JP2009095233A

JP2009095233A - 電動機およびその電動機の製造方法

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Publication number: JP2009095233A
Application number: JP2009021191A
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Inventors: Masayuki Takada; 昌亨高田
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Filing date: 2009-02-02
Publication date: 2009-04-30
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Abstract

【課題】コイルエンドの高さを低く抑えることにより、小型化、薄型化が図れるとともに、信頼性の向上した電動機およびその電動機の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】極歯８を覆うインシュレータ７の被巻装部７ａの軸方向断面形状は、巻線ノズルが直線軌道から円弧軌道に移行する時に慣性力によって生じる隙間分ΔＧのインシュレータの肉厚を削った略平行四辺形を形成した構成により、巻線ノズルの巻回速度を早くしても、駆動コイル２巻装後の巻形状は略長方形にでき、固定子鉄心から軸方向に突出するコイルエンドの高さを低くすることができるため、薄型化した電動機が得られる。また、コイル周長を短くできるので、銅損の低減による高効率化した電動機が得られる。また、巻装速度が早くできることから加工コストの削減ができることから電動機の低コスト化が実現できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、主に集中巻巻線を有する固定子を用いた電動機およびその製造方法に関するものである。

近年、電気機器に搭載するファン駆動用の電動機においては、小型化、薄型化、軽量化、高効率化が強く求められており、このため、固定子の巻線密度を高める必要があり、固定子を構成する極歯毎に駆動コイルを巻装する構成が増えてきている。そして、さらなる薄型化を図るためには、固定子鉄心から軸方向に突出するコイルエンドの高さを低くすることが不可欠となってきている。

従来、この種の電動機は、巻線の巻き乱れを抑制して、整列巻きを容易にする構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、その電動機について図２３〜図２５を参照しながら説明する。

図に示すように、コアの径方向に突出するティース５０に装着され、ティース５０の軸方向端面および両側面を覆う被巻線部５１を備える。ティース５０の根元側および先端側に相当する被巻線部５１の縁からそれぞれ軸方向のみに突出して、この被巻線部５１の周りに巻回された巻線５２が径方向に移動するのを禁止する根元側係止部５３および先端側係止部５４を備え、被巻線部５１の周りに巻線５２を巻回するとき、巻線ノズルが各ティース５０の側面および軸方向端面に対してさらに接近した軌道を通して、巻線５２の整列巻きを実現するために、先端側係止部５４が軸方向に突出する先端のコーナにＲ（アール）または面取りを施し、ティース５０の側方で巻線５２とインシュレータ表面との距離（ワイヤの膨らみ）を小さくするために、被巻線部５１のうちティース５０の軸方向端面を覆う部分の表面は、中央部５１Ｇが両側の端部５１Ｇｃよりも軸方向に突出した構造としている。また、被巻線部５１のうちティース５０の軸方向端面を覆う部分は、両側のコーナに面取りを設ける構造や、両側のコーナが切り取られて階段状に凹んだ構造も開示されている。

また、この種の電動機にはコイルを成形しているものもある（例えば、特許文献２参照）。

以下、その電動機について図２６を参照しながら説明する。

図に示すように、ステータコア６１に形成されるスロット６２をスリット状として、ティース６３の幅を広くし、各スロット６２に挿入される成形コイル体６４を所定巻数の角型コイル６５によって形成し、その角型コイル６５を断面略正方形で一辺がスリット状のスロット幅にほぼ等しい形状とし、この角型コイル６５をスロットの奥行方向に１列に整列し、コイルエンド６４ａは折り曲げ成形する構造である。

また、この種の電動機には固定子鉄心の磁極の幅を変更しているものもある（例えば、特許文献３参照）。

以下、その電動機について図２７〜図３０を参照しながら説明する。

図に示すように、固定子鉄心７０に固定子巻線７５が集中巻に巻回された固定子７６と、この固定子７６に対向して回転可能に保持された回転子７７より構成された電動機であって、固定子鉄心７０は、その中央部に配置された中央部固定子鉄心７１と、この中央部固定子鉄心７１の両側の端部に配置された端部固定子鉄心７２とから構成され、中央部固定子鉄心７１は、薄板鋼板を積層して構成されるとともに、端部固定子鉄心７２は、その固定子磁極部７４の幅が中央部固定子鉄心の固定子磁極部７３と接する側の幅に比べて、端部側の幅が狭い断面形状を有する構造である。また、端部固定子鉄心７２の固定子磁極部７４の断面形状が、半円形状としたものや、台形形状としたもの、端部固定子鉄心７２を構成する薄板鋼板の固定子磁極の幅が端部側に行くに従って、順次狭くなるようにしたものも開示されている。
特開２００１−９５１８８号公報特開平７−２９８５２８号公報特開２００３−９４３３号公報

