JP3730218B2 - 積重ステータコアとその製造方法および回転電動機とその製造方法 - Google Patents

Description

技術分野
この発明は、例えば磁気ディスクや光ディスク駆動装置等に用いられる媒体回転駆動用回転電動機とその回転電動機に用いられるステータに係り、特に量産性の向上を図るための構造ならびにその製造方法に関するものである。
背景技術
この種従来の回転電動機のステータは、図示はしないが例えば特開昭５７−１００８２３号公報に示されるように、鋼板から直接打ち抜かれた環状の板部材を複数枚積層することにより構成されているが、材料の歩留りが悪い。このため、例えば特公昭６０−４６６２０号公報では、多数の歯部を有する帯状の板部材を、塑性変形させながら螺旋状に巻き取って複数層積層し、その各層間を例えば溶接等で固着した構成とすることにより、歩留りの向上を図ることが開示されている。
また、他の従来の回転電動機の製造方法として例えば、特開平１１−９８７７４号公報に開示されているような方法があった。第４８，４９図はかかる従来の製造方法を示す図である。
まず、リボン状の磁性材料５００をワーク供給機５０１によってプレス機５０２に送り、プレス機５０２によって薄肉部５０３ａ、ヨーク部材５０３ｂ、磁極ティース５０３ｃからなるコア部材５０３を成形し、これを巻枠５０４に複数台分に相当するコア部材５０３が１周の間に配置されるように複数ターン巻取って円環状の積層ヨーク部材５０５を作製し、これに駆動コイル５０６を巻線し、巻線後、回転電動機１台分のステータコア５０７が得られるよう分割し、これを治具で折り曲げることにより回転電動機のステータを製造する方法である。
従来の回転電動機のステータは以上のように構成されているため、特開昭５７−１００８２３号公報に示されたステータでは、上記したように材料の歩留りが悪いことは勿論、多数の板部材を一枚一枚把持して搬送しなければならないので組立作業が大変となり、又、特公昭６０−４６６２０号公報に示されたステータでは、帯状の板部材を塑性変形させながら螺旋状に巻き取っているため、巻線のための展開、分割が困難であり、いずれにしても量産性に欠けるといった問題点があった。
また、特開平１１−９８７７４号公報に開示された製造方法においても、
（１）回転電動機複数台分のステータコア５０７を円周方向に繋いでいるので、積層ヨーク部材５０５の厚みに比べて径が非常に大きいため、積層ヨーク部材５０５が撓みやすく、積層ヨーク部材５０５に絶縁塗装を行う場合や巻線機に取付ける際のハンドリング性が悪い
（２）同一形状のヨーク部材を連続的に形成し、これを巻き取っているので、ステータコア５０７を回転電動機に取付ける際の位置決め部やステータコア５０７を円環状に成形し保持するためのステータ連結部等を設けることが困難である
（３）リボン状の磁性材料５００にヨーク部材を形成し、これを巻枠にスパイラル状に巻き取って積層ヨーク部材５０５を作製しているので、磁極ティース５０３ｃが斜めに積層されるため、巻線性が悪くなったり、駆動トルクやトルクリップルが悪化する
等の問題があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、巻線作業性の向上を図るとともに、量産性の向上を図ることが可能な積重ステータコアおよびステータの製造方法ならびにそのステータを具備した回転電動機とその回転電動機の製造方法を提供することを目的とするものである。
発明の開示
本発明の積重ステータコアは、所定の枚数の磁性材料で積層され各磁性材料が屈曲可能な屈曲部を介して連結される複数のヨーク部材でなる第１のコア部材と、所定の枚数の磁性材料で積層され各磁性材料の一端側が第１のコア部材の一端側のヨーク部材の上方から所定の段数の次段目の磁性材料から順次屈曲可能な屈曲部を介し下方の所定の段数と同数の段数を残して連結されるヨーク部材でなる第２のコア部材と、所定の枚数の磁性材料で積層され各磁性材料が屈曲可能な屈曲部を介して連結される第１のコア部材と同数のヨーク部材でなり、一端側のヨーク部材の上方から所定の段数の各磁性材料の一端側が第２のコア部材の下方の所定の段数の各磁性材料の他端側と屈曲可能な屈曲部を介して連結される第３のコア部材と、所定の枚数の磁性材料で積層され各磁性材料の一端側が第３のコア部材の他端側のヨーク部材の上方から所定の段数の次段目の磁性材料から順次屈曲可能な屈曲部を介し下方の所定の段数と同数の段数を残して連結されるヨーク部材でなる第４のコア部材とを備え、第１、第２のコア部材および第３、第４のコア部材をそれぞれ環状に配置して交互に積重するようにしたものである。このため、巻線のための展開、分割が容易な積重ステータコアを提供することができる。
また、本発明のステータの製造方法は、上述の積重ステータコアを順送り金型による打ち抜きにより形成する工程と、積重ステータコアを展開し直線状とする工程と、直線状の積重ステータコアに所望の処理を施す工程と、所望の処理が施された直線状の積重ステータコアに巻線を施す工程と、巻線が施された直線状の積重ステータコアを巻き取り環状の状態に戻す工程とを包含したものである。このため、巻線作業性の向上を図るとともに、量産性の向上を図ることが可能なステータの製造方法を提供することができる。
また、本発明の積重ステータコアの製造方法は、それぞれ所定枚数で積層された板状磁性材料からなる複数のステータコアと、この各ステータコアを構成する複数のヨーク部材と、ヨーク部材間に設けられた屈曲可能な屈曲部位と、一方のステータコアの上端部と他方のステータコアの下端部を結合させて複数のステータコアを段差を有しながら相互連結させる相互連結部位と、を備えたものである。このため、巻線のための展開、分割が容易な積重ステータコアを提供することができる。
また、本発明の回転電動機の製造方法は、それぞれ所定枚数で積層された板状磁性材料からなる複数のステータコアと、この各ステータコアを構成する複数のヨーク部材と、ヨーク部材間に設けられた屈曲可能な屈曲部位と、一方のステータコアの上端部と他方のステータコアの下端部を結合させて複数のステータコアを段差を有しながら相互連結させる相互連結部位と、を具備した積重ステータコアから分断された一つのステータコアを円環状に屈曲させてその両端部を連結せしめたステータと、このステータを装着せしめたベースと、を備えたものである。このため、量産性に優れた回転電動機を得ることができる。
また、本発明のディスク装置は、それぞれ所定数で積層された板状磁性材料からなる複数のステータコアと、この各ステータコアを構成する複数のヨーク部材と、ヨーク部材間に設けられた屈曲可能な屈曲部位と、一方のステータコアの上端部と他方のステータコアの下端部を結合させて複数のステータコアを段差を有しながら相互連結させる相互連結部位と、を具備した積重ステータコアから分断された一つのステータコアと、このステータコアを円環状に屈曲させてその両端部を連結せしめたステータと、このステータを装着せしめたベースと、を具備した回転電動機と、この回転電動機により回転される磁気記録媒体に対して読み出しあるいは書き込みを行う部位と、を備えたものである。このため、薄層化されかつ低コストのディスク装置が得られる。
また、本発明の回転電動機の製造方法は、複数のヨーク部材を具備し、このヨーク部材間の一個所に第１の分断部位を有し他の箇所に屈曲部位が設けられた円環状の板状磁性材料を、第１の分断部位がそれぞれ一致するように所定枚数積層する工程と、この所定枚数積層した板状磁性材料に対して円周方向にヨーク部材単位で所定数分ずれて第２の分断部位が位置するようにさらに板状磁性材料を所定枚数積層する工程と、以上２つの工程を必要回数繰り返して上記板状磁性材料を順次積層する工程と、を含んでなる。このため、巻線作業性の向上が図られるとともに、ステータ、さらに回転電動機の量産性の向上を図ることが可能となる。
