JP2011239526A - モータの電機子 - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁樹脂の充填流動性がよく、かつ、コイル占積率を向上させたモータの電機子を得ること。
【解決手段】ヨーク部１１、ティース部及びティース先端エッジ１３を有する電機子コア１０と、前記電機子コア１０に装着され前記ヨーク部１１、ティース部及びティース先端エッジ１３の軸方向端部及び軸方向端側部を所定の肉厚で絶縁被覆するインシュレータ２０と、前記インシュレータ２０の上から前記ティース部に前記所定の肉厚分離間して巻装されたコイル３０と、を備えるモータの電機子９０であって、前記インシュレータ２０に絶縁被覆されていない前記電機子コア１０のヨーク部１１、ティース部及びティース先端エッジ１３の軸方向中央部に、帯状に連続する凹部１５が形成され、該凹部１５と前記コイル３０の内周部との間の間隙に絶縁樹脂を充填した。
【選択図】図５

Description

本発明は、回転型やリニア型のモータの電機子（固定子、可動子）に関する。

従来、ティース部を有するコアと、前記ティース部の周囲に巻線を巻き回すことにより形成された巻線体と、前記ティース部表面と前記巻線体の内周部との間に配置されて、前記巻線体の内周部を前記ティース部表面から隙間をあけて保持する絶縁性スペーサ部材と、前記隙間に充填された高熱伝導性の樹脂充填材と、を備える電動機用分割固定子が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−２８３７３０号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された従来の技術によれば、巻線体の内周部とティース部表面との間の絶縁性スペーサ部材の厚さ分の隙間に樹脂充填材を充填する。そのため、エポキシ樹脂等の充填流動性を確保するために、絶縁性スペーサ部材の厚さ（隙間）を１ｍｍ以上にする必要があり、絶縁性スペーサ部材の厚さにより、スロット内の巻線体（コイル）占積率が低くなる、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、樹脂充填材（絶縁樹脂）の充填流動性がよく、かつ、コイル占積率を向上させたモータの電機子を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ヨーク部、ティース部及びティース先端エッジを有する電機子コアと、前記電機子コアに装着され前記ヨーク部、ティース部及びティース先端エッジの軸方向端部及び軸方向端側部を所定の肉厚で絶縁被覆するインシュレータと、前記インシュレータの上から前記ティース部に前記所定の肉厚分離間して巻装されたコイルと、を備えるモータの電機子であって、前記インシュレータに絶縁被覆されていない前記電機子コアのヨーク部、ティース部及びティース先端エッジの軸方向中央部に、帯状に連続する凹部が形成され、該凹部と前記コイルの内周部との間の間隙に絶縁樹脂を充填したことを特徴とする。

本発明によれば、絶縁樹脂の流動性が良く、かつ、コイル占積率を高くすることができる、という効果を奏する。

図１は、本発明にかかるモータの電機子の実施の形態の電機子コアを示すティース部側から見た斜視図である。 図２は、実施の形態の電機子コアを示すヨーク部側から見た斜視図である。 図３は、実施の形態の電機子コア及びインシュレータを示すティース部の横断面図である。 図４は、実施の形態のモータの電機子を示すティース部側から見た斜視図である。 図５は、実施の形態のモータの電機子を示すヨーク部側から見た斜視図である。

以下に、本発明にかかるモータの電機子の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態
図１は、本発明にかかるモータの電機子の実施の形態の電機子コアを示すティース部側から見た斜視図であり、図２は、実施の形態の電機子コアを示すヨーク部側から見た斜視図であり、図３は、実施の形態の電機子コア及びインシュレータを示すティース部の横断面図であり、図４は、実施の形態のモータの電機子を示すティース部側から見た斜視図であり、図５は、実施の形態のモータの電機子を示すヨーク部側から見た斜視図である。

図１及び図２に示すように、電機子コア１０は、珪素鋼板を積層して形成され、略Ｔ字形の頭部に相当するヨーク部１１と、略Ｔ字形の胴部に相当しヨーク部１１から突出するティース部１２と、略Ｔ字形の脚部に相当するティース先端エッジ１３と、を有している。複数の電機子コア１０のヨーク部１１の周方向端部１１ａ同士を当接させて、電機子コア１０を円環状に配置すれば、回転型のモータの電機子コアとなる。電機子コア１０を直線状に配置すれば、リニア型のモータの電機子コアとなる。

図３〜図５に示すように、インシュレータ２０は、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）や液晶ポリマー（ＬＣＰ）等により製作され、電機子コア１０のヨーク部１１の軸方向端部に配置される第１フランジ部２１と、ティース先端エッジ１３の軸方向端部に配置される第２フランジ部２３と、第１フランジ部２１と第２フランジ部２３とを接続し電機子コア１０のティース部１２の軸方向端部を絶縁被覆する胴部２２（図３参照）と、を有している。

インシュレータ２０は、全体として鞍形に形成され、ヨーク部１１の軸方向端側部を絶縁被覆する第１フランジ側部２１ａと、ティース先端エッジ１３の軸方向端側部を絶縁被服する第２フランジ側部２３ａと、ティース部１２の軸方向端側部を絶縁被覆する胴側部２２ａと、を有している。インシュレータ２０は、電機子コア１０の軸方向両端から電機子コア１０を挟むように、電機子コア１０に装着される。

図１、図２及び図３に示すように、インシュレータ２０の、第１フランジ側部２１ａ、第２フランジ側部２３ａ及び胴側部２２ａに絶縁被覆されていない電機子コア１０のヨーク部１１、ティース部１２及びティース先端エッジ１３の軸方向中央部に、帯状に連続する凹部１５が形成されている。凹部１５は、電機子コア１０の軸方向中央部を構成する珪素鋼板のヨーク部１１、ティース部１２及びティース先端エッジ１３を幅狭にすることにより形成することができる。

