JP4076837B2

JP4076837B2 - Insulator and rotating magnetic field type electric motor

Info

Publication number: JP4076837B2
Application number: JP2002305591A
Authority: JP
Inventors: 一志杉島
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 2002-10-21
Filing date: 2002-10-21
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2022-10-21
Also published as: JP2004140964A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、巻線が巻装されるインシュレータ及びそれを用いた回転磁界型電動機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、回転機器としての回転界磁型電動機では、そのステータコアのティースにインシュレータを介して巻線が巻装される（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
図８は、特許文献１に開示されたブラシレスモータのステータを示す。ステータは、コア８０と上下一対のセンターピース８１とを備えている。コア８０は、上下一対のセンターピース８１間に配設されている。
【０００４】
下側センターピース８１は、センターボス部（以下、ボス部という）８２と、ボス部８２のコア８０側端部に延出形成されたコアインシュレータ部（以下、インシュレータという）８３を備えている。ボス部８２は、円筒状に形成されている。
【０００５】
ボス部８２のコア８０側端部における外側面８４には、インシュレータ８３が延出形成されている。インシュレータ８３は、コア８０側端部の外側面８４から延出形成された円板形状の基部支持板部８５と、該基部支持板部８５から径方向に延出形成されたティース支持板部８６を備えている。基部支持板部８５は、そのコア８０側の面８７の中央部に円筒状のボス部８２と連通する嵌合筒部８８が軸線方向に突出形成されている。ティース支持板部８６は、基部支持板部８５の外周部に１８個等角度の間隔で径方向に延出形成され、その先端部分は拡開形成されている。ティース支持板部８６の両側部及びティース支持板部８６間の基部支持板部８５の外周部には、壁板８９がコア８０側に向かって延出形成されている。
【０００６】
コア８０は、複数枚のコアシート９０が積層されて構成されている。コア８０を形成するためのコアシート９０の枚数は、嵌合凹部９１を形成する壁板８９の高さＨ／２の２倍の厚さＨのコア８０が形成される枚数である。つまり、半分の枚数のコアシート９０が下側センターピース８１の嵌合凹部９１に収容され、残り半分の枚数のコアシート９０が上側センターピース８１の嵌合凹部９１に収容される。そして、下側及び上側センターピース８１の嵌合凹部９１にコアシート９０が嵌合された状態で、下側センターピース８１と上側センターピース８１を互いに重ね合わせる。そして、重ね合わせた状態で、図示しない巻線を巻装する。つまり、インシュレータ８３を介してティースに巻線が巻装されてステータが形成される。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−５０５５５号公報（段落［００２６］〜［００２８］、図１，４）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、巻線は、整列してインシュレータに巻き付けることにより、その占積率を高めることが極めて重要である。特に、複数層にわたってインシュレータに巻装する場合には、下層の巻線の整列状態が上層の巻線のガイドの役目を担うため、１層目を整列状態が極めて重要になる。つまり、インシュレータによって容易に１層目の整列状態を設定することが望まれている。しかしながら、上記のインシュレータでは、巻線を整列して巻装することは困難であるという問題があった。
【０００９】
そこで、図９に示すように、インシュレータ１００に、巻線を整列して巻装するための案内溝１０１と、案内溝１０１を列替えするリード１０２とを形成することも考えられる。しかし、巻線には右巻きと左巻きとが存在するため、このような形状では、巻線の巻装方向に対応する形状のリード１０２が形成されたインシュレータをそれぞれ用いる必要があり、コストの増加及びティースへの誤組み付けの原因となる。
【００１０】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、２つの巻方向に対応して巻線を整列することができるインシュレータ、及びそのインシュレータを備えた回転磁界型電動機を提供することにある。
【００１１】
【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、ティースに装着され、巻線が巻装されるインシュレータにおいて、前記ティースを覆い径方向に延びる略四角形筒状の巻線巻装部を備え、該巻線巻装部の周方向側の両側面にはそれぞれ径方向に並列され軸方向に沿って延びる複数の案内溝が凹設され、前記巻線巻装部の軸方向側の両端面のうち前記巻線の巻き始め側の端面には、前記複数の案内溝に収容された前記巻線を列替えさせる案内部が形成され、前記案内部は、前記端面に凹設された案内凹部であり、前記案内凹部は、その外形が、前記巻線の２つの巻方向において、隣接する前記案内溝における一方の案内溝の幅方向中心から前記端面を挟んだ他方の案内溝の幅方向中心に向かって描かれる直線に平行な一対の辺を有する略菱形状に形成され、その略菱形状の対角線の一方が、隣接する前記案内溝の中心間距離の半分の位置となるよう形成されるとともに、該対角線の他方が、前記端面における前記周方向の端部間距離の半分の位置となるよう形成され、前記案内凹部の深さが両対角線の交点に向かって深くなるよう形成されていることをその要旨とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、ティースに装着され、巻線が巻装されるインシュレータにおいて、前記ティースを覆い径方向に延びる略四角形筒状の巻線巻装部を備え、該巻線巻装部の周方向側の両側面にはそれぞれ径方向に並列され軸方向に沿って延びる複数の案内溝が凹設され、前記巻線巻装部の軸方向側の両端面のうち前記巻線の巻き始め側の端面には、前記複数の案内溝に収容された前記巻線を列替えさせる案内部が形成され、前記案内部は、前記端面から突出して形成される案内凸部であり、前記案内凸部は、その外形が、前記巻線の２つの巻方向において、隣接する前記案内溝における一方の案内溝の幅方向中心から前記端面を挟んだ他方の案内溝の幅方向中心に向かって描かれる直線に平行な一対の辺を有する略菱形状に形成され、その略菱形状の対角線の一方が、前記案内溝の幅方向中心の位置となるよう形成されるとともに、該対角線の他方が、前記端面における前記周方向の端部間距離の半分の位置となるよう形成され、前記案内凸部の高さが両対角線の交点に向かって高くなるよう形成されていることをその要旨とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のインシュレータにおいて、前記案内凸部は略菱形錘状に形成されていることをその要旨とする。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載のインシュレータにおいて、前記案内溝は、前記巻線の形状に合わせて凹設されていることをその要旨とする。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載のインシュレータにおいて、前記案内溝は、延設方向において複数に分断されて形成されていることをその要旨とする。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか１項に記載のインシュレータをティースに装着し巻線が巻装された回転磁界型電動機であることをその要旨とする。
【００２３】
（作用）
請求項１及び２に記載の発明によれば、インシュレータは、ティースを覆い径方向に延びる略四角形筒状の巻線巻装部を備え、該巻線巻装部の周方向側の両側面にはそれぞれ径方向に並列され軸方向に沿って延びる複数の案内溝が凹設され、前記巻線巻装部の軸方向側の両端面のうち前記巻線の巻き始め側の端面には、複数の案内溝に収容された巻線を列替えさせる案内部が形成されている。従って、端面においては案内部によって巻線が列替えされるので、１つのインシュレータの形状で巻線を複数の巻装方法にて巻装することができる。つまり、インシュレータの形状の１種類化により、ティースに組み付ける際の誤組み付けを防止でき、生産性を向上させ、コストを低減することができる。また、案内部の外形は、前記巻線の２つの巻方向において、隣接する前記案内溝における一方の案内溝の幅方向中心から前記端面を挟んだ他方の案内溝の幅方向中心に向かって描かれる直線に平行な一対の辺を有する略菱形状に形成される。従って、インシュレータに巻線を巻装する際に、巻線を確実に案内することができる。つまり、列替えを行う端面においても、巻線を整列して巻装することができる。その結果、巻線の占積率を確実に向上することができる。
【００２４】
請求項１に記載の発明によれば、端面には、一方の側面の案内溝から他方の側面の案内溝に向かって巻線を巻き付ける際に、隣接する案内溝に列替えさせる案内凹部が凹設して形成されている。従って、列替えをする際に該案内凹部に沿って収容することにより、端面においても確実に整列して巻装することができる。即ち、さらに巻線の占積率を向上することができる。
【００２５】
また、案内凹部は、その中心の深さが周辺よりも深くなるように凹設して形成されている。従って、インシュレータに巻線を巻装する際に、巻線を傷つけることなくスムーズに巻装することができる。つまり、インシュレータに対する巻線の巻装を容易にすることができる。
【００２６】
また、案内凹部は、その略菱形状の対角線の一方が、隣接する前記案内溝の中心間距離の半分の位置となるよう形成されるとともに、該対角線の他方が、前記端面における前記周方向の端部間距離の半分の位置となるよう形成される。言い換えると、案内凹部は、列替えをする際に巻線が巻装される位置に合わせて形成され、巻線を巻装するピッチの半分だけずらす。従って、インシュレータに巻線を巻装する際に、巻線を確実に案内凹部に収容することができる。つまり、列替えを行う端面においても、巻線を整列して巻装することができる。その結果、巻線の占積率を確実に向上することができる。
【００２７】
請求項２に記載の発明によれば、端面には、一方の側面の案内溝から他方の側面の案内溝に向かって巻線を巻き付ける際に、隣接する案内溝に列替えさせる案内凸部が突出して形成されている。従って、案内凸部の間に巻線を巻装することによって、端面においても整列して巻線を巻装することができる。その結果、巻線の占積率を確実に向上することができる。
