JP2013236450A - Insulator of armature and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電機子のティース部とティース部に巻回されるコイルとを電気的に絶縁する電機子のインシュレータおよびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to an armature insulator that electrically insulates a tooth portion of an armature and a coil wound around the tooth portion, and a method of manufacturing the same.
電機子のティース部の周囲を熱伝導率が高い絶縁性樹脂でモールドし、薄肉のインシュレータをティース部に一体成形することにより、ティース部に巻回されるコイルからの発熱を効率的に冷却する技術が知られている。しかし、一般に熱伝導率が高い絶縁性樹脂は流動性が悪いため、樹脂モールドによるインシュレータを薄肉とすることは難しい。
従来の絶縁体(インシュレータ)は角部を備え、角部の肉厚は他の部分の肉厚よりも厚くなっている。このような角部を備えた絶縁体は、積層方向の両端部のティース部の幅が中央部のティース部の幅よりも細い固定子コアを絶縁性樹脂でモールドすることで形成され、角部の段差により絶縁性樹脂の流動性を改善し、絶縁体の角部以外の部分を比較的容易に薄肉とすることができるとしている(例えば、特許文献1)。
The armature teeth area is molded with an insulating resin with high thermal conductivity, and a thin insulator is formed integrally with the teeth area to efficiently cool the heat generated from the coil wound around the teeth area. Technology is known. However, in general, an insulating resin having a high thermal conductivity has poor fluidity, so it is difficult to make the insulator made of a resin mold thin.
A conventional insulator (insulator) includes a corner portion, and the thickness of the corner portion is larger than the thickness of other portions. An insulator having such a corner portion is formed by molding a stator core with an insulating resin in which the width of the tooth portion at both ends in the stacking direction is smaller than the width of the tooth portion at the center portion. According to this step, the fluidity of the insulating resin is improved, and the portions other than the corners of the insulator can be made relatively thin (for example, Patent Document 1).
上記特許文献1に示すような従来の絶縁体は、絶縁性樹脂の流動性を改善することを目的としている。しかし、角部の流動性が改善されても、広範囲に渡る角部以外の部分の流動抵抗は依然として大きく、絶縁体全体を十分に薄肉化することができない懸念がある。絶縁体を十分に薄肉化できない場合、ティース部に巻回されるコイルからの発生熱を効率的に固定子コアに伝達できず、冷却性能を向上できないという問題が生じる。また、絶縁性樹脂は固定子コアより熱伝導率が低いため、絶縁体の角部の肉厚が厚くなることでかえってコイルの冷却効果が低下するという問題がある。
The conventional insulator as shown in
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、電機子のインシュレータを薄肉化し、コイルからの発生熱を効率的に電機子コアに伝達させることのできる冷却性能の高いインシュレータを得ることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. An insulator having a high cooling performance that can reduce the thickness of the insulator of the armature and efficiently transmit the heat generated from the coil to the armature core. The purpose is to obtain.
この発明に係る電機子のインシュレータは、電機子コアのコアバック部から突出して形成されるティース部の周囲を覆うように上記電機子コアをモールドして上記ティース部と上記ティース部に巻回されるコイルとを電気的に絶縁する絶縁性樹脂からなる電機子のインシュレータである。上記ティース部のコイルエンド側端面を覆うコイル巻付部は、モールド時の成形金型内に設けられたティース支持部により形成され上記コイル巻付部の表面から上記ティース部のコイルエンド側端面まで貫通する開口部を備えている。 The armature insulator according to the present invention is formed by molding the armature core so as to cover the periphery of the tooth portion formed to protrude from the core back portion of the armature core, and is wound around the tooth portion and the tooth portion. Armature insulator made of an insulating resin that electrically insulates the coil. The coil winding portion that covers the coil end side end surface of the tooth portion is formed by a tooth support portion provided in a molding die at the time of molding from the surface of the coil winding portion to the coil end side end surface of the tooth portion. It has an opening that penetrates.
また、この発明に係る電機子のインシュレータの製造方法は、電機子コアのコアバック部から突出して形成されるティース部の周囲を覆うように上記電機子コアをモールドして上記ティース部と上記ティース部に巻回されるコイルとを電気的に絶縁する絶縁性樹脂からなる電機子のインシュレータの製造方法である。成形金型内に設けられたティース支持部上に上記ティース部のコイルエンド側端面を配置する工程と、上記ティース支持部により上記ティース部を支持しながら上記成形金型内に上記絶縁性樹脂を充填して上記電機子コアをモールドする工程と、を備えている。 The armature insulator manufacturing method according to the present invention includes: molding the armature core so as to cover the periphery of the tooth portion formed to protrude from the core back portion of the armature core; This is a method of manufacturing an insulator for an armature made of an insulating resin that electrically insulates a coil wound around a part. The step of disposing the coil end side end surface of the teeth portion on the teeth support portion provided in the molding die, and the insulating resin in the molding die while supporting the teeth portion by the teeth support portion. Filling and molding the armature core.
