JP2015136201A - Motor and method for manufacturing stator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スロットレスのステータを備えたモータ及びそのステータの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a motor including a slotless stator and a method for manufacturing the stator.
従来、スロットレスのステータは、例えば特許文献１に示されるように、コイルが樹脂でモールドされてなるモールド巻線部がヨークの内側に設けられており、そのコイルにて生じる磁界の作用によってロータが回転するようになっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as shown in Patent Document 1, for example, a slotless stator is provided with a molded winding portion in which a coil is molded with a resin on the inside of a yoke, and a rotor is generated by the action of a magnetic field generated in the coil. Is designed to rotate.
スロットレスのステータでは、トルク向上のためにモールド巻線部の樹脂に磁性粉体を混合することが考えられるが、この場合、コイルの電気的絶縁（コイル同士の間、コイルの線材同士の間、及びコイルとヨークとの電気的絶縁）の信頼性が低下する虞がある。また、線材の表面に絶縁皮膜が施されたコイルを用いる場合であっても、射出成形にてコイルをモールドする際に樹脂の熱や圧力等で絶縁皮膜が消失する虞があり、絶縁性を確実に保持することが難しい。 In slotless stators, it is conceivable to mix magnetic powder into the resin of the mold winding part in order to improve torque. In this case, however, electrical insulation of the coils (between the coils, between the coil wires) , And electrical insulation between the coil and the yoke) may be reduced. In addition, even when using a coil with an insulating film on the surface of the wire, there is a possibility that the insulating film may disappear due to the heat or pressure of the resin when the coil is molded by injection molding. Difficult to hold securely.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、高トルク化を図りつつもコイルを電気的に絶縁することが可能なモータ及びステータの製造方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a motor and a stator capable of electrically insulating a coil while achieving high torque. It is in.
上記課題を解決するモータは、磁性粉体と樹脂との混合材によってコイルがモールドされてなるモールド巻線部がヨークの内側に設けられたスロットレスのステータと、前記コイルにて生じる磁界の作用によって回転するマグネットロータとを備えたモータであって、前記混合材は、前記磁性粉体の含有率が互いに異なる第１層及び第２層を有してなる。 A motor that solves the above problems includes a slotless stator in which a coil winding portion formed by molding a coil with a mixed material of magnetic powder and resin is provided on the inner side of the yoke, and an action of a magnetic field generated in the coil. The mixed material includes a first layer and a second layer having different contents of the magnetic powder.
この構成によれば、混合材の磁性粉体の含有率がより低い第２層によってコイルの電気的絶縁（コイル同士の間、コイルの線材同士の間、及びコイルとヨークとの電気的絶縁）を図ることが可能となる。また、磁性粉体の含有率が第２層よりも高い第１層を磁束の通路とすることで、漏れ磁束の増加を抑えてトルクの発生に寄与する有効磁束を増加させることが可能となり、その結果、高トルク化を図ることが可能となる。これにより、混合材において磁性粉体の含有率が互いに異なる第１層及び第２層を形成するだけで、高トルク化を図りつつもコイルを電気的に絶縁することが可能となる。 According to this configuration, the second layer having a lower magnetic powder content of the mixed material electrically insulates the coils (between the coils, between the coil wires, and between the coil and the yoke). Can be achieved. In addition, by using the first layer having a magnetic powder content higher than the second layer as a magnetic flux path, it is possible to suppress the increase in leakage magnetic flux and increase the effective magnetic flux contributing to the generation of torque, As a result, it is possible to increase the torque. Thereby, it is possible to electrically insulate the coil while increasing the torque only by forming the first layer and the second layer having different magnetic powder contents in the mixed material.
上記モータにおいて、前記混合材の第１層及び第２層のうち前記磁性粉体の含有率が高い方の第１層は、前記コイルの外周の少なくとも一部を覆い、前記第２層は、前記第１層を含めて前記コイルの外周を覆っていることが好ましい。 In the motor, the first layer having a higher content of the magnetic powder among the first layer and the second layer of the mixed material covers at least a part of the outer periphery of the coil, and the second layer includes It is preferable that the outer periphery of the coil is covered including the first layer.
この構成によれば、より好適に高トルク化及びコイルの絶縁を図ることができる。
上記モータにおいて、前記混合材の第１層及び第２層のうち前記磁性粉体の含有率が高い方の第１層は、前記コイルの線材の周方向間に介在されていることが好ましい。
According to this configuration, higher torque and coil insulation can be achieved more suitably.
In the motor, it is preferable that the first layer having the higher content of the magnetic powder among the first layer and the second layer of the mixed material is interposed between the circumferential directions of the wire material of the coil.
この構成によれば、コイルの線材の周方向間に磁束の通路としての第１層が形成されるため、第１層をヨークとロータとの間の磁束の通路としてより好適な構成とすることができる。 According to this configuration, since the first layer is formed as a magnetic flux path between the circumferential directions of the coil wire, the first layer is more preferably configured as a magnetic flux path between the yoke and the rotor. Can do.
