JP2010148217A

JP2010148217A - モータ用ステータ構造

Info

Publication number: JP2010148217A
Application number: JP2008321716A
Authority: JP
Inventors: Yoshiki Mitani; 佳樹三谷
Original assignee: Toyota Auto Body Co Ltd
Current assignee: Toyota Auto Body Co Ltd
Priority date: 2008-12-18
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2010-07-01

Abstract

【課題】磁気回路的効率に優れ、強度も高く、かつ製造コストの低減が可能なモータ１０，５０におけるステータ構造２０，６０を提供すること。
【解決手段】ヨークコア２１とティースコア２２を一体成形してステータ２０の強度を大きし、隣接するティースコア２２のロータ３０に対向する端部に設けた鍔部２５間に所定の隙間を形成して、モータ１０の磁気回路的効率を高くする。ティースコア２２と鍔部２５を別体にして、予めボビン２３に巻回したコイル２４をボビンごと各ティースコア２２に装着した後、鍔部２５をティースコア２２に固定することで、コイル２４のティースコア２２からの脱落を防止する。
【選択図】図３

Description

本発明はモータにおけるステータ構造に関する。

モータ用ステータ構造の一形式として、特開２００４―３６４４０２号公報にはステータの内側にロータを配置したインナーロータタイプのモータにおけるステータが開示されている。
このモータのステータはリング状のヨークコアを備え、ヨークコアの外周部に等角度間隔で複数本のティースコアがヨークコアの径方向外向きに一体成形により凸設され、各ティースコアにコイルが装着されている。そして、ヨークコアの内側にロータが近接配置されている。

上記したステータ構造では、各ティースコアのロータに対向する端部とヨークコアが一体に成形されている。隣接するティースコアのロータに対向する先端部間がヨークコアによって連結されていると、磁束の一部がティースコアのロータに対向する端部からロータの磁石へと向かわずに別方向に逸れるため、磁気回路的効率が低下し、発生トルクが低下する。そのため、隣接するティースコアのロータに対向する先端部間には所定の隙間が形成されることが望ましい。

一方、特開２００３―７０１９９号公報には、インナーロータタイプのモータにおけるステータとして、ヨークコアの内周部にティースコアをヨークの径方向内側に凸設し、ティースコアのロータに対向する先端部にコイルの抜け止め防止用鍔部を一体成形し、かつ隣接するティースコアの鍔部の間に隙間を形成したステータが開示されている。

このステータ構造では、ヨークコアと各ティースコアが別体に成形され、ティースコアの反ロータ側端部に嵌合凸部を形成し、ヨークコアに各ティースコアに対応して嵌合凹部を形成している。そして、各ティースコアに予めコイルを装着した後に嵌合凸部と嵌合凹部の嵌合によりヨークコアにティースコアを組み付けている。

しかし、ヨークコアとティースコアを別体に成形して両者を組み付けるステータ構造では、隣接するティースコアを等角度間隔で組み付けるために、高い加工精度を必要とし、製造コストが高くなる。また、ティースコアとヨークコアとの連結部分の強度が弱くなるため、モータ稼働時にティースコアが振動するおそれがある。
特開２００４―３６４４０２号公報特開２００３―７０１９９号公報

