JP2015027175A - Rotating electrical machine and method of manufacturing rotating electrical machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インナーロータ型、アウターロータ型による各種電動機、発電機(以下、電動機及び発電機を総称して回転電機と呼ぶ)に関するものである。 The present invention relates to various types of electric motors and generators using an inner rotor type and an outer rotor type (hereinafter, the electric motor and the generator are collectively referred to as a rotating electric machine).
従来、インナーロータ型のブラシレス直流電動機は、略円筒形状によるステータの内側に、円柱形状によるロータをステータに対して同心状に配置して形成される。またステータは、内周側に突出する複数のティースの基部を円筒形状によるコアバックにより連結した形状によりステータコアが作製され、各ティースにコイルを巻装して作製される。 2. Description of the Related Art Conventionally, an inner rotor type brushless DC motor is formed by placing a cylindrical rotor concentrically with respect to a stator inside a substantially cylindrical stator. The stator is manufactured by forming a stator core with a shape in which base portions of a plurality of teeth protruding on the inner peripheral side are connected by a core back having a cylindrical shape, and winding a coil around each tooth.
すなわち図11は、従来のインナーロータ型のブラシレス直流電動機におけるロータとステータとを示す平面図である。電動機1において、ロータ2は、例えば異なる磁極が周方向に配列されるよう着磁された円環状の磁石3を配置して構成され、中心に回転軸が設けられる。ステータコア4は、このロータ2を囲むように配置され、内側に突出する複数のティース5にそれぞれコイル6を巻装してステータ7が構成される。なおこの図11は、3相12スロットの例であり、ロータ2が8極の例である。
That is, FIG. 11 is a plan view showing a rotor and a stator in a conventional inner rotor type brushless DC motor. In the electric motor 1, the
このような電動機に関して特許文献1には、いわゆる分割コアにコイルを巻き線した後、一体化してステータを作製する方法が提案されている。また特許文献2、3には、複数の固定子体によりロータを駆動する構成が開示されている。
With respect to such an electric motor, Patent Document 1 proposes a method in which a coil is wound around a so-called divided core and then integrated into a stator.
ところで回転電機では、使用材料を低減することが望まれる。 By the way, in a rotating electrical machine, it is desired to reduce the material used.
本発明は以上の点を考慮してなされたものであり、回転電機に関して、従来に比して使用材料を低減することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above points, and an object of the present invention is to reduce the materials used in a rotating electrical machine as compared with the conventional one.
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ね、隣接するティース間でコアバックが設けられていない部位をギャップ部位として、このギャップ部位を複数個所に設けるとの着想に至り、本発明を完成するに至った。またさらにこのようにして作成される小コアにそれぞれ絶縁部材を設けるようにして、各小コアのケースへの固定によりステータをケースに組み込むとの着想に至り、本発明を完成するに至った。 The present inventor has intensively studied to solve the above-mentioned problems, and has led to the idea of providing a plurality of gap portions as a gap portion where a core back is not provided between adjacent teeth. The invention has been completed. Further, the present invention has been completed with the idea that each of the small cores thus produced is provided with an insulating member and the stator is incorporated into the case by fixing each small core to the case.
(1) ケースにロータ及びステータを収納して形成され、放射状に配置された複数のティースにそれぞれコイルを巻装して前記ステータが形成されてなる回転電機において、
前記ステータは、
所定数の前記ティースと前記所定数のティースの基部を連結するコアバックとをそれぞれ備えた複数の小コアを、円周方向に、一定の角度間隔で配置すると共に、隣接する小コアの間にそれぞれギャップ部位を設けることにより構成され、
前記複数の小コアには、
それぞれ各ティースに係るコイルボビン部とこれらコイルボビン部を連結した接続部とにより構成した絶縁部材が設けられ、各ティースに前記コイルボビン部を介して前記コイルが巻装され、
前記複数の小コアは、それぞれのコアバックが固定手段により前記ケースに固定されて、前記ケースにより一体化されて前記ケースに収納された。
(1) In a rotating electrical machine in which a rotor and a stator are housed in a case and the stator is formed by winding coils around a plurality of radially arranged teeth.
The stator is
A plurality of small cores each having a predetermined number of teeth and a core back connecting the bases of the predetermined number of teeth are arranged in the circumferential direction at regular angular intervals, and between adjacent small cores. Each is configured by providing a gap site,
The plurality of small cores include
Insulating members each including a coil bobbin portion relating to each tooth and a connecting portion connecting these coil bobbin portions are provided, and the coil is wound on each tooth via the coil bobbin portion,
Each of the plurality of small cores has its core back fixed to the case by a fixing means, integrated by the case, and stored in the case.
