JP2008312348A - 電動モータ - Google Patents

Abstract

【課題】プレス加工に用いる金型のメンテナンス頻度を低くすると共に製作コストの低減を図ることができる電動モータを提供する。また、ステータの分割コアの積層強度を高めることができると共に、分割コアの製作精度を向上させることができる電動モータを提供する。
【解決手段】環状のステータと、ステータに対して回転自在に設けられたロータとを備え、ステータのステータコア１０は、周方向に沿って分割された複数の分割コア３０から成り、分割コア３０は、複数の金属板２９を積層させて、且つ積層方向に対して捩れつつスキューするように形成され、各分割コア３０に形成され径方向に沿って延びるティース３３に、コイルが巻装されている電動モータであって、各分割コア３０に接着溝５０を積層方向全体に渡って形成し、この接着溝５０に接着剤５１を塗布した。
【選択図】図２

Description

この発明は、ステータのステータコアが分割された分割コアから構成されている電動モータに関するものである。

一般に、電動モータは、環状に形成されたステータと、このステータに対して回転自在に設けられたロータとを備えている。ステータには径方向に延びるティースが形成されており、ここにコイルが巻装されるようになっている。一方、ロータには、永久磁石がティースの先端に対向するように配設されている。そして、コイルへの通電制御を行うことでロータが回転するようになっている。

ところでステータには、ティースにコイルを巻装しやすくするために、ティースを含む分割コアを軸線に沿って周方向に分割したものがある。このように分割コア方式のステータでは、分割コア毎にコイルを巻装してからステータを組立てることができるので、コイルの占積率を高めることができる。
また、分割コアには、回転ムラに起因する振動を抑制するために、ティースを傾斜（スキュー；ｓｋｅｗ）させたものがある。このようなステータには、プレス加工によって打ち抜いた電磁鋼板を周方向に少しずつずらしながら積層したものが用いられる。このようにすることで、軸方向に対して傾斜するティースを一体的に製造することができる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−３３９８９号公報

しかしながら、上述の従来技術にあっては、電磁鋼板を積層するにあたり、各電磁鋼板にボス部を形成し、このボス部をカシメながら積層することでそれぞれ電磁鋼板を結合したり、接着剤を各電磁鋼板の合わせ面に塗布し、それぞれ電磁鋼板を接着したりする場合がある。
とりわけ各電磁鋼板を接着剤を用いて結合する場合にあっては、電磁鋼板に接着剤が塗布されたものをプレス加工によって打ち抜くため、プレスの金型に接着剤が付着して金型の切れが悪くなるばかりか金型が破損するおそれがあり、金型のメンテナンス頻度が高くなるという課題がある。

また、各電磁鋼板を接着させるために、電磁鋼板を加圧しながら加熱させる必要があり、加圧治具や電気炉を用意する等費用が嵩むという課題がある。
さらに、接着剤が各電磁鋼板の合わせ面に均等に塗布することが困難で接着強度の弱い部分ができる。このため、スキューして積層された分割コアでは、ティースにコイルを巻装する際に局部的に応力が発生し、分割コアがばらばらになってしまうおそれがあるという課題がある。
そして、接着剤が外部へ規定値以上はみ出してしまい、分割コアの製作精度が低下してしまうという課題がある。

そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、プレス加工に用いる金型のメンテナンス頻度を低くすると共に製作コストの低減を図ることができる電動モータを提供するものである。
また、ステータの分割コアの積層強度を高めることができると共に、分割コアの製作精度を向上させることができる電動モータを提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、環状のステータと、前記ステータに対して回転自在に設けられたロータとを備え、前記ステータのステータコアは、周方向に沿って分割された複数の分割コアから成り、前記分割コアは、複数の金属板を積層させて、且つ積層方向に対して捩れつつスキューするように形成され、各分割コアに形成され径方向に沿って延びるティースに、コイルが巻装されている電動モータであって、各分割コアに接着溝を積層方向全体に渡って形成し、前記接着溝に接着剤を塗布したことを特徴とする。

請求項２に記載した発明は、前記接着溝を前記分割コアの内周側と外周側とに形成したことを特徴とする。

請求項３に記載した発明は、前記接着溝をスキューさせたことを特徴とする。

本発明によれば、各分割コアに接着剤を塗布するための接着溝を形成しているので、金属板を積層した後に接着剤を塗布することができる。このため、金属板をプレス加工で打ち抜く際、金属板に接着剤が塗布されたものを使用する必要がなく、金型のメンテナンス頻度を低くすることができる。
また、金属板積層時に各々金属板を接着する必要がなくなるため、加圧治具や電気炉が不要となる。このため、分割コアの製作コストを低減することが可能になる。

