WO2025178100A1 - ステータおよびモータ - Google Patents

ステータおよびモータ

Info

Publication number
WO2025178100A1
WO2025178100A1 PCT/JP2025/005886 JP2025005886W WO2025178100A1 WO 2025178100 A1 WO2025178100 A1 WO 2025178100A1 JP 2025005886 W JP2025005886 W JP 2025005886W WO 2025178100 A1 WO2025178100 A1 WO 2025178100A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
plate
spokes
coil
spoke
insulator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2025/005886
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
光彦 高橋
幸嗣 癸生川
祐司 大村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MinebeaMitsumi Inc
Original Assignee
MinebeaMitsumi Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MinebeaMitsumi Inc filed Critical MinebeaMitsumi Inc
Publication of WO2025178100A1 publication Critical patent/WO2025178100A1/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/04Details of the magnetic circuit characterised by the material used for insulating the magnetic circuit or parts thereof
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/32Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/34Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation

Definitions

  • an example of an object of the present invention is to provide a stator that can expand the space for winding the conductor wire of the coil, and a motor using the stator.
  • the stator of the present invention comprises a magnetic body, an insulator covering the magnetic body, and a coil;
  • the magnetic body comprises a magnetic pole portion, a ring, and spokes connecting the magnetic pole portion and the ring;
  • the spokes have end and side portions in the direction of the rotation axis;
  • the insulator comprises a plate covering the end portions of the spokes; the width of the plate in the circumferential direction is greater than the width of the spokes;
  • a conducting wire forming the coil is wound around the spokes via the plate; the side portions of the spokes face the conducting wire; the end portions of the spokes are narrower in width than the rest of the spokes in the circumferential direction; and the plate fits into the end portions of the spokes.
  • 1 is a longitudinal sectional view showing the overall configuration of a motor including a stator according to a first embodiment of the present invention
  • 1 is a perspective view showing a state in which an insulator is attached to a stator core (without coil wires wound thereon) according to a first embodiment of the present invention
  • 1 is an exploded perspective view showing a configuration of a stator core and an insulator according to a first embodiment of the present invention, which is an example of the present invention
  • 1 is a perspective view showing an overall configuration of a stator core according to a first embodiment of the present invention, as viewed obliquely from above
  • 1 is a partially enlarged perspective view showing the configuration of a stator core according to a first embodiment of the present invention
  • 1 is a partially enlarged perspective view showing a configuration of spokes of a stator core according to a first embodiment of the present invention
  • 1 is a perspective view showing an overall configuration of an upper plate of an insulator according to a first embodiment of the present invention,
  • FIG. 10 is a partially enlarged perspective view showing the configuration of an insulator according to a third embodiment, which is an example of the present invention.
  • FIG. 10 is a partially enlarged perspective view showing the shape of an insulator according to a third embodiment of the present invention and a state in which a conductor wire of a coil is wound around it.
  • FIG. 10 is a partially enlarged perspective view showing the shape of an insulator according to a fourth embodiment of the present invention;
  • FIG. 10 is a partially enlarged cross-sectional view showing the shape of an insulator according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view showing the overall configuration of a motor 100 equipped with a stator 200 according to a first embodiment, which is an example of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a state in which an insulator 300 is attached to a stator core 210 according to a first embodiment, which is an example of the present invention (the conductor 401 of the coil 400 is not wound).
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing the configuration of a stator core 210 and an insulator 300 according to a first embodiment, which is an example of the present invention.
  • Figure 4 is a perspective view showing the overall configuration of a stator core 210 according to a first embodiment, which is an example of the present invention, when viewed from diagonally above.
  • Figure 5 is a partially enlarged perspective view showing the configuration of a stator core 210 according to a first embodiment, which is an example of the present invention.
  • Figure 6 is a partially enlarged perspective view showing the configuration of spokes 211a of a stator core 210 according to a first embodiment, which is an example of the present invention.
  • Figure 10 is a partially enlarged perspective view showing a state in which a gap S is formed between the spoke 250 and the conductor 401 when the conductor 401 of the coil 400 is wound around the spoke 250 of the stator core 210 via the upper plate 310 and lower plate 360 of the insulator 300 according to a first embodiment, which is an example of the present invention.
  • the direction of arrow a along the rotation axis X will be referred to as the upper side or one side.
  • the direction of arrow b along the rotation axis X will be referred to as the lower side or the other side.
  • the direction of arrows ab will be referred to as the up-down direction or the direction of the rotation axis X.
  • upper side and lower side do not necessarily coincide with upper and lower sides in the vertical direction.
  • the direction of arrows cd will be referred to as the radial direction
  • the direction of arrow c away from the rotation axis X will be referred to as the outer circumferential side or one radial side
  • the direction of arrow d approaching the rotation axis X will be referred to as the inner circumferential side or the other radial side
  • the direction of rotation around the rotation axis X will be referred to as the circumferential direction.
  • motor 100 is an outer rotor type three-phase brushless DC motor having an overall cylindrical shape.
  • motor 100 is not limited to a three-phase brushless DC motor, and may be, for example, a three-phase brushless DC motor or other motors.
  • the motor 100 has a base 110, a shaft 130, a bearing device 150, a rotor 170, and a stator 200.
  • the base 110 of the motor 100 comprises a substantially disk-shaped plate 111, a cylindrical outer peripheral portion (hereinafter referred to as the outer peripheral wall) 112 extending a predetermined length upward (in the direction of arrow a) from the radially outer end (in the direction of arrow c) of the plate 111, and a cylindrical inner peripheral portion (hereinafter referred to as the inner peripheral wall) 113 protruding a predetermined length upward (in the direction of arrow a) from the radially inner end (in the direction of arrow d) on the other radial side of the plate 111.
  • the circuit board 190 is formed from a thin, annular member.
  • the circuit board 190 is provided with one or more electronic components that constitute a control circuit (not shown) that drives the rotor 170 of the motor 100, and has one or more wires formed thereon that are electrically connected to the one or more electronic components.
  • the one or more wires are formed on the circuit board 190 as a single layer or multiple wiring layers, and the circuit board 190 is what is known as a printed wiring board.
  • the bearing device 150 is formed by an upper bearing 151, a lower bearing 153, and a sleeve 155.
  • the upper bearing 151 and the lower bearing 153 are, for example, ball bearings. Note that the bearings 151 and 153 are not limited to ball bearings and may be various other bearings, such as sleeve bearings.
  • a coil spring sp is disposed between the upper end of the bearing 151 in the bearing device 150 and the disk portion 173, which is part of the rotor yoke 171, as an elastic member that applies preload to the bearing 151.
  • the sleeve 155 of the bearing device 150 is made of metal and has a cylindrical shape.
  • the sleeve 155 is fixed to the inner surface (radially inner surface) of the inner peripheral wall 113 of the base 110 by press-fitting or adhesive.
  • the sleeve 155 may also be formed integrally with the base 110 while being inserted into the inner peripheral wall 113.
  • the upper bearing 151 is positioned above the shaft 130 (in the direction of arrow a) and rotatably supports the upper portion of the shaft 130 (in the direction of arrow a) relative to the sleeve 155.
  • the lower bearing 153 is positioned below the shaft 130 (in the direction of arrow b) and rotatably supports the lower portion of the shaft 130 (in the direction of arrow b) relative to the sleeve 155.
  • the shaft 130 is rotatably supported relative to the sleeve 155 via the two bearings 151 and 153.
  • Rotor 170 is fixed to the upper end (in the direction of arrow a) of shaft 130.
  • Rotor 170 has rotor yoke 171 and magnet 175.
  • Rotor yoke 171 has outer circumferential portion 172 provided on the outer circumferential side, disk portion 173 provided in the center, and inner circumferential portion 174 provided on the inner circumferential side.
  • the outer peripheral portion 172 of the rotor yoke 171 is a cylindrical portion formed of a soft magnetic material and arranged coaxially with the shaft 130.
  • a ring-shaped magnet 175 is fixed to the inner peripheral surface (radially inner surface) of the outer peripheral portion 172 of the rotor yoke 171, coaxially with the outer peripheral portion 172.
  • the outer peripheral portion 172 functions as a portion that prevents leakage of the magnetic field of the magnet 175.
  • the disk portion 173 of the rotor yoke 171 is a roughly disk-shaped portion that extends from the upper end of the outer periphery 172 radially inward (in the direction of arrow d) toward the shaft 130 and closes off the upper side of the outer periphery 172 (in the direction of arrow a).
  • the inner peripheral portion 174 of the rotor yoke 171 is a cylindrical portion that extends a predetermined length from the radially inner end (in the direction of arrow d) of the disk portion 173 toward the bearing 151.
  • the dimension (inner diameter) of the inner peripheral portion 174 of the rotor yoke 171 is formed to be slightly smaller than the dimension (outer diameter) of the shaft 130.
  • the length of the inner peripheral portion 174 of the rotor yoke 171 is smaller than the length of the outer peripheral portion 172 of the rotor yoke 171, and is positioned toward the upper end of the shaft 130 relative to the bearing 151.
  • the upper end (in the direction of arrow a) of the shaft 130 is press-fitted into the inner circumferential surface (radially inner surface) of the inner circumferential portion 174 of the rotor yoke 171, thereby fixing the rotor yoke 171 and the shaft 130 together.
  • the stator 200 is fixed to the outer peripheral surface (the radially outer surface) of the sleeve 155 of the bearing device 150.
  • the stator 200 has a structure having, for example, 12 slots, and includes a stator core 210, an insulator 300, and a coil 400.
  • an insulator 300 is attached to the stator core 210, but is not attached so as to cover the entire circumference of the stator core 210. Note that for ease of viewing, the coil 400 is not shown in Figures 2 and 3.
  • the upper plate 310 of the insulator 300 is attached to the upper side of the stator core 210, and the lower plate 360 of the insulator 300 is attached to the lower side of the stator core 210.
  • stator core 210 as a magnetic body is formed by laminating multiple electromagnetic steel sheets made of soft magnetic material.
  • stator core 210 is not limited to this, and stator core 210 may be formed by, for example, compression molding.
  • stator core 210 as a magnetic body may be covered with an insulating coating made of resin such as varnish or an inorganic material.
  • the stator core 210 has a ring 220, a magnetic pole portion 230, and spokes 250 that extend radially from the ring 220 toward the outer periphery (in the direction of arrow c) and connect the ring 220 and the magnetic pole portion 230.
  • the spokes 250 and the magnetic pole portion 230 form so-called teeth.
  • the stator core 210 is formed integrally with the ring 220, magnetic pole portion 230, and spokes 250. However, for ease of explanation, the stator core 210 will be explained separately in terms of the ring 220, magnetic pole portion 230, and spokes 250.
  • Ring 220 of stator core 210 is provided on the inner circumferential side (direction of arrow d) and has an annular upper end surface 220a on the upper side (direction of arrow a) and a lower end surface 220b on the lower side (direction of arrow b).
  • the upper end surface 220a of the ring 220 is part of the upper surface of the uppermost electromagnetic steel sheet of the multiple stacked electromagnetic steel sheets, and is a flat surface that extends along a horizontal direction perpendicular to the direction of the rotation axis X.
  • the lower end surface 220b of the ring 220 is part of the lower surface of the lowermost electromagnetic steel sheet of the multiple stacked electromagnetic steel sheets, and is a flat surface that extends along a horizontal direction perpendicular to the direction of the rotation axis X. Therefore, the upper end surface 220a and the lower end surface 220b are parallel to each other.
  • the inner peripheral surface 220i of this ring 220 is fixed in close contact with the outer peripheral surface of the sleeve 155 ( Figure 1). As shown in Figures 3 and 4, multiple spokes 250 extend radially from the outer peripheral surface 220g of the ring 220 toward the outer periphery (in the direction of arrow c).
  • the magnetic pole portion 230 of the stator core 210 is provided radially on the outer circumferential side (direction of arrow c) which is the tip of the spoke 250, and is the portion located at the end of the outer circumferential side (direction of arrow c) opposite the ring 220 of the stator core 210.
  • the magnetic pole portion 230 is formed integrally at the tip of the spoke 250 and has portions that protrude in both the clockwise and counterclockwise directions in the circumferential direction. In the circumferential direction, the distance between two adjacent protruding portions of the magnetic pole portion 230 is narrower than the distance between adjacent spokes 250.
  • the upper end surface 230a of the magnetic pole portion 230 is part of the upper surface of the uppermost electromagnetic steel sheet of the multiple stacked electromagnetic steel sheets, and is a flat surface that extends along a horizontal direction perpendicular to the direction of the rotation axis X.
  • the lower end surface 230b of the magnetic pole portion 230 is part of the lower surface of the lowermost electromagnetic steel sheet of the multiple stacked electromagnetic steel sheets, and is a flat surface that extends along a horizontal direction perpendicular to the direction of the rotation axis X. Therefore, the upper end surface 230a and the lower end surface 230b are parallel to each other.
  • the outer peripheral surface 230g of the magnetic pole portion 230 is a curved surface that conforms to the inner peripheral surface of the magnet 175, and a predetermined gap (magnetic gap) is formed between the outer peripheral surface 230g and the inner peripheral surface of the magnet 175 in the radial direction.
  • the inner surface 230i of the magnetic pole portion 230 is inclined from both side ends of the outer surface 230g toward the spoke 250 and toward the outer surface 220g of the ring 220, and extends to the side surface 253c of the side portion 253 of the spoke 250.
  • the spokes 250 extend radially from the outer peripheral surface 220 g of the ring 220 toward the magnetic pole portion 230 on the outer peripheral side (in the direction of the arrow c), and are portions that connect the ring 220 and the magnetic pole portion 230 .
  • the spoke 250 has a first end 251 as an end having an upper end surface 251a, a second end 252 as an end having a lower end surface 252b, and a side portion 253 having a side surface 253c between the first end 251 and the second end 252.
  • the two side surfaces 253c of the side portion 253 of the spoke 250 face back to back.
  • the first end 251 ( Figure 4) of the spoke 250 is the spoke 211a of one of the electromagnetic steel sheets 211 arranged at one end in the direction of the rotation axis X (in the direction of arrow a) among the multiple laminated electromagnetic steel sheets that make up the stator core 210.
  • the second end 252 ( Figure 4) of the spoke 250 is the spoke 217a of one of the electromagnetic steel sheets 217, which is arranged at the other end in the direction of the rotation axis X (in the direction of arrow b) of the multiple electromagnetic steel sheets stacked to form the stator core 210.
  • the lower end surface 252b of the second end 252 ( Figure 4) of the spoke 250 refers to the lower end surface 217at of the spoke 217a of one of the electromagnetic steel plates 217 that make up the stator core 210, and is a flat surface along the horizontal direction that intersects (is perpendicular to) the direction of the rotation axis X.
  • the lower end surface 217at of the spoke 217a is connected flush with the lower end surface 220b of the ring 220 and the lower end surface 230b of the magnetic pole portion 230.
  • the upper end surface 251a of the first end 251 of the spoke 250 (the upper end surface 211at of the spoke 211a of the electromagnetic steel plate 211) and the lower end surface 252b of the second end 252 of the spoke 250 (the lower end surface 217at of the spoke 217a of the electromagnetic steel plate 217) are parallel to each other.
