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JP2009189117A - モータ - Google Patents

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Abstract

【課題】
１種類の板厚の電磁鋼板で固定子を構成しつつも、電磁鋼板の座屈や変形を抑制してケースに保持した固定子を有するモータを提供すること。
【解決手段】
電磁鋼板１３は、電磁鋼板１３の外周面１３ａの打ち抜き方向が同じとなるよう、積層枚数の総数の半分を積層して、第１の電磁鋼板体１３ｃ及び第２の電磁鋼板体１３ｄをそれぞれ形成する。そして、打ち抜き時に発生するダレ２１を有する面同士が対向した、異なる打ち抜き方向で第１の電磁鋼板体１３ｃと第２の電磁鋼板体１３ｄとを組付けて固定子１２を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は電磁鋼板を積層して構成された固定子を有するモータに関する。
従来のモータは、固定子と回転子と軸とを備えている。例えば、特許文献１に開示されているように、固定子は、複数枚積層された第１の電磁鋼板と、第１の電磁鋼板の軸方向両側面に複数枚積層された第１の電磁鋼板の板厚よりも厚い第２の電磁鋼板とで構成されている。板厚の厚い第２の電磁鋼板により、固定子をケースに保持する際に作用する径方向外側からの圧力が作用しても、第１の電磁鋼板の座屈や変形することを抑制している。
特開２００５−１５１６４８号公報
しかしながら、特許文献１の発明においては、板厚の異なる第１の電磁鋼板及び第２の電磁鋼板を用いているので、鉄損が増加してモータの回転効率が悪くなる課題があった。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、１種類の板厚の電磁鋼板で固定子を構成しつつも、電磁鋼板の座屈や変形を抑制してケースに保持した固定子を有するモータを提供することにある。
上記の技術的課題を解決するために本発明に講じられた技術的手段は、
回転自在な出力軸と、
該出力軸に固定され、前記出力軸と共に回転する回転子と、
プレス加工により打ち抜かれた磁性材料からなる複数の電磁鋼板が積層された固定子と、
該固定子に巻回されているコイルと、
前記固定子及び前記回転子を収容し、前記固定子を保持するケースとを備え、
前記固定子の一端の電磁鋼板と他端の電磁鋼板とは、打ち抜き時に発生するダレを有する面同士が対向して異なる打ち抜き方向となるようにして配置されたことを特徴とするモータとしたことである。
尚、ここで言うところのダレとは、プレス加工した際に生じる工作物の角部が塑性変形し、丸み（曲率）を帯びた部分を言う。
好ましくは、前記固定子は、前記一端の電磁鋼板が所定枚数同じ打ち抜き方向で積層された第１電磁鋼板体と、前記他端の電磁鋼板が所定枚数同じ打ち抜き方向で積層された第２電磁鋼板体とを有すると良い。
好ましくは、前記第１電磁鋼板体及び前記第２電磁鋼板体は、前記電磁鋼板の積層枚数の総数のそれぞれ半分の枚数であると良い。
好ましくは、前記固定子は、前記ケースに固定される外周面と、前記回転子と対向して径方向内側に突出する複数のティース部及び隣り合う前記ティース部の間に略凹形状のスロット部が形成されている内周面とを有し、前記固定子の外周面を構成する前記電磁鋼板の外周面と、前記固定子の内周面を構成する前記電磁鋼板の内周面のうち少なくとも前記スロット部とは異なる打ち抜き方向で形成され、前記固定子の内周面両端のうち少なくとも前記ティース部の前記スロット部側の角部に打ち抜き時に発生したダレが位置すると良い。
