説明

電動機のステータ構造とその製造方法

【課題】 コイル巻線の巻線作業およびステータの縮径作業が容易で、かつ、これらの施工が簡単で安価である電動機のステータ構造とその製造方法を提供する。
【解決手段】 環状のバックヨーク部分3aの内周面に円周方向に一定間隔で複数のティースを中心方向に向けて延出して形成したステータコア3を、前記ティース3bごとに、これらティース3b相互間の前記バックヨーク部分3aの中間位置で分割し、これら多分割された各分割コア2に、円周方向に伸縮可能に形成したステータカバー10を組付けるとともに、ステータカバー10で覆われた前記ティース部分3bに巻き線5を施し、前記ステータカバー10を縮径させて前記各分割コア2を一体化してステータコア3を形成した構造とその製造方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、コイル巻線の巻線作業およびステータの縮径作業が容易で、かつ、これらの施工が簡単で安価である電動機のステータ構造とその製造方法に関する。
【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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平11−262201号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
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。
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。
【0006】
本発明は、上記課題を解決し、コイル巻線の巻線作業およびステータの縮径作業が容易で、かつ、これらの施工が簡単で安価である電動機のステータ構造とその製造方法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部分の内周面に円周方向に一定間隔で複数のティースを中心方向に向けて延出して形成したステータコアを、前記ティースごとに、これらティース相互間の前記バックヨーク部分の中間位置で分割し、これら多分割された各分割コアに、円周方向に伸縮可能に形成したステータカバーを組付けるとともに、ステータカバーで覆われた前記ティース部分に巻線を施し、前記ステータカバーを縮径させて前記各分割コアを一体化してステータコアを形成したことにある。
また、本発明は、少なくとも前記バックヨーク部分の内周面および前記ティースの周面を覆う部分を有するステータカバーの前記ティース部分を繋ぐ環状部に伸縮可能な伸縮部を形成し、前記ステータカバーの前記ティース部分に、前記各分割コアのティースを組付け、前記ステータカバーの伸縮部を縮小させることにより前記ステータカバーの環状部を縮径させて前記各分割コアを一体化させたことにある。
さらに、本発明は、環状のバックヨーク部分の内周面に円周方向に一定間隔で複数のティースを中心方向に向けて延出して形成したステータコアを、前記ティースごとに、これらティース相互間の前記バックヨーク部分の中間位置で分割し、これら多分割された各分割コアに、円周方向に伸縮可能に形成したステータカバーを組付けるとともに、ステータカバーで覆われた前記ティース部分に巻線を施すに際し、巻線を施すティース周辺のステータカバーを押し潰して扁平状態にし、ティースに対しノズルが直線的な軌跡を描くように巻線を施した後に、前記ステータカバーを縮径させて前記分割コアを一体化してステータコアを形成することを特徴とする電動機のステータ製造方法にある。
【発明の効果】
【0008】
請求項1によれば、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、ステータカバーを半径方向に縮小させることにより各分割コアを縮径させることができるので、ステータコアの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、ステータカバーの伸縮部を半径方向に縮小することによりステータカバーを縮径させて各分割コアを一体化させるので、ステータコアの縮径作業を容易に行うことができる。
請求項3によれば、巻線ノズルの軌跡をより単純にすることができるので、巻線作業を容易にすることができる。また、コイル巻線の整列性を高めることができるので、巻線の占積率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の実施の形態による電動機のステータ構造を示す概念図である。
【図2】図1のステータに用いる分割コアを示す概念図である。
【図3A】図1のステータに用いるステータカバーを示す概念図である。
【図3B】図3Aのステータカバーの部分拡大図である。
【図3C】図3Bのステータカバーの一部を拡大して示す斜視図である。
【図4】図1のステータに用いる分割コアを示す概念図である。
【図5】ステータカバーを示す斜視図である。
【図6】ステータカバーの伸縮部を拡大させた状態を示す部分拡大斜視図である。
