JP2010252407A - Slotless structure of motor, electric blower, and vacuum cleaner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高速回転用モータのスロットレス構造、電動送風機及び電気掃除機に関するものである。 The present invention relates to a slotless structure of a motor for high-speed rotation, an electric blower, and a vacuum cleaner.
従来のモータのスロットレス構造として、図5に示されるようなものがあった(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional slotless structure of a motor, there is one as shown in FIG. 5 (see, for example, Patent Document 1).
図5は、上記特許文献1に記載された、従来のモータのスロットレス構造のコイルボビンの平面図と正面図である。図5において、従来のモータのスロットレス構造のコイルボビン29は円筒状に形成され、その外周から半径方向に突出した複数の突起部30が、円周方向に均等な角度で配置されている。そして、予め、集中巻で自己融着線にて形成された空芯コイル(図示せず)を、コイルボビン29の突起部30に配置するようになっている。このコイルボビン29より大きい内径を持った円筒状のステータコア(図示せず)にコイルボビン29が内挿される。
しかしながら、前記特許文献1に記載された従来のモータのスロットレス構造では、コイルの占積率を高めた場合に相間絶縁やコイルとステータコア間の絶縁が確実に絶縁部材で確保されていないため、信頼性が低下してしまうという課題を有していた。 However, in the slotless structure of the conventional motor described in Patent Document 1, when the space factor of the coil is increased, the insulation between the phases and the insulation between the coil and the stator core are not ensured by the insulating member. It had the subject that reliability fell.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、相間絶縁や、コイルとステータコア間の絶縁が確実に絶縁部材で確保できるモータのスロットレス構造を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a slotless structure of a motor that can ensure interphase insulation and insulation between a coil and a stator core with an insulating member.
前記従来の課題を解決するために、本発明のモータのスロットレス構造は、複数の集中巻きのコイルと、絶縁性があり非磁性体からなる円筒形のコイルボビンと、前記コイルボビンの外周に半径方向に突出して形成されると共に、前記コイルと同数でそれぞれに前記コイルが装着される突起部と、前記コイルの外側に配置されスロットのない円筒状のステータコアと、隣り合う前記コイル間に配されたコイル間絶縁物と、前記ステータコアの少なくとも内径側の近傍を覆うステータ絶縁物を備え、前記コイルを装着した前記コイルボビンを前記ステータ絶縁物の内側に挿入して配置するもので、コイル間の絶縁性を確実にできるので相間絶縁などの絶縁性能を高めることができ、ステータコアに予め充分な絶縁層を形成することで、コイルとステータコアとの絶縁を確実に行うことができる。それにより、信頼性の向上とコイルの占積率の向上により、モータの小型化や高効率化を図ることが可能となる。 In order to solve the above-described conventional problems, the slotless structure of the motor according to the present invention includes a plurality of concentrated winding coils, a cylindrical coil bobbin made of insulating and non-magnetic material, and a radial direction on the outer periphery of the coil bobbin. And a projection portion on which the coils are mounted in the same number as each of the coils, a cylindrical stator core that is disposed outside the coils and has no slots, and is disposed between the adjacent coils. An insulator between coils and a stator insulator covering at least the inner diameter side of the stator core are provided, and the coil bobbin on which the coil is mounted is inserted and arranged inside the stator insulator. Insulation performance such as interphase insulation can be improved, and by forming a sufficient insulating layer on the stator core in advance, Insulation between stator core can be reliably performed. Thereby, it is possible to reduce the size and increase the efficiency of the motor by improving the reliability and the coil space factor.
また、本発明の電動送風機は、請求項1〜13のいずれか1項に記載のモータのスロットレス構造を用いたモータと、ファンとで構成したもので、信頼性の向上や小型化、高効率化を図ることができる。 An electric blower according to the present invention includes a motor using the slotless structure of the motor according to any one of claims 1 to 13 and a fan. Efficiency can be improved.
また、本発明の電気掃除機は、請求項14に記載の電動送風機を備えたもので、信頼性の向上や小型化、高効率化を図ると共に、吸引性能が高く、快適な掃除ができるものである。 Moreover, the electric vacuum cleaner of the present invention is provided with the electric blower according to claim 14, and is improved in reliability, downsized and highly efficient, and has a high suction performance and can be cleaned comfortably. It is.
本発明のモータのスロットレス構造と、電動送風機と、電気掃除機は、高い効率を有しながら小型化が図れるものである。 The slotless structure of the motor, the electric blower, and the vacuum cleaner of the present invention can be miniaturized while having high efficiency.
