WO1993021681A1 - Electric motor provided with coil covering means - Google Patents

Description

明 細 書 巻線被覆手段を備えた電動機 技術分野

本発明は、 卷線被覆手段を備えた電動機に関する。 さらに詳述す れば、 本発明は、 ステータコアに巻設される巻線のコ イ ルエ ン ドを、 絶縁や保護等の目的で被覆する巻線被覆手段を備えた電動機に関す る。 背景技術 "

電動機のロータゃステータに配置される巻線は、 一般に複数の型 巻コィルから構成され、 ロータやステ一タのコアに設けた複数のス ロ ッ トに各コィルが所定の規則に従って収容される。 こ こで、 コ ア の軸方向両端面から外方へ突出する巻線のコィルヱ ン ドは、 電動機 のハウジングの内部空間に露出して配置される。 これらのコ イ ルェ ン ドは、 一般に複数の異なる相のコ イ ルのものが、 相互に錯綜して 近接又は接触配置される。

卷線には、 一般にワニス舍浸等による絶縁被膜処理が施されるが、 特に、 ハウジングの内部空間に露出されるコ イ ルェン ドにおいては、 この絶緣被膜を破損する問題が生じ易い。 このような問題は、 例え ば工作機械の主軸駆動用に使用されるいわゆるビルトイ ンモータ等 の、 劣等環境下で使用される電動機において特に顕著となる。 ビル トイ ンモータは、 一般に工作機械の主軸に直接に組み込まれる誘導 電動機からなり、 そのステ一タコアに卷設された巻線のコ イルェン ドは、 工作物から生じる切粉に曝される。 その結果、 コ イ ルエ ン ド に付着した切粉が卷線の絶縁被膜を破損して、 短絡等の機能障害を 生じることがある。 また、 主軸への組込み作業時に、 ステータコア から露出したコィルェンドが他部材と衝突して、 巻線の铯緣被膜や 卷線自体を破損することも考えられる。 このような問題点を解決す るために、 従来、 ステータコァの両端面から突出するコイ ルエン ド を耐熱性の樹脂成型材で被覆して、 飛来する切粉の付着や他の部材 との衝突からコイルヱンドを保護する構成を有したビル トイ ンモー タが、 既に知られている ₆

耐熱性樹脂成型材によるコィルェン ドの保護は、 卷線を巻設した ステータコァを所定の鐯型に入れ、 コィルェン ド周面に配置される キヤビティに溶融した樹脂材料を注入して'硬化させることにより得 られる。 溶融樹脂材料は、 錯綜するコ' ^ルエンド簡の隙間に浸入す るので、 各コィルェン ドを確実に被覆保讒することができる。 しか しながら、 このような樹脂成型工程は、 硬化に長時間を要し、 材料 費の増加と供に電動機の単位時間当たりの生産コス トが增加すると いう課題があった。 また、 硬化時の樹脂材料の収縮により、 巻線の コイルェンドを破損す-る危惧も有してい/こ。 発明の開示

本発明の目的は、 ステータコアの軸方向両端面から突出する巻線 のコイ ルェンドを確実かつ容易に保護でき、 かつ低コス トで設置で きる卷線被覆手段を備えた電動機を提供することにある。

上記目的を達成するために、 本発明は、 面転軸を有するロータ と ロータに対向する面に凹設された複数のスロ ッ トを有する筒状のス テータコア、 及び、 スロ ッ 卜の各々に収容されるコイ ル辺とステー タコアの軸方向端面から外方へ突出するコィルェン ドとをそれぞれ に有して複数のスロッ トに配置される複数のコィルを舍む巻線を備 え、 所定空隙を介してロータを囲繞するステータと、 巻線の複数の コ イ ルのコ イ ルェ ン ドを被覆する巻線被覆手段とを具備する電動機 であって、 巻線被覆手段が、 電気絶緣性及び耐熱性を有した繊維材 料からなり、 かつコ イ ルェ ン ドに巻着される布テープを備える電動 機を提供する。

卷線の複数のコィ ルのコ イ ルエ ン ドに巻着される布テープは、 相 互に錯綜かつ近接する複数のコ イ ルェ ン ドの複雑な配置に容易に追 従し、 複数のコ イ ルエ ン ドの各々を包帯状に確実に被覆する。 こ の 布テープは、 電気絶緣性及び耐熱性を有するので、 電動機の作動時 にも複数のコィルェン ドを相互に絶緣するとともに、 切粉の付着や 他部材との衝突による障害からコィルェン ドを保護する。

好適な実施態様において、 布テープ 芳香族ポリ ア ミ ド織維材料 から形成することができる。 それにより、 巻線被覆手段の高度な耐 熱性が確保される。 また、 布テープを、 粘着剤層を備える多層テー プから構成してもよい。 それにより、 布テープの巻着作業が容易に なる。 さらに、 布テープに舍浸剤を塗布することも好都合である。 それにより、 コ イ ルェ ン ドの絶縁性及び耐久性が増強される。

