JP4639469B2 - モータ及びそのモータの分割コアの組立方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータ及びそのモータの分割コアの組立方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ブラシレスＤＣモータの構造として、例えば図１２、及び図１３に示すようなモータ１００が知られている。
【０００３】
ケース１０５内に収納されたステータコアは内部ステータコア１０３と外部ステータコア１０４とから構成された分割コアタイプとされている。内部ステータコア１０３は複数枚のピースをモータの軸心Ｏ１に垂直な仮想平面上に積層するようにして構成されており、前記ピースには放射状に複数の突極部１０３ｂが設けられている。突極部１０３ｂの外周面には嵌合凹部１０３ａが設けられ、積層されたピースの突極部１０３ｂには巻線１０７が施されている。一方、外部ステータコア１０４はリング状をなす複数枚のピースをモータの軸心Ｏ１に垂直な仮想平面上に積層して構成されている。前記ピースは内周面と外周面とが同心円状に設けられ、内周面には嵌合凸部１０４ａが設けられている。内部ステータコア１０３と外部ステータコア１０４とは、嵌合凹部１０３ａと嵌合凸部１０４ａとが合致するように相互に狭小の間隙を有して嵌合され、外部ステータコア１０４の外周面から狭小の間隙を有して、筒状のケース１０５に収納されている。
【０００４】
また、図１３に示すようにシャフト１０１とロータ１０２とは一体に組付けられ、このロータ１０２は、ケース１０５に取付けられた２個のベアリング１０８によって支持されている。
【０００５】
上記のように、分割コアタイプが採用される理由は、分割した状態で巻線１０７が巻きやすく、巻線１０７の占積率を高くできるメリットがあるからである。これら外部ステータコア１０４と内部ステータコア１０３とを組立る場合、外部ステータコア１０４に対して、内部ステータコア１０３とをすきま嵌め、又は締まり嵌めとなるように組み付けている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記したすきま嵌めでは、嵌め合い部分のエアギャップ（間隙）が大きく、磁気抵抗が大きくなるため、同一体格のモータと比較した場合、出力が小さいものしか得られない。又、間隙をすべて等間隔に組立てることは困難であるため、内部ステータコア１０３を構成する各ピース（ティース）での磁気抵抗のばらつきが大きくコギングトルクが大きくなる問題がある。
【０００７】
また、従来の締まり嵌め方法では、外部ステータコア１０４とを内部ステータコア１０３とを相対的に軸心方向に移動させて圧入することになるため、圧入時に、各ピースの相対した鋼板の当接面がむしれて、バリが発生し、むしられた分、間隙が大きくなったり、ばらつきが発生する問題がある。
【０００８】
このように、前記従来分割コアの組立方法においては内部ステータコア１０３と外部ステータコア１０４との狭小の間隙、および、外部ステータコア１０４とケース１０５との狭小の間隙にばらつきが出やすく、或いは嵌め合い部分のエアギャップ（間隙）が大きくなる。このため、これが原因となり磁気抵抗のばらつきが大きくなり、コギングトルクが大きくなるおそれがあった。
【０００９】
本発明の目的は、上記間隙の発生を抑制でき、または、なくすことにより、磁気抵抗のばらつきを減少させ、コギングトルクを減少させることができるモータを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、巻線が施された突極を備えた内部ステータコアと、前記内部ステータコアの周部に配置されて同内部ステータコアと相互に嵌合する外部ステータコアとを備え、前記両ステータコアを互いに組立するモータの分割コアの組立方法において、複数の突極部が予め皿バネ状に変形形成されたピースが複数枚積層されてなる内部ステータコアを、リング状に形成された複数枚のピースを積層した外部ステータコア内に配置して、相互に緩く嵌合し、その後、前記内部ステータコアを外部ステータコア内に配置した嵌合状態で、同内部ステータコアのピースを平板状に変形して、内部ステータコアの外径を増すことにより、外部ステータコアに対して緊密に嵌合することを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１において、前記外部ステータコアは、内部ステータコアを嵌合する前に、筒状のケースに対して予め収納配置することを特徴とする。
【００１４】
請求項３の発明は、巻線が施された突極を備えた内部ステータコアと、前記内部ステータコアの周部に配置されて同内部ステータコアと相互に嵌合する外部ステータコアとを備え、前記両ステータコアを互いに組立するモータの分割コアの組立方法において、前記外部ステータコアは、圧入予定の筒状のケース内において同ケースと同軸状に積層され、同ケース内周面の曲率半径よりも小さい曲率半径を有する複数枚のピースにて構成され、前記内部ステータコアは、複数枚のピースにて前記圧入予定の筒状のケースの軸心とは直交する方向の平面上に積層されるとともに前記外部ステータコアを突極先端間にて嵌合するものであり、外部ステータコアを前記突極間において嵌合状態で、前記筒状のケースに対して圧入することにより、外部ステータコアの最外周側の曲率半径を筒状のケース内周面の曲率半径になるように変形して、外部ステータコアを内部ステータコアに対して緊密に嵌合することを特徴とする。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項３において、前記外部ステータコアを構成するピースは、組立前は外部のピースほど内部側に位置するピースよりも曲率半径が大きいことを特徴とする。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項４において、前記外部ステータコアを構成する外側のピースにおける組立前の曲率半径を、前記外側のピースに隣接する内側のピースの曲率半径と、同内側のピースの板厚を加算した曲率半径とすることを特徴とする。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項３乃至請求項５のうちいずれか１項に記載のモータの分割コアの組立方法において、前記外部ステータコアを構成するピースは、前記筒状のケースに圧入する際の圧入先端側の曲率半径は、圧入基端側の曲率半径よりも大きく形成され、前記曲率半径が大きく形成された圧入先端側から筒状のケースに圧入することを特徴とする。
【００１８】
請求項７の発明は、請求項１又は請求項２に記載の組立方法にて製造された分割コアを備えたモータを要旨とするものである。
請求項８の発明は、請求項３乃至請求項６のうちいずれか１項に記載の組立方法にて製造された分割コアを備えたモータを要旨とするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明をブラシレスＤＣモータの分割コアに具体化した第１実施形態を図１から図６に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
図１は第１実施形態の組立てが完成したモータにおけるステータコア１１の断面図である。
分割コアであるステータコア１１は内部ステータコア１２と外部ステータコア１７とから構成されている。内部ステータコア１２の筒状部１２ａからは、放射状に延出されかつ等間隔に配置された複数の突極部１２ｂが設けられ、各突極部１２ｂには巻線１６が施されている。内部ステータコア１２の筒状部１２ａの内周面１２ｃは図示しないロータの外周面に遊嵌されるように円形に形成され、突極部１２ｂの先端面１２ｅは外部ステータコア１７の内周面１７ａに緊密に嵌合されている。
【００２１】
外部ステータコア１７は、円筒状に形成され、外部ステータコア１７の内周面１７ａと外部ステータコア１７の外周面１７ｂとが同心円状に形成されている。そして、外周面１７ｂは筒状のケース２０に緊密に嵌合されている。また、内部ステータコア１２と外部ステータコア１７とケース２０とは同心円状に配置されている。
【００２２】
次に、本第１実施形態の分割コアであるステータコアの組立方法について図２から図６を用いて説明する。
図２は内部ステータコア１２を構成する一枚の内部ピース１３の斜視図である。なお、内部ピース１３において、前記内部ステータコア１２に対応する部位については、説明の便宜上、１２に付したサフィクスをそのまま使用する。
【００２３】