  • the side surface 253c of the side portion 253 of the spoke 250 refers to the aggregate of the side surfaces 213at of the spokes 213a of the multiple electromagnetic steel plates 213 sandwiched between the uppermost electromagnetic steel plate 211 and the lowermost electromagnetic steel plate 217.
  • the two side surfaces 253c of the side portion 253 of the spoke 250 are parallel to each other.
  • this is not limited to this, and since the side surfaces 253c of the side portions 253 of the spoke 250 are exposed to the insulator 300, the side surfaces 253c do not have to be completely flush.
  • the side surfaces 253c of the side portions 253 of the spokes 250 are exposed by the upper plate 310 and lower plate 360 of the insulator 300 (described below) ( Figure 2), but the conducting wire 401 of the coil 400 curves and faces the side surfaces 253c of the spokes 250 with a predetermined gap between them, and is wound around the spokes 250 without contacting the side surfaces 253c.
  • the spokes 211a of the electromagnetic steel plate 211 have an upper end surface 211at on the upper side (in the direction of arrow a), and side surfaces 211as extending downward (in the direction of arrow b) from both ends of the upper end surface 211at, perpendicular to the upper end surface 211at.
  • the two side surfaces 211as have the same size and shape, and are parallel and back-to-back with each other.
  • the spokes 217a of the electromagnetic steel plate 217 have a lower end surface 217at on the lower side (in the direction of arrow b), and side surfaces 217as extending from both ends of the lower end surface 217at to the upper side (in the direction of arrow a) perpendicular to the lower end surface 217at.
  • the two side surfaces 217as have the same size and shape, and are parallel and back-to-back with each other.
  • Spokes 211a of electromagnetic steel plate 211 and spokes 217a of electromagnetic steel plate 217 are identical in size and shape. Therefore, the width w3 of spokes 211a of electromagnetic steel plate 211 and the width w5 of spokes 217a of electromagnetic steel plate 217 described above are the same.
  • Coil 400 (FIGS. 1 and 10) is formed of a conductive wire 401 wound around spokes 250 of stator core 210 via upper plate 310 and lower plate 360 of insulator 300 .
  • the conductor wire 401 of the coil 400 starts winding from a winding start position (not shown) on the inner side of the spoke 250 (in the direction of arrow d), moves toward the outer side (in the direction of arrow c), returns to the inner side (in the direction of arrow d), and then is wound around the adjacent spoke 250.
  • insulator 300 has upper plate 310 as a first plate attached to the upper side (direction of arrow a) of stator core 210, and lower plate 360 as a second plate attached to the lower side (direction of arrow b) of stator core 210.
  • the ring 220, magnetic pole portion 230, and spokes 250 of the stator core 210 are arranged in the vertical direction (arrows ab) between the upper plate 310 and lower plate 360 of the insulator 300. Because the upper plate 310 and lower plate 360 have the same shape, for convenience, only the upper plate 310 will be described here, and a detailed description of the lower plate 360 will be omitted.
  • upper plate 310 has an annular portion (hereinafter referred to as the "upper annular plate”) 320 that covers upper end surface 220a of ring 220 in stator core 210 from above (in the direction of arrow a), a portion (hereinafter referred to as the "upper rectangular plate”) 350 that covers upper end surfaces 251a of spokes 250 from above (in the direction of arrow a), and a portion (hereinafter referred to as the "upper tip plate”) 330 that covers upper end surface 230a of magnetic pole portion 230 from above (in the direction of arrow a).
  • the lower plate 360 ( Figure 3) also has a shape similar to that of the upper plate 310, and includes an annular portion (hereinafter referred to as the lower annular plate) 380 that covers the lower end surface 220b of the ring 220 in the stator core 210 from below (in the direction of arrow b), a portion (hereinafter referred to as the lower rectangular plate) 370 that covers the lower end surface 252b ( Figure 4) of the second end 252 of the spoke 250 from below (in the direction of arrow b), and a portion (hereinafter referred to as the lower tip plate) 390 that covers the lower end surface 230b ( Figure 4) of the magnetic pole portion 230 from below (in the direction of arrow b).
  • the upper annular plate 320, upper rectangular plate 350, and upper tip plate 330 of the upper plate 310 are integrally formed. However, this is not limited to this, and the upper annular plate 320, upper rectangular plate 350, and upper tip plate 330 may be formed as separate members and attached individually to the stator core 210.
  • the lower annular plate 380, lower rectangular plate 370, and lower tip plate 390 of the lower plate 360 are integrally formed. However, this is not limited to this, and the lower annular plate 380, lower rectangular plate 370, and lower tip plate 390 may be formed as separate members and attached individually to the stator core 210.
  • Upper annular plate 320 of upper plate 310 is a ring-shaped flat plate formed from a flat, annular plate-like member, and is fixed by adhesive or the like while in contact with upper end surface 220a of ring 220 of stator core 210. It is desirable that upper annular plate 320 be as thin as possible to increase the number of turns of conducting wire 401 of coil 400 or to increase the space for winding conducting wire 401.
  • the dimension (inner diameter) of the inner periphery of the upper annular plate 320 is larger than the dimension (inner diameter) of the inner periphery of the ring 220 of the stator core 210.
  • the inner periphery of the upper end surface 220a of the ring 220 of the upper annular plate 320 is exposed ( Figure 2).
  • the dimension (inner diameter) of the inner periphery of the upper annular plate 320 may be the same as or smaller than the dimension (inner diameter) of the inner periphery of the ring 220 of the stator core 210.
  • the outer diameter of the upper annular plate 320 is slightly larger than the outer diameter of the ring 220 of the stator core 210.
  • the outer diameter of the upper annular plate 320 is larger than the outer diameter of the ring 220 of the stator core 210 by a predetermined amount (e.g., approximately 0.1 mm to 0.15 mm).
  • the upper annular plate 320 protrudes slightly outward from the outer peripheral surface 220g of the ring 220 ( Figures 2 and 4) by approximately 0.1 mm to 0.15 mm. This is because the conductor wire 401 of the coil 400 is positioned with a predetermined gap from the outer peripheral surface 220g of the ring 220 in the radial direction, and is prevented from coming into contact with the outer peripheral surface 220g of the ring 220.
  • Upper rectangular plate 350 of upper plate 310 is a portion that is attached with adhesive or the like while in contact with upper end surfaces 251 a of spokes 250 of stator core 210.
  • the radial length of upper rectangular plate 350 is the same as the radial length of spokes 250.
  • the upper rectangular plate 350 has a predetermined bending rigidity. By providing the upper rectangular plate 350 with a predetermined bending rigidity, it is possible to prevent the upper rectangular plate 350 from warping upward (in the direction of arrow a) after it is attached to the upper end surfaces 251a of the spokes 250 (the upper end surfaces 211at of the spokes 211a of the electromagnetic steel plate 211), and the entire upper rectangular plate 350 is in close contact with the entire upper end surfaces 251a of the spokes 250.
  • the upper rectangular plate 350 has wall portions 351 extending in the direction of the rotation axis X from both circumferential end portions.
  • the wall portions 351 have a rectangular shape in side view, and have a height in the direction of the rotation axis X equivalent to the thickness of one of the spokes 211a of the electromagnetic steel plates 211 and the spokes 217a of the electromagnetic steel plates 217 that form the stator core 210.
  • the length between the inner surfaces of the two wall portions 351 of the upper rectangular plate 350 is the same as the radial length of the spokes 211a of the electromagnetic steel plate 211 and the spokes 217a of the electromagnetic steel plate 217.
  • the two wall portions 351 of the upper rectangular plate 350 are the same height and thickness, and are formed parallel to each other. Inside the two wall portions 351, the spokes 211a of the electromagnetic steel plate 211 and the spokes 217a of the electromagnetic steel plate 217 fit into the inner surfaces of the two wall portions 351, forming a space (accommodation portion) K that accommodates the spokes 211a and the spokes 217a.
  • the distance d1 ( Figure 8) between the two wall portions 351 of the upper rectangular plate 350 is the same as the width w3 ( Figure 6) of the spokes 211a of the electromagnetic steel plate 211 and the width w5 ( Figure 6) of the spokes 217a of the electromagnetic steel plate 217.
  • the distance d1 between the two wall portions 351 may be slightly larger or smaller than the width w3 of the spokes 211a and the width w5 of the spokes 217a, as long as it is a distance large enough to accommodate the spokes 211a and the spokes 217a.
  • the width w1 of the upper rectangular plate 350 is greater than the width w2 (the distance between two side surfaces 213at (side surfaces 253c of side portions 253)) of the spokes 213a of the multiple electromagnetic steel plates 213 that make up the side portions 253 of the spokes 250.
  • Figure 9 also shows the upper tip plate 330 separated from the upper rectangular plate 350.
  • the width w1 of the upper rectangular plate 350 is greater than the width w3 ( Figure 6) of the spokes 211a of the electromagnetic steel plate 211 and the width w5 ( Figure 6) of the spokes 217a of the electromagnetic steel plate 217.
  • the width w1 of the upper rectangular plate 350 in the circumferential direction is approximately 0.2 mm larger than the circumferential width w2 of the multiple electromagnetic steel plates 213 that make up the spokes 250.
  • the upper rectangular plate 350 protrudes a predetermined distance (0.1 mm) from the side surface 213at (side surface 253c of the side portion 253) of the spoke 250 in the circumferential direction.
  • the amount of protrusion of the upper rectangular plate 350 from the side surface 213at (side surface 253c of the side portion 253) of the spoke 250 may be 0.1 mm or less, as long as the conducting wire 401 of the coil 400 can maintain a curved non-contact state with the side surface 253c of the spoke 250 by a predetermined gap.
  • the upper tip plate 330 of the upper plate 310 has a flat portion 331 (hereinafter referred to as the flat portion) having a radially extending flat surface in the radial direction, and a protrusion 333 having an approximately rectangular parallelepiped shape provided on the flat portion 331.
  • the flat surface 331 of the upper tip plate 330 has the same shape as the upper end surface 230a of the magnetic pole portion 230 ( Figure 4), and has a curved surface 331g on the outermost periphery (hereinafter referred to as the "curved surface") and two inclined surfaces 331k that slope obliquely from both side ends of the curved surface 331g toward the upper rectangular plate 350.
  • the flat surface portion 331 has the same shape as the upper end surface 230a of the magnetic pole portion 230 in the stator core 210, but is formed slightly larger than the upper end surface 230a.
  • the protrusion 333 of the upper tip plate 330 is formed integrally on the flat portion 331 and has a roughly rectangular parallelepiped shape.
  • the protrusion 333 prevents the wire 401 of the coil 400 wound around the spokes 250 of the stator core 210 from becoming unwound.
  • the length of the spokes 211a of the electromagnetic steel plate 211 and the length of the spokes 217a of the electromagnetic steel plate 217 are equal to the length of the upper rectangular plate 350 of the upper plate 310 and the length of the lower rectangular plate 370 of the lower plate 360.
  • stator core 210 and upper plate 310 are attached and fixed together using adhesive or the like, thereby integrating the stator core 210 and upper plate 310 in the correct position.
  • the spokes 217a of the electromagnetic steel plate 217 are housed in the space K between the two wall portions 371 formed on the lower rectangular plate 370 of the lower plate 360, and the lower plate 360 is accurately positioned and attached to the stator core 210.
  • stator core 210 and the lower plate 360 can be fixed together with an adhesive or the like, thereby integrating the stator core 210 and the lower plate 360 in an accurate position.
  • the upper plate 310 and the lower plate 360 can be fixed to the stator core 210 while being positioned in an accurate position.
  • the two wall portions 351 of the upper rectangular plate 350 come into contact with the upper end surface of the electromagnetic steel plate 213 located directly below the uppermost electromagnetic steel plate 211. Furthermore, because the width w3 of the spokes 211a of the electromagnetic steel plate 211 is the same as the distance d1 between the two wall portions 351 of the upper rectangular plate 350, the inner surfaces of the two wall portions 351 and the side surfaces 211as of the spokes 211a come into contact with no gaps. As a result, the motor 100 can be accommodated in the space K with the two wall portions 351 of the upper rectangular plate 350 and the spokes 211a of the electromagnetic steel plate 211 in close contact with each other.
  • the upper rectangular plate 350 accommodates and covers the spokes 211a of the electromagnetic steel plates 211 in the stator core 210. Furthermore, the upper rectangular plate 350 and the spokes 211a are closely integrated, preventing the position of the upper plate 310 relative to the stator core 210 from shifting in the circumferential and radial directions.
  • the lower rectangular plate 370 also accommodates the spokes 217a of the electromagnetic steel plates 217 in the stator core 210, completely covering them. Furthermore, the lower rectangular plate and the spokes 217a are tightly integrated, preventing the position of the lower plate 360 relative to the stator core 210 from shifting in the circumferential and radial directions.
  • the side surfaces 253c of the side portions 253 of the spokes 250 of the stator core 210 are exposed from the upper plate 310 and the lower plate 360 of the insulator 300, and the upper end surfaces 251a (FIG. 4) of the spokes 250 are covered by the upper rectangular plate 350 of the upper plate 310, while the lower end surfaces 252b (FIG. 4) of the spokes 250 are covered by the lower rectangular plate 370 of the lower plate 360.
  • the width w1 ( Figure 9) of the upper rectangular plate 350 of the upper plate 310 and the lower rectangular plate 370 of the lower plate 360 is larger than the circumferential width w2 of the side surfaces 213at (side surfaces 253c of the side portions 253) of the multiple electromagnetic steel plates 213 that mainly constitute the spokes 250 of the stator core 210, and is formed to a size that extends approximately 0.1 mm beyond each of the two side surfaces 213at.
  • side surface 213at (side surface 253c of side portion 253 of spoke 250) of electromagnetic steel plate 213 constituting spoke 250 is exposed to insulator 300, so the number of turns of conducting wire 401 of coil 400 wound around spoke 250, or the space (area) occupied by the coil formed after winding, can be increased by the amount of the thickness of insulator 300 compared to conventional methods, thereby improving motor output.
  • the upper rectangular plate 350 of the upper plate 310 is a flat plate with a flat upper end surface, and the wall portion 351 and this upper end surface form a roughly right-angled corner, but the conductor wire 401 of the coil 400 does not bend 90 degrees along the corner, but is wound in a curved state around the corner.
  • a gap S ( Figure 10) is reliably formed between the conductor 401 of the coil 400 and the side surface 213at (side surface 253c of the side portion 253 of the spoke 250) of the electromagnetic steel plate 213 that constitutes the spoke 250, thereby preventing a short circuit between the conductor 401 and the side surface 253c of the spoke 250.
  • the flat upper rectangular plate 350 is preferably as thin as possible to maximize the space occupied by the coil 400 formed later, but it also has sufficient bending rigidity to prevent warping of the upper end surfaces 251a of the spokes 250.
  • the upper rectangular plate 350 remains in close contact with the upper end surfaces 251a of the spokes 250, preventing the space occupied by the coils 400 formed later from being reduced, thereby improving motor output.
  • the circumferential width w3 of the spokes 211a of the electromagnetic steel plates 211 of the stator core 210 and the circumferential width w5 of the spokes 217a of the electromagnetic steel plates 217 are smaller (narrower (thinner)) than the circumferential width w2 of the other electromagnetic steel plates 213.
  • the motor 100 can expand the space occupied by the coils 400, improving motor output.
  • the wall portion 351 of the upper rectangular plate 350 and the wall portion 371 of the lower rectangular plate 370 cover the spokes 211a of the electromagnetic steel plate 211, which is the first end of the stator core 210, and the spokes 217a of the electromagnetic steel plate 217, which is the second end.
  • the wall 351 of the upper rectangular plate 350 and the wall 371 of the lower rectangular plate 370 make it easier for the conductor 401 to remain parallel to the side surfaces 213at (side surfaces 253c of the side portions 253 of the spokes 250) of the multiple electromagnetic steel plates 213, thereby further reducing the occurrence of short circuits in the conductor 401.
  • a motor 500 according to the second embodiment has a basic structure in common with the motor 100 according to the first embodiment, and the following description will focus on the differences.
  • Figure 11 is a partially enlarged perspective view showing the configuration of an insulator 300A according to a second embodiment, which is an example of the present invention.
