JP2015171249A - Stator of motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はステッピングモーター、特にハイブリッド型ステッピングモーターに適用可能なモーターの固定子に関する。 The present invention relates to a motor stator applicable to a stepping motor, particularly a hybrid stepping motor.
従来、この種のモーターの固定子としては、複数の鋼板を積層して固定子コアが形成されており、固定子コアには電線を巻回するためのティースを有している。電線は、固定子コアとの間で絶縁が保たれる必要がある。このため、例えば、固定子コアの露出部分を絶縁材料によりコーティングし、かつ電線も絶縁材料により被覆して、絶縁性を確保する必要がある。そして、絶縁コーティングされた固定子コアのティースに電線を巻回する。しかしながら、電線を巻回する際に、固定子コアのティースのエッジ部分に、電線が食い込んで、絶縁性能を劣化し、耐圧低下を引き起こす問題があった。
他に、電線が直接的に接触しないように、電線と接する部分に樹脂製の絶縁部材を固定子コアに被せている。しかしながら、電線が巻回される部分を覆うように、固定子コアのティース部分およびスロット形状に合わせて絶縁部材を成形し、固定子コアのスロットに樹脂部材を挿入している。これでは絶縁部材を挿入する工程が必要となり、作業に時間が掛かる。また、鋼板の積層方向に沿うスロットの全長に亘って絶縁部材が固定子コアを保護するので、鋼板の積層枚数を変更すると、絶縁部材の形状も変更しなくてはならない。これでは、絶縁部材のコストが高くなってしまう。また、絶縁部材がスロット内に設けられることで電線を巻回する領域が狭く限定され、巻線効率が低下する。さらに、固定子コアと電線の間に絶縁部材が設けられることで、電流が流れて発熱した電線から固定子コアへ熱が伝わり難くなり、放熱性が低下するという問題があった。
Conventionally, as a stator of this type of motor, a stator core is formed by laminating a plurality of steel plates, and the stator core has teeth for winding an electric wire. The electric wire needs to be insulated from the stator core. For this reason, for example, it is necessary to coat the exposed portion of the stator core with an insulating material and coat the electric wire with the insulating material to ensure insulation. Then, the electric wire is wound around the teeth of the stator core that is coated with insulation. However, when winding the electric wire, there is a problem that the electric wire bites into the edge portion of the teeth of the stator core, which deteriorates the insulation performance and causes a decrease in the withstand voltage.
In addition, an insulating member made of resin is placed on the stator core so that the wire is not in direct contact with the wire. However, the insulating member is formed in accordance with the teeth portion and the slot shape of the stator core so as to cover the portion around which the electric wire is wound, and the resin member is inserted into the slot of the stator core. This requires a step of inserting an insulating member, and takes time for work. In addition, since the insulating member protects the stator core over the entire length of the slot along the stacking direction of the steel plates, the shape of the insulating member must be changed when the number of stacked steel plates is changed. This increases the cost of the insulating member. Moreover, the area | region which winds an electric wire is limited narrowly by providing an insulating member in a slot, and winding efficiency falls. Further, since the insulating member is provided between the stator core and the electric wire, there is a problem that heat is hardly transmitted from the electric wire that has generated heat due to current flow to the stator core, and heat dissipation is reduced.
これに鑑みて、特許文献1では、図9および図10に示すように環状に形成されるヨーク部101と、前記ヨーク部101内に可動子を配置した際の当該可動子の軸方向と直交する方向に、前記ヨーク部101から内側に突設される複数のティース部102とを有する固定子コア100に、軸方向における前記ティース部102の両端面に取り付けられ、当該ティース部102の角を保護すると共に、前記ティース部102間のスロット103においては前記ティース部102の前記軸方向の全長の半分よりも短く形成された保護部材104を装着している。
In view of this, in Patent Document 1, as shown in FIG. 9 and FIG. 10, a
しかしながら、特許文献1の先行技術では、固定子用保護部材104は、ティース部102の両側のスロット103に亘るUの字状に形成されている。この固定子用保護部材104の端部104aは、スロット103に挿入されている。挿入される端部104aは、スロット103の積層方向の全長、すなわち、ティース部102の積層方向の全長の半分よりも短く、ティース部102を介して積層方向に対向する固定子用保護部材104と組み合わさっても、ティース部102の全長を覆わない構成としているが、ティース部102の両端面に挿入される端部104aがあるので、電線105を巻回する領域が狭く限定され、巻線効率が低下すること、および、固定子と電線105の間に隙間ができてしまうことで、電流が流れて発熱する電線から固定子へ熱が伝わり難くなり、放熱性が低下するという問題は、解決されていない。
特許文献1には、変形例1として、端部がスロット103に全く挿入されない固定子用保護部材104の例が示されている。この例においては、上記問題は解決されるが、固定子用保護部材104を固定するために接着が必要であり、さらに接着固定する際の位置決めが難しく、生産上の問題がある。
However, in the prior art of Patent Document 1, the
Patent Document 1 shows an example of a
本発明は、このような従来の問題点(欠点)に着目してなされたもので、絶縁コーティングされた固定子コアの積厚方向両端のティース部に段差を設け、この段差に固定子用保護部材の端部を組み付けることにより上記問題点を解決することができるモーターの固定子を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to such conventional problems (defects), and a step is provided in the teeth portions at both ends in the stacking direction of the insulating coated stator core, and the stator protection is provided at the step. It aims at providing the stator of the motor which can solve the above-mentioned problem by attaching the end of a member.
