JP3718120B2 - 突極集中巻線電動機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はステータコア本体に巻線を巻回したステータティースを嵌め合わせた構成のステータを具備する突極集中巻線電動機であって、特に相間位置での隣り合う巻線の相間絶縁とステータコア本体との絶縁構造に特徴を有する突極集中巻線電動機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１は従来のこの種の突極集中巻線電動機のステータ構造を示す平面図であり、図２はその一部拡大図である。図示するように、ステータコア１１はステータコア本体１２とステータティース１３に区分され、ボビン１４を介して巻線１５が巻回された複数個（図では６個）のステータティース１３の後端部がステータコア本体１２にはめ込まれてステータ１０が構成されている。なお、ステータティース１３の先端部面はロータ（図示せず）の外周面に所定の間隙に沿って対面するように円弧状に形成されている。
【０００３】
上記構成のステータ１０において、相間位置における絶縁構造は、図１及び図３に示すように、巻線１５を巻回した後、巻線１５の表面の全部を絶縁テープ１７で覆うか、各相の巻線１５が相間にて近接している場合はその部分に絶縁紙１６を挿入していた。図４は絶縁紙のみを示す斜視図である。また、ステータコア本体１２と巻線１５間の絶縁は図２に示すように、ボビン１４の鍔端部間に空間を設け、巻線１５とステータコアとの絶縁距離ｔを確保していた。
【０００４】
上記構成のステータの相間位置における絶縁構造には、下記のような問題点があった。
▲１▼ステータティース１３に巻線１５を巻回した後、絶縁テープ１７を巻きつけるのは手間がかかり作業時間を短縮するのは困難であった。
【０００５】
▲２▼各相が近接している場合にその部分に絶縁紙１６を挿入するだけの構造では、絶縁紙１６の固定が確実でなくズレたり脱落する可能性があった。また、これを接着したりすれば部材費、作業時間がかかるという問題があった。
【０００６】
▲３▼巻線１５とステータコア本体１２との絶縁距離を確保するために巻線用のボビン１４の鍔端部までぎりぎりに巻線１５を巻き込めなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、上記▲１▼〜▲３▼の問題点を除去し、相間位置における巻線間の絶縁及び巻線とステータコア本体間の絶縁をとるための作業が容易で、絶縁材が脱落することなく絶縁に信頼性があり、且つ巻線用ボビンの鍔端部まで巻線を巻くことができるステータを具備する突極集中巻線電動機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため請求項１に記載の発明は、中央部に所定角数の多角形穴が形成されたステータコア本体の該多角形穴の各辺面にボビンを介して巻線を巻回したステータティースを嵌め合わせた構成のステータを具備する突極集中巻線電動機であって、ボビンはステータコア本体側に位置する外側鍔部と多角形穴の中央側に位置する内側鍔部が略平行に配置され、該外側鍔部の幅寸法を該内側鍔部の幅寸法より大きく形成した構成であり、巻線はボビンの外側鍔部と内側鍔部で形成された領域に略収まるように巻回した構成であり、隣り合うステータティースに設けられたボビンの外側鍔部の端部とステータコア本体の多角形穴の内周面の間に間隙を設け、該間隙にＴ字状に形成した絶縁材のＴ字状の鍔部を挟み込むと同時に該隣り合うボビンに巻回された巻線と巻線の間に該絶縁材のＴ字状の中央部を挿入したことを特徴とする。
【０００９】
