JP5204892B2 - モータの電機子 - Google Patents

Description

本発明は、モータの電機子に関するものである。

従来のモータの電機子では、固定子鉄心においてコイルを巻きつけるティース部の軸方向両端面から所定長を狭小化させた段付形状とすることにより、インシュレータを嵌合固定するとともに巻線スペースを最大限確保できるようにしている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

別の例では、上記ティース部の狭小化はなさず固定子鉄心両端部にインシュレータを固定している。スロット内部を絶縁すべくフィルム状の絶縁体を配置しており、そのフィルム状の絶縁体を軸方向に規制するためインシュレータの一部がスロット内側へ突出した段付形状の引掛かりを設けている（例えば、特許文献３参照）。

特開２００１−１１２２０５号公報（００２７〜００２８段、図１） 特開２００３−２９９２８９号公報（００２１段、図５） 特開２００４−１９４４１３号公報（００２２段、図５）

しかしながら、従来のモータの電機子では、インシュレータを嵌合固定するため段付形状とすることで狭小化させたティース部において断面積減少に伴う磁気抵抗悪化を招くという問題点があった。また、絶縁体を軸方向に規制するためのインシュレータのスロット内部への突出部がコイルの巻線スペースを減少させてしまい、コイルの占績率悪化を招くという問題点があった。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、磁気抵抗悪化やコイルの占積率悪化を招くことなく巻線スペースを最大限確保できるモータの電機子を提供することを目的とする。

本発明に係るモータの電機子は、複数で略円環状を形成するバックヨーク部とバックヨーク部の中央部から中心軸方向内側に突設するティース部からなる固定子鉄心と、固定子鉄心のバックヨーク部およびティース部に対応する形状からなり、ティース部の突部先端の両端に対応する位置に突出部が設けられ、かつ突出部の根元部にティース部の突部先端の両端に沿った先端スリット溝を有する絶縁体と、バックヨーク部の内周壁およびティース部の側壁を覆い、固定子鉄心の軸方向両端が一対の絶縁体で挟まれることによりスリット溝と嵌合して固定される絶縁フィルムとを備えたものである。

本発明によれば、ティース部の突部先端周りの、コイルの占積率に影響を与えないスペースにて絶縁フィルムを保持することにより、磁気抵抗悪化やコイルの占積率悪化を招くことなく電気絶縁を果たすことができる。

本発明に係るモータの電機子の実施の形態１における電機子の構成を示す斜視図である。 本発明に係るモータの電機子の実施の形態１における電機子の構成を示す上面図である。 本発明に係るモータの電機子の実施の形態１における電機子の構成を示す縦断面斜視図である。 本発明に係るモータの電機子の実施の形態１における電機子の構成を示す横断面図である。 本発明に係るモータの電機子の実施の形態２における電機子の構成を示す横断面図である。 本発明に係るモータの電機子の実施の形態３における電機子の構成を示す斜視図である。 本発明に係るモータの電機子の実施の形態３における電機子の構成を示す上面図である。 本発明に係るモータの電機子の実施の形態３における電機子の構成を示す横断面図である。 本発明に係るモータの電機子の実施の形態３における他の電機子の構成を示す部分斜視図である。 本発明に係るモータの電機子の実施の形態４における電機子の構成を示す斜視図である。 本発明に係るモータの電機子の実施の形態４における電機子の構成を示す上面図である。 本発明に係るモータの電機子の実施の形態４における電機子の構成を示す横断面図である。 本発明に係るモータの電機子の実施の形態４における電機子の構成を示す分解斜視図である。 本発明に係るモータの電機子の実施の形態４における他の電機子の構成を示す斜視図である。 本発明に係るモータの電機子の実施の形態４における他の電機子の構成を示す斜視図である。 本発明に係るモータの電機子の実施の形態における他の電機子の構成を示す斜視図である。

以下、本発明に係るモータの電機子の各種実施の形態について、図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１でのモータの電機子を備えた電機子１００の斜視図であり、図２は、上面図である。図３は、図１におけるＡ−Ａの矢視断面を示す斜視図である。図４は、図１におけるＢ−Ｂの矢視断面を示す平面図である。なお、巻線は省略している。

