TW201728053A - 定子鐵芯、定子、定子之製造方法及電動馬達 - Google Patents

Abstract

本發明之目的在於提高將定子鐵芯之鐵芯部之周圍之線圈配設區域設計得較大之自由度。 本發明之定子鐵芯3係電動馬達之定子鐵芯，其具備：環狀部5，及複數個鐵芯部7，其等成為自該環狀部5朝徑向R之內側突出且於周圍配設有線圈9之部位；且環狀部5係藉由利用與鐵芯部7不同之材料形成而構成。作為環狀部5可選定厚度即使較薄但強度仍高之材料。藉此，可提高將定子鐵芯3之鐵芯部7之周圍之線圈配設區域S設計得較大之自由度。

Description

定子鐵芯、定子、定子之製造方法及電動馬達

本發明係關於電動馬達之定子鐵芯、定子、定子之製造方法及電動馬達。

於下述專利文獻1及專利文獻2中揭示有電動馬達之定子及定子之製造方法之一例。 於專利文獻1，記載有具備定子鐵芯、配置於該定子鐵芯之特定位置之線圈(段式線圈或匣式線圈)、及覆蓋該線圈外周之絕緣體之定子之製造方法。該製造方法係記載有如下主旨：對定子之水平剖面之各層之每一層重複進行將構成上述線圈之第1金屬材料、構成上述定子鐵芯之第2金屬材料及構成上述絕緣體之樹脂材料之各者配置於同一層之特定位置並固化之處理，且將第1金屬材料、第2金屬材料及樹脂材料沿定子之高度方向積層，藉此形成定子。 於專利文獻2記載有一種定子之製造方法，其包含：第1步驟，於上述定子鐵芯之表面形成絕緣層；第2步驟，其藉由利用積層造型法對上述絕緣層之表面噴射導電性粉末且固著而形成導電層；及第3步驟，其於上述導電層上形成絕緣層。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開2015-136831號公報 [專利文獻2]日本專利特開2013-81327號公報

