JPH10164783A - モータの固定子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 組み立てが容易な上に、安定した特性が得ら
れるようにしたブラシレスモータの固定子の提供。 【解決手段】固定子板４を積層して第１積層鉄心５を構
成し、嵌合板６を積層して第２積層鉄心７を構成する。
第１積層鉄心５は、積層方向の中心にロータ挿通孔５２
を設け、このロータ挿通孔５２の周囲から放射状かつ等
間隔に延びる複数の磁極部５３と、この各磁極部５３の
先端に続いて円周方向に円弧状に形成する複数の外周部
５４と、この外周部５４と外周部５４との間に形成する
開口部５１とから構成される。第２積層鉄心７は、第１
積層鉄心５の各開口部５１に嵌合れる。このように、本
発明では、第１積層鉄心５と第２積層鉄心７とを個別に
構成し、第１積層鉄心の開口部５１に第２積層鉄心７を
嵌合させるようにしたので、巻線が巻き易い上にその組
み立て作業が容易となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばブラシレス
モータなどのモータに使用されるモータの固定子に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ブラシレスモータに使用される固
定子としては、例えば、図５に示すようなトロイダル型
の固定子１と、図６に示すような内径オープンスロット
型の固定子２などが知られている。トロイダル型の固定
子１は、図５に示すような形状に打ち抜いた固定子板１
１を積層させたものであり、ロータ３を挿通するために
積層方向の中心に設けたロータ挿通孔１２と、このロー
タ挿通孔１２の周囲から放射状かつ等間隔に配置される
複数の磁極部１３と、この複数の磁極部１３の各先端が
接続される環状のヨーク部１４を備えたものであり、各
磁極部１３の左右の積層方向には、複数のクローズドス
ロット１５が形成されている。

【０００３】一方、内径オープンスロット型の固定子２
は、図６に示すような形状に打ち抜いた固定子板２１を
積層させたものであり、外側に位置する環状のヨーク部
２２と、このヨーク部２２の内側から等間隔に中心に向
けて配置される複数の磁極部２３と、この各磁極部２３
の中心側の端面を円弧状にしてロータ３が挿通されるロ
ータ挿通孔２４を備えたものであり、各磁極部２３の左
右の積層方向には、中心側に開口部２６を有するオープ
ンスロット２５が形成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、トロイダル型
の固定子１は、クローズドスロット１５のために複数の
磁極部１３に巻線を巻くのが難しい上に、その技術が確
立されておらず、製造が難しいという問題がある。この
問題を解決するために、固定子を一体型にせずに２体以
上に分割し、分割したものを後に組み立てるもの知られ
ているが、その特性が悪化するという問題が知られてい
る。一方、内径オープンスロット型の固定子２は、オー
プンスロット２５のため複数の磁極部２３に巻線を巻く
のは容易であるが、中心側に開口部２６を有するため
に、モータに組み込んだときにはコギング（トルク変
動）が問題になる。

【０００５】そこで、本発明の目的は、組み立てが容易
な上に、モータに組み込んだときに安定した特性が得ら
れるようにしたモータの固定子を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、固定子板４を積層し、この積層方向の
中心に設けたロータ挿通孔５２と、このロータ挿通孔５
２の周囲から放射状かつ等間隔に延びる複数の磁極部５
３と、この各磁極部５３の先端に続いて円周方向に円弧
状に形成する複数の外周部５４と、この外周部５４と外
周部５４との間に形成する開口部５１とから構成される
第１積層鉄心５と、この第１積層鉄心５の各開口部５１
に嵌合された複数の第２積層鉄心７とを備えている。こ
のように、本発明では、第１積層鉄心５と第２積層鉄心
７とを個別に構成し、第１積層鉄心の開口部に第２積層
鉄心を嵌合させるようにしたので、巻線が巻き易い上に
その組み立て作業が容易となる。

【０００７】また、本発明では、第１積層鉄心５の開口
部５１に臨む外周部５４の端面５４ａと、その端面５４
ａと開口部５１内において対向する第２積層鉄心７の端
面７ａとを、その面積が最小になるように形成するのが
好ましい。さらに、本発明では、ロータ挿通孔５２の周
囲であって、複数の磁極部５３の基端側同士を連結する
連結部の外側に、積層方向に向けて断面が円弧状の溝５
５を形成させるのが好ましい。さらにまた、本発明で
は、各磁極部５３の放射方向の中心線上であってその各
磁極部５３に対応する各外周部５４内に、積層方向に向
けてプリント基板の取付け孔５６を形成させるのが好ま
しい。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明のモータの固定子の
好適な実施の形態について、図１ないし図４を参照して
詳細に説明する。図１は、この実施の形態の固定子の斜
視図であり、ブラシレスモータに適用される固定子であ
る。図２は、図１の平面図であり、第２積層鉄心を取り
外した状態を示す。図３は、固定子板と嵌合板の関係を
示す平面図である。この固定子の概略構成を説明する
と、図１および図２に示すように、固定子板４（図３参
照）を複数枚積層させた第１積層鉄心５と、嵌合板６
（図３参照）を積層させた複数の第２積層鉄心７とから
構成され、この複数の第２積層鉄心７を第１積層鉄心５
の複数の開口部５１に嵌合するようにしたものである。

