JP2005295784A - モータのステータ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数のボビンが相互回転自在に連結されるようにして、ステータコイルを各ボビンに巻線するときにステータコイルが各ボビン間を連結しながら巻線されるため、ステータコイル間を結線する工程が不要であるので作業時間を減らすことができ、結線のための結線用ＰＣＢなどが不要であるので部品点数を減らすことができ、製造費用を削減することができるモータのステータ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 モータのステータは、複数のシート１０、１２が積層されて円形をなすステータコア１４、１６と、前記ステータコア１４、１６の内周面に等間隔に固定され、相互回転自在に連結される複数のボビン１８と、前記各ボビン１８の外周面に相互連結されるように巻かれるステータコイル２０と、を含んで構成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、モータのステータ及びその製造方法に関し、詳しくは、巻線作業後に結線作業が不要で、製造工程を短縮し製造費用を削減することができるモータのステータ及びその製造方法に関する。

図１１は、従来のモータのステータの斜視図で、図１２は、従来の結線用ＰＣＢが装着されたモータのステータの斜視図である。

従来のモータのステータは、複数の円形シートが絶縁可能に積層されるステータコア１１０、１１２と、前記ステータコア１１０、１１２の内周面に所定間隔をおいて装着される複数のステータコイル１１４と、前記ステータコイル１１４間を相互結線させる結線用ＰＣＢ１１８と、から構成される。

ここで、前記ステータコア１１０、１１２は、円形リング状のシートが絶縁可能に積層されるヨーク１１０と、前記ヨーク１１０の内周面に放射状に所定間隔をおいて装着される歯部１１２と、から構成される。

図１３は、従来のモータのステータコアの斜視図で、図１４は、従来のステータコイルが巻線されたボビンの斜視図である。

ここで、前記ヨーク１１０の内周面には、前記歯部１１２が締結される締結溝１２０が所定間隔をおいて形成される。前記歯部１１２は、複数のシートが積層されて形成され、その一端部は前記ヨーク１１０の締結溝１２０に嵌合されて前記ヨーク１１０に固定され、その外周面に前記ステータコイル１１４が巻かれるボビン１２４が固定される。

前記ボビン１２４は、絶縁体により形成され、その外周面にステータコイル１１４が巻線され、その内周面には前記歯部１１２が嵌合される貫通ホール１２６が形成され、前記ステータコイル１１４の両端がそれぞれ連結される二つの接続ピン１２８が装着される。

前記結線用ＰＣＢ１１８は、前記ヨーク１１０の一側面に配置され、前記各ボビン１２４に装着された接続ピン１２８がハンダ付けなどの方法により連結され、前記結線用ＰＣＢ１１８に形成された回路パターン１３０により各ステータコイル１１４が電気的に連結される。

このような従来のモータのステータの組立工程においては、複数のボビン１２４にステータコイル１１４をそれぞれ巻線し、前記ステータコイル１１４が巻線された各ボビン１２４の貫通ホール１２６に歯部１１２をそれぞれ挿入した後、前記ボビン１２４が挿入された各歯部１１２を複数のシートが積層された円形のヨーク１１０の締結溝１２０にそれぞれ締結する。そして、前記ステータコイル１１４が連結される各ボビン１２４の接続ピン１２８を結線用ＰＣＢ１１８に熔接などの方法で連結すると組立が完了する。

しかしながら、このような従来のモータのステータにおいては、ステータコイルをステータコアに装着した後に各ステータコイル間を結線しなければならず、ステータコイルを結線するための結線用ＰＣＢが必要であるため、部品点数が増加し、作業時間が長くなり、更には製造費用が増加するという問題点があった。

また、ステータのヨークが円形リング状の単一体として形成されるため、前記ヨークの製作時にスクラップが発生しやすくて、シートの消耗量が多いので、製造費用が増加するという問題点があった。

本発明は、このような従来の問題点を解決するために提案されたもので、複数のボビンが相互回転自在に連結されるようにして、ステータコイルを各ボビンに巻線するときにステータコイルが各ボビン間を連結しながら巻線されるため、ステータコイル間を結線する工程が不要であるので作業時間を減らすことができ、結線のための結線用ＰＣＢなどが不要であるので部品点数を減らすことができ、製造費用を削減することができるモータのステータ及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、ヨークを複数のセグメントに分割して製作し、各セグメントを円形に組み立てて製造するため、円形のヨークを形成するシートの消耗量を減らすことができ、製造費用を削減することができるモータのステータ及びその製造方法を提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明に係るモータのステータは、複数のシートが積層されて円形をなすステータコアと、前記ステータコアの内周面に等間隔に固定され、相互回転自在に連結される複数のボビンと、前記各ボビンの外周面に相互連結されるように巻かれるステータコイルと、を含んで構成されることを特徴とする。

