JP2008199795A - 電動モータ - Google Patents

Abstract

【課題】積層鋼板と圧粉磁心とを含むステータコアに安価に絶縁を施す。
【解決手段】本電動モータ１のステータ７は、ステータコア１１およびステータコア１１に巻回されたコイル１３を含む。ステータコア１１は、積層鋼板を含む第１のコア１６ａと、第１のコア１６ａをステータ７の軸方向Ｓに挟持する一対の第２のコア１６ｂとを含む。各第２のコア１６ｂは、圧粉磁心からなる第１〜第４の部分１７ｂ，１５ｆ１，１５ｆ２，１５ｃを有する。第２のコア１６ｂに、樹脂製のインシュレータ１２がインサート成形されてなることにより、ユニットＵ２が構成される。第２のコア１６ｂの第１の部分１７ｂと第４の部分１５ｃとの間がインシュレータ１２により連結される。インシュレータ１２は、第１のコア１６ａのティース本体１５ａの軸方向中間部１５ｅを覆い、第１のコア１２ａと第２のコア１６ｂとを連結する。
【選択図】図６

Description

本発明は、電動モータに関する。

電動モータは、ロータと、ステータとを有している。ステータは、ステータコアと、ステータコアに巻回されたコイルとを有している。ステータコアは、軸方向の中間部に配置された積層鋼板と、軸方向の両端部に配置された圧粉磁心とを有する。コイルを巻回するときにコイルが破損することを防止するために、ステータコアに、絶縁体として樹脂製の成形品が取り付けられる。

また、ステータコアを絶縁する技術として、積層鋼板からなるステータコアに、絶縁体としての樹脂部材をインサート成形する技術がある（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−２８５０５５号公報

ところで、積層鋼板と圧粉磁心とを含むステータコアに、別部品とされた成型品の絶縁体を組み付ける場合には、ステータコアおよび絶縁体の両部品コストがそれぞれ高くなる傾向にあり、また、組立コストも高くなるので、製造コストの低減が困難であった。
また、積層鋼板と圧粉磁心とを含むステータコアを絶縁するために、ステータコアに粉体塗装を施すことが考えられている。しかし、粉体塗装の工程の他に、前準備のための工程や、後処理のための工程が必要なので、工程が大幅に増えてしまう。その結果、製造コストの低減は困難であった。

さらに、積層鋼板と圧粉磁心とを含むステータコアの場合、絶縁方法にかかわらず、積層鋼板と圧粉磁心との連結は、絶縁を施す前になされたので、連結のための専用部材、例えば接着剤が必要であり、その結果、連結のための部材コストや手間が多くかかり、製造コストが高くなっていた。
そこで、本発明の目的は、積層鋼板と圧粉磁心とを含むステータコアに絶縁を施した安価な電動モータを提供することである。

本発明は、ステータコア（１１）およびステータコアに巻回されたコイル（１３）を含む環状のステータ（７）を備え、ステータコアは、積層鋼板（１１ｎ）を含む第１のコア（１６ａ）と、圧粉磁心（１７ｂ，１５ｆ１，１５ｆ２，１５ｃ）を含み、第１のコアをステータの軸方向（Ｓ）に挟持する一対の第２のコア（１６ｂ）とを含み、各第２のコアは、ステータの径方向（Ｒ）に並ぶ一対の圧粉磁心（１７ｂ，１５ｃ）を含み、各第２のコアの一対の圧粉磁心間に、積層鋼板のティース（１５ｅ）を覆う絶縁体（１２）が介在した状態で、各第２のコアおよび上記絶縁体を含むユニット（Ｕ２）が構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、ユニットを第１のコアに取り付けることにより、ユニットの絶縁体により第１のコアのティースを絶縁するとともに、第１のコアと第２のコアとを、絶縁体を利用して互いに連結することが可能となる。第１のコアと第２のコアとの連結に、電動モータにとって必須の絶縁体を兼用できるので、絶縁体以外の連結のための部材を簡素化したり、廃止したりできる。例えば従来用いられていた接着剤の使用量を少なくしたり、廃止したりすることができる。その結果、部品点数や組立コストを削減でき、製造コストを安価にできる。

また、上記絶縁体が、Ｕ字形形状をなす場合には、第１のコアを絶縁体のＵ字形形状の内側に配置して、第１のコアと第２のコアとを確実に連結することができる。
また、上記絶縁体は成形された樹脂（１２ｍ）を含み、第２のコアの圧粉磁心は、絶縁体の樹脂成形のときに絶縁体に接合されてなる場合がある。この場合、第２のコアをインサートとして絶縁体を樹脂でインサート成形することにより、ユニットを製造することができる。絶縁体と第２のコアとの接合と、絶縁体の樹脂成形とを、単一工程でなすことができるので、製造工程を削減でき、ひいては製造コストを低減できる。

また、本発明において、上記第２のコアの圧粉磁心は、絶縁体の樹脂成形のときに歪み取りのための熱処理を施されてなる場合がある。この場合、熱処理と樹脂成形との少なくとも一部同士が同時になされるので、熱処理と樹脂成形とに要する時間と消費エネルギーとが削減される結果、製造コストが低減される。
なお、上記括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を示すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。

