(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の扇形状の分割ステータコアの側面同士を当接してリング状に配置し、これらの分割ステータコアを円環部材の内周面に圧入することにより前記分割ステータコアを位置決め固定して形成されるモータのステータコア組立体であって、
前記円環部材は、前記分割ステータコアの数と等しい数またはその整数倍の数の凸部が前記分割ステータコアの外周に沿って成形されて前記分割ステータコアを支える波状形状を有していることを特徴とするモータのステータコア組立体。
【請求項２】
請求項１に記載のモータのステータコア組立体であって、
前記円環部材は、鋼板を絞り加工することにより成形されることを特徴とするモータのステータコア組立体。
【請求項３】
円環状のヨーク部から内周に向かって伸長する複数のステータ歯部を含み、各ステータ歯部先端には隣接するステータ歯部に向かって突出した耳部を有する電磁鋼板を積層して形成されるステータコアと、
前記各ステータ歯部間のスロットに装着されるカセットコイルと、
から構成されるステータ組立体の組み付け方法であって、
前記電磁鋼板の積層かしめと同時に、前記耳部を折り曲げて、隣り合う耳部間の間隙を拡大する間隙拡大ステップと、
前記拡大された間隙を通して、予めリング状に巻回されたカセットコイルをステータ歯部に装着するコイル装着ステップと、
前記折り曲げた耳部を折り曲げ前の形状に戻す形状修復ステップと、
を含むことを特徴とするモータのステータ組立体の組み付け方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータのステータコア組立体、及びステータ組立体の組み付け方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、産業のあらゆる分野においてモータが用いられている。輸送機器であれば、電気自動車やハイブリッド式自動車などの駆動用モータが一例として挙げられる。
【０００３】
このようなモータは、主に、コイルに電流を流すことにより回転磁界を発生するステータ組立体と、この回転磁界により力を受けて回転するロータから構成されている。図３には、ステータ組立体の一部であるステータコア組立体１０の構成が示されている。ステータコア組立体１０は、電磁鋼板を積層して構成された扇形状の分割ステータコア１２をその側面同士を当接することによりリング状に配置したものを、円環部材１８の内周面に圧入することにより形成される。この構成において、分割ステータコア１２は円環部材１８により位置決め固定されることとなる。各分割ステータコア１２は、ヨーク部１４から内周に向かってロータと対向する位置まで伸長する２つのステータ歯部１６を有する平面形状に打抜き加工された電磁鋼板を複数積層して構成されたものである。尚、ステータ歯部１６間のスロットに予めリング状に巻回されたカセットコイルが装着される。
【０００４】
また、ステータコア組立体１０の内側には、モータが永久磁石型モータであれば内部に永久磁石を配置したロータが配置され、またリラクタンス型モータであればロータ形状やスリットなどにより方向によって磁気抵抗が異なるロータが配置されることとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のモータのステータコア組立体１０においては、モータ駆動時にコイルに電流を流すことにより発生する磁束は、分割ステータコア１２から円環部材１８を伝わって外部に漏れてしまうので、モータの効率が低下してしまうという問題があった。
【０００６】
また、円環部材１８を圧延鋼板のような方向によって強度特性が異なる方向性鋼板を絞り加工して成形する場合には、円筒形状の型を用いて絞り加工しても、成形された円環部材１８は楕円形状に変形してしまい、型通りの形状とならない。その結果、分割ステータコア１２の位置決めが精度良くできず、分割ステータコア１２毎にステータ歯部１６先端とロータ間のエアギャップに大きなばらつきが生じてしまうので、モータ駆動時にロータが分割ステータコアから受ける力にばらつきがあったり、また、ばらつきを考慮してエアギャップを大きめに設計しなければならないという問題があった。
【０００７】
