(57)【要約】【課題】  スロット内への巻線用ノズルの挿入を妨げないスロット開口部の幅を確保できるとともに、絶縁沿面距離を確保しつつ、巻線量を確保することができるモータ巻線の絶縁構造を提供する。【解決手段】  同心状に配置したステータとロータとを有し、該ステータのステータコアおよび/またはロータのロータコアに、放射状の複数個の突極を有するモータであって、該モータの前記突極に、それぞれ巻回される巻線を、前記突極間に形成されるスロット内壁面に絶縁部材を介在させて前記突極と巻線間を電気的に絶縁しながら、収容するモータ巻線の絶縁構造において、前記突極５間に形成されるスロット６のスロット開口部の壁面に、スロット内方側を切り欠いた段差部１０を設け、該段差部１０に、前記スロット内壁面に配設された前記絶縁部材９の開口側端部を係合させた構造。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同心状に配置したステータとロータとを有し、該ステータのステータコアおよび/またはロータのロータコアに、放射状の複数個の突極を有するモータであって、該モータの前記突極に、それぞれ巻回される巻線を、前記突極間に形成されるスロット内壁面に絶縁部材を介在させて前記突極と巻線間を電気的に絶縁しながら、収容するモータ巻線の絶縁構造において、
前記突極間に形成されるスロットのスロット開口部の壁面に、スロット内方側を切り欠いた段差部を設け、該段差部に、前記スロット内壁面に配設された前記絶縁部材の開口側端部を係合させたことを特徴とするモータ巻線の絶縁構造。
【請求項２】
前記絶縁部材の前記スロット開口部に延びる開口側端部の先端に、前記スロット開口部の壁面に沿ってスロット開口側およびスロット内方側に延出する延出部を設け、該スロット開口側に延びる延出部の先端を、前記段差部に係合させたことを特徴する請求項１に記載のモータ巻線の絶縁構造。
【請求項３】
前記絶縁部材の前記スロット内方側に延出する延出部の裏面側の肉厚を厚く形成したことを特徴とする請求項２に記載のモータ巻線の絶縁構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータのステータコアおよび/またはロータのロータコアに、放射状の複数個の突極を有するモータにおけるモータ巻線の絶縁構造に関し、特に、前記突極と前記巻線間の絶縁沿面距離を長く確保するためのモータ巻線の絶縁構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、同心状に配置したステータおよび/またはロータに、放射状に突出させた複数個の突極を設けて磁極とし、これら突極相互間に形成される溝状のスロットに巻線を収容し、このスロット内に突極と巻線間の絶縁を確保するための絶縁部材を内装するようにしたモータが知られている。
図５は、この種のモータの内部を切り欠いて示す斜視図で、モータケース１００内には、ステータ１０１とロータ１０２が配設されている。ステータ１０１は一般に積層鋼板を積層したステータコア１０３の突極に巻線１０４を巻回して構成され、ステータコア１０３には、突極周囲を覆って突極と巻線１０４間を絶縁する絶縁部材１０５が配設されている。絶縁部材１０５は、ステータコア１０３に組み付けられる樹脂製のステータカバーであり、インシュレータとも呼ばれる。
【０００３】
図６および図７は絶縁部材１０５の一例を示したものである（特許文献１参照）。
絶縁部材１０５は、略同形状の一対の樹脂部材で構成されており、図６および図７は、一方の絶縁部材１０５を示している。
この絶縁部材１０５は、ステータコア１０３の突極の上面および両側面を覆う逆Ｕ字状のカバー部１０６ａと、ステータコア１０３のスロット部の内周面側を上下に渡って覆う立壁部１０６ｂと、ステータコア１０３の突極の先端部上方を覆う前壁部１０６ｃと、前壁部１０６ｃの両側下面に、ステータコア１０３の突極の先端突出部後面を覆う脚部１０６ｄとで構成されている。
この絶縁部材１０５は、ステータコア１０３のスロット内に、片側からカバー部１０６ａ、立壁部１０６ｂおよび脚部１０６ｄで構成される筒状の挿入部１０７を配置し、ステータコア１０３の他方側から挿入された別の絶縁部材と組み合わせてステータコア１０３のスロット内壁面と突極周囲を覆って絶縁するものである。そして、絶縁部材１０５等によって絶縁されたスロット部分に巻線用ノズルを介して巻線１０４を通してスロット部分相互間の突極部分に巻線１０４を巻回している。
【０００４】
図８は、ステータコア１０３のスロット１０８内に収容された巻線１０４を示したもので、絶縁部材１０５Ａは、スロット１０８内の挿入部分１１０のみを示している。
この絶縁部材１０５Ａはスロット１０８開口側の両端部１１０ａをスロット１０８開口部内側に挿入して組み付けられている。しかしながら、この構造では、スロット１０８開口部の幅ｄ１が制限されることになる。
【０００５】
また、図９は、ステータコア１０３のスロット１０８内に収容された巻線１０４を示したもので、スロット１０８内には、絶縁部材１０５Ｂが配設されている。この絶縁部材１０５Ｂはスロット１０８開口側の両端部を内側に反転させて折り曲げており、スロット１０８開口部から巻線用ノズルを挿入して巻線１０４を突極１０７の周囲に巻回している。こうして、スロット１０８開口部の幅ｄ２に、絶縁部材１０５Ｂの両端部１１０ｂ相互間の幅ｄ３を近づけるように設定して巻線１０４作業の妨げにならないようにしている。