この発明に係る電機子のインシュレータは、電機子コアのコアバック部から突出して形成されるティース部の周囲を覆うように上記電機子コアをモールドして上記ティース部と上記ティース部に巻回されるコイルとを電気的に絶縁する絶縁性樹脂からなる電機子のインシュレータである。上記ティース部のコイルエンド側端面を覆うコイル巻付部は、モールド時の成形金型内に設けられたティース支持部により形成され上記コイル巻付部の表面から上記ティース部のコイルエンド側端面まで貫通する開口部を備えている。
このようなインシュレータは、ティース支持部によりティース部を支えながら絶縁性樹脂を成形金型内に充填することにより製造できるため、充填圧を高めることができる。このため、インシュレータの肉厚を薄肉化することができ、コイルからの発生熱を効率的に冷却することができる。
The armature insulator according to the present invention is formed by molding the armature core so as to cover the periphery of the tooth portion formed to protrude from the core back portion of the armature core, and is wound around the tooth portion and the tooth portion. Armature insulator made of an insulating resin that electrically insulates the coil. The coil winding portion that covers the coil end side end surface of the tooth portion is formed by a tooth support portion provided in a molding die at the time of molding from the surface of the coil winding portion to the coil end side end surface of the tooth portion. It has an opening that penetrates.
Since such an insulator can be manufactured by filling the molding die with an insulating resin while supporting the tooth portion by the tooth support portion, the filling pressure can be increased. For this reason, the thickness of the insulator can be reduced, and the heat generated from the coil can be efficiently cooled.
また、この発明に係る電機子のインシュレータの製造方法は、電機子コアのコアバック部から突出して形成されるティース部の周囲を覆うように上記電機子コアをモールドして上記ティース部と上記ティース部に巻回されるコイルとを電気的に絶縁する絶縁性樹脂からなる電機子のインシュレータの製造方法である。成形金型内に設けられたティース支持部上に上記ティース部のコイルエンド側端面を配置する工程と、上記ティース支持部により上記ティース部を支持しながら上記成形金型内に上記絶縁性樹脂を充填して上記電機子コアをモールドする工程と、を備えている。
このため、絶縁性樹脂を高い圧力で成形金型内に充填することができ、薄肉のインシュレータを得ることができる。
The armature insulator manufacturing method according to the present invention includes: molding the armature core so as to cover the periphery of the tooth portion formed to protrude from the core back portion of the armature core; This is a method of manufacturing an insulator for an armature made of an insulating resin that electrically insulates a coil wound around a part. The step of disposing the coil end side end surface of the teeth portion on the teeth support portion provided in the molding die, and the insulating resin in the molding die while supporting the teeth portion by the teeth support portion. Filling and molding the armature core.
For this reason, the insulating resin can be filled in the molding die with a high pressure, and a thin insulator can be obtained.
実施の形態1.
以下、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構成について説明する。図1は回転電機の電機子としての回転子10の構成を示す平面図、図2は図1の平面図におけるA−A断面図である。
回転子10は、回転軸1の周囲に配置される電機子コアとしての回転子コア2と、回転子コア2のティース部21の周囲を覆うように形成されるインシュレータ3とを備えている。インシュレータ3を介してティース部21にコイルが巻回される。
The structure of the armature insulator in the first embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a
The
