JP6003587B2 - Electric motor - Google Patents
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本発明は、電動機に関する。 The present invention relates to an electric motor.
電動機のステータを構成するステータコアは鍔部を設けた巻胴部を有しており、この巻胴部に絶縁用のインシュレータを介在させて巻線が巻回されるのが一般的である。ところで、従来の電動機には、ステータコアを磁性粉末を圧縮成形した圧粉鉄芯で形成し、また、インシュレータを樹脂の射出成形により巻胴部と一体となるように形成したものがある(例えば、特許文献1参照)。 A stator core constituting a stator of an electric motor has a winding drum portion provided with a flange portion, and the winding is generally wound around the winding drum portion with an insulating insulator interposed. By the way, in the conventional electric motor, there is one in which the stator core is formed of a compacted iron core formed by compression molding of magnetic powder, and the insulator is formed so as to be integrated with the winding drum portion by resin injection molding (for example, Patent Document 1).
この場合、インシュレータは巻胴部の外周から鍔部の内側面まで覆うように配置されるため、インシュレータ成形時に鍔部に樹脂の射出圧力が加わる。このため、射出圧力により鍔部が破損するのを防ぐため、射出圧力と同等以上の圧力で鍔部の外側面を金型で押圧するようになっている。 In this case, since the insulator is disposed so as to cover from the outer periphery of the winding body portion to the inner side surface of the flange portion, the injection pressure of the resin is applied to the flange portion during the molding of the insulator. For this reason, in order to prevent that a collar part is damaged by injection pressure, the outer surface of a collar part is pressed with a metal mold | die with the pressure more than equivalent to an injection pressure.
しかしながら、樹脂が射出される前に金型で鍔部の外面を押圧すると、金型から磁極面に加わる力によって、鍔部が破損してしまう虞がある。 However, if the outer surface of the collar is pressed with a mold before the resin is injected, the collar may be damaged by the force applied to the magnetic pole surface from the mold.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、射出成形時にステータコアの破損を抑制できる電動機を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of this point, and it aims at providing the electric motor which can suppress the failure | damage of a stator core at the time of injection molding.
請求項1に記載の発明は、外郭がモールド樹脂でモールド成形された環状のステータと、前記ステータの磁極面に対向配置されて回転するロータとを備え、前記ステータは、磁性粉末を圧縮成形して形成され前記磁極面が設けられたステータコアと、前記ステータコアの巻胴部に絶縁用のインシュレータを介在させて巻回した巻線と、前記巻胴部に設けられ、前記磁極面の面積を広げるように突出する鍔部とを有し、前記ステータコアの前記鍔部の形成領域を除く前記磁極面上に、同磁極面から前記ロータに向かって突設した柱状部材が設けられたことを特徴とする電動機である。 The invention described in claim 1 includes an annular stator whose outer shell is molded with a mold resin, and a rotor that is disposed opposite to the magnetic pole surface of the stator and rotates, and the stator compresses magnetic powder. A stator core formed with the magnetic pole surface, a winding wound around the winding core portion of the stator core with an insulating insulator interposed therebetween, and provided on the winding drum portion to increase the area of the magnetic pole surface. And a columnar member projecting from the magnetic pole surface toward the rotor is provided on the magnetic pole surface excluding the formation region of the flange portion of the stator core. It is an electric motor.
請求項2に記載の発明は、前記柱状部材は、前記ステータコアに形成された固定部材に設けられたことを特徴とする請求項1に記載の電動機である。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、前記固定部材は、前記インシュレータと一体に形成されたことを特徴とする請求項2に記載の電動機である。 A third aspect of the present invention is the electric motor according to the second aspect, wherein the fixing member is formed integrally with the insulator.
請求項4に記載の発明は、前記固定部材は、前記インシュレータと別体に形成されるとともに、前記ステータに沿って環状に形成されたことを特徴とする請求項2に記載の電動機である。
The invention according to claim 4 is the electric motor according to
請求項5に記載の発明は、前記固定部材は、前記磁極面と非接触に配置されることを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項に記載の電動機である。
The invention according to
請求項6に記載の発明は、前記磁極面は、前記モールド樹脂で覆われることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の電動機である。
The invention according to
請求項7に記載の発明は、前記ステータコアは、複数の分割コアで構成されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の電動機である。 A seventh aspect of the present invention is the electric motor according to any one of the first to sixth aspects, wherein the stator core is composed of a plurality of divided cores.
