電動機のステータコア構造

【課題】充分な強度が得られるとともに、巻線作業および縮径作業を容易に行なうことができ、かつ、ステータカバーの縮径も同時に行なうことができる電動機のステータコア構造を提供すること。
【解決手段】隣り合うティース３間のバックヨーク２の部分に、円周方向に拡開する伸縮部５を設け、該伸縮部５を、前記バックヨーク２の内周面または外周面のいずれか一方側から半径方向のスリット６を形成し、内周面または外周面のいずれか他方側から前記スリット６を挟むように半径方向のスリット７を少なくとも一組以上形成して襞形状に構成し、これらスリット６，７によって形成された襞形状の伸縮部５を伸縮させて前記ステータコア１を拡径、または縮径させるとともに、前記襞形状の伸縮部５の両端部を前記スリット６，７によってバックヨーク２に形成された半径方向の壁面から延出させたことにある。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巻線が容易であるとともに、縮径作業が容易で、かつ充分な剛性を得ることができる電動機のステータコア構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブラシレスＤＣモータなどの電動機は、モータケース内にステータと、ロータが配設されている。ステータは、環状のステータコアと、巻線とで構成されており、ステータコアは、磁性鋼板を打ち抜き、その鋼板を複数枚積層して構成されている。ステータコアには、環状のバックヨークの内周側に円周方向に一定間隔で中心方向に突出した複数のティースが設けられている。このステータコアには、ステータカバーが組み付けられ、このステータカバーを介してティース部分に、巻線がそれぞれ巻装されている。
【０００３】
前記ティース部分には、ティース部分相互間の間隙からスロット内に挿入される巻線ノズルによって、巻線が施されている。このため、限られた間隙からスロット内に巻線ノズルを挿入して巻線作業を行なうため、巻線作業が煩雑であり、スロットの大きさによって巻線の巻量が制限されることになっていた。
【特許文献１】特開平１１−２６２２０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、ティース部分に、巻線を施す際に、コイルの巻き量を増大させるために、ティース間の間隙を大きくして、巻線ノズルの操作を容易にしてコイルの巻き量を増大させるようにした先行技術が知られている（特許文献１参照）。この先行技術は、バックヨークの周方向に所定間隔で、かつ径方向に沿って直線状に切設された３本のスリットによって形成された２本の短冊部材を形成し、バックヨークを伸縮させるようにしたものである。
【０００５】
しかしながら、この先行技術に記載された技術は、短冊部材が薄肉で繋がっているだけなので、ティース部分が開くと、短冊部材の角部が外周面から外側に張り出し、縮径作業等が困難となる不具合がある。また、短冊部材とバックヨークが薄肉で接続されているだけなので強度が不十分となる。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決し、充分な強度が得られるとともに、巻線作業および縮径作業を容易に行なうことができ、かつ、ステータカバーの縮径も同時に行なうことができる電動機のステータコア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】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するため、環状のバックヨークの内周面に円周方向に一定間隔で複数のティースを形成したステータコアに、少なくとも前記バックヨークの内周面およびティースの周面を覆うステータカバーを装着して前記ティースの周囲に巻き線を巻装する電動機のステータコア構造において、前記隣り合うティース間のバックヨークの部分に、円周方向に拡開する伸縮部を設け、該伸縮部を、前記バックヨークの内周面または外周面のいずれか一方側から半径方向のスリットを形成し、内周面または外周面のいずれか他方側から前記スリットを挟むように半径方向のスリットを少なくとも一組以上形成して襞形状に構成し、これらスリットによって形成された襞形状の伸縮部を伸縮させて前記ステータコアを拡径、または縮径させるとともに、前記襞形状の伸縮部の両端部を前記スリットによってバックヨークに形成された半径方向の壁面から延出させたことにある。
