JP3651263B2 - 分割磁極型電動モータ - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸受に支持されたインナーロータと電機子コイルを巻装した所定数の磁極を有するステータとを有する電動モータに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の電動モータとしては、例えば特開平9−149616号公報に記載されたものがある。
【0003】
この従来例には、ハウジングに軸受によって回転自在に支持された永久磁石で構成されるインナーロータと、このインナーロータの周りに配設された円筒状の磁気ヨークとその内周面に半径方向に延長して一体に形成された電機子コイルが巻装される多数の磁極とで構成されるステータとを有するブラシレスモータが記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例にあっては、ステータが磁気ヨークとこれと一体に形成された多数の磁極とで構成され、各磁極に電機子コイルが巻装されるように構成されているので、各磁極に対する電機子コイルの装着はロータ側(内側)からしか行うことができないため、各磁極の周りの巻線スペースにおける巻線の占める占積率が少なくなって発熱量が多くなり、しかも各磁極のロータ側の端部間の円周方向のスロット間隙を広くとらざるを得ず、コギングトルクが発生すると共に、ロータとしての永久磁石側から見て磁束の流れ難いスロット間隙が大きいので、磁束を有効利用することができない等の未解決の課題がある。
【0005】
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、ステータの磁極に対する電機子コイルの巻装を容易に行うことができると共に、占積率を向上させ、さらにスロット間隙を小さくすることができる磁極分割型電動モータを提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に係る磁極分割型電動モータは、ハウジングに回転自在に支持され永久磁石を有するインナーロータと、該インナーロータの外周面と対向して電機子コイルを巻装した所定数の磁極を有するステータとを有する電動モータにおいて、前記ステータは、前記ハウジングに形成された収納凹部内に嵌合保持され、各磁極単位で分割された積層鋼板で構成される複数の分割磁極が、その外周側の基部における円周方向端部が、円周方向の移動を許容するように、一方が三角形状の係合凸部に形成され、他方が前記係合凸部に係合する三角形状の係合凹部に形成され、さらに前記基部の外周縁部に厚み方向に延長する凹部が形成され、該凹部の底面に前記積層鋼板を一体化するための溶接部が形成されていることを特徴としている。
【0007】
この請求項1に係る発明においては、ステータが各磁極単位に分割された分割磁極によって構成され、各分割磁極の基部における円周方向の両端に、三角形状の係合凸部及び係合凹部が接合時に円周方向の移動を許容するように形成されているので、各分割磁極に電機子コイルを巻装してから分割磁極同士を外周側の基部における円周方向端部の係合凸部及び係合凹部を互いに係合させることにより、ステータを構成することができ、スロット間隙を小さくしても電機子コイルを巻装することが可能となる。このとき、分割磁極同士の係合が外周側の基部に設けた係合凸部及び係合凹部で行われることにより、寸法公差の余裕代を大きくとることができ、分割磁極同士の係合を容易に行ってステータの組み立て作業を容易に行うことが可能となる。
【0008】
なお、分割磁極同士と互いに係合させた状態で円筒状ハウジングに嵌合させて一体化してステータを構成するようにすることが好ましい。
また、前記分割磁極同士の係合は、分割磁極の一端に係合凹部を形成し、他端に係合凸部を形成するか、又は一方の分割磁極には円周方向の両端に係合凹部を形成し、他方の分割磁極には円周方向の両端に係合凸部を形成し、係合凹部と係合凸部とを係合させることによって行うことが好ましい。
【0009】
さらに、係合凹部及び係合凸部の形状としては、方形状、楔状、円弧状等を適用することができ、このとき、係合凹部側に係合凸部との確実な係合を確保するためのスリ割りを設けることが好ましい。
