JPH07163070A - 電動機のステータ製造方法および該方法により製造されたステータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】巻線作業の容易性を維持しつつ、作業工程が簡
単で、さほど部品の製造精度を要求しない電動機のステ
ータ製造方法および該方法により製造されたステータを
提供することを目的とする。 【構成】ステータコア１０の頭部１２に凸部１８と凹部
２０とを形成し、当該凸部１８を隣接する凹部２０に挿
入する。前記凸部１８は凹部２０よりも角度を大きくと
って形成されているため、凹部２０を押し広げながら嵌
合する。したがって、ステータコア１０は、円周状に強
固に組み立てられ、それを電磁石等で内側に吸引されな
がら、加熱されたステータハウジング２４の孔部３２に
挿入される。前記電磁石の滅勢、およびステータハウジ
ング２４の縮径により、ステータハウジング２４の孔部
３２を画成する円周面３３にステータコア１０が強固に
嵌合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電動機のステータ製造
方法および該方法により製造されたステータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電動機のステータは、略円筒体の
内周面に半径方向を指向した凸部が複数形成されてお
り、その凸部の溝に導線を巻き付ける構成となってい
る。その巻き付け作業は極めて煩雑であるという不都合
がある。

【０００３】そこで、特開昭５３−４８０３号公報のよ
うに、前記凸部に相当する歯部鉄心と前記円筒体に相当
する継鉄部鉄心を別体として形成し、前記歯部鉄心を円
柱体である心金の円周面に係合させ、当該歯部鉄心に導
線を巻き付けた後、継鉄部鉄心の内周面に形成された凹
部に前記歯部鉄心を嵌合させ、前記心金を取り外すこと
によりステータを製造する方法が提案されている。前記
製造方法では、前記円柱体である心金の円周面に係合さ
れた歯部鉄心に導線を巻き付けるため、前記巻き付け作
業が容易になる効果を奏する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ス
テータ製造方法では、心金の円周面に各歯部鉄心をそれ
ぞれ係合させるため、その係合作業が煩雑である。さら
に、前記心金に係合された各歯部鉄心が継鉄部鉄心の内
周面に画成された凹部に嵌合される構成であるため、前
記歯部鉄心あるいは継鉄部鉄心の製造精度によっては、
前記嵌合作業が困難になる難点があった。

【０００５】本発明は、この種の問題を解決するために
なされたものであって、巻線作業の容易性を維持しつ
つ、作業工程が簡単で、さほど部品の製造精度を要求し
ない電動機のステータ製造方法および該方法により製造
されたステータを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、電動機のステータ製造方法であって、
頭部と脚部とからなる略Ｔ字状に構成され、前記頭部に
おける周方向の一端部に凹部が画成されるとともに他端
部に凸部が形成された複数のステータコアに導線を巻き
付ける工程と、前記ステータコアの凹部に隣接するステ
ータコアの凸部を嵌合させることにより、ステータコア
を円周状に連設する工程と、前記円周状に連設されたス
テータコアを保持体で軸心方向に締め付ける工程と、前
記保持体で締め付けられたステータコアを円筒体である
ステータハウジングの内部に挿入し、前記保持体の締め
付け力を解除することにより、前記ステータコアをステ
ータハウジングの内周面に圧接させる工程と、を備える
ことを特徴とする。

【０００７】また、ステータコアをステータハウジング
の内周面に圧接させる工程の前に、ステータハウジング
を予め加熱する工程を有すれば好適である。

【０００８】さらに、ステータコアを円周状に連設させ
る工程では、前記ステータコアの頭部が弾性的に形成さ
れるとともに、当該頭部の凸部が凹部よりも大きく形成
されており、前記凸部が前記凹部に強制的に嵌合される
ことにより当該凸部が当該凹部で圧接されるようにして
もよい。

【０００９】さらにまた、前記円周状に連設されたステ
ータコアを保持体で締め付ける工程では、前記保持体
は、ステータコアの脚部に係合し、前記脚部を軸心方向
に締め付けることもできる。

