JP2008236921A - Magnetic circuit component, electric motor, fuel pump, and manufacturing methods for them - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば燃料ポンプに用いられる電動モータに備えられた、ステータ及びロータ等の磁気回路部品に関する。 The present invention relates to a magnetic circuit component such as a stator and a rotor provided in an electric motor used for a fuel pump, for example.
従来、この種の磁気回路部品として、巻線が巻き回された分割コアを回転方向に複数並べて円筒コアを構成したものが知られている。この磁気回路部品を例えばステータに適用した場合には、円筒コアの内部にロータが配置されることとなり、例えばロータに適用した場合には、円筒コアの内部に回転軸が固定されるとともに円筒コアの外周側にステータが配置されることとなる。 2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of magnetic circuit component, a structure in which a cylindrical core is configured by arranging a plurality of divided cores wound with windings in a rotation direction is known. When this magnetic circuit component is applied to, for example, a stator, a rotor is disposed inside the cylindrical core. For example, when applied to a rotor, the rotating shaft is fixed inside the cylindrical core and the cylindrical core is fixed. The stator will be arranged on the outer peripheral side of the.
そして、このように複数の分割コアを有するタイプの磁気回路部品では、分割コア同士を連結して保持する必要がある。そこで従来では、分割コアに係合部を設け、隣り合う分割コアの係合部を互いに係合させている(例えば特許文献1〜3参照)。
ここで、ステータとロータとのギャップを高精度に管理することは、電動モータの性能に大きく影響を及ぼす。そのため、複数の磁気回路部品からなる円筒コアの真円度を向上させることが従来より要求されている。 Here, managing the gap between the stator and the rotor with high accuracy greatly affects the performance of the electric motor. Therefore, it has been conventionally required to improve the roundness of a cylindrical core composed of a plurality of magnetic circuit components.
しかしながら、隣り合う分割コアの係合部を互いに係合させる特許文献1〜3記載の構造では、真円度を向上させるためには分割コアの加工精度、特に係合部の加工精度を向上させる必要があり、これらの加工精度を向上させることで真円度向上を図るには限界がある。
However, in the structures described in
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、真円度向上を図った磁気回路部品、電動モータ、燃料ポンプ、それらの製造方法を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a magnetic circuit component, an electric motor, a fuel pump, and a method for manufacturing the same, in which roundness is improved.
また、本発明の他の目的は、製造速度向上を図った磁気回路部品、電動モータ、燃料ポンプ、それらの製造方法を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a magnetic circuit component, an electric motor, a fuel pump, and a manufacturing method thereof for improving the manufacturing speed.
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。 Hereinafter, means for solving the above-described problems and the operation and effects thereof will be described.
本発明の発明者らは次の点に着目して発明を想起した。すなわち、複数の磁気回路部品からなる円筒コアの真円度を向上させるにあたり、円筒コアの内周側及び外周側のうち、ステータとロータとのギャップが位置する側の面の真円度を向上させることができれば、ギャップを高精度に管理することができ、ひいては電動モータの性能を向上できる。 The inventors of the present invention have conceived the invention by paying attention to the following points. In other words, when improving the roundness of a cylindrical core composed of a plurality of magnetic circuit components, the roundness of the surface on the side where the gap between the stator and the rotor is located is improved on the inner and outer peripheral sides of the cylindrical core. If it can be made, the gap can be managed with high accuracy, and the performance of the electric motor can be improved.
この点に着目し、請求項1記載の発明では、磁気回路部品の製造方法において、巻線が巻き回された状態の分割コアを、ロータの回転方向に複数並べて円筒コアを形成する円筒配置工程と、その後、円筒コアの内周側及び外周側のうち、ステータとロータとのギャップが位置することとなる側に樹脂モールド用の成形型を配置する成形型配置工程と、その後、隣り合う分割コアの円周方向端部同士が相対移動可能な状態で、溶融樹脂の圧力が分割コアを成形型に押し付ける向きに付与されるように、円筒コアを樹脂モールドするモールド工程と、を含むことを特徴とする。
Focusing on this point, in the invention according to
これによれば、複数の分割コアは樹脂により一体的に保持されるので、特許文献1〜3記載の係合部を不要にできる。そして、樹脂モールドする時に、分割コアは自由に移動しながら溶融樹脂の圧力により成形型に押し付けられる。その結果、円筒コアの内周側及び外周側のうち成形型が配置される側の面、つまりステータとロータとのギャップが位置することとなる側の面は、成形型により位置決めされるので、円筒コアのうちギャップを形成する側の面の真円度は、分割コアの加工精度の影響を受けにくくなる。例えば、分割コアの径方向寸法精度は円筒コアのうちギャップを形成する側の面の真円度に影響を与えない。
According to this, since the plurality of split cores are integrally held by the resin, the engaging portions described in
以上により、本発明によれば磁気回路部品のギャップ側の真円度を向上できるので、ステータとロータとのギャップを高精度に管理することができ、電動モータの性能を向上できる。 As described above, according to the present invention, the roundness on the gap side of the magnetic circuit component can be improved, so that the gap between the stator and the rotor can be managed with high accuracy, and the performance of the electric motor can be improved.
請求項2記載の発明のように、磁気回路部品はステータを構成し、成形型配置工程では、成形型としての中子を円筒コアの内周側に挿入配置して好適である。また、この場合においてロータを永久磁石としたブラシレスモータのステータとして磁気回路部品を用いて好適である。 As in the second aspect of the invention, the magnetic circuit component constitutes a stator, and in the molding die arrangement step, a core as a molding die is preferably inserted and arranged on the inner peripheral side of the cylindrical core. In this case, a magnetic circuit component is preferably used as a stator of a brushless motor having a rotor as a permanent magnet.