【００２９】
また、案内凸部は、その略菱形状の対角線の一方が、前記案内溝の幅方向中心の位置となるよう形成されるとともに、該対角線の他方が、前記端面における前記周方向の端部間距離の半分の位置となるよう形成される。言い換えると、案内凸部は、列替えをする際に巻線が巻装される位置に合わせて形成され、巻線を巻装するピッチの半分だけずらす。従って、インシュレータに巻線を巻装する際に、巻線を確実に案内することができる。つまり、列替えを行う端面においても、巻線を整列して巻装することができる。その結果、巻線の占積率を確実に向上することができる。
【００３１】
請求項４に記載の発明によれば、案内溝は、巻線の形状に合わせて凹設されている。従って、案内溝に巻線を収容した際に巻線を傷つけることなく、インシュレータに良好に巻装することができる。
【００３２】
請求項５に記載の発明によれば、案内溝は、延設方向において複数に分断されて形成される。従って、側及び端面の一部を溝状に加工しない分だけコストを低減することができる。
【００３３】
請求項６に記載の発明によれば、１種類の形状で複数の巻線の巻装方向に対応することができるインシュレータをティースに装着し巻線が巻装された回転磁界型電動機を構成することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態の回転磁界型電動機１０の概略構成を示す。図１に示すように、回転磁界型電動機１０は、３相９スロットのモータであって、ステータ１１と、ロータ１２とを備えている。
【００３５】
ステータ１１は、アウタコア１３とインナコア１４とを備えている。アウタコア１３は円環状に形成され、その内周面１５には周方向に複数の凹部１５ａが形成されている。各凹部１５ａは、開口幅が底辺幅よりも狭い台形状にてモータの軸方向に沿って延びるように形成されている。尚、本実施形態では、等間隔に９つの楔状の凹部１５ａが形成されている。
【００３６】
インナコア１４は、周方向に等角度間隔に配置され、径方向に沿って延びるｎ個のティース１６を備えている。本実施形態では、凹部１５ａと同じ数の９個のティース１６を備えている。各ティース１６の先端部（外側端部）には、凹部１５ａと嵌合するための台形状の凸部１６ａが形成されている。各ティース１６の基端部（内側端部）は、それぞれ隣接するそれと相互に連結され、この連結により円環部１６ｂが形成される。このように形成されたティース１６には、凸部１６ａが径方向外側に突出するようにインシュレータ１７が装着されている。各インシュレータ１７には、後述する巻装方法で巻線１８がそれぞれ巻装されている。
【００３７】
インシュレータ１７は、例えば樹脂成型品である。インシュレータ１７は、インナコア１４に沿って周方向に延びるように形成された基端部１７ａと、該基端部１７ａから先端側に向かって延びるように形成された巻線巻装部１７ｂと、該巻線巻装部１７ｂの先端側にアウタコア１３に沿って延びるように形成された先端部１７ｃとを備えている。インシュレータ１７には、巻線巻装部１７ｂに径方向に沿って貫通する貫通孔１７ｄが形成されている。該貫通孔１７ｄには、ティース１６が挿入される。
【００３８】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、基端部１７ａ及び先端部１７ｃは、巻線巻装部１７ｂに巻線１８が巻装された際に、巻線１８がインナコア１４及びアウタコア１３に接触しないように巻線巻装部１７ｂよりも周方向及び軸方向の長さが大きくなるように形成されている。先端部１７ｃには、巻線巻装部１７ｂの周方向両側に巻線１８の巻始めを固定するための凹部１９が形成されている。凹部１９は、径方向に沿って延びるように形成され、先端に行くほど軸方向上側（図２（ａ）中、紙面手前側）に向かって傾斜するテーパ状に凹設されている。
【００３９】
巻線巻装部１７ｂは、ティース１６の外形に合わせて略四角形筒状に形成され、軸方向に面した端面１７ｅ，１７ｆと、周方向に面した側面１７ｇ，１７ｈを備えている。巻線巻装部１７ｂは、軸方向の一方（図２（ａ）では紙面表側であり、図２（ｂ）では左側）の面（端面）１７ｅが平面状に形成されている。その端面１７ｅに対向する端面１７ｆ、及びティース１６の２面を覆うために端面１７ｅの周方向端部から端面の周方向端部まで軸方向に沿って延びる両側面１７ｇ，１７ｈには、巻線１８を整列して巻装するための４つの案内溝２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが形成されている。各案内溝２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、巻線１８の形状に合わせて断面円弧状に凹設されている。尚、径方向外側から順に第１〜第４の案内溝２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄとする。
【００４０】
各案内溝２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、両側面１７ｇ，１７ｈにあっては軸方向に沿って延びるように凹設され、巻線巻装部１７ｂの端面１７ｆにあっては両側面１７ｇ，１７ｈの各案内溝２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを接続するように周方向に沿って凹設されている。つまり、径方向から見て各案内溝２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、巻線巻装部１７ｂのうち端面１７ｅを除いた略コの字状に形成されている。
【００４１】
図１に示すように、回転磁界型電動機１０のロータ１２は、回転軸２１、基部２２及び永久磁石２３を備え、ステータ１１の円環部１６ｂ内側に回転可能に支持されている。
【００４２】
以下に、各インシュレータ１７への巻線１８の巻装方法について説明する。
尚、本実施形態では複数の巻装方法が考えられるが、ここでは図３に示す３種類の巻装方法について説明する。
【００４３】
図３（ａ）は、軸方向から見て、インシュレータ１７に対して巻線１８を先端側から右下がりに巻装（右巻）する場合を示す。
まず、巻線１８を巻線巻装部１７ｂの第１の案内溝２０ａにおける軸方向上側の位置Ａ１から位置Ａ２に向かって径方向から見て反時計回り方向に第１の案内溝２０ａに沿って巻装させる。このとき、巻線１８の巻装し始め側端部（始端）をインシュレータ１７の先端部１７ｃの凹部１９に収容させる。
【００４４】
次に、第１の案内溝２０ａの位置Ａ２から巻線巻装部１７ｂの端面１７ｅを介して第２の案内溝２０ｂの位置Ａ３に向かって巻線１８を巻装させる。このとき、巻線１８を、端面１７ｅ上において第１の案内溝２０ａから第２の案内溝２０ｂへ列替えしている。
【００４５】
そして、巻線１８を位置Ａ３から位置Ａ４に向かって、径方向から見て反時計回り方向に第２の案内溝２０ｂに沿って巻装させる。以下、同様にして、インシュレータ１７の巻線巻装部１７ｂにおける先端側から基端側に向かって巻線１８を巻装していく。このようにして、巻線１８をインシュレータ１７に整列して巻装させる。
【００４６】
又、図３（ｂ）は、軸方向から見て、巻線１８を先端側から左下がりに巻装（左巻）する場合を示す。
まず、巻線１８の巻装し始め側端部（始端）をインシュレータ１７の先端部１７ｃの凹部１９に収容させる。そして、巻線１８を巻線巻装部１７ｂの第１の案内溝２０ａにおける軸方向上側の位置Ｂ１から位置Ｂ２に向かって径方向から見て反時計回り方向に第１の案内溝２０ａに沿って巻装させる。
【００４７】
次に、第１の案内溝２０ａの位置Ｂ２から巻線巻装部１７ｂの端面１７ｅを介して第２の案内溝２０ｂの位置Ｂ３に向かって巻線１８を巻装させる。このとき、巻線１８を、端面１７ｅ上において第１の案内溝２０ａから第２の案内溝２０ｂへ列替えしている。
【００４８】
そして、巻線１８を位置Ｂ３から位置Ｂ４に向かって、径方向から見て反時計回り方向に第２の案内溝２０ｂに沿って巻装させる。以下、同様にして、インシュレータ１７の巻線巻装部１７ｂにおける先端側から基端側に向かって巻線１８を巻装していく。このようにして、巻線１８をインシュレータ１７に整列して巻装させる。
【００４９】
図３（ｃ）は、インシュレータ１７に対して、巻線１８を２層に巻装する場合を示す。尚、図３（ｃ）中、巻線１８は、１層目を左巻で巻装しているため１層目の巻装方法の説明を省略し、２層目の巻装方法のみを説明する。
【００５０】
巻線１８は、１層目を巻装し終えると第４の案内溝２０ｄの位置Ｃ１に配置されている。この時、各案内溝２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄに収容された巻線１８間には、該巻線１８に沿って溝状の隙間が形成される。位置Ｃ１に配置されている巻線１８は、巻線巻装部１７ｂの端面１７ｅを介して、第４の案内溝２０ｄの巻線１８と基端部１７ａとによって形成される隙間の軸方向上側に対応する位置Ｃ２に向かって巻装される。
【００５１】
次に、巻線１８を位置Ｃ２から位置Ｃ３に向かって、径方向から見て反時計回り方向に隙間に沿って巻装させる。以下、同様にして、インシュレータ１７の巻線巻装部１７ｂにおける基端側から先端側に向かって２層目の巻線１８を巻装していく。このようにして、巻線１８をインシュレータ１７に整列して巻装させる。
【００５２】
上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）インシュレータ１７の巻線巻装部１７ｂは、両側面１７ｇ，１７ｈ及び端面１７ｆに形成される４つの案内溝２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄと端面１７ｅとを有している。巻線１８は、各案内溝２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄに沿ってインシュレータ１７の巻線巻装部１７ｂに巻装され、端面１７ｅにおいて巻線１８の案内溝２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄに対する列替えをしている。端面１７ｅは、巻線を列替えさせるように平面状に形成されている。従って、巻線１８の巻回方向が右巻きでも左巻きでも端面１７ｅにおいて列替えが可能である。その結果、１つのインシュレータ１７の形状で２つの巻方向に対応しながら巻線１８の占積率を向上することができる。つまり、インシュレータ１７の形状の１種類化により、ティース１６に組み付ける際の誤組み付けを防止でき、生産性を向上させ、コストを低減することができる。
【００５３】
（２）インシュレータ１７の先端部１７ｃには、凹部１９が形成されている。従って、巻線１８の始端を凹部１９に収容させることにより、巻線１８が巻き始め部分において重なることを防止でき、巻線１８をインシュレータ１７に対して良好に巻装することができる。凹部１９に巻線１８の始端を収容することは、特に、インシュレータ１７に対して巻線１８を２層以上巻装する場合に効果的である。
