JP2004180383A - 固定子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】固定子の歯部に対してコイルを迅速・容易に、かつ、高密度で巻装すること及び電磁力による固定子の変形を防ぐこと。
【解決手段】ヨーク部と歯部と歯先部とを一体的に備えた分割コアの前記歯部にコイルを巻装した後、前記コイルを巻装した分割コアを複数個、隣接するヨーク部同士及び歯先部同士を突合せ、あるいは、溶着，接着等により接合して固定した状態で環状に配設することにより、固定子を閉スロット構造となして構成するようにした。
【選択図】 図２
【解決手段】ヨーク部と歯部と歯先部とを一体的に備えた分割コアの前記歯部にコイルを巻装した後、前記コイルを巻装した分割コアを複数個、隣接するヨーク部同士及び歯先部同士を突合せ、あるいは、溶着，接着等により接合して固定した状態で環状に配設することにより、固定子を閉スロット構造となして構成するようにした。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機において使用される固定子の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電動機に使用される固定子としては、環状のヨーク部とその内側方向に向けて突設した複数の歯部とを一体的に備えた鉄心素板を所定枚数積層して固定子鉄心を形成し、前記複数の歯部にそれぞれコイルを巻装して構成したものや、短辺状のヨーク部とその内側方向に向けて突設した歯部とを一体的に備えた鉄心素板を所定枚数積層して分割コアを形成し、前記分割コア毎に歯部にコイルを巻装した後、該分割コアを複数個環状に配設して構成したもの等が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２１５７４４号公報（図８，図９）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、前者のような構成の固定子（特許文献１の図９参照）においては、歯部が環状のヨーク部の内側方向に向けて一体的に突設されている関係上、前記歯部へのコイルの巻装作業は、回転子が回転自在に挿入される固定子鉄心内側の狭隘な空間を利用して行なわなければならないため、コイルを歯部に対して円滑・迅速に、かつ、高密度で巻装することは困難であった。
【０００５】
また、後者のような構成の固定子（特許文献１の図８参照）においては、固定子を構成する（組立てる）前に、分割コア毎に歯部にコイルを巻装することができるので、前記歯部へのコイルの巻装作業を迅速に、かつ、高密度で行なうことが可能となる反面、前記コイルを巻装した複数個の分割コアを環状に配設して固定子を構成した場合、その外周側である短辺状のヨーク部同士は突合せ等により接合されているものの、内周側である歯部先端部同士は接合されていない（即ち、分割コアの歯部が各々ヨーク部を支点とした片持構造となっている）ため、前記固定子は分割コアに電磁力が加わると容易に変形して、電動機の駆動時に騒音や振動を誘発するおそれがあった。
【０００６】
本発明は、前記種々の問題点に鑑み、歯部に対してコイルを迅速・容易に、かつ、高密度で巻装することが可能で、しかも、電磁力による変形を防ぐことが可能な固定子を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、環状の固定子鉄心にコイルを巻装してなる固定子において、前記固定子鉄心は、短辺状のヨーク部と、前記ヨーク部の内周側に向けて一体的に突設した歯部と、前記歯部の先端側に一体的に形成した歯先部とを備えた複数の分割コアからなり、前記複数の分割コアの歯部にそれぞれコイルを巻装した後、該複数の分割コアを隣接するヨーク部同士及び歯先部同士を突合せ、あるいは、溶着，接着等により接合して固定した状態で環状に配設することにより、閉スロット構造となして構成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電動機において、前記固定子鉄心は、その分割コアのヨーク部の形状を、該ヨーク部同士の接合部分において括れが生じないような形状となして構成したことを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、環状の固定子鉄心にコイルを巻装してなる固定子において、前記固定子鉄心は、環状のヨーク部と、先端側に歯先部が一体的に形成され、かつ、基端側が前記ヨーク部の内周に嵌合される複数の独立した歯部とを備え、前記複数の歯部にそれぞれコイルを巻装した後、該複数の歯部の基端側をヨーク部の内周に嵌合し、かつ、隣接する歯先部同士を突合せ、あるいは、溶着，接着等により接合して固定することにより、閉スロット構造となして構成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、環状の固定子鉄心にコイルを巻装してなる固定子において、前記固定子鉄心は、環状のヨーク部と、先端側に形成した歯先部同士が一体的に接合され、かつ、基端側が前記ヨーク部の内周に嵌合される複数の歯部とを備え、前記複数の歯部にそれぞれコイルを巻装した後、該複数の歯部の基端側をヨーク部の内周に嵌合することにより、閉スロット構造となして構成したことを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４記載の固定子において、前記固定子鉄心は、その歯先部同士の接合部分の断面積が、歯先部自体の断面積よりも十分小さくなるように構成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし５記載の固定子において、前記固定子鉄心は、その歯先部同士の接合部分を、歯先部の回転子と対向する側からヨーク部と対向する側へ向けて切欠いた状態で形成するように構成したことを特徴とする。
【００１３】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし６記載の固定子において、前記固定子鉄心は、その軸方向において、歯先部同士の接合部分を有する部位と有しない部位とを分布させた状態で構成したことを特徴とする。
【００１４】
請求項８記載の発明は、請求項１ないし７記載の固定子において、前記固定子鉄心は、その軸方向の中心位置を基準として、歯先部同士の接合部分を有する部位と有しない部位とを対称的な状態で分布させるように構成したことを特徴とする。
【００１５】
請求項９記載の発明は、コイルを巻装する歯部を短辺状のヨーク部と一体的に、あるいは、環状のヨーク部と分割可能に形成する工程と、前記コイルを巻装する歯部を、隣接する歯先部同士を接合して固定した状態で配設して、閉スロット構造の環状の固定子鉄心を形成する工程とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
本発明においては、固定子を構成する（組立てる）前に予め歯部にコイルを巻装することができるので、前記コイルは歯部に対して迅速・容易に、かつ、高密度で巻装することが可能となる。また、歯先部同士を接合させて閉スロット構造とすることにより、固定子の剛性強化を図ることが可能となり、この結果、歯部に電磁力が加わった場合に固定子が変形するのを良好に防いで、電動機を低騒音・低振動で駆動させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１ないし図１０を参照しながら説明する。なお、ここでは一例として、本発明を表面に永久磁石を有する構造（以下、表面磁石構造という）の回転子を備えたブラシレスＤＣモータ（所謂、ＳＰＭモータ）において実施した場合について説明する。
【００１８】
はじめに、図１は本発明の固定子を備えた電動機Ａを概略的に示す縦断側面図である。図１において、１は本発明における固定子を示し、その内周には例えば、表面磁石構造の回転子２がその軸方向両端部を固定子１の軸方向両端部から所定寸法ずつ均一に突出させた状態で、回転自在に挿入されている。３は前記固定子１が圧入・固定される深椀状のケース、４は前記ケース３の開口部を閉鎖するブラケットをそれぞれ示し、前記回転子２は、その回転子軸２ａに取付けた軸受２ｂ，２ｃを介してケース３及びブラケット４に回転自在に支承される。
【００１９】
次に、図２，３を参照しながら、本発明の固定子１の構成について説明する。図２で示すように、固定子１は、その中心位置を基準として放射状に分割した複数個（図２においては１２個）の分割コア１１からなる環状の固定子鉄心１２と、前記分割コア１１に絶縁材１３ａを介して巻装したコイル１３（一部のみ図示）とを備えて構成されている。
【００２０】
前記分割コア１１は、図３で示すように、例えば、短辺状のヨーク部１１ａと、前記ヨーク部１１ａの内側方向に向けて一体的に突設した歯部１１ｂと、前記歯部１１ｂの先端側に一体的に形成した略円弧状の歯先部１１ｃとを備えており、けい素鋼板等の電磁鋼板を例えば、図示しないプレス等により打抜き加工した鉄心素板を所定枚数積層し、かつ、所定個所（例えば、ヨーク部１１ａ及び歯部１１ｂ）においてカシメ固定等を行うことにより一体化して構成されている。
