JP2005110464A - 電動機のステータコア及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 線材を性格に巻くことができ、積層コアずれを防止して電気特性が良く、生産性の良い電動機を得ることを目的。
【解決手段】 銅線等の線材が巻き付けられるＴの字状の各ステータティースと、これら各ステータティースのＴの字状低部のそれぞれに連続一体成形され、前記線材の磁束経路を形成する各コアバックと、を具備したステータコアにおいて、組立溝部が、前記ステータティースの水平方向と垂直方向の位置を決めるように前記コアバックの外周側端面に設けられ、前記線材の巻線基準又は前記コアの積層基準としての機能を有するものである。。
【選択図】 図１

Description

この発明は電動機のステータコア及びその製造方法に関するものである。

従来の電動機のステータコアにおいては、バックヨーク（コアバック）と、このバックヨーク部から突出したティースとを有する複数の磁極片部が前記バックヨークに形成されるジョイント部を介して折り曲げ可能に連結され、巻線後にこの連結鉄心のジョイント部を折り曲げることにより環状に形成される電動機固定鉄心において、前記バックヨークの外周の前記ティース部に対向する位置に軸方向に切り欠部を設け、鉄心を環状に形成する際や圧入又は焼きばめ固着する際の圧縮応力を緩和して運転中の振動や騒音を抑制するものであった（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−２３８３７６号公報（第４頁、第７図参照）

従来の電動機のステータコアにおいては、鉄心を環状に形成する際や圧入又は焼ばめ固着する際の圧縮応力を緩和できるものの、配線を正確に巻くことができなかったり、積層コアずれやコア浮きが生じ、組立トラブルが発生したり、電気特性が低下したりするものであった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、配線を正確に巻くことがで、積層コアずれや、それによるコア浮きを防止して、電気特性が良く、組立トラブルが少なく、特に、分割コア構造の生産性が向上した電動機ステータコアを得ることを目的とする。
また、その生産性の良い製造方法を提供することを目的とする。

また、分割コア構造の電動機のステータコアにおいて、生産性の良い電動機のステータコアの製造方法を提供するものである。。

この発明に係る電動機のステータコアにおいては、銅線等の線材が巻き付けられるＴの字状の各ステータティースと、これら各ステータティースのＴの字状低部のそれぞれに連続一体成形され、前記線材の磁束経路を形成する各コアバックと、を具備したステータスコアにおいて、組立溝部が、前記ステータティースの水平方向と垂直方向の位置を決めるように前記コアバックの外側側端面に設けられ、前記線材の巻線基準又は前記コアの積層基準としての機能を有するものである。

また、前記組立溝部の両辺が、前記コアバックの外側側端面から前記ステータティースに向かって広がるように設けられ、前記コアバックのチャッキング形状機能を有するものである。

また、前記組立溝部が台形形状からなり、当該台形の上底を前記コアバックの外周側端面に位置するようにして前記組立溝部の両端を形成するようにしたものである。

また、角度緩和辺が、前記組立溝部両辺の先端部に設けられ、前記コアバックの外周側端面と前記両辺とのなす角度を緩和するものである。

また、前記組立溝部が台形形状からなるものにおいて、前記角度緩和辺が、前記台形の上底に対してほぼ垂直のストレート状の辺で形成されたものである。

また、前記角度緩和辺の先端部、又は前記組立溝部両辺の先端部が丸みを帯びるように構成されたものである。

また、前記組立溝部の内側角度が鈍角で形成されるように構成されたものである。

また、前記各コアバックが分割された構造からなり、この各コアバックにヒンジ部を設け、当該ヒンジ部により互いの隣接する前記各コアバック毎に折り曲げられるようにしたものである。

また、銅線等の線材が巻き付けられるＴの字状の各ステータティースと、この各ステータティースのＴの字状低部のそれぞれに連続一体成形各コアバックとからなり、これら各ティースと各コアバックとが環状方向に沿って複数分割されたステータコアにおいて、帯状ケイ素鋼板からＴの字状の各ステータティースを打ち抜きながら前記コアバックの外周側端面に連なって当該外周側端面とオーバーハング形状を形成し、前記線材の巻線基準又は前記コアの積層基準として機能する組立溝部を加工するものである。

