JP2011130602A - ステータ、およびそれを備えたモータ - Google Patents

Abstract

【課題】コイル占有面積を従来よりも増やし、モータの小型化、高出力化、高効率化を実現可能なステータ、およびそれを備えたモータを提供する。
【解決手段】本発明に係るステータは、両側面に第１凹部（２２ｂ）が形成され軸方向に伸びる複数の溝（２２ａ）が外周に形成された円筒状のステータヨーク（２２）と、複数の溝それぞれにそれぞれの一部が挿入され、第１凹部に対向する位置に第２凹部（２１ａ）が形成されたティース（２１）と、ティースの他部に設けられたコイル（２５１）と、対向する第１および第２凹部によって形成された孔に嵌合された嵌合ピン（２４）と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ステータ、およびそれを備えたモータに関し、より特定的には、例えば産業用に利用されるアウターロータ型モータのステータ、およびそれを備えたアウターロータ型モータに関する。

一般的にアウターロータ型モータは、小型、高出力、高効率に対する要求がある。モータの小型化、高出力化、高効率化にはモータ体積に対する銅線の投入量を向上する必要がある。従来、ティース付きアウターロータ型モータのステータは、電磁鋼板から打ち抜いた板を積層してステータコアを製作し、当該ステータコアのティース部にコイルを巻回することにより製造されている（例えば特許文献１参照）。

具体的には、ステータは、図７に示すような製造方法にて製造されている。図７は、従来のステータの製造方法を示す図である。図７に示すように、まず、ステータヨーク部９１と、ステータヨーク部９１の外周に放射状に形成されたティース部９２からなる板を電磁鋼板から打ち抜いて積層し、ステータコア９を製作する。その後、隣り合うティース部９２の空隙（スロット）にノズル８を挿入し、ノズル８を通してコイル９３をティース部９２に巻回し、ステータを製造している。

特開２００６−２３８５８０号公報

しかしながら、従来のステータの製造方法においては、スロットにノズル８を挿入するための空間を確保する必要がある。このため、その空間分だけ、スロット面積に対しコイル９３の占める面積（以下、コイル占有面積と称す）が小さくなり、モータの小型化、高出力化、高効率化が難しくなるという課題があった。

そこで、本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、コイル占有面積を従来よりも増やし、モータの小型化、高出力化、高効率化を実現可能なステータ、およびそれを備えたモータを提供することを目的とする。

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、本発明に係るステータは、両側面に第１凹部が形成され軸方向に伸びる複数の溝が外周に形成された円筒状のステータヨークと、複数の溝それぞれにそれぞれの一部が挿入され、第１凹部に対向する位置に第２凹部が形成されたティースと、ティースの他部に設けられたコイルと、対向する第１および第２凹部によって形成された孔に嵌合された嵌合ピンと、を備えている。

好ましくは、ステータヨークの軸方向端面から見た第１および第２凹部の形状は、半円状であるとよい。または、ステータヨークの軸方向端面から見た第１および第２凹部の形状は、Ｖ字状であってもよい。

本発明は、モータにも向けられており、本発明に係るモータは、両側面に第１凹部が形成され軸方向に伸びる複数の溝が外周に形成された円筒状のステータヨークと、複数の溝それぞれにそれぞれの一部が挿入され、第１凹部に対向する位置に第２凹部が形成されたティースと、ティースの他部に設けられたコイルと、対向する第１および第２凹部によって形成された孔に嵌合された嵌合ピンと、を有するステータと、ステータの外周に設けられたロータと、を備えている。

本発明によれば、コイル占有面積を従来よりも増やし、モータの小型化、高出力化、高効率化を実現可能なステータ、およびそれを備えたモータを提供することができる。

本発明の実施例１に係るアウターロータ型のモータの断面図 図１に示したステータヨークの構成を示す図 図１に示したティースの構成を示す図 図１に示したステータ２の製造方法を説明するための図 実施例２に係るステータヨークの構成を示す図 実施例２に係るティースの構成を示す図 従来のステータの製造方法を示す図