請求項3記載の発明では、分割コアの内周側及び外周側のうち成形型が配置される側と反対側の面には、回転軸方向に延びる溝が形成されており、モールド工程では、溝に溶融樹脂が流入するように樹脂モールドすることを特徴とする。これによれば、溝に流入した溶融樹脂により分割コアが成形型に押し付けられることとなるので、分割コアを成形型に押し付けるように樹脂モールドすることを容易に実現できる。 In the invention described in claim 3, a groove extending in the direction of the rotation axis is formed on the surface on the opposite side of the inner peripheral side and outer peripheral side of the split core on which the molding die is arranged. Resin molding is performed so that molten resin flows into the groove. According to this, since the split core is pressed against the mold by the molten resin flowing into the groove, it is possible to easily realize resin molding so as to press the split core against the mold.
請求項4記載の発明では、円筒配置工程では、分割コアを把持して回転方向に並べて円筒コアとなるように移動させる冶具が用いられ、冶具の係合部を溝に係合させることにより分割コアを冶具に把持させる。これによれば、分割コアを把持して移動させるための治具を用いるにあたり、上述のように樹脂を流入させるために用いる溝を、治具の係合部を係合させるための溝として兼用できるので、治具把持専用の溝を形成することを不要にできる。 In the invention according to claim 4, in the cylindrical arrangement step, a jig is used that grips the divided cores and moves them in the rotational direction so as to become a cylindrical core, and the division is performed by engaging the engaging portion of the jig with the groove. The core is held by a jig. According to this, when using the jig for gripping and moving the split core, the groove used for injecting the resin as described above is also used as the groove for engaging the engaging portion of the jig. Therefore, it is possible to eliminate the need for forming a groove dedicated to jig holding.
請求項5記載の発明では、治具は、分割コアの各々に対応して設けられるとともに係合部を有するホルダユニットを備え、複数のホルダユニットは、互いに相対回転可能な状態で連結されており、円筒配置工程では、ホルダユニットが分割コアを把持したまま一列に並べた状態から回転方向に並べた状態に移動することにより、円筒コアを形成する。これによれば、円筒配置工程にて円筒コアを形成することを容易に実現できる。 In the invention described in claim 5, the jig is provided corresponding to each of the split cores and includes a holder unit having an engaging portion, and the plurality of holder units are connected to each other in a relatively rotatable state. In the cylindrical arrangement step, the cylindrical core is formed by moving the holder unit from a state in which the holder units are arranged in a row while holding the divided cores to a state in which the holder units are arranged in the rotational direction. According to this, it is possible to easily form the cylindrical core in the cylindrical arrangement step.
ここで、従来の製造方法では、分割コアに線材を個々に巻いて巻線を形成し、巻線が形成された状態の複数の分割コアを円筒形に並べ、その後に、同相となる分割コア同士の巻線を這回線により結線する。すると、巻線を巻く作業と這回線の結線作業とが別々の作業となるため、手間のかかる作業となり、その作業速度が遅いといった問題が生じる。 Here, in the conventional manufacturing method, a wire is individually wound around a split core to form a winding, and a plurality of split cores in a state where the winding is formed are arranged in a cylindrical shape, and then split cores that are in phase Connect the windings between each other with a saddle line. As a result, the work of winding the winding and the work of connecting the saddle line are separate work, which is a troublesome work and causes a problem that the work speed is slow.
この問題に対し、請求項6記載の発明では、複数の分割コアを一列に並べる平面配置工程と、その後、分割コアに線材を巻き回して巻線を形成する巻き回し工程、及び分割コアに巻き回された線材を同相となる他の分割コアまで這い回して這回部を形成する這い回し工程を、分割コアの各相毎に連続して繰り返す連続巻工程と、を含み、平面配置工程では、隣り合う分割コア同士を所定の隙間だけ離して配置し、這い回し工程では、這回部にたるみが生じないように線材を這い回すことを特徴とする。 With respect to this problem, in the invention according to claim 6, a planar arrangement step of arranging a plurality of divided cores in a line, a winding step of winding a wire around the divided cores to form a winding, and a winding around the divided cores. In the planar arrangement process, the winding process of winding the wound wire to other divided cores that are in phase to form a wound part, and continuously winding the process for each phase of the split core, The adjacent split cores are arranged apart from each other by a predetermined gap, and in the scooping step, the wire is wound so that no slack occurs in the winding part.
このように、平面配置工程において隣り合う分割コア同士を所定の隙間だけ離して配置し、連続巻工程において這回部にたるみが生じないように巻き回すようにすれば、円筒配置工程にて円筒コアを形成する過程で這回部に過剰な張力がかかることを回避でき、しかも、円筒コアを形成した状態において這回部にたるみが生じることも回避できる、といった知見を発明者らは得た。したがって本発明によれば、連続巻工程において巻線を巻く作業と這回線の結線作業とを連続して行なうことができるので、作業の手間を軽減して作業速度を速くすることができる。 In this way, if the divided cores adjacent to each other are arranged apart from each other by a predetermined gap in the plane arrangement step and wound so that no slack is generated in the winding portion in the continuous winding step, the cylinder in the cylinder arrangement step The inventors have found that excessive tension is not applied to the wound part in the process of forming the core, and that slack in the wound part can be avoided in the state where the cylindrical core is formed. . Therefore, according to the present invention, the work of winding the winding and the wire connection work can be performed continuously in the continuous winding process, so that the work time can be reduced and the work speed can be increased.
請求項7記載の発明では、複数の分割コアを一列に並べる平面配置工程と、その後、分割コアに線材を巻き回して前記巻線を形成する巻き回し工程、及び分割コアに巻き回された線材を同相となる他の分割コアまで這い回して這回部を形成する這い回し工程を、分割コアの各相毎に連続して繰り返す連続巻工程と、その後、複数の分割コアをロータの回転方向に並べて円筒コアを形成する円筒配置工程と、を含み、平面配置工程では、隣り合う分割コア同士を所定の隙間だけ離して配置し、這い回し工程では、這回部にたるみが生じないように線材を這い回すことを特徴とする。 In invention of Claim 7, the plane arrangement | positioning process which arranges a several division | segmentation core in a line, the winding process which winds a wire around a division | segmentation core, and forms the said coil | winding after that, and the wire wound around the division | segmentation core A continuous winding process in which the winding process of forming a wound portion by winding the other cores in the same phase is repeated for each phase of the split core, and then the plurality of split cores are rotated in the rotor direction. A cylindrical arrangement step of forming a cylindrical core side by side, and in the plane arrangement step, the adjacent divided cores are arranged apart from each other by a predetermined gap so that no slack occurs in the winding portion in the scooping step. It is characterized by scooping the wire.
