JP2000217283A - モ―タの固定子及びそれを用いるモ―タの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 材料の効率的利用を図り、組立ての作業性を
向上する。 【解決手段】モータ２１の固定子２５は、ｍ個のティー
ス部４３と各ティース部４３を半径方向外方で共通に一
体的に連結する円環状のコアバック部４２とを有する固
定子コア２２を含み、予め部分巻線４８がティース部４
３にそれぞれ巻回され、固定子コア２５が周方向に沿っ
てティース数ｍより小さいｎ個に区分された部分コア４
１を、周方向に沿って一体的に形成して構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、組立て容易な固定
子コア及びそれを用いるモータの製造方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】モータや発電機の固定子を構成する際に
用いられる第１の従来技術は、金属板を円板状に打抜い
て、複数のティース部とこれら各ティース部を半径方向
外方で共通に一体的に連結するコアパック部とを有する
円環状の板状コア材料を形成し、複数枚の板状コア材料
を積層して固定子コアを形成し、固定子コアに電気絶縁
性合成樹脂材料などで絶縁被覆を施した後、各ティース
部に巻線を施して固定子を構成するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な第１の従来技術では、金属板から前記板状コア材料を
打抜いて形成する際に、円環状の板状コア材料のティー
ス部より内径部が無駄になるなど、材料の利用効率が低
いという問題点がある。また、円環状の前記コアバック
部から半径方向内方に突出している各ティース部に内径
側から巻線を施す必要があり、巻線のための作業スペー
スが狭く、巻線作業に手間を要するという問題点があ
る。

【０００４】このような問題点を解決しようとする第２
の従来技術としては、金属板から板状コア材料を打抜く
際に、板状コア材料の形状を、固定子コアを周方向に沿
って各ティース毎に分割した形状に設定し、これらのテ
ィース部毎の板状コア材料を複数枚積層して部分コアを
ティース数だけ形成し、各部分コアに絶縁被覆を施し、
各ティース部に巻線を施した後、各部分コアを例として
溶接なとで一体に結合して固定子を形成するものがあ
る。

【０００５】このような第２の従来技術では、固定子コ
アを周方向に沿って分割した複数の部分コア毎に巻線を
施すので、前記第１の従来技術の課題は解決されるが、
一方、固定子が比較的多スロットの場合、前記板状コア
材料がむやみに小さくなり、取扱いが困難になり、部品
点数が増大するという不具合がある。また、板状コア材
料を積層して得られる部分コアにおける巻線を各部分コ
ア間で接続する接続個所が増大し、固定子の組立て工数
が増大するという不具合がある。

【０００６】更に他の従来技術として、各ティース部の
半径方向内方端に各ティース部を連結する橋絡部をそれ
ぞれ設け、固定子コアをティース部とコアバック部とに
分割して、ティース部に外径側から巻線を施し、その
後、ティース部をコアパック部に圧入するなどして固定
する技術が知られている。

【０００７】このような従来技術では、巻線時にコアが
変形しやすく、比較的大径の線材による巻線が困難に成
るという問題点がある。更に、ティース部をコアバック
部に圧入する際に、ティース部或いはコアパック部が変
形しやすく、作業性が低下するという問題点がある。

【０００８】本発明は上記問題点を解決すべくなされた
ものであり、その目的は、材料の効率的利用を図ること
ができると共に、組立ての作業性を向上することができ
るモータの固定子及びそれを用いるモータの製造方法を
提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のモータの
固定子は、ｍ個のティース部と各ティース部を半径方向
外方で共通に一体的に連結する円環状のコアパック部と
を有する固定子コアを含む固定子であって、予め巻線が
ティース部にそれぞれ巻回され、固定子コアが周方向に
沿ってティース数ｍより小さいｎ個に区分された部分コ
アを、周方向に沿って一体的に形成して構成される。

【００１０】請求項２記載のモータの製造方法は、ｍ個
のティース部と各ティース部を半径方向外方で共通に一
体的に連結する円環状のコアバック部とを有する固定子
コアを含む固定子を有するモータを製造する製造方法で
あって、固定子コアが周方向に沿ってティース数ｍより
小さいｎ個に区分された部分コアの各ティース部にそれ
ぞれ巻線を巻回する工程と、巻線が巻回された各部分コ
アを周方向に沿って一体的に結合して固定子コアを組立
てて固定子を製造する工程とを含んでいる。

