JP2007267535A - Rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、回転電機の構造に係り、電機子コイルの引き出し線が樹脂封止時に移動することを抑制するための技術に関するものである。 The present invention relates to a structure of a rotating electric machine and relates to a technique for suppressing movement of an armature coil lead wire during resin sealing.
従来の回転電機では、耐環境性、放熱性向上のため、電機子コイルおよびその結線部を樹脂封止する際、電機子コイルの引出し線が成形時の樹脂流動の圧力により所定の位置から移動し、樹脂表面から露出することを防止するため、以下の方法が採用されていた。 In conventional rotating electrical machines, when the armature coil and its connecting part are sealed with resin to improve environmental resistance and heat dissipation, the armature coil lead wire moves from a predetermined position due to the pressure of the resin flow during molding. In order to prevent exposure from the resin surface, the following method has been adopted.
例えば、特許文献1では、固定子と固定子に回転自在に取付けられた回転子とを備える3相駆動ブラシレスモータにおいて、固定子に設けた固定子鉄心を覆う絶縁枠に固定子巻線を施すと共に、絶縁枠から導電性ピンを突出させ、固定子巻線の引き出し線を導電性ピンに巻き付け、さらに導電性ピンをモータ回路板の導電性ピン挿入孔に挿入し、回路ランド部と半田付けにより電気的接続をとっていた。
For example, in
また、例えば、特許文献2では、スロットを有しないステータコアの内周面に、空心状のコイルを配設したスロットレスモータのステータにおいて、繊維体に樹脂または接着剤を塗布した伸縮自在な網目状で、かつ筒状に形成した保護層をコイルの内周面を覆うように挿入後、接着硬化させていた。
Further, for example, in
しかしながら、特許文献1に記載された技術では、絶縁枠上に導電性ピンを突出させるスペースが必要であり、定格容量が数ワット程度の小形電動機においては、スペースの確保が困難となる。また、コイル線材として平角電線を採用した場合、導電性ピンに絡まりにくいという問題が生じる。
However, the technique described in
また、特許文献2に記載された技術では、繊維体を固定子内周に張り巡らせるための工程が複雑となり、また接着の硬化時間が必要となるなど、組み立てに必要な時間が長くなるという問題がある。
Moreover, in the technique described in
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、導電性ピンを立てるスペースの確保が困難な数ワット程度の小形電動機や、平角電線を採用した回転電機においても、組み立て工程を複雑化させることなく、電機子コイル及び結線基板の樹脂封止時における電機子コイルの引き出し線の移動を抑制することができる回転電機を提供することを目的とする。 This invention was made to solve the above problems, and in a small electric motor of about several watts where it is difficult to secure a space for standing a conductive pin, and a rotating electric machine that employs a flat electric wire, It is an object of the present invention to provide a rotating electrical machine that can suppress the movement of the armature coil lead wire during resin sealing of the armature coil and the wiring board without complicating the assembly process.
この発明による回転電機は、固定子コアに電機子コイルが配設された固定子と、固定子に対して回転自在に配置された回転子と、固定子の軸方向端部に配設され、電機子コイルの引き出し線をガイドするとともに固定子内周又は外周方向への移動を阻止するガイド部を有する絶縁ガイド部材と、絶縁ガイド部材によりガイドされた電機子コイルの引き出し線が接続される結線基板と、電機子コイル及び結線基板の周囲に形成される封止樹脂とを備えたものである。 The rotating electrical machine according to the present invention is disposed at a stator in which an armature coil is disposed on a stator core, a rotor disposed rotatably with respect to the stator, and an axial end portion of the stator, Connection for connecting the lead wire of the armature coil guided by the insulating guide member and the insulating guide member having a guide portion for guiding the lead wire of the armature coil and preventing movement in the inner or outer peripheral direction of the stator A substrate and a sealing resin formed around the armature coil and the wiring substrate are provided.
この発明の回転電機によれば、電機子コイルの引き出し線を固定子内周又は外周方向への移動を阻止するガイド部を有する絶縁ガイド部材を備え、絶縁ガイド部材によりガイドされた電機子コイルの引き出し線を結線基板に接続するようにしているので、電機子コイルおよび結線基板の周辺を樹脂封止する工程において、電機子コイルの引き出し線が樹脂流動の圧力により内周側又は外周側に移動することを阻止することができ、樹脂硬化後に固定子の表面に引き出し線が露出してしまうことを防止することができる。 According to the rotating electric machine of the present invention, the armature coil includes the insulating guide member having the guide portion that prevents the lead wire of the armature coil from moving in the inner peripheral direction or the outer peripheral direction of the stator, and the armature coil guided by the insulating guide member is provided. Since the lead wire is connected to the connection board, the lead wire of the armature coil moves to the inner peripheral side or the outer peripheral side by the pressure of the resin flow in the process of resin-sealing the periphery of the armature coil and the connection board. It is possible to prevent the lead wire from being exposed on the surface of the stator after the resin is cured.
