WO2017057435A1 - ステータ、モータおよびポンプ装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a stator used in a motor or the like. Moreover, this invention relates to a motor provided with this stator, and a pump apparatus provided with this motor.
- the stator includes a stator core and a driving coil wound around a tooth portion of the stator core via an insulator.
- the stator core is formed by combining a plurality of divided cores divided in the circumferential direction of the stator, and the divided core includes an outer yoke portion connected to the outer end of the tooth portion in the radial direction of the stator.
- the stator core may be a so-called curling core formed by bending a band-shaped core having an outer yoke portion integrally formed into an annular shape and connecting ends thereof. .
- the curling core includes a linear strip portion 103 constituted by a plurality of outer yoke portions 102 connected via a connecting portion 101, and a strip portion 103 from each of the plurality of outer yoke portions 102. It is formed using a core base body 105 having a teeth portion (saliency pole portion) 104 projecting in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the core. Further, the curling core is formed, for example, in the order shown in FIGS. 8A to 8C so that the belt-like portion 103 has an annular shape and the salient pole portion 104 protrudes inward in the radial direction. 103 is sequentially bent at the connecting portion 101 to connect both ends of the belt-like portion 103.
- the tip end surface (inner surface in the radial direction of the stator) of the salient pole portion 104 is formed in a curved surface having an arc shape when viewed from the axial direction of the stator. Yes.
- the tip surface of the salient pole 104 is designed so that the air gap (gap in the radial direction between the rotor and the stator) is constant in the circumferential direction of the stator. It arrange
- the connecting portion 101 that is first bent from the state shown in FIG. 7 to the state shown in FIG.
- the belt-like portion 103 is bent for the second time from the state shown in FIG. 8A to the state shown in FIG. 8B, and from the state shown in FIG. 8B to the state shown in FIG. 8C.
- a force in the bending direction also acts when the belt-like portion 103 is bent for the second time. That is, a force in the bending direction acts twice on the connecting portion 101 that is bent first after the bending.
- the connecting portion 101 that is bent for the second time also receives a force in the bending direction when the band-like portion 103 is bent for the third time from the state shown in FIG. 8B to the state shown in FIG. 8C.
- a force in the bending direction acts once on the connecting portion 101 that is bent for the second time even after the bending.
- the force in the bending direction does not act on the connecting portion 101 bent at the third time after the bending.
- the belt-like portion 103 is sequentially bent as shown in FIG.
- the front end surfaces of the salient pole portions 104A connected to the two outer yoke portions 102A arranged at both ends of the belt-like portion 103 in the core base body 105 are viewed from the axial direction of the stator, the virtual circle VC10 It became clear that it deviated greatly.
- an object of the present invention is to provide a stator having a stator core that is a curling core, even if the number of salient pole portions of the stator core is relatively small, the tip surfaces of the plurality of salient pole portions when viewed from the axial direction of the stator.
- An object of the present invention is to provide a stator capable of suppressing a decrease in roundness of a formed circle.
- the subject of this invention is providing a motor provided with this stator.
- the subject of this invention is providing a pump apparatus provided with this motor.
- a stator of the present invention is formed in a cylindrical shape, and includes a coil, an insulating member, and a stator core having a plurality of salient pole portions around which the coil is wound via the insulating member.
- the stator core includes an outer peripheral ring portion formed in an annular shape, and a plurality of protrusions that protrude from the outer peripheral ring portion toward the inner side in the radial direction of the stator and that are arranged at constant intervals in the circumferential direction of the stator.
- the outer peripheral ring portion is configured by the same number of outer peripheral portions as the plurality of salient pole portions, and the plurality of outer peripheral portions are arranged in the circumferential direction, one for each of the plurality of outer peripheral portions.
- the salient poles are connected to each other, a joint is formed at one place on the boundary of the outer peripheral part in the circumferential direction, and the remaining part except for one part on the boundary of the outer peripheral part in the circumferential direction
- a connecting portion that connects the outer ends of the outer peripheral portion is formed on both ends of the outer peripheral portion, and planar contact surfaces that are straight when viewed from the axial direction of the stator are formed at both ends of the outer peripheral portion in the circumferential direction.
- the contact surfaces of the outer peripheral portions adjacent to each other in the circumferential direction are in contact with each other, and the two contact surfaces that are in contact with each other at the joint are used as the first contact surfaces, and the contact is performed on the inner side of the connecting portion in the radial direction.
- the surface is the second contact surface, when viewed from the axial direction, the first contact surface and the center line in the circumferential direction of the salient pole portion connected to the outer peripheral portion where the first contact surface is formed are formed.
- the angle is smaller than an angle formed by the second contact surface and the circumferential center line of the salient pole portion connected to the outer peripheral portion where the second contact surface is formed.
- the outer peripheral ring portion is constituted by a plurality of outer peripheral portions arranged in the circumferential direction of the stator, and a joint is formed at one location of the boundary of the outer peripheral portion in the circumferential direction, and the outer periphery in the circumferential direction
- a connecting portion that connects the outer ends of the outer peripheral portion in the radial direction is formed at the remaining portions except for one portion where the joint is formed among the boundaries of the portions.
- planar contact surfaces that are straight when viewed from the axial direction of the stator are formed at both ends of the outer peripheral portion in the circumferential direction, and the outer peripheral portions that are adjacent in the circumferential direction. The contact surfaces are in contact with each other.
- the two contact surfaces that contact at the joint are defined as the first contact surface, and the contact surface that contacts the inside of the connecting portion in the radial direction is defined as the second contact surface.
- the angle between the first contact surface and the circumferential center line of the salient pole portion connected to the outer peripheral portion where the first contact surface is formed is the second contact surface and the second contact angle. The angle is smaller than the angle formed by the center line in the circumferential direction of the salient pole part connected to the outer peripheral part where the contact surface is formed.
- a band-shaped core composed of a plurality of outer peripheral portions connected via the connecting portion is sequentially bent at the connecting portion, and finally the two first contact surfaces are contacted to form a joint.
- the tip surface of the salient pole portion connected to the outer peripheral portion that is bent last when viewed from the axial direction of the stator is described above. It is possible to approach the virtual circle VC10.
- the stator core is formed by the tip surfaces of the salient pole portions when viewed from the axial direction of the stator. It is possible to suppress a decrease in the roundness of the circle.
- the outer peripheral portion where the first contact surface is formed is the first outer peripheral portion
- the second contact surface of the first outer peripheral portion and the center line in the circumferential direction of the salient pole portion connected to the first outer peripheral portion Is an angle formed by the second contact surface of the outer peripheral portion other than the first outer peripheral portion and the center line in the circumferential direction of the salient pole portion connected to the outer peripheral portion where the second contact surface is formed. It is preferable that the value is also large. If comprised in this way, it will become possible to approach the front-end
- one of the two contact surfaces that contact at the joint is a first contact surface on one side and the other first contact surface is the other contact surface
- the angle formed by the side first contact surface and the circumferential center line of the salient pole portion connected to the outer periphery where the one side first contact surface is formed, the other side first contact surface, and the other side first contact surface are equal.
- the positioning convex portion is formed so as to protrude in the circumferential direction, and the concave portion with which the convex portion engages is formed on the other first contact surface.
- the stator core has six salient pole portions.
- the stator core When viewed from the axial direction, the stator core includes a second abutting surface and salient pole portions connected to the outer peripheral portion where the second abutting surface is formed.
- the angle formed by the center line in the circumferential direction is 30 °, and when viewed from the axial direction, the circumferential direction of the first contact surface and the salient pole portion connected to the outer peripheral portion where the first contact surface is formed
- the angle formed by the center line is preferably less than 30 °.
- the stator of the present invention can be used for a motor having a rotor having a driving magnet and disposed on the inner peripheral side of the stator.
- the motor includes an impeller attached to the rotor, a pump chamber in which the impeller and the rotor are disposed, and a fluid passing therethrough, and is disposed between the stator and the pump chamber. It can be used for a pump device provided with a partition member that prevents inflow and a resin sealing member made of resin that covers the stator.
- the tip surfaces of the plurality of salient pole portions when viewed from the axial direction of the stator even if the number of salient pole portions of the stator core is relatively small, the tip surfaces of the plurality of salient pole portions when viewed from the axial direction of the stator. It is possible to suppress a decrease in the roundness of the circle formed by. Further, in the motor and the pump device of the present invention, even if the number of salient pole portions of the stator core that is a curling core is relatively small, it is formed by the tip surfaces of the plurality of salient pole portions when viewed from the axial direction of the stator. It is possible to suppress a decrease in the roundness of the circle.