上記のように、隣り合うステータティースに設けられたボビンの外側鍔部の端部とステータコア本体の多角形穴の内周面の間に間隙を設け、該間隙にＴ字状に形成した絶縁材のＴ字状の鍔部を挟み込むと同時に該隣り合うボビンに巻回された巻線と巻線の間に該絶縁材のＴ字状の中央部を挿入したので、相間位置における巻線間の絶縁をとるのに、Ｔ字状に形成した絶縁材のＴ字状の鍔端部をボビンの外側鍔部の端部とステータコア本体の多角形穴の内周面の間に設けた間隙に挿入するだけでよく、作業が極めて容易となる。また、絶縁材の脱落もなく絶縁の信頼性が向上する。更に、ボビンの外側鍔部の端部とステータコア本体の間に間隙を設け、該間隙に絶縁材のＴ字状の鍔部を挟み込む構成とするので、巻線用ボビンの鍔端部まで巻線を巻くことができる。また、巻線はボビンの外側鍔部と内側鍔部で形成された領域に略収まるように巻回した構成であるので、巻線とステータコア本体間の絶縁は外側鍔部でなされるから、Ｔ字状に形成した絶縁材の端部が外れても該巻線とステータコア本体間の絶縁は維持できる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の突極集中巻線電動機において、絶縁材は絶縁紙を折り曲げてＴ字状に形成したものであることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の突極集中巻線電動機において、絶縁材は絶縁樹脂材でＴ字状に形成したものであることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。 図５は本発明に係る突極集中巻線電動機のステータ構造を示す平面図であり、図６はその一部拡大図である。ステータコア１１は図１及び図２の場合と同様に、ステータコア本体１２とステータティース１３に区分され、ボビン１４を介して巻線１５が巻回された複数個（図では６個）のステータティース１３の後端部がステータコア本体１２に嵌め込まれてステータ１０が構成されている。
【００１３】
即ち、ステータコア本体１２の中央部は多角形（図では６角形で更に角部が削られた厳密には１２角形の穴）の穴が形成されており、その各辺面の中央部に嵌め込み溝１２ａが形成されており、該嵌め込み溝１２ａに同形状に形成されたステータティース１３の後端部１３ａをプレス等で圧入してステータコア本体１２と複数個（図では６個）の巻線１５が巻回されたステータティース１３が一体に組み立てられている。なお、ステータティース１３の先端部面はロータ（図示せず）の外周面に所定の間隙を沿って対面するように円弧状に形成されている。
【００１４】
上記突極集中巻線電動機のステータ構造において、各巻線１５は図５に示すように隣り合うステータティース１３は別の相、即ちＵ相、Ｖ相、Ｗ相の巻線１５が配置されている。そこで隣り合う相間位置での巻線１５と巻線１５との間の絶縁と巻線１５とステータコア１２との絶縁が必要になる。
【００１５】
上記絶縁を構成するため、図６に示すように外側に位置するボビンの外側端部を斜めに削って、該削った面とステータコア本体１２の内面の間に間隙１８を設ける。この間隙１８の幅寸法ｄをここではｄ＝０．５に設定している。この間隙１８に図７に示すようにＴ字状に折り曲げて成形した絶縁紙（厚さ０．２５の耐熱性ポリアラミド紙）１９のＴ字状の鍔部を挿入して挟み込むと同時に隣り合う巻線１５と巻線１５の間に絶縁紙１９のＴ字状の中央部を挿入する。絶縁紙１９は間隙１８に挿入される端部に折り返し部１９ａ、１９ａを形成し、嵌め合いをきつ目に調整している。
【００１６】
図８、図９はそれぞれ絶縁紙の折り曲げ方法を変えてＴ字状に形成した絶縁紙１９を示す図である。図８の絶縁紙１９は間隙１８に挿入されるＴ字状の鍔部１９ｂの両端部に当たる部分を折り曲げ、更に鍔部１９ｂの中央部分で両側を折り曲げ２枚のＴ字状の中央部１９ｃ、１９ｃを形成した構成である。また、図９の絶縁紙１９は間隙１８に挿入されるＴ字状の鍔部１９ｂの長さを残して折り曲げ、更に鍔部１９ｂの中央部分１９ｄで折り曲げ１枚のＴ字状の中央部１９ｃを形成した構成である。絶縁紙１９を図８、図９に示すように構成して上記と同じような効果が得られる。
【００１７】