(1)によれば、ギャップ部位を設けた分、コアに係る材料を低減することができる。また各小コアに絶縁部材、コイルを設けた後、ケースに固定して一体化することにより、複数の小コアの取り付け誤差をケースにより充分に小さくすることができる。 According to (1), the material related to the core can be reduced by the amount of the gap portion. Moreover, after providing an insulating member and a coil in each small core, and fixing to a case and integrating, the attachment error of a some small core can be made small enough by a case.
(2) (1)において、
前記絶縁部材が、絶縁性樹脂を射出成型して形成された一対のインシュレータからなり、
前記一対のインシュレータは、軸方向両側から前記小コアを挟持して前記小コアに設けられる。
(2) In (1),
The insulating member comprises a pair of insulators formed by injection molding an insulating resin,
The pair of insulators are provided on the small core by sandwiching the small core from both axial sides.
(2)によれば、より具体的な絶縁部材の構成により回転電機を構成することができる。 According to (2), the rotating electrical machine can be configured with a more specific configuration of the insulating member.
(3) (1)において、
前記絶縁部材が、モールド樹脂であり、
前記複数の小コアは、
前記モールド樹脂を使用したインサートモールドにより前記絶縁部材が設けられる。
(3) In (1),
The insulating member is a mold resin;
The plurality of small cores are:
The insulating member is provided by an insert mold using the mold resin.
(3)によれば、より具体的な絶縁部材の構成により回転電機を構成することができる。 According to (3), the rotating electrical machine can be configured with a more specific configuration of the insulating member.
(4) (1)、(2)、又は(3)において、
前記固定手段が、
前記小コアのコアバックに設けられた貫通孔を通って前記ケースに固定されるピン又はねじ等ある。
(4) In (1), (2), or (3),
The fixing means is
There are a pin or a screw fixed to the case through a through hole provided in the core back of the small core.
(4)によれば、より具体的な固定手段の構成により回転電機を構成することができる。 According to (4), the rotating electrical machine can be configured with a more specific configuration of the fixing means.
(5) (1)、(2)、又は(3)において、 (5) In (1), (2), or (3),
前記小コアは、前記ケースへの圧入によりコアバックが前記ケースに固定される。 A core back of the small core is fixed to the case by press-fitting into the case.
(5)によれば、より具体的な固定手段の構成により回転電機を構成することができる。 According to (5), the rotating electrical machine can be configured with a more specific configuration of the fixing means.
(6) 電磁鋼板の積層により、放射状に配置された所定数のティースの基部をコアバックで接続した形状による小コアを作成する小コア作成工程と、
前記小コアに絶縁部材を配置して各ティースにコイルを巻装する巻き線工程と、
前記コイルを巻装した複数の小コア、及びロータをケースに組み込む組込工程とを備え、
前記組込工程は、
前記小コアのコアバックを、固定手段により前記ケースに固定して、前記複数の小コアをそれぞれギャップ部位を介して円周方向に順次配置して前記複数の小コアを一体化することにより、前記ステータを前記ケースに組み込む。
(6) A small core creation step of creating a small core having a shape in which base portions of a predetermined number of teeth arranged radially are connected by a core back by lamination of electromagnetic steel sheets;
A winding step of placing an insulating member on the small core and winding a coil around each tooth;
A plurality of small cores wound with the coil, and an assembling step of incorporating the rotor into the case,
The incorporation step is
The core back of the small core is fixed to the case by a fixing means, and the plurality of small cores are sequentially arranged in the circumferential direction through gap portions, respectively, and the plurality of small cores are integrated. The stator is incorporated in the case.
(6)によれば、ギャップ部位を設けた分、コアに係る材料を低減することができる。また各小コアに絶縁部材、コイルを設けた後、ケースに固定して一体化することにより、複数の小コアの取り付け誤差をケースにより充分に小さくすることができる。 According to (6), the material related to the core can be reduced by the amount of the gap portion. Moreover, after providing an insulating member and a coil in each small core, and fixing to a case and integrating, the attachment error of a some small core can be made small enough by a case.
(7) (6)において、
前記絶縁部材が、絶縁性樹脂を射出成型して形成された一対のインシュレータからなり、
前記巻き線工程は、
前記一対のインシュレータにより、前記小コアを軸方向両側から挟持することにより、前記小コアに前記絶縁部材を配置する。
(7) In (6),
The insulating member comprises a pair of insulators formed by injection molding an insulating resin,
The winding step
The insulating member is disposed on the small core by sandwiching the small core from both sides in the axial direction by the pair of insulators.
(8) (6)において、
前記絶縁部材が、モールド樹脂を使用したインサートモールドにより構成されている。
(8) In (6),
The insulating member is constituted by an insert mold using a mold resin.
(7)又は(8)によれば、より具体的な一体化の工程により回転電機を作製することができる。 According to (7) or (8), the rotating electrical machine can be manufactured by a more specific integration process.
