(57)【要約】【課題】スロット面積に対する巻線の占積率を向上できるとともに、巻線の巻き崩れを防止できるステータの構造及び製造方法を提供する。【解決手段】バックヨーク２１から内周側に凸設され先端付近にかけて徐々に拡幅するテーパ部２２２ａを含むティース２２を有するステータコア２０と、ステータコア２０のティース２２の周りに配置され、テーパ部２２２ａの周囲に形成されたフランジ１３を含む絶縁インシュレータ１０と、絶縁インシュレータ１０を介してステータコアティース２２の周囲に巻回され、ティーステーパ部２２２ａの周囲にまで巻回された巻線３０と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックヨークから内周側に凸設され先端付近にかけて徐々に拡幅するテーパ部を含むティースを有するステータコアと、
前記ステータコアのティースの周りに配置され、前記テーパ部の周囲に形成されたフランジを含む絶縁インシュレータと、
前記絶縁インシュレータを介して前記ステータコアティースの周囲に巻回され、ティースのテーパ部の周囲にまで巻回された巻線と、
を備えるステータ。
【請求項２】
前記絶縁インシュレータは、前記フランジが外周壁側に形成するコーナであって、前記ステータコアテーパ部上に配置されるように凸設された第１の段差部を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のステータ。
【請求項３】
前記第１の段差部の上面は、絶縁インシュレータの外周壁と略平行に形成される、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のステータ。
【請求項４】
前記巻線は、平角線であって、
前記第１の段差部の隅Ｒの大きさは、前記巻線の角Ｒの大きさよりも小さい、
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のステータ。
【請求項５】
前記絶縁インシュレータは、周囲に巻回される巻線を突出させる第２の段差部を有する、
ことを特徴とする請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載のステータ。
【請求項６】
前記第２の段差部は、複数本の巻線を跨いだ後に巻回される巻線が跨ぐ巻線を突出させる、
ことを特徴とする請求項５に記載のステータ。
【請求項７】
前記第２の段差部は、前記第１の段差部と連続的に一体形成されている、
ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のステータ。
【請求項８】
前記巻線は、平角線であって、
前記第２の段差部の隅Ｒの大きさは、前記巻線の角Ｒの大きさよりも小さい、
ことを特徴とする請求項５から請求項７までのいずれか１項に記載のステータ。
【請求項９】
ステータコアのティースボディに接面するとともに、ステータコアのテーパ部に接面する内周壁面と、
前記内周壁面の端部に連設され、ステータコアのテーパ部の周囲に位置するように形成されたフランジと、
を備える電動機の絶縁インシュレータ。
【請求項１０】
前記フランジが外周壁側に形成するコーナであって、前記ステータコアテーパ部上に配置されるように凸設された第１の段差部を有する、
ことを特徴とする請求項９に記載の絶縁インシュレータ。
【請求項１１】
請求項９又は請求項１０に記載された絶縁インシュレータを使用してステータを製造する、
ことを特徴とするステータ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動機や発電機などの回転電機に用いられる絶縁インシュレータ並びにステータの構造及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
巻線は、ステータコアのティースボディの周りに巻回されている。ところでステータコアは、磁束線を通りやすくするなどの性能向上のために、ステータコア先端が拡幅形成されているが、この拡幅形成部分には、巻線が巻回されていない(特許文献１参照)。
【特許文献１】特開２００１−３５９２５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところでステータの磁極を強くしてモータ性能を向上するには、スロット面積に対する巻線の占積率を上げることが重要である。そこで、本件発明者らは、巻線が巻回されていないステータコア先端の拡幅形成部分に着目した。
【０００４】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、スロット面積に対する巻線の占積率を向上できるとともに、巻線の巻き崩れを防止できる絶縁インシュレータ並びにステータの構造及び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】
