JP2019017169A - 回転電機 - Google Patents
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Abstract
【課題】樹脂構造体を成形する際に、ステータコアが回転軸方向に移動するのを規制することが可能な回転電機を提供する。【解決手段】この回転電機(モータ100)は、ロータコア10と、ロータコア10を取り囲むように配置され、複数のティース21および複数のティース21間に配置されるスロット22を含む円環状のステータコア20と、ステータコア20を覆うモールド部30と、を備える。そして、ステータコア20の外径側の面20aには、モールド部30を成形する際に、ステータコア20を固定するための切欠き形状の成形時固定部24が設けられている。成形時固定部24は、ステータコア20の外径側の面20aの、回転軸方向の一方端部から他方側の途中まで設けられている。【選択図】図1
Description
本発明は、回転電機に関し、特に、ステータコアを覆う樹脂構造体を備える回転電機に関する。
従来、ステータコアを覆う樹脂構造体を備える回転電機が知られている(たとえば、特許文献1参照)。
上記特許文献1に記載の回転電機は、複数のティースと、複数のティースを接続する円環状のヨーク部とを含むステータコアを備える。ヨーク部の外側には、ハウジングとして樹脂モールド(樹脂構造体)が設けられている。また、ヨーク部の外周面には、複数のティースの各々の背部に配置される凹溝が設けられており、凹溝には樹脂モールドが充填されている。凹溝に充填された樹脂モールドによって、ステータコアと樹脂モールドとの結合が強固にされている。
また、複数の凹溝の各々は、ヨーク部の回転軸方向の一方端部から他方端部に渡って設けられている。ここで、上記特許文献1のような従来の回転電機では、ステータコアを覆う樹脂モールド(樹脂構造体)を成形する場合に、樹脂の流入に起因する圧力によりステータコアが移動するのを抑制するために、凹溝に位置決め用の治具(たとえば、棒状の治具)を挿入した状態で樹脂を流入させることが考えられる。これにより、ステータコアの回転方向の移動が、凹溝に挿入された治具により抑制される。
ここで、上記特許文献1のような従来の回転電機では、凹溝がヨーク部の回転軸方向の一方端部から他方端部に渡って設けられているので、ロータコアの回転方向への移動は規制される一方、回転軸方向への移動が規制できないという問題点がある。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、樹脂構造体を成形する際に、ステータコアが回転軸方向に移動するのを規制することが可能な回転電機を提供することである。
上記目的を達成するために、この発明の一の局面における回転電機は、ロータコアと、ロータコアを取り囲むように配置され、複数のティースおよび複数のティース間に配置されるスロットを含む円環状のステータコアと、ステータコアを覆う樹脂構造体と、を備え、ステータコアの外径側の面には、樹脂構造体を成形する際に、ステータコアを固定するための切欠き形状の成形時固定部が設けられており、成形時固定部は、ステータコアの外径側の面の、回転軸方向の一方端部または他方端部のうちのいずれか一方から他方側の途中まで設けられている。
この発明の一の局面による回転電機では、上記のように、成形時固定部が、ステータコアの外径側の面の、回転軸方向の一方端部または他方端部のうちのいずれか一方から他方側の途中まで設けられていることによって、切欠き形状の成形時固定部にステータコアを固定するための治具を配置することにより、治具の軸方向端部と成形時固定部とを当接させることができる。これにより、治具によりステータコアを回転軸方向に押圧することができるので、ステータコアが回転軸方向に移動するのを成形時固定部により規制することができる。
上記一の局面による回転電機において、好ましくは、成形時固定部は、複数のティースのうちのいずれかの外径側で、かつ、ティースの延長線上に配置されている。
ここで、磁束は、ティースの根元側から、ティースの外径側で、かつ、ティースの延長線上の部分を避けるように(分岐するように)流れる。したがって、成形時固定部が、複数のティースのうちのいずれかの外径側で、かつ、ティースの延長線上に配置されていることによって、成形時固定部が磁束の流れを妨げるのを抑制することができる。
この場合、好ましくは、成形時固定部は、ロータコアの回転軸方向から見て、ティースが延びる方向に沿って延び、かつ、回転軸方向に延びる基準側面部と、ステータコアの軸方向端面に沿って延びる底面部とを含む。なお、基準側面部とは、比較的厳しい公差幅により形成された側面部である。
このように構成すれば、切欠き形状の成形時固定部にステータコアを固定するための治具が配置されることによって、樹脂成形時にステータコアが回転するような圧力がステータコアにかかった場合、基準側面部により治具から受ける力(周方向の力)を垂直に受けることができる。また、樹脂成形時にステータコアが回転軸方向に移動するような圧力がステータコアにかかった場合、底面部により治具から受ける力(回転軸方向の力)を垂直に受けることができる。その結果、樹脂構造体を成形する際に、切欠き形状の成形時固定部にステータコアを固定するための治具が配置されることによって、ステータコアの回転および回転軸方向の位置ずれを効果的に抑制することができる。
上記成形時固定部が基準側面部と底面部とを含む回転電機において、好ましくは、成形時固定部は、基準側面部と対向するとともに、外径側に向かって基準側面部との間の間隔が大きくなるように設けられた傾斜側面部を含む。