  • Figure 12 is a partially enlarged perspective view showing a state in which a gap S is formed between the spoke 250 and the conductor 401 when the conductor 401 of the coil 400 is wound around the spoke 250 of the stator core 210 via the upper plate 310A and the lower plate 360A of the insulator 300A according to the second embodiment, which is an example of the present invention.
  • the motor 500 in the second embodiment has an insulator 300A instead of the insulator 300 in the first embodiment.
  • Insulator 300A comprises upper plate 310A and lower plate 360A.
  • upper plate 310A and lower plate 360A have the same shape, so only upper plate 310A will be described and a detailed description of lower plate 360A will be omitted.
  • the upper plate 310A has the same basic structure as the upper plate 310 of the insulator 300 in the first embodiment, and also has two wall portions 351 on both sides of the upper rectangular plate 350A.
  • the side surfaces 351c of the two wall portions 351 of the upper rectangular plate 350A are provided with a plurality of recesses (or protrusions) 351r and a plurality of flat portions 351p.
  • the recesses 351r are aligned in the radial direction.
  • the recesses 351r formed on the side surfaces 351c of the wall portions 351 of the upper rectangular plate 350A have a width sufficient to accommodate the conducting wire 401 of the coil 400.
  • the multiple recesses 351r provided in the wall portion 351 of the upper rectangular plate 350A have a width (circumferential width) and depth (radial width) that can accommodate a portion of the conductor 401 of the coil 400.
  • the recesses 351r in the wall portion 351 may also have a width and depth that can accommodate the entire conductor 401.
  • the multiple recesses 351r are spaced a predetermined distance apart from adjacent recesses 351r in the radial direction.
  • Flat portions (hereinafter referred to as flat portions) 351p serving as convex portions are formed between recesses 351r in the radial direction, and the flat portions 350p have a predetermined width (in this embodiment, the same width as recesses 350r).
  • recesses 351r and flat portions 351p are alternately provided in the radial direction on the side surface 351c of the wall portion 351 of the upper rectangular plate 350A. Note that as long as recesses 351r and flat portions 351p are alternately provided, the area of recesses 351r and the width of flat portions 351p may differ.
  • this flat portion 351p can be considered a convex portion relative to the recessed portion 351r. Therefore, the side surface of the upper rectangular plate 350A has multiple convex portions 351p aligned radially relative to the recessed portion 351r of the wall portion 351.
  • recesses 351r and 351r are formed so that they face each other back to back in the circumferential direction or in an oblique direction (a direction having radial and circumferential components), and flat portions 351p and 351p are formed so that they face each other back to back in the circumferential direction.
  • the lower plate 360A similar to the upper plate 310A, recesses 350r and 350r are formed so that they face each other back to back in the circumferential or oblique direction (a direction having a radial component and a circumferential component), and flat portions 350p and 350p are formed so that they face each other back to back in the circumferential direction.
  • the lower rectangular plate 370A also has two wall portions 371.
  • the lower rectangular plate 370A has multiple recesses 371r and multiple flat portions 371p on the side surface 371c of the wall portion 371.
  • the multiple recesses 371r and flat portions 371p provided on the wall portion 371 of the lower rectangular plate 370A are identical to the multiple recesses 351r and flat portions 351p provided on the wall portion 351 of the upper rectangular plate 350A.
  • the multiple recesses 371r and multiple flat portions 371p on the lower rectangular plate 370A are arranged to face the multiple recesses 351r and multiple flat portions 351p on the upper rectangular plate 350A in the direction of the rotation axis X or in an oblique direction (a direction having radial and circumferential components).
  • motor 500 uses upper plate 310A and upper plate 310B of insulator 300A, allowing for a greater number of turns of wire 401 in coil 400 or a larger space (area) occupied by the coil, thereby improving motor output.
  • the conductor wire 401 of the coil 400 is wound while being housed in the recess 351r provided in the wall portion 351 of the upper rectangular plate 350A and the recess 371r provided in the wall portion 371 of the lower rectangular plate 370A.
  • the width w1 of the upper rectangular plate 350A and the lower rectangular plate 370A of the motor 500 is formed to be larger than the width w2 of the multiple electromagnetic steel plates 213. Therefore, although the conductor 401 comes close to the side surfaces 213at of the multiple electromagnetic steel plates 213 (side surfaces 253c of the side portions 253 of the spokes 250), contact between the conductor 401 and the side surfaces 213at of the electromagnetic steel plates 213 and a short circuit can be avoided.
  • the conductor 401 of the coil 400 is housed in the recess 351r of the upper rectangular plate 350A and the recess 371r of the lower rectangular plate 370A, thereby preventing the attachment position of the conductor 401 of the coil 400 relative to the spoke 250 from shifting radially, and allowing the conductor 401 to be wound efficiently.
  • the upper rectangular plate 350A of the upper plate 310A is a flat plate with a flat upper end surface, and the side surface 351c of the wall portion 351 on which the recess 351r and flat portion 351p are formed forms a roughly right-angled corner with the upper end surface.
  • the conducting wire 401 of the coil 400 does not bend 90 degrees along the corner, but is wound in a curved state at the corner.
  • a gap S is reliably formed between the conductor 401 of the coil 400 and the side surfaces 213at (side surfaces 253c of the side portions 253 of the spokes 250) of the multiple electromagnetic steel plates 213 that make up the majority of the spokes 250, thereby preventing short circuits from occurring between the conductor 401 and the side surfaces 213at of the electromagnetic steel plates 213.
  • the flat upper rectangular plate 350A While it is desirable for the flat upper rectangular plate 350A to be as thin as possible in order to maximize the space occupied by the coil 400 that will be formed later, it also has sufficient bending rigidity to prevent the upper rectangular plate 350A from warping upward (in the direction of arrow a) when attached to the upper end surface 211at of the spoke 250 ( Figures 5 and 6).
  • the upper rectangular plate 350A remains in close contact with the upper end surfaces 211at of the spokes 250, preventing a reduction in the number of turns of the conductor 401 of the coil 400 or the space occupied by the coil, thereby contributing to improved motor output.
  • a motor 600 according to the third embodiment has a basic structure in common with the motor 100 according to the first embodiment, and the following description will focus on the differences.
  • Figure 13 is a partially enlarged perspective view showing the configuration of an insulator 300B according to a third embodiment, which is an example of the present invention.
  • Figure 14 is a perspective view showing a state in which a gap S is formed between the side surface 213at (side surface 253c of side portion 253 of spoke 250) of multiple electromagnetic steel plates 213 that form spoke 250 and the conductor wire 401 when the conductor wire 401 of the coil 400 is wound around the upper rectangular plate 350B of an insulator 300B according to a third embodiment, which is an example of the present invention.
  • the motor 600 in the third embodiment has an insulator 300B instead of the insulator 300 in the first embodiment.
  • Insulator 300B includes upper plate 310B and lower plate 360B.
  • upper plate 310B and lower plate 360B have the same shape, so only upper plate 310B will be described and a detailed description of lower plate 360B will be omitted.
  • the upper plate 310B has the same basic structure as the upper plate 310 of the insulator 300 in the first embodiment and the upper plate 310A of the insulator 300A in the second embodiment.
  • the upper plate 310B has multiple recesses 351r and multiple flat portions 351p formed along the direction of the rotation axis X on the side surfaces 351c of the wall portions 351 on both sides of the upper rectangular plate 350B. These recesses 351r and flat portions 351p are the same as those in the second embodiment.
  • the upper end surface 350Bt on one side (direction of arrow a) of the upper rectangular plate 350B of the upper plate 310B is provided with a plurality of recesses 352r extending in the circumferential direction and a plurality of flat portions 352p. These recesses 352r and flat portions 352p are alternately arranged in the radial direction of the upper end surface 350Bt.
  • the recessed portion 352r and flat portion 352p provided on the upper end surface 350Bt of the upper rectangular plate 350B are formed in a shape that extends linearly in the circumferential direction. However, this is not limited to this, and they may also be formed in a curved shape in the circumferential direction.
  • These recesses 352r have the same width and depth as the recesses 351r formed on the side surface 351c of the wall portion 351 of the upper rectangular plate 350B.
  • These flat portions 352p have the same width as the flat portions 351p formed on the side surface 351c of the wall portion 351 of the upper rectangular plate 350B.
  • widths of recesses 351r, 352r, and flat portions 351p, 352p are larger than the dimensions (diameter) of the conducting wire 401 of coil 400.
  • this is not limited to this, and the widths of recesses 351r, 352r, and flat portions 351p, 352p may be the same as the dimensions (diameter) of the conducting wire 401 of coil 400.
  • the flat portion 352p refers to the upper end surface 350Bt of the upper rectangular plate 350B, and can also be considered to be the convex portion 352p when the concave portion 352r is used as the reference. Therefore, it can also be said that the upper rectangular plate 350B has multiple convex portions 352p formed along the circumferential direction of the upper end surface 350Bt.
  • the multiple recesses 352r and multiple flat portions 352p formed on the upper end surface 350Bt of the upper rectangular plate 350B are arranged so as to connect with the multiple flat portions 351p and recesses 351r formed on the side surface 351c of the wall portion 351.
  • the recess 352r formed on the upper end surface 350Bt of the upper rectangular plate 350B is connected to the flat portion 351p formed on the side surface 351c of the wall portion 351. Furthermore, the flat portion 352p formed on the upper end surface 350Bt of the upper rectangular plate 350B is connected to the recess 351r formed on the side surface 351c of the wall portion 351.
  • the conductive wire 401 can be accommodated in the recess 352r in the upper end surface 350Bt of the upper rectangular plate 350B.
  • the motor 600 of the third embodiment can naturally achieve the same advantages as the motor 100 of the first embodiment and the motor 500 of the second embodiment.
  • a motor 700 according to the fourth embodiment has a basic structure in common with motor 100 according to the first embodiment and motor 500 according to the second embodiment, and the following description will focus on the differences between the two.
  • Figure 15 is a partially enlarged perspective view showing the configuration of insulator 300C according to a fourth embodiment of the present invention.
  • Figure 16 is a partially enlarged cross-sectional view showing the shape of insulator 300C according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the motor 700 of the fourth embodiment has an insulator 300C instead of the insulator 300 of the first embodiment.
  • Insulator 300C includes upper plate 310C and lower plate 360C.
  • upper plate 310C and lower plate 360C have the same shape, so we will only explain upper plate 310C and omit a detailed explanation of lower plate 360C.
  • the upper plate 310C has the same basic structure as the upper plate 310 of the insulator 300 in the first embodiment and the upper plate 310A of the insulator 300A in the second embodiment.
  • the upper rectangular plate 350C of the upper plate 310C extends radially from the upper annular plate 320 toward the outer periphery (in the direction of arrow c).
  • the upper end surface of the upper rectangular plate 350C has a flat side end surface 353v extending from the upper end 353p (in the direction of arrow a) of the two wall portions 351 to the upper end 353g (in the direction of arrow a) in the direction of the rotation axis X, two curved surfaces 353Cs extending in an arc so as to be convex further upward from the end 353g of the side end surface 353v, and a flat surface 353Cf connecting the two curved surfaces 353Cs in the circumferential direction.
  • the side surface 351c of the wall portion 351 and the side end surface 353v form the same surface.
  • the curved surface 353Cs of the upper rectangular plate 350C is curved at an angle that allows the conductor wire 401 of the coil 400 to be easily aligned along the curved surface 353Cs when winding the conductor wire 401.
  • the flat surface 353Cf of the upper rectangular plate 350C is a flat surface that extends in a horizontal direction (circumferential direction) that intersects (is perpendicular to) the direction of the rotation axis X.
  • the upper rectangular plate 350C has two curved surfaces 353Cs smoothly and integrally connected to a flat surface 353Cf, forming an overall curved surface that is convex outward.
  • the ratio of the left curved surface 353Cs to the left half of the flat surface 353Cf is 4:1
  • the ratio of the right curved surface 353Cs to the right half of the flat surface 353Cf is 4:1.
  • the ratio of the two curved surfaces 353Cs to the one flat surface 353Cf is 4:1, and the circumferential length of the two curved surfaces 353Cs is longer than the circumferential length of the flat surface 353Cf.
  • the upper rectangular plate 350C has a semicircular cross section formed by a bottom surface 353Cb, a side end surface 353v, a flat surface 353Cf, and a curved surface 353Cs.
  • the flat surface 353Cf of the upper rectangular plate 350 and the upper end surface of the upper annular plate 320 form the same surface ( Figure 15).
  • the height (thickness) h1 between the flat surface 353Cf and the end 353g of the side end surface 353v of the upper rectangular plate 350C is greater than the height (thickness) h2 between the end 353g of the side end surface 353v of the upper rectangular plate 350C and the end 353p (bottom surface 353Cb) of the wall portion 351.
  • the conductor 401 of coil 400 can be aligned along the curved surface 353Cs of upper rectangular plate 350C, eliminating the need to apply a load to the conductor 401 of coil 400 that would cause it to bend at a steep angle.
  • the conductor 401 is wound as close as possible to the spokes 250 without coming into contact with the side surfaces 213at (side surfaces 253c of the side portions 253 of the spokes 250) of the multiple electromagnetic steel plates 213 that make up the majority of the spokes 250, thereby increasing the number of turns of the conductor 401 and improving the motor output.
  • the motor 700 has a recess 351r and a flat portion 351p on the side surface 351c of the wall portion 351 of the upper rectangular plate 350C. This allows the motor 700 to gently curve the conductor 401 of the coil 400 along the curved surface 353Cs of the upper rectangular plate 350C, and to accommodate the conductor 401 in the recess 351r.
  • the motor 700 is able to avoid contact between the conductor 401 and the side surfaces 213at of the electromagnetic steel plates 213.
  • the conductor 401 of the coil 400 is housed in the recess 351r provided in the wall 351 of the upper rectangular plate 350C and the recess 371r provided in the wall 371 of the lower rectangular plate 370C, thereby preventing the attachment position of the conductor 401 of the coil 400 relative to the spoke 250 from shifting radially, and allowing the conductor 401 to be wound efficiently.
  • the flat upper rectangular plate 350C be as thin as possible to maximize the space occupied by the coil 400 formed later, but it also has sufficient rigidity to prevent the upper rectangular plate 350C from warping upward (in the direction of arrow a) when attached to the spokes 211a of the electromagnetic steel plates 211 of the spokes 250.
  • the upper rectangular plate 350C remains in close contact with the upper end surfaces 251a of the spokes 250, preventing a reduction in the number of turns of the conductor 401 of the coil 400 or the space occupied by the coil, thereby improving motor output.
  • the wall portion 351 of the upper rectangular plate 350C is formed with a recess 351r and a flat portion 351p, but this is not limited to this, and the wall portion 351 may have a flat surface without forming the recess 351r and the flat portion 351p.
  • the present invention is not limited to this, and the upper rectangular plate 350B may be arranged so that the recess 352r formed on the top end surface 350Bt is connected to the recess 351r formed on the side surface 351c of the wall portion 351, and the flat portion 352p formed on the top end surface 350Bt is connected to the flat portion 351p formed on the side surface 351c of the wall portion 351.
  • the upper rectangular plate 350C is described as having a curved surface with a semicircular cross section that is formed as a whole by the curved surfaces 353Cs and the flat surface 353Cf that connects both curved surfaces 353Cs.
  • the present invention is not limited to this, and the curved surface may be formed by connecting only two curved surfaces 353Cs to each other, or the end portions 353g of the side end surfaces 353v of the two wall portions 351 in a semicircular shape to form a curved surface as a whole.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)

