JP2019068564A - モータ、及び、ステータ - Google Patents

モータ、及び、ステータ Download PDF

Info

Publication number
JP2019068564A
JP2019068564A JP2017190364A JP2017190364A JP2019068564A JP 2019068564 A JP2019068564 A JP 2019068564A JP 2017190364 A JP2017190364 A JP 2017190364A JP 2017190364 A JP2017190364 A JP 2017190364A JP 2019068564 A JP2019068564 A JP 2019068564A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
core
axial direction
insulator
wire
slit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017190364A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7035418B2 (ja
Inventor
祐輔 牧野
Yusuke Makino
祐輔 牧野
瑞娟 郭
Ruijuan Guo
瑞娟 郭
智哉 上田
Tomoya Ueda
智哉 上田
宏徳 連記
Hironori Renki
宏徳 連記
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nidec Corp
Original Assignee
Nidec Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nidec Corp filed Critical Nidec Corp
Priority to JP2017190364A priority Critical patent/JP7035418B2/ja
Priority to CN201811119298.2A priority patent/CN109586481B/zh
Publication of JP2019068564A publication Critical patent/JP2019068564A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7035418B2 publication Critical patent/JP7035418B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/46Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/52Fastening salient pole windings or connections thereto
    • H02K3/521Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only
    • H02K3/522Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only for generally annular cores with salient poles
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/32Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/34Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation
    • H02K3/345Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation between conductor and core, e.g. slot insulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)

Abstract

【課題】塗装面部を有するステータコアとインシュレータとの連結を確実に行う。【解決手段】モータは、中心軸(J)まわりに回転可能なロータ(11)と、中心軸(J)を取り囲む周方向に配置され、電磁鋼板を有するリングコア(12)と、リングコア(12)を巻回するワイヤ(13)と、リングコア(12)及びワイヤ(13)間を絶縁するインシュレータ(14)と、を備える。リングコア(12)は、絶縁塗装された塗装面部(CS)と、電磁鋼板が露出する露出面部(ES)と、を備える。塗装面部(CS)は、ティース部(16)において、周方向を向く面である第1のティース表面部(St1)及び軸方向を向く面である第2のティース表面部(St2)に設けられる。コアバック部(15)は、第1の連結部(F1)を備え、前記インシュレータは、第1の連結部(F1)に篏合される第2の連結部(F2)を備える。【選択図】図5