前記ステータコアは、複数のシートが積層されて円形リング状に形成されるヨークと、前記ヨークの内周面に放射状に装着され、前記ボビンがそれぞれ装着される歯部と、から構成されることを特徴とする。

前記ボビンは、前記ステータコイルが巻かれるコイル巻線部と、前記コイル巻線部の内側に形成される内側リブと、前記コイル巻線部の外側に形成される外側リブと、前記外側リブの一側に形成され、各ボビン間が相互回転自在に連結されるヒンジ連結部と、を含んで構成されることを特徴とする。

前記ヒンジ連結部は、前記外側リブの上部に形成される支持部と、前記支持部の一端部に形成されるヒンジ溝と、前記支持部の他端部に形成され、前記ヒンジ溝に回転自在に挿入されるヒンジ突起と、から構成されることを特徴とする。

そして、本発明に係るモータのステータ製造方法は、複数のシートを積層して円形のヨークを製造する工程と、複数のボビンを相互連結して一列に配列させる工程と、一列に配列されたボビンにステータコイルが相互連結されるように巻線する工程と、前記ステータコイルが巻線されたボビンを相互回転させて円形をなすようにし、歯部を挿入する工程と、前記歯部をヨークに装着する工程と、を含んで構成されることを特徴とする。

本発明に係るモータのステータにおいては、複数のボビンを相互回転自在に連結して直線状に並べた後にこれらのボビンにステータコイルを順次巻線することによって、各ボビン間に前記ステータコイルが連結されるように巻線されるため、ステータコイルを巻線した後に各ボビンに巻線されたステータコイル間を結線する必要がないので製造工程を短縮させることができ、且つ、ステータコイル間を結線するための別途の部品が不要であるので部品点数が減少して製造費用を削減することができるという効果がある。

また、ヨークが複数のセグメントに分割されて製造されるため、ヨークの製造作業時、材料の余る部分を最小化することができ、製造費用を削減することができるという効果がある。

以下、本発明に係るモータのステータの最良の実施形態について、添付の図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係るモータのステータの斜視図である。

本発明に係るモータのステータは、複数のシート１０、１２が積層されるヨーク１４、及び前記ヨーク１４の内周面に放射状に装着される複数の歯部１６により構成されるステータコア１４、１６と、前記歯部１６にそれぞれ固定され、相互回転自在に連結されるボビン１８と、前記ボビン１８の外周面にそれぞれ相互連結されるように巻かれるステータコイル２０と、から構成される。

前記ヨーク１４は、図２に示すように、その内周面に前記歯部１６が締結される締結溝２２が等間隔に形成され、前記ヨーク１４のシート１０、１２は、複数のセグメントに分割された形態で、これらのセグメントが組み立てられて円形リング状をなすようになっている。即ち、前記ヨーク１４のシート１０、１２は、その一例として、半円状の第１セグメント１０と第２セグメント１２とに分割され、その両端が相互締結されて円形リング状をなすようになる。

前記第１セグメント１０及び第２セグメント１２の両端には、図３に示すように、それぞれ凸状の突起２４及び凹状の溝２６が形成され、突起２４に溝２６が嵌合されて第１セグメント１０と第２セグメント１２とが相互連結される。

このように、本発明においては、ヨーク１４が複数のセグメントに分割されているため、ヨーク１４の製造時、同じ材料をもって一体に円形を製造する場合より、更に多くのヨークを製造することができ、製造原価を削減することができる。

前記歯部１６は、図４に示すように、一側に前記ヨーク１４の内周面に形成された締結溝２２に嵌合される締結突起３０が形成され、他側には前記ヨーク１４の円周方向に延長されるように形成されるポールシュー（ｐｏｌｅ ｓｈｏｅ）３２が形成され、前記ボビン１８に嵌合される。ここで、前記歯部１６には、その幅が狭くなる首部３４が形成されて、前記締結突起３０が前記締結溝２２に嵌合された後に離脱することを防止する。

