(57)【要約】【課題】インシュレータにコイル導体を巻き付ける際における、インシュレータに対するコイル導体の干渉を防止または抑制するとともに、ステータコアとコイル導体との間の絶縁性を向上させた回転電機用ステータを提供する。【解決手段】ティース１２と、隣り合うティース１２間に設けられたスロット１４とを備えるステータコア１０と、スロット１４の壁面１５に沿うように配置されたインシュレータ１６と、ティース１２にインシュレータ１６を介して巻き付けられたコイル導体と、を備える。インシュレータ１６は、本体部１７と、端面１９ｂの一部のみがスロット１４の内壁面１３と当接するフランジ部１９と、を含む。【選択図】図１
2013135585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
径方向に延びる複数のティースと、隣り合うティース間に設けられたスロットとを備えるステータコアと、
前記スロットの壁面に沿うように配置された、絶縁性を有するインシュレータと、
前記ティースに前記インシュレータを介して巻き付けられたコイル導体と、
を備え、
前記インシュレータは、前記コイル導体が巻回される外周面と前記ティースに当接する内周面とを有する本体部と、端面の一部のみが前記スロットの内壁面と当接するフランジ部と、を含むことを特徴とする回転電機用ステータ。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機用ステータにおいて、
前記フランジ部の端面に、断面略矩形状の溝が形成されてなることを特徴とする回転電機用ステータ。
【請求項３】
請求項１に記載の回転電機用ステータにおいて、
前記スロットの内壁面に、断面略矩形状の溝が形成されてなることを特徴とする回転電機用ステータ。
【請求項４】
請求項２に記載の回転電機用ステータにおいて、
前記フランジ部は、端部側の厚みが、前記本体部側の厚みよりも小さくなるように段差が設けられていることを特徴とする回転電機用ステータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機用ステータに関する。
【背景技術】
【０００２】
モータ用のステータにおけるステータコアにはスロットが形成され、このスロット内には複数本のコイル導体が収容される。その際に、スロット内周面と複数のコイル導体との間には絶縁層を形成する必要がある。この絶縁層をスロット内に設ける方法の一つとして、絶縁性を有するインシュレータをスロット間に設けられたティース部に装着する方法が挙げられる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、インシュレータが使用される鉄心の分割面にはスロットとの境界部に段差部が設けられ、該段差部に薄肉絶縁シート片の溶着部を含む外側片部の先端部が収容されること、該外側片部が分割面間に噛み込むことがなく、また、薄肉絶縁シート片が鉄心と巻線との間の絶縁距離を確保するバリアの役割を果たし、スロットにおける巻線の占積率を向上させて鉄心の小型化が可能になり、回転電機の小型化を図ることができること、が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、分割型固定子コアのスロット底面と当接するリップ部とテーパ部と側面部と当接部とを備え、分割型固定子コアのティース部に沿って形成されたインシュレータが記載されている。
【０００５】
特許文献３には、カーボンブラシ摩耗粉の巻枠全面にわたる付着を防ぐため、鉄心に当接する巻枠の底面部にＬ字状のスリット溝を設けた界磁組立体が記載されている。
【０００６】
特許文献４には、コイルとコアセグメントを絶縁することを目的とした樹脂成形品であって、円環状に組み立てられた際、スロット内の連結部におけるコア〜コイル間の絶縁距離を確保するための突起が設けられているインシュレータが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１２６９９７号公報
【特許文献２】特開２０１０−１３６４８６号公報
【特許文献３】特開平６−２９２３３７号公報
【特許文献４】特開２００１−２５１７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、インシュレータにコイル導体を巻き付ける際における、インシュレータに対するコイル導体の干渉を防止または抑制するとともに、ステータコアとコイル導体との間の絶縁性を向上させた回転電機用ステータを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の回転電機用ステータは以下の特徴を有する。
【００１０】
（１）径方向に延びる複数のティースと、隣り合うティース間に設けられたスロットとを備えるステータコアと、前記スロットの壁面に沿うように配置された、絶縁性を有するインシュレータと、前記ティースに前記インシュレータを介して巻き付けられたコイル導体と、を備え、前記インシュレータは、前記コイル導体が巻回される外周面と前記ティースに当接する内周面とを有する本体部と、端面の一部のみが前記スロットの内壁面と当接するフランジ部と、を含む、回転電機用ステータである。
【００１１】