また、ステータ歯部１６間に漏れ磁束が流れるのを防止するために、分割ステータコア１２を、図４に示すようなステータ歯部１６の先端に隣接するステータ歯部１６方向に突出する耳部２０を備える構造とした場合には、その耳部２０があるために、カセットコイルをステータ歯部１６間のスロットに入れることができないという問題があった。
【０００８】
本発明は、分割ステータコアから環状部材への漏れ磁束が少ないステータコア組立体、及び好適なステータ組立体の組み付け方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の扇形状の分割ステータコアの側面同士を当接してリング状に配置し、これらの分割ステータコアを円環部材の内周面に圧入することにより前記分割ステータコアを位置決め固定して形成されるモータのステータコア組立体であって、前記円環部材は、前記分割ステータコアの数と等しい数またはその整数倍の数の凸部が前記分割ステータコアの外周に沿って成形されて前記分割ステータコアを支える波状形状を有しているものである。
【００１０】
また、前記円環部材は、鋼板あるいは非鉄金属を絞り加工することにより成形されるものである。
【００１１】
また、本発明は、円環状のヨーク部から内周に向かって伸長する複数のステータ歯部を含み、各ステータ歯部先端には隣接するステータ歯部に向かって突出した耳部を有する電磁鋼板を積層して形成されるステータコアと、前記各ステータ歯部間のスロットに装着されるカセットコイルと、から構成されるステータ組立体の組み付け方法であって、前記電磁鋼板の積層かしめと同時に、前記耳部を折り曲げて、隣り合う耳部間の間隙を拡大する間隙拡大ステップと、前記拡大された間隙を通して、予めリング状に巻回されたカセットコイルをステータ歯部に装着するコイル装着ステップと、前記折り曲げた耳部を折り曲げ前の形状に戻す形状修復ステップと、を含むものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明のモータのステータコア組立体、およびステータ組立体の組み付け方法について、以下に図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係るステータコア組立体３０を、分割ステータコア１２の圧入方向から見た図である。ステータコア組立体３０の中央の円状の空白部は、ロータが配置されるスペースである。
【００１４】
本実施形態のステータコア組立体３０は、複数の分割ステータコア１２と、円環部材３２とから構成されている。従来技術と同様に、複数の扇形状の分割ステータコア１２をその側面同士を当接してリング状に配置し、その状態で円環部材３２の内周面に圧入することにより、分割ステータコア１２が位置決め固定されている。
【００１５】
分割ステータコア１２は複数の電磁鋼板を積層して構成される。各鋼板は、磁路となるヨーク部１４から内周方向に向かってステータ歯部１６が伸長し、さらにそのステータ歯部１６の先端には隣合うステータ歯部に向かって耳部２０が突出した形状となり、所望の極歯幅を得ている。各鋼板は、形状を合わせて積層し、積層方向に加圧することにより積層かしめが行われ、互いに固定される。
【００１６】
円環部材３２はその側面が円周に沿って波状に成形されている。このような波状の円環部材３２は、圧延鋼板を絞り加工したり、または、押出し加工することにより得ることができる。この波状の円環部材３２においては、円環部材３２内部の凸部に分割ステータコア１２が圧入され、凸部のみが分割ステータコア１２を支えている。凸部で支えられる状況は、図１（ｂ）に示すＡ−Ａ断面のようになっている。また、分割ステータコア１２一つに対して円環部材３２の凸部は２つある。凸部の個数は、分割ステータコア１２の数と等しいか、または整数倍となっていればよい。
【００１７】
上記説明した本実施形態のステータコア組立体３０において特徴的なことは、円環部材３２が波状に成形されていることである。波状に成形されることにより、分割ステータコア１２と円環部材３２は凸部以外の部分では空隙ができるため、その部分では磁気抵抗が大きく、分割ステータコア１２から円環部材３２への磁束の漏れを防ぐことができる効果がある。
【００１８】
また、このような波状の円環部材３２を鋼板を絞り加工することにより成形する場合には、波状に塑性加工されるときに鋼板には大きな歪みが与えられるので、その結果、鋼材が加工硬化されて鋼材自体の強度が上がり、形状凍結性が向上する。そのため、波形状に成形された円環部材は変形しづらく、楕円状に歪んでしまうのを防止できる効果がある。
