JP7056220B2 - Stator and rotary electric machine - Google Patents
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本発明はステータ及び回転電機に関する。 The present invention relates to a stator and a rotary electric machine.
モータのステータとして、複数の分割コアを環状に整列させ、外側からヨークによりカバーした構成が知られている(例えば、特許文献1を参照)。 As a stator of a motor, a configuration in which a plurality of divided cores are arranged in an annular shape and covered with a yoke from the outside is known (see, for example, Patent Document 1).
上記のステータの製造方法としては、例えば、複数の分割コアを環状に並べた上で、治具により外側から内側に向けて仮圧入して整列させ、その後、有底筒状のヨークの内側に圧入することで製造する方法が知られている。 As a method for manufacturing the above-mentioned stator, for example, a plurality of divided cores are arranged in an annular shape, temporarily press-fitted from the outside to the inside with a jig to align them, and then inside a bottomed cylindrical yoke. A method of manufacturing by press-fitting is known.
ところで、分割コアから構成されたステータコアに対して、帯状のヨーク(帯状ヨーク)を巻き付け、帯状ヨークの両端部を接合することで、ステータコアに帯状ヨークを取り付けることがある。
こうした場合に、帯状ヨークの両端部を接合させる際に、帯状ヨークの接合部と、ステータコアとの位置関係によっては、接合部に掛かる力が不均一となって、帯状ヨークの接合状態がバランスを欠いたものとなることがある。
すなわち、帯状ヨークのステータコアに対する取り付け精度を向上させることが課題となっている。
By the way, a strip-shaped yoke (belt-shaped yoke) may be wound around a stator core composed of a split core, and both ends of the strip-shaped yoke may be joined to attach the strip-shaped yoke to the stator core.
In such a case, when joining both ends of the strip-shaped yoke, the force applied to the joint becomes non-uniform depending on the positional relationship between the joint of the strip-shaped yoke and the stator core, and the joining state of the strip-shaped yoke is balanced. It may be missing.
That is, it is an issue to improve the mounting accuracy of the strip-shaped yoke to the stator core.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、帯状ヨークのステータコアに対する取り付け精度を向上できるステータ及び回転電機を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a stator and a rotary electric machine capable of improving the mounting accuracy of a strip-shaped yoke to a stator core.
上記課題は、本発明に係るステータによれば、回転電機に備えられるステータであって、回転軸が挿通されるステータコアと、前記ステータコアの外周部に巻き付けられる帯状のヨークと、を有し、前記ヨークは、前記ステータコアに巻き付いた状態で周方向の両端部を接合する接合部を有し、前記接合部は、前記ステータコアの軸方向中央のステータコア中央部に重なる位置に配され、前記周方向の第1端部に設けられる凸部と前記周方向の前記第1端部とは異なる第2端部に設けられる凹部と、を有し、前記ヨークの軸方向の長さは、前記ステータコアの軸方向の長さよりも長く、前記凸部は、前記第1端部に接続される接続部と、該接続部の軸方向の幅よりも広い大きさに構成され、内部に孔部が形成された頭部と、を有し、前記凸部を前記凹部にかしめることで、前記ヨークの前記第1端部と前記第2端部が接合されることにより解決される。
このように、ヨークの接合部を、ステータコアのステータコア中央部に対向して配置することで、ヨークの接合部に均等に力を加えることができる。これにより、ヨークをステータコアに取り付ける際に、ヨークの両端部の接合状態を良好なものとすることができる。
そのため、上記のステータによれば、ヨークのステータコアに対する取り付け精度が良好となる。
また、こうすることで、ヨークのステータコアへの取り付けを周方向に力を加えるかしめ加工により実現できる。そのため、ヨークをステータコアに取り付ける際のステータコアの変形を抑制できる。
According to the stator according to the present invention, the subject includes a stator provided in a rotary electric machine, a stator core through which a rotating shaft is inserted, and a strip-shaped yoke wound around an outer peripheral portion of the stator core. The yoke has a joint portion for joining both ends in the circumferential direction while being wound around the stator core, and the joint portion is arranged at a position overlapping the central portion of the stator core in the axial center of the stator core, and is arranged in the circumferential direction. It has a convex portion provided at the first end portion and a concave portion provided at a second end portion different from the first end portion in the circumferential direction, and the axial length of the yoke is the shaft of the stator core. The convex portion is longer than the length in the direction, and the convex portion is configured to have a size wider than the axial width of the connecting portion connected to the first end portion and the axial width of the connecting portion, and a hole portion is formed inside. The problem is solved by joining the first end portion and the second end portion of the yoke by crimping the convex portion into the concave portion .
