JP2005080392A

JP2005080392A - ステータスタック

Info

Publication number: JP2005080392A
Application number: JP2003307052A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Magai; 一美真貝
Original assignee: Nidec Tosok Corp
Current assignee: Nidec Tosok Corp
Priority date: 2003-08-29
Filing date: 2003-08-29
Publication date: 2005-03-24

Abstract

【課題】起動トルクの低下を防止することができるステータスタックを提供する。
【解決手段】ステータを複数のステータスタック３１とコイルで構成する。ステータスタック３１の円形穴３２の外周部にリング部３４を設け、リング部３４から巻線が巻回される巻回部３５を延出する。巻回部３５の先端に、ステータスタック３１の周方向に延在する磁極部４１を設ける。磁極部４１とリング部３４との間に、コイル２５の保持空間４２が形成し、隣接する磁極部４１間に、巻回部３５に巻かれる巻線用の挿入部４３を設ける。磁極部４１の内縁に、対応した巻回部３５の延在方向６１に対して直交した直線状の直線部６２を形成し、磁極部４１の先端部６３を先細り形状とする。各先端部６３の先端に、中心部側へ突出する突起６４を直線部６２より突出した状態で形成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ブラシレスモータのステータを形成するステータスタックに関する。

従来、機器・装置で発生した熱を冷却する際には、冷却ファンが用いられている。

この冷却ファンは、ＤＣブラシレスモータを内蔵しており、ＤＣブラシレスモータは、回転磁界を発生させるステータを備えている。

このステータは、図６に示すようなステータスタック１０１が積層されて構成されており、該ステータスタック１０１は、打ち抜きされた金属板によって形成されている。

このステータスタック１０１は、円板状に形成されており、その中央部には円形穴１１１が開設されている。該円形穴１１１の外周部は、当該円形穴１１１を包囲するリング部１１２が形成されており、該リング部１１２からは、コイルが巻回される巻回部１１３が外周方向へ向けて延出している。各巻回部１１３，・・・の先端には、当該ステータスタック１０１の周方向に延在する磁極部１１４，・・・が設けられており、前記巻回部１１３に巻回されたコイルを、この磁極部１１４と前記リング部１１２との間に保持できるように構成されている。これにより、前記磁極部１１４と前記リング部１１１との間には、コイルの保持空間１１５，・・・が形成されており、隣接する磁極部１１４，１１４間には、前記巻回部１１３に巻かれる巻線の挿入部１１６，・・・が形成されている。

前記磁極部１１４の外縁は、円弧状に形成されており、ロータに設けられたリング状の磁石が対面するように構成されている。この外縁は、前記コイルから発生した磁力を出力する磁極１２１を構成しており、該磁極１２１からの磁力で前記ロータを回転できるように構成されている。

この磁極部１１４を形成する際には、図７（ａ）に斜線で示すように、両巻回部１１３，１１３間のスロット打ち抜きを行った後、図７の（ｂ）に斜線で示すように、ブランク材を円形にブランク打ち抜きして当該ステータスタック１０１を形成していた。

しかしながら、このような従来のステータスタック１０１にあっては、図６の（ｂ）に示したように、磁極部１１４の両端が先細り形状に形成されており、打ち抜き時には、その先端に多大な応力が発生する。これにより、金型においては、摩耗し易く切り代が大きくなる一方、前記磁極部１１４にあっては、先端に欠けが生じやすかった。

これらによって、図７の（ｃ）に示すように、隣接する磁極部１１４，１１４間の隙間１３１が、図中ａからｂに示すように大きくなってしまう。すると、両側の磁極部１１４，１１４の外縁が形成する磁極１２１，１２１の全長が短くなり、モータの起動トルクが小さくなるという問題が発生してしまう。

