JPH1189128A - 電動機の固定子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コイルが巻装されるコイルボビンと磁極ティ
ースを装着固定したものを環状の固定子鉄心に嵌合して
なる電動機の固定子とその製造方法に関するもので、特
に、コイルボビンを接続して組立てる電動機の固定子と
その製造方法である。 【解決手段】 所定数のコイルボビン２３を接続部３２
により接続してコイルボビン体２０を製造し、各コイル
ボビン２３に巻線２２を施した後に、コイルボビン体２
０を環状に形成して固定子鉄心２９に嵌合固定して固定
子２４を組立てる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コイルが巻装され
る巻枠が複数連結して成るコイルボビンと磁極ティース
を装着固定したものを環状の継鉄鉄心に嵌合してなる電
動機の固定子とその製造方法に関するもので、特に、コ
イルボビンを分割して製造し、それらを接続して組立て
る電動機の固定子とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】コイルボビンを用いた電動機の固定子
（ステータ）として特開平７−２４５８９５号公報に記
載されているような形態のものがある。即ち、図１０及
び図１１に基づいて説明すると、固定子（ステータ）８
は、ステータコア１、コイル４、樹脂製のコイルボビン
５からなり、回転子（ロータ）１０は、ステータ８内に
挿入され回転自在に支承されている。コイルボビン５は
薄肉部１５ａにより連続的にかつ一体的に複数個が等間
隔で帯状に連なっている。コイルボビン５の材質は絶縁
性であればよく必ずしも樹脂製でなくてもよい。

【０００３】ステータ８の製造方法は、まず、各コイル
ボビン５に磁極ティース２を装着する。磁極ティース２
は柱状であるが一端側に半月状に広がったロータ対向部
２ａが形成されている。つまり、コイルボビン５をロー
タ１０に対向する磁極ティース２のロータ対向部２ａが
外側になるように薄肉部１５ａを屈曲させて正規の組み
付け状態とは逆に環状に丸めながら、磁極ティース２ロ
ータ対向部２ａが巻線材（図示しない）の所定位置にく
るように位置決め固定すれば、各コイルボビン５は内径
側で連結するのではなく、外径側で連結されているの
で、磁極ティース２を大きく開くことが出来る。

【０００４】この状態で、所定の磁極ティース２を巻線
を施す基準線上に位置決めし、巻線機によって巻線をコ
イルボビン５に整列巻し製造している。そして、全ての
コイルボビン５に巻装した後に、正規の組付け状態にも
とずいてステータコア１に組付け、ステータを製造して
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上にような電動機の
固定子の製造方法では、コイルボビンが薄肉部により連
続的に複数個が等間隔で帯状に連なるコイルボビン体と
して一体成形されているので、このコイルボビン体を製
造するには大きな成形型が必要になり製造性が極めて悪
い。

【０００６】また、構造的にもコイルボビンを環状に形
成したときにずれや歪み等の変形が生じ易く、治具によ
りコイルボビンや磁極ティースを保持して組立てを行う
必要がある。更に、コイル間に絶縁性を確保するには、
一定の空間距離を確保することが必要となり高占積にコ
イルを巻装することが困難になる不具合が生じる。

【０００７】本発明は上記事情に着目してなされたもの
で、その目的は、コイルボビン体を製造するに際して大
きな成形型を必要としない製造性のよい方法である。

【０００８】また、コイルボビンを環状に形成する際
に、隣接するロータ対向部によりスロットを閉口するよ
うにして、ずれや歪み等の変形が生じない構造としたの
で組立性がよい電動機の固定子を提供することにある。

【０００９】更に、隣接するコイル同志を絶縁する仕切
板を設けてることによって、絶縁用空間の距離を縮小し
た電動機の固定子を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、コイル
と、このコイルが巻装され接続部を有するコイルボビン
からなり前記接続部により他のコイルボビンと回動自在
に連結可能にされたコイルボビン体と、前記コイルボビ
ンに装着固定される磁極ティースと、前記磁極ティース
が装着固定されたコイルボビン体の複数個を前記接続部
により環状に形成したものを嵌合保持する固定鉄心を有
することを特徴とする電動機の固定子である。

【００１１】また本発明によれば、前記接続部は、凹状
部と凸状部を回動可能に嵌め込む構造に形成されている
ことを特徴とする電動機の固定子である。

【００１２】また本発明によれば、前記接続部は、挿入
ピンと挿入穴で形成されていることを特徴とする電動機
の固定子である。

【００１３】また本発明によれば、前記磁極ティースと
コイルボビンが一体成形されていることを特徴とする電
動機の固定子である。

【００１４】また本発明によれば、前記コイルボビン
は、電動機の回転子の軸方向に対して上下対称に２分割
されてることを特徴とする電動機の固定子である。

【００１５】また本発明によれば、前記コイルボビンに
は、同相コイル間の渡り線を保持する突起やコイルの端
末接続部が設けられていることを特徴とする電動機の固
定子である。