[發明所欲解決之問題] 如上述各專利文獻所記載，定子具備定子鐵芯、配置於該定子鐵芯之特定位置之線圈、及覆蓋該線圈外周之絕緣體。 此處，定子鐵芯101如圖16及圖17所示具備環狀部103、及成為自環狀部103朝徑向R之內側突出且於周圍配設有線圈105之部位之複數個鐵芯部(相當於專利文獻2之凸極)107。該定子鐵芯101係環狀部103與鐵芯部107使用相同磁性材料而製作成一體。 定子鐵芯101為一個單元，在確保其機械性強度之基礎上對環狀部103在設計上要求特定之強度。然而，因該環狀部103與鐵芯部107使用相同磁性材料而製作成一體，故為了確保環狀部103之強度，使用之磁性材料之強度特性受制約，將該環狀部103之徑向R之厚度設計得較薄之自由度較少。其結果，存在難以將鐵芯部107之周圍之線圈配設區域S設計得較大，而難以將線圈105密集地纏捲較多而提高線圈之佔有率的問題。 本發明之目的在於提高將定子鐵芯之鐵芯部之周圍之線圈配設區域設計得較大之自由度。 [解決問題之技術手段] 為了解決上述問題，本發明之第1態樣之定子鐵芯，其係電動馬達之定子鐵芯，且具備：環狀部，及複數個鐵芯部，其等成為自上述環狀部朝徑向之內側突出且於周圍配設線圈之部位；該定子鐵芯之特徵在於，上述環狀部係藉由與上述鐵芯部不同之材料形成。 根據本態樣，上述環狀部係藉由與上述鐵芯部不同之材料形成，因而於確保環狀部之機械性強度時，可不受鐵芯部之磁性材料之制約而選定環狀部之材料。即，作為環狀部可選定即便其厚度較薄而強度亦較高之材料。藉此，可提高將定子鐵芯之鐵芯部之周圍之線圈配設區域設計得較大之自由度。 藉此，可將鐵芯部周圍之線圈配設區域增大環狀部之厚度薄化之量而設計，而可提高線圈之佔有率。 本發明之第2態樣之定子鐵芯係如第1態樣，其特徵在於，上述鐵芯部與上述環狀部之邊界部係該鐵芯部之材料與該環狀部之材料彼此混存。 此處，所謂「邊界部係該鐵芯部之材料與該環狀部之材料彼此交混存在」中之「彼此混存」係指並非為鐵芯部與環狀部之邊界以藉由平滑之平面或曲面彼此面接觸之狀態接合之構造，而是以為了增加鐵芯部與環狀部之接合強度而彼此凹凸交混之狀態構成。亦包含鐵芯部之材料與環狀部之材料自鐵芯部側朝環狀部側一種材料之存在比例增加，另一種材料之存在比例減少之傾斜狀態之構造。 根據本態樣，因上述鐵芯部與環狀部之邊界部為形成該鐵芯部與環狀部之各材料彼此混存，故與鐵芯部與環狀部之邊界以使互不相同之材料彼此之界面藉由平面或曲面單純面接觸之狀態接合之構造相比，可增大鐵芯部與環狀部之接合強度。該構造可藉由後述之製造方法而容易實現。 本發明之第3態樣之定子鐵芯係如第1態樣，其特徵在於，上述邊界部係上述鐵芯部交混於上述環狀部側。 根據本態樣，因上述邊界部係上述鐵芯部之一部分交混於上述環狀部側，故可將鐵芯部相對於環狀部以提高了接合強度之狀態固定。 本發明之第4態樣之定子鐵芯係如第1態樣至第3態樣之任一態樣，其特徵在於，上述鐵芯部係磁性層與非磁性層交替重疊之積層體。 根據本態樣，因上述鐵芯部係藉由磁性層與非磁性層交替重疊之積層體而構成，故可容易地使作用於鐵芯部之磁矩之方向與環狀部之徑向一致。 本發明之第5態樣之定子鐵芯係如第4態樣，其特徵在於，上述邊界部係上述磁性層與非磁性層之至少一者交混於上述環狀部側。 根據本態樣，因上述邊界部係以上述磁性層與非磁性層之至少一者交混於上述環狀部側之狀態構成，故可將上述積層體構造之鐵芯部相對於環狀部以較高之接合強度固定。 本發明之第6態樣之定子之特徵在於具備：第1態樣至第5態樣中任一態樣之定子鐵芯；及線圈，其具有絕緣被覆且配設於上述鐵芯部之外周。 此處，所謂「絕緣被覆」係用以指未限定於設置於導電性之線材周圍之大致相同厚度之管狀絕緣被覆體，並非為於該線材周圍對於各線材之每一者個別存在(專用)之構造，而是包含以由相鄰之各線材所共用之狀態存在之塊狀之絕緣層。 根據本態樣，作為電動馬達之定子，可獲得與第1態樣至第5態樣中任一態樣之定子鐵芯之效果相同之效果。即，可將鐵芯部周圍之線圈配設區域增大定子鐵芯之環狀部之厚度薄化之量而設計，而可提高定子中線圈之佔有率。 又，作為絕緣被覆，若採用以由相鄰之各線材所共用之狀態存在之構造，而非於線材之周圍對各線材之每一者個別存在(專用)之構造，則其製造亦變得容易，可謀求成本降低。該「共用」構造可藉由後述之製造方法而容易實現。 本發明之第7態樣之定子係如第6態樣，其特徵在於，上述絕緣被覆包含樹脂材料或陶瓷材料之至少一者。 根據本態樣，可藉由採用具有絕緣性之樹脂材料或陶瓷材料而容易地實現線圈之絕緣性。 本發明之第8態樣之定子係如第6態樣或第7態樣，其特徵在於，上述絕緣被覆與上述環狀部之邊界部係該絕緣被覆之材料與該環狀部之材料彼此混存。 根據本態樣，因上述絕緣被覆之材料與環狀部之材料彼此混存而形成邊界部，故可將絕緣被覆相對於環狀部以提高了接合強度之狀態一體化，藉此可將線圈穩定地固定於定子鐵芯。該構造亦可藉由後述之製造方法而容易實現。 本發明之第9態樣之定子係如第6態樣至第8態樣之任一態樣，其特徵在於，上述絕緣被覆與上述環狀部係藉由同一材料形成。 根據本態樣，藉由以同一材料形成上述絕緣被覆與環狀部，可謀求定子之特性之均質化與製造成本之減少。 本發明之第10態樣之定子係如第6態樣至第9態樣之任一態樣，其特徵在於，上述線圈之一部分係貫通上述鐵芯部與上述環狀部之至少一者而配設。 另，此處使用之「貫通」之方向係指徑向。因此，與朝定子鐵芯之軸方向兩端部之外側突出而存在有線圈之先前構造相比，構成上有所不同。 根據本態樣，藉由將上述線圈之一部分沿徑向貫通上述鐵芯部與上述環狀部之至少一者而配設，可使於定子鐵芯所存在之區域之環狀部之軸方向上之外側存在線圈之一部分之構造之定子中產生的於該外側部分成為磁氣無效之無用部分之產生減少。 本發明之第11態樣之定子之製造方法係如下之定子之製造方法，該定子具備：環狀部；電動馬達之定子鐵芯，其具有自上述環狀部朝徑向之內側突出之複數個鐵芯部；及線圈，其具有絕緣被覆且配設於上述鐵芯部之外周；該定子之製造方法之特徵在於具備：層形成步驟，其使用包含上述環狀部用之材料粉末之第1組合物、包含上述鐵芯部用之材料粉末之第2組合物、包含上述絕緣被覆用之材料粉末之第3組合物、包含上述線圈用之材料粉末之第4組合物之至少一者之組合物形成單元層；及固化步驟，其固化上述單元層中之上述材料粉末；且沿積層方向重複上述層形成步驟及上述固化步驟。 根據本態樣，可容易地製造上述第6態樣至第10態樣之定子。且，可藉由所製造之定子而享有上述第6態樣至第10態樣之效果。 本發明之第12態樣之定子之製造方法係如第11態樣，其特徵在於，於上述層形成步驟中，將至少上述鐵芯部與上述環狀部之邊界部作為存在兩者之材料粉末之複合材料層而形成。 根據本態樣，可以涵蓋藉由調整形成該複合材料層之鐵芯部與環狀部之各材料之組成(包含存在比例與存在位置)而於該邊界部提高接合強度之情況成為適宜特性之方式進行調整。 本發明之第13態樣之定子之製造方法係如第11態樣或第12態樣，其特徵在於，上述層形成步驟係藉由噴出部將包含上述各材料粉末之組合物之至少一者作為液滴噴出而形成。 根據本態樣，可藉由噴出部調整材料粉末之噴出量、噴出位置及噴出時序等，藉此可容易地改變各材料之存在比例，且可容易地製造該定子。 本發明之第14態樣之定子之製造方法係如第11態樣至第13態樣之任一態樣，其特徵在於，上述固化步驟係照射雷射光而使上述材料粉末熔融固化。 根據本態樣，可使用雷射光容易且正確地進行固化步驟。 本發明之第15態樣之電動馬達之特徵在於具備第6態樣至第10態樣中任一態樣之定子。 根據本態樣，作為電動馬達，可獲得與第6態樣至第10態樣中任一態樣之定子之效果相同之效果。即，可將鐵芯部周圍之線圈配設區域增大定子鐵芯之環狀部之厚度薄化之量而設計，而可提高定子中線圈之佔有率，且可提高電動馬達之特性。