本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、起動トルクの低下を防止することができるステータスタックを提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために本発明のステータスタックにあっては、中心部より外周方向へ向けて延出する複数の巻回部と、各巻回部の先端に設けられ外縁が円弧状に形成された周方向に延在する磁極部とが打ち抜きによって形成され、各磁極部と前記中心部との間に前記巻回部に巻回されたコイルの保持空間が形成されるとともに、隣接する磁極部間に、前記巻回部に巻回する巻線の挿通部が形成されたステータスタックにおいて、前記磁極部の先端に、前記中心部側へ突出する突起を設けた。

すなわち、周方向に延在するとともに外縁が円弧状に形成された磁極部は、その先端が先細り形状となる。しかし、この先端には、中心部側へ突出する突起が設けられており、その先端の角度が緩やかになる。

このため、先端の角度が小さく鋭い磁極部を打ち抜いて形成する場合と比較して、前記先端に生じる応力が小さくなる。これにより、打ち抜きを行う金型においては、摩耗し難くなる一方、形成される磁極部にあっては、先端の欠けの発生が防止される。

また、前記突起は、前記磁極部の先端に形成されている。このため、前記磁極部の外縁から中心部側の内縁までの寸法を全長に渡って大きく設定する場合と比較して、コイルの保持空間の減少を防止することができる。これにより、コイルによる発生磁力の低下が防止される。

さらに、前記突起は、前記中心部側へ突出するように形成されている。このため、隣接する磁極部間の挿通部の間隙寸法は維持され、巻線の挿通性が確保される。

以上説明したように本発明のステータスタックにあっては、先細りした磁極部先端の角度を緩やかにすることができるため、先端の角度が小さく鋭い磁極部を打ち抜いて形成する場合と比較して、前記先端に生じる応力を小さくすることができ、打ち抜きを行う金型においては、摩耗し難くする一方、形成される磁極部にあっては、先端の欠けの発生を防止することができる。

これにより、隣接する磁極部間の隙間を所定の寸法に保つことができ、磁力が出力される磁極部の長さ寸法を維持することができる。したがって、所望の起動トルクを得ることができ、トルク不足に起因した作動不良を確実に防止することができる。

また、前記突起は、前記磁極部の先端に形成されており、前記磁極部の外縁から中心部側の内縁までの寸法を大きく設定する場合と比較して、コイルの保持空間の減少を防止することができる。これにより、巻線の巻回数を少なくしたり、巻線を細くする等の対策が不要となり、コイルに起因した発生磁力低下の防止を、大型化を招くことなく実現することができる。

さらに、前記突起は、中心部側へ突出するように形成されている。このため、隣接する磁極部間の挿通部の間隙寸法を維持することができ、コイル巻回時における巻線の挿通性を確保することができる。

以下、本発明の一実施の形態を図に従って説明する。図１は、本実施の形態にかかる冷却ファン１を示す図であり、該冷却ファン１は、電子機器で発生した熱を冷却するものである。

この冷却ファン１のハウジング１１中央には、開口部１２が設けられており、該開口部１２内には、インペラー１３が設けられている。該インペラー１３は、中心部を構成するロータ１４と、該ロータ１４の外周部に設けられた複数の羽根１５，・・・とによって構成されており、前記ロータ１４は、該ロータ１４より延出するシャフト１６が前記ハウジング１１の軸受１７に回動自在に保持された状態で支持されている。前記ロータ１４の内部には、円筒状のホルダ１８が設けられており、該ホルダ１８には、マグネット１９が内側面に沿って固定されている。

前記ハウジング１１の前記軸受１７の外周部には、磁気発生部２１が設けられている。該磁気発生部２１は、前記軸受１７の外周部に固定された基板２２と、該基板２２に固定されたステータ２３とによって構成されており、前記基板２２には、前記インペラー１２を回転制御する電子回路が形成されている。

