(57)【要約】【課題】駆動時の特性に影響を与えることなく各部品間の面圧を確実に確保することができる電動機を提供する。【解決手段】ステータコアを構成する鉄板２１の密接面上に弾性変形するビード２２３を設け、複数枚の鉄板２１を両端から挟み込んで面圧を発生させた状態で鉄板２１同士を互いに密着させてステータコアを構成する。【選択図】図２
2008167610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の鉄板が積層されて構成されるステータコアと、ステータコアの内側に配設されるロータとを具備する電動機において、
前記ステータコアは、複数枚の鉄板を両端から挟み込んで鉄板同士を互いに密着させて構成されるとともに、
前記鉄板は、各々の鉄板の密接面上に弾性変形するビードが設けられる
ことを特徴とする電動機。
【請求項２】
請求項１に記載する電動機において、
前記ビードはステータコアの軸方向に設けられており且つ隣接する鉄板に設けられるビードの位置関係が径方向にずれるように積層されていることを特徴とする電動機。
【請求項３】
請求項１又は２に記載する電動機において、
前記ビードが軸方向に互いに逆方向に湾曲して構成された二枚の鉄板を鉄板対として、該鉄板対を複数組積層して挟み込むことで鉄板同士を密閉したことを特徴とする電動機。
【請求項４】
請求項３に記載する電動機において、
前記鉄板対は、隣接する鉄板対の間にビードが設けられていない鉄板を配置したことを特徴とする電動機。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載する電動機において、
前記ビードはステータコア両端の外方向に湾曲した状態で配設されており、前記ステータコアの両端外側に一対のフランジを配し、該一対のフランジで複数の鉄板を挟んで鉄板を密着させてステータコアを密閉したことを特徴とする電動機。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載する電動機において、
前記ビードはステータコアを構成する各鉄板の径方向の外周付近に設けられていることを特徴とする電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動機に関し、特に、複数枚の鉄板が軸方向に積層されて構成されるステータコアに水やオイルミスト等が浸入する環境下で適用して有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ステータコアがケースに覆われずに露出している構成を採用している外鉄型電動機において、外的衝撃荷重が印加されず又水やオイルミスト等がない屋外環境下での使用に限る用途では、モータケース機能をステータコアに付加することによって部品点数を削減してコストダウンを図っていた。この際、ステータコアの隙間に接着剤を流し込むことで、鉄板同士を固定していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようなステータコアが剥き出しとなっている電動機は、使用する周囲の環境に大きく影響されてしまうと共に、使用可能となる環境が制限されてしまっていた。このような電動機は、一般的に、防錆のためにステータコアの外周を塗装する構成を採用している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３５９９６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、経年劣化に伴ってステータコアの塗装が剥がれてしまうと錆びが発生する。このため、例えば、０．２ｍｍ、０．３５ｍｍ、及び０．７５ｍｍなどの厚さを有する鉄板を積み重ねたステータコアの鉄板間に生じる毛細管現象によって水やオイルミスト等が電動機の内部に浸入してしまっていた。
【０００６】
一方、特許文献１に記載されているように、接着剤によってステータコアを形成してしまうと、多少なりとも水やオイルミスト等が浸入してしまう恐れがあった。
【０００７】
さらに、上述のような電動機はステータコアを貫通するネジでフランジ、ステータコア、及びエンドベルを固定しているため、各部品間の面圧を確保することが困難であった。
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑み、駆動時の特性に影響を与えることなく各部品間の面圧を確実に確保することができる電動機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための請求項１の電動機は、複数枚の鉄板が積層されて構成されるステータコアと、ステータコアの内側に配設されるロータとを具備する電動機において、前記ステータコアは、複数枚の鉄板を両端から挟み込んで鉄板同士を互いに密着させて構成されるとともに、前記鉄板は、各々の鉄板の密接面上に弾性変形するビードが設けられることを特徴とする。