以下，對本發明之實施形態之定子鐵芯、定子、定子之製造方法及電動馬達，參照附加圖式進行詳細說明。 另，於以下說明中，首先以與捲線型之線圈對應之實施形態1之定子鐵芯與定子為例，對本發明之定子鐵芯與定子之具體構成進行說明。其次，對與匣式線圈型之線圈對應之實施形態2之定子鐵芯與定子之具體構成進行說明。 繼而，對與上述實施形態1部分構成不同之實施形態3至實施形態8之6個實施形態，以與上述實施形態1之差異為中心按序進行說明。又，於該等說明中，簡單提及應用了上述各實施形態之各定子之本發明之電動馬達之構成。 其次，說明可用於製造上述各實施形態之各定子之定子製造裝置之概略構成，繼而將藉由使用該定子製造裝置而執行之本發明之定子之製造方法作為實施形態9具體說明。 且，最後提及與上述各實施形態部分構成不同之本發明之定子鐵芯、定子、定子之製造方法及電動馬達之其他實施形態。 實施形態1(參照圖1至圖3) 本實施形態之定子鐵芯3A係具備環狀部5、及成為自環狀部5朝徑向R之內側突出且於周圍配設有線圈9之部位之複數個鐵芯部7之可應用於電動馬達之定子鐵芯。 且，於本實施形態中，環狀部5係藉由與鐵芯部7不同之材料而形成。 又，本實施形態之定子1A係藉由具備定子鐵芯3A與具有絕緣被覆11且配設於鐵芯部7之外周之捲線型之線圈9而基本上構成。 且，於圖示之實施形態中，環狀部5係藉由壁薄之圓筒狀構件而構成，鐵芯部7係以自環狀部5之內周面朝該環狀部5之軸中心O，朝徑向R之內側突出之方式設置有例如8個。另，圖中符號13所示之部位係環狀部5與鐵芯部7接合之邊界部13。 又，作為鐵芯部7之材料可使用磁性材料，且作為較佳之材料，可應用軟磁性材料即熔點為1430～1530℃之矽鋼或熔點為1440～1470℃之鎳鐵合金等作為一例。 另一方面，作為環狀部5係可使用非磁性材料，且作為較佳之材料，可應用非磁性且強度較高之材料即熔點為1400～1450℃之不鏽鋼材(SUS304)、或熔點為1371～1400℃之不鏽鋼材(SUS316)或因組成而異且熔點約500～660℃之鋁合金等作為一例。 且，根據由此種材料形成之定子鐵芯3A，可使環狀部5之厚度薄化，因而可增大鐵芯部7之周圍之線圈配設區域S之空間而提高線圈9之佔有率，藉此使電動馬達之馬達特性提高。 又，本實施形態之線圈9及絕緣被覆11係藉由後述之三維積層造型技術製造而成之構造者。作為線圈之材料，可應用一般使用之導電性較高之銅材等作為一例，且作為絕緣被覆11之材料，可應用絕緣性較高之樹脂材料或陶瓷材料等。於圖1至圖3中，為避免圖式複雜化，線圈9係描繪得較實際存在量少。進而於圖3中，省略絕緣被覆11之圖示。 於圖示之實施形態中，作為一例而於8個鐵芯部7之各者設置線圈9，且以填埋形成於相鄰之各鐵芯部7間之成為線圈配設區域S之空間之方式形成上述絕緣被覆11。即，絕緣被覆11係形成為以由相鄰之各線材所共用之狀態而存在之塊狀。 另，作為線圈9，亦可不利用三維積層造型技術，而藉由將一般使用之導線、例如表面以絕緣層被覆之銅線等金屬製線材捲繞於鐵芯7而設置。 如此構成之本實施形態之定子1A除可按照後述之定子之製造方法藉由三維積層造型技術同時執行各零件之成形與組裝而製造外，亦可以藉由個別製造、組裝各零件，且於鐵芯部7捲繞線材而形成線圈9之通常之製造方法製造。藉此，可製造該定子1A及具備該定子1A之電動馬達。 實施形態2(參照圖4及圖5) 本實施形態之定子鐵芯3B及定子1B其線圈9B之構成與上述之實施形態1不同，作為一例，採用匣式線圈型之線圈9B，該線圈9B係藉由配設複數組之2種匣式線圈15、17、及連結位於該等匣式線圈15、17之隔開之位置之2個接點19、21之匯流排條23而構成匣式。 又，鐵芯部7之數量作為一例為24個，較上述之實施形態1更多。 又，於本實施形態中，線圈9B之一部分貫通鐵芯部7與環狀部5之至少一者而配設。且，於圖示之實施形態中，設置藉由自形成於鐵芯部7間之空間12朝徑向R之外側貫通環狀部5之槽部或孔部而形成之開口部25，且利用該開口部25實現第1匣式線圈15、第2匣式線圈17及匯流排條23間之連接、與不使線圈之一部分自軸方向Z之兩端面朝外側大量伸出之線圈端之處理。 另，上述構成以外之環狀部5、鐵芯部7、絕緣被覆11等之構成係與上述之實施形態1相同，因而此處省略詳細說明。 且，藉由如此構成之本實施形態之定子鐵芯3B及定子1B亦可發揮與上述之實施形態1之定子鐵芯3A及定子1A相同之作用、效果，且藉由使用機械性強度高之材料作為環狀部5之材料可使環狀部5之厚度較薄，藉此可提供能夠增大鐵芯部7周圍之線圈配設區域S而使電動馬達之馬達特性提高之定子鐵芯3B及定子1B。 又，如此構成之本實施形態之定子1B亦與上述之實施形態1之定子1A相同，可按照後述之定子之製造方法藉由三維積層造型技術同時執行各零件之成形與組裝而製造。根據該製造方法，可實現無開口部25之狀態之貫通構造。 除上述製造方法外，亦可分別製造各零件並組裝，而執行第1匣式線圈15、第2匣式線圈17及匯流排條23間之連接。 藉由其等，可製造該定子1B及具備該定子1B之電動馬達。 實施形態3(參照圖6及圖7) 本實施形態之定子鐵芯3C及定子1C係具有與實施形態1之定子鐵芯3A及定子1A基本相同之構成，且僅其一部分之構成與實施形態1不同。 因此，此處對與實施形態1相同之構成省略說明，以與實施形態1不同之構成為中心說明本實施形態之定子鐵芯3C及定子1C之構成與其作用、效果。 即，於本實施形態中鐵芯部7與環狀部5之邊界部13係鐵芯部7之材料與環狀部5之材料彼此混存。 另，此處所言之「彼此混存」係指鐵芯部7之材料與環狀部5之材料自鐵芯部7側朝環狀部5側一種材料之存在比例增加，另一種材料之存在比例減少之傾斜狀態。換言之，係指並非為鐵芯部7與環狀部5之邊界部13以僅藉由相同之平面或曲面均一地面接觸之狀態接合之構造，而是為了增加鐵芯部7與環狀部5之接合強度，彼此交混而構成。且，於該「交混」包含兩者之各材料於邊界部13中之存在比例為「傾斜狀態」之構造。 具體而言，如圖6所示，於上述邊界部13中，亦可以如鐵芯部7之材料與環狀部5之材料於徑向R之內外之不同方向交錯地凹凸延伸之態樣構成，且可如圖7所示以上述鐵芯部7混存於上述環狀部5側之態樣構成。 又，作為兩者之各材料交混之形狀之態樣，亦可為如圖示般隨著靠近前端而寬度變小之俯視大致三角形狀之凹凸所組合之態樣，又可為俯視方形狀或梯形狀之凹凸所組合之態樣。又，亦可採用於兩者之各材料之交混部分之各自前端具有鼓起或鉤部之接合強度更高之態樣之形狀。 且，藉由如此構成之本實施形態之定子鐵芯3C及定子1C亦可發揮與上述之實施形態1之定子鐵芯3A及定子1A相同之作用、效果，進而於本實施形態之情形時，獲得使如上所述之鐵芯部7與環狀部5之接合強度增大之作用、效果。 又，如此構成之本實施形態之定子1C亦與上述之實施形態1之定子1A相同，除可按照後述之定子之製造方法藉由三維積層造型技術同時執行各零件之成形與組裝而製造外，亦可以藉由分別製造各零件並組裝，且於鐵芯部7捲繞線材而形成線圈9之通常之製造方法製造。