JP2024069818A - 絶縁部材、コイルユニット、ステータ、モータおよびステータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 コアの磁路の狭小化を防ぎ、モータの性能を高めるとともにステータの生産性、ひいてはモータの生産性を向上可能であり、部品点数の削減が可能な絶縁部材、コイルユニット、ステータ、モータおよびステータの製造方法を提供する。
【解決手段】 絶縁部材３０は、コア５１とコア５１に取り付け可能なコイル１０とを絶縁可能であり、コイル１０とコア５１の間に配置される絶縁本体部３１と、コイル１０に係合可能な第１係合部３５と、絶縁本体部３１からステータ５０の径方向に延在または突出してコア５１に係合可能な第２係合部３６と、を有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、集中巻きコイルとモータのコアの間に配置される絶縁部材、コイルユニット、ステータ、モータおよびステータの製造方法
に関する。

従来より、モータの構成要素であるステータは、コアとして環状のヨーク部と複数のティース部を備え、当該コアにコイルが取り付けられる。コイルはティース部に巻回されるなどし、隣り合うティース部間に創出されるスロットに収容される。このような構成において、スロットからコイルが飛び出すことを防止する手段としてウェッジ板を設ける構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

図１７は、従来のステータ２００の一部を抜き出して示す図であり、モータの軸Ｍ０方向から見た平面図である。図１７の例では、コア２０１は環状のヨーク部２０２と、ヨーク部２０２から径方向の内側（モータの軸方向）に向かって突出する複数のティース部２０３を有する。そして複数のティース部２０３のそれぞれには、絶縁シート２０４を介して例えば集中巻きのコイル２０５が取り付けられている。これにより隣り合うティース部２０３間に一のスロット２０６が区画され、当該スロット２０６には隣り合う２つのコイル２０５の一部分が収容される。

また、スロット２０６の開口部２０７側において、ウェッジ板２０８が取り付けられる。ウェッジ板２０８は、ティース部２０３の外周形状に沿う例えば略Ｕ字状または略矩形Ｏ字状の平板部材であり、対向する腕部分で各ティース部２０３の周方向Ｃの側面を挟むように各ティース部２０３に取り付けられる。

より詳細には、ウェッジ板２０８は周方向Ｃの両端側に係合凸部２０８ｃを有する。また各ティース部２０３の周方向Ｃの側面には係合凹部２０３ｒが設けられる。そして係合凸部２０８ｃと係合凹部２０３ｃを嵌合させるようにしてウェッジ板２０８がティース部２０３に固定される。これにより、コイル２０５がティース部２０３から離脱する（またはモータの径方向へ移動する）ことが規制される。

特開２０１６－１５８４０３号公報

しかしながら、モータの動作時においてティース部２０３は図１７の破線で示すような磁束が生じるため、ティース部２０３に係合凹部２０３ｃが設けられていると、その部分において磁路が狭くなる。これにより磁束量が低減し、モータ特性が向上できない問題がある。

また、各ティース部２０３毎に、絶縁シート２０４の取り付け工程、コイル２０５の取り付け工程、さらにウェッジ板２０８の取り付け工程が必要である。この場合組立工数が多く、剛性が弱い絶縁シート２０４は取り扱いに手間がかかり、生産効率が悪い上に部品点数が多くなる問題がある。

本発明は、コアの磁路の狭小化を防ぎ、モータの性能を高めるとともにステータの生産性、ひいてはモータの生産性を向上可能であり、部品点数の削減が可能な絶縁部材、コイルユニット、ステータ、モータおよびステータの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、ステータのコアと該コアに取り付け可能なコイルとを絶縁可能な絶縁部材であって、前記コイルと前記コアの間に配置される絶縁本体部と、前記コイルに係合可能な第１係合部と、前記絶縁本体部から前記ステータの径方向に延在または突出して該コアに係合可能な第２係合部と、を有する、ことを特徴とする絶縁部材に係るものである。

また、本発明は、ステータのコアと該コアに取り付け可能なコイルとを絶縁可能な絶縁部材であって、前記コイルと前記コアの間に配置される絶縁本体部と、前記コイルに係合可能な第１係合部と、前記コアの略環状のヨーク部の外周または内周を構成する面と係合可能な第２係合部と、を有する、ことを特徴とする絶縁部材に係るものである。

また、本発明は、上記の絶縁部材と、前記コアを構成するコア部材と、前記コイルと、を一体的に係合させた、ことを特徴とするコイルユニットに係るものである。

また、本発明は、上記の絶縁部材を前記コイルと前記コアの間に介装させてなるステータに係るものである。

また、本発明は、上記のステータを有するモータに係るものである。

また、本発明は、上記の絶縁部材を用いたステータの製造方法であって、前記コイルと前記第１係合部を係合させた後に、前記コアと前記第２係合部を係合させる、ことを特徴とするステータの製造方法に係るものである。

本発明によれば、コアの磁路の狭小化を防ぎ、モータの性能を高めるとともにステータの生産性、ひいてはモータの生産性を向上可能であり、部品点数の削減が可能な絶縁部材、コイルユニット、ステータ、モータおよびステータの製造方法を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係るモータを示す断面図である。 第１実施形態に係るステータを示す図であり、（Ａ）平面図、（Ｂ）外観斜視図である。 第１実施形態に係るコアを示す図であり、（Ａ）平面図、（Ｂ）平面図、（Ｃ）外観斜視図である。 第１実施形態に係るコイルを示す図であり（Ａ）正面図、（Ｂ）側面図、（Ｃ）底面図である。 第１実施形態に係るコイルユニットを示す図であり（Ａ）断面図、（Ｂ）平面図、（Ｃ）正面図、（Ｄ）背面図、（Ｅ）側面図である。 第１実施形態に係る絶縁部材を示す図であり、（Ａ）外観斜視図、（Ｂ）正面図、（Ｃ）背面図、（Ｄ）側面図、（Ｅ）平面図である。 第１実施形態に係るコイルユニットの製造方法を説明するフローチャートである。 第１実施形態に係るコイルユニットの製造方法を説明する図であり、（Ａ）側面図、（Ｂ）～（Ｅ）平面概要図である。 第１実施形態に係るコイルユニットの製造方法を説明する側面図である。 第１実施形態に係るステータの製造方法を説明する斜視図である。 本発明の第２実施形態を示す図であり（Ａ）コアの平面図、（Ｂ）絶縁部材の側面図、（Ｃ）絶縁部材の平面図である。 第２実施形態に係るコイルユニットの製造方法を示す図であり、（Ａ）平面図、（Ｂ）平面図、（Ｃ）側面図、（Ｄ）平面図、（Ｅ）平面図、（Ｆ）側面図である。 第２実施形態に係るステータの製造方法を示す図であり、（Ａ）平面図、（Ｂ）平面図、（Ｃ）側面図、（Ｄ）平面図である。 本発明の第３実施形態を示す図であり（Ａ）コアの平面図、（Ｂ）絶縁部材の側面図、（Ｃ）絶縁部材の平面図である。 第３実施形態に係るコイルユニットの製造方法を示す図であり、（Ａ）平面図、（Ｂ）平面図、（Ｃ）側面図である。 第３実施形態に係るステータの製造方法を示す図であり、（Ａ）平面図、（Ｂ）側面図、（Ｃ）平面図、（Ｃ）側面図、（Ｄ）平面図である。 従来のモータを示す平面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本図以降の各図において、一部の構成を適宜省略して、図面を簡略化する。また本図以降の各図において、部材の大きさ、形状、厚み等を適宜誇張して表現する。

