JP3816783B2 - Rotating machine armature - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流モータに代表される回転電機の電機子に関し、より詳しくは、回転電機の電機子を構成するコアと巻線間の絶縁構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、直流モータの電機子(アーマチャ)を構成するコアと巻線間を絶縁する方法として、コアと巻線間に絶縁性の樹脂成形品(コアインシュレータ)を介在させる方法が種々提案されている。
【0003】
例えば、図6に示すように、直流モータのアーマチャ100は、回転軸と一体回動する積層コア110と、その積層コア110を軸方向の両側から被覆する一対のコアインシュレータ120とを備えている。具体的には、図7(a)に示すように、各コアインシュレータ120は、積層コア110の中央部から放射状に延出形成されたティース111を軸方向に沿って被覆するボビン部121と、ティース111の外径側の先端部から周方向に延出形成された突起111aを軸方向に沿って被覆する延出部122とを備えている。
【0004】
その結果、図7(b)に示すように、各コアインシュレータ120で被覆された積層コア110のティース111に巻線130を巻装すると、ティース111と巻線130間が各コアインシュレータ120によって電気的に絶縁される。尚、各コアインシュレータ120の延出部122は、積層コア110のティース111に巻線130を巻装する場合に、巻線130が突起111aに直接接触しないようにするために設けられている。その結果、積層コア110のティース111に巻線130を巻装する場合に、巻線130の表面に施された絶縁被膜(例えばエナメル)が、突起111aによって損傷を受けるおそれはない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図8(a)に示すように、積層コア110のティース111に巻線130を巻装する場合には、巻線130の締め付け力が、コアインシュレータ120の角部121aを支点として作用する。そのため、ティース111に密着されていたコアインシュレータ120のボビン部121が、角部121aを支点として、隣り合うティース111間の空間であるスロット112側に回転してティース111から離間する。そして、図8(b)に示すように、ボビン部121がティース111から離間することに伴って、ティース111の突起111aに密着されていたコアインシュレータ120の延出部122も同様に、突起111aから離間する。
【0006】
従って、ティース111の突起111aとコアインシュレータ120の延出部122間の隙間S1が広くなるとともに、巻線130の挿入口、つまり延出部122間の隙間S2が狭くなる。すると、巻線130を巻装する場合に、隙間S2からスロット112内に巻線130を挿入することが困難になるとともに、巻線130が隙間S1に入り込む可能性が高くなる。その結果、仮に巻線130が隙間S1に入り込んだ場合には、巻線130の表面に施された絶縁被膜が、突起111aによって損傷を受けるおそれがある。
【0007】
そこで、巻線130が隙間S1に入り込むのを防止するために、巻線装置にガイド部材140を設けて、そのガイド部材140を巻線130の挿入経路に配置し、巻線130を隙間S2からスロット112内まで確実に案内する構成が考えられる。しかし、このような構成では、巻線130を巻装するための設備構成が複雑且つ高価なものとなり好ましくない。尚、図7(a)に示す構成とは異なり、延出部122を備えていないコアインシュレータ120によって積層コア110を被覆して巻線130を巻装する構成の場合にも、突起111aで巻線130を傷付けないようにガイド部材140を設ける必要があり、上記と同様の問題がある。
【0008】
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、その目的は、コアと巻線間を電気的に絶縁することは勿論、安価な構成で巻線を保護することが可能な回転電機の電機子を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明では、回転軸と一体回動するコアと、そのコアを軸方向の両側から被覆する一対のコアインシュレータと、それら各コアインシュレータを介してコアに巻装される巻線とを備え、コアと巻線間に介在する各コアインシュレータによってコアと巻線間を電気的に絶縁する回転電機の電機子において、前記コアインシュレータは、前記コアの中央部から放射状に延出形成されたティースを軸方向に沿って被覆するボビン部と、ティースの外径側の先端部から周方向に延出形成された突起を軸方向に沿って被覆する延出部とを含み、前記ボビン部には、隣り合うティース間の空間であるスロット側に向かう突出部を形成し、前記突出部は、内径側から外径側に向かう程、スロット側への突出量を大きくし、その突出量の分だけ前記ボビン部が肉厚に構成されたものであって、巻線の巻装時に巻線と接触する突出量を有して巻線の締め付け力によって反スロット側へ押圧されることにより、前記コアインシュレータの延出部が前記突起から離間することを防止する。
【0010】
従って、請求項1に記載の発明によれば、コアのティースは、軸方向に沿って各コアインシュレータのボビン部によって被覆されるとともに、コアのティースの突起は、軸方向に沿って各コアインシュレータの延出部によって被覆される。その結果、各コアインシュレータで被覆されたコアのティースに巻線を巻装すると、ティースと巻線間が各コアインシュレータによって電気的に絶縁される。
【0011】
