JP2015095941A - コイル固定部品を備える電動機の固定子、電動機、及び単位コイルの固定方法 - Google Patents
コイル固定部品を備える電動機の固定子、電動機、及び単位コイルの固定方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】単位コイルを歯部に対して固定する際の作業性を改善できる電動機の固定子を提供する。【解決手段】本発明の固定子3におけるコイル固定部品33は、歯部31bの端面31b1と単位コイル32の内周面32aとの間の空隙G内で回転軸線R回りに回転可能であるとともに、回転軸線Rに垂直な非円形の断面を有する。コイル固定部品33の非円形の断面は、回転軸線Rと交差する第1の線分L1によって表される第1の寸法S1と、回転軸線Rと交差しかつ第1の線分L1とは異なる第2の線分L2によって表される第1の寸法よりも大きい第2の寸法S2を有する。コイル固定部品33は、第2の線分L2が空隙Gの高さ方向(矢印A2の方向)に対して整列された状態で空隙G内に配置されていて、端面31b1と内周面32aの双方を押圧することによって単位コイル32を歯部31bに対して固定している。【選択図】図8
Description
本発明は、鉄心の歯部に設置された単位コイルを固定するコイル固定部品を備える電動機の固定子、電動機、及び単位コイルを固定する固定方法に関する。
単位コイルを備える電動機においては、積層鉄心の歯部に単位コイルが装着されると、積層鉄心の積層方向における歯部の両端に、単位コイルの内面及び歯部の外面によって囲まれた微小な空隙が形成される。この空隙は、単位コイルの装着後に単位コイルが歯部から脱落する原因となりうるので、装着後の単位コイルを歯部に対して固定する別途の固定工程が必要とされる。従来の固定工程では、種々の手法によって単位コイルを歯部に対して固定している。
例えば、特許文献1に記載の技術では、固定子の歯部に取り付けられた単位コイル間の隙間に熱発泡性部材を挿入して熱発泡性部材を熱膨張させることによって、単位コイルを固定子に対して固定している。また、特許文献2に記載の技術では、単位コイルの端面を係止する爪部を有するインシュレータを固定子の歯部に装着することによって、単位コイルを固定子に対して固定している。しかしながら、特許文献1の技術では、熱発泡性部材を加熱する必要があるので単位コイルを固定する際の作業性が低下する。また、特許文献2に記載の技術では、単位コイルの固定部品として、複雑な形状のインシュレータを準備する必要があるほか、積層鉄心に追加の加工を施す必要がある。
単位コイルを歯部に対して固定する際の作業性を改善できる電動機の固定子が求められている。
本願に係る1番目の発明によれば、電動機の固定子であって、歯部と、歯部の外周面を取り囲むように歯部に装着される単位コイルと、歯部の外周面における端面と単位コイルの内周面との間の空隙内に配置されるコイル固定部品と、を備えており、コイル固定部品が、空隙内で回転軸線回りに回転可能であるとともに回転軸線に垂直な非円形の断面を有しており、コイル固定部品の断面が、回転軸線と交差する第1の線分によって表される第1の寸法と、回転軸線と交差しかつ第1の線分とは異なる第2の線分によって表される第1の寸法よりも大きい第2の寸法と、を有しており、コイル固定部品が、回転軸線回りに回転されることによって、第1の線分が歯部の端面に垂直な空隙の高さ方向に対して整列された第1の位置と、第2の線分が空隙の高さ方向に対して整列された第2の位置との間を移動可能であり、コイル固定部品が、第2の位置において歯部の端面と単位コイルの内周面を押圧することによって、単位コイルが歯部に対して固定される、電動機の固定子が提供される。
本願の係る2番目の発明によれば、1番目の発明において、コイル固定部品が、弾性的な復元力によって歯部の端面と単位コイルの内周面を押圧する、電動機の固定子が提供される。
本願に係る3番目の発明によれば、1番目又は2番目の発明において、コイル固定部品が、回転軸線と平行に延在するように形成された凹状の切欠き部をさらに有する、電動機の固定子が提供される。
本願に係る4番目の発明によれば、3番目の発明において、凹状の切欠き部が、コイル固定部品における歯部の端面又は単位コイルの内周面との接触面に形成される、電動機の固定子が提供される。
