JP2005312119A - 分割コア式モータステータおよびその組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 分割コアを円環状に連結してステータコアを組み立てる作業を簡単かつ短時間に行うことのできる分割コア式モータステータを提案すること。
【解決手段】 分割コア式モータステータ１は、分割コア２を円環状に連結した構成のステータコア３を有している。分割コア２はインシュレータ１０により覆われており、その分割コア連結方向の両側の端面１７１、１７２には、それぞれ、係合突起１７と、当該係合突起１７を着脱可能に嵌め込むことのできる係合溝１８が形成されている。係合突起１７と係合溝１８の機械的な係合構造によって分割コア２を円環状に連結してステータコア３を組み立てることができる。溶接や接着作業が不要になるので、ステータコアの組立作業を簡単かつ短時間で行うことができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、複数の分割コアを円環状に連結することにより構成したステータコアを備えた分割コア式モータステータおよびその組立方法に関するものである。

ブラシレスモータやＡＣモータのステータとして、分割コアが円環状に連結された構成のステータコアを備えた分割コア式モータステータが知られている。図３はかかる分割コア式モータステータの一例を示す正面図である。この図に示すように、分割コア式モータステータ１００は、複数の分割コア１０１を円環状に連結した構成のステータコア１０２を備えている。各分割コア１０１を、組立用の治具１０５により相互に接した状態で円環状に整列し、各分割コア１０１の分割コア連結方向の両側の端面１０３、１０４を、隣接している分割コアの端面１０４、１０３に対して、溶接や接着などの手段によって接合することにより連結している。

しかしながら、各分割コアを１個ずつ溶接や接着により接合していく作業は、溶接工具や接着剤塗布用の治具を用いて小さな分割コアを接合する必要があるので、面倒であり作業時間が掛かる。また、溶接により各分割コア１０１を接合する場合には、溶接時に加わる熱によって、ステータコア１０２に歪みが発生し、また磁気特性が低下するおそれがある。接着により各分割コア１０１を接合する場合には、熱歪の発生や磁気特性の劣化のおそれはないが、接着剤の硬化を待つ必要があるので、生産のリードタイムが長くなるという問題がある。

本発明の課題は、このような点に鑑みて、溶接工程や接着工程を必要とすることなく、簡単かつ短時間で分割コアを連結して円環状のステータコアを組立可能な分割コア式モータステータの組立方法を提案することにある。

また、本発明の課題は、溶接や接着によらず、簡単に円環状に組立可能な分割コアを備えた分割コア式モータステータを提案することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の分割コア式モータステータの組立方法は、各分割コアを、分割コア連結方向に隣接している各分割コアに対して、着脱可能な状態で機械的に係合させることにより、順次に連結して、円環状のステータコアを構成することを特徴としている。

前記の機械的な係合としては、係合突起と、この係合突起が着脱可能な状態で嵌り込む係合溝からなる構造を採用することができる。

この場合、前記分割コアの前記分割コア連結方向の一方の端面に前記係合突起および／または前記係合溝を形成し、他方の端面に前記係合溝および／または前記係合突起を形成すればよい。

次に、本発明の分割コア式モータステータは、複数の分割コアと、各分割コアを円環状に連結することにより構成されたステータコアとを有し、前記分割コアは、分割コア連結方向の一方の側に形成されている第１の分割コア接合端面、および他方の側に形成されている第２の分割コア接合端面と、前記第１の分割コア接合端面に形成した係合突起と、前記第２の分割コア接合端面に形成され、前記係合突起を着脱可能な状態で嵌め込み可能な係合溝とを備え、隣接する２つの前記分割コアにおける一方の分割コアの前記係合突起を、他方の分割コアの係合溝に嵌め込むことにより、複数の前記分割コアが円環状に連結されていることを特徴としている。

ここで、前記第１の分割コア接合端面に前記係合突起と共に前記係合溝を形成しておき、前記第２の分割コア接合端面に前記係合溝と共に前記係合突起を形成しておいてもよい。

また、前記分割コアは、一般に、円弧状部分および、当該円弧状部分の内周面から当該内周面の円弧中心に向けて突出している突極部分を備えた磁性材料からなるコア本体と、前記コア本体の前記突極部分を覆っているコイルボビン、および当該コイルボビンのステータコア外周側のフランジに一体形成され、前記コア本体の円弧状部分における前記ステータコアの中心軸線方向の両端面を覆っている一対の円弧状板部分を備えている絶縁性樹脂からなるインシュレータと、前記インシュレータの前記コイルボビンに巻き付けられたコイル巻線とを備えた構成とすることができる。この場合には、前記円弧状板部分における前記分割コア連結方向の両端面の一方が、前記係合突起が一体形成された前記第１の分割コア接合面とされ、他方が前記係合溝が一体形成された前記第２の分割コア接合面とされる。