また、本発明の回転電動機の製造方法は、複数のヨーク部材を具備し、このヨーク部材間の一個所に第１の分断部位を有し他の箇所に屈曲部位が設けられた円環状の板状磁性材料を、この第１の分断部位がそれぞれ一致するように所定枚数積層する工程と、所定枚数積層した板状磁性材料に対して円周方向にヨーク部材単位で所定数分ずれて第２の分断部位が位置するようにさらに板状磁性材料を所定枚数積層する工程と、以上２つの工程を必要回数繰り返して板状磁性材料を順次積層して積重ステータコアを形成する工程と、この積重ステータコアの屈曲部位を伸長させて直線状に展開する工程と、ヨーク部材に設けられた磁極ティースに駆動コイルを巻回する工程と、巻回されたヨーク部材をステータ単位で分断する工程と、分断されたステータコアを屈曲部位で屈曲させて両端部を結合せしめることにより円環状のステータを形成する工程と、を含んでなる。このため、巻線作業性の向上が図られるとともに、回転電動機の量産性の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明の実施の形態１における積重ステータコアの構成を一部を展開して示す斜視図である。
第２図は、第１図における積重ステータコアの構成の一部を展開して示す正面図である。
第３図は、第２図における線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面を示す断面図である。
第４図は、第２図における線ＩＶ−ＩＶに沿った断面を示す断面図である。
第５図は、第１図における積重ステータコアを用いてステータを製造する方法の一工程を示す斜視図である。
第６図は、第５図におけるステータを製造する方法の第５図とは異なる第２の工程を示す斜視図である。
第７図は、第５図におけるステータを製造する方法の第３の工程を示す斜視図である。
第８図は、第５図におけるステータを製造する方法の第４の工程を示す斜視図である。
第９図は、各工程を経て得られるステータの構成を示す平面図である。
第１０図は、回転電動機の斜視図である。
第１１図は、回転電動機に用いるステータの斜視図である。
第１２図は、ステータを展開した状態における部分拡大図である。
第１３図は、ステータコアを展開した状態における部分拡大図である。
第１４図は、回転電動機の分解斜視図である。
第１５図は、上記回転電動機のステータコアに用いる積重ステータコアの斜視図である。
第１６図は、積重ステータコアを一部展開した状態を示す斜視図である。
第１７図は、積重ステータコアを伸張させた場合を示す模式図である。
第１８図は、積重ステータコアの磁性材料の積層状態を示す斜視図である。
第１９図は、積重ステータコアへの絶縁塗装を示す模式図である。
第２０図は、積重ステータコアの部分拡大図である。
第２１図は、積重ステータコアからステータコアを分離するところからステータコアへ駆動コイルを巻線するまでの工程を示す斜視図である。
第２２図は、分離されたステータコアへの駆動コイルの巻線からステータを環状に成形するまでの工程を示す斜視図である。
第２３図は、ステータコアの屈曲部周辺の部分拡大図および当該部分の断面図である。
第２４図は、磁極ティースの角度ピッチを示す平面図である。
第２５図は、駆動コイルを巻線した後に分離してステータを製造する方法を示す図である。
第２６図は、実施の形態２の回転電動機のロータにカバーテーブルを設けた状態を示す図である。
第２７図は、段差ヨーク部材の磁極ティースに巻回されている駆動コイルの巻数を、ヨーク部材の磁極ティースに巻回されている駆動コイルの巻数より少なくした断面構造を示した図である。
第２８図は、段差ヨーク部材側が第２６図に示す状態よりも低くなるようにベースに傾けて取り付け、ヨーク部材の磁極ティースに巻回されている駆動コイルの最上部までの高さＨｆと、段差ヨーク部材の磁極ティースに巻回されている駆動コイルの最上部までの高さＨｈが同じなるように設けた場合の断面構造を示した図である。
第２９図は、段差ヨーク部材の部分をプレス成形し、段差ヨーク部材の段差を無くす方法を示す図である。
第３０図は、段差ヨーク部材の部分をプレス成形し、段差ヨーク部材の段差を無くす方法を示す図である。
第３１図は、段差ヨーク部材の部分をプレス成形し、段差ヨーク部材の段差を無くす方法を示す図である。
第３２図は、回転電動機の斜視図である。
第３３図は、回転電動機に用いるステータの斜視図である。
第３４図は、ステータを展開した状態における部分拡大図である。
第３５図は、ステータコアを展開した状態における部分拡大図である。
第３６図は、積重ステータコアを一部展開した状態を示す斜視図である。
第３７図は、積重ステータコアを伸張させた場合を示す模式図である。
第３８図は、積重ステータコアの磁性材料の積層状態を示す斜視図である。
第３９図は、積重ステータコアから分離されたステータコアに駆動コイルを巻線しステータを環状に成形するまでの工程を示す斜視図である。
第４０図は、ステータをベースに取り付ける工程を示す斜視図である。
第４１図は、積重ステータコアを一部展開した状態を示す斜視図である。
第４２図は、積重ステータコアを伸張させた場合を示す模式図である。
第４３図は、積重ステータコアから分離されたステータコアに駆動コイルを巻線する工程を示す斜視図である。
第４４図は、ステータコアを円環状にした状態を示す平面図である。
第４５図は、屈曲部でヨーク部材を展開した状態を示す部分平面図である。
第４６図は、屈曲部の断面図である。
第４７図は、上述の実施の形態の積重ステータコアを元に製造された回転電動機を具備したフロッピーディスク装置の概観図である。
第４８図は、従来のステータ製造方法のうち一部の工程を示す図である。
第４９図は、従来のステータ製造方法のうち一部の工程を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態を図に基づいて説明する。第１図はこの発明の実施の形態１における積重ステータコアの構成を一部を展開して示す斜視図、第２図は第１図における積重ステータコアの構成を示す正面図、第３図は第２図における線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面を示す断面図、第４図は第２図における線ＩＶ−ＩＶに沿った断面を示す断面図、第５図は第１図における積重ステータコアを用いてステータを製造する方法の一工程を示す斜視図、第６図は第５図におけるステータを製造する方法の第５図とは異なる第２の工程を示す斜視図、第７図は第５図におけるステータを製造する方法の第３の工程を示す斜視図、第８図は第５図におけるステータを製造する方法の第４の工程を示す斜視図、第９図は各工程を経て得られるステータの構成を示す平面図である。
図中、１０は例えば５枚の磁性材料で積層され、各磁性材料が屈曲可能な屈曲部としての薄肉部ｍを介して連結される３個のヨーク部材１、２、３でなる第１のコア部材で、ヨーク部材１、３の一側には複数の磁極テイース１ａ、３ａが、また、ヨーク部材２の一側には後述の巻線の端末をからげるための複数の突起片２ａが突出して形成されている。２０は第１のコア部材１０と同様に５枚の磁性材料で積層され、各磁性材料の一端側が第１のコア部材１０の一端側のヨーク部材３の上方から２枚目の磁性材料から順次薄肉部ｍを介し、下方の１枚を残して連結されるヨーク部材４でなる第２のコア部材で、ヨーク部材４の一側にはヨーク部材２の突起片２ａと同様の突起片４ａが複数形成されている。
３０は第１および第２のコア部材１０、２０と同様に５枚の磁性材料で積層され、薄肉部ｍを介して連結される第１のコア部材１０と同数の３個のヨーク部材５、６、７でなる第３のコア部材で、一端側のヨーク部材５の上方から１枚目の磁性材料が、第２のコア部材２０の他端側のヨーク部材４の下方から１枚目の磁性材料と薄肉部を介して連結されるとともに、ヨーク部材５、７の一側には複数の磁極テイース５ａ、７ａが、また、ヨーク部材６の一側には各突起片２ａ、４ａと同様の複数の突起片６ａがそれぞれ突出して形成されている。４０は第３のコア部材３０と同様に５枚の磁性材料で積層され、各磁性材料の一端側が第３のコア部材３０の他端側のヨーク部材７の上方から２枚目の磁性材料から順次薄肉部ｍを介し、下方の１枚を残して連結され一側には各突起片２ａ、４ａ、６ａと同様の突起片８ａが形成されたヨーク部材８でなる第４のコア部材であり、第１、第２のコア部材１０、２０および第３、第４のコア部材３０、４０がそれぞれ環状に配置され、交互に積重されて積重ステータコア５０が形成される。
