JP4458891B2 - Stator core fixing structure - Google Patents
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Description
この発明は、電動機に関し、特に、外装ケースへのステータコアの固定構造に関する。 The present invention relates to an electric motor, and more particularly to a structure for fixing a stator core to an exterior case.
電動機(モータ)は、ケース内に収容される、ロータとステータコアとから構成される。ロータは、ケースに対してベアリング等の支持部材を介在して、回転可能に収容される。また、ステータコアは、ロータの回転を制御するため、ロータの周囲を取囲むようにして、ケース内に固定的に収容される。特に、ステータコアにはロータの回転に起因する回転反力(回転トルク)が作用するため、ステータコアの周り止め防止の観点から、ステータコアはケース内に強固に固定されている必要がある。 An electric motor (motor) is comprised from the rotor and stator core which are accommodated in a case. The rotor is rotatably accommodated with a support member such as a bearing interposed in the case. Further, the stator core is fixedly accommodated in the case so as to surround the rotor in order to control the rotation of the rotor. In particular, since a rotational reaction force (rotational torque) due to the rotation of the rotor acts on the stator core, the stator core needs to be firmly fixed in the case from the viewpoint of preventing the stator core from stopping.
従来、ケース内へのステータコアの固定構造としては、積層構造のコアプレートに貫通穴を設け、この貫通穴にボルトを通して締め込み、ケースに固定する方法が採用されていた。しかし、貫通穴の部分は、電磁トルクの低下を防止するために電磁気上必要なコアプレート外径の外側に設けられるため、コアプレートは、貫通穴が設けられる部分が突出した形状となってしまう。その結果、ステータコアの外形は凹凸の有る形状となり、その外側に設置されるケースの製造コストの上昇を招く結果となっている。また、ボルト等を用いることから、ボルトの締付不具合発生回避のための対策、およびそれらに起因するコストの上昇等の課題が指摘されている。 Conventionally, as a structure for fixing a stator core in a case, a method has been adopted in which a through-hole is provided in a core plate having a laminated structure, a bolt is inserted into the through-hole, and a bolt is fastened to the case. However, since the portion of the through hole is provided outside the outer diameter of the core plate that is electromagnetically necessary to prevent a decrease in electromagnetic torque, the core plate has a shape in which the portion where the through hole is provided protrudes. . As a result, the outer shape of the stator core is uneven, resulting in an increase in the manufacturing cost of the case installed on the outside. Further, since bolts are used, problems such as measures for avoiding the occurrence of bolt tightening problems and cost increase due to them have been pointed out.
また、他の固定構造を開示するものとしては、下記特許文献1から特許文献3が挙げられる。特許文献1および2には、ケースの胴部を内側に向けて塑性変形させることにより、ステータコアをケースに固定する構造が開示されている。また、特許文献3には、ステータコアを上下方向から挟み込むクランプ部材を、ステータコアの外周側に設ける、固定構造が開示されている。
Moreover, the following
しかし、特許文献1および2の場合には、ケースの胴部を内側に向けて塑性変形させているが、そのための装置が大掛かりなものとなり、製造コストの上昇問題が挙げられる。また、特許文献3の場合には、クランプ部材の採用により、ケースの外形が大きくなる問題が挙げられる。
この発明が解決しようとする課題は、電動機におけるステータコアのケースへの固定に際して、ケースの外形の大型化、および、製造コストの上昇にある。したがって、この発明の目的は、ケースの外形の大型化を回避し、また、比較的簡易な装置および構造により、ケースにステータコアを強固に固定することが可能なステータコアの固定構造を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to increase the size of the case and increase the manufacturing cost when fixing the stator core to the case in the electric motor. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a stator core fixing structure capable of avoiding an increase in the outer shape of the case and capable of firmly fixing the stator core to the case with a relatively simple device and structure. is there.