本願に係る5番目の発明によれば、1番目〜4番目の発明のいずれか1つにおいて、固定子が、単位コイルに電力を供給するケーブルをさらに備えており、単位コイルの外周面に沿って延在してケーブルを支持するケーブル支持部品が、コイル固定部品に連結されており、ケーブルを収納する空間が、ケーブル支持部品と単位コイルの外周面との間に形成される、電動機の固定子が提供される。
本願に係る6番目の発明によれば、1〜5番目のいずれか1つの発明の固定子を備える電動機が提供される。
本願に係る7番目の発明によれば、電動機の固定子において単位コイルを固定する固定方法であって、固定子が、歯部と、歯部の外周面を取り囲むように歯部に装着される単位コイルと、を備えており、歯部の外周面における端面と単位コイルの内周面との間に空隙が形成されており、固定方法が、空隙内で回転軸線回りに回転可能であるとともに回転軸線に垂直な非円形の断面を有するコイル固定部品を準備することを含んでおり、コイル固定部品の断面が、回転軸線と交差する第1の線分によって表される第1の寸法と、回転軸線と交差しかつ第1の線分とは異なる第2の線分によって表される第1の寸法よりも大きい第2の寸法と、を有しており、固定方法が、第1の線分が回転軸線の端面に垂直な空隙の高さ方向に対して整列されるように、コイル固定部品を空隙に挿入し、次いで、第2の線分が空隙の高さ方向に対して整列されるように、コイル固定部品を回転軸線回りに回転することをさらに含んでおり、回転軸線回りに回転されたコイル固定部品が歯部の端面と単位コイルの内周面を押圧することによって、単位コイルが歯部に対して固定される、固定方法が提供される。
本願の係る2番目の発明によれば、1番目の発明において、コイル固定部品が、弾性的な復元力によって歯部の端面と単位コイルの内周面を押圧する、電動機の固定子が提供される。
本願に係る3番目の発明によれば、1番目又は2番目の発明において、コイル固定部品が、回転軸線と平行に延在するように形成された凹状の切欠き部をさらに有する、電動機の固定子が提供される。
本願に係る4番目の発明によれば、3番目の発明において、凹状の切欠き部が、コイル固定部品における歯部の端面又は単位コイルの内周面との接触面に形成される、電動機の固定子が提供される。
本願に係る5番目の発明によれば、1番目〜4番目の発明のいずれか1つにおいて、固定子が、単位コイルに電力を供給するケーブルをさらに備えており、単位コイルの外周面に沿って延在してケーブルを支持するケーブル支持部品が、コイル固定部品に連結されており、ケーブルを収納する空間が、ケーブル支持部品と単位コイルの外周面との間に形成される、電動機の固定子が提供される。
本願に係る6番目の発明によれば、1〜5番目のいずれか1つの発明の固定子を備える電動機が提供される。
本願に係る7番目の発明によれば、電動機の固定子において単位コイルを固定する固定方法であって、固定子が、歯部と、歯部の外周面を取り囲むように歯部に装着される単位コイルと、を備えており、歯部の外周面における端面と単位コイルの内周面との間に空隙が形成されており、固定方法が、空隙内で回転軸線回りに回転可能であるとともに回転軸線に垂直な非円形の断面を有するコイル固定部品を準備することを含んでおり、コイル固定部品の断面が、回転軸線と交差する第1の線分によって表される第1の寸法と、回転軸線と交差しかつ第1の線分とは異なる第2の線分によって表される第1の寸法よりも大きい第2の寸法と、を有しており、固定方法が、第1の線分が回転軸線の端面に垂直な空隙の高さ方向に対して整列されるように、コイル固定部品を空隙に挿入し、次いで、第2の線分が空隙の高さ方向に対して整列されるように、コイル固定部品を回転軸線回りに回転することをさらに含んでおり、回転軸線回りに回転されたコイル固定部品が歯部の端面と単位コイルの内周面を押圧することによって、単位コイルが歯部に対して固定される、固定方法が提供される。
1番目、6番目、及び7番目の発明によれば、コイル固定部品が空隙内で回転されることによって単位コイルが歯部に対して簡易に固定されるので、単位コイルを歯部に対して固定する際の作業性が改善されうる。
2番目の発明によれば、コイル固定部品が弾性的な復元力によって押圧力を発生させるので、単位コイルが歯部に対して安定的に固定されうる。