第1の発明は、複数の集中巻きのコイルと、絶縁性があり非磁性体からなる円筒形のコイルボビンと、前記コイルボビンの外周に半径方向に突出して形成されると共に、前記コイルと同数でそれぞれに前記コイルが装着される突起部と、前記コイルの外側に配置されスロットのない円筒状のステータコアと、隣り合う前記コイル間に配されたコイル間絶縁物と、前記ステータコアの少なくとも内径側の近傍を覆うステータ絶縁物を備え、前記コイルを装着した前記コイルボビンを前記ステータ絶縁物の内側に挿入して配置するもので、コイル間の絶縁性を確実にできるので相間絶縁などの絶縁性能を高めることができ、ステータコアに予め充分な絶縁層を形成することで、コイルとステータコアとの絶縁を確実に行うことができる。それにより、信頼性の向上とコイルの占積率の向上により、モータの小型化や高効率化を図ることが可能となる。 According to a first aspect of the present invention, a plurality of concentrated winding coils, a cylindrical coil bobbin made of an insulating and non-magnetic material, and projecting radially on the outer periphery of the coil bobbin are provided in the same number as the coils. A projection portion to which the coil is mounted, a cylindrical stator core that is disposed outside the coil and has no slots, an inter-coil insulator disposed between the adjacent coils, and at least the vicinity of the inner diameter side of the stator core The coil bobbin on which the coil is mounted is inserted and arranged inside the stator insulator, and the insulation between the coils can be ensured, so that the insulation performance such as interphase insulation is improved. By forming a sufficient insulating layer on the stator core in advance, the coil and the stator core can be reliably insulated. Thereby, it is possible to reduce the size and increase the efficiency of the motor by improving the reliability and the coil space factor.
第2の発明は、特に、第1の発明のステータ絶縁物の内径部が、ステータコアの端面より前記ステータコアの積厚方向へ円筒状に突出しているもので、コイルエンド高さを抑えるために外周側へ折り曲げるようにコイルをステータコアに挿入してからコイルエンドをフォーミングする時に、ステータコアの内径側エッジへの応力集中が緩和されて絶縁層が破損されにくくなる。そのため絶縁層は必要最小限の厚みに抑えることが可能となることから占積率の向上による小型化や高効率化を図ることが可能となる。 In the second invention, in particular, the inner diameter portion of the stator insulator of the first invention protrudes in a cylindrical shape from the end face of the stator core in the stacking direction of the stator core. When the coil end is formed after the coil is inserted into the stator core so as to be bent to the side, stress concentration on the inner diameter side edge of the stator core is alleviated and the insulating layer is not easily damaged. Therefore, since the insulating layer can be suppressed to the minimum necessary thickness, it is possible to reduce the size and increase the efficiency by improving the space factor.
第3の発明は、特に、第1または第2の発明のステータ絶縁物を、一体成型により樹脂で構成したもので、継ぎ目なくステータコアとの接着性も良好に形成できるので、コイルとステータコアとの間の絶縁の信頼性を高くすることができる。また、確実な絶縁を確保できることから占積率の向上による小型化や高効率化を図ることが可能となる。 In the third invention, in particular, the stator insulator of the first or second invention is made of resin by integral molding, and since it can be formed with good adhesion to the stator core seamlessly, the coil and stator core The reliability of the insulation between them can be increased. In addition, since reliable insulation can be ensured, it is possible to reduce the size and increase the efficiency by improving the space factor.
第4の発明は、特に、第1または第2の発明のステータ絶縁物を、フィルムを機械的な延性加工または熱変形により変形させて形成したもので、ピンホールレスで薄い絶縁層を形成することが可能になる。これによりコイルを収める空間がより多く確保しやすくなるため占積率の向上による小型化や高効率化を図ることが可能となる。 In the fourth invention, in particular, the stator insulator of the first or second invention is formed by deforming a film by mechanical ductility processing or thermal deformation, and a pinholeless thin insulating layer is formed. It becomes possible. As a result, it becomes easier to secure more space for accommodating the coils, and therefore it becomes possible to reduce the size and increase the efficiency by improving the space factor.
第5の発明は、特に、第1または第2の発明のステータ絶縁物は、少なくとも2つ以上の切断及び折り・曲げにより形成された部材からなるもので、簡単な加工の組合せで構成することができ、寸法や材料などの加工による制約が非常に小さくなるので、安価に占積率向上による小型化や高効率化を狙うことが可能となる。 In the fifth invention, in particular, the stator insulator according to the first or second invention is composed of at least two members formed by cutting, folding and bending, and is configured by a combination of simple processing. Since the restrictions due to processing such as dimensions and materials are very small, it is possible to aim for downsizing and high efficiency by improving the space factor at low cost.
第6の発明は、特に、第1〜5のいずれか一つの発明のコイル間絶縁物は、柔軟な板またはフィルムからなるもので、コイルをコイルボビンに挿入するとき、あるいはコイルとコイルボビンをステータコアに挿入する時にコイルの整形とともに発生するコイル間絶縁物への応力で破損することを防ぐことができるため、より高い占積率を狙うことができ小型化や高効率化を図ることが可能となる。 In the sixth invention, in particular, the inter-coil insulator according to any one of the first to fifth inventions is made of a flexible plate or film. When the coil is inserted into the coil bobbin, or the coil and the coil bobbin are used as the stator core. Since it can be prevented from being damaged by stress on the inter-coil insulator that occurs along with the shaping of the coil at the time of insertion, a higher space factor can be aimed at, and miniaturization and higher efficiency can be achieved. .
