JP4477892B2

JP4477892B2 - 固定子コア及び固定子

Info

Publication number: JP4477892B2
Application number: JP2004035282A
Authority: JP
Inventors: 政之西岡
Original assignee: 日本電産シバウラ株式会社
Priority date: 2004-02-12
Filing date: 2004-02-12
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2024-02-12
Also published as: JP2005229704A

Description

本発明は、ブラシレスＤＣモータなどのモータの固定子コア、固定子及びその製造方法に関するものである。

モータの固定子は、一般的なリング状の固定子コアから製造する方法と、直線状の固定子コア（これを通称、「ストレートコア」と呼んでいる）を円弧状またはリング状に折り曲げて製造する方法がある。

固定子コアの製造方法としては、図５に示すようにバックヨーク１０２とティース１０４とより構成されるストレートコア１００について、図６に示すように隣接するティース１０４の間にあるＶ字状の切込部１０８の外周部にある連結部１０６を支点にしてバックヨーク１０２をリング状に折り曲げ、固定子コアが構成される方法が提案されている（特許文献１）。
特開平１０−１３６５８９号公報

上記構成のストレートコア１００においては、次のような問題点がある。

第１の問題点は、図５に示すように複数のティース１０４を有したバックヨーク１０２を一度に製造する必要があるため、金型が大きくなると共に、フープ材の幅もＬとなって大きくなり、設備が大型化するということである。

第２の問題点は、バックヨーク１０２におけるＶ字状の切込部１０８がある連結部１０６を抜くため、金型の強度が弱く欠け易く、硬度の高い低鉄損の材料が抜きにくいので、その製造が難しいということである。

第３の問題点は、連結部１０６にはＶ字状の切込部１０８があるため、曲げ支点となる部分だけ磁路が少なくなるということである。

第４の問題点は、上記構成のストレートコアをリング状に折り曲げて固定子を製造した場合でも、曲げ加工による残留応力が残り、リング状の固定子の真円度が崩れ、また、曲げて歪ませるため鉄損が増大するということである。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、製造を行い易く、磁路を確保し、固定子を形成した場合でも真円度を確保し、鉄損の低減を図ることができる固定子コア、固定子及びその製造方法を提供する。

請求項１に係る発明は、ストレートコアをリング状に折り曲げて構成されるモータの固定子の製造方法において、円弧状の分割バックヨークと、この分割バックヨークから突出したティースとからなる鋼板を積層してなる分割コアを複数製造する工程と、前記複数の分割コアの中で隣接する分割コアの分割バックヨークの外周部同士を熱可塑性樹脂よりなる連結部材で２個の前記分割バックヨークの隣接部の外周部に対して空隙を設けるように互いに連結してストレートコアを製造する工程と、前記ストレートコアの各ティースに固定子巻線を巻回する工程と、前記ストレートコアを前記分割コアの連結部材の部分で折り曲げてリング状に形成する工程と、前記各連結部材を前記各分割バックヨークの外周部に空隙を無くすように押さえて溶着する工程と、を有することを特徴とする固定子の製造方法である。

請求項２に係る発明は、前記モータが、ブラシレスＤＣモータであることを特徴とする請求項１記載の固定子の製造方法である。

請求項３に係る発明は、前記モータが、モールドモータであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の固定子の製造方法である。

請求項１に係る発明について説明する。

まず、鋼板を積層することによって分割コアを複数製造する。この場合に、従来のように複数のティースを一度に積層する構造でなく、分割コアをそれぞれ製造するため、金型を小型化することができ製造を行い易い。

次に、複数の分割コアの中で隣接する分割バックヨークの外周部同士を連結部材で互いに連結してストレートコアを製造する。これによって、従来のように細い連結部を打ち抜くようなことがなく、連結部材で互いの分割コアを連結するため、その製造を行い易い。

次に、ストレートコアの各ティースに固定子巻線を巻回する。ストレートコアの各ティースに固定子巻線を巻回するため、その巻線作業が行い易い。

次に、ストレートコアを分割コアの連結部材で折り曲げてリング状に形成する。この場合に、連結部材で折り曲げるため、曲げ加工を行った後でも、残留応力が残ることがなく、真円度を確保することができる。また、折り曲げる部分は連結部材であるため鉄損が増大することがない。

次に、熱可塑性樹脂よりなる各連結部材を各分割バックヨークの外周部に溶着する。このように分割バックヨークの外周部に各連結部材を溶着するため、より真円度を確保することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態の固定子１０について、図１から図４に基づいて説明する。

本実施形態の固定子１０は、ブラシレスＤＣモータの固定子であって、このブラシレスＤＣモータはモールドモータである。また、固定子１０は、ストレートコア１２によって形成されている。

（１）固定子１０の構造
以下、この固定子１０の構造について、その製造方法と共に説明する。

（１−１）第１の工程
第１の工程においては、ストレートコア１２を構成する分割コア１４を製造する。分割コア１４は、円弧状の分割バックヨーク１６と、この分割バックヨーク１６の内周側の中央部から突出した略Ｔ字状のティース１８とから構成されている。

この分割コア１４を製造には、帯状の薄い鋼板（以下、フープ材という）を打ち抜いて形成された鋼板を複数枚積層して製造する。この場合に、各層の鋼板はかしめ部２０によってかしめられている。

