JP7199787B2 - 電動機 - Google Patents

Description

本発明は、インシュレータに巻かれたコイルをステータのティースに嵌着した構造をなす電動機に関するものである。

従来、この種の電動機として、所定のピッチで間欠配置されたティースにインシュレータに巻装されたコイルをそれぞれ外装してなるステータを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、この種のステータは、各ティースにインシュレータを確実に固定しておくことが要求されるものであり、従来のものは各インシュレータを分割式のものにするなど、部品点数の増加を厭わずにその要求に応えるようにしているのが現状である。

特許第３９７７１３８号公報

本発明は、このような事情に着目してなされたもので、部品点数の増加や構造の複雑化を招くことなしにインシュレータに巻装されたコイルをティースに確実に装着しておくことができる電動機を提供しようとするものである。

すなわち、請求項１の発明に係る電動機は、インシュレータに巻装されたコイルをステータのティースに嵌合させ、そのティースと前記インシュレータとの間に絶縁兼固定用の樹脂を介在させたものであって、前記インシュレータを包持する相間絶縁シートを設け、外部から供給される硬化前の樹脂を前記インシュレータと前記ティースの嵌合面間に案内するための案内部を前記相間絶縁シートに設けているものである。

また、請求項２の発明に係る電動機は、前記ティースの先端近傍部と前記インシュレータとの間に、前記硬化前の樹脂が前記ティースの先端側に漏洩するのを抑止するシール部を設けている請求項１記載のものである。

なお、上述した各発明において、「インシュレータに巻装されたコイル」とは、インシュレータにコイル線材が巻装された状態のコイルを示す概念である。

本発明によれば、簡単な構成によりステータのティースにインシュレータを確実に装着し固定しておくことができる電動機を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る電動機を模式的に示す正断面図。 同実施形態に係る電動機のロータを省略してステータを概略的に示す斜視図。 同実施形態の要部を示す分解斜視図。 同実施形態に係る相間絶縁シートを示す斜視図。 同実施形態に係る相間絶縁シートを示す斜視図。 図１におけるＡ部を拡大して示す部分拡大断面図であり、ロータは図示を省略している。 図６におけるＢ－Ｂ線に沿った概略断面図であり、ロータや他のコイル等は図示を省略している。

以下、本発明の一実施形態を、図１～図７を参照して説明する。

この実施形態は、本発明を、電動機たる集中巻タイプのモータ１に適用した場合のものである。

このモータ１は、その正断面を図１に模式的に示すように、ステータ２の内側にロータ３を回転可能に配設したもので、ステータ２は、図２及び図３に示すように、内周に複数のティース４１を突設したステータコア４と、このステータコア４の各ティース４１に内周側から嵌着された第１、第２のコイル５、６とを備えてなる。

図２及び図３に示すように、第１のコイル５は、正面視略矩形状をなすものであり、第２のコイル６は、正面視略台形状をなすものである。そして、これら第１のコイル５と第２のコイル６は、円周方向に所定のピッチで間欠配置されているティース４１に交互に嵌着されている。

第１のコイル５は、図３、図６及び図７に示すように、第１のインシュレータ５１に巻装されたものである。第１のインシュレータ５１は、ティース４１の両端面４１ａに対向する一対の端壁５３１と、これら端壁５３１の両側縁間に設けられた一対の側壁５３２と備えた角パイプ状のインシュレータ本体５３を備えたもので、このインシュレータ本体５３の外周にコイル線材５２を巻くことによって第１のコイル５が構成されている。インシュレータ本体５３のティース４１の先端側に位置する端部には内周側フランジ５４が設けられているとともに、ティース４１の基端側に位置する端部には外周側フランジ５５が設けられている。このインシュレータ５１の内周側フランジ５４と外周側フランジ５５とは正面視において略同一の幅寸法を有している。また、インシュレータ本体５３の各端壁５３１と各側壁５３２が交わる入隅には、それぞれワニス案内用の溝５３ａが形成されている。

このインシュレータ５１にコイル線材５２が巻装された状態のコイル５は、第１の相間絶縁シート７に包持された状態で対応するティース４１に嵌合され固定されている。第１の相間絶縁シート７は、絶縁性を有する紙などを用いて作られたもので、図４に示すように、第１のインシュレータ５の外周側フランジ５５を覆うシート本体７１と、このシート本体７１の両側縁からティース４１の先端側に向かって延出するコイル線材被覆部７２とを備えたものである。シート本体７１は、ティース４１が貫通する貫通窓７１１と、後述する硬化前のワニスＷをインシュレータ５とティース４１の嵌合面間に案内するための案内部７１２とを備えている。案内部７１２は、シート本体７１の端縁に一対の切り込み７１ａを設け、それら切り込み７１ａ間に位置する部位を外側に切り起こすことにより形成されたものである。この実施形態では、シート本体７１の対向する両端縁にそれぞれ案内部７１２が形成されている。

