JP2007252030A - Insulator and motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、固定子と回転子とを有する電動機、電動機の固定子鉄心とコイルとの間に装着されるインシュレータに関する。 The present invention relates to an electric motor having a stator and a rotor, and an insulator mounted between a stator core and a coil of the electric motor.
電動機の固定子は、磁性材料からなる固定子鉄心のティース部に、通電用の固定子巻線からなるコイルを巻装しているが、固定子巻線と固定子鉄心との電気的な絶縁をより確実にするために、ティース部にインシュレータを装着してから、固定子巻線を巻き回すことが知られている。この種のインシュレータは、樹脂成形品が用いられることが多く、その製造を容易にするために、コ字形の2つの絶縁ピース片に分割して製造されている(例えば、特許文献1参照)。このインシュレータは、絶縁ピース片を固定子鉄心の軸線方向の両端から向き合わせるように挿入し、ティース部を挟み込むことでティース部に装着される。
しかしながら、固定子鉄心を電動機の軸線方向に対してスキューさせてある場合には、ティース部は軸線に対して捩れた形状になるが、そのような捩れた形状に合わせて絶縁ピースを形成するためには複雑な形状の金型が必要であった。このため、絶縁ピースの製造が難しく、コストが高かった。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、固定子鉄心に装着されるインシュレータを簡単に、かつ安価に製造できるようにすることを主な目的とする。
However, when the stator core is skewed with respect to the axial direction of the electric motor, the tooth portion has a twisted shape with respect to the axial line. In order to form an insulating piece in accordance with such a twisted shape. Required a complex mold. For this reason, it was difficult to manufacture the insulating piece and the cost was high.
The present invention has been made in view of such circumstances, and a main object of the present invention is to make it possible to easily and inexpensively manufacture an insulator attached to a stator core.
上記の課題を解決する本発明の請求項1に係る発明は、電動機の固定子を構成する固定子鉄心の径方向に延びるティース部に装着され、前記ティース部にコイルを巻装するために用いられるインシュレータであって、前記固定子鉄心の軸線方向の両端部にそれぞれ当接し、コイルを収容可能な凹部を有し、前記ティース部の角部に係合する縁部を有する一対のエンドホルダと、前記固定子鉄心の軸線方向の両端部を繋ぐ側面に沿って延び、コイルを収容可能な凹部を有し、前記一対のエンドホルダに挟み込まれる可撓性のサイド部と、を有することを特徴とするインシュレータとした。
このインシュレータは、複数のピースに分割された構成を有し、固定子鉄心のティース部の沿うようにサイド部を配置した後に、エンドホルダをティース部に装着して一対のエンドホルダでサイド部を挟み込む。
The invention according to claim 1 of the present invention that solves the above-mentioned problems is used to wind a coil around a tooth portion that is attached to a tooth portion extending in a radial direction of a stator core constituting a stator of an electric motor. A pair of end holders each having an indenting portion that is in contact with both axial end portions of the stator core and that can accommodate a coil and that engages with a corner portion of the tooth portion. And a flexible side portion extending along a side surface connecting both axial end portions of the stator core, having a recess capable of accommodating a coil, and sandwiched between the pair of end holders. And an insulator.
This insulator has a structure divided into a plurality of pieces, and after arranging the side part along the teeth part of the stator core, the end holder is attached to the tooth part, and the side part is attached with the pair of end holders. Sandwich.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載のインシュレータにおいて、前記エンドホルダの前記縁部は、前記ティース部の角部を覆うように延びており、前記縁部の一部から前記サイド部の端部を前記ティース部との間で挟み込む爪部がさらに延設されていることを特徴とする。
このインシュレータでは、エンドホルダの縁部でティース部の角部を覆うと共に、縁部から延びる爪部でサイド部をティース部に押さえ付ける。
The invention according to
In this insulator, the edge portion of the end holder covers the corner portion of the tooth portion, and the side portion is pressed against the tooth portion by a claw portion extending from the edge portion.