従来のインシュレータに比べ、インシュレータにコイル導体を巻き付ける際に、インシュレータに対しコイル導体が干渉しにくくなる。その結果、インシュレータにコイル導体を巻き付ける作業効率が向上する。また、スロットの内壁面とフランジ部の端面との間に、沿面距離を確保するための空隙を形成したことにより、インシュレータのフランジ端部からの沿面距離を長くすることができ、その結果、ステータコアとコイル導体との間の絶縁性が向上する。さらに、当該インシュレータは、スロットの内壁面に沿うように形成すれば良く、成形が容易である。
【００１２】
（２）上記（１）に記載の回転電機用ステータにおいて、前記フランジ部の端面に、断面略矩形状の溝が形成されてなる回転電機用ステータである。
【００１３】
スロットの内壁面を含むステータコアの形状は従来のステータコアの形状と同じにすることができるので、従来と同様のトルク特性を維持することができる。
【００１４】
（３）上記（１）に記載の回転電機用ステータにおいて、前記スロットの内壁面に、断面略矩形状の溝が形成されてなる回転電機用ステータである。
【００１５】
インシュレータの形状は従来のインシュレータの形状と同じにすることができるので、部品の共通化を図ることができる。
【００１６】
（４）上記（２）に記載の回転電機用ステータにおいて、前記フランジ部は、端部側の厚みが、前記本体部側の厚みよりも小さくなるように段差が設けられている回転電機用ステータである。
【００１７】
スロットの内壁面を含むステータコアの形状は従来のステータコアの形状と同じにすることができるので、従来と同様のトルク特性を維持することができる。また、インシュレータのフランジ端部側の厚みが、本体部側の厚みよりも小さくなるように段差を設けたので、コアとの沿面距離が確保できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、インシュレータにコイル導体を巻き付ける際における、インシュレータに対するコイル導体の干渉を防止または抑制することができるとともに、ステータコアとコイル導体との間の絶縁性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態における回転電機用ステータの一例を示す部分断面図である。
【図２】本発明の実施の形態における回転電機用ステータの他の一例を示す部分断面図である。
【図３】回転電機のステータコアの一例を示す一部斜視図である。
【図４】ステータコアにインシュレータを装着させた従来の回転電機用ステータの一例を示す部分断面図である。
【図５Ａ】従来のインシュレータの一例を示す部分断面図である。
【図５Ｂ】従来のインシュレータの一例を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。
【００２１】
図３には、ステータコアの端面３０Ａから見たティースに、後述するインシュレータが挿入されていない状態の回転電機のステータコアの一例を示す一部斜視図が示されている。図３に示すように、ステータコア３０には、径方向内側に突出するように形成されたティース３２ａ，３２ｂ，・・・からなる複数のティース３２と、隣り合うティース間に設けられた、スロット３４ａ，３４ｂ，・・・からなる複数のスロット３４とを有する。ティース３２にはそれぞれコイル導体が巻き付けられたインシュレータが装着される。
【００２２】
図４は、図３に示すステータコア３０に、コイル導体４０を巻き付けたインシュレータ３６を装着させて回転電機用ステータ３００を作製する様子を示した部分断面図である。図４に示すように、インシュレータ３６は、本体部３７と、フランジ部３９とを有する。本体部３７は、コイル導体４０が巻回される外周面３７ａと、内周面３７ｂとを有する。フランジ部３９は、外周面３７ａに巻回させるコイル導体４０をガイドするためのガイド面３９ａと、端面３９ｂとを有する。インシュレータ３６の内周面３７ｂを、スロット３４の壁面３５に沿うようにインシュレータ３６をティース３２に装着させると、インシュレータ３６のフランジ部３９がスロット３４の内壁面３３と当接する。
【００２３】
このような構成を有する回転電機用ステータ３００において、ステータコア３０とコイル導体４０との間の沿面距離を確保して絶縁性を高めるために、従来、インシュレータに突起を設ける（図５Ａ参照）、コイル導体４０の巻き付け量に対し、フランジ部の長さを長くする（図５Ｂ参照）、といった方策が採用されてきた。
【００２４】
図５Ａに示すように、フランジ部４９の端部に突起４６ａを設けたインシュレータ４６を図４に示すインシュレータ３６に代替しようとすると、インシュレータ４６にコイル導体（図示せず）を巻き付ける際に突起４６ａが干渉してしまい、作業効率が低下するおそれがある。
【００２５】
一方、図５に示すように、フランジ部５９の長さをコイル導体（図示せず）の巻き付け量に対し大きく設計したインシュレータ５６を図４に示すインシュレータ３６に代替しようとすると、スロット内におけるコイル導体の占積率が低くなってしまい、また、場合によっては隣り合うティースに装着させたインシュレータ同士が干渉する。その結果、回転電機の体格を大きくせざるを得ないといった不具合がある。
【００２６】
これに対し、本発明の実施の形態によれば、インシュレータにコイル導体を巻き付ける際における、インシュレータに対するコイル導体の干渉を防止または抑制するとともに、ステータコアとコイル導体との間の絶縁性を適切に確保することができる。
【００２７】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態における回転電機用ステータの一例を示す部分断面図である。図１に示す回転電機用ステータ１００は、ステータコア１０のティース１２に、本体部１７とフランジ部１９とを有するインシュレータ１６が、スロット１４の壁面１５に沿うように装着されている。