Abstract

コイルの巻回空間を広げてモータの出力を向上させる。 ステータ(200)は、磁性体(210)とインシュレータ(300)とコイル(400)とを備え、磁性体(210)は、磁極部(230)と、リング(220)と、磁極部(230)とリングとを繋ぐスポーク(250)とを備え、スポーク(250)は、回転軸X方向における端部(211a)および側部(253)を備え、インシュレータ(300)は、スポーク(250)の端部を覆うプレート(350)とを備え、周方向において、プレート(350)の幅(w1)は、スポーク(250)の幅(w2)よりも大きく、コイル(400)の導線(401)はスポーク(250)に巻き回されており、スポーク(250)の側部(253)は導線(401)と対向しており、周方向において、スポーク(250)の端部(211a)は、スポーク(250)の他の部分(213a)の幅(w3)よりも小さく、プレート(350)はスポーク(250)の端部(211a)と嵌合している。

Description

ステータおよびモータ
 本発明は、ステータおよびモータに関する。
 従来、モータを構成するステータにおいては、所定のピッチで間欠配置されたティースに対しインシュレータを介してコイルを巻回しているが、駆動電流によりコイルの熱をモータの外部に放出することが求められている。
 このためモータでは、ティースの上部および下部を上角カバーおよび下角カバーによって覆い、ティースと上角カバーおよび下角カバーとの間に樹脂部を介在させることにより、コイルの導線からティースへの熱伝達経路を確保し、モータの熱を効率良く放熱するものが提案されている(例えば、特許文献1を参照)。
特開2013-66314号公報
 しかしながら、特許文献1のモータにおいては、コイルの導線の周りを樹脂部および上角カバーおよび下角カバーによって覆うため、コイルの導線を巻回する巻回空間が狭められてしまい、モータの出力を向上させる場合には適さない。
 そこで本発明においては、コイルの導線を巻回す空間を広げられるステータ、および、そのステータを用いたモータを提供することを課題の一例とする。
 本発明のステータは、磁性体と、前記磁性体を覆うインシュレータと、コイルと、を備え、前記磁性体は、磁極部と、リングと、前記磁極部と前記リングとを繋ぐスポークとを備え、前記スポークは、回転軸方向における端部および側部を備え、前記インシュレータは、前記スポークの前記端部を覆うプレートと、を備え、周方向において、前記プレートの幅は、前記スポークの幅よりも大きく、前記コイルを形成する導線は、前記プレートを介して、前記スポークに巻き回されており、前記スポークの側部は、前記導線と対向しており、周方向において、前記スポークの端部は、当該スポークの他の部分よりもの幅よりも小さく、前記プレートは、前記スポークの端部と嵌合している。
本発明の一例である第1の実施の形態にかかるステータを備えたモータの全体構成を示す縦断面図である。 本発明の一例である第1の実施の形態にかかるステータコアにインシュレータが取り付けられた状態(コイルの導線は巻回されていない)を示す斜視図である。 本発明の一例である第1の実施の形態にかかるステータコアおよびインシュレータの構成を示す分解斜視図である。 本発明の一例である第1の実施の形態にかかるステータコアを斜め上側から見た場合の全体構成を示す斜視図である。 本発明の一例である第1の実施の形態にかかるステータコアの構成を示す部分拡大斜視図である。 本発明の一例である第1の実施の形態にかかるステータコアのスポークの構成を示す部分拡大斜視図である。 本発明の一例である第1の実施の形態にかかるインシュレータの上側プレートを斜め上側から見た場合の全体構成を示す斜視図である。 本発明の一例である第1の実施の形態にかかるインシュレータの上側プレートを上下反転した場合の全体構成を示す斜視図である。 本発明の一例である第1の実施の形態にかかるインシュレータの上側プレートがステータコアに取り付けられた状態を示す部分拡大斜視図である。 本発明の一例である第1の実施の形態にかかるインシュレータの上側プレートおよび下側プレートを介してステータコアのスポークにコイルの導線が巻回されたときの当該スポークと導線との間に隙間が形成されている状態を示す部分拡大斜視図である。 本発明の一例である第2の実施の形態にかかるインシュレータの構成を示す部分拡大斜視図である。 本発明の一例である第2の実施の形態にかかるインシュレータの上側プレートおよび下側プレートを介してステータコアのスポークにコイルの導線が巻回されたときの当該スポークと導線との間に隙間が形成されている状態を示す部分拡大斜視図である。 本発明の一例である第3の実施の形態にかかるインシュレータの構成を示す部分拡大斜視図である。 本発明の一例である第3の実施の形態にかかるインシュレータの形状およびコイルの導線が巻回された状態を示す部分拡大斜視図である。 本発明の一例である第4の実施の形態にかかるインシュレータの形状を示す部分拡大斜視図である。 本発明の一例である第4の実施の形態にかかるインシュレータの形状を示す部分拡大断面図である。
 <実施の形態>
 以下、本発明の一例である第1の実施の形態乃至第4の実施の形態について図面を参照しながら順番に説明する。
 図1は、本発明の一例である第1の実施の形態にかかるステータ200を備えたモータ100の全体構成を示す縦断面図である。図2は、本発明の一例である第1の実施の形態にかかるステータコア210にインシュレータ300が取り付けられた状態(コイル400の導線401は巻回されていない)を示す斜視図である。図3は、本発明の一例である第1の実施の形態にかかるステータコア210およびインシュレータ300の構成を示す分解斜視図である。
 図4は、本発明の一例である第1の実施の形態にかかるステータコア210を斜め上側から見た場合の全体構成を示す斜視図である。図5は、本発明の一例である第1の実施の形態にかかるステータコア210の構成を示す部分拡大斜視図である。図6は、本発明の一例である第1の実施の形態にかかるステータコア210のスポーク211aの構成を示す部分拡大斜視図である。
 図7は、本発明の一例である第1の実施の形態にかかるインシュレータ300の上側プレート310を斜め上側から見た場合の全体構成を示す斜視図である。図8は、本発明の一例である第1の実施の形態にかかるインシュレータ300の上側プレート310を上下反転した場合の全体構成を示す斜視図である。図9は、本発明の一例である第1の実施の形態にかかるインシュレータ300の上側プレート310がステータコア210に取り付けられた状態を示す部分拡大斜視図である。
 図10は、本発明の一例である第1の実施の形態にかかるインシュレータ300の上側プレート310および下側プレート360を介してステータコア210のスポーク250にコイル400の導線401が巻回されたときの当該スポーク250と導線401との間に隙間Sが形成されている状態を示す部分拡大斜視図である。
 なお、本発明の第1乃至第4の実施の形態の説明において、説明の便宜上、回転軸Xに沿った矢印a方向を上側または一方側とする。回転軸Xに沿った矢印b方向を下側または他方側とする。ここで、矢印ab方向を上下方向または回転軸X方向と称する。ただし、上側および下側は、鉛直方向の上側、下側とは必ずしも一致しない。また、矢印cd方向を径方向と称し、回転軸Xから離れる矢印c方向を外周側または径方向一方側、回転軸Xに近づく矢印d方向を内周側または径方向他方側と称する。さらに、回転軸Xの周りに回転する方向を周方向と称する。
 <第1の実施の形態>
 図1に示すように、本発明の第1の実施の形態にかかるモータ100は、全体的に円筒形状を有しており、アウターロータ型の3相のブラシレスDCモータである。なお、モータ100は、3相のブラシレスDCモータに限るものではなく、例えば三相ブラシレスDCモータ等、その他のモータであってもよい。
 モータ100は、ベース110、シャフト130、軸受装置150、ロータ170、および、ステータ200を有している。
 <ベース>
 モータ100のベース110は、略円盤形状のプレート111と、プレート111の径方向外側(矢印c方向)の端部から上側(矢印a方向)へ所定の長さだけ延在する円筒形状の外周部(以下、外周壁と呼称する)112と、プレート111の径方向他方側である径方向内側(矢印d方向)の端部から上側(矢印a方向)へ所定の長さだけ突出する円筒形状の内周部(以下、内周壁と呼称する)113とを備える。
 ベース110の内周壁113および外周壁112の間には、径方向においてプレート111を挟んで配置されており、軸方向において、内周壁113の端部は外周壁112の端部よりも回転軸X方向に長く(高く)形成されている。また、内周壁113は、上側(矢印a方向)の端面(以下、これを「上端面」と呼ぶ)を有し、その上端面には基板(以下、回路基板と呼称する)190の内周部が接着等により固定され、回路基板190の内周部と外周部との間の中間部がインシュレータ300に固定されている。
 なお、回路基板190は、薄板状の円環状の形状を有する部材で形成されている。回路基板190には、モータ100のロータ170を駆動させる制御回路(図示せず)を構成する1又は複数の電子部品が設けられ、1又は複数の電子部品に電気接続された1又は複数の配線が形成されている。1又は複数の配線は、単層又は複数の配線層として回路基板190に形成され、回路基板190はいわゆるプリント配線基板となっている。
 <シャフト>
 シャフト130は、軸受装置150における上側の軸受151、および、下側の軸受153によって回転可能に支持されている。シャフト130は、その上側(矢印a方向)の端部がロータの磁性体(以下、ロータヨークと呼称する)171の内周部174に圧入または接着等によって固定されている。
 <軸受装置>
 軸受装置150は、上側の軸受151、下側の軸受153、および、スリーブ155で形成されている。上側の軸受151、および、下側の軸受153は、例えばボールベアリングである。なお、軸受151および軸受153は、ボールベアリングに限られず、例えばスリーブベアリング等、その他種々の軸受であってもよい。
 因みに、軸受装置150における軸受151の上側の端部とロータヨーク171の部分である円盤部173との間には、軸受151に対して予圧を与える弾性部材としてのコイルバネspが配置されている。
 軸受装置150のスリーブ155は、金属により形成されており、円筒状の形状を有している。スリーブ155は、ベース110の内周壁113の内周面(径方向内側の面)に圧入または接着等により固定されている。なお、スリーブ155は、内周壁113にインサートした状態でベース110と一体に形成されてもよい。
 上側の軸受151は、シャフト130の上側(矢印a方向)に配置され、シャフト130の上側(矢印a方向)の部分をスリーブ155に対して回転可能に支持する。下側の軸受153は、シャフト130の下側(矢印b方向)に配置され、シャフト130の下側(矢印b方向)の部分をスリーブ155に対して回転可能に支持する。これにより、シャフト130は、2つの軸受151および軸受153を介してスリーブ155に対して回転可能に支持される。
 <ロータ>
 ロータ170は、シャフト130の上側(矢印a方向)の端部に固定されている。ロータ170は、ロータヨーク171およびマグネット175を有する。ロータヨーク171は、外周側に設けられた外周部172、中央に設けられた円盤部173、および、内周側に設けられた内周部174を有する。
 ロータヨーク171の外周部172は、シャフト130と同軸上に配置された軟磁性体によって形成された円筒状の部分である。ロータヨーク171の外周部172の内周面(径方向内側の面)には、外周部172と同軸上に環状のマグネット175が固定されている。外周部172は、マグネット175の磁界の漏れを防ぐ部分として機能する。
 ロータヨーク171の円盤部173は、外周部172の上側の端部から径方向内側(矢印d方向)のシャフト130に向かって延び、外周部172の上側(矢印a方向)を閉塞する略円盤状の部分である。
 ロータヨーク171の内周部174は、円盤部173の径方向内側(矢印d方向)の端部から軸受151に向かって所定の長さだけ延在する円筒状の部分である。径方向において、ロータヨーク171の内周部174の寸法(内径)はシャフト130の寸法(外径)よりも僅かに小さく形成されている。回転軸方向Xにおいて、ロータヨーク171の内周部174の長さは、ロータヨーク171の外周部172の長さよりも小さく、軸受151に対してシャフト130の上側の端部側に配置されている。
 ロータヨーク171の内周部174の内周面(径方向内側の面)にはシャフト130の上側(矢印a方向)の端部が圧入され、ロータヨーク171とシャフト130とが固定される。
 <ステータ>
 ステータ200は、軸受装置150におけるスリーブ155の外周面(径方向外側の面)に固定されている。ステータ200は、例えば12スロットを有する構造であり、ステータコア210、インシュレータ300、および、コイル400を有している。
 図2および図3に示すように、ステータ200においては、ステータコア210にインシュレータ300が取り付けられているが、ステータコア210の全周を覆うように取り付けられていない。なお、図2および図3では、見易さの点からコイル400については図示していない。
 具体的には、ステータ200では、ステータコア210の上側にインシュレータ300の上側プレート310が取り付けられ、ステータコア210の下側にインシュレータ300の下側プレート360が取り付けられている。
 <ステータコア>
 図4に示すように、磁性体としてのステータコア210は、軟磁性体で形成された複数の電磁鋼板の積層体によって形成されている。ただし、ステータコア210は、これに限るものではなく、ステータコア210は、例えば、圧縮成形等によって成形されていてもよい。また、磁性体としてのステータコア210(複数の電磁鋼板)はワニスなどの樹脂や無機物などの絶縁被膜で覆われていても構わない。
 ステータコア210は、リング220と、磁極部230と、リング220から外周側(矢印c方向)に向かって放射状に延びてリング220と磁極部230とを繋ぐスポーク250とを有している。なお、スポーク250と磁極部230とで、いわゆるティースが形成されている。 
 ステータコア210は、リング220、磁極部230、および、スポーク250が一体に形成されている。ただし、説明の便宜上、ステータコア210については、リング220、磁極部230、スポーク250の部分に分けて説明する。
 <リング>
 ステータコア210のリング220は、内周側(矢印d方向)に設けられており、上側(矢印a方向)の円環状の上端面220a、および、下側(矢印b方向)の下端面220bを有している。
 リング220の上端面220aは、積層された複数の電磁鋼板のうち一番上に配置された電磁鋼板の上側の面の一部であり、回転軸X方向とは直交する水平方向に沿った平坦な面である。リング220の下端面220bは、積層された複数の電磁鋼板のうち一番下に配置された電磁鋼板の下側の面の一部であり、回転軸X方向とは直交する水平方向に沿った平坦な面である。したがって、上端面220aおよび下端面220bは、互いに平行である。
 このリング220の内周面220iはスリーブ155(図1)の外周面に密着して固定されている。図3および図4に示すように、リング220の外周面220gから外周側(矢印c方向)に向かって複数のスポーク250が放射状に延びている。
 <磁極部>
 ステータコア210の磁極部230は、径方向において、スポーク250の先端である外周側(矢印c方向)に設けられており、ステータコア210のリング220とは反対側の外周側(矢印c方向)の端部に配置された部分である。
 磁極部230は、スポーク250の先端に一体に形成されており、周方向において時計回り方向および反時計回り方向に向かってそれぞれ突出した部分を有している。周方向において、磁極部230における隣り合う2つの突出した部分の間隔は、隣り合うスポーク250同士の間隔よりも狭くなっている。
 なお、磁極部230は、時計回り方向および反時計回り方向に突出した部分における上側(矢印a方向)の上端面230a、下側(矢印b方向)の下端面230b、外周面230g、および、内側面230iを有している。
