(57)【要約】【課題】小形サーボモータ、ＤＣブラシレスモータ、小形インダクションモータ等の回転電機における放熱冷却効果を改善することのできる回転電機を提供すること。【解決手段】電機子鉄心のヨーク部１１とティース部１２が分割されて形成される分割鉄心を有するケース２１と、別途構成されたロータ６とを備える回転電機において、電機子鉄心のヨーク部１１は回転電機のケース２１にインサート成形された状態で設け、一方電機子巻線１３の施されたティース部１２は、ヨーク部１１に装着された状態で設ける構成とする。インサート成形に係るケース２１の成形は、アルミニウムを用いたダイカスト成形またはその他の鋳造法による。前記ケース２１には、取付け用脚部（図示せず）または取付けフランジ部２２の少なくともいずれか一方を一体にして形成することができ、また、該ケース２１には、放熱用冷却フィン（図示せず）を一体にして形成することができる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電機子鉄心のヨーク部とティース部が分割されて形成される分割鉄心を有するステータと、別途構成されたロータとを備える回転電機において、該電機子鉄心のヨーク部は回転電機のケースにインサート成形された状態で設けられ、一方電機子巻線の施されたティース部は、該ヨーク部に装着された状態で設けられていることを特徴とする、回転電機。
【請求項２】
前記インサート成形に係るケースの成形は、ダイカスト成形またはその他の鋳造法によることを特徴とする、請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記インサート成形に係るケースの形成に用いる金属がアルミニウムであることを特徴とする、請求項１または２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記ケースには、取付け用脚部または取付けフランジ部の少なくともいずれか一方が一体に形成されていることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の回転電機。
【請求項５】
前記ケースには、放熱用冷却フィンが一体に形成されていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の回転電機。
【請求項６】
前記回転電機は、サーボモータ、ＤＣブラシレスモータ、シンクロナスモータ、またはインダクションモータのいずれかであることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の回転電機。
【請求項７】
ヨーク部および巻線を施したティース部を有する電機子鉄心からなるステータと、別途構成されたロータとを備え、該電機子鉄心が該ヨーク部と該ティース部とに分割して構成される回転電機の製造方法であって、該ヨーク部を製造するヨーク部製造工程と、回転電機のケースをダイカスト成型またはその他の鋳造法により形成すると同時にヨーク製造工程において製造されたヨーク部をインサート成形するインサート成形工程と、該インサート成形工程において該ケースに一体成形された該ヨーク部に、別途巻線を施した該ティース部を挿入、装着するティース部挿入工程と、を経ることを特徴とする、回転電機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回転電機に関し、特に、小型サーボモータ、ＤＣブラシレスモータ、シンクロナスモータ、小型インダクションモータ等の回転電機における放熱冷却効果を改善することのできる回転電機の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
小型サーボモータ、ＤＣブラシレスモータ、小型インダクションモータ、シンクロナスモータ等の回転電機においては従来、電機子鉄心のヨーク部に、別途巻線を施したティース部を挿入して両者を合体させることにより電機子を形成したり、またはヨーク部機能とティース部機能の一体となった電機子鉄心に巻線を施して形成した電機子を、アルミ押し出し成形やアルミダイカスト成形などで形成したケースに挿入したり、もしくは該電機子を絶縁樹脂で一体モールドすることによって、ケース（ステータ）を形成していた。
【０００３】
図３は、従来のサーボモータの構造の一例を示す断面図である。図の例において従来のサーボモータは、電機子鉄心ヨーク部３１とティース部３２が分割されて別個に準備され、該ヨーク部３１に、別途巻線を施したティース部３２が挿入されて組み合わされ、その後樹脂成形によりケース４１（ステータ部４１）が形成される。さらに該ステータ部４１を、取付けフランジ４２に組付けた構造をとっている。サーボモータ運転時の熱発生の多くは巻線３３において起こり、発生した熱はティース部３２、ヨーク部３１、ケース（ステータ部）４１、そして取付けフランジ４２等を順次経由してサーボモータ外部に放出される。また、回転電機に冷却フィンが設けられる場合は、ここからも熱が放出される。
【０００４】