図１０は本発明に係る突極集中巻線電動機のステータ構造の一部拡大平面図である。ここでは間隙１８に挿入し挟み込む絶縁材としてＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂材を用い、図１１に示すようにＴ字状に形成した絶縁樹脂材２０を用いる。この絶縁樹脂材２０のＴ字状の鍔部２０ａを間隙１８に挿入すると同時に隣り合う巻線１５と巻線１５の間に絶縁樹脂材２０のＴ字状の中央部を挿入する。間隙１８と絶縁樹脂材２０の寸法は該絶縁樹脂材２０の取り付け嵌め合いを考慮しながら決める。
【００１８】
【発明の効果】
以上、説明したように各請求項に記載の発明によれば、隣り合うステータティースに設けられたボビンの外側鍔部の端部とステータコア本体の多角形穴の内周面の間に間隙を設け、該間隙にＴ字状に形成した絶縁材のＴ字状の鍔部を挟み込むと同時に該隣り合うボビンに巻回された巻線と巻線の間に該絶縁材のＴ字状の中央部を挿入したので、下記のような優れた効果が得られる。
【００１９】
（１）相間位置における巻線間の絶縁をとるのに、従来のように絶縁テープなどを予め巻線に巻くような作業が省略でき、Ｔ字状に形成した絶縁材のＴ字状の鍔端部をボビンの外側鍔部の端部とステータコア本体の多角形穴の内周面の間に設けた間隙に挿入するだけでよく、接近した巻線間に絶縁材のＴ字状の中央部が挿入されるから、従来のように絶縁材が脱落することもなく絶縁の信頼性が向上する。
【００２０】
（２）巻線はボビンの外側鍔部と内側鍔部で形成された領域に略収まるように巻回した構成であるので、巻線とステータコア本体間の絶縁は外側鍔部でなされるから、Ｔ字状に形成した絶縁材の端部が外れても該巻線とステータコア本体間の絶縁は維持できる。
【００２１】
（３）隣り合うボビンの外側鍔部の端部とステータコア本体の多角形穴の内周面の間に間隙を設け、該間隙に絶縁材のＴ字状の鍔部を挟み込む構成とするので、巻線用ボビンの鍔端部まで巻線を巻くことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の突極集中巻線電動機のステータ構造を示す平面図である。
【図２】図２の一部拡大図である。
【図３】従来の突極集中巻線電動機のステータ巻線部の絶縁構造例を示す斜視図である。
【図４】従来の突極集中巻線電動機のステータ巻線部の絶縁構造に用いる絶縁紙を示す斜視図である。
【図５】本発明に係る突極集中巻線電動機のステータ構造を示す平面図である。
【図６】図５の一部拡大図である。
【図７】本発明に係る突極集中巻線電動機に用いる絶縁材の構成を示す斜視図である。
【図８】本発明に係る突極集中巻線電動機に用いる絶縁材の構成を示す斜視図である。
【図９】本発明に係る突極集中巻線電動機に用いる絶縁材の構成を示す斜視図である。
【図１０】本発明に係る突極集中巻線電動機のステータ構造を示す一部拡大平面図である。
【図１１】本発明に係る突極集中巻線電動機に用いる絶縁樹脂材の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０ ステータ
１１ ステータコア
１２ ステータコア本体
１３ ステータティース
１４ ボビン
１５ 巻線
１６ 絶縁紙
１７ 絶縁テープ
１８ 間隙
１９ 絶縁紙
２０ 絶縁樹脂材
【発明の属する技術分野】
本発明はステータコア本体に巻線を巻回したステータティースを嵌め合わせた構成のステータを具備する突極集中巻線電動機であって、特に相間位置での隣り合う巻線の相間絶縁とステータコア本体との絶縁構造に特徴を有する突極集中巻線電動機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１は従来のこの種の突極集中巻線電動機のステータ構造を示す平面図であり、図２はその一部拡大図である。図示するように、ステータコア１１はステータコア本体１２とステータティース１３に区分され、ボビン１４を介して巻線１５が巻回された複数個（図では６個）のステータティース１３の後端部がステータコア本体１２にはめ込まれてステータ１０が構成されている。なお、ステータティース１３の先端部面はロータ（図示せず）の外周面に所定の間隙に沿って対面するように円弧状に形成されている。