- FIG. 3 is a plan view of the stator core shown in FIG. 2. It is an enlarged view for demonstrating the specific structure of the outer peripheral part shown in FIG. It is a top view of the core original body which becomes a stator core shown in FIG. 3 after processing. It is a figure for demonstrating the formation method of the stator core shown in FIG. It is a figure for demonstrating the structure of the stator core concerning a prior art. It is a figure for demonstrating the problem of a prior art. It is an enlarged view of the G section of FIG.
- FIG. 1 is a cross-sectional view of a pump device 1 according to an embodiment of the present invention.
- the upper side (Z1 direction side) in FIG. 1 is the “upper” side
- the lower side (Z2 direction side) in FIG. 1 is the “lower” side.
- the pump device 1 of this embodiment is a type of pump called a canned pump (canned motor pump), and includes an impeller 2, a motor 3 that rotates the impeller 2, and a circuit board 4 that controls the motor 3.
- the motor 3 includes a rotor 5 and a stator 6.
- the impeller 2, the motor 3, and the circuit board 4 are disposed inside a case body that includes a housing 7 and an upper case 8 that covers an upper portion of the housing 7.
- the housing 7 and the upper case 8 are fixed to each other by screws not shown.
- the upper case 8 is formed with a fluid suction portion 8a and a fluid discharge portion 8b.
- a pump chamber 9 is formed between the housing 7 and the upper case 8 through which the fluid sucked from the suction portion 8a passes toward the discharge portion 8b.
- a seal member (O-ring) 10 for securing the hermeticity of the pump chamber 9 is disposed at a joint portion between the housing 7 and the upper case 8.
- the housing 7 includes a partition member 11 disposed between the pump chamber 9 and the stator 6 so as to separate the pump chamber 9 and the stator 6, and a resin-made resin sealing member 12 that covers a lower surface and a side surface of the partition member 11. And.
- the rotor 5 includes a driving magnet 14, a cylindrical sleeve 15, and a holding member 16 that holds the driving magnet 14 and the sleeve 15.
- the holding member 16 is formed in a substantially cylindrical shape with a hook.
- the drive magnet 14 is fixed to the outer peripheral side of the holding member 16, and the sleeve 15 is fixed to the inner peripheral side of the holding member 16.
- the impeller 2 is fixed to the flange portion 16a of the holding member 16 disposed on the upper side.
- the impeller 2 and the rotor 5 are disposed inside the pump chamber 9.
- the rotor 5 is rotatably supported on the fixed shaft 17.
- the fixed shaft 17 is disposed so that the axial direction of the fixed shaft 17 coincides with the vertical direction. That is, the vertical direction is the axial direction of the rotor 5.
- the upper end of the fixed shaft 17 is held by the upper case 8, and the lower end of the fixed shaft 17 is held by the housing 7.
- the fixed shaft 17 is inserted through the inner peripheral side of the sleeve 15.
- a thrust bearing member 18 that is in contact with the upper end surface of the sleeve 15 is attached to the fixed shaft 17.
- the sleeve 15 functions as a radial bearing for the rotor 5
- the sleeve 15 and the thrust bearing member 18 function as a thrust bearing for the rotor 5.
- the stator 6 includes a driving coil 23 as a coil, a stator core 24, and an insulator 25 as an insulating member, and is formed in a cylindrical shape as a whole. Specifically, the stator 6 is formed in a substantially cylindrical shape. The stator 6 is disposed on the outer peripheral side of the rotor 5 with the partition member 11 interposed therebetween. That is, the rotor 5 is disposed on the inner peripheral side of the stator 6. The stator 6 is arranged so that the axial direction of the stator 6 coincides with the vertical direction. That is, the vertical direction is the axial direction of the stator 6. In addition, the stator 6 includes terminal pins 26 that are electrically connected with the ends of the drive coil 23 being entangled.
- stator 6 A specific configuration of the stator 6 will be described later.
- the radial direction of the rotor 5 and the stator 6 is referred to as “radial direction”
- the circumferential direction (circumferential direction) of the rotor 5 and the stator 6 is referred to as “circumferential direction”.
- the partition wall member 11 is formed in a substantially bottomed cylindrical shape with a flange, and includes a cylindrical portion 11b, a bottom portion 11c, and a flange portion 11d.
- the cylindrical portion 11 b is formed in a cylindrical shape and is disposed so as to cover the outer peripheral surface of the driving magnet 14. Moreover, the cylindrical part 11b is arrange
- the bottom portion 11c is formed in a substantially disc shape that closes the lower end of the cylindrical portion 11b.
- the flange portion 11d is formed so as to spread outward from the upper end of the cylindrical portion 11b in the radial direction.
- a shaft holding portion 11h that holds the lower end side of the fixed shaft 17 is formed on the upper surface of the bottom portion 11c so as to protrude upward.
- a fixing protrusion 11j for fixing the circuit board 4 to the partition wall member 11 and a positioning protrusion 11k for positioning the circuit board 4 are formed so as to protrude downward.
- the inner side and the upper side of the partition member 11 serve as the pump chamber 9, and the impeller 2 and the rotor 5 are disposed on the inner side and the upper side of the partition member 11.
- the partition wall member 11 functions to prevent the fluid in the pump chamber 9 from flowing into the place where the stator 6 is disposed.
- the circuit board 4 is fixed to the lower surface side of the bottom portion 11c so that the thickness direction of the circuit board 4 coincides with the vertical direction. Specifically, the circuit board 4 is fixed to the lower surface side of the bottom portion 11c by a screw 34 screwed into the fixing protrusion 11j while being positioned by the fixing protrusion 11j and the positioning protrusion 11k. Further, the lower end portion of the terminal pin 26 is fixed to the circuit board 4 by soldering.
- the resin sealing member 12 is provided to completely cover the circuit board 4 and the driving coil 23 and to protect the circuit board 4 and the driving coil 23 from the fluid.
- the resin sealing member 12 is formed by injecting a resin material onto the partition wall member 11 to which the circuit board 4 and the stator 6 are attached. Specifically, the partition member 11 to which the circuit board 4 and the stator 6 are attached is placed in a mold, and a resin material is injected into the mold and cured to form the resin sealing member 12. Yes.
- the resin sealing member 12 is formed in a substantially bottomed cylindrical shape as a whole, and completely covers the circuit board 4, the stator 6, the cylindrical portion 11b, and the bottom portion 11c. Moreover, the resin sealing member 12 covers the lower surface of the flange portion 11d.
- FIG. 2 is a perspective view of the stator 6 shown in FIG.
- FIG. 3 is a plan view of the stator core 24 shown in FIG.
- FIG. 4 is an enlarged view for explaining a specific configuration of the outer peripheral portion 24e shown in FIG.
- the stator 6 includes the driving coil 23, the stator core 24, the insulator 25, and the terminal pins 26 as described above.
- the stator core 24 is a laminated core formed by laminating thin magnetic plates made of a magnetic material. As shown in FIG. 3, the stator core 24 includes a ring-shaped outer peripheral ring portion 24 a and a plurality of salient pole portions 24 b that protrude radially inward from the outer peripheral ring portion 24 a.
- the stator core 24 of this embodiment includes six salient pole portions 24b.
- the six salient pole portions 24b are formed at an equiangular pitch, and are arranged at regular intervals in the circumferential direction. Note that the number of salient pole portions 24b included in the stator core 24 may be other than six.
- the outer peripheral ring portion 24a is formed in an annular shape in which the shape of the outer peripheral surface when viewed from the vertical direction is substantially circular, and the shape of the inner peripheral surface when viewed from the vertical direction is substantially hexagonal.
- the outer peripheral surface of the outer peripheral ring portion 24 a constitutes the outer peripheral surface of the stator core 24.
- the axial center of the outer peripheral ring portion 24 a when viewed from the vertical direction is the axial center of the stator core 24. Further, the axial center of the stator core 24 when viewed from the vertical direction coincides with the axial center C1 of the stator 6.