【0010】
さらに、各分割磁極の基部は円周方向の両端側の2点で円筒状ハウジングに接触するように構成することが磁極の捩れ等を防止すると共に、モータの発生トルクに対して磁極が傾くことを防止するうえで好ましい。
【0011】
さらにまた、各分割磁極の基部における係合凸部は係合凹部を押し広げる関係で係合することが好ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態を示す縦断面図であって、図中、1は全体として電動モータを示し、この電動モータ1は、ハウジング2内にインナーロータ3及びステータ4が配設された構成を有する。
【0013】
ハウジング2は、図1に示すように、所定間隔を保って対向されるハウジング半体2A及び2Bと、これらハウジング半体2A及び2B間に後述するステータ4を嵌合した状態でハウジング半体2A及び2Bを締め付けるスルーボルト2Cとで構成されている。
【0014】
各ハウジング半体2A及び2Bの夫々は、図1に示すように、内面側にステータ4を嵌合保持する収納用嵌合凹部2aが形成されていると共に、中心部にステータ4の外形より小さい内径の透孔2bが形成されている。
【0015】
インナーロータ3は、図2に示すように、ハウジング2を構成するハウジング半体2A及び2Bの透孔2b内に配設された軸受6によって回転自在に支持された円柱状のロータ本体7を有し、このロータ本体7の外周面に例えば24個の永久磁石8が等間隔で貼着されている。これら永久磁石8の夫々は、表裏方向に着磁され、これらがロータ本体7の外周面に、円周方向に交互にN極及びS極を繰り返すように貼着されている。
【0016】
一方、ステータ4は、図2に示すように、円筒状の磁気ヨーク11と、この磁気ヨーク11の内周面に円周方向に等間隔に配設され内方に突出する36個の磁極12とを有し、磁気ヨーク11が各磁極単位に36分割された36個の分割磁極PM1 〜PM36を円周方向に組み合わせることにより構成されている。
【0017】
これら分割磁極PM1 〜PM36の夫々は、鋼板を複数枚積層した積層鋼板で構成され、図3に拡大図示したように、磁気ヨーク11を構成する円弧状の基部13と、その内周面側の中央部から半径方向に突出する磁極部14と、この磁極部14の先端に形成されたインナーロータ3の永久磁石8に所定間隙を介して対向する歯部15とで構成され、磁極部14に直接又は静電塗装による絶縁層かボビンを介して電機子コイル16が巻装されている。
【0018】
ここで、基部13における円周方向の左端には、その厚み方向の中央部にハウジング2の軸方向に延長する断面方形の凸条でなる係合凸部17が突出形成され、右端には係合凸部17が係合する断面方形の係合凹部18が形成され、係合凸部17の基部13の円周方向端面からの突出長さLが係合凹部18の基部13の円周方向端面からの深さHより短めとなるように選定されている。
【0019】
そして、各分割磁極PM1 〜PM36を図2に示すように夫々係合凹部18内に時計方向側に隣接する分割磁極の係合凸部17を係合させ且つ円周方向の端面同士を接触させる関係で連結することにより、それらの基部13によって円筒状の磁気ヨーク11を形成するステータ4を構成し、この状態で各電機子コイル16を例えば2つ置きに順次接続して例えば3相スター結線されている。
【0020】
このステータ4が図1に示すようにハウジング2を構成するハウジング半体2A及び2Bに嵌合保持される。
すなわち、ステータ4の一端をハウジング半体2Aの収納用嵌合凹部2a内にその端面が嵌合凹部2aの底面2eに当接するように嵌合させ、他端をハウジング半体2Bの収納用嵌合凹部2a内にその端面が嵌合凹部2aの底面2eに当接するように嵌合させ、この状態でハウジング半体2A及び2B間にスルーボルト2Cを挿通して締め付けることにより、各分割磁極PM1 〜PM36が一体化される。
【0021】
この分割磁極PM1 〜PM36の嵌合と同時に、ハウジング半体2A及び2Bの透孔2b内に軸受6を装着したインナーロータ3を挿通し、軸受6をハウジング半体2A及び2Bの透孔2b内に嵌合させ、その後にナット21を螺合させることにより、インナーロータ3をハウジング2に回転自在に保持する。