【００２１】
なお、前記分割コア１１の歯先部１１ｃは、複数の分割コア１１を図２で示す如く環状に配設したときに、隣接する歯先部１１ｃ同士を突合せ等により接合することが可能な周方向長さ寸法を備えて形成する。また、前記分割コア１１のヨーク部１１ａには、例えば、その周方向の一方端側（例えば、図３の右側）に三角形状，矩形状，円弧形状，あり形状等所定形状の図示しない係合凸部を突設するとともに、他方端側（例えば、図３の左側）には隣接するヨーク部１１ａに突設した係合凸部が嵌合する所定形状の図示しない係合凹部を凹設するとよい（前記係合凸部を係合凹部に嵌合することによりヨーク部１１ａ側を仮接合する）。
【００２２】
次に、前記固定子１１を組立てる場合は、はじめに、図示しない巻線機を使用して、各分割コア１１の歯部１１ｂに絶縁材１３ａを介してコイル１３を巻装し（図２参照）、つづいて、図２で示すように、前記コイル１３を巻装した複数個（図２においては１２個）の分割コア１１を、隣接するヨーク部１１ａ同士及び歯先部１１ｃ同士を突合せ等により接合して固定した状態で環状に配設することによって、閉スロット構造の固定子１を組立てる。なお、この後、前記ヨーク部１１ａ同士及び歯先部１１ｃ同士の接合部分を、レーザ溶接（例えば、ＹＡＧレーザ溶接）等によって溶着したり、接着剤によって接着したりするとよい。
【００２３】
このように、本発明においては、複数の分割コア１１の歯部１１ｃにそれぞれ絶縁材１３ａを介してコイル１３を巻装した後、前記複数の分割コア１１を、隣接するヨーク部１１ａ同士及び歯先部１１ｃ同士を突合せ等により接合して固定した状態で環状に配設して、閉スロット構造の固定子１を構成するようにしたので、前記コイル１３は、各分割コア１１の歯部１１ｃに対して迅速・容易に、かつ、高密度で巻装することが可能となる。
【００２４】
また、前記固定子１は、その外周側に位置する分割コア１１のヨーク部１１ａ同士だけでなく、内周側に位置する歯先部１１ｃ同士も突合せ等により接合して固定し、閉スロット構造で構成するようにしたので、前記分割コア１１に電磁力が加わった場合でも固定子１の変形を良好に防ぐことが可能となり、この結果、本発明における電動機Ａを低騒音・低振動で駆動することができる。
【００２５】
更に、前記固定子１は、分割コア１１のヨーク部１１ａ同士及び歯先部１１ｃ同士の接合部分を、レーザ溶接等によって溶着したり、接着剤によって接着したりすることによって、剛性強化を図ることができるので、電磁力による固定子１の変形をより一層良好に防ぐことが可能となる。
【００２６】
また、前記固定子１は、分割コア１１の歯先部１１ｃ同士が突合せ等により接合して固定されているため、歯部１１ｂに巻装したコイル１３に通電を行うと、前記歯先部１１ｃ同士の接合部分が磁気飽和して固定子インダクタンスが変化するので、本発明における電動機（ブラシレスＤＣモータ）Ａをセンサレスで駆動する場合、前記固定子インダクタンスの変化を利用することにより、回転子２の磁極位置を精度よく検出することが可能となる結果、前記電動機Ａをセンサレスにて良好に駆動させることができる。
【００２７】
なお、本発明の固定子１においては、図４で示すように、歯先部１１ｃ同士の突合せ等による接合部分を、前記歯先部１１ｃの正面側（回転子２と対向する側）から背面側（ヨーク部１１ａと対向する側）へ向けて矩形状（図４（ａ）参照）、あるいは、円弧状（図４（ｂ）参照）等の形状に切欠く（凹設する）ことにより、その断面積が歯先部１１ｃ自体の断面積よりも十分小さくなるようにして形成するようにしてもよい。
【００２８】
この場合、歯先部１１ｃ同士の接合部分を、歯先部１１ｃの正面側から背面側に向けて凹設することにより形成したので、前記接合部分を溶着したり、接着したりする際に生じる溶接物，接着剤の盛り上りや、歯先部１１ｃ同士の接合部分の変形等によって生じる出っ張り等が、歯先部１１ｃの正面側に突出して固定子１内周に挿入される回転子２と接触するのを良好に防ぐことが可能となる結果、前記回転子２を円滑・良好に回転させることができる。また、歯先部１１ｃ同士の接合部分の断面積が、歯先部１１ｃ自体の断面積よりも十分に小さくなるように形成されているので、前記接合部分へ磁束が短絡的に流れるのを抑制することが可能となり、この結果、歯部１１ｂに巻装したコイル１３との間における磁束鎖交数を増加させて、本発明における電動機Ａの効率を向上させることができる。しかも、歯先部１１ｃ同士の接合部分の断面積が、歯先部１１ｃ自体の断面積よりも十分に小さくなるように形成されていることにより、前記歯先部１１ｃ同士の接合部分が磁気飽和することによる固定子インダクタンスの変化が顕著となり（大きくなり）、これを利用した回転子２の磁極位置検出を更に高精度に行うことが可能となるので、本発明における電動機Ａをセンサレスにて良好に駆動することができる。
【００２９】
また、本発明の固定子１においては、図５で示すように、短辺状のヨーク部１１ａの形状を、該ヨーク部１１ｂ同士の接合部分に括れを生じさせないような形状となして構成するようにしてもよい（例えば、図５（ａ）はヨーク部１１ａの内周側をへ字状に屈曲させた例を示し、図５（ｂ）はヨーク部１１ａの内周側を円弧状となした例を示す）。この場合、前記ヨーク部１１ａ同士の接合部分には括れが生じないので、前記接合部分おける磁束密度を磁気飽和が生じない程度まで低減させることが可能となり、この結果、本発明における電動機Ａの効率低下を良好に防ぐことができる。
【００３０】
更に、本発明の固定子１は、図６（ａ）で示すように、全ての歯先部１１ｃ同士を接合させて閉スロット構造で構成する以外に、図６（ｂ）〜（ｆ）で示すように、歯先部１１ｃ同士の接合部分を有する部位（閉スロット構造部分）と有しない部位（開スロット構造部分）とを軸方向において分布（混在）させた状態で構成するようにしてもよい（例えば、図６（ｂ）は閉スロット構造部分と開スロット構造部分とを固定子１の軸方向において所定間隔毎に分布させるようにした例を示し、また、図６（ｃ）は固定子１の軸方向の中心位置を基準として一方側（図６（ｃ）の上側）に閉スロット構造部分を、かつ、他方側（図６（ｃ）の下側）に開スロット構造部分をそれぞれ分布させるようにした例を示し、更に、図６（ｄ）〜（ｆ）は閉スロット構造部分と開スロット構造部分とを固定子１の軸方向の中心位置を基準として対称的な状態で分布させるようにした例を示す）。
【００３１】
この場合、閉スロット構造部分と開スロット構造部分とを軸方向において分布（混在）させることにより、歯先部１１ｃ同士の接合部分に磁束が短絡的に流れるのを良好に抑制することが可能となり、この結果、歯部１１ｂに巻装したコイル１３との磁束鎖交数を増加させて、本発明における電動機Ａの効率を向上させることができる。また、閉スロット構造部分と開スロット構造部分とを固定子１の軸方向の中心位置を基準として対称的な状態で分布させることにより、固定子１における磁束分布を均一とすることが可能となり、この結果、回転子２の軸方向両端部が固定子１の軸方向両端部から所定寸法ずつ均一に突出していることとも相まって（図１参照）、前記回転子２の軸方向の揺動等を良好に抑制して、電動機Ａにおける騒音・振動の発生を防ぐことができる。更に、一部の歯先部１１ｃ同士が接合されている状態であれば、分割コア１１に電磁力が加わった場合の固定子１の変形を良好に防ぐことができるとともに、前記接合部分が磁気飽和することにより固定子インダクタンスが変化するのを利用して、回転子２の磁極位置を精度よく検出することが可能であるため、本発明における電動機Ａをセンサレスにて良好に駆動させることができる。
【００３２】
次に、本発明の第２実施例について説明する。第２実施例と第１実施例との相違点は固定子鉄心の構成にある。図７，８で示すように、第２実施例における固定子２１の固定子鉄心２２は、環状のヨーク部２２ａと、先端側に略円弧状の歯先部２２ｃが一体的に形成され、かつ、基端側が前記ヨーク部２２ａの内周に嵌合される複数の独立した歯部２２ｂとを備えており、それぞれけい素鋼板等の電磁鋼板を例えば、図示しないプレス等により所定形状に打抜き加工した鉄心素板を所定枚数積層し、かつ、所定個所においてカシメ固定等を行なうことにより一体化して形成されている。
【００３３】
なお、前記歯先部２２ｃは、図７で示す如く歯部２２ｂを環状のヨーク部２２ａ内周に嵌合したときに、隣接する歯先部２２ｃ同士を突合せ等により接合することが可能な周方向長さ寸法を備えて形成する。また、例えば、歯部２２ｂの基端側（ヨーク部２２ａ内周と嵌合する側）には所定形状の図示しない係合凸部を突設するとともに、ヨーク部２２ａの内周には前記歯部２２ｂ基端側に突設した係合凸部が係合する所定形状の図示しない係合凹部を凹設するとよい。
【００３４】
