JP2017038504A - Stator for motor, motor using the same, and method of manufacturing the stator for motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はモータ用のステータ、そのモータ用のステータを用いたモータ、及びそのモータ用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 stator for a motor, a motor using the stator for the motor, and a method for manufacturing the stator for the motor.
従来、コアピース上に巻回されたコイルを有する複数のコアピースを円環状に配列した状態でモータフレーム内にコアピースが圧入されたモータ用のステータが知られている(特許文献1参照)。
特許文献1に開示されるコアピースは、コアピース本体とコアピース本体に装着されるインシュレータとを備えており、コアピースが円環状に配置されるときに、外面となるコアピース本体の面には上下両端が開放された上下方向に延びる保持溝が形成されており、この保持溝に上下一方の端部側からコアピースを保持する治具の治具片がスライド挿入できるようになっている。
Conventionally, a stator for a motor in which a core piece is press-fitted into a motor frame in a state where a plurality of core pieces each having a coil wound around the core piece are arranged in an annular shape is known (see Patent Document 1).
The core piece disclosed in
そして、複数のコアピースをモータフレーム内に圧入するときには、コアピースが円環状に配置されるようにコアピースが治具で保持された状態とした後に、コアピースへの治具片の挿入方向と反対側の端部側からモータフレームを装着していき、モータフレームの装着に合わせて、治具片の挿入方向と反対側に治具を引抜くようにしている。 When a plurality of core pieces are press-fitted into the motor frame, the core pieces are held by a jig so that the core pieces are arranged in an annular shape, and then on the side opposite to the insertion direction of the jig pieces into the core pieces. The motor frame is mounted from the end side, and the jig is pulled out on the side opposite to the insertion direction of the jig piece in accordance with the mounting of the motor frame.
しかしながら、コアピース本体の一端側にスライドさせて挿脱する治具を設けるようにするために、インシュレータに形成されるコイル間を繋ぐ渡り線を保持する部分や端子が取付けられる部分がコアピース本体の治具片が挿入されるより内周側に集中して配置されることとなり、インシュレータ及びそのインシュレータが装着されるコアピース本体が大きくなるため、ステータの外径が大きくなり、モータの小型化が難しいという問題がある。 However, in order to provide a jig that can be inserted and removed by sliding to one end side of the core piece body, the part that holds the connecting wire that connects the coils formed in the insulator and the part to which the terminal is attached are in the core piece body. Because the insulator and the core piece main body to which the insulator is mounted are enlarged, the stator outer diameter is increased, and it is difficult to reduce the size of the motor. There's a problem.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、外径が小さくモータの小型化が可能なモータ用のステータを提供することを第1の目的とし、そのモータ用のステータを用いたモータ及びそのモータ用のステータの製造方法を提供することを第2の目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a first object of the present invention is to provide a motor stator having a small outer diameter and capable of reducing the size of the motor, and a motor using the motor stator. And the 2nd objective is to provide the manufacturing method of the stator for the motor.
本発明は、上記目的を達成するために、以下の構成によって把握される。
(1)本発明のモータ用のステータは、環状に並べられた複数のコアピースと、複数の前記コアピースの外周に設けられ、複数の前記コアピースを環状に固定する円筒形状のコアピース固定具と、前記コアピース固定具の外部を覆うように設けられる有底円筒状のフレームと、を備える。
(2)上記(1)の構成において、前記コアピースがステータコアとステータコア上に設けられるインシュレータとを備え、複数の前記コアピースの前記インシュレータ上には巻回されたコイルが設けられており、複数の前記コアピースのうち少なくとも2つのコアピース間が渡り線で繋がっており、前記インシュレータには、前記コアピースの軸方向の一方側に配置され、前記渡り線を係止する渡り線係止部と、前記コアピースの軸方向の他方側に配置され、前記コイルが接続される端子を取付ける端子台部と、が形成されている。
(3)上記(1)又は(2)の構成において、前記コアピース固定具がリングであり、複数の前記コアピースが前記リングで結合されている。
(4)上記(1)又は(2)の構成において、前記コアピース固定具は、円筒形状の板材である。
The present invention is grasped by the following composition in order to achieve the above-mentioned object.
(1) A stator for a motor of the present invention includes a plurality of core pieces arranged in an annular shape, a cylindrical core piece fixture provided on the outer periphery of the plurality of core pieces, and configured to fix the plurality of core pieces in an annular shape, A bottomed cylindrical frame provided to cover the outside of the core piece fixture.
(2) In the configuration of (1), the core piece includes a stator core and an insulator provided on the stator core, and a wound coil is provided on the insulator of the plurality of core pieces. At least two core pieces of the core pieces are connected by a crossover wire, and the insulator is disposed on one side in the axial direction of the core piece, and a crossover wire locking portion for locking the crossover wire; And a terminal block portion which is disposed on the other side in the axial direction and attaches a terminal to which the coil is connected.
(3) In the configuration of the above (1) or (2), the core piece fixture is a ring, and a plurality of the core pieces are coupled by the ring.
(4) In the configuration of (1) or (2), the core piece fixture is a cylindrical plate material.
(5)本発明のブラシレスモータは、上記(1)から(4)のいずれか1つの構成のモータ用のステータと、前記ステータの内側に配置されるロータマグネットを有し、前記ステータに対して回転可能に設けられるロータと、を備える。 (5) A brushless motor according to the present invention has a stator for a motor having any one of the above configurations (1) to (4), and a rotor magnet disposed inside the stator. And a rotor provided rotatably.
