JP2019030045A - ステータ及びステータを備えたモータ - Google Patents

Abstract

【課題】内側コアの外側コアに対する周方向の位置ズレを防止しながら、使用性を向上できるとともに小型化できるステータ及びそれを備えたモータを提供する。【解決手段】ステータは、筒状の外側コア２１と、外側コアの径方向内側に取り付けられた内側コア２２と、を有し、内側コアは、筒状のコアバック部と、コアバック部の外周面から径方向外方に延びるとともに周方向に並んで配置された複数の第１ティース２２ｂ及び複数の第２ティース２２ｃと、第１ティースに巻き回されるコイル２２ｄと、を有する。少なくとも一つの第２ティースの外周面及び外側コアの内周面の一方には径方向に突出する凸部２１ｐが設けられるとともに他方には径方向に凹む凹部２２ｒが設けられ、凸部と凹部とが嵌め合されている。【選択図】図６

Description

本発明は、ステータ及びステータを備えたモータに関する。

従来のステータを備えたモータは特許文献１に開示されている。このモータはモータハウジングを有しており、モータハウジングの内部にはロータとステータコア（ステータ）とが収容されている。ロータはシャフトを介してモータハウジングに回転自在に支持されており、その外周面には永久磁石が固定されている。永久磁石は円筒形状に形成されており、その外周面には８つの磁極が異なる極性を隣り合わせて周方向に並んで形成されている。

ステータコアはヨーク部と３つのティース対とを有している。ヨーク部は円筒形状に形成されており、その外周面をモータハウジングの内周面に接した状態でモータハウジングに嵌合固定されている。これにより、ロータはステータコアに対して回転自在となっている。

３つのティース対は３つの相に分けられており、これらのティース対は周方向に等間隔で配置されている。各ティース対は２つの巻線ティースからなっており、２つの巻線ティースはそれぞれロータに対向するとともに周方向に延びる先端部を有する断面略Ｔ字形状に形成されている。２つの巻線ティースにはそれぞれコイルが巻装されている。また、各ティース対において、２つの巻線ティースはそれぞれの先端部において互いに連結されて一体に形成されている。そして、各ティース対はヨーク部に形成された溝部に各巻線ティースの根本部が係合されることにより、ヨーク部に嵌合固定されている。これにより、各ティース対の周方向の位置ズレを防止することができる。

また、ステータコアには、隣り合うティース対の中間に位置して、それぞれコイルが巻装されない補助ティースがヨーク部と一体に設けられている。

特開２００４−３０４９２８号公報

しかしながら、上記特許文献に開示されたステータによると、コイルが巻装された巻線ティースの根本部がヨーク部に嵌合している。このため、巻線ティースの根本部にまでコイルを巻くことができず、コイルの巻き数を増やすことができない。したがって、所望のトルクを得ることができず、ステータ及びモータの使用性が低下する問題があった。一方、コイルの巻き数を増やすために巻線ティースの径方向の長さを増大させるとステータ及びモータの径方向の長さが増大し、ステータ及びモータが大型になる問題があった。

本発明は、内側コアの外側コアに対する周方向の位置ズレを防止しながら、使用性を向上できるとともに小型化できるステータ及びそれを備えたモータを提供することを目的とする。

本発明の例示的なステータは、筒状の外側コアと、前記外側コアの径方向内側に取り付けられた内側コアと、を有し、前記内側コアは、筒状のコアバック部と、前記コアバック部の外周面から径方向外方に延びるとともに周方向に並んで配置された複数の第１ティース及び複数の第２ティースと、前記第１ティースに巻き回されるコイルと、を有し、少なくとも一つの前記第２ティースの外周面及び前記外側コアの内周面の一方には径方向に突出する凸部が設けられるとともに他方には径方向に凹む凹部が設けられ、前記凸部と前記凹部とが嵌め合されている。

本発明の例示的なモータは、上記構成のステータと、前記外側コアの軸方向に延びる中心軸を中心に回転するロータと、を備え、前記ロータは前記コアバック部の径方向内側に配置される。

例示的な本発明によれば、内側コアの外側コアに対する周方向の位置ズレを防止しながら、使用性を向上できるとともに小型化できるステータ及びそれを備えたモータを提供することができる。

図１は、本発明の実施形態に係るモータを示す斜視図である。 図２は、本発明の実施形態に係るモータの上蓋及びシャフトを取り外した状態を上方から見た斜視図である。 図３は、本発明の実施形態に係るモータの上蓋、シャフト及び回路基板を取り外した状態を上方から見た斜視図である。 図４は、本発明の実施形態に係るモータを示す縦断面図である。 図５は、本発明の実施形態に係るモータのステータを示す斜視図である。 図６は、本発明の実施形態に係るモータのステータを示す上面図である。 図７は、本発明の実施形態に係るモータのステータの外側コアを示す斜視図である。 図８は、本発明の実施形態に係るモータのステータの外側コアを示す上面図である。 図９は、本発明の実施形態に係るモータのステータの内側コアを示す斜視図である。 図１０は、本発明の実施形態に係るモータのステータの内側コアを示す上面図である。 図１１は、本発明の実施形態に係るモータのステータの端子を示す斜視図である。 図１２は、本発明の実施形態の変形例に係るモータのステータを示す上面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。本明細書では、モータの中心軸が延びる方向を単に「軸方向」と呼び、モータの中心軸と直交する方向を単に「径方向」と呼び、モータの中心軸を中心とする円弧に沿う方向を単に「周方向」と呼ぶ。ステータ及びロータの中心軸は、モータの中心軸に一致する。また、本明細書では、説明の便宜上、軸方向を上下方向とし、図４の上下方向をステータ、ロータ及びモータの上下方向として各部の形状や位置関係を説明する。なお、上下方向は単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係及び方向を限定しない。また、本明細書では、軸方向に平行な断面図を「縦断面図」と呼ぶ。