以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態の電動モータの概略構成を示す断面図である。
本電動モータ１は、フレームとしてのモータハウジング２と、このモータハウジング２に保持された軸受３，４と、これら軸受３，４により回動自在に支持されている出力軸５と、この出力軸５に一体回転するように設けられた筒状のロータ６と、ロータ６の外周面と径方向Ｒに対向してモータハウジング２内に固定される筒状のステータ７と、当該電動モータ内部における電気的な接続のためのバスバーと呼ばれる結線用基板８と、ロータ６の回転角度位置を検出する回転位置検出センサ（図示せず）とを有している。

モータハウジング２は、筒形状をなすハウジング本体９と、一対の端部材１０Ａ，１０Ｂとを有している。出力軸５の軸方向Ｓについてのハウジング本体９の両端部は、ともに開放されている。ハウジング本体９の両端部に、対応する端部材１０Ａ，１０Ｂが取り付けられている。
なお、ハウジング本体９と、いずれか一方の端部材１０Ａ，１０Ｂとが、単一の部材により一体に形成され、単一の部品を構成していてもよい。以下では、ハウジング本体９と、一対の端部材１０Ａ，１０Ｂとの３つが、互いに別体の場合に則して説明する。

端部材１０Ａ，１０Ｂは、板状をなしている。端部材１０Ａの中央部に貫通孔が形成されている。この貫通孔の周縁部に軸受３が支持されている。また、端部材１０Ｂの中央部の凹部の周縁部に軸受４が支持されている。また、各端部材１０Ａ，１０Ｂの外周縁部には、ハウジング本体９と連結するための連結部が設けられている。
ハウジング本体９は、内周面と外周面とを有している。また、軸方向Ｓについてのハウジング本体９の両端部は、対応する端部材１０Ａ，１０Ｂの連結部に連結するための連結部を有している。ハウジング本体９の連結部と、対応する端部材１０Ａ，１０Ｂの連結部とは、図示しないボルトにより互いに固定される。

モータハウジング２の内部に、ロータ６、ステータ７および結線用基板８が収容されている。ステータ７の外周面が、モータハウジング２のハウジング本体９の内周面に固定されている。ステータ７がロータ６を取り囲んでいる。モータハウジング２と出力軸５とロータ６とステータ７とが、ブラシレスモータを構成している。また、結線用基板８は、出力軸５の軸方向Ｓに関して、ステータ７に隣接して配置されている。結線用基板８は、ステータ７を介して、または直接にモータハウジング２に固定されている。

また、モータハウジング２のハウジング本体９の内周面と、ロータ６の外周面と、ステータ７の内周面および外周面とは、出力軸５の中心軸線と互いに同心に配置されている。出力軸５と、ロータ６とは、出力軸５の中心軸線の回りに一体に回動する。
なお、図１および後述する各図には、出力軸５の軸方向Ｓ、径方向Ｒ、および周方向Ｔを必要に応じて図示している。これらの各方向は、モータハウジング２、ロータ６、ステータ７、および後述するステータコア１１の対応する各方向に一致している。

図２は、図１のＳ２−Ｓ２断面の断面図である。図３は、図１のＳ３−Ｓ３断面の断面図である。図４は、図２のＳ４−Ｓ４断面の断面図である。図５は、図２のＳ５−Ｓ５断面の断面図である。図６は、ステータの分解斜視図であり、ステータの一部を示す。
図１、図２を参照して、ロータ６は、出力軸５および軸受３，４を介して、モータハウジング２に回動自在に支持されている。ロータ６は、ロータ本体６ａと、ロータマグネット６ｂと、スペーサ６ｃと、筒状の保護部材６ｄとを有している。

ロータマグネット６ｂは、周方向Ｔに離隔する複数の磁極を有する。ロータマグネット６ｂは、環状の永久磁石からなる。ロータマグネット６ｂの外周面にＮ極とＳ極との磁極が交互に周方向Ｔに並んで複数箇所に形成されている。ロータマグネット６ｂは、ロータ本体６ａとスペーサ６ｃとを介して、出力軸５に固定されている。
ステータ７は、内周面と外周面とを有している。ステータ７の内周面は、ロータ６の外周と径方向Ｒに所定間隔を開けて対向している。ステータ７は、環状をなす単一のステータコア１１と、複数の絶縁体としてのインシュレータ１２と、複数のコイル１３とを有している。ステータコア１１は、環状をなす単一のヨーク１４と、このヨーク１４から径方向に突出する複数のティース１５とを有している。

各ティース１５ごとに、２つのインシュレータ１２と単一のコイル１３とが設けられている。インシュレータ１２はコイル１３を保護するための絶縁性部材である。コイル１３は、絶縁被覆された電線をそれぞれ有しており、各ティース１５ごとに、少なくとも一つがあればよい。コイル１３が、インシュレータ１２を介してティース１５に巻回されている。この状態で、ステータコア１１と、インシュレータ１２と、コイル１３とは、樹脂モールド成形されてなり、一体化されている。

