(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電機子巻線と、前記電機子巻線が巻回されるコアとを電気的に絶縁するインシュレータにおいて、前記インシュレータは前記巻線が巻回される複数のティース部と前記複数のティース部を連接する環状部とを備え、前記複数のティース部には前記コアのティースと対向し且つ軸方向に伸びるとともに、前記コアのスロットに対して一つおきに、かつティースに接触して両側に位置しないように突起部が形成され、前記インシュレータのたわみ方向を交互になるようにしたことを特徴とするインシュレータ。
【請求項２】
電機子巻線と、前記電機子巻線が巻回されるコアとを電気的に絶縁するインシュレータにおいて、前記インシュレータは前記巻線が巻回される複数のティース部と前記複数のティース部を連接する環状部とを備え、前記複数のティース部には前記コアのティースと対向し且つ軸方向に伸びるとともに、ティースに接触して両側に位置しないように突起部が形成され、前記インシュレータのたわみ方向を交互になるようにしたことを特徴とするインシュレータ。
【請求項３】
前記インシュレータの突起部は軸方向で且つ幅方向先細りに形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のインシュレータ。
【請求項４】
前記インシュレータの突起部は軸方向に向けて突起量が少なく形成されていることを特徴とする請求項３記載のインシュレータ。
【請求項５】
前記インシュレータの突起部はティース部から所定の距離に前記コアと所定量突起して平行部が形成され、該平行部から前記軸方向で且つ幅方向先細り、或いは軸方向に向けて突起量が少なく形成されていることを特徴とする請求項３又は４記載のインシュレータ。
【請求項６】
前記請求項１乃至５いずれか記載のインシュレータを電機子巻線とコアとの間に用いた電機子を備えたことを特徴とするインシュレータを用いたモータ。
【請求項７】
電機子巻線と、前記電機子巻線が巻回されるコアとを電気的に絶縁するインシュレータの前記コアへの固定方法であって、
前記巻線が巻回される複数のティース部と前記複数のティース部を連接する環状部とを備え、前記複数のティース部には前記コアのティースと対向し且つ軸方向に伸びるとともに、前記コアのスロットに対して一つおきに、かつティースに接触して両側に位置しないように突起部が形成されたインシュレータに、前記コアを挿入して固定することを特徴とするインシュレータの固定方法。
【請求項８】
電機子巻線と、前記電機子巻線が巻回されるコアとを電気的に絶縁するインシュレータの前記コアへの固定方法であって、
前記巻線が巻回される複数のティース部と前記複数のティース部を連接する環状部とを備え、前記複数のティース部には前記コアのティースと対向し且つ軸方向に伸びるとともに、ティースに接触して両側に位置しないように突起部が形成されたインシュレータに、前記コアを挿入して固定することを特徴とするインシュレータの固定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明はインシュレータ及びインシュレータを用いたモータ並びにインシュレータの固定方法に係り、特にインシュレータがシャフトに固定されないタイプのインシュレータ及びインシュレータを用いたモータ並びにインシュレータの固定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
モータにおけるアーマチャの絶縁を確保するために、巻線とコアの間に絶縁物となるパウダー（粉体）又は、樹脂成形品等を設け、絶縁の確保をしている。このうち、モータのアーマチャの巻線（以下「巻線」と呼ぶ）とアーマチャコア（以下「コア」と呼ぶ）を絶縁するために、樹脂のインシュレータを用いる場合、インシュレータの巻線時までの脱落を防止する為に、インシュレータとコアを圧入させて、インシュレータの保持を行っている。一般的なインシュレータは、電機子のシャフトによって固定するように形成している。
【０００３】
