JPWO2017094525A1 - ステータ、モータ、およびステータの製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明の一つの態様のステータにおいて、ステータコアは、複数の電磁鋼板が径方向に積層される構成である。ステータコアは、軸方向に延びコイルが巻き回されるコア柱状部と、コア柱状部の軸方向端部に接続され周方向に延びる板状のフランジ部と、を有する。フランジ部は、周方向幅が径方向内側から径方向外側に向かうに従って大きくなる拡大部と、周方向幅が略同じであり径方向に延びる等幅部と、を有する。等幅部は、フランジ部において周方向幅が略同じである複数の電磁鋼板が径方向に積層される構成である。樹脂部は、少なくとも一部が周方向に隣り合うフランジ部同士の間に位置する樹脂本体部と、樹脂本体部の軸方向端面よりも軸方向に窪み、周方向に隣り合うステータコアの等幅部同士の間に位置する第１凹部と、を有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、ステータ、モータ、ステータの製造方法に関する。

従来、ロータ出力軸の軸線を中心に環状に配置される複数のコアメンバーを有する電動機が知られている。例えば、特許文献１における電動機のコアメンバーは、電磁鋼板をステータの半径方向に沿って積層した積層鋼板で構成される。

日本国公開公報第２０１１−１１４９９３号公報

電磁鋼板をステータの半径方向に沿って積層するコアメンバーでは、コアメンバーの周方向端部は、複数の電磁鋼板の周方向端部によって構成される。ここで、コアメンバーの周方向端部を精度よく形成することが困難となる。そのため、コアメンバーの周方向端部を基準としてコアメンバーが位置決めされる場合、コアメンバーの配置精度が低下する問題があった。コアメンバーの周方向または半径方向の位置決めがばらつくと、トルクリップルが増加し、モータの振動の原因となる。

これに対して、例えば、特許文献１では、インシュレータのフランジ部には、コアメンバー同士を周方向に相互に連結するための連結手段が設けられている。しかし、この場合では、インシュレータが大型化しやすいため、ステータが大型化する問題があった。

上記問題点に鑑みて、本発明の一つの態様は、大型化することを抑制しつつ、複数のステータコアの配置精度を向上できる構造を有するステータ、およびそのようなステータを備えるモータを提供することを目的の一つとする。また、大型化することを抑制しつつ、複数のステータコアの配置精度を向上できるステータの製造方法を提供することを目的の一つとする。

本発明の一つの態様のステータは、上下方向に延びる中心軸を中心として回転するロータと隙間を介して軸方向に対向するステータであって、周方向に沿って配置される複数のステータコアと、ステータコアに巻き回されるコイルと、少なくとも一部がステータコアとコイルとの間に位置するインシュレータと、少なくとも一部が周方向に隣り合うステータコア同士の間に位置する樹脂部と、を備える。ステータコアは、複数の電磁鋼板が径方向に積層される構成である。ステータコアは、軸方向に延びコイルが巻き回されるコア柱状部と、コア柱状部の軸方向端部に接続され周方向に延びる板状のフランジ部と、を有する。フランジ部は、周方向幅が径方向内側から径方向外側に向かうに従って大きくなる拡大部と、周方向幅が略同じであり径方向に延びる等幅部と、を有する。等幅部は、周方向幅が略同じである複数の電磁鋼板が径方向に積層される構成である。樹脂部は、少なくとも一部が周方向に隣り合うフランジ部同士の間に位置する樹脂本体部と、樹脂本体部の軸方向端面よりも軸方向に窪み、周方向に隣り合うステータコアの等幅部同士の間に位置する第１凹部と、を有する。

本発明の一つの態様のモータは、上記のステータと、ステータと隙間を介して軸方向に対向するロータと、ロータを回転可能に支持するシャフトと、を備える。

本発明の一つの態様のステータの製造方法は、上下方向に延びる中心軸を中心として回転するロータと隙間を介して軸方向に対向するステータの製造方法であって、複数の電磁鋼板を径方向に積層して複数のステータコアを形成する工程Ｓ１と、ステータコアにコイルを装着する工程Ｓ２と、金型内に複数のステータコアを周方向に沿って配置する工程Ｓ３と、金型内に溶融した樹脂を流し込み、少なくとも一部が周方向に隣り合うステータコア同士の間に位置する樹脂部を形成する工程Ｓ４と、を含む。ステータコアは、軸方向に延びコイルが巻き回されるコア柱状部と、コア柱状部の軸方向端部に接続され径方向に延びる板状のフランジ部と、を有する。フランジ部は、周方向幅が径方向内側から径方向外側に向かうに従って大きくなる拡大部と、周方向幅が略同じであり径方向に延びる等幅部と、を有する。等幅部は、フランジ部において周方向幅が略同じである複数の電磁鋼板が径方向に積層される構成である。工程Ｓ３において、金型内に配置された第１位置決め部材に等幅部を接触させて、ステータコアを周方向に位置決めする。

本発明の一つの態様によれば、大型化することを抑制しつつ、複数のステータコアの配置精度を向上できる構造を有するステータ、およびそのようなステータを備えるモータが提供される。また、本発明の一つの態様によれば、大型化することを抑制しつつ、複数のステータコアの配置精度を向上できるステータの製造方法が提供される。