Description

本発明は、モータ、及び、ステータに関する。
ブラシレスDC(BLDC)モータなどのモータは、例えば、複数のスロット間のスペース、即ち、スロット溝を狭くすることで、小型化及び低コスト化を図る。ここで、スロット溝とは、ワイヤが巻回される2つのティース部間の空間のことである。
しかし、スロット溝が狭くなると、ティース部にワイヤを巻回する巻線工程の高速化及び高品質化が課題となる。なぜなら、この場合、巻線機の巻線ノズルの動きを高速化すればするほど、巻線ノズルの動作のフレが大きくなり、巻線ノズルがステータコアに接触するおそれがあるからである。
ストレートコアは、この課題を解決するために有効である。ストレートコアは、コアバック部と、ティース部とを有し、直線状に延びるコアバック部に対して、垂直方向にティース部が延びる。ティース部は、等間隔に並んでいる。ストレートコアは、巻線工程後にティース部が中心軸に向かう方向に丸められ(カーリング処理)、リングコアとなる。ストレートコアの巻線工程は、カーリング処理を行う前の状態で行われる。巻線工程(カーリング処理前)でのスロット溝は、カーリング処理後のスロット溝よりも広いため、ストレートコアは、巻線工程の高速化に適している。
ここで、モータに使用されるリングコアは、ストレートコアをカーリング処理したカーリングタイプと、円状に打ち抜いた電磁鋼板を積層した丸コアタイプと、がある。
一方、ストレートコアとワイヤとの絶縁は、インシュレータと呼ばれる絶縁材を用いて行われるのが一般的である。しかし、インシュレータは、金型により成型される樹脂成型品であるため、その厚さを十分に薄くすることが難しい。
インシュレータの厚さを薄くできない場合、スロット溝内のスペースが狭くなり、結果として、占積率が小さくなる。尚、占積率とは、スロット溝の体積に対してワイヤが占める体積の割合のことである。この問題を解決するため、絶縁塗装された塗装面部を有するストレートコアを用い、ストレートコアとワイヤとの絶縁を塗装面部により行うことは有効である。なぜなら、塗装面部は、50μm以下の厚さで絶縁機能を確保できるからである。この場合、インシュレータは、ストレートコアとワイヤとの間に設ける必要がない。しかし、インシュレータは、後述するように、ターミナル部が連結される必要性などから、完全に省略することはできない。従って、塗装面部によりストレートコアとワイヤとの絶縁を確保する場合、インシュレータとストレートコアとの連結をどのように行うかが新たな問題となる。
特許文献1は、モータのステータにストレートコアを用いる技術を開示する。
特許4730519号公報
特許文献1に開示される技術では、ステータコアとワイヤとの絶縁は、インシュレータにより行われる。従って、特許文献1に開示される技術では、巻線ノズルがステータコアに接触するおそれが発生するか、又は、スロット溝内でのワイヤの占積率が小さくなる。
本発明は、ステータコアとワイヤとの絶縁を塗装面部により行う場合にインシュレータとステータコアとの連結を確実に行う技術を提案する。
本願の例示的な第1の発明に係わるモータは、中心軸まわりに回転可能なロータと、中心軸を取り囲む周方向に配置され、電磁鋼板を有するリングコアと、前記リングコアを巻回するワイヤと、前記リングコア及び前記ワイヤ間を絶縁するインシュレータと、前記ロータ、前記リングコア、前記ワイヤ、及び、前記インシュレータを取り囲むハウジングと、を備える。前記ロータの少なくとも一端は、中心軸が延びる軸方向において前記ハウジングから突出する。前記リングコアは、複数のコアセグメントと、前記複数のコアセグメントを周方向に連結する複数の連結部と、絶縁塗装された塗装面部と、前記電磁鋼板が露出する露出面部と、を備える。前記複数のコアセグメントの各々は、コアバック部と、前記コアバック部から中心軸に直交する径方向に突出し、前記ワイヤが巻回されるティース部と、を備える。前記塗装面部は、前記ティース部において、周方向を向く面である第1のティース表面部及び軸方向を向く面である第2のティース表面部に設けられる。前記コアバック部は、径方向内側に窪む凹形状を有する第1の連結部を備える。前記インシュレータは、前記第1の連結部に篏合される凸形状である第2の連結部を備え、径方向において前記コアバック部を挟み込む。
本願の例示的な第1の発明によれば、ステータコアとワイヤとの絶縁を塗装面部により行う場合にインシュレータとステータコアとの連結を確実に行うことができる。
図1Aは、モータの外形の例を示す図である。 図1Bは、図1Aのモータの断面を示す図である。 図2は、第1のハウジングの外形の例を示す図である。 図3は、ステータ及びロータの外形の例を示す図である。 図4は、ステータの例を示す図である。 図5は、リングコアの例を示す図である。 図6は、インシュレータの例を示す図である。 図7は、絶縁部とターミナル部との関係を示す図である。 図8Aは、インシュレータをステータコアに固定する例を示す図である。 図8Bは、インシュレータをステータコアに固定する例を示す図である。 図8Cは、インシュレータをステータコアに固定する例を示す図である。 図8Dは、インシュレータをステータコアに固定する例を示す図である。 図8Eは、インシュレータをステータコアに固定する例を示す図である。 図9は、ステータの例を示す図である。 図10は、ストレートコアの例を示す図である。 図11は、インシュレータの例を示す図である。 図12は、絶縁塗装を行うときに使用するマスクの例を示す図である。 図13は、絶縁塗装の例を示す図。 図14は、絶縁塗装の例を示す図。 図15は、インシュレータと連結部の凸部との関係を示す図である。 図16は、モータの組立工程の例を示す図である。 図17は、モータユニットの外形の例を示す図である。 図18は、図17のXVIII−XVIII線に沿う断面図である。 図19は、図17のモータユニットを裏面から見た図である。 図20は、制御基板の例を示す図である。
以下、図面を参照しながら実施形態を説明する。
実施形態では、その説明を分かり易くするため、本発明の主要部以外の構造又は要素については、簡略化又は省略して説明する。また、図面において、各要素の寸法、形状、数などについても、一例であり、これに限定されるという主旨ではない。
また、以下の説明では、軸方向は、モータのロータ(シャフト)が延びる方向、即ち、ロータの中心軸が延びる方向と定義する。また、径方向は、ロータの中心軸に直交する方向と定義し、周方向は、ロータの中心軸を取り囲む方向と定義する。周方向は、ロータを中心に1周が360°である。
また、軸方向フロント側は、モータの回転出力を取り出す側、例えば、ロータの一端が第1のハウジングから突出する側と定義する。これに対し、モータのリア側とは、フロント側とは反対側、例えば、モータの回転を検出するセンサが配置される側と定義する。モータは、一般的に、フロント側を上側とし、リア側を下側として描かれることが多い。そのため、フロント側は、上側と称され、リア側は、下側と称される場合がある。しかし、本明細書では、上側/下側は、何かを基準に上下を定めるものではなく、単に、上側は、フロント側を意味し、下側は、リア側を意味するものとする。
また、フロント側を上側とし、リア側を下側とした場合において、左側/右側についても、何かを基準に左右を定めるものではない。図面を用いた説明上、フロント側を上側とし、リア側を下側とした場合に、ロータの中心軸よりも左側を、単に、左側とし、ロータの中心軸よりも右側を、単に、右側とする。
さらに、径方向内側とは、ロータの中心軸に向かう側を意味し、径方向外側とは、ロータの中心軸から遠ざかる側を意味する。
また、本明細書では、「xxが〜方向に延びる」とは、xxが〜方向に平行に延びる、即ち、〜方向に対して0°の方向に延びる場合に加えて、〜方向に対して、0°よりも大きく、かつ、45°よりも小さい範囲で、斜め方向に延びる場合も含む。また、「xxが〜方向に直交する」とは、xxが〜方向に対して90°の方向に延びる場合に加えて、〜方向に対して、45°よりも大きく、かつ、135°よりも小さい範囲内の方向に延びる場合も含む。
<モータ>
図1A、図1B、図2、図3、及び、図4は、モータの例を示す。図1Aは、モータの外形の例を示す。図1Bは、図1Aのモータの断面を示す。図2は、第1のハウジングの外形の例を示す。図3は、ステータ及びロータの外形の例を示す。図4は、図3からステータを抽出して示す。
モータは、中心軸Jを中心に回転可能なロータ11と、中心軸Jを取り囲む周方向に配置されるリングコア12と、リングコア12を巻回するワイヤ13と、リングコア12及びワイヤ13間を絶縁するインシュレータ14と、ロータ11、リングコア12、ワイヤ13、及び、インシュレータ14を取り囲む第1のハウジング10と、を備える。
モータの種類は、特に限定されない。モータは、例えば、ブラシレスモータ、サーボモータ、ステッピングモータ、リラクタンストルクモータなど、から選択可能である。また、モータは、例えば、U相、V相、及び、W相の3つのコイルを備える3相同期モータであるのが望ましい。
ここで、U相コイルとは、ロータ11を回転させる磁界を発生する複数のコイルのうちU相入力信号により駆動されるコイルのことである。また、V相コイルとは、ロータ11を回転させる磁界を発生する複数のコイルのうちV相入力信号により駆動されるコイルのことである。さらに、W相コイルとは、ロータ11を回転させる磁界を発生する複数のコイルのうちW相入力信号により駆動されるコイルのことである。
モータは、ロータ11の回転を制御する制御装置が第1のハウジング10内に配置される機電一体モータでもよいし、又は、ロータ11の回転を制御する制御装置が第1のハウジング10外に配置されてもよい。また、モータは、インナーロータタイプでもよいし、又は、アウターロータタイプでもよい。
以下では、インナーロータタイプのブラシレスモータを例に説明する。
第1のハウジング10は、例えば、金属又は金属合金を備える。但し、第1のハウジング10は、導電体に限られず、絶縁体でもよい
ロータ11は、中心軸Jに平行な軸方向に延びる。ロータ11は、ロータコア111を備える。ロータコア111は、コア部111Aと、磁極部(ロータマグネット)111Bと、を備える。このロータ11は、磁極部111Bがコア部111Aの径方向外側の表面に配置される表面磁石型(Surface Permanent Magnet:SPM)であるが、埋込磁石型(Interior Permanent Magnet:IPM)であってもよい。