3番目の発明によれば、コイル固定部品が凹状の切欠き部の周囲で弾性変形しやすくなるので、コイル固定部品が空隙内で容易に回転されうる。
4番目の発明によれば、凹状の切欠き部が原因で、コイル固定部品によって固定された単位コイルが不安定になることが防止されうる。
5番目の発明によれば、固定子の構成部品の個数が減少するので、固定子の製造工程における作業性が改善されうるし、固定子の全体的な製造コストが削減されうる。
2番目の発明によれば、コイル固定部品が弾性的な復元力によって押圧力を発生させるので、単位コイルが歯部に対して安定的に固定されうる。
3番目の発明によれば、コイル固定部品が凹状の切欠き部の周囲で弾性変形しやすくなるので、コイル固定部品が空隙内で容易に回転されうる。
4番目の発明によれば、凹状の切欠き部が原因で、コイル固定部品によって固定された単位コイルが不安定になることが防止されうる。
5番目の発明によれば、固定子の構成部品の個数が減少するので、固定子の製造工程における作業性が改善されうるし、固定子の全体的な製造コストが削減されうる。
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の記載は、特許請求の範囲に記載される発明の技術的範囲や用語の意義等を限定するものではない。
先ず、図1〜図8を参照して、本発明の第1の実施形態の固定子を備える電動機について説明する。本実施形態の固定子を備える電動機は、可動子と固定子とが協働して動力を発生させる電動機である。図1は、本実施形態の例示的な固定子3を備える電動機1の斜視図である。図1のように、電動機1は、所定の回転軸線O回りに回転移動する可動子2と、可動子2を取り囲むように配置される環状の固定子3とを備えている。
図2は、図1に示される固定子3の一部を拡大して示す斜視図である。図1及び図2から分かるように、固定子3は、電磁鋼板を積層して形成した積層鉄心31を備えており、積層鉄心31は、可動子2の移動方向、すなわち、回転軸線O回りの回転方向に沿って延在する環状の継鉄部31aと、継鉄部31aから可動子2に向かって突出する複数の歯部31bと、を有している。固定子3は、積層鉄心31の歯部31bの外周を取り囲むように歯部31bに装着される複数の単位コイル32をさらに備えている。固定子3は、単位コイル32に電気的に接続されて単位コイル32に電力を供給する電気ケーブルをさらに備えている(図15及び図16を参照)。
本実施形態において、単位コイル32が積層鉄心31の歯部31bに装着されると、単位コイル32と歯部31bとの間に空隙Gが形成される。図2の例では、歯部31bの延在方向における両端面と単位コイル32の内周面との間に空隙Gが1つずつ形成されている。なお、歯部31bの延在方向とは、継鉄部31aの延在方向及び歯部31bの突出方向の双方に対して垂直な方向であり、図2の矢印A1によって示されている。それら空隙Gには、単位コイル32を歯部31bに対して固定する機能を有するコイル固定部品33が挿入される。コイル固定部品33によって、歯部31bに装着された単位コイル32が歯部31bから脱落することが防止される。
図3は、図2の固定子3における空隙Gの近傍を拡大して示す斜視図である。本実施形態の固定子3におけるコイル固定部品33は、空隙G内で回転軸線R回りに回転可能であるとともに、回転軸線Rに垂直な断面において非円形の断面形状を有する。ここで、非円形の断面形状とは、真円ではない断面形状を意味する。図3の例によるコイル固定部品33は、回転軸線Rに沿って延在する柱状体であって、回転軸線Rに垂直な断面において楕円の断面形状を有している。本実施形態の固定子3におけるコイル固定部品33の断面形状について、以下にさらに詳細に説明する。
図4は、図3のコイル固定部品33の回転軸線Rに垂直な平面に沿って見たコイル固定部品33の断面図である。図4のように、コイル固定部品33の回転軸線Rに垂直な断面は、第1の線分L1によって表される第1の寸法S1と、第1の線分L1とは異なる第2の線分L2によって表される第1の寸法S1よりも大きい第2の寸法S2と、を有する(S2>S1)。ここで、第1及び第2の線分L1,L2は、いずれも回転軸線Rと交差するように回転軸線Rに垂直な断面の輪郭線上の2点を結ぶ仮想的な線分であり、第1の線分L1は、第2の線分L2よりも短い。コイル固定部品33が図4のような楕円形状の断面を有する場合、例えば、楕円の中心点P1を通る軸線が回転軸線Rとして特定されうる。この場合、楕円の短軸及び長軸がそれぞれ第1及び第2の線分L1,L2として特定されうる。そして、楕円の短径及び長径がそれぞれ第1及び第2の寸法S1,S2として特定されうる。
