JP2003079077A - モータ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉄心損失を少なくできるようにする。 【解決手段】 単位コア１９は、複数の鉄心板を積層し
て構成されており、この単位コア１９の一端にはたとえ
ば楔状の凹部が形成され、他端にはたとえば楔状の凸部
が形成されている。そして、前記楔状の凸部とこれに隣
接する単位コアの楔状の凹部とが隙間を持たせて嵌合し
ている。この隙間はたとえば０．０１ｍｍ以上０．１５
ｍｍ以下である。そして、この隙間には、たとえば電気
絶縁性の樹脂が充填されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、積層鉄心から構成
された単位コアを複数備え、この単位コアを連結してス
テータコアを構成するようにしたモータ及びその製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１２ないし図１５には、従来のモータ
のステータの一例を示している。ステータコア１は複数
の単位コア２を連結して構成されている。各単位コア２
は、多数の鉄心板２ａを積層して構成されている。この
複数の単位コア２は、相互に連接され且つ鉄製のドーナ
ツ円板状の連結部材３、４により挟まれた形態で、これ
ら連結部材３、４及び単位コア２をねじ止めすることに
より、相互に連結されている。

【発明が解決しようとする課題】この状態で各単位コア
２の連接部分（図１５参照）では、隣り合う単位コア２
の鉄心板２ａ同士が接触している。この場合鉄心板２ａ
は上下面が電気絶縁膜により絶縁されており、その連接
部分では、理想的には図１２の矢印方向Ａのみに導通し
軸方向（積層方向）Ｂには導通しないが、単位コア２が
僅かに軸方向にずれていたり、あるいは鉄心板にばりあ
るいは反りが発生していたりすると、連接部分全面が軸
方向に短絡して、渦電流損失が増大するといった問題が
ある。本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、
その目的は、電流損失を少なくし、しかも磁気抵抗によ
る損失もなくし、総じて鉄心損失を少なくできるステー
タを有するモータ及びその製造方法を提供するにある。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の鉄心板
を積層して構成され、端部には楔状凸部または楔状凹部
を有する単位コアを複数備え、この単位コアを隣接配置
して構成されたステータコアを有するモータにおいて、
前記単位コアの前記楔状凹部は、隣りの単位コアの前記
楔状凸部と少なくとも一部に隙間を存して嵌合してお
り、かつ、各単位コアは、合成樹脂の溶融液を射出する
工程を経て一体的に連結されており、さらに、前記隙間
には、前記合成樹脂が存在していることを特徴とするモ
ータである。また、複数の鉄心板を積層して構成されて
いる単位コアを複数備え、この単位コアを隣接配置して
構成されたステータコアを有するモータにおいて、前記
単位コアの端部間隔は、少なくとも一部において０．０
１ｍｍ以上であり、前記単位コアの端部間隔が０．００
ｍｍのときよりも鉄心損失指数が小さいことを特徴とす
るモータである。また、複数の鉄心板を積層して構成さ
れた単位コアを複数備え、この単位コアを隣接配置して
構成されたステータコアを有するモータにおいて、隣接
配置された前記ステータコア間の離間距離は０．０１ｍ
ｍ以上で０．１５ｍｍ以下であることを特徴とするモー
タである。

【０００４】また、前記隙間は、０．０１ｍｍ以上０．
１５ｍｍ以下であることを特徴とする前記モータであ
る。前記鉄心板は、珪素鋼板であることを特徴とする前
記モータである。前記合成樹脂は、電気絶縁性を有する
ことを特徴とする前記モータである。複数の鉄心板を積
層して構成され、一方の端部には楔状凸部を有し、他方
の端部には楔状凹部する複数の単位コアを、前記楔状凸
部と隣の単位コアの楔状凹部とを隙間を存して嵌合させ
て配置する工程と、前記隙間に合成樹脂が入り込む射出
圧で射出成形して、各単位コアを一体モールド成形する
工程とを備えることを特徴とするモータの製造方法であ
る。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施例につ
き図１ないし図４を参照しながら説明する。まず図２に
はインナーロータ永久磁石形のモータ１１を示してい
る。このモータ１１のロータ１２は、回転軸１３にロー
タヨーク１４を取着すると共にこのロータヨーク１４に
界磁手段たる永久磁石１５を取着して構成されている。
一方、ステータ１６はステータコア１７のティース部１
９ｂに巻線１８を巻装して構成されている。上記巻線１
８と永久磁石１５とが円周方向で対向するようにして上
記ステータコア１７とロータ１２とが組立てられてい
る。これにてモータ１１が構成される。上記ステータコ
ア１７は複数例えば３つの単位コア１９を連結して構成
されている。すなわち、各単位コア１９は、図３に示す
ように、多数の鉄心板２０を積層して構成されている。
この鉄心板２０は、上下面に絶縁膜が形成された珪素鋼
板を所定形状に打ち抜いて形成されたものである。鉄心
板２０が積層された各単位コア１９は、円弧状のヨーク
部１９ａと、これの内径側へ突出するように形成された
ティース部１９ｂとを有する。そして、各端部１９ｄは
平坦状をなし、この端部１９ｄの外径側には連結突起部
１９ｃが形成されている。各隣接配置される単位コア１
９の端部１９ｄ同士が離間保持部材２１を介して突き合
わされ、連結突起部１９ｃ同士を連結具２２にて連結す
ることにより各単位コア１９が連結されてステータコア
１７が構成されている。

