JP2003018771A - ステータおよびその製造方法、ならびにステータのコア部材の製造装置 - Google Patents
ステータおよびその製造方法、ならびにステータのコア部材の製造装置Info
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Abstract
性の向上を図ることが可能なステータのコア部材の製造
装置を得る。 【解決手段】 長尺の鋼板23を長手方向に順送りし、
鋼板23に環状連結磁性部材の輪郭を部分的に順次形成
する第1および第2の金型24、25と、両金型24、
25とは別に設けられ、環状連結磁性部材の環状の中心
を中心としてヨーク部の連結方向に回転移動し、それぞ
れ所定の突出長さの各磁極部の輪郭を順次形成する回転
移動金型26とを備える。
Description
積層して形成され、各磁極テイース部先端に形成される
磁極間の隙間が積層方向にスキューされた、例えば電動
機等の回転電機のステータおよびその製造方法、ならび
にステータのコア部材の製造装置に関するものである。
おいては、始動時におけるトルクリップルあるいは運転
中におけるコギングを防止するために、ステータまたは
ロータのいずれか一方にスキューを施している。しかし
ながら、ステータの場合には、磁極テイース部にコイル
部材を巻回しなければならないが、スキューが施されて
いることによりその巻回作業が困難となるため、例えば
特開平1−270757号公報では、図10および図1
1に示すように、先端にスキューされた磁極部1aを有
する磁極テイース1の根元に、鳩尾状の断面を有する突
起部1bを形成するとともに、環状のヨーク2の内周面
にこの突起部1bが嵌合可能な窪み部2aを形成し、各
磁極テイース1にそれぞれコイル部材3を巻回した後、
突起部1bを窪み部2aに嵌合させて各磁極テイース1
をヨーク2と一体化させてステータを構成することによ
り、コイル部材3の巻回作業の容易化を図ることが開示
されている。
のように構成され、磁極テイース1をヨーク2と分離可
能にし、各磁極テイース1にそれぞれコイル部材3を巻
回した後、一体化させることによりコイル部材3の巻回
作業の容易化を図るようにしているが、各磁極テイース
1にそれぞれコイル部材3を巻回させる作業、コイル部
材3が巻回された各磁極テイース1の突起部1bを、ヨ
ーク2の窪み部2aに一個ずつ嵌合して一体化させる作
業、各磁極テイース1のコイル部材3間の接続作業等が
必要となるので組立に手間がかかり、生産性が低下する
という問題点があった。
ためになされたもので、組立作業を容易化して生産性の
向上を図ることが可能なステータおよびその製造方法、
ならびにステータのコア部材の製造装置を提供すること
を目的とするものである。
るステータは、縁部同士が回転自在な連結手段を介して
環状に連結される複数のヨーク部と、各ヨーク部の連結
方向の中央部からそれぞれ突出し、先端の両側に積層方
向に順次互いに突出長さが同じ長さだけ増減するように
磁極部が突出して形成される磁極テイース部とでなる複
数の環状連結磁性部材を、順次積層することにより相隣
なる磁極部間の隙間が積層方向にスキューされるように
形成されるコア部材、およびコア部材の各磁極テイース
部に巻回される複数のコイル部材を備えたものである。
は、請求項1において、積層方向端部のスキューの角度
と、中央部のスキューの角度を異なって形成したもので
ある。
は、請求項1において、スキューをジグザグ状に形成す
るものである。
は、請求項1ないし3のいずれかにおいて、連結手段
を、一端側縁部の表裏面の所定の位置に形成され、ヨー
ク部の積層方向に相隣なる同士が嵌合可能な凹部および
凸部で構成したものである。
製造方法は、ヨーク部の連結方向に移動する金型によ
り、それぞれ所定の突出長さの磁極部を有する環状連結
磁性部材を形成して順次積層してなる請求項1記載のコ
ア部材を形成する工程と、コア部材の各連結手段を各磁
