JP6424078B2 - ステータ、ステータの製造方法、およびモータ - Google Patents

Description

本発明は、樹脂モールドコイルを適用したモータ用のステータ、ステータの製造方法、およびモータに関する。

ステータコアとして、外径スロット型のステータコアが存在する。外径スロット型のステータコアは、円環部の外周から外方へ放射線状に複数のティースが突設されている。すなわち、当該ステータコアは、円環部の外径側のティース間にスロットを有する。

当該ステータコアには、中央部に中空の空芯部を有する空芯コイルが用いられる。当該空芯コイルは、通常、樹脂成形型内で樹脂モールドされ、モールドコイルとして成形される。

モールドコイルは、当該ステータコアの円環部の外周に突設されたティースに空芯部を挿入して、スロット内に収容される。

モールドコイルを適用したステータに関連する技術として、たとえば、樹脂成形型により樹脂モールドされ、断面形状が台形状で、かつ中空部を有するモールドコイルを、ステータコアの外周部に突設されたティースに挿入して設け、ヨーク内に嵌合してなる輪状ステータが開示されている（特許文献１参照）。特許文献１の技術によれば、モールドコイル以外の絶縁作業・絶縁構造が不要となり、製造コストを低減することができる。

特許第４９１００８９号公報

ところで、特許文献１の技術によれば、ステータコアの磁極数が、たとえば、３や６磁極のように少なくなると、モールドコイルを台形形状に成形してスロット内に収容すると、当該スロット内にデッドスペースが生じてしまう。スロット内にデッドスペースが生じると、自ずとコイル密度が低下し、モータの効率が低下するという問題があった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構造で、スロット内のコイル密度を向上させて、モータの高効率化を図ることができるステータ、ステータの製造方法、および当該ステータを備えたモータの提供を目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係るステータは、ステータコア、空芯コイルおよびヨークを備える。

ステータコアは、円環部の外周から外方へ放射線状に突出した複数のティースを有する。

空芯コイルは、上記ステータコアの上記ティースに空芯部を挿入して、上記ティース間に区画されたスロット内に収容される。

ヨークは、上記ステータコアに収容された上記空芯コイルの周囲を覆う。

上記空芯コイルは、横断面が円弧状を呈するように成形される。上記円弧状に成形された空芯コイルは、該空芯コイルの巻き始めおよび巻き終わりを露出させて、該空芯コイルの一部が樹脂でモールドされた状態で該空芯コイルの他の部分が樹脂でモールドされていることを特徴とする。

また、本発明に係るモータは、上記ステータ内に間隙を隔てて収容されるとともに、軸受けに回転可能に軸支されたシャフトの周囲に固定されたロータを備える。

上記ロータは、ロータコアの表面もしくは内部に複数の永久磁石を有することを特徴とする。

さらに、本発明に係るステータの製造方法は、空芯コイルの横断面が円弧形状を呈するように成形する手順と、上記円弧状に成形した空芯コイルの先端側部分を露出させて、該空芯コイルの全体を樹脂モールドする手順と、を少なくとも有する。

上記樹脂モールドする手順を行うに際して、上記円弧状に成形した空芯コイルを電気絶縁性を有するボビンに固定した後、樹脂成形型内に収容することを特徴とする。

本発明に係るステータの空芯コイルは、横断面が円弧状を呈するように成形され、導電ピンの先端側部分を露出させて、該空芯コイルの全体が樹脂モールドされている。

したがって、本発明によれば、簡単な構造で、スロット内のデッドスペースを低減し、スロット内のコイル密度を向上させて、モータの高効率化を図ることができる。

本実施形態に係るモータの全体構成の概略図である。 本実施形態における成形前の空芯コイルの斜視図である。 本実施形態における成形後の空芯コイルの斜視図である。 本実施形態におけるモールドコイルの斜視図である。 本実施形態において、ステータコアへのモールドコイルの取付状態の斜視図である。 本実施形態に係るステータの斜視図である。 本実施形態に係るステータの取付構造の斜視図である。 本発明に係るステータの製造方法の第１実施形態に係るステータの製造方法の手順の説明図である。 本発明に係るステータの製造方法の第２実施形態に係るステータの製造方法の手順の説明図である。 本発明に係るステータの製造方法の第２実施形態におけるステータの第１樹脂成形後のコイルの斜視図である。 本発明に係るステータの製造方法の第２実施形態におけるステータの第２樹脂成形後のコイルの斜視図である。 本発明に係るステータの製造方法の第３実施形態に係るステータの製造方法の手順の説明図である。 従来の３スロット・３コイル構成のステータの概略図である。 従来の６スロット・３コイル構成のステータの概略図である。 従来の６スロット・６コイル構成のステータの概略図である。