この形状のインシュレータは、前記コア本体にアウトサート成形を行うことにより形成することができる。

本発明の分割コア式モータステータでは、各分割コアのインシュレータなどに形成した着脱可能な機械的な係合構造を利用して、分割コアを円環状に連結して、ステータコアを組み立てるようにしている。したがって、ステータコアの組立作業において、分割コアを溶接あるいは接着剤により接合する必要がない。よって、組立作業において溶接工程や接着工程が不要となるので、製造工数を減らすことができ、また、溶接工具や接着剤塗布用の治具を使用する必要がない。したがって、ステータコアの組立作業を簡単かつ短時間に行うことが可能になる。

また、一部の分割コアに不具合が発生した場合には、その分割コアのみを交換すればよい。よって、溶接などにより一体化されている場合のように、ステータコアの全体を交換する必要がないという利点もある。

以下に、図面を参照して、本発明を適用した分割コア式モータステータの一例を説明する。

図１は分割コア式モータステータを示す正面図である。この図に示すように、分割コア式モータステータ１は、各極毎に分割された同一形状をした１２個の分割コア２（１）〜２（１２）を円環状に連結した構成のステータコア３と、このステータコア３の中心軸線１ａの方向の一方の側において当該ステータコア３に同軸状態に取り付けた円盤状の結線基板４と、円筒状のステータカバー５とを有している。各分割コア２（１）〜２（１２）に巻回されているコイル巻線６は、結線基板４に形成された接合ランドにハンダ付けされ、当該接合ランドが形成されている結線パターンによって所定の態様で相互に結線されている。

図２には、図１の分割コア式モータステータ１の分割コア２（２）を示してあり、（ａ）はその正面図であり、（ｂ）はステータコア外周側から見た場合の外周側端面図であり、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ線で切断した部分の概略断面図であり、（ｄ）は（ｂ）のＢ−Ｂ線で切断した部分の概略断面図である。各分割コア２（１）〜２（１２）は同一構成であるので、分割コア２（２）を例に挙げてその構造を説明する。

これらの図に示すように、分割コア２（２）は、円弧状部分８ａと、この円弧状部分８ａの内周面から当該内周面の円弧中心Ｃに向けて突出している突極部分８ｂとを備えた磁性材料からなるコア本体８を有している。このコア本体８は、一定厚さの円弧状部分８ａおよび突極部分８ｂを備えた形状のコア積層板１２を、所定の厚さとなるように積層して固定することにより構成された積層型のコア本体である。コア本体８は絶縁性樹脂からなるインシュレータ１０で覆われている。インシュレータ１０を介して、コイル巻線６がコア本体８の突極部分８ｂに巻きつけられている。

インシュレータ１０はコイル巻線６が巻きつけられているコイルボビン１１を備えている。コイルボビン１１は、突極部分８ｂが挿入されている筒状胴部１４と、この筒状胴部１４におけるステータコア外周側の端部に一体形成された外周側フランジ１５と、筒状胴部１４におけるステータコア内周側の端部に一体形成された内周側フランジ１６とを備えている。外周側および内周側フランジ１５、１６は、筒状胴部１４の中心軸線に対して直交する方向に沿って外側に延びた矩形枠であり、外周側フランジ１５が内周側フランジ１６に比べて広幅とされている。

コイルボビン１１の外周側フランジ１５には、コア本体８の円弧状部分８ａにおけるステータコア中心軸線１ａの方向の両側の端面を覆う状態に延びている一対の円弧状板部分１７が一体形成されている。円弧状板部分１７における分割コア連結方向（ステータコアの円周方向）の両端面１７１、１７２は、分割コアを円環状に連結した状態において、隣接する分割コアの端面１７２、１７１にそれぞれ接合する接合面である。一方の端面１７１には、当該端面から分割コア連結方向に突出した係合突起１８が形成されている。他方の端面１７２には、当該係合突起１８を着脱可能な状態で嵌め込み可能な係合溝１９が形成されている。本例の係合突起１８は、ステータコア中心軸線１ａの方向から見た場合に、先端側が円形状に膨出した輪郭形状をしている。係合溝１９は、この係合突起１８の輪郭形状と相補的な断面形状をしており、溝開口幅が狭く、溝内が広くなっている。これら係合突起１８および係合溝１９の弾性変形によって、係合突起１８を係合溝の嵌め込み可能となっている。

この形状のインシュレータ１０は、コア本体８を樹脂成形型に入れて絶縁性樹脂を注入することにより、アウトサート成形により形成されたものである。

（ステータコア３の組立手順）
次に、図３を参照して、上記構成の分割コア２を用いたステータコア３の組立手順を説明する。

まず、図のステップＳＴ１に示すように、プレス抜きされたコア積層板１２を積層固定することにより構成したコア本体８を必要な個数だけ用意する。本例の分割コア式モータステータ１は１２極であるので、１２個のコア本体８（１）〜８（１２）を用意する。

次に、ステップＳＴ２において、各コア本体８（１）〜８（１２）の表面を絶縁被覆するために、アウトサート成形を行ってインシュレータ１０を形成する。インシュレータ１０における円弧状板部分１７の両端面１７１、１７２には、それぞれ係合突起１８および係合溝１９が形成される。

次に、ステップＳＴ３において、各コア本体８（１）〜８（１２）の突極部分８ｂにインシュレータ１０を介してコイル巻線６を施す。これにより、分割コア２（１）〜２（１２）が構成される。