また、導電性ピンを立てるスペースの確保が困難な数ワット程度の小形電動機や、平角電線を採用した回転電機においても、組み立て工程を複雑化させることなく、樹脂封止時における電機子コイルの引き出し線の移動を抑制することができる。 In addition, even in small electric motors of several watts, where it is difficult to secure a space for standing conductive pins, and in rotating electrical machines that employ flat wires, the armature coil can be pulled out during resin sealing without complicating the assembly process. The movement of the line can be suppressed.
以下、この発明を実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による回転電機の構造を示す縦断面図であり、図2は図1のII−II線の断面図を示す。なお、図2において、図1の回転子20は省略している。
1 is a longitudinal sectional view showing the structure of a rotating electrical machine according to
本実施の形態の回転電機100は、略円筒状の固定子コア1の内周側に電機子コイル3を有する固定子10と、ロータシャフト6に取り付けられ外周面の周方向に所定間隔で配置された磁石7を有する回転子20を備えている。また、回転電機100はフレーム4及びブラケット5を備え、ロータシャフト6はフレーム4及びブラケット5に設けられた軸受8及び9により回転自在に支持されている。
A rotating
電機子コイル3は、固定子コア1の内周面形状に沿うように円弧状に形成されている。本実施の形態(図1及び図2)に示す電機子コイル3は、空芯状(スロットレス)の構造であり、各々電機子コイル3の巻回中心部にはボビン30が配置されている。また、固定子コア1と電機子コイル3との絶縁を確保するために、固定子コア1と電機子コイル3との間に絶縁シート2(例えばポリエステルフィルム製の両面テープ)が配設されている。さらに、電機子コイル3の絶縁性及び放熱性を高めるために、電機子コイル3及び後述する結線基板60の周囲は、絶縁性及び放熱性の高いエポキシ系等の樹脂15により封止成形されている。
The
本実施の形態では、固定子10の軸方向端部に電機子コイル3の引き出し線(図示せず)をガイドする絶縁ガイド部材50が設けられ、この絶縁ガイド部材50に隣接して電機子コイル3の引き出し線が接続される結線基板60が設けられている。
In the present embodiment, an
図3及び図4は本実施の形態による絶縁ガイド部材50の正面図および斜視図を示したものである。
3 and 4 are a front view and a perspective view of the
図3及び図4に示すように、本実施の形態の絶縁ガイド部材50は、略円筒状の固定子コア1の形状に沿ったリング形状になっている。絶縁ガイド部材50は、そのリング内周部にフック形状のガイド部51を備えており、当該ガイド部51により形成されるガイド孔52によって電機子コイル3の引き出し線14をガイドするように構成されている。また、絶縁ガイド部材50のガイド部51は、周方向に開口する開口部53を有する。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
図5は本実施の形態の絶縁ガイド部材50を用いた場合の電機子コイルの引き出し線の結線基板への結線直前の状況を示す斜視図である。図5に示すように、フレーム4に固定子コア1及び電機子コイル3から構成される固定子10を装着した後、電機子コイル3の引き出し線14を絶縁ガイド部材50のフック形状のガイド部51先端付近の開口部53よりガイド孔52に導入する。そして、電機子コイル3の引き出し線14の先端部分を、結線基板60のランド部61にはんだ付けする。その後、電機子コイル3及び結線基板60の周囲を、絶縁性及び放熱性の高いエポキシ系等の樹脂15により封止成形する。
FIG. 5 is a perspective view showing a situation immediately before the armature coil lead wire is connected to the connection board when the
以上のように、本実施の形態によれば、電機子コイル3の引き出し線14をガイドするガイド部51を有する絶縁ガイド部材50を設けたので、下記の効果を奏する。すなわち、電機子コイル3および結線基板60の周辺を樹脂封止する工程において、電機子コイル3の引き出し線14が樹脂流動の圧力により内周側に押し出されようとするところを、電機子コイル3の引き出し線14より内周側に存在するガイド部51により、これを阻止することができ、樹脂硬化後に固定子10の内周表面に引き出し線14が露出してしまうことを抑制することができる。
As described above, according to the present embodiment, since the
次に、絶縁ガイド部材50の周方向に開口する開口部53の向きについて説明する。図6は本実施の形態の回転電機の固定子を回転軸側から見た図であり、図7は図6の電機子コイルのVII−VII線の断面図を示す。図6及び図7に示すように、電機子コイル3として平角線を用いた2層から成るアルファ巻きコイルを使用した場合、電機子コイル3から出る2本の引き出し線14はコイル中心線3aから離れた外側に位置することになり、2本の引き出し線14の間隔がスプリングバックの影響により周方向外側に広がろうとする性質を有する。そこで、本実施の形態では、電機子コイル3から出る二本の引き出し線14をそれぞれ収納する1対のガイド部51において、その開口部53が電機子コイル3の中心線3aに向けて開口するようにした。そのため、電機子コイル3の引き出し線14にスプリングバック力が作用してもガイド部51から外れる心配がなくなり、結線基板60への半田62付けの作業性が向上する。
Next, the direction of the
実施の形態2.
