JPH10201145A - 電動機の固定子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で高効率のモータが得られる電動
機の固定子を提供する。 【解決手段】 固定子コア５をティース３とコイル巻装
部４との１対毎となるように各コイル巻装部４の先端側
で分割し、ある分割コア７のコイル巻装部４の分割端側
に形成され、コイル６を巻装したボビン８を挿入可能な
鉤状の係止部９を、この係止部９に対応して他の分割コ
ア７の分割端側に形成された鉤状の溝部１０に回転子軸
方向（図中の前後方向）から圧入嵌合することにより、
分割コア７同士を環状に連結するため、十分な接合力が
得られる。従って、接合部の隙間がなくなり、固定子の
磁気性能が改善される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固定子コアにコイ
ルを巻装してなる電動機の固定子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、固定子コアにコイルを巻装してな
る電動機の固定子は、その性能や製作性の向上等を図る
ため、固定子コアを分割し、コイルを巻装した後に、分
割コア同士を連結して製造したものが多い。例えば、特
開昭５５−１５７９６４号公報に開示されたトロイダル
巻き２相直流モータの固定子８０では、図１０および図
１１に示すように、環状の固定子コア８１を複数に分割
形成しておき、分割コア８２の各スロット８３毎にヨー
クのコイル巻装部８４に捲線８５を施した後、各分割コ
ア８２を接合部８６が当接するように保持し、樹脂モー
ルド８７にて固定する。このとき、各分割コア８２がず
れなくかつ真円の環状に接合固定するため、樹脂モール
ドの際、各分割コア８２を成形用の芯体８８の外周に磁
気着させている。

【０００３】また、特開昭６４−２６３３９号公報に開
示された単相直流モータの固定子９０では、図１２に示
すように、分割コア９１、９２をコイルボビン９３の中
心に穿設された貫通孔に挿入して、この貫通孔内で凹凸
状の溝および突起を設けた接合部９４が当接するように
保持し、回転子軸に直角な方向（図中の左右方向）から
加圧することにより両分割コア９１、９２を相互に接合
させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成では、
以下のような問題点があった。 （１） 従来のトロイダル巻き２相直流モータの固定子
８０では、分割コア８２同士の接合部は、具体的には、
凹凸状の溝および突起を相互に突合せ接合させるもので
あり、これだけでは十分な接合力が得られない。この接
合力不足によりスロット８３の間隔が不均一となり、モ
ータの回転がスムーズでなくなる。また、固定子８０の
磁気性能が低下し、モータ効率も低いものとなる。そこ
で、分割コア８２同士を環状に連結し、成形用の磁性芯
体で各分割コアを仮止めした後、樹脂モールドを施して
いる。このように、複雑でしかも手間のかかる製造方法
を採らざるをえなかった。

【０００５】（２） 従来の単相直流モータの固定子９
０では、分割コア９１、９２の接合部９４がコイルボビ
ン９３の内部にあり、完成時にその良否を確認できな
い。また、接合部９４も凹凸状の溝および突起を相互に
突合せ接合させて圧入するものであり、基本的には上記
従来のトロイダル巻き２相直流モータの固定子と同様で
あるため、これだけで十分な接合力を得ることは難しい
ものと推察される。この固定子９０においても十分な接
合力が得られない場合には、その磁気性能が低下し、モ
ータ効率も低いものとなる。なお、接合部９４をコイル
ボビン９３の外部に設けて、接合部９４を先端部が広幅
の逆楔形状の突起およびこれに対応する溝等とする例も
あるが、かかる形状は突起の根元部分に応力集中が生じ
やすく、望ましいものとはいえない。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、簡単な構成で高効率の
モータを得ることができる電動機の固定子を提供するこ
とである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、ティース
とヨークとからなる環状の固定子コアのヨークの各コイ
ル巻装部にコイルを巻装してなる電動機の固定子におい
て、前記固定子コアをティースとコイル巻装部との１対
毎となるように各コイル巻装部の先端側で分割し、ある
分割コアのコイル巻装部の分割端側に形成され、コイル
を巻装したボビンを挿入可能な鉤状の係止部を、この係
止部に対応して他の分割コアの分割端側に形成された鉤
状の溝部に回転軸方向から圧入嵌合することにより、分
割コア同士を環状に連結したことを特徴とする。