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

図１〜図３を参照して、本発明の実施例１に係るアウターロータ型のモータの構造について説明する。図１は、本発明の実施例１に係るアウターロータ型のモータの断面図である。図２は、図１に示したステータヨークの構成を示す図である。図３は、図１に示したティースの構成を示す図である。図１において、本実施例に係るモータは、ロータ１とステータ２とを備える。ロータ１は、所定のクリアランスを介してステータ２の外周を取り囲むように設けられ、図示しない支持機構によって回転可能に支持される。ロータ１は、ロータヨーク１１とマグネット１２とを有する。ロータヨーク１１は、円筒状であり、その内周面には、マグネット１２が必要数貼り付けられている。

ステータ２は、ティース２１、ステータヨーク２２、固定部材２３、嵌合ピン２４、コイルピース２５を有する。ステータヨーク２２は、円筒状であり、その内周に設けられた固定部材２３により固定されている。図２に示すように、ステータヨーク２２の外周には、周方向に沿って複数の溝２２ａが形成されている。溝２２ａは、軸方向に伸びており、その両側面には、第１凹部２２ｂが形成されている。本実施例では、ステータヨーク２２の軸方向端面から見たときの第１凹部２２ｂの形状は、Ｖ字状となっている。ティース２１は、ステータヨーク２２と別体になっており、溝２２ａに一部が挿入される。第１凹部２２ｂと対向するティース２１の両側面には、図３に示すように、第２凹部２１ａが形成されている。本実施例では、ステータヨーク２２の軸方向端面から見たときの第２凹部２１ａの形状は、第１凹部２２ｂと同様、Ｖ字状となっている。第１凹部２２ｂと第２凹部２１ａによって、軸方向に伸びた四角柱状の孔が形成され、その孔に、四角柱状の嵌合ピン２４が嵌合されている。これにより、ティース２１がステータヨーク２２に固定される。なお、図３に示すように、第２凹部２１ａ間の幅Ｂｔ２は、ティース２１の幅Ｂｔ１よりも小さくなっている。ティース２１のステータヨーク２２に挿入されていない部分には、コイルピース２５が設けられている。コイルピース２５は、絶縁体で構成されたボビン２５２にコイル２５１を高密度に巻回することにより構成される。

次に、図４を参照して、図１に示したステータ２の製造方法について説明する。図４は、図１に示したステータ２の製造方法を説明するための図である。図４に示すように、まず、絶縁体で構成されたボビン２５２にコイル２５１を高密度に巻回してなるコイルピース２５の中空部に、ティース２１を挿入する。その後、コイルピース２５を挿入したティース２１を、ステータヨーク２２の溝２２ａ内に挿入する。その後、第１凹部２２ｂと第２凹部２１ａによって形成された四角柱状の孔に、四角柱状の嵌合ピン２４が嵌合される。これにより、ティース２１がステータヨーク２２に固定される。

以上のように、本実施例によれば、ティース２１は、ステータヨーク２２と別体になっており、嵌合ピン２４によりステータヨーク２２に固定される。このため、絶縁体で構成されたボビン２５２にコイル２５１を高密度に巻回したコイルピース２５を、ティース２１がステータヨーク２２に固定される前に、ティース２１に取り付けることができる。これにより、ボビン２５２の形状によっては、従来において確保していたノズル８を挿入するための空間にコイル２５１を配置することができ、コイル占有面積を従来よりも増やすことができる。その結果、モータの小型化、高出力化、高効率化を実現可能なステータ、およびそれを備えたモータを提供することができる。また本実施例によれば、嵌合ピン２４によりティース２１をステータヨーク２２に固定しているため、剛性が高く、位置精度の良いステータを容易に製作できる。