電機子１００は、固定子鉄心１と、固定子鉄心１の両端部を挟んで設けられる絶縁体としての結線側インシュレータ２および反結線側インシュレータ３と、固定子鉄心１の巻線される部分の側壁に設けられる絶縁フィルムとしてのフィルム状の絶縁体４から構成される。

固定子鉄心１は、複数連結して略円環状に構成されるバックヨーク部５とティース部６からなり、バックヨーク部５の中央部からは円環状内側の中心方向にティース部６が突設されている。ティース部６の突部６ａの両端には、それぞれティース先端シュー６ｂが設けられている。固定子鉄心１は、Ｔ字型の電磁鋼板を積層してなる。

結線側インシュレータ２は、固定子鉄心１に対応して、ティース部２ａ及びバックヨーク部２ｄからなり、ティース部２ａの突部２ａの両端には、それぞれティース先端シュー２ｂが設けられている。

ティース先端シュー２ｂは、固定子鉄心１のティース先端シュー６ｂよりも突出しており、突出部根元部で固定子鉄心１のティース先端シュー６ｂのエッジに沿って先端スリット溝としてのスリット溝２ｃが設けられている。

反結線側インシュレータ３も、同様に固定子鉄心１に対応して、ティース部３ａ及びバックヨーク部３ｄからなり、ティース部３ａの突部３ａの両端には、それぞれティース先端シュー３ｂが設けられている。

ティース先端シュー３ｂも、同様に固定子鉄心１のティース先端シュー６ｂよりも突出しており、突出部根元部で固定子鉄心１のティース先端シュー６ｂのエッジに沿ってスリット溝３ｃが設けられている。

フィルム状の絶縁体４は、バックヨーク部５の内周壁およびティース部６側壁を覆い、フィルム状の絶縁体４端の軸方向両端部がスリット溝２ｃ、３ｃに挟んで嵌合されることで保持される。

フィルム状の絶縁体４端の軸方向両端部を保持するスリット溝２ｃ、３ｃは、ティース先端シュー２ｂ、３ｂがそれぞれ隣接して向き合う間のコイルの占積率に影響を与えないスペースに設けられている。

以上のように、本実施の形態１では、フィルム状の絶縁体４端の軸方向両端部を保持するスリット溝２ｃ、３ｃを、ティース先端シュー２ｂ、３ｂがそれぞれ隣接して向き合う間に設けるようにしたので、インシュレータの突出部がスロット内側に入り込むことでコイルの巻線スペースを減少させることがなく、またフィルム状の絶縁体端部が固定子鉄心の周方向にズレることなく、安定してコイルの巻線を実施することができる。

また、このように本発明のインシュレータ形状をとることにより、巻線スペースを最大限有効に活用することが可能となり、コイルの占積率向上からモータの高効率化を図ることができる。

実施の形態２．
図５は、電機子１００の斜視図（図１）におけるＢ−Ｂの矢視断面を示す平面図（図２）と同様に、実施の形態２のモータの電機子を備えた電機子１０１の同じ位置（Ｂ−Ｂに対応する位置）での矢視断面を示す平面図である。図５において、結線側インシュレータ７のスリット溝７ｃには屈曲部７ｅが設けられている。

同様にして、図示しないが、反結線側インシュレータ８のスリット溝８ｃには屈曲部８ｅが設けられている。その他の構成に関しては、実施の形態１と同様であり、相当部分には同一符号を付して説明を省略する。

以上のように、本実施の形態２では、スリット溝７ｃ、８ｃには屈曲部７ｅ、８ｅに屈曲部を設けるようにしたので、スリット溝に嵌合されたフィルム状の絶縁体が固定子鉄心の周方向にズレるのを抑制するだけでなく、屈曲部が規制となってフィルム状の絶縁体が固定子鉄心の径方向にズレるのを抑制する効果を奏する。これにより、コイルの巻線時に生じやすいフィルム状の絶縁体のズレをより一層安定させることができ、コイルの巻線不良を低減させることが可能となる。

実施の形態３．
図６は、本発明の実施の形態３でのモータの電機子を備えた電機子１０２の斜視図であり、図７は、上面図である。図８は、図６におけるＢ−Ｂの矢視断面を示す平面図である。