【００１１】請求項３記載のモータの製造方法は、請求
項１のものにおいて、前記部分コアは、金属板を部分コ
ア形状に打抜いて得られる板状コア材料を複数枚積層し
て構成される。

【００１２】

【作 用】請求項１記載のモータの固定子は、予め巻線
がティース部にそれぞれ巻回され、固定子コアが周方向
に沿ってティース数ｍより小さいｎ個に区分された部分
コアを、周方向に沿って一体的に形成し、ｍ個のティー
ス部と各ティース部を半径方向外方で共通に一体的に連
結する円環状のコアバック部とを有する固定子コアを含
んで構成される。

【００１３】従って、金属板から部分コアに相当する形
状の部品を打抜き、複数枚の当該部品を積層して部分コ
アを構成するに際して、固定子コアを円環状に打抜いて
形成する場合と比較し、円環状部品の内部の空間を削除
して、前記金属板からの取数を増大することができ、材
料の効率的利用を図ることができる。

【００１４】また、本発明における前記部分コアは、半
径方向内方が開放した形状であり、部分コアのティース
部に巻線を施す際の作業スペースを確保することができ
る。これにより、巻線作業の手間を格段に軽減すること
ができる。

【００１５】請求項２記載のモータの製造方法は、固定
子コアのティース数ｍより小さいｎ個に周方向に沿って
区分された部分コアの各ティース部にそれぞれ巻線を施
し、次に巻線が巻回された各部分コアを周方向に沿って
一体的に結合して固定子コアを組立てて固定子を製造す
る。

【００１６】従って、本発明によれば、前記部分コアは
固定子コアのティース数ｍより小さいｎ個に区分される
ので、各部分コアがむやみに小さくなる事態が防止さ
れ、取扱いが容易になり、部品点数を削減することがで
きる。また、部分コアに施された巻線を相互に接続する
ための接続個所は、部分コアを各ティース部毎に区分す
る場合と比較し、ｎ／ｍに削減され、固定子の組立て工
数を削減することができる。

【００１７】また、各部分コアは、ティース部とコアバ
ック部とが一体に形成されているので機械的強度が向上
され、ティース部に巻線を施す際に部分コアが変形する
事態を防止することができ、モータの製造の作業性を向
上することができる。

【００１８】請求項３記載のモータの製造方法は、前記
部分コアが、金属板を部分コア形状に打抜いて得られる
板状コア材料を複数枚積層して構成される。これによ
り、金属板を打抜くプレス工程において、打抜かれる形
状が固定子コア全体の場合と比較し小型化されているの
で、用いられるプレス装置を小型化できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面に
基づいて説明する。

【００２０】図１〜図７は本発明の一実施例を示す図で
あり、図１は本実施例のモータ２１の固定子２５の平面
図であり、図２は固定子２５を構成する部分固定子４０
の平面図であり、図３はモータ２１の断面図であり、図
４は固定子２５の結線状態を示す回路図であり、図５は
固定子コア２２を構成する部分コア４１の平面図であ
り、図６は部分コア４１を製造する工程を説明する図で
あり、図７はモータ２１の結線状態を示す系統図であ
り、図８は本実施例の固定子５と組み合わされる回転子
２９の着磁態様を示す図であり、図９は回転子２９の他
の着磁態様を示す図である。

【００２１】以下、図３を参照して、本実施例のモータ
２１の全体の構成について説明する。本実施例のモータ
２１は例としてブラシレスモータであり、電気絶縁性合
成樹脂材料で絶縁された固定子コア（以下、コア）２２
に巻回された巻線２３が巻回されており、これらが電気
絶縁性合成樹脂材料でモールドされてフレーム２４が形
成され、固定子２５を構成している。そして、固定子２
５の下部には、フレーム２４に一体に嵌合された軸受ハ
ウジング２６が配置されており、軸受ハウジング２６に
は、軸受２７が嵌合されると共に反対側においても軸受
２８を備え、永久磁石片からなる回転子２９の回転軸３
０を回転自在に支持している。さらに、フレーム２４の
軸受ハウジング２６に対向する他方には、ブラケット３
１が固定されている。

