JP5674284B2

JP5674284B2 - 電動機のステータ製造方法

Info

Publication number: JP5674284B2
Application number: JP2009099801A
Authority: JP
Inventors: 幹夫竹内
Original assignee: Oriental Motor Co Ltd
Current assignee: Oriental Motor Co Ltd
Priority date: 2009-04-16
Filing date: 2009-04-16
Publication date: 2015-02-25
Anticipated expiration: 2029-04-16
Also published as: JP2010252541A

Description

本発明は、コイル巻線の巻線作業およびステータの縮径作業が容易で、かつ、これらの施工が簡単で安価である電動機のステータ製造方法に関する。

ブラシレスＤＣモータなどの電動機は、モータケース内にステータと、ロータが配設されている。ステータは、環状のステータコアと、巻線とで構成されており、ステータコアは、磁性鋼板を打ち抜き、その鋼板を複数枚積層して構成されている。ステータコアには、環状のバックヨークの内周側に円周方向に一定間隔で中心方向に突出した複数のティースが設けられている。このステータコアには、ステータカバーが組み付けられ、このステータカバーを介してティース部分に、巻線がそれぞれ巻装されている。

前記ティース部分には、ティース部分相互間の間隙からスロット内に挿入される巻線ノズルによって、巻線が施されている。このため、限られた間隙からスロット内に巻線ノズルを挿入して巻線作業を行なうため、巻線作業が煩雑であり、スロットの大きさによって巻線の巻量が制限されることになっていた。

特開平１１−２６２２０１号公報

そこで、ティース部分に、巻線を施す際に、コイルの巻き量を増大させるために、ティース間の間隙を大きくして、巻線ノズルの操作を容易にしてコイルの巻き量を増大させるようにした先行技術が知られている（特許文献１参照）。この先行技術は、バックヨークの周方向に所定間隔で、かつ径方向に沿って直線状に切設された３本のスリットによって形成された２本の短冊部材を形成し、バックヨークを伸縮させるようにしたものである。
しかしながら、この先行技術に記載された技術は、短冊部材が薄肉で繋がっているだけなので、ティース部分が開くと、短冊部材の角部が外周面から外側に張り出し、縮径作業等が困難となる不具合がある。

本発明は、上記課題を解決し、コイル巻線の巻線作業およびステータの縮径作業が容易で、かつ、これらの施工が簡単で安価である電動機のステータ製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、環状のバックヨーク部分の内周面に円周方向に一定間隔で複数のティースを中心方向に向けて延出して形成したステータコアを、前記ティースごとに、これらティース相互間の前記バックヨーク部分の中間位置で分割し、
これら多分割された各分割コアに、少なくとも前記バックヨーク部分の内周面および前記ティースの周面を覆う部分を有するステータカバーの前記ティース部分を繋ぐ環状部を円周方向に伸縮可能に形成した一対の環状のステータカバーを組付けるとともに、ステータカバーで覆われた前記ティース部分に巻線を施すに際し、
前記環状のステータカバーの伸縮部を円周方向に広げ、前記ティース間の開口部を拡開して、
ノズルを前記ティース間の開口部に通し、前記ティース部に巻線を施した後に、前記ステータカバーを縮径させて前記分割コアを一体化してステータコアを形成することにある。
また、本発明は、巻線を施すティース周辺のステータカバーを押し潰して扁平状態にし、ティースに対しノズルが直線的な軌跡を描くように巻線を施した後に、前記ステータカバーを縮径させて前記分割コアを一体化してステータコアを形成することにある。

本発明によれば、隣り合うティース間の間隙を拡開させて巻線を施すことができることから、ノズルの操作が容易で、巻線作業を効率よく行なうことができる。また、ステータカバーを半径方向に縮小させることにより各分割コアを縮径させることができるので、ステータコアの縮径作業を容易に行なうことができる。また、ステータカバーの伸縮部を半径方向に縮小することによりステータカバーを縮径させて各分割コアを一体化させるので、ステータコアの縮径作業を容易に行うことができる。
さらに、巻線ノズルの軌跡をより単純にすることができるので、巻線作業を容易にすることができる。また、コイル巻線の整列性を高めることができるので、巻線の占積率を高めることができる。