(9) (6)、(7)又は(8)の何れかにおいて、
前記固定手段が、
前記小コアのコアバックに設けられた貫通孔を通って前記ケースに固定されるピン又はねじであり、
前記組込工程は、
前記貫通孔に前記ピン又はねじを挿通して前記ケースに固定することにより、前記小コアのコアバックを前記ケースに固定して前記ステータを前記ケースに組み込む。
(9) In any of (6), (7) or (8),
The fixing means is
A pin or a screw fixed to the case through a through hole provided in a core back of the small core;
The incorporation step is
By inserting the pin or screw into the through hole and fixing the pin or screw to the case, the core back of the small core is fixed to the case, and the stator is incorporated into the case.
(10) (6)、(7)又は(8)の何れかにおいて、
前記組込工程は、
前記小コアを前記ケースに圧入することにより、前記小コアのコアバックを前記ケースに固定して前記ステータを前記ケースに組み込む。
(10) In any of (6), (7) or (8),
The incorporation step is
By press-fitting the small core into the case, the core back of the small core is fixed to the case, and the stator is incorporated into the case.
(9)又は(10)によれば、より具体的な組込工程の構成により回転電機を構成することができる。 According to (9) or (10), the rotating electrical machine can be configured by a more specific configuration process.
本発明によれば、コアに関して、使用材料量を低減することができ、さらには取り数の増大によっても、使用材料を低減することができる。また作業工数の増大を防止することができ、さらには複数の小コアの取り付け誤差を充分に小さくすることができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the amount of material used for the core, and it is also possible to reduce the material used by increasing the number of cores. Further, an increase in work man-hours can be prevented, and furthermore, an attachment error of a plurality of small cores can be sufficiently reduced.
以下、本発明の実施形態につき図面を参照して説明する。なお以下において、モータの中心軸方向における図1の上側を単に「上側」と呼び、下側を単に「下側」と呼ぶ。この上下方向は、実際の機器に組み込まれたときの位置関係や方向を示すものではない。また、中心軸に平行な方向を「軸方向」と呼び、中心軸を中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸を中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, the upper side of FIG. 1 in the direction of the central axis of the motor is simply referred to as “upper side”, and the lower side is simply referred to as “lower side”. This vertical direction does not indicate the positional relationship or direction when incorporated in an actual device. A direction parallel to the central axis is referred to as an “axial direction”, a radial direction centered on the central axis is simply referred to as “radial direction”, and a circumferential direction centered on the central axis is simply referred to as “circumferential direction”.
〔第1実施形態〕
図1は、本発明の第1実施形態に係る電動機を示す断面図である。この電動機10は、インナーロータ型の3相ブラシレス直流電動機であり、例えばアルミダイカストにより第1ケーシング11A及び第2ケーシング11Bがカップ形状に形成され、開口部を対向させた状態でこれら第1ケーシング11A及び第2ケーシング11Bが結合されて略円柱形状にケース11が形成される。このケース11にロータ14、ステータ15等が収納される。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an electric motor according to a first embodiment of the present invention. The
第1ケーシング11A及び第2ケーシング11Bに設けられたボールベアリング12A及び12Bによりロータ14の回転軸13が保持され、この回転軸13によりロータ14が回転自在に支持される。このロータ14を外周方向より囲むように、ロータ14に対して同心状にステータ15が設けられ、このステータ15のコイルを励磁する駆動回路を実装した配線基板16がボールベアリング12B側に設けられる。この配線基板16には、ホール素子等によるロータ14の回転位置検出機構が設けられ、この回転位置検出機構による回転位置検出結果に基づいて、配線基板16に設けられた駆動回路によりステータ15の励磁状態を制御し、これによりロータ14を回転させる。
The rotating
ここでロータ14は、例えばフェライトプラスチックマグネットによるロータマグネット14Aに回転軸13を圧入して形成され、ロータマグネット14Aには、ステータ15に対向するように外周側部位が形成され、着磁によりこの外周側部位に周方向に複数の磁極が形成される。これによりロータ14は、この着磁した外周側部位における磁石部23がステータ15に対向するように設けられる。
