JP2008131691A - モータの固定子 - Google Patents

Abstract

【課題】加工及び組立が容易で、かつ低コストの構造であって、ヨーク部及びティース部の加工上あるいは組立上の誤差等の要因で両者間にずれが生じていても、かかるずれによる両者の接合部での空隙の形成を回避して当該接合部を確実に接合することが可能であり、空隙の発生に伴う磁気抵抗の増大と磁気抵抗の増大によるモータ出力の低下及びコギングトルクの発生を防止して所要のモータ性能を維持することが可能なモータの固定子を提供することにある。
【解決手段】ティース部２の放射状ティース２１の外端面２１ａと、ヨーク部１の内周に形成された契合面１ａとを突き合わせて接合してなるモータの固定子１００であって、各ティース２１の外端面２１ａをモータ中心軸周りの円柱面３上に配置し、ヨーク部１の内周に契合面１ａを各ティース２１の外端面２１ａの幅よりも大きい周方向幅を有すべく形成するとともに、契合面１ａの曲率を各ティース２１の外端面２１ａの曲率と同一に形成している。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動モータの固定子に係り、環状の内周部から放射状に突設された複数のティースを備えたティース部の前記各ティースの外端面と、環状に形成されたヨーク部の内周に形成された契合面とを突き合わせて接合してなるモータの固定子に関する。

電動モータの固定子は、図３（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、ヨーク部１と電機子巻線（図示省略）が巻回されるティース部２とを分割して形成し、該ティース部２の環状の内周部２２から放射状に突設された複数のティース２１に電機子巻線（図示省略）を巻回し、前記各ティース２１の外端面２１ａを、環状に形成されたヨーク部１の内周にティース２１と同数形成された平面状の契合面１ａに接合させて（Ｚ部は接合部を示す）構成されているものが、広く用いられている。
かかるヨーク部１とティース２１との接合部構造としては、例えば、特許文献１（特開２００４−７２８２４号公報）、特許文献２（特開昭６３−２９９７３４号公報）等が提供されている。

特許文献１の技術においては、図４に示すように、ティース部２の環状の内周部２２から放射状に突設された複数のティース２１の外端面２１ａを、環状に形成されたヨーク部１の内周にティース２１と同数形成された平面状の契合面１ａに接合させて、構成されている。
また、特許文献２の技術においては、図５に示すように、ヨーク部１の内周にティース部２のティース２１に対応してアリ溝状の契合溝１ｚを刻設するとともに、各ティース２１の外端部に契合溝１ｚに契合する契合突起部２ｙを形成して、契合溝１ｚに契合突起部２ｙを契合させることにより、これらヨーク部１とティース部２とが接合されている。
特開２００４−７２８２４号公報 特開昭６３−２９９７３４号公報

上記電動モータの固定子において、図３〜図５に示すような、ヨーク部１とティース部２とを分割して形成することにより両者を接合する型式の固定子は、電磁鋼板をヨーク部１あるいはティース部２の形状に打ち抜き、これらを複数枚積層してヨーク部１あるいはティース部２を接合して形成している。
このため、かかる固定子は、電磁鋼板の打ち抜き加工工程や当該固定子の積層工程で、ヨーク部１やティース部２の形状や、寸法に誤差が生じる可能性があり、また、ティース部２をヨーク部１に組み付ける工程においても、これらティース部２及びヨーク部１の間に組み付け位置のずれ等が発生する可能性がある。

このような誤差が生じた場合、図４に示される特許文献１の技術にあっては、ヨーク部１の内周の平面状の契合面１ａとティース２１の外端面２１ａとの接合が不十分となり、該接合部に空隙が生じることによって磁気抵抗が増大し、モータに磁気的なアンバランスが生ずることがある。かかる磁気的なアンバランスが発生すると、モータの出力が低下したり、コギングトルクが発生するなど、モータ性能の低下をもたらすという問題があった。