本実施の形態３では、コイルの巻線仕様としてティース側面で層上がりを行う長辺クロスによる整列巻を採用している場合に、コイルを整列させることを目的として設けたダミーコイル９ｆにも根元スリット溝としてのスリット溝９ｇを設けてフィルム状の絶縁体４と嵌合させたものである。

その他の構成に関しては、実施の形態１と同様であり、相当部分には同一符号を付して説明を省略する。

以上のように、本実施の形態３では、スリット溝９ｇをダミーコイル９ｆにも設け、ティース先端シュー周りに設けた２箇所のスリット溝９ｃと併せて最大１ティースあたり３箇所でフィルム状の絶縁体４を保持するようにしたので、フィルム状の絶縁体を保持したときの安定度を向上させることが可能となる。

なお、ダミーコイル９ｆに設けたスリット溝９ｇは、フィルム状の絶縁体４を結線側インシュレータ９のティース部９ａ及びバックヨーク部９ｄの側面とのみで保持するものであったが、これに限るものではない。

例えは、図９に示すように、結線側インシュレータ１０に設けたダミーコイル１０ｆを固定子鉄心１端部より固定子鉄心側に延長させたものでもよい。この場合、スリット溝１０ｇは、ダミーコイル１０ｆの延長部分と、結線側インシュレータ９のティース部９ａ及びバックヨーク部９ｄの側面だけでなく、固定子鉄心１のティース部９ａ及びバックヨーク部９ｄの側面とで支える両持ち構造にすることができる。

これにより、肉厚が薄くなるスリット溝付ダミーコイルの剛性を向上させる効果を奏することが可能となる。

実施の形態４．
図１０は、本発明の実施の形態４でのモータの電機子を備えた電機子１０４の斜視図であり、図１１は、上面図である。図１２は、電機子１００の斜視図（図１）におけるＢ−Ｂの矢視断面を示す平面図（図２）と同様に、図１０における電機子１０４の同じ位置（Ｂ−Ｂに対応する位置）での矢視断面を示す平面図である。図１３は、分解斜視図である。

本実施の形態４では、スリット溝に嵌合させたフィルム状の絶縁体を延長し、ティースの内径側を渡って隣接スロット間のフィルム状の絶縁体１１を連結させたものである。その他の構成に関しては、実施の形態３と同様であり、相当部分には同一符号を付して説明を省略する。

以上のように、本実施の形態４では、ティースの内径側を渡ってフィルム状の絶縁体１１を連結させるようにしたので、複数のティースを備える固定子鉄心の電気絶縁を1枚でなるフィルム状の絶縁体で実施することができる。

また、コイルの巻線時にフィルム状の絶縁体がティースの内径側を渡っているため、ティース先端シュー周りにおいてフィルム状の絶縁体が浮き上がったりコイルの巻線時に巻き込んだりする不良を低減させる効果を奏する。

これにより、コイルの巻線の品質不良低減を図ることが可能となるとともに、コイルの巻線時にフィルム状の絶縁体を押える治具が不要となり設備投資の低減を図ることが可能となる。

なお、フィルム状の絶縁体１１は、固定子鉄心１の電気絶縁を行いコイルの巻線を実施した後、図１４に示すように、ティース部６の突部６ａの内径側を渡る箇所を除去してもよい。この場合、フィルム状の絶縁体が回転子鉄心と干渉する品質不良を回避することが可能となる。

また、コイルの巻線を実施した後、削除せずに、ティース部６の突部６ａの内径側を渡るフィルム状の絶縁体１２の一部をカットし、図１５に示すように、そのフィルム状の絶縁体を取り回して隣接するティースに施された巻線コイルとの間に挿入してもよい。中央でカットした場合は、隣接する両ティースに施された巻線コイルとの間に挿入することもできる。

この場合、隣接するティースに施された巻線コイルとの間に挿入したフィルム状の絶縁体が相間絶縁の役割を果たすことができる。これにより、隣接するティースの巻線コイルとの間でのレアショート不良の抑制、もしくは後工程で別途フィルム状の絶縁体を巻線コイル間に挿入する工程の削減を図ることが可能となる。