これによれば、上述したように、円筒配置工程にて円筒コアを形成する過程で這回部に過剰な張力がかかることを回避でき、しかも、円筒コアを形成した状態において這回部にたるみが生じることも回避できる。よって、連続巻工程において巻線を巻く作業と這回線の結線作業とを連続して行なうことができるので、作業の手間を軽減して作業速度を速くすることができる。 According to this, as described above, it is possible to avoid applying excessive tension to the winding part in the process of forming the cylindrical core in the cylinder arranging step, and further, the winding part is slack in the state where the cylindrical core is formed. Can also be avoided. Therefore, since the work of winding the winding and the wire connection work can be performed continuously in the continuous winding process, the work time can be reduced and the work speed can be increased.
請求項8記載のように、上述した磁気回路部品の製造方法を電動モータの製造方法に適用した場合にも、上記効果と同様の効果が発揮される。また、請求項9記載の発明では上記電動モータの製造方法を、昇圧した燃料をステータ及びロータのギャップに流通させる燃料ポンプの製造方法に適用している。この場合には、ギャップを燃料通路としても利用しているので、ギャップを高精度に管理できることに起因して、燃料通路の流路断面積を高精度に管理できるといった効果も発揮される。 As described in claim 8, when the magnetic circuit component manufacturing method described above is applied to an electric motor manufacturing method, the same effect as described above is exhibited. According to the ninth aspect of the present invention, the method for manufacturing the electric motor is applied to a method for manufacturing a fuel pump in which the pressurized fuel is circulated through the gap between the stator and the rotor. In this case, since the gap is also used as the fuel passage, it is possible to manage the flow path cross-sectional area of the fuel passage with high accuracy because the gap can be managed with high accuracy.
請求項10記載の発明では、電動モータに備えられるステータ及びロータの一方を構成する磁気回路部品において、回転方向に並べられて円筒コアを構成する複数の分割コアと、分割コアに巻き回された巻線と、を備え、隣り合う分割コアは、互いに締結されることなく樹脂モールドされて保持されていることを特徴とする。
In the invention according to
これによれば、複数の分割コアは樹脂により一体的に保持されるので、特許文献1〜3記載の係合部を不要にできる。そして、樹脂モールドする時に、分割コアは自由に移動しながら溶融樹脂の圧力により成形型に押し付けられるようにできる。その結果、円筒コアの内周側及び外周側のうち成形型が配置される側の面、つまりステータとロータとのギャップが位置することとなる側の面は、成形型により位置決めされるので、円筒コアのうちギャップを形成する側の面の真円度は、分割コアの加工精度の影響を受けにくくなる。このように、本発明によれば磁気回路部品のギャップ側の真円度を向上できるので、ステータとロータとのギャップを高精度に管理することができ、電動モータの性能を向上できる。
According to this, since the plurality of split cores are integrally held by the resin, the engaging portions described in
請求項11記載の発明では、分割コアの内周側及び外周側のうち、ステータとロータとのギャップが位置することとなる側と反対側の面には、回転軸方向に延びる溝が形成されており、前記溝は、分割コアを把持して円筒コアとなるように移動させる冶具の係合部が係合可能となるように、溝の開口部から底部に向けて断面積が拡大する形状に形成され、かつ、モールド樹脂が充填されていることを特徴とする。 In the invention according to claim 11, a groove extending in the direction of the rotation axis is formed on the surface on the opposite side to the side where the gap between the stator and the rotor is located, on the inner peripheral side and the outer peripheral side of the split core. The groove has a shape in which a cross-sectional area expands from the opening of the groove toward the bottom so that the engaging portion of the jig that moves the cylindrical core by gripping the split core can be engaged. And is filled with a mold resin.
これによれば、溝に流入した溶融樹脂により分割コアが成形型に押し付けられることとなるので、分割コアを成形型に押し付けるように樹脂モールドすることを容易に実現できる。また、分割コアを把持して移動させるための治具を用いるにあたり、上述のように樹脂を流入させるために用いる溝を、治具の係合部を係合させるための溝として兼用できるので、治具把持専用の溝を形成することを不要にできる。 According to this, since the split core is pressed against the mold by the molten resin flowing into the groove, it is possible to easily realize resin molding so as to press the split core against the mold. In addition, when using a jig for gripping and moving the split core, the groove used for injecting the resin as described above can also be used as a groove for engaging the engaging portion of the jig. It is not necessary to form a groove dedicated to gripping the jig.
請求項12記載のように、上述した磁気回路部品を電動モータに適用した場合にも上記効果と同様の効果が発揮される。また、請求項13記載の発明では上記電動モータを、昇圧した燃料をステータ及びロータのギャップに流通させる燃料ポンプに適用している。この場合には、ギャップを燃料通路としても利用しているので、ギャップを高精度に管理できることに起因して、燃料通路の流路断面積を高精度に管理できるといった効果も発揮される。
As described in
以下、本発明に係る磁気回路部品、電動モータ及び燃料ポンプの製造方法を、車両に搭載された燃料ポンプに適用した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, an embodiment in which a magnetic circuit component, an electric motor, and a fuel pump manufacturing method according to the present invention are applied to a fuel pump mounted on a vehicle will be described with reference to the drawings.