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、磁気回路的効率に優れ、強度も高く、かつ製造コストの低減が可能なモータにおけるステータ構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、リング状のヨークコアと、ヨークコアの周方向に沿って等角度間隔で配列され、ヨークコアからその径方向に突出する複数本のティースコアと、予め巻回された状態で各ティースコアに装着されたコイルとを備え、各ティースコアのロータに対向する先端部にコイル脱落防止用の鍔部を設けたモータ用ステータ構造であって、
ヨークコアとティースコアを一体成形し、各ティースコアのロータ側先端部に嵌合凹部を形成し、各嵌合凹部に前記鍔部を嵌合して固定し、隣接するティースコアの鍔部の間に所定幅の隙間を形成したことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータ用ステータ構造において、前記ティースコアを前記ヨークコアの外方向に凸設したことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のモータ用ステータ構造において、前記ティースコアを前記ヨークコアの内方向に凸設したことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１，２又は３に記載のモータ用ステータ構造において、前記コイルを予めボビンに巻回された状態で前記ティースコアに装着したことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１，２，３又は４に記載のモータ用ステータ構造において、前記ヨークコアと隣接する前記ティースコアによって区画され、前記コイルが格納されるコイル格納スペースに接着剤を充填したことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１，２，３，４又は５に記載のモータ用ステータ構造において、前記嵌合凹部として前記ティースコアの対を成す両側面の先端部に直線溝を形成し、かつ前記鍔部を２本の平行な縦片と両縦片の一端を連結する１本の横片からなる逆Ｕ字形に形成し、各縦片を前記縦溝に嵌合したことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、ヨークコアとティースコアを一体成形したので、ステータの強度を大きくできる。また、隣接するティースコアのロータに対向する端部に設けた鍔部間に所定の隙間を形成したので、モータの磁気回路的効率が高く、高トルクを得ることができる。さらにまた、ティースコアと鍔部を別体にしたので、予め巻回したコイルを各ティースコアに装着した後、鍔部をティースに固定することで、コイルのティースコアからの脱落を防止できる。従って、コイルのティースコアへの装着工程が簡素化され、製造コストを低減できる。また、隣接するコイル間の隙間を可及的に小さくでき、より一層磁気回路的効率を高めることができる。

請求項２に記載の発明によれば、アウターロータタイプのモータ、すなわちステータの外側にロータを近接配置したモータ用ステータの強度及び磁気回路的効率を高めるとともに製造コストの低減を図ることができる。

請求項３に記載の発明によれば、インナーロータタイプのモータ用ステータの強度及び磁気回路的効率を高めるとともに製造コストの低減を図ることができる。

請求項４に記載の発明によれば、巻回したコイルの取り扱いが容易であるので、一層生産性が向上する。

請求項５に記載の発明によれば、接着剤によってコイル及び鍔部がティースコアに固着されるので、より確実にコイルの脱落を防止できる。

請求項６に記載の発明によれば、鍔部のティースコアへの組み付け作業が容易となり、より生産性が向上する。

以下に本発明を添付図面に基づき説明する。図１は本発明の第１実施例に係るステータ構造を備えたアウターロータタイプのモータ、すなわちステータの外側にロータを配置したモータの概略構造を示す断面図である。このモータ１０はモータハウジング１１、ステータ２０、ロータ３０及びシャフト４０を備え、ステータ２０の外側にロータ３０の永久磁石３１が近接配置され、ロータ３０とシャフト４０が連結されている。

ステータ２０はリング状のヨークコア２１とヨークコア２１から凸設された複数本のティースコア２２からなるステータ本体２０Ａ、各ティースコア２２に装着されたボビン２３、各ボビン２３に巻回されたコイル２４及び各ティースコア２２の先端部に取り付けられた鍔部２５を備えている。

各ティースコア２２は等角度間隔でヨークコア２１の周方向に沿って配列され、ヨークコアの径方向外側へ放射状に延びている。このヨークコア２１とティースコア２２は一体成形され、ヨークコア２１と隣接する２本のティースコア２２によって略逆台形のコイル格納空間２０Ｂが区画形成されている。ステータ本体２０Ａは薄い電磁鋼板を積層し、カシメ、溶接等で固定して構成され、各電磁鋼板は積層したときヨークコア２１とティースコア２２を形成するように所要形状に打ち抜き成型されている。

図２及び図３に拡大して図示するように、ティースコア２２の先端部には対を成す二側面のそれぞれに断面コ字形の直線溝２２ａが形成されている。また、ティースコア２２の先端面２２ｂはロータ３０の曲率半径より僅かに小さい曲率半径を有する凸湾曲面に形成されている。

