JP2006121794A

JP2006121794A - モールド回転電機

Info

Publication number: JP2006121794A
Application number: JP2004305249A
Authority: JP
Inventors: Isamu Takeda; 勇武田
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2004-10-20
Filing date: 2004-10-20
Publication date: 2006-05-11

Abstract

【課題】クサビとモールド型との隙間へのモールド樹脂の充填が容易であり、且つ、前記隙間に形成される薄膜のモールド樹脂のはがれやちぎれを防止することができる構成のモールド回転電機を提供する。
【解決手段】クサビ２５を軸方向に複数に分割し、且つ、これらのクサビ片２５Ａ，２５Ｂを軸方向に間隔を開けて配置して、クサビ２５（クサビ片２５Ａ，２５Ｂ）の内側のモールド樹脂２６Ａとクサビ２５（クサビ片２５Ａ，２５Ｂ）の外側のモールド樹脂２６Ｂとを、クサビ片２５Ａ，２５Ｂの間２８に充填されたモールド樹脂２６Ｃによって結合する。或いは、クサビに１つ又は複数の孔を形成して、クサビの内側のモールド樹脂とクサビの外側のモールド樹脂とを、前記孔に充填されたモールド樹脂によって結合する。
【選択図】図１

Description

本発明はモールド樹脂によって電気的な絶縁を強化したモールド回転電機（モータ又は発電機）に関する。

モールドモータを製作する場合、ロット数の限られる製品では、設備投資の関係から巻線方式が限定される。即ち、小ロットの製品では、コイルを固定子鉄心のティース部に機械で直接巻く方式は設備費が負担できないため、巻型に巻いたコイルを固定子鉄心のティース部に嵌め込む方式を採用する場合が多い。

図３（ａ）〜図３（ｃ）及び図４（ａ），図４（ｂ）には、このようなモールドモータの製作手順を示す。また、図５（ａ）には前記モールドモータをモールドするときの様子を示し、図５（ｂ）には図５（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面を示す。

まず、図３（ａ）に示すように巻型１を矢印のように回転させることにより、巻型１に導体２ａを巻き付けてコイル２を形成する。その後、図３（ｂ）に示すようにコイル２を巻型１から引き抜いて、図３（ｃ）に示すようにモールドモータの積層鉄心である固定子鉄心３の内径側に形成されたティース部４に嵌め込む。図４（ａ）にはコイル２をティース部４に嵌め込んだ状態を示しており、このときにコイル２の側部（回転軸の軸方向に沿う部分）は固定子鉄心３の内径側に形成されたスロット５内に収容される。

そして、巻型１で巻かれたコイル２は、ティース部４に嵌め込むために１度巻型１から外すこと及びコイル２に生じるスプリングバック現象により、均一にギッシリと巻かれていたものが、配列が乱れて膨らもうとする。更には、熱特性を上げるためにスロット５内には可能なかぎり多くのコイルを入れる必要がある。このため、スロット５内にはむりやりコイル２を押し込めることになる。従って、コイル２がスロット５の外（固定子鉄心３の内径側）にはみ出すのを防止するため、図４（ａ）に示すようにスロット５の入口部分をクサビ６で塞ぐ必要がある。クサビ６はティース部４ａの先端部（スロット入口部）に周方向に突設された突部４ａによって固定子鉄心３の内径側への移動が規制されるため、コイル２がスロット５の外へはみ出すのを抑えることができる。

クサビ６を設けた後、樹脂をモールドするために図４（ｂ）、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すようにコイル２及びクサビ６を設けた固定子鉄心３を円筒状のモールド型７の外側に嵌め込む。このときモールド型７の外周面が固定子鉄心３の内周面にフィットするようにモールド型７は製作されている。従って、モールド型７とクサビ６との間には僅かな隙間１０が生じる。そして、クサビ６の内側であるスロット５内と、クサビ６の外側である前記隙間１０とに樹脂が充填されてモールド樹脂８Ａ，８Ｂが形成される。かくして、これらのモールド樹脂８Ａ，８Ｂにより、電気的な絶縁が強化される。なお、図４中の１１は端子座、１２はモールド樹脂の漏れを防ぐためにＯリング溝に設けられたＯリング、１３は固定子鉄心３を支持するフレームである。