図５および図６は、実施例２に係るステータヨーク、嵌合ピン、ティース、の構成を示す図である。本実施例は、ステータヨーク２２の軸方向端面から見たときの第１凹部２２ｂと第２凹部２１ａの形状を半円状とし、嵌合ピン２４の形状を円柱状としている点で、実施例１と異なる。以下、異なる点を中心に説明する。

ステータヨーク２２の溝２２ａの両側面には、図５に示すように、第１凹部２２ｃが形成されている。本実施例では、ステータヨーク２２の軸方向端面から見たときの第１凹部２２ｃの形状は、半円状となっている。ティース２１の一部が溝２２ａに挿入されたときに第１凹部２２ｂと対向するティース２１の両側面には、図６に示すように、第２凹部２１ｂが形成されている。本実施例では、ステータヨーク２２の軸方向端面から見たときの第２凹部２１ｂの形状は、第１凹部２２ｃと同様、半円状となっている。第１凹部２２ｃと第２凹部２１ｂによって、軸方向に伸びた円柱状の孔が形成され、その孔に、円柱状の嵌合ピン２４ａが嵌合される。これにより、ティース２１がステータヨーク２２に固定される。なお、図６に示すように、第２凹部２１ｂ間の幅Ｂｔ２は、ティース２１の幅Ｂｔ１よりも小さくなっている。これ以外の構成、ならびに製造方法については、実施例１と同様であるので、説明を省略する。

なお、実施例１、２では、第１凹部および第２凹部の形状を、Ｖ字状または半円状としたが、これに限らず、ティースを嵌合ピンによりステータヨークに固定可能な形状であれば、他の形状であってもよい。嵌合ピンは、第１凹部および第２凹部の形状に応じた形状となる。

以上、本発明の実施形態について説明した。ただし、いわゆる当業者であればこの実施形態から適宜変更が可能であることは言うまでも無く、このような変更が施された場合でも、本発明の技術的範囲に含まれることも付言しておく。

１ ロータ
１１ ロータヨーク
１２ マグネット
２ ステータ
２１ ティース
２１ａ、２１ｂ 第２凹部
２２ ステータヨーク
２２ａ 溝
２２ｂ、２２ｃ 第１凹部
２３ 固定部材
２４、２４ａ 嵌合ピン
２５ コイルピース
２５１、９３ コイル
２５２ ボビン
８ ノズル
９ ステータコア
９１ ステータヨーク部
９２ ティース部

Claims (6)

1. 両側面に第１凹部が形成され軸方向に伸びる複数の溝が外周に形成された円筒状のステータヨークと、
   前記複数の溝それぞれにそれぞれの一部が挿入され、前記第１凹部に対向する位置に第２凹部が形成されたティースと、
   前記ティースの他部に設けられたコイルと、
   対向する前記第１および第２凹部によって形成された孔に嵌合された嵌合ピンと、を備える、ステータ。
2. 前記ステータヨークの軸方向端面から見た前記第１および第２凹部の形状は、半円状である、請求項１に記載のステータ。
3. 前記ステータヨークの軸方向端面から見た前記第１および第２凹部の形状は、Ｖ字状である、請求項１に記載のステータ。
4. 両側面に第１凹部が形成され軸方向に伸びる複数の溝が外周に形成された円筒状のステータヨークと、前記複数の溝それぞれにそれぞれの一部が挿入され、前記第１凹部に対向する位置に第２凹部が形成されたティースと、前記ティースの他部に設けられたコイルと、対向する前記第１および第２凹部によって形成された孔に嵌合された嵌合ピンと、を有するステータと、
   前記ステータの外周に設けられたロータと、を備える、モータ。
5. 前記ステータヨークの軸方向端面から見た前記第１および第２凹部の形状は、半円状である、請求項４に記載のモータ。
6. 前記ステータヨークの軸方向端面から見た前記第１および第２凹部の形状は、Ｖ字状である、請求項４に記載のモータ。

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