このような分割コア１４を１２個製造する。

（１−２）第２工程
第２工程においては、プレモールドを行うため、１２個の分割コア１４を金型に図１に示すように一列に並べて収納し、熱可塑性樹脂によってプレモールドを行う。このプレモールドによって、隣接する分割コア１４の分割バックヨーク１６の端部同士を接続する連結部材２２と、ティース１８の表面に絶縁層２４を熱可塑性樹脂によって形成する。なお、連結部材２２は、分割バックヨーク１６の外周部に設けるものであり、図２に示すようにハの字型に形成されており、詳しくは、図３の拡大図に示すように、ハの字型の中央部分に凹部２６が形成されている。また、絶縁層２４は、ティース１８の固定子巻線２８を巻回する部分にのみ設ける。また、ストレートコア１２の端部にあたる分割コア１４の分割バックヨーク１６の端部においても連結部材２３を形成する。この場合に連結部材２３は、ハの字型ではなく、ハの字型の半分の部分のみを形成する。

これによって、ストレートコア１２が完成する。

（１−３）第３工程
上記のようにして製造されたストレートコア１２の１２個の各ティース１８にそれぞれ固定子巻線２８を巻回する。

（１−４）第４工程
上記のようにして固定子巻線２８が巻回されたストレートコア１２を、リング状に巻回して固定子コア３０を製造する。この曲げは、連結部材２２の凹部２６の位置で行うことにより、容易に曲げ加工を行うことができる。また、分割バックヨーク１６自身を曲げることによる歪みが起こらないため鉄損が発生しない。

また、ストレートコア１２の端部同士の接続は、溶接によって連結して、固定子コア３０を完成する。

この曲げの部分を拡大したのが、図３における拡大図である。

（１−５）第５工程
上記のようにしてリング状に形成した固定子コア３０において、熱可塑性樹脂よりなる連結部材２２を熱溶着して、分割バックヨーク１６の外周部に押さえて熱溶着を行う。これによって、各分割コア１４同士が完全に溶着される。

また、ストレートコア１２の両端部に位置するハの字型の半分の形状の連結部材２３同士もこの熱溶着により連結され、より確実にストレートコア１２の両端部同士を連結できる。

（１−６）第６工程
上記のようにして形成した固定子コア３０をモールド樹脂によってモールドし、固定子１０を製造する。以上により、固定子１０が製造できる。

（２）本実施形態の効果
上記のように製造した固定子１０であると次のような効果がある。

１２個の分割コア１４をそれぞれ個々に製造するため、打ち抜き工程における金型を大きくする必要がなく、小型化することができ、フープ材を小さくすることができ、材料の削減となる。すなわち、図２に示すように、分割コア１４の幅がＭ２であり、これを連結する構造であるためストレートコア１２の幅がＭ１となり小型化できる。また、鋼板による歪みを減少できる。さらに、金型をメンテナンスをし易く、打ち抜きにおけるプレス機のトン数の減少を行うことができる。

従来のように曲げ支点の連結部１０８がなく、隣接する分割バックヨーク１６の端部同士は全て接続されるため磁路の拡大となる。そのため、高グレードの電磁鋼板を用いることができる。

連結部材２２，２３によって隣接する分割コア１４同士を確実に連結できる。

固定子巻線２８は、従来と同様にストレートコア１２で巻回することができるため、巻線工程も簡単となる。

分割バックヨーク１６自身は曲げを行わないため、その歪みによる鉄損の低減を図ることができる。

連結部材２２の凹部２６で曲げを行うため、真円度を確実に確保できる。

（第２の実施形態）
上記実施形態では連結部材２２，２３及び絶縁層２４を熱可塑性樹脂によるプレモールドによって形成したが、これに代えて本実施形態ではスプールによって形成するものである。

スプールとは、予め熱可塑性樹脂によって絶縁層の形状と連結部材の形状に合わせた外皮を形成し、この外皮の中に１２個の分割コア１４を収納してストレートコア１２を製造する。

このスプールを用いたストレートコア１２であっても、上記と同様に製造を容易に行うことができる。

本発明は、ブラシレスＤＣモータ、特にブラシレスＤＣモータにおけるモールドモータに好適である。

ストレートコアの平面図である。図１におけるＡ部の拡大図である。固定子コアの平面図と、その一部拡大図である。連結部材を熱溶着した状態の固定子コアの平面図とその拡大図である。従来のストレートコアの平面図である。図５におけるＢ部の拡大図である。

１０固定子
１２ストレートコア
１４分割コア
１６分割バックヨーク
１８ティース
２０かしめ部
２２連結部材
２３連結部材
２４絶縁層
２６凹部
２８固定子巻線
３０固定子コア

Claims

ストレートコアをリング状に折り曲げて構成されるモータの固定子の製造方法において、
円弧状の分割バックヨークと、この分割バックヨークから突出したティースとからなる鋼板を積層してなる分割コアを複数製造する工程と、
前記複数の分割コアの中で隣接する分割コアの分割バックヨークの外周部同士を熱可塑性樹脂よりなる連結部材で２個の前記分割バックヨークの隣接部の外周部に対して空隙を設けるように互いに連結してストレートコアを製造する工程と、
前記ストレートコアの各ティースに固定子巻線を巻回する工程と、
前記ストレートコアを前記分割コアの連結部材の部分で折り曲げてリング状に形成する工程と、
前記各連結部材を前記各分割バックヨークの外周部に空隙を無くすように押さえて溶着する工程と、
を有する
ことを特徴とする固定子の製造方法。
前記モータが、ブラシレスＤＣモータである
ことを特徴とする請求項１記載の固定子の製造方法。
前記モータが、モールドモータである
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の固定子の製造方法。