磁極部111Bは、フェライト磁石、アルニコ磁石、サマコバ磁石、ネオジウム磁石などの磁石を備える。磁気センサSENは、磁極部111Bの軸方向の漏れ磁束を検出する。磁気センサSENは、この漏れ磁束を検出可能な素子、例えば、ホール素子、磁気抵抗素子など、を含む。
ロータ11は、軸受(ベアリング)112により支持される。軸受112の種類は、特に限定されない。例えば、軸受112は、転がり軸受、すべり軸受などを採用できる。スラストワッシャーTWは、ロータ11の軸方向に働く力(推力)を受け止める軸受として機能する。
ロータ11のフロント側の一端は、軸方向において第1のハウジング10から突出する。ロータ11のリア側の他端は、中心軸Jが延びる軸方向において第1のハウジング10内に存在する。但し、ロータ11のリア側の他端も、第1のハウジング10から突出していてもよい。
リングコア12は、複数のコアセグメントSEGと、複数のコアセグメントSEGを周方向に連結する複数の連結部COMと、を備える。リングコア12は、例えば、複数の電磁鋼板を軸方向に積み重ねた構造を有する。これら複数の電磁鋼板は、カシメ(caulking)などにより互いに連結される。
本例では、複数のコアセグメントSEGの数は、9個である。即ち、モータは、9スロットタイプである。例えば、ロータ11に一体化されるロータコア111の磁極数が8個の場合、モータは、8極9スロットタイプモータとなる。但し、モータの磁極数及びスロット数は、一例であり、これに限定されることはない。3相同期モータの場合、複数のコアセグメントSEGの数は、一般的には、3×n(nは、1以上の自然数)である。
また、例えば、モータの回転を滑らかにするには、モータの磁極数及びスロット数は、多いのが望ましい。しかし、この場合、モータの小型化が進むと、スロット溝が狭くなり、巻線ノズルがステータコアに接触するおそれが発生する。従って、本例は、スロット数が比較的多いモータ、例えば、スロット数が9個以上のモータに特に有効である。
複数のコアセグメントSEGの各々は、コアバック部15と、コアバック部15から中心軸Jに直交する径方向内側に突出し、ワイヤ13が巻回されるティース部16と、ティース部16の径方向先端に配置され、ティース部16の先端から周方向に延伸するアンブレラ部UMBと、を備える。例えば、図5は、図4のリングコア12の詳細を示す。
図5から明らかなように、コアバック部15は、径方向内側を向く面である第1のコアバック表面部S1と、径方向外側を向く面である第2のコアバック表面部S2と、第2のコアバック表面部S2に配置される第1の連結部F1と、を備える。第1の連結部F1は、径方向内側に窪む凹形状であり、軸方向に延びる。
また、アンブレラ部UMBの周方向の幅は、ティース部16の周方向の幅よりも広い。アンブレラ部UMBは、ティース部16での磁気飽和を抑える効果を有する。即ち、コイルに流す電流を大きくしても磁束密度が増加しない磁気飽和は、ティース部16内での磁束密度が過密過ぎることにある。アンブレラ部UMBは、この磁束密度の過密を解消するため、ティース部16での磁気飽和が十分に抑えられる。
ティース部16は、周方向を向く面である第1のティース表面部St1、及び、軸方向を向く面である第2のティース表面部St2を有する。アンブレラ部UMBは、径方向外側を向く面であり、第1のティース表面部に接続する第1のアンブレラ表面部Su1、及び、径方向内側を向く面である第2のアンブレラ表面部Su2を有する。
アンブレラ部UMBの径方向内側を向く面である第2のアンブレラ表面部Su2は、例えば、中心軸を中心にした曲面を有する。この場合、アンブレラ部UMBからロータ11に作用する界磁束(magnetic flux)が概ね均一になる。従って、この曲面は、モータの回転を滑らかにする効果を有する。
複数の連結部COMの各々は、軸方向に延びる裂け目部Gと、裂け目部Gの縁に沿う2つの凸部Tと、を備える。2つの凸部Tは、それぞれ、例えば、径方向内側に向かって次第に先細るテーパ形状を有する。また、2つの凸部Tは、互いに接触する。これら裂け目部G及び凸部Tは、リングコア12がカーリングタイプである場合に有効な要素である。
これら裂け目部G及び凸部Tは、カーリング処理を行い易くする効果を有する。裂け目部Gが塑性変形し、2つの凸部T同士が接触する構成は、リングコア12を円形、例えば、真円にし易い。
尚、連結部COM’は、ストレートコアの両端に相当する部分である。ストレートコアがカーリング処理によりリングコア12に変形されるとき、連結部COMは、曲がり、連結部COM’の両端は、互いに連結される。連結部COM’の両端は、例えば、レーザ溶接、カシメなどの接合技術により固定される。連結部COM’の形状は、連結部COMと同じでもよいし、又は、異なってもよい。
また、リングコア12の表面は、絶縁塗装された塗装面部CSと、電磁鋼板が露出する露出面部ESと、を備える。塗装面部CSは、図5において、黒く塗りつぶされた領域で示し、露出面部ESは、図5において、白抜きの領域で示す。本例では、塗装面部CSは、ティース部16において、少なくとも、周方向を向く面である第1のティース表面部St1、及び、軸方向を向く面である第2のティース表面部St2に設けられる。塗装面部CSは、リングコア12とワイヤ13とを絶縁する役割を有する。
リングコア12とワイヤ13との絶縁は、一般的に、インシュレータと呼ばれる絶縁材料、例えば、エポキシ樹脂、PTFE(polytetrafluoroethylene)などの樹脂を用いて行われる。しかし、インシュレータは、金型により成型される樹脂成型品であるため、その厚さを薄くすることができない。例えば、インシュレータの厚さ、具体的には、リングコアとワイヤとを絶縁する部分の厚さは、200μm〜500μmが一般的である。
従って、インシュレータがリングコア12とワイヤ13との絶縁に使用されると、スロット溝内でのワイヤ13の占積率が小さくなる。
そこで、本例では、リングコア12とワイヤ13との絶縁は、インシュレータではなく、絶縁塗装による塗装面部CSにより行う。この塗装面部CSは、例えば、粉体塗装、スプレー塗装などの絶縁粒子を吹き付ける塗装技術により形成可能であるため、その厚さは、50μm以下を実現できる。
そのため、スロット溝内でのワイヤの占積率も大きくできる。
ここで、絶縁塗装による絶縁技術がリングコア12に組み合わされる場合、本発明者は、さらに検討しなければならない課題があることを見出した。その課題は、絶縁塗装がストレートコアに施された後、そのストレートコアがカーリングによりリングコアに変形されるときに発生する。
例えば、ストレートコアは、リングコア12と同様に、複数のコアセグメントSEGと、複数のコアセグメントSEGを連結する連結部COMと、を備える。連結部COMは、ストレートコアをリングコア12に変形させるために必要な要素である。即ち、連結部COMは、カーリング時に、ストレートコアを真円のリングコア12に変形させるために必要な部分である。
しかし、上述したように、複数の連結部COMの各々は、裂け目部Gの縁に沿う2つの凸部Tを備える。仮に、塗装面部CSが連結部COMにも設けられると、塗装剤が2つの凸部Tにそれぞれ玉状に付着する。この場合、2つの凸部Tに塗布された塗装剤が干渉し、リングコア12の真円度が低下し、モータの特性が悪化する。
そこで、塗装面部CSは、リングコア12とワイヤ13との絶縁に必要な箇所、即ち、ティース部16の、周方向を向く面である第1のティース表面部St1、及び、軸方向を向く面である第2のティース表面部St2に設ける。また、絶縁塗装されていない露出面部ESは、連結部COMに設けられる。これにより、塗装面部CSによる絶縁技術がステータコア(ストレートコア)に採用されても、真円のリングコア12を得る妨げとはならない。
インシュレータ14は、リングコア12及びワイヤ13間に配置される絶縁部ISRと、絶縁部ISRに連結されるターミナル部TER1と、を備える。例えば、図6及び図7は、図4のインシュレータ14の詳細を示す。
絶縁部ISRは、図5の第1のコアバック表面部S1及び第2のコアバック表面部S2を覆う。すなわち、インシュレータ14は、第1のコアバック表面部S1及び第2のコアバック表面部S2を挟み込む。言い換えると、インシュレータ14は、コアバック部15の径方向内側を向く面である第1のコアバック表面部S1を覆う。絶縁部ISRは、塗装面部CSによるリングコア12とワイヤ13との絶縁を補強する。即ち、塗装面部CSは、例えば、粉体塗装、スプレー塗装などの絶縁粒子を吹き付ける塗装技術により形成可能であるが、コアバック部15のティース部16の各々において、隣り合うアンブレラ部UMBの影となる部分に塗装し難いという問題が発生する。
そこで、本発明者は、塗装面部CSによる絶縁技術とインシュレータ14による絶縁技術とを組み合わせることを検討した。例えば、リングコア12とワイヤ13との絶縁は、基本的には、塗装面部CSにより行う。そして、インシュレータ14の絶縁部ISRは、例えば、第1のコアバック表面部S1を覆うように補助的に配置される。
また、塗装面部CSによるリングコア12とワイヤ13との絶縁が十分であっても、本例では、上述のように、インシュレータ14がターミナル部TER1を備える。この場合、絶縁部ISRが第1のコアバック表面部S1を覆う構造は、後述するように、ターミナル部TER1をリングコア12に固定するために有効である。
尚、絶縁部ISRは、例えば、ティース部16の下半分を覆う部分17と、ティース部16の上半分を覆う部分18と、の組み合わせであってもよい。また、絶縁部ISRが第1のコアバック表面部S1を覆っている場合、塗装面部CSは、第1のコアバック表面部S1に配置されてもよいし、又は、配置されなくてもよい。
インシュレータ14は、リングコア12に固定される。即ち、インシュレータ14の絶縁部ISRは、コアバック部15の第1の連結部F1に連結される第2の連結部F2を備える。この場合、インシュレータ14は、コアバック部15を径方向外側の面と径方向内側の面の両面(第1及び第2のコアバック表面部S1,S2)から挟み込み、かつ、第2の連結部F2が第1の連結部F1に連結されることにより、リングコア12に固定される。