ステータ２が完成した状態では、以上説明した第１のコイル５が、第１の相間絶縁シート７に包まれた状態で、対応するティース４１に内周側から嵌着されている。そして、少なくとも、インシュレータ５１の端壁５３１とティース４１の端面４１ａ間の隙間Ｓ０、及び、インシュレータ５１の側壁５３２とティース４１の側面４１ｂとの間の微小隙間Ｓ１には絶縁兼固定用の樹脂であるワニスＷが充填されている。ワニスＷは硬化した状態では絶縁作用のみならず、インシュレータ５１をティース４１に固定する接着作用をも発揮する。なお、この実施形態では、図６及び図７に示すように、ティース４１の先端近傍部とインシュレータ５１との間に、硬化前のワニスＷがティース４１の先端側に漏洩するのを抑止する端面用のシール部５３４と側面用のシール部５３３とが設けられている。詳述すれば、端面用のシール部５３４は、インシュレータ５３の端壁５３１における内周側の縁部に薄肉の弾性舌片５３５を端壁の全幅に亘って突設したもので、この弾性舌片５３５の先端縁をティース４１の端面４１ａに弾接させることによって、隙間Ｓ０の端部を塞いでいる。側面用のシール部５３３は、インシュレータ５１の側壁５３２における内周側の縁部に断面三角形状の突条５３６を突設するとともに、ティース４１の側面における先端近傍部に係合溝４１ｘを設けたもので、インシュレータ５１をティース４１に嵌合させる際に、インシュレータ５１の突条５３６が部材の弾性変形を利用してティースの係合溝４１ｘに係合するようになっている。側面用のシール部５３３は、インシュレータ５１のティース４１に対する抜止機能と、インシュレータ５１の側壁５３２とティース４１の側面４１ｂとの間の微小隙間Ｓ１を塞ぐ機能とを有している。

第２のコイル６は、第２のインシュレータ６１に巻装されたものである。第２のインシュレータ６１は、図３及び図６に示すように、前述した第１のインシュレータ５１に準じた構造のものであり、第１のインシュレータ５１と同一又は対応する部分には同一の符号を付して説明を省略する。第２のインシュレータ６１が第１のインシュレータ５１と異なっている点は、内周側フランジ５４の幅寸法が外周側フランジ５５の幅寸法に比べて小さく設定されているところであり、これによって第２のコイル６が正面視台形状をなしている。

この第２のコイル６を包持する第２の相間絶縁シート８も、図５に示すように、前述した第１の相間絶縁シート７に準じたものであり、同一又は相当する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

ロータ３は、以上説明したステータ２の内側に回転可能に配設されたもので、界磁用永久磁石３１が所要箇所に埋設されている。

ここで、ステータ２の製造手順を説明する。まず、ステータコア４のティース４１に正面視台形状をなす第２のコイル６を一つ置きに嵌着する。嵌着は、各第２のインシュレータ６１の突条５３６が対応するティース４１の係合溝４１ｘに弾性係合するまで挿入することにより行う。しかる後に、第２のコイル６間に位置するティース４に正面視矩形状をなす第１のコイル５を同様にして嵌着する。その状態で、ステータ２を例えば軸心が鉛直となる姿勢に保持した上で、特定のコイル、例えば第１のコイル５の相間絶縁シート７に設けられた案内部７１２上に図示しないノズルからワニスＷを滴下させる。案内部７１２上に滴下されたワニスＷは、図７に示すように、斜めに切り起こされた案内部７１２の案内作用により、ティース４１の端面４１ａとインシュレータ５１の端壁５３１との間に形成された隙間Ｓ０に導かれる。特にこの実施形態では、この隙間Ｓ０の両側に溝５３ａが形成されているため、その溝５３ａに案内されてワニスＷが隙間Ｓ０の先端側に向けて円滑に案内される。隙間Ｓ０に導入されたワニスＷは、この隙間Ｓ０の両側に連通する微小隙間Ｓ１内に毛細管作用により浸透し、ティース４１の側面４１ｂとインシュレータ５１の側壁５３２の内面との間にも充填される。以上の作業が完了する毎にステータ２をティース４１の配置ピッチに対応する角度だけ軸心周りに回転させ、定位置に配されたノズルから同様な滴下作業を行って全てのインシュレータ５１に対してワニスＷを充填する。

