(57)【要約】【課題】電気モータのステータ構造において、ステータの真円度を良好に確保しながら、ステータの生産性の向上を図り、またモータハウジングとの組付長も充分に確保する。【解決手段】電気モータの各分割ステータ１０は、周方向に分割されたヨーク部１０ａと、このヨーク部１０ａから径方向に延在するティース部と、このティース部に巻装されたコイルとを備える。各分割ステータの軸方向端部に段部１２ｂ１が形成され、段部１２ｂ１が組み合わされた状態にてヨーク部１０ａの外周によって形成される円筒部２０ａの外径より小径の小径部２０ｂが形成され、小径部２０ｂに円環状部材が嵌合される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のステータが、周方向に分割された複数の分割ステータによって構成されていて、各分割ステータが、周方向に分割されたヨーク部と、このヨーク部から径方向に延在するティース部と、このティース部に巻装されたコイルとを備えてなる電気モータのステータ構造において、
前記各分割ステータの軸方向端部に段部が形成され、前記段部が組み合わされた状態にて前記ヨーク部の外周によって形成される円筒部の外径より小径の小径部が形成され、前記小径部に円環状部材が嵌合されてなることを特徴とする電気モータのステータ構造。
【請求項２】
請求項１に記載した電気モータのステータ構造において、
前記円環状部材の外径が、前記ヨーク部の外周によって形成される円筒部の外径と同径に形成されていることを特徴とする電気モータのステータ構造。
【請求項３】
請求項１または２に記載した電気モータのステータ構造において、
前記各分割ステータの軸方向端部に設けた段部は、前記コイルを一体化する樹脂によって形成されていることを特徴とする電気モータのステータ構造。
【請求項４】
請求項３に記載した電気モータのステータ構造において、
前記樹脂には、前記各分割ステータが組み合わされた状態で互いに係合して前記各分割ステータを周方向にて位置決めするための凹凸部がそれぞれ形成されていることを特徴とする電気モータのステータ構造。
【請求項５】
請求項１〜４に記載した電気モータのステータ構造において、
前記円環状部材は、前記円筒状のステータの一方の軸方向端部に組み付けられるものであって、前記コイルを結線するための結線部を有していることを特徴とする電気モータのステータ構造。
【請求項６】
請求項５に記載した電気モータのステータ構造において、
前記円筒状のステータの他方の軸方向端部には、第２の円環状部材が組み付けられていて、この第２の円環状部材は、非磁性かつ導電性を有する材質のものであり、同第２の円環状部材の外方側にて前記円筒状のステータ内に組み付けられるロータの回転角を検出する回転角センサが設けられていることを特徴とする電気モータのステータ構造。
【請求項７】
請求項２に記載した電気モータのステータの製造方法であって、
前記ティース部に巻かれた前記コイルを樹脂にて一体化する樹脂モールド工程と、
この樹脂モールド工程を経て作られた前記各分割ステータを円環状に組み合わせる組合せ工程と、
この組合せ工程を経て前記段部により形成された前記小径部に円環状部材を嵌合する嵌合工程とを備えたことを特徴とする電気モータのステータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気モータのステータ構造に係り、特に、ステータが分割ステータを組み合わせてなる電気モータのステータ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電気モータのステータ構造の一つとして、円筒状のステータが、周方向に分割された複数の分割ステータによって構成されていて、各分割ステータが、周方向に分割されたヨーク部と、このヨーク部から径方向に延在するティース部と、このティース部に巻装されたコイルとを備えてなるものがあり、例えば、下記特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開平８−２６５９９５号公報
【０００３】
ところで、上記特許文献１に記載されている電気モータのステータ構造においては、各ヨーク部の周方向端部に各ヨーク部を周方向にて位置決めするための凹凸部がそれぞれ形成されていて、各凹凸部の係合により分割ステータが円筒状に組み合わされる。そして、分割ステータが円筒状に組み合わされた後、各コイルが樹脂にて一体化されるようになっている。
【０００４】
上記電気モータのステータ構造では、分割ステータを円筒状に組み合わせる工程の後、各コイルを樹脂にて一体化する工程が実行される。このため、円筒状に組み合わされた分割ステータを樹脂成形型内に装填する必要があり、その生産性（ハンドリング性）の向上を図ることが困難であって、またステータの真円度を良好に確保することも困難である。
【０００５】
