JP6407427B2 - 電動機の固定子 - Google Patents
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Description
以下、実施の形態1について図を参照しながら説明する。図1は実施の形態1による絶縁工程後の積層鉄心を示す斜視図、図2は同じく分解斜視図である。積層鉄心はPET(ポリエチレンテレフタレート)等の樹脂で形成された絶縁シート1、ティース毎に分割された鉄心2、絶縁端板3より構成されている。鉄心2は両側において凹状のスロット部2aを備え、スロット部2aは鉄心2の外径部と内径部との間に形成されている。絶縁シート1は内側絶縁シート1aと外側絶縁シート1bの2枚のシートを重ねた構造であり、母材から切り抜いて重ねた後、スロット部2aの形状に合わせて手で折り曲げたり、金型で加圧したりして成型する。
折り曲げ時には内側絶縁シート1aと外側絶縁シート1bの折り曲げ部7の曲げ半径の大きさが異なる。従って図5(A)、(B)に示すように絶縁シート1の両端を溶着して折り曲げると、内側絶縁シート1aが膨らんでしまう。従って溶着する箇所はいずれか1ヶ所だけにするか、あるいは複数にする場合には鉄心2の積層方向において複数箇所配置すると良い。例えば、図6(A)、(B)に示すように、スロット周方向絶縁部6に設けるとよい。もしくはスロット部2aの形状に合うように成型した後に溶着することで、膨らみを防止することができる。絶縁シート1の固定方法はかしめや接着剤、テープなどを用いても良い。図6(A)、(B)における溶着箇所については、絶縁シート1の折り曲げ部7より内側であれば溶着部が複数であってもよい。
P=Eδbh3/4L3 ∝ h3
である。ここで、E:ヤング率、δ:たわみ量、h:厚さ、b:幅、L:長さである。従って反発力Pは絶縁シート1の厚さhの3乗に比例することがわかる。絶縁シート1をn枚に分けた場合、絶縁シートの1枚当たりの厚さはh/nとなるため、絶縁シート1枚当たりの反発力P1は、
P1=P/n3
となる。従って絶縁シートn枚の反発力の総和P2は、
P2=P1×n=P/n2
となる。つまり絶縁シートを複数枚重ね合わせることで、1枚の絶縁シートを用いるよりも反発力を低下させることができる。従って絶縁端板3の絶縁シート保持部3aが受ける反発力が小さくなり、絶縁シート保持部3aを薄くすることができるため、巻線領域9を大きくすることができる。
図9(A)は実施の形態2による絶縁シートを示す正面図、図9(B)は同じく側面図であり、図9(A)、(B)においては、絶縁シートを折り曲げた後の状態を示している。又図10(A)、(B)は、絶縁シートを折り曲げる前の状態を示す正面図及び側面図である。絶縁シート21の形状は、図9(A)、(B)に示すように薄肉連結部10でつながった1枚の絶縁シート21を折り曲げて重ねるようにしてもよい。まず図10(A)、(B)に示すように1枚の絶縁シート21を薄肉連結部10でつながった形状に切りぬく。
図12は実施の形態3による積層鉄心を示す平面図、図13は同じく斜視図である。又図14は絶縁シートを折り曲げた状態を示す平面断面図である。本実施形態においては、図12に示すように、積層鉄心のスロット部2aを絶縁する部分に加えて巻回されたコイルより構成される巻線体の側部を覆う巻線体側部絶縁部11を有する絶縁シートを用いる。複数枚の絶縁シートを重ねてスロット部2aに沿うように折り曲げた後、積層鉄心のスロット部2aに挿入し、積層鉄心の積層方向の端部に絶縁端板3を装着し、絶縁端板3の絶縁シート保持部3aで絶縁シートを挟持する。巻線後図13に示すように、絶縁シートの巻線体側部絶縁部11を折り曲げて巻線体を包む。その後複数の積層鉄心を環状に接合して固定子が得られる。
図15(A)は実施の形態4による絶縁シートを示す正面図、図15(B)は同じく側面図であり、図15(A)、(B)においては、絶縁シートを折り曲げた後の状態を示している。又図16(A)、(B)は、絶縁シートを折り曲げる前の状態を示す正面図及び側面図である。実施の形態4による絶縁シート41は、図15に示すように巻線体側部絶縁部11の端部12でつながった1枚の絶縁シートを折り曲げた形態にしたものである。図16に示すように絶縁シート41を切り抜き、折り曲げて2枚に重ねた後、スロット部2aに沿うように折り曲げて、スロット部に装着する。以後の工程は上記実施の形態1と同じである。
