JP2003018780A

JP2003018780A - 電動機

Info

Publication number: JP2003018780A
Application number: JP2001201642A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Sato; 和男佐藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-07-03
Filing date: 2001-07-03
Publication date: 2003-01-17

Abstract

(57)【要約】【課題】絶縁処理作業が容易で巻線占積率の低下がな
く、高速回転においても磁気損失の少ない電動機を提供
することを目的とする。【解決手段】絶縁端板３の主要部形状は鉄心のスロッ
ト形状とほぼ同等にして絶縁薄板２よりスロット側に突
出しないように寸法を設定するが、そのままでは絶縁端
板３の位置規制および絶縁薄板２を保持できないので、
絶縁端板３の凸部３ａと孔部１ａを嵌合させて位置決
め、さらに固定子片１の端面と絶縁端板３とで絶縁薄板
２を挟持している。これにより固定子片の絶縁処理が完
了、この後、スロット部に巻線を整列巻装し、巻線した
複数の固定子片を環状に接合して固定子が完成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に小径の電動機
における絶縁構造および効率改善に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、産業用機器としてのロボット、Ｎ
Ｃ工作機械、半導体製造装置などにおいては、小型化、
高性能化が進み、それとともに駆動源として搭載される
電動機（サーボモータ）にも同様の要求がなされてい
る。

【０００３】電動機の小型化は、設備の可搬性を上げる
ため、省エネ・省資源に対応するため、さまざまな要求
の中でも重要な要求事項の一つである。また、高性能化
については、機器のタクトアップ化を図るために高速化
が進んでおり、電動機に対してもさらなる高速回転化が
要求されている。

【０００４】また、世界で広く使用されるため各国の安
全規格取得が必須となり、中でも電気絶縁の確保が重要
になっている。

【０００５】これらに対処するために従来の電動機は、
図３に示すように、分割した固定子鉄心の各々に整列し
た集中巻線３２を施した固定子片３３を形成、環状に接
合することで固定子３１の巻線占積率を上げて小型化を
図るとともに、回転子３４にネオジ−鉄系の永久磁石３
４ａを用いて効率を上げる手段が一般的にとられてい
た。

【０００６】また、隣り合う巻線および巻線と固定子片
間の絶縁構造として、固定子片３３の積層方向のスロッ
ト内面を覆う絶縁薄板（図示せず）を、固定子片３３の
両端部に設けた絶縁端板３５のスロット内面側に設けた
突出部で保持、さらに巻線後には、絶縁薄板で固定子片
３３の巻線３２の直線部分を包むように折り曲げて隣の
巻線どうしを絶縁するという構造がとられていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の絶縁構造では、絶縁薄板を固定子片へ装着する際の
作業性が悪く、電動機の固定子径が小さくなるに従い、
絶縁薄板を保持するための絶縁端板の突出部がコアスロ
ット断面積に占める割合が大きくなり巻線占積率を低
下、さらに、巻装した巻線数に比して抵抗値が大きくな
るため銅損が増え、電動機の効率低下の一因となってい
た。

【０００８】また、固定子の磁気損失を減らすため電磁
鋼板を積層、積層と同時に隣り合う破断面をレーザーで
溶接固定するが、この溶接部でさらに磁気損失が発生し
て効率が低下、特に高速回転でその影響が顕著になると
いう問題があった。

【０００９】本発明はこのような従来の課題を解決する
ものであり、絶縁処理作業が容易で巻線占積率の低下が
なく、高速回転においても磁気損失の少ない電動機を提
供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の電動機は、固定子鉄心を極歯単位に分割積層
した固定子片、その歯部を絶縁処理して集中巻線した固
定子片を環状に接合した固定子を備えた電動機におい
て、固定子片の外周近傍に設けた孔部と、この孔部と嵌
合する凸部を有する絶縁端板と、前記固定子片の積層方
向のスロット内面を覆う絶縁薄板とを備え、この絶縁薄
板を前記凸部と孔部との嵌合により挟持して固定子片を
絶縁処理したものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】上記の課題を解決するために請求
項１記載の電動機は、固定子鉄心を極歯単位に分割積層
した固定子片、その歯部を絶縁処理して集中巻線した固
定子片を環状に接合した固定子を備えた電動機におい
て、固定子片の外周近傍に設けた孔部と、この孔部と嵌
合する凸部を有する絶縁端板と、前記固定子片の積層方
向のスロット内面を覆う絶縁薄板とを備え、この絶縁薄
板を前記凸部と孔部との嵌合により挟持して固定子片を
絶縁処理したもので、凸部と孔部との嵌合により絶縁薄
板を固定子片の端面と絶縁端板とで挟持することが可能
となり、固定子の絶縁処理作業を容易化できる。