このような従来の電動機によれば、特許文献１に記載されているものにおいては、整列巻線を実現するために、巻線ノズルの軌道はティースの側方は直線軌道、軸方向端面側は円弧軌道として巻装しているので、特にティースの幅が狭かったり、スロット開口幅が狭かったり、スロット数が多かったり、軸方向の長さが長い場合などは、巻線の巻回時において、巻線ノズルが直線軌道から円弧軌道に移行する時には、慣性力によって、それまでの直線方向に巻線が膨らんで巻装されるため、図３１に示すような被巻線部の軸方向端面側には被巻線部と巻線の間に隙間ΔＧを生じることとなり、巻装形状は略平行四辺形となって、固定子鉄心から軸方向に突出するコイルエンドの高さを低くすることができないという課題があり、薄型化が図れるとともに、信頼性の向上した電動機を提供することが要求されている。

また、巻線の巻回速度を早くすると、一段と慣性力によって生じる隙間が大きくなり、固定子鉄心から軸方向に突出するコイルエンドの高さを低くすることができないという課題があり、巻線の巻回速度を早くしても、薄型化が図れるとともに、信頼性の向上した電動機を提供することが要求されている。

また、特許文献２に記載されているものにおいては、成形されたコイル形状を角形としているので、角形コイルを強制的に成形するため、コイル絶縁被覆の厚さのバラツキや傷が生じ、信頼性が低下するという課題があり、小型・軽量化が図れるとともに、信頼性の向上した電動機を提供することが要求されている。

また、特許文献３に記載されているものにおいては、特許文献１同様に整列巻線を実現するために、巻線ノズルの軌道は固定子磁極部の側方は直線軌道、軸方向端面側は円弧軌道として巻装しているので、特に固定子磁極部の幅が狭く、スロット開口幅が狭く、軸方向の長さが長い場合は、コイルの巻回時において、巻線ノズルが直線軌道から円弧軌道に移行する時には、慣性力によって、それまでの直線方向にコイルが膨らんで巻装されるため、被巻線部の軸方向端面側には被巻線部とコイルの間に隙間を生じることとなり、巻装形状は略平行四辺形となって、固定子鉄心から軸方向に突出するコイルエンドの高さを低くすることができないという課題があり、薄型化が図れるとともに、信頼性の向上した電動機を提供することが要求されている。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、コイルエンドの高さを低く抑えることにより、小型化、薄型化が図れるとともに、信頼性の向上した電動機およびその製造方法を提供することを目的としている。

本発明のブラシレスＤＣモータは上記目的を達成するために、スロットを有する固定子鉄心と、この固定子鉄心の極歯単位毎に駆動コイルを巻装した固定子と、この固定子に対向して回転可能に保持された回転子と、前記固定子鉄心と前記駆動コイルとを絶縁するインシュレータとを備え、前記インシュレータには前記回転子側への前記駆動コイルの崩れを防止する鍔部を設け、この鍔部の角部は、対角に配した鈍部と、残りの対角に配した鋭部とで構成されることを特徴とする電動機の構成としたものである。

すなわち、前記鍔部の角部は円弧状とし、前記鈍部の曲率は、前記鋭部の曲率よりも大きいことを特徴とするものである。

また、前記鍔部の角部には面取り部を設け、前記鈍部は前記鋭部よりも大きく面取りをしたことを特徴とするものである。

また、前記鈍部は、切欠きとしたことを特徴とするものである。

本発明によれば、鍔部の鈍部側の巻線ノズルの軌道は、直線軌道から円弧軌道への移行が早くできることから、駆動コイルとインシュレータの間の隙間が小さくなるので、固定子鉄心から軸方向に突出するコイルエンドの高さを低くすることができるため、薄型化した電動機が得られる。

本発明は、極歯には駆動コイルが磁石回転子側への崩れを防止する鍔部を設け、この鍔部の角部は対角に配した鈍部と、残りの対角に配した鋭部とで構成され、この鍔部の角部において、駆動コイル巻装時の巻線ノズルが直線軌道から円弧軌道に移行する側の角部を鋭部とし、巻線ノズルが円弧軌道から直線軌道に移行する側の角部を鋭部とした構成により、巻線ノズルが直線軌道から円弧軌道に移行するタイミングを早くできることから、駆動コイルと固定子鉄心の間の隙間が小さくなるので、固定子鉄心から軸方向に突出するコイルエンドの高さが、さらに低くなるとともに、コイル周長も短くなることから、駆動コイルの抵抗値が低くなり、銅損がさらに低減できるので、一層の薄型化、高効率化が実現できる電動機が得られる。

この鍔部の角部に設ける鋭部、鈍部としては、角部を円弧状とし、駆動コイル巻装時の巻線ノズルが直線軌道から円弧軌道に移行する側の円弧部曲率を、巻線ノズルが円弧軌道から直線軌道に移行する側の円弧部曲率よりも大きくした構成とする。

あるいは、この鍔部の角部には面取りを設け、駆動コイル巻装時の巻線ノズルが直線軌道から円弧軌道に移行する側の面取りの大きさを、巻線ノズルが円弧軌道から直線軌道に移行する側の面取りの大きさよりも大きくした構成とする。