図19は実施の形態5による固定子のティース部を示す平面断面図である。実施の形態5による絶縁シート形状においては、2枚の絶縁シートの内、内側絶縁シート1aは巻線体側部絶縁部11を有し、外側絶縁シート1bはスロット部2aのみを絶縁する形状である。2枚の内側絶縁シート1a、外側絶縁シート1bを重ね、スロット部2aの形状に沿うように折り曲げ、スロット部2aに装着した後に、絶縁端板3を装着し、絶縁端板3の絶縁シート保持部3aで絶縁シートを挟持する。そして、巻線後、内側絶縁シート1aの巻線体側部絶縁部11を折り曲げて巻線領域9の側部を覆った後、積層鉄心を環状に接合して固定子が得られる。絶縁シート1は搬送中や仕掛時のずれを防止するため、実施の形態1のように、溶着などの固定方法で固定しても良い。
図21(A)は実施の形態6による絶縁シートを示す正面図、図21(B)は同じく側面図であり、図21(A)、(B)においては、絶縁シートを折り曲げた後の状態を示している。又図22(A)、(B)は、絶縁シートを折り曲げる前の状態を示す正面図及び側面図である。図21(A)、(B)、図22(A)、(B)に示すように、巻線体側部絶縁部11を有する絶縁シートと、スロット部2aのみを絶縁する絶縁シートが薄肉連結部60でつながるようにしたものである。薄肉連結部60で折り曲げて2枚を重ねた後、図23に示すようにスロット部2aに合うように折り曲げて、スロット部2aに装着する。以後の工程は上記実施の形態5と同じである。
このような形態の絶縁シートを用いることで、実施の形態5で説明した効果に加えて、絶縁シートを固定する工程を省くことができる。またここでは2枚重ねる場合について説明したが、連結枚数は3枚以上でも良い。
図25は実施の形態7による固定子のティース部を示す平面断面図である。本実施形態においては、2枚の絶縁シートの厚さを変えたものである。例えば図25に示すように、内側絶縁シート1aを薄く形成するとともに、外側絶縁シート1bを厚く形成することができる。そして内側絶縁シート1aのみが巻線体側部絶縁部11を有している。以上のように形成することにより、巻線体間の絶縁シートの厚さを薄くすることができるため、巻線領域を大きくすることができる。ただし同じ厚さの絶縁シート2枚を用いる場合に比べて、外側絶縁シート1bの厚さは厚くなるため、絶縁シートの反発力の低減効果は小さくなる。尚上記のように絶縁シートの厚さを変えることは、上記実施の形態1〜6の全ての形態において適用してもよい。
又本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
Claims (8)
- ティース毎に分割された複数の鉄心を積層方向に積層している積層鉄心が環状に配置された電動機の固定子であって、
上記鉄心の両側において設置された凹状のスロット部の形状に合わせて折り曲げられた複数の絶縁シートと、積層鉄心の積層方向の両端部に装着された絶縁端板とを備え、
上記絶縁端板は複数の絶縁シート保持部を備え、
上記複数の絶縁シート保持部は上記複数の絶縁シートのスロット内径側絶縁部のみを挟持する絶縁シート保持部とスロット外径側絶縁部のみを挟持する絶縁シート保持部とからなり、
上記複数の絶縁シートの上記積層方向の長さは上記積層鉄心の上記積層方向の長さよりも大きく構成され、
上記ティースに巻回されたコイルと上記鉄心との間に上記複数の絶縁シートを介在させることにより上記鉄心と上記コイルとを絶縁させた電動機の固定子。 - 巻回された上記コイルより構成される巻線体の側部を覆う巻線体側部絶縁部を上記複数の絶縁シートのうち少なくとも1つの絶縁シートに設けた請求項1に記載の電動機の固定子。
- 上記巻線体側部絶縁部に上記巻線体のコイルエンドを覆う端部を設けた請求項2に記載の電動機の固定子。
- 上記複数の絶縁シートは、上記端部でつながった1枚のシートが上記端部において折り曲げられ重ねられている請求項3に記載の電動機の固定子。
- 上記複数の絶縁シートは、薄肉連結部でつながった1枚のシートが上記薄肉連結部において折り曲げられ重ねられている請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電動機の固定子。
- 上記薄肉連結部は、上記コイルによる巻線領域にかからない位置である上記複数の絶縁シートの上記スロット内径側絶縁部あるいは上記スロット外径側絶縁部に設けた請求項5に記載の電動機の固定子。
- 上記複数の絶縁シートの厚さは全て同じである請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の電動機の固定子。
- 上記複数の絶縁シート間において絶縁シートの厚さを変えた請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の電動機の固定子。
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