図3は回転子コア2の詳細な構成を説明する説明図である。図3に示すように、回転子コア2は2つの分割コア2a、2bを組み合わせて構成されている。各分割コア2a、2bにはインシュレータ3がそれぞれモールド一体成形されている。図3中、軸方向下側に配置されている分割コア2aおよびインシュレータ3の斜視図を図4に、平面図を図5に、図5の平面図におけるB−B断面図を図6に、図5の平面図におけるC−C断面図を図7に示す。なお、図6に示す一点鎖線は分割コア2aの中心軸(回転中心線)を示す。
分割コア2aは周方向に伸びるコアバック部22から回転軸1方向に突出して形成されるティース部21を複数個(ここでは3個)連結して構成され、ティース部21の先端側が連結部23により連結される構成となっている。分割コア2aの連結部23は、ティース部21の軸方向の下側半分を連結するように設けられている。そして、連結部23の中心部には回転軸1が挿入される挿入孔24が設けられている。
なお、図3に示す分割コア2bは、分割コア2aと同様の形状の分割コアを軸方向の向きを逆にして配置したものである。分割コア2aは軸方向下側半分に連結部23が位置し、分割コア2bは軸方向上側半分に連結部が位置している。このように配置した各分割コア2a、2bを図3中矢印方向へ移動させ、分割コア2aの各ティース部21の間に分割コア2bの各ティース部が位置するよう分割コア2a、2bを組み合わせ、回転子コア2を構成している。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a detailed configuration of the
The split
In addition, the
次に、分割コア2aとモールド一体成形されるインシュレータ3の構成について、図4〜図7、および、図7の一部拡大図である図8を参照して説明する。インシュレータ3は、ティース部21とティース部21に巻回されるコイルとを電気的に絶縁するものであり、絶縁性樹脂からなる。
インシュレータ3は、ティース部21の周囲を覆うコイル巻付部31を有し、コイル巻付部31内で、コイルエンド側の端面を覆う部分を第1のコイル巻付部31a、ティース部21の周方向側面を覆う薄肉の部分を第2のコイル巻付部31bとする。また、分割コア2aのコアバック部22と、ティース部21の先端部分とには、ティース部21に巻回されるコイルの巻崩れを防止するための巻壁部32と巻壁部33とがインシュレータ3の一部としてそれぞれ設けられている。即ち、インシュレータ3は、第1のコイル巻付部31a、第2のコイル巻付部3b、巻壁部32、および巻壁部33を有して構成される。ここで、コイルエンドとは、ティース部21に巻回されるコイルのうち、ティース部21の軸方向端面上に位置する部分を意味し、ティース部21のコイルエンド側端面とはティース部の軸方向端面を指す。
Next, the structure of the
The
ティース部21のコイルエンド側の両端面を覆う第1のコイル巻付部31aのうち、一方側(ここでは、軸方向上側)の第1のコイル巻付部31aには、その表面からティース部21のコイルエンド側端面まで貫通する断面略円形状の開口部34が設けられている。
ここで、図8に示すように、第1のコイル巻付部31aの表面は、ティース部21のコイルエンド側端面と平行な面からなる平行面領域310と、平行面領域310の周方向両側に設けられた円弧面領域311とを備え、円弧面領域311により、コイルを屈曲させることなくティース部21の周囲に巻回できるようにしている。上記開口部34は、第1のコイル巻付部31aの平行面領域310に設けられ、第1のコイル巻付部31aの周方向の略中央部分に配置されている。平行面領域310の厚みdは、開口部34上を通るコイルとティース部21との絶縁距離を確保できるような所定の厚みに設定されており、本実施の形態1では、電気用品安全法で規定される絶縁距離以上となるように厚みdを設定している。
なお、ここでは分割コア2aを覆うインシュレータ3について説明したが、分割コア2bを覆うインシュレータの形状も基本的には分割コア2aを覆うものと同様であり、図3の分割コア2bにおいては、軸方向下側の第1のコイル巻付部に開口部が設けられている。
Of the first
Here, as shown in FIG. 8, the surface of the first
Although the
次に、分割コア2aとモールド一体成形されるインシュレータ3の製造方法について、図9を参照して説明する。図9は、インシュレータ3の製造方法を説明するための模式図である。図9(a)は、インシュレータ3がモールド一体成形される前の状態の分割コア2aの断面図であり、図6の断面図に示す分割コア2aを180度回転させた状態のものである。また、図9(b)、図9(c)は、分割コア2aおよび成形金型4の断面図である。なお、図9中の一点鎖線は分割コア2aの中心軸を示す。
Next, a method for manufacturing the
インシュレータ3は、分割コア2aを成形金型4内に配置し、分割コア2aと成形金型4との間に形成されるキャビティ40内に絶縁性樹脂5が充填されて製造される。
成形金型4は上部金型41と下部金型42とからなり、分割コア2aの形状に対応するよう形成されている。上部金型41には、成形金型4のキャビティ40内に絶縁性樹脂5を充填するためにゲート410が開口され、下部金型42には、ティース部21のコイルエンド側端面を下方から支えるための断面略円形状の柱状のティース支持部420が成形金型4の一部として設けられている。
The
The molding die 4 includes an upper die 41 and a
まず、図9(b)に示すように、図9(a)に示す分割コア2aを下部金型42内に配置する。分割コア2aは、連結部23の下面、挿入孔24の内周面等で下部金型42と当接して下部金型42に支持される。さらに、下部金型42のティース支持部420上にティース部21のコイルエンド側端面が位置するように分割コア2aが配置されることで、ティース部21の下面もティース支持部420により支持される。分割コア2aを下部金型42内の定位置に配置後、上部金型41を下部金型42上にセットする。
次に、図9(c)に示すように、絶縁性樹脂5を上部金型41のゲート410から注入し、成形金型4のキャビティ40内に充填する。ゲート410から注入された絶縁性樹脂5は、まず上部金型41のキャビティ40内に入り、下部金型42のキャビティ40のうちティース部21の周方向両側に位置する薄肉部分(第2のコイル巻付部31bに該当する部分(図7参照))を経由し、ティース部21の下面側のキャビティ40内まで充填される。
その後、成形金型4を取り外し、分割コア2aを覆うインシュレータ3が完成する。モールド時において分割コア2aのティース部21を支えていたティース支持部420の領域は、インシュレータ3の第1のコイル巻付部31aの開口部34となる。