In this way, by arranging the joint portion of the yoke facing the central portion of the stator core of the stator core, the force can be evenly applied to the joint portion of the yoke. As a result, when the yoke is attached to the stator core, the joint state of both ends of the yoke can be improved.
Therefore, according to the above-mentioned stator, the mounting accuracy of the yoke to the stator core is good.
Further, by doing so, the yoke can be attached to the stator core by caulking by applying a force in the circumferential direction. Therefore, it is possible to suppress deformation of the stator core when the yoke is attached to the stator core.
上記のステータにおいて、前記接合部の前記軸方向中央の接合部中央部と、前記ステータコア中央部とが重なる位置に配されるとよい。
こうすることで、ヨークのステータコアに対する取り付け精度をより一層良好なものとすることができる。
In the above stator, it is preferable that the joint portion is arranged at a position where the central portion of the joint portion at the center in the axial direction and the central portion of the stator core overlap.
By doing so, the mounting accuracy of the yoke to the stator core can be further improved.
上記のステータにおいて、前記ステータコアの前記外周部は、側面視において、前記ヨークの外側面により隠れるように配されるとよい。
こうすることで、ヨークによりステータの外側面の全域に対して内側に締付ける力を加えることができる。これにより、ステータコアの外側面に均等に力が加えられるため、ステータコアの変形を抑制できる。
In the above stator, the outer peripheral portion of the stator core may be arranged so as to be hidden by the outer surface of the yoke in a side view.
By doing so, the yoke can apply an inward tightening force to the entire outer surface of the stator. As a result, the force is evenly applied to the outer surface of the stator core, so that deformation of the stator core can be suppressed.
上記のステータにおいて、前記ステータコアは、環状に並べられた分割可能な複数のティースを有し構成されるとよい。
上記のステータによれば、ステータコアに対してヨークを巻き付けて取り付けることで、ステータコアを構成する複数のティースを適切に整列させることができる。
In the above stator, the stator core may be configured to have a plurality of divisible teeth arranged in an annular shape.
According to the above-mentioned stator, a plurality of teeth constituting the stator core can be appropriately aligned by winding the yoke around the stator core and attaching the yoke.
また、上記の課題は、本発明の回転電機によれば、上記のステータを備えることにより解決される。
こうすることで、回転電機を構成するステータのバランスを良好にできる。
Further, according to the rotary electric machine of the present invention, the above-mentioned problem is solved by providing the above-mentioned stator.
By doing so, the balance of the stator constituting the rotary electric machine can be improved.
本発明のステータ及び回転電機によれば、帯状ヨークのステータコアに対する取り付け精度を向上できる。 According to the stator and rotary electric machine of the present invention, the mounting accuracy of the strip-shaped yoke to the stator core can be improved.
以下、図1乃至図7を参照しながら、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の実施形態では、回転軸が挿通されるステータコアと、ステータコアの外周部に巻き付けられる帯状のヨークと、を有するステータを備えるモータ(回転電機)について説明する。
なお、以下に説明する構成は本発明を限定するものでなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7.
In the following embodiment, a motor (rotary electric machine) including a stator having a stator core through which a rotating shaft is inserted and a strip-shaped yoke wound around an outer peripheral portion of the stator core will be described.
The configuration described below is not limited to the present invention, and can be variously modified within the scope of the purpose of the present invention.