ステータコア１１のヨーク１４の外周面が、ステータ７の外周面を形成している。複数のティース１５は、互いに同じ形状に形成されていて、周方向Ｔについて所定間隔のスロット１１ｃを挟んで相互に離隔して均等に配置されていて、ヨーク１４の内周から径方向Ｒの内方へ突出している。各ティース１５の突出した先端部が、ステータ７の内周面を形成し、ロータ６に近接して対向している。

ステータコア１１は、周方向Ｔに分割された分割体としての複数の分割コア１６を有している。また、ヨーク１４は、複数の分割コア１６に対応して周方向Ｔに分割された複数のヨーク片１７を有している。各分割コア１６は、単一のヨーク片１７と、単一のティース１５とを有している。
複数の分割コア１６は、ステータコア１１を縦割り分割されてなる。複数の分割コア１６が環状に組み合わされることにより、環状のステータコア１１が構成されている。例えば、複数の分割コア１６が周方向Ｔに並べられた状態で、互いに隣接する一対のヨーク片１７の対向する側面同士が互いに当接し、この状態で、複数の分割コア１６が、ハウジング本体９の内周面に嵌め入れられて、この内周面に、例えば圧入されることにより、または接着剤を介することにより固定されている。これにより、複数の分割コア１６が互いに環状に連結される。

図１と図６を参照して、各分割コア１６は、軸方向Ｓに関して複数に、例えば３個に分割されている。各分割コア１６は、軸方向Ｓに分割された分割体であり且つ軸方向中間部であり且つ第１のユニットとしての第１のコア１６ａと、軸方向Ｓに分割された分割体であり且つ軸方向端部としての一対の第２のコア１６ｂとを有している。
本実施形態では、インシュレータ１２付きの分割コア１６が、上述の第１のユニットとしての第１のコア１６ａと、一対の第２のユニットＵ２とを有している。一対の第２のユニットＵ２は、第１のコア１６ａの軸方向Ｓの両端部に取り付けられている。各第２のユニットＵ２は、ひとつの第２のコア１６ｂと、これに対応するひとつのインシュレータ１２とが、一体化されることにより構成されている。具体的には、第２のユニットＵ２は、第２のコア１６ｂをインサートとして、樹脂製のインシュレータ１２をインサート成形してなる。

一対の第２のユニットＵ２は、互いに同様に構成されている。一対の第２のユニットＵ２に関連する第１のユニットの軸方向両端部は、互いに同様に構成されている。すなわち、分割コア１６の軸方向Ｓの両端部である第２のコア１６ｂは、軸方向Ｓについての向きが逆であることを除いて、互いに同様に形成されている。また、分割コア１６は、周方向Ｔに関して対称形状をなしている。また、インシュレータ１２も、軸方向Ｓおよび周方向Ｔに関して、分割コアと同様の関係で形成されている。

図５と図６を参照して、各ヨーク片１７は、第１のコア１６ａに対応した軸方向Ｓに分割された分割体としての軸方向中間部１７ａと、第２のコア１６ｂに対応した軸方向Ｓに分割された分割体としての一対の軸方向端部１７ｂとを有している。
各ティース１５は、第１のコア１６ａに対応した軸方向Ｓに分割された分割体としての軸方向中間部１５ｅと、第２のコア１６ｂに対応した軸方向Ｓに分割された分割体としての一対の軸方向端部１５ｆとを有している。

図３、図４、図５、図６を参照して、各ティース１５は、ヨーク片１７の内周部から径方向Ｒに延びた主体部としてのティース本体１５ａと、ティース本体１５ａの延設端としての径方向Ｒの内方側の端部に設けられた突出部としての周方向突出部１５ｂおよび軸方向突出部１５ｃとを有している。
ティース本体１５ａは、軸方向Ｓに平行に延びており、ヨーク片１７に比べて、ステータ７の周方向Ｔおよび軸方向Ｓについて相対的に細く形成されている。

周方向突出部１５ｂは、周方向Ｔの両側へティース本体１５ａの径方向内方の端部から突出している。軸方向突出部１５ｃは、軸方向Ｓの両側へティース本体１５ａの径方向内方の端部および周方向突出部１５ｂの軸方向端部１５ｆ２から突出している。周方向突出部１５ｂと軸方向突出部１５ｃとは、互いに接続されていて、ティース本体１５ａを鍔状をなして取り囲んでいる。

また、各ティース１５には、コイル１３を巻回するための溝１８，１９が形成されている。すなわち、ステータ７の周方向Ｔに関して、各ティース１５は、当該ティース１５を挟んだ両側に、一対の溝１８を有している。また、ステータ７の軸方向Ｓに関して、各ティース１５は、当該ティース１５を挟んだ両側に、一対の溝１９を有している。これらの溝１８，１９は、ティース１５を取り囲んで環状をなし、互いに連通し、コイル１３を収容している。