【００１２】また、請求項２記載の電動機は、絶縁薄板
は歯部を跨ぎ左右のスロット内面を覆い、この絶縁薄板
を絶縁端板の凸部と固定子片の孔部との嵌合により挟持
したもので、さらに装着作業を容易化でき、絶縁薄板の
組合せにより積層方向の寸法違いにも容易に対応でき
る。

【００１３】また、請求項３記載の電動機は、絶縁端板
を絶縁薄板よりもスロット内面に突出させないもので、
挟持構成により絶縁薄板を保持できるのでスロット部に
おける巻線占積率の低下を防止できる。

【００１４】また、請求項４記載の電動機は、加熱によ
り固定子片の積層面を接着固定したもので、高速回転に
おいても磁気損失を抑制できる電動機が得られる。

【００１５】また、請求項５記載の電動機は、固定子片
の加熱接着の余熱を利用して絶縁薄板をスロット内面に
固着したもので、固定子片を再加熱する必要がなく絶縁
薄板を固着でき、磁気損失が小さくスロット部における
巻線占積率の低下を防止できる。

【００１６】さらに、請求項６記載の電動機は、外径が
２０ｍｍから６０ｍｍの固定子に用いるもので、特に小
形電動機においての巻線占積率低下および効率低下を防
止できる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１８】（実施例１）図１において、１は固定子鉄
心を極歯単位に分割積層した固定子片で、外周近傍に孔
部１ａを２つ備えている。２は絶縁薄板で、固定子片１
の極歯部を跨いで固定子片１の両側のスロット内面を覆
っている。３は絶縁端板で、孔部１ａと嵌合する凸部３
ａを２つ設けている。

【００１９】まず、電磁鋼板をプレス金型で打ち抜き
後、断面をレーザー溶接して固定子片１を形成する。そ
の後、絶縁薄板２を上下両端から歯部を跨ぐように取り
付け、さらに固定子片１の両端側から絶縁端板３を装着
する。

【００２０】ここで、絶縁端板３の主要部形状は鉄心の
スロット形状とほぼ同等にして絶縁薄板２よりスロット
側に突出しないように寸法設定するが、そのままでは絶
縁端板３の位置規制および絶縁薄板２を保持できないの
で、絶縁端板３の凸部３ａと孔部１ａを嵌合させて位置
決め、さらに固定子片１の端面と絶縁端板３とで絶縁薄
板２を挟持している。これにより固定子片の絶縁処理が
完了する。

【００２１】この後、スロット部に巻線を整列巻装し、
巻線した複数の固定子片を環状に接合して固定子が完成
する。

【００２２】このように、従来の絶縁端板のようにスロ
ット内面側に絶縁薄板を保持する突出部がなくても、固
定子片の端面部で挟持構造にすることで絶縁薄板の装着
および固定子片の絶縁処理が容易にできる。

【００２３】さらに、絶縁端板をスロット内面側に突出
させないのでスロット部における巻線占積率の低下を防
止できる。

【００２４】なお、レーザー溶接に換えて積層面を加熱
接着して固定子片を形成すれば磁気抵抗を小さくでき、
高速回転で電動機を駆動した時の磁気損失（渦電流損）
を小さくできる。また、積層方向に寸法の異なる複数種
の絶縁薄板を準備しておき、両端側から寸法の異なる絶
縁薄板を組み合わせれば、積層方向の寸法違いに対して
も容易に対応できる。さらに、本実施例では孔部と凸部
を丸形状で２ヶ所に設けることで絶縁端板の位置規制を
しているが、角孔にすれば凸部は１ヶ所でも実施でき
る。