また、本発明は、前記隣り合うティース間のバックヨークの部分に、外周面側から半径方向のスリットを形成し、内周面側から前記スリットを挟むように半径方向のスリットを形成し、これらスリットによって形成された前記襞形状の伸縮部の先端に内径側に向けて膨出部を形成し、前記ステータコアの縮径時に該膨出部を介して前記ステータカバーを押圧して、前記ステータカバーも縮径させることにある。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１によれば、スリットによって形成された襞形状の伸縮部を伸縮させて前記ステータコアを拡径、または縮径させるので、隣り合うティース間の間隙を拡開させて巻線を施すことができることから、ノズルの操作が容易で、巻線作業を効率よく行なうことができる。また、襞形状の伸縮部が環状のバックヨークの外周側に飛び出すことがないので、縮径作業を容易に行なうことができる。
請求項２によれば、ステータコアの縮径時に該膨出部を介して前記ステータカバーを押圧して、前記ステータカバーも同時に縮径させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図示の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、電動機のステータコアを示したもので、このステータコア１は、珪素鋼板を打ち抜いて形成されたコアシートを多数積層して形成されたものである。ステータコア１には、環状のバックヨーク２の内周側に円周方向に一定間隔で中心方向に向けて複数のティース３（図視例では、１２個）が凸設されている。これらティース３相互間には、スロット４が形成され、円周方向に拡大されたティース先端部３ａ相互間に、スロット開口部４ａが形成されている。
【００１０】
前記隣り合うティース３相互間のバックヨーク２の部分には、拡径、または縮径するように円周方向に拡開した襞形状の伸縮部５が設けられている。
この伸縮部５は、隣り合うティース３の中間部分に相当するバックヨーク２の部分に、外周面側から半径方向のスリット６を形成し、かつ内周面側から前記スリット６を挟むように半径方向のスリット７を形成し、これらスリット７，スリット６，スリット７によって襞形状の伸縮部５が形成されている。
この襞形状の伸縮部５の先端には、図２に示すように、内径側に向けて膨出部８が形成されており、この膨出部８は珪素鋼板を打ち抜いてコアシートを形成する際に形成されている。スリット６は三角形状に打ち抜かれ、スリット７は伸縮部５が略Ｖ字状をなすように形成されている。スリット７はステータコア１が縮径した際に伸縮部５が密着するように膨出部８の外形に沿って形成されている。
【００１１】
前記襞形状の伸縮部５の両端部は前記スリット６，７によってバックヨーク２に形成された半径方向の壁面２ａから延出されている。これによって、伸縮部５の両端基部５ａは、バックヨーク２の半径方向に一定の幅ｎを有し、ステータコア１の縮径時には、内周側に膨出部８が移動するだけで、外周側には飛び出さないように構成されている。伸縮部５の両端基部５ａは、ステータコア１が拡径したときにステータコア１の外周縁を結ぶ円周上から外側には飛び出さないように設けられている。
【００１２】
図３は、ティース３部分にコイル巻線９を巻装した状態を示したもので、コイル巻線９の巻装に際しては、図４に示すようにステータコア１にステータカバー１０を装着し、ステータカバー１０を介してティース３部分にコイル巻線９を巻装したものである。
ステータカバー１０は、上下一対で構成され、図５に示すように、少なくとも前記バックヨーク２の内周面およびティース３の周面を覆うように環状のバックヨーク部分１０ａと放射状に中心方向に延出したティース部分１０ｂで構成されている。
【００１３】
次にコイル巻線９の巻装手順を説明すると、ステータコア１に上下方向から被せるようにして一対のステータカバー１０を装着する。ステータカバー１０によって、少なくともバックヨーク２の内周面およびティース３の周面を覆いティース３部分を外部と絶縁する。このステータカバー１０には、ナイロン系の伸縮しやすい、やわらかい材質の素材が用いられている。
【００１４】
ステータカバー１０は、装着された段階では、弾性によって伸縮部５で伸びた状態になっており、ティース３部分に密着している。
次に、巻線ノズルを操作してティース先端部３ａ相互間の間隙、スロット開口部４ａから巻線ノズルを挿入してティース３部分にコイル巻線９を巻装する。スロット４が広くなっているので、充分な量のコイル巻線９をティース３部分に巻き付けることができる。
ティース３部分にコイル巻線９を巻装してから、巻線ノズルを引き抜き、図示しない冶具を用いてステータコア１の伸縮部５を縮径させる。図６および図７に示すように、周囲からの圧力によって伸縮部５を収縮させると、スリット７，スリット６，スリット７部分が密着して伸縮部５の両端基部５ａが互いに接近し、密着する。そして、伸縮部５が収縮してステータコア１が縮径すると、ティース先端部３ａ相互間が互いに接近して、スロット開口部４ａを縮小させる。このとき、伸縮部５に対応するステータカバー１０の部分は、伸縮部５の収縮に伴って弾性によって収縮し、皺が生じることがない。