また、軸方向において、下蓋から上蓋（蓋部）に向かう方向を単に「上方」と呼び、上蓋から下蓋に向かう方向を単に「下方」と呼ぶ。また、径方向において、中心軸に向かう方向を単に「内方」（内側）と呼び、中心軸から離れる方向を単に「外方」（外側）と呼ぶ。なお、以上に説明した方向の呼称は、実際の機器に組み込まれた場合での位置関係及び方向などを限定するものではない。

＜１．モータの構成＞
本発明の例示的な実施形態のモータについて以下説明する。図１は本実施形態に係るモータを示す斜視図である。モータ１は上下に延びる中心軸Ｃを中心に回転する所謂インナーロータ型のモータであり、例えば鉄道車両に搭載されて鉄道車両の扉の開閉機構に用いられる。また、モータ１は、例えば鉄道の駅のプラットホームに設置された安全柵装置に搭載され、安全柵装置の安全柵の開閉に用いられる。なお、モータ１は、鉄道車両の扉の開閉機構及び安全柵装置以外の用途に使用されてもよい。例えば、モータ１は、鉄道車両以外の輸送機械（例えば自動車）、ＯＡ機器、医療機器、工具、産業用の大型設備等に搭載されて種々の駆動力を発生させるものであってもよい。

モータ１は金属製の筒状のハウジング１０を有する。ハウジング１０の軸方向上面及び軸方向下面はそれぞれ上蓋１１（蓋部）及び下蓋１５によって覆われる。軸方向から見てハウジング１０の外形は略八角形であり、ハウジング１０内にはステータ２（図４、図５参照）及びロータ３（図４参照）が収容される。これにより、ハウジング１０はステータ２の径方向外側に設けられてステータ２の周面を覆う。

ハウジング１０の外周面の上部には保持部材１２が設けられる。保持部材１２は１個の板部１２ａ及び２個の円筒形状のブッシング１２ｂを有する。板部１２ａは例えば金属板から成り、２個のネジ用貫通孔１２ｃ及び２個のブッシング用貫通孔１２ｄを有する。ブッシング１２ｂはブッシング用貫通孔１２ｄに挿通され、ブッシング１２ｂ内には後述のリード線９０が挿通される。ネジ用貫通孔１２ｃにはネジ１３（固定部材）が挿通される。本実施形態では、固定部材の一例としてネジ１３を挙げているが、ネジ１３以外のピンまたリベット等でもよい。

また、ハウジング１０の外周面にはハウジング貫通孔１０ｃ（図２、図３参照）及びネジ孔１０ｄ（図４参照）が設けられる。ハウジング貫通孔１０ｃにはブッシング１２ｂが挿通される。ネジ孔１０ｄはハウジング１０を径方向に貫通し、ネジ孔１０ｄにはネジ１３が螺合する。

ブッシング１２ｂをブッシング用貫通孔１２ｄ及びハウジング貫通孔１０ｃに挿通させるとともにネジ１３をネジ用貫通孔１２ｃに挿通させた後に、ネジ孔１０ｄにネジ１３を螺合する。これにより、保持部材１２はハウジング１０の周壁外面に取り付けられる。すなわち、保持部材１２はネジ１３（固定部材）によってハウジング１０の外周面に取り付けられる。

図２は、モータ１の上蓋１１及びシャフト３０を取り外した状態を軸方向上方から見た斜視図である。図３は、モータ１の上蓋１１、シャフト３０及び回路基板７を取り外した状態を軸方向上方から見た斜視図である。ハウジング１０の軸方向上面には軸方向から見て略円形の開口部１０ａが設けられる。ハウジング１０の軸方向上端面において開口部１０ａの径方向外方には４つの上面ネジ孔１０ｂが周方向に並んで設けられる。

開口部１０ａは上蓋１１によって塞がれる。すなわち、モータ１は、ハウジング１０の軸方向上面を覆う上蓋１１（蓋部）を有する。上蓋１１は突出部１１ａ（図４参照）及びフランジ部１１ｂ（図１参照）を有する。フランジ部１１ｂは上蓋１１の周縁部に配置され、フランジ部１１ｂには４つの蓋部貫通孔１１ｃが設けられる。４つの蓋部貫通孔１１ｃは周方向に並んで配置され、各蓋部貫通孔１１ｃはそれぞれ各上面ネジ孔１０ｂ（図２参照）に対向する。

突出部１１ａはフランジ部１１ｂよりも径方向内方に設けられ、軸方向下方に突出する。各蓋部貫通孔１１ｃに挿通した蓋ネジ１１ｄを上面ネジ孔１０ｂに螺合して上蓋１１はハウジング１０に取り付けられる。この時、上蓋１１の突出部１１ａはハウジング１０に嵌る。すなわち、モータ１は、ハウジング１０の軸方向上面を覆う上蓋１１（蓋部）を有し、上蓋１１は、軸方向下方に突出してハウジング１０に嵌る突出部１１ａを有する。