しかし、特定のモータにおいては、インシュレータをシャフトで固定しないものがある。このようにシャフトで固定されないインシュレータの場合、コアに保持させることが行われる。このとき、インシュレータを保持する技術として、インシュレータに突起を設けてコアに圧入させる技術がある。この場合、インシュレータの材料が難燃材などの靱性に劣る材料を用いると、コアへ圧入する時にインシュレータが割れてしまうことがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、シャフトに固定されないインシュレータをコアへ圧入するときに割れを防止する技術として、図７及び図８で示す技術がある。インシュレータ１００は、図７で示すように、スロット部１０１と、ティース部１０２と、穴部１０３とを備えており、インシュレータ１００の肉厚部であるスロット部１０１の基部１０１ａに突起部１０４を設けて、コア１１０との間で、圧入をする技術である（図８参照）。
【０００５】
しかし、このようにスロット部１０１の基部１０１ａに突起部１０４を設けると、圧入部は、スロット部１０１の基部１０１ａに突起部１０４とコアとの間で行われるため、この圧入部が巻線部の内側に存在することになり、図９で示すように、圧入部の外側部分には、そりが発生し、浮き上がって、巻線不良を起こすことがあった。
【０００６】
本発明の目的は、コアにインシュレータを組み付ける際に、そりの少ないインシュレータ及びインシュレータを用いたモータ並びにインシュレータの固定方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、本発明に係るインシュレータによれば、電機子巻線と、前記電機子巻線が巻回されるコアとを電気的に絶縁するインシュレータにおいて、前記インシュレータは前記巻線が巻回される複数のティース部と前記複数のティース部を連接する環状部とを備え、前記複数のティース部には前記コアのティースと対向し且つ軸方向に伸びるとともに、前記コアのスロットに対して一つおきに、かつティースに接触して両側に位置しないように突起部が形成され、前記インシュレータのたわみ方向を交互になるようにしたこと、により解決される。
【０００８】
また、前記課題は、電機子巻線と、前記電機子巻線が巻回されるコアとを電気的に絶縁するインシュレータにおいて、前記インシュレータは前記巻線が巻回される複数のティース部と前記複数のティース部を連接する環状部とを備え、前記複数のティース部には前記コアのティースと対向し且つ軸方向に伸びるとともに、ティースに接触して両側に位置しないように突起部が形成され、前記インシュレータのたわみ方向を交互になるようにしたこと、により解決される。
【０００９】
インシュレータのティース部とコアとの間で、コアのスロットの幅よりティース部の幅を大きくする部位が形成され、インシュレータを挿入すると、隣同士のティース部がたわみ、コアのスロット部でインシュレータを挟み込み、インシュレータが保持されることになる。そして、保持部分は、巻線が巻回されるスロット部で行われるため、インシュレータのそりを小さくすることが可能となり、コアとの間で、浮き上がりを防止して、巻線時の不良を低減させることが可能となる。
より詳しくは、インシュレータの複数のティース部には、前記コアのティースと対向し且つ軸方向に伸びる突起部を形成することによって行われる。
【００１０】
複数のティース部には前記コアのティースと対向し且つ軸方向に伸びるとともに、ティースに接触して両側に位置しないように突起部が形成され、前記インシュレータのたわみ方向を交互になるようにしたので、インシュレータのたわみ方向が交互となり、たわみ量を少なくすることが可能となり、コアとの関係で、壊れ難くしっかり保持することが可能となる。
【００１１】
また、前記インシュレータの突起部は軸方向で且つ幅方向先細りに形成するとよい。さらに、前記インシュレータの突起部は軸方向に向けて突起量が少なく形成すると好適である。このように構成することにより、インシュレータをコアへ挿入することが容易となる。
【００１２】
また、前記インシュレータの突起部はティース部から所定の距離に前記コアと所定量突起して平行部が形成され、該平行部から前記軸方向で且つ幅方向先細り、或いは軸方向に向けて突起量が少なく形成するとよい。このように構成すると、インシュレータが平行部で安定的に保持することが可能となる。
【００１３】
前記課題は、本発明のインシュレータを用いたモータによれば、上記記載のインシュレータを電機子巻線とコアとの間に用いた電機子を備えたこと、により解決される。
【００１４】
さらに、前記課題は、電機子巻線と、前記電機子巻線が巻回されるコアとを電気的に絶縁するインシュレータの前記コアへの固定方法であって、前記巻線が巻回される複数のティース部と前記複数のティース部を連接する環状部とを備え、前記複数のティース部には前記コアのティースと対向し且つ軸方向に伸びるとともに、ティースに接触して両側に位置しないように突起部が形成されたインシュレータに、前記コアを挿入して固定すること、により解決される。