【０００９】固定子板４は、磁性材料からなり、図３に
示すような形状に打ち抜いた板状のものである。この固
定子板４は、図３に示すように、中心にロータ挿通孔４
１を有し、このロータ挿通孔４１の周囲から放射状かつ
等間隔に延びる複数の放射部４２と、この各放射部４２
の先端に続いて円周方向に円弧状に形成される複数の円
弧部４３からなり、円弧部４３と円弧部４３との間には
開口４４が形成されている。また、ロータ挿通孔４１の
周囲であって、複数の放射部４３の基端側同士を連結す
る３つの連結部の各外側に、円弧状の切り欠き４６がそ
れぞれ設けられている。さらに、各放射部４２の長さ方
向の中心線上であってその各放射部４２に対応する各円
弧部４３内に、小孔４７が穿設されている。

【００１０】嵌合板６は、磁性材料からなり、図３に示
すように方形状に打ち抜いた板状のものである。この嵌
合板６は、固定子板４の対応する開口４４内に嵌合され
るように構成され、嵌合時には、嵌合板６の両端面と対
応する固定子板４の円弧部４３の端面と接触するように
なっている。

【００１１】このように構成される固定子板４は複数枚
積層させて、図１および図２に示すような第１積層鉄心
５が構成され、嵌合板６を固定子板４の枚数と同一の枚
数積層させて、図１および図２に示すような第２積層鉄
心７が構成される。このように構成される第１積層鉄心
５は、ロータ３を挿通するためにその積層方向の中心に
ロータ挿通孔５２が設けられ、このロータ挿通孔５２の
周囲から放射状かつ等間隔に延びる複数（ここでは３
個）の磁極部５３と、この各磁極部５３の先端に続いて
円周方向に円弧状に形成される複数の外周部５４とを備
え、外周部５４と外周部５４との間には、第２積層鉄心
７が嵌合する複数の開口部５１が形成されている。ここ
で、外周部５４の磁束の通路の断面積は、磁極部５３の
磁束の通路の断面積のほぼ１／２である。なお、この実
施の形態では、磁極部５３は３個で構成されるが、この
個数はモータの設計仕様により６、８、９、１２という
ように増加でき、この増加に応じて第２積層鉄心７の個
数などが増加する。第２積層鉄心７は、第１の積層鉄心
５の各開口部５１にそれぞれ嵌合されている。従って、
第１積層鉄心５の各磁極部５３の左右の積層方向には、
第２積層鉄心７によって積層方向が閉じられた巻線用溝
８が形成される。

【００１２】図２に示すように、第１積層鉄心５の開口
部５１に臨む外周部５４の端面５４ａと、その端面５４
ａと開口部５１内において対向する第２積層鉄心７端面
７ａとを、その面積が最小に形成するのが好ましい。換
言すると、第１積層鉄心５の外周部５４内を通過する磁
束が、その外周部５４の端面５４ａから垂直に出て、第
２積層鉄心７の端面７ａに垂直に入るようにするのが好
ましい。このように構成すると、実験により固定子の特
性が向上することが確認されたからである。

【００１３】また、固定子板４には、上述のように、ロ
ータ挿通孔４１の周囲であって、複数の放射部４２の基
端側同士を連結する連結部の外側に、円弧状の切り欠き
４６を設けている。このため、第１積層鉄心５には、図
１に示すように、ロータ挿通孔５２の周囲であって、複
数の磁極部５３の基端側同士を連結する連結部の外周
に、積層方向に向けて断面が円弧状の溝５５が形成され
る。このような溝５５を設ける理由は、実験により固定
子の特性が向上することが確認されたからである。

【００１４】さらに、固定子板４には、上述のように、
各放射部４２の長さ方向の中心線上であってその各放射
部４２に対応する各円弧部４３内に、小孔４７を穿設さ
せている。このため、第１積層鉄心５には、図１に示す
ように、各磁極部５３の放射方向の中心線上であってそ
の各磁極部５３に対応する各外周部５４内に、積層方向
に向けてプリント基板の取付け孔５６が形成される。こ
のような位置に取付け孔５６を設ける理由は、実験によ
り他の位置に設ける場合に比べて固定子の特性が低下し
ないことが確認されたからである。