図１は、本実施形態のモータを示す断面図である。 図２は、本実施形態のステータを示す斜視図である。 図３は、本実施形態のステータコアを示す斜視図である。 図４は、本実施形態のステータコアを示す図であって、図３におけるIV−IV断面図である。 図５は、本実施形態のステータを下側から視た斜視図である。 図６は、本実施形態のステータの部分を示す断面図である。 図７は、本実施形態のステータの製造方法における手順を示すフローチャートである。 図８は、本実施形態のステータの製造方法における設置工程を示す図である。 図９は、本実施形態の他の一例であるステータコアを示す断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るモータについて説明する。以下の説明においては、図１の中心軸Ｊの延びる方向を上下方向とする。図１における中心軸Ｊの軸方向の上側を単に「上側」と呼び、下側を単に「下側」と呼ぶ。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、実際の位置関係や方向を限定しない。また、中心軸Ｊに平行な方向を単に「軸方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。

本明細書において、軸方向に延びる、とは、厳密に軸方向に延びる場合に加えて、軸方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。径方向に延びる、とは、厳密に径方向、すなわち、軸方向に対して垂直な方向に延びる場合に加えて、径方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。

図１に示す本実施形態のモータ１０は、アキシャルギャップ型のモータである。モータ１０は、ハウジング１１と、シャフト２０と、ロータ３１，３２と、ステータ４０と、上側ベアリング５１と、下側ベアリング５２と、を備える。シャフト２０は、中心軸Ｊを中心として配置される。シャフト２０は、ロータ３１，３２を回転可能に支持する。ロータ３１，３２は、上下方向に延びる中心軸Ｊを中心として回転する。ロータ３１，３２は、ステータ４０と隙間を介して軸方向に対向する。ロータ３１，３２は、ステータ４０と軸方向に対向するロータマグネット３３，３５を有する。なお、ロータ３１，３２は、いずれか一方のみが設けられてもよい。

ステータ４０は、ロータ３１とロータ３２との軸方向の間に位置する。ステータ４０は、ロータ３１，３２と隙間を介して軸方向に対向する。図１および図２に示すように、ステータ４０は、複数のステータコア４１と、複数のコイル４２と、インシュレータ４３と、樹脂部４６と、ベアリングホルダ４４と、カバー４５と、を備える。なお、ステータ４０は、ロータ３１，３２のいずれかと軸方向に対向して設けられればよい。

図２に示すように、複数のステータコア４１は、周方向に沿って配置される。ステータコア４１の数は、特に限定されない。図２では、ステータコア４１は、１２個設けられる。ステータコア４１は、軸方向に視て、径方向内側から径方向外側に向かって周方向に拡がる略扇形状である。

図３に示すように、ステータコア４１は、複数の電磁鋼板４１ａが径方向に積層される構成である。電磁鋼板４１ａは、径方向に視て、略Ｈ形の平板である。電磁鋼板４１ａの径方向端面は、軸方向に視てステータコア４１の周方向の中心を通る径方向と略直交する。電磁鋼板４１ａの周方向両端面は、電磁鋼板４１ａの周方向の中心を通る径方向と略平行である。

電磁鋼板４１ａは、径方向と直交する方向に窪むステータコア凹部４１ｅを有する。図３では、ステータコア凹部４１ｅは、軸方向に窪む。ステータコア凹部４１ｅは、電磁鋼板４１ａの軸方向両端に設けられる。ステータコア凹部４１ｅの内部の形状は、径方向に視て、矩形状である。なお、ステータコア凹部４１ｅは、径方向と直交する方向であれば、いずれの方向に窪んでもよい。また、ステータコア凹部４１ｅは、周方向に窪んでもよい。

ステータコア４１は、軸方向に延びコイル４２が巻き回されるコア柱状部４１ｂと、コア柱状部４１ｂの軸方向端部に接続され周方向に延びる板状のフランジ部４１ｃと、を有する。フランジ部４１ｃは、コア柱状部４１ｂの軸方向端部から周方向両側に延びる。フランジ部４１ｃは、コア柱状部４１ｂの軸方向両端にそれぞれ設けられる。

図３および図４に示すように、フランジ部４１ｃは、拡大部４７ｂと、等幅部４７ａと、を有する。拡大部４７ｂは、周方向幅が径方向内側から径方向外側に向かうに従って大きくなる部分である。すなわち、拡大部４７ｂを構成する複数の電磁鋼板４１ａにおいて、径方向内側に位置する電磁鋼板４１ａよりも径方向外側に位置する電磁鋼板４１ａの方が、フランジ部４１ｃにおいて周方向幅が大きい。上述したように、電磁鋼板４１ａの周方向両端は、電磁鋼板４１ａの周方向の中心を通る径方向と平行である。そのため、フランジ部４１ｃにおいて周方向幅が異なる電磁鋼板４１ａが径方向に積層されることで、拡大部４７ｂの周方向両端は階段状となる。

なお、本明細書において、「周方向幅」とは、軸方向に視て、径方向と直交する方向の寸法である。また、「径方向と直交する方向」とは、ある対象の周方向の中心を通る径方向と直交する方向を含む。一例として、ステータコア４１の周方向幅は、軸方向に視てステータコア４１の周方向の中心を通る径方向と直交する方向におけるステータコア４１の寸法を含む。

等幅部４７ａは、ステータコア４１における周方向幅が略同じであり径方向に延びる部分である。等幅部４７ａは、拡大部４７ｂの径方向外端から径方向外側に延びる。等幅部４７ａは、フランジ部４１ｃにおいて周方向幅が略同じである複数の電磁鋼板４１ａが径方向に積層される構成である。等幅部４７ａは、拡大部４７ｂよりも径方向外側に位置する。そのため、等幅部４７ａがフランジ部４１ｃの径方向の中央に設けられる場合に比べて、ステータコア４１の形状を磁気特性に優れた形状としやすい。

