(57)【要約】【課題】簡便な構成で、コイルと絶縁部材との接着力を向上させる。【解決手段】ヨーク１２とティース１３と、ティース１３の周方向端面の少なくとも一部を覆う周方向壁部２８と、ヨーク１２の内周面側において少なくとも記ティース１３の軸方向端面より外側に延出する板壁部２２を有するフランジ２３とを含む絶縁部材２０と、周方向壁部２８の外側に巻回されたコイル１５と、ティース１３の先端側に取り付けられ、ティース１３の軸方向端面とコイルの１５内面との間の空洞４０のティース１３の先端側の開口を塞ぐ円環部材３１と、を備え、板壁部２２は空洞４０のヨーク１２側の開口を塞いでおり、空洞４０に接着体６０を注入する注入穴２５を備え、円環部材３１は、外周面３１ａに空洞４０と外気とを連通する圧抜き溝３２，３３を備え、注入穴２５から空洞４０に充填されているワニス６０を有している。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータであって、
周方向に延びるヨークと、
前記ヨークの内周面から半径方向に突出するティースと、
前記ティースの周方向端面の少なくとも一部を覆う周方向壁部と、前記ヨークの内周面側において少なくとも前記ティースの軸方向端面より外側に延出する板壁部を有するフランジと、を含む絶縁部材と、
前記周方向壁部の外側に巻回されたコイルと、
前記ティースの先端側に取り付けられ、前記ティースの軸方向端面と前記コイルの内面との間の空洞の前記ティースの先端側の開口を塞ぐ円環部材と、を備え、
前記板壁部は、前記空洞の前記ヨークの側の開口を塞いでおり、前記空洞に接着体を注入する注入穴を備え、
前記円環部材は、外周面に前記空洞と外気とを連通する圧抜き溝を備え、
前記注入穴から前記空洞に充填されている接着体を有していること、
を特徴とするステータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機や発電機のロータは、積層形成されたロータコアのティースにボビンの作用をする絶縁部材を介して巻線を巻回し、この巻線の外周に樹脂からなる封止剤を塗布したり、樹脂を巻線の外周にポッティングしたりすることによって巻線の形状を固定した構造のものが用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、電動機や発電機のステータは、鋼板を積層し、円筒形のヨークとヨークから半径方向内側に向って突出する複数のティースを含むステータコアを形成し、ティースにコイル線材を巻回してコイルを形成したものが用いられている。ティースに巻回されたコイル線材の一部は、ステータコアの軸方向の両端面から軸方向外側に突出したコイルエンドを形成する。このようなステータにおいて、コイルエンドの外面からワニスを滴下してコイル線材の間に含浸させてコイル線材間或いはコイル全体の形状を固定すると共に絶縁性を向上させる方法が提案されている（例えば、特許文献２，３参照）。
【０００４】
また、ステータにおいて樹脂を注入する金型でコイルエンドを覆い、コイルエンドを樹脂モールドし、コイルとステータコアの固定と絶縁性の向上を図る方法が提案されている（例えば、特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−５１４８６号公報
【特許文献２】特開２０１５−１５５３６９号公報
【特許文献３】特開２００５−３１８６９２号公報
【特許文献４】特開２００９−５００４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載された従来技術のように、樹脂部材の外部にコイル線材を巻回してティースにコイルを構成する場合、四角い断面形状のティースの外面に取り付ける絶縁部材はティースの外面との密着性が良くなるように、ティースの外形形状に沿った四角筒断面のものが使用される。一方、四角筒断面の絶縁部材の外周に巻回されたコイルの断面はコイル線材の最小曲げ半径のため軸方向に長い長円形形状となる。このため、絶縁部材の軸方向外面とコイルエンドの内面との間に空間ができる。