JP2016201957A - モータステータコイルの整列巻線用絶縁キャップ構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、分割コアの絶縁キャップの外周に、断面円形状をなすコイルを整列巻きとし、モータのトルクアップ等の向上を実現することである。【解決手段】本発明によるモータステータコイルの整列巻線用絶縁キャップ構造は、分割コア(2)に設けられた絶縁キャップ(30)の外周にコイル(5)を巻回させる場合、前記絶縁キャップ(30)の外側位置(3,4)に形成した断面半円状をなすコイル位置決め用溝(75)にコイル(5)を巻回させ、前記絶縁キャップ(30)の第１立上げ壁(70)に形成されたコイル案内用溝(72)を介してコイル(5)の巻き始めコイル(5a)を案内させて巻回することにより、整列巻きを達成する構成である。【選択図】図６
Description
本発明は、モータステータコイルの整列巻線用絶縁キャップ構造に関し、特に、輪状ステータコアの分割コアに設けた絶縁キャップの外周側に形成した断面半円状をなす複数のコイル位置決め用溝を介してコイルの整列巻きを行うための新規な改良に関する。
従来、用いられていたこの種のモータステータコイルの絶縁キャップ構造としては、文献名は示していないが、図８で示される従来構成を開示することができる。
すなわち、図８において符号１,１Ａで示されるものは、図３で示される分割コア２の軸方向Ａに沿って両方向から装着される第１、第２絶縁キャップ部であり、前記各絶縁キャップ部１,１Ａは、接続部１０で互いに当接し、その各空洞部１ａ，１Ａａ内に前記分割コア２を収容している。
すなわち、図８において符号１,１Ａで示されるものは、図３で示される分割コア２の軸方向Ａに沿って両方向から装着される第１、第２絶縁キャップ部であり、前記各絶縁キャップ部１,１Ａは、接続部１０で互いに当接し、その各空洞部１ａ，１Ａａ内に前記分割コア２を収容している。
図８における前記各絶縁キャップ部１,１Ａは、その外側位置３,４に断面円形をなすコイル５が予め設定された巻数で巻回されていたが、前記外側位置３,４が凹凸の内面のみであるため、前記コイル５の位置の収まりが悪く、整列巻きが極めて困難であった。
また、図９及び図１０で示される従来構成は、特許文献１に示される構成であり、前記分割コア２の外側ヨーク１２と内側ティース１２ａとの間には、前記第１、第２絶縁キャップ部１,１Ａが装着されていると共に、前記接続部１０を介して互いに当接している。
前記各絶縁キャップ部１,１Ａの各外側位置３には、図１０で示される鋸歯形状の凹凸面２１ｃが形成されると共に、各絶縁キャップ部１,１Ａの一側にはリブ部２２,２３が形成されている。
前記第１リブ部２２の一部には、コイル案内溝２５が形成されており、このコイル案内溝２５を介して図８に示すコイル５の巻き始めが行われるように構成されている。
前記第１リブ部２２の一部には、コイル案内溝２５が形成されており、このコイル案内溝２５を介して図８に示すコイル５の巻き始めが行われるように構成されている。
従来のモータステータコイルの絶縁キャップ部構造は、以上のように構成されているため、次のような課題が存在していた。
すなわち、各絶縁キャップ部の外側位置に形成された鋸歯形状の凹凸面が設けられているため、特許文献１の図２に示されるような断面長方形をなす「うどん」のような形状のコイルであれば、整列巻きが可能と思われるが、断面円形状をなすコイルに適用することは困難であった。
すなわち、各絶縁キャップ部の外側位置に形成された鋸歯形状の凹凸面が設けられているため、特許文献１の図２に示されるような断面長方形をなす「うどん」のような形状のコイルであれば、整列巻きが可能と思われるが、断面円形状をなすコイルに適用することは困難であった。
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、輪状ステータコアの分割コアの絶縁キャップの外周側に形成した断面円弧状をなす複数のコイル位置決め用溝を介してコイルの整列巻きを行うようにしたモータステータコイルの整列巻線用絶縁キャップ構造を提供することを目的とする。
