JP2015095941A - コイル固定部品を備える電動機の固定子、電動機、及び単位コイルの固定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】単位コイルを歯部に対して固定する際の作業性を改善できる電動機の固定子を提供する。【解決手段】本発明の固定子３におけるコイル固定部品３３は、歯部３１ｂの端面３１ｂ１と単位コイル３２の内周面３２ａとの間の空隙Ｇ内で回転軸線Ｒ回りに回転可能であるとともに、回転軸線Ｒに垂直な非円形の断面を有する。コイル固定部品３３の非円形の断面は、回転軸線Ｒと交差する第１の線分Ｌ１によって表される第１の寸法Ｓ１と、回転軸線Ｒと交差しかつ第１の線分Ｌ１とは異なる第２の線分Ｌ２によって表される第１の寸法よりも大きい第２の寸法Ｓ２を有する。コイル固定部品３３は、第２の線分Ｌ２が空隙Ｇの高さ方向（矢印Ａ２の方向）に対して整列された状態で空隙Ｇ内に配置されていて、端面３１ｂ１と内周面３２ａの双方を押圧することによって単位コイル３２を歯部３１ｂに対して固定している。【選択図】図８

Description

本発明は、鉄心の歯部に設置された単位コイルを固定するコイル固定部品を備える電動機の固定子、電動機、及び単位コイルを固定する固定方法に関する。

単位コイルを備える電動機においては、積層鉄心の歯部に単位コイルが装着されると、積層鉄心の積層方向における歯部の両端に、単位コイルの内面及び歯部の外面によって囲まれた微小な空隙が形成される。この空隙は、単位コイルの装着後に単位コイルが歯部から脱落する原因となりうるので、装着後の単位コイルを歯部に対して固定する別途の固定工程が必要とされる。従来の固定工程では、種々の手法によって単位コイルを歯部に対して固定している。

例えば、特許文献１に記載の技術では、固定子の歯部に取り付けられた単位コイル間の隙間に熱発泡性部材を挿入して熱発泡性部材を熱膨張させることによって、単位コイルを固定子に対して固定している。また、特許文献２に記載の技術では、単位コイルの端面を係止する爪部を有するインシュレータを固定子の歯部に装着することによって、単位コイルを固定子に対して固定している。しかしながら、特許文献１の技術では、熱発泡性部材を加熱する必要があるので単位コイルを固定する際の作業性が低下する。また、特許文献２に記載の技術では、単位コイルの固定部品として、複雑な形状のインシュレータを準備する必要があるほか、積層鉄心に追加の加工を施す必要がある。