図5及び図6は、他の形状を有するコイル固定部品33の断面を示す図4と同様の断面図である。図5は、長方形の断面を有するコイル固定部品33を示している。コイル固定部品33が図5のような長方形の断面を有する場合、例えば、長方形の中心点P2を通る軸線が回転軸線Rとして特定されうる。この場合、長方形の中心点P2を通る長方形の短辺と平行な線分が第1の線分L1として特定され、長方形の中心点P2を通る長方形の長辺と平行な線分が第2の線分L2として特定されうる。そして、長方形の短辺が第1の寸法S1として特定され、長方形の長辺が第2の寸法として特定されうる。
図6は、接線カム形状の断面を有するコイル固定部品33を示している。ここで、接線カム形状とは、複数の円弧と、それら円弧の共通接線とから構成される形状を意味する。図6に示される接線カム形状は、大小2つの円弧C1,C2と、それら円弧C1,C2の共通接線T1,T2とから構成されている。コイル固定部品33が図6のような接線カム形状の断面を有する場合、例えば、大径の円弧C1の中心点P3を通る軸線が回転軸線Rとして特定されうる。この場合、2つの円弧C1,C2の中心点P3,P4を通る線分に直交しかつ大径の円弧C1の中心点P3を通る線分が第1の線分L1として特定され、2つの円弧C1,C2の中心点P3,P4を通る線分が第2の線分L2として特定されうる。そして、2つの円弧C1,C2の配列方向に垂直な方向に沿った寸法が第1の寸法S1として特定され、2つの円弧C1,C2の配列方向に沿った寸法が第2の寸法S2として特定されうる。本実施形態の固定子3におけるコイル固定部品33は、図4〜図6に示した断面形状の他にも、上述した第1及び第2の寸法S1,S2(S1<S2)を有する任意の断面形状を有しうる。
図7及び図8は、図3の固定子3における歯部31bの突出方向に垂直な平面に沿って見たコイル固定部品33の近傍を示す断面図である。図7は、コイル固定部品33によって単位コイル32が歯部31bに対して固定される前の状態を示している。図7のように、コイル固定部品33は、上述した第1の線分L1が空隙Gの高さ方向に対して整列されるように空隙Gに挿入される。ここで、空隙Gの高さ方向とは、歯部31bの端面31b1に垂直な方向であり、図7の矢印A2によって示されている。より具体的に、図7の例において、コイル固定部品33は、第1の線分L1が空隙Gの高さ方向に対して概ね平行になるように空隙Gに挿入されている。なお、コイル固定部品33が空隙Gに挿入される際に、コイル固定部品33の回転軸線Rは、空隙Gの高さ方向に対して概ね垂直にされうる(すなわち、歯部31bの端面31b1に対して概ね平行にされうる)。図7の例において、コイル固定部品33の回転軸線Rは、空隙Gの高さ方向(矢印A2の方向)及び幅方向(図7の左右方向)の双方に対して垂直にされている。
図8は、コイル固定部品33によって単位コイル32が歯部31bに対して固定された後の状態を示している。図7と図8を対比すると分かるように、空隙Gに挿入されたコイル固定部品33は、上述した第2の線分L2が空隙Gの高さ方向(矢印A2の方向)に対して整列されるように空隙G内で回転される。より具体的に、図8の例において、コイル固定部品33は、第2の線分L2が空隙Gの高さ方向に対して概ね平行になるように空隙G内で回転されている。このときの回転方向が矢印A3によって示されている。このようにしてコイル固定部品33が回転軸線R回りに回転されると、コイル固定部品33が歯部31bの端面31b1及び単位コイル32の内周面32aの双方に接触するようになる。その結果、コイル固定部品33が歯部31b及び単位コイル32の双方を押圧するので、単位コイル32が歯部31bに対して固定される。なお、コイル固定部品33が空隙G内で回転される際に、コイル固定部品33の回転軸線Rは、空隙Gの高さ方向に対して概ね垂直にされた状態に維持されうる(すなわち、歯部31bの端面31b1に対して概ね平行にされた状態に維持されうる)。図8の例において、コイル固定部品33の回転軸線Rは、空隙Gの高さ方向(矢印A2の方向)及び幅方向(図8の左右方向)の双方に対して垂直にされた状態に維持されている。
