JP4344529B2

JP4344529B2 - ステータコア

Info

Publication number: JP4344529B2
Application number: JP2003106993A
Authority: JP
Inventors: 正良木村; 賢一大曲
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-04-10
Filing date: 2003-04-10
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2023-04-10
Also published as: JP2004320824A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヨークと、該ヨークと分離可能に構成されるティースとを嵌合して組み立てられるステータコアに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、図８に示すように、ヨーク１と複数のティース２とを一体的に形成し、各ティース２に導線３を巻き付けるようにした一体型のステータコアが知られている。この場合、導線３の各ティース２への巻き付け作業は、通常、巻線機等を用いて自動的に行われる。その際、導線３を供給するためのノズルが隣接するティース２によって形成される空間としてのスロット４に進入し、移動しながら巻き付け作業を行う。
【０００３】
この場合、スロット４には前記ノズルが移動するための空間が必要となるため、スロット４のほぼ全域に導線を巻き付けることは不可能である。従って、スロット４における導線３を巻き付けることができない間隙部５が必然的に広くなってしまい、その結果、スロット４における導線３の巻線量、すなわち、コイルの占積率が低くなり、発生するトルクがさほど大きくなり得ないという問題があった。
【０００４】
また、スロット４の開口部６をより狭く設定すると、トルクむら（コギング）を減少させることができるが、このようにすると前記ノズルのスロット４への進入が更に困難なものとなり、導線３のティース２への巻き付け作業がより一層困難なものとなってしまう。
【０００５】
そこで、上記したような一体型のステータコアの各種の欠点を克服すべく、図９に示すように、ヨーク１０とティース１１とを別体で構成し、ヨーク１０に台形突起１２を形成し、ティース１１に前記台形突起１２に対応する台形溝１３を形成して、前記台形突起１２を前記台形溝１３に嵌合することによりヨーク１０とティース１１とを一体化するようにしたステータコアが提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
この特許文献１のステータコアは、ヨーク１０とティース１１とが別体で構成されているため、例えば、絶縁材であるボビン１４に導線１５を巻き付けて構成されるコイル１６を予め用意し、このコイル１６をティース１１に装着した後、コイル１６が装着された状態のティース１１をヨーク１０の台形突起１２に嵌合することが可能となる。すなわち、特許文献１の分割型ステータコアによれば、導線１５を巻き付けるためのノズルをスロットに挿入する必要が無くなるため、スロットにおける導線１５を巻き付けることができない間隙部１７を狭くすることができるとともに、スロットの開口部１８も狭くすることができるので、トルクの低下およびトルクむらの発生を抑えることが可能となる。
【０００７】
しかしながら、前記台形溝１３は、ヨーク１０からの抜けを防止するために、開口側が狭く、底部にかけて広くなるように設定されている。従って、ヨーク１０とティース１１とを嵌合する際、台形溝１３の底部付根部には嵌合時の応力が集中し、その結果、台形溝１３の両端部が周方向（図９において矢印Ｘ方向）に拡幅することがある。この場合、前述したように、ティース１１にはコイル１６が装着されているが、この周方向に拡幅した台形溝１３の両端部がコイル１６を構成するボビン１４を破損させるおそれがある。ボビン１４が破損すると、ティース１１と導線１５とを絶縁することができなくなってしまう。
【０００８】
一方、図１０のように構成される分割型のステータコアが知られている（特許文献２）。このステータコアは、ティース外周部２０に凹部２１を形成し、この凹部２１の付根部にピン２２を圧入するためのピン圧入穴２３を軸方向（図１０において矢印Ｙ方向）に形成する。一方、前記ティース外周部２０と別体で構成されるとともに、ヨーク２５と一体的に形成されるティース芯部２６の先端部に前記ピン圧入穴２３に対応するピン圧入穴２７を形成する。そして、ティース外周部２０をティース芯部２６に嵌入して前記ピン圧入穴２３、２７同士を相対させ、この結果形成されるピン圧入穴にピン２２を圧入することにより、ティース芯部２６にティース外周部２０を固着するようにしている。