図４はモータ１を示す縦断面図である。図５はモータ１のステータ２を示す斜視図である。図６はステータ２を示す上面図である。なお、図５ではインシュレータ２３の図示を省略している。ステータ２はロータ３の径方向外側に配置される。ステータ２はステータコア２０（コア）及び複数のコイル２２ｄを有する。ステータコア２０は内側コア２２及び筒状の外側コア２１から構成され、外側コア２１の径方向内側に内側コア２２が取り付けられる。

＜２．外側コアの構成＞
図７は外側コア２１を上方から見た斜視図である。図８は外側コア２１を示す上面図である。軸方向から見て外側コア２１の外形は略円形であり、外側コア２１は複数の薄肉部２１ｄと複数の厚肉部２１ｅとを有する。薄肉部２１ｄの径方向の厚みは厚肉部２１ｅの径方向の厚みよりも小さく、軸方向から見て薄肉部２１ｄの内周面は径方向外側に凸となるように湾曲している。薄肉部２１ｄと厚肉部２１ｅとは周方向に交互に配置される。すなわち、周方向に隣接する厚肉部２１ｅ間には薄肉部２１ｄが配置される。本実施形態では、薄肉部２１ｄ及び厚肉部２１ｅはそれぞれ６個設けられるが、薄肉部２１ｄ及び厚肉部２１ｅの数は６個に限定されず複数であればよい。

外側コア２１は、軸方向に積層された複数の電磁鋼板である第１鋼板２１ａにより構成される。各第１鋼板２１ａは、軸方向上面に塑性変形して軸方向に突出する複数のカシメ部２１ｃを有する。本実施形態では、各第１鋼板２１ａは６個のカシメ部２１ｃを有する。各第１鋼板２１ａにおいて、複数のカシメ部２１ｃはそれぞれ各厚肉部２１ｅに配置される。カシメ部２１ｃの径方向の長さＷ２（図６参照）はカシメ部２１ｃの周方向の長さＷ１（図６参照）よりも長い。本実施形態において、カシメ部２１ｃは軸方向から見て径方向に延びる矩形形状である。複数のカシメ部２１ｃが軸方向に重なることにより複数の第１鋼板２１ａは互いに固定される。

また、外側コア２１の軸方向一端（上端）には軸方向に貫通する鋼板貫通孔２１ｈを有する第２鋼板２１ｂが設けられる。第２鋼板２１ｂは第１鋼板２１ａと同様の電磁鋼板により構成され、軸方向上端の第１鋼板２１ａ上に配置される。そして、鋼板貫通孔２１ｈにカシメ部２１ｃが嵌る。なお、本実施形態では、第２鋼板２１ｂは、カシメ部２１ｃに替えて鋼板貫通孔２１ｈを有する第１鋼板２１ａと同様である。

また、外側コア２１の内周面には径方向内方に突出する凸部２１ｐが１つ設けられる。凸部２１ｐは一つの厚肉部２１ｅの内周面に配置され、外側コア２１の軸方向上端から軸方向下端に渡って延びる。本実施形態では凸部２１ｐの軸方向に垂直な断面の形状は半円形状である。なお、凸部２１ｐの軸方向に垂直な断面の形状は矩形形状または半楕円形状でもよい。ここで、「垂直」とは、厳密に垂直の場合に加えて、略垂直の場合も含む。

＜３．内側コアの構成＞
図９は内側コア２２を上方から見た斜視図である。図１０は内側コア２２を示す上面図である。内側コア２２は複数の電磁鋼板を積層し、例えばカシメ固定されて構成される。本実施形態では、内側コア２２の電磁鋼板は外側コア２１の第１鋼板２１ａと同じ材質である。内側コア２２は、筒状のコアバック部２２ａ、複数の第１ティース２２ｂ及び複数の第２ティース２２ｃを有する。本実施形態では第１ティース２２ｂ及び第２ティース２２ｃはそれぞれ６個設けられる。なお、第１ティース２２ｂ及び第２ティース２２ｃの数は６個に限定されず、複数であればよい。

第１ティース２２ｂ及び第２ティース２２ｃはコアバック部２２ａの外周面から径方向外方に延びるとともに周方向に並んで配置される。これにより、第１ティース２２ｂ及び第２ティース２２ｃは中心軸Ｃを中心に放射状に配置される。

第１ティース２２ｂの外周端には、第１ティース２２ｂの径方向の先端から周方向両側に延びるアンブレラ部２２ｕが設けられる。アンブレラ部２２ｕは外側コア２１の薄肉部２１ｄに近接して対向配置される。第１ティース２２ｂ及び第２ティース２２ｃの上面、下面及び側面は樹脂から成るインシュレータ２３により覆われる。第１ティース２２ｂにはコイル２２ｄが巻き回され、第２ティース２２ｃにはコイル２２ｄが巻き回されていない。コイル２２ｄはインシュレータ２３を介して各第１ティース２２ｂの周囲にそれぞれ導線を巻き回して構成される。

