JP2003023743A - 回転電機の電機子及びその製造方法並びにモータ - Google Patents
回転電機の電機子及びその製造方法並びにモータInfo
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- JP2003023743A JP2003023743A JP2001204583A JP2001204583A JP2003023743A JP 2003023743 A JP2003023743 A JP 2003023743A JP 2001204583 A JP2001204583 A JP 2001204583A JP 2001204583 A JP2001204583 A JP 2001204583A JP 2003023743 A JP2003023743 A JP 2003023743A
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Abstract
して巻線スペースを向上して小型化し、巻線設備の構造
を単純化し、製造コストを低減する。 【解決手段】積層コア15はティース片21を備えた複数の
コアシート20で形成され、ティース片21は積層コア15の
ティース15aを構成している。コアインシュレータ30は
コアティースカバー部32を備え、コアティースカバー部
32はティースカバー片33aとコイルボビン片33bとで構
成されている。各ティースカバー片33aには治具が挿入
可能なスリット32aが形成されている。コアティースカ
バー部32の幅は、積層コア15の周方向に対する幅と比較
して狭く形成されている。貫通孔32cに挿入される治具
により、コアインシュレータ30は積層コア15の幅より広
げられて容易に装着され、コイルボビン片33bにティー
ス15aが挟持され、コアインシュレータ30は積層コア15
に密着する。
Description
及びその製造方法並びにモータに係り、詳しくは電機子
を構成するコアと巻線との間の絶縁構造及び電機子の製
造方法並びにモータに関するものである。
いては、その電機子(アーマチャ)を構成するコアと巻
線との間を絶縁する方法として、コアに絶縁粉体を塗装
する方法の他に、コアと巻線との間に絶縁材よりなる樹
脂成形品(コアインシュレータ)を介在する方法が種々
提案されている。
インシュレータ80は、コア81との組付け性を良くす
るため、コアインシュレータ80とコア81との間に隙
間82が設けられるように作られている。しかし、隙間
82が設けられたことにより、その隙間82分だけ巻線
83のスペースが減少するという問題があった。また、
巻線83の巻装の際、巻線83が隙間82に入り込むの
を防止するため、その経路に巻線83を案内するガイド
84を設ける必要があり、巻線加工の設備構造が複雑か
つ高価となっていた。
開2000−316246号公報に開示されたものがあ
る。この方法は、図11(b)に示すように、コアイン
シュレータ90の端面90aに、径方向に延びるスリッ
ト91を周方向に対して所定間隔毎に設けている。そし
て、コアインシュレータ90をコア92に装着した後、
巻線93が巻装される際、巻線93の締め付け力により
スリット91が変形されることを利用してコアインシュ
レータ90を変形させ、巻線93のスペースを確保する
ように構成されている。
では、巻線93の締め付け力が作用しない限り、コアイ
ンシュレータ90とコア92との間に隙間が存在し、巻
線93が隙間に入り込む不具合は解消されなかった。さ
らに、巻線93の締め付け力を利用する場合、内径側の
隙間を解消するには、外径側の隙間を解消する際の締め
付け力と比較して、大きな締め付け力が必要となる。し
かし、巻線93をコアインシュレータ90に強い力で締
め付けることは、容易ではなかった。また、内径側に巻
装された巻線93は外径側に移動しようと力が働くこと
により、コアインシュレータ90とコア92との間に隙
間が形成されることによる問題は解消されなかった。
のであって、第1の目的は、コアインシュレータとコア
との間の隙間を減少して巻線スペースを向上しつつ小型
化でき、巻線設備の構造を単純化でき、製造コストを低
減できる回転電機の電機子を提供することにある。第2