一対の溝１８は、ステータ７の周方向Ｔについて、互いに逆向きに開放されている。各溝１８が、スロット１１ｃの一部をなしている。溝１８は、内面としての以下の各部、すなわち、内壁１８ａと、外壁１８ｂと、溝底１８ｃとを有している。内壁１８ａは、相対的に径方向Ｒの内方側に配置されていて、対応するティース１５の周方向突出部１５ｂにより形成されている。外壁１８ｂは、相対的に径方向Ｒの外方に配置されていて、ヨーク片１７の対応する周方向端部により形成されている。内壁１８ａおよび外壁１８ｂは、ステータ７の径方向Ｒに互いに対向している。溝底１８ｃは、ティース本体１５ａにより形成されている。

一対の溝１９は、ステータ７の軸方向Ｓの外方に向けて、互いに逆向きに開放されている。溝１９は、内面としての以下の各部、すなわち、内壁１９ａと、外壁１９ｂと、溝底１９ｃとを有している。内壁１９ａは、相対的に径方向Ｒの内方側に配置されていて、対応する軸方向Ｓの外方に突出するティース１５の軸方向突出部１５ｃにより形成されている。外壁１９ｂは、相対的に径方向Ｒの外方に配置されていて、ヨーク片１７の対応する軸方向端部１７ｂにより形成されている。内壁１９ａおよび外壁１９ｂは、ステータ７の径方向Ｒに互いに対向している。溝底１９ｃは、ティース本体１５ａの軸方向端部１５ｆ１により形成されている。

図５と図６を参照して、第１のコア１６ａは、ヨーク片１７の軸方向中間部１７ａおよびティース１５の軸方向中間部１５ｅを一体に形成している。ヨーク片１７の軸方向中間部１７ａおよびティース１５の軸方向中間部１５ｅは、軸方向Ｓに関して互いに同寸法に形成されている。ティース１５の軸方向中間部１５ｅは、ティース本体１５ａの軸方向中間部と、周方向突出部１５ｂの軸方向中間部とを有している。

第１のコア１６ａは、積層鋼板からなる。積層鋼板は、ステータコア１１の軸方向Ｓに積層された複数の電磁鋼板１１ｎを有している。電磁鋼板１１ｎは、例えばケイ素鋼板からなる。ケイ素鋼板は、ケイ素鋼の板材と、この板材の表面に形成された絶縁被膜とを有している。電磁鋼板１１ｎとしては、ケイ素鋼の板材に代えて、低炭素鋼、純鉄等の磁気特性の優れた板材を利用してもよい。また、絶縁被膜は、板の両面に形成されていてもよいし、一方の板面であってもよく、少なくとも一方の板面に形成されていればよい。

第１のコア１６ａは、一対の軸方向端面１６ｃを有し、この端面１６ｃに形成された起伏部であり且つ係合凹部としての単一の貫通孔２０を有している。貫通孔２０は、軸方向Ｓに第１のコア１６ａを貫通しており、各電磁鋼板１１ｎに円形にプレス成形されてなる。貫通孔２０は、少なくともひとつがあればよい。貫通孔２０は、ヨーク片１７の軸方向中間部１７ａにおける径方向Ｒおよび周方向Ｔの中央位置に配置されている。

一対の第２のコア１６ｂは、第１のコア１６ａを軸方向Ｓに挟持している。各第２のコア１６ｂは、第１の部分としてのヨーク片１７の軸方向端部１７ｂと、ティース１５の軸方向端部１５ｆとを有している。ティース１５の軸方向端部１５ｆは、第２の部分としてのティース本体１５ａの軸方向端部１５ｆ１と、第３の部分としての周方向突出部１５ｂの軸方向端部１５ｆ２と、第４の部分としての軸方向突出部１５ｃとを有している。

上述の第１〜第４の部分１７ｂ，１５ｆ１，１５ｆ２，１５ｃは、互いに接続されており、これにより、周方向Ｔに沿って見たときに溝形（Ｕ字形形状）をなし、また、軸方向Ｓに沿って見たときにＨ字形形状をなしている。第１の部分１７ｂと、第２の部分１５ｆ１と、第３および第４の部分１５ｆ２，１５ｃとが、順に径方向Ｒに並んでいる。第１〜第４の部分１７ｂ，１５ｆ１，１５ｆ２，１５ｃは、互いに一体に形成されていて、それぞれが、ひいては第２のコア１６ｂの全体が、磁性粉１１ｍを含む粉末成形品であり且つ圧粉磁心としての焼結体からなる。第１の部分１７ｂと第４の部分１５ｃとが互いに、第２の部分１５ｆ１および第３の部分１５ｆ２を介して、連結されている。

ここで、焼結体は、軟磁性体からなる磁性粉１１ｍと、必要に応じて混合されるバインダ成分とを含んでいる。例えば、磁性粉１１ｍおよびバインダ成分を含む粉状素材が成形型により所定の圧縮条件で圧縮成形される。これにより、製造用中間体としての圧粉体が得られる。この圧粉体が予め定める焼結条件に基づいて焼結される。これにより、成型品としての焼結体が成形されてなる。