【００１６】また本発明によれば、前記コイルボビンを
環状に形成する際に、隣接するコイルボビン間のスロッ
トを閉口するフランジ部を前記コイルボビンに形成した
ことを特徴とする電動機の固定子である。

【００１７】前記コイルボビン間に隣接するコイルボビ
ンの接続部を繋ぐ絶縁仕切板を設けたことを特徴とする
電動機の固定子である。

【００１８】また本発明によれば、前記コイルボビンま
たは前記仕切板の少なくとも一つをを透磁率の高い電気
絶縁材料で形成したことを特徴とする電動機の固定子で
ある。

【００１９】また本発明によれば、コイルが巻装される
コイルボビンと磁極ティースを装着固定したものを環状
の固定子鉄心に嵌合してなる電動機の固定子の製造方法
において、前記コイルボビンを所定数だけ接続部により
帯状に接続する工程と、前記コイルボビンに巻線を巻装
する工程とを有することを特徴とする電動機の固定子の
製造方法である。

【００２０】また本発明によれば、コイルが巻装される
コイルボビンと磁極歯を装着固定したものを環状の継鉄
鉄心に嵌合してなる電動機の固定子の製造方法におい
て、前記コイルボビンは固定子に巻線を巻装する工程
と、該コイルボビンを接続部により接続する工程と、同
相の巻線を接続する工程とを有することを特徴とする電
動機の固定子の製造方法である。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態について図
面を参照して説明する。

【００２２】図１から図８に基づいて説明すると、図
１、図２で示すように、周知のように一般に電動機は固
定子と回転子とで組立てられている。固定子はプレス等
によって打抜かれた電磁鋼板を複数枚積層して形成され
た固定子鉄心２９と複数のコイルボビン２３を連結して
構成したコイルビビン体２０と、各コイルボビン２３に
装着される磁極ティース２６とから構成されている。リ
ング状の固定鉄心２９の内側には、磁極ティース２６を
嵌合固定するための凹部２８が形成されている。磁極テ
ィース２６は凹部２８に嵌合固定された状態で隣接する
ロータ対向部２６ａ間に隙間３４が出来るように形成さ
れている。もちろん、固定子鉄心２９の内部寸法は環状
に形成されたコイルボビン２３が収まように設計されて
おり、一方、コイルボビン２３のロータ対向側に設けら
れたフランジ部３０は隣接するフランジ部３０と接する
ように設計されている。

【００２３】図３は、磁極ティース２６に装着された各
コイルボビン体２０の構造を示すもので、コイルボビン
２３はコイル２２が巻装される単数のコイルボビン２３
または複数のコイルボビン２３を図４で示すように屈曲
可能な薄肉部２３ａで接続されているものを接続部３２
により所定数だけ接続されて帯状に一体化させたもので
ある。さらに、接続部３２は図５（ａ）に示すように
な、一方の端部に断面が凹部状の接続部３２ａ、他方の
端部に凸部状の接続部３２ｂを形成したコイルボビン２
３を相互に回動自在に嵌め合う構造をしている。図５
（ｂ）に示すような係合ピン３３とピン穴３４を用いて
ヒンジとし回動自在に接続する構造とすることが出来
る。この構造コイルボビン２３を任意に連絡することが
出来る。また、薄肉部２３ａにより連結されているコイ
ルボビン２３の数は任意に選択することができる（磁極
ティース２６の数より少ない数ならば可能であるが、製
造性および成形型の大きさ等を考慮すると、２〜４あた
りが適当）。

【００２４】また、単数のコイルボビン２３と複数の一
体型のコイルボビン２３の組合せによりコイルボビン体
２０を形成することもできる。

【００２５】また、図６に示すように、コイルボビン２
３を上ボビン２３ｂ、下ボビン２３ｃ（電動機の回転子
の軸方向に対する）のように分割して製造することも可
能であり、上下対称に製造することにより成形型を一層
小型することができる。もちろん巻線時にはこれらを組
合せてから巻線を行う。

【００２６】なお、この実施の形態ではコイルボビン２
３に磁極ティース２６を装着した後にコイル２２を巻装
しているが、コイル２２の巻装後や磁極ティース２６を
固定子鉄心２９に嵌合固着する前等、いつでも巻装する
ことは可能である。