【００１５】次に、このように構成される実施の形態の
固定子の組み立て手順の一例について説明する。先ず、
固定子板４と嵌合板６とを所定枚数ずつ用意し、固定子
板４を所定枚数積層して、第１積層鉄心５を作る。次
に、嵌合板６を所定枚数積層して、第２積層鉄心７を作
る。引き続き、第１積層鉄心５の複数の磁極部５３に図
示しない巻線を巻いていく。この巻線作業が終了した
ら、第１積層鉄心５の開口部５１に対して圧入したの
ち、接着する。この第２積層鉄心７の圧入は、図２に示
すように矢印の方向、または図２の紙面の表側から裏側
に向かう方向である。

【００１６】以上説明したように、この実施の形態の固
定子は、固定子板４を複数枚積層して開口部５１を設け
た第１積層鉄心５と、嵌合板６を固定子板４の枚数と同
一の枚数だけ積層した第２積層鉄心７とを個別に構成
し、第１積層鉄心５の開口部５１に第２積層鉄心７を嵌
合させて全体を構成するようにした。このため、第２積
層鉄心７を嵌合する前に、第１積層鉄心５の各磁極部５
３に巻線を巻くことができるので、巻線が巻き易い上に
その組み立て作業が容易となる。

【００１７】次に、この実施の形態の固定子の他の構成
例について、図４を参照して説明する。この他の固定子
は、図４に示すように、第１積層鉄心５の外周部５４の
両端部の積層方向に、断面が凹状の凹条５４ｂを設ける
一方、第２積層鉄心７の両端部の積層方向に、その凹条
５４ｂに嵌合する断面が凸状の凸条７ｂを設けたもので
ある。また、第２積層鉄心７を第１積層鉄心５の開口部
に嵌合するときには、第２積層鉄心７は、図４の紙面の
前方から後方に向けて入れて行く。その他の部分の構成
は、上述の固定子と同様であるので、同一部分には同一
符号を付してその説明は省略する。このような構成の他
の固定子では、凹条５４ｂとこれに嵌合する凸条７ｂを
設けるようにしたので、第２積層鉄心７を第１積層鉄心
５の開口部５１に嵌合する際にその位置決めが容易とな
る。

【００１８】

【発明の効果】本発明は、固定子板を複数枚積層して開
口部を設けた第１積層鉄心と、嵌合板を複数数積層した
第２積層鉄心とを個別に構成し、第１積層鉄心の開口部
に第２積層鉄心を嵌合させるようにしたので、巻線が巻
き易い上にその組み立て作業が容易となる。また、本発
明では、第１積層鉄心の外周部内を通過する磁束が、そ
の外周部の端面から垂直に出て、第２積層鉄心の端面に
垂直に入るように、外周部と第２積層鉄心の接合部を形
成したので、安定した特性が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の固定子の全体構成を示す
斜視図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】固定子板と嵌合板の構成を示す平面図である。

【図４】本発明の実施の形態の他の固定子の構成を示す
平面図である。

【図５】従来のトロイダル型の固定子の平面図である。

【図６】従来のオープンスロット型の固定子の平面図で
ある。

【符号の説明】

３ ロータ ４ 固定子板 ５ 第１積層鉄心 ６ 嵌合板 ７ 第２積層鉄心 ４２ 放射部 ４３ 円弧部 ４４ 開口 ５１ 開口部 ５２ ロータ挿通孔 ５３ 磁極部 ５４ 外周部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定子板を積層し、この積層方向の中心
   に設けたロータ挿通孔と、このロータ挿通孔の周囲から
   放射状かつ等間隔に延びる複数の磁極部と、この各磁極
   部の先端に続いて円周方向に円弧状に形成する複数の外
   周部と、この外周部と外周部との間に形成する開口部と
   から構成される第１積層鉄心と、 この第１積層鉄心の各開口部に嵌合された複数の第２積
   層鉄心と、 を具備することを特徴とするモータの固定子。
2. 【請求項２】 前記第１積層鉄心の開口部に臨む外周部
   の端面と、この端面と開口部内において対向する前記第
   ２積層鉄心の端面とを、その面積が最小になるように形
   成することを特徴とする請求項１記載のモータの固定
   子。
3. 【請求項３】 前記ロータ挿通孔の周囲であって、前記
   複数の磁極部の基端側同士を連結する連結部の外側に、
   積層方向に向けて断面が円弧状の溝を形成させたことを
   特徴とする請求項１または請求項２記載のモータの固定
   子。
4. 【請求項４】 前記各磁極部の放射方向の中心線上であ
   ってその各磁極部に対応する前記各外周部内に、積層方
   向に向けてプリント基板の取付け孔を形成させたことを
   特徴とする請求項１、請求項２、または請求項３記載の
   モータの固定子。