(57)【要約】【課題】ステータコアの軸方向への絶縁紙のずれを防止しつつ、スロット内におけるコイルの占積率を向上させる。【解決手段】右上隅に矩形の切り欠き２２を有するシート状の絶縁紙２０は、切り欠き２２が設けられた上辺２４に沿った縁部（折り返し部２６）が折り返される。折り返し部２６の幅は、切り欠き２２の上下方向の長さと一致する。その後、筒状となるように、上下方向に延伸する４つの折り目３０に沿って、折り返し部２６が外側に位置するように折り曲げられ、絶縁紙２０の両端に位置する重合部３２が重ね合わされる。２つの重合部３２のうち、切り欠き２２が設けられた側の重合部３２が、内側に位置する内側重合部３２ｂとなる。内側重合部３２ｂの幅は、切り欠き２２の左右方向の長さと一致する。このように加工された筒状絶縁紙は、内側重合部３２ｂの折り返し部２６が切り欠かれている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状のヨークと、前記ヨークから径方向内側に突出する複数のティースと、各前記ティースの間に形成された、コイルを挿通するための複数のスロットとを有するステータコアと、
シート状の絶縁紙の１つの辺に沿った縁部を折り返した上で、折り返しにより形成された折り返し部が外側に位置するように前記辺の延伸方向に前記絶縁紙を折り曲げて前記絶縁紙の両端部を重ね合わせることで筒状とされた筒状絶縁紙であって、前記折り返し部を前記ステータコアの軸方向端部から突出させつつ、前記スロットの内壁面を覆うように前記スロット内に挿入される筒状絶縁紙と、
を備え、
前記筒状絶縁紙は、
前記重ね合わされた両端部のうち、内側に配置された端部の前記折り返し部が切り欠かれている、
ことを特徴とするモータのステータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータのステータに関し、特に、コイルとステータコアとを絶縁するための絶縁紙を有するモータのステータに関する。
【背景技術】
【０００２】
モータは、ステータ（固定子）とロータ（回転子）から構成される。また、ステータは、円環上のヨークと、ヨークから径方向内側に突出する複数のティースと、各ティースの間に形成された複数のスロットとを有するステータコアを含んで構成される。複数のスロットにコイルが巻き回されることでステータが形成される。
【０００３】
従来、ステータコアとコイルとを絶縁すべく、スロットの内壁面を覆う絶縁紙を備えるステータが知られている（例えば、特許文献１及び２）。特に、特許文献１及び２に記載のステータにおいては、ステータコアの軸方向端部から突出する絶縁紙の端部を折り返し、折り返した部分をステータコアの端面に引っ掛けることで、ステータコアの軸方向への絶縁紙のずれが防止されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１４３８１９号公報
【特許文献２】特開２００３−９４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、シート状の絶縁紙を筒状に加工した上で、筒状の絶縁紙をスロットに挿入する場合がある。図８（ａ）には、従来におけるシート状の絶縁紙の一例が示されている。まず、矩形シート状の絶縁紙の１辺に沿った縁部を折り返す。折り返された縁部を折り返し部と呼ぶ。図８（ａ）には、折り返し部の折り目である横折り目が示されている。折り返し部は、特許文献１及び２同様、ステータコアの端面に引っ掛けられて絶縁紙のずれを防止する機能を発揮するものである。その上で、折り返し部が外側となるように、図８（ａ）に示された複数の縦折り目の位置で絶縁紙を折り曲げて絶縁紙を筒状とする。このとき、絶縁紙の両端部（図８（ａ）では左右両端部）が重ね合わされる。重ね合わされた部分を重合部と呼ぶ。特に、筒状にしたときに外側に配置される重合部を外側重合部と呼び、内側に配置される重合部を内側重合部と呼ぶ。
【０００６】
図８（ｂ）には、上述のように加工された筒状絶縁紙が示されている。また、図８（ｃ）には、図８（ｂ）におけるＡ−Ａ方向から見た重合部の端面図が示されている。図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示される通り、従来、外側重合部及び内側重合部の双方に折り返し部が設けられていた。
【０００７】