Here, the
図2は、このロータ14に係る磁石部23と、ステータ15に係るステータコア24との構成を示す図である。この実施形態において、ロータ14は、磁石部23が8極の磁極により構成される。ステータ15は、先端がロータ14と対向するように形成された複数のティース25が放射状でかつ周方向に一定の角度間隔で配置され、各ティース25にそれぞれマグネットワイヤの巻き線によりコイルが巻装されて磁極が形成される。またステータ15は、所定数(実施形態では3つ)の隣り合うティース25の基部がコアバック26により接続される。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the
この実施形態において、ステータコア24は、所定数のティース25の外周側をコアバック26により接続した形状により小コア24Aが形成され、複数個(実施形態では4個)の小コア24Aが円周方向に一定の間隔で配列されて形成され、隣接する小コア24Aの隣り合うティース25間にコアバック26が存在しない部位(以下、ギャップ部位と呼ぶ)27が設けられる。換言すれば、ステータ15は、このギャップ部位27により、ロータ14を囲む円環形状によるステータコア24が、略円弧形状(略扇形状)による小コア24Aに分割された形状により形成される。
In this embodiment, the
ここでこのギャップ部位27間の間隔は、隣接するギャップ部位27間におけるティース25の数が、この電動機10の相数M×n(nは1以上の整数)であるように設定される。この実施形態では、nが値1に設定されて、隣接するギャップ部位27間におけるティース25の数が3個に設定される。
Here, the interval between the
これにより小コア24Aは、一定の角度間隔により放射状に配置されたM×n個のティースの基部をコアバックにより接続した略円弧形状(略扇形状)により形成され、4つの小コア24Aによりステータコア24が形成される。なお各小コア24Aは、電磁鋼板の積層により作製される。
Thereby, the
このようにギャップ部位27を設ける場合にあって、隣接するギャップ部位27間におけるティース25の数が電動機10の相数M×n(nは1以上の整数)であるように設定すれば、小コア24Aにおけるティース25間のコアバック26により、小コア24Aの各ティースについて磁気的な閉回路を構成することができ、これにより図11について上述した従来構成に係る円環形状のコアによりステータを構成する場合と同様に、ロータ14を駆動することができる。
In the case where the
しかしてギャップ部位27を設けたことにより、この実施形態では、このギャップ部位27の分、従来に比較してコア材の使用量を低減することができる。またこのように4つの小コア24Aによりステータコア24が作製されることにより、この小コア24Aの取り数の増大によっても、使用材料を低減することができる。すなわち例えば電磁鋼板の積層によりコアを構成する場合、図3に示すように、従来形状である円環形状によるステータコア4では、ステータコア4の直径より1辺の長さが長い長さHによる矩形の領域より電磁鋼板を打ち抜いて積層することが必要になる。これに対して図3との対比により図4に示すように、この実施形態では、1辺が長さHの矩形の領域より、小コア24Aを8個作製することができ、これにより取り数を増大してコアに係る材料を低減することができる。
Thus, by providing the
またこのようにして作製されるギャップ部位27の空隙を有効に利用して電動機の性能を向上することができる。すなわちこの場合、このギャップ部位27の空隙を冷却用の気体の流路に設定して放熱効率を向上し、これにより性能を向上することができる。またこの空隙に、放熱フィンに熱的に結合した金属片、ヒートパイプ等を設けることによっても、放熱効率を向上し、これにより性能を向上することができる。またさらにこの空隙を、電動機10が配置される装置の配線スペース、各種部材の配置スペースに利用して、当該装置の構成を簡略化することができる。
In addition, the performance of the electric motor can be improved by effectively using the gap of the
なお図2及び図4において、小コア24Aの円周側両端部は、コアバック26の端部がティース25の端部となるよう形成され、またコアバック26は、外周側が円弧形状により作成されているものの、これら端部の形状、外周側の形状にあっては、後述する小コア24Aの配置方法に応じて、適宜、変形した形状が採用される。つまり図2及び図4は、これら端部及び外周部に係る形状を簡略化して示す図である。
2 and 4, both end portions on the circumferential side of the
〔ステータの配置〕
ところで図11について上述したように、円環形状によりステータコアを作成する場合は、打ち抜きにより、複数のティースの相対的な位置ずれを充分に小さくして、高い精度によりステータコアを作成することができる。しかしながらこの実施形態のように、ギャップ部位27の分だけ複数の小コア24Aを離間して配置してステータコア24を作成する場合は、ステータコア24の作製精度が低下し、その結果、ロータ14に近接してステータ15の磁極を配置できなくなる恐れがある。
[Stator arrangement]
By the way, as described above with reference to FIG. 11, when the stator core is formed in an annular shape, the relative misalignment of the plurality of teeth can be sufficiently reduced by punching, and the stator core can be formed with high accuracy. However, when the
そこでこの実施形態では、ケース11を構成するケーシング11Aに小コア24Aを保持することにより、小コア24A間の位置決め誤差を充分に低減し、ステータコア24の精度の低下を防止する。またコイルの巻装に使用する絶縁部材については、各小コア24Aに設けるようにして小コア24A毎に巻き線できるようにし、これにより巻き線の作業効率を向上する。
Therefore, in this embodiment, by holding the
図5は、ケーシング11Aにステータ15を配置した状態を示す平面図(図5(B))、この平面図をA−A線により切り取って示す断面図(図5(A))である。また図6(A)は、コイル32を巻装した状態により小コア24Aを拡大して示す平面図であり、図6(B)は,この図6(A)をB−B線により切り取って示す断面図である。また図6(C)は、図6(A)との対比により示す小コア24Aの平面図である。