特許文献２，３に記載された従来技術のようにコイルエンドの外面からワニスを滴下、含浸させても、この内部空間にワニスを十分に充填できず、コイルエンドと絶縁部材との固定が不十分となることがあった。また、特許文献４に記載されているように、樹脂を注入する金型でコイルエンドを覆ってコイルエンド内部および上記の空間に樹脂を注入する方法は、金型と高圧の樹脂注入装置を準備することが必要となることから、製造工程が複雑になってしまい製造に時間が掛かってしまうという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、簡便な構成で、コイルと絶縁部材との接着力を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のステータは、周方向に延びるヨークと、前記ヨークの内周面から半径方向に突出するティースと、前記ティースの周方向端面の少なくとも一部を覆う周方向壁部と、前記ヨークの内周面側において少なくとも前記ティースの軸方向端面より外側に延出する板壁部を有するフランジと、を含む絶縁部材と、前記周方向壁部の外側に巻回されたコイルと、前記ティースの先端側に取り付けられ、前記ティースの軸方向端面と前記コイルの内面との間の空洞の前記ティースの先端側の開口を塞ぐ円環部材と、を備え、前記板壁部は、前記空洞の前記ヨークの側の開口を塞いでおり、前記空洞に接着体を注入する注入穴を備え、前記円環部材は、外周面に前記空洞と外気とを連通する圧抜き溝を備え、前記注入穴から前記空洞に充填されている接着体を有していること、を特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、簡便な構成で、コイルと絶縁部材との接着力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態におけるステータを有するモータの平断面図である。
【図２】本発明の実施形態におけるステータの部分斜視図である。
【図３】本発明の実施形態におけるステータの内周側から見たティースと絶縁部材と円環部材とヨークとコイルとを示す周方向展開図である。
【図４】本発明の実施形態におけるステータの絶縁部材の軸方向外面とコイル内面との間の空洞の構成を示す平断面図である（図３のＡ−Ａ断面）。
【図５】本発明の他の実施形態におけるステータの内周側から見たティースと絶縁部材と円環部材とヨークとコイルとを示す周方向展開図である。
【図６】本発明の他の実施形態におけるステータの絶縁部材の軸方向外面とコイル内面との間の空洞の構成を示す平断面図である（図５のＢ−Ｂ断面）。
【図７】本発明の変形例におけるステータの部分斜視図である。
【図８】本発明の変形例におけるステータの内周側から見たティースと絶縁部材の断面と円環部材とヨークとコイルとを示す周方向展開図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。まず、図１を参照しながら、本発明の実施形態のステータ１１を有するモータ１００について簡単に説明する。図１に示すようにモータ１００は、円筒形のケーシング１０と、ケーシング１０の内面に取り付けられたステータ１１と、ステータ１１の内部で回転中心１７の周りに回転軸１９と共に回転するロータ１８とを備えている。ステータ１１は、円環状のヨーク１２と、ヨーク１２の内周面１２ｂから回転中心１７の方向に向かって半径方向に突出する複数のティース１３と、各ティース１３の間に形成された複数のスロット１６とを備えるステータコア１４と、ティース１３の外面とヨーク１２の内周面１２ｂとを覆う絶縁部材２０と、各スロット１６を通して各ティース１３の外面を覆っている絶縁部材２０の周囲に巻回された複数の集中巻きのコイル１５とを備えている。ここで、ステータコア１４は電磁鋼板を積層して構成したものである。また、コイル１５のティース１３の先端側の面には、円環部材３１が配置されている。ロータ１８は、外周面１８ａに永久磁石が取り付けられており、電力がステータ１１のコイル１５に供給されるとコイル１５には磁力が発生し、この磁力と永久磁石の磁力によってロータ１８が回転し、回転出力が回転軸１９から外部に取り出される。
