JP2007104816A - ステータ及びステータ保持部の介挿材 - Google Patents

Abstract

【課題】ステータコアに作用する焼きバメの圧縮応力の低減が図れるステータ及びステータ保持部の介挿材を提供する。
【解決手段】ステータ本体３とその外周に焼きバメされる保持リング５との間に、保持リング５及び分割コア１１の材料よりも低ヤング率の樹脂、ゴム等の材料により形成された介挿材７が介挿される。各分割コア１１の凹部１１ｅに介挿材７の凸部７ａが嵌合するようになっている。分割コア１１が、成形容易な圧粉磁性体により形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ステータ及びステータ保持部の介挿材に関する。

従来のモータステータでは、ステータコアをハウジング等に焼きバメするようになっている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−２０８５６号公報

しかし、焼きバメを行うと、焼きバメによる圧縮応力によりステータコアの鉄損が増大するという問題がある。また、圧粉磁性体により形成されたステータコアの場合では、積層鋼板によるコアに比して脆いため、焼きバメの圧縮応力によりステータコアが破損するおそれがある。

そこで、本発明の解決すべき課題は、ステータコアに作用する焼きバメの圧縮応力の低減が図れるステータ及びステータ保持部の介挿材を提供することである。

上記の課題を解決するため、請求項１の発明では、ロータの外周に配置されるステータコアと、前記スタータコアのティース部に外装されるコイルと、略円環状の断面形状を有し、前記ステータコアの外周に装着され前記ステータコアを保持するステータコア保持部材とを備えるステータであって、前記ステータコアと前記ステータコア保持部材との間に介挿され、前記ステータコア保持部材及び前記ステータコアの材料よりも低ヤング率の材料により形成された介挿材を備える。

また、請求項２の発明では、請求項１の発明に係るステータにおいて、前記介挿材は略円環状の断面形状を有し、前記ステータコアのヨーク部のモータ径方向外方側の外周面、及びその外周面に対向する前記介挿材の内周面に、互いに嵌合する凹凸状の嵌合部が設けられている。

また、請求項３の発明では、請求項１又は２の発明に係るステータにおいて、前記ステータコアは、圧粉磁性体により形成されている。

また、請求項４の発明では、請求項１ないし３のいずれかの発明に係るステータにおいて、前記介挿材は、樹脂材料により形成されている。

また、請求項５の発明では、請求項１ないし３のいずれかの発明に係るステータにおいて、前記介挿材は、ゴム材料により形成されている。

また、請求項６の発明では、ステータ保持部の介挿材であって、ロータの外周に配置されるステータコアと、前記ステータコアの外周に装着され前記ステータコアを保持するステータコア保持部材との間に介挿され、前記ステータコア保持部材及び前記ステータコアの材料よりも低ヤング率の材料により形成された。

請求項１に記載の発明によれば、ステータコアとその外周に焼きバメ等されるステータコア保持部材との間に、ステータコア保持部材及びステータコアの材料よりも低ヤング率の材料により形成された介挿材を介挿する構成であるため、ステータコアに作用するステータコア保持部材の焼きバメの圧縮応力等を介挿材により効果的に緩和させて低減でき、その結果、焼きバメの圧縮応力等によりステータコアの鉄損が増大したり、圧粉磁性体を用いた場合であってもステータコアが破損したりするのを防止することができる。

請求項２に記載の発明によれば、ステータコアのヨーク部のモータ径方向外方側の外周面、及びその外周面に対向する介挿材の内周面に、互いに嵌合する凹凸状の嵌合部が設けられているため、この互いに嵌合する凹凸状の嵌合部により、ステータコアの回転を効果的に止めてステータコアを保持することができる。このため、ステータコア保持部材による焼きバメの圧縮応力を低減できる。

請求項３に記載の発明によれば、ステータコアが成形容易な圧粉磁性体により形成されているため、ステータコアが３次元的に複雑な形状を有している場合であっても、その形状を容易に実現することができる。

請求項４に記載の発明によれば、介挿材が樹脂材料により形成されているため、使用する樹脂の種類の選択等によってヤング率の調節を容易に行うことができるとともに、介挿材の成形等も容易である。

請求項５に記載の発明によれば、介挿材がゴム材料により形成されているため、使用するゴムの種類等の選択によってヤング率の調節を容易に行うことができるとともに、介挿材の成形等も容易である。

請求項６に記載の発明に係る介挿材を、ステータコアとその外周に焼きバメ等されるステータコア保持部材との間に介挿することにより、ステータコアに作用するステータコア保持部材の焼きバメの圧縮応力等を介挿材により効果的に緩和させて低減でき、その結果、焼きバメの圧縮応力等によりステータコアの鉄損が増大したり、圧粉磁性体を用いた場合であってもステータコアが破損したりするのを防止することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るステータの分解斜視図である。このステータ１は、図１に示すように、ステータ本体３と、本発明のステータコア保持部材に相当する保持リング５と、介挿材７とを備えており、ロータの外周部に設置されてモータを構成する。ステータ本体３は、円環状に配置された複数の分割ステータ９を備えている。そして、各分割ステータ９は、分割コア（本発明のステータコアに相当）１１と、コイル１３とを備えている。

