JP3664608B2 - 回転電機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＤＣブラシレスモータやステッピングモータ等のように磁極ティース毎にコイルが巻回される固定子を備えた回転電機に関し、特に、絶縁ボビンの巻線枠の形状を工夫してコイルの軸方向への膨らみ寸法を短縮し、モータの小形化を図ったものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁極ティース毎にコイルが巻回される固定子を備えた回転電機については、例えば、特開平９−１９１５８８号公報に、１２スロット８極のＤＣブラシレスモータにおいて３つの固定子片を１つのユニットコアとして、４つのユニットコアを組み合わせて１つの固定子を構成した事例が開示されており、図９は上記従来のモータのステータの要部の構成を示す斜視図、図１０は図９のステータの巻線時のコイル端末と巻枠の状態を示す斜視図である。
図９、図１０から明らかなように、磁性材料で形成され積層されたヨーク部１ｂが隣接するヨーク部１ｂ間の薄肉連結部（図示せず）を介して連結されたステータコア１の各磁極ティース１ａに、絶縁ボビン２を介してそれぞれコイル３を巻回すると共に、各薄肉連結部を折り曲げることにより環状に形成して構成され、コイル３の端末３ａは絶縁ボビン２に立設された角ピン４にからげて処理されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の絶縁ボビン構造を持ったステータでのコイル巻回作業は、先ずコイル線を絶縁ボビン２に形成されたコイル導入溝２ｄに通し、次いで第１層の第１巻目は絶縁ボビン２の各二つの巻回枠芯正面部２ｂ及び巻回枠芯側面部２ｃとコイル導入溝２ｄのある側の巻回枠壁部２ａとでなす角部に添わせて巻回して行き、第２巻目は第１巻目に添うように巻かれる。これを順次繰り返して第１層目が巻かれる。次に、第２層目は第１層目の上に巻かれるが、第１層目と平行に巻かれる部分では第１層目のコイル線間に隙間なく巻かれる。しかし、第１層目のコイル線と交差する部分では、第２層目のコイル線が第１層目のコイル線の真上に位置することとなるため、コイル３の巻線高さが高くなる。上記従来の絶縁ボビン構造を持った回転電機のステータでは、コイル線の交差する部分がステータコア１の縦方向、即ち、ステータコア１の積層方向の面となるため、この方向のコイル高さ寸法が大きくなり、結局、モータ全体が大きくなるという問題があった。
【０００４】
この発明は、上記のような従来の問題点を解消するためになされたもので、磁極ティース毎にコイルが巻回されたステータの軸方向寸法を短縮して全体の小形化を図った回転電機を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る回転電機は、積層構成されたステータコアの複数の磁極ティースのそれぞれに絶縁ボビンを介し整列巻きされてなるコイルを備えたステータを有するものであって、少なくとも絶縁ボビンのコイル導入溝がある側の巻回枠壁部とコイル導入溝近傍の巻回枠芯正面部とでなす角部に、第１層目で第１巻目のコイル線をコイル巻き進み方向にコイル線径分だけ移行させる移行突起を設け、且つ、この移行突起は、絶縁ボビンのコイル導入溝がある側の巻回枠壁部と上記コイル導入溝近傍の巻回枠芯正面部とでなす角部から、上記巻回枠壁部に添ってコイル線径の２．１倍の高さ、上記巻回枠芯正面部に添ってコイル線径の１．２１倍の底辺長さを有する傾斜角部としたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の一実施の形態のモータにつき図に基づいて説明する。なお、各図中、従来例におけるものと同一符号は同一、又は同等のものを示す。
図１は、この発明の実施の形態１であるモータのステータの要部の構成を示す図であり、図１（ａ）は磁極ティースにコイルを形成した状態を示す平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の矢Ａ方向に見た側面図である。ただし、図１（ａ），図１（ｂ）共に、コイルの巻き回数を少なくして図示している。図２はこの発明の実施の形態１であるモータのステータの要部の構成を示す斜視図である。ただし、コイルを省略して図示している。図３は図１の断面図であり、図３（ａ）は図１（ｂ）のIIIa-IIIa方向に見た断面図、図３（ｂ）は図１（ａ）のIIIb-IIIb方向に見た断面図、図３（ｃ）は図１（ａ）のIIIc-IIIc 方向に見た断面図である。ただし、図３（ｃ）はコイルの巻き回数を１回に省略して図示している。図４は図３（ｂ）におけるｆ部の拡大図である。