- the outer peripheral ring portion 24a is composed of six outer peripheral portions 24e arranged in the circumferential direction. That is, the outer peripheral ring portion 24a is configured by the same number of outer peripheral portions 24e as the salient pole portions 24b. A portion of the outer circumferential ring portion 24a in the circumferential direction, and a portion between one vertex of the inner circumferential surface of the outer circumferential ring portion 24a having a substantially hexagonal shape when viewed from the vertical direction and a vertex adjacent to the vertex. One outer peripheral portion 24e is formed.
- a part of the outer peripheral ring portion 24a in the circumferential direction, and a portion corresponding to one side of the inner peripheral surface of the outer peripheral ring portion 24a having a substantially hexagonal shape when viewed from the up and down direction forms one outer peripheral portion 24e.
- the outer side surface (outer peripheral surface) of the outer peripheral portion 24e in the radial direction is formed in a convex curved surface having a substantially arc shape when viewed from the up and down direction.
- the inner side surface of the outer peripheral portion 24e in the radial direction is formed in a planar shape whose shape when viewed from the up and down direction is a straight line.
- a concave portion 24f that is recessed toward the inner side in the radial direction is formed on the outer peripheral surface of the outer peripheral portion 24e.
- the recess 24f is formed so that the shape when viewed from the top and bottom is an arc.
- the recessed part 24f is formed in the whole outer peripheral part 24e in the up-down direction.
- the recessed part 24f is formed in the center of the outer peripheral surface of the outer peripheral part 24e, when it sees from an up-down direction.
- the salient pole portion 24b is formed at the center of the outer peripheral portion 24e in the circumferential direction. That is, one salient pole portion 24b is connected to each of the six outer peripheral portions 24e.
- the salient pole portion 24b includes a salient pole tip portion 24c that is a tip portion of the salient pole portion 24b, and a connecting portion 24d that connects the salient pole tip portion 24c and the outer peripheral ring portion 24a.
- the connecting portion 24d is formed in a straight line perpendicular to the inner surface of the outer peripheral portion 24e in the radial direction.
- the salient pole tip 24c is formed in a substantially arc shape extending from the tip (radially inner end) of the connecting portion 24d formed in a straight line toward both sides in the circumferential direction when viewed from the vertical direction.
- the tip surface of the salient pole portion 24b (that is, the inner side surface of the salient pole tip portion 24c in the radial direction) 24g is formed into a curved surface having a circular arc shape when viewed from the vertical direction.
- the tip surfaces 24g of the six salient pole portions 24b are arranged on a virtual circle VC1 centered on the axial center C1 of the stator 6 when viewed from the vertical direction in design. Further, the six front end surfaces 24g face the outer peripheral surface of the driving magnet 14 through the cylindrical portion 11b.
- the stator core 24 is formed by bending six outer peripheral portions 24e (see FIG. 5) connected in a straight line at the boundary between the outer peripheral portion 24e and the outer peripheral portion 24e and connecting the end portions thereof. Is the core. That is, the stator core 24 has an annular shape by connecting the end portions of the core composed of the belt-shaped core that forms the outer peripheral ring portion 24a and the six salient pole portions 24b that rise from one surface of the belt-shaped core. Is formed. Therefore, as shown in FIG. 3, a joint 24h is formed at one of the boundaries of the six outer peripheral portions 24e in the circumferential direction. In this embodiment, the end portions of the belt-like core are welded and fixed to each other at the joint 24h, and a welding mark is formed at the joint 24h.
- outer ends of the outer peripheral portion 24e in the radial direction are adjacent to the boundaries of the remaining five outer peripheral portions 24e except for one portion where the joint 24h is formed among the boundaries of the six outer peripheral portions 24e in the peripheral direction.
- a connecting portion 24j that connects the two is formed.
- planar contact surfaces 24k having a straight line when viewed from above and below are formed at both ends of the outer peripheral portion 24e in the circumferential direction, and the contact between the outer peripheral portions 24e adjacent to each other in the circumferential direction is formed. The contact surfaces 24k are in contact with each other.
- the contact surface 24k is disposed inside the connecting portion 24j in the radial direction, and the contact surface 24k contacts the inner side of the connecting portion 24j in the radial direction. Yes. Further, at the boundary of the outer peripheral portion 24e where the joint 24h is formed, the entire radial direction is a contact surface 24k.
- outer peripheral portion 24e when the two outer peripheral portions 24e arranged on both sides of the joint 24h are distinguished from the remaining four outer peripheral portions 24e, one of the two outer peripheral portions 24e is designated as the outer peripheral portion 24e.
- the “outer peripheral portion 24e1” and the other outer peripheral portion 24e are referred to as “outer peripheral portion 24e2.”
- the contact surfaces formed on the outer peripheral portion 24e1 of the two contact surfaces 24k when the two contact surfaces 24k that contact at the joint 24h and the other contact surfaces 24k are distinguished from each other, the contact surfaces formed on the outer peripheral portion 24e1 of the two contact surfaces 24k.
- the contact surface 24k is referred to as a “first contact surface 24k1”, the contact surface 24k formed on the outer peripheral portion 24e2 is referred to as a “first contact surface 24k2,” and the remaining contact that is in contact with the inner side of the connecting portion 24j in the radial direction.
- the contact surface 24k is referred to as a “second contact surface 24k”.
- the first contact surface 24k1 is a first contact surface on one side
- the first contact surface 24k2 is a first contact surface on the other side.
- the first contact surface 24k1 is formed with a positioning projection protruding in the circumferential direction, and a recess with which the projection engages is formed on the first contact surface 24k2.
- the angle ⁇ 1 (see FIG. 4) formed by the first contact surface 24k1 and the center line CL in the circumferential direction of the salient pole portion 24b connected to the outer peripheral portion 24e1 when viewed from the vertical direction, and the first contact surface
- the angle ⁇ 2 (see FIG. 4) formed by 24k2 and the center line CL in the circumferential direction of the salient pole portion 24b connected to the outer peripheral portion 24e2 forms the second contact surface 24k and the second contact surface 24k. It is smaller than the angle ⁇ 3 (see FIG. 4) formed by the center line CL in the circumferential direction of the salient pole portion 24b connected to the outer peripheral portion 24e.
- angles ⁇ 1 and ⁇ 2 are the second contact surfaces 24k formed at both ends of the outer peripheral portion 24e other than the outer peripheral portions 24e1 and 24e2, and the salient poles connected to the outer peripheral portion 24e where the second contact surfaces 24k are formed. It is smaller than the angle ⁇ 3 formed by the center line CL in the circumferential direction of the portion 24b. Further, the angles ⁇ 1 and ⁇ 2 are the angle ⁇ 3 formed by the second contact surface 24k formed on the outer peripheral portion 24e1 and the center line CL in the circumferential direction of the salient pole portion 24b connected to the outer peripheral portion 24e1, and the outer peripheral portion 24e2. Is smaller than an angle ⁇ 3 formed by the second contact surface 24k formed on the center line CL in the circumferential direction of the salient pole portion 24b connected to the outer peripheral portion 24e2.
- the angles ⁇ 1 and ⁇ 2 are slightly smaller than the angle ⁇ 3. Further, the angle ⁇ 1 and the angle ⁇ 2 are equal. The angle ⁇ 3 is 30 °, and the angles ⁇ 1 and ⁇ 2 are less than 30 °. Note that the angle ⁇ 1 and the angle ⁇ 2 do not have to be equal. Further, when viewed from the vertical direction, virtual lines VL1, VL2 and second contact surfaces that pass through the first contact surfaces 24k1, 24k2 and extend radially inward from the first contact surfaces 24k1, 24k2 An imaginary line VL3 that passes through 24k and extends radially inward from the second contact surface 24k passes through the axial center C1 of the stator 6.
- the insulator 25 is made of an insulating material such as resin.
- the insulator 25 is attached to each salient pole portion 24 b, and the stator 6 includes six insulators 25. That is, the stator 6 includes the same number of insulators 25 as the salient pole portions 24b. Further, the insulator 25 is formed in a cylindrical shape having a flange having flange portions at both ends, and is attached to the salient pole portion 24b so that the axial direction of the insulator 25 and the radial direction of the stator 6 coincide with each other.
- the insulator 25 is composed of a first insulator 30 and a second insulator 31 that can be divided in the vertical direction, and a combination of the first insulator 30 disposed on the lower side and the second insulator 31 disposed on the upper side. Thus, the insulator 25 is formed.
- the upper end portion of the terminal pin 26 is press-fitted and fixed to the first insulator 30, and the lower end portion of the terminal pin 26 protrudes downward from the first insulator 30.