本発明によるモータステータコイルの整列巻線用絶縁キャップ構造は、軸方向に厚さを有する輪状ステータコアを構成するため外側ヨークと内側ティースを一体に有する複数の分割コアと、前記各分割コアの前記外側ヨークと内側ティース間に設けられた絶縁キャップと、前記絶縁キャップを構成するため前記軸方向において二分された第１絶縁キャップ部及び第２絶縁キャップ部と、前記各絶縁キャップ部の前記軸方向における外側位置に一体形成され前記外側ヨークに隣接する第１立ち上げ壁と、前記外側位置に形成され前記内側ティースに隣接する第２立上げ壁と、前記外側位置で前記第１立上げ壁と前記第２立上げ壁との間に形成され断面半円状をなす複数のコイル位置決め用溝と、前記第１立上げ壁の内面に形成され前記コイル位置決め用溝に連通するコイル案内用溝と、からなり、前記コイル案内用溝に案内され断面円形をなすコイルの巻き始めコイルは、前記コイル案内用溝から挿入された後に前記コイル位置決め用溝に巻き付けられて整列巻きを形成するようにした構成であり、また、前記コイル位置決め用溝は、前記コイルのコイル線径と同じＲを有するＲ上溝からなる構成であり、また、前記コイル案内用溝の溝角度は前記軸方向の軸線に対して３０度以下であり、前記コイル案内用溝に挿入される前記コイルの巻き始めコイルの巻き始め角は、前記軸線に対して３０度以下である構成である。
本発明によるモータステータコイルの整列巻線用絶縁キャップ構造は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、軸方向に厚さを有する輪状ステータコアを構成するため外側ヨークと内側ティースを一体に有する複数の分割コアと、前記各分割コアの前記外側ヨークと内側ティース間に設けられた絶縁キャップと、前記絶縁キャップを構成するため前記軸方向において二分された第１絶縁キャップ部及び第２絶縁キャップ部と、前記各絶縁キャップ部の前記軸方向における外側位置に一体形成され前記外側ヨークに隣接する第１立ち上げ壁と、前記外側位置に形成され前記内側ティースに隣接する第２立上げ壁と、前記外側位置で前記第１立上げ壁と前記第２立上げ壁との間に形成され断面半円状をなす複数のコイル位置決め用溝と、前記第１立上げ壁の内面に形成され前記コイル位置決め用溝に連通するコイル案内用溝と、からなり、前記コイル案内用溝に案内され断面円形をなすコイルの巻き始めコイルは、前記コイル案内用溝から挿入された後に前記コイル位置決め用溝に巻き付けられて整列巻きを形成するように構成したことにより、コイルの整列巻きができ、コイルの占積率が向上し、モータの性能向上となる。整列巻き形が安定し、振動等の外乱に強いモータとなる。また、安定した整列巻きができることにより、各コイル形状のバラツキが少なく、モータ性能のバラツキの低減が可能となる。
また、前記コイル位置決め用溝は、前記コイルのコイル線径と同じＲを有するＲ上溝からなることにより、コイルの収まりがよく、整列巻きを極めて容易に行うことができる。
また、前記コイル案内用溝の溝角度は前記軸方向の軸線に対して３０度以下であり、前記コイル案内用溝に挿入される前記コイルの巻き始めコイルの巻き始め角は、前記軸線に対して３０度以下であることにより、巻線機のニードルによるコイルの巻き始めが容易でかつ巻き始めの次の２ターン目の巻回が極めて容易となる。
すなわち、軸方向に厚さを有する輪状ステータコアを構成するため外側ヨークと内側ティースを一体に有する複数の分割コアと、前記各分割コアの前記外側ヨークと内側ティース間に設けられた絶縁キャップと、前記絶縁キャップを構成するため前記軸方向において二分された第１絶縁キャップ部及び第２絶縁キャップ部と、前記各絶縁キャップ部の前記軸方向における外側位置に一体形成され前記外側ヨークに隣接する第１立ち上げ壁と、前記外側位置に形成され前記内側ティースに隣接する第２立上げ壁と、前記外側位置で前記第１立上げ壁と前記第２立上げ壁との間に形成され断面半円状をなす複数のコイル位置決め用溝と、前記第１立上げ壁の内面に形成され前記コイル位置決め用溝に連通するコイル案内用溝と、からなり、前記コイル案内用溝に案内され断面円形をなすコイルの巻き始めコイルは、前記コイル案内用溝から挿入された後に前記コイル位置決め用溝に巻き付けられて整列巻きを形成するように構成したことにより、コイルの整列巻きができ、コイルの占積率が向上し、モータの性能向上となる。整列巻き形が安定し、振動等の外乱に強いモータとなる。また、安定した整列巻きができることにより、各コイル形状のバラツキが少なく、モータ性能のバラツキの低減が可能となる。