の目的は、その電機子の製造方法を提供することにあ
る。第3の目的は、その電機子を利用して製造されたモ
ータを提供することにある。
るために、請求項1に記載の発明では、回転軸と、前記
回転軸に挿入されるとともに、ティース部を備えた複数
枚のコアシートから構成された積層コアと、前記積層コ
アの表面に装着される絶縁樹脂からなるコアインシュレ
ータとを備え、前記積層コアに前記コアインシュレータ
が装着された状態で前記コアインシュレータのスロット
部に巻線が巻装された回転電機の電機子において、前記
コアインシュレータは、コアティースカバー部を備え、
前記コアティースカバー部に、周方向に対して所定間隔
を有して径方向に延びるように、かつ、弾性変形可能と
するスリットが形成されるとともに、前記コアインシュ
レータの前記積層コアと当接する内側の幅が、積層コア
の周方向に対する幅よりも狭く形成された。
にスリットが形成されたことにより、治具を使用してコ
アインシュレータの幅を広げた状態でコアインシュレー
タを積層コアに装着できる。従って、コアインシュレー
タは容易に積層コアに装着される。また、コアインシュ
レータの弾性変形後のコアティースカバー部が元の状態
に戻ろうとする力を利用して、積層コアがコアインシュ
レータに挟持される。さらに、コアインシュレータの幅
が、積層コアよりも狭く形成されたことにより、コアテ
ィースカバー部が元の状態に戻ろうとする力が強くなる
ことにともなって、より強い力で積層コアが挟持され
る。即ち、従来技術のように、巻線の締め付け力に頼る
ことなく、巻線を巻装する前に、コアインシュレータと
積層コアとの隙間が解消され、隙間のない状態でコアイ
ンシュレータと積層コアが密着した状態となる。従っ
て、隙間分の巻線のスペースが確保され、少しでも多く
の巻線の巻装が可能となることにより、電機子の小型化
が可能となる。また、この隙間が解消されることによ
り、巻線がコアインシュレータと積層コアとの隙間に入
り込むことがなくなり、巻線の巻装時に、巻線の経路に
ガイドを設ける必要がなくなるため、巻線設備の構造が
簡単となり、製造コストが低減される。
2に記載の発明では、回転軸と、前記回転軸に挿入され
るとともに、ティース部を備えた複数枚のコアシートか
ら構成された積層コアと、前記積層コアの表面に装着さ
れる絶縁樹脂からなるコアインシュレータとを備え、前
記積層コアに前記コアインシュレータが装着された状態
で前記コアインシュレータのスロット部に巻線が巻装さ
れた回転電機の電機子の製造方法において、コアティー
スカバー部を備え、前記コアティースカバー部に、周方
向に対して所定間隔を有して径方向に延びるように、か
つ、弾性変形可能とするスリットが形成されたコアイン
シュレータの前記スリットに治具を挿入して前記コアイ
ンシュレータを弾性変形させ、前記コアティースカバー
部を前記ティース部よりも周方向に広げた仮止め状態で
前記コアインシュレータを前記積層コアに装着し、その
後、前記治具を前記スリットから離して仮止め状態を解
除して、前記積層コアに対して前記コアインシュレータ
を密着させ、その後、前記スロット部に巻線を巻装す
る。
カバー部に形成されたスリットに挿入されて、コアティ
ースカバー部が拡開されるとともに弾性変形されて、そ
の内側の幅が積層コアの周方向に対する幅よりも広がっ
た仮止め状態となる。この仮止め状態でコアインシュレ
ータは、積層コアに装着される。例えば、積層コアの外
径とコアインシュレータの内径が同じ幅の場合、従来技
術の組み付け方法では、コアインシュレータを積層コア
に組み付け難いが、積層コアの周方向に対する幅より
も、コアインシュレータの積層コアと当接する内側の幅
を広くできる。従って、コアインシュレータは、積層コ
アに容易に装着される。
載の発明において、前記コアインシュレータは、積層コ
アの周方向に対する幅よりも、前記コアインシュレータ
の前記積層コアと当接する内側の幅が、狭く形成されて
いる。
積層コアと当接する内側の幅が、積層コアの周方向に対
する幅よりも狭く形成されたことにより、コアティース
カバー部が元の状態に戻ろうとする力が強くなることに
ともなって、より強い力で積層コアがコアインシュレー
タに挟持される。
4に記載の発明において、請求項1に記載の電機子を備