以上のような方法により、分割コア2aのティース部21やコアバック部22の周囲にモールド一体成形されたインシュレータ3が形成される。
First, as shown in FIG. 9B, the
Next, as shown in FIG. 9C, the insulating
Thereafter, the molding die 4 is removed, and the
By the method as described above, the
絶縁性樹脂5の充填時には、ティース部21、コアバック部22の上方から下方に充填圧がかかるが、上述の通り、ティース部21のコイルエンド側端面はティース支持部420により下方から支えられている。従って、充填圧によりティース部21、コアバック部22が撓んだり塑性変形することが抑制される。
When the insulating
本実施の形態1の比較例として、仮に、成形金型にティース部のコイルエンド側端面を支持するティース支持部がなかった場合について、図10を参照して説明する。図10は比較例の製造方法を説明するための模式図であり、分割コア2xおよび成形金型4xの断面図を示す。なお、図10(a)は上記図9(b)に、図10(b)は上記図9(c)に対応するものである。比較例における分割コア2xの形状は本実施の形態1と同様であり、成形金型4xについては実施の形態1と同様上部金型41xと下部金型42xとから構成されるが、下部金型42xにおいてティース支持部を有さない点で本実施の形態1と異なっている。
図10(a)に示すように、まず、分割コア2xは下部金型42x内に配置される。この時、分割コア2xは連結部23xの下面、挿入孔24xの内周面等で下部金型42xと当接し下部金型42xに支持されるが、ティース部21xの下面を支えるものはなく、ティース部21xの支持構造は不安定な構造となっている。
従って、図10(b)に示すように、成形金型4x内に絶縁性樹脂5を充填すると、充填圧によりティース部21x等の撓みや塑性変形が発生することが考えられる。
As a comparative example of the first embodiment, a case where there is no teeth support portion for supporting the coil end side end surface of the teeth portion in the molding die will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a schematic diagram for explaining the manufacturing method of the comparative example, and shows a cross-sectional view of the
As shown in FIG. 10A, first, the
Therefore, as shown in FIG. 10B, when the insulating
以上のように、本実施の形態1の電機子のインシュレータ3は、ティース部21の一方側のコイルエンド側端面を覆う第1のコイル巻付部31aに、第1のコイル巻付部31aの表面からティース部21のコイルエンド側端面まで貫通する開口部34を備えている。このようなインシュレータ3は、上述の通り、成形金型4の下部金型42に設けられたティース支持部420によりティース部21を下方から支えながら絶縁性樹脂を充填することにより製造される。このような製造方法でインシュレータ3を製造することにより、絶縁性樹脂の充填圧によりティース部21が撓んだり塑性変形することが抑制され、絶縁性樹脂の充填圧を高めることができる。
As described above, the
下部金型42のキャビティのうちティース部21の周方向両側に位置する薄肉部分では、厚みを薄くするほど絶縁性樹脂の流動抵抗が高くなるが、絶縁性樹脂の充填圧を高めることができるため、薄肉部分の厚みを薄くしても充填不良などの成形不良が生じることない。このため、インシュレータ3を薄肉化することができ、コイルから発生する熱を効率的に分割コア2aに伝えて冷却することができる。また、一般に熱伝導性の高い絶縁性樹脂は流動性が悪いことが知られているが、絶縁性樹脂の充填圧を高めることができるため、絶縁性樹脂として熱伝導性の高いものを採用しても充填不良などの成形不良が生じることない。このため、インシュレータ3の絶縁性樹脂として熱伝導性の高いものを使用し、かつ薄肉化することができ、よりコイルの冷却効果を向上させることができる。
In the thin wall portions located on both sides in the circumferential direction of the
さらに、インシュレータ3を薄肉化することができれば、コイルの巻回スペースが拡大し、拡大した巻回スペースの分だけコイルの線径を太くすることができる。これにより、コイルの電気抵抗を低減しコイルからの発熱自体を抑制することが可能となる。
Furthermore, if the
また、絶縁性樹脂の充填圧によりティース部21やコアバック部22が撓んだり塑性変形することが抑制されるため、インシュレータ3の製造過程においてティース部21等の位置が変化すること等を防止でき、インシュレータ3の形状精度を向上させることができる。
Further, since the
また、インシュレータ3の第1のコイル巻付部31aの表面は、ティース部21のコイルエンド側端面と平行な平行面領域310を備え、開口部34は平行面領域310に設けられている。従って、開口部34は平行な面に囲まれ、インシュレータ3にコイルが巻回された際、開口部34の上を渡るコイルが開口部34の縁で屈曲することがない。このため、開口部34を設けたことによりコイルが変形したり、キズが生じるといったことがなく、コイルの品質や、コイルの整列性を高く維持することができる。
The surface of the first
また、第1のコイル巻付部31aの平行面領域310は、開口部34上を通るコイルとティース部21との絶縁距離を確保できるよう、電気用品安全法で規定される絶縁距離以上の厚みに形成されているため、コイルとティース部21間の電気的絶縁を確実に行うことができる。
Further, the
ところで、上記の製造方法により形成されるインシュレータ3は、モールド一体成形時において、成形金型4と分割コア2aの下面との当接部分が少なく、成形金型4にティース支持部420がなければ分割コア2aを下方からバランスよく支えることのできない場合、例えば電機子のサイズが小さい場合に特に有効である。