次に、第２実施例の固定子２１を組立てる場合は、はじめに、図示しない巻線機を使用して、複数の独立した歯部２２ｂにそれぞれ絶縁材２３ａを介してコイル２３を巻装し（図７参照）、つづいて、図７で示すように、前記コイル２３を巻装した複数の歯部２２ｂの基端側を、それぞれ環状のヨーク部２２ａ内周に嵌合し、かつ、隣接する歯先部２２ｃ同士を突合せ等により接合して固定することによって、閉スロット構造の固定子２１を組立てる。なお、この後、前記歯先部２２ｃ同士の接合部分を、レーザ溶接等（例えば、ＹＡＧレーザ溶接等）により溶着したり、接着剤により接着したりするとよい。
【００３５】
このように、本発明の第２実施例においては、複数の独立した歯部２２ｂにそれぞれコイル２３を巻装した後、前記歯部２２ｂの基端側をそれぞれ環状のヨーク部２２ａの内周に嵌合し、かつ、隣接する歯先部２２ｃ同士を突合せ等により接合して固定することによって、固定子２１を閉スロット構造で構成するようにしたので、前記コイル２３は、各歯部２２ｂに対して迅速・容易に、かつ、高密度で巻装することが可能となる。
【００３６】
また、隣接する歯先部２２ｃ同士が接合され固定されているので、歯部２２ｂに電磁力が加わった場合でも、前記歯部２２ｂに変形等が生じるのを良好に防ぐことが可能となり、この結果、本発明における電動機Ａを低騒音・低振動で駆動させることができる。しかも、前記歯先部２２ｃ同士の接合部分を溶着したり、接着したりすることで、前記接合部分の剛性強化を図ることができるので、より一層歯部２２ｂの変形等を防ぐことが可能となる。
【００３７】
更に、歯先部２２ｃ同士の接合部分が磁気飽和することにより固定子インダクタンスが変化するのを利用して、回転子２の磁極位置を精度よく検出することが可能であるため、本発明における電動機Ａをセンサレスにて良好に駆動させることができる。
【００３８】
なお、第２実施例においても、図４，６で示すように、歯先部２２ｃ同士の接合部分を、前記歯先部２２ｃの正面側（回転子２と対向する側）から背面側（ヨーク部２２ａと対向する側）に向けて切欠いて（凹設して）、前記接合部分の断面積が歯先部２２ｃ自体の断面積よりも十分に小さくなるように形成したり、歯先部２２ｃ同士の接合部分を有する部位（閉スロット構造部分）と有しない部位（開スロット構造部分）とを、固定子２１の軸方向において分布（混在）させた状態で、前記固定子２１を構成したりすることが可能であり、これにより第１実施例と同様の効果を得ることができることはいうまでもない。
【００３９】
次に、本発明の第３実施例について説明する。第３実施例と第１，第２実施例との相違点は固定子鉄心の構成にある。図９，１０で示すように、第３実施例における固定子３１の固定子鉄心３２は、環状のヨーク部３２ａと、先端側に形成した歯先部３２ｃ同士が一体的に接合され、かつ、基端側が前記ヨーク部３２ａの内周に嵌合される複数の歯部３２ｂとを備えており、それぞれけい素鋼板等の電磁鋼板を例えば、図示しないプレス等により所定形状に打抜き加工した鉄心素板を所定枚数積層し、かつ、所定個所においてカシメ固定等を行うことにより一体化して構成されている。
【００４０】
なお、例えば、前記複数の歯部３２ｂの基端側（ヨーク部３２ａ内周に嵌合される側）には所定形状の図示しない係合凸部を突設するとともに、ヨーク部３２ａの内周には前記歯部３２ｂ基端側に突設した係合凸部が係合する所定形状の図示しない係合凹部を凹設するとよい。
【００４１】
次に、第３実施例の固定子を組立てる場合は、はじめに、図示しない巻線機を使用して、歯先部３２ｃ同士が一体的に接合された状態の複数の歯部３２ｂに、その基端側からそれぞれ絶縁材３３ａを介してコイル３３を巻装し（図９参照）、つづいて、図９で示すように、前記コイル３３を巻装した複数の歯部３２ｂの基端側を、それぞれ環状のヨーク部３２ａ内周に嵌合することにより、閉スロット構造の固定子３１を組立てる。
【００４２】
このように、本発明の第３実施例においては、歯先部３２ｃ同士が一体的に接合された状態の複数の歯部３２ｂにそれぞれコイル３３を巻装した後、前記複数の歯部３２ｂの基端側を、それぞれ環状のヨーク部３２ａ内周に嵌合することにより、固定子３１を閉スロット構造で構成するようにしたので、前記コイル３３は、各歯部３２ｂに対して迅速・容易に、かつ、高密度で巻装することが可能となる。
【００４３】
また、第３実施例の固定子３１においては、歯先部３２ｃ同士が一体的に接合されているので、歯部３２ｂに電磁力が加わった場合でも、前記歯部３２ｂの変形等を良好に防ぐことが可能となり、この結果、本発明の電動機Ａを低騒音・低振動で駆動させることができる。
【００４４】
更に、歯先部３２ｃ同士の接合部分が磁気飽和することにより固定子インダクタンスが変化するのを利用して、回転子２の磁極位置を精度よく検出することが可能であるため、本発明における電動機Ａをセンサレスにて良好に駆動させることができる。
【００４５】
なお、第３実施例においても、図４，６で示すように、歯先部３２ｃ同士の接合部分を、前記歯先部３２ｃの正面側（回転子２と対向する側）から背面側（ヨーク部３２ａと対向する側）に向けて切欠いて（凹設して）、前記接合部分の断面積が歯先部３２ｃ自体の断面積よりも十分に小さくなるように形成したり、歯先部３２ｃ同士の接合部分を有する部位（閉スロット構造部分）と有しない部位（開スロット構造部分）とを、固定子３１の軸方向において分布（混在）させた状態で、前記固定子３１を構成したりすることが可能であり、これにより第１実施例と同様の効果を得ることができることはいうまでもない。
【００４６】
また、本発明の実施例においては、一例として電動機Ａを表面磁石構造の回転子２を備えたブラシレスＤＣモータとした場合について説明したが、これに限定することなく、埋込磁石構造の回転子を備えたブラシレスＤＣモータ（所謂、ＩＰＭモータ）や、リラクタンスモータ、誘導電動機等においても、本発明の第１〜第３実施例における固定子１，２１，３１を採用することが可能であることはいうまでもない。
【００４７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、ヨーク部と歯部と歯先部とを一体的に備えた分割コアの前記歯部にコイルを巻装した後、前記コイルを巻装した複数個の分割コアを、隣接するヨーク部同士及び歯先部同士を突合せ、あるいは、溶着，接着等により接合して固定した状態で環状に配設し、固定子を閉スロット構造で構成するようにしたので、前記コイルは、各歯部に対して迅速・容易に、かつ、高密度で巻装することが可能となる。しかも、固定子の外周側に位置するヨーク部同士だけでなく、固定子の内周側に位置する歯先部同士も突合せ、あるいは、溶着，接着等により接合して固定するようにしたので、分割コアを使用した固定子の剛性強化を図ることが可能となり、この結果、前記分割コアに電磁力が加わった場合に固定子が変形するのを良好に阻止して、電動機を低騒音・低振動で駆動させることができる。
【００４８】
請求項２記載の発明によれば、分割コアのヨーク部の形状を、該ヨーク部同士の接合部分に括れが生じないような形状となして構成したので、前記接合部分における磁束密度を磁気飽和が生じない程度に抑制することが可能となり、この結果、電動機の効率低下を良好に防ぐことができる。
【００４９】
請求項３記載の発明によれば、複数の独立した歯部にコイルを巻装した後、前記コイルを巻装した複数の歯部の基端側をそれぞれ環状のヨーク部の内周に嵌合し、かつ、隣接する歯先部同士を突合せ、あるいは、溶着，接着等により接合して固定することによって、固定子を閉スロット構造で構成するようにしたので、前記コイルは、各歯部に対して迅速・容易に、かつ、高密度で巻装することが可能となる。しかも、歯先部同士を突合せ、あるいは、溶着，接着等により接合して固定するようにしたので、歯部の剛性強化を図ることが可能となり、この結果、歯部に電磁力が加わった場合に前記歯部に変形等が生じるのを良好に防いで、電動機を低騒音・低振動で駆動させることができる。
【００５０】
請求項４記載の発明によれば、歯先部同士が一体的に接合された状態の複数の歯部にコイルを巻装した後、前記複数の歯部の基端側をそれぞれ環状のヨーク部内周に嵌合して、固定子を閉スロット構造で構成するようにしたので、前記コイルは、各歯部に対して迅速・容易に、かつ、高密度で巻装することが可能となる。しかも、歯先部同士が一体的に接合されているので、歯部に電磁力が加わった場合でも、前記歯部の変形等を良好に防ぐことが可能となり、この結果、電動機を低騒音・低振動で駆動させることができる。
【００５１】
請求項５記載の発明によれば、歯先部同士の接合部分の断面積を、前記歯先部自体の断面積よりも十分に小さくなるように構成したので、前記接合部分に磁束が短絡的に流れるのを抑制することが可能となり、この結果、歯部に巻装したコイルとの間の磁束鎖交数を増加させて、電動機の効率を向上させることができる。
【００５２】
請求項６記載の発明によれば、歯先部同士の接合部分を、前記歯先部の正面側から背面側に向けて切欠いた（凹設した）状態で形成するようにしたので、接合部同士を溶着したり、接着したりする際に生じる溶接物，接着剤の盛り上りや、歯先部１１ｃ同士の接合部分の変形等によって生じる出っ張り等が、歯先部の正面側に突出して、固定子内周に挿入される回転子と接触するのを良好に防ぐことが可能となる結果、前記回転子を円滑・良好に回転させることができる。