下記の特許文献１，２にはスロットの入口部分にクサビを設けた回転電機の例が記載されている。

特開平６−２０５５５６号公報特許平６−３８４２２号公報

しかしながら、上記従来のモールドモータでは、クサビ６とモールド型７との間の隙間１０が狭いため、次のような不具合がある。

（１）クサビ６とモールド型７との隙間１０へのモールド樹脂８Ｂの浸透が悪くなる。
（２）クサビ６とモールド型７との隙間１０に形成されるモールド樹脂８Ｂは薄膜となるため、モールド型７と固定子鉄心３を分離する際にモールド樹脂８Ｂがはがれる、ちぎれるといった不具合が生じる場合がある。
（３）更には、モールドモータを運転中に発生する熱や振動によっても、薄膜のモールド樹脂８Ｂがはがれる、ちぎれるといった不具合が生じる場合もある。

従って、本発明は上記の事情に鑑み、クサビとモールド型との隙間へのモールド樹脂の充填が容易であり、且つ、前記隙間に形成される薄膜のモールド樹脂のはがれやちぎれを防止することができる構成のモールド回転電機を提供することを課題とする。

上記課題を解決する第１発明のモールド回転電機は、固定子鉄心又は回転子鉄心のスロット内に収容したコイルが前記スロット内からはみ出すのを前記スロットの入口部分に設けたクサビによって防止し、且つ、前記クサビの内側である前記スロット内と前記クサビの外側とに樹脂をモールドした構成のモールド回転電機において、
前記クサビを軸方向に複数のクサビ片に分割し、且つ、これらのクサビ片を軸方向に間隔を開けて配置して、前記クサビの内側のモールド樹脂と前記クサビの外側のモールド樹脂とを、前記クサビ片の間に充填されたモールド樹脂によって結合したことを特徴とする。

また、第２発明のモールド回転電機は、固定子鉄心又は回転子鉄心のスロット内に収容したコイルが前記スロット内からはみ出すのを前記スロットの入口部分に設けたクサビによって防止し、且つ、前記クサビの内側である前記スロット内と前記クサビの外側とに樹脂をモールドした構成のモールド回転電機において、
前記クサビに１つ又は複数の孔を形成して、前記クサビの内側のモールド樹脂と前記クサビの外側のモールド樹脂とを、前記孔に充填されたモールド樹脂によって結合したことを特徴とする。

第１発明のモールド回転電機によれば、クサビを軸方向に複数のクサビ片に分割し、且つ、これらのクサビ片を軸方向に間隔を開けて配置して、クサビの内側のモールド樹脂とクサビの外側のモールド樹脂とを、クサビ片の間に充填されたモールド樹脂によって結合したことにより、クサビの外側のモールド樹脂の強度が増すため、モールド型と固定子鉄心又は回転子鉄心との分離やモールドモータ運転中に発生する熱や振動などによる前記外側のモールド樹脂のはがれやちぎれを防止することができる。また、クサビ（クサビ片）とモールド型との隙間が狭くて軸方向からの前記隙間へのモールド樹脂の浸透が悪くても、軸方向からスロット内に流入したモールド樹脂が、クサビ片の間から前記隙間に流入するため、前記隙間へのモールド樹脂の充填率が向上する。

第２発明のモールド回転電機によれば、クサビに１つ又は複数の孔を形成して、クサビの内側のモールド樹脂とクサビの外側のモールド樹脂とを、前記孔に充填されたモールド樹脂によって結合したことにより、クサビの外側のモールド樹脂の強度が増すため、モールド型と固定子鉄心又は回転子鉄心との分離やモールドモータ運転中に発生する熱や振動などによる前記外側のモールド樹脂のはがれやちぎれを防止することができる。また、クサビ（クサビ片）とモールド型との隙間が狭くて軸方向からの前記隙間へのモールド樹脂の浸透が悪くても、軸方向からスロット内に流入したモールド樹脂が、クサビの孔から前記隙間に流入するため、前記隙間へのモールド樹脂の充填率が向上する。

以下、本発明の実施の形態例を図面に基づき詳細に説明する。

＜実施の形態例１＞
図１（ａ）は本発明の実施形態例１に係るモールドモータの固定子の要部斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図である。

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、モールドモータの固定子鉄心２１は鋼板を積層してなる積層鉄心であり、その内径側には複数のスロット２２が形成されている。各スロット２２は図示しない回転軸の軸方向（以下単に軸方向という）沿って形成されるともに固定子鉄心２１の周方向（以下単に周方向という）に所定の間隔を有している。また、隣接するスロット２２の間はティース部２３となっており、これらのティース部２３の先端部（スロット入口部）には周方向に突設された突部２３ａが形成されている。