以上の初期充填作業を終了した後に、ステータ２を上下反転させ、新たに表出した各案内部７１２に対してワニスＷを滴下させて初期充填作業だけでは充填しきれなかった領域にワニスＷを追加供給する。

なお、以上の説明はインシュレータ５１、６１固定用のワニスＷの滴下に特化したものであるが、コイル線材５２固定用のワニスＷの滴下も適宜行われる。その場合には、コイル線材５２上にワニスＷを滴下する。

このような構成のものであれば、インシュレータ５１、６１にコイル線材５２を巻装したコイル５、６をステータ２のティース４１に嵌合させ、このティース４１とインシュレータ５１、６１との間にワニスＷを介在させて絶縁とインシュレータ５１、６１の固定を行うようにしているので、構造の複雑化を招くことなしにステータ２にコイル５、６を装着し固定しておくことができる。しかも、コイル５、６を包持する相間絶縁シート７、８に案内部７１２を設け、この案内部７１２によってワニスＷを必要箇所に充填できるようにしているので、部品点数の増加を招くことなしにインシュレータ５１、６１をティース４１に確実に固定することが可能となる。

また、ティース４１の先端近傍部とインシュレータ５１、６１との間に硬化前のワニスＷがティース４１の先端側に漏洩するのを抑止するシール部５３３、５３４を設けているので、充填時のワニスＷがティース４１の先端側に漏洩して付着するのを防止又は抑制することができる。そのため、漏洩して硬化したワニスＷを除去する作業を省略することができ、製造効率を向上させることができる。

なお、本発明は、以上に述べた実施形態に限られない。

例えば、本発明は回転式のモータに限らず、リニアモータ等にも適用が可能である。また、本発明の電動機は、動力を出力するだけの狭義のモータに限らず、発電をもっぱら行う狭義の発電機や、動力の出力及び発電の双方を行うことが可能なモータジェネレータ等にも適用が可能である。

また、案内部の構成も、前記実施形態に限られないのはもちろんであり、滴下方向等を勘案して種々変形が可能である。前記実施形態の案内部であっても、軸心方向からの滴下に限らず、径方向からの滴下にも対応することができる。加えて、ワニス等の絶縁兼固定用の樹脂を滴下するためのノズルは移動可能なものにしてもよく、また、複数設けるようにしてもよい。すなわち、１箇所への滴下作業を終えるごとにノズルを移動させて次のティースに対応する案内部に滴下する態様や、ノズルを１ピッチ分だけ離間させて２箇所に設け隣接する２箇所の案内部に滴下しステータを２ピッチ分ずつ回転させるかあるいはノズルを２ピッチ分だけ移動させて次の箇所への滴下作業に移る態様や、ティースの数だけノズルを設け各ティースとインシュレータとの空間全てに一度に滴下する態様等を採用してもよい。

さらに、相間絶縁シートは紙製のものに限らず、樹脂製のもの等、絶縁機能を有する他の素材により形成されたものであってもよい。また、絶縁兼固定用の樹脂は、ワニスに限られず、絶縁機能及び接着機能を有するものであれば、他のものであってもよい。

そして、請求項２記載の発明には、相間絶縁シートを有しないものも含まれる。加えて、シール部の構成も、上記実施形態のものに限らず、種々変形が可能である。例えば、インシュレータ本体の端壁及び側壁における内周側の縁部に薄肉の弾性舌片を全周にわたって設ける態様や、インシュレータ本体の端壁及び側壁における内周側の縁部に断面三角形状の突条を全周にわたって突設するとともに、ティースの側面及び端面における先端近傍部に係合溝を設けてこれらを係合させる態様のもの等を採用してもよい。

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１…電動機（モータ）
２…ステータ
４１…ティース
５…（第１の）コイル
５１…（第１の）インシュレータ
６…（第２の）コイル
６１…（第２の）インシュレータ
５３３、５３４…シール部
７…（第１の）相間絶縁シート
８…（第２の）相間絶縁シート
７１２…案内部

Claims (2)

1. インシュレータに巻装されたコイルをステータのティースに嵌合させ、そのティースと前記インシュレータとの間に絶縁兼固定用の樹脂を介在させたものであって、
   前記インシュレータを包持する相間絶縁シートを設け、外部から供給される硬化前の樹脂を前記インシュレータと前記ティースの嵌合面間に案内するための案内部を前記相間絶縁シートに設けている電動機。
2. 前記ティースの先端近傍部と前記インシュレータとの間に、前記硬化前の樹脂が前記ティースの先端側に漏洩するのを抑止するシール部を設けている請求項１記載の電動機。

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