JP2008253027A - 電動モータ - Google Patents

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智秀 田中
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Abstract

【課題】コアに対してインシュレータを好適に保持し、巻線巻回前にコアからインシュレータが外れてしまうのを防止する。
【解決手段】コアに装着されるインシュレータ42a(42b)は、コアのスロット内に配置されてティース部と巻線とを電気絶縁する複数のティース絶縁部424を備えており、ティース絶縁部424は、コアのスロット内において環状部に当接する複数の基端部424bを有しており、少なくとも一つの基端部424bの当接面には、インシュレータ42a(42b)の軸方向に延びるリブ424cが突設されていることを特徴とする。
【選択図】図5

Description

本発明は、電動モータに関し、例えば、車両用ブレーキ液圧制御装置に用いられて好適な電動モータに関する。
従来、車両用ブレーキ液圧制御装置の基体に装着される往復動ポンプの動力源として、電動モータが使用されている。電動モータは、一般的に、放射状のティース部に巻線が巻回されるコアを備えており、このコアの端部に、巻線とティース部との間を電気絶縁するインシュレータが取り付けられたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
このような電動モータでは、コアにインシュレータを装着し、そのインシュレータの上から巻線が巻回されている。
特開2000−32694号公報
ところで、前記したように巻線の巻回は、コアへインシュレータを装着した上で行われることとなるが、コアに対するインシュレータの保持力は弱く、コアにインシュレータを装着して巻線を巻回するまでの間に、コアからインシュレータが外れてしまうという問題があった。
これを回避する方策として、コアに対してインシュレータが圧入保持されるようにコアに対するインシュレータの寸法を設定して形成することが考えられる。しかしながら、このようにすると、コアに対するインシュレータの装着荷重が過剰に高くなってしまい、インシュレータの変形を来たす等、好ましくない。
このような観点から、本発明は、コアに対してインシュレータを好適に保持することができ、巻線の巻回前にコアからインシュレータが外れてしまうのを防止することができる電動モータを提供することを課題とする。
このような課題を解決する本発明は、環状部とこの環状部に放射状に設けられたティース部とからなり、巻線が巻回されるコアと、このコアの端部に装着されて、前記巻線と前記ティース部との間を電気絶縁するインシュレータと、を備えた電動モータにおいて、前記インシュレータは、前記コアのスロット内に配置されて前記ティース部と前記巻線とを電気絶縁する複数のティース絶縁部を備えており、前記ティース絶縁部は、前記コアのスロット内において前記環状部に当接する複数の基端部を有しており、少なくとも一つの前記基端部の当接面には、前記インシュレータの軸方向に延びるリブが突設されていることを特徴とする。
この電動モータによれば、ティース絶縁部は、コアのスロット内において環状部に当接する複数の基端部を有しており、少なくとも一つの基端部の当接面には、インシュレータの軸方向に延びるリブが突設されているので、コアにインシュレータを装着すると、ティース絶縁部の基端部に設けられたリブがコアの環状部に対して圧接し、この圧接による保持力をもってコアにインシュレータが保持される。これによって、巻線の巻回前にコアからインシュレータが外れてしまうのを防止することができる。そして、リブは、少なくとも一つの基端部に設けられているので、ティース絶縁部の全てにリブが突設されている場合に比べてコアに対するインシュレータの装着荷重を低減することができ、装着荷重が過剰に高くなるような事態が回避されて、コアにインシュレータを好適に保持することができる。
ここで、例えば、前記リブを、前記ティース絶縁部の所定個置きに設けることによって、コアにインシュレータがバランスよく保持されることとなり、コアに対するインシュレータの装着荷重が過剰に高くなることが防止されて、コアにインシュレータを好適に保持することができる。また、例えば、インシュレータの中心を挟んで点対称となる位置のティース絶縁部に対してリブを設けることで、コアに対するインシュレータの保持力をバランスよく最適化することができる。
