(57)【要約】【課題】コイルをより効率的に充填する。【解決手段】ステータコア１０から内方に向けて突出する四角錐台状のティース１２に樹脂製のインシュレータ２０を介し、平角線のコイル２２を巻回する。インシュレータ２０は、インシュレータ２０の厚みが、平角線およびティース１２との相対位置関係に応じて異なっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアから内方に向けて突出する四角錐台状のティースに樹脂製のインシュレータを介し、平角線のコイルを巻回するステータであって、
前記インシュレータの厚みが、平角線およびティースとの相対位置関係に応じて異なっていることを特徴とするステータ。
【請求項２】
平角線とティースとの距離が相対的に小さい箇所に設けられているインシュレータの厚みが、平角線とティースとの距離が相対的に大きい箇所に設けられているインシュレータの厚みより小さくなっていることにより厚みが異なっ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】
ステータコアから内方に向けて突出する四角錐台状のティースに樹脂製のインシュレータを介し、平角線のコイルを巻回するステータであって、
前記コイルは、四角錐台になっているティース形状に沿うように段差を設けて配置されるとともに、前記インシュレータは、その段差にあわせるように厚みが異なっていることを特徴とするステータ。
【請求項４】
段差を設けて配置されているコイルの隣接する平角線間の隙間部分に設けられているインシュレータの厚みが、前記平角線の平坦部分とティースとの間に設けられているインシュレータの厚みより大きくなっていることにより厚みが異なっていることを特徴とする請求項３に記載のステータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータコアから内方に向けて突出する四角錐台状のティースに樹脂製のインシュレータを介し、平角線を巻回するステータを有するモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石モータ、誘導モータなど各種のモータにおいては、ステータに複数相のコイルを巻回し、回転磁界を形成する。すなわち、円環状のステータコアから内方に向けて複数のティースを等間隔で突出させ、このティースにコイルを巻回する。モータを小型化するためには、ティース間のスロットにおけるコイルの占積率（スロット内に占める電線の割合）をなるべく大きくしたいという要求がある。このためには、スロット内の空間、コイルの絶縁被覆、ティース・コイル間に配置するインシュレータなどをなるべく少なくする必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３０６８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、インシュレータについて、その強度を維持しつつなるべく薄くすることが考えられる。しかし、あまり薄くすると、樹脂成形の際に、樹脂の流動性が悪化し、樹脂の充填不良（ショートショット）が発生しやすい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、ステータコアから内方に向けて突出する四角錐台状のティースに樹脂製のインシュレータを介し、平角線のコイルを巻回するステータであって、前記インシュレータの厚みが、平角線およびティースとの相対位置関係に応じて異なっていることを特徴とする。
【０００６】
また、平角線とティースとの距離が相対的に小さい箇所に設けられているインシュレータの厚みが、平角線とティースとの距離が相対的に大きい箇所に設けられているインシュレータの厚みより小さくなっていることにより厚みが異なっていることが好適である。
【０００７】
また、本発明は、ステータコアから内方に向けて突出する四角錐台状のティースに樹脂製のインシュレータを介し、平角線のコイルを巻回するステータであって、前記コイルは、四角錐台になっているティース形状に沿うように段差を設けて配置されるとともに、前記インシュレータは、その段差にあわせるように厚みが異なっていることを特徴とする。
【０００８】
また、段差を設けて配置されているコイルの隣接する平角線間の隙間部分に設けられているインシュレータの厚みが、前記平角線の平坦部分とティースとの間に設けられているインシュレータの厚みより大きくなっていることにより厚みが異なっていることが好適である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、インシュレータが肉厚部を有するため、その他の部分が薄くても樹脂の流動性を十分維持することができる。従って、インシュレータを実質的に薄くして、コイルの充填率（スロットに対する銅の占有率）を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係るステータの構成を示す図である。
【図２】要部構成を示す図である。
【図３】他の実施形態の要部構成を示す図である。
【図４】コイルの構成を示す模式図である。
【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。
【００１２】
図１には、ステータの１ティース分の構成が示してある。図において一点鎖線で示すステータは円環状のステータコア１０から内側に突出するティース１２を有している。ステータは、電磁鋼板や、圧粉磁心などで構成される。ティース１２は、四角錐台状であり、内側に向けて幅が徐々に狭くなっている。なお、モータの軸方向の長さはステータ全体として同一である。
【００１３】
ティース１２を覆って、樹脂製のインシュレータ２０が配置され、このインシュレータ２０を介しティース１２の外表面上にコイル２２が巻回される。インシュレータ２０は、コイル２２とティース１２を確実に絶縁するものであり、材料としてはＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などが用いられる。インシュレータ２０は、１つのティース１２に対応した形状のものを樹脂成形し、これをティース１２にはめ込んで配置する。
