JP2008236978A - クローポールモータ - Google Patents

Abstract

【課題】圧粉磁心材から成るクローポール型モータは，爪磁極の補強にモールド作業が必須であった。また環状コイルの巻線と絶縁処理に時間を要していた。これらを改善することを目的とする。
【解決手段】第一のステータコアと第二のステータコアを，互いの爪磁極が入れ子状になるように配置し，この１相分のステータコアを一体に樹脂成形し，同時にステータコア間に巻線ボビン部とステータコア外周の一部に巻線の端子からげ部を形成し，このボビン部にモータ巻線を施す。更には，上記１相分のステータを爪磁極の位相を各々電気角で１２０度ずらして，モータ軸方向に３段重ね，３相分のステータコアを一体に樹脂成形し，同時に３相分の巻線ボビン部を形成し，このボビン部に３相の巻線を同時に施すモータ構造とする。
【選択図】図１

Description

本発明は軟磁性粉末とバインダーとの複合材から成る粉末を，圧縮成形して形成される圧粉磁心と呼ばれる材料でステータコア形成し，爪磁極を有するステータコアをモータ軸方向に多段に積層して構成するクローポールモータに関するものである。

クローポール型モータは安価な構成と駆動回路の簡単さなどからＯＡ分野，自動車分野に使われている。特願２００７−０３９０７７号により，複数の上側及び下側の爪磁極をステータコアの内周部に設け，上側及び下側の爪磁極間に環状コイルを挟み込んで１相分の単一ステータ組をモールドにより一体に構成し，爪磁極の内周側に所定の空隙を介して回転可能に支持されたリング状マグネット回転子を設け，同一形状の単一ステータ組を電気角で１２０度づつずらして軸方向に配置して他の２相を構成する３相クローポール型モータを提案している。

また，圧粉磁心材は圧力で押し固めて形成するものなのでその強度についての課題が存在する。その改善として，本出願者等は特願２００６−２００２１１号において，リング状に成形した環状コイルを圧粉磁心からなる２個のステータコア間に挿入し，全体を樹脂モールドして１相分の単一ステータ組を形成している。
特開２００７−０３９０７７号 特願２００６−２００２１１号

しかしながら圧粉磁心を使用した従来構造のモータでは，環状コイルを空心巻し，絶縁テープ等で絶縁して，爪磁極を有するステータコア間に挿入して，モールドの金型で１相分を一体に成形するため，工程が多く製造コストを高くする要因となっている。

また，円環状の樹脂製のボビンに巻線して，爪磁極を有するステータコア間に挿入する方法もあるが，ボビンの肉厚を極力薄くする場合には，ボビンが変形して巻線作業に時間を要することになる。

また，１相分の単一ステータコア毎にモールドを実施するため，作業時間が多くかかること，モールド後のバリ除去等の後処理工程が多いこと等も製造コストを高くする要因となる。
本発明の目的は圧粉磁心を使用したモータの巻線に係わる製作コストを低減し，広い用途に適用できるモータ構造を提供するものである。

本発明のモータは複数の爪磁極をステータコアの内周部に設けた，第一のステータコアと第二のステータコアを，互いの爪磁極が入れ子状になるように配置し，この１相分のステータコアを一体に樹脂成形し，同時にステータコア間に巻線ボビン部とステータコア外周の一部に巻線の端子からげ部を形成し，このボビン部にモータ巻線を施す。

また，上記１相分のステータを爪磁極の位相を各々電気角で１２０度ずらして，モータ軸方向に３段重ね，３相分のステータコアを一体に樹脂成形し，同時に３相分の巻線ボビン部を形成し，このボビン部に３相の巻線を同時に施すモータ構造とする。

本発明のモータにおいては下記のように優れた特徴を有する。
（１）爪磁極を有し，圧粉磁心材で圧縮成形された，ステータコアは強度確保のため，樹脂モールドが必須であるため，モールド作業と同時に巻線ボビン部と端子部も構成することでコスト低減が図れる。
（２）さらに，３相分のステータコアを同時にモールド成形すると更に効果がある。
（３）モールドされたステータ組部を回転させ，巻線できるため作業性が良い。
（４）巻線作業も３相分を同時に実施すると，巻線時間が１／３に低減出来る。
（５）巻線端子の巻初め，巻終わり部を巻線時にピンに直接からげられる構造で，大幅に作業工数を低減できる。

軸方向に延在しリング状マグネットを含む回転子と微少隙間をもって対向する磁極面を有する爪磁極部と，爪磁極部から外径側に延在する径方向継鉄部と，径方向継鉄部から爪部と同じ方向に延在する外周側継鉄とで第一の複数の爪磁極群と第二の複数の爪磁極群を，それぞれ周方向に一体に圧粉磁心材で形成し，第一の複数の爪磁極群の爪磁極と第二の複数の爪磁極群の爪磁極を周方向に交互に配置して，第一の爪磁極の爪磁極部の先端と第二の爪磁極の爪磁極部の先端が入れ子状になるように配置して，爪磁極の位相を各々電気角で１２０度ずらして，モータ軸方向に３段重ね，３相ステータコアを一体に樹脂成形し，同時に３相分の巻線ボビン部を形成し，このボビン部に３相の巻線を同時に施すモータ構造とする。

