特許 6628706 モータのステータ構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6628706

(24)【登録日】2019年12月13日

(45)【発行日】2020年1月15日

(54)【発明の名称】モータのステータ構造

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/46 20060101AFI20200106BHJP

   H02K 1/14 20060101ALI20200106BHJP

【ＦＩ】

   H02K3/46 B

   H02K1/14 Z

【請求項の数】2

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2016-169569(P2016-169569)

(22)【出願日】2016年8月31日

(65)【公開番号】特開2018-38175(P2018-38175A)

(43)【公開日】2018年3月8日

【審査請求日】2018年4月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096884

【弁理士】

【氏名又は名称】末成 幹生

(72)【発明者】

【氏名】大塚 誠

(72)【発明者】

【氏名】松原 真朗

【審査官】 津久井 道夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２７４８０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０９５１８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３１２４５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０７８２７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ ３／４６

Ｈ０２Ｋ １／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のストレート形状のティースを有するステータコアと、
前記ティースに装着されたボビンと、
前記ボビンに巻回されたコイルと
を備え、
前記ボビンは、中空の巻枠と、前記巻枠の開口の一方端のフランジ部と他方端の端子台とを備え、前記フランジ部及び前記端子台は、前記巻枠における前記ステータコアの軸方向両端のみに具備されており、
前記端子台の幅は、前記巻枠の幅よりも小さく、
前記ボビンにおける前記巻枠の側面両側に開口が設けられるとともに、該開口の縁の一部に、弾性変形可能で前記ティースに形成された段差部と係合可能な突出部が前記巻枠の前記側面両側にそれぞれ形成された該側面の内側に折れ曲がって突出する切り起こしによって設けられ、
前記突出部の前記ティースから離れる方向への弾性変形が前記開口により許容されるように構成されているモータのステータ構造。

【請求項2】

前記係合は、前記ボビンを前記ティースから抜こうとした際に、前記突出部が前記段差部に引っ掛かる構造を有する請求項１に記載のモータのステータ構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ストレート形状のティースを有するモータのステータ構造に関し、特にステータコイルを保持するモータのステータ構造に関する。

【背景技術】

【0002】

モータのステータのティース（極歯）にストレート形状のティースを採用することがある。ストレート形状のティースとは、ティースの基端部から先端部にわたって直線状に形成されたものであり、ティースの先端部において周方向に突出する形状を有していない。ストレート形のティースのそれぞれにコイルを巻回したボビン（又はインシュレータ）を装着した場合、ボビン（又はインシュレータ）の脱落を防止する構造を設ける必要がある。このような構造として、ボビンの側面の内周側に突条を形成し、この突条をティースに形成した溝に嵌め込んで係合させることで、ティースにボビンを強固に保持することができる回転機の電機子構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００−１４０５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

図７は、特許文献１における電機子の構造であり、図８は、図７におけるボビンの斜視図である。特許文献１の構造では、ボビン２５の基部２５ａにおける長尺の側面の内周側に突条３５が形成され、この突条３５をティース２２に形成した溝３３に嵌め込んで係合させることで、ティース２２にボビン２５を強固に保持するものである。しかしながらこの構造では、予め、コイル２４が巻回されたボビン２５をティース２２に嵌入させながら突条３５がティース２２の溝３３に嵌り込むまでボビン２５を押し込むため、突条３５が外側に広がろうとする応力が掛かり、このため、ボビン２５に巻回されたコイル２４にストレスがかかる。コイル２４はボビン２５にテンションを掛けて巻回されているため、上記のストレスによりコイルが損傷する場合がある。また、コイルへの損傷を抑制するためには、ティース２２とボビン２５との隙間を取る必要があるが、その場合、ティース２２に装着したボビン２５にガタが生じる問題がある。

【0005】

本発明は、上述の問題に鑑み、ストレート形状のティースを有するモータのステータ構造において、簡易な構成でコイルの損傷を抑えつつ、コイルを巻回したボビンの脱落防止の向上を図ったモータのステータ構造を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、複数のストレート形状のティースを有するステータコアと、前記ティースに装着されたボビンと、前記ボビンに巻回されたコイルとを備え、前記ボビンは、中空の巻枠と、前記巻枠の開口の一方端のフランジ部と他方端の端子台とを備え、前記フランジ部及び前記端子台は、前記巻枠における前記ステータコアの軸方向両端のみに具備されており、前記端子台の幅は、前記巻枠の幅よりも小さく、前記ボビンにおける前記巻枠の側面両側に開口が設けられるとともに、該開口の縁の一部に、弾性変形可能で前記ティースに形成された段差部と係合可能な突出部が前記巻枠の前記側面両側にそれぞれ形成された該側面の内側に折れ曲がって突出する切り起こしによって設けられ、前記突出部の前記ティースから離れる方向への弾性変形が前記開口により許容されるように構成されているモータのステータ構造である。

