JP2013132108A

JP2013132108A - 固定子

Info

Publication number: JP2013132108A
Application number: JP2011278701A
Authority: JP
Inventors: Koji Nakatake; 耕二中武; Yukio Miura; 幸夫三浦; Masaaki Ohashi; 正明大橋; Hiroshi Cho; 弘張
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Denki Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Denki Co Ltd
Priority date: 2011-12-20
Filing date: 2011-12-20
Publication date: 2013-07-04
Also published as: US9270147B2; CN103178626A; EP2608360A3; CN103178626B; EP2608360A2; US20130154433A1

Abstract

【課題】絶縁性能および耐圧性能の低下を抑制しつつ、作業時間を短縮でき、巻線効率を向上し、かつ放熱性をも向上できる固定子を提供する。
【解決手段】固定子１は、環状に形成されるヨーク部２０と、ヨーク部２０内に可動子を配置した際の当該可動子の軸方向Ｏと直交する方向に、ヨーク部２０から内側に突設される複数のティース部３０と、軸Ｏ方向におけるティース部３０の両端面に取り付けられ、当該ティース部３０の角を保護すると共に、ティース部３０間のスロット３８においてはティース部３０の軸方向の全長の半分よりも短く形成された保護部材４０と、を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、電動機に用いられる固定子に関するものである。

電動機に用いられる固定子は、通常、複数の鋼板を積層して形成されており、電線を巻回するためのティースを有している。電線は、固定子との間で絶縁が保たれる必要がある。このため、例えば、固定子の露出部分を絶縁材料によりコーティングし、かつ電線も絶縁材料により被覆して、絶縁性を確保する場合がある。そして、絶縁コーティングされた固定子のティースに電線を巻回する。

電線を巻回する際に、固定子のティースのエッジ部分に、電線が食い込んで、絶縁性能を劣化し、耐圧低下を引き起こす場合がある。これを考慮すると、固定子に施す絶縁コーティングの膜圧は、厚くせざるを得ない。これでは、固定子において巻回された電線が収納されるスロットが小さくなり（巻線スペースが小さくなり）、巻線効率が低下してしまう。

これに鑑みて、例えば特許文献１に記載の固定子は、電線が直接的に接触しないように、電線と接する部分に樹脂製の絶縁部材を被せている。

特開２０１０−２７９２４１号公報

しかしながら、特許文献１では、電線が巻回される部分を覆うように、固定子のティース部分およびスロット形状に合わせて絶縁部材を成形し、固定子のスロットに樹脂部材を挿入している。これでは絶縁部材を挿入する工程が必要となり、作業に時間が掛かる。また、鋼板の積層方向に沿うスロットの全長に亘って絶縁部材が固定子を保護するので、鋼板の積層枚数を変更すると、絶縁部材の形状も変更しなくてはならない。これでは、絶縁部材のコストが高くなってしまう。また、絶縁部材がスロット内に設けられることで電線を巻回する領域が狭く限定され、巻線効率が低下する。また、固定子と電線の間に絶縁部材が設けられることで、電流が流れて発熱する電線から固定子へ熱が伝わり難くなり、放熱性が低下する。

本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、絶縁性能および耐圧性能の低下を抑制しつつ、作業時間を短縮でき、巻線効率を向上し、かつ放熱性をも向上できる固定子を提供することを目的とする。

上記目的を達成する固定子は、環状に形成されるヨーク部と、前記ヨーク部内に可動子を配置した際の当該可動子の軸方向と直交する方向に、前記ヨーク部から内側に突設される複数のティース部と、前記軸方向における前記ティース部の両端面に取り付けられ、当該ティース部の角を保護すると共に、前記ティース部間のスロットにおいては前記ティース部の前記軸方向の全長の半分よりも短く形成された保護部材と、を有することを特徴とする。

また、固定子用保護部材は、環状に形成されるヨーク部と、前記ヨーク部内に可動子を配置した際の当該可動子の軸方向と直交する方向に、前記ヨーク部から内側に突設される複数のティース部と、を有する固定子に取り付けられる固定子用保護部材であって、前記軸方向における前記ティース部の両端面に取り付けられ、当該ティース部の角を保護すると共に、前記ティース部間のスロットにおいては前記ティース部の前記軸方向の全長の半分よりも短く形成されることを特徴とする。