 磁極部230の上端面230aは、積層された複数の電磁鋼板のうち一番上に配置された電磁鋼板の上側の面の一部であり、回転軸X方向とは直交する水平方向に沿った平坦な面である。磁極部230の下端面230bは、積層された複数の電磁鋼板のうち一番下に配置された電磁鋼板の下側の面の一部であり、回転軸X方向とは直交する水平方向に沿った平坦な面である。したがって、上端面230aおよび下端面230bは、互いに平行である。
 磁極部230の外周面230gは、マグネット175の内周面に沿って湾曲した面であり、径方向において、外周面230gとマグネット175の内周面との間には、所定の隙間(磁気ギャップ)が形成されている。
 磁極部230の内側面230iは、外周面230gの両側端部からスポーク250に向かうと共にリング220の外周面220gに向かって近づくように傾斜しており、スポーク250における側部253の側面253cまで延びている。
 <スポーク>
 スポーク250は、リング220の外周面220gから外周側(矢印c方向)にある磁極部230に向かって放射状に延び、リング220と磁極部230とを繋ぐ部分である。
 スポーク250は、回転軸X方向に延び、平面視長方形の直方体形状を有している。ただし、これに限るものではなく、スポーク250は、例えば、リング220から磁極部230に向かって次第に細くなる平面視台形の先細形状を有していてもよい。
 スポーク250は、上端面251aを有する端部としての第1の端部251、下端面252bを有する端部としての第2の端部252、および、第1の端部251と第2の端部252との間の側面253cを有する側部253を備えている。スポーク250の側部253における2つの側面253c同士は、互いに背向している。
 図5では、ステータコア210のスポーク250および磁極部230を主に示し、図6では、ステータコア210の磁極部230については図示せず、スポーク250だけを主に残して図示している。
 スポーク250における第1の端部251(図4)は、ステータコア210を構成する積層された複数の電磁鋼板のうち、回転軸X方向における一方(矢印a方向)の端部に配置された1枚の電磁鋼板211のスポーク211aである。
 したがって、スポーク250における第1の端部251(図4)の上端面251aは、ステータコア210の一部を構成する1枚の電磁鋼板211のスポーク211aの上端面211atを意味し、回転軸X方向とは交差(直交)する水平方向に沿った平坦な面である。スポーク211aの上端面211atは、リング220の上端面220aおよび磁極部230の上端面230aと面一に繋がっている。
 同様に、スポーク250における第2の端部252(図4)は、ステータコア210を構成するために積層された複数の電磁鋼板のうち、回転軸X方向における他方(矢印b方向)の端部に配置された1枚の電磁鋼板217のスポーク217aである。
 したがって、スポーク250における第2の端部252(図4)の下端面252bは、ステータコア210を構成する一部の電磁鋼板217のスポーク217aの下端面217atを意味し、回転軸X方向とは交差(直交)する水平方向に沿った平坦な面である。スポーク217aの下端面217atは、リング220の下端面220bおよび磁極部230の下端面230bと面一に繋がっている。
 スポーク250における第1の端部251の上端面251a(電磁鋼板211のスポーク211aの上端面211at)、および、スポーク250における第2の端部252の下端面252b(電磁鋼板217のスポーク217aの下端面217at)は、互いに平行である。
 なお、この場合、スポーク250における側部253の側面253cは、最も上側に配置された電磁鋼板211と、最も下側に配置された電磁鋼板217との間に挟まれた複数の電磁鋼板213のスポーク213aの側面213atの集合体を意味する。
 したがって、スポーク250における側部253の側面253cは、複数の電磁鋼板213におけるスポーク213aの側面213atの集合体であり、それぞれの側面213atは互いに面一であって全体として回転軸X方向に沿った平坦な面となっている。
 したがって、スポーク250の側部253における2つの側面253c(複数の電磁鋼板213における複数の側面213at)は互いに平行である。但し、これに限るものではなく、スポーク250における側部253の側面253cは、インシュレータ300に対して露出しているので、側面253cが完全に面一でなくてもよい。
 このようにスポーク250における側部253の側面253c(複数の電磁鋼板213における複数の側面213at)は、後述するインシュレータ300の上側プレート310および下側プレート360によって露出した部分であるが(図2)、コイル400の導線401がスポーク250の側面253cに所定の間隙だけ曲面対向しており、スポーク250の側面253cに対して非接触な状態で巻回されている。
 図6に示すように、ステータコア210を構成する複数の電磁鋼板のうち、最も上側に配置された電磁鋼板211のスポーク211aの幅w3、および、最も下側に配置された電磁鋼板217のスポーク217aの幅w5は、周方向において、2つの電磁鋼板211および電磁鋼板217との間にある他の複数の電磁鋼板213のスポーク213aにおける側面213atの幅w2よりも小さく(細く)形成されている。
 つまり、最も上側に配置された電磁鋼板211のスポーク211a、および、最も下側に配置された電磁鋼板217のスポーク217aが、周方向において、他の複数の電磁鋼板213のスポーク213aよりも狭く形成されている。
 電磁鋼板211のスポーク211aは、上側(矢印a方向)の上端面211at、および、その上端面211atの両側端部から上端面211atとは直交する下側(矢印b方向)へそれぞれ延びる側面211asを有している。2つの側面211asは、同一の大きさ、および、同一形状を有しており、互いに平行かつ背向している。
 同様に、電磁鋼板217のスポーク217aは、下側(矢印b方向)の下端面217at、および、その下端面217atの両側端部から下端面217atとは直交する上側(矢印a方向)へそれぞれ延びる側面217asを有している。2つの側面217asは、同一の大きさ、および、同一形状を有しており、互いに平行かつ背向している。
 電磁鋼板211のスポーク211aと、電磁鋼板217のスポーク217aとは、その大きさおよび形状において同一である。したがって、上述した電磁鋼板211のスポーク211aの幅w3、および、電磁鋼板217のスポーク217aの幅w5は同じである。
 <コイル>
 コイル400(図1および図10)は、インシュレータ300の上側プレート310および下側プレート360を介してステータコア210のスポーク250に巻回される導線401で形成されている。
 コイル400の導線401は、スポーク250の内周側(矢印d方向)の巻き始め位置(図示せず)から巻き始められ、外周側(矢印c方向)へ向かい、再度内周側(矢印d方向)に戻った後、隣のスポーク250に巻回される。
 この場合、コイル400の導線401は、インシュレータ300における上側プレート310および下側プレート360によってスポーク250の側面253c(複数の電磁鋼板213における側面213at)と対向するが非接触である。
 <インシュレータ>
 次に、ステータ200におけるインシュレータ300の構成について説明する。図3に示すように、インシュレータ300は、ステータコア210の上側(矢印a方向)に取り付けられる第1のプレートとしての上側プレート310、および、当該ステータコア210の下側(矢印b方向)に取り付けられる第2のプレートとしての下側プレート360を有している。
 インシュレータ300の上側プレート310および下側プレート360の間には、上下方向(矢印ab方向)において、ステータコア210のリング220、磁極部230、および、スポーク250が配置されている。これら上側プレート310および下側プレート360は同一形状を有しているため、ここでは便宜上、上側プレート310について説明し、下側プレート360の詳細な説明については省略する。
 <上側プレート>
 図7および図8に示すように、上側プレート310は、ステータコア210におけるリング220の上端面220aを上側(矢印a方向)から覆う環状の部分(以下、これを「上側環状プレート」と言う)320、スポーク250の上端面251aを上側(矢印a方向)から覆う部分(以下、これを「上側矩形状プレート」と言う)350、および、磁極部230の上端面230aを上側(矢印a方向)から覆う部分(以下、これを「上側先端プレート」と言う)330を有している。
 下側プレート360も(図3)、上側プレート310と同様の形状を備え、ステータコア210におけるリング220の下端面220bを下側(矢印b方向)から覆う環状の部分(以下、これを下側環状プレートと呼称する)380、スポーク250の第2の端部252における下端面252b(図4)を下側(矢印b方向)から覆う部分(以下、これを下側矩形状プレートと呼称する)370、磁極部230の下端面230b(図4)を下側(矢印b方向)から覆う部分(以下、これを下側先端プレートと呼称する)390を有している。
 上側プレート310における上側環状プレート320、上側矩形状プレート350、および、上側先端プレート330は一体に形成されている。ただし、これに限るものではなく、上側環状プレート320、上側矩形状プレート350、および、上側先端プレート330が別々の部材に形成されており、それぞれ個別にステータコア210に取り付けられてもよい。同様に、下側プレート360における下側環状プレート380、下側矩形状プレート370、および、下側先端プレート390は一体に形成されている。ただし、これに限るものではなく、下側環状プレート380、下側矩形状プレート370、および、下側先端プレート390が別々の部材で形成されており、それぞれ個別にステータコア210に取り付けられてもよい。
 <上側環状プレート>
 上側プレート310における上側環状プレート320は、平坦な円環状の板状部材で形成されたリング状の平板であり、ステータコア210におけるリング220の上端面220aに接触した状態で接着等により固定される部分である。この上側環状プレート320に対して、コイル400の導線401を巻回する巻数を多く、または、導線401を巻回す空間を大きくするためになるべく薄いことが望まれている。
 上側環状プレート320の内周部の寸法(内径)は、ステータコア210のリング220の内周部の寸法(内径)よりも大きい。すなわち、この場合、上側環状プレート320は、リング220の上端面220aの内周側の部分が露出している(図2)。ただし、これに限るものではなく、上側環状プレート320の内周部の寸法(内径)がステータコア210のリング220の内周部の寸法(内径)と同じ、もしくは、それよりも小さくてもよい。
 上側環状プレート320の外周部の寸法(外径)は、ステータコア210のリング220の外周部の寸法(外径)よりも僅かに大きい。例えば、上側環状プレート320の外径は、ステータコア210のリング220の外周部の寸法(外径)よりも所定の大きさだけ(例えば0.1mm乃至0.15mm程度)大きく形成されている。
 すなわち、この場合、上側環状プレート320は、リング220の外周面220g(図2および図4)よりも外周側へ0.1mm乃至0.15mm程度だけ僅かに突出している。これは、径方向において、コイル400の導線401がリング220の外周面220gに対して所定の間隙を空けて配置されており、リング220の外周面220gに対して接触することを回避するためである。
 <上側矩形状プレート>
 上側プレート310における上側矩形状プレート350は、ステータコア210におけるスポーク250の上端面251aに対して接触した状態で接着剤等により取り付けられる部分である。上側矩形状プレート350の径方向における長さは、スポーク250の径方向における長さと同じである。
 なお、上側矩形状プレート350は、所定の曲げ剛性を備えている。上側矩形状プレート350が所定の曲げ剛性を備えることで、スポーク250の上端面251a(電磁鋼板211のスポーク211aの上端面211at)に取り付けられた後に、上側矩形状プレート350が上側(矢印a方向)に反ることを抑止でき、上側矩形状プレート350全体がスポーク250の上端面251a全体に密着している。
 また、図7および図8に示すように、上側矩形状プレート350には、周方向における両側端部から回転軸X方向に延びた壁部351が設けられている。壁部351は、側面視において長方形状を有し、回転軸方向Xにおいて、ステータコア210を形成している電磁鋼板211のスポーク211aおよび電磁鋼板217のスポーク217aの1枚分の厚さに相当する高さを有している。
 径方向において、上側矩形状プレート350における2つの壁部351の内面間の長さは、電磁鋼板211のスポーク211aおよび電磁鋼板217のスポーク217aの径方向における長さと同じである。
 また、上側矩形状プレート350における2つの壁部351は、互いに同じ高さであり、かつ、同じ厚さを有し、両者は互いに平行に形成されている。2つの壁部351の内側において、電磁鋼板211のスポーク211aおよび電磁鋼板217のスポーク217aが2つの壁部351の内面と嵌合し、スポーク211aおよびスポーク217aを収容する空間(収容部)Kを有している。
 上側矩形状プレート350における2つの壁部351間の距離d1(図8)は、電磁鋼板211のスポーク211aの幅w3(図6)および電磁鋼板217のスポーク217aの幅w5(図6)と同じである。
 ただし、これに限るものではなく、2つの壁部351間の距離d1がスポーク211aの幅w3およびスポーク217aの幅w5より僅かに大きくてもよく、または、僅かに小さくてもよく、スポーク211aおよびスポーク217aを収容できる程度の距離を備えていれば構わない。
 すなわち、上側矩形状プレート350における2つの壁部351によってスポーク211aおよびスポーク217aを収容できれば、中間ばめ、しまりばめ、または、すきまばめの何れであってもよい。
 下側プレート360(図3)は、上述した上側プレート310の上側矩形状プレート350と同じ構造からなる下側矩形状プレート370(図3)を有している。したがって下側矩形状プレート370は、上側矩形状プレート350の壁部351と同一構造の壁部371(図9)を有している。
 図9に示すように、周方向において、壁部351を含んだ上側矩形状プレート350の幅w1は、スポーク250の側部253を構成する複数の電磁鋼板213のスポーク213aの幅w2(2つの側面213at(側部253の側面253c)間の距離)よりも大きい。なお、図9においても、便宜上、上側先端プレート330を上側矩形状プレート350から切り離した状態を図示している。
 また、より具体的には、周方向において、上側矩形状プレート350の幅w1は、電磁鋼板211のスポーク211aの幅w3(図6)、および、電磁鋼板217のスポーク217aの幅w5(図6)よりも大きい。
 より具体的には、周方向において、上側矩形状プレート350の幅w1は、スポーク250を構成する複数の電磁鋼板213における周方向の幅w2よりも0.2mm程度大きく形成されている。
 すなわち、上側矩形状プレート350は、周方向において、スポーク250の側面213at(側部253の側面253c)から所定の距離だけ(0.1mm)突出している。
 但し、これに限るものではなく、上側矩形状プレート350のスポーク250の側面213at(側部253の側面253c)からの突出量は、コイル400の導線401がスポーク250の側面253cに所定の間隙だけ曲面非接触な状態を維持できればよく、0.1mm以下となってもよい。
 <上側先端プレート>
 図7および図8に示すように、上側プレート310における上側先端プレート330は、径方向において、放射状に広がった平面を有する部分(以下、平面部と呼称する)平面部331と、その平面部331の上に設けられた略直方体形状の突出部333とを有している。
 上側先端プレート330の平面部331は、磁極部230(図4)の上端面230aと同じ形状であり、最外周側の湾曲した面(以下、これを「湾曲した面」と呼ぶ)331gと、湾曲した面331gの両側端部から上側矩形状プレート350に向かって斜めに傾斜した2つの傾斜面331kを有している。