特に、各コアインシュレータのボビン部には、スロット側に向かう突出部が形成されている。そのため、コアのティースに各コアインシュレータを介して巻線を巻装する場合には、各コアインシュレータの突出部が巻線の締め付け力によって反スロット側、つまりティース側に押圧される。従って、各コアインシュレータのボビン部がティースから離間することや、各コアインシュレータの延出部が突起から離間することが防止される。その結果、巻線を巻装する場合に、巻線がティースの突起と各コアインシュレータの延出部間の隙間に入り込む可能性が低くなり、巻線の表面がティースの突起によって損傷を受けるおそれが低減される。
【0012】
尚、このように各コアインシュレータのボビン部に突出部を形成した構成により、巻線の表面がティースの突起によって損傷を受けるおそれが低減されるため、従来とは異なり、巻線の巻装時にガイド部材140を設ける必要がないことは言うまでもない。
【0014】
また、各コアインシュレータのボビン部に形成された突出部は、巻線の巻装時に巻線と接触するのに十分な突出量を有している。そのため、それら各コアインシュレータの突出部は、スロット側から反スロット側へ作用する巻線の締め付け力によって、確実に反スロット側、つまりティース側に押圧される。
【0016】
ティースがコアの中央部から放射状に延出形成されていることから、内径側から外径側に向かう程、隣り合うティース間の距離が長く、より多くの巻線を巻装することができる。そして、巻線を巻装しても、外径側における隣り合うティース間には、一般的に巻線が巻装されない若干のスペースがある。そこで、請求項3に記載の発明のように、内径側から外径側に向かう程、スロット側に向かう突出部の突出量を大きくすることによって、スロット内において、隣り合うティース間のスペースを減少させている。ただし、単にスペースを減少させているに過ぎず、巻線の巻装量が減少することはない。
【0017】
むしろ、コアインシュレータのボビン部に突出部が形成されていない従来構成では、スロット内において、巻線が隣り合う各ティース側に偏って巻装されて、それら両サイドに偏って巻装された巻線間にスペースが形成されるおそれがある。そして、巻線が両サイドに偏って巻装されたスロット(スペース有り)と、巻線が両サイドに偏らずに巻装されたスロット(スペース無し)とが混在する場合には、電機子の回転アンバランス量が大きくなり易い。これに対して、請求項3に記載の発明によれば、内径側から外径側に向かう程、スロット側に向かう突出部の突出量を大きくすることによって、スロット内において、隣り合うティース間のスペースを減少させているため、巻線が両サイドに偏ることはない。従って、従来構成とは異なり、スペース有りのスロットとスペース無しのスロットとが混在することがなく、電機子の回転バランスが安定する。
【0018】
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の回転電機の電機子において、前記コアインシュレータは、前記コアにおける放射状をなす両側面のうち一側面を被覆するカバー部を含み、そのカバー部から軸方向に沿って前記ボビン部及び延出部を延出形成し、それらカバー部、ボビン部及び延出部にて突起を含むティースの収容部を構成し、前記ボビン部及び延出部における前記カバー部とは反対側の端部にて突起を含むティースの挿入口を形成し、前記挿入口に対応する前記ボビン部に前記突出部を形成した。
【0019】
従って、請求項2に記載の発明によれば、コアにおける放射状をなす一側面は、各コアインシュレータのカバー部によって被覆される。その結果、各コアインシュレータで被覆されたコアのティースに巻線を巻装すると、ティースと巻線間が各コアインシュレータによって確実に絶縁される。
【0020】
請求項3に記載の発明では、請求項2に記載の回転電機の電機子において、前記挿入口に対応するボビン部の内側面には、スロット側に向かって面取りを施した。
従って、請求項3に記載の発明によれば、コアの突起を含むティースの挿入口に対応する各コアインシュレータのボビン部の内側面には、スロット側、つまり反ティース側に向かって面取りが施されている。換言すれば、各コアインシュレータにおいて、コアの突起を含むティースの挿入口が広げられているため、各コアインシュレータをコアに容易に装着することが可能である。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る回転電機の電機子を直流モータのアーマチャに具体化した一実施形態を図面を用いて説明する。
【0022】
図1に示すように、直流モータ1は、モータハウジング2を備え、そのモータハウジング2は、有底筒状のヨーク3とエンドフレーム4とから構成されている。ヨーク3の底部には軸受凹部5が凹設され、その軸受凹部5には軸受6が固定されている。また、ヨーク3の内側面には、一対のマグネット7,8が固設されている。前記ヨーク3の開口を閉塞するエンドフレーム4の内側面4aには軸受凹部9が凹設され、その軸受凹部9には軸受10が固定されている。
【0023】
前記ヨーク3とエンドフレーム4とで形成される空間には、アーマチャ15が収容され、そのアーマチャ15の回転軸16は、前記各軸受6,10にて回動可能に支持されている。尚、この回転軸16には、コンミテータ17が固着され、そのコンミテータ17には、ブラシ18が摺接されている。その結果、直流モータ1では、コンミテータ17の回転に伴って、外部からの電流をブラシ18で機械的に整流して、アーマチャ15に巻装される巻線19に供給している。
【0024】
次に、アーマチャ15の構成について、図2に示す分解斜視図を主に用いて説明する。