図９には、スロットに筒状絶縁紙とステータが挿入された、従来のステータの軸方向端部における径方向部分端面図が示されている。筒状絶縁紙がスロットに挿入された際、外側重合部の折り返し部はステータコアの端面に引っ掛けられるためにスロット外に位置するが（このとき外側重合部の折り返し部は外側重合部の基部（折り返し部以外の部分）との角度が直角となる程度まで開かれる）、内側重合部の折り返し部は、その外側に外側重合部の基部が位置しているために開くことができず、外側重合部の基部及び内側重合部の基部と共にスロット内に配置されることになる。これにより、図９に示される通り、スロット内において、絶縁紙が、内側重合部の基部、内側重合部の折り返し部、外側重合部の基部の３枚重ねとなる部分が生じる。
【０００８】
スロットにはコイルが挿通されるところ、スロット内におけるコイルの占積率（スロットの断面積におけるコイルが占める割合）が高い程、モータの効率が大きいことが知られている。ここで、上述の通り、ステータコアの軸方向への絶縁紙のずれを防止すべく絶縁紙に折り返し部を設けると、スロットの軸方向端部において絶縁紙が３枚重ねになってしまい、これによりスロットの断面積における絶縁紙が占める割合が増え、スロット内におけるコイルの占積率が低下してしまうという問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、ステータコアの軸方向への絶縁紙のずれを防止しつつ、スロット内におけるコイルの占積率を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、円環状のヨークと、前記ヨークから径方向内側に突出する複数のティースと、各前記ティースの間に形成された、コイルを挿通するための複数のスロットとを有するステータコアと、シート状の絶縁紙の１つの辺に沿った縁部を折り返した上で、折り返しにより形成された折り返し部が外側に位置するように前記辺の延伸方向に前記絶縁紙を折り曲げて前記絶縁紙の両端部を重ね合わせることで筒状とされた筒状絶縁紙であって、前記折り返し部を前記ステータコアの軸方向端部から突出させつつ、前記スロットの内壁面を覆うように前記スロット内に挿入される筒状絶縁紙と、を備え、前記筒状絶縁紙は、前記重ね合わされた両端部のうち、内側に配置された端部の前記折り返し部が切り欠かれている、ことを特徴とするモータのステータである。
【００１１】
上記構成によれば、重ね合わされた両端部のうち内側に配置された端部の折り返し部が切り欠かれているから、筒状絶縁紙がスロットに挿入された際、スロットの軸方向端部における絶縁紙は、重ね合わされた両端部のうち外側に配置された端部の基部と、内側に配置された端部の２枚重ねとなる。つまり、上記構成によれば、スロットの断面積における絶縁紙の占める部分が絶縁紙１枚の厚み分少なくなる。したがって、スロットの断面積における絶縁紙が占める割合が低減され、その分コイルが占める割合を増やすことができる。これにより、スロット内におけるコイルの占積率が向上される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ステータコアの軸方向への絶縁紙のずれを防止しつつ、スロット内におけるコイルの占積率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係るステータコアの部分側面図である。
【図２】第１実施形態に係る絶縁紙の平面図（ａ）、筒状絶縁紙の斜視図（ｂ）、及び、重合部の端面図（ｃ）である。
【図３】第１実施形態に係るステータの軸方向端部における径方向部分端面図である。
【図４】第１実施形態に係るステータの軸方向端部の部分斜視図である。
【図５】第２実施形態に係る絶縁紙（ａ）、コの字型絶縁紙の正面斜視図（ｂ）、及び、コの字型絶縁紙の背面斜視図（ｃ）である。
【図６】第２実施形態に係るステータの径方向部分端面図である。
【図７】第２実施形態に係るステータの軸方向端部の部分斜視図である。
【図８】従来の絶縁紙の平面図（ａ）、筒状絶縁紙の斜視図（ｂ）、及び、重合部の端面図（ｃ）である。
【図９】従来のステータの軸方向端部における径方向部分端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係るステータコア１０の部分側面図が示されている。ステータコア１０は導体で形成され、本実施形態では積層電磁鋼板で形成される。ステータコア１０は略円筒形状となっている。本明細書では、軸方向及び径方向という用語は、ステータコア１０の軸方向及び径方向を意味するものとする。