- the driving coil 23 is composed of a conductive wire made of an aluminum alloy or a copper alloy.
- the driving coil 23 is wound around the salient pole portion 24 b via an insulator 25.
- One end of the drive coil 23 is entangled and fixed to one of the two terminal pins 26 fixed to the first insulator 30, and the other end of the drive coil 23 is connected to the two terminal pins 26. It is entangled with the other and fixed.
- FIG. 5 is a plan view of the core core 54 that becomes the stator core 24 shown in FIG. 3 after processing.
- FIG. 6 is a view for explaining a method of forming the stator core 24 shown in FIG.
- the stator 6 is manufactured as follows. First, the insulator 25 is attached to the core base 54 (see FIG. 5) that becomes the stator core 24 after processing.
- the core core 54 includes a linear strip 54a composed of six outer peripheral portions 24e connected via a connecting portion 24j, and a strip portion 54a from each of the six outer peripheral portions 24e. And six salient pole portions 24b projecting in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the head.
- a recess 24f and a contact surface 24k are formed in the outer peripheral portion 24e.
- the terminal pin 26 is press-fitted and fixed to the insulator 25, the driving coil 23 is wound around the salient pole portion 24 b via the insulator 25, and the driving coil 23 is soldered and fixed to the terminal pin 26. .
- the belt-like portion 54a is connected to the connecting portion 24j so that the linear belt-like portion 54a becomes an annular outer ring portion 24a and the salient pole portion 24b protrudes inside the outer ring portion 24a in the radial direction.
- Bend in order Specifically, the belt-like portion 54a is sequentially bent from the center of the belt-like portion 54a toward both ends in the order shown in FIGS.
- a bending jig (not shown) is pressed against the concave portion 24f from the direction indicated by the arrow in FIG. 6 to bend the belt-like portion 54a.
- the ends of the belt-like portion 54a are connected by welding or the like to form a joint 24h. That is, the contact surface 24k1 and the contact surface 24k2 are joined by welding or the like.
- the stator 6 is completed.
- the cylindrical portion 11 b of the partition wall member 11 is inserted on the inner peripheral side of the stator 6.
- the circuit board 4 is fixed to the partition wall member 11 and the terminal pins 26 are soldered to the circuit board 4 and fixed.
- the resin sealing member 12 is formed so as to cover the stator 6 and the circuit board 4.
- the angle ⁇ 2 formed by the first contact surface 24k2 that contacts the first contact surface 24k1 and the center line CL of the salient pole portion 24b that is connected to the outer peripheral portion 24e2 is the second contact surface 24k.
- the angle ⁇ 3 is smaller than the angle ⁇ 3 formed by the center line CL of the salient pole portion 24b connected to the outer peripheral portion 24e where the second contact surface 24k is formed.
- the belt-like portion 54a constituted by the six outer peripheral portions 24e connected through the connecting portion 24j is sequentially bent at the connecting portion 24j as shown in FIG. 6, and finally the first contact surface 24k1.
- the outer peripheral portion when viewed from the vertical direction even if the number of salient pole portions 24b is relatively small. It becomes possible to make the front end surface 24g of the salient pole part 24b connected to 24e1 and 24e2 approach the virtual circle VC1.
- the angle ⁇ 3 formed by the second contact surface 24k formed on the outer peripheral portion 24e1 and the center line CL of the salient pole portion 24b connected to the outer peripheral portion 24e1 (hereinafter, this angle is referred to as ⁇ 31, FIG. 4). 4), and an angle ⁇ 3 formed by the second contact surface 24k formed on the outer peripheral portion 24e2 and the center line CL of the salient pole portion 24b connected to the outer peripheral portion 24e2 (hereinafter, this angle is referred to as ⁇ 32).
- Reference is the center of the second contact surface 24k formed at both ends of the outer peripheral portion 24e other than the outer peripheral portions 24e1 and 24e2, and the salient pole portion 24b connected to the outer peripheral portion 24e where the second contact surface 24k is formed.
- the angle ⁇ 3 formed by the line CL (hereinafter, this angle is ⁇ 33, see FIG. 4) may be larger.