えた。この発明によれば、請求項1に記載の発明と同様
の効果が得られる。
明を具体化した第1の実施の形態を図1〜図6に従って
説明する。
モータ1は、モータハウジング2を備え、モータハウジ
ング2は、有底筒状のヨーク3とエンドフレーム4とか
らなる。ヨーク3には、その底部に軸受凹部5が凹設さ
れ、軸受凹部5には軸受6が固定されている。また、ヨ
ーク3の内側面には、一対のマグネット8,9が固設さ
れている。
固設され、エンドフレーム4とヨーク3とで形成される
空間に、電機子としてのアーマチャ10が収容されるよ
うに構成されている。エンドフレーム4の内側面4aの
中央位置には、軸受凹部11が凹設され、軸受凹部11
に貫通孔12が形成されている。また、軸受凹部11に
は軸受13が固定され、軸受13と、ヨーク3に固定し
た軸受6とでアーマチャ10の回転軸14が回転可能に
支持されている。
ア15が固着され、積層コア15には巻線16が巻装さ
れ、巻線16の巻端は同じく回転軸14に固着された整
流子17の整流子片17aに接続されている。
のコアシート20が積層されることにより形成されてい
る。コアシート20は、その中央部から放射状に、か
つ、等角度間隔にティース片21が複数(この実施の形
態では8個)延出形成されている。各ティース片21の
先端部には、両側方に円弧状に延出する突起22が形成
されている。また、コアシート20の中央部には、回転
軸14を貫通させるための貫通孔23が設けられてい
る。なお、コアシート20に形成されているティース片
21は、積層コア15のティース15aを構成し、隣り
合うティース15a間に形成される空間は、スロット1
5bを構成している。
塑性樹脂からなる成形品であって、図1に示すように、
回転軸14に固定される筒部31と、コアティースカバ
ー部32とを備えている。コアティースカバー部32
は、ティースカバー片33aとコイルボビン片33bと
で構成されている。ティースカバー片33aは、筒部3
1の一側端から放射状に、かつ、等角度間隔に複数(こ
の実施の形態では8個)延出形成され、各ティースカバ
ー片33aは、積層コア15のティース15aと各々ほ
ぼ同一形状に形成され、その中央には、径方向に延びる
スリット32aが形成されている。
示すように、直線状に、かつ、内径側から外径側に向か
うほど狭くなるように形成されている。スリット32a
には、略円形の貫通孔32b,32cが形成され、貫通
孔32bは、スリット32aの内径側に設けられ、貫通
孔32cは、コアインシュレータ30の外径側よりわず
かに内側の箇所に設けられている。
と当接する内側の幅は、図4(a)に示すように、積層
コア15の周方向に対する幅と比較して狭く形成されて
いる。なお、図4(a)は、図1におけるコアインシュ
レータ30及び積層コア15を縦方向に切断した部分模
式断面図を示している。
対側の面には、各々ティース15aの側面を被覆するコ
イルボビン片33bが、回転軸14の軸線方向と平行に
延びるように形成されている。各コイルボビン片33b
は、図1及び図2(a)に示すように、各々ティースカ
バー片33aの一側外周部から隣り合うティースカバー
片33aの一側外周部まで連続した片であって、その平
断面形状が積層コア15に形成されたスロット15bの
周面の平断面形状とほぼ同じ形状となっている。
装着された状態で、隣り合うティースカバー片33a及
びコイルボビン片33bの間に形成される空間は、積層
コア15のスロット15bと同一の空間形状となる。即
ち、各ティースカバー片33a及びコイルボビン片33
bは、積層コア15の各ティース15aの外側面と当接
するように構成されている。
法について説明する。最初に、アーマチャ10の製造の
際に使用される治具40について説明する。治具40
は、コイルボビン片33bの間隔を拡開する際に使用さ
れ、図3に示すように、略円盤形状の支持プレート40
aを備えている。支持プレート40aには、貫通孔32
cと対向可能な位置に、支持プレート40aから突設す
るように係合部40bが貫通孔32cと同じ数だけ(こ
の実施の形態では8個)設けられている。係合部40b
は、図3及び図4(a)、(b)に示すように、略円柱
状に形成され、その先端は、略円錐形状となるように形
成されている。なお、図3は、2個の係合部40bを示
