(57)【要約】【課題】巻き崩れや巻き乱れが発生せず、巻線を多層に巻くことのできるステータおよびその製造方法を提供する。【解決手段】絶縁体から形成されたボビン２と、このボビン２に巻かれた巻線４を備えたステータ片１ａを複数結合させることにより形成されたステータ１において、ボビン２の巻線４の巻かれた部分に、巻線４の巻き崩れを防止する突起５を有することを特徴とするものである。【選択図】図２
2008148515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体から形成されたボビンと、このボビンに巻かれた巻線を備えたステータ片を複数結合させることにより形成されたステータにおいて、
前記ボビンの巻線の巻かれた部分に、前記巻線の巻き崩れを防止する突起を有することを特徴とするステータ。
【請求項２】
前記巻線は、平角線であることを特徴とする請求項１に記載のステータ。
【請求項３】
前記平角線は、前記突起の上面およびこの上面に対して左右にある面に接するように巻かれていることを特徴とする請求項２に記載のステータ。
【請求項４】
前記平角線は、前記平角線の長軸に平行な面と前記突起の上面が接するように巻かれていることを特徴とする請求項３に記載のステータ。
【請求項５】
前記突起の断面の横幅が、前記平角線の長径の整数倍であることを特徴とする請求項３または４に記載のステータ。
【請求項６】
前記突起の高さは、前記平角線の短径よりも低いことを特徴とする請求項２から５のいずれか一つに記載のステータ。
【請求項７】
前記ステータ片が円周状に結合され、前記突起の断面の横幅が、前記突起よりも円周状に並んだボビンの外周側に巻かれた平角線の全体の幅よりも小さいことを特徴とする請求項２から６のいずれか一つに記載のステータ。
【請求項８】
前記平角線は、少なくとも前記ボビンに２層以上積層された状態で巻かれていることを特徴とする請求項２から７のいずれか一つに記載のステータ
【請求項９】
前記突起は、前記ボビンと一体成型されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一つに記載のステータ。
【請求項１０】
絶縁体から形成され、突起の形成されたボビンに平角線を巻きつける工程を有し、
この前記ボビンに平角線を巻きつける工程において、前記平角線を前記突起の上面およびこの上面に対して左右にある面に接するように、且つ前記平角線が２層以上積層された状態で巻きつけることを特徴とす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、ステータおよびその製造方法に関し、特に電気自動車のモータ等に用いられ、巻線の巻き崩れなどを防止することのできるステータおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車のモータ等に使用されるステータでは、筒状のステータ片に例えば断面が俵状の平角線を巻きつけて、そのステータ片を円状に連結することによりステータを構成する場合が多い。このような平角線等の巻線を巻回して形成される固定子巻線では、モータの性能向上のため占積率（巻線の密度）を高くしなければならないため、一般的に巻線を整列して巻く必要がある。
【０００３】
しかし例えば、ステータの内周側を先細りにするためステータ片の内側よりも外側の巻線量を多くするときに、複数本の巻線を跨いで襷がけのように巻線位置を変える必要がある場合、巻線の張力やスプリングバック等により巻き崩れ（位置がずれたり、ほどけた状態になること）が発生し、整列した状態で巻線を巻くことができないという問題点があった。またこのような巻き崩れが起こると、巻線のコイル形状が保持されないため、製造工程中や電気自動車の運転中にコイルが振動してしまうという問題点があった。
【０００４】
このため従来のステータ及びその製造方法では、一層目に巻く平角線に隙間を設け、最後に巻く平角線がこの隙間に埋まるように斜めに巻いて平角線を保持するようにしていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２０８７５号公報（第２頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし従来のステータ及びその製造方法では（例えば、特許文献１参照）、斜めに巻いた平角線の上にさらに平角線を巻くため巻き乱れが発生しやすく、特に平角線を５層に巻くなど多層に巻く場合には不向きであるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、巻き崩れや巻き乱れが発生せず、巻線を多層に巻くことのできるステータおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るステータは、絶縁体から形成されたボビンと、このボビンに巻かれた巻線を備えたステータ片を複数結合させることにより形成されたステータにおいて、前記ボビンの巻線の巻かれた部分に、前記巻線の巻き崩れを防止する突起を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るステータは、ボビンの巻線の巻かれた部分に巻線の巻き崩れを防止する突起を有するため、突起の上面に巻かれた巻線が他の部分の巻線よりも突出して巻線がこの突出した部分に引っ掛かり、巻き崩れを起こすことなく整列した状態で巻線を巻くことが可能となる。また、巻き乱れを修正する工程を省略することができるため、製造コストおよび製造時間を低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（実施形態１）