また、リブはティース絶縁部の基端部に設けられており、このリブが設けられた基端部がコアの環状部に圧接されることとなるので、インシュレータの中心部に近い側でコアに対する保持力が作用することとなり、インシュレータの中心から離れる側、例えば、ティース部の先端に近い側でコアにインシュレータが保持されるような場合に比べて、コアに対するインシュレータの保持力が安定する。したがって、コアにインシュレータを好適に保持することができ、巻線の巻回前にコアからインシュレータが外れてしまうのを好適に防止することができる。
また、前記リブが突設されているティース絶縁部と、前記リブが突設されていないティース絶縁部とが交互に配置されている構成とするのがよい。このように構成することで、コアにインシュレータがバランスよく保持されることとなり、コアに対するインシュレータの装着荷重が過剰に高くなることを防止しつつ、コアに対するインシュレータの保持力を確保することができ、コアにインシュレータを好適に保持することができる。
また、前記リブは、前記コアに対して前記インシュレータを装着する際に、前記環状部に当接して押し潰れるように変形し、前記ティース絶縁部が前記環状部に圧接保持される構成とするのがよい。このように構成することによって、コアに対してインシュレータを装着する過程で、リブは、環状部に当接して押し潰れるように変形してゆき、ティース絶縁部が環状部に圧入固定される。したがって、ティース絶縁部がインシュレータの環状部に好適な保持力をもって圧接保持されることとなり、巻線の巻回前にコアからインシュレータが外れてしまうのを防止することができる。
本発明によれば、コアに対してインシュレータを好適に保持することができ、巻線の巻回前にコアからインシュレータが外れてしまうのを防止することができる電動モータが得られる。
以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付した図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。なお、以下の実施形態においては、車両用ブレーキ液圧制御装置に使用される電動モータを例示するが、本発明に係る電動モータの用途を限定する趣旨ではない。
図1に示すように、本実施形態に係る電動モータMは、車両用ブレーキ液圧制御装置Uに適用されて、基体100に装着される往復動ポンプPの動力源となるものであり、基体100の一面に一体的に固着される。
なお、基体100には、電動モータMのほか、往復動ポンプP、常開型の電磁弁101、常閉型の電磁弁102、圧力センサ103、リザーバ104、コントロールハウジング105などが取り付けられる。コントロールハウジング105には、図2に示すように、電動モータMや電磁弁101,102を制御する制御基板106のほか、電動モータMに電力を供給するための接続端子107や電磁弁101,102を駆動させるための電磁コイル108などが収容されている。
電動モータMは、モータハウジング10、固定子20、回転軸30、回転子40、コンミュテータ(整流子)50、ブラシ60などを備えている。
モータハウジング10は、略有底円筒状に形成されたヨーク11と、このヨーク11の開口部に覆設されるカバー12とからなる。ヨーク11の底部には、ボールベアリング11bが固定されている。また、カバー12の内側には、ボールベアリング12aが固定されている。
回転軸30は、ボールベアリング11b,12aに回転自在に支持される主軸部31と、この主軸部31の端面に突設された偏心軸部32と、この偏心軸部32の端面に突設された先端軸部33とを備えている。偏心軸部32には、図1に示す往復動ポンプPのプランジャ(図示略)に当接するボールベアリング32aが嵌め込まれていて、偏心軸部32とボールベアリング32aとでプランジャに往復運動をさせるための偏心カムが構成されている。なお、図2に示すように、先端軸部33は、主軸部31と同軸で、基体100の装着穴110に固定されたボールベアリング33aに回転自在に支持される。なお、基体100と電動モータMとの間にはシール部材111が介設される。
回転子40は、回転軸30の主軸部31に嵌め込まれたコアとしての積層コア41と、この積層コア41に装着されてこれを覆うインシュレータ42a,42bと、積層コア41に形成されたスロットに巻き付けられたマグネットワイヤ(電機子巻線)43とを備えている。なお、回転子40は、固定子20の内周側に位置している。