本発明の実施の形態による電動機のステータ構造を示す概念図である。図１のステータに用いる分割コアを示す概念図である。図１のステータに用いるステータカバーを示す概念図である。図３Ａのステータカバーの部分拡大図である。図３Ｂのステータカバーの一部を拡大して示す斜視図である。図１のステータに用いる分割コアを示す概念図である。ステータカバーを示す斜視図である。ステータカバーの伸縮部を拡大させた状態を示す部分拡大斜視図である。ステータカバーを扁平にした状態を示す概念図である。ティースにコイル巻線を巻装する方法を示し、（ａ）は環状にしたステータにコイル巻線を施す方法を示す概念図、（ｂ）はステータカバーを扁平にしてコイル巻線を巻装する方法を示す概念図である。

以下、図示の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、電動機のステータを示したもので、このステータ１は、図２に示すように環状に並べられた分割コア２からなるステータコア３に、図３に示すようなステータカバー１０を組み付けて一体に構成し、中心部に配置される図示しないロータに向けて放射状に延出したティース部４にコイル巻線５を巻装して構成されている。このステータカバー１０には、ナイロン系等の伸縮しやすい、やわらかい材質の素材が用いられている。

前記分割コア２は、珪素鋼板を打ち抜いて形成されたコアシートを多数積層して形成された前記ステータコア３（図２参照）を円周方向に一定間隔で分割して、図４に示すように略Ｔ字状に形成したものである。ステータコア３は、図２に示すように環状のバックヨーク３ａの内周側に円周方向に一定間隔で中心方向に向けて複数のティース３ｂ（図視例では、１２個）が延出されて構成されている。
これらステータコア３は、ティース３ｂ相互間に一定の間隙が形成されて、前記コイル巻線５を挿通するスロット３ｃが形成されており、ティース３ｂ先端部相互間に、開口部３ｄが形成されている。
分割コア２は、図４に示すように、１個のティース３ｂと多分割されたバックヨーク３ａの一部とで構成され、ステータカバー１０に組付けることにより、一体に構成されている。

前記ステータカバー１０は、図３Ａ，図３Ｂ，図３Ｃおよび図５に示すように、上下一対で構成され、少なくとも前記分割コア２の内周面およびティース３の周面を覆うように環状のバックヨーク部分１０ａと放射状に中心方向に延出した横断面Ｕ字状のティース部分１０ｂとで構成されており、環状のバックヨーク部分１０ａのティース部分１０ｂ相互間でスロット部１０ｃが形成されている。また、ティース３ｂ先端部相互間に形成される巻線ノズルを通す開口部１０ｄの幅を拡開可能に構成するためのＷ字形状の伸縮可能な伸縮部１０ｅがティース部分１０ｂの基端部相互間の環状部１０ｆに上下方向に一定幅で円周方向に一定間隔で形成されている。前記伸縮部１０ｅ相互間の環状部１０ｆには、伸縮部１０ｅを繋ぐ円周方向に延びる平板状のプレート１０ｇと半径方向に延びる補強用のリブ１０ｈが設けられている。前記ステータカバー１０の前記伸縮部１０ｅが設けられていない部分には開口部１０ｉが形成されている。この開口部１０ｉには、必要に応じて絶縁フィルム１１が配置されて絶縁を確保している。

図６は前記ステータカバー１０を分割コア２に組み付けた状態を示したもので、ステータカバー１０は上部側のみを示している。ステータカバー１０のＵ字状のティース部分１０ｂに分割コア２のティース３ｂを組付け、前記ステータカバー１０の前記伸縮部１０ｅを広げることで、開口部１０ｄを広げるとともに、ティース部分１０ｂ相互間のスロット部１０ｃを広げ、巻線機のノズルを通してティース部分１０ｂにコイル巻線５を巻回するものである。そして、前記伸縮部１０ｅを縮小することにより分割コア２相互間が接触し、磁気回路を構成する。
分割コア２相互間は互いに溶接等により固着して一体化を図り、ステータコア３を構成するものである。

次に、上記ステータ１の組付け手順を説明すると、図２に示すような、分割コア２を、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃに示すようなステータカバー１０に順次組付ける。組み付けに際しては、下部側のステータカバー１０のティース部分１０ｂに分割コア２のティース３ｂを順次挿入し、ティース部分１０ｂの数だけ分割コア２を配置する。そして、上部側のステータカバー１０を被せて、上下一対のステータカバー１０を、互いに組み合わせて、各分割コア２を保持する（図５参照）。上下一対のステータカバー１０の開口部１０ｉには、必要に応じて絶縁フィルム１１を配置して絶縁を確保する。そして、伸縮部１０ｅを広げてスロット部１０ｃを広げ、開口部１０ｄを通して、巻線機のノズルをスロット部１０ｃに通し、ステータカバー１０のティース部分１０ｂにコイル巻線５を巻いていく。