極テイース部が外側となるように逆反り状態に屈曲させ
て、各磁極テイース部にコイル部材を巻回する工程と、
連結手段を屈曲させてコア部材を元の環状に戻す工程と
を包含したものである。
コア部材の製造装置は、長尺の鋼板を長手方向に順送り
し、鋼板に請求項1記載の環状連結磁性部材の輪郭を部
分的に順次形成する複数の金型と、各金型とは別に設け
られ、環状連結磁性部材の環状の中心を中心としてヨー
ク部の連結方向に回転移動し、それぞれ所定の突出長さ
の各磁極部の輪郭を順次形成する回転移動金型とを備え
たものである。
コア部材の製造装置は、請求項6において、回転移動金
型の回転移動の駆動源としてリニアモータを用いるよう
にしたものである。
コア部材の製造装置は、請求項6において、回転移動金
型の回転移動の位置決めに圧電素子を用いるようにした
ものである。
に基づいて説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1における
ステータの構成を示す平面図、図2は図1におけるコア
部材の構成を示し、(A)は平面図、(B)は一部の正
面図、(C)は要部の断面図、図3は図2におけるコア
部材の構成を示す斜視図、図4は図2におけるコア部材
にコイル部材を巻回する状態を示す平面図である。
のヨーク部で、それぞれ一端側裏表面に連結手段として
の凹部11aおよび凸部11cが形成されるとともに、
その端面11cはこれら凹、凸部11a、11bの中心
を中心とした円弧状に形成され、他端側には相隣なるヨ
ーク部11の端面11cと嵌合可能な端面11dが形成
されている。12は各ヨーク部11の連結方向の中央部
からそれぞれ突出し、先端の両側に後述する積層方向に
順次互いに突出長さが同じ長さだけ増減するように、磁
極部12a、12bが突出して形成される複数の磁極テ
イース部で、各ヨーク部11と共に第1の環状連結磁性
部材13を構成している。
性部材13とは、連結方向に互い違いに配列された第2
の環状連結磁性部材で、第1の環状連結磁性部材13と
交互に各磁極部12a、12bの突出長さが例えば磁極
部12aの側では増えるように、磁極部12b側では減
るように順次積層され、積層方向に相隣なるヨーク部1
1同士の凹部11aおよび凸部11bが嵌合されること
により回転自在に連結され、コア部材15が構成され
る。16はコア部材15の各磁極テイース部12にそれ
ぞれ巻回される複数のコイル部材で、図4に示すように
凹、凸部11a、11bを回転させ、各磁極テイース部
12が外側となるような状態で、巻線機17により巻回
されている。18は各コイル部材16が巻回されたコア
部材15を、上記とは逆に各磁極テイース部12が内側
となるように凹、凸部11a、11bを回転させて環状
に形成されるステータである。
転可能な凹、凸部11a、11bを介して連結される複
数のヨーク部11と、先端両側に互いに突出長さが同じ
長さlだけ増減するように突出された磁極部12a、1
2bを有する磁極テイース部12とでなり、連結方向に
互い違いに配列された第1および第2の環状連結磁性部
材13、14を、順次積層して相隣なる磁極部12a、
12b間の隙間gが、積層方向にスキューされるように
形成してコア部材15を構成し、各凹、凸部11a、1
1bを回転させることにより、コア部材15を各磁極テ
イース部12が外側となるような状態にしてコイル部材
16を巻回した後、上記とは逆に各磁極テイース部12
が内側となるように回転させて環状とすることにより、
ステータ18を得るようにしているので、コイル部材1
6の巻回作業の容易化を図るとともに、組立の手間を省
いて生産性の向上を図ることができる。
a、12b間の隙間gが、積層方向に直線状にスキュー
された場合について説明したが、これに限定されるもの
ではなく、積層方向端部のスキューの角度と中央部のス
キューの角度を異なる角度に形成しても良い。すなわ
ち、寸法的な制約で所定のスキューの角度が得られない
場合でも、コア部材15の積層方向端部では、漏れ磁束