また、前記コイル位置決め用溝は、前記コイルのコイル線径と同じＲを有するＲ上溝からなることにより、コイルの収まりがよく、整列巻きを極めて容易に行うことができる。
また、前記コイル案内用溝の溝角度は前記軸方向の軸線に対して３０度以下であり、前記コイル案内用溝に挿入される前記コイルの巻き始めコイルの巻き始め角は、前記軸線に対して３０度以下であることにより、巻線機のニードルによるコイルの巻き始めが容易でかつ巻き始めの次の２ターン目の巻回が極めて容易となる。
本発明によるモータステータコイルの整列巻線用絶縁キャップ構造は、輪状ステータコアの分割コアの絶縁キャップの外周側に形成した断面円弧状をなす複数のコイル位置決め用溝を介してコイルの整列巻きを行うことである。
以下、図面と共に本発明によるモータステータコイルの整列巻線用絶縁キャップ構造の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を用いて説明する。
図１において、符号５０で示されるものは、複数の分割コア２を輪状に接続して形成した電磁鋼板よりなる輪状ステータコアであり、前記各分割コア２は内方に向けて突出する磁極６０（図２）を有すると共に、この磁極６０の内端に内側ティース１２ａを一体に有している。
尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を用いて説明する。
図１において、符号５０で示されるものは、複数の分割コア２を輪状に接続して形成した電磁鋼板よりなる輪状ステータコアであり、前記各分割コア２は内方に向けて突出する磁極６０（図２）を有すると共に、この磁極６０の内端に内側ティース１２ａを一体に有している。
前記各分割コア２の前記磁極６０の外側には、図２及び図３で示されるように、第１、第２絶縁キャップ部１,１Ａからなる絶縁キャップ３０が軸方向Ａに沿って嵌め込み式に設けられている。
前記磁極６０は、前記各絶縁キャップ部１，１Ａによって覆われていると共に、図３の接続部４０で示されるように、互いに前記接続部４０で当接している。
前記磁極６０は、前記各絶縁キャップ部１，１Ａによって覆われていると共に、図３の接続部４０で示されるように、互いに前記接続部４０で当接している。
前記分割コア２は、その磁極６０が前記絶縁キャップ３０で覆われているため、その外側に外側ヨーク１２が形成されると共に、その内側に内側ティース１２ａが形成されている。
前記第１絶縁キャップ部１の前記外側ヨーク１２側には、第１立上げ壁７０が軸方向Ａに沿って立設され、前記内側ティース１２ａ側には、前記第１立上げ壁７０と同様の形状をなす第２立上げ壁７１が形成されている。
図４は、前述の絶縁キャップ３０の外周に、断面形状のコイル５を巻回した後の分割コア２を示しており、前記分割コア２を１２個円形状に接続すると、図１の前記輪状ステータコア５０を構成することができる。
前記第１絶縁キャップ部１の前記外側ヨーク１２側には、第１立上げ壁７０が軸方向Ａに沿って立設され、前記内側ティース１２ａ側には、前記第１立上げ壁７０と同様の形状をなす第２立上げ壁７１が形成されている。
図４は、前述の絶縁キャップ３０の外周に、断面形状のコイル５を巻回した後の分割コア２を示しており、前記分割コア２を１２個円形状に接続すると、図１の前記輪状ステータコア５０を構成することができる。
前記第１、第２絶縁キャップ部１，１Ａのうち、一方の第１絶縁キャップ部１の前記第１立上げ壁７０の内面７０ａには、前記コイル５を巻回する時の巻き始めコイル５ａを案内するためのコイル案内用溝７２が形成され、このコイル案内用溝７２の溝角度θは、前記軸方向Ａの軸線Ａ１に対して３０度以下となるように構成されている。
前記第１、第２絶縁キャップ部１,１Ａの外側位置３,４には、図５で示されるように、前記軸方向Ａに対して直交する方向に沿って複数のコイル位置決め用溝７５が接続して繰り返し形成されている。