【００１５】
こうして、ティース３部分にコイル巻線９を巻装する際には、スロット開口部４ａを拡開させ、コイル巻線９の巻装が終了してからはスロット開口部４ａを縮小させるので、コイル巻線９の巻装作業を効率よく行なうことができる。また、伸縮部５の両端基部５ａがバックヨーク２の半径方向に一定の幅ｎを有するので、充分な強度が得られ、ステータコア１の強度を損ねることがない。また、伸縮部５の両端基部５ａは、ステータコア１が拡径状態にあるときでも、ステータコア１の外周縁を結ぶ円周上から外側には飛び出さないので、冶具を用いてステータコア１を縮径させるときにも、冶具の組み付けの妨げになることがない。よって、効率よくステータコア１の縮径作業を行なうことができる。
【００１６】
なお、図８ないし図１０は、伸縮部５の変形例を示したもので、図８に示したものは、収縮時に膨出部８ａをバックヨーク２の内周縁を結ぶ周縁よりも内径側に突出させたもので、伸縮部５の収縮に伴って膨出部８ａが内径側に突出してステータカバー１０を内側に押し出し、ステータカバー１０も同時に縮径させるものである。これによって、伸縮部５の収縮に伴う渡り線の弛みを防ぐことができる。
また、図９は、スリット６の両側に設けるスリット７ａ、７ｂを、非対称に形成したものである。この場合、膨出部８ｂも左右が非対称となり、伸縮部５の両端基部５ｂ、５ｃも左右で異なる形状となる。膨出部８ｂは、図８の変形例と同様にバックヨーク２の内周縁を結ぶ周縁よりも内径側に突出させたものである。
さらに、図１０は、伸縮部５の両端基部５ｂ、５ｃをバックヨーク２の外周側と内周側の半径方向にそれぞれ一定の距離ｍ離れた位置から略Ｎ字状となるようにそれぞれ異なる方向に延出させたもので、それぞれの延出部の先端を連結して襞形状の伸縮部５を形成したものである。これによって、ステータコア１を拡径したときの径を大きくすることができ、スロット開口部４ａをより大きくすることができる。
【００１７】
次に図１１ないし図１９は、ステータカバー１０の３種類の変形例を示したものである。
図１１ないし図１３に示したステータカバー２０は、ステータカバー１０と同様に上下一対で構成され、少なくとも前記バックヨーク２の内周面およびティース３の周面を覆うように環状の薄肉のバックヨーク部分２０ａと放射状に中心方向に延出したティース部分２０ｂで構成されている。このステータカバー２０も、ステータカバー１０と同様に、少なくともバックヨーク２の内周面およびティース３の周面を覆いティース３部分を外部と絶縁する。このステータカバー２０には、ナイロン系の伸縮しやすい、やわらかい材質の素材を用いることができる。このステータカバー２０には、両側のティース部分２０ｂの中間の環状のバックヨーク部分２０ａの伸縮部２１に、小さな折り目２１ａが設けられている。
これによって、コア伸縮時に冶具に取り付けたピンで押すことにより、所望の形状に伸縮させることができる。
【００１８】
また、図１４ないし図１６に示したステータカバー３０は、ステータカバー１０と同様に上下一対で構成され、少なくとも前記バックヨーク２の内周面およびティース３の周面を覆うように環状のバックヨーク部分３０ａと放射状に中心方向に延出したティース部分３０ｂで構成されている。環状のバックヨーク部分３０ａは、各ティース部分３０ｂを補強するように一定間隔で設けられた補強部３１と、これら補強部３１相互間の伸縮部３２に設けられた平面視でＶ字形状の切り欠き部３３とで構成されている。
補強部３１は平板状のプレート３１ａと、プレート３１ａを補強する一対のリブ３１ｂとで構成され、平板状のプレート３１ａ相互間を繋ぐ伸縮部３２にＶ字形状の切り欠き部３３が形成されている。
このように、伸縮部３２にＶ字形状の切り欠き部３３を設けることによって、コア伸縮時に冶具を用いることなく変形させることができる。
【００１９】
さらに、図１７ないし図１９に示したステータカバー４０は、ステータカバー１０と同様に上下一対で構成され、少なくとも前記バックヨーク２の内周面およびティース３の周面を覆うように環状のバックヨーク部分４０ａと放射状に中心方向に延出したティース部分４０ｂで構成されている。環状のバックヨーク部分４０ａは、各ティース部分４０ｂを補強するように一定間隔で設けられた補強部４１と、これら補強部４１相互間の伸縮部４２に設けられた平面視でＶ字形状の切り欠き部４３とで構成されている。
補強部４１は平板状のプレート４１ａと、プレート４１ａを補強する一対のリブ４１ｂとで構成され、平板状のプレート４１ａ相互間を繋ぐ伸縮部４２にＷ字形状の切り欠き部４３が形成されている。
