JP2018093581A - ステータ、モータ - Google Patents
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Abstract
【課題】製造時のコスト及び作業負担を低減する。
【解決手段】モータ100は、中心軸Cに沿って上下方向に延びるシャフト10と、中心軸を中心として回転可能である回転部1と、回転部の径方向の内側で対向するステータ21を含む静止部2と、を有する。ステータは、上下に延びる中心軸を中心として周方向に配置される複数のステータ片211と、環状のリング部材9と、を有する。各々のステータ片は、磁性体よりなる分割コア7と、分割コアを覆う樹脂製のインシュレータ8と、を有する。分割コアは、コアバック部と、コアバック部から径方向に延びるティース部と、を有する。ティース部には、インシュレータを介して導線211aが巻き付けられている。リング部材は、周方向に配列された複数のコアバック部にて、インシュレータを介して複数のコアバック部を環状に連結する。
【選択図】図1
【解決手段】モータ100は、中心軸Cに沿って上下方向に延びるシャフト10と、中心軸を中心として回転可能である回転部1と、回転部の径方向の内側で対向するステータ21を含む静止部2と、を有する。ステータは、上下に延びる中心軸を中心として周方向に配置される複数のステータ片211と、環状のリング部材9と、を有する。各々のステータ片は、磁性体よりなる分割コア7と、分割コアを覆う樹脂製のインシュレータ8と、を有する。分割コアは、コアバック部と、コアバック部から径方向に延びるティース部と、を有する。ティース部には、インシュレータを介して導線211aが巻き付けられている。リング部材は、周方向に配列された複数のコアバック部にて、インシュレータを介して複数のコアバック部を環状に連結する。
【選択図】図1
Description
本発明は、ステータ、モータに関する。
従来、環状のステータを有するモータが知られる。環状のステータの製造方法として、次の第1から第3のステップを有する製造方法が知られる。第1のステップは、磁性体よりなる環状のコアを得るステップである。環状のコアは、例えばプレス機を用いて磁性鋼板を環状に打ち抜き積層して得られる。第2のステップは、環状のコアをインシュレータで覆うステップである。環状のコアは、例えば樹脂を用いたインサート成型によってインシュレータに覆われる。第3のステップは、環状のコアにインシュレータを介して導線を巻き付けるステップである。
従来の方法では、打ち抜き時に不要となる部分が多く、鋼板使用量が多くなる。また、プレス用金型及びプレス機が大型化する。また、インサート成型に使用する金型が複雑になる。また、導線を巻き付ける際に、スペースが狭い箇所が存在し、巻線の線積率が悪くなる。
特許文献1に開示される環状のステータの製造方法によれば、上述の問題点を解消することが可能である。特許文献1の製造方法では、まず、複数個のステータブロックを薄肉部で連結したステータ連結体を得る。ステータブロックは、両脇端に薄肉部を備えるティース部、巻線部、コア支持部からなる。巻線部は、コア支持部同士の間隔が開いた状態で各々のステータブロックにコイルを巻き付けて得られる。環状のステータは、ステータ連結体を折り曲げて、コア支持部同士を連結することによって得られる。
特許文献1のステータにおいては、隣り合うティース部同士が電磁鋼板の薄肉部で連結されている。このために、隣り合うティース部の間で磁束が漏れ、モータ効率が低下する。また、鋼板をプレスで打ち抜いて、複数のステータブロックが繋がった状態を得る必要がある。このため、プレス金型やプレス機が大きくなり、コストの増加及び設備のスペース確保の問題が生じる。
本発明は、上記の状況を鑑みて、ティース部間の磁気的な短絡を防止しつつ、製造時のコスト及び作業負担を低減できるステータ、及びモータを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の例示的なステータは、上下に延びる中心軸を中心として周方向に配置される複数のステータ片と、環状のリング部材と、を有し、各々の前記ステータ片は、磁性体よりなる分割コアと、前記分割コアを覆う樹脂製のインシュレータと、を有し、前記分割コアは、コアバック部と、前記コアバック部から径方向の外方に延びるティース部と、を有し、前記ティース部には、前記インシュレータを介して導線が巻き付けられ、前記リング部材は、周方向に配列された複数の前記コアバック部にて、前記インシュレータを介して複数の前記コアバック部を環状に連結する構成とされる。
また、上記目的を達成するために、本発明の例示的なモータは、中心軸に沿って上下方向に延びるシャフトと、前記中心軸を中心として回転可能である回転部と、前記回転部の径方向の内側で対向する上記のステータを含む静止部と、を有する構成とされる。
本発明の例示的なステータ、モータによれば、ティース部間の磁気的な短絡を防止しつつ、製造時のコスト及び作業負担を低減できる。
以下に図面を参照して本発明の例示的な実施形態を説明する。
なお、本明細書では、モータ100において、中心軸Cと平行な方向を「軸方向」と呼ぶ。さらに、軸方向において、静止部2から回転部1に向かう方向を「上方」と呼び、回転部1から静止部2に向かう方向を「下方」と呼ぶ。また、各々の構成要素の表面において、軸方向の上方に向く面を「上面」と呼び、軸方向の下方に向く面を「下面」と呼ぶ。