このように構成すれば、基準側面部と傾斜側面部とが平行である場合に比べて、回転軸方向から見た成形時固定部の面積を大きくすることができる。この場合、ステータコアを固定するための治具により切欠き形状の成形時固定部が回転軸方向に押圧される面積を大きくすることができる。その結果、樹脂構造体を成形する際に、ステータコアの回転軸方向の位置が所望の位置からずれるのを容易に抑制することができる。
この場合、好ましくは、成形時固定部は、傾斜側面部に対して周方向の一方側に基準側面部が配置される第1固定部と、傾斜側面部に対して周方向の他方側に基準側面部が配置される第2固定部とを含む。
このように構成すれば、切欠き形状の第1固定部および第2固定部の各々にステータコアを固定するための治具が配置された場合に、第1固定部の基準側面部によりステータコアの周方向の他方側への回転を抑制することができる。さらに、第2固定部の基準側面部によりステータコアの周方向の一方側への回転を抑制することができる。
上記成形時固定部が、ティースの外径側で、かつ、ティースの延長線上に配置されている回転電機において、好ましくは、ステータコアは、複数のティースが接続される円環状のバックヨーク部を含み、回転軸方向から見て、切欠き形状の成形時固定部の外表面とバックヨーク部の内径縁との間の間隔の最も小さくなる磁路部分の幅は、ティースの周方向の幅の最も小さくなる部分の幅の1/2よりも大きい。
このように構成すれば、バックヨーク部の磁路部分の幅を比較的大きくすることができるので、ティースからバックヨーク部側に流れる磁束が、成形時固定部により妨げられるのを抑制することができる。
なお、本出願では、上記一の局面による回転電機において、以下のような構成も考えられる。
(付記項1)
すなわち、上記一の局面による回転電機において、ステータコアは、回転軸方向に積層された複数の鋼板を含み、積層された複数の鋼板は、回転軸方向の一方端側または他方端側の一方に配置された外径部が切り欠かれた複数の第1鋼板と、回転軸方向の一方端側または他方端側の他方に配置された外径部が切り欠かれていない複数の第2鋼板とを含み、成形時固定部は、ロータコアの回転軸方向から見て、ティースが延びる方向に沿って延び、かつ、回転軸方向に延びる基準側面部と、ステータコアの軸方向端面と平行するように設けられる底面部と、基準側面部と対向するように設けられる傾斜側面部とを含み、複数の第1鋼板により、基準側面部および傾斜側面部が構成され、第2鋼板により、底面部が構成されている。
すなわち、上記一の局面による回転電機において、ステータコアは、回転軸方向に積層された複数の鋼板を含み、積層された複数の鋼板は、回転軸方向の一方端側または他方端側の一方に配置された外径部が切り欠かれた複数の第1鋼板と、回転軸方向の一方端側または他方端側の他方に配置された外径部が切り欠かれていない複数の第2鋼板とを含み、成形時固定部は、ロータコアの回転軸方向から見て、ティースが延びる方向に沿って延び、かつ、回転軸方向に延びる基準側面部と、ステータコアの軸方向端面と平行するように設けられる底面部と、基準側面部と対向するように設けられる傾斜側面部とを含み、複数の第1鋼板により、基準側面部および傾斜側面部が構成され、第2鋼板により、底面部が構成されている。
このように構成すれば、外径部が切り欠かれた複数の第1鋼板と、外径部が切り欠かれていない複数の第2鋼板とを積層するだけで、容易に、成形時固定部の基準側面部と傾斜側面部と底面部とを形成することができる。
(付記項2)
また、上記成形時固定部が第1固定部と第2固定部とを含む回転電機において、好ましくは、成形時固定部は、基準側面部を有さない切欠き形状の第3固定部を含む。
また、上記成形時固定部が第1固定部と第2固定部とを含む回転電機において、好ましくは、成形時固定部は、基準側面部を有さない切欠き形状の第3固定部を含む。
このように構成すれば、第1固定部および第2固定部に加えて、第3固定部によってステータコアが固定されることによって、より安定的にステータコアを固定することができる。ここで、第3固定部は、基準側面部を有さないので、基準側面部を形成する際の公差幅よりも緩和された公差幅により第3固定部を形成することができる。すなわち、第3固定部は、第1固定部および第2固定部に比べて比較的容易に形成可能な切欠きである。したがって、第3固定部を形成することによって製造工程が煩雑になるのを抑制することができる。
(付記項3)
また、上記成形時固定部が第1固定部と第2固定部とを含む回転電機において、好ましくは、第1固定部および第2固定部は、ロータコアの回転軸中心に対して互いに対向する位置に配置されている。
また、上記成形時固定部が第1固定部と第2固定部とを含む回転電機において、好ましくは、第1固定部および第2固定部は、ロータコアの回転軸中心に対して互いに対向する位置に配置されている。
このように構成すれば、第1固定部および第2固定部が周方向に比較的小さい角度間隔で隣接するように設けられる場合に比べて、第1固定部および第2固定部に配置された治具により、周方向においてステータコアに応力がかかる箇所に偏りが生じるのを抑制することができる。その結果、樹脂構造体を成形する際に、第1固定部および第2固定部によりステータコアをより安定的に固定することができる。
(付記項4)
また、上記成形時固定部が第1固定部と第2固定部とを含む回転電機において、好ましくは、電力供給用の電力端子部をさらに備え、第1固定部および第2固定部の各々は、電力端子部が設けられていない位置に配置されている。
