(57)【要約】【課題】帯状部材を環状に引き延ばして成形し、積層するモータのステータコアに関し、環状の外周側の歪みを低減する。【解決手段】モータのステータコアは、弧帯部材１２が環状のステータ環状部材に成形され、このステータ環状部材１４が複数積層されて構成される。弧帯部材１２は、ヨーク部１６の櫛歯１８と反対側端が引き延ばされて環状のステータ環状部材に成形される。この弧帯部材１２は、一般的な直線状の帯状部材と異なり、櫛歯１８の先端側を中心として曲率を持つ弧状の帯形状をしている。従って、ヨーク部１６の外周側の伸び量が少なくなり、歪みを低減することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状のヨーク部と、該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、該櫛歯の先端側を中心とした曲率を持つ弧帯部材を、基板から打抜き加工する工程と、
前記ヨーク部の櫛歯と反対側端を引き延ばして、前記曲率より大きい曲率の環状のステータ環状部材に成形する工程と、
前記ステータ環状部材を積層してステータコアを製造する工程と、
を備え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２】
請求項１のモータのステータコアの製造方法であって、
前記ステータ環状部材は、１つの完結リング状に成形され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のモータのステータコアの製造方法であって、
前記ステータ環状部材は、ステータコアとして必要なリングと同一径でその一周より小さく又は大きく成形され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】
環状のステータ環状部材が積層され構成されるモータのステータコアにおいて、環状のステータ環状部材に成形されるモータのステータコアの成形部材であって、
前記成形部材は、基板から打抜き加工され、帯状のヨーク部と、該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、該櫛歯の先端側を中心とした曲率を持つ弧帯部材であり、該弧帯部材のヨーク部の櫛歯と反対側端が引き延ばされ、前記曲率より大きい曲率の環状のステータ環状部材に成形されることを特徴とするモータのステータコアの成形部材。
【請求項５】
環状のステータ環状部材が積層され構成されるモータのステータコアであって、
帯状のヨーク部と、該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、該櫛歯の先端側を中心とした曲率を持つ弧帯部材が基板から打抜き加工され、
前記弧帯部材のヨーク部の櫛歯と反対側端を引き延ばして、前記曲率より大きい曲率の環状のステータ環状部材が成形され、
前記ステータ環状部材が積層されている、
ことを特徴とするモータのステータコア。
【請求項６】
請求項４又は５に記載のモータのステータコアの成形部材又はモータのステータコアであって、
前記ステータ環状部材は、１つの完結リング状に成形されることを特徴とするモータのステータコアの成形部材又はモータのステータコア。
【請求項７】
請求項４又は５に記載のモータのステータコアの成形部材又はモータのステータコアであって、
前記ステータ環状部材は、ステータコアとして必要なリングと同一径でその一周より小さく又は大きく成形されることを特徴とするモータのステータコアの成形部材又は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に関し、特に、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から製造されるモータのステータコアの製造方法、モータのステータコアの成形部材、モータのステータコアの改良に関する。
【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環状に成形し、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７は、下記特許文献１の特開２０００−２２４８１７公報に開示されたスタータコアのコア材巻取装置の全体構成を示す斜視図である。このコア材巻取装置５０に供給される帯状部材５２は、帯状のヨーク部５４の幅方向一端側に所定ピッチで櫛歯５６が延伸されており、磁性鋼板から打抜き加工により作製されている。
【０００４】