【００１５】
ステータコア１０は、円環状のヨーク１２と、ヨーク１２から径方向内側に突出する複数のティース１４と、各ティース１４の間に形成された複数のスロット１６を有する。各スロット１６は軸方向に貫通している。各スロット１６の径方向内側に開口部１６ａが形成されているものの、各スロット１６の径方向断面は略矩形となっている。
【００１６】
各スロット１６にコイル（図１において不図示）が挿通され（巻き回され）る。また、ステータコア１０とコイルとを絶縁すべく、各スロット１６には絶縁紙が挿入される。
【００１７】
本実施形態に係るモータのステータは、ステータコア１０と、コイルと、絶縁紙とを含んで構成される。なお、本実施形態に係るモータは、ハイブリッドカーや電気自動車などの、モータを駆動源とする電動車両に搭載されるものである。以下、本実施形態における絶縁紙の詳細について説明する。
【００１８】
図２（ａ）は、本実施形態に係る絶縁紙２０の平面図である。以下の説明における上下左右とは、図２（ａ）における上下左右方向を意味する。絶縁紙２０はシート状であり、平面視において全体として矩形であるが、１つの角（図２（ａ）の例では右上の角）において矩形の切り欠き２２が設けられている。絶縁紙２０は、樹脂などの絶縁体で形成されており、本実施形態ではポリエチレンナフタレートで形成されている。シート状の絶縁紙２０は、筒状に加工された上でスロット１６に挿入される。
【００１９】
まず、シート状の絶縁紙２０は、切り欠き２２が設けられた１つの辺（図２では上辺２４）に沿った縁部が折り返される。折り返される縁部を折り返し部２６と呼ぶ。折り返し部２６の幅（上下方向の長さ）は、切り欠き２２の上下方向の長さ以下とされる。本実施形態では、折り返し部２６の幅は、切り欠き２２の上下方向の長さと一致している。図２（ａ）には、折り返し部２６の折り目２８が示されている。ここでは、折り返し部２６は、折り目２８に沿って山折りに折り返される。
【００２０】
次に、シート状の絶縁紙２０は、筒状となるように、上辺２４の延伸方向に折り曲げられる。上述のように、スロット１６の径方向断面が略矩形となっていることから、スロット１６の形状に沿うように、絶縁紙２０は角筒状となるように折り曲げられる。具体的には、図２（ａ）に示された上下方向に延伸する４つの折り目３０に沿って折り曲げられる。このとき、筒状とされた場合に折り返し部２６が外側に位置するように折り曲げられる。上述のように、本例では折り返し部２６が折り目２８に沿って山折りに折り返されるため、４つの折り目３０に沿って谷折りに折り曲げられる。
【００２１】
複数の折り目３０に沿って折り曲げられることで、絶縁紙２０の両端部（図２（ａ）では左右両端部）が重ね合わされる。重ね合わされる両端部を重合部３２と呼ぶ。本実施形態では、最も左側に位置する折り目３０ａよりも左側の部分、及び、最も右側に位置する折り目３０ｂよりも右側の部分が重合部３２となる。
【００２２】
２つの重合部３２のうち、筒状とした場合に外側に配置される方を外側重合部３２ａと呼び、内側に配置される方を内側重合部３２ｂと呼ぶ。ここで、切り欠き２２が設けられた側の重合部３２が内側重合部３２ｂとなる。すなわち、図２（ａ）に示されるように、折り目３０ｂよりも右側の部分が外側重合部３２ａであり、折り目３０ｂよりも右側の部分が内側重合部３２ｂである。ここで、内側重合部３２ｂの幅（左右方向の長さ）は、切り欠き２２の左右方向の長さ以下とされる。本実施形態では、内側重合部３２ｂの幅は、切り欠き２２の左右方向の長さと一致している。
【００２３】
図２（ｂ）は、上述のように加工された筒状絶縁紙４０の斜視図である。また、図２（ｃ）は、図２（ｂ）におけるＢ−Ｂ方向から見た重合部３２の端面図である。図２（ｂ）及び図３（ｃ）に示される通り、切り欠き２２を有する絶縁紙２０を上述のように加工することで、内側重合部３２ｂの折り返し部２６が切り欠かれた筒状絶縁紙４０が形成される。
【００２４】
なお、本実施形態では、予め切り欠き２２が設けられたシート状の絶縁紙２０を加工して筒状絶縁紙４０を形成しているが、切り欠き２２が設けられていない矩形シート状の絶縁紙を加工して筒状とした後に、内側重合部３２ｂの折り返し部２６を切り取るようにしてもよい。