はじめに、図1及び図2を用いて燃料ポンプ10の構造を説明する。
First, the structure of the
図1は燃料ポンプ10の断面図、図2は図1のI−I断面図である。なお、本実施形態に係る燃料ポンプ10は、例えば二輪自動車の燃料タンク内に設置されるインタンク式のポンプである。図1に示すように燃料ポンプ10は、ポンプ部12と、ポンプ部12のインペラ20を回転駆動するモータ部13と、エンドサポートカバー28とを備えている。ハウジング14は、ポンプ部12及びモータ部13の外周を囲み、ポンプ部12及びモータ部13の共通のハウジングである。エンドサポートカバー28は、モータ部13のポンプ部12と反対側を覆い、燃料の吐出口60を形成している。
1 is a cross-sectional view of the
ポンプ部12は、ポンプカバー16、ポンプケーシング18、及びインペラ20を有しているウエスコポンプである。ポンプカバー16及びポンプケーシング18はインペラ20を回転自在に収容する。そして、ポンプカバー16に形成された吸入口17から吸入された燃料は、インペラ20の回転により昇圧され、ステータ30の内周面とロータ50の外周面との間に形成された燃料通路62を通り、エンドサポートカバー28に形成された吐出口60から吐出される。
The
モータ部13は、ブラシレスモータ(電動モータ)であり、ステータ30(磁気回路部品)、巻線42及びロータ50等を有している。図2に示すように、ステータ30は、6個の分割コア32を周方向に配置して構成されている。各分割コア32は、巻線42に通電することにより、ロータ50と向き合う対向面に磁極を発生する。つまり、ステータ30の内周面とロータ50の外周面との隙間は上述のように燃料通路62として機能するとともに、ステータ30とロータ50との磁気回路上のギャップ62としても機能している。
The
各分割コア32は、外周部34及びティース36を有し、絶縁皮膜を施した磁性鋼板を回転軸方向(図2の紙面垂直方向)に積層して一体に構成されている。外周部34は周方向に幅の等しい円弧状に形成されており、6個の外周部34により環状に形成されている。ティース36は、外周部34の中央部から内周側のロータ50に向けて突出している。各分割コア32には、巻回空間と隔てるように樹脂製の絶縁体40が組み付けられている。また、外周部34の円弧中央部分には積層方向(図2の紙面垂直方向)に延びるスリット状の溝35が形成されている。
Each divided
巻線42は、絶縁体40の外周に分割コア32毎に集中巻きされており、図1に示すエンドサポートカバー28側で、エンドサポートカバー28の外側に取り出されている端子44と電気的に接続している。巻線42はU相、V相、W相の3種類に分かれており、各相の巻線42に供給される駆動電流が図示しない制御装置によってスイッチングされることにより、各相の巻線42に発生する磁極が制御される。巻線42に供給する駆動電流をスイッチングし、ロータ50を回転させるためには、ロータ50の回転位置を検出する必要がある。そこで、例えば、ロータ50の回転位置をホール素子等の検出素子で検出し、この検出信号に基づいて駆動電流をスイッチングして好適である。
The
ロータ50は、シャフト24及び永久磁石54を有し、ステータ30の内周に回転自在に設置されている。シャフト24は、軸受26,27により回転自在に支持されている。図2に示すように、永久磁石54は、一部材で円筒状に形成され、回転方向に8極の磁極を形成している。8極の磁極は、ステータ30と向き合う外周面側に回転方向に交互に異なる磁極を形成するように着磁されている。
The
次に、ステータ30(磁気回路部品)の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the stator 30 (magnetic circuit component) will be described.
<1.分割コア組付工程> 先ず、プレス成形された磁性鋼板を回転軸方向(図3(a)の上下方向)に積層して組み付けることにより分割コア32を形成する。その後、図3(a)に示すように分割コア32の一端側と他端側とから絶縁体40を嵌め込む。このようにして絶縁体40が嵌め込まれた分割コア32を6個準備する。
<1. Split Core Assembly Step> First, the
<2.平面配置工程> 次に、図4に示す治具M1を用いて、図3(b)に示すように6個の分割コア32を一列に並べて平面配置する。平面配置された分割コア32は、外周部34の円弧端が隣の分割コア32の外周部34の円弧端と対向するとともに、外周部34が下方を向くように配置されている。なお、図3(b)及び図4では絶縁体40の図示を省略している。
<2. Planar Arrangement Step> Next, using the jig M1 shown in FIG. 4, six divided
図4に示すように治具M1は6個のホルダユニット90を有しており、ホルダユニット90は、ストッパ部材91、ホルダ92、ロッド93及び弾性部材94を備えて構成されている。平面配置工程は、6個のストッパ部材91は治具M1の本体部(図示せず)に一列に並べて固定されている。ストッパ部材91にはホルダ92がスライド移動可能に収容されており、ホルダ92はロッド93と連結されて一体的にスライド移動する。
As shown in FIG. 4, the jig M <b> 1 has six
図5(a)は図4の部分拡大図であり、ホルダ92には係合部92aが形成されている。この係合部92aは、分割コア32の外周部34に形成された溝35と係合可能である。具体的には、溝35は、溝の開口部35aから底部35bに向けて断面積が拡大する形状に形成されており、溝35の長手方向(図5の紙面垂直方向)の端面から係合部92aを挿入することにより係合部92aを溝35に係合させることができる。なお、係合部92a及び溝35の形状は、図5(a)に示す円形形状に限らず、例えば図5(b)に示す台形形状であってもよいことは勿論である。
FIG. 5A is a partially enlarged view of FIG. 4, and an
弾性部材94は、ホルダ92をストッパ部材91の内部に収容する向きに弾性力を付与する。図示しない外部装置により弾性力に抗してロッド93を押すと、ホルダ92の係合部92aがストッパ部材91内部から外部に突出する。
The
そして、平面配置工程では、先ず、外部装置によりロッド93を押して係合部92aを突出させ、この状態で係合部92aに溝35を係合させる。次にロッド93から外部装置を離し、弾性部材94によりホルダ92をストッパ部材91内部に引き込む。すると、分割コア32はホルダ92とともに引き込まれ、分割コア32の外周部34は、ストッパ部材91のストッパ面91aに押し付けられながら当接する。これにより、分割コア32は所定の位置に固定される。
In the planar arrangement step, first, the
具体的には、隣り合う分割コア32同士が所定の隙間CL(図4及び図6参照)だけ離れるように、6個の分割コア32は一列に平面配置される。詳細には、隙間CLとは、外周部34の円弧端と、隣の分割コア32の外周部34の円弧端との隙間のことである。
Specifically, the six divided
<3.連続巻工程> 次に、図3(b)に示す巻線機M2を用いて、分割コア32に組み付けられた絶縁体40に線材42Nを巻き回して巻線42を形成する巻き回し工程を行なう。その後、分割コア32に巻き回された線材42Nを同相となる他の分割コア32まで這い回して這回部42aを形成する這い回し工程を行なう。そして、巻き回し工程及び這い回し工程を、分割コア32の各相(U相、V相、W相)毎に連続して繰り返す。