【００２７】コイルボビン２３にコイル２２を巻装する
状況を図７（ａ）、（ｂ）によって説明すると、まず、
コイルボビン体２０を直線状または組立時と反対方向へ
曲げ、隣接するコイルボビン２３間にあるスロット２７
を広くすることによるスロット２７の内部にコイル２２
を巻装しやすくする。この状態で磁極ティース２６は等
間隔に並べられた状態になり、同相のコイル２２は渡り
線３６を介して連続に磁極ティース２６に集中巻され
る。コイルボビン２３の固定子鉄心２９側には、渡り線
３６を保持する突起３７やコイル２２の端末を接続する
ために端子３８やコネクタが設けられているので、コイ
ル２２を巻装した後コイルボビン２３は図７（ｂ）のよ
うに環状に丸められて固定子鉄心２９内に挿入される。
その際、コイルボビン体２０の両端は予め設けられた連
結部３９により連結固定される。

【００２８】なお、コイル２２の巻装時に広げられたス
ロット２７も、環状に丸める際には隣接するコイルボビ
ン２３、薄肉部２３ａおよびフランジ部３０により閉じ
られる（ただし、磁気回路的には開磁路あるいは半開磁
路と同等である）。これによりコイルボビン２３は内径
側及び外径側で連結固定された状態となり、歪み等の変
形が生じ難くなり固定子鉄心２９内へ挿入しやすくな
る。

【００２９】また、図８のようにコイル２２間を絶縁す
る仕切板４０をコイルボビン２３間に接続部を兼ねて設
けることにより、コイル２２間の絶縁性を確保するため
の空間距離を取る必要がなくなり、コイル２２を更に巻
装することが可能になり占積率の向上が図れる。

【００３０】更に、コイルボビン２３の材料は樹脂に限
らず絶縁性の高いものであれば何でも可能であるが、透
磁率の高い絶縁材料（例えば、プラスチックマグネット
や樹脂に酸化鉄を混入したもの等）を、コイルボビン２
３全体あるいは、仕切板４０に使用することにより固定
子２４の補助突極として仕切板４０を流用することが出
来、トルクリップルやコギングトルクの低減を図れる。

【００３１】なお、コイルボビン２３にコイル２２を巻
装した後に、帯状にコイルボビン２３に連結することも
できる。即ち、図９に示すように磁極ティース２６をコ
イルボビン２３に装着した後にコイル２２を巻装するこ
ちもできる。その場合、コイル２２間の結線を行いやす
いようにコイルボビン２３にコイル２２の巻き始めと巻
き終わりを接続（固定) する端子３８を設けることが好
ましい。コイルボビン２３を帯状に連結した後は、上述
の実施態様と同様にコイルボビン体２０を環状に丸め固
定子鉄心２９内の凹部２８に磁極ティース２６の外側を
嵌合して固定する。

【００３２】さらに、その他、本発明の趣旨を逸脱しな
い範囲で種々変形実施できることは言うまでもない。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、コイルボビンを必要に
応じて所定数を接続してコイルボビン体を組立てるよう
にしたので、従来のようにコイルボビン体を一体成形す
るのに必要な大型の金型が不用になり小型の成形型で製
造が可能になり、また、歩留まり不良が生じても部分的
に交換することができる。

【００３４】また本発明によれば、コイルボビンの接続
部を回動自在としたので、コイルボビンへのコイルの巻
装時には隣接したコイルボビン同志の間隔を広く取るれ
と共にその状態を任意に設定することができるので、コ
イルの巻装が極めて容易になり、また、コイルの占積率
を高めることができる。

【００３５】また本発明によれば、コイルボビンと磁極
ティースが一体成形されているので、組立てが容易にな
ると共に、組立て精度を向上させることができる。

【００３６】また本発明によれば、コイルボビンを電動
機の軸方向に対して上下対称に２分割したので成形金型
を小型化できる。

【００３７】また本発明によれば、固定子鉄心に同相コ
イルの渡り線を保持する突起やコイルの端末接続部を設
けたので固定子の組立性を向上できる。

【００３８】また本発明によれば、コイルボビンにフラ
ンジ部を設けたので、コイルボビン体を環状に形成する
際に隣接するコイルボビンのフランジ部によりスロット
を閉口できるので固定子の組立性が大幅に向上した。

【００３９】また本発明によれば、コイルボビン間にコ
イル間を絶縁する仕切板を設けたので、絶縁空間を少な
くすることができると共に、固定子の補助突極としても
用いることができる。

【００４０】また本発明によれば、電動機の固定子の製
造方法でコイルボビンを所定数帯状に連結して巻線を巻
装するので、コイルの巻装が極めて容易になると共に渡
り線の処理が容易になり、また、コイルの占積率を高め
ることができ、固定子や電動機の製造コストを低減する
ことができる。