図2に示すように、アーマチャ15は、図1に示す回転軸16と一体回動する積層コア20と、その積層コア20を軸方向の両側(コンミテータ側及び反コンミテータ側)から被覆する一対のコアインシュレータ30とを備えている。積層コア20は、複数枚のコアシート21からなり、各コアシート21は、孔21aが形成された中央部から放射状に、かつ、等角度間隔に延出形成された複数のティース片21b(本実施形態では45度間隔で8個)を備えている。そして、各ティース片21bの外径側の先端部には、周方向に沿って延出する突片21cが形成されている。尚、各孔21aは、積層コア20における回転軸16の貫通孔20aを構成し、各ティース片21bは、積層コア20におけるティース20bを構成し、各突片21cは、積層コア20における突起20cを構成し、隣り合うティース20b間の空間は、積層コア20におけるスロット20dを構成する。
【0025】
各コアインシュレータ30は、絶縁性の熱可塑性樹脂からなる成形品であって、図1に示す回転軸16に固定される筒部31を備えている。つまり、本実施形態では、積層コア20が回転軸16に対して回動可能であるものの、その積層コア20に装着される各コアインシュレータ30が回転軸16に対して固定されている。その結果、積層コア20は回転軸16と一体回動する。尚、積層コア20及び各コアインシュレータ30がいずれも回転軸16に対して固定された構成、又は積層コア20のみが回転軸16に対して固定された構成であってもよく、これらの構成とした場合にも、積層コア20は回転軸16と一体回動する。
【0026】
また、各コアインシュレータ30は、前記積層コア20における放射状をなす両側面L,Rのうち一側面を被覆するカバー部32を備えている。具体的には、コンミテータ17側のコアインシュレータ30のカバー部32は、積層コア20の側面Lを被覆し、反コンミテータ17側のコアインシュレータ30のカバー部32は、積層コア20の側面Rを被覆する。さらに、各コアインシュレータ30は、前記積層コア20のティース20bを軸方向に沿って被覆するボビン部33と、前記積層コア20の突起20cを軸方向に沿って被覆する延出部34とを備えている。尚、前記積層コア20における外径側の端面Tは、図1に示すマグネット7,8からの磁束の通路として機能するため、磁束に悪影響を及ぼさないようにするために、端面Tを各コアインシュレータ30で被覆しない構成が好ましい。
【0027】
次に、各コアインシュレータ30の特徴的な構成について、図3(a),(b)に示す要部断面図を主に用いて説明する。
図3(a),(b)に示すように、各コアインシュレータ30には、カバー部32、ボビン部33及び延出部34によって、前記積層コア20の突起20cを含むティース20bの収容部30aが形成されている。そして、図2に示すように、ボビン部33及び延出部34におけるカバー部32とは反対側の端部によって、突起20cを含むティース20bの挿入口30bが形成されている。
【0028】
また、各コアインシュレータ30の特徴的な構成として、ボビン部33には、スロット20d側に向かう突出部35が形成されている。具体的には、突出部35は、内径側から外径側に向かう程、スロット20d側への突出量が大きくなるように形成されており、本実施形態では、内径側から外径側に向かう程、突出量が直線的に大きくなる、いわゆるテーパ状に形成されている(図3(a)参照)。特に、突出部35において最も外径側の部分は、巻線19の巻装時に巻線19と接触するのに十分な突出量を有している。また、図2に示す挿入口30bに対応するボビン部33(詳しくは突出部35)の外径側の内側面には、スロット20d側に向かって面取り35aが施されている。本実施形態では、この面取り35aは、カバー部32とは反対側に向かう程、ティース20bとの離間距離が直線的に長くなるテーパ状に施されている(図3(b)参照)。
【0029】
以上、詳述したように本実施形態によれば、次のような作用、効果を得ることができる。
(1)積層コア20のティース20bを、軸方向に沿って各コアインシュレータ30のボビン部33によって被覆するとともに、積層コア20のティース20bの突起20cを、軸方向に沿って各コアインシュレータ30の延出部34によって被覆している。その結果、各コアインシュレータ30で被覆された積層コア20のティース20bに巻線19を巻装すると、ティース20bと巻線19間を各コアインシュレータ30によって電気的に絶縁することができることは言うまでもない。
【0030】
(2)特に、各コアインシュレータ30のボビン部33には、スロット20d側に向かう突出部35を形成している。そのため、積層コア20のティース20bに各コアインシュレータ30を介して巻線19を巻装する場合には、各コアインシュレータ30の突出部35が巻線19の締め付け力によって反スロット20d側、つまりティース20b側に押圧される。従って、各コアインシュレータ30のボビン部33がティース20bから離間することや、各コアインシュレータ30の延出部34が突起20cから離間することが防止される。その結果、巻線19を巻装する場合に、巻線19がティース20bの突起20cと各コアインシュレータ30の延出部34間の隙間に入り込む可能性が低くなり、巻線19の表面がティース20bの突起20cによって損傷を受けるおそれが低減される。従って、巻線19を保護することができる。
【0031】
(3)加えて、各コアインシュレータ30のボビン部33に突出部35を形成した構成により、巻線19の表面がティース20bの突起20cによって損傷を受けるおそれが低減されるため、従来とは異なり、巻線19の巻装時に、図8(b)に示すガイド部材140を設ける必要がないことは言うまでもない。従って、積層コア20と巻線19間を電気的に絶縁することは勿論、安価な構成で巻線19を保護することができる。
【0032】