また、 ロータの回転軸が工作機械の主軸に直接に連結され、 かつ ステータが、 ロータ.を囲繞して主軸に近接配置されるとともに主軸 のハウジングに固定支持される構成を有したいわゆるビル トイ ンモ 一夕に、 本発明を適用することは、 コ イ ルェン ドの保護の観点から 極めて好都合である。 図面の簡単な説明

本発明の上記及び他の目的、 特徴、 及び利点を、 添付図面に示す 実施例に基づいて説明する。 同添付図面において ；

図 1 は、 本発明の実施例による卷線被覆手段を備えた電動機の断 面図、 図 2 は、 図 1 の電動機のステーダの軸方向一端面を示す部分 視 図、

図 3 は、 図 2 のステ一タを、 コ イ ルエ ン ドに布テープを装着する 前段階で示す部分斜視図、 及び '

図 4は、 図 2のステータのコィルェン ドに布テープを装着する手 順を示す図で、 図 2の矢印 IV方向から見た平面図である。 発明を実施するための最良の形態

図面を参照すると、 図 1 は、 本発明の実施例による卷線被覆手段 -を備えた電動機 1 ひを示す。 電動機 1 0は、 回転軸 1 2を有した口 ータ 1 4 と、 ロータ 1 4を囲繞して電カ機 1 0 ©ケーシング 1 6に 固定されるステータ 1 8 とを備える。 ロータ 1 4は、 軸受 2 0を介 してケーシング 1 6に回転可能に支持される。 電動機 1 0 は、 工作 機裱の主軸 （図示せず） にロータ 1 4の面転軸 1 2を直結し、 主軸 のハウジング （図示せず） にケーシング 1 6を連結してステータ 1 8を固定支持させることにより、 主軸直接駆動用のビルトイ ンモー タとして使用することができる。 レた って、 ロータ 1 4の出力端 側の軸受は図示を省略している。

図 1及び図 2に示すように、 ステータ 1 8 は、 珪素鐧板等の磁性 薄板材料からなるコァ要素を軸方向へ積層して形成された赂円筒形 状の積層ステータコア 2 2を備える。 積層ステータユア 2 2は、 口 —タ 1 4に対向するその内周面に、 轴方向へ延びる複数のスロ ッ ト 2 4を凹設して備える。 積層ステータコア 2 2の各スロ ッ ト 2 4に は、 複数の型巻コ イ ルを含む巻線 2 6が所定の規則に従って配置さ れる。 卷線 2 6の各コィルは、 各スロ ッ ト 2 4に収容されるコイル 辺 2 8 と、 積層ステ一タコア 2 2 の軸方向雨端面 3 0から外方へ突 出するコイ ルエン ド 3 2 とを備える。 図示実施例では、 ステータ 1 8 の巻線 2 6 は、 重ね巻かつ二層巻 の巻線形態を有する。 したがって、 巻線 2 6 の複数のコィルェ ン ド 3 2 は、 図 3に示すように、 積層ステータコア 2 2 の軸方向端面 3 0の外側で相互に錯綜かつ近接して配置される。

このよ う に錯綜配置された卷線 2 6 のコ イ ルエ ン ド 3 2 は、 電動 機 1 0を例えば前述のビル ト イ ンモータとして使用する場合、 工作 物から飛散する切粉の付着により絶縁不良を生じたり、 また他部材 との衝突により損害を受けたりする危惧がある。 したがって電動機 1 0 は、. 巻線 2 6 のコ イ ルエ ン ド 3 2を絶緣かつ保護する卷線被覆 手段として、 複数のコ イ ルエ ン ド 3 2の各々に巻着される布テープ 3 4を備える。

布テープ 3 4 は、 電気絶緣性を有しかつ耐熱性に優れた織維材料 から形成される。 電動機の作動時に、 ステ一タ卷線のコ イ ルエ ン ド は一般に 1 5 0てを超える高温に達するので、 布テープ 3 4 はその 高温に耐え得る材料からなることが不可欠である。 また、 錯綜する 複数のコィ ルエ ン ド 3 2 の全体に、 布テープ 3 4を包帯状に巻付け ることができるように、 充分な可撓性を備える必要がある。 芳香族 ポリア ミ ド繊維を素材とした市販の 「コ一ネ ックス」 （商品名） は- このような布テープ 3 4 として好適に使用される。 しかしながら、 上記の条件を満たすものであれば、 他の化学鏃維ゃ天然繊維を材料 としたテープの使用も可能である。

