(57)【要約】【課題】  ステータの小型軽量化を図るとともに、ステータの組み立て性を向上する。【解決手段】  円環状のヨークから径方向に突出する複数のティース部１２を備え、各ティース部１２に絶縁ボビン２０を装着してステータコイル５０を巻回してなるステータにおいて、絶縁ボビン２０のコイル巻回壁部２１は、ティース部１２のステータ軸方向の一方側の側面１２ａを覆う第１側壁２１ａと、ティース部１２のステータ周方向の両側の側面１２ｂ，１２ｃを覆う第２側壁２１ｂおよび第３側壁２１ｃによって断面略コ字形に形成されており、第２側壁２１ｂと第３側壁２１ｃのステータ軸方向長さはティース部１２のステータ軸方向長さよりも長く、第２側壁２１ｂと第３側壁２１ｃの先端内側には、ティース部１２のステータ軸方向の他方側の側面１２ｄに係止する突出部２６が設けられている。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状のヨークから径方向に突出する複数のティースを備え、各ティースに絶縁ボビンを装着しステータコイルを巻回してなるステータにおいて、
前記絶縁ボビンの前記ステータコイルが巻回されるコイル巻回壁部は、前記ティースのステータ軸方向の一方側の側面を覆う第１側壁と、前記ティースのステータ周方向の両側の側面を覆う第２側壁および第３側壁によって断面略コ字形に形成されており、前記第２側壁と前記第３側壁のステータ軸方向長さは前記ティースのステータ軸方向長さよりも長く、前記第２側壁と前記第３側壁の先端内側には、前記ティースのステータ軸方向の他方側の側面に係止する突出部が設けられていることを特徴とするステータ。
【請求項２】
前記ステータコイルは、前記絶縁ボビンの前記第２側壁と前記第３側壁の両突出部間を跨ぐように巻回されてい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】
前記絶縁ボビンの前記第２側壁と前記第３側壁の両突出部間に配置された前記ティースのステータ軸方向の他方側の側面と前記ステータコイルとの間に絶縁部材が配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のステータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モータや発電機などの回転電機に用いられるステータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転電機のステータとして、円環状のヨークから径方向に突出する複数のティースに絶縁ボビンを装着しステータコイルを巻回してなるステータが知られている。
従来の絶縁ボビンは断面略コ字形の第１ピースと第２ピースを備えた２ピース構造が一般的で、第１ピースと第２ピースをティースの両側から該ティースを抱くように装着し、第１ピースと第２ピースの先端部を重合させて絶縁ボビンを一体化し、ティースの全周を絶縁ボビンで包囲している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２０８７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の２ピース構造の絶縁ボビンでは、第１ピースと第２ピースの先端部を重合させているため、この重合部において肉厚が厚くなり、ステータコイルを巻回したときに重合部に対応する部分においてステータコイルが盛り上がり、ステータが大きくなってしまい不利だった。
また、絶縁ボビンを２ピース構造にすると、組み付け工数も増え、部品管理も面倒になるだけでなく、各ピース毎に製造用金型が必要になって金型費が嵩み、製造コストが高くなる。
そこで、この発明は、小型化を促進することができ、部品点数を減らせて、組み立て容易になり、コスト低減を図ることができるステータを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、円環状のヨーク（例えば、後述する実施例におけるヨーク１ａ、ヨーク部１１）から径方向に突出する複数のティース（例えば、後述する実施例におけるティース部１２）を備え、各ティースに絶縁ボビン（例えば、後述する実施例における絶縁ボビン２０）を装着しステータコイル（例えば、後述する実施例における平角線５０）を巻回してなるステータ（例えば、後述する実施例におけるステータ１）において、前記絶縁ボビンの前記ステータコイルが巻回されるコイル巻回壁部（例えば、後述する実施例におけるコイル巻回壁部２１）は、前記ティースのステータ軸方向の一