以下、図面を参照して、本実施形態に係るステータ、ステータの製造方法、および当該ステータを備えたモータについて説明する。

本実施形態に係るステータ、ステータの製造方法、およびモータにおいて、空芯コイルは、横断面が円弧状を呈するように成形される。当該円弧状に成形された空芯コイルは、導電ピンの先端側部分を露出させて、全体が樹脂モールドされる。

したがって、本実施形態によれば、簡単な構造で、スロット内のデッドスペースを低減し、スロット内のコイル密度を向上させて、モータの高効率化を図ることができるステータ、モータを実現できるようになる。

〔モータ、ステータの構成〕
まず、図１から図７を参照して、本実施形態に係るモータの構成について説明する。図１は本実施形態に係るモータの全体構成の概略図である。図２は本実施形態における成形前の空芯コイルの斜視図である。図３は本実施形態における成形後の空芯コイルの斜視図である。図４は本実施形態におけるモールドコイルの斜視図である。図５は、ステータコアへのモールドコイルの取付状態の斜視図である。図６は本実施形態に係るステータの斜視図である。図７は本実施形態に係るステータの取付構造の斜視図である。

本実施形態のモータとしては、たとえば、ＡＣサーボモータが挙げられる。

図１に示すように、モータ１００は、ブラケット（図示せず）内に、ステータ（固定子）２とロータ（回転子）３を備える。

ブラケットは、負荷側ブラケットと反負荷側ブラケットからなる。ブラケット内には、ステータ２およびロータ３を収容するための円柱状の空間が区画されている。ブラケットの両端には、シャフト４を挿通させるための貫通孔（図示せず）がそれぞれ形成されている。

ブラケットの構成材料としては、たとえば、珪素鋼板等の軟磁性体やアルミニウム合金等が用いられるが、例示の材料に限定されない。

ステータ２は、負荷側ブラケットの内周面に固定される。ステータ２は、ヨーク１０、ステータコア２０およびコイル３０を有する。

ヨーク１０は、ステータコア２０に収容された空芯コイルの周囲を覆い、ブラケットの内周面に沿って設けられた円筒体状の金属部材である。ヨーク１０は、磁力線を閉じて、電磁誘導効果を最大にする機能を有する。またヨーク１０は、当該モータ１００の周辺機器が電磁誘導による磁界の影響を受けるのを防止する機能も有する。

ヨーク１０の構成材料としては、たとえば、珪素鋼板等の軟磁性体が用いられるが、例示の材料に限定されない。

ステータコア２０は、異形円筒体状の金属部材である。ステータコア２０は、当該ステータコア２０の円環部２１の外周から外方へ放射線状に突出した複数のティース２２を有する。各ティース２２，２２間には、コイル３０を収容するための空間としての複数のスロット２３が区画形成される。

ステータコア２０の構成材料としては、たとえば、ヨーク１０と同様に珪素鋼板等の軟磁性体が用いられるが、例示の材料に限定されない。

本実施形態のコイル３０は、空芯部３１を有し（図２参照）、横断面が円弧状を呈する樹脂モールドコイルである。本実施形態のコイル３０は、次のように形成される。

まず、図２に示すように、巻枠（図示せず）を用いて空芯コイル３０ａが巻回される。空芯コイル３０ａは、矩形枠体状を呈しており、中央部に中空の空芯部３１を有する。空芯コイル３０ａの電線は、断面形状が矩形の角線により形成されている。

空芯コイル３０ａの巻き始めと巻き終わりには、それぞれ導電ピン３２，３２がろう接合される。なお、導電ピン３２，３２の形状は、本実施形態の円柱形状に限定されず、平板形状や四角柱形状等の他の形状であっても構わない。