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態１に係るステータについて説明する。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態１に係るステータの一部を示す平面図である。本実施形態１に係るステータ（固定子）１は、例えば電気自動車のモータなどに使用され、円環状に形成されたステータ１の中心に永久磁石等で構成されたロータ（回転子、図示せず）を置くことにより、磁場を使ってロータを回転させるものである。なお、図１ではステータ１のステータ片１ａを３つのみ示しているが、一般的には図１に示すステータ片１ａを円環状や半弧状に結合してステータ１を形成する。本実施形態では、ステータ片１ａが円環状に結合されてステータ１が形成されているものとする。
【００１１】
図２は、本実施形態１に係るステータ１のステータ片１ａを示す拡大断面図である。図２に示すステータ片１ａは、例えば絶縁体から形成されたボビン２（図５参照）と、ボビン２の胴部を貫く鉄心３を備え、ボビン２の胴部の外周側には巻線４が巻かれている。本実施形態では、巻線４として平角線を用いている。平角線は、例えば銅線の外周を絶縁体で被覆したものであり、一般的には断面形状が俵型のような形になっている。なお図２では、平角線である巻線４の断面形状を長方形にして示している。
【００１２】
本発明の実施形態１に係るステータ１のステータ片１ａは、ボビン２の巻線４の巻かれた部分に巻線４の巻き崩れを防止する突起５を有している。この突起５は巻線４が突起５の上面（図１において左側の面）に巻かれることにより、巻かれた巻線４に突出した部分を形成し、そこに巻線４が引っかかることにより巻線４の巻き崩れを防止する。なおここで巻き崩れとは、例えば図２のＡの部分に巻かれた巻線４が紙面下方向に下がることにより、巻かれた巻線４が部分的にほどけた状態になることをいうものとする。
【００１３】
本実施形態では、突起５の高さ（紙面左右方向の幅）が平角線である巻線４の短径ａよりも低くなっている。これにより巻線４の占積率を上げることができ、またステータ片１ａを小型化することが可能となる。
【００１４】
また本実施形態では、突起５の断面の幅（紙面上下方向の長さ）が平角線である巻線４の長径ｂの整数倍となるようになっている。なお図２に示す突起５の断面の幅は平角線である巻線４の長径ｂの２倍である。これにより、突起５の上面にぴったりと平角線である巻線４を巻くことが可能となり、ボビン２の胴部の外周に隙間なく巻線４を巻くことが可能となる。
【００１５】
さらに本実施形態１に係るステータ１のステータ片１ａでは、平角線である巻線４が突起５の上面およびこの上面に対して左右にある面に接するように巻かれている。これにより、巻かれた巻線４がたるむことがなく、また巻かれた巻線４に突出した部分を形成することができる。なお本実施形態では、突起５の断面の幅が平角線である巻線４の長径ｂの整数倍となるようにし、巻線４が突起５の左右の面に接するようになっているが、例えば突起５の断面の幅を平角線である巻線４の長径ｂの整数倍よりも若干小さくなるようにして、巻線４と突起５の左右の面の間に隙間ができるようにしてもよい。
【００１６】
また本実施形態では、突起５の断面の横幅が突起５よりも円周状に並んだボビン２の外周側に巻かれた巻線４の全体の幅ｃよりも小さくなっている。これにより、ステータ片１ａを小型化することができ、巻線４の占積率を上げることができる。
【００１７】
そして本実施形態では、突起５がボビン２と一体形成されており、これによりボビン２および突起５の製造時間および製造コストを低減することが可能となる。
【００１８】
また本実施形態では、平角線である巻線４がステータ１の外周側において５層に積層されており、ステータ１の内周側において３層に積層されている。これは、多層に巻線４を巻くことにより占積率を上げるためである。
【００１９】
ここで、本実施形態において平角線である巻線４をボビン２に巻くときの手順の一例を説明する。まず、巻線４を円周状に並んだボビン２の外周側のＢの位置から内周側のＣの位置に向かって巻いていく。この際、巻線４を突起５の上面にも巻くようにする。それから、Ｃに隣接したＤの位置から円周状に並んだボビン２の外周側のＥの位置に向かって巻線４を巻いていく。
【００２０】
それから同様に、Ｅに隣接した位置から円周状に並んだボビン２の内周側のＦの位置に向かって巻線４を巻いていく。ここで、Ｆの位置から図２における右側のＧの位置に巻線４が巻かれるが、Ｇの位置から複数本の巻線４を跨いでＨの位置に巻線４を巻くようにする（図２の点線）。このときＨの位置の右下の巻線４が突出しているため、この巻線４にＨの位置の巻線４が引っ掛かり、巻き崩れを防止することができる。以下、同様に円周状に並んだボビン２の内周側から外周側、外周側から内周側に巻線４を巻いていくことにより図１および図２に示すようなステータ片１ａが完成する。
【００２１】
図３は、本実施形態１に係るステータ１のボビン２の例を示す斜視図である。図３（ａ)に示すボビン２の例では、ボビン２の胴部（中空部）の垂直方向に長い突起５が形成されている。このような突起５により、確実に巻き崩れを防止することができる。また図３（ｂ）に示す例では、突起５が巻き崩れの起こりやすい部分にのみ短く形成されている。なお突起５の形状は、図３に示す形状に限定されないことは言うまでもない。
【００２２】
