JPS5851763A

JPS5851763A - 小形同期電動機の組立方法

Info

Publication number: JPS5851763A
Application number: JP14787381A
Authority: JP
Inventors: Naoji Sato; 佐藤　尚次
Original assignee: Nidec Servo Corp
Current assignee: Nidec Advanced Motor Corp
Priority date: 1981-09-21
Filing date: 1981-09-21
Publication date: 1983-03-26

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、例えば家庭電気品等に組込まれろタイマ機構
の駆動源等として用いられる小形同期電動機の組立方法
に係り、さらに詳述すれば、円筒外周面を等ピッチで交
互にＮ＠Ｓ極に合計４Ｐ極に着磁した磁石回転子と、円
環状に巻回された固定子巻線の内周面に活って軸方向に
２Ｐ個の磁極歯を等ピッチで配置してなる固定子単体の
２個をその合計した４Ｐ個の磁極歯が全体として等ピン
チ配列となるように軸方向に重ねることで構成される固
定子とを備え、この固定子内径側に磁石回転子を回転自
在に支承して各固定子巻線の夫々に位相が９０度累々る
交流を流すことで磁石回転子を同期回転させるインダク
タ型の小形同期電動機の組立方法に関するもので、特に
、組立て工程の自動化を可能にして量産性向上を図った
ものである。

この種の電動機の従来構造の一例を第１図、第２図に示
す。第１図は断面図、第２図はその固定子巻線を切断し
て展開して示した斜視図である。

第１図及び第２図において、１及び２は絶縁物製のボビ
ンに巻かれた円環状の固定子巻線で、２個が同一構成品
として作られる。３は磁路形成用の固定子枠で、電動機
ケースをも兼ねており、電磁鉄板等の磁性材で作成され
る。４は円筒状の磁石回転子で、その外周面は等ピッチ
で交互にＮ極、Ｓ極に全体で４Ｐ極となるように多極着
磁されている。この磁石回転子４の多極に着磁された外
周面に対向する固定子枠３の部分は、第２図のように、
固定子磁極が形成されるようになっている。

そして固定子巻線１によって作られる固定子磁極が２Ｐ
個等ピッチで配置され、固定子巻線２によって作られろ
固定子磁極も２Ｐ個が等ピッチで配置され、合計した４
Ｐ個の固定子磁極が全体として等ピッチ配置となって、
固定子磁極のピッチ間隔と磁石回転子４のＮ極、Ｓ極間
のピッチ間隔とが等しくなるように構成される。５は出
力軸で、この出力軸５と磁石回転子４とはアルミまたは
樹脂等で作製される回転子支持部６によって一体的に固
着されている。７及び８は出力軸５を回転自在に支える
軸受である。

以上の構成において、固定子巻線１及び２に電気角で９
０度だけ位相がずれた交流電流を流すことにより磁石回
転子４は交流に同期して回転し、また正、負両方向に変
化するパルス波電流を電気角で９０度位相をずらして固
定子巻線１及び２に供給することによりステノピングモ
ータトシても動作させることができる。さらに、固定子
巻線１及び２の各入力端子を、一方は直接に、他方はコ
ンデンサを介して電源側に接続して、電源から交流電流
または正負に変化するパルス波電流を供給する方式とし
ても、磁石回転子を同期回転させることが可能である。

この種の同期電動機は、単相交流駆動可能の安価な同期
電動機として、タイマ機構の駆動源等として家庭電気品
に大量に使用されているが、しかし従来品は、その固定
子の組立てが治具を使用しなければ実施できない作業を
必要とし、組立て工程の自動化が困難で、量産性が悪か
った。

本発明の目的は、従来品での上記した不都合を解消し、
組立て工程の自動化を可能とし、量産性を大幅に向上さ
せることのできる小形同期電動機組立方法を提供するに
ある。