【０００８】上記第１の発明の構成によれば、係止部の
溝部への圧入方向が回転子軸方向であるため、圧入力不
足による分割コア間の距離の不均一をなくすことができ
る。

【０００９】従って、固定子コアの全体で均一なスロッ
トが得られ、これにより固定子による均一な回転磁界が
得られるため、スムーズに回転するモータを実現でき
る。また、圧入力不足による分割コア間の隙間をなくす
ことができる。従って、固定子の磁気性能が改善され、
高効率のモータを得ることができる。

【００１０】この第１の発明において、コイル巻装部に
コイルを巻装したボビンを２個以上挿入した構成とした
り、ボビンに巻装するコイルは２種以上であり、このコ
イルに異なる通電を行った構成とすることができる。こ
のような構成により、容易に磁極相を増すことが可能と
なって、細やかな制御によって電動機の回転をなめらか
にすることができる。

【００１１】第２の発明は、固定子コアの回転子孔に連
通するスリットを介して回転子軸と直角方向に形成され
たブリッジにコイルを巻装してなる電動機の固定子にお
いて、前記固定子コアをブリッジの一端側で分割し、一
方の分割コアのブリッジの分割端側に形成され、コイル
を巻装したボビンを挿入可能な鉤状の溝部に、この溝部
に対応して他方の分割コアの分割端側に形成された鉤状
の係止部を回転軸方向から圧入嵌合することにより、分
割コア同士を連結したことを特徴とする。

【００１２】上記第２の発明の構成によれば、係止部の
溝部への圧入方向が回転子軸方向であるため、圧入力不
足による分割コア間の隙間をなくすことができる。従っ
て、固定子の磁気性能が改善され、高効率のモータを得
ることができる。

【００１３】上記第１又は第２の発明の電動機の固定子
を備えるように電動機を構成でき、これにより、固定子
の磁気性能が改善され、高効率のモータを得ることがで
きる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態を実施例１〜実施例４について説明し、本発
明の理解に供する。なお、以下の実施例は本発明を具体
化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するも
のではない。

【００１５】（実施例１）図１は本実施形態に係るトロ
イダル巻き２相直流モータの固定子の完成状態を示す平
面図である。図１に示すように、この固定子１は、内周
側の回転軸方向のスロット２を隔設するティース３と外
周側のヨーク４０とからなる環状の固定子コア５のヨー
ク４０の各コイル巻装部４にトロイダル状にコイル６を
巻装したボビン８を挿入してなる。そして、固定子コア
５をティース３とコイル巻装部４との１対毎となるよう
に各コイル巻装部４の先端側で分割し、ある分割コア７
のコイル巻装部４の分割端側に形成され、コイル６を巻
装したボビン８を挿入可能な鉤状の係止部９を、この係
止部９に対応して他の分割コア７の分割端側に形成され
た鉤状の溝部１０に回転子軸方向（図中の前後方向）か
ら圧入嵌合することにより、分割コア７同士を環状に連
結した構成となっている。分割コア７は、図２に示すよ
うに、ティース３を備えた分割コア本体部の一側方に延
長するコイル巻装部４を有している。以下、この固定子
１の特徴をなす、係止部９および溝部１０の詳細形状等
について説明する。