まず、分割コア１１について説明する。分割コア１１は、図２に示すように、コイル１３が外装されるティース部１１ａと、そのティース部１１ａのモータ径方向Ａ外方側に設けられるヨーク部１１ｂとからなっている。ヨーク部１１ｂは、ティース部１１ａの端部からモータ周方向Ｂ両側及びモータ軸方向Ｃ両側に張り出している。また、ティース部１１ａのモータ径方内方側端部には、その端部からモータ周方向Ｂ両側及びモータ軸方向Ｃ両側に張り出すツバ部１１ｃが設けられている。このような分割コア１１は、金属磁性粉末、又は所定の絶縁被膜で覆った金属磁性粉末を樹脂で結合した圧粉磁性体により構成されており、圧粉磁性材料を所定の成型用の型に充填して加圧、圧縮した後、加熱処理することにより形成される。

また、分割コア１１のヨーク部１１ｂのモータ径方向Ａ外方側の外周面１１ｄには、ヨーク部１１ｂをモータ軸方向Ｃに縦断する溝状の凹部（本発明の嵌合部に相当）１１ｅが設けられている。この凹部１１ｅには、後述する介挿材７に設けられる凸部７ａと嵌合するようになっている。

この凹部１１ｅは、図３に示すように、モータ周方向Ｂについて、ティース部１１ａのモータ径方向Ａ外方側に位置するように形成されている。この凹部１１ｅが設けられるヨーク部１１ｂの部分は、ティース部１１ａ中に沿って形成された磁束φがモータ周方向Ｂの両側の分割コア１１に向けて分流され、磁束密度が粗になるポイントであるため、凹部１１ｅを設けても、それによって磁束φの流れが阻害されるのが防止されるようになっている。

また、ヨーク部１１ｂのモータ軸方向Ｃの両端部には、後述する介挿材７に設けられる保持片７ｂ，７ｃが嵌まり込む凹部１１ｆ，１１ｇが設けられている。

そして、このような分割コア１１のティース部１１ａにコイル１３が外装されて、分割ステータ９が構成され、さらに、その分割ステータ９が円環状に複数配置されてステータ本体３が構成されるようになっている。後述する保持リング５及び介挿材７が、ステータ本体３を外側から保持することにより、分割ステータ９の円環状の配置状態が保持されるようになっている。

保持リング５は、金属材料（例えば、鉄等）により形成された略円筒形の形状を有し、後述する介挿材７の外側から焼きバメによりステータ本体３の外周に装着されて、ステータ本体３を保持する。

介挿材７は、略円筒形の形状を有し、保持リング５及び分割コア１１の材料よりも低ヤング率の材料により形成され、ステータ本体３と保持リング５との間に介挿される。介挿材７の材料としては、例えば樹脂材料、ゴム材料又は紙材料等が考えられる。本実施形態では、樹脂材料が採用されている。なお、介挿材７の材料には、保持リング５の焼きバメの際の焼きバメ温度に対する耐性が必要である。

このような介挿材７の内周面には、円環状に配置された各分割コア１１の凹部１１ｅの位置に対応して、モータ周方向Ｂに間隔をあけて規則的に複数の凸部（本発明の嵌合部に相当）７ａが設けられている。

また、介挿材７のモータ軸方向Ｃの両端部には、円環状に配置された各分割コア１１の凹部１１ｆ，１１ｇの位置に対応して、モータ周方向Ｂに間隔をあけて規則的に複数の保持片７ｂ，７ｃが設けられている。この保持片７ｂ，７ｃは、モータ径方向Ａ内方側に突出しており、図４に示すように、介挿材７がステータ本体３に外嵌された際に、各分割ステータ９をモータ軸方向Ｃの両側から挟み込むようになっている。なお、保持片７ｂ，７ｃについては、いずれか一方又は両方を省略してもよい。

介挿材７及び保持リング５の取り付けは、介挿材７、保持リング５の順に、例えば次のようして行われる。介挿材７の取り付けについては、例えば、両端の保持片７ｂ，７ｃのうちの一方の保持片７ｃの内方側への突出量が比較的小さく設定されており、介挿材７を押し広げて保持片７を乗り越えるようにして、ステータ本体３を介挿材７の内側に嵌め込み、保持片７ｂ，７ｃを各分割コア１１のヨーク部１１ｂに係合させる。この介挿材７の装着状態において、介挿材７の各凸部７ａが各分割コア１１の凹部１１ｅに嵌合するようになっている。また、保持片７ｂ，７ｃは分割コア１１の凹部１１ｆ，１１ｇ内に嵌まり込むようになっている。