請求項1に記載の発明によれば、ステータコアの磁極面上であって、前記磁極面の面積を広げるように突出する鍔部の形成領域を除く前記磁極面上に、同磁極面から前記ロータに向かって突設した柱状部材を設けたので、モールド成形用の金型から磁極面に加えられる力を緩和できるとともに、強度に乏しい鍔部に金型から力が加わるのを避けることができるので、ステータコアが破損するのを抑制できる。 According to the first aspect of the present invention, the rotor is formed on the magnetic pole surface of the stator core from the magnetic pole surface on the magnetic pole surface excluding the formation region of the flange portion protruding so as to increase the area of the magnetic pole surface. Since the columnar member projecting toward is provided, the force applied to the magnetic pole surface from the mold for molding can be relaxed, and it is possible to avoid the force from the mold being applied to the brim portion having poor strength. The stator core can be prevented from being damaged.
請求項2に記載の発明によれば、柱状部材が前記ステータコアに形成された固定部材に設けられるので、モールド樹脂の成形時に柱状部材が所定位置からズレてしまうのを防止できる。 According to the second aspect of the present invention, since the columnar member is provided on the fixing member formed on the stator core, it is possible to prevent the columnar member from being displaced from a predetermined position during molding resin molding.
請求項3に記載の発明によれば、固定部材がインシュレータと一体に形成されたので、磁極面の磁束を妨げることなく位置決め構造を簡素化できるとともに、部品点数の増加を抑えて組付工数を削減できる。 According to the third aspect of the present invention, since the fixing member is formed integrally with the insulator, the positioning structure can be simplified without disturbing the magnetic flux of the magnetic pole surface, and the increase in the number of parts can be suppressed. Can be reduced.
請求項4に記載の発明によれば、固定部材がインシュレータと別体に形成されたので、インシュレータの成形型枠構造を簡素化できる。また、固定部材がステータに沿って環状に形成されたので、ステータ全体で固定部材をより確実に位置決めできる。 According to the fourth aspect of the present invention, since the fixing member is formed separately from the insulator, the forming mold structure of the insulator can be simplified. Further, since the fixing member is formed in an annular shape along the stator, the fixing member can be positioned more reliably in the entire stator.
請求項5に記載の発明によれば、固定部材を磁極面と非接触に配置できるので、固定部材から磁極面および鍔部に力が加わるのを避けることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, since the fixing member can be arranged in non-contact with the magnetic pole surface, it is possible to avoid applying force from the fixing member to the magnetic pole surface and the flange portion.
請求項6に記載の発明によれば、磁極面をモールド樹脂で覆ったので、磁極面や鍔部の破損を抑制し易くできるとともに、破損した場合にも破損片が落下してローラに吸着されるのを防止できる。 According to the sixth aspect of the present invention, since the magnetic pole surface is covered with the mold resin, it is possible to easily suppress the damage to the magnetic pole surface and the flange portion, and even when the magnetic pole surface is damaged, the broken piece falls and is attracted to the roller. Can be prevented.
請求項7に記載の発明によれば、ステータコアを複数の分割コアで構成したことにより、各分割コアに柱状部材を設けることができ、金型からステータコアに加えられる力を、各分割コアに分散させて緩和できる。 According to the seventh aspect of the present invention, since the stator core is composed of a plurality of divided cores, a columnar member can be provided in each divided core, and the force applied to the stator core from the mold is distributed to each divided core. Can be relaxed.
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態について図面を参照して説明する。図1〜図3は、本発明が適用される電動機1を示し、特に、アキシャルギャップ型の電動機1を例にとって本実施形態を説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 3 show an electric motor 1 to which the present invention is applied. In particular, this embodiment will be described taking an axial gap type electric motor 1 as an example.