そして、コイル巻線５を巻き終わったら冶具を用いてステータカバー１０を縮径させると、ステータカバー１０の伸縮部１０ｅが縮小されて縮径し、分割コア２のバックヨーク３ａが互いに密着し、磁気回路を構成する。こうして、分割コア２のバックヨーク３ａ相互間を溶接により互いに接合し、一体化を図る。これによって、中心部に向けて放射状に延出したティース部４にコイル巻線５を巻装したステータ１が組み立てられる。上下一対のステータカバー１０の伸縮部１０ｅは開口部１０ｉが設けられているので、容易に収縮して縮径するので、縮径作業を容易に行うことができる。

上記構成によると、分割コア２を、ステータカバー１０に順次組付けてからステータカバー１０を縮径させることにより分割コア２相互が密着し、ステータコア３が組み立てられるので、縮径作業が容易で、簡単にステータコア３を組み立てることができる。また、コイル巻線５を巻装する際にはステータカバー１０のスロット部１０ｃを広げて巻線作業を行うことができるので、開口部の狭いものでも巻線作業が容易であり、かつノズルスペースにもコイル巻線５を施すことができる。ステータカバー１０によって分割コア２を組み立てることができるので、カバー部品を削減し、部品コストの削減を図ることができる。分割コア２を用いているためステータカバー１０の縮径が容易で生産性の向上を図ることができる。分割コア２なので、コア形状が簡単になり金型費を安くすることができる。

なお、図７は、コイル巻線５を巻装するに際しての方法で、ステータカバー１０の素材の特性を利用してステータカバー１０を押し潰すと、分割コア２自体は、接続されていないので、ステータカバー１０が扁平状態となる。こうして、巻線ノズル６をスロット部１０ｃに通すと、通常の軌跡、図８（ａ）の場合のように円弧の動きとは異なり、図８（ｂ）のように、ノズルが直線的な軌跡を描くように、所謂、ボックス状の軌跡となりコイル巻線５の整列性を高めることができ、占積率を高めることができる。

本発明は、上記実施の形態のみに限定されるものではなく、例えば、ステータカバー１０の伸縮部１０ｅの構造は、伸縮可能であれば折り畳み構造に限らず、蛇腹状あるいは薄肉状でもよく、種々の構造を採用することができる。など、その他、本発明の要旨を変更しない範囲内で適宜変更して実施し得ることは言うまでもない。

１電動機のステータ
２分割コア
３ステータコア
３ａバックヨーク
３ｂティース
３ｃスロット
３ｄ開口部
４ティース部
５コイル巻線
６巻線ノズル
１０ステータカバー
１０ａバックヨーク部分
１０ｂティース部分
１０ｃスロット部
１０ｄ開口部
１０ｅ伸縮部
１０ｆ環状部
１０ｇプレート
１０ｈリブ
１１絶縁フィルム

Claims

環状のバックヨーク部分の内周面に円周方向に一定間隔で複数のティースを中心方向に向けて延出して形成したステータコアを、前記ティースごとに、これらティース相互間の前記バックヨーク部分の中間位置で分割し、
これら多分割された各分割コアに、少なくとも前記バックヨーク部分の内周面および前記ティースの周面を覆う部分を有するステータカバーの前記ティース部分を繋ぐ環状部を円周方向に伸縮可能に形成した一対の環状のステータカバーを組付けるとともに、ステータカバーで覆われた前記ティース部分に巻線を施すに際し、
前記環状のステータカバーの伸縮部を円周方向に広げ、前記ティース間の開口部を拡開して、
ノズルを前記ティース間の開口部に通し、前記ティース部に巻線を施した後に、前記ステータカバーを縮径させて前記分割コアを一体化してステータコアを形成することを特徴とする電動機のステータ製造方法。
巻線を施すティース周辺のステータカバーを押し潰して扁平状態にし、ティースに対しノズルが直線的な軌跡を描くように巻線を施した後に、前記ステータカバーを縮径させて前記分割コアを一体化してステータコアを形成することを特徴とする請求項１に記載の電動機のステータ製造方法。