上記実施の形態1では、絶縁ガイド部材50の1対のガイド部51の開口部53が電機子コイル3の中心線3aに向くようにしている。本実施の形態では、図8から図9に示すように、絶縁ガイド部材50のガイド部51の開口部53の向きを、回転子の回転方向のうちの一方向に統一している。図8及び図9は実施の形態2による絶縁ガイド部材を示す平面図及び斜視図である。
In the first embodiment, the opening 53 of the pair of
以上の様に、絶縁ガイド部材50のガイド部51の開口部53の向きを回転子の回転方向のうちの一方向に統一した場合、電機子コイル3の引き出し線14のガイド作業及び結線作業を簡略化することができる。すなわち、絶縁ガイド部材50を固定子コアに取り付ける前に、予め電機子コイル3の引き出し線14をロータ軸方向に立てておく。そして、図10に示すように、絶縁ガイド部材50を固定子中心軸と同軸かつガイド部51の開口部53の外側に引き出し線14が来るような位置関係にて固定子コアに載せる。その後、絶縁ガイド部材50を図10の矢印の方向に回転させ、図11の状態とする。この作業により、複数の電機子コイル3の引き出し線14を一回の動作で絶縁ガイド部材50のガイド孔52に導入することができ、ガイド作業及び結線作業の時間短縮に貢献することができる。
As described above, when the direction of the
実施の形態3.
本実施の形態では、図12および図13に示すように、絶縁ガイド部材50のフック形状のガイド部51の先端の肉厚を他のガイド部の肉厚に比べ厚くし、開口部53の幅をガイド部51内部(ガイド孔52)の幅よりも狭くしている。このような構成を採用することにより、電機子コイル3の引き出し線14の結線基板60への半田付け作業時に、引き出し線14を引張った際でも、引き出し線14がガイド部51のガイド孔52から外れることを防止することができ、作業性が向上する。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 12 and 13, the thickness of the tip of the hook-shaped
実施の形態4.
図14及び図15はこの発明の実施の形態4による絶縁ガイド部材を示す平面図及び斜視図である。本実施の形態の絶縁ガイド部材50は、略円筒状の固定子コア1の形状に沿ったリング形状になっており、そのリング内周部に向かって環状に形成されたガイド部55を備えている。そして、当該ガイド部55により形成されるガイド孔56によって電機子コイル3の引き出し線14をガイドするように構成されている。絶縁ガイド部材50のガイド部55は、回転軸の外側方向に開口する開口部57を有する。
14 and 15 are a plan view and a perspective view showing an insulating guide member according to
以上のように、本実施の形態によれば、環状のガイド部55により形成されるガイド孔56によって電機子コイル3の引き出し線14をガイドするようにし、ガイド部55の回転軸の外側方向に開口部57を設けたので、絶縁ガイド部材50への電機子コイル3の引き出し線14の導入時の作業性が向上する。すなわち、絶縁ガイド部材50の固定子コア1への取り付け前に、あらかじめ電機子コイル3の引き出し線14を、図16に示すように固定子コア1の径方向外側に向かって放射状に広げておく。そして、図17に示すように、絶縁ガイド部材50を固定子コア1の中心軸と同軸かつガイド部55と引き出し線14の位置が揃うように載せる。最後に、図18に示すように、電機子コイル3の引き出し線14を軸方向に起こすことにより、電機子コイル3の引き出し線14をガイド部55に導入することができる。このような動作は、主に固定子の径方向外側で行われるため、固定子内径の小さい回転電機の場合、開口部が絶縁ガイド部材の内周側にある場合に比べ、ガイド部への引き出し線の導入作業が容易となり、作業時間の短縮に貢献することができる。
As described above, according to the present embodiment, the
図19および図20はこの発明の実施の形態4による絶縁ガイド部材の他の例を示す平面図及び斜視図である。図19及び図20に示す絶縁ガイド部材50において、ガイド部55の回転軸の外側方向に開口する開口部57の幅(中心角度W1)を、ガイド部55により形成されるガイド孔56の幅(中心角度W0)よりも小さくしている。このような構成を採用することにより、樹脂封止時の成形圧力が加わったとしても、電機子コイル3の引き出し線14がガイド部55から回転軸の外周側に外れにくくなり、引き出し線14と固定子コア1の接触による地絡を抑制することができる。
19 and 20 are a plan view and a perspective view showing another example of an insulating guide member according to
実施の形態5.