等幅部４７ａの周方向幅は、拡大部４７ｂの径方向外端に位置する電磁鋼板４１ａの周方向幅よりも大きい。等幅部４７ａの周方向幅と拡大部４７ｂの径方向外端に位置する電磁鋼板４１ａの周方向幅との差は、拡大部４７ｂにおいて径方向に隣り合う電磁鋼板４１ａ同士の周方向幅の差と同程度である。

図３および図４では、等幅部４７ａを構成する電磁鋼板４１ａの枚数は、３枚である。等幅部４７ａを構成する電磁鋼板４１ａの枚数は、２枚であってもよいし、４枚以上であってもよい。等幅部４７ａを構成する複数の電磁鋼板４１ａの形状は、互いに同じである。なお、等幅部４７ａを構成する複数の電磁鋼板４１ａの形状は、互いに異なっていてもよい。この場合、コア柱状部４１ｂにおいて複数の電磁鋼板４１ａの周方向幅が互いに異なってもよい。等幅部４７ａの周方向端面は、複数の電磁鋼板４１ａの周方向端面が連続して構成される略平坦な面である。

図３に示すように、フランジ部４１ｃにおいてロータ３１，３２と対向する面であるフランジ面４１ｈは、本体面４１ｇと、段差面４１ｆと、を含む。フランジ面４１ｈは、ステータコア４１の軸方向端面である。段差面４１ｆは、本体面４１ｇよりも軸方向のコア柱状部４１ｂ側に窪む。すなわち、ステータコア４１の軸方向端面は、軸方向においてコイル４２側（コア柱状部４１ｂ側）に窪む段差面４１ｆを有する。

段差面４１ｆは、本体面４１ｇの周方向両側に設けられる。段差面４１ｆは、フランジ面４１ｈの周方向両端に位置する。そのため、ロータ３１，３２の回転に伴ってロータマグネット３３，３５が対向する面は、１つのステータコア４１において、段差面４１ｆ、本体面４１ｇ、段差面４１ｆの順に変化する。これにより、ロータマグネット３３，３５とフランジ面４１ｈとの軸方向距離が、段差面４１ｆから本体面４１ｇに移り変わることで小さくなり、本体面４１ｇから段差面４１ｆに移り変わることで大きくなる。ロータマグネット３３，３５とフランジ面４１ｈとの軸方向距離がこのように変化することで、モータ１０に生じる逆起電圧の波形を正弦波に近づけることができる。また、モータ１０のコギングトルクを低減することができる。これにより、モータ１０の磁気特性を向上させることができる。

段差面４１ｆは、フランジ面４１ｈの径方向内端から径方向外端まで延びる。段差面４１ｆは、複数の電磁鋼板４１ａの軸方向端面が連続して構成される略平坦な面である。段差面４１ｆの周方向幅は、径方向の全体に亘って略同じである。

本体面４１ｇは、フランジ面４１ｈの周方向の中央に位置する。図２および図５に示すように、軸方向両側の本体面４１ｇは、それぞれ樹脂部４６からステータ４０の外部に露出する。これにより、金型Ｄを用いて樹脂部４６を形成する際に、金型Ｄの底面Ｄａに本体面４１ｇを接触させた状態でステータコア４１を金型Ｄ内に配置できる。したがって、ステータコア４１を軸方向に精度よく配置することができる。なお、本体面４１ｇは、ステータ４０の外部に露出しなくてもよい。この場合においては、本体面４１ｇは樹脂部４６の一部に覆われてもよい。

本体面４１ｇのうち拡大部４７ｂに位置する部分の周方向幅は、径方向内側から径方向外側に向かうに従って大きくなる。本体面４１ｇのうち等幅部４７ａに位置する部分は、周方向幅が径方向の全体に亘って略同じであり、径方向に延びる。このように、本体面４１ｇの周方向幅は、径方向に沿って、フランジ部４１ｃの周方向幅と同様に変化する。これにより、ステータコア４１の磁気特性を径方向位置に応じて好適にすることができる。この構成は、段差面４１ｆの周方向幅を径方向の全体に亘って略同じとすることで採用できる。

ステータコア４１は、複数のステータコア凹部４１ｅによって構成され径方向に延びる溝部４７ｃを有する。そのため、電磁鋼板４１ａをステータコア凹部４１ｅによって位置決めしつつ、複数の電磁鋼板４１ａを径方向に積層する方法を採用できる。これにより、電磁鋼板４１ａを精度よく積層することができ、ステータコア４１を精度よく製造することができる。したがって、等幅部４７ａの周方向端面を精度よく構成することができ、後述するステータ４０の製造方法を用いた際に、ステータコア４１の配置精度をより向上できる。

溝部４７ｃは、フランジ部４１ｃの径方向内端から径方向外端まで延びる。溝部４７ｃは、ステータコア４１の軸方向端面から軸方向に窪む。より詳細には、溝部４７ｃは、本体面４１ｇから、コア柱状部４１ｂ側に窪む。本実施形態においては、ステータコア凹部４１ｅが電磁鋼板４１ａの軸方向両端面に設けられるため、溝部４７ｃは、ステータコア４１の軸方向両端面に設けられる。溝部４７ｃは、周方向において、フランジ部４１ｃの中心に位置する。

なお、溝部４７ｃは、コア柱状部４１ｂに設けられてもよい。この場合、溝部４７ｃは、コア柱状部４１ｂの周方向端面から周方向に窪む。また、溝部４７ｃを構成するステータコア凹部４１ｅは、周方向に窪み、電磁鋼板４１ａにおけるコア柱状部４１ｂを構成する部分に設けられる。