第1の連結部F1は、例えば、凹形状であり、第2の連結部F2は、例えば、凸形状である。この場合、インシュレータ14は、第2の連結部F2が第1の連結部F1に篏合されることにより、リングコア12に容易に固定される。また、第1の連結部F1が軸方向に延び、第2の連結部F2が軸方向に沿って、第1の連結部F1に挿入可能であれば、モータの組み立て工程において、インシュレータ14は、リングコア12にさらに容易に固定できる。すなわち、第1の連結部F1は、軸方向に延び、第2の連結部F2は、軸方向に沿って、第1の連結部F1に連結可能である。
図8A乃至図8Eは、第1及び第2の連結部F1,F2によるリングコア12とインシュレータ14との連結を強固とするための連結技術の例を示す。
第1及び第2の連結部F1,F2がスナップフィット構造を備えることで、インシュレータ14は、リングコア12に強固に固定される。
図8Aの例では、コアバック部15の第1の連結部F1は、コアバック部15の軸方向一方側から軸方向他方側まで延びるスリットSLT0である。スリットSLT0は、スリットSLT0内において、スリットSLT0よりもさらに一段径方向内側に窪むキャッチ部(凹部)CATを備える。すなわち、第1の連結部F1は、キャッチ部CATを備える。インシュレータ14は、フック部FKを備える。フック部FKは、キャッチ部CATに固定される。すなわち、第2の連結部F2は、キャッチ部CATに固定されるフック部FKを備える。図8Aの例では、フック部FKは、軸方向に延び、径方向に弾性を有する。フック部FKは、キャッチ部CATの軸方向上面に固定される。
図8Bの例は、図8Aの例と比べると、第1の連結部F1としてのスリットSLT0が分離部Aにより軸方向一方側と軸方向他方側とに分離される点が異なる。すなわち、図8Bの例では、スリットSLT0は、軸方向一方側と、軸方向他方側の2箇所に位置する。また、キャッチ部CATおよびフック部FKは、軸方向一方側と、軸方向他方側の2箇所に位置する。図8C及び図8Dの例は、図8A及び図8Bの例と比べると、キャッチ部CATがコアバック部15の周方向に設けられている点が異なる。すなわち、図8C及び図8Dの例では、キャッチ部CATの周方向幅は、スリットSLT0の周方向幅よりも大きい。フック部FKの周方向幅は、スリットSLT0の周方向幅よりも大きい。フック部FKは、周方向に弾性を有する。フック部FKは、キャッチ部CATの軸方向上面に固定される。図8Eの例は、図8A乃至図8Dの例と比べると、キャッチ部CATは、スリットSLT0よりも径方向内側に位置し、かつ、キャッチ部CATの周方向幅は、スリットSLT0の周方向幅よりも大きい。この場合、フック部FKは、径方向内側に延伸する。
尚、スナップフィット構造の形状及び位置は、特に限定されない。即ち、スナップフィット構造は、図8A乃至図8Eに示す構造以外の構造を採用してもよい。
ターミナル部TER1は、端子を保持する。本例では、端子は、3つの外部端子U,V,Wである。但し、ターミナル部TER1が保持する外部端子の数は、これに限られない。ターミナル部TER1が保持する外部端子の数は、1つでもよいし、2つでもよいし、又は、4つ以上でもよい。
ターミナル部TER1とは、モータの外部端子が設けられる部分のことである。モータの外部端子とは、モータを駆動する駆動信号、例えば、U相、V相、又は、W相の交流信号を、モータの外部(例えば、制御装置)から入力する入力端子のことである。ターミナル部TER1は、軸方向において、複数のコアセグメントSEGのうちの1つに対応する絶縁部ISRに連結される。
本例は、3相同期モータを想定するため、ターミナル部TER1が保持する複数の外部端子は、U相入力信号を入力する外部端子U、V相入力信号を入力する外部端子V、及び、W相入力信号を入力する外部端子Wである。すなわち、ロータの回転は、3相入力信号により制御され、端子は、3相入力信号が入力される3つの外部端子である。また、U相コイル、V相コイル、及び、W相コイルがいわゆるスター結線される場合、ターミナル部TER1は、これら複数の外部端子U,V,Wに加えて、又は、これら複数の外部端子U,V,Wに変えて、コモン端子を保持していてもよい。
ターミナル部TER1は、第1の端面部Q1を有する。第1の端面部Q1は、軸方向におけるターミナル部TER1の2つの端面部のうち軸方向上側に位置する端面部である。複数のコアセグメントSEGは、第2の端面部Q2を有する。第2の端面部Q2は、軸方向における複数のコアセグメントSEGの2つの端面部のうち軸方向下側に位置する端面部である。また、軸方向において、第1の端面部Q1は、第2の端面部Q2よりも軸方向下側に位置する。これは、ターミナル部TER1が軸方向に複数のコアセグメントSEGから離れて配置されることを意味する。
この場合、ターミナル部TER1は、ステータコアの軸方向下側(リア側)に位置する。ターミナル部TER1が軸方向下側に位置すると、モータの外部端子U,V,Wがロータのフロント側とは反対側に位置する。
ターミナル部TER1は、第1のハウジング10の径方向内側から第1のハウジング10の径方向外側に向けて突出する第1の突出部PJ1を備える。また、第1のハウジング10は、第1の突出部PJ1が挿入される第1のスリットSLT1を備える。第1のスリットSLT1は、第1のハウジング10の側面を径方向に貫通する貫通孔である。第1の突出部PJ1は、第1のハウジング10の径方向内側から第1のハウジング10の径方向外側に向けて、第1のスリットSLT1を経由して突出する。
従って、インシュレータ14がリングコア12に固定され、かつ、ターミナル部TER1の第1の突出部PJ1が第1のハウジング10の第1のスリットSLT1に接触することにより、リングコア12および複数のコアセグメントSEGの周方向の位置合わせが正確に行える。
複数の外部端子U,V,Wは、金属製の棒体(metal bar)である。複数の外部端子U,V,Wは、第1の端部EP1及び第2の端部EP2を有する。第1の端部EP1は、ターミナル部TER1から径方向内側に延びた先端部分である。これは、ティース部16が突出する方向と、複数の外部端子U,V,Wの第1の端部EP1が延びる方向とが同じ、即ち、径方向内側に向かう方向であることを意味する。また、ワイヤ13は、複数の外部端子U,V,Wの第1の端部EP1に直接巻回される。
この場合、巻線工程において、ティース部16に巻回されるワイヤ13の巻回面と、複数の外部端子U,V,Wの第1の端部EP1に巻回されるワイヤ13の巻回面とは、平行となる。
ここで、ワイヤ13の巻回面とは、ワイヤ13がティース部16又は第1の端部EP1に1周分巻回された場合に、その1周分のリング状のワイヤ13を含む平面のことである。この定義では、ティース部16又は第1の端部EP1に巻回されるワイヤ13の巻回面は、複数存在することになるが、これら複数の巻回面は、いずれも、実質的に平行となる。巻線工程は、後述するように、例えば、図9に示すストレートコアの状態で行われる。図9において、第1、第2、及び、第3の方向を、それぞれ、X軸方向、Y軸方向、及び、Z軸方向とした場合、ティース部16に巻回されるワイヤ13の巻回面SF1と、複数の外部端子U,V,Wの第1の端部EP1に巻回されるワイヤ13の巻回面SF2とは、いずれも、X−Z平面に平行となる。尚、第1、第2、及び、第3の方向については、図9のストレートコアの説明において詳述する。
従って、巻線工程において、例えば、巻線機は、巻回ノズルの向きを変える必要がない。これは、巻線ノズルの動きを高速化することにより製造タクトタイムが短縮されることを意味する。また、ワイヤ13は、複数の外部端子U,V,Wの第1の端部EP1に直接巻回される。従って、モータ内部の配線構造が簡単化される。
このように、外部端子U,V,Wの第1の端部EP1がターミナル部TER1から径方向内側に向かって延びることは、モータの小型化及び低コスト化が同時に実現されることを意味する。
尚、重要な点は、ティース部16に巻回されるワイヤ13の巻回面と、複数の外部端子U,V,Wの第1の端部EP1に巻回されるワイヤ13の巻回面とが平行であることにある。従って、例えば、ティース部16がコアバック部15から径方向外側に突出するアウターロータタイプの場合、外部端子U,V,Wの第1の端部EP1も、これに合わせて、ターミナル部TER1から径方向外側に延びるのが望ましい。
また、ティース部16を巻回するワイヤ13の巻回方向と、外部端子U,V,Wの第1の端部EP1を巻回するワイヤ13の巻回方向とは、同じでもよいし、又は、異なってもよい。但し、ティース部16を巻回するワイヤ13の巻回方向と、外部端子U,V,Wの第1の端部EP1を巻回するワイヤ13の巻回方向とが同じであれば、さらに巻線工程の簡略化が図られる。
ここで、巻回方向とは、ティース部16の先端側からティース部16を見たとき、又は、外部端子U,V,Wの先端側から外部端子U,V,Wを見たときに、ワイヤ13がティース部16又は外部端子U,V,Wに巻かれる向きのことである。
また、ティース部16の先端とは、ティース部16の付け根、即ち、ティース部16がコアバック部15と結合される部分とは反対側の先端のことである。また、外部端子U,V,Wの先端とは、外部端子U,V,Wの付け根、即ち、外部端子U,V,Wがターミナル部TER1から突出する部分とは反対側の先端のことである。巻回方向は、右巻き(CW:clockwise)と、左巻き(CCW:counter-clockwise)とがある。
さらに、ワイヤ13は、外部端子U,V,Wの第1の端部EP1において、径方向外側から径方向内側に向かって、巻回されるのが望ましい。この構成によると、外部端子U,V,Wにモーメント荷重が掛かり難くなるからである。その結果、外部端子U,V,Wに対するワイヤ13の巻回時に、外部端子U,V,Wが変形することを抑制できる。
外部端子U,V,Wの第2の端部EP2は、外部端子U,V,Wにおけるターミナル部TER1の第1の突出部PJ1から軸方向に延びる部分である。第2の端部EP2が第1の突出部PJ1から軸方向に延びると、外部端子U,V,Wの第1の端部EP1の向きと、外部端子U,V,Wの第2の端部EP2の向きとが異なることになる。即ち、外部端子U,V,Wは、ターミナル部TER1内において、折れ曲がった形状を有する。
結果として、外部端子U,V,Wの第2の端部EP2は、コアバック部15と径方向に間隙をもって対向する。