<3. Continuous Winding Step> Next, using the winding machine M2 shown in FIG. 3B, a winding step of winding the
この連続巻工程においては、巻線機M2に備えられたノズル95から線材42Nを送り出しつつ、ノズル95の位置を移動させて、線材42Nを所望の位置に巻き回すとともに這い回す。例えば、矢印Y1に示すように分割コア32回りにノズル95を旋回移動させれば、絶縁体40に線材42Nが巻き付けられることとなる。なお、這回部42aは絶縁体40の外周面に沿って這い回されている。
In this continuous winding process, while the
図3(c)及び図6は巻き回し工程が完了した状態を示す2面図であり、図6(a)は図4に対応する正面図、図6(b)は図6(a)のII矢視図である。なお、上述したように巻線42はU相、V相、W相の3種類に分かれており、U相、V相、W相の順番となるように分割コア32は一列に平面配置されている。なお、図3(c)ではU相の巻線42のみを図示している。また、図3(c)及び図6(a)中の符号Usは、U相となる線材42Nのうち巻始め部分を示し、符号UeはU相となる線材42Nのうち巻終わり部分を示す。
3 (c) and 6 are two views showing a state in which the winding process is completed, FIG. 6 (a) is a front view corresponding to FIG. 4, and FIG. 6 (b) is a view of FIG. 6 (a). FIG. As described above, the winding 42 is divided into three types of U-phase, V-phase, and W-phase, and the divided
以下に、U相の線材42Nのうち、巻始め部分Usから巻終わり部分Ueまでの間に位置する各部分の機能を説明する。すなわち、一対のU相のうち一方の分割コア32に巻き始められる巻始め部分Us、一方の分割コア32に巻き回される巻線42を形成する部分、絶縁体40の端部に形成された突出部40aに巻かれて固定されるからげ部分42b、這回部42a、他方の分割コア32に係る突出部40aに固定されるからげ部分42b、他方の分割コア32に巻き回される巻線42を形成する部分、及び他方の分割コア32から引き出される巻終わり部分Ueが、順に構成されている。
The function of each part located between the winding start part Us and the winding end part Ue in the
換言すれば、U相の線材42Nがこのような順の構成となるようにノズル95を移動させる。そして、ノズル95の移動のうち巻線42を形成する時の移動が巻き回し工程に相当し、這回部42aを形成する時の移動が這い回し工程に相当する。つまり、上述したU相についての巻き回し工程及び這い回し工程が連続して行なわれる。そして、U相の線材42Nを図3(c)のように巻き回した後、線材42Nを切断し、その後、U相と同様の手順によりV相及びW相の線材42Nについて、巻き回し工程及び這い回し工程を連続して行なう。
In other words, the
なお、連続巻工程中の巻き回し工程では線材42Nに所定の張力をかけながらノズル95を移動させる。這い回し工程でも同様にして、這回部42aにたるみが生じないように線材42Nに所定の張力をかけながらノズル95を移動させる。なお、這回部42aの両端に位置するからげ部分42bは突出部40aに固定されているので、連続巻工程が終了した後に這回部42aにたるみが生じてしまうことを抑制できる。
In the winding process in the continuous winding process, the
<4.円筒配置工程> 次に、平面配置工程にて治具M1の本体部に固定されていた6個のストッパ部材91を本体部から取り外して、6個のホルダユニット90を移動可能な状態にする。ここで、図7は、治具M1を図6(b)の矢印III方向から見た平面図であり図4に示す治具M1の裏側を示している。この図7に示すように、治具M1に備えられたリンク部材96により、6個のホルダユニット90は連結軸96aを介して回転可能な状態で連結されている。
<4. Cylindrical Arrangement Step> Next, the six
円筒配置工程では、図8に示すように6個のホルダユニット90を環状に移動させる。これにより、図9に示すように6個の分割コア32は円周方向に複数並べられ、円筒状の円筒コア32Kを形成する。
In the cylindrical arrangement step, the six
<5.成形型配置工程> 次に、円筒コア32Kに樹脂モールドを施すための成形型を配置する。図10は図8のIV−IV断面図であり、成形型は主に樹脂製の中子M3と金属製の外環金型M4とから構成されている。中子M3は円柱形状であり、中子M3の外径寸法はロータ50の外径寸法にギャップ62を加算した大きさに設定されている。中子M3は、円筒コア32Kの円筒内周面側に挿入配置され、外環金型M4は、円筒コア32Kの円筒内周面側に配置される。
<5. Mold Die Arrangement Step> Next, a mold for applying a resin mold to the
具体的には、治具M1により6個のホルダユニット90を把持した状態で中子M3を円筒コア32K内部に挿入し、治具M1で把持した状態のまま治具M1を下方に移動させて円筒コア32Kを外環金型M4の内部に挿入する。その後、図示しない外部装置によりロッド93を弾性部材94の弾性力に抗して押し出し、ストッパ面91aに押し付けられていた分割コア32の外周部34を開放し、ホルダ92の係合部92aを溝35の上端側(図10の上側)から抜き出す。これにより、円筒コア32Kから治具M1が取り外されるとともに、中子M3及び外環金型M4が円筒コア32Kに対して所定の位置に配置される。
Specifically, the core M3 is inserted into the
<6.モールド工程> 図10に示すように、溶融樹脂を成形型内に射出する射出ゲート97は、外環金型M4のうち各分割コア32の溝35に対向する部分に設けられ、また、軸方向のうち溝35の中央部分に位置している。つまり、射出ゲート97は6箇所に設けられており、図9のV矢視図である図11及び図10中の矢印Y2に示すように、円筒コア32Kの外周面側から成形型内に溶融樹脂を圧入する。この時、隣り合う分割コア32の円周方向端部同士は締結されておらず、自由に移動可能な状態である。換言すれば、6個の分割コア32は中子M3と外環金型M4との間の空間97a(図10参照)にて、径方向にも周方向にも自由に移動可能な状態で配置されている。なお、分割コア32は軸方向(図10の上下方向)への移動は規制されている。
<6. Molding Process> As shown in FIG. 10, the
射出ゲート97から射出された溶融樹脂は、流動抵抗の少ない分割コア32の溝35に優先して流入する。よって、溝35内の溶融樹脂の圧力により各分割コア32は径方向中心側へ押される。この時、各分割コア32は、径方向にも周方向にも自由に移動可能であるため中子M3の外周面M3a(図10及び図11参照)に押し付けられこととなり、中子M3により径方向中心側への移動が規制される。したがって、6個の分割コア32は、中子M3の外周面M3aに押し付けられた状態でモールド成形されるので、円筒コア32Kの内周面32Ka(図12参照)の真円度は中子M3の外周面M3aの真円度と同等になる。