方側の側面（例えば、後述する実施例における側面１２ａ）を覆う第１側壁（例えば、後述する実施例における第１側壁２１ａ）と、前記ティースのステータ周方向の両側の側面（例えば、後述する実施例における側面１２ｂ，１２ｃ）を覆う第２側壁（例えば、後述する実施例における第２側壁２１ｂ）および第３側壁（例えば、後述する実施例における第３側壁２１ｃ）によって断面略コ字形に形成されており、前記第２側壁と前記第３側壁のステータ軸方向長さは前記ティースのステータ軸方向長さよりも長く、前記第２側壁と前記第３側壁の先端内側には、前記ティースのステータ軸方向の他方側の側面（例えば、後述する実施例における側面１２ｄ）に係止する突出部（例えば、後述する実施例における突出部２６）が設けられていることを特徴とする。
このように構成することにより、絶縁ボビンを１ピース構造にすることができる。絶縁ボビンの第２側壁と第３側壁の両突出部間の開放側からティースを挿入していき、前記両突出部がティースのステータ軸方向の他方側の側面に係止するまで押し込んでいけば、絶縁ボビンをティースに簡単に装着することができる。また、絶縁ボビンの第２側壁および第３側壁の両突出部がティースのステータ軸方向の他方側の側面に係止するので、該側面がステータコイルへ接近するのを阻止することができ、該側面とステータコイルとの離間寸法（空間距離）を所定寸法確保することができる。また、絶縁ボビンにおいてステータ軸方向の他方側が開放されているので、絶縁ボビンを軽量にできる。
【０００５】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記ステータコイルは、前記絶縁ボビンの前記第２側壁と前記第３側壁の両突出部間を跨ぐように巻回されていることを特徴とする。
このように構成することにより、ティースのステータ軸方向の他方側の側面とステータコイルとの離間寸法（空間距離）を確実に確保することができる。
【０００６】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記絶縁ボビンの前記第２側壁と前記第３側壁の両突出部間に配置された前記ティースのステータ軸方向の他方側の側面と前記ステータコイルとの間に絶縁部材（例えば、後述する実施例における絶縁部材３０）が配置されていることを特徴とする。
このように構成することにより、絶縁ボビンの側壁がない開放部においてティースとステータコイルとの絶縁性をさらに向上することができる。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に係る発明によれば、絶縁ボビンを１ピース構造にすることができるので、ステータの部品点数が減少して、構成が簡単になり、ステータの組み立て工数も減り、コスト低減を図ることができる。また、絶縁ボビンをティースに簡単に装着することができるので、ステータの組み立てが容易になる。また、絶縁ボビンの第２側壁および第３側壁の両突出部がティースのステータ軸方向の他方側の側面に係止することにより、ティースのステータ軸方向の他方側の側面とステータコイルとの離間寸法（空間距離）を所定寸法に確保することができるので、絶縁ボビンの第２側壁と第３側壁の両突出部間においてティースとステータコイルとを絶縁することができる。また、絶縁ボビンを軽量にできるので、ステータの軽量化を図ることができる。
【０００８】
請求項２に係る発明によれば、ティースのステータ軸方向の他方側の側面とステータコイルとの離間寸法（空間距離）を確実に確保することができるので、絶縁ボビンの第２側壁と第３側壁の両突出部間においてティースとステータコイルとを確実に絶縁することができる。
【０００９】
請求項３に係る発明によれば、絶縁ボビンの側壁がない開放部においてティースとステータコイルとの絶縁性をさらに向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明に係るステータの実施例を図１から図６の図面を参照して説明する。
図１に示すように、ステータ１は、複数のステータモジュール２を円環状に連結して構成されており、電動機や発電機等の回転電機に用いられる。
図２は単一のステータモジュール２の正面図、図３は図２のＡ−Ａ断面図、図４はステータモジュール２の分解斜視図である。各ステータモジュール２は、積層鋼板からなりヨーク部１１とティース部（ティース）１２を有するステータコア１０と、ステータコア１０のティース部１２に装着された絶縁ボビン２０と、絶縁ボビン２０に巻回された平角線（ステータコイル）５０を備えている。