藉此，可製造該定子1C及具備該定子1C之電動馬達。 實施形態4(參照圖8及圖9) 本實施形態之定子鐵芯3D及定子1D係具有與實施形態1之定子鐵芯3A及定子1A基本相同之構成，且僅其一部分之構成與實施形態1不同。 因此，此處對與實施形態1相同之構成省略說明，以與實施形態1不同之構成為中心說明本實施形態之定子鐵芯3D及定子1D之構成與其作用、效果。 即，於本實施形態中如圖8及圖9所示藉由磁性層27與非磁性層29交替重疊之積層體而構成上述鐵芯部7。順帶一提，於藉由此種積層體構成鐵芯部7之情形時，可容易地使作用於鐵芯部7之磁矩之方向與環狀部5之徑向R一致。 又，可將上述磁性層27與非磁性層29之至少一者以交混於環狀部5側之狀態配設。順帶一提，於圖9中圖示有將磁性層27側設為交混於環狀部5之狀態之態樣，但亦可將非磁性層29側交混於環狀部5，又可採用將磁性層27與非磁性層29之兩者交混於環狀部5之態樣。 且，藉由如此構成之本實施形態之定子鐵芯3D及定子1D亦可發揮與上述之實施形態1之定子鐵芯3A及定子1A相同之作用、效果，進而於本實施形態之情形時，發揮作用於上述之鐵芯部7之磁矩之方向之排列作用。又，於將磁性層27與非磁性層29之至少一者設為交混於環狀部5側之狀態之情形時，可將積層體構造之鐵芯部7相對於環狀部5以高接合強度固定。 又，如此構成之本實施形態之定子1D亦與上述之實施形態1之定子1A相同，除可按照後述之定子之製造方法藉由三維積層造型技術同時執行各零件之成形與組裝而製造外，亦可以藉由分別製造各零件並組裝，且於鐵芯部7捲繞線材而形成線圈9之通常之製造方法製造。藉此，可製造該定子1D及具備該定子1D之電動馬達。 實施形態5(參照圖10) 本實施形態之定子鐵芯3E及定子1E係具有與實施形態1之定子鐵芯3A及定子1A基本相同之構成，且僅其一部分之構成與實施形態1不同。 因此，此處對與實施形態1相同之構成省略說明，以與實施形態1不同之構成為中心說明本實施形態之定子鐵芯3E及定子1E之構成與其作用、效果。 即，於本實施形態中，絕緣被覆11D之形成態樣與上述實施形態1不同。實施形態1以填埋形成於相鄰之鐵芯部7之間之空間之形式被覆配設於該空間內之線圈9，與此相對，於本實施形態中，藉由個別地被覆形成線圈9之線材之設置於該線材周圍之大致一樣厚度之管狀被覆體而構成有絕緣被覆11D。 另，與本實施形態相同藉由管狀被覆體構成絕緣被覆11D之情形，亦可採用厚度不一樣之管狀被覆體，或採用將線材每複數根被覆而非逐根被覆之構成之絕緣被覆11D。 且，藉由如此構成之本實施形態之定子鐵芯3E及定子1E亦可發揮與上述之實施形態1之定子鐵芯3A及定子1A相同之作用、效果。 又，如此構成之本實施形態之定子1E亦與上述之實施形態1之定子1A相同，除可按照後述之定子之製造方法藉由三維積層造型技術同時執行各零件之成形與組裝而製造外，亦可以藉由分別製造各零件並組裝，且於鐵芯部7捲繞線材而形成線圈9之通常之製造方法製造。藉此，可製造該定子1E及具備該定子1E之電動馬達。 實施形態6(參照圖11) 本實施形態之定子鐵芯3F及定子1F係具有與實施形態1之定子鐵芯3A及定子1A基本相同之構成，且僅其一部分之構成與實施形態1不同。 因此，此處對與實施形態1相同之構成省略說明，以與實施形態1不同之構成為中心說明本實施形態之定子鐵芯3F及定子1F之構成與其作用、效果。 即，於本實施形態中，絕緣被覆11與環狀部5之邊界部31係以絕緣被覆11之材料與環狀部5之材料彼此交混之狀態而設置。 另，作為兩者之各材料交混之形狀之態樣，可採用上述之實施形態3之說明中敘述之俯視大致三角形狀、方形狀、梯形狀、於前端具備鼓起或鉤部之形狀等多種態樣。 且，藉由如此構成之本實施形態之定子鐵芯3F及定子1F亦可發揮與上述之實施形態1之定子鐵芯3A及定子1A相同之作用、效果，進而於本實施形態之情形時，可將絕緣被覆11相對於環狀部5以提高了接合強度之狀態一體化，藉此可將線圈9穩定地固定於定子鐵芯3F。 又，如此構成之本實施形態之定子1F亦與上述之實施形態1之定子1A相同，可按照後述之定子之製造方法藉由三維積層造型技術同時執行各零件之成形與組裝而製造。 藉此，可製造該定子1F及具備該定子1F之電動馬達。 實施形態7(參照圖12) 本實施形態之定子鐵芯3G及定子1G係具有與實施形態1之定子鐵芯3A及定子1A基本相同之構成，且僅其一部分之構成與實施形態1不同。 因此，此處對與實施形態1相同之構成省略說明，以與實施形態1不同之構成為中心說明本實施形態之定子鐵芯3G及定子1G之構成與其作用、效果。 即，於本實施形態中，絕緣被覆11與環狀部5藉由同一材料形成。因此，本實施形態之情形，成為絕緣被覆11與環狀部5之邊界部31不存在之如圖示之一體型之絕緣被覆11與環狀部5。 且，藉由如此構成之本實施形態之定子鐵芯3G及定子1G亦可發揮與上述之實施形態1之定子鐵芯3A及定子1A相同之作用、效果，進而於本實施形態之情形時，謀求定子1G之特性之均質化、製造成本之減少、絕緣被覆11及環狀部5間之接合強度之提高。 又，如此構成之本實施形態之定子1G亦與上述之實施形態1之定子1A相同，可按照後述之定子之製造方法藉由三維積層造型技術同時執行各零件之成形與組裝而製造。 藉由其等，可製造該定子鐵芯3G及具備該定子1G之電動馬達。 實施形態8(參照圖13) 本實施形態之定子鐵芯3H及定子1H係具有與上述實施形態1之定子鐵芯3A及定子1A基本相同之構成，且僅其一部分之構成與上述實施形態1不同。 因此，此處對與上述實施形態1相同之構成省略說明，以與上述實施形態1不同之構成為中心說明本實施形態之定子鐵芯3H及定子1H之構成與其作用、效果。 即，於本實施形態中，以將線圈9之一部分貫通鐵芯部7與環狀部5之至少一者而配設之方式構成。該構成係亦被上述之實施形態2之定子鐵芯3B及定子1B採用之構成，將該構成應用於使用捲線型之線圈9之定子鐵芯3及定子1則為本實施形態。 順帶一提，於圖示之實施形態中，相對於環狀部5設置沿徑向R貫通之孔部33，且使用自該孔部33將線圈9之一部分暫時引出至環狀部5之外側，插入至其他孔部33並連接至纏捲於其他鐵芯部7之線圈9之跨接線35之構成係作為一例而被採用。跨接線35亦被絕緣被覆所覆蓋，但為了避免圖式複雜化，省略該圖示。 且，藉由如此構成之本實施形態之定子鐵芯3H及定子1H亦可發揮與上述之實施形態1之定子鐵芯3A及定子1A相同之作用、效果，進而於本實施形態之情形時，可使如圖17所示於定子鐵芯101所存在之區域之環狀部103之軸方向Z上之外側存在線圈105之一部分之構造之定子100中產生的於該外側部分109成為磁氣無效之無用部分之產生減少。 又，如此構成之本實施形態之定子1H亦與上述之實施形態1之定子1A相同，可按照後述之定子之製造方法藉由三維積層造型技術同時執行各零件之成形與組裝而製造。 藉由其等，可製造該定子鐵芯3H及具備該定子1H之電動馬達。 實施形態9(參照圖14及圖15) 其次，對藉由三維積層造型技術進行上述各實施形態所敘述之定子鐵芯3及定子1之製造的本發明之實施形態9之定子之製造方法進行具體說明。 