鍔部２５は磁性体が用いられ、２本の平行な縦片２５ａと両縦片２５ａの上端部間を連結する１本の横片２５ｂから成る逆Ｕ字形を有し、縦片２５ａの前面２５ｃは凸湾曲面に形成されている。また、各縦片２５ａの下端部の内側には鈎形の係止部２５ｄが凸設されている。

鍔部２５はこれら縦片２５ａをティースコア２２の直線溝２２ａに嵌合することによりティースコア２２の先端部に取り付けられ、係止部２５ｄがティースコア２２の先端部下面に係止してティースコア２２から脱落しないように組み付けられる。また、鍔部２５の凸湾曲面２５ｃは鍔部２５をティースコア２２に取り付けたときティースコア２２の前面２２ｂの凸湾曲面と略曲率半径が等しくなり、両凸湾曲面が連続するように設定されている。さらにまた、隣接する鍔部２５間に所定の隙間が形成されるように鍔部２５の寸法形状が設定されている。

コイル２４をティースコア２２に装着する手順は以下の通りである。各コイル２４を予めボビン２３に巻回する。そして、図３に示すように、鍔部２５を取り付けない状態のティースコア２２に先端からボビン２３を挿入する。ボビン２３の挿入後、鍔部２５の縦片２５ａを拡開し、係止部２５ｄを直線溝２２ａの底面に摺接させながら縦片２５ａを直線溝２２ａに嵌入する。横片２５ｂがティースコア２２の先端部の上面に当接するまで、縦片２５ａを嵌入すると、係止部２５ｄがティースコア２２の先端部の下面に係止する。これにより鍔部２５がティースコア２２の先端部に固定される。

次に、各コイル格納空間２０Ｂに液状ワニスを充填して、ワニスをコイル２４とボビン２３間、ボビン２３と鍔部２５間、ボビン２３とティースコア２２間に浸透させ、熱硬化させる。

第１実施例に係るステータ構造は以上の通りであって、ヨークコア２１とティースコア２２を一体成形したので、ステータ２０の強度を大きくできる。

隣接するティースコア２２のロータ３０に対向する端部に設けた鍔部２５間に所定の隙間を形成したので、モータ１０の磁気回路的効率が高く、高トルクを得ることができ。

また、ティースコア２２と鍔部２５を別体にしたので、予めボビン２３に巻回したコイル２４をボビンごと各ティースコア２２に装着した後、鍔部２５をティースコア２２に固定することで、コイル２４のティースコア２２からの脱落を防止できる。従って、コイル２４のティースコア２２への装着工程が簡素化され、製造コストを低減できる。また、隣接するコイル間の隙間を可及的に小さくでき、より一層磁気回路的効率を高めることができる。

また、ワニスによってコイル２４及び鍔部２５がティースコア２２に固着されるので、より確実にコイル２４の脱落を防止できる。

鍔部２５はその縦片２５ａをティースコア２２の直線溝２２ａに嵌入させるだけで、ティースコア２２に固定できるので、鍔部２５の組み付け作業が容易となり、より生産性が向上する。

本発明の第２実施例にかかるステータ構造を備えたインナーロータタイプのモータ、すなわちロータをステータの内側に配置したモータの概略構造を図４に示す。当該モータ５０はモータハウジング５１、ステータ６０、ロータ７０及びシャフト８０を備え、ステータ６０の内側にロータ７０の永久磁石７１が近接配置され、ロータ７０とシャフト８０が連結されている。

このモータ５０のステータ６０はリング状のヨークコア６１とヨークコア６１からヨークコアの径方向内側へ凸設された複数本のティースコア６２からなるステータ本体６０Ａ、各ティースコア６２に装着されたボビン６３、各ボビン６３に巻回されたコイル６４及び各ティースコア６２の先端部に取り付けられた鍔部６５を備えている。