(6)本発明のモータ用のステータの製造方法は、ステータコアにインシュレータを装着し、コアピースとする工程と、前記コアピースに設けられた保持溝に保持治具を挿入固定し、複数のコアピースを一列に並べる工程と、一列に並ぶ複数の前記コアピースのうち少なくとも2つのコアピース間が渡り線で繋がるように、複数の前記コアピースの前記インシュレータ上にコイルを巻回する工程と、前記コイルが巻回された複数の前記コアピースを環状に配置する工程と、環状に配置された複数の前記コアピースを、コアピース固定具で結合する工程と、複数の前記コアピースが前記コアピース固定具で環状に固定された組立体をフレーム内に組み込む工程と、を含む。 (6) In the method for manufacturing a stator for a motor according to the present invention, an insulator is attached to a stator core to form a core piece, and a holding jig is inserted and fixed in a holding groove provided in the core piece, and a plurality of core pieces are arranged in a row. Winding the coil on the insulator of the plurality of core pieces, and winding the coil so that at least two core pieces of the plurality of core pieces arranged in a row are connected by a crossover. A plurality of core pieces arranged annularly, a plurality of annularly arranged core pieces joined together by a core piece fixture, and an assembly in which the plurality of core pieces are fixed annularly by the core piece fixture Incorporating into the frame.
本発明によれば、外径が小さくモータの小型化が可能なモータ用のステータ、そのモータ用のステータを用いたモータ及びそのモータ用のステータの製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a motor stator having a small outer diameter and capable of reducing the size of the motor, a motor using the motor stator, and a method for manufacturing the motor stator.
以下、本発明を実施するための形態(以下、「実施形態」という)を、添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiments”) will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
Note that the same number is assigned to the same element throughout the description of the embodiment.
図1は、本発明に係る実施形態のブラシレスモータの斜視図である。
図1に示すように、ブラシレスモータ1は、モータ部2とモータ部2の駆動を制御する駆動回路部3とを備える。
FIG. 1 is a perspective view of a brushless motor according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the
図2は、モータ部2の中央を通るモータ部2の断面図である。
図2に示すように、モータ部2は、ステータ30と、ステータ30に対して回転可能に設けられるロータ5と、を備える。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
As shown in FIG. 2, the
(ロータ)
ロータ5は、シャフト5aと、ステータ30の内側に配置される、シャフト5aの外周に固定されたロータヨーク5bと、ロータマグネット5cと、を備えている。
そして、シャフト5aが、ステータ30に対して回転可能に軸受4で支持されることでステータ30に対してロータ5が回転可能に設けられている。
(Rotor)
The rotor 5 includes a
The
(ステータ)
ステータ30は、環状に並べられた複数のコアピース40と、複数のコアピース40の外周に設けられ、複数のコアピース40を環状に固定する円筒形状のコアピース固定具50と、コアピース固定具50の外部を覆うように設けられるフレーム60(図1参照)と、を備える。
また、図2に示すように、ステータ30は、各コアピース40上に巻回されたコイル70を備えている。
(Stator)
The
As shown in FIG. 2, the
(フレーム)
フレーム60は、図1及び図2に示すように、外周が円形状の底面61と、底面61の外周からロータ5の軸方向(図2のZ軸参照)の他方側(図2において下側)に形成されたコアピース固定具50の外周を覆う周壁部62を有する他方側に開口した有底円筒状の形状をしている。
(flame)
As shown in FIGS. 1 and 2, the
なお、以降の説明においても、図2における各部材の配置状態を基準に図2において下側となる方向を他方側と記載し、図2において上側となる方向を一方側と記載することとする。
したがって、図2の配置状態と上下が逆転して描かれている図においては、図上側を他方側と記載し、図下側を一方側と記載する。
In the following description, the lower direction in FIG. 2 will be referred to as the other side, and the upper direction in FIG. 2 will be referred to as the one side based on the arrangement state of each member in FIG. .
Therefore, in the drawing in which the arrangement state of FIG. 2 is vertically reversed, the upper side of the drawing is described as the other side, and the lower side of the drawing is described as the one side.
そして、周壁部62には、周壁部62の他方側の周縁部から外側に向けて形成された外形四角形状のフランジ部63が設けられている。
また、フレーム60の底面61には、中央側の一部を一方側(図2において上側)に突出させた一方側の軸受4を配置する有底円筒状の軸受保持部61aが形成されており、この軸受保持部61aの底部中央には、シャフト5aの一部を外部に出すための貫通孔が設けられている。
Further, the
The
一方、フレーム60の他方側(図2において下側)の開口には、開口を塞ぐように設けられた蓋部64が取付けられている。
この蓋部64にも、中央側の一部を他方側(図2において下側)に突出させた他方側の軸受4を配置する有底円筒状の軸受保持部64aが形成されており、この軸受保持部64aの底部中央には、シャフト5aの他方側の端部が配置される貫通孔が設けられている。
