JP4294365B2 - モータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータ、特にインナーロータモータに属する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開平１１−２１５７４５
【特許文献２】
特開２００２−９５１９３
従来、インナーロータモータにおけるステータコアとして、図６に平面図で示すように複数のコア片Ｃ１が薄肉の連結部を介して連結されたコア前駆体Ｃから形成されているものが知られている。このコア前駆体は、磁性材料からなる板を打ち抜き、これを図７に斜視図で示すように複数枚積層することにより得られる。各コア片Ｃ１はコアバックＹ及びティースＴからなり、厚さ方向両方から図略の樹脂製絶縁体が取り付けられた後、ティースＴには図略の導線が巻き付けられる。そして、両端のコアバックＹの周方向端面を合わせるように各々の連結部を折り曲げて環状に変形させられてステータコアＳとなる。
ステータコアＳは、図８に径方向断面図で示すように円筒状のハウジングＨ内に固定される。この場合の固定手段としては圧入及び接着剤が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、圧入の場合、圧入しろが小さすぎるとハウジングの内周面とステータコアの外周面とにかかる面圧が小さくなって、両者の同軸度が悪くなり、そのため回転時の振動が大きくなる。逆に圧入しろが大きすぎるとハウジングにステータコアを挿入する際に、ハウジングの入り口でかじりが生じて回転時のがたつきの原因となったり、圧入後のスロットの不等ピッチにより磁界が周方向で不均一となって特性が劣化したりする。
また、接着剤による場合は、接着剤が乾くまで何らかの手段でステータコアをハウジング内に仮止めする必要があるし、接着剤が引火性である故に防火対策をとる必要もある。
それ故、この発明の課題は、ステータコアをハウジング内に容易に固定することのできるモータを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
その課題を解決するために、この発明のモータは、円筒状のハウジングと、
コアバック及びティースからなる複数のコア片が連結部を介して連結されたステータコアと、インナーロータと、を備え、前記ステータコアは、前記連結された複数のコア片のうち、両端のコア片以外のコア片におけるコアバックはティースの中心線を基準としてその両側に延伸された腕部を有して構成され、その腕部は両腕とも長さＬに設定され、両端のコア片のコアバックでは、その両端側の片腕長さＫの方が反対側の片腕長さＬよりも短くなるように設定されることにより、前記ステータコアにおける各連結部を環状に曲げたときの外周長が前記ハウジングの内周長より小さくなることによって、前記ステータコアの両端のコア片の対抗する面に隙間が形成され、該隙間にピンが圧入されることにより前記ハウジング内に前記ステータコアが固定されたことを特徴とする。
また、円筒状のハウジングと、ステータコアと、インナーロータとを備えるモータの製造方法において、
前記ステータコアは、前記連結した複数のコア片のうち、両端のコア片以外のコア片におけるコアバックはティースの中心線を基準としてその両側に延伸した腕部を有して構成し、その腕部を両腕とも長さＬに設定し、両端のコア片のコアバックでは、その両端側の片腕長さＫの方が反対側の片腕長さＬよりも短くなるように設定することにより、前記ステータコアにおける各連結部を環状に曲げたときの外周長を前記ハウジングの内周長より小さくすることによって、前記ステータコアの両端のコア片の対抗する面に隙間を形成し、該隙間にピンを圧入することにより前記ハウジング内に前記ステータコアを固定したことを特徴とする。
【０００５】
この発明のモータによれば、ステータコアの外周長がハウジングの内周長よりも小さいので、環状に形成されたステータコアをハウジング内に緩み嵌合することができる。従って、かじりが発生することはない。そして、嵌合後に両端のコア片の対向する面間にピンを圧入することにより、それらの面間隔がピンによって拡げられるとともにステータコアの外周面とハウジングの内周面との間に面圧が生じる。これにより、ステータコアがハウジングに固定される。
【０００６】
前記対向する面が、コアバックの周方向における端面であると、ピンの圧入時にピンの径方向外側への移動がハウジングの内周面で阻止されるので好ましい。また、コアバックの前記端面が、ピンの径方向内側への移動を阻止する凸部を有すると好ましい。特に前記ピンが径方向断面において円形をなし、コアバックの前記端面が、交差する二面即ち平面視でほぼＶ字状の面からなり、これらの二面の各々が前記ピンと軸方向に線接触すると好ましい。二面のうち内側の面が、ピンの径方向内側への移動を阻止する上記の凸部として機能するほか、対向する端面と合わせて合計４面でピンが囲まれるので、圧入時の力がステータコアに十分に伝わり、小さい力で大きな面圧を生じさせることができるからである。
更に、ハウジングが、前記対向する面間に突出する凸部を内周面に有する場合は、その凸部と対向面との係り合いにより、ハウジングに対するステータコアの周方向の配置を容易に一定箇所に決めることができるとともに、配置後のステータコアの回転をも阻止することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