この電動機1は、図1、図3に示すように、2つのロータ2、2Aの間にステータ3が挟まる構成となっており、このステータ3は、複数の電磁石31を環状に配置して形成されている(図2参照)。このように環状に配置された複数の電磁石31は、後述するモールド樹脂6でモールド成形することにより外郭7が形成される(図6参照)。尚、図1〜図3は、モールド樹脂6を省略した状態で示してある。
As shown in FIGS. 1 and 3, the electric motor 1 has a structure in which a
図1、図2に示すように、2つのロータ2、2Aは、それぞれ鋼板で円板状に形成され、ステータ2の両面に設けた磁極面MFから僅かの隙間(ギャップ)を設けて対向配置される。各ロータ2、2Aの中心には1つの回転軸4が貫通して結合され、これらロータ2、2Aおよび回転軸4は一体となって回転するようになっている。尚、図2、図3には回転軸4を省略して示してある。また、各ロータ2、2Aの周縁部には、ステータ2の磁極面MFに対応する位置に、N極とS極が交互に配置されるようにして偶数の永久磁石21が周方向に等間隔に配置されている。この永久磁石21には、例えばボンド磁石が用いられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the two
図3に示すように、ステータ3は、ステータコア32と、このステータコア32の巻胴部32aに絶縁部材として非伝導性で、かつ、非磁性のインシュレータ33を介在させて巻回した巻線(銅線)34とで構成される。ステータコア32は、複数の分割コア32D(図4参照)で構成され、各分割コア32Dは環状に配置される。また、各分割コア32Dは、磁性粉末を圧縮成形した圧粉鉄芯によって形成される。
As shown in FIG. 3, the
分割コア32Dは、それぞれに巻胴部32aが設けられ、また、この巻胴部32aの回転軸4方向の両端部に一対の鍔部32bが形成され、巻胴部32aに巻回した巻線34が一対の鍔部32b間に収まるようになっている。
Each of the
そして、図3に示すように、各分割コア32Dの巻胴部32aにインシュレータ33を介在させて巻線34を巻回することにより電磁石31が形成される。この電磁石31は、巻胴部32aの回転軸4方向の両端面32a1、32a2が磁極面MFとなっている。また、鍔部32bは前記端面32a1、32a2(磁極面MF)を広げるように円周方向へ突出され、鍔部32bの回転軸4方向の両端面32b1、32b2によって磁極面MFの面積が拡大される。尚、インシュレータ33は、分割コア32Dの巻胴部32aと一体化するように射出成形してもよく、また、インシュレータ33を予め別体に形成して巻胴部32aに後付けするようにしてもよい。
And as shown in FIG. 3, the
このような構成になる電動機1のステータ3は、従来では図6(a)〜(f)に示す工程を経て製造される。即ち、まず、ステータコア32を構成する分割コア32Dを圧粉鉄芯で形成し(a)、次に、この分割コア32Dの巻胴部32aにインシュレータ33を取り付け(b)、更に、巻線34を巻回して電磁石31を形成する(c)。
Conventionally, the
次に、モールド成形する射出成形機の上下金型5、5A間に形成される空間に、複数の電磁石31を環状に配置した後、上下金型5、5Aを閉じて(型締め)電磁石31を固定し(d)、この固定した状態で側方(ステータ3の内周側および外周側)から金型5、5A間に形成される空間にモールド樹脂6を射出する(e)。
Next, after arranging a plurality of
(d)および(e)の工程では、モールド樹脂6の射出圧力に対して金型5、5Aが開かないように、金型5、5Aに型締め力P1が加えられる。そして、モールド樹脂6が硬化した後に電磁石31を金型5、5Aから脱型すると、硬化したモールド樹脂6が外郭7となるステータ3が形成される(f)。
In the steps (d) and (e), a clamping force P1 is applied to the
図6に示した製造方法では、型締めの際に金型5、5Aから分割コア32Dの磁極面MF全体に力が加わるため、(d)〜(f)の工程に示したように、分割コア32Dの鍔部32bの付け根部に亀裂Cが入り易くなってしまう。
In the manufacturing method shown in FIG. 6, since force is applied to the entire magnetic pole surface MF of the
このため、本実施形態では、図7、図8に示すように、分割コア32D(ステータコア32)の磁極面MF上に、磁極面MFからロータ2に向かって突設した柱状の部材である緩和部10が設けられている。この緩和部10はモールド成形用の金型5、5Aから分割コア32Dの磁極面MFに加えられる力を緩和する。即ち、図8に示すように、緩和部10は、巻胴部32aの端面32a1、32a2上(鍔部32bの形成領域A(端面32b1、32b2)を除く磁極面MF上)に、固定部材11によって端面32a1、32a2上に固定されるようになっている。この端面32a1、32a2が強度の高い部分となる。
For this reason, in this embodiment, as shown in FIGS. 7 and 8, relaxation is a columnar member projecting from the magnetic pole surface MF toward the
固定部材11は、巻胴部32aに取り付けたインシュレータ33の両端33aから磁極面MFの一部を覆うようにして一体成形されることにより、インシュレータ33と同じ絶縁材料で形成されている。そして、緩和部10は、固定部材11の磁極面MFとは反対側となる外側面11aに、所定の高さhを有する角柱状の部材を一体成形により突設している。従って、緩和部10もインシュレータ33と同じ絶縁材料で形成されることになる。尚、緩和部10は、角柱状に突出するが、その形状はそれに限定される必要は無く、少なくとも磁極面MFからロータ2に向かって突設した柱状であれば良い。また、緩和部10は、端面32a1、32a2の略中央部に配置されることが好ましい。