【００１９】
次に、上述のステータコア組立体３０のステータ歯部１６間のスロット位置に、予めリング状に巻回して構成されたカセットコイルを装着するステータ組立体の組み付け方法について、図２を参照して説明する。
【００２０】
まず、図２（ａ）に示すように、既に説明したヨーク部、ステータ歯部１６及び耳部２０から成る形状に打抜いた電磁鋼板２２を複数枚、例えば５枚程重ねて、絞り加工用の穴が設けられたダイ５４の上に置く。このとき、ステータ歯部１６が穴上に位置し、また、耳部２０がダイ上に位置するように置く。ダイ５４の上には、ガイド５２に沿って上下動する成形ポンチ５０が配置されており、電磁鋼板２２の穴上部分を、成形ポンチ５０で上から荷重をかけて押すことにより、電磁鋼板２２の耳部２０を折り曲げ、隣り合う耳部２０間の間隙を拡大する。尚、この絞り加工工程は、電磁鋼板の積層かしめ工程と同時に行うことができる。
【００２１】
次に図２（ｂ）に示すように、耳部２０を折り曲げることにより拡大された耳部２０間の間隙を通して、カセットコイル３４をステータ歯部１６間のスロットに装着する。このように本実施形態では、耳部２０を折り曲げることにより耳部２０間の間隙が拡大され、カセットコイルの装着が可能となっている。尚、図示されるカセットコイル３４は、巻線を巻回後に樹脂モールドしたものである。
【００２２】
そして、図２（ｃ）に示すように、折り曲げた耳部２０を平押し加工して、折り曲げ前の平らな形状に修復する。
【００２３】
以上に説明した手順を繰り返し、電磁鋼板の厚みを徐々に増していくことにより、ステータ組立体が構成される。２回目以降の平押し加工では、既に平面状に修復された電磁鋼板の上に折り曲げられた電磁鋼板を載せて、平押しされることとなる。
【００２４】
本実施形態においては、上述したように耳部２０を折り曲げることにより、耳部２０間の間隙が拡大されるので、ステータ歯部１６の先端に耳部２０がある場合であっても、カセットコイル３４を装着することができる効果がある。
【００２５】
尚、従来技術の耳部が先端にあるステータ歯部間のスロットにコイル３４を装着する手段としては、ステータコアのヨークとステータ歯部を別部品として製作し、ステータ歯部のヨークと接続する一端からカセットコイルを取り付け、ステータ歯部をヨークに接合する方法があるが、この方法ではステータ歯部とヨーク間に多少間隙ができてしまい、磁束の導通が悪化してしまう。また、モータ駆動時にはステータ歯部とロータ間に引き付け合う力が発生するが、この力によりステータ歯部とヨーク部との接合が離れてしまう。したがって、本実施形態のステータ組立体の組み付け方法は、このような従来技術と比較しても効果があり有効なものである。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１に係るステータコア組立体では、円環部材が円周に沿って波状に成形されているので、分割ステータコアと円環部材の間に空隙ができ、磁気抵抗が大きくなるため、分割ステータコアから円環部材に流れる漏れ磁束を減らすことができる効果がある。
【００２７】
請求項２に係るステータコア組立体では、鋼板を波状に絞り加工して円環部材を成形するので、鋼板には大きな歪みが与えられて円環部材の形状凍結性が高くなり、したがって円環部材が楕円形状に歪むのを防止することができる効果がある。
【００２８】
請求項３に係るステータ組立体の組み付け方法では、ステータ歯部先端に耳部がある場合であっても、耳部を折り曲げることで耳部間の間隙を拡大するので、カセットコイルをスロットに装着することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態に係るステータコア組立体の構成を示す構成図である。
【図２】  本発明の実施形態に係るステータ組立体の組み付け手順を示す説明図である。
【図３】  従来技術のステータ組立体を説明するための説明図である。
【図４】  ステータ歯部先端に耳部を備えた分割ステータコアを示す説明図である。
【符号の説明】
１２  分割ステータコア、１４  ヨーク部、１６  ステータ歯部、２０  耳部、３０  ステータコア組立体、３２  円環部材。
【図１】
0004062938.tif 000002
【図２】
0004062938.tif 000003
【図３】
0004062938.tif 000004
【図４】
0004062938.tif 000005