【０００３】
上記構成のステータ１０において、相間位置における絶縁構造は、図１及び図３に示すように、巻線１５を巻回した後、巻線１５の表面の全部を絶縁テープ１７で覆うか、各相の巻線１５が相間にて近接している場合はその部分に絶縁紙１６を挿入していた。図４は絶縁紙のみを示す斜視図である。また、ステータコア本体１２と巻線１５間の絶縁は図２に示すように、ボビン１４の鍔端部間に空間を設け、巻線１５とステータコアとの絶縁距離ｔを確保していた。
【０００４】
上記構成のステータの相間位置における絶縁構造には、下記のような問題点があった。
▲１▼ステータティース１３に巻線１５を巻回した後、絶縁テープ１７を巻きつけるのは手間がかかり作業時間を短縮するのは困難であった。
【０００５】
▲２▼各相が近接している場合にその部分に絶縁紙１６を挿入するだけの構造では、絶縁紙１６の固定が確実でなくズレたり脱落する可能性があった。また、これを接着したりすれば部材費、作業時間がかかるという問題があった。
【０００６】
▲３▼巻線１５とステータコア本体１２との絶縁距離を確保するために巻線用のボビン１４の鍔端部までぎりぎりに巻線１５を巻き込めなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、上記▲１▼〜▲３▼の問題点を除去し、相間位置における巻線間の絶縁及び巻線とステータコア本体間の絶縁をとるための作業が容易で、絶縁材が脱落することなく絶縁に信頼性があり、且つ巻線用ボビンの鍔端部まで巻線を巻くことができるステータを具備する突極集中巻線電動機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため請求項１に記載の発明は、中央部に所定角数の多角形穴が形成されたステータコア本体の該多角形穴の各辺面にボビンを介して巻線を巻回したステータティースを嵌め合わせた構成のステータを具備する突極集中巻線電動機であって、ボビンはステータコア本体側に位置する外側鍔部と多角形穴の中央側に位置する内側鍔部が略平行に配置され、該外側鍔部の幅寸法を該内側鍔部の幅寸法より大きく形成した構成であり、巻線はボビンの外側鍔部と内側鍔部で形成された領域に略収まるように巻回した構成であり、隣り合うステータティースに設けられたボビンの外側鍔部の端部とステータコア本体の多角形穴の内周面の間に間隙を設け、該間隙にＴ字状に形成した絶縁材のＴ字状の鍔部を挟み込むと同時に該隣り合うボビンに巻回された巻線と巻線の間に該絶縁材のＴ字状の中央部を挿入したことを特徴とする。
【０００９】
上記のように、隣り合うステータティースに設けられたボビンの外側鍔部の端部とステータコア本体の多角形穴の内周面の間に間隙を設け、該間隙にＴ字状に形成した絶縁材のＴ字状の鍔部を挟み込むと同時に該隣り合うボビンに巻回された巻線と巻線の間に該絶縁材のＴ字状の中央部を挿入したので、相間位置における巻線間の絶縁をとるのに、Ｔ字状に形成した絶縁材のＴ字状の鍔端部をボビンの外側鍔部の端部とステータコア本体の多角形穴の内周面の間に設けた間隙に挿入するだけでよく、作業が極めて容易となる。また、絶縁材の脱落もなく絶縁の信頼性が向上する。更に、ボビンの外側鍔部の端部とステータコア本体の間に間隙を設け、該間隙に絶縁材のＴ字状の鍔部を挟み込む構成とするので、巻線用ボビンの鍔端部まで巻線を巻くことができる。