【０００６】上記離間保持部材２１は電気絶縁材製（例
えばポリエステル製）の例えば０．１［ｍｍ］のフィル
ムから構成されている。図４には、本発明者による鉄心
損失の調査結果を示している。特性線Ｃは、単位コアの
鉄心板にばりや反りが発生しておらず、且つ軸方向にず
れなく連結されているといった理想条件のステータコア
の場合において、単位コアの端部間隔ｄを０．００［ｍ
ｍ］から０．２００［ｍｍ］まで変化させたときの鉄心
損失の変化を示している。特性線Ｄは実使用品（不可避
的に微小なばりや反りあるいは連結端部の軸方向のずれ
がある）のステータコアの場合の鉄心損失の変化を示し
ている。特性線Ｃにおいて、端部間隔ｄが０．００［ｍ
ｍ］のとき、つまり端部同士が周方向に導通し軸方向に
は絶縁されているときを鉄心損失指数Ｔｓ「１」とした
とき、鉄心損失指数Ｔｓは、端部間隔ｄが０．０２［ｍ
ｍ］ぐらいまで減少するがその後漸次増加してゆき端部
間隔ｄが０．１５［ｍｍ］を超えると、磁気抵抗が徐々
に大きくなって鉄心損失指数Ｔｓ「１」よりも大きくな
ってしまう。特性線Ｄにおいては、端部間隔ｄがほぼ
０．０１［ｍｍ］までは鉄心損失指数Ｔｓ「１」以上を
示している。これは端部同士が微小接触しているからで
あると考えられる。この分が鉄心損失が多いという従来
の欠点たるところである。端部間隔ｄがほぼ０．０１
［ｍｍ］以上となると鉄心損失は減少してゆき、０．０
５［ｍｍ］ぐらいから徐々に特性線Ｃと同様に増加して
ゆき、端部間隔ｄが０．１５［ｍｍ］を超えると、鉄心
損失指数Ｔｓ「１」よりも大きくなってしまうという傾
向がある。

【０００７】従って、端部間隔ｄを０．０１［ｍｍ］以
上で０．１５［ｍｍ］以下に設定することは鉄心損失減
少にとって効果的であることが判る。このように本実施
例によれば、隣接配置される単位コア１９間を離間させ
る電気絶縁材製の離間保持部材２１を設けたから、隣合
う単位コア１９間の絶縁を図ることができて、渦電流損
失を少なくできるようになり、鉄心損失を少なくでき
る。特に本実施例によれば、単位コア１９の離間距離を
０．０１［ｍｍ］以上で０．１５［ｍｍ］以下の範囲内
である０．１［ｍｍ］に設定したから、渦電流損失の減
少を図り得ると共に磁気抵抗の増大化も抑え得るところ
となり、全体的な鉄心損失を少なくできる。さらに本実
施例によれば、離間保持部材２１をフィルム状の合成樹
脂の電気絶縁材から構成したから、比較的簡単な構成に
より鉄心損失の減少を図ることができる。図５ないし図
７は本発明の第２の実施例を示している。この場合、ロ
ータ３０はアウターロータ形であり、ステータコア３１
は、各単位コア３２を合成樹脂により一体モールド成形
することにより一体的に連結した構成とされている。ま
た、単位コア３２の一方の端部には楔状凸部３２ａが形
成され、他方の端部には楔状凹部３２ｂが形成されてい
る。