【０００９】
この場合、ティース芯部２６には、ピン２２の圧入に伴うティース外周部２０の周方向（図１０において矢印Ｘ方向）への拡幅を防止すべく、補助溝２８およびスリ割り２９が形成されている。従って、図１０に示す分割型のステータコアによれば、ティース外周部２０をティース芯部２６に嵌入する際、ティース外周部２０の周方向における拡幅が防止されるので、コイル３０を構成するボビン３１を破損させることがない。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１０−１４５９９０号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】
特開２０００−１３４８３１号公報（特許請求の範囲）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１０に示す特許文献２のステータコアは、ティース外周部２０とティース芯部２６とをピン２２によって固定している。従って、ピン２２がティース外周部２０およびティース芯部２６に対して別部材となるので、部品点数が増加するとともに、ステータコアの組立が面倒なものとなってしまう。
【００１２】
さらに、ティース外周部２０およびティース芯部２６には、ピン２２を圧入するピン圧入穴２３、２７を形成するための領域を周方向において確保する必要があるため、ティース自体が必然的に大きなものとなってしまう。従って、スロット３２を広くとることが困難となり、コイルの占積率が低下するに至る。
【００１３】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、ヨークとティースとを嵌合する際の拡幅を防止し、ボビンを破損させる懸念がなく、また、部品点数が少なく、組立作業性に優れ、しかも、コイルの占積率が高いステータコアを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、本発明は、ヨークと、該ヨークと分離可能に構成されるティースとを嵌合して組み立てられるステータコアであって、
ティース側嵌合部は、
両側にくびれ部を有し、前記ティース側嵌合部の略中央部に形成される半円形状凸部と、
一端側が前記各くびれ部に連続するとともに、前記各くびれ部から前記ティース側嵌合部の側端部側へと傾斜して形成される第１傾斜部と、
前記各第１傾斜部の他端側から前記ティース側嵌合部の側端部にかけて形成される第１直線部と、
を有し、
ヨーク側嵌合部は、
前記半円形状凸部に対応して前記ヨーク側嵌合部の略中央部に形成される半円形状凹部と、
前記半円形状凹部の両側に形成され、その間隔が前記半円形状凸部の直径よりも短く設定され、弾性力を有する突起部と、
前記各突起部に連続するとともに、前記第１傾斜部に対応するように、前記各突起部から前記ヨーク側嵌合部の側端部側へと傾斜して形成される第２傾斜部と、
前記各第２傾斜部に連続し、前記第１直線部に対応して形成される第２直線部と、
を有し、前記ティース側嵌合部と前記ヨーク側嵌合部とを嵌合する際、前記突起部が弾性力により前記くびれ部を内側に押さえ込むことで前記半円形状凸部と前記半円形状凹部とが嵌合し、さらに、前記第１傾斜部と前記第２傾斜部が当接することで前記突起部を内側に押さえ込むとともに、前記第１直線部と前記第２直線部が当接することを特徴とする（請求項１記載の発明）。
【００１５】
本発明によれば、ティース側嵌合部とヨーク側嵌合部とを嵌合する際、突起部が弾性力によりくびれ部を内側に押さえ込むため、ティースとヨークとが好適に嵌合されて抜けが防止される。さらに、第１直線部と第２直線部とが当接するため、ティースとヨークとが好適に位置決めされる。従って、ティースのヨークに対する回動が阻止される。
【００１６】
さらに、嵌合時、第２傾斜部が第１傾斜部に当接することにより、前記半円形状凸部を通過させる際の拡幅に伴う前記突起部の塑性変形、およびヨーク側嵌合部の両端部の拡幅が好適に防止される。しかも、前記第１傾斜部は、前記半円状凸部側に傾斜して形成されるとともに、ティース側嵌合部の側端部から第１直線部の幅だけ内側にオフセットして形成されるため、第１傾斜部と第１直線部とで画成されるティース側嵌合部の両端部の強度が向上する。従って、嵌合時に第２傾斜部から受ける力による前記ティース側嵌合部の両端部の拡幅が好適に阻止される。