The molten resin injected from the
また、巻線42及び這回部42a等の電気導通部品はモールド樹脂により覆われるため、巻線42及び這回部42a等の損傷、短絡が防止される。また、巻線42及び這回部42aが燃料に浸漬することを回避できるので、例えば燃料中に金属異物が混入している場合であってもその金属異物による巻線42及び這回部42aの短絡が防止される。
In addition, since the electrically conductive parts such as the winding 42 and the winding
図11に示すように、中子M3の外周面M3aのうち隣り合う分割コア32の間に位置する部分には、径方向外側に向けて突出する突出部M3bが設けられている。これにより、ステータ30の内周面とロータ50の外周面との間に形成される燃料通路62には、径方向外側に通路を拡大した通路拡大部62a(図2参照)が形成されることとなる。
As shown in FIG. 11, a protruding portion M3b that protrudes outward in the radial direction is provided on a portion of the outer peripheral surface M3a of the core M3 that is located between the
<7.脱型工程> 次に、モールド成形された円筒コア32Kから外環金型M4及び中子M3を取り外して脱型する。図12は脱型した状態の円筒コア32Kを示す断面図であり、この状態では、6個の分割コア32はモールド樹脂により一体的に保持されている。図2中の黒塗り部分はモールド樹脂を示しており、このモールド樹脂部分は上述したエンドサポートカバー28を構成する。そして、以上のように形成された円筒コア32Kをハウジング14内に接触するように組み付けると、6個の分割コア32及び巻線42等から構成される円筒コア32Kは磁気回路部品として機能する。
<7. Demolding Step> Next, the outer ring mold M4 and the core M3 are removed from the molded
以上により、本実施形態によれば、以下の効果が発揮される。 As described above, according to the present embodiment, the following effects are exhibited.
(1)樹脂モールドする時に、分割コア32は自由に移動しながら溶融樹脂の圧力により中子M3の外周面M3aに押し付けられて径方向中心側への移動が規制される。そのため、円筒コア32Kの内周面32Kaの真円度は、分割コア32の加工精度とは無関係に中子M3の外周面M3aの真円度と同等になる。具体的には、分割コア32を構成する積層配置された磁性鋼板のプレス加工精度とは無関係に円筒コア32Kの内周面32Kaの真円度を確保できる。つまり、仮に、分割コア32の径方向寸法にばらつきが生じていたとしても、そのばらつきの影響を受けることなく円筒コア32Kの内周面32Kaの真円度を確保できる。したがって、ステータ30の内周面とロータ50の外周面との隙間である磁気回路上のギャップ62を高精度に管理することができ、モータ部13の性能を向上できる。
(1) When resin molding is performed, the
また、分割コア32同士を溶接により締結していた従来の製造方法では、溶接時に生じるスパッタが金属異物として樹脂モールド内に混入する恐れもあり、その場合には巻線42等の電気導通部品の短絡を招いてしまう。これに対し本実施形態によれば、各分割コア32の締結を廃止しているので、前述のような金属異物発生を防止でき、電気導通部品の短絡を回避できる。
Further, in the conventional manufacturing method in which the
(2)円筒配置工程では、分割コア32を把持して円筒コア32Kとなるように移動させる治具M1が用いられ、治具M1の係合部92aを分割コア32の溝35に係合させることにより分割コア32を治具M1に把持させる。これによれば、分割コア32を把持して移動させるための治具M1を用いるにあたり、上述のように樹脂を流入させるために用いる溝35を、治具M1の係合部92aを係合させるための溝として兼用できるので、治具把持専用の溝を形成することを不要にできる。
(2) In the cylindrical arrangement step, a jig M1 that grips and moves the
(3)本実施形態では、平面配置工程において、隣り合う分割コア32同士を所定の隙間CLだけ離して配置し、這い回し工程において、這回部42aにたるみが生じないように線材42Nを這い回す。これによれば、円筒配置工程にて円筒コア32Kを形成する過程で這回部42aに過剰な張力がかかることを回避でき、しかも、円筒コア32Kを形成した状態において這回部42aにたるみが生じることも回避できる。よって、巻線42を巻く作業と這回部42aを形成する作業とを連続して行なうことができるので、作業の手間を軽減して作業速度を速くすることができる。
(3) In the present embodiment, in the plane arranging step, the adjacent divided
(4)ここで、樹脂製の絶縁体40は燃料に浸漬した状態となっているため膨潤する場合があり、絶縁体40が膨潤すると燃料通路62の通路断面積が小さくなってしまう。この問題に対し、ステータ30の内周面とロータ50の外周面との隙間を単純に径方向に拡大して通路断面積を確保しようとすると、この隙間はステータ30とロータ50との磁気回路上のギャップ62として機能しているため、磁気回路を通る磁束量が低下してしまい、モータ部13の性能低下を招いてしまう。
(4) Here, since the
これに対し本実施形態によれば、上述のように通路拡大部62aが形成されているので、絶縁体40が膨潤した場合であっても燃料通路62の通路断面積を十分に確保できる。また、通路拡大部62aは、隣り合う分割コア32の間に位置するので、磁気回路を通る磁束量が低下してしまうことを抑制できる。
On the other hand, according to the present embodiment, since the passage enlarged portion 62a is formed as described above, a sufficient passage sectional area of the
(その他の実施形態)
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、上記各実施形態の特徴的構造をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。また、例えば次のように実施しても良い。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the description of the above embodiment, and the characteristic structures of the above embodiments may be arbitrarily combined. For example, you may implement as follows.
