JP2008167518A

JP2008167518A - 固定子

Info

Publication number: JP2008167518A
Application number: JP2006351257A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Yamane; 満山根; Manabu Takeuchi; 学竹内
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2008-07-17

Abstract

【課題】巻線占積率を維持して絶縁耐量を向上させた小型高出力の固定子を提供する。
【解決手段】積層鉄心１１の極歯部の両側に形成されたスロット壁部を絶縁する絶縁紙１２と、積層鉄心１１の積層方向端部と絶縁紙１２のスロット壁部１２ａの端部を覆うエンドインシュレータ１３と、絶縁紙１２とエンドインシュレータ１３で絶縁した固定子鉄心に集中巻回するマグネットワイヤ１４とを備え、絶縁紙１２のスロット壁部１２ａを、積層鉄心１１の積厚より両側に突出するように設定し、エンドインシュレータ１３に突出したスロット壁部１２ａと係合する溝部１３ａを設け、スロット壁部１２ａを溝部１３ａにそれぞれ係合させた状態で集中巻回する。
【選択図】図２

Description

本発明は、極歯部に集中巻回する固定子において、鉄心のエッジ部における絶縁耐量の確保に関する。

近年、モータの小型高出力化を達成するため、巻線のスロットにおける占積率（巻線占積率）を向上させることが実施されている。具体的には、極歯単位に分割した固定子鉄心に集中巻回するものと、極歯単位の固定子鉄心を横方向に連結した状態で集中巻回するものが一般的である。

固定子の高密度巻線を実現し、相間の絶縁耐量を高め小型高出力の電動機を提供するため、コイル巻装部に絶縁シートを介してコイルを巻いて巻線体を形成し、絶縁シートは弾力性と可撓性を有し巻線体の外側露出面を覆うようにして構成した極歯単位体を環状に結合して電動機の固定子を形成し小型化するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−５６０９９号公報

解決しようとする問題点は、巻線テンションによるエンドインシュレータのエッジ部が変形してクラックが発生しやすく絶縁耐量が低下する点である。高密度巻線を実現するため、高速、高テンション下で集中巻回することで、鉄心と接するエンドインシュレータのエッジ部で変形し、クラックが発生しやすく絶縁耐量が低下する。

一方、エンドインシュレータの肉厚を全体的に厚くすると機械的な強度は向上して、絶縁耐量を確保することはできるが、巻線が可能なスロット面積が減少して、巻線占積率が減少する。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、巻線占積率を維持して絶縁耐量を向上させた小型高出力の固定子を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、積層鉄心の極歯部の両側に形成されたスロット壁部を絶縁する絶縁紙と、前記積層鉄心の積層方向端部と前記絶縁紙のスロット壁端部を覆うエンドインシュレータと、前記絶縁紙とエンドインシュレータで絶縁した固定子鉄心に集中巻回するマグネットワイヤとを備えた固定子において、前記絶縁紙のスロット壁部を、前記積層鉄心の積厚より両側に突出するように設定し、前記エンドインシュレータに突出したスロット壁部と係合する溝部を設け、前記スロット壁部を前記溝部にそれぞれ係合させた状態で集中巻回したことを特徴とする固定子である。

また、前記絶縁紙のスロット壁部を、前記積層鉄心の積厚より両側に突出するように設定し、前記スロット壁部の極歯中央付近を極歯側に折り曲げたものである。

本発明の固定子によれば、絶縁紙のスロット壁部を、積層鉄心の積厚より両側に突出するように設定し、エンドインシュレータの溝部と係合させたので、絶縁スロットを形成した後のスロット面積の減少はなく、巻線占積率を維持できる。また、巻線テンションによ
りエンドインシュレータのエッジ部に集中する応力を、積層鉄心より突出したスロット壁部により緩和させ、変形によるクラックの発生を防止することができるため絶縁耐量を向上させることができる。

また、巻線テンションにより応力が集中する極歯エッジ部を覆うように絶縁紙のスロット壁部を極歯側に折り曲げることで、絶縁耐量を向上させることができる。また、絶縁スロットを形成した後のスロット面積の減少はなく、巻線占積率を維持できる。

したがって、巻線占積率を維持して絶縁耐量を向上させた小型高出力の固定子を得ることができる。

積層鉄心の極歯部の両側に形成されたスロット壁部を絶縁する絶縁紙と、前記積層鉄心の積層方向端部と前記絶縁紙のスロット壁端部を覆うエンドインシュレータと、前記絶縁紙とエンドインシュレータで絶縁した固定子鉄心に集中巻回するマグネットワイヤとを備えた固定子において、前記絶縁紙のスロット壁部を、前記積層鉄心の積厚より両側に突出するように設定し、前記エンドインシュレータに突出したスロット壁部と係合する溝部を設け、前記スロット壁部を前記溝部にそれぞれ係合させた状態で集中巻回した固定子である。

実施例１の固定子は、積層鉄心の積厚より両側に突出させた絶縁紙のスロット壁部を、エンドインシュレータに設けた溝部に係合させて絶縁スロットを形成し、集中巻回したものである。

