(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半径方向に伸びる複数のティースを有するステータコアと、
前記ティースに巻回されるステータコイルと、
前記ステータコアの軸方向端面と、前記ティースに巻回されるステータコイルとの間に配置されるインシュレータと、
を有するステータの製造方法であって、
前記インシュレータは、
ステータコアのティース上に配置され半径方向に伸びる複数のティースカバー部と、
この複数のティースカバー部の外方端が接続される、円環状の外側リブ部と、
を含み、
前記外側リブ部の外周部であって、前記複数のティースカバー部の少なくとも２つの外方には、インシュレータの位置決めを行うための位置決め部が周方向において等間隔で離間して形成されており、
前記インシュレータを前記ステータコア上に配置した状態で、位置決めピンを前記位置決め部に接触させて前記インシュレータを位置決めし、この状態で前記ステータコイルを前記ティースに巻回する、
ステータの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のステータの製造方法であって、
前記位置決め部は、前記外側リブ部の外周に形成された、先細り型の凹部または凸部である、
ステータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置決めが容易なインシュレータを使用するステータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータのステータは、ステータコアのティースにステータコイルが巻回されて構成される。ここで、ステータコアのティースのモータ軸方向端面には、ここに巻回されるステータコイルとの絶縁を確実にするために、ステータコアのティースに対応した形状の樹脂（プラスチック）製インシュレータが配置される。
【０００３】
例えば、特許文献１では、インシュレータの周方向の幅をステータコアのティースより大きくして、ティースに巻回されるコイルを保護することが提案されている。すなわち、ティース端面に位置するインシュレータがステータコアのスロットに向けて突出することで、ティースに巻回されるステータコイルは、金属製のティースではなく、樹脂製のインシュレータと接触する。これによって、ステータコイルの絶縁被覆が損傷して絶縁破壊することを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３１２５４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、特許文献１では、インシュレータの内周側にステータコアのスロットに対応した幅の突起を設け、これによってインシュレータの位置決めをしている。しかし、スロットの幅や、インシュレータの突起の幅の寸法精度を十分高くすることは困難であり、量産工程でのインシュレータ組み付け不良が発生する。また、ステータコイルは、ステータコアの端面にインシュレータを配置した状態で巻回する。この場合、セグメント状のコイルをステータコアのティース間スロットに挿入して、インシュレータを支点としてねじ曲げることになり、その際の応力によって上述の突起が折れてしまったり、突起がティースの側面と摺動して、摩擦により消耗したりすることで、インシュレータの位置ずれが発生する可能性があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、半径方向に伸びる複数のティースを有するステータコアと、前記ティースに巻回されるステータコイルと、前記ステータコアの軸方向端面と、前記ティースに巻回されるステータコイルとの間に配置されるインシュレータと、を有するステータの製造方法であって、前記インシュレータは、ステータコアのティース上に配置され半径方向に伸びる複数のティースカバー部と、この複数のティースカバー部の外方端が接続される、円環状の外側リブ部と、を含み、前記外側リブ部の外周部であって、前記複数のティースカバー部の少なくとも２つの外方には、インシュレータの位置決めを行うための位置決め部が周方向において等間隔で離間して形成されており、前記インシュレータを前記ステータコア上に配置した状態で、位置決めピンを前記位置決め部に接触させて前記インシュレータを位置決めし、この状態で前記ステータコイルを前記ティースに巻回する。
【０００７】
一形態では、前記位置決め部は、前記外側リブ部の外周に形成された、先細り型の凹部または凸部である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、インシュレータに位置決め部を設けたため、インシュレータの位置ずれを効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態に係るインシュレータの斜視図である。
【図２】位置決め部の拡大図である。
【図３】インシュレータの平面図である。
【図４】位置決め部とピンの関係を示す図である。
【図５】ステータコアの構成を示す図である。
【図６】ティースへのステータコアの巻回状態を示す図である。
【図７】セグメントの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。なお、本発明は、ここに記載される実施形態に限定されるものではない。
【００１２】