以下，図面によって本発明の実施例を説明する。
図１は本発明の請求項１に係わる３相インナーロータ構造クローポール型モータの１相分のステータ組である。
６は複数の爪磁極であり，７は爪磁極６から外径側に延在する径方向継鉄であり，８は外周側継鉄であり，これらで第一のステータコア１０が圧粉磁心材にて一体に構成されている。同様に第二のステータコア１１が構成される。第一のステータコア１０と第二のステータコア１１を互いの爪磁極６が入れ子状になるように配置して，モールド金型（図示せず）に挿入する。モールド時に巻線９がステータコアに接触する部分に薄肉にモールド材により絶縁部１８を設けながら巻線ボビン部を形成する。１２は爪磁極の間に充填されたモールド材で，１３は第一のステータコア１０と第二のステータコア１１の外周にモールド材で設けられた突起部である。この突起部１３にモータ軸方向にピン１４を圧入する。

巻線機へは，爪磁極６の内周に円筒状の巻線芯金を挿入し，モールドしたステータコア組が回転できるように支持する。巻線の巻初め部１５はピン１４に自動でからげ，巻線芯金と共にステータ組を回転させて，巻線ボビン部に所定の巻線を施し，巻終わり部１６はピン１４に自動でからげられる。

図２は巻線が完了したステータ組のステータ部外周に，バックヨーク17を挿入するもので，バックヨークは板状の軟磁性材料をカール状にして形成されている。ステータコア外周に挿入する際にバネ性を確保しつつ挿入されるため，ステータ部外周とバックヨーク内面の密着度が良く磁束の流れを妨げないように構成される。

また，図３はピン１４の圧入方向をステータコアの外周方向から実施したもので，モータの形状や巻線機の仕様により対応が可能である。

図４はステータ組をモータ軸方向に３段積み重ねた３相ステータ組のモールドしたものに，３相の巻線を自動で同時に実施した場合の図である。本方式では，巻線時間が１／３に低減可能である。

上記のように本発明の多相クローポール型モータによれば，爪磁極の補強に必要であったモールド工程にて，巻線ボビン部と巻線端末処理用部を形成し，巻線の巻線作業と絶縁作業の容易化を図り，作業時間が短縮され大幅なコスト低減が可能となることで，本構造のクローポールモータを安価に大量生産することができる。

本発明クローポール型モータの１相分ステータコア組の構成を示す図 本発明クローポール型モータの１相分ステータコア組の構成を示す図 本発明クローポール型モータの１相分巻線端末部分の詳細図 本発明クローポール型モータの３相分ステータコア組の構成を示す図

符号の説明

６：爪磁極
７：径方向継鉄
８：外周側継鉄
９：環状コイル
１０：第一のステータコア
１１：第二のステータコア
１２：モールド部
１３：モールドによる突起部
１４：ピン
１５：巻初め部
１６：巻終わり部
１７：バックヨーク
１８：モールド材の絶縁部

Claims (4)

1. 軸方向に延在しリング状マグネットを含む回転子と微少隙間をもって対向する磁極面を有する複数の爪磁極部と，該爪磁極部から外径側に延在する径方向継鉄部と，該径方向継鉄部から前記爪部と同じ方向に延在する外周側継鉄とを有し，これらを一体に圧粉磁心材で第一のステータコアと第二のステータコアとして形成し，２個のステータコア爪磁極群の先端が，互いに入れ子状になるように配置してステータコア組を構成し，該ステータコア組を一体に樹脂成形すると同時にステータコア組間に円環状の巻線ボビン部とステータコア組外周の一部に巻線端末処理部を樹脂成形により形成したことを特徴とするクローポールモータ。
2. 上記１相分のステータコアを爪磁極の位相を各々電気角で１２０度ずらして，モータ軸方向に３段重ね，３相分のステータコアを一体に樹脂成形し，同時に３相分の巻線ボビン部を各ステータコア組間に形成し，このボビン部に３相の巻線を同時に施すモータ構造としたことを特徴とするクローポールモータ。
3. 前記ステータ組外周の一部に巻線端末処理部を樹脂成形に，モータ軸方向から巻線端末部をからげるピンを挿入して構成されることを特徴とするクローポールモータ。
4. 前記ステータ組外周の一部に巻線端末処理部を樹脂成形に，ステータ組外周方向から巻線端末部をからげるピンを挿入して構成されることを特徴とするクローポールモータ。

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