JP2010263675A

JP2010263675A - 電機子

Info

Publication number: JP2010263675A
Application number: JP2009111129A
Authority: JP
Inventors: Yasuki Kimura; 康樹木村; Mitsutoshi Toya; 光利戸谷
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-04-30
Filing date: 2009-04-30
Publication date: 2010-11-18

Abstract

【課題】電機子コイルの占積率を低下させることなく、電機子コイルの張力によるインシュレータの割れを防止することができる電機子を提供する。
【解決手段】鋼板が積層されて形成された電機子コアと、電機子コアの積層面に対向した肉厚部と肉厚部よりも肉薄で肉厚部と連結して形成されて電機子コアの外側面に対向した肉薄部とを有し、肉厚部と肉薄部に電機子コイルが巻回されたインシュレータと、を備え、電機子コアは、外側面に溝が形成され、インシュレータは、肉薄部の内側面から突出して、電機子コアの溝に嵌合する突起部が形成された構成とした。
【選択図】図２

Description

この発明は、回転電機、リニアモータ等の電機子に関するものである。

回転電機、リニアモータ等の電機子において、磁極ティースには、インシュレータが被さるように取り付けられる。このインシュレータは、軽量かつ安価であるという理由から、樹脂部材で構成される。このインシュレータは、肉厚部と肉薄部とを備える。インシュレータの肉厚部は、電機子コアの積層面に対向して配置される。一方、インシュレータの肉薄部は、肉厚部よりも肉薄で肉厚部と連結されて形成されて電機子コアの外側面に対向して配置される。

かかる形状のインシュレータには、電機子コイルが巻回される。これにより、電機子コイルと電機子コアとは、電気的に絶縁される。ここで、インシュレータの肉薄部は、電機子コイルの占積率をあげるために可能な限り薄肉に形成される。

かかるインシュレータを成形するための樹脂成形金型において、肉厚部は、肉薄部に比べ、樹脂の流動抵抗が小さくなる。このため、ゲート部から注入された樹脂は、まず、肉厚部に充填される。その後、肉薄部の両側に、樹脂が充填される。最後に、肉薄部の中央に、樹脂が充填される。

特開２００８−２０６３１８号公報

このとき、肉薄部の中央では、肉厚部反対側縁部から肉厚部に向けて、溶融樹脂の流れが合流して融着し、ウエルドラインが形成される。このウエルドラインは、外観を損なうだけでなく、樹脂部の中でも強度が低い。このため、インシュレータが、ウエルドライン部分で、電機子コイルの張力に耐えられずに割れてしまうという問題があった。この割れを防止するために、肉薄部の肉厚を厚くする方法もある。しかし、この場合、隣接する電機子ティース間のスロット面積が狭くなり、電機子コイルの占積率が低下するという問題があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、電機子コイルの占積率を低下させることなく、電機子コイルの張力によるインシュレータの割れを防止することができる電機子を提供することである。

この発明に係る電機子は、鋼板が積層されて形成された電機子コアと、前記電機子コアの積層面に対向した肉厚部と前記肉厚部よりも肉薄で前記肉厚部と連結して形成されて前記電機子コアの外側面に対向した肉薄部とを有し、前記肉厚部と前記肉薄部に電機子コイルが巻回されたインシュレータと、を備え、前記電機子コアは、前記外側面に溝が形成され、前記インシュレータは、前記肉薄部の内側面から突出して、前記電機子コアの前記溝に嵌合する突起部が形成されたものである。

この発明によれば、電機子コイルの占積率を低下させることなく、電機子コイルの張力によるインシュレータの割れを防止することができる。

この発明の実施の形態１における電機子の正面図である。この発明の実施の形態１における電機子の要部の分解斜視図である。この発明の実施の形態１における電機子のインシュレータを電機子コア片との嵌合側から見た場合の平面図である。図３のＡ−Ａ線における断面図である。この発明の実施の形態１における電機子のインシュレータを成形するための樹脂成形金型の正面断面図である。この発明の実施の形態１における電機子のインシュレータの成形するための樹脂成形金型の側面断面図である。この発明の実施の形態１における電機子のインシュレータの成形状態を説明するための側面断面図である。この発明の実施の形態２における電機子の電機子コア片の斜視図である。この発明の実施の形態２における電機子のインシュレータを電機子コア片との嵌合側から見た場合の平面図である。図９のＢ−Ｂ線における断面図である。この発明の実施の形態３における電機子の電機子コア片の斜視図である。この発明の実施の形態２における電機子のインシュレータを電機子コア片との嵌合側から見た場合の平面図である。図１２のＣ−Ｃ線における断面図である。

この発明を実施するための形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における電機子の正面図である。
図１において、１は電機子である。この電機子１は、回転電機、リニアモータ等で利用されるものである。この電機子１は、電機子コア２を備える。この電機子コア２は、電磁鉄板を積層されて形成される。この電機子コア２は、電機子コア片３が環状に配列されたものである。この電機子コア片３は、ヨーク部４と磁極ティース部５とからなる。