上記ステータの製造方法において、前記コイルに通電を行った状態で、該コイルを内包するように前記混合材を射出成形するモールド工程を備えることが好ましい。
この製造方法によれば、混合材に含まれる磁性粉体が、通電状態のコイルの磁界に応じた密度分布となるため、磁性粉体の含有率が異なる第１層及び第２層を容易に成形することが可能となる。
The stator manufacturing method preferably includes a molding step of injection-molding the mixed material so as to enclose the coil while energizing the coil.
According to this manufacturing method, since the magnetic powder contained in the mixed material has a density distribution according to the magnetic field of the coil in the energized state, the first layer and the second layer having different magnetic powder contents can be easily formed. It becomes possible to mold.
上記ステータの製造方法において、前記コイルは、互いに異相となるもの同士が周方向に並設されてなり、前記モールド工程において、周方向に隣り合う異相のコイルの線材に同一方向の電流が流れるように、前記コイルに通電を行うことが好ましい。 In the stator manufacturing method, the coils having different phases are arranged side by side in the circumferential direction, and in the molding step, currents in the same direction flow through the wire rods of the different phases adjacent in the circumferential direction. In addition, it is preferable to energize the coil.
この製造方法によれば、隣り合う異相の線材に同一方向の電流が流れるため、その線材間において電流にて生じる磁界の向きが反対方向となり、互いに打ち消し合うように作用する。これにより、周方向に隣り合う異相の線材の間の磁界が弱まるため、その間における混合材の第２層の磁性粉体の含有率をより低く構成することができ、その結果、異相のコイル間の絶縁の信頼度をより向上させることができる。 According to this manufacturing method, since currents in the same direction flow in adjacent different-phase wires, the directions of the magnetic fields generated by the currents between the wires are opposite to each other and act to cancel each other. Thereby, since the magnetic field between the different-phase wires adjacent in the circumferential direction is weakened, the content of the magnetic powder of the second layer of the mixed material in the meantime can be configured to be lower, and as a result, between the different-phase coils. The reliability of insulation can be further improved.
本発明のモータ及びステータの製造方法によれば、高トルク化を図りつつもコイルを電気的に絶縁することが可能となる。 According to the method for manufacturing a motor and a stator of the present invention, it is possible to electrically insulate a coil while achieving high torque.
以下、モータ及びステータの製造方法の一実施形態について説明する。
図１及び図２に示すように、本実施形態のモータ１０のステータ１１は、スロットレス（コアレス）のものであり、円筒状のヨークハウジング（以下、ヨークという）１２と、ヨーク１２の軸方向両側にそれぞれ固定されたエンドハウジング１３と、ヨーク１２の内周面に固着された略円筒状のモールド巻線部１４とを備えている。なお、ヨーク１２と各エンドハウジング１３とは、モータ１０のハウジングを構成している。
Hereinafter, an embodiment of a method for manufacturing a motor and a stator will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, the stator 11 of the motor 10 of this embodiment is a slotless (coreless) type, and has a cylindrical yoke housing (hereinafter referred to as a yoke) 12 and the axial direction of the yoke 12. An end housing 13 fixed to each of both sides and a substantially cylindrical mold winding portion 14 fixed to the inner peripheral surface of the yoke 12 are provided. The yoke 12 and each end housing 13 constitute a housing of the motor 10.
図３に示すように、モールド巻線部１４は、周方向に順に並設されたＵ相コイル群１５ｕ、Ｖ相コイル群１５ｖ及びＷ相コイル群１５ｗが、磁性粉体（本実施形態では軟磁性系金属粉）と樹脂との混合材１６によってモールドされて構成されている。本実施形態では、Ｕ相コイル群１５ｕ、Ｖ相コイル群１５ｖ及びＷ相コイル群１５ｗはそれぞれ、周方向において９０度間隔に４つ設けられている。 As shown in FIG. 3, the molded winding portion 14 includes a U-phase coil group 15 u, a V-phase coil group 15 v, and a W-phase coil group 15 w that are sequentially arranged in the circumferential direction. It is molded by a mixed material 16 of magnetic metal powder) and resin. In the present embodiment, four U-phase coil groups 15u, V-phase coil groups 15v, and W-phase coil groups 15w are provided at intervals of 90 degrees in the circumferential direction.
図３及び図５に示すように、Ｕ相コイル群１５ｕは、径方向に並設された複数（本実施形態では３つ）のＵ相コイル１７ｕよりなる。各Ｕ相コイル１７ｕは、径方向に沿うそれらの中心軸線が一致するとともに、各コイル１７ｕを構成する線材１８ｕ同士が径方向に並ぶように構成されている。 As shown in FIGS. 3 and 5, the U-phase coil group 15u includes a plurality (three in this embodiment) of U-phase coils 17u arranged in the radial direction. The U-phase coils 17u are configured such that their central axes along the radial direction coincide with each other, and the wire rods 18u constituting the coils 17u are arranged in the radial direction.
同様に、Ｖ相コイル群１５ｖは、径方向に並設された複数（本実施形態では３つ）のＶ相コイル１７ｖよりなる。各Ｖ相コイル１７ｖは、径方向に沿うそれらの中心軸線が一致するとともに、各コイル１７ｖを構成する線材１８ｖ同士が径方向に並ぶように構成されている。 Similarly, the V-phase coil group 15v is composed of a plurality (three in this embodiment) of V-phase coils 17v arranged in parallel in the radial direction. The V-phase coils 17v are configured such that their central axes along the radial direction coincide with each other, and the wire rods 18v constituting each coil 17v are arranged in the radial direction.