図４は、従来のサーボモータ構造の別の一例を示す断面図である。図の例において該サーボモータは、電機子鉄心ヨーク部５１とティース部５２が分割されて別個に準備され、該ヨーク部５１に、別途巻線を施したティース部５２が挿入されて組み合わされ、該ティース部５２に巻線５３が施され、ケース６１が取付けフランジ部６２に組付けた構造である点は図１の例の回転電機と同様であるが、ケース（ステータ部）６１がアルミニウムの押し出し材により形成されている。この場合、図３に示した例とは異なり樹脂成形によるものではなく熱伝導の良い金属材料であるため、該ケース（ステータ部）６１内における熱伝導は良好になされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これら従来技術には次のような問題点があった。すなわち、図３に示す従来技術の場合、前記ケース（ステータ部）４１の材質が熱伝導度の低い樹脂のみであるために、電機子内部の巻線３３において発生した熱の、該ケース４１、取付けフランジ４２、あるいは冷却フィンへの伝達は良くなく、そのため電機子内発熱の回転電機外部への放出には、限界があった。
【０００６】
一方図４に示す従来技術の場合は、前記ケース（ステータ部）６１内における熱伝導は良好になされるが、該ケース（ステータ部）６１と前記ヨーク部５１との一体性は良好ではないため、この間における熱伝導は良好ではない。また、ケース（ステータ部）６１の内面や端面の仕上げ加工にコストがかかるなど、製造コスト面においても不利であった。
【０００７】
電機子内部で発生する熱を取付けフランジ等の支持部材に有効に伝達してこれを回転電機外に効率よく放出することができないと、過熱による電機子の焼損や、回転電機の寿命短縮化を引き起こすことなる。また、各利用分野において各観点から回転電機の小形軽量化の需要が増加しているが、回転電機の小形軽量化にはその冷却放熱技術の確立、向上が大きく関係する。
【０００８】
本発明の課題は、上記従来技術の欠点を解決して、特に小形サーボモータ、ＤＣブラシレスモータ、小形インダクションモータ等の回転電機における放熱冷却効果を改善することのできる回転電機を提供することである。そしてこれにより、ひいては回転電機の小形軽量化の促進に寄与することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願発明者は上記課題につき鋭意検討した結果、分割鉄心のヨーク部をアルミダイカストによるケースにインサート成形し、フランジ部とケースを一体成形することにより該課題を解決できることを見出し、本発明に至った。すなわち、本願において特許請求される発明は以下のとおりである。
【００１０】
（１）電機子鉄心のヨーク部とティース部が分割されて形成される分割鉄心を有するステータと、別途構成されたロータとを備える回転電機において、該電機子鉄心のヨーク部は回転電機のケースにインサート成形された状態で設けられ、一方電機子巻線の施されたティース部は、該ヨーク部に装着された状態で設けられていることを特徴とする、回転電機。
【００１１】
（２）前記インサート成形に係るケースの成形は、ダイカスト成形またはその他の鋳造法によることを特徴とする、（１）の回転電機。
【００１２】
（３）前記インサート成形に係るケースの形成に用いる金属がアルミニウムであることを特徴とする、（１）または（２）の回転電機。
【００１３】
（４）前記ケースには、取付け用脚部または取付けフランジ部の少なくともいずれか一方が一体に形成されていることを特徴とする、（１）ないし（３）のいずれかの回転電機。
【００１４】
（５）前記ケースには、放熱用冷却フィンが一体に形成されていることを特徴とする、（１）ないし（４）のいずれかの回転電機。
【００１５】
（６）前記回転電機は、サーボモータ、ＤＣブラシレスモータ、シンクロナスモータ、またはインダクションモータのいずれかであることを特徴とする、（１）ないし（５）のいずれかの回転電機。
【００１６】
（７）ヨーク部および巻線を施したティース部を有する電機子鉄心からなるステータと、別途構成されたロータとを備え、該電機子鉄心が該ヨーク部と該ティース部とに分割して構成される回転電機の製造方法であって、該ヨーク部を製造するヨーク部製造工程と、回転電機のケースをダイカスト成型またはその他の鋳造法により形成すると同時にヨーク製造工程において製造されたヨーク部をインサート成形するインサート成形工程と、該インサート成形工程において該ケースに一体成形された該ヨーク部に、別途巻線を施した該ティース部を挿入、装着するティース部挿入工程と、を経ることを特徴とする、回転電機の製造方法。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの図に表された構成のみに限定されるものではない。
図１は、本発明の回転電機について、サーボモータを例にその構造を示した断面図である。図において本発明の回転電機は、電機子鉄心のヨーク部１１とティース部１２が分割されて形成される分割鉄心を有するケース２１（ステータ部２１）と、別途構成されたロータ６とを備える回転電機であって、該電機子鉄心のヨーク部１１は回転電機のケース２１にインサート成形された状態で設けられ、一方電機子巻線１３の施されたティース部１２は、該ヨーク部１１に装着された状態で設けられていることを主たる構成とする。図において該ロータ６の上下に示される該ティース部１２と該巻線１３からなる電機子部分のうち、下方に示す電機子部分はその断面図を、上方に示す電機子部分はその側面図を示す。
【００１８】