次に、図３に示すように、空芯コイル３０ａは、成形型（図示せず）内で、横断面が円弧状となるように成形される。

さらに、円弧状に成形された空芯コイル３０ａは、電気絶縁性を有するボビン（図示せず）に固定される。ボビンは、たとえば、合成樹脂で構成されるが、例示の材質に限定されず、電気絶縁性を有していればよい。当該ボビンに固定された円弧状の空芯コイル３０ａは、樹脂成形型（図示せず）内で、導電ピン３２，３２の先端側部分を露出させて、当該空芯コイル３０ａの全体が合成樹脂により樹脂モールドされる。

モールド樹脂としては、たとえば、エポキシ樹脂が採用されるが、例示した合成樹脂に限定されない。ボビンとモールド材は、同一の材質であってもよいし、異なった材質であってもよい。

樹脂モールドされることにより、図４に示すように、樹脂モールドされたコイル（以下、単に「モールドコイル」という）３０が完成する。モールドコイル３０の長手方向の一端部には、導電ピン３２，３２の先端側部分が露出している。

図５に示すように、モールドコイル３０は、ステータコア２０のスロット２３内に収容される（図１参照）。その際、モールドコイル３０の空芯部３１には、ステータコア２０のティース２２が挿入配置される。

図６に示すように、ステータコア２０に収容したモールドコイル３０は、ヨーク１０内に嵌合される。

スロット２３とモールドコイル３０の数は対応している。例示したステータ２は、３スロット３コイルで構成されているが（図１参照）、スロット２３とモールドコイル３０の数は本実施形態に限定されない。

ステータ２の一端部には、回路基板４０が設けられる。本実施形態の回路基板４０は、プリント配線基板により構成される。回路基板４０は、モールドコイル３０の導電ピン３２，３２とろう接合される。回路基板４０は、負荷側ブラケットと反負荷側のブラケットとの間に配置される。

回路基板４０は、ろう接合のみで、導電ピン３２，３２と固定されている。したがって、モータ１００の振動によって、導電ピン３２，３２と回路基板４０を接合している鑞が剥離する虞がある。

そこで、図７に示すように、ステータ２のブラケット１内への取り付けに際して、反負荷側のブラケット１と回路基板４０との間に、電気絶縁性を有する弾性体４１を挟み込んで、当該回路基板４０を固定することが好ましい。

電気絶縁性を有する弾性体４１としては、たとえば、天然ゴム、シリコンゴムおよびウレタンが挙げられるが、例示の材質に限定されない。

再び図１を参照して、ロータ３は、ロータコア５０および永久磁石６０を有する。ロータ３は、間隙を隔ててステータ２内に収容されるとともに、シャフト４の周囲に固定される。シャフト４は、ブラケット１の両端に支持された軸受に回転可能に支承される。シャフト４は、ロータ３の回転中心となる。

ロータコア５０は、シャフト４の周囲に設けられた厚肉円筒体状の金属部材である。ロータコア５０は、たとえば、複数のコアシートを積層したロータコアスタックとして構成してもよく、あるいは、単体の厚肉円筒体状の金属部材で構成してもよい。

ロータコア５０の構成材料としては、たとえば、珪素鋼板等の軟磁性体が用いられるが、例示の材料に限定されない。

永久磁石６０は、ロータコア５０の表面もしくは内部に複数組み込まれている。複数の永久磁石６０は、ロータコア５０の円周方向に沿って均等に配置される。永久磁石６０は、たとえば、ロータコア５０の円周方向にＮ，Ｓを交互に着磁した配置とするが、例示の着磁配置に限定されない。

永久磁石６０としては、たとえば、ネオジウム磁石等の希土類磁石が挙げられるが、例示の材質に限定されない。なお、本実施形態において、導電ピンの先端側部分を露出させて、樹脂モールドするとしたが、導電ピンを接続せずに樹脂モールドしてもよい。例えば、空芯コイルの巻き始めと巻き終わりを露出させて樹脂モールドしてもよい。

＜本発明に係るステータの製造方法の第１実施形態＞
〔モータおよびステータの作用、並びにステータの製造方法〕
次に、図１から図８を参照して、本実施形態に係るステータの製造方法について説明する。図８は、本発明に係るステータの製造方法の第１実施形態に係るステータの製造方法の手順の説明図である。