【００２８】
インシュレータ１６の本体部１７側から離れたフランジ部１９の端部には、フランジ部１９の端部側の厚みが、本体部１７側の厚みよりも小さくなるように形成された断面略矩形状の溝１９ｃが設けられており、ステータコア１０側に段差が設けられている。このため、フランジ部１９の端面１９ｂとスロット１４の内壁面１３との当接により溝１９ｃに由来する空隙が形成される。つまり、フランジ部１９の端面１９ｂの一部のみがスロット１４の内壁面１３と当接することにより形成されるこの空隙の大きさを適切に確保することにより、沿面距離を確保することができ、ステータコア１０とコイル導体との間の絶縁性を適切に確保することができる。また、本実施の形態によれば、インシュレータ１６の本体部２７およびガイド面３９ａの形状は、図４に示すインシュレータ３６とほぼ同様の構成を有している。このため、図示しないコイル導体の巻き付けも適切に実施することができる。また、ステータコア１０の形状は図４に示すステータコア３０の形状とほぼ同様にすることができるので、従来と同様のトルク特性を有する回転電機用ステータを作製することができる。
【００２９】
本実施の形態において、図１に示す溝１９ｃの幅ｗ１は、例えば、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下とすることができる。また、図１に示す溝１９ｃの深さｄ１は、例えば、０．３ｍｍ以上０．６ｍｍ以下とすることができる。さらに、他の実施の形態において、溝１９ｃの幅ｗ１及び深さｄ１は、溝１９ｃを有しない場合に対し、沿面距離を例えば、少なくとも５０％以上向上させるように設計することができる。なお、ステータコア１０および／またはインシュレータ１６の形状、材質等によっては、上記数値範囲に限定されないことはいうまでもなく、より具体的には試験等により適切に設定することができる。
【００３０】
［実施の形態２］
図１は、本発明の実施の形態における回転電機用ステータの他の一例を示す部分断面図である。図２に示す回転電機用ステータ２００は、ステータコア２０のティース２２に、本体部２７とフランジ部２９とを有するインシュレータ２６が、スロット２４の壁面２５に沿うように装着されている。
【００３１】
インシュレータ２６の本体部２７側から離れたフランジ部２９の端部に対面する、スロット２４の内壁面２３には、断面略矩形状の溝２３ａが形成されており、フランジ部２９の端面２９ｂとスロット２４の内壁面２３との当接により溝２３ａに由来する空隙が形成される。つまり、フランジ部２９の端面２９ｂの一部のみがスロット２４の内壁面２３と当接することにより形成されるこの空隙の大きさを適切に確保することにより、沿面距離を確保することができ、ステータコア２０とコイル導体との間の絶縁性を適切に確保することができる。また、本実施の形態によれば、インシュレータ２６の形状は、図４に示すインシュレータ３６とほぼ同様の構成を有している。このため、図示しないコイル導体の巻き付けも適切に実施することができる。
【００３２】
本実施の形態において、図２に示す溝２３ａの幅ｗ２は、例えば、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下とすることができる。また、図２に示す溝２３ａの深さｄ２は、例えば、０．３ｍｍ以上０．６ｍｍ以下とすることができる。さらに、他の実施の形態において、溝２３ａの幅ｗ２および深さｄ２は、溝２３ａを有しない場合に対し、沿面距離を例えば、少なくとも５０％以上向上させるように設計することができる。なお、ステータコア２０および／またはインシュレータ２６の形状、材質等によっては、上記数値範囲に限定されないことはいうまでもなく、より具体的には試験等により適切に設定することができる。
【００３３】
本発明の実施の形態におけるインシュレータの材料として、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＡ６Ｔ（ポリアミド６Ｔ）、ＳＰＳ（シンジオタクチックポリスチレン）、ＰＡ６６（ポリアミド６６）などが用いられる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、回転電機用ステータの製造に関する用途であれば、いかなる用途にも有効であるが、特に、集中巻きのステータコアの製造において有用である。
【符号の説明】
【００３５】
１０，２０，３０  ステータコア、１２，２２，３２  ティース、１３，２３，３３  内壁面、１４，２４，３４  スロット、１５，２５，３５  壁面、１６，２６，３６，４６，５６  インシュレータ、１７，２７，３７  本体部、１９，２９，３９，４９，５９  フランジ部、１９ｂ，２９ｂ，３９ｂ  端面、１９ｃ，２３ａ  溝、３０Ａ  端面、３７ａ  外周面、３７ｂ  内周面、３９ａ  ガイド面、４０  コイル導体、４６ａ  突起、１００，２００，３００  回転電機用ステータ。
【図１】
2013135585.tif 000003
【図２】
2013135585.tif 000004
【図３】
2013135585.tif 000005
【図４】
2013135585.tif 000006
【図５Ａ】
2013135585.tif 000007
【図５Ｂ】
2013135585.tif 000008