(4)各コアインシュレータ30のボビン部33に形成された突出部35は、巻線19の巻装時に巻線19と接触するのに十分な突出量を有している。そのため、それら各コアインシュレータ30の突出部35は、スロット20d側から反スロット20d側へ作用する巻線19の締め付け力によって、確実に反スロット20d側、つまりティース20b側に押圧される。従って、巻線19がティース20bの突起20cと各コアインシュレータ30の延出部34間の隙間に入り込む可能性がさらに低くなり、巻線19を確実に保護することができる。
【0033】
(5)ティース20bが積層コア20の中央部から放射状に延出形成されていることから、内径側から外径側に向かう程、隣り合うティース20b間の距離が長く、より多くの巻線19を巻装することができる。そして、巻線19を巻装しても、外径側における隣り合うティース20b間には、一般的に巻線19が巻装されない若干のスペースがある。そこで、本実施形態では、内径側から外径側に向かう程、スロット20d側に向かう突出部35の突出量を大きくすることによって、スロット20d内において、隣り合うティース20b間のスペースを減少させている。ただし、単にスペースを減少させているに過ぎず、巻線19の巻装量が減少することはない。従って、従来通りの巻装量を維持しながらにして、巻線19を保護することができる。
【0034】
(6)むしろ、コアインシュレータ30のボビン部33に突出部35が形成されていない従来構成では、スロット20d内において、巻線19が隣り合う各ティース20b側に偏って巻装されて、それら両サイドに偏って巻装された巻線19間にスペースが形成されるおそれがある。そして、巻線19が両サイドに偏って巻装されたスロット20d(スペース有り)と、巻線19が両サイドに偏らずに巻装されたスロット20d(スペース無し)とが混在する場合には、アーマチャ15の回転アンバランス量が大きくなり易い。これに対して、本実施形態では、内径側から外径側に向かう程、スロット20d側に向かう突出部35の突出量を大きくすることによって、スロット20d内において、隣り合うティース20b間のスペースを減少させているため、巻線19が両サイドに偏ることはない。従って、従来構成とは異なり、スペース有りのスロット20dとスペース無しのスロット20dとが混在することがなく、アーマチャ15の回転バランスを安定させることができる。
【0035】
(7)積層コア20における放射状をなす一側面(側面L又は側面R)を、各コアインシュレータ30のカバー部32によって被覆している。特に、本実施形態では、各コアインシュレータ30によって、積層コア20を軸方向の両側から被覆している。換言すれば、各コアインシュレータ30のカバー部32によって、積層コア20の側面L,Rをいずれも被覆している。その結果、各コアインシュレータ30で被覆された積層コア20のティース20bに巻線19を巻装すると、ティース20bと巻線19間を各コアインシュレータ30によって確実に絶縁することができる。
【0036】
(8)積層コア20の突起20cを含むティース20bの挿入口30bに対応する各コアインシュレータ30のボビン部33の内側面には、スロット20d側、つまり反ティース20b側に向かって面取り35aを施している。換言すれば、各コアインシュレータ30において、積層コア20の突起20cを含むティース20bの挿入口30bが広げられているため、各コアインシュレータ30を積層コア20に容易に装着することができる。
【0037】
(9)挿入口30bに対応するボビン部33(詳しくは突出部35)の外径側の内側面のみに面取り35aを施している。換言すれば、突出部35の突出量が大きな部分のみに面取り35aを施している。そのため、その面取り35aによって、突出部35における実質的な突出量が若干小さくなり、強度が若干低下するものの、巻線19の締め付け力によって各コアインシュレータ30が破損するまでには至らない。従って、各コアインシュレータ30によって、積層コア20に対する装着のし易さ及び巻線19の締め付け力に対する強度のいずれもを満足することができる。
【0038】
(10)加えて、延出部34には突出部35を形成していないため、スロット20d内において、延出部34間の隙間、つまり巻線19の挿入口が狭くなることが極力抑制される。従って、延出部34にて巻線19を保護しながらにして、巻線19の巻装し易さをほぼ維持することができる。
【0039】
(11)突出部35が形成されていない従来構成では、巻線19が各コアインシュレータ30に対して接触する部分が、巻線19の巻装1周当たり、カバー部32とボビン部33との接続部分の4箇所のみである。これに対して、突出部35が形成された本実施形態の構成では、巻線19が、上記4箇所以外に、突出部35にも接触する(合計8箇所)。そのため、巻線19に「ゆるみ」が発生し難く、このようなことからもアーマチャ15の回転バランスを安定させることができる。尚、巻線19の表面を保護するために、各コアインシュレータ30において、巻線19が接触する部分にテーパ面又は曲面を形成する構成が好ましい。
【0040】
(12)各コアインシュレータ30は、金型を使用した成形品である。ここで、突出部35が形成されていない従来構成では、ボビン部33の厚みが薄く、金型に装備された押し出しピンによってボビン部33を押圧することができない。換言すれば、カバー部32の内面のような比較的面積の広い部分しか押圧することができない。そのため、使用できる押し出しピンの数が少なく、さほど応力が分散されないため、成形品を離型させるときに変形するおそれがある。これに対して、突出部35が形成された本実施形態の構成では、その突出部35の突出量の分だけボビン部33が肉厚に構成されている。そのため、突出部35にも押し出しピンを押圧して成形品を離型させることができる。従って、従来構成と比較して応力が分散されるため、成形品が変形するおそれはない。