<ポンプ装置1>
図1には、本実施形態に係るモータ2を備えるポンプ装置1の概略構成図を示した。ポンプ装置1は、モータ2を動力源として、流体の吸い上げや送り込みを行う装置である。
図1に示されるように、ポンプ装置1は、構成として、モータ2、キャン3、インレットパイプ4、アウトレットパイプ5、インペラ6を備える。
<
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a
As shown in FIG. 1, the
モータ2は、ブラシレスモーターであり、主要な構成として、ロータ7、回転軸8、及びステータ10を備える。
ロータ7は、永久磁石を含み構成される。なお、ロータ7は、モータ2の回転軸8に固定されており、回転軸8と一体となって回転する。
回転軸8は、インレットパイプ4に近い側の端部にインペラ6が取り付けられた状態で保持されるとともに、インレットパイプ4から遠い側の端部はキャン3のロータ収容部3Aの底部に設けられた軸保持部3Bに保持される。
The
The
The
キャン3は、ロータ収容部3Aと、ステータ収容部3Cとを、それぞれ反対側に有しており、これにより、ロータ収容部3Aからステータ収容部3Cへの流体の浸入を防止している。すなわち、ロータ7及び回転軸8が保持されるロータ収容部3Aには、流体が浸入するが、キャン3によりステータ収容部3Cには流体の浸入が防止される。
The
ステータ10は、主要な構成として、ステータコア20と、ステータコア20の外周部24に巻き付けられる帯状のヨーク30とを有する。
ステータコア20は、複数のティース21を円環状に並べて構成される。
ステータコア20には、ステータコア20の複数のティース21のそれぞれに巻回される巻線及び回路を含む巻線部25が取り付けられている。そして、巻線部25の複数の相(例えば三相)のそれぞれの巻線に流れる電流を制御することにより、磁界が制御され、それによってステータ10に対してロータ7が回転軸8を中心として回転する。なお、ロータ7の回転に伴い、回転軸8に固定されたインペラ6も一体となって回転することとなる。
そして、インペラ6が回転することにより、インレットパイプ4から流体を吸引するとともに、吸引した流体をアウトレットパイプ5から排出することができる。
The
The
A winding
Then, by rotating the
<ステータ10の構成及びステータ10の製造方法>
次に、図2乃至図7を参照しながら、モータ2に備えられるステータ10の構成及びステータ10の製造方法について説明する。
<Structure of
Next, the configuration of the
図2乃至図7の各図の概要は以下の通りである。
図2は、ステータ10の側面図である。なお、上記の側面図とは、回転軸8の延出方向である軸方向8Aに対して垂直の方向からステータ10を眺めた図に相当する。
図3は、ステータ10の分解構成図である。
図4は、ヨーク30の接合部35の接合前の状態を示す図である。
図5は、ヨーク30の接合部35の構成を説明する図である。
図6は、ヨーク30の接合部35の接合状態を示す図である。
図7は、ステータコア20にヨーク30を取り付けた状態を示す図である。
The outline of each figure of FIGS. 2 to 7 is as follows.
FIG. 2 is a side view of the
FIG. 3 is an exploded configuration diagram of the
FIG. 4 is a diagram showing a state before joining of the joining
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a
FIG. 6 is a diagram showing a joined state of the joined
FIG. 7 is a diagram showing a state in which the
図2、図3及び図4に示されるように、ステータコア20の外周部24に対して、帯状のヨーク30が巻き付けられた状態で取り付けられる。
なお、図2においては、ヨーク30の内側面に配されるステータコア20を破線にて示している。
As shown in FIGS. 2, 3 and 4, the strip-shaped
In FIG. 2, the
ここで、図3乃至図7を参照しながら、ステータコア20に対するヨーク30の取り付け工程について説明する。
Here, the process of attaching the
まず、ステータコア20の構成について説明する。
図4、図6及び図7に示すように、ステータコア20は、分割可能な複数のティース21を円環状に並べて構成したものである。
図4に示されるように、ティース21は、略T字状の金属部材からなり、ティース外周部21A、ティース内周部21B及び連結部21Cを有する。
ティース外周部21Aは、ステータコア20の外周部24を構成し、ティース内周部21Bは、ステータコア20の内周部23を構成する。
なお、ティース外周部21Aの外側面と、ティース内周部21Bの内側面はそれぞれ僅かに湾曲している。
また、連結部21Cは、ティース外周部21Aの径方向の中央部と、ティース内周部21Bの径方向の中央部を連結する。この連結部21Cには、巻線が巻き付けられる。
First, the configuration of the