上記課題を解決するため、この発明に基づいたステータコアの固定構造においては、ケース内に収容されるステータコアを上記ケースに固定するステータコアの固定構造であって、上記ステータコアを、上記ケース内に固定するため、上記ステータコアの一端面側の外周縁部領域をその一端面側から支持するため、上記ケースの内側に設けられる受部領域と、上記ケースに設けられ、上記ステータコアの他方端面側の外周縁部領域側に向けて塑性変形させることにより係合させ、上記ステータコアを上記受部領域との間において挟み込むようにして、上記ステータコアを上記ケース内に固定するための塑性変形領域とを備える。 In order to solve the above-described problems, a stator core fixing structure according to the present invention is a stator core fixing structure for fixing a stator core accommodated in a case to the case, and the stator core is fixed in the case. Therefore, in order to support the outer peripheral edge region on the one end surface side of the stator core from the one end surface side, the receiving region provided on the inner side of the case, and the outer peripheral edge on the other end surface side of the stator core. And a plastic deformation region for fixing the stator core in the case so that the stator core is sandwiched between the receiving region and the stator core by being plastically deformed toward the partial region.
また、他の形態におけるステータコアの固定構造においては、上記塑性変形領域が係合する上記ステータコアの他方端面側の外周縁部領域には、凹部領域が設けられ、上記塑性変形領域は、上記凹部領域に係合する。 In another aspect of the stator core fixing structure, the outer peripheral edge region on the other end face side of the stator core with which the plastic deformation region engages is provided with a recess region, and the plastic deformation region is the recess region. Engage with.
また、他の形態におけるステータコアの固定構造においては、上記塑性変形領域は、上記ケースに設けられる溝穴を含み、上記溝穴を構成する上記ケース壁を、上記ステータコア側に膨出させている。また、他の形態として、塑性変形後の上記溝穴が、充填材によって満たされている。さらに、他の形態として、上記溝穴を構成する上記ケース壁を、上記ステータコア側に膨出させるための部材が、そのまま上記溝穴に保持されている。 In another aspect of the stator core fixing structure, the plastic deformation region includes a slot provided in the case, and the case wall constituting the slot is bulged toward the stator core. As another form, the slot after plastic deformation is filled with a filler. Furthermore, as another embodiment, a member for causing the case wall constituting the slot to bulge to the stator core side is held in the slot as it is.
また、他の形態におけるステータコアの固定構造においては、上記ステータコアは、電動機のロータに対して、所定幅の帯状部材からなる電磁鋼板を円筒形状に巻き付けた形態を有している。 Moreover, in the stator core fixing structure in another form, the stator core has a form in which a magnetic steel plate made of a belt-shaped member having a predetermined width is wound around a rotor of an electric motor in a cylindrical shape.
この発明に基づいたステータコアの固定構造によれば、ケース内に設けられた、受部領域と塑性変形領域とにより、ステータコアを挟み込むようにしてステータコアを固定する構造を採用していることから、ステータコア自身に外方に突出するような固定領域を設ける必要がなく、電磁気上必要最小限の外径寸法の形態にできる。また、回転軸に沿った方向から、挟み込む形態となるため、ステータコアの回転軸方向の移動を抑制することを可能としている。さらに、外径方向に突出する固定部材も存在しないため、ケースの大型化を回避することが可能となる。また、受部領域および塑性変形領域の形成は、ケース自体の簡易な設計変更で対応可能であるため、製造コストの上昇を招くこともない。さらに、塑性変形領域を塑性変形させるための装置も、簡易な機構で可能である。その結果、コストの上昇を招くことなく、電動機全体の小型化および軽量化を実現させることが可能となる。 According to the stator core fixing structure based on the present invention, the stator core is fixed in such a manner that the stator core is sandwiched between the receiving portion region and the plastic deformation region provided in the case. It is not necessary to provide a fixing region that protrudes outward, and the outer diameter can be reduced to a minimum necessary in terms of electromagnetic force. In addition, since it is sandwiched from the direction along the rotation axis, the movement of the stator core in the rotation axis direction can be suppressed. Furthermore, since there is no fixing member protruding in the outer diameter direction, it is possible to avoid an increase in the size of the case. In addition, the formation of the receiving portion region and the plastic deformation region can be dealt with by a simple design change of the case itself, so that the manufacturing cost does not increase. Furthermore, an apparatus for plastically deforming the plastic deformation region is also possible with a simple mechanism. As a result, it is possible to reduce the size and weight of the entire motor without increasing the cost.
