JP2001025186A

JP2001025186A - 回転電機の電機子

Info

Publication number: JP2001025186A
Application number: JP11192629A
Authority: JP
Inventors: Tetsuro Imai; 鐵郎今井; Kenji Kusama; 健司草間
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 1999-07-07
Filing date: 1999-07-07
Publication date: 2001-01-26

Abstract

(57)【要約】【課題】アウターロータ型の電機子のように突極部２
４が外周側に配置される場合であっても、分割コア２０
Ａの固定強度を簡易な構造で良好に得ることを可能とす
る。【解決手段】外周側に配置された複数の突極部２４
を、絶縁材からなる磁束遮断部２６を介して一定位置に
不動状態に保持し、コア全体に発生した駆動トルクを、
中心側の固定部２１とともに外周側の突極部２４におい
ても受けるように構成することによって、分割コア２０
Ａの保持強度を大幅に増大させるようにしたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電機子コアの外周
部に複数の突極部を備えた回転電機の電機子に関する。

【０００２】

【従来の技術】モータ等の回転電機に用いられている電
機子について、分割コア構造に関する提案が従来よりな
されている。この分割コア構造は、巻線の線積率を向上
させて銅損の低減等を図り、回転特性の向上及び小型化
を可能とすることを目的としたものであるが、例えば図
８に示されているように、電機子コア１の全体を、各突
極部２毎に周方向に分割された複数の分割コア３の環状
集合体から構成している。上記複数の分割コア３を固定
するにあたっては、各分割コア３の外周側に配置された
円弧状の固定コア部４どうしが周方向に当接されて固定
されている。

【０００３】このような分割構造の電機子コア１に対し
て巻線コイルを施す場合には、各分割コア３を、例えば
直線状に並べるように展開状態とし、それによって、各
突極部２どうしの間の隙間を大きく拡大しておいた上
で、各突極部２に対してコイルを巻回する。このように
すれば、より太いコイルをより多くのターン数にわたっ
て巻回することが可能となり、いわゆる巻線の線積率を
容易に向上させることが可能となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
利点を有する分割構造の電機子コア１は、従来、上述し
た図８に示されているようなインナーロータ型の電機
子、すなわち中心部分に配置されたロータ（図示省略）
を外周側から取り囲む構造の電機子に限られており、以
下のような理由によって、アウターロータ型の電機子な
どのように、突極部が外周側に配置された構造の電機子
に対して、分割コア構造を採用したものはない。

【０００５】つまり、アウターロータ型の電機子コアで
は、中心側に設けられた固定コア部から半径方向外方に
向かって放射状に突極部が突出する構造になされている
が、そのような構造の電機子コアを分割構造とした場合
には、本願発明を表した図１乃至図７のように、中心側
の固定コア部を周方向に沿って複数体に分割し、その分
割した固定コア部どうしを周方向に突き合わせて環状に
固定する構造となる。

【０００６】ところが、それらの各分割コアの中心側に
配置された固定コア部どうしは、極めて小径の状態での
連結構造となってしまい、前述した図８のように外周側
に固定コア部４を有するインナーロータ型のものに比し
て、固定コア部どうしの当接面積は極めて小さく、十分
な固定強度が得なれなくなる。

【０００７】すなわち、固定コア部が小径で固定されて
いる状態で回転駆動が行われると、コア全体に発生した
駆動トルクが中心側の固定コア部を支点として負荷され
ることから、中心側の固定コア部における曲げ応力が大
幅に増大してしまい、回転時の繰り返し応力によって、
固定コア部に緩みが発生したり、外周側の突極部どうし
の間の隙間寸法が変化して、モータ特性の低下や回転時
における異常音の発生原因となることがある。