請求項3に係る発明は、請求項1に記載のインシュレータにおいて、前記サイド部は、紙材料から製造されていることを特徴とする。
このインシュレータは、サイド部が紙材料から製造されており、成形が容易である。また、樹脂成形品に比べて肉薄にできるので、線積率を向上できる。
The invention according to claim 3 is the insulator according to claim 1, wherein the side portion is manufactured from a paper material.
This insulator has a side portion manufactured from a paper material, and is easy to mold. Moreover, since it can be made thinner than a resin molded product, the line area ratio can be improved.
請求項4に係る発明は、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のインシュレータをスキューさせた前記ティース部に装着した後に前記コイルを巻装した固定子と、前記固定子に対して回転自在に設けられた回転子とを有することを特徴とする電動機とした。
この電動機では、スキューさせた固定子鉄心の形状に合わせてインシュレータを装着することができる。その結果、線積率を大きくできる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a stator in which the coil is wound after the insulator according to any one of the first to third aspects is mounted on the skewed teeth portion, and the stator And a rotor that is rotatably provided.
In this electric motor, the insulator can be mounted in accordance with the shape of the skewed stator core. As a result, the line product ratio can be increased.
本発明によれば、固定子鉄心の形状に合わせたインシュレータを簡単に製造することができる。複雑な金型が不要になるので、製造コストを低減できると共に、製造に要する時間を短縮できる。また、インシュレータと固定子鉄心との間に隙間が生じないので、固定子巻線の線積率を向上できる。 According to the present invention, an insulator that matches the shape of the stator core can be easily manufactured. Since a complicated mold is not required, the manufacturing cost can be reduced and the time required for manufacturing can be shortened. In addition, since no gap is generated between the insulator and the stator core, the line area ratio of the stator winding can be improved.
発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の各実施の形態において同じ構成要素には同一の符号を付してある。また、重複する説明は省略する。 The best mode for carrying out the invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiments, the same components are denoted by the same reference numerals. In addition, overlapping explanation is omitted.
(第1の実施の形態)
図1に示すように、電動機1は、ハウジング2に圧入された固定子3と、固定子3に対して回転自在に設けられた回転子4とを有するブラシレスタイプの電動機である。
ハウジング2は、有底筒形状を有し、筒状部分の内周に固定子3が圧入されている。ハウジング2のエンド部(底部)2Aは、中央部分に軸受け5を圧入してある。この軸受け5には、回転子4の回転軸6が回転自在に支持されている。ハウジング2の開口部は、ブラケット7で閉鎖されている。
固定子3は、略円筒状の固定子鉄心10を有し、固定子鉄心10にインシュレータ11を装着してからコイル12を巻装してある。