第２ティース２２ｃの外周面は第１ティース２２ｂの外周面よりも径方向内側に配置される。すなわち、第２ティース２２ｃの径方向の長さは第１ティース２２ｂの径方向の長さよりも短い。本実施形態では第１ティース２２ｂと第２ティース２２ｃとは周方向に交互に配置されている。また、第２ティース２２ｃは軸方向から見てカシメ部２１ｃと径方向に対向する。

１つの第２ティース２２ｃの外周面には径方向内方に凹む凹部２２ｒが設けられる。なお、「外周面」とは、径方向外側の外周面を示す。凹部２２ｒは第２ティース２２ｃの軸方向上端から軸方向下端に渡って延びる。内側コア２２を外側コア２１に取り付けた際に凸部２１ｐと凹部２２ｒとは嵌め合されている。本実施形態では凹部２２ｒの軸方向に垂直な断面の形状は半円形状である。なお、凹部２２ｒの軸方向に垂直な断面の形状は矩形形状または半楕円形状でもよい。ここで、「垂直」とは、厳密に垂直の場合に加えて、略垂直の場合も含む。また、凸部２１ｐは外側コア２１の軸方向上端から軸方向下端まで延びていなくともよいが、外側コア２１の軸方向上端から軸方向下端に渡って延びることが望ましい。

各第１ティース２２ｂは金属製の端子２５を有する。本実施形態では、端子２５は第１ティース２２ｂの軸方向上面に設けられる。すなわち、端子２５は複数設けられ、複数の端子２５は周方向に並べて配置される。端子２５の種類に特に限定はないが、例えばマグメイト端子を用いることができる。

図１１は端子２５を示す斜視図である。端子２５は基部２５ａ及び基板接続部２５ｂを有する。基板接続部２５ｂは基部２５ａの軸方向上端面から軸方向上方に延び、後述の回路基板７の基板貫通孔７ｂに挿入される。基部２５ａには軸方向下端を開放して軸方向上方に延びるスリット２５ｓが設けられる。なお、スリット２５ｓは基部２５ａの軸方向上端を開放して軸方向下方に延びてもよい。すなわち、端子２５は、軸方向一端を開放して軸方向に延びるスリット２５ｓを有する。

コイル２２ｄの端部はスリット２５ｓ内に配置され、スリット２５ｓの周方向Ａの両端面により挟まれる。これにより、端子２５はコイル２２ｄの端部を周方向Ａで挟む。また、インシュレータ２３の上部は基部２５ａを覆う。この時、コイル２２ｄの先端は、基部２５ａを覆うインシュレータ２３に設けられた開口部（不図示）を介して端子２５の外周面よりも径方向外側に露出する。

内側コア２２の外側コア２１への取付方法について説明する。電磁鋼板の原板から、外側コア２１を構成して外形が円形の第１鋼板２１ａを複数枚打ち抜く。この時、第１鋼板２１ａの径方向内側の部分は内側コア２２を構成する電磁鋼板（放射状の形状の鋼板）の形に打ち抜かれる。次に、複数の第１鋼板２１ａを軸方向に積層した後に最も上の第１鋼板２１ａの上方に１枚の第２鋼板２１ｂを積層する。これにより、第２鋼板２１ｂを有する外側コア２１が形成される。また、放射状の形状の鋼板を軸方向に積層することにより内側コア２２が形成される。

次に、内側コア２２の各第１ティース２２ｂには巻線機（不図示）によりコイル２２ｄが巻き回される。また、例えば巻線機に凹部２２ｒに嵌る凸部（不図示）を設けると、内側コア２２を巻線機に対して容易に位置決めすることができる。この時、内側コア２２に外側コア２１が取り付けられていないため、第１ティース２２ｂにコイル２２ｄを容易に巻くことができる。次に、各第１ティース２２ｂの軸方向上面に端子２５を設けるとともに、コイル２２ｄの端部をスリット２５ｓ内に配置する。

次に、外側コア２１を挟持部材（不図示）により挟持し、外側コア２１の径方向内側に内側コア２２を軸方向から圧入する。この時、凸部２１ｐと凹部２２ｒとが嵌め合される。これにより、内側コア２２の外側コア２１に対する周方向の位置ずれを防止することができる。したがって、内側コア２２を外側コア２１に精度良く取り付けることができる。なお、内側コア２２を挟持部材により挟持し、内側コア２２の径方向外側に外側コア２１を軸方向から圧入してもよい。

また、本実施形態では、凸部２１ｐ及び凹部２２ｒはそれぞれ１つのみ設けられている。これにより、凸部２１ｐと凹部２２ｒとが嵌め合される箇所が１箇所になり、内側コア２２の外側コア２１への取付時の作業性を向上させることができる。なお、凸部２１ｐ及び凹部２２ｒはそれぞれ複数設けられてもよい。

ステータコア２０よりも軸方向上方には回路基板７（図２、図４参照）が設けられる。回路基板７はハウジング１０内に収容され、回路基板７の軸方向上面にはコネクタ７ａ及びコンデンサ等の電子部品（不図示）が実装される。コネクタ７ａは回路基板７上の駆動回路（不図示）等に接続される。コネクタ７ａにはリード線９０の一端が接続され、リード線９０の他端は例えば外部電源装置（不図示）に接続される。