本発明は、上記課題を解決するため、環状に形成されたヨーク部と、前記ヨーク部内に回転子を配置した際の当該回転子の軸方向と直交する方向に、前記ヨーク部から内側に突設される複数のティース部とからなる固定子コアを有し、前記固定子コアのティース部における前記軸方向両端面には、段部が形成され、前記ティース部の両端面に跨って前記段部に係合する略U字形状の保護部材を設けたことにある。
本発明の前記固定子コアでは、複数の鋼板を積層して形成され、かつ両端面の鋼板のティース部の幅を細く形成して前記段部を形成することができる。また、前記保護部材に突部、前記固定子コアの軸方向両端のティース部に穴部を設け、前記保護部材の突部を前記ティース部の穴部に挿入させて位置決め固定を行なうことができる。さらに、前記保護部材を前記固定子コアのヨーク部に沿うように形成された環状部で連結して固定子カバーを形成し、該固定子カバーの保護部材を前記ティース部にそれぞれ組み付けて固定子を形成したことにある。
In order to solve the above-described problems, the present invention projects inwardly from the yoke portion in a direction perpendicular to the axial direction of the rotor when the rotor is disposed in the yoke portion and the yoke portion formed in an annular shape. A stator core composed of a plurality of teeth portions provided; step portions are formed on both end surfaces in the axial direction of the teeth portions of the stator cores, and the step portions straddle both end surfaces of the teeth portions; A substantially U-shaped protective member that engages with the portion is provided.
In the stator core of the present invention, the step portion can be formed by laminating a plurality of steel plates and forming the widths of the tooth portions of the steel plates on both end faces narrow. Further, a protrusion can be provided in the protection member, and holes can be provided in the tooth portions at both ends of the stator core in the axial direction, and the protrusion of the protection member can be inserted into the hole in the teeth portion for positioning and fixing. . Further, the protection member is connected by an annular portion formed along the yoke portion of the stator core to form a stator cover, and the protection member of the stator cover is assembled to the teeth portion, respectively. It is in having formed.
本発明によれば、固定子コアのティース部における軸方向両端面には、段部が形成され、ティース部の両端面に跨って段部に係合する略U字形状の保護部材を設けたので、保護部材の端部がティース部の側面と面一になっていることから、電線を巻回するスロットの領域を制限しないので、巻線効率が向上する。また、固定子コアと電線の間に隙間が生じることがないので、電流が流れることで発熱した電線から固定子コアへ熱が効率よく伝わり、放熱性が向上する。 According to the present invention, a stepped portion is formed on both end surfaces in the axial direction of the teeth portion of the stator core, and a substantially U-shaped protective member that engages with the stepped portion across the both end surfaces of the teeth portion is provided. Therefore, since the end portion of the protection member is flush with the side surface of the tooth portion, the area of the slot around which the electric wire is wound is not limited, and the winding efficiency is improved. In addition, since no gap is generated between the stator core and the electric wire, heat is efficiently transferred from the electric wire generated by the current flow to the stator core, and heat dissipation is improved.
以下、本発明の実施の形態を図1ないし図8を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明の固定子を対象となるステッピングモーターに採用した実施の形態であり、ステッピングモーターのフランジ、ブラケットを固定子に内径嵌め合いで組み立てる構造を示したものである。
図2−5は、本発明の固定子の一実施の形態を示す図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 1 shows an embodiment in which a stator of the present invention is adopted as a target stepping motor, and shows a structure in which a flange and a bracket of the stepping motor are assembled to the stator by fitting with an inner diameter.
FIG. 2-5 is a diagram illustrating an embodiment of the stator of the present invention.
