(57)【要約】【課題】螺旋状に巻回し積層されるモータのステータコアにおいて、層間の電気的短絡を防止し、層間の固定力を向上させる。【解決手段】螺旋状に巻回し積層された上下の層は、固定部位２０で固定される。この固定部位２０は、厚み方向に互いに嵌合可能な形状に形成され、固定部位２０では、絶縁剤２２がこの固定部位２０を形成する際に絶縁皮膜１８ａ、電磁鋼板１８が破断し電磁鋼板１８が露出した露出部分１８ｂを覆い、上下の固定部位２０が嵌合して固定されている。これにより、上下の層での電気的短絡を防止することができる。絶縁剤２２は、好適には、接着剤で構成することが好ましい。これにより、層間の固定力を向上させることができる。【選択図】図２
2005323456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状のヨーク部と、ヨーク部の幅方向一端側から所定ピッチで延伸された櫛歯と、を有し、表面に絶縁皮膜が形成された電磁鋼板からなる帯状部材を、螺旋状に巻回し積層させるモータのステータコアの製造方法であって、
帯状部材の厚み方向に互いに嵌合可能な固定部位を形成する工程と、
固定部位を形成する際に絶縁皮膜及び電磁鋼板が破断され電磁鋼板が露出した露出部分を絶縁剤で覆うように、固定部位に絶縁剤を塗布する工程と、
螺旋状に積層された帯状部材の上下の固定部位を嵌合させ固定させる工程と、
を含むことを特徴とするモータのステータコアの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のモータのステータコアの製造方法であって、
前記絶縁剤は、接着剤であることを特徴とするモータのステータコアの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のモータのステータコアの製造方法であって、
前記絶縁剤にセラミック粉末を含有させることを特徴とするモータのステータコアの製造方法。
【請求項４】
帯状のヨーク部と、ヨーク部の幅方向一端側から所定ピッチで延伸された櫛歯と、を有し、表面に絶縁皮膜が形成された電磁鋼板からなる帯状部材を、螺旋状に巻回し積層させて製造されたモータのステータコアであって、
螺旋状に積層された帯状部材の上下の固定部位は、帯状部材の厚み方向に互いに嵌合可能な固定部位を形成する際に絶縁皮膜及び電磁鋼板が破断され電磁鋼板が露出した露出部分を絶縁剤で覆うように、互いに嵌合して固定されていることを特徴とするモータのステータコア。
【請求項５】
請求項４に記載のモータのステータコアであって、
前記絶縁剤は、接着剤であることを特徴とするモータのステータコア。
【請求項６】
請求項４又は５に記載のモータのステータコアであって、
前記絶縁剤には、セラミック粉末が含有されていることを特徴とするモータのステータコア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータのステータコアの製造方法及びモータのステータコア、特に、帯状部材を螺旋状に巻回し積層するステータコアの製造方法及びモータのステータコアに関し、積層後の層間の固定の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、帯状のヨーク部の幅方向一端側に所定ピッチで櫛歯が延伸された帯状部材を螺旋状に巻回し積層することによってモータのステータコアを製造する方法が知られている。
【０００３】
図５は、従来のステータコアの製造工程を示す図である。図５（Ａ）に示すように、帯状部材５０、すなわち、帯状のヨーク部５２と、ヨーク部５２の幅方向一端側から所定ピッチで延伸された櫛歯５４と、を有する帯状部材５０を打抜加工により作成する。この帯状部材５０は、電磁鋼板５６から打ち抜かれ、その電磁鋼板５６の表裏の表面には絶縁皮膜５６ａが形成されている。次に、図５（Ｂ）に示すように、帯状部材５０は、ヨーク部５２の板厚が減少する様に圧延、若しくは引っ張りつつ曲げてヨーク部５２を引き延ばし環状に成形し、図５（Ｃ）に示すように、螺旋状に巻回し積層される。以下、螺旋状に巻回し積層された帯状部材５０をステータ環状部材５８と呼ぶ。
【０００４】