【００１２】
図２に示すように、周方向に延びるヨーク１２から突出したティース１３は、四角い矩形断面となるように電磁鋼板を積層したもので、ティース１３の外面には樹脂製の絶縁部材２０が取り付けられている。絶縁部材２０は、ティース１３の軸方向端面１３ａとティース１３の周方向端面１３ｂとを覆う筒状部２１と、筒状部２１のヨーク１２の側の開口縁から外方に延びる板状のフランジ２３とを備えている。筒状部２１の周方向壁部２８と軸方向外面２１ａの外側にはコイル１５が巻回されている。図２，３に示すように、コイル１５の筒状部２１の周方向壁部２８に沿ってスロット１６に挿通されている部分は周方向壁部２８に沿った直線形状で、コイル１５の内面は周方向壁部２８に接している。一方、コイル１５の筒状部２１の軸方向外面２１ａよりも軸方向外側に突出したコイルエンド１５ａは、軸方向外面２１ａから離れた弓状となる。そして、コイルエンド１５ａの内面と軸方向外面２１ａとの間には図２，３に示すようにティース１３の延びる方向に沿って半径方向に延びる略半楕円断面の空洞４０が形成されている。空洞４０は、ティース１３の先端側とヨーク１２の側にそれぞれ開口を有している。コイル１５のヨーク１２側の側面は、絶縁部材２０のフランジ２３の表面に接しているので、空洞４０のヨーク１２側の開口はフランジ２３のヨーク１２の軸方向外側に延出している板壁部２２によって塞がれている。
【００１３】
図２，４に示すように、円環部材３１は、円環状の帯板であり、幅方向の端面が筒状部２１のティース１３の先端側の軸方向外面２１ａに取り付けられ、外周面３１ａはコイル１５のティース１３の先端側の面に接している。これにより、円環部材３１は、空洞４０のティース１３先端側の開口を塞いでいる。なお、円環部材３１は、内周面３１ｂがティース１３の先端よりロータ１８側に突出しないように、筒状部２１の軸方向外面２１ａに取り付けられているので、円環部材３１がロータ１８と干渉することはない。
【００１４】
図２，３に示すように、円環部材３１の外周面３１ａの略中央には、周方向に延びる圧抜き溝３２が設けられている。また、隣接するコイル１５の間には、圧抜き溝３２からモータ１００の軸方向内側に幅方向の端面まで延びる圧抜き溝３３が設けられている。圧抜き溝３２，３３は、空洞４０と外気とを連通する空気流路を形成する。
【００１５】
次、図４を参照しながら、空洞４０の中に接着体であるワニス６０を充填する工程について説明する。図４の矢印９１に示すようにフランジ２３の板壁部２２に設けられた注入穴２５からワニス６０を空洞４０の中に注入すると、ワニス６０は、空洞４０の中を満たしながら空洞４０の中に充填されていく。一方、空洞４０の中に入っていた空気は、図４の矢印９２のように、円環部材３１に設けられた圧抜き溝３２を通って外部に排出される。このように、ワニス６０を注入する注入穴２５と半径方向の反対側に配置された圧抜き溝３２から空気が外部に排出されていくので、注入穴２５から注入されたワニス６０は、図４に示すように、板壁部２２からティース１３の先端側に向って空洞４０の中に充填されていく。
【００１６】
更に、ワニス６０の充填を続けると、ワニス６０は空洞４０から圧抜き溝３２に入り、空気と同様、外部にもれ出てくる。もれ出たワニス６０は、図４の矢印９２に示すように、隣接するコイル１５の間の空間にヨーク１２の方に向って半径方向にはみ出したり、図３の矢印９０に示すように、圧抜き溝３２から圧抜き溝３３に流入し、隣接するコイル１５の間の空間に軸方向内側に向ってはみ出したりする。このように、ワニス６０が空洞４０の外部にはみ出して来たら、空洞４０の内部にワニス６０が完全に充填されたと判断してワニス６０の注入を終了する。空洞４０に充填されたワニス６０は絶縁部材２０の外面およびコイル１５の内面に密着し、硬化するとコイル１５と絶縁部材２０とを強固に接着する。
【００１７】