図４に示すように、コア柱状部４１ｂの周方向幅はフランジ部４１ｃの周方向幅と同様に変化する。すなわち、コア柱状部４１ｂは、周方向幅が径方向内側から径方向外側に向かうに従って大きくなる拡大柱状部４９ｂと、周方向幅が略同じであり径方向に延びる等幅柱状部４９ａと、を有する。拡大柱状部４９ｂの径方向位置は、拡大部４７ｂの径方向位置と同じである。等幅柱状部４９ａの径方向位置は、等幅部４７ａの径方向位置と同じである。この構成により、ステータコア４１の磁気特性を径方向位置に応じて好適にすることができる。

なお、拡大柱状部４９ｂの径方向位置と拡大部４７ｂの径方向位置とは、径方向にずれていてもよい。等幅柱状部４９ａの径方向位置と等幅部４７ａの径方向位置とは、径方向にずれていてもよい。また、コア柱状部４１ｂの周方向幅の変化は、フランジ部４１ｃの周方向幅の変化と異なってもよい。コア柱状部４１ｂの周方向幅は、径方向全体に亘って略同じであってもよいし、径方向全体に亘って径方向内側から径方向外側に向かうに従って大きくなってもよい。

図１に示すように、コイル４２は、ステータコア４１に巻き回される。より詳細には、コイル４２は、インシュレータ４３を介してコア柱状部４１ｂに巻き回される。すなわち、インシュレータ４３の少なくとも一部は、ステータコア４１とコイル４２との間に位置する。

図１および図２に示すように、ベアリングホルダ４４は、中心軸Ｊを中心として軸方向に延びる円筒状である。ベアリングホルダ４４の径方向内側には、上側ベアリング５１が保持される。カバー４５は、複数のステータコア４１の径方向外側を囲む環状である。

図２に示すように、樹脂部４６は、少なくとも一部が周方向に隣り合うステータコア４１同士の間に位置する。樹脂部４６は、複数のステータコア４１とベアリングホルダ４４とカバー４５とを連結する。樹脂部４６は、内側環状部４６ｂと、外側環状部４６ｃと、樹脂本体部４６ａと、を有する。内側環状部４６ｂは、樹脂部４６におけるベアリングホルダ４４とステータコア４１との径方向の間に位置する環状の部分である。外側環状部４６ｃは、樹脂部４６におけるステータコア４１の径方向外側に位置する環状の部分である。

図５および図６に示すように、樹脂本体部４６ａは、樹脂部４６における周方向に隣り合うステータコア４１同士の間に位置する部分である。また、樹脂本体部４６ａの少なくとも一部は、周方向に隣り合うフランジ部４１ｃ同士の間に位置する。図５に示すように、樹脂本体部４６ａの径方向内端は、内側環状部４６ｂに接続される。樹脂本体部４６ａの径方向外端は、外側環状部４６ｃに接続される。図６に示すように、樹脂本体部４６ａは、周方向に隣り合うフランジ部４１ｃ同士の間に位置する部分と、周方向に隣り合うコア柱状部４１ｂ同士の間に位置する部分と、を含む。樹脂本体部４６ａの軸方向端面である本体部端面４６ｄは、本体面４１ｇと軸方向において同じ位置にある。

図５に示すように、樹脂部４６は、第１凹部４８ａと、第２凹部４８ｂと、を有する。本実施形態において第１凹部４８ａおよび第２凹部４８ｂは、ステータ４０の下面４０ｂに設けられる。図６に示すように、第１凹部４８ａは、本体部端面４６ｄよりも軸方向に窪む。より詳細には、第１凹部４８ａは、本体部端面４６ｄよりも上側に窪む。図５および図６に示すように、第１凹部４８ａは、周方向に隣り合うステータコア４１の等幅部４７ａ同士の間に位置する。そのため、後述する本実施形態のステータ４０の製造方法を採用して、ステータコア４１を周方向に精度よく配置できる。

図５に示すように、第１凹部４８ａは、周方向に隣り合うステータコア４１の等幅部４７ａ同士の間ごとにそれぞれ設けられる。複数の第１凹部４８ａは、周方向に沿って均等に配置される。

第１凹部４８ａの軸方向に視た外形は、特に限定されず、多角形状であっても、円形状であってもよい。図５では、第１凹部４８ａの軸方向に視た外形は、台形状である。第１凹部４８ａの周方向幅は、径方向内側から径方向外側に向かうに従って大きくなる。第１凹部４８ａの内側面のうち周方向一方側（＋θ側）の面は、第１凹部４８ａの周方向一方側（＋θ側）に位置するステータコア４１の等幅部４７ａと略平行である。第１凹部４８ａの内側面のうち周方向他方側（−θ側）の面は、第１凹部４８ａの周方向他方側（−θ側）に位置するステータコア４１の等幅部４７ａと略平行である。

等幅部４７ａの少なくとも一部は、第１凹部４８ａ内に露出する。より詳細には、等幅部４７ａの周方向端面の少なくとも一部は、第１凹部４８ａ内に露出する。なお、等幅部４７ａは、第１凹部４８ａ内に露出しなくてもよい。この場合、等幅部４７ａの周方向端面は、樹脂部４６の一部に覆われる。