この後は、ステップＳＴ４において、各分割コア２（１）〜２（１２）を円環状に並べる。そして、一つの分割コアにおける係合突起１８を、隣接する分割コアの係合溝１９に差し込んで行くことにより、各分割コア２（１）〜２（１２）が相互に連結固定されて円環状のステータコア３が完成する（ステップＳＴ５）。

以上説明したように、本例の分割コア式モータステータ１は、分割コアの係合突起１８を、隣接する分割コアの係合溝１９に差し込むという簡単な作業により、各分割コア２（１）〜２（１２）を円環状に連結固定してステータコア３を組み立てることができる。従って、各分割コアを溶接あるいは接着などの手段により接合してステータコア３を組み立てる場合に比べると、組立作業が簡単になり、また、短時間で行うことができる。さらに、組立用の治具も不要である。

さらに、各分割コア２（１）〜２（１２）は個別に着脱可能であるので、一部の分割コアに不具合が発生したときには、不具合の発生した分割コアを簡単に交換することができる。溶接や接着の場合には、分割コアの交換が不可能あるいは困難であり、一部の分割コアに不具合が発生した場合にはステータコア全体を交換する必要があるので、経済的でない。

さらにまた、部品のリサイクルや廃棄時には、一体となった分割コア２（１）〜２（１２）を再び分離させることで、分割コア２（１）〜２（１２）からコイル巻線６を分離するなどの廃棄部品の分別を簡単に行うことができる。

本例の分割コア式モータステータを示す正面図である。 図１の分割コア式モータステータの分割コアを示す図であり、（ａ）はその正面図であり、（ｂ）はステータコア外周側から見た場合の外周側端面図であり、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ線で切断した部分の概略断面図であり、（ｄ）は（ｂ）のＢ−Ｂ線で切断した部分の概略断面図である。 ステータコアを組み立てる手順を示す説明図である。 従来の分割コア式モータステータを示す正面図である。

符号の説明

１ 分割コア式モータステータ
２（１）〜２（１２） 分割コア
３ ステータコア
６ コイル巻線
８ コア本体
８ａ 円弧状部分
８ｂ 突極部分
１０ インシュレータ
１１ コイルボビン
１４ 筒状胴部
１５ 外周側のフランジ
１７ 円弧状板部分
１７１、１７２ 端面
１８ 係合突起
１９ 係合溝

Claims (7)

1. 各分割コアを、分割コア連結方向に隣接している各分割コアに対して、着脱可能な状態で機械的に係合させることにより、順次に連結して、円環状のステータコアを構成する分割コア式モータステータの組立方法。
2. 請求項１において、
   前記の機械的な係合を、係合突起と、この係合突起が着脱可能な状態で嵌り込む係合溝とにより構成する分割コア式モータステータの組立方法。
3. 請求項２において、
   前記分割コアの前記分割コア連結方向の一方の端面に前記係合突起および／または前記係合溝を形成し、他方の端面に前記係合溝および／または前記係合突起を形成する分割コア式モータステータの組立方法。
4. 複数の分割コアと、
   各分割コアを円環状に連結することにより構成されたステータコアとを有し、
   前記分割コアは、
   分割コア連結方向の一方の側に形成されている第１の分割コア接合端面、および他方の側に形成されている第２の分割コア接合端面と、
   前記第１の分割コア接合端面に形成した係合突起と、
   前記第２の分割コア接合端面に形成され、前記係合突起を着脱可能な状態で嵌め込み可能な係合溝とを備え、
   隣接する２つの前記分割コアにおける一方の分割コアの前記係合突起を、他方の分割コアの係合溝に嵌め込むことにより、複数の前記分割コアが円環状に連結されている分割コア式モータステータ。
5. 請求項４において、
   前記第１の分割コア接合端面には前記係合突起と共に前記係合溝が形成されており、
   前記第２の分割コア接合端面には前記係合溝と共に前記係合突起が形成されており、
   隣接する２つの前記分割コアにおける一方の分割コアの前記係合溝に、他方の分割コアの前記係合突起を嵌め込むことにより、複数の前記分割コアが円環状に連結されている分割コア式ステータモータ。
6. 請求項４または５において、
   前記分割コアは、
   円弧状部分および、当該円弧状部分の内周面から当該内周面の円弧中心に向けて突出している突極部分を備えた磁性材料からなるコア本体と、
   前記コア本体の前記突極部分を覆っているコイルボビン、および当該コイルボビンのステータコア外周側のフランジに一体形成され、前記コア本体の円弧状部分における前記ステータコアの中心軸線方向の両端面を覆っている一対の円弧状板部分を備えている絶縁性樹脂からなるインシュレータと、
   前記インシュレータの前記コイルボビンに巻き付けられたコイル巻線とを備えており、
   前記円弧状板部分における前記分割コア連結方向の両端面の一方が、前記係合突起が一体形成された前記第１の分割コア接合端面であり、他方が前記係合溝が一体形成された前記第２の分割コア接合端面である分割コア式モータステータ。
7. 請求項６において、
   前記インシュレータは、前記コア本体にアウトサート成形を行うことにより形成されたものである分割コア式モータステータ。

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