あるいは、駆動コイル巻装時の巻線ノズルが直線軌道から円弧軌道に移行する側の鍔部の角部に切欠きを設けた構成とする。

以下、本発明の実施の形態について図１〜図２２を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１〜図４に示すように、１は電動機で、１０は複数のスロットを有する珪素鋼板などの薄板鋼板を積層した固定子鉄心１０ａに絶縁材にて形成されたインシュレータ７を介して駆動コイル２を巻装した固定子で、固定子１０は熱硬化性樹脂１２にてモールド成形されて外被を形成しており、１１はブラケットで軸受け６を保持している。３はプラスチックマグネットを射出成形時に極配向させてシャフト９と一体成形して形成した磁石回転子であり、固定子１０内周側に回転自在に配置されている。４は磁石回転子３の磁極位置を検知するホールＩＣで、１５はホールＩＣ４の出力信号に基づいて駆動コイル２への通電を制御する駆動ＩＣである。１４はホールＩＣ４、駆動ＩＣ１５、その他電子部品を実装したプリント基板で、電動機１に内蔵されている。８は極歯で、この極歯８単位毎にインシュレータ７を介して駆動コイル２が集中巻線されている。そして、極歯８の先端部には磁石回転子３の回転方向に張り出したポールピース部８ａが配置されており、このポールピース部８ａのインシュレータ７には駆動コイル２が磁石回転子３側への崩れを防止する鍔部１３を設け、この鍔部１３の角部は円弧状となっている。そして、極歯８を覆うインシュレータ７の被巻装部７ａの軸方向断面形状は略平行四辺形となっており、鈍角部７ｂと鋭角部７ｃには丸みを設けてある。そして、鍔部１３角の円弧部１６において、鈍角部７ｂ側の鍔部１３角は曲率の大きな円弧部１６ａを形成し、鋭角部７ｃ側の鍔部１３角は曲率の小さな円弧部１６ｂを形成した構成である。

このような本発明の電動機１によれば、極歯８を覆うインシュレータ７の被巻装部７ａの軸方向断面形状は、巻線ノズルが直線軌道から円弧軌道に移行する時に慣性力によって生じる隙間分ΔＧのインシュレータの肉厚を削った略平行四辺形となっているので、巻線ノズルの巻回速度を早くしても、駆動コイル２の巻装後の巻形状は略長方形にでき、固定子鉄心から軸方向に突出するコイルエンドの高さを低くすることができるため、薄型化した電動機が得られる。また、コイル周長を短くできるので、銅損の低減による高効率化した電動機が得られる。また、巻装速度が早くできることから加工コストの削減ができることから電動機の低コスト化が実現できる。

また、鍔部１３角の円弧部１６において、極歯８を覆うインシュレータ７の被巻装部７ａの角が鈍角を形成している鈍角部７ｂ側の円弧部１６ａの曲率を大きく形成しているので、巻線ノズルが直線軌道から円弧軌道に移行するタイミングを早くできることから、駆動コイル２とインシュレータ７の間の隙間が小さくなるので、固定子鉄心１０ａから軸方向に突出するコイルエンドの高さが、さらに低くなるとともに、コイル周長も短くなるため、駆動コイル２の抵抗値が低くなり、銅損がさらに低減できるので、一層の薄型化、高効率化が実現できる電動機が得られる。

なお、本実施の形態１では固定子の内周側に配置された回転子が回転する内転型の電動機としたが、固定子の外周側に配置された回転子が回転する外転型の電動機としても良く、その作用効果に差異を生じない。

また、本実施の形態１では駆動回路を内蔵する電動機の構成としたが、駆動回路を内蔵しないセンサレス型の電動機としても良く、その作用効果に差異を生じない。

また、本実施の形態１では回転子に永久磁石を配した直流電動機の構成としたが、永久磁石を使用しない誘導電動機や、リラクタンスモータとしても良く、集中巻線を施す電動機であれば、その作用効果に差異を生じない。

また、図５に示すように、極歯８を覆うインシュレータ７の被巻装部７ａの角に丸み５を設け、一方の対角を成す丸み５ａの曲率を、他方の対角を成す丸み５ｂの曲率よりも大きく形成するとともに、巻線ノズルが直線軌道から円弧軌道に移行する時に慣性力によって生じる隙間分ΔＧを丸みの曲率に差を設けた構成としても、固定子鉄心１０ａと駆動コイル２の距離が短くなるので、固定子鉄心から軸方向に突出するコイルエンドの高さが低くなり、薄型化した電動機が得られる。また、コイル周長を短くできるとともに、駆動コイルの屈折による抵抗値の増加を抑制できるので、銅損の低減による一層の高効率化を実現した電動機が得られる。