−実施形態１−
この発明の第一の実施形態に係るモータを図面とともに説明する。図１は実施形態に係るモータを示す軸方向断面図、図２は図１におけるＡ−Ａ断面図である。但し、図２では回転軸及びその周辺部品は省略されている。
モータ１は、前端（図中の上端）が小さく開口し、後端（図中の下端）が大きく開口した円筒状のハウジング２と、ハウジング２内周面に固定されたステータ３と、円筒状のヨーク４と、回転軸５と、回路基板６と、プレート８とを備える。
ステータ３は、複数のコア片３１が周方向に連なったステータコア３２と、ステータコア３２に巻き付けられたコイル３３と、ステータコア３２を軸方向両側から挟む絶縁体３４、３５とからなる。各コア片３１は、周方向に延びるコアバック３１ａ及びコアバック３１ａの中央から径方向内側に突き出たティース３１ｂからなる。ティース３１ｂは、平面視Ｔ字状をなし、そのＴ字の縦棒部分にコイル３３が巻き付けられている。
【０００８】
ヨーク４は、ハウジング２と同心状に配置され、前端が小さく開口し、後端が大きく開口している。後端の開口部には中心に軸孔を有するキャップ７が取り付けられている。ヨーク４の外周面にはステータコア３２と対向するようにマグネット１０が固定されている。ヨーク４は、前端の開口部とキャップ７の軸孔に回転軸５を圧入することにより、回転軸５に固定されている。
回路基板６は、ハウジング２の内周面におけるヨーク４の後方に固定され、それにコイル３３と外部回路との接続のためのリード６１が取り付けられ、上面にはホール素子６２が搭載されている。
【０００９】
回転軸５は、ハウジング２、ヨーク４、キャップ７、回路基板６及びプレート８を軸方向に貫通している。そして、ハウジング２の前端開口部と回転軸２との間には前軸受け５１が装着され、後端開口部には中心に軸孔が設けられたプレート８が固定され、その軸孔と回転軸５との間に後軸受け５２が装着されることにより、回転軸５が回転可能に支持されている。回転軸５には、ヨーク４の前端面と前軸受け５１との間の位置に樹脂ワッシャ５３、回路基板６と後軸受け５２との間の位置に金属ワッシャ５４及び樹脂ワッシャ５５が各々嵌合されている。金属ワッシャ５４は、回転軸５の抜けを防止している。
【００１０】
次にステータコア３２の製造方法及びそれに続いてモータ１の組立方法を説明する。電磁鋼板を金型で打ち抜くことにより、図３に平面図として示すように複数のコア片３１が薄肉の連結部３１ｃを介して連なったコア前駆体３２’を成形する。各コア片３１は、連結部３１ｃ間に形成されたコアバック３１ａとコアバック３１ａの中心から垂直に延びるＴ字状のティース３１ｂとからなり、ティース３１ｂの縦棒部分には平面視で溝（又は山）、底面視で山（又は溝）となるような位置決め部３１ｄが打ち抜きと同時に形成されている。各コア片３１は、両端のコア片３１を除いてティース３１ｂを中心として線対称形状をなす。対称形状を有するコア片３１のコアバック３１ａの片腕長さＬは、両端のコア片３１を含むコア片３１の全数をｎ、ハウジング２の内周長をＨとするとき、Ｈ＝２Ｌ＊ｎを充足する。そして、両端のコア片３１だけが、その内側の片腕長さＬよりも外側の片腕長さＫの方が僅かに短くなるように設計されている。更にコア前駆体３２’の両端面３２ａ、３２ｂは平面視でＶ字状に、即ち交差する二面からなるようにカットされている。
【００１１】
コア前駆体３２’は、位置決め部３１ｄが一致するように厚さ方向に複数枚積層された後、樹脂製の前絶縁体３４及び後絶縁体３５で軸方向両側から挟まれ、それら絶縁体３４、３５を介してティース３１ｂに導線からなるコイル３３が巻き付けられる。これを各連結部３１ｃで曲げて環状に変形することにより、ステータコア３２及びコイル３３からなるステータ３を得る。ステータコア３２の外周長は、ハウジング２の内周長Ｈよりも２（Ｌ−Ｋ）だけ短い。
【００１２】
別途、ハウジング２に前軸受け５１を圧入し、プレート８に後軸受け５２を圧入しておく。そして、ハウジング２の後方からステータ３を挿入する。上記の通りステータコア３２の外周長がハウジング２の内周長Ｈよりも短いので、ハウジング２を傷つけることなく挿入することができる。その後、図４に図２のＢ部拡大図として示すように、ステータ３の両端面３２ａ、３２ｂで囲まれる軸方向に長い空間にピン９をステータコア３２を貫通するところまで差し込む。ピン９は、ピアノ線、ＳＫ材、ＳＵＳ材等の磁性材料を切削、引き抜き等の加工手段にて成形した変形可能な径方向断面円形の部材である。その円形は、両端面３２ａ、３２ｂ同士を合わせてできる菱形に内接する円よりも大きく、（Ｌ−Ｋ）よりも大きい半径を有する。従って、ピン９を圧入することにより、端面３２ａと端面３２ｂとの間隔がピン９によって拡げられる。このとき、端面３２ａ及び端面３２ｂの合計４面がピン９と軸方向に線接触することになるので、圧入による力が十分にステータコア３２に伝わるとともにステータコア３２の外周面とハウジング２の内周面との間に均等な面圧が生じる。しかも端面３２ａと端面３２ｂがＶ字状にカットされているので、ピン９の径方向の移動が阻まれるとともに、ピン９を抜かない限り面圧が確実に保たれる。これにより、ステータ３がハウジング２に固定される。