【００１０】また、本発明は、円筒体であるステータハ
ウジングと、前記ステータハウジングの内周面に圧接さ
れ、頭部と脚部を有する略Ｔ字状に弾性体として形成さ
れた複数のステータコアと、を備え、前記ステータコア
は、前記頭部の円周方向の一端部に凹部を画成し、他端
部に前記凹部よりも大きい凸部を形成しており、前記凸
部を隣接するステータコアの凹部に嵌合して円周状に連
設されることを特徴する。

【００１１】また、さらに、ステータコアの凹部の頂部
に孔部を画成してもよい。

【００１２】

【作用】本発明に係る電動機のステータ製造方法および
該方法により製造されたステータでは、各ステータに導
線を巻き付けた後、ステータコアの凹部に隣接するステ
ータコアの凸部を嵌合させることにより円周状に連設さ
れたステータコアを形成し、前記ステータコアを保持体
で軸心方向に締め付けて縮径させ、前記ステータコアを
円筒体であるステータハウジングに挿入する。そこで、
前記保持体による締め付けを解除することによりステー
タコアが拡径してステータハウジングの内周面に圧接す
る。なお、ステータハウジングを予め加熱しておけば、
当該ステータハウジングの内側空間が拡径し、ステータ
コアの挿入作業が円滑且つ容易となり、しかもステータ
コア挿入後にステータハウジングを冷却すれば、該ステ
ータハウジングが縮径してステータコアがステータハウ
ジングに一層確実に圧接する。

【００１３】また、前記ステータコアにおいて頭部を弾
性力が発揮できるように形成し、当該頭部に形成された
凹部を凸部よりも小さく形成しておけば、隣接するステ
ータコアの凹部に前記凸部を嵌合させることにより、前
記凸部が凹部に密着してステータコア自体の連設剛性が
向上するとともに、電動機の磁束特性が向上する。さら
に、多少の製造誤差があっても頭部が弾性的に変形する
ため、その誤差を許容することができる。

【００１４】さらにまた、前記保持体がステータコアの
脚部に係合し、前記脚部を軸心方向に締め付けることに
より、円周状に連設されたステータコアを締め付けるよ
うにすれば、ステータコアの脚部の位置決めもできる。

【００１５】なお、前記凹部の頂部に孔部を設ければ、
前記凸部が前記凹部に圧接する際、応力集中を阻止する
ことができる。

【００１６】

【実施例】本発明に係る電動機のステータ製造方法およ
び該方法により製造されたステータについて、好適な実
施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明
する。

【００１７】先ず、本実施例に使用されるステータコア
およびステータハウジングについて説明する。

【００１８】前記ステータコアは、同一形状の弾性力の
ある鉄系材料から得られた板体を所定枚数積層して形成
され、または、鋳造一体成形して得られる鉄系材料で形
成される。ステータコア１０は、図１に示すように、頭
部１２と脚部１４とからなる略Ｔ字状の形状をしてい
る。前記頭部１２には、後述するステータハウジングの
内周面に当接する円弧状の当接面１６が形成されるとと
もに、円周方向の一端部には楔状、すなわち鋭角形の凸
部１８が形成され、その他端部には前記凸部１８に対応
する三角形状の空間からなる凹部２０が形成されてい
る。前記凸部１８の角度αは、前記凹部２０の角度βよ
りも若干大きく形成されている。また、前記脚部１４の
端部には、円弧状の当接面２１を有する膨出部２２が形
成されている。

【００１９】前記ステータハウジング２４は、図８に示
すように、同一形状のアルミナ系材料から構成されたド
ーナツ状の板体を所定枚数積層した円筒体からなる。

【００２０】以下、前記ステータコア１０、ステータハ
ウジング２４を用いてステータを製造する工程について
説明する。

【００２１】先ず、図２に示すように、各ステータコア
１０の脚部１４に導線２６を巻き付ける。

【００２２】次に、図３に示すように、ステータコア１
０の凸部１８を隣接するステータコア１０の凹部２０に
挿入する。この場合、凸部１８の角度αが凹部２０の角
度βよりも大きいため、凹部２０が若干押し広げられ
（図４参照）、挿入後にはステータコア１０の弾性力に
より前記凸部１８と凹部２０が密着する（図５参照）。
このようにして、前記ステータコア１０を円周状に連設
し、例えば、金属製のバンド２８で締め付け、円筒体形
状を保持する。