なお、蓋部64には、モータ部2から駆動回路部3側に向かって設けられる端子などを通す貫通孔も設けられている。
On the other hand, a
The
The
(コアピース固定具)
コアピース固定具50は、後ほど製造方法のところで詳しく述べるが、高い真円度となるように環状に配置された複数のコアピース40をしっかりと締め付けるようにして、高い真円度の状態が維持できるように複数のコアピース40を固定するための部材である。
このため、コアピース40をしっかりと結束できれば良いので厚みは薄くても良い。
(Core piece fixing tool)
The
For this reason, since the
また、本実施形態では、コアピース固定具50が円筒形状のリングの場合について示すが、コアピース固定具50は、リングに限定されるものではない。
例えば、板材を丸めるようにして円筒形状に成形した断面C形状の板材であって、しっかりとした弾性力でコアピース40を締め付け固定できるようなものでもよい。なお、板材の向かい合う辺同士の結合方法は、溶接、蟻継ぎなど、特に、問わない。
Moreover, although this embodiment shows about the case where the core
For example, a plate material having a C-shaped cross section formed into a cylindrical shape by rounding the plate material, and the
また、板材を丸めるようにして円筒形状に成形した断面C形状の板材を、向かい合う辺同士が接合されていない状態で、コアピース40を締め付けた後に、固定できるようなものでもよい。この場合、固定方法は、溶接、ロウ付けなど、特に問わない。
Alternatively, the plate material having a C-shaped cross section formed into a cylindrical shape by rounding the plate material may be fixed after the
例えば、円筒形状に成形した板材からなるコアピース固定具50の一例を挙げておくと、図9に示すコアピース固定具50のような第1変形例や図10に示すコアピース固定具50の第2変形例などが好適である。
For example, as an example of the
(コアピース)
図3、及び、図4は、1つのコアピース40だけを示した図であり、図3は、コアピース40の分解斜視図であり、図4は部材組付け後のコアピース40の斜視図である。
図3に示すように、コアピース40は、ステータコア41と、インシュレータ44とを備えている。
(Core piece)
3 and 4 are views showing only one
As shown in FIG. 3, the
(ステータコア)
ステータコア41は、軟磁性鋼板(例えば、ケイ素鋼板、電磁鋼板など)を複数枚積層したものを示しているが、必ずしも、積層構造とする必要はない。
なお、図2から図4では、本実施形態のステータコア41が、積層構造であることを示すために、ステータコア41には一方側から他方側(図上下方向)に多数の横線が示されているが、図5以降の図においては、この横線を省略している。
(Stator core)
The
2 to 4, in order to indicate that the
そして、ステータコア41は、複数のコアピース40を円環状に配置した際にヨークとして機能する円弧状部41aと、円弧状部41aの左右中心から円環状に配置された際の内径側に向かって延びるティース41bとを有している。
The
また、円環状に配置された際の外側となる円弧状部41aの面には、コアピース40を取り扱うときの保持治具と係合する保持溝41cが一方側から他方側に向けて形成されている。
In addition, a holding
(インシュレータ)
一方、図3に示すように、インシュレータ44は、ステータコア41に他方側(図上側)から装着される他方側半体42と、一方側(図下側)から装着される一方側半体43とからなり、本実施形態では、絶縁プラスチックで他方側半体42及び一方側半体43を形成しているが、プラスチックに限らず、他の絶縁材料で形成されていても良い。
(Insulator)
On the other hand, as shown in FIG. 3, the
(他方側半体)
他方側半体42は、コアピース40が円環状に配置されたときに、外側に位置する外壁42aと、内側に位置する内壁42bと、外壁42aと内壁42bとを跨ぐように形成された側壁42cと、を有し、内壁42bと、外壁42aと、側壁42cとでステータコア41のうちの他方側(図上側)のほぼ半分を覆うように形成されている。
(The other half)
When the
また、他方側半体42の外壁42aには、外側に突出し、ステータコア41の円弧状部41aの他方側の端面に当接するように形成された端子台部42dが形成されており、この端子台部42dには、端子が固定される端子係合穴42eが形成されている。
Further, the
(一方側半体)
一方側半体43も、他方側半体42と同様に、コアピース40が円環状に配置されたときに、外側に位置する外壁43aと、内側に位置する内壁43bと、外壁43aと内壁43bとを跨ぐように形成された側壁43cと、を有し、内壁43bと、外壁43aと、側壁43cとでステータコア41のうちの一方側(図下側)のほぼ半分を覆うように形成されている。
(One half)
When the
一方、一方側半体43の外壁43aには、外側に突出し、ステータコア41の円弧状部41aの一方側の端面に当接するように形成された、後ほど説明する渡り線を係止する渡り線係止部43dが形成されており、この渡り線係止部43dには、外側に開口する渡り線を係止する複数(本例では3つ)の係止溝43eが形成されている。
On the other hand, on the
後ほど、図5を参照しながら、各コアピース40にコイル70(図1参照)を巻回することについては説明するが、本実施形態では、例えば、図5に示す符号U1〜U4に対応するコアピース40には、同じ導線からなるコイル70(図1参照)が巻回される。
Later, with reference to FIG. 5, the winding of the coil 70 (see FIG. 1) around each
このため、U1に対応するコアピース40に巻回されたコイル70とU2に対応するコアピース40に巻回されたコイル70との間には、その離間したコイル70の間の繋がり線となる導線が存在する。
For this reason, between the
同様に、U2に対応するコアピース40に巻回されたコイル70とU3に対応するコアピース40に巻回されたコイル70との間、及び、U3に対応するコアピース40に巻回されたコイル70とU4に対応するコアピース40に巻回されたコイル70との間にも、コイル70の間の繋がり線となる導線が存在する。
Similarly, between the
このコイル70の間の繋がり線となる導線部分が渡り線であり、上述のコアピース40の渡り線係止部43dの係止溝43eには、この渡り線が係止されることになる。
The conductive wire portion serving as a connecting wire between the
なお、本実施形態では、図5に示す符号V1〜V4に対応するコアピース40及びW1〜W4に対応するコアピース40も、上述のU1〜U4に対応するコアピース40と同様に同じ導線からなるコイル70が巻回されることになるので、U1〜U4、V1〜V4、及び、W1〜W4のそれぞれに各1ずつ渡り線ができることになるので、3つ渡り線ができることになる。