図６に示すように、第１凹部４８ａの底面は、軸方向において、コイル４２が配置される領域よりも浅い位置にある。そのため、第１凹部４８ａがコイル４２に到達せず、コイル４２が第１凹部４８ａ内に露出することを抑制できる。第１凹部４８ａの底面は、下側のフランジ部４１ｃにおけるコア柱状部４１ｂ側（上側）の軸方向端面よりも浅い位置にある。すなわち、第１凹部４８ａの底面の軸方向における高さ位置は、下側のフランジ部４１ｃの軸方向上面よりも、下側に位置する。

図５に示すように、第２凹部４８ｂは、本体部端面４６ｄよりも軸方向に窪む。第２凹部４８ｂは、内側環状部４６ｂに位置する。第２凹部４８ｂの少なくとも一部は、ステータコア４１の径方向内端の径方向内側に位置する。図５では、第２凹部４８ｂの全体が、ステータコア４１の径方向内端の径方向内側に位置する。そのため、後述する本実施形態のステータ４０の製造方法を採用して、ステータコア４１を径方向に精度よく配置できる。ステータコア４１の径方向内端は、フランジ部４１ｃの径方向内端である。

第２凹部４８ｂは、ステータコア４１が配置されるごとにそれぞれ設けられる。複数の第２凹部４８ｂは、周方向に均等に配置される。第２凹部４８ｂは、第１凹部４８ａよりも径方向内側に位置する。第２凹部４８ｂの周方向位置は、周方向に隣り合う第１凹部４８ａ同士の間である。なお、図５では、第２凹部４８ｂは、ステータコア４１が配置されるごとに１つずつ設けられているが、これに限られない。第２凹部４８ｂは、ステータコア４１が配置されるごとに、２つ以上ずつ設けられてもよい。

第２凹部４８ｂの軸方向に視た外形は、特に限定されず、多角形状であっても、円形状であってもよい。図５では、第２凹部４８ｂの軸方向に視た形状は、円形状である。図示は省略するが、ステータコア４１の径方向内端の少なくとも一部は、第２凹部４８ｂ内に露出する。より詳細には、フランジ部４１ｃの径方向内端面の少なくとも一部が、第２凹部４８ｂ内に露出する。なお、ステータコア４１の径方向内端の少なくとも一部は、第２凹部４８ｂ内に露出しなくてもよい。この場合、フランジ部４１ｃの径方向内端面は、樹脂部４６の一部に覆われる。

図６に示すように、樹脂部４６の一部は、ステータコア４１の軸方向端面に配置される。具体的には、段差面４１ｆには、樹脂部４６の一部が配置される。そのため、樹脂部４６の一部によってステータコア４１が軸方向両側から押さえられる。したがって、ステータコア４１が樹脂部４６に対して軸方向に移動することを抑制できる。これにより、ステータコア４１と樹脂部４６とをより強固に固定できる。

本実施形態においては、段差面４１ｆが設けられることで、段差面４１ｆに樹脂部４６の一部を配置しつつ、本体面４１ｇを露出させることができる。これにより、ステータコア４１と樹脂部４６との固定を強固にしつつ、ステータコア４１を軸方向に精度よく配置できる。

樹脂部４６の一部は、溝部４７ｃ内に配置される。本実施形態においては、溝部４７ｃ内全体に樹脂部４６の一部が充填される。

図７に示すように、本実施形態のステータ４０の製造方法は、ステータコア形成工程Ｓ１と、コイル装着工程Ｓ２と、配置工程Ｓ３と、樹脂成型工程Ｓ４と、を含む。ステータコア形成工程Ｓ１は、複数の電磁鋼板４１ａを径方向に積層して複数のステータコア４１を形成する工程である。帯状の電磁鋼板の一部をプレス加工によって打ち抜いて、複数の電磁鋼板４１ａを形成する。ステータコア凹部４１ｅに治具を嵌め合わせる等によって電磁鋼板４１ａの位置を合わせつつ、電磁鋼板４１ａを積層する。そのため、複数の電磁鋼板４１ａを精度よく積層できる。電磁鋼板４１ａ同士の固定方法は特に限定されない。

コイル装着工程Ｓ２は、ステータコア４１にコイル４２を装着する工程である。コア柱状部４１ｂにインシュレータ４３を装着した後、インシュレータ４３の上からコア柱状部４１ｂの周囲に導電線を巻き付け、コイル４２を形成する。

図８に示すように、配置工程Ｓ３は、金型Ｄ内に複数のステータコア４１を周方向に沿って配置する工程である。金型Ｄは、例えば、円筒状である。金型Ｄ内には、第１位置決め部材Ｐ１と、第２位置決め部材Ｐ２と、が配置される。第１位置決め部材Ｐ１および第２位置決め部材Ｐ２は、金型Ｄの底面Ｄａに固定される。第１位置決め部材Ｐ１は、周方向に沿って複数設けられる。第２位置決め部材Ｐ２は、周方向に沿って複数設けられる。第２位置決め部材Ｐ２は、第１位置決め部材Ｐ１よりも径方向内側に位置する。第２位置決め部材Ｐ２の周方向位置は、周方向に隣り合う第１位置決め部材Ｐ１同士の間である。第１位置決め部材Ｐ１の軸方向に視た形状は、台形状である。第２位置決め部材Ｐ２の軸方向に視た形状は、円形状である。

ステータコア４１は、下側のフランジ部４１ｃの本体面４１ｇが底面Ｄａと接触した状態で、金型Ｄ内に配置される。配置工程Ｓ３においては、金型Ｄ内に配置された第１位置決め部材Ｐ１に等幅部４７ａを接触させて、ステータコア４１を周方向に位置決めする。