本実施形態に係るステータの製造方法は、少なくとも、空芯コイルを成形する手順と、成形した空芯コイルを樹脂モールドする手順と、を有する。

以下、図８を参照して、本実施形態に係るステータの製造方法を具体的に説明する。

まず、空芯コイル３０ａを巻回する手順を行う（ステップ（以下、「ＳＴ」と略称する）２０１）。空芯コイル３０ａを巻回は、巻枠（図示せず）を用いて行う。空芯コイル３０ａは、矩形枠体状を呈するように巻回され、その中央部に中空の空芯部３１を有する（図２参照）。空芯コイル３０ａの電線は、断面形状が矩形の角線により形成されている。

次に、導電ピン３２，３２をろう接合する手順を行う（ＳＴ２０２）。導電ピン３２，３２は、空芯コイル３０ａの巻き始めおよび巻き終わりにそれぞれろう接合される（図２参照）。

さらに、空芯コイル３０ａを成形する手順を行う（ＳＴ２０３）。すなわち、空芯コイル３０ａを成形型（図示せず）内に収容し、当該空芯コイル３０ａの横断面が円弧形状を呈するように成形する（図３参照）。

次に、成形した空芯コイル３０ａを樹脂モールドする手順を行う（ＳＴ２０４）。樹脂モールドを行うに際して、電気絶縁性を有するボビン（図示せず）に円弧状に成形した空芯コイル３０ａを固定する。そして、ボビンに固定した横断面円弧状の空芯コイル３０ａを樹脂成形型内に収容し、導電ピン３２，３２の先端側部分を露出させて、当該空芯コイル３０ａの全体を樹脂モールドする。モールド樹脂としては、たとえば、エポキシ樹脂を採用する。

ＳＴ２０４により、横断面が円弧状のモールドコイル３０が完成する（図４参照）。導電ピン３２，３２の先端側部分は、モールドコイル３０から露出している。

次に、ステータコア２０にモールドコイル３０を配置する手順を行う（ＳＴ２０５）。ステータコア２０は、円環部２１の外周から外方へ放射線状に突設した複数のティース２２を有する。ステータコア２０のティース２２をモールドコイル３０の空芯部３１に挿入して、円環部２１の外径側のスロット２３内に当該モールドコイル３０が収容される（図５参照）。

さらに、ヨーク１０内に、ステータコア２０に配置したモールドコイル３０を嵌合する手順を行う（ＳＴ２０６）。

最後に、回路基板４０を取り付ける手順を行う（ＳＴ２０７）。モールドコイル３０に回路基板４０を載せた状態で、当該回路基板４０は導電ピン３２，３２にろう接合される。

以上のＳＴ２０１〜ＳＴ２０７の手順を経て、ステータ２が完成する（ＳＴ２０８）。

本実施形態に係るステータの製造方法によれば、ステータ組立の作業性を向上させることができる。

なお、ＳＴ２０７において、回路基板４０は、ろう接合のみで、導電ピン３２，３２
と固定されている。したがって、モータ１００の振動によって、導電ピン３２，３２と回路基板４０を接合している鑞が剥離する虞がある。

そこで、ステータ２自体の製造方法ではないが、ステータ２のブラケット１内への取り付けに際して、反負荷側ブラケット１ｂと回路基板４０との間に、電気絶縁性を有する弾性体４１を挟み込んで、当該回路基板４０を固定することが好ましい。

〔ステータおよびモータの作用〕
次に、図１から図７を参照して、本実施形態に係るステータおよびモータの作用について説明する。

図１に示すように、本実施形態に係るモータ１００は、ブラケット１内にロータ３とステータ２を有する。

ロータ３は、ロータコア５０の表面もしくは内部に複数の永久磁石６０が組み込まれている。複数の永久磁石６０は、円周方向に交互にＮ，Ｓの着磁となるように配置される。

一方、ステータ２は、ロータ３を囲むように設けられ、円周方向に並んだ複数のコイル３０を有する。

すなわち、本実施形態に係るモータ１００は、ロータ３の永久磁石６０が発生する磁束と交叉するようにステータ２のコイル３０に電流が流れる。永久磁石６０の磁束とコイル３０に流れる電流が交叉すると、本実施形態に係るモータ１００は、電磁誘導作用により、コイル３０に円周方向の駆動力を発生させて、シャフト４を中心としてロータ３を回転させる。

本実施形態に係るステータ２およびモータ１００において、空芯コイル３０ａは、横断面が円弧状を呈するように成形される。当該円弧状に成形された空芯コイル３０ａは、導電ピン３２，３２の先端側部分を露出させて、当該空芯コイル３０ａの全体が樹脂モールドされる。樹脂モールド成形により、導電ピン３２，３２の先端側部分のみが外部に露出したモールドコイル３０が完成する。

