JP4652862B2 - 分割コア式モータのステータ組み付け方法および組み付け用治具 - Google Patents

Description

本発明は、複数個の分割コアを円筒状に連結することにより構成されたステータを備えた分割コア式モータに関し、特に、ステータを精度良く組みつけ可能な組み付け方法、およびその方法に用いるステータ組み付け用治具に関するものである。

ブラシレスモータやＡＣモータとして、複数の分割コアを円筒状に連結した構成のステータを備えた分割コア式モータが知られている。この分割コア式モータのステータの組立においては、コイルが巻き付けられている分割コアを円筒状に連結して、円筒状のステータを作り、これをモータフレームに挿入して固定している。

この組立方法では、個々の分割コアが位置ずれして、ステータ内径の真円度や、分割コア間の角度ピッチの精度を出しにくいという問題がある。例えば、図３に示すように、モータフレーム内周面１００に固定されている分割コア１０１（１）、１０１（２）、１０１（３）、１０１（４）・・・において、分割コア１０１（２）、１０１（３）に位置ずれが発生していると、これら分割コアによって構成されているステータ１０２の内径が真円１０３にならず、また、分割コア間のスロット開口幅も一定にならない。

このように分割コアが位置ずれした状態で連結されていると、モータのエアーギャップ（ステータとロータの隙間）を一定に出来ないので、モータのコギングトルクが大きくなる。この弊害は、小型モータでは各分割コアの位置精度を出しにくいので、特に顕著である。

そこで、本願人は先に、分割コアを精度良く連結してステータを構成することのできる分割コア式モータのステータ組み付け方法、および当該方法に用いるステータ組み付け用治具を提案している（平成１７年１月２５日出願、特願２００５−１６６８７号）。

本発明の課題は、かかる組み付け方法および治具を改良することにより、ステータをモータフレームに組み付ける作業の効率を更に高めることのできる分割コア式モータのステータ組み付け方法、および当該方法に用いるステータ組み付け用治具を提案することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は、複数の分割コアを円筒状に連結して構成されるステータの内周面に対応する外周面を備えた治具を用意し、磁力によって、前記治具の外周面に複数の分割コアを吸着保持して、当該外周面上において前記ステータを構成し、前記治具の前記外周面に吸着保持されているステータをモータフレームに挿入して当該モータフレームに接着固定し、前記治具を前記モータフレーム内から引き抜く分割コア式モータのステータ組み付け方法において、前記磁力による前記分割コアの保持力を、前記ステータを前記モータフレームへ接着固定する際に所定の接着固定力以上に設定しておき、前記治具を前記モータフレーム内から引き抜く工程において、前記治具のみを前記モータフレーム内から引き抜くことができるか否かに基づいて、前記ステータが前記モータフレームに前記所定の接着固定力以上で固定されているか否かを検査することを特徴とする。

ここで、前記治具の前記外周面に、前記ステータの内周面における隣接する分割コアの間に形成されているスロット開口にはめ込み可能な突起を等角度間隔に形成し、各突起の間に各分割コアを吸着保持するようにすればよい。

本発明の方法に用いるステータ組み付け用治具としては、分割コア保持用の前記外周面が形成されている分割コア保持部と、前記外周面に前記分割コアを吸着するための磁力を発生させるためのマグネットと、前記分割コア保持部の一端に連続している連結部と、前記外周面に形成されている前記突起とを備えた構成のものを採用することができる。

本発明では、治具の外周面に複数の分割コアを磁気吸引力を利用して取り付けることにより円筒状のステータを構成し、この状態のまま、ステータをモータフレーム内に挿入してその内周面に固定するようにしている。

治具の外周面に各分割コアを取り付けることにより、各分割コアの位置決め精度が向上するので、各分割コアの位置ずれを防止あるいは抑制できる。よって、ステータをモータフレームに高い精度で組み付けることができるので、本発明によるステータを用いれば、モータ性能のばらつきを少なくすることができる。

