JPH07241049A - 同期サーボモータのステータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気抵抗を十分に低減した同期サーボモータ
のステータを得ること。 【構成】 磁性薄板鉄心部材２１、４１と、薄板蓋部材
２６ａ、４６ａとを同一の板状磁性材料Ａ、Ｂから打ち
抜き形成可能にすると共にスロット２４、４４開口を閉
塞する薄板蓋部材２６ａ、４６ａの凸歯２７、４７が、
磁性薄板鉄心部材２２１、４１の各スロット領域内に突
出した状態で打ち抜きを行うように予め配置し、打ち抜
き後に積層化して夫々、積層鉄心部材２２、４２と積層
蓋部材２６、４６とを組み立てる過程で、後者の蓋部材
側の凸歯２７、４７を積層鉄心部材のステータ歯２３、
４３の端面にしまり嵌め状態に係合して接合面を得るス
テータを構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、同期サーボモータのス
テータの構造に関し、特に、ステータ内部の磁路におけ
る磁気抵抗を効果的に低減することにより、同期サーボ
モータの出力の向上とコギングトルクの抑止とを達成し
得る同期サーボモータのステータに関する。

【０００２】

【従来の技術】同期サーボモータにおいて、磁路とスロ
ット歯間に形成されるステータ巻線装入用のスロットと
を有した円筒形又は多角形外形を有した積層鉄心部材
と、同鉄心部材の各スロットの開口を閉塞する磁性材料
製の積層形蓋部材とを備えたステータの構造は従来から
採用されている。すなわち、積層鉄心部材のスロット歯
にステータ巻線を巻回して同ステータ巻線をスロット内
に装入、収納するとき、スロットの開口を磁性材料製の
蓋部材によって閉塞し、ステータ巻線のはみ出し防止や
巻線の損傷防止を図り、かつ、蓋部材の磁性を利用して
有効なステータ磁気回路を形成するようにしたものであ
る。

【０００３】上述した積層鉄心部材と蓋部材とを備えた
従来のステータの構造は、積層鉄心を形成する各磁性薄
板鉄心部材と各積層蓋部材を形成する各薄板蓋部材とを
板状の磁性材料から周知のプレス機械を用いた同時打ち
抜き法により得るようにしていた。このとき、従来の打
ち抜き法では、磁性薄板鉄心部材に設けられるステータ
歯の先端を包絡する内周円または外周円と、これら内外
周円に対向する蓋部材の外周円または内周円とを一致さ
せ、積層鉄心部材と積層蓋部材との形成時に前者のステ
ータ歯の歯面と後者の外周面または内周面とを相互に接
触させるように、積層鉄心部材に対して蓋部材を組み立
てると言う構造理論をとっていた。

【０００４】すなわち、図９は、ステータの積層鉄心部
材を積層形成するための１枚の薄板部材と１枚の薄板蓋
部材とを１枚の磁性鋼板材料板から打ち抜き製造する場
合の打ち抜き線の一例（ステータ歯はラジアル方向の内
向きに突出している）を示している。同図９に示すよう
に、一枚の磁性鋼板材料Ａから破線で示す磁性薄板鉄心
部材１と薄板蓋部材６とを同時に打ち抜き製造すると
き、磁性薄板鉄心部材１は磁路部２、等ピッチで配置さ
れた複数のステータ歯３と、これらのステータ歯３の間
に形成されるステータ巻線の収納用スロット４とを有す
るように打ち抜き形成され、薄板蓋部材６は、上記ステ
ータ歯３に対設して凸歯７を有するように打ち抜き形成
される。ここで、破線から明らかなように、磁性薄板鉄
心部材１のステータ歯３の内端面と薄板蓋部材６の凸歯
７の外端とは完全に一致して円周線上にあり、このよう
にして打ち抜き形成された磁性薄板鉄心部材１と薄板蓋
部材６とは図１０に示されている。

【０００５】これらの磁性薄板鉄心部材１と薄板蓋部材
６とは、それぞれ、所定枚数を積層化されて積層磁性鉄
心部材および積層蓋部材に形成され、積層磁性鉄心部材
のステータ歯３にステータ巻線８（図１１参照）を巻設
して同ステータ巻線８をスロット４に装入し、次いで、
前者の鉄心内部に形成される円筒孔中に後者の積層蓋部
材を装入してステータ歯３と蓋部材の凸歯７との対向域
で圧入により、または接着剤を介して接着によって固定
されてスロット４の開口を積層蓋部材により閉塞してス
テータの組立を完成し、所要の同期サーボモータのステ
ータを得る構成となっている。