次に、上記のように構成される積重ステータコア５０およびこれを用いたステータの製造方法を説明する。
まず、順送り金型内における打ち抜きにより、４枚の磁性材料を第３図に示すような輪郭に順次形成して積層するとともに、各角部Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3、Ｃ4のうち角部Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3の外郭近傍に小穴をあけ、この小穴と内郭との間に切り曲げによりスリットを形成して、小穴と外郭との間に屈曲可能な薄肉部ｍをそれぞれ形成し、又、角部Ｃ4には外郭と内郭との間に切り曲げによりスリットを形成して内、外郭間を縦断させる。
次に、上記と同様にして、１枚の磁性材料を第４図に示すような輪郭に形成して、上記のようにして積層された磁性材料の上にさらに積層するとともに、各角部Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3、Ｃ4のうち角部Ｃ1、Ｃ2、Ｃ4の外郭近傍に小穴をあけ、この小穴と内郭との間に切り曲げによりスリットを形成して、小穴と外郭との間に屈曲可能な薄肉部ｍをそれぞれ形成し、又、角部Ｃ3には外郭と内郭との間に切り曲げによりスリットを形成して内、外郭間を縦断させ、第３、４図中丸印で示す位置を抜きかしめることにより積層された磁性材料を固着一体化し、各ヨーク部材５、６、７、８が形成される。
次いで、上記と同様にして、４枚の磁性材料を第３図に示すような輪郭に順次形成して積層するとともに、各角部Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3、Ｃ4のうち角部Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3の外郭近傍に小穴をあけ、この小穴と内郭との間に切り曲げによりスリットを形成して、小穴と外郭との間に屈曲可能な薄肉部ｍをそれぞれ形成し、又、角部Ｃ4には外郭と内郭との間に切り曲げによりスリットを形成して内、外郭間を縦断させる。
次いで、上記と同様にして、１枚の磁性材料を第４図に示すような輪郭に形成して、上記のようにして積層された磁性材料の上にさらに積層するとともに、各角部Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3、Ｃ4のうち角部Ｃ1、Ｃ2、Ｃ4の外郭近傍に小穴をあけ、この小穴と内郭との間に切り曲げによりスリットを形成して、小穴と外郭との間に屈曲可能な薄肉部ｍをそれぞれ形成し、又、角部Ｃ3には外郭と内郭との間に切り曲げによりスリットを形成して内、外郭間を縦断させ、第３、４図中丸印で示す位置を抜きかしめることにより積層された磁性材料を固着一体化し、各ヨーク部材１、２、３、４が形成される。
そして、上記のように各ヨーク部材５ないし８で形成される環状部と、各ヨーク部材１ないし４で形成される環状部とが、ヨーク部材４の最下段の磁性材料とヨーク部材５の最上段の磁性材料とが薄肉部ｍを介して連結された状態で積み重ねられ積重ステータコア５０が完成し、この積重ステータコア５０が所定の段数積み重ねられた状態で、一つのブロックとして金型より取り出される。
このようにして、積み重ねられた状態で金型から取り出された積重ステータコア５０は、第５図に示すようにパレット１１により次工程に搬送されてテンションローラ１２にセットされた後、第６図に示すように矢印で示す方向に上段より順次引き出されて展開され、次工程において、第７図に示すように吊具１３に吊持されて塗装槽１４内に浸漬され電着塗装がなされる。そして、展開された状態で電着塗装を終えた積重ステータコア５０は、次の巻線工程に搬送される。
巻線工程では、第８図に示すように巻線機１５により各ヨーク部材１、３、５、７の順に、収納ドラム１６より引き出されたマグネットワイヤ１７が、それぞれの各磁極テイース１ａ、３ａ、５ａ、７ａに巻回され、その各端末は各ヨーク部材２、４、６、８の各突起片２ａ、４ａ、６ａ、８ａにからめられる。そして、これらの各ヨーク部材１ないし４は巻取機１８により環状に巻き取られ、ヨーク部材４の最下段の磁性材料と次のヨーク部材５の最上段の磁性材料とが連結される薄肉部ｍを切断することにより、第９図に示すように両ヨーク部材１、３の各磁極テイース１ａ、３ａに巻線１９が形成され、その端末１９ａが両ヨーク部材２、４の各突起片２ａ、４ａにからげられたステータ６０が完成する。
以下、同様にして各ヨーク部材５ないし８、１ないし４というように、連結されている薄肉部ｍを切り離して順次環状に巻き取ることによりステータ６０が連続して完成する。
このように上記実施の形態１によれば、順送り金型内において、第３図および第４図に示すような輪郭の打ち抜き、および切り曲げ加工を、所定の枚数毎に行って積重ステータコア５０を形成するとともに、これを複数段積み重ねてブロックを形成し、このブロックから積重ステータコア５０を直線状に引き出して展開させ、展開された状態で電着塗装および巻線作業を行った後、再び環状に順次巻き取ってステータ６０を連続して形成するようにしているので、巻線のための展開が容易となり巻線作業性の向上を図るとともに、量産性の向上を図ることが可能な積重ステータコアおよびステータの製造方法を提供することができる。
又、勿論のことこれらに限定されるものではないが、各ヨーク部材１〜８間に介在される屈曲部を、小穴およびスリツトで形成される薄肉部ｍで構成するようにしているので、加工が容易となり、又、第２、第３のコア部材２０、３０間および、第４、第１のコア部材４０、１０間を連結する磁性材料の枚数を一枚としているので、巻線作業を行った後に再び環状に巻き取る際の切断作業が容易となり、又、打ち抜き加工時に、各ヨーク部材１〜８毎に各磁性材料を同時に打ち抜きかしめるようにしているので、一体化の後工程を省略することができ、それぞれ組立作業性の向上を図り、さらに量産性の向上を可能にする。
又、上記ステータ６０の構成では、各ヨーク部材２、４、６、８には巻線が施されることなく、所謂磁気バランサの役目を果たしているので、周辺機器の配置の関係等から、各ヨーク部材２、４、６、８に巻線を施す余裕が、スペース的にないような場合でも適用が可能になる。又、上記ステータ６０の構成では、巻線後に再び環状に巻き取る場合に、巻線１９が施された側が内側となるように巻き取ってインナロータ型のステータ６０としているが、積重ステータコアの輪郭形状を若干変更し、巻線が施された側が外側となるように巻き取ってアウタロータ型のステータとして構成することも可能である。
上述の実施の形態では、１つのステータ６０が第１のコア部材１０および第２のコア部材２０で構成されるとして説明を進めたが、１つのステータ６０全体が板状磁性材料を所定枚数積層した１つのコア部材、すなわち１つの回転電動機用のステータコアからなるとみなすこともまた可能である。つまり、第２図からわかるように、まず４枚の板状磁性材料を完全に一致するよう積層し、次の１枚を上述の４枚の板状磁性材料の積層体に対してヨーク部材１つ分ずらして積層させ、このヨーク部材１つ分ずらした部分にさらに新たな４枚の板状磁性材料の積層体における端部のヨーク部材１つ分の部分と積層させることにより、全体として一定の積層枚数を保持しつつ、順次連結されたステータコアで構成された積重ステータコア５０が形成される。
実施の形態２．
本発明の実施の形態２を第１０〜１４図に基づいて説明する。第１０図は回転電動機の斜視図、第１１図は回転電動機に用いるステータの斜視図、第１２図はステータを展開した状態における部分拡大図、第１３図はステータコアを展開した状態における部分拡大図、第１４図は回転電動機の分解斜視図である。図中、７１はベース、７２はロータ、７３はステータである。
第１４図に示すように、ベース７１にはステータ７３を位置決め固定するための台座１０１ａと嵌合部１０１ｂを有するステータ固定ピン１０１と、ステータ７３を位置決めするためのステータ支持ピン１０２と、コイル端末用ランド１０３，１０４と、ベース７１を固定する際に用いるベース固定穴１０５が設けられている。また、ロータ７２にはベース７１の中央部にベース７１に嵌合支持されているシャフト２０１が設けられ、このシャフト２０１に嵌着固定されているターンテーブル２０２およびこのターンテーブル２０２の外周に固定され外周面が多極になるように着磁されたリング状のロータマグネット２０３がベース７１に対して回転自在に設けられている。