このため、図3及び図4を見るとわかるように、渡り線係止部43dには、それら3つの渡り線に対応するように上下に3つの係止溝43eが形成されている。
In the present embodiment, the
Therefore, as can be seen from FIG. 3 and FIG. 4, the connecting
そして、図3に示すように、ステータコア41に他方側半体42と一方側半体43とからなるインシュレータ44が装着されることで図4に示すコアピース40が形成されている。
このコアピース40には、インシュレータ44の側壁42c及び側壁43cにコイル70(図2参照)が、後ほど説明するように、巻回される。
As shown in FIG. 3, a
A coil 70 (see FIG. 2) is wound around the
図4を見るとわかるように、本実施形態では、インシュレータ44には、コアピース40の軸方向(図2のZ軸参照)の一方側(図4では下側)に配置されるように渡り線係止部43dが形成されており、コアピース40の軸方向の他方側(図4では上側)に配置されるように端子台部42dが形成されている。
As can be seen from FIG. 4, in this embodiment, the
このため、従来のように、コアピースの同じ側に渡り線を配置する部分と端子を配置する部分とを設けるようにした場合に比較してインシュレータ44の外壁42a及び外壁43aから外側に突出するように設けられる部分の突出量を大幅に小さくすることができ、それに合わせて、ステータコア41の円弧状部41aの幅も小さくすることができる。
For this reason, as compared with the conventional case where the part where the crossover wire is arranged and the part where the terminal is arranged are provided on the same side of the core piece, it protrudes outward from the
例えば、一例として、コアピース40の軸方向(図2のZ軸参照)の一方側と他方側とに分けて渡り線係止部43dと端子台部42dとを配置するように設計した場合と、コアピース40の軸方向の一方側若しくは他方側のどちらか一方に、渡り線係止部43d及び端子台部42dの両方を設けるように設計した場合とでは、コアピース40のティース41b内側面からステータコア41の外側面までの距離を削減することができることがわかった。
For example, as an example, when the design is made so that the
また、後ほど説明するが、渡り線係止部43dには、コアピース40に設けられるコイル70を繋ぐ渡り線が係止されるが、出力の大きなモータが求められる場合、低電圧で大電流を流すためにコイル70を構成する導線自体を太くしなければならない。
Further, as will be described later, the connecting
このような場合、モータに求められるサイズの制約(小型化などの要求)などによって、コアピース40の軸方向(図2のZ軸参照)の一方側若しくは他方側のどちらか一方に、渡り線係止部43d及び端子台部42dの両方を集中して設けるような設計が困難になる可能性がある。
In such a case, depending on the size restriction required for the motor (requirement for downsizing, etc.) There is a possibility that the design in which both the
しかしながら、本実施形態のように、コアピース40の軸方向の一方側(図4では下側)と他方側(図4では上側)とに分けて渡り線係止部43dと端子台部42dとを配置するようにすることで、このような導線の太径化にも対応することが可能となり、小型でありながら低電圧大電流仕様の高出力モータを実現することができる。
However, as in this embodiment, the
次に、このような構成からなるステータ30の製造手順の一例を説明しながら、さらに、ステータ30についての説明を行う。
図5は、12個のコアピース40が一列に並べられた状態を示している。
まず、図5に示すように、コアピース40を並べるのに先立って、ステータコア41にインシュレータ44を装着し、コアピース40とする工程(以下、コアピース作製工程ともいう)を行うことで複数(本例では12個)のコアピースを作製する。
Next, the
FIG. 5 shows a state in which twelve
First, as shown in FIG. 5, prior to arranging the
次に、コアピース作製工程で作製されたコアをコアピース40に設けられた保持溝41cに図示しない保持治具を挿入固定し、図5に示すように、複数(本例では12個)のコアピース40を一列に並べる工程(以下、コアピース配列工程ともいう)を行う。
なお、保持治具は、保持溝41cへの挿入固定に当たってコアピース40の保持溝41cへ一方側若しくは他方側からスライド挿入するものではなく、側面側からの挿し込み挿入で行うものにしている。
Next, a holding jig (not shown) is inserted and fixed in the holding
Note that the holding jig is not inserted by sliding from one side or the other side into the holding
本実施形態のステータ30は、10極12スロットの3相ブラシレスモータに用いるものであるため、U相に対応するコアピース40にU1−U4の符号を付け、V相に対応するコアピース40にV1−V4の符号を付け、W相に対応するコアピース40にW1−W4の符号を付けている。
Since the
図5では、各相のコイル70(図2参照)を形成する導線の端線が接続される端子80がコアピース40の端子台部42dの端子係合穴42eに係合した状態を示しているが、端子80を端子係合穴42eに係合する作業は、コアピース配列工程の前でも後でも良い。
FIG. 5 shows a state in which the terminal 80 to which the end wire of the conductive wire forming the coil 70 (see FIG. 2) of each phase is connected is engaged with the
なお、端子81は外部端子であり、端子82は短絡端子であり、それぞれ、U相、V相及びW相のコイル(図2参照)に対応する端子にU、V、Wの符号を付している。
つまり、U相、V相及びW相のそれぞれのコイル70を形成する導線の一端側の端線(導線の一端)がそれぞれ端子81U、81V、及び81Wに接続され、導線の他端側の端線(導線の他端)がそれぞれ端子82U、82V、及び82Wに接続される。
Note that the terminal 81 is an external terminal, and the terminal 82 is a short-circuit terminal. The terminals corresponding to the U-phase, V-phase, and W-phase coils (see FIG. 2) are denoted by U, V, and W, respectively. ing.