【００５３】
請求項７記載の発明によれば、歯先部同士の接合部分を有する部位と有しない部位とを、固定子の軸方向において分布（混在）させた状態で、前記固定子を構成するようにしたので、歯先部同士の接合部分に磁束が短絡的に流れるのを良好に抑制することが可能となり、この結果、歯部に巻装したコイルとの磁束鎖交数を増加させて、電動機の効率を向上させることができる。
【００５４】
請求項８記載の発明によれば、歯先部同士の接合部分を有する部位と有しない部位とを、固定子の軸方向における中心位置を基準として、対称的な状態で分布させるように構成したので、固定子における磁束分布を均一とすることが可能となり、この結果、前記固定子内周に挿入される回転子の軸方向の揺動等を抑制して、電動機における騒音・振動の発生を良好に防ぐことができる。
【００５５】
請求項９記載の発明によれば、コイルを巻装する歯部を、短辺状のヨーク部と一体的に、あるいは、環状のヨーク部と分割可能に形成するようにしたので、前記コイルは、ヨーク部に妨げられることなく、歯部に対して迅速・容易に、かつ、高密度で巻装することが可能となる。また、コイルを巻装する歯部は、隣接する歯先部同士を接合して固定した状態で配設して、閉スロット形状の環状の固定子鉄心を形成するようにしたので、固定子（鉄心）の剛性強化を図ることが可能となり、この結果、歯部に電磁力が加わった場合に前記固定子（鉄心）が変形するのを良好に防いで、電動機を低騒音・低振動で駆動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における固定子を備えた電動機を概略的に示す縦断側面図である。
【図２】本発明における固定子を示す平面図である。
【図３】本発明における固定子を構成する分割コアを示す平面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明における固定子の歯先部同士の接合部分の改良例を示す拡大平面図である。
【図５】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明における固定子のヨーク部同士の接合部分の改良例を示す拡大平面図である。
【図６】（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ本発明の固定子の軸方向における閉スロット構造部分及び開スロット構造部分の分布状態を示す拡大正面図である。
【図７】本発明の第２実施例における固定子を示す平面図である。
【図８】（ａ）は本発明の第２実施例における固定子を構成するヨーク部を示す平面図、（ｂ）は歯部及び歯先部を示す平面図である。
【図９】本発明の第３実施例における固定子を示す平面図である。
【図１０】（ａ）は本発明の第３実施例における固定子を構成するヨーク部を示す平面図、（ｂ）は歯部及び歯先部を示す平面図である。
【符号の説明】
１，２１，３１ 固定子
１１ 分割コア
１１ａ，２２ａ，３２ａ ヨーク部
１１ｂ，２２ｂ，３２ｂ 歯部
１１ｃ，２２ｃ，３２ｃ 歯先部
１２，２２，３２ 固定子鉄心
１３，２３，３３ コイル
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機において使用される固定子の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電動機に使用される固定子としては、環状のヨーク部とその内側方向に向けて突設した複数の歯部とを一体的に備えた鉄心素板を所定枚数積層して固定子鉄心を形成し、前記複数の歯部にそれぞれコイルを巻装して構成したものや、短辺状のヨーク部とその内側方向に向けて突設した歯部とを一体的に備えた鉄心素板を所定枚数積層して分割コアを形成し、前記分割コア毎に歯部にコイルを巻装した後、該分割コアを複数個環状に配設して構成したもの等が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２１５７４４号公報（図８，図９）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、前者のような構成の固定子（特許文献１の図９参照）においては、歯部が環状のヨーク部の内側方向に向けて一体的に突設されている関係上、前記歯部へのコイルの巻装作業は、回転子が回転自在に挿入される固定子鉄心内側の狭隘な空間を利用して行なわなければならないため、コイルを歯部に対して円滑・迅速に、かつ、高密度で巻装することは困難であった。
【０００５】
また、後者のような構成の固定子（特許文献１の図８参照）においては、固定子を構成する（組立てる）前に、分割コア毎に歯部にコイルを巻装することができるので、前記歯部へのコイルの巻装作業を迅速に、かつ、高密度で行なうことが可能となる反面、前記コイルを巻装した複数個の分割コアを環状に配設して固定子を構成した場合、その外周側である短辺状のヨーク部同士は突合せ等により接合されているものの、内周側である歯部先端部同士は接合されていない（即ち、分割コアの歯部が各々ヨーク部を支点とした片持構造となっている）ため、前記固定子は分割コアに電磁力が加わると容易に変形して、電動機の駆動時に騒音や振動を誘発するおそれがあった。
【０００６】
本発明は、前記種々の問題点に鑑み、歯部に対してコイルを迅速・容易に、かつ、高密度で巻装することが可能で、しかも、電磁力による変形を防ぐことが可能な固定子を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、環状の固定子鉄心にコイルを巻装してなる固定子において、前記固定子鉄心は、短辺状のヨーク部と、前記ヨーク部の内周側に向けて一体的に突設した歯部と、前記歯部の先端側に一体的に形成した歯先部とを備えた複数の分割コアからなり、前記複数の分割コアの歯部にそれぞれコイルを巻装した後、該複数の分割コアを隣接するヨーク部同士及び歯先部同士を突合せ、あるいは、溶着，接着等により接合して固定した状態で環状に配設することにより、閉スロット構造となして構成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電動機において、前記固定子鉄心は、その分割コアのヨーク部の形状を、該ヨーク部同士の接合部分において括れが生じないような形状となして構成したことを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、環状の固定子鉄心にコイルを巻装してなる固定子において、前記固定子鉄心は、環状のヨーク部と、先端側に歯先部が一体的に形成され、かつ、基端側が前記ヨーク部の内周に嵌合される複数の独立した歯部とを備え、前記複数の歯部にそれぞれコイルを巻装した後、該複数の歯部の基端側をヨーク部の内周に嵌合し、かつ、隣接する歯先部同士を突合せ、あるいは、溶着，接着等により接合して固定することにより、閉スロット構造となして構成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、環状の固定子鉄心にコイルを巻装してなる固定子において、前記固定子鉄心は、環状のヨーク部と、先端側に形成した歯先部同士が一体的に接合され、かつ、基端側が前記ヨーク部の内周に嵌合される複数の歯部とを備え、前記複数の歯部にそれぞれコイルを巻装した後、該複数の歯部の基端側をヨーク部の内周に嵌合することにより、閉スロット構造となして構成したことを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４記載の固定子において、前記固定子鉄心は、その歯先部同士の接合部分の断面積が、歯先部自体の断面積よりも十分小さくなるように構成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし５記載の固定子において、前記固定子鉄心は、その歯先部同士の接合部分を、歯先部の回転子と対向する側からヨーク部と対向する側へ向けて切欠いた状態で形成するように構成したことを特徴とする。
【００１３】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし６記載の固定子において、前記固定子鉄心は、その軸方向において、歯先部同士の接合部分を有する部位と有しない部位とを分布させた状態で構成したことを特徴とする。
【００１４】
請求項８記載の発明は、請求項１ないし７記載の固定子において、前記固定子鉄心は、その軸方向の中心位置を基準として、歯先部同士の接合部分を有する部位と有しない部位とを対称的な状態で分布させるように構成したことを特徴とする。
【００１５】
請求項９記載の発明は、コイルを巻装する歯部を短辺状のヨーク部と一体的に、あるいは、環状のヨーク部と分割可能に形成する工程と、前記コイルを巻装する歯部を、隣接する歯先部同士を接合して固定した状態で配設して、閉スロット構造の環状の固定子鉄心を形成する工程とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
