(57)【要約】【課題】ステータの内周に内径リングを設けてステータの内径真円度を高め、モータ特性を向上させる。【解決手段】複数の分割ステータコア１１を円環状に連結して構成しているモータのステータ１０であって、各分割ステータコアのティース部１１ａの内周面が所定間隔をあけて配置される内周に組つけられる内径リング２０を備え、内径リング２０は、前記各ティース部の内周面に当接させる磁性体片２２と、該磁性体片の間に介在させて隣接するティース部の隙間に位置させる非磁性体片２１とを周方向に交互に配置して所定の内径を有するリング形状としていることを特徴とするステータ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の分割ステータコアが円環状に配置されたモータのステータであって、
前記各分割ステータコアの内周側に組みつけられる内径リングを備えたことを特徴とするステータ。
【請求項２】
前記分割ステータコアは、バックヨーク部と、該バックヨーク部からステータ内方へ突出するティース部を有し、
前記内径リングは、前記分割ステータコアの内周側に当接させる磁性体片と、該磁性体片の間に介在させて隣接するティース部の隙間に位置させる非磁性体片とを周方向に交互に配置して所定の内径を有するリング形状としている請求項１に記載のステータ。
【請求項３】
前記内径リングの前記各磁性体片は、各ティース部の内周端部に外嵌させる凹部を有し、その内側の底面を各ティース部の内周面と当接させると共に外側の底面を内周形成面とし、かつ、凹部内の側面をティース部の両側面に当接させている一方、
前記各非磁性体片は縦軸と横軸とからなるＴ字形状とし、その縦軸の先端面を隣接する前記磁性体片の内周形成面と連続させて所定の内径を形成し、かつ、該縦軸を隣接する磁性体片の側部の間に密嵌させると共に、前記横軸先端面をティース部側面に当接させている請求項１または請求項２に記載のステータ。
【請求項４】
前記内径リングは、所定の内径を有する非磁性体より形成したリングからなり、周方向に所定間隔をあけて穴を備え、各穴に前記ティース部の内周端部を挿入して、該ティース部の内周面を穴の内周端面に露出させて位置させていることを特徴とする請求項１に記載のステータ。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の分割ステータコアと内径リングとを用い、
前記分割ステータコアのティース部に巻線を施し、
ついで、巻線終了後にステータ外周側のティースの端部に連続して設けられているバックヨーク部を隣接する分割ステータコアのバックヨーク部と接触させた状態で環状に組みつけ、
前記内径リングをティース部が位置する内周側に組みつけ、
ついで、前記環状に組みつけられたバックヨーク部の外周面に、焼きバメ用の外リングを外嵌し、該外リングにより内径リング側に分割ステータコアを押し付けるように焼きバメをして一体的に締結していることを特徴とするステータの製造方法。
【請求項６】
円環状に配置されバックヨーク部と該バックヨーク部からステータ内方へ突出するティース部を有した複数の分割ステータコアの内周側に当接させる磁性体片と、
前記磁性体片の間に介在させて隣接する前記分割ステータコアのティース部の隙間に位置させる非磁性体片を備え、
前記磁性体片と前記非磁性体片とを周方向に交互に配置して所定の内径を有するリング形状としたことを特徴とする内径リング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータのステータおよびステータの製造方法およびステータのステータコアに取り付ける内径リングに関し、分割ステータコアを円環状に配置して形成されるステータの内径真円度を高め、モータ特性を向上させるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータにおいて、ロータの外周に配置されるステータに用いられるステータコア（鉄心）には、巻き線のしやすさや占有率向上等の理由から、リング状のステータコアを所定角度に分割した分割ステータコアが用いられている。
前記分割ステータコアは、一般に、コイルを巻きつけた状態で円環状に連結し、分割ステータコア同士を焼きバメによって締結してリング状のステータとして形成している。