フランジ部が拡大部のみで構成される場合、例えば拡大部を位置決め部材に接触させて位置決めする。しかし、拡大部の周方向端部は階段状であるため、ステータコアを精度よく位置決めすることが難しい。また、位置決め部材とステータコアとの接触が不安定となりやすく、金型に樹脂が流し込まれた際に、樹脂の圧力でステータコアが移動する場合がある。そのため、ステータコアを精度よく配置することが困難であった。この問題に対して、インシュレータに位置決めを行う構造を設けることが考えられるが、その場合にはインシュレータが大型化しやすく、ステータが大型化する問題があった。

これらの問題に対して、等幅部４７ａは、周方向幅が略同じである複数の電磁鋼板４１ａが積層される構成であるため、上述したように等幅部４７ａの周方向端面は、略平坦な面である。これにより、等幅部４７ａを第１位置決め部材Ｐ１に接触させることで、ステータコア４１を周方向に精度よく位置決めできる。また、第１位置決め部材Ｐ１とステータコア４１とを安定して接触させることができるため、ステータコア４１が樹脂の圧力によって動くことを抑制できる。したがって、ステータコア４１に等幅部４７ａを設けることによって、電磁鋼板４１ａが径方向に積層された構成であるステータコア４１を周方向に精度よく配置することができる。また、位置決めを行うための追加の構造が生じないため、ステータ４０の大型化を抑制することができる。

また、フランジ部が拡大部のみで構成される場合、ステータコアを構成する電磁鋼板の形状をすべて異ならせる必要がある。そのため、例えば電磁鋼板ごとにプレス加工で打ち抜く型を用意する必要があり、ステータコアの製造コストが高くなりやすい。これに対して、等幅部４７ａを構成する複数の電磁鋼板４１ａは、互いに同一の形状とすることが可能である。そのため、等幅部４７ａを構成する複数の電磁鋼板４１ａを、同一の型によってプレス加工で打ち抜いて製造することができる。これにより、フランジ部４１ｃが等幅部４７ａを有することで、電磁鋼板４１ａを打ち抜く型の数を少なくすることができ、ステータコア４１の製造コストを小さくできる。

図８では、等幅部４７ａの周方向両端が、等幅部４７ａの周方向両側にそれぞれ位置する第１位置決め部材Ｐ１と接触する。これにより、２つの第１位置決め部材Ｐ１がステータコア４１を挟持することによって、ステータコア４１を周方向に位置決めできる。したがって、ステータコア４１が周方向に移動することを抑制できる。また、本実施形態では等幅部４７ａは拡大部４７ｂよりも径方向外側に位置するため、等幅部４７ａの周方向幅を大きくしやすい。これにより、フランジ部４１ｃにおける第１位置決め部材Ｐ１によって挟持される部分の周方向幅が大きくなる。したがって、本実施形態は、第１位置決め部材Ｐ１によってステータコア４１をより安定して挟持することができるため、ステータコア４１が周方向に移動することをより抑制できる。第１位置決め部材Ｐ１の周方向両端は、それぞれ隣り合うステータコア４１の等幅部４７ａと接触する。

配置工程Ｓ３においては、金型Ｄ内に配置された第２位置決め部材Ｐ２がステータコア４１の径方向内端に接触する。そのため、金型Ｄ内において、ステータコア４１は径方向に位置決めされる。より詳細には、フランジ部４１ｃの径方向内端が第２位置決め部材Ｐ２に接触し、ステータコア４１が径方向に位置決めされる。配置工程Ｓ３においては、ベアリングホルダ４４およびカバー４５も金型Ｄ内に配置する。なお、配置工程Ｓ３においては、ステータコア４１の径方向外端と接触する位置決め部材を、第１位置決め部材Ｐ１および第２位置決め部材Ｐ２とは別に設けてもよい。

樹脂成型工程Ｓ４は、金型Ｄ内に溶融した樹脂を流し込み、少なくとも一部が周方向に隣り合うステータコア４１同士の間に位置する樹脂部４６を形成する工程である。樹脂成型工程Ｓ４においては、金型Ｄ内に配置された第１位置決め部材Ｐ１によって、第１凹部４８ａが形成される。そのため、第１凹部４８ａの軸方向に視た外形は、第１位置決め部材Ｐ１の軸方向に視た外形と同じである。このように、本実施形態のステータ４０は、第１凹部４８ａを有する樹脂部４６を備えるため、配置工程Ｓ３において、ステータコア４１を、第１位置決め部材Ｐ１を用いて位置決めする上述の製造方法を採用できる。したがって、ステータコア４１が周方向に沿って精度よく配置されたステータ４０が得られる。

また、第１凹部４８ａの周方向幅は径方向内側から径方向外側に向かうに従って大きくなるため、配置工程Ｓ３において用いる第１位置決め部材Ｐ１の形状が径方向内側から径方向外側に向かうに従って大きくなる形状となる。これにより、１つの第１位置決め部材Ｐ１の周方向両端に、それぞれ周方向に隣り合うステータコア４１の等幅部４７ａを接触させる製造方法を採用できる。したがって、配置工程Ｓ３において用いる第１位置決め部材Ｐ１の数を少なくすることができ、ステータ４０の製造コストを小さくできる。