また、図６に示すように、極歯８を覆うインシュレータ７の被巻装部７ａの角に面取り１７を設け、一方の対角を成す面取り１７ａの大きさを、他方の対角を成す面取り１７ｂの大きさよりも大きく形成するとともに、巻線ノズルが直線軌道から円弧軌道に移行する時に慣性力によって生じる隙間分ΔＧを面取りの大きさに差を設けた構成としても、固定子鉄心１０ａと駆動コイル２の距離が短くなるので、固定子鉄心から軸方向に突出するコイルエンドの高さが低くなり、薄型化した電動機が得られる。また、コイル周長を短くできるので、銅損の低減による高効率化した電動機が得られる。

また、図７に示すように、駆動コイル２と固定子鉄心１０ａの絶縁手段において、極歯８の側方はポリエステルフィルムなどの絶縁フィルム１８を配し、この絶縁フィルム１８を軸方向から樹脂製のインシュレータ１９にて挟み込む構造とし、このインシュレータ１９の被巻装部１９ａの軸方向端部角は片側を鈍角部１９ｂに形成し、他方は鋭角部１９ｃに形成するとともに、一方の対角は鈍角に、他方の対角は鋭角に形成する構成としても、被巻線部の軸方向断面の形状は、巻線ノズルが直線軌道から円弧軌道に移行する時に慣性力によって生じる隙間分ΔＧのインシュレータの肉厚を削った略平行四辺形となっているので、駆動コイル２の巻装後の巻形状は略長方形にでき、固定子鉄心から軸方向に突出するコイルエンドの高さを低くすることができるため、薄型化した電動機が得られる。また、コイル周長を短くできるので、銅損の低減による高効率化した電動機が得られる。

また、図８に示すように、駆動コイル２と固定子鉄心１０ａの絶縁手段において、極歯８の側方はポリエステルフィルムなどの絶縁フィルム１８を配し、この絶縁フィルム１８を軸方向から樹脂製のインシュレータ２０にて挟み込む構造とし、このインシュレータ２０の被巻装部２０ａの軸方向端部角には丸み２１を設け、この丸み２１の曲率は片側を大きく形成し、他方は小さく形成するとともに、一方の対角の丸み２１ａの曲率は大きく、他方の対角の丸み２１ｂの曲率は小さく形成する構成としても、巻線ノズルが直線軌道から円弧軌道に移行する時に慣性力によって生じる隙間分ΔＧを丸みの曲率に差を設けてあるので、固定子鉄心１０ａと駆動コイル２の距離が短くなるので、固定子鉄心から軸方向に突出するコイルエンドの高さが低くなり、薄型化した電動機が得られる。また、コイル周長を短くできるとともに、駆動コイルの屈折による抵抗値の増加を抑制できるので、銅損の低減による一層の高効率化を実現した電動機が得られる。

また、図９に示すように、駆動コイル２と固定子鉄心１０ａの絶縁手段において、極歯８の側方はポリエステルフィルムなどの絶縁フィルム１８を配し、この絶縁フィルム１８を軸方向から樹脂製のインシュレータ２２にて挟み込む構造とし、このインシュレータ２２の被巻装部２２ａの軸方向端部角には面取り２３を設け、この面取り２３の大きさは片側を大きく形成し、他方は小さく形成するとともに、一方の対角の面取り２３ａの大きさは大きく、他方の対角の面取り２３ｂの大きさは小さく形成する構成としても、巻線ノズルが直線軌道から円弧軌道に移行する時に慣性力によって生じる隙間分ΔＧを面取りの大きさに差を設けてあるので、固定子鉄心１０ａと駆動コイル２の距離が短くなるので、固定子鉄心から軸方向に突出するコイルエンドの高さが低くなり、薄型化した電動機が得られる。また、コイル周長を短くできるので、銅損の低減による高効率化した電動機が得られる。

また、図１０に示すように、ポールピース部８ａのインシュレータ７，１９，２０，２２には駆動コイル２が磁石回転子３側への崩れを防止する鍔部２４を設け、鍔部２４の角に面取りを配し、この鍔部２４角の面取り部において、極歯８を覆うインシュレータ７，１９の被巻装部７ａ，１９ａ角が鈍角を形成している鈍角部７ｂ，１９ｂ側、もしくは極歯８を覆うインシュレータ７，２０の被巻装部７ａ，２０ａ角の曲率が大きい丸み５ａ，２１ａ側、もしくは極歯８を覆うインシュレータ７，２２の被巻装部７ａ，２２ａ角の大きい面取り１７ａ，２３ａ側の鍔部２４角の鍔部角面取り部（大）２４ａを大きく形成した構成とすることによっても、巻線ノズルが直線軌道から円弧軌道に移行するタイミングを早くできることから、駆動コイル２とインシュレータ７の間の隙間が小さくなるので、固定子鉄心１０ａから軸方向に突出するコイルエンドの高さが、さらに低くなるとともに、コイル周長も短くなるため、駆動コイル２の抵抗値が低くなり、銅損がさらに低減できるので、一層の薄型化、高効率化が実現できる電動機が得られる。