第7の発明は、特に、第1〜5のいずれか一つの発明のコイル間絶縁物は、絶縁性フィルムと粘着層を有する絶縁テープから成ると共に、コイルのストレート部で少なくともステータコアの内径に収まる部分または隣り合う前記コイルと接触する部分を覆うもので、線ばらけや線こぼれがなく絶縁フィルムを必要最小限の薄さにすることができ、破損することなく確実な絶縁を確保できることから高い信頼性を得るとともに占積率の向上による
小型化や高効率化を図ることが可能となる。
In the seventh invention, in particular, the inter-coil insulator of any one of the first to fifth inventions is made of an insulating tape having an insulating film and an adhesive layer, and fits at least within the inner diameter of the stator core at the straight portion of the coil. Covers the part or the part that comes into contact with the adjacent coil, and it is high because the insulation film can be made as thin as necessary without wire breakage or spillage, and reliable insulation can be secured without breakage. It is possible to obtain reliability and to reduce the size and increase the efficiency by improving the space factor.
第8の発明は、特に、第1〜5のいずれか一つの発明のコイル間絶縁物は、内径側の円筒状の外周に沿う円弧状の面とコイルのステータコアの内径側に収まるストレート部の少なくとも1辺を挟み込む形状を有するもので、テープのような粘着層の劣化などがなく取り扱いが楽でコイル単体で最終の形状に近い形に整形しておく効果があり、高い信頼性と確実な絶縁を確保できることから占積率の向上による小型化や高効率化を図ることが可能となる。 In the eighth invention, in particular, the inter-coil insulator according to any one of the first to fifth inventions has an arcuate surface along a cylindrical outer periphery on the inner diameter side and a straight portion that fits on the inner diameter side of the stator core of the coil. It has a shape that sandwiches at least one side, is easy to handle without deterioration of the adhesive layer such as tape, and has the effect of shaping it into a shape close to the final shape with a single coil, high reliability and certainty Since insulation can be ensured, it is possible to reduce the size and increase the efficiency by improving the space factor.
第9の発明は、特に、第1〜8のいずれか一つの発明の突起部を、ステータコアの内径に設けた溝に嵌合するように配置したもので、コイルの位置が組立やあるいはコイルのモールドなどによる応力によってコイル間の間隔がずれることを防ぎコイルの位相ずれを防止することができる。また、ステータコアに対するコイルの位置も決めることができ、モータやセンサの組立に対する位置を合わせやすくなる。 In the ninth aspect of the invention, in particular, the protrusion of any one of the first to eighth aspects is arranged so as to fit into a groove provided in the inner diameter of the stator core. It is possible to prevent a gap between the coils from being shifted due to a stress caused by a mold or the like and to prevent a phase shift of the coils. Further, the position of the coil with respect to the stator core can be determined, and the position with respect to the assembly of the motor and sensor can be easily adjusted.
第10の発明は、特に、第9の発明の突起部の先端が細くなっているもので、ステータコアに嵌合しやすくなるとともに、コイルボビンにコイルを挿入する時も最終納めるコイル位置よりテーパー状に突出しているので線こぼれを防ぎやすいため、高い信頼性を得ることが可能となる。 In the tenth aspect of the invention, in particular, the tip of the protrusion of the ninth aspect of the invention is narrowed, and it is easy to fit into the stator core, and is more tapered than the final coil position when the coil is inserted into the coil bobbin. Since it protrudes, it is easy to prevent line spillage, so that high reliability can be obtained.
第11の発明は、特に、第1〜10のいずれか一つの発明のステータコアの外周面の、各々のコイルの中央の位置から半径方向に伸ばした位置に、前記ステータコアの積圧方向に延設された窪み形状を有するもので、ステータコア内部を通る磁束への影響を最小限にしながら円筒形のステータコアの場合の円周方向の位置を決めたり、ステータコアを挟むようにブラケットを配置してボルトなどを通す時にこの窪み形状を利用することにより、組み立てやすく小型化や高効率化を図ることが可能となる。 In the eleventh aspect of the invention, in particular, the outer peripheral surface of the stator core according to any one of the first to tenth aspects of the invention is extended in the product pressure direction of the stator core at a position extending radially from the center position of each coil. In the case of a cylindrical stator core, the position in the circumferential direction is determined while minimizing the influence on the magnetic flux passing through the stator core, and a bracket is arranged so as to sandwich the stator core so By using this hollow shape when passing the tape, it is easy to assemble and can be reduced in size and efficiency.
