(57)【要約】【課題】  インシュレータの積層コアへの組付性に優れつつも、モータの回転軸方向長さを短縮し、なおかつ、コイル巻線の占有率を維持できる電機子コアを提供すること。【解決手段】  回転軸方向２に第一凹部２２（段付部）を備えた積層コア３と、回転軸方向２に突出し、第一凹部２２に圧入されて嵌合する第一突起２１ａ（突起）を備え、積層コア３の第一端面３ａ（回転軸方向端面）を挟む第一インシュレータ４（インシュレータ）及び第二インシュレータ５（インシュレータ）と、から構成され、第一インシュレータ４及び第二インシュレータ５は、第一突起２１ａと第一凹部２２との間に作用する摩擦力により保持される。【選択図】  図２
2012039681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸方向に段付部を備えた積層コアと、
回転軸方向に突出し、前記段付部に圧入されて嵌合する凸部を備え、前記積層コアの回転軸方向端面を挟む一対のインシュレータと、から構成される車両用回転電機の電機子コアであって、
前記インシュレータは、前記凸部と前記段付部との間に作用する摩擦力により保持される
車両用回転電機の電機子コア。
【請求項２】
前記段付部は、前記回転軸方向端面に形成された凹部であることを特徴とする
請求項１に記載の車両用回転電機の電機子コア。
【請求項３】
前記凸部は、前記凹部の側面と対面する位置に複数個配置される突起を備え、
該突起は、前記凹部の側面に押圧されて当接することを特徴とする
請求項２に記載の車両用回転電機の電機子コア。
【請求項４】
前記電機子コアに回転軸を挿通して回転子コアを構成することを特徴とする
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用回転電機の電機子コア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用回転電機の電機子コアで、特にインシュレータの組付け構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術の電機子コアに組付けるインシュレータの構造として、モータのコアに被覆されたインシュレータの円筒内壁面に円周方向の凸部を形成し、モータハウジングの円筒外周面の円周方向に形成された凹溝に凸部を嵌合するものがある。ハウジング円筒部をインシュレータの嵌合穴部に挿入する際に弾性変形していた凸部が、凹溝にフック状に嵌合する際に復元することにより、インシュレータがハウジングに係止する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、絶縁樹脂により成型された二つのインシュレータの回転軸方向の壁面を積層コアのスロットの両端から挟むように嵌合し、ステータコアを構成しているものがある。（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録第２５２１６０７号公報
【特許文献２】特開２００２−２４７７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１ではインシュレータをハウジングに係止する場合、フック状に嵌合する凹溝を設ける為の回転軸方向長さが必要であり、モータの回転軸方向長さが長くなる問題がある。また、係止の為の凹溝を設けない場合には、組付途中にハウジングがインシュレータを保持できず、ハウジングからインシュレータが脱落し組付性が低下する問題がある。
【０００６】
また、特許文献２ではインシュレータの嵌合時の壁面の変形に伴う弾性力による摩擦力でインシュレータを保持する場合、強度を上げるために壁面の肉厚を厚くせねばならず、インシュレータの肉厚によってスロットが狭くなり、コイル巻線の占有率が下がる問題がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みて成されたものであり、インシュレータの積層コアへの組付性に優れつつも、モータの回転軸方向長さを短縮し、なおかつ、コイル巻線の占有率を維持できる電機子コア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】