また、ステータコアに、塑性変形領域が係合する凹部領域を設けることで、ステータコアに生じる回転反力(回転トルク)を、この凹部領域で受けることが可能となり、テータコアの回転をより確実に阻止することが可能となる。このような、凹部領域の一例としては、ケースに溝穴を設け、ステータコア側の溝穴を構成するケース壁を、ステータコア側に膨出させる構成が考えられる。また、塑性変形後の溝穴が、充填材によって満たされる構成や、ステータコア側に膨出させるための部材を、そのまま溝穴に保持させる構成を採用することにより、薄肉状態になり易いケース壁の強度低下を防止する。 Further, by providing the stator core with a concave region where the plastic deformation region engages, it becomes possible to receive the rotational reaction force (rotational torque) generated in the stator core in this concave region, and more reliably prevent the rotation of the theta core. It becomes possible. As an example of such a recessed region, a configuration in which a slot is provided in the case and a case wall constituting the slot on the stator core side is bulged toward the stator core side is conceivable. In addition, by adopting a configuration in which the slot after plastic deformation is filled with a filler or a configuration in which a member for bulging to the stator core side is held in the slot as it is, the case wall that tends to be thin-walled Prevents strength loss.
また、ステータコアに、電動機のロータに対して、所定幅の帯状部材からなる電磁鋼板を円筒形状に巻き付けた形態(縦型ステータコア)を採用することにより、上記回転軸方向に沿った挟み込み構造を適用した場合であっても、ステータコアの軸方向の変位量を小さくすることができるため、ステータコアを強固にかつ高精度に挟持することが可能となる。 In addition, by adopting a configuration (vertical stator core) in which an electromagnetic steel plate made of a belt-shaped member having a predetermined width is wound around the stator core in a cylindrical shape with respect to the rotor of the electric motor, the sandwiching structure along the rotational axis direction is applied. Even in this case, since the amount of axial displacement of the stator core can be reduced, the stator core can be clamped firmly and with high accuracy.
以下、本発明に基づいたステータコアの固定構造の各実施の形態について、図を参照しながら説明する。 Embodiments of a stator core fixing structure according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
まず、図1から図3を参照して、実施の形態1におけるステータコアの固定構造について説明する。なお、図1は、本実施の形態におけるステータコアの固定構造が採用される電動機の内部構造を断面図であり、図2は、図1中Xで囲まれる領域の部分拡大図であり、(A)はかしめ加工前、(B)はかしめ加工後の状態を示す。また、図3は、図1中III線部分矢視図である。
(Embodiment 1)
First, the stator core fixing structure in the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3. 1 is a cross-sectional view of the internal structure of the electric motor in which the stator core fixing structure in the present embodiment is adopted, and FIG. 2 is a partially enlarged view of a region surrounded by X in FIG. ) Shows a state before caulking, and (B) shows a state after caulking. FIG. 3 is a partial arrow view taken along line III in FIG.