配置工程Ｓ３において、第１位置決め部材Ｐ１と等幅部４７ａとが精度よく接触する場合、第１位置決め部材Ｐ１と等幅部４７ａとの間には樹脂が入り込まない。そのため、樹脂成型工程Ｓ４において形成された第１凹部４８ａ内には、等幅部４７ａにおける第１位置決め部材Ｐ１と接触していた部分が露出する。このように、第１凹部４８ａ内に等幅部４７ａの少なくとも一部が露出する構成の場合、配置工程Ｓ３において第１位置決め部材Ｐ１と等幅部４７ａとを精度よく接触させる製造方法を採用できる。そのため、ステータコア４１の配置精度がより優れたステータ４０が得られる。

なお、第１位置決め部材Ｐ１と等幅部４７ａとの接触する精度が比較的低い場合、第１位置決め部材Ｐ１と等幅部４７ａとの間には、わずかに樹脂が入り込む場合がある。この場合、第１凹部４８ａ内には等幅部４７ａが露出しない場合がある。しかし、この場合であっても、本実施形態は、第１位置決め部材Ｐ１によって、ステータコア４１を十分に精度よく位置決めすることができる。

樹脂成型工程Ｓ４においては、金型Ｄ内に配置された第２位置決め部材Ｐ２によって、第２凹部４８ｂが形成される。第２凹部４８ｂの軸方向に視た外形は、第２位置決め部材Ｐ２の軸方向に視た外形と同じである。このように、本実施形態のステータ４０は、第２凹部４８ｂを有する樹脂部４６を備えるため、配置工程Ｓ３において、ステータコア４１を、第２位置決め部材Ｐ２を用いて位置決めする上述の製造方法を採用できる。したがって、ステータコア４１が径方向に精度よく位置決めされたステータ４０が得られる。

配置工程Ｓ３において、第２位置決め部材Ｐ２とステータコア４１とが精度よく接触する場合、第２位置決め部材Ｐ２とステータコア４１との間には樹脂が入り込まない。そのため、樹脂成型工程Ｓ４において形成された第２凹部４８ｂ内には、ステータコア４１における第２位置決め部材Ｐ２と接触していた部分が露出する。このように、第２凹部４８ｂ内にステータコア４１の径方向内端の少なくとも一部が露出する構成の場合、配置工程Ｓ３において第２位置決め部材Ｐ２とステータコア４１の径方向内端とを精度よく接触させる製造方法を採用できる。そのため、ステータコア４１の配置精度がより優れたステータ４０が得られる。

本発明は上述の実施形態に限られず、他の構成を採用することもできる。以下の説明において上記説明と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。

ステータコア４１は、図９に示すステータコア１４１のような形状であってもよい。図９に示すように、コア柱状部１４１ｂは、径方向外端において径方向内側から径方向外側に向かって周方向幅が小さくなる段差部１４９ａを有する。段差部１４９ａは、等幅柱状部４９ａよりも径方向外側に電磁鋼板１４１ａが積層されることで構成される段差である。電磁鋼板１４１ａにおけるコア柱状部１４１ｂの周方向幅は、等幅柱状部４９ａの周方向幅よりも小さい。例えば、コア柱状部にインシュレータを介してコイルの導電線を巻く際、段差部１４９ａが設けられない構成では、コア柱状部の径方向外端の角部が干渉するため、導電線が巻き膨れして、コイルの外径が大きくなる問題がある。そのため、ステータが径方向に大型化する問題があった。これに対して、段差部１４９ａが設けられることで、導電線がコア柱状部１４１ｂの外形に沿って巻き回され、導電線の巻き膨れを抑制できる。したがって、コイル４２の外径が大きくなることを抑制でき、結果としてステータ４０が径方向に大型化することを抑制できる。

フランジ部１４１ｃは、径方向外端において径方向内側から径方向外側に向かって周方向幅が小さくなるフランジ段差部１４９ｂを有する。フランジ段差部１４９ｂは、等幅部４７ａよりも径方向外側に電磁鋼板１４１ａが積層されることで構成される段差である。電磁鋼板１４１ａにおけるフランジ部１４１ｃの周方向幅は、等幅部４７ａの周方向幅よりも小さい。このように、電磁鋼板１４１ａの周方向幅は、コア柱状部１４１ｂおよびフランジ部１４１ｃの両方において、等幅部４７ａを構成する電磁鋼板４１ａよりも小さい。本実施形態は、電磁鋼板１４１ａの形状を、拡大部４７ｂを構成する電磁鋼板４１ａのうちのいずれかの形状と同一にできる。したがって、電磁鋼板１４１ａをプレス加工で打ち抜くための型を別途用意する必要がなく、ステータコア１４１の製造コストが大きくなることを抑制できる。

また、第１凹部４８ａおよび第２凹部４８ｂは、ステータ４０の上面４０ａに設けられてもよいし、上面４０ａおよび下面４０ｂの両方に設けられてもよい。また、第２凹部４８ｂは、中心軸Ｊを囲む環状であってもよい。この場合、配置工程Ｓ３においては環状の第２位置決め部材が１つのみ設けられ、各ステータコア４１は、１つの第２位置決め部材によって径方向に位置決めされる。

また、等幅部４７ａは、径方向において、フランジ部４１ｃのいずれの位置に設けられてもよい。等幅部４７ａは、フランジ部４１ｃの径方向内端に位置してもよいし、フランジ部４１ｃの径方向の中央に位置してもよい。また、コア柱状部４１ｂの周方向幅は、径方向の全体に亘って同じであってもよい。

また、上述したモータ１０は、シャフト２０にロータ３１，３２が固定された軸回転型のモータとしたが、これに限られない。本発明が適用されるモータは、シャフトが固定される軸固定型のモータであってもよい。