【００５４】
（３）各案内溝２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、巻線１８の形状に合わせて断面円弧状に凹設されている。従って、巻線１８を傷つけることなく良好にインシュレータ１７に巻装することができる。
【００５５】
（４）本実施形態では、巻線１８には、丸型巻線を用いている。従って、巻線１８を容易に変形できるので、インシュレータ１７に巻線１８を容易に巻装することができる。
【００５６】
（第２実施形態）
以下、本発明を具体化した第２実施形態を図面に従って説明する。
尚、説明の便宜上、第１実施形態と同様の構成部分についてはその説明を省略する。
【００５７】
図４（ａ），（ｂ）に示すように、第２実施形態におけるインシュレータ３０は、４つの案内溝３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを備えている。
案内溝３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄは、インシュレータ３０の端面１７ｆ及び両側面１７ｇ，１７ｈの両端部に第１実施形態の案内溝２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが形成されている。つまり、案内溝３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄは、第１実施形態における案内溝２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが、各面の略中央に形成される平面３２によって分断されるように形成されている。
【００５８】
即ち、両側面１７ｇ，１７ｈにおいて、各案内溝３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄは、軸方向上側の端部から軸方向下側に向かって所定距離だけ溝状に凹設され、軸方向下側の端部から軸方向上側に向かって所定距離だけ溝状に凹設されている。又、端面１７ｆにおいて、各案内溝３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄは、側面の案内溝３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄと接続されるように、一端側の周方向端部から他端側に向かって所定距離だけ凹設され、他端側の周方向端部から一端側に向かって所定距離だけ凹設されている。尚、所定距離は、インシュレータ３０に巻線１８を巻装する際、巻線１８を整列して巻装することができる距離をいう。
【００５９】
上記したように、本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加え、以下の効果を有する。
（１）案内溝３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄは、第１実施形態における案内溝２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが、側面１７ｇ，１７ｈの略中央に形成される平面３２によって分断されるように形成されている。従って、第１実施形態の案内溝２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄに比べ、側面１７ｇ，１７ｈの略中央を溝状に加工しない分だけコストを低減することができる。
【００６０】
（第３実施形態）
以下、本発明を具体化した第３実施形態を図面に従って説明する。
尚、説明の便宜上、各実施形態と同様の構成部分についてはその説明を省略する。
【００６１】
図５（ａ），（ｂ）に示すように、第３実施形態におけるインシュレータ４０は、第１実施形態と同様の４つの案内溝２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを備えている。インシュレータ４０の軸方向上側の面（端面）１７ｅには、３つの案内凹部４１ａ，４１ｂ，４１ｃが凹設形成されている。尚、径方向外側から第１〜第３の案内凹部４１ａ，４１ｂ，４１ｃとする。
【００６２】
各案内凹部４１ａ，４１ｂ，４１ｃは、略菱形状に形成されている。第１の案内凹部４１ａは、その対角線の一方（図５（ａ）において横方向の対角線）が径方向において第１の案内溝２０ａと第２の案内溝２０ｂとの境界と一致するように形成され、他方（縦方向の対角線）が周方向においてインシュレータ４０の端部間の中線に一致するように形成されている。同様に、第２の案内凹部４１ｂは、その対角線の一方が第２の案内溝２０ｂと第３の案内溝２０ｃとの境界と一致するように形成され、他方が周方向においてインシュレータ４０の端部間の中線に一致するように形成されている。又、第３の案内凹部４１ｃは、その対角線の一方が第３の案内溝２０ｃと第４の案内溝２０ｄとの境界と一致するように形成され、他方が周方向においてインシュレータ４０の端部間の中線に一致するように形成されている。各案内凹部４１ａ，４１ｂ，４１ｃは、その中心、即ち対角線の交点に近づくにつれ徐々にその深さが深くなるように凹設されている。つまり、案内凹部４１ａ，４１ｂ，４１ｃは、インシュレータ４０に巻線１８を巻装させる際、案内凹部４１ａ，４１ｂ，４１ｃに巻線１８を案内することにより整列して列替えをさせる。
【００６３】
上記したように、本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加え、以下の効果を有する。
（１）端面１７ｅには、３つの案内凹部４１ａ，４１ｂ，４１ｃが軸方向から見て略菱形状に形成されている。各案内凹部４１ａ，４１ｂ，４１ｃは、その各対角線の一方が径方向において隣接する案内溝２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ間の境界と一致するように形成され、他方が周方向においてインシュレータ４０の端部間の中線に一致するように形成されている。従って、インシュレータ４０に巻線１８を巻装させる際、案内凹部４１ａ，４１ｂ，４１ｃに巻線１８を容易に次の案内溝に案内することにより整列して列替えをすることができる。その結果、インシュレータ４０の端面１７ｅにおける巻線１８の占積率を向上することができる。
【００６４】
（第４実施形態）
以下、本発明を具体化した第４実施形態を図面に従って説明する。
尚、説明の便宜上、各実施形態と同様の構成部分についてはその説明を省略する。
【００６５】
図６（ａ），（ｂ）に示すように、第４実施形態におけるインシュレータ５０は、第１実施形態と同様の４つの案内溝２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを備えている。インシュレータ５０の軸方向上側の面（端面）１７ｅには、４つの案内凸部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄが突出形成されている。尚、径方向外側から第１〜第４の案内凸部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄとする。
【００６６】
各案内凸部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄは、略菱形錘状に形成され、その頂点は滑らかな円弧状に形成されている。第１の案内凸部５１ａは、その長手方向の中線が径方向において第１の案内溝２０ａの中線と一致するように形成され、短手方向の中線が周方向においてインシュレータ５０の端部間の中線と一致するように形成されている。同様に、各第２〜第４の案内凸部５１ｂ，５１ｃ，５１ｄは、その長手方向の中線が径方向において各第２〜第４の案内溝２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの中線と一致するように形成され、短手方向の中線が周方向においてインシュレータ５０の端部間の中線に一致するように形成されている。各案内凸部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄは、その中心に近づくにつれその高さが高くなるように突設されている。つまり、案内凸部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄは、インシュレータ５０に巻線１８を巻装させる際、隣接する案内凸部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ間で巻線１８を案内することにより整列して列替えをさせる。
【００６７】
上記したように、本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加え、以下の効果を有する。
（１）端面１７ｅには、４つの案内凸部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄが軸方向から見て略楕円錘状に形成されている。各案内凸部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄは、その長手方向の各中線が径方向において各案内溝２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの各中線と一致するように形成され、短手方向の中線が周方向においてインシュレータ５０の端部間の中線と一致するように形成されている。従って、インシュレータ５０に巻線１８を巻装させる際、隣接する案内凸部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ間で巻線１８を案内することにより整列して列替えをすることができる。その結果、インシュレータ５０の端面１７ｅにおける巻線１８の占積率を向上することができる。
【００６８】
尚、本発明の各実施形態は、以下のように変更してもよい。
○上記第４実施形態では、案内凸部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄは、略菱形錘状に形成され、その頂点は滑らかな円弧状に形成されていたが、案内凸部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄの形状はこれに限定するものではない。要は、案内凸部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄによって巻線１８を案内し、整列して巻装するものであれば良い。
【００６９】
例えば、図７に示すように、略菱形錘台状に形成された案内凸部６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄを有するインシュレータ６１に実現しても良い。この時、案内凸部６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄの高さは、巻線１８の直径に合わせて形成されている。このようにすれば、インシュレータ６１に２層以上巻線１８を巻装する場合に、巻線１８を１層目では案内凸部６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄにより整列し、２層目以降では案内凸部６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄが突出していないため、巻線１８を傷つけることなく良好に巻装することができる。
