JP2005160170A

JP2005160170A - 電動機

Info

Publication number: JP2005160170A
Application number: JP2003393125A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Kikuchi; 祐介菊地; Yoshifumi Fukuda; 好史福田; Ken Maeyama; 研前山
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2003-11-21
Filing date: 2003-11-21
Publication date: 2005-06-16

Abstract

【課題】ステータコアの外周に突出部が発生しても、断面が円形のブラケットにそのまま嵌着できるステータコアを備えた電動機を提供する。
【解決手段】図１（Ｃ）の点線で示すコアシートの仮想外周線と突出部３ｃの頂点との寸法ａがあればコアシートの外周からの突出を防止できる。従ってコア素材１の設計時点で、コア素材１の凹状の切欠３ｂの深さ寸法ｃをすくなくとも、突出部３ｃの頂点から凹状の切欠３ｂの底辺までの寸法ｂよりも大きい寸法にする。場合によっては誤差を考慮し、寸法ｂに寸法ａをマージンとして加算し、切欠３ｂの深さ寸法ｃを決定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動機の固定子に係わり、より詳細には、帯状の電磁鋼板を打ち抜いて環状に形成した固定子鉄心を備えた電動機に関する。

従来、電動機のステータコア（固定子鉄心）は、図３に示す構造であった。図３（Ａ）は、コア素材を示す平面図であり、図３（Ｂ）はコア素材を環状に加工したコアシートの平面図、図３（Ｃ）はコアシートを積層してステータコアを形成した斜視図である。

図３（Ｃ）に示すステータコアを作成するために、まず、図３（Ａ）及び図３（Ｄ）に示すように磁性鋼板のシートをプレスで打ち抜いて帯状のコア素材８１を作成する。このコア素材８１は、複数のセグメント８２を薄肉部８３で直列に接続した帯状であり、各セグメント８２はティース８４とヨーク８５とで構成されている。

隣接するティース８４の間のヨーク８５に位置する磁性鋼板には、帯状のコア素材８１の一側ａから他側ｂに向けて先すぼまりの切欠８６が形成されている。各切欠８６の奥端には拡開８７が連設されており、拡開８７と帯状のコア素材８１の他側ｂの間に薄肉部８３が形成されている。

このようにしてプレス加工で作成された多数のコア素材８１は、それぞれ図３（Ｂ）に示すようにティース８４が内側になるように湾曲させて薄肉部８３を塑性変形させてコア素材８１の一端８１ｃと他端８１ｄが当接する環状に成形してコアシート８８を作成する。

次に、コアシート８８を積層して図３（Ｃ）に示す筒状とし、外周の一部に形成されている溝８９の部分を溶接してステータコア９０が完成する。その後にステータコア９０に巻線（図示せず）が施されてステータ（固定子）になる（例えば、特許文献１参照）。
なお、コア素材８１を積層し、これに巻線を巻回した後、薄肉部８３を塑性変形させてコア素材８１の一端８１ｃと他端８１ｄが当接する環状に成形してステータコアを作成する場合もある。これはステータの巻線作業を容易にするためである。

コア素材８１は、図３（Ｄ）のコア素材の要部拡大図に示すように、薄肉部８３が屈曲される構造となっている。従って、屈曲されて形成されたコアシート８８の薄肉部８３には、図３（Ｅ）のコアシート要部拡大図に示すように、薄肉部８３の屈曲により突出する突出部９１が発生する。

ところで、通常の電動機では、このような形状のステータコアを、断面が円形のケース、又はブラケットに格納することが多い。図４はこの格納構造を説明するための電動機の断面図であり、図４（Ａ）はモールドを介してケースに固定した例、図４（Ｂ）はケースに直接固定した例を示す。なお、ステータコアに巻回されている巻線は図示していない。また、図４において、９７は回転子であり、９７ａは回転子９７の中心に備えられた回転軸である。

このステータコア９５の突出部９５ａは、ステータコア９５の外周面から突出しているため、断面が円形のブラケット９６に格納するため、図４（Ａ）に示すようにステータコア９５の外周面を合成樹脂９８によってモールドしている。