前記ステータ２３は、図２に示すように、複数積層されたステータスタック３１，・・・と、磁力を発生するコイル２５，・・・とによって構成されている。

前記ステータスタック３１は、図３にも示すように、金属板が金型で打ち抜かれて形成されており、薄肉の円板状に形成されている。このステータスタック３１の中央部には、前記軸受１７が内嵌する円形穴３２が開設されており、該円形穴３２の開口縁部には、積層時の位置合わせ用の切欠部３３，３３が対向した箇所に形成されている。前記円形穴３２の外周部は、当該円形穴３２を包囲する円形リング状のリング部３４が形成されており、該リング部３４からは、巻線が巻回される巻回部３５，・・・が外周方向へ向けて延出している。隣接する巻回部３５間の角度αは、９０度に設定されており、当該ステータスタック３１には、等間隔をおいた四箇所に前記巻回部３５，・・・が形成されている。

各巻回部３５，・・・の先端には、当該ステータスタック３１の周方向に延在する磁極部４１，・・・が設けられており、前記巻回部３５に巻回されたコイル２５を、この磁極部４１と前記リング部３４との間に保持できるように構成されている。これにより、前記磁極部４１と前記リング部３４との間には、コイル２５の保持空間４２，・・・が形成されており、隣接する磁極部４１，４１間には、前記巻回部３５に巻かれる巻線用の挿入部４３，・・・が形成されている。

前記磁極部４１の外縁は、円弧状に形成されており、前記インペラー１３に設けられた円筒状のマグネット１９の内側面に対面するように構成されている。この外縁は、前記コイル２５で発生した磁力を出力する磁極５１を構成しており、該磁極５１からの磁力で前記インペラー３２を回転できるように構成されている。

前記各磁極部４１，・・・の前記リング部３４側の内縁には、対応した巻回部３５の延在方向６１に対して直交した直線状の直線部６２が両端部に形成されており、図３の（ｂ）に示すように、前記磁極部４１両側の先端部６３は、先細り形状に形成されている。各先端部６３，・・・の先端には、中心部側である前記リング部３４側へ突出する突起６４が前記直線部６２より突出した状態で形成されている。

この突起６４は、前記磁極部４１先端より０．２ｍｍ内側であって前記磁極５１から０．２ｍｍ内側の所定部位７１を中心とした円弧形状に形成されており、その曲率半径Ｒは０．２ｍｍに設定されている。これにより、前記磁極５１先端での接線７２と、該磁極５１に交差する前記突起６４の基点での接線７３との成す角度βが９０度となるように設定されている。

そして、前記巻回部３５と前記磁極部４１との交差部分には、当該ステータスタック３１を積層する際に上下を連結する為の連結穴８１が形成されている。

以上の構成にかかる本実施の形態において、ステータスタック３１を製造する際には、図４に示すように、ブランク材９１を下流へ間欠移動する度に各部に設けられた金型で打ち抜き加工してステータスタック３１を形成するとともに、形成したステータスタック３１を所定数になるまで順次積層してステータ２３を形成する。なお、このブランク材９１には、二つのステータスタック３１，３１を平行してほぼ同時に形成するが、一方のステータスタック３１の成形工程のみを説明する。また、各工程で打ち抜かれる部分を斜線で示す。

すなわち、第１工程において、ブランク材９１の側縁にガイドピン用のピン穴９２を打ち抜き、第２工程にて、積層時の位置合わせ用の前記切欠部３３，３３を構成する穴９３，９３を打ち抜く。そして、第３工程で、図５の（ａ）にも示すように、コイル２５の保持空間４２，・・・を形成する部位を打ち抜き、各磁極部４１，・・・の内縁と各挿通部４３，・・・とを形成する。

このとき、周方向に延在するとともに外縁が円弧状に形成された前記磁極部４１は、その先端部６３が先細り形状となる。しかし、この先端部６３の先端には、中心部側へ突出する突起６４が設けられており、その先端が成す角度βが９０度と緩やかに形成されている。このため、前記保持空間４２から前記挿通部４３を介して外側へ抜ける金型の部位と前記磁極部４１先端の外縁への接線とが成す角度θを９０度にすることができる。これにより、この角度θが鋭角となる従来と比較して、当該金型の摩耗を抑えることができる。