モールドコイル３０は、異形状のステータコア２０の外径側に区画されたスロット２３内に収容される。すなわち、ステータコア２０は、円環部２１の外周から外方へ向けて放射状に突設した複数のティース２２を有する。ヨーク１０の内径側において、ティース２２，２２間に囲まれた空間がスロット２３となる。

スロット２３は、幅広の円弧形状を呈している。したがって、当該スロット２３内に、円弧形状のモールドコイル３０は隙間なく収容される。したがって、スロット２３内にデッドスペースは生じない。なお、本実施形態に係る製造方法おいて、導電ピンの先端側部分を露出させて、樹脂モールドするとしたが、導電ピンを接続せずに樹脂モールドしてもよい。例えば、空芯コイルの巻き始めと巻き終わりを露出させて樹脂モールドしてもよい。

＜本発明に係るステータの製造方法の第２実施形態＞
次に、図９から図１１を参照して、本実施形態に係るステータの製造方法について説明する。図９は、本発明に係るステータの製造方法の第２実施形態に係るステータの製造方法の手順の説明図である。図１０は、本発明に係るステータの製造方法の第２実施形態におけるステータの第１樹脂成形後のコイルの斜視図である。図１１は、本発明に係るステータの製造方法の第２実施形態におけるステータの第２樹脂成形後のコイルの斜視図である。なお、適宜、図２から５を参照する。

空芯コイル３０ａを巻回する手順を行う（ＳＴ３０１）。空芯コイル３０ａを巻回は、巻枠（図示せず）を用いて行う。空芯コイル３０ａは、矩形枠体状を呈するように巻回され、その中央部に中空の空芯部３１を有する（図２参照）。空芯コイル３０ａの電線は、断面形状が矩形の角線により形成されている。

次に、空芯コイル３０ａを曲げ成形する手順を行う（ＳＴ３０２）。すなわち、空芯コイル３０ａを成形型（図示せず）内に収容し、当該空芯コイル３０ａの横断面が円弧形状を呈するように成形する（図３参照）。

次に、導電ピン３２，３２をろう接合により取付ける手順を行う（ＳＴ３０３）。導電ピン３２，３２は、空芯コイル３０ａの巻き始めおよび巻き終わりにそれぞれろう接合される。これにより円弧状に成形した空芯コイルの導電ピン３２，３２の先端側部分を露出させる。なお、導電ピンを接合するのではなく、空芯コイルの巻き始めおよび巻き終わりを露出させるようにしてもよい。

次に、成形した空芯コイル３０ａの一部を樹脂モールドする第１樹脂成形の手順を行う（ＳＴ３０４）。空芯コイル３０ａの一部を樹脂モールドを行うに際して、２回目の樹脂モールドである第２樹脂成形の手順における基準面３０ｂとなるように行う（図１０参照）。

これは、上述した絶縁性のボビンを基準として金型にセットして樹脂モールドを行う場合、コイル自体を金型で押さえることができずに、射出成形時にコイルが浮き上がることがあった。このため、モールド不良を引き起こすこととなり、モールドコイルの歩留まりの低下や寸法精度の悪化の原因となっていた。第１樹脂成形の手順により基準面３０ｂを作ることで、第２樹脂成形の手順に対して準備することができ、コイルモールドの歩留まりの改善や寸法精度の向上につながる。なお、第１樹脂成形の手順においては、空芯コイル３０ａを挟持することによって、樹脂成形金型内の所定の位置に空芯コイル３０ａを固定することでモールドを行う。

ここで、第１樹脂成形の手順においては、流動性が高い低熱伝導性樹脂でモールドしてもよい。モータにとって、コイルは最大の熱源となることがわかっている。この熱源であるコイルからの放熱のため、コイルを覆う樹脂には、高熱伝導性樹脂であることが好ましいが、通常、高熱伝導性樹脂は、流動性が低く扱いにくい。そこで、第１樹脂成形の手順においては、流動性が高い低熱伝導性樹脂でモールドすることで、次の第２樹脂成形の手順でのモールドのための基準面３０ｂを容易に作ることができる。