【００２３】そこで、図６に示すように、前記円周状に
連設されたステータコア１０の膨出部２２によって形成
される孔部２９（図１１参照）に円柱状の電磁石３０を
押し入れる。

【００２４】この後、図７に示すように、電磁石３０を
付勢してステータコア１０を軸心方向に吸引した後、ス
テータコア１０から前記バンド２８を取り外す。

【００２５】一方、ステータハウジング２４は、図８に
示すように、モータのロータ軸受穴を有する有底円筒体
からなる鋳造成形品である。

【００２６】続いて、前記加熱されたステータハウジン
グ２４の孔部３２に付勢された電磁石３０に吸引されて
いるステータコア１０を挿入する（図９参照）。この場
合、前記ステータハウジング２４は、加熱されているた
め、円柱状の内部空間、すなわち、孔部３２が充分に拡
径しており、電磁石３０に吸引されたステータコア１０
を容易に挿入することができる。

【００２７】さらに、電磁石３０を滅勢した後、前記ス
テータコア１０の孔部２９から当該電磁石３０を取り出
す（図１０参照）。所定時間経過後、ステータハウジン
グ２４が冷却することによって縮径し、該ステータハウ
ジング２４における孔部３２の内周面３３が前記ステー
タコア１０の当接面１６に圧接して、図１１に示すよう
なステータ３４が製造される。

【００２８】このようにして、本実施例に係る電動機の
ステータ製造方法および該方法により製造されたステー
タでは、円周状に連設されたステータコア１０を電磁石
３０で軸心方向に吸引した状態で、加熱されて拡径した
ステータハウジング２４の孔部３２に挿入する。次い
で、ステータハウジング２４が冷却されて縮径し、その
孔部３２の内周面３３と、ステータコア１０の当接面１
６が密着し、ステータ３４を形成する。この場合、電磁
石３０が滅勢されると軸心方向に向く吸引力が消失する
ため、多数のステータコア１０はその当接面１６が拡径
するに至る。この拡径作用が前記内周面３３とステータ
コア１０の当接面１６の密着性を高める。なお、ステー
タコア１０は、隣接するステータコア１０の凹部２０に
凸部１８を挿入して円周状に一体的に連設されているた
め、バンド２８で締め付け、電磁石３０で吸引し、ある
いはステータハウジング２４に挿入する場合、簡単な作
業で済む。

【００２９】また、ステータコア１０において前記凸部
１８の角度αが凹部２０の角度βよりも大きく形成され
ているため、隣接するステータコア１０の凹部２０に当
該凸部１８を挿入することにより、前記凹部２０が押し
広げられ、前記凸部１８と凹部２０が密着する。したが
って、ステータコア１０の連設状態が強固なものになる
とともに、前記凸部１８と凹部２０との密着度が増大す
ることにより、換言すれば、間隙がなくなるために、前
記ステータ３４を電動機に使用した場合の磁束特性が向
上する。

【００３０】次に、前記実施例の電磁石３０に代えて治
具４０を用いてステータコア１０をステータハウジング
２４に装着する他の実施例について説明する。

【００３１】前記治具４０では、図１２に示すように、
軸体４２に装着された拡径部４４の両端にホルダ支持部
４６ａ、４６ｂ、ねじ部４８ａ、４８ｂを形成してい
る。前記ねじ部４８ａ、４８ｂにはナット５０ａ、５０
ｂが螺合され、ホルダ支持部４６ａ、４６ｂには廻り止
め用のキー５２ａ、５２ｂを介してホルダ５４ａ、５４
ｂが嵌合され、前記ナット５０ａ、５０ｂと前記ホルダ
５４ａ、５４ｂとがそれぞれ係合されている。前記ホル
ダ５４ａ、５４ｂは、図１３に示すように、先端部にお
いて断面が凸状の複数の脚部５６に分岐しており、前記
脚部５６の内周面には、図１２および図１４に示すよう
に、テーパ面５８ａ、５８ｂが形成されている。