【０００６】なお、図９〜図１１は、磁性薄板鉄心部材
１の磁路部２に対してステータ歯３がラジアル方向にお
ける内方向きに突出した構造を有する従来例に係るステ
ータを示したが、図１２は図９と同様な図示により、同
一の磁性鋼板材料Ｂからラジアル方向における外方向き
に磁路部２ａからステータ歯３ａが突出し、従って巻線
収納用のスロット４ａがラジアル方向の外向きに開口し
た磁性薄板鉄心部材１ａと、ステータ歯３ａに対向して
配置した凸歯７ａを有した環状の薄板蓋部材心部材６ａ
とを同時に打ち抜き製造した場合の打ち抜き線を破線で
示したものである。この場合の従来例でもステータの組
立完成時には、図１１に示した場合と同様に、磁性薄板
鉄心部材を積層化してステータ巻き線を施し、環状の積
層蓋部材をステータ巻線の施された積層鉄心部材の外周
部に圧入法または接着法で固定してスロット開口を閉塞
してステータを完成させる構造とするものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、上述した
従来の同期サーボモータのステータの構造では、磁性薄
板鉄心部材１又は１ａと磁性薄板蓋部材６又は６ａとを
同じ磁性鋼板材料Ａ又はＢから打ち抜き形成する段階
で、圧入接合面または接着接合面を円周方向に見た場合
に、完成時と同一の位置関係を取るように設計し、打ち
抜き加工をするために、プレス機械による打ち抜き過程
で、バリ状のめくれ片又はむしり片が切断端部、特に、
磁性薄板鉄心部材１間かは１ａと薄板蓋部材６又は６ａ
との切り離し部に発生し、これらの除去してから、夫
々、積層化されるために、究極的には組立段階で図１１
にやや極大化して明示したように圧入接合面または接着
接合面で多かれ少なかれ、クリアランス（ラジアル隙
間）が発生し、この結果、ステータ内部において、積層
鉄心部材と積層蓋部材との間で磁気抵抗が大きくなり、
モータの出力低下やコギングトルクの発生を回避するこ
とが困難になる。

【０００８】然しながら、上述したクリアランスを出来
るだけ低減化すべく、プレス機械による打ち抜き加工に
際して、パンチとダイとから成る打ち抜き工具の工具精
度を高精度化するにしても限界があり、上述したクリア
ランスを加工上でゼロ化することは不可能であった。他
方、積層鉄心部材に対して円筒状の蓋部材を積層化構造
でなく、塊状の無垢材料から切削、形成する方法では、
磁性鋼板から打ち抜き形成により磁性薄板鉄心部材を得
て積層化する加工工程と全く別工程を辿り、かつ別材料
を用いることになる。従って、加工コストが著しく高騰
化する欠点があると共に蓋部材に積層構造が得られない
ために磁気特性が劣化する問題がある。

【０００９】依って、本発明の目的は、同一磁性材料、
好ましくは同一磁性鋼板材料を用いて製造し得ると共に
上述したクリアランスのゼロ化を達成することが可能な
同期サーボモータのステータを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の発明目的に鑑み
て、本発明は、磁性薄板鉄心部材と、薄板蓋部材とを同
一の板状磁性材料から打ち抜き形成可能にすると共にス
ロット開口を閉塞する薄板蓋部材の凸歯が、磁性薄板鉄
心部材の各スロット領域内に突出した状態で打ち抜きを
行うように予め配置し、打ち抜き後に積層化して夫々、
積層鉄心部材と積層蓋部材とを組み立てる過程で、後者
の蓋部材側の凸歯を積層鉄心部材のステータ歯の端面に
しまり嵌め状態に係合して接合面を得る構造とし、以て
該接合面におけるクリアランスのゼロ化を達成する構造
とした同期サーボモータのステータを構成するようにし
たものである。