- ⁇ 31 and ⁇ 32 may be slightly larger than ⁇ 33.
- the tip surface 24g of the salient pole portion 24b connected to the outer peripheral portions 24e1 and 24e2 can be brought closer to the virtual circle VC1. Therefore, even when the number of salient pole portions 24b of the stator core 24, which is a curling core, is relatively small, it is possible to effectively reduce the roundness of the circle formed by the six front end surfaces 24g when viewed from above and below. It becomes possible to suppress.
- the outer peripheral portions 24e1 and 24e2 are first outer peripheral portions. In this case, the angle ⁇ 31 and the angle ⁇ 32 may or may not be equal.
- the stator core 24 is a laminated core. However, if the stator core 24 is a curling core, the stator core 24 may not be a laminated core.
- the motor 3 is used with the pump apparatus 1, the motor 3 may be used with apparatuses other than the pump apparatus 1.
- FIG. Moreover, in the form mentioned above, although the stator 6 is used with the motor 3, the stator 6 may be used with a generator.
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Abstract
カーリングコアであるステータコアを有するステータにおいて、ステータコアの突極部の数が比較的少なくても、ステータの軸方向から見たときに複数の突極部の先端面によって形成される円の真円度の低下を抑制することが可能なステータを提供する。このステータでは、ステータコア24の外周環部24aを構成する外周部24eの両端に当接面24kが形成され、周方向で隣り合う外周部24eの当接面24kは互いに当接している。周方向における外周部24eの境界の1箇所に形成されるつなぎ目24hで当接する当接面24kである第1当接面24k1、24k2と、外周部24e1、24e2に繋がる突極部24bの中心線CLとがなす角度は、第1当接面24k1、24k2以外の当接面24kである第2当接面24kと、この第2当接面24kが形成される外周部24eに繋がる突極部24bの中心線CLとがなす角度よりも小さくなっている。
Description
本発明は、モータ等で使用されるステータに関する。また、本発明は、このステータを備えるモータ、および、このモータを備えるポンプ装置に関する。
従来、ロータと、ロータの外周側に配置される円筒状のステータとを備えるモータが知られている(たとえば、特許文献1参照)。特許文献1に記載のモータでは、ステータは、ステータコアと、ステータコアのティース部にインシュレータを介して巻回される駆動用コイルとを備えている。ステータコアは、ステータの周方向に分割される複数の分割コアを組み合わせることで形成されており、分割コアは、ステータの径方向におけるティース部の外側端に繋がる外ヨーク部を備えている。また、特許文献1には、ステータコアは、外ヨーク部が一体で連なった帯状のコアを円環状に折り曲げてその端部同士を繋ぐことで形成されるいわゆるカーリングコアでも良い旨が記載されている。
カーリングコアは、たとえば、図7に示すように、連結部101を介して繋がる複数の外ヨーク部102によって構成される直線状の帯状部分103と、複数の外ヨーク部102のそれぞれから帯状部分103の長手方向に直交する方向へ突出するティース部(突極部)104とを有するコア原体105を用いて形成される。また、カーリングコアは、帯状部分103が円環状となるようにかつ径方向の内側へ突極部104が突出するように、たとえば、図8(A)~(C)に示す順番で、帯状部分103を連結部101で順次、折り曲げて帯状部分103の両端同士を接続することで形成される。
なお、特許文献1に記載のモータでは、突極部104の先端面(ステータの径方向における内側面)は、ステータの軸方向から見たときの形状が円弧状となる曲面状に形成されている。突極部104の先端面は、ステータの周方向においてエアギャップ(ロータとステータとの径方向の隙間)が一定になるように、設計上では、ステータの軸方向から見たときに、ステータの軸中心C10を中心とする仮想円VC10上に配置されている。
図8(A)~(C)に示す順番で、帯状部分103を順次、折り曲げていく場合、図7に示す状態から図8(A)に示す状態へ最初に折り曲げられた連結部101には、図8(A)に示す状態から図8(B)に示す状態へ2回目に帯状部分103を折り曲げる際、および、図8(B)に示す状態から図8(C)に示す状態へ3回目に帯状部分103を折り曲げる際にも、折り曲げ方向への力が作用する。すなわち、最初に折り曲げられた連結部101には、折り曲げ後にも2回、折り曲げ方向への力が作用する。
また、2回目に折り曲げられた連結部101には、図8(B)に示す状態から図8(C)に示す状態へ3回目に帯状部分103を折り曲げる際にも、折り曲げ方向への力が作用する。すなわち、2回目に折り曲げられた連結部101には、折り曲げ後にも1回、折り曲げ方向への力が作用する。これに対して、3回目に折り曲げられた連結部101には、折り曲げ後に折り曲げ方向への力が作用しない。
本願発明者の検討によると、たとえば、突極部104の数が6個である場合のように、突極部104の数が少ない場合に、図8に示すように帯状部分103を順次、折り曲げると、コア原体105において帯状部分103の両端のそれぞれに配置される2個の外ヨーク部102Aに繋がる突極部104Aの先端面が、ステータの軸方向から見たときに、仮想円VC10上から大きくずれることが明らかになった。
すなわち、突極部104の数が少ない場合に、図8に示すように帯状部分103を順次、折り曲げると、ステータの軸方向から見たときに6個の突極部104の先端面によって形成される円の真円度が突極部104Aにおいて低下することが本願発明者の検討によって明らかになった。具体的には、図8(C)のG部の拡大図である図9に示すように、ステータの軸方向から見たときに、突極部104Aの先端面が仮想円VC10から径方向の外側に大きくずれて、6個の突極部104の先端面によって形成される円の真円度が突極部104Aにおいて低下することが本願発明者の検討によって明らかになった。
そこで、本発明の課題は、カーリングコアであるステータコアを有するステータにおいて、ステータコアの突極部の数が比較的少なくても、ステータの軸方向から見たときに複数の突極部の先端面によって形成される円の真円度の低下を抑制することが可能なステータを提供することにある。また、本発明の課題は、かかるステータを備えるモータを提供することにある。さらに、本発明の課題は、かかるモータを備えるポンプ装置を提供することにある。
上記の課題を解決するため、本発明のステータは、筒状に形成されるとともに、コイルと、絶縁部材と、絶縁部材を介してコイルが巻回される複数の突極部を有するステータコアとを備えるステータであって、ステータコアは、環状に形成される外周環部と、外周環部からステータの径方向の内側に向かって突出するとともにステータの周方向において一定の間隔で配置される複数の突極部とを備え、外周環部は、複数の突極部と同じ数の外周部によって構成され、複数の外周部は、周方向に配列されるとともに、複数の外周部のそれぞれに、1個の突極部が繋がっており、周方向における外周部の境界の1箇所には、つなぎ目が形成され、周方向における外周部の境界のうちのつなぎ目が形成される1箇所を除いた残りの箇所には、径方向における外周部の外側端同士を繋ぐ連結部が形成され、周方向における外周部の両端のそれぞれには、ステータの軸方向から見たときの形状が直線となる平面状の当接面が形成され、周方向で隣り合う外周部の当接面同士が互いに当接しており、つなぎ目で当接する2個の当接面を第1当接面とし、径方向における連結部の内側で当接する当接面を第2当接面とすると、軸方向から見たときに、第1当接面と、第1当接面が形成される外周部に繋がる突極部の周方向の中心線とがなす角度は、第2当接面と、この第2当接面が形成される外周部に繋がる突極部の周方向の中心線とがなす角度よりも小さくなっていることを特徴とする。
本発明のステータでは、外周環部は、ステータの周方向に配列される複数の外周部によって構成されており、周方向における外周部の境界の1箇所に、つなぎ目が形成され、周方向における外周部の境界のうちのつなぎ目が形成される1箇所を除いた残りの箇所には、径方向における外周部の外側端同士を繋ぐ連結部が形成されている。また、本発明では、周方向における外周部の両端のそれぞれに、ステータの軸方向から見たときの形状が直線となる平面状の当接面が形成されるとともに、周方向で隣り合う外周部の当接面同士が互いに当接している。さらに、本発明では、つなぎ目で当接する2個の当接面を第1当接面とし、径方向における連結部の内側で当接する当接面を第2当接面とすると、軸方向から見たときに、第1当接面と、第1当接面が形成される外周部に繋がる突極部の周方向の中心線とがなす角度は、第2当接面と、この第2当接面が形成される外周部に繋がる突極部の周方向の中心線とがなす角度よりも小さくなっている。
