承され、回転軸８が、回転自在に設けられている。なお、この回転軸８のステータ１０に対応する外周面には永久磁石で形成されたロータ８１が固定されている。また、回転軸８の前方の端部８２はフロントハウジング３の中央部にもうけられた貫通孔３５より前方へ突出している。
【００２２】
次に、本形態にかかるステータ（電機子）１０および電動モータ１の製造方法を、図面を用いて、以下に説明する。
【００２３】
まず、ステータコア７とバスバー６を予め固定した金型内部にインシュレータ５用の樹脂を射出し成型することにより、ステータコア７、インシュレータ５およびバスバー６を一体的に成型する。続いて、インシュレータ５によって絶縁されたコア本体７３に、絶縁導線２０を捲回する。このとき絶縁導線２０は軸方向において後方から前方に向って治具を挿入し、径方向において内側から外側に向って捲いてゆく。次に、この電機子１０をステータハウジング２に圧入する。その後、フロントハウジング３の取り付け、回転軸８の挿入、回路基板９の取り付け、リアハウジング４の取り付け、等の工程を経て電動モータ１が組み立てられる。
【００２４】
上記実施形態の電機子１０によれば、以下のような効果を得ることができる。
【００２５】
（１）上記実施形態にかかるステータ（電機子）１０によれば、ステータコア７がインシュレータ５に樹脂モールドされることにより一体的に形成されているため、電機子１０を組み立てる際にステータコア７にインシュレータ５をはめ込む作業が不要となる。従って、組み立てる際の作業性が向上する。また、ステータコア７とインシュレータ５とを一体的に形成する作業は、インシュレータ５を樹脂で射出成型する際に行えるため、容易に可能であり、自動化も可能である。また、ステータコア７とインシュレータ５が一体的に形成されるので、ステータコア７とインシュレータ５が１部材となり、部品点数を上記従来に比して減少させることができるため、部品管理負荷を従来に比して小さくすることが可能となる。
【００２６】
（２）上記実施形態にかかるステータ（電機子）１０によれば、バスバー６がステータコア７とともにインシュレータにインモールドされることにより、更に一体的に形成されているため、ステータ（電機子）１０組み立て時に、バスバー６を取り付ける作業も不要となる。従って、組立作業の作業性が一層向上する。また、バスバー６を含めて一体的に形成する作業は、インシュレータ５を樹脂で射出成型する際に行えるため、容易に可能であり、自動化も可能である。また、ステータコア７とインシュレータ５とバスバー６が一体的に形成されるので、ステータコア７とインシュレータ５とバスバー６が１部材となり、部品点数を上記従来一層減少させることができるため、部品管理負荷を従来に比して一層小さくすることが可能となる。
【００２７】
（３）上記実施形態にかかるステータ（電機子）１０の製造方法によれば、ステータコア７を樹脂材料でモールドすることによりステータコア７を埋設したインシュレータ５を形成するため、ステータコア７とインシュレータ５が一体的に形成される。従って、電機子１０組みたて時にステータコア７にインシュレータ５をはめ込む必要がなく、組立作業の作業性が向上する。また、ステータコア７をインシュレータ５に埋設させる作業は、射出成型により容易に行うことができ、自動化が可能である。また、ステータコア７とインシュレータ５が一体的に形成されるので、ステータコア７とインシュレータ５が１部材となり、部品点数を上記従来に比して減少させることができるため、部品管理負荷を従来に比して小さくすることが可能となる。
【００２８】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
【００２９】
・上記実施形態にかかるステータ（電機子）１０は、射出成型によってステータコア７およびバスバー６をインシュータに埋設しているが、他の方法で一体化しても良い。例えば、絶縁材料をステータコア７に貼り付けたり捲きつけることによってステータコア７やバスバー６を埋設したインシュレータ５を形成しても良い。かかる方法によれば、射出成型に対応しない材料によってインシュレータ５を形成することができる。
【００３０】
・上記実施形態にかかるステータ（電機子）１０において、バスバー６をインシュレータ５に埋設し、インシュレータ５と一体化しているが、バスバー６は別体であってもよい。即ち、バスバー６の取り付けが容易であれば良く、例えば、バスバー６がインシュレータ５へはめ込まれる形式等であっても良い。
【００３１】
・上記実施形態にかかる電機子はステータ１０として使用されているが、ロータとして使用されていても良い。即ち、電機子のコアがインシュレータに埋設された電機子であれば、電機子が固定部材（ステータ）であっても回転部材（ロータ）であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、特に組立作業の容易化・軽量化・低コスト化された電機子として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明にかかる電動モータの一実施形態について説明する図面であり、軸方向一部破断面図である。
【図２】本発明にかかる電動モータの一実施形態について説明する図面であり、リアシンシュレータ部分の一部分解斜視図である。
【図３】本発明にかかる電動モータの一実施形態について説明する図面であり、リアシンシュレータ部分の一部分解斜視図である。
【図４】従来の電機子について説明する図面であり、軸方向一部破断面図である。
【図５】従来の電機子について説明する図面であり、フロントインシュレータの斜視図である。
【図６】従来の電機子について説明する図面であり、リアインシュレータの斜視図である。
【図７】従来の電機子について説明する図面であり、フロントインシュレータおよびリアインシュレータのステータコアへの取り付け方法を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…電動モータ、２…ステータハウジング、３…フロントハウジング、４…リアハウジング、５…インシュレータ、６…バスバー、７…ステータコア（コア）、８…回転軸、９…回路基板、１０…ステータ（電機子）、２０…絶縁導線、２１…巻線コイル、２３…貫通孔、２４…底部、２５…フランジ部、２６…内周面、２７…軸受、３１…フランジ部、３２…内周面、３３…軸受、３４…リアインシュレータ部、３５…貫通孔、４１…ねじ孔、４２…フランジ部、６１…（バスバーの）一端、６２…（バスバーの）他端、７１…外周部、７２…内周面、７３…コア本体、８１…ロータ、８２…前方の端部、９１…電源回路、１０１…電動モータ、１０２…ステータハウジング、１０３…フロントハウジング、１０４…リアハウジング、１０７…ステータコア、１０８…回転軸、１１０…ステータ、１２０…絶縁導線、１２１…巻線コイル、１３３…フロントインシュレータ、１３４…リアインシュレータ、１７１…外周部、１７２…内周面、１７３…コア本体、１７４…前方端、１７５…後方端。
【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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