 ここで、平面部331は、ステータコア210における磁極部230の上端面230aと同じ形状を有しているが、上端面230aよりも僅かに大きく形成されている。
 したがって、上側先端プレート330の平面部331が、磁極部230の上端面230aに接触した状態で接着剤等により固定されたとき、2つの傾斜面331kがステータコア210のリング220の側へ僅かに突出することになる。
 このため、ステータコア210のスポーク250にコイル400の導線401が巻き回された場合に、上側先端プレート330の平面部331における2つの傾斜面331kによりコイル400の導線401と磁極部230の内側面230i(図2乃至図4)とが所定の間隙だけ離れ、互いに接触することを回避できる。ただし、平面部331の湾曲した面331gと磁極部230の外周面230g(図3)とは面一である。
 なお、上側先端プレート330の突出部333は、平面部331の上に一体に形成され、略直方体の形状を備える部分である。突出部333は、ステータコア210のスポーク250に巻き回されたコイル400の導線401の巻き崩れを防止できる。
 <ステータコアに対するインシュレータの取付手順>
 モータ100において、ステータコア210にインシュレータ300の上側プレート310および下側プレート360を取り付ける場合の取付手順について説明する。
 径方向において、電磁鋼板211のスポーク211aの長さおよび電磁鋼板217のスポーク217aの長さは、上側プレート310の上側矩形状プレート350の長さおよび下側プレート360の下側矩形状プレート370の長さと等しい。
 したがってモータ100では、2つの壁部351の空間Kに電磁鋼板211のスポーク211aが収容され、ステータコア210に対して上側プレート310は位置決めされて取り付けられる。
 その後、ステータコア210と上側プレート310とを接着剤等により取り付けて固定することにより、当該ステータコア210と上側プレート310とを正確な位置で一体化することができる。
 同様に、モータ100では、下側プレート360の下側矩形状プレート370に形成された2つの壁部371の空間Kに電磁鋼板217のスポーク217aが収容され、ステータコア210に対して下側プレート360は正確に位置決めされて取り付けられる。
 その後、ステータコア210と下側プレート360とを接着剤等により固定することにより、ステータコア210と下側プレート360とを正確な位置で一体化することができる。かくして、モータ100では、ステータコア210に対して上側プレート310および下側プレート360を正確な位置に位置決めした状態で固定することができる。
 また、上側矩形状プレート350における2つの壁部351の高さがステータコア210のうち最も上側に配置された電磁鋼板211のスポーク211aの厚さと同じであるため、2つの壁部351の空間Kに電磁鋼板211のスポーク211aが覆われて収容されることになる。
 このとき、上側矩形状プレート350における2つの壁部351は、最も上側に配置された電磁鋼板211の真下に存在する電磁鋼板213の上端面と接触する。また、電磁鋼板211のスポーク211aの幅w3は、上側矩形状プレート350における2つの壁部351間の距離d1と同じであるため、2つの壁部351における内側の面とスポーク211aの側面211asとが隙間なく接触することになる。これによりモータ100では、上側矩形状プレート350における2つの壁部351と電磁鋼板211のスポーク211aとを密着させた状態で、空間Kに収容することができる。
 したがって、上側矩形状プレート350は、ステータコア210における電磁鋼板211のスポーク211aを覆った状態で収容する。また、上側矩形状プレート350とスポーク211aが密着した状態で一体化し、周方向および径方向においてステータコア210に対する上側プレート310の位置がずれることを防止することができる。
 なお、下側矩形状プレート370においても、ステータコア210における電磁鋼板217のスポーク217aを完全に覆った状態で収容する。また、下側矩形状プレートとスポーク217aが密着した状態で一体化し、周方向および径方向においてステータコア210に対する下側プレート360の位置がずれることを防止することができる。
 以上の構成において、第1の実施の形態におけるモータ100では、図2に示すように、ステータコア210のスポーク250における側部253の側面253cがインシュレータ300の上側プレート310および下側プレート360から露出しており、上側プレート310の上側矩形状プレート350によりスポーク250の上端面251a(図4)を覆うと共に、下側プレート360の下側矩形状プレート370によりスポーク250の下端面252b(図4)を覆っている。
 上側プレート310の上側矩形状プレート350および下側プレート360の下側矩形状プレート370の幅w1(図9)は、ステータコア210のスポーク250を主に構成している複数の電磁鋼板213の側面213at(側部253の側面253c)の周方向における幅w2よりも大きく、その2つの側面213atそれぞれから0.1mm程度はみ出る程度の大きさに形成されている。
 これによりモータ100では、図10に示すように、インシュレータ300の上側プレート310および下側プレート360を介してコイル400の導線401が巻回された場合に、導線401とスポーク250を構成している複数の電磁鋼板213の側面213at(スポーク250の側面253c)との間に隙間Sが形成される。かくしてモータ100は、コイル400の導線401がスポーク250を構成している電磁鋼板213の側面213atと接触することを回避することができる。
 また、モータ100では、スポーク250を構成している電磁鋼板213の側面213at(スポーク250における側部253の側面253c)はインシュレータ300に対して露出しているので、インシュレータ300の厚みの分だけコイル400の導線401をスポーク250に巻回する巻数、または、巻回後に形成されたコイルによって占められる空間(領域)を従来に比して大きくし、モータ出力の向上を図れる。
 上側プレート310の上側矩形状プレート350は平板であって、その上端面が平坦な面であり、壁部351と当該上端面とは略直角の角部を成しているが、コイル400の導線401が角部に沿って90度に折れ曲がることはなく、角部に対して湾曲した状態で巻回される。
 したがって、コイル400の導線401とスポーク250を構成している電磁鋼板213の側面213at(スポーク250における側部253の側面253c)との間には確実に隙間S(図10)が形成されることになり、導線401とスポーク250の側面253cとの短絡(ショート)の発生を回避することができる。
 また、平板の上側矩形状プレート350は、後に形成されたコイル400によって占められる回空間を大きくするためになるべく薄いことが望まれているものの、スポーク250の上端面251aの反りを抑止する程度の曲げ剛性を有している。
 これによりモータ100では、上側矩形状プレート350がスポーク250の上端面251aと密着した状態が維持されるので、後に形成されたコイル400によって占められる空間が減少してしまうことを防止し、モータ出力の向上を図れる。
 さらにモータ100では、ステータコア210の電磁鋼板211におけるスポーク211aの周方向における幅w3、および、電磁鋼板217におけるスポーク217aの周方向における幅w5が他の複数の電磁鋼板213における周方向の幅w2よりも小さく(狭く(細く))形成されている。
 このため、上側プレート310の上側矩形状プレート350および下側プレート360の下側矩形状プレート370において、壁部351および壁部371が複数の電磁鋼板213の側面213atから外側へ突出する突出量を極力小さくすることができる。かくして、モータ100は、コイル400によって占められる空間を拡大し、モータ出力の向上を図れる。
 さらに、インシュレータ300では、上側矩形状プレート350の壁部351および下側矩形状プレート370の壁部371がステータコア210における第1の端部である電磁鋼板211のスポーク211aおよび第2の端部である電磁鋼板217のスポーク217aを覆っている。
 このため、モータ100では、コイル400の導線401が巻回されるとき、上側矩形状プレート350の壁部351および下側矩形状プレート370の壁部371により導線401が複数の電磁鋼板213の側面213at(スポーク250における側部253の側面253c)と平行を維持し易くなるため、導線401の短絡(ショート)の発生を一段と減らすことができる。
 <第2の実施の形態>
 次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態におけるモータ500は、基本的な構造を第1の実施の形態におけるモータ100と共通しており、以下異なる構成を中心に説明する。
 図11は、本発明の一例である第2の実施の形態にかかるインシュレータ300Aの構成を示す部分拡大斜視図である。図12は、本発明の一例である第2の実施の形態にかかるインシュレータ300Aの上側プレート310Aおよび下側プレート360Aを介してステータコア210のスポーク250にコイル400の導線401が巻回されたときの当該スポーク250と導線401との間に隙間Sが形成されている状態を示す部分拡大斜視図である。
 図9との対応部分に同一符号を付した図11に示すように、第2の実施の形態におけるモータ500は、第1の実施の形態におけるインシュレータ300に代えてインシュレータ300Aを有している。
 インシュレータ300Aは、上側プレート310Aおよび下側プレート360Aを備えている。この場合も、上側プレート310Aおよび下側プレート360Aは同一形状を有しているため、上側プレート310Aについて説明し、下側プレート360Aの詳細な説明については省略する。
 上側プレート310Aは、第1の実施の形態におけるインシュレータ300の上側プレート310と基本構造は共通であり、上側矩形状プレート350Aの両側にも2つの壁部351を有している。
 上側矩形状プレート350Aの2つの壁部351の側面351cには、複数の凹部(又は凸部)351r、および、複数の平坦部351pが設けられている。複数の凹部351rは、径方向に並んでいる。また、上側矩形状プレート350Aの壁部351の側面351cに形成された複数の凹部351rは、コイル400の導線401を収容可能な幅を有している。
 上側矩形状プレート350Aの壁部351に設けられた複数の凹部351rは、コイル400の導線401の一部分を収容可能な広さ(周方向における幅)及び深さ(径方向における幅)を有している。ただし、壁部351の凹部351rは、導線401全体を収容できる広さ及び深さであってもよい。
 また、複数の凹部351rは、径方向において、隣り合う凹部351rは所定の距離だけ離れている。径方向において、凹部351rと凹部351rとの間には、凸部としての平坦な部分(以下、平坦部と呼称する)351pが形成されており、平坦部350pは所定の幅(本実施形態では、凹部350rと同じ幅)を備えている。すなわち、上側矩形状プレート350Aの壁部351の側面351cには、径方向において凹部351r、平坦部351pが交互に設けられている。なお、凹部351rおよび平坦部351pが交互に設けられていれば、凹部351rの広さおよび平坦部351pの幅は異なっていてもよい。
 なお、この平坦部351pは、凹部351rを基準として凸部とみなせる。したがって、上側矩形状プレート350Aの側面は、壁部351の凹部351rを基準として、径方向に並んだ複数の凸部351pを有している。
 上側矩形状プレート350Aの2つの壁部351の側面351cにおいて、周方向又は斜めの方向(径方向の成分及び周方向の成分を有する方向)において凹部351rと凹部351rとが互いに背向し、周方向において平坦部351pと平坦部351pとが互いに背向するように形成されている。
 なお、下側プレート360Aにおいても、上側プレート310Aと同様に、周方向又は斜めの方向(径方向の成分及び周方向の成分を有する方向)において凹部350rと凹部350rとが互いに背向し、周方向において平坦部350pと平坦部350pとが互いに背向するように形成されている。また、下側矩形状プレート370Aにおいても2つの壁部371を有している。下側矩形状プレート370Aは壁部371の側面371cに複数の凹部371rおよび複数の平坦部371pを有している。
 下側矩形状プレート370Aの壁部371に設けられた複数の凹部371rおよび平坦部371pは、上側矩形状プレート350Aの壁部351に設けられた複数の凹部351rおよび平坦部351pと同一である。
 下側矩形状プレート370Aにおける複数の凹部371r及び複数の平坦部371pは、上側矩形状プレート350Aにおける複数の凹部351r及び複数の平坦部351pと回転軸X方向又は斜めの方向(径方向の成分及び周方向の成分を有する方向において対向するように配置されている。
 以上の構成において、第2の実施の形態におけるモータ500では、上述した第1の実施の形態におけるモータ100と同一の利点を奏することに加えて、以下の利点も奏することができる。
 モータ500では、スポーク250の大部分を構成している複数の電磁鋼板213の側面213at(スポーク250における側部253の側面253c)はインシュレータ300Aの上側プレート310Aおよび下側プレート360Aに対して露出しているため、さらに、上側矩形状プレート350Aの凹部351rおよび下側矩形状プレート370Aの凹部371rにコイル400の導線401を収容した状態で巻回することができる。これによりモータ500は、コイル400の導線401をスポーク250に巻回する巻数、または、コイルによって占められる空間(領域)を従来に比して大きく形成することができる。
 かくしてモータ500は、従来のようなスポークの全周にインシュレータを取り付ける場合に比べて、インシュレータ300Aの上側プレート310Aおよび上側プレート310Bを用いることによりコイル400の導線401の巻数を多く、または、コイルによって占められる空間(領域)を大きくし、モータ出力の向上を図ることができる。
 なお、モータ500では、上側矩形状プレート350Aの壁部351に設けられた凹部351r、および、下側矩形状プレート370Aの壁部371に設けられた凹部371rにコイル400の導線401を収容した状態で巻回される。
 このときモータ500は、上側矩形状プレート350Aおよび下側矩形状プレート370Aの幅w1が複数の電磁鋼板213の幅w2よりも大きく形成されているので、導線401が複数の電磁鋼板213の側面213at(スポーク250における側部253の側面253c)と接近するものの、導線401と電磁鋼板213の側面213atとが接触して短絡(ショート)することを回避することができる。
 またモータ500では、上側矩形状プレート350Aの凹部351rおよび下側矩形状プレート370Aの凹部371rにコイル400の導線401を収容することにより、スポーク250に対するコイル400の導線401の装着位置が径方向にずれてしまうことを防止しながら、導線401を効率良く巻回することができる。
 上側プレート310Aの上側矩形状プレート350Aは平板であって、その上端面が平坦な面であり、凹部351rおよび平坦部351pが形成された壁部351の側面351cと上端面とは略直角の角部を成しているが、実際上、コイル400の導線401が角部に沿って90度に折れ曲がることはなく、角部において湾曲した状態で巻回される。
 したがって、図12に示すように、コイル400の導線401とスポーク250の大部分を構成している複数の電磁鋼板213の側面213at(スポーク250における側部253の側面253c)との間には確実に隙間Sが形成されることになり、導線401と電磁鋼板213の側面213atとの短絡(ショート)の発生を回避することができる。
 また、平板の上側矩形状プレート350Aは、後に形成されたコイル400によって占められる空間を大きくするためになるべく薄いことが望まれているものの、スポーク250の上端面211at(図5および図6)に取り付けられる際に、上側矩形状プレート350Aが上側(矢印a方向)に反りを抑止する程度の曲げ剛性を有している。
