(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機器のコイルのコイルエンドを充填材により埋める際に、電気機器のコアのティースに対してコイルを所定の位置に保持するための保持部材であって、
ティースの基部を取り囲む基部板と、
コイルがティースに装着されたときにコイルエンドとなる二つの部分の内側にそれぞれ位置し、基部板からティースの延びる方向に沿って延び、基部板と協働してコイルを挟む係止爪を先端に有する係止片と、
係止片の両側において係止片と同方向に延び、ティースとコイルを所定の間隔に保持する保持リブと、
を有し、
係止片が、２本の保持リブの少なくとも一方より先に延びている、
電気機器のコイル保持部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機器のコアのティースに対して、ティースに巻装されるコイルを所定位置に保持する保持部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機、発電機等の電気機器において、コア（鉄心）と、コアのティースに巻装されるコイルの間に介在し、ティースに対してコイルを所定の位置に保持する保持部材が知られている。また、ティースに対応した形状の保持部材にコイルを取り付け、この状態でティースに装着する、いわゆるカセットコイル方式のコイルが知られている。
【０００３】
下記特許文献１には、カセットコイル方式のコイルが示されている。インシュレータ（２００）は、側壁絶縁部（２０６，２１６）と係止部（２０３，２０４）を有し、これらの周囲に巻き付くようにコイルが設けられている。係止部（２０３，２０４）には、爪部（２０７）が設けられ、この爪部はコイルの端面を係止している（段落００４８参照）。
【０００４】
下記特許文献２には、磁極（２）にアンダーカバー（５０）を固定するために、爪（９ａ）を有する係止爪（９）が示されている。爪が磁極から外れないようにするため、係止爪の背面を棒状体（２０）で支持することが記載されている（段落００１２参照）。
【０００５】
なお、（  ）で囲まれた符号は、該当文献にて用いられている符号であり、本願実施形態で用いられる符号とは関連しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２４６２６９号公報
【特許文献２】特開２００４−３７１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１の係止部（２０３，２０４）は外力を受けるとたわむため、ティースに対するコイルの位置が確定しない。さらに、コイルエンドを充填材によって埋めて、固定する場合には、充填の際の充填材の流れにより、係止部の爪部がコイルから外れてしまうことがある。これもコイルの位置ずれを生じさせる。係止部がたわまないようにするために、上記特許文献２に示される棒状体（２０）のように係止部の背面を支える部材を用いる場合、部品点数の増加や、当該部材を装着する工数が増加する。
【０００８】
本発明は、ティースに対してコイルを所定位置に保持する簡易な構成の保持部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の電気機器のコイル保持部材は、ティースの基部を取り囲む基部板と、コイルがティースに装着されたときにコイルエンドとなる二つの部分の内側にそれぞれ位置し、基部板からティースの延びる方向に沿って延び、基部板と協働してコイルを挟む係止爪を先端に有する係止片と、係止片の両側において係止片と同方向に延び、ティースとコイルを所定の間隔に保持する保持リブと、を有し、係止片が、２本の保持リブの少なくとも一方より先に延びている。
【００１０】
両側のコイルエンドのそれぞれに対応して設けられた保持リブにより、両側のコイルエンドを結ぶ方向において、コイルが所定の位置に保持される。また、係止片が保持リブより先に延びていることにより、コイルエンドを充填材で埋める際に充填材が係止片先端の背面に充填され、係止片がコイルから外れないように支持される。
【発明の効果】
【００１１】
ティースに対してコイルを所定の位置に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の保持部材１０とこれに関連するコイル１４およびステータコア１２の分解斜視図である。
【図２】保持部材をコイルに装着した状態を示す斜視図である。
【図３】保持部材、コイルおよびステータコアを一体にした状態で、ステータコアのティース先端から視た状態を示す図である。
