JP2010148225A

JP2010148225A - 回転電機

Info

Publication number: JP2010148225A
Application number: JP2008322281A
Authority: JP
Inventors: Noriaki Yoshimura; 憲昭吉村
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2008-12-18
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2010-07-01

Abstract

【課題】インシュレータの形状を簡単にし、且つ、組立て作業及びリサイクル作業を容易にすることができる回転電機を提供することを目的とする。
【解決手段】固定子Ｓと回転子Ｒを備え、固定子Ｓが、ヨーク部９と歯部１０とを備えた固定子鉄心と、固定子鉄心の歯部にインシュレータを介して装着される固定子巻線とを有し、固定子鉄心が、極歯単位毎に円周方向に分割された積層鉄心個片を、所定数量環状に連結して構成されたものである回転電機において、積層鉄心個片５の歯部１０に、インシュレータ１１を装着するとともに、インシュレータ１１の上に、伸縮性がある絶縁部材１２，１３を装着した構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は主に各種産業機器に使用されるモータ等の回転電機の構成に関するもので、特に固定子鉄心に装着するインシュレータの固定構造に関するものである。

近年、モータの小型・高性能化のために、巻線の高密度化と巻線端部の省スペース化の必要性が高まっている。特に、モータの回転子に極めて磁束密度の高い磁石を使用するとともに、固定子の巻線密度を上げることが必要になっている。高密度化を実現する巻線技術としてインサータ巻線があるが、巻線端部のスペースが極めて大きくなるという課題を持っている。そこで最近では、固定子を構成する固定子鉄心を、極歯単位毎に円周方向に分割して複数個の積層鉄心個片を構成し、これらの積層鉄心個片に、巻線を外部で整列状に巻込むことにより、高密度な巻線と巻線端部の省スペース化の両方を同時に可能にした構成が主流となっている（例えば、特許文献１）。

図４ないし図６は、従来の固定子鉄心における積層鉄心個片の構成を示すものである。
図４ないし図６において、５は極歯単位ごとに分割されたコア鉄板を積層し、その内径及び外径を溶接することにより一体化された積層鉄心個片であり、分割面６に嵌め合い部としての凹部７と凸部８を有している。そして、絶縁部材を介して積層鉄心個片に巻線４が巻かれている。ここで、積層鉄心個片５には、巻線４との絶縁が必要である。

図４は、第１の従来技術における積層鉄心個片５への絶縁部材と巻線４の装着を示す図で、（ａ）は装着後の斜視図、（ｂ）は巻線を除いた積層鉄心個片と絶縁部材との関係を示す装着前の分解斜視図である。
この第１の従来技術においては、積層鉄心個片５の歯部１０に、インシュレータ１１Ａを接着剤によって固定している。また、絶縁紙１４を、前記積層鉄心個片５の軸方向の端面に貼り付けている。

図５は、第２の従来技術における積層鉄心個片への絶縁部材と巻線の装着を示す図で、（ａ）は装着後の斜視図、（ｂ）は巻線を除いた積層鉄心個片と絶縁部材との関係を示す装着前の分解斜視図である。
この第２の従来技術においては、積層鉄心個片５の歯部を挟み込んだ、２個のインシュレータ１１Ｂの凹部と凸部を噛み合わせることによって、前記インシュレータ１１Ｂを固定している。

図６は、第３の従来技術における積層鉄心個片への絶縁部材と巻線の装着を示す図で、（ａ）は装着後の斜視図、（ｂ）は巻線を除いた積層鉄心個片と絶縁部材との関係を示す装着前の分解斜視図である。
この第３の従来技術においては、２個のインシュレータ１１Ｃの凹部と凸部を、前記積層鉄心個片５の歯部にきつく挟み込むことによって、前記インシュレータ１１Ｃを固定している。また、絶縁紙１４を、前記積層鉄心個片５の軸方向の端面に貼り付けている。
このように、固定子鉄心を構成する積層鉄心個片５には、巻線４と積層鉄心個片５をインシュレータ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃなどで絶縁することが必要である。
特開２００４−２４８４７１号公報

しかしながら、このような従来技術においては、次のような問題があった。
（１）第1の従来の技術では、インシュレータを積層鉄心個片に対して接着剤によって固定し、絶縁紙を貼り付ける、という煩雑な作業を行わなければならず、生産効率が悪い。また、リサイクル時には、絶縁紙を剥がし、接着剤で固定されたインシュレータをコアから剥離させなければならず、作業が煩雑である。