【００１６】図２において、係止部９は断面矩形状のコ
イル巻装部４の端面４ａよりの上面および／または下面
４ｂに幅方向に形成された垂直溝４ｃを少なくとも１本
有し、応力集中を生じる個所をなくすため、適当なアー
ルがつけられている。係止部９自体はこのように全く突
起を持たない鉤状の形状をなしているため、コイル６を
巻回したボビン８をコイル巻装部４に挿入可能となって
いる。一方、分割コア本体部のコイル巻装部４を有しな
い側の側面３ａには係止部９の外形に対応した突起３ｂ
を有する垂直溝３ｃが形成されている。すなわち、溝部
１０は係止部９に対応した鉤状の形状をなしている。

【００１７】この場合、係止部９の溝部１０への圧入方
向が回転子軸方向であるため、圧入力不足による分割コ
ア７間の距離の不均一をなくすことができる。従って、
固定子コア５の全体で均一なスロット２が得られ、これ
により固定子１による均一な回転磁界が得られるため、
スムーズに回転するモータを実現できる。また、圧入力
不足による分割コア間の隙間をなくすことができる。従
って、固定子の磁気性能が改善され、高効率のモータを
得ることができる。

【００１８】（実施例２）図３は本実施形態に係る単相
直流モータの固定子コアの連結状態と固定子の完成状態
とを示す平面図である。図３に示すように、固定子２１
は、固定子コア２２の回転子孔２３に連通するスリット
２３ａを介して回転子軸と直角方向に形成されたブリッ
ジ２４にコイル２５を巻装してなる。そして、固定子コ
ア２２をブリッジ２４の一端側で分割し、一方の分割コ
ア２６のブリッジ２４の分割端側に形成され、コイル２
５を巻装したボビン２７を挿入可能な鉤状の溝部２８
に、この溝部２８に対応して他方の分割コア２９の分割
端側に形成された鉤状の係止部３０を回転子軸方向（図
中の前後方向）から圧入嵌合することにより、分割コア
２６、２９同士を連結した構造となっている。以下、こ
の固定子２１の特徴をなす、係止部３０および溝部２８
の詳細形状等について説明する。

【００１９】図４において、溝部２８は、断面矩形状の
ブリッジ２４の一端側の上面２４ａに形成され、その垂
直壁の一方または双方に幅方向の突起２８ａを少なくと
も１本有する垂直溝２８ｂからなる。突起２８ａおよび
溝２８ｂには、応力集中を生じる箇所をなくすため、そ
れぞれ適当なアールがつけられている。溝部２８自体は
このようにブリッジ２４の上面２４ａには突起を持たな
い鉤状の形状をなしているため、コイル２５を巻回した
ボビン２７をブリッジ２４に挿入可能となっている。一
方、分割コア２９の分割端側の端面２９ａには溝部２８
の内形状に対応した溝３０ａを有する突起３０ｂが形成
されている。すなわち、係止部３０は溝部２８に対応し
た鉤状をなしている。この場合、係止部３０の溝部２８
への圧入方向が回転子軸方向であるため、圧入力不足に
よる分割コア２６、２９間の隙間をなくすことができ
る。従って、固定子２１の磁気性能が改善され、高効率
のモータを得ることができる。なお、上記実施形態で
は、固定子コアを２分割したが、さらに、分割数を多く
してもよい。図５にそのような例を示した。

【００２０】（実施例３）図６は本実施形態に係るトロ
イダル巻き３相誘導モータまたは３相同期モータの固定
子の完成状態を示す平面図である。図６に示すように、
この固定子５１は、内周側の回転軸方向のスロット５２
を隔設するティース５３と外周側のヨーク６０とからな
る環状の固定子コア５５のヨーク６０におけるコイル巻
装部５４にトロイダル状にコイル５６を巻装したボビン
５８を挿入してなる。これらのボビン５８にはそれぞれ
所定の通電相のコイル５６が巻回されており、Ｕ相のコ
イル５６Ｕ及びＶ相のコイル５６Ｖ並びにＷ相のコイル
５６Ｗが挿入配置されている。