前記各コイル位置決め用溝７５は、断面でみて、前記コイル５のコイル線径と同じＲを有するＲ上溝７５ａで構成されており、前記コイル５のコイル線径の半分、すなわち、半球分が前記コイル位置決め用溝７５内に嵌入する状態で位置決めされるように構成されている。
尚、前記第２絶縁キャップ部１Ａの外側位置４にも前述と同様のコイル位置決め用溝７５が形成されているが、図示を省略している。
前記各コイル位置決め用溝７５は、断面でみて、前記コイル５のコイル線径と同じＲを有するＲ上溝７５ａで構成されており、前記コイル５のコイル線径の半分、すなわち、半球分が前記コイル位置決め用溝７５内に嵌入する状態で位置決めされるように構成されている。
尚、前記第２絶縁キャップ部１Ａの外側位置４にも前述と同様のコイル位置決め用溝７５が形成されているが、図示を省略している。
次に、前述の構成において、前記絶縁キャップ３０に対してコイル５を巻回する場合、図示しない巻線機のニードルによって巻き始めコイル５ａが（１ターン目）が前述の溝角度θの３０度以下の角度で前記コイル案内用溝７２内に挿入された後に前記絶縁キャップ３０の外周に巻回され、この場合、巻き始めコイル５ａが前記コイル案内用溝７２内に位置しているため、この巻き始めコイル５ａが邪魔になることもなく、２ターン目始め５ｂが１ターン目と干渉することなく、所定のコイル位置決め用溝７５内に巻回することができる。
図６で示されるように、各コイル位置決め用溝７５内に全て巻線が終了すると、２〜４段目のコイル５は、各コイル５間の谷部８０上に巻回され、所定の整列巻きが完成する。
前述のようにして、前記絶縁キャップ３０にコイル５の巻線が完了すると、前記分割コア２は、図４で示されるように構成されている。
図７は、前記第１絶縁キャップ部１の外側位置３における前記各コイル位置決め用溝７５及びコイル案内用溝７２を拡大して示す構成である。
図７は、前記第１絶縁キャップ部１の外側位置３における前記各コイル位置決め用溝７５及びコイル案内用溝７２を拡大して示す構成である。
尚、前述の本発明によるモータステータコイルの整列巻線用絶縁キャップ構造の要旨とするところは、以下の通りである。
すなわち、軸方向Ａに厚さを有する輪状ステータコア５０を構成するため外側ヨーク１２と内側ティース１２ａを一体に有する複数の分割コア２と、前記各分割コア２の前記外側ヨーク１２と内側ティース１２ａ間に設けられた絶縁キャップ３０と、前記絶縁キャップ３０を構成するため前記軸方向Ａにおいて二分された第１絶縁キャップ部１及び第２絶縁キャップ部１Ａと、前記各絶縁キャップ部１，１Ａの前記軸方向Ａにおける外側位置３，４に一体形成され前記外側ヨーク１２に隣接する第１立上げ壁７０と、前記外側位置３，４に形成され前記内側ティース１２ａに隣接する第２立上げ壁７１と、前記外側位置３，４で前記第１立上げ壁７０と前記第２立上げ壁７１との間に形成され断面半円状をなす複数のコイル位置決め用溝７５と、前記第１立上げ壁７０の内面に形成され前記コイル位置決め用溝７５に連通するコイル案内用溝７２と、からなり、前記コイル案内用溝７２に案内され断面円形をなすコイル５の巻き始めコイル５ａは、前記コイル案内用溝７２から挿入された後に前記コイル位置決め用溝７５に巻き付けられて整列巻きを形成するようにした構成であり、また、前記コイル位置決め用溝７５は、前記コイル５のコイル線径と同じＲを有するＲ上溝７５ａからなる構成であり、また、前記コイル案内用溝７２の溝角度θは前記軸方向Ａの軸線Ａ１に対して３０度以下であり、前記コイル案内用溝７２に挿入される前記コイル５の巻き始めコイル５ａの巻き始め角は、前記軸線Ａ１に対して３０度以下である構成である。