【０００８】
本発明の第１の課題解決手段は、回転軸方向に段付部を備えた積層コアと、回転軸方向に突出し、前記段付部に圧入されて嵌合する凸部を備え、前記積層コアの回転軸方向端面を挟む一対のインシュレータと、から構成される車両用回転電機の電機子コアであって、前記インシュレータは、前記凸部と前記段付部との間に作用する摩擦力により保持されることを特徴とする。
【０００９】
本発明の第２の課題解決手段は、前記段付部は、前記回転軸方向端面に形成された凹部であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第３の課題解決手段は、前記凸部は、前記凹部の側面と対面する位置に複数個配置される突起を備え、該突起は、前記凹部の側面に押圧されて当接することを特徴とする。
【００１１】
本発明の第４の課題解決手段は、前記電機子コアに回転軸を挿通して回転子コアを構成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の車両用回転電機の電機子コアでは、インシュレータの回転軸方向に突出した凸部が積層コアの段付部に圧入されて摩擦力により保持される為、インシュレータの脱落が抑制され組付性が向上する。また、摩擦力により保持される為、凹溝へのフック嵌合が不要となりモータの回転軸方向長さを短縮できる。さらに、インシュレータの凸部が積層コアの段付部に嵌合して摩擦力により保持される為、スロットに嵌合するインシュレータの壁部の肉厚を増加させる必要がなく、コイル巻線の占有率を維持しつつ、インシュレータを積層コアに保持することができる。
【００１３】
また、インシュレータの凸部が嵌合する積層コアの段付部は、凹部であり回転軸方向に突出しない為、電機子コアの回転軸方向の長さを伸ばすことなく、インシュレータを積層コアに保持することができる。
【００１４】
また、回転軸方向に突出した凸部に突起を形成する為、凸部の成型精度を緩和することができる。この場合、単独で突起を形成する場合に比べて、型の形状が単純となり成型性が向上し、また凸部が補強となり突起の強度が向上する。さらに、凸部が凹部へのガイドとなりインシュレータの組付性が向上する。また、断続した複数個の突起が凹部の側面に押圧されて当接する為、凹部全周で押圧する場合と比べて摩擦力が小さくなり、インシュレータを積層コアへ組付ける際の組付荷重を低減できる。
【００１５】
また、電機子コアに回転軸を挿通して整流子直流機の回転子コアを構成できる為、複雑な制御回路が不要となり、電源の断接のみで整流子直流機を直流電動機として駆動できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係る電機子コアの斜視図である。
【図２】実施形態に係る電機子コアの断面図である。
【図３】実施形態に係る第一インシュレータの平面図である。
【図４】実施形態に係る第一インシュレータの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の電機子コアを備えた車両用回転電機について説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係る電機子コア１（車両用回転電機の電機子コア）の斜視図である。電機子コア１は、けい素鋼板を回転軸方向２へ積層した積層コア３の両端面を絶縁樹脂で成型された第一インシュレータ４及び第二インシュレータ５で挟むことにより構成される。積層コア３には周上等分に放射する１２個のティース６が形成され、各ティース６の間にスロット７が形成される。各ティース６には径方向８に延伸する柱部６ａが形成され、外周部の円周方向９に膨出する２箇所の膨出部６ｂがそれぞれ形成される。第一インシュレータ４及び第二インシュレータ５に形成された回転軸方向２の各々１２個の第一スロット壁部１１及び第二スロット壁部１２が各スロット７に嵌合し、各ティース６の柱部６ａ及び膨出部６ｂを絶縁被覆する。
【００１９】
