JPH0520989B2

JPH0520989B2 -

Info

Publication number: JPH0520989B2
Application number: JP59237611A
Authority: JP
Inventors: Katsuzo Saito
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 1984-11-13
Filing date: 1984-11-13
Publication date: 1993-03-23
Also published as: JPS61116960A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ステツプモータ、誘導モータ、ヒス
テリシスモータ等のブラシレスモータ用のステー
タの製造方法に関するものである。

（従来技術）ブラシレスモータは、ステツプモータ等のよう
に制御用小型モータとして広く実用化されてい
る。第２図は従来のブラシレスモータの構成を示
す軸方向から見た平面図である。回転軸１とその
外周に固着されている永久磁石２とから成るロー
タ３の外周にステータ４が配設されている。この
ステータ４は、打ち抜き成形されたケイ素鋼板を
積層したコア５と３個のコイル６ａ〜６ｃとから
構成され、コア５はロータ３と対向するように突
出した３個の磁極部７ａ〜７ｃと磁路を形成する
ヨーク部８を有し、各コイル６ａ〜６ｃはロータ
３方向に磁束を供給するように各磁極部に巻回さ
れている。

各コイル６ａ〜６ｃに順次励磁電流を流すと、
ヨーク８を介して各磁極間にロータ３方向に向く
回転磁界が順次形成され、ロータ３が回転する。

このブラシレスモータは、大型モータから小型
モータまで各種のモータが実用化されているが、
構成が簡単で保守が容易であることにより制御用
小型モータとして活用されており、特に小型制御
機器の開発に伴い、小型でしかもトルクの大きい
ブラシレスモータの開発が要請されている。

（発明が解決しようとする問題点）ブラシレスモータのステータの組立は、打ち抜
き形成したケイ素鋼板を束ねコアを組立た後、コ
アの各磁極間に形成したスロツト内にコイルを装
着している。しかし、コイルが装着されるスロツ
ト及びその周囲の空間は周囲のヨーク部及び磁極
部により規制され極めて狭いため、コイルの装着
に多くの労力と熟練した技術が必要であり、モー
タの組立作業上多くの困難があつた。

特にモータが小形になると、コイル自動巻回機
械を使用することができなくなつてしまう。この
結果、組立て作業上の要請よりモータの極数や、
コアの径方向及び軸方向の長さが制限されてしま
う不都合も生じていた。従つて、簡単な作業で、
コイルを容易に装着でき、モータの多極化や体積
効率を向上できるブラシレスモータ用ステータの
開発が強く要請されている。

（問題点を解決するための手段）本発明によるステータの製造方法は、ブラシレ
スモータ用ステータを製造するに当り、多数の磁
極板を積層して磁極板列からなる複数の磁極部を
作り、これら複数の磁極部を、非磁性材料から成
る一対の固定部材間にロータの中心軸線のまわり
に等間隔で配置すると共に一体的に指示してコア
本体を組立て、コア本体の中心部に、外形輪郭形
状が円形の位置決め用治具を挿入し、各磁極部を
その外周より軸中心に向けて押圧することにより
コア本体の内周面を位置決用治具の外周面と当接
させて磁極板を整列位置決めし、磁極部の各々に
コイルを装着した後、磁性材料より成るシートを
前記コア本体の外周に巻装することによりヨーク
部を形成することを特徴とする。

（作用）本発明では、コアを構成する磁極部とヨーク部
とをそれぞれ別体構造とし、磁極形成に打ち抜き
成形したケイ素鋼板を束ねて磁極数に応じた数の
磁極部を組立て、これらをブラケツト及び位置決
め治具を用いて装着すべきロータの中心軸線を基
準にして正確に位置決め固定する。次にヨーク部
のない状態で各磁極部にコイルを装着し、コイル
装着後に磁極部の外端を各磁極部間に磁路が形成
されるように薄いケイ素鋼板で巻回してヨーク部
を形成する。その結果、コイル装着時に各磁極部
の周囲にはヨーク部により規制されない広い空間
を確保でき、簡単な作業で容易にコイルを装着す
ることができ、コイル自動巻回機械を使用するこ
とができる。