同様に、Ｗ相コイル群１５ｗは、径方向に並設された複数（本実施形態では３つ）のＷ相コイル１７ｗよりなる。各Ｗ相コイル１７ｗは、径方向に沿うそれらの中心軸線が一致するとともに、各コイル１７ｗを構成する線材１８ｗ同士が径方向に並ぶように構成されている。なお、各相のコイル１７ｕ，１７ｖ，１７ｗの線材１８ｕ，１８ｖ，１８ｗの表面には、絶縁皮膜が施されている。 Similarly, the W-phase coil group 15w includes a plurality (three in this embodiment) of W-phase coils 17w arranged in parallel in the radial direction. Each W-phase coil 17w is configured such that the central axes thereof along the radial direction coincide with each other, and the wire rods 18w constituting each coil 17w are arranged in the radial direction. Insulating films are applied to the surfaces of the wires 18u, 18v, 18w of the coils 17u, 17v, 17w of the respective phases.
モールド巻線部１４を構成する混合材１６は、各コイル１７ｕ，１７ｖ，１７ｗの線材１８ｕ，１８ｖ，１８ｗの間に入り込んでいる。詳述すると、Ｕ相コイル１７ｕの線材１８ｕ同士の周方向間及び径方向間に混合材１６が介在している。Ｖ相コイル１７ｖ及びＷ相コイル１７ｗにおいても同様に、線材１８ｖ同士及び線材１８ｗ同士の周方向間及び径方向間に混合材１６が介在している。また、各コイル群１５ｕ，１５ｖ，１５ｗにおいて周方向に隣り合うものの間では、異なる相の線材１８ｕ，１８ｖ，１８ｗ同士が周方向に並んでおり、それらの周方向間にも混合材１６が介在している。 The mixed material 16 constituting the mold winding portion 14 enters between the wire materials 18u, 18v, 18w of the coils 17u, 17v, 17w. More specifically, the mixed material 16 is interposed between the circumferential direction and the radial direction of the wire 18u of the U-phase coil 17u. Similarly, in the V-phase coil 17v and the W-phase coil 17w, the mixed material 16 is interposed between the wire 18v and between the wire 18w between the circumferential direction and the radial direction. Moreover, between the coils 15u, 15v, and 15w that are adjacent in the circumferential direction, the wire rods 18u, 18v, and 18w of different phases are arranged in the circumferential direction, and the mixed material 16 is interposed between these circumferential directions. doing.
また、混合材１６は、含有する磁性粉体の密度が均一ではなく粗密が設けられている。その磁性粉体の粗密については、後述の製造方法の項で詳述する。
図１及び図２に示すように、モールド巻線部１４の内周側には、ロータ２０が回転可能に設けられている。ロータ２０は、各エンドハウジング１３に対して回転可能に支持された回転軸２１と、回転軸２１に固定されたロータコア２２と、ロータコア２２の外周面に固定されたマグネット２３と備えている。本実施形態では、マグネット２３は、周方向に交互に異極となるように８極で構成されている。また、マグネット２３の外周面は、モールド巻線部１４に対し空隙を介して径方向に対向するように構成されている。つまり、マグネット２３とヨーク１２の径方向間にモールド巻線部１４が介在されるように構成されている。
Moreover, the density of the magnetic powder contained in the mixed material 16 is not uniform, but is provided with a density. The density of the magnetic powder will be described in detail in the section of the manufacturing method described later.
As shown in FIGS. 1 and 2, a rotor 20 is rotatably provided on the inner peripheral side of the mold winding portion 14. The rotor 20 includes a rotation shaft 21 that is rotatably supported with respect to each end housing 13, a rotor core 22 that is fixed to the rotation shaft 21, and a magnet 23 that is fixed to the outer peripheral surface of the rotor core 22. In the present embodiment, the magnet 23 is configured with eight poles so as to have different polarities alternately in the circumferential direction. Further, the outer peripheral surface of the magnet 23 is configured to face the mold winding portion 14 in the radial direction with a gap. That is, the mold winding part 14 is interposed between the magnet 23 and the yoke 12 in the radial direction.
［ステータの製造方法］
次に、上記のステータ１１の製造方法について説明する。
まず、ヨーク１２の内周の所定位置に各相のコイル群１５ｕ，１５ｖ，１５ｗを配置する。そして、各コイル１７ｕ，１７ｖ，１７ｗに電流を流した状態で、樹脂に磁性粉体を混合させた混合材１６を、ヨーク１２の内周面にコイル１７ｕ，１７ｖ，１７ｗを内包するように射出成形する（モールド工程）。このとき、コイル１７ｕ，１７ｖ，１７ｗには通電によって磁界が生じており、射出成形される混合材１６に含まれた磁性粉体は、コイル１７ｕ，１７ｖ，１７ｗの磁界（線材１８ｕ，１８ｖ，１８ｗの磁界）に応じた密度分布となる。
[Method for manufacturing stator]
Next, a method for manufacturing the stator 11 will be described.
