JPH09163643A

JPH09163643A - ステータ

Info

Publication number: JPH09163643A
Application number: JP34592695A
Authority: JP
Inventors: Hiromasa Fujii; 浩雅藤井
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 1995-12-08
Filing date: 1995-12-08
Publication date: 1997-06-20

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成により、巻線の巻回作業が容易に
行なわれ、整列巻きができると共にコギングトルクが低
減し、巻線の占積率の向上が可能なステータを提供す
る。【解決手段】ステータのコア基部２と傘部４とを別体
のものとし巻線３をコア基部２の径方向部６に巻回した
後、傘部４を径方向部６の突出部１１に嵌着又は固着す
る。突出部１１の突出端の突き出し部１４は傘部４の外
面から出っ張る。傘部４を取り付ける前に巻線３の巻回
が行なわれ巻回作業効率の向上が図られ、突出部が出っ
張るためコギングトルクの低減が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータのステータ
に係り、アウタロータ型およびインナロータ型のモータ
に適用されるステータに関する。

【０００２】

【従来の技術】モータにおけるステータとは、ロータマ
グネットとの間で電磁力を発生させてモータを回転させ
るためのモータにおける主要構成部である。その一般的
な構造を図９により説明する。なお、図９はアウタロー
タ型モータに適用されるステータを示す。図示のよう
に、ステータ１ａは、図略の中心軸に嵌着される環状部
５ａとこの環状部５ａの外周面から外方の放射状に伸延
する径方向部６ａとからなるコア基部２ａと、径方向部
６ａの伸延方向に形成される傘部４ａとを一体部材とし
て形成した平板状の鋼板を多数枚積層したものに巻線を
径方向部６ａに多数回巻回したものからなる。図示のよ
うに、径方向部６ａおよび傘部４ａは多数本（図示では
６本）のものからなり、隣接する傘部４ａ，４ａ間には
周方向に間隙７が形成される。一方、傘部４ａと径方向
に相対向する位置には適宜の隙間８を介してロータマグ
ネット９が配置される。巻線３ａに通電することにより
ステータ１ａとロータマグネット９との間に周方向に磁
気的な力が作用して、図略のロータが回転される。

【０００３】コア基部２ａの径方向部６ａに巻線３ａを
巻回するには巻線機（図略）が使用される。即ち、巻線
機は、巻線を被巻回体（コア基部２ａ）に導く針先部
（図略）で把持し、その針先部は隣接した傘部４ａ，４
ａ間の間隙７に挿入され、径方向部６ａの周囲を回って
巻線３ａは巻回される。針先部は、間隙７に挿入され回
転動作を行うため、巻線が傘部等の角に引っ掛かること
のないように、針先部を支持するアームを屈曲させる等
して回転する動作を行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記したように、巻線
３ａを径方向部６ａに巻回するには比較的狭い間隙７内
に巻線機の針先部を挿入して巻回動作をしなければなら
ないため、巻線機構造が複雑なものとなっていた。ま
た、ステータの小型等から間隙７の縮小が生じると、こ
れまでの巻線機では対応できなかったり、仮にできたと
しても整然と巻く整列巻きが難しく巻線の占積率を犠牲
にせざるを得ないという問題があった。なお、巻線３ａ
の占積率が低下すると、その分だけモータの性能を充分
に発揮させることができない。

【０００５】一方、ロータマグネットとステータとの間
には回転時にコギングトルクが生ずる。コギングトルク
は、ロータマグネットと、ステータ間の磁場に貯えられ
た磁気エネルギーが両者の相対的な回転に応じて変化す
ることにより生ずるものである。即ち、ロータマグネッ
トとステータとの間に磁気的周期性がある場合には両者
に共通して存在する調波成分のコギングトルクが生じ、
モータの円滑な回転を阻害する。このコギングトルクを
小さくするには調波成分の次数を高くする必要がある
が、傘部４ａの数とその間の間隙７の大きさが一定のた
め、従来のステータ１ａの構造のままではコギングトル
クを低減し得る手段がなく問題点とされていた。