図１は固定子鉄心の斜視図である。図１において、１２分割された固定子鉄心１０は、積層鉄心１１の極歯部の両側に形成された壁部を絶縁するように配置された絶縁紙１２と、積層鉄心１１の積層方向端部と絶縁紙１２のスロット壁端部を覆うエンドインシュレータ１３とを備え、絶縁スロットを形成して極歯部に直交するようにマグネットワイヤ１４を集中巻回している。

一方のエンドインシュレータ１３には、２つの導通ピン１５を設けており、一方の導通ピン１５に巻始めを接続し、絶縁スロット内にマグネットワイヤ１４を整列巻きし、巻終りをもう一方の導通ピン１５に接続し、最後にマグネットワイヤ１４を包むように絶縁紙１２の端部を折り曲げて固定子鉄心１０が完成する。同様の固定子鉄心１０を１２個環状に接合して固定子となる。

図２は要部を説明するため図１の極歯部中央を巻回方向に切断した半断面図であり、本発明の特徴について説明する。

実施例１の特徴は、絶縁紙１２のスロット壁部１２ａを、積層鉄心１１の積厚より両側で突出するように長く設定し、突出した絶縁紙１２のスロット壁部１２ａと係合する溝部１３ａをエンドインシュレータ１３に設け、両側のスロット壁部１２ａを溝部１３ａにそれぞれ係合させて絶縁スロットを形成した点であり、絶縁スロット形成後のスロット面積は従来と同じである。

マグネットワイヤ１４を極歯部に巻回するとき、たるみ防止と整列巻きによる占積率向上のため、マグネットワイヤ１４に巻線テンション（張力）を印加している。マグネットワイヤ１４が、エンドインシュレータ１３の曲部（ｒ部）に当ると、巻線テンションによって、エンドインシュレータ１２の内面角部は積層鉄心１１のエッジ部に押し当てられよ
うとする。

ところが、絶縁紙１２のスロット壁部１２ａを積層鉄心１１の端面より突出させているため、スロット壁部１２ａによって応力が緩和され、エンドインシュレータ１２の曲部における変形、クラック等を防止することができる。

このように、スロット面積が減少しないため巻線占積率を維持でき、スロット壁部１２ａと溝部１３ａの係合によって、積層鉄心１１とマグネットワイヤ１４間の絶縁耐量が向上した小型高出力の固定子が得られる。

実施例２の固定子は、積層鉄心の積厚より両側に突出させたスロット壁部を極歯側に折り曲げたものである。

図３は要部の半断面図であり、図２と異なるのは、積層鉄心２１の積厚より長く設定した絶縁紙２２のスロット壁部２２ａを、極歯中央付近で極歯側に折り曲げて絶縁強化した点である。また、エンドインシュレータ２３に溝部を設けない点であり、その他は、実施例１と同様である。

実施例１と同様に、マグネットワイヤ２４のたるみ防止と整列巻線による占積率を向上させるため、マグネットワイヤ２４に巻線テンションを印加しながら極歯部に集中巻回する。マグネットワイヤ２４がエンドインシュレータ２３の曲部に当ると、巻線テンションによって、エンドインシュレータ２２の内面角部は積層鉄心２１の角部に押し当てられようとする。

このとき、積層鉄心２１のエッジ部とエンドインシュレータ２３の間にある絶縁紙２２を折り曲げたスロット壁部２２ａが、間接的に緩衝材として作用するため応力が緩和される。また、絶縁紙２２のスロット壁部２２ａにより積層鉄心２１のエッジ部を覆い絶縁強化しているので、絶縁耐量を確保することができる。さらに、絶縁スロットを形成した後のスロット面積は実施例１と同じで、巻線占積率の減少はない。

本発明の固定子は、高い絶縁耐量と小型高出力が求められるサーボモータなどに有用である。

本発明の実施例１における固定子鉄心の斜視図本発明の実施例１における要部を説明する半断面図本発明の実施例２における要部を説明する半断面図

符号の説明

１０固定子鉄心
１１，２１積層鉄心
１２，２２絶縁紙
１２ａ，２２ａスロット壁部
１３，２３エンドインシュレータ
１３ａ溝部
１４，２４マグネットワイヤ
１５導通ピン

Claims

積層鉄心の極歯部の両側に形成されたスロット壁部を絶縁する絶縁紙と、前記積層鉄心の積層方向端部と前記絶縁紙のスロット壁端部を覆うエンドインシュレータと、前記絶縁紙とエンドインシュレータで絶縁した固定子鉄心に集中巻回するマグネットワイヤとを備えた固定子において、前記絶縁紙のスロット壁部を、前記積層鉄心の積厚より両側に突出するように設定し、前記エンドインシュレータに突出したスロット壁部と係合する溝部を設け、前記スロット壁部を前記溝部にそれぞれ係合させた状態で集中巻回したことを特徴とする固定子。
積層鉄心の極歯部の両側に形成されたスロット壁部を絶縁する絶縁紙と、前記積層鉄心の積層方向端部と前記絶縁紙のスロット壁端部を覆うエンドインシュレータと、前記絶縁紙とエンドインシュレータで絶縁した固定子鉄心に集中巻回するマグネットワイヤとを備えた固定子において、前記絶縁紙のスロット壁部を、前記積層鉄心の積厚より両側に突出するように設定し、前記スロット壁部の極歯中央付近を極歯側に折り曲げたことを特徴とする固定子。