【００７０】
○上記第３実施形態では、案内凹部４１ａ，４１ｂ，４１ｃは、略菱形状に形成されていたが、案内凹部４１ａ，４１ｂ，４１ｃの形状はこれに限定するものではない。要は、案内凹部４１ａ，４１ｂ，４１ｃによって巻線１８を収容し、整列して巻装するものであれば良い。
【００７１】
○上記第１実施形態では、インシュレータ１７には、４つの案内溝２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが形成されていたが、４つ以外の数で形成しても良い。
○上記第３実施形態では、インシュレータ４０には、４つの案内溝２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが形成され、それに合わせて３つの案内凹部４１ａ，４１ｂ，４１ｃが形成されていたが、これに限らず、案内溝を４つ以外の数で形成し、案内凹部を３つ以外の数で形成しても良い。この時、インシュレータ４０には、ｎ個の案内溝に対して（ｎ−１）個の案内凹部が形成される。ただし、ｎは自然数である。
【００７２】
○上記第４実施形態では、インシュレータ５０には、４つの案内溝２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが形成され、それに合わせて４つの案内凸部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄが形成されていたが、これに限らず、案内溝及び案内凸部を４つ以外の数で形成しても良い。この時、インシュレータ５０には、同数の案内溝及び案内凸部が形成される。
【００７３】
○上記第２実施形態では、平面３２は、インシュレータ３０の端面１７ｆ及び両側面１７ｇ，１７ｈの略中央に形成され、案内溝３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄが１つの面上において２つに分断されていた。しかし、これに限らず、１つの面に対して間欠的に平面３２を形成し、各案内溝３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを２つ以外の数に分断して形成しても良い。又、１つの面上の各案内溝３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄに対して、それぞれ異なる数で分断するように平面３２を形成しても良い。要は、少なくともインシュレータ３０の端面１７ｆ及び両側面１７ｇ，１７ｈの両端部に、案内溝３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄが形成されていれば良い。
【００７４】
○上記実施形態では、ティース１６は９つ形成されていたが、これに限らず、９つ以外の数で形成しても良い。
○上記実施形態では、各ティース１６にインシュレータ１７を装着した後、インシュレータ１７の巻線巻装部１７ｂに巻線１８を巻装するようにしたが、巻線１８を、予め各インシュレータ１７の巻線巻装部１７ｂに装着させた後、ティース１６に装着するようにしても良い。
【００７５】
○上記実施形態では、本発明を回転磁界型電動機１０に具体化して実施したが、これに限らず、巻線をインシュレータに巻装するその他の電動機（モータ）又は回転機器に具体化して実施してもよい。
【００７６】
上記各実施形態から把握できる技術的思想を以下に記載する。
（イ）ティースに装着され、巻線が巻装されるインシュレータにおいて、
インナコアに沿って延びるように形成される基端部と、該基端部から先端側に向かって延びるように形成される巻線巻装部と、該巻線巻装部の先端側にアウタコアに沿って延びるように形成される先端部とを備え、
前記先端部には、前記巻線巻装部の延設方向に沿って延びるように形成され、先端に行くほど端面側に向かって傾斜するテーパ状に凹設された凹部が形成されていることを特徴とするインシュレータ。
【００７７】
このようにすれば、巻線の始端を凹部に収容させることにより、巻線の巻き始め部分において重なることを防止でき、巻線をインシュレータに対して良好に巻装することができる。尚、凹部に巻線の始端を収容することは、特に、インシュレータに対して巻線を２層以上巻装する場合に効果的である。
【００７８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、２つの巻方向に対応しながら巻線を整列し占積率を向上することができるインシュレータ、及びそのインシュレータを備えた回転磁界型電動機を提供することできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】回転磁界型電動機の平面図である。
【図２】（ａ）はインシュレータの平面図、（ｂ）はインシュレータの側面図である。
【図３】（ａ），（ｂ），（ｃ）はインシュレータの巻装方法の概略説明図である。
【図４】（ａ）はインシュレータの平面図、（ｂ）はインシュレータの側面図である。
【図５】（ａ）はインシュレータの平面図、（ｂ）はインシュレータの側面図である。
【図６】（ａ）はインシュレータの平面図、（ｂ）はインシュレータの側面図である。
【図７】（ａ）は別例のインシュレータの平面図、（ｂ）は別例のインシュレータの側面図である。
【図８】従来の回転磁界型電動機のステータの分解斜視図である。
【図９】（ａ）は従来のインシュレータの平面図、（ｂ）は従来のインシュレータの側面図である。
【符号の説明】
１０…回転磁界型電動機、１１…ステータ、１２…ロータ、１６…ティース、１７，３０，４０，５０，６１…インシュレータ、１７ａ…基端部、１７ｂ…巻線巻装部、１７ｃ…先端部、１７ｅ…端面、１８…巻線、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ…案内溝、平面…３２、４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ…案内凹部、５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ…案内凸部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an insulator around which a winding is wound and a rotating magnetic field type electric motor using the same.
[0002]
[Prior art]
Generally, in a rotating field type electric motor as a rotating device, a winding is wound around a tooth of a stator core via an insulator (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
FIG. 8 shows a stator of a brushless motor disclosed in Patent Document 1. The stator includes a core 80 and a pair of upper and lower center pieces 81. The core 80 is disposed between a pair of upper and lower center pieces 81.
[0004]
The lower center piece 81 includes a center boss portion (hereinafter referred to as a boss portion) 82 and a core insulator portion (hereinafter referred to as an insulator) 83 that is formed to extend from the end portion of the boss portion 82 on the core 80 side. The boss portion 82 is formed in a cylindrical shape.
[0005]
An insulator 83 extends from the outer surface 84 at the end of the boss 82 on the core 80 side. The insulator 83 includes a disk-shaped base support plate portion 85 extending from the outer surface 84 at the end on the core 80 side, and a teeth support plate portion 86 formed extending from the base support plate portion 85 in the radial direction. It has. The base support plate portion 85 has a fitting cylinder portion 88 that projects from the center portion of the surface 87 on the core 80 side and communicates with the cylindrical boss portion 82 in the axial direction. The teeth support plate portion 86 is formed in the outer peripheral portion of the base support plate portion 85 so as to extend in the radial direction at equal angular intervals, and the tip portion thereof is formed in an expanded manner. Wall plates 89 are formed so as to extend toward the core 80 side on both sides of the teeth support plate portion 86 and on the outer peripheral portion of the base support plate portion 85 between the teeth support plate portions 86.
