JP2015109783A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】安価で分割コアの軸方向ずれを抑制し、分割コアの軸ずれによる特性低下を回避するとともに、分割コアの円環組立て性を向上できるボビン構造を提供する。【解決手段】環状形状の固定子コアと、前記固定子コアを構成する複数の分割コアと複数のボビンにおいて、前記ボビンは、軸方向端部に壁部を有し、少なくとも２個以上の前記壁部には、前記ボビン同士が、軸方向にラップする段部を有し、前記段部は、前記分割コアもしくは、前記ボビンの軸方向へのずれを抑制することを特徴とするボビン。【選択図】図２

Description

本発明は、回転電機のボビンに関するものである。

本技術分野の背景技術とし、特許文献１がある。この公報には、分割コアの突合せ面の嵌合部が軸方向に同一形状で形成したものが開示されている。また、特許文献２がある。この公報には、分割コアの突合せ面が軸方向に対して凹凸部を左右交互に嵌合できるようにしたものが開示されている。

特開平８‐２０５４３４号公報 特開平２００８-１１３５２９号公報

特許文献１では、分割コアの円周方向のずれは規制できるが、軸方向のずれまでは規制できない。ずれを規制するためには、分割部を溶接してコアを一体化する。または、治具で保持しながら組み立てるなど、コストが掛かる。特に、８極９スロット、１０極１２スロット等の連続巻線で構成される構造では、巻線後にコイルの剛性力が軸方向に発生し、円環組立て時の作業性の低下や、分割コアの軸方向ずれによる磁気的なアンバランスが生じ特性低下につながる為、ずれ防止の対策が必要となる場合が多い。

特許文献２では、分割コアの軸方向のずれも規制は可能だが、凹凸部を左右交互に嵌合する為の金型、製作費用が高額になる。技術力の観点からも、製作できる企業に限りが出る可能性がある。

また、特許文献１、２ともに突合せ面の嵌合部が平面ではない為、公差のばらつきによりエアギャップが発生し、特性低下が考えられる。

そこで、本発明は、安価で分割コアの軸方向ずれを抑制し、分割コアの軸ずれによる特性低下を回避するとともに、分割コアの円環組立て性を向上できるボビン構造を提供する。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、環状形状の固定子コアと、前記固定子コアを構成する複数の分割コアと複数のボビンにおいて、前記ボビンは、軸方向端部に壁部を有し、少なくとも２個以上の前記壁部には、前記ボビン同士が、軸方向にラップする段部を有し、前記段部は、前記分割コアもしくは、前記ボビンの軸方向へのずれを抑制することを特徴とする。

本発明によれば、安価で分割コアの軸方向ずれを抑制し、分割コアの軸ずれによる特性低下を回避するとともに、分割コアの円環組立て性を向上できるボビン構造を提供する。

本発明の実施例の回転電機断面図 ボビン単品外観図 ボビン装着外観図 １２スロット固定子コア外観図 段部詳細図とラップ部詳細図（その１） 段部詳細図とラップ部詳細図（その２） 段部詳細図とラップ部詳細図（その３） 段部詳細図とラップ部詳細図（その４） 段部詳細図とラップ部詳細図（その５） 段部詳細図とラップ部詳細図（その６） 連続巻線時のラップ部詳細図

以下、図１〜図１１を用いて実施例を説明する。

まず、本発明の一例としての回転電機の概略構成について述べる。図１は、回転電機１００の断面図である。回転電機１００は、有底の円筒形状をしているハウジング１４の内周に固定子１０１が焼嵌め等で固定され、固定子１０１の内径側には、空隙を介して、回転子１０２で構成されている。

回転子１０２は、シャフト１とシャフト１に焼嵌め等で固定されたヨーク２を備えている。また、ヨーク２の外周面には、磁石３と、磁石３の軸方向の位置決めをする端板４と、磁石３を外部からの衝撃から保護する為の円筒状の保護カバー５から構成されている。

固定子１０１は、プレスで打ち抜かれた磁性鋼板の薄板を複数枚積層した分割コア６ａを複数個円環状に組み合わせた固定子コア６を備えている。各分割コア６ａには、巻線コイル８が巻回されている。分割コア６ａと巻線コイル８の間には、ナイロン等の樹脂で成形され、分割コア６ａと巻線コイル８とを絶縁しているボビン７が被覆されている。また、巻線コイル８の上には、巻線コイル８の巻き始めと巻き終りを使って配線している渡り線９が成形されている。

端子台１０には、巻線コイル８を外部の電源に接続するための複数の端子１１とナット１２が組み込まれており、ボビン７の上に装着されている。また、渡り線９は、ヒュージング等により、端子１１と電気的に接続されている。