The fixing
緩和部10を設けた本実施形態のステータ3は、図9(a)〜(f)に示す工程を経て製造される。まず、図6(a)と同様に、ステータコア32を構成する分割コア32Dを圧粉鉄芯で形成する(a)。次に、図6(b)と同様に、分割コア32Dの巻胴部32aにインシュレータ33を取り付けるのであるが、このインシュレータ33の取り付けと同時に、インシュレータ33と一体となった固定部材11および緩和部10が設置される(b)。そして、図6(c)と同様に、巻胴部32aにインシュレータ33を介在させて巻線34を巻回し、緩和部10を設けた電磁石31を形成する(c)。
The
次に、図6(d)と同様に、複数の電磁石31を環状に配置して、モールド成形する射出成形機の上下金型5、5A間に固定する(d)。この固定状態では、金型5、5Aは、固定部材11から突出した緩和部10に当接して、金型5、5Aと磁極面MFとの間、および金型5、5Aと固定部材11の外側面11aとの間に隙間δ1、δ2が形成されている。
Next, similarly to FIG. 6D, a plurality of
次に、図6(e)と同様に、ステータ3の内周側および外周側から金型5、5A間にモールド樹脂6を射出する(e)。射出されたモールド樹脂6は、巻線34を埋めると同時に隙間δ1、δ2に侵入し、金型5、5Aと磁極面MFとの間、および金型5、5Aと固定部材11の外側面11aとの間を埋める。勿論、(d)および(e)の工程では、金型5、5Aに射出圧力に対抗する型締め力P1が加えられている。
Next, as in FIG. 6E, the
そして、図6(f)と同様に、モールド樹脂6が硬化した後にステータ3を金型5、5Aから脱型する(f)。脱型したステータ3は、硬化したモールド樹脂6が外郭7となるが、隙間δ1、δ2に侵入したモールド樹脂6で磁極面MFが覆われた状態となっている。このとき、磁極面MFを覆ったモールド樹脂6に、固定部材11および緩和部10が埋設された状態となる。
Then, similarly to FIG. 6 (f), after the
以上説明した第1の実施形態の電動機1によれば、緩和部10を磁極面MF上に配置してあるので、電磁石31を射出成形機の上下金型5、5A間に配置して型締め力P1が加えられた際に、分割コア32Dの磁極面MFに加えられる力を緩和部10に集中的に入力させることができる。緩和部10は、分割コア32D(ステータコア32)の鍔部32bの形成領域Aを除く磁極面MF上、つまり、大きな強度を備えた端面32a1、32a2上に設けられている。従って、強度に乏しい鍔部32bに力が加わるのを緩和でき、鍔部32bが破損するのを抑制できる。
According to the electric motor 1 of the first embodiment described above, since the
また、緩和部10は、インシュレータ33から一体に延設した固定部材11によって分割コア32D側に固定されているので、金型5、5Aに型締め力P1が加えられた際、およびモールド樹脂6の射出圧力が作用した際に、緩和部10が位置ズレしてしまうのを防止できる。このとき、固定部材11がインシュレータ33と一体に形成されているので、磁極面MFの磁束を妨げることなく固定構造を簡素化できるとともに、部品点数の増加を抑えて組付工数を削減できる。
Moreover, since the
更に、ステータ3がモールド成形された際に、磁極面MFがモールド樹脂6で覆われるので、ステータ3に外力が加わった場合でもモータ組立時等に 磁極面MFや鍔部32bが破損するのをより効果的に抑制できる。また、万が一、磁極面MFや鍔部32bが破損した場合にも、ステータ3からの破損片の脱落を、磁極面MFを覆ったモールド樹脂6で阻止できるため、その破損片がローラ2、2Aの永久磁石21に吸着されたりするのを防止できる。
Furthermore, when the
更にまた、緩和部10を複数の分割コア32D毎に設けたことにより、金型5、5Aからステータコア32に加えられる力を、各分割コア32Dに分散させて緩和できる。
Furthermore, by providing the
(第2の実施形態)
図10から図12は、本発明の第2の実施形態を示し、第1の実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとする。本実施形態が第1の実施形態と異なる点は、固定部材11Aを、インシュレータ33と別体に形成するとともに、ステータ3に沿って環状に形成したことにある。
(Second Embodiment)
10 to 12 show a second embodiment of the present invention, in which the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. This embodiment is different from the first embodiment in that the fixing
図10に示すように、固定部材11Aは、磁極面MFの径方向寸法Lよりも小さい幅Bをもって環状に形成される。そして、図12にも示すように、緩和部10は、その固定部材11Aの外側面11Aaから一体成形により所定の高さh′をもって角柱状に突設される。勿論、この場合にあっても、緩和部10は角柱状に限定される必要は無い。
As shown in FIG. 10, the fixing
また、固定部材11Aは、インシュレータ33と別体に形成されているが、インシュレータ33と同じ絶縁材料で形成してあり、これによって緩和部10もインシュレータ33と同じ絶縁材料で形成されることになる。尚、固定部材11Aは絶縁材料で形成されておればよく、必ずしもインシュレータ33と同じ材料で形成する必要は無い。
The fixing
そして、固定部材11Aは、図11に示すように、磁極面MFに接触するようにして配置される。このとき、固定部材11Aの緩和部10の周方向両側方に形成した一対の位置決め孔11Abを、インシュレータ33の磁極面MFを挟んだ両端33aから一体に突設した一対の位置決め突起33Pに嵌合してある。これにより、固定部材11Aを分割コア32Dに位置決めして固定できるようになっている。また、本実施形態にあっても、緩和部10は、端面32a1、32a2上に固定されるようになっている。