各ティース部２３にはコイル２４が嵌め込まれており、これらのコイル２４の側部（軸方向に沿う部分）はスロット２２内に収容されている。また、これらのコイル２４がスロット２２の外（固定子鉄心２１の内径側）にはみ出すのを防止するため、スロット２２の入口部分にはクサビ２５が設けられている。クサビ２５はティース部２３の先端の突部２３ａによって固定子鉄心２２の内径側への移動が規制されるため、コイル２４がスロット２２の外へはみ出すのを抑えることができる。

また、電気的な絶縁を強化するため、クサビ２５の内側であるスロット２２内と、クサビ２５の外側であるクサビ２５とモールド型２７との間の隙間３０にはそれぞれ樹脂が充填されてモールド樹脂２６Ａ，２６Ｂが形成されている。モールド樹脂２６Ｂはクサビ２５とモールド型２７との隙間３０が狭いため、薄膜となっている。なお、クサビ２５は従来のものと異なるが（詳細後述）、固定子やモールド型の全体な構成は図５に示す従来のものと同様であり、例えば図３，図４と同様の製作手順でコイルの製作や取り付け及び樹脂のモールドなどが行われる。

そして、本実施の形態例１に用いられたクサビ２５はクサビ片２５Ａ，２５Ｂに２分割されており、これらのクサビ片２５Ａ，２５Ｂは軸方向に間隔を開けて配置されている。このため、モールドする際にビクサビ片２５Ａ，２５Ｂの間２８にも樹脂が充填されてモールド樹脂２６Ｃが形成され、このモールド樹脂２６Ｃによってクサビ２５（クサビ片２５Ａ，２５Ｂ）の内側のモールド樹脂２６Ａとクサビ２５（クサビ片２５Ａ，２５Ｂ）の外側のモールド樹脂２５Ｂとが部分的に結合されている。

以上のように、本実施の形態例１によれば、クサビ２５（クサビ片２５Ａ，２５Ｂ）の内側のモールド樹脂２６Ａとクサビ２５（クサビ片２５Ａ，２５Ｂ）の外側のモールド樹脂２６Ｂとを、クサビ片２５Ａ，２５Ｂの間２８に充填されたモールド樹脂２６Ｃによって結合したことにより、薄膜のモールド樹脂２６Ｂの強度が増すため、モールド型２７と固定子鉄心２１との分離やモールドモータの運転中に発生する熱や振動などによるモールド樹脂２６Ｂのはがれやちぎれを防止することができる。

また、クサビ２５（クサビ片２５Ａ，クサビ片２５Ｂ）とモールド型２７との隙間３０が狭くて軸方向からの前記隙間３０へのモールド樹脂の浸透は悪くても、軸方向からスロット２２内に流入したモールド樹脂が、クサビ片２５Ａ，２５Ｂの間２８から前記隙間３０に流入するため、前記隙間３０へのモールド樹脂の充填率が向上する。

なお、本実施の形態例１ではクサビ２５を２分割したが、必ずしもこれに限定するものではなく、３分割以上であってもよい。

＜実施の形態例２＞
図２（ａ）は本発明の実施形態例２に係るモールドモータの固定子の要部斜視図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＣ−Ｃ線矢視断面図である。なお、本実施の形態例２（図２）においてクサビの形状以外は上記実施の形態例１（図１）と同様であるため、上記実施の形態例１（図１）と同様の部分には同一の符号を付し、重複する詳細な説明は省略する。

図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、本実施の形態２では、コイル２４がスロット２２の外（固定子鉄心２１の内径側）にはみ出すのを防止するため、スロット２２の入口部分にクサビ３１が設けられている。クサビ３１はティース部２３の先端の突部２３ａによって固定子鉄心２２の内径側への移動が規制されるため、コイル２４がスロット２２の外へはみ出すのを抑えることができる。