また、回路基板７は軸方向に貫通する基板貫通孔７ｂを有し、基板貫通孔７ｂには端子２５の基板接続部２５ｂ（図１１参照）が挿通される。基板貫通孔７ｂに挿通された基板接続部２５ｂは回路基板７にハンダ付けされ、駆動回路等に電気的に接続される。すなわち、モータ１は、ハウジング１０内に収容されて端子２５が接続される回路基板７と、回路基板７に接続されるリード線９０とを有する。これにより、コイル２２ｄは回路基板７に電気的に接続され、コイル２２ｄに電力が供給される。

＜４．絶縁部材の構成＞
また、外側コア２１の軸方向上方には一枚の帯状の絶縁部材２８が載置される。絶縁部材２８はシート状の単一の部材により構成され、端子２５とハウジング１０との径方向間に配置される。なお、シート状の絶縁部材２８は樹脂等で構成されて変形可能な状態である。絶縁部材２８をシート状にすることにより絶縁部材２８をハウジング１０の内周面に沿ってハウジング１０内に容易に収容することができる。絶縁部材２８はハウジング１０及びステータ２に対して非固定状態であり、ハウジング１０内に収容された絶縁部材２８は軸方向から見て環状である。絶縁部材２８の材質に特に限定はないが、例えばポリアミド等の樹脂を用いることができる。なお、「樹脂」にはプラスチック等が含まれる。

絶縁部材２８がハウジング１０内に収容された状態において、図４に示すように、絶縁部材２８の軸方向下端面は外側コア２１の軸方向上端面に接触する。また、絶縁部材２８の軸方向上端は上蓋１１の突出部１１ａに対向する。この時、絶縁部材２８の軸方向上端は突出部１１ａに接触または近接する。これにより、絶縁部材２８の軸方向の移動を規制することができ、コイル２２ｄの端部及び端子２５とハウジング１０とを絶縁することができる。

絶縁部材２８は、端子２５よりも軸方向上方に軸方向に切り欠かれた切欠き部２８ｎを有する。本実施形態では、径方向から見て切欠き部２８ｎの形状は矩形形状である。なお、径方向から見て切欠き部２８ｎの形状は矩形形状に限定されず、その他の形状（例えば半円形状または半楕円形状等）でもよい。なお、「矩形」、「半円」、「半楕円」とは、厳密に矩形、半円、半楕円の場合に加えて、略矩形、略半円、略半楕円の場合も含む。

リード線９０はハウジング貫通孔１０ｃ及び切欠き部２８ｎ内に配置される。この時、ブッシング１２ｂは切欠き部２８ｎの軸方向下端面に接触してもよい。また、ブッシング１２ｂを省いた場合にはリード線９０は切欠き部２８ｎの軸方向下端面または周方向の端面に接触してもよい。すなわち、切欠き部２８ｎの内壁面はリード線９０に接触してもよい。

また、ネジ１３のハウジング１０の内側の部分は、切欠き部２８ｎの軸方向下端面に接触する。

図４に示すように、ロータ３はステータ２の径方向内側に配置される。ロータ３は筒状のロータコア３１及び複数のマグネット３２を有する。複数のマグネット３２はロータコア３１の外周面に配置される。各マグネット３２の外周面は、コアバック部２２ａの内周面に対向する。これにより、ロータ３はコアバック部２２ａの径方向内側に配置される。複数のマグネット３２はＮ極の磁極面とＳ極の磁極面とが周方向に交互に並び、周方向に等間隔に配置される。

なお、複数のマグネット３２に替えて、単一の環状のマグネットを用いてもよい。この場合、マグネットの外周面にＮ極とＳ極とが周方向に交互に着磁されていればよい。また、マグネット及びロータコアが磁性体粉を配合した樹脂により一体に成形されてもよい。

ロータコア３１は軸方向に延びるシャフト３０を保持する。シャフト３０は上下の軸受部３３（図４参照）により支持され、中心軸Ｃを中心としてロータ３とともに回転する。

上方の軸受部３３は上蓋１１の中央部に配置され、下方の軸受部３３は下蓋１５の中央部に配置される。上下の軸受部３３はボールベアリングから成る。なお、上下の軸受部３３は他の方式の軸受（例えば、すべり軸受等）を有してもよい。シャフト３０の軸方向下端部は下蓋１５から下方に突出し、駆動対象（不図示）に接続される。

以上のように、ステータ２は、筒状の外側コア２１と、外側コア２１の径方向内側に取り付けられた内側コア２２と、を有する。内側コア２２は、筒状のコアバック部２２ａと、コアバック部２２ａの外周面から径方向外方に延びるとともに周方向に並んで配置された複数の第１ティース２２ｂ及び複数の第２ティース２２ｃと、第１ティース２２ｂに巻き回されるコイル２２ｄと、を有する。そして、外側コア２１の内周面には径方向に突出する凸部２１ｐが設けられるとともに第２ティース２２ｃの外周面には径方向に凹む凹部２２ｒが設けられる。凸部２１ｐと凹部２２ｒとが嵌め合されている。

これにより、内側コア２２の外側コア２１に対する周方向の位置ズレを防止することができる。したがって、内側コア２２を外側コア２１に精度良く取り付けることができる。また、第１ティース２２ｂには凸部２１ｐ及び凹部２２ｒを設けないため、第１ティース２２ｂの径方向の長さを増大させることなく、第１ティース２２ｂにおいてコイル２２ｄの巻き数を増やすことができる。したがって、モータ１の小型化を図りながら、モータ１において所望のトルクを得ることができる。