第12の発明は、特に、第1〜第11のいずれか1つの発明のコイルとステータコアを樹脂で成形したもので、モータ駆動時の電磁振動によるコイルからの騒音を抑えるとともに、特に冷却のための風をコイルに当てることが困難な場合に、コイルからの熱を効率よく伝えることができるので放熱に有利である。また、コイルエンドが樹脂で覆われて傷つきにくくなり確実に絶縁することができるため信頼性の向上を図ることができる。また、確実な絶縁を確保できることから占積率の向上による小型化や高効率化を図ることが可能となる。 In the twelfth invention, the coil and the stator core according to any one of the first to eleventh inventions are molded with resin, and the noise from the coil due to electromagnetic vibration during motor driving is suppressed and particularly for cooling. When it is difficult to apply the wind to the coil, heat from the coil can be efficiently transmitted, which is advantageous for heat dissipation. In addition, since the coil end is covered with the resin and is hardly damaged and can be reliably insulated, the reliability can be improved. In addition, since reliable insulation can be ensured, it is possible to reduce the size and increase the efficiency by improving the space factor.
第13の発明は、特に、第1〜12のいずれか一つの発明のコイルボビンがステータコアに組み立てられた後に、前記コイルボビンの内径をコイルが現れない程度に削り取るもので、コイルとロータとの距離を実質的に短くすることができ、あるいは、嵌合の度合いやコイルが押し返す力でコイルボビンの内径が変形する場合にその内径の円筒度を改善して、ロータとの距離を確保し滑らかな形状により風損に有利な状態になるため、モータの高効率化や小型化を図ることができる。 In a thirteenth aspect of the invention, in particular, after the coil bobbin according to any one of the first to twelfth aspects of the invention is assembled to a stator core, the inner diameter of the coil bobbin is scraped to such an extent that no coil appears. If the inner diameter of the coil bobbin is deformed due to the degree of fitting or the force that the coil pushes back, the cylindricity of the inner diameter can be improved to ensure the distance from the rotor and the smooth shape. Since it becomes a state advantageous to a windage loss, high efficiency and miniaturization of the motor can be achieved.
第14の発明における電動送風機は、請求項1〜13のいずれか1項に記載のモータのスロットレス構造を用いたモータと、ファンとで構成したもので、信頼性の向上や小型化、高効率化を図ることができる。 An electric blower according to a fourteenth aspect of the present invention comprises a motor using the motor slotless structure according to any one of claims 1 to 13 and a fan. Efficiency can be improved.
第15の発明における電気掃除機は、請求項14に記載の電動送風機を備えたもので、信頼性の向上や小型化、高効率化を図ると共に、吸引性能が高く、快適な掃除ができるものである。 A vacuum cleaner according to a fifteenth aspect of the present invention includes the electric blower according to claim 14, which is improved in reliability, reduced in size and increased in efficiency, has high suction performance, and can be cleaned comfortably. It is.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1におけるモーターのスロットレス構造のコイルボビンとコイルとステータコアの断面図、図2は、同ステータコアとその内径および端面の絶縁層の断面図、図3(a)は、同モーターのスロットレス構造のコイルと絶縁テープの外観図である。
(Embodiment 1)
1 is a cross-sectional view of a coil bobbin, a coil, and a stator core having a slotless structure for a motor according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the stator core, an inner diameter thereof, and an insulating layer at an end face. FIG. 3 is an external view of a slotless coil and an insulating tape of the motor.
図1に示すように、本実施の形態におけるモーターのスロットレス構造は、円筒形のステータコア1と、ステータコア1の内側に配され絶縁性があって非磁性体からなるコイルボビン2と、コイルボビン2の円筒形状の外周に装着される複数の集中巻のコイル4から構成されている。 As shown in FIG. 1, the slotless structure of the motor according to the present embodiment includes a cylindrical stator core 1, a coil bobbin 2 that is disposed inside the stator core 1, has an insulating property, and is made of a nonmagnetic material, and a coil bobbin 2. It is composed of a plurality of concentrated winding coils 4 mounted on a cylindrical outer periphery.
そのコイルボビン2の円筒形状の外周には、コイル4の数と同じ数で、しかもコイル4が装着される突起部3が、半径方向に突出すると共に軸方向に伸びて形成されている。さらに、この突起部3に集中巻きのコイル4が挿入されて、ステータコア1の内径を覆うステータ絶縁物としての絶縁層5の内側に納まるように組み立てられてステータコア1とコイル4は絶縁されている。 On the outer periphery of the cylindrical shape of the coil bobbin 2, the same number of the coils 4 as the number of the coils 4, and projections 3 on which the coils 4 are mounted are formed so as to protrude in the radial direction and extend in the axial direction. Further, the concentrated winding coil 4 is inserted into the protrusion 3 and assembled so as to fit inside the insulating layer 5 as a stator insulator covering the inner diameter of the stator core 1 so that the stator core 1 and the coil 4 are insulated. .