回転電機の回転子は、固定子の内側のスペースを回転するため、固定子のサイズより小さく、小型となる場合も多くある。本実施の形態1のように、インシュレータ3を、サイズが小さくなりやすい回転子のインシュレータとして使用することで、上述の効果を発揮しやすいといえる。
By the way, the
Since the rotor of a rotating electrical machine rotates in the space inside the stator, it is often smaller than the size of the stator and is often small. As in the first embodiment, it can be said that the above-described effect can be easily achieved by using the
なお、本実施の形態1では、下部金型42のティース支持部420の形状を断面略円形の柱状とし、開口部34の形状を断面略円形状とした。また開口部34の配置位置は、第1のコイル巻付部31aの周方向略中央部分とした。しかし、ティース支持部や開口部34の形状や位置はこれに限られるものではない。ティース支持部によりティース部のコイルエンド側端面を下方からバランス良く支持できればよく、また、インシュレータの開口部の縁でコイルが屈曲するといったことが生じないような位置にティース支持部および開口部を設ければ、本実施の形態1と同様の効果が得られる。例えば、本実施の形態1の別例として図11に示すように、開口部34aの断面形状を分割コア2aの径方向に長い長円形状としてもよく、この場合、ティース支持部の形状は、断面長円形状の柱状となる。
In the first embodiment, the shape of the
実施の形態2.
以下、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の構成について説明する。本実施の形態2の電機子のインシュレータ6は上記実施の形態1の電機子のインシュレータ3と開口部の形状が異なっている。本実施の形態2のインシュレータ6の形状について、図12〜図14を参照して説明する。図12は上記実施の形態1の図4に対応するものであり、実施の形態1で説明した分割コア2aに本実施の形態2のインシュレータ6がモールド一体成形された状態の斜視図である。図13は図12に示す分割コア2aおよびインシュレータ6の平面図、図14は図13の平面図におけるD−D断面図である。なお、図14に示す一点鎖線は分割コア2aの中心軸を示す。
The structure of the armature insulator in the second embodiment of the present invention will be described below. The
図12〜図14中、分割コア2aの形状は上記実施の形態1と同様であり、同一符号を付して説明を省略する。インシュレータ6の形状は、上記実施の形態1のインシュレータ3と開口部の形状以外は同様であり、ティース部21のコイルエンド側の端面を覆う第1のコイル巻付部61a、ティース部21の周方向側面を覆う薄肉の第2のコイル巻付部61b、コアバック部22に設けられた巻壁部62、およびティース部21の先端部分に設けられた巻壁部63を有して構成される。図12中の軸方向上側の第1のコイル巻付部31aには、その表面からティース部21のコイルエンド側端面まで貫通する開口部64が設けられている。そして、開口部64は、第1のコイル巻付部31aの径方向外側に伸び、コアバック部22側の巻壁部62を突き抜けてインシュレータ6のコアバック部側の外部と連通している。開口部64の径方向外側に伸びた部分、すなわち開口部64とインシュレータ6のコアバック部側の外部とを連通する部分を通路640とする。
12 to 14, the shape of the
なお、図12〜図14に示す本実施の形態2のインシュレータ6では、通路640は巻壁部62のコイルエンド側端面から軸方向上端面まで、巻壁部62の高さ方向全体を打ち抜くように設けられているが、例えば図15〜図17に示す別例のインシュレータ6aのように、開口部64aから径方向外側に伸びる通路640aが巻壁部62aの下方側の一部を突き抜けてコアバック部側の外部と連通する構成であっても良い。
In the
図12〜図14に示す本実施の形態2のインシュレータ6の通路640は、例えば上記実施の形態1の図9(b)、図9(c)で説明した成形金型4内のティース支持部420の形状を径方向外側に伸ばすことで形成することができる。また、図15〜図17に示す本実施の形態2の別例のインシュレータ6aの通路640aは、例えばスライド成形金型を用いて形成することができる。
The
以上のように、本実施の形態2の電機子のインシュレータ6および本実施の形態2の別例の電機子のインシュレータ6aは、開口部64、64aとインシュレータ6、6aのコアバック部側(径方向外側)の外部とを連通する通路640、640aを備えたため、上記実施の形態1の効果に加え、以下の効果が得られる。
As described above, the
第1に、ティース部21にコイルが巻回された際の、開口部64、64a内の圧力と、外部との圧力との差を解消することができる。ここで外部とは、回転子10の周囲のことを指す。すなわち、ティース部21にコイルが巻回されると、開口部64、64aはコイルで覆われるが、通路640、640aによって外部と連通しているため、コイルが巻回されても開口部64、64aは密閉されない。従って、開口部64、64a内の圧力と回転子10の周囲の圧力との差を解消でき、圧力差により生じるコイルへのストレスを抑制することができる。また、回転電機は、必ずしも常温・大気圧下で使用されるとは限らず、そのような場合特に、常温・大気圧下でコイルが巻回された開口部64、64a内と回転子10周囲の圧力との温度差・圧力差が生じやすく、通路640、640aを備えたことによる効果が顕著に得られる。
1stly, the difference between the pressure in the opening
第2に、ティース部21にコイルが巻回された後に、インシュレータ6、6aのコアバック部側の外部から通路640、640aを介して開口部64、64a内にモールド樹脂やワニスなどのコイル固定用の樹脂を注入することができる。これにより、開口部64、64a内に、開口部64、64a上を渡るコイルを固定するための固定部材を備えて、コイルを固定することができ、回転電機の運転時にコイルが振動等によって摩耗・損耗することを抑制することができる。