また、磁力を利用して分割コアを外周面に吸着保持するので、外周面の所定位置に各分割コアを位置決めするだけでよい。よって、治具の外周面に各分割コアを取り付ける作業が簡単になり、また、外周面に位置決めした分割コアがそこから外れないように、機械的な係合によって分割コアを外周面に保持するための機構も不要である。さらに、磁力による分割コア保持力を、規格等で定められている接着固定力以上に設定したので、治具のみをモータフレーム内から引き抜くことができるか否かに基づいて、ステータがモータフレームに確実に接着固定されているか否かを検査できる。この結果、検査工程を省くことができるので、作業の効率化を図ることができる。

以下に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、モータフレームに取り付けられた分割コア式のステータを示す説明図である。

この図に示すように、分割コア式のステータ１は円筒状のステータコア２を備え、モータフレーム３の円形内周面３ａに固定されている。ステータコア２は、各極毎に分割された同一形状の９個の分割コア４を円筒状に連結した構成となっている。各分割コア４は磁性材料から形成されており、円弧状のコア本体４ａと、このコア本体４ａの内周面からステータコア中心に向けて突出している突極部分４ｂとを備えた形状をしている。突極部分４ｂには、インシュレータ（図示せず）を介して、ステータコイル５が巻き付けられている。

ここで、分割コア４は、その突極部分４ｂの内周面４ｃが同一円上に位置するように円筒状に連結され、これによって、隣接する分割コア４の突極部分４ｂの間には、同一幅のスロット開口６が形成されている。

次に、図２（ａ）は、上記構成のステータ１をモータフレーム３に組み付けるために用いる治具を示す斜視図であり、図２（ｂ）は治具に分割コアを取り付けた状態を示す説明図である。本例のステータ組み付け用治具１０は、分割コア保持部１１と、この分割コア保持部１１の一端に連続している小径の連結部１２と、円柱状のマグネット１３とを有している。

分割コア保持部１１の外周面１１ａは分割コア保持用の円形外周面である。この円形外周面１１ａはステータ１の内径寸法に対応する外径寸法とされている。また、当該円形外周面１１ａには、治具中心軸線１０ａの方向に直線的に延びる複数本の突起１４が等角度間隔に形成されている。本例では９本の突起１４が形成されており、各突起１４の幅は分割コア間のスロット開口６と同一幅とされている。

分割コア保持部１１には、同軸状態で、その先端面１１ｂから所定深さマグネット装着用の円形凹部１５が形成されている。本例では、分割コア保持部１１の全長に相当する深さに形成されている。円形凹部１５には円柱状のマグネット１３が装着されている。マグネット１３としては、例えば、外周面の周方向に沿ってＮ極とＳ極が交互に並ぶように多極着磁されたものを用いることができる。

ここで、分割コア保持部１１は磁性材料から形成されている。したがって、分割コア保持部１１はマグネット１３によって磁化され、磁気を帯びている。本例では、マグネット１３の磁力を所望の値に設定することにより、円形外周面１１ａに取り付けた分割コア４が外れないように、吸着保持可能となっている。勿論、分割コア保持部１１を樹脂材料などから形成し、円形外周面１１ａから漏洩する磁力によって、円形外周面１１ａに分割コア４を吸着保持するようにしてもよい。

このように構成した治具１０を用いてステータ１をモータフレーム３に組み付ける作業は次のように行われる。コイル５が巻き付けられている９個の分割コア４を用意する。これらの分割コア４を、ステータ組み付け用治具１０の分割コア保持部１１に取り付ける。すなわち、その円形外周面１１ａに形成されている９箇所の突起１４の各間に、磁気吸引力を利用して分割コア４をそれぞれ取り付ける。

この結果、図２（ｂ）に示すように、精度良く分割コア４が円筒状に連結されたステータ１が構成される。次に、治具１０の円形外周面１１ａに磁力によって吸着保持されている状態のステータ１をモータフレーム３に挿入する。次に、ステータ１をモータフレーム内周面３ａに接着固定して、治具１０のみを引き抜く。