図１は、一実施形態に係るインシュレータ１０の外観を示す斜視図である。このように、半径方向に伸びるティースカバー部１２が複数等間隔に離間して設けられている。このティースカバー部１２は、ステータコアのティースの上にそれぞれ配置されるもので、平面形状はステータコアのティースと同様であり、この例では半径方向の外方に向けて幅が広くなっている。また、このティースカバー部１２は、断面形状として４角が面取りされており、下面がステータコアのティース上に位置し、この下面がティースと同等の幅を有する。従って、ティースカバー部１２はステータコアのスロット側に若干突出しており、ティースカバー部１２の周方向の間隙に形成される開口部１４はステータコアのスロットより小さくなっている。ティースカバー部１２の上側の角が面取りされていることで、ステータコイルが巻回しやすくなっている。さらに、ティースカバー部１２は、ステータコイルがねじ曲げられる場合の支点となるので、ある程度の強度を有し、数ｍｍ以上、例えば５〜６ｍｍの厚みを有する。
【００１３】
ティースカバー部１２の外周側には、円環状の外側リブ部１６が配置され、ティースカバー部１２の外方端が接続されている。この外側リブ部１６は、ステータコアの外周側の平面上に位置する。このため、その下面はティースカバー部１２と同一面である。外側リブ部１６は、ステータコイルが巻回させる訳ではないので、その厚みは数ｍｍとティースカバー部１２より薄い。
【００１４】
ティースカバー部１２の内周側には、円環状の内側リブ部１８が配置され、ティースカバー部１２の内方端が接続されている。この内側リブ部１８は、その上面がティースカバー部１２と同一面であり、外側リブ部１６と同様に数ｍｍである。
【００１５】
インシュレータ１０は、絶縁材で構成され、通常は樹脂製であり、型を用いた射出成形などによって形成される。
【００１６】
上述の説明では、ティースカバー部１２、外側リブ部１６、内側リブ部１８が別で、それが接続されるように記載したが、通常は一体成形される。なお、ティースカバー部１２、外側リブ部１６の表面に存在する円形の凹みは、押し出しピンによる凹みである。
【００１７】
そして、本実施形態において、外側リブ部１６の外周には、半径方向の外方から内側に向けたＶ字状の切り欠きである、位置決め部２０が設けられている。従って、この位置決め部２０にステータの軸方向に配置されるピンなどを係合させることで、インシュレータ１０の位置決めができる。すなわち、位置決め部２０に、外方から係合される軸方向に伸びるピンと係合することによって、インシュレータ１０の位置決めができる。
【００１８】
この例では、位置決め部２０は、１８０度離れた軸対称の２箇所に設けられている。なお、外周に沿って等間隔であれば、３箇所以上でもよい。さらに、この位置決め部２０は、外側リブ部１６の半径方向外方に位置している。従って、位置決め部２０を設けても、インシュレータ１０は十分な強度を維持できる。すなわち、位置決め部２０を開口部１４の外方に設けると、インシュレータ１０の比較的強度の弱い部分に位置決め部２０が設けられることになる。特に、位置決め部２０を切り欠きとした場合には、位置決め部２０が形成された外側リブ部１６の強度が非常に小さくなってしまう。外側リブ部１６の外方に位置決め部２０を配置することで、ティースカバー部１２が位置決め部２０に印加される力を受けることができ、インシュレータ１０の強度を十分なものに維持することができる。特に、周方向に等間隔で位置決め部２０を設けることで、外側リブ部１６に印加される力を均等にして、効果的に応力を分配することができる。
【００１９】
図２は、図１におけるＡ部の模式図である。このように、位置決め部２０が外側リブ部１６を凹ます形で形成されており、位置決め部２０はティースカバー部１２の外側に位置している。
【００２０】
図３（Ａ）〜（Ｃ）はインシュレータ１０の平面図であり、位置決め部２０を設ける位置を示しており、これらの図においてはそれぞれ２，３，４箇所として例を示している。図３（Ａ）では、図における上下２箇所に位置決め部２０を設けている。図３（Ｂ）では、図における上と左下、右下の３箇所、図３（Ｃ）では、図における上下左右の４箇所に位置決め部２０を設けている。
【００２１】
図４（Ａ）〜（Ｃ）は、位置決め部２０に位置決めピン３０を係合させた状態を示しており、それぞれ位置決め部２０の形状が異なっている。位置決めピン３０は、モータの製造設備（治具）の一部として設けられ、インシュレータ１０をステータコアと一緒に固定した後、インシュレータ１０を固定するために、配置される。すなわち、円筒状のステータコアの上下に一対のインシュレータ１０を載置（または仮止め）し、その状態で支持材で支持するとともに、位置決めピン３０で外方からインシュレータ１０を押さえつけ位置決めする。
【００２２】
図４（Ａ）には、位置決め部２０として、図１〜３で示したＶ字状の切り欠きを採用した例を示してある。位置決め部２０は、インシュレータ１０の終端をＶ字状に凹ませて（切り欠いて）形成してある。Ｖ字の先端は、インシュレータ１０の中心方向を向いている。そして、このような位置決め部２０にステータの軸方向に伸びる円柱状の位置決めピン３０を外側から位置決め部２０の両辺に接触させるようにして押しつける。これによって、位置決めピン３０がその周方向の２点でインシュレータ１０と接触しインシュレータ１０をその中心方向に向けて押しつけて位置決めする。図４（Ａ）において、位置決めピン３０の底部と、位置決め部２０の底部との間には間隙が位置する。位置決め部２０は、インシュレータ１０の周辺部に等間隔で複数配置されており、すべての位置決め部２０が対応する位置決めピン３０から受ける力はインシュレータ１０の中心が移動しないように固定する力になる。