特開２０１３−０３１２５２号公報 特開２０１０−２４６２６９号公報

単位コイルを歯部に対して固定する際の作業性を改善できる電動機の固定子が求められている。

本願に係る１番目の発明によれば、電動機の固定子であって、歯部と、歯部の外周面を取り囲むように歯部に装着される単位コイルと、歯部の外周面における端面と単位コイルの内周面との間の空隙内に配置されるコイル固定部品と、を備えており、コイル固定部品が、空隙内で回転軸線回りに回転可能であるとともに回転軸線に垂直な非円形の断面を有しており、コイル固定部品の断面が、回転軸線と交差する第１の線分によって表される第１の寸法と、回転軸線と交差しかつ第１の線分とは異なる第２の線分によって表される第１の寸法よりも大きい第２の寸法と、を有しており、コイル固定部品が、回転軸線回りに回転されることによって、第１の線分が歯部の端面に垂直な空隙の高さ方向に対して整列された第１の位置と、第２の線分が空隙の高さ方向に対して整列された第２の位置との間を移動可能であり、コイル固定部品が、第２の位置において歯部の端面と単位コイルの内周面を押圧することによって、単位コイルが歯部に対して固定される、電動機の固定子が提供される。
本願の係る２番目の発明によれば、１番目の発明において、コイル固定部品が、弾性的な復元力によって歯部の端面と単位コイルの内周面を押圧する、電動機の固定子が提供される。
本願に係る３番目の発明によれば、１番目又は２番目の発明において、コイル固定部品が、回転軸線と平行に延在するように形成された凹状の切欠き部をさらに有する、電動機の固定子が提供される。
本願に係る４番目の発明によれば、３番目の発明において、凹状の切欠き部が、コイル固定部品における歯部の端面又は単位コイルの内周面との接触面に形成される、電動機の固定子が提供される。
本願に係る５番目の発明によれば、１番目〜４番目の発明のいずれか１つにおいて、固定子が、単位コイルに電力を供給するケーブルをさらに備えており、単位コイルの外周面に沿って延在してケーブルを支持するケーブル支持部品が、コイル固定部品に連結されており、ケーブルを収納する空間が、ケーブル支持部品と単位コイルの外周面との間に形成される、電動機の固定子が提供される。
本願に係る６番目の発明によれば、１〜５番目のいずれか１つの発明の固定子を備える電動機が提供される。
本願に係る７番目の発明によれば、電動機の固定子において単位コイルを固定する固定方法であって、固定子が、歯部と、歯部の外周面を取り囲むように歯部に装着される単位コイルと、を備えており、歯部の外周面における端面と単位コイルの内周面との間に空隙が形成されており、固定方法が、空隙内で回転軸線回りに回転可能であるとともに回転軸線に垂直な非円形の断面を有するコイル固定部品を準備することを含んでおり、コイル固定部品の断面が、回転軸線と交差する第１の線分によって表される第１の寸法と、回転軸線と交差しかつ第１の線分とは異なる第２の線分によって表される第１の寸法よりも大きい第２の寸法と、を有しており、固定方法が、第１の線分が回転軸線の端面に垂直な空隙の高さ方向に対して整列されるように、コイル固定部品を空隙に挿入し、次いで、第２の線分が空隙の高さ方向に対して整列されるように、コイル固定部品を回転軸線回りに回転することをさらに含んでおり、回転軸線回りに回転されたコイル固定部品が歯部の端面と単位コイルの内周面を押圧することによって、単位コイルが歯部に対して固定される、固定方法が提供される。

１番目、６番目、及び７番目の発明によれば、コイル固定部品が空隙内で回転されることによって単位コイルが歯部に対して簡易に固定されるので、単位コイルを歯部に対して固定する際の作業性が改善されうる。
２番目の発明によれば、コイル固定部品が弾性的な復元力によって押圧力を発生させるので、単位コイルが歯部に対して安定的に固定されうる。
３番目の発明によれば、コイル固定部品が凹状の切欠き部の周囲で弾性変形しやすくなるので、コイル固定部品が空隙内で容易に回転されうる。
４番目の発明によれば、凹状の切欠き部が原因で、コイル固定部品によって固定された単位コイルが不安定になることが防止されうる。
５番目の発明によれば、固定子の構成部品の個数が減少するので、固定子の製造工程における作業性が改善されうるし、固定子の全体的な製造コストが削減されうる。

本発明の第１の実施形態の固定子を備える電動機を示す斜視図である。 図１の電動機における固定子の一部を拡大して示す斜視図である。 図２の固定子における空隙の近傍を拡大して示す斜視図である。 図３のコイル固定部品の回転軸線に垂直な平面に沿って見たコイル固定部品の断面図である。 他の形状を有するコイル固定部品の断面図である。 さらに他の形状を有するコイル固定部品の断面図である。 単位コイルが固定される前の状態の固定子におけるコイル固定部品の近傍を示す断面図である。 単位コイルが固定された後の状態の固定子におけるコイル固定部品の近傍を示す断面図である。 第１の実施形態の固定子におけるコイル固定部品を用いた単位コイルの固定方法を説明するための斜視図である。 第１の実施形態の固定子におけるコイル固定部品を用いた単位コイルの固定方法を説明するための斜視図である。 本発明の第２の実施形態の固定子における回転前のコイル固定部品の近傍を示す断面図である。 第２の実施形態の固定子における回転途中のコイル固定部品の近傍を示す断面図である。 第２の実施形態の固定子における回転後のコイル固定部品を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態の固定子におけるコイル固定部品を示す斜視図である。 第３の実施形態の固定子における回転後のコイル固定部品の近傍を示す断面図である。 図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿った断面図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の記載は、特許請求の範囲に記載される発明の技術的範囲や用語の意義等を限定するものではない。

先ず、図１〜図８を参照して、本発明の第１の実施形態の固定子を備える電動機について説明する。本実施形態の固定子を備える電動機は、可動子と固定子とが協働して動力を発生させる電動機である。図１は、本実施形態の例示的な固定子３を備える電動機１の斜視図である。図１のように、電動機１は、所定の回転軸線Ｏ回りに回転移動する可動子２と、可動子２を取り囲むように配置される環状の固定子３とを備えている。