また、電気的な絶縁を強化するため、クサビ２５の内側であるスロット２２内と、クサビ３１の外側であるクサビ３１とモールド型２７との間の隙間３２にはそれぞれ樹脂が充填されてモールド樹脂２６Ａ，２６Ｂが形成されている。モールド樹脂２６Ｂはクサビ３１とモールド型２７との隙間３２が狭いため、薄膜となっている。なお、クサビ３１は従来のものと異なるが（詳細後述）、固定子やモールド型の全体な構成は図５に示す従来のものと同様であり、例えば図３，図４と同様の製作手順でコイルの製作や取り付け及び樹脂のモールドなどが行われる。

そして、本実施の形態例１に用いられたクサビ３１は複数（図示例では３個）の孔３１が形成されている。なお、孔３１ａの数は複数に限らず、１つでもよい。クサビ３１に孔３１ａを設けたため、樹脂をモールドする際にビクサビ３１の孔３１ａにも樹脂が充填されてモールド樹脂２６Ｄが形成され、このモールド樹脂２６Ｄによってクサビ３１の内側のモールド樹脂２６Ａとクサビ３１の外側のモールド樹脂２５Ｂとが部分的に結合されている。

以上のように、本実施の形態例２によれば、クサビ３１の内側のモールド樹脂２６Ａとクサビ３１の外側のモールド樹脂２６Ｂとを、クサビ３１の孔３１ａに充填されたモールド樹脂２６Ｄによって結合したことにより、薄膜のモールド樹脂２６Ｂの強度が増すため、モールド型２７と固定子鉄心２１との分離やモールドモータの運転中に発生する熱や振動などによるモールド樹脂２６Ｂのはがれやちぎれを防止することができる。

また、クサビ３１とモールド型２７との隙間３２が狭くて軸方向からの前記隙間３２へのモールド樹脂の浸透が悪くても、軸方向からスロット２２内に流入したモールド樹脂が、クサビ３１の孔３１ａから前記隙間３２に流入するため、前記隙間３２へのモールド樹脂の充填率が向上する。

なお、上記実施の形態例１，２では本発明を永久磁石形モータなどのモールドモータに適用した場合について説明したが、必ずしもこれに限定するものではなく、本発明はモールド発電機にも適用することができる。

また、上記実施の形態例１，２では本発明を固定子鉄心に適用した場合について説明したが、必ずしもこれに限定するものではなく、回転子鉄心にコイルとクサビを設けて樹脂をモールドする場合には回転子鉄心にも本発明を適用することができる。

本発明はモールド樹脂によって電気的な絶縁を強化したモールド回転電機（モータ又は発電機）に関するものであり、コイルを収容するスロットの入口部分にクサビを設ける場合に適用して有用なものである。

（ａ）は本発明の実施形態例１に係るモールドモータの固定子の要部斜視図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図である。（ａ）は本発明の実施形態例２に係るモールドモータの固定子の要部斜視図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線矢視断面図である。モールドモータの製作手順を示す説明図である。モールドモータの製作手順を示す説明図である。（ａ）は前記モールドモータをモールドするときの様子を示す固定子の全体図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面である。

符号の説明

２１固定子鉄心
２２スロット
２３ティース部
２３ａ突部
２４コイル
２５クサビ
２５Ａ，２５Ｂクサビ片
２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄモールド樹脂
２７モールド型
２８クサビ片の間
３０クサビ（クサビ片）とモールド型との隙間
３１クサビ
３１ａ孔
３２クサビとモールド型との隙間

Claims

固定子鉄心又は回転子鉄心のスロット内に収容したコイルが前記スロット内からはみ出すのを前記スロットの入口部分に設けたクサビによって防止し、且つ、前記クサビの内側である前記スロット内と前記クサビの外側とに樹脂をモールドした構成のモールド回転電機において、
前記クサビを軸方向に複数のクサビ片に分割し、且つ、これらのクサビ片を軸方向に間隔を開けて配置して、前記クサビの内側のモールド樹脂と前記クサビの外側のモールド樹脂とを、前記クサビ片の間に充填されたモールド樹脂によって結合したことを特徴とするモールド回転電機。
固定子鉄心又は回転子鉄心のスロット内に収容したコイルが前記スロット内からはみ出すのを前記スロットの入口部分に設けたクサビによって防止し、且つ、前記クサビの内側である前記スロット内と前記クサビの外側とに樹脂をモールドした構成のモールド回転電機において、
前記クサビに１つ又は複数の孔を形成して、前記クサビの内側のモールド樹脂と前記クサビの外側のモールド樹脂とを、前記孔に充填されたモールド樹脂によって結合したことを特徴とするモールド回転電機。