また、中心軸Cに直交する方向を「径方向」と呼び、中心軸Cを中心とする周方向を「周方向」と呼ぶ。さらに、径方向において、シャフト10に向かう方向を「内方」と呼び、シャフト10から離れる方向を「外方」と呼ぶ。さらに、各々の構成要素の側面において、径方向の内方に向く側面を「内周面」と呼び、径方向の外方に向く側面を「外周面」と呼ぶ。
なお、以上に説明した方向及び面の定義は、実際の機器に組み込まれた場合での位置関係及び方向などを示すものではない。
<1.実施形態>
<1−1.モータの概略構成>
図1は、モータ100の構成例を示す断面図である。図1では、モータ100の中心軸Cを含む断面でモータ100を切断している。図1のモータ100は、空気調和機が有するアウターロータ型のファンモータである。但し、モータ100の用途は、この例示には限定されない。
<1−1.モータの概略構成>
図1は、モータ100の構成例を示す断面図である。図1では、モータ100の中心軸Cを含む断面でモータ100を切断している。図1のモータ100は、空気調和機が有するアウターロータ型のファンモータである。但し、モータ100の用途は、この例示には限定されない。
図1に示すように、モータ100は、回転部1と、中心軸Cに沿って上下方向に延びるシャフト10と、静止部2と、軸受31と、軸受保持部材32と、ブラケット22と、基板4と、リード線5と、を有する。
回転部1は、中心軸Cを中心として回転可能である。回転部1は、回転部保持部材11と、マグネット12と、を有する。シャフト10は、回転部1に取り付けられる回転軸であり、回転部1とともに回転可能である。なお、この例示に限定されず、シャフト10は、静止部2に取り付けられる固定軸であってもよい。シャフト10が固定軸である場合、軸受31が静止部2に代わって回転部1に設けられる。
回転部保持部材11は、マグネット12を保持する部材である。回転部保持部材11は、回転板部111と、回転円筒部112と、を含む。回転板部111は、中心軸Cから径方向の外方に延びる円環形状の部材である。回転円筒部112は、筒状の部材であり、回転板部111の周縁から軸方向の下方に延びる。マグネット12は、回転円筒部112の内周面に保持され、静止部2の外周面と対向する。なお、マグネット12は、軸方向に延びる筒状の部材であってもよいし、周方向に配置された複数のマグネット部で構成されていてもよい。
静止部2は、複数のステータ片211と、樹脂製のケーシング212と、環状のリング部材9と、ブラケット22と、を有する。このほか、静止部2は、基板4と、リード線5と、を含んでいてもよい。径方向における静止部2の中央には、静止部2を軸方向に貫通する孔部2aが設けられている。また、静止部2の外側面には、複数の通路部6が形成されている。
複数のステータ片211は、上下に延びる中心軸Cを中心として周方向に配置され、リング部材9で円環状に連結される。複数のステータ片211は、リング部材9とともに環状のステータ21aを構成する。各々のステータ片211は、磁性体よりなる分割コア7と、分割コア7を覆う樹脂製のインシュレータ8と、導線211aと、を有する。なお、ステータ21a、ステータ片211、及びリング部材9については後に説明する。
ケーシング212は、たとえばステータ21aをインサート成型した樹脂製の部材である。ケーシング212は、ステータ21aの少なくとも一部を覆っている。たとえば、樹脂製のケーシング212は、複数のステータ片211と、リング部材9と、を覆っている。こうすれば、リング部材9で環状に連結された複数のステータ片211を、ケーシング212でより強固に固定できる。
また、ケーシング212は、ステータ21aとともに、モールドステータ21を構成する。モールドステータ21は、静止部2に含まれており、モールドステータ21が生成する磁力とマグネット12の磁力との磁気的作用により、回転部1を駆動する。
軸受31は、シャフト10を回転可能に支持する。本実施形態では、たとえば、球面軸受などのすべり軸受が軸受31として用いられている。なお、この例示に限定されず、軸受31には、たとえばボール軸受が用いられていてもよい。
軸受保持部材32は、軸受31を保持する。軸受保持部材32は、静止部2の孔部2a内に配置され、シャフト10の下方に位置する。軸受保持部材32は、特に限定しないが、好ましくは絶縁体となる樹脂材料、ゴム材料を用いて形成される。こうすれば、後述する軸受31の電食を抑制できる。
ブラケット22は、ケーシング212の下端に取り付けられている。ブラケット22は、金属製であってもよいが、好ましくは樹脂製である。たとえば、軸受31及び軸受保持部材32が金属製である場合、ブラケット22及び金属製の軸受31は、誘電体となる樹脂製のケーシング212を挟んで配置される。ここでブラケット22が金属製である場合、たとえばモータ100がPWM制御される際、ブラケット22と軸受31との間に電位差が生じて、軸受31からステータ21a、ケーシング212、ブラケット22、ケーシング212、ステータ21a、軸受保持部材32、及びシャフト10を経由して軸受31に戻る経路で循環する電流が生じることがある。一方、ブラケット22が樹脂製であれば、上記の経路を流れる電流の発生を防止できる。従って、該電流に起因する軸受31の電食の発生を防止できる。また、通路部6の一部(たとえば後述する第2通路要素6b)がブラケット22に設けられる場合、ブラケット22が金属製の場合よりも、通路部6を設ける工程が容易になる。また、樹脂材料は金属材料と比べて安価であるため、製造コストの低減にも寄与できる。