回転子4は、回転軸6に磁石13と、位置検出用のレゾルバ14のレゾルバ回転子14Aとを順番に配置してある。磁石13は、周方向に磁極が順番に変わるように着磁されている。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the electric motor 1 is a brushless type electric motor having a stator 3 press-fitted into a
The
The stator 3 has a substantially
In the rotor 4, a
ブラケット7は、円盤形状を有し、中央に孔20が形成されている。孔20内には、軸受け21が圧入固定されており、軸受け21で回転軸6を回転自在に支持している。さらに、レゾルバ14を構成するレゾルバ固定子14Bがレゾルバ回転子14Aの位置に合わせて固定されており、回転軸6と一体に回転するレゾルバ回転子14Aの回転位置を検出可能になっている。また、ブラケット7のハウジング2側には、ターミナル22が複数配設されている。ターミナル22は、固定子3側のコイル12の固定子巻線と、ブラケット7の外周から引き込まれたリード線23とを電気的に繋ぐ役割を有し、リード線23を介して接続される外部の電源からコイル12に電流供給が可能になっている。この他にブラケット7の外周部には、電動機1を固定するときに使用されるボルト孔24が突設されている。
The
ここで、固定子鉄心10は、周方向に分割可能な分割コア方式が用いられている。図2及び図3に示すように、固定子鉄心10から分割された積層鉄心片30は、周方向に延びるコア本体31を有する。コア本体31は、固定子鉄心10の環状の磁路を形成する部分であり、かつハウジング2の内周面に圧入される部分である。コア本体31は、固定子鉄心10の長さ方向(電動機の軸線)に対して捩れつつ傾斜するように所定のスキュー角を有している。コア本体31の周方向の両端部は、他の積層鉄心片30に圧入によって連結される連結部32A,32Bになっている。一方の連結部32Aは凸形状を有し、他方の連結部32Bは連結部32Aを受け入れ可能な凹形状を有している。コア本体31の内周側で周方向の略中央からは突極であるティース部33が径方向で回転中心に向かって一体に延設されている。このティース部33もコア本体31と同様にスキューしている。ティース部33の内周側の端部は、周方向に延びる内周部34になっている。内周部34の内周面には、2条の凹部35がティース部33と同じスキュー角度で形成されており、2条の凹部35によって1つの積層鉄心片30に対して3つのティースが形成されている。
Here, the
図2及び図4に示すように、インシュレータ11は、ティース部33を囲むように積層鉄心片30に装着されている。インシュレータ11は、ティース部33を積層鉄心片30の長さ方向(軸線方向)の両端部30Aから挟み込むように1つずつ装着される一対のエンドホルダ40と、ティース部33とコア本体31が形成する凹部に挿入され、可撓性を有する一対のサイド部41とからなり、全体として略四角形状になっている。
As shown in FIGS. 2 and 4, the
エンドホルダ40は、ティース部33の端部(積層鉄心片30の端部30Aの一部)に沿って延びるホルダ本体42を有し、ホルダ本体42の内周側の縁部は、軸線方向にティース部33から離れる方向に膨出して内壁部43を形成している。同様に、ホルダ本体42の外周側の縁部は、軸線方向にティース部33から離れる方向に膨出して外壁部44とを形成している。内壁部43及び外壁部44は、ホルダ本体42を中心にして、ホルダ本体42の周方向の縁部を越えて円弧状に延びている。ホルダ本体42及び各壁部43,44によって、コイル12を収容する凹部であるコイル収容部45が形成されている。
The
図5及び図6に示すように、ホルダ本体42の周方向の両方の縁部のそれぞれは、壁部43,44の延出方向と略逆の方向に延出して係合縁部50が形成されている。係合縁部50は、外壁部44においてホルダ本体42から周方向の延びる部分の内縁から内壁部43においてホルダ本体42から周方向の延びる部分の外縁までに至る略コ字形状の縁部に一体に形成されている。係合縁部50でホルダ本体42の縁部に連なる部分50Aには、係止爪51がさらに1つずつ延設されている。各係止爪51は、係合縁部50の部分50Aを起点として、先端が開くように僅かに傾斜している。図5に示す係合縁部50の部分50Aの外面から、コイル収容部45に至るホルダ本体42の肩部42Aは、滑らかな曲面になっている。
As shown in FIGS. 5 and 6, both of the circumferential edges of the holder
同様に、係合縁部50で内壁部43の外縁に連なる部分50Bには、係止爪52が1つずつ延設されている。各係止爪52は、係合縁部50の部分50Bを起点して外周側に向けて僅かに傾斜している。また、係合縁部50で外壁部44の内縁に連なる部分50Cには、係止爪53が1つずつ延設されている。各係止爪53は、係合縁部50の部分50Cを起点にして内周側に向けて僅かに傾斜している。
さらに、エンドホルダ40の内壁部43の内周面側には、2つの突起56が突設されている。これら突起56は、積層鉄心片30の内周部34に形成されている2条の凹部35のそれぞれに1つずつ係合可能に配置されている。
なお、このようなエンドホルダ40は、樹脂成形によって製造されている。