【0022】
そして、インナーロータ3の回転位置がインナーロータ3の軸受6より外方に突出した軸部に取付けたインナーロータ3の永久磁石8の位置に対応したスリットを外周縁部に有するスリット円板23と、このスリット円板23の外周縁部を挟むようにハウジング半体2Aの外側面に配設されたフォトインタラプタ24とによって検出され、この検出信号に応じてステータ4の電機子コイル16への通電が制御される。
【0023】
このように、上記第1の実施形態によると、ステータ4が磁極単位に所定数の分割磁極PM1 〜PM36に分割されているので、これら分割磁極PM1 〜PM36に電機子コイル16を巻装した後に、これら分割磁極PM1 〜PM36をその外周側の基部13に形成した係合凸部17及び係合凹部18を係合させることにより、一体化することができる。したがって、互いに隣接する分割磁極PM1 〜PM36が半径方向にずれることがなく、それらの歯部15とインナーロータ3の永久磁石8との間のエアギャップを所定値に保持することができると共に、分割磁極PM1 〜PM36の円周方向の寸法公差を比較的大きく設定しても、内周面側の歯部15のスロット間隙に与える影響を少なくすることができ、さらに分割磁極PM1 〜PM36を連結した状態でハウジング半体2A及び2Bの収納用嵌合凹部21に嵌合するだけで、容易にステータ4を構成することができ、溶接等の接合手段を必要としないので、組み立てを容易に行うことができる。
【0024】
しかも、分割磁極PM1 〜PM36に電機子コイル16を巻装してからこれらを連結してステータ4を形成するので、各分割磁極PM1 〜PM36における隣接する歯部15間の間隔即ちロータ側の永久磁石側から見て磁束の流れ難いスロット間隙を狭めることができ、磁束を有効利用することができると共に、急激なリラクタンス変化を抑制して、コギングトルクの発生を抑制することができ、回転ムラを抑制することができる。
【0025】
また、分割磁極PM1 〜PM36に夫々電機子コイル16を直接巻装するようにしているので、電機子コイル16の占積率を向上させて、発熱量を抑制することができる。
【0026】
次に、本発明の第2の実施形態を図4について説明する。
この第2の実施形態は、上記第1の実施形態では係合凸部17の厚みに対して係合凹部18の幅が狭いときには、両者の係合関係が得られず分割磁極同士を連結することができない状態となる可能性があるため、これを解消するようにしたものである。
【0027】
この第2の実施形態では、図4に示すように、分割磁極PM1 〜PM36における基部13の円周方向端面に形成された係合凸部17が断面方形の凸条に代えて先端に行くに従って厚みが薄くなる略二等辺三角形の楔状の係合凸部17Aに変更され、これに応じて係合凹部18も略二等辺三角形の楔状の係合凹部18Aに変更されていることを除いては前記第1実施例における図3と同様の構成を有し、図3との対応部分には同一符号を付しその詳細説明はこれを省略する。
【0028】
この第2の実施形態によると、係合凸部17A及び係合凹部18Aが共に楔状に形成されているので、各分割磁極PM1 〜PM36を連結する場合に、楔状係合凹部18A内に楔状係合凸部17Aを確実に挿入することができると共に、楔状係合凹部18A側では多少の変形を許容することができるので、分割磁極PM1 〜PM36の係合凸部17Aが係合凹部18Aに対して大きめとなった場合でも両者の係合関係を維持することが可能となり、ステータ4の組み立てを容易に行うことができる。
【0029】
次に、本発明の第3の実施形態を図5及び図6について説明する。
この第3の実施形態においては、ステータ4をハウジング半体2A及び2Bに嵌合する際の位置決め性を向上させると共に、姿勢変化を防止するようにしたものである。
【0030】
すなわち、第3の実施形態では、例えば27個の分割磁極PM1 〜PM27が、図5に示すように、前述した第2の実施形態における図4の構成において、基部13の外周縁部の中央部に厚み方向に延長する凹部31が形成され、これによって前述したように分割磁極PM1 〜PM27を連結してステータ4を構成し、これをハウジング半体2A及び2Bに嵌合させる際における収納用嵌合凹部2aの内周面と接触する2つの接触面F1及びF2が形成され、凹部31の底面に各分割磁極PM1 〜PM27を構成する積層鋼板を一体化するための溶接部32が設けられていることを除いては図4と同様の構成を有し、図4との対応部分には同一符号を付しその詳細説明はこれを省略する。