布テープ 3 4 は、 図 4 に示すように、 複数のコイルエン ド 3 2の 略全表面を被覆するように幾重にも巻付けられる。 卷付け手順は任 意であるが、 近接する各コイ ルエ ン ド 3 2を確実に相互絶縁し、 か つコ イ ルエ ン ド 3 2 の露出部分を可及的に少な くするように巻付け ることが望ましい。 ここで、 巻付け作業を容易にするために、 布テ ープ 3 4を、 粘着剤層を備える多層テープから構成することもでき る。 また、 複数のコ イルエン ド 3 2 に 1本の布テープ 3 4を連続し て卷付けてもよいし、 或いは複数の独立した布テープ 3 4を卷付け てもよい。

このようにして、 巻線 2 6のコイ ルエン ド 3 2の略全表面を布テ ープ 3 4で被覆した後、 ステータ 1 8の全体をワニス等の舍浸剤に 浸漬し、 布テープ 3 に舍浸剤を塗布することが好ましい。 この舍 浸工程は、 積層ステータコア 2 2の積層構造の固定、 及び巻線 2 6 の固定の目的で、 従来一般に実施されているものであり、 新たなェ 程の追加ではない。 この舍浸工程により、 布テ一ブ 3 4の固定が確 保され、 絶緣作用が強化される。 この場合、 布テープ 3 4が適度な 吸水性^備えることがさらに好ましく それにより、 舍浸剤が布テ —ブ 3 に容易に浸透し、 コイ ルヱン ド 3 2の絶緣及び保護を促進 することができる。 産業上の利用可能性

以上の説明から明らかなように、 本発明は、 電気絶緣性及び耐熱 性を有した繊維材料からなる布テープを、 ステ一夕に配置される卷 線の複数のコィルェ ンドに巻着して、 コ イ ルェン ドを絶緣かつ保護 する構成とした。 その結果、 巻線被覆手段の設置に要する時間が著 しく短縮された。 したがって本発明によれば、 生産コス トの上昇を 抑制しつつ、 コ イ ルェ ン ドの損傷に起因する絶縁不良等の問題が排 除され、 以て電動機の作動信頼性が向上する。 このように本発明は、 ビル トイ ンモータ等の劣等環境下で使用される電動機に、 特に有利 に適用することができる。

Claims

請求の範囲 1 . 回転軸を有するロータ と、

前記ロータに対向する面に凹設された複数のス ロ ッ トを有する筒 状のステータコア、 及び、 該スロ ッ トの各々に収容されるコイル辺 と該ステ一タコアの軸方向端面から外方へ突出するコイ ルエン ドと をそれぞれに有して該複数のスロ ッ トに配置される複数のコ ィルを 含む巻線を備え、 所定空隙を介して前記ロータを囲繞するステ一タ と、

前記卷線の前記複数のコ ィ ルの前記コ イ ルエ ン ドを被覆する巻線 被覆手 、 "

とを具備する電動機 Tあって、

前記卷線被覆手段が、 電気絶緣性及び耐熱性を有した織維材料か らなり、 かつ前記コ イ ルエ ン ドに卷着される布テープを備える電動 m τ>¾。

2 . 前記布テープが芳香族ボリア ミ ド繊維材料からなる請求項 1 に記載の電動機。

3 . 前記布テープが粘着剤層を備える多層テープからなる請求項 1 に記載の電動機。

4 . 前記布テープに舍浸剤が塗布される請求項 1 に記載の電動機 _c

5 . 前記ロータの前記回転軸が工作機械の主軸に直接に連結され、 かつ前記ステータが、 該ロータを囲繞して該主軸に近接配置される とともに該主軸のハウジングに固定支持される請求項 1 に記載の電 動機。 要 約 書 電動機 （ 1 0 ) は、 回転軸 （ 1 2 ) を有したロータ （ 1 4 ) と、 π—タ （ 1 4 ) を囲繞するステ一ダ （ 1 8 ) とを備える。 ステ一タ

( 1 8 ) は、 赂円筒形状の積層ステータコァ （ 2 2 ) を備える。 積 層ステータコア （ 2 2 ) は、 内周面に、 軸方向へ延びる複数のス口 ッ ト （ 2 4 ) を備える。 各ス ロ ッ ト （ 2 4 ) には、 複数の型巻コィ ルを舍む巻線 （ 2 6 ) が配置される。 巻線 （ 2 6 ) の各コイルは、 スロッ ト （ 2 4 ) に収容されるコィル辺 （ 2 8 ) と、 積層ステータ コ ア ( 2 2 ) の軸方向雨端面 （ 3 0 ) から外方へ突出するコイ ルェ ン ド （ 3 2 ) とを備える。 複数のコィ ルエンド （ 3 2 ) の各々には、 電気絶縁性及び耐熱性を有した織維材料からなる布テープ （ 3 4 ) が巻着される。 布テープ （ 3 4 ) は、 巻線 （ 2 6 ) のコ イ ルェ ンド

( 3 2 ) を絶緣かつ保護する巻線被覆手段として作用する。 布テー ブ （ 3 4 ) は、 鍩綜する複数のコィルェ ン ド （ 3 2 ) の全体に、 容 易かつ迅速に包帯状に巻付けることができる。