基板4は、ステータ21aにリード線5を電気的に接続する。基板4は、たとえば電子部品を搭載した樹脂製の回路基板であり、導体211aと電気的に接続されている。なお、この例示に限定されず、基板4は、たとえば樹脂製の基体にリード線5が設けられた配線台のような部材であってもよい。
基板4は、静止部2の下面側に設けられている。より詳細には、基板4は、静止部2の軸方向における下方側においてケーシング212に取り付けられている。但し、この例示に限定されず、基板4は、静止部2の上面側に設けられていてもよい。すなわち、基板4は、静止部2の上方及び下方の少なくともどちらか一方に設けられていればよい。基板4の下面(すなわちケーシング212に対向する面とは反対側の面)はブラケット22で覆われている。従って、基板4が樹脂製のケーシング212でモールドされていない(図1参照)。基板4には、孔部4aが設けられている。なお、孔部4aの数は、本実施形態では2つであるが、この例示に限定されず、1であってもよいし、3以上の複数であってもよい。
リード線5は、基板4に接続された配線であり、基板4を介してステータ21aと電気的に接続されている。また、リード線5は、通路部6を通じて、モータ100の外部に引き出されている。なお、リード線5及び通路部6の数は、特に限定されず、1であってもよいし、複数であってもよい。
<1−2.ステータの構成>
次に、ステータ21aについて説明する。環状のステータ21aは、静止部2に含まれ、回転部1と径方向において対向する(図1参照)。より詳細には、ステータ21aは、回転部1の径方向の内側において回転部1のマグネット12と対向する。図2は、環状のステータ21aの構成例を示す下側平面図である。ステータ21aは、複数のステータ片211と、環状のリング部材9と、を有している。なお、ステータ21aを構成するステータ片211の数は、本実施形態では12個であるが、この例示に限定されず、適宜変更されてもよい。
次に、ステータ21aについて説明する。環状のステータ21aは、静止部2に含まれ、回転部1と径方向において対向する(図1参照)。より詳細には、ステータ21aは、回転部1の径方向の内側において回転部1のマグネット12と対向する。図2は、環状のステータ21aの構成例を示す下側平面図である。ステータ21aは、複数のステータ片211と、環状のリング部材9と、を有している。なお、ステータ21aを構成するステータ片211の数は、本実施形態では12個であるが、この例示に限定されず、適宜変更されてもよい。
複数のステータ片211は、環状に配置され、インシュレータ8の連結片部80を介して一繋がりに連結されている。
ここで、環状のステータ21aは、隣り合うステータ片211が連結片部80で繋がっていない箇所Pを少なくとも一つ有する。本実施形態では、隣り合うステータ片211が連結片部80で繋がっていない箇所Pは一つである。連結片部80によって繋がらない箇所Pの発生は、ステータ21aが、直線状に連結されたステータ片211(後述する図14参照)を連結片部80で折り曲げて環状にされていることに由来する。
<1−2−1.ステータ片の構成>
次に、ステータ片211について説明する。各々のステータ片211は、前述の如く、分割コア7と、インシュレータ8と、導線211aと、を有する。図3は、分割コア7の平面図である。図4A〜図4Cは、ステータ片211の構成例を説明するための図である。図4Aは、導線211aを取り除いた状態でのステータ21aの下側平面図である。図4Bは、図4AのA−A線に沿うステータ片211の断面図である。図5は、図4Bのステータ片211の下側平面図である。図6は、導線211a及びリング部材9を取り除いた状態でのステータ21aの下側斜視図である。
次に、ステータ片211について説明する。各々のステータ片211は、前述の如く、分割コア7と、インシュレータ8と、導線211aと、を有する。図3は、分割コア7の平面図である。図4A〜図4Cは、ステータ片211の構成例を説明するための図である。図4Aは、導線211aを取り除いた状態でのステータ21aの下側平面図である。図4Bは、図4AのA−A線に沿うステータ片211の断面図である。図5は、図4Bのステータ片211の下側平面図である。図6は、導線211a及びリング部材9を取り除いた状態でのステータ21aの下側斜視図である。
分割コア7は、たとえば、電磁鋼板が軸方向に積層された積層鋼板で構成される鉄心部材である。或いは、分割コア7は焼結された磁性体であってもよい。各々の分割コア7は、それぞれ別体であり、独立しており、直接には繋がっていない。分割コア7は、図3に示すように、コアバック部71と、コアバック部71から径方向の外方に向かって延びるティース部72と、を有する。