【０００８】そこで本発明は、アウターロータ型の電機
子であっても、分割コアの固定強度を簡易な構造で良好
に得ることができるようにした回転電機の電機子を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の発明では、中心部に配置された円筒状
の固定コア部と、この固定コア部から半径方向外方に向
かって放射状に突出する複数の腕部と、それらの各腕部
の突出先端部分に設けられて環状に配置される複数の突
極部と、該複数の突極部のうちの周方向に隣接する一対
の突極部どうしの間部分に設けられた磁束遮断部と、を
有する電機子コアを備えた回転電機の電機子において、
上記固定コア部が、前記複数の各突極部のそれぞれに対
応して周方向に沿って分割された複数の分割固定片から
なるとともに、当該複数の分割固定片のうちの一つと、
その一つの分割固定片に対して一体に形成された前記腕
部及び突極部とにより、一つの分割コアが形成され、上
記分割コアの分割固定片が環状に当接配置された複数の
分割コアの集合体によって前記電機子コアが構成された
ものであって、上記電機子コアにおける周方向に隣接す
る一対の突極部どうしが、絶縁材からなる磁束遮断部を
介して少なくとも周方向に当接されている。

【００１０】また、請求項２記載の発明では、前記請求
項１記載の電機子コアは、板状コア部材の積層体から形
成されている。

【００１１】さらに、請求項３記載の発明では、前記請
求項１記載の絶縁材からなる磁束遮断部は、隣接する突
極部どうしを連結させる嵌合部を備えている。

【００１２】さらにまた、請求項４記載の発明では、前
記請求項１記載の固定コア部の各分割固定片は、機械的
結合手段によってフレーム側に固定されている。

【００１３】一方、請求項５記載の発明では、前記請求
項１記載の磁束遮断部を形成する絶縁材は、前記固定コ
ア部の隣接する分割固定片どうしの対向当接面を除いた
分割コアの表面を覆うようにモールド成形されている。

【００１４】また、請求項６記載の発明では、前記請求
項１記載の複数の分割コアは、隣接する分割コアの磁束
遮断部どうしが回転自在に接続されていることによっ
て、チェーン状に一連に連結されている。

【００１５】このような構成を有する請求項１記載の発
明によれば、外周側に配置された複数の突極部が、絶縁
材からなる磁束遮断部を介して一定位置に不動状態に保
持され、コア全体に発生した駆動トルクが、中心側の固
定部で受けられるのに加えて、外周側の突極部において
も受けられることとなり、その結果、分割コアの保持強
度が大幅に増大されるようになっている。

【００１６】また請求項２記載の発明によれば、上述し
た請求項１記載の発明による作用に加えて、電機子コア
の磁気特性が向上される。

【００１７】さらに請求項３記載の発明によれば、上述
した請求項１記載の発明による作用に加えて、分割コア
どうしの連結作業が容易化される。

【００１８】さらにまた請求項４記載の発明によれば、
上述した請求項１記載の発明による作用に加えて、各分
割コアにおける固定コア部の固定作業が容易かつ確実に
行われる。

【００１９】一方、請求項５記載の発明によれば、上述
した請求項１記載の発明による作用に加えて、絶縁材か
らなる磁束遮断部を有する分割コアの製造作業が、型成
形によって効率的に行われる。

【００２０】また、請求項６記載の発明によれば、上述
した請求項１記載の発明による作用に加えて、複数の分
割コアが一体の部品として取り扱われるため、巻線作業
等の組立作業性が向上される。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて詳細に説明する。まず、図１及び図２に示さ
れている実施形態では、モータの外周側に回転自在に配
置されたアウターロータ１０の内部側に、固定電機子コ
ア２０が図示を省略した固定フレームに取り付けられて
いる。

【００２２】上記アウターロータ１０は、ロータケース
１１の内周壁面に駆動マグネット１２が固着されたもの
であって、上記駆動マグネット１２は、前記固定電機子
コア２０の外周側に近接して回転する構成になされてい
る。