次に、基準面３０ｂが形成された空芯コイル３０ａの他の部分を樹脂モールドする第２樹脂成形の手順を行う（ＳＴ３０５）。２回目の樹脂モールドである第２樹脂成形の手順では、第１樹脂成形の手順でモールドされなかった他の部分を含み、コイルの全周を樹脂で覆い絶縁する（図１１参照）。

ここで、第２樹脂成形の手順においては、高熱伝導性樹脂でモールドしてもよい。上記したように、モータにとって最大の熱源であるコイルからの放熱性能を向上させるために、高熱伝導性樹脂でモールドすることで、放熱を効率的に行うことができる。最初に第１樹脂成形の手順において流動性が高い低熱伝導性樹脂でモールドすることで、寸法精度が良い基準面を形成し、次に第２樹脂成形の手順において高熱伝導性樹脂で基準面３０ｂを形成した空芯コイル３０ａの他の部分をモールドすることで、寸法精度が良く、放熱性が高いコイルモールド部品を製造することができる。なお、第２樹脂成形の手順においては、第１樹脂成形の手順によって樹脂モールドされた部分を挟持することによって、樹脂成形金型内の所定の位置に空芯コイルを固定することによって、寸法精度よくモールドすることができる。

ＳＴ３０５により、横断面が円弧状のモールドコイル３０が完成する（図１１参照）。導電ピン３２，３２の先端側部分は、モールドコイル３０から露出している。

次に、ステータコア２０にモールドコイル３０を配置し、ステータコア２０のティース２２をモールドコイル３０の空芯部３１に挿入して、円環部２１の外径側のスロット２３内に当該モールドコイル３０を収容する（図５参照）。さらに、ヨーク１０内に、ステータコア２０に配置したモールドコイル３０を嵌合する手順を行い、回路基板４０を取り付け、モールドコイル３０に回路基板４０を載せた状態で、当該回路基板４０は導電ピン３２，３２にろう接合され、ステータが完成する（ＳＴ３０６）。

本実施形態に係るステータの製造方法によれば、寸法精度が良く、歩留まりを改善することができる。また、モータに組み込まれた際には、熱を外部に放熱させることができ、温度上昇を低減した特性を実現することができる。

＜本発明に係るステータの製造方法の第３実施形態＞
次に、図１２を参照して、本実施形態に係るステータの製造方法について説明する。図１２は、本発明に係るステータの製造方法の第３実施形態に係るステータの製造方法の手順の説明図である。なお、適宜、図２〜５，図１０，図１１を参照する。

空芯コイル３０ａを巻回する手順を行う（ＳＴ４０１）。空芯コイル３０ａを巻回は、巻枠（図示せず）を用いて行う。空芯コイル３０ａは、矩形枠体状を呈するように巻回され、その中央部に中空の空芯部３１を有する（図２参照）。空芯コイル３０ａの電線は、断面形状が矩形の角線により形成されている。

次に、導電ピン３２，３２をろう接合により取付ける手順を行う（ＳＴ４０２）。導電ピン３２，３２は、空芯コイル３０ａの巻き始めおよび巻き終わりにそれぞれろう接合される。これにより空芯コイルの導電ピン３２，３２の先端側部分を露出させる。なお、導電ピンを接合するのではなく、空芯コイルの巻き始めおよび巻き終わりを露出させるようにしてもよい。

次に、空芯コイル３０ａの横断面が円弧状を呈するように成形し、かつ空芯コイルの一部を樹脂モールドする第１樹脂成形の手順を行う（ＳＴ４０３）。すなわち、空芯コイル３０ａを成形型（図示せず）内に収容し、当該空芯コイル３０ａの横断面が円弧形状を呈するように成形しつつ、同時に空芯コイル３０ａの一部を樹脂モールドする。空芯コイル３０ａの一部を樹脂モールドを行うに際して、２回目の樹脂モールドである第２樹脂成形の手順における基準面３０ｂとなるように行う（図１０参照）。第１樹脂成形の手順により基準面３０ｂを作ることで、第２樹脂成形の手順に対して準備することができ、コイルモールドの歩留まりの改善や寸法精度の向上につながる。なお、第１樹脂成形の手順においては、空芯コイル３０ａを挟持することによって、樹脂成形金型内の所定の位置に空芯コイル３０ａを固定することでモールドを行う。