保持リング５の取り付けについては、保持リング５を所定の焼きバメ温度に加熱した状態で、保持リング５を介挿材７の外側からステータ本体３に外装する。保持リング５の温度が常温まで下がると、保持リング５による焼きバメの圧縮応力が介挿材７の外側からステータ本体３に作用し、これによって、ステータ本体３が介挿材７を介して保持リング５により締め付け固定される。このとき、保持リング５及び分割コア１１の材料よりも低ヤング率の樹脂、ゴム等の材料（本実施形態では、樹脂）により形成された介挿材７が保持リング５とステータ本体３との間に介挿されているため、分割コア１１に作用する焼きバメの圧縮応力が効果的に緩和されるようになっている。また、各分割コア１１の凹部１１ｅに介挿材７の凸部７ａが嵌合しているため、ステータ本体３のモータ周方向Ｂの回転が効果的に止められるようになっている。

以上のように、本実施形態によれば、ステータ本体３とその外周に焼きバメされる保持リング５との間に、保持リング５及び分割コア１１の材料よりも低ヤング率の樹脂、ゴム等の材料（本実施形態では、樹脂）により形成された介挿材７が介挿される構成であるため、分割コア１１に作用する保持リング５の焼きバメの圧縮応力を介挿材７により効果的に緩和させて低減でき、その結果、焼きバメの圧縮応力により分割コア１１の鉄損が増大したり、圧粉磁性体製の分割コア１１が破損したりするのを防止することができる。

また、各分割コア１１の凹部１１ｅに介挿材７の凸部７ａが嵌合しているため、ステータ本体３のモータ周方向Ｂの回転が効果的に止められるようになっているため、保持リング５による焼きバメの圧縮応力を低減できる。

また、分割コア１１が成形容易な圧粉磁性体により形成されているため、本実施形態のように分割コア１１が３次元的に複雑な形状を有している場合であっても、その形状を容易に実現することができる。

また、介挿材７を樹脂材料により形成した場合には、使用する樹脂の種類の選択等によってヤング率の調節を容易に行うことができるとともに、介挿材７の成形等も容易である。

また、介挿材７を紙材料により形成した場合には、使用する紙の材質や厚み等の選択によってヤング率の調節を容易に行うことができる。

また、介挿材７をゴム材料した場合には、使用するゴムの種類等の選択によってヤング率の調節を容易に行うことができるとともに、介挿材７の成形等も容易である。

＜変形例＞
上述の実施形態では、本発明のステータコア保持部材に相当する部材としてモータハウジングとは別に、保持リング５を用いる構成としたが、保持リング５を省略し、モータハウジングをステータコア保持部材として用いるようにしてもよい。

また、上述の実施形態では、分割コア１１を用いてステータ１を構成するようにしたが、一体物のステータコアを用いてステータ１を構成するようにしてもよい。

また、上述の実施形態では、分割コア１１を圧粉磁性体を用いて形成したが、分割コア１１を鋼板磁性体（珪素鋼板を積層して形成した磁性体）てもよく、あるいは、分割コア１１を圧粉磁性体と鋼板磁性体とを組み合わせて形成してもよい。

本発明の一実施形態に係るステータの分解斜視図である。 分割コアの斜視図である。 分割コア中に生成される磁束の様子を示す図である。 ステータの断面図である。

符号の説明

１ ステータ
３ ステータ本体
５ 保持リング
７ 介挿材
７ａ 凸部
７ｂ，７ｃ 保持片
９ 分割ステータ
１１ 分割コア
１１ａ ティース部
１１ｂ ヨーク部
１１ｃ ツバ部
１１ｅ 凹部
１３ コイル
Ａ モータ径方向
Ｂ モータ周方向
Ｃ モータ軸方向

Claims (6)

1. ロータの外周に配置されるステータコアと、
   前記スタータコアのティース部に外装されるコイルと、
   略円環状の断面形状を有し、前記ステータコアの外周に装着され前記ステータコアを保持するステータコア保持部材と、
   を備えるステータであって、
   前記ステータコアと前記ステータコア保持部材との間に介挿され、前記ステータコア保持部材及び前記ステータコアの材料よりも低ヤング率の材料により形成された介挿材を備えることを特徴とするステータ。
2. 請求項１に記載のステータにおいて、
   前記介挿材は略円環状の断面形状を有し、
   前記ステータコアのヨーク部のモータ径方向外方側の外周面、及びその外周面に対向する前記介挿材の内周面に、互いに嵌合する凹凸状の嵌合部が設けられていることを特徴とするステータ。
3. 請求項１又は２に記載のステータにおいて、
   前記ステータコアは、圧粉磁性体により形成されていることを特徴とするステータ。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載のステータにおいて、
   前記介挿材は、樹脂材料により形成されていることを特徴とするステータ。
5. 請求項１ないし３のいずれかに記載のステータにおいて、
   前記介挿材は、ゴム材料により形成されていることを特徴とするステータ。
6. ロータの外周に配置されるステータコアと、前記ステータコアの外周に装着され前記ステータコアを保持するステータコア保持部材との間に介挿され、
   前記ステータコア保持部材及び前記ステータコアの材料よりも低ヤング率の材料により形成されたことを特徴するステータ保持部の介挿材。
   

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