(57)【要約】【課題】  製造工程を単純化し、射出による寸法不良を防止し得る往復動式モータの固定子及びその製造方法を提供する。【解決手段】  コイルが複数回巻線され、該コイル間に分布された結合剤によって結合及び絶縁される環状の巻線コイル４００と、該巻線コイルの外周面に沿って円形帯状に形成された絶縁帯４１０と、前記巻線コイルの両方側面に係合されて前記絶縁帯と一緒に巻線コイルを被覆する環状のボビン５００と、前記ボビンの上面円周方向に複数個結合されたコアブロック６００と、前記複数のコアブロックの内周面から所定間隔離隔して挿入されるインナーコア２００と、を包含して往復動式モータの固定子が構成される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルが複数回巻線され、該コイル間に分布された結合剤によって結合及び絶縁される環状の巻線コイルと、
該巻線コイルの外周面に沿って円形帯状に形成された絶縁帯と、
前記巻線コイルの両方側面に係合されて前記絶縁帯と一緒に巻線コイルを囲む環状のボビンと、
前記ボビンの上面円周方向に複数個結合されたコアブロックと、
前記複数のコアブロックの内周面から所定間隔離隔して挿入されるインナーコアと、
を包含して構成されることを特徴とする往復動式モータの固定子。
【請求項２】
前記コアブロックは、
所定形状の薄板が積層して形成されることで巻線コイルの一方側面に結合される第１コアブロックと、
該第１コアブロックと同様に形成されて前記巻線コイルの他方側面に結合され、前記第１コアブロックと接合される第２コアブロックと、包含して構成されることを特徴とする請求項１に記載の往復動式モータの固定子。
【請求項３】
前記ボビンは、２個に分離され、それら分離された各ボビンは、それぞれ前記巻線コイルの両方側面に結合されることを特徴とする請求項１に記載の往復動式モータの固定子。
【請求項４】
前記絶縁帯は、加熱されると収縮する収縮チューブからなることを特徴とする請求項１に記載の往復動式モータの固定子。
【請求項５】
前記絶縁帯は、幅が前記巻線コイルの外周面の幅より大きく、前記巻線コイルの外周面及び該巻線コイルの側面の一部を包むように形成されることを特徴とする請求項１に記載の往復動式モータの固定子。
【請求項６】
コイルが複数回巻線され、該コイル間に分布された結合剤によって結合及び絶縁される環状の巻線コイルと、
該巻線コイルの外周面に沿って円形帯状に形成された絶縁帯と、
前記巻線コイルの両方側面に結合されて前記絶縁帯と一緒に巻線コイルを囲む環状のボビンと、
該ボビンの上面円周方向に複数個結合されたコアブロックと、
を包含して構成されることを特徴とする往復動式モータの固定子。
【請求項７】
ジグにコイルを巻線する第１段階と、
該巻線された巻線コイルを加熱することで、前記コイルの最外層の結合剤及び前記巻線コイルの外周面に被覆された絶縁帯が溶けて該コイルと結合される第２段階と、
環状の巻線コイルを被覆するように環状のボビンを形成する第３段階と、
所定形状の薄板を形成する第４段階と、
該第４段階で形成された薄板を積層して第１及び第２コアブロックをそれぞれ形成する第５段階と、
前記第１及び第２コアブロックをそれぞれ前記ボビンの両方側面に結合してコアブロックを形成する第６段階と、
前記コアブロックを前記ボビンの円周方向に複数配置することで形成された該コアブロックの内周面と所定間隔を維持するようにインナーコアを挿入し、第１カバーと第２カバーを前記コアブロックとそれぞれ結合させる第７段階と、
を順次行なうことを特徴とする往復動式モータの固定子製造方法。
【請求項８】
前記第２段階は、
前記ジグに巻線されたコイルの外周面に絶縁膜を形成するリング状の絶縁帯を巻く結合段階と、
前記巻線された巻線コイルを加熱して前記コイルの最外層の結合剤及び絶縁帯が溶けることで該コイルが互いに結合されると同時に該絶縁帯が結合される加熱段階と、を順次行なうことを特徴とする請求項７に記載の往復動式モータの固定子製造方法。
【請求項９】
前記第２段階は、
前記巻線されたコイルを加熱して前記コイルの最外層の結合剤が溶けることでコイル間が相互結合される結合段階と、
該結合段階で結合されたコイルを前記ジグから分離し、該コイルの外周面に環状の絶縁帯を配置する分離段階と、