また、図５に示される特許文献２の技術にあっては、上記のようなヨーク部１とティース部２との接合不十分による接合部の空隙の形成は回避可能であるが、ヨーク部１の内周に刻設されたアリ溝状の契合溝１ｚに各ティース２１の外端部に形成された契合突起部２ｙを契合することにより両者を接合する構成であるため、接合部の構造が複雑でアリ溝状の契合溝１ｚ及び契合突起部２ｙの形成に高い加工精度を要するとともに、該アリ溝状の契合溝１ｚと契合突起部２ｙとの契合作業に多くの工数を要して高コストとなる、という問題があった。

本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、加工及び組立が容易で、かつ低コストの構造であって、ヨーク部及びティース部の加工上あるいは組立上の誤差等の要因で両者間にずれが生じていても、かかるずれによる両者の接合部での空隙の形成を回避して当該接合部を確実に接合することが可能であり、空隙の発生に伴う磁気抵抗の増大と磁気抵抗の増大によるモータ出力の低下及びコギングトルクの発生を防止して所要のモータ性能を維持することが可能なモータの固定子を提供することにある。

上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、環状の内周部から放射状に突設された複数のティースを備えたティース部の前記各ティースの外端面と、環状に形成されたヨーク部の内周に形成された契合面とを突き合わせて接合してなるモータの固定子であって、前記各ティースの外端面を前記モータの軸心を中心軸とする円柱面上に配置し、前記ヨーク部の内周に前記契合面を前記各ティースの外端面の幅よりも大きい周方向幅を有すべく形成するとともに、前記契合面の曲率を前記各ティースの外端面の曲率と同一に形成している。

上記発明において、具体的には次のように構成するのが好ましい。
（１）前記ヨーク部内周の前記各ティースの外端面に対応した部位には、前記円柱面上に沿って周方向幅を前記各ティースの外端面の幅よりも大きく形成した前記契合面が配置され、前記契合面には前記各ティースの外端面が接合されている。
（２）前記ヨーク部の内周には、前記各ティースの外端面の幅よりも大きい周方向幅を有する底面を備えた契合溝が前記各ティースの外端面に対応して形成され、前記契合溝の底面が前記円柱面上に配置した前記契合面として前記各ティースの外端面と接合されている。

本発明によれば、ティース部における環状の内周部から放射状に突設された複数のティースの外端面をモータ軸心を中心軸とする円柱面上に配置し、ヨーク部の内周に、曲率が前記各ティースの外端面の曲率と同一で、かつ各ティースの外端面の幅よりも大きい周方向幅を有する契合面を形成して、該契合面に前記各ティースの外端面を接合したので、ヨーク部及びティース部の加工上あるいは組立上の要因等でティース部とヨーク部との間に周方向のずれが生じていても、各ティースの外端面とヨーク部の契合面とはモータ軸心を中心軸とする同一曲率の共通の円柱面上において接合されていることから、前記のようなずれによって両者の接合部に空隙が生じるのが回避され、該接合部は常時確実に接合されることになる。

さらに、ヨーク部の内周の契合面を各ティースの外端面の幅よりも大きい周方向幅を有して形成したので、ヨーク部とティース部との間に周方向の相対変位が生じても、各ティースの外端面は契合面の周方向幅内に常時保持されており、両者の接合面が離脱するということはない。

したがって、本発明によれば、前記のような各ティースの外端面とヨーク部の契合面との間の接合部における空隙の発生に伴う磁気抵抗の増大や、かかる磁気抵抗の増大によるモータの磁気的なアンバランスの発生、これに伴うモータ出力の低下及びコギングトルクの発生を防止でき、所要のモータ性能を維持することができる。

また、本発明によれば、前記各ティースの外端面とヨーク部の契合面とをモータ軸心を中心軸とする同一曲率の共通の円柱面上において接合するので、ヨーク部とティース部との組付け時には前記共通の円柱面を基準にして、ヨーク部とティース部との周方向位置を決めればよく、両者の組付けが簡単化される。
しかも、ヨーク部内周の各ティースの外端面に対応した部位に、円柱面上に沿って周方向幅が各ティースの外端面の幅よりも大きい契合面を形成して、該契合面に各ティースの外端面を接合し、あるいはヨーク部の内周に、各ティースの外端面の幅よりも大きい周方向幅を有する底面を備えた契合溝を前記各ティースの外端面に対応して形成して、前記契合溝の底面つまり契合面を円柱面上に配置して各ティースの外端面と接合するように構成したので、特許文献２のようなアリ溝状の契合溝と契合突起部とを接合する構造等に比べて、接合部の加工及び組立が容易で、かつ低コストの固定子が得られることになる。