また、銅線等の線材が巻き付けられるＴの字状の各ステータティースと、この各ステータティースのＴの字状低部のそれぞれに連続一体成形各コアバックとからなり、これら各ティースと各コアバックとが環状方向に沿って複数分割されたステータコアにおいて、帯状ケイ素鋼板からＴの字状各ステータティースを打ち抜きながら前記コアバックの外周側端面に連なって当該外周側端面とオーバーハング形状を形成し、前記線材の巻線基準又は前記コアの積層基準として機能する組立溝部を加工するステップと、前記コアバックの外周側端面と前記組立溝部の両辺で形成された前記オーバーハング形状の角度を緩和する角度緩和辺を加工するステップと、を備えたものである。

以上説明したように、この発明の電動機のステータコアにおいては、銅線等の線材が巻き付けられるＴの字状の各ステータティースと、これら各ステータティースのＴの字状低部のそれぞれに連続一体成形され、前記線材の磁束経路を形成する各コアバックと、を具備したステータスコアにおいて、組立溝部が、前記ステータティースの水平方向と垂直方向の位置を決めるように前記コアバックの外側側端面に設けられ、前記線材の巻線基準又は前記コアの積層基準としての機能を有するので、線材を正確に巻くことができ、積層コアずれや、ソレニヨル「コア浮きも防止できるようになるため、電気特性や組立トラブルが少なく、生産性が向上した電動機のステータコアが得られる。

前記組立溝部の両辺が、前記コアバックの外側側端面から前記ステータティースに向かって広がるように設けられ、前記コアバックのチャッキング形状機能を有するので、精度良く生産、組立ができるようになるため、生産性、組立性が向上した電動機のステータコアが得られる。

また、前記組立溝部が台形形状からなり、当該台形の上底を前記コアバックの外周側端面に位置するようにして前記組立溝部の両端を形成するようにしたので、チャッキング形状機能を容易に形成できるため、生産性が向上した安価な電動機のステータコアが得られる。

また、角度緩和辺が、前記組立溝部両辺の先端部に設けられ、前記コアバックの外周側端面と前記両辺とのなす角度を緩和することを特徴とする請求項又は３に記載の電動機のステータコア。

また、前記組立溝部が台形形状からなるものにおいて、前記角度緩和辺が、前記台形の上底に対してほぼ垂直のストレート状の辺で形成されたので、容易な形状で金型の磨耗やチッピングを防止できるようになるため、金型費の少ない電動機のステータコアが得られる。

また、前記角度緩和辺の先端部、又は前記組立溝部両辺の先端部が丸みを帯びるように構成されたので、更に金型寿命の長い電動機のステータコアが得られる。

また、前記組立溝部の内側角度が鈍角で形成されるように構成されたので、更により金型寿命の長い電動機のステータコア。

また、前記各コアバックが分割された構造からなり、この各コアバックにヒンジ部を設け、当該ヒンジ部により互いの隣接する前記各コアバック毎に折り曲げられるようにしたもので、特に、分割コア構造の巻線作業がやりやすくするため、更に巻線組立性の良い電動機のステータコアが得られる。。

また、銅線等の線材が巻き付けられるＴの字状の各ステータティースと、この各ステータティースのＴの字状低部のそれぞれに連続一体成形各コアバックとからなり、これら各ティースと各コアバックとが環状方向に沿って複数分割されたステータコアにおいて、帯状ケイ素鋼板からＴの字状の各ステータティースを打ち抜きながら前記コアバックの外周側端面に連なって当該外周側端面とオーバーハング形状を形成し、前記線材の巻線基準又は前記コアの積層基準として機能する組立溝部を加工するので、生産性、組立性の良い分割コア構造の電動機のステータコアの製造方法が得られる。

また、各ティースと各コアバックとが環状方向に沿って複数分割されたステータコアにおいて、帯状ケイ素鋼板からＴの字状各ステータティースを打ち抜きながら前記コアバックの外周側端面に連なって当該外周側端面とオーバーハング形状を形成し、前記線材の巻線基準又は前記コアの積層基準として機能する組立溝部を加工するステップと、前記コアバックの外周側端面と前記組立溝部の両辺で形成された前記オーバーハング形状の角度を緩和する角度緩和辺を加工するステップと、を備えたので、金型のチッピングや磨耗を防止しながら生産性の良い、分割コア構造の電動機のステータコアの製造方法が得られる。