周方向において、隣り合うコアバック部71はリング部材9で固定される(図4A参照)。この際、周方向において、隣り合うコアバック部71の側面が互いに比較的に隙間なく接触する。なお、周方向におけるコアバック部71の側面の形状は、本実施形態では平面形状であるが、この例示には限定されない。たとえば、周方向において隣り合うコアバック部71の側面のうちいずれか一方の側面が、周方向に凹む凹部を有する形状であってもよい。さらに、該一方の側面と対向する他方の側面が、周方向に突出して上記の凹部に嵌る凸部を有する形状であってもよい。このような場合、凹部に凸部が嵌ることにより、隣り合うステータ片211が径方向に位置ずれを起こすことを防止できる。
ティース部72には、インシュレータ8を介して導線211aが巻き付けられる。ティース部72は、図3に示すように、ティース基部72aと、ティース先端部72bと、を有する。ティース基部72aは、コアバック部71から径方向の外方に延びる。ティース先端部72bは、ティース基部72aの先端から周方向に沿ってT字状に延びる。また、周方向において隣り合うステータ片211にて、ティース部72間が離れている。より詳細には、周方向において隣り合うティース先端部72b間が離れる。
次に、インシュレータ8は、たとえば樹脂製の絶縁部材であり、分割コア7と導線211aとの間を電気的に絶縁する。インシュレータ8は、たとえばインサート成型などにより分割コア7に設けられ、分割コア7の少なくとも一部を覆う。或いは、インシュレータ8は、分割コア7とは別体で設けられてもよく、たとえば分割コア7に嵌め込む樹脂製の部材であってもよい。
各々のステータ片211において、インシュレータ8は、コアバック被覆部81と、ティース被覆部82と、第1壁部81aと、第2壁部81bと、を有する。
コアバック被覆部81は、コアバック部71の少なくとも一部を覆う。ティース被覆部82は、ティース部72の少なくとも一部を覆う。具体的には、ティース被覆部82は、ティース基部被覆部82aと、ティース先端被覆部82bと、を有する。ティース基部被覆部82aは、ティース基部72aの上端面、下端面、及び周方向側面を覆う。ティース先端被覆部82bは、ティース先端部72bの少なくとも上端面及び下端面を覆う。
第1壁部81aは、コアバック被覆部81から軸方向に突出し且つ周方向に延びる。また、第2壁部81bは、第1壁部81aよりも径方向の外方にて、コアバック被覆部81から軸方向に突出する。そのため、各々のステータ片211において、ティース基部被覆部82aを介してティース基部72aに巻き付けられた巻線211aが第2壁部81bよりも径方向の内方に向かって移動しないようにできる。
各々のステータ片211の第1壁部81a及び第2壁部81b間には周方向に延びる溝部810が形成される(図5参照)。隣り合うコアバック部71が周方向に連結された状態において、各々のステータ片211の溝部810が周方向に繋がることにより、軸方向から見てステータ21aに中心軸Cを中心にして環状の環状溝部215が形成される(図6参照)。環状溝部215には、リング部材9の後述する円筒部92が挿入される。こうすれば、環状のステータ21aの高い真円度を確保することができる。
また、複数のステータ片211のうちの2つのステータ片211において、第2壁部81bに凹部213が設けられている。なお、ステータ21aの周方向において、各々の凹部213は、それぞれ等間隔な位置に設けられてもよいが、好ましくは等間隔でない位置に設けられる。
なお、第1壁部81a、第2壁部81b、及び環状溝部215は、本実施形態ではコアバック被覆部81の上端面及び下端面の両方に設けられているが、この例示に限定されず、コアバック被覆部81の上端面及び下端面のどちらか一方に設けられていてもよい。
導線211aは、モータ100の内部に設けられた基板4と電気的に接続されている。導線211aは、ティース基部被覆部82aを介してティース基部72aに巻き付けられている。導線211aは、例えばエナメル被覆銅線等、絶縁部材で被覆された金属線で構成される。導線211aに駆動電流が供給されると、分割コア7に径方向の磁束が発生する。ステータ21aは、これを利用して、回転部1に周方向のトルクを発生させ、中心軸Cを中心として回転部7を回転させる。
<1−2−2.リング部材の構成>
次に、リング部材9について説明する。環状のリング部材9は、より詳細には円環状であり、周方向に配列された複数のコアバック部71にて、インシュレータ8を介して複数のコアバック部71を環状に連結する。こうすれば、周方向に配置された複数のステータ片211において、周方向に配列された複数のコアバック部71が、樹脂製のインシュレータ8を介して、リング部材9により環状に連結される。また、周方向において隣り合うステータ片211において、前述のように、隣り合う分割コア7のティース部72間が離れている。従って、複数のステータ片211において、ティース部72間での磁気的な短絡を防止できる。よって、磁気的な短絡に起因するモータ100の特性の悪化を防止できる。また、複数の分割コア7を別々に作製できる。従って、たとえば複数の分割コア7を一緒に作製する場合と比較して、個々の分割コア7の作製に用いるたとえばプレス用の金型及びプレス機などを比較的小型にすることができる。よって、製造時のコスト及び作業負担を低減することもできる。