（実施例）本発明では、ステータのコアを構成する磁極部
とヨーク部とを別体構造とし、ロータに磁束を供
給する磁極部を組み立ててコア本体を作り、各磁
極部にコイルを装着し、コイル装着後に磁極部の
外周にヨーク部を装着する。第１図は本発明によ
るステータのコア本体の一例の構成を示す斜視図
であり、第３図はコア本体からブラケツトを取除
いた状態を示す斜視図である。コア本体１０は３
個の磁極部を有し、この３個の磁極部１１をそれ
ぞれ独立して構成し、２個のブラケツト１２を用
いて各磁極部１１がそれぞれロータと対向する面
が相互に対向するように120°の角度だけ離間して
放射状に連結する。磁極部１１はケイ素鋼板より
成る２種の磁極板１３及び１４を両端側には第１
の磁極板１３を配置し、中央部には第２の磁極板
１４を配置してそれぞれ同一方向に積層して構成
し、各磁極板１３及び１４に形成した貫通孔に高
透磁率材料より成るシヤフト１５を通して一体的
に束ねた構成とする。また、この状態で必要部分
に絶縁処理を施し、その後に内側面１３ａ及び１
４ｂを再研削することにより同一円周上に揃える
とよい。

第４図Ａ及びＢは磁極部を構成する磁極板の形
状を示す平面図であり、同図Ａはブラケツト１２
と接する両端側に配置した第１の磁極板１３の形
状を示し、同図Ｂは中央部に配置した第２の磁極
板１４の形状を示している。第２の磁極板１４に
ついて説明する。装着時にロータと対向する内側
端１４ａ及びヨーク部と接する外側端１４ｂを円
弧形状とすると共にそれぞれ突起部を１４ｃ及び
１４ｄを一体に設け、これら突起１４ｃと１４ｄ
の間でコイルを装着するスロツトを構成する。ま
た、中央部のやや外側に離れた位置にシヤフト１
５を嵌入すべき貫通孔１４ｅを形成する。尚、第
１の磁極板１３は、取り付け上のため内側端から
突起を取り除いているが、その他の構成は第２の
磁極板１４と同一形状であるため説明を省略す
る。

第５図はブラケツトの一例の構成を示すもので
あり、同図Ａは正面図、同図Ｂは第５図Ａの−
線断面図、同図Ｃは裏面図である。ブラケツト
１２は樹脂、セラミツク材料のような耐熱性非磁
性材料で構成され、径方向に突出する３個の脚部
１２ａ〜１２ｃを120°の間隔で形成し、この脚部
１２ａ〜１２ｃの間には３個の突起部１２ｄ〜１
２ｆを形成する。この突起部１２ａ〜１２ｆが形
成されている面とは反対側の面にはフランジ部１
２ｇを形成する。各脚部１２ａ〜１２ｆは積層し
た磁極板１３及び１４から成る磁極部１１を支持
するものであり、その外径は磁極板１３及び１４
の外径より若干大きく形成すると共に、中央部よ
り少し外側に離れた位置にそれぞれ孔１２ｈ〜１
２ｊを形成し、各孔１２ｈ〜１２ｊには磁性材料
より成るスリーブを圧入する。そして、このスリ
ーブ内径は、磁極板１３及び１４を束ねたシヤフ
ト１５が遊嵌できる径とする。また、各突起部１
２ｄ〜１２ｆ間の間隔は、第１の磁極板１３を嵌
挿支持するものであり、これにより各磁極板１３
及び１４をモータ本体の軸方向に整列支持する。

次に本発明によるステータの製造方法について
説明する。まず、第１及び第２の磁極板１３及び
１４を所定の枚数だけ積層しシヤフト１５により
整列支持して３個の磁極板列を作り、これらの磁
極板列の両端にブラケツト１２を装着してシヤフ
ト１５により一体的に支持しコア本体１０を組み
立てる。