なお、本実施形態において、或る線分が或る方向に対して「整列」されるとは、当該方向に対する当該線分の傾きがゼロに近づくように、当該線分が方向付けされることを意味する。従って、図7のように空隙Gの高さ方向に対して整列された第1の線分L1は、必ずしも空隙Gの高さ方向に対して平行にされる必要はない。同様に、図8のように空隙Gの高さ方向に対して整列された第2の線分L2は、必ずしも空隙Gの高さ方向に対して平行にされる必要はない。
以上のように、本実施形態の固定子3におけるコイル固定部品33は、空隙G内で回転軸線R回りに回転されることによって、第1の線分L1が空隙Gの高さ方向に対して整列された第1の位置(図7参照)と、第2の線分L2が空隙Gの高さ方向に対して整列された第2の位置(図8参照)との間を移動可能である。そして、コイル固定部品33が第1の位置から第2の位置に移動されると、コイル固定部品33が歯部31bの端面31b1及び単位コイル32の内周面32aの双方を押圧して単位コイル32を歯部31bに対して固定するようになる。なお、コイル固定部品33の回転軸線Rは、コイル固定部品33が空隙G内で回転されて第1の位置から第2の位置まで移動できるように任意に位置決めされうる。図7及び図8の例において、コイル固定部品33の回転軸線Rは、空隙Gの高さ方向(矢印A2の方向)及び幅方向(図7及び図8の左右方向)における中央部に位置決めされている。
本実施形態の固定子3におけるコイル固定部品33は、弾性変形可能な材料から形成されうる。その場合、コイル固定部品33は単位コイル32の内周面32a及び歯部31bの端面31b1から圧力を受けて弾性変形しながら回転されうる。その結果、回転後のコイル固定部品33が弾性的な復元力によって歯部31bの端面31b1及び単位コイル32の内周面32aを押圧するので、単位コイル32が歯部31bに対して安定的に固定されるようになる。他方、コイル固定部品33の代わりに、又はコイル固定部品33に加えて、単位コイル32が弾性変形可能に形成されていてもよい。或いは、歯部31bの延在方向の両側に位置する2つの空隙Gのいずれか一方に、コイル固定部品33の代わりに、弾性変形可能なスペーサが挿入されてもよい。これらの態様においても、コイル固定部品33、単位コイル32、及びスペーサのいずれかが弾性的な復元力を発生させるので、単位コイル32が歯部31bに対して安定的に固定されるようになる。
続いて、図9及び図10を参照して、本実施形態の固定子3におけるコイル固定部品33によって単位コイル32を固定する固定方法について説明する。図9のように、先ず、単位コイル32が積層鉄心31の歯部31bに装着される。その結果、空隙Gが歯部31bの延在方向(矢印A1の方向)の両端部に形成される。次いで、コイル固定部品33が空隙Gに挿入される。この際、コイル固定部品33は、回転軸線Rに垂直な断面における第1の線分L1が空隙Gの高さ方向に対して整列されるように、空隙Gに挿入される(図7参照)。なお、コイル固定部品33は、その一端部が空隙Gから突出するように空隙Gに挿入されうる。この場合、作業者がコイル固定部品33の突出部位を把持できるので、コイル固定部品33が空隙G内で容易に回転されうる。なお、歯部31bの両側に位置する空隙Gには、同一のコイル固定部品33が挿入されてもよいし、形状、寸法、又は材質が異なるコイル固定部品33が挿入されてもよい。或いは、いずれか一方の空隙Gには、コイル固定部品33の代わりに、可撓性又は剛性を有する任意のスペーサが挿入されてもよい。
図10のように、次いで、コイル固定部品33が空隙G内で回転される。この際、コイル固定部品33は、回転軸線Rに垂直な断面における第2の線分L2が空隙Gの高さ方向に対して整列されるように空隙G内で回転軸線R回りに回転される(図8参照)。図10は、一方の空隙G内のコイル固定部品33のみが回転された状態を示している。次いで、他方の空隙G内のコイル固定部品33が同様に回転されると、各々のコイル固定部品33が空隙G内で単位コイル32の内周面及び歯部31bの端面の双方に接触するようになる。これにより単位コイル32が歯部31bに対して固定される。なお、コイル固定部品33は空隙G内で任意の手法によって回転されうる。例えば、コイル固定部品33の一端部における空隙Gからの突出部位が作業者によって把持されて、コイル固定部品33が作業者によって手動で回転されうる。以上のように、本実施形態では、コイル固定部品33が空隙G内で回転軸線R回りに回転されることによって単位コイル32が歯部31bに対して簡易に固定されるので、単位コイル32を歯部31bに対して固定する際の作業性が改善される。