次に、リング部材9について説明する。環状のリング部材9は、より詳細には円環状であり、周方向に配列された複数のコアバック部71にて、インシュレータ8を介して複数のコアバック部71を環状に連結する。こうすれば、周方向に配置された複数のステータ片211において、周方向に配列された複数のコアバック部71が、樹脂製のインシュレータ8を介して、リング部材9により環状に連結される。また、周方向において隣り合うステータ片211において、前述のように、隣り合う分割コア7のティース部72間が離れている。従って、複数のステータ片211において、ティース部72間での磁気的な短絡を防止できる。よって、磁気的な短絡に起因するモータ100の特性の悪化を防止できる。また、複数の分割コア7を別々に作製できる。従って、たとえば複数の分割コア7を一緒に作製する場合と比較して、個々の分割コア7の作製に用いるたとえばプレス用の金型及びプレス機などを比較的小型にすることができる。よって、製造時のコスト及び作業負担を低減することもできる。
リング部材9は、樹脂製であってもよいし、アルミニウム、銅、真鍮などの非磁性の金属製であってもよい。
図7は、導線211aを取り除いた状態でのステータ21aの下側斜視図である。また、図8は、導線211aを取り除いた状態でのステータ21aの上側斜視図である。
リング部材9は、コアバック部71の上方及び下方の両方にて、周方向に配列されたコアバック部81を環状に連結する。より詳細には、リング部材9は、第1リング部材9aと、第2リング部材9bと、を有する。第1リング部材9aは、図7に示すように、複数のコアバック部71の下面にて、インシュレータ8を介して複数のコアバック部71を環状に連結する。第2リング部材9bは、図8に示すように、複数のコアバック部71の上面にて、インシュレータ8を介して複数のコアバック部71を環状に連結する。これにより上方及び下方のどちらかにてコアバック部81が連結される場合よりも、ステータ片211の径方向におけるズレを少なくできる。よって、複数のステータ片211をより強固に連結できる。
なお、リング部材9は、コアバック部71の上方及び下方のどちらか一方にて、周方向に配列されたコアバック部81を環状に連結してもよい。すなわち、リング部材9は、本実施形態の例示に限定されず、第1リング部材9a及び第2リング部材9bのうちどちらか一方を有する構成であってもよい。こうすれば、コアバック部71の上方及び下方の両方にてコアバック部71が連結される場合よりも少ない部品数で、複数のステータ片211を環状に連結できる。また、金型を用いてステータ21aをモールドする際、金型に設置されたステータ21aの軸方向における金型側にてコアバック部71をリング部材9で環状に連結すれば、軸方向における金型とは反対側にてリング部材9で連結しなくても、ステータ片211の径方向におけるズレを比較的に少なくすることができる。
また、第2リング部材9bは、本実施形態では後述する突起部93及び凸部214を有さない。これ以外の構成は、第1リング部材9aの構成と同様である。そのため、以下では、リング部材9の構成として、第1リング部材9aの構成を代表にして説明し、第2リング部材9bの構成の説明は省略する。すなわち、以下の説明において、リング部材9の説明のうちの突起部93及び凸部214を含む構成は第1リング部材9aの構成と読み替えできる。さらに、リング部材9の説明のうちの突起部93及び凸部214以外の構成は第2リング部材9bの構成と読み替えできる。
図9Aは、リング部材9の平面図である。図9Bは、リング部材9の斜視図である。図9Cは、図9Bとは逆方向から見たリング部材9の斜視図である。リング部材9は、環状の板部91と、軸方向に延びる円筒部92と、2つの凸部214と、軸方向に突出する2つの突起部93と、を有する。なお、突起部93の数及び凸部214の数はそれぞれ、本実施形態の例示に限定されず、1であってもよいし、3以上の複数であってもよい。
板部91は、円筒部92の軸方向における一方端から径方向の内方に延びる。より詳細には、板部91は円環状である。円環状の板部91によって、径方向におけるリング部材9の強度を向上させることができる。
リング部材9の円筒部92は、ステータ21aの環状溝部215に挿入されて、第1壁部81aと第2壁部81bとの間に設けられる。この際、径方向において、円筒部92の内側面には、第1壁部81aの外側面が接する。そのため、第1壁部81aにより、環状に連結された各々のステータ片211の径方向の外方に向かう移動を防止できる。従って、ステータ片211の径方向におけるズレを防止し、周方向に配置されたステータ片211を環状に整列させることができる。
さらに、円筒部92が環状溝部215に挿入される際、円筒部92の外側面は、第2壁部81bの内側面との間に隙間を有する。こうすれば、リング部材9の円筒部92の外側面が第2壁部81bの内側面と接しないため、第2壁部81bは円筒部92よりも径方向の外方に向って押されない。従って、円筒部92が第2壁部81bを径方向の外方に押すことに起因するステータ片211の径方向の外方に向かうズレを防止できる。
リング部材9の径方向における外側面には、凸部214が設けられる。一方、ステータ片211の第2壁部81bには、凹部213が設けられる。そして、リング部材9の凸部214が、第2壁部81bの凹部213に嵌る(図7参照)。周方向における各々の凸部214は、それぞれ等間隔な位置に設けられてもよいが、好ましくは等間隔でない位置に設けられる。こうすれば、ステータ21aにおけるリング部材9の周方向における位置が定まる。従って、リング部材9の取り付け作業がし易くなる。この作用は、たとえば、周方向において、突起部93が等間隔に設けられていないリング部材9の取り付けのミス防止に有効である。