【0031】
この第3の実施形態によると、分割磁極PM1 〜PM27を連結してステータ4を構成し、これをハウジング半体2A及び2Bに嵌合させる際に、各分割磁極PM1 〜PM27の基部13の2つの接触面F1及びF2が図6に示すように収納用嵌合凹部2aの内周面に接触して2点接触状態となる。
【0032】
このため、各分割磁極PM1 〜PM27における基部13の外周面の仕上げ精度が多少劣る場合でも、分割磁極PM1 〜PM27を連結してステータ4を構成し、これをハウジング半体2A及び2Bに嵌合させる際に、分割磁極PM1 〜PM27の基部13が確実に収納用嵌合凹部2aに当接することになり、電機子コイル16を通電制御してインナーロータ3を回転させて駆動トルクを発生させたときに歯部15がぐらついて振動や騒音発生要因となることを確実に防止することができる。
【0033】
また、駆動トルクが発生した際に各分割磁極PM1 〜PM27の磁極部14に変形が生じても基部13側でハウジング半体2A及び2Bに対する接触点が変化することはなく、基部13の接触面F1及びF2とハウジング半体2A及び2Bのの収納用嵌合凹部2aとを密着させて磁路を確保することができ、磁束密度が変化することを確実に防止することができる。
【0034】
さらに、凹部31の底面で積層鋼板の溶接を行うことができ、この溶接部32が接触面F1及びF2より外方に突出してハウジング半体2A及び2Bとの嵌合に影響を与えることを確実に回避することができる。
【0035】
次に、本発明の第4の実施形態を図7について説明する。
この第4の実施形態では、前述した第3の実施形態において、分割磁極PM1 〜PM27を連結してステータ4を構成し、これをハウジング半体2A及び2Bに嵌合させる際に、係合凸部17A及び係合凹部18Aの係合位置で段差ができることを防止するようにしたものである。
【0036】
この第4の実施形態では、図7に示すように、前述した第3の実施形態における図5において、係合凸部17Aと接触面F1との連接位置に係合凹部18Aの先端部と係合しない切欠でなる非係合部35が形成されていることを除いては、図5と同様の構成を有し、図5との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【0037】
この第4の実施形態によれば、各分割磁極PM1 〜PM27を連結してステータ4を構成したときに、1つの分割磁極PMi の係合凹部18Aの外側傾斜面における最上部がこれに係合する分割磁極PMi+1 の係合凸部17Aに形成された非係合部35と対向することになり、係合凹部18Aの外側傾斜面における最上部が半径方向に内方に撓むことが可能となるので、ステータ4を構成してハウジング半体2A,2Bに嵌合させる際に互いに係合する係合凹部18A及び係合凸部17Aの係合位置で段部が形成されることを回避することができ、良好な結合関係を得ることができる。
【0038】
次に、本発明の第5の実施形態を図8について説明する。
この第5の実施形態では、各分割磁極PM1 〜PM27を連結してステータ4を構成したときに、互いに係合する係合凸部17A及び係合凹部18Aで、係合凸部17Aの頂角が係合凹部18Aの頂角より大きい場合であっても、これらを互いに連結してステータ4を構成したときに、円周長が増大することを防止するようにしたものである。
【0039】
すなわち、この第5の実施形態では、図8に示すように、係合凹部18Aの最深部に係合凸部17A側に向かうスリ割り37が形成されていることを除いては、前述した第2の実施形態と同様の構成を有し、図4との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【0040】