図２は、図１に示される固定子３の一部を拡大して示す斜視図である。図１及び図２から分かるように、固定子３は、電磁鋼板を積層して形成した積層鉄心３１を備えており、積層鉄心３１は、可動子２の移動方向、すなわち、回転軸線Ｏ回りの回転方向に沿って延在する環状の継鉄部３１ａと、継鉄部３１ａから可動子２に向かって突出する複数の歯部３１ｂと、を有している。固定子３は、積層鉄心３１の歯部３１ｂの外周を取り囲むように歯部３１ｂに装着される複数の単位コイル３２をさらに備えている。固定子３は、単位コイル３２に電気的に接続されて単位コイル３２に電力を供給する電気ケーブルをさらに備えている（図１５及び図１６を参照）。

本実施形態において、単位コイル３２が積層鉄心３１の歯部３１ｂに装着されると、単位コイル３２と歯部３１ｂとの間に空隙Ｇが形成される。図２の例では、歯部３１ｂの延在方向における両端面と単位コイル３２の内周面との間に空隙Ｇが１つずつ形成されている。なお、歯部３１ｂの延在方向とは、継鉄部３１ａの延在方向及び歯部３１ｂの突出方向の双方に対して垂直な方向であり、図２の矢印Ａ１によって示されている。それら空隙Ｇには、単位コイル３２を歯部３１ｂに対して固定する機能を有するコイル固定部品３３が挿入される。コイル固定部品３３によって、歯部３１ｂに装着された単位コイル３２が歯部３１ｂから脱落することが防止される。

図３は、図２の固定子３における空隙Ｇの近傍を拡大して示す斜視図である。本実施形態の固定子３におけるコイル固定部品３３は、空隙Ｇ内で回転軸線Ｒ回りに回転可能であるとともに、回転軸線Ｒに垂直な断面において非円形の断面形状を有する。ここで、非円形の断面形状とは、真円ではない断面形状を意味する。図３の例によるコイル固定部品３３は、回転軸線Ｒに沿って延在する柱状体であって、回転軸線Ｒに垂直な断面において楕円の断面形状を有している。本実施形態の固定子３におけるコイル固定部品３３の断面形状について、以下にさらに詳細に説明する。

図４は、図３のコイル固定部品３３の回転軸線Ｒに垂直な平面に沿って見たコイル固定部品３３の断面図である。図４のように、コイル固定部品３３の回転軸線Ｒに垂直な断面は、第１の線分Ｌ１によって表される第１の寸法Ｓ１と、第１の線分Ｌ１とは異なる第２の線分Ｌ２によって表される第１の寸法Ｓ１よりも大きい第２の寸法Ｓ２と、を有する（Ｓ２＞Ｓ１）。ここで、第１及び第２の線分Ｌ１，Ｌ２は、いずれも回転軸線Ｒと交差するように回転軸線Ｒに垂直な断面の輪郭線上の２点を結ぶ仮想的な線分であり、第１の線分Ｌ１は、第２の線分Ｌ２よりも短い。コイル固定部品３３が図４のような楕円形状の断面を有する場合、例えば、楕円の中心点Ｐ１を通る軸線が回転軸線Ｒとして特定されうる。この場合、楕円の短軸及び長軸がそれぞれ第１及び第２の線分Ｌ１，Ｌ２として特定されうる。そして、楕円の短径及び長径がそれぞれ第１及び第２の寸法Ｓ１，Ｓ２として特定されうる。

図５及び図６は、他の形状を有するコイル固定部品３３の断面を示す図４と同様の断面図である。図５は、長方形の断面を有するコイル固定部品３３を示している。コイル固定部品３３が図５のような長方形の断面を有する場合、例えば、長方形の中心点Ｐ２を通る軸線が回転軸線Ｒとして特定されうる。この場合、長方形の中心点Ｐ２を通る長方形の短辺と平行な線分が第１の線分Ｌ１として特定され、長方形の中心点Ｐ２を通る長方形の長辺と平行な線分が第２の線分Ｌ２として特定されうる。そして、長方形の短辺が第１の寸法Ｓ１として特定され、長方形の長辺が第２の寸法として特定されうる。