【0041】
(13)加えて、突出部35の突出量の分だけボビン部33を肉厚に構成しているため、その突出部35の突出量に応じて、巻線19とティース20b間の絶縁距離が長くなる。そのため、突出部35が形成されていない従来構成と比較して、巻線19とティース20b間を確実に絶縁することができる。尚、このように突出部35により絶縁性が増すことから、各コアインシュレータ30の形状を、突出部35の突出量が長い部分程、各コアインシュレータ30間の間隔が広くなるように変更した構成としてもよい。具体的には、各コアインシュレータ30間の間隔を、図3(b)に示すH1から図3(c)に示すH2に広げた構成としてもよい。ちなみに、このように各コアインシュレータ30の形状を変更した構成とした場合には、成形材料及び金型にかかるコストを低減することができる。また、従来構成における絶縁性を維持することができることは言うまでもない。
【0042】
尚、前記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・図4に示すように、スロット20d側に向かう突出部35を、ボビン部33における径方向の中央部よりも外径側のみに形成した構成としてもよい。このように構成すれば、巻線19を巻装する場合には、ボビン部33における径方向の中央部よりも外径側のみに形成された突出部35が、巻線19の締め付け力によってティース20b側に押圧される。この突出部35の形成位置は、ティース20bの外径側の先端部から周方向に延出形成された突起20cを軸方向に沿って被覆する延出部34の近傍である。
【0043】
つまり、巻線19を巻装する場合には、延出部34の近傍に形成された突出部35が、巻線19の締め付け力によってティース20b側に押圧される。そのため、特に延出部34が突起20cから離間することが確実に防止され、巻線19の表面がティース20bの突起20cによって損傷を受けるおそれがさらに低減される。従って、巻線19を保護することができる。また、延出部34が突起20cから離間することが確実に防止されることから、アーマチャ15の回転時における、いわゆる「ガタツキ」が極力抑制され、アーマチャ15の回転バランスの安定性を向上できる。さらに、ボビン部33における径方向の中央部よりも内径側には、突出部35が形成されていないため、その突出部35が形成されていない分だけ、多くの巻線19を巻装することができる。つまり、巻線19の占積率を向上できる。尚、図3(a),(b)に示す面取り35aを施す構成又は面取り35aを施さない構成のいずれであってもよい。
【0044】
・図5に示すように、突出部35の肉厚が厚くなることにより形成可能となる、外径側の内側面に施す面取り35aは、カバー部32とは反対側に向かう程、ティース20bとの離間距離が曲線的に長くなる曲面状とした構成としてもよい。このように構成すれば、積層コア20に対する各コアインシュレータ30の装着時には、積層コア20と各コアインシュレータ30間に作用する摩擦力が小さい。そのため、各コアインシュレータ30を、いわゆる「すべり」によって積層コア20にスムーズに装着することができる。しかも、このようにスムーズに装着できることから、装着時において、組付性を向上できる。
【0045】
・各コアインシュレータ30を、熱硬化性樹脂や、絶縁性を有するコーティング鋼板等で構成してもよい。
さらに、上記実施形態より把握される技術的思想について、以下にそれらの効果と共に記載する。
【0046】
・前記スロット側に向かう突出部を、前記コアのティースを軸方向に沿って被覆するボビン部における径方向の中央部よりも外径側のみに形成した。このように構成すれば、巻線を巻装する場合には、ボビン部における径方向の中央部よりも外径側のみに形成された突出部が、巻線の締め付け力によってティース側に押圧される。この突出部の形成位置は、ティースの外径側の先端部から周方向に延出形成された突起を軸方向に沿って被覆する延出部の近傍である。つまり、巻線を巻装する場合には、延出部の近傍に形成された突出部が、巻線の締め付け力によってティース側に押圧される。そのため、特に延出部が突起から離間することが確実に防止され、巻線の表面がティースの突起によって損傷を受けるおそれがさらに低減される。従って、巻線を保護することができる。
【0047】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
各請求項に記載の発明によれば、コアと巻線間を電気的に絶縁することは勿論、安価な構成で巻線を保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態のアーマチャを備えた直流モータの模式断面図。
【図2】アーマチャの構成を示す分解斜視図。
【図3】アーマチャの要部断面図。
【図4】別の実施形態のアーマチャの要部断面図。
【図5】別の実施形態のアーマチャの要部断面図。
【図6】従来のアーマチャの構成を示す分解斜視図。
【図7】従来のアーマチャの断面図。
【図8】従来のアーマチャの作用を示す断面図。
【符号の説明】