第１１〜１３図に示すように、ステータ７３は、板状磁性材料が積層されたステータコア３００および各磁極ティース３０２に巻回された駆動コイル３５０で構成されている。さらに、ステータコア３００には、駆動相数に応じた磁極ティース３０２と磁極ティース３０２を歯状に設けている継鉄部３０３とからなるヨーク部材３０１と、他のヨーク部材３０１と同様に磁極ティース３０２と継鉄部３０３を具備し他のヨーク部材３０１と連結されていない板状磁性材料を一部に有する段差ヨーク部材３０９と、ヨーク部材間を連結する屈曲部３０４と、屈曲部３０４の両側に相対するように配置されかつ磁極ティース３０２と同方向に設けられたステータ位置決め用突起３０５と、積層された板状磁性材料を固着一体化するための抜きカシメ３０６,３０７と、ステータコア３００の端部に設けられたコア結合部３０８と、が設けられており、各磁極ティース３０２には駆動コイル３５０が巻回されている。
ステータ位置決め用突起３０５は、ステータ７３が第１０図や第１１図に示すように円環状を呈する状態になった場合、ステータ固定用ピン１０１と嵌合する穴を形成すべく設けられている。つまり、ステータ７３を円環状にする際、一方のヨーク部材３０１の端部に設けられたステータ位置決め用突起３０５（第１の位置決め穴の部位）と、隣接した他方のヨーク部材３０１の端部に設けられた別のステータ位置決め用突起３０５（第２の位置決め穴の部位）とが、屈曲部３０４を支点として屈曲して、かかる２つのステータ位置決め用突起３０５が相対した位置に移動することにより、ステータ固定用ピン１０１と嵌合する一つの穴を形成する。
また、コア結合部３０８も同様に円環状のステータ７３をステータ支持ピン１０２と嵌合すべく両端部のコア結合部３０８が相対して穴を形成するよう設けられている。よって、かかる位置決め用の穴とステータ固定用ピン１０１を嵌合させることにより、ステータ７３をベース７１に容易に固定できる。
なお、実施の形態１における第２図の断面図に示すように、段差ヨーク部材、すなわち第２図中の第４のヨーク部材４、８と他のヨーク部材、すなわち第２図中の第１〜３のヨーク部材１〜３、６〜７に積層されている板状磁性材料の枚数は同数の５枚となっている。このため、段差ヨーク部材が他のヨーク部材より板状磁性材料１枚分積層方向にずれて、他のヨーク部材に対して段差が生じている。
第１０図に示す駆動コイル３５０の各相の一端のコイル端末３５１は、段差ヨーク部材３０９下部を通ってコイル端末用ランド１０３に半田付けされ、他端の各相のコイル端末は捩って一体化され共通コイル端末３５２としてコイル端末用ランド１０４に半田付けされる。
また、ステータ７３を第１０図、第１１図に示すような円環状や、第１２図に示すような直線状とすべくヨーク部材３０１あるいは段差ヨーク部材３０９が屈曲可能となるよう各ヨーク部材間の接続部分に屈曲部３０４が設けられている。さらに、ヨーク部材３０１、段差ヨーク部材３０９の各磁極ティース３０２は、各ヨーク部材内で互いに平行になるように設けられている。
以上のように構成された回転電動機８０では、各駆動コイル３５０に所望の電流を流すことによってロータ７２を回転させることができる。また、段差ヨーク部材３０９が設けられていることによってロータ７２に作用する吸引力がヨーク部材３０１と段差ヨーク部材３０９とではロータ７２の回転軸２０１方向に対して相違しているため、ロータ７２に回転軸２０１がステータ７３側に傾斜するような方向のモーメント力が加わる結果、回転電動機８０に振動等が加わった場合でもロータ７２の回転を安定させることが可能となる。
さらに、コイル端末３５１を段差ヨーク部材３０９下部を通してコイル端末用ランド１０３に半田付けして固着させているため、他のヨーク部材３０１の下部よりも広い空間を通すことができるので、結線の作業性が向上する効果がある。
上述の回転電動機８０の製造方法について以下に説明する。
まず始めに本回転電動機８０に用いるステータコア３００の製造方法について第１５〜１８図に基づき説明する。第１５図は上記回転電動機８０のステータコア３００に用いる積重ステータコアの斜視図、第１６図は積重ステータコアを一部展開した状態を示す斜視図、第１７図は連結部の部分でステータコア間を極端に伸張させた模式図、第１８図は積重ステータコアの板状磁性材料の積層状態を示す斜視図である。
第１５図において、５０は円環状を呈したステータコア３００が複数個積層され各ステータコア３００がステータコア連結部（相互連結部位）４０１によって順次連結された積重ステータコアであり、第１６図に示すように屈曲部３０４を屈曲させることによってステータコア３００を順次直線状に展開できるようになっている。また、第１６図および第１７図に示すようにステータコア連結部４０１は、積重ステータコア５０の段階では段差ヨーク部材３０９と隣接する次のステータコア３００間に設けられた屈曲部３０４によって形成されている。このような積重ステータコア５０は、第１８図に示すように、一箇所に第１の分断部位４１１が設けられた同一の磁性材料、すなわち、第１の分断部位４１１が一致するように磁性材料コア４１０を４枚重ねた積層コア４１２と、磁性材料コア４１０と同一形状で分断部位の位置が６０°ずれた位置に第２の分断部位４２１を有する磁性材料コア４２０を交互に重ねることによって製造できる。この６０°という数値は、この実施の形態では５つのヨーク部材３０１と１つの段差ヨーク部材が総計６個設けられているので、ヨーク部材１個分がなす角度が３６０°÷６＝６０°となることから算出されたものである。なお、上述の説明ではヨーク部材３０１を１個分ずらした場合を示したが、例えばヨーク部材３０１を２個分、つまりこの実施の形態では１２０°ずらしたりする場合等、ヨーク部材単位で複数個分ずらして積重ステータコア５０を構成しても同様の効果が得られる。
第１８図において、コア連結部４０１は磁性材料コア４２０の屈曲部３０４に相当し、段差ヨーク部材３０９は磁性材料コア４２０の第２の分断部位４２１と隣接する部分３０９ａが積層された際に段差ヨーク部材３０９を構成する。各磁性材料コア４１０及び４２０は、ステータコア連結部４０１で切断した場合には、第１３図に示すごとく各々が抜きカシメ３０６，３０７によって連結されている。
次に、積重ステータコア５０への絶縁塗装について第１９,２０図に基づき説明する。第１９図は積重ステータコア５０への絶縁塗装を示す模式図、第２０図は積重ステータコア５０の部分拡大図である。図１９において７４は電着塗装槽であり、内部には塗装液７５が入っている。この塗装液７５の中に積重ステータコア５０を伸張させて浸し、この塗装液７５中に入れた電極（図示せず）と積重ステータコア５０間に電圧を印加することによって、積重ステータコア５０の表面に絶縁塗装膜４３０が成膜される。積重ステータコア５０を第１６図で示すように屈曲部３０４を屈曲させて展開可能とすべく、互いに対向するステータ位置決め用突起３０５の先端部の開口部３０５ａにおける塗装前のギャップａは、開口部３０５ａが絶縁塗装によって連結されないように絶縁塗装膜４３０の厚さｂに対してａ＞２ｂとなるよう予め設定されている。なお、上述の絶縁塗装方法としては例えばカチオン電着塗装のような絶縁塗装が一般的である。
次に、積重ステータコア５０への駆動コイル３５０の巻線と、巻線されたステータ７３のベース７１への取り付けについて第１４、２１，２２図に基づき説明する。第２１図は積重ステータコア５０からステータコア３００を分離しステータコア３００へ駆動コイル３５０を巻線するまでの工程を示す斜視図、第２２図は分離されたステータコア３００への駆動コイル３５０の巻線からステータ７３を円環状に成形するまでの工程を示す斜視図、第１４図はステータ７３をベース７１に取り付ける工程を示す分解斜視図である。