このステータ環状部材５８の形状精度、例えば櫛歯５４の整列精度や真円度の形状精度はモータ効率に影響を及ぼすので、ステータ環状部材５８の上下の層は、カシメや溶接等で固定される。図５（Ｃ）に示す例では、ステータ環状部材５８はカシメ固定され、このカシメ固定６０は、帯状部材５０のヨーク部５２や櫛歯５４の所定の箇所で行われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図６は、カシメ固定の様子を示す部分断面図であり、図６（Ａ）は、抜きカシメ固定を示す部分断面図であり、図６（Ｂ）は、Ｖカシメ固定を示す部分断面図であり、図６（Ｃ）は、図６（Ａ）の抜きカシメ固定を重ねた状態を示す部分断面図である。なお、図６（Ａ），図６（Ｂ）においては、図を解りやすくするために上下の層を離して示している。ステータ環状部材５８においては、電磁鋼板５６の層間の絶縁は、絶縁皮膜５６ａを介することで図られている。しかしながら、図６に示すように、カシメ固定を行うと、カシメ部分で絶縁皮膜５６ａ、電磁鋼板５６が破断し電磁鋼板５６が露出する場合があり、この電磁鋼板５６の露出部分５６ｂが異なる層の電磁鋼板５６と接触して電気的短絡が発生する。図６（Ｃ）に示すように、上下の層が重なると、露出部分５６ｂが他の層の電磁鋼板５６と接触することが理解できる。このように、カシメ部分で電気的な短絡が発生すると、渦電流１００が発生してモータ効率が低下してしまうという問題がある。また、ステータ環状部材５８の曲率が大きいと、加工時の残留応力が大きくなり、ステータ環状部材５８のワーク形状を維持するために大きな固定力が必要になる。
【０００６】
一方、溶接による固定では、サイクルタイムが長いので生産性が悪いという問題がある。
【０００７】
そこで本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、層間の電気的短絡を防止することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、層間の固定力を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のモータのステータコアの製造方法は、帯状のヨーク部と、ヨーク部の幅方向一端側から所定ピッチで延伸された櫛歯と、を有し、表面に絶縁皮膜が形成された電磁鋼板からなる帯状部材を、螺旋状に巻回し積層させるモータのステータコアの製造方法であって、帯状部材の厚み方向に互いに嵌合可能な固定部位を形成する工程と、固定部位を形成する際に絶縁皮膜及び電磁鋼板が破断され電磁鋼板が露出した露出部分を絶縁剤で覆うように、固定部位に絶縁剤を塗布する工程と、螺旋状に積層された帯状部材の上下の固定部位を嵌合させ固定させる工程と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のモータのステータコアの製造方法において、絶縁剤は、接着剤であることを特徴とする。
【００１１】
更に、本発明のモータのステータコアの製造方法において、絶縁剤にセラミック粉末を含有させることを特徴とする。
【００１２】
本発明のモータのステータコアは、帯状のヨーク部と、ヨーク部の幅方向一端側から所定ピッチで延伸された櫛歯と、を有し、表面に絶縁皮膜が形成された電磁鋼板からなる帯状部材を、螺旋状に巻回し積層させて製造されたモータのステータコアであって、螺旋状に積層された帯状部材の上下の固定部位は、帯状部材の厚み方向に互いに嵌合可能な固定部位を形成する際に絶縁皮膜及び電磁鋼板が破断され電磁鋼板が露出した露出部分を絶縁剤で覆うように、互いに嵌合して固定されていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のモータのステータコアにおいて、絶縁剤は、接着剤であることを特徴とする。
【００１４】
更に、本発明のモータのステータコアにおいて、絶縁剤には、セラミック粉末が含有されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、固定部位を絶縁剤を介して嵌合させて固定したので、層間の電気的短絡を防止することができる。
【００１６】
また、本発明によれば、絶縁剤として接着剤を用いることができるので、固定力を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、発明を実施するための形態（以下、実施形態という）について、図面を参照し説明する。図１は、本実施形態における螺旋状に積層された帯状部材の全体構成を示す図である。
【００１８】
図１に示すように、ステータ環状部材１０は、ヨーク部１２と、ヨーク部１２の幅方向一端側から所定ピッチで延伸された櫛歯１４と、を有する帯状部材１６が螺旋状に巻回され積層されて構成されている。この帯状部材１６は、電磁鋼板１８、例えばケイ素鋼板で構成され、その表裏の表面に絶縁皮膜１８ａが形成されている。完成されるステータコアにおいては、櫛歯１４がステータコアの磁極を形成し、各櫛歯１４の間が巻線の巻回されるスロットを形成する。
【００１９】