積層コア41は、図3に示すように、複数のコア部材41Aおよびカットコア部材41B,41Bが積層されてなり、積層方向の両端部にインシュレータ42a,42bが組み付けられる。また、積層コア41の中心部には、主軸部31(図2参照、以下同じ)が挿通される挿通孔41cが形成されている。ここで、カットコア部材41B,41Bは、積層コア41の積層方向の両端部にそれぞれ配置されている(図3では一端部のみ図示)。
コア部材41Aは、図4に示すように、環状部411と、この環状部411から放射状に設けられ、積層コア41のティース部を構成する複数のティース片41aとを有し、中央部に前記挿通孔41c(図3参照)を形成する孔部41cが形成されている。後記するように、積層コア41を構成した状態で、積層された状態のティース片41aには、インシュレータ42a,42bを介してマグネットワイヤ43(図2参照)が巻回される。孔部41cの孔壁には、主軸部31を圧入可能な溝41cが形成されている。
カットコア部材41B,41Bは、前記のように積層コア41の積層方向の両端部にそれぞれ配置されている。ここで、カットコア部材41B,41Bは、同形状に形成されているので、以下の説明においては主としてカットコア部材41Bについて説明する。カットコア部材41Bは、コア部材41Aの一部を切除した形状を呈している。すなわち、カットコア部材41Bは、コア部材41Aの一部を切除して形成される切除部41dを有しており、この切除部41dによって、回転時に回転軸30の偏心軸部32(図2参照、以下同じ)により生じる重量のアンバランスを打ち消す機能を備えてる。本実施形態では、ティース片41aを切除して短いティース片41aとすることによって、切除部41dが形成されている。なお、形成される切除部41dの大きさ(ティース片41aの個数および切除長さ)は、偏心軸部32の偏心量、偏心軸部32に組み付けられるベアリング32aの重量、積層コア41の重量等を考慮して適宜設定される。この例では、周方向に隣合う3つのティース片41aを基端部近傍(環状部411の近傍)から切除して3つのティース片41aを形成し、切除部41dを形成している。
積層コア41の一端部に配置された2枚のカットコア部材41B,41Bは、切除部41dの位置を同じにして重ねられており、偏心軸部32が偏心している側と、切除部41dが位置する側とが一致するように位置合わせされて、偏心軸部32の静止時および回転時の重量のアンバランスが打ち消されるようにされている。
図4に示すように、インシュレータ42a,42bは、絶縁材料、例えば、樹脂成形材料から構成されており、有底円筒状の基部421と、この基部421に一体に形成された放射状のカバー部422とを備えている。基部421には、回転軸30の主軸部31が挿通される挿通孔部423が形成されている。また、カバー部422には、ティース片41a間に形成されるスロット内に配置されてマグネットワイヤ43とティース片41aとを電気絶縁する複数のティース絶縁部424が突設されている。さらに、カバー部422には、カットコア部材41B,41Bの切除部41dに配置可能な3つの突部425が設けられている。突部425には、突部425の位置を分かり易くするための切欠き部425aが設けられている。
ティース絶縁部424は、ティース片41aにより形成される側壁面を覆う側壁部424a,424aと、これらの側壁部424a,424a間に亘る湾曲凸状の基端部424bとからなる。このようなティース絶縁部424は、図4において、積層コア41に装着される側を手前側に向けて図示したインシュレータ42bに表されているように、平面視で略C字形状を呈している。
ティース絶縁部424の基端部424bは、コア部材41A,カットコア部材41B,41Bの環状部411に当接するように構成されており、本実施形態では環状部411に形成された湾曲凹状の凹部411aの内面に沿うようにして当接するようになっている。
この基端部424bの当接面(凹部411aに対向する面)には、カバー部422側から基端部424bの先端側へ向けて、インシュレータ42bの軸方向(コア部材41Aの積層方向、回転軸30の軸方向)に延びるリブ424cが突設されている。このリブ424cは、図5(a)に示すように、平面視で半円柱状を呈しており、図5(b)に示すように、先端部424dが、凹部411a(図4参照)側から基端部424b側へ向けて面取りされている。
このようなリブ424cは、積層コア41に対してインシュレータ42a(42b)を装着するに際し、凹部411aの内面に当接して押し潰れるように変形し、これによって、ティース絶縁部424がインシュレータ42a(42b)の凹部411aに圧接保持されるようになっている。