実施の形態１
以下、この発明の実施の形態１について図１から４を用いて説明する。なお、図１は一体電動機ステータコアの概略平面図で、図２は分割電動機ステータコアの概略平面図で、図３は電動機ステータティースに線材を巻き付けた後のステータコアの概略断面部分図であり、図４はステータコアバックの各種組立溝部の概略溝形状図である。
これらの図において、１は環状のステータコア、２はこの環状のステータコア１の巻線を収納するスロット部、３はステータコア１のケイ素鋼板等からなる磁極辺、３ａはこの磁極辺３の一部を構成し、銅線等の線材が巻かれるＴの字状の各ステータティース部であり、この互いのティース部３ａ間には磁界極を分離する隙間を有する。また、３ｂはこの各ティース部３ａのＴの字状低部のそれぞれに連続一体成形され、磁束経路を形成する各コアバック部、４はこのコアバック部３ｂの外周側端面に設けられ、ティース部３ａの巻線基準、或いは積層基準として機能する台形形状の組立溝部、５はステータティース部３ａに巻き付けられる銅線等の線材である。

なお、前述の台形形状の組立溝部両辺４ａは、図１に示すように、コアバック３ｂを介してステータティース３ａの水平方向と垂直方向の位置を決める構造、即ち、コアバック部３ｂからステータティース３ａに向かって広がるようにステータコア１の軸芯に対して傾いた構造になっている。
しかも、この台形形状の組立溝部４は、その上底をコアバック部３ｂの外周側端面に位置するようにして形成され、当該組立溝部４の両辺４ａとコアバック部３ｂの外周側端面とでオーバーハング部６を構成するようにし、このオーバーハング部６を構成する両辺４ａによってコアバック部３ｂをチャッキングできるようにしたものである。

また、７は図２に示すように、各コアバック部３ｂが各ティース部３ａに対応して分割された時の各コアバック間をそれぞれ繋ぐ各ヒンジ部であり、この各ヒンジ部７は磁極片部としてのコアバック部３ｂに凹部又は凸部を形成し、この凹部又は凸部を積層方向に勘合させることにより、互いの相隣するコアバック部３ｂを回転自在に連結させるものである。
即ち、このヒンジ部７は、当該ヒンジ部７を介し各コアバック３ｂを折り曲げることにより環状のステータコア１が完成される分割式ステータコアのみに設けられている。

次に、このように構成された組立動作について図３、図９を用いて説明する。
まず、ステータコア１が後述するように加工された後、図９に示すように、積層基準としての組立溝部４と概同形状の積層基準溝部を有するステータコアの積層組立金型へ投入され、前述の積層基準溝部を介して積層される。

次に、このステータコア１の積層厚さが所定の厚さになると、積層物は積層組立金型から取外され、次の巻線組立工程へ移されて、図３の如く、巻線基準としての組立溝部４とほぼ同一の台形形状の爪部を有する爪部治具に挿入・固着されるので、ステータティース３ａの水平方向と垂直方向の位置が決められ、爪状治具に固定される。

なお、この時、爪状治具を左右に分割し、この分割した爪状治具のそれぞれに図の如く荷重を加えると、爪状治具と組立溝部４との間にガタがなくなるため、コアバック３ｂの水平方向と垂直方向との位置精度が良くなり、しかも、位置決め機構としての爪状治具をコアバック３ｂの外周側に集約でき、かつ、ティース３ａの先端側に大きな空間を確保できるために、線材供給ノズルを旋回する機構の配置が容易になり、設計自由度が向上する。

次に、この固定された状態で、線材供給ノズルをスロット部２に持ってゆき、所定のプログラムに基いて銅線等の線材をステータティース部３ａに巻いてゆくので、ステータティース部３ａに所定の線材が巻かれ、巻線は完了する。

なお、以上のような構成にすると、配線を正確に巻くことができ、積層コアずれや、それによるコア浮きを防止して、電気特性が良く、組立トラブルが少なく、また、コアを分割した構造にしても、生産性が向上した電動機ステータコアを得ることができる。

また、以上の説明においては、生産性を考慮して組立溝部４を台形形状で説明したが、太鼓型形状や鼓型形状でもほぼ同じ項かが得られる。
即ち、組立溝部４の両辺４ａが少なくとも広がっていれば、前述したように、巻線時のステータコア１のチャッキングが確りして、抜けなくなるため、巻線や積層の精度が良くなり、モータ特性を向上させることができる。