【００１１】すなわち、本発明によれば、磁路とスロッ
ト歯間に形成されるステータ巻線装入用のスロットとを
有した筒形積層鉄心部材と、該鉄心部材の各スロットの
開口を閉塞する磁性材料製の積層筒形の蓋部材とを備え
た同期サーボモータのステータにおいて、前記筒形積層
鉄心部材を形成するスロット歯付きの各鉄心用薄板と、
前記積層筒形蓋部材を形成するスロット開口閉塞歯付き
の各蓋用薄板とを同時に同一磁性薄板から打ち抜き形成
して積層することにより成り、かつ、前記各鉄心用薄板
のスロット歯間のスロットの開口に前記各蓋用薄板のス
ロット開口閉塞歯が略対向した位置関係で打ち抜き形成
された構成を有することを特徴とした同期サーボモータ
のステータが提供されるのである。

【００１２】

【作用】上述した構成によれば、磁性薄板鉄心部材の各
ステータ間に形成されるスロット内に薄板蓋部材の凸歯
が突出した状態で同一板状磁性材料から磁性薄板鉄心部
材と薄板蓋部材とが同時に打ち抜き形成できるから、そ
の打ち抜き後に薄板蓋部材の凸歯の先端から打ち抜きバ
リまたはむしりを除去後に、積層化して組立を行っても
積層鉄心部材側のステータ歯先端と積層蓋部材の各凸歯
とを相互に対向させてしまりばめ状態に接合したとき、
接合面領域からはクリアランスを略完全に除去すること
が可能となり、従って、ステータの製造コストの上昇を
阻止し、かつ磁気抵抗の増加を防止して出力増強やコギ
ングトルクの発生を防止し得るモータ性能の向上を図る
ことが可能となるのである。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づ
いて、更に詳細に説明する。ここで、図１は、本発明に
係る同期サーボモータのステータの内側巻線形の実施例
における要部を示す正面図、図２は、図１に示す実施例
の一部を拡大図示した部分正面図、図３は、本発明の基
本原理に従って図１に示すステータ用の磁性薄板鉄心部
材と薄板蓋部材とを同一の磁性鋼板材料から打ち抜き加
工する場合の打ち抜き線を示した正面図、図４は図３に
示す打ち抜き線に従って打ち抜き加工した磁性薄板鉄心
部材と薄板蓋部材とを示す正面図、図５は、本発明に係
る同期サーボモータのステータの外側巻線形の実施例に
おける磁性薄板鉄心部材と薄板蓋部材とを同一の磁性鋼
板材料から打ち抜き加工する場合の打ち抜き線を示した
正面図、図６は、図５に示す打ち抜き線に従って打ち抜
き加工した磁性薄板鉄心部材と薄板蓋部材とを示す正面
図、図７は、同実施例に係る外側巻線形ステータの正面
図、図８は、図７に示す実施例の一部を拡大図示した部
分正面図である。

【００１４】先ず、図１を参照すると、同図に示す内側
巻線形のステータを有した同期サーボモータは、ロータ
１０を有し、このロータ１０の中心部にはロータ軸１２
を備えて両者により同期モータの回転出力部を形成して
いる。他方、ロータ１０の外側に間隙Ｇを介して本発明
に係るステータ２０が設けられている。ステータ２０
は、ロータ１０の外周の周囲に積層蓋部材２６を有し、
同蓋部材２６の外側に接合して積層鉄心部材２１を有し
ている。同積層鉄心部材２１は磁性薄板鉄心部材２２の
積層体として形成され、各磁性薄板鉄心部材２２は、最
外部の磁路部２２ａと、ラジアル方向内側に向けて等ピ
ッチ間隔で突出したステータ歯２３と、これらのステー
タ歯２３の間に形成され、ステータ歯２３に巻設された
ステータ巻線２５を収納するスロット２４とを有してい
る。

【００１５】図１のＬ部を拡大した図２から明らかなよ
うに、本発明によれば、磁性薄板鉄心部材２２の積層体
として形成された積層鉄心部材２１のステータ歯２３と
積層蓋部材２６の凸歯２７とが接合面で完全に密着した
構造を有している。つまり、積層鉄心部材２１と積層蓋
部材２６との接合面Ｃにクリアランスの無い構造が実現
でき、この接合面Ｃにおいて、ステータ巻線２８の励磁
時の磁気抵抗を十分に低減させることが可能となってい
る。故に、ステータ２０のモータ性能上における電磁気
特性を最も有効に発揮し、モータ出力の可及的に増大化
し、かつ、円滑なロータ回転を可能とすべく、コギング
トルクを十分に低減しているのである。