この場合、本例のモータは、例えば、モータを制御する制御基板が中心軸Jに直交する面内に配置されるシステム(モータユニット)に有効である。なぜなら、このようなシステムでは、モータと制御基板との電気的接続が容易化されるからである。尚、これについては、モータユニットの項目で詳述する。
複数の外部端子U,V,Wは、周方向において、所定幅内に並んで配置されるのが望ましい。周方向における複数の外部端子U,V,Wの幅を所定幅H1とし、周方向における1つの連結部COMからそれに隣り合う連結部COMまでの幅をコアバック幅H2とした場合、所定幅H1は、コアバック幅H2よりも小さいのが望ましい。これは、ターミナル部TER1と絶縁部ISRとの連結のし易さ、及び、外部端子U,V,Wの第1の端部EP1へのワイヤ13の巻回のし易さ、を考慮したものである。
尚、本例では、ターミナル部TER1の数は、1つであるが、これに限られない。ターミナル部TER1の数は、2つ以上でもよい。この場合、複数のターミナル部の各々は、例えば、図6及び図7から想定できるように、1つのコアセグメントSEGに対応する絶縁部ISRにそれぞれ連結される。但し、複数のターミナル部が互いに干渉しないように、複数のターミナル部は、互いに離れたコアセグメントSEGに対応する絶縁部ISRにそれぞれ連結されるのが望ましい。
複数の外部端子U,V,Wの第1の端部EP1が延びる方向は、径方向であり、例えば、互いに平行に延びる。但し、これら複数の外部端子U,V,Wの第1の端部EP1は、厳密に、平行に延びていなくてもよい。例えば、複数の外部端子U,V,Wのうちの1つ、例えば、中央の外部端子Vは、径方向に延び、残りの外部端子U,Wは、外部端子Vに概ね平行となるように延びていてもよい。
磁気センサSENは、回路基板CB上に実装される。また、回路基板CBは、センサ端子Tsenを有する。センサ端子Tsenは、磁気センサSENにより検出される回転角を出力する。回路基板CBは、第1のハウジング10の径方向内側から第1のハウジング10の径方向外側に向けて突出する第2の突出部PJ2を備える。また、第1のハウジング10は、第2の突出部PJ2が挿入される第2のスリットSLT2を備える。第2のスリットSLT1は、第1のハウジング10の側面を径方向に貫通する貫通孔である。第2の突出部PJ2は、第1のハウジング10の径方向内側から第1のハウジング10の径方向外側に向けて、第2のスリットSLT2を経由して突出する第2の突出部PJ2を含む。
センサ端子Tsenは、外部端子U,V,Wと同様に、金属製の棒体である。センサ端子は、例えば、第2の突出部PJ2から軸方向に沿って延びる。
例えば、モータの回転角及び回転速度がモータ外部の制御装置により制御される場合、モータは、ロータ11の回転角を示す信号を制御装置に出力しなければならない。従って、この場合、モータは、例えば、ホール素子、磁気抵抗効果素子などの磁気センサSENにより検出された回転角を出力するセンサ端子Tsenを備えるのが望ましい。
尚、センサ端子Tsenも、外部端子U,V,Wの第2の端部EP2と同様に、軸方向に延びているのが望ましい。
以上、説明したように、本例によれば、巻線ノズルとステータコアとの接触無しにスロット溝内でのワイヤの占積率が向上でき、さらに、ステータコアとワイヤとの絶縁性能も確保できる。また、ステータコアとワイヤとの絶縁を塗装面部により行う場合にインシュレータとステータコアとの連結を確実に行うことができる。
<ステータ(ストレートコア)>
図9は、ステータの例を示す。図10は、図9からストレートコアを抽出して示す図である。図11は、図9からインシュレータを抽出して示す図である。
本例のステータは、例えば、図1乃至図7、及び、図8A乃至図8Eのモータに使用される。このステータは、ストレートコアタイプである。このタイプのステータは、既に述べたように、カーリング処理によりリングコアに変形された後、モータのステータとして使用される。
以下の説明において、第1の方向とは、複数のコアセグメントが連結される方向であり、ストレートコアがモータのステータとして使用されたときにリングコアの周方向に対応する。第2の方向とは、ティース部が延びる方向であり、ストレートコアがモータのステータとして使用されたときにリングコアの径方向に対応する。第2の方向内側とは、第2の方向のティース部の先端側を意味し、第2の方向外側とは、第2の方向のティース部の付け根側を意味する。ティース部の付け根とは、ティース部がコアバック部と結合される部分のことであり、ティース部の先端とは、ティース部の付け根とは反対側の先端のことである。第3の方向とは、第1及び第2の方向に直交する方向であり、ストレートコアがモータのステータとして使用されたときにリングコアの軸方向に対応する。第3の方向下側とは、第3の方向のターミナル部側を意味し、第3の方向上側とは、第3の方向のターミナル部側とは反対側を意味する。但し、ここでの内/外及び下/上とは、単に説明を簡略化するためのものであり、常に、内/外及び下/上でなければならないということではない。
また、以下では、ストレートコアに特徴的な要素を説明し、それ以外の要素については、図1乃至図7、及び、図8A乃至図8Eのモータで付した符号と同じ符号を付すことにより、その詳細な説明を省略する。
ストレートコア12’は、複数のコアセグメントSEGと、複数のコアセグメントSEGを第1の方向に連結する複数の連結部COMと、を備える。ストレートコア12’は、例えば、複数の電磁鋼板を軸方向に積み重ねた構造を有する。これら複数の電磁鋼板は、カシメなどにより互いに連結される。
複数のコアセグメントSEGの各々は、コアバック部15と、コアバック部15から第1の方向に直交する第2の方向に突出し、ワイヤ13が巻回されるティース部16と、ティース部16の第2の方向先端に配置されるアンブレラ部UMBと、を備える。
図10に示すように、コアバック部15は、第2の方向内側を向く面である第1のコアバック表面部S1と、第2の方向外側を向く面である第2のコアバック表面部S2と、第2のコアバック表面部S2に配置される第1の連結部F1と、を備える。第1の連結部F1は、第2の方向内側に窪む凹形状であり、第3の方向に延びる。
複数の連結部COMの各々は、第3の方向に延びる溝部G’と、溝部G’の縁に沿う2つの凸部Tと、を備える。2つの凸部Tは、それぞれ、例えば、第2の方向内側に向かって次第に先細るテーパ形状を有する。これら溝部G’及び凸部Tは、カーリング処理を行い易くする効果を有する。溝部G’が塑性変形し、2つの凸部T同士が接触する構成は、リングコア12を円形、例えば、真円にし易い。
また、ストレートコア12’の表面は、絶縁塗装された塗装面部CSと、電磁鋼板が露出する露出面部ESと、を備える。塗装面部CSは、図10において、黒く塗りつぶされた領域で示し、露出面部ESは、図10において、白抜きの領域で示す。本例では、塗装面部CSは、ティース部16において、少なくとも、第1の方向を向く面である第1のティース表面部St1、及び、第3の方向を向く面である第2のティース表面部St2に設けられる。塗装面部CSは、ストレートコア12’とワイヤ13とを絶縁する役割を有する。
また、絶縁塗装されていない露出面部ESは、連結部COMに設けられる。これにより、塗装面部CSによる絶縁技術がストレートコア12’に採用されても、真円のリングコアを得る妨げとはならない。
図11に示すように、インシュレータ14は、リングコア12及びワイヤ13間に配置される絶縁部ISRと、絶縁部ISRに連結されるターミナル部TER1と、を備える。すなわち、インシュレータ14は、リングコア12及びワイヤ13間を絶縁する。または、インシュレータ14は、リングコア12及びコイル間を絶縁する。絶縁部ISRは、コアバック部15の第2の方向内側を向く面である第1のコアバック表面部S1及び第2の方向外側を向く面である第2のコアバック表面部S2を覆う。絶縁部ISRは、塗装面部CSによるストレートコア12’とワイヤ13との絶縁を補強する。
インシュレータ14は、ストレートコア12’に固定される。即ち、インシュレータ14の絶縁部ISRは、コアバック部15の第1の連結部F1に連結される第2の連結部F2を備える。この場合、インシュレータ14は、コアバック部15を第2の方向外側の面と第2の方向内側の面の両面(第1及び第2のコアバック表面部S1,S2)から挟み込み、かつ、第2の連結部F2が第1の連結部F1に連結されることにより、ストレートコア12’に固定される。すなわち、インシュレータ14は、径方向においてコアバック部15を挟み込む。また、インシュレータ14は、第1の連結部F1に篏合される凸形状である第2の連結部F2を備える。
ターミナル部TER1は、複数の外部端子U,V,Wを保持する。本例では、ターミナル部TER1は、3つの外部端子を保持する。また、ターミナル部TER1は、第1の端面部Q1を有する。第1の端面部Q1は、第3の方向におけるターミナル部TER1の2つの端面部のうち第3の方向上側に位置する端面部である。
一方、複数のコアセグメントSEGは、第2の端面部Q2を有する。第2の端面部Q2は、第3の方向における複数のコアセグメントSEGの2つの端面部のうち第3の方向下側に位置する端面部である。そして、第3の方向において、第1の端面部Q1は、第2の端面部Q2よりも第3の方向下側に位置する。
複数の外部端子U,V,Wの第1の端部EP1は、ターミナル部TER1から第2の方向内側に延びる。従って、ティース部16が突出する方向と、複数の外部端子U,V,Wの第1の端部EP1が延びる方向とは、同じ、即ち、第2の方向内側である。また、ワイヤ13は、複数の外部端子U,V,Wの第1の端部EP1に直接巻回される。
従って、巻線工程において、製造タクトタイムの短縮を図ることができる。
尚、ティースを巻回するワイヤ13の巻回方向(CW又はCCW)と、外部端子U,V,Wの第1の端部EP1を巻回するワイヤ13の巻回方向(CW又はCCW)とは、同じでもよいし、又は、異なってもよい。また、ワイヤ13は、外部端子U,V,Wの第1の端部EP1の先端に次第に近づくように、例えば、図9の矢印Dに示すように、第2の方向外側から第2の方向内側に向かって、外部端子U,V,Wの第1の端部EP1に巻回されるのが望ましい。