第２のコア１６ｂは、軸方向端面１６ｄを有し、この軸方向端面１６ｄに形成された起伏部であり且つ係合凸部としての単一の微小な突起２１を有している。軸方向端面１６ｄは、第１のコア１６ａの軸方向端面１６ｃに対向して連結されている。軸方向端面１６ｃ，１６ｄ同士の間には、接着剤（図示せず）が介在している。または、軸方向端面１６ｃ，１６ｄの少なくとも一部同士が、互いに当接している。また、第２のコア１６ｂの突起２１が第１のコア１６ａの貫通孔２０に嵌合しており、第１のコア１６ａと第２のコア１６ｂとが、周方向Ｔおよび径方向Ｒに互いに位置決めされている。

突起２１は、少なくともひとつが設けられており、軸方向端面１６ｄに一体に単一の部材により形成されており、軸方向端面１６ｄから例えば半球状をなして突出しており、半径および突出高さＬが１ｍｍ以下の範囲内の値とされている。また、突起２１を取り囲むように、当該突起２１を形成するための環状溝２２が形成されている。突起２１の突出高さＬが１ｍｍ以下であることにより、後述するように突起２１を形成するための手間を少なくできる。

図７Ａ，図７Ｂ，図７Ｃ，図７Ｄは、第２のコアおよびこれに関連する部材の模式図である。図７Ａ，図７Ｄを参照して、第２のコア１６ｂを形成するための材料粉末３０を、互いに対をなす一対の成形型３１，３２の内部に充填する。一方の成形型３１は、第２のコア１６ｂの軸方向端面１６ｄを形成するための平坦部３１ａと、環状溝２２を形成するための環状凸部３１ｂと、突起２１を形成するための半球状の凹部３１ｃとを有している。他方の成形型３２は、第２のコア１６ｂの軸方向端面１６ｄ以外の残りの部分を形成するための凹部３２ａを有する。材料粉末３０が凹部３２ａに満たされ、満たされた材料粉末３０の上面３０ａは、平坦面に形成される。

図７Ｂを参照して、一対の成形型３１，３２が互いに接近する。これにより、凹部３２ａ内に充填された材料粉末３０が圧縮される。このとき、一方の成形型３１の環状凸部３１ｂが、材料粉末３０の上面３０ａを押圧し、これに伴い、この上面３０ａに環状の窪みが形成されるとともに、この窪みの近傍の余肉となる材料粉末３０の一部が盛り上がり、凹部３１ｃ内に入るようになっている。これにより、圧縮された材料粉末３０の平坦面に突起を単一工程で形成できる。ここで、凹部３１ｃの深さ（突起２１の突出高さ）が１ｍｍを越えると、凹部３１ｃ内で盛り上がった粉末が十分に圧縮されないことがある。

図７Ｃを参照して、一対の成形型３１，３２による材料粉末の圧縮が完了すると、材料粉末は、製造用中間体としての圧粉体３３になる。圧粉体３３は、平坦面３３ａと、この平坦面３３ａに形成された環状凹部３３ｂと、この環状凹部３３ｂに取り囲まれた突起３３ｃとを有する。
図７Ｄを参照して、圧粉体３３が焼結されることにより、焼結体としての第２のコア１６ｂが得られる。圧粉体３３の平坦面３３ａが、第２のコア１６ｂの軸方向端面１６ｄになる。圧粉体３３の環状凹部３３ｂが、第２のコア１６ｂの環状凹部２２になる。圧粉体３３の突起３３ｃが、第２のコア１６ｂの突起２１になる。

このように、突起２１の突出高さＬが１ｍｍ以下であることにより、圧粉体３３の突起３３ｃを、材料粉末３０の平坦面に、圧粉体３３を形成するための成形型３１，３２により容易に形成でき、ひいては、焼結体としての第２のコア１６ｂの突起２１を手間をかけずに形成できる。なお、突起２１の突出高さＬが１ｍｍを越えて大きいと、圧粉体３３の突起３３ｃが十分に圧縮されず、焼結体の突起２１が弱くなる場合がある。

図４、図５、図６を参照して、インシュレータ１２は、第２のコア１６ｂにおける径方向外方部分、すなわち、ヨーク片１７の軸方向端部１７ｂと、第２のコア１６ｂにおける径方向内方部分、すなわち、ティース１５の周方向突出部１５ｂの軸方向端部１５ｆ２および軸方向突出部１５ｃとを互いに連結している。
インシュレータ１２は、コイル１３を保護するために絶縁性を有する樹脂部材１２ｍ、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等により形成されている。インシュレータ１２は、溝１９の内壁１９ａに沿う第１の部分１２ａと、溝１９の外壁１９ｂに沿う第２の部分１２ｂと、溝１９の溝底１９ｃに沿う第３の部分１２ｃと、第３の部分１２ｃから軸方向Ｓに延設された一対の延設部としての第４の部分１２ｄとを有している。