[0006]
The core 80 is configured by laminating a plurality of core sheets 90. The number of core sheets 90 for forming the core 80 is the number of cores 80 having a thickness H that is twice the height H / 2 of the wall plate 89 that forms the fitting recess 91. That is, half the number of core sheets 90 are accommodated in the fitting recess 91 of the lower center piece 81, and the remaining half number of core sheets 90 are accommodated in the fitting recess 91 of the upper center piece 81. Then, the lower center piece 81 and the upper center piece 81 are overlapped with each other in a state where the core sheet 90 is fitted in the fitting recesses 91 of the lower and upper center pieces 81. And the coil | winding which is not illustrated is wound in the state piled up. That is, the stator is formed by winding the windings around the teeth via the insulator 83.
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2000-50555 A (paragraphs [0026] to [0028], FIGS. 1 and 4)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, it is extremely important to increase the space factor of the windings by aligning them and winding them around the insulator. In particular, when the insulator is wound over a plurality of layers, the alignment state of the lower layer winding serves as a guide for the upper layer winding, and therefore the alignment state of the first layer is extremely important. That is, it is desired to easily set the alignment state of the first layer by the insulator. However, the above insulator has a problem that it is difficult to wind the windings in alignment.
[0009]
Therefore, as shown in FIG. 9, it is also conceivable to form a guide groove 101 for arranging and winding the windings and a lead 102 for rearranging the guide groove 101 in the insulator 100. However, since there are right-handed winding and left-handed winding in the winding, it is necessary to use an insulator in which the lead 102 having a shape corresponding to the winding direction of the winding is used in this shape, which increases the cost. In addition, it may cause incorrect assembly to the teeth.
[0010]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an insulator capable of aligning windings corresponding to two winding directions, and a rotating magnetic field type including the insulator. It is to provide an electric motor.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above problems, the invention according to claim 1An insulator mounted on a tooth and wound with a winding includes a winding winding portion having a substantially rectangular cylindrical shape that covers the tooth and extends in a radial direction, on both side surfaces on the circumferential side of the winding winding portion. Are each provided with a plurality of guide grooves that are arranged in parallel in the radial direction and extend along the axial direction, and the end surfaces on the winding start side of the windings of both end surfaces on the axial direction side of the winding winding part are A guide portion for rearranging the windings accommodated in a plurality of guide grooves is formed, the guide portion is a guide recess formed in the end surface, and the guide recess has an outer shape that is the winding. In the two winding directions, the adjacent guide grooves have a pair of sides parallel to a straight line drawn from the center in the width direction of one guide groove toward the center in the width direction of the other guide groove across the end face. It is formed in a rhombus shape, and one of the diagonal lines of the approximately rhombus shape is adjacent to The guide groove is formed so as to be half the distance between the centers of the guide grooves, and the other of the diagonal lines is formed so as to be half the distance between the end portions in the circumferential direction on the end surface. Is formed so that its depth increases toward the intersection of both diagonalsThis is the gist.
[0012]
  According to a second aspect of the present invention, in an insulator mounted on a tooth and wound with a winding, the insulator includes a substantially rectangular cylindrical winding winding portion covering the tooth and extending in a radial direction. A plurality of guide grooves extending in the axial direction and parallel to the radial direction are respectively provided on both side surfaces on the circumferential direction side of the portion, and the windings of the winding winding portion of both end surfaces on the axial direction side of the winding winding portion are provided. A guide portion for rearranging the windings accommodated in the plurality of guide grooves is formed on the end surface on the winding start side.The guide portion is a guide convex portion that protrudes from the end face, and the guide convex portion has one guide groove in the adjacent guide groove in the two winding directions of the winding. Is formed in a substantially rhombus shape having a pair of sides parallel to a straight line drawn from the center in the width direction toward the width direction center of the other guide groove across the end surface, and one of the diagonal lines in the approximately rhombus shape is The guide groove is formed so that it is positioned at the center in the width direction, and the other of the diagonal lines is formed at a position that is half the distance between the end portions in the circumferential direction on the end surface. Is formed to rise toward the intersection of both diagonals.The gist of this is
[0013]
  The invention according to claim 3 is the insulator according to claim 2,The guide protrusion is formed in a substantially rhomboid shape.The gist.
[0019]
  Claim4The invention described in claim 13In the insulator according to any one of the above, the gist is that the guide groove is recessed according to the shape of the winding.
[0020]
  Claim5The invention described in claim 14In the insulator according to any one of the above, the gist is that the guide groove is divided into a plurality of portions in the extending direction.
[0021]
  Claim6The invention described in claim 15The gist of the present invention is a rotating magnetic field type motor in which the insulator according to any one of the above items is mounted on a tooth and a winding is wound.
[0023]
  (Function)
  Claim1 andAccording to the second aspect of the invention, the insulator includes a substantially rectangular cylindrical winding winding portion that covers the teeth and extends in the radial direction, and each side surface on the circumferential side of the winding winding portion has a radial direction. A plurality of guide grooves extending in the axial direction are provided in parallel with each other, and among the both end faces on the axial direction side of the winding winding portion, the end faces on the winding start side of the winding are provided with a plurality of guide grooves. A guide portion for rearranging the accommodated windings is formed. Therefore, since the winding is rearranged by the guide portion on the end face, the winding can be wound by a plurality of winding methods in the shape of one insulator. In other words, by using one type of insulator shape, it is possible to prevent erroneous assembly when assembling the teeth, to improve productivity, and to reduce costs.Further, the outer shape of the guide portion is drawn from the center in the width direction of one guide groove in the adjacent guide grooves toward the center in the width direction of the other guide groove across the end surface in the two winding directions of the winding. It is formed in a substantially rhombus shape having a pair of sides parallel to a straight line. Therefore, the winding can be reliably guided when the winding is wound around the insulator. That is, the windings can be aligned and wound even on the end face where the rearrangement is performed. As a result, the space factor of the winding can be reliably improved.
[0024]
  Claim1According to the invention described in the above, when the winding is wound from the guide groove on one side surface to the guide groove on the other side surface, the guide concave portion that is rearranged to the adjacent guide groove is formed in the end surface. Is formed. Therefore, when the rearrangement is performed, the guide recesses are accommodated along the guide recesses so that the end surfaces can be reliably aligned and wound. That is, the space factor of the winding can be further improved.
[0025]
  AlsoThe guide recess is formed to be recessed so that the center depth is deeper than the periphery. Therefore, when winding the winding around the insulator, it can be smoothly wound without damaging the winding. That is, the winding of the winding around the insulator can be facilitated.
[0026]
  AlsoThe guide recessOne of the substantially rhombic diagonal lines is formed at a position that is half the distance between the centers of the adjacent guide grooves, and the other of the diagonal lines is half the distance between the end portions in the circumferential direction on the end surface. It is formed so thatIn other words, the guide recess is formed in accordance with the position at which the winding is wound when rearranging, and is shifted by half the pitch at which the winding is wound. Therefore, when winding the winding around the insulator, the winding can be reliably accommodated in the guide recess. That is, the windings can be aligned and wound even on the end face where the rearrangement is performed. As a result, the space factor of the winding can be reliably improved.
[0027]
  Claim2According to the invention described in (4), the end face is formed with a guide protrusion protruding to replace the adjacent guide groove when winding the winding from the guide groove on one side surface toward the guide groove on the other side surface. Has been. Therefore, by winding the winding between the guide protrusions, the winding can be wound in an aligned manner on the end face. As a result, the space factor of the winding can be reliably improved.
[0029]
  AlsoThe guide convex part isOne of the substantially rhombus-shaped diagonal lines is formed so as to be the position of the center in the width direction of the guide groove, and the other of the diagonal lines is a position that is half the distance between the end portions in the circumferential direction on the end face. Formed.In other words, the guide convex portion is formed in accordance with the position where the winding is wound when rearranging, and is shifted by half the pitch at which the winding is wound. Therefore, the winding can be reliably guided when the winding is wound around the insulator. That is, the windings can be aligned and wound even on the end face where the rearrangement is performed. As a result, the space factor of the winding can be reliably improved.