外部端子U,V,Wの第2の端部EP2は、ターミナル部TER1から第3の方向に延びる。また、外部端子U,V,Wの第2の端部EP2は、コアバック部15と第2の方向に間隙をもって対向する。さらに、複数の外部端子U,V,Wが第1の方向の所定幅H1内に並んで配置される場合、所定幅H1は、コアバック部15の第1の方向のコアバック幅H2よりも小さいのが望ましい。
<ストレートコアに対する塗装方法>
ストレートコアに対する絶縁塗装は、例えば、粉体塗装、スプレー塗装などの絶縁粒子を吹き付ける塗装技術により実行できる。ここで、絶縁塗装において、少なくとも、露出面部ESが連結部COMに設けられるようにするためには、塗装方法において、いくつかの工夫が必要である。以下では、この工夫の例を説明する。
(1) マスクを用いる塗装方法
絶縁塗装を施さない露出面部ESを設けるには、例えば、粉体塗装、スプレー塗装などの絶縁粒子を吹き付ける塗装技術において、塗装されたくない領域をマスクにより覆うのが有効である。
図12は、絶縁塗装を行うときに使用するマスクの例を示す。
ストレートコア12’に対する絶縁塗装は、図10に示すように、塗装面部CSが、少なくとも第1及び第2のティース表面部St1,St2に設けられ、かつ、露出面部ESが、連結部COMに設けられるように、実行される。
そのために、マスクMKは、ストレートコア12’の連結部COMを覆う。マスクMKは、金属製でもよいし、エポキシ樹脂、PTFEなどの樹脂製でもよい。本例では、マスクMKの取り扱い易さを考慮し、マスクMKは、梯子形状である。マスクMKは、ストレートコア12’を覆うマスク部MK1と、ストレートコア12’を露出する穴部MK2とを有する。マスク部MK1は、少なくとも連結部COMを覆う。また、マスク部MK1は、径方向内側を向く面である第2のアンブレラ表面部Su2を覆ってもよい。マスクMKの穴部MK2は、周方向を向く面である第1のティース表面部St1を露出する。
図13は、マスクを用いる絶縁塗装の例を示す。
同図に示すように、マスクMKがストレートコア12’上に搭載された後、例えば、粉体塗装、スプレー塗装などの絶縁粒子を吹き付ける塗装技術により絶縁塗装が行われる。この時、マスクMKは、連結部COMを覆っているので、塗装面部CSは、連結部COMに形成されることがない。
尚、連結部COMが確実に露出面部ESとなるように、2つのティース部16間において、マスクMKの第1の方向の幅Wmkは、2つの凸部Tを含む連結部COMの第1の方向の幅と同じ、又は、それよりも大きいのが望ましい。
(2) 絶縁粒子の射出角度を工夫する塗装方法
絶縁塗装を施さない露出面部ESを設けるには、例えば、粉体塗装、スプレー塗装などの絶縁粒子を吹き付ける塗装技術において、絶縁粒子の射出角度を制御するのが有効である。
図14は、絶縁粒子の射出角度を工夫する絶縁塗装の例を示す。
まず、図14に示すように、ストレートコア12’において、アンブレラ部UMB第1の方向の幅Wuは、ティース部16の第1の方向の幅Wtよりも広い。この場合、第1のティース表面部St1と、第1のティース表面部St1に連続する第1のアンブレラ表面部Su1とがなす角度を第1の角度θxとする。本例において、第1の角度θxは、鈍角である。
また、第1のティース表面部St1と、第1のアンブレラ表面部Su1とがなす外角を第3の角度θ1とする。ここで、第3の角度θ1は、180°から第1の角度θxを引いた角度である。
また、複数のコアセグメントのうち、隣接する第1のコアセグメントSEG1及び第2のコアセグメントSEG2において、第1のコアセグメントSEG1におけるアンブレラ部UMBの第1の方向の一端E1と、第2のコアセグメントSEG2における第1のティース表面部St1の付け根Rtと、を結んだ直線は、L1と定義する。
この前提の下、ストレートコア12’は、以下の条件を満たすように製造される。
即ち、直線L1と第1のティース表面部St1がなす角度を第2の角度θ2とする。第2の角度θ2は、第3の角度θ1よりも大きい。
その理由は、以下の通りである。
塗装面部は、ストレートコア12’とワイヤとの絶縁を確保するため、少なくとも、第1の方向を向く面である第1のティース表面部St1と、第2の方向を向く面である第2のティース表面部St2と、にそれぞれ設ける必要がある。
一方、塗装面部が粉体塗装又はスプレー塗装などの塗装剤を射出する塗装技術により形成される場合、塗装面部は、アンブレラ部UMBの影となる部分には形成されない。従って、第1及び第2のティース表面部St1,St2に確実に塗装を行うためは、塗装剤の射出は、斜め方向から行う必要がある。この時、ストレートコア12’において、角度θ2が角度θ1よりも大きく塗装剤の射出角度θirrが、θ1≦θirr≦θ2に設定されることで、第1及び第2のティース表面部St1,St2に確実に塗装を行える。
<インシュレータと連結部の凸部との関係>
図15は、インシュレータと連結部の凸部との関係を示す。
この関係は、例えば、図5のリングコア12及び図10のストレートコア12’の双方に当てはまる。但し、ここでは、ストレートコア12’を例に説明する。
図15から明らかなように、インシュレータ14の絶縁部ISRは、ストレートコア12’の凸部Tと第2の方向(径方向)において同じ位置又は凸部Tよりも第2の方向(径方向)の内側に位置する。絶縁部ISRは、第1のコアバック表面部S1の全部又は一部に塗装面部CSが存在しない場合に、第1のコアバック表面部S1とワイヤ13との絶縁を確保する。
<モータの組立工程>
図16は、モータの組立工程の例を示す。
まず、ストレートコアとインシュレータとが組み立てられる。ストレートコアは、例えば、図10のストレートコア12’である。また、インシュレータは、例えば、図11のインシュレータ14である。ストレートコア12’とインシュレータ14の組み立て後、巻線工程STw及び仕上工程STfが行われる。
巻線工程STw及び仕上工程STfが終了すると、例えば、図9のステータ(ストレートコア)が完成する。
次に、カーリング工程STcが行われる。カーリング工程STcは、カーリング装置により実行される。カーリング工程STcを終えたステータは、例えば、図4のステータと同じである。最後に、組立工程STaにより、ロータ、カーリング処理されたステータ、及び、第1のハウジングなど、が組み合されることにより、モータが完成する。
<適用例>
以下、実施形態に係わるモータの出力が減速ギアなどのギアを介してシャフト(出力軸)から出力されるシステム(モータユニット)の例を説明する。
図17は、モータユニットの外形の例を示す。図18は、図17のXVIII−XVIII線に沿う断面図である。図19は、図17のモータユニットを裏面Bから見た図である。図20は、制御基板の例を示す。
モータ30は、例えば、図1乃至図7のモータである。制御基板31は、中心軸Jに直交する面内に配置される。制御基板31は、軸方向に貫通する貫通孔であるホール部Hを有する。モータ30の外部端子U,V.Wの第2の端部EP2は、制御回路31を貫通する。
制御装置32及びドライバ33は、制御基板31上に搭載される。制御装置32は、例えば、モータ30の回転を制御する制御信号を出力する。制御信号は、例えば、PWM(pulse width modulation)信号である。ドライバ33は、制御信号を受けて、モータ30を駆動する駆動信号を出力する。駆動信号は、例えば、複数の電界効果トランジスタのオン/オフにより生成される駆動電流である。
また、モータ30が3相同期モータである場合、駆動信号は、3相(U相、V相、及び、W相)交流信号である。
シャフト34は、モータユニットの出力軸AXとして機能する。シャフト34は、出力軸AXを中心に回転可能である。ギア35は、モータ30のロータ11及びシャフト34間を機械的に接続する。ギア35は、例えば、減速ギアである。
第2のハウジング36は、モータ30、制御基板31、シャフト34、及び、ギア35を取り囲む。第2のハウジング36は、例えば、金属又は金属合金を備える。但し、第2のハウジング36は、導電体に限られず、絶縁体でもよい。第2のハウジング36は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)などから選択可能である。第2のハウジング36は、マグネシウムを含んでいてもよい。
シャフト34の少なくとも一端は、第2のハウジング36から突出する。
また、モータ30の外部端子U,V.Wの第2の端部EP2は、軸方向に延び、かつ、制御基板31は、モータ30の中心軸Jに直交する面内に配置される。この場合、モータ30の外部端子U,V.Wの第2の端部EP2は、制御基板31のホール部Hに挿入し易くなる。従って、モータ30と制御基板31との接続が容易化される。
(むすび)
以上、説明したように、本発明の実施形態によれば、ステータコアとワイヤとの絶縁を塗装面部により行う場合にインシュレータとステータコアとの連結を確実に行うことができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これら実施形態は、一例として提示したものであり、本発明の範囲を限定することを意図しない。これら実施形態は、上述以外の様々な形態で実施することが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置換、変更など、を行える。これら実施形態及びその変形は、本発明の範囲及び要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明及びその均等物についても、本発明の範囲及び要旨に含まれる。
10: 第1のハウジング、 11: ロータ、 12: リングコア、 12’: ストレートコア、 13: ワイヤ、 14: インシュレータ、 15: コアバック部、 16: ティース部、 17: 下側インシュレータ、 18: 上側インシュレータ、J: 中心軸、 TER1: ターミナル部、 PJ1: 第1の突出部、 PJ2: 第2の突出部、 U,V,W: 外部端子、 TW: スラストワッシャー、 SEN: 磁気センサ、 Tsen: センサ端子、 SLT1: 第1のスリット、 SLT2: 第2のスリット、 SEG: コアセグメント、 COM: 連結部、 F1: 第1の連結部、 F2: 第2の連結部、 G: 裂け目部、 G’: 溝部、 T: 凸部、 ISR: 絶縁部、 CB: 回路基板、 CS: 塗装面部、 ES: 露出面部。