【０００８】このステータコア３１を製造するについて
は、まず、単位コア３２を成形型３３（型の一部の概略
構成を図７に示す）のキャビティ３３ａに配置する。こ
の時、各単位コア３２は、隣り合う単位コア３２の楔状
凸部３２ａと楔状凹部３２ｂとが０．０３［ｍｍ］以上
で０．１５［ｍｍ］以下の範囲内の隙間が存するように
嵌合された形態となるように、配置固定されている。そ
して、この成形型３３に合成樹脂（例えばポリフェノー
ルサルファイドやポリエチレンテレフタレート）の溶融
液を射出して、前記隙間にも合成樹脂を充填させる。こ
の後、合成樹脂を固化させて電気絶縁層３４を形成して
いる。この電気絶縁層３４には離間保持部材として機能
する。すなわち、この実施例では、単位コア３２相互の
隙間に合成樹脂層３４ａ（図６参照）が存在することで
電気絶縁層３４が離間保持部材として機能するものであ
る。ただし、この場合、単位コア３２相互間にその合成
樹脂層３４ａが充填されていなくても、外側に存する電
気絶縁層３４が各単位コア３２を動き止め状態に連結す
るから、上記合成樹脂層３４ａの有無に関係なく、この
電気絶縁層３４は離間保持部材として機能するものであ
る。そして、この電気絶縁層３４は、単位コア３２を連
結するための連結手段としても機能するものであり、つ
まり、離間保持部材と連結手段とが兼用された構成であ
り、部品数の削減を図ることができる。

【０００９】また、この実施例においては、単位コア３
２の端部同士の所定隙間を０．０１［ｍｍ］以上で０．
１５［ｍｍ］以下の範囲内に設定しているから、射出形
成によるモールド成形時に、その射出圧を過度に高くし
なくても、隣合う単位コア３２間に合成樹脂が良好に入
り込むようになり、もって、単位コア３２間を離間状態
に確実に保持できる。図８は本発明の第３の実施例を示
している。第１の実施例で示した単位コア１９の端部１
９ｄを、図８（ｂ）で示すように加熱手段例えば誘導加
熱装置４１により所定温度以上（後述のポリエステル系
粉体の融点を超える温度以上）となるように誘導加熱
し、そして、同図（ｃ）で示すように、ポリエステル系
粉体が空気中に浮遊しているチャンバー４２に入れる。
これにより、単位コア１９の端部１９ｄに前記粉体が薄
膜状に溶融付着し、その後、固化する。この結果、同図
（ｄ）に示すように単位コア１９の端部に離間保持部材
４３が形成される。この場合、この離間保持部材４３を
０．０１［ｍｍ］以上で０．１５［ｍｍ］以下の厚みに
形成している。そして、各単位コア１９を第１の実施例
と同様に連結する。この連結状態では、各単位コア１９
の端部間に前記離間保持部材４３が介在するから、第１
の実施例と同様に鉄心損失の減少を図ることができる。

【００１０】特にこの実施例によれば、必要部位（単位
コア１９の端部）にのみ離間保持部材４３を設けること
ができると共に、薄肉厚の離間保持部材４３を容易に形
成できるようになり、製作性の向上が図れる。なお、各
単位コア１９の一方の端部に離間保持部材４３を形成し
たが、両端部に離間保持部材４３を形成しても良い。こ
の場合、単位コア１９の連結状態で、端部間に離間保持
部材４３が２層介在することになるから、１層分の離間
保持部材４３の厚み寸法を０．００５［ｍｍ］以上で
０．０７５［ｍｍ］以下の厚みに設定すれば良く、要す
るに、端部間に介在する離間保持部材４３の合計厚み寸
法が、単位コア１９の端部同士の離間距離を０．０１
［ｍｍ］以上で０．１５［ｍｍ］以下とするような寸法
に設定すれば良い。図９ないし図１１は本発明の第４の
実施例を示している。図９に示されるステータコア５１
は、多スロット数のものであり、単位コア５２の個数も
多い。各単位コア５２の両端部には、第２実施例（図５
参照）と同様に、楔状凸部５２ａ及び楔状凹部５２ｂが
それそれ形成されている。そして、この単位コア５２
は、それぞれ電気絶縁材製（例えばポリエステル製）の
上部材５３ａと下部材５３ｂとからなる離間保持部材５
３により一体的に連結保持されている。

【００１１】すなわち、上部材５３ａ及び下部材５３ｂ
には、各単位コア５２のヨーク部５２ｃと各ティース部
５２ｄの胴部５２ｄ′とに嵌合し得る形状に形成されて
おり、各単位コア５２を相互に連結した状態で、この連
結形態の単位コア５２を上下から挟むように嵌合し、も
って、各単位コア５２を動き止め状態に連結する。この
とき、この離間保持部材５３により前記楔状凸部５２ａ
及び楔状凹部５２ｂが所定隙間（０．０１［ｍｍ］以上
で０．１５［ｍｍ］以下）離間するように保持される構
成となっている。この実施例においても離間保持部材５
３が連結手段を兼用するから、部品数の削減を図ること
ができる。なお、本発明は上記各実施例に限られずに、
例えば、電気絶縁材の材質はポリエステルや、ポリフェ
ノールサルファイドあるいはポリエチレンテレフタレー
トに限られるものではない等、要旨を逸脱しない範囲内
で種々変更して実施できるものである。