Then, the fixing
以上説明した第2の実施形態の電動機1によれば、緩和部10が端面32a1、32a2上に配置されているので、第1の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、本実施形態によれば、固定部材11Aがインシュレータ33と別体に形成されたので、インシュレータ33の構造を簡素化することができる。更に、固定部材11Aがステータ3に沿って環状に形成されたので、固定部材11Aは緩和部10を端面32a1、32a2上に固定すると共に、分割コア32Dを環状に連結することができる。
According to the electric motor 1 of 2nd Embodiment demonstrated above, since the
図13は、第2の実施形態の変形例を示し、固定部材11Aの両面、つまり、外側面11Aaと、磁極面MFの対向側となる内側面11Abとの両面にそれぞれ緩和部10を設けてある。本変形例にあっても、固定部材11Aは絶縁材料で形成されるとともに、両面の緩和部10は固定部材11Aと一体成形により形成されている。
FIG. 13 shows a modification of the second embodiment, in which the
従って、本変形例によれば、固定部材11Aを磁極面MFと非接触に配置できるので、固定部材11Aから磁極面MF(特に鍔部32b)に力がかかるのを避けることができる。尚、本変形例では固定部材11Aの両面に緩和部10を設けた場合を述べたが、緩和部10は、少なくとも内側面11Abに設けられておればよい。また、本変形例の緩和部10を、固定部材11Aの少なくとも内側面11Abに設ける構成は、第1の実施形態の固定部材11にも適用できる。
Therefore, according to the present modification, the fixing
ところで、以上述べた各実施形態では、アキシャルギャップ型の電動機1に例をとって説明したが、これに限ることなく、例えば、ロータとステータとの間のギャップが径方向となるラジアルギャップ型の電動機にあっても本発明を適用することができる。また、緩和部10は、固定部材11、11Aと一体成形した場合を述べたが、緩和部10を固定部材11、11Aと別体に形成し、その別体の緩和部10を接着等により固定部材11、11Aに一体に設けることもできる。
By the way, in each of the embodiments described above, the axial gap type electric motor 1 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and for example, a radial gap type electric motor in which the gap between the rotor and the stator is in the radial direction. The present invention can also be applied to an electric motor. Moreover, although the
1 電動機
2、2A ロータ
3 ステータ
32 ステータコア
32a 巻胴部
32b 鍔部
32D 分割コア
33 インシュレータ
34 巻線
5、5A 金型
6 モールド樹脂
7 外郭
10 緩和部
11、11A 固定部材
11Ab 内側面(磁極面の対向側)
MF 磁極面
A 鍔部の形成領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
MF magnetic pole surface A ridge formation area
Claims (7)
前記ステータは、磁性粉末を圧縮成形して形成され前記磁極面が設けられたステータコアと、前記ステータコアの巻胴部に絶縁用のインシュレータを介在させて巻回した巻線と、 前記巻胴部に設けられ、前記磁極面の面積を広げるように突出する鍔部とを有し、
前記ステータコアの前記鍔部の形成領域を除く前記磁極面上に、同磁極面から前記ロータに向かって突設した柱状部材が設けられたことを特徴とする電動機。 An outer stator whose outer shell is molded with a mold resin, and a rotor that is disposed opposite to the magnetic pole surface of the stator and rotates,
The stator includes a stator core formed by compression molding magnetic powder and provided with the magnetic pole surface, a winding wound around a winding drum portion of the stator core with an insulating insulator interposed therebetween, and Provided, and has a flange that protrudes to increase the area of the magnetic pole surface,
An electric motor comprising a columnar member projecting from the magnetic pole surface toward the rotor on the magnetic pole surface excluding a region where the flange portion of the stator core is formed.
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