特開 2023-42232 固定子用スプール及び固定子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023042232

(43)【公開日】2023-03-27

(54)【発明の名称】固定子用スプール及び固定子

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/46 20060101AFI20230317BHJP

【ＦＩ】

H02K3/46 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021149422

(22)【出願日】2021-09-14

(71)【出願人】

【識別番号】513296958

【氏名又は名称】東芝産業機器システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000567

【氏名又は名称】弁理士法人サトー

(72)【発明者】

【氏名】沈 慶春

【テーマコード（参考）】

5H604

【Ｆターム（参考）】

5H604AA08

5H604BB14

5H604CC01

5H604CC05

5H604CC16

5H604DA14

5H604DB01

5H604PB03

5H604QA01

(57)【要約】

【課題】コイルが挿入される固定子コアのスロットに対する絶縁構造の簡単化を図る。
【解決手段】実施形態の固定子用スプールは、絶縁材料から構成され、回転電機の固定子コアのティース部に装着され、コイルが巻回される胴部と、コイルエンドを受けるつば部とを有するものであって、前記固定子コアの厚み方向の一端側に配置される第１の分割スプールと、他端側に配置される第２の分割スプールとを有し、前記第２の分割スプールの胴部が、前記第１の分割スプールの胴部の外側にスライド移動可能に重なるように嵌合され、全体の長さ調整が可能に構成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

絶縁材料から構成され、回転電機の固定子コアのティース部に装着され、コイルが巻回される胴部と、コイルエンドを受けるつば部とを有するものであって、
前記固定子コアの厚み方向の一端側に配置される第１の分割スプールと、他端側に配置される第２の分割スプールとを有し、
前記第２の分割スプールの胴部が、前記第１の分割スプールの胴部の外側にスライド移動可能に重なるように嵌合され、全体の長さ調整が可能に構成されている固定子用スプール。

【請求項2】

前記第１の分割スプールの胴部の外面と、前記胴部に嵌合される前記第２の分割スプールの胴部の内面との間には、インシュロック構造が設けられている請求項１記載の固定子用スプール。

【請求項3】

請求項１又は２記載の固定子用スプールを有する固定子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、絶縁材料から構成され、回転電機の固定子コアのティース部に装着され、コイルが巻回される胴部と、コイルエンドを受けるつば部とを有する固定子用スプール、及び、その固定子用スプールを備えた固定子に関する。

【背景技術】

【0002】

回転電機例えば各種モータにあっては、固定子として、リング状のヨーク部とこのヨーク部から内周方向に突出する複数のティース部とを有する固定子コアと、前記ティース部間のスロット内に収容されるコイルとを有して構成されるものがある。この場合、回転子コアとコイルとの間の絶縁を図るために、前記ティース部に対し、上下に分割したプラスチック製のスプール（インシュレータ）を軸方向の両側から嵌め込むように設けると共に、それ以外のスロット内の露出部分に絶縁紙を設けることが行われている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１－１８８６７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記従来の固定子コアのスロットの絶縁構造では、絶縁のために、スプールと絶縁紙との２種類の部材が必要であるため、部品点数が多く、組付けの工数も多くなっていた。特に、スプールとコアとの間に絶縁紙を挿入する作業は、面倒で手間がかかっていた。固定子コアの厚み寸法が変わることに対応して、絶縁紙の長さ寸法を変更する必要もあった。

【0005】

そこで、コイルが挿入される固定子コアのスロット部分に関する絶縁構造の簡単化を図ることが可能な固定子用スプール、及び、固定子を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態の固定子用スプールは、絶縁材料から構成され、回転電機の固定子コアのティース部に装着され、コイルが巻回される胴部と、コイルエンドを受けるつば部とを有するものであって、前記固定子コアの厚み方向の一端側に配置される第１の分割スプールと、他端側に配置される第２の分割スプールとを有し、前記第２の分割スプールの胴部が、前記第１の分割スプールの胴部の外側にスライド移動可能に重なるように嵌合され、全体の長さ調整が可能に構成されている。
また、実施形態の固定子は、上記した固定子用スプールを有している。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】一実施形態を示すもので、固定子の要部構成を概略的に示す断面図

