JP6215034B2 - Electric motor and electric motor bobbin - Google Patents
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Description
本発明は、コイルを設けた電動機及び電動機用ボビンに係り、特にコイルを巻回したボビンをステータティースに挿入する構成の電動機及び電動機用ボビンに関する。 The present invention relates to an electric motor provided with a coil and an electric motor bobbin, and more particularly to an electric motor and an electric motor bobbin configured to insert a bobbin wound with a coil into a stator tooth.
例えば、ロータ表面に永久磁石を配置する表面磁石型の永久磁石モータ等では,ステータコアに集中巻のコイルを配することが一般的であるが、その際、ステータコアと、コイルとの絶縁の確実化及びコイルへの巻回容易化をするために、樹脂等から成るボビンを用いる場合が多い。ボビンはコイルを巻き回すために、ステーコタのティース長とほぼ同一の長さを有し、そのティース先端側とコアバック側の両端部に衝立状の壁面を有し、その壁面間にコイルが巻回されるようになっている。
この場合、コイルの固定、即ちボビンの固定が集中巻ステータの信頼性に著しく影響する。
For example, in a surface magnet type permanent magnet motor in which a permanent magnet is arranged on the rotor surface, it is common to arrange a concentrated winding coil on the stator core. In this case, the insulation between the stator core and the coil is ensured. In order to facilitate winding around the coil, a bobbin made of resin or the like is often used. The bobbin has a length substantially equal to the length of the teeth of the stacota to wind the coil, and has a screen-like wall surface at both ends of the tooth tip side and the core back side, and the coil is wound between the wall surfaces. It is supposed to be turned.
In this case, fixing of the coil, that is, fixing of the bobbin significantly affects the reliability of the concentrated winding stator.
特許文献1は、ボビンをステータコアの上下面にのみ配置するように分割し、その状態でコイルを巻き回す電動機を開示する。ボビン内壁には、ティースコアバック部に相対する位置に突起が設けられ、その突起に対応する箇所に穴を設けたステータコアの電磁鋼板が突起高さに相当する厚さにほぼ等しい枚数を重ねることにより、ボビンの突起とステータコアの空孔が勘合して固定される。更に、ボビンの突起はステータコアのティース先端の両側のツバ部の外部に一致するように設けられる。このように、コアバック部と、ティース先端の両側のツバ部との3点によってボビンがステータコアに対して固定される構成を開示する。
特許文献1の構成は、ボビンの固定の精度は夫々の突起、空孔、ティース先端部の寸法精度に依存する。他方、樹脂で成形されるボビン、電磁鋼板を積層するステータコアの精度は制約があるので、ガタつくこと無く勘合することは極めて困難であり、成形や組立てに多大な工数や工夫を要するという課題がある。
ボビンやステータコアの寸法の精度に大きな影響を受けることなく,またそれらの組立てにおいても簡便にボビンとテータコアの固定を得る技術が望まれる。
In the configuration of
There is a demand for a technique that can easily fix the bobbin and the tater core without being greatly affected by the accuracy of the dimensions of the bobbin and the stator core and also in assembling them.
上記課題を解決するために、例えば、請求の範囲に記載の発明を適用する。即ち外周にコイルを巻き回したボビンと、該ボビンをティース部に挿入するステータコアとを有する電動機であって、前記ボビンが、前記ティース部の外周形状に概略応じた略筒状の内壁面形状と、前記ティース挿入方向に延伸し、前記内壁面のステータコアティース挿入方向端部近傍に、該記端部に近づくのに応じて鉛直方向断面の頭頂部高さ及び基部の幅が連続して増加する少なくとも1つの突起部と、を有する構成である。 In order to solve the above problems, for example, the invention described in the claims is applied. That is, an electric motor having a bobbin in which a coil is wound around an outer periphery and a stator core that inserts the bobbin into a tooth portion, and the bobbin has a substantially cylindrical inner wall surface shape roughly corresponding to the outer peripheral shape of the tooth portion. The height of the top of the vertical section and the width of the base portion continuously increase in the vicinity of the end of the stator core teeth in the direction of insertion of the teeth on the inner wall in the vicinity of the end of the teeth. And at least one protrusion.