モータ１は、上下に延びる中心軸Ｃを中心に回転してマグネット３２を有するロータ３と、ロータ３の径方向外側に配置されるステータ２と、ステータ２の径方向外側に設けられてステータ２の周面を覆う金属製の筒状のハウジング１０と、を有する。ステータ２は、ステータコア２０（コア）と、ステータコア２０に巻き回されるコイル２２ｄと、ステータコア２０の軸方向上端面に配置されてコイル２２ｄの端部が接続される端子２５と、絶縁部材２８と、を有する。絶縁部材２８は、ステータコア２０の軸方向上方に載置され、端子２５とハウジング１０との間に配置される。これにより、コイル２２ｄの端部及び端子２５とハウジング１０とを絶縁することができる。

＜５．モータの動作＞
上記構成のモータ１において、リード線９０を介して回路基板７に電力が供給されると、外側コア２１及び内側コア２２に磁束が生じる。そして、外側コア２１及び内側コア２２とマグネット３２との間の磁束の作用により周方向のトルクが発生する。これにより、ロータ３がステータ２に対して中心軸Ｃを中心として回転する。この時、ステータ２は、コイル２２ｄを巻き回した第１ティース２２ｂと、コイル２２ｄを巻き回していない第２ティース２２ｃとを有する。これにより、モータ１のコギングを低減することができる。

＜６．変形例＞
図１２はモータ１のステータ２の変形例を示す上面図である。同図に示すように、一つの第２ティース２２ｃの外周面には凸部２１ｐが設けられるとともに、外側コア２１の内周面には凹部２２ｒが設けられてもよい。この場合でも、内側コア２２の外側コア２１に対する周方向の位置ズレを防止することができる。したがって、内側コア２２を外側コア２１に精度良く取り付けることができる。この時、凹部２２ｒは外側コア２１の軸方向上端から軸方向下端に渡って軸方向に延びると望ましい。

また、図１２に示すように、絶縁部材２８は複数の片状部２８ａから成り、各片状部２８ａは端子２５とハウジング１０との径方向間にそれぞれ配置されてもよい。この時、周方向に隣接する片状部２８ａの周方向端面は互いに接触してもよい。これにより、各端子２５毎に絶縁性の片状部２８ａを設け、隣接する２つの片状部２８ａが周方向に移動した場合でも端子２５とハウジング１０との間の絶縁性を確保することができる。また、不具合の生じた片状部２８ａのみを交換することもでき、単一の部材から成る絶縁部材の構成に比し、絶縁部材２８を節約することができる。

＜７．本実施形態の作用効果＞
本実施形態によると、ステータ２は、筒状の外側コア２１と、外側コア２１の径方向内側に取り付けられた内側コア２２と、を有する。内側コア２２は、筒状のコアバック部２２ａと、コアバック部２２ａの外周面から径方向外方に延びるとともに周方向に並んで配置された複数の第１ティース２２ｂ及び複数の第２ティース２２ｃと、第１ティース２２ｂに巻き回されるコイル２２ｄと、を有する。そして、少なくとも一つの第２ティース２２ｃの外周面及び外側コア２１の内周面の一方には径方向に突出する凸部２１ｐが設けられるとともに他方には径方向に凹む凹部２２ｒが設けられる。凸部２１ｐと凹部２２ｒとが嵌め合されている。

これにより、内側コア２２の外側コア２１に対する周方向の位置ズレを防止し、内側コア２２を外側コア２１に精度良く取り付けることができる。また、第２ティース２２ｃに凸部２１ｐまたは凹部２２ｒが設けられ、第１ティース２２ｂには凸部２１ｐ及び凹部２２ｒは設けられない。これにより、第１ティース２２ｂの径方向の長さを増大させることなくコイル２２ｄの巻き数を十分確保して所望のトルクを得ることができる。したがって、内側コア２２の外側コア２１に対する周方向の位置ズレを防止しながら、ステータ２の使用性を向上できるとともにステータ２を小型化することができる。

凹部２２ｒは、凹部２２ｒを設けた第２ティース２２ｃまたは凹部２２ｒを設けた外側コア２１の軸方向上端から軸方向下端に渡って軸方向に延びる。これにより、凹部２２ｒを容易に実現できるとともに内側コア２２を外側コア２１により精度良く取り付けることができる。この時、凸部２１ｐも、凸部２１ｐを設けた外側コア２１または凸部２１ｐを設けた第２ティース２２ｃの軸方向上端から軸方向下端に渡って軸方向に延びることが望ましい。これにより、凸部２１ｐを容易に実現できるとともに内側コア２２を外側コア２１により一層精度良く取り付けることができる。

第１ティース２２ｂは端子２５を有し、端子２５にはコイル２２ｄが接続される。これにより、端子２５を設けながら凸部２１ｐ及び凹部２２ｒを設けるスペースを確保できるとともに、端子２５を設ける位置を凹部２２ｒで容易に確認することができる。

外側コア２１は、軸方向に積層された複数の第１鋼板２１ａにより構成され、各第１鋼板２１ａは、軸方向上面に塑性変形して軸方向に突出するカシメ部２１ｃを有する。カシメ部２１ｃは、軸方向から見たときに第２ティース２２ｃと径方向に対向する。また、第２ティース２２ｃの外周面は第１ティース２２ｂの外周面よりも径方向内側に配置される。これにより、ステータ２の径方向の長さを増大させることなくカシメ部２１ｃのスペースを設けることができる。したがって、カシメ部２１ｃを設けながらステータ２の小型化を図ることができる。