さらに、接着溝が積層方向全体に渡って形成されているため、各金属板同士の接合強度を高めることができる。この場合、接着溝を分割コアの内周側と外周側とに形成することで接着剤を塗布する箇所が１箇所に偏ることがない。つまり、接着剤の塗布する箇所が内周側、または外周側の何れか一方に偏ることがなく、より接着強度を高めることが可能になる。
そして、接着溝に接着剤を塗布することで、分割コアから規定値以上に接着剤がはみ出すことがなく、分割コアの製作精度を向上させることができる。

次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、電動モータ１は、ハウジング２に圧入されたステータ３と、ステータ３に対して回転自在に設けられたロータ４とを有するブラシレスタイプの電動モータであって、例えば、電動パワーステアリング（ＥＰＳ；Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）に用いられるものである。

ハウジング２は、有底筒形状を有し、筒状部分の内周にステータ３が圧入されている。ハウジング２のエンド部（底部）２Ａは、中央部に軸受け５を圧入してある。この軸受け５には、ロータ４の回転軸６が回転自在に支持されている。ハウジング２の開口部は、ブラケット７で閉鎖されている。

ステータ３は、略円筒状のステータコア１０を有し、ステータコア１０に絶縁部材であるインシュレータ１１を装着してからコイル１２を巻装してある。
ロータ４は、回転軸６に永久磁石１３と、位置検出用のレゾルバ１４のレゾルバロータ１４Ａとを順番に配置してある。永久磁石１３は、周方向に磁極が順番に変わるように着磁されている。

ブラケット７は、円盤形状を有し、中央部に孔２０が形成されている。孔２０内には軸受け２１が圧入固定されており、軸受け２１で回転軸６を回転自在に支持している。さらに、レゾルバ１４を構成するレゾルバステータ１４Ｂがレゾルバロータ１４Ａの位置に合わせて固定されており、回転軸６と一体に回転するレゾルバロータ１４Ａの回転位置を検出可能になっている。

また、ブラケット７のハウジング２側には、ターミナル２２が複数配設されている。ターミナル２２は、ステータ３側のコイル１２の端末部と、ブラケット７の外周から引き込まれたリード線２３とを電気的に繋ぐ役割を有し、リード線２３を介して接続される外部の電源からコイル１２に電流供給が可能になっている。この他にブラケット７の外周部には、電動モータ１を固定するときに使用されるボルト孔２４が突設されている。

ここで、図２〜図４に示すように、ステータコア１０は、周方向に分割可能な分割コア方式が用いられている。ステータコア１０から分割された分割コア３０は、プレス加工等によって打ち抜かれた金属板２９を軸線方向に複数枚積層したものであって、周方向に延びるコア本体３１を有する。金属板２９には、例えば、電磁鋼板が用いられている。

コア本体３１は、ステータコア１０の外周部を構成し、環状の磁路を形成する部分であると共に、ハウジング２の内周面に嵌合する部分である。コア本体３１は、平面視略円弧状に形成されており、ステータコア１０の長手方向（軸線方向、積層方向）に対して捩れつつ傾斜（スキュー）するように所定のスキュー角ａを有している。

コア本体３１の周方向の両端部は、他の分割コア３０に圧入によって連結される連結部３２Ａ，３２Ｂになっている。一方の連結部３２Ａは凸形状を有し、他方の連結部３２Ｂは連結部３２Ａを受け入れ可能な凹形状を有している。これにより、各分割コア３０を連結して略円筒状のステータコア１０を形成することが可能になっている。

また、各コア本体３１の外周側には、周方向略中央に軸方向全体に渡って接着剤５１を塗布するための接着溝５０が形成されている。この接着溝５０は、断面略コの字状に形成されたものであって、コア本体３１と同様にスキューしている。
コア本体３１の内周側には、周方向略中央から突極であるティース３３が径方向で回転中心に向かって一体に延設されている。ティース３３にはインシュレータ１１が装着され、このインシュレータ１１を介してコイル１２が巻装されている。このティース３３もコア本体３１と同様にスキューしている。

ティース３３の内周側の端部は、周方向に延び、分割コア３０の内周を構成する内周部３４になっている。内周部３４の内周面には、接着剤５１を塗布するための２条の接着溝３５，３５が軸方向全体に渡って形成されている。これら接着溝３５，３５はティース３３と同じスキュー角度で形成されており、ティース３３は、２条の接着溝３５，３５によって１つの分割コア３０に対して３つのティースが形成された状態になっている。