【０００６】本発明は、以上の事情に鑑みてなされたも
のであり、簡単な構成によって巻線が巻き易く、巻回作
業効率が向上でき、整列巻きができると共に、コギング
トルクを低減し得るステータを提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の目的を
達成するために、環状部と、該環状部の外周面から放射
状に外方、又は該環状部の内周面から放射状に内方のど
ちらか一方に伸延する径方向部とからなるコア基部と、
該コア基部の前記径方向部に巻回される巻線と、前記径
方向部の伸延端に設けられロータマグネットと適宜間隙
を介して相対向して配設される傘部とから構成されるス
テータであって、前記傘部を別体部材とし、前記径方向
部の伸延端に固定するステータを構成するものである。
更に具体的に、前記径方向部の伸延端に突出部を設け、
前記傘部を前記突出部に嵌着又は固着することを特徴と
し、前記突出部の突出端が、該突出部に固定された前記
傘部の外面よりも突き出て配設することを特徴とする。
また、前記傘部とコア基部とは、異なる材質を用いるこ
とを特徴とするものである。

【０００８】傘部が別体部材からなるため、コア基部の
径方向部に巻線を巻回する場合、傘部を取り外した状態
で行なわれるため巻回作業が極めてやり易い。当然、整
列巻きも可能である。巻線の巻回後に傘部をコア基部に
固定することにより、一体品とほぼ同様のステータを作
ることができる。また、コア基部の径方向部の伸延端の
突出部に傘部を嵌着又は固着し、突出部を傘部の外周よ
り突き出して配設することによりコギングトルクの低減
が図れる。これは突出部の突き出しにより前記した調波
成分の次数が高くなり、結果としてコギングトルクを小
さくすることができるためである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明のステータの実施の
形態を図面を参照して詳説する。図１は本発明に係るス
テータ１の全体構造で、アウターロータ型モータに適用
されるものを示す。本発明のステータ１は、前述したよ
うにモータにおける主要構成部であって、その構成は大
別してコア基部２と、これに巻回される巻線３と、傘部
４とからなる。なお、傘部４は別体部材からなる。

【００１０】図１に示すように、コア基部２は図略のモ
ータの中心軸がキー溝１０を介して嵌着される環状部５
と、図２、図３にも示すようにこの環状部５ａの外周面
から外方に放射状に伸延する複数本（図示は６本）の径
方向部６とからなり、本例では径方向部６の伸延方向に
突出部１１が突出形成される。なお、図３に示すよう
に、コア基部２は前記の環状部５と径方向部６および突
出部１１を有する平板状の同一形状のケイ素鋼板を多数
枚積層し、カシメ１２等により結合したものからなる。
なお、コア基部２は径方向部６のみ絶縁塗装を施し、他
の部分は防錆塗装を施す。巻線３は径方向部６に多数回
巻回される。突出部１１は、径方向部６と周方向幅を違
えているが、これは傘部４を嵌入した時に径方向部６に
当接するので傘部４の位置決めとなる。また、突出部１
１は、後述する図６のように軸方向幅も違えた形状とし
てもよい。

【００１１】一方、別体部材の傘部４は図４に示すよう
に、同一輪郭形状の傘部用部材を多数枚積層したものか
らなる。また、図４に示すように積層された傘部４のほ
ぼ中央部にはコア基部２の突出部１１が嵌まり込む嵌入
孔１３が開口形成されるように、一部の傘部用部材は形
状の違うものを用いて積層され、カシメ固定やレーザー
溶接等により固定される。本例では傘部４の積層数がコ
ア基部２の積層数より多いが、図６のように同数であっ
てもよい。また、傘部４も全体に防錆塗装される。