【００１５】
また、前記課題は、電機子巻線と、前記電機子巻線が巻回されるコアとを電気的に絶縁するインシュレータの前記コアへの固定方法であって、前記巻線が巻回される複数のティース部と前記複数のティース部を連接する環状部とを備え、前記複数のティース部には前記コアのティースと対向し且つ軸方向に伸びるとともに、前記コアのスロットに対して一つおきに、かつティースに接触して両側に位置しないように突起部が形成されたインシュレータに、前記コアを挿入して固定すること、により解決される。
【００１６】
以上のように、インシュレータをたわませることでコアに保持させるため、コアのスロットの幅よりティース部の幅を大きくする部位、或いは突起部に加わる応力を小さくすることが可能となり、インシュレータの割れなどを防ぐことが可能となる。このようにコアにインシュレータを組み付ける際に、そりの少ないインシュレータ及びインシュレータを用いたモータ並びにインシュレータの固定方法を得ることが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する部材，配置等は本発明を限定するものでなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
【００１８】
図１はモータ１０を示すものであり、モータ１０は、ヨーク２０、マグネット３０、コア４１・巻線４２・インシュレータ８０・回転シャフト５０を有する電機子４０、回転シャフト５０に取付けられた整流子６０、ブラシ７０などから構成されている。
【００１９】
ヨーク２０は、円筒形状に形成された筒部２０ａと、筒部２０ａの開放側一端を塞いでいるエンド部２０ｂとから構成されている。本例では、ヨーク２０の円筒部２０ａの内周面には、半円筒形状の２個の磁気発生部材となるマグネット３０が夫々取付けられており、マグネット３０の内周側に電機子４０が配置されている。エンド部２０ｂの中央には軸受２１が取付けられているため、電機子４０の回転シャフト５０の一端側が回転可能に支持されている。回転シャフト５０の他端側は軸受２２を介してヨークから延出し、出力軸として機能する。
【００２０】
電機子４０には、マグネット３０に対応した部分の電機子シャフト５０にコア４１が一体に固定されている。そして、コア４１には巻線との絶縁のためのインシュレータ８０が装着されている。つまり、コア４１と巻線４２の間にインシュレータ（樹脂成形）８０が配設される。
【００２１】
本例のコア４１は２種類のコアシートから構成されている。そして、少なくとも端部側に複数枚配置されるコアシートは、図２で示すように、複数のティース４１ａと、この複数のティース４１ａを一体に形成している環状部４１ｂと、環状部４１ｂの内側に回転シャフト５０から離れて形成された穴４１ｃが形成されている。なお符号４１ｄはスロットである。
【００２２】
巻線４２は、予め定められたスロット数に対応してインシュレータ８０が装着されたコア４１に巻回されており、コア４１の近傍の電機子シャフト５０上に整流子６０が形成されている。
【００２３】
インシュレータ８０は、絶縁性があり、熱硬化性のフェノール樹脂やアセタール樹脂などの樹脂材料を素材として、コア４１のスロット４１ｄの形状に合わせて形成されており、巻線４２が巻回される複数のティース部８０ａと、複数のティース部８０ａを連接する環状部８０ｂと、を備えている。また環状部８０ｂの内側は穴８０ｃとなっている。
【００２４】
本例では、インシュレータ８０の複数のティース部８０ａに、コア４１のティース４１ａと対向し且つ軸方向に伸びる突起部８１が形成されている。本例の突起部８１は、図３で示すように、コア４１のスロット４１ｄに対して一つおきに形成されている。そして、コア４１のティース４１ａに接触して両側に位置しないように形成されている。このように構成すると、たわみ方向が交互となり、壊れ難くしっかり保持することが可能となる。また、図５で示すように、突起部８１は軸方向で且つ幅方向先細りに形成されている。
【００２５】