一方、合成樹脂によってモールドしないで直接、ブラケットに格納する場合は、図４（Ｂ）に示すように、断面が円形のブラケット９９に突出部９５ａと対応する凹部９９ａを設けて嵌合する構造となっている。

しかしながら、図４（Ａ）の構造では、モールド処理を行なうための工程や金型が必要なために電動機のコストアップとなり、また、モールド部分のためにブラケットの外径が大きくなってしまうという問題があった。さらに、モールド処理されたステータコアはリサイクルが難しく、環境問題に対応できないという問題もあった。
また、図４（Ｂ）の構造では、ブラケットに凹部を設けるための加工が必要となり、電動機のコストがアップするという問題があった。

特開平９−３０８１４３号公報（第６−７頁、図２）

本発明は以上述べた問題点を解決し、ステータコアの外周に突出部が発生しても、断面が円形のブラケットにそのまま嵌着できるステータコアを備えた電動機を提供することを目的とする。

本発明は上述の課題を解決するため、歯部と継鉄とを１組のセグメントとし、同セグメントの継鉄に備えられた薄肉の連結部により、複数の前記セグメントが連結されたコア素材が環状に屈曲された固定子鉄心を備えた電動機において、
前記連結部の外周に切欠を設け、前記切欠の深さ寸法を、前記コア素材を環状に屈曲した際に前記切欠の底辺から変形して突出する突出部が、前記継鉄の外周円内となる深さににする。

以上の手段を用いることにより、本発明による電動機によれば、請求項１に係わる発明は、連結部の外周に切欠を設け、切欠の深さ寸法を、コア素材を環状に屈曲した際に前記切欠の底辺から変形して突出する突出部が、継鉄の外周円内となる深さにすることにより、
ステータコアのモールド処理やブラケットに突出部と対応する加工を施さなくても、断面が円形のブラケットにステータコアをスムースに嵌着することができ、作業性の改善やコストダウンを図ることができる。
また、コア素材を積層し、これに巻線を巻回した後、薄肉部を塑性変形させ、環状に成形してステータコアを作成する場合に、各ティース間の巻線の渡り線が従来よりも短くなるため、ステータコアを作成した場合に渡り線の弛みを小さくできる。また、巻線や磁性鋼板の使用量を削減できる。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。

図１に本発明の電動機に使用される固定子鉄心（ステータコア）の構造を示す。図１（Ａ）は、コア素材を示す平面図であり、図１（Ｂ）はコア素材の要部拡大図、図１（Ｃ）はコアシートの要部拡大図である。

ステータコアを作成するために、まず、図１（Ａ）に示すように磁性鋼板のシートをプレスで打ち抜いて帯状のコア素材１を作成する。このコア素材１は、複数のセグメント２を連結部３で直列に連結した帯状であり、各セグメント２はティース（歯部）４を備えたヨーク（継鉄）５とで構成されている。

また、図１（Ｂ）に示すように、連結部３の磁性鋼板には、帯状のコア素材１の一側ａ（歯部４の先端側）から他側ｂ（継鉄５の外周側）に向けて先すぼまりの切欠６が形成されており、また、切欠６の奥端には拡開７が連設されている。

一方、帯状のコア素材１の他側ｂ、つまり、コアシートに形成したときの外周の連結部３には、凹状の切欠３ｂが備えられており、拡開７と切欠３ｂとの間が薄肉部３ａとなる。従って、薄肉部３ａの他側ｂ（継鉄５の外周側）が切欠３ｂの底辺となる。

図１（Ｃ）は帯状のコア素材１を屈曲した環状のコアシートを部分的に拡大した図である。隣接する切欠６の端面が接触するまで帯状のコア素材１が屈曲されると、背景技術の項で説明したように、凹状の切欠３ｂの底辺から突出部３ｃが突出する。しかし、突出部３ｃの頂点が、環状に連結された継鉄５の外周円内であれば、結果的にコアシートの外周から突出することが防止できる。

具体的には、点線で示すコアシートの仮想外周線の接線と突出部３ｃの頂点との差である寸法ａがあればコアシートの外周からの突出を防止できる。従ってコア素材１の設計時点で、コア素材１の凹状の切欠３ｂの深さ寸法ｃを少なくとも、突出部３ｃの頂点から凹状の切欠３ｂの底辺までの寸法ｂよりも大きい寸法にする。場合によっては誤差を考慮し、寸法ｂに寸法ａをマージンとして加算し、切欠３ｂの深さ寸法ｃを決定してもよい。