(電動機1の内部構造)
図1を参照して、電動機1の内部構造について説明する。電動機1は、ケース100内に収容される、ロータ140とステータコア150とから構成される。ロータ140は、ケース100に対してベアリング300を介在して、回転可能に収容される。ステータコア150は、ロータ140の回転を制御するため、ロータ150の周囲を取囲むようにして、ケース100内に固定的に収容される。ケース100は、外装ケース100Aと、蓋部材100Bとを有している。ロータ140およびステータコア150は、回転軸方向から見て、略円形形状を有している。
(Internal structure of electric motor 1)
The internal structure of the
(ステータコア150の固定構造)
次に、ステータコア150の固定構造について、図2(A),(B)および図3を参照して説明する。図2(A)に示すように、外装ケース100Aの上部内周面には、ステータコア150の上端面側の外周縁部領域側に向けて塑性変形させることによりステータコア150に係合させるための塑性変形領域としてのかしめ部110が設けられている。このかしめ部110は、外装ケース100Aの他の内周部領域よりも上方(ロータの回転軸が伸びる方向)に向けて突出するように設けられている。外装ケース100Aの上部内周面において、全周にこのかしめ部110を設ける構成、または、部分的に所定ピッチで所定円弧長さのかしめ部110を設ける構成のいずれの構成の採用も可能である。かしめ部110は、外装ケース100Aに対して一体成型されることが製造上は好ましいが、一体成型に制限されるものではない。
(Fixed structure of stator core 150)
Next, the fixing structure of the
一方、図1および図3に示すように、外装ケース100Aの内周底面領域には、ステータコア150の下端面側の外周縁部領域をその下面側から支持するための受部領域111が設けられている。この受部領域111は、外装ケース100Aの内方に向けて突出するように設けられている。かしめ部110と同様に、外装ケース100Aの下端内周面において、全周にこの受部領域111を設ける構成、または、部分的に所定ピッチで所定円弧長さの受部領域111を設ける構成(図3に示す構成)のいずれの構成の採用も可能である。受部領域111は、外装ケース100Aに対して一体成型されることが製造上は好ましが、一体成型に制限されるものではない。
On the other hand, as shown in FIGS. 1 and 3, the inner peripheral bottom surface region of the
(作用・効果)
以上、本実施の形態におけるステータコア150の固定構造によれば、外装ケース100A内の所定位置にステータコア150を挿入した後、図2(B)に示すように、かしめ部110をステータコア150側に折り曲げるようにかしめることで、ステータコア150の外周縁部領域を上下から挟み込むようにして、ステータコア150の外装ケース100Aへの固定を可能とする。その結果、ステータコア150に、外方に向かって突出するような領域を設ける必要がなく、電動機の小型化を図ることが可能になる。また、受部領域111およびかしめ部110の形成は、外装ケース100A自体の簡易な設計変更で対応可能であるため、製造コストの上昇を招くこともない。さらに、かしめ部110をかしめるための装置も、簡易な機構で可能である。その結果、コストの上昇を招くことなく、電動機1全体の小型化および軽量化を実現させることが可能となる。
(Action / Effect)
As described above, according to the fixing structure of
(実施の形態2)
次に、図4を参照して、実施の形態2におけるステータコアの固定構造について説明する。なお、図4は、図1中Xで囲まれる領域に対応する部分拡大図であり、(A)はかしめ加工前、(B)はかしめ加工後の状態を示す。なお、電動機1の基本的構成、および、受部領域111の構成は、上記実施の形態1の場合と同じであるため重複する説明は繰り返さず、本実施の形態の特徴部分である塑性変形領域の構成を詳細に説明する。
(Embodiment 2)
Next, with reference to FIG. 4, the stator core fixing structure in the second embodiment will be described. FIG. 4 is a partially enlarged view corresponding to a region surrounded by X in FIG. 1, in which (A) shows a state before caulking, and (B) shows a state after caulking. Since the basic configuration of
(ステータコア150の固定構造)
図4(A)に示すように、外装ケース100Aの上部内周面には、ステータコア150の上端面よりも上側の領域に、下方に向けて開放する有底の溝穴121が設けられ、この溝穴121のステータコア150側のケース壁120が塑性変形領域を構成する。外装ケース100Aの上部内周面において、全周にこの溝穴121を設ける構成、または、部分的に所定ピッチで所定円弧長さの溝穴121を設ける構成のいずれの構成の採用も可能である。
(Fixed structure of stator core 150)
As shown in FIG. 4A, a bottomed
(作用・効果)
以上、本実施の形態におけるステータコア150の固定構造によれば、外装ケース100A内の所定位置にステータコア150を挿入した後、図4(B)に示すように、この溝穴121を構成するケース壁120をステータコア150側に膨出させることにより、ステータコア150の外周縁部領域を上下から挟み込むようにして、ステータコア150の固定を可能とする。その結果、上記実施の形態1の構成と同様の作用効果を得ることが可能となる。