【００２２】また、フレーム２４には、プリント基板３
４が埋設されており、巻線２３の結線、ホール素子３５
の取り付け汲びプッシング３６を介して引き出されるリ
ード線３７が取り付けられている。フレーム２４には、
放射状に形成された凹部３８が形成されており、この凹
部３８にブラケット３１が嵌合され、ネジ３２によって
固定されている。

【００２３】以下、図１〜図７を併せて参照して、コア
２２及び固定子２５の構成と製造法について説明する。
本実施例では、固定子２５は、図２に示されるように、
図１に示される固定子２５を周方向に沿って３分割した
形状の３つの部分固定子４０を周方向に相互に接合した
構成を有している。このような部分固定子４０を構成す
る固定子コア２２は、図２に示されるように、円環状の
固定子コア２２を周方向に沿って３分割した形状の部分
コア４１を有している。

【００２４】ここで、固定子コア２２の分割数は、前記
３分割に限定されず、図１に示される本実施例の固定子
２５のティース部４３の数ｍ（＝９）より小さい数ｎで
分割されればよい。

【００２５】部分コア４１は、図２に示されるように、
全周の１／３周の周方向長さを有するコアバック部４２
と、コアバック部４２から半径方向内方側にそれぞれ突
出した３つのティース部４３とを含んでいる。ティース
部４３は、先細状の本体４４と、本体４４の先端におい
て周方向両側に突出したストッパ部４５とを含んで構成
される。前記本体４４に後述するように固定子巻線が巻
回される。

【００２６】部分コア４１は、図５に示される板状コア
材料４６を複数枚積層して構成される。板状コア材料４
６は図６に示されるように、材料となる長尺帯状の金属
板４７に部分コア４１の形状と同一形状の抜き形状を多
数個所設定する。一つの抜き形状の半径方向内方の凹部
に、隣接する抜き形状の半径方向外方の突出部を近接さ
せる態様に、複数の抜き形状の配置態様を設定する。

【００２７】このようにして金属板４７からプレス工程
で抜かれて得られた複数枚の板状コア材料４６が積層さ
れ、前記部分コア４１が構成される。部分コア４１に電
気絶縁性被膜を形成した後、３つのティース部４３に、
図２に示されるように部分巻線４８を巻回して部分固定
子４０が構成される。この部分巻線４８を巻く態様は、
模式的には図４（１）或いは同図（２）に示される態様
のいずれでもよい。

【００２８】このような部分巻線４８が巻回された３つ
の部分固定子４０を周方向に例として溶接などで相互に
連結して円環状の固定子２５が構成される。この際に、
各部分固定子４０の各部分巻線４８を相互に連結する態
様は、例として、図７に示される△結線を行う場合に
は、図１に示されるように、部分固定子４０ａの端子Ａ
２と部分固定子４０ｂの端子Ｂ２と部分固定子４０ｃの
端子Ｃ２とを相互に接続し、部分固定子４０ａの端子Ａ
１、部分固定子４０ｂの端子Ｂ１、及び部分固定子４０
ｃの端子Ｃ１を、それぞれモータ２１の制御装置からの
三相電源ラインにそれぞれ挨続する。このようにして、
固定子４０への三相交流電源による通電が可能に成る。

【００２９】また、このような三相９スロットの固定子
２５に対して、図８或いは図９に示される８極或いは１
０極などの、固定子２５の回転磁界と位相差を発生する
着磁態様のマグネット回転子２９を用いることにより、
コギングが小さい円滑な回転動作が可能なモータ２１を
構成することができる。