1…回転電機としての直流モータ、15…電機子としてのアーマチャ、16…回転軸、19…巻線、20…コアとしての積層コア、20b…ティース、20c…突起、20d…スロット、30…コアインシュレータ、30a…収容部、30b…挿入口、32…カバー部、33…ボビン部、34…延出部、35…突出部、35a…面取り、L…側面、R…側面。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an armature of a rotary electric machine represented by a DC motor, and more particularly to an insulating structure between a core and a winding constituting the armature of the rotary electric machine.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various methods for interposing an insulating resin molded product (core insulator) between a core and a winding are proposed as a method for insulating a core and a winding constituting an armature (armature) of a DC motor. Yes.
[0003]
For example, as shown in FIG. 6, the
[0004]
As a result, as shown in FIG. 7B, when the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, as shown in FIG. 8A, when the winding 130 is wound around the
[0006]
Accordingly, the gap S1 between the
[0007]
Therefore, in order to prevent the winding 130 from entering the gap S1, a
[0008]
The present invention has been made paying attention to such problems, and its purpose is not only to electrically insulate between the core and the winding, but also to protect the winding with an inexpensive configuration. An object of the present invention is to provide an armature of a rotating electric machine that can be used.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a core that rotates integrally with the rotary shaft, a pair of core insulators that cover the core from both sides in the axial direction, and the core insulators are used. An armature of a rotating electrical machine, wherein the core insulator is electrically insulated between the core and the winding by each core insulator interposed between the core and the core. A bobbin portion that covers the teeth radially extending from the center portion of the teeth along the axial direction, and a protrusion that extends from the distal end portion on the outer diameter side of the teeth in the circumferential direction is covered along the axial direction. The bobbin portion is formed with a protruding portion toward the slot, which is a space between adjacent teeth.The protruding portion has a protruding amount toward the slot side that increases from the inner diameter side to the outer diameter side, and the bobbin portion is configured to be thicker by the amount of the protruding portion. The coil insulator has a protruding amount that comes into contact with the winding at the time of winding, and is pressed toward the non-slot side by the tightening force of the winding, thereby preventing the extension portion of the core insulator from being separated from the protrusion..