First, the coil groups 15u, 15v, and 15w for each phase are disposed at predetermined positions on the inner periphery of the yoke 12. Then, in a state where a current is passed through each of the coils 17u, 17v, and 17w, the mixed material 16 in which the magnetic powder is mixed with the resin is injected so that the coils 17u, 17v, and 17w are included in the inner peripheral surface of the yoke 12. Molding (molding process). At this time, a magnetic field is generated by energization in the coils 17u, 17v, 17w, and the magnetic powder contained in the mixture 16 to be injection-molded is a magnetic field (wires 18u, 18v, 18w) of the coils 17u, 17v, 17w. Density distribution according to the magnetic field).
具体的には、コイル１７ｕ，１７ｖ，１７ｗの線材１８ｕ，１８ｖ，１８ｗの近くほど磁界が強く、線材１８ｕ，１８ｖ，１８ｗから離れるほど磁界が弱いため、線材１８ｕ，１８ｖ，１８ｗの近くほど磁性粉体の密度が高く、線材１８ｕ，１８ｖ，１８ｗから離れるほど磁性粉体の密度が低くなる。これにより、図４に示すように、混合材１６には、線材１８ｕ，１８ｖ，１８ｗの周囲を覆う、磁性粉体の含有率が高い第１層３１と、その第１層３１の周囲を覆う、第１層３１よりも磁性粉体の含有率が低い第２層３２とが成形される。つまり、各線材１８ｕ，１８ｖ，１８ｗの間には、第１層３１及び第２層３２がそれぞれ介在された構成となっている。なお、モールド巻線部１４の内周面及び外周面には、混合材１６の第２層３２が現れるようになっている。 Specifically, the closer to the wires 18u, 18v, 18w of the coils 17u, 17v, 17w, the stronger the magnetic field, and the farther away from the wires 18u, 18v, 18w, the weaker the magnetic field. The density of the magnetic powder decreases as the density of the body increases and the distance from the wires 18u, 18v, 18w increases. As a result, as shown in FIG. 4, the mixed material 16 covers the periphery of the wires 18 u, 18 v, 18 w, the first layer 31 having a high magnetic powder content, and the periphery of the first layer 31. The second layer 32 having a lower magnetic powder content than the first layer 31 is formed. That is, the first layer 31 and the second layer 32 are interposed between the wires 18u, 18v, and 18w, respectively. A second layer 32 of the mixed material 16 appears on the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the mold winding portion 14.
なお、磁性粉体はコイル１７ｕ，１７ｖ，１７ｗの磁界に応じた密度分布となるため、第１層３１と第２層３２の内部においても磁性粉体の粗密が存在する。また、第１層３１及び第２層３２との境界は、所定の磁性粉体の含有率の値に設定される。 Since the magnetic powder has a density distribution corresponding to the magnetic field of the coils 17u, 17v, 17w, the magnetic powder is dense and dense inside the first layer 31 and the second layer 32. Further, the boundary between the first layer 31 and the second layer 32 is set to a predetermined value of the content of the magnetic powder.
また、図５に示すように、混合材１６の射出成形時において、周方向に隣り合う異相のコイル１７ｕ，１７ｖ，１７ｗには、互いに反対向きの電流が供給される。図５の例では、Ｖ相コイル１７ｖには時計回りに電流を流し、そのＶ相コイル１７ｖと隣り合うＵ相コイル１７ｕ及びＷ相コイル１７ｗには反時計回りの電流を流している。 Further, as shown in FIG. 5, during the injection molding of the mixed material 16, currents in opposite directions are supplied to the coils 17 u, 17 v and 17 w of different phases adjacent in the circumferential direction. In the example of FIG. 5, a current flows clockwise through the V-phase coil 17v, and a counter-clockwise current flows through the U-phase coil 17u and the W-phase coil 17w adjacent to the V-phase coil 17v.
これにより、周方向に隣り合うＵ相コイル１７ｕの線材１８ｕとＶ相コイル１７ｖの線材１８ｖには、同一方向（図５において上方向）の電流が流れる。このため、線材１８ｕ，１８ｖを流れる電流によってそれぞれ生じる磁界の向きが、それら線材１８ｕ，１８ｖの周方向間において反対方向となり、互いに打ち消し合うように作用する。これにより、周方向に隣り合う線材１８ｕ，１８ｖの間の磁界が弱まり、その結果、線材１８ｕ，１８ｖの周方向間の混合材１６（第２層３２）は、磁性粉体の含有率がより低く構成される。 As a result, currents in the same direction (upward in FIG. 5) flow through the wire 18u of the U-phase coil 17u and the wire 18v of the V-phase coil 17v adjacent in the circumferential direction. For this reason, the directions of the magnetic fields generated by the currents flowing through the wire rods 18u and 18v are opposite to each other between the circumferential directions of the wire rods 18u and 18v, and act so as to cancel each other. As a result, the magnetic field between the wires 18u and 18v adjacent in the circumferential direction is weakened. As a result, the mixed material 16 (second layer 32) between the wires 18u and 18v in the circumferential direction has a higher content of magnetic powder. Configured low.
