JP2009240000A - 電動モータ用インシュレータ - Google Patents

Abstract

【課題】インシュレータをアーマチュアコアに組み付ける際の組付作業性の改善を図る。
【解決手段】電動モータのアーマチュアコアに装着されるインシュレータ１０ａ,１０ｂは、アーマチュアコアのスロットに挿入されるスロット挿入部２３を有する。スロット挿入部２３の先端部中央側には、先端部から基部方向に向かって斜面状に延びる逃げ部２５が切欠形成されている。インシュレータ１０ａ,１０ｂをアーマチュアコアに装着する際、スロット挿入部２３は、側壁先端部２６ａが導入部となって、側壁先端部２６ａ→逃げ部２５の外周側部位２５ａ→頂部２３ａの順でスロット内に挿入される。このため、成形時の収縮によってスロット挿入部２３が中心側に変形しても、頂部が引っ掛かることなくスムーズにスロット挿入部２３をスロット内に組み付けることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動モータのアーマチュアコアとコイルとの間を絶縁するインシュレータに関し、特に、アーマチュアコアへの組付性改善を図ったインシュレータに関する。

従来より、直流モータ等の電動モータでは、アーマチュアコアとコイルとの間を絶縁するため、特許文献１のように、合成樹脂にて形成された絶縁部材（インシュレータ）を両者の間に介在させる構成が多く採用されている。図５は、このような従来のインシュレータの構成を示す説明図であり、特許文献１と同様に、アーマチュアコアの両端側から装着される２分割型のインシュレータとなっている。

図５に示すように、インシュレータ５１には、アーマチュアコアのスロット内に嵌挿されるスロット挿入部５２が延出形成されている。スロット挿入部５２の軸方向長は、アーマチュアコアの軸方向長の半分に設定されている。インシュレータ５１は、コア両側からスロット内に装着され、これにより、絶縁材からなるスロット挿入部５２がコアスロット内に配される。インシュレータ５１を装着した後、アーマチュアコアには導線が巻装され、モータコイルが形成される。このような電動モータでは、アーマチュアコアとコイルの間にインシュレータ５１が介在する形となり、このインシュレータ５１によって、両者間の絶縁性が確保される。
特開2001-286085号公報 特開2003-61288号公報

しかしながら、インシュレータ５１は一般に、合成樹脂の射出成形にて形成されるため、成形時の収縮によって、スロット挿入部５２の中央側の部位（図５Ｘ部）が、図中破線に示したように、中心方向に撓んでしまう場合がある。このような形でスロット挿入部５２が変形すると、インシュレータ５１をアーマチュアコアに組み付ける際、スロット挿入部５２の頂部５２ａがコアスロットの入口で引っ掛かってしまい、スロット挿入部５２をコアスロット内にスムーズに挿入しにくいという問題があった。特に、スロット挿入部５２は、周方向に複数個（図５のインシュレータ５１では６個）設けられているため、それらを外側に開きつつコアスロット内に収容するのは非常に手間が掛かり、組付作業性の点で問題があった。

本発明の目的は、インシュレータをアーマチュアコアに組み付ける際の組付作業性の改善を図ることにある。

本発明の電動モータ用インシュレータは、電動モータのアーマチュアコアに装着され、前記アーマチュアコアに巻装されるコイルと前記アーマチュアコアとの間に介在されるインシュレータであって、前記アーマチュアコアに形成されたスロットに挿入されるスロット挿入部と、前記スロット挿入部の先端部中央側に形成され、該スロット挿入部の先端部から基部方向に向かって延びる逃げ部とを有することを特徴とする。

本発明にあっては、インシュレータのスロット挿入部に逃げ部を設けることにより、インシュレータをアーマチュアコアに装着する際、スロット挿入部の頂部が最後にスロットに挿入される。つまり、スロット挿入部は、側壁先端部→逃げ部外周側→逃げ部中央側（頂部）の順にスロット内に挿入され、スロット挿入部は、側壁部が中央側頂部よりも先行してスロット内に挿入される。このため、成形時の収縮によってスロット挿入部が中心側に変形しても、頂部が引っ掛かることなくスムーズにスロット挿入部を組み付けることができる。