本実施形態１では、ボビン２の巻線４の巻かれる部分に巻線４の巻き崩れを防止する突起５を設けたため、突起５の上面に巻かれた巻線４が他の部分の巻線４よりも突出して巻線４がこの突出した部分に引っ掛かり、巻き崩れを起こすことなく整列した状態で巻線４を巻くことが可能となる。また、巻き乱れを修正する工程を省略することができるため、製造コストおよび製造時間を低減することが可能となる。
【００２３】
（実施形態２）
図４は、本発明の実施形態２に係るステータ１のステータ片１ｂを示す拡大断面図である。なお本実施形態２に係るステータ１のステータ片１ｂは、以下に示す点を除き実施形態１に係るステータ１のステータ片１ａと同様であり、同じ構成要素には同じ符号を付して説明する。
【００２４】
本実施形態２に係るステータ１のステータ片１ｂは、突起５が実施形態１に係るステータ片１ａよりも円周状に並んだボビン２の外周側に形成されている。
【００２５】
ここで本実施形態において平角線である巻線４をボビン２に巻くときの手順の一例を説明する。まず、巻線４を円周状に並んだボビン２の内周側のＪの位置から外周側のＫの位置に向かって巻いていく。この際、巻線４を突起５の上面にも巻くようにする。それから、Ｋに隣接した位置から円周状に並んだボビン２の内周側に向かって巻線４を巻いていく。
【００２６】
ここで、Ｌの位置から図４における右側のＭの位置に巻線４が巻かれるが、Ｍの位置から複数本の巻線４を跨いでＮの位置に巻線４を巻くようにする（図４の点線）。このときＮの位置の右下の巻線４が突出しているため、この巻線４にＮの位置の巻線４が引っ掛かり、巻き崩れを防止することができる。以下、同様に円周状に並んだボビン２の内周側から外周側、外周側から内周側に巻線４を巻いていくことにより図４に示すようなステータ片１ｂが完成する。
【００２７】
効果については実施形態１に係るステータ１とほぼ同様である。
【００２８】
（実施形態３）
図５は、本発明の実施形態３に係るステータ１のステータ片１ｃおよびステータ片１ｄを示す拡大断面図である。なお本実施形態３に係るステータ１のステータ片１ｃおよびステータ片１ｄは、以下に示す点を除き実施形態１に係るステータ１のステータ片１ａと同様であり、同じ構成要素には同じ符号を付して説明する。また図５では、ステータ片１ｃおよびステータ片１ｄの左側のみを示している。
【００２９】
図５（ａ）に示すステータ１のステータ片１ｃでは、突起５の断面がくさび型になっており、突起５の長い方の面に平角線である巻線４が斜めになって接している。
【００３０】
また図５（ｂ）に示すステータ１のステータ片１ｄでは、突起５が平角線である巻線４ごとに分割されており、突起５の断面の横幅が確実に平角線である巻線４の長径の整数倍となるようになっている。
【００３１】
効果については実施形態１に係るステータ１とほぼ同様である。
【００３２】
（実施形態４）
図６は、本発明の実施形態４に係るステータ１のステータ片１ｅを示す拡大断面図である。なお本実施形態４に係るステータ１のステータ片１ｅは、以下に示す点を除き実施形態１に係るステータ１のステータ片１ａとほぼ同様であり、同じ構成要素には同じ符号を付して説明する。
【００３３】
本実施形態４に係るステータ１のステータ片１ｅは、巻線４として断面が円状の丸線を用いている。また本実施形態４に係るステータ１のステータ片１ｅは、ボビン２の巻線４の巻かれる部分に、丸線である巻線４が嵌まり込む勘合部６を備えている。この勘合部６は例えば断面が半円状の凹部を複数有し、丸線である巻線４が嵌まり込むことで整列した状態で巻線４を巻くことができるようになっている。なお勘合部６は、ボビン２の巻線４の巻かれる部分の一部に設けても、ボビン２の巻線４の巻かれる部分の全体に設けてもよい。
【００３４】
さらに本実施形態４に係るステータ１のステータ片１ｅは、勘合部６の一部に巻線４の巻き崩れを防止する突起５ａを有している。この突起５ａは、実施形態１と同様に巻線４が突起５ａの上面に巻かれることにより、巻かれた巻線４に突出した部分Ｐを形成し、そこに巻線４が引っかかることにより巻線４の巻き崩れを防止するようになっている。
【００３５】
効果については実施形態１に係るステータ１とほぼ同様である。
【００３６】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。例えば、本発明に係るステータ１は電気自動車や燃料電池自動車のみに用いられるのではなく、その他の用途に用いられるステータにも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態１に係るステータの一部を示す平面図である。
【図２】実施形態１に係るステータのステータ片を示す拡大断面図である。
【図３】実施形態１に係るステータのボビンの例を示す斜視図である。
【図４】実施形態２に係るステータのステータ片を示す拡大断面図である。
【図５】実施形態３に係るステータのステータ片を示す拡大断面図である。
【図６】実施形態４に係るステータのステータ片を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１      ステータ
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ    ステータ片
２      ボビン
３      鉄心
４      巻線
５、５ａ    突起
６      勘合部
【図１】
2008148515.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2008148515.tif 000006
【図５】
2008148515.tif 000007
【図６】
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