同様に、周方向に隣り合うＶ相コイル１７ｖの線材１８ｖとＷ相コイル１７ｗの線材１８ｗには、同一方向（図５において下方向）の電流が流れるため、周方向に隣り合う線材１８ｖ，１８ｗの間の磁界が弱まり、その結果、線材１８ｖ，１８ｗの周方向間の混合材１６（第２層３２）は、磁性粉体の含有率がより低く構成される。 Similarly, currents in the same direction (downward in FIG. 5) flow through the wire 18v of the V-phase coil 17v and the wire 18w of the W-phase coil 17w that are adjacent in the circumferential direction, and therefore the wires 18v and 18w that are adjacent in the circumferential direction. As a result, the mixed material 16 (second layer 32) between the circumferential directions of the wires 18v and 18w is configured to have a lower magnetic powder content.
また、各相のコイル群１５ｕ，１５ｖ，１５ｗにおいて、電流が同一方向に流れる線材間においても同様の作用によって、磁性粉体の含有率がより低く構成される。
次に、本実施形態の作用について説明する。
Moreover, in the coil groups 15u, 15v, and 15w of each phase, the content rate of the magnetic powder is configured to be lower by the same action even between the wire rods in which the current flows in the same direction.
Next, the operation of this embodiment will be described.
モールド巻線部１４の各コイル群１５ｕ，１５ｖ，１５ｗにそれぞれ対応する３相交流電源電圧が供給されると、ステータ１１にて生じる回転磁界とロータ２０のマグネット２３の磁界とが相互に作用してロータ２０が回転する。このとき、ヨーク１２とロータ２０（マグネット２３）との間のモールド巻線部１４（混合材１６）において、磁束は主に磁性粉体の含有率が高い第１層３１を経由して行き来する。つまり、混合材１６の第１層３１によってヨーク１２とロータ２０との間の磁気的なエアギャップが減少（即ちパーミアンスが向上）されるため、ロータ２０の回転に寄与しない漏れ磁束の発生が抑えられ、その結果、高出力化を図ることが可能となっている。 When a three-phase AC power supply voltage corresponding to each of the coil groups 15u, 15v, and 15w of the mold winding portion 14 is supplied, the rotating magnetic field generated in the stator 11 and the magnetic field of the magnet 23 of the rotor 20 interact with each other. Thus, the rotor 20 rotates. At this time, in the mold winding portion 14 (mixed material 16) between the yoke 12 and the rotor 20 (magnet 23), the magnetic flux mainly travels through the first layer 31 having a high content of magnetic powder. . That is, since the magnetic air gap between the yoke 12 and the rotor 20 is reduced (that is, the permeance is improved) by the first layer 31 of the mixed material 16, generation of leakage magnetic flux that does not contribute to the rotation of the rotor 20 is suppressed. As a result, higher output can be achieved.
更に、各コイル１７ｕ，１７ｖ，１７ｗの線材１８ｕ，１８ｖ，１８ｗの間には、磁性粉体の含有率が低い第２層３２が介在されており、この第２層３２によって線材１８ｕ，１８ｖ，１８ｗ間の電気的絶縁が図られている。 Further, a second layer 32 having a low magnetic powder content is interposed between the wires 18u, 18v, 18w of the coils 17u, 17v, 17w. The second layer 32 allows the wires 18u, 18v, Electrical insulation between 18w is achieved.
また、混合材１６の射出成形時に電流が同一方向に流された線材１８ｕ，１８ｖ，１８ｗの間の第２層３２においては、上記の作用によって磁性粉体の含有率がより低く構成されるため、電気的絶縁の信頼性が特に向上されている。 Further, in the second layer 32 between the wire rods 18u, 18v, and 18w in which the current flows in the same direction during the injection molding of the mixed material 16, the content of the magnetic powder is configured to be lower due to the above-described action. In particular, the reliability of electrical insulation has been improved.
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）モールド巻線部１４の混合材１６は、磁性粉体の含有率が互いに異なる第１層３１及び第２層３２を有する。この構成によれば、混合材１６の磁性粉体の含有率がより低い第２層３２によってコイル１７ｕ，１７ｖ，１７ｗの電気的絶縁（コイル１７ｕ，１７ｖ，１７ｗ同士の間、線材１８ｕ，１８ｖ，１８ｗ同士の間、及びコイル１７ｕ，１７ｖ，１７ｗとヨーク１２との電気的絶縁）を図ることが可能となる。また、第１層３１を磁束の通路とすることで、漏れ磁束の増加を抑えてトルクの発生に寄与する有効磁束を増加させることが可能となり、その結果、高トルク化を図ることが可能となる。これにより、混合材１６において磁性粉体の含有率が互いに異なる第１層３１及び第２層３２を形成するだけで、高トルク化を図りつつもコイル１７ｕ，１７ｖ，１７ｗを電気的に絶縁することが可能となる。
Next, characteristic effects of the present embodiment will be described.
(1) The mixed material 16 of the mold winding part 14 has a first layer 31 and a second layer 32 having different magnetic powder contents. According to this configuration, the second layer 32 having a lower magnetic powder content of the mixed material 16 electrically insulates the coils 17u, 17v, and 17w (between the coils 17u, 17v, and 17w, between the wires 18u, 18v, and 17w). 18w and electrical insulation between the coils 17u, 17v, 17w and the yoke 12) can be achieved. In addition, by using the first layer 31 as a magnetic flux path, it is possible to increase the effective magnetic flux that contributes to the generation of torque by suppressing an increase in leakage magnetic flux, and as a result, it is possible to increase the torque. Become. As a result, the coils 17u, 17v, and 17w are electrically insulated while achieving high torque only by forming the first layer 31 and the second layer 32 having different magnetic powder contents in the mixed material 16. It becomes possible.