【図7】ステータカバーを扁平にした状態を示す概念図である。
【図8】ティースにコイル巻線を巻装する方法を示し、(a)は環状にしたステータにコイル巻線を施す方法を示す概念図、(b)はステータカバーを扁平にしてコイル巻線を巻装する方法を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
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、電動機のステータを示したもので、このステータ1は、図2に示すように環状に並べられた分割コア2からなるステータコア3に、図3に示すようなステータカバー10を組み付けて一体に構成し、中心部に配置される図示しないロータに向けて放射状に延出したティース部4にコイル巻線5を巻装して構成されている。このステータカバー10には、ナイロン系等の伸縮しやすい、やわらかい材質の素材が用いられている。
【0011】
前記分割コア2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前記ステータコア3(図2参照)を円周方向に一定間隔で分割して、図4に示すように略T字状に形成したものである。ステータコア3は、図2に示すように環状のバックヨーク3a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3b(図視例では、12個)が延出されて構成されている。
これらステータコア3は、ティース3b相互間に一定の間隙が形成されて、前記コイル巻線5を挿通するスロット3cが形成されており、ティース3b先端部相互間に、開口部3dが形成されている。
分割コア2は、図4に示すように、1個のティース3bと多分割されたバックヨーク3aの一部とで構成され、ステータカバー10に組付けることにより、一体に構成されている。
【0012】
前記ステータカバー10は、図3A,図3B,図3Cおよび図5に示すように、上下一対で構成され、少なくとも前記分割コア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横断面U字状のティース部分10bとで構成されており、環状のバックヨーク部分10aのティース部分10b相互間でスロット部10cが形成されている。また、ティース3b先端部相互間に形成される巻線ノズルを通す開口部10dの幅を拡開可能に構成するためのW字形状の伸縮可能な伸縮部10eがティース部分10bの基端部相互間の環状部10fに上下方向に一定幅で円周方向に一定間隔で形成されている。前記伸縮部10e相互間の環状部10fには、伸縮部10eを繋ぐ円周方向に延びる平板状のプレート10gと半径方向に延びる補強用のリブ10hが設けられている。前記ステータカバー10の前記伸縮部10eが設けられていない部分には開口部10iが形成されている。この開口部10iには、必要に応じて絶縁フィルム11が配置されて絶縁を確保している。
【0013】
図6は前記ステータカバー10を分割コア2に組み付けた状態を示したもので、ステータカバー10は上部側のみを示している。ステータカバー10のU字状のティース部分10bに分割コア2のティース3bを組付け、前記ステータカバー10の前記伸縮部10eを広げることで、開口部10dを広げるとともに、ティース部分10b相互間のスロット部10cを広げ、巻線機のノズルを通してティース部分10bにコイル巻線5を巻回するものである。そして、前記伸縮部10eを縮小することにより分割コア2相互間が接触し、磁気回路を構成する。
分割コア2相互間は互いに溶接等により固着して一体化を図り、ステータコア3を構成するものである。
【0014】
次に、上記ステータ1の組付け手順を説明すると、図2に示すような、分割コア2を、図3A、図3B、図3Cに示すようなステータカバー10に順次組付ける。組み付けに際しては、下部側のステータカバー10のティース部分10bに分割コア2のティース3bを順次挿入し、ティース部分10bの数だけ分割コア2を配置する。そして、上部側のステータカバー10を被せて、上下一対のステータカバー10を、互いに組み合わせて、各分割コア2を保持する(図5参照)。上下一対のステータカバー10の開口部10iには、必要に応じて絶縁フィルム11を配置して絶縁を確保する。そして、伸縮部10eを広げてスロット部10cを広げ、開口部10dを通して、巻線機のノズルをスロット部10cに通し、ステータカバー10のティース部分10bにコイル巻線5を巻いていく。
【0015】
そして、コイル巻線5を巻き終わったら冶具を用いてステータカバー10を縮径させると、ステータカバー10の伸縮部10eが縮小されて縮径し、分割コア2のバックヨーク3aが互いに密着し、磁気回路を構成する。こうして、分割コア2のバックヨーク3a相互間を溶接により互いに接合し、一体化を図る。これによって、中心部に向けて放射状に延出したティース部4にコイル巻線5を巻装したステータ1が組み立てられる。上下一対のステータカバー10の伸縮部10eは開口部10iが設けられているので、容易に収縮して縮径するので、縮径作業を容易に行うことができる。
【0016】