[0031]
  Claim4According to the invention described in (4), the guide groove is recessed according to the shape of the winding. Therefore, when the winding is accommodated in the guide groove, it can be satisfactorily wound around the insulator without damaging the winding.
[0032]
  Claim5According to the invention described in (1), the guide groove is formed by being divided into a plurality of pieces in the extending direction. Therefore, the cost can be reduced by the amount that the side and part of the end face are not processed into a groove shape.
[0033]
  Claim6According to the invention described in the above, it is possible to configure a rotating magnetic field type motor in which an insulator that can correspond to the winding direction of a plurality of windings with one type of shape is attached to the teeth and the windings are wound. .
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of a rotating field type electric motor 10 of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the rotating field motor 10 is a three-phase, nine-slot motor, and includes a stator 11 and a rotor 12.
[0035]
The stator 11 includes an outer core 13 and an inner core 14. The outer core 13 is formed in an annular shape, and a plurality of recesses 15a are formed on the inner peripheral surface 15 in the circumferential direction. Each recess 15a is formed in a trapezoidal shape in which the opening width is narrower than the bottom width, and extends along the axial direction of the motor. In the present embodiment, nine wedge-shaped concave portions 15a are formed at equal intervals.
[0036]
The inner core 14 includes n teeth 16 that are arranged at equal angular intervals in the circumferential direction and extend along the radial direction. In the present embodiment, nine teeth 16 having the same number as the recesses 15a are provided. A trapezoidal convex portion 16 a for fitting with the concave portion 15 a is formed at the tip end portion (outer end portion) of each tooth 16. The base end portion (inner end portion) of each tooth 16 is mutually connected to the adjacent one, and an annular portion 16b is formed by this connection. An insulator 17 is attached to the tooth 16 formed in this way so that the convex portion 16a protrudes radially outward. A winding 18 is wound around each insulator 17 by a winding method described later.
[0037]
The insulator 17 is, for example, a resin molded product. The insulator 17 includes a proximal end portion 17a formed to extend in the circumferential direction along the inner core 14, a winding winding portion 17b formed to extend from the proximal end portion 17a toward the distal end side, A tip end portion 17c formed so as to extend along the outer core 13 is provided on the tip end side of the winding portion 17b. The insulator 17 is formed with a through hole 17d penetrating the winding portion 17b along the radial direction. The teeth 16 are inserted into the through holes 17d.
[0038]
2A and 2B, when the winding 18 is wound around the winding winding portion 17b, the base end portion 17a and the distal end portion 17c are connected to the inner core 14 and the outer core. 13 so that the length in the circumferential direction and the axial direction is larger than that of the winding portion 17b so as not to contact 13. The tip portion 17c is formed with a recess 19 for fixing the winding start of the winding 18 on both sides in the circumferential direction of the winding winding portion 17b. The concave portion 19 is formed so as to extend along the radial direction, and is formed in a tapered shape that inclines toward the upper side in the axial direction (the front side in FIG. 2A) toward the tip.
[0039]
The winding portion 17b is formed in a substantially rectangular tube shape in accordance with the outer shape of the tooth 16, and includes end faces 17e and 17f facing in the axial direction and side faces 17g and 17h facing in the circumferential direction. The winding winding portion 17b has a planar surface (end surface) 17e on one side in the axial direction (the front side in FIG. 2A and the left side in FIG. 2B). On both side surfaces 17g and 17h extending in the axial direction from the circumferential end of the end surface 17e to the circumferential end of the end surface in order to cover the end surface 17f facing the end surface 17e and the two surfaces of the teeth 16, windings Four guide grooves 20a, 20b, 20c, and 20d for aligning and winding 18 are formed. Each guide groove 20a, 20b, 20c, 20d is recessed in a circular arc shape in accordance with the shape of the winding 18. It should be noted that the first to fourth guide grooves 20a, 20b, 20c, and 20d are sequentially formed from the outer side in the radial direction.
[0040]
The guide grooves 20a, 20b, 20c, and 20d are recessed so as to extend along the axial direction in the side surfaces 17g and 17h, and the side surfaces 17g and 17g in the end surface 17f of the winding portion 17b. The guide grooves 20a, 20b, 20c, and 20d of 17h are recessed along the circumferential direction so as to be connected. That is, each guide groove 20a, 20b, 20c, 20d is formed in a substantially U-shape excluding the end face 17e in the winding portion 17b when viewed from the radial direction.
[0041]
As shown in FIG. 1, the rotor 12 of the rotating field type electric motor 10 includes a rotating shaft 21, a base portion 22, and a permanent magnet 23, and is rotatably supported inside the annular portion 16 b of the stator 11.
[0042]
Below, the winding method of the coil | winding 18 to each insulator 17 is demonstrated.
In this embodiment, a plurality of winding methods can be considered. Here, three types of winding methods shown in FIG. 3 will be described.
[0043]
FIG. 3A shows a case where the winding 18 is wound downward (right-handed) from the distal end side with respect to the insulator 17 when viewed from the axial direction.
First, the winding 18 is moved along the first guide groove 20a in the counterclockwise direction when viewed from the radial direction from the position A1 on the upper side in the axial direction of the first guide groove 20a of the winding winding portion 17b toward the position A2. And wind it up. At this time, the winding side end portion (starting end) of the winding 18 is accommodated in the concave portion 19 of the tip portion 17 c of the insulator 17.
[0044]
Next, the winding 18 is wound from the position A2 of the first guide groove 20a toward the position A3 of the second guide groove 20b through the end face 17e of the winding winding portion 17b. At this time, the winding 18 is rearranged from the first guide groove 20a to the second guide groove 20b on the end face 17e.
[0045]
Then, the winding 18 is wound from the position A3 toward the position A4 along the second guide groove 20b in the counterclockwise direction when viewed from the radial direction. Thereafter, similarly, the winding 18 is wound from the distal end side to the proximal end side in the winding winding portion 17b of the insulator 17. In this way, the winding 18 is wound in alignment with the insulator 17.
[0046]
FIG. 3B shows a case where the winding 18 is wound leftward from the tip side (left-handed) when viewed from the axial direction.
First, the winding side end portion (starting end) of the winding 18 is accommodated in the concave portion 19 of the tip portion 17 c of the insulator 17. Then, the winding 18 is along the first guide groove 20a in the counterclockwise direction when viewed from the radial direction from the position B1 on the upper side in the axial direction of the first guide groove 20a of the winding winding portion 17b toward the position B2. And wind it up.
[0047]
Next, the winding 18 is wound from the position B2 of the first guide groove 20a toward the position B3 of the second guide groove 20b through the end face 17e of the winding winding portion 17b. At this time, the winding 18 is rearranged from the first guide groove 20a to the second guide groove 20b on the end face 17e.
[0048]
Then, the winding 18 is wound from the position B3 toward the position B4 along the second guide groove 20b in the counterclockwise direction when viewed from the radial direction. Thereafter, similarly, the winding 18 is wound from the distal end side to the proximal end side in the winding winding portion 17b of the insulator 17. In this way, the winding 18 is wound in alignment with the insulator 17.
[0049]
FIG. 3C shows a case where the winding 18 is wound in two layers around the insulator 17. In FIG. 3C, the winding 18 is wound in the left-hand winding on the first layer, so the description of the first-layer winding method is omitted, and only the second-layer winding method is described. To do.
[0050]
The winding 18 is disposed at the position C1 of the fourth guide groove 20d after the first layer is wound. At this time, a groove-like gap is formed along the winding 18 between the windings 18 accommodated in the guide grooves 20a, 20b, 20c, and 20d. The winding 18 arranged at the position C1 is located above the gap formed by the winding 18 and the base end portion 17a of the fourth guide groove 20d via the end face 17e of the winding winding portion 17b in the axial direction. Is wound toward the position C2 corresponding to.
[0051]
Next, the winding 18 is wound along the gap in the counterclockwise direction when viewed from the radial direction from the position C2 to the position C3. Hereinafter, similarly, the second layer winding 18 is wound from the proximal end side to the distal end side in the winding winding portion 17b of the insulator 17. In this way, the winding 18 is wound in alignment with the insulator 17.
[0052]
As described above, the present embodiment has the following effects.