【００２３】一方、上記固定電機子コア２０は、電磁鋼
板等の板状コア部材の積層体から形成されており、当該
固定電機子コア２０の中心部分に配置された円筒状の固
定コア部２１が、図示を省略した固定フレームに対して
ネジ止めされている。そして、その中心部分に配置され
た固定コア部２１からは、複数の腕部２２が半径方向外
方に向かって放射状に突出しており、それらの各腕部２
２に対して、巻線コイル２３が所定のターン数にわたっ
て巻回されている。また、上記各腕部２２の突出先端部
分（最外周部分）には、略円弧状の突極部２４がそれぞ
れ設けられている。これらの各突極部２４の外方側に
は、上述したアウターロータ１の駆動マグネット１２が
近接配置されている。

【００２４】ここで、上記固定電機子コア２０は、前記
複数の各突極部２４のそれぞれに対応して分割された複
数の分割コア２０Ａ，２０Ａ，・・・の環状集合体から
構成されており、複数個の分割コア２０Ａが環状に集合
されることによって、上記固定電機子コア２０が形成さ
れている。

【００２５】すなわち、上記固定コア部２１は、前記複
数の各突極部２４のそれぞれに対応して周方向に沿って
分割された複数の分割固定片２１ａを有しており、中心
部分において環状に配置された分割固定片２１ａが、一
対ごとに周方向に当接配置されていることによって、上
述した固定コア部２１が構成されるようになっている。
このときの各分割固定片２１ａは、図示を省略した固定
フレームに対してネジ２５により締め付け固定されてい
る。この分割固定片２１ａの固定手段としては、カシメ
等の他の機械的結合手段を採用することができる。

【００２６】そして、上記固定コア部２１を構成してい
る一つの分割固定片２１ａと、当該一つの分割固定片２
１ａに対して一体に形成された一つの腕部２２及び突極
部２４とによって、上述した分割コア２０Ａのそれぞれ
が構成されている。

【００２７】一方、上記各分割コア２０Ａの表面は、前
記分割固定片２１ａにおける周方向の対向当接面を除い
て、樹脂材料やセラミック等を用いてモールド成形され
た絶縁材からなる絶縁皮膜２７によって覆われている。
そして、上述した複数の突極部２４のうち、周方向に隣
接する一対の突極部２４どうしの間部分に、上記絶縁材
により形成された磁束遮断部（絶縁スロット部）２６
が、上記絶縁皮膜２７と一体的に設けられている。

【００２８】この絶縁材により形成された磁束遮断部
（絶縁スロット部）２６は、周方向に隣接する一対の突
極部２４どうしを周方向に当接させる凹凸嵌合部を構成
している。すなわち、周方向に隣接する一対の突極部２
４，２４のうちの一方側（図１及び図２の左方側）から
突出するように設けられた凸嵌合片２６ａの先端面部
が、他方側（図１及び図２の右方側）に設けられた凹嵌
合片２６ｂの底面部に突き当てられるように配置されて
おり、このような磁束遮断部（絶縁スロット部）２６の
周方向当接嵌合関係によって、上記各分割コア２０Ａの
突極部２４が、周方向に沿って環状に連結結合され、一
定位置に不動状態にて保持されるようになっている。

【００２９】このような実施形態では、固定電機子コア
２の全体に発生した駆動トルクが、中心側の固定コア部
２１で受けられると同時に、外周側において環状に配置
されている突極部２４どうしの間の絶縁材からなる磁束
遮断部（絶縁スロット部）２６に分散して受けられるこ
ととなり、分割コア２０Ａの連結保持強度が飛躍的に増
大される。

【００３０】特に、本実施形態では、隣接する突極部２
４どうしの間の絶縁材からなる磁束遮断部（絶縁スロッ
ト部）２６が、凹凸嵌合構造になされているため、隣接
する分割コア２０Ａどうしの外周部における連結作業が
容易化される。また、各分割コア２０Ａの中心側部分の
分割固定片２１ａが、ネジ等の機械的結合手段によって
固定されているため、固定作業は容易かつ確実に行われ
る。