【００１１】
各ステータコア１０のヨーク部１１同士は連結されてステータ１における円環状のヨーク１ａを形成する。このヨーク部１１同士の連結を容易にするために、ヨーク部１１の周方向一端面には係合凸部１１ａが設けられ、他端面には係合凸部１１ａに嵌合する係合凹部１１ｂが設けられている。
【００１２】
ティース部１２はヨーク部１１の中央から径方向の中心方向に向かって延出している。図４に示すように、ティース部１２は断面略矩形をなし、ステータ１の軸方向（以下、ステータ軸方向という）の一方側の側面１２ａと他方側の側面１２ｄと、ステータ１の周方向（以下、ステータ周方向という）の一方側の側面１２ｂと他方側の側面１２ｃを備えている。また、ティース部１２の先端にはヨーク部１１の周方向に延出する延出部１３が設けられている。
【００１３】
絶縁ボビン２０は絶縁性に優れた材料（例えば樹脂）からなる一体成型品であって、ステータ径方向から見ると略コ字形をなし、ステータ軸方向の他方側が開放部２９になっている。絶縁ボビン２０は、ステータコア１０のティース部１２の外側に配置される断面略コ字形のコイル巻回壁部２１と、このコイル巻回壁部２１におけるステータ１の径方向（以下、ステータ径方向という）両端から外方へ垂直に延出する鍔部２２，２３と、鍔部２２におけるステータ軸方向の一方側であってステータ径方向外側に設けられたコネクタ部２４と、鍔部２３におけるステータ軸方向の一方側であってステータ径方向内側に設けられたコネクタ部２５と、を備えている。
【００１４】
コイル巻回壁部２１は、ティース部１２のステータ軸方向の一方側の側面１２ａに対向配置されてこれを覆う第１側壁２１ａと、ティース部１２のステータ周方向の一方側の側面１２ｂに対向配置されてこれを覆う第２側壁２１ｂと、ティース部１２のステータ周方向の他方側の側面１２ｃに対向配置されてこれを覆う第３側壁２１ｃから構成されている。
第２側壁２１ｂと第３側壁２１ｃの離間寸法はその間にティース部１２を挿入したときに第２，第３側壁２１ｂ，２１ｃがティース部１２の側面１２ｂ，１２ｃに接触するように設定されている。
【００１５】
第２側壁２１ｂと第３側壁２１ｃのステータ軸方向に沿う長さ（以下、ステータ軸方向長さという）はティース部１２のステータ軸方向長さよりも若干長く設定されており、第２側壁２１ｂと第３側壁２１ｃのステータ軸方向の先端内面には、断面略三角形の突出部２６，２６が互いに対向して設けられている。この突出部２６は、第２側壁２１ｂおよび第３側壁２１ｃのステータ軸方向先端に連なり、第１側壁２１ａに接近するにしたがってステータ周方向幅を拡幅するテーパ面２６ａと、第２側壁２１ｂあるいは第３側壁２１ｃに対して直角をなす平坦面２６ｂとを備えており、平坦面２６ｂと第１側壁２１ａの離間寸法はティース部１２のステータ軸方向の両側の側面１２ａ，１２ｄ間寸法と同一に設定されている。
鍔部２２，２３はステータ径方向から見て略コ字形をなし、その両端部２２ａ，２２ａおよび２３ａ，２３ａは第２側壁２１ｂおよび第３側壁２１ｃよりもステータ軸方向の他端側に張り出している。
【００１６】
絶縁ボビン２０は次のようにしてステータコア１０に装着される。図４に示すように、絶縁ボビン２０の開放部２９をステータコア１０に向けて、ステータコア１０のヨーク部１１と延出部１３との間に絶縁ボビン２０の鍔部２２，２３を挟み込むように接近させていき、ステータコア１０のティース部１２における側面１２ａの縁部を絶縁ボビン２０の突出部２６，２６のテーパ面２６ａ，２６ａに突き当てて、さらに押し込んでいく。すると、ティース部１２が絶縁ボビン２０の側壁２１ｂ，２１ｃを押し広げながら側壁２１ｂ，２１ｃ間の内部へと進んでいく。そして、ティース部１２の側面１２ａが絶縁ボビン２０の側壁２１ａに接触すると同時にティース部１２の側面１２ｄが突出部２６，２６を乗り越え、これと同時に絶縁ボビン２０の側壁２１ｂ，２１ｃが弾性復帰して突出部２６，２６の平坦面２６ｂ，２６ｂがティース部１２の側面１２ｄに係止する。このようにして、絶縁ボビン２０をティース部１２に簡単に装着することができる。
【００１７】
絶縁ボビン２０をステータコア１０に装着した状態では、絶縁ボビン２０の第１側壁２１ａがティース部１２の側面１２ａに接触し、各突出部２６の平坦面２６ｂがティース部１２の側壁１２ｄに係止し、鍔部２２の外面がステータコア１０のヨーク部１１に突き当たり、鍔部２３がステータコア１０の延出部１３に突き当っている。
【００１８】