ここで、第１樹脂成形の手順においては、流動性が高い低熱伝導性樹脂でモールドしてもよい。モータにとって、コイルは最大の熱源となることがわかっている。この熱源であるコイルからの放熱のため、コイルを覆う樹脂には、高熱伝導性樹脂であることが好ましいが、通常、高熱伝導性樹脂は、流動性が低く扱いにくい。そこで、第１樹脂成形の手順においては、流動性が高い低熱伝導性樹脂でモールドすることで、第２樹脂成形の手順でのモールドのための基準面３０ｂを容易に作ることができる。

次に、基準面３０ｂが形成された空芯コイル３０ａの他の部分を樹脂モールドする第２樹脂成形の手順を行う（ＳＴ４０４）。２回目の樹脂モールドである第２樹脂成形の手順では、コイルの全周を樹脂で覆い絶縁する（図１１参照）。

ここで、第２樹脂成形の手順においては、高熱伝導性樹脂でモールドしてもよい。上記したように、モータにとって最大の熱源であるコイルからの放熱性能を向上させるために、高熱伝導性樹脂でモールドすることで、放熱を効率的に行うことができる。最初に第１樹脂成形の手順において流動性が高い低熱伝導性樹脂でモールドすることで、寸法精度が良い基準面を形成し、次に第２樹脂成形の手順において高熱伝導性樹脂で基準面３０ｂを形成した空芯コイル３０ａの他の部分をモールドすることで、寸法精度が良く、放熱性が高いコイルモールド部品を製造することができる。なお、第２樹脂成形の手順においては、第１樹脂成形の手順によって樹脂モールドされた部分を挟持することによって、樹脂成形金型内の所定の位置に空芯コイルを固定することによって、寸法精度よくモールドすることができる。

ＳＴ４０４により、横断面が円弧状のモールドコイル３０が完成する（図１１参照）。導電ピン３２，３２の先端側部分は、モールドコイル３０から露出している。

次に、ステータコア２０にモールドコイル３０を配置し、ステータコア２０のティース２２をモールドコイル３０の空芯部３１に挿入して、円環部２１の外径側のスロット２３内に当該モールドコイル３０を収容する（図５参照）。さらに、ヨーク１０内に、ステータコア２０に配置したモールドコイル３０を嵌合する手順を行い、回路基板４０を取り付け、モールドコイル３０に回路基板４０を載せた状態で、当該回路基板４０は導電ピン３２，３２にろう接合され、ステータが完成する（ＳＴ４０５）。

本実施形態に係るステータの製造方法によれば、寸法精度が良く、歩留まりを改善することができる。また、モータに組み込まれた際には、ステータの大部分が高熱伝導性樹脂でモールドされているため、熱を外部に放熱させることができ、温度上昇を低減した特性を実現することができる。さらに、工程が１つ少ないことによりコストの低減につながる。

次に、図１３から図１５に従来構成のステータを例示して、本実施形態に係るステータと比較検討する。図１３は、従来の３スロット・３コイル構成のステータの概略図である。図１４は、従来の６スロット・３コイル構成のステータの概略図である。図１５は、従来の６スロット・６コイル構成のステータの概略図である。図１３から図１５において、２３０は台形形状のモールドコイルであり、その他の構成要素については図１と同一の符号を付している。

モータにおける巻線・結線コストを削減するためには、コイル数を少なくすることが必要である。たとえば、三相モータの場合、コイル数は最小数の３個または６個を採用したい。

しかし、コイルとして、横断面が台形形状のモールドコイル２３０を採用すると、図１３から図１５に示すように、スロット２３内にコイルを収容できないデッドスペース２２３が発生する。デッドスペース２２３が発生すると、スロット２３内のコイル密度が低下するので、モータ効率が低下する。

特に、図１３に示すように、スロット数が３の場合は、コイル密度の低下が著しい。他方、図１４および図１５に示すように、スロット数およびコイル数が増加すると、デッドスペース２２３が小さくなっていくことが判る。

そこで、本実施形態に係るステータ２およびモータ１００によれば、幅広の円弧形状のスロット２３内に、横断面が幅広の円弧形状のモールドコイル３０を収容している。さらに、ステータコア２０に配置したモールドコイル３０の外側に、ヨーク１０を嵌合させている。

したがって、本実施形態に係るステータ２およびモータ１００によれば、簡単な構造で、スロット２３内の空間を最大限に利用し、コイル密度を向上させて、モータの高効率化を図ることができるステータ、モータを実現できるようになる。