次に、上記構成からなるインシュレータをコア４１に組み付ける方法について説明すると、先ず、インシュレータ８０のティース部８０ａとコア４１との間で圧入できるようにする。つまり、コア４１のスロット４１ｄの幅よりティース部８０ａの幅を大きくする部位をインシュレータ８０に形成する。次に、インシュレータ８０をコア４１に挿着したときに、コア４１とインシュレータ８０との間で、コア４１のスロット４１ｄの幅よりティース部８０ａの幅を大きくする部位が形成されているので、隣同士のティース部８０ａがたわみ、コア４１のスロット４１ｄでインシュレータ８０を挟み込み、インシュレータ８０が保持されることになる。
【００２６】
より詳しくは、突起部として複数のティース部８０ａに、コア４１のティースと対向し且つ軸方向に伸びる突起部を形成しているインシュレータ８０を用いる。そして、コア４１にインシュレータ８０を挿入して固定する。
【００２７】
なお上記実施の態様では、前記コアのスロットの幅よりティース部の幅を大きくする部位として、具体的には突起部を設けた例を示しているが、肉厚部としてもよい。
【００２８】
変形例として、図６で示すように、インシュレータ８０の突起部８１はティース部８０ａから所定の距離にコア４１と所定量突起して平行部８１ａが形成され、この平行部８１ａから軸方向に向けて突起量が少なく形成されている（テーパ部８１ｂ）。なお、軸方向で且つ幅方向先細りに形成することも可能である。このように平行部８１ａを形成することにより、インシュレータ８０とコア４１との圧入において、平行部８１ａで安定的な圧入を確保することが可能となる。
【００２９】
また別の変形例として、突起部８１は軸方向に向けて突起量が少なく形成するようにしてもよい。このように軸方向に向けて突起量が少なく形成すると、インシュレータをコア４１に挿入するときに、突起部８１が邪魔に成らずに、スムーズに挿入することが可能となる。
【００３０】
さらに変形例として、上記実施例では、突起部８１をティース部８０ａのほぼ同じ位置で対向してコア４１側に形成した例を示しているが、この対向には、位置をずらして形成する態様を含むものである。このようにすると、インシュレータ８０の変形をいびつにすることが可能となり、より割れなどを起こしにくいように形成することが可能となる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、コアでインシュレータを保持させるときに、インシュレータの隣同士のティース部がたわみ、コアのスロット部でインシュレータを挟み込み、インシュレータが保持されることになる。そして、保持部分は、巻線が巻回されるスロット部で行われるため、インシュレータのそりを小さくすることが可能となり、コアとの間で、浮き上がりを防止して、巻線時の不良を低減させることが可能となる。
【００３２】
さらに、インシュレータをたわませることでコアに保持させるため、突起部に加わる応力を小さくすることが可能となり、インシュレータの割れなどを防ぐことが可能となる。このように、本発明によれば、コアにインシュレータを組み付ける際に、そりの少ないインシュレータ及びインシュレータを用いたモータ並びにインシュレータの固定方法を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインシュレータを用いたモータの一例を示す断面図である。
【図２】インシュレータをコアに挿入するときの説明図である。
【図３】インシュレータの平面図である。
【図４】インシュレータとコアとの圧入状態を示す部分拡大図である。
【図５】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図６】突起部の説明図である。
【図７】従来例を示すインシュレータの平面図である。
【図８】従来例のインシュレータとコアとの圧入状態を示す部分拡大図である。
【図９】従来例の突起部の説明図である。
【符号の説明】
１０  モータ、  ２０  ヨーク、  ３０  マグネット、  ４０  電機子、  ４１  コア、  ４１ａ  ティース、  ４１ｂ  環状部、  ４１ｃ  穴、  ４１ｄ  スロット、  ４２  巻線、  ５０  回転シャフト、  ６０  整流子、  ７０  ブラシ、  ８０  インシュレータ、  ８０ａ  ティース部、  ８０ｂ  環状部、  ８０ｃ  穴、  ８１  突起部、  ８１ａ  平行部、  ８１ｂ  テーパ部。
【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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【図９】
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