なお、図２（ｂ）においては、図示を分かり易くするために、スロット６の開口幅に対して突起１４を狭く描いてある。同様に、ステータ１の内径より治具１０の外径を小さく描いてある。

以上説明したように、本例のステータ組み付け用治具１０を用いると、その円形外周面１１ａの所定位置に各分割コア４をおけば、磁気吸引力によって各分割コア４がその位置に吸着保持される。したがって、極めて簡単な操作によって、各分割４が精度良く円筒状に連結された状態のステータ１が得られる。

また、この状態が保持されたまま、ステータ１がモータフレーム３に挿入されてその内周面３ａに固定される。よって、各分割コア４が位置ずれなく連結されたステータ１がモータフレーム３に組み込まれる。このため、モータのエアーギャップ寸法のばらつきを防止あるいは抑制でき、モータ性能のばらつきが少なくなる。

さらに、磁力を利用して分割コア４を吸着保持するので、当該磁力を調整することにより、分割コア４の保持力を所望の値に設定できる。保持力を調整することにより、例えば、ステータ１をモータフレーム３に接着固定した後に、そこから治具１０のみを引き抜く工程において、ステータ１がモータフレーム３に確実に固定されている否かを検査できる。すなわち、磁力による分割コア保持力を、規格等で定められている接着固定力以上に設定しておけば、ステータ１がモータフレーム３に確実に接着固定されているか否かを検査できる。この結果、検査工程を省くことができるので、作業の効率化を図ることができる。

本発明を適用したステータ組み付け用治具を用いて組み立てられたモータステータの一例を示す斜視図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明を適用したステータ組み付け用治具を示す斜視図、および治具によってステータを保持した状態の説明図である。 位置ずれした状態で組みつけられた分割コア式ステータを示す説明図である。

符号の説明

１ ステータ
２ ステータコア
３ モータフレーム
４ 分割コア
４ａ コア本体
４ｂ 突極部分
４ｃ 内周面
５ コイル
６ スロット開口
１０ ステータ組み付け用治具
１１ 分割コア保持部
１１ａ 円形外周面
１２ 連結部
１３ マグネット
１４ 突起

Claims (3)

1. 複数の分割コアを円筒状に連結して構成されるステータの内周面に対応する外周面を備えた治具を用意し、磁力によって、前記治具の外周面に複数の分割コアを吸着保持して、当該外周面上において前記ステータを構成し、前記治具の前記外周面に吸着保持されているステータをモータフレームに挿入して当該モータフレームに接着固定し、前記治具を前記モータフレーム内から引き抜く分割コア式モータのステータ組み付け方法において、
   前記磁力による前記分割コアの保持力を、前記ステータを前記モータフレームへ接着固
   定する際に所定の接着固定力以上に設定しておき、
   前記治具を前記モータフレーム内から引き抜く工程において、前記治具のみを前記モータフレーム内から引き抜くことができるか否かに基づいて、前記ステータが前記モータフレームに前記所定の接着固定力以上で固定されているか否かを検査することを特徴とする分割コア式モータのステータ組み付け方法。
2. 請求項１において、
   前記治具の前記外周面に、前記ステータの内周面における隣接する分割コアの間に形成されているスロット開口にはめ込み可能な突起を等角度間隔に形成し、
   各突起の間に各分割コアを吸着保持することを特徴とする分割コア式モータのステータ組み付け方法。
3. 請求項２に記載の方法に用いるステータ組み付け用治具であって、
   分割コア保持用の前記外周面が形成されている分割コア保持部と、
   前記外周面に前記分割コアを吸着するための磁力を発生させるためのマグネットと、
   前記分割コア保持部の一端に連続している連結部と、
   前記外周面に形成されている前記突起とを有していることを特徴とするステータ組み付け用治具。

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