そのため、本発明では、連結部を介して繋がる複数の外周部によって構成される帯状のコアを連結部で順次、折り曲げ、最終的に2個の第1当接面を当接させてつなぎ目を形成することで製造されるステータコアにおいて、ステータコアの突極部の数が比較的少なくても、ステータの軸方向から見たときに、最後に折り曲げられた外周部に繋がる突極部の先端面を上述の仮想円VC10に近づけることが可能になる。したがって、本発明では、カーリングコアであるステータコアを有するステータにおいて、ステータコアの突極部の数が比較的少なくても、ステータの軸方向から見たときに複数の突極部の先端面によって形成される円の真円度の低下を抑制することが可能になる。
本発明において、第1当接面が形成される外周部を第1外周部とすると、第1外周部の第2当接面と、第1外周部に繋がる突極部の周方向の中心線とがなす角度は、第1外周部以外の外周部の第2当接面と、この第2当接面が形成される外周部に繋がる突極部の周方向の中心線とがなす角度よりも大きくなっていることが好ましい。このように構成すると、第1外周部に繋がる突極部の先端面を上述の仮想円VC10により近づけることが可能になる。したがって、カーリングコアであるステータコアの突極部の数が比較的少なくても、ステータの軸方向から見たときに複数の突極部の先端面によって形成される円の真円度の低下を効果的に抑制することが可能になる。
本発明において、つなぎ目で当接する2個の当接面のうちの一方を一方側第1当接面とし、他方側を他方側第1当接面とすると、軸方向から見たときに、一方側第1当接面と、一方側第1当接面が形成される外周部に繋がる突極部の周方向の中心線とがなす角度と、他方側第1当接面と、他方側第1当接面が形成される外周部に繋がる突極部の周方向の中心線とがなす角度は、等しくなっていることが好ましい。
本発明において、つなぎ目で当接する2個の当接面のうちの一方を一方側第1当接面とし、他方側を他方側第1当接面とすると、一方側第1当接面には、位置決め用の凸部が周方向に突出するように形成され、他方側第1当接面には、凸部が係合する凹部が形成されていることが好ましい。
本発明において、ステータコアは、6個の突極部を有し、軸方向から見たときに、第2当接面と、この第2当接面が形成される外周部に繋がる突極部の周方向の中心線とがなす角度は、30°であり、軸方向から見たときに、第1当接面と、第1当接面が形成される外周部に繋がる突極部の周方向の中心線とがなす角度は、30°未満であることが好ましい。
本発明のステータは、駆動用磁石を有しステータの内周側に配置されるロータを備えるモータに用いることができる。また、このモータは、ロータに取り付けられる羽根車と、羽根車およびロータが配置され流体が通過するポンプ室と、ステータとポンプ室との間に配置されステータの配置箇所へのポンプ室内の流体の流入を防止する隔壁部材と、ステータを覆う樹脂製の樹脂封止部材とを備えるポンプ装置に用いることができる。このモータおよびポンプ装置では、カーリングコアであるステータコアの突極部の数が比較的少なくても、ステータの軸方向から見たときに複数の突極部の先端面によって形成される円の真円度の低下を抑制することが可能になる。
以上のように、本発明では、カーリングコアであるステータコアを有するステータにおいて、ステータコアの突極部の数が比較的少なくても、ステータの軸方向から見たときに複数の突極部の先端面によって形成される円の真円度の低下を抑制することが可能になる。また、本発明のモータおよびポンプ装置では、カーリングコアであるステータコアの突極部の数が比較的少なくても、ステータの軸方向から見たときに複数の突極部の先端面によって形成される円の真円度の低下を抑制することが可能になる。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
(ポンプ装置の概略構成)
図1は、本発明の実施の形態にかかるポンプ装置1の断面図である。なお、以下の説明では、図1の上側(Z1方向側)を「上」側とし、図1の下側(Z2方向側)を「下」側とする。
図1は、本発明の実施の形態にかかるポンプ装置1の断面図である。なお、以下の説明では、図1の上側(Z1方向側)を「上」側とし、図1の下側(Z2方向側)を「下」側とする。
本形態のポンプ装置1は、キャンドポンプ(キャンドモータポンプ)と呼ばれるタイプのポンプであり、羽根車2と、羽根車2を回転させるモータ3と、モータ3を制御するための回路基板4とを備えている。モータ3は、ロータ5とステータ6とによって構成されている。羽根車2、モータ3および回路基板4は、ハウジング7と、ハウジング7の上部を覆う上ケース8とによって構成されるケース体の内部に配置されている。ハウジング7と上ケース8とは、図示を省略するネジによって互いに固定されている。
上ケース8には、流体の吸入部8aと、流体の吐出部8bとが形成されている。ハウジング7と上ケース8との間には、吸入部8aから吸入された流体が吐出部8bに向かって通過するポンプ室9が形成されている。また、ハウジング7と上ケース8との接合部分には、ポンプ室9の密閉性を確保するためのシール部材(Oリング)10が配置されている。ハウジング7は、ポンプ室9とステータ6とを隔てるようにポンプ室9とステータ6との間に配置される隔壁部材11と、隔壁部材11の下面および側面を覆う樹脂製の樹脂封止部材12とを備えている。
ロータ5は、駆動用磁石14と、円筒状のスリーブ15と、駆動用磁石14およびスリーブ15を保持する保持部材16とを備えている。保持部材16は、鍔付きの略円筒状に形成されている。駆動用磁石14は、保持部材16の外周側に固定され、スリーブ15は、保持部材16の内周側に固定されている。上側に配置される保持部材16の鍔部16aには、羽根車2が固定されている。羽根車2およびロータ5は、ポンプ室9の内部に配置されている。
ロータ5は、固定軸17に回転可能に支持されている。固定軸17は、固定軸17の軸方向と上下方向とが一致するように配置されている。すなわち、上下方向は、ロータ5の軸方向である。固定軸17の上端は、上ケース8に保持され、固定軸17の下端は、ハウジング7に保持されている。固定軸17は、スリーブ15の内周側に挿通されている。また、固定軸17には、スリーブ15の上端面に当接するスラスト軸受部材18が取り付けられている。本形態では、スリーブ15がロータ5のラジアル軸受として機能し、スリーブ15およびスラスト軸受部材18がロータ5のスラスト軸受として機能している。
ステータ6は、コイルとしての駆動用コイル23と、ステータコア24と、絶縁部材としてのインシュレータ25とを備えており、全体として筒状に形成されている。具体的には、ステータ6は、略円筒状に形成されている。ステータ6は、隔壁部材11を介して、ロータ5の外周側に配置されている。すなわち、ロータ5は、ステータ6の内周側に配置されている。また、ステータ6は、ステータ6の軸方向と上下方向とが一致するように配置されている。すなわち、上下方向は、ステータ6の軸方向である。また、ステータ6は、駆動用コイル23の端部が絡げられて電気的に接続される端子ピン26を備えている。ステータ6の具体的な構成については後述する。なお、以下の説明では、ロータ5およびステータ6の径方向を「径方向」とし、ロータ5およびステータ6の周方向(円周方向)を「周方向」とする。
隔壁部材11は、鍔付きの略有底円筒状に形成されており、円筒部11bと底部11cと鍔部11dとを備えている。円筒部11bは、円筒状に形成されており、駆動用磁石14の外周面を覆うように配置されている。また、円筒部11bは、円筒部11bの軸方向と上下方向とが略一致するように配置されている。底部11cは、円筒部11bの下端を塞ぐ略円板状に形成されている。鍔部11dは、円筒部11bの上端から径方向の外側へ広がるように形成されている。
底部11cの上面には、固定軸17の下端側を保持する軸保持部11hが上側へ突出するように形成されている。底部11cの下面には、回路基板4を隔壁部材11に固定するための固定用突起11jと、回路基板4を位置決めするための位置決め用突起11kとが下側へ突出するように形成されている。図1に示すように、隔壁部材11の内側および上側がポンプ室9となっており、羽根車2およびロータ5は、隔壁部材11の内側および上側に配置されている。隔壁部材11は、ステータ6の配置箇所へのポンプ室9内の流体の流入を防止する機能を果たしている。
回路基板4は、回路基板4の厚さ方向と上下方向とが一致するように、底部11cの下面側に固定されている。具体的には、回路基板4は、固定用突起11jと位置決め用突起11kとによって位置決めされた状態で、固定用突起11jにねじ込まれるネジ34によって、底部11cの下面側に固定されている。また、回路基板4には、端子ピン26の下端側部分が半田付けされて固定されている。
樹脂封止部材12は、回路基板4および駆動用コイル23等を完全に覆って、回路基板4および駆動用コイル23等を流体から保護するために設けられている。この樹脂封止部材12は、回路基板4およびステータ6が取り付けられた状態の隔壁部材11に対して、樹脂材料を射出することで形成されている。具体的には、回路基板4およびステータ6が取り付けられた隔壁部材11を金型内に配置し、この金型内に樹脂材料を注入して硬化させることで樹脂封止部材12が形成されている。樹脂封止部材12は、全体として略有底円筒状に形成されており、回路基板4、ステータ6、円筒部11bおよび底部11cを完全に覆っている。また、樹脂封止部材12は、鍔部11dの下面を覆っている。
(ステータの構成)
図2は、図1に示すステータ6の斜視図である。図3は、図2に示すステータコア24の平面図である。図4は、図3に示す外周部24eの具体的な構成を説明するための拡大図である。
図2は、図1に示すステータ6の斜視図である。図3は、図2に示すステータコア24の平面図である。図4は、図3に示す外周部24eの具体的な構成を説明するための拡大図である。