（２）第２の従来の技術では、インシュレータを、積層鉄心個片に対してインシュレータの凹部と凸部の連結によって固定しているため、インシュレータの形状が複雑になってしまい、インシュレータの加工費が膨大になる。また、リサイクル時には、この凹部と凸部の連結を解いてインシュレータとコアを分離させる作業が必要であり、面倒である。

第３の従来の技術では、インシュレータを積層鉄心個片に対して積層鉄心個片の凹部とインシュレータの凸部が噛み合うことによって固定しているため、インシュレータの形状が複雑になってしまい、インシュレータの加工費が膨大になる。また、リサイクル時には、絶縁紙を剥がすという作業が必要であり、面倒である。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、インシュレータの形状を簡単にし、且つ、組立て作業及びリサイクル作業を容易にすることができる回転電機を提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項１に記載の発明は、固定子と回転子を備え、前記固定子が、ヨーク部と歯部とを備えた固定子鉄心と、前記固定子鉄心の歯部にインシュレータを介して装着される固定子巻線とを有し、前記固定子鉄心が、極歯単位毎に円周方向に分割された積層鉄心個片を、所定数量環状に連結して構成されたものである回転電機において、前記積層鉄心個片の歯部に、インシュレータを装着するとともに、前記インシュレータの上に、伸縮性がある絶縁部材を装着したことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、前記絶縁部材がゴムであることを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、前記絶縁部材が熱収縮性のチューブであることを特徴とするものである。

請求項１から請求項３に記載の発明によると、インシュレータの構成を簡単にすることができるとともに、絶縁部材の収縮する力によってインシュレータを積層鉄心個片の歯部に簡単に固定することができる。また、その伸縮性によって簡単に分離することができる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

以下、本発明におけるモータの構成について説明する。
図１は、本発明の第１の実施例におけるモータおよび固定子を示す説明図である。図２は、本発明の第１の実施例における積層鉄心個片への絶縁部材と巻線の装着を示す図で、（ａ）は装着後の斜視図、（ｂ）は装着前の斜視図である。
図１において、１は本発明の実施例にかかるモータであって、例えば回転軸２に配置した永久磁石３を有する回転子Ｒ、および巻線４が施された固定子Ｓを備えており、前記固定子Ｓの巻線４が作り出す磁界によって、前記永久磁石３を備えた回転子Ｒが回転する。
なお、固定子Ｓは、巻線４を施した積層鉄心個片５を、所定の数量用意し、それらの周方向端部を環状に連結して円筒形状とした後、前記積層鉄心個片５の分割面の組み合わせ外周端部を積層方向に溶接することにより、一体構造とする構成を有している。

次に、この第１の実施例における前記積層鉄心個片５への絶縁部材と巻線４の装着について説明する。
図２は、本発明の第１の実施例における積層鉄心個片への絶縁部材と巻線の装着を示す図で、（ａ）は装着後の斜視図、（ｂ）は装着前の斜視図である。
複数個を環状に連結して固定子鉄心を構成する積層鉄心個片５は、固定子鉄心を極歯単位毎に円周方向に分割され、分割面６に凹部７と凸部８の嵌め合い部を設けた鉄板を、積層後に、内径部と外径部を軸方向に溶接して一体的に構成している。図２において、９はヨーク部、１０は歯部である。
溶接によって一体的に構成された積層鉄心個片５は、図２（ｂ）に示すように、歯部１０の周方向端面に、絶縁するために必要な形状を保ちながら形状を簡単化して突起部をなくしたコ字状のインシュレータ１１を装着する。

次に、前記積層鉄心個片５の歯部１０と接する前記インシュレータ１１の凹部に、絶縁部材としての環状のゴム１２を装着する。前記ゴム１２は、伸縮性があって前記積層鉄心個片５に前記インシュレータ１１を備えた時の歯部１０の外周長より小さい周長まで収縮しようとする弾性体からなっている。前記ゴム１２は、伸縮性があるため、歯部１０の外周長より小さい周長から積層鉄心個片５の歯部１０の先端の幅広部分から装着することができるのに十分長い周長まで伸びることができる。前記ゴム１２のインシュレータ１１への装着後は、ゴム１２の収縮しようとする力によって、前記インシュレータ１１が、積層鉄心個片５の歯部１０に締め付け固定される。
ここで用いられる弾性体であるゴム１２は、例えば２０℃での引長弾性率が０．２Ｎｍ／ｍｍ^２、連続使用耐熱温度が１５０℃である材料から構成されている。