【図４】保持部材、コイルおよびステータコアを一体にした状態の、ティース配列方向に直交する断面を示す図である。
【図５】コイルエンドを充填材に埋めた状態を示す図である。
【図６】係止片と保持リブの長さが同等の場合の説明図である。
【図７】係止片と保持リブの長さが同等の場合の、充填材の流れを示す図である。
【図８】保持リブを短くした場合の、充填材の流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を、図面に従って説明する。以下の説明は、電気機器として電動機、特に内周側にロータ、外周側にステータが配置される最も一般的なインナーロータ構成を有する電動機に関して説明する。しかし、他の電気機器への適用を排除するものではない。例えば、外周側にロータ、内周側にステータが配置されるアウタロータ電動機、ロータとステータが回転軸線方向において対向するアキシャル電動機、さらにリニア電動機にも本発明を適用することが可能である。また、発電機、あるいは電動機と発電機の機能を併せ持つ電気機器にも適用することができる。
【００１４】
図１〜図４は、本発明に係る保持部材１０と、この保持部材１０に関連するステータコア１２およびコイル１４を示す図である。図１は、組み付け前の保持部材１０、ステータコア１２およびコイル１４を示す分解斜視図である。図２は、保持部材１０にコイル１４を組み付けた状態を示す斜視図である。図３は、保持部材１０、ステータコア１２およびコイル１４を組み付けた状態で、ステータコア１２のティース１８の先端から視た状態を示す図である。さらに、図４は、保持部材１０、ステータコア１２およびコイル１４を組み付けた状態の断面図である。
【００１５】
ステータコア１２は概略円筒形状を有し、詳細には円筒形のヨーク１６と、ヨーク１６の円筒内周面から内側に向けて延びる複数のティース１８を有する。複数のティース１８は、周方向に所定間隔で配列されている。図１においては、一つのティース１８と、その周囲のヨーク１６のみが示されている。
【００１６】
以下の説明に用いる「方向」について、ティース１８を基に以下のように定める。ヨーク１６からティース１８が延びる方向をティース軸線方向（図１中、Ｘで示す方向）、複数のティースが配列されている方向をティース配列方向（図１中、Ｙで示す方向）、およびティース軸線方向とティース配列方向に直交する方向をティース横断方向（図１中、Ｚで示す方向）と記す。
【００１７】
隣り合うティース１８の間の空間はスロットと呼ばれる。ヨーク１６のスロットに対向する面をスロット底面２０と記す。また、ティース１８の４個の側面のうち、ティース配列方向に向いた側面を配列方向側面２２、ティース横断方向に向いた側面を横断方向側面
２４と記す。
【００１８】
コイル１４は、断面が長方形の導線（平角線）を巻回して形成され、スロット内に収まる部分と、スロットから出てスロット間を渡る部分（いわゆるコイルエンド）を有する。コイル１４の内側に保持部材１０が挿入、装着され、図２に示すように一体化される。一体化された後、コイル１４および保持部材１０は、ティース１８に装着される。保持部材１０は、コイル１４がティース１８に装着されたとき、ティース１８に対するコイル１４の位置が所定の位置となるように保持する。保持部材１０は、絶縁性の材料で構成され、コイル１４とステータコア１２の間に介在し、これらを絶縁する。よって、保持部材１０は、コイル１４とステータコア１２を絶縁する絶縁部材として機能する。
【００１９】
保持部材１０は、ティース１８に装着されたときに、ティース１８の基部（根元）に位置する基部板２６と、ティース１８の周囲を取り囲む筒部２８を有する。基部板２６は、外形が略四角形であり、中央にはティース１８が通る略四角形の開口が設けられている。基部板２６は、コイル１４とヨーク１６の間の絶縁部材として機能する。筒部２８は、基部板２６の開口の縁に接続される。筒部２８は、略四角形の断面形状を有し、ティース１８の４個の側面２２，２４にそれぞれ対応する４個の側面を有する。ティース１８の側面２２，２４と同様に、ティース配列方向に向いた側面を配列方向側面３０、横断方向に向いた側面を横断方向側面３２と記す。筒部２８の横断方向側面３２は、保持部材１０がコイル１４に装着されたとき、コイルエンドの内側に位置する。筒部２８は、コイル１４とティース１８の間の絶縁部材として機能する。
【００２０】