また、巻線はボビンの外側鍔部と内側鍔部で形成された領域に略収まるように巻回した構成であるので、巻線とステータコア本体間の絶縁は外側鍔部でなされるから、Ｔ字状に形成した絶縁材の端部が外れても該巻線とステータコア本体間の絶縁は維持できる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の突極集中巻線電動機において、絶縁材は絶縁紙を折り曲げてＴ字状に形成したものであることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の突極集中巻線電動機において、絶縁材は絶縁樹脂材でＴ字状に形成したものであることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。 図５は本発明に係る突極集中巻線電動機のステータ構造を示す平面図であり、図６はその一部拡大図である。ステータコア１１は図１及び図２の場合と同様に、ステータコア本体１２とステータティース１３に区分され、ボビン１４を介して巻線１５が巻回された複数個（図では６個）のステータティース１３の後端部がステータコア本体１２に嵌め込まれてステータ１０が構成されている。
【００１３】
即ち、ステータコア本体１２の中央部は多角形（図では６角形で更に角部が削られた厳密には１２角形の穴）の穴が形成されており、その各辺面の中央部に嵌め込み溝１２ａが形成されており、該嵌め込み溝１２ａに同形状に形成されたステータティース１３の後端部１３ａをプレス等で圧入してステータコア本体１２と複数個（図では６個）の巻線１５が巻回されたステータティース１３が一体に組み立てられている。なお、ステータティース１３の先端部面はロータ（図示せず）の外周面に所定の間隙を沿って対面するように円弧状に形成されている。
【００１４】
上記突極集中巻線電動機のステータ構造において、各巻線１５は図５に示すように隣り合うステータティース１３は別の相、即ちＵ相、Ｖ相、Ｗ相の巻線１５が配置されている。そこで隣り合う相間位置での巻線１５と巻線１５との間の絶縁と巻線１５とステータコア１２との絶縁が必要になる。
【００１５】
上記絶縁を構成するため、図６に示すように外側に位置するボビンの外側端部を斜めに削って、該削った面とステータコア本体１２の内面の間に間隙１８を設ける。この間隙１８の幅寸法ｄをここではｄ＝０．５に設定している。この間隙１８に図７に示すようにＴ字状に折り曲げて成形した絶縁紙（厚さ０．２５の耐熱性ポリアラミド紙）１９のＴ字状の鍔部を挿入して挟み込むと同時に隣り合う巻線１５と巻線１５の間に絶縁紙１９のＴ字状の中央部を挿入する。絶縁紙１９は間隙１８に挿入される端部に折り返し部１９ａ、１９ａを形成し、嵌め合いをきつ目に調整している。
【００１６】
図８、図９はそれぞれ絶縁紙の折り曲げ方法を変えてＴ字状に形成した絶縁紙１９を示す図である。図８の絶縁紙１９は間隙１８に挿入されるＴ字状の鍔部１９ｂの両端部に当たる部分を折り曲げ、更に鍔部１９ｂの中央部分で両側を折り曲げ２枚のＴ字状の中央部１９ｃ、１９ｃを形成した構成である。また、図９の絶縁紙１９は間隙１８に挿入されるＴ字状の鍔部１９ｂの長さを残して折り曲げ、更に鍔部１９ｂの中央部分１９ｄで折り曲げ１枚のＴ字状の中央部１９ｃを形成した構成である。絶縁紙１９を図８、図９に示すように構成して上記と同じような効果が得られる。
【００１７】
図１０は本発明に係る突極集中巻線電動機のステータ構造の一部拡大平面図である。ここでは間隙１８に挿入し挟み込む絶縁材としてＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂材を用い、図１１に示すようにＴ字状に形成した絶縁樹脂材２０を用いる。この絶縁樹脂材２０のＴ字状の鍔部２０ａを間隙１８に挿入すると同時に隣り合う巻線１５と巻線１５の間に絶縁樹脂材２０のＴ字状の中央部を挿入する。間隙１８と絶縁樹脂材２０の寸法は該絶縁樹脂材２０の取り付け嵌め合いを考慮しながら決める。
【００１８】
【発明の効果】