本実施形態において特徴的な点は、図１で示す固定部位２０でステータ環状部材１０の上下の層が絶縁剤を介して互いに嵌合して固定されている点である。図２は、固定部位２０の部分断面図である。なお、図２においては、図を解りやすくするために上下の層を離して示している。図２に示すように、固定部位２０は、帯状部材１６の厚み方向に互いに嵌合しており、図２（Ａ）では、固定部位２０は抜きカシメ形状、図２（Ｂ）では、固定部位２０はＶカシメ形状に形成されており、それぞれ厚み方向に嵌合している。本実施形態においては、絶縁剤２２が、この固定部位２０を形成する際に絶縁皮膜１８ａ、電磁鋼板１８が破断し電磁鋼板１８が露出した露出部分１８ｂを覆い、上下の固定部位２０が嵌合している。これにより、ステータ環状部材１０の上下の層での電気的短絡を防止することができる。
【００２０】
固定部位２０は、帯状部材１６の厚み方向に互いに嵌合可能な形状に形成されている。この固定部位２０の形状は、例えば、帯状部材１６の一部分を厚み方向に上下にずらすような形状で構成することができる。この形状は特に限定されず、丸カシメ形状、Ｖカシメ形状、台形カシメ形状で形成することができる。また、固定部位２０は、一辺端を帯状部材１６と連なるようにした三角形、四角形の切り起こしで形成してもよい。固定部位２０は、ヨーク部１２又は櫛歯１４若しくはその両方の所望の箇所に形成することができ、ステータ環状部材１０の形状精度や必要な固定力等を考慮して固定部位２０の数、位置を決定すると好適である。
【００２１】
前述したように、これらの固定部位２０の形成の際に、絶縁皮膜１８ａが破断され電磁鋼板１８が露出する。電磁鋼板１８が露出する場合は、上述したように固定部位２０の形成の仕方によって、電磁鋼板１８が破断し絶縁皮膜１８ａが破断する場合、電磁鋼板１８が屈曲変形しこれにより絶縁皮膜１８ａが破断する場合、絶縁皮膜１８ａが破断し電磁鋼板１８が露出する場合等がある。本実施形態においては、後述するように、この固定部位２０に絶縁剤２２が絶縁皮膜１８ａ、電磁鋼板１８が破断され電磁鋼板１８が露出した露出部分１８ｂを覆うように塗布され、上下の固定部位２０が嵌合され固定される。絶縁剤２２は、好適には、接着剤で構成することが好ましい。これにより、層間の固定力を向上させることができる。接着剤２２は、有機系又は無機系の接着剤を用いることができる。有機系の接着剤２２であれば、アクリル系樹脂やエポキシ系樹脂を用いることが好ましい。これらの樹脂は接着効果が高いからである。また、シリコン樹脂等を用いても良い。また、大きな固定力を必要としない場合には、接着効果を持たない樹脂を用いても良い。
【００２２】
また、接着剤２２にセラミック粉末を含有させると好適である。例えば、アクリル系樹脂やエポキシ系樹脂にセラミック粉末としてＳｉＣ粉末又はＳｉＮ粉末又はＳｉＯ2粉末を含有させる。ここで、ステータ環状部材１０は、加工歪みを除去するために歪取焼鈍が行われる場合がある。この歪取焼鈍は、６８０℃〜９００℃程度で行われる。上述したアクリル系樹脂やエポキシ系樹脂の接着剤２２の融点は、この焼鈍温度より低いので、ステータ環状部材１０の歪取焼鈍を行った場合、接着剤２２は蒸発してしまう。従って、完成されるモータのステータコアにおいて、接着剤２２により層間の絶縁を維持することができなくなってしまい、層間の電気的短絡を防止することができない。しかし、焼鈍温度より融点が高いセラミック粉末を接着剤２２に含有させておけば、歪取焼鈍後もセラミック粉末が上下の層間に残留し、絶縁を維持することができる。
【００２３】
次に、本実施形態のモータのステータコアの製造方法について説明する。図３は、本実施形態のモータのステータコアの製造工程を示す図である。
【００２４】
図３（Ａ）に示すように、表面に絶縁皮膜１８ａが形成された電磁鋼板１８を、帯状のヨーク部１２と、ヨーク部１２の幅方向一端側から所定ピッチで延伸された櫛歯１４と、を有する帯状部材１６にプレス型より打抜加工する。このとき、帯状部材１６、すなわち、ヨーク部１２又は櫛歯１４、若しくはその両方の所定の箇所に固定部位２０が形成される。
【００２５】
次に、図３（Ｂ）に示すように、帯状部材１６が矢印方向に搬送され、塗布器２４が前後にスライドして固定部位２０に接着剤２２を塗布する。この塗布工程において、図２に示すように、接着剤２２が電磁鋼板１８の露出部分１８ｂを覆う様に塗布しても良く、後述するように、上下の固定部位２０が嵌合し固定したときに接着剤２２が電磁鋼板１８の露出部分１８ｂを覆うように塗布しても良い。
【００２６】
その後、図３（Ｃ）に示すように、この帯状部材１６のヨーク部１２を引き延ばして、螺旋状に巻回し積層して、ステータ環状部材１０に成形する。すなわち、ヨーク部１２の一端側の櫛歯１４側が内周側となり、ヨーク部１２の櫛歯１４側の反対側が外周側となるように引き延ばされる。この工程において、帯状部材１６は、ステータコアの径の環状に成形される。ヨーク部１２の引き延ばしは、ヨーク部１２を引っ張りつつ内周側に曲げることにより成形することができる。