図において本回転電機では、前記インサート成形に係るケース２１の成形は、ダイカスト成形またはその他の鋳造法によるものとすることができ、該ケース２１の形成に用いる金属は熱伝導性の良いものを用いることができ、たとえばこれをアルミニウムとすることができる。
【００１９】
前記ケース２１には、取付け用脚部（図示せず）または取付けフランジ部２２の少なくともいずれか一方を一体にして形成することができ、また、該ケース２１には、放熱用冷却フィン（図示せず）を一体にして形成することができる。
【００２０】
【作用】
図１において本発明の回転電機は上述のように構成されているため、分割鉄心を有するケース２１（ステータ部２１）とこれにインサート成形された電機子鉄心のヨーク部１１は、インサート成形されていることにより密着性が向上しており、一方電機子巻線１３の施されたティース部１２は、該ヨーク部１１に装着されていることにより、該巻線１３で発生した熱は、（１）該ティース部１２、（２）該ヨーク部１１、（３）該ケース２１、を順次経由して、極めて良好に伝達され、取付けフランジ部２２等を通して回転電機外部に良好に放出される。すなわち、前記巻線１３から該取付けフランジ部２２等までの熱抵抗は小さくなり、該巻線１３の温度上昇は抑制され、巻線焼損の危険性が低減し、電機子の寿命も格段に改善される。
【００２１】
図において前記ケース２１には、取付け用脚部（図示せず）または取付けフランジ部２２の少なくともいずれか一方が一体に形成されることにより、前記巻線１３で発生した熱は、（１）該ティース部１２、（２）該ヨーク部１１、（３）該ケース２１、（４）該ケース２１と一体成形された取付けフランジ部２２等、を順次経由して、極めて良好に伝達され、該取付けフランジ部２２等を通して回転電機外部に良好に放出される。該ケース２１に放熱用冷却フィン（図示せず）が一体に形成されている場合、該フィンをも通して放熱がなされる。これにより、該巻線１３から該取付けフランジ部２２、放熱用冷却フィン等までの熱抵抗は小さくなり、該巻線１３の温度上昇は抑制され、巻線焼損の危険性が低減し、電機子の寿命も格段に改善される。
【００２２】
前記ケース２１と前記取付けフランジ部２２等の一体成形にアルミニウム等の同一材料を用いることにより、これらの間の熱伝導は非常に良好となり、前記巻線１３から該取付けフランジ部２２等までの熱抵抗は小さくなり、該巻線１３の温度上昇は抑制され、巻線損傷の危険性が低減し、電機子の寿命も格段に改善される。
【００２３】
図２は、本発明の回転電機製造方法を示すフロー図である。図において本方法は、ヨーク部および巻線を施したティース部を有する電機子鉄心からなるステータと、別途構成されたロータとを備え、該電機子鉄心が該ヨーク部と該ティース部とに分割して構成される回転電機の製造方法であって、必要な工程ＳＸを経た後、ヨーク部を製造するヨーク部製造工程Ｓ１と、回転電機のケースをダイカスト成型またはその他の鋳造法により形成すると同時に，ヨーク製造工程Ｓ１において製造されたヨーク部をインサート成形するインサート成形工程Ｓ２と、該インサート成形工程Ｓ２において該ケースに一体成形された該ヨーク部に、別途巻線を施した該ティース部を挿入、装着するティース部挿入工程Ｓ３とを経、その他必要な工程ＳＹを経て、回転電機Ｐが製造される、ことを主たる構成とする。ＳＸ、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、ＳＹの各工程を経ることにより、本発明が課題とした放熱冷却効果を高めた回転電機を製造することができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の回転電機およびその製造方法によれば、上述のように構成されているため、発熱部から放熱部までの熱回路抵抗が低減され、放熱冷却効果を向上させることができる。すなわち、電機子内部の巻線において発生した熱が効率よくフランジ等の筐体部材に伝達され、これを回転電機外部に効率よく放出することができ、巻線部の温度上昇、過熱による電機子の焼損や、回転電機の寿命短縮化を防止し、その結果絶縁寿命等においても信頼性を高めることができる。これらの効果は小形軽量化された回転電機においても奏されるため、回転電機の小形軽量化を推進することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の回転電機について、サーボモータを例にその構造を示した断面図である。
【図２】本発明の回転電機製造方法を示すフロー図である。
【図３】従来のサーボモータの構造の一例を示す断面図である。
【図４】従来のサーボモータ構造の別の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
６…ロータ、　１１、３１、５１…ヨーク部、　１２、３２、５２…ティース部、　１３、３３、５３…巻線、　２１…ケース（ステータ部）、　２２…取付けフランジ部、　４１、６１…ケース（ステータ部）、　４２、６２…取付けフランジ部、　Ｓ１…ヨーク部製造工程、　Ｓ２…インサート成形工程、　Ｓ３…ティース部挿入工程、　ＳＸ、ＳＹ…その他必要な工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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