（２）混合材１６の第１層３１及び第２層３２のうち磁性粉体の含有率が高い方の第１層３１は、コイル１７ｕ，１７ｖ，１７ｗの線材１８ｕ，１８ｖ，１８ｗの外周を覆い、第２層３２は、第１層３１を含めて線材１８ｕ，１８ｖ，１８ｗの外周を覆っている。この構成によれば、より好適に高トルク化及びコイル１７ｕ，１７ｖ，１７ｗの絶縁を図ることができる。 (2) The first layer 31 having the higher magnetic powder content of the first layer 31 and the second layer 32 of the mixed material 16 has outer circumferences of the wires 18u, 18v, 18w of the coils 17u, 17v, 17w. The second layer 32 covers the outer periphery of the wires 18u, 18v, 18w including the first layer 31. According to this configuration, it is possible to more suitably increase the torque and insulate the coils 17u, 17v, and 17w.
（３）混合材１６の第１層３１及び第２層３２のうち磁性粉体の含有率が高い方の第１層３１は、コイル１７ｕ，１７ｖ，１７ｗの線材１８ｕ，１８ｖ，１８ｗの周方向間に介在される。この構成によれば、コイル１７ｕ，１７ｖ，１７ｗの線材１８ｕ，１８ｖ，１８ｗの周方向間に磁束の通路としての第１層３１が形成されるため、第１層３１をヨーク１２とロータ２０との間の磁束の通路としてより好適な構成とすることができる。 (3) Of the first layer 31 and the second layer 32 of the mixed material 16, the first layer 31 having the higher magnetic powder content is the circumferential direction of the wires 18u, 18v, 18w of the coils 17u, 17v, 17w. Intervening in between. According to this configuration, since the first layer 31 is formed as a magnetic flux path between the circumferential directions of the wires 18u, 18v, 18w of the coils 17u, 17v, 17w, the first layer 31 is formed between the yoke 12 and the rotor 20. It can be set as a more suitable composition as a passage of magnetic flux between.
（４）モールド工程において、コイル１７ｕ，１７ｖ，１７ｗに通電を行った状態で、該コイル１７ｕ，１７ｖ，１７ｗを内包するように混合材１６を射出成形する。この製造方法によれば、混合材１６に含まれる磁性粉体が、通電状態のコイル１７ｕ，１７ｖ，１７ｗの磁界に応じた密度分布となるため、磁性粉体の含有率が異なる第１層３１及び第２層３２を容易に成形することが可能となる。 (4) In the molding step, the mixed material 16 is injection-molded so as to enclose the coils 17u, 17v, and 17w while energizing the coils 17u, 17v, and 17w. According to this manufacturing method, since the magnetic powder contained in the mixed material 16 has a density distribution according to the magnetic field of the energized coils 17u, 17v, and 17w, the first layer 31 having a different content of the magnetic powder. And it becomes possible to shape | mold the 2nd layer 32 easily.
（５）コイル１７ｕ，１７ｖ，１７ｗは、互いに異相となるもの同士が周方向に並設されてなり、モールド工程において、周方向に隣り合う異相のコイル１７ｕ，１７ｖ，１７ｗの線材１８ｕ，１８ｖ，１８ｗに同一方向の電流が流れるようにコイル１７ｕ，１７ｖ，１７ｗに通電を行う。この製造方法によれば、隣り合う異相の線材１８ｕ，１８ｖ，１８ｗに同一方向の電流が流れるため、その線材１８ｕ，１８ｖ，１８ｗ間において電流にて生じる磁界の向きが反対方向となり、互いに打ち消し合うように作用する。これにより、周方向に隣り合う異相の線材１８ｕ，１８ｖ，１８ｗの間の磁界が弱まるため、その間における混合材１６の第２層３２の磁性粉体の含有率をより低く構成することができ、その結果、異相のコイル１７ｕ，１７ｖ，１７ｗ間の絶縁の信頼度をより向上させることができる。 (5) The coils 17u, 17v, 17w are arranged in parallel in the circumferential direction, and in the molding process, the wires 17u, 18v, 18v of the coils 17u, 17v, 17w adjacent in the circumferential direction are arranged in the circumferential direction. The coils 17u, 17v, and 17w are energized so that current in the same direction flows through 18w. According to this manufacturing method, since currents in the same direction flow through adjacent wires 18u, 18v, 18w of different phases, the directions of the magnetic fields generated by the currents between the wires 18u, 18v, 18w are opposite to each other and cancel each other. Acts as follows. Thereby, since the magnetic field between the different-phase wires 18u, 18v, 18w adjacent in the circumferential direction is weakened, the content of the magnetic powder of the second layer 32 of the mixed material 16 therebetween can be configured to be lower. As a result, the reliability of insulation between the coils 17u, 17v, and 17w having different phases can be further improved.