この第１の実施例によれば、図２（ａ）に示すように、前記インシュレータ１１を、積層鉄心個片５の歯部１０に対して、弾性体であるゴム１２の収縮する力によって容易に固定することができるので、インシュレータ１１の構成を簡単にすることができるとともに、組立作業簡単になり、生産効率が上がるという効果がある。なお、前記巻線４は、前記インシュレータ１１に装着した前記ゴム１２の上から巻装して、前記積層鉄心個片５の歯部２１ｂに装着する。
また、リサイクル時には、前記巻線４を取り外した後、弾性体であるゴム１２を再び伸ばせば簡単に前記インシュレータ１１から取り出すことができる。したがって、簡単な作業で、前記積層鉄心個片５とゴム１２とインシュレータ１１とを分別できるため、リサイクル性が上がるという効果もある。

図３は、本発明の第２の実施例における積層鉄心個片への絶縁部材と巻線の装着を示す図で、（ａ）は装着後の斜視図、（ｂ）は装着前の斜視図である。
この第２の実施例では、前記ゴム１２の代わりに、加熱による収縮性があって前記積層鉄心個片５に前記インシュレータ１１を備えた時の歯部の外周長より小さい周長まで収縮しようとする弾性体からなる熱収縮性のチューブ１３を用いている。前記熱収縮性のチューブ１３を用いることにより、前記ゴム１２と同様に、前記熱収縮性のチューブ１３のインシュレータ１１への装着後は、前記ゴム１２の収縮しようとする力によって、前記インシュレータ１１が、前記積層鉄心個片５の歯部１０に締め付け固定される。
ここで用いられる熱収縮性のチューブ１３は、例えば０℃を基準として、１００℃での熱収縮率が４５％、１５０℃での熱収縮率が４３％である材料から構成されている。

この第２の実施例によれば、図３（ｂ）に示すように、インシュレータ１１を、熱によるチューブ１３の収縮力によって、積層鉄心個片５に固定させることができるので、インシュレータ１１の構成を簡単にすることができるとともに、組立作業が簡単で、生産効率が上がるという効果がある。
また、リサイクル時には、前記チューブ１３を切断すれば、前記インシュレータ１１を前記積層鉄心個片５から簡単に取り外すことができるので、前記積層鉄心個片５とインシュレータ１１とチューブ１３の分別が容易に行なえ、リサイクル性が上がるという効果もある。

なお、本発明においては、前記積層鉄心個片５の一体化の手段としては、溶接に限ることはなく、カシメや接着などでも構わない。

本発明の第１の実施例におけるモータおよび固定子を示す説明図である。本発明の第１の実施例における積層鉄心個片への絶縁部材と巻線の装着を示す図で、（ａ）は装着後の斜視図、（ｂ）は装着前の斜視図である。本発明の第２の実施例における積層鉄心個片への絶縁部材と巻線の装着を示す図で、（ａ）は装着後の斜視図、（ｂ）は装着前の斜視図である。第１の従来技術における積層鉄心個片への絶縁部材と巻線の装着を示す図で、（ａ）は装着後の斜視図、（ｂ）は巻線を除いた積層鉄心個片と絶縁部材との関係を示す装着前の分解斜視図である。第２の従来技術における積層鉄心個片への絶縁部材と巻線の装着を示す図で、（ａ）は装着後の斜視図、（ｂ）は巻線を除いた積層鉄心個片と絶縁部材との関係を示す装着前の分解斜視図である。第３の従来技術における積層鉄心個片への絶縁部材と巻線の装着を示す図で、（ａ）は装着後の斜視図、（ｂ）は巻線を除いた積層鉄心個片と絶縁部材との関係を示す装着前の分解斜視図である。

符号の説明

１モータ
２回転軸
３永久磁石
４巻線
５積層鉄心個片
６分割面
７凹部
８凸部
９ヨーク部
１０歯部
１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃインシュレータ
１２ゴム
１３熱収縮性のチューブ
１４絶縁紙
Ｓ固定子
Ｒ回転子

Claims

固定子と回転子を備え、
前記固定子が、ヨーク部と歯部とを備えた固定子鉄心と、前記固定子鉄心の歯部にインシュレータを介して装着される固定子巻線とを有し、
前記固定子鉄心が、極歯単位毎に円周方向に分割された積層鉄心個片を、所定数量環状に連結して構成されたものである回転電機において、
前記積層鉄心個片の歯部に、インシュレータを装着するとともに、前記インシュレータの上に、伸縮性がある絶縁部材を装着したことを特徴とする回転電機。
前記絶縁部材がゴムであることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
前記絶縁部材が熱収縮性のチューブであることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。