本発明においては、固定子を構成する（組立てる）前に予め歯部にコイルを巻装することができるので、前記コイルは歯部に対して迅速・容易に、かつ、高密度で巻装することが可能となる。また、歯先部同士を接合させて閉スロット構造とすることにより、固定子の剛性強化を図ることが可能となり、この結果、歯部に電磁力が加わった場合に固定子が変形するのを良好に防いで、電動機を低騒音・低振動で駆動させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１ないし図１０を参照しながら説明する。なお、ここでは一例として、本発明を表面に永久磁石を有する構造（以下、表面磁石構造という）の回転子を備えたブラシレスＤＣモータ（所謂、ＳＰＭモータ）において実施した場合について説明する。
【００１８】
はじめに、図１は本発明の固定子を備えた電動機Ａを概略的に示す縦断側面図である。図１において、１は本発明における固定子を示し、その内周には例えば、表面磁石構造の回転子２がその軸方向両端部を固定子１の軸方向両端部から所定寸法ずつ均一に突出させた状態で、回転自在に挿入されている。３は前記固定子１が圧入・固定される深椀状のケース、４は前記ケース３の開口部を閉鎖するブラケットをそれぞれ示し、前記回転子２は、その回転子軸２ａに取付けた軸受２ｂ，２ｃを介してケース３及びブラケット４に回転自在に支承される。
【００１９】
次に、図２，３を参照しながら、本発明の固定子１の構成について説明する。図２で示すように、固定子１は、その中心位置を基準として放射状に分割した複数個（図２においては１２個）の分割コア１１からなる環状の固定子鉄心１２と、前記分割コア１１に絶縁材１３ａを介して巻装したコイル１３（一部のみ図示）とを備えて構成されている。
【００２０】
前記分割コア１１は、図３で示すように、例えば、短辺状のヨーク部１１ａと、前記ヨーク部１１ａの内側方向に向けて一体的に突設した歯部１１ｂと、前記歯部１１ｂの先端側に一体的に形成した略円弧状の歯先部１１ｃとを備えており、けい素鋼板等の電磁鋼板を例えば、図示しないプレス等により打抜き加工した鉄心素板を所定枚数積層し、かつ、所定個所（例えば、ヨーク部１１ａ及び歯部１１ｂ）においてカシメ固定等を行うことにより一体化して構成されている。
【００２１】
なお、前記分割コア１１の歯先部１１ｃは、複数の分割コア１１を図２で示す如く環状に配設したときに、隣接する歯先部１１ｃ同士を突合せ等により接合することが可能な周方向長さ寸法を備えて形成する。また、前記分割コア１１のヨーク部１１ａには、例えば、その周方向の一方端側（例えば、図３の右側）に三角形状，矩形状，円弧形状，あり形状等所定形状の図示しない係合凸部を突設するとともに、他方端側（例えば、図３の左側）には隣接するヨーク部１１ａに突設した係合凸部が嵌合する所定形状の図示しない係合凹部を凹設するとよい（前記係合凸部を係合凹部に嵌合することによりヨーク部１１ａ側を仮接合する）。
【００２２】
次に、前記固定子１１を組立てる場合は、はじめに、図示しない巻線機を使用して、各分割コア１１の歯部１１ｂに絶縁材１３ａを介してコイル１３を巻装し（図２参照）、つづいて、図２で示すように、前記コイル１３を巻装した複数個（図２においては１２個）の分割コア１１を、隣接するヨーク部１１ａ同士及び歯先部１１ｃ同士を突合せ等により接合して固定した状態で環状に配設することによって、閉スロット構造の固定子１を組立てる。なお、この後、前記ヨーク部１１ａ同士及び歯先部１１ｃ同士の接合部分を、レーザ溶接（例えば、ＹＡＧレーザ溶接）等によって溶着したり、接着剤によって接着したりするとよい。
【００２３】
このように、本発明においては、複数の分割コア１１の歯部１１ｃにそれぞれ絶縁材１３ａを介してコイル１３を巻装した後、前記複数の分割コア１１を、隣接するヨーク部１１ａ同士及び歯先部１１ｃ同士を突合せ等により接合して固定した状態で環状に配設して、閉スロット構造の固定子１を構成するようにしたので、前記コイル１３は、各分割コア１１の歯部１１ｃに対して迅速・容易に、かつ、高密度で巻装することが可能となる。
【００２４】
また、前記固定子１は、その外周側に位置する分割コア１１のヨーク部１１ａ同士だけでなく、内周側に位置する歯先部１１ｃ同士も突合せ等により接合して固定し、閉スロット構造で構成するようにしたので、前記分割コア１１に電磁力が加わった場合でも固定子１の変形を良好に防ぐことが可能となり、この結果、本発明における電動機Ａを低騒音・低振動で駆動することができる。
【００２５】
更に、前記固定子１は、分割コア１１のヨーク部１１ａ同士及び歯先部１１ｃ同士の接合部分を、レーザ溶接等によって溶着したり、接着剤によって接着したりすることによって、剛性強化を図ることができるので、電磁力による固定子１の変形をより一層良好に防ぐことが可能となる。
【００２６】
また、前記固定子１は、分割コア１１の歯先部１１ｃ同士が突合せ等により接合して固定されているため、歯部１１ｂに巻装したコイル１３に通電を行うと、前記歯先部１１ｃ同士の接合部分が磁気飽和して固定子インダクタンスが変化するので、本発明における電動機（ブラシレスＤＣモータ）Ａをセンサレスで駆動する場合、前記固定子インダクタンスの変化を利用することにより、回転子２の磁極位置を精度よく検出することが可能となる結果、前記電動機Ａをセンサレスにて良好に駆動させることができる。
【００２７】
なお、本発明の固定子１においては、図４で示すように、歯先部１１ｃ同士の突合せ等による接合部分を、前記歯先部１１ｃの正面側（回転子２と対向する側）から背面側（ヨーク部１１ａと対向する側）へ向けて矩形状（図４（ａ）参照）、あるいは、円弧状（図４（ｂ）参照）等の形状に切欠く（凹設する）ことにより、その断面積が歯先部１１ｃ自体の断面積よりも十分小さくなるようにして形成するようにしてもよい。
【００２８】
この場合、歯先部１１ｃ同士の接合部分を、歯先部１１ｃの正面側から背面側に向けて凹設することにより形成したので、前記接合部分を溶着したり、接着したりする際に生じる溶接物，接着剤の盛り上りや、歯先部１１ｃ同士の接合部分の変形等によって生じる出っ張り等が、歯先部１１ｃの正面側に突出して固定子１内周に挿入される回転子２と接触するのを良好に防ぐことが可能となる結果、前記回転子２を円滑・良好に回転させることができる。また、歯先部１１ｃ同士の接合部分の断面積が、歯先部１１ｃ自体の断面積よりも十分に小さくなるように形成されているので、前記接合部分へ磁束が短絡的に流れるのを抑制することが可能となり、この結果、歯部１１ｂに巻装したコイル１３との間における磁束鎖交数を増加させて、本発明における電動機Ａの効率を向上させることができる。しかも、歯先部１１ｃ同士の接合部分の断面積が、歯先部１１ｃ自体の断面積よりも十分に小さくなるように形成されていることにより、前記歯先部１１ｃ同士の接合部分が磁気飽和することによる固定子インダクタンスの変化が顕著となり（大きくなり）、これを利用した回転子２の磁極位置検出を更に高精度に行うことが可能となるので、本発明における電動機Ａをセンサレスにて良好に駆動することができる。
【００２９】
また、本発明の固定子１においては、図５で示すように、短辺状のヨーク部１１ａの形状を、該ヨーク部１１ｂ同士の接合部分に括れを生じさせないような形状となして構成するようにしてもよい（例えば、図５（ａ）はヨーク部１１ａの内周側をへ字状に屈曲させた例を示し、図５（ｂ）はヨーク部１１ａの内周側を円弧状となした例を示す）。この場合、前記ヨーク部１１ａ同士の接合部分には括れが生じないので、前記接合部分おける磁束密度を磁気飽和が生じない程度まで低減させることが可能となり、この結果、本発明における電動機Ａの効率低下を良好に防ぐことができる。
【００３０】
更に、本発明の固定子１は、図６（ａ）で示すように、全ての歯先部１１ｃ同士を接合させて閉スロット構造で構成する以外に、図６（ｂ）〜（ｆ）で示すように、歯先部１１ｃ同士の接合部分を有する部位（閉スロット構造部分）と有しない部位（開スロット構造部分）とを軸方向において分布（混在）させた状態で構成するようにしてもよい（例えば、図６（ｂ）は閉スロット構造部分と開スロット構造部分とを固定子１の軸方向において所定間隔毎に分布させるようにした例を示し、また、図６（ｃ）は固定子１の軸方向の中心位置を基準として一方側（図６（ｃ）の上側）に閉スロット構造部分を、かつ、他方側（図６（ｃ）の下側）に開スロット構造部分をそれぞれ分布させるようにした例を示し、更に、図６（ｄ）〜（ｆ）は閉スロット構造部分と開スロット構造部分とを固定子１の軸方向の中心位置を基準として対称的な状態で分布させるようにした例を示す）。
【００３１】