ステータ6は、上述のように、駆動用コイル23とステータコア24とインシュレータ25と端子ピン26とを備えている。ステータコア24は、磁性材料からなる薄い磁性板が積層されて形成された積層コアである。このステータコア24は、図3に示すように、環状に形成される外周環部24aと、外周環部24aから径方向の内側に向かって突出する複数の突極部24bとを備えている。本形態のステータコア24は、6個の突極部24bを備えている。6個の突極部24bは、等角度ピッチで形成されており、周方向において一定の間隔で配置されている。なお、ステータコア24が有する突極部24bの数は、6個以外の数であっても良い。
外周環部24aは、上下方向から見たときの外周面の形状が略円形状となり、上下方向から見たときの内周面の形状が略六角形状となる環状に形成されている。外周環部24aの外周面は、ステータコア24の外周面を構成している。上下方向から見たときの外周環部24aの軸中心は、ステータコア24の軸中心となっている。また、上下方向から見たときのステータコア24の軸中心は、ステータ6の軸中心C1と一致している。
外周環部24aは、周方向に配列される6個の外周部24eによって構成されている。すなわち、外周環部24aは、突極部24bと同じ数の外周部24eによって構成されている。周方向における外周環部24aの一部分であって、上下方向から見たときに略六角形状をなす外周環部24aの内周面の1つの頂点とその頂点に隣り合う頂点との間の部分が1つの外周部24eとなっている。すなわち、周方向における外周環部24aの一部分であって、上下方向から見たときに略六角形状をなす外周環部24aの内周面の一辺に対応する部分が1つの外周部24eとなっている。
径方向における外周部24eの外側面(外周面)は、上下方向から見たときの形状が略円弧状となる凸曲面状に形成されている。径方向における外周部24eの内側面は、上下方向から見たときの形状が直線状となる平面状に形成されている。外周部24eの外周面には、径方向の内側に向かって窪む凹部24fが形成されている。凹部24fは、上下方向から見たときの形状が円弧状となるように形成されている。また、凹部24fは、上下方向における外周部24eの全域に形成されている。さらに、凹部24fは、上下方向から見たときに、外周部24eの外周面の中心に形成されている。
突極部24bは、周方向における外周部24eの中心に形成されている。すなわち、6個の外周部24eのそれぞれには、1個の突極部24bが繋がっている。また、突極部24bは、突極部24bの先端部である突極先端部24cと、突極先端部24cと外周環部24aとを繋ぐ連結部24dとから構成されている。連結部24dは、径方向における外周部24eの内側面に直交する直線状に形成されている。突極先端部24cは、上下方向から見たときに、直線状に形成される連結部24dの先端(径方向内側端)から周方向の両側に向かって伸びる略円弧状に形成されている。
突極部24bの先端面(すなわち、径方向における突極先端部24cの内側面)24gは、上下方向から見たときの形状が円弧状となる曲面状に形成されている。6個の突極部24bの先端面24gは、設計上、上下方向から見たときに、ステータ6の軸中心C1を中心とする仮想円VC1上に配置されている。また、6個の先端面24gは、円筒部11bを介して駆動用磁石14の外周面と対向している。
また、ステータコア24は、直線状に繋がっていた6個の外周部24e(図5参照)を、外周部24eと外周部24eとの境界で折り曲げてその端部同士を繋ぐことで形成されるカーリングコアである。すなわち、ステータコア24は、外周環部24aとなる帯状のコアと、この帯状のコアの一方の面から立ち上がる6個の突極部24bとから構成されるコアの端部同士を繋ぐことで、環状に形成されている。そのため、図3に示すように、周方向における6箇所の外周部24eの境界のうちの1箇所にはつなぎ目24hが形成されている。本形態では、つなぎ目24hにおいて、帯状のコアの端部同士が溶接されて互いに固定されており、つなぎ目24hには、溶接跡が形成されている。
また、周方向における6箇所の外周部24eの境界のうちのつなぎ目24hが形成された1箇所を除いた残りの5箇所の外周部24eの境界には、径方向における外周部24eの外側端同士を繋ぐ連結部24jが形成されている。また、周方向における外周部24eの両端のそれぞれには、上下方向から見たときの形状が直線となる平面状の当接面24kが形成されており、周方向で隣り合う外周部24eの当接面24k同士が互いに当接している。連結部24jが形成される外周部24eの境界では、径方向における連結部24jの内側に当接面24kが配置されており、径方向における連結部24jの内側で当接面24kが当接している。また、つなぎ目24hが形成される外周部24eの境界では、径方向の全域が当接面24kとなっている。
以下では、つなぎ目24hの両側に配置される2個の外周部24eを残りの4個の外周部24eと区別して表す場合には、この2個の外周部24eのうちの一方の外周部24eを「外周部24e1」とし、他方の外周部24eを「外周部24e2」とする。また、つなぎ目24hで当接する2個の当接面24kとそれ以外の当接面24kとを区別して表す場合には、この2個の当接面24kのうちの外周部24e1に形成される当接面24kを「第1当接面24k1」とし、外周部24e2に形成される当接面24kを「第1当接面24k2」とし、径方向における連結部24jの内側で当接する残りの当接面24kを「第2当接面24k」とする。第1当接面24k1は、一方側第1当接面であり、第1当接面24k2は、他方側第1当接面である。なお、第1当接面24k1には、位置決め用の凸部が周方向に突出するように形成され、この凸部が係合する凹部が第1当接面24k2に形成されている。
上下方向から見たときに、第1当接面24k1と、外周部24e1に繋がる突極部24bの周方向における中心線CLとがなす角度θ1(図4参照)、および、第1当接面24k2と、外周部24e2に繋がる突極部24bの周方向における中心線CLとがなす角度θ2(図4参照)は、第2当接面24kと、この第2当接面24kが形成される外周部24eに繋がる突極部24bの周方向における中心線CLとがなす角度θ3(図4参照)よりも小さくなっている。
すなわち、角度θ1、θ2は、外周部24e1、24e2以外の外周部24eの両端に形成される第2当接面24kと、この第2当接面24kが形成される外周部24eに繋がる突極部24bの周方向における中心線CLとがなす角度θ3よりも小さくなっている。また、角度θ1、θ2は、外周部24e1に形成される第2当接面24kと、外周部24e1に繋がる突極部24bの周方向における中心線CLとがなす角度θ3、および、外周部24e2に形成される第2当接面24kと、外周部24e2に繋がる突極部24bの周方向における中心線CLとがなす角度θ3よりも小さくなっている。
角度θ1、θ2は、角度θ3よりもわずかに小さくなっている。また、角度θ1と角度θ2とは、等しくなっている。また、角度θ3は、30°となっており、角度θ1、θ2は、30°未満となっている。なお、角度θ1と角度θ2とは等しくなくても良い。また、上下方向から見たときに、第1当接面24k1、24k2を通過するとともに第1当接面24k1、24k2から径方向の内側へ伸びる仮想線VL1、VL2、および、第2当接面24kを通過するとともに第2当接面24kから径方向の内側へ伸びる仮想線VL3は、ステータ6の軸中心C1を通過する。
インシュレータ25は、樹脂等の絶縁性材料で形成されている。このインシュレータ25は、突極部24bごとに取り付けられており、ステータ6は、6個のインシュレータ25を備えている。すなわち、ステータ6は、突極部24bと同じ数のインシュレータ25を備えている。また、インシュレータ25は、両端に鍔部を有する鍔付きの筒状に形成されており、インシュレータ25の軸方向とステータ6の径方向とが一致するように突極部24bに取り付けられている。インシュレータ25は、上下方向に分割可能な第1インシュレータ30と第2インシュレータ31とによって構成されており、下側に配置される第1インシュレータ30と上側に配置される第2インシュレータ31とを組み合わせることでインシュレータ25が形成される。
端子ピン26の上端側部分は、第1インシュレータ30に圧入されて固定されており、端子ピン26の下端側部分は、第1インシュレータ30から下側へ突出している。駆動用コイル23は、アルミニウム合金または銅合金からなる導線によって構成されている。この駆動用コイル23は、インシュレータ25を介して突極部24bに巻回されている。駆動用コイル23の一端部は、第1インシュレータ30に固定される2本の端子ピン26の一方に絡げられて固定され、駆動用コイル23の他端部は、2本の端子ピン26の他方に絡げられて固定されている。
(ステータの製造方法)
図5は、加工後に図3に示すステータコア24となるコア原体54の平面図である。図6は、図3に示すステータコア24の形成方法を説明するための図である。
図5は、加工後に図3に示すステータコア24となるコア原体54の平面図である。図6は、図3に示すステータコア24の形成方法を説明するための図である。
ステータ6は、以下のように製造される。まず、加工後にステータコア24となるコア原体54(図5参照)に、インシュレータ25を取り付ける。コア原体54は、図5に示すように、連結部24jを介して繋がる6個の外周部24eによって構成される直線状の帯状部54aと、6個の外周部24eのそれぞれから帯状部54aの長手方向に直交する方向へ突出する6個の突極部24bとを備えている。コア原体54では、外周部24eに凹部24fおよび当接面24kが形成されている。また、コア原体54の一端に配置される外周部24eは、外周部24e1となっており、コア原体54の他端に配置される外周部24eは、外周部24e2となっている。
その後、インシュレータ25に端子ピン26を圧入して固定し、インシュレータ25を介して突極部24bに駆動用コイル23を巻回するとともに、駆動用コイル23を端子ピン26に半田付けして固定する。
その後、直線状の帯状部54aが環状をなす外周環部24aとなるように、かつ、径方向における外周環部24aの内側へ突極部24bが突出するように、帯状部54aを連結部24jで順次、折り曲げる。具体的には、図6(A)~(C)に示す順番で、帯状部54aの中心から両端側に向かって帯状部54aを順次、折り曲げる。帯状部54aを折り曲げるときには、図6の矢印で示す方向から折り曲げ用の治具(図示省略)を凹部24fに押し当てて帯状部54aを折り曲げる。また、帯状部54aを折り曲げるときには、突極部24bの先端面24gが当接する円柱状の治具60を用いる。なお、図6では、駆動用コイル23、インシュレータ25および端子ピン26の図示を省略している。