Secondly, after the coil is wound around the
なお、開口部とインシュレータのコアバック部側(径方向外側)の外部とを連通する通路の形状は、上記2つの例の場合に限られるものではなく、開口部とインシュレータのコアバック部側の外部とを連通するものであればどのような形状であってもよい。また、通路の形成についても、必ずしも成形金型内への絶縁性樹脂充填時に行う必要はない。例えば、上記実施の形態1で説明したような断面略円形状の開口部を備えたインシュレータを成形金型内の絶縁性樹脂充填により分割コアとモールド一体成形した後、開口部とインシュレータのコアバック部側の外部とを連通するように貫通孔等を設けることにより通路を形成してもよい。 The shape of the passage that communicates the opening and the outside on the core back side (radially outer side) of the insulator is not limited to the above two examples, and the shape of the opening and the core back side of the insulator is not limited. Any shape may be used as long as it communicates with the outside. Further, the formation of the passage is not necessarily performed when the insulating resin is filled in the molding die. For example, after an insulator having an opening having a substantially circular cross section as described in the first embodiment is integrally molded with a split core by filling an insulating resin in a molding die, the opening and the core back of the insulator are formed. You may form a channel | path by providing a through-hole etc. so that the exterior of a part side may be connected.
実施の形態3.
以下、この発明の実施の形態3における電機子のインシュレータの構成について説明する。上記実施の形態1では、電機子としての回転子のインシュレータについて説明したが、本実施の形態3では電機子としての固定子のインシュレータについて説明する。図18は回転電機の電機子である固定子100の構成を示す平面図、図19は図18の平面図におけるF−F断面図である。なお、図19に示す一点鎖線は固定子コア7の中心軸を示す。
固定子100は電機子コアとしての固定子コア7と、固定子コア7のティース部71の周囲を覆うように形成されるインシュレータ8とを備え、インシュレータ8を介してティース部71にコイルが巻回されることにより構成される。固定子コア7は、周方向に伸びるコアバック部72とコアバック部72から突出して形成されるティース部71とを備えた複数個(ここでは12個)の分割コア7aを、環状に配置して形成されている。
The structure of the armature insulator according to
The
インシュレータ8は回転子コアではなく固定子コア7を構成する分割コア7aのティース部71とモールド一体成形される点で上記実施の形態1と異なっているが、基本的な形状は実施の形態1のインシュレータ3と同様である。すなわち、インシュレータ8は、ティース部71のコイルエンド側の端面を覆う第1のコイル巻付部81a、ティース部71の周方向側面を覆う薄肉の第2のコイル巻付部、およびコアバック部72とティース部71の先端部分とにそれぞれ設けられティース部71に巻回されるコイルの巻崩れを防止するための巻壁部82と巻壁部83を有して構成されている。そして、第1のコイル巻付部81aの軸方向一方側(ここでは軸方向上側)には、第1のコイル巻付部81a表面からティース部71のコイルエンド側端面まで貫通する開口部84が設けられている。
The
分割コア7aとモールド一体成形されるインシュレータ8の製造方法について、図20を参照して説明する。図20は、インシュレータ8の製造方法を説明するための模式図である。図20(a)は、インシュレータ8がモールド一体成形される前の状態の分割コア7aの断面図であり、図19の断面図に示す分割コア7aを180度回転させた状態のものである。また、図20(b)、図20(c)は、分割コア7aおよび成形金型9の断面図である。なお、図20(a)において、製造するインシュレータ8の外形を点線で示している。
A method for manufacturing the
本実施の形態3のインシュレータ8の製造方法も、基本的には上記実施の形態1の場合と同様であり、インシュレータ8は、分割コア7aを成形金型9内に配置し、分割コア7aと成形金型9との間に形成されるキャビティ90内に絶縁性樹脂5が充填されて製造される。
成形金型9は上部金型91と下部金型92とからなり、分割コア7aの形状に対応するよう形成されている。上部金型91には、成形金型9のキャビティ90内に絶縁性樹脂5を充填するためのゲート910が開口され、下部金型92には、ティース部71のコイルエンド側端面を下方から支えるための断面略円形状の柱状のティース支持部920が成形金型9の一部として設けられている。
The manufacturing method of the
The molding die 9 includes an
まず、図20(b)に示すように、図20(a)に示す分割コア7aを下部金型92内に配置する。分割コア7aは、コアバック部72の下面のうち径方向外側の部分(図20(b)中の720で示す部分)で下部金型92と当接し、下部金型92により下方から支持される。さらに、下部金型92のティース支持部920とティース部71のコイルエンド側端面が当接し、ティース部71の下面もティース支持部920により支持される。分割コア7aを下部金型92内の定位置に配置後、上部金型91を下部金型92上にセットする。
