JP7326293B2 - モータ - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施形態に係るステータ2の構成例を示す斜視図である。図1において、ステータ21と、ステータ21に設けられた環状の基板(以下、接続板と呼称する)28とが示されている。ステータ21は、複数(たとえば4個)のピースが折り曲げ可能な連結部を介して連結された連結コア23の各ピースに上側インシュレータ24および下側インシュレータ25が装着された上でコイル26が巻回された後に、連結部が折り曲げられて、複数(たとえば3個)の連結コア23により環状に形成されている。ここで、インシュレータは、上側インシュレータ24および下側インシュレータ25で構成されている。各連結コア23は、それぞれがセグメントとして、ステータ全体としてのコアを形成する。3個の連結コア23が用いられる場合、セグメントの数は3となる。セグメントの数は、2次・4次の円環振動モードに対する剛性を高める上で、3が好ましいが、3以上の奇数でもよい。また、複数の連結コア23が有するピースの数が偶数であり、複数の連結コア23の数が奇数または素数であってもよい。ピースの数が偶数であっても、連結コア23の数を3以上の奇数または素数にすることで、モータの振動や振動に伴う騒音を抑制することができる。
図10および図11は、第2の実施形態に係る連結コア23の構成例を示す図であり、アウターロータ型のモータ1に適用される連結コア23の例を示している。図10においては、6個(6セグメント)の連結コア23が環状に結合されてステータ2が形成されている。図11は、1個の連結コア23を示しており、6個のピースが設けられ、円弧状に曲げられている。なお、各ピースの間の連結部における厚みは均一となっているが、図3Aに示されたような細い連結部にしてもよい。
図3Aで説明されたような構成の連結コア23では、連結コア23が環状に曲げられた際に、鋼板の一部である連結部23bと、2つの接触部23b-cが接触した部分(接触部)とにより磁路が形成される。連結部23bは透磁率が大きいのに対し、接触部にはミクロ的には空隙が生じているため空気と同等の透磁率となっており、連結部23bに対する接触部の磁気抵抗の差が大きい。そのため、連結部23bに磁束が集中して磁気飽和を起こし、不要な熱の発生等の弊害が生ずる場合がある。本実施形態では、連結コア23の製造に方向性電磁鋼板を用いることにより、連結部23bと接触部との磁気抵抗の差を小さくし、磁気飽和を起こしにくくして、不要な熱の発生等の弊害を防止するようにしている。
図9Aおよび図9Bではモータ1におけるステータ2の配置を説明した。3つの連結コア23を環状に配置したステータ2をハウジングに圧入する手法で組み立てることができると、短時間に高精度のステータ2を製作することができる。よって、3つの連結コア23を環状に配置した状態を維持したままでハウジングに圧入することにより簡易に組み立てることができる。そこで、第4の実施形態では、治具を用いたステータ2の圧入の手法について説明する。
図3A、図3B等に示された連結コア23に対して図6のようなコイル26(コイル26-1~26-4)の巻回が行われる工程において、環状にされる前の個々の直線状の連結コア23では、治具による連結コア23の強固な固定は困難である。しかし、直線状の連結コア23は、オープンスロットが広い長所を生かして太い線径の導線の巻回が要求されることが多く、太い線径の導線の巻回では非常に高いテンションが導線に加わることから、連結コア23の固定はより困難となる。そこで、第5の実施形態は、連結コア23の固定を強固に行える変形例について提示する。
図3Aで説明されたような構成の連結コア23では、個々の連結コア23が複数のピース23aに分割されているとともに、複数の連結コア23から環状のステータ2が構成されることとなるため、環状に組み立てが行われる際に真円度を良好に保つことが難しい場合があった。また、複数の連結コア23それぞれが分割された状態で組み立てが行われるため、連結部23bが振動による応力を受けやすく、連結部23bが意図せずに変形してしまう場合があった。そこで、第6の実施形態では、かかる点を改善する手法を提示する。
第7の実施形態では、上記の実施形態とは別の手法により、複数の連結コア23を環状に組み立てる際に真円度を良好に保つ手法を提示する。
第8の実施形態では、上記の実施形態とは別の手法により、複数の連結コア23を環状に組み立てる際に真円度を良好に保つ手法を提示する。すなわち、上述の第7の実施形態では突起部23gにより連結コア23が円弧状に折り曲げられた際の最外周面の径を大きくしていたが、第8の実施形態では、ピース23aの外周面の曲率を小さくすることで、他の部分よりも最外周部が有する外形を大きくしている。