本発明の特徴は、上記目的を達成するために、（イ）磁
性円板の中心部を切り起こすことによって作られるＰ個
（Ｐは磁石回転子の磁極の合計数の１／４）の磁極歯を
備えた第１〜第４の４個の同一構造の固定子磁極板のう
ちの第１及び第２の２つの固定子磁極板と、同一構造に
作られた２個の円環状の固定子巻線のうちの第１の固定
子巻線とを用いて、固定子巻線の一方の端面から第１の
固定子磁極板の磁極歯を他方の端面から第２の固定子磁
極板の磁極歯を挿入して固定子巻線端面側に設けた案内
突起と各固定子磁極板側に設けた案内孔とを係合させる
ことで２Ｐ個の磁極歯を等ピッチ配列とした第１の固定
子単体を組立てる工程と、（ロ）第３及び第４の２つの
固定子磁極板と第２の固定子巻線とを用いて上記（イ）
と同じ＜２Ｐ個の磁極歯を等ピンチ配列とした第２の固
定子単体を組立てる工程と、（ハ）上記２つの固定子単
体を夫々の巻線引出し線部分に設けた案内突起を組合せ
てから軸方向に重ねることで合計４Ｐ個の磁極歯を全体
として等ピンチ配列とした固定子とする工程と、（ニ）
−万端が開き他方端が閉じた円筒状電動機ケースの開口
端から上記固定子を、ケース側面に軸方向に設けた割り
溝に案内させてケース内に挿入する工程と、（ホ）この
固定子内径側に磁石回転子を挿入してから電動機ケース
にケースカバーを取付けることで磁石回転子を回転自在
に支承する工程とからなる組立方法とするにある。

以下本発明の実施例を図面により説明する。

第３図は固定子単体を構成する部品の側面図（一部断面
を含む）で、Ｐ＝８（従って回転子の全磁極数は３２、
また固定子の全磁極歯の数も３２）とした場合の例であ
る。第６図において、±１は第１の固定子磁極板、１６
は第１の固定子巻線１７は第２の固定子磁極板であり、
これらの−１５−１６，１７で第１の固定子単体が構成
される。固定子磁極板呈、土ｌは同一構造に作成され、
磁性材料製の円板から作られ、切り起こしによって円板
に直交する方向に突出するように等ピッチで配設される
８個の磁極歯１５１．１７１と、固定子単体組立て時の
案内となる案内孔１５２．１７２とを備えている。この
案内孔は、第４図に平面図で例示するように、磁極歯１
５１のピッチと等しいピンチで磁極歯と磁極歯との間に
設けられる。

案内孔１７２も、平面図は省略されているが、全く同様
に、磁極歯１７１のピンチと等しいピンチで設けられる
。第５図に戻り、１６１は固定子巻線１６６を巻回する
だめの絶縁物製の中空円筒状のボビンであり、１６８は
同じく絶縁物製の中空円筒状の巻線カバーであり、１６
２及び１６４は夫々ボビン１６１と巻線カバー１６８と
で形成される円環状の巻線部の両端面に接着剤等によっ
て固着状に取付けられるつげ（鍔）である。１６７は、
つば１６２の外方に突出するようにつば１６２に設けら
れて、後述する、２つの固定子単体を組合せて１個の固
定子を構成する場合、さらにこの固定子を電動機ケース
に挿入する場合の案内と力る案内用小突起、１６９は巻
線カバー１６８の外徊に突出して設けられるリード線保
護カバーである。１６０はリード線である。

第５図（Ａ）は第３図示の固定子巻線１６を左側から見
た図、第５図（Ｂ）は同じく固定子巻線１６を右側から
見た図である。１６３はつば１６２に突出するように設
けられる案内突起で、固定子磁極板１５に設けた案内孔
１５２と係合するように位置決めされており、突起の高
さは固定子磁極板１５の厚さ以下に選ばれる。１６５は
つば１６４に突出するように設けられる案内突起で、固
定上磁極板１７に設けた案内孔１７２と係合するように
位置決めされており、突起の高さは固定子磁極板１７の
厚さ以下に選ばれる。ここで、つば１６２が巻線カバー
１６８に固着された状態での案内用突起１６３の配設位
置と、つば１６４が巻線カバー１６８に固着された状態
での案内用突起１６５の配設位置とは、第５図（Ａ）、
（Ｂ）に示すように軸方向から見て互いに他方のつばの
案内用突起の中央位置となるようにする。これは、例え
ば、巻線カバー１６８側にその直径端である２点の基準
点Ｐ、Ｑを・印で刻印しておき、つば１６２及び１６４
側に付したΔ印の刻印をこの基準点Ｐ、　Ｑの位置に合
せるようにすることで可能である。