前記焼きバメとは、熱せられて膨張した焼きバメリングを環状に連結した分割ステータコアの外周面に外嵌し、該焼きバメリングを冷却して内径を縮小させることで、分割ステータコアの外周面を前記焼きバメリングで押圧し、分割ステータコア同士を締結する方法である。
【０００３】
モータの特性は、ステータコアとロータとのギャップ(間隔)に大きく影響を受けるため、ステータコアが分割ステータコアの場合には、各分割ステータコアの内周面のバラツキをなくしてステータの内径真円度を高め、ギャップの設計を充分に行い、ロータ径を出来るだけ大きく設計するとともに、各分割ステータコアとロータとのギャップを一定とし、モータの特性を向上させることが望まれる。ここで、真円度とは最大直径と最小直径の差を表す。
【０００４】
分割ステータコアを一体化して形成しているステータとして、特開２００５−３５４８３８号公報のステータコアが提供されている。
前記ステータコア１は、図７（Ａ）に示すように、複数のステータコア部品２をローターコア３の周囲に沿って周方向に連結して構成されている。前記ステータコア部品２は、図７（Ｂ）に示すように、ヨーク部２ａと、ヨーク部２ａから内周側に突設したティース部２ｂと、該ティース部２ｂを挟んでヨーク部２ａと対向して設けられた鍔部２ｃと、前記ティース部２ｂに巻きつけたコイル２ｄとを備えている。前記ヨーク部２ａの側面２ｅは平面とされ、前記鍔部２ｃの内周面２ｆはローターコア３と対向配置されている。前記ヨーク部２ａを環状に連なるように周方向に配置され、ステータコア部品２同士が締結されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３５４８３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のステータコア１では、ステータコア部品２同士を焼きバメによって締結する場合、ステータコア部品２同士の接合面となるヨーク部２ａの側面２ｅを平面として互いに径方向に摺動可能とされているため、ステータコア部品２同士の位置決めができず、ステータコア部品２の内周面２ｆが径方向にばらつきが生じやすい問題がある。そのため、ステータコア１の内径真円度が低くなりやすく、ステータコア１とローターコア３とのギャップ設計が困難であるとともに、ギャップが一定とならず、モータの特性が低下する問題がある。
【０００７】
本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、分割ステータコア同士を円環状に配置して締結してリング状のステータとする場合に、ステータの内径真円度を高め、モータ特性を向上させることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、第１の発明として、複数の分割ステータコアが円環状に配置されたモータのステータであって、
前記各分割ステータコアの内周側に組みつけられる内径リングを備えたことを特徴とするステータを提供している。
【０００９】
前記分割ステータコアは、バックヨーク部と、該バックヨーク部からステータ内方へ突出するティース部を有している。
前記内径リングの具体的な形状は、前記ステータコアの内周側に当接させる磁性体片と、該磁性体片の間に介在させて隣接するティース部の隙間に位置させる非磁性体片とを周方向に交互に配置して所定の内径を有するリング形状としていることが好ましい。
【００１０】
前記内径リングの前記各磁性体片は、各ティース部の内周端部に外嵌させる凹部を有し、その内側の底面を各ティース部の内周面と当接させると共に外側の底面を内周形成面とし、かつ、凹部内の側面をティース部の両側面に当接させている一方、
前記各非磁性体片は縦軸と横軸とからなるＴ字形状とし、その縦軸の先端面を隣接する前記磁性体片の内周形成面と連続させて所定の内径を形成し、かつ、該縦軸を隣接する磁性体片の側部の間に密嵌させると共に、前記横軸先端面をティース部側面に当接させていることが好ましい。
【００１１】
本発明はステータの内径真円度を高めるために、前記内径リングを用いている。この内径リングの磁性体片は各分割ステータコアのティース部の内周面に当接させているので、分割ステータコアと磁性体片は電磁的に一体となり、内径リングの内径がすなわちステータの内径となる。ステータの内周面を内径リングにより一体の部品とし、かつ内径リングの内径を真円とするように組みつけることで、焼きバメの際のばらつきを抑え、ステータの内径真円度を高めることができる。ステータの内径真円度は０．０５ｍｍ以下が好ましい。