本発明の一側面によれば,ステータコアの積厚の変化に柔軟に対応して確実に固定するとともにボビンとティースのはめ込みが容易になるという効果を奏する。
本発明の他の課題及び効果は、以下の記載から明らかになる。
According to one aspect of the present invention, it is possible to flexibly cope with a change in the thickness of the stator core and to securely fix the bobbin and the teeth.
Other problems and effects of the present invention will become apparent from the following description.
以下、図面を用いて本発明を実施するための形態について説明する。
図1に、本発明を適用した一実施の形態である、集中巻永久磁石モータの径方向断面構造を示す。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a radial sectional structure of a concentrated winding permanent magnet motor which is an embodiment to which the present invention is applied.
ロータ1の内径方向には、溝を有するロータコア11が設けられ、その溝に永久磁石12が配列されている。ステータ2の外径方向には、ステータコア21のティース部にコイル22が設けられている。本実施形態では、アウターロータ且つステータはオープンスロット構造であり、集中巻及び永久磁石も矩形とし、極数40、スロット数48で、極数とスロット数比を10対12としている。
A
図2に、集中巻永久磁石モータの軸方向断面構造を示す。ステータ2のフレーム23にステータコアが設置され、ロータ1は軸受13を介してステータフレーム23と回転自在に接続される。
図3に、ステータ2のティースに挿入するボビンの概略構造を示す。図3(a)において、右方向からティースを挿入するようになっている。図3(a)は側面がボビンの横面からの外観図、図3(b)が(a)においてB側から見たB視図、図3(c)が(a)においてC側から見たC視図、図4(d)が(a)においてDから見たD視図、図3(e)が(c)におけるE断面図を示す。
FIG. 2 shows an axial sectional structure of the concentrated winding permanent magnet motor. A stator core is installed on the
FIG. 3 shows a schematic structure of the bobbin inserted into the teeth of the
図3(a)に示すように、ボビン30は、ボビン先端部の端板301、ボビン根元部の端板302を両側に有する概略四角筒を成してなる。その筒の上板303、下板304を配し、概略円筒状のコイルガイド突起307をボビン根元部位に有している。更に、その下板304の内面側に概略三角錐状の突起309を複数(本例では2つ)有している(図3(b)、(c)参照。)。また、図3(d)に示すように、ボビン30には、左右にボビンの側板305、306が配設される。
なお、図3に示すごとく、端板301、302には空孔が設けられており,これは後述のステータコアのティース部212(図4)が挿入配置される部位となる。
As shown in FIG. 3A, the
As shown in FIG. 3, the
概略三角錐状の2個の突起309は、頂点(図5(a)の320z等)を回転軸方向に向け、回転方向に並列して配設される。突起309の少なくとも一辺は他の二辺より長くなっており、当該長辺が端板302方向に向いて、下板304上の端板301に近い部分に配設されている。本実施形態では、突起309の斜辺の一部がティース212の挿入方向と逆側に延伸する構成とするが、これはティース212が挿入されるにつれて、突起部309の延伸斜辺の頭頂部が徐々に切削され(又は押し潰され)、ティース212との接触面積が次第に拡大させ、摩擦係数の増加させる嵌め込みの容易化を図るためである。即ち突起部309は挿入方向に進むにつれてその鉛直方向断面の高さと、基部の幅とが連続的に増加する構成であればよく、三角錐形状に限るものではない。詳細は、後述する。
The two
図4に、コイルが巻き回されたボビン30と、ステータコア21(ティース)の概略構成を示す。図4(a)は、ボビン30をステータコア21に挿入する前の側断面を示し、図4(b)は、ボビン30をステータコア21に挿入し、一体になった後の側断面を示す。
図4(a)に示すように、コイル22はボビン30の端板301と302の間に巻き回される。なお、コイル22から延びた口出し線部位(不図示)は、コイルガイド307を介して他のコイル、中性点の結線又はモータ口出し線等に接続される。
FIG. 4 shows a schematic configuration of the
As shown in FIG. 4A, the
ステータコア21は,オープンスロット形状を有する概略直方体状のティース部212と、各ティースを結合する概略扇形状のコアバック部211とから成り、それらを一体として型抜き成形された電磁鋼板を複数枚積層して構成されている。積層方向は図の上下方向(回転軸方向)であり、例えば、積層方向に50mmの高さがあるとすれば、0.5mm厚の積層板が100枚程度,図の上下に積層構成されている。
The
また、図4(a)に示すように、突起309の高さをH、ボビンの上板303と下板304の間隔をG、ステータコアの積厚をLとすると、以下の関係となるように設定されている。
G−H<L ・・・(1)
更に,ステータコアは用いる電磁鋼板の板厚偏差により,ステータコア21の積厚変動が生ずる。この時,最大積厚とLmax,最小積厚をLminとすれば,
G−H<Lmin ・・・(2)
G>Lmax ・・・(3)