【００２３】
また、Ｖ字状の凹みの先端（底）は、面取りして丸くなっており、応力が集中しないようにしてある。また、位置決め部２０の両辺に位置決めピン３０を接触させる構成であり、位置決めピン３０を単なる丸棒として確実な位置決めが行える。
【００２４】
図４（Ｂ）には、位置決め部２０として、底面が平らな円弧状の凹みを設けた例を示してある。この例では、位置決めピン３０も、断面形状は円形の一部を直線状に切り取った形状をしており、全体として、丸棒の側部を切り取って平面とした形状となっている。そして、この位置決めピン３０はその平面部が、位置決め部２０の底面に対向するようにして、インシュレータ１０に押しつけられる。従って、位置決めピン３０の底面の周辺の側面が位置決め部２０の両辺の底面近くの側部に押しつけられてインシュレータ１０が位置決めされる。この例においても、位置決め部２０の底と両側部との接続部は、面取りして丸くなっており、応力が集中しないようにしてある。
【００２５】
図４（Ｃ）には、位置決め部２０として、台形状の凸部を設けた例を示してある。この例では、丸棒状の２つの位置決めピン３０を台形状の位置決め部の両辺に外側から押しつけてインシュレータ１０が位置決めされる。この例においても、位置決め部２０の凸部とその両側部との接続部は、面取りして丸くなっており、応力が集中しないようにしてある。
【００２６】
図５には、ステータコア４０の一部の構成が示してある。ステータコア４０は、全体として円筒状で円筒状のコア部４２と、このコア部４２から周方向に等間隔で配置され内方（中心方向）に伸びる複数のティース４４とからなっている。そして、複数のティース４４の間隙がスロット４６になっている。このスロットにコイルが挿入されて、ティース４４にコイルが巻回されることで、ステータコアが形成される。なお、コイル巻回の方式として、１つのティース４４に巻回される集中巻きと、複数のティースを跨いで巻回される分布巻きがあり、本実施形態はいずれの巻き方にも適用される。
【００２７】
図６は、コイルが巻回されたティースの状態のステータを中心側から見た模式図である。ティース４４の上端にはインシュレータ１０のティースカバー部１２が配置されており、このインシュレータ１０を介し、ステータコイル５０がティースに巻回される。この例は、分布巻きであり、左方向からきたステータコイル５０がティースカバー部１２に沿ってティース４４の右側のスロットに挿入され、左側のスロットから出たステータコイル５０が右方向に伸びる。ステータの下側も同様の構成である。
【００２８】
インシュレータ１０のティースカバー部１２の周方向の幅はティース４４の幅に比べ広くなっている。これによって、ステータコイル５０がティース４４の側壁から離れ、ステータコイル５０とティース４４との絶縁をより確実にしている。また、ティースカバー部１２の断面は、正方形または正方形に近い長方形であり、十分な強度を有する。さらに、角が面取りされており、ステータコイル５０を巻回しやすくなっている。なお、インシュレータ１０はステータコアの上下両側に配置される。
【００２９】
図７には、ステータコイル５０のセグメント５２の例を示す。このように、セグメントは、Ｕ字状であり、このセグメント５２が図５に示すスロット４６に挿入され、セグメント５２の端部がインシュレータ１０を支点として周方向に折り曲げられ、他のセグメント５２の折り曲げられた端部と溶接などで接続される。これを繰り返すことで、ティース４４にステータコイル５０が巻回されてステータコア４０が形成される。
【００３０】
本実施形態では、ステータコア４０にインシュレータ１０が取り付けられ、その状態で、組み付け装置（治具）に固定される。そして、位置決めピン３０によって、インシュレータ１０が位置決めされ、その状態で、セグメント５２をスロット４６に順次挿入して、ステータコイル５０をティース４４に巻回する。この際、インシュレータ１０は位置決めピン３０によってステータコア４０に固定されているので、インシュレータ１０がステータコア４０からずれることなく、確実にステータコイル５０をティース４４に巻回することができる。特に、インシュレータ１０は、位置決め部２０を有しており、位置決めピン３０によって容易に固定することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１０  インシュレータ、１２  ティースカバー部、１４  開口部、１６  外側リブ部、１８  内側リブ部、２０  位置決め部、３０  位置決めピン、４０  ステータコア、４２  コア部、４４  ティース、４６  スロット、５０  ステータコイル、５２  セグメント。
【図２】
0005991308.tif 000002
【図４】
0005991308.tif 000003
【図５】
0005991308.tif 000004
【図６】
0005991308.tif 000005
【図７】
0005991308.tif 000006
【図１】
0005991308.tif 000007
【図３】
0005991308.tif 000008