回転子１０２のシャフト１は、二つのベアリング１３の内輪側に圧入固定され、回転可能に支持されている。ベアリング１３の外輪は、ハウジング１４とカバー１５のベアリング箱１６にそれぞれ収納されている。

次に、本発明の実施例について図２〜図１１を用いて具体的に説明する。

図２は、ボビン７の単品外観図で、図３は、分割コア６ａにボビン７を装着し、巻線コイル８を巻回した図である。ボビン７は、分割コア６ａのティース部を被覆するティース被覆部１７と、巻線コイル８を巻回するコイル巻回部１８と、巻回された巻線コイル８が、ボビン７の内外径に飛び出さないように壁部１９を備えている。ボビン７は、分割コア６ａの両端から装着される。もしくは、分割コア６ａと一体成形でもよい。また、分割コア６ａの両端から装着されるボビン７のうち、片方は、外径側の壁部１９ａに、ボビン７同士がラップするように段部２０が形成されている。但し、両方のボビン７に段部２０が形成されていてもよい。

図４は、一例として、１２スロット分の分割コア６ａを円環状にした外観図である。ボビン７同士の段部２０がラップしているラップ部２１は、分割面２２の軸方向ずれを抑制する効果がある。本実施例にすることで、分割コア６ａの軸方向ずれを抑制し、分割コア６ａの軸ずれによる特性低下を回避するとともに、分割コア６ａの円環組立て性向上などを、安価なボビン７で提供することできる。

また、同時にボビン７の軸方向ずれも抑制し、ボビン７の上に端子台１０等を装着する構造においては、端子台１０の設置面の高さのばらつきを最少にすることができ、端子台の着座安定性を向上させることが可能となり、品質を安定させることができる。

図５は、段部詳細図とラップ部詳細図（その１）である。外径側の壁部１９ａの段部２０は、左右に第１の段部２０ａと第２の段部２０ｂで構成され、階段状の形状をしている。第１の段部２０ａと第２の段部２０ｂは、凹凸が軸方向反対で、ボビン７同士を組み合わせると、互いの段部２０がラップし、ラップ部２１を形成する。また、階段は２段以上でも構成可能である。

図６は、段部詳細図とラップ部詳細図(その２)である。外径側の壁部１９ａの段部２０は、左右に第１の段部２０ａと第２の段部２０ｂで構成され、凹凸形状をしている。第１の段部２０ａと第２の段部２０ｂは、凹凸が左右反対で、ボビン７同士を組み合わせると、互いの段部２０がラップし、ラップ部２１を形成する。また、凹凸は何箇所でも構成可能である。

図７は、段部詳細図とラップ部詳細図(その３)である。ボビン７は、第１のボビン７ａと第２のボビン７ｂで構成される。第１のボビン７ａの外径側の壁部１９ａの左右には、第１の段部２０ａが、第２のボビン７ｂの外径側の壁部１９ａの左右には、第２の段部７ｂが形成され、階段状の形状をしている。第１の段部２０ａと第２の段部２０ｂは、凹凸が軸方向反対で、第１のボビン７ａと第２のボビン７ｂを組み合わせると、互いの第１の段部２０ａと第２の段部２０ｂがラップし、ラップ部２１を形成する。また、階段は２段以上でも構成可能である。

図８は、段部詳細図とラップ部詳細図(その４)である。ボビン７は、第１のボビン７ａと第２のボビン７ｂで構成される。第１のボビン７ａの外径側の壁部１９ａの左右には、第１の段部２０ａが、第２のボビン７ｂの外径側の壁部１９ａの左右には、第２の段部２０ｂが形成され、凹凸形状をしている。第１の段部２０ａと第２の段部２０ｂは、凹凸が左右反対で、第１のボビン７ａと第２のボビン７ｂを組み合わせると、互いの第１の段部２０ａと第２の段部２０ｂがラップし、ラップ部２１を形成する。また、凹凸は、２箇所以上でも構成可能である。

図９は、段部詳細図とラップ部詳細図(その５)である。ボビン７は、第１のボビン７ａと第２のボビン７ｂで構成される。第１のボビン７ａの外径側の壁部１９ａの左右片側には、第１の段部２０ａが、第２のボビン７ｂの外径側の壁部１９ａには、第１の段部２０ａと左右逆方向に、第２の段部２０ｂが形成され、階段状の形状をしている。第１の段部２０ａと第２の段部２０ｂは、凹凸が反対で、第１のボビン７ａと第２のボビン７ｂを組み合わせると、互いの第１の段部２０ａと第２の段部２０ｂがラップし、ラップ部２１を形成する。また、階段は２段以上でも構成可能である。