【００２１】そして、固定子コア５５をティース５３と
コイル巻装部５４との１対毎となるように各コイル巻装
部５４の先端側で分割し、ある分割コア５７のコイル巻
装部５４の分割端側に形成され、コイル５６を巻装した
ボビン５８を挿入可能な鉤状の係止部５９を、この係止
部５９に対応して他の分割コア５７の分割端側に形成さ
れた鉤状の溝部５０に回転子軸方向（図の前後方向）か
ら圧入嵌合することにより、分割コア５７同士を環状に
連結した構成となっている。以下、この固定子５１の特
徴をなす、係止部５９および溝部５０の詳細形状等につ
いて説明する。

【００２２】図７に示すように、係止部５９は断面矩形
状のコイル巻装部５４の端面５４ａよりの上面および／
または下面５４ｂに幅方向に形成された垂直溝５４ｃを
少なくとも１本有し、応力集中を生じる個所をなくすた
め、適当なアールがつけられている。係止部５９自体は
このように全く突起を持たない鉤状の形状をなしている
ため、コイル５６を巻回したボビン５８をコイル巻装部
５４に挿入可能となっている。一方、分割コア５７の本
体部のコイル巻装部５４を有しない側の側面５３ａには
係止部５９の外形に対応した突起５３ｂを有する垂直溝
５３ｃが形成されている。すなわち、溝部５０は係止部
５９に対応した鉤状の形状をなしている。

【００２３】この場合、係止部５９の溝部５０への圧入
方向が回転子軸方向であるため、圧入力不足による分割
コア５７間の距離の不均一をなくすことができる。従っ
て、固定子コア５５の全体で均一なスロット５２が得ら
れ、これにより固定子５１による均一な回転磁界が得ら
れるため、スムーズに回転するモータを実現できる。

【００２４】また、圧入力不足による分割コア間の隙間
をなくすことができる。従って、固定子の磁気性能が改
善され、高効率のモータを得ることができる。

【００２５】また、トロイダル巻線にすることで、コイ
ルエンド寸法を小さくすることができ、モータの固定子
を小型化することができる。

【００２６】また、コアを分割しているため、プレスや
金型の設備の小型化、低コスト化が可能である。

【００２７】また、本実施形態においてボビンに巻回す
るコイルの数は１つであるが、複数のコイルを巻回して
も構わない。例えば、２本のコイルを同時にボビンに巻
回することにより、１つのボビンに異なる通電相のコイ
ルを配置でき、その結果、均一な回転磁界を得ることが
できる。この場合、１つのボビンに複数のコイルを巻回
することにより、固定子の分割数を減らすことができ、
製造コストの低減や、固定子の組み立て精度を高めるこ
とができる。

【００２８】（実施例４）図８は本実施形態に係るトロ
イダル巻き誘導または同期モータの固定子の完成状態を
示す平面図である。図８に示すように、この固定子６１
は、内周側の回転軸方向のスロット６２を隔設するティ
ース６３と外周側のヨーク７０とからなる環状の固定子
コア６５の各ヨーク７０におけるコイル巻装部６４にト
ロイダル状にコイル６６を巻装したボビン６８を挿入し
てなる。そして、固定子コア６５をティース６３とコイ
ル巻装部６４との１対毎となるように各コイル巻装部６
４の先端側で分割し、ある分割コア６７のコイル巻装部
６４の分割端側に形成され、コイル６６を巻装したボビ
ン６８を挿入可能な鉤状の係止部６９を、この係止部６
９に対応して他の分割コア６７の分割端側に形成された
鉤状の溝部１００に回転子軸方向（図中の前後方向）か
ら圧入嵌合することにより、分割コア６７同士を環状に
連結した構成となっている。

【００２９】コイル巻装部６４には２つのボビン６８が
挿入されており、これらのボビン６８にはそれぞれ所定
の通電相のコイル６６が巻回されており、Ｕ相のコイル
６６Ｕ及びＶ相のコイル６６Ｖ並びにＷ相のコイル６６
Ｗが挿入配置されている。