請求項１乃至請求項３の発明によると、固定子の一端の電磁鋼板と他端の電磁鋼板とは、打ち抜き時に発生するダレを有する面同士が対向した、異なる打ち抜き方向で配置されている。よって、固定子をケースに保持する際の圧力は、電磁鋼板同士を押し付けあって密着させる方向に作用する。従って、固定子を構成する電磁鋼板が座屈や変形することを抑制できる。
更に請求項３の発明によると、第１電磁鋼板体及び第２電磁鋼板体は、電磁鋼板の積層枚数の総数のそれぞれ半分の枚数であるため、固定子の軸方向両端からの圧力を均一にできる。
請求項４の発明によると、固定子の内周面両端のうち少なくともスロット部と対向するティース部の角部に打ち抜き時に発生したダレを有することにより、ティース部のスロット部側の角部に鋭角部分がなく、固定子にコイルを構成する導線を巻回す際、導線を被覆している絶縁部材を傷つけることを抑制できる。
図１は本実施形態にかかるモータ１０を表す断面概略図であり、図２は固定子及びケースを表す断面概略図であり、図３（Ａ）は電磁鋼板１３の外周面１３ａに作用する径方向外側からの圧力を示す説明図であり、図３（Ｂ）は複数の電磁鋼板の外周面１３ａに作用する径方向外側からの圧力を示す説明図である。
モータ１０は、回転子１１と固定子１２、コイル１７、ケース１８、出力軸１５、軸受１６とで構成されている。
ケース１８は、固定子１２を固定する固定子止め１９を備えた第１ケース１８ａと、第２ケース１８ｂとで構成されている。
回転子１１は、回転子用電磁鋼板（図示なし）を積層した略円柱形状をなしている。
出力軸１５は、ケース１８に嵌合された軸受１６により回転自在に支持されており、回転子１１と共に回転可能となっている。
固定子１２は、電磁鋼板１３を積層した略円筒形状をなしており、内周面には径方向内側に突出する複数のティース部１２ａ及び隣り合うティース部１２ａの間に略凹形状のスロット部１２ｂが形成されている。
一般に電磁鋼板１３は、プレス加工により打ち抜かれ、その打ち抜き面には、ダレ２１が発生する切断面とバリ２０が発生する破断面とが形成されている。
本実施形態の固定子１２を構成する電磁鋼板１３は、固定子１２の外周面となる電磁鋼板１３の外周面１３ａと、固定子１２の内周面となる電磁鋼板１３の内周面１３ｂとは異なる打ち抜き方向で形成されている。図１または図３に示すように、電磁鋼板１３の外周面１３ａと内周面１３ｂとで、切断面と破断面との位置が異なる。
上述のようにプレス加工された電磁鋼板１３は、電磁鋼板１３の外周面１３ａの打ち抜き方向が同じとなるよう、積層枚数の総数の半分を積層して、第１の電磁鋼板体１３ｃ及び第２の電磁鋼板体１３ｄをそれぞれ形成する。そして、打ち抜き時に発生するダレ２１を有する面同士が対向した、異なる打ち抜き方向で第１の電磁鋼板体１３ｃと第２の電磁鋼板体１３ｄとを組付けて固定子１２を構成する。従って、固定子１２は、外周面両端の角部１２ｃにバリ２０のある破断面を有し、内周面両端の角部１２ｄ、１２ｅ、１２ｆにダレ２１のある切断面を有する。
次に、積層された固定子１２は、固定子１２のティース部１２ａにコイル１７を巻回してスロット部１２ｂに収容する。固定子１２の内周面両端の角部１２ｄ、１２ｅ、１２ｆは、ダレ２１のある切断面となっている。そのため、角部１２ｅ、１２ｆは鋭角部分がなく、固定子１２にコイル１７を構成する導線を巻回す際、導線を被覆している絶縁部材を傷つけることを抑制できる。
次に、固定子１２は電磁鋼板１３の外周面１３ａで第１ケース１８ａの固定子止め１９に当接するまで圧入あるいは焼きばめを行ってケース１８に固定し、これにより固定子１２をケース１８に保持している。その際に固定子１２に作用する圧力を図３に基づいて説明する。