カシメ部２１ｃの径方向の長さＷ２はカシメ部２１ｃの周方向の長さＷ１よりも長い。これにより、カシメ部２１ｃによる第１鋼板２１ａの周方向の変形を抑制することができる。したがって、内側コア２２を外側コア２１に円滑に嵌め込むことできる。また、第１鋼板２１ａのめくれを防止することができる。

凸部２１ｐが外側コア２１に設けられるとともに、凹部２２ｒが第２ティース２２ｃに設けられる。これにより、カシメ部２１ｃのスペースをより確保することができる。

外側コア２１の軸方向一端には軸方向に貫通する鋼板貫通孔２１ｈを有する第２鋼板２１ｂが設けられ、鋼板貫通孔２１ｈにカシメ部２１ｃが嵌る。これにより、カシメ部２１ｃの外側コア２１の軸方向一端面から軸方向への突出量を抑えることができる。したがって、カシメ部２１ｃと他の部材（ステータコア２０以外の部材）との干渉を低減することができる。

モータ１は、ステータ２と、外側コア２１の軸方向に延びる中心軸Ｃを中心に回転するロータ３と、を有し、ロータ３はコアバック部２２ａの径方向内側に配置される。これにより、使用性を向上して小型化できるステータ２を有するモータ１を容易に実現することができる。

また、モータ１は、上下に延びる中心軸Ｃを中心に回転してマグネット３２を有するロータ３と、ロータ３の径方向外側に配置されるステータ２と、ステータ２の径方向外側に設けられてステータ２の周面を覆う金属製の筒状のハウジング１０と、を有する。ステータ２は、ステータコア２０（コア）と、ステータコア２０に巻き回されるコイル２２ｄと、ステータコア２０の軸方向上端面に配置されてコイル２２ｄの端部が接続される端子２５と、絶縁部材２８と、を有する。絶縁部材２８は、ステータコア２０の軸方向上方に載置され、端子２５とハウジング１０との間に配置される。このため、例えばモータ１の形成時にコイル２２ｄの端部の端子２５の外周側への突出量にバラつきが生じても絶縁部材２８によりコイル２２ｄの端部及び端子２５とハウジング１０とを絶縁することができる。したがって、モータ１の信頼性を向上させることができる。

コイル２２ｄの先端が端子２５の外周面よりも径方向外側に露出する。この時、露出したコイル２２ｄの先端とハウジング１０との径方向間に絶縁部材２８が配置される。これにより、コイル２２ｄの端部を端子２５に接続する際にコイル２２ｄの端部を絶縁性の被覆材等で逐一覆う必要がなくなり、コイル２２ｄの端子２５への接続時の作業性を向上させることができる。

端子２５は、軸方向一端を開放して軸方向に延びるスリット２５ｓを有し、コイル２２ｄは、スリット２５ｓ内に配置される。これにより、コイル２２ｄを端子２５に容易に電気的に接続することができる。

モータ１は、ハウジング１０の軸方向上面を覆う上蓋１１（蓋部）を有し、上蓋１１は、軸方向下方に突出してハウジング１０に嵌る突出部１１ａを有し、絶縁部材２８の軸方向上端は突出部１１ａに対向する。これにより、絶縁部材２８の軸方向の移動を規制することができ、コイル２２ｄの端部及び端子２５とハウジング１０との間の絶縁性をより向上させることができる。

端子２５は複数設けられ、複数の端子２５は周方向に並べて配置される。絶縁部材２８は複数の片状部２８ａから成り、各片状部２８ａは端子２５とハウジング１０との径方向間にそれぞれ配置されてもよい。この時、周方向に隣接する片状部２８ａの周方向端面は互いに接触してもよい。これにより、各端子２５毎に絶縁性の片状部２８ａを設け、隣接する２つの片状部２８ａが周方向に移動した場合でもコイル２２ｄの端部及び端子２５とハウジング１０との間の絶縁性を確保することができる。また、不具合の生じた片状部２８ａのみを交換することもでき、単一の部材から成る絶縁部材の構成に比し、絶縁部材２８を節約することができる。

端子２５は複数設けられ、複数の端子２５は周方向に並べて配置される。各端子２５とハウジング１０との径方向間には絶縁部材２８が配置される。絶縁部材２８は単一の部材により構成される。これにより、絶縁部材２８の取付時の作業性を向上させることができる。また、絶縁部材２８が周方向に移動した場合でもコイル２２ｄの端部及び端子２５とハウジング１０との間の絶縁性をより確保することができる。

絶縁部材２８はシート状である。これにより、絶縁部材２８を設けてもモータ１の径方向の長さの増大を抑制することができる。

モータ１は、ハウジング１０内に収容されて端子２５が接続される回路基板７と、回路基板７に接続されるリード線９０と、を有する。ハウジング１０の外周面には径方向に貫通するハウジング貫通孔１０ｃが設けられる。絶縁部材２８は、端子２５よりも軸方向上方に軸方向に切り欠かれた切欠き部２８ｎを有し、リード線９０はハウジング貫通孔１０ｃ及び切欠き部２８ｎ内に配置される。これにより、リード線９０をハウジング１０の外部に容易に引き出すことができる。したがって、回路基板７へのリード線９０の取付時の作業性を向上させることができる。