図７に示すように、帯状部材５２は、コア材巻取装置５０に供給される前においては、直線状であり、コア材巻取装置５０で、環状に成形され螺旋状に巻回、積層されステータコアが製造される。
【０００５】
コア材巻取装置５０は、上方に向かってギャップが狭くなり絞り量が大きくなる一対の圧延ロール５８，６０と、帯状部材５２を巻き取る巻き取りローラ６２と、を備えている。図７に示すように、帯状部材５２は、その櫛歯５６を下側にしてコア材巻取装置５０の圧延ロール５８，６０間に供給される。帯状部材５２は、圧延ロール５８，６０により、帯状部材５２の板厚方向に加圧される。上述したように、圧延ロール５８，６０は上方に向かって絞り量が大きくなっているので、帯状部材５２は、ヨーク部５４の櫛歯５６と反対側端の板厚が薄くなるように圧延される。これにより、そのヨーク部５４の櫛歯５６と反対側端が引き延ばされ、帯状部材５２は、環状に成形される。このように、ヨーク部５４の櫛歯５６と反対側端の板厚を連続的に絞ることで、帯状部材５２は環状に成形される。この環状に成形された帯状部材５２が、巻き取りローラ６２に螺旋状に巻き取られ積層されて、ステータコアが製造される。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２２４８１７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した例では、直線状の帯状部材５２からヨーク部５４の櫛歯５６と反対側端が引き延ばされ、環状に成形される。このような成形において、環状にされたヨーク部の外側に向かう程歪みは大きくなり、外周側でほぼ最大となる。ここで、ヨーク部の外周側の歪みは、材料特性、すなわち伸び率の範囲内に抑えなければならない。従って、成形される環状の曲率が大きかったり、ヨーク部の幅が大きいと、外周側の歪みが大きくなり、直線状の帯状部材から環状に成形できないという問題があった。
【０００８】
また、このように、直線状の帯状部材を環状に成形する製造方法においては、ヨーク部の歪みについて、材料の伸び率を考慮しなければならない。従って、このような製造方法に使用される材料が材料の伸び率により制約されてしまうという問題もあった。
【０００９】
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、帯状部材を環状に成形し、積層するモータのステータコアに関し、歪みを低減させたモータのステータコアの製造方法、モータのステータコアの成形部材、モータのステータコア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】
【００１０】
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、該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、該櫛歯の先端側を中心とした曲率を持つ弧帯部材を、基板から打抜き加工する工程と、ヨーク部の櫛歯と反対側端を引き延ばして、曲率より大きい曲率の環状のステータ環状部材に成形する工程と、ステータ環状部材を積層してステータコアを製造する工程と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明のモータのステータコアの成形部材は、環状のステータ環状部材が積層され構成されるモータのステータコアにおいて、環状のステータ環状部材に成形されるモータのステータコアの成形部材であって、成形部材は、基板から打抜き加工され、帯状のヨーク部と、該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、該櫛歯の先端側を中心とした曲率を持つ弧帯部材であり、該弧帯部材のヨーク部の櫛歯と反対側端が引き延ばされ、曲率より大きい曲率の環状のステータ環状部材に成形され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、環状のステータ環状部材が積層され構成されるモータのステータコアであって、帯状のヨーク部と、該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、該櫛歯の先端側を中心とした曲率を持つ弧帯部材が基板から打抜き加工され、弧帯部材のヨーク部の櫛歯と反対側端を引き延ばして、曲率より大きい曲率の環状のステータ環状部材が成形され、ステータ環状部材が積層されている、ことを特徴とする。
【００１３】
また、上記各発明において、ステータ環状部材は、１つの完結リング状に成形されることを特徴とする。
【００１４】