第１の部分１２ａと、第２の部分１２ｂと、第３の部分１２ｃとは、溝１９の内面に沿って溝形をなしている。また、第３の部分１２ｃと、一対の第４の部分１２ｄとが、互いに接続されることにより、径方向Ｒに沿って見たときにＵ字形形状をなしている。Ｕ字形形状の内側に、第１のコア１６ａにおけるティース本体１５ａの軸方向中間部を配置して、これを覆っている。一対の第４の部分１２ｄは、第２のコア１６ｂの軸方向端面１６ｄから所定長さで突出して、軸方向Ｓに平行に第１のコア１６ａの溝１８の溝底１８ｃに沿ってそれぞれ延びている。一対の第２のユニットＵ２のインシュレータ１２の各第４の部分１２ｄの各延設端は、第１のコア１６ａの軸方向Ｓの中央部で互いに対向している。

図６を参照して、本実施形態のステータ７は、例えば、以下の製造方法で製造することができる。すなわち、ステータ７の製造方法は、(1) 第１のコア１６ａを形成する第１のコア形成工程と、(2) 第２のコア１６ｂを形成する第２のコア形成工程と、(3) 第２のコア１６ｂを熱処理する熱処理工程と、(4) インシュレータ１２を第２のコア１６ｂに成形する成形工程と、(5) 第１のコア１６ａに、インシュレータ１２付きの第２のコア１６ｂを組み付けることにより、インシュレータ１２付きの分割コア１６を得る第１の組立工程と、(6) 得られたインシュレータ１２付きの分割コア１６にコイル１３を巻回する第２の組立工程と、(7) コイル１３が巻回された各分割コア１６を周方向Ｔに互いに連結する第３の組立工程と、(8) コイル１３とインシュレータ１２と分割コア１６とを樹脂部材（図示せず）により封止して一体化する封止工程とを有している。

第１のコア形成工程では、複数の電磁鋼板１１ｎが所定の形状にプレス成形され、予め定めた所定枚数の電磁鋼板１１ｎが、互いに向きを揃えて積層され、互いに固定される。これにより第１のコア１６ａが得られる。
第２のコア形成工程では、磁性粉１１ｍを含む材料粉末が所定形状に圧縮されて、焼結される。これにより、焼結体としての第２のコア１６ｂが得られる。なお、第１のコア形成工程と、第２のコア形成工程とは、いずれが先でもよいし、同時でもよい。

熱処理工程では、第２のコア形成工程で得られた第２のコア１６ｂに、所定の熱処理条件の熱処理を施す。これにより、第２のコア１６ｂを焼結するときに第２のコア１６ｂに生じた歪みを取り除く。
成形工程では、第２のコア形成工程で得られた第２のコア１６ｂをインサートとして、インシュレータ１２を樹脂部材でインサート成形することにより、インシュレータ１２を第２のコア１６ｂに一体に形成している。第２のコア１６ｂが単一部品からなるので、複数部品により構成される場合に比べて、第２のコア１６ｂをインサートとして成形型内に取り付けるのに手間がかからずにすむ。インシュレータ１２の樹脂成形のときに、第２のコア１６ｂは、インシュレータ１２に接合されてなる。これにより、インシュレータ１２は、第２のコア１６ｂに密着している。

成形工程は、熱処理工程の完了後になされてもよいが、本実施形態では、熱処理工程の加熱と同時になされる。例えば、第２のコア１６ｂの材質がリン酸塩被膜付き鉄粉であり、また、インシュレータ１２の材質がＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）の場合には、第２のコア１６ｂの歪み取りのための熱処理温度が、５５０℃であり、インシュレータ１２の樹脂成形時の樹脂材料の温度が、３００〜３４０℃である。熱処理温度が、樹脂成形時の温度よりも高いので、熱処理工程の熱処理温度までの加熱と、成形工程の樹脂成形とを、同時に行うことができる。すなわち、熱処理温度に第２のコア１６ｂを加熱し、この熱処理温度において第２のコア１６ｂにインシュレータ１２を樹脂成形し、第２のユニットＵ２を得る。樹脂成形後の第２のユニットＵ２の温度は、第２のコア１６ｂの熱処理の冷却条件にしたがって低下するようにされている。

また、熱処理工程の開始後の所定タイミング、例えば冷却途中のタイミングであって、第２のコア１６ｂの温度が常温よりも高い時点で、成形工程を開始するようにしてもよい。この場合、熱処理のときに第２のコア１６ｂの温度が高くなるので、その後の樹脂成形のときに、第２のコア１６ｂの温度を上げるための消費エネルギーが削減される。
また、成形工程でインシュレータ１２を形成直後のタイミングであって、第２のコア１６ｂの温度が常温よりも高い時点で、熱処理工程を開始するようにしてもよい。この場合、樹脂成形のときに第２のコア１６ｂの温度が高くなるので、その後の熱処理のときに、第２のコア１６ｂの温度を上げるための消費エネルギーが削減される。要は、熱処理工程と成形工程との少なくとも一部同士が、同時に行われるようにしていればよい。