【０００７】
図において、１は磁性材料で形成され積層されて、磁極ティース１ａと対をなす複数のヨーク部１ｂが薄肉連結部（図示せず）を介して帯状に連結されたステータコア、２はこのステータコア１の磁極ティース１ａの外周面及びヨーク部１ｂの内面に樹脂で一体成形された絶縁ボビン、３はこの絶縁ボビン２内に巻回されたコイルである。
次に、上記のように構成された本実施の形態１におけるステータのコイルの巻回方法について説明する。
図１（ａ）及び図３（ｃ）に示すように、コイル導入溝２ｄを通じて導入されたコイル線は、各二つの巻回枠芯正面部２ｂ及び巻回枠芯側面部２ｃとコイル導入溝２ｄのある側の巻回枠壁部２ａとでなす角部に添って第１巻目が巻かれ、次に第１巻目に添うように第２巻目が巻かれる。これを繰り返して第１層目の巻回が終わると、第１層目の上部に第２層目が巻かれる。これを繰り返して所定の巻数分のコイル３が巻かれると、コイル導出溝２ｅを通じてコイル線は導出されコイルの巻回が終了する。
【０００８】
以上のようにしてコイルを巻回するとき、コイル巻層間では下層のコイルと交差する部分ができるが、この部分では下層のコイルの真上に次層のコイルがあるため、コイル高さが高くなる。本実施の形態１においては、絶縁ボビン２の各二つの巻回枠芯正面部２ｂ及び巻回枠芯側面部２ｃとコイル導入溝２ｄのある側の巻回枠壁部２ａとでなす角部で、４箇所ある内の巻始めのコイルが３番目に添う部分の途中から４番目に添う部分にかけて、図４に示す断面形状のように、高さがコイル線径の２．１倍、底辺長さがコイル線径の１．２１倍の傾斜角部２ｆを設けたことにより、コイル巻層間で交差する部分がコイル巻き始めの線の３番目に添う部分となるため、この部分の高さ方向には膨らみを生じるがステータコア１の積層方向には膨らみを生じることがない。したがって、モータの軸方向寸法を小さく抑制することができる。
なお、傾斜角部２ｆの寸法は図４に示す値に近似した値でないと、コイルを整列巻きすることができず乱巻きとなって全体に膨らみを生じる結果となり、所定の効果が得られない。
【０００９】
参考例１．
図５は、この発明の基礎となる技術を示す参考例１であり、ステータの絶縁ボビンに突起角部を設けてコイル巻回を行う状態を示す要部断面図である。図示のように、断面形状は高さ及び底辺長さ共にコイル線径と同一で、コイル線と接する角部に半径がコイル線径の０．５倍の丸みを持つ突起角部２ｇを設けたものである。
【００１０】
参考例２．
図６は、この発明の参考例２を示すもので、ステータの絶縁ボビンに突起角部を設けてコイル巻回を行う状態を示す要部断面図である。図示のように、断面形状は高さがコイル線径の０．８７倍、幅がコイル線径と同一の四角形状の突起角部２ｈを設けたものである。
【００１１】
実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２であるモータのステータの絶縁ボビンの巻回枠芯正面部の一辺に傾斜角部を設けた状態を示す要部斜視図である。ただしコイルを省略して図示している。図８は、図７のVIII-VIII方向に見た断面図である。ただしコイルの巻回数を１回に省略して図示している。
本実施の形態２の絶縁ボビン２は、コイル導入溝２ｄのある側の巻回枠壁部２ａと巻回枠芯正面部２ｂとでなす角部のみに上記図４で示した傾斜角部２ｆを設けたものであり、その他の構成は実施の形態１におけると同様である。
絶縁ボビン２を以上のように構成しても、実施の形態１におけると同様の効果が得られる。
【００１２】
【発明の効果】
この発明は以上のように構成したので、以下に示す効果を奏する。
積層構成されたステータコアの複数の磁極ティースのそれぞれに絶縁ボビンを介し整列巻きされてなるコイルを備えたステータの、少なくとも絶縁ボビンのコイル導入溝がある側の巻回枠壁部とコイル導入溝近傍の巻回枠芯正面部とでなす角部に、第１層目で第１巻目のコイル線をコイル巻き進み方向に移行させる移行突起を設け、かつ、この移行突起は、絶縁ボビンのコイル導入溝がある側の巻回枠壁部と上記コイル導入溝近傍の巻回枠芯正面部とでなす角部から、上記巻回枠壁部に添ってコイル線径の２．１倍の高さ、上記巻回枠芯正面部に添ってコイル線径の１．２１倍の底辺長さを有する傾斜角部とする構成としたので、コイルの巻線時のテンションによる変形（巻き乱れ）を防止して確実にコイルの整列巻きをすることができ、形成されたコイルのステータコア積層方向の膨らみが防止され、軸方向寸法を短縮して回転電機全体の小形化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１であるモータのステータの要部の構成を示す図であり、（ａ）は磁極ティースにコイルを形成した状態を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の矢Ａ方向に見た側面図である。