次に、図11〜図13を参照して、本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態の固定子は、以下に具体的に説明される部分を除いて、上述した第1の実施形態の固定子と同様の構成を有する。従って、第1の実施形態と同様の構成を有する部分には第1の実施形態と同一の符号を用いることとし、それら同様の構成を有する部分についての詳細な説明は省略する。
図11〜図13は、本実施形態の固定子3における歯部31bの突出方向に垂直な平面に沿って見たコイル固定部品33の近傍を示す断面図である。図11は、コイル固定部品33が回転軸線R回りに回転される前の状態を示しており、図12は、コイル固定部品33が回転軸線R回りに回転される途中の状態を示している。また、図13は、コイル固定部品33が回転軸線回りに回転された後の状態を示している。図11〜図13のように、本実施形態の固定子3におけるコイル固定部品33は、回転軸線Rに沿って延在するようにコイル固定部品33の外周面に形成された凹状の切欠き部33aを有している。従って、本実施形態の固定子3におけるコイル固定部品33は、全体としてC字状の断面形状を有している。
このような構造によって、コイル固定部品33が凹状の切欠き部33aの周囲において弾性変形しやすくなるので、コイル固定部品33が空隙G内で容易に回転されうる。より具体的に、図12の例では、回転途中のコイル固定部品33が歯部31bの端面31b1からの圧縮力を受けて矢印A4の方向に弾性変形しやすくなるので、コイル固定部品33が空隙G内で容易に回転されうる。従って、回転途中のコイル固定部品33が歯部31bの端面31b1又は単位コイル32の内周面32aに干渉して大きな抵抗力を受ける場合であっても、コイル固定部品33が凹状の切欠き部33aの周囲で弾性変形することによって、コイル固定部品33が空隙G内で容易に回転されうる。
本実施形態において、凹状の切欠き部33aは、回転後のコイル固定部品33、すなわち、単位コイル32を固定している状態のコイル固定部品33の外周面における歯部31bの端面31b1又は単位コイル32の内周面32aとの接触面に形成されることが好ましい。図13の例において、凹状の切欠き部33aは、コイル固定部品33の第2の線分L2に垂直な側面F1,F2のうちの歯部31bの端面31b1との接触面F2に形成されている。ただし、本例による凹状の切欠き部33aは、コイル固定部品33の外周面における単位コイル32の内周面32aとの接触面F1に形成されていてもよい。
他方、凹状の切欠き部33aが、コイル固定部品33の外周面における上記の接触面とは異なる箇所、例えば、第1の線分L1に垂直な側面F3又は側面F4に形成される場合には、回転後のコイル固定部品33、すなわち、単位コイル32を固定している状態のコイル固定部品33が空隙Gの高さ方向(図13の矢印A2の方向)に弾性変形しやすくなるので、コイル固定部品33から歯部31b及び単位コイル32に作用する押圧力が低下しうる。その結果、コイル固定部品33によって固定された単位コイル32が不安定になりうる。
以上のような理由により、凹状の切欠き部33aは、回転後のコイル固定部品33、すなわち、単位コイル32を固定している状態のコイル固定部品33の外周面における歯部31bの端面31b1又は単位コイル32の内周面32aとの接触面に形成されることが好ましい。これにより、凹状の切欠き部33aが原因で、コイル固定部品33によって固定されている単位コイル32が不安定になることを防止できる。
なお、コイル固定部品33が図11〜図13のような矩形状の断面を有する場合、コイル固定部品33は、回転軸線Rに沿って延在するように形成された面取り部33bを有することが好ましい。このような面取り部33bによって、コイル固定部品33が空隙G内で回転するときの摩擦抵抗が減少するので、コイル固定部品33が空隙G内で容易に回転されうる。