そして、磁極ティース部５の外周側には、電機子コイル６が巻回される。また、電機子コア片３と電機子コイル６の間には、磁極ティース部５を覆うように、一対のインシュレータ（図１においては図示せず）が設けられる。これにより、電機子コア片３と電機子コイル６を電気的に絶縁される。

図２はこの発明の実施の形態１における電機子の要部の分解斜視図である。
図２に示すように、インシュレータ７は、肉厚部８と肉薄部９とを備える。肉厚部８は、肉厚基部１０と肉厚片１１とを備える。肉厚基部１０は、電機子コア片３の積層面に対向して配置される。肉厚片１１は、肉厚基部１０の先後端から電機子コア片３とは反対方向へ伸びるように配置される。

肉薄部９は、肉厚部８より薄肉で肉厚部８と連結して形成される。具体的には、肉薄部９は、肉薄基部１２と肉薄片１３を備える。肉薄基部１２は、電機子コア片３の電磁ティース部外側面に対向して配置される。肉薄片１３は、肉薄基部１２の先後端から肉厚片１１と連結するように形成される。ここで、肉薄基部１２と肉薄片１３は、電機子コイル６の占積率をあげるために可能な限り薄肉に形成される。

本実施の形態においては、電機子コア片３の磁極ティース部５外側面に、厚み方向、即ち、電磁鉄板の積層方向に伸びた溝１４が形成される。この溝１４は、電機子コア片３の積層方向全長に渡って形成されている。一方、インシュレータ７の肉薄基部１２内側面には、突起部１５が形成される。この突起部１５は、電機子コア片３の溝１４に嵌合するように形成される。

次に、図３及び図４を用いて、インシュレータ７の突起部１５をより詳細に説明する。
図３はこの発明の実施の形態１における電機子のインシュレータを電機子コア片との嵌合側から見た場合の平面図である。図４は図３のＡ−Ａ線における断面図である。
図３に示すように、インシュレータ７の突起部１５は、断面略円弧状に形成される。そして、図４に示すように、インシュレータ７の突起部１５は、肉薄基部１２の内側面に、電機子コア片３の積層方向全長に渡って形成されている。

次に、図５乃至図７を用いて、インシュレータ７の成形について説明する。
図５はこの発明の実施の形態１における電機子のインシュレータを成形するための樹脂成形金型の正面断面図である。図６はこの発明の実施の形態１における電機子のインシュレータの成形するための樹脂成形金型の側面断面図である。図７はこの発明の実施の形態１における電機子のインシュレータの成形状態を説明するための側面断面図である。

図５において、１６はインシュレータ７の樹脂成形金型である。１７は樹脂成形金型１６のゲート部である。このゲート部１７は、樹脂成形金型１６の肉厚片１１の対応位置に設けられる。このゲート部１７から樹脂が注入されることにより、インシュレータ７が成形される構成となっている。ここで、肉厚基部１０、両肉厚片１１は、樹脂の流動抵抗が小さい。このため、樹脂は、まず、ゲート部１７側の肉厚片１１、肉厚基部１０、ゲート部１７とは反対側の肉厚片１１の順番で充填される。

次に、肉薄部９において、肉厚片１１に連結された肉薄片１３近傍は、樹脂圧が高くなる。このため、当該肉薄片１３近傍は、充填速度が速くなる。また、肉薄基部１２の内側面に形成された突起部１５は、比較的、肉厚となっている。このため、樹脂の流動抵抗が小さい。即ち、図６に示すように、突起部１５近傍も、肉薄片１３と同様の樹脂充填速度となる。即ち、ゲート部１７側の肉厚片１１、肉厚基部１０、ゲート部１７とは反対側の肉厚片１１に次いで、肉薄片１３近傍、突起部１５近傍の順で、樹脂が充填される。そして、最後に、肉薄片１３近傍と突起部１５近傍との間に、樹脂が充填される。

即ち、最後に樹脂が充填される部分が、肉薄基部１２の突起部１５の両側に分散される。これにより、図７に示すように、樹脂の合流線であるウエルドライン１８が、インシュレータ７の肉薄基部１２の肉厚基部１０反対側縁部から肉厚基部１０側に向けて現れる。即ち、ウエルドライン１８は、肉薄基部１２の突起部１５の両側に分散されることになる。このとき、肉薄片１３と突起部１５と間の距離は、両肉薄片１３間の距離よりも短くなる。このため、本実施の形態においては、肉薄基部１２に突起部１５がないときよりもウエルドライン１８の長さＬが短くなる。

以上で説明した実施の形態１によれば、インシュレータ７の肉薄基部１２の内側面から突起部１５が突出して設けられ、電機子コア片３の溝１４に嵌合する。また、インシュレータ７の肉薄基部１２の肉厚基部１０反対側縁部から肉厚基部１０側に向けて形成されるウエルドライン１８が、突起部１５の両側に分散して配置される。このため、電機子コイル６の占積率を低下させることなく、ウエルドライン１８の長さを短くすることができ、電機子コイル６の張力によるインシュレータ７の割れを防止することができる。