熱処理工程および成形工程がともに完了した後、第１、第２、第３の組立工程および封止工程が、順に行われて、ステータ７が得られる。
第１の組立工程では、第１のユニットとしての第１のコア１６ａに、第２のユニットＵ２が組み付けられる。このとき、各第２のユニットＵ２のインシュレータ１２の一対の第４の部分１２ｄが、その間に、第１のコア１６ａのティース本体１５ａの軸方向中間部を挟持する。また、各第２のユニットＵ２のインシュレータ１２の各第４の部分１２ｄが、第１のコア１６ａの溝１８に嵌合される。これにより、第１のユニットと第２のユニットＵ２とが互いに径方向Ｒおよび周方向Ｔに位置決めされる。また、第１のユニットと第２のユニットＵ２の軸方向端面１６ｃ，１６ｄ同士が互いに当接して、軸方向Ｓに互いに位置決めされる。この状態で、第１のユニットと第２のユニットＵ２とは、例えば接着剤により互いに固定される。

なお、接着剤を廃止してもよく、これにより、製造コストをより一層低減できる。すなわち、第１の組立工程での、第１のユニットと第２のユニットＵ２との連結は、コイル１３が巻回されるまでの間、達成されればよく、いわば仮保持できればよい。従って、第１のユニットおよび第２のユニットＵ２の連結のための部材を、例えば接着剤の使用量を少なくしたり、無くしたりできる。

第２の組立工程でコイル１３が巻回されることにより、これに加えて、封止工程で封止がなされることにより、第１のユニットと第２のユニットＵ２とは強固に固定される。
図６を参照して、本実施形態の電動モータ１は、ステータコア１１およびステータコア１１に巻回されたコイル１３を含む環状のステータ７を備えている。ステータコア１１は、(1) 積層鋼板としての複数の電磁鋼板１１ｎを含む第１のコア１６ａと、(2) 圧粉磁心としての第１〜第４の部分１７ｂ，１５ｆ１，１５ｆ２，１５ｃを含み、第１のコア１６ａをステータ７の軸方向Ｓに挟持する一対の第２のコア１６ｂとを含んでいる。各第２のコア１６ｂは、ステータ７の径方向Ｒに並ぶ一対の圧粉磁心としての第１の部分１７ｂおよび第４の部分１５ｃを含んでいる。各第２のコア１６ｂの第１の部分１７ｂおよび第４の部分１５ｃの間に、積層鋼板のティース１５の軸方向中間部１５ｅを覆う絶縁体としてのインシュレータ１２が介在した状態で、第２のコア１６ｂおよびインシュレータ１２を含むユニットとしての第２のユニットＵ２が構成されている。

本実施形態によれば、第２のユニットＵ２を第１のコア１６ａに取り付けることにより、第２のユニットＵ２のインシュレータ１２により第１のコア１６ａのティース１５を絶縁するとともに、第１のコア１６ａと第２のコア１６ｂとを、インシュレータ１２を利用して互いに連結することが可能となる。第１のコア１６ａと第２のコア１６ｂとの連結に、電動モータ１にとって必須のインシュレータ１２を兼用できるので、インシュレータ１２以外の連結のための部材を簡素化したり廃止したりできる。例えば、接着剤の使用量を少なくしたり、廃止したりすることができる。ひいては、部品点数や組立コストを削減でき、製造コストを安価にできる。なお、これらの効果は、後述するように第２のコア１６ｂにおいて第２および第３の部分１５ｆ１，１５ｆ２が廃止される場合にも得ることができる。

積層鋼板および圧粉磁心を組み合わせたタイプの分割コア１６を用いることにより、磁性粉のヒシテリシス損が電磁鋼板に比べて非常に大きいという欠点を緩和しつつ、磁性粉によりステータ７の形状の自由度を高めることができる。
また、本実施形態では、インシュレータ１２はＵ字形形状をなしている。この場合、第１のコア１６ａに対応するティース１５の軸方向中間部１５ｅを、インシュレータ１２のＵ字形形状の内側に配置して、第１のコア１６ａと第２のコア１６ｂとを確実に連結することができる。例えば、第１のコア１６ａと第２のコア１６ｂとの間の位置ずれの発生を抑制できる。

また、インシュレータ１２の一対の第４の部分１２ｄ同士の間隔（周方向Ｔに関する寸法）が第１のコア１６ａのティース本体１５ａの軸方向中間部の周方向Ｔに関する寸法に等しくされている。また、第４の部分１２ｄの寸法であって径方向Ｒに関する寸法が、第１のコア１６ａの溝１８の溝幅（径方向Ｒに関する内壁１８ａと外壁１８ｂとの最小間隔）と等しくされている。この場合には、第１のコア１６ａおよび第２のコア１６ｂを互いに精度良く位置決めすることができる。

また、本実施形態では、インシュレータ１２は成形された樹脂１２ｍを含み、第２のコア１６ｂの圧粉磁心としての第１〜第４の部分１７ｂ，１５ｆ１，１５ｆ２，１５ｃは、インシュレータ１２の樹脂成形のときにインシュレータ１２に接合されてなるようにしている。この場合、第２のコア１６ｂをインサートとしてインシュレータ１２を樹脂１２ｍでインサート成形することにより第２のユニットＵ２を製造することができる。インシュレータ１２と第２のコア１６ｂとの接合と、インシュレータ１２の樹脂成形とを、単一工程でなすことができるので、製造工程を削減でき、ひいては製造コストを低減できる。