【００３１】さらに、本実施形態では、絶縁材からなる
磁束遮断部（絶縁スロット部）２６がモールド成形され
ているため、各分割コア２０Ａの製造作業は効率的に行
われる。

【００３２】一方、図３、図４及び図５に示されている
実施形態では、隣接する一対の分割コア３０Ａどうしを
回転自在に連結することによって、複数の分割コア３０
Ａがチェーン状に一連に連結されている。より具体的に
は、隣接する一対の分割コア３０Ａのうちの一方側（図
４及び図５の左方側）に設けられた突出板３１に設けら
れた軸受凹部内に、他方側（図４及び図５の右方側）の
分割コア３０Ａに設けられた軸３２が回転自在に嵌合さ
れている。この嵌合動作は、上記他方側の分割コア３０
Ａを図４に矢印で示した方向に押し込むことによって行
われる。

【００３３】このような実施形態では、チェーン状に連
結された複数の分割コア３０Ａが、一体の部品として取
り扱われることとなって組立作業性が向上する。例え
ば、コイル巻線を施す場合には、図５に示されているよ
うに、略直線状に展開することによって各腕部３３どう
しの間の隙間を大幅に拡大しておけば、自動巻線機等を
用いて各分割コア３０Ａに対して、より太いコイルをよ
り多くのターン数にわたって効率的に巻回することが可
能となり、いわゆる巻線の線積率を容易に向上させるこ
とが可能となる。一方、このような巻線行程の後には、
上述した図５の展開状態から各分割コア３０Ａを回動さ
せることによって、容易に、図３の組立状態とすること
が可能となる。

【００３４】また、図６及び図７に示された実施形態で
は、隣接する分割コア４０Ａどうしを単に突き当てるよ
うに構成したものであるが、このような実施形態におい
ても、各分割コア４０Ａの保持強度は大幅に増大され
る。

【００３５】以上、本発明者によってなされた発明の実
施形態を具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変形可能であるというのはいうまでもない。例え
ば、上述した各実施形態は、固定の電機子（ステータ）
に対して本願発明を適用したものであるが、回転子（ロ
ータ）に対しても本発明は同様に適用することができ
る。

【００３６】また、本発明は、上述したモータ以外の発
電機等に対しても同様に適用することができる。

【００３７】

【発明の効果】以上述べたように請求項１記載の発明
は、外周側に配置された複数の突極部を、絶縁材からな
る磁束遮断部を介して一定位置に不動状態に保持し、コ
ア全体に発生した駆動トルクを、中心側の固定部ととも
に外周側の突極部においても受けるように構成すること
によって、分割コアの保持強度を大幅に増大させるよう
にしたものであるから、アウターロータ型の電機子のよ
うに突極部が外周側に配置される場合であっても、分割
コアの固定強度を簡易な構造で良好に得ることができ、
利点の多い分割コア構造の適用範囲を大幅に拡大するこ
とができる。

【００３８】また請求項２記載の発明は、請求項１記載
の電機子コアを、板状コア部材の積層体から形成するこ
とによって、電機子コアの磁気特性を向上させたもので
あるから、上述した効果に加えて更に性能向上を図るこ
とができる。

【００３９】さらに請求項３記載の発明は、請求項１記
載の絶縁材からなる磁束遮断部に、隣接する突極部どう
しを連結させる嵌合部を設けることによって、分割コア
どうしの連結作業が容易化したものであるから、上述し
た効果に加えて更に生産性の向上を図ることができる。

【００４０】さらにまた請求項４記載の発明は、請求項
１記載の固定コア部の各分割固定片を、機械的結合手段
によってフレーム側に固定することによって、各分割コ
アにおける固定コア部の固定作業を容易かつ確実とした
ものであるから、上述した効果に加えて更に生産性の向
上を一層図ることができる。