この第5の実施形態によると、1つの分割磁極PMi の係合凹部18Aに対して他の分割磁極PMi+1 の係合凸部17Aを係合させるときには、係合凸部17Aの頂角θ1 が係合凹部18Aの頂角θ2 に対して大きい場合に、係合凹部18Aに対する係合凸部17Aの挿入深さが浅くなるが、本実施形態では、係合凹部18A内に係合凸部17Aを係合させて押し込んだときに、楔効果によって係合凹部18Aがスリ割り37によって僅かに開くことになり、正規の挿入深さを確保することができ、これによって各分割磁極PM1 〜PM27を連結したときの円周長を設計長と略一致させることができ、ハウジング半体2A,2Bへの嵌合を容易に行うことができる。
【0041】
次に、この発明の第6の実施形態を図9について説明する。
この第6の実施形態は、上記第5の実施形態において、係合凸部17Aを頂角が小さめの係合凹部18Aに係合させたときに、この係合凹部18Aの半径方向外側が外方に開いて、各分割磁極PM1 〜PM27を連結したステータ13の外周径が増加することを防止するようにしたものである。
【0042】
この第6の実施形態においては、図9に示すように、各分割磁極PM1 〜PM27の係合凸部17A及び係合凹部18Aの形状が夫々が二等辺三角形状から頂角が内径側に設定されて、外径側の傾斜面E1が内径側の傾斜面E2に比較して長く設定され、且つ係合凹部18Aの傾斜面G1及びG2の連接位置にスリ割り37が形成されていることを除いては前述した第5の実施形態と同様の構成を有し、図8との対応部分には同一符号を付しその詳細説明はこれを省略する。
【0043】
この第6の実施形態によると、前述した第5の実施形態と同様に、1つの分割磁極PMi の係合凹部18Aに対して他の分割磁極PMi+1 の係合凸部17Aを係合させる場合に、係合凸部17Aの頂角θ1 が係合凹部18Aの頂角θ2 に対して大きいときには、スリ割り37の存在によって係合凸部17Aが係合凹部18Aの傾斜面を押し広げることになるが、係合凹部18Aの外径側の傾斜面G1に対して内径側の傾斜面G2が短く、内径側端面との間の厚みが薄いので、傾斜面G2側が押し広げられることになり、外径側が外方に膨出することを確実に防止することができ、各分割磁極PM1 〜PM27の外周縁をハウジング半体2A,2Bの収納用嵌合凹部2aの内周縁に正確に接触させた状態で嵌合させることができ、ステータ4の組み立て精度を向上させることができる。
【0044】
次に、本発明の第7の実施形態を図10について説明する。
この第7の実施形態は、各分割磁極PM1 〜PM27を連結してステータ4を構成するときの係合状態をより確実に行うようにしたものである。
【0045】
すなわち、第7の実施形態では、図10に示すように、係合凸部17Aの頂角θ1を係合凹部18Aの頂角θ2に対して僅かに大きくなるように設定したことを除いては前述した第2の実施形態と同様の構成を有し、図4との対応部分には同一符号を付しその詳細説明はこれを省略する。
【0046】
この第7の実施形態によると、各分割磁極PM1 〜PM27を連結してステータ4を構成する際に、係合凸部17Aを係合凹部18Aに挿入したときに、係合凹部18Aが必ず係合凸部17Aによって押し広げられることになり、確実な係合関係が得られ、分割磁極PM1 〜PM27がぐらつくことなく正確に組み立てることができる。
【0047】
なお、上記第7の実施形態においては、各分割磁極PM1 〜PM27の係合凸部17Aの頂角θ1を係合凹部18Aの頂角θ2より大きく設定する場合につい説明したが、これに限定されるものではなく、図11に示すように、係合凸部17A及び係合凹部18Aの頂角θ1及びθ2を同一とするが、係合凸部17A及び係合凹部18Aの先端部に夫々円弧状の面取り部40及び41を形成し、面取り部40の半径R1を面取り部41の半径R2より大きく設定することにより、上記第6の実施形態と同様に分割磁極同士の確実な係合関係を得ることができる効果が得られる。
【0048】
次に、本発明の第8の実施形態を図12について説明する。
この第8の実施形態は、前述した第3の実施形態と同様に、ステータ4をハウジング半体2A及び2Bに嵌合する際の位置決め性を向上させるようにしたものである。
【0049】