また、隣り合ったコイル4の間に、柔軟性があるコイル間絶縁物6を配置している。このコイル間絶縁物6は、コイルボビン2と一体成形や溶着、接着、嵌合などにより組み立てられている。ステータコア1の外周の、各コイルの中央の位置、すなわち、コイルボビン2の突起部3の半径方向の延長線上にくぼみ形状7を有している。これにより、ステータコア1の内部を流れる磁束8への影響を少なくして円周方向の位置決めや組立用ボルト通しなどに使うことができる。 Further, a flexible inter-coil insulator 6 is disposed between the adjacent coils 4. The inter-coil insulator 6 is assembled with the coil bobbin 2 by integral molding, welding, adhesion, fitting, or the like. The outer periphery of the stator core 1 has a concave shape 7 on the center position of each coil, that is, on the radial extension line of the protrusion 3 of the coil bobbin 2. Thus, the influence on the magnetic flux 8 flowing inside the stator core 1 can be reduced and used for circumferential positioning, assembly bolting, and the like.
また、突起部3の先端は細くなっており、例えば、三角形状先端の突起部9のようになって、ステータコア1の内径側の溝(図示せず)をこれに沿うようにすると、突起部3の位置決め精度を高くすることができる。また突起部3を台形状先端の突起部10としてステータコア1の内径側の溝をこれに沿うようにすると位置決め精度を保ちながら嵌合しやすくすることができる。さらに先端を、円弧状先端の突起部11にしても同様の効果を得ることができるとともに、突起部3とステータコア1の嵌合時に発生する先端エッジ部の欠けやダストの発生を抑えやすくすることができる。 Further, the tip of the protrusion 3 is thin. For example, when the groove 9 (not shown) on the inner diameter side of the stator core 1 is formed along the protrusion 9 at the tip of the triangular shape, the protrusion The positioning accuracy of 3 can be increased. Further, when the protrusion 3 is formed as a trapezoidal tip protrusion 10 and the groove on the inner diameter side of the stator core 1 is along this, it is possible to facilitate fitting while maintaining positioning accuracy. Further, the same effect can be obtained even if the tip is a projection 11 with an arcuate tip, and it is easy to suppress chipping of the tip edge portion and dust generated when the projection 3 and the stator core 1 are fitted. Can do.
次に、ステータコア1と内径側の絶縁層5について、図2を用いて説明する。 Next, the stator core 1 and the inner diameter side insulating layer 5 will be described with reference to FIG.
図2において、ステータコア1とその内径および端面の絶縁層5を形成する方法として、ステータコア1の内径と端面を一体成形により形成した場合(a)と、フィルム状の絶縁物を機械的延性加工または熱整形によって形成した場合(b)と、2つ以上の切断および折り・曲げにより加工された絶縁部材で形成した場合(c)がある。 In FIG. 2, as a method of forming the stator core 1 and the insulating layer 5 of the inner diameter and end face thereof, when the inner diameter and end face of the stator core 1 are formed by integral molding, a film-like insulator is mechanically ductile processed or There are cases (b) in which it is formed by heat shaping and cases (c) in which it is formed by an insulating member processed by two or more cutting and folding / bending.
まず、絶縁層5を一体成形により形成した場合(a)は、抜け止めの効果を考慮してステータコア1の内径から端面にかけての一面を覆うように絶縁層5を成形する。 First, when the insulating layer 5 is formed by integral molding (a), the insulating layer 5 is formed so as to cover one surface from the inner diameter to the end surface of the stator core 1 in consideration of the retaining effect.
コイルエンド(図示せず)をステータコア1に挿入してから曲げたり押しつぶしたりする場合は、絶縁層5のエッジ部に応力が集中しやすいので、ステータコア1の積層方向へ円筒状に突出していると、この応力集中を緩和でき、絶縁層5のエッジ部での破損を防止できる。また、この絶縁層5の突出部がテーパー状や円弧状になっているとコイル4の傷つき防止ができる。このとき端面側も充分な面積を絶縁層5で覆うとコイルエンドの線こ
ぼれや線だれなどでステータコア1とコイル4との接触を防ぎ絶縁の信頼性を高めることができる。
When a coil end (not shown) is bent or crushed after being inserted into the stator core 1, stress tends to concentrate on the edge portion of the insulating layer 5, so that it protrudes in a cylindrical shape in the stacking direction of the stator core 1. The stress concentration can be alleviated, and damage at the edge portion of the insulating layer 5 can be prevented. Further, if the protruding portion of the insulating layer 5 is tapered or arcuate, the coil 4 can be prevented from being damaged. At this time, if a sufficient area of the end face side is covered with the insulating layer 5, contact between the stator core 1 and the coil 4 can be prevented by wire spillage or wire dripping at the coil end, and the insulation reliability can be improved.