この内部ピース１３は、リング状部１３ａから放射状に延出されかつ等間隔に配置された複数の突極部１３ｂが形成されている。突極部１３ｂの先端面１３ｅは外部ステータコア１７の内周面１７ａに相対して緊密に嵌合されるように所定の曲率半径を有している。この曲率半径は前記内周面１７ａと同一が好ましい。内部ピース１３は、その内周面１３ｃが図示しないロータの外周面に遊嵌され、かつ、円形に形成されるように、図示しない珪素鋼板をプレス加工により打ち抜いて平板状に製造する。
【００２４】
この平板状になっている際の各突極部１３ｂの先端面に沿うように配置され、先端面と同軸となる仮想円αの直径Ｄ１は（図２参照）、外部ステータコア１７の内径Ｄ３よりも若干長くなるように設定されている。
【００２５】
次に、図２のように製造された内部ピース１３を、内部ピース１３の軸心Ｏに直交する平面Ｈと突極部１３ｂの表面１３ｄとが所定の角度θを有するように、プレス加工により皿バネ状に変形させる（図３及び図４参照）。このときの各突極部１３ｂの先端面に沿うように配置され、先端面と同軸となる仮想円βの直径をＤ２とすると（図３及び図４参照）、直径Ｄ２が前記外部ステータコア１７の内径Ｄ３よりも若干小さくなるようにされている。従って、Ｄ１＞Ｄ３＞Ｄ２となる。
【００２６】
次に、上述した皿バネ状に変形させた内部ピース１３を、他の内部ピース１３と互いにその形状を合わせるようにして所定枚数積層することにより、筒状の内部ステータコア１２を形成する。なお、このときの状態は、図５に示すように、内部ピース１３が皿バネ状になったままである。この状態で、図示しない絶縁性を有する樹脂性のボビンを介して、各突極部１２ｂに対して巻線１６を施す。
【００２７】
一方、外部ステータコア１７について説明する。
外部ステータコア１７は、円形リング状に形成された同形の外部ピース１８を積層することにより、構成される。同外部ピース１８は、前記内部ピース１３と同じ材質、同じ厚みを備えた図示しない珪素鋼板を、その外径がケース２０の内周面２０ａの内径よりも若干大きくなるようにプレス加工にて打ち抜き、平板状に形成する。
【００２８】
そして、図５に示すように、外部ピース１８を積層して構成した外部ステータコア１７を、円筒状のケース２０に対して、組付位置まで圧入する。なお、前記ケース２０の両端内周面には、それぞれ全周に亘って段状をなす第１嵌合部２０ｂ及び第２嵌合部２０ｃが形成されている。
【００２９】
そして、外部ステータコア１７を取付けたケース２０を第１治具２１に載置する。このとき、ケース２０は、第１治具２１に設けられた低円形台状をなす嵌合部２１ａに対して第１嵌合部２０ｂにて嵌合する。又、外部ステータコア１７の下部は、第１治具２１において、第１嵌合部２１ａと同心円状に配置されており、低円筒状に突設された外周当接部２１ｂに対して当接させる。
【００３０】
この状態で、前記巻線１６が施された内部ステータコア１２をケース２０内に収納し、内部ステータコア１２の下部を前記外周当接部２１ｂ上に載置する。さらに、押圧治具２３を内部ステータコア１２に形成された貫通孔１２ｆ内に挿通し、押圧治具２３の下部を第１治具２１の中央に設けられた断面円形のガイド孔２１ｄ内に配置する。なお、このとき第１治具２１の外周当接部２１ｂはケース２０に圧入された外部ステータコア１７の下面（当接面）の内側全周に当接するとともに、かつ、内部ステータコア１２の下面（当接面）の外側全周に当接する。これにより、内部ステータコア１２の一方の面（片面）と外部ステータコア１７の一方の面（片面）とは、同一平面上に位置することになり、内部ステータコア１２の下面と外部ステータコア１７の下面との水平位置は同じ高さになる。
【００３１】
ここで、第１治具２１と押圧治具２３について説明する。第１治具２１には、ガイド孔２１ｄ周縁から上方に突設された内周当接部２１ｃが外周当接部２１ｂと同じ高さとなるように円筒状に突設されている。そして、外周当接部２１ｂと同じ高さをもった内周当接部２１ｃ間には、内部ステータコア１２に施された巻線１６下部が係入可能であり、かつ、後記する内部ステータコア１２の内部ピース１３が変形した際においても外周当接部２１ｂ、内周当接部２１ｃ等の第１治具２１の部位に巻線１６が接触しないように空間が設けられている。又、前記ガイド孔２１ｄと嵌合部２１ａとは同軸度が精度良く形成されている。
【００３２】
前記押圧治具２３は円柱状に形成され、内部ステータコア１２の貫通孔１２ｆの内周面１２ｃに対して狭小の間隙をもつように形成された小径部２３ａと、小径部２３ａの上部に設けられ、小径部２３ａと同軸度の精度が良くなるように形成された大径部２３ｂとを備えている。また、前記小径部２３ａは、内部ステータコア１２の内部ピース１３が平板状である場合の内径よりも小径とされ、皿バネ状から平板状に内部ピース１３が形状復帰した後、押圧治具２３の引き抜きができるように形成されている。小径部２３ａから張り出された大径部２３ｂの下面は、ガイド孔２２ｂ、内部ステータコア１２の上部面の内周縁部と当接するように水平に設けられた押圧部２３ｃとされている。
【００３３】
図５に示すように、押圧治具２３を内部ステータコア１２の貫通孔１２ｆに貫通した状態で、ケース２０の上部に対して円盤状の第２治具２２を内嵌する。第２治具２２はケース２０の第２嵌合部２０ｃに対して第２治具２２の外周部に設けられた嵌合段部２２ａと嵌合する。又、前記押圧治具２３は、第２治具２２の中央部に設けられた円形状のガイド孔２２ｂに対して大径部２３ｂが嵌合される。ここで第２治具２２の嵌合段部２２ａとガイド孔２２ｂとは同軸度が精度良く形成されている。そして、ガイド孔２２ｂは、大径部２３ｂに対して摺接可能に形成されており、押圧治具２３を上下方向に移動する際にその上部をガイドするように設けられている。
【００３４】
図５に示すように、押圧治具２３の上部（大径部２３ｂ）を第２治具２２に貫通した状態で、皿バネ状の内部ピース１３を平板状に戻されるまで、図示しないプレス装置を利用して押圧治具２３を第２治具２２から第１治具２１の方向に押圧する。すると、図６に示すように、内部ステータコア１２の各内部ピース１３は平板状に復帰する。このとき、各内部ピース１３の突極部１３ｂの先端面１３ｅは、外部ステータコア１７を構成する外部ピース１８の内周面に対して緊密に当接する。このように内部ステータコア１２が図６に示すように、外部ステータコア１７に対して緊密に嵌合した状態から押圧治具２３を内部ステータコア１２から引き抜くと、内部ピース１３から構成された内部ステータコア１２が平板状のままで維持される。
【００３５】
ここで、押圧治具２３による内部ステータコア１２の内部ピース１３に係る押圧前後の構成について図２、図３、図６に基づいて説明する。
内部ピース１３の皿バネ状に形成する前の直径Ｄ１（仮想円αの直径）、内部ピース１３の皿バネ状になった際の押圧前の直径Ｄ２（仮想円βの直径）、押圧前の内周面から外周面までの内部ピース１３の突極部１３ｂの表面１３ｄの径方向の長さをＤ４とする。例えばＤ４＝１０ｍｍ、角度θ＝５度とした場合に、内部ピース１３が皿バネ状の状態から押圧後に平板状に戻されると、（１）式により、直径Ｄ１は直径Ｄ２より、おおよそ７６μｍ長いことがわかる。
【００３６】
Ｄ１-Ｄ２＝２×｛１０ｍｍ−１０ｍｍ×ｃｏｓ（５度）｝＝７６μｍ…（１）
すなわち、押圧前の皿バネ状になった内部ピース１３の直径Ｄ２は外部ステータコア１７の内径（＝Ｄ３）より小さい。また、押圧後に平面板状になったときは内部ピース１３の外周面は外部ステータコア１７（外部ピース１８）の内径Ｄ３よりも大きくなり、その大きくなった分、同外部ステータコア１７の内周面に対して圧入して緊密に嵌合される。
【００３７】
なお、巻線１６については、押圧後においても内部ステータコア１２の角度θの変化が小さいため巻線に応力が加わることはない。
以上により内部ステータコア１２と外部ステータコア１７とが互いに組立された後に、内部ステータコア１２と巻線１６と外部ステータコア１７とを樹脂コーティングする。
【００３８】
本第１実施形態では、上記のようにモータを構成したことにより、次のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態では、内部ステータコア１２の内部ピース１３を皿バネ状の形状から平板状に戻すことにより、内部ステータコア１２と外部ステータコア１７との間隙を小さくし緊密に嵌合するようにした。この結果、磁気抵抗のばらつきが減少しコギングトルクが減少する。
【００３９】