【００１２】次に、本例のステータ１の組み付け方法を
簡単に説明する。まず、図３のようにコア基部２を積層
しカシメ１２等により固定する。次に、巻線機（図略）
により巻線３を図１，図２，図５に示すようにコア基部
２の径方向部６に多数回巻回する。この場合、従来技術
のように針先部の移動時に障害となる傘部４ａがないた
め、針先部の侵入角度範囲が広くとれ、巻線が整然と巻
かれて、占積率のよい整列巻きができ、且つ巻線速度も
早く巻回作業効率を向上することができる。巻線３の巻
回が終了したら図４に示した傘部４の嵌入孔１３を突出
部１１に嵌入する。この場合、突出部１１の突出長が傘
部４の厚みより長いため、図１，図２，図５に示すよう
に突出部１１の突出端がある量だけ突き出て突き出し部
１４を形成する。ここで、図５に示すように、傘部４を
突出部１１にレーザー溶接等により締結する。以上によ
り本例のステータ１の組立が完了するが、径方向部６に
巻線３を巻回し、傘部４を嵌入しレーザー溶接等により
締結するという一連の作業は、径方向部６に向かって一
方向から直線的に行え組立作業性が良好である。特に、
溶接のためにレーザー光は、傘部４に遮られるるので誤
って巻線３に照射されて断線等の心配はない。また、突
出部１１と嵌入孔１３との隙間からレーザー光が貫通し
たとしても径方向部６の端面があるため巻線３に照射さ
れることもない。

【００１３】図１に示すように、本例ではロータマグネ
ット９とステータ１との間の間隙７内に突出部１１の突
き出し部１４が突き出して配置される。このため、前記
した調波成分の次数がこの突き出し部１４の数だけ多く
なり、コギングトルクを低減することができる。また、
巻線３が整列巻きされるため巻線の占積率の向上が図れ
る。また、傘部４を別体部材にすることにより、隣接す
る傘部４，４間の間隙７も比較的自由に変えられ、小さ
くすることができる。なお、従来技術では一体構造のた
めステータの打ち抜き作業や巻回作業の関係で傘部４ａ
の周方向の長さをより広くすること（間隙７を狭くする
こと）が難しい。また、従来技術では、積層されている
傘部４ａの上又は下の板の部分だけ傘部４ａを上方又は
下方に折り曲げて傘部４ａのロータマグネット９との対
向面積を広くすることが可能であるが、本発明のステー
タの場合、積層枚数が多い方が渦電流損失が小さくな
る。従って、コア基部２の積層数よりも傘部４の積層数
を多くして、傘部４のロータマグネット９との対向面積
を広くする方が、傘部４を折り曲げて傘部４のロータマ
グネット９との対向面積を広くするよりも渦電流損失が
小さくなるという利点がある。

【００１４】図６，図７は傘部４の軸線方向の厚みを大
きくとれない場合（軸方向のスペースがない場合）の傘
部４とコア基部２との結合方法を示すものである。この
場合、傘部４と突出部１１の積層数が同一のため、図６
に示すようにコア基部２の突出部１１を径方向部６断面
の径方向幅及び軸方向幅共に小さくして、傘部４の積層
群に嵌入孔１３を開口形成できるようにする。

【００１５】更に、本発明のステータの特徴である傘部
４を別体部材にすることを利用して、コア基部２と傘部
４とを異なる材質から構成されたステータとしてもよ
い。即ち、トルクを向上させ効率をよくしたい場合、傘
部４に飽和磁束密度の高い材質（例えば、コバルトと鉄
の合金、又は純鉄）を使用する。或いはモータの振動を
抑えたい場合、コア基部２に振動の減衰特性のよい材質
（例えば、ニッケルとバナジウムと鉄の合金、又はコバ
ルトと鉄の合金）を使用する。或いは、傘部４に小さな
巻線励磁電流で高い磁束密度を得たい場合、透磁率の大
きな材質（例えば、ニッケルと鉄の合金、又はケイ素の
含有量の多い鉄の合金）を使用する。このように構成す
ることで、従来技術のような一体構成のステータでは得
られない部分的に特性を違えた特殊な特性を備えたステ
ータの実現が可能となる。