そして、図20(c)に示すように、上部金型91のゲート910から絶縁性樹脂5を注入し、成形金型9のキャビティ90内に充填する。ゲート910から注入された絶縁性樹脂5は、まず上部金型91のキャビティ90内に入り、下部金型92のキャビティ90のうちティース部71の周方向両側に位置する薄肉部分(第2のコイル巻付部に該当する部分)を経由し、ティース部71の下面側のキャビティ90内まで充填される。
その後、成形金型9を取り外し、分割コア7aを覆うインシュレータ8が完成する。モールド時において分割コア7aのティース部71を支えていたティース支持部920の領域は、インシュレータ8の第1のコイル巻付部81aの開口部84となる。
以上のような方法により、分割コア7aのティース部71やコアバック部72の周囲にモールド一体成形されたインシュレータ8が形成される。
First, as shown in FIG. 20 (b), the
Then, as shown in FIG. 20C, the insulating
Thereafter, the molding die 9 is removed, and the
By the method as described above, the
絶縁性樹脂5の充填時には、ティース部71やコアバック部72の上方から下方に充填圧がかかるが、上述の通り、ティース部71のコイルエンド側端面はティース支持部920により下方から支えられている。従って、充填圧によりティース部71やコアバック部72が撓んだり塑性変形することが抑制される。
When the insulating
本実施の形態3の比較例として、仮に、成形金型にティース部のコイルエンド側端面を支持するティース支持部がなかった場合について、図21を参照して説明する。図21は比較例の製造方法を説明するための模式図であり、分割コア7xおよび成形金型9xの断面図を示す。なお、図21(a)は上記図20(b)に、図21(b)は上記図20(c)に対応するものである。比較例における分割コア7xの形状は本実施の形態3と同様であり、成形金型9xについては実施の形態3と同様上部金型91xと下部金型92xとから構成されるが、下部金型92xにおいてティース支持部を有さない点で上記実施の形態3と異なっている。
図21(a)に示すように、まず、分割コア7xは下部金型92x内に配置される。この時、分割コア7xが下部金型92xにより下方から支持されるのは、コアバック部72xの下面のうち径方向外側の部分(図21(a)中の720xで示す部分)のみであり、ティース部71xの下面を支えるものはない。分割コア7xの大部分が下部金型92xのキャビティ90x上に位置し、ティース部71xの支持構造は不安定な構造となっている。
従って、図21(b)に示すように、成形金型9x内に絶縁性樹脂5を充填すると、充填圧によりティース部71x、コアバック部72xの撓みや塑性変形が発生することが考えられる。
特に、この比較例の場合、分割コア7xが下部金型92xにより下方から支持される部分が、コアバック部72xの径方向外側の下面のみであり、絶縁性樹脂充填時において分割コア7xの位置は非常に不安定である。従って、上述の本実施の形態3のように、下部金型92にティース支持部920を設けてインシュレータ8を製造することで顕著な効果が得られる。
As a comparative example of the third embodiment, a case where there is no tooth support portion for supporting the coil end side end surface of the tooth portion in the molding die will be described with reference to FIG. FIG. 21 is a schematic diagram for explaining the manufacturing method of the comparative example, and shows a sectional view of the
As shown in FIG. 21A, first, the
Therefore, as shown in FIG. 21B, when the insulating
In particular, in the case of this comparative example, the portion where the divided
以上のように、本実施の形態3の電機子のインシュレータ8についても、上記実施の形態1と同様、ティース部71のコイルエンド側端面を覆う第1のコイル巻付部81aに、第1のコイル巻付部81aの表面からティース部71のコイルエンド側端面まで貫通する開口部84を備えている。このようなインシュレータ8は、成形金型9の下部金型92に設けられたティース支持部920によりティース部71を下方から支えながら絶縁性樹脂を充填することにより製造され、絶縁性樹脂の充填圧によりティース部71やコアバック部72が撓んだり塑性変形することが抑制されるため、上記実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
As described above, the
なお、本実施の形態3では、一例として固定子コアが複数の分割コアから構成される場合について説明したが、固定子コアの構造が分割コアに分かれていない一体型の構造のもの等であってもよい。その場合も、インシュレータは、一体型の固定子コアと一体成形される。
また、実施の形態1〜3では、回転電機の回転子コアまたは固定子コアを構成する分割コアと一体成形されるインシュレータについて説明したが、本発明のインシュレータの適用範囲は回転電機に限られるものではなく、例えばリニアモータ等の電機子のコアと一体成形することもできる。
In the third embodiment, the case where the stator core is composed of a plurality of divided cores has been described as an example. However, the structure of the stator core may be an integrated structure that is not divided into divided cores. May be. In this case, the insulator is integrally formed with the integral stator core.