している。また、図4(b)は、コアインシュレータ3
0をスリット32aと対応する位置で径方向に切断した
部分模式断面図である。
治具40の各係合部40bが、各貫通孔32cと対応す
る位置に配置される。この際、コアティースカバー部3
2の積層コア15と当接する内側の幅は、図4(a)に
示すように、積層コア15の周方向に対する幅よりも狭
い状態である。
各係合部40bが各貫通孔32cに挿入されて、スリッ
ト32aが拡開され、コアインシュレータ30は、図2
(b)の2点破線及び図5(a)で示す仮止め状態とな
る。この仮止め状態では、スリット32aが拡開される
ことにともなって、コイルボビン片33bの間隔も、積
層コア15の周方向に対する幅よりも広くなる。そし
て、コアインシュレータ30は、仮止め状態のままで、
回転軸14に固着された積層コア15に装着される。な
お、図2(b)は、図3において、下方から上方に向か
って見た状態を示す部分模式図である。
ら引き抜かれ、弾性変形されていたコイルボビン片33
bが、元の状態に戻るように周方向に対して幅を狭くす
る方向に力が働くため、図5(b)及び図2(b)に示
すように、各ティース15aが各コイルボビン片33b
に挟持される。即ち、積層コア15はコアインシュレー
タ30に挟持される。従って、コアインシュレータ30
の内周面と積層コア15の外周面とが密着した状態とな
り、積層コア15の周方向に対する幅と、コアインシュ
レータ30の積層コア15と当接する内側との幅は、同
一となる。
コア15に密着された後に、整流子17が回転軸14に
挿通され、所定のティース15a間に、巻線16が巻装
される。次に、巻線16の図示しない端部が、整流子片
17aの対応する位置に接続され、アーマチャ10が完
成する。なお、巻線16は、ティースカバー片33a及
びコイルボビン片33bにより、積層コア15のスロッ
ト15bの内周面に接触することはない。
ク3に、アーマチャ10の回転軸14の基端が軸受6に
回転可能に支持された状態で収容される。そして、回転
軸14の先端が軸受13に回転可能に支持されるととも
に、エンドフレーム4がヨーク3の開口部に固定され、
直流モータ1が完成する。
る。 (1)コアインシュレータ30のティースカバー片33
aにスリット32aが形成されて、コイルボビン片33
bが積層コア15の周方向に対する幅より広く拡開可能
に形成されたことにより、治具40でスリット32aを
拡開して、コアインシュレータ30を弾性変形させるこ
とができる。従って、コアインシュレータ30を積層コ
ア15に容易に装着することができる。また、コアイン
シュレータ30が弾性変形された際、コイルボビン片3
3bが元の状態に戻ろうとする力を利用して、積層コア
15が挟持されて、コアインシュレータ30の内周面と
積層コア15の外周面とを密着することができる。従っ
て、コアインシュレータ30と積層コア15との隙間が
なくなる。
対する幅が、積層コア15よりも狭く形成されたことに
より、コイルボビン片33bの弾性力を利用して、コア
インシュレータ30と積層コア15とを確実に密着でき
る。その結果、従来技術と異なり、コアインシュレータ
30と積層コア15との隙間を解消するために、巻線1
6の締め付け力を頼る必要がなくなる。
用して、積層コア15を挟持することにより、コアイン
シュレータ30と積層コア15との隙間を解消でき、隙
間の解消にともなって巻線16のスペースを向上でき、
アーマチャ10を小型化することができる。また、隙間
が解消されることにより、巻線16の巻装時に、巻線1
6がコアインシュレータ30と積層コア15との隙間に
入り込むことを防止するためのガイドを設ける必要が無
くなるため、巻線設備の構造が簡単となり、製造コスト
を低減できる。
あって、コアインシュレータ30を積層コア15のスロ
ット15bに挿入するだけで積層コア15に装着でき
る。従って、部品点数が1つとなりコストダウンを図る
ことができるとともに、その分だけ組み付け工数を低減
することができる。
形態を図7に従って説明する。この実施の形態では、ス
リットを拡開する治具の構成及びスリットの構成が、前
記実施の形態と大きく異なる。前記実施の形態と同一部
分は、同一符号を付して詳しい説明を省略する。