すなわち、ステータの真円度を確保することを優先して、凹凸部の嵌合精度を高く設定した場合には、ステータを円筒状に組み合わせるに際して生産性が低下するおそれがある。一方、ステータを円筒状に組み合わせる際の生産性の向上を図ることを優先して、凹凸部の嵌合精度を低く設定した場合には、組み合わされた分割ステータを樹脂成形型内に装填するまでの間に、組み合わされたステータがばらばらになるおそれがあり、組み合わされたステータを取り扱うに際して生産性が低下するおそれがある。また、この場合には、樹脂モールドに際してステータの真円度を良好に確保できないおそれもある。
【０００６】
また、上記した従来技術の電気モータのステータ構造では、円筒状のステータがヨーク部の外周部のみにてモータハウジングに組み付けられるようになっている。このため、モータハウジングとの組付長を充分に確保できないおそれもある。
【発明の開示】
【０００７】
したがって、本発明は、上記問題に対処するために、ステータの真円度を良好に確保しながら、前記ステータの生産性の向上を図り、またモータハウジングとの組付長も充分に確保し得る電気モータのステータ構造を提供することをその目的としている。
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明においては、円筒状のステータが、周方向に分割された複数の分割ステータによって構成されていて、各分割ステータが、周方向に分割されたヨーク部と、このヨーク部から径方向に延在するティース部と、このティース部に巻装されたコイルとを備えてなる電気モータのステータ構造において、前記各分割ステータの軸方向端部に段部が形成され、前記段部が組み合わされた状態にて前記ヨーク部の外周によって形成される円筒部の外径より小径の小径部が形成され、前記小径部に円環状部材が嵌合されてなることに特徴がある。
【０００９】
この電気モータのステータ構造においては、分割ステータが組み合わされた状態で、円環状部材が嵌合されて円筒状のステータが構成される。このため、ステータの真円度を保ちながら分割ステータを一体化することが可能となって、ステータの真円度を容易に確保することが可能である。
【００１０】
また、分割ステータを円筒状に組み合わせた後、円環状部材を円筒状のステータの小径部に嵌合するようにしている。このため、円筒状に組み合わされたステータがばらばらになることが回避されて、ステータの生産性の向上を図ることが可能である。
【００１１】
また、本発明の実施に際して、前記円環状部材の外径が、前記ヨーク部の外周によって形成される円筒部の外径と同径に形成されていることも可能である。
【００１２】
この場合には、ヨーク部の外周によって形成される円筒部の軸長に、円環状部材の軸長を加えた全長をモータハウジングとの組付長とすることが可能である。このため、モータハウジングとの保持力を向上させることが可能である。
【００１３】
また、本発明の実施に際して、前記各分割ステータの軸方向端部に設けた段部は、前記コイルを一体化する樹脂によって形成されていることも可能である。この場合において、例えば、前記ティース部に巻かれたコイルを樹脂にて一体化する樹脂モールド工程と、この樹脂モールド工程を経て作られた前記各分割ステータを円筒状に組み合わせる組合せ工程と、この組合せ工程を経て前記段部により形成された前記小径部に円環状部材を嵌合する嵌合工程とを備えて円筒状のステータを製造するようにするとよい。
【００１４】
この場合には、小径部を形成する段部が樹脂によって形成されている。このため、所定形状および所定大きさの小径部を容易に形成することが可能である。
【００１５】
また、本発明の実施に際して、前記樹脂には、前記各分割ステータが組み合わされた状態で互いに係合して前記各分割ステータを周方向にて位置決めするための凹凸部がそれぞれ形成されていることも可能である。
【００１６】
この場合には、樹脂で形成された凹凸部の係合により、各分割ステータが円筒状に組み合わされる。このため、分割ステータを円筒状に組み合わせるための治具が不要となって、凹凸部の係合により分割ステータを周方向にて容易に位置決めすることが可能である。
【００１７】
また、本発明の実施に際して、前記円環状部材は、前記円筒状のステータの一方の軸方向端部に組み付けられるものであって、前記コイルを結線するための結線部を有していることも可能である。この場合には、結線用のバスバーを設けなくても、円環状部材をバスバーとして機能させることが可能である。
【００１８】
また、本発明の実施に際して、前記円筒状のステータの他方の軸方向端部には、第２の円環状部材が組み付けられていて、この第２の円環状部材は、非磁性かつ導電性を有する材質のものであり、同第２の円環状部材の外方側にて前記円筒状のステータ内に組み付けられるロータの回転角を検出する回転角センサが設けられていることも可能である。
【００１９】