【００１０】
請求項１の発明では、ステータコアを構成する各々の鉄板の密接面上に弾性変形するビードを設けて、複数枚の鉄板を両端から挟み込んで鉄板同士を互いに密着させたため、複数枚の鉄板が軸方向に積層された場合に各鉄板間に所定の面圧を発生させることができる。これにより、電動機に対する水やオイル等の浸入を防ぐことができ、ステータコアが露出した状態で使用される場合であっても、使用環境が制限されることがなくなる。
【００１１】
また、請求項２の電動機は、前記ビードはステータコアの軸方向に設けられており且つ隣接する鉄板に設けられるビードの位置関係が径方向にずれるように積層されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明では、ステータコアを構成する鉄板が隣接する鉄板のビードの位置関係が径方向にずれるように積層されている。これにより、鉄板を適宜組み合わせることにより、鉄板の密着力の面圧分布が抑制されたステータコアとすることができる。
【００１３】
また、請求項３の電動機は、請求項１又は２に記載する電動機において、前記ビードが軸方向に互いに逆方向に湾曲して構成された二枚の鉄板を鉄板対として、該鉄板対を複数組積層して挟み込むことで鉄板同士を密閉したことを特徴とする。
【００１４】
請求項３の発明では、ビードが互いに逆方向に湾曲して構成された二枚の鉄板を鉄板対として複数組にわたって積層して挟み込んでいる。これにより、ビードが設けられている向きに拘わらず鉄板同士の面圧が確保されたステータコアを構成して密閉することができる。
【００１５】
また、請求項４の電動機は、請求項３に記載する電動機において、前記鉄板対は、隣接する鉄板対の間にビードが設けられていない鉄板を配置したことを特徴とする。
【００１６】
請求項４の発明では、ビードが互いに逆方向に湾曲して構成された二枚の鉄板を鉄板対として複数組にわたって積層する際に、隣接する鉄板対の間にビードが設けられていない鉄板を配置している。これにより、電動機の生産過程において、ステータコアの長さを適宜調節することができる。
【００１７】
また、請求項５の電動機は、請求項１〜４の何れか一項に記載する電動機において、前記ビードはステータコア両端の外方向に湾曲した状態で配設されており、前記ステータコアの両端外側に一対のフランジを配し、該一対のフランジで複数の鉄板を挟んで鉄板を密着させてステータコアを密閉したことを特徴とする。
【００１８】
請求項５の発明では、ビードがステータコア両端の外方向に湾曲した状態で配設されており、ステータコアをさらに軸方向に固定する一対のフランジで密閉している。これにより、ステータコアを保持する際の両端の部品にわたり所定の面圧を均一な状態で確保することができる。
【００１９】
また、請求項６の電動機は、請求項１〜５の何れか一項に記載する電動機において、前記ビードはステータコアを構成する各鉄板の径方向の外周付近に設けられていることを特徴とする。
【００２０】
請求項６の発明では、ビードがステータコアを構成する各鉄板の径方向となる外周付近に設けられている。これにより、コイルの影響が強く作用する部位と一定の距離を保持することができるため、コイルから外れた外周部位の面圧を確保してコイルへの異物の影響を最小限に抑え、電動機が駆動する際の特性に影響を与えずに、密閉されたステータコアを構成することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、鉄板間の外周付近に弾性変形するビードを設けて複数枚の鉄板を両端から挟み込んで鉄板同士を密着させてステータコアを密閉するように構成したため、鉄板同士の面圧を確実に確保してステータコアが露出する電動機として使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、本実施形態の説明は例示であり、本発明は以下の説明に限定されない。
【００２３】
図１は、本発明の本実施形態に係る電動機の概略構成を示す図である。
【００２４】
電動機（モータ）１０は、主にロータ１１とステータコア２２とから成る。ロータ１１は、鉄心１２の外周に周方向に四分割された永久磁石（磁石）２２２を備えた回転子であり、外部から電流が供給された際にロータ１１が回転するための反発力を誘発する磁界を発生させる。一方、ステータコア２２は、薄いリング状の鉄板２１を複数枚重ね合わせたものにステータコイル２３を巻き付けて構成される円筒状の固定子であり、内部に一定の磁界を発生させる。そして、ステータコア２２にロータ１１を挿入して両端を軸受け３１で支持し、磁界を発生させることでロータ１１が回転軸１４と一体に連続的且つ一定方向に回転する。
【００２５】
ここで、電動機１０の内部構造及び外部構造について説明する。
【００２６】