さらに、従来の積層した内部ステータコアと積層した外部ステータコアとを嵌合する方法にくらべて、バリの発生がなくなるか、または、少なくなる。たとえバリが発生したとしても従来と異なり他の積層された内部ピース１３、外部ピース１８への波及がなくなる。
【００４０】
（２）本実施形態では、押圧治具２３の小径部２３ａと大径部２３ｂ、第１治具２１のガイド孔２１ｄと嵌合部２１ａ、第２治具の嵌合段部２２ａとガイド孔２２ｂ、とは同軸度が精度良く形成されている。このため、モータが完成したときに、図示しないロータと内部ステータコア１２とが同軸度良く組立てられる。
【００４１】
（３）本実施形態では、押圧前の皿バネ状になった内部ステータコア１２の内部ピース１３の直径Ｄ２は、押圧前の外部ステータコア１７の内径Ｄ３より短く形成されているので、押圧前の組立てにおいては容易に挿入できる。
【００４２】
なお、本第１実施形態を次のように変更して具体化することもできる。
・本実施形態では、外部ステータコア１７における外周面１７ｂの外径はケース２０における内周面２０ａの内径よりも若干長くなるようにプレス加工にて形成した。この代わりに、外周面１７ｂの外径は内周面２０ａの内径よりも若干小さくなるようにプレス加工にて形成しても良い。このようにすれば、押圧治具２３の押圧前において外部ステータコア１７をケース２０に組付けるときに、間隙があるため容易に組付けできる。
【００４３】
・本実施形態では、内部ステータコア１２の内部ピース１３の表面１３ｄは図３に示す側面図において直線状に形成したが、曲線状に形成しても良い。このようにすれば、押圧治具２３による押圧後において珪素鋼板の特性によりソリが生ずるような場合に、そのソリを予測して皿バネ状の形状を予め曲線状にしておき、押圧後には平板状にするようにできる。
【００４６】
（第２実施形態）
次に、本発明をＤＣブラシレスモータに具体化した第２実施形態を図７から図１１に基づいて詳細に説明する。
【００４７】
なお、この第２実施形態は、前記第１実施形態においてステータコア１１を構成する内部ステータコア１２と外部ステータコア１７との構成および製造方法を変更したものであり、その他の点では第１実施形態と同一の構成になっている。したがって、以下では、第２実施形態のモータにおけるステータコア３１を構成する内部ステータコア３２と外部ステータコア３３とを主に説明することとし、第１実施形態と共通する構成部分については図面上に同一符号を付すことにして重複した説明を省略する。
【００４８】
図７は第２実施形態のモータにおけるステータコア３１の断面図である。
分割コアである内部ステータコア３２は、前記第１実施形態と同様に平板状の内部ピース３５を所定の枚数積層することにより構成されている。各内部ピース３５には、リング状部３５ａから、放射状に延出されかつ等間隔に配置された複数の突極部３２ａが設けられている。それらの突極部３２ａには巻線１６が施されている。内部ステータコア３２の内周面３２ｂは図示しないロータの外周面に遊嵌されるように断面円形に形成されている。突極部３２ａの先端面は、ケース２０の内周面の曲率半径と同一曲率半径を有するように形成され、ケース２０の内周面２０ａに緊密に嵌合されている。
【００４９】
内部ステータコア３２はモータの軸方向に垂直な仮想平面上に内部ピース３５を積層して配置されているのに対し、外部ステータコア３３は軸方向に沿って取付けられている。すなわち、内部ステータコア３２と外部ステータコア３３とは互いに直交する方向に取付けられている。
【００５０】
外部ステータコア３３は、内部ステータコア３２の軸（モータの軸及びケース２０の軸と一致する）を中心として放射方向に延びるように所定の枚数積層配置された外部ピース３４ａ〜３４ｅから構成され、外周面３３ｂは筒状のケース２０に緊密に嵌合されている。又、前記外部ステータコア３３の周方向側に延びる側面３３ｃは、内部ステータコア３２の突極部３２ａ先端側部に設けられたくびれ部３２ｄに対して、緊密に当接されている。すなわち、各外部ピース３４ａ〜３４ｅは、突極部３２ａのくびれ部３２ｄに対して、互いに緊密に積層された状態で嵌合されている。又、くびれ部３２ｄの径方向（突極部３２ａの延出方向）長さは、外部ピース３４ａ〜３４ｅの積層厚さと同一にされている。
【００５１】
また、内部ステータコア３２の内周面３２ｂと、外周面３２ｃ（突極部３２ａの先端面）と、外部ステータコア３３の内周面３３ａと、外周面３３ｂと、ケース２０の内周面２０ａとは同心円状に形成されている。
【００５２】
次に本実施形態の分割コアの組立方法について図８と図９とを用いて説明する。図８は外部ステータコア３３の外部ピース３４（３４ａ〜３４ｅ）の斜視図である。外部ピース３４ａ〜３４ｅは珪素鋼板をプレス加工により同形状の長方形に打ち抜いて製作される。そして各外部ピース３４ａ〜３４ｅの曲率半径は互いに異なっており、かつ、各外部ピース３４ａ〜３４ｅの曲率半径はケース２０における内周面２０ａの曲率半径よりも小さく形成される。
【００５３】
各外部ピース３４ａ〜３４ｅ間の曲率半径と板厚との関係は、相隣り合うある２枚の外部ピースにおいて外側の外部ピースの曲率半径をＲ２、内側の外部ピースの曲率半径をＲ１、内側の外部ピースの板厚をＴとすると、
Ｒ２＝Ｒ１＋Ｔ で表される。
【００５４】
また、図８に示すように、外部ピース３４ａ〜３４ｅをケース２０へ圧入する際の圧入方向を矢印Ｐの方向とすると、外部ピース３４ａ〜３４ｅの圧入先端側（ｍ側）の曲率半径は、圧入基端側（ｎ側）の曲率半径より、徐々に大きくなるように形成されている。
【００５５】
さらに、外部ピース３４ａ〜３４ｅの周方向長さは、前記突極部３２ａのくびれ部３２ｄ間に嵌入組付けした際には、その曲率半径が変わらないような長さに設定されている。すなわち、外部ピース３４ａ〜３４ｅは、ケース２０に圧入する以前では、前記曲率半径が変わらないように突極部３２ａのくびれ部３２ｄ間に緩く嵌合できる長さとされている。
【００５６】
又、最も内側に位置することになる外部ピース３４ｅの内面には絶縁膜が形成されている。
一方、内部ピース３５を所定の枚数積層して構成された内部ステータコア３２は、その積層された内部ステータコア３２に図示しない絶縁性を有する樹脂性のボビンを介して巻線１６が施される。
【００５７】
前記のように形成されたされた各外部ピース３４ａ〜３４ｅは、巻線１６が施された内部ステータコア３２において、突極部３２ａのくびれ部３２ｄの間に、外側のピースほど曲率半径が大きくなるように所定枚数緩く嵌合組立てられる。
【００５８】
この内部ステータコア３２に対し外部ステータコア３３（外部ピース３４ａ〜３４ｅ）を緩く嵌合した状態では、最外周側に位置する外部ピース３４ａの外周面は、その曲率半径が突極部３２ａの先端面の曲率半径（ケース２０の内周面の曲率半径と同一）よりも小さくされる。さらに、くびれ部３２ｄの径方向（突極部３２ａの延出方向）長さが外部ピース３４ａ〜３４ｅの積層厚さと同一にされているため、図９に示すように、突極部３２ａの先端面の曲率半径にて描かれた円から外部に突出した状態となる。
【００５９】
この状態で、内部ステータコア３２と外部ステータコア３３の組立てた構成を、前記外部ピース３４ａ〜３４ｅの曲率半径が大きく形成されている圧入先端側（ｍ側）からケース２０内に圧入する。
【００６０】
すると、曲率半径が大きく形成されている側から挿入される、すなわち、突極部３２ａの先端面の曲率半径にて描かれた円からの突出量の小さい側から挿入されるので容易に挿入される。この結果、各外部ピース３４ａ〜３４ｅにおける曲率半径はケース２０の内周面２０ａの曲率に合うように変形される。この結果、ケース２０の内周面２０ａと外部ステータコア３３の外周面との間の間隙は減少する。また、外部ステータコア３３の側面３３ｃが内部ステータコア３２の突極部３２ａのくびれ部３２ｄの方向に押圧されるため、この間の間隙が減少する。なお、この外部ピース３４ａ〜３４ｅの変形により最も内側の外部ピース３４ｅの内面には絶縁膜が形成されているため巻線１６とに電気的接触は生じない。
【００６１】
上記のように組立てされた分割コアにおいて、図１０と図１１とを用いて内部ステータコアと外部ステータコアとの当接しているところの間隙について説明する。
【００６２】
図１０は本第２実施形態での内部ステータコア３２の内部ピース３５と外部ステータコア３３の外部ピース３４ａ〜３４ｅとの当接しているところを表している。図中、内部ピース３５の左端がくびれ部３２ｄであり、外部ピース３４の図中右端が、同ピース３４の長手方向端面である。
【００６３】