【００３２】このように構成される治具４０をバンド２
８で締め付けられたステータコア１０の孔部２９に挿入
する。この場合、図１２〜図１４に示すように、ステー
タコア１０の膨出部２２の当接面２１と治具４０の拡径
部４４とが当接されるとともに、ホルダ５４ａ、５４ｂ
の脚部５６、５６がステータコア１０の隣接する膨出部
２２の間、あるいは隣接する脚部１４の間に挿入され
る。

【００３３】そこで、ナット５０ａ、５０ｂが回動され
ることにより係合しているホルダ５４ａ、５４ｂが拡径
部４４側に変位される。この結果、ホルダ５４ａ、５４
ｂの脚部５６、５６のテーパ面５８ａ、５８ｂが当接す
るステータコア１０の膨出部２２を前記孔部２９の軸心
方向に押圧させる。ここで、第１実施例と同様にして、
ステータコア１０から前記バンド２８を取り外すととも
に、このステータコア１０を予め加熱されたステータハ
ウジング２４の孔部３２に挿入し、所定時間経過後、ス
テータハウジング２４が冷却縮径して第１実施例と同様
にしてステータ３４が製造される。ステータハウジング
２４が冷却後、ナット５０ｂを逆方向に回転させて前記
ホルダ５４ｂとともに、ねじ部４８ｂ、ホルダ支持部４
６ｂから取り外すとともに、前記孔部２９から治具４０
を逆方向に取り出す。

【００３４】本実施例のように、治具４０でステータコ
ア１０を内部側に吸引する際、ホルダ５４ａ、５４ｂの
脚部５６、５６がステータコア１０の隣接する膨出部２
２の間、あるいは隣接する脚部１４の間に挿入される。
したがって、ホルダ５４ａ、５４ｂの脚部５６、５６に
設けられたテーパ面５８ａ、５８ｂによってステータコ
ア１０が軸心方向に締め付けられるとともに、各ステー
タコア１０の脚部１４の位置決めが行われる点に特徴が
ある。

【００３５】なお、第１、第２実施例とも図１５に示す
ようなステータコア６０を用いても良い。前記ステータ
コア６０は、凹部２０の奥に丸い孔部６２を画成し、凸
部１８が凹部２０に挿入された際、拡径による応力集中
を阻止する構造を採用している。

【００３６】

【発明の効果】本発明に係る電動機のステータ製造方法
および該方法により製造されたステータによれば、以下
の効果が得られる。

【００３７】すなわち、導線が巻き付けられたステータ
コアを凸部、凹部を相互に嵌合させて円周状に一体的に
連設させた後、保持体で締め付けるので、各ステータコ
アを保持体と係合させるのに比して簡単である。また、
ステータハウジングの孔部にステータコアを嵌合させる
場合にも、保持体によって縮径され且つ連結されている
ステータコアを前記孔部に挿入後、締め付け状態を解除
することにより、前記ステータコアを前記孔部に圧接さ
せるため、組立作業が簡単になるとともに、ステータコ
アあるいはステータハウジングの製造精度に影響される
ことなく、組立ができる。なお、ステータハウジングを
予め加熱しておけば、当該ステータハウジングの孔部が
拡径し、ステータコア挿入後に前記孔部の縮径によって
前記ステータコアが前記孔部に圧接して一層確実にステ
ータとして組み立てられる。

【００３８】また、前記ステータコアにおいて頭部を弾
性的に形成し、当該頭部に形成された凹部を凸部よりも
小さく形成しておけば、隣接するステータコアの凹部に
前記凸部を強制的に嵌合させることにより、前記凸部が
凹部に密着して電動機の磁束特性が向上するとともに、
ステータコア自体の連設剛性が向上する。さらに、多少
の製造誤差があっても頭部が弾性的に変形するため、そ
の誤差を許容することができる。