Similarly, a locking
Further, two
Such an
サイド部41は、ティース部33に沿って配置されるサイド本体41Aと、サイド部41から折り曲げられた側壁部41B,41Cとを有し、断面コ字状の凹部であるコイル収容部57が形成されると共に、ティース部33の形状に合わせて長さ方向に捩じりが加えられている。図4に示すように、側壁部41Bは、積層鉄心片30のコア本体31の内周面を覆うように付き当てられる。図2に示すように、側壁部41Cは、積層鉄心片30のティース部33の内周部34の外周面を覆うように付き当てられる。側壁部41Cの端部41Dは内周部34に沿うようにさらに折り曲げられている。このようなサイド部41は、図7に示すようにカットされた紙材料を折り曲げることで製造されており、容易に変形させることができる。
The
インシュレータ11を積層鉄心片30に装着するときには、積層鉄心片30のティース部33の側面及びコア本体31の内周面に沿ってサイド部41を1つずつ押し付ける。その後に、2つのエンドホルダ40を積層鉄心片30の端部30Aに嵌入させ、一対のエンドホルダ40でサイド部41を挟み込む。
エンドホルダ40の係合縁部50は、図3に示す積層鉄心片30の軸線方向の端面部30Aにおいて、コア本体31の内周側の角部31Aから、ティース部33の側面との稜線をなす角部33A、及びティース部33の内周部34の外周側の角部34Aまでを覆うように積層鉄心片30に嵌合する。また、エンドホルダ40の内壁部43の突起56がティース部33の凹部35に1つずつ係合する。さらに、係合縁部50から傾斜して延びる各係止爪51〜53がサイド部41の端部を受け入れて、各係止爪51〜53とティース部33の側面との間にサイド部41が挟み込んだ状態で固定される。
When the
The
コイル12は、エンドホルダ40のコイル収容部45と、サイド部41のコイル収容部57とを順番に通るように固定子巻線を巻き回すことで、積層鉄心片30に巻装される。各積層鉄心片30にコイル12を巻装したら、積層鉄心片30同士を連結部32A,32Bで接合して固定子鉄心10を形成する。この固定子鉄心10をハウジング2に圧入し、ハウジング2とブラケット7で回転子4を支持させると電動機1が完成する。そして、固定子巻線の通電制御を実施することで回転子4を回転させることができる。
The
この実施の形態によれば、インシュレータ11を分割形式にしたので製造が容易になって、組立も容易になる。エンドホルダ40でサイド部41を挟み込むように構成したので、組み立て作業が容易である。また、特別な治具や接着剤等が不要になり、製造時のタクトタイムを短縮できる。
エンドホルダ40に設けた係止爪51〜53がサイド部41を受け入れ可能に傾斜しているので、サイド部41の挿入が容易である。サイド部41を紙材料で製造すると、スキューされた固定子鉄心10の形状に合わせて変形させ易くなり、サイド部41の挿入がさらに容易になる。
サイド部41を紙材料から製造したので、樹脂成形品に比べて肉薄に製造できる。したがって、固定子鉄心10の線積率を向上させることができる。
According to this embodiment, since the
Since the locking
Since the
なお、サイド部41の材質は、紙に限定されず、例えば可撓性を有する樹脂性のフィルムでも良い。
エンドホルダ40に係止爪51〜53を延設する代わりに、サイド部41を受け入れ可能な凹部を設けても良い。また、サイド部41の一部、例えば、サイド部41と各側壁部41B,41Cとの間に切り込みを入れると、積層鉄心片30のスキュー形状に倣って変形させ易くなる。
In addition, the material of the
Instead of extending the locking
(第2の実施の形態)
図8に第2の実施の形態に係るインシュレータのサイド部を示す。インシュレータ70を構成するサイド部71は、第1の実施の形態と同様のエンドホルダ40によって固定子鉄心10のティース部33に装着されるもので、樹脂材料の成形品からなる。
サイド部71は、ティース部33に合わせてスキューさせてあり、ティース部33の側面に突き当てられるサイド本体72を有する。サイド本体72の端部は、所定角度で折り返されて側壁部73,74が形成されている。一方の側壁部73は、コア本体30の内周面に突き当て可能に延設される。他方の側壁部74は、ティース部33の内周部34の外周面に突き当て可能に延設されており、側壁部74の縁部74Aは内周部34の形状に合わせて折り曲げられている。そして、一対の向かい合う側壁部73,74とサイド本体72とで断面凹形状のコイル収容部75が形成されている。
(Second Embodiment)
FIG. 8 shows a side portion of an insulator according to the second embodiment. The
The
ここで、サイド本体72は、長さ方向に離間して形成された3箇所の折り曲げ部80,81,82を残して2つに分けられており、これら折り曲げ部80〜82を起点にして折り曲げ可能になっている。折り曲げ部80〜82を残して分けられる第1の部分83と、第2の部分84とには、互い違いに突出する略台形状の歯83A,84Aが設けられている。折り曲げ部80〜82は、サイド本体72の他の部分に比べて肉薄に成形されているため、図9に示すように断面視で略W字形にサイド本体72を屈曲させることができる。