内部ピース３５の端面が斜めになっているのは、プレス加工された時に残ったバリである。この図１０に示される状態からケース２０の内周面２０ａに圧入していくことになるが、このとき外部ピース３４ａ〜３４ｅが図の矢印方向へ押圧するため、内部ピース３５の先端部３２ｆは、先端のもっとも鋭角の部分が外部ピース３４に押さえられ変形するので、間隙の減少割合が大きい。
【００６４】
なお、図１１は、図１２に示す従来技術における内部ピース１１０が積層された内部ステータコア１０３と外部ピース１１１が積層された外部ステータコア１０４との当接しているところを表している。内部ピース１１０の外部ステータコア１０４側の当接部を１１０ａ、外部ピース１１１の内部ステータコア１０３側の当接部を１１１ａ、内部ステータコアを嵌合するときの移動方向を矢印Ａの方向、外部ステータコアを嵌合するときの移動方向を矢印Ｂの方向とする。
【００６５】
このような構成において両者を相対移動して嵌合すると、内部ピース１１０の先端部１１０ａと外部ピース１１１の先端部１１１ａとは、バリの突出量が一定ではなく、必ずしも、相手側の先端部に当接するとは限らないため、バリがつぶれにくい。また、さらには、嵌合方向が正反対であるためお互いに、バリを新たに発生させる場合もあり、この場合には新たにバリが発生すると他のピースへ波及するということもあり、結果として間隙が大きくなる。
【００６６】
本第２実施形態では、上記のようにモータを構成したことにより、次のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態では、ケース２０の内周面２０ａに対して同心円状に配置される外部ステータコア３３の外周面３３ｂとは圧入により当接嵌合されている。このため、その両方の間の間隙が小さくなり磁気抵抗のばらつきが減少しコギングトルクが小さくなる。
（２）本実施形態では、内部ステータコア３２と外部ステータコア３３とは互いに直交する方向に取付けられた状態で、外部ステータコア３３の外周面３３ｂが圧入される。これにより、外部ステータコア３３の側面３３ｃと内部ステータコア３２のくびれ部３２ｄとの間隙が小さくなることから、磁気抵抗のばらつきが減少しコギングトルクが小さくなる。
（３）本実施形態では、外部ステータコア３３はケース２０の軸方向に沿って配置されているので、外部ステータコア３３のケース２０へ圧入がしやすくなる。従ってバリの発生がなくなるか、または、少なくなる。たとえバリが発生したとしても従来と異なり他の積層された層への波及がなくなる。この結果として、間隙が減少し磁気抵抗のばらつきが減少するためコギングトルクが小さくなる。
（４）本実施形態では、外部ステータコア３３の各外部ピース３４は珪素鋼板を長方形にプレス加工にて打ち抜かれて形成されている。このため、従来の外部ステータコア１０４のように円環形に打ち抜かれて形成される方法と異なり、珪素鋼板の打ち抜かれる面積が小さくなり、また、打ち抜き後に廃材となる面積も小さく、珪素鋼板の消費面積が小さくなり製造コストが減少する。
（５）本実施形態では、各外部ピース３４ａ〜３４ｅ間の曲率半径と板厚との関係は、相隣り合うある２枚の外部ピースにおいて外側の外部ピースの曲率半径をＲ２、内側の外部ピースの曲率半径をＲ１、内側の外部ピースの板厚をＴとすると、Ｒ２＝Ｒ１＋Ｔで表されるようにした。
【００６７】
このため、それぞれの外部ピース３４ａ〜３４ｅを重ね合わせたときに間隙なく重ね合わされので、磁気抵抗のばらつきが減少しコギングトルクが小さくなる。
（６）本実施形態では、外部ステータコア３３の各外部ピース３４ａ〜３４ｅの曲率半径は、一方の端面の曲率半径より他方の端面の曲率半径の方が大きく形成されている。このため、前記外部ピース３４ａ〜３４ｅの曲率半径が大きく形成された端面から、筒状のケース２０に挿入するようにしたので挿入しやすくできる。
【００６８】
なお、本第２実施形態を次のように変更して具体化することもできる。
・本実施形態では、外部ステータコア３３における各外部ピース３４ａ〜３４ｅは珪素鋼板をプレス加工により同形状の長方形に打ち抜いて製造したが、同形状でなく、外部ステータコア３３の外周側に位置する外部ピースほど小さく形成することもできる。このようにすれば、内部ステータコア３２の突極部３２ａの先端のくびれ部３２ｄに嵌合したときに内部ステータコア３２の突極部３２ａの先端から抜けにくくすることができる。また外部ステータコア３３の外周の外部ピースほど大きくしても良い。即ち、前述した内部ステータコア３２の突極部３２ａの先端から抜けにくくなる程度に調整できることになる。
【００６９】
次に、前記各実施形態から把握できる請求項に記載した発明以外の技術的思想について、以下に記載する。
（１）前記内部、外部ステータコアが嵌合状態で、かつ内部ステータコアのピースを変形させる前において、前記内部ステータコアの片面と外部ステータコアの片面とは、前記筒状のケースの軸方向に対して、同一平面上に配置することを特徴とする請求項２に記載のモータの製造方法。即ち、この技術的思想（１）によれば、内部ステータコアと外部ステータコアとのケースの軸方向に対して同じ面、即ち、ケースの軸方向に対して同じ位置に配置されるので、軸方向のずれがなく、両者の間隙が少なくなり、コギングトルクが小さくなる。
（２）前記請求項１または請求項２または前記技術的思想（１）のうちいずれか１項に記載の組立方法にて製造されたモータ。
【００７０】
【発明の効果】
この発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
請求項１乃至請求項６の発明によれば、一方のステータコアを、他方のステータコアに対して、相互に緩く嵌合し、その後一方のステータコアを変形させて、他方のステータコアに対し緊密に嵌合することを特徴としたので、両ステータコア間の間隙が小さくなり、磁気抵抗が減少しコギングトルクを減少させることができる。
【００７１】
請求項７及び請求項８に記載のモータは、両ステータコア間の間隙が小さいため、磁気抵抗が減少しコギングトルクが減少したモータとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のステータコアの断面図
【図２】第１実施形態の内部ステータコアの内部ピースの斜視図
【図３】第１実施形態の内部ステータコアの皿バネ状の内部ピースの側面図
【図４】第１実施形態の内部ステータコアの皿バネ状の内部ピースの斜視図
【図５】第１実施形態のステータコア組立の縦断面図
【図６】第１実施形態のステータコア組立後の縦断面図
【図７】第２実施形態のステータコアの断面図
【図８】第２実施形態の外部ステータコアの外部ピースの斜視図
【図９】第２実施形態のステータコアの要部断面図
【図１０】第２実施形態のステータコア当接部の拡大説明図。
【図１１】従来のステータコア当接部の拡大説明図。
【図１２】従来のステータコアの断面図
【図１３】従来のモータの縦断面図
【符号の説明】
１２…内部ステータコア、１２ｂ…内部ステータコアの突極部、
１３…内部ピース、１６…巻線、１７…外部ステータコア、
３２…内部ステータコア、３２ａ…内部ステータコアの突極部、
３３…外部ステータコア、３４…外部ピース、３５…内部ピース。
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータ及びそのモータの分割コアの組立方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ブラシレスＤＣモータの構造として、例えば図１２、及び図１３に示すようなモータ１００が知られている。
【０００３】
ケース１０５内に収納されたステータコアは内部ステータコア１０３と外部ステータコア１０４とから構成された分割コアタイプとされている。内部ステータコア１０３は複数枚のピースをモータの軸心Ｏ１に垂直な仮想平面上に積層するようにして構成されており、前記ピースには放射状に複数の突極部１０３ｂが設けられている。突極部１０３ｂの外周面には嵌合凹部１０３ａが設けられ、積層されたピースの突極部１０３ｂには巻線１０７が施されている。一方、外部ステータコア１０４はリング状をなす複数枚のピースをモータの軸心Ｏ１に垂直な仮想平面上に積層して構成されている。前記ピースは内周面と外周面とが同心円状に設けられ、内周面には嵌合凸部１０４ａが設けられている。内部ステータコア１０３と外部ステータコア１０４とは、嵌合凹部１０３ａと嵌合凸部１０４ａとが合致するように相互に狭小の間隙を有して嵌合され、外部ステータコア１０４の外周面から狭小の間隙を有して、筒状のケース１０５に収納されている。
【０００４】
また、図１３に示すようにシャフト１０１とロータ１０２とは一体に組付けられ、このロータ１０２は、ケース１０５に取付けられた２個のベアリング１０８によって支持されている。