【００３９】さらにまた、前記保持体がステータコアの
脚部に係合し、前記脚部を軸心方向に締め付けることに
より、円周状に連設されたステータコアを締め付けるよ
うにすれば、ステータコアの位置決めもできる。

【００４０】なお、前記凹部の頂部に孔部を設ければ、
前記凸部が前記凹部に圧接する際、応力集中を阻止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るステータを構成するステータコア
の側面図である。

【図２】本発明に係るステータの製造工程を示す図であ
る。

【図３】本発明に係るステータの製造工程を示す図であ
る。

【図４】本発明に係るステータのステータコア同士の接
続状態を示す説明図である。

【図５】本発明に係るステータのステータコア同士の接
続状態を示す説明図である。

【図６】本発明に係るステータの製造工程を示す図であ
る。

【図７】本発明に係るステータの製造工程を示す図であ
る。

【図８】本発明に係るステータの製造工程を示す図であ
る。

【図９】本発明に係るステータの製造工程を示す図であ
る。

【図１０】本発明に係るステータの製造工程を示す図で
ある。

【図１１】本発明に係るステータの平面図である。

【図１２】本発明に係るステータの製造工程におけるス
テータコアを支持する治具を示す図である。

【図１３】図１２におけるＸIII −ＸIII 線断面図であ
る。

【図１４】本発明に係るステータの製造工程におけるス
テータコアと治具の当接状態を示す要部説明図である。

【図１５】本発明に係るステータ製造方法に使用される
別実施例のステータコアの側面図である。

【符号の説明】

１０、６０…ステータコア １８…凸部 ２０…凹部 ２２…膨出部 ２４…ステータハウジング ２６…導線 ２８…バンド ３０…電磁石 ３４…ステータ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電動機のステータ製造方法であって、 頭部と脚部とからなる略Ｔ字状に構成され、前記頭部に
   おける周方向の一端部に凹部が画成されるとともに他端
   部に凸部が形成された複数のステータコアに導線を巻き
   付ける工程と、 前記ステータコアの凹部に隣接するステータコアの凸部
   を嵌合させることにより、ステータコアを円周状に連設
   する工程と、 前記円周状に連設されたステータコアを保持体で軸心方
   向に締め付ける工程と、 前記保持体で締め付けられたステータコアを円筒体であ
   るステータハウジングの内部に挿入し、前記保持体の締
   め付け力を解除することにより、前記ステータコアをス
   テータハウジングの内周面に圧接させる工程と、 を備えることを特徴とする電動機のステータ製造方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の製造方法において、 ステータコアをステータハウジングの内周面に圧接させ
   る工程の前に、ステータハウジングを予め加熱する工程
   を有することを特徴とする電動機のステータ製造方法。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の製造方法におい
   て、 ステータコアを円周状に連設させる工程では、 前記ステータコアの頭部が弾性的に形成されるととも
   に、当該頭部の凸部が凹部よりも大きく形成されてお
   り、前記凸部が前記凹部に強制的に嵌合されることによ
   り当該凸部が当該凹部で圧接されることを特徴する電動
   機のステータ製造方法。
4. 【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載の製造方
   法において、 前記円周状に連設されたステータコアを保持体で締め付
   ける工程では、 前記保持体は、ステータコアの脚部に係合し、前記脚部
   を軸心方向に締め付けることを特徴する電動機のステー
   タ製造方法。
5. 【請求項５】円筒体であるステータハウジングと、 前記ステータハウジングの内周面に圧接され、頭部と脚
   部を有する略Ｔ字状に弾性体として形成された複数のス
   テータコアと、 を備え、前記ステータコアは、前記頭部の円周方向の一
   端部に凹部を画成し、他端部に前記凹部よりも大きい凸
   部を形成しており、前記凸部を隣接するステータコアの
   凹部に嵌合して円周状に連設されることを特徴する電動
   機のステータ。
6. 【請求項６】請求項５記載のステータにおいて、 ステータコアの凹部の頂部に孔部を画成することを特徴
   とする電動機のステータ。