さらに、空芯コイル３０ａの電線は、断面形状が矩形の角線により形成されているので、巻線および結線コストの低減を図り、モータの低コスト化および小型化を実現することができる。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、これらは本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態とは異なる種々の態様で実施することができる。

１ ブラケット
２ ステータ
３ ロータ
４ シャフト
１０ ヨーク
２０ ステータコア
２１ 円環部
２２ ティース
２３ スロット
３０ モールドコイル
３０ａ 空芯コイル
３１ 空芯部
３２ 導電ピン
４０ 回路基板
４１ 弾性体
５０ ロータコア
６０ 永久磁石
１００ モータ

Claims (9)

1. 円環部の外周から外方へ放射線状に突出した複数のティースを有するステータコアと、
   前記ステータコアの前記ティースに空芯部を挿入配置して、前記ティース間に区画されたスロット内に収容される空芯コイルと、
   前記ステータコアに収容された前記空芯コイルの周囲を覆うヨークと、
   を備え、
   前記空芯コイルは、横断面が円弧状を呈するように成形され、
   前記円弧状に成形された空芯コイルは、該空芯コイルの巻き始めおよび巻き終わりを露出させて、該空芯コイルの一部が樹脂でモールドされた状態で該空芯コイルの他の部分が樹脂でモールドされていることを特徴とするステータ。
2. 前記空芯コイルの電線は、断面形状が矩形の角線により形成されていることを特徴とする請求項１に記載のステータ。
3. 前記空芯コイルは、電気絶縁性のボビンに固定して樹脂モールドされた樹脂モールドコイルであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のステータ。
4. 前記樹脂モールドコイルの端部は回路基板に接続され、
   ブラケットと前記回路基板との間に、電気絶縁性を有する弾性体を挟み込んで、前記回路基板が固定されることを特徴とする請求項３に記載のステータ。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載のステータ内に間隙を隔てて収容されるとともに、軸受けに回転可能に軸支されたシャフトの周囲に固定されたロータを備え、
   前記ロータは、ロータコアの表面もしくは内部に複数の永久磁石を有することを特徴とするモータ。
6. 円環部の外周から外方へ放射線状に突出した複数のティースを有するステータコアと、
   前記ステータコアの前記ティースに空芯部を挿入配置して、前記ティース間に区画されたスロット内に収容される空芯コイルと、
   前記ステータコアに収容された前記空芯コイルの周囲を覆うヨークと、を備えるステータの製造方法であって、
   前記空芯コイルの横断面が円弧状を呈するように成形する手順と、
   前記円弧状に成形した空芯コイルの先端側部分を露出させる手順と、
   前記空芯コイルの一部を樹脂モールドする第１樹脂成形の手順と、
   前記空芯コイルの他の部分を樹脂モールドする第２樹脂成形の手順と、
   からなることを特徴とするステータの製造方法。
7. 円環部の外周から外方へ放射線状に突出した複数のティースを有するステータコアと、
   前記ステータコアの前記ティースに空芯部を挿入配置して、前記ティース間に区画されたスロット内に収容される空芯コイルと、
   前記ステータコアに収容された前記空芯コイルの周囲を覆うヨークと、を備えるステータの製造方法であって、
   前記空芯コイルの先端側部分を露出させる手順と、
   前記空芯コイルの横断面が円弧状を呈するように成形し、かつ前記空芯コイルの一部を樹脂モールドする第１樹脂成形の手順と、
   前記空芯コイルの他の部分を樹脂モールドする第２樹脂成形の手順と、
   からなることを特徴とするステータの製造方法。
8. 前記第１樹脂成形の手順においては、前記空芯コイルを挟持することによって、樹脂成形金型内の所定の位置に前記空芯コイルを固定し、
   前記第２樹脂成形の手順においては、前記第１樹脂成形の手順によって樹脂モールドされた部分を挟持することによって、樹脂成形金型内の所定の位置に前記空芯コイルを固定することを特徴とする請求項６または７に記載のステータの製造方法。
9. 前記第１樹脂成形の手順においては、流動性が高い低熱伝導性樹脂でモールドし、
   前記第２樹脂成形の手順においては、高熱伝導性樹脂でモールドすることを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載のステータの製造方法。

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