【0007】

本発明において、前記係合は、前記ボビンを前記ティースから抜こうとした際に、前記突出部が前記段差部に引っ掛かる構造を有することは好ましい。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、ストレート形状のティースを有するモータのステータ構造において、簡易な構成でコイルの損傷を抑えつつ、コイルを巻回したボビンの脱落防止の向上を図ったモータのステータ構造が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態の斜視図である。

【図2】図１におけるステータコアの斜視図である。

【図3】図１におけるコイルを巻回したボビンの斜視図である。

【図4】図３におけるボビンの斜視図である。

【図5】実施形態におけるティースにボビンを嵌め込む状態を示す図（Ａ）とティースにボビンを装着した状態を示す図（Ｂ）である。

【図6】その他のボビンの変形例の図である。

【図7】従来の電機子の状態を示す図である。

【図8】図７におけるボビンの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（構成）
図１は、本願発明を利用した実施形態のステータ構造１の斜視図である。図２は図１におけるステータコアの斜視図であり、図３は図１におけるコイルを巻回したボビンの斜視図であり、図４は図３におけるボビンの斜視図である。図５は、コイル５が巻回された状態のボビン３をティース２ｂに装着する過程の図（Ａ）と、ボビン３をティース２ｂに装着した状態の図（Ｂ）である。

【0011】

ステータ構造１は、輪状のステータコア２を備えている。ステータコア２は、軸中心の方向に延在する３つのティース２ｂを備えている。ティース２ｂはストレート形状を有し、各ティース２ｂにはコイル５が予め巻回されたボビン３が装着されている。ステータ構造１の内側には、ロータマグネットを備えた図示しないロータが回転自在な状態で配置される。

【0012】

輪状のステータコア２は、薄板状の軟磁性材料（例えば、ケイ素鋼板）からなる輪状のコアを所定枚数、軸方向に積層して構成されている。図２に示すように、ステータコア２は、環状部２ａから径内方（軸中心の方向）に延在する複数のティース２ｂ（図では３個のティース２ｂを備えているが、これに限定されない）を備えている。ティース２ｂの側面には、ティース２ｂの先端部を除いてティース２ｂの幅寸法が小さくなるように凹部２ｃ，２ｄが形成されている。

【0013】

ボビン３は絶縁性の樹脂による射出成型で成形したもので、図４に示すように、中空の巻枠３ａの開口３ｂの一方端にはフランジ部３ｃ，３ｄを備え、開口の他方端には端子台３ｅ，３ｆを備えている。一方の端子台３ｅには端子ピン４（４ａ，４ｂ）が植設されている。フランジ部３ｃ，３ｄ，及び端子台３ｅ，３ｆは、共に軸方向（上下方向）の両端に具備されており、側面には設けられていない。

【0014】

図３に示すように、中空の巻枠３ａ（図４参照）には所定の巻数でコイル５が巻回されており、コイル５の巻き始めと、巻き終わりは端子ピン４（４ａ，４ｂ）にそれぞれ絡げられて電気的に接続されている（図示なし）。巻枠３ａの側面両側の外側には軸方向に延在する細長の凹部３ｇ，３ｈ（図４，５参照）が形成されており、それぞれの凹部３ｇ，３ｈの反対側となる内周面には、突出部３ｉ，３ｊが設けられている。この突出部３ｉ，３ｊは弾性変形が可能であり、内側から押すと、凹部３ｇ，３ｈの凹みが無くなるように、つまり突出部３ｉ，３ｊが外側に押されて潰れ、それに従って凹部３ｇ，３ｈの窪みが浅くなる弾性変形が生じる。

【0015】

突出部３ｉ，３ｊはスナップフィットとして機能し、ティース２ｂの側面で、ティース２ｂの先端部と凹部２ｃ，２ｄとの境で形成される段差部３１，３２（図２，５参照）に係合する。すなわち、図５（Ｂ）に示すように、突出部３ｉが段差部３１の径方向外側の段部に弾性的に接触して引っ掛かり、突出部３ｊが段差部３２の径方向外側に段部に弾性的に接触して引っ掛かる。この構造により、ボビン３がティース２ｂから抜けない状態となる。