【００１２】
また、モータにおいては、ロータとステータとのギャップが小さい方が、ステータからロータに磁束が流れる際に漏れ磁束が少なくなる。内径リングが全て非磁性体の場合には、分割ステータコアのティース部の内周端部からロータまでの距離がギャップとなるが、内径リングがロータとステータの間に存在することになるので、ギャップを小さくすることができない。
これに対して、本発明では、ロータとステータとのギャップとは、内径リングの磁性体片とロータのギャップとなるため、内径リングをすべて非磁性体片で構成するよりもロータとステータ間のギャップを小さくすることができ、磁束の漏れを少なくすることができる。
【００１３】
前記分割ステータコアは圧粉磁性材で構成することが好ましい。これは、圧粉磁性体は三次元形成が容易であり、さらに、安価に細かく粉砕できるため、モータ廃棄時にコアと巻線との分離を容易に行うことができリサイクル性に富む。
なお、分割ステータコアは積層鋼板で構成してもよい。
【００１４】
前記内径リングは、所定の内径を有する非磁性体より形成したリングからなり、周方向に所定間隔をあけて穴を備え、各穴に前記ティース部の内周端部を挿入して、該ティース部の内周面を穴の内周端面に露出させて位置させていてもよい。
【００１５】
前記内径リングは非磁性体のみに一体的に形成しているため、非磁性体片と磁性体片とを組みつける必要はなく、簡単かつ安価とすることができる。かつ、非磁性体に穴を設けてティース部を露出させているため、ティース部の内周面とロータとのギャップも大きくならない。
さらに、内径リングを一部品から構成するため、該内径保持リングの成形時に真円度の精度を高めて成形しておくと、該内径リングの穴の表面に露出させるティース部内周面からなるステータの内径真円度を高めることができる。
【００１６】
第２の発明として、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のステータの製造方法を提供している。該方法は、
分割ステータコアと内径リングとを用い、
前記分割ステータコアのティース部に巻線を施し、
ついで、巻線終了後にステータ外周側のティースの端部に連続して設けられているバックヨーク部を隣接する分割ステータコアのバックヨーク部と接触させた状態で環状に組みつけ、
前記内径リングをティース部が位置する内周側に組みつけ、
ついで、前記環状に組みつけられたバックヨーク部の外周面に、焼きバメ用の外リングを外嵌し、該外リングにより内径リング側に分割ステータコアを押し付けるように焼きバメをして一体的に締結していることを特徴とする。
【００１７】
前記構成によれば、焼きバメ用の外リングを外嵌し、内径リング側に分割ステータコアを押し付けるように焼きバメするので、内径リングを組みつけることで、ステータの内径真円度を高めることができる。
一方、従来より、ティース部の内周端部側の側面に凸部（鍔部）を設けることで、トルクが発生しやすくなることが知られている。本発明では、巻線を施した後、内径リングをステータの内周側に組み付けるので、磁性体片が分割ステータコアのティース部に当接する。磁性体片の両側部がティース部の内周端部側の側面の凸部の働きをするため、トルクを発生させやすくすることができる。
【００１８】
第３の発明として、円環状に配置されバックヨーク部と該バックヨーク部からステータ内方へ突出するティース部を有した複数の分割ステータコアの内周側に当接させる磁性体片と、
前記磁性体片の間に介在させて隣接する前記分割ステータコアのティース部の隙間に位置させる非磁性体片を備え、
前記磁性体片と前記非磁性体片とを周方向に交互に配置して所定の内径を有するリング形状としたことを特徴とする内径リングを提供している。
【００１９】
前記内径リングは磁性体片と前記非磁性体片とを周方向に交互に配置しているので、磁性体片をティース部に組みつけることで、磁性体片はティース部の凸部（鍔部）として機能することができる。また、内径リングを内径精度を高めて予め作製し、内径リングの内径が真円を保持するように内径リングをステータに組みつけることで、ステータの内径真円度を高めることができる。
【発明の効果】
【００２０】
前述したように、本発明のステータによれば、内径を真円とする内径リングを円環状に連結する分割ステータコアに組みつけ、ステータの内周面を内径リングにより一体の部品とする構成としているため、ステータの内径真円度を高め、モータ特性を向上させることができる。