Claims (18)

  1. 中心軸まわりに回転可能なロータと、
    中心軸を取り囲む周方向に配置され、電磁鋼板を有するリングコアと、
    前記リングコアを巻回するワイヤと、
    前記リングコア及び前記ワイヤ間を絶縁するインシュレータと、
    前記ロータ、前記リングコア、前記ワイヤ、及び、前記インシュレータを取り囲むハウジングと、
    を備え、
    前記ロータの少なくとも一端は、中心軸が延びる軸方向において前記ハウジングから突出し、
    前記リングコアは、複数のコアセグメントと、前記複数のコアセグメントを周方向に連結する複数の連結部と、絶縁塗装された塗装面部と、前記電磁鋼板が露出する露出面部と、を備え、
    前記複数のコアセグメントの各々は、コアバック部と、前記コアバック部から中心軸に直交する径方向に突出し、前記ワイヤが巻回されるティース部と、を備え、
    前記塗装面部は、前記ティース部において、周方向を向く面である第1のティース表面部及び軸方向を向く面である第2のティース表面部に設けられ、
    前記コアバック部は、径方向内側に窪む凹形状を有する第1の連結部を備え、
    前記インシュレータは、前記第1の連結部に篏合される凸形状である第2の連結部を備え、径方向において前記コアバック部を挟み込む、
    モータ。
  2. 前記インシュレータは、前記コアバック部の径方向内側を向く面である第1のコアバック表面部を覆う、
    請求項1に記載のモータ。
  3. 前記第1の連結部は、軸方向に延び、
    前記第2の連結部は、軸方向に沿って前記第1の連結部に連結可能である、
    請求項2に記載のモータ。
  4. 前記第1の連結部は、キャッチ部を備え、
    前記第2の連結部は、前記キャッチ部に固定されるフック部を備える、
    請求項1乃至3のいずれか1項に記載のモータ。
  5. 前記第1の連結部は、前記コアバック部の軸方向一方側から軸方向他方側まで延びるスリットであり、
    前記キャッチ部は、前記スリットよりも径方向内側に窪み、
    前記フック部は、軸方向に延び、径方向に弾性を有する、
    請求項4に記載のモータ。
  6. 前記第1の連結部は、前記コアバック部の軸方向一方側から軸方向他方側まで延びるスリットであり、
    前記キャッチ部の周方向幅は、前記スリットの周方向幅よりも大きく、
    前記フック部の周方向幅は、前記スリットの周方向幅よりも大きく、
    前記フック部は、周方向に弾性を有する、
    請求項4に記載のモータ。
  7. 前記キャッチ部は、前記スリットの径方向内側に位置し、
    前記フック部は、径方向内側に延伸する、
    請求項5又は6に記載のモータ。
  8. 前記スリット、キャッチ部、及び、フック部は、軸方向一方側と軸方向他方側の2箇所に位置する、
    請求項4乃至7のいずれか1項に記載のモータ。
  9. 前記インシュレータは、前記リングコア及び前記ワイヤ間に配置される絶縁部を有し、前記絶縁部は、前記凸部と径方向において同じ位置又は前記凸部よりも径方向内側に位置する、
    請求項1乃至8のいずれか1項に記載のモータ。
  10. モータのステータであって、
    中心軸を取り囲む周方向に配置され、電磁鋼板を有するリングコアと、
    前記リングコアを巻回するワイヤと、
    前記リングコア及び前記ワイヤ間を絶縁するインシュレータと、
    を備え、
    前記リングコアは、複数のコアセグメントと、前記複数のコアセグメントを周方向に連結する複数の連結部と、絶縁塗装された塗装面部と、前記電磁鋼板が露出する露出面部と、を備え、
    前記複数のコアセグメントの各々は、コアバック部と、前記コアバック部から中心軸に直交する径方向に突出し、前記ワイヤが巻回されるティース部と、を備え、
    前記塗装面部は、前記ティース部において、周方向を向く面である第1のティース表面部及び中心軸が延びる軸方向を向く面である第2のティース表面部に設けられ、
    前記コアバック部は、径方向内側に窪む凹形状を有する第1の連結部を備え、
    前記インシュレータは、前記第1の連結部に篏合される凸形状である第2の連結部を備え、径方向において前記コアバック部を挟み込む、
    ステータ。
  11. 前記インシュレータは、前記コアバック部の径方向内側を向く面である第1のコアバック表面部を覆う、
    請求項10に記載のステータ。
  12. 前記第1の連結部は、軸方向に延び、
    前記第2の連結部は、軸方向に沿って前記第1の連結部に連結可能である、
    請求項11に記載のステータ。
  13. 前記第1の連結部は、キャッチ部を備え、
    前記第2の連結部は、前記キャッチ部に固定されるフック部を備える、
    請求項10乃至12のいずれか1項に記載のステータ。
  14. 前記第1の連結部は、前記コアバック部の軸方向一方側から軸方向他方側まで延びるスリットであり、
    前記キャッチ部は、前記スリットよりも径方向内側に窪み、
    前記フック部は、軸方向に延び、径方向に弾性を有する、
    請求項13に記載のステータ。
  15. 前記第1の連結部は、前記コアバック部の軸方向一方側から軸方向他方側まで延びるスリットであり、
    前記キャッチ部の周方向幅は、前記スリットの周方向幅よりも大きく、
    前記フック部の周方向幅は、前記スリットの周方向幅よりも大きく、
    前記フック部は、周方向に弾性を有する、
    請求項13に記載のステータ。
  16. 前記キャッチ部は、前記スリットの径方向内側に位置し、
    前記フック部は、径方向内側に延伸する、
    請求項14又は15に記載のステータ。
  17. 前記スリット、キャッチ部、及び、フック部は、軸方向一方側と軸方向他方側の2箇所に位置する、
    請求項13乃至16のいずれか1項に記載のステータ。
  18. 前記インシュレータは、前記リングコア及び前記ワイヤ間に配置される絶縁部を有し、前記絶縁部は、前記凸部と径方向において同じ位置又は前記凸部よりも径方向内側に位置する、
    請求項10乃至17のいずれか1項に記載のステータ。