前記電動モータ用インシュレータにおいて、前記スロット挿入部の先端部中央側部位を外周側から中央側に向かって斜面状に切り落とした形で前記逃げ部を形成しても良い。また、前記スロット挿入部の側壁先端部を、前記逃げ部よりも前記スロット内に先行して挿入される導入部としても良い。

本発明の電動モータ用インシュレータによれば、電動モータのアーマチュアコアに装着されるインシュレータにて、アーマチュアコアに形成されたスロットに挿入されるスロット挿入部の先端部中央側に、スロット挿入部の先端部から基部方向に向かって延びる逃げ部を設けたので、インシュレータをアーマチュアコアに装着する際、スロット挿入部の側壁部をその中央側頂部よりも先行してスロット内に挿入することができる。このため、成形時の収縮によってスロット挿入部が中心側に変形しても、頂部が引っ掛かることなくスムーズにスロット挿入部を組み付けることができる。従って、インシュレータの組み付けが容易となり、組付作業性が向上し、モータ組付工数の削減を図ることが可能となる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例である電動モータの構成を示す一部断面側面図である。電動モータ１は、自動車用ワイパ装置の駆動源として使用され、図１に示すように、有底円筒形状のモータハウジング２内にアーマチュア３を回動自在に配置した構成となっている。モータハウジング２の内周面には、周方向に一対の永久磁石４が固定されている。この永久磁石４によって、電動モータ１は２極に構成されている。

アーマチュア３は、回転軸５に固定されたアーマチュアコア６と、アーマチュアコア６に装着されたインシュレータ１０ａ,１０ｂと、インシュレータ１０ａ,１０ｂを介してアーマチュアコア６に巻装されたアーマチュアコイル７とから構成されている。アーマチュアコア６は、リング状のコアプレート８を複数枚積層して構成されている。コアプレート８の外周部には、Ｔ字形のティース９が周方向に沿って複数個（本実施例では６個）放射状に形成されている。アーマチュアコア６の外周には、複数枚のコアプレート８を回転軸５に回り止め状に外嵌することにより、隣接するティース９間に蟻溝状のスロット１１が凹設される。スロット１１は軸方向に沿って延びており、周方向に沿って複数個（６個）形成されている。

アーマチュアコア６の両端部には、絶縁性部材である熱可塑性合成樹脂にて形成されたインシュレータ１０ａ,１０ｂが装着されている。図２はインシュレータ１０ａの構成を示す斜視図、図３はその断面図である。図２,３に示すように、インシュレータ１０ａは、回転軸５に嵌挿される円筒部２１と、円筒部２１の一端側に形成され径方向に広がるコア端面当接部２２と、コア端面当接部２２から軸方向に向かって延びるスロット挿入部２３とを備えた構成となっている。インシュレータ１０ａは、アーマチュアコア６の一端側から、スロット挿入部２３をスロット１１内に挿入する形で取り付けられる。なお、インシュレータ１０ｂもインシュレータ１０ａと同様の構成となっており、アーマチュアコア６の他端側に同様の形で取り付けられる。

インシュレータ１０ａの円筒部２１には、回転軸５の外径よりも若干大径の軸孔２１ａが形成されている。インシュレータ１０ａは、アーマチュアコイル７が巻装された状態のアーマチュアコア６と共に、回転軸５に装着される。コア端面当接部２２は、アーマチュアコア６の端面と同一形状となっている。インシュレータ１０ａをアーマチュアコア６に取り付けると、コア端面当接部２２は、その内側面２２ａがコア端面に当接する。

スロット挿入部２３は、コア端面当接部２２の内側面２２ａ側に突出形成されており、その軸方向長は、アーマチュアコア６の軸方向長の半分に設定されている。すなわち、アーマチュアコア６の両端側からインシュレータ１０ａ,１０ｂを取り付けると、両者はアーマチュアコア６の中央部にて対向当接する形となる。スロット挿入部２３の断面は、スロット１１の内周面の断面形状と同様の形状となっており、スロット挿入部２３の外周寸法は、スロット１１の内周寸法と略同一（若干小寸法）となっている。従って、アーマチュアコア６にインシュレータ１０ａを取り付けると、スロット１１の内周面を覆うように、スロット挿入部２３が挿入配置される。