図２は、本発明の本実施形態に係る電動機の内部構造及び外部構造の概略を示す側面図であり、図３は、図２中のＡ−Ａ線矢視図である。なお、図示例は、４極の６スロットで構成される電動機を例示している。
【００２７】
電動機１０の外部構造としては、図２に示すように、上述のように組み合わされたロータ１１とステータコア２２を両端からフランジ４１とエンドベル４２とで挟み込んで、ステータコア２２をエンドベル４２側からボルト４０で固定している。すなわち、ボルト４０によって、フランジ４１、エンドベル４２、及びステータコア２２が一体となって保持された状態となり、フランジ４１とエンドベル４２にロータ１１が回転自在に支持される。
【００２８】
一方、電動機１０の内部構造としては、図３（ａ）に示すように、回転軸１４を軸芯として回転するロータ１１がステータコア２２に挿入されている。ステータコア２２は、回転軸１４方向に薄い円盤状の鉄板２１を多数枚重ね合わせたものであり、鉄板２１がフランジ４１とエンドベル４２に挟まれてボルト４０で固定されることで一体のステータコア２２が形成されている。
【００２９】
ステータコア２２の内側にはスロット（溝）２２１が形成されている。このスロット２２１はステータコイル２３が巻き付けられるスペースを有しており、各スロット２２１を跨ぐようにステータコイル２３が巻き付けられている。そして、ロータ１１とステータコア２２との間に磁石２２２が配置されることで駆動する際に必要な磁界が発生する。
【００３０】
図３（ａ）に示すように、ステータコア２２の鉄板２１の密着面の径方向外周付近に沿うようにして円周方向に連続するビード２２３が形成されている。すなわち、ステータコア２２を構成する各鉄板２１の密接面上に弾性変形するビード２２３が設けられている。このビード２２３は、各鉄板２１の外周の端部に接近して配され、電動機１０が駆動する際の特性に影響を与えないようにしながら各鉄板２１間の面圧を確保するようにしている。
【００３１】
なお、本実施形態におけるステータコア２２を構成する各鉄板２１の外形は、例えば、図３（ｂ）に示すような四角形状のものであってもよい。この場合も同様に、ステータコアを構成する各鉄板２１Ａの密接面上に弾性変形する円形状のビード２２３ａが設けられることで、各鉄板間の面圧を確保することができる。なお、図３（ｂ）に示す電動機１０Ａは８スロットからなるものを例示している。
【００３２】
ここで、各鉄板２１に形成されているビード２２３の構造について説明する。
【００３３】
図４は、本発明の実施形態に係るビード部分の断面を示す図である。なお、図４に示す断面図は、図３に示すＢ部をＣ方向から示した場合の図である。
【００３４】
図４（ａ）に示すように、ビード２２３は、回転軸１４（図１参照）の軸方向、すなわち、積層方向の一方側に湾曲した形状となっている。このような形状を各鉄板２１の径方向にビード２２３として設けることで、鉄板２１同士を重ね合わせて両端からボルト４０（図２参照）で固定してステータコア２２（図２参照）を形成したときに鉄板２１のビード２２３に生じる弾性変形によって鉄板２１同士に密着する方向の力が働き、互いに密着されてステータコア２２（図２参照）が密閉される。
【００３５】
これにより、電動機１０の外部を構成する鉄板２１間に一定の面圧が生じるため、ステータコア２２（図２参照）が外ケースの役割を同時に果たすことができると共に、毛細管現象による水やオイルの浸入を防ぐことができる。また、ステータコア２２（図２参照）に被せる外ケースを省略することができるため、電動機１０の構造を簡略化することができると共に、一定の品質を保持したままコストを低減させることも可能となる。
【００３６】
図４（ｂ）に示すように、ビード２２３を互いに逆方向に湾曲するような状態で鉄板２１を積層するようにしてもよい。この場合、ビード２２３の位置関係が互いに逆方向に湾曲した状態で構成された二枚の鉄板２１を鉄板対として、その鉄板対を回転軸１４（図１参照）の軸方向に複数組にわたって積層して挟み込むようにすればよい。
【００３７】
ここで、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す何れの場合であっても、ステータコア２２を構成する際に一番外方向に積層される鉄板２１は、ビード２２３がフランジ４１（図２参照）側及びエンドベル４２（図２参照）側にそれぞれ湾曲するようにする。そして、鉄板２１を軸方向に挟持してフランジ４１（図２参照）とエンドベル４２（図２参照）とをボルト４０（図２参照）で固定する。これにより、各鉄板２１間、及び、フランジ４１とステータコア２２間、エンドベル４２とステータコア２２間にわたり均一に面圧を確保することができる。
【００３８】
ビード２２３が形成された鉄板２１の積層パターンの例について説明する。図５は、本発明の実施形態に係る鉄板２１の積層パターン１を示す図であり、図６は、本発明の実施形態に係る鉄板２１の積層パターン２を示す図である。