That is, the end wires (one end of the conducting wire) of the conducting wires forming the
図5に示すように、コアピース40を一列に並べるように配置したら、巻線機でコイル70を巻回する。
U相を代表して説明すると、導線の一端側の端線を端子81Uの端線取付部81Uaに固定し、コアピース40(U1)にコイル70を巻回する。
As shown in FIG. 5, when the
To describe the U phase as a representative, the end wire on one end side of the conducting wire is fixed to the end wire attaching portion 81Ua of the terminal 81U, and the
コイル70の巻回が終わったら、図3及び図4を参酌しながら説明したコアピース40の渡り線係止部43dの係止溝43eに導線(渡り線)を係止させるようにしながら、次のコアピース40(U2)側に導線を導き、コアピース40(U2)にコイル70を巻回する。
When the winding of the
このようにして、順次、渡り線係止部43dに導線を係止しながらコアピース40(U3)、コアピース40(U4)にコイル70を巻回し、コアピース40(U4)のコイル70の導線の他端側の端線を端子82Uの端線取付部82Uaに固定する。
In this way, the
V相及びW相についても、U相と同様であり、それぞれの導線の一端側の端線を端子81Vの端線取付部81Va及び端子81Wの端線取付部81Waに固定した後、渡り線係止部43dの係止溝43eに導線(渡り線)を係止させながら順次コイル70を巻回していき、最後に、それぞれの導線の他端側の端線を端子82Vの端子取付部82Va及び端子82Wの端子取付部82Waに固定する。
The V phase and the W phase are the same as the U phase. After fixing the end wires on one end side of the respective conductive wires to the end wire attaching portion 81Va of the terminal 81V and the end wire attaching portion 81Wa of the terminal 81W, the connecting wires are connected. The
このように、一列に並ぶ複数(本例では12個)のコアピース40のうち少なくとも2つのコアピース(本例では、各相に対応する4つのコアピース)間が渡り線で繋がるように、複数のコアピース40のインシュレータ44上にコイル70を巻回する工程(以下、コイル巻回工程ともいう)を行った後、コイル70が巻回された複数のコアピース40を環状に配置するように保持治具を配置する工程(以下、円環状配置工程ともいう)を行う。
As described above, a plurality of core pieces are arranged such that at least two core pieces (in this example, four core pieces corresponding to each phase) among a plurality (twelve in this example) of
図6は、円環状配置工程を説明するための図である。
先に記述したように、コアピース40を一列に並べるように配置するために、コアピース40の保持溝41cに挿入固定した図示しない保持治具でコアピース40を保持してコアピース40が円環状になるようにするが、コアピース40の円環状の真円度は、モータ性能に影響があるため、出来るだけ高い真円度の円環状の状態となるようにする必要がある。
FIG. 6 is a diagram for explaining the annular arrangement step.
As described above, in order to arrange the
そこで、図6に示すように、真円度を出すための巻き付け治具90を用いて、この巻き付け治具90の外周面に沿わせるようにしながら、コアピース40を円環状に配置する。
なお、図6では、巻き付け治具90が円柱状のものをしているが、巻き付け治具90は、コアピース40が高い真円度の円環状に配置されるようにコアピース40を内側で支える役目ができれば良いだけであるため、円柱状に限られるものではなく、円環状の内部が空洞であるようなものであっても良い。
Therefore, as shown in FIG. 6, the
In FIG. 6, the winding
そして、その高い真円度の環状配置となった状態でコアピース40の外周側から内側に力が加わるようにコアピース40が結束されると、アーチ橋などで見られるのと同様の原理で、コアピース40同士の接触面同士がしっかりと支え合い、円環状の状態が崩れなくなる。
When the
そこで、次に、真円度が高く円環状に配置されたコアピース40の外周面にこの状態でコアピース40を固定するためのコアピース固定具50(図2参照)を取付ける。
Then, next, the core piece fixing tool 50 (refer FIG. 2) for fixing the
図7は、高い真円度の円環状に配置されたコアピース40をコアピース固定具50(円筒形状のリング)内に圧入する工程(以下、圧入工程ともいう)を説明するための図であり、(A)は圧入を始める前の状態を示す図であり、(B)は圧入途中を示す図であり、(C)は圧入が終わった状態を示す図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining a step (hereinafter, also referred to as a press-fitting step) of press-fitting a
図7(A)に示すように、円環状に配置されたコアピース40の他方側(図上側)にコアピース固定具50が位置するようにセットされる。
まず、圧入工程では、この状態から円環状に配置された複数のコアピース40の外周の一部が覆われるまで、円環状を保ったまま、円筒形状のコアピース固定具50内に複数のコアピース40を圧入する工程を行う(以下、予備圧入工程ともいう)。
As shown in FIG. 7A, the
First, in the press-fitting step, the plurality of
予備圧入工程では、図7(B)に示すように、コアピース40の半分程度の位置まで圧入されるまで圧入を行う。
上述のように、円環状に配置されているコアピース40の内側には、真円度を出すための巻き付け治具90(図7(A)及び(C)参照)が配置されているので、この巻き付け治具90側にコアピース40が押圧されていれば真円度が悪くなることがない。
In the preliminary press-fitting process, as shown in FIG. 7B, press-fitting is performed until it is press-fitted to a position about half of the
As described above, the winding jig 90 (see FIGS. 7A and 7C) for producing roundness is arranged inside the
そして、コアピース40の保持溝41cに挿入固定されている図示しない保持治具は、コアピース40の一方側(図下側)の約半分程度の位置までのものになっており、コアピース40の一方側(図下側)の端部から約半分程度の範囲が巻き付け治具90に対して押圧され、高い真円度の円環状を保つようにコアピース40が配置されている。
A holding jig (not shown) inserted and fixed in the holding
この状態で、複数のコアピース40が軸方向にずれないように、渡り線係止部43dの端部を均一に受けるようにしながら、この渡り線係止部43d側を押すようにして図示しない保持治具とともにコアピース40をコアピース固定具50側に移動させ、複数のコアピース40を円筒形状のコアピース固定具50内に圧入するようにして予備圧入工程が行われる。
In this state, while holding the end of the