図６は、接線カム形状の断面を有するコイル固定部品３３を示している。ここで、接線カム形状とは、複数の円弧と、それら円弧の共通接線とから構成される形状を意味する。図６に示される接線カム形状は、大小２つの円弧Ｃ１，Ｃ２と、それら円弧Ｃ１，Ｃ２の共通接線Ｔ１，Ｔ２とから構成されている。コイル固定部品３３が図６のような接線カム形状の断面を有する場合、例えば、大径の円弧Ｃ１の中心点Ｐ３を通る軸線が回転軸線Ｒとして特定されうる。この場合、２つの円弧Ｃ１，Ｃ２の中心点Ｐ３，Ｐ４を通る線分に直交しかつ大径の円弧Ｃ１の中心点Ｐ３を通る線分が第１の線分Ｌ１として特定され、２つの円弧Ｃ１，Ｃ２の中心点Ｐ３，Ｐ４を通る線分が第２の線分Ｌ２として特定されうる。そして、２つの円弧Ｃ１，Ｃ２の配列方向に垂直な方向に沿った寸法が第１の寸法Ｓ１として特定され、２つの円弧Ｃ１，Ｃ２の配列方向に沿った寸法が第２の寸法Ｓ２として特定されうる。本実施形態の固定子３におけるコイル固定部品３３は、図４〜図６に示した断面形状の他にも、上述した第１及び第２の寸法Ｓ１，Ｓ２（Ｓ１＜Ｓ２）を有する任意の断面形状を有しうる。

図７及び図８は、図３の固定子３における歯部３１ｂの突出方向に垂直な平面に沿って見たコイル固定部品３３の近傍を示す断面図である。図７は、コイル固定部品３３によって単位コイル３２が歯部３１ｂに対して固定される前の状態を示している。図７のように、コイル固定部品３３は、上述した第１の線分Ｌ１が空隙Ｇの高さ方向に対して整列されるように空隙Ｇに挿入される。ここで、空隙Ｇの高さ方向とは、歯部３１ｂの端面３１ｂ１に垂直な方向であり、図７の矢印Ａ２によって示されている。より具体的に、図７の例において、コイル固定部品３３は、第１の線分Ｌ１が空隙Ｇの高さ方向に対して概ね平行になるように空隙Ｇに挿入されている。なお、コイル固定部品３３が空隙Ｇに挿入される際に、コイル固定部品３３の回転軸線Ｒは、空隙Ｇの高さ方向に対して概ね垂直にされうる（すなわち、歯部３１ｂの端面３１ｂ１に対して概ね平行にされうる）。図７の例において、コイル固定部品３３の回転軸線Ｒは、空隙Ｇの高さ方向（矢印Ａ２の方向）及び幅方向（図７の左右方向）の双方に対して垂直にされている。

図８は、コイル固定部品３３によって単位コイル３２が歯部３１ｂに対して固定された後の状態を示している。図７と図８を対比すると分かるように、空隙Ｇに挿入されたコイル固定部品３３は、上述した第２の線分Ｌ２が空隙Ｇの高さ方向（矢印Ａ２の方向）に対して整列されるように空隙Ｇ内で回転される。より具体的に、図８の例において、コイル固定部品３３は、第２の線分Ｌ２が空隙Ｇの高さ方向に対して概ね平行になるように空隙Ｇ内で回転されている。このときの回転方向が矢印Ａ３によって示されている。このようにしてコイル固定部品３３が回転軸線Ｒ回りに回転されると、コイル固定部品３３が歯部３１ｂの端面３１ｂ１及び単位コイル３２の内周面３２ａの双方に接触するようになる。その結果、コイル固定部品３３が歯部３１ｂ及び単位コイル３２の双方を押圧するので、単位コイル３２が歯部３１ｂに対して固定される。なお、コイル固定部品３３が空隙Ｇ内で回転される際に、コイル固定部品３３の回転軸線Ｒは、空隙Ｇの高さ方向に対して概ね垂直にされた状態に維持されうる（すなわち、歯部３１ｂの端面３１ｂ１に対して概ね平行にされた状態に維持されうる）。図８の例において、コイル固定部品３３の回転軸線Ｒは、空隙Ｇの高さ方向（矢印Ａ２の方向）及び幅方向（図８の左右方向）の双方に対して垂直にされた状態に維持されている。