【００２５】
図３は、筒状絶縁紙４０及びコイル４２がスロット１６に挿入されたステータの軸方向端部における径方向部分端面図である。また、図４は、当該ステータの軸方向端部の部分斜視図である。なお、図４においてはコイルの図示が省略されている。
【００２６】
筒状絶縁紙４０はスロット１６に挿入される。具体的には、図３に示すように、筒状絶縁紙４０がスロット１６の内壁面１６ｂを覆うように、内壁面１６ｂとコイル４２との間に設けられる。また、図４に示すように、折り返し部２６は、スロット１６の軸方向端部から突出させられた上でステータコア１０の端面に引っ掛けられる。
【００２７】
上述のように、本実施形態では、内側重合部３２ｂの折り返し部２６が切り欠かれているため、筒状絶縁紙４０がスロット１６に挿入された際に、従来では、スロット１６の軸方向端部において絶縁紙が３枚重ねになっていたところ（図９参照）、本実施形態では、図３に示すように、スロット１６の軸方向端部における絶縁紙は、外側重合部３２ａの基部（折り返し部２６以外の部分）と内側重合部３２ｂの２枚重ねとなる。
【００２８】
このように、本実施形態によれば、スロット１６の軸方向端部において、スロット１６の断面積における絶縁紙２０の占める部分が絶縁紙２０の１枚の厚み分少なくなる。すなわち、スロット１６の断面積における絶縁紙２０が占める割合を低減させることができ、その分コイル４２が占める割合を増やすことができる。これにより、スロット１６内におけるコイル４２の占積率が向上される。
【００２９】
また、本実施形態では、筒状絶縁紙４０は、重合部３２が径方向外側に配置されるように、スロット１６に挿入される。スロット１６は、径方向内側に開口部１６ａが設けられているため、重合部３２が径方向内側に配置された場合、重合部３２が径方向内側に開いてしまう場合がある。重合部３２が径方向内側に開くと、ステータコア１０の端面のうち、ティース１４の鍔部１４ａを含む開口部１６ａ近傍に引っ掛かっている折り返し部２６の引っ掛かり力が低下し、折り返し部２６による筒状絶縁紙４０のずれ防止の機能が低下する場合がある。重合部３２が径方向外側に配置されることで、重合部３２が開くおそれがないから、折り返し部２６の引っ掛かり力の低下が抑制される。これにより、軸方向への筒状絶縁紙４０のずれが防止される。
【００３０】
＜第２実施形態＞
第２実施形態に係るステータは、上述の第１実施形態のステータに比して、絶縁紙の形状が異なるのみで、その他の構造は同じである。
【００３１】
図５（ａ）は、第２実施形態に係る絶縁紙５０の平面図である。以下の説明において、上下左右とは、図５（ａ）における上下左右方向を意味する。絶縁紙５０もシート状であり、平面視において全体として矩形であるが、１つの辺（図５（ａ）の例では上辺５２）において２つの切込み５４が設けられている。
【００３２】
シート状の絶縁紙５０は、切込み５４が設けられた上辺５２に沿った縁部が折り返される。第１実施形態では、縁部（折り返し部２６）は１回折り返されていたが、第２実施形態では、縁部は２回折り返される。２回折り返され２重となった縁部を折り返し部５６と呼ぶ。図５（ａ）には、折り返し部５６の２つの折り目５８ａ，５８ｂが示されている。本実施形態では、上下方向において、折り目５８ｂの位置と、切込み５４の下端の位置が一致している。ここでは、折り返し部５６は、折り目５８ａ，５８ｂに沿って山折りに折り返される。
【００３３】
次に、シート状の絶縁紙５０は、コの字状となるように、２つの切込み５４の位置において、上辺５２の延伸方向に折り曲げられる。具体的には、図５（ａ）に示された上下方向に延伸する２つの折り目６０に沿って折り曲げられる。このとき、コの字状とされた場合に折り返し部５６が外側に位置するように折り曲げられる。上述のように、本例では折り返し部５６が折り目５８ａ，５８ｂに沿って山折りに折り返されるため、２つの折り目６０に沿って谷折りに折り曲げられる。
【００３４】
図５（ｂ）は、上述のように加工されたコの字型絶縁紙７０の正面斜視図である。また、図５（ｃ）は、コの字型絶縁紙７０の背面斜視図である。図５（ｂ）に示される通り、絶縁紙５０を上述のように加工することで、２重の折り返し部５６を有するコの字型絶縁紙７０が形成される。なお、第１実施形態に係る筒状絶縁紙４０とは異なり、コの字型絶縁紙７０は重合部を有しておらず、１つの側面は開口部７２となっている。また、図５（ｃ）に示される通り、折り目６０の位置において折り返し部５６に切込み５４が形成されている。