本実施形態では、リブ424cの長さが、基端部424bの軸方向の長さのおよそ1/5〜1/2程度の長さとなるように設定されていると好ましい。また、リブ424cの基端部424bからの突出量は、凹部411aの内面にリブ424cが当接して押し潰れるように変形し、かつ、その押し潰れるときの押圧力によって基端部424b自体が変形することのないものに設定されている。
軸方向におけるリブ424cの長さが、基端部424bの軸方向の長さのおよそ1/5〜1/2程度の長さである場合には、リブ424cが凹部411aに当接して押し潰されることで所望の装着荷重が得られ、積層コア41に対してインシュレータ42aを好適な保持力によって圧接保持することができる。
本実施形態では、図4,図5(a)に示すように、インシュレータ42a(42b)にティース絶縁部424が合計12個設けられており、これらのティース絶縁部424のうちの二つ置きにリブ424cが設けられている。ここで、ティース絶縁部424は、合計12個設けられているので、図5(a)に示すように、リブ424cが、インシュレータ42a(42b)の周方向に等間隔(等角度)となる90度間隔で設けられることとなる。これによって、インシュレータ42a(42b)の中心を挟んで二つのリブ424c,424cは、点対称に位置するようになっている。
図2を再び参照して説明すると、コンミュテータ50は、回転子40とボールベアリング12aの間において主軸部31に嵌め込まれていて、主軸部31とともに回転する。コンミュテータ50の外周面にはブラシ60が接触する。
ブラシ60は、ブラシスプリングとしてのコイルばね73bによりコンミュテータ50側に付勢された状態でブラシ収容部73に移動可能に収容されていて、コイルばね73bの付勢力によって、その先端面がコンミュテータ50の外周面に接触するようになっている。
ブラシホルダ70は、ホルダ本体70Aと、このホルダ本体70Aから突出する棒状部70Bとを有しており、ホルダ本体70Aをカバー12と回転子40との間においてヨーク11に嵌め込むことで固定される。
棒状部70Bは、電動モータMを基体100に組み付けたときに、基体100に形成された挿通孔109に挿通され、その先端部がコントロールハウジング105側に突出する。棒状部70Bには、導電体からなる給電路78が二つ内包(一つだけを図示)されており、その基端部がホルダ本体70Aから棒状部70B内へと突設された接続端子70cに接続され、また、先端部が、電動モータMを基体100に組み付けたときに、コントロールハウジング105の接続端子107に接続される。
以上のように構成された電動モータMの積層コア41は、図4に示すように、複数のコア部材41Aおよびカットコア部材41B,41Bを所定枚数積層して、これらが一体となるように固定(かしめ固定等)することによって形成される。ここで、カットコア部材41B,41Bは、前記したように、積層コア41の両端部にそれぞれ配置されている。
そして、組み上がった積層コア41の積層方向の両端部に、インシュレータ42a,42bを組み付ける。ここで、積層コア41の両端部には、カットコア部材41B,41Bが配置されており、切除部41dが両端部に位置しているので、インシュレータ42a,42bを組み付ける際には、切除部41dにインシュレータ42a,42bの突部425を位置合わせして装着する。この際、カバー部422には、切欠き部425aが設けられているので、突部425の位置を特定し易く、位置合わせが行い易くなっている。
ここで、インシュレータ42a,42bの装着手法は、積層コア41の両端部で同様であるので、以下では一方のインシュレータ42aの装着について説明する。
前記したように、積層コア41に対してインシュレータ42aを装着する際には、インシュレータ42aの突部425の位置を積層コア41の端部の切除部41dに対応させつつ積層コア41のスロットにティース絶縁部424を挿入することにより行う。インシュレータ42aのティース絶縁部424には、リブ424cが設けられているので、スロットにティース絶縁部424を挿入していくと、スロットの凹部411aにリブ424cが当接することとなるが、さらにこの状態からティース絶縁部424を押し込むと、リブ424cが、凹部411aに当接して押し潰れるように変形してゆく。本実施形態では、リブ424cが等間隔となる二つおきのティース絶縁部424に対して設けられているので、積層コア41のスロットにティース絶縁部424を挿入する際に、これらの4つのリブ424cのそれぞれが、対向する凹部411aに対してバランスよく当接することとなり、4つのリブ424cが対向する凹部411a内において略同様に押し潰れるように変形する。