FIG. 5 is a plan view (FIG. 5B) showing a state in which the
この実施形態では、コイルの巻装に使用する絶縁部材にインシュレータ28が適用される。ここでインシュレータ28は、それぞれ小コア24A毎に設けられ、ステータコア24を構成する各ティース25のコイルボビン部29と、隣接するティース25のコイルボビン部29を少なくともコアバック26の内周側に沿った形状により接続する接続部30とにより形成される。またコイルボビン部29は、ティース25を覆う部位とつばの部位とにより構成される。
In this embodiment, the
ここでインシュレータ28は、コアとマグネットワイヤを絶縁し、さらには巻き線時のマグネットワイヤの傷つきを防止するための保護材であり、例えば66ナイロン等の難燃グレードの樹脂を射出成型して作製される。インシュレータ28は、図5及び図6の断面図において上方より各ティース25を覆う上側インシュレータ28Aと下方より各ティース25を覆う下側インシュレータ28Bとによる一対のインシュレータ28A、28Bからなり、これら一対のインシュレータ28A及び28Bにより軸方向両側から小コア24Aを挟持して小コア24Aに装着される。
Here, the
ステータ15は、各小コア24Aにコイル32が巻装された後、ケーシング11Aに配置される。ここで各小コア24Aは、コアバック26の両端部が、外周方向に略矩形形状に延出し、この延出した部位に貫通孔33が形成される。ケーシング11Aは、内側に段差31が設けられ、この段差31が小コア24Aのコアバック26の外周側部位に当接することにより、回転軸に沿った方向にステータ15を位置決めする。ケーシング11Aは、さらに貫通孔33に対応するねじ穴が設けられ、ステータ15は、この貫通孔33にねじ34を挿入してこのねじ34をねじ穴にねじ込むことにより、小コア24Aの円周方向の両端をそれぞれこのねじ34によりケース11に固定し、これによりステータコア24をケース11により支持する。
The
図7は、この実施形態に係るステータ15の製造工程を示す図である。この製造工程では、上述したように電磁鋼を打ち抜いて積層することにより小コア24Aを作製する(ステップST1−ST2)。続いて小コア24Aにインシュレータ28を配置する(ステップST3)。続いてインシュレータ28により絶縁された各ティース25にマグネットワイヤを巻き線し(ステップST4)、これにより小コア24Aにコイル32を巻装する。続いて各小コア24Aをそれぞれケースに固定し、これによりステータ15に係る小コア24Aを円環形状に配置して一体化する。またコイルを相毎に接続し、これによりステータを作製する(ステップST5)。
FIG. 7 is a diagram showing a manufacturing process of the
この第1実施形態によれば、隣接するティース間でコアバックが設けられていないギャップ部位を設けるようにして、隣接するギャップ部位間におけるティースの数が相数×n(nは1以上の整数)であることにより、コアに関して、使用材料量を低減することができ、さらには取り数の増大により、使用材料を低減することができる。また絶縁部材をそれぞれ小コアに設けてコイルを巻装するようにして、ケースにより小コアを一体化して保持することにより、作業工数の増大を防止することができ、さらには複数の小コアの取り付け誤差をケースにより充分に小さくすることができる。 According to the first embodiment, a gap portion where no core back is provided between adjacent teeth is provided, and the number of teeth between adjacent gap portions is the number of phases × n (n is an integer equal to or greater than 1). ), The amount of the used material can be reduced with respect to the core, and further, the used material can be reduced by increasing the number of the cores. In addition, an insulating member is provided on each small core so that the coil is wound, and the small core is integrally held by the case, thereby preventing an increase in work man-hours. The mounting error can be made sufficiently small by the case.
またさらに小コアのコアバックに設けられた貫通孔とケースの対応するねじ穴とにより小コアをケースに固定することにより、簡易な構成により確実にケースに小コアを保持することができる。 Further, by fixing the small core to the case by the through hole provided in the core back of the small core and the corresponding screw hole of the case, the small core can be reliably held in the case with a simple configuration.
〔第2実施形態〕
図8は、図5との対比により本発明の第2実施形態に係るステータ45の説明に供する図である。この実施形態は、このステータ45に適用される小コア44Aの固定手段の構成が異なる点を除いて第1実施形態と同一に構成される。
[Second Embodiment]
FIG. 8 is a diagram for explaining the
ここで小コア44Aは、コアバック26の背面側に、扇形状による凸部46が設けられる。またこれに対応して第1ケーシング41Aには、この凸部46を圧入する凹部42が形成される。ステータ45は、凹部42への凸部46の圧入により、第1ケーシング41Aによるケースに保持される。
Here, the small core 44 </ b> A is provided with a fan-shaped
この実施形態では、ケースへの圧入によりコアバックをケースに固定するようにしており、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。 In this embodiment, the core back is fixed to the case by press-fitting into the case, and the same effect as in the first embodiment can be obtained.