この場合には、第２の円環状部材が、非磁性かつ導電性を有する材質のもので形成されている。このため、円筒状のステータで発生する磁気が第２の円環状部材により遮蔽されるので、回転角センサへの磁気干渉を抑制することが可能となって、回転角センサの検出精度の低下を防止することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。図１および図２は、本発明によるステータ構造を採用した各実施形態に共通に用いられる分割ステータ１０を示していて、この分割ステータ１０を円環状（円筒状）に複数（１２個）組み合わせることで、一つの円筒状のステータ２０（三相モータ用ステータ）が構成されるようになっている（図３参照）。
【００２１】
分割ステータ１０は、電磁鋼板を長手方向（ステータの軸方向）に積層してブロック状に形成したものであり、断面扇形状のヨーク部１０ａと、このヨーク部１０ａから径方向内方に向けて一体に延在するティース部１０ｂと、このティース部１０ｂに巻装されたコイル１１とを備えている。
【００２２】
ティース部１０ｂは、分割ステータ１０が組み合わされた状態で、円筒状のステータ２０内に組み付けられるロータＲ（図４参照）の外周面に配置された永久磁石（図示省略）と所定のエアギャップを介して対向配置されるようになっている。コイル１１は、外周に絶縁被膜が施されている銅線であり、樹脂１２によりヨーク部１０ａとティース部１０ｂで形成される凹状のコイル収容部１０ｃ内にて一体的に保持されている。
【００２３】
樹脂１２は、ヨーク部１０ａの内周位置近傍に外周を有するような断面扇形状に形成されており、その周方向端面１２ａとヨーク部１０ａの周方向端面１０ａ１とがほぼ同一面上に位置するように設定されている。また、樹脂１２は、各軸方向端部１２ｂ（長手方向端部）がヨーク部１０ａおよびティース部１０ｂの軸方向端面１０ａ２，１０ｂ１よりそれぞれ所定量だけ軸方向外方に向けて突出するように設定されており、ヨーク部１０ａの各軸方向端面１０ａ２とで段部１２ｂ１がそれぞれ形成されている。
【００２４】
また、樹脂１２における一方の軸方向端部１２ｂの周方向隅部すなわちコイル１１が巻かれていない部位には、各分割ステータ１０が組み合わされた状態で互いに係合して各分割ステータ１０を周方向にて位置決めするための凹部１２ｂ２および凸部１２ｂ３がそれぞれ形成されている。この場合、凹部１２ｂ２と凸部１２ｂ３との係合が容易となるように、両者の嵌合精度が低く設定されている。なお、樹脂１２の一方の軸方向端部１２ｂからは、コイル１１の一端部１１ａおよび他端部１１ｂがそれぞれ延出されている。
【００２５】
ところで、上記した各分割ステータ１０においては、コイル１１がティース部１０ｂにコイル収容部１０ｃ外（ヨーク部１０ａの周方向端面１０ａ１より周方向外方側）に渡って所定量巻かれた後、樹脂モールド工程により樹脂１２にて一体化される。その後、組合せ工程により各分割ステータ１０が円筒状に組み合わされ、嵌合工程により円筒状に組み合わされたステータ２０が一体化されるようになっている。
【００２６】
樹脂モールド工程では、コイル１１が樹脂成形型を兼ねたプレス型Ｐによりコイル収容部１０ｃ内に押し込まれた状態で、コイル収容部１０ｃ内に樹脂１２が注入され、コイル１１が樹脂１２にて一体化される（図２参照）。これにより、分割ステータ１０を組み合わせる際に、各コイル１１の干渉が回避され、分割ステータ１０をヨーク部１０ａの周方向端面１０ａ１にて当接させた状態で組み合わせることができ、ステータ２０の真円度を良好に確保しながら、コイル１１の占積率を向上させることができる。また、この樹脂モールド工程により、段部１２ｂ１および凹凸部１２ｂ２，１２ｂ３がそれぞれ樹脂１２で形成される。
【００２７】
組合せ工程では、上記樹脂モールド工程を経て作られた各分割ステータ１０が、図３に示すように、各凹凸部１２ｂ２，１２ｂ３の係合により、円筒状に組み合わされる。この組み合わせにより、段部１２ｂ１が円周状に連なって、ヨーク部１０ａの外周によって形成される円筒部２０ａの外径より小径の小径部２０ｂがステータ２０の各軸端に形成される。
【００２８】
嵌合工程では、各小径部２０ｂに、図４に示すように、円環状部材２１がそれぞれ圧入嵌合される。円環状部材２１は、充分な強度を有する材質のもの、例えば鉄、アルミ合金などで形成されていて、その外径がヨーク部１０ａの外周によって形成される円筒部２０ａの外径と同径に形成されている。そして、嵌合工程の後、各コイル１１の一端部１１ａおよび他端部１１ｂが、図５に示すようなバスバー２２の所定結線部２２ａにそれぞれ挿通された状態で固着されて、円筒状のステータ２０の組み付けが完了する。
【００２９】
上記のように構成した第１実施形態においては、分割ステータ１０が組み合わされた状態で、円環状部材２１が嵌合されて円筒状のステータ２０が構成される。これにより、ステータ２０の真円度を保ちながら分割ステータ１０を一体化することができて、ステータ２０の真円度が容易に確保される。
【００３０】