また、上記成形時固定部が第1固定部と第2固定部とを含む回転電機において、好ましくは、電力供給用の電力端子部をさらに備え、第1固定部および第2固定部の各々は、電力端子部が設けられていない位置に配置されている。
このように構成すれば、切欠き形状の第1固定部および第2固定部の各々にステータコアを固定するための治具が配置された場合に、冶具と電力端子部とが干渉するのを抑制することができる。
(付記項5)
また、上記成形時固定部が第1固定部と第2固定部とを含む回転電機において、ステータコアは、複数のティースが接続される円環状のバックヨーク部を含み、第1固定部および第2固定部の各々は、ステータコアの周方向において、ティースの半径方向の中心軸線が通るバックヨーク部の領域から、ティースに隣接するバックヨーク部の領域まで跨るように配置されている。
また、上記成形時固定部が第1固定部と第2固定部とを含む回転電機において、ステータコアは、複数のティースが接続される円環状のバックヨーク部を含み、第1固定部および第2固定部の各々は、ステータコアの周方向において、ティースの半径方向の中心軸線が通るバックヨーク部の領域から、ティースに隣接するバックヨーク部の領域まで跨るように配置されている。
このように構成すれば、第1固定部および第2固定部の各々の周方向の幅を、ティースの幅の1/2よりも大きくすることができる。その結果、切欠き形状の第1固定部および第2固定部の各々にステータコアを固定するための治具が配置された場合に、治具により回転軸方向に押圧される部分の面積を容易に大きくすることができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
[本実施形態]
図1〜図7を参照して、本実施形態によるモータ100の構成について説明する。
図1〜図7を参照して、本実施形態によるモータ100の構成について説明する。
(モータの構成)
図1に示すように、モータ100(回転電機の一例)は、たとえば、3相ブラシレスモータとして構成されている。そして、モータ100は、ロータコア10と、ステータコア20を備える。ステータコア20は、ロータコア10を取り囲むように配置されている。すなわち、ステータコア20は、円環形状を有している。また、ロータコア10には、回転軸方向から見て、断面が矩形形状の複数(たとえば、6個)の永久磁石11が、周方向に等角度間隔に埋め込まれている。
図1に示すように、モータ100(回転電機の一例)は、たとえば、3相ブラシレスモータとして構成されている。そして、モータ100は、ロータコア10と、ステータコア20を備える。ステータコア20は、ロータコア10を取り囲むように配置されている。すなわち、ステータコア20は、円環形状を有している。また、ロータコア10には、回転軸方向から見て、断面が矩形形状の複数(たとえば、6個)の永久磁石11が、周方向に等角度間隔に埋め込まれている。
また、モータ100は、ステータコア20を覆うモールド部30(図7参照)を備える。また、モータ100には、巻線40(図7参照)と、インシュレータ50(図7参照)とが設けられている。また、モータ100は、複数(3つ)の電力供給用の電力端子部60(図6参照)を備える。なお、モールド部30は、特許請求の範囲の「樹脂構造体」の一例である。
なお、本願明細書では、「周方向」とは、ステータコア20の周方向(図1の矢印A1方向または矢印A2方向)を意味し、「半径方向」とは、ステータコア20の半径方向を意味する。すなわち、「半径方向」とは、ロータコア10の回転軸中心Cを通り、ロータコア10の回転軸方向に直交する方向を意味する。そして、「回転軸方向」とは、ロータコア10の回転軸方向(Z軸に平行な方向)を意味するものとして記載している。また、「内径側」とは、ロータコア10の回転軸中心Cに向かう方向側を意味する。また、「外径側」とは、ロータコア10の回転軸中心Cから半径方向外側に向かう方向側を意味する。
また、ステータコア20は、複数(本実施形態では、9個)のティース21、および、複数のティース21間に配置されるスロット22を含む。また、ステータコア20は、複数のティース21が接続される円環状のバックヨーク部23を含む。そして、複数のティース21が、バックヨーク部23から、等角度間隔で、内径側に突出するように設けられている。なお、ステータコア20の詳細な構成については、後述する。
また、インシュレータ50(図7参照)は、ステータコア20に対応するように円環状を有するように形成されている。また、インシュレータ50は、樹脂などの絶縁材により形成されている。また、インシュレータ50は、ティース21を覆うように設けられている。なお、インシュレータ50は、ステータコア20のZ1方向側およびZ2方向側にそれぞれ(合計2つ)設けられている。
また、詳細に図示はしないが、各ティース21には、インシュレータ50(図7参照)を介して、巻線40(図7参照)が、集中巻により巻回されている。
(ステータコアの詳細な構成)
ステータコア20の外径側の面20aには、モールド部30を成形する際に、ステータコア20を固定するための切欠き形状の成形時固定部24が設けられている。成形時固定部24は、第1固定部24aと、第2固定部24bとを含む。第1固定部24aおよび第2固定部24bはそれぞれ1つずつ設けられている。第1固定部24aおよび第2固定部24bは、ロータコア10の回転軸中心Cに対して互いに対向する位置に配置されている。