【図2】固定子コアの要部構成を概略的に示す平面図

【図3】一つのティース部に対するスプールの組付けの様子を示す分解斜視図

【図4】一つのティース部にスプールを装着した状態を示す縦断側面図

【図5】全体の長さ寸法を最も小さくした様子を示すスプールの縦断側面図

【図6】全体の長さ寸法を最も大きくした様子を示すスプールの縦断側面図

【図7】インシュロック構造を示す拡大縦断側面図

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係るモータの固定子１の一部の構成を概略的に示しており、この固定子１は、固定子コア２にコイル３を装着して構成されている。前記固定子コア２は、周知のように、複数枚の電磁鋼板を軸方向に積層して構成され、図２にも示すように、全体として円環状に構成され、外周側のリング状のヨーク部４と、そのヨーク部４から内周方向に延びて設けられる複数本のティース部５とを備えている。ティース部５は、内周側端部が円周方向に拡がった形態に設けられている。尚、隣り合うティース部５同士間の空間部をスロット６という。

【0009】

このとき、前記各ティース部５には、絶縁材製の固定子用スプール７（以下、単にスプール７と称する）を介してコイル３が巻装される。コイル３は、固定子コア２との間がスプール７により絶縁された状態で、スロット６内に収容され、固定子コア２の図で上下両面からコイルエンドが露出する。本実施形態に係るスプール７の詳細については後述する。尚、前記固定子コア２は、全体が一体的に設けられるものであっても、ティース部５毎に分割された分割コアを組合わせて構成されるものであっても良い。また、図示はしないが、前記固定子１は、モータフレーム内に組込まれ、その内周部には、回転子が配置されてモータが構成される。

【0010】

さて、前記スプール７について、図３～図７も参照して詳述する。尚、図３～図７では、固定子鉄心２の軸方向つまり電磁鋼板の積層方向（厚み方向）を上下方向としている。前記スプール７は、絶縁材料例えばプラスチックから構成され、本実施形態においては、図３等に示すように、前記固定子コア２の厚み方向つまり軸方向の一端側（図で上側）に配置される第１の分割スプール１１と、軸方向の他端側（図で下側）に配置される第２の分割スプール１２とを有している。

【0011】

そのうち第１の分割スプール１１は、第１の胴部１３と、第１のつば部１４とを一体に有している。前記第１の胴部１３は、ティース部５の図で上面を覆う矩形状の天井板と、ティース部５の図で左右の側面のうち上部側を覆う矩形状の左右の側板とをほぼコ字型をなすように一体に有し、ティース部５に対し上方から被されるように装着される。この第１の胴部１３は、後述する第２の胴部と共にティース部５を覆う。ティース部５に対するスプール７の装着により、固定子コア２との間の絶縁を図った状態でコイル３が巻装されるようになっている。

【0012】

前記第１のつば部１４は、前記第１の胴部１３の天井板の前後の２辺部分から上方に一体に延びるようにして、ティース部５の内周側と外周側とに配置される板状をなし、前記コイル３のコイルエンドを受けるように構成されている。尚、前記第１のつば部１４には、コイル３の端部が接続される端子や、コイル３の渡り線部分を保持する保持部等を設けることができる。

【0013】

前記第２の分割スプール１２は、前記第１の分割スプール１１とほぼ上下対称となるようにして、第２の胴部１５と、第２のつば部１６とを一体に有している。前記第２の胴部１５は、ティース部５の図で下面を覆う矩形状の底板と、ティース部５の図で左右の側面のうち下部側を覆う矩形状の左右の側板とをほぼコ字型をなすように一体に有し、ティース部５に対し下方から被されるように装着される。前記第２のつば部１６は、前記第２の胴部１５の底板の前後の２辺部分から下方に一体に延びるようにして、ティース部５の内周側と外周側とに配置される板状をなし、やはり前記コイル３のコイルエンドを受けるように構成されている。