第２１図および第２２図に示すように、積重ステータコア５０からステータコア３００を展開し、ステータコア連結部４０１（図１６）の部分で分断する。第２２図（ａ）は、分断後のステータコア３００を示した図である。その後、ヨーク部材３０１の磁極ティース３０２に同時に巻線機３６０によって駆動コイル３５０を連続的に巻線し（第２２図（ｂ））、巻線されたステータ７３を屈曲部３０４で屈曲させて円環状に成形し（第２２図（ｃ））、第１４図に示すように円環状のステータ７３をベース７１に取り付け、コイル端末３５１及び共通コイル端末３５２をコイル端末用ランド１０３、１０４に半田付けすることによって回転電動機８０が完成する。
かかる回転電動機用ステータの製造方法を採用することにより、巻線作業性の向上が図られるとともに、ステータ、さらに回転電動機の量産性の向上を図ることが可能となる。
次に、上述の回転電動機８０に用いられているステータコア３００の形状について第２３，２４図に基づき説明する。第２３図はステータコア３００の屈曲部３０４週辺の部分拡大図および当該部分の断面図、第２４図は磁極ティース３０２の角度ピッチを示す平面図である。屈曲部３０４の直径方向に対する幅ｃは積層されている板状磁性材料１枚の厚みｔに対して、１．５ｔ≦ｃ≦２．５ｔとなるように設定されている。これは、屈曲部３０４を屈曲されることによってステータコア３００を直線状に展開して駆動コイル３５０を巻線し、その後ステータコア３００の屈曲部３０４を再度屈曲させてステータ７３を円環状に成形する際に屈曲部３０４が分断されないようにするためである。屈曲部３０４の折り曲げ回数の観点から屈曲部３０４の幅ｃと厚みｔの関係を実験的に調べたところ、屈曲部３０４の幅ｃが１．５ｔ以上であれば、屈曲部３０４は複数回の折り曲げに耐えられることが判明した。但し、屈曲部３０４の幅ｃを大きく取りすぎてしまうと、ステータ７３を円環状にする場合に屈曲部３０４の所定の位置で折り曲がらず円環状にならない場合が生じ、上限として２．５ｔ以下が好適であることも同様に実験的に見出された。
また、第２４図に示すように、ヨーク部材３０１内の磁極ティース３０２の電気角度ピッチθｂと隣り合うヨーク部材３０１との磁極ティース３０２の電気角度ピッチθとを、θ≠θｂとすることによってコギングトルクを低減することが可能となる。一方、θとθｂの関係を大きく変えてしまうと回転電動機の駆動力が低下してしまうので、両者のずれ量を電気角度で１０°以下とするのが良い。すなわち、θｂ−１０°≦θ≦θｂ＋１０°でかつθ≠θｂという関係を満たす電気角度θが好適である。
以上、実施の形態２では、積重ステータコア５０からステータコア３００を分離した後に駆動コイル３５０を巻線したが、第２５図に示すように駆動コイル３５０を巻線した後に分離してステータ７３を製造しても同様の効果、つまり、巻線作業性の向上が図られるとともに、ステータ、さらに回転電動機の量産性の向上を図れる効果を奏することは言うまでもない。
実施の形態３．
上述の実施の形態２では、ステータ７３を段差ヨーク部材３０９とヨーク部材３０１に板状磁性材料（磁性材料コア４１０,４２０）１枚分の段差が生じた状態で回転電動機８０に適用するが、段差ヨーク部材３０９で生じるヨーク部材間の段差の影響を軽減する方法を以下に説明する。なお、上述の実施の形態２と同一若くは相当部材については同一符号を付して説明を省略する。
第２６図は実施の形態２の回転電動機８０のロータ７２にロータマグネット２０３とステータ７３との空隙間に塵等が入らないようにカバーテーブル２１０を設けた状態を示す断面図である。図中、１１０はベース７１に設けられたシャフト２０１と嵌合する軸受けである。この場合、ヨーク部材３０１の高さＨａと段差ヨーク部材３０９の高さＨｄに段差が生じ、ヨーク部材３０１の磁極ティース３０２に巻回されている駆動コイル３５０の上面から所定の隙間ｅを介してカバーテーブル２１０を設けた場合、段差ヨーク部材３０９の磁極ティース３０２に巻回された駆動コイル３５０にカバーテーブル２１０が接触する結果、回転電動機８０の所望の動作が得られないか、若しくは回転しない事態が発生する。かかる対策として、隙間ｅを大きく取ることが考えられるが回転電動機８０の厚さ自体が大きくなり薄型化が困難となる問題が生じた。
実施の形態３では、回転電動機８０の厚さを増大させる不具合を回避しながら段差ヨーク部材３０９の影響を解消する方法について説明する。
有効な方法の一つとして、第２７図に示すように段差ヨーク部材３０９の磁極ティース３０２に巻回されている駆動コイル３５０の巻数を、ヨーク部材３０１の磁極ティース３０２に巻回されている駆動コイル３５０の巻数より少なくする方法が挙げられる。
また、別の方法として、第２８図に示すように段差ヨーク部材３０９側が第２６図に示す状態よりも低くなるようステータ７３をベース７１に傾斜させて取り付け、ヨーク部材３０１の磁極ティース３０２に巻回されている駆動コイル３５０の最上部までの高さＨｆと、段差ヨーク部材３０９の磁極ティース３０２に巻回されている駆動コイル３５０の最上部までの高さＨｈが同一になるように設ける方法がある。
さらに、別の方法として、第２９図に示すように、段差ヨーク部材３０９を有するステータコア３００（図２９（ａ））を他のヨーク部材３０１の高さと一致するようプレス成形し（図２９（ｂ））、段差ヨーク部材３０９の段差を無くして、第３０図に示すように、駆動コイル３５０を磁極ティース３０２にそれぞれ巻線した後、各ヨーク部材３０１を円環状に屈曲させてステータ７３を形成して、第３１図に示すように、このステータ７３をベース７１に取り付け、固定することによって段差ヨーク部材３０９の高さをヨーク部材３０１の高さに一致させるようにする方法も極めて有効である。
以上のように、駆動コイル３５０の巻数を変更する方法、ステータ７３を傾斜せしめてベース７１に取り付ける方法、段差ヨーク部材３０９部分をプレス成形する方法等によって、段差ヨーク部材３０９の影響が解消されれば、容易に薄型の回転電動機８０を得ることができる。
実施の形態４．
ステータコアの結合部をヨーク部材が互いに重なるような構造として、ステータ７３のベース７１への取り付け性を向上させる実施の形態４の積重ステータコアおよび回転電動機を第３２〜４０図に基づき説明する。第３２図は回転電動機の斜視図、第３３図は回転電動機に用いるステータの斜視図、第３４図はステータを展開した状態における部分拡大図、第３５図はステータコアを展開した状態における部分拡大図、第３６図は積重ステータコアを一部展開した状態を示す斜視図、第３７図は積重ステータコアを伸張させた場合を示す模式図、第３８図は積重ステータコアの板状磁性材料の積層状態を示す斜視図、第３９図は積重ステータコア５０からステータコア３００を分離して駆動コイル３５０を巻線しステータ７３を円環状に成形するまでの工程を示す斜視図、第４０図はステータ７３をベース７１に取り付ける工程を示す斜視図である。なお、上述の実施の形態２と同一若くは相当部材については同一符号を付して説明を省略する。
第４０図に示すように、ベース７１にはステータ７３を位置決め固定するための台座１０１ａと嵌合部１０１ｂを有するステータ固定ピン１０１と、ステータ７３を位置決めするためのステータ支持ピン１０２が設けられ、さらに、ロータ７２が回転自在に設置されている。
第３２〜３４図および第４０図に示すように、ステータ７３は板状磁性材料が積層されたステータコア３００と駆動コイル３５０で構成されている。ステータコア３００は、駆動相数に応じた磁極ティース３０２と磁極ティース３０２を歯状に設けている継鉄部３０３とからなるヨーク部材３０１と、ヨーク部材３０１間を連結する屈曲部３０４と、この屈曲部３０４の両側に相対するようにかつ磁極ティース３０２と同方向に設けられたステータ位置決め用突起３０５と、ステータコア３００の端部に設けられステータコア３００が円環状に成形された際に互いに重なり合うように、かつ結合固定用穴３２３,３２４が穿たれたコア結合部３２１,３２２と、他のヨーク部材３０１と同様に磁極ティース３０２、継鉄部３０３を具備し、他のヨーク部材３０１と連結されていない板状磁性材料を一部に有した段差ヨーク部材３０９とが設けられており、各磁極ティース３０２には駆動コイル３５０が巻回されている。