[0010]
Therefore, according to the first aspect of the present invention, the core teeth are covered by the bobbin portion of each core insulator along the axial direction, and the protrusions of the core teeth are aligned with each core insulator along the axial direction. It is covered by the extension part. As a result, when a winding is wound around a core tooth covered with each core insulator, the tooth and the winding are electrically insulated by each core insulator.
[0011]
In particular, the bobbin portion of each core insulator is formed with a protrusion toward the slot. For this reason, when winding the windings around the core teeth via the respective core insulators, the protruding portions of the respective core insulators are pressed against the anti-slot side, that is, the teeth side by the tightening force of the windings. Therefore, the bobbin portion of each core insulator is prevented from being separated from the teeth, and the extended portion of each core insulator is prevented from being separated from the protrusion. As a result, when winding the winding, it is less likely that the winding will enter the gap between the teeth projection and the extension of each core insulator, and the surface of the winding may be damaged by the teeth projection. Is reduced.
[0012]
In addition, since the structure in which the protrusions are formed on the bobbin portions of the core insulators in this manner reduces the possibility that the surface of the winding is damaged by the protrusions of the teeth, unlike the conventional case, when winding the windings Needless to say, the
[0014]
AlsoThe protrusion formed on the bobbin portion of each core insulator has a sufficient protrusion amount to contact the winding when the winding is wound. For this reason, the protruding portions of the core insulators are reliably pressed to the anti-slot side, that is, the teeth side by the tightening force of the winding acting from the slot side to the anti-slot side.
[0016]
Since the teeth extend radially from the central portion of the core, the distance between the adjacent teeth is longer from the inner diameter side toward the outer diameter side, and more windings can be wound. Even if the winding is wound, there is generally a slight space between the adjacent teeth on the outer diameter side where the winding is not wound. Therefore, as in the invention described in
[0017]
Rather, in the conventional configuration in which the projecting portion is not formed on the bobbin portion of the core insulator, the winding is wound in the slots so as to be biased toward the adjacent teeth, and the winding is biased in the both sides. Space may be formed between the lines. And when there are a mixture of slots (with space) where the windings are biased on both sides and slots (with no space) where the windings are wound without biasing on both sides, Rotation imbalance amount tends to increase. On the other hand, according to the third aspect of the present invention, by increasing the protruding amount of the protruding portion toward the slot side from the inner diameter side toward the outer diameter side, between adjacent teeth in the slot. Since the space is reduced, the windings are not biased to both sides. Therefore, unlike the conventional configuration, the slot with space and the slot without space are not mixed, and the rotation balance of the armature is stabilized.
[0018]
Claim2In the invention described in claim1In the armature of the rotating electric machine described above, the core insulator includes a cover portion that covers one side surface of both radial side surfaces of the core, and the bobbin portion and the extension portion extend along the axial direction from the cover portion. The cover portion, the bobbin portion, and the extending portion constitute a tooth receiving portion including a protrusion, and the bobbin portion and the extending portion protrude at the end opposite to the cover portion. Forming the insertion opening of teeth includingThe protruding portion is formed on the bobbin portion corresponding to the insertion port..
[0019]
Therefore, the claims2According to the invention described in (1), the one radial side surface of the core is covered with the cover portion of each core insulator. As a result, when the winding is wound around the core teeth covered with each core insulator, the teeth and the winding are reliably insulated by each core insulator.
[0020]
According to a third aspect of the present invention, in the armature of the rotating electric machine according to the second aspect, the inner surface of the bobbin portion corresponding to the insertion port is chamfered toward the slot side.
Therefore, according to the invention of
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which an armature of a rotating electrical machine according to the present invention is embodied in an armature of a DC motor will be described with reference to the drawings.
[0022]
As shown in FIG. 1, the
[0023]
An
[0024]
Next, the configuration of the
As shown in FIG. 2, the
[0025]
Each
[0026]
Each of the
[0027]
Next, a characteristic configuration of each
As shown in FIGS. 3A and 3B, each
[0028]
Further, as a characteristic configuration of each
[0029]
As described above, according to the present embodiment, the following operations and effects can be obtained.