次に、分割コア３０の製作手順について説明する。
まず、プレス加工等によって打ち抜かれた金属板２９を軸線方向に積層する。このとき、分割コア３０をスキューさせるために金属板２９を周方向に少しずつずらしながら積層する。なお、金属板２９の積層した状態を一時的に保つために各々金属板２９にボス加工を施し、これらボスをカシメながら金属板２９を積層してもよいし、プレス加工で打ち抜かれる部分にかからないように微量の接着剤を使用して、金属板２９を合わせて積層してもよい。また、これらボスを形成したカシメ作業と接着剤を使用した接着作業とを併せて行ってもよい。

次に、分割コア３０のコア本体３１の外周側に形成された接着溝５０と、ティース３３の内周側端部の内周部３４に形成された２条の接着溝３５，３５とに軸方向全体に渡って接着剤５１を塗布する（図２参照）。このとき、塗布した接着剤５１の膜厚が各接着溝５０，３５の溝深さよりも厚くならないように作業する。これにより、分割コア３０の製作が完了する。

したがって、上述の実施形態によれば、各々分割コア３０に接着剤５１を塗布するための接着溝３５，５０を形成しているので、例え接着剤５１を使用して金属板２９を積層する場合であっても、積層時には殆ど接着剤５１を使用することなく、積層した後に分割コア３０に接着剤５１を塗布することができる。このため、金属板２９をプレス加工で打ち抜く際、プレスの金型に接着剤５１が付着するのを防止することができ、金型のメンテナンス頻度を低くすることができる。

また、各金属板２９を積層した後に接着剤５１でそれぞれ金属板２９を結合するので、積層時に各金属板２９同士を強固に結合する必要がない。このため、金属板２９を積層する際、加圧しながら加熱させる必要がなく、加圧治具や電気炉が不要となる。よって、分割コア３０の製作コストを低減させることが可能になる。

さらに、各接着溝３５，５０が軸方向全体に渡って形成されているため、各金属板２９同士の接合強度を高めることができる。しかも、分割コア３０の外周側であるコア本体３１に接着溝５０を形成すると共に、分割コア３０の内周側である内周部３４に接着溝３５を形成しているため、分割コア３０に接着剤５１を塗布する箇所が内周側、または外周側の何れか一方に偏ることがない。このため、より接着強度を高めることが可能になる。よって、スキューして積層された分割コア３０にコイル１２を巻装する際、分割コア３０に局部的に応力が発生しても分割コア３０がばらばらになるのを防止することができる。

そして、各接着溝３５，５０に接着剤５１を塗布するので、塗布した接着剤５１の膜厚が各接着溝５０，３５の溝深さよりも厚くならないように作業でき、分割コア３０の外部に接着剤５１が規定値以上はみ出すことがない。このため、分割コアの製作精度を向上させることができる。
なお、接着剤５１の分割コア３０の外部へのはみ出し量の規定値は、コア本体３１側にあってはハウジング２への圧入代に基づいて、また、内周部３４側にあってはロータ４とのエアギャップに基づいて設定することが望ましい。

また、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
さらに、上述の実施形態では、電動モータ１がハウジング２に圧入されたステータ３と、ステータ３に対して回転自在に設けられたロータ４とを有するブラシレスタイプの電動モータである場合について説明したが、これに限られるものではなく、ステータ３が周方向に分割可能な分割コアで構成されていればブラシ付タイプの電動モータであってもよい。

そして、上述の実施形態では、分割コア３０のコア本体３１に形成された接着溝５０と内周部３４に形成された接着溝３５とが共にコア本体３１と同様にスキューしている場合について説明したが、これに限られるものではなく、スキューさせないで軸方向、つまり、金属板２９の積層方向に沿って接着溝３５，５０が形成されていればよい。

本発明の実施形態における電動モータの構成を示す縦断面図である。 本発明の実施形態におけるステータコアの斜視図である。 発明の実施形態における分割コアの斜視図である。 発明の実施形態における分割コアの斜視図である。

符号の説明

１ 電動モータ
３ ステータ
４ ロータ
１２ コイル
２９ 金属板
３０ 分割コア
３１ コア本体
３３ ティース
３４ 内周部
３５，５０ 接着溝
５１ 接着剤

Claims (3)

1. 環状のステータと、
   前記ステータに対して回転自在に設けられたロータとを備え、
   前記ステータのステータコアは、周方向に沿って分割された複数の分割コアから成り、
   前記分割コアは、複数の金属板を積層させて、且つ積層方向に対して捩れつつスキューするように形成され、
   各分割コアに形成され径方向に沿って延びるティースに、コイルが巻装されている電動モータであって、
   各分割コアに接着溝を積層方向全体に渡って形成し、前記接着溝に接着剤を塗布したことを特徴とする電動モータ。
2. 前記接着溝を前記分割コアの内周側と外周側とに形成したことを特徴とする請求項１に記載の電動モータ。
3. 前記接着溝をスキューさせたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動モータ。
   
   
   

Images