ステータ位置決め用突起３０５は、ステータ７３が円環状を呈している状態では、ステータ固定用ピン１０１と嵌合する穴が形成されるように設けられている。また、第３２、３３、４０図に示すように、コア結合部３２１、３２２も同様にステータ７３を円環状にした場合に両端部のコア結合部３２１、３２２が互いに重なり合い、結合固定用穴３２３、３２４がステータ支持ピン１０２と嵌合するようになっている。
なお、段差ヨーク部材３０９と他のヨーク部材３０１に積層されている板状磁性材料の枚数は同一の５枚であり、段差ヨーク部材３０９が板状磁性材料１枚分のみ他のヨーク部材３０１より積層方向に対して上面側にずれているため、板状磁性材料１枚分の段差が発生している。
以上のように構成された回転電動機８０では、各駆動コイル３５０に所望の電流を流すことによってロータ７２を回転させることができる。また、段差ヨーク部材３０９が設けられていることによってロータ７２に作用する吸収力がヨーク部材３０１と段差ヨーク部材３０９とではロータ７２の回転軸２０１方向に対して相違しているため、ロータ７２に回転軸２０１がステータ７３側に傾斜するような方向のモーメント力が加わる結果、回転電動機８０に振動等が加わった場合でもロータ７２の回転を安定させることが可能となる。
また、ステータコア３００の両端部に結合固定用穴３２３,３２４を有するコア結合部３２１，３２２を設け、結合固定用穴３２３,３２４にステータ支持ピン１０２が嵌合するように構成しているので、ステータ７３を円環状に成形しベース７１に固定する際の作業性や位置決め性が向上するとともに、強固にベース７１に固定することが可能となる。以下、このような回転電動機８０の製造方法について説明する。
まず始めに本回転電動機８０に用いるステータコア３００の製造方法について第３６〜３８図を用いて説明する。図中、５０は円環状を呈したステータコア３００が複数個積層され、各ステータコア３００がステータコア連結部４０１によって連結された積重ステータコアであり、第３６図に示すように屈曲部３０４を屈曲させることによってステータコア３００を直線状に展開できるようになっている。
かかる積重ステータコア５０は、第３８図に示すように、コア結合部３２１に相当する部分の近傍に第１の分断部位４５１が設けられた互いの同一の磁性材料コア４５２を第１の分断部位４５１を一致させるようにして２枚重ねた積層コアＡ４５３と、磁性材料コア４５２と鏡像関係、つまり１８０度反転品としたものでコア結合部３２２に相当する部分の近傍に第２の分断部位４５４を有する磁性材料コア４５５を２枚重ねた積層コアＢ４５６と、屈曲部３０４の位置に相当する部分に結合固定用穴３２３，３２４を回避すべく一部切り欠かれたステータコア連結部４０１およびステータコア連結部４０１から一つのヨーク部材に相当する分だけ離れた位置における屈曲部３０４に設けられた第３の分断部位４５７を有する磁性材料コア４５８とを、順次重ねることによって製造される。なお、第１８図中の３０１ａは積層された際にヨーク部材３０１となる部分を、３０９ａは積層された際に段差ヨーク部材３０９となる部分をそれぞれ示している。
積層コアＡ４５３、積層コアＢ４５６及び磁性材料コア４５８は、ステータコア連結部４０１で切断した場合に第３５図に示したように互いに抜きカシメ３０６，３０７によって連結されている。積重ステータコア５０への駆動コイル３５０の巻線、ステータ７３のベース７１への取り付けについては第３６、３９、４０図に示すように実施の形態２と同様であり、第３６図に示すように積重ステータコア５０からステータコア３００を展開し、上述のステータコア連結部４０１の部分で分断し、その後ヨーク部材３０１の磁極ティース３０２に同時に巻線機３６０によって駆動コイル３５０を連続的に巻線し、巻線されたステータ７３を屈曲部３０４で屈曲させて円環状に成形し、これを第４０図に示すようにベース７１に取り付け、コイル端末３５１及び共通コイル端末３５２をコイル端末用ランド１０３、１０４に半田付けすることによって回転電動機８０が完成する。上述の回転電動機の製造方法の適用により、巻線作業性の向上が図られるとともに、回転電動機の量産性の向上を図れる効果に加えて、ステータ７３を円環状に成形しベース７１に固定する際の作業性や位置決め性が向上するとともに、強固にベース７１に固定することが可能となる。
実施の形態５．
上記実施の形態２、４では、積重ステータコア５０を形成するのにステータコア３００間を繋ぐステータコア連結部４０１の両側にあるヨーク部材３０１（段差ヨーク部材３０９を含む）を形成する板状磁性材料を積層し、抜きカシメ３０６,３０７によって結合させていたので、ステータコア連結部４０１で切断した後に段差ヨーク部材３０９が発生する。実施の形態５では、駆動コイル３５０を巻線する磁極ティース３０２に段差が発生しないステータコア３００の連結手段を提供するものであり、第４１〜４３図に基づき説明する。
第４１図は積重ステータコア５０を一部展開した状態を示す斜視図、第４２図は積重ステータコアを伸張させた場合を示す模式図、第４３図は積重ステータコア５０からステータコア３００を分離して駆動コイル３５０を巻線する工程を示す斜視図である。なお、上記実施の形態２、４と同一若くは相当部材については同一符号を付して説明を省略する。
第４１、４２図中、４０１はステータコア連結部である。ステータコア連結部４０１の一端側に設けられヨーク部材３０１上に載置されている板状磁性材料は屈曲部３０４の形状に類似した結合片部４７０が抜きカシメ４７１によってヨーク部材３０１に結合されており、対向する一端はヨーク部材３０１を形成する磁極ティース３０２と継鉄部３０３で構成されている。つまり、結合片部４７０が相互連結部位として機能している。かかる構成により、ステータコア連結部４０１で積重ステータコア５０からステータコア３００を分離すると第４３図に示すような状態となって、ステータコア３００の端部に結合部片４７０は残るものの駆動コイル３５０を巻回する磁極ティース３０２の部分には各ヨーク部材３０１間で段差が生じることがなく、積重ステータコア５０を用いても段差のない薄型化可能なステータ７３を得ることができる。
実施の形態６．
上記実施の形態２〜４では屈曲部３０４をヨーク部材３０１を形成する継鉄部３０３よりも薄肉の部位で構成することにより形成していたが、さらに屈曲容易な屈曲部について第４４〜４６図に基づき説明する。第４４図はステータコア３００を円環状にした状態を示す平面図、第４５図は屈曲部でヨーク部材３０１を展開した状態を示す部分平面図、第４６図は屈曲部の断面図である。なお、上記実施の形態２、４と同一若くは相当部材については同一符号を付して説明を省略する。
図中、３４０はヨーク部材３０１間を連結する屈曲部であり、この屈曲部３４０の中央部にステータ７３をベース７１に取り付け固定するための位置決め固定穴３４１が設けられている。また、第４６図に示すように、積層されている板状磁性材料が半抜き加工によって形成される凹部３４２と凸部３４３が各々嵌合するように１〜４層の板状磁性材料が積層されており、５層目の板状磁性材料（図中の最上層）には４層目の板状磁性材料の凸部３４３と嵌合する穴３４４が設けられている。さらに、各層の板状磁性材料には屈曲部３４０が容易に屈曲するよう屈曲部３４０の近傍に所定の幅を有するギャップ部３４５が設けられており、凹部３４２と凸部３４３の嵌合によって構成されるいわゆる関節構造によってヨーク部材３０１が展開可能なように構成されている。
以上のように屈曲部３４０を関節構造とすることにより、積重ステータコア５０のようにステータコア３００の展開やステータ７３の円環状への成形というように屈曲部での折り曲げが多いコア構造では、屈曲部の疲労による破断等を無くすことが可能となり回転電動機８０の信頼性を向上させることができる。
実施の形態７．
上述の実施の形態にかかる積重ステータコア５０を基に製造された回転電動機８０を具備したフロッピーディスク装置について第４７図に基づき説明する。
図中、６０１はローディングユニット、６０２は磁気ヘッド、６０３は制御基板、６０４はボイスコイルモータ、６０５はフロッピーディスク、をそれぞれ示す。