＜第１実施形態＞
＜モータ＞
まず、図１を参照して、本発明に係るモータ１００について説明する。図１は、本実施形態のモータ１００の概要を説明する断面図である。図１は、一例として、インナーロータ型のモータ１００を示している。

本実施形態における方向はモータ１００を基準に定義する。また、モータ１００の軸中心を以下モータ軸Ｍ０と称する。具体的に、モータ軸Ｍ０を中心とした回転方向を（モータ１００の）周方向Ｃといい、モータ軸Ｍ０の方向（図１では上下方向）から見た平面視においてモータ軸Ｍ０を通る線分の延在方向を（モータ１００の）径方向Ｒといい、径方向Ｒにおいてモータ軸Ｍ０に近い側を径方向内側ＲＩといい、モータ軸Ｍ０から遠い側を径方向外側ＲＯという。

図１に示すように、モータ１００は、例えば三相モータであり、ケース（ハウジング）９０、シャフト８０、ロータ７０、ステータ５０等を有し、ステータ５０に対してロータ７０が回転可能となるように組み付けられる。シャフト８０は柱状部材であり、例えばベアリング８２に支持されながら、その中心軸（モータ軸Ｍ０）の周りに（周方向Ｃに）回転する。シャフト８０の一端には、ギア等の動力伝達機構を介して、駆動対象となる装置(不図示)が連結される。

ロータ７０はその周方向Ｃにマグネット７１が配置され、シャフト８０とともに回転する。ステータ５０はこの例では、ロータ７０の径方向Ｒにおける外側に配置される。ステータ５０は、周方向Ｃに並ぶようにコイル１０が取り付けられ、当該コイル１０によってロータ７０を回転させるための力を発生させる。以下、詳細な図示は省略するが、ステータ５０の外部端子は、例えばリード線などを介してモータ１００へ電力を供給する駆動回路あるいは電源に接続される。同図に示すようにケース（ハウジング）９０は、ステータ５０およびロータ７０を一体的に覆う略円筒形状である。ケース９０は、シャフト８０に固定される。

モータ１００は、電源あるいは駆動回路から、バスバー（不図示）を介してコイル１０に駆動電流を与える。これにより、ステータ５０（のティース部５４）に磁束が生じる。そして、ティース部５４とマグネット７１の間の磁束の作用により、周方向Ｃのトルクが発生する。その結果、ステータ５０に対してロータ７０、およびケース９０がシャフト８０の軸（モータ軸Ｍ０）を中心として回転する。

図２は、ステータ５０を抜き出して示す図であり、図２（Ａ）がモータ軸Ｍ０方向から見た平面図であり、図２（Ｂ）が斜視図である。また、図３は、コア５１を示す図であり、図３（Ａ）がモータ軸Ｍ０方向から見たコア５１の平面図であり、図３（Ｂ）がコア５１の一部（コア部材５２）を示す平面図であり、図３（Ｃ）がコア５１の一部（コア部材５２）を示す外観斜視図である。

図２、図３を参照してステータ５０は、略環状のコア５１と、コア５１に取り付けられる複数のコイル１０を有する。詳細には、ステータ５０のコア５１は、略環状のヨーク部５３と、ヨーク部５３からモータ軸Ｍ０方向（径方向内側ＲＩ）に突出する複数のティース部５４を有する。

また図３（Ａ）に示すように、本実施形態のコア５１は、複数のティース部５４が個々に独立するように、周方向Ｃにおいて複数に分割されたコア部材５２（分割コア）からなる。図３（Ｂ），同図（Ｃ）に示すようにコア部材５２は、１つのティース部５４と、分割ヨーク部５３Ｐを有し、平面視において略Ｔ字状に構成された部材である。分割ヨーク部５３Ｐは、ティース部５４のモータの軸Ｍ０側（径方向内側ＲＩ）を突出方向の先端とした場合の基端側に連続する。分割ヨーク部５３Ｐの径方向外側ＲＯの面（外側面５３２）は、略環状のヨーク部５３の外周面５３Ｏを構成する面であり、その一部にはモータ軸Ｍ０方向に延びる凹部５３３が設けられている（図２（Ｂ）参照）。凹部５３３には、複数のコア部材５２を周方向Ｃに並べる際の位置合わせ手段（不図示の治具など）が挿入または係合可能である。そして、一つの分割ヨーク部５３Ｐを他の分割ヨーク部５３Ｐと周方向Ｃに連結することで略環状のヨーク部５３が構成される（図３（Ａ））。

図４は、本実施形態のコイル１０の一例を示す図である。図４（Ａ）は、ステータ５０に取り付ける場合のモータ軸Ｍ０方向から見た正面図であり、同図（Ｂ）が同図（Ａ）を右方向から見た側面図であり、同図（Ｃ）が同図（Ａ）を下方向から見た平面（底面）図である。

本実施形態のコイル１０は、一例としてステータ５０に取り付けられる。コイル１０は、螺旋構造体であり、螺旋軸ＳＣを中心に周回する１周分の領域（同図（Ａ）に大破線矢印で示す領域、以下「１周分領域ＣＲ」という。）が複数、螺旋軸ＳＣ方向に略重畳するように巻回された、所謂、集中巻きのコイルである。