また、上記第１実施形態においては、組合せ工程の直後に、嵌合工程が実行されるようになっている。これにより、円筒状に組み合わされたステータ２０がばらばらになることが回避されて、ステータ２０の生産性を向上させることができる。
【００３１】
また、上記第１実施形態においては、円環状部材２１の外径が、ヨーク部１０ａの外周によって形成される円筒部２０ａの外径と同径に形成されている。これにより、ヨーク部１０ａの外周によって形成される円筒部２０ａの軸長に、円環状部材２１の軸長を加えた全長をモータハウジング（図示省略）との組付長とすることができる。その結果、モータハウジングとの保持力を向上させることができる。
【００３２】
また、上記第１実施形態においては、円環状部材２１が、充分な強度を有する部材で形成されている。これにより、磁気力に起因した円筒状のステータ２０の変形が防止されて、上記ステータ２０を組み込んだ電気モータの振動、騒音の発生を抑制することができる。
【００３３】
また、上記第１実施形態においては、小径部２０ｂを形成する段部１２ｂ１が樹脂１２によって形成されている。これにより、所定形状および所定大きさの小径部２０ｂを容易に形成することができる。
【００３４】
また、上記第１実施形態においては、樹脂１２で形成された凹凸部１２ｂ２，１２ｂ３の係合により、各分割ステータ１０が円筒状に組み合わされる。これにより、分割ステータ１０を円筒状に組み合わせるための治具が不要となって、凹凸部１２ｂ２，１２ｂ３の係合により分割ステータ１０を周方向にて容易に位置決めすることができる。
【００３５】
上記第１実施形態においては、円筒状のステータ２０の一方の軸方向端部（各コイル１１の一端部１１ａおよび他端部１１ｂ側）にて嵌合される円環状部材２１とバスバー２２とを別部材で構成した。しかし、円環状部材２１が各コイル１１を結線するための結線部を有するように設定して実施することも可能である。この第２実施形態によれば、バスバー２２を設けなくても、円環状部材２１をバスバーとしても機能させることが可能である。なお、この第２実施形態の他の構成は、上記第１実施形態と同じであるため、他の部材についての説明を省略する。
【００３６】
また、上記第１実施形態においては、円筒状のステータ２０の各軸方向端部にて同様の形状、材質を有する円環状部材２１がそれぞれ嵌合されるように実施した。しかし、円筒状のステータ２０の各軸方向端部にて同様の円環状部材２１を用いる場合に限らず、例えば、円筒状のステータ２０の他方の軸方向端部には、図６に示すように、底面を覆う部位が広く形成された第２の円環状部材としてのキャップ１２１を用いて実施することも可能である。なお、この第３実施形態の他の構成は、上記第１実施形態と同じであるため、他の部材についての説明を省略する。
【００３７】
キャップ１２１としては、非磁性かつ導電性を有する材質のもの、例えば、銅が使用されている。キャップ１２１の外方には、ロータＲ（図４参照）の回転角を検出する回転角センサ（例えば、レゾルバ）が設けられる。
【００３８】
この第３実施形態によれば、円筒状のステータ２０で発生する磁気がキャップ１２１により遮蔽されるので、回転角センサへの磁気干渉が抑制されて、回転角センサの検出精度の低下が防止される。
【００３９】
上記第１実施形態等においては、各分割ステータ１０の軸方向端部１２ｂに設けた段部１２ｂ１が、各コイル１１を一体化する樹脂１２によって形成されるようにしたが、電磁鋼板を長手方向に積層したときのヨーク部自体の形状によって段部が形成されるように実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明によるステータ構造を採用した第１〜第３実施形態に共通に用いられる分割ステータを示す斜視図である。
【図２】図１の２−２断面図である。
【図３】組合せ工程により図１の分割ステータが組み合わされた状態を示す斜視図である。
【図４】嵌合工程により図３のステータが一体化された状態を示す斜視図である。
【図５】図４のステータ内のコイルを結線するためのバスバーを示す平面図である。
【図６】本発明によるステータ構造を採用した第３実施形態に用いられる円環状部材の他方を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０…分割ステータ、１０ａ…ヨーク部、１０ａ１…周方向端面、１０ａ２…軸方向端面、１０ｂ…ティース部、１０ｃ…コイル収容部、１１…コイル、１２…樹脂、１２ａ…周方向端面、１２ｂ…軸方向端部、１２ｂ１…段部、１２ｂ２…凹部、１２ｂ３…凸部、２０…ステータ、２０ａ…円筒部、２０ｂ…小径部、２１…円環状部材、２２…バスバー、２２ａ…結線部、１２１…キャップ（第２の円環状部材）、Ｐ…プレス型、Ｒ…ロータ
【図１】
2007143325.tif 000003
【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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