この突出部３ｃが実際にどの程度の寸法となるか実験したところ、図１（Ｂ）において、突出部３ｃの高さ寸法は、少なくとも、薄肉部３ａの幅（ａ側とｂ側の最短幅）より小さくなることが判明した。従って、例えば薄肉部３ａの幅が２ｍｍであれば、切欠３ｂの深さ寸法ｃは、最低でも２ｍｍが必要となる。

また、図２（Ｂ）において、切欠３ｂの深さ寸法ｃを考えると、凹状の切欠３ｂの底辺が、隣接する継鉄５の外周の仮想延長線（点線で図示）の交点Ｐよりも、少なくとも下方（ａ側）に位置する必要があることになる。

このような構造のコア素材１を環状にしてコアシートを形成し、このコアシートを積層してステータコアを作成することにより、モールド処理やブラケットに突出部と対応する加工を施さなくても、断面が円形のブラケットにステータコアをスムースに嵌着することができ、作業性の改善やコストダウンを図ることができる。

図２は本願の別の効果を説明するための平面図であり、（Ａ）は、従来と本願とのコア素材の比較を示し、（Ｂ）は本願のコア素材の連結部の拡大図を示している。

図２（Ａ）において、上のコア素材は従来の形状を、下のコア素材は本願の形状を示しており、同じ直径のコアシートを作成するためのものである。本願のコア素材は従来のコア素材よりも、連結したセグメントの横方向の寸法を小さくできる。つまり、３つのセグメントを比較した場合に、３つ目のセグメント中心で寸法ａだけ本願のコア素材が小さくなっている。つまり各セグメント間のピッチが狭くなっている。

この理由は図２（Ｂ）に示すように、従来のコア素材の薄肉部と本願の薄肉部３ａが同じ幅なので、本願の凹状の切欠３ｂの深さ寸法ａだけ、屈曲の支点、つまり、切欠６のＶ字型の頂点６ａがコアシートの中心方向に移動しているからである。

このため、同じ寸法の磁性鋼板を使用した場合、従来のコア素材よりも、本願のコア素材の板取りが改善される。
また、各セグメント間のピッチが狭くなっているため、図示しないが、コア素材１を積層し、これに巻線を巻回した後、薄肉部３ａを塑性変形させ、環状に成形してステータコアを作成する場合に、各ティース間の巻線の渡り線が従来よりも短くなるため、ステータコアを作成した場合に渡り線の弛みを小さくできる。また、巻線の使用量を削減できる。

本発明の電動機に使用されるステータコアの構造を説明する図であり、（Ａ）は、コア素材を示す平面図、（Ｂ）はコア素材の要部拡大図、（Ｃ）はコアシートの要部拡大図である。本願の別の効果を説明するための平面図であり、（Ａ）は、従来と本願のコアシートの比較を示し、（Ｂ）は本願の連結部の拡大図を示している。従来の電動機のステータコアの説明図であり、（Ａ）は、コア素材を示す平面図、（Ｂ）はコア素材を環状に加工したコアシートの平面図、（Ｃ）はコアシートを積層してステータコアを形成した斜視図である。従来の電動機の断面図であり、図４（Ａ）はモールドを介してステータコアをケースに固定した例、図４（Ｂ）はステータコアをケースに直接固定した例を示す。

符号の説明

１コア素材
２セグメント
３連結部
３ａ薄肉部
３ｂ切欠
３ｃ突出部
４ティース
５ヨーク
６切欠
６ａ頂点
７拡開

Claims

歯部と継鉄とを１組のセグメントとし、同セグメントの継鉄に備えられた薄肉の連結部により、複数の前記セグメントが連結されたコア素材が環状に屈曲された固定子鉄心を備えた電動機において、
前記連結部の外周に切欠を設け、前記切欠の深さ寸法を、前記コア素材を環状に屈曲した際に前記切欠の底辺から変形して突出する突出部が、前記継鉄の外周円内となる深さにしてなることを特徴とする電動機。