上記実施形態ではロータ50に永久磁石を採用しているが、ロータ50を上記ステータ30と同様にして複数の分割コア32及び巻線42等により構成した場合に、そのロータ50を本発明に係る磁気回路部品として適用させてもよい。この場合には、ロータ50の内周面側にはシャフト24が挿入配置されることとなる。
In the above embodiment, a permanent magnet is adopted for the
そして、ロータ50の分割コア32により構成される円筒コア32Kを樹脂モールドする時には、円筒コア32Kの内周面側から成形型内に溶融樹脂を圧入する。この時、各分割コア32は、径方向にも周方向にも自由に移動可能であるため、外環金型M4の内周面に押し付けられ、径方向外側への移動が規制されながらモールド成形される。これにより、円筒コア32Kの外周面の真円度は外環金型M4の内周面の真円度と同等になる。したがって、ステータ30の内周面とロータ50の外周面との隙間である磁気回路上のギャップ62を高精度に管理することができ、モータ部13の性能を向上できる。
And when resin-molding the
また、この場合には、溝35を分割コア32のティース36の内周面に形成すれば、溝35に流入した溶融樹脂により分割コア32が外環金型M4の内周面に押し付けられるようにすることを容易に実現でき、好適である。
In this case, if the
また、上記実施形態では、這回部42aは絶縁体40の外周面に沿って這い回されているが、絶縁体40の内周面に沿って這い回すようにしてもよい。
In the above embodiment, the winding
また、上記実施形態では、磁気回路部品を備える電動モータを燃料ポンプのモータ部13に適用しているが、本発明に係る電動モータは燃料ポンプ用の電動モータに限られるものではない。
Moreover, in the said embodiment, although the electric motor provided with a magnetic circuit component is applied to the
10…燃料ポンプ、13…モータ部(電動モータ)
20…インペラ、28…モールド樹脂部分によるエンドサポートカバー、30…ステータ、32K…円筒コア、32…分割コア、35b…底部、35…溝、35a…開口部、42…巻線、42N…線材、42a…這回部、50…ロータ、62…ステータの内周面とロータの外周面とのギャップ(燃料通路)、92a…係合部、CL…平面配置工程における分割コア同士の所定の隙間、M1…治具、M2…巻線機、M3…中子(成形型)、M4…外環金型(成形型)。
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記巻線が巻き回された状態の前記分割コアを、前記ロータの回転方向に複数並べて円筒コアを形成する円筒配置工程と、
その後、前記円筒コアの内周側及び外周側のうち、前記ステータと前記ロータとのギャップが位置することとなる側に樹脂モールド用の成形型を配置する成形型配置工程と、
その後、隣り合う前記分割コアの円周方向端部同士が相対移動可能な状態で、溶融樹脂の圧力が前記分割コアを前記成形型に押し付ける向きに付与されるように、前記円筒コアを樹脂モールドするモールド工程と、
を含むことを特徴とする磁気回路部品の製造方法。 In a method of manufacturing a magnetic circuit component comprising one of a stator and a rotor provided in an electric motor, and having a plurality of divided cores arranged in a rotation direction and windings wound around the divided cores,
A cylindrical arrangement step of forming a cylindrical core by arranging a plurality of the divided cores in a state in which the winding is wound in the rotation direction of the rotor;
Thereafter, a molding die arranging step of arranging a molding die for a resin mold on a side where a gap between the stator and the rotor is located among the inner circumferential side and the outer circumferential side of the cylindrical core,
Thereafter, the cylindrical core is resin molded so that the pressure of the molten resin is applied in a direction in which the divided core is pressed against the mold while the circumferential ends of the adjacent divided cores are relatively movable. A molding process,
A method of manufacturing a magnetic circuit component comprising:
前記成形型配置工程では、前記成形型としての中子を前記円筒コアの内周側に挿入配置することを特徴とする請求項1に記載の磁気回路部品の製造方法。 The magnetic circuit component constitutes the stator,
2. The method of manufacturing a magnetic circuit component according to claim 1, wherein in the molding die arrangement step, a core as the molding die is inserted and arranged on an inner peripheral side of the cylindrical core.
前記モールド工程では、前記溝に溶融樹脂が流入するように樹脂モールドすることを特徴とする請求項1又は2に記載の磁気回路部品の製造方法。 A groove extending in the direction of the rotation axis is formed on the surface on the side opposite to the side on which the molding die is arranged, of the inner peripheral side and the outer peripheral side of the split core,
3. The method of manufacturing a magnetic circuit component according to claim 1, wherein in the molding step, resin molding is performed so that molten resin flows into the groove.