【0016】

（ボビンのティースへの装着）
図５を参照して、予めコイル５を巻回したボビン３をティース２ｂに装着する状態を説明する。まず、ボビン３の端子台３ｅ，３ｆ（図４参照）の側から、開口３ｂにティース２ｂの先端部を嵌入する（図５（Ａ））。次に、ボビン３を更に押し込んで開口３ｂにティース２ｂを嵌入させる。このとき、ボビン３の巻枠３ａの側面の内周面に設けられた突出部３ｉ，３ｊが外側に広がろうとして変形し、この変形によって凹部３ｇ，３ｈの箇所が膨らんで変形する。

【0017】

更に、ティース２ｂに対してボビン３を押し込むと、突出部３ｉが段差部３１に引っ掛かって嵌り、突出部３ｊが段差部３２に引っ掛かって嵌る。この引っ掛かりにより、ティース２ｂからボビン３が抜けなくなる抜け止めの構造が得られる。この状態が図５（Ｂ）に示されている。

【0018】

（優位性）
以上述べたように、モータのステータ構造１は、複数のストレート形状のティース２ｂを有するステータコア２と、ティース２ｂに装着されたボビン３と、ボビン３に巻回されたコイル５とを備え、ボビン３のティース２ｂの側には、弾性変形可能でティース２ｂと係合する突出部３ｉ，３ｊが設けられ、ボビン３には、突出部３ｉ，３ｊのティース２ｂから離れる方向への弾性変形を許容する凹部３ｇ，３ｈが設けられている。この構造において、ティース２ｂには、突出部３ｉ，３ｊと係合する段差部３１，３２が設けられ、突出部３ｉ，３ｊと段差部３１，３２の係合は、ボビン３をティース２ｂから抜こうとした際に、突出部３ｉ，３ｊが段差部３１，３２に引っ掛かる構造を有する。

【0019】

この構造によれば、図５（Ａ）から図５（Ｂ）に推移する過程において、突出部３ｉ，３ｊがティース２ｂに押され、外側に広がろうと変形する。この際、突出部３ｉ，３ｊの外側への変形が凹部３ｇ，３ｈよって吸収され、ボビン３がコイル５の方向に膨らまない。このため、コイル５に強いストレスが加わらない。また、ボビン３の巻枠３ａに対して、フランジ部３ｃ，３ｄ、及び端子台３ｅ，３ｆが直交して直線状に形成されているため、巻枠３ａにコイル５を巻回する際、整列巻きが容易になる。この結果、コイルの占積率を高めることができる。

【0020】

（変形例）
図６は、その他のボビン構造を示した図で、ボビン４０の巻枠４０ａの側面両側に設けた開口４１，４２それぞれに、内側に突出する切り起こし４３，４４を設けている。この切り起こし４３，４４がティース２ｂの段差部３１，３２（図５参照）と係合することで、ボビン４０をティース２ｂに装着することができる。この場合、ティース２ｂへのボビン４０の装着時に、ティース２ｂによって切り起こし４３，４４が外側に押されて変形しても、切り起こし４３，４４がボビン４０の外側に突出することはないので、ボビン４０に巻回されたコイルに強いストレスは加わらない。

【0021】

＜その他＞
１.ティース２ｂの凹部２ｃ，２ｄは、溝であっても同様の効果を奏する。
２.ボビン３の巻枠３ａの側面の内周面に設けられた突出部３ｉ，３ｊは側面全長に渡って形成しているが、一部であっても同様の効果を奏する。
３.巻枠３ａの開口３ｂの一方端にフランジ部３ｃ，３ｄを備えた構成であるが、端子台が形成された他方端にもフランジ部を形成しても構わない。その場合、コイル５とステータコア２との直接的な接触を防止できる。
４.フランジ部３ｃ，３ｄは巻枠３ａの上下方向のみに形成しているが、隣接するティース２同士の間に形成されるスロットの幅寸法を大きくすることが可能な場合、フランジ部３ｃ，３ｄは巻枠３ａの全周（上下方向、及び側面）に形成してもよい。
５.図１には、インナーロータ型モータの例が示されているが、本発明は、アウターロータ型モータのステータに適用することもできる。

【符号の説明】

【0022】

１…ステータ構造、２…ステータコア、２ａ…環状部、２ｂ…ティース、２ｃ，２ｄ…凹部、３…ボビン、３ａ… 中空の巻枠、３ｂ…開口、３ｃ，３ｄ…フランジ部、３ｅ，３ｆ…端子台、３ｇ，３ｆ…凹部、３ｉ，３ｊ…突出部、３１，３２…段差部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】