【００３０】また、図９に示すように、係止部６９は断
面矩形状のコイル巻装部６４の端面６４ａよりの上面お
よび／または下面６４ｂに幅方向に形成された垂直溝６
４ｃを少なくとも１本有し、応力集中を生じる個所をな
くすため、適当なアールがつけられている。係止部６９
自体はこのように全く突起を持たない鉤状の形状をなし
ているため、コイル６６を巻回したボビン６８をコイル
巻装部６４に挿入可能となっている。一方、分割コア６
７の本体部のコイル巻装部６４を有しない側面６３ａに
は係止部６９の外形に対応した突起６３ｂを有する垂直
溝６３ｃが形成されている。すなわち、溝部１００は係
止部６９に対応した鉤状の形状をなしている。

【００３１】以上の構成において、Ｕ相のコイル６６Ｕ
及びＶ相のコイル６６Ｖ並びにＷ相のコイル６６Ｗに、
３相の交流電流を通電することにより、固定子６１によ
る回転磁界を均一にすることができ、高効率なモータを
得ることができる。

【００３２】さらに、結線パターンにより、１つのコイ
ル巻装部６４当たりのコイル６６を巻回したボビン６８
の数を増やすことにより、固定子６１のスロット数を変
えることなく磁極相（コイルによって生ずる磁極部：誘
導電動機の場合Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）をこまかくすること
ができる。よってロータの回転をこまかく制御でき、電
動機の回転がなめらかになる。

【００３３】また、係止部６９の溝部１００への圧入方
向が回転子軸方向であるため、圧入力不足による分割コ
ア６７間の距離の不均一をなくすことができる。従っ
て、固定子コア６５の全体で均一なスロット６２が得ら
れ、これにより固定子６１による均一な回転磁界が得ら
れるため、スムーズに回転するモータを実現できる。ま
た、圧入力不足による分割コア間の隙間をなくすことが
できる。従って、固定子の磁気性能が改善され、高効率
のモータを得ることができる。

【００３４】また、トロイダル巻線にすることで、コイ
ルエンド寸法を小さくすることができ、モータの固定子
を小型化することができる。

【００３５】また、コアを分割しているため、プレスや
金型の設備の小型化、低コスト化が可能である。

【００３６】また、本実施形態において１本のボビンに
巻回するコイルの数は１つであるが、複数のコイルを巻
回しても構わない。例えば、２本のコイルを同時にボビ
ンに巻回することにより、各ボビンに異なる通電相のコ
イルを配置でき、その結果、回転磁界を得ることができ
る。さらに、１本のボビンに複数のコイルを巻回するこ
とにより、固定子の分割数を減らすことができ、製造コ
ストの低減や、固定子の組み立て精度を高めることがで
きる。

【００３７】なお、本実施形態において１つのコイル巻
装部にコイルを巻回したボビンを２つ挿入したが、コイ
ル巻装部に挿入するボビンの数は３つ以上であってもよ
い。

【００３８】なお、本発明の実施形態は直流モータ並び
に誘導モータまたは同期モータで説明したが、本発明の
適用範囲は必ずしもこの限りではない。例えば、リラク
タンスモータ等のすべてのモータにも適用可能であるこ
とは言うまでもない。

【００３９】また、コイルの通電相数にも制限はない。

【００４０】

【発明の効果】以上の説明のとおり、上記第１の発明の
構成によれば、係止部の溝部への圧入方向が回転子軸方
向であるため、圧入力不足による分割コア間の距離の不
均一をなくすことができる。従って、固定子コアの全体
で均一なスロットが得られ、これにより固定子による均
一な回転磁界が得られるため、スムーズに回転するモー
タを実現できる。また、圧入力不足による分割コア間の
隙間をなくすことができる。従って、固定子の磁気性能
が改善され、高効率のモータを得ることができる。

【００４１】また、コアに溶接ができない材料を用いる
ことができるため、コアの材料選定自由度が高い。

【００４２】更に、ヨークのコイル巻装部に２個以上の
ボビンを挿入することにより、容易に磁極相を増すこと
が可能であり、細やかな制御ができる。よって電動機の
回転が滑らかになる。