また、図１１に示すように、ポールピース部８ａのインシュレータ７，１９，２０，２２には駆動コイル２が磁石回転子３側への崩れを防止する鍔部２５を設け、この鍔部２５において、極歯８を覆うインシュレータ７，１９の被巻装部７ａ，１９ａ角が鈍角を形成している鈍角部７ｂ，１９ｂ側、もしくは極歯８を覆うインシュレータ７，２０の被巻装部７ａ，２０ａ角の曲率が大きい丸み５ａ，２１ａ側、もしくは極歯８を覆うインシュレータ７，２２の被巻装部７ａ，２２ａ角の大きい面取り１７ａ，２３ａ側の鍔部２５角に切欠き２６を配した構成とすることによっても、巻線ノズルが直線軌道から円弧軌道に移行するタイミングを早くできることから、駆動コイル２と固定子鉄心１０ａの間の隙間が小さくなるので、固定子鉄心１０ａから軸方向に突出するコイルエンドの高さが、さらに低くなるとともに、コイル周長も短くなるため、駆動コイル２の抵抗値が低くなり、銅損がさらに低減できるので、一層の薄型化、高効率化が実現できる電動機が得られる。

（実施の形態２）
図１２および図１３に示すように、２７は複数のスロットを有する珪素鋼板などの薄板鋼板を積層した固定子鉄心２７ａに駆動コイル２を巻装した固定子で、２８は極歯で、この極歯２８単位毎に駆動コイル２が集中巻線されている。固定子鉄心２７ａにおいて、軸方向両端部には極歯２８の被巻装部３０の幅が漸減する端部固定子鉄心部２９を設け、この端部固定子鉄心部２９において、被巻装部３０の幅における漸減量は、一方の対角の漸減量ΔＷ１は大きくし、他方の対角の漸減量ΔＷ２は小さく形成し、極歯２８における先端のポールピース部２８ａの幅は同一としている。そして、その他の構成は実施の形態１と同じであり、詳細な説明は省略する。

このような本発明の電動機によれば、極歯２８における被巻装部３０の軸方向断面の形状は、巻線ノズルが直線軌道から円弧軌道に移行する時に生じる隙間分ΔＧの極歯を削った形状となっているので、固定子鉄心２７ａから軸方向に突出するコイルエンドの高さを低くすることができ、コイル周長も短くなるため、駆動コイル２の抵抗値が低くなり、銅損の低減ができるので、一層の薄型化を実現できる電動機が得られる。ここで、固定子鉄心２７ａの体積は減少するので、磁束が小さくなり、発生できるトルクは小さくなるが、銅損の低減量と相殺できるので、必要とするトルクが同一であれば、薄型化が可能となる。

なお、実施の形態２では極歯２８の被巻装部３０に対して直に駆動コイル２を巻装したが、略均一の肉厚となる絶縁体を介して巻装しても良く、その作用効果に差異を生じない。

また、実施の形態１と同様に外転型の電動機の構成としても良く、その作用効果に差異を生じない。

また、実施の形態１と同様にセンサレス型の電動機としても良く、その作用効果に差異を生じない。

また、実施の形態１と同様に誘導電動機やリラクタンスモータとしても良く、その作用効果に差異を生じない。

また、図１４（ａ）に示すように、ポールピース部２８ａには駆動コイル２が磁石回転子３側への崩れを防止する鍔部１３を設け、この鍔部１３の角部には円弧部１６を設け、この鍔部１３角の円弧部１６において、被巻装部３０の幅の漸減量が多い（ΔＷ１）側は曲率の大きな円弧部１６ａを形成し、被巻装部３０の幅の漸減量が少ない（ΔＷ２）側は曲率の小さな円弧部１６ｂ形成した構成としても、図１４（ｂ）に示すように、ポールピース部２８ａには駆動コイル２が磁石回転子３側への崩れを防止する鍔部２４を設け、この鍔部２４の角部には面取りを設け、この鍔部２４角の面取り部において、被巻装部３０の幅の漸減量が多い（ΔＷ１）側は大きな鍔部角面取り部（大）２４ａを形成し、被巻装部３０の幅の漸減量が少ない（ΔＷ２）側は小さな鍔部角面取り部（小）２４ｂを形成した構成としても、図１４（ｃ）に示すように、ポールピース部２８ａには駆動コイル２が磁石回転子３側への崩れを防止する鍔部２５を設け、この鍔部２５の角部において、被巻装部３０の幅の漸減量が多い（ΔＷ１）側には切欠き２６を形成した構成としても、巻線ノズルが直線軌道から円弧軌道に移行するタイミングを早くできることから、駆動コイル２と固定子鉄心２７ａの間の隙間が小さくなるので、固定子鉄心２７ａから軸方向に突出するコイルエンドの高さが、さらに低くなるとともに、コイル周長も短くなるため、駆動コイル２の抵抗値が低くなり、銅損がさらに低減できるので、一層の薄型化、高効率化が実現できる電動機が得られる。