【００４１】また本発明によれば、電動機の固定子の製
造方法でコイルボビンに巻線が巻装された状態で接続す
るるので、電動機の固定子の組立てを容易に行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に実施の形態の電動機の固定子の要部の
平面図。

【図２】本発明に実施の形態の電動機の固定子の要部の
模型図。

【図３】本発明のコイルボビン等を接続した側面図。

【図４】本発明のコイルボビンの側面図。

【図５】接続部を示す斜視図。

【図６】コイルボビンを２分割した斜視図。

【図７】（ａ）はコイルボビンを接続して渡り線を配線
した側面図，（ｂ）はコイルボビン体を環状に連結した
平面図。

【図８】（ａ）はコイルボビンを接続したものに仕切板
を設けたものの側面図、（ｂ）は仕切板の平面および側
面図。

【図９】コイルボビンにコイルを巻装した後にコイルボ
ビンとして帯状に接続して組立てる実施態様を説明する
側面図。

【図１０】従来の電動機の固定子の平面図。

【図１１】従来のコイルボビンタイト磁極ティースの装
着を説明するもので、（ａ）は、両者を装着する前の状
態を示す側面図、（ｂ）は、両者を装着した状態を示す
側面図。

【符号の説明】

２０…コイルボビン体 ２２…コイル ２３…コイルボビン ２４…ステータ（固定子） ２５…ロータ（回転子） ２６…磁極ティース（磁極歯） ２７…スロット ２８…凹部 ２９…固定子鉄心 ２３ａ…薄肉部 ３２…接続部 ３３…係合ピン ３４…ピン穴 ３６…渡り線 ３７…突起 ３８…端子 ３９…連結部 ４０…仕切板

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイルと、 このコイルが巻装され接続部を有するコイルボビンから
   なり前記接続部により他のコイルボビンと回動自在に連
   結可能にされたコイルボビン体と、 前記コイルボビンに装着固定される磁極ティースと、 前記磁極ティースが装着固定されたコイルボビン体の複
   数個を前記接続部により環状に形成したものを嵌合保持
   する固定鉄心を有することを特徴とする電動機の固定
   子。
2. 【請求項２】 前記接続部は、凹状部と凸状部を回動可
   能に嵌め込む構造に形成されていることを特徴とする請
   求項１記載の電動機の固定子。
3. 【請求項３】 前記接続部は、挿入ピンと挿入穴で形成
   されていることを特徴とする請求項１記載の電動機の固
   定子。
4. 【請求項４】 前記磁極ティースとコイルボビンが一体
   成形されていることを特徴とする請求項１記載の電動機
   の固定子。
5. 【請求項５】 前記コイルボビンは、電動機の回転子の
   軸方向に対して上下対称に２分割されてることを特徴と
   する請求項１記載の電動機の固定子。
6. 【請求項６】 前記コイルボビンには、同相コイル間の
   渡り線を保持する突起やコイルの端末接続部が設けられ
   ていることを特徴とする請求項１記載の電動機の固定
   子。
7. 【請求項７】 前記コイルボビンを環状に形成する際
   に、隣接するコイルボビン間のスロットを閉口するフラ
   ンジ部を前記コイルボビンに形成したことを特徴とする
   請求項１記載の電動機の固定子。
8. 【請求項８】 前記コイルボビン間に隣接するコイルボ
   ビンの接続部を繋ぐ絶縁仕切板を設けたことを特徴とす
   る請求項１記載の電動機の固定子。
9. 【請求項９】 前記コイルボビンまたは前記仕切板の少
   なくとも一つをを透磁率の高い電気絶縁材料で形成した
   ことを特徴とする請求項１記載の電動機の固定子。
10. 【請求項１０】 コイルが巻装されるコイルボビンと磁
    極ティースを装着固定したものを環状の固定子鉄心に嵌
    合してなる電動機の固定子の製造方法において、前記コ
    イルボビンを所定数だけ接続部により帯状に接続する工
    程と、前記コイルボビンに巻線を巻装する工程とを有す
    ることを特徴とする電動機の固定子の製造方法。
11. 【請求項１１】 コイルが巻装されるコイルボビンと磁
    極ティースを装着固定したものを環状の継鉄鉄心に嵌合
    してなる電動機の固定子の製造方法において、前記コイ
    ルボビンは固定子に巻線を巻装する工程と、該コイルボ
    ビンを接続部により接続する工程と、同相の巻線を接続
    する工程とを有することを特徴とする電動機の固定子の
    製造方法。