 これによりモータ500では、上側矩形状プレート350Aがスポーク250の上端面211atと密着した状態が維持されるので、コイル400の導線401を巻回する巻数や、コイルによって占められる空間が減少してしまうことを防止し、モータ出力の向上に資することができる。
 <第3の実施の形態>
 次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。第3の実施の形態におけるモータ600は、基本的な構造を第1の実施の形態におけるモータ100と共通しており、以下異なる構成を中心に説明する。
 図13は、本発明の一例である第3の実施の形態にかかるインシュレータ300Bの構成を示す部分拡大斜視図である。図14は、本発明の一例である第3の実施の形態にかかるインシュレータ300Bの上側矩形状プレート350Bにコイル400の導線401が巻回されたときにスポーク250を構成している複数の電磁鋼板213の側面213at(スポーク250における側部253の側面253c)と導線401との間に隙間Sが形成されている状態を示す斜視図である。
 図13に示すように、第3の実施の形態におけるモータ600は、第1の実施の形態におけるインシュレータ300に代えてインシュレータ300Bを有している。
 インシュレータ300Bは、上側プレート310Bおよび下側プレート360Bを備えている。この場合も、上側プレート310Bおよび下側プレート360Bは同一形状を有しているため、上側プレート310Bについて説明し、下側プレート360Bの詳細な説明については省略する。
 上側プレート310Bは、第1の実施の形態におけるインシュレータ300の上側プレート310および第2の実施の形態におけるインシュレータ300Aの上側プレート310Aと基本構造は共通である。
 したがって上側プレート310Bは、上側矩形状プレート350Bにおける両側の壁部351の側面351cに対して回転軸X方向に沿って形成された複数の凹部351r、および、複数の平坦部351pが設けられている。これらの凹部351rおよび平坦部351pは、第2の実施の形態と同様である。
 上側プレート310Bの上側矩形状プレート350Bの一方側(矢印a方向)の上端面350Btには、周方向に延在する複数の凹部352r、および、複数の平坦部352pが設けられている。これら複数の凹部352rおよび複数の平坦部352pは、上端面350Btに対し径方向に複数交互に設けられている。
 上側矩形状プレート350Bの上端面350Btに設けられた凹部352rおよび平坦部352pは、周方向において、直線状に延在する形状に形成されている。ただし、これに限るものではなく、周方向において、湾曲した形状に形成されていてもよい。
 これら複数の凹部352rは、上側矩形状プレート350Bの壁部351の側面351cに形成された複数の凹部351rと同じ幅および深さを有している。また、これら複数の平坦部352pは、上側矩形状プレート350Bの壁部351の側面351cに形成された複数の平坦部351pと同じ幅を有している。
 なお、凹部351rの幅、凹部352rの幅、および、平坦部351pの幅、平坦部352pの幅は、コイル400の導線401の寸法(直径)よりも大きい。ただし、これに限るものではなく、凹部351rの幅、凹部352rの幅、および、平坦部351pの幅、平坦部352pの幅はコイル400の導線401の寸法(直径)と同じであってもよい。
 また、平坦部352pは、上側矩形状プレート350Bの上端面350Btのことであり、凹部352rを基準とすれば凸部352pと考えることもできる。したがって、上側矩形状プレート350Bは、上端面350Btに対して周方向に沿って形成された複数の凸部352pを有していると言うこともできる。
 さらに、上側矩形状プレート350Bの上端面350Btに形成された複数の凹部352r、および、複数の平坦部352pは、壁部351の側面351cに形成された複数の平坦部351pおよび凹部351rと繋がるように配置されている。
 具体的には、上側矩形状プレート350Bの上端面350Btに形成された凹部352rは、壁部351の側面351cに形成された平坦部351pと繋がっている。また、上側矩形状プレート350Bの上端面350Btに形成された平坦部352pは、壁部351の側面351cに形成された凹部351rと繋がっている。
 続いて、第3の実施の形態におけるモータ600において、ステータコア210のスポーク250に対してコイル400の導線401を巻回する場合について説明する。図14に示すように、このモータ600では、上側矩形状プレート350Bの上端面350Btに形成された複数の凹部352rに導線401における直径の半分程度が収容されると共に、当該導線401が壁部351の側面351cの平坦部351pと重なるように巻き回される。
 これによりコイル400の導線401とスポーク250の大部分を構成している複数の電磁鋼板213の側面213at(スポーク250における側部253の側面253c)とが所定の間隙だけ離れ、互いに接触して短絡(ショート)することを抑止できる。
 またモータ600において、上側矩形状プレート350Bの上端面350Btの凹部352rに導線401を収容することができる。
 なお、第3の実施の形態におけるモータ600においては、第1の実施の形態におけるモータ100および第2の実施の形態におけるモータ500と同様の利点についても当然に奏することができる。
 <第4の実施の形態>
 続いて、本発明の第4の実施の形態について説明する。第4の実施の形態におけるモータ700は、基本的な構造は第1の実施の形態におけるモータ100および第2の実施の形態におけるモータ500と共通しており、以下異なる構成を中心に説明する。
 図15は、本発明の一例である第4の実施の形態にかかるインシュレータ300Cの構成を示す部分拡大斜視図である。図16は、本発明の一例である第4の実施の形態にかかるインシュレータ300Cの形状を示す部分拡大断面図である。
 図9との対応部分に同一符号を付した図15および図16に示すように、第4の実施の形態におけるモータ700は、第1の実施の形態におけるインシュレータ300に代えてインシュレータ300Cを有している。
 インシュレータ300Cは、上側プレート310Cおよび下側プレート360Cを備えている。この場合も、上側プレート310Cおよび下側プレート360Cは同一形状を有しているため、上側プレート310Cについて説明し、下側プレート360Cの詳細な説明については省略する。
 上側プレート310Cは、第1の実施の形態におけるインシュレータ300の上側プレート310および第2の実施の形成におけるインシュレータ300Aの上側プレート310Aと基本構造は共通である。
 上側プレート310Cの上側矩形状プレート350Cは、上側環状プレート320から外周側(矢印c方向)へ向かって径方向に延在している。また、上側矩形状プレート350Cの上端面は、2つの壁部351の上側(矢印a方向)の端部353pから回転軸X方向における上側(矢印a方向)の端部353gまで延びる平坦な側端面353vと、その側端面353vの端部353gから更に上側へ凸となるように弧状に延びる2つの湾曲した面353Csと、2つの湾曲した面353Csの間を周方向において繋ぐ平坦面353Cfとを有している。この場合、壁部351の側面351cと側端面353vとは同じ面を形成している。
 上側矩形状プレート350Cの湾曲した面353Csは、コイル400の導線401を巻回する際に、導線401を湾曲した面353Csに容易に沿わせることができるような角度に湾曲されている。上側矩形状プレート350Cの平坦面353Cfは、回転軸X方向とは交差(直交)する水平方向(周方向)に沿って延びる平坦な面である。
 上側矩形状プレート350Cは、平坦面353Cfに対して2つの湾曲した面353Csが滑らか、かつ、一体に接続されており、全体として外側へ凸に湾曲した湾曲面を形成している。ここで、左側の湾曲した面353Csと平坦面353Cfのうち左側半分との比率は4:1であり、右側の湾曲した面353Csと平坦面353Cfのうち右側半分との比率は4:1である。
 すなわち、全体としてみれば2つの湾曲した面353Csと1つの平坦面353Cfとは、4:1の割合であり、2つの湾曲した面353Csにおける周方向の長さが平坦面353Cfの周方向における長さよりも長く形成されている。
 これにより、上側矩形状プレート350Cに巻き回されるコイル400の導線401は、平坦面353Cfよりも大部分を占める左右の曲面で形成された湾曲した面353Csの存在によって、当該導線401が緩やかな角度で無理なく巻き回れるので、導線401の巻き崩れが抑制される。
 また、上側矩形状プレート350Cは、底面353Cb、側端面353v、平坦面353Cfおよび湾曲した面353Csで形成された半円状の断面を有している。なお、上側矩形状プレート350における平坦面353Cfと上側環状プレート320の上端面とは同じ面を形成している(図15)。
 図16に示すように、上側矩形状プレート350Cにおける平坦面353Cfと側端面353vの端部353gとの間の高さ(厚さ)h1は、上側矩形状プレート350Cの側端面353vの端部353gと壁部351の端部353p(底面353Cb)との間の高さ(厚さ)h2よりも大きい。
 したがって、コイル400の導線401は、側端面353vよりも高さのある湾曲した面353Csによって緩やかな角度で折り曲げられた後、回転軸X方向に沿った平坦な側端面353vに沿って、回転軸X方向に延在する。
 これにより、ステータコア210の大部分を構成している電磁鋼板213の側面213at(側部253における側面253c)とコイル400の導線401との間に所定の間隙が設けられ、導線401が側面213at(側面253c)と接触(ショート)することが回避されている。
 このようにモータ700では、コイル400の導線401を上側矩形状プレート350Cの湾曲した面353Csに沿わせることができるので、コイル400の導線401に対して急な角度で折り曲げられるような負荷を与えずに済む。
 また、モータ700では、スポーク250の大部分を構成している複数の電磁鋼板213の側面213at(スポーク250における側部253の側面253c)と接触することなく、導線401をスポーク250に極力近づけた状態で巻回されるので、導線401の巻回数を増やし、モータの出力を向上できる。
 また、モータ700では、第2の実施の形態と同様に、上側矩形状プレート350Cの壁部351の側面351cに対して凹部351rおよび平坦部351pを有している。これにより、モータ700は、上側矩形状プレート350Cの湾曲した面353Csに沿ってコイル400の導線401を緩やかに湾曲させると共に、導線401を凹部351rに収容することができる。
 かくしてモータ700は、コイル400の導線401がスポーク250の大部分を構成している複数の電磁鋼板213の側面213at(スポーク250における側部253の側面253c)と接近するものの、導線401と電磁鋼板213の側面213atとの接触を回避することができる。
 さらにモータ700では、上側矩形状プレート350Cの壁部351に設けられた凹部351rおよび下側矩形状プレート370Cの壁部371に設けられた凹部371rにコイル400の導線401を収容することにより、スポーク250に対するコイル400の導線401の装着位置が径方向にずれてしまうことを防止しながら、効率良く導線401を巻回することができる。
 また、平板の上側矩形状プレート350Cにおいても、後に形成されたコイル400によって占められる空間を大きくするためになるべく薄いことが望まれているものの、スポーク250の電磁鋼板211のスポーク211aに取り付けられる際に、上側矩形状プレート350Cの上側(矢印a方向)への反りを抑止する程度の剛性を有している。
 これによりモータ700では、上側矩形状プレート350Cがスポーク250の上端面251aと密着した状態が維持されるので、コイル400の導線401を巻回する巻数や、コイルによって占められる空間が減少してしまうことを防止し、モータ出力の向上を図れる。
 なお、モータ700では、上側矩形状プレート350Cの壁部351に凹部351rおよび平坦部351pを形成するようにしたが、これに限るものではなく、壁部351に凹部351rおよび平坦部351pを形成せずに平坦な面にしてもよい。
 <他の実施の形態>
 以上、本発明のモータについて、好ましい第1乃至第4の実施の形態であるモータ100、500、600、700をアウターロータ型のモータとして説明したが、本発明のモータは上記第1乃至第4の実施の形態の構成に限定されるものではなく、インナーロータ型のモータに適用するようにしてもよい。
 また、本発明の第2の実施の形態乃至第4の実施の形態においては、上側矩形状プレート350A、350B、および、350Cにおける壁部351の側面351cに対して同じ幅の凹部351rと平坦部351pとを交互に配置するようにした場合について述べた。しかしながら、本発明はこれに限らず、凹部351rの幅に対して平坦部351pの幅を小さくする、もしくは、凹部351rの幅に対して平坦部351pの幅を大きくして交互に配置するようにしてもよい。
 さらに、本発明の第3の実施の形態においては、上側矩形状プレート350Bの上端面350Btに形成された凹部352rが壁部351の側面351cに形成された平坦部351pと繋がり、上端面350Btに形成された平坦部352pが壁部351の側面351cに形成された凹部351rと繋がっているように配置した場合について述べた。
 しかしながら、本発明はこれに限らず、上側矩形状プレート350Bの上端面350Btに形成された凹部352rが壁部351の側面351cに形成された凹部351rと繋がり、上端面350Btに形成された平坦部352pが壁部351の側面351cに形成された平坦部351pと繋がっているように配置するようにしてもよい。
 さらに、本発明の第4の実施の形態においては、上側矩形状プレート350Cは湾曲した面353Csと、双方の湾曲した面353Csの間を繋ぐ平坦面353Cfとにより全体として湾曲した半円状の断面の湾曲面を形成するようにした場合について述べた。しかしながら、本発明はこれに限らず、2つの湾曲した面353Csだけを互いに繋ぐことにより湾曲面を形成する、もしくは、2つの壁部351の側端面353vの端部353gを半円状に繋ぐことにより全体として湾曲した湾曲面を形成するようにしてもよい。
 その他、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明のモータを適宜改変し、また各種構成の組み合わせを変更することができる。かかる変更によってもなお本発明の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。
 100,500,600,700…モータ、110…ベース、111…プレート、112…外周壁、113…内周壁、130…シャフト、150…軸受装置、151,153…軸受、155…スリーブ、170…ロータ、171…ロータヨーク、172…外周部、173…円盤部、174…内周部、175…マグネット、190…回路基板、200…ステータ、210…ステータコア、220…リング、220a…上端面、220b…下端面、220g…外周面、230…磁極部、230a…上端面、230b…下端面、250…スポーク、251…第1の端部、251a…上端面、252…第2の端部、252b…下端面、253…側部、253c…側面、300,300A,300B,300C…インシュレータ、310,310A,310B,310C…上側プレート、360,360A,360B,360C…下側プレート、400…コイル、401…導線、320…上側環状プレート、330…上側先端プレート、331…平面部、333…突出部、331g…湾曲した面、331k…傾斜面、350,350A,350B,350C…上側矩形状プレート、351…壁部、351c…側面、350r,351r,352r…凹部、350p,351p,352p…平坦部(凸部)、350Bt…上端面、370,370A,370B,370C…下側矩形状プレート、370r…凹部、370p…平坦部(凸部)、353Cs…湾曲した面、353Cf…平坦面、353Cb…底面、353v…側端面、353g…端部、sp…コイルバネ、h1,h2…高さ(厚さ)、w1,w2…幅。