切欠き部２８ｎの内壁面はリード線９０に接触してもよい。この場合、リード線９０により絶縁部材２８の周方向または軸方向の移動を規制することができる。

モータ１は、リード線９０を保持する保持部材１２を有し、保持部材１２はネジ１３（固定部材）によってハウジング１０の外周面に取り付けられる。ネジ１３のハウジング１０の内側の部分は、切欠き部２８ｎの軸方向下端面に接触する。これにより、保持部材１２を取り付けるネジ１３によって絶縁部材２８の軸方向の移動をより規制することができる。この時、切欠き部２８ｎの軸方向下端面に接触する突起部等をネジ１３とは別途に設ける構成と比較して、モータ１の部品点数を少なくすることができる。なお、本実施形態では固定部材としてネジ１３を例示しているが、ネジ１３に替えて、ピンまたはリベット等を用いてもよい。この場合、ピンまたはリベットをかしめて保持部材１２をハウジング１０に取り付ける。

以上、本発明の実施形態及び変形例について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。また、以上に示した本発明の実施形態及び変形例は、矛盾が生じない範囲で組み合わせて実施されてもよい。

本発明によると、例えば、ステータ及びそれを備えたモータに利用することができる。

１・・・モータ、２・・・ステータ、３・・・ロータ、７・・・回路基板、７ａ・・・コネクタ、７ｂ・・・基板貫通孔、１０・・・ハウジング、１０ａ・・・開口部、１０ｂ・・・上面ネジ孔、１０ｃ・・・ハウジング貫通孔、１０ｄ・・・ネジ孔、１１・・・上蓋（蓋部）、１１ａ・・・突出部、１１ｂ・・・フランジ部、１１ｃ・・・蓋部貫通孔、１１ｄ・・・蓋ネジ、１２・・・保持部材、１２ａ・・・板部、１２ｂ・・・ブッシング、１２ｃ・・・ネジ用貫通孔、１２ｄ・・・ブッシング用貫通孔、１３・・・ネジ（固定部材）、１５・・・下蓋、２０・・・ステータコア、２１・・・外側コア、２１ａ・・・第１鋼板、２１ｂ・・・第２鋼板、２１ｃ・・・カシメ部、２１ｄ・・・薄肉部、２１ｅ・・・厚肉部、２１ｈ・・・鋼板貫通孔、２１ｐ・・・凸部、２２・・・内側コア、２２ａ・・・コアバック部、２２ｂ・・・第１ティース、２２ｃ・・・第２ティース、２２ｄ・・・コイル、２２ｒ・・・凹部、２２ｕ・・・アンブレラ部、２３・・・インシュレータ、２５・・・端子、２５ａ・・・基部、２５ｂ・・・基板接続部、２５ｓ・・・スリット、２８・・・絶縁部材、２８ａ・・・片状部、２８ｎ・・・切欠き部、３０・・・シャフト、３１・・・ロータコア、３２・・・マグネット、９０・・・リード線、Ａ・・・周方向、Ｃ・・・中心軸、Ｗ１・・・長さ、Ｗ２・・・長さ

Claims (8)

1. 筒状の外側コアと、
   前記外側コアの径方向内側に取り付けられた内側コアと、
   を有し、
   前記内側コアは、
   筒状のコアバック部と、
   前記コアバック部の外周面から径方向外方に延びるとともに周方向に並んで配置された複数の第１ティース及び複数の第２ティースと、
   前記第１ティースに巻き回されるコイルと、
   を有し、
   少なくとも一つの前記第２ティースの外周面及び前記外側コアの内周面の一方には径方向に突出する凸部が設けられるとともに他方には径方向に凹む凹部が設けられ、
   前記凸部と前記凹部とが嵌め合されている、ステータ。
2. 前記凹部は、前記凹部を設けた前記第２ティースまたは前記凹部を設けた前記外側コアの軸方向上端から軸方向下端に渡って軸方向に延びる、請求項１に記載のステータ。
3. 前記第１ティースは端子を有し、
   前記端子には前記コイルが接続される、請求項１または請求項２に記載のステータ。
4. 前記外側コアは、軸方向に積層された複数の第１鋼板により構成され、
   各前記第１鋼板は、軸方向上面に塑性変形して軸方向に突出するカシメ部を有し、
   前記カシメ部は、軸方向から見たときに前記第２ティースと径方向に対向し、
   前記第２ティースの外周面は前記第１ティースの外周面よりも径方向内側に配置される、請求項１〜請求項３のいずれかに記載のステータ。
5. 前記カシメ部の径方向の長さは前記カシメ部の周方向の長さよりも長い、請求項４に記載のステータ。
6. 前記凸部が前記外側コアに設けられるとともに、前記凹部が前記第２ティースに設けられる、請求項４または請求項５に記載のステータ。
7. 前記外側コアの軸方向一端には軸方向に貫通する鋼板貫通孔を有する第２鋼板が設けられ、
   前記鋼板貫通孔に前記カシメ部が嵌る、請求項４〜請求項６のいずれかに記載のステータ。
8. 請求項１〜請求項７のいずれかに記載のステータと、
   前記外側コアの軸方向に延びる中心軸を中心に回転するロータと、
   を有し、前記ロータは前記コアバック部の径方向内側に配置される、モータ。

Images