そして、図４に示したように、第４工程において、巻回部３５と磁極部４１との交差部分に連結穴８１，・・・を形成する。この連結穴８１は、最下段に配置されるステータスタック３１では上下に貫通させる一方、その上に積層されるステータスタック３１では、下方へ没入したエンボス形状に形成して連結可能に構成するが、この第４工程では、最下段に配置されるステータスタック３１のみに上下に貫通した連結穴８１を開設する。

次に、第５工程で、中央部の円形穴３２を打ち抜くとともに、第６工程にて、前述した最下段以外のステータスタック３１に、エンボス形状の連結穴８１をプレス形成する。

そして、第７工程において、円形の金型９５によって当該ステータスタック３１をブランク材９１より抜き落とすと同時に、下部にストックされたステータスタック３１に押圧して圧入連結する。

このとき、図５の（ｂ）に示すように、先細り形状の磁極部４１の先端部６３には、中心部側へ突出する突起６４が設けられており、その先端の成す角度βが９０度と緩やかに形成されている。

このため、先端の角度βが小さく鋭い磁極部４１を打ち抜いて形成する場合と比較して、この先端に生じる応力を小さくすることができる。これにより、打ち抜きを行う金型においては、摩耗し難くなる一方、形成される磁極部４１にあっては、先端での欠けの発生を防止することができる。

したがって、隣接する磁極部４１，４１間の挿通部４３の隙間を所定の寸法に保つことができ、磁力が出力される磁極部４１の磁極５１の長さ寸法を維持することができる。これにより、所望の起動トルクを得ることができ、トルク不足に起因したインペラー１３の作動不良を確実に防止することができる。

また、前記突起６４は、前記磁極部４１の先端に形成されている。このため、前記磁極部４１の外縁から中心部側の内縁までの寸法を全長に渡って大きく設定する場合と比較して、コイル２５の保持空間４２の減少を防止することができる。これにより、巻線の巻回数を少なくしたり、巻線を細くする等の対策が不要となり、コイル２５に起因した発生磁力低下の防止を、ステータ２２の大型化を招くことなく実現することができる。

さらに、前記突起６４は、中心部側へ突出するように形成されている。このため、隣接する磁極部４１，４１間の挿通部４３の間隙寸法を従来と同寸法に維持することができ、コイル２５巻回時における巻線の挿通性を確保することができる。

なお、本実施の形態にあっては、磁極部４１外縁の磁極５１先端での接線７２と、該磁極５１に交差する突起６４の基点での接線７３とが成す角度βを９０度に設定した場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものでは無く、９０度以上であれば、前述した効果を得ることができる。

本発明の一実施の形態を示す断面図である。同実施の形態の磁気発生部を示す図で、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。（ａ）は同実施の形態のステータスタックを示す図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ部の拡大図である。同実施の形態のステータスタックの製造工程を示す説明図である。同実施の形態のステータスタックの製造工程を示す説明図で、（ａ）は第３工程を示す拡大図であり、（ｂ）は第７工程を示す拡大図である。（ａ）は従来のステータスタックを示す図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ部の拡大図である。同従来例でのステータスタックの製造工程を示す説明図であり、（ａ）はスロット打ち抜き工程を示す拡大図、（ｂ）はブランク打ち抜き工程を示す拡大図、（ｃ）は隣接する磁極部間の隙間を示す拡大図である。

符号の説明

２５コイル
３１ステータスタック
３４リング部
３５巻回部
４１磁極部
４２保持空間
４３挿通部
５１磁極
６４突起

Claims

中心部より外周方向へ向けて延出する複数の巻回部と、各巻回部の先端に設けられ外縁が円弧状に形成された周方向に延在する磁極部とが打ち抜きによって形成され、各磁極部と前記中心部との間に前記巻回部に巻回されたコイルの保持空間が形成されるとともに、隣接する磁極部間に、前記巻回部に巻回する巻線の挿通部が形成されたステータスタックにおいて、
前記磁極部の先端に、前記中心部側へ突出する突起を設けたことを特徴とするステータスタック。