【０００５】
上記のように、分割コアタイプが採用される理由は、分割した状態で巻線１０７が巻きやすく、巻線１０７の占積率を高くできるメリットがあるからである。これら外部ステータコア１０４と内部ステータコア１０３とを組立る場合、外部ステータコア１０４に対して、内部ステータコア１０３とをすきま嵌め、又は締まり嵌めとなるように組み付けている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記したすきま嵌めでは、嵌め合い部分のエアギャップ（間隙）が大きく、磁気抵抗が大きくなるため、同一体格のモータと比較した場合、出力が小さいものしか得られない。又、間隙をすべて等間隔に組立てることは困難であるため、内部ステータコア１０３を構成する各ピース（ティース）での磁気抵抗のばらつきが大きくコギングトルクが大きくなる問題がある。
【０００７】
また、従来の締まり嵌め方法では、外部ステータコア１０４とを内部ステータコア１０３とを相対的に軸心方向に移動させて圧入することになるため、圧入時に、各ピースの相対した鋼板の当接面がむしれて、バリが発生し、むしられた分、間隙が大きくなったり、ばらつきが発生する問題がある。
【０００８】
このように、前記従来分割コアの組立方法においては内部ステータコア１０３と外部ステータコア１０４との狭小の間隙、および、外部ステータコア１０４とケース１０５との狭小の間隙にばらつきが出やすく、或いは嵌め合い部分のエアギャップ（間隙）が大きくなる。このため、これが原因となり磁気抵抗のばらつきが大きくなり、コギングトルクが大きくなるおそれがあった。
【０００９】
本発明の目的は、上記間隙の発生を抑制でき、または、なくすことにより、磁気抵抗のばらつきを減少させ、コギングトルクを減少させることができるモータを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、巻線が施された突極を備えた内部ステータコアと、前記内部ステータコアの周部に配置されて同内部ステータコアと相互に嵌合する外部ステータコアとを備え、前記両ステータコアを互いに組立するモータの分割コアの組立方法において、複数の突極部が予め皿バネ状に変形形成されたピースが複数枚積層されてなる内部ステータコアを、リング状に形成された複数枚のピースを積層した外部ステータコア内に配置して、相互に緩く嵌合し、その後、前記内部ステータコアを外部ステータコア内に配置した嵌合状態で、同内部ステータコアのピースを平板状に変形して、内部ステータコアの外径を増すことにより、外部ステータコアに対して緊密に嵌合することを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１において、前記外部ステータコアは、内部ステータコアを嵌合する前に、筒状のケースに対して予め収納配置することを特徴とする。
【００１４】
請求項３の発明は、巻線が施された突極を備えた内部ステータコアと、前記内部ステータコアの周部に配置されて同内部ステータコアと相互に嵌合する外部ステータコアとを備え、前記両ステータコアを互いに組立するモータの分割コアの組立方法において、前記外部ステータコアは、圧入予定の筒状のケース内において同ケースと同軸状に積層され、同ケース内周面の曲率半径よりも小さい曲率半径を有する複数枚のピースにて構成され、前記内部ステータコアは、複数枚のピースにて前記圧入予定の筒状のケースの軸心とは直交する方向の平面上に積層されるとともに前記外部ステータコアを突極先端間にて嵌合するものであり、外部ステータコアを前記突極間において嵌合状態で、前記筒状のケースに対して圧入することにより、外部ステータコアの最外周側の曲率半径を筒状のケース内周面の曲率半径になるように変形して、外部ステータコアを内部ステータコアに対して緊密に嵌合することを特徴とする。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項３において、前記外部ステータコアを構成するピースは、組立前は外部のピースほど内部側に位置するピースよりも曲率半径が大きいことを特徴とする。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項４において、前記外部ステータコアを構成する外側のピースにおける組立前の曲率半径を、前記外側のピースに隣接する内側のピースの曲率半径と、同内側のピースの板厚を加算した曲率半径とすることを特徴とする。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項３乃至請求項５のうちいずれか１項に記載のモータの分割コアの組立方法において、前記外部ステータコアを構成するピースは、前記筒状のケースに圧入する際の圧入先端側の曲率半径は、圧入基端側の曲率半径よりも大きく形成され、前記曲率半径が大きく形成された圧入先端側から筒状のケースに圧入することを特徴とする。
【００１８】
請求項７の発明は、請求項１又は請求項２に記載の組立方法にて製造された分割コアを備えたモータを要旨とするものである。
請求項８の発明は、請求項３乃至請求項６のうちいずれか１項に記載の組立方法にて製造された分割コアを備えたモータを要旨とするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明をブラシレスＤＣモータの分割コアに具体化した第１実施形態を図１から図６に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
図１は第１実施形態の組立てが完成したモータにおけるステータコア１１の断面図である。
分割コアであるステータコア１１は内部ステータコア１２と外部ステータコア１７とから構成されている。内部ステータコア１２の筒状部１２ａからは、放射状に延出されかつ等間隔に配置された複数の突極部１２ｂが設けられ、各突極部１２ｂには巻線１６が施されている。内部ステータコア１２の筒状部１２ａの内周面１２ｃは図示しないロータの外周面に遊嵌されるように円形に形成され、突極部１２ｂの先端面１２ｅは外部ステータコア１７の内周面１７ａに緊密に嵌合されている。
【００２１】
外部ステータコア１７は、円筒状に形成され、外部ステータコア１７の内周面１７ａと外部ステータコア１７の外周面１７ｂとが同心円状に形成されている。そして、外周面１７ｂは筒状のケース２０に緊密に嵌合されている。また、内部ステータコア１２と外部ステータコア１７とケース２０とは同心円状に配置されている。
【００２２】
次に、本第１実施形態の分割コアであるステータコアの組立方法について図２から図６を用いて説明する。
図２は内部ステータコア１２を構成する一枚の内部ピース１３の斜視図である。なお、内部ピース１３において、前記内部ステータコア１２に対応する部位については、説明の便宜上、１２に付したサフィクスをそのまま使用する。
【００２３】
この内部ピース１３は、リング状部１３ａから放射状に延出されかつ等間隔に配置された複数の突極部１３ｂが形成されている。突極部１３ｂの先端面１３ｅは外部ステータコア１７の内周面１７ａに相対して緊密に嵌合されるように所定の曲率半径を有している。この曲率半径は前記内周面１７ａと同一が好ましい。内部ピース１３は、その内周面１３ｃが図示しないロータの外周面に遊嵌され、かつ、円形に形成されるように、図示しない珪素鋼板をプレス加工により打ち抜いて平板状に製造する。
【００２４】
この平板状になっている際の各突極部１３ｂの先端面に沿うように配置され、先端面と同軸となる仮想円αの直径Ｄ１は（図２参照）、外部ステータコア１７の内径Ｄ３よりも若干長くなるように設定されている。
【００２５】
次に、図２のように製造された内部ピース１３を、内部ピース１３の軸心Ｏに直交する平面Ｈと突極部１３ｂの表面１３ｄとが所定の角度θを有するように、プレス加工により皿バネ状に変形させる（図３及び図４参照）。このときの各突極部１３ｂの先端面に沿うように配置され、先端面と同軸となる仮想円βの直径をＤ２とすると（図３及び図４参照）、直径Ｄ２が前記外部ステータコア１７の内径Ｄ３よりも若干小さくなるようにされている。従って、Ｄ１＞Ｄ３＞Ｄ２となる。
【００２６】
次に、上述した皿バネ状に変形させた内部ピース１３を、他の内部ピース１３と互いにその形状を合わせるようにして所定枚数積層することにより、筒状の内部ステータコア１２を形成する。なお、このときの状態は、図５に示すように、内部ピース１３が皿バネ状になったままである。この状態で、図示しない絶縁性を有する樹脂性のボビンを介して、各突極部１２ｂに対して巻線１６を施す。