(1) The winding winding part 17b of the insulator 17 has four guide grooves 20a, 20b, 20c, 20d and an end surface 17e formed on both side surfaces 17g, 17h and the end surface 17f. The winding 18 is wound around the winding winding portion 17b of the insulator 17 along each guide groove 20a, 20b, 20c, 20d, and the end face 17e is arranged in a row with respect to the guide grooves 20a, 20b, 20c, 20d. I am changing. The end surface 17e is formed in a flat shape so that the windings can be rearranged. Therefore, the end face 17e can be rearranged regardless of whether the winding direction of the winding 18 is right-handed or left-handed. As a result, the space factor of the winding 18 can be improved while the shape of one insulator 17 corresponds to two winding directions. That is, by making the shape of the insulator 17 one type, it is possible to prevent erroneous assembly when assembled to the tooth 16, improve productivity, and reduce cost.
[0053]
(2) A recess 19 is formed at the tip 17 c of the insulator 17. Therefore, by accommodating the starting end of the winding 18 in the recess 19, it is possible to prevent the winding 18 from overlapping at the winding start portion, and the winding 18 can be wound around the insulator 17 satisfactorily. The housing of the starting end of the winding 18 in the recess 19 is particularly effective when two or more layers of the winding 18 are wound around the insulator 17.
[0054]
(3) Each guide groove 20 a, 20 b, 20 c, 20 d is recessed in a circular arc shape according to the shape of the winding 18. Therefore, it is possible to satisfactorily wind the insulator 17 without damaging the winding 18.
[0055]
(4) In the present embodiment, the winding 18 is a round winding. Accordingly, since the winding 18 can be easily deformed, the winding 18 can be easily wound around the insulator 17.
[0056]
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
For convenience of explanation, explanation of the same components as in the first embodiment is omitted.
[0057]
As shown in FIGS. 4A and 4B, the insulator 30 according to the second embodiment includes four guide grooves 31a, 31b, 31c, and 31d.
The guide grooves 31a, 31b, 31c, and 31d are formed with the guide grooves 20a, 20b, 20c, and 20d of the first embodiment at both ends of the end face 17f and the side faces 17g and 17h of the insulator 30. That is, the guide grooves 31a, 31b, 31c, and 31d are formed so that the guide grooves 20a, 20b, 20c, and 20d in the first embodiment are divided by the plane 32 that is formed at the approximate center of each surface. .
[0058]
That is, on both side surfaces 17g and 17h, the guide grooves 31a, 31b, 31c, and 31d are recessed in a groove shape by a predetermined distance from the axially upper end toward the axially lower side. A groove is recessed by a predetermined distance from the end toward the upper side in the axial direction. Further, on the end face 17f, the guide grooves 31a, 31b, 31c, 31d are connected to the side guide grooves 31a, 31b, 31c, 31d from the circumferential end on one end toward the other end. It is recessed by a predetermined distance, and is recessed by a predetermined distance from the circumferential end on the other end side toward one end side. The predetermined distance refers to a distance at which the winding 18 can be aligned and wound when the winding 18 is wound around the insulator 30.
[0059]
As described above, according to this embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the following effects are obtained.
(1) The guide grooves 31a, 31b, 31c, and 31d are formed such that the guide grooves 20a, 20b, 20c, and 20d in the first embodiment are divided by a plane 32 that is formed at the approximate center of the side surfaces 17g and 17h. Has been. Therefore, compared with the guide grooves 20a, 20b, 20c, and 20d of the first embodiment, the cost can be reduced by not processing the approximate center of the side surfaces 17g and 17h into a groove shape.
[0060]
(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
For convenience of explanation, description of the same components as those in each embodiment is omitted.
[0061]
As shown in FIGS. 5A and 5B, the insulator 40 in the third embodiment includes four guide grooves 20a, 20b, 20c, and 20d similar to those in the first embodiment. Three guide recesses 41a, 41b, and 41c are formed in a recessed manner on the axially upper surface (end surface) 17e of the insulator 40. In addition, it is set as the 1st-3rd guide recessed part 41a, 41b, 41c from the radial direction outer side.
[0062]
Each guide recess 41a, 41b, 41c is formed in a substantially diamond shape. The first guide recess 41a is formed so that one of the diagonal lines (the diagonal line in the horizontal direction in FIG. 5A) coincides with the boundary between the first guide groove 20a and the second guide groove 20b in the radial direction. The other (vertical diagonal) is formed so as to coincide with the middle line between the end portions of the insulator 40 in the circumferential direction. Similarly, the second guide recess 41b is formed so that one of the diagonal lines thereof coincides with the boundary between the second guide groove 20b and the third guide groove 20c, and the other is the end of the insulator 40 in the circumferential direction. It is formed so as to coincide with the middle line. The third guide recess 41c is formed so that one of the diagonal lines thereof coincides with the boundary between the third guide groove 20c and the fourth guide groove 20d, and the other is between the end portions of the insulator 40 in the circumferential direction. It is formed to match the middle line. Each guide recess 41a, 41b, 41c is recessed so that its depth gradually increases as it approaches the center, that is, the intersection of diagonal lines. That is, when the windings 18 are wound around the insulator 40, the guide recesses 41a, 41b, 41c are aligned and rearranged by guiding the windings 18 to the guide recesses 41a, 41b, 41c.
[0063]
As described above, according to this embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the following effects are obtained.
(1) Three guide recesses 41a, 41b, 41c are formed in a substantially rhombus shape when viewed from the axial direction on the end face 17e. Each of the guide recesses 41a, 41b, 41c is formed so that one of the diagonal lines thereof coincides with the boundary between the guide grooves 20a, 20b, 20c, 20d adjacent in the radial direction, and the other is the end of the insulator 40 in the circumferential direction. It is formed so as to coincide with the middle line between the parts. Therefore, when the winding 18 is wound around the insulator 40, the winding can be easily aligned with the guide recesses 41a, 41b, and 41c by being guided to the next guide groove. As a result, the space factor of the winding 18 on the end face 17e of the insulator 40 can be improved.
[0064]
(Fourth embodiment)
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
For convenience of explanation, description of the same components as those in each embodiment is omitted.
[0065]
As shown in FIGS. 6A and 6B, the insulator 50 in the fourth embodiment includes four guide grooves 20a, 20b, 20c, and 20d similar to those in the first embodiment. Four guide convex portions 51a, 51b, 51c, and 51d are formed so as to project on the axially upper surface (end surface) 17e of the insulator 50. In addition, it is set as the 1st-4th guide convex part 51a, 51b, 51c, 51d from a radial direction outer side.
[0066]
Each guide convex part 51a, 51b, 51c, 51d is formed in a substantially rhombus weight shape, and its apex is formed in a smooth arc shape. The first guide convex portion 51a is formed such that the center line in the longitudinal direction thereof coincides with the center line of the first guide groove 20a in the radial direction, and the center line in the short direction is the end of the insulator 50 in the circumferential direction. It is formed so as to coincide with the midline between the parts. Similarly, the second to fourth guide protrusions 51b, 51c and 51d have a center line in the longitudinal direction that coincides with a center line of each of the second to fourth guide grooves 20b, 20c and 20d in the radial direction. The middle line in the short direction is formed to coincide with the middle line between the end portions of the insulator 50 in the circumferential direction. Each of the guide convex portions 51a, 51b, 51c, 51d is provided so as to increase in height as it approaches the center thereof. That is, the guide convex portions 51a, 51b, 51c, 51d are aligned by guiding the winding 18 between the adjacent guide convex portions 51a, 51b, 51c, 51d when the winding 18 is wound around the insulator 50. To change the order.
[0067]
As described above, according to this embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the following effects are obtained.
(1) Four guide convex portions 51a, 51b, 51c, 51d are formed in a substantially elliptical pyramid shape when viewed from the axial direction on the end surface 17e. Each guide convex portion 51a, 51b, 51c, 51d is formed such that each longitudinal center line thereof coincides with each center line of each guide groove 20a, 20b, 20c, 20d in the radial direction. The middle line is formed to coincide with the middle line between the end portions of the insulator 50 in the circumferential direction. Therefore, when winding the winding 18 around the insulator 50, the winding 18 can be aligned and rearranged by guiding the winding 18 between the adjacent guide convex portions 51a, 51b, 51c, 51d. As a result, the space factor of the winding 18 on the end face 17e of the insulator 50 can be improved.
[0068]
Each embodiment of the present invention may be modified as follows.
