JPH09215230A - 電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造作業の工程数及び部品点数を少なくする
と共に、モータ特性を向上させ、また、製造性及び部品
精度を向上させる。 【解決手段】 本発明の電動機は、別体の部品からなる
４個のステータティース５とこれらステータティース５
を連結する軟質磁性材料製のステータヨーク４とから構
成されたステータコア２を備えて成るものにおいて、ス
テータティース５を、絶縁物からなる軟質磁性材料また
は導電性の低い軟質磁性材料である例えば焼結ソフトフ
ェライトや、軟質磁性材料製の粉を含んだプラスチック
により構成すると共に、このような構成のステータティ
ース５のコイル巻回部５ａに直接コイル３を巻回するよ
うに構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数個のアーマチ
ュアティースとこれらを連結するアーマチュアヨークと
から構成されたアーマチュアコアを備えて成る電動機に
関する。

【０００２】

【従来の技術】電動機のアーマチュアコアである例えば
ステータコアは、ヨークの内周部に複数個のティースを
内方へ向けて一体に突設して構成されている。このよう
なステータコアは、けい素鋼板をプレス成形したものを
積層して構成されている。この構成のステータコアのテ
ィースにコイルを巻回する場合、ティースの表面にエポ
キシ系の粉体塗装を施して絶縁処理したり、或いは、絶
縁材製の巻枠を装着した後、ティースの形状が複雑なも
のでは、巻線機のノズルをティース間のスロットオープ
ンからティース間に挿入し、ティース側を回転させてコ
イルを巻回している。また、スロットオープンが大きい
ものの場合には、巻線機のフライヤーを動作させてティ
ースにコイルを巻回している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記構成の場
合、ティースの表面に絶縁処理を施したり、巻枠を装着
したりしなければならないので、製造作業の工程数が増
えたり部品点数が増えたりするという問題点があった。
また、スロットオープンが大きいものの場合には、コギ
ングが大きくなる等のモータ特性が悪くなることがあっ
た。更に、ティースの形状が複雑であると、ステータコ
アを一体物として製造し難いという欠点があると共に、
各部分の精度が低下するという不具合もあった。

【０００４】そこで、本発明の目的は、製造作業の工程
数及び部品点数を少なくできると共に、モータ特性を向
上でき、また、製造性及び部品精度を向上できる電動機
を提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の電動機は、絶縁
物からなる軟質磁性材料または導電性の低い軟質磁性材
料により構成され、コイル巻回部に直接コイルを巻回し
た別体の部品からなる複数個のアーマチュアティース
と、軟質磁性材料により構成され、前記アーマチュアテ
ィースを連結するアーマチュアヨークとを有して構成さ
れたアーマチュアコアを有するところに特徴を有する。

【０００６】上記手段によれば、アーマチュアティース
を絶縁物からなる軟質磁性材料または導電性の低い軟質
磁性材料により構成し、このアーマチュアティースのコ
イル巻回部に直接コイルを巻回する構成としたので、絶
縁処理を施したり、巻枠を装着したりすることが不要に
なる。このため、製造作業の工程数及び部品点数が少な
くなると共に、巻枠がない分だけコイルエンドが小さく
なり、また、電動機の磁気抵抗が小さくなってトルク定
数が高くなる。そして、別体の部品からなる複数個のア
ーマチュアティースと、これらアーマチュアティースを
連結するアーマチュアヨークとからアーマチュアコアを
構成するようにしたので、スロットオープンを小さくす
ることができて、モータ特性が向上すると共に、アーマ
チュアコアの形状が複雑であっても、その製造を行い易
くなり、製造性及び部品精度が向上する。

【０００７】また、上記構成において、アーマチュアテ
ィースのコイル巻回部は、稜線部が面取りされた角柱状
に構成することが好ましい。更に、アーマチュアティー
スのコイル巻回部の幅寸法のうちの反磁極部側部分を大
きくする、または、両端部分を大きくすることが良い構
成である。

【０００８】更にまた、アーマチュアティースに嵌合凸
部或いは嵌合凹部を設けると共に、アーマチュアヨーク
に嵌合凹部或いは嵌合凸部を設け、そして、アーマチュ
アティースの嵌合凸部或いは嵌合凹部をアーマチュアヨ
ークの嵌合凹部或いは嵌合凸部に嵌合することにより両
者を連結することが好ましい。この場合、アーマチュア
ティースの嵌合凸部或いは嵌合凹部を、切削により形成
することが好ましい構成である。