次に磁極部の位置決めを行いコイルを装着す
る。

磁極部１１及び磁極板の位置決めは、コア本体
のロータを挿入する中心部に位置決め用治具１６
を嵌入して行う。第６図は本発明による位置決め
用治具の一例の構成を示す平面図である。位置決
め用治具１６は摩擦係数の小さい金属材料から成
り、円柱形状をした位置決め部１６ａとその両端
に軸部１６ｂとを有し、軸部１６ｂにはネジ部を
形成する。位置決め部１６ａの外径は、使用する
ロータの外径にロータとこれと対向する磁極部１
１の内側端との間隔を加えた長さに設定する。そ
して、ブラケツト１２のフランジ１２ｇの内径を
この位置決め部１６ａの外径にほぼ一致させる。
第７図はコア本体の位置決め時の状態を示す磁極
部の中心を通る面で切つた断面図である。コア本
体１０内に位置決め用治具１６を挿入し、押圧部
材１７により各磁極部１０の外周より磁極板１３
及び１４を軸中心に向けて押圧する。各磁極板１
３及び１４の内側端は位置決め用治具１６の外径
と等しい円弧が形成されているから、磁極板１３
及び１４の内側端と位置決め用治具１６の外周面
とが係合し各磁極板がモータ本体に対して整列位
置決めされると共に各磁極部１１もモータ本体の
中心軸線に対して位置決めされることになる。ま
た、位置決め用治具１６の軸部１６ｂに座金１８
を介してナツト１９を螺合し、ブラケツト１２を
軸方向の両端から押圧し、シヤフト１５の両端を
ブラケツト１６にかしめ、磁極板１３及び１４を
固定する。磁極部を位置決め固定した後、コア本
体１０に絶縁処理を施してから、各磁極部１０の
周囲に形成されたスロツト内にコイルを装着す
る。このコイルの装着は、すでに巻回されている
コイルを装着し、または絶縁処理されている導線
を巻回してコイルを形成する。次に、コイルが装
着されているコア本体にワニス処理を施しコア本
体及び各コアを定着する。尚、このワニス処理は
ヨーク部の装着後に行つてもよい。

次に、コア本体にヨーク部を装着する。第８図
はヨーク部２０を装着したステータの中心軸線に
垂直に切つた断面図である。コイル２１を磁極部
１１に装着した後、例えば厚さ0.2〜0.5mm以下の
薄いケイ素鋼板等の薄い磁性体シートをコア本体
１０の外周部に各磁極部１１と密着するように巻
回し熱収縮チユーブ、耐熱性粘着テープ、耐熱性
を有する接着剤等で固定してヨーク部２０を形成
する。この場合、ヨーク部２０を構成する磁性体
シートは鉄損7.75w／Kg以下の磁性体が好適であ
る。磁極部を構成する磁極板１３及び１４の外側
端は円形形状をしており、薄い磁性体シートは可
撓性を有しているからヨーク部２０と磁極部１１
との間で大きな接触面積が形成され、良好な接触
状態を確保できる。この結果、ヨーク部２０と各
磁極部１１との間の磁気抵抗は極めて小さくで
き、ヨーク部２０と磁極部１１とより構成される
磁気回路は良好に作動する。次に、位置決め用治
具１６を取りはずしケーシングを装着して完成す
る。

第９図は本発明によるステータを用いたブラシ
レスモータの一例の構成を示す断面図である。回
転軸３０に永久磁石３１を固着しロータを構成す
る。ロータの周囲には所定の間隙を設けてステー
タ３２を装着する。このステータ３２の磁極部３
３は磁極板３４を積層凍結した構成とし、その両
端部にブラケツト３５を装着して整列固定する。
そして磁極部周囲のスロツト内にコイル３６を装
着し、コア本体の外周を薄いケイ素鋼シートを巻
回してヨーク部３７とする。そして、モータケー
ス３８に固定すると共に、回転軸３０に取り付け
たベアリング３９をモータケース３８に装着す
る。

第１０図は本発明によるコア本体の変形例の構
成を示す斜視図である。ブラケツト４０のフラン
ジ部４０ａと脚部４０ｂとの間のスロツト部４０
ｃに２枚の平板４１及び４２を中心軸線方向に沿
つて平行に取り付け、２枚の平行平板４１及び４
２の間に磁極板４３を嵌合装着する。そして、装
着後平行平板４２及び４３上にコイルを装着す
る。磁極板４３にはロータと対向する内側端４３
ａ及びヨーク部が当接する外側端４３ｂにそれぞ
れ円弧状の鍔部が形成され、これら鍔部の間はコ
イルを装着するスロツト部４３ｃが形成されてい
るから磁極板４３を容易に整列支持することがで
き、磁極板を束ねるために用いるシヤフトが不要
になり、更に磁極板を整列させる作業も省くこと
ができる。本例のように構成すれば、多極化した
モータの組立に特に有効である。