前記ボビン１８は、図５〜図８に示すように、ステータコイル２０が巻かれるコイル巻線部４０と、前記コイル巻線部４０の内側に形成され、前記歯部１６のポールシュー３２が接触する内側リブ４２と、前記コイル巻線部４０の外側に形成され、前記ヨーク１４の内周面が接触する外側リブ４４と、前記外側リブ４４の上側に形成され、各ボビン１８が相互回転自在に連結されるヒンジ連結部４６と、から構成される。

また、前記コイル巻線部４０の内側には、前記歯部１６が通過する貫通ホール４８が形成される。

前記ヒンジ連結部４６は、前記外側リブ４４の上部に所定幅だけ突出するように形成される支持部５０と、前記支持部５０の一端部に形成されるヒンジ溝５４と、前記支持部５０の他端部に形成され、ヒンジ溝５４に回転自在に挿入されるヒンジ突起５２と、から構成される。

ここで、前記支持部５０は、前記外側リブ４４の上部から前方に向かって所定幅だけ突出して剛性を補強する役割をする。また、前記ヒンジ溝５４は、一側が開口した円形溝として形成されて前記ヒンジ突起５２が回転自在に挿入され、前記ヒンジ突起５２が離脱することを防止するように、ヒンジ溝５４の開放された角度θは１８０゜以下に形成されることが好ましい。

また、前記ヒンジ突起５２は、円形に形成されて前記ヒンジ溝５４に挿入されて所定の範囲内で回転され、前記ヒンジ突起５２が前記ヒンジ溝５４に挿入されて回転される範囲は１６０゜〜２００゜に設定されることが好ましい。

ここで、前記支持部５０の両端には、各ボビン１８が相互連結されて円形をなすとき、各ボビン１８が当接して支持される所定の傾斜角を有する接触面６０、６２がそれぞれ形成される。

前記ヒンジ連結部４６は、各ボビン１８間の連結剛性を補強するために複数個形成されるが、三つ形成されることがより好ましい。

以下、このように構成される本発明に係るモータのステータの組立工程を説明する。

まず、図２及び図３に示す複数に分割されたセグメントを組み立てた後、これを積層して円形のヨーク１４を形成する。即ち、第２セグメント１２に形成された溝２６に第１セグメント１０に形成された突起２４を嵌合して円形をなすように組み立てた後、複数のシートを積層してヨーク１４を形成する。

そして、図７に示すように、複数のボビン１８を相互連結させた後に直線状に配置する。即ち、ボビン１８のヒンジ溝５４にヒンジ突起５２を挿入してボビン１８を直線状に並べた後、各ボビン１８にステータコイル２０を巻線する。このとき、前記ボビン１８が直線状に並べられた状態であるため、ステータコイル２０がボビン１８の並べられた順に巻線されて、各ボビン１８に巻線されるステータコイル２０が相互連結されるように巻線が行われる。

そして、図８に示すように、前記ボビン１８を回転させて円形をなすようにする。その後、図９に示すように、前記ボビン１８に歯部１６を挿入した後、前記歯部１６の締結突起３０を前記ヨーク１４の内周面に形成された締結溝２２に嵌合すると組立が完了する。

図１０は、本発明に係るボビンのヒンジ連結部の変形例を示す一部側面図である。

変形例によるボビン７０のヒンジ連結部は、前記ボビン７０間に連結リブ７２が形成されて、前記ボビン７０間を相互連結する。即ち、前記連結リブ７２は、薄い膜状に形成され、前記ボビン７０の外側リブ７４間に連結されて各ボビン７０が全体的に連結されるようにする。

本発明に係るモータのステータの斜視図である。 本発明に係るステータのヨークの正面図である。 図２のＡ部拡大図である。 本発明に係るステータの歯部の正面図である。 本発明に係るステータのボビンの側面図である。 本発明に係るステータのボビンの斜視図である。 本発明に係るステータのボビンが一列に配列された状態を示す側面図である。 本発明に係るステータのボビンが円形に整列された状態を示す側面図である。 本発明に係るモータのステータの組立工程を示す斜視図である。 本発明に係るステータのボビンの変形例を示す一部側面図である。 従来のモータのステータの斜視図である。 従来の結線用ＰＣＢが装着されたモータのステータの斜視図である。 従来のモータのステータコアの斜視図である。 従来のステータコイルが巻線されたボビンの斜視図である。