As shown in FIGS. 4, 6 and 7, the
As shown in FIG. 4, the
The tooth outer
The outer surface of the outer
Further, the connecting
以下においてはステータコア20に対し取り付けられる巻線部25は省略して説明する。
まず、ステータコア20を構成する複数のティース21を円環状に配置し仮組みする。そして、図3に示されるように、仮組みされたステータコア20を、内径決め治具40の上に配置する。
具体的には、ステータコア20の内周部23の内側の開口に、内径決め治具40の挿通部41を通した状態で、ステータコア20を内径決め治具40の上に配置する。
In the following, the winding
First, a plurality of
Specifically, the
内径決め治具40は、基部42と、基部42から上方に延出した円柱状の挿通部41とを有している。
具体的には、内径決め治具40の基部42の径は、ステータコア20の中心から外周部24までの径(外径)より大きいこととする。これにより、基部42によりステータコア20を支持することが可能となる。
そして、内径決め治具40の挿通部41は、ステータコア20の中心から内周部23までの径(内径)に略一致する。換言すれば、挿通部41の径は、ステータコア20の内周部23の径に応じて選択され、挿通部41の径によりステータコア20の内径が定まることとなる。
The inner
Specifically, the diameter of the
The
次に、図4に示されるように、ステータコア20の外周部24に対して巻き付けるヨーク30をセットする。ヨーク30は、帯状の金属板であり、ステータコア20と磁気回路を構成する。
なお、ヨーク30の第1端部32Aと第2端部32Bとを接合する前の時点では、ヨーク30と、ティース21のティース外周部21Aとの間には隙間が空いておりバリの発生が抑制される。
Next, as shown in FIG. 4, the
Before joining the
ここで、図3及び図5に示されるように、ヨーク30は、ヨーク30の長手方向における両端部である第1端部32Aと第2端部32Bとが接合部35により接合可能となっている。上記の長手方向における端部とは、ヨーク30をステータコア20に巻き付けた場合における、周方向の端部に相当する。
なお、ヨーク30の長手方向の長さ(長辺の長さ)は、ステータコア20の外周部24の周と略同等となっている。
Here, as shown in FIGS. 3 and 5, in the
The length of the
接合部35の構成について詳細に説明すると、接合部35は、第1端部32Aに設けられた凸部33と、第2端部32Bに設けられた凹部34を含み構成される。
The configuration of the
凸部33は、第1端部32Aの短手方向、すなわち軸方向8Aの中央部(軸方向中央)から、ヨーク30の長手方向に沿って外側に延出した突起である。
具体的には、凸部33は、第1端部32Aの軸方向8Aの中央部に接続される接続部33A、接続部33Aの軸方向8Aの幅よりも広い大きさに構成された頭部33Bを有する。ここで、頭部33Bの内部には孔部33Cが形成されており、これにより、頭部33Bを僅かに変形しやすくしている。
The
Specifically, the
そして、凹部34は、第2端部32Bから内側に向けて構成された切り欠き部である。
具体的には、凹部34は、第2端部32Bの軸方向8Aの中央部から内側に形成された入口部34Aと、入口部34Aからさらに内側に形成された保持部34Bを有する。
入口部34Aは、凸部33の接続部33Aと略同等の幅に構成される。また、保持部34Bは、頭部33Bと略同等の大きさに構成される。
The
Specifically, the
The
そして、図6に示されるように、第1端部32Aと第2端部32Bを近づける向きにヨーク30に対して力を加える。以下では、上記の加工を、かしめ加工と称する。
この際、図6に示されるように、各ティース21は、ヨーク30から中心方向に向けて押し付けられるため、ティース内周部21Bが挿通部41に当接した位置で揃うこととなる。そのため、各ティース21のティース外周部21Aの位置も揃うこととなる。
これにより、ステータコア20の真円度を良好に保ちながらヨーク30を巻き付けることができる。
Then, as shown in FIG. 6, a force is applied to the
At this time, as shown in FIG. 6, since the
As a result, the
そして、上記のかしめ加工を継続し、凸部33の頭部33Bが凹部34に入口部34Aに当接すると、頭部33Bが変形しながら、凹部34の入口部34Aを通じて保持部34Bに入り込む。これにより、図7に示されるように、接合部35の凸部33が凹部34に嵌合し、ヨーク30の第1端部32Aと第2端部32Bが接合することとなる。
Then, when the above-mentioned caulking process is continued and the
ここで図2を参照しながら、ヨーク30の接合部35と、ステータコア20との配置の関係について説明する。
図2に示されるように、ヨーク30の軸方向8Aの長さH2は、ステータコア20の軸方向8Aの長さH1よりも長い。