本實施形態之定子之製造方法係定子1之製造方法，該定子1具備：電動馬達之定子鐵芯3，其具有環狀部5、與自該環狀部5朝徑向R之內側突出之複數個鐵芯部7；及線圈9，其具有絕緣被覆11且配設於鐵芯部7之外周；具體而言，本實施形態之定子之製造方法基本上係藉由具備以下敘述之層形成步驟P1與固化步驟P2而構成。 以下，首先說明執行本實施形態之定子之製造方法之情形所使用之定子之製造裝置41之概略構成，其後，對藉由使用該定子之製造裝置41而執行之本實施形態之定子之製造方法之內容進行說明。 (1)定子之製造裝置之概略構成(參照圖14及圖15) 作為定子之製造裝置41，作為一例可採用具備複數條機械臂43、45、47、49之多關節式之產業用機器人。 具體而言，定子之製造裝置41係藉由具備舉例如以下構件而構成：第1噴出頭61，其噴出包含環狀部5用之材料粉末之第1組合物51；第2噴出頭62，其噴出包含鐵芯部7用之材料粉末之第2組合物52；第3噴出頭63，其噴出包含絕緣被覆11用之材料粉末之第3組合物53；第4噴出頭64，其噴出包含線圈9用之材料粉末之第4組合物54；複數個照射頭71、72、73、74，其等對自該等噴出頭61、62、63、64噴出之各組合物51、52、53、54中所含之材料粉末個別地照射雷射光E而使其固化；載台83，其具備舉例為平板狀之底板81，該底板81被噴出各組合物51、52、53、54，且於其上表面成為層形成區域；未圖示之驅動部，其執行機械臂43、45、47、49之驅動及載台83之積層方向Z之升降動作；及未圖示之控制部，其進行該等驅動部之驅動與自噴出頭61、62、63、64噴出之各組合物51、52、53、54之噴出控制、及自照射頭71、72、73、74照射之雷射光E之照射控制。 (2)定子之製造方法之內容(參照圖14及圖15) 本實施形態之定子之製造方法係如上所述具備層形成步驟P1與固化步驟P2，且藉由於積層方向Z重複層形成步驟P1與固化步驟P2而構成。以下，具體說明層形成步驟P1與固化步驟P2之內容。 (A)層形成步驟 層形成步驟P1係使用包含環狀部5用之材料粉末之第1組合物51、包含鐵芯部7用之材料粉末之第2組合物52、包含絕緣被覆11用之材料粉末之第3組合物53、及包含線圈用之材料粉末之第4組合物54之至少一者之組合物而形成單元層D之步驟。 且，於層形成步驟P1中，較佳為將至少鐵芯部7與環狀部5之邊界部13形成作為存在兩者之材料粉末之如上述之實施形態3所敘述之態樣之複合材料層。 又，於層形成步驟P1中，較佳為將包含上述各材料粉末之組合物51、52、53、54之至少一者自噴出部即各個噴出頭61、62、63、64作為液滴噴出而形成。且，於圖示之實施形態中，揭示藉由自噴出頭61、62、63、64噴出之液滴而形成全部的組合物51、52、53、54之構成。 另，於各組合物51、52、53、54，除製作上述之環狀部5、鐵芯部7、絕緣被覆11、線圈9之材料粉末外，一般亦包含有溶媒或分散介質與黏合劑。 作為溶媒或分散介質，例如，除蒸餾水、純水、RO水等各種水外，亦可列舉甲醇、乙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、辛醇、乙二醇、二甘醇、丙三醇等醇類、乙二醇單甲醚(甲基溶纖劑)等之醚類(溶纖劑類)、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲酸乙酯等酯類、丙酮、甲基乙基甲酮、乙基丙、甲基異丁基酮、甲基異丙基酮、環己酮等酮類、戊烷、己烷、辛烷等脂肪族烴類、環己烷、甲基環己烷等環式烴類、苯、甲苯、二甲苯、己基苯、庚基苯、辛基苯、壬基苯、癸基苯、十一烷基苯、十二烷基苯、十三烷基苯、十四烷基苯等具有長鏈烷基及苯環之芳香族烴類、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷等鹵化烴類、包含吡啶、吡嗪、呋喃、吡咯、噻吩、甲基吡咯烷酮之任一者之芳香族雜環類、乙腈、丙腈、丙烯腈等腈類、N,N-二甲基醯胺、N,N-二甲基乙醯胺等醯胺類、羧酸鹽或其他各種油類等。 作為黏合劑，只要可溶於上述之溶媒或分散介質，則並未限定。例如，可使用丙烯酸樹脂、環氧樹脂、矽氧樹脂、纖維素系樹脂、合成樹脂等。又，例如，亦可使用PLA(聚乳酸)、PA(聚醯胺)、PPS(聚苯硫醚)等之熱可塑性樹脂。 又，亦可以上述之丙烯酸樹脂等之樹脂之微小粒子之狀態而非可溶狀態，於上述之溶媒或分散介質中分散。 (B)固化步驟 固化步驟P2係固化以上述之層形成步驟P1形成之單元層D中之材料粉末之步驟。且，於本實施形態中，採用利用自上述之照射頭71、72、73、74照射之雷射光E使上述材料粉末熔融固化之構成。 具體而言，若取得形成鐵芯部7之部位之剖面，則如圖14所示，於鐵芯部7之形成時自安裝於機械臂45之前端之第2噴出頭62噴出第2組合物52，對該噴出之第2組合物52自第2照射頭72照射雷射光E，使該第2組合物52熔融固化。 另一方面，於環狀部5之形成時，自安裝於機械臂43之前端之第1噴出頭61噴出第1組合物51，對該噴出之第1組合物51自第1照射頭71照射雷射光E，使該第1組合物51熔融固化而形成單元層D。 又，若取得形成絕緣被覆11與線圈9之部位之剖面，則如圖15所示，於絕緣被覆11之形成時，自安裝於機械臂47之前端之第3噴出頭63噴出第3組合物53，對該噴出之第3組合物53自第3照射頭73照射雷射光E，使該第3組合物53熔融固化。 又，於線圈9之形成時，自安裝於機械臂49之前端之第4噴出頭64噴出第4組合物54，對該噴出之第4組合物54自第4照射頭74照射雷射光E，使該第4組合物54熔融固化。 再者，於環狀部5之形成時，與上述相同，自安裝於機械臂43之前端之第1噴出頭61噴出第1組合物51，對該噴出之第1組合物51自第1照射頭71照射雷射光E，使該第1組合物51熔融固化而形成單元層D。 且，藉由於積層方向Z重複特定次相同之動作，而製造上述之構成之定子1作為三維積層造型物。 且，根據如此構成之本實施形態之定子之製造方法，可容易地製造上述之各實施形態所敘述之構成之各個定子1。且，可藉由所製造之定子1發揮上述之各實施形態所說明之定子1具有之作用、效果，且提高線圈9之佔有率而有助於電動馬達之特性之提高。 [其他實施形態] 本發明之定子鐵芯3、定子1、定子之製造方法及電動馬達係以具有如以上敘述之構成為基礎者，當然亦可於不脫離本案發明之主旨之範圍內進行部分構成之變更或省略等。 例如，可將實施形態3至實施形態7所敘述之構成應用於實施形態2所敘述之使用了匣式線圈型之線圈9B之定子1B。又，於實施形態9中，與各噴出頭61、62、63、64對應而個別地具備照射頭71、72、73、74，但亦可以共有該等照射頭71、72、73、74之一部分或全部之方式構成。又，於以同一材料形成實施形態7所敘述之環狀部5與絕緣被覆11之情形時，因第1組合物51與第3組合物53成為同一材料，故亦可使用單一之噴出頭61或63而連續地形成環狀部5與絕緣被覆11之兩者。