また、本発明のステータの製造方法によれば、焼きバメ時における分割ステータコアの内周側でのバラツキ発生を内径リングにより防止しているため、簡単に内径の真円度の高いステータを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１および図２は本発明の第１実施形態を示す。図１（Ａ）はステータ１０の斜視図、（Ｂ）は断面図、図２はステータの拡大図である。
モータ１００では、ロータ（図示せず）の外周に所定のギャップをあけて配置するステータ１０を備えている。該ステータ１０は、中心点Ｐ１を中心に複数の分割ステータコア１１を円環状に連結して構成しており、内径リング２０と、分割ステータコア１１の外周を外嵌固定するための焼きバメ用外リング３０を備えている。
【００２２】
分割ステータコア１１は、ティース部１１ａと、ティース部の外周に連続して設けられているバックヨーク部１１ｂと、ティース部１１ａに巻きつけた巻線（図示せず）を備えており、隣接する分割ステータコア１１のバックヨーク部１１ｂと接触させた状態で環状に組みつけている。
【００２３】
内径リング２０は、分割ステータコア１１のティース部１１ａの内周面１１ｃが所定間隔をあけて配置される内周に組みつけており、各ティース部１１ａの内周面１１ｃに当接させる磁性体片２２と、磁性体片２２の間に介在させて隣接するティース部１１ａの隙間に位置させる非磁性体片２１とを周方向に交互に配置して所定の内径を有するリング形状としている。
【００２４】
前記磁性体片２２は、各ティース部１１ａの内周端部に外嵌させる断面凹形状とし、その底部内面２２ａを各ティース部１１ｂの内周面１１ｃ全面と当接する共に底部外面を内周形成面２２ｂとし、かつ、両方の側部２２ｃをティース部１１ａの両側面１１ｄに当接させている。
磁性体片２２と分割ステータコア１１は同じ材料で形成しており、本実施形態では鉄粉を圧縮成形して製造している。
【００２５】
前記非磁性体片２１は縦軸と横軸とからなる断面逆Ｔ字形状とし、その縦軸の先端面を内周形成面２１ａとして隣接する磁性体片２２の内周形成面２２ｂと連続させて所定の内径を形成している。また、縦軸を隣接する磁性体片２２の側部２２ｃの間に密嵌すると共に、外周側の横軸２１ｂを磁性体片２２の側部２２ｃの外面に被せて隣接するティース部１１ａの側面１１ｄに当接させている。
【００２６】
前記非磁性体片２１は、例えばPPS樹脂等からなる樹脂で成形している。
この非磁性体片２１と前記磁性体片２２とを交互に連結してリング状に一体化している内径リングは、例えば、金型内に磁性体片２２を所定位置に充填配置した状態で非磁性体片２２を構成する樹脂を充填し、言わば磁性体片２２を非磁性体片でモールドした状態で一体的に形成している。
なお、磁性体片２２と非磁性体片２１とを接着剤で固着して一体化してもよい。
【００２７】
分割ステータコア１１のティース部１１ａに巻きつけた巻線（図示せず）は、隣接する分割ステータコアのティース部１１ａの間と、前記非磁性体部材２１で囲まれた空間１２に配置される。
【００２８】
次に、ステータ１０の製造方法について説明する。
図３（Ａ）は第１工程を示し、各分割ステータコア１１のティース部１１ａに巻線１３を巻く。
図３（Ｂ）は第２工程を示し、ティース部１１ａの外周に連続して設けられているバックヨーク部１１ｂを、隣接する分割ステータコアのバックヨーク部１１ｂと接触させた状態で環状に組みつける。なお図３（Ｂ）〜（Ｄ）においては巻線１３は図示していない。
図３（Ｃ）は第３工程を示し、内径リング２０を所定間隔をあけてティース部１１ａが位置する内周側に組みつける。
図３（Ｄ）は第４工程を示し、環状に組みつけられたバックヨーク部１１ｂの外周面に、焼きバメ用外リング３０を外嵌する。
【００２９】
焼きバメ用外リング３０は分割ステータコア１１の外径より小さい内径を有しており、熱膨張させて分割ステータコア１１の外径よりも大きくしている。
焼きバメ用外リング３０が冷却すると、焼きバメ用外リング３０は縮径化し、内径リング２０側に分割ステータコア１１が押し付けられるように焼きバメをして一体的に締結する。
このとき、分割ステータコア１１は内径リング２０により内径が決まるので、内径リング２０の内径を真円とするように組みつけることで、ステータ１０の内径真円度を高めることができる。また焼きバメ用外リング３０により外径の真円度も決まるので、分割ステータコア１１は外径、内径ともに真円度を高めることができる。