また、上記各発明において、ステータ環状部材は、ステータコアとして必要なリングと同一径でその一周より小さく又は大きく成形されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、帯状のヨーク部が引き延ばされる弧帯部材が曲率を持っているので、引き延ばし成形において歪みを少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。
【００１７】
図１〜図３は、モータのステータコアの各製造工程おける成形品を示す図であり、図１は、モータのステータコアの成形部材を示す図であり、図２は、ステータ環状部材を示す図であり、図３は、本実施形態の製造方法により製作されたモータのステータコアの全体斜視図である。
【００１８】
本実施形態において、モータのステータコア１０（図３参照）は、弧帯部材１２（図１参照）が環状のステータ環状部材１４（図２参照）に成形され、ステータ環状部材１４が複数積層されて構成される。弧帯部材１２（ステータ環状部材１４）は、帯状のヨーク部１６と、このヨーク部１６の幅方向一端側から所定ピッチで延伸された櫛歯１８と、を有して構成されている。完成されたステータコア１０においては、櫛歯１８がステータコア１０の磁極を形成し、櫛歯と櫛歯の間が巻線の巻回されるスロットを形成する。
【００１９】
以下、本実施形態の製造方法について説明する。
図１に示すように、ステータコア１０の成形部材となる弧帯部材１２が、基板２０からプレス型より打ち抜き加工される。基板２０は、磁性鋼板、例えばケイ素鋼板である。弧帯部材１２は、上述したように、帯状のヨーク部１６と、このヨーク部１６の幅方向一端側から所定ピッチで延伸された櫛歯１８と、を有する。本実施形態において特徴的なことは、弧帯部材１２は、一般的な直線状の帯状部材と異なり、櫛歯１８の先端側を中心として曲率を持つ弧状の帯形状をしている点である。これにより、後述する様に、ヨーク部１６が引き延ばされ環状にする成形工程において、ヨーク部１６の外周側の歪みを低減することができる。なお、この曲率は、設計されるステータコア１０の曲率や基板の大きさ、厚み、伸び率により適宜決められる。
【００２０】
次に、この弧帯部材１２は、図２に示すように、その平面内においてヨーク部１６の櫛歯１８の反対側端が引き延ばされて、環状のステータ環状部材１４に成形される。すなわち、ヨーク部１６の櫛歯側が内周となり、ヨーク部１６の櫛歯１８の反対側端が外周となるように引き延ばされ、弧帯部材１２は、弧帯部材１２の曲率より大きな曲率のステータ環状部材１４に成形される。本実施形態においては、１つの弧帯部材１２が１つの完結したリング形状、完結リング状に成形されている。この成形は、例えば従来例の一対のローラを有する巻取装置を用いて、弧帯部材１２のヨーク部１６の櫛歯１８と反対側端の板厚が薄くなるように圧延し、反対側端を引き延ばすことにより行うことができる。また、ヨーク部１６の櫛歯１８と反対側端を長手方向に引っ張り且つ曲げ力を加えて、環状のステータ環状部材１４を成形することもできる。
【００２１】
ここで、直線状の帯状部材と本実施形態における弧帯部材から環状のステータ環状部材を成形した場合の歪みを比較する。図４は、２つの成形部材の歪みを比較する図である。図４（Ａ）に示すように、直線状の帯状部材２２は、ヨーク部１６のヨーク幅はｗ、長さは２πｒであり、図４（Ｂ）に示すように、弧帯部材１２のヨーク部１６のヨーク幅はｗ、内周側の長さは２πｒであり、これら直線状の帯状部材２２と弧帯部材１２から図４（Ｃ）に示すように、内径ｒのステータ環状部材１４を成形する。
【００２２】
ここで、計算を簡略化するために、（１）櫛歯の影響は考慮せず（図においてもヨーク部１６のみ示し、櫛歯は図示せず）、（２）ヨーク部１６の引き延ばしに対してヨーク幅ｗの伸びはないとし、（３）ヨーク部１６の内周側の伸び量を０とし、外周側の伸び量を最大と仮定する。
【００２３】
（Ａ）に示す直線状の帯状部材２２の場合、ヨーク部１６の外周側の伸び量Ｌ１，歪みε１は、
伸び量Ｌ１＝（２π×（ｗ＋ｒ））−２πｒ＝２πｗ
歪みε１  ＝２πｗ／２πｒ＝ｗ／ｒ
となる。
【００２４】
この歪みε１は、上述した通り、材料の伸び率よりも小さくなければならない。
【００２５】
これに対して、（Ｂ）に示す弧帯部材１２の場合、曲率半径をＲとすると、弧帯部材１２のヨーク部１６の外周側の長さは２πｒ×（Ｒ＋ｗ）／Ｒとなり、ヨーク部１６の外周側の伸び量Ｌ２，歪みε２は、
伸び量Ｌ２＝（２π×（ｗ＋ｒ））−（２πｒ×（Ｒ＋ｗ）／Ｒ）
＝２πｗ（１−ｒ／Ｒ）
歪みε２  ＝２πｗ（１−ｒ／Ｒ）／２πｗ＝ｗ（１／ｒ−１／Ｒ）
となる。
【００２６】