1‧‧‧定子
1A～1H‧‧‧定子
3‧‧‧定子鐵芯
3A～3H‧‧‧定子鐵芯
5‧‧‧環狀部
7‧‧‧鐵芯部
9‧‧‧線圈
9B‧‧‧線圈
11‧‧‧絕緣被覆
11D‧‧‧絕緣被覆
12‧‧‧空間
13‧‧‧邊界部
15‧‧‧第1匣式線圈
17‧‧‧第2匣式線圈
19‧‧‧接點
21‧‧‧接點
23‧‧‧匯流排條
25‧‧‧開口部
27‧‧‧磁性層
29‧‧‧非磁性層
31‧‧‧邊界部
33‧‧‧孔部
35‧‧‧跨接線
41‧‧‧定子之製造裝置
43‧‧‧機械臂
45‧‧‧機械臂
47‧‧‧機械臂
49‧‧‧機械臂
51‧‧‧第1組合物
52‧‧‧第2組合物
53‧‧‧第3組合物
54‧‧‧第4組合物
61‧‧‧第1噴出頭
62‧‧‧第2噴射頭
63‧‧‧第3噴射頭
64‧‧‧第4噴射頭
71‧‧‧第1照射頭
72‧‧‧第2照射頭
73‧‧‧第3照射頭
74‧‧‧第4照射頭
81‧‧‧底板
83‧‧‧載台
100‧‧‧定子
101‧‧‧定子鐵芯
103‧‧‧環狀部
105‧‧‧線圈
107‧‧‧鐵芯部
109‧‧‧外側部分
D‧‧‧單元層
E‧‧‧雷射光
O‧‧‧軸中心
P1‧‧‧層形成步驟
P2‧‧‧固化步驟
R‧‧‧徑向
S‧‧‧線圈配設區域
Z‧‧‧軸方向(積層方向)