また、実施の形態２では被巻装部３０の幅を両端とも（ΔＷ１，ΔＷ２）削った構成としたが、片側のみ削った構成としても良く、その作用効果に大きな差異を生じない。

（実施の形態３）
図１５および図１６に示すように、３１は粉末磁性材料である酸化物で表面を絶縁処理した磁性粉末と樹脂の複合材料を成形固化して形成した複数のスロットを有する固定子鉄心３１ａに駆動コイル２を巻装した固定子で、３３は極歯で、この極歯３３単位毎に駆動コイル２が集中巻線されている。そして、極歯３３の先端部には磁石回転子３の回転方向に張り出したポールピース部３３ａが配置されており、このポールピース部３３ａには駆動コイル２が磁石回転子３側への崩れを防止する鍔部３２を一体的に設け、この鍔部３２の角部は円弧状となっている。そして、極歯３３の被巻装部３３ｂの軸方向断面形状は略平行四辺形となっており、鈍角部３３ｃと鋭角部３３ｄには丸みを設けてある。そして、鍔部３２角の円弧部３４において、鈍角部３３ｃ側の鍔部３２角は曲率の大きな円弧部３４ａを形成し、鋭角部３３ｄ側の鍔部３２角は曲率の小さな円弧部３４ｂを形成した構成としている。そして、その他の構成は実施の形態１と同じであり、詳細な説明は省略する。

このような本発明の電動機によれば、極歯３３の被巻装部３３ｂの軸方向断面形状は、巻線ノズルが直線軌道から円弧軌道に移行する時に慣性力によって生じる隙間分ΔＧのインシュレータの肉厚を削った略平行四辺形となっているので、駆動コイル２の巻装後の巻形状は略長方形にでき、固定子鉄心３１ａから軸方向に突出するコイルエンドの高さを低くすることができるため、薄型化した電動機が得られる。また、コイル周長を短くできるので、銅損の低減による高効率化した電動機が得られる。

また、鍔部３２角の円弧部３４において、被巻装部３３ｂの角が鈍角を形成している鈍角部３３ｃ側の円弧部３４ａの曲率を大きく形成しているので、巻線ノズルが直線軌道から円弧軌道に移行するタイミングを早くできることから、駆動コイル２と固定子鉄心３１ａの間の隙間が小さくなるので、固定子鉄心３１ａから軸方向に突出するコイルエンドの高さが、さらに低くなるとともに、コイル周長も短くなるため、駆動コイル２の抵抗値が低くなり、銅損がさらに低減できるので、一層の薄型化、高効率化が実現できる電動機が得られる。

なお、実施の形態１と同様に外転型の電動機の構成としても良く、その作用効果に差異を生じない。

また、図１７に示すように、被巻装部３３ｂの角に丸み３５を設け、一方の対角を成す丸み３５ａの曲率を、他方の対角を成す丸み３５ｂの曲率よりも大きく形成するとともに、巻線ノズルが直線軌道から円弧軌道に移行する時に慣性力によって生じる隙間分ΔＧを丸みの曲率に差を設けた構成としても、固定子鉄心と駆動コイル２の距離が短くなるので、固定子鉄心から軸方向に突出するコイルエンドの高さが低くなり、薄型化した電動機が得られる。また、コイル周長を短くできるとともに、駆動コイルの屈折による抵抗値の増加を抑制できるので、銅損の低減による一層の高効率化を実現した電動機が得られる。

また、図１８に示すように、被巻装部３３ｂの角に面取り３６を設け、一方の対角を成す面取り３６ａの大きさを、他方の対角を成す面取り３６ｂの大きさよりも大きく形成するとともに、巻線ノズルが直線軌道から円弧軌道に移行する時に慣性力によって生じる隙間分ΔＧを面取りの大きさに差を設けた構成としても、固定子鉄心と駆動コイル２の距離が短くなるので、固定子鉄心から軸方向に突出するコイルエンドの高さが低くなり、薄型化した電動機が得られる。また、コイル周長を短くできるので、銅損の低減による高効率化した電動機が得られる。

また、図１９に示すように、ポールピース部３３ａには駆動コイル２が磁石回転子３側への崩れを防止する鍔部３７を一体的に設け、この鍔部３７の角に面取りを配し、この鍔部３７角の面取り部において、被巻装部３３ｂ角が鈍角を形成している鈍角部３３ｃ側、もしくは被巻装部３３ｂ角の曲率が大きい丸み３５ａ側、もしくは被巻装部３３ｂ角の大きい面取り３６ａ側の鍔部３７角の鍔部角面取り部（大）３７ａを大きく形成する構成としても、図２０に示すように、ポールピース部３３ａには駆動コイル２が磁石回転子３側への崩れを防止する鍔部３８を一体的に設け、この鍔部３８において、被巻装部３３ｂ角が鈍角を形成している鈍角部３３ｃ側、もしくは被巻装部３３ｂ角の曲率が大きい丸み３５ａ側、もしくは被巻装部３３ｂ角の大きい面取り３６ａ側の鍔部３８角に切欠き３８ａを配す構成としても、巻線ノズルが直線軌道から円弧軌道に移行するタイミングを早くできることから、駆動コイル２と固定子鉄心３１ａの間の隙間が小さくなるので、固定子鉄心３１ａから軸方向に突出するコイルエンドの高さが、さらに低くなるとともに、コイル周長も短くなるため、駆動コイル２の抵抗値が低くなり、銅損がさらに低減できるので、一層の薄型化、高効率化が実現できる電動機が得られる。