符号の説明

１０ 第１セグメント
１２ 第２セグメント
１４ ヨーク
１６ 歯部
１８ ボビン
２０ ステータコイル
２２ 締結溝
２４ 突起
２６ 溝
３０ 締結突起
３２ ポールシュー
３４ 首部
４０ コイル巻線部
４２ 内側リブ
４４ 外側リブ
４６ ヒンジ連結部
５０ 支持部
５２ ヒンジ突起
５４ ヒンジ溝
６０ 接触面

Claims (14)

1. 複数のシートが積層されて円形をなすステータコアと、
   前記ステータコアの内周面に等間隔に固定され、相互回転自在に連結される複数のボビンと、
   前記各ボビンの外周面に相互連結されるように巻かれるステータコイルと、
   を含んで構成されることを特徴とするモータのステータ。
2. 前記ステータコアは、
   複数のシートが積層されて円形リング状に形成されるヨークと、
   前記ヨークの内周面に放射状に装着され、前記ボビンがそれぞれ装着される歯部と、
   から構成されることを特徴とする、請求項１記載のモータのステータ。
3. 前記ヨークは、各シートが複数に分割され、これらの分割されたシートが相互結合されて円形リング状に形成されることを特徴とする、請求項２記載のモータのステータ。
4. 前記各シートは、半円状の第１セグメントと第２セグメントとに分割され、前記第１セグメント及び第２セグメントの両端部には突起及び溝がそれぞれ形成され、前記突起が溝に嵌合されて相互締結されることを特徴とする、請求項３記載のモータのステータ。
5. 前記ボビンは、
   前記ステータコイルが巻かれるコイル巻線部と、
   前記コイル巻線部の内側に形成される内側リブと、
   前記コイル巻線部の外側に形成される外側リブと、
   前記外側リブの一側に形成され、各ボビン間が相互回転自在に連結されるヒンジ連結部と、
   を含んで構成されることを特徴とする、請求項１記載のモータのステータ。
6. 前記ヒンジ連結部は、
   前記外側リブの上部に形成される支持部と、
   前記支持部の一端部に形成されるヒンジ溝と、
   前記支持部の他端部に形成され、前記ヒンジ溝に回転自在に挿入されるヒンジ突起と、
   から構成されることを特徴とする、請求項５記載のモータのステータ。
7. 前記ヒンジ溝は、一側が開口した円形溝として形成され、前記ヒンジ突起が離脱することを防止するように、ヒンジ溝の開放された角度(θ)は、１８０゜以下に形成されることを特徴とする、請求項６記載のモータのステータ。
8. 前記ヒンジ突起は、ヒンジ溝に挿入されて回転される範囲が１６０゜〜２００゜であることを特徴とする、請求項６記載のモータのステータ。
9. 前記ヒンジ連結部は、前記各外側リブ間に一体に連結される連結リブにより構成されることを特徴とする、請求項５記載のモータのステータ。
10. 前記連結リブは、前記ボビンが相互回転できるように、フレキシブルな形態に形成されることを特徴とする、請求項９記載のモータのステータ。
11. 複数のシートを積層して円形のヨークを製造する工程と、
    複数のボビンを相互連結して一列に配列させる工程と、
    一列に配列されたボビンにステータコイルが相互連結されるように巻線する工程と、
    前記ステータコイルが巻線されたボビンを相互回転させて円形をなすようにし、歯部を挿入する工程と、
    前記歯部をヨークに装着する工程と、
    を含んで構成されることを特徴とするモータのステータ製造方法。
12. 前記ヨークを製造する工程は、複数に分割されたセグメントを相互組み立てて円形のシートを形成し、これらのシートを積層することによりヨークを製造するものであることを特徴とする、請求項１１記載のモータのステータ製造方法。
13. 前記複数のボビンを相互連結する工程は、前記ボビンのヒンジ溝にヒンジ突起を挿入してボビンを直線状に配列した後、各ボビンにステータコイルが相互連結されるように巻線するものであることを特徴とする、請求項１１記載のモータのステータ製造方法。
14. 前記歯部をヨークに装着する工程は、前記歯部の締結突起をヨークの内周面に形成された締結溝に嵌合して組み立てるものであることを特徴とする、請求項１１記載のモータのステータ製造方法。

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