圖1係顯示本發明之實施形態1之定子鐵芯與定子之平剖面之立體圖。 圖2係顯示本發明之實施形態1之定子鐵芯與定子之平剖視圖。 圖3係省略了表示本發明之實施形態1之定子之絕緣被覆之圖示之立體圖。 圖4係顯示本發明之實施形態2之定子鐵芯與定子之俯視圖。 圖5係顯示本發明之實施形態2之定子鐵芯與定子之立體圖。 圖6係顯示本發明之實施形態3之定子鐵芯與定子之一態樣之主要部分之平剖視圖。 圖7係顯示本發明之實施形態3之定子鐵芯與定子之其他態樣之主要部分之平剖視圖。 圖8係顯示本發明之實施形態4之定子鐵芯與定子之一態樣之主要部分之側剖視圖。 圖9係顯示本發明之實施形態4之定子鐵芯與定子之其他態樣之主要部分之側剖視圖。 圖10係顯示本發明之實施形態5之定子鐵芯與定子之主要部分之平剖視圖。 圖11係顯示本發明之實施形態6之定子鐵芯與定子之主要部分之平剖視圖。 圖12係顯示本發明之實施形態7之定子鐵芯與定子之主要部分之平剖視圖。 圖13係顯示本發明之實施形態8之定子鐵芯與定子之主要部分之平剖視圖。 圖14係模式性顯示表示本發明之實施形態9之定子之製造方法之鐵芯部與環狀部之成形之情況的說明圖。 圖15係模式性顯示表示本發明之實施形態9之定子之製造方法之線圈、絕緣被覆及環狀部之成形之情況的說明圖。 圖16係顯示先前之定子鐵芯與定子之平剖視圖。 圖17係顯示先前之定子鐵芯與定子之立體圖。