【０００５】
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００６】
本発明は、バックヨーク(２１)から内周側に凸設され先端付近にかけて徐々に拡幅するテーパ部(２２２ａ)を含むティース(２２)を有するステータコア(２０)と、前記ステータコア(２０)のティース(２２)の周りに配置され、前記テーパ部(２２２ａ)の周囲に形成されたフランジ(１３)を含む絶縁インシュレータ(１０)と、前記絶縁インシュレータ(１０)を介して前記ステータコアティース(２２)の周囲に巻回され、ティーステーパ部(２２２ａ)の周囲にまで巻回された巻線(３０)と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、絶縁インシュレータのフランジをティーステーパ部の周囲に形成するようにした。このようにしたので、巻線がテーパ部の周囲にまで巻回されることとなり、従来品に比べて長く巻回すことが可能になり、占積率を増すことができたのである。
【０００８】
また絶縁インシュレータの外周壁側に段差部を設けたので、ティーステーパ部の周りにも巻線をきれいに整列配置でき、巻線の巻き崩れを防止でき、これによっても占積率を増すことができるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下では図面等を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明によるインシュレータの第１実施形態を示す斜視図である。
【００１０】
インシュレータ１０は、バックヨーク側フランジ１１と、角筒部１２と、ロータ側フランジ１３と、を含む。バックヨーク側フランジ１１及びロータ側フランジ１３は、角筒部１２に対して垂直に形成される。インシュレータ１０は、樹脂などの絶縁体で形成される。
【００１１】
二点鎖線は、角筒部１２の内周壁を示す。角筒部１２の内周壁１２ｂは、外周壁１２ａと略平行である。すなわち角筒部１２の板厚は略一定である。そして内周壁１２ｂのロータ側フランジ１３の近傍でテーパ面１２ｃが形成されている。後述のように、インシュレータ１０をステータコア２０の周りに取り付けたときに、角筒部１２の内周壁１２ｂがステータコア２０のティース２２に接面し、テーパ面１２ｃがステータコア２０のテーパ部２２２ａに接面する。そしてテーパ面１２ｃの周囲の角筒部１２とロータ側フランジ１３とで形成される外周壁側のコーナには、段差部１４が凸設されている。この段差部１４は、バックヨーク側フランジ１１、角筒部１２、ロータ側フランジ１３などと一緒に一体成形されている。なお図１の円内に、インシュレータ１０の一部分を拡大した平面図を示した。段差部１４のロータ側フランジ１３に対する隅Ｒは、巻線の角Ｒよりも小さくなるようにしてある。このようにすることで、段差部１４に巻線３０を巻回したときに巻き崩れが生じにくくなっている。
【００１２】
インシュレータは上下に二分割可能であり、上下方向からステータコアを挟むように取り付けられる。
【００１３】
図２は、ステータコアを示す図である。
【００１４】
ステータコア２０は、略Ｔ字状に打ち抜いた薄板電磁鋼板を積層したものである。積層した電磁鋼板は、崩れないように、たとえばダボカシメや溶接によって一体化されている。ステータコア２０は、バックヨーク２１と、ティース２２と、からなる。
【００１５】
バックヨーク２１には、片側面(図２では左側)に凸部２１ａが形成され、反対側面(図２では右側)に凹部２１ｂが形成されている。凸部２１ａが隣接するバックヨーク２１の凹部２１ｂに挿入されて連結されてリング状になる。この状態でハウジングに内蔵される。
【００１６】
ティース２２は、バックヨーク２１から内周側に凸設されたティースボディ２２１を含む。そしてティースボディ２２１の先端付近に形成され、徐々に拡幅するテーパ部２２２ａを含むティース先端部２２２を有する。ティース２２の内周面２２２ｂがロータに対向する磁極になる。
【００１７】
図３は、本発明によるステータを１ピースに分割した状態を示す図である。
【００１８】
二分割したインシュレータ１０を上下方向からステータコア２０に取り付け、巻線３０を巻回す。まず、インシュレータ１０の外周側の位置Ａから内周側の位置Ｂに向かって巻線３０を巻く。この際、段差部１４の上にも巻線３０を巻く。次に位置Ｂに隣接する位置Ｃからインシュレータ１０の外周側の位置Ｄに向かって巻線３０を巻く。続いて同様に、位置Ｄに隣接する位置Ｅからインシュレータ１０の内周側の位置Ｆに向かって巻線３０を巻く。ここで、位置Ｆから図３における右側の位置Ｇに巻線３０が巻かれるが、位置Ｇから複数本の巻線３０を跨いで位置Ｈに巻線３０を巻く(図３の二点鎖線)。以下、同様にインシュレータ１０の内周側から外周側、外周側から内周側に巻線３０を巻いていくことにより図３に示すようなステータピースが完成する。