【0014】

このとき、図４に示すように、前記第２の分割スプール１２の第２の胴部１５は、前記第１の分割スプール１１の前記第２の分割スプール１２の第２の胴部１５は、前記第１の分割スプール１１の第１の胴部１３の外側にスライド移動可能に重なるように嵌合されている。ティース部５のうち、固定子コア２の厚み方向の中間部分では、胴部１３、１５が二重に重なるように設けられている。このように、スプール７全体として見れば、２つの分割スプール１１、１２の胴部１３、１５が、スライド移動可能に嵌合することにより、固定子コア２の厚み寸法に応じて、全体の長さ寸法の調整が可能に構成されている。

【0015】

更に、特に本実施形態では、第１の分割スプール１１の第１の胴部１３の外面と、それに嵌合する第２の分割スプール１２の第２の胴部１５の内面との間には、インシュロック構造１７が設けられている。ここでいうインシュロック構造とは、図７に示すように、第１の分割スプール１１の第１の胴部１３の外面に、嵌合方向に交互に細かいギザギザとなる凹凸部１７ａが形成され、第２の分割スプール１２の第２の胴部１５の内面に、嵌合方向に交互に細かいギザギザとなる凹凸部１７ｂが形成され、それら凹凸部１７ａ、１７ｂがいずれかの位置で噛み合うことによって位置決めが行われる構造をいう。

【0016】

次に、上記構成の固定子１及びスプール７の作用、効果について述べる。本実施形態においては、スプール７は、固定子コア２の厚み方向つまり軸方向に、第１の分割スプール１１と第２の分割スプール１２とに分割された形態とされ、それらを組合わせた状態で固定子コア２のティース部５に装着される。その際、第２の分割スプール１２の第２の胴部１５が、第１の分割スプール１１の第１の胴部１３の外側にスライド移動可能に重なるように嵌合される。

【0017】

このとき、第２の分割スプール１２に対し第１の分割スプール１１を、嵌合した胴部１５、１３同士の重なり量を変更するようにスライド移動させることにより、スプール７の全体としての長さ寸法を調整することができる。胴部１３、１５同士の重なり量が多ければ、全体が短くなり、重なり量が少なければ全体が長くなる。図５は、胴部１３、１５同士の重なり量を最大としてスプール７全体の長さ寸法を最も小さくした様子を示す。また、図６は、胴部１３、１５同士の重なり量を最小としてスプール７全体の長さ寸法を最も大きくした様子を示す。

【0018】

このように、分割コア２の厚み寸法に応じた長さ寸法のスプール７を得ることができ、１種類のスプール７で、固定子コア２の複数の厚み寸法に対応することが可能となる。そしてこのとき、スプール７により、固定子コア２のスロット６の内面全体を覆うことができるので、絶縁構造として、スプールの不足分を絶縁紙により補填することを行わずに済む。この結果、本実施形態のスプール７によれば、絶縁紙を不要として、コイル３が挿入される固定子コア２のスロット６に対する絶縁構造の簡単化を図ることができるという優れた効果を奏する。

【0019】

また、特に本実施形態では、第１の分割スプール１１の第１の胴部１３の外面と、第２の分割スプール１２の第２の胴部１５の内面との間に、インシュロック構造１７を設け、移動方向に交互に形成された凹凸部１７aと凹凸部１７ｂとが噛み合って位置決めが行われる構成とした。これにより、胴部１３、１５同士が嵌合位置からずれ動くことが起こりにくく、いわば仮止めを行うことができ、スプール７の取扱い性や組付け性をより高いものとすることができる。

【0020】

尚、上記した一実施形態では、第１の分割スプール１１の第１の胴部１３の外面と、第２の分割スプール１２の第２の胴部１５の内面との間に、インシュロック構造１７を設けるようにしたが、インシュロック構造１７は必要に応じて設ければ良い。また、各分割スプール１１、１２のつば部１４、１６の形状、構造、大きさ等については、様々な変更が可能である。更に、固定子コアのスロット数や、ティース部の形状などの具体的構成等についても、適宜変更できることは勿論である。

【0021】

以上、本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0022】

図面中、１は固定子、２は固定子コア、３はコイル、４はヨーク部、５はティース部、６はスロット、７は固定子用スプール、１１は第１の分割スプール、１２は第２の分割スプール、１３は第１の胴部、１４は第１のつば部、１５は第２の胴部、１６は第２のつば部、１７はインシュロック構造、１７ａ、１７ｂは凹凸部を示す。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】