図１０は、段部詳細図とラップ部詳細図(その６)である。ボビン７は、第１のボビン７ａと第２のボビン７ｂで構成される。第１のボビン７ａの外径側の壁部１９ａの左右片側には、第１の段部２０ａが、第２のボビン７ｂの外径側の壁部１９ａには、第１の段部２０ａと左右逆方向に、第２の段部２０ｂが形成され、凹凸形状をしている。第１の段部２０ａと第２の段部２０ｂは、凹凸が反対で、第１のボビン７ａと第２のボビン７ｂを組み合わせると、互いの第１の段部２０ａと第２の段部２０ｂがラップし、ラップ部２１を形成する。また、凹凸は、２箇所以上でも構成可能である。

図１１は、連続巻線時のラップ部詳細図である。一例として、１０極１２スロットを挙げる。１０極１２スロットの巻線は、２個の分割コア６ａに巻線コイル８を連続して巻回する巻線方法がある。この場合、互いの分割コア６ａには、コイルの剛性力２３が軸方向に発生する。

ボビン７の第１の段部２０ａと第２の段部２０ｂは、コイルの剛性力２３を受ける方向に凹凸が形成され、軸方向ずれを抑制している。

また、８極９スロットのように３個分の分割コア６ａを連続で巻回する場合も構成可能である。

１００・・回転電機
１０１・・固定子
１０２・・回転子
１・・シャフト
２・・ヨーク
３・・磁石
４・・端板
５・・保護カバー
６・・固定子コア
６ａ・・分割コア
７・・ボビン
７ａ・・第１のボビン
７ｂ・・第２のボビン
８・・巻線コイル
９・・渡り線
１０・・端子台
１１・・端子
１２・・ナット
１３・・ベアリング
１４・・ハウジング
１５・・カバー
１６・・ベアリング箱
１７・・ティース被覆部
１８・・コイル巻回部
１９・・壁部
１９ａ・・外径側の壁部
２０・・段部
２０ａ・・第１の段部
２０ｂ・・第２の段部
２１・・ラップ部
２２・・分割面
２３・・コイルの剛性力

Claims (8)

1. 環状形状の固定子コアと、前記固定子コアを構成する複数の分割コアと複数のボビンにおいて、前記ボビンは、軸方向端部に壁部を有し、少なくとも２個以上の前記壁部には、前記ボビン同士が、軸方向にラップする段部を有し、前記段部は、前記分割コアもしくは、前記ボビンの軸方向へのずれを抑制することを特徴とするボビン。
2. 請求項１に記載のボビンにおいて、
   前記壁部は、１個以上の段差からなる第１の段部と第２の段部を有し、前記第１の段部と第２の段部は、軸方向に互いにラップし、前記分割コアもしくは、前記ボビンの軸方向へのずれを抑制することを特徴とするボビン。
3. 請求項２に記載のボビンにおいて、
   前記第１の段部と前記第２の段部は、１段以上からなる階段状に形成され、前記第１の段部と第２の段部は、軸方向に互いにラップし、前記分割コアもしくは、前記ボビンの軸方向へのずれを抑制することを特徴とするボビン。
4. 請求項２に記載のボビンにおいて、
   前記第１の段部と前記第２の段部は、１個以上からなる凹凸形状に形成され、前記第１の段部と第２の段部は、互いに軸方向にラップし、前記分割コアもしくは、前記ボビンの軸方向へのずれを抑制することを特徴とするボビン。
5. 請求項１に記載のボビンにおいて、
   前記壁部の前記段部は、１個以上の段差からなる第１の段部を有する第１のボビンと第２の段部を有する第２のボビンから構成され、前記第１のボビンの前記第１の段部と前記第２のボビンの第２の段部は、軸方向に互いにラップし、前記分割コアもしくは、前記ボビンの軸方向へのずれを抑制することを特徴とするボビン。
6. 請求項５に記載のボビンにおいて、
   前記第１のボビンの第１の段部と前記第２のボビンの第２の段部は、１段以上からなる階段状に形成され、記第１の段部と第２の段部は、軸方向に互いにラップし、前記分割コアもしくは、前記ボビンの軸方向へのずれを抑制することを特徴とするボビン。
7. 請求項５に記載のボビンにおいて、
   前記第１のボビンの第１の段部と前記第２のボビンの第２の段部は、１個以上からなる凹凸形状に形成され、前記第１の段部と第２の段部は、軸方向に互いにラップし、前記分割コアもしくは、前記ボビンの軸方向へのずれを抑制することを特徴とするボビン。
8. 請求項２または、請求項５に記載のボビンにおいて、
   前記ボビンに巻回されたコイルと、前記コイルが複数の前記ボビンに連続して巻回されたときに発生するコイルの剛性力と、前記第１の段部と前記第２の段部は、前記コイルの剛性力を受ける方向に段部が形成され、前記第１の段部と第２の段部は、軸方向に互いにラップし、前記分割コアもしくは、前記ボビンの軸方向へのずれを抑制することを特徴とするボビン。