このように、伸縮部４２にＷ字形状の切り欠き部４３を設けることによって、コア伸縮時に冶具を用いることなく変形させることができる。Ｗ字形状の切り欠き部４３は、Ｖ字形状の切り欠き部３３よりも伸縮性が高いので、コア伸縮時に冶具を用いることなくより容易に変形させることができる。
【００２０】
なお、本発明は、上記実施の形態のみに限定されるものではなく、例えば、前記実施の形態では、バックヨーク２の外周面側から半径方向のスリット６を形成し、内周面側から前記スリット６を挟むように半径方向のスリット７を形成し、これらスリット６，７によって形成された前記襞形状の伸縮部５の先端に内径側に向けて膨出部８を形成したが、バックヨーク２の内周面側から半径方向のスリット６を形成し、外周面側から前記スリット６を挟むように半径方向のスリット７を形成して襞形状の伸縮部５を形成しても良い。また、伸縮部５は、バックヨーク２の外周面側から飛び出さない形状で、強度を保てる形状であれば、前記実施の形態の形状に限らず任意の形状のものを用いることができる。など、その他、本発明の要旨を変更しない範囲内で適宜変更して実施し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態による電動機のステータコア構造を示す概念図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】コイル巻線を施した状態のステータコア構造を示す概念図である。
【図４】ステータコアにステータカバーを装着した状態を示す概念図である。
【図５】ステータカバーを示す概念図である。
【図６】ステータコアにコイル巻線を巻装し、ステータコアを縮径させた状態を示す概念図である。
【図７】図６の部分拡大図である。
【図８】本発明の他の実施の形態を示す電動機のステータコア構造である。
【図９】本発明の他の実施の形態を示す電動機のステータコア構造である。
【図１０】本発明の他の実施の形態を示す電動機のステータコア構造である。
【図１１】本発明の実施の形態による電動機のステータコア構造に用いるステータカバーの変形例を示す概念図である。
【図１２】図１１の外側から見た斜視図である。
【図１３】図１１の内側から見た斜視図である。
【図１４】本発明の実施の形態による電動機のステータコア構造に用いるステータカバーの変形例を示す概念図である。
【図１５】図１４の外側から見た斜視図である。
【図１６】図１４の内側から見た斜視図である。
【図１７】本発明の実施の形態による電動機のステータコア構造に用いるステータカバーの変形例を示す概念図である。
【図１８】図１７の外側から見た斜視図である。
【図１９】図１７の内側から見た斜視図である。
【符号の説明】
【００２２】
１ステータコア
２バックヨーク
３ティース
４スロット
５伸縮部
６，７スリット
８膨出部
９コイル巻線
１０，２０，３０，４０ステータカバー
２１，３２，４２伸縮部
３３，４３切り欠き部
３ａティース先端部
４ａスロット開口部
５ａ，５ｂ，５ｃ両端基部
８ａ、８ｂ膨出部
１０ａ，２０ａ，３０ａ．４０ａバックヨーク部分
１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ，４０ｂティース部分
２１ａ小さな折り目

【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状のバックヨークの内周面に円周方向に一定間隔で複数のティースを形成したステータコアに、少なくとも前記バックヨークの内周面およびティースの周面を覆うステータカバーを装着して前記ティースの周囲に巻き線を巻装する電動機のステータコア構造において、前記隣り合うティース間のバックヨークの部分に、円周方向に拡開する伸縮部を設け、該伸縮部を、前記バックヨークの内周面または外周面のいずれか一方側から半径方向のスリットを形成し、内周面または外周面のいずれか他方側から前記スリットを挟むように半径方向のスリットを少なくとも一組以上形成して襞形状に構成し、これらスリットによって形成された襞形状の伸縮部を伸縮させて前記ステータコアを拡径、または縮径させるとともに、前記襞形状の伸縮部の両端部を前記スリットによってバックヨークに形成された半径方向の壁面から延出させたことを特徴とする電動機のステータコア構造。
【請求項２】
前記隣り合うティース間のバックヨークの部分に、外周面側から半径方向のスリットを形成し、内周面側から前記スリットを挟むように半径方向のスリットを形成し、これらスリットによって形成された前記襞形状の伸縮部の先端に内径側に向けて膨出部を形成し、前記ステータコアの縮径時に該膨出部を介して前記ステータカバーを押圧して、前記ステータカバーも縮径させることを特徴とする請求項１に記載の電動機のステータコア構造。

【図１】