ステータコア20の外径側の面20aには、モールド部30を成形する際に、ステータコア20を固定するための切欠き形状の成形時固定部24が設けられている。成形時固定部24は、第1固定部24aと、第2固定部24bとを含む。第1固定部24aおよび第2固定部24bはそれぞれ1つずつ設けられている。第1固定部24aおよび第2固定部24bは、ロータコア10の回転軸中心Cに対して互いに対向する位置に配置されている。
ここで、本実施形態では、成形時固定部24は、ステータコア20の外径側の面20aの、回転軸方向の一方端部(Z1方向側の端部)から他方側の途中まで設けられている。具体的には、図2および図3に示すように、成形時固定部24(第1固定部24a、第2固定部24b、および、後述する第3固定部24c)の回転軸方向の長さL1(図3参照)は、ステータコア20の回転軸方向の長さL2(図3参照)の約1/2である。なお、図3では、第1固定部24aのみを図示している。
また、本実施形態では、図1に示すように、成形時固定部24は、複数のティース21のうちのいずれかの外径側で、かつ、ティース21の延長線上に配置されている。具体的には、成形時固定部24は、回転軸方向から見て、ティース21の中心軸線α(図4参照)と重なるように配置されている。
詳細には、第1固定部24aおよび第2固定部24bの各々は、ステータコア20の周方向において、ティース21の半径方向の中心軸線α(図4参照)が通るバックヨーク部23の領域から、ティース21に隣接するバックヨーク部23の領域まで跨るように配置されている。
また、本実施形態では、成形時固定部24(第1固定部24aおよび第2固定部24b)は、ロータコア10の回転軸方向から見て、ティース21が延びる方向(半径方向)に沿って延び、かつ、回転軸方向に延びる基準側面部240を含む。また、成形時固定部24(第1固定部24aおよび第2固定部24b)は、ステータコア20の軸方向端面20bに沿って延びる底面部241を含む。具体的には、基準側面部240と底面部241とは接続されており、互いになす角度は90度である。なお、基準側面部240は、長方形形状を有している。また、底面部241は、略台形形状を有しているとともに、外径側の辺が円弧形状を有している。
また、本実施形態では、成形時固定部24(第1固定部24aおよび第2固定部24b)は、基準側面部240と対向するとともに、外径側に向かって基準側面部240との間の間隔が大きくなるように設けられた傾斜側面部242を含む。具体的には、周方向において、基準側面部240と傾斜側面部242との間の間隔が最も小さくなる部分(最も内径側の部分)の間隔は、ティース21の幅の最も小さくなる部分の幅W1(図4参照)よりも小さい。また、基準側面部240と傾斜側面部242との間の間隔が最も大きくなる部分(最も外径側の部分)の間隔は、ティース21の幅W1(図4参照)よりも大きい。なお、傾斜側面部242は底面部241と接続されているとともに、互いのなす角度は90度である。また、傾斜側面部242は、長方形形状を有している。
また、成形時固定部24(第1固定部24aおよび第2固定部24b)は、基準側面部240と傾斜側面部242とを接続する中間側面部243(図4参照)を含む。中間側面部243は、ティース21が延びる方向(半径方向)に垂直な方向に沿って延び、かつ、回転軸方向に延びるように設けられている。なお、中間側面部243と底面部241とは接続されているとともに、互いになす角度は90度である。また、中間側面部243は、半径方向から見て長方形形状を有している。
また、本実施形態では、第1固定部24aは、傾斜側面部242に対して周方向の一方側(A2方向側)に基準側面部240が配置されている。また、第2固定部24bは、傾斜側面部242に対して周方向の他方側(A1方向側)に基準側面部240が配置されている。すなわち、第1固定部24aは、ステータコア20の周方向において、ティース21の半径方向の中心軸線α(図4参照)が通るバックヨーク部23の領域から、ティース21のA1方向側に隣接するバックヨーク部23の領域まで跨るように配置されている。また、第2固定部24bは、ステータコア20の周方向において、ティース21の半径方向の中心軸線α(図4参照)が通るバックヨーク部23の領域から、ティース21のA2方向側に隣接するバックヨーク部23の領域まで跨るように配置されている。
また、本実施形態では、図4に示すように、回転軸方向から見て、切欠き形状の成形時固定部24(第1固定部24aおよび第2固定部24b(図1参照))の外表面とバックヨーク部23の内径縁との間の間隔の最も小さくなる磁路部分の幅W2は、ティース21の周方向の幅の最も小さくなる部分の幅W1の1/2よりも大きい。なお、成形時固定部24の外表面とバックヨーク部23の内径縁との間の間隔が最も小さくなるのは、傾斜側面部242とティース21の根元部分21aの近傍との間である。
また、第1固定部24aおよび第2固定部24bと同様に、後述する第3固定部24cの外表面とバックヨーク部23の内径縁との間の間隔の最も小さくなる磁路部分の幅(図示せず)も、ティース21の幅W1の1/2よりも大きい。
また、図1に示すように、成形時固定部24は、基準側面部240を有さない切欠き形状の第3固定部24cを含む。具体的には、第3固定部24cは、側面部244と、底面部245と、傾斜側面部246と、中間側面部247とを有し、第1固定部24aおよび第2固定部24bと略同一の形状を有している。すなわち、側面部244は、ロータコア10の回転軸方向から見て、ティース21が延びる方向(半径方向)に沿って延び、かつ、回転軸方向に延びている。また、底面部245は、ステータコア20の軸方向端面20bに沿って延びている。また、傾斜側面部246は、側面部244と対向するとともに、外径側に向かって側面部244との間の間隔が大きくなるように設けられている。また、中間側面部247は、側面部244と傾斜側面部246とを接続するように設けられている。一方、第3固定部24cの側面部244は、第1固定部24aおよび第2固定部24bの基準側面部240に比べて、公差幅を緩和して形成されている。