まず、図1のステッピングモーターの構成を説明すると、ステッピングモーター10は、固定子コア11と回転子12の間のギャップが数10μmであり、固定子コア11と回転子12を軸受13で回転自在に固定しているフランジ14とブラケット15との組み立てにおいて、同程度の精度が求められる。特に高精度の組み立てが必要であるステッピングモーター10(特にハイブリッド型ステッピングモーター)の場合、図1のように、固定子コア11の内径側11aとフランジ14およびブラケット15の回転子の軸受13を固定するハウジング部14a、15aとを嵌め合うことで精度良く組み立てを行っている(内径嵌め合い)。固定子コア11は、図4に示すように、積層された多数の鋼板11bと、鋼板11bの両側に配置される鋼板11cで構成されている。このため、内径嵌め合いを行なうステッピングモーターは、内径嵌め合い分の固定子コア11の鋼板11cを積層する必要がある。図4では一枚ずつの鋼板11cが多数の鋼板11bの両側に配置されている。
First, the configuration of the stepping motor of FIG. 1 will be described. In the
図2−図5において、絶縁コーティングされた固定子コア11は、環状に形成されたヨーク部16と、ヨーク部16内に回転子を配置した際の当該回転子の軸方向と直交する方向に、前記ヨーク部16から円周方向に一定間隔で内側に突設される複数のティース部17とで構成されている。
固定子コア11は、ヨーク部16と、ティース部17とを備え、全体に樹脂によるコーティングが施されている。
前記固定子コア11の鋼板11bは一定幅mのティース部17aを有し、前記固定子コア11の鋼板11cは鋼板11よりも幅の狭い幅nを持つティース部17bを有している。
本実施形態に係る固定子コア11は、図4に示すように、複数の同形状の鋼板11bを積層し、その積厚方向の両端には、ティース部17の幅のみを細くした内径側嵌め合い分の固定子コア11の鋼板11cを積層し、接着剤やカシメ加工等により固定することで形成されている。
In FIG. 2 to FIG. 5, the insulation-coated
The
The
As shown in FIG. 4, the
この固定子コア11のティース部17には、図4に示すように固定子コア11を構成する積層された鋼板11bと、鋼板11bの両側に配置される鋼板11cでティース部17が構成されており、図5に示すように鋼板11bのティース部17aと鋼板11cのティース部17bの幅の違いによる段部18が形成されている。
前記ティース部17は、図2に示すように電線50を巻回する部位であり、複数のティース部17が周方向に一定間隔で並んで設けられている。このティース部17は、実際に電線50が巻回されるティース巻回部19と、ティース巻回部19の半径方向の内方向側に形成されるティース先端部20と、を備えている。ティース先端部20は、ティース巻回部19から隣接する他のティース部17に向かって両方向へ伸びて形成されている。ティース先端部20の内方向側には、電動機を構成した際に回転子(不図示)と対面する円弧状のギャップ面21が形成されている。ティース巻回部19同士の間には、巻回した電線50を収納するスロット22が設けられている。
30はティース部17の段部18に組み付けられる固定子用保護部材で、この保護部材30は、横断面が略U字形状または略コ字形状に形成され、略直角に折り曲げられた両端部31をティース部17の段部18に係合して位置決めが図られている。50はティース部17に巻回される電線である。固定子用保護部材30の両端部31の厚みは、鋼板11bと鋼板11cの幅の違いによって生じる前記段部18の幅(m-n)とほぼ一致するように形成されている。
As shown in FIG. 4, the
The
本実施形態では、図5に示すように、固定子コア11のティース部17の積層方向の両端面の内径側嵌め合い分の鋼板11cにより形成される段部18に、固定子用保護部材30の端部31が嵌め込まれるようにして組み付けて取り付けられている。固定子用保護部材30は、たとえば、樹脂などの絶縁材料により形成されている。固定子用保護部材30は、図2に示すように、全てのティース部17に跨るようにして取り付けられ、ティース部17のティース巻回部19の角部(図3参照)を覆っている。
前記内径側嵌め合い分の固定子コア11の鋼板11cのティース部17には、固定用の穴23を設け、かつ固定子用保護部材30の裏面側に固定用の突部32を設け、前記固定子用保護部材30の端部31をティースの段部18に嵌め込むと共に、前記ティース部17の穴23に固定子用保護部材30の裏面の突部32を嵌め込むことにより、より強固に固定用保護部材30を固定することができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the
In the
また、図6に示すように、固定子用保護部材30の両側面部には背面側に向けて立設された一対の壁部33が設けられている。壁部33があることで、ティース部17に電線50が巻回される際に、電線50の一部がティース部17の内方向または外方向に脱落して電線50の巻回が崩れることを防止できる。
Further, as shown in FIG. 6, a pair of
以上のように、本実施形態では、ティース部17に固定子用保護部材30が取り付けられている。この固定子用保護部材30は、ティース部17の角部を保護し、代わりに、電線50の巻回方向に滑らかな曲面を露出している。したがって、固定子用保護部材30を介して電線50をティース部17に巻回する際にティース部17の角に電線50が食い込んで破損することがなく、絶縁性能や耐圧性能が低下することを抑制できる。
また、固定子用保護部材30を、ティース部17の両端面に取り付ける際に、端部31をティース部17の段部18に嵌め込むだけなので、作業性が向上し、作業時間を短縮できる。