【００１７】
すなわち、ティースとヨークを嵌合する際、ティースおよびヨークの拡幅が防止されるので、ティースおよび／またはヨークの外周部に装着されるボビンを破損させることがなく、その結果、導線と、ティースおよびヨークとの絶縁が確保される。
【００１８】
さらに、本発明では、ピン等の別部材を使用することなくティースとヨークとを一体化することができるため、部品点数が少なくて済み、また、組立作業が容易なものとなる。
【００１９】
さらにこの場合、前記ピン等を挿入するためのスペースが不要となるため、ティースを小さくすることができる。すなわち、隣接するティースによって形成されるスロット空間を大きくすることができ、このためにコイルの占積率を向上させることができる。
【００２０】
また、この場合、前記ヨークと前記ティースの少なくともいずれか一方に、該ヨークまたはティースを積層保持するかしめ部を設けるようにしてもよい（請求項２記載の発明）。このように構成することにより、ヨークおよび／またはティースを積層した際、ヨーク同士、およびティース同士が強固に結合される。すなわち、最外のヨークまたはティースの剥離および変形（例えば、浮き上がり等）が防止され、ヨークまたはティースの外周部に装着されるボビンの破損を回避することができる。
【００２１】
さらに、前記半円形状凸部の外周部の所定部位に嵌合方向と略平行な第３直線部を形成し、前記半円形状凹部の外周部の所定部位に前記第３直線部に対応する第４直線部を形成し、前記ティース側嵌合部と前記ヨーク側嵌合部とを嵌合する際、前記第３直線部と前記第４直線部とが当接するようにしてもよい（請求項３記載の発明）。すなわち、第３直線部と第４直線部とが当接する際に摩擦力が発生し、この摩擦力により引き抜き抵抗が増大し、それによりティースがヨークからより一層抜け難くなる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明に係るステータコアについて、好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下説明する。
【００２３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るステータコア４０の構成を説明する分解斜視図である。ステータコア４０は、環状の本体部４２と該本体部４２から径方向（矢印Ｚ方向）に突出する複数の突出部４４とから構成されるヨーク４６と、該ヨーク４６と別体で構成され、径方向において前記突出部４４に嵌合するティース４８とを基本的に含む。
【００２４】
ヨーク４６およびティース４８は、磁性材料、例えば、珪素鋼板をそれぞれの形状に対応して打ち抜いて形成された板部材を軸方向（図１において矢印Ｙ方向）に積層して構成される。
【００２５】
この場合、ティース４８の略中央部には、図２および図３に示すように、径方向と直交する方向に長尺で且つその断面がＶ字状に形成されるかしめ部５０が設けられ、ティース４８は、該かしめ部５０でかしめられて積層一体化する。
【００２６】
積層されたヨーク４６の突出部４４およびティース４８の外周部には、図１に示すように、筒状に形成された絶縁材であるボビン５２に導線５４を巻き付けて構成されるコイル５６が装着される。
【００２７】
ティース４８には、図２に示すように、突出部４４と嵌合する部位であるティース側嵌合部６０が形成される。ティース側嵌合部６０は、両側にくびれ部６２を有し、ティース側嵌合部６０の略中央部に形成される半円形状凸部６４と、前記半円形状凸部６４の両側にあって一端側が前記各くびれ部６２に連続するとともに、前記半円形状凸部６４側に傾斜して形成される第１傾斜部６６と、前記各第１傾斜部６６の他端側からティース側嵌合部６０の側端部にかけて形成される第１直線部６８とを有する。
【００２８】
一方、ヨーク４６の突出部４４には、ティース４８と嵌合する部位であるヨーク側嵌合部７０が形成される。ヨーク側嵌合部７０は、前記半円形状凸部６４に対応して前記ヨーク側嵌合部７０の略中央部に形成される半円形状凹部７２と、半円形状凹部７２の両側に連続して形成され、非嵌合時の間隔Ｗ１が前記半円形状凸部６４の直径Ｗ２よりも短く設定され、弾性力を有する突起部７４と、前記各突起部７４に連続するとともに、前記第１傾斜部６６に対応して形成される第２傾斜部７６と、前記各第２傾斜部７６に連続し、前記第１直線部６８に対応して形成される第２直線部７８とを有する。
【００２９】