【００２５】（実施例２）実施例２は、実施例１におけ
る絶縁薄板の構造違いで、歯部を跨がない絶縁薄板を用
いるものである。その他は実施例１と同じである。

【００２６】図２において、絶縁薄板２２は固定子片１
のスロット内面のそれぞれ片側を覆い、端部に折返し部
を備えている。実施例１と同様に、絶縁端板３の凸部３
ａを固定子片１の孔部１ａに嵌合させて、絶縁薄板２２
を挟持している。

【００２７】なお、絶縁薄板２２を固定子片１のスロッ
ト内面に仮固着させてもよく、その際、積層面を加熱接
着して固定子片を形成後の予熱を利用すれば、再加熱す
る工程を省略することができる。

【００２８】特に、固定子外径が６０ｍｍ以下の小形電
動機に用いれば、スロット面積に対する占積率低下の防
止効果が期待できる。例えば、固定子鉄心を極歯単位に
１２分割した固定子片１のスロット部に０．１３ｍｍ程
度の絶縁薄板２２を装着した試算結果によれば、外径６
０ｍｍで１２％程度、外径４２ｍｍで１４％程度巻線占
積率を向上できた。外径２０ｍｍでの試算データはない
が固定子外径が小さくなるほど巻線占積率を向上させる
ことができる。また、外径が６０ｍｍ以上の固定子であ
っても効果は小さくなるが同様に実施できる。

【００２９】

【発明の効果】上記の実施例から明らかなように、請求
項１、２記載の発明によれば、絶縁薄板を挟持構造にす
ることで、絶縁処理作業を容易化でき、スロット部にお
ける巻線占積率の低下を防止できる。

【００３０】また、請求項３記載の発明によれば、絶縁
端板をスロット内面に突出させないので、スロット部に
おける巻線占積率の低下を防止できる。

【００３１】また、請求項４、５記載の発明によれば、
固定子片を加熱により積層固着させるので、高速回転に
おいて磁気損失を抑制できる電動機が得られる。また、
固定子片を再加熱せずに絶縁薄板を固着することも可能
である。

【００３２】さらに、請求項６記載の発明によれば、特
に固定子外径の小さな電動機に採用すれば巻線占積率の
低下を小さくでき、巻線効率のよい電動機が得られる。

【００３３】したがって、絶縁処理作業が容易で巻線占
積率の低下がなく、高速回転においても磁気損失の少な
い電動機が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における固定子片絶縁の説明
図

【図２】本発明の実施例２における固定子片絶縁の説明
図

【図３】従来の電動機の断面図

【符号の説明】

１固定子片１ａ孔部２、２２絶縁薄板３絶縁端板３ａ凸部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定子鉄心を極歯単位に分割積層した固
定子片、その歯部を絶縁処理して集中巻線した固定子片
を環状に接合した固定子を備えた電動機において、固定
子片の外周近傍に設けた孔部と、この孔部と嵌合する凸
部を有する絶縁端板と、前記固定子片の積層方向のスロ
ット内面を覆う絶縁薄板とを備え、この絶縁薄板を前記
凸部と孔部との嵌合により挟持して固定子片を絶縁処理
したことを特徴とする電動機。
【請求項２】絶縁薄板は歯部を跨ぎ左右のスロット内
面を覆い、この絶縁薄板を絶縁端板の凸部と固定子片の
孔部との嵌合により挟持した請求項１記載の電動機。
【請求項３】絶縁端板を絶縁薄板よりもスロット内面
に突出させないことを特徴とする請求項１または請求項
２記載の電動機。
【請求項４】加熱により固定子片の積層面を接着固定
した請求項１記載の電動機。
【請求項５】固定子片の加熱接着の余熱を利用して絶
縁薄板をスロット内面に固着した請求項４記載の電動
機。
【請求項６】外径が２０ｍｍから６０ｍｍの固定子に
用いた請求項１から請求項５のいずれか１項記載の電動
機。