すなわち、第8の実施形態では、図12に示すように、各分割磁極PM1 〜PM27における基部13の外周面が磁極部14の中心を通る中心線LCと直交し、且つ係合凸部17A及び係合凹部18Aの開始点a及びbを結ぶ平坦面45に形成されいることを除いては前述した第2の実施形態と同様の構成を有し、図4との対応部分には同一符号を付しその詳細説明はこれを省略する。
【0050】
この第8の実施形態によると、分割磁極PM1 〜PM27を連結してステータ4を構成し、これをハウジング半体2A及び2Bに嵌合させる際に、各分割磁極PM1 〜PM27の基部13の外周面が平坦面に形成されているので、これらがハウジング半体2A及び2Bの収納用嵌合凹部2aの内周面に接触することはなく、係合凸部17A及び係合凹部18Aの開始点a及びbの2点のみが収納用嵌合凹部2aに嵌合することなる。
【0051】
このため、各分割磁極PM1 〜PM27における基部13の外周面の仕上げ精度が多少劣る場合でも、分割磁極PM1 〜PM27を連結してステータ4を構成し、これをハウジング半体2A及び2Bに嵌合させる際に、分割磁極PM1 〜PM27の基部13が安定して収納用嵌合凹部2aに当接することになり、電機子コイル16を通電制御してインナーロータ3を回転させて駆動トルクを発生させたときに歯部15がぐらついて振動や騒音発生要因となることを確実に防止することができる。
【0052】
また、駆動トルクが発生した際に各分割磁極PM1 〜PM27の磁極部14に変形が生じても基部13側でハウジング半体2A及び2Bに対する接触点が変化することを確実に防止することができる。
【0053】
さらに、平坦面45の中央部で積層鋼板の溶接を行うことができ、この溶接部が開始点a及びbを通る収納用嵌合凹部2aの円弧面より外方に突出してハウジング半体2A及び2Bとの嵌合に影響を与えることを確実に回避することができる。
【0054】
次に、本発明の第9の実施形態を図13について説明する。
この第9の実施形態は各分割磁極における係合凸部17A及び係合凹部18Aの形状を簡略化したものである。
【0055】
この第9の実施形態では、図13に示すように、各分割磁極PM1 〜PM27の基部13における係合凸部17Aが二等辺三角形状に代えて外周面側から内周面側に左下がりの斜めに直線的に切り落とされて1つの傾斜係合面50を有する直角三角形状に形成され、これに応じて係合凹部18Aも外周面側から左下がりの斜めに基部13と磁極部14との連接点cに向けて直線的に切り落とされて1つの傾斜係合面51を有する形状に形成されていることを除いては前記第2の実施形態と同様の構成を有し、図4との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【0056】
この第9の実施形態によると、1つの分割磁極PMi の係合凸部17Aを隣接する他の分割磁極PMi-1 の係合凹部18Aに係合させて連結する。
このとき、係合凸部17Aと係合凹部18Aとは両者の1つの傾斜係合面50及び51を互いに係合させているだけであるので、傾斜係合面50及び51の係合方向に移動可能となるが、係合凹部18Aの傾斜係合面51はその内周面側が基部13と磁極部14との連接点cまで延長していることにより、係合凸部17Aが内方側に移動しようとしたときにその傾斜係合面50の内側先端が連結点cにおける磁極部14に当接してその移動が規制され、各分割磁極PM1 〜PM27の係合状態が保持されてステータ4が構成される。
【0057】
そして、このステータ4をハウジング半体2A及び2Bの収納用嵌合凹部2aに嵌合させることにより、一体化される。
このように、第9の実施形態によると、係合凸部17A及び係合凹部18Aを共に1つの傾斜係合面50及び51を設けるだけの簡易な形状で分割磁極PM1 〜PM27の連結状態を保持することができ、各分割磁極PM1 〜PM27を容易に形成することができ、製造コストを低減させることができる。
【0058】
なお、上記第1〜第9の実施形態においては、係合凸部17,17A及び係合凹部18,18Aの形状が方形又は三角形状である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図14に示すように、係合凸部17Aを半円筒状係合凸面60とし、これに応じて係合凹部18Aを半円筒状係合凹面61としても、両者を良好に係合させて結合することができ、この場合も前記第3〜第8の実施形態と同様の実施形態を適用することができ、さらに6角,8角等の多角筒状係合面とすることもできる。