で使用される治具40の支持プレート40aには、スリ
ット32aと対応する位置に径方向に延びる貫通孔41
が形成され、係合部40bが、図示しない駆動手段によ
り、貫通孔41に沿って往復移動可能に構成されてい
る。係合部40bは、断面形状が三角形状に形成され、
コアインシュレータ30に対して、外径側から内径方向
に向かって進入するように構成されている。
ような貫通孔32cを形成せず、スリット32aの外径
側の端部には、図7(b)に示すように、略三角形状の
切欠き32dが形成されている。なお、図7(b)は、
スリット32aと係合部40bとの関係を示す部分模式
平面図である。
コアインシュレータ30が積層コア15に装着される際
は、まず、治具40の係合部40bの下端が、スリット
32aの切欠き32d内に配置される。そして、係合部
40bが、図示しない駆動手段により、切欠き32dか
ら内径側に向かって進入するように移動される。その
際、係合部40bの断面形状が三角形状に形成されてい
ることにより、スリット32aが切欠き32dから内径
側に向かって徐々に拡開される。そして、コイルボビン
片33bは、積層コア15の周方向に対する幅より広げ
られた仮止め状態となり、その状態で積層コア15に装
着される。
15と当接する内側面と、積層コア15のコアインシュ
レータ30と当接する上面とが完全に当接した後に、係
合部40bは、内径側から外径側に向かって移動され
て、コアインシュレータ30の仮止め状態が解除され
る。そして、コアインシュレータ30の内周面と積層コ
ア15の外周面とが密着した状態となる。
(1)〜(4)に記載の効果の他に、以下のような効果
を有する。 (5)係合部40bが外径側から内径側に向かって移動
される構成であることにより、コアインシュレータ30
の積層コア15と当接する内側面と、積層コア15の上
面とが当接するまで、係合部40bがスリット32aに
係合した状態で、コイルボビン片33bの仮止め状態を
保持できる。即ち、ティースカバー片33aの厚み分だ
け係合部40bを挿入した状態でも、コイルボビン片3
3bを拡開しておくことができる。従って、完全にコア
インシュレータ30を積層コア15に挿入した後に、係
合部40bの仮止め状態を解除でき、容易にコアインシ
ュレータ30を積層コア15に密着させることができ
る。
以下のように変更してもよい。・図8(a),(b)に
示すように、係合部40bが、径方向に延びるように形
成された治具40を使用してもよい。その際に、スリッ
ト32aの側面は、図8(a)に示すように、その側面
の上部が広がるテーパ面34となるように形成してもよ
い。また、テーパ面34ではなく、曲面となるように面
取り加工を施したものでもよい。この場合、スリット3
2aの側面がテーパ面34に形成されたことにより、径
方向に延びるように形成された係合部40bでも、スリ
ット32aに挿入しやすくなる。
が2個に分かれて、スリット32aを広げる方向及び閉
じる方向へ、図示しない駆動手段により往復移動可能に
構成してもよい。この場合、係合部40bを貫通孔32
cへ挿入した後に、係合部40bを広げることによっ
て、容易にスリット32aを拡開でき、また、係合部4
0bを閉じることによって、容易に貫通孔32cから係
合部40bを引き抜くことができる。また、この構成で
は、図9(a),(b)に示すように、係合部40bの
大きさは小さくてすむ。
コアインシュレータ30の上方に配置される構成に限ら
ず、コアインシュレータ30の外周に配置される構成に
変更してもよい。この場合、コアインシュレータ30の
外周に略円環状の支持輪を形成し、該支持輪には、径方
向に往復移動可能な係合部40bを設ける。そして、ス
リット32aを拡開する際には、図示しない駆動手段に
より、支持輪に設けられた係合部40bが、外周側から
内径側に向かって挿入され、コアインシュレータ30は
拡開される。従って、第2の実施の形態と同様の効果が
得られる。
は、内径側から外径側に向かうほど狭くなるように形成
されているが、平行に延びるように形成してもよい。 ・上記実施の形態では、コアインシュレータ30は、積
層コア15の一側面からのみ装着される構成であった
が、例えば、図10に示すように、コアインシュレータ