（実施の形態４）
図２１および図２２に示すように、４１はスロット４０を有する固定子鉄心であり、この固定子鉄心４１のスロット開口部４３を巻線ノズル３９が通過して、各極歯４２の周りを回転して駆動コイル２を巻装する電動機の製造方法であって、前記巻線ノズル３９の軌道は固定子鉄心４１のスロット４０内は直線状に、固定子鉄心の軸方向端面側は円弧状とするとともに、直線状軌道から円弧状軌道に移る側の円弧の曲率Ｒａは、円弧状軌道から直線状軌道に移る側の円弧の曲率Ｒｂよりも大きくした軌道で所定回数巻回することによって電動機の巻線工程の製造が完了する。それ以降の組み立ては通常の電動機の製造方法と同じである。

このような本発明の電動機の製造方法によれば、巻線ノズル３９の軌道において、直線軌道から円弧軌道に移行する側の円弧軌道の曲率Ｒａを、円弧軌道から直線軌道に移行する側の円弧軌道の曲率Ｒｂよりも大きくした製造方法としたことによって、直線軌道から円弧軌道への移行が早くできることから、慣性力によって生じる駆動コイル２と固定子鉄心４１の間の隙間が小さくなるので、スロット数の多い固定子鉄心への巻装であっても、スロット開口部の狭い固定子鉄心への巻装であっても、軸方向長さの長い固定子鉄心への巻装であっても、極歯の被巻装部の幅が狭い固定子鉄心への巻装であっても、固定子鉄心から軸方向に突出するコイルエンドの高さを低くすることができるため、薄型化を可能とする電動機の製造方法が得られる。

本発明の実施の形態１における電動機を示す断面図同電動機の被巻装部を示す断面図同電動機の鍔部を示す図同電動機の固定子を示す平面図同電動機の被巻装部における他の構成を示す断面図同電動機の被巻装部における他の構成を示す断面図同電動機の被巻装部における他の構成を示す断面図同電動機の被巻装部における他の構成を示す断面図同電動機の被巻装部における他の構成を示す断面図同電動機の鍔部における他の構成を示す図同電動機の鍔部における他の構成を示す図本発明の実施の形態２の電動機における固定子鉄心を示す斜視図同電動機の被巻装部を示す断面図（ａ）同電動機の他の構成における鍔部を示す図（ｂ）同図（ｃ）同図本発明の実施の形態３の電動機における被巻装部を示す断面図同電動機の鍔部を示す図同電動機の被巻装部における他の構成を示す断面図同電動機の被巻装部における他の構成を示す断面図同電動機の鍔部における他の構成を示す図同電動機の鍔部における他の構成を示す図本発明の実施の形態４における電動機の製造方法による駆動コイル巻装時の状態を示す図同電動機の製造方法における巻線ノズルの軌道を示す図（ａ）従来の電動機における概略構成を示す正面図（ｂ）同側断面図（ａ）同電動機の先端係止部を示す図（ｂ）同図（ａ）同電動機における被巻線部のうちティースの軸方向端面を覆う部分を示す図（ｂ）同図（ｃ）同図（ｄ）同図（ａ）従来の電動機における他の構成のステータを示す概略図（ｂ）同巻線を示す概略図従来の電動機における他の構成を示す側断面図同電動機の巻線巻装前の構成を示す平面図同電動機の固定子鉄心を示す分解斜視図（ａ）同電動機の被巻装部を示す断面図（ｂ）同図従来の電動機における被巻装部の実際の状態を示す断面図