そして、図7(B)の状態まで圧入が進むと、コアピース40の他方側(図上側)の半分程度までを覆うようになったコアピース固定具50が、コアピース40を巻き付け治具90側に押圧する役目を果たすことになる。
そこで、予備圧入工程が終わったら、次に、コアピース固定具50で外周の一部が覆われた状態の複数のコアピース40の保持溝41cから保持治具を抜く工程(以下、保持治具取外工程ともいう)を行う。
Then, when the press-fitting proceeds to the state of FIG. 7B, the
Therefore, after the preliminary press-fitting step is finished, a step of removing the holding jig from the holding
そして、保持治具を取り除いた後、コアピース固定具50が、所定の位置(図7(C)参照)に位置するまで、複数のコアピース40を、さらに、コアピース固定具50内に圧入する工程(以下、仕上げ圧入工程ともいう)を行う。
Then, after removing the holding jig, until the
なお、仕上げ圧入工程も、予備圧入工程と同様に、複数のコアピース40の渡り線係止部43dを均一に受けながらコアピース40をコアピース固定具50側に移動させるようにして、コアピース40をコアピース固定具50内に圧入するようにしている。
In the finish press-fitting process, similarly to the pre-press-fitting process, the
このように、コアピース40の外周に円環状を保つように内側に押圧力を加えるコアピース固定具50が設けられると、上述のように、コアピース40同士の接触面同士がしっかりと支え合い、巻き付け治具90を抜いても円環状が崩れることがないようになるので、巻き付け治具90をコアピース40の円環状内から引く抜く工程(以下、巻き付け治具除去工程ともいう)を行う。
As described above, when the
巻き付け治具除去工程を行い、巻き付け治具90を円環状に配置されたコアピース40から取り除いたら、最後に、図8に示すように、複数のコアピース40がコアピース固定具50で環状に固定された組立体Sをフレーム60内に組み込む工程(以下、組み込み工程ともいう)を行うと、図2に示したステータ30が完成する。
具体的には、フレーム60内の中心に組立体Sを位置させるように、例えば、接着固定を行う。
When the winding jig removing step was performed and the winding
Specifically, for example, adhesion fixing is performed so that the assembly S is positioned at the center in the
なお、先行技術文献に示される製造方法は、コアピースに沿ってスライドさせることで取外しができる治具でコアピースを円環状に保持し、その後、コアピースのフレームへの挿入に合わせて治具をスライドさせて取外すものであるため、コアピースのフレームへの挿入作業はコアピースの一方側もしくは他方側のどちらかが開放状態でなければできない。
このため、本実施形態のコアピース40のような場合、コアピースのフレームへの挿入作業自体が困難である。
In the manufacturing method shown in the prior art document, the core piece is held in an annular shape with a jig that can be removed by sliding along the core piece, and then the jig is slid in accordance with the insertion of the core piece into the frame. Therefore, the core piece cannot be inserted into the frame unless one side or the other side of the core piece is open.
For this reason, in the case of the
一方、本実施形態のように、組立体Sを形成した後、フレーム60に組立体Sを組み込むようにすれば、有底状のフレーム60であっても、そのような治具にかかわる問題は発生しない。
On the other hand, if the assembly S is incorporated into the
しかも、上述したように、組立体Sの状態とするためにコアピース40を固定するコアピース固定具50は、厚みが厚くなくてよく、例えば、0.1mm程度の厚みを有していれば十分である。
In addition, as described above, the
なぜならば、ステータ30の状態になった後は、組立体Sの外側にフレーム60が存在し、組立体Sを変形させるような強い押圧力が組立体Sに加わることがないので、コアピース固定具50には、そのような外力が加わることがない環境下で、真円度が十分に保ち続けられるようにコアピース40を結束する機能があれば良いだけであるからである。
This is because after the
このため、従来のものに比較して、フレーム60以外にコアピース固定具50が増える構造であっても、コアピース40の他方側に端子台部42dを設け、一方側に渡り線係止部43dを設けるようにして、コアピース40の円環状外径が大幅に削減できているのに対して、コアピース固定具50をその外周に設けることで増える直径は、例えば0.2mm程度で良いので、直径が削減できることになる。
For this reason, even if the
そして、この直径の削減は、上述したようにステータコア41の円弧状部41aの径方向の厚みの削減などを伴ったものであるので、ステータ30の重量も削減されるものとなっており、モータの軽量化が実現できるものとなっている。
This reduction in diameter is accompanied by a reduction in the thickness in the radial direction of the
ところで、このようにコアピース固定具50とフレーム60とを備える構造にしておけば、例えば、コアピース固定具50を磁性材料で形成し、磁気回路を形成することで磁気漏洩を防止することが可能であるため、磁気漏洩を防止する対策を行う場合でも、フレーム60の材料を磁性材料とする必要が無い。
By the way, if the structure including the
つまり、フレーム60の材料として、例えば、アルミなどの放熱性の高いものを選択することが可能であるため放熱性を高めることができる。
なお、磁気回路を形成する場合、図7(A)及び(C)を見るとわかるように、コアピース固定具50は、ステータコア41の保持溝41cと同程度の長さを有し、広く覆っているのが良いが、そうでない場合には、より長さの短いものであっても良い。
That is, as the material of the
When forming a magnetic circuit, as can be seen from FIGS. 7A and 7C, the
また、放熱性を高めるために、フレーム60の周壁部62(図1参照)に孔をあけるなどを行っても良く、そうすることで放熱性の向上のみならず、一層の重量の軽減を図ることが可能である。
Moreover, in order to improve heat dissipation, you may perform a hole etc. in the surrounding wall part 62 (refer FIG. 1) of the flame |
さらに、フレーム60に関しては、一般的に絞り加工で形成されるが、絞り加工では、内径精度が出し難い。
このため、従来のようにフレームでコアピースを円環状に固定する場合には、コアピースの円環状の真円度が出し難い。
Further, the
For this reason, when the core piece is fixed in an annular shape with a frame as in the prior art, it is difficult to obtain the circularity of the annular shape of the core piece.