また、絶縁層5を、フィルム状絶縁物を機械的延性加工または熱整形して形成した場合(b)は、ステータコア1の内径を、フィルム状絶縁物5aを整形して、ステータコア1の内径エッジから端面にかけて少なくとも一方を覆うようにする。これで覆った端面と反対側の端面で、コイル4のコイルエンドの高さを抑えるコイル整形を行う場合は、その整形する度合いによって線こぼれなどによる絶縁品質の不具合を防止するため、、ステータコア1の端面を覆う絶縁層5bを設ける。フィルム状絶縁物5aの端面を覆わない側は、テーパー状などにするとコイル整形を行った場合にフィルム状絶縁物5aやコイル4の損傷の防止に役立つ。一体成形の場合と比較すると、大掛かりな設備が不要のため低コストで生産準備を行うことが可能となる。 When the insulating layer 5 is formed by mechanical ductility processing or heat shaping of a film-like insulator (b), the inner diameter of the stator core 1 is shaped by shaping the film-like insulator 5a and the inner edge of the stator core 1 is formed. Cover at least one from the end to the end face. In the case of performing the coil shaping to suppress the height of the coil end of the coil 4 on the end face opposite to the end face covered with this, in order to prevent a problem of insulation quality due to line spillage depending on the degree of shaping, the stator core 1 An insulating layer 5b is provided to cover the end face. If the side that does not cover the end face of the film-like insulator 5a is tapered, it is useful for preventing damage to the film-like insulator 5a and the coil 4 when coil shaping is performed. Compared to the case of integral molding, it is possible to prepare for production at low cost because no large-scale equipment is required.
さらに、絶縁層5を、2つ以上の切断および折り・曲げにより加工された絶縁部材で形成する場合(c)は、フィルム状や板状の絶縁物を切り抜いたり折り曲げて形成する。コイルエンドの線こぼれなどでコイル4とステータコア1との接触が懸念される場合には、端面側に絶縁層5c、5dを設ける。ステータコア1の内径に設ける内径側絶縁層5eは、外周側に折り曲げて抜け止めとともに、内径側絶縁層5eのエッジでコイル4を傷つけることを防ぐことができる。この方法では、絶縁部材を切り抜いたり折り曲げるだけなので、非常に低コストで生産準備を行うことができる。 Further, when the insulating layer 5 is formed of two or more insulating members processed by cutting and folding / bending (c), the insulating layer 5 is formed by cutting out or bending a film-like or plate-like insulator. When there is a concern about contact between the coil 4 and the stator core 1 due to wire spillage at the coil end, the insulating layers 5c and 5d are provided on the end face side. The inner diameter side insulating layer 5e provided on the inner diameter of the stator core 1 can be bent to the outer peripheral side to prevent it from coming off and prevent the coil 4 from being damaged at the edge of the inner diameter side insulating layer 5e. In this method, since the insulating member is simply cut out or bent, production preparation can be performed at a very low cost.
次に、コイル間絶縁物6を、絶縁性を有したテープにて構成する場合を、図3を用いて説明する。 Next, the case where the inter-coil insulator 6 is formed of an insulating tape will be described with reference to FIG.
図3(a)は、集中巻きしたコイル4のステータコア1の内径に収まり隣り合うコイル4と接触しうる辺の外側に、コイル間絶縁物6として、絶縁性があり柔軟で粘着層を持った絶縁テープ20を貼り付けた例を示している。これにより、コイル4の線の過度のバラケを防ぐことができ、ピンホールレスで非常に薄い絶縁層を形成することが可能になる。又図3(b)のように、絶縁テープ20を一巻き以上貼り付けることにより、ズレやはがれなどが生じにくくなり確実に2つのコイル4間を絶縁できる。このように、絶縁性を有したテープを用いることで、薄いコイル間絶縁が可能になり、その分、占積率を向上させることが可能となる。 FIG. 3A shows an insulating, flexible, and adhesive layer as an inter-coil insulator 6 on the outside of the side that can be in contact with the adjacent coil 4 within the inner diameter of the stator core 1 of the concentrated coil 4. The example which affixed the insulating tape 20 is shown. As a result, it is possible to prevent excessive variation in the wire of the coil 4 and to form a very thin insulating layer without a pinhole. Further, as shown in FIG. 3B, by sticking one or more turns of the insulating tape 20, it is difficult to cause deviation or peeling, and the two coils 4 can be reliably insulated. As described above, by using an insulating tape, it is possible to achieve thin insulation between coils, and the space factor can be improved accordingly.
なお、コイルボビン2と組み立てられたコイル間絶縁物6とコイル4の辺に貼り付ける絶縁テープとを併用しても良い。 Note that the coil bobbin 2 and the assembled inter-coil insulator 6 and an insulating tape attached to the side of the coil 4 may be used in combination.