また、ステータコア20には、第3固定部24cが5つ設けられている。具体的には、第1固定部24aのA1方向側で、かつ、第1固定部24aと第2固定部24bとの間のバックヨーク部23に4つの第3固定部24cが設けられている。また、第1固定部24aのA2方向側で、かつ、第1固定部24aと第2固定部24bとの間のバックヨーク部23に1つの第3固定部24cが設けられている。
第1固定部24aのA1方向側で、かつ、第1固定部24aと第2固定部24bとの間のバックヨーク部23に配置される4つの第3固定部24cのうち、第1固定部24a側から1番目の第3固定部24c(241c)、2番目の第3固定部24c(242c)、および、4番目の第3固定部24c(244c)は、側面部244が傾斜側面部246に対してA2方向側に配置されるように設けられている。また、第1固定部24a側から3番目の第3固定部24c(243c)は、側面部244が傾斜側面部246に対してA1方向側に配置されるように設けられている。また、第1固定部24aのA2方向側で、かつ、第1固定部24aと第2固定部24bとの間のバックヨーク部23に配置されている1つの第3固定部24c(245c)は、側面部244が傾斜側面部246に対してA1方向側に配置されるように設けられている。
また、第1固定部24a、第2固定部24b、および、第3固定部24cの各々は、電力端子部60が設けられていない位置(図6参照)に配置されている。具体的には、回転軸方向から見て、3つの電力端子部60は、第1固定部24aと、第1固定部24aのA2方向側で、かつ、第1固定部24aと第2固定部24bとの間のバックヨーク部23に設けられている第3固定部24cとの間のバックヨーク部23に重なるように配置されている。
また、図5に示すように、ステータコア20は、回転軸方向に積層された複数の鋼板70を含む。積層された複数の鋼板70は、回転軸方向の一方端側(Z1方向側の端部)に配置された外径部が切り欠かれた複数の第1鋼板71と、回転軸方向の他方端側(Z2方向側の端部)に配置された外径部が切り欠かれていない複数の第2鋼板72とを含む。鋼板70は、比較的大きな鋼板(図示せず)をプレス加工により打ち抜くことにより形成されている。また、第1鋼板71および第2鋼板72は、それぞれ、第1鋼板71および第2鋼板72の各々の形状に対応する形状のパンチおよびダイにより、比較的大きな鋼板が打ち抜かれることにより形成されている。
そして、複数の第2鋼板72と複数の第1鋼板71とがZ2方向側からこの順で積層される。これにより、複数の第1鋼板71により、基準側面部240、傾斜側面部242、および、中間側面部243が構成され、第2鋼板72により、底面部241が構成されている。なお、本実施形態では、第1鋼板71の数と第2鋼板72の数とは等しいが、第1鋼板71の数と第2鋼板72の数との関係はこれに限られず、第1鋼板71の数と第2鋼板72の数とは異なっていてもよい。
また、複数の第1鋼板71により、側面部244(図1参照)、傾斜側面部246(図1参照)、および、中間側面部247(図1参照)が構成され、第2鋼板72により、底面部245(図1参照)が構成されている。
また、鋼板70が、比較的大きな鋼板をプレス加工により打ち抜くことにより形成されていることにより、鋼板70には、ダレ面とバリ面とが形成される。なお、ダレ面とは、上方から下方に向かってパンチにより鋼板70を打ち抜く場合の、鋼板70の上面である。鋼板70のダレ面側では、打ち抜かれた部分の角が丸みを有する。また、バリ面とは、ダレ面とは反対側の面(鋼板70の下面)である。鋼板70のバリ面側では、打ち抜かれた部分が鋼板70の下面から突出する。そして、ステータコア20では、複数の鋼板70が、たとえば、複数の鋼板70の各々のバリ面が上方側(Z1方向側)に配置されるように積層されている。
(モールド部の成形方法)
図7(a)に示すように、モールド部30(図6参照)の成形時において、ステータコア20は樹脂成形用の金型300に収容される。そして、ステータコア20が金型300に収容された状態で樹脂が金型300内に充填される。樹脂は、ステータコア20のZ2方向側から流入される。なお、図7(a)は概略図であり、電力端子部60等の説明に不要な部材の図示を省略している。
図7(a)に示すように、モールド部30(図6参照)の成形時において、ステータコア20は樹脂成形用の金型300に収容される。そして、ステータコア20が金型300に収容された状態で樹脂が金型300内に充填される。樹脂は、ステータコア20のZ2方向側から流入される。なお、図7(a)は概略図であり、電力端子部60等の説明に不要な部材の図示を省略している。
金型300に樹脂を充填している際、切欠き形状の成形時固定部24(第1固定部24a、第2固定部24b、および、5つの第3固定部24c(図1参照))にステータコア20を固定するための治具400が配置される。すなわち、7つの治具400が、各成形時固定部24(第1固定部24a、第2固定部24b、および、5つの第3固定部24c)を支持している。なお、7つの治具400および金型300は、一体的に形成されている。