Here, with reference to FIG. 2, the relationship between the arrangement of the
As shown in FIG. 2, the length H2 of the
また、ステータコア20の軸方向8Aにおける中央部であるステータコア中央部22は、側面視において接合部35と重なる位置に配される。
特に、ステータコア中央部22は、側面視において接合部35の軸方向8Aの中央部である接合部中央部36と重なる位置に配されると好適である。
Further, the stator core
In particular, it is preferable that the stator core
上記のステータコア中央部22は、例えばステータコア20の軸方向8Aにおける中央を通り、軸方向8Aとは垂直の線(ステータコア中心線22A)と一致することとしてもよい。
また、接合部中央部36は、接合部35の軸方向8Aにおける中央を通り、軸方向8Aとは垂直の線(接合部中心線)と一致することとしてよい。
The
Further, the
また、ステータコア20の外周部24は、側面視において、ヨーク30の外側面31Aにより隠れるように配される。換言すれば、ステータコア20の外周部24は、ヨーク30により覆われている。
Further, the outer
なお、上記のようにステータコア20とヨーク30を配置することで、ステータコア20にヨーク30を取り付けるために、ヨーク30にかしめ加工を施すときに、接合部35に対して均等に荷重を掛けることが可能となる。
これにより、ステータコア20の真円度を維持したまま、ステータコア20に対してヨーク30を精度良く取り付けることができる。
By arranging the
As a result, the
<まとめ>
以上説明した本実施形態に係るステータ10及び、ステータ10を備えるモータ2の主な特徴は以下の通りである。
<Summary>
The main features of the
[1]ステータ10は、モータ2(回転電機)に備えられる。ステータ10は、回転軸8が挿通されるステータコア20と、ステータコア20の外周部24に巻き付けられる帯状のヨーク30と、を有する。ヨーク30は、ステータコア20に巻き付いた状態で周方向の両端部を接合する接合部35を有する。接合部35は、ステータコア20の軸方向中央のステータコア中央部22に重なる位置に配され、ヨーク30の軸方向の長さは、ステータコア20の軸方向の長さよりも長い。
このように、ヨーク30の接合部35を、ステータコア20のステータコア中央部22に対向して配置することで、ヨーク30の接合部35に均等に力を加えることができる。これにより、ヨーク30をステータコア20に取り付ける際に、ヨーク30の両端部の接合状態を良好なものとすることができる。
そのため、上記のステータ10によれば、ヨーク30のステータコア20に対する取り付け精度が良好となる。
[1] The
By arranging the
Therefore, according to the above-mentioned
[2]上記のステータ10において、接合部35の軸方向中央の接合部中央部36と、ステータコア中央部22とが重なる位置に配される。
こうすることで、ヨーク30のステータコアに対する取り付け精度をより一層良好なものとすることができる。
[2] In the
By doing so, the mounting accuracy of the
[3]上記のステータ10において、接合部35は、周方向の第1端部32Aに設けられる凸部33と周方向の第1端部32Aとは異なる第2端部32Bに設けられる凹部34と、を有する。凸部33を凹部34にかしめることで、ヨーク30の第1端部32Aと第2端部32Bが接合される。
こうすることで、ヨーク30のステータコア20への取り付けを周方向に力を加えるかしめ加工により実現できる。そのため、ヨーク30をステータコア20に取り付ける際のステータコア20の変形を抑制できる。
[3] In the
By doing so, the
[4]上記のステータ10において、ステータコア20の外周部24は、側面視において、ヨーク30の外側面31Aにより隠れるように配される。
こうすることで、ヨーク30によりステータ10の外側面31Aの全域に対して内側に締付ける力を加えることができる。これにより、ステータコア20の外側面31Aに均等に力が加えられるため、ステータコア20の変形を抑制できる。
[4] In the
By doing so, the
[5]上記のステータ10において、ステータコア20は、環状に並べられた分割可能な複数のティース21を有し構成される。
上記のステータ10によれば、ステータコア20に対してヨーク30を巻き付けて取り付けることで、ステータコア20を構成する複数のティース21を適切に整列させることができる。
[5] In the
According to the above-mentioned
[6]また、モータ2は、上記[1]~[5]に記載のステータ10を備える。
こうすることで、モータ2(回転電機)を構成するステータ10のバランスを良好にできる。
[6] Further, the
By doing so, the balance of the
<その他の実施形態>
本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。