【００１３】
また、樹脂ワッシャ５３、マグネット１０が付けられたヨーク４及びキャップを回転軸５に圧入しておく。そして、ステータ３が固定されたハウジング２内にヨーク４等とともに回転軸５を収容し、回転軸５の先端を前軸受け５１に通す。続いてホール素子６２等を搭載した回路基板６をハウジング２内に固定した後、回転軸５の後部に金属ワッシャ５４及び樹脂ワッシャ５５を圧入する。そして、後軸受け５２を付けたプレート８でハウジング２を封じることにより、モータ１となる。
【００１４】
−実施形態２−
図５は第二実施形態のモータの一部を示す断面図で、第一実施形態の図４に対応する。第二実施形態でも第一実施形態と同じくステータコア３２の両端面３２ａ、３２ｂがＶ字状にカットされ、それによりピン９の径方向移動が阻止されるとともに、ピン９の圧入時の力が両端面３２ａ、３２ｂの合計４面を介して十分にステータコア３２に伝えられる。しかも、第一実施形態と異なり、ハウジング２２の内周面に凸部２２ｂが形成されている。従って、ステータコア３２をハウジング２２内に挿入するとき、両端面３２ａ、３２ｂが凸部２２ｂと係り合うことにより、ハウジング２２に対するステータコア３２の姿勢をホール素子６２等の回路基板６上の部品から干渉されない状態に容易に決めることができ、挿入後のステータコア３２の回転も防止される。ピン９の圧入後は第一実施形態と同じくステータコア３２の外周面とハウジング２２の内周面との間に面圧がかかってステータコア３２がハウジング２２に固定される。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように、この発明のモータによれば、ステータコアをハウジング内に無理に圧入したり、接着剤を用いたりすることなく、容易に固定することができるので、モータの生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１に係るモータを示す軸方向断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】上記モータに用いられているステータコアの前駆体を示す平面図である。
【図４】図２のＢ部拡大図である。
【図５】実施形態２に係るモータの要部を示す径方向断面図である。
【図６】従来のモータにおけるステータコアの前駆体を示す平面図である。
【図７】上記前駆体を積層した状態を示す斜視図である。
【図８】従来のモータにおけるステータコアをハウジングに固定したところを示す径方向断面図である。
【符号の説明】
１ モータ
２、２２ ハウジング
２２ｂ 凸部
３ ステータ
３１ コア片
３２ ステータコア
３２ａ、３２ｂ 端面
３３ コイル
３４、３５ 絶縁体
４ ヨーク
５ 回転軸
６ 回路基板
７ キャップ
８ プレート
９ ピン

Claims (6)

1. 円筒状のハウジングと、
   コアバック及びティースからなる複数のコア片が連結部を介して連結されたステータコアと、
   インナーロータと、を備え、
   前記ステータコアは、前記連結された複数のコア片のうち、両端のコア片以外のコア片におけるコアバックはティースの中心線を基準としてその両側に延伸された腕部を有して構成され、その腕部は両腕とも長さＬに設定され、両端のコア片のコアバックでは、その両端側の片腕長さＫの方が反対側の片腕長さＬよりも短くなるように設定されることにより、前記ステータコアにおける各連結部を環状に曲げたときの外周長が前記ハウジングの内周長より小さくなることによって、前記ステータコアの両端のコア片の対抗する面に隙間が形成され、該隙間にピンが圧入されることにより前記ハウジング内に前記ステータコアが固定されたことを特徴とするモータ。
2. 前記ピンが、磁性材料からなる請求項１に記載のモータ。
3. 前記両端のコア片の対向する面が、ピンの径方向内側への移動を阻止する凸部を有する請求項１又は２に記載のモータ。
4. 前記ピンが径方向断面において円形をなし、前記両端のコア片の対向する面が、交差する二面からなり、これらの二面の各々が前記ピンと軸方向に線接触する請求項１〜３のいずれかに記載のモータ。
5. 前記ハウジングが、前記対向する面間に突出する凸部を内周面に有する請求項１〜４のいずれかに記載のモータ。
6. 円筒状のハウジングと、ステータコアと、インナーロータとを備えるモータの製造方法において、
   前記ステータコアは、前記連結した複数のコア片のうち、両端のコア片以外のコア片におけるコアバックはティースの中心線を基準としてその両側に延伸した腕部を有して構成し、その腕部を両腕とも長さＬに設定し、両端のコア片のコアバックでは、その両端側の片腕長さＫの方が反対側の片腕長さＬよりも短くなるように設定することにより、前記ステータコアにおける各連結部を環状に曲げたときの外周長を前記ハウジングの内周長より小さくすることによって、前記ステータコアの両端のコア片の対抗する面に隙間を形成し、該隙間にピンを圧入することにより前記ハウジング内に前記ステータコアを固定したことを特徴とするモータの製造方法。

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