【0059】
また、上記第1〜第9の実施形態においては、分割磁極数を36又は27とした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、3の倍数の任意の磁極数とすることができ、また電機子コイル16の結線方式もスター結線に限らずデルタ結線等の任意の結線方式を適用することができ、さらに相数も3相に限らず、4相、6相等の任意の相数を設定することができる。
【0060】
さらに、上記第1〜第9の実施形態においては、ハウジング2をハウジング半体2A及び2Bとスルーボルト2Cとで構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、一端を開放した有底円筒状のケース体とその開放端部を閉塞する端板とで構成することもでき、任意の構成とすることができる。
【0061】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に係る分割磁極型電動モータによれば、ステータが各磁極単位に分割された分割磁極によって構成されているので、各分割磁極に電機子コイルを巻装してから分割磁極同士を外周側の基部における円周方向端部で互いに係合させることにより、ステータを構成することが可能となり、隣接する磁極間のスロット間隙を小さくしても電機子コイルを確実に巻装することができ、占積率を向上させて、発熱低減を図ることができると共に、スロット間隙を小さくすることができるので、インナーロータの永久磁石の磁束を有効利用することができるうえ、コギングトルクが少なくなり、さらに分割磁極同士の係合が外周側の基部に設けた係合凸部及び係合凹部で円周方向の移動を許容することができ、寸法公差の余裕代を大きくとることができ、分割磁極同士の係合を容易に行ってステータの組み立て作業を容易に行うことが可能となるという効果が得られる。
しかも、ステータが、前記ハウジングに形成された収納凹部内に嵌合保持されているので、ステータの外周長が収納凹部によって規制されて正確な円周長に形成することができるという効果が得られる。さらに、分割磁極は、積層鋼板で構成され、前記基部の外周縁部に厚み方向に延長する凹部が形成され、該凹部の底面に前記積層鋼板を一体化するための溶接部が形成されているので、溶接部が凹部の両端に形成されるハウジングとの接触面より外方に突出してハウジングとの嵌合に影響を与えることを確実に回避することができると共に、凹部の両端の接触面でハウジングに接触しているので、分割磁極の磁極部に変形が生じても基部側でのハウジングに対する接触点が変化することはなく、磁路を確保することができ、磁束密度が変化することを確実に防止することができるという効果が得られる。
また、請求項に係る発明によれば、各分割磁極の基部における係合凸部側の外周面に係合凹部の先端と係合しない非係合部が形成されているので、係合凸部と係合凹部とを係合させたときに、係合凹部の外周側先端が非係合部に対向することになり、この先端部が半径方向に内方に撓むことが可能となり、ステータを構成してハウジングに嵌合させる際にいに係合す係合凹部及び係合凸部の係合位置で段部が形成されることを回避することができ、良好な結合関係を得ることができるという効果が得られる。
さらに、請求項に係る発明によれば、係合凹部の最深部に係合凸部側に向かうスリ割りが形成されているので、係合凸部の頂角が係合凹部の頂角に対して大きい場合に、楔効果によって係合凹部がスリ割りによって僅かに開いて正規の挿入深さを確保することができ、分割磁極を連結したときの円周長を摂家長と略一致させることができ、ハウジングへの嵌合を容易に行うことができるという効果が得られる。
また、請求項に係る発明によれば、係合凸部及び係合凹部は、三角形の頂角が基部の内径側に設定されて係合凹部の内径側で誤差を吸収するように構成されているので、係合凹部の外径側が外側に膨出することを確実に防止することができ、ステータの組み立て精度を向上させることができるという効果が得られる。