また、積層コア３にロータシャフト１３（回転軸）を圧入し、ロータシャフト１３に絶縁樹脂で成型されたコンミテータ１４を圧入することによりロータコア１５（回転子コア）が構成される。コンミテータ１４の外周上に、銅板から成形された１２個のセグメント１６が等間隔に配置される。さらに、各ティース６の回りに図示しないエナメル被膜された銅線を巻いてコイルを形成し、図示しないコイル端部をセグメント１６のフック１６ａに熱かしめで導通させて接続することにより、ロータを構成する。
【００２０】
図２は、本発明の実施形態に係る電機子コア１の断面図である。第一インシュレータ４の回転軸方向２に円筒状に成形された第一円筒部２１（凸部）は、積層コア３の第一端面３ａ（回転軸方向端面）に回転軸方向２の円柱状の窪みとして形成された第一凹部２２（段付部）に嵌合する。また、第一インシュレータ４の第一平面部２３は、積層コア３の第一端面３ａに当接する。第一インシュレータ４の第一円筒部２１に径方向８に膨出して形成された第一突起２１ａは、圧入時の変形に伴う径方向８の弾性力により第一凹部２２の第一内径面２２ａ（側面）に押圧されて当接し、摩擦力により第一インシュレータ４を保持する。また、コンミテータ１４は、フック１６ａの曲げ部１６ｂが第一インシュレータ４の第一円筒立上部２４により回転軸方向２に重なるまで圧入される。同様に、第二インシュレータ５に形成された図示しない第二円筒部は、積層コア３の図示しない第二端面に回転軸方向２に形成された第二凹部に嵌合し、第二インシュレータ５の図示しない第二平面部は、積層コア３の第二端面に当接する。第二インシュレータ５の第二円筒部に径方向８に膨出して形成された第二突起は、第二凹部の第二内径面に当接し、圧入による変形に伴う径方向８の弾性力により第二内径面を押圧する。
【００２１】
図３は、本発明の実施形態に係る第一インシュレータ４を積層コア３との接合面から見た平面図であり、図４は本発明の実施形態に係る第一インシュレータ４の側面図である。以下、第一インシュレータ４について説明するが、第二インシュレータ５も同様の構成であり、同様の効果を有する。第一インシュレータ４には、積層コア３のスロット７に嵌合する第一スロット壁部１１を備えた第一ティース２５が円周方向９に等間隔に１２個形成される。第一ティース２５は、積層コア３のティース６と同様に径方向８に延伸する第一柱部２５ａが形成され、外周部の円周方向９に膨出する２箇所の第一膨出部２５ｂがそれぞれ形成される。各第一スロット壁部１１は、回転軸方向２に延伸し第一壁端１１ａを両端として成型される。
【００２２】
第一インシュレータ４の内径側には第一円筒部２１が、第一スロット壁部１１の延伸方向と同じ方向に形成され、第一円筒部２１には円周方向９に等間隔で４個の第一突起２１ａが形成される。第一突起２１ａは、第一円筒部２１から径方向８に膨出した半円柱状の突起であり回転軸方向２に延伸する。また、第一突起２１ａは、回転軸方向２の先端が先細り形状となっており、第一円筒面２１の回転軸方向２の先端は、全周に渡り第一突起２１ａの形成されない第一導入部２１ｂとなっている。第一インシュレータ４の内径側に第一平面部２３を挟んで第一円筒部２１と反対位置に、第一円筒立上部２４が形成される。
【００２３】
第一インシュレータ４を積層コア３に組付ける際に、第一円筒部２１の先端の第一導入部２１ｂをガイドとして第一凹部２２に嵌合してから、第一突起２１ａが第一内径面２２ａに当接する。第一突起２１ａは、第一内径面２２ａに当接する際に径方向８に弾性変形し、第一内径面２２ａに押圧されることにより摩擦力を生じる。第一インシュレータ４は、第一突起２１ａと第一内径面２２ａとの摩擦力に抗して積層コア３に圧入され、積層コア３に対して摩擦力により保持される。
【００２４】
図示しない制御回路で発生した駆動電流は、図示しないブラシを介してブラシと摺接する各セグメント１６へ供給され、各セグメント１６と電気的に接続した各コイルに磁界を生成させる。各コイルの磁界は、ロータの外周に配置された図示しないステータを構成する永久磁石との間に作用し、吸引力及び反発力を発生させロータを回転させる。ロータの回転によりブラシと摺接するセグメント１６が入れ替わり、電流の向きが逆転することにより吸引力及び反発力は維持され、回転電機は直流電動機として作動する。