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、モールド工程でのコイル１７ｕ，１７ｖ，１７ｗへの通電による磁界の強さに応じて磁性粉体に粗密が設けられる構成としたが、これに特に限定されるものではない。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the above embodiment, the magnetic powder is provided with a density depending on the strength of the magnetic field generated by energizing the coils 17u, 17v, and 17w in the molding process. However, the present invention is not particularly limited thereto.
例えば、図６に示すように、磁性粉体の含有率が異なる２種の混合材（第１混合材４１と第２混合材４２）にてコイル１７ｕ，１７ｖ，１７ｗをモールドする構成としてもよい。同図の例では、第１混合材４１が上記実施形態の第１層３１と対応し、第２混合材４２が上記実施形態の第２層３２と対応している。つまり、第１混合材４１は、第２混合材４２よりも磁性粉体の含有率が高く、第１混合材４１は線材１８ｕ，１８ｖ，１８ｗの外周を覆っている。そして、磁性粉体の含有率がより低い第２混合材４２は、第１混合材４１を含んで線材１８ｕ，１８ｖ，１８ｗの周囲を覆っている。このような構成によっても、上記実施形態と同様に、高トルク化を図りつつもコイル１７ｕ，１７ｖ，１７ｗを電気的に絶縁することが可能となる。 For example, as shown in FIG. 6, the coils 17u, 17v, and 17w may be molded by using two kinds of mixed materials (first mixed material 41 and second mixed material 42) having different magnetic powder contents. . In the example of the figure, the first mixed material 41 corresponds to the first layer 31 of the above embodiment, and the second mixed material 42 corresponds to the second layer 32 of the above embodiment. That is, the first mixed material 41 has a higher content of magnetic powder than the second mixed material 42, and the first mixed material 41 covers the outer circumferences of the wires 18u, 18v, and 18w. The second mixed material 42 having a lower magnetic powder content includes the first mixed material 41 and covers the periphery of the wires 18u, 18v, and 18w. Even with such a configuration, it is possible to electrically insulate the coils 17u, 17v, and 17w while achieving high torque as in the above embodiment.
なお、同図の例では、第１混合材４１が線材１８ｕ，１８ｖ，１８ｗの外周を覆い、第２混合材４２は第１混合材４１を含めて線材１８ｕ，１８ｖ，１８ｗの外周を覆っているが、それらの位置関係を反対とし、線材１８ｕ，１８ｖ，１８ｗの直近に第２混合材４２が存在するように構成してもよい。このような構成であっても、第２混合材４２によって線材１８ｕ，１８ｖ，１８ｗの絶縁性が確保されるとともに、線材１８ｕ，１８ｖ，１８ｗの周方向間に第２混合材４２を介して設けられる第１混合材４１が磁束の通路となって、高トルク化を図ることが可能となる。 In the example of the figure, the first mixed material 41 covers the outer periphery of the wire rods 18u, 18v, 18w, and the second mixed material 42 covers the outer periphery of the wire rods 18u, 18v, 18w including the first mixed material 41. However, the positional relationship may be reversed, and the second mixed material 42 may exist in the immediate vicinity of the wires 18u, 18v, and 18w. Even in such a configuration, the insulation of the wires 18u, 18v, 18w is secured by the second mixed material 42, and the second mixed material 42 is provided between the circumferential directions of the wires 18u, 18v, 18w. The first mixed material 41 thus formed serves as a path for magnetic flux, and it is possible to increase the torque.
また、同図の構成では、第１混合材４１を射出成形した後、第２混合材４２が射出成形される。なお、第１及び第２混合材４１，４２の成形時において、コイル１７ｕ，１７ｖ，１７ｗへの通電は必ずしも必要ではないが、上記実施形態と同様にコイル１７ｕ，１７ｖ，１７ｗへの通電を行ってもよい。これにより、第１混合材４１と第２混合材４２のそれぞれに含まれる磁性粉体の粗密が、通電によるコイル１７ｕ，１７ｖ，１７ｗの磁界に応じた分布となる。 Moreover, in the structure of the figure, after the 1st mixing material 41 is injection-molded, the 2nd mixing material 42 is injection-molded. It is not always necessary to energize the coils 17u, 17v, and 17w during the molding of the first and second mixed materials 41 and 42, but energization to the coils 17u, 17v, and 17w is performed as in the above embodiment. May be. Thereby, the density of the magnetic powder contained in each of the first mixed material 41 and the second mixed material 42 becomes a distribution according to the magnetic fields of the coils 17u, 17v, and 17w by energization.
・混合材１６の第１層３１と第２層３２の分布は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、線材１８ｕ，１８ｖ，１８ｗの周方向の側方のみに第１層３１が存在するような構成としてもよい。また、混合材１６は、コイル１７ｕ，１７ｖ，１７ｗの軸方向全体を覆っている必要はなく、例えば、コイル１７ｕ，１７ｖ，１７ｗの軸方向端部が混合材１６にて被覆されない構成としてもよい。 -Distribution of the 1st layer 31 and the 2nd layer 32 of mixed material 16 is not limited to the above-mentioned embodiment, for example, the 1st layer 31 is only in the side of the peripheral direction of wire rods 18u, 18v, and 18w. It may be configured to exist. Moreover, the mixed material 16 does not need to cover the entire axial direction of the coils 17u, 17v, and 17w. For example, the axial ends of the coils 17u, 17v, and 17w may not be covered with the mixed material 16. .
