JP2005333752A - モータのコアユニット及びコイルユニット - Google Patents

Abstract

【課題】突極と突極の間の隙間を有効利用してコイルの占積を増やし、高トルク、高応答性にしたモータのコアユニットを提供する。
【解決手段】内周側に配置される永久磁石より成る回転子に所定の隙間をもって対向する突極を周方向に複数有する固定子１と、前記突極と該突極に巻き回されるコイル３とを絶縁するための絶縁部材２とを有し、前記突極が、前記絶縁部材と一体に形成され、前記径方向と直交する方向に所定の幅をもつ壁２ｂによって、径方向に延びるコイル巻き回し部分が複数に分割され、かつ、分割された前記コイル巻き回し部分のうちの先端側よりも後端側のコイルの重ね巻き回数を多くすることができるようになっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、機器の駆動源等に使用されるモータのコアユニット及びコイルユニットに関するものである。

複数の突極を周方向に配置されて成るモータは種々提案されている（特許文献１参照）。この種のモータは、搭載される機器の小型化に合わせて小型で高トルク、高応答性が求められている。

図４及び図５はこの種の従来のモータを示す図であり、詳しくは、図４はモータの断面図、図５（ａ）は図４のモータのコイルユニットのみを回転軸方向より見て示す図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。

複数の突極を周方向に配置した形状の積層コア１をコイル３との絶縁を目的としたコイルカバー（インシュレータとも記す）２で挟み込む事でコアユニットが構成され、該コアユニットの突極にコイル３を巻き回すことでコイルユニットが構成される。コイルユニットの内側には、回転自在に支持された軸４と該軸４に固定されたローターマグネット５で構成されるローターユニット（永久磁石より成る回転子）が配置される。

上記構成のモータにおいて、高応答性に対応する為には、ローターユニットを小径化してローターイナーシャを低減する必要があり、また高トルクに対応する為には、コイルユニットのコイル占積を可能な限り大きくなるように設計する必要がある。
特開２００３−１５３５１３号公報

ところが、図４及び図５に示す従来のモータのコイルユニット形状においては、以下のような課題があった。図６は上記従来例によるコアユニットの部分拡大図であり、突極１ａに巻き回されるコイル３の占積はインシュレータ１の鍔部２ａ（コイル３の巻きほどけを防止するための壁）の幅Ｌａで決まり、Ａで示す範囲が限界となり、周方向において隣接する突極１ａと突極１ａの間にＢで示す隙間が空いてしまっていた。上記のように高応答性に対応する為にローターユニットの外径を小さくしてローターイナーシャを低減することが行われるが、ローターユニットの外径を小さくする程、突極１ａの長さＬｃは長くなり、鍔部２ａの幅Ｌａは狭くなるため、Ｂで示す隙間も大きくなり、無駄なスペースも増えていた。また、鍔部２ａの幅Ｌａ以上にコイル３を巻き回した場合は、コイル３を接着等で固定しない限りほどけてしまう問題が発生していた。したがって、高トルク、高応答性のモータを設計するには、Ｂで示す隙間を有効に使う必要があった。

（発明の目的）
本発明の目的は、隣接する突極と突極の間の隙間を有効利用してコイルの占積を増やし、高トルク、高応答性にすることのできるモータのコアユニット及びコイルユニットを提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、内周側に配置される永久磁石より成る回転子に所定の隙間をもって対向する突極を周方向に複数有する固定子と、前記突極と該突極に巻き回されるコイルとを絶縁するための絶縁部材とを有するモータのコアユニットであって、前記突極が、前記絶縁部材と一体に形成され、前記径方向と直交する方向に所定の幅をもつ壁によって、径方向に延びるコイル巻き回し部分が複数に分割され、かつ、分割された前記コイル巻き回し部分のうちの先端側よりも後端側のコイルの重ね巻き回数を多くすることができるようになっているモータのコアユニットとするものである。

同じく上記目的を達成するために、本発明は、請求項１に記載のモータのコアユニットと、前記壁によって分割された前記コイル巻き回し部分の先端側よりも後端側の重ね巻き回数が多くなるように巻き回されているコイルとを有するモータのコイルユニットとするものである。

本発明によれば、隣接する突極と突極の間の隙間を有効利用してコイルの占積を増やし、高トルク、高応答性にすることができるモータのコアユニット又はコイルユニットを提供できるものである。

以下の実施例１及び実施例２に示す通りである。

図１は本発明の実施例１に係わるモータを示す図であり、詳しくは、図１（ａ）はモータのコイルユニットのみを回転軸方向より見て示す図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。図４ないし図６と同一機能を有する部分は同一の符号を付してある。

固定子である積層コア１は、内周側に配置される図４と同様のローターマグネットに所定の隙間をもって対向する放射状に構成された突極１ａを周方向に複数有している。この積層コア１をコイル３との絶縁を目的としたインシュレータ２で挟み込むことでコアユニットが構成され、該コアユニットの突極１ａにコイル３を巻き回すことでコイルユニットが構成される。コアユニットの突極１ａは、鍔部２ａとともにインシュレータ２と一体に形成される壁２ｂによってコイル３を巻き回す部分（コイル巻き回し部分）が径方向（放射方向）において分割されている。この壁２ｂは径方向と直交する方向の幅Ｌｄが鍔部２ａの径方向と直交する方向の幅Ｌａよりも広くなっている。よって、突極１ａの分割されたうちの先端側のコイル巻き回し部分よりも後端側（根元側）のコイル巻き回し部分に、接着等で固定することなくコイル３を多く巻き回すことができる。別言すれば、コイル3の重ね巻き回数を多くすることが可能になっている。