第9の実施形態では、上記の実施形態とは別の手法により、複数の連結コア23を環状に組み立てる際に真円度を良好に保つ手法を提示する。
第10の実施形態では、上記の実施形態とは別の手法により、複数の連結コア23を環状に組み立てる際に真円度を良好に保つ手法を提示する。
第11の実施形態では、上記の実施形態とは別の手法により、複数の連結コア23を環状に組み立てる際に真円度を良好に保つ手法を提示する。
図5において上側インシュレータ24に装着される端子27の一例について既に説明したが、用途に応じ、端子に求められるニーズは異なる。たとえば、端子において、ピース毎のコイルの巻き始めまたは巻き終わりを結線する結線用のフックが一つ、また、各ピースのコイルをつなぐ渡り線を引き回すための配線用のフックがさらに一つ必要になる場合がある。フックが二つ必要になると、端子が使用するスペースが広く必要になり、ハウジング内の狭い空間では収めきれないという不都合がある。
フックで導線の端部を絡げる種類の端子は、巻き始め・巻き終わりで、導線を引っ掛ける係合部(以下、アズケピンと呼称する)が必要になる場合がある。一般的には、巻線を施すコア(連結コア23を含む)の外、たとえば、外枠治具にアズケピンを設けたり、特殊な例では、コアを覆うインシュレータの一部にアズケピンを設けたりしている場合もある。しかし、コアの外にアズケピンを設ける場合、結線のための溶接等の工程まで、外枠治具のハンドリングが必要になり、コアひとつひとつに専用の巻線外枠治具が必要になってしまう。また、インシュレータにアズケピンを施す場合は、アズケピンの周囲にほとんどスペースが無い場合が多く、巻線そのものに制約ができ、巻線を困難にさせてしまう。本実施形態は、その解決策を提示する。
第14の実施形態は、アズケピンを備えた端子27の他の例を示している。図26は、第14の実施形態に係る端子27の例を示す斜視図であり、縦方向(インシュレータから蓋部に向かう方向)に延びる端部27kの一方の側にアズケピン27lが設けられ、他方の側にフック27mが設けられている。本実施形態では、端子27にアズケピン27lが存在するため、端子27上の小さいスペースで、巻線のあずけおよび絡げが完遂する。すなわち、巻線の際、巻き始め・巻き終わりのアズケピン27lが端子27にあることにより、巻線治具が必要なくなる。また、インシュレータにアズケピンを設ける必要もなくなるので、ハウジング内におけるインシュレータが占める空間の利用性が高まる。
図3Aで説明されたような構成の連結コア23は、各ピースにコイルが巻回され、環状に仮組された後、各ピースのコイルは所望の回路に結線される必要がある。その結線は、プリント基板やバスバー等で行われる等、コスト的にも大掛かりな手法が必要であった。本実施形態は、その解決策を提示する。
図3Aで説明されたような構成の連結コア23は、ピース23aが開いた状態でコイルの巻回が可能であるため、出来るだけコイルの巻回が要求されることもある。そのことが可能であることも連結コア23の長所であるが、コイルの巻回後、複数の連結コア23が折り曲げられて環状に組み立てられると、限界まで巻回されたコイル同士が押し合うことになり、コイルの被覆が破れて短絡することも懸念される。本実施形態は、その解決策を提示する。
ステータのコイルの電流による温度上昇への対策として、ステータへのワニスの含浸(例えば、特開2018-74827号公報等を参照)や樹脂モールド(例えば、特開2009-50048号公報等を参照)等が存在するが、設備や工数がかかるという問題がある。第17の実施形態では、設備や工数をかけずに温度上昇への対策の手法を提示する。
Claims (3)
- ステータを備え、
前記ステータは、複数の連結コアを備え、
前記連結コアは、連結部を介して連結された複数のピースを備え、
前記連結部の側部は、凹部を備え、
前記複数の連結コアは環状に配置され、
前記凹部には弾性部材が配置され、
前記弾性部材は、前記複数の連結コアの凹部のうち一部に配置される、
モータ。 - ハウジングを備え、
前記複数のピースの外周部は前記ハウジングの内面に接触する、
請求項1に記載のモータ。 - 前記複数のピースのうち、前記連結コアの両端にある2つのピースの外周部には、突出
部が設けられている、
請求項1又は2に記載のモータ。
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