以上、本実施の形態では、固定子鉄心１のティース部６に軸方向両端面に段付形状のないものを用いたが、これに限るものではない。

図１６に示すように、軸方向両端面から所定長を狭小化させた段付形状とした固定子鉄心１のティース部１６と、嵌合固定する結線側インシュレータ１４および反結線側インシュレータ１５のティース部１４ａ、１５ａとを嵌合固定する場合に用いても、コイルの占積率向上に効果を奏することが可能となる。

また、上述のいずれの実施の形態においても、巻線工程とは別途、組立工程において相間用絶縁フィルムとしてのフィルム状の絶縁体を隣接ティースの巻線コイル間に挿入することによって、レアショート不良の抑制効果を向上させることが可能となる。

１ 固定子鉄心
２、７、９、１４ 結線側インシュレータ
２ａ、７ａ、９ａ、１４ａ 結線側インシュレータのティース部
２ｂ、７ｂ、９ｂ、１４ｂ 結線側インシュレータのティース先端シュー
２ｃ、７ｃ、９ｃ、１４ｃ 結線側インシュレータのスリット溝
３、８ 反結線側インシュレータ
３ａ、８ａ 反結線側インシュレータのティース部
３ｂ、８ｂ 反結線側インシュレータのティース先端シュー
３ｃ、８ｃ 反結線側インシュレータのスリット溝
４、１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ フィルム状の絶縁体
５ バックヨーク部
６ 固定子鉄心のティース部
６ａ 固定子鉄心のティース部突部
６ｂ 固定子鉄心のティース先端シュー
７ｅ、８ｅ 屈曲部
９ｆ、１０ｆ ダミーコイル
９ｇ スリット溝
１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７ 電機子

Claims (8)

1. 複数で略円環状を形成するバックヨーク部と前記バックヨーク部の中央部から中心軸方向内側に突設するティース部からなる固定子鉄心と、
   前記固定子鉄心の前記バックヨーク部および前記ティース部に対応する形状からなり、前記ティース部の突部先端の両端に対応する位置に突出部が設けられ、かつ前記突出部の根元部に前記ティース部の突部先端の両端に沿った先端スリット溝を有する絶縁体と、
   前記バックヨーク部の内周壁および前記ティース部の側壁を覆い、前記固定子鉄心の軸方向両端が一対の前記絶縁体で挟まれることにより前記スリット溝と嵌合して固定される絶縁フィルムとを備えたことを特徴とするモータの電機子。
2. 前記絶縁体は、そのスリット溝が屈曲していることを特徴とする請求項１に記載のモータの電機子。
3. 前記絶縁体は、前記ティース部の根元部に対応する位置にダミーコイル部がさらに設けられ、前記ダミーコイル部には前記絶縁フィルムと嵌合して固定する根元スリット溝が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータの電機子。
4. 前記ダミーコイル部は、一対の絶縁体が前記固定子鉄心を挟んだ状態で、根元スリット溝の一部が前記固定鉄心の側壁とともにスリットを形成するように設けられていることを特徴とする請求項３に記載のモータの電機子。
5. 前記絶縁体および前記固定子鉄心は、対応する端部に嵌合する段差形状を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のモータの電機子。
6. 前記絶縁フィルムは、一枚で少なくとも1のティース部を覆っており、かつ、コイル巻回後に、一枚の絶縁フィルムで覆われたティース部の突部先端の両端の間で、前記絶縁フィルムを分割または削除することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のモータの電機子。
7. バックヨーク側で隣接するティース部を絶縁する絶縁フィルムが相互に連結され、かつ、ティース部の突部先端の近傍で分割された前記絶縁フィルムは、複数の固定子鉄心で略円環状を形成する場合に、ティース部の突部先端の両端の間にある部分を隣接するティース部との間に挿入したことを特徴とする請求項６に記載のモータの電機子。
8. バックヨーク側で隣接するティース部を絶縁する絶縁フィルムが相互に連結され、かつ、複数の固定子鉄心で略円環状を形成する場合に、隣接するティース部との間に相間用絶縁フィルムを挿入したことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のモータの電機子。

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