【００１６】以上はアウタロータ型モータに関するステ
ータ１について説明したが、図８はインナロータ型モー
タに対するステータ１を示すものである。径方向部６
は、環状部５の内周面から内方に放射状に伸延し、この
伸延端に傘部４が固定されることを除き前記アウタロー
タ型の場合のステータ１と同様の構成からなり、且つ同
一の効果が上げられる。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、次のような顕著な効果
を奏する。１）巻線を径方向部に巻き付けるときに、傘部がない状
態（コア基部）で巻くことができるので、整列巻きが容
易に行なえる。２）整列巻きができると、巻線の占積率を向上させるこ
とができる（単位断面積当りの巻数を多くとれる）。３）巻線は、突出した径方向部に巻回するだけなので、
巻線速度が速い。４）巻線を導く針先部の移動に障害となる傘部がない状
態で巻回できるので、この傘部を回避させる針先部の制
御が不要となり、巻線機構造が簡単なものとできる。５）整列巻きができること、或いは巻線速度が速いこ
と、或いは巻線機構造が簡単になることより、巻線を巻
くのにかかる費用が安くできる。６）傘部のない状態で巻線を巻くことができるので、隣
接する傘部間の間隙に巻線機の針先部等が通ることがな
い。故に、間隙は従来の間隙部よりも狭くできるので、
傘部の外周面の面積（傘部がマグネットに対向する面）
を大きくできる。よって、マグネットからの磁束を広い
面で受けることができ磁力性能の向上が図れる。７）折り曲げ部等により傘部の面積を広くする方法より
も、傘部の積層枚数をコア基部の積層枚数より多くする
方が、渦電流損失を小さくすることができる。８）突出部の先端を傘部の外周面よりも突出させること
ができるのでコギングトルクを低減できる。９）傘部とコア基部とに異なる材質を使用することによ
り、特殊な特性を有するステータの実現が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のステータ全体構造を示す平面図。

【図２】本発明の傘部とコア基部との連結構造を示す部
分斜視図。

【図３】本発明のコア基部を示す部分斜視図。

【図４】本発明の傘部を示す部分斜視図。

【図５】本発明のコア基部とこれに溶接締結される傘部
等を示す部分断面図。

【図６】軸方向の厚みのとれない場合のコア基部と傘部
との連結構造を示す部分斜視図。

【図７】図６のＡ矢視の正面図。

【図８】インナロータ型モータの場合の本発明のステー
タを示す部分断面図。

【図９】従来のステータの全体構造を示す平面図。

【符号の説明】

１ステータ２コア基部３巻線４傘部５環状部６径方向部７間隙８隙間９ロータマグネット１０キー溝１１突出部１２カシメ１３嵌入孔１４突き出し部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】環状部と、該環状部の外周面から放射状
に外方、又は該環状部の内周面から放射状に内方のどち
らか一方に伸延する径方向部とからなるコア基部と、該
コア基部の前記径方向部に巻回される巻線と、前記径方
向部の伸延端に設けられロータマグネットと適宜間隙を
介して相対向して配設される傘部とから構成されるステ
ータであって、前記傘部を別体部材とし、前記径方向部
の伸延端に固定することを特徴とするステータ。
【請求項２】前記径方向部の伸延端に突出部を設け、
前記傘部を前記突出部に嵌着又は固着する請求項１に記
載のステータ。
【請求項３】前記突出部の突出端が、該突出部に固定
された前記傘部の外面よりも突き出て配設される請求項
２に記載のステータ。
【請求項４】前記傘部とコア基部とは、異なる材質を
用いる請求項１乃至３に記載のステータ。