〔第3実施形態〕
図9は、本発明の第3実施形態に係る電動機に適用される小コアを示す図である。小コア54Aは、プレスにより電磁鋼を打ち抜いてコアシート51が作製され、このコアシート51を積層して作成される。この積層の際に、コアシート51は、一定の角度だけ順次円周方向に変位するようにして積層される。これによりこの実施形態では、ティース25のロータ14と対向する部位を含めて、徐々に円周方向にコアシート51が変位するように小コア54Aが形成され、これによりスキューが施される。この実施形態では、このようにスキューを施した点を除いて第1又は第2実施形態と同様に構成される。
[Third Embodiment]
FIG. 9 is a diagram showing a small core applied to the electric motor according to the third embodiment of the present invention. The
このようにスキューを施す場合にあっては、コギングトルク、トルクリップルを充分に抑制することができる。しかしてこのように小コア54Aによりステータを構成する場合には、小コア54Aに係るコアシートを順次変位させて積層させるだけの簡易な作業により高い精度でスキューを施すことができる。これによりこの実施形態では、従来に比して使用材料を低減するようにして、十分にコギングトルク、トルクリップルを低減する。
When skew is applied in this way, cogging torque and torque ripple can be sufficiently suppressed. Thus, when the stator is constituted by the
なおこのようにスキューを施す場合にあっては、図9(C)により示すように、ギャップの両端縁部の延長方向が垂直方向又は水平方向となるように小コア54Aを傾けて配置することにより、一点鎖線により示すように、それぞれ矩形形状によりマグネットワイヤを走らせて巻き線することができる。これにより環状コアを巻き線する巻き線装置を利用して巻き線することができる。なお、図9(C)では説明のためインシュレータを省略して示しているが、実際には、スキューを施した小コア54Aにインシュレータを装着した後、コイルが巻装される。
In addition, when skew is applied in this way, as shown in FIG. 9C, the
この第3実施形態では、スキューを施すようにしても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。 In the third embodiment, even when skew is applied, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained.
〔第4実施形態〕
図10は、図2との対比により本発明の第4実施形態に係る電動機の説明に供する図である。この実施形態に係る電動機70は、この図10に係る構成及び関連する構成が異なる点を除いて、上述の実施形態について上述した電動機10と同一に構成される。
[Fourth Embodiment]
FIG. 10 is a diagram for explaining the electric motor according to the fourth embodiment of the present invention in comparison with FIG. The
ここで電動機70は、アウターロータ型の3相ブラシレス直流電動機であり、略円柱形状によりステータ75が形成されて、このステータ75を囲むようにロータ74が設けられる。またロータ74には、円周方向に多数の磁極を形成した磁石部73が設けられる。
Here, the
ステータ75は、このロータ74に先端が対向するように形成された複数のティース85が放射状でかつ周方向に一定の角度間隔で配置され、各ティース85にそれぞれマグネットワイヤが巻き線されて磁極が形成される。またステータ75は、所定数の隣り合うティース85の内周側をコアバック86により接続することにより、これら所定数のティース85の磁気的な閉回路が形成される。
In the
ステータ75は、所定数のティース85をコアバック86により接続するようにして小コア84Aが構成され、このような複数個の小コア84Aが円周方向に一定の間隔で配列されて、隣接する小コア84Aの互いに隣り合うティース85間にコアバック86が存在しないギャップ部位87が設けられる。つまりステータ75は、このギャップ部位87により、略円弧形状(略扇形状)による小コア84Aに分割された形状により形成される。
The
またこのギャップ部位87間の間隔は、隣接するギャップ部位87間におけるティース85の数が、この電動機70の相数M×n(nは1以上の整数)であるように設定され、この実施形態では、nが値1に設定されて、隣接するギャップ部位87間におけるティース85の数が3個に設定される。
Further, the interval between the
ステータ75は、小コア84Aが第1〜第4の実施形態と同様にしてケースに固定される。
In the
この実施形態のように、アウターロータ型の電動機に適用しても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。 Even if this embodiment is applied to an outer rotor type electric motor, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained.
〔第5実施形態〕
この実施形態では、小コアの絶縁部材にモールド樹脂を適用して、このモールド樹脂を使用したインサートモールドにより各小コアにそれぞれ絶縁部材が設けられる。
[Fifth Embodiment]
In this embodiment, a molding resin is applied to an insulating member of a small core, and an insulating member is provided in each small core by an insert mold using this molding resin.