平角線５０は、絶縁ボビン２０のコイル巻回壁部２１の上からティース部１２の周囲に巻回されており、絶縁ボビン２０の開放部２９側において平各線５０は第２側壁２１ｂと第３側壁２１ｃを跨ぐように巻回されている。このように巻回した結果、平角線５０とティース部１２の側面１２ｄとの間には、突出部２６のステータ軸方向長さと同じ寸法の隙間が形成されている。
図２に示すように、平角線５０の一端は一方のコネクタ部２４に取り付けられたコネクタ２６に接続され、平角線５０の他端は他方のコネクタ部２５に取り付けられたコネクタ２７に接続されている。
【００１９】
このように構成されたステータ１によれば、絶縁ボビン２０を１ピース構造にすることができるので、ステータモジュール２の部品点数が減少して、ステータモジュール２の構成が簡単になる。その結果、ステータ１の部品点数が減少して、ステータ１の構成が簡単になる。
また、絶縁ボビン２０をティース部１２に簡単に装着することができるので、ステータモジュール２の組み立てが容易になるとともに、ステータモジュール２の組み立て工数も減り、コスト低減を図ることができる。その結果、ステータ１の組み立てが容易になるとともに、ステータ１の組み立て工数も減り、コスト低減を図ることができる。
【００２０】
絶縁ボビン２０の第１側壁２１ａがティース部１２の側面１２ａに当接し、第２側壁２１ｂおよび第３側壁２１ｃの突出部２６，２６がティース部１２の側面１２ｄに係止しているので、ティース部１２を平角線５０に対して相対移動不能にすることができ、絶縁ボビン２０の開放部２９側においてティース部１２の側面１２ｄと平角線５０との離間寸法（空間距離）を確実に確保することができる。そして、突出部２６の平坦面２６ｂから第２，第３側壁２１ｂ，２１ｃの先端までステータ軸方向寸法の設定により、側面１２ｄと平角線５０との離間寸法（空間距離）を自由に設定することができるので、側面１２ｄと平角線５０の間を絶縁空間にするために必要な寸法に設定して、側面１２ｄと平角線５０を確実に絶縁することができる。その結果、ステータ１の性能を向上させることができる。
【００２１】
また、従来のように絶縁ボビンを２ピース構造にしたときには２ピースを一体化するために重合部分が必要であったが、この実施例の１ピース構造の絶縁ボビン２０では前記重合部分が不要なため、絶縁ボビン２０を薄肉にすることができ、平角線５０を巻回したときに余計な膨らみが生じない。したがって、ステータモジュール２を小型化でき、ひいてはステータ１の小型化が可能になる。
また、絶縁ボビン２０に前記重合部分がないこと、および、絶縁ボビン２０が開放部２９を有することから、絶縁ボビン２０が軽量になり、その結果、ステータモジュール２が軽量になって、ステータ１の軽量化を図ることができる。
【００２２】
なお、図６に示すように、絶縁ボビン２０の開放部２９側の突出部２６，２６間において、ティース部１２の側面１２ｄと平角線５０との間に絶縁紙あるいは絶縁テープなどからなる絶縁部材３０を配置すると、側面１２ｄと平角線５０との絶縁性をさらに向上させることができる。この場合、絶縁部材３０をティース部１２の側面１２ｄに貼り付けて固定するのが好ましい。
【００２３】
〔他の実施例〕
なお、この発明は前述した実施例に限られるものではない。
例えば、前述した実施例ではステータコイルを平角線で構成したが、丸線であっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明に係るステータの一実施例における正面図である。
【図２】前記ステータを構成するステータモジュールの正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】前記ステータモジュールの分解斜視図である。
【図５】前記実施例のステータモジュールに用いられる絶縁ボビンの斜視図である。
【図６】前記実施例のステータモジュールの変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  ステータ
１ａ  ヨーク
１１  ヨーク部（ヨーク）
１２  ティース部（ティース）
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ  側面
２０  絶縁ボビン
２１  コイル巻回壁部
２１ａ  第１側壁
２１ｂ  第２側壁
２１ｃ  第３側壁
２６  突出部
３０  絶縁部材
５０  平角線（ステータコイル）
【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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