図２は、図１のコアユニットの部分拡大図であり、従来例である図６に対応する図である。

図６では、コイル３の占積は鍔部２ａの幅Ｌａで決まるためにＡで示す範囲が限界となり、Ｂで示す隙間が空いてしまっていた。これに対し本実施例１においては、図２に示すように、径方向と直交する方向に所定の幅（鍔部２ａの幅Ｌａよりも広い幅）Ｌｄをもつ壁２ｂを設けることにより、突起１ａを径方向において複数に分割しかつ後端側のコイル巻き回し部分の方が先端側のコイル巻き回し部分よりもコイル３の重ね巻き回数を多くすることを可能にしている。これにより、後端側のコイル巻き回し部分にはコイル３を寸法Ｌｄまで重ね巻きすることが可能となる。よって、コイル３の占積は鍔部２ａの幅Ｌａと壁２ｂの幅Ｌｄで決まり、トータルの占積はＡ１＋Ａ２となり、図６に示した隙間Ｂのかなりの部分を埋める事ができ、換言すれば隙間Ｂを有効利用することができ、従来例よりも占積を増やすことができることから、高トルク、高応答性に対応したコアユニット及びコイルユニットを有するモータとすることができる。なお、図１（ａ）において、壁２ｂの中央部分に示す斜めの線は、外側のコイル巻線スペースから内側のコイル巻線スペースへコイル３が渡っている様子を示したものである。

図３は本発明の実施例２に係わるモータのコアユニットの部分拡大図であり、図２や図６に対応する図である。図１及び図２と同じ機能を有する部分は同一の符号を付すとともに、同じ部分は省略してある。

ローターユニットの外径がより小さくなり、図３に示すように突極１ａの長さがＬｃで示すように長くなった場合、幅Ｌａをもつ壁２ｂと鍔部２ａをもつ幅Ｌａの鍔部２ａの寸法差が大きくなるので、径方向と直交する方向の幅の異なる２つ以上の壁２ｂを形成することで、図６に示した隙間Ｂをより有効利用することができる。そこで、本実施例２では、コアユニットの突極１ａを、インシュレータ２に一体に形成される後端側の幅Ｌｄを持つ壁２ｂと先端側の幅Ｌｅ（＜Ｌｄ）をもつ壁２ｂによってコイル巻き回し部分を径方向において２分割し、２分割したうちの後端側のコイル巻き回し部分の方が先端側のコイル巻き回し部分よりもコイル３の重ね巻き回数を多くすることを可能にしている。

よって、コイル３の占積は、鍔部２ａの幅Ｌａと先端側の壁２ｂの幅Ｌｅと後端側の壁２ｂの幅Ｌｄで決まるので、トータルの占積はＡ１＋Ａ３＋Ａ２となり、ローターユニットの外径をより小さくしつつ、図６に示した隙間Ｂのかなりの部分を埋めることができ、従来例よりも占積を大幅に増やすことができることから、より高トルク、高応答性に対応したコアユニット及びコイルユニットを有するモータとすることができる。

以上の実施例２によれば、コアユニットの突極１ａを、インシュレータ２に一体に形成される２つの壁２ｂによってコイル３を巻き回すスペースを径方向において分割するとともに、それぞれの壁２ｂの幅の広さを、分割したうちの後端側のコイル巻き回し部分が先端側のコイル巻き回し部分よりもコイル３の重ね巻き回数を多くすることができるようにしている。よって、ローターユニットの外径がより小さくなり、鍔部２ａの幅Ｌａが短くなった場合でも、２つの周方向に隣接する突極１ａと突極１ａとの隙間を有効利用することによりコイル３を巻き回すスペースを増やすことができ、高トルク、高応答性に対応したコアユニット及びコイルユニットを有するモータとすることができる。

本発明の実施例１に係わるモータの構成図である。 図１のモータのコアユニットの部分拡大図である。 本発明の実施例２に係わるモータのコアユニットの部分拡大図である。 従来のモータの構成を示す断面図である。 図４のモータの構成図である。 図４のモータのコアユニットの部分拡大図である。

符号の説明

１ 積層コア（固定鉄心）
１ａ 突極
２ インシュレータ（絶縁部材）
２ａ 鍔部
２ｂ インシュレータに設けられた壁
３ コイル

Claims (2)

1. 内周側に配置される永久磁石より成る回転子に所定の隙間をもって対向する突極を周方向に複数有する固定子と、前記突極と該突極に巻き回されるコイルとを絶縁するための絶縁部材とを有するモータのコアユニットであって、
   前記突極は、前記絶縁部材と一体に形成され、前記径方向と直交する方向に所定の幅をもつ壁によって、径方向に延びるコイル巻き回し部分が複数に分割され、かつ、分割された前記コイル巻き回し部分のうちの先端側よりも後端側のコイルの重ね巻き回数を多くすることができるようになっていることを特徴とするモータのコアユニット。
2. 請求項１に記載のモータのコアユニットと、前記壁によって分割された前記コイル巻き回し部分の先端側よりも後端側の重ね巻き回数が多くなるように巻き回されているコイルとを有することを特徴とするモータのコイルユニット。
   

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