【００２７】
一方、外部ステータコア１７について説明する。
外部ステータコア１７は、円形リング状に形成された同形の外部ピース１８を積層することにより、構成される。同外部ピース１８は、前記内部ピース１３と同じ材質、同じ厚みを備えた図示しない珪素鋼板を、その外径がケース２０の内周面２０ａの内径よりも若干大きくなるようにプレス加工にて打ち抜き、平板状に形成する。
【００２８】
そして、図５に示すように、外部ピース１８を積層して構成した外部ステータコア１７を、円筒状のケース２０に対して、組付位置まで圧入する。なお、前記ケース２０の両端内周面には、それぞれ全周に亘って段状をなす第１嵌合部２０ｂ及び第２嵌合部２０ｃが形成されている。
【００２９】
そして、外部ステータコア１７を取付けたケース２０を第１治具２１に載置する。このとき、ケース２０は、第１治具２１に設けられた低円形台状をなす嵌合部２１ａに対して第１嵌合部２０ｂにて嵌合する。又、外部ステータコア１７の下部は、第１治具２１において、第１嵌合部２１ａと同心円状に配置されており、低円筒状に突設された外周当接部２１ｂに対して当接させる。
【００３０】
この状態で、前記巻線１６が施された内部ステータコア１２をケース２０内に収納し、内部ステータコア１２の下部を前記外周当接部２１ｂ上に載置する。さらに、押圧治具２３を内部ステータコア１２に形成された貫通孔１２ｆ内に挿通し、押圧治具２３の下部を第１治具２１の中央に設けられた断面円形のガイド孔２１ｄ内に配置する。なお、このとき第１治具２１の外周当接部２１ｂはケース２０に圧入された外部ステータコア１７の下面（当接面）の内側全周に当接するとともに、かつ、内部ステータコア１２の下面（当接面）の外側全周に当接する。これにより、内部ステータコア１２の一方の面（片面）と外部ステータコア１７の一方の面（片面）とは、同一平面上に位置することになり、内部ステータコア１２の下面と外部ステータコア１７の下面との水平位置は同じ高さになる。
【００３１】
ここで、第１治具２１と押圧治具２３について説明する。第１治具２１には、ガイド孔２１ｄ周縁から上方に突設された内周当接部２１ｃが外周当接部２１ｂと同じ高さとなるように円筒状に突設されている。そして、外周当接部２１ｂと同じ高さをもった内周当接部２１ｃ間には、内部ステータコア１２に施された巻線１６下部が係入可能であり、かつ、後記する内部ステータコア１２の内部ピース１３が変形した際においても外周当接部２１ｂ、内周当接部２１ｃ等の第１治具２１の部位に巻線１６が接触しないように空間が設けられている。又、前記ガイド孔２１ｄと嵌合部２１ａとは同軸度が精度良く形成されている。
【００３２】
前記押圧治具２３は円柱状に形成され、内部ステータコア１２の貫通孔１２ｆの内周面１２ｃに対して狭小の間隙をもつように形成された小径部２３ａと、小径部２３ａの上部に設けられ、小径部２３ａと同軸度の精度が良くなるように形成された大径部２３ｂとを備えている。また、前記小径部２３ａは、内部ステータコア１２の内部ピース１３が平板状である場合の内径よりも小径とされ、皿バネ状から平板状に内部ピース１３が形状復帰した後、押圧治具２３の引き抜きができるように形成されている。小径部２３ａから張り出された大径部２３ｂの下面は、ガイド孔２２ｂ、内部ステータコア１２の上部面の内周縁部と当接するように水平に設けられた押圧部２３ｃとされている。
【００３３】
図５に示すように、押圧治具２３を内部ステータコア１２の貫通孔１２ｆに貫通した状態で、ケース２０の上部に対して円盤状の第２治具２２を内嵌する。第２治具２２はケース２０の第２嵌合部２０ｃに対して第２治具２２の外周部に設けられた嵌合段部２２ａと嵌合する。又、前記押圧治具２３は、第２治具２２の中央部に設けられた円形状のガイド孔２２ｂに対して大径部２３ｂが嵌合される。ここで第２治具２２の嵌合段部２２ａとガイド孔２２ｂとは同軸度が精度良く形成されている。そして、ガイド孔２２ｂは、大径部２３ｂに対して摺接可能に形成されており、押圧治具２３を上下方向に移動する際にその上部をガイドするように設けられている。
【００３４】
図５に示すように、押圧治具２３の上部（大径部２３ｂ）を第２治具２２に貫通した状態で、皿バネ状の内部ピース１３を平板状に戻されるまで、図示しないプレス装置を利用して押圧治具２３を第２治具２２から第１治具２１の方向に押圧する。すると、図６に示すように、内部ステータコア１２の各内部ピース１３は平板状に復帰する。このとき、各内部ピース１３の突極部１３ｂの先端面１３ｅは、外部ステータコア１７を構成する外部ピース１８の内周面に対して緊密に当接する。このように内部ステータコア１２が図６に示すように、外部ステータコア１７に対して緊密に嵌合した状態から押圧治具２３を内部ステータコア１２から引き抜くと、内部ピース１３から構成された内部ステータコア１２が平板状のままで維持される。
【００３５】
ここで、押圧治具２３による内部ステータコア１２の内部ピース１３に係る押圧前後の構成について図２、図３、図６に基づいて説明する。
内部ピース１３の皿バネ状に形成する前の直径Ｄ１（仮想円αの直径）、内部ピース１３の皿バネ状になった際の押圧前の直径Ｄ２（仮想円βの直径）、押圧前の内周面から外周面までの内部ピース１３の突極部１３ｂの表面１３ｄの径方向の長さをＤ４とする。例えばＤ４＝１０ｍｍ、角度θ＝５度とした場合に、内部ピース１３が皿バネ状の状態から押圧後に平板状に戻されると、（１）式により、直径Ｄ１は直径Ｄ２より、おおよそ７６μｍ長いことがわかる。
【００３６】
Ｄ１-Ｄ２＝２×｛１０ｍｍ−１０ｍｍ×ｃｏｓ（５度）｝＝７６μｍ…（１）
すなわち、押圧前の皿バネ状になった内部ピース１３の直径Ｄ２は外部ステータコア１７の内径（＝Ｄ３）より小さい。また、押圧後に平面板状になったときは内部ピース１３の外周面は外部ステータコア１７（外部ピース１８）の内径Ｄ３よりも大きくなり、その大きくなった分、同外部ステータコア１７の内周面に対して圧入して緊密に嵌合される。
【００３７】
なお、巻線１６については、押圧後においても内部ステータコア１２の角度θの変化が小さいため巻線に応力が加わることはない。
以上により内部ステータコア１２と外部ステータコア１７とが互いに組立された後に、内部ステータコア１２と巻線１６と外部ステータコア１７とを樹脂コーティングする。
【００３８】
本第１実施形態では、上記のようにモータを構成したことにより、次のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態では、内部ステータコア１２の内部ピース１３を皿バネ状の形状から平板状に戻すことにより、内部ステータコア１２と外部ステータコア１７との間隙を小さくし緊密に嵌合するようにした。この結果、磁気抵抗のばらつきが減少しコギングトルクが減少する。
【００３９】
さらに、従来の積層した内部ステータコアと積層した外部ステータコアとを嵌合する方法にくらべて、バリの発生がなくなるか、または、少なくなる。たとえバリが発生したとしても従来と異なり他の積層された内部ピース１３、外部ピース１８への波及がなくなる。
【００４０】
（２）本実施形態では、押圧治具２３の小径部２３ａと大径部２３ｂ、第１治具２１のガイド孔２１ｄと嵌合部２１ａ、第２治具の嵌合段部２２ａとガイド孔２２ｂ、とは同軸度が精度良く形成されている。このため、モータが完成したときに、図示しないロータと内部ステータコア１２とが同軸度良く組立てられる。
【００４１】
（３）本実施形態では、押圧前の皿バネ状になった内部ステータコア１２の内部ピース１３の直径Ｄ２は、押圧前の外部ステータコア１７の内径Ｄ３より短く形成されているので、押圧前の組立てにおいては容易に挿入できる。
【００４２】
なお、本第１実施形態を次のように変更して具体化することもできる。
・本実施形態では、外部ステータコア１７における外周面１７ｂの外径はケース２０における内周面２０ａの内径よりも若干長くなるようにプレス加工にて形成した。この代わりに、外周面１７ｂの外径は内周面２０ａの内径よりも若干小さくなるようにプレス加工にて形成しても良い。このようにすれば、押圧治具２３の押圧前において外部ステータコア１７をケース２０に組付けるときに、間隙があるため容易に組付けできる。
【００４３】
・本実施形態では、内部ステータコア１２の内部ピース１３の表面１３ｄは図３に示す側面図において直線状に形成したが、曲線状に形成しても良い。このようにすれば、押圧治具２３による押圧後において珪素鋼板の特性によりソリが生ずるような場合に、そのソリを予測して皿バネ状の形状を予め曲線状にしておき、押圧後には平板状にするようにできる。