【００３５】
なお、本実施形態では、予め切込み５４が設けられたシート状の絶縁紙５０を加工してコの字型絶縁紙７０を形成しているが、切込み５４が設けられていない矩形シート状の絶縁紙を加工してコの字状とした後に、折り目６０の位置において折り返し部５６を切って切込み５４を形成するようにしてもよい。
【００３６】
図６は、コの字型絶縁紙７０及びコイル４２がスロット１６に挿入されたステータの軸方向端部における径方向部分端面図である。また、図７は、当該ステータの軸方向端部の部分斜視図である。なお、図７においてもコイルの図示が省略されている。
【００３７】
第２実施形態では、コの字型絶縁紙７０は重合部を有していない。したがって、図６に示す通り、スロット１６内において絶縁紙が重なり合う部分がないため、従来に比して、スロット１６の断面積における絶縁紙２０が占める割合が低減され、スロット１６内におけるコイルの占積率が向上される。
【００３８】
コの字型絶縁紙７０の開口部７２は、スロット１６の径方向内側に配置される。開口部７２をスロット１６の径方向外側に配置すると、コイル４２とスロット１６の径方向外側の内壁面１６ｂとの絶縁ができないためである。コの字型絶縁紙７０において、開口部７２となっている側面には折り返し部５６が形成されていない。したがって、スロット１６の径方向内側に設けられたティース１４の鍔部１４ａには折り返し部５６を引っ掛けることができない。しかしながら、コの字型絶縁紙７０においては、折り返し部５６が２重になっているために、折り返し部５６が１重である場合に比してその引っ掛かり力が多くなっている。したがって、折り返し部５６が鍔部１４ａに引っ掛けられなくとも、２重の折り返し部５６により折り返し部５６の引っ掛かり力が十分に担保され、コの字型絶縁紙７０のずれを十分に抑制することができる。
【００３９】
このように、第２実施形態においても、軸方向へのコの字型絶縁紙７０のずれを防止しつつ、スロット内におけるコイルの占積率を向上させることができる。
【００４０】
また、コの字型絶縁紙７０の折り返し部５６がステータコア１０の端面に引っ掛かって開く際に、特に折り目６０の位置において折り返し部５６に負荷（引っ張り力）が掛かり、コの字型絶縁紙７０に意図しない割れが生じるおそれがある。第２実施形態では、折り返し部５６が２重にされているから、折り返し部５６を開いたときに割れが生じる可能性がより高くなる。
【００４１】
第２実施形態では、折り目６０の位置に切込み５４が形成されているから、図７に示す通り、折り返し部５６を好適に開くことができ、折り返し部５６に掛かる負荷が低減される。これにより、コの字型絶縁紙７０の割れを防止することができる。
【００４２】
なお、図５（ａ）に示す通り、第２実施形態では、切込み５４の上下方向の長さは折り目５８ｂの位置までとなっているが、切込み５４の上下方向の長さは、１つ目の折り目５８ａまでであってもよい。この場合でも、少なくとも、切込み５４を設けない場合に比して、折り返し部５６を開いたときに折り返し部５６に掛かる負荷が低減され、コの字型絶縁紙７０の割れを抑制することができる。
【００４３】
以上、本発明に係る実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  ステータコア、１２  ヨーク、１４  ティース、１４ａ  鍔部、１６  スロット、１６ａ，７２  開口部、１６ｂ  内壁面、２０，５０  絶縁紙、２２  切り欠き、２４，５２  上辺、２６，５６  折り返し部、２８，３０，３０ａ，３０ｂ，５８ａ，５８ｂ，６０  折り目、３２  重合部、３２ａ  外側重合部、３２ｂ  内側重合部、４０  筒状絶縁紙、４２  コイル、５４  切込み、７０  コの字型絶縁紙。
【図１】
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【図２】
2020072528.tif 000004
【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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