【図２】 この発明の実施の形態１であるモータのステータの要部の構成を示す斜視図である。
【図３】 図１の断面図であり、（ａ）は図１（ｂ）のIIIa-IIIa 方向に見た断面図、（ｂ）は図１（ａ）のIIIb-IIIb方向に見た断面図、（ｃ）は図１（ａ）のIIIc-IIIc 方向に見た断面図である。
【図４】 図３（ｂ）におけるｆ部の拡大図である。
【図５】 この発明の参考例１であるモータのステータの絶縁ボビンに突起角部を設けてコイル巻回を行う状態を示す要部断面図である。
【図６】 この発明の参考例２であるモータのステータの絶縁ボビンに突起角部を設けてコイル巻回を行う状態を示す要部断面図である。
【図７】 この発明の実施の形態２であるモータのステータの絶縁ボビンの巻回枠芯正面部の一辺に傾斜角部を設けた状態を示す要部斜視図である。
【図８】 図７のVIII-VIII 方向に見た断面図である。
【図９】 従来のモータのステータの要部の構成を示す斜視図である。
【図１０】 図９のステータの巻線時のコイル端末と巻枠の状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ ステータコア、１ａ 磁極ティース、２ 絶縁ボビン、
２ａ 巻回枠壁部、２ｂ 巻回枠芯正面部、２ｃ 巻回枠芯側面部、
２ｄ コイル導入溝、２ｆ 傾斜角部、２ｇ 突起角部、３ コイル。
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＤＣブラシレスモータやステッピングモータ等のように磁極ティース毎にコイルが巻回される固定子を備えた回転電機に関し、特に、絶縁ボビンの巻線枠の形状を工夫してコイルの軸方向への膨らみ寸法を短縮し、モータの小形化を図ったものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁極ティース毎にコイルが巻回される固定子を備えた回転電機については、例えば、特開平９−１９１５８８号公報に、１２スロット８極のＤＣブラシレスモータにおいて３つの固定子片を１つのユニットコアとして、４つのユニットコアを組み合わせて１つの固定子を構成した事例が開示されており、図９は上記従来のモータのステータの要部の構成を示す斜視図、図１０は図９のステータの巻線時のコイル端末と巻枠の状態を示す斜視図である。
図９、図１０から明らかなように、磁性材料で形成され積層されたヨーク部１ｂが隣接するヨーク部１ｂ間の薄肉連結部（図示せず）を介して連結されたステータコア１の各磁極ティース１ａに、絶縁ボビン２を介してそれぞれコイル３を巻回すると共に、各薄肉連結部を折り曲げることにより環状に形成して構成され、コイル３の端末３ａは絶縁ボビン２に立設された角ピン４にからげて処理されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の絶縁ボビン構造を持ったステータでのコイル巻回作業は、先ずコイル線を絶縁ボビン２に形成されたコイル導入溝２ｄに通し、次いで第１層の第１巻目は絶縁ボビン２の各二つの巻回枠芯正面部２ｂ及び巻回枠芯側面部２ｃとコイル導入溝２ｄのある側の巻回枠壁部２ａとでなす角部に添わせて巻回して行き、第２巻目は第１巻目に添うように巻かれる。これを順次繰り返して第１層目が巻かれる。次に、第２層目は第１層目の上に巻かれるが、第１層目と平行に巻かれる部分では第１層目のコイル線間に隙間なく巻かれる。しかし、第１層目のコイル線と交差する部分では、第２層目のコイル線が第１層目のコイル線の真上に位置することとなるため、コイル３の巻線高さが高くなる。上記従来の絶縁ボビン構造を持った回転電機のステータでは、コイル線の交差する部分がステータコア１の縦方向、即ち、ステータコア１の積層方向の面となるため、この方向のコイル高さ寸法が大きくなり、結局、モータ全体が大きくなるという問題があった。
【０００４】