30を対称となるように2個に分割して、各端面にはス
リット32aを設け、積層コア15の両端面から装着さ
れる構成に変更してもよい。なお、コアインシュレータ
30を非対称となるように2個に分割する構成でもよ
い。
された状態の積層コア15に対して、コアインシュレー
タ30が装着される構成であったが、積層コア15にコ
アインシュレータ30が装着されて巻線16が巻装され
た後に、回転軸14に固着される構成に変更してもよ
い。
流モータ1に具体化したが、回転軸14に固着された積
層コア15に巻線16が巻装されるアーマチャ10を備
えた回転機械であるならば、その他のモータ又は発電機
に適用してもよい。
思想について、以下に記載する。 (1)請求項1に記載の発明において、前記コアインシ
ュレータは、2個に分割され、前記積層コアの両端面か
ら装着するように構成されている。
方法で製造された電機子を備えたことを特徴とするモー
タ。
項4に記載の発明によれば、コアインシュレータとコア
との間の隙間を減少して巻線スペースを向上しつつ小型
化でき、巻線設備の構造を単純化でき、製造コストを低
減できる。
を示す概略分解斜視図。
面図、(b)はコアインシュレータとコアとの関係を示
す部分模式底面図。
す部分概略斜視図。
の関係を示す部分模式断面図、(b)は同じく部分模式
断面図。
の関係を示す模式断面図、(b)は同じく挿入後の関係
を示す模式断面図。
図、(b)は同じく部分模式平面図。
同じく部分模式断面図。
同じく部分模式断面図。
図。
(b)は別の従来技術を示す部分模式平面図。
のアーマチャ、14…回転軸、15…積層コア、15a
…ティース部としてのティース、15b…スロット部と
してのスロット、16…巻線、20…コアシート、30
…コアインシュレータ、32…コアティースカバー部、
32a…スリット、33a…コアティースカバー部を構
成するティースカバー片、33b…コアティースカバー
部を構成するコイルボビン片、40…治具。
Claims (4)
- 【請求項1】回転軸と、前記回転軸に挿入されるととも
に、ティース部を備えた複数枚のコアシートから構成さ
れた積層コアと、前記積層コアの表面に装着される絶縁
樹脂からなるコアインシュレータとを備え、前記積層コ
アに前記コアインシュレータが装着された状態で前記コ
アインシュレータのスロット部に巻線が巻装された回転
電機の電機子において、 前記コアインシュレータは、コアティースカバー部を備
え、前記コアティースカバー部に、周方向に対して所定
間隔を有して径方向に延びるように、かつ、弾性変形可
能とするスリットが形成されるとともに、前記コアイン
シュレータの前記積層コアと当接する内側の幅が、積層
コアの周方向に対する幅よりも狭く形成されたことを特
徴とする回転電機の電機子。 - 【請求項2】回転軸と、前記回転軸に挿入されるととも
に、ティース部を備えた複数枚のコアシートから構成さ
れた積層コアと、前記積層コアの表面に装着される絶縁
樹脂からなるコアインシュレータとを備え、前記積層コ
アに前記コアインシュレータが装着された状態で前記コ
アインシュレータのスロット部に巻線が巻装された回転
電機の電機子の製造方法において、 コアティースカバー部を備え、前記コアティースカバー
部に、周方向に対して所定間隔を有して径方向に延びる
ように、かつ、弾性変形可能とするスリットが形成され
たコアインシュレータの前記スリットに治具を挿入して
前記コアインシュレータを弾性変形させ、前記コアティ
ースカバー部を前記ティース部よりも周方向に広げた仮
止め状態で前記コアインシュレータを前記積層コアに装
着し、その後、前記治具を前記スリットから離して仮止
め状態を解除して、前記積層コアに対して前記コアイン
シュレータを密着させ、その後、前記スロット部に巻線
を巻装することを特徴とする回転電機の電機子の製造方
法。 - 【請求項3】前記コアインシュレータは、積層コアの周
方向に対する幅よりも、前記コアインシュレータの前記
積層コアと当接する内側の幅が、狭く形成されているこ
とを特徴とする請求項2に記載の回転電機の電機子の製
造方法。 - 【請求項4】請求項1に記載の電機子を備えたことを特
徴とするモータ。
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