Here, the side
このサイド部71は、図9のように略W字形に屈曲した形状でプレス加工又射出成形される。成形用の型は、上下に2分割された金型が用いられる。サイド部71を金型から取り出したら、第1の部分83と第2の部分84が略直線状になるように折り曲げ部80〜82を折り曲げ、略コ字形のコイル収容部75を形成してから積層鉄心片30に挿入する。積層鉄心片30の両端部30Aをエンドホルダ40で挟み込むとインシュレータ70が積層鉄心片30に装着される。
The
この実施の形態では、インシュレータ70のサイド部71を屈曲可能に構成したので、製造が容易になる。2分割された金型のみで成形が可能になり、従来のように金型にスライド機構などを設ける必要がなくなる。このため、製造コストを低減できる。これに伴って、1組の金型で複数のサイド部71を成形することが可能になるので、製造コストをさらに低減できる。
サイド部71を樹脂材料の成形品としたので、曲面以上を保持し易く積層鉄心片30への追従性が向上する。したがって、絶縁信頼性や組み付け安定性がさらに向上し、コイル12の線積率も向上できる。サイド部71に可撓性を持たせると、スキューした形状に沿って装着し易くなる。
In this embodiment, since the
Since the
ここで、サイド部71の折り曲げ箇所は、1箇所に限定されずに2ヶ所以上でも良い。積層鉄心片30に対する形状の追従性がさらに向上して、巻線率を向上できる。
Here, the bending part of the
なお、本発明は、前記の各実施の形態限定されずに、本発明の主旨を逸脱しない範囲で広く応用することが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be widely applied without departing from the gist of the present invention.
1 電動機
2 ハウジング
3 固定子
4 回転子
10 固定子鉄心
11,70 インシュレータ
12 コイル
30 積層鉄心片
30A 端部
33 ティース部
33A 角部
40 エンドホルダ
41,71 サイド部
45 コイル収容部(凹部)
50 係合縁部
51,52,53 係止爪(爪部)
57 コイル収容部(凹部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
50
57 Coil housing (recess)
Claims (4)
前記固定子鉄心の軸線方向の両端部にそれぞれ当接し、コイルを収容可能な凹部を有し、前記ティース部の角部に係合する縁部を有する一対のエンドホルダと、
前記固定子鉄心の軸線方向の両端部を繋ぐ側面に沿って延び、コイルを収容可能な凹部を有し、前記一対のエンドホルダに挟み込まれる可撓性のサイド部と、を有することを特徴とするインシュレータ。 An insulator used for winding a coil around the teeth portion, which is attached to a tooth portion extending in a radial direction of a stator core constituting a stator of an electric motor,
A pair of end holders that have respective recesses capable of accommodating a coil, respectively in contact with both axial ends of the stator core, and having edge portions engaged with corner portions of the teeth portion;
A flexible side portion that extends along a side surface that connects both ends of the stator core in the axial direction, has a recess that can accommodate a coil, and is sandwiched between the pair of end holders. Insulator.
A stator having the coil wound after the insulator according to any one of claims 1 to 3 is mounted on the skewed teeth portion, and a rotation provided rotatably with respect to the stator. An electric motor having a child.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20090602 |