フロッピーディスク装置のほぼ中央部に積層ステータコア５０を基に製造された回転電動機８０がフロッピーディスク装置のベースに載置され、その回転トルクによってフロッピーディスク６０５中で回転自在に装着された磁気記録媒体を所望の回転数で回転させる。かかるフロッピーディスク６０５に対して、磁気ヘッド６０２を用いて読み出しおよび書き込みを行う。ボイスコイルモータ６０４は磁気ヘッド６０２をフロッピーディスク６０５の径方向にシークさせる。回転電動機８０、ボイスコイルモータ６０４等の制御は制御基板６０３上の電子回路によって精密に制御される。
本発明にかかる回転電動機８０をフロッピーディスク装置に適用することにより、フロッピーディスク装置の薄層化と低コスト化を図ることが可能となる。
上述の実施の形態の説明では、フロッピーディスク装置を一例として説明したが、他の回転電動機による駆動機構を有するディスク装置、例えば、ハードディスク装置やＣＤ−ＤＯＭ装置等に適用しても同様の効果が生じる。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明に係る積重ステータコアでは、材料の搬送性、巻線装置への取り付け性、巻線のための展開、分割が容易で組立作業性の向上を図ることが可能な積重ステータコアを提供することができる。さらに、かかる積重ステータコアから量産性に優れた回転電動機を製造することができる。

Claims (32)

1. 所定の枚数の磁性材料で積層され上記各磁性材料が屈曲可能な屈曲部を介して連結される複数のヨーク部材でなる第１のコア部材と、
   上記所定の枚数の磁性材料で積層され上記各磁性材料の一端側が上記第１のコア部材の一端側のヨーク部材の上方から所定の段数の次段目の上記磁性材料から順次屈曲可能な屈曲部を介し下方の上記所定の段数と同数の段数を残して連結されるヨーク部材でなる第２のコア部材と、
   上記所定の枚数の磁性材料で積層され上記各磁性材料が屈曲可能な屈曲部を介して連結される上記第１のコア部材と同数のヨーク部材でなり、一端側の上記ヨーク部材の上方から上記所定の段数の各磁性材料の一端側が上記第２のコア部材の下方の上記所定の段数の各磁性材料の他端側と屈曲可能な屈曲部を介して連結される第３のコア部材と、
   上記所定の枚数の磁性材料で積層され上記各磁性材料の一端側が上記第３のコア部材の他端側のヨーク部材の上方から所定の段数の次段目の磁性材料から順次屈曲可能な屈曲部を介し下方の上記所定の段数と同数の段数を残して連結されるヨーク部材でなる第４のコア部材とを備え、
   上記第１、第２のコア部材および第３、第４のコア部材がそれぞれ環状に配置され交互に積重されていることを特徴とする積重ステータコア。
2. 各ヨーク部材の一側には磁極テイースがそれぞれ突出して形成されていることを特徴とする請求項１記載の積重ステータコア。
3. 屈曲部は薄肉部を残した切り曲げにより形成されていることを特徴とする請求項１記載の積重ステータコア。
4. 所定の段数を１段としたことを特徴とする請求項１記載の積重ステータコア。
5. 所定の位置のヨーク部材は磁気バランサであることを特徴とする請求項１記載の積重ステータコア。
6. ヨーク部材は積層された磁性材料を抜きかしめにより一体化することにより形成されていることを特徴とする請求項１記載の積重ステータコア。
7. 複数段積重されていることを特徴とする請求項１記載の積重ステータコア。
8. 請求項１記載の積重ステータコアを順送り金型による打ち抜きにより形成する工程と、上記積重ステータコアを展開し直線状とする工程と、直線状の上記積重ステータコアに所望の処理を施す工程と、所望の処理が施された直線状の上記積重ステータコアに巻線を施す工程と、巻線が施された直線状の上記積重ステータコアを巻き取り環状の状態に戻す工程とを包含したことを特徴とするステータの製造方法。
9. 所望の処理は電着塗装であることを特徴とする請求項８記載のステータの製造方法。
10. 巻線が施された側が内側となるように巻き取ることを特徴とする請求項８記載のステータの製造方法。
11. 巻線が施された側が外側となるように巻き取ることを特徴とする請求項８記載のステータの製造方法。
12. それぞれ所定枚数で積層された板状磁性材料からなり上下方向に連結された複数のステータコアと、
    上記各ステータコアを構成する複数のヨーク部材と、
    上記ヨーク部材間に設けられた屈曲可能な屈曲部と、
    下側のステータコアの上端部と上側のステータコアの下端部を結合させて上記複数のステータコアを段差を有しながら相互連結させるとともに、上記下側のステータコアの最上部に位置した板状磁性材料と上記上側のステータコアの最下部に位置した板状磁性材料の面方向で連結されて構成される相互連結部位と、
    上記相互連結部位の上側に位置し、上記上側のステータコアを分断する分断部位と、
    上記相互連結部位の下側に位置し、上記下側のステータコアを分断する分断部位と、
    を備えたことを特徴とする積重ステータコア。
13. 上記複数のステータコアが、それぞれ上記屈曲部で円環状に屈曲され、かつ上記相互連結部位を介して順次連結されながら円環状を呈するよう積重されたことを特徴とする請求項１２記載の積重ステータコア。
14. 上記相互連結部位が上記下側のステータコアの上端部と上側のステータコアの下端部を連結するように設けられた一つの結合部材で構成されていることを特徴とする請求項１２記載の積重ステータコア。
15. 上記屈曲部が、上記各板状磁性材料における各ヨーク部材の部分の両端に設けられた凹凸部を相互にかしめて構成されていることを特徴とする請求項１２記載の積重ステータコア。
16. 上記ヨーク部材の直径方向における上記屈曲部の幅ｃが上記板状磁性材料１枚の厚みｔに対して、１．５ｔ≦ｃ≦２．５ｔの関係を満たすことを特徴とする請求項１２記載の積重ステータコア。
17. 上記ステータコアを屈曲させることにより、上記各ステータコアの両端部および／または上記各屈曲部に所定の位置決め穴用の部位がそれぞれ形成されたことを特徴とする請求項１２記載の積重ステータコア。
18. 上記位置決め穴用の部位が、上記各ヨーク部材の一方の端部に半円状のくぼみ部を有する第１の位置決め穴の部位と、上記屈曲部を介して結合された他方のヨーク部材で上記一方のヨーク部材と対向する端部に上記第１の位置決め穴の部位に対して鏡面対称の半円状くぼみ部を有する第２の位置決め穴の部位と、を備え、
    上記屈曲部を支点に上記ステータコアを屈曲させた際に上記第１の位置決め穴の部位と上記第２の位置決め穴の部位とが相対する位置に移動することにより位置決め穴が形成されることを特徴とする請求項１７記載の積重ステータコア。
19. それぞれ所定枚数で積層された板状磁性材料からなり上下方向に連結された複数のステータコアと、
    上記各ステータコアを構成する複数のヨーク部材と、
    上記ヨーク部材間に設けられた屈曲可能な屈曲部と、
    下側のステータコアの上端部と上側のステータコアの下端部を結合させて上記複数のステータコアを段差を有しながら相互連結させるとともに、上記下側のステータコアの最上部に位置した板状磁性材料と上記上側のステータコアの最下部に位置した板状磁性材料の面方向で連結されて構成される相互連結部位と、
    上記相互連結部位の上側に位置し、上記上側のステータコアを分断する分断部位と、
    上記相互連結部位の下側に位置し、上記下側のステータコアを分断する分断部位と、
    を具備した積重ステータコアから分断された一つのステータコアであって、上記ヨーク部材の一部で他のヨーク部材に対して、上記板状磁性材料の積層方向に所定枚数分ずれた段差ヨーク部材を具備したステータコアを円環状に屈曲させてその両端部を連結せしめたステータと、
    上記ステータを装着せしめたベースと、
    を備えたことを特徴とする回転電動機。
20. 上記段差ヨーク部材に設けられた磁極ティースの駆動コイルの巻線数が、
    上記他のヨーク部材における磁極ティースの巻線数よりも少ないことを特徴とする請求項１９記載の回転電動機。
21. 上記段差ヨーク部材に設けられた磁極ティースの駆動コイルの最上部と、
    上記他のヨーク部材における磁極ティースの駆動コイルの最上部が略同一面になるように上記ステータを上記ベースに対して傾斜させて嵌着させたことを特徴とする請求項１９記載の回転電動機。