上記のように構成した固定子は、固定子用保護部材により、ティース部の角を保護する。したがって、固定子用保護部材を介して電線をティース部に巻回する際にティース部の角に電線が食い込んで破損することがなく、絶縁性能や耐圧性能が低下することを抑制できる。また、固定子用保護部材は、スロット内においてはティース部の長さの半分よりも短く形成されているので、固定子用保護部材を取り付ける際にスロット奥まで差し込む必要がなく作業性を向上できる。固定子用保護部材によりティース部の角を保護する分、固定子全体に施すコーティングを薄くでき、結果としてスロット容積を大きくでき、収容する電線の巻線効率を向上できる。スロット容積が大きい分、放熱効率も向上できる。

本実施形態の固定子を示す斜視図である。固定子を構成する鋼板を示す斜視図である。固定子に固定子用保護部材を取り付ける様子を示す図である。固定子用保護部材を取り付けた固定子の平面図である。固定子に電線を巻回した際の図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。固定子用保護部材の変形例を示す図である。固定子用保護部材の他の変形例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

図１は本実施形態の固定子を示す斜視図、図２は固定子を構成する鋼板を示す斜視図である。

本実施形態に係る固定子１は、図１に示すように、複数の鋼板１０を積層し、鋼板同士を接着剤やカシメ加工等により固定することで形成されている。固定子１は、ヨーク部２０と、ティース部３０とを備え、全体に樹脂によるコーティングが施されている。ヨーク部２０は内部に可動子（不図示）を配置できるように、環状に形成されている。ティース部３０は、ヨーク部２０内に可動子を配置した際の当該可動子の軸方向Ｏと直交する方向に沿って、ヨーク部２０から内側に突設されている。なお、本明細書において、環状のヨーク部２０の径内側方向を“内方向”、径外側方向を“外方向”、ヨーク部２０が環状に延びる方向（複数のティース部３０が並ぶ方向）を“周方向”、鋼板１０を積層している方向（電動機の回転軸方向Ｏ）を“積層方向”と称する。

ティース部３０は、電線を巻回する部位であり、複数が周方向に並んで設けられる。ティース部３０は、実際に電線が巻回されるティース巻回部３２と、ティース巻回部３２の内方向側に形成されるティース先端部３４と、を備えている。ティース先端部３４は、ティース巻回部３２から隣接する他のティース部３０に向かって両方向へ伸びて形成されている。ティース先端部３４の内方向側には、電動機を構成した際に回転子（不図示）と対面する円弧状のギャップ面３６が形成されている。ティース巻回部３２同士の間には、巻回した電線を収納するスロット３８が設けられている。

図３は、固定子に固定子用保護部材を取り付ける様子を示す図、図４は固定子用保護部材を取り付けた固定子の平面図、図５は固定子に電線を巻回した際の図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。

本実施形態では、図３に示すように、固定子１のティース部３０の積層方向の両端面に、固定子用保護部材４０が取り付けられる。固定子用保護部材４０は、たとえば、樹脂などの絶縁材料により形成され、接着剤によりティース部３０に取り付けられる。固定子用保護部材４０は、図４に示すように、全てのティース部３０に取り付けられ、ティース部３０のティース巻回部３２の角３９（図５参照）を覆う。固定子用保護部材４０は、ティース部３０の両側のスロット３８に亘るＵの字状に形成される。固定子用保護部材４０の端部４２は、スロット３８に挿入されている。挿入される端部４２は、スロット３８の積層方向の全長、すなわち、ティース部３０の積層方向の全長の半分よりも短く、図５に示すように、ティース部３０を介して積層方向に対向する固定子用保護部材４０と組み合わさっても、ティース部３０の全長を覆わない。

以上のように、本実施形態では、ティース部３０に固定子用保護部材４０が取り付けられている。固定子用保護部材４０は、ティース部３０の角３９を保護し、代わりに、電線５０の巻回方向に滑らかな曲面を露出している。したがって、固定子用保護部材４０を介して電線５０をティース部３０に巻回する際にティース部３０の角に電線５０が食い込んで破損することがなく、絶縁性能や耐圧性能が低下することを抑制できる。