本発明の第１の実施形態に係るステータコア４０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その製造手順について、以下説明する。
【００３０】
まず、珪素鋼板をヨーク４６およびティース４８のそれぞれの形状に対応して打ち抜いて、ヨーク４６およびティース４８毎に複数の板部材を作製する。作製された複数の板部材をヨーク４６、ティース４８毎に軸方向に積層して、ヨーク４６およびティース４８をそれぞれ作製する。この場合、ティース４８は、かしめ部５０でかしめられて積層一体化する。
【００３１】
ここで、ボビン５２に導線５４を巻き付けてコイル５６を作製した後、図４に示すように、該コイル５６をヨーク４６の突出部４４の外周部に装着する。
【００３２】
次いで、ティース４８を突出部４４に嵌合する。図４に示すように、突起部７４の先端部は、弾性域内での撓みにより半円形状凸部６４の通過を許容するように周方向（矢印Ｘ方向）に拡幅する。突起部７４の各先端部の間隔は、半円形状凸部６４の最大幅部分（直径Ｗ２の幅に相当）が通過した際、最大となり、その後、くびれ部６２の形状に沿ってしだいに狭くなっていく（図５参照）。やがて、各突起部７４の先端部は、くびれ部６２の底部に当接し、そこで移動が停止する（図６参照）。
【００３３】
すなわち、半円形状凸部６４が半円形状凹部７２に嵌合するとともに、突起部７４の先端部がくびれ部６２を内側に押さえ込むため、ティース４８のヨーク４６からの抜けが防止される。
【００３４】
また、嵌合終段時、第１直線部６８と第２直線部７８とが当接するため、ヨーク４６とティース４８とが位置決めされる。従って、ティース４８のヨーク４６に対する回動が阻止される。
【００３５】
さらに、嵌合時、第２傾斜部７６は、第１傾斜部６６に当接しながら移動する。従って、半円形状凸部６４を通過させる際の拡幅に伴う突起部７４の塑性変形と、ヨーク側嵌合部７０の両端部の周方向（図４〜図６において矢印Ｘ方向）における拡幅とが防止される。
【００３６】
この場合、第１傾斜部６６は、半円形状凸部６４側に傾斜して形成されるとともに、ティース側嵌合部６０の両端から第１直線部６８の幅だけ内側にオフセットして形成されるため、第１傾斜部６６と第１直線部６８とで画成されるティース側嵌合部６０の両端部の強度が向上する。従って、嵌合時に第２傾斜部７６から受ける力によるティース側嵌合部６０の両端部の周方向における拡幅が防止される。
【００３７】
すなわち、ヨーク４６とティース４８とを嵌合する際、ヨーク４６およびティース４８の周方向における拡幅が防止されるので、突出部４４の外周部に装着されたボビン５２を破損させることがなく、その結果、導線５４と、ヨーク４６およびティース４８との絶縁が確保される。
【００３８】
また、以上説明したように、第１の実施形態に係るステータコア４０によれば、ピン等の別部材を使用することなくヨーク４６とティース４８とを嵌合して一体化することができるので、部品点数が少なくて済み、また、組立作業が容易なものとなる。
【００３９】
この場合、前記ピン等を挿入するためのスペースが不要となるため、ティース４８およびヨーク４６の突出部４４を小さくすることができる。すなわち、隣接するティース４８によって形成されるスロット空間を広くとることができ、このためにコイル５６の占積率を向上させることができる。
【００４０】
また、ティース４８は、前述したとおり、径方向と直交する方向に長尺で且つその断面がＶ字状に形成されるかしめ部５０でかしめられて積層一体化するので、ティース４８を構成する各板部材が強固に結合する。すなわち、最外の板部材の剥離および変形（例えば、浮き上がり等）が防止され、その結果、ティース４８の外周部に装着されるボビン５２の破損を回避することができる。
【００４１】
図７は、本発明の第２の実施形態に係るステータコア８０を構成するヨーク４６およびティース４８の嵌合部の構造を説明する平面図である。なお、図７において、図２に示す第１の実施形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付与すし、その詳細な説明を省略する。図７に示す第２の実施形態に係るステータコア８０のティース側嵌合部６０の略中央部には、図２に示す半円形状凸部６４に替えて、半円形状の途上に径方向（図７において矢印Ｚ方向）と略平行な第３直線部８２を有する凸部８４が形成されている。また、ステータコア８０のヨーク側嵌合部７０の略中央部には、前記凸部８４の形状に対応して半円形状の途上に径方向と略平行な第４直線部８６を有する凹部８８が形成されている。このように、ティース側嵌合部６０に第３直線部８２を有する凸部８４を形成し、ヨーク側嵌合部７０側に第４直線部８６を有する凹部８８を形成することにより、第３直線部８２と第４直線部８６とが接触する際に摩擦力が発生し、この摩擦力により引き抜き抵抗が増大し、それによりティース４８がヨーク４６からより一層抜け難くなる。