の影響で磁束密度が中央より小さくなるため、図5
(A)に示すように中央部のスキューの角度を、端部の
スキューの角度より大きくすることで、十分にスキュー
効果を得ることが可能になる。
発生する漏れ磁束の影響で、磁極部12a、12bの先
端側の磁気飽和が顕著となる場合には、この磁気飽和に
よる高調波を抑制するために、図5(B)に示すように
中央部でのスキューの角度を小さくとり、端部のスキュ
ーの角度を大きくとることで、磁気飽和を緩和すること
ができ、十分なスキュー効果を得ることが可能になる。
うに、スキューをジグザグ状に形成することにより、軸
方向に発生するスラスト力を低減することができ、この
スラスト力による振動、騒音を低減することが可能にな
り、さらに又、図5(E)に示すように磁極テイース部
12を、磁極部12a、12bのスキューの角度に対し
て異なるスキューの角度で形成するようにすれば、磁極
テイース部12のスキューにより磁極部12a、12b
のスキューの角度を更に大きくすることができ、また、
磁極部12a、12bと同じ角度でスキューさせる場合
よりも、マグネットワイヤの所要量を低減させることが
可能になる。
態2におけるステータのコア部材の環状連結磁性部材を
プレス打ち抜きにより形成する工程を示す平面図、図7
は図6における環状連結磁性部材を積層して形成される
コア部材の製造装置の構成を示し、(A)は正面図、
(B)は平面図、図8は図7に示す回転移動金型の構成
を示す側面図、図9は図8における回転移動金型の要部
の構成を示す平面図である。図において、上記実施の形
態1におけると同様な部分は同一符号を付して説明を省
略する。
配置される上台板および下台板、23はこれら両台板2
1、22間を図中矢印方向に搬送される鋼板、24はこ
の鋼板23の搬送方向上流側に配置され、上台板21に
設置される上型24aおよび下台板22に設置される下
型24bでなる第1の金型、25は鋼板23の搬送方向
下流側に第1の金型24と所定の間隔を介して配置さ
れ、上台板21に設置される上型25aおよび下台板2
2に設置される下型25bでなる第2の金型である。
切るように配設される回転移動金型で、下台板22上の
鋼板23の幅方向中央部と対応する位置に配設されるス
ラスト軸受27と、下台板22上の鋼板23を横切る方
向の両外側に、スラスト軸受27の中心を中心とした円
弧状にそれぞれ配設される一対の円弧状ガイド28と、
スラスト軸受27により下台板22上に支承され、両円
弧状ガイド28に案内されてスラスト軸受27を中心に
回転移動する回転移動台29と、この回転移動台29と
下台板22の間に配置され、下台板22側に固定子30
aが、回転移動台29側に可動子30bがそれぞれ対向
して固着されたリニアモータ30と、回転移動台29上
に配置され、下型31aおよびクランクシャフト32を
介してサーボモータ33に駆動される上型31bでなる
金型31とで構成されている。
製造装置の動作について図に基づき説明する。まず、図
示しない駆動源により上台板21が下降すると、第1の
金型24により図6に矢印Aで示す位置において鋼板2
3上にパイロット穴の形成34が、又、矢印Bで示す位
置においてロータ(図示せず)を形成するための打ち抜
き35が、又、矢印Cで示す位置においてヨーク部およ
び磁極テイース部の各輪郭を形成するための打ち抜き3
6、37が、又、矢印DおよびEで示す位置において、
それぞれ第1および第2の環状連結磁性部材の各ヨーク
部の端面の輪郭を形成するための切り曲げ38、39
が、又、矢印FおよびGで示す位置において、それぞれ
第1および第2の環状連結磁性部材の凹、凸部の形成4
0、42および抜きかしめ41、43がそれぞれ行わ
れ、第2の金型25により矢印Iで示す位置において、
両環状連結磁性部材の輪郭を形成するための打ち抜き4
4が行われる。
て、回転移動金型26のサーボモータ33が駆動されク
ランクシャフト32を介して上型31bが下降すること