In the fourth embodiment, the guide convex portions 51a, 51b, 51c, 51d are formed in a substantially rhombic weight shape, and the apex thereof is formed in a smooth arc shape. However, the guide convex portions 51a, 51b, 51c , 51d is not limited to this. The point is that the winding 18 may be guided by the guide convex portions 51a, 51b, 51c, 51d and aligned and wound.
[0069]
For example, as shown in FIG. 7, it may be realized in an insulator 61 having guide convex portions 60a, 60b, 60c, 60d formed in a substantially rhomboid frustum shape. At this time, the height of the guide protrusions 60 a, 60 b, 60 c, 60 d is formed in accordance with the diameter of the winding 18. In this way, when two or more layers of the winding 18 are wound around the insulator 61, the winding 18 is aligned by the guide protrusions 60a, 60b, 60c, and 60d in the first layer, and is guided in the second and subsequent layers. Since the convex portions 60a, 60b, 60c, and 60d do not protrude, the winding 18 can be wound well without being damaged.
[0070]
In the third embodiment, the guide recesses 41a, 41b, and 41c are formed in a substantially rhombus shape, but the shape of the guide recesses 41a, 41b, and 41c is not limited to this. The point is that the windings 18 may be accommodated by the guide recesses 41a, 41b, and 41c and aligned and wound.
[0071]
In the first embodiment, the insulator 17 is formed with the four guide grooves 20a, 20b, 20c, and 20d, but may be formed with a number other than four.
In the third embodiment, the insulator 40 is formed with four guide grooves 20a, 20b, 20c, and 20d, and three guide recesses 41a, 41b, and 41c are formed accordingly. Instead, the guide grooves may be formed with a number other than four, and the guide recesses may be formed with a number other than three. At this time, (n-1) guide recesses are formed in the insulator 40 with respect to the n guide grooves. However, n is a natural number.
[0072]
In the fourth embodiment, the insulator 50 is formed with four guide grooves 20a, 20b, 20c, and 20d, and four guide protrusions 51a, 51b, 51c, and 51d are formed accordingly. However, the number of the guide grooves and the guide protrusions is not limited to four. At this time, the same number of guide grooves and guide protrusions are formed in the insulator 50.
[0073]
In the second embodiment, the flat surface 32 is formed substantially at the center of the end surface 17f and the side surfaces 17g, 17h of the insulator 30, and the guide grooves 31a, 31b, 31c, 31d are divided into two on one surface. It was. However, the present invention is not limited to this, and the flat surface 32 may be formed intermittently with respect to one surface, and the guide grooves 31a, 31b, 31c, 31d may be divided into a number other than two. Moreover, you may form the plane 32 so that it may divide | segment into a different number with respect to each guide groove 31a, 31b, 31c, 31d on one surface. In short, it is only necessary that the guide grooves 31a, 31b, 31c, and 31d are formed at both ends of the end face 17f and the side faces 17g and 17h of the insulator 30.
[0074]
In the above embodiment, nine teeth 16 are formed. However, the number of teeth 16 is not limited thereto, and may be formed by a number other than nine.
In the above embodiment, after the insulator 17 is attached to each tooth 16, the winding 18 is wound around the winding winding portion 17 b of the insulator 17, but the winding 18 is previously wound around each insulator 17. You may make it mount | wear to the teeth 16, after making it mount to the wire winding part 17b.
[0075]
In the above embodiment, the present invention is embodied in the rotating magnetic field type motor 10, but is not limited to this, and is embodied in other motors (motors) or rotating devices in which the windings are wound around the insulator. May be.
[0076]
The technical idea that can be grasped from each of the above embodiments will be described below.
(B) In an insulator mounted on a tooth and wound with a winding,
A base end portion formed so as to extend along the inner core, a winding winding portion formed so as to extend from the base end portion toward the distal end side, and an outer core on the distal end side of the winding winding portion. A tip portion formed so as to extend along,
The tip portion is formed so as to extend along the extending direction of the winding winding portion, and is formed with a recess recessed in a taper shape that is inclined toward the end face side toward the tip. Insulator characterized by.
[0077]
In this way, by accommodating the starting end of the winding in the recess, it is possible to prevent overlapping at the winding start portion of the winding, and the winding can be satisfactorily wound around the insulator. It should be noted that housing the starting end of the winding in the recess is particularly effective when two or more layers of winding are wound around the insulator.
[0078]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, an insulator capable of aligning the windings and improving the space factor while corresponding to two winding directions, and a rotating magnetic field type electric motor including the insulator are provided. I can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a rotating magnetic field type electric motor.
2A is a plan view of an insulator, and FIG. 2B is a side view of the insulator.
FIGS. 3A, 3B, and 3C are schematic explanatory views of an insulator winding method. FIGS.
4A is a plan view of an insulator, and FIG. 4B is a side view of the insulator.
5A is a plan view of an insulator, and FIG. 5B is a side view of the insulator.
6A is a plan view of an insulator, and FIG. 6B is a side view of the insulator.
7A is a plan view of another example insulator, and FIG. 7B is a side view of another example insulator.
FIG. 8 is an exploded perspective view of a stator of a conventional rotating field type electric motor.
9A is a plan view of a conventional insulator, and FIG. 9B is a side view of the conventional insulator.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Rotating magnetic field type motor, 11 ... Stator, 12 ... Rotor, 16 ... Teeth, 17, 30, 40, 50, 61 ... Insulator, 17a ... Base end part, 17b ... Winding winding part, 17c ... Tip part, 17e ... end face, 18 ... winding, 20a, 20b, 20c, 20d, 31a, 31b, 31c, 31d ... guide groove, flat surface ... 32, 41a, 41b, 41c, 41d ... guide recess, 51a, 51b, 51c, 51d , 60a, 60b, 60c, 60d ... guide convex portions.

Claims

In an insulator that is mounted on a tooth and wound with a winding,
A substantially quadrangular cylindrical winding winding portion covering the teeth and extending in the radial direction is provided, and a plurality of circumferentially-side both side surfaces of the winding winding portion are arranged in parallel in the radial direction and extending along the axial direction. A guide groove is recessed, and the windings housed in the plurality of guide grooves are rearranged on the end surface on the winding start side of the winding winding portion of both end surfaces on the axial direction side. A guide is formed,
The guide portion is a guide recess recessed in the end surface,
The guide recess has an outer shape extending in the two winding directions of the winding from the center of one guide groove in the adjacent guide groove toward the center of the other guide groove across the end surface. It is formed in a substantially rhombus shape having a pair of sides parallel to the straight line to be drawn, and one of the diagonal lines of the approximately rhombus shape is formed so as to be a position half the distance between the centers of the adjacent guide grooves, The other of the diagonal lines is formed so as to be at a position that is half the distance between the end portions in the circumferential direction on the end surface, and the depth of the guide recess is formed so as to become deeper toward the intersection of both diagonal lines. Insulator.

In an insulator that is mounted on a tooth and wound with a winding,
A substantially quadrangular cylindrical winding winding portion covering the teeth and extending in the radial direction is provided, and a plurality of circumferentially-side both side surfaces of the winding winding portion are arranged in parallel in the radial direction and extending in the axial direction. A guide groove is recessed, and the windings housed in the plurality of guide grooves are rearranged on the end surface on the winding start side of the winding of the winding winding portion. A guide is formed ,
The guide portion is a guide convex portion formed to protrude from the end face,
The guide protrusion has an outer shape extending in the two winding directions of the winding from the center in the width direction of one guide groove in the adjacent guide groove to the center in the width direction of the other guide groove across the end surface. Are formed in a substantially rhombus shape having a pair of sides parallel to a straight line drawn, and one of the diagonal lines of the approximately rhombus shape is formed so as to be the position of the center in the width direction of the guide groove, and the other of the diagonal lines Is formed so as to be a half of the distance between the end portions in the circumferential direction on the end surface, and the height of the guide convex portion is formed so as to increase toward the intersection of both diagonal lines. Insulator.

The insulator according to claim 2, wherein the guide convex portion is formed in a substantially rhomboid shape .

The insulator according to any one of claims 1 to 3 , wherein the guide groove is recessed according to the shape of the winding .

The insulator according to any one of claims 1 to 4 , wherein the guide groove is divided into a plurality in the extending direction .

A rotating field type electric motor in which the insulator according to any one of claims 1 to 5 is mounted on a tooth and a winding is wound.