なお、突起部3の先端を、三角形状、台形形状、又は円弧形状としたが、どのような形状であっても先端が細くなっていれば本発明の効果は得られる。 In addition, although the front-end | tip of the projection part 3 was made into triangle shape, trapezoid shape, or circular arc shape, the effect of this invention will be acquired if the front-end | tip is thin even if it is what kind of shape.
なお、フィルム状絶縁物5aを一方のステータコア1の端面を覆うとしたが、もう一方の端面を覆うように加工して絶縁層5bの機能を兼ね備えるようにしてもよい。 Although the film-like insulator 5a covers the end face of one stator core 1, it may be processed so as to cover the other end face so as to have the function of the insulating layer 5b.
(実施の形態2)
図4は、本発明の実施の形態2におけるモータのスロットレス構造のコイルボビンとコイルと単コイル片を挟み込む形状のコイル間絶縁の断面図である。なお、上記第1の実施の形態におけるモータのスロットレス構造と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a cross-sectional view of a coil bobbin having a slotless structure for a motor according to a second embodiment of the present invention, insulation between coils in a shape sandwiching a coil and a single coil piece. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the slotless structure of the motor in the said 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.
本実施の形態では、図4に示すように、実施の形態1と同様に、コイルボビン2の外周面に突起部3があり、そこに集中巻きのコイル4が挿入されている。コイル4の外周側は
ステータコイル28の内径に形成された絶縁層25で覆われている。コイル4は、隣り合うコイル4同士と対峙する片にコイル片を挟むように配置された断面「ユ」の字型のコイル間絶縁物26を配置している。これにより貼り付けるという工程なしに手軽に組み立てられることができるとともに、コイル4間の沿面距離を大きくとることが可能となる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, similarly to the first embodiment, the protrusion 3 is provided on the outer peripheral surface of the coil bobbin 2, and the concentrated coil 4 is inserted therein. The outer peripheral side of the coil 4 is covered with an insulating layer 25 formed on the inner diameter of the stator coil 28. In the coil 4, an inter-coil insulator 26 having a “U” -shaped cross section disposed so as to sandwich the coil piece between pieces facing each other adjacent coils 4 is arranged. As a result, it is possible to easily assemble without the step of sticking, and it is possible to increase the creepage distance between the coils 4.
また、隣り合うコイル4間の絶縁として、同図に示すように、断面略「コ」の字型のコイル間絶縁物27とすることにより、コイル4の2つの辺の線ばらけを防止することが可能となる。そのため、線こぼれによる絶縁品質の劣化を防ぐことが可能になる。 Further, as shown in the same figure, as the insulation between the adjacent coils 4, the inter-coil insulator 27 having a substantially “U” cross section is used to prevent the two sides of the coil 4 from being scattered. It becomes possible. As a result, it is possible to prevent deterioration in insulation quality due to wire spillage.
また、コイルエンドも含めてコイルボビン2やコイル4、あるいはステータコア28も含めて一体成形することにより、モータ駆動時の電磁振動によるコイル4からの騒音を抑えるとともに、特に、冷却のための風をコイル4に当てることが困難な場合に、コイル4からの熱を効率よく伝えることができるので放熱に有利である。また、コイルエンドが樹脂で覆われて傷つきにくくなり確実に絶縁することができるため信頼性の向上を図ることができる。また、確実な絶縁を確保できることから占積率の向上による小型化や高効率化を図ることが可能となる。 Further, by integrally forming the coil bobbin 2, the coil 4 and the stator core 28 including the coil end, noise from the coil 4 due to electromagnetic vibration during driving of the motor is suppressed, and in particular, the wind for cooling is coiled. When it is difficult to apply the power to the coil 4, the heat from the coil 4 can be efficiently transmitted, which is advantageous for heat radiation. In addition, since the coil end is covered with the resin and is hardly damaged and can be reliably insulated, the reliability can be improved. In addition, since reliable insulation can be ensured, it is possible to reduce the size and increase the efficiency by improving the space factor.
なお、本実施の形態では、コイルボビン2やコイル4などを一体成型すると説明したが、上記第1の実施の形態に用いても同様の効果が得られる。 In the present embodiment, it has been described that the coil bobbin 2 and the coil 4 are integrally molded. However, the same effect can be obtained even if the coil bobbin 2 and the coil 4 are used in the first embodiment.