なお、本実施形態において、或る線分が或る方向に対して「整列」されるとは、当該方向に対する当該線分の傾きがゼロに近づくように、当該線分が方向付けされることを意味する。従って、図７のように空隙Ｇの高さ方向に対して整列された第１の線分Ｌ１は、必ずしも空隙Ｇの高さ方向に対して平行にされる必要はない。同様に、図８のように空隙Ｇの高さ方向に対して整列された第２の線分Ｌ２は、必ずしも空隙Ｇの高さ方向に対して平行にされる必要はない。

以上のように、本実施形態の固定子３におけるコイル固定部品３３は、空隙Ｇ内で回転軸線Ｒ回りに回転されることによって、第１の線分Ｌ１が空隙Ｇの高さ方向に対して整列された第１の位置（図７参照）と、第２の線分Ｌ２が空隙Ｇの高さ方向に対して整列された第２の位置（図８参照）との間を移動可能である。そして、コイル固定部品３３が第１の位置から第２の位置に移動されると、コイル固定部品３３が歯部３１ｂの端面３１ｂ１及び単位コイル３２の内周面３２ａの双方を押圧して単位コイル３２を歯部３１ｂに対して固定するようになる。なお、コイル固定部品３３の回転軸線Ｒは、コイル固定部品３３が空隙Ｇ内で回転されて第１の位置から第２の位置まで移動できるように任意に位置決めされうる。図７及び図８の例において、コイル固定部品３３の回転軸線Ｒは、空隙Ｇの高さ方向（矢印Ａ２の方向）及び幅方向（図７及び図８の左右方向）における中央部に位置決めされている。

本実施形態の固定子３におけるコイル固定部品３３は、弾性変形可能な材料から形成されうる。その場合、コイル固定部品３３は単位コイル３２の内周面３２ａ及び歯部３１ｂの端面３１ｂ１から圧力を受けて弾性変形しながら回転されうる。その結果、回転後のコイル固定部品３３が弾性的な復元力によって歯部３１ｂの端面３１ｂ１及び単位コイル３２の内周面３２ａを押圧するので、単位コイル３２が歯部３１ｂに対して安定的に固定されるようになる。他方、コイル固定部品３３の代わりに、又はコイル固定部品３３に加えて、単位コイル３２が弾性変形可能に形成されていてもよい。或いは、歯部３１ｂの延在方向の両側に位置する２つの空隙Ｇのいずれか一方に、コイル固定部品３３の代わりに、弾性変形可能なスペーサが挿入されてもよい。これらの態様においても、コイル固定部品３３、単位コイル３２、及びスペーサのいずれかが弾性的な復元力を発生させるので、単位コイル３２が歯部３１ｂに対して安定的に固定されるようになる。

続いて、図９及び図１０を参照して、本実施形態の固定子３におけるコイル固定部品３３によって単位コイル３２を固定する固定方法について説明する。図９のように、先ず、単位コイル３２が積層鉄心３１の歯部３１ｂに装着される。その結果、空隙Ｇが歯部３１ｂの延在方向（矢印Ａ１の方向）の両端部に形成される。次いで、コイル固定部品３３が空隙Ｇに挿入される。この際、コイル固定部品３３は、回転軸線Ｒに垂直な断面における第１の線分Ｌ１が空隙Ｇの高さ方向に対して整列されるように、空隙Ｇに挿入される（図７参照）。なお、コイル固定部品３３は、その一端部が空隙Ｇから突出するように空隙Ｇに挿入されうる。この場合、作業者がコイル固定部品３３の突出部位を把持できるので、コイル固定部品３３が空隙Ｇ内で容易に回転されうる。なお、歯部３１ｂの両側に位置する空隙Ｇには、同一のコイル固定部品３３が挿入されてもよいし、形状、寸法、又は材質が異なるコイル固定部品３３が挿入されてもよい。或いは、いずれか一方の空隙Ｇには、コイル固定部品３３の代わりに、可撓性又は剛性を有する任意のスペーサが挿入されてもよい。