の関係となるように各寸法は設定する。かかる構成によりステータコアが最大寸法でもボビンに挿入でき,ステータコアが最小寸法でも突起309の作用によって固定が可能となる。
Further, as shown in FIG. 4A, when the height of the
GH <L (1)
Further, the thickness of the
GH <Lmin (2)
G> Lmax (3)
Each dimension is set so that With this configuration, the stator core can be inserted into the bobbin even with the maximum dimension, and can be fixed by the action of the
図4(b)に示すように、ボビン30をステータコア21に挿入すると、突起309がステータコアのティース部212によって、その頭部を切削された状態(もしくは押し潰された状態)となり、この切削された突起309の接触面によって、ボビン30とティース部212間に働く摩擦力によりボビン30と、ステータコア21の固定が図られるようになっている。
As shown in FIG. 4 (b), when the
図5(a)〜(c)を参照し、突起部309の形状及び他の形状例を説明する。図5(a)は、図3及び図4に示す突起部309の要部拡大図である。図中左下部はティース212の挿入方向側面から観察した側面図であり、その上は上面から観察した場合の模式図である。x、y、z断面の形状を、右側に示す。断面x、y、zには、夫々頭頂部320x〜zと、基部を示す330x〜zとを有する。頭頂部320zは、突起部309の頭頂部のうち最も高い頂点である。
With reference to FIG. 5 (a)-(c), the shape of the
図5(b)(c)は、突起部309の他の例であり、側面から観察すると頭頂部が直線ではなく徐々に高く(もしくは低く)なる曲線状の位置関係となる。また、突起部309の鉛直方向断面は必ずしも三角形である必要はなく、(b)、(c)に示すように、基部以外の2辺の長さが異なったり、曲線であったりする形状でもよい。
FIGS. 5B and 5C are other examples of the
更には、突起部309の形状は、その鉛直方向断面が三角以外の多角形でも楕円系や円形でもよく、ティース212の挿入方向に連続する頭頂部の数も一つに限るものでもなく、頭頂部線もティース212の挿入方向に必ずしも平行である必要もなく、挿入に応じて切削(又は押し潰し)による接触面が増加する効果を得られる範囲で傾いていてもよい。
Furthermore, the shape of the
以上のように、本実施形態によれば、ステータコア21と、ボビン30との嵌め込みが容易且つ確実に固定されるという効果を得ることができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to obtain an effect that the
特に、本実施形態では、ボビン30は樹脂で形成され、鉄製のステータコア21よりも柔らかいことから、突起309の切削等が比較的容易であるという特有の効果がある。
In particular, in this embodiment, since the
また、本実施形態では、ボビン30において、突起309の三角錐の長辺がステータコア21の根元方向に延びている形状であるため、ステータコアへの挿入時に、突起の切削が徐々になされ、円滑に挿入できるという効果もある。
In the present embodiment, since the long side of the triangular pyramid of the
また、本実施形態では、ボビン30において、ステータコア21の先端側に位置する部分(端板301寄り)に、突起309が近接して設ける構成となっている。突起309とステータコア21の切削可動域を少なくし、突起309を切削することによるステータコア21の挿入力が大きくなる時間を短縮するという特有の効果もある。
Further, in the present embodiment, the
更には、本実施形態では、突起309がボビン30の下板304に設けられているため、ステータコア21の上面とボビンの高さ関係がステータコア21の積厚に関わらず一定となる。ボビン30のコイルからの口出し線がステータコア内面に設けられる結線部位までの配置が略水平を保つことができ、配線作業性や配線信頼性の向上や、外表面の磁束の乱れを低減させるという効果も期待できる。
Furthermore, in this embodiment, since the
以上、本発明を実施するための一実施の形態を説明したが、本発明は、集中巻永久磁石モータの限るものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成が適用可能である。例えば、永久磁石を用いずに巻線により界磁を形成するモータでも、集中巻でボビンを用いるものであれば同様な構成として同様な効果を得ることができる。 Although one embodiment for carrying out the present invention has been described above, the present invention is not limited to a concentrated winding permanent magnet motor, and various configurations can be applied without departing from the spirit of the present invention. For example, even in the motor to establish field by winding without using a permanent magnet, it is possible to obtain the same effect as a similar structure as long as the use of bobbins with concentrated winding.