また、治具400をステータコア20の成形時固定部24に配置する場合に、治具400は、ステータコア20の成形時固定部24に向かってZ1方向側からZ2方向側に挿入される。なお、治具400は柱状形状を有しており、治具400の軸方向端面の形状が底面部241(図1参照)と略同じ形状を有している。すなわち、成形時固定部24に治具400を配置した場合に、治具400は、基準側面部240、底面部241、傾斜側面部242、および、中間側面部243(側面部244、底面部245、傾斜側面部246、および、中間側面部247)(図1参照)の各々と当接するように配置されている。
また、5つの第3固定部24cに配置される治具400は、第1固定部24aおよび第2固定部24bに配置される治具400に比べて公差幅を緩和して形成されている。すなわち、治具400が成形時固定部24に配置された場合において、第3固定部24cと第3固定部24cに配置される治具400との間の隙間は、第1固定部24aと第1固定部24aに配置される治具400との間の隙間、および、第2固定部24bと第2固定部24bに配置される治具400との間の隙間よりも大きい。
そして、図7(b)に示すように、樹脂の充填が完了した後に、各成形時固定部24に配置されていた治具400が取り外される。すなわち、治具400が配置されていた領域には、モールド部30が形成されず、モールド部30の軸方向端面30aには、治具400が配置されていた箇所に孔部30bが形成される。また、モールド部30の軸方向端面30aとは反対側の軸方向端面30cには、樹脂を金型300(図7(a)参照)に流入させた際のゲート痕部30dが形成される。なお、ロータコア10(図1参照)は、モールド部30が成形された後、ステータコア20に組み付けられる。
(本実施形態の効果)
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
本実施形態では、上記のように、成形時固定部24が、ステータコア20の外径側の面20aの、回転軸方向の一方端部から他方側の途中まで設けられるように、モータ100を構成する。これにより、切欠き形状の成形時固定部24にステータコア20を固定するための治具400を配置することによって、治具400の軸方向端部(Z2方向側の端部)と成形時固定部24(底面部241)とを当接させることができる。その結果、治具400によりステータコア20を回転軸方向に押圧することができるので、ステータコア20が回転軸方向に移動するのを成形時固定部24により規制することができる。
また、本実施形態では、上記のように、成形時固定部24が、複数のティース21のうちのいずれかの外径側で、かつ、ティース21の延長線上に配置されるように、モータ100を構成する。ここで、磁束は、ティース21の根元側から、ティース21の外径側で、かつ、ティース21の延長線上の部分を避けるように(分岐するように)流れる。したがって、成形時固定部24が、複数のティース21のうちのいずれかの外径側で、かつ、ティース21の延長線上に配置されていることによって、成形時固定部24が磁束の流れを妨げるのを抑制することができる。
また、本実施形態では、上記のように、成形時固定部24が、ロータコア10の回転軸方向から見て、ティース21が延びる方向に沿って延び、かつ、回転軸方向に延びる基準側面部240と、ステータコア20の軸方向端面20bに沿って延びる底面部241とを含むように、モータ100を構成する。これにより、切欠き形状の成形時固定部24にステータコア20を固定するための治具400が配置されることによって、樹脂成形時にステータコア20が回転するような圧力がステータコア20にかかった場合、基準側面部240により治具400から受ける力(周方向の力)を垂直に受けることができる。また、樹脂成形時にステータコア20が回転軸方向に移動するような圧力がステータコア20にかかった場合、底面部241により治具400から受ける力(回転軸方向の力)を垂直に受けることができる。その結果、モールド部30を成形する際に、切欠き形状の成形時固定部24にステータコア20を固定するための治具400が配置されることによって、ステータコア20の回転および回転軸方向の位置ずれを効果的に抑制することができる。
また、本実施形態では、上記のように、成形時固定部24が、基準側面部240と対向するとともに、外径側に向かって基準側面部240との間の間隔が大きくなるように設けられた傾斜側面部242を含むように、モータ100を構成する。これにより、基準側面部240と傾斜側面部242とが平行である場合に比べて、回転軸方向から見た成形時固定部24の面積を大きくすることができる。この場合、ステータコア20を固定するための治具400により切欠き形状の成形時固定部24が回転軸方向に押圧される面積を大きくすることができる。その結果、モールド部30を成形する際に、ステータコア20の回転軸方向の位置が所望の位置からずれるのを容易に抑制することができる。
また、本実施形態では、上記のように、成形時固定部24が、傾斜側面部242に対して周方向の一方側に基準側面部240が配置される第1固定部24aと、傾斜側面部242に対して周方向の他方側に基準側面部240が配置される第2固定部24bとを含むように、モータ100を構成する。これにより、切欠き形状の第1固定部24aおよび第2固定部24bの各々にステータコア20を固定するための治具400が配置された場合に、第1固定部24aの基準側面部240によりステータコア20の周方向の他方側への回転を抑制することができる。さらに、第2固定部24bの基準側面部240によりステータコア20の周方向の一方側への回転を抑制することができる。