【０００９】また、アーマチュアティースの軟質磁性材
料を、軟質磁性材料製の粉を含んだプラスチックにより
構成したり、或いは、焼結ソフトフェライトにより構成
することが考えられる。更に、アーマチュアヨークを電
動機のカバーとして兼用することも良い。一方、アーマ
チュアヨークを周方向に分割すると共に、アーマチュア
ヨークの分割部の境界に嵌合凹部或いは嵌合凸部を設け
ることも好ましい構成である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施例につ
いて図１及び図２を参照しながら説明する。まず、図１
は電動機のステータを示す正面図である。この図１にお
いて、ステータ１は、アーマチュアコアであるステータ
コア２と、このステータコア２に巻装されたコイル３と
から構成されている。上記ステータコア２は、円筒状を
なすステータヨーク４と、このステータヨーク４の内周
部に内方へ向けて突設された複数個例えば４個のステー
タティース５とから構成されている。この場合、ステー
タヨーク４がアーマチュアヨークを構成し、ステータテ
ィース５がアーマチュアティースを構成している。

【００１１】上記ステータヨーク４は、軟質磁性材料を
含んだプラスチックである例えば軟質磁性材料製の粉を
混入させたナイロン樹脂を成形することにより構成され
ている。このステータヨーク４の内周部には、断面形状
がほぼ台形状をなす４個の嵌合凹部４ａがステータティ
ース５の各突設位置に対応して設けられている。

【００１２】また、ステータティース５は、図２に示す
ように、全体としてほぼＴ字状をなしており、四角柱状
のコイル巻回部５ａと、このコイル巻回部５ａの先端部
（図２中左端部）に一体に設けられた磁極部５ｂとから
構成されている。そして、ステータティース５は、絶縁
物からなる軟質磁性材料である例えば焼結ソフトフェラ
イトにより構成されている。また、上記コイル巻回部５
ａの４か所の稜線部は、面取りされている。この場合、
コイル巻回部５ａの面取り部５ｃは、焼結ソフトフェラ
イトの原材料（焼結する前のソフトフェライトの材料）
を金型で成形する際に、該金型により形成されている。

【００１３】そして、上記ステータティース５のコイル
巻回部５ａにエナメル線等からなるマグネットワイヤを
直接巻回することにより、コイル巻回部５ａにコイル３
が直接巻装されている。ここで、コイル巻回部５ａの幅
寸法は、反磁極部側部分（図２中右端部側部分）が磁極
部側部分（図２中左端部側部分）よりも大きくなるよう
に構成されている。これにより、コイル巻回部５ａに巻
回されたコイル３がコイル巻回部５ａから外れ（抜け）
難くなっている。

【００１４】また、ステータティース５のコイル巻回部
５ａの反磁極部（図２中右端部）には、ステータヨーク
４の嵌合凹部４ａに嵌合する嵌合凸部５ｄが突設されて
いる。この構成の場合、コイル３を予め巻回したステー
タティース５の嵌合凸部５ｄをステータヨーク４の嵌合
凹部４ａに例えば圧入して嵌合することにより、ステー
タヨーク４にステータティース５を連結固定している。
これによって、ステータコア２ひいてはステータ１が構
成されている。

【００１５】このような構成の本実施例によれば、ステ
ータティース５を絶縁物からなる軟質磁性材料である焼
結ソフトフェライトにより構成し、このステータティー
ス５のコイル巻回部５ａに直接コイル３を巻回する構成
としたので、従来構成とは異なり、絶縁処理を施した
り、巻枠を装着したりすることが不要になる。このた
め、製造作業の工程数及び部品点数を少なくできると共
に、巻枠がない分だけコイルエンドを小さくでき、ま
た、電動機の磁気抵抗を小さくできてトルク定数を高め
ることができる。更に、巻枠を使用しない分だけ、コイ
ルの占積率を高くすることができるから、ステータティ
ース５の長さ寸法を短く構成することができ、その結
果、電動機を細形且つ小形に構成することができる。ま
た、ステータティース５にコイル３を巻回するとき、他
のステータティース５が邪魔にならないので、コイル３
の巻回に要する時間を短縮することができる。

【００１６】そして、上記実施例では、別体の部品から
なる４個のステータティース５と、これらステータティ
ース５を嵌合して連結するステータヨーク４とからステ
ータコア２を構成したので、スロットオープンを小さく
することができてモータ特性を向上させ得る。更に、こ
の構成の場合、ステータコア２の形状が複雑であって
も、各ステータティース５はシンプルな形状となるか
ら、その製造を行い易くなり、製造性及び部品の加工精
度を向上させることができる。また、スロットオープン
を小さく構成できるから、コギング等のモータ特性を向
上させることができる。

【００１７】特に、上記実施例では、ステータティース
５とステータヨーク４とを連結するに際して、ステータ
ティース５に嵌合凸部５ｄを設けると共に、ステータヨ
ーク４に嵌合凹部４ａを設け、ステータティース５の嵌
合凸部５ｄをステータヨーク４の嵌合凹部４ａに圧入し
て嵌合固定する構成とした。これにより、別体のステー
タティース５とステータヨーク４とを連結する構成を簡
単な構成にて容易に実現することができる。尚、ステー
タティース５の嵌合凸部５ｄは、切削により形成するこ
とが好ましく、部品の寸法精度を高くすることができ
る。この場合、上記嵌合凸部５ｄを金型により形成する
ように構成しても良い。