１電動機
２駆動コイル
３磁石回転子
４ホールＩＣ
５丸み
５ａ丸み（曲率大）
５ｂ丸み（曲率小）
６軸受け
７インシュレータ
７ａ被巻装部
７ｂ鈍角部
７ｃ鋭角部
８極歯
８ａポールピース部
９シャフト
１０固定子
１０ａ固定子鉄心
１１ブラケット
１２熱硬化性樹脂
１３鍔部
１４プリント基板
１５駆動ＩＣ
１６円弧部
１６ａ円弧部（曲率大）
１６ｂ円弧部（曲率小）
１７面取り
１７ａ面取り（大）
１７ｂ面取り（小）
１８絶縁フィルム
１９インシュレータ
１９ａ被巻装部
１９ｂ鈍角部
１９ｃ鋭角部
２０インシュレータ
２０ａ被巻装部
２１丸み
２１ａ丸み（曲率大）
２１ｂ丸み（曲率小）
２２インシュレータ
２２ａ被巻装部
２３面取り
２３ａ面取り（大）
２３ｂ面取り（小）
２４鍔部
２４ａ鍔部角面取り部（大）
２４ｂ鍔部角面取り部（小）
２５鍔部
２６切欠き
２７固定子
２７ａ固定子鉄心
２８極歯
２８ａポールピース部
２９端部固定子鉄心部
３０被巻装部
３１固定子
３１ａ固定子鉄心
３２鍔部
３３極歯
３３ａポールピース部
３３ｂ被巻装部
３３ｃ鈍角部
３３ｄ鋭角部
３４円弧部
３４ａ円弧部（曲率大）
３４ｂ円弧部（曲率小）
３５丸み
３５ａ丸み（曲率大）
３５ｂ丸み（曲率小）
３６面取り
３６ａ面取り（大）
３６ｂ面取り（小）
３７鍔部
３７ａ鍔部角面取り部（大）
３７ｂ鍔部角面取り部（小）
３８鍔部
３８ａ切欠き
３９巻線ノズル
４０スロット
４１固定子鉄心
４２極歯
４３スロット開口部

Claims

スロットを有する固定子鉄心と、この固定子鉄心の極歯単位毎に駆動コイルを巻装した固定子と、この固定子に対向して回転可能に保持された回転子と、前記固定子鉄心と前記駆動コイルとを絶縁するインシュレータとを備え、前記インシュレータには前記回転子側への前記駆動コイルの崩れを防止する鍔部を設け、この鍔部の角部は、対角に配した鈍部と、残りの対角に配した鋭部とで構成されることを特徴とする電動機。
前記鍔部の角部は円弧状とし、前記鈍部の曲率は、前記鋭部の曲率よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の電動機。
前記鍔部の角部には面取り部を設け、前記鈍部は前記鋭部よりも大きく面取りをしたことを特徴とする請求項１記載の電動機。
前記鈍部は、切欠きとしたことを特徴とする請求項１記載の電動機。
前記固定子鉄心の前記極歯を覆う前記インシュレータの被巻装部の軸方向断面形状は略平行四辺形とし、この平行四辺形の鈍角側に前記鍔部の前記鈍部を設けたことを特徴とする請求項１〜４いずれかひとつに記載の電動機。
前記固定子鉄心の前記極歯を覆う前記インシュレータの被巻装部の角部には丸みを設け、一方の対角を成す前記丸みの曲率は、他方の対角を成す前記丸みの曲率よりも大きく形成し、この曲率の大きい丸み側に前記鍔部の前記鈍部を設けたことを特徴とする請求項１〜４いずれかひとつに記載の電動機。
前記固定子鉄心の前記極歯を覆う前記インシュレータの被巻装部の角部には面取りを設け、一方の対角を成す前記面取りの大きさは、他方の対角を成す前記面取りの大きさよりも大きく形成し、この大きな面取りを施した側に前記鍔部の前記鈍部を設けたことを特徴とする請求項１〜４いずれかひとつに記載の電動機。
前記固定子鉄心の軸方向端部には前記極歯の被巻装部の幅が漸減する端部積層鉄心部を設け、この端部積層鉄心部における被巻装部の幅の漸減量は、一方の対角は大きく形成し、他方の対角は小さく形成し、この漸減量を大きくした端部積層鉄心部側に前記鍔部の前記鈍部を設けたことを特徴とする請求項１〜４いずれかひとつに記載の電動機。
前記固定子鉄心は、粉末磁性材料を成形固化して形成し、前記極歯の被巻装部の軸方向断面形状は略平行四辺形とし、この断面が平行四辺形の鈍角となる側に前記鍔部の前記鈍部を設けたことを特徴とする請求項１〜４いずれかひとつに記載の電動機。
前記固定子鉄心は、粉末磁性材料を成形固化して形成し、前記極歯の被巻装部角には丸みを設け、一方の対角を成す前記丸みの曲率は、他方の対角を成す前記丸みの曲率よりも大きく形成し、この被巻装部角の大きな曲率の丸みとなる側に前記鍔部の前記鈍部を設けたことを特徴とする請求項１〜４いずれかひとつに記載の電動機。
前記固定子鉄心は、粉末磁性材料を成形固化して形成し、前記固定子鉄心の前記極歯の被巻装部角には面取りを設け、一方の対角を成す前記面取りの大きさは、他方の対角を成す前記面取りの大きさよりも大きく形成し、この被巻装部角の大きな面取りを設けた側に前記鍔部の前記鈍部を設けたことを特徴とする電動機。
巻線ノズルがスロット開口部を通過して、各極歯の周りを回転して駆動コイルを巻装する電動機の製造方法であって、前記巻線ノズルの軌道は固定子鉄心のスロット内は直線状に、固定子鉄心の軸方向端面側は円弧状とするとともに、直線状軌道から円弧状軌道に移る側の円弧の曲率は、円弧状軌道から直線状軌道に移る側の円弧の曲率よりも大きくしたことを特徴とする電動機の製造方法。