しかしながら、本実施形態のように、コアピース固定具50でコアピース40を高い真円度の円環状に配置にしているので、フレーム60の内径精度としては、それほど高い真円度を必要としない。
この結果、従来に増して、高い真円度でコアピース40が円環状に配置されたステータ30を実現することができる。
However, since the
As a result, it is possible to realize the
以上、本発明を実施形態に基づき説明したが、本発明は実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on embodiment, this invention is not limited to embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary.
例えば、本実施形態では、円環状に配置したコアピース40を圧入するような内径のコアピース固定具50を用いている場合について述べてきたが、真円度が保てる程度で少し大きな内径のコアピース固定具50として、先に説明した圧入工程を挿入工程に置き換えることで、コアピース40の挿入作業が楽に行えるようにしても良い。
For example, in the present embodiment, the case where the core
この場合、組立体Sとなった後に、コアピース40が位置ズレしたりすることがないように、コアピース固定具50の材料をコアピース40の挿入後に、熱を加えるなどすることで内径を小さくできる、例えば、形状記憶材料として、コアピース40の外周にコアピース固定具50を装着した後、コアピース40への締め付け力を高めるために、熱を加える処理を行なえば良い。
In this case, the inner diameter can be reduced by applying heat after the
また真円度が保てる程度で少し大きな内径のコアピース固定具50として、例えば、図9に示す第1変形例及び図10に示す第2変形例のような、向かい合う辺同士が継手状の部位によって接合された円筒形状の板材を使用して、コアピース40の挿入後にコアピース固定具50の外周から均一に締め付けた状態でコアピース固定具50の継手状の部位を溶接等の手段で固定しても良い。
Further, as the
図9のコアピース固定具50の第1変形例の場合について簡単に説明すると、コアピース固定具50は、円環状に配置した複数のコアピース40を挿入した時に真円度が保てる程度にそれらのコアピース40を保持することができるように形成されている。
The case of the first modified example of the
そして、円環状に配置された複数のコアピース40の外周を覆うようにコアピース固定具50を装着した後に、向かい合う辺同士の離間した隙間を閉じるように、さらに外周から均一に締め付け力を加え、向かい合う辺同士が、近接する状態とし、続いて、この近接部を溶接やロウ付けなどで接合する。
Then, after mounting the
また、図10に示すコアピース固定具50の第2変形例では、円環状に配置された複数のコアピース40の外周を覆うようにコアピース固定具50を装着し、外周から均一に締め付け力を加えた後においても、コアピース固定具50の向かい合う辺同士に離間した隙間が生じている状態を示している。
このような状態であっても、続いて、この離間した辺同士を埋めるように溶接やロウ付けなどで接合するようにすればよい。
このようにして向かい合う辺同士の接合が完了すると図11に示す組立体Sが完成する。
Moreover, in the 2nd modification of the core
Even in such a state, it is only necessary to subsequently join the separated sides by welding or brazing.
When the joining of the sides facing each other is completed in this way, the assembly S shown in FIG. 11 is completed.
この第2変形例のコアピース固定具50では、外周から均一に締め付け力を加えた後においても、向かい合う辺同士の間に隙間ができるものになっているため、外周から均一に締め付け力を加えたときに向かい合う辺同士が当接して、それ以上、締め付けが行えなくなることがなく、コアピース固定具50に多少大きい製造誤差があったとしても、真円度の修正や装着位置の調整が可能である。
また、第2変形例のコアピース固定具50の場合、締め付け前の状態でのコアピース固定具50の内径が円環状に配置した複数のコアピース40の外径よりも少し大きいものであってもよく、円環状に配置された複数のコアピース40に装着する作業が行い易い。
In the
Further, in the case of the
一方、図10に示す第2変形例のコアピース固定具50であっても、向かい合う辺同士の間にそれほど大きい隙間ができるわけではなく、所定の締め付け力で、その隙間を小さくするように締め付けて接合を行うことができる。
したがって、コアピース固定具50の製造誤差に依らず、接合が終わった後の組立体Sの状態では、常にほぼ同じ締め付け力でコアピース40が締め付けられている状態にすることができる。
ここで、図10では接合部を蟻溝としているが、波目状であったり、フラット形状であってもよく、形状は限定されない。
On the other hand, even the
Therefore, regardless of the manufacturing error of the
Here, in FIG. 10, the joint portion is a dovetail groove, but it may be wavy or flat, and the shape is not limited.
さらに、図12に示すような内径がコアピース40の外径よりも小さいC型のコアピース固定具50を使用する第3の変形例についても説明する。
板材を丸めるようにして円筒形上に成形したC形状の板材からなるコアピース固定具50の内径寸法を、コアピース40を円環状に整列させたときの外径寸法より小さくなるように成形する。
Furthermore, a third modification using a C-shaped
The
このコアピース固定具50を弾性変形の範囲内でC形状の近接部を拡張しながらコアピース40を挿入すると、コアピース固定具50の拡張を解いたときにコアピース40の外形部を圧縮する力が常にかかるようになり、コアピース40を挿入しただけでコアピース40を保持できるためコアピース集合体の取り扱いが容易で組立がしやすくなる。
When the
また、この方法では、コアピース固定具50にコアピース40を挿入した後、コアピース固定具50の開口した近接部同士を溶接やロウ付けを行うことなしに組立体Sを完成させることができる。
なお、必要に応じて、この近接部を溶接やロウ付けなどで接合するようにしてもよい。
また、近接部の形状はフラット形状としているが波目状であってもよく、形状は限定されない。
Further, in this method, after the
In addition, you may make it join this proximity part by welding, brazing, etc. as needed.