これによって、リブ424cを有する4つのティース絶縁部424が積層コア41の凹部411aに対して所定の保持力を有する状態に圧入されることとなり、これによって、インシュレータ42aが積層コア41から外れない状態に保持される。
以上と同様にして、積層コア41の他端についてもインシュレータ42bを装着することができる。このとき、例えば、積層コア41の天地を逆にするような操作を行っても、一端側のインシュレータ42aが積層コア41から外れる虞がないので、他端側における装着作業も行い易いという利点が得られる。
その後、積層コア41にインシュレータ42a,42bを装着して形成されたスロットにマグネットワイヤ43をそれぞれ巻き付けることによって回転子40が製作される。この場合、インシュレータ42a,42bは、積層コア41に所定の保持力を有して圧接されているので、マグネットワイヤ43を巻き付けるまでの間に、積層コア41から外れることはない。
次に、図6に示すように、このようにして組み立てられた回転子40、およびコンミュテータ50を、回転軸30に圧入して組み付ける。この場合、偏心軸部32が偏心している側と、切除部41dが位置する側とが一致するように組み付けを行う。そして、ブラシ60等をブラシホルダ70に組み付け、このブラシホルダ70を、回転軸30に挿入する。さらに、その上から、ボールベアリング12aを圧入したカバー12を、回転軸30に圧入して組み付け、そして、回転軸30の偏心軸部32にボールベアリング32a(図2参照)を圧入して組み付ける。最後に、これを、ボールベアリング11bおよび固定子20が予め固定されたヨーク11に圧入して組み付ける。
これによって電動モータMが製作される。
以上のように構成された本実施形態に係る電動モータMによると、ティース絶縁部424には、積層コア41の環状部411の凹部411aに当接する複数の基端部424bが設けられており、この基端部424bの当接面には、インシュレータ42a(42b)の軸方向に延びるリブ424cが突設されているので、積層コア41にインシュレータ42a(42b)を装着すると、ティース絶縁部424の基端部424bに設けられたリブ424cが凹部411aに対して押し潰されるようにして圧接し、これによって積層コア41にインシュレータ42a(42b)が保持される。そして、リブ424cは、ティース絶縁部424の二つ置きに設けられているので、積層コア41に対するインシュレータ42a(42b)の装着荷重が過剰に高くなるようなことがなく、積層コア41に対してインシュレータ42a(42b)を好適に保持することができる。また、インシュレータ42a(42b)の変形等を来たすこともない。
しかも、リブ424cはティース絶縁部424の基端部424bに設けられており、このリブ424cが設けられた基端部424bが積層コア41の凹部411aに圧接されることとなるので、インシュレータ42a(42b)の中心部に近い側で積層コア41にインシュレータ42a(42b)が保持されることとなり、インシュレータ42a(42b)の中心から離れる側、例えば、ティース片41aの先端に近い側で積層コア41にインシュレータ42a(42b)が保持される場合に比べて、積層コア41に対するインシュレータ42a(42b)の保持力が安定する。したがって、積層コア41にインシュレータ42a(42b)を好適に保持することができ、マグネットワイヤ43の巻回前に積層コア41からインシュレータ42a(42b)が外れてしまうのを好適に防止することができる。これにより、作業性を向上させることができ、生産性が向上する。
また、リブ424cは、ティース絶縁部424の二つ置き(所定個置き)に設けられているので、積層コア41にインシュレータ42a(42b)がバランスよく保持されることとなり、積層コア41に対するインシュレータ42a(42b)の装着荷重が過剰に高くなることが一層防止されて、積層コア41にインシュレータ42a(42b)を好適に保持することができる。また、リブ424cは、ティース絶縁部424の90度置きに設けられているので、回転軸30を挟んで点対称となる位置のティース絶縁部424にリブ424cが位置することとなり、これによって、積層コア41に対するインシュレータ42a(42b)の保持力をバランスよく最適化することができる。