その後、帯状部54aの端部同士を溶接等によって繋いで、つなぎ目24hを形成する。すなわち、当接面24k1と当接面24k2とを溶接等で接合する。帯状部54aの端部同士が繋がれるとステータ6が完成する。なお、ステータ6が完成すると、ステータ6の内周側に隔壁部材11の円筒部11bを挿入する。その後、回路基板4を隔壁部材11に固定するとともに、端子ピン26を回路基板4に半田付けして固定する。また、その後、ステータ6および回路基板4を覆うように樹脂封止部材12を形成する。
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態では、外周環部24aのつなぎ目24hで第1当接面24k2と当接する第1当接面24k1と、外周部24e1に繋がる突極部24bの中心線CLとがなす角度θ1、および、第1当接面24k1と当接する第1当接面24k2と、外周部24e2に繋がる突極部24bの中心線CLとがなす角度θ2が、第2当接面24kと、この第2当接面24kが形成される外周部24eに繋がる突極部24bの中心線CLとがなす角度θ3よりも小さくなっている。
以上説明したように、本形態では、外周環部24aのつなぎ目24hで第1当接面24k2と当接する第1当接面24k1と、外周部24e1に繋がる突極部24bの中心線CLとがなす角度θ1、および、第1当接面24k1と当接する第1当接面24k2と、外周部24e2に繋がる突極部24bの中心線CLとがなす角度θ2が、第2当接面24kと、この第2当接面24kが形成される外周部24eに繋がる突極部24bの中心線CLとがなす角度θ3よりも小さくなっている。
そのため、本形態では、連結部24jを介して繋がる6個の外周部24eによって構成される帯状部54aを図6に示すように連結部24jで順次、折り曲げ、最終的に第1当接面24k1と第1当接面24k2とを当接させてつなぎ目24hを形成することで製造されるステータコア24において、突極部24bの数が比較的少なくても、上下方向から見たときに、外周部24e1、24e2に繋がる突極部24bの先端面24gを仮想円VC1に近づけることが可能になる。したがって、本形態では、カーリングコアであるステータコア24の突極部24bの数が比較的少なくても、上下方向から見たときに6個の先端面24gによって形成される円の真円度の低下を抑制することが可能になる。
(他の実施の形態)
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。
上述した形態において、外周部24e1に形成される第2当接面24kと、外周部24e1に繋がる突極部24bの中心線CLとがなす角度θ3(以下、この角度をθ31とする、図4参照)、および、外周部24e2に形成される第2当接面24kと、外周部24e2に繋がる突極部24bの中心線CLとがなす角度θ3(以下、この角度をθ32とする、図4参照)は、外周部24e1、24e2以外の外周部24eの両端に形成される第2当接面24kと、この第2当接面24kが形成される外周部24eに繋がる突極部24bの中心線CLとがなす角度θ3(以下、この角度をθ33とする、図4参照)より大きくなっていても良い。たとえば、θ31、θ32は、θ33よりもわずかに大きくなっていても良い。
この場合には、外周部24e1、24e2に繋がる突極部24bの先端面24gを仮想円VC1により近づけることが可能になる。したがって、カーリングコアであるステータコア24の突極部24bの数が比較的少なくても、上下方向から見たときに6個の先端面24gによって形成される円の真円度の低下を効果的に抑制することが可能になる。なお、この場合の外周部24e1、24e2は、第1外周部である。また、この場合には、角度θ31と角度θ32とが等しくても良いし、等しくなくても良い。
上述した形態では、ステータコア24は、積層コアであるが、ステータコア24がカーリングコアであるのであれば、ステータコア24は、積層コアでなくても良い。また、上述した形態では、モータ3は、ポンプ装置1で使用されているが、モータ3は、ポンプ装置1以外の装置で使用されても良い。また、上述した形態では、ステータ6は、モータ3で使用されているが、ステータ6は、発電機で使用されても良い。
1 ポンプ装置
2 羽根車
3 モータ
5 ロータ
6 ステータ
9 ポンプ室
11 隔壁部材
12 樹脂封止部材
14 駆動用磁石
23 駆動用コイル(コイル)
24 ステータコア
24a 外周環部
24b 突極部
24e 外周部
24e1、24e2 外周部(第1外周部)
24h つなぎ目
24j 連結部
24k 当接面
24k1、24k2 第1当接面
25 インシュレータ(絶縁部材)
CL 突極部の周方向の中心線
θ1、θ2 第1当接面と突極部の周方向の中心線とがなす角度
θ3 第2当接面と突極部の周方向の中心線とがなす角度
θ31、θ32 第1外周部の第2当接面と突極部の周方向の中心線とがなす角度
θ33 第1外周部以外の外周部の第2当接面と突極部の周方向の中心線とがなす角度
2 羽根車
3 モータ
5 ロータ
6 ステータ
9 ポンプ室
11 隔壁部材
12 樹脂封止部材
14 駆動用磁石
23 駆動用コイル(コイル)
24 ステータコア
24a 外周環部
24b 突極部
24e 外周部
24e1、24e2 外周部(第1外周部)
24h つなぎ目
24j 連結部
24k 当接面
24k1、24k2 第1当接面
25 インシュレータ(絶縁部材)
CL 突極部の周方向の中心線
θ1、θ2 第1当接面と突極部の周方向の中心線とがなす角度
θ3 第2当接面と突極部の周方向の中心線とがなす角度
θ31、θ32 第1外周部の第2当接面と突極部の周方向の中心線とがなす角度
θ33 第1外周部以外の外周部の第2当接面と突極部の周方向の中心線とがなす角度
Claims (7)
- 筒状に形成されるとともに、コイルと、絶縁部材と、前記絶縁部材を介して前記コイルが巻回される複数の突極部を有するステータコアとを備えるステータであって、
前記ステータコアは、環状に形成される外周環部と、前記外周環部から前記ステータの径方向の内側に向かって突出するとともに前記ステータの周方向において一定の間隔で配置される複数の前記突極部とを備え、
前記外周環部は、複数の前記突極部と同じ数の外周部によって構成され、
複数の前記外周部は、前記周方向に配列されるとともに、複数の前記外周部のそれぞれに、1個の前記突極部が繋がっており、
前記周方向における前記外周部の境界の1箇所には、つなぎ目が形成され、
前記周方向における前記外周部の境界のうちの前記つなぎ目が形成される1箇所を除いた残りの箇所には、前記径方向における前記外周部の外側端同士を繋ぐ連結部が形成され、
前記周方向における前記外周部の両端のそれぞれには、前記ステータの軸方向から見たときの形状が直線となる平面状の当接面が形成され、
前記周方向で隣り合う前記外周部の前記当接面同士が互いに当接しており、
前記つなぎ目で当接する2個の前記当接面を第1当接面とし、前記径方向における前記連結部の内側で当接する前記当接面を第2当接面とすると、
前記軸方向から見たときに、前記第1当接面と、前記第1当接面が形成される前記外周部に繋がる前記突極部の前記周方向の中心線とがなす角度は、前記第2当接面と、この第2当接面が形成される前記外周部に繋がる前記突極部の前記周方向の中心線とがなす角度よりも小さくなっていることを特徴とするステータ。 - 前記第1当接面が形成される前記外周部を第1外周部とすると、
前記第1外周部の前記第2当接面と、前記第1外周部に繋がる前記突極部の前記周方向の中心線とがなす角度は、前記第1外周部以外の前記外周部の前記第2当接面と、この第2当接面が形成される前記外周部に繋がる前記突極部の周方向の中心線とがなす角度よりも大きくなっていることを特徴とする請求項1記載のステータ。 - 前記つなぎ目で当接する2個の前記当接面のうちの一方を一方側第1当接面とし、他方側を他方側第1当接面とすると、
前記軸方向から見たときに、前記一方側第1当接面と、前記一方側第1当接面が形成される前記外周部に繋がる前記突極部の前記周方向の中心線とがなす角度と、前記他方側第1当接面と、前記他方側第1当接面が形成される前記外周部に繋がる前記突極部の前記周方向の中心線とがなす角度は、等しくなっていることを特徴とする請求項1記載のステータ。 - 前記つなぎ目で当接する2個の前記当接面のうちの一方を一方側第1当接面とし、他方側を他方側第1当接面とすると、
前記一方側第1当接面には、位置決め用の凸部が周方向に突出するように形成され、
前記他方側第1当接面には、前記凸部が係合する凹部が形成されていることを特徴とする請求項1記載のステータ。 - 前記ステータコアは、6個の前記突極部を有し、
前記軸方向から見たときに、前記第2当接面と、この第2当接面が形成される前記外周部に繋がる前記突極部の前記周方向の中心線とがなす前記角度は、30°であり、
前記軸方向から見たときに、前記第1当接面と、前記第1当接面が形成される前記外周部に繋がる前記突極部の前記周方向の中心線とがなす前記角度は、30°未満であることを特徴とする請求項1記載のステータ。 - 請求項1から5のいずれかに記載のステータと、駆動用磁石を有し前記ステータの内周側に配置されるロータとを備えることを特徴とするモータ。
- 請求項6に記載のモータと、前記ロータに取り付けられる羽根車と、前記羽根車および前記ロータが配置され流体が通過するポンプ室と、前記ステータと前記ポンプ室との間に配置され前記ステータの配置箇所への前記ポンプ室内の流体の流入を防止する隔壁部材と、前記ステータを覆う樹脂製の樹脂封止部材とを備えることを特徴とするポンプ装置。
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2016
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