この例のコイル１０は、エッジワイズコイルである。エッジワイズコイルは、帯状の複数の平導体（コイル片）を連続して接続し、螺旋構造体を形成した（完成した状態では平導体が巻回された構成となる）ものであってもよいし、長尺の平導体を巻回して螺旋構造体を形成したものであってもよい。また、これらの場合の平導体は丸（導）線をプレスしたものであってもよい。さらに丸（導）線を巻回して螺旋構造体を構成したものであってもよい。

図４に示すコイル１０は、詳細な図示は省略するが、螺旋構造体を構成する導体（例えば平導体）の周囲に絶縁樹脂を付着させている。絶縁樹脂は螺旋の進行方向に沿って、コイル１０の一端ＳＴ側から他端ＥＴ側まで連続して設けられており、螺旋構造体の１周分領域ＣＲがそれぞれ絶縁樹脂によって絶縁されている。なお、コイル１０の端部（一端ＳＴと他端ＥＴ）は、他の部材との接続部（端子）であり、絶縁樹脂は設けられていなくてもよい。

図５は、本実施形態のコイルユニット２０を示す図である。図５（Ａ）は、ステータ５０を構成するコイルユニット２０を示す図であり、モータ軸Ｍ０方向から見たステータ５０の一部を抜き出して示す概要図であり、モータ軸Ｍ０に垂直な面を断面とする断面図である。図５（Ｂ）が一つのコイルユニット２０をモータの軸Ｍ０方向から見た平面図であり、同図（Ｃ）がコイルユニット２０を径方向内側ＲＩから見た正面図、同図（Ｄ）がコイルユニット２０を径方向外側ＲＯから見た背面図、同図（Ｅ）が周方向Ｃ（同図（Ｃ）の左側）から見たコイルユニット２０の側面図である。

本実施形態のコイルユニット２０は、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）に示すコア部材５２と、図４に示すコイル１０と、絶縁部材３０とを一体化したものである。

一つのコイル１０は、一つのコア部材５２に取り付けられる。より詳細には本実施形態のコイル１０は一つのティース部５４の外側に取り付けられる。一つのコイル１０は一つのティース部５４の外側を周回する導体の１周分領域ＣＲを、ティース部５４の突出方向に複数重ねるように連続させて螺旋構造体を構成したものである。

図５（Ａ）、同図（Ｂ）に示すように各コイル１０は、ティース部５４に取り付けた状態において、最も径方向内側ＲＩの１周分領域ＣＲ（最内周１周分領域ＣＲＩ）がロータ７０と対向し、最も径方向外側ＲＯの１周分領域ＣＲ（最外周１周分領域ＣＲＯ）が、ティース部５４の基端側に連続する分割ヨーク部５３Ｐの内側面５３１と絶縁部材３０を介して対向する。

分割ヨーク部５３Ｐの外側面５３２は、略環状のヨーク部５３の外周を構成する面（外周面５３Ｏの一部）であって湾曲面であるが、分割ヨーク部５３Ｐの内側面５３１はコイル１０の１周分領域ＣＲの面に沿うような平面となっている。

コイル１０とコア部材５２の間には絶縁部材３０が介装される。詳細には、絶縁部材３０は樹脂成型体であり、分割ヨーク部５３Ｐの内側面５３１、およびティース部５４の周方向側面５４１（コイル１０の螺旋構造内周面との対向面）を覆うように構成されている。絶縁部材３０によってコイル１０とコア部材５２が絶縁されるとともに一体的に固定されてコイルユニット２０が構成される。

絶縁部材３０は、第１係合部３５と第２係合部を有する。第１係合部３５は、コイル１０の螺旋構造体の内周と係合する。また第２係合部３６は、コア部材５２の凹部５３３と係合する。これによりコイル１０は、ティース部５４からの離脱が規制される。したがって、隣り合うティース部５４による区画されるスロットの開口部ＯＰを塞ぐウェッジ板が不要となる。

図６は、絶縁部材３０を示す図であり、図６（Ａ）が周方向Ｃ側から見た外観斜視図であり、同図（Ｂ）が径方向内側ＲＩから見た正面図であり、同図（Ｃ）が径方向外側ＲＯから見た背面図であり、同図（Ｄ）が周方向Ｃ（同図（Ｂ）の左側）から見た側面図であり、同図（Ｅ）がモータ軸Ｍ０方向から見た平面図である。

絶縁部材３０は、絶縁本体部３１と、第１係合部３５と、第２係合部３６を有し、これらを絶縁樹脂材により一体成型した樹脂成型体であり、コア５１（コア部材５２）とコイル１０とを絶縁可能である。

絶縁本体部３１は、コイル１０とコア５１の間に配置される。詳細には、絶縁本体部３１は、図６（Ａ）に示すようにスリーブ部３２と、フランジ部３３を有する。スリーブ部３２は、径方向Ｒの両端（ティース部５４の先端側と基端側）を開口とする略角筒状であり、その内部にティース部５４を挿通可能である。つまりスリーブ部３２は、ティース部５４の形状に沿う略角筒状であり、ティース部５４の外側に（外表面と）近接または密着して配置可能である（図５参照）。

フランジ部３３は、スリーブ部３２の一方（径方向外側ＲＯ、ティース部５４の基端側）の開口周囲に設けられ、コア部材５２の分割ヨーク部５３Ｐの内側面５３１の形状に対応した略矩形状であり（図６（Ｂ），同図（Ｃ））、当該内側面５３１と近接または密着して対向配置可能である（図５参照）。

以下、スリーブ部３２をティース部５４に対応させて、スリーブ部３２の径方向内側ＲＩを先端側、スリーブ部３２の径方向外側ＲＯを基端側、と称する。また、略角筒状のスリーブ部３２を構成する４つの面について、周方向Ｃにおいて対向する２面を周方向側面３２１Ａ，３２１Ｂといい、モータ軸Ｍ０方向において対向する２面を軸方向側面３２１Ｃ，３２１Ｄと称する。