(Action / Effect)
As described above, according to the fixing structure of
(実施の形態3)
次に、図5から図8を参照して、実施の形態3におけるステータコアの固定構造について説明する。なお、図5は、図1中Xで囲まれる領域に対応する部分拡大図であり、(A)はかしめ加工前、(B)はかしめ加工後の状態を示す。また、図6は、図5中の矢視VI(A)、VI(B)に対応する部分矢視図であり、(A)はかしめ加工前、(B)はかしめ加工後の状態を示す。また、図7は、他の形態における、図5(B)に相当する状態を示す部分拡大断面図であり、図8は、さらに他の形態における図5(A),(B)に相当する状態を示す部分拡大断面図である。なお、電動機1の基本的構成、および、受部領域111の構成は、上記実施の形態1の場合と同じであるため重複する説明は繰り返さず、本実施の形態の特徴部分である塑性変形領域の構成を詳細に説明する。
(Embodiment 3)
Next, a stator core fixing structure according to Embodiment 3 will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a partially enlarged view corresponding to the region surrounded by X in FIG. 1, (A) shows a state before caulking, and (B) shows a state after caulking. 6 is a partial arrow view corresponding to arrows VI (A) and VI (B) in FIG. 5, (A) shows a state before caulking, and (B) shows a state after caulking. . 7 is a partially enlarged cross-sectional view showing a state corresponding to FIG. 5B in another embodiment, and FIG. 8 corresponds to FIGS. 5A and 5B in still another embodiment. It is a partial expanded sectional view which shows a state. Since the basic configuration of
(ステータコア150の固定構造)
図5(A)に示すように、外装ケース100Aの上部内周面には、上記実施の形態2の場合と同様の、下方に向けて開放する有底の溝穴121が設けられ、この溝穴121のステータコア150側のケース壁120が塑性変形領域を構成する。また、テータコア150の、溝穴121のケース壁120に対応する位置には、内方に向かって凹む凹部領域151が形成されている。溝穴121および凹部領域151は、外装ケース100Aの上部内周面において、全周にこの溝穴121および対応する凹部領域151を設ける構成、または、図6に示すように、部分的に所定ピッチで所定円弧長さの溝穴121および対応する凹部領域151を設ける構成のいずれの構成の採用も可能である。
(Fixed structure of stator core 150)
As shown in FIG. 5A, a bottomed
(作用・効果)
以上、本実施の形態におけるテータコア150の固定構造によれば、外装ケース100A内の所定位置にステータコア150を挿入した後、図5(B)および図6(B)に示すように、この溝穴121を構成するケース壁120をステータコア150側に膨出させることにより、ステータコア150の外周縁部領域を上下から挟み込むようにして、ステータコア150の固定を可能とする。その結果、上記実施の形態1の構成と同様の作用効果を得ることが可能となる。さらに、図6に示すように、ステータコア150に凹部領域151を部分的に設けることにより、ステータコア150に生じる回転反力(回転トルク)を、この凹部領域151で受けることが可能となり、ステータコア150の回転をより確実に阻止することが可能となる。
(Action / Effect)
As described above, according to the fixing structure of the
なお、溝穴121を構成するケース壁120は薄肉状態となっているために、強度上の問題が生じるおそれある。このような場合には、図7に示すように、接着剤、はんだ、ろう材等の充填材170を溝穴121に充填させることにより、ケース壁120の強度低下を防止することが可能になる。
In addition, since the
また、この溝穴121を構成するケース壁120をステータコア150側に膨出させる際に、図8(A)に示すような、楔形充填材180を用いることにより、かしめ(膨出)作業と充填作業とを同時に行なうことができ(図8(B)参照)、作業の効率化を図ることが可能となる。
Further, when the
(実施の形態4)
次に、図9〜図12を参照して、実施の形態4におけるステータコアの固定構造について説明する。なお、図9は、実施の形態1におけるステータコアの固定構造に、縦型ステータコア250を適用した場合を示し、図10〜図12は、実施の形態3の図5、図7および図8に示すステータコアの固定構造に、縦型ステータコア250を適用した場合を示している。
(Embodiment 4)
Next, a stator core fixing structure according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 9 shows a case where the
(ステータコア250の固定構造)