によって、図6に矢印Hで示す位置において、両環状連
結磁性部材の磁極部の所定の突出長さの輪郭を形成する
ための切り抜き45が行われる。そして、回転移動台2
9は磁極部の突出長さの増減に応じて、リニアモータ3
0の駆動によりスラスト軸受27を中心として、円弧状
ガイド28に案内され順次図9に矢印で示す方向に回転
移動することにより、それぞれお互いに突出長さが同じ
長さだけ増減された磁極部を有する第1および第2の環
状連結磁性部材が順次交互に形成され、これら両環状連
結磁性部材は積層された抜きかしめ41、43により固
着一体化され、上記実施の形態1において図2に示すよ
うに、相隣なる磁極部間の隙間gが積層方向にスキュー
されたコア部材が完成する。
イロット穴の形成34、打ち抜き35、36、37、切
り曲げ38、39、凹、凸部の形成40、42、抜きか
しめ4、43を行う第1の金型24、および打ち抜き4
4を行う第2の金型25とは別に、両環状連結磁性部材
の環状の中心を中心として、ヨーク部の連結方向にリニ
アモータ30の駆動により回転移動する回転移動金型2
1を独立して設け、この移動により互いに突出長さが同
じ長さだけ増減された磁極部を有する両環状連結磁性部
材を交互に順次形成しているので、高速移動および正確
な位置決めが可能となり生産性の向上を図ることができ
ることは勿論のこと、上型31b、下型31aの位置精
度が確保され、円弧状ガイド28にかかる力もあまり大
きくならないため、リニアモータ30の所要推力の低減
および位置決め精度の向上が可能になる。
転移動の駆動源として、リニアモータ30を適用した場
合について説明したが、これに限定されるものではな
く、他の駆動源により回転移動させるようにしても良
い。そしてこの場合、停止位置近傍の僅かな動きを圧電
素子で行うようにすれば、高い応答性と正確な位置決め
を可能にすることができる。
れば、縁部同士が回転自在な連結手段を介して環状に連
結される複数のヨーク部と、各ヨーク部の連結方向の中
央部からそれぞれ突出し、先端の両側に積層方向に順次
互いに突出長さが同じ長さだけ増減するように磁極部が
突出して形成される磁極テイース部とでなる複数の環状
連結磁性部材を、順次積層することにより相隣なる磁極
部間の隙間が積層方向にスキューされるように形成され
るコア部材、およびコア部材の各磁極テイース部に巻回
される複数のコイル部材を備えたので、コイル部材の巻
回作業の容易化を図るとともに、組立の手間を省いて生
産性の向上を図ることが可能なステータを提供すること
ができる。
1において、積層方向端部のスキューの角度と、中央部
のスキューの角度を異なって形成したので、十分なスキ
ュー効果を得ることが可能なステータを提供することが
できる。
1において、スキューをジグザグ状に形成したので、軸
方向に発生するスラスト力を低減して振動、騒音を抑制
することが可能なステータを提供することができる。
1ないし3のいずれかにおいて、連結手段を、一端側縁
部の表裏面の所定の位置に形成され、ヨーク部の積層方
向に相隣なる同士が嵌合可能な凹部および凸部で構成し
たので、複数回の屈曲に耐えることが可能なステータを
提供することができる。
部の連結方向に移動する金型により、それぞれ所定の突
出長さの磁極部を有する環状連結磁性部材を形成して順
次積層してなる請求項1記載のコア部材を形成する工程
と、コア部材の各連結手段を各磁極テイース部が外側と
なるように逆反り状態に屈曲させて、各磁極テイース部
にコイル部材を巻回する工程と、連結手段を屈曲させて
コア部材を元の環状に戻す工程とを包含したので、コイ
ル部材の巻回作業の容易化を図るとともに、組立の手間
を省いて生産性の向上を図ることが可能なステータの製
造方法を提供することができる。
鋼板を長手方向に順送りし、鋼板に請求項1記載の環状
連結磁性部材の輪郭を部分的に順次形成する複数の金型
と、各金型とは別に設けられ、環状連結磁性部材の環状
の中心を中心としてヨーク部の連結方向に回転移動し、