このようにモールド樹脂を使用したインサートモールドにより絶縁部材を構成しても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。 Thus, even if it comprises an insulating member with the insert mold which uses mold resin, the effect similar to the above-mentioned embodiment can be acquired.
〔他の実施形態〕
以上、本発明の実施に好適な具体的な構成を詳述したが、本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述の実施形態の構成を種々に組み合わせたり、変更したりすることができる。
Other Embodiment
The specific configuration suitable for the implementation of the present invention has been described in detail above. However, the present invention can be variously combined or modified with the configuration of the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention. Can do.
例えば上述の第1実施形態では、ねじにより各小コアをケースに固定する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ピンの圧入により固定するようにしてもよい。さらには、各小コアをケースに接着剤を用いて固定することも可能である。 For example, in the first embodiment described above, the case where each small core is fixed to the case with a screw has been described. However, the present invention is not limited to this, and may be fixed by press-fitting a pin. Furthermore, each small core can be fixed to the case using an adhesive.
また上述の実施形態では、ねじ、ピンにより小コアをケースに固定する場合、圧入により小コアをケースに固定する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ケースへの小コアの固定に際しては種々の固定方法を適用することができる。 In the above-described embodiment, the case where the small core is fixed to the case by screws and pins, and the case where the small core is fixed to the case by press-fitting are described. However, the present invention is not limited thereto, and the small core is fixed to the case. In this case, various fixing methods can be applied.
また上述の実施形態では、3相の電動機において、nを値1に設定し、これによりギャップ部位間におけるティースの数を3個に設定する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、nを値2に設定することにより、ギャップ部位間におけるティースの数を6個に設定しても良い。またギャップ部位間におけるティースの数が3個の箇所と、ギャップ部位間におけるティースの数が6個の箇所とを設けるようにしてもよい。またさらにギャップ部位間におけるティースの数を3個より大きな4個、5個としても良く、相数×n以外の数としてもよい。
In the above-described embodiment, in the three-phase motor, the case where n is set to a value of 1 and the number of teeth between the gap portions is set to 3 is described, but the present invention is not limited thereto, By setting n to the
また上述の実施形態では、3相12スロットの電動機に本発明を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、2相等の種々の相数の電動機、さらには種々のスロット数の電動機に広く適用することができる。 In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a three-phase, 12-slot motor has been described. However, the present invention is not limited to this, and motors having various numbers of phases such as two-phase, and various slots. It can be widely applied to electric motors.
また上述の実施形態では、ブラシレス直流電動機に本発明を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、インナーロータ型ブラシ付き直流電動機、インナーロータ型交流電動機、アウターロータ型交流電動機等、種々の電動機に広く適用することができる。 In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the brushless DC motor has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the inner rotor type brushed DC motor, the inner rotor type AC motor, the outer rotor type AC motor, and the like. It can be widely applied to various electric motors.
また上述の実施形態では、本発明を電動機に適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、インナーロータ型、アウターロータ型の発電機にも広く適用することができる。 Moreover, although the case where this invention was applied to an electric motor was described in the above-mentioned embodiment, this invention is not limited to this and can be widely applied to an inner rotor type and outer rotor type generator.
1、10、70 電動機
2、14、74 ロータ
3、23 磁石
4、24 ステータコア
5、25、85 ティース
6、32 コイル
7、45、75 ステータ
11 ケース
11A、11B、41A ケーシング
12A、12B ボールベアリング
13 回転軸
14A ロータマグネット
16 配線基板
24A、44A、54A,84A 小コア
26、86 コアバック
27、87 ギャップ部位
28、28A、28B インシュレータ
29 コイルボビン部
30 接続部
31 段差
33 貫通孔
34 ねじ
42 凹部
46 凸部
51 コアシート
73 磁石部
1, 10, 70
Claims (10)
前記ステータは、
所定数の前記ティースと前記所定数のティースの基部を連結するコアバックとをそれぞれ備えた複数の小コアを、円周方向に、一定の角度間隔で配置すると共に、隣接する小コアの間にそれぞれギャップ部位を設けることにより構成され、
前記複数の小コアには、
それぞれ各ティースに係るコイルボビン部とこれらコイルボビン部を連結した接続部とにより構成した絶縁部材が設けられ、各ティースに前記コイルボビン部を介して前記コイルが巻装され、
前記複数の小コアは、それぞれのコアバックが固定手段により前記ケースに固定されて、前記ケースにより一体化されて前記ケースに収納された
回転電機。 In a rotating electrical machine in which a rotor and a stator are housed in a case, and the stator is formed by winding coils around a plurality of radially arranged teeth.