【００４６】
（第２実施形態）
次に、本発明をＤＣブラシレスモータに具体化した第２実施形態を図７から図１１に基づいて詳細に説明する。
【００４７】
なお、この第２実施形態は、前記第１実施形態においてステータコア１１を構成する内部ステータコア１２と外部ステータコア１７との構成および製造方法を変更したものであり、その他の点では第１実施形態と同一の構成になっている。したがって、以下では、第２実施形態のモータにおけるステータコア３１を構成する内部ステータコア３２と外部ステータコア３３とを主に説明することとし、第１実施形態と共通する構成部分については図面上に同一符号を付すことにして重複した説明を省略する。
【００４８】
図７は第２実施形態のモータにおけるステータコア３１の断面図である。
分割コアである内部ステータコア３２は、前記第１実施形態と同様に平板状の内部ピース３５を所定の枚数積層することにより構成されている。各内部ピース３５には、リング状部３５ａから、放射状に延出されかつ等間隔に配置された複数の突極部３２ａが設けられている。それらの突極部３２ａには巻線１６が施されている。内部ステータコア３２の内周面３２ｂは図示しないロータの外周面に遊嵌されるように断面円形に形成されている。突極部３２ａの先端面は、ケース２０の内周面の曲率半径と同一曲率半径を有するように形成され、ケース２０の内周面２０ａに緊密に嵌合されている。
【００４９】
内部ステータコア３２はモータの軸方向に垂直な仮想平面上に内部ピース３５を積層して配置されているのに対し、外部ステータコア３３は軸方向に沿って取付けられている。すなわち、内部ステータコア３２と外部ステータコア３３とは互いに直交する方向に取付けられている。
【００５０】
外部ステータコア３３は、内部ステータコア３２の軸（モータの軸及びケース２０の軸と一致する）を中心として放射方向に延びるように所定の枚数積層配置された外部ピース３４ａ〜３４ｅから構成され、外周面３３ｂは筒状のケース２０に緊密に嵌合されている。又、前記外部ステータコア３３の周方向側に延びる側面３３ｃは、内部ステータコア３２の突極部３２ａ先端側部に設けられたくびれ部３２ｄに対して、緊密に当接されている。すなわち、各外部ピース３４ａ〜３４ｅは、突極部３２ａのくびれ部３２ｄに対して、互いに緊密に積層された状態で嵌合されている。又、くびれ部３２ｄの径方向（突極部３２ａの延出方向）長さは、外部ピース３４ａ〜３４ｅの積層厚さと同一にされている。
【００５１】
また、内部ステータコア３２の内周面３２ｂと、外周面３２ｃ（突極部３２ａの先端面）と、外部ステータコア３３の内周面３３ａと、外周面３３ｂと、ケース２０の内周面２０ａとは同心円状に形成されている。
【００５２】
次に本実施形態の分割コアの組立方法について図８と図９とを用いて説明する。図８は外部ステータコア３３の外部ピース３４（３４ａ〜３４ｅ）の斜視図である。外部ピース３４ａ〜３４ｅは珪素鋼板をプレス加工により同形状の長方形に打ち抜いて製作される。そして各外部ピース３４ａ〜３４ｅの曲率半径は互いに異なっており、かつ、各外部ピース３４ａ〜３４ｅの曲率半径はケース２０における内周面２０ａの曲率半径よりも小さく形成される。
【００５３】
各外部ピース３４ａ〜３４ｅ間の曲率半径と板厚との関係は、相隣り合うある２枚の外部ピースにおいて外側の外部ピースの曲率半径をＲ２、内側の外部ピースの曲率半径をＲ１、内側の外部ピースの板厚をＴとすると、
Ｒ２＝Ｒ１＋Ｔ で表される。
【００５４】
また、図８に示すように、外部ピース３４ａ〜３４ｅをケース２０へ圧入する際の圧入方向を矢印Ｐの方向とすると、外部ピース３４ａ〜３４ｅの圧入先端側（ｍ側）の曲率半径は、圧入基端側（ｎ側）の曲率半径より、徐々に大きくなるように形成されている。
【００５５】
さらに、外部ピース３４ａ〜３４ｅの周方向長さは、前記突極部３２ａのくびれ部３２ｄ間に嵌入組付けした際には、その曲率半径が変わらないような長さに設定されている。すなわち、外部ピース３４ａ〜３４ｅは、ケース２０に圧入する以前では、前記曲率半径が変わらないように突極部３２ａのくびれ部３２ｄ間に緩く嵌合できる長さとされている。
【００５６】
又、最も内側に位置することになる外部ピース３４ｅの内面には絶縁膜が形成されている。
一方、内部ピース３５を所定の枚数積層して構成された内部ステータコア３２は、その積層された内部ステータコア３２に図示しない絶縁性を有する樹脂性のボビンを介して巻線１６が施される。
【００５７】
前記のように形成されたされた各外部ピース３４ａ〜３４ｅは、巻線１６が施された内部ステータコア３２において、突極部３２ａのくびれ部３２ｄの間に、外側のピースほど曲率半径が大きくなるように所定枚数緩く嵌合組立てられる。
【００５８】
この内部ステータコア３２に対し外部ステータコア３３（外部ピース３４ａ〜３４ｅ）を緩く嵌合した状態では、最外周側に位置する外部ピース３４ａの外周面は、その曲率半径が突極部３２ａの先端面の曲率半径（ケース２０の内周面の曲率半径と同一）よりも小さくされる。さらに、くびれ部３２ｄの径方向（突極部３２ａの延出方向）長さが外部ピース３４ａ〜３４ｅの積層厚さと同一にされているため、図９に示すように、突極部３２ａの先端面の曲率半径にて描かれた円から外部に突出した状態となる。
【００５９】
この状態で、内部ステータコア３２と外部ステータコア３３の組立てた構成を、前記外部ピース３４ａ〜３４ｅの曲率半径が大きく形成されている圧入先端側（ｍ側）からケース２０内に圧入する。
【００６０】
すると、曲率半径が大きく形成されている側から挿入される、すなわち、突極部３２ａの先端面の曲率半径にて描かれた円からの突出量の小さい側から挿入されるので容易に挿入される。この結果、各外部ピース３４ａ〜３４ｅにおける曲率半径はケース２０の内周面２０ａの曲率に合うように変形される。この結果、ケース２０の内周面２０ａと外部ステータコア３３の外周面との間の間隙は減少する。また、外部ステータコア３３の側面３３ｃが内部ステータコア３２の突極部３２ａのくびれ部３２ｄの方向に押圧されるため、この間の間隙が減少する。なお、この外部ピース３４ａ〜３４ｅの変形により最も内側の外部ピース３４ｅの内面には絶縁膜が形成されているため巻線１６とに電気的接触は生じない。
【００６１】
上記のように組立てされた分割コアにおいて、図１０と図１１とを用いて内部ステータコアと外部ステータコアとの当接しているところの間隙について説明する。
【００６２】
図１０は本第２実施形態での内部ステータコア３２の内部ピース３５と外部ステータコア３３の外部ピース３４ａ〜３４ｅとの当接しているところを表している。図中、内部ピース３５の左端がくびれ部３２ｄであり、外部ピース３４の図中右端が、同ピース３４の長手方向端面である。
【００６３】
内部ピース３５の端面が斜めになっているのは、プレス加工された時に残ったバリである。この図１０に示される状態からケース２０の内周面２０ａに圧入していくことになるが、このとき外部ピース３４ａ〜３４ｅが図の矢印方向へ押圧するため、内部ピース３５の先端部３２ｆは、先端のもっとも鋭角の部分が外部ピース３４に押さえられ変形するので、間隙の減少割合が大きい。
【００６４】
なお、図１１は、図１２に示す従来技術における内部ピース１１０が積層された内部ステータコア１０３と外部ピース１１１が積層された外部ステータコア１０４との当接しているところを表している。内部ピース１１０の外部ステータコア１０４側の当接部を１１０ａ、外部ピース１１１の内部ステータコア１０３側の当接部を１１１ａ、内部ステータコアを嵌合するときの移動方向を矢印Ａの方向、外部ステータコアを嵌合するときの移動方向を矢印Ｂの方向とする。
【００６５】
このような構成において両者を相対移動して嵌合すると、内部ピース１１０の先端部１１０ａと外部ピース１１１の先端部１１１ａとは、バリの突出量が一定ではなく、必ずしも、相手側の先端部に当接するとは限らないため、バリがつぶれにくい。また、さらには、嵌合方向が正反対であるためお互いに、バリを新たに発生させる場合もあり、この場合には新たにバリが発生すると他のピースへ波及するということもあり、結果として間隙が大きくなる。
【００６６】
本第２実施形態では、上記のようにモータを構成したことにより、次のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態では、ケース２０の内周面２０ａに対して同心円状に配置される外部ステータコア３３の外周面３３ｂとは圧入により当接嵌合されている。このため、その両方の間の間隙が小さくなり磁気抵抗のばらつきが減少しコギングトルクが小さくなる。