・上記実施形態では、コイル１７ｕ，１７ｖ，１７ｗの線材１８ｕ，１８ｖ，１８ｗの表面に絶縁皮膜が施されているが、必ずしも絶縁皮膜を有している必要はない。
・モールド巻線部１４の巻回態様（混合材１６内における各線材１８ｕ，１８ｖ，１８ｗの配置態様）は、上記実施形態に限定されるものではなく、構成に応じて適宜変更してもよい。例えば、上記実施形態では、同相の線材１８ｕ，１８ｖ，１８ｗが径方向に沿って並ぶように構成されているが、径方向に沿った列をなしていない構成としてもよい。
In the above embodiment, the insulating film is applied to the surfaces of the wires 18u, 18v, 18w of the coils 17u, 17v, 17w, but it is not always necessary to have the insulating film.
-The winding mode of the mold winding part 14 (arrangement mode of each wire 18u, 18v, 18w in the mixed material 16) is not limited to the above embodiment, and may be appropriately changed according to the configuration. . For example, in the above-described embodiment, the in-phase wires 18u, 18v, and 18w are configured to be arranged along the radial direction, but may be configured not to form a row along the radial direction.
・上記実施形態では、ヨーク１２（モールド巻線部１４）とロータ２０とが径方向に対向するラジアルギャップ型のモータに適用したが、これ以外に例えば、ヨーク（モールド巻線部）とロータとが軸方向に対向するアキシャルギャップ型のモータに適用してもよい。 In the above embodiment, the present invention is applied to a radial gap type motor in which the yoke 12 (mold winding portion 14) and the rotor 20 are opposed to each other in the radial direction. However, for example, the yoke (mold winding portion), the rotor, May be applied to an axial gap type motor facing in the axial direction.
１０…モータ、１１…ステータ、１２…ヨーク、１４…モールド巻線部、１６…混合材、１７ｕ…Ｕ相コイル、１７ｖ…Ｖ相コイル、１７ｗ…Ｗ相コイル、１８ｕ，１８ｖ，１８ｗ…線材、２０…ロータ（マグネットロータ）、２３…マグネット、３１…第１層、３２…第２層、４１…第１混合材（第１層）、４２…第２混合材（第２層）。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Motor, 11 ... Stator, 12 ... Yoke, 14 ... Mold winding part, 16 ... Mixed material, 17u ... U phase coil, 17v ... V phase coil, 17w ... W phase coil, 18u, 18v, 18w ... Wire material, DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Rotor (magnet rotor), 23 ... Magnet, 31 ... 1st layer, 32 ... 2nd layer, 41 ... 1st mixed material (1st layer), 42 ... 2nd mixed material (2nd layer).
Claims (5)
前記コイルにて生じる磁界の作用によって回転するマグネットロータと
を備えたモータであって、
前記混合材は、前記磁性粉体の含有率が互いに異なる第１層及び第２層を有してなることを特徴とするモータ。 A slotless stator in which a coil winding portion in which a coil is molded by a mixed material of magnetic powder and resin is provided inside the yoke;
A motor having a magnet rotor that rotates by the action of a magnetic field generated in the coil,
The mixed material includes a first layer and a second layer having different contents of the magnetic powder.
前記混合材の第１層及び第２層のうち前記磁性粉体の含有率が高い方の第１層は、前記コイルの外周の少なくとも一部を覆い、前記第２層は、前記第１層を含めて前記コイルの外周を覆っていることを特徴とするモータ。 The motor according to claim 1,
Of the first layer and the second layer of the mixed material, the first layer having a higher content of the magnetic powder covers at least a part of the outer periphery of the coil, and the second layer is the first layer. And a motor covering the outer periphery of the coil.
前記混合材の第１層及び第２層のうち前記磁性粉体の含有率が高い方の第１層は、前記コイルの線材の周方向間に介在されていることを特徴とするモータ。 The motor according to claim 1 or 2,
The motor, wherein the first layer having a higher content of the magnetic powder among the first layer and the second layer of the mixed material is interposed between circumferential directions of the wire material of the coil.
前記磁性粉体は、軟磁性系金属粉であり、
前記コイルに通電を行った状態で、該コイルを内包するように前記混合材を射出成形するモールド工程を備えることを特徴とするステータの製造方法。 In the manufacturing method of the stator given in any 1 paragraph of Claims 1-3,
The magnetic powder is a soft magnetic metal powder,
A stator manufacturing method comprising: a molding step of injection-molding the mixed material so as to enclose the coil while energizing the coil.
前記コイルは、互いに異相となるもの同士が周方向に並設されてなり、
前記モールド工程において、周方向に隣り合う異相のコイルの線材に同一方向の電流が流れるように、前記コイルに通電を行うことを特徴とするステータの製造方法。 In the manufacturing method of the stator according to claim 4,
The coils are arranged in parallel in the circumferential direction, which are different from each other.
In the molding process, the coil is energized so that a current in the same direction flows through the wire rods of the different phase coils adjacent in the circumferential direction.
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