高温の環境下で該絶縁帯が収縮して前記巻線コイルに結合される再加熱段階と、を含むことを特徴とする請求項７に記載の往復動式モータの固定子製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、往復動式圧縮機などに使用される往復動式モータに係るもので、詳しくは、製造工程を単純化することができ、射出による寸法不良の発生を防止し得る往復動式モータの固定子及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータは電気エネルギーを運動エネルギーに変換させるもので、電気エネルギーを回転運動力に変換させる回転モータと、電気エネルギーを直線運動力に変換させる往復動式モータと、に大別される。
【０００３】
即ち、図７は、一般の往復動式モータを示した断面図で、図示されたように、アウターコア１００及び該アウターコア１００内に挿入されるインナーコア２００から構成された固定子Ｓと、該固定子Ｓのアウターコア１００とインナーコア２００間に動き可能に挿入された稼動子３００と、から構成される。かつ、前記稼動子３００は、永久磁石３１０と該永久磁石３１０を支持する磁石ホルダー３２０から構成され、前記アウターコア１００の内部には、巻線コイル４００と該巻線コイル４００が巻線されるボビン５０が結合されている。
【０００４】
また、前記アウターコア１００は、複数の薄板を積層して形成され、それら薄板は、前記巻線コイル４００及び前記ボビン５０が位置されるように内側へ開口された開口溝１１０と、該開口溝１１０の外方側に断面“コ”字状に形成されてフラックスが流れるパス部１２０と、該パス部１２０の内側両方端部分に極が形成されるポール部１３０と、から構成される。
【０００５】
また、前記インナーコア２００は、前記アウターコア１００の内側面に所定間隔を置いて挿入され、矩形の薄板が積層されることで構成される。
【０００６】
前記ボビン５０は、環状に形成され、前記ボビン５０にコイルが複数回巻線されることで前記巻線コイル４００が形成される。
【０００７】
また、図８は、一般の往復動式モータの固定子を備えた往復動式モータを示した正面図で、図示されたように、前記固定子のアウターコアは、複数の薄板Ｌ１が所定厚さを有して積層されたコアブロックＬＵ１が環状のボビン５０に放射方向に位置するように結合される。
【０００８】
かつ、前記コアブロックＬＵ１の内側面及び外側面は、複数の積層シートＬ１によりそれぞれ曲面が形成されることで、前記ボビン５０に結合されたコアブロックＬＵ１の内側面は、円形になり、該コアブロックＬＵ１の外側面は、所定間隔を保持するようになる。
【０００９】
また、前記ボビン５０は、内部円周方向に環状の巻線溝(図示せず)が形成された環状体５１と、該環状体５１の巻線溝に覆蓋された環状カバー５２と、前記ボビン５０の外周面に覆蓋された連結固定部５５と、から構成される。また、前記巻線コイル４００は、前記環状体５１の巻線溝に位置される。
【００１０】
また、前記ボビン５０の連結固定部５５は、厚さが一定で、前記環状カバー５２の幅と同様の幅を有するバンド形状に形成されることで、前記コアブロックＬＵ１の外側面及び両側面の一部、並びに前記コアブロックＬＵ１の露出されたボビンの外周面部分を覆蓋するようになる。ここで、前記コアブロックＬＵ１の両方側面及び外方側面は前記連結固定部５５に密着されて突出された形態になり、よって、前記複数のコアブロックＬＵ１は、前記連結固定部５５により前記ボビン５０に結合される。
【００１１】
前記ボビン５０の環状体５１には湿気が排出される複数の排出孔５４が形成される。
【００１２】
以下、このように構成された往復動式モータの固定子の製造工程を説明する。
【００１３】
図９は、一般の往復動式モータの固定子を製造する工程を示した工程順序図で、図示されたように、射出などの工程によって外周面に巻線溝５３が形成される環状体５１と、該環状体５１に覆蓋される前記環状カバーをなすふた５２と、を製造する。
【００１４】
次いで、前記環状体５１の巻線溝５３に被覆されたコイル４００を複数回巻いた後、前記環状体５１の外周面にふた５２をかぶせる。
【００１５】
次いで、前記ボビン５０に各薄板Ｌ１をそれぞれ積層して各コアブロックＬＵ１、ＬＵ２を、内方側面が円状なし、外方側面が所定間隔を有して離隔されるように配置させる。
【００１６】
その後、前記コアブロックＬＵ１が配置された巻線コイルを金型５０２に入れた後、絶縁物吸入口５０３を通じてダイカスト(die casting)または射出を施すことでオーバーモールド(over molding)を行なう。このようにしてアウターコア１００を完成した後、インナーコア２００を前記アウターコア１００の内周面から所定間隔を有するように配置することで固定子Ｓが構成される。