第１係合部３５は、コイル１０に係合可能である。具体的に、図６（Ａ）、同図（Ｄ），同図（Ｅ）に示すように第１係合部３５は、第１アーム３５１とその端部に設けられた爪３５２を有する。第１アーム３５１は周方向Ｃに弾性的に撓むように（弾性変形可能に）構成されている。具体的に、この例では、図６（Ａ），同図（Ｄ）に示すように第１アーム３５１は、スリーブ部３２の周方向側面３２１Ａ、３２１Ｂにそれぞれ設けた複数のスリット３４によってスリーブ部３２から舌片状に切り離された部位である。スリット３４は、スリーブ部３２の先端側から基端側に向かい、基端側には達しない径方向Ｒの中途位置までを切り欠いて設けられる。この例では、周方向側面３２１Ａ、３２１Ｂにそれぞれ４本のスリット３４が設けられ、これにより周方向側面３２１Ａ、３２１Ｂにそれぞれ２つの第１アーム３５１が設けられる。

４つの第１アーム３５１はスリーブ部３２の基端側ではスリーブ部３２と一体となる片持ち梁状に構成され、スリーブ部３２の先端側が自由端となる。第１アーム３５１は絶縁本体部３１の一部を構成し（絶縁本体部３１の一部を兼ね）、スリーブ部３２の先端側では４つの第１アーム３５１は互いに独立し、周方向Ｃに弾性変形可能となる。また各第１アーム３５１の先端に爪３５２が設けられる。図６（Ａ），同図（Ｅ）に示すように、爪３５２は先端側から基端側に向かうにつれ突出量が大きくなる傾斜面３５３と、径方向外側ＲＯを向いた係合面３５４を有する。

周方向側面３２１Ａにおける爪３５２と、周方向側面３２１Ｂにおける爪３５２とはそれぞれの傾斜面３５３が互いに背中合わせとなるように、第１アーム３５１から周方向Ｃの外向きに係合面３５４を張り出させている。

本実施形態では図５に示すようにスリーブ部３２の外側にコイル１０を取り付ける。その際、爪３５２の係合面３５４がコイル１０の内周（詳細には、コイル１０の径方向内側ＲＩの１周分領域ＣＲの内周）と係合するように構成されている。

絶縁部材３０の第２係合部３６は、ステータ５０の径方向Ｒに延在または突出してコア５１に係合可能である。あるいは第２係合部３６は、ヨーク部５３の外周または内周を構成する面と係合可能である。具体的に、図６（Ａ）、同図（Ｄ），同図（Ｅ）に示すように第２係合部３６は、第２アーム３６１とその端部に設けられた爪３６２を有する。第２アーム３６１はモータ軸Ｍ０方向に弾性的に撓むように（弾性変形可能に）構成されている。具体的に、この例では、第２アーム３６１は、図６（Ａ），同図（Ｄ）に示すように絶縁本体部３１、詳細には、スリーブ部３２の軸方向側面３２１Ｃ、３２１Ｄの基端側からフランジ部３３を介して径方向外側ＲＯに延在または突出する部位である。この例では第２アーム３６１は軸方向側面３２１Ｃ、３２１Ｄと略水平に２つ設けられる。第２アーム３６１は、フランジ部３３を基端側として片持ち梁状態で突出する舌片状部材であり、先端側が自由端となり、モータ軸Ｍ０方向に弾性変形可能となる。また各第２アーム３６１の先端側に爪３６２が設けられる。図６（Ａ），同図（Ｄ）に示すように、爪３６２は先端側から基端側に向かうにつれ突出量が大きくなる傾斜面３６３と、径方向内側ＲＩを向いた係合面３６４を有する。軸方向側面３２１Ｃにおける爪３６２と、軸方向側面３２１Ｄにおける爪３６２とはそれぞれの傾斜面３６３が互いに向かい合わせとなるように、第２アーム３６１からモータ軸Ｍ０方向の内向きに係合面３６４を張り出させている。

本実施形態では図５に示すようにフランジ部３３と分割ヨーク部５３Ｐの内側面５３１が対向し、ティース部５４がスリーブ部３２に収容されるように、コア部材５２に絶縁部材３０を取り付ける。その際、爪３６２の係合面３６４がコア５１（詳細には、略環状のヨーク部５３の外周を構成する面に設けられた凹部５３３）と係合するように構成されている。

＜コイルユニットおよびステータの製造方法（組立方法）＞
図７から図９を参照してコイルユニット２０の製造方法について説明する。図７は、コイルユニット２０の製造方法の一例を示すフロー図である。図８および図９は、コイルユニットの製造方法の一例を時系列で示す概要図である。図８（Ａ）は、コイル１０と絶縁部材３０を周方向Ｃから見た側面図であり、図８（Ｂ）は、係合状態における絶縁部材３０とコイル１０の関係を示す概要図であり、モータ軸Ｍ０方向から見た平面図である。図８（Ｃ）～同図（Ｅ）は第１係合部３５の変形状態を示すモータ軸Ｍ０方向から見た平面概要図である。

図９（Ａ）は、絶縁部材３０とコア部材５２を周方向Ｃから見た側面図であり、図９（Ｂ）は、係合状態における絶縁部材３０と分割ヨーク部５３Ｐの関係を示す概要図であり、周方向Ｃから見た側面図である。図９（Ｃ）～同図（Ｅ）は第２係合部３６の変形状態を示す周方向Ｃから見た側面概要図である。

まず、コイル１０を形成する（図７、ステップＳ１）。コイル１０は例えば、複数の帯状の導体片（コイル片）の端面同士を押圧し、継ぎ合わせることにより、螺旋構造体を形成する。または長尺の導線（丸線、平角線など）を巻回することによりして螺旋構造体を形成する。コイル１０の形成方法は、集中巻きの螺旋構造体が形成されるものであれば、この例に限らない。

次に、図８（Ａ）に示すように絶縁部材３０のスリーブ部３２の先端側にコイル１０を配置し、コイル１０と絶縁部材３０を係合させる（図７、ステップＳ３）。

ここで、図８（Ｂ）に示すように絶縁部材３０とコイル１０の間には所定のクリアランスが確保され、且つコイル１０に爪３５２が係合可能に構成されている。具体的に、絶縁部材３０は、周方向側面３２１Ａ、３２１Ｂにおいて対向位置にある２つの第１アーム３５１において、周方向Ｃにおける外側面同士の間隔（爪３５２先端部同士の間隔）Ｌ１は、コイル１０の内周の周方向Ｃにおける間隔Ｌ２より小さく設定されている。