例えば、接合部35の形状は上記の例に限定されるものではない。
具体的には、凸部33をT字状、凹部34を矩形状に構成してもよい。
また、上記の例では、接合部35に1つの凸部33と凹部34のペアを設けた例を示したが、接合部35には凸部33と凹部34のペアが複数設けられていてもよい。
また、本発明に係るモータは、ポンプ装置1以外の装置に対しても適用可能である。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the above embodiment.
For example, the shape of the
Specifically, the
Further, in the above example, an example in which one pair of the
Further, the motor according to the present invention can be applied to devices other than the
1 ポンプ装置
2 モータ
3 キャン
3A ロータ収容部
3B 軸保持部
3C ステータ収容部
4 インレットパイプ
5 アウトレットパイプ
6 インペラ
7 ロータ
8 回転軸
8A 軸方向
10 ステータ
20 ステータコア
21 ティース
21A ティース外周部
21B ティース内周部
21C 連結部
22 ステータコア中央部
22A ステータコア中心線
23 内周部
24 外周部
25 巻線部
30 ヨーク
30A 主部
31A 外側面
31B 内側面
32A 第1端部
32B 第2端部
33 凸部
33A 接続部
33B 頭部
33C 孔部
34 凹部
34A 入口部
34B 保持部
35 接合部
36 接合部中央部
37 爪係合穴
40 内径決め治具
41 挿通部
42 基部
1
Claims (5)
回転軸が挿通されるステータコアと、
前記ステータコアの外周部に巻き付けられる帯状のヨークと、を有し、
前記ヨークは、
前記ステータコアに巻き付いた状態で周方向の両端部を接合する接合部を有し、
前記接合部は、前記ステータコアの軸方向中央のステータコア中央部に重なる位置に配され、前記周方向の第1端部に設けられる凸部と前記周方向の前記第1端部とは異なる第2端部に設けられる凹部と、を有し、
前記ヨークの軸方向の長さは、前記ステータコアの軸方向の長さよりも長く、
前記凸部は、前記第1端部に接続される接続部と、該接続部の軸方向の幅よりも広い大きさに構成され、内部に孔部が形成された頭部と、を有し、
前記凸部を前記凹部にかしめることで、前記ヨークの前記第1端部と前記第2端部が接合されることを特徴とするステータ。 It is a stator provided in a rotary electric machine,
The stator core through which the rotating shaft is inserted and
It has a strip-shaped yoke that is wound around the outer peripheral portion of the stator core, and has.
The yoke is
It has a joint portion that joins both ends in the circumferential direction while being wound around the stator core.
The joint portion is arranged at a position overlapping the central portion of the stator core in the axial center of the stator core, and the convex portion provided at the first end portion in the circumferential direction is different from the first end portion in the circumferential direction. It has a recess provided at the end and
The axial length of the yoke is longer than the axial length of the stator core.
The convex portion has a connecting portion connected to the first end portion and a head portion having a size wider than the axial width of the connecting portion and having a hole formed inside. ,
A stator characterized in that the first end portion and the second end portion of the yoke are joined by caulking the convex portion into the concave portion .
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