この場合、閉スロット構造部分と開スロット構造部分とを軸方向において分布（混在）させることにより、歯先部１１ｃ同士の接合部分に磁束が短絡的に流れるのを良好に抑制することが可能となり、この結果、歯部１１ｂに巻装したコイル１３との磁束鎖交数を増加させて、本発明における電動機Ａの効率を向上させることができる。また、閉スロット構造部分と開スロット構造部分とを固定子１の軸方向の中心位置を基準として対称的な状態で分布させることにより、固定子１における磁束分布を均一とすることが可能となり、この結果、回転子２の軸方向両端部が固定子１の軸方向両端部から所定寸法ずつ均一に突出していることとも相まって（図１参照）、前記回転子２の軸方向の揺動等を良好に抑制して、電動機Ａにおける騒音・振動の発生を防ぐことができる。更に、一部の歯先部１１ｃ同士が接合されている状態であれば、分割コア１１に電磁力が加わった場合の固定子１の変形を良好に防ぐことができるとともに、前記接合部分が磁気飽和することにより固定子インダクタンスが変化するのを利用して、回転子２の磁極位置を精度よく検出することが可能であるため、本発明における電動機Ａをセンサレスにて良好に駆動させることができる。
【００３２】
次に、本発明の第２実施例について説明する。第２実施例と第１実施例との相違点は固定子鉄心の構成にある。図７，８で示すように、第２実施例における固定子２１の固定子鉄心２２は、環状のヨーク部２２ａと、先端側に略円弧状の歯先部２２ｃが一体的に形成され、かつ、基端側が前記ヨーク部２２ａの内周に嵌合される複数の独立した歯部２２ｂとを備えており、それぞれけい素鋼板等の電磁鋼板を例えば、図示しないプレス等により所定形状に打抜き加工した鉄心素板を所定枚数積層し、かつ、所定個所においてカシメ固定等を行なうことにより一体化して形成されている。
【００３３】
なお、前記歯先部２２ｃは、図７で示す如く歯部２２ｂを環状のヨーク部２２ａ内周に嵌合したときに、隣接する歯先部２２ｃ同士を突合せ等により接合することが可能な周方向長さ寸法を備えて形成する。また、例えば、歯部２２ｂの基端側（ヨーク部２２ａ内周と嵌合する側）には所定形状の図示しない係合凸部を突設するとともに、ヨーク部２２ａの内周には前記歯部２２ｂ基端側に突設した係合凸部が係合する所定形状の図示しない係合凹部を凹設するとよい。
【００３４】
次に、第２実施例の固定子２１を組立てる場合は、はじめに、図示しない巻線機を使用して、複数の独立した歯部２２ｂにそれぞれ絶縁材２３ａを介してコイル２３を巻装し（図７参照）、つづいて、図７で示すように、前記コイル２３を巻装した複数の歯部２２ｂの基端側を、それぞれ環状のヨーク部２２ａ内周に嵌合し、かつ、隣接する歯先部２２ｃ同士を突合せ等により接合して固定することによって、閉スロット構造の固定子２１を組立てる。なお、この後、前記歯先部２２ｃ同士の接合部分を、レーザ溶接等（例えば、ＹＡＧレーザ溶接等）により溶着したり、接着剤により接着したりするとよい。
【００３５】
このように、本発明の第２実施例においては、複数の独立した歯部２２ｂにそれぞれコイル２３を巻装した後、前記歯部２２ｂの基端側をそれぞれ環状のヨーク部２２ａの内周に嵌合し、かつ、隣接する歯先部２２ｃ同士を突合せ等により接合して固定することによって、固定子２１を閉スロット構造で構成するようにしたので、前記コイル２３は、各歯部２２ｂに対して迅速・容易に、かつ、高密度で巻装することが可能となる。
【００３６】
また、隣接する歯先部２２ｃ同士が接合され固定されているので、歯部２２ｂに電磁力が加わった場合でも、前記歯部２２ｂに変形等が生じるのを良好に防ぐことが可能となり、この結果、本発明における電動機Ａを低騒音・低振動で駆動させることができる。しかも、前記歯先部２２ｃ同士の接合部分を溶着したり、接着したりすることで、前記接合部分の剛性強化を図ることができるので、より一層歯部２２ｂの変形等を防ぐことが可能となる。
【００３７】
更に、歯先部２２ｃ同士の接合部分が磁気飽和することにより固定子インダクタンスが変化するのを利用して、回転子２の磁極位置を精度よく検出することが可能であるため、本発明における電動機Ａをセンサレスにて良好に駆動させることができる。
【００３８】
なお、第２実施例においても、図４，６で示すように、歯先部２２ｃ同士の接合部分を、前記歯先部２２ｃの正面側（回転子２と対向する側）から背面側（ヨーク部２２ａと対向する側）に向けて切欠いて（凹設して）、前記接合部分の断面積が歯先部２２ｃ自体の断面積よりも十分に小さくなるように形成したり、歯先部２２ｃ同士の接合部分を有する部位（閉スロット構造部分）と有しない部位（開スロット構造部分）とを、固定子２１の軸方向において分布（混在）させた状態で、前記固定子２１を構成したりすることが可能であり、これにより第１実施例と同様の効果を得ることができることはいうまでもない。
【００３９】
次に、本発明の第３実施例について説明する。第３実施例と第１，第２実施例との相違点は固定子鉄心の構成にある。図９，１０で示すように、第３実施例における固定子３１の固定子鉄心３２は、環状のヨーク部３２ａと、先端側に形成した歯先部３２ｃ同士が一体的に接合され、かつ、基端側が前記ヨーク部３２ａの内周に嵌合される複数の歯部３２ｂとを備えており、それぞれけい素鋼板等の電磁鋼板を例えば、図示しないプレス等により所定形状に打抜き加工した鉄心素板を所定枚数積層し、かつ、所定個所においてカシメ固定等を行うことにより一体化して構成されている。
【００４０】
なお、例えば、前記複数の歯部３２ｂの基端側（ヨーク部３２ａ内周に嵌合される側）には所定形状の図示しない係合凸部を突設するとともに、ヨーク部３２ａの内周には前記歯部３２ｂ基端側に突設した係合凸部が係合する所定形状の図示しない係合凹部を凹設するとよい。
【００４１】
次に、第３実施例の固定子を組立てる場合は、はじめに、図示しない巻線機を使用して、歯先部３２ｃ同士が一体的に接合された状態の複数の歯部３２ｂに、その基端側からそれぞれ絶縁材３３ａを介してコイル３３を巻装し（図９参照）、つづいて、図９で示すように、前記コイル３３を巻装した複数の歯部３２ｂの基端側を、それぞれ環状のヨーク部３２ａ内周に嵌合することにより、閉スロット構造の固定子３１を組立てる。
【００４２】
このように、本発明の第３実施例においては、歯先部３２ｃ同士が一体的に接合された状態の複数の歯部３２ｂにそれぞれコイル３３を巻装した後、前記複数の歯部３２ｂの基端側を、それぞれ環状のヨーク部３２ａ内周に嵌合することにより、固定子３１を閉スロット構造で構成するようにしたので、前記コイル３３は、各歯部３２ｂに対して迅速・容易に、かつ、高密度で巻装することが可能となる。
【００４３】
また、第３実施例の固定子３１においては、歯先部３２ｃ同士が一体的に接合されているので、歯部３２ｂに電磁力が加わった場合でも、前記歯部３２ｂの変形等を良好に防ぐことが可能となり、この結果、本発明の電動機Ａを低騒音・低振動で駆動させることができる。
【００４４】
更に、歯先部３２ｃ同士の接合部分が磁気飽和することにより固定子インダクタンスが変化するのを利用して、回転子２の磁極位置を精度よく検出することが可能であるため、本発明における電動機Ａをセンサレスにて良好に駆動させることができる。
【００４５】
なお、第３実施例においても、図４，６で示すように、歯先部３２ｃ同士の接合部分を、前記歯先部３２ｃの正面側（回転子２と対向する側）から背面側（ヨーク部３２ａと対向する側）に向けて切欠いて（凹設して）、前記接合部分の断面積が歯先部３２ｃ自体の断面積よりも十分に小さくなるように形成したり、歯先部３２ｃ同士の接合部分を有する部位（閉スロット構造部分）と有しない部位（開スロット構造部分）とを、固定子３１の軸方向において分布（混在）させた状態で、前記固定子３１を構成したりすることが可能であり、これにより第１実施例と同様の効果を得ることができることはいうまでもない。
【００４６】
また、本発明の実施例においては、一例として電動機Ａを表面磁石構造の回転子２を備えたブラシレスＤＣモータとした場合について説明したが、これに限定することなく、埋込磁石構造の回転子を備えたブラシレスＤＣモータ（所謂、ＩＰＭモータ）や、リラクタンスモータ、誘導電動機等においても、本発明の第１〜第３実施例における固定子１，２１，３１を採用することが可能であることはいうまでもない。
【００４７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、ヨーク部と歯部と歯先部とを一体的に備えた分割コアの前記歯部にコイルを巻装した後、前記コイルを巻装した複数個の分割コアを、隣接するヨーク部同士及び歯先部同士を突合せ、あるいは、溶着，接着等により接合して固定した状態で環状に配設し、固定子を閉スロット構造で構成するようにしたので、前記コイルは、各歯部に対して迅速・容易に、かつ、高密度で巻装することが可能となる。しかも、固定子の外周側に位置するヨーク部同士だけでなく、固定子の内周側に位置する歯先部同士も突合せ、あるいは、溶着，接着等により接合して固定するようにしたので、分割コアを使用した固定子の剛性強化を図ることが可能となり、この結果、前記分割コアに電磁力が加わった場合に固定子が変形するのを良好に阻止して、電動機を低騒音・低振動で駆動させることができる。
【００４８】
請求項２記載の発明によれば、分割コアのヨーク部の形状を、該ヨーク部同士の接合部分に括れが生じないような形状となして構成したので、前記接合部分における磁束密度を磁気飽和が生じない程度に抑制することが可能となり、この結果、電動機の効率低下を良好に防ぐことができる。