上記の各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。

１０…モータ、２０…シャフト、３１，３２…ロータ、４０…ステータ、４１，１４１…ステータコア、４１ａ，１４１ａ…電磁鋼板、４１ｂ，１４１ｂ…コア柱状部、４１ｃ，１４１ｃ…フランジ部、４１ｅ…ステータコア凹部、４１ｆ…段差面、４２…コイル、４３…インシュレータ、４６…樹脂部、４６ａ…樹脂本体部、４７ａ…等幅部、４７ｂ…拡大部、４７ｃ…溝部、４８ａ…第１凹部、１４９ａ…段差部、Ｄ…金型、Ｄａ…底面、Ｊ…中心軸、Ｐ１…第１位置決め部材、Ｐ２…第２位置決め部材、Ｓ１…ステータコア形成工程（工程Ｓ１）、Ｓ２…コイル装着工程（工程Ｓ２）、Ｓ３…配置工程（工程Ｓ３）、Ｓ４…樹脂成型工程（工程Ｓ４）

Claims (13)

1. 上下方向に延びる中心軸を中心として回転するロータと隙間を介して軸方向に対向するステータであって、
   周方向に沿って配置される複数のステータコアと、
   前記ステータコアに巻き回されるコイルと、
   少なくとも一部が前記ステータコアと前記コイルとの間に位置するインシュレータと、
   少なくとも一部が周方向に隣り合う前記ステータコア同士の間に位置する樹脂部と、
   を備え、
   前記ステータコアは、複数の電磁鋼板が径方向に積層される構成であり、
   前記ステータコアは、軸方向に延び前記コイルが巻き回されるコア柱状部と、前記コア柱状部の軸方向端部に接続され周方向に延びる板状のフランジ部と、を有し、
   前記フランジ部は、周方向幅が径方向内側から径方向外側に向かうに従って大きくなる拡大部と、周方向幅が略同じであり径方向に延びる等幅部と、を有し、
   前記等幅部は、前記フランジ部において周方向幅が略同じである複数の前記電磁鋼板が径方向に積層される構成であり、
   前記樹脂部は、
   少なくとも一部が周方向に隣り合う前記フランジ部同士の間に位置する樹脂本体部と、
   前記樹脂本体部の軸方向端面よりも軸方向に窪み、周方向に隣り合う前記ステータコアの前記等幅部同士の間に位置する第１凹部と、
   を有する、ステータ。
2. 前記等幅部の少なくとも一部は、前記第１凹部内に露出する、請求項１に記載のステータ。
3. 前記第１凹部の周方向幅は、径方向内側から径方向外側に向かうに従って大きくなる、請求項２に記載のステータ。
4. 前記等幅部は、前記拡大部よりも径方向外側に位置する、請求項３に記載のステータ。
5. 前記電磁鋼板は、径方向と直交する方向に窪むステータコア凹部を有し、
   前記ステータコアは、複数の前記ステータコア凹部によって構成され径方向に延びる溝部を有する、請求項１に記載のステータ。
6. 前記樹脂部は、前記樹脂本体部の軸方向端面よりも軸方向に窪む第２凹部を有し、
   前記第２凹部の少なくとも一部は、前記ステータコアの径方向内端の径方向内側に位置する、請求項１に記載のステータ。
7. 前記ステータコアの径方向内端の少なくとも一部は、前記第２凹部内に露出する、請求項６に記載のステータ。
8. 前記コア柱状部は、径方向外端において径方向内側から径方向外側に向かって周方向幅が小さくなる段差部を有する、請求項１に記載のステータ。
9. 前記ステータコアの軸方向端面は、軸方向において前記コイル側に窪む段差面を有し、
   前記段差面には、前記樹脂部の一部が配置される、請求項１に記載のステータ。
10. 前記第１凹部の底面は、軸方向において、前記コイルが配置される領域よりも浅い位置にある、請求項１に記載のステータ。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載のステータと、
    前記ステータと隙間を介して軸方向に対向するロータと、
    前記ロータを回転可能に支持するシャフトと、
    を備える、モータ。
12. 上下方向に延びる中心軸を中心として回転するロータと隙間を介して軸方向に対向するステータの製造方法であって、
    複数の電磁鋼板を径方向に積層して複数のステータコアを形成する工程Ｓ１と、
    前記ステータコアにコイルを装着する工程Ｓ２と、
    金型内に複数の前記ステータコアを周方向に沿って配置する工程Ｓ３と、
    前記金型内に溶融した樹脂を流し込み、少なくとも一部が周方向に隣り合う前記ステータコア同士の間に位置する樹脂部を形成する工程Ｓ４と、
    を含み、
    前記ステータコアは、軸方向に延び前記コイルが巻き回されるコア柱状部と、前記コア柱状部の軸方向端部に接続され径方向に延びる板状のフランジ部と、を有し、
    前記フランジ部は、周方向幅が径方向内側から径方向外側に向かうに従って大きくなる拡大部と、周方向幅が略同じであり径方向に延びる等幅部と、を有し、
    前記等幅部は、前記フランジ部において周方向幅が略同じである複数の前記電磁鋼板が径方向に積層される構成であり、
    前記工程Ｓ３においては、前記金型内に配置された第１位置決め部材に前記等幅部を接触させて、前記ステータコアを周方向に位置決めする、ステータの製造方法。
13. 前記工程Ｓ３においては、前記金型内に配置された第２位置決め部材に前記ステータコアの径方向内端を接触させて、前記ステータコアを径方向に位置決めする、請求項１２に記載のステータの製造方法。

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