アーマチュアコア６の各スロット１１間には、インシュレータ１０ａ,１０ｂを装着した状態でエナメル被覆の導線１２が巻装される。この際、導線１２とアーマチュアコア６との間にはインシュレータ１０ａ,１０ｂが介在し、導線１２とコア間の絶縁性が確保される。この導線１２により、アーマチュアコア６の外周に複数のアーマチュアコイル７が形成される。アーマチュア３では、アーマチュアコア６にインシュレータ１０ａ,１０ｂを装着し、導線１２を巻装した後、アマチュアカバー２４が取り付けられる。

また、当該インシュレータ１０ａ,１０ｂでは、スロット挿入部２３の先端部中央側に切欠状の逃げ部２５が形成されている。逃げ部２５は、断面略Ｖ字形に形成されたスロット挿入部２３の頂部２３ａの角を、外周側から中央側に向かって切り落としたような形となっており、スロット挿入部２３の先端部から基部方向に向かって斜面状に延びている。従って、スロット挿入部２３の頂部２３ａは、その側壁２６の先端部２６ａよりもスロット挿入部２３の基部側に位置した状態（図２において軸方向に向かって下側）となっている。この逃げ部２５は、スロット挿入部２３をスロット１１に挿入すると、略Ｖ字形のスロット１１の最奥部（ティース９の基部）に配置される。

このようなインシュレータ１０ａ,１０ｂをアーマチュアコア６に取り付けると、図４に示すように、スロット挿入部２３は、まず、側壁２６の先端部２６ａからスロット１１内に挿入される。すなわち、スロット挿入部２３は、頂部２３ａからではなく、側壁先端部２６ａによってガイドされる形でスロット１１内に挿入される。そして、側壁先端部２６ａが挿入された後、逃げ部２５の部位がスロット１１内に挿入される。この際、スロット挿入部２３は、テーパ状にカットされた逃げ部２５の外周側部位２５ａから先にスロット１１内に挿入され、最後に、中央側の頂部２３ａがスロット１１内に挿入される。

このように、インシュレータ１０ａ,１０ｂでは、スロット挿入部２３をアーマチュアコア６に組み付ける際、スロット挿入部２３は、まず、側壁先端部２６ａが導入部となって、スロット１１内に導入される。その後、スロット挿入部２３は、逃げ部２５の外周側からスロット１１内に挿入され、最後に、内周側頂部２３ａがスロット１１内に挿入される。このため、図５のように、成形時の収縮によってスロット挿入部２３が内側方向に変形しても、側壁先端部２６ａ→逃げ部２５の外周側部位２５ａ→頂部２３ａの順でスロット挿入部２３がスロット１１内に挿入され、頂部２３ａが引っ掛かることなくスムーズにスロット挿入部２３を組み付けることができる。従って、インシュレータの組み付けが容易となり、組付作業性が向上し、モータ組付工数の削減を図ることが可能となる。

さらに、インシュレータ１０ａ,１０ｂには、アーマチュアコア６に生じるバリを考慮し、コアとの接触部にバリ逃げ溝２５が設けられている。プレス加工により、アーマチュアコア６の端面には、その外縁に沿ってバリが形成されるが、インシュレータ１０ａでは、このバリはバリ逃げ溝２５に収容される。このため、コア端面とインシュレータ１０ａ,１０ｂとを密着させることができ、コア端部のバリにより、アーマチュアコア６とインシュレータ１０ａ,１０ｂとの間に隙間が生じるのを防止している。