【００２７】
図３（Ｄ）に示すように、螺旋状に巻回し積層する工程において、積層方向に固定部位２０を押圧して上下の固定部位２０を嵌合させ固定する。すなわち、積層された前の層の固定部位２０に次の層の固定部位２０を順次押圧して嵌合させ固定していく。このように、順次固定部位２０を固定させると、固定部位２０が積層時の位置決め機能を有することになり、ステータ環状部材１０の形状精度を向上させることができる。なお、図３（Ｄ）に示すように、押圧部材として加圧ローラ２６を用いることができる。この加圧ローラ２６のように、帯状部材１６を全体に押圧しても良いし、固定部位２０と同じ形状の押圧部材で固定部位２０をピンポイントで押圧しても良い。ピンポイントで押圧した場合には、固定部位２０をより確実に嵌合させることができる。この固定部位２０への押圧により、固定部位２０に塗布された接着剤２２は、例えば、電磁鋼板１８の露出部分１８ｂへ押し流され露出部分１８ｂを覆い、上下の固定部位２０が嵌合し固定することになる。これにより、ステータ環状部材１０の層間の電気的短絡を防止することができる。また、絶縁剤として接着剤を用いた場合には、層間の固定力を向上させることができる。
【００２８】
なお、接着剤２２の塗布位置や塗布量は、上下の固定部位２０が嵌合した場合に、この接着剤２２が電磁鋼板１８の露出部分１８ｂを覆うように調整することができる。
【００２９】
なお、帯状部材１６に固定部位２０を形成する工程は、実施形態の順番に限定されず、他の工程を阻害しない限り、いつでも行うことができる。例えば、帯状部材１６を打ち抜く前に形成しても良いし、帯状部材１６を打ち抜いた後に形成しても良い。
【００３０】
また、接着剤２２の塗布工程も、実施形態の順番に限定されず、他の工程を阻害しない限り、いつでも行うことができる。図４は、接着剤２２の前述した実施形態とは異なる塗布のタイミングを示す図である。図４に示すように、帯状部材１６を螺旋状に巻回し積層する工程において接着剤２２を固定部位２０に塗布しても良い。この場合においては、帯状部材１６は、上下の層を若干隙間を空けて螺旋状に巻回させ、この隙間から固定部位２０に接着剤２２を塗布する。その後、加圧ローラ２６で固定部位２０を嵌合させ固定させていく。これによれば、短時間に固定部位２０が嵌合されるので、硬化時間の短い接着剤を使用することができる。また、この方法によれば、複数の工程が同時行われることになるので、全体の製造時間を短縮することができる。
【００３１】
また、帯状部材１６を総て螺旋状に巻回し積層した後に接着剤２２を塗布しても良い。この場合において、帯状部材１６は、上下の層を若干隙間を空けて螺旋状に巻回させ、この隙間から固定部位２０に接着剤２２を塗布する。
【００３２】
更に、固定部位２０の嵌合、固定工程も、実施形態の順番に限定されない。すなわち、実施形態の様に帯状部材１６を積層しながら同時に固定しても良いし、総ての帯状部材１６の螺旋状に巻回された積層後、積層方向に押圧し固定しても良い。
【００３３】
なお、このように本発明の工程は種々のタイミングで行うことができるので、生産設備や製造時間を考慮して当業者は適宜組み合わせて実施することができる。
【００３４】
なお、帯状部材は、ヨーク部の外周側の厚みを減少させるように環状に成形し、螺旋状に巻回し積層しステータ環状部材に成形することもできる。この場合おいて、例えば、特開２０００−２２４８１７号には、帯状部材を圧延させつつ螺旋状に巻回する「ステータコア材の巻回装置及び巻回方法」が開示されており、本実施形態においてもこのような装置を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施形態における螺旋状に積層された帯状部材の全体構成を示す図である。
【図２】固定部位の部分断面図である。
【図３】実施形態のモータのステータコアの製造工程を示す図である。
【図４】接着剤の塗布の別のタイミングを示す図である。
【図５】従来のステータコアの製造工程を示す図である。
【図６】カシメ固定の様子を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  ステータ環状部材、１２  ヨーク部、１４  櫛歯、１６  帯状部材、１８  電磁鋼板、１８ａ  絶縁皮膜、１８ｂ  露出部分、２０  固定部位、２２  絶縁剤（接着剤）、２４  塗布器、２６  加圧ローラ。
【図１】
2005323456.tif 000003
【図２】
2005323456.tif 000004
【図３】
2005323456.tif 000005
【図４】
2005323456.tif 000006
【図５】
2005323456.tif 000007
【図６】
2005323456.tif 000008