第５図（Ａ）、＜Ｂ）に示すような状態でつば１６２及
び１６４が固着された固定子巻線１６（第６図）の左方
端面から固定子磁極板１５の磁極歯１５１を巻線内径部
に挿入していき、案内孔１５２をつば１６２の案内突起
１６３に係合させ、同様に、右方端面から固定子磁極板
１．７の磁極歯１７１を巻線内径部に挿入していき、案
内孔１７２をつば１６４の案内突起１６５に係合させる
ことにより、左右から挿入された合計８ｘ２＝１６個の
磁極歯が同一円周面上に等ピンチ間隔で配列された固定
子単体となる。第６図（Ａ）はその側面図（一部所面図
）を示す図で、第６図（Ｂ）はその磁極歯の配列状態を
示す展開図である。第６図（Ｂ　）において、破線Ｘ−
Ｘの上側の部分及び破線Ｙ−Ｙの下側の部分はっばの部
分であり、Ｘ−Ｘ線とＹ−Ｙ線の間の部分とは、空間的
には直角だけ方向が異なっている。θは１個の固定子磁
極板における磁′極歯のピッチ間隔に対応する電気角（
実施例では機械的な角度とも一致する）で、いまの場合
は３６０／８＝４５度である。前述したように、本実施
例においては、各固定子磁極板１５．１７の磁極歯の数
は夫々８個であり、組立てられた固定子単体２１におい
ては、第６図（Ａ）、（Ｂ）に示すように、１６個の磁
極歯が同一円周面上に等ピッチ間隔で配列される形状と
なり、、また、固定子磁極板１５．１７の夫々の作成は
、磁性円板を打抜きにより放射状に磁極を有する形状と
し、この時、案内孔１５２．１７２も打抜きにより設け
ておき、磁極部分を円板面と直角に引き起こすことで完
了し、しかも各固定子磁極板は全く同一構造品で良いこ
とから、組立て作業が容易で、安価な固定子単体を得る
ことができる。

第７図（Ａ）は、第６図（Ａ）に示した第１の固定子単
体２１と、同じ内部構造を持つように作成される第２の
固定子単体２２との２つを軸方向に重ねて構成される固
定子の側面図であり、第７図（Ｂ）はその磁極歯の配列
状態を示す展開図である。

１９７は第２の固定子単体２２を構成する第２０固定子
巻線に設けられた案内用小突起、１９９は同じく第２の
固定子巻線に設けられたリード線保護カバーである。展
開図（Ｂ）において、（１）は第１の固定子単体２１に
対するもので、１５．１７は夫々第３図〜第６図で説明
した第１及び第２の固定子磁極板であり、（２）は第２
の固定子単体２２に対するもので、１８．２０は夫々第
２の固定子巻線と共に第２の固定子単体を構成する第６
及び第４の固定子磁極板であり、１８１．２０１は夫々
の磁極歯であり、また１９７は、第１の固定子単体２１
側に設けられた案内用小突起１６７に対応して第２の固
定子単体２２側に設けられた案内用小突起である。これ
らの案内用小突起１６７と１９７とを、第７図（Ａ）、
（Ｂ）に示すように近接して対向するように、即ち、全
く同一構成に作られた２つの固定子単体２１．２２の一
方を１８０度回転させて、軸方向に重ねることで、第１
の固定子単体２１側の１６個の磁極歯と、第２の固定子
単体２２側の１６個の磁極歯とを合計した６２個の磁極
歯が、全体として軸方向から見て正確に等ピッチ間隔に
配列されるようになっている。これは、各固定子単体２
１．２２の構造を次のようにすることで、実現すること
ができる。即ち、第５図の平面図に示すように、案内用
小突起１６７を有するつば１６２においては、案内用小
突起１６７の中心を通る中心線ＯＭが、前記した基準の
直径線ＰＱに直交する中心線ＯＣから０／８だけ右に移
動した位置となるように案内用小突起を設け、第５図（
Ｂ）に示す案内用小突起をもっていないつば１６４にお
いては、リード線保護カバー１６９の中心を通る中心線
ＯＭ’が、同じ直径線ＰＱに直交する中心線ＯＣから０
／８だけ左に移動した位置となるようにする。第２の固
定子単体においても全く同様に、案内用小突起１９７は
中心線からθ／８だけ右に移動した位置に、リード線保
護カバー１９９′θ は中心線から／８だけ左に移動した位置となるようにす
る。そして、これらの２つの固定子単体２１．２２を軸
方向に重ねるときに、その一方を１８０度回転させて、
前述の°ように、案内用小突起１６７と１９７とが゛近
接して対向するように、かつ、案内用小突起１６７．１
９７、リード線保護カバー１６９．１９９の４本の中心
線が軸方向から見て一致するように、軸方向に重ねて１
個の固定子とすることで、固定子としての３２個の磁極
歯を全体として軸方向から見て等ピッチ間隔の配列とす
ることができる。