【０００６】
次に、図１０は、絶縁部材１０５Ｃの折り曲げ部１１０ｃの裏側を埋めるように肉厚を厚くして、絶縁距離を確保したものである（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１１−２０６０５７
【特許文献２】特開２００２−２８１７０７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図８（特許文献２の図４）の形状では、スロット開口部の幅を狭くするため巻線を巻回するとき巻線用ノズルが入りにくいという問題がある。
図１０（特許文献２の図２）の形状ではスロット開口部の幅は狭くならないが、絶縁距離を確保するために絶縁部材の両端部を肉厚形状にしているので、その部分には巻線を巻回できず巻線量が減少してしまうという問題がある。
図９（特許文献２の図１）の形状では、絶縁部材の両端を肉厚形状にせずに内側に折り曲げる形状にすることによって、絶縁沿面距離を確保しつつ、巻線量も減らさないようにしている。
【０００８】
しかしながら、図９（特許文献２の図１）の形状ではスロット開口部近辺の巻線スペースが三方向を絶縁部材によって囲まれており、この部分の巻線を巻線用ノズルによって巻回することができず、いわゆるデッドスペースになってしまうという問題がある。それを避けるために他の方法を用いて巻線を巻回するにしても、その作業が困難で、生産性が極めて悪いという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決し、スロット内への巻線用ノズルの挿入を妨げないスロット開口部の幅を確保できるとともに、絶縁沿面距離を確保しつつ、巻線量を確保することができるモータ巻線の絶縁構造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】
【００１０】
本発明は上記課題を解決するため、同心状に配置したステータとロータとを有し、該ステータのステータコアおよび/またはロータのロータコアに、放射状の複数個の突極を有するモータであって、該モータの前記突極に、それぞれ巻回される巻線を、前記突極間に形成されるスロット内壁面に絶縁部材を介在させて前記突極と巻線間を電気的に絶縁しながら、収容するモータ巻線の絶縁構造において、
前記突極間に形成されるスロットのスロット開口部の壁面に、スロット内方側を切り欠いた段差部を設け、該段差部に、前記スロット内壁面に配設された前記絶縁部材の開口側端部を係合させたことにある。
また、本発明は、前記絶縁部材の前記スロット開口部に延びる開口側端部の先端に、前記スロット開口部の壁面に沿ってスロット開口側およびスロット内方側に延出する延出部を設け、該スロット開口側に延びる延出部の先端を、前記段差部に係合させたことにある。
さらに、本発明は、前記絶縁部材の前記スロット内方側に延出する延出部の裏面側の肉厚を厚く形成したことにある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば以下の効果を奏することができる。
請求項１によれば、突極のスロット開口部の壁面に切り欠き段差部を設け、該切り欠き段差部に前記絶縁部材の端部を嵌め合わせるように配設したので、巻線用ノズルを用いて巻線を巻回するのに十分なスロット開口部のスリット幅を確保することができる。また、切り欠き段差部の面積を適宜設定することによって、モータ駆動に必要な磁束が得られる。
請求項２によれば、絶縁部材のスロット開口部に延びる開口側端部の先端が、スロット開口側およびスロット内方側の両方に延び、開口側端部の先端が前記突極のスロット壁面の切り欠き段差部に嵌め合わせられるように配設したので、十分な絶縁沿面距離を確保することができる。
請求項３によれば、絶縁部材のスロット開口部に延びる両端部の裏面側の肉厚を厚くしたので、巻線の巻回が、より容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図示の実施の形態を図面を参照しながら、詳細に説明する。
【００１３】
図１は、ハイブリッド型ステッピングモータ１を示したもので、ステータ２とロータ３が同心状に配置されている。
ステータ２のステータコア４には中心方向に向けて放射状に磁極となる複数の突極５が円周方向に一定間隔で突設している。これら突極５相互間には、一定の間隙のスロット６が設けられており、このスロット６の開口部７を通して巻線用ノズルがスロット６内に組み付けられる。
【００１４】
前記突極５の周囲には、巻線用ノズルによって巻線８が巻回されており、ステータ２のステータコア４には、ステータカバーとなる絶縁部材９が組み付けられてステータコア４と巻線８との絶縁を確保している。
【００１５】
ステータコア４は、図２および図３に示すように、スロット６の開口部７が形成される突極５の両側に張り出した肩部５ａの側壁面５ｂに、スロット内方側を切り欠いた段差部１０が形成されている。この段差部１０は、突極５の肩部５ａ相互間の幅Ｌ１に対してスロット６の開口部７の幅Ｌ２を絶縁部材９の厚みｐによって極力狭くしないように段差部１０の寸法ｍを可能な限り大きく形成している。
【００１６】