また、固定子用保護部材４０を、ティース部３０の両端面に取り付ける際に、端部４２をスロット３８の奥まで差し込む必要がないので、作業性が向上し、作業時間を短縮できる。

さらに、固定子１は樹脂コーティングが施されているが、角３９における絶縁性能を考慮しなくてもよいので、樹脂コーティングの厚みを薄くできる。たとえば、固定子用保護部材４０がなければ１００μｍの樹脂コーティングが必要であったが、固定子用保護部材４０により角３９での絶縁性能が高められたので、樹脂コーティングを１０μｍにできる。樹脂コーティングが薄くなった分、スロット３８が大きくなり、電線５０を太くしたり、電線５０の巻回数を多くしたりでき、巻線効率を向上できる。なお、電線５０の太さや巻回数を変更しない場合、スロット３８に締める電線５０の体積が小さくなり、空気がスロットを流れやすくなるので、放熱効率を向上できる。

さらに、固定子用保護部材４０は、鋼板１０の積層枚数に関係なく、端面に被せるだけである。したがって、固定子１の形状が積層方向に変更されても、固定子用保護部材４０の形状を変更する必要がない。固定子１に合わせて、種々の固定子用保護部材４０を用意する必要がないので、コストを低減できる。

（変形例１）
上記実施形態では、Ｕの字状の固定子用保護部材４０を用いる例を説明した。本願発明はこれに限定されない。

図６は固定子用保護部材の変形例を示す図である。

図６に示すように、端部がスロット３８（図４参照）に全く挿入されない固定子用保護部材６０を適用してもよい。この場合、スロット内に固定子用保護部材６０が入らないので、スロット内における固定子用保護部材６０の長さはゼロとなり、ティース部３０の全長よりも短い。

図６に示すように、固定子用保護部材６０の幅とティース部３０の幅が等しいので、図５と比べると、ティース部３０の両側にスペースがない。したがって、図５に示す形態よりも、よりスロット３８のスペースを有効活用でき、巻線効率や放熱効率を向上できる。

（変形例２）
変形例２では、固定子用保護部材７０の内方向および外方向には、固定子用保護部材７０から積層方向の外側に向けて壁部７２が設けられている。

図７は固定子用保護部材の他の変形例を示す図である。

図７に示すように、固定子用保護部材７０には壁部７２が設けられている。壁部７２があることで、ティース部３０に電線５０が巻回される際に、電線５０の一部がティース部３０の内方向または外方向に脱落して電線５０の巻回が崩れることを防止できる。

本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。

１固定子、
１０鋼板、
２０ヨーク部、
３０ティース部、
３２ティース巻回部、
３４ティース先端部、
３６ギャップ面、
３８スロット、
３９角、
４０、６０、７０固定子用保護部材、
５０電線。

Claims

環状に形成されるヨーク部と、
前記ヨーク部内に可動子を配置した際の当該可動子の軸方向と直交する方向に、前記ヨーク部から内側に突設される複数のティース部と、
前記軸方向における前記ティース部の両端面に取り付けられ、当該ティース部の角を保護すると共に、前記ティース部間のスロットにおいては前記ティース部の前記軸方向の全長の半分よりも短く形成された保護部材と、
を有することを特徴とする固定子。
前記保護部材は、前記ティース部よりも、前記軸方向の外側にのみ形成されることを特徴とする請求項１に記載の固定子。
前記保護部材は、ヨーク部の両側のスロットに亘ってＵの字状に形成され、端部がスロットに挿入されていることを特徴とする請求項１に記載の固定子。
前記筒状部およびティース部は、複数の鋼板を積層して形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の固定子。
環状に形成されるヨーク部と、前記ヨーク部内に可動子を配置した際の当該可動子の軸方向と直交する方向に、前記ヨーク部から内側に突設される複数のティース部と、を有する固定子に取り付けられる固定子用保護部材であって、
前記軸方向における前記ティース部の両端面に取り付けられ、当該ティース部の角を保護すると共に、前記ティース部間のスロットにおいては前記ティース部の前記軸方向の全長の半分よりも短く形成されることを特徴とする固定子用保護部材。