さらにはヨーク部の内周の契合面を各ティースの外端面の幅よりも大きい周方向幅を有すべく形成したので、前記契合面と前記各ティースの外端面との間に周方向の余裕ができることとなって、この面からも前記ヨーク部とティース部との組み付けが簡単化され、結果として固定子の組立工数を低減できる。

以下に、本発明に係るモータの固定子について、その実施形態を詳細に説明する。

［第1実施形態］
図１は本発明の第1実施形態に係るモータの固定子の部分正面図である。
図１において、電動モータの固定子１００は、環状に形成されたヨーク部１と電機子巻線（図示省略）が巻回されるティース部２とを分割して形成し、ティース部２の環状の内周部２２から放射状に突設された複数のティース２１に電機子巻線（図示省略）を巻回し、各ティース２１の外端面２１ａをヨーク部１の内周にティース２１と同数形成された契合面１ａに接合させることによって、構成されている。そのため、各ティース２１は、内周部２２の外周面に沿って一定の間隔を開けて設けられ、外端面２１ａが後述の円柱面上に位置するような長さに形成されている。

上記ティース部２は、前記各ティース２１の外端面２１ａが、当該モータの軸心Ｏを中心軸とする半径Ｒなる円柱面３上に配置され、ヨーク部１の内周に形成された契合面１ａを円柱面３上に共通に配置することにより、契合面１ａの曲率が各ティース２１の外端面１ａの曲率と同一になるように形成されている。
また、契合面１ａの周方向幅Ｂ１は、各ティース２１の外端面２１ａの幅Ｂよりも大きく形成されており、各ティース２１の外端面２１ａが契合面１ａから外れないようになっている。
したがって、本発明の第１実施形態の固定子では、ヨーク部１の内面を円柱面３で切って契合面１ａを形成しているため、ヨーク部１の内面の契合面１ａ間に位置する部分が溝１ｂとなっている。

［第２実施形態］
図２は本発明の第２実施形態に係るモータの固定子の部分正面図である。
この第２実施形態においては、前記ヨーク部１の内周には、ティース部２における各ティース２１の外端面２１ａの幅Ｂよりも大きい周方向幅Ｂ１を有する底面を備えた契合溝４が各ティース２１の外端面２１ａに対応して形成され、契合溝４の底面が、円柱面３上に配置した契合面１ａとして各ティース２１の外端面２１ａと接合するようになっている。
その他の構成は前記第１実施形態（図１）と同様であり、これと同一の部位は同一の符号で示されている。

以上の実施形態によれば、ティース部２における環状の内周部２２から放射状に突設された複数のティース２１の外端面２１ａを、モータ軸心Ｏを中心軸とする円柱面３上に配置し、ヨーク部１の内周に、曲率が前記各ティース２１の外端面２１ａの曲率と同一であり、かつ各ティース２１の外端面２１ａの幅Ｂよりも大きい周方向幅Ｂ１を有する契合面１ａを形成して、契合面１ａに各ティース２１の外端面２１ａを接合した構造となっているため、ヨーク部１及びティース部２の加工上あるいは組立の要因等でティース部２とヨーク部１との間に周方向のずれ等が生じていても、各ティース２１の外端面２１ａとヨーク部１の契合面１ａとはモータ軸心Ｏを中心軸とする同一曲率の共通の円柱面３上において接合されていることから、上記のようなずれによって両者の接合部に空隙が生じるのが回避され、接合部を常時確実に接合することができる。

さらに、ヨーク部１の内周に形成された契合面１ａを各ティース２１の外端面２１ａの幅Ｂよりも大きい周方向幅Ｂ１を有すべく形成したので、ヨーク部１とティース部２との間に周方向の相対変位が生じても、各ティース２１の外端面２１ａは契合面１ａの周方向幅Ｂ１内に常時保持されており、両者の接合面が離脱することはなくなる。