Moreover, although the shape of the proximity | contact part is made into flat shape, a wave shape may be sufficient and a shape is not limited.
前述した各変形例においては、コアピース固定具50の開口した近接部同士を溶接やロウ付けで接合するとしているが、コアピース固定具50の開口端部を一つのコアピース40の外形部に対して接合することで形状を維持しても良い。
In each of the above-described modifications, the open proximity portions of the
具体的には、図13に示すように、金属材料で成型されたコアピース固定具50の外形側からその内側に位置するコアピース40の外形部まで貫通するような溶接工法を用いて、コアピース固定具50とコアピース40のステータコア41を点線丸印Aで示すような位置で縫い付ける。
一つのコアピース40に対してコアピース固定具50の開口端部の両端を縫い付けるため、コアピース固定具50の近接部同士を接合することと同等の効果を得ることができる。
Specifically, as shown in FIG. 13, using a welding method that penetrates from the outer side of the
Since both ends of the opening end portion of the
一方、上記では、10極12スロットの3相ブラシレスモータに用いるステータ30を例示してきたが、スロット数などは求められるモータの構成に合わせて変更されるものであることは言うまでもなく、ブラシレスモータに限らず、一般的なインナーロータ型のモータに適用可能であることも言うまでもない。
On the other hand, in the above, the
このように、本発明は、具体的な実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を行ったものも含まれるものであり、そのことは、当業者にとって特許請求の範囲の記載から明らかである。 As described above, the present invention is not limited to the specific embodiments but includes various modifications, which will be apparent to those skilled in the art from the description of the scope of claims. It is.
1…ブラシレスモータ(モータの一例)、2…モータ部、3…駆動回路部、5…ロータ、5a…シャフト、5b…ロータヨーク、5c…ロータマグネット、30…ステータ、40…コアピース、50…コアピース固定具、60…フレーム、41…ステータコア、41c…保持溝、42d…端子台部、43d…渡り線係止部、44…インシュレータ、70…コイル、S…組立体
DESCRIPTION OF
Claims (6)
複数の前記コアピースの外周に設けられ、複数の前記コアピースを環状に固定する円筒形状のコアピース固定具と、
前記コアピース固定具の外部を覆うように設けられる有底円筒状のフレームと、を備えるモータ用のステータ。 A plurality of core pieces arranged in a ring;
A cylindrical core piece fixture that is provided on the outer periphery of the plurality of core pieces, and fixes the plurality of core pieces in an annular shape;
A stator for a motor, comprising: a bottomed cylindrical frame provided so as to cover the outside of the core piece fixture.
複数の前記コアピースの前記インシュレータ上には巻回されたコイルが設けられており、
複数の前記コアピースのうち少なくとも2つのコアピース間が渡り線で繋がっており、
前記インシュレータには、
前記コアピースの軸方向の一方側に配置され、前記渡り線を係止する渡り線係止部と、
前記コアピースの軸方向の他方側に配置され、前記コイルが接続される端子を取付ける端子台部と、が形成されている請求項1に記載のモータ用のステータ。 The core piece comprises a stator core and an insulator provided on the stator core;
A wound coil is provided on the insulator of the plurality of core pieces,
At least two core pieces among the plurality of core pieces are connected by a crossover,
In the insulator,
A crossover locking portion disposed on one side of the core piece in the axial direction and locking the crossover;
The stator for a motor according to claim 1, wherein the stator is disposed on the other side in the axial direction of the core piece, and a terminal base portion to which a terminal to which the coil is connected is attached is formed.
複数の前記コアピースが前記リングで結合されている請求項1又は請求項2に記載のモータ用のステータ。 The core piece fixture is a ring;
The stator for a motor according to claim 1 or 2, wherein a plurality of the core pieces are coupled by the ring.
前記ステータの内側に配置されるロータマグネットを有し、前記ステータに対して回転可能に設けられるロータと、を備えるブラシレスモータ。 A stator for a motor according to any one of claims 1 to 4,
A brushless motor comprising: a rotor magnet disposed inside the stator; and a rotor provided rotatably with respect to the stator.
前記コアピースに設けられた保持溝に保持治具を挿入固定し、複数のコアピースを一列に並べる工程と、
一列に並ぶ複数の前記コアピースのうち少なくとも2つのコアピース間が渡り線で繋がるように、複数の前記コアピースの前記インシュレータ上にコイルを巻回する工程と、
前記コイルが巻回された複数の前記コアピースを環状に配置する工程と、
環状に配置された複数の前記コアピースを、コアピース固定具で結合する工程と、
複数の前記コアピースが前記コアピース固定具で環状に固定された組立体をフレーム内に組み込む工程と、を含むモータ用のステータの製造方法。 Attaching an insulator to the stator core to form a core piece;
Inserting and fixing a holding jig in a holding groove provided in the core piece, and arranging a plurality of core pieces in a line;
Winding a coil on the insulator of the plurality of core pieces so that at least two core pieces of the plurality of core pieces arranged in a row are connected by a crossover;
Arranging the plurality of core pieces around which the coil is wound in an annular shape;
Joining the plurality of core pieces arranged in a ring with a core piece fixture;
And a step of assembling an assembly in which a plurality of core pieces are fixed in an annular shape with the core piece fixture in a frame.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021079777A1 (en) * | 2019-10-25 | 2021-04-29 | ダイキン工業株式会社 | Insulator, motor, fan, and air conditioner |
-
2016
- 2016-01-15 JP JP2016005877A patent/JP2017038504A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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