The stator is
A plurality of small cores each having a predetermined number of teeth and a core back connecting the bases of the predetermined number of teeth are arranged in the circumferential direction at regular angular intervals, and between adjacent small cores. Each is configured by providing a gap site,
The plurality of small cores include
Insulating members each including a coil bobbin portion relating to each tooth and a connecting portion connecting these coil bobbin portions are provided, and the coil is wound on each tooth via the coil bobbin portion,
Each of the plurality of small cores is a rotating electrical machine in which each core back is fixed to the case by fixing means, and is integrated by the case and stored in the case.
前記一対のインシュレータは、軸方向両側から前記小コアを挟持して前記小コアに設けられる
請求項1に記載の回転電機。 The insulating member comprises a pair of insulators formed by injection molding an insulating resin,
The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the pair of insulators are provided on the small core by sandwiching the small core from both axial sides.
前記複数の小コアは、
前記モールド樹脂を使用したインサートモールドにより前記絶縁部材が設けられる
請求項1に記載の回転電機。 The insulating member is a mold resin;
The plurality of small cores are:
The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the insulating member is provided by an insert mold using the mold resin.
前記小コアのコアバックに設けられた貫通孔を通って前記ケースに固定されるピン又はねじである
請求項1、請求項2、請求項3の何れかに記載の回転電機。 The fixing means is
The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the rotating electrical machine is a pin or a screw that is fixed to the case through a through-hole provided in a core back of the small core.
請求項1、請求項2、請求項3の何れかに記載の回転電機。 The rotating electrical machine according to claim 1, wherein a core back of the small core is fixed to the case by press-fitting into the case.
前記小コアに絶縁部材を配置して各ティースにコイルを巻装する巻き線工程と、
前記コイルを巻装した複数の小コア、及びロータをケースに組み込む組込工程とを備え、
前記組込工程は、
前記小コアのコアバックを、固定手段により前記ケースに固定して、前記複数の小コアをそれぞれギャップ部位を介して円周方向に順次配置して前記複数の小コアを一体化することにより、ステータを前記ケースに組み込む
回転電機の製造方法。 A small core creation step of creating a small core with a shape in which base portions of a predetermined number of teeth arranged radially are connected by a core back by lamination of electromagnetic steel sheets;
A winding step of placing an insulating member on the small core and winding a coil around each tooth;
A plurality of small cores wound with the coil, and an assembling step of incorporating the rotor into the case,
The incorporation step is
The core back of the small core is fixed to the case by a fixing means, and the plurality of small cores are sequentially arranged in the circumferential direction through gap portions, respectively, and the plurality of small cores are integrated. A method of manufacturing a rotating electrical machine in which a stator is incorporated in the case.
前記巻き線工程は、
前記一対のインシュレータにより、前記小コアを軸方向両側から挟持することにより、前記小コアに前記絶縁部材を配置する
請求項6に記載の回転電機の製造方法。 The insulating member comprises a pair of insulators formed by injection molding an insulating resin,
The winding step
The method of manufacturing a rotating electrical machine according to claim 6, wherein the insulating member is disposed on the small core by sandwiching the small core from both axial sides by the pair of insulators.
請求項6に記載の回転電機の製造方法。 The method for manufacturing a rotating electrical machine according to claim 6, wherein the insulating member is configured by an insert mold using a mold resin.
前記小コアのコアバックに設けられた貫通孔を通って前記ケースに固定されるピン又はねじであり、
前記組込工程は、
前記貫通孔に前記ピン又はねじを挿通して前記ケースに固定することにより、前記小コアのコアバックを前記ケースに固定して前記ステータを前記ケースに組み込む
請求項6、請求項7、請求項8の何れかに記載の回転電機の製造方法。 The fixing means is
A pin or a screw fixed to the case through a through hole provided in a core back of the small core;
The incorporation step is
The pin or screw is inserted into the through hole and fixed to the case, whereby the core back of the small core is fixed to the case and the stator is incorporated into the case. The manufacturing method of the rotary electric machine in any one of 8.
前記小コアを前記ケースに圧入することにより、前記小コアのコアバックを前記ケースに固定して前記ステータを前記ケースに組み込む
請求項6、請求項7、請求項8の何れかに記載の回転電機の製造方法。 The incorporation step is
The rotation according to claim 6, wherein the small core is press-fitted into the case to fix the core back of the small core to the case and incorporate the stator into the case. Electric manufacturing method.
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WO2018051589A1 (en) * | 2016-09-16 | 2018-03-22 | 東芝ライフスタイル株式会社 | Electric blower |
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JP2021007298A (en) * | 2020-10-15 | 2021-01-21 | 三菱電機株式会社 | Method for manufacturing electric motor |
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- 2013-07-26 JP JP2013155281A patent/JP2015027175A/en active Pending
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