また、本実施形態では、上記のように、回転軸方向から見て、切欠き形状の成形時固定部24の外表面とバックヨーク部23の内径縁との間の間隔の最も小さくなる磁路部分の幅W1が、ティース21の周方向の幅の最も小さくなる部分の幅W2の1/2よりも大きくなるように、モータ100を構成する。これにより、バックヨーク部23の磁路部分の幅W1を比較的大きくすることができるので、ティース21からバックヨーク部23側に流れる磁束が、成形時固定部24により妨げられるのを抑制することができる。
また、本実施形態では、上記のように、複数の第1鋼板71により、基準側面部240および傾斜側面部242が構成され、第2鋼板72により、底面部241が構成されるように、モータ100を構成する。これにより、外径部が切り欠かれた複数の第1鋼板71と、外径部が切り欠かれていない複数の第2鋼板72とを積層するだけで、容易に、成形時固定部24の基準側面部240と傾斜側面部242と底面部241とを形成することができる。
また、本実施形態では、上記のように、成形時固定部24が、基準側面部240を有さない切欠き形状の第3固定部24cを含むように、モータ100を構成する。これにより、第1固定部24aおよび第2固定部24bに加えて、第3固定部24cによってステータコア20が固定されることによって、より安定的にステータコア20を固定することができる。ここで、第3固定部24cは、基準側面部240を有さないので、基準側面部240を形成する際の公差幅よりも緩和された公差幅により第3固定部24cを形成することができる。すなわち、第3固定部24cは、第1固定部24aおよび第2固定部24bに比べて比較的容易に形成可能な切欠きである。したがって、第3固定部24cを形成することによって製造工程が煩雑になるのを抑制することができる。
また、本実施形態では、上記のように、第1固定部24aおよび第2固定部24bが、ロータコア10の回転軸中心Cに対して互いに対向する位置に配置されるように、モータ100を構成する。これにより、第1固定部24aおよび第2固定部24bが周方向に比較的小さい角度間隔で隣接するように設けられる場合に比べて、第1固定部24aおよび第2固定部24bに配置された治具400により、周方向においてステータコア20に応力がかかる箇所に偏りが生じるのを抑制することができる。その結果、モールド部30を成形する際に、第1固定部24aおよび第2固定部24bによりステータコア20をより安定的に固定することができる。
また、本実施形態では、上記のように、第1固定部24aおよび第2固定部24bの各々が、電力端子部60が設けられていない位置に配置されるように、モータ100を構成する。これにより、切欠き形状の第1固定部24aおよび第2固定部24bの各々にステータコア20を固定するための治具400が配置された場合に、治具400と電力端子部60とが干渉するのを抑制することができる。
また、本実施形態では、上記のように、第1固定部24aおよび第2固定部24bの各々が、ステータコア20の周方向において、ティース21の半径方向の中心軸線αが通るバックヨーク部23の領域から、ティース21に隣接するバックヨーク部23の領域まで跨って配置されるように、モータ100を構成する。これにより、第1固定部24aおよび第2固定部24bの各々の周方向の幅を、ティース21の幅W2の1/2よりも大きくすることができる。その結果、切欠き形状の第1固定部24aおよび第2固定部24bの各々にステータコア20を固定するための治具400が配置された場合に、治具400により回転軸方向に押圧される部分の面積を容易に大きくすることができる。
[変形例]
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
たとえば、上記実施形態では、第3固定部(24c)が、第1固定部および第2固定部と略同じ形状を有している例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第3固定部(24c)は、第1固定部および第2固定部とは異なり、回転軸方向から見て矩形形状を有していてもよい。
また、上記実施形態では、成形時固定部が、ステータコアのZ1方向側の端部にZ2方向側の途中まで設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、成形時固定部が、ステータコアのZ2方向側の端部からZ1方向側の途中まで設けられていてもよい。
また、上記実施形態では、成形時固定部が、ティースの外径側で、かつ、ティースの延長線上に配置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、成形時固定部が磁路の妨げにならないようであれば、成形時固定部を隣接する2つのティース間のバックヨーク部に設けてもよい。
また、上記実施形態では、第1固定部および第2固定部が1つずつ設けられるとともに、第3固定部(24c)が5つ設けられる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、7つの成形時固定部が、第1固定部および第2固定部により構成されていてもよい。また、1つの第1固定部と1つの第2固定部だけが設けられていてもよい。
また、上記実施形態では、外周部が切り欠かれた複数の第1鋼板(71)と外周部が切り欠かれていない複数の第2鋼板(72)とを積層することにより、成形時固定部が形成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、外周部が切り欠かれていない複数の第2鋼板(72)を積層した後、積層された複数の第2鋼板(72)の一方端部(または他方端部)を切り欠くことにより、成形時固定部を形成してもよい。