また、第２のコア１６ｂの圧粉磁心としての第１〜第４の部分１７ｂ，１５ｆ１，１５ｆ２，１５ｃが、インシュレータ１２の樹脂成形のときに歪み取りのための熱処理を施されてなる。この場合、熱処理と樹脂成形との少なくとも一部同士が同時になされるので、熱処理と樹脂成形とに要する時間と消費エネルギーとが削減される結果、製造コストが低減される。

また、本実施形態について、以下のような変形例を考えることができる。以下の説明では、上述の実施形態と異なる点を中心に説明し、同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
例えば、第１のコア１６ａと第２のコア１６ｂとを連結するための起伏部としては、種々考えられる。第１のコア１６ａの係合凹部としては、所定深さの有底の孔であってもよい。第２のコア１６ｂの係合凸部としては、軸方向端面１６ｄに別体で形成されて取り付けられた突起であってもよい。また、これらの係合凹部および係合凸部の凹凸関係が逆になる場合も考えられ、例えば第１のコア１６ａに係合凸部が取り付けられて、第２のコア１６ｂの軸方向端面１６ｄに係合凹部が形成され、この係合凹部に係合凸部が嵌合される場合が考えられる。

また、上述の実施形態では、第２のコア１６ｂの第１の部分１７ｂおよび第４の部分１５ｃは、圧粉磁心としての第２および第３の部分１５ｆ１，１５ｆ２とを介して連結されていたが、第２および第３の部分１５ｆ１，１５ｆ２が廃止される場合も考えられる。この場合には、第２のコア１６ｂの第１の部分１７ｂおよび第４の部分１５ｃは、インシュレータ１２を介在させてこのインシュレータ１２により連結される。

また、圧粉磁心としては、焼結体の他、焼結温度よりも低い温度で加熱圧縮された圧縮成形品や、樹脂成形品でもよい。この樹脂成形品は、磁性粉としての鉄粉と、絶縁部材としての合成樹脂とを含む複合材料により形成されている。上述の圧縮成形品は、磁性粉と、必要に応じてバインダー（図示せず）とを含み、これらが成形型内で、焼結体に比べて低い温度に加熱されて圧縮されてなる。圧粉磁心としては、軟磁性体としての磁性粉を含み、成形型を用いて成形されてなる成型品からなっていればよい。

また、各分割コア１６の軸方向中間部同士が互いに一体に形成され、環状の複数の電磁鋼板が積層された積層鋼板により構成される場合も考えられる。その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

本発明の一実施形態の電動モータの概略構成の断面図である。 図１のＳ２−Ｓ２断面の断面図である。 図１のＳ３−Ｓ３断面の断面図である。 図２のＳ４−Ｓ４断面の断面図である。 図２のＳ５−Ｓ５断面の断面図である。 図１のステータの分解斜視図であり、ステータの一部を示す。 図７Ａ，図７Ｂ，図７Ｃ，図７Ｄは、図２のステータコアの製造方法を説明するための第２のコアと、その材料と、成形型との模式図であり、図７Ａは、圧縮前の素材粉末と成形型を示し、図７Ｂは、圧縮途中の素材粉末と成形型を示し、図７Ｃは圧縮完了状態の圧粉体と成形型の模式図であり、図７Ｄは、第２のコアを示す。

符号の説明

１…電動モータ、７…ステータ、１１…ステータコア、１１ｍ…電磁鋼板（積層鋼板）、１２…インシュレータ（絶縁体）、１２ｍ…樹脂、１３…コイル、１５ｃ…（ティースの）軸方向突出部（圧粉磁心）、１５ｅ…（ティース）の軸方向中間部（積層鋼板のティース）、１５ｆ１…（ティースのティース本体の）軸方向端部（圧粉磁心）、１５ｆ２…（ティースの周方向突出部の）軸方向端部（圧粉磁心）、１６ａ…第１のコア、１６ｂ…第２のコア、１７ｂ…（ヨーク片の）軸方向端部（圧粉磁心）、Ｒ…径方向、Ｓ…軸方向、Ｕ２…第２のユニット（ユニット）

Claims (4)

1. ステータコアおよびステータコアに巻回されたコイルを含む環状のステータを備え、
   ステータコアは、積層鋼板を含む第１のコアと、圧粉磁心を含み、第１のコアをステータの軸方向に挟持する一対の第２のコアとを含み、
   各第２のコアは、ステータの径方向に並ぶ一対の圧粉磁心を含み、
   各第２のコアの一対の圧粉磁心間に、積層鋼板のティースを覆う絶縁体が介在した状態で、各第２のコアおよび上記絶縁体を含むユニットが構成されていることを特徴とする電動モータ。
2. 請求項１において、上記絶縁体は、Ｕ字形形状をなすことを特徴とする電動モータ。
3. 請求項１または２において、上記絶縁体は成形された樹脂を含み、第２のコアの圧粉磁心は、絶縁体の樹脂成形のときに絶縁体に接合されてなることを特徴とする電動モータ。
4. 請求項３において、上記第２のコアの圧粉磁心は、絶縁体の樹脂成形のときに歪み取りのための熱処理を施されてなることを特徴とする電動モータ。

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