22. 上記段差ヨーク部材の一端に位置決め用穴を具備したステータと、
    上記位置決め用穴に勘合すべく設けられた固定ピンを具備したベースと、
    を備えたことを特徴とする請求項１９記載の回転電動機。
23. 上記各ヨーク部材に設けられた磁極ティースと、
    上記磁極ティースに巻回された駆動コイルと、
    上記駆動コイルから発して上記段差ヨーク部材と上記ベース間の空間を通して上記ベース面上に設けられたコイル端末用ランドに至るコイル端末と、
    を備えたことを特徴とする請求項１９記載の回転電動機。
24. 上記各ヨーク部材に設けられた複数の磁極ティースのうち２つの隣接した上記磁極ティースの先端部が円環状に形成された上記ステータコアの中心点についてなす電気角度θｂと、上記屈曲部の中心点と上記屈曲部に隣接した上記磁極ティースの先端部が上記ステータコアの中心点についてなす電気角度θとが、θｂ−１０°≦θ≦θｂ＋１０°でかつθ≠θｂという関係を満たすことを特徴とする請求項１９記載の回転電動機。
25. 複数のヨーク部材を具備し、このヨーク部材間の一箇所に第１の分断部位を有し他の箇所に屈曲部が設けられた円環状の板状磁性材料を、上記第１の分断部位が、それぞれ一致するように所定枚数積層する工程と、
    上記所定枚数積層した板状磁性材料に対して円周方向にヨーク部材単位で所定数分ずれて第２の分断部位が位置するようにさらに板状磁性材料を所定枚数積層する工程と、
    上記２つの工程を必要回数繰り返して上記板状磁性材料を順次積層するとともに、第２の
    分断部位を有する板状磁性材料における２つの第１の分断部位に挟まれる部分によって相互連結部位を形成する工程と、
    を含んでなる積重ステータコアの製造方法。
26. 複数のヨーク部材を具備し、このヨーク部材間の一箇所に第１の分断部位を有し他の箇所に屈曲部が設けられた円環状の板状磁性材料を、上記第１の分断部位が、それぞれ一致するように所定枚数積層する工程と、
    上記所定枚数積層した板状磁性材料に対して円周方向にヨーク部材単位で所定数分ずれて第２の分断部位が位置するようにさらに板状磁性材料を所定枚数積層する工程と、
    上記２つの工程を必要回数繰り返して上記板状磁性材料を順次積層するとともに、第２の分断部位を有する板状磁性材料における２つの第１の分断部位に挟まれる部分によって相互連結部位を形成する工程と、
    を含んで積重ステータコアを形成する工程と、
    上記積重ステータコアの屈曲部を伸長させて直線状に展開する工程と、
    上記ヨーク部材に設けられた磁極ティースに駆動コイルを巻回する工程と、
    上記巻回されたヨーク部材をステータ単位で分断する工程と、
    上記分断されたステータを上記屈曲部で屈曲させて両端部を結合せしめることにより円環状のステータを形成する工程と、
    を含んでなる回転電動機の製造方法。
27. 複数のヨーク部材を具備し上記各ヨーク部材間に屈曲部が設けられかつこの屈曲部の一方の近傍に第１の分断部位を有する円環状の板状磁性材料を、上記第１の分断部位がそれぞれ一致するように所定枚数積層する工程と、
    上記積層された板状磁性材料に、上記第１の分断部位に対して上記屈曲部を介して相対する位置に第２の分断部位を有する板状磁性材料を上記第２の分断部位がそれぞれ一致するように所定枚数積層する工程と、
    上記所定枚数積層された第２の分断部位を有する板状磁性材料に対して円周方向にヨーク部材単位で所定数分ずれて第３の分断部位が位置するようにさらに板状磁性材料を所定枚数積層する工程と、
    上記３つの工程を必要回数繰り返して上記板状磁性材料を順次積層するとともに、第３の分断部位を有する板状磁性材料における第１の分断部位と第２の分断部位とに挟まれる部分によって相互連結部位を形成する工程と、
    を含んでなる積重ステータコアの製造方法。
28. 複数のヨーク部材を具備し上記各ヨーク部材間に屈曲部が設けられかつこの屈曲部の一方の近傍に第１の分断部位を有する円環状の板状磁性材料を、上記第１の分断部位がそれぞれ一致するように所定枚数積層する工程と、
    上記積層された板状磁性材料に、上記第１の分断部位に対して上記屈曲部を介して相対する位置に第２の分断部位を有する板状磁性材料を上記第２の分断部位がそれぞれ一致するように所定枚数積層する工程と、
    上記所定枚数積層された第２の分断部位を有する板状磁性材料に対して円周方向にヨーク部材単位で所定数分ずれて第３の分断部位が位置するようにさらに板状磁性材料を所定枚数積層する工程と、
    上記３つの工程を必要回数繰り返して上記板状磁性材料を順次積層するとともに、第３の分断部位を有する板状磁性材料における第１の分断部位と第２の分断部位とに挟まれる部分によって相互連結部位を形成する工程と、
    を含んで積重ステータコアを形成する工程と、
    上記積重ステータコアの屈曲部を伸長させて直線状に展開する工程と、
    上記ヨーク部材に設けられた磁極ティースに駆動コイルを巻回する工程と、
    上記巻回されたヨーク部材をステータ単位で分断する工程と、
    上記分断されたステータを上記屈曲部で屈曲させて両端部を結合せしめることにより円環状のステータを形成する工程と、
    を含んでなる回転電動機の製造方法。
29. 複数のヨーク部材を具備し上記各ヨーク部材間に屈曲部が設けられかつこの屈曲部の一方の近傍に第１の分断部位を有する円環状の板状磁性材料を、上記第１の分断部位がそれぞれ一致するように所定枚数積層する工程と、上記積層された板状磁性材料に、上記第１の分断部位に対して上記屈曲部を介して相対する位置に第２の分断部位を有する板状磁性材料を上記第２の分断部位がそれぞれ一致するように所定枚数積層する工程と、上記所定枚数積層された第１の分断部位を有する板状磁性材料および第２の分断部位を有する板状磁性材料に対して円周方向に該ヨーク部材間でずれて第３の分断部位が位置するようにさらに板状磁性材料を所定枚数積層する工程と、上記３つの工程を必要回数繰り返して上記板状磁性材料を順次積層するとともに、第３の分断部位を有する板状磁性材料における第１の分断部位と第２の分断部位とに挟まれる部分によってステ−タコア連結部を形成する工程と、を含んでなる積重ステータコアの製造方法。
30. 複数のヨーク部材を具備し上記各ヨーク部材間に屈曲部が設けられかつこの屈曲部の一方の近傍に第１の分断部位を有する円環状の板状磁性材料を、上記第１の分断部位がそれぞれ一致するように所定枚数積層する工程と、上記積層された板状磁性材料に、上記第１の分断部位に対して上記屈曲部を介して相対する位置に第２の分断部位を有する板状磁性材料を上記第２の分断部位がそれぞれ一致するように所定枚数積層する工程と、上記所定枚数積層された第１の分断部位を有する板状磁性材料および第２の分断部位を有する板状磁性材料に対して円周方向に該ヨーク部材間でずれて第３の分断部位が位置するようにさらに板状磁性材料を所定枚数積層する工程と、上記３つの工程を必要回数繰り返して上記板状磁性材料を順次積層するとともに、第３の分断部位を有する板状磁性材料における第１の分断部位と第２の分断部位とに挟まれる部分によってステ−タコア連結部を形成して積重ステータコアを形成する工程と、上記積重ステータコアの屈曲部を伸長させて直線状に展開する工程と、上記ヨーク部材に設けられた磁極ティースに駆動コイルを巻回する工程と、上記巻回されたヨーク部材をステータ単位で分断する工程と、上記分断されたステータを上記屈曲部で屈曲させて両端部を結合せしめることにより円環状のステータを形成する工程と、を含んでなる回転電動機の製造方法。
31. 上記順次積層された板状磁性材料の表面に絶縁塗装膜を成膜する工程を含んでなる請求項２６あるいは請求項２８のいずれかに記載の回転電動機の製造方法。
32. 上記積層ステータコアから一つのステータコアを分断した後に、上記ヨーク材に設けられた上記磁極ティースに上記駆動コイルを巻回する工程を備えたことを特徴とする請求項２６あるいは請求項２８のいずれかに記載の回転電動機の製造方法。

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