なお、本実施形態の例示に限定されず、凸部214はステータ片211に設けられていてもよい。この場合、リング部材9には、凹部213が設けられる。このように、リング部材9の外側面及び第2壁部81bのうちどちらか一方には凹部213が設けられ、他方には凹部213に嵌る凸部214が設けられていればよい。こうすれば、ステータ21aの周方向において、複数のステータ片211に対するリング部材9の回転を防止できる。また、リング部材9による複数のステータ片211の連結を安定させることができる。
次に、突起部93は、板部91から突出し、より詳細には本実施形態(図1参照)では軸方向の下方に突出する。図10は、ブラケット22及び基板4を取り外した状態での静止部2の下側斜視図である。突起部93は、ケーシング212の軸方向における一方側の面から突出する。より詳細には、突起部93は、図10に示すように、ケーシング212の下面から軸方向の下方に向かって突出し、基板4に設けられた孔部4aを貫通する。基板4は、孔部4aを貫通する93突起部で保持される。
各々の突起部93は、溶着接続部94を有する。図11は、ブラケット22を取り外した状態での静止部2の下側斜視図である。図11に示すように、溶着接続部94は、基板4に溶着されている。こうすれば、基板4を支持する部材を要することなく、溶着接続部94で基板4を保持できる。従って、モータ100の部品数を削減できる。
<1−3.ステータの製造方法>
次に、ステータ21aの製造方法の一例を説明する。なお、本実施形態では、周方向において隣り合うステータ片211が連結片部80を介して繋げられている。
次に、ステータ21aの製造方法の一例を説明する。なお、本実施形態では、周方向において隣り合うステータ片211が連結片部80を介して繋げられている。
図12は、ステータ21aの製造例の第1の工程を説明するための平面図である。まず、磁性鋼板を積層して複数(本実施形態では12個)の分割コア7を形成する第1の工程が行われる。環状のステータ21aの製造にあたっては、磁性鋼板としては、例えばケイ素鋼板等が挙げられる。磁性鋼板は軸方向に積層される。分割コア7の形成にはプレス加工が用いられる。複数の分割コア7は、1つずつ別々に形成されてもよいし、複数個まとめて形成されてもよい。形成された複数の分割コア7は直線状に並べられる。この際、各々の分割コア7において、図12のように、コアバック部71からティース部72が延びる方向は同じとされる。
図13は、ステータ21aの製造例の第2の工程を説明するための平面図である。第1の工程の後、複数の分割コア7をインシュレータ8によって覆うとともに、連結片部80を介して連結する第2の工程が行われる。第2の工程により、導線211aを巻き付ける前の複数のステータ片211が連結片部80を介して直線状に繋がった連結ステータ片21bが形成される。連結片部80は、周方向において隣り合うティース被覆部82の間に配置されて隣り合うステータ片211を互いに連結する。より詳細には、連結片部80は、隣り合うティース先端被覆部82bの間に配置される。
複数の分割コア7は、たとえば、樹脂材料を用いてインサート成型によりインシュレータ8に覆われる。ただし、複数の分割コア7にインシュレータ8を設ける方法は、インサート成型以外の方法が用いられてもよい。例えば、インシュレータ8を2つの部材で構成し、当該2つの部材で複数の分割コア7を挟み込む方法などが用いられてよい。この際、2つの部材の結合は、固定部材が用いられてもよいし、スナップフィット等の嵌め合い構造が用いられてもよい。固定部材には、ネジ等の締結具の他、接着剤が含まれてよい。
図14は、ステータ21aの製造方法の第3の工程を説明するための平面図である。第2の工程の後、直線状の連結ステータ片21bの各々の分割コア7に、インシュレータ8を介して導線211aを巻き付ける第3の工程が行われる。詳細には、導線211aは、ティース被覆部82を介してティース部72に巻き付けられる。より詳細には、導線211aは、ティース基部被覆部82aを介してティース基部72aに巻き付けられる。
第3の工程の後、導線211aが巻き付けられた直線状の連結ステータ片21bを環状にする第4の工程が行われる。詳細には、コアバック部71が径方向内側に向けられて、直線状の連結ステータ片21bが環状に折り曲げられる。環状に折り曲げながら、周方向に隣り合うコアバック部71の側面同士を比較的に隙間なく接触させる。この際、連結片部80が折り曲げ易い樹脂によって形成されているために、直線状の連結ステータ片21bを容易に折り曲げることができる。
第4の工程においては、直線状の連結ステータ片21bを環状にした後、リング部材9の円筒部92が環状溝部215に挿入される。これにより、高い真円度を有する円環状のステータ21aが得られる。なお、ステータ21aは、例えばインサート成型によってケーシング212で覆われる。すなわち、ケーシング212は、複数のステータ片211及びリング部材9を覆う。ケーシング212によって各々のステータ片211が強固に固定されるために、ステータ21aを円環形状に保つことができる。