1‧‧‧定子

1A‧‧‧定子

3‧‧‧定子鐵芯

3A‧‧‧定子鐵芯

5‧‧‧環狀部

7‧‧‧鐵芯部

9‧‧‧線圈

11‧‧‧絕緣被覆

13‧‧‧邊界部

R‧‧‧徑向

S‧‧‧線圈配設區域

Claims (15)

1. 一種定子鐵芯，其係電動馬達之定子鐵芯，且包含：環狀部，及複數個鐵芯部，其等成為自上述環狀部朝徑向之內側突出且於周圍配設線圈之部位；該定子鐵芯之特徵在於， 上述環狀部係藉由與上述鐵芯部不同之材料形成。
2. 如請求項1之定子鐵芯，其中 上述鐵芯部與上述環狀部之邊界部係該鐵芯部之材料與該環狀部之材料彼此混存。
3. 如請求項1之定子鐵芯，其中 上述邊界部係上述鐵芯部交混於上述環狀部側。
4. 如請求項1至3中任一項之定子鐵芯，其中 上述鐵芯部係磁性層與非磁性層交替重疊之積層體。
5. 如請求項4之定子鐵芯，其中 上述邊界部係上述磁性層與非磁性層之至少一者交混於上述環狀部側。
6. 一種定子，其包含： 請求項1至5中任一項之定子鐵芯；及 線圈，其具有絕緣被覆且配設於上述鐵芯部之外周。
7. 如請求項6之定子，其中 上述絕緣被覆包含樹脂材料或陶瓷材料之至少一者。
8. 如請求項6或7之定子，其中 上述絕緣被覆與上述環狀部之邊界部係該絕緣被覆之材料與該環狀部之材料彼此混存。
9. 如請求項6至8中任一項之定子，其中 上述絕緣被覆與上述環狀部係藉由同一材料形成。
10. 如請求項6至9中任一項之定子，其中 上述線圈之一部分係貫通上述鐵芯部與上述環狀部之至少一者而配設。
11. 一種定子之製造方法，該定子包含：環狀部；電動馬達之定子鐵芯，其具有自上述環狀部朝徑向之內側突出之複數個鐵芯部；及線圈，其具有絕緣被覆且配設於上述鐵芯部之外周；且該定子之製造方法之特徵在於具備： 層形成步驟，其使用包含上述環狀部用之材料粉末之第1組合物、包含上述鐵芯部用之材料粉末之第2組合物、包含上述絕緣被覆用之材料粉末之第3組合物、包含上述線圈用之材料粉末之第4組合物之至少一者之組合物而形成單元層；及 固化步驟，其固化上述單元層中之上述材料粉末；且 沿積層方向重複上述層形成步驟及上述固化步驟。
12. 如請求項11之定子之製造方法，其中 於上述層形成步驟中，將至少上述鐵芯部與上述環狀部之邊界部作為存在兩者之材料粉末之複合材料層而形成。
13. 如請求項11或12之定子之製造方法，其中 上述層形成步驟係藉由噴出部將包含上述各材料粉末之組合物之至少一者作為液滴噴出而形成。
14. 如請求項11至13中任一項之定子之製造方法，其中 上述固化步驟係照射雷射光而使上述材料粉末熔融固化。
15. 一種電動馬達，其特徵在於包含請求項6至10中任一項之定子。