【００４３】更に、ボビンに巻装するコイルに、異なる
通電を行うことにより、容易に磁極相を増やすことが可
能であり、細やかな制御ができる。よって電動機の回転
が滑らかになる。

【００４４】上記第２の発明の構成によれば、係止部の
溝部への圧入方向が回転子軸方向であるため、圧入力不
足による分割コア間の隙間をなくすことができる。従っ
て、固定子の磁気性能が改善され、高効率のモータを得
ることができる。

【００４５】また、コアに溶接ができない材料を用いる
ことができるため、コアの材料選定自由度が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るトロイダル巻き２相
直流モータの固定子の完成状態を示す平面図である。

【図２】トロイダル巻き２相直流モータの分割コアの構
造を示す平面図である。

【図３】本発明の他の実施形態に係る単相直流モータの
固定子の完成状態を示す平面図である。

【図４】単相直流モータの分割コアの接合部の構造を示
す平面図である。

【図５】本発明の他の実施形態に係る単相直流モータの
固定子の完成状態を示す平面図である。

【図６】本発明の他の実施形態に係る誘導または同期モ
ータの固定子の完成状態を示す平面図である。

【図７】誘導または同期モータの分割コアの構造を示す
平面図である。

【図８】本発明の他の実施形態に係る誘導または同期モ
ータの固定子の完成状態を示す平面図である。

【図９】誘導または同期モータの分割コアの構造を示す
平面図である。

【図１０】従来のトロイダル巻き２相直流モータの固定
子の完成状態を示す平面図である。

【図１１】従来のトロイダル巻き２相直流モータの分割
コアの構造を示す斜視図である。

【図１２】従来の単相直流モータの固定子の完成状態を
示す平面図である。

【符号の説明】 １ 固定子 ２ スロット ３ ティース ４ コイル巻装部 ５ 固定子コア ６ コイル ７ 分割コア ８ ボビン ９ 係止部 １０ 溝部 ２１ 固定子 ２２ 固定子コア ２３ 回転子孔 ２３ａ スリット ２４ ブリッジ ２５ コイル ２６、２９ 分割コア ２８ 溝部 ３０ 係止部 ４０ ヨーク

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ティースとヨークとからなる環状の固定
   子コアのヨークの各コイル巻装部にコイルを巻装してな
   る電動機の固定子において、 前記固定子コアをティースとコイル巻装部との１対毎と
   なるように各コイル巻装部の先端側で分割し、ある分割
   コアのコイル巻装部の分割端側に形成され、コイルを巻
   装したボビンを挿入可能な鉤状の係止部を、この係止部
   に対応して他の分割コアの分割端側に形成された鉤状の
   溝部に回転子軸方向から圧入嵌合することにより、分割
   コア同士を環状に連結したことを特徴とする電動機の固
   定子。
2. 【請求項２】 固定子コアの回転子孔に連通するスリッ
   トを介して回転子軸と直角方向に形成されたブリッジに
   コイルを巻装してなる電動機の固定子において、 前記固定子コアをブリッジの一端側で分割し、一方の分
   割コアのブリッジの分割端側に形成され、コイルを巻装
   したボビンを挿入可能な鉤状の溝部に、この溝部に対応
   して他方の分割コアの分割端側に形成された鉤状の係止
   部を回転子軸方向から圧入嵌合することにより、分割コ
   ア同士を連結したことを特徴とする電動機の固定子。
3. 【請求項３】 コイル巻装部に、コイルを巻装したボビ
   ンを２個以上挿入した請求項１記載の電動機の固定子。
4. 【請求項４】 ボビンに巻装するコイルは２種類以上で
   あり、このコイルに異なる通電を行った請求項１記載の
   電動機の固定子。
5. 【請求項５】 請求項１、２、３、４のいずれか１項に
   記載の電動機の固定子を備えた電動機。