【００３０】
図４に本発明の第２実施形態を示し、図４（Ａ）はステータ１０の斜視図、（Ｂ）は内径リング２０の斜視図である。
内径リング２０は、所定の内径を有する非磁性体２１のみから形成し、ステータ１０の軸方向の長さよりも内径リング２０の長さを若干長くしたリングからなり、周方向に所定間隔をあけて穴２１ｃを備え、各穴２１ｃにティース部１１ａの内周端部を挿入して、該ティース部１１ａの内周面１１ｃを穴の内周端面に露出させて位置させている。
【００３１】
第２実施形態では、内径リング２０を非磁性体部材２１のみにすることで、樹脂等のモールドにより内径リング２０を簡単に作成することができる。かつ、ステータの内径が真円となるように内径リング２０を組みつけて焼きバメすることによりステータの内径真円度を高めることができる。
一方で、ティース部１１ａの内周面１１ｃと内径リング２０の内周面を連続させることができるため、第１実施形態の内径リング２０の磁性体片２２を単に非磁性体片２１に変更して非磁性体２１からなる内径リング２０とするよりも、ロータとステータ１０のギャップは小さくなる。
なお、他の構成および作用効果は第１実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３２】
図５に本発明の第３実施形態を示す。
第１実施形態で説明したステータ１０の製造方法でステータ１０を製造した後、第５工程として内径リング２０を取り外している。
内径リング２０を組みつけて焼きバメしているので、内径リング２０を取り外しても、内径リング２０を組みつけた状態と同様にステータ１０の内径真円度は維持される。また、焼きバメ用外リング３０によりステータ１０を固定しているので、内径リング２０を取り外してもステータ１０が分解することはない。
焼きバメ後に内径リング２０を取り外すことで、ステータ１０の構造を簡単として、小型化を図ることができる。
なお、他の構成および作用効果は第１実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３３】
図６に本発明の第４実施形態を示す。
第１実施形態で説明したステータ１０の製造方法でステータ１０を製造した後、第５工程として焼きバメ用外リング３０を取り外す。内径リング２０によりステータ１０を固定しているので、焼きバメ用外リング３０を取り外しても、ステータ１０が分解することはない。焼きバメ後に焼きバメ用外リング３０を取り外すことで、ステータ１０の構造を簡単にすることができると共に、モータを小型化することができる。
なお、他の構成および作用効果は第１実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３４】
なお、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の特許請求の範囲内の種々の形態が含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】（Ａ）は本発明であるモータのステータの第１実施形態を示す斜視図、（Ｂ）は内径リングの断面図である。
【図２】ステータの拡大図である。
【図３】製造方法の説明図であり、（Ａ）は第１工程、（Ｂ）は第２工程、（Ｃ）は第３工程、（Ｄ）は第４工程を示す図である。
【図４】（Ａ）は第２実施形態を示す斜視図、（Ｂ）は内径リングの斜視図である。
【図５】第３実施形態を示す斜視図である。
【図６】第４実施形態を示す斜視図である。
【図７】従来例を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  ステータ
１１  分割ステータコア
１１ａ  ティース部
１１ｂ  バックヨーク部
２０  内径リング
２１  非磁性体片
２２  磁性体片
３０  焼きバメ用外リング
【図１】
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【図２】
2008061319.tif 000004
【図３】
2008061319.tif 000005
【図４】
2008061319.tif 000006
【図５】
2008061319.tif 000007
【図６】
2008061319.tif 000008
【図７】
2008061319.tif 000009