【００４１】一方、請求項５記載の発明は、前記請求項
１記載の磁束遮断部を形成する絶縁材を、分割コアの表
面を覆うようにモールド成形することによって、絶縁材
からなる磁束遮断部を有する分割コアの製造作業を効率
的に行い得るようにしたものであるから、上述した効果
に加えて更に生産性の向上を一層図ることができる。

【００４２】また、請求項６記載の発明は、前記請求項
１記載の分割コアの絶縁材どうしを回転自在に接続し、
チェーン状に一連に連結することによって、複数の分割
コアを一体の部品として取り扱うことができるようにし
たものであるから、巻線作業等の組立作業性を向上する
ことができ、上述した効果に加えて更に生産性の向上を
一層図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかるモータの部分横断
面説明図である。

【図２】図１に示した固定電機子の突極部の連結構造を
表した周方向に沿った横断面説明図である。

【図３】本発明の他の実施形態における電機子の分割コ
アの連結構造を表した部分平面説明図である。

【図４】図３に示した電機子の突極部の連結構造を表し
た横断面説明図である。

【図５】図３に示した電機子の分割コアの展開状態を表
した平面説明図である。

【図６】本発明のさらに他の実施形態における電機子の
分割コアの連結構造を表した部分平面説明図である。

【図７】図６に示した電機子の突極部の連結構造を表し
た周方向に沿った横断面説明図である。

【図８】従来から提案されているインナー型電機子の分
割構造を表した平面説明図である。

【符号の説明】

１０アウターロータ１１ロータケース１２駆動マグネット２０固定電機子コア２０Ａ分割コア２１固定コア部２１ａ分割固定片２２腕部２３巻線コイル２４突極部２５ネジ２６磁束遮断部（絶縁スロット部）２６ａ凸嵌合片２６ｂ凹嵌合片２７絶縁皮膜３０Ａ，４０Ａ分割コア

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中心部に配置された円筒状の固定コア部
と、この固定コア部から半径方向外方に向かって放射状
に突出する複数の腕部と、それらの各腕部の突出先端部
分に設けられて環状に配置される複数の突極部と、該複
数の突極部のうちの周方向に隣接する一対の突極部どう
しの間部分に設けられた磁束遮断部と、を有する電機子
コアを備えた回転電機の電機子において、上記固定コア部が、前記複数の各突極部のそれぞれに対
応して周方向に沿って分割された複数の分割固定片から
なるとともに、当該複数の分割固定片のうちの一つと、その一つの分割
固定片に対して一体に形成された前記腕部及び突極部と
により、一つの分割コアが形成され、上記分割コアの分割固定片が環状に当接配置された複数
の分割コアの集合体によって前記電機子コアが構成され
たものであって、上記電機子コアにおける周方向に隣接する一対の突極部
どうしが、絶縁材からなる磁束遮断部を介して少なくと
も周方向に当接されていることを特徴とする回転電機の
電機子。
【請求項２】前記電機子コアは、板状コア部材の積層
体から形成されていることを特徴とする請求項１記載の
回転電機の電機子。
【請求項３】前記絶縁材からなる磁束遮断部は、隣接
する突極部どうしを連結させる嵌合部を備えていること
を特徴とする請求項１記載の回転電機の電機子。
【請求項４】前記固定コア部の各分割固定片は、機械
的結合手段によってフレーム側に固定されていることを
特徴とする請求項１記載の回転電機の電機子。
【請求項５】前記磁束遮断部を形成する絶縁材は、前
記固定コア部の隣接する分割固定片どうしの対向当接面
を除いた分割コアの表面を覆うようにモールド成形され
ていることを特徴とする請求項１記載の回転電機の電機
子。
【請求項６】前記複数の分割コアは、隣接する分割コ
アの磁束遮断部どうしが回転自在に接続されていること
によって、チェーン状に一連に連結されていることを特
徴とする請求項１記載の回転電機の電機子。