図１０のように、次いで、コイル固定部品３３が空隙Ｇ内で回転される。この際、コイル固定部品３３は、回転軸線Ｒに垂直な断面における第２の線分Ｌ２が空隙Ｇの高さ方向に対して整列されるように空隙Ｇ内で回転軸線Ｒ回りに回転される（図８参照）。図１０は、一方の空隙Ｇ内のコイル固定部品３３のみが回転された状態を示している。次いで、他方の空隙Ｇ内のコイル固定部品３３が同様に回転されると、各々のコイル固定部品３３が空隙Ｇ内で単位コイル３２の内周面及び歯部３１ｂの端面の双方に接触するようになる。これにより単位コイル３２が歯部３１ｂに対して固定される。なお、コイル固定部品３３は空隙Ｇ内で任意の手法によって回転されうる。例えば、コイル固定部品３３の一端部における空隙Ｇからの突出部位が作業者によって把持されて、コイル固定部品３３が作業者によって手動で回転されうる。以上のように、本実施形態では、コイル固定部品３３が空隙Ｇ内で回転軸線Ｒ回りに回転されることによって単位コイル３２が歯部３１ｂに対して簡易に固定されるので、単位コイル３２を歯部３１ｂに対して固定する際の作業性が改善される。

次に、図１１〜図１３を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態の固定子は、以下に具体的に説明される部分を除いて、上述した第１の実施形態の固定子と同様の構成を有する。従って、第１の実施形態と同様の構成を有する部分には第１の実施形態と同一の符号を用いることとし、それら同様の構成を有する部分についての詳細な説明は省略する。

図１１〜図１３は、本実施形態の固定子３における歯部３１ｂの突出方向に垂直な平面に沿って見たコイル固定部品３３の近傍を示す断面図である。図１１は、コイル固定部品３３が回転軸線Ｒ回りに回転される前の状態を示しており、図１２は、コイル固定部品３３が回転軸線Ｒ回りに回転される途中の状態を示している。また、図１３は、コイル固定部品３３が回転軸線回りに回転された後の状態を示している。図１１〜図１３のように、本実施形態の固定子３におけるコイル固定部品３３は、回転軸線Ｒに沿って延在するようにコイル固定部品３３の外周面に形成された凹状の切欠き部３３ａを有している。従って、本実施形態の固定子３におけるコイル固定部品３３は、全体としてＣ字状の断面形状を有している。

このような構造によって、コイル固定部品３３が凹状の切欠き部３３ａの周囲において弾性変形しやすくなるので、コイル固定部品３３が空隙Ｇ内で容易に回転されうる。より具体的に、図１２の例では、回転途中のコイル固定部品３３が歯部３１ｂの端面３１ｂ１からの圧縮力を受けて矢印Ａ４の方向に弾性変形しやすくなるので、コイル固定部品３３が空隙Ｇ内で容易に回転されうる。従って、回転途中のコイル固定部品３３が歯部３１ｂの端面３１ｂ１又は単位コイル３２の内周面３２ａに干渉して大きな抵抗力を受ける場合であっても、コイル固定部品３３が凹状の切欠き部３３ａの周囲で弾性変形することによって、コイル固定部品３３が空隙Ｇ内で容易に回転されうる。

本実施形態において、凹状の切欠き部３３ａは、回転後のコイル固定部品３３、すなわち、単位コイル３２を固定している状態のコイル固定部品３３の外周面における歯部３１ｂの端面３１ｂ１又は単位コイル３２の内周面３２ａとの接触面に形成されることが好ましい。図１３の例において、凹状の切欠き部３３ａは、コイル固定部品３３の第２の線分Ｌ２に垂直な側面Ｆ１，Ｆ２のうちの歯部３１ｂの端面３１ｂ１との接触面Ｆ２に形成されている。ただし、本例による凹状の切欠き部３３ａは、コイル固定部品３３の外周面における単位コイル３２の内周面３２ａとの接触面Ｆ１に形成されていてもよい。

他方、凹状の切欠き部３３ａが、コイル固定部品３３の外周面における上記の接触面とは異なる箇所、例えば、第１の線分Ｌ１に垂直な側面Ｆ３又は側面Ｆ４に形成される場合には、回転後のコイル固定部品３３、すなわち、単位コイル３２を固定している状態のコイル固定部品３３が空隙Ｇの高さ方向（図１３の矢印Ａ２の方向）に弾性変形しやすくなるので、コイル固定部品３３から歯部３１ｂ及び単位コイル３２に作用する押圧力が低下しうる。その結果、コイル固定部品３３によって固定された単位コイル３２が不安定になりうる。

以上のような理由により、凹状の切欠き部３３ａは、回転後のコイル固定部品３３、すなわち、単位コイル３２を固定している状態のコイル固定部品３３の外周面における歯部３１ｂの端面３１ｂ１又は単位コイル３２の内周面３２ａとの接触面に形成されることが好ましい。これにより、凹状の切欠き部３３ａが原因で、コイル固定部品３３によって固定されている単位コイル３２が不安定になることを防止できる。