また、この時、図４に示す如く、角度緩和辺４ｂを組立溝部両辺４ａのコアバック外周側先端部に設け、その両辺４ａとコアバック３ｂの外周側端面とのなすか輝度、即ち、オーバーハング部６の角度を緩和するようにすると、組立溝部を形成する金型の摩擦やチッピングを防いだ形状のステータコアが得られることになる。

また更に、図４のｃに示した如く、角度緩和辺４ｂの先端部又は組立溝部両辺４ａの先端部をＲ形状にして丸みを帯びるようにすると、更に、金型磨耗やチッピングを防いだ形状のステータコアが得られることになる。

また、この時、図４のｄに示したように、組立溝部４の内側角度を鈍角で形成するような構造にしても、ほぼ同様の効果が得られる。

実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２について図５から１０を用いて説明する。なお、この実施の形態２は実施の形態１における電動機のステータコアの製造に関するものである。

まず、図５に示すように、帯状ケイ素鋼板１０に加工の位置を決めるためのパイロット穴１０ａを空け、このパイロット穴１０ａを証にして各コアバック３ｂ間を分離するためのコア軸心方向の上下に設けられる各スリット用側壁穴ａ、並びに、この分離した後の各コアバック３ｂを連結するヒンジ部７としての凹部を各コアバック３ｂに対応して加工されると共に、ステータコア積層後のカシメ用穴ｃ及び軸穴ｄが打ち抜かれる。
なお、これらのパイロット穴１０ａ、各スリット用側壁ａ、ヒンジ部７としての凹部、カシメ用穴ｃ、並びに軸穴は同時に加工しても良いし、別々に加工しても良い。

次に、図６に示すように、各スリット用側壁間を繋ぐように各コアバック３ｂ間を分離するスリットを入れ、各コアバック３ｂの側壁の端面を形成する。
なお、この時、図６の如く、奇数層用のステータコアと偶数層用のステータコアのコアバック分離加工を同時にするようにしても良いし、また、奇数層の加工（図６のａ）と偶数の加工（図６のｂ）を区分して順次加工するようにしても良い。
なお、このように奇数層と偶数層でスリット形状を変えるのは、後述するように、各コアバック３ｂと各ティース部３ａからなる各分割ステータコアを、ヒンジ部７を介して回動できるようにするためである。

次に、このコアバック分離用のスリット加工後、図７に示すように、スロット部２及び各ティース部３ａ間を分離するティース間クリアランス（隙間溝）の抜き加工をした後、図中のハッチングで示すように、前述の軸穴ｄの上に更に大きな同心穴加工、言い換えれば、隙間溝に当接するような穴加工をして、各ティース部間を分離しながらステータコアの内径部の輪郭を形成する。

次に、この加工後、コアバック３ｂの外周側端面と、この外周側端面に連なってオーバーハング形状を形成し、前記線材の巻線基準又は前記コアの積層基準としてチャッキング機能を有する組立溝部４の抜き加工、即ち、外径部の輪郭抜き加工をしてステータコア板の形状加工を完了する。

次に、これら一連の形状加工後、図９に示すように、ステータコア１の奇数形状のものと偶数形状のものを順次、台形形状の組立溝部４とほぼ同じ形状の溝部を有する積層金型に組立溝部４を基準にして積層し、この積層後、カシメ用穴ｃをカシメてステータコア１の積層を完了する。

なお、この積層時に、ヒンジ部７としての凹部が、上の層で凸部となり、下の層では凹部となって互いに勘合してヒンジ機能を構成するので、このヒンジ部７と前述のスリット形状により各コアバック３ｂと各ティース部３ａからなる各分割ステータコアを回動させることができるようになる。

また、前述の台形組立溝部４の抜き加工を含む外径部の輪郭抜き加工時には、図８に示すように、オーバーハングした形状があるため、金型がチッピンしたり、異常磨耗したりする恐れがあるので、図１０に示すように、前述の図７のスロット加工をする時に、台形形状等の組立溝部４の抜き加工を行ない、前述の図９の外径輪郭抜き加工時に、図１１に示すように、コアバック３ｂの外周側端面と、この外周側端面と組立溝部４の両辺で構成されるオーバーハング形状の角度を緩和する角度緩和辺の加工をするようにすると、オーバーハング形状の抜き加工がなくなるので、金型のチッピンや異常磨耗を防止できるようになる。