なお、コイルボビン2がステータコア1に組み立てられた後に、コイルボビン2の内径をコイル4が現れない程度に削り取るようにすれば、コイル4とロータ(図示せず)との距離を実質的に短くすることができ、あるいは、嵌合の度合いやコイル4が押し返す力でコイルボビン2の内径が変形する場合にその内径の円筒度を改善して、ロータとの距離を確保し滑らかな形状により風損に有利な状態になるため、モータの高効率化や小型化を図ることができる。 Note that, after the coil bobbin 2 is assembled to the stator core 1, the distance between the coil 4 and the rotor (not shown) is substantially shortened by scraping the inner diameter of the coil bobbin 2 to such an extent that the coil 4 does not appear. If the inner diameter of the coil bobbin 2 is deformed by the degree of fitting or the force that the coil 4 pushes back, the cylindricity of the inner diameter is improved, the distance from the rotor is ensured, and the smooth shape is advantageous for windage loss. Therefore, the motor can be made highly efficient and downsized.
なお、上記実施の形態で述べたスロットレス構造をモータに採用することにより、モータの高効率化や小型化を図ることができるので、モータとファンからなる電動送風機の高効率化や小型化も図ることができることはいうまでもない。特に、スロットレス構造を採用すると、鉄損が小さいので高速回転にしても高効率化が図れるので、高速回転に伴ったファンの小径化により一層の小型化が図れる。 By adopting the slotless structure described in the above embodiment for the motor, the motor can be made highly efficient and downsized. Therefore, the efficiency and downsizing of the electric blower comprising the motor and the fan can be reduced. It goes without saying that it can be achieved. In particular, when a slotless structure is employed, since the iron loss is small, high efficiency can be achieved even at high speed rotation, so that further reduction in size can be achieved by reducing the diameter of the fan accompanying high speed rotation.
なお、上記実施の形態によりモータの高効率化や小型化を図ると、モータのスロットレス構造を有する電動送風機の高効率化や小型化が図れるので、この電動送風機を使用した電気掃除機などの家庭用電化機器や産業機器の用途にも適用できるので、同様の効果である高効率化と小型化を図ることが可能となる。 If the motor is highly efficient and downsized according to the above embodiment, the efficiency and size of the electric blower having the slotless structure of the motor can be improved. Since it can also be applied to household electrical appliances and industrial equipment, it is possible to achieve high efficiency and miniaturization, which are similar effects.
なお、上記電動送風機は、外部から回転駆動エネルギーを与えることにより、発電機としても作用することから、上記と同様の高効率化や小型化を図ることが可能となる。例えばマイクロガスタービンなどで、起動時はスターターとして電動機として作用し、ガスタービンが作用する時には発電機と作用するといった用途にも適用できる。なお、高速回転での発電作用として、誘起電圧電流信号による速度センサなどといった検出器にも適用できることは言うまでも無い。 In addition, since the said electric blower acts also as a generator by giving rotational drive energy from the outside, it becomes possible to aim at the same high efficiency and size reduction as the above. For example, in a micro gas turbine or the like, it can be applied to an application that acts as an electric motor as a starter at start-up and acts as a generator when the gas turbine operates. Needless to say, the power generation operation at high speed can be applied to a detector such as a speed sensor using an induced voltage / current signal.
以上のように、本発明にかかるモータのスロットレス構造は、コイルとステータ間や、コイル間を確実に絶縁することができるため、信頼性の向上や、占積率の向上による小型化、高効率化を図ることができる。 As described above, the slotless structure of the motor according to the present invention can reliably insulate between the coil and the stator or between the coils. Efficiency can be improved.
また、このスロットレス構造を用いたモータを有する電動送風機においても高い効率を有しながら小型化を図ることができる。そのため、電気掃除機や発電機としてはもちろんのこと、他の家庭用電化機器、産業機器などの用途にも幅広く適用できる。例えば、マイクロガスタービンにおける起動時のスターターとして動作し、タービンが働く時には発電機に切り替わるなどである。さらには、電動送風機は同様の観点において、圧縮機、タービン、液体用ポンプにも適用可能である。また、高速回転用発電機としての機能を、例えば誘起電圧による速度センサなどの検出器に応用できるのは言うまでも無い。 Also, an electric blower having a motor using this slotless structure can be downsized while having high efficiency. Therefore, it can be widely applied not only as a vacuum cleaner and a generator, but also in other household appliances, industrial equipment and the like. For example, it operates as a starter at start-up in a micro gas turbine and switches to a generator when the turbine works. Furthermore, the electric blower can be applied to a compressor, a turbine, and a liquid pump from the same viewpoint. Needless to say, the function as a generator for high-speed rotation can be applied to a detector such as a speed sensor using an induced voltage.
1、28 ステータコア
2 コイルボビン
3 突起部
4 コイル
5、25 絶縁層(ステータ絶縁物)
6、26、27 コイル間絶縁物
7 窪み形状
8 磁束
9,10、11 突起部
20 絶縁テープ(コイル間絶縁物)
1, 28 Stator core 2 Coil bobbin 3 Protrusion 4 Coil 5, 25 Insulating layer (stator insulator)
6, 26, 27 Insulator between coils 7 Dimple shape 8 Magnetic flux 9, 10, 11 Protrusion 20 Insulation tape (insulator between coils)
Claims (15)
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