この発明は、上記のような従来の問題点を解消するためになされたもので、磁極ティース毎にコイルが巻回されたステータの軸方向寸法を短縮して全体の小形化を図った回転電機を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る回転電機は、積層構成されたステータコアの複数の磁極ティースのそれぞれに絶縁ボビンを介し整列巻きされてなるコイルを備えたステータを有するものであって、少なくとも絶縁ボビンのコイル導入溝がある側の巻回枠壁部とコイル導入溝近傍の巻回枠芯正面部とでなす角部に、第１層目で第１巻目のコイル線をコイル巻き進み方向にコイル線径分だけ移行させる移行突起を設け、且つ、この移行突起は、絶縁ボビンのコイル導入溝がある側の巻回枠壁部と上記コイル導入溝近傍の巻回枠芯正面部とでなす角部から、上記巻回枠壁部に添ってコイル線径の２．１倍の高さ、上記巻回枠芯正面部に添ってコイル線径の１．２１倍の底辺長さを有する傾斜角部としたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の一実施の形態のモータにつき図に基づいて説明する。なお、各図中、従来例におけるものと同一符号は同一、又は同等のものを示す。
図１は、この発明の実施の形態１であるモータのステータの要部の構成を示す図であり、図１（ａ）は磁極ティースにコイルを形成した状態を示す平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の矢Ａ方向に見た側面図である。ただし、図１（ａ），図１（ｂ）共に、コイルの巻き回数を少なくして図示している。図２はこの発明の実施の形態１であるモータのステータの要部の構成を示す斜視図である。ただし、コイルを省略して図示している。図３は図１の断面図であり、図３（ａ）は図１（ｂ）のIIIa-IIIa方向に見た断面図、図３（ｂ）は図１（ａ）のIIIb-IIIb方向に見た断面図、図３（ｃ）は図１（ａ）のIIIc-IIIc 方向に見た断面図である。ただし、図３（ｃ）はコイルの巻き回数を１回に省略して図示している。図４は図３（ｂ）におけるｆ部の拡大図である。
【０００７】
図において、１は磁性材料で形成され積層されて、磁極ティース１ａと対をなす複数のヨーク部１ｂが薄肉連結部（図示せず）を介して帯状に連結されたステータコア、２はこのステータコア１の磁極ティース１ａの外周面及びヨーク部１ｂの内面に樹脂で一体成形された絶縁ボビン、３はこの絶縁ボビン２内に巻回されたコイルである。
次に、上記のように構成された本実施の形態１におけるステータのコイルの巻回方法について説明する。
図１（ａ）及び図３（ｃ）に示すように、コイル導入溝２ｄを通じて導入されたコイル線は、各二つの巻回枠芯正面部２ｂ及び巻回枠芯側面部２ｃとコイル導入溝２ｄのある側の巻回枠壁部２ａとでなす角部に添って第１巻目が巻かれ、次に第１巻目に添うように第２巻目が巻かれる。これを繰り返して第１層目の巻回が終わると、第１層目の上部に第２層目が巻かれる。これを繰り返して所定の巻数分のコイル３が巻かれると、コイル導出溝２ｅを通じてコイル線は導出されコイルの巻回が終了する。
【０００８】
以上のようにしてコイルを巻回するとき、コイル巻層間では下層のコイルと交差する部分ができるが、この部分では下層のコイルの真上に次層のコイルがあるため、コイル高さが高くなる。本実施の形態１においては、絶縁ボビン２の各二つの巻回枠芯正面部２ｂ及び巻回枠芯側面部２ｃとコイル導入溝２ｄのある側の巻回枠壁部２ａとでなす角部で、４箇所ある内の巻始めのコイルが３番目に添う部分の途中から４番目に添う部分にかけて、図４に示す断面形状のように、高さがコイル線径の２．１倍、底辺長さがコイル線径の１．２１倍の傾斜角部２ｆを設けたことにより、コイル巻層間で交差する部分がコイル巻き始めの線の３番目に添う部分となるため、この部分の高さ方向には膨らみを生じるがステータコア１の積層方向には膨らみを生じることがない。したがって、モータの軸方向寸法を小さく抑制することができる。
なお、傾斜角部２ｆの寸法は図４に示す値に近似した値でないと、コイルを整列巻きすることができず乱巻きとなって全体に膨らみを生じる結果となり、所定の効果が得られない。
【０００９】
参考例１．
図５は、この発明の基礎となる技術を示す参考例１であり、ステータの絶縁ボビンに突起角部を設けてコイル巻回を行う状態を示す要部断面図である。図示のように、断面形状は高さ及び底辺長さ共にコイル線径と同一で、コイル線と接する角部に半径がコイル線径の０．５倍の丸みを持つ突起角部２ｇを設けたものである。
【００１０】
参考例２．