【００１２】

【発明の効果】本発明は以上の説明から明らかなよう
に、複数の鉄心板を積層して構成された単位コアを複数
備え、この単位コアを連結してステータコアを構成する
ようにしたモータにおいて、電流損失を少なくできると
ともに、磁気抵抗による損失も少なくでき、総じて鉄心
損失を少なくできるといった効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す単位コア連結部分
の横断平面図

【図２】モータの平面図

【図３】単位コア連結部分の縦断正面図

【図４】単位コアの端部間隔と鉄心損失との関係を示す
図

【図５】本発明の第２の実施例を示すモータの横断平面
図

【図６】モータの一部の拡大横断平面図

【図７】製造方法を説明するための成形型部分の横断平
面図

【図８】本発明の第３の実施例を示すところの製造工程
説明の平面図

【図９】本発明の第４の実施例を示すステータ及び離間
保持部材の分解斜視図

【図１０】ティース部分での縦断側面図

【図１１】ティース胴部部分での縦断正面図

【図１２】従来例を示すステータコアの平面図

【図１３】ステータコアの部分的斜視図

【図１４】ステータコアの部分的分解斜視図

【図１５】単位コア連結部分の縦断面図

【符号の説明】

１６はステータ、１７はステータコア、１８は巻線、１
９は単位コア、２０は鉄心板、２１は離間保持部材、３
１はステータコア、３２は単位コア、３２ａは楔状凸
部、３２ｂは楔状凹部、３３は成形型、３４は電気絶縁
層（離間保持部材）、４１は誘導加熱装置、４２はチャ
ンバー、４３、５３は離間保持部材を示す。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の鉄心板を積層して構成され、端部
   には楔状凸部または楔状凹部を有する単位コアを複数備
   え、この単位コアを隣接配置して構成されたステータコ
   アを有するモータにおいて、 前記単位コアの前記楔状凹部は、隣りの単位コアの前記
   楔状凸部と少なくとも一部に隙間を存して嵌合してお
   り、 かつ、 各単位コアは、合成樹脂の溶融液を射出する工程を経て
   一体的に連結されており、 さらに、 前記隙間には、前記合成樹脂が存在していることを特徴
   とするモータ。
2. 【請求項２】 複数の鉄心板を積層して構成されている
   単位コアを複数備え、この単位コアを隣接配置して構成
   されたステータコアを有するモータにおいて、 前記単位コアの端部間隔は、少なくとも一部において
   ０．０１ｍｍ以上であり、 前記単位コアの端部間隔が０．００ｍｍのときよりも鉄
   心損失指数が小さいことを特徴とするモータ。
3. 【請求項３】 複数の鉄心板を積層して構成された単位
   コアを複数備え、この単位コアを隣接配置して構成され
   たステータコアを有するモータにおいて、 隣接配置された前記ステータコア間の離間距離は０．０
   １ｍｍ以上で０．１５ｍｍ以下であることを特徴とする
   モータ。
4. 【請求項４】 前記隙間は、０．０１ｍｍ以上０．１５
   ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１または請求項
   ２記載のモータ。
5. 【請求項５】 前記鉄心板は、珪素鋼板であることを特
   徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか記載のモー
   タ。
6. 【請求項６】 前記合成樹脂は、電気絶縁性を有するこ
   とを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか記載
   のモータ。
7. 【請求項７】 前記ステータコアは、前記単位コアを前
   記合成樹脂により一体モールド成形することにより一体
   的に連結されていることを特徴とする請求項１ないし請
   求項３のいずれか記載のモータ。
8. 【請求項８】 前記モータはアウターロータ形であるこ
   とを特徴とする請求項１ないし請求項３記載のモータ。
9. 【請求項９】 複数の鉄心板を積層して構成され、一方
   の端部には楔状凸部を有し、他方の端部には楔状凹部す
   る複数の単位コアを、前記楔状凸部と隣の単位コアの楔
   状凹部とを隙間を存して嵌合させて配置する工程と、 前記隙間に合成樹脂が入り込む射出圧で射出成形して、
   各単位コアを一体モールド成形する工程とを備えること
   を特徴とするモータの製造方法。
10. 【請求項１０】 前記単位コアの端部間隔は、０．０１
    ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下であることを特徴とする請求
    ９記載のモータの製造方法。
11. 【請求項１１】 前記鉄心板は、珪素鋼板であることを
    特徴とする請求項９記載のモータの製造方法。
12. 【請求項１２】 前記合成樹脂は、電気絶縁性を有する
    ことを特徴とする請求項９記載のモータの製造方法。
13. 【請求項１３】 前記ステータコアは、前記単位コアを
    前記合成樹脂により一体モールド成形することにより一
    体的に連結されていることを特徴とする請求項９記載の
    モータの製造方法。
14. 【請求項１４】 前記モータはアウターロータ形である
    ことを特徴とする請求項９記載のモータの製造方法。