(1) The
[0030]
(2) In particular, the
[0031]
(3) In addition, the configuration in which the protruding
[0032]
(4) The protruding
[0033]
(5) Since the
[0034]
(6) Rather, in the conventional configuration in which the protruding
[0035]
(7) One radial side surface (side surface L or side surface R) of the
[0036]
(8) A
[0037]
(9) The
[0038]
(10) In addition, since the projecting
[0039]
(11) In the conventional configuration in which the protruding
[0040]
(12) Each
[0041]
(13) In addition, since the
[0042]
In addition, the said embodiment can also be changed and actualized as follows.
As shown in FIG. 4, the protruding
[0043]
That is, when winding the winding 19, the protruding
[0044]
As shown in FIG. 5, the
[0045]
-You may comprise each
Furthermore, the technical idea grasped from the above embodiment will be described below together with the effects thereof.
[0046]
・The projecting portion toward the slot side is formed only on the outer diameter side of the central portion in the radial direction of the bobbin portion covering the core teeth along the axial direction.It was.With this configuration, when winding the winding, the protruding portion formed only on the outer diameter side of the central portion in the radial direction in the bobbin portion is pressed toward the teeth side by the tightening force of the winding. The The projecting portion is formed in the vicinity of the extending portion that covers the protrusion formed in the circumferential direction from the distal end portion on the outer diameter side of the tooth along the axial direction. That is, when winding the winding, the protruding portion formed in the vicinity of the extending portion is pressed to the teeth side by the tightening force of the winding. Therefore, in particular, the extension portion is reliably prevented from being separated from the protrusion, and the possibility that the surface of the winding is damaged by the protrusion of the tooth is further reduced. Therefore, the winding can be protected.
[0047]
【The invention's effect】
Since this invention is comprised as mentioned above, there exist the following effects.
eachClaimIn termsAccording to the described invention, it is possible to protect the winding with an inexpensive configuration as well as to electrically insulate between the core and the winding.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view of a DC motor provided with an armature according to an embodiment.
FIG. 2 is an exploded perspective view showing a configuration of an armature.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of the armature.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of an armature according to another embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part of an armature according to another embodiment.
FIG. 6 is an exploded perspective view showing a configuration of a conventional armature.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a conventional armature.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the operation of a conventional armature.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記コアインシュレータは、前記コアの中央部から放射状に延出形成されたティースを軸方向に沿って被覆するボビン部と、ティースの外径側の先端部から周方向に延出形成された突起を軸方向に沿って被覆する延出部とを含み、
前記ボビン部には、隣り合うティース間の空間であるスロット側に向かう突出部を形成し、前記突出部は、内径側から外径側に向かう程、スロット側への突出量を大きくし、その突出量の分だけ前記ボビン部が肉厚に構成されたものであって、巻線の巻装時に巻線と接触する突出量を有して巻線の締め付け力によって反スロット側へ押圧されることにより、前記コアインシュレータの延出部が前記突起から離間することを防止する回転電機の電機子。A core that rotates integrally with the rotating shaft, a pair of core insulators that cover the core from both sides in the axial direction, and windings that are wound around the core via the core insulators. In an armature of a rotating electric machine that electrically insulates between a core and a winding by each core insulator interposed in the
The core insulator includes a bobbin portion that covers a tooth extending radially from the central portion of the core along the axial direction, and a protrusion that extends in a circumferential direction from a distal end portion on the outer diameter side of the tooth. An extension portion covering along the axial direction,
The bobbin portion is formed with a protruding portion toward the slot which is a space between adjacent teeth, and the protruding portion increases the protruding amount toward the slot side from the inner diameter side toward the outer diameter side. The bobbin portion has a thickness corresponding to the protrusion amount, and has a protrusion amount that comes into contact with the winding when the winding is wound, and is pressed toward the non-slot side by the tightening force of the winding. Accordingly, the armature of the rotating electrical machine prevents the extension portion of the core insulator from being separated from the protrusion .
前記ボビン部及び延出部における前記カバー部とは反対側の端部にて突起を含むティースの挿入口を形成し、前記挿入口に対応する前記ボビン部に前記突出部を形成した回転電機の電機子。2. The armature for a rotating electrical machine according to claim 1, wherein the core insulator includes a cover portion that covers one side surface of both radial side surfaces of the core, and the bobbin portion extends in an axial direction from the cover portion. And the extension part is formed to extend, and the cover part, the bobbin part, and the extension part constitute a teeth containing part including a protrusion,
In the rotating electrical machine, an insertion port for a tooth including a protrusion is formed at an end of the bobbin portion and the extension portion opposite to the cover portion, and the protrusion is formed in the bobbin portion corresponding to the insertion port . Armature.
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