Claims (11)

  1.  磁性体と、前記磁性体を覆うインシュレータと、コイルと、を備え、
     前記磁性体は、磁極部と、リングと、前記磁極部と前記リングとを繋ぐスポークとを備え、
     前記スポークは、回転軸方向における端部および側部を備え、
     前記インシュレータは、前記スポークの端部を覆うプレートと、を備え、
     周方向において、前記プレートの幅は、前記スポークの幅よりも大きく、
     前記コイルを形成する導線は、前記プレートを介して、前記スポークに巻き回されており、
     前記スポークの側部は、前記導線と対向しており、
     周方向において、前記スポークの端部は、当該スポークの他の部分の幅よりも小さく、
     前記プレートは、前記スポークの端部と嵌合している、
     ステータ。
  2.  前記プレートは、前記スポークの端部を収容している、
     請求項1に記載のステータ。
  3.  前記プレートを第1のプレートとし、前記スポークの端部を第1の端部として、
     前記スポークは、回転軸方向において、第1の端部としての前記端部と、第2の端部を有し、
     前記インシュレータは、第1のプレートとしての前記プレートと、前記スポークの第2の端部を覆う第2のプレートと、を有し、
     前記第2のプレートは、前記第2の端部と嵌合している、
     請求項1または2に記載のステータ。
  4.  前記第2のプレートは、前記第2の端部を収容している、
     請求項3に記載のステータ。
  5.  前記プレートは、前記スポークの端部の側面と接触している
     請求項1または2に記載のステータ。
  6.  前記第1のプレートの側面には、回転軸方向に延在する複数の凹部または複数の凸部が形成されている、
     請求項3乃至5の何れか一項に記載のステータ。
  7.  前記第1のプレートの端面には、周方向に延在する複数の凹部または複数の凸部が形成されている、
     請求項3乃至6の何れか一項に記載のステータ。
  8.  径方向において、前記第1のプレートの端面は、湾曲した面である、
     請求項3乃至7の何れか一項に記載のステータ。
  9.  前記第1のプレートは、平板形状を有している、
     請求項3乃至8の何れか一項に記載のステータ。
  10.  前記第1のプレートは、曲げ剛性を有している、
     請求項3乃至9の何れか一項に記載のステータ。
  11.  ステータと、
     前記ステータと対向するロータと、
     を備え、
     前記ステータは、
     磁性体と、前記磁性体を覆うインシュレータと、コイルと、を備え、
     前記磁性体は、磁極部と、リングと、前記磁極部と前記リングとを繋ぐスポークとを備え、
     前記スポークは、回転軸方向における端部および側部を備え、
     前記インシュレータは、前記スポークの端部を覆うプレートと、を備え、
     周方向において、前記プレートの幅は、前記スポークの幅よりも大きく、
     前記コイルを形成する導線は、前記スポークに巻き回されており、
     前記スポークの側部は、前記導線と対向しており、
     周方向において、前記スポークの端部は、当該スポークの他の部分の幅よりも小さく、
     前記プレートは、前記スポークの端部と嵌合している、
     モータ。
PCT/JP2025/005886 2024-02-20 2025-02-20 ステータおよびモータ Pending WO2025178100A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2024-023602 2024-02-20
JP2024023602A JP2025127088A (ja) 2024-02-20 2024-02-20 ステータおよびモータ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2025178100A1 true WO2025178100A1 (ja) 2025-08-28

Family

ID=96847247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2025/005886 Pending WO2025178100A1 (ja) 2024-02-20 2025-02-20 ステータおよびモータ

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2025127088A (ja)
WO (1) WO2025178100A1 (ja)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006067778A (ja) * 2004-07-27 2006-03-09 Nippon Densan Corp モータ用の電機子およびモータ
JP2007267492A (ja) * 2006-03-28 2007-10-11 Asmo Co Ltd モータ用インシュレータ及びモータ用インシュレータを備えた電機子コア、並びにモータ
JP2009095137A (ja) * 2007-10-09 2009-04-30 Nippon Densan Corp モータ
US20180006511A1 (en) * 2015-01-06 2018-01-04 Lg Innotek Co., Ltd. Stator Core and Motor Using the Same
WO2019026423A1 (ja) * 2017-08-01 2019-02-07 日本電産株式会社 構造体、ステータ、およびモータ
JP2019205246A (ja) * 2018-05-22 2019-11-28 三菱電機株式会社 インシュレータ、電機子、回転電機、巻線治具、及び巻線方法
US20200169138A1 (en) * 2017-07-19 2020-05-28 Lg Innotek Co., Ltd. Motor
JP2021097451A (ja) * 2019-12-13 2021-06-24 株式会社一宮電機 インシュレータを有するステータ及びブラシレスモータ
JP2022175072A (ja) * 2021-05-12 2022-11-25 ミネベアミツミ株式会社 モータ

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006067778A (ja) * 2004-07-27 2006-03-09 Nippon Densan Corp モータ用の電機子およびモータ
JP2007267492A (ja) * 2006-03-28 2007-10-11 Asmo Co Ltd モータ用インシュレータ及びモータ用インシュレータを備えた電機子コア、並びにモータ
JP2009095137A (ja) * 2007-10-09 2009-04-30 Nippon Densan Corp モータ
US20180006511A1 (en) * 2015-01-06 2018-01-04 Lg Innotek Co., Ltd. Stator Core and Motor Using the Same
US20200169138A1 (en) * 2017-07-19 2020-05-28 Lg Innotek Co., Ltd. Motor
WO2019026423A1 (ja) * 2017-08-01 2019-02-07 日本電産株式会社 構造体、ステータ、およびモータ
JP2019205246A (ja) * 2018-05-22 2019-11-28 三菱電機株式会社 インシュレータ、電機子、回転電機、巻線治具、及び巻線方法
JP2021097451A (ja) * 2019-12-13 2021-06-24 株式会社一宮電機 インシュレータを有するステータ及びブラシレスモータ
JP2022175072A (ja) * 2021-05-12 2022-11-25 ミネベアミツミ株式会社 モータ

Also Published As

Publication number Publication date
JP2025127088A (ja) 2025-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7576467B2 (en) Armature and motor on which the armature is mounted
JP2020025417A (ja) モータ
JP2008278632A (ja) 分割ステータおよび分割ステータの製造方法
JP2668636B2 (ja) モータ
JP4535147B2 (ja) 回転電機の固定子及び回転電機
WO2025178100A1 (ja) ステータおよびモータ
WO2025178101A1 (ja) ステータおよびモータ
JP2025127086A (ja) ステータおよびモータ
JP2025127090A (ja) ステータおよびモータ
JP2025127087A (ja) ステータおよびモータ
JP4051543B2 (ja) ブラケット及びステッピングモータ
JP2022175072A (ja) モータ
TW202218286A (zh) 馬達
WO2019058649A1 (ja) インシュレータ及びそれを備えたステータ、モータ
JP6710180B2 (ja) モータ
JP7563571B2 (ja) 回転電機のステータ
JP7429521B2 (ja) モータ
JP2020127362A (ja) モータ
JP7814143B2 (ja) モータ
JP2019054701A (ja) ステータ構造およびモータ
JP7182369B2 (ja) 回転電機用ステータ
WO2019146450A1 (ja) インシュレータ及びそれを備えたステータ、モータ
JP2598787Y2 (ja) アウターロータ形ステッピングモータにおけるステータの磁気回路構造
JP7264021B2 (ja) スロットレス回転電機
JP2023053644A (ja) ステータ、それを備えるモータ及びステータの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 25758323

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1