図21および図22はこの発明の実施の形態5による絶縁ガイド部材を示す平面図及び斜視図である。また、図23はこの発明の実施の形態5による絶縁ガイド部材を取り付けた固定子の構造を示す縦断面図である。本実施の形態の絶縁ガイド部材50には、電機子コイル3の引き出し線14が固定子コア1と接触しないような絶縁板58が取り付けられている。なお、その他の構成は実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
Embodiment 5 FIG.
21 and 22 are a plan view and a perspective view showing an insulating guide member according to Embodiment 5 of the present invention. FIG. 23 is a longitudinal sectional view showing a structure of a stator to which an insulating guide member according to Embodiment 5 of the present invention is attached. An insulating
以上のように本実施の形態によれば、絶縁ガイド部材50に、電機子コイル3の引き出し線14と固定子コア1との接触を防止するための絶縁板58が取り付けられているので、樹脂封止時の成形圧力が加わったとしても、電機子コイル3の引き出し線14と固定子コア1の接触による地絡を抑制することができる。
As described above, according to the present embodiment, the insulating
実施の形態6.
図24および図25はこの発明の実施の形態6による絶縁ガイド部材を示す平面図及び斜視図である。本実施の形態の絶縁ガイド部材50は、略円筒状の固定子コア1の形状に沿ったリング形状になっており、そのリング内周部に向かって環状に形成されたガイド部55を備えている。そして、当該ガイド部55により形成されるガイド孔56によって電機子コイル3の引き出し線14をガイドするように構成されている。なお、実施の形態4に示すような開口部57を有していない。
Embodiment 6 FIG.
24 and 25 are a plan view and a perspective view showing an insulating guide member according to Embodiment 6 of the present invention. The insulating
本実施の形態によれば、実施の形態4に比べて開口部がない分、作業性が悪くなるが、電機子コイル3および結線基板60の周辺を樹脂封止する工程において、電機子コイル3の引き出し線14が樹脂流動の圧力により押し出されようとするところを、電機子コイル3の引き出し線14より内周側に存在するガイド部55により、これを阻止することができ、樹脂硬化後に固定子10の内周表面に引き出し線14が露出してしまうことを抑制することができる。
According to the present embodiment, the workability deteriorates because there is no opening compared to the fourth embodiment, but in the step of resin-sealing the periphery of the
その他の実施の形態.
上記実施の形態では、固定子コア1が略円筒形状であり、その内周側に電機子コア3が配設されたインナーロータ型の回転電機について説明したが、固定子コア1が略円柱形状であり、その外周側に電機子コア3が配設されたアウターロータ型の回転電機についても適用できる。その場合、絶縁ガイド部材は固定子コアの形状に沿った円板状又はリング形状となり、絶縁ガイド部材の外周側に電機子コイルの引き出し線をガイドするガイド部を有する形状となる。また、この場合、上記実施の形態1から6で説明したガイド部の形状を適用することができる。
Other embodiments.
In the above-described embodiment, the inner rotor type rotating electric machine in which the
1 固定子コア、2 絶縁シート、3 電機子コイル、4 フレーム、
5 ブラケット、6 ロータシャフト、7 磁石、10 固定子、14 引き出し線、
15 封止樹脂、20 回転子、50 絶縁ガイド部材、51 ガイド部、
52 ガイド孔、53 開口部、55 ガイド部、56 ガイド孔、57 開口部、
58 絶縁板、60 結線基板、61 ランド部、100 回転電機。
1 stator core, 2 insulation sheet, 3 armature coil, 4 frame,
5 Bracket, 6 Rotor shaft, 7 Magnet, 10 Stator, 14 Lead line,
15 sealing resin, 20 rotor, 50 insulating guide member, 51 guide part,
52 guide holes, 53 openings, 55 guide parts, 56 guide holes, 57 openings,
58 Insulating plate, 60 connection board, 61 land, 100 rotating electrical machine.
Claims (11)
上記固定子に対して回転自在に配置された回転子と、
上記固定子の軸方向端部に配設され、上記電機子コイルの引き出し線をガイドするとともに上記固定子内周又は外周方向への移動を阻止するガイド部を有する絶縁ガイド部材と、
上記絶縁ガイド部材によりガイドされた上記電機子コイルの引き出し線が接続される結線基板と、
上記電機子コイル及び上記結線基板の周囲に形成される封止樹脂とを備えた回転電機。 A stator having an armature coil disposed on a stator core;
A rotor arranged rotatably with respect to the stator;
An insulating guide member that is disposed at an axial end of the stator and has a guide portion that guides the lead wire of the armature coil and prevents movement in the inner or outer circumferential direction of the stator;
A connection board to which a lead wire of the armature coil guided by the insulating guide member is connected;
A rotating electrical machine comprising the armature coil and a sealing resin formed around the wiring board.
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