この場合、もし、２つの同一構造の固定子単体２１．２
２の一方を１８０度回転させないで、同じ向きとしたま
ま軸方向に重ねると、第８図（Ａ）に示す側面図のよう
になシ、このときの磁極歯の展開図は第８図（Ｂ）に示
すようになり、所期の磁極歯の空間分布は得られなくな
る。しかし、本発明実施例によれば、第７図（Ａ）と第
８図（Ａ）とを比較して判明するように、第８図（Ａ）
の場合は各固定子単体における案内用小突起１６７．１
９７が軸方向に離れた位置と々す、２つの固定子単体を
重ねて１個の固定子とするときの上記した誤りは組立て
後の外見から容易に防止することが可能である。

第９図（Ａ）〜（Ｇ）は、以上のように構成した固重子
と、別に用意された磁石回転子とを電動機ケースに組込
んで小形同期電動機とする場合の組立方法の説明図で、
これは電動機出力軸の回転をさらに減速機構で減速させ
て外部に出力する減速装置付き同期電動機の例である。

第９図（Ａ）において、１０は一方の端面が開放、他方
の端面が閉じた円筒状の電動機ケース、１１は閉じた端
面の中心部からケース内に向けて植設した回転子保持軸
、１２は電動機ケース１０の開口側の側面に中心軸に平
行に設けた固定子挿着案内用の割り溝である。

第９図（Ｂ）の１５は第３図及び第４図で説明した第１
の固定子磁極板である。第９図（Ｃ）の１６は第１の固
定子巻線、１７は第２の固定子磁極板である。１６は第
１の固定子単体２１における案内用小突起で、前述した
１６７に相当する。固定子磁極板１５．１７、固定子巻
線１６及び案内用小突起１３は夫々第３図〜第６図で詳
細説明した構造を持つように作成され、第１の固定子単
体２１に組立てられる。第９図（Ｄ）の２２は第２の固
定子単体で、第１の固定子単体２１と全く同一構造をも
って、第３の固定子磁極板１８、第２の固定子巻線１９
、第４の固定子磁極板２０で構成される。１４はこの第
２の固定子単体２２における案内用小突起で、前述した
１９７に相当する。１５．１６．１７で構成される第１
の固定子単体２１と、１８．１９．２０で構成される第
２の固定子単体２２とを、夫々の案内用小突起１３．１
４が図示のように向き合って近接するように、かつ１３
．１４の中心線が軸方向で一致するように、軸方向に重
ねて固定子とし、この案内用小突起１３．１４が電動機
ケース１０の割り溝１２によって案内されるように固定
子を電動機ケース１０の内部に挿入する。これは、まず
第１の固定子単体２１をその案内用小突起１６が上側を
向くように電動機ケース１０内に挿入し、次に、第２の
固定子単体２２をその案内用小突起１４が下側を向くよ
うに電動機ケース１０内に挿入する方法でも、ケース内
において自動的に１個の固定子が構成されることは、実
施例構成から、明らかである。第９図（Ｂ）の３０は磁
石回転子で、円筒状の永久磁石で構成され、円周面は交
互にＮ極、Ｓ極となるように合計３２極に着磁されてい
る。この磁石回転子３０が、電動機ケース１０内に装着
された固定子の内径空間部に挿入されて、回転子保持軸
１１によって磁石回転子３０の一方端が保持される。こ
のようにして電動機部分の組立てが終ると、第９図（Ｆ
）に示す減速装置４０を電動機ケース１０の上に装着し
、これにより磁石回転子３０の他方端に突出している出
力軸３１を減速装置４０の図示されていない歯車機構と
連結させ、さらに、第９図（Ｇ）に示す止め輪５０を減
速装置４０の上に装着して、本実施例の減速装置付き小
形同期電動機の組立てが完了する。

このように、本実施例においては、２個の固定子単体２
１．２２は同一構造であるので１種類の固定子単体だけ
を製造すれば良く、また固定子巻線に取付ける４個の固
定子磁極板１５．１７．１８．２０も同一構造で良いの
で量産性が極めて良好で、さらに、２個の固定子単体を
重ねて固定子とする場合に夫々の案内用小突起が近接す
るようにすれば良いので、誤作業が防止できる。本実施
例においては、θ＝４５度であるので、５　［Ｉ　ｌ−
１４゜の交流で励磁すれば、同期電動機としての回転数
は７５０ｒ、ｐ、ｍとなる。減速装置４０の減速比を１
０：１とすれば、最終出力軸４１９回転数は７５ｒ、ｐ
、ｍと低くなる。同期電動機側の磁極歯の数を多くし、
同時に磁石回転数の磁極数を多くすれば、出力軸４１の
回転数をさらに低下させることができる。