複数の前記ホルダユニットは、互いに相対回転可能な状態で連結されており、
前記円筒配置工程では、前記ホルダユニットが前記分割コアを把持したまま一列に並べた状態から回転方向に並べた状態に移動することにより、前記円筒コアを形成することを特徴とする請求項4に記載の磁気回路部品の製造方法。 The jig includes a holder unit provided corresponding to each of the divided cores and having the engaging portion.
The plurality of holder units are coupled to each other in a relatively rotatable state,
5. The cylindrical core is formed by moving the holder unit from a state in which the holder units are arranged in a row while holding the divided cores to a state in which the holder units are arranged in a rotational direction. The manufacturing method of the magnetic circuit component of description.
その後、前記分割コアに線材を巻き回して前記巻線を形成する巻き回し工程、及び前記分割コアに巻き回された線材を同相となる他の分割コアまで這い回して這回部を形成する這い回し工程を、前記分割コアの各相毎に連続して繰り返す連続巻工程と、
を含み、
前記平面配置工程では、隣り合う前記分割コア同士を所定の隙間だけ離して配置し、
前記這い回し工程では、前記這回部にたるみが生じないように線材を這い回すことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の磁気回路部品の製造方法。 A planar arrangement step of arranging a plurality of the divided cores in a row;
Thereafter, a winding step of winding the wire around the split core to form the winding, and winding the wire wound around the split core to another split core in the same phase to form a wound portion A continuous winding step of repeating the turning step continuously for each phase of the split core;
Including
In the planar arrangement step, the adjacent divided cores are arranged apart by a predetermined gap,
6. The method of manufacturing a magnetic circuit component according to claim 1, wherein, in the winding step, the wire is wound so that no slack occurs in the winding portion.
複数の前記分割コアを一列に並べる平面配置工程と、
その後、前記分割コアに線材を巻き回して前記巻線を形成する巻き回し工程、及び前記分割コアに巻き回された線材を同相となる他の分割コアまで這い回して這回部を形成する這い回し工程を、前記分割コアの各相毎に連続して繰り返す連続巻工程と、
その後、複数の前記分割コアを前記ロータの回転方向に並べて円筒コアを形成する円筒配置工程と、
を含み、
前記平面配置工程では、隣り合う前記分割コア同士を所定の隙間だけ離して配置し、
這い回し工程では、前記這回部にたるみが生じないように線材を這い回すことを特徴とする磁気回路部品の製造方法。 In a method of manufacturing a magnetic circuit component comprising one of a stator and a rotor provided in an electric motor, and having a plurality of divided cores arranged in a rotation direction and windings wound around the divided cores,
A planar arrangement step of arranging a plurality of the divided cores in a row;
Thereafter, a winding step of winding the wire around the split core to form the winding, and winding the wire wound around the split core to another split core in the same phase to form a wound portion A continuous winding step of repeating the turning step continuously for each phase of the split core;
Thereafter, a cylindrical arrangement step of forming a cylindrical core by arranging a plurality of the divided cores in the rotation direction of the rotor;
Including
In the planar arrangement step, the adjacent divided cores are arranged apart by a predetermined gap,
In the scooping step, the wire material is scooped so that no slack is generated in the winding part.
前記ステータ及び前記ロータの他方を製造する工程と、
前記ステータに前記ロータを組み付ける工程と、
を含むことを特徴とする電動モータの製造方法。 A step of manufacturing one of a stator and a rotor provided in the electric motor by the method according to any one of claims 1 to 7,
Producing the other of the stator and the rotor;
Assembling the rotor to the stator;
The manufacturing method of the electric motor characterized by including.
請求項8に記載の方法により電動モータを製造する工程と、
前記ロータの回転軸に、燃料を昇圧するインペラを組み付ける工程と、
を含むことを特徴とする燃料ポンプの製造方法。 In a method for manufacturing a fuel pump, wherein an impeller is rotated by an electric motor to boost the fuel, and the boosted fuel is circulated through a gap between the stator and the rotor.
Producing an electric motor by the method according to claim 8;
Assembling an impeller for boosting fuel to the rotating shaft of the rotor;
A method for manufacturing a fuel pump, comprising:
回転方向に並べられて円筒コアを構成する複数の分割コアと、
前記分割コアに巻き回された巻線と、
を備え、
隣り合う前記分割コアは、互いに締結されることなく樹脂モールドされて保持されていることを特徴とする磁気回路部品。 In a magnetic circuit component constituting one of a stator and a rotor provided in an electric motor,
A plurality of split cores arranged in a rotational direction to form a cylindrical core;
A winding wound around the split core;
With
Adjacent divided cores are held by being resin-molded without being fastened to each other.
前記溝は、
前記分割コアを把持して前記円筒コアとなるように移動させる冶具の係合部と係合可能となるように、溝の開口部から底部に向けて断面積が拡大する形状に形成され、
かつ、モールド樹脂が充填されていることを特徴とする請求項10に記載の磁気回路部品。 Of the inner peripheral side and the outer peripheral side of the split core, a groove extending in the rotation axis direction is formed on the surface opposite to the side where the gap between the stator and the rotor is located.
The groove is
It is formed in a shape in which the cross-sectional area expands from the opening of the groove toward the bottom so that it can be engaged with the engaging part of the jig that moves the gripping core to become the cylindrical core.
The magnetic circuit component according to claim 10, wherein the magnetic circuit component is filled with a mold resin.
前記ステータ及び前記ロータの他方と、
を備えることを特徴とする電動モータ。 The magnetic circuit component according to claim 10 or 11, constituting one of a stator and a rotor,
The other of the stator and the rotor;
An electric motor comprising:
前記電動モータの回転軸とともに回転して燃料を昇圧するインペラと、
を備え、
昇圧された燃料を前記電動モータのステータとロータとのギャップに流通させることを特徴とする燃料ポンプ。 An electric motor according to claim 12,
An impeller that rotates with the rotating shaft of the electric motor to boost the fuel;
With
A fuel pump, wherein the pressurized fuel is circulated through a gap between a stator and a rotor of the electric motor.
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