【００１７】
しかしながら、このように構成された従来の往復動式モータの固定子は、前記ボビン５０がプラスチック材質で成形されるため、前記ボビン５０の強度が弱く、よって、前記ボビン５０（環状体５１）の巻線溝５３にコイルを巻く過程で変形が発生する恐れがある。従って、前記コイル４００を巻く時、コイルを巻く強度を適切にすべきであるため、組立作業が難しいという問題点があった。
【００１８】
また、前記ボビン５０にコイル４００を巻いた後、ふた５２をかぶせて、金型５０２を用いる工程により製造されるため、製造工程が煩雑で製造コストが増加し、生産性が低下するという問題点があった。
また、巻線コイルに絶縁物を被うオーバーモールド過程で射出を利用するため、冷却時に射出物が収縮して寸法不良が発生し、よって、射出金型の温度により製品の不均一が発生して不良率が増加する。従って、射出初期のセット時、射出物の温度及び圧力条件を調合しなければならないため、製造工程が煩雑で原価が上昇するという問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は、このような従来の問題点を解決するために提案されたもので、本発明の目的は、製造工程を単純化することができ、射出による寸法不良の発生を防止し得る往復動式モータの固定子及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
このような本発明の目的を達成するために、本発明に係る往復動式モータの固定子は、コイルが複数回巻線され、該コイル間に分布された結合剤によって結合及び絶縁される環状の巻線コイルと、該巻線コイルの外周面に沿って円形帯状に形成された絶縁帯と、前記巻線コイルの両方側面に係合されて前記絶縁帯と一緒に巻線コイルを囲む環状のボビンと、前記ボビンの上面円周方向に複数個結合されたコアブロックと、前記複数のコアブロックの内周面から所定間隔離隔して挿入されるインナーコアと、を包含して構成される。
【００２１】
またこのような目的を達成するために、本発明に係る往復動式モータの固定子の製造方法は、ジグにコイルを巻線する第１段階と、該巻線された巻線コイルを加熱することで、前記コイルの最外層上の結合剤及び前記巻線コイルの外周面に被覆された絶縁帯が溶けてコイルと結合される第２段階と、環状の巻線コイルを被覆するように環状のボビンを形成する第３段階と、所定形状の薄板を形成する第４段階と、該第４段階で形成された薄板を積層して第１及び第２コアブロックをそれぞれ形成する第５段階と、前記第１及び第２コアブロックをそれぞれボビンの両方側面に結合してコアブロックを形成する第６段階と、前記コアブロックをボビンの円周方向に複数配置することで形成された内周面と所定間隔を維持するようにインナーコアを挿入し、第１カバーと第２カバーを前記コアブロックとそれぞれ結合させる第７段階と、を順次行なう。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の往復動式モータの固定子は、コイルを巻くためのボビン及びふたを必要としないため、部品数が減少され、よって、製造費用及び製造工程を減少し得るという効果がある。
【００２３】
また、射出方法により、冷却時に射出物が収縮して寸法不良及び射出金型の温度による製品の不均一が発生していたが、このような従来技術と違って、巻線コイルに絶縁物を被覆するためのオーバーモールド(over molding)作業による射出工程を排除するため、射出時に発生する問題点を除去し得るという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態に対し詳細に説明する。従来の技術と同様の事項は説明を省略する。
【００２５】
図１は、本発明に係る往復動式モータの構成を示した縦断面図で、図示されたように、前記往復動式モータは、アウターコア１００及び該アウターコア１００内に挿入されたインナーコア２００から構成される固定子Ｓと、前記固定子Ｓのアウターコア１００とインナーコア２００間に動き可能に挿入された稼動子３００と、から構成される。かつ、前記稼動子３００は、永久磁石３１０と該永久磁石３１０を支持する磁石ホルダー３２０から構成される。
【００２６】
また、前記アウターコア１００は、コイルが複数回巻線され、該コイル間に分布された結合剤７１０によって結合及び絶縁される環状の巻線コイル４００と、該巻線コイル４００の外周面を沿って環状に被覆形成されて絶縁膜を形成する絶縁帯４１０と、 前記巻線コイル４００の両方側面に結合されて前記絶縁帯４１０と一緒に巻線コイル４００を囲む環状のボビン５１０、５２０と、それらボビン５１０、５２０の外側に円周方向に複数枚積層されたコアブロック６００と、を包含して構成される。