アーマチュアコア６の一端側には、コンミテータ（整流子）１３が隣接して配置されている。コンミテータは、外形略円筒形状に形成され回転軸５に外嵌固定される絶縁部と、絶縁部の外周面に取り付けられる導電材にて形成された複数枚のコンミテータ片１４（本実施例では６枚）から構成されている。コンミテータ片１４は軸方向に長い板状の金属片からなり、互いに絶縁された状態で周方向に沿って並列状に固定される。各コンミテータ片１４のアーマチュアコア６側の端部には、外径側に折返す形で折り曲げられたライザ１５が一体形成されている。ライザ１５には、アーマチュアコイル７の巻き始め端部と巻き終り端部となる導線１２が懸回され、フュージングにより固定されている。これにより、コンミテータ片１４とこれに対応するアーマチュアコイル７とが電気的に接続される。

回転軸５の一端部は、モータハウジング２に取り付けられた軸受１６によって回動自在に支持されており、アーマチュア３はモータハウジング２内に回動自在に内装される。モータハウジング２の開口端にはカバー１７が設けられており、このカバー１７の内側にはホルダステー１８が取り付けられている。ホルダステー１８には、周方向３箇所にブラシホルダ１９が形成されている。ブラシホルダ１９にはそれぞれブラシ２０が出没自在に内装されている。ブラシ２０の突出先端部（内径側先端部）はコンミテータ１３に摺接しており、外部からの電源がブラシ２０を介してコンミテータ１３に供給される。

本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

例えば、スロット挿入部２３の個数（当該実施例では６個）はあくまでも一例であり、その個数は前述の値には限定されない。また、前述の実施例では、逃げ部２５をテーパ状の切欠部に形成した構成を示したが、逃げ部２５を曲線状（Ｒ）に形成しても良い。さらに、前述の実施例では、本発明のインシュレータをワイパ装置の駆動源として使用されるモータに適用した例について説明したが、その適用対象はワイパ装置用電動モータには限定されず、燃料ポンプ用の電動モータなどの他の車載モータやロボット等の産業用機械、パソコンやその周辺機器等のＩＴ機器用の電動モータにも適用可能である。

本発明の一実施例である電動モータの構成を示す一部断面側面図である。 インシュレータの構成を示す斜視図である。 インシュレータの断面図である。 スロット挿入部をスロット内に挿入する様子を示す説明図である。 従来のインシュレータの構成を示す説明図である。

符号の説明

１ 電動モータ
２ モータハウジング
３ アーマチュア
４ 永久磁石
５ 回転軸
６ アーマチュアコア
７ アーマチュアコイル
８ コアプレート
９ ティース
１０ａ,１０ｂ インシュレータ
１１ スロット
１２ 導線
１３ コンミテータ
１４ コンミテータ片
１５ ライザ
１６ 軸受
１７ カバー
１８ ホルダステー
１９ ブラシホルダ
２０ ブラシ
２１ 円筒部
２１ａ 軸孔
２２ コア端面当接部
２２ａ 内側面
２３ スロット挿入部
２３ａ 頂部
２４ アマチュアカバー
２５ 逃げ部
２５ａ 外周側部位
２６ 側壁
２６ａ 先端部
２７ バリ逃げ溝
５１ インシュレータ
５２ スロット挿入部
５２ａ 頂部

Claims (3)

1. 電動モータのアーマチュアコアに装着され、前記アーマチュアコアに巻装されるコイルと前記アーマチュアコアとの間に介在されるインシュレータであって、
   前記アーマチュアコアに形成されたスロットに挿入されるスロット挿入部と、
   前記スロット挿入部の先端部中央側に形成され、該スロット挿入部の先端部から基部方向に向かって延びる逃げ部とを有することを特徴とする電動モータ用インシュレータ。
2. 請求項１記載の電動モータ用インシュレータにおいて、前記逃げ部は、前記スロット挿入部の先端部中央側部位を外周側から中央側に向かって斜面状に切り落とした形で形成されてなることを特徴とする電動モータ用インシュレータ。
3. 請求項１又は２記載の電動モータ用インシュレータにおいて、前記スロット挿入部の側壁先端部は、前記逃げ部よりも前記スロット内に先行して挿入される導入部を形成することを特徴とする電動モータ用インシュレータ。

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