なお、リブ424cが突設されているティース絶縁部424と、リブ424cが突設されていないティース絶縁部424とが交互に配置されるように構成してもよい。つまり、ティース絶縁部424の一つ置きにリブ424cが突設されることとなり、積層コア41にインシュレータ42a(42b)がバランスよく保持され、積層コア41に対するインシュレータ42a(42b)の装着荷重が過剰に高くなることを防止しつつ、インシュレータ42a(42b)の保持力を好適に確保することができる。これにより、積層コア41にインシュレータ42a(42b)を好適に保持することができる。また、インシュレータ42a,42bのたわみや歪を防止することができ、長期的に安定した電動モータMの作動を実現することができる。
また、リブ424cは、積層コア41に対してインシュレータ42a(42b)を装着するに際し、積層コア41の凹部411aに当接して押し潰れるように変形するので、ティース絶縁部424が凹部411aに対して圧入固定され、好適な保持力をもって保持されることとなる。したがって、マグネットワイヤ43の巻回前に積層コア41からインシュレータ42a(42b)が外れてしまうのを好適に防止することができる。
本実施形態では、ティース絶縁部424の基端部424bにリブ424cを一つ設けたが、これに限られることはなく、基端部424bに対して複数本設けてもよい。この場合に、リブ424cの長さを適宜異ならせて基端部424bに設けてもよい。
また、複数のティース絶縁部424のうち一つのティース絶縁部424の基端部424bに対してリブ424cを突設してもよい。
なお、本実施形態では、積層コア41の両端部でカットコア部材41B,41Bの枚数を2枚ずつ配置する構成としたが、これに限られることはなく、例えば、一端部側を3枚にするとともに他端部側を2枚にして構成してもよい。また、切除部41dの大きさも適宜選択して設定することができ、さらに、カットコア部材41B,41Bごとに異なる大きさに形成してもよい。
本発明の一実施形態に係る電動モータが使用された車両用ブレーキ液圧制御装置を示す分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る電動モータが使用された車両用ブレーキ液圧制御装置を示す分解側断面図である。 インシュレータを組み付けた積層コアを示した拡大斜視図である。 回転子の分解斜視図である(マグネットワイヤ省略)。 (a)はインシュレータの説明図、(b)は図5(a)におけるb−b線拡大断面図である。 組み付け時の説明図である。
符号の説明
M 電動モータ
30 回転軸
40 回転子
41 積層コア
41A コア部材
41a ティース片
41d 切除部
42a インシュレータ
42b インシュレータ
43 マグネットワイヤ
50 コンミュテータ
60 ブラシ
70 ブラシホルダ
100 基体
411 環状部
411a 凹部
41a ティース片
422 カバー部
424 ティース絶縁部
424a 側壁部
424b 基端部
424c リブ
U 車両用ブレーキ液圧制御装置

Claims (3)

  1. 環状部とこの環状部に放射状に設けられたティース部とからなり、巻線が巻回されるコアと、
    このコアの端部に装着されて、前記巻線と前記ティース部との間を電気絶縁するインシュレータと、を備えた電動モータにおいて、
    前記インシュレータは、前記コアのスロット内に配置されて前記ティース部と前記巻線とを電気絶縁する複数のティース絶縁部を備えており、
    前記ティース絶縁部は、前記コアのスロット内において前記環状部に当接する複数の基端部を有しており、
    少なくとも一つの前記基端部の当接面には、前記インシュレータの軸方向に延びるリブが突設されていることを特徴とする電動モータ。
  2. 前記リブが突設されているティース絶縁部と、前記リブが突設されていないティース絶縁部とが交互に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の電動モータ。
  3. 前記リブは、前記コアに対して前記インシュレータを装着する際に、前記環状部に当接して押し潰れるように変形し、前記ティース絶縁部が前記環状部に圧接保持されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電動モータ。
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