【００２７】
かつ、前記巻線コイル４００は、コイルが複数回巻かれることで所定厚さ及び幅を有する環状に形成され、それらコイル間には前記コイル間を絶縁させると共に該巻線されたコイル４００の形態を保持し得るように結合剤７１０が充填される。
【００２８】
また、前記巻線コイル４００の外周上面には所定幅及び厚さを有するリング状の絶縁帯４１０が被覆形成されるが、このとき、該絶縁帯４１０は、前記巻線コイル４００の外周面の幅よりやや大きいかまたは同様な幅を有するようになる。図１に示した本実施形態では、巻線コイル４００の外周面の幅よりやや大きいため、前記巻線コイル４００の外周面だけでなく、前記巻線コイル４００の側面の一部も包んでいる。
【００２９】
前記絶縁帯４１０は、加熱されると収縮する収縮チューブからなることが望ましい。
【００３０】
前記各ボビン５１０、５２０は、２個に分離対向されて結合可能に環状に構成され、結合時に前記巻線コイル４００の両方側面及び内周面を囲むように形成される。かつ、前記各ボビン５１０、５２０の一方側面は、前記巻線コイル４００の側面で絶縁帯４１０の一部と重なるようになり、それらボビン５１０、５２０は、絶縁物質から形成される。
【００３１】
前記コアブロック６００は、所定形状の薄板が積層されて形成されることで、前記巻線コイル４００の一方側面に被覆される第１コアブロック６０１と、該第１コアブロック６０１と同様に形成されることで前記巻線コイル４００の他方側面に被覆され、前記第１コアブロック６０１と接合される第２コアブロック６０２と、を包含して構成される。
【００３２】
このような第１及び第２コアブロック６０１、６０２を形成する薄板の一方側壁には、それぞれ結合溝６２１、６２２が形成されることで、それら結合溝６２１、６２２は、後述する第１及び第２カバーの結合突起７０１、８０１に係合されるようになっている。
【００３３】
前記コアブロック６００の内側面及び外側面は、複数の薄板によりそれぞれ曲面を形成し、前記巻線コイル４００に係合されたコアブロック６００の内側面はラウンドされ、該コアブロック６００の外側面は、所定間隔を維持して離隔される。
【００３４】
前記コアブロック６００の両方側面にはそれぞれ第１カバー７００及び第２カバー８００が係合され、それら第１カバー７００及び第２カバー８００は、中央に円状の貫通孔７５０、８５０がそれぞれ形成され、それら貫通孔の上下両方側には前記結合溝６２１、６２２に係合される結合突起７０１、８０１がそれぞれ形成される。よって、中央に形成された貫通孔７５０、８５０を通じて稼動子３００が通過係合され、かつ、結合突起７０１、８０１によって第１及び第２コアブロック６０１、６０２の各ハーフシートの結合溝６２１、６２２が係合されることで、位置が固定される。
【００３５】
図２ないし図６は、本発明に係る往復動式モータの固定子の製造方法を示した説明図で、図２は、ジグにコイルを巻線する態様を示した断面図で、図３は、絶縁帯が環状コイルに係合される以前の態様を示した部分切開斜視図で、図４は、絶縁帯が巻線コイルと結合された後の態様を示した部分切開斜視図で、図５は、巻線コイルにボビンが結合される態様を示した断面図で、図６は、コアブロックがボビンに係合される態様を示した断面図である。
【００３６】
まず、図２に示されたように、コイル４００が巻かれる溝を有したジグ９００の溝の円周方向に所望の巻線数だけ前記コイル４００を巻く。ここで、前記ジグ９００はある程度の強度を有しているため、前記コイル４００の巻線強度を自由に調節することで、前記コイル４００の巻線数及び態様を自由に設定することができる。
【００３７】
次いで、前記ジグ９００に巻線されたコイル４００に通電または他の方法により加熱することで、コイル４００の最外層に存在する結合剤７１０が溶けるため、コイル４００間が相互結合される。その後、前記結合された巻線コイル４００を前記ジグ９００から分離すると、前記巻線コイル４００は、前記結合剤７１０によって結合されているため、環状を維持した状態で前記ジグ９００から分離することができる。次いで、図３に示したように、該分離された環状の巻線コイル４００の外周面にリング状の絶縁帯４１０を嵌め、その後、図４に示したように、前記巻線コイル４００を高温下で移動させると、前記絶縁帯４１０が収縮して前記巻線コイル４００の外周面及び側面一部と密着されて結合される。ここで、前記高温環境とは、例えば、高温炉のように、絶縁帯の収縮変形温度以上に加熱し得ることを示す。