【００１９】
図４は、本発明の効果を説明する図であり、図４(Ａ)は従来品であり、図４(Ｂ)は発明品である。
【００２０】
従来は、図４(Ａ)に示すように、インシュレータのフランジをティースボディの周囲に形成していた。
【００２１】
本発明では、図４(Ｂ)に示すように、インシュレータのフランジをティース２２のテーパ部２２２ａの周囲に形成するようにした。このようにしたので、巻線３０がテーパ部２２２ａの周囲にまで巻回されることとなり、図４(Ａ)に示した従来品よりも長く巻回すことが可能になり、占積率を増すことができたのである。
【００２２】
またインシュレータ１０の外周壁側に段差部１４を設けたので、ティーステーパ部２２２ａの周りにも巻線をきれいに整列配置でき、巻線の巻き崩れを防止できるのである。
【００２３】
（第２実施形態）
図５は、本発明によるステータの第２実施形態を示す図である。
【００２４】
なお以下では前述と同様の機能を果たす部分には同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。
【００２５】
この第２実施形態のインシュレータには、第２段差部１４２及び第３段差部１４３も形成されている。
【００２６】
巻線は、以下のように巻回す。
【００２７】
まず、インシュレータ１０の外周側の位置Ａから内周側の位置Ｂに向かって巻線３０を巻く。この際、第３段差部１４３、第２段差部１４２、段差部１４の上にも巻線３０を巻く。次に位置Ｂに隣接する位置Ｃからインシュレータ１０の外周側の位置Ｄに向かって巻線３０を巻く。続いて同様に、位置Ｄに隣接する位置Ｅからインシュレータ１０の内周側の位置Ｆに向かって巻線３０を巻く。ここで、位置Ｆから図５における右側の位置Ｇに巻線３０が巻かれるが、位置Ｇから複数本の巻線３０を跨いで位置Ｈに巻線３０を巻く(図５の二点鎖線)。このとき位置Ｈの右下の巻線３０が突出しているので、この巻線３０に位置Ｈの巻線３０が引っ掛かり、巻き崩れを防止できる。
すなわち巻線３０は、内周側の位置Ｇから複数本の巻線３０を跨いで位置Ｈに巻線３０を巻いているので、位置Ｈでは内周側にズレる可能性がある。ところが本実施形態では、位置Ｈの右下の巻線３０を突出させることで、この巻線３０に位置Ｈの巻線３０が引っ掛かり、巻線が内周側(図５の下側)にズレてしまって巻崩れることを防止できるのである。以下、同様にインシュレータ１０の内周側から外周側、外周側から内周側に巻線３０を巻いていくことにより図５に示すようなステータピースが完成する。
【００２８】
本実施形態によれば、インシュレータに形成された第２段差部１４２によって位置Ｈの右下の巻線３０が突出する。この巻線３０に位置Ｈの巻線３０が引っ掛かり、巻き崩れを防止できるので、占積率を向上することができる。
【００２９】
（第３実施形態）
図６は、本発明によるステータの第３実施形態を示す図である。
【００３０】
本実施形態の段差部１４は、第２実施形態の第２段差部１４２をも一体化した構造である。すなわち段差部１４は、位置Ｈの右下の巻線３０を突出させる。
【００３１】
本実施形態によれば、インシュレータに形成された段差部１４によって位置Ｈの右下の巻線３０が突出する。この巻線３０に位置Ｈの巻線３０が引っ掛かり、巻き崩れを防止できるので、占積率を向上することができる。また段差部１４は、第２実施形態の第２段差部１４２をも一体化した構造であるので、製造容易である。
【００３２】
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれることが明白である。
【００３３】
例えば、フランジをテーパ部の周囲に配置したことであり、この周囲に巻回す巻線を角線で説明したが、丸線であっても良いことは、もちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明によるインシュレータの第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】ステータコアを示す図である。
【図３】本発明によるステータを１ピースに分割した状態を示す図である。
【図４】本発明の効果を説明する図である。
【図５】本発明によるステータの第２実施形態を示す図である。
【図６】本発明によるステータの第３実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０  絶縁インシュレータ
１１  バックヨーク側フランジ
１２  角筒部
１３  ロータ側フランジ
２０  ステータコア
２１  バックヨーク
２２  ティース
２２２ａ  テーパ部
３０  巻線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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