上述の実施の形態1〜3において用いたステータコア150は、環状の電磁鋼板を積層した構成であるのに対して、本実施の形態においては、電動機のロータ140に対して、所定幅の帯状部材からなる電磁鋼板を円筒状に巻き付けた、いわゆる縦型のステータコア250を採用した場合を示している。
(Fixed structure of stator core 250)
The
(作用・効果)
本実施の形態におけるステータコア250の固定構造によれば、上記各実施の形態と同様の作用効果が得られる。さらに、縦型ステータコア250を採用することにより、回転軸方向に沿った挟み込み構造を適用した場合であっても、ステータコア250の軸方向の変位量を小さくすることができるため、ステータコア250を強固にかつ高精度に挟持することが可能となる。
(Action / Effect)
According to the fixing structure of
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるのではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、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が含まれる。 In addition, the said embodiment disclosed this time is an illustration in all the points, Comprising: It does not become the basis of limited interpretation. Therefore, the technical scope of the present invention is not interpreted only by the above-described embodiments, but is defined based on the description of the claims. Further, all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims are included.
1 電動機、100 ケース、100A 外装ケース、100B 蓋部材、110 かしめ部、111 受部領域、121 溝穴、120 ケース壁、140 ロータ、150,250 ステータコア、151,251 凹部領域、170 充填材、180 楔型充填材、300 ベアリング。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記ステータコアを、前記ケース内に固定するため、前記ステータコアの一端面側の外周縁部領域をその一端面側から支持するため、前記ケースの内側に設けられる受部領域と、
前記ケースに設けられ、前記ステータコアの他方端面側の外周縁部領域側に向けて塑性変形させることにより係合させ、前記ステータコアを前記受部領域との間において挟み込むようにして、前記ステータコアを前記ケース内に固定するための塑性変形領域と、
を備え、
前記塑性変形領域が係合する前記ステータコアの他方端面側の外周縁部領域には、凹部領域が設けられ、
前記塑性変形領域は、前記凹部領域に係合し、
前記塑性変形領域は、前記ケースに設けられる溝穴を含み、前記溝穴を構成する前記ケース壁を、前記凹部領域側に膨出させ、
塑性変形後の前記溝穴が、充填材によって満たされている、
ステータコアの固定構造。 A stator core fixing structure for fixing a stator core accommodated in a case to the case,
In order to fix the stator core in the case, in order to support the outer peripheral edge region on one end surface side of the stator core from the one end surface side, a receiving region provided on the inner side of the case;
The stator core is provided in the case, and is engaged by plastic deformation toward the outer peripheral edge region side of the other end surface side of the stator core so that the stator core is sandwiched between the receiving region and the stator core. A plastic deformation region for fixing in the case;
Equipped with a,
In the outer peripheral edge region on the other end surface side of the stator core with which the plastic deformation region engages, a recessed region is provided,
The plastic deformation region engages the recess region;
The plastic deformation region includes a slot provided in the case, and the case wall constituting the slot is bulged toward the concave region side,
The slot after plastic deformation is filled with a filler,
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