各ティースコア６２は等角度間隔でヨークコア５１の周方向に沿って配列され、シャフト８０に向かって延びている。このヨークコア６１とティースコア６２は一体成形され、ヨークコア６１と隣接する２本のティースコア６２によって略台形のコイル格納空間６０Ｂが区画形成されている。

第１実施例に係るステータ構造と同様に、ティースコア６２の先端部には対を成す二側面のそれぞれに断面コ字形の直線溝（図示略）が形成されている。また、ティースコア６２の先端面はロータ７０の曲率半径より僅かに大きい曲率半径を有する凹湾曲面に形成されている。

鍔部６５は図２に示す鍔部２５と略同じ構造を有し、２本の平行な２本の縦片と両縦片の上端部間を連結する１本の横片から成る逆Ｕ字形を有し、縦片の前面は凹湾曲面に形成されている。また、各縦片の下端部の内側には鈎形の係止部が凸設されている。

鍔部６５は縦片をティースコア６２の直線溝に嵌合し、係止部をティースコア６２の先端部下面に係止してティースコア６２から脱落しないように組み付けられる。また、鍔部６５の凹湾曲面は鍔部６５をティースコア６２に取り付けたときティースコア６２の前面の凹湾曲面と略曲率半径が等しくなり、両凹湾曲面が連続するように設定されている。さらにまた、隣接する鍔部６５間に所定の隙間が形成されるように鍔部６５の寸法形状が設定されている。

本実施例によれば、ステータ６０の内側にロータ７０を配設したインナーロータタイプのモータ５０におけるステータ６０の強度及び磁気回路的効率を高めるとともに、製造コストの低減を図ることができる。

本発明の第１実施例に係るステータ構造を備えたモータの概略構造を示す断面図である。同ステータ構造におけるティースコアと鍔部の部分拡大斜視図である。同ステータ構造におけるティースコアと鍔部の部分拡大断面図である。本発明の第２実施例に係るステータ構造を備えたモータの概略構造を示す断面図である。

符号の説明

１０，５０…モータ
２０，６０…ステータ
３０，７０…ロータ
２１，６１…ヨークコア
２２，６２…ティースコア
２２ａ…直線溝
２３，６３…ボビン
２４，６４…コイル
２５，６５…鍔部
２５ａ…縦片
２５ｂ…横片
２５ｄ…係止部

Claims

リング状のヨークコアと、ヨークコアの周方向に沿って等角度間隔で配列され、ヨークコアからその径方向に突出する複数本のティースコアと、予め巻回された状態で各ティースコアに装着されたコイルとを備え、各ティースコアのロータに対向する先端部にコイル脱落防止用の鍔部を設けたモータ用ステータ構造であって、
ヨークコアとティースコアを一体成形し、各ティースコアのロータ側先端部に嵌合凹部を形成し、各嵌合凹部に前記鍔部を嵌合して固定し、隣接するティースコアの鍔部の間に所定幅の隙間を形成したことを特徴とするモータ用ステータ構造。
前記ティースコアを前記ヨークコアの外方向に凸設したことを特徴とする請求項１に記載のモータ用ステータ構造。
前記ティースコアを前記ヨークコアの内方向に凸設したことを特徴とする請求項１に記載のモータ用ステータ構造。
前記コイルを予めボビンに巻回された状態で前記ティースコアに装着したことを特徴とする請求項１，２又は３に記載のモータ用ステータ構造。
前記ヨークコアと隣接する前記ティースコアによって区画され、前記コイルが格納されるコイル格納スペースに接着剤を充填したことを特徴とする請求項１，２，３又は４に記載のモータ用ステータ構造。
前記嵌合凹部として前記ティースコアの対を成す両側面の先端部に直線溝を形成し、かつ前記鍔部を２本の平行な縦片と両縦片の一端を連結する１本の横片からなる逆Ｕ字形に形成し、各縦片を前記縦溝に嵌合したことを特徴とする請求項１，２，３，４又は５に記載のモータ用ステータ構造。