【００１６】ここで、本発明により、如何にして図１、
図２に示す構造を実現し得たかを図３および図４に従っ
て説明する。図３に示すように、本発明においては、一
枚の同一磁性鋼板材料Ａから上述した磁性薄板鉄心部材
２２と積層蓋部材２６を形成する薄板蓋部材２６ａとを
同時にプレス機械を用いて打ち抜き加工するとき、図３
の破線で示す打ち抜き線から明らかなように、磁性薄板
鉄心部材２２のステータ歯２３の間に形成されるステー
タ巻線２８の収納用スロット２４を打ち抜く材料部分
で、薄板蓋部材２６の凸歯２７の打ち抜きが行われるよ
うに、切断線を予め設計、形成してある。つまり、プレ
ス機械のパンチとダイとの切断刃の切断作用線がステー
タ歯２３の先端より、ややスロット２４の内部側にある
ように構成されているのである。このため、薄板蓋部材
２６の凸歯２７の先端の包絡円Ｐ１（図４参照）の直径
が、打ち抜き直後では、ステータ歯２３の先端の包絡円
Ｐ２（図４参照）の直径よりやや大きくなった状態で図
４に示すように夫々、プレス加工されるのである。故
に、プレス機械による打ち抜き後に磁性薄板鉄心部材２
２のステータ歯２３の先端の打ち抜きバリ又はむしりや
薄板蓋部材２６の凸歯２７の先端の打ち抜きバリ又はむ
しりを除去した場合にも、その後に積層化し、ステータ
巻線２８の装填を行ってから、薄板蓋部材２６ａを積層
化した積層蓋部材２６を積層鉄心部材２２の内部孔中に
装入し、スロット２４の開口を閉塞するとき、積層蓋部
材２６の凸歯２７が積層鉄心部材２２のステータ歯２３
の先端面にしまり嵌め状態で接合して既述したクリアラ
ンスの無い接合面Ｃを形成することができるのである。

【００１７】上述した実施例では、同期サーボモータの
ステータが内側巻線形として、つまり、ラジアル方向に
おける内方向きに開口したステータ巻線２８の収納用の
スロット２４を有した場合の構造が示されている。他
方、図５〜図８は同期サーボモータのステータが、ラジ
アル方向における外側に向けて突出したステータ歯４３
を有し、故に、ステータ巻線４８の収納用のスロット４
４が外側に向け開口した場合における本発明の実施例を
示している。

【００１８】この場合にも、図５に破線表示した打ち抜
き切断線から明らかなように、同一の磁性鋼板材料Ｂか
ら磁性薄板鉄心部材４１と積層蓋部材４６を積層化して
形成する薄板蓋部材４６ａとが同時に打ち抜き加工さ
れ、このとき、磁性薄板鉄心部材４１のスロット４４が
打ち抜き加工される材料領域で、薄板蓋部材４６ａの凸
歯４７の打ち抜き形成が行われるように構成されてい
る。

【００１９】従って、図６に示すように、薄板蓋部材４
６ａの凸歯４７の先端を結ぶ包絡円Ｐ１の直径を、磁性
薄板鉄心部材４１のステータ歯４３の先端を結ぶ包絡円
Ｐ２の直径よりも予め小さく形成することが可能とな
る。この結果、図７、図８に示すように、ステータ４０
の積層鉄心４２を磁性薄板鉄心部材４１の積層化により
形成し、ステータ巻線線４８を収納用のスロット４４内
に装填した後に積層化した蓋部材４６をしまり嵌め状態
に圧入、組立してスロット４４の外向き開口を閉塞する
ようにしたとき、積層鉄心部材４２のステータ歯４３の
先端面と積層蓋部材４６の内向き凸歯４７との接合面Ｃ
は、密着した構造として形成できるのである。

【００２０】従って、この外側巻線形のステータ４０に
おいても、積層鉄心部材４２と積層蓋部材との接合面を
クリアランス無しの接合面に形成できるので、磁気抵抗
を十分に低減可能となる。この結果、同期サーボモータ
の磁気漏出を未然に防止してステータ巻線４８の励磁時
に適正な低磁気抵抗の磁路を形成し、モータの出力向上
とゴギングトルクの発生防止を図ることができるのであ
る。