【００４９】
請求項３記載の発明によれば、複数の独立した歯部にコイルを巻装した後、前記コイルを巻装した複数の歯部の基端側をそれぞれ環状のヨーク部の内周に嵌合し、かつ、隣接する歯先部同士を突合せ、あるいは、溶着，接着等により接合して固定することによって、固定子を閉スロット構造で構成するようにしたので、前記コイルは、各歯部に対して迅速・容易に、かつ、高密度で巻装することが可能となる。しかも、歯先部同士を突合せ、あるいは、溶着，接着等により接合して固定するようにしたので、歯部の剛性強化を図ることが可能となり、この結果、歯部に電磁力が加わった場合に前記歯部に変形等が生じるのを良好に防いで、電動機を低騒音・低振動で駆動させることができる。
【００５０】
請求項４記載の発明によれば、歯先部同士が一体的に接合された状態の複数の歯部にコイルを巻装した後、前記複数の歯部の基端側をそれぞれ環状のヨーク部内周に嵌合して、固定子を閉スロット構造で構成するようにしたので、前記コイルは、各歯部に対して迅速・容易に、かつ、高密度で巻装することが可能となる。しかも、歯先部同士が一体的に接合されているので、歯部に電磁力が加わった場合でも、前記歯部の変形等を良好に防ぐことが可能となり、この結果、電動機を低騒音・低振動で駆動させることができる。
【００５１】
請求項５記載の発明によれば、歯先部同士の接合部分の断面積を、前記歯先部自体の断面積よりも十分に小さくなるように構成したので、前記接合部分に磁束が短絡的に流れるのを抑制することが可能となり、この結果、歯部に巻装したコイルとの間の磁束鎖交数を増加させて、電動機の効率を向上させることができる。
【００５２】
請求項６記載の発明によれば、歯先部同士の接合部分を、前記歯先部の正面側から背面側に向けて切欠いた（凹設した）状態で形成するようにしたので、接合部同士を溶着したり、接着したりする際に生じる溶接物，接着剤の盛り上りや、歯先部１１ｃ同士の接合部分の変形等によって生じる出っ張り等が、歯先部の正面側に突出して、固定子内周に挿入される回転子と接触するのを良好に防ぐことが可能となる結果、前記回転子を円滑・良好に回転させることができる。
【００５３】
請求項７記載の発明によれば、歯先部同士の接合部分を有する部位と有しない部位とを、固定子の軸方向において分布（混在）させた状態で、前記固定子を構成するようにしたので、歯先部同士の接合部分に磁束が短絡的に流れるのを良好に抑制することが可能となり、この結果、歯部に巻装したコイルとの磁束鎖交数を増加させて、電動機の効率を向上させることができる。
【００５４】
請求項８記載の発明によれば、歯先部同士の接合部分を有する部位と有しない部位とを、固定子の軸方向における中心位置を基準として、対称的な状態で分布させるように構成したので、固定子における磁束分布を均一とすることが可能となり、この結果、前記固定子内周に挿入される回転子の軸方向の揺動等を抑制して、電動機における騒音・振動の発生を良好に防ぐことができる。
【００５５】
請求項９記載の発明によれば、コイルを巻装する歯部を、短辺状のヨーク部と一体的に、あるいは、環状のヨーク部と分割可能に形成するようにしたので、前記コイルは、ヨーク部に妨げられることなく、歯部に対して迅速・容易に、かつ、高密度で巻装することが可能となる。また、コイルを巻装する歯部は、隣接する歯先部同士を接合して固定した状態で配設して、閉スロット形状の環状の固定子鉄心を形成するようにしたので、固定子（鉄心）の剛性強化を図ることが可能となり、この結果、歯部に電磁力が加わった場合に前記固定子（鉄心）が変形するのを良好に防いで、電動機を低騒音・低振動で駆動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における固定子を備えた電動機を概略的に示す縦断側面図である。
【図２】本発明における固定子を示す平面図である。
【図３】本発明における固定子を構成する分割コアを示す平面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明における固定子の歯先部同士の接合部分の改良例を示す拡大平面図である。
【図５】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明における固定子のヨーク部同士の接合部分の改良例を示す拡大平面図である。
【図６】（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ本発明の固定子の軸方向における閉スロット構造部分及び開スロット構造部分の分布状態を示す拡大正面図である。
【図７】本発明の第２実施例における固定子を示す平面図である。
【図８】（ａ）は本発明の第２実施例における固定子を構成するヨーク部を示す平面図、（ｂ）は歯部及び歯先部を示す平面図である。
【図９】本発明の第３実施例における固定子を示す平面図である。
【図１０】（ａ）は本発明の第３実施例における固定子を構成するヨーク部を示す平面図、（ｂ）は歯部及び歯先部を示す平面図である。
【符号の説明】
１，２１，３１ 固定子
１１ 分割コア
１１ａ，２２ａ，３２ａ ヨーク部
１１ｂ，２２ｂ，３２ｂ 歯部
１１ｃ，２２ｃ，３２ｃ 歯先部
１２，２２，３２ 固定子鉄心
１３，２３，３３ コイル
Claims (9)
- 環状の固定子鉄心にコイルを巻装してなる固定子において、前記固定子鉄心は、短辺状のヨーク部と、前記ヨーク部の内周側に向けて一体的に突設した歯部と、前記歯部の先端側に一体的に形成した歯先部とを備えた複数の分割コアからなり、前記複数の分割コアの歯部にそれぞれコイルを巻装した後、該複数の分割コアを隣接するヨーク部同士及び歯先部同士を突合せ、あるいは、溶着，接着等により接合して固定した状態で環状に配設することにより、閉スロット構造となして構成したことを特徴とする固定子。
- 前記固定子鉄心は、その分割コアのヨーク部の形状を、該ヨーク部同士の接合部分において括れが生じないような形状となして構成したことを特徴とする請求項１記載の固定子。
- 環状の固定子鉄心にコイルを巻装してなる固定子において、前記固定子鉄心は、環状のヨーク部と、先端側に歯先部が一体的に形成され、かつ、基端側が前記ヨーク部の内周に嵌合される複数の独立した歯部とを備え、前記複数の歯部にそれぞれコイルを巻装した後、該複数の歯部の基端側をヨーク部の内周に嵌合し、かつ、隣接する歯先部同士を突合せ、あるいは、溶着，接着等により接合して固定することにより、閉スロット構造となして構成したことを特徴とする固定子。
- 環状の固定子鉄心にコイルを巻装してなる固定子において、前記固定子鉄心は、環状のヨーク部と、先端側に形成した歯先部同士が一体的に接合され、かつ、基端側が前記ヨーク部の内周に嵌合される複数の歯部とを備え、前記複数の歯部にそれぞれコイルを巻装した後、該複数の歯部の基端側をヨーク部の内周に嵌合することにより、閉スロット構造となして構成したことを特徴とする固定子。
- 前記固定子鉄心は、その歯先部同士の接合部分の断面積が、歯先部自体の断面積よりも十分小さくなるように構成したことを特徴とする請求項１ないし４記載の固定子。
- 前記固定子鉄心は、その歯先部同士の接合部分を、歯先部の回転子と対向する側からヨーク部と対向する側へ向けて切欠いた状態で形成するように構成したことを特徴とする請求項１ないし５記載の固定子。
- 前記固定子鉄心は、その軸方向において、歯先部同士の接合部分を有する部位と有しない部位とを分布させた状態で構成したことを特徴とする請求項１ないし６記載の固定子。
- 前記固定子鉄心は、その軸方向の中心位置を基準として、歯先部同士の接合部分を有する部位と有しない部位とを対称的な状態で分布させるように構成したことを特徴とする請求項１ないし７記載の固定子。
- コイルを巻装する歯部を短辺状のヨーク部と一体的に、あるいは、環状のヨーク部と分割可能に形成する工程と、前記コイルを巻装する歯部を、隣接する歯先部同士を接合して固定した状態で配設して、閉スロット構造の環状の固定子鉄心を形成する工程とを備えたことを特徴とする固定子の製造方法。
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Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006034008A (ja) * | 2004-07-16 | 2006-02-02 | Nissan Motor Co Ltd | 回転電機のステータ構造 |
| JP2006129650A (ja) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Nidec Sankyo Corp | モータ |
| KR100669955B1 (ko) | 2005-10-10 | 2007-01-16 | 삼성전기주식회사 | 브러쉬리스 모터용 스테이터 코어 권선방법 |
| JP2010178623A (ja) * | 2010-04-08 | 2010-08-12 | Mitsubishi Electric Corp | 電動機の固定子の製造方法 |