上記構成によると、分割コア2を、ステータカバー10に順次組付けてからステータカバー10を縮径させることにより分割コア2相互が密着し、ステータコア3が組み立てられるので、縮径作業が容易で、簡単にステータコア3を組み立てることができる。また、コイル巻線5を巻装する際にはステータカバー10のスロット部10cを広げて巻線作業を行うことができるので、開口部の狭いものでも巻線作業が容易であり、かつノズルスペースにもコイル巻線5を施すことができる。ステータカバー10によって分割コア2を組み立てることができるので、カバー部品を削減し、部品コストの削減を図ることができる。分割コア2を用いているためステータカバー10の縮径が容易で生産性の向上を図ることができる。分割コア2なので、コア形状が簡単になり金型費を安くすることができる。
【0017】
なお、図7は、コイル巻線5を巻装するに際しての方法で、ステータカバー10の素材の特性を利用してステータカバー10を押し潰すと、分割コア2自体は、接続されていないので、ステータカバー10が扁平状態となる。こうして、巻線ノズル6をスロット部10cに通すと、通常の軌跡、図8(a)の場合のように円弧の動きとは異なり、図8(b)のように、ノズルが直線的な軌跡を描くように、所謂、ボックス状の軌跡となりコイル巻線5の整列性を高めることができ、占積率を高めることができる。
【0018】
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、ステータカバー10の伸縮部10eの構造は、伸縮可能であれば折り畳み構造に限らず、蛇腹状あるいは薄肉状でもよく、種々の構造を採用することができる。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。
【符号の説明】
【0019】
1 電動機のステータ
2 分割コア
3 ステータコア
3a バックヨーク
3b ティース
3c スロット
3d 開口部
4 ティース部
5 コイル巻線
6 巻線ノズル
10 ステータカバー
10a バックヨーク部分
10b ティース部分
10c スロット部
10d 開口部
10e 伸縮部
10f 環状部
10g プレート
10h リブ
11 絶縁フィルム


【特許請求の範囲】
【請求項1】
環状のバックヨーク部分の内周面に円周方向に一定間隔で複数のティースを中心方向に向けて延出して形成したステータコアを、前記ティースごとに、これらティース相互間の前記バックヨーク部分の中間位置で分割し、これら多分割された各分割コアに、円周方向に伸縮可能に形成したステータカバーを組付けるとともに、ステータカバーで覆われた前記ティース部分に巻線を施し、前記ステータカバーを縮径させて前記各分割コアを一体化してステータコアを形成したことを特徴とする電動機のステータ構造。
【請求項2】
少なくとも前記バックヨーク部分の内周面および前記ティースの周面を覆う部分を有するステータカバーの前記ティース部分を繋ぐ環状部に伸縮可能な伸縮部を形成し、前記ステータカバーの前記ティース部分に、前記各分割コアのティースを組付け、前記ステータカバーの伸縮部を縮小させることにより前記ステータカバーの環状部を縮径させて前記各分割コアを一体化させたことを特徴とする請求項1に記載の電動機のステータ構造。
【請求項3】
環状のバックヨーク部分の内周面に円周方向に一定間隔で複数のティースを中心方向に向けて延出して形成したステータコアを、前記ティースごとに、これらティース相互間の前記バックヨーク部分の中間位置で分割し、これら多分割された各分割コアに、円周方向に伸縮可能に形成したステータカバーを組付けるとともに、ステータカバーで覆われた前記ティース部分に巻線を施すに際し、巻線を施すティース周辺のステータカバーを押し潰して扁平状態にし、ティースに対しノズルが直線的な軌跡を描くように巻線を施した後に、前記ステータカバーを縮径させて前記分割コアを一体化してステータコアを形成することを特徴とする電動機のステータ製造方法。









【図1】
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【図2】
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【図3A】
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【図3B】
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【図3C】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2010−252541(P2010−252541A)
【公開日】平成22年11月4日(2010.11.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−99801(P2009−99801)
【出願日】平成21年4月16日(2009.4.16)
【出願人】(000103792)オリエンタルモーター株式会社 (150)
【Fターム(参考)】