【００１８】更に、上記実施例においては、ステータテ
ィース５のコイル巻回部５ａの稜線部を面取りして面取
り部５ｃを形成したので、コイル３をコイル巻回部５ａ
に巻回するときマグネットワイヤが断線したり、レアシ
ョートしたりすることを防止できると共に、組立時等に
ステータティース５側が割れたり傷付いたりすることを
極力防止できる。そして、この場合、コイル巻回部５ａ
の面取り部５ｃを金型により形成する構成としたので、
製造工程数が増えることもない。尚、上記面取り部５ｃ
を切削により形成するように構成しても良い。更にま
た、上記実施例では、ステータティース５のコイル巻回
部５ａのうちの反磁極部側部分の幅寸法を大きく構成し
たので、巻回済みのコイル３がコイル巻回部５ａから抜
け落ちることを確実に防止できる。

【００１９】尚、上記実施例では、ステータティース５
に嵌合凸部５ｄを設けると共に、ステータヨーク４に嵌
合凹部４ａを設ける構成としたが、これに代えて、ステ
ータティース５に嵌合凹部を設けると共に、ステータヨ
ーク４に嵌合凸部を設ける構成としても良い。また、嵌
合凸部５ｄを嵌合凹部４ａに圧入したが、これに限られ
るものではなく、接着したり、ねじ止めしたりしても良
い。

【００２０】また、上記実施例では、ステータティース
５のコイル巻回部５ａのうちの反磁極部側部分の幅寸法
を大きく構成したが、これに代えて、コイル巻回部５ａ
の両端部分の幅寸法を中間部分の幅寸法よりも大きくす
るように構成しても良く、同様な作用効果を得ることが
できる。更に、上記実施例では、ステータヨーク４を軟
質磁性材料製の粉を含んだナイロン樹脂で成形すること
により構成したが、これに限られるものではなく、例え
ば焼結ソフトフェライトにより構成したり、軟鉄鋼板を
プレス成形して構成したり、或いは、プレス成形したけ
い素鋼板を積層した積層鉄心から構成したりしても良
い。

【００２１】更にまた、上記実施例では、ステータティ
ース５を絶縁物からなる軟質磁性材料である焼結ソフト
フェライトにより構成したが、これに代えて、導電性の
低い軟質磁性材料（例えば焼結ソフトフェライトや軟質
磁性材料製の粉を含んだプラスチック）により構成して
も良い。

【００２２】図３は本発明の第２の実施例を示すもので
あり、第１の実施例と異なるところを説明する。尚、第
１の実施例と同一部分には、同一符号を付している。上
記第２の実施例では、図３に示すように、ステータヨー
ク４は電動機６のカバー（即ち、モータフレーム）とし
ても機能するように構成されている。この場合、ステー
タヨーク４は、軟質磁性材料製の粉を含んだナイロン樹
脂で成形したり、軟鉄鋼板をプレス成形したりして構成
することが好ましい。

【００２３】また、上記電動機６においては、ステータ
ヨーク４の図３中上端部に、軸受７を嵌合支持する上部
軸受ブラケット８が圧入により嵌合固定されていると共
に、ステータヨーク４の下端部に、スラスト軸受９を嵌
合支持する下部軸受ブラケット１０が圧入により嵌合固
定されている。

【００２４】そして、ステータ１の内部にはロータ１１
が回転可能に収容されている。この場合、ロータ１１の
回転軸１２は、上端部を軸受７に支持し、下端部をスラ
スト軸受９に支持している。そして、ロータ１１は、例
えば希土類系永久磁石から構成されたロータマグネット
１３を有している。このロータマグネット１３は、周方
向に４極等配着磁された磁石であり、回転軸１２に接着
固定されている。

【００２５】尚、ステータ１のステータティース５の磁
極部５ｂにおけるロータ１１のロータマグネット１３の
外周面部に対向する面部は、ステータ１を組み立てた
後、例えば機械加工によりステータヨーク４の外周を基
準として真円状となるように加工されている。また、上
述した以外の第２の実施例の構成は、第１の実施例の構
成と同じ構成となっている。

【００２６】従って、第２の実施例においても、第１の
実施例とほぼ同様な作用効果を得ることができる。特
に、第２の実施例では、ステータヨーク４を電動機のカ
バーとして兼用する構成としたので、部品点数を少なく
し得ると共に、電動機の外径寸法を極力小さくすること
ができて全体として構成を小形化することができる。