一方、対向位置にある２つの第１アーム３５１において、爪３５２（係合面３５４）同士の最大離間距離（最大突出部の距離）Ｌ３は、コイル１０の内周の周方向Ｃにおける間隔Ｌ２より大きく設定されている。

また、コイル１０の径方向Ｒの長さＬ４（螺旋軸方向の厚み）は、第１アーム３５１の基端側（フランジ部３３）から係合面３５４までの長さＬ５より僅かに小さく設定されている。なお、図８（Ｂ）～同図（Ｅ）ではコイル１０と絶縁部材３０のクリアランスを大きく示しているが、実際は、コイル１０と絶縁部材３０を係合した場合に、コイル１０は移動（がたつき）が不可になる程度に絶縁部材３０と近接（密接）している。

このような構成により、図８（Ｃ）に示すようにコイル１０の内周にスリーブ部３２をその先端側（爪３５２側）から挿通させ、径方向外側ＲＯから径方向内側ＲＩに向かって押し込むと、次第に図８（Ｄ）に示すように爪３５２の傾斜面３５３がコイル１０の内周に接触し、傾斜面３５３の突出量に伴って爪３５２が周方向Ｃに近接するように（コイル１０の螺旋軸中心側に向かうように）第１アーム３５１が徐々に弾性変形する。そして図８（Ｅ）に示すように爪３５２がコイル１０の最内周１周分領域ＣＲＩから突出すると、弾性変形していた第１アーム３５１が元に戻り、爪３５２の係合面３５４が、コイル１０の最内周１周分領域ＣＲＩの内周に引っ掛かって係合する。このようにしてコイル１０と、第１係合部３５が係合する。

次に、図９（Ａ）に示すようにティース部５４の先端側に絶縁部材３０を配置し、コア５１（コア部材５２）と絶縁部材３０を係合させる（図７、ステップＳ５）。

ここで、図９（Ｂ）に示すように絶縁部材３０とコア部材５２（分割ヨーク部５３Ｐ）の間には所定のクリアランスが確保され、且つ分割ヨーク部５３Ｐに爪３６２が係合可能に構成されている。具体的に、絶縁部材３０の２つの第２アーム３６１は、モータ軸Ｍ０方向における内側面同士の間隔（爪３６２先端部同士の間隔）Ｌ７が、分割ヨーク部５３Ｐのモータ軸Ｍ０方向の長さ（高さ）Ｌ６より大きく設定されている。

一方、対向位置にある２つ爪３６２（係合面３６４）同士の最小離間距離（最大突出部の距離）Ｌ８は、分割ヨーク部５３Ｐのモータ軸Ｍ０方向の長さＬ６より小さく設定されている。

また、分割ヨーク部５３Ｐの径方向Ｒの長さ（厚み）Ｌ９（ここでは、分割ヨーク部５３Ｐにおける最薄部、内側面５３１の延長線上から凹部５３３までの最短の長さ、図５（Ａ）参照）は、第２アーム３６１の基端側（フランジ部３３）から係合面３６４までの長さＬ１０より僅かに小さく設定されている。なお、図９（Ｂ）～同図（Ｅ）では分割ヨーク部５３Ｐと絶縁部材３０のクリアランスを大きく示しているが、実際は、分割ヨーク部５３Ｐと絶縁部材３０を係合した場合に、分割ヨーク部５３Ｐは移動（がたつき）が不可になる程度に絶縁部材３０と近接（密接）している。

このような構成により、図９（Ｃ）に示すように、第２アーム３６１の間にティース部５４をその先端側から挿通させ、コア部材５２を径方向外側ＲＯから径方向内側ＲＩに向かって押し込むと、図９（Ｄ）に示すように爪３６２の傾斜面３６３がコア５１のモータ軸Ｍ０方向の上下面にそれぞれ接触し、傾斜面３６３の突出量に伴って２つの爪３６２がモータ軸Ｍ０方向において離間するように第２アーム３６１が徐々に弾性変形する。そして図９（Ｅ）に示すように爪３６２が分割ヨーク部５３Ｐ（凹部５３３）から突出すると、弾性変形していた第２アーム３６１が元に戻り、爪３６２の係合面３６４が、分割ヨーク部５３Ｐの凹部５３３に引っ掛かって係合する。このようにしてコイル１０、絶縁部材３０とコア部材５２とが一体的に係合し、コイルユニット２０が組み立てられる。

絶縁部材３０とコイル１０、絶縁部材３０とコア部材５２は、必要最小限のクリアランスを有している。絶縁部材３０の第１アーム３５１は、コイル１０と係合する際に弾性変形する。つまり、爪３５２がコイル１０と係合した後に、絶縁部材３０をコイル１０からら離脱させるには、第１アーム３５１の弾性変形（螺旋軸中心側に向かう弾性変形）が必要である。ところが、絶縁部材３０とコイル１０を係合させた後にスリーブ部３２にコア部材５２のティース部５４を挿通し、爪３６２をコア部材５２と係合させると、スリーブ部３２においては第１アーム３５１の弾性変形が規制される。つまり、絶縁部材３０をコア部材５２に係合させることで、絶縁部材３０とコイル１０の離脱を防ぐことができる。また、絶縁部材３０の第１係合部３５、第２係合部３６によってコイル１０がティース部５４から離脱する（径方向Ｒに移動する）ことを防止でき、モータ軸Ｍ０方向に移動することも規制される。

従来は、コイルの離脱を防止するため、スロット２０６の開口部２０７にウェッジ板２０８を固定する必要があり、ティース部２０３にはウェッジ板２０８を固定するための係合凹部２０３ｃが設けられていた。このため、係合凹部２０３ｃ付近において磁路が狭くなり、磁束量が低減する結果、モータ特性が向上できない問題があった。また、各ティース部２０３毎に、絶縁シート２０４の取り付け工程、コイル２０５の取り付け工程、さらにウェッジ板２０８の取り付け工程が必要であり、組立工数が多く生産効率が悪い上に部品点数が多くなる問題があった。