| JP2010233374A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Canon Inc | インナーロータ型モータ |
| JP2010284025A (ja) * | 2009-06-05 | 2010-12-16 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 永久磁石型回転機 |
| JP2011199919A (ja) * | 2010-03-17 | 2011-10-06 | Nissan Motor Co Ltd | 電動機のステータ |
| CN107005104A (zh) * | 2014-12-05 | 2017-08-01 | 三菱电机株式会社 | 电动机定子及电动机定子的制造方法 |
| JPWO2016178368A1 (ja) * | 2015-05-07 | 2017-08-24 | 三菱電機株式会社 | 回転電機およびその製造方法 |
| WO2018180345A1 (ja) * | 2017-03-31 | 2018-10-04 | 日本電産株式会社 | 電動モータ用ステータおよび電動モータ |
| WO2018180343A1 (ja) * | 2017-03-31 | 2018-10-04 | 日本電産株式会社 | 電動モータ用ステータおよび電動モータ |
| WO2018180344A1 (ja) * | 2017-03-31 | 2018-10-04 | 日本電産株式会社 | 電動モータ用ステータおよび電動モータ |
| WO2018230384A1 (ja) * | 2017-06-14 | 2018-12-20 | 株式会社 マキタ | 電動工具 |
| JP2019004599A (ja) * | 2017-06-14 | 2019-01-10 | 株式会社マキタ | 電動工具 |
| KR20190093457A (ko) * | 2018-02-01 | 2019-08-09 | 엘지전자 주식회사 | 진동 및 소음 저감 구조를 갖는 분할코어식 모터 고정자 |
| WO2019181524A1 (ja) * | 2018-03-22 | 2019-09-26 | 日本電産株式会社 | ステータおよびそれを備えるモータ |
-
2002
- 2002-11-26 JP JP2002341650A patent/JP2004180383A/ja active Pending
Cited By (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006034008A (ja) * | 2004-07-16 | 2006-02-02 | Nissan Motor Co Ltd | 回転電機のステータ構造 |
| JP4576912B2 (ja) * | 2004-07-16 | 2010-11-10 | 日産自動車株式会社 | 回転電機のステータ構造 |
| JP2006129650A (ja) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Nidec Sankyo Corp | モータ |
| KR100669955B1 (ko) | 2005-10-10 | 2007-01-16 | 삼성전기주식회사 | 브러쉬리스 모터용 스테이터 코어 권선방법 |
| JP2010233374A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Canon Inc | インナーロータ型モータ |
| JP2010284025A (ja) * | 2009-06-05 | 2010-12-16 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 永久磁石型回転機 |
| JP2011199919A (ja) * | 2010-03-17 | 2011-10-06 | Nissan Motor Co Ltd | 電動機のステータ |
| JP2010178623A (ja) * | 2010-04-08 | 2010-08-12 | Mitsubishi Electric Corp | 電動機の固定子の製造方法 |
| CN107005104A (zh) * | 2014-12-05 | 2017-08-01 | 三菱电机株式会社 | 电动机定子及电动机定子的制造方法 |
| JPWO2016178368A1 (ja) * | 2015-05-07 | 2017-08-24 | 三菱電機株式会社 | 回転電機およびその製造方法 |
| US10658888B2 (en) | 2015-05-07 | 2020-05-19 | Mitsubishi Electric Corporation | Rotary electric machine including an inner core formed of steel sheets with connected and non-connected tooth portions and manufacturing method therefor |
| JPWO2018180344A1 (ja) * | 2017-03-31 | 2020-02-06 | 日本電産株式会社 | 電動モータ用ステータおよび電動モータ |
| JPWO2018180343A1 (ja) * | 2017-03-31 | 2020-02-06 | 日本電産株式会社 | 電動モータ用ステータおよび電動モータ |
| CN110574257B (zh) * | 2017-03-31 | 2022-04-26 | 日本电产株式会社 | 电动马达用定子和电动马达 |
| US11201511B2 (en) | 2017-03-31 | 2021-12-14 | Nidec Corporation | Stator for electric motor and electric motor |
| WO2018180344A1 (ja) * | 2017-03-31 | 2018-10-04 | 日本電産株式会社 | 電動モータ用ステータおよび電動モータ |
| JP7147745B2 (ja) | 2017-03-31 | 2022-10-05 | 日本電産株式会社 | 電動モータ用ステータおよび電動モータ |
| CN110462979A (zh) * | 2017-03-31 | 2019-11-15 | 日本电产株式会社 | 电动马达用定子和电动马达 |
| CN110462978A (zh) * | 2017-03-31 | 2019-11-15 | 日本电产株式会社 | 电动马达用定子和电动马达 |
| CN110574257A (zh) * | 2017-03-31 | 2019-12-13 | 日本电产株式会社 | 电动马达用定子和电动马达 |
| WO2018180345A1 (ja) * | 2017-03-31 | 2018-10-04 | 日本電産株式会社 | 電動モータ用ステータおよび電動モータ |
| WO2018180343A1 (ja) * | 2017-03-31 | 2018-10-04 | 日本電産株式会社 | 電動モータ用ステータおよび電動モータ |
| CN110892610A (zh) * | 2017-06-14 | 2020-03-17 | 株式会社牧田 | 电动工具 |
| CN110892610B (zh) * | 2017-06-14 | 2022-06-14 | 株式会社牧田 | 电动工具 |
| US11750064B2 (en) | 2017-06-14 | 2023-09-05 | Makita Corporation | Electric tool |
| JP2019004599A (ja) * | 2017-06-14 | 2019-01-10 | 株式会社マキタ | 電動工具 |
| JP7001372B2 (ja) | 2017-06-14 | 2022-01-19 | 株式会社マキタ | 電動工具 |
| WO2018230384A1 (ja) * | 2017-06-14 | 2018-12-20 | 株式会社 マキタ | 電動工具 |
| KR102165499B1 (ko) * | 2018-02-01 | 2020-10-14 | 엘지전자 주식회사 | 진동 및 소음 저감 구조를 갖는 분할코어식 모터 고정자 |
| KR20190093457A (ko) * | 2018-02-01 | 2019-08-09 | 엘지전자 주식회사 | 진동 및 소음 저감 구조를 갖는 분할코어식 모터 고정자 |
| WO2019181524A1 (ja) * | 2018-03-22 | 2019-09-26 | 日本電産株式会社 | ステータおよびそれを備えるモータ |
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