【００２７】図４は本発明の第３の実施例を示すもので
あり、第１の実施例と異なるところを説明する。尚、第
１の実施例と同一部分には、同一符号を付している。上
記第３の実施例では、図４に示すように、ステータヨー
ク１４を、周方向に分割した４個の分割ヨーク１５から
構成するようにしている。この場合、４個の分割ヨーク
１５は、外周に配設された連結リング１６により連結固
定されている。

【００２８】また、上記構成では、図４に示すように、
ステータヨーク１４の分割部の境界に例えば嵌合凹部１
７を設けるように構成されている。具体的には、分割ヨ
ーク１５の両端部に上記嵌合凹部１７を周方向に半分に
分割した形状の凹部１８、１８を設け、２個の分割ヨー
ク１５を接合することにより、両分割ヨーク１５の凹部
１８、１８により嵌合凹部１７を形成するように構成さ
れている。そして、この嵌合凹部１７内にステータティ
ース５の嵌合凸部５ｄを圧入して嵌合固定するようにし
ている。尚、上述した以外の第３の実施例の構成は、第
１の実施例の構成と同じ構成となっている。

【００２９】従って、上記第３の実施例においても、第
１の実施例とほぼ同様な作用効果を得ることができる。
特に、第３の実施例では、４個の分割ヨーク１５を連結
してステータヨーク１４を構成すると共に、分割ヨーク
１５の連結部分の嵌合凹部１７にステータティース５の
嵌合凸部５ｄを嵌合して連結するように構成したので、
各部品を無理なく組立てることができる。

【００３０】

【発明の効果】本発明は、以上の説明から明らかなよう
に、アーマチュアティースを絶縁物からなる軟質磁性材
料または導電性の低い軟質磁性材料により構成すると共
に、アーマチュアティースのコイル巻回部に直接コイル
を巻回する構成としたので、製造作業の工程数及び部品
点数を少なくできると共に、モータ特性を向上でき、ま
た、製造作業性及び精度を向上できるという優れた効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すステータの正面図

【図２】ステータティースの斜視図

【図３】本発明の第２の実施例を示す電動機の概略縦断
側面図

【図４】本発明の第３の実施例を示す図１相当図

【符号の説明】

１はステータ、２はステータコア（アーマチュアコ
ア）、３はコイル、４はステータヨーク（アーマチュア
ヨーク）、４ａは嵌合凹部、５はステータティース（ア
ーマチュアティース）、５ａはコイル巻回部、５ｂは磁
極部、５ｃは面取り部、５ｄは嵌合凸部、６は電動機、
１４はステータヨーク（アーマチュアヨーク）、１５は
分割ヨーク、１６は連結リング、１７は嵌合凹部を示
す。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁物からなる軟質磁性材料または導電
   性の低い軟質磁性材料により構成され、コイル巻回部に
   直接コイルを巻回した別体の部品からなる複数個のアー
   マチュアティースと、 軟質磁性材料により構成され、前記アーマチュアティー
   スを連結するアーマチュアヨークとを有して構成された
   アーマチュアコアを有することを特徴とする電動機。
2. 【請求項２】 前記アーマチュアティースのコイル巻回
   部は、稜線部が面取りされた角柱状であることを特徴と
   する請求項１記載の電動機。
3. 【請求項３】 前記アーマチュアティースのコイル巻回
   部の幅寸法は、反磁極部側部分が大きくなっている、ま
   たは、両端部分が大きくなっていることを特徴とする請
   求項１または２記載の電動機。
4. 【請求項４】 前記アーマチュアティースに嵌合凸部或
   いは嵌合凹部を設けると共に、 前記アーマチュアヨークに嵌合凹部或いは嵌合凸部を設
   け、 前記アーマチュアティースの嵌合凸部或いは嵌合凹部を
   前記アーマチュアヨークの嵌合凹部或いは嵌合凸部に嵌
   合することにより両者を連結したことを特徴とする請求
   項１ないし３のいずれかに記載の電動機。
5. 【請求項５】 前記アーマチュアティースの嵌合凸部或
   いは嵌合凹部は、切削により形成されていることを特徴
   とする請求項４記載の電動機。
6. 【請求項６】 前記アーマチュアティースの軟質磁性材
   料は、軟質磁性材料製の粉を含んだプラスチックにより
   構成されていることを特徴とする請求項１ないし５のい
   ずれかに記載の電動機。
7. 【請求項７】 前記アーマチュアティースの軟質磁性材
   料は、焼結ソフトフェライトにより構成されていること
   を特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の電動
   機。
8. 【請求項８】 前記アーマチュアヨークは、電動機のカ
   バーを構成していることを特徴とする請求項１ないし７
   のいずれかに記載の電動機。
9. 【請求項９】 前記アーマチュアヨークが周方向に分割
   されていると共に、前記アーマチュアヨークの分割部の
   境界に嵌合凹部或いは嵌合凸部を設けたことを特徴とす
   る請求項４記載の電動機。