本実施形態によれば、スロットの開口部ＯＰを塞ぐウェッジ板が不要となり、ティース部５４に、ウェッジ板を固定するための凹部を設ける必要がなくなる。このため、ティース部５４における磁路の狭小化を防ぎ、モータの性能を高めることができる。また、樹脂成型品である絶縁部材３０は絶縁シートに比べて剛性があり、取り扱いが容易である。またコア５１とコイル１０の絶縁手段とコア５１からコイル１０が離脱することを防止する手段とを１つの絶縁部材３０で実現できるため、従来のウェッジ板が不要である。したがってステータの生産性、ひいてはモータの生産性を向上させることができ、部品点数の削減も可能となる。

次に、図１０を参照してステータ５０の製造方法を説明する。図１０は、ステータ５０の製造方法を時系列に示す外観斜視図である。本実施形態のステータ５０の製造方法は、上述した本実施形態の絶縁部材３０を用い、コイル１０と絶縁部材３０の第１係合部３５を係合させた後に、コア５１と絶縁部材３０の第２係合部３６を係合させるものである。

具体的に、図８に示すように絶縁部材３０のスリーブ部３２をコイル１０の内周に挿通し、コイル１０の内周と第１係合部３５の爪３５２を係合させる。次に、図９に示すように、コア５１を構成するコア部材５２と絶縁部材３０を係合する。詳細には、コア部材５２の分割ヨーク部５３Ｐ（凹部５３３）と第２係合部３６の爪３６２を係合させる。

これによりコイルユニット２０が組み立てられ、当該コイルユニット２０を図１０（Ａ）に示すように複数準備し、環状に並べる（図１０（Ｂ））。この時、図示を省略する治具の位置決め手段を、分割ヨーク部５３Ｐの凹部５３３（例えば、凹部５３３のモータ軸Ｍ０方向の中央付近など）に係合させて、各コイルユニット２０の周方向Ｃの位置決めを行う。そして締まり嵌めなどによりコイルユニット２０を固定する。これにより、複数のコア部材５２により略環状のコア５１が構成される。詳細には、分割ヨーク部５３Ｐにより略環状のヨーク部５３が構成され、分割ヨーク部５３Ｐの外側面５３２により、略環状のヨーク部５３の外周が構成される。このようにして、図２に示すステータ５０を組み立てる。

このように本実施形態では、コイルユニット２０を環状に並べる際の位置決め手段を係合させる凹部５３３を用いて、絶縁部材３０の第２係合部３６（爪３６２）を係合させている（凹部５３３を兼用している）。したがって、本実施形態の絶縁部材３０を固定するためにコア５１（コア部材５２）を新たに作り直す必要はなく、従来のコア５１に容易に絶縁部材３０を固定することができる。

以上、インナーロータ型のモータに採用されるステータ５０を例に説明したが、アウターロータ型のモータであっても同様に実施できる。

＜第２実施形態＞
図１１から図１３を参照して第２実施形態について説明する。第２実施形態は、アウターロータ型のモータに採用されるステータ５０について、本発明の絶縁部材３０を適用する場合の一例である。

図１１（Ａ）はアウターロータ型のコア５１の一部を示す概要図であり、モータ軸Ｍ０方向から見た平面図である。この場合、コア５１は、略環状の（非分割の）ヨーク部５３と、平面視において略Ｉ字状の複数のコア部材５２からなる。コア部材５２はティース部５４であり、径方向内側ＲＩにモータ軸Ｍ０方向に渡って突出するノッチ部５８を有する。ヨーク部５３は、その外周面に凹溝５９を有する。それぞれの凹溝５９は、モータ軸Ｍ０方向に切り欠かれ、周方向Ｃにおいて等間隔で複数配置される。またヨーク部５３の内周面には凹部５３３が周方向Ｃに所定距離で離間して複数設けられる。

図１１（Ｂ）は、絶縁部材３０を周方向Ｃから見た側面図（図６（Ｄ）に対応する側面図）であり、図１１（Ｃ）は絶縁部材３０をモータ軸Ｍ０方向から見た平面図（図６（Ｅ）に対応する平面図）である。

絶縁部材３０は、絶縁本体部３１と、第１係合部３５と、第２係合部３６を有し、これらを絶縁樹脂材により一体成型した樹脂成型体であり、コア５１（コア部材５２）とコイル１０とを絶縁可能である。

第１係合部３５は、第１実施形態と同様であり、コイル１０の内周と係合可能である。第２係合部３６は、この場合、フランジ部３３のモータ軸Ｍ０方向における一方（ここでは上方）に一つ設けられる。第２係合部３６は、フランジ部３３を基端として径方向内側ＲＩに延在または突出する。また第１係合部３５の爪３５２が径方向外側ＲＯに位置し、第２係合部２６の爪３６２が径方向内側ＲＩに位置する。これ以外の構成は、第１実施形態と同様である。

図１２を参照して、第２実施形態におけるコイルユニット２０の製造方法について説明する。図１２（Ａ）、同図（Ｂ）、同図（Ｄ），同図（Ｅ）はコイル１０と絶縁部材３０をモータ軸Ｍ０方向から見た平面図である。図１２（Ｃ）は、同図（Ｂ）を周方向Ｃ（同図（Ｂ）の右方向）から見た側面図、図１２（Ｆ）は、同図（Ｄ）を周方向Ｃ（同図（Ｄ）の右方向）から見た側面図である。

まず、図１２（Ａ）に示すようにスリーブ部３２の外側にコイル１０を取り付ける。具体的には、コイル１０（螺旋構造体）の内周にスリーブ部３２をその先端側（第１係合部３５の爪３５２側）から挿通させ、コイル１０を径方向外側ＲＯから径方向内側ＲＩに向かって押し込む。第１係合部３５は、第１実施形態と同様にコイル１０の螺旋軸中心側に向かうように第１アーム３５１が徐々に弾性変形する。爪３５２がコイル１０から突出すると、弾性変形していた第１アーム３５１が元に戻り、爪３５２の係合面３５４が、コイル１０の最外周１周分領域ＣＲＯの内周に引っ掛かって係合する。このようにして図１２（Ｂ），同図（Ｃ）に示すようにコイル１０と、第１係合部３５が係合する。

次に、これらにコア部材５２（ティース部５４）を取り付ける。具体的には、図１２（Ｄ）に示すようにティース部５４のノッチ部５８と、第１係合部３５の爪３５２を対向させるように配置し、スリーブ部３２の内側にティース部５４をノッチ部５８側から挿通させて径方向Ｒに押し込む。このようにして図１２（Ｅ），同図（Ｆ）に示すようにコイル１０とコア部材５２（ティース部５４）の間に絶縁部材３０が介装されたコイルユニット２０が組み立てられる。