なお、コイル固定部品３３が図１１〜図１３のような矩形状の断面を有する場合、コイル固定部品３３は、回転軸線Ｒに沿って延在するように形成された面取り部３３ｂを有することが好ましい。このような面取り部３３ｂによって、コイル固定部品３３が空隙Ｇ内で回転するときの摩擦抵抗が減少するので、コイル固定部品３３が空隙Ｇ内で容易に回転されうる。

本実施形態の固定子３における単位コイル３２の固定方法は、前述した第１の実施形態の固定子３における単位コイル３２の固定方法と同様である。ただし、本実施形態では、コイル固定部品３３が凹状の切欠き部３３ａの周囲において弾性変形しやすくなるので、コイル固定部品３３が空隙Ｇ内で容易に回転されうる。

次に、図１４〜図１６を参照して、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態の固定子は、以下に具体的に説明される部分を除いて、上述した第１の実施形態の固定子と同様の構成を有する。従って、第１の実施形態と同様の構成を有する部分には第１の実施形態と同一の符号を用いることとし、それら同様の構成を有する部分についての詳細な説明は省略する。

図１４は、本実施形態の固定子３におけるコイル固定部品３３を示す斜視図である。図１４のように、本実施形態では、前述の電気ケーブルを支持するケーブル支持部品３４が、コイル固定部品３３に連結されている。より具体的に、図１４の例では、回転軸線Ｒに沿って延在するコイル固定部品３３とコイル固定部品３３に対して概ね平行に延在するケーブル支持部品３４が、両部品に対して概ね垂直に延在する連結部品３５によって相互に連結されている。このように、本実施形態では、コイル固定部品３３に対してケーブル支持部品３４と連結部品３５が付加された単一の部品が形成される。例えば、コイル固定部品３３、ケーブル支持部品３４、及び連結部品３５は一体成形品として形成されうる。

図１５は、本実施形態の固定子３における歯部３１ｂの突出方向に垂直な平面に沿って見たコイル固定部品３３の近傍を示す断面図であり、前述した図８と同様に、コイル固定部品３３が空隙Ｇ内で回転軸線Ｒ回りに回転された後の状態を示している。また、図１６は、図１５中のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿った断面図である。図１５及び図１６から分かるように、本実施形態では、コイル固定部品３３が空隙Ｇ内で回転軸線Ｒ回りに回転されて、単位コイル３２が歯部３１ｂに対して固定されるときに、電気ケーブル３６を収納する収納空間Ｈがケーブル支持部品３４と単位コイル３２の外周面３２ｂとの間に形成される。従って、本実施形態によると、単位コイル３２を歯部３１ｂに対して固定することと、電気ケーブル３６を単位コイル３２に対して支持することの両方を、単一の部品によって達成できるようになる。その結果、固定子３の構成部品の個数が減少するので、固定子３の製造工程における作業性が改善されうるし、固定子３の全体的な製造コストが削減されうる。

本実施形態の固定子３における単位コイル３２の固定方法は、前述した第１の実施形態の固定子３における単位コイル３２の固定方法と同様である。ただし、本実施形態の固定方法では、コイル固定部品３３が空隙Ｇ内で回転軸線Ｒ回りに回転されて、単位コイル３２が歯部３１ｂに対して固定された後に、電気ケーブル３６がケーブル支持部品３４及び単位コイル３２の外周面３２ｂとの間の収納空間Ｈに収納される。これにより、固定子３において単位コイル３２を固定することと、固定子３において電気ケーブル３６を支持することの両方を、コイル固定部品３３とケーブル支持部品３４を有する単一の部品によって達成できるようになる。

本発明は、上記の実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で種々改変されうる。例えば、上記の実施形態では、環状の固定子に内側に配置された可動子が回転運動を行う回転式の電動機を例示したものの、本発明の固定子を備える電動機は、直線状に延在する固定子に沿って可動子が直線運動を行うリニアモータであってもよい。また、上述した各部の寸法、形状、材質等は一例にすぎず、本発明の効果を達成するために多様な寸法、形状、材質等が採用されうる。