さらに、固定子用保護部材30の端部31は、内径嵌め合い分の鋼板11cで構成されたティース部17の段部18に嵌め込まれるので、端部31により電線50を巻回する領域が狭く限定されることがなくなり、巻線効率が低下することがない。さらに、固定子コア11と電線50が密着して巻回できるで、電流が流れて発熱する電線50から固定子コア11へ熱も効率よく伝わり、放熱性が向上する。
(固定子の内径嵌め合い部分は、もともとモーターの特性に影響しない部分を利用している。その部分を固定子用保護部材30の端部31が嵌めこまれても、モーターの特性には影響しない。)
As described above, in this embodiment, the
Moreover, when attaching the
Furthermore, since the
(The inner diameter fitting portion of the stator originally uses a portion that does not affect the motor characteristics. Even if the
次に図7、図8には、本発明の他の実施の形態を示す。
図7のように、ティース部17に対応する複数の固定子用保護部材30の一端部を一定間隔で環状部41に連結して固定子カバー42の形状にしたものである。
環状部41は、ティース部17の基端部を囲むようにヨーク部16の内周に沿った形状に多角形に形成されており、ティース部17の周囲に巻きつけられた電線50が外方向に脱落して巻回が崩れることを防止する壁部を兼ねている。さらに固定子用保護部材30の内側には壁部43を軸方向に立設して電線50の巻回が崩れることを防止するストッパーとしている。
各固定子用保護部材30の両端部31が、固定子コア11の各ティース部17の段部18に嵌め込まれて、固定子カバー42が固定されている。そして、前記ティース部17の穴23に固定子用保護部材30の裏面の突部32を嵌め込むことにより、より強固に固定用保護部材30を固定することができる。
上記内容の効果に加え、各スロットに、積厚方向両端に、それぞれ固定子用保護部材30を固定する作業が、積厚方向両端に固定子カバー42を被せるだけになるので、作業性が向上する。また、同相間のスロット間の渡り線の処理も、固定子カバー42の上方、軸方向に突設した渡り線処理部44で行なうことができる。
Next, FIGS. 7 and 8 show another embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 7, one end portions of a plurality of
The
Both
In addition to the above-described effects, the work of fixing the
以上説明してきたように、前記実施の形態によれば、以下に列挙する効果が得られる。
固定子用保護部材30の端部31は、内径側嵌め合い分の鋼板11cで構成されたティース部17の段部18に嵌め込まれるので、固定子用保護部材30の端部31により電線50を巻回する領域が狭く限定されることがなくなり、巻線効率が低下することがない。さらに、固定子コア11と電線50が密着して巻回できるで、電流が流れて発熱する電線50から固定子コア11へ熱も効率よく伝わり、放熱性が向上する。
これは固定子の内径側嵌め合い部分は、もともとモーターの特性に影響しない部分を利用している。その部分に固定子用保護部材30の端部31が嵌めこまれても、モーターの特性には影響しない。
As described above, according to the embodiment, the effects listed below can be obtained.
Since the
This uses a portion that does not affect the characteristics of the motor as the fitting portion on the inner diameter side of the stator. Even if the
また、図7および図8の実施の形態では、各スロットに、積厚方向両端に、それぞれ固定子用保護部材30を固定する作業が、積厚方向両端に固定子カバー42を被せるだけで固定子用保護部材30をティース部17に組み付けることができるので、作業性が向上する。さらに、同相間のスロット間の渡り線の処理も、固定子カバー42の渡り線処理部44で行なうことができる。またさらに、固定子コア11の積厚が変わっても固定子カバー42を変更する必要がない。
Further, in the embodiment of FIG. 7 and FIG. 8, the operation of fixing the
なお、本発明は、前記実施の形態のみに限定されるものではなく、例えば、固定子用保護部材30は、ティース部17の段部18に嵌め込むことができればよいので、端部31の長さは任意に設定することができる。また、固定用の突部32は、ティース部17の穴23に係合すればよいので、円柱形状、あるいは角柱形状いずれの形状でもよい。また、固定用の突部32の数も必要に応じて設定すればよい。等、その他、本発明の技術的範囲であれば、任意に変更して実施し得ることは言うまでもない。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the
10 ステッピングモーター
11 固定子コア
11b,11c 鋼板
12 回転子
13 軸受
14 フランジ
15 ブラケット
16 ヨーク部
17 ティース部
17a,17b ティース部
18 段部
19 ティース巻回部
20 ティース先端部
21 ギャップ面
22 スロット
23 穴
30 固定子用保護部材
31 両端部
42 固定子カバー
50 電線
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