それぞれ所定の突出長さの各磁極部の輪郭を順次形成す
る回転移動金型とを備えたので、高速移動および正確な
位置決めができ、生産性の向上を図ることが可能なステ
ータのコア部材の製造装置を提供することができる。
6において、回転移動金型の回転移動の駆動源としてリ
ニアモータを用いたので、高速移動および正確な位置決
めが可能なステータのコア部材の製造装置を提供するこ
とができる。
6において、回転移動金型の回転移動の位置決めに圧電
素子を用いたので、高い応答性と正確な位置決めを得る
ことが可能なステータのコア部材の製造装置を提供する
ことができる。
構成を示す平面図である。
は正面図、(B)は一部の正面図、(C)は要部の断面
図である。
ある。
る状態を示す平面図である。
コア部材の図2とは異なる構成を示す正面図である。
コア部材の環状連結磁性部材をプレス打ち抜きにより形
成する工程を示す平面図である。
成されるコア部材の製造装置の構成を示し、(A)は正
面図、(B)は平面図である。
である。
す平面図である。
る。
斜視図である。
c,11d 端面、12 磁極テイース部、12a,1
2b 磁極部、13 第1の環状連結磁性部材、14
第2の環状連結磁性部材、15 コア部材、16 コイ
ル部材、18 ステータ、23 鋼板、24 第1の金
型、25 第2の金型、26 回転移動金型、28 円
弧状ガイド、30 リニアモータ、33 サーボモー
タ。
Claims (8)
- 【請求項1】 縁部同士が回転自在な連結手段を介して
環状に連結される複数のヨーク部と、上記各ヨーク部の
連結方向の中央部からそれぞれ突出し、先端の両側に積
層方向に順次互いに突出長さが同じ長さだけ増減するよ
うに磁極部が突出して形成される磁極テイース部とでな
る複数の環状連結磁性部材を、順次積層することにより
相隣なる上記磁極部間の隙間が積層方向にスキューされ
るように形成されるコア部材、および上記コア部材の各
磁極テイース部に巻回される複数のコイル部材を備えた
ことを特徴とするステータ。 - 【請求項2】 積層方向端部のスキューの角度と、中央
部のスキューの角度が異なって形成されていることを特
徴とする請求項1記載のステータ。 - 【請求項3】 スキューはジグザグ状に形成されている
ことを特徴とする請求項1記載のステータ。 - 【請求項4】 連結手段は、一端側縁部の表裏面の所定
の位置に形成され、上記ヨーク部の積層方向に相隣なる
同士が嵌合可能な凹部および凸部で構成されていること
を特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のステ
ータ。 - 【請求項5】 ヨーク部の連結方向に移動する金型によ
り、それぞれ所定の突出長さの磁極部を有する環状連結
磁性部材を形成して順次積層してなる請求項1記載のコ
ア部材を形成する工程と、上記コア部材の各連結手段を
各磁極テイース部が外側となるように逆反り状態に屈曲
させて、上記各磁極テイース部にコイル部材を巻回する
工程と、上記連結手段を屈曲させて上記コア部材を元の
環状に戻す工程とを包含したことを特徴とするステータ
の製造方法。 - 【請求項6】 長尺の鋼板を長手方向に順送りし、上記
鋼板に請求項1記載の環状連結磁性部材の輪郭を部分的
に順次形成する複数の金型と、上記各金型とは別に設け
られ、上記環状連結磁性部材の環状の中心を中心として
ヨーク部の連結方向に回転移動し、それぞれ所定の突出
長さの各磁極部の輪郭を順次形成する回転移動金型とを
備えたことを特徴とするステータのコア部材の製造装
置。 - 【請求項7】 回転移動金型の回転移動の駆動源として
リニアモータを用いることを特徴とする請求項6記載の
ステータのコア部材の製造装置。 - 【請求項8】 回転移動金型の回転移動の位置決めに圧
電素子を用いたことを特徴とする請求項6記載のステー
タのコア部材の製造装置。
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