なお、上述の製造方法では、環状のステータ21aは、連結片部80を折り曲げて1つの直線状の連結ステータ片21bを環状にすることによって得られる構成とした。しかし、これは例示にすぎない。環状のステータ21aは、連結片部80を折り曲げて円弧状にした連結ステータ片21bを複数連結することによって得てもよい。なお、この構成の場合には、隣り合う分割コア7が連結片部80で繋がっていない箇所Pが複数形成される。
<2.実施形態の変形例>
ステータ21aにおいて、周方向に隣り合うステータ片211は、連結片部80を介して繋げられていなくてもよい。すなわち、複数のステータ片211が、個別に周方向に配置されていてもよい。以下に、周方向において複数のステータ片211が個別に配置されたステータ21aの製造方法の一例を説明する。
ステータ21aにおいて、周方向に隣り合うステータ片211は、連結片部80を介して繋げられていなくてもよい。すなわち、複数のステータ片211が、個別に周方向に配置されていてもよい。以下に、周方向において複数のステータ片211が個別に配置されたステータ21aの製造方法の一例を説明する。
まず、第1の工程では、磁性鋼板を積層することにより、分割コア7が複数形成される。或いは、各々の分割コア7は磁性体材料の焼結により形成されてもよい。
第2の工程では、各々の分割コア7がインシュレータ8で覆われる。第2の工程により、導線211aを巻き付ける前のステータ片211が個別に形成される。なお、各々の分割コア7は、たとえば、樹脂材料を用いてインサート成型によりインシュレータ8に覆われる。ただし、分割コア7にインシュレータ8を設ける方法は、インサート成型以外の方法が用いられてもよい。たとえば、インシュレータ8を2つの部材で構成し、当該2つの部材で分割コア7を挟み込む方法などが用いられてよい。この際、2つの部材の結合は、固定部材が用いられてもよいし、スナップフィット等の嵌め合い構造が用いられてもよい。固定部材には、ネジ等の締結具の他、接着剤が含まれてよい。
第3の工程では、各々のステータ片211に、インシュレータ8を介して導線211aが巻き付けられる。各々のステータ片211において導線211aは、詳細にはティース被覆部82を介してティース部72に巻き付けられ、より詳細にはティース基部被覆部82aを介してティース基部72aに巻き付けられる。導線211aの巻き付けを完了することによって、個々の独立したステータ片211が得られる。
第4の工程では、複数のステータ片211が環状に配置される。この際、各々のステータ片211のコアバック部71は径方向の内方に向けられ、ティース部72は径方向の外方に向けられる。さらに、周方向において隣り合うコアバック部71の側面同士を比較的に隙間なく接触させる。
第4の工程においては、各々のステータ片211を環状に配置した後、リング部材9の円筒部92が環状溝部215に挿入される。これにより、周方向に配列された複数のコアバック部71がリング部材9により環状に連結され、高い真円度を有する円環状のステータ21aが得られる。
第5の工程では、円環状のステータ21aが金型(不図示)の内部に配置され、樹脂材料でモールドされる。第5の工程により、ステータ21aが樹脂製のケーシング212でモールドされる。すなわち、ケーシング212は、複数のステータ片211及びリング部材9を覆う。ケーシング212によって各々のステータ片211が強固に固定されるために、ステータ21aを円環形状に保つことができる。
<3.その他>
以上、本発明の実施形態について説明した。なお、本発明の範囲は上述の実施形態に限定されない。本発明は、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。また、上述の実施形態で説明した事項は、矛盾を生じない範囲で適宜任意に組み合わせることができる。
以上、本発明の実施形態について説明した。なお、本発明の範囲は上述の実施形態に限定されない。本発明は、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。また、上述の実施形態で説明した事項は、矛盾を生じない範囲で適宜任意に組み合わせることができる。
たとえば、上述の実施形態で説明したモータ100は、基板非モールド型(図1参照)であったが、この例示に限定されず、樹脂製のケーシング212が基板4をさらに覆う基板モールド型であってもよい。図15は、モータ100の他の構成例を示す断面図である。図15では、静止部2は、ステータ21aにリード線5を電気的に接続する基板4を有する。また、ケーシング212は、基板4をさらに覆う樹脂製の部材である。
また、上述の実施形態では、ステータ21aが樹脂製のケーシング212で覆われるモールドモータを例示したが、本発明はモールドモータ以外のモータに適用されてもよい。また、以上においては、本発明がアウターロータ型のモータに適用される場合を示したが、本発明はステータ21aが回転部1の径方向の外側において回転部1のマグネット12と対向するインナーロータ型のモータにも適用可能である。また、本発明は室外機のモータ以外にも適用できる。
本発明は、周方向において隣り合う複数の磁性体コアが離れて配置されるステータと、該ステータを有するモータと、に有用である。