本実施形態の固定子3における単位コイル32の固定方法は、前述した第1の実施形態の固定子3における単位コイル32の固定方法と同様である。ただし、本実施形態では、コイル固定部品33が凹状の切欠き部33aの周囲において弾性変形しやすくなるので、コイル固定部品33が空隙G内で容易に回転されうる。
次に、図14〜図16を参照して、本発明の第3の実施形態について説明する。本実施形態の固定子は、以下に具体的に説明される部分を除いて、上述した第1の実施形態の固定子と同様の構成を有する。従って、第1の実施形態と同様の構成を有する部分には第1の実施形態と同一の符号を用いることとし、それら同様の構成を有する部分についての詳細な説明は省略する。
図14は、本実施形態の固定子3におけるコイル固定部品33を示す斜視図である。図14のように、本実施形態では、前述の電気ケーブルを支持するケーブル支持部品34が、コイル固定部品33に連結されている。より具体的に、図14の例では、回転軸線Rに沿って延在するコイル固定部品33とコイル固定部品33に対して概ね平行に延在するケーブル支持部品34が、両部品に対して概ね垂直に延在する連結部品35によって相互に連結されている。このように、本実施形態では、コイル固定部品33に対してケーブル支持部品34と連結部品35が付加された単一の部品が形成される。例えば、コイル固定部品33、ケーブル支持部品34、及び連結部品35は一体成形品として形成されうる。
図15は、本実施形態の固定子3における歯部31bの突出方向に垂直な平面に沿って見たコイル固定部品33の近傍を示す断面図であり、前述した図8と同様に、コイル固定部品33が空隙G内で回転軸線R回りに回転された後の状態を示している。また、図16は、図15中のXVI−XVI線に沿った断面図である。図15及び図16から分かるように、本実施形態では、コイル固定部品33が空隙G内で回転軸線R回りに回転されて、単位コイル32が歯部31bに対して固定されるときに、電気ケーブル36を収納する収納空間Hがケーブル支持部品34と単位コイル32の外周面32bとの間に形成される。従って、本実施形態によると、単位コイル32を歯部31bに対して固定することと、電気ケーブル36を単位コイル32に対して支持することの両方を、単一の部品によって達成できるようになる。その結果、固定子3の構成部品の個数が減少するので、固定子3の製造工程における作業性が改善されうるし、固定子3の全体的な製造コストが削減されうる。
本実施形態の固定子3における単位コイル32の固定方法は、前述した第1の実施形態の固定子3における単位コイル32の固定方法と同様である。ただし、本実施形態の固定方法では、コイル固定部品33が空隙G内で回転軸線R回りに回転されて、単位コイル32が歯部31bに対して固定された後に、電気ケーブル36がケーブル支持部品34及び単位コイル32の外周面32bとの間の収納空間Hに収納される。これにより、固定子3において単位コイル32を固定することと、固定子3において電気ケーブル36を支持することの両方を、コイル固定部品33とケーブル支持部品34を有する単一の部品によって達成できるようになる。
本発明は、上記の実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で種々改変されうる。例えば、上記の実施形態では、環状の固定子に内側に配置された可動子が回転運動を行う回転式の電動機を例示したものの、本発明の固定子を備える電動機は、直線状に延在する固定子に沿って可動子が直線運動を行うリニアモータであってもよい。また、上述した各部の寸法、形状、材質等は一例にすぎず、本発明の効果を達成するために多様な寸法、形状、材質等が採用されうる。
1 電動機
2 可動子
3 固定子
31 積層鉄心
31a 継鉄部
31b 歯部
31b1 端面
32 単位コイル
32a 内周面
32b 外周面
33 コイル固定部品
33a 切欠き部
33b 面取り部
34 ケーブル支持部品
35 連結部品
36 電気ケーブル
C1 円弧
C2 円弧
F1 側面(接触面)
F2 側面(接触面)
F3 側面
F4 側面
G 空隙
H 収納空間