以上説明したように、本発明によれば、同一構造の固定
子磁極板と、同一構造の固定子巻線とを用いて固定子単
体を組立て、２つの同一構造の固定子単体の軸方向の向
きを考慮して軸方向に重ね合せるだけの作業で固定子を
構成する組立て法であることから、従来の治具を用いて
組立てる方法に比べて作業能率が大幅に向上し、品質の
揃った小形同期電動機を安価に量産できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来電動機の一例を示す断面図、第２図はその
展開図、第６図〜第９図は本発明実施例説明図で、第６
図は固定子単体構成部品の側面図第４図は固定子磁極板
の平面図、第５図はっばを取付けた固定子巻線の側面図
、第６図は固定子単体の側面図（一部所面図）と磁極歯
展開図、第７図及び第８図は固定子側面図と磁極歯展開
図、第９図は電動機組立て方法の説明図である。符号の説明１０・・・電動機ケース　　１１・・・回転子保持軸１
２・・・割り溝１６．１４．１６７．１９７・・・案内用小突起１５．
１７．１８．２０・・・固定子磁極板２１．２２・・・
固定子単体６０・・・磁石回転子　　　４０・・・減速装置５０・
・・止め輪１５１．１７１．１８１．２０１・・・磁極歯１５２．
１７２・・・案内孔１６１・・・ボビン　　　　１６２．１６４・・・つば
１６３．１６５・・・案内突起１６６・・・固定子巻線１６７．１９７・・・案内用小突起１６８・・・巻線カバー１６９−１１９９・・・リード線保護カバー代理人弁理
士　中村純之助中１　図１２　図矛５　図（Ａ）（Ｂ）十〇Ｎ１（Ａ）訂／＋５（Ｊ（Ｂ）１％７　　図（Ａ）（Ｂ）１−８　図（Ａ）（Ｂ） ″！Ｐ９図

Claims

【特許請求の範囲】

円筒外周面を等ピッチで交互ＫＮ極Ｓ極に合計４Ｐ極に
着磁した磁石回転子と、円環状に巻いた固定子巻線の内
周面に沿って軸方向に２Ｐ個の磁極歯を等ピッチで配置
してなる固定子単体の２個をその４Ｐ個の磁極歯が等ピ
ッチ配列となるように軸方向に重ねて構成される固定子
とを備え、この固定子内径側に磁石回転子を回転自在に
支承して各固定子巻線の夫々に位相が９０度累々る交流
を流すことで磁石回転子を同期回転させるインダクタ型
の小形同期電動機の組立てにおいて、（イ）磁性円板の
中心部を切り起こすことＫよって作られるＰ個の磁極歯
を備えた第１、第２、第３、第４の４個の同一構造の固
定子磁極板のうちの第１及び第２の２つの固定子磁極板
と、同一構造に作られた２個の円環状の固定子巻線のう
ちの第１の固定子巻線とを用いて、固定子巻線の一方の
端面から第１の固定子磁極板の磁極歯を他方の端面から
第２の固定子磁極板の磁極歯を挿入して固定子巻線端面
側に設けた案内突起と各固定子磁極板側に設けた案内孔
とを係合させることで２Ｐ個の磁極歯を等ピッチ配列と
した第１の固定子単体を組立てる工程上、（ロ）第３及
び第４の２つの固定子磁極板と第２の固定子巻線とを用
いて上記（イ）と、同じ＜２Ｐ個の磁極歯を等ピッチ配
列とした第２の固定子単体を組立てる工程と、（ハ）上
記２つの固定子単体を夫々の巻線引出し線部分に設けた
案内突起を組合せてから軸方向に重ねることで４Ｐ個の
磁極歯を等ピッチ配列とした固定子とする工程と、（ニ
）−万端が開き他方端が閉じた円筒状電動機ケースの開
口端から上記固定子を、ケース側面に軸方向に設けた割
り溝に案内させてケース内に挿入する工程と、（ホ）こ
の固定子内径側に磁石回転子を挿入してから電動機ケー
スにケースカバーを取付けることで磁石回転子を回転自
在に支承する工程とからなる小形同期電動機の組立方法
。