100・・・モータ、1・・・回転部、10・・・シャフト、11・・・回転部保持部材、111・・・回転板部、112・・・回転円筒部、12・・・マグネット、2・・・静止部、2a・・・孔部、21・・・モールドステータ、21a・・・ステータ、21b・・・連結ステータ片、211・・・ステータ片、211a・・・導線、212・・・ケーシング、213・・・凹部、214・・・凸部、215・・・環状溝部、22・・・ブラケット、31・・・軸受、32・・・軸受保持部材、4・・・基板、4a・・・孔部、5・・・リード線、6・・・通路部、7・・・分割コア、71・・・コアバック部、72・・・ティース部、72a・・・ティース基部、72b・・・ティース先端部、8・・・インシュレータ、80・・・連結片部、81・・・コアバック被覆部、81a・・・第1壁部、81b・・・第2壁部、810・・・溝部、82・・・ティース被覆部、82a・・・ティース基部被覆部、82b・・・ティース先端被覆部、9・・・リング部材、9a・・・第1リング部材、9b・・・第2リング部材、91・・・板部、92・・・円筒部、93・・・突起部、94・・・溶解接続部、C・・・中心軸
Claims (15)
- 上下に延びる中心軸を中心として周方向に配置される複数のステータ片と、
環状のリング部材と、
を有し、
各々の前記ステータ片は、
磁性体よりなる分割コアと、
前記分割コアを覆う樹脂製のインシュレータと、
を有し、
前記分割コアは、
コアバック部と、
前記コアバック部から径方向に延びるティース部と、
を有し、
前記ティース部には、前記インシュレータを介して導線が巻き付けられ、
前記リング部材は、周方向に配列された複数の前記コアバック部にて、前記インシュレータを介して複数の前記コアバック部を環状に連結するステータ。 - 周方向において隣り合う前記ステータ片にて、前記ティース部間が離れている請求項1に記載のステータ。
- 複数の前記ステータ片が、個別に周方向に配置されている請求項1又は請求項2に記載のステータ。
- 各々の前記ステータ片において、前記インシュレータは、前記コアバック部の少なくとも一部を覆うコアバック被覆部と、前記コアバック被覆部から軸方向に突出し且つ周方向に延びる第1壁部と、を有し、
前記リング部材は、軸方向に延びる円筒部を有し、
前記円筒部の内側面は、径方向において前記第1壁部の外側面に接する請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のステータ。 - 前記リング部材は、前記円筒部の軸方向における一方端から径方向の内方に延びる環状の板部をさらに有する請求項4に記載のステータ。
- 各々の前記ステータ片において、前記インシュレータは、前記第1壁部よりも径方向の外方にて前記コアバック被覆部から軸方向に突出する第2壁部をさらに有する請求項4又は請求項5に記載のステータ。
- 前記リング部材の前記円筒部が、前記第1壁部と前記第2壁部との間に設けられ、
前記円筒部の外側面は、前記第2壁部の内側面との間に隙間を有する請求項6に記載のステータ。 - 前記リング部材の外側面及び前記第2壁部のうちどちらか一方には凹部が設けられ、他方には前記凹部に嵌る凸部が設けられる請求項6又は請求項7に記載のステータ。
- 前記第1壁部は、前記コアバック被覆部の上端面及び下端面に設けられ、
前記リング部材は、前記コアバック部の上方及び下方にて、周方向に配列された前記コアバック部を環状に連結する請求項4〜請求項8のいずれか1項に記載のステータ。 - 前記第1壁部は、前記コアバック被覆部の上端面及び下端面のどちらか一方に設けられ、
前記リング部材は、前記コアバック部の上方及び下方のどちらか一方にて、周方向に配列された前記コアバック部を環状に連結する請求項4〜請求項8のいずれか1項に記載のステータ。 - 中心軸に沿って上下方向に延びるシャフトと、
前記中心軸を中心として回転可能である回転部と、
前記回転部と径方向において対向する請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載のステータを含む静止部と、を有するモータ。 - 前記静止部は、複数の前記ステータ片と前記リング部材とを覆う樹脂製のケーシングをさらに含む請求項11に記載のモータ。
- 前記モータは、基板をさらに有し、
前記リング部材は、軸方向に突出する突起部を有し、
前記基板には孔部が設けられ、
前記基板は、前記孔部を貫通する前記突起部で保持される請求項12に記載のモータ。 - 前記突起部は、前記基板に溶着されている溶着接続部を有する請求項13に記載のモータ。
- 前記基板は、前記静止部の上方及び下方の少なくともどちらか一方に設けられ、
前記突起部は、前記ケーシングの軸方向における一方側の面から突出する請求項13又は請求項14に記載のモータ。
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WO2019220992A1 (ja) | 2018-05-15 | 2019-11-21 | 住友電気工業株式会社 | 太陽光発電装置の製造方法、太陽光発電装置の製造治具および太陽光発電装置の製造装置 |
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- 2017-11-28 CN CN201721621094.XU patent/CN207819570U/zh not_active Expired - Fee Related
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