すなわち、軸方向Ａに厚さを有する輪状ステータコア５０を構成するため外側ヨーク１２と内側ティース１２ａを一体に有する複数の分割コア２と、前記各分割コア２の前記外側ヨーク１２と内側ティース１２ａ間に設けられた絶縁キャップ３０と、前記絶縁キャップ３０を構成するため前記軸方向Ａにおいて二分された第１絶縁キャップ部１及び第２絶縁キャップ部１Ａと、前記各絶縁キャップ部１，１Ａの前記軸方向Ａにおける外側位置３，４に一体形成され前記外側ヨーク１２に隣接する第１立上げ壁７０と、前記外側位置３，４に形成され前記内側ティース１２ａに隣接する第２立上げ壁７１と、前記外側位置３，４で前記第１立上げ壁７０と前記第２立上げ壁７１との間に形成され断面半円状をなす複数のコイル位置決め用溝７５と、前記第１立上げ壁７０の内面に形成され前記コイル位置決め用溝７５に連通するコイル案内用溝７２と、からなり、前記コイル案内用溝７２に案内され断面円形をなすコイル５の巻き始めコイル５ａは、前記コイル案内用溝７２から挿入された後に前記コイル位置決め用溝７５に巻き付けられて整列巻きを形成するようにした構成であり、また、前記コイル位置決め用溝７５は、前記コイル５のコイル線径と同じＲを有するＲ上溝７５ａからなる構成であり、また、前記コイル案内用溝７２の溝角度θは前記軸方向Ａの軸線Ａ１に対して３０度以下であり、前記コイル案内用溝７２に挿入される前記コイル５の巻き始めコイル５ａの巻き始め角は、前記軸線Ａ１に対して３０度以下である構成である。
本発明によるモータステータコイルの整列巻線用絶縁キャップ構造は、絶縁キャップに設けた断面半円状のコイル位置決め用溝及び巻き始めコイルを案内するためのコイル案内用溝を用いてコイル巻きを行うため、コイルの整列巻きを確実に行うことができ、モータのトルクアップ及び品質向上を得ることができる。
１ 第１絶縁キャップ部
１Ａ 第２絶縁キャップ部
２ 分割コア
３,４ 外側位置
５ コイル
５ａ 巻き始めコイル（１ターン目始め）
５ｂ ２ターン目始め
１２ 外側ヨーク
１２ａ 内側ティース
３０ 絶縁キャップ
４０ 接続部
５０ 輪状ステータコア
６０ 磁極
７０ 第１立上げ壁
７１ 第２立上げ壁
７２ コイル案内用溝
７５ コイル位置決め用溝
７５ａ Ｒ上溝
８０ 谷部
Ａ 軸方向
θ 溝角度
１Ａ 第２絶縁キャップ部
２ 分割コア
３,４ 外側位置
５ コイル
５ａ 巻き始めコイル（１ターン目始め）
５ｂ ２ターン目始め
１２ 外側ヨーク
１２ａ 内側ティース
３０ 絶縁キャップ
４０ 接続部
５０ 輪状ステータコア
６０ 磁極
７０ 第１立上げ壁
７１ 第２立上げ壁
７２ コイル案内用溝
７５ コイル位置決め用溝
７５ａ Ｒ上溝
８０ 谷部
Ａ 軸方向
θ 溝角度
Claims (3)
- 軸方向(A)に厚さを有する輪状ステータコア(50)を構成するため外側ヨーク(12)と内側ティース(12a)を一体に有する複数の分割コア(2)と、前記各分割コア(2)の前記外側ヨーク(12)と内側ティース(12a)間に設けられた絶縁キャップ(30)と、前記絶縁キャップ(30)を構成するため前記軸方向(A)において二分された第１絶縁キャップ部(1)及び第２絶縁キャップ部(1A)と、前記各絶縁キャップ部(1,1A)の前記軸方向(A)における外側位置(3,4)に一体形成され前記外側ヨーク(12)に隣接する第１立上げ壁(70)と、前記外側位置(3,4)に形成され前記内側ティース(12a)に隣接する第２立上げ壁(71)と、前記外側位置(3,4)で前記第１立上げ壁(70)と前記第２立上げ壁(71)との間に形成され断面半円状をなす複数のコイル位置決め用溝(75)と、前記第１立上げ壁(70)の内面に形成され前記コイル位置決め用溝(75)に連通するコイル案内用溝(72)と、からなり、
前記コイル案内用溝(72)に案内され断面円形をなすコイル(5)の巻き始めコイル(5a)は、前記コイル案内用溝(72)から挿入された後に前記コイル位置決め用溝(75)に巻き付けられて整列巻きを形成するように構成したことを特徴とするモータステータコイルの整列巻線用絶縁キャップ構造。 - 前記コイル位置決め用溝(75)は、前記コイル(5)のコイル線径と同じＲを有するＲ上溝(75a)からなることを特徴とする請求項１記載のモータステータコイルの整列巻線用絶縁キャップ構造。
- 前記コイル案内用溝(72)の溝角度(θ)は前記軸方向(A)の軸線(A1)に対して３０度以下であり、前記コイル案内用溝(72)に挿入される前記コイル(5)の巻き始めコイル(5a)の巻き始め角は、前記軸線(A1)に対して３０度以下であることを特徴とする請求項１又は２記載のモータステータコイルの整列巻線用絶縁キャップ構造。
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