凹部１５の深さＨは、０．６ｍｍ以上とし、インシュレータ２０の、第１フランジ側部２１ａ、第２フランジ側部２３ａ及び胴側部２２ａの肉厚Ｔは、凹部１５の深さＨに応じて、０．４ｍｍ以下とするのが望ましい。すなわち、凹部１５の深さＨが、０．６ｍｍより深いときは、インシュレータ２０の肉厚Ｔは、０．４ｍｍより薄くすることが望ましい。これにより、凹部１５と後述のコイル３０の内周部との間の間隙を、１．０ｍｍ程度とすることができる。

図３に示すように、インシュレータ２０の、第１フランジ側部２１ａ、第２フランジ側部２３ａ及び胴側部２２ａの凹部側端部に係止爪２５を設け、係止爪２５を凹部１５の縁部に係止させるようにすれば、電機子９０（図４及び図５参照）の製造工程でインシュレータ２０が電機子コア１０から脱落するのを防ぐことができる。係止爪２５は、胴側部２２ａのみに設けるようにしてもよい。係止爪２５の外側はテーパ面となっていて、インシュレータ２０を電機子コア１０に装着するときに、電機子コア１０の角部に係止爪２５が引っ掛からないようになっている。

図４及び図５に示すように、電機子コア１０の軸方向両端部にインシュレータ２０を装着し、インシュレータ２０の上からティース部１２に、第１フランジ部２１及び第２フランジ部２３をガイドとしてコイル３０を巻装する。

電機子コア１０の凹部１５の深さＨを０．６ｍｍとし、インシュレータ２０の、第１フランジ側部２１ａ、第２フランジ側部２３ａ及び胴側部２２ａの肉厚Ｔを、０．４ｍｍとすれば、凹部１５とコイル３０の内周部との間の間隙は、１．０ｍｍが確保され、帯状に連続する凹部１５とコイル３０の内周部との間の間隙に、ティース先端エッジ１３の開口部から、容易に絶縁樹脂としてのエポキシ樹脂を充填することができる。

上記の電機子９０を円環状に複数配置して円筒状のフレームに嵌合し、隣合う電機子９０のコイル３０同士の間隙及びコイルエンド部３１を絶縁樹脂でモールドすれば、回転型のモータの電機子となる。

上記の電機子９０を直線状に複数配置してフレームに固定し、隣合う電機子９０のコイル３０同士の間隙及びコイルエンド部３１を絶縁樹脂でモールドすれば、リニア型のモータの電機子となる。なお、凹部１５とコイル３０の内周部との間の間隙に絶縁樹脂を充填する時期は、電機子９０単品のときでもよいし、上記のモールド時と同時でもよい。

上記の実施の形態のモータの電機子９０によれば、スロット内の面積（絶縁物を除く）をＳ１とし、スロット内に巻装される巻線の断面積の合計をＳ２とし、Ｓ２／Ｓ１で表される量をコイル占積率とする場合、例えば、従来の１ｍｍ程度の肉厚を有するインシュレータを用いた電機子に対して、０．４ｍｍ程度の肉厚を有するインシュレータを用いるので、３０％〜５０％占積率を向上させることができる。これにより、モータ損失（銅損）を２５％〜３５％低減させることができる。

以上のように、本発明にかかるモータの電機子は、モータ損失（銅損）を低減させた電機子として有用である。

１０ 電機子コア
１１ ヨーク部
１１ａ 周方向端部
１２ ティース部
１３ ティース先端エッジ
１５ 凹部
２０ インシュレータ
２１ 第１フランジ部
２１ａ 第１フランジ側部
２２ 胴部
２２ａ 胴側部
２３ 第２フランジ部
２３ａ 第２フランジ側部
２５ 係止爪
３０ コイル
３１ コイルエンド部
９０ モータの電機子

Claims (6)

1. ヨーク部、ティース部及びティース先端エッジを有する電機子コアと、
   前記電機子コアに装着され前記ヨーク部、ティース部及びティース先端エッジの軸方向端部及び軸方向端側部を所定の肉厚で絶縁被覆するインシュレータと、
   前記インシュレータの上から前記ティース部に前記所定の肉厚分離間して巻装されたコイルと、を備えるモータの電機子であって、
   前記インシュレータに絶縁被覆されていない前記電機子コアのヨーク部、ティース部及びティース先端エッジの軸方向中央部に、帯状に連続する凹部が形成され、該凹部と前記コイルの内周部との間の間隙に絶縁樹脂を充填したことを特徴とするモータの電機子。
2. 前記凹部の深さを０．６ｍｍ以上とすることを特徴とする請求項１に記載のモータの電機子。
3. 前記インシュレータの肉厚を、０．４ｍｍ以下とすることを特徴とする請求項２に記載のモータの電機子。
4. 前記電機子コアのティース部の軸方向端側部を被覆するインシュレータの凹部側端部に係止爪を設け、該係止爪を前記凹部の縁部に係止させたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のモータの電機子。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載のモータの電機子を円環状に複数配置し、隣合う電機子のコイル同士の間隙及びコイルエンド部を絶縁樹脂でモールドしたことを特徴とする回転型のモータの電機子。
6. 請求項１〜４のいずれか１つに記載のモータの電機子を直線状に複数配置し、隣合う電機子のコイル同士の間隙及びコイルエンド部を絶縁樹脂でモールドしたことを特徴とするリニア型のモータの電機子。

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