第２実施形態の場合は、コイルユニット２０を略環状のヨーク部５３に固定する、すなわちステータ５０を組み立てることにより、コイル１０、絶縁部材３０とコア５１とが一体的に係合する。

図１３を参照してステータ５０の製造方法について説明する。図１３（Ａ）、同図（Ｂ）はモータ軸Ｍ０方向から見たコア５１およびステータ５０の平面図である。また図１３（Ｃ）は、図１３（Ｂ）のａ－ａ線断面図である。また、図１３（Ｄ）はモータ軸Ｍ０に直交する面（図１３（Ｃ）に示す面ｂで切断した断面図である。

図１３（Ａ）に示すように、ヨーク部５３はその外周面に凹溝５９を有する。そしてこの凹溝５９に対して、モータ軸Ｍ０の上方向からコイルユニット２０（これに含まれるティース部５４）のノッチ部５８を係合させてモータ軸Ｍ０方向に押し込む。

これにより、コイルユニット２０は、ティース部５４が同図（Ｂ）に破線で示すようにヨーク部５３と係合し、コイルユニット２０がヨーク部５３に固定される。

この例では、第２係合部３６は、フランジ部３３のモータ軸Ｍ０方向の上方にのみ設けられており（図１２（Ｆ））、ノッチ部５８を凹溝５９に差し込む動作に干渉することはない。そしてコイルユニット２０がヨーク部５３に固定されると、第２係合部３６の第２アーム３６１がヨーク部５３を横断し、爪３６２の係合面３６４が、ヨーク部５３の内周を構成する面（内周面５３Ｉ）に設けられた凹部５３３に引っ掛かって係合する。つまりこの場合も、コイル１０と第１係合部３５を係合させた後に、コア５１と第２係合部３６を係合させる。このようにしてコイル１０、絶縁部材３０とコア５１とが一体的に係合し、ステータ５０が組み立てられる。

第１実施形態と同様に、絶縁部材３０の第１係合部３５は、爪３５２がコイル１０の内周と係合し、離脱を防止可能となるように、そのサイズおよび形状が適宜選択されている。また、第２係合部３６は、コイル１０（コイルユニット２０）のヨーク部５３からの離脱（径方向Ｒへの移動）を防止可能となるように、そのサイズおよび形状が適宜選択されている。

ここでは、アウターロータ型のステータ５０を例に説明したが、第２実施形態をインナーロータ型のステータに適用することもできる。その場合、ヨーク部５３の凹溝５９は、ヨーク部５３の内周面５３Ｉに周方向Ｃに所定距離で離間して複数設けられる。またヨーク部５３の内周面５３Ｉには凹部５３３が周方向Ｃに所定距離で離間して複数設けられる。そして第２係合部３６の爪３６２の係合面３６４は、ヨーク部５３の内周面５３Ｉに設けられた凹部５３３に引っ掛かって係合する。なお、内周面５３Ｉに凹部５３３は設けられず、爪３６２が内周面５３Ｉに係合する構成であってもよい。

＜第３実施形態＞
図１４から図１６を参照して第３実施形態について説明する。第３実施形態は、アウターロータ型のモータに採用されるステータ５０について、本発明の絶縁部材３０を適用する場合の他の一例である。

図１４（Ａ）はコア５１の一部を示す概要図であり、モータ軸Ｍ０方向から見た平面図である。この場合、コア５１は、略環状の（非分割の）ヨーク部５３と、ヨーク部５３から径方向外側ＲＯに突出する複数のティース部５４を有する。ヨーク部５３および複数のティース部５４が一体的に設けられた非分割タイプのコア５１である。

図１４（Ｂ）は、絶縁部材３０を周方向Ｃから見た側面図（図６（Ｄ）に対応する側面図）であり、図１３（Ｃ）は絶縁部材３０をモータ軸Ｍ０方向から見た平面図（図６（Ｅ）に対応する平面図）である。

絶縁部材３０は、絶縁本体部３１と、第１係合部３５と、第２係合部３６を有し、これらを絶縁樹脂材により一体成型した樹脂成型体であり、コア５１とコイル１０とを絶縁可能である。第１係合部３５の爪３５２が径方向外側ＲＯに位置し、第２係合部２６の爪３６２が径方向内側ＲＩに位置する以外は、第１実施形態と同様である。

図１５から図１６を参照して、第３実施形態におけるステータ５０の製造方法について説明する。図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）はコイル１０と絶縁部材３０をモータ軸Ｍ０方向から見た平面図である。図１５（Ｃ）は、同図（Ｂ）を周方向Ｃ（同図（Ｂ）の右方向）から見た側面図である。図１６（Ａ）、図１６（Ｃ）、図１６（Ｅ）はコイル１０と絶縁部材３０をモータ軸Ｍ０方向から見た平面図である。図１６（Ｂ）は、同図（Ａ）を周方向Ｃ（同図（Ａ）の右方向）から見た側面図である。図１６（Ｄ）は、図１６（Ｃ）のｃ－ｃ線断面図である。また、図１６（Ｅ）はモータ軸Ｍ０に直交する面（図１６（Ｄ）に示す面ｄで切断した断面図である。

まず、図１５（Ａ）に示すようにスリーブ部３２の外側にコイル１０を取り付ける。具体的には、コイル１０（螺旋構造体）の内周にスリーブ部３２をその先端側（第１係合部３５の爪３５２側）から挿通させ、コイル１０を径方向外側ＲＯから径方向内側ＲＩに向かって押し込む。第１係合部３５は、第１実施形態と同様にコイル１０の螺旋軸中心側に向かうように第１アーム３５１が徐々に弾性変形する。爪３５２がコイル１０の最外周１周分領域ＣＲＯから突出すると、弾性変形していた第１アーム３５１が元に戻り、爪３５２の係合面３５４が、コイル１０の最外周１周分領域ＣＲＯの内周に引っ掛かって係合する。このようにして図１５（Ｂ），同図（Ｃ）に示すようにコイル１０と、第１係合部３５が係合する。