1…ロータ、2ステータ、11…ロータコア、12…永久磁石、21…ステータコア、22…コイル、30…ボビン、309…突起
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記ステータの周方向外側に位置するロータとを備える電動機であって、
前記ボビンが、
前記ティースの外周形状に概略応じた略筒状の内壁面と、
前記ティース挿入方向に延伸し、前記内壁面のステータコアティース挿入方向端部近傍に、前記端部に近づくのに応じて鉛直方向断面の頭頂部高さ及び基部の幅が連続して増加する少なくとも1つの突起部と、
前記突起部を設ける内壁面と対向する内壁面の裏面外側面、且つ軸芯側の端部に軸方向外側に延伸して、前記コイルが他のコイルに結線するためのガイド突起部とを有し、
前記突起部が、前記ステータコアと積層方向で対向する内壁面の前記ティース先端側に設けられる電動機。 A stator having a stator core laminated with steel plates, and a bobbin wound around the outer periphery of the stator core and inserted into the teeth of the stator core;
A motor Ru and a rotor positioned in the circumferential direction outside the stator,
The bobbin
A substantially cylindrical inner wall surface in response outlined in outer peripheral shape of the tee scan,
At least the teeth inserted extending in a direction, in the vicinity of the stator core teeth insertion direction end portion of the inner wall surface, the width of the top portion height and the base of the vertical section increases continuously in response to approach the front Stories end One protrusion,
There is a guide projection for extending the outside in the axial direction to the outer surface on the back surface of the inner wall opposite to the inner wall surface on which the projection is provided, and for connecting the coil to other coils. And
The electric motor in which the protrusion is provided on the teeth tip side of the inner wall surface facing the stator core in the stacking direction .
前記ティース挿入方向に延伸し、前記本体部内壁面のステータコアティース挿入方向端部近傍に、該記端部に近づくのに応じて、鉛直方向断面の頭頂部高さ及び基部の幅が増加し、前記頭頂部の少なくとも一部が前記ティースと接触する少なくとも1つの突起部と、
前記突起部を設ける内壁面と対向する内壁面の裏面外側面、且つ軸芯側の端部に軸方向外側に延伸して、前記コイルが他のコイルに結線するためのガイド突起部とを有し、
前記突起部が、前記ステータコアと積層方向で対向する内壁面の前記ティース先端側に設けられる電動機用ボビン。 Coil is wound around the outer circumference, a body portion having a substantially cylindrical inner wall surface corresponding to the teeth outer peripheral shape of the stator core formed by laminating steel plates,
Extending in the teeth insertion direction, near the end of the stator core teeth insertion direction of the inner wall surface of the main body, the height of the top of the vertical section and the width of the base increase as the end approaches. At least one protrusion with which at least a portion of the top of the head comes into contact with the teeth;
There is a guide projection for extending the outside in the axial direction to the outer surface on the back surface of the inner wall opposite to the inner wall surface on which the projection is provided, and for connecting the coil to other coils. And
The bobbin for an electric motor , wherein the protrusion is provided on the tooth tip side of the inner wall surface facing the stator core in the stacking direction .
前記突起部を設ける前記内壁面と、前記対向する内壁面との長さが、前記ステータコアの最大積厚値より長い電動機用ボビン。 The bobbin for an electric motor according to claim 5 , wherein the length of the top of the protrusion in the radial direction of the main body and the opposing inner wall surface is shorter than the minimum thickness value of the stator core,
A bobbin for an electric motor in which a length between the inner wall surface on which the protrusion is provided and the opposed inner wall surface is longer than a maximum product thickness value of the stator core.
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