この発明の実施の形態１における一体電動機ステータコアのの概略平面図である。 この発明の実施の形態１における分割電動機ステータコアの概略平面図である。 この発明の実施の形態１における電動機ステータティースに線材を巻き付けた後のステータコアコアの概略断面部分図である。 この発明の実施の形態１におけるステータコアバックの各種組立溝部の概略溝形状図である。 この発明の実施の形態２における第１工程の加工図である。 この発明の実施の形態２における第２、３工程の加工図である。 この発明の実施の形態２における第４、５工程の加工図である。 この発明の実施の形態２における第６工程の加工図である。 この発明の実施の形態２におけるステータコア加工後のステータコアの金型積層図である。 この発明の実施の形態２における組立溝部の両辺に角度緩和辺を設ける時の組立溝部の加工図である。 この発明の実施の形態２における組立溝部の両辺に角度緩和辺を設けた時の角度緩和辺の加工図である。

符号の説明

１ ステータコア、 ２ スロット、 ３ 磁極片、 ３ａ ステータティース、 ３ｂ コアバック、 ４ 組立溝部、 ４ａ 組立溝部両辺、 ５ 線材、 ６ オーバーハング部、 ７ ヒンジ部。

Claims (10)

1. 銅線等の線材が巻き付けられるＴの字状の各ステータティースと、これら各ステータティースのＴの字状低部のそれぞれに連続一体成形され、前記線材の磁束経路を形成する各コアバックと、を具備したステータスコアにおいて、組立溝部が、前記ステータティースの水平方向と垂直方向の位置を決めるように前記コアバックの外側側端面に設けられ、前記線材の巻線基準又は前記コアの積層基準としての機能を有することを特徴とする電動機のステータコア。
2. 前記組立溝部の両辺が、前記コアバックの外側側端面から前記ステータティースに向かって広がるように設けられ、前記コアバックのチャッキング形状機能を有することを特徴とする請求項１記載の電動機のステータコア。
3. 前記組立溝部が台形形状からなり、当該台形の上底を前記コアバックの外周側端面に位置するようにして前記組立溝部の両端を形成するようにしたことを特徴とする請求項２記載の電動機のステータコア。
4. 角度緩和辺が、前記組立溝部両辺の先端部に設けられ、前記コアバックの外周側端面と前記両辺とのなす角度を緩和することを特徴とする請求項又は３に記載の電動機のステータコア。
5. 前記組立溝部が台形形状からなるものにおいて、前記角度緩和辺が、前記台形の上底に対してほぼ垂直のストレート状の辺で形成されたことを特徴とする請求項３記載の電動機のステータコア。
6. 前記角度緩和辺の先端部、又は前記組立溝部両辺の先端部が丸みを帯びるように構成されたことを特徴とする請求項４又は５に記載の電動機のステータコア。
7. 前記組立溝部の内側角度が鈍角で形成されるように構成されてことを特徴とする請求項２から６までのいずれかに記載の電動機のステータコア。
8. 前記各コアバックが分割された構造からなり、この各コアバックにヒンジ部を設け、当該ヒンジ部により互いの隣接する前記各コアバック毎に折り曲げられるようにしたことを特徴とする請求項１から７までのいずれかに記載の電動機のステータコア。
9. 銅線等の線材が巻き付けられるＴの字状の各ステータティースと、この各ステータティースのＴの字状低部のそれぞれに連続一体成形各コアバックとからなり、これら各ティースと各コアバックとが環状方向に沿って複数分割されたステータコアにおいて、帯状ケイ素鋼板からＴの字状の各ステータティースを打ち抜きながら前記コアバックの外周側端面に連なって当該外周側端面とオーバーハング形状を形成し、前記線材の巻線基準又は前記コアの積層基準として機能する組立溝部を加工する電動機のステータコアの製造方法。
10. 銅線等の線材が巻き付けられるＴの字状の各ステータティースと、この各ステータティースのＴの字状低部のそれぞれに連続一体成形各コアバックとからなり、これら各ティースと各コアバックとが環状方向に沿って複数分割されたステータコアにおいて、帯状ケイ素鋼板からＴの字状各ステータティースを打ち抜きながら前記コアバックの外周側端面に連なって当該外周側端面とオーバーハング形状を形成し、前記線材の巻線基準又は前記コアの積層基準として機能する組立溝部を加工するステップと、前記コアバックの外周側端面と前記組立溝部の両辺で形成された前記オーバーハング形状の角度を緩和する角度緩和辺を加工するステップと、を備えたことを特徴とする電動機のステータコアの製造方法。

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