次に、これらをコア５１のティース部５４に取り付ける。具体的には、図１６（Ａ），同図（Ｂ）に示すように絶縁部材３０の第２係合部３６とティース部５４の径方向外側ＲＯを対向させ、スリーブ部３２にティース部５４を差し込み、径方向Ｒに押し込む。これにより図１６（Ｃ）、同図（Ｄ）に示すようにスリーブ部３２の内側にティース部５４を挿通させる。

このとき第２アーム爪３６２の傾斜面３６３がコア５１のモータ軸Ｍ０方向の上下面にそれぞれ接触し、２つの爪３６２がモータ軸Ｍ０方向において離間するように第２アーム３６１が徐々に弾性変形する。爪３６２がヨーク部５３から突出すると、弾性変形していた第２アーム３６１が元に戻り、爪３６２の係合面３６４が、ヨーク部５３の内周面５３Ｉの凹部５３３に引っ掛かって係合する。このようにしてコイル１０、絶縁部材３０とコア部材５２とが一体的に係合する（図１６（Ｄ）。なお、この場合もヨーク部５３の内周面５３Ｉに凹部５３３が設けられず、爪３６２が内周面５３Ｉに係合する構成であってもよい。

つまりこの場合も、コイル１０と第１係合部３５を係合させた後に、コア５１と第２係合部３６を係合させる。このようにしてコイル１０、絶縁部材３０とコア５１とが一体的に係合し、ステータ５０が組み立てられる。

絶縁部材３０の第１係合部３５は、爪３５２がコイル１０の内周と係合し、離脱を防止可能となるように、また、第２係合部３６は、コイル１０のヨーク部５３（ティース部５４）からの離脱（径方向Ｒへの移動）を防止可能となるように、そのサイズおよび形状が適宜選択されている。

ここでは、アウターロータ型のステータ５０を例に説明したが、第２実施形態をインナーロータ型のステータ（ティース部５４がヨーク部５３の内周面を基端として径方向内側ＲＩに突出するコア５１を有するステータ）に適用することもできる。

以上の実施形態で説明したステータ５０を組み込み、図１に示すモータ１００が構成される。

本実施形態によれば、コア５１の磁路を狭めることなく、コイル１０をコア５１（ヨーク部５３，ティース部５４）に固定することができ、モータの性能十分に活用することができる。

また、コイル１０とコア５１を絶縁するための構成、およびステータ５０の組立工数を簡素化でき、部品点数も削減できる。したがって、ステータ５０ひいてはモータ１００の生産性を向上させることができる。

なお、上記の実施形態ではコイル１０として絶縁樹脂で導体を被覆した螺旋構造体を例に説明したが、コイル１０は絶縁樹脂で被覆されていない導体で螺旋構造体を構成し、これを全体的に覆うとともに螺旋構造体の１周分領域ＣＲ間を絶縁するような絶縁樹脂層を設けたコイルであってもよい。この場合の絶縁樹脂層は例えば、絶縁樹脂の射出成型により構成される。

また、第１係合部３５および第２係合部３６の構成は、コア５１の磁路を狭めることなく、コイル１０をコア５１に固定できる構成であれば上記の例に限らない。

以上、本発明は、上述した実施形態に限定せず、様々な実施形態で構成することができる。

１０ コイル
２０ コイルユニット
３０ 絶縁部材
３１ 絶縁本体部
３２ スリーブ部
３３ フランジ部
３４ スリット
３５ 第１係合部
３６ 第２係合部
５０ ステータ
５１ コア
５２ コア部材
５３ ヨーク部
５３Ｐ 分割ヨーク部
５４ ティース部
５８ ノッチ部
５９ 凹溝
７０ ロータ
７１ マグネット
８０ シャフト
８２ ベアリング
９０ ケース（ハウジング）
１００ モータ
３２１Ａ、３２１Ｂ 周方向側面
３２１Ｃ、３２１Ｄ 軸方向側面
３２１Ｄ 軸方向側面
３５１ 第１アーム
３５２ 爪
３５３ 傾斜面
３５４ 係合面
３６１ 第２アーム
３６２ 爪
３６３ 傾斜面
３６４ 係合面
５３１ 内側面
５３２ 外側面
５３３ 凹部

Claims (10)

1. ステータのコアと該コアに取り付け可能なコイルとを絶縁可能な絶縁部材であって、
   前記コイルと前記コアの間に配置される絶縁本体部と、
   前記コイルに係合可能な第１係合部と、
   前記絶縁本体部から前記ステータの径方向に延在または突出して該コアに係合可能な第２係合部と、を有する、
   ことを特徴とする絶縁部材。
2. ステータのコアと該コアに取り付け可能なコイルとを絶縁可能な絶縁部材であって、
   前記コイルと前記コアの間に配置される絶縁本体部と、
   前記コイルに係合可能な第１係合部と、
   前記コアの略環状のヨーク部の外周または内周を構成する面と係合可能な第２係合部と、を有する、
   ことを特徴とする絶縁部材。
3. 第１係合部と前記絶縁本体部は樹脂材により一体成型される、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の絶縁部材。
4. 第２係合部と前記絶縁本体部は樹脂材により一体成型される
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の絶縁部材。
5. 前記絶縁本体部は、前記コアのティース部の外側に配置されるスリーブ部と該スリーブ部の一方の開口周囲に設けられるフランジ部を有し、
   前記第１係合部は前記スリーブ部の他方の開口の一部に設けられ前記コイルの内周に係合可能な爪を含み、
   前記第２係合部は、前記第１係合部から離れる方向に延在または突出するアーム部と該アーム部の先端に設けられ、前記コアに係合可能な爪を含む、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の絶縁部材。
6. 前記コイルは、一つの前記ティース部の外側を周回する導体を複数重ねるように連続させて螺旋構造を構成した集中巻きコイルである、
   ことを特徴とする請求項５に記載の絶縁部材。
7. 請求項１または請求項２に記載の絶縁部材と、
   前記コアを構成するコア部材と、
   前記コイルと、を一体的に係合させた、
   ことを特徴とするコイルユニット。
8. 請求項１または請求項２に記載の絶縁部材を前記コイルと前記コアの間に介装させてなるステータ。
9. 請求項８に記載のステータを有するモータ。
10. 請求項１または請求項２に記載の絶縁部材を用いたステータの製造方法であって、
    前記コイルと前記第１係合部を係合させた後に、前記コアと前記第２係合部を係合させる、
    ことを特徴とするステータの製造方法。