【００２５】
一方、回転電機が直流発電機として作動する場合は、コイルを搭載したロータが外部動力により回転してステータと相対運動し、磁束変化に伴う電磁誘導によりコイルに起電力が発生する。コイルに発生した起電力は、セグメント１６とブラシとを介して整流され、電流として出力される。
【００２６】
本発明の電機子コア１では、第一インシュレータ４の回転軸方向２の第一突起２１ａが積層コア３の第一凹部２２に圧入されて摩擦力により保持される為、コンミテータ１４組付時や第一インシュレータ４組付後の電機子コア１運搬時等における、第一インシュレータ４の脱落を抑制でき電機子コア１の組付性が向上する。また、第一インシュレータ４は摩擦力により第一凹部２２等の段付形状のみで保持できる為、フック嵌合に必要な凹溝形状が不要となり電動機の回転軸方向２の長さを短縮できる。さらに、第一インシュレータ４の第一突起２１ａが積層コア３の第一凹部２２に嵌合して摩擦力により保持される為、各スロット７に嵌合する第一スロット壁部１１の肉厚を増加させる必要がなく、コイル巻線の占有率を維持しつつ、第一インシュレータ４を積層コア３に保持することができる。
【００２７】
また、第一インシュレータ４の第一突起２１ａが嵌合する積層コア３の段付部は、第一凹部２２であり回転軸方向２に突出しない為、電機子コア１の回転軸方向２の長さを伸ばすことなく、第一インシュレータ４を積層コア３に保持することができる。
【００２８】
また、第一インシュレータ４の回転軸方向２の第一円筒部２１に第一突起２１ａを形成する為、第一円筒部２１の成型精度を緩和することができる。さらに、単独で第一突起２１ａを形成する場合に比べて、型形状の単純化により溶融樹脂の流動性が増して成型性が向上するとともに、第一円筒部２１が補強部材となり第一突起２１ａの強度も向上できる。さらに、第一円筒部２１が第一凹部２２へのガイドとなり第一インシュレータ４の組付性が向上する。また、断続した複数個の第一突起２１ａが第一凹部２２の第一内径面２２ａに押圧されて当接する為、全周で押圧する場合と比べて摩擦力が小さくなる。そのため、第一インシュレータ４を積層コア３へ組付ける際の組付荷重を低減でき、プレス等の器具を用いることなく第一インシュレータ４を積層コア３に組付けることができる。
【００２９】
また、電機子コア１にロータシャフト１３を挿通して整流子直流機のロータコア１５を構成できる為、インバータ等の複雑な制御回路や給電ハーネスが不要となり、リレー等による電流の断接のみで整流子直流機を直流電動機として駆動できる。さらに、径の小さいロータコア１５に小型で強磁力のネオジム磁石を用いる必要がなく、サイズ的に余裕のある固定子に安価なフェライト磁石を用いればよいので、コストを低減できる。
【００３０】
実施形態では、４個の第一突起２１ａが第一内径面２２ａに当接しているが、突起の個数は４個以外の複数個であってもよい。第一円筒部２１が第一内径面２２ａに直接当接しインロー嵌合する構成であってもよい。また、凸部が円筒でなく多角形であってもよく、多角形の角部を凸部に形成される突起とする構成であってもよい。実施形態のように積層コアの内径面からでなく外径面からインシュレータが当接する構成であってもよく、ブラシレスモータ等の固定子の積層コアに適用してもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１  電機子コア（車両用回転電機の電機子コア）
２  回転軸方向
３  積層コア
３ａ  第一端面（回転軸方向端面）
４  第一インシュレータ（インシュレータ）
５  第二インシュレータ（インシュレータ）
８  径方向
９  円周方向
１３  ロータシャフト（回転軸）
１４  コンミテータ
１５  ロータコア（回転子コア）
２１  第一円筒部（凸部）
２１ａ  第一突起（突起）
２２  第一凹部（断付部）
２２ａ  第一内径面（側面）
【図１】
2012039681.tif 000003
【図２】
2012039681.tif 000004
【図３】
2012039681.tif 000005
【図４】
2012039681.tif 000006