【００１４】
コイル２２は、平角線を用いて形成されている。ティース１２の周囲を、インシュレータ２０を介しらせん状に取り囲むのであるが、ティース１２の軸方向の両端面上において半径方向にずれるため、ティース１２間の間隙（スロット）では、平角線が板のようにして隙間なく積層されている。なお、コイル２２は、平角型の銅線にエナメルをコーティングした電線で構成されている。
【００１５】
インシュレータ２０は、ティース１２の円周方向の左右端面および上下端面を覆うとともに、ステータコア１０の内周面に沿って両側に伸びスロットの半分までを覆う。すなわち、インシュレータ２０は、ティース１２に巻回されるコイル２２がティース１２およびステータコア１０と接触する部分に配置される。なお、ティース１２の内側端面は、ロータにそのまま対向する。また、インシュレータ２０のステータコア１０の内周面に沿って配置される部分は、ティース１２の両側にスロットの半分の位置までではなくても、片側に１００％、反対側に０％などでもよい。
【００１６】
また、インシュレータ２０のティースを覆う内表面は、ティース１２の表面に合致するようにほぼ平坦な面であるが、ティース１２の徐々に狭くなる側面を覆う外表面は、階段状となっている。すなわち、ティース１２の側面を覆うインシュレータ２０の外表面は、ここに配置される平角線のコイル２２のティース１２に対向する側面にあわせて、階段状になっている。
【００１７】
これについて、さらに説明すると、コイル２２は、平角線が四角錐台状のティース１２の外表面上に沿うように、隣接する平角線において段差がつくようにして巻回されている。そこで、コイル２２の内側を見ると、平角線の平坦部は、モータの軸に平行であるが、平角線の１ターンは、徐々に径が小さくなっている。そして、インシュレータ２０の厚みは、１ターンの平角線について、その平角線とティースとの相対位置関係に応じて異なっている。
【００１８】
従って、１ターンの平角線内側面とティースとの距離が相対的に小さい箇所に設けられているインシュレータ２０の厚みが、平角線とティース１２との距離が相対的に大きい箇所に設けられているインシュレータ２０の厚みより小さくなっている。
【００１９】
言い替えると、コイル２２は、ティース１２に巻回されるが、四角錐台になっているティース形状に沿うように段差を設けて巻回される。従って、コイル２２の内面は、平角線の内側の平坦面が、順次半径方向の位置が異なるようにして配置される。そして、インシュレータ２０は、その段差にあわせるように厚みが異なっている。
【００２０】
このように、インシュレータ２０に肉厚部を形成することで、樹脂成形の際に、肉厚部において樹脂の流動性が良好になり、全体として樹脂の充填不良（ショートショット）の発生を防止することが可能となる。また、肉厚部が補強リブのように機能するため、強度も十分なものに維持することができる。
【００２１】
具体的には、インシュレータ２０の最薄部は０．３ｍｍ程度、肉厚部を０．４〜０．５ｍｍとする。これによって、強度を維持しつつ成型時のショートショットの発生を防止できる。従来のインシュレータ２０では、厚みは０．５ｍｍ程度であり、この場合のスロットの銅線の占有率は、５５％程度であった。本実施形態によれば、インシュレータ２０の厚みを０．３ｍｍにしたのと同じ占有率が得られ、占有率を２．５％程度向上することが可能になる。
【００２２】
図２には、インシュレータ２０と、コイル２２が接触する部分の拡大図が示してある。このように、平角線のコイル２２の形状に応じて、インシュレータ２０に肉厚部を形成している。
【００２３】
図３には、平角線の角のＲ部分に対し、インシュレータ２０の外表面を突出させた例を示してある。このような構成によって、肉厚部をより厚くすることが可能になる。
【００２４】
コイル２２の平角線の１ターンは、巻回された際の内周側において、平坦部とその両側の面取り部からなっている。従って、複数ターン巻回されたコイル２２において、隣接する平角線同士の接する場所には、外側に向けてＶ字状の隙間部が形成される。すなわち、平角線の平坦部と平坦部との間に溝状の隙間部が形成される。図３の実施形態では、このコイル２２の隣接する平角線間の隙間部分に設けられているインシュレータ２０の厚みが、平角線の平坦部分とティース１２との間に設けられているインシュレータ２０の厚みより大きくなっている。
【００２５】
図４には、平角線を用いたコイル２２の模式図が示してある。図においては、径が変化することがわかりにくいが、コイル２２の径はティース１２の幅に合わせて外方に向けて徐々に拡大していく。
【００２６】
本実施形態では、ティース１２は、内方に向けて先細りである。従ってコイル２２を内側方向からはめ込むことができる。すなわち、ステータコア１０およびティース１２からなるステータを形成した場合には、各ティースにインシュレータ２０を被せる。次に、図４のように、巻線として形成したコイル２２を各ティース１２にインシュレータ２０の上からはめ込む。このようにして、ステータを形成することができる。なお、スロットには、コイルが充填されたあと、樹脂がモールドされる。また、コイル２２同士の接続は、ステータの上端において行われる。
【００２７】
なお、インシュレータ２０の上下端面には、板バネの先端に突起が形成されたスナップフィットが形成されており、コイル２２の端面をこのスナップフィットで弾性保持する。すなわち、コイル２２の内側端がスナップフィットを押しながら乗り越えたところでスナップフィットが戻り、先端の突起で、コイル２２の内側端面を保持する。
【符号の説明】
【００２８】
１０  ステータコア、１２  ティース、２０  インシュレータ、２２  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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