Moreover, although Embodiment 1-3 demonstrated the insulator integrally molded with the split core which comprises the rotor core or stator core of a rotary electric machine, the application range of the insulator of this invention is restricted to a rotary electric machine. Instead, it can be integrally formed with an armature core such as a linear motor.
また、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 Further, within the scope of the present invention, the present invention can be freely combined with each other, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.
1 回転軸、2 電機子コアとしての回転子コア、2a,2b 分割コア、
3 インシュレータ、4 成形金型、5 絶縁性樹脂、6,6a インシュレータ、
7 電機子コアとしての固定子コア、7a 分割コア、8 インシュレータ、
9 成形金型、10 電機子としての回転子、21 ティース部、22 コアバック部、
23 連結部、24 挿入孔、31 コイル巻付部、31a 第1のコイル巻付部、
31b 第2のコイル巻付部、32,33 巻壁部、34,34a 開口部、
40 キャビティ、41 上部金型、42 下部金型、61a 第1のコイル巻付部、
61b 第2のコイル巻付部、62,62a,63 巻壁部、64,64a 開口部、
71 ティース部、72 コアバック部、81a 第1のコイル巻付部、
82,83 巻壁部、84 開口部、90 キャビティ、91 上部金型、
92 下部金型、100 電機子としての固定子、310 平行面領域、
311 円弧面領域、410 ゲート、420 ティース支持部、
640,640a 通路、910 ゲート、920 ティース支持部。
1 rotating shaft, 2 rotor core as armature core, 2a, 2b split core,
3 Insulator, 4 Mold, 5 Insulating resin, 6, 6a Insulator,
7 Stator core as armature core, 7a split core, 8 insulator,
9 Mold, 10 Rotor as armature, 21 teeth, 22 core back,
23 connecting portion, 24 insertion hole, 31 coil winding portion, 31a first coil winding portion,
31b 2nd coil winding part, 32, 33 winding wall part, 34, 34a opening part,
40 cavity, 41 upper mold, 42 lower mold, 61a first coil winding part,
61b 2nd coil winding part, 62, 62a, 63 winding wall part, 64, 64a opening part,
71 teeth portion, 72 core back portion, 81a first coil winding portion,
82, 83 winding wall, 84 opening, 90 cavity, 91 upper mold,
92 Lower mold, 100 Stator as armature, 310 Parallel plane region,
311 arcuate surface area, 410 gate, 420 teeth support,
640, 640a passage, 910 gate, 920 teeth support.
Claims (7)
上記ティース部のコイルエンド側端面を覆うコイル巻付部は、モールド時の成形金型内に設けられたティース支持部により形成され上記コイル巻付部の表面から上記ティース部のコイルエンド側端面まで貫通する開口部を備えたことを特徴とする電機子のインシュレータ。 Insulation that electrically insulates the tooth part and the coil wound around the tooth part by molding the armature core so as to cover the periphery of the tooth part formed protruding from the core back part of the armature core Armature insulator made of a functional resin,
The coil winding portion that covers the coil end side end surface of the tooth portion is formed by a tooth support portion provided in a molding die at the time of molding from the surface of the coil winding portion to the coil end side end surface of the tooth portion. An armature insulator comprising an opening that penetrates the armature.
成形金型内に設けられたティース支持部上に上記ティース部のコイルエンド側端面を配置する工程と、
上記ティース支持部により上記ティース部を支持しながら上記成形金型内に上記絶縁性樹脂を充填して上記電機子コアをモールドする工程と、
を備えたことを特徴とする電機子のインシュレータの製造方法。 Insulation that electrically insulates the tooth part and the coil wound around the tooth part by molding the armature core so as to cover the periphery of the tooth part formed protruding from the core back part of the armature core A method for manufacturing an insulator for an armature made of a functional resin,
Placing the coil end side end face of the tooth part on the tooth support part provided in the molding die; and
Filling the insulating mold into the molding die and molding the armature core while supporting the teeth portion by the teeth support portion;
A method of manufacturing an armature insulator, comprising:
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