１ 電動機
２ 可動子
３ 固定子
３１ 積層鉄心
３１ａ 継鉄部
３１ｂ 歯部
３１ｂ１ 端面
３２ 単位コイル
３２ａ 内周面
３２ｂ 外周面
３３ コイル固定部品
３３ａ 切欠き部
３３ｂ 面取り部
３４ ケーブル支持部品
３５ 連結部品
３６ 電気ケーブル
Ｃ１ 円弧
Ｃ２ 円弧
Ｆ１ 側面（接触面）
Ｆ２ 側面（接触面）
Ｆ３ 側面
Ｆ４ 側面
Ｇ 空隙
Ｈ 収納空間
Ｌ１ 第１の線分
Ｌ２ 第２の線分
Ｐ１ 中心点
Ｐ２ 中心点
Ｐ３ 中心点
Ｐ４ 中心点
Ｒ 回転軸線
Ｓ１ 第１の寸法
Ｓ２ 第２の寸法
Ｔ１ 共通接線
Ｔ２ 共通接線

Claims (7)

1. 電動機の固定子であって、歯部と、前記歯部の外周面を取り囲むように前記歯部に装着される単位コイルと、前記歯部の外周面における端面と前記単位コイルの内周面との間の空隙内に配置されるコイル固定部品と、を備えており、
   前記コイル固定部品は、前記空隙内で回転軸線回りに回転可能であるとともに前記回転軸線に垂直な非円形の断面を有しており、
   前記コイル固定部品の前記断面は、前記回転軸線と交差する第１の線分によって表される第１の寸法と、前記回転軸線と交差しかつ前記第１の線分とは異なる第２の線分によって表される前記第１の寸法よりも大きい第２の寸法と、を有しており、
   前記コイル固定部品は、前記回転軸線回りに回転されることによって、前記第１の線分が前記歯部の前記端面に垂直な前記空隙の高さ方向に対して整列された第１の位置と、前記第２の線分が前記空隙の高さ方向に対して整列された第２の位置との間を移動可能であり、
   前記コイル固定部品が、前記第２の位置において前記歯部の前記端面と前記単位コイルの前記内周面を押圧することによって、前記単位コイルが前記歯部に対して固定される、電動機の固定子。
2. 前記コイル固定部品は、弾性的な復元力によって前記歯部の前記端面と前記単位コイルの前記内周面を押圧する、請求項１に記載の電動機の固定子。
3. 前記コイル固定部品は、前記回転軸線と平行に延在するように形成された凹状の切欠き部をさらに有する、請求項１または２に記載の電動機の固定子。
4. 前記凹状の切欠き部は、前記コイル固定部品における前記歯部の端面又は前記単位コイルの内周面との接触面に形成される、請求項３に記載の電動機の固定子。
5. 前記固定子は、前記単位コイルに電力を供給するケーブルをさらに備えており、
   前記単位コイルの外周面に沿って延在して前記ケーブルを支持するケーブル支持部品が、前記コイル固定部品に連結されており、前記ケーブルを収納する空間が、前記ケーブル支持部品と前記単位コイルの外周面との間に形成される、請求項１〜４のいずれか１つに記載の電動機の固定子。
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載の固定子を備える電動機。
7. 電動機の固定子において単位コイルを固定する固定方法であって、
   前記固定子は、歯部と、前記歯部の外周面を取り囲むように前記歯部に装着される単位コイルと、を備えており、
   前記歯部の外周面における端面と前記単位コイルの内周面との間に空隙が形成されており、
   前記固定方法は、
   前記空隙内で回転軸線回りに回転可能であるとともに前記回転軸線に垂直な非円形の断面を有するコイル固定部品を準備することを含んでおり、
   前記コイル固定部品の前記断面は、前記回転軸線と交差する第１の線分によって表される第１の寸法と、前記回転軸線と交差しかつ前記第１の線分とは異なる第２の線分によって表される前記第１の寸法よりも大きい第２の寸法と、を有しており、
   前記固定方法は、
   前記第１の線分が前記回転軸線の前記端面に垂直な前記空隙の高さ方向に対して整列されるように、前記コイル固定部品を前記空隙に挿入し、次いで、前記第２の線分が前記空隙の高さ方向に対して整列されるように、前記コイル固定部品を前記回転軸線回りに回転することをさらに含んでおり、
   前記回転軸線回りに回転された前記コイル固定部品が前記歯部の前記端面と前記単位コイルの前記内周面の双方を押圧することによって、前記単位コイルが前記歯部に対して固定される、固定方法。

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