L1 第1の線分
L2 第2の線分
P1 中心点
P2 中心点
P3 中心点
P4 中心点
R 回転軸線
S1 第1の寸法
S2 第2の寸法
T1 共通接線
T2 共通接線
2 可動子
3 固定子
31 積層鉄心
31a 継鉄部
31b 歯部
31b1 端面
32 単位コイル
32a 内周面
32b 外周面
33 コイル固定部品
33a 切欠き部
33b 面取り部
34 ケーブル支持部品
35 連結部品
36 電気ケーブル
C1 円弧
C2 円弧
F1 側面(接触面)
F2 側面(接触面)
F3 側面
F4 側面
G 空隙
H 収納空間
L1 第1の線分
L2 第2の線分
P1 中心点
P2 中心点
P3 中心点
P4 中心点
R 回転軸線
S1 第1の寸法
S2 第2の寸法
T1 共通接線
T2 共通接線
Claims (7)
- 電動機の固定子であって、歯部と、前記歯部の外周面を取り囲むように前記歯部に装着される単位コイルと、前記歯部の外周面における端面と前記単位コイルの内周面との間の空隙内に配置されるコイル固定部品と、を備えており、
前記コイル固定部品は、前記空隙内で回転軸線回りに回転可能であるとともに前記回転軸線に垂直な非円形の断面を有しており、
前記コイル固定部品の前記断面は、前記回転軸線と交差する第1の線分によって表される第1の寸法と、前記回転軸線と交差しかつ前記第1の線分とは異なる第2の線分によって表される前記第1の寸法よりも大きい第2の寸法と、を有しており、
前記コイル固定部品は、前記回転軸線回りに回転されることによって、前記第1の線分が前記歯部の前記端面に垂直な前記空隙の高さ方向に対して整列された第1の位置と、前記第2の線分が前記空隙の高さ方向に対して整列された第2の位置との間を移動可能であり、
前記コイル固定部品が、前記第2の位置において前記歯部の前記端面と前記単位コイルの前記内周面を押圧することによって、前記単位コイルが前記歯部に対して固定される、電動機の固定子。 - 前記コイル固定部品は、弾性的な復元力によって前記歯部の前記端面と前記単位コイルの前記内周面を押圧する、請求項1に記載の電動機の固定子。
- 前記コイル固定部品は、前記回転軸線と平行に延在するように形成された凹状の切欠き部をさらに有する、請求項1または2に記載の電動機の固定子。
- 前記凹状の切欠き部は、前記コイル固定部品における前記歯部の端面又は前記単位コイルの内周面との接触面に形成される、請求項3に記載の電動機の固定子。
- 前記固定子は、前記単位コイルに電力を供給するケーブルをさらに備えており、
前記単位コイルの外周面に沿って延在して前記ケーブルを支持するケーブル支持部品が、前記コイル固定部品に連結されており、前記ケーブルを収納する空間が、前記ケーブル支持部品と前記単位コイルの外周面との間に形成される、請求項1〜4のいずれか1つに記載の電動機の固定子。 - 請求項1〜5のいずれか1つに記載の固定子を備える電動機。
- 電動機の固定子において単位コイルを固定する固定方法であって、
前記固定子は、歯部と、前記歯部の外周面を取り囲むように前記歯部に装着される単位コイルと、を備えており、
前記歯部の外周面における端面と前記単位コイルの内周面との間に空隙が形成されており、
前記固定方法は、
前記空隙内で回転軸線回りに回転可能であるとともに前記回転軸線に垂直な非円形の断面を有するコイル固定部品を準備することを含んでおり、
前記コイル固定部品の前記断面は、前記回転軸線と交差する第1の線分によって表される第1の寸法と、前記回転軸線と交差しかつ前記第1の線分とは異なる第2の線分によって表される前記第1の寸法よりも大きい第2の寸法と、を有しており、
前記固定方法は、
前記第1の線分が前記回転軸線の前記端面に垂直な前記空隙の高さ方向に対して整列されるように、前記コイル固定部品を前記空隙に挿入し、次いで、前記第2の線分が前記空隙の高さ方向に対して整列されるように、前記コイル固定部品を前記回転軸線回りに回転することをさらに含んでおり、
前記回転軸線回りに回転された前記コイル固定部品が前記歯部の前記端面と前記単位コイルの前記内周面の双方を押圧することによって、前記単位コイルが前記歯部に対して固定される、固定方法。
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