【００２１】なお、上述した諸実施例では円筒形の積層
鉄心部材、円筒形の積層蓋部材とした実施例を示した
が、四角形や八角形等の筒形積層鉄心部材とそれに相補
形の積層蓋部材としても良いことは言うまでもない。

【００２２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、同期サーボモータのステータとして積層鉄心
部材のステータ巻線収納用のスロットの開口を塞ぐ積層
蓋部材を、同積層鉄心部材のステータ歯の先端に略しま
り嵌め状態の密着接合状態で組み立てた構造としたか
ら、接合面の磁気抵抗を十分に低減し、その結果、ステ
ータ側の電磁気特性を最も適正な性能状態に維持できる
ことと成った。この結果、同期サーボモータの出力の向
上を図り、かつ、サーボモータの円滑な回転を妨げるコ
ギングトルクの発生を抑止し、サーボモータの性能向上
を得ることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る同期サーボモータのステータの内
側巻線形の実施例における要部を示す正面図である。

【図２】図１に示す実施例の一部を拡大図示した部分正
面図である。

【図３】本発明の基本原理に従って図１に示すステータ
用の磁性薄板鉄心部材と薄板蓋部材とを同一の磁性鋼板
材料から打ち抜き加工する場合の打ち抜き線を示した正
面図である。

【図４】図３に示す打ち抜き線に従って打ち抜き加工し
た磁性薄板鉄心部材と薄板蓋部材とを示す正面図であ
る。

【図５】本発明に係る同期サーボモータのステータの外
側巻線形の実施例における磁性薄板鉄心部材と薄板蓋部
材とを同一の磁性鋼板材料から打ち抜き加工する場合の
打ち抜き線を示した正面図である。

【図６】図５に示す打ち抜き線に従って打ち抜き加工し
た磁性薄板鉄心部材と薄板蓋部材とを示す正面図であ
る。

【図７】同実施例に係る外側巻線形ステータの正面図で
ある。

【図８】図７に示す実施例の一部を拡大図示した部分正
面図である。

【図９】従来の同期サーボモータのステータにおける磁
性薄板鉄心部材と薄板蓋部材との打ち抜き線の配置、構
造を説明するための正面図である。

【図１０】図９に示す打ち抜き線に従って打ち抜きされ
た磁性薄板鉄心部材と薄板蓋部材とを示す正面図であ
る。

【図１１】従来の内側巻線形ステータがスロット開口の
閉塞用蓋部材を有した構造を示す部分拡大正面図であ
る。

【図１２】従来の外側巻線形ステータにおける磁性薄板
鉄心部材と薄板蓋部材とを磁性鋼板材料から打ち抜き加
工する場合の図９と同様の正面図である。

【符号の説明】

１０…ロータ １２…ロータ軸 ２０…ステータ ２１…磁性薄板鉄心部材 ２２…積層鉄心部材 ２３…ステータ歯 ２４…スロット ２６…積層蓋部材 ２６ａ…薄板蓋部材 ２７…凸歯 ２８…ステータ巻線 ４０…ステータ ４１…磁性薄板鉄心部材 ４２…積層鉄心部材 ４３…ステータ歯 ４４…スロット ４６…積層蓋部材 ４６ａ…薄板蓋部材 ４７…凸歯 ４８…ステータ巻線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁路とスロット歯間に形成されるステー
   タ巻線装入用のスロットとを有した積層鉄心部材と、該
   鉄心部材の各スロットの開口を閉塞する磁性材料製の積
   層形蓋部材とを備えた同期サーボモータのステータにお
   いて、 前記積層鉄心部材を形成するスロット歯付きの各鉄心用
   薄板と、前記積層形蓋部材を形成するスロット開口閉塞
   歯付きの各蓋用薄板とを同時に同一磁性薄板から打ち抜
   き形成して積層することにより成り、かつ、 前記各鉄心用薄板のスロット歯間のスロットの開口に前
   記各蓋用薄板のスロット開口閉塞歯が略対向した位置関
   係で打ち抜き形成された構成を有する、ことを特徴とし
   た同期サーボモータのステータ。