実施の形態２．
図８はこの発明の実施の形態２における電機子の電機子コア片の斜視図である。図９はこの発明の実施の形態２における電機子のインシュレータを電機子コア片との嵌合側から見た場合の平面図である。図１０は図９のＢ−Ｂ線における断面図である。なお、実施の形態１と同一又は相当部分には同一符号を付して説明を省略する。

実施の形態１においては、電機子コア片３の各外側面には、一つの溝１４が形成されていた。また、インシュレータ７の肉薄基部１２の各内側面には、一つの突起部１５が形成されていた。一方、実施の形態２においては、図８に示すように、電機子コア片３の各外側面には、複数の溝１９が、積層方向と直交する方向に並んで形成されている。また、図９及び図１０に示すように、インシュレータ７の肉薄基部１２の各内側面には、複数の突起部２０が形成されている。

実施の形態２においても、インシュレータ７を樹脂成形する際、肉薄基部１２の突起部２０近傍では、樹脂の充填速度が速くなる。このため、肉薄片１３近傍と突起部２０近傍とは、同様の充填速度で樹脂が充填されていく。即ち、実施の形態１よりも、樹脂が最後に充填される部分が分散され、ウエルドライン２１の長さＬがさらに短くなる。

以上で説明した実施の形態２によれば、ウエルドライン２１の長さが、実施の形態１よりもさらに短くなる。このため、より確実に、電機子コイル６の張力によるインシュレータ７の割れを防止することができる。また、突起部２０の数を増やし、樹脂の充填圧力等の充填条件を調整することにより、ウエルドライン２１を無くすこともできる。

実施の形態３．
図１１はこの発明の実施の形態３における電機子の電機子コア片の斜視図である。図１２はこの発明の実施の形態２における電機子のインシュレータを電機子コア片との嵌合側から見た場合の平面図である。図１３は図１２のＣ−Ｃ線における断面図である。なお、実施の形態１と同一又は相当部分には同一符号を付して説明を省略する。

実施の形態１においては、電機子コア片３の各外側面には、溝１４が外側面の鉄板の積層方向全長に渡って形成されていた。また、インシュレータ７の肉薄基部１２の各内側面には、突起部１５が鉄板の積層方向全長に形成されていた。一方、実施の形態３においては、図１１に示すように、電機子コア片３の各外側面には、溝２２が鉄板の積層方向の一部に形成されている。また、図１２及び図１３に示すように、インシュレータ７の肉薄基部１２の各内側面には、突起部２３が、鉄板の積層方向の一部に形成されている。

実施の形態３においても、インシュレータ７を樹脂成形する際、肉薄基部１２の突起部２３近傍では、樹脂の充填速度が速くなる。このため、肉薄片１３近傍と突起部２３近傍とは、同様の充填速度で樹脂が充填されていく。即ち、実施の形態１と同様に、樹脂が最後に充填される部分が分散され、ウエルドライン２４の長さＬが短くなる。

以上で説明した実施の形態３によれば、ウエルドライン２４の長さが、実施の形態１と同様に短くなる。このため、実施の形態１と同様に、電機子コイル６の張力によるインシュレータ７の割れを防止することができる。

なお、実施の形態１乃至３においては、インシュレータ７の突起部１５等の断面形状が円弧状であった。しかし、かかる突起部１５等の断面形状は、長方形状や台形状でもよい。この場合、電機子コア片３の溝１４等の断面形状は、インシュレータ７の各突起部１５等の断面形状と同様のものであればよい。

１電機子、２電機子コア、３電機子コア片、４ヨーク部、
５磁極ティース部、６電機子コイル、７インシュレータ、８肉厚部、
９肉薄部、１０肉厚基部、１１肉厚片、１２肉薄基部、
１３肉薄片、１４溝、１５突起部、１６樹脂成形金型、
１７ゲート部、１８ウエルドライン、１９溝、２０突起部、
２１ウエルドライン、２２溝、２３突起部、２４ウエルドライン

Claims

鋼板が積層されて形成された電機子コアと、
前記電機子コアの積層面に対向した肉厚部と前記肉厚部よりも肉薄で前記肉厚部と連結して形成されて前記電機子コアの外側面に対向した肉薄部とを有し、前記肉厚部と前記肉薄部に電機子コイルが巻回されたインシュレータと、
を備え、
前記電機子コアは、前記外側面に溝が形成され、
前記インシュレータは、前記肉薄部の内側面から突出して、前記電機子コアの前記溝に嵌合する突起部が形成されたことを特徴とする電機子。
前記電機子コアは、前記溝が前記鉄板の積層方向と直交する方向に並んで複数形成され、
前記インシュレータは、前記突起部が前記溝の各々に嵌合するように複数形成されたことを特徴とする請求項１記載の電機子。
前記電機子コアは、前記溝が前記外側面の前記鉄板の積層方向全長に渡って形成され、
前記インシュレータは、前記突起部が前記内側面の前記鉄板の積層方向全長に形成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電機子。
前記電機子コアは、前記溝が前記外側面の前記鉄板の積層方向一部に形成され、
前記インシュレータは、前記突起部が前記内側面の前記鉄板の積層方向一部に形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電機子。