さらに、請求項に係る発明によれは、係合凸部の頂角を係合凹部の頂角に対して僅かに大きくなるように設定されているので、係合凸部を係合凹部に挿入したときに、係合凹部が必ず係合凸部によって押し広げられることになり、確実な係合関係が得られる、分割磁極がぐらつくことなく正確に組み立てることができるという効果が得られる。
さらにまた、請求項に係る発明によれば、係合凸部及び係合凹部の先端部に円弧状の面取り部を形成し、係合凸部の面取り部の半径を係合凹部面取り部の半径より大きく設定したので、請求項の発明と同様に分割磁極同士の確実な係合関係を得ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を示す概略構成図である。
【図2】図1の拡大横断面図である。
【図3】図2の分割磁極の拡大図である。
【図4】本発明の第2の実施形態を示す分割磁極の拡大図である。
【図5】本発明の第3の実施形態を示す分割磁極の拡大図である。
【図6】第3の実施形態における分割磁極の連結状態を示す図である。
【図7】本発明の第4の実施形態を示す分割磁極の拡大図である。
【図8】本発明の第5の実施形態を示す分割磁極の拡大図である。
【図9】本発明の第6の実施形態を示す分割磁極の拡大図である。
【図10】本発明の第7の実施形態を示す分割磁極の拡大図である。
【図11】本発明の第7の実施形態の変形例を示す分割磁極の拡大図である。
【図12】本発明の第8の実施形態を示す分割磁極の拡大図である。
【図13】本発明の第9の実施形態を示す分割磁極の拡大図である。
【図14】本発明の他の実施形態を示す分割磁極の拡大図である。
【符号の説明】
1 電動モータ
2 ハウジング
2A,2B ハウジング半体
2a 収納用嵌合凹部
3 インナーロータ
4 ステータ
8 永久磁石
PM1 〜PM36 分割磁極
13 基部
14 磁極部
15 歯部
16 電機子コイル
17,17A 係合凸部
18,18A 係合凹部
31 凹部
35 非係合部
37 スリ割り
40,41 面取り部
45 平坦面
50,51 傾斜係合面
60,61 円筒状係合面

Claims (6)

  1. ハウジングに回転自在に支持され永久磁石を有するインナーロータと、該インナーロータの外周面と対向して電機子コイルを巻装した所定数の磁極を有するステータとを有する電動モータにおいて、前記ステータは、前記ハウジングに形成された収納凹部内に嵌合保持され、各磁極単位で分割された積層鋼板で構成される複数の分割磁極が、その外周側の基部における円周方向端部が、円周方向の移動を許容するように、一方が三角形状の係合凸部に形成され、他方が前記係合凸部に係合する三角形状の係合凹部に形成され、さらに前記基部の外周縁部に厚み方向に延長する凹部が形成され、該凹部の底面に前記積層鋼板を一体化するための溶接部が形成されていることを特徴とする分割磁極型電動モータ。
  2. 前記分割磁極は、前記凹部の円周方向両端にハウジングとの接触面が形成され、前記係合凸部と前記接触面との連接位置に前記係合凹部の先端と係合しない非係合部が形成されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1つに記載の分割磁極型電動モータ。
  3. 前記分割磁極は、係合凹部の最深部に係合凸部側に向かうスリ割りが形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の分割磁極型電動モータ。
  4. 前記係合凸部及び係合凹部は、三角形の頂角が基部の内径側に設定されて係合凹部の内径側で誤差を吸収するように構成されていることを特徴とする請求項に記載の分割磁極型電動モータ。
  5. 前記係合凸部の頂角を前記係合凹部の頂角に対して僅かに大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項1乃至の何れか1つに記載の分割磁極型電動モータ。
  6. 前記係合凸部及び係合凹部の先端部に円弧状の面取り部を形成し、係合凸部の面取り部の半径を係合凹部面取り部の半径より大きく設定したことを特徴とする請求項1乃至の何れか1つに記載の分割磁極型電動モータ。
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