【００３９】
ステータコア２２（図２参照）の鉄板２１間の面圧を確保するためには、ステータコア２２（図２参照）の一番外側に配置される鉄板２１に設けられたビード２２３の向きが重要となる。通常、ステータコア２２（図２参照）を構成する鉄板２１は積層される際に、許容範囲となる長さが指定される。このため、電動機１０の生産過程においては、積層長さがその許容範囲内となるようにステータコア２２を構成する際に必要に応じて鉄板２１の枚数を増減している。
【００４０】
したがって、ステータコア２２（図２参照）の一番外側に配置される鉄板２１に設けられたビード２２３の向きがフランジ４１及びエンドベル４２側に湾曲した状態となるようにする積層パターンについて説明する。
【００４１】
図５（ａ）に示すように、鉄板２１が奇数枚目と偶数枚目（隣接する鉄板の間）とでビード２２３の位置関係が径方向に交互にずれるように積層することで、図５（ｂ）に示すように、鉄板２１をフランジ４１（図２参照）及びエンドベル４２（図２参照）で両端から締め付け力Ｓで固定したときに鉄板２１のビード２２３の弾性変形によって、鉄板２１のビード２２３の部位に面圧（矢印で示してある）を生じさせることができる。この場合、積層される全ての鉄板２１に設けられたビード２２３が軸方向に同一方向で配置されると、ステータコア２２（図２参照）の一番外側に配置される鉄板２１に設けられたビード２２３の何れか一端側が凹状態となる。このため、例えば、軸方向の中心付近の鉄板２１を、図４（ｂ）に示すように、ビード２２３が逆向きになるように積層すればよい。
【００４２】
図６（ａ）に示すように、図４（ｂ）に示す鉄板対の鉄板２１間（隣接する鉄板対の間）にビード２２３が設けられていない鉄板２５を交互に配置して積層するようにしてもよい。この場合も同様に、図６（ｂ）に示すように、鉄板２１及び鉄板２５をフランジ４１（図２参照）及びエンドベル４２（図２参照）で両端から固定したときに、ビード２２３の弾性変形によって、各鉄板２１及び鉄板２５間に面圧が生じた状態を確保することができる。なお、この場合は図５と異なり、ビード２２３の向きや鉄板２１の枚数に拘わらず、ステータコア２２（図２参照）の一番外側に配置される鉄板２１のビード２２３の向きが外側となるようにすることができる。
【００４３】
以上説明したように、ステータコア２２を構成する鉄板２１にビード２２３を備えた電動機１０によれば、ステータコア２２の各鉄板２１間にビード２２３の弾性変形による面圧力を発生させることができる。このため、ステータコア２２の鉄板２１が密着されてステータコア２２が密閉状態になり、水やオイル等がロータ１１側に浸入することがなくなり、ステータコア２２が露出している外鉄型電動機として用いた場合でも、異物の浸入を容易に抑制することができる。
【００４４】
従って、電動機１０が駆動する際の特性に影響を与えることなく各鉄板２１間及び各部品間に生じる面圧を確保することができるので、水やオイル等の浸入する可能性のある環境下においても外鉄型電動機として使用することができ、使用可能となる環境が制限されることもなくなる。
【００４５】
また、ビード２２３が設けられた鉄板２１同士の組み合わせ方や、ビード２２３の径方向の位置に応じて、ステータコア２２の長さや面圧分布を調節することができるので、生産過程において生じる鉄板２１の枚数の増減も容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の本実施形態に係る電動機の概略構成図である。
【図２】本発明の本実施形態に係る電動機の内部構造及び外部構造の概略を示す側面図である。
【図３】図２中のＡ−Ａ線矢視図である。
【図４】本発明の実施形態に係るビード部分の断面を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る鉄板２１の積層パターン１を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る鉄板２１の積層パターン２を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０、１０Ａ  電動機
１１  ロータ
１２  鉄心
１４  回転軸
２１、２１Ａ、２５    鉄板
２２    ステータコア
２３  ステータコイル
３１  軸受け
４０  ボルト
４１  フランジ
４２  エンドベル
２２１  スロット
２２２  磁石
２２３、２２３ａ  ビード
【図１】
2008167610.tif 000003
【図２】
2008167610.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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