【００３０】以上のように、本実施例によれば、前記固
定子４０は相互に同一の構成を有する３つの部分固定子
４０を周方向に相互に結合して構成される。各部分団定
子４０の部分コア４１は、複数枚の板状コア材料４６を
積層して構成される。また、各板状コア材料４６は、長
尺の金属板４７から部分コア４１に相当する形状の部品
を打抜いて形成される。このとき、金属板４７から部品
を打抜く際に、本実施例では部品の取り数を従来よりも
格段に増大することができ、材料の効率的利用を図るこ
とができる。これは、打抜かれる形状が大略扇形となる
ため、一つの打抜き形状の凹部に他の形状の凸部を可及
的に近接させることができる。従って、固定子コアを円
環状に打抜いて形成する場合と比較し、円環状部品の内
部の空間を削除して、前記金属板からの取数を増大する
ことができる。

【００３１】また、本実施例における前記部分コア４１
は、大略扇形に形成されるので、半径方向内方が開放し
た形状であり、部分コア４１のティース部４３に部分巻
線４８を施す際の作業スペースを確保することができ
る。これにより、巻線作業の手間を格段に軽減すること
ができる。

【００３２】また、本実施例におけるモータ２１は、固
定子コア２２のティース数ｍ（＝９）より小さいｎ（＝
３）個に周方向に沿って区分された部分コア４１の各テ
ィース部４３にそれぞれ部分巻線４８を施す工程と、次
に部分巻線４８が巻回された各部分コア４１を周方向に
沿って一体的に結合して固定子コア２２を組立てて固定
子２５を製造する工程とを含む製造方法で製造される。

【００３３】従って、前記部分コア４１は固定子コア２
２のティース数ｎより小さい数のｍ個に区分されるの
で、各部分コア４１がむやみに小さくなる事態が防止さ
れ、取扱いが容易になり、製造に伴う部品点数を削減す
ることができる。また、部分コア４１に施された部分巻
線４８を相互に接続するための接続個所は、部分コア４
１を各ティース部４３毎に区分する場合と比較し、ｎ／
ｍ（＝１／３）に削減され、固定子２５の組立て工数を
削減することができる。

【００３４】また、各部分コア４１は、ティース部４３
とコアバック部４２とが一体に形成されているので機械
的強度が向上され、ティース部４３に部分巻線４８を施
す際に部分コア４１が変形する事態を防止することがで
き、モータ２１の製造の作業性を向上することができ
る。

【００３５】更に、本実施例のモータ２１の製造方法に
おいて、部分コア４１は金属板４７を部分コア４１の形
状に打抜いて得られる板状コア材料４６を複数枚積層し
て構成される。これにより、金属板４７を打抜くプレス
工程において、打抜かれる形状が固定子コア４１全体の
場合と比較し小型化されているので、用いられるプレス
装置を小型化することができる。

【００３６】本発明の他の実施例を、図１０及び図１１
を参照して説明する。図１０は本実施例の固定子２５Ａ
の平面図であり、図１１は固定子２５Ａの結線態様を示
す回路図である。本実施例は、前記実施例に類似し対応
する部分には同一の参照符号を付す。本実施例の固定子
２５Ａにおける固定子コア２２は、前記実施例の固定子
コア２２と同一の構成を有し、同一の製造方法で製造さ
れる。本実施例の特徴は、このような本実施例の固定子
コア２２に対し、巻線２３を図１０に示される態様に施
し、図１１に示されるＹ結線を実現するようにしたこと
である。

【００３７】従って、本実施例の固定子コア２２Ａは、
巻線２３の巻線態様以外は前記実施例と同様であり、本
実施例においても、前記実施例と同様な作用効果を実現
することができる。

【００３８】本発明は、上記実施例に限定されるもので
はなく、本発明の精神を逸脱しない範囲で広範な変形例
を含むものである。

【００３９】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載のモータの
固定子は、予め巻線がティース部にそれぞれ巻回され、
固定子コアが周方向に沿ってティース数ｍより小さいｎ
個に区分された部分コアが周方向に沿って一体的に形成
され、ｍ個のティース部と各ティース部とを半径方向外
方で共通に一体的に連結する円環状のコアバック部とを
有する固定子コアを含んで構成される。

【００４０】従って、金属板から部分コアに相当する形
状の部品を打抜き、複数枚の当該部品を積層して部分コ
アを構成するに際して、固定子コアを円環状に打抜いて
形成する場合と比較し、円環状部品の内部の空間を削除
して、前記金属板からの取数を増大することができ、材
料の効率的利用を図ることができる。