したがって、本発明の第１及び第２実施形態によれば、各ティース２１の外端面２１ａとヨーク部１の契合面１ａとの間の接合部における空隙の発生に伴う磁気抵抗の増大や、磁気抵抗の増大によるモータの磁気的なアンバランスの発生、これに伴うモータ出力の低下及びコギングトルクの発生を防止でき、常時所要のモータ性能を維持することができる。

また、以上の第１及び第２実施形態によれば、各ティース２１の外端面２１ａとヨーク部１の契合面１ａとをモータ軸心Ｏを中心軸とする同一曲率の共通の円柱面３上において接合するので、ヨーク部１とティース部２との組付け時には共通の円柱面３を基準にして、ヨーク部１とティース部２との周方向位置を決めればよく、両者の組付作業が簡単化される。

また、上記第１実施形態のように、ヨーク部１の内周の各ティース２１の外端面２１ａに対応した部位に、円柱面３上に沿って周方向幅Ｂ１が各ティース２１の外端面２１ａの幅Ｂよりも大きい契合面１ａを形成して、契合面１ａに各ティース２１の外端面２１ａを接合し、あるいは上記第２実施形態のように、ヨーク部１の内周に、各ティース２１の外端面の幅よりも大きい周方向幅を有する底面を備えた契合溝４を各ティースの外端面２１ａに対応して形成し、契合溝４の底面つまり契合面１ａを円柱面３上に配置して、各ティース２１の外端面２１ａと接合するように構成したため、前記特許文献２にて開示されている従来技術のようなアリ溝状の契合溝と契合突起部とを接合する構造等に比べて、接合部の加工作業及び組立作業が容易で、かつ低コストの固定子が得られることになる。

さらに、ヨーク部１の内周の契合面１ａを各ティース２１の外端面２１ａの幅Ｂよりも大きい周方向幅Ｂ１を有すべく形成したので、契合面１ａと各ティース２１の外端面２１ａとの間に周方向の余裕ができることとなって、この面からもヨーク部１とティース部２との組付作業が簡単化され、固定子の組立工数を低減できる。

以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。

本発明の第1実施形態に係るモータの固定子を示す部分正面図である 本発明の第２実施形態に係るモータの固定子を示す部分正面図である。 モータの固定子の一般例を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）はティース部の正面図である。 従来技術の第１例に係るモータの固定子を示す部分正面図である。 従来技術の第２例に係るモータの固定子を示す部分正面図である。

符号の説明

１００ 固定子
１ ヨーク部
１ａ 契合面
２ ティース部
３ 円柱面
４ 契合溝
２１ ティース
２１ａ 外端面
２２ 内周部
Ｏ モータの軸心

Claims (3)

1. 環状の内周部から放射状に突設された複数のティースを備えたティース部の前記各ティースの外端面と、環状に形成されたヨーク部の内周に形成された契合面とを突き合わせて接合してなるモータの固定子であって、前記各ティースの外端面を前記モータの軸心を中心軸とする円柱面上に配置し、前記ヨーク部の内周に前記契合面を前記各ティースの外端面の幅よりも大きい周方向幅を有すべく形成するとともに、前記契合面の曲率を前記各ティースの外端面の曲率と同一に形成したことを特徴とするモータの固定子。
2. 前記ヨーク部内周の前記各ティースの外端面に対応した部位には、前記円柱面上に沿って周方向幅を前記各ティースの外端面の幅よりも大きく形成した前記契合面が配置され、前記契合面には前記各ティースの外端面が接合されていることを特徴とする請求項1に記載のモータの固定子。
3. 前記ヨーク部の内周には、前記各ティースの外端面の幅よりも大きい周方向幅を有する底面を備えた契合溝が前記各ティースの外端面に対応して形成され、前記契合溝の底面が前記円柱面上に配置した前記契合面として前記各ティースの外端面と接合されていることを特徴とする請求項1に記載のモータの固定子。

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