以上、説明したように各請求項に記載の発明によれば、隣り合うステータティースに設けられたボビンの外側鍔部の端部とステータコア本体の多角形穴の内周面の間に間隙を設け、該間隙にＴ字状に形成した絶縁材のＴ字状の鍔部を挟み込むと同時に該隣り合うボビンに巻回された巻線と巻線の間に該絶縁材のＴ字状の中央部を挿入したので、下記のような優れた効果が得られる。
【００１９】
（１）相間位置における巻線間の絶縁をとるのに、従来のように絶縁テープなどを予め巻線に巻くような作業が省略でき、Ｔ字状に形成した絶縁材のＴ字状の鍔端部をボビンの外側鍔部の端部とステータコア本体の多角形穴の内周面の間に設けた間隙に挿入するだけでよく、接近した巻線間に絶縁材のＴ字状の中央部が挿入されるから、従来のように絶縁材が脱落することもなく絶縁の信頼性が向上する。
【００２０】
（２）巻線はボビンの外側鍔部と内側鍔部で形成された領域に略収まるように巻回した構成であるので、巻線とステータコア本体間の絶縁は外側鍔部でなされるから、Ｔ字状に形成した絶縁材の端部が外れても該巻線とステータコア本体間の絶縁は維持できる。
【００２１】
（３）隣り合うボビンの外側鍔部の端部とステータコア本体の多角形穴の内周面の間に間隙を設け、該間隙に絶縁材のＴ字状の鍔部を挟み込む構成とするので、巻線用ボビンの鍔端部まで巻線を巻くことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の突極集中巻線電動機のステータ構造を示す平面図である。
【図２】図２の一部拡大図である。
【図３】従来の突極集中巻線電動機のステータ巻線部の絶縁構造例を示す斜視図である。
【図４】従来の突極集中巻線電動機のステータ巻線部の絶縁構造に用いる絶縁紙を示す斜視図である。
【図５】本発明に係る突極集中巻線電動機のステータ構造を示す平面図である。
【図６】図５の一部拡大図である。
【図７】本発明に係る突極集中巻線電動機に用いる絶縁材の構成を示す斜視図である。
【図８】本発明に係る突極集中巻線電動機に用いる絶縁材の構成を示す斜視図である。
【図９】本発明に係る突極集中巻線電動機に用いる絶縁材の構成を示す斜視図である。
【図１０】本発明に係る突極集中巻線電動機のステータ構造を示す一部拡大平面図である。
【図１１】本発明に係る突極集中巻線電動機に用いる絶縁樹脂材の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０ ステータ
１１ ステータコア
１２ ステータコア本体
１３ ステータティース
１４ ボビン
１５ 巻線
１６ 絶縁紙
１７ 絶縁テープ
１８ 間隙
１９ 絶縁紙
２０ 絶縁樹脂材
Claims (3)
- 中央部に所定角数の多角形穴が形成されたステータコア本体の該多角形穴の各辺面にボビンを介して巻線を巻回したステータティースを嵌め合わせた構成のステータを具備する突極集中巻線電動機であって、
前記ボビンは前記ステータコア本体側に位置する外側鍔部と前記多角形穴の中央側に位置する内側鍔部が略平行に配置され、該外側鍔部の幅寸法を該内側鍔部の幅寸法より大きく形成した構成であり、
前記巻線は前記ボビンの外側鍔部と内側鍔部で形成された領域に略収まるように巻回した構成であり、
隣り合う前記ステータティースに設けられた前記ボビンの外側鍔部の端部と前記ステータコア本体の前記多角形穴の内周面の間に間隙を設け、該間隙にＴ字状に形成した絶縁材のＴ字状の鍔部を挟み込むと同時に該隣り合うボビンに巻回された巻線と巻線の間に該絶縁材のＴ字状の中央部を挿入したことを特徴とする突極集中巻線電動機。 - 請求項１に記載の突極集中巻線電動機において、
前記絶縁材は絶縁紙を折り曲げてＴ字状に形成したものであることを特徴とする突極集中巻線電動機。 - 請求項１に記載の突極集中巻線電動機において、
前記絶縁材は絶縁樹脂材でＴ字状に形成したものであることを特徴とする突極集中巻線電動機。
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