すなわち、弧帯部材１２の曲率半径Ｒを小さくする、言い換えると、弧帯部材１２の曲率を大きくすることで、ヨーク部１６の外周側の歪みが低減されることが理解できる。これにより、曲率が大きく、ヨーク部１６の幅の大きなステータ環状部材１４、すなわち完成されたステータコア１０を製造することができる。
【００２７】
また、一般のモータ用のステータコアの材料には、磁気特性の良い、例えば、高シリコン含有の磁性鋼板が用いられることがある。この高シリコン磁性鋼板は、材料の伸び率が低いので、従来の直線状の帯状部材から環状に成形する製造方法には適さなかった。本実施形態のように、曲率を持つ弧帯部材１２から環状に成形すれば、ヨーク部１６の外周側の歪みが低減されるので、高シリコン磁性鋼板のように磁気特性が良く、伸び率が低い材料でも使用することができる。
【００２８】
次に、図３に示すように、ステータ環状部材１４を複数積層させ、ステータコア１０を完成させる。この積層には、従来から公知の方法や装置を用いることができる。
【００２９】
次に、ステータ環状部材の変形例について説明する。図５は、変形例を示す図である。
【００３０】
上述した実施形態では、弧帯部材１２は、１つの完結リング状のステータ環状部材１４に成形されている。この変形例では、ステータ環状部材は、ステータコア１０として必要なリングと同一径でその一周より小さく又は大きく成形することができる。図５は、ステータ環状部材２４をその一周より小さく成形した例を示している。このように、図５（Ａ）に示すように、ステータ環状部材２４をリングと同一径でその一周より小さく形成し、図５（Ｂ）に示すように、ステータ環状部材２４の側面を次に積層するステータ環状部材２４の側面と接合させて螺旋状に積層することができる。この結果、完成したステータコア１０では、ステータ環状部材２４の側面同士の接合面ａ１，ａ２，ａ３が積層方向の同一直線上からずれていく。この接合面では磁気抵抗が接合面以外の周辺部より高くなるので、この接合面が積層方向の同一直線上に位置するとステータコア１０全体で磁気抵抗のバランスが崩れる。従って、この変形例のように、接合面ａ１，ａ２，ａ３がステータコア１０全体に分散されれば、ステータコア１０全体の磁気抵抗を均質化することができる。また、ステータ環状部材をステータコア１０として必要なリングと同一径でその一周より大きく成形した場合も同様の利点を有すると共に、更に、ステータ環状部材の側端同士の接合を減らすことができる。これにより、製造工程が簡略化される。
【００３１】
このように、本明細書において、「ステータ環状部材」は、ステータコアの曲率に成形された部材を意味し、１つの完結リング状に成形されたステータ環状部材や、ステータコアとして必要なリングと同一径でその１周より小さく又は大きく成形されたステータ環状部材を含む概念である。
【００３２】
次に、弧帯部材１２の型取りの変形例について説明する。図６は、弧帯部材１２の型取りの変形例を示す図であり、弧帯部材１２を模式化し、ヨーク部１６のみを示している。上述した実施形態では、各弧帯部材１２は個別に分離されてプレス打抜き加工されている。この変形例では、弧帯部材１２のヨーク部１６の側端が別の弧帯部材１２のヨーク部１６の側端に接続され、接続点ｂが形成されている。これにより、複数の弧帯部材１２が連なった一連の弧帯部材群２６が基板２０から打抜き加工されている。この結果、例えば、従来例のコア材巻取装置等に弧帯部材群２６を供給すれば、連続的に連なった弧帯部材１２を供給することとなり、ヨーク部１６を連続的に引き延ばし、環状に成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】モータのステータコアの成形部材である弧帯部材を示す図である。
【図２】ステータ環状部材を示す図である。
【図３】モータのステータコアの全体斜視図である。
【図４】直線状の帯状部材と曲率を持つ弧帯部材が環状のステータ環状部材に成形された場合の歪みを比較する図である。
【図５】ステータ環状部材の変形例を示す図である。
【図６】弧帯部材１２の型取りの変形例を示す図である。
【図７】従来のコア材巻取装置の全体構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  ステータコア、１２  弧帯部材、１４  ステータ環状部材、１６  ヨーク部、１８  櫛歯、２０  基板、２４  ステータ環状部材、２６  弧帯部材群。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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