前記スロット６内に挿入配置される絶縁部材９の筒状部９ａには、スロット６の開口部７に配置される開口側端部９ｂに、前記スロット６の開口部７の壁面に沿ってスロット６開口側（外径側）およびスロット６内方側（内径側）に延出する略Ｔ字状の延出部９ｃ、９ｄが設けられている。この絶縁部材９の開口側延出部９ｃを上記段差部１０に係合して組み付けられている。
【００１７】
巻回された巻線８とステータコア４との、絶縁部材９の表面に沿った最短距離が、必要な沿面距離αである。
沿面距離αとは、２つの伝導性部分間の、絶縁物の表面に沿った最短距離をいう。
【００１８】
次に、上記の実施例の作用を説明する。
成形品である絶縁部材９の筒状部９ａをスロット６内に挿入する。このとき、絶縁部材９のスロット６開口側の延出部９ｃを突極５の肩部５ａの段差部１０に圧入する。こうして、スロット６の開口部７の幅Ｌ２と、沿面距離αと巻線可能スロット面積を最大限確保することができる。そして、必要な絶縁沿面距離αを確保しつつ、ノズルによる巻線巻回が可能なスリット幅Ｌ２も確保することができる。
【００１９】
なお、本発明において切り欠き段差部１０をどの程度取るかが問題になる。段差ｍを大きく取ればスリット幅Ｌ２を大きくすることができるが、ステータコア４の磁路面積は小さくなってしまい、十分な磁束を通すことができなくなる。
【００２０】
本実施の形態においては、ハイブリッド型ステッピングモータのステータコア４を例にした。その場合、磁極の小歯５ｃの幅ｑを基準として、その８０％以上残れば必要な磁束を通すことができることがわかった。すなわち、切り欠く面積は小歯面積の２０％以内にすれば良いことになる。
【００２１】
図４は、本発明の他の実施の形態で、図２および図３と同一部分は、同符号を付して同一部分の説明は省略して説明する。
前記スロット６内方側（内径側）に延出した延出部９ｄの裏面側から突極５の肩部５ａの背面側に位置する絶縁部材９の壁面９ｅの肉厚を厚く形成している。
この様に巻線側の絶縁部材９の壁面９ｅを厚くすることにより，スロット開口幅Ｌ２と沿面距離α，ノズルの揺動範囲も確保できるのできれいに巻線が可能である。
【００２２】
上記実施の形態によれば、次のような効果を得ることができる。
突極５間に形成されるスロット６のスロット開口部７の壁面５ｂに、スロット内方側を切り欠いた段差部１０を設け、該段差部１０に、前記スロット内壁面に配設された前記絶縁部材９の開口側両端部９ｂを係合させたので、巻線用ノズルを用いて巻線を巻回するのに十分なスリット幅Ｌ２を確保することができる。また、切り欠き段差部１０の面積を適宜設定することによって、モータ駆動に必要な磁束が得られる。
絶縁部材９のスロット開口部７に延びる両端部９ｂの先端が、スロット６の外側および内側の両方に延び、両端部９ｂの外側の先端が前記突極５のスロット面の切り欠き段差部１０に嵌め合わせられるように配設したので、十分な絶縁沿面距離αを確保することができる。
絶縁部材９のスロット開口部７に延びる両端部９ｂの内側の先端を肉厚状にしたので、巻線の巻回が、より容易になる。
【００２３】
なお、本発明は、上記実施の形態のみに限定されるものではなく、例えば、上記実施の形態では、ハイブリッド型ステッピングモータ１のステータ２に適用したが、ステッピングモータ１以外のモータにも適用できるものであり、かつロータ３にも適用することができる。また、絶縁部材９としては、突極５の周囲およびスロット６内面を絶縁できるものであれば、図６に示した絶縁部材に限らず、他の形状の絶縁部材を用いることもできる。また、絶縁部材９の厚みも必要に応じて任意に設定することができるものである。その他、本発明の要旨を変更しない範囲内で適宜変更して用いることができることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のモータ巻線の絶縁構造の実施の形態を示す図で、ハイブリッド型ステッピングモータのステータ巻線が収容されたスロットを示す概念図である。
【図２】本発明のモータ巻線の絶縁構造の一実施の形態を示す図で、図１のハイブリッド型ステッピングモータのステータの巻線が収容されたスロットの拡大断面図である。
【図３】図２の突極とスロットの構造を説明するための拡大断面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態を示す拡大断面図である。
【図５】モータ内部を切り欠いて示す斜視図である。
【図６】ステータコアと巻線とを絶縁するための、従来の絶縁部材を示す斜視図である。
【図７】図５の絶縁部材の平面図である。
【図８】従来のハイブリッド型ステッピングモータのステータの巻線が収容されたスロットの拡大断面図である。
【図９】従来のハイブリッド型ステッピングモータのステータの巻線が収容されたスロットの拡大断面図である。
【図１０】従来のハイブリッド型ステッピングモータのステータの巻線が収容されたスロットの拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  ハイブリッド型ステッピングモータ
２  ステータ
３  ロータ
４  ステータコア
５  突極
６  スロット
７  開口部
８  巻線
９  絶縁部材
１０  段差部
５ａ  肩部
５ｂ  側壁面
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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