筒部２８の横断方向側面３２の外側には、係止片３４および保持リブ３６が設けられている。係止片３４は、筒部２８の横断方向側面３２と間隔を空け、基部板２６からティース軸線方向に沿ってティース先端の向きに延びている。係止片３４の先端には、コイル１４に係合する係止爪３８が設けられている。保持リブ３６は、筒部２８の横断方向側面３２に設けられ、また係止片３４の両側にティース軸線方向に延びて設けられている。保持リブ３６のティース横断方向における端面は、横断方向側面３２からの距離が、係止片３４の係止爪３８以外の部分と同じとなる位置にある。図３，４に示されるように、係止片３４および保持リブ３６は、筒部２８の両側の横断方向側面３２にそれぞれ設けられる。図３において上側、下側の保持リブ３６は、これらの端面がそれぞれコイル１４の内周に当接しており、これによりコイル１４のティース横断方向の位置が定められる。言い換えれば、保持リブ３６は、コイル１４がティース横断方向において動かないように、ティースの両側においてティースとコイルの間隔を定めている。後述するように、ティース軸線方向において、保持リブ３６の長さはコイル１４より短く、コイル１４の一部にしか当接していない（図４参照）。しかし、コイル１４は、比較的太い導線で形成されており、このため巻回された後の工程においてコイル１４はほぼ変形しない。よって、ティース１８の上下において、それぞれ保持リブ３６がコイル１４の内周の一部に当接することで、コイルのティース横断方向における位置が定められる。図４に示されるように、係止片３４の係止爪３８は、コイル１４のティース先端側の端面に掛かり、基部板２６と協働してコイル１４をティース軸線方向において挟持する。これにより、コイルのティース軸線方向における位置が定められる。ティース配列方向における位置は、ティース１８の配列方向側面２２が筒部２８を介してコイル１４の内周を支持することにより定められる。
【００２１】
図１および図４に示されるように、保持リブ３６の長さは、係止片３４の長さより短くなっている。図４において、保持リブ３６と係止片３４の右端は基部板２６上にあり、両者とも、ここから左方向に延びている。保持リブ３６は、コイル１４の左端に達する前に、または中程までで延びを止めている。一方、係止片３４は、保持リブ３６の左端を越えて先に延びている。
【００２２】
コイル１４をステータコア１２に装着した後、コイル１４のコイルエンドを埋めるように充填材によりインサート成形し、コイル１４の導線同士の隙間、またコイルとステータの間の空間を埋める。充填材は、絶縁性の樹脂を用いることができる。図５に、インサート成形後のコイルエンドおよびその周囲の断面を示す。コイル１４のコイルエンド、保持部材１０の係止片３４などが充填材４０に埋まっている。
【００２３】
図６には、本実施形態の対比例として前述の保持リブ３６より長い保持リブ４２が示されている。２個の保持リブ４２は、係止片３４とほぼ等しい長さを有する。この場合、係止片３４は、全長にわたって長い保持リブ４２の間に位置することになる。この状態で、充填材を流し込むと、図７に示すように、長い保持リブ４２に妨げられて、係止片３４の下側に充填材がまわらず、係止片３４の上方に送られた充填材が、係止片３４を下側に押す。この結果、図６に示されるように、係止片３４がたわんで係止爪３８が、コイル１４から外れる可能性がある。係止爪３８が外れることにより、保持部材１０がコイル１４を所定の位置に保持できなくなる。
【００２４】
前述のように、保持部材１０の保持リブ３６は、係止片３４より短くされており、係止片３４の先端付近は、保持リブ３６の端より突出している。これにより、係止片３４の先端付近では、図８に示すように係止片３４の下側に充填材がまわり、係止片３４を上方に押すか、または上方にまわった充填材より押される係止片３４を支えて係止爪３８がコイル１４から外れないようにする。
【００２５】
係止片３４の両側に設けられる２個の保持リブの長さは、一方を長い保持リブ４２と同様に係止片３４と等しい長さとし、他方を保持リブ３６と同様に係止片３４より短くするようにもできる。この場合であっても、短くした保持リブの側から、係止片３４の下方に充填材が流れ、係止片３４がたわむことを抑制する。また、保持リブを一方のみとすることもできる。保持リブを設けていない側から充填材が係止部３４の下方に流れ、係止片３４のたわみが抑制される。
【符号の説明】
【００２６】
１０  保持部材、１２  ステータコア、１４  コイル、１６  ヨーク、１８  ティース、２６  基部板、２８  筒部、３２  筒部の横断方向側面、３４  係止片、３６  保持リブ、３８  係止爪。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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