（２）本実施形態では、内部ステータコア３２と外部ステータコア３３とは互いに直交する方向に取付けられた状態で、外部ステータコア３３の外周面３３ｂが圧入される。これにより、外部ステータコア３３の側面３３ｃと内部ステータコア３２のくびれ部３２ｄとの間隙が小さくなることから、磁気抵抗のばらつきが減少しコギングトルクが小さくなる。
（３）本実施形態では、外部ステータコア３３はケース２０の軸方向に沿って配置されているので、外部ステータコア３３のケース２０へ圧入がしやすくなる。従ってバリの発生がなくなるか、または、少なくなる。たとえバリが発生したとしても従来と異なり他の積層された層への波及がなくなる。この結果として、間隙が減少し磁気抵抗のばらつきが減少するためコギングトルクが小さくなる。
（４）本実施形態では、外部ステータコア３３の各外部ピース３４は珪素鋼板を長方形にプレス加工にて打ち抜かれて形成されている。このため、従来の外部ステータコア１０４のように円環形に打ち抜かれて形成される方法と異なり、珪素鋼板の打ち抜かれる面積が小さくなり、また、打ち抜き後に廃材となる面積も小さく、珪素鋼板の消費面積が小さくなり製造コストが減少する。
（５）本実施形態では、各外部ピース３４ａ〜３４ｅ間の曲率半径と板厚との関係は、相隣り合うある２枚の外部ピースにおいて外側の外部ピースの曲率半径をＲ２、内側の外部ピースの曲率半径をＲ１、内側の外部ピースの板厚をＴとすると、Ｒ２＝Ｒ１＋Ｔで表されるようにした。
【００６７】
このため、それぞれの外部ピース３４ａ〜３４ｅを重ね合わせたときに間隙なく重ね合わされので、磁気抵抗のばらつきが減少しコギングトルクが小さくなる。
（６）本実施形態では、外部ステータコア３３の各外部ピース３４ａ〜３４ｅの曲率半径は、一方の端面の曲率半径より他方の端面の曲率半径の方が大きく形成されている。このため、前記外部ピース３４ａ〜３４ｅの曲率半径が大きく形成された端面から、筒状のケース２０に挿入するようにしたので挿入しやすくできる。
【００６８】
なお、本第２実施形態を次のように変更して具体化することもできる。
・本実施形態では、外部ステータコア３３における各外部ピース３４ａ〜３４ｅは珪素鋼板をプレス加工により同形状の長方形に打ち抜いて製造したが、同形状でなく、外部ステータコア３３の外周側に位置する外部ピースほど小さく形成することもできる。このようにすれば、内部ステータコア３２の突極部３２ａの先端のくびれ部３２ｄに嵌合したときに内部ステータコア３２の突極部３２ａの先端から抜けにくくすることができる。また外部ステータコア３３の外周の外部ピースほど大きくしても良い。即ち、前述した内部ステータコア３２の突極部３２ａの先端から抜けにくくなる程度に調整できることになる。
【００６９】
次に、前記各実施形態から把握できる請求項に記載した発明以外の技術的思想について、以下に記載する。
（１）前記内部、外部ステータコアが嵌合状態で、かつ内部ステータコアのピースを変形させる前において、前記内部ステータコアの片面と外部ステータコアの片面とは、前記筒状のケースの軸方向に対して、同一平面上に配置することを特徴とする請求項２に記載のモータの製造方法。即ち、この技術的思想（１）によれば、内部ステータコアと外部ステータコアとのケースの軸方向に対して同じ面、即ち、ケースの軸方向に対して同じ位置に配置されるので、軸方向のずれがなく、両者の間隙が少なくなり、コギングトルクが小さくなる。
（２）前記請求項１または請求項２または前記技術的思想（１）のうちいずれか１項に記載の組立方法にて製造されたモータ。
【００７０】
【発明の効果】
この発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
請求項１乃至請求項６の発明によれば、一方のステータコアを、他方のステータコアに対して、相互に緩く嵌合し、その後一方のステータコアを変形させて、他方のステータコアに対し緊密に嵌合することを特徴としたので、両ステータコア間の間隙が小さくなり、磁気抵抗が減少しコギングトルクを減少させることができる。
【００７１】
請求項７及び請求項８に記載のモータは、両ステータコア間の間隙が小さいため、磁気抵抗が減少しコギングトルクが減少したモータとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のステータコアの断面図
【図２】第１実施形態の内部ステータコアの内部ピースの斜視図
【図３】第１実施形態の内部ステータコアの皿バネ状の内部ピースの側面図
【図４】第１実施形態の内部ステータコアの皿バネ状の内部ピースの斜視図
【図５】第１実施形態のステータコア組立の縦断面図
【図６】第１実施形態のステータコア組立後の縦断面図
【図７】第２実施形態のステータコアの断面図
【図８】第２実施形態の外部ステータコアの外部ピースの斜視図
【図９】第２実施形態のステータコアの要部断面図
【図１０】第２実施形態のステータコア当接部の拡大説明図。
【図１１】従来のステータコア当接部の拡大説明図。
【図１２】従来のステータコアの断面図
【図１３】従来のモータの縦断面図
【符号の説明】
１２…内部ステータコア、１２ｂ…内部ステータコアの突極部、
１３…内部ピース、１６…巻線、１７…外部ステータコア、
３２…内部ステータコア、３２ａ…内部ステータコアの突極部、
３３…外部ステータコア、３４…外部ピース、３５…内部ピース。
Claims (8)
- 巻線が施された突極を備えた内部ステータコアと、前記内部ステータコアの周部に配置されて同内部ステータコアと相互に嵌合する外部ステータコアとを備え、前記両ステータコアを互いに組立するモータの分割コアの組立方法において、
複数の突極部が予め皿バネ状に変形形成されたピースが複数枚積層されてなる内部ステータコアを、リング状に形成された複数枚のピースを積層した外部ステータコア内に配置して、相互に緩く嵌合し、
その後、前記内部ステータコアを外部ステータコア内に配置した嵌合状態で、同内部ステータコアのピースを平板状に変形して、内部ステータコアの外径を増すことにより、外部ステータコアに対して緊密に嵌合することを特徴とするモータの分割コアの組立方法。 - 前記外部ステータコアは、内部ステータコアを嵌合する前に、筒状のケースに対して予め収納配置することを特徴とする請求項１に記載のモータの分割コアの組立方法。
- 巻線が施された突極を備えた内部ステータコアと、前記内部ステータコアの周部に配置されて同内部ステータコアと相互に嵌合する外部ステータコアとを備え、前記両ステータコアを互いに組立するモータの分割コアの組立方法において、
前記外部ステータコアは、圧入予定の筒状のケース内において同ケースと同軸状に積層され、同ケース内周面の曲率半径よりも小さい曲率半径を有する複数枚のピースにて構成され、
前記内部ステータコアは、複数枚のピースにて前記圧入予定の筒状のケースの軸心とは直交する方向の平面上に積層されるとともに前記外部ステータコアを突極先端間にて嵌合するものであり、
前記外部ステータコアを前記突極間において嵌合状態で、前記筒状のケースに対して圧入することにより、外部ステータコアの最外周側の曲率半径を筒状のケース内周面の曲率半径になるように変形して、外部ステータコアを内部ステータコアに対して緊密に嵌合することを特徴とするモータの分割コアの組立方法。 - 前記外部ステータコアを構成するピースは、組立前は外部のピースほど内部側に位置するピースよりも曲率半径が大きいことを特徴とする請求項３に記載のモータの分割コアの組立方法。
- 前記外部ステータコアを構成する外側のピースにおける組立前の曲率半径を、前記外側のピースに隣接する内側のピースの曲率半径と、同内側のピースの板厚を加算した曲率半径とすることを特徴とする請求項４に記載のモータの分割コアの組立方法。
- 前記外部ステータコアを構成するピースは、前記筒状のケースに圧入する際の圧入先端側の曲率半径は、圧入基端側の曲率半径よりも大きく形成され、前記曲率半径が大きく形成された圧入先端側から筒状のケースに圧入することを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載のモータの分割コアの組立方法。
- 請求項１又は請求項２に記載の組立方法にて製造された分割コアを備えたモータ。
- 請求項３乃至請求項６のうちいずれか１項に記載の組立方法にて製造された分割コアを備えたモータ。
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