また、上記実施形態では、成形時固定部が7つ設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、成形時固定部が8つ以上設けてもよい。ここで、ステータコアの直径が比較的大きい場合において、固定部の数を増やすことは、直径が比較的大きい固定部を治具により安定的に固定する点で、特に有効である。
また、上記実施形態では、第1固定部および第2固定部の各々が、ステータコアの周方向において、ティースの半径方向の中心軸線が通るバックヨーク部の領域から、ティースに隣接するバックヨーク部の領域まで跨るように配置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、成形時固定部が磁路の妨げにならないようであれば、回転軸方向から見て、第1固定部および第2固定部の各々が、ティースの半径方向の中心軸線が通るバックヨーク部の領域に重なっていなくてもよい。
また、上記実施形態では、本発明を3相ブラシレスモータに適用する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、本発明を3相ブラシレスモータ以外のモータや発電機などに適用してもよい。
10 ロータコア
20 ステータコア
20a 面
20b 軸方向端面
21 ティース
22 スロット
23 バックヨーク部
24 成形時固定部
24a 第1固定部
24b 第2固定部
30 モールド部(樹脂構造体)
100 モータ(回転電機)
240 基準側面部
241 底面部
242 傾斜側面部
W1、W2 幅
20 ステータコア
20a 面
20b 軸方向端面
21 ティース
22 スロット
23 バックヨーク部
24 成形時固定部
24a 第1固定部
24b 第2固定部
30 モールド部(樹脂構造体)
100 モータ(回転電機)
240 基準側面部
241 底面部
242 傾斜側面部
W1、W2 幅
Claims (6)
- ロータコアと、
前記ロータコアを取り囲むように配置され、複数のティースおよび前記複数のティース間に配置されるスロットを含む円環状のステータコアと、
前記ステータコアを覆う樹脂構造体と、を備え、
前記ステータコアの外径側の面には、前記樹脂構造体を成形する際に、前記ステータコアを固定するための切欠き形状の成形時固定部が設けられており、
前記成形時固定部は、前記ステータコアの前記外径側の面の、回転軸方向の一方端部または他方端部のうちのいずれか一方から他方側の途中まで設けられている、回転電機。 - 前記成形時固定部は、前記複数のティースのうちのいずれかの外径側で、かつ、前記ティースの延長線上に配置されている、請求項1に記載の回転電機。
- 前記成形時固定部は、前記ロータコアの回転軸方向から見て、前記ティースが延びる方向に沿って延び、かつ、回転軸方向に延びる基準側面部と、前記ステータコアの軸方向端面に沿って延びる底面部とを含む、請求項2に記載の回転電機。
- 前記成形時固定部は、前記基準側面部と対向するとともに、外径側に向かって前記基準側面部との間の間隔が大きくなるように設けられた傾斜側面部を含む、請求項3に記載の回転電機。
- 前記成形時固定部は、前記傾斜側面部に対して周方向の一方側に前記基準側面部が配置される第1固定部と、前記傾斜側面部に対して周方向の他方側に前記基準側面部が配置される第2固定部とを含む、請求項4に記載の回転電機。
- 前記ステータコアは、前記複数のティースが接続される円環状のバックヨーク部を含み、
回転軸方向から見て、前記切欠き形状の成形時固定部の外表面と前記バックヨーク部の内径縁との間の間隔の最も小さくなる磁路部分の幅は、前記ティースの周方向の幅の最も小さくなる部分の幅の1/2よりも大きい、請求項2〜5のいずれか1項に記載の回転電機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2017132184A JP2019017169A (ja) | 2017-07-05 | 2017-07-05 | 回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
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Country | Link |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020195398A1 (ja) * | 2019-03-28 | 2020-10-01 | 日本電産株式会社 | モータ |
JP6841975B1 (ja) * | 2019-09-27 | 2021-03-10 | 三菱電機株式会社 | 電機子鉄心、電機子および電動機 |
-
2017
- 2017-07-05 JP JP2017132184A patent/JP2019017169A/ja active Pending
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CN113439382A (zh) * | 2019-03-28 | 2021-09-24 | 日本电产株式会社 | 马达 |
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