【００３８】
この段階の他の方法として、以下のようにすることもできる。即ち、ジグに巻線されたコイルの外周面に絶縁帯を巻き、その後、前記巻線コイルを加熱することで、コイルの最外層に存在する結合剤及び絶縁帯を溶かしてコイルを相互結合すると同時に絶縁帯を結合させることもできる。
【００３９】
次いで、図５に示したように、２つの分離された環状のボビン５１０、５２０を巻線コイル４００の側面方向から結合させる。ここで、各ボビンの一方側は、巻線コイルの側面で絶縁帯４１０と一部が重なるように結合される。
【００４０】
次いで、所定形状の薄板を形成した後、前記薄板を積層して第１及び第２コアブロック６０１、６０２を形成する。ここで、第１及び第２コアブロック６０１、６０２は、前述したように複数の薄板が積層されて内側面及び外側面が所定曲率を有するように積層する。
【００４１】
次いで、第１コアブロック６０１及び第１カバー７００を結合溝６２１及び結合突起７０１を利用して結合させ、他の第２コアブロック６０２及び第２カバー８００を結合溝６２２及び結合突起８０１を利用してそれぞれ結合させる。ここで、前述したように、複数の第１及び第２コアブロック６０１、６０２は、内側面が円状に形成され、外側面はそれぞれ所定間隔を維持して離隔される。
【００４２】
次いで、前記第１カバー７００に係合された前記第１コアブロック６０１をボビンの一方側面に結合させた後、インナーコア２００を挿入し、第２カバー８００と結合された第２コアブロック６０２をボビンの他方側面に結合する。その後、前記第１カバー７００及び第２カバー８００を、ボルト締めによって結合するか、または、第１コアブロック６０１と第２コアブロック６０２間の接合面を、熔接することで結合することもできる。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態では、先ず第１及び第２コアブロック６０１、６０２にカバー７００、８００を結合させた後にボビン５１０、５２０の外周面に配置する方法を使用したが、先に第１及び第２コアブロック６０１、６０２をボビン５１０、５２０の外周面に配置してインナーコア２００を挿入した後に前記第１及び第２カバー７００、８００を結合する方法を使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る往復動式モータを示した断面図である。
【図２】本発明に係る往復動式モータの固定子の製造工程中、ジグにコイルを巻線した態様を示した縦断面図である。
【図３】本発明に係る往復動式モータの固定子の製造工程中、絶縁帯が環状コイルと結合される以前の態様を示した部分切開斜視図である。
【図４】本発明に係る往復動式モータの固定子の製造工程中、絶縁帯が環状コイルに結合された後の態様を部分切開して示した斜視図である。
【図５】本発明に係る往復動式モータの固定子の製造工程中、巻線コイルにボビンが結合する態様を示した断面図である。
【図６】本発明に係る往復動式モータの固定子の製造工程中、コアブロックがボビンに結合される態様を示した縦断面図である。
【図７】一般の往復動式モータを示した縦断面図である。
【図８】一般の往復動式モータを示した正面図である。
【図９】一般の往復動式モータの固定子の製造工程を示した工程順序図である。
【符号の説明】
【００４５】
１００    アウターコア
２００    インナーコア
３００    稼動子
４００    巻線コイル
４１０    絶縁帯
５１０、５２０    ボビン
６００    コアブロック
６０１    第１コアブロック
６０２    第２コアブロック
６２１、６２２    結合溝
７００    第１カバー
７０１、８０１    結合突起
７１０    結合剤
８００    第２カバー
７５０、８５０    貫通孔
９００    ジグ
Ｓ    固定子
【図１】
2006197787.tif 000003
【図２】
2006197787.tif 000004
【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】
2006197787.tif 000009
【図８】
2006197787.tif 000010
【図９】
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