図６は、この発明の参考例２を示すもので、ステータの絶縁ボビンに突起角部を設けてコイル巻回を行う状態を示す要部断面図である。図示のように、断面形状は高さがコイル線径の０．８７倍、幅がコイル線径と同一の四角形状の突起角部２ｈを設けたものである。
【００１１】
実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２であるモータのステータの絶縁ボビンの巻回枠芯正面部の一辺に傾斜角部を設けた状態を示す要部斜視図である。ただしコイルを省略して図示している。図８は、図７のVIII-VIII方向に見た断面図である。ただしコイルの巻回数を１回に省略して図示している。
本実施の形態２の絶縁ボビン２は、コイル導入溝２ｄのある側の巻回枠壁部２ａと巻回枠芯正面部２ｂとでなす角部のみに上記図４で示した傾斜角部２ｆを設けたものであり、その他の構成は実施の形態１におけると同様である。
絶縁ボビン２を以上のように構成しても、実施の形態１におけると同様の効果が得られる。
【００１２】
【発明の効果】
この発明は以上のように構成したので、以下に示す効果を奏する。
積層構成されたステータコアの複数の磁極ティースのそれぞれに絶縁ボビンを介し整列巻きされてなるコイルを備えたステータの、少なくとも絶縁ボビンのコイル導入溝がある側の巻回枠壁部とコイル導入溝近傍の巻回枠芯正面部とでなす角部に、第１層目で第１巻目のコイル線をコイル巻き進み方向に移行させる移行突起を設け、かつ、この移行突起は、絶縁ボビンのコイル導入溝がある側の巻回枠壁部と上記コイル導入溝近傍の巻回枠芯正面部とでなす角部から、上記巻回枠壁部に添ってコイル線径の２．１倍の高さ、上記巻回枠芯正面部に添ってコイル線径の１．２１倍の底辺長さを有する傾斜角部とする構成としたので、コイルの巻線時のテンションによる変形（巻き乱れ）を防止して確実にコイルの整列巻きをすることができ、形成されたコイルのステータコア積層方向の膨らみが防止され、軸方向寸法を短縮して回転電機全体の小形化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１であるモータのステータの要部の構成を示す図であり、（ａ）は磁極ティースにコイルを形成した状態を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の矢Ａ方向に見た側面図である。
【図２】 この発明の実施の形態１であるモータのステータの要部の構成を示す斜視図である。
【図３】 図１の断面図であり、（ａ）は図１（ｂ）のIIIa-IIIa 方向に見た断面図、（ｂ）は図１（ａ）のIIIb-IIIb方向に見た断面図、（ｃ）は図１（ａ）のIIIc-IIIc 方向に見た断面図である。
【図４】 図３（ｂ）におけるｆ部の拡大図である。
【図５】 この発明の参考例１であるモータのステータの絶縁ボビンに突起角部を設けてコイル巻回を行う状態を示す要部断面図である。
【図６】 この発明の参考例２であるモータのステータの絶縁ボビンに突起角部を設けてコイル巻回を行う状態を示す要部断面図である。
【図７】 この発明の実施の形態２であるモータのステータの絶縁ボビンの巻回枠芯正面部の一辺に傾斜角部を設けた状態を示す要部斜視図である。
【図８】 図７のVIII-VIII 方向に見た断面図である。
【図９】 従来のモータのステータの要部の構成を示す斜視図である。
【図１０】 図９のステータの巻線時のコイル端末と巻枠の状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ ステータコア、１ａ 磁極ティース、２ 絶縁ボビン、
２ａ 巻回枠壁部、２ｂ 巻回枠芯正面部、２ｃ 巻回枠芯側面部、
２ｄ コイル導入溝、２ｆ 傾斜角部、２ｇ 突起角部、３ コイル。
Claims (1)
- 積層構成されたステータコアの複数の磁極ティースのそれぞれに絶縁ボビンを介し整列巻きされてなるコイルを備えたステータを有する回転電機であって、少なくとも上記絶縁ボビンのコイル導入溝がある側の巻回枠壁部と上記コイル導入溝近傍の巻回枠芯正面部とでなす角部に、第１層目で第１巻目のコイル線をコイル巻き進み方向に移行させる移行突起を設け、且つ、この移行突起は、絶縁ボビンのコイル導入溝がある側の巻回枠壁部と上記コイル導入溝近傍の巻回枠芯正面部とでなす角部から、上記巻回枠壁部に添ってコイル線径の２．１倍の高さ、上記巻回枠芯正面部に添ってコイル線径の１．２１倍の底辺長さを有する傾斜角部としたことを特徴とする回転電機。
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