JP2017190364A 2017-09-29 2017-09-29 モータ、及び、ステータ Active JP7035418B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017190364A JP7035418B2 (ja) 2017-09-29 2017-09-29 モータ、及び、ステータ
CN201811119298.2A CN109586481B (zh) 2017-09-29 2018-09-25 马达和定子

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017190364A JP7035418B2 (ja) 2017-09-29 2017-09-29 モータ、及び、ステータ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019068564A true JP2019068564A (ja) 2019-04-25
JP7035418B2 JP7035418B2 (ja) 2022-03-15

Family

ID=65919828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017190364A Active JP7035418B2 (ja) 2017-09-29 2017-09-29 モータ、及び、ステータ

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7035418B2 (ja)
CN (1) CN109586481B (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113315290B (zh) * 2021-07-05 2022-09-09 珠海格力电器股份有限公司 电机定子绝缘骨架组件、电机定子、电机、空调器
CN216981644U (zh) 2021-08-25 2022-07-15 米沃奇电动工具公司 电动机和包括电动机的电动工具

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0417541A (ja) * 1990-05-10 1992-01-22 Daikin Ind Ltd モータの固定子
JP2011223759A (ja) * 2010-04-12 2011-11-04 Mitsubishi Electric Corp 回転電機のステータとその製造方法
JP2012034512A (ja) * 2010-07-30 2012-02-16 Fujitsu General Ltd 電動機
JP2016082839A (ja) * 2014-10-22 2016-05-16 株式会社一宮電機 ブラシレスモータ

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4730519B2 (ja) * 2005-03-31 2011-07-20 株式会社富士通ゼネラル 誘導電動機およびその製造方法
CN202872480U (zh) * 2012-09-04 2013-04-10 珠海格力电器股份有限公司 一种定子绝缘骨架
CN104283356B (zh) * 2014-10-09 2017-09-15 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 一种电机定子组件结构
CN205123432U (zh) * 2015-11-23 2016-03-30 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 分块铁芯及具有其的电机
JP2017135861A (ja) * 2016-01-28 2017-08-03 日本電産サンキョー株式会社 ステータおよびステータの製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0417541A (ja) * 1990-05-10 1992-01-22 Daikin Ind Ltd モータの固定子
JP2011223759A (ja) * 2010-04-12 2011-11-04 Mitsubishi Electric Corp 回転電機のステータとその製造方法
JP2012034512A (ja) * 2010-07-30 2012-02-16 Fujitsu General Ltd 電動機
JP2016082839A (ja) * 2014-10-22 2016-05-16 株式会社一宮電機 ブラシレスモータ

Also Published As

Publication number Publication date
CN109586481A (zh) 2019-04-05
JP7035418B2 (ja) 2022-03-15
CN109586481B (zh) 2020-12-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7944109B2 (en) Stator of motor having an insulator with lead out guide portions
JP6058164B2 (ja) 回転電機
JP5872807B2 (ja) モータにおけるコイル巻線の結線構造およびモータ
CN109586431B (zh) 马达及定子
JP4767579B2 (ja) 電動機の固定子
JP2018108018A (ja) ブラシレスモータ
JP5163913B2 (ja) アウターロータ型電動機
JP2008187804A (ja) 回転子およびこの回転子を備えた回転電機
JP5920637B2 (ja) 回転電機の回転子
US20150061443A1 (en) Rotor and rotary electric machine having the same
US20220255380A1 (en) Rotor and motor provided with same
JP2008113480A (ja) モータ
JP7035418B2 (ja) モータ、及び、ステータ
JP2017188982A (ja) ステータ、その製造方法、およびブラシレスモータ
CN109586483B (zh) 马达和定子
JP2019068568A (ja) モータ、及び、ステータ
JP4002451B2 (ja) 回転電機
JP2012105372A (ja) 外転型の電動機
CN109586428B (zh) 马达以及定子
JP2005086985A (ja) ステータ及び該ステータを用いたブラシレスモータ
WO2018180345A1 (ja) 電動モータ用ステータおよび電動モータ
JP4108792B2 (ja) 密閉形圧縮機
JP2007181259A (ja) ブラシレスモータ
JP2021151093A (ja) ブラシレスモータ
JPH1127879A (ja) ブラシレスdcモータ

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20180125

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20180205

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180427

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180530

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200918

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210629

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210713

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210901

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220201

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220214

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7035418

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151