【００４２】
また、第１および第２の実施形態では、かしめ部５０をティース４８に形成している場合を例示したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、かしめ部５０をヨーク４６に形成してもよいし、あるいは、ヨーク４６およびティース４８の両方に形成してもよい。
【００４３】
さらに、ティース側嵌合部６０の構成をヨーク４６に形成し、ヨーク側嵌合部７０の構成をティース４８に形成してもよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ヨークとティースとを嵌合する際の拡幅が防止され、ボビンを破損させる懸念がなく、また、部品点数が少なく、組立作業性に優れ、しかも、コイルの占積率が高いステータコアを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るステータコアの構成を説明する分解斜視図である。
【図２】図１に示すステータコアを構成するヨークおよびティースの嵌合部の構造を説明する平面図である。
【図３】図２のIII−III線縦断面図である。
【図４】図１に示すステータコアを製造する手順を説明する平面図である。
【図５】図１に示すステータコアを製造する手順を説明する平面図である。
【図６】図１に示すステータコアを製造する手順を説明する平面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るステータコアを構成するヨークおよびティースの嵌合部の構造を説明する平面図である。
【図８】従来技術に係る一体型ステータコアの構造を説明する平面図である。
【図９】従来技術に係る第１の分割型ステータコアの構造を説明する平面図である。
【図１０】従来技術に係る第２の分割型ステータコアの構造を説明する平面図である。
【符号の説明】
４０、８０…ステータコア４２…本体部
４４…突出部４６…ヨーク
４８…ティース５０…かしめ部
５２…ボビン５４…導線
５６…コイル６０…ティース側嵌合部
６２…くびれ部６４…半円形状凸部
６６…第１傾斜部６８…第１直線部
７０…ヨーク側嵌合部７２…半円形状凹部
７４…突起部７６…第２傾斜部
７８…第２直線部８２…第３直線部
８４…凸部８６…第４直線部
８８…凹部

Claims

ヨークと、該ヨークと分離可能に構成されるティースとを嵌合して組み立てられるステータコアであって、
ティース側嵌合部は、
両側にくびれ部を有し、前記ティース側嵌合部の略中央部に形成される半円形状凸部と、
一端側が前記各くびれ部に連続するとともに、前記各くびれ部から前記ティース側嵌合部の側端部側へと傾斜して形成される第１傾斜部と、
前記各第１傾斜部の他端側から前記ティース側嵌合部の側端部にかけて形成される第１直線部と、
を有し、
ヨーク側嵌合部は、
前記半円形状凸部に対応して前記ヨーク側嵌合部の略中央部に形成される半円形状凹部と、
前記半円形状凹部の両側に形成され、その間隔が前記半円形状凸部の直径よりも短く設定され、弾性力を有する突起部と、
前記各突起部に連続するとともに、前記第１傾斜部に対応するように、前記各突起部から前記ヨーク側嵌合部の側端部側へと傾斜して形成される第２傾斜部と、
前記各第２傾斜部に連続し、前記第１直線部に対応して形成される第２直線部と、
を有し、前記ティース側嵌合部と前記ヨーク側嵌合部とを嵌合する際、前記突起部が弾性力により前記くびれ部を内側に押さえ込むことで前記半円形状凸部と前記半円形状凹部とが嵌合し、さらに、前記第１傾斜部と前記第２傾斜部が当接することで前記突起部を内側に押さえ込むとともに、前記第１直線部と前記第２直線部が当接することを特徴とするステータコア。
請求項１記載のステータコアにおいて、
前記ヨークと前記ティースの少なくともいずれか一方に、該ヨークまたはティースを積層保持するかしめ部を設けることを特徴とするステータコア。
請求項１または２記載のステータコアにおいて、
前記半円形状凸部の外周部の所定部位に嵌合方向と略平行な第３直線部を形成し、前記半円形状凹部の外周部の所定部位に前記第３直線部に対応する第４直線部を形成し、前記ティース側嵌合部と前記ヨーク側嵌合部とを嵌合する際、前記第３直線部と前記第４直線部とが当接することを特徴とするステータコア。