固定子１２を第１ケース１８ａに取り付ける際、圧入あるいは焼きばめを行うと固定子１２を構成する電磁鋼板１３の外周面１３ａには、径方向外側から内側へ圧力ｆが作用する。しかし、電磁鋼板１３の外周面１３ａには、軸方向外側に薄いひれ状の余剰部分を有するバリ２０と、丸みを帯びて径方向内側に塑性変形しているダレ２１とがある。そのため、電磁鋼板１３に作用する径方向外側からの圧力ｆは、丸みを帯びて径方向内側に塑性変形しているダレ２１には作用せず、軸方向外側に薄いひれ状の余剰部分を有するバリ２０側に作用する。つまり、電磁鋼板１３に作用する圧力ｆの合力を圧力Ｆとすると、電磁鋼板１３に作用する径方向外側からの圧力Ｆは、電磁鋼板１３の板厚の中心線Ｃよりも破断面側に大きく作用する。言い換えると、圧力Ｆは電磁鋼板１３の板厚の中心線Ｃと平行ではなく、電磁鋼板１３の外周面１３ａの破断面側から電磁鋼板１３の内周面１３ｂの破断面側へと傾いて作用する。しかし、固定子１２は、打ち抜き時に発生するダレ２１を有する面同士が対向した、異なる打ち抜き方向で第１の電磁鋼板体１３ｃと第２の電磁鋼板体１３ｄとを組付けて固定子１２を構成されているため、外周面両端の角部１２ｃにバリ２０を有する。そのため、固定子１２全体に作用する径方向外側からの圧力Ｆの合力は、半分の枚数の第１電磁鋼板体１３ｃと、他の半分の枚数の第２電磁鋼板体１３ｄとが押し付けあって密着する方向に作用するので、固定子１２を構成する電磁鋼板１３が座屈や変形することを抑制できる。
本実施形態にかかるモータを表す断面概略図。 本実施形態にかかる固定子及びケースを表す断面概略図。 （Ａ）は電磁鋼板の外周面に作用する径方向外側からの圧力を示す説明図、（Ｂ）は複数の電磁鋼板の外周面に作用する径方向外側からの圧力を示す説明図。
符号の説明
１０・・・モータ本体
１１・・・回転子
１２・・・固定子
１２ａ・・・ティース部
１２ｂ・・・スロット部
１３・・・電磁鋼板
１３ａ・・・外周面
１３ｂ・・・内周面
１３ｃ・・・第１電磁鋼板体
１３ｄ・・・第２電磁鋼板体
１５・・・出力軸
１６・・・軸受
１７・・・コイル
１８・・・ケース
１８ａ・・・第１ケース
１８ｂ・・・第２ケース
１９・・・固定子止め
２０・・・バリ
２１・・・ダレ

Claims (4)

  1. 回転自在な出力軸と、
    該出力軸に固定され、前記出力軸と共に回転する回転子と、
    プレス加工により打ち抜かれた磁性材料からなる複数の電磁鋼板が積層された固定子と、
    該固定子に巻回されているコイルと、
    前記固定子及び前記回転子を収容し、前記固定子を保持するケースとを備え、
    前記固定子の一端の電磁鋼板と他端の電磁鋼板とは、打ち抜き時に発生するダレを有する面同士が対向した、異なる打ち抜き方向で配置したことを特徴とするモータ。
  2. 請求項１において、
    前記固定子は、前記一端の電磁鋼板に加えて所定枚数同じ打ち抜き方向で積層された第１電磁鋼板体と、前記他端の電磁鋼板に加えて所定枚数同じ打ち抜き方向で積層された第２電磁鋼板体とを有することを特徴とするモータ。
  3. 請求項２において、
    前記第１電磁鋼板体及び前記第２電磁鋼板体は、前記電磁鋼板の積層枚数の総数のそれぞれ半分の枚数であることを特徴とするモータ。
  4. 請求項１乃至請求項３において、
    前記固定子は、前記ケースに固定される外周面と、前記回転子と対向して径方向内側に突出する複数のティース部及び隣り合う前記ティース部の間に略凹形状のスロット部が形成されている内周面とを有し、前記固定子の外周面を構成する前記電磁鋼板の外周面と、前記固定子の内周面を構成する前記電磁鋼板の内周面のうち少なくとも前記スロット部とは異なる打ち抜き方向で形成され、前記固定子の内周面両端のうち少なくとも前記ティース部の前記スロット部側の角部に打ち抜き時に発生したダレが位置することを特徴とするモータ。
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