尚、本発明は上述した実施例にのみ限定される
ものではなく幾多の変更や変形が可能である。例
えば上述した実施例では磁極部を構成する磁極板
をケイ素鋼板で構成したがケイ素鋼板に限定され
るものではなく他の透磁等の高い磁性材料も使用
できる。また、上述した実施例では磁極板を整列
支持する磁性体のシヤフトとして断面が円形のシ
ヤフトを用いたが、断面が多角形をしたシヤフト
を用いれば、１本のシヤフトで磁極板を正確に整
列支持でき、磁極板を整列させる段階を省くこと
ができる。更に、ヨーク部を薄いケイ素鋼シート
を巻回して構成したが、透磁率の高い磁性線材を
巻回して構成することもでき、また、磁性材料か
ら成る円筒スリーブ内にコア本体を嵌挿してヨー
ク部を構成することもできる。後者の場合には円
筒を２個の半円筒部を合体して構成することもで
きる。

（発明の効果）以上説明したように本発明によれば、磁極部と
ヨーク部とを別体構造とし、磁極部にコイルを装
着してからヨーク部を形成する構成としているか
ら、簡単な作業でコイルを装着でき、ステータの
組立作業が容易になると共にコイル自動巻回機械
を使用することができ、組立上の制約を受けるこ
となくモータの多極化及び体積効率を向上させる
ことができる。

さらに、コア本体を組み立てた後、位置決め用
の治具を用いて各磁極片をロータの中心線に対し
て整列位置決めし、その後磁性シート部材を巻回
してヨーク部を形成しているので、コイルの装着
作業が一層容易になると共に磁極部の組立精度を
一層向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるステータのコア本体の一
例の構成を示す斜視図、第２図は従来かブラシル
スモータの構成を示す軸方向から見た平面図、第
３図は本発明によるステータのコア本体からブラ
ケツトを取り除いた状態を示す斜視図、第４図Ａ
及びＢは磁極板の一例の構成を示す平面図、第５
図Ａはブラケツトの一例の構成を示す正面図、同
図Ｂは第５図Ａの−線断面図、同図Ｃは裏面
図、第６図は位置決め用治具の一例の構成を示す
平面図、第７図はコア本体を位置決めした時の状
態を示す断面図、第８図はヨーク部を装着した状
態を示す中心軸線に垂直な面で切つた断面図、第
９図は本発明によるステータを用いるブラシレス
モータの一例の構成を示す中線軸線に平行な面で
切つた断面図、第１０図は本発明によるコア本体
の変形例の構成を示す斜視図である。１０……コア本体、１１，３３……磁極部、１
２，３５，４０……ブラケツト、１３，１４，３
４，４３……磁極板、１５……シヤフト、１６…
…位置決め用治具、１７……押圧部材、１８……
座金、１９……ナツト、２０，３７……ヨーク
部、２１，３６……コイル、３０……回転軸、３
１……永久磁石、３２……ステータ、３８……モ
ータケース、３９……ベアリング、４１，４２…
…平行平板。

Claims

【特許請求の範囲】

１ブラシレスモータ用ステータを製造するに当
り、多数の磁極板１３，１４を積層して磁極板列
からなる複数の磁極部１１を作り、これら複数の
磁極部１１を、非磁性材料から成る一対の固定部
材１２間にロータの中心軸線のまわりに等間隔で
配置すると共に一体的に支持してコア本体１０を
組立て、コア本体１０の中心部に、外形輪郭形状
が円形の位置決め用治具１６を挿入し、各磁極部
１１をその外周より軸中心に向けて押圧すること
によりコア本体１０の内周面を位置決用治具１１
の外周面と当接させて磁極板を整列位置決めし、
磁極部１１の各々にコイル２１を装着した後、磁
性材料より成るシートを前記コア本体の外周に巻
装することによりヨーク部２０を形成することを
特徴とするブラシレスモータ用ステータの製造方
法。