【００４１】また、本発明における前記部分コアは、半
径方向内方が開放した形状であり、部分コアのティース
部に巻線を施す際の作業スペースを確保することができ
る。これにより、巻線作業の手間を格段に軽減すること
ができる。

【００４２】請求項２記載のモータの製造方法は、固定
子コアのティース数ｍより小さいｎ個に周方向に沿って
区分された部分コアの各ティース部にそれぞれ巻線を施
し、次に巻線が巻回された各部分コアを周方向に沿って
一体的に結合して固定子コアを組立てて固定子を製造す
る。

【００４３】従って、本発明によれば、前記部分コアは
固定子コアのティース数ｍより小さいｎ個に区分される
ので、各部分コアがむやみに小さくなる事態が防止さ
れ、取扱いが容易になり、部品点数を削減することがで
きる。また、部分コアに施された巻線を相互に接続する
ための接続個所は、部分コアを各ティース部毎に区分す
る場合と比較し、ｎ／ｍに削滅され、固定子の組立て工
数を削減することができる。

【００４４】また、各部分コアは、ティース部とコアバ
ック部とが一体に形成されているので機械的強度が向上
され、ティース部に巻線を施す際に部分コアが変形する
事態を防止することができ、モータの製造の作業性を向
上することができる。

【００４５】請求項３記載のモータの製造方法は、前記
部分コアが、金属板を部分コア形状に打抜いて得られる
板状コア材料を複数枚積層して構成される。これによ
り、金属板を打抜くプレス工程において、打抜かれる形
状が固定子コア全体の場合と比較し小型化されているの
で、用いられるプレス装置を小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例のモータ２１の固定子２５の平面図で
ある。

【図２】固定子２５を構成する部分固定子４０の平面図
である。

【図３】モータ２１の断面図である。

【図４】固定子２５の結線状態を示す回路図である。

【図５】固定子コア２２を構成する部分コア４１の平面
図である。

【図６】部分コア４１を製造する工程を説明する図であ
る。

【図７】モータ２１の結線状態を示す系統図である。

【図８】本実施例の固定子５と組合わされる回転子２９
の着磁態様を示す図である。

【図９】回転子２９の他の着磁態様を示す図である。

【図１０】本発明の他の実施例の固定子２５Ａの平面図
である。

【図１１】固定子２５Ａの結線態様を示す回路図であ
る。

【符号の説明】

２１ モータ ２２ 固定子コア ２３ 固定子巻線 ２５、２５Ａ 固定子 ２９ 回転子 ４０、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ 部分固定子 ４１ 部分コア ４２ コアバック部 ４３ ティース ４６ 板状コア材料 ４７ 長尺帯状の金属板 ４８ 部分巻線 Ａl 、Ａ２、Ｂl 、Ｂ２、Ｃl 、Ｃ２ 端子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ｍ個のティース部と各ティース部を半径方
   向外方で共通に一体的に連結する円環状のコアバック部
   とを有する固定子コアを含む固定子であって、 予め巻線がティース部にそれぞれ巻回され、該固定子コ
   アが周方向に沿って該ティース数ｍより小さいｎ個に区
   分された部分コアを、周方向に沿って一体的に形成して
   構成されるモータの固定子。
2. 【請求項２】ｍ個のティース部と各ティース部を半径方
   向外方で共通に一体的に連結する円環状のコアバック部
   とを有する固定子コアを含む固定子を有するモータを製
   造する製造方法であって、 該固定子コアが周方向に沿って該ティース数ｍより小さ
   いｎ個に区分された部分コアの各ティース部にそれぞれ
   巻線を巻回する工程と、 該巻線が巻回された各部分コアを周方向に沿って一体的
   に結合して固定子コアを組立てて固定子を製造する工程
   とを含むモータの製造方法。
3. 【請求項３】前記部分コアは、金属板を該部分コア形状
   に打抜いて得られる板状コア材料を複数枚積層して構成
   される請求項２に記載のモータの製造方法。