以上説明したように、本実施形態のステータ１１は、絶縁部材２０の外面とコイル１５の内面との間の空洞４０にワニス６０を充填することができるので、コイル１５と絶縁部材２０とを強固に接着することができる。また、本実施形態のステータ１１は、ワニス６０を注入する注入穴２５と半径方向の反対側に配置された圧抜き溝３２から空気が外部に排出されていくので、注入穴２５から注入されたワニス６０が板壁部２２からティース１３の先端側に向ってスムーズに空洞４０の中に充填されていく。このため、空洞４０の中に気泡が残らないようにワニス６０を充填でき、ワニス６０と絶縁部材２０の外面およびコイル１５の内面とを密着させることができる。これにより、コイル１５と絶縁部材２０との接着力を向上させることができる。
【００１８】
また、本実施形態のステータ１１は、圧抜き溝３２，３３からのワニス６０のはみ出しを目視検査することで、空洞４０の中にワニス６０が充填されていることを確認することができるので検査工程の簡略化が図れる。更に、ワニス６０は圧抜き溝３２，３３を通って隣接するコイル１５の間のロータ１８と反対側のヨーク１２の側、或いは、モータ１００の軸方向内側にはみ出してくるので、はみ出したワニス６０がロータ１８に接触することがない。このため、はみ出したワニス６０をトリミングする必要がなく、製造工程を簡略化することができる。
【００１９】
次に図５，６を参照しながら、本発明の他の実施形態について説明する。先に図１から図４を参照して説明した実施形態と同様の部分には同様の符号を付して説明は省略する。本実施形態のステータ１１は、円環部材３１の空洞４０の中央に対応する位置からモータ１００の軸方向外側に向って幅方向の端面まで延びる圧抜き溝３４を設けたものである。
【００２０】
先に説明した実施形態と同様、図６の矢印９１に示すように、注入穴２５からワニス６０を空洞４０の中に注入すると、ワニス６０は、空洞４０の中を満たしながら空洞４０の中に充填されていく。一方、空洞４０の中に入っていた空気は、図５の矢印９３のように、円環部材３１に設けられた圧抜き溝３４を通って軸方向外側に向って排出される。
【００２１】
更に、ワニス６０の充填を続けると、ワニス６０は空洞４０から圧抜き溝３４に入り、空気と同様、円環部材３１の軸方向外側の端面から外部にもれ出てくる。もれ出たワニス６０は、図５に示すようすに、円環部材３１の軸方向外側の端面からコイルエンド１５ａのロータ１８側の面にはみ出してくる。このように、ワニス６０が空洞４０の外部にはみ出して来たら、空洞４０の内部にワニス６０が完全に充填されたと判断してワニス６０の注入を終了する。空洞４０に充填されたワニス６０は絶縁部材２０の外面およびコイル１５の内面に密着し、硬化するとコイル１５と絶縁部材２０とを強固に接着する。
【００２２】
以上説明したように、本実施形態のステータ１１は、先に説明した実施形態と同様、ワニス６０を注入する注入穴２５と半径方向の反対側に配置された圧抜き溝３４から空気が外部に排出されていくので、注入穴２５から注入されたワニス６０が板壁部２２からティース１３の先端側に向ってスムーズに空洞４０の中に充填されていく。このため、空洞４０の中に気泡が残らないようにワニス６０を充填でき、ワニス６０と絶縁部材２０の外面およびコイル１５の内面とを密着させることができる。これにより、コイル１５と絶縁部材２０との接着力を向上させることができる。
【００２３】
また、本実施形態のステータ１１は、圧抜き溝３４からのワニス６０のはみ出しを目視検査することで、空洞４０の中にワニス６０が充填されていることを確認することができるので検査工程の簡略化が図れる。更に、ワニス６０は圧抜き溝３４からコイルエンド１５ａのロータ１８側の面にはみ出してくるので、はみ出したワニス６０がロータ１８に接触することがない。はみ出したワニス６０をトリミングする必要がなく、製造工程を簡略化することができる。
【００２４】
＜変形例＞
図７及び８は、本発明の変形例におけるステータ２９の構成を示す部分斜視図及び周方向展開図である。ステータ２９において、上記実施の形態と同じ構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００２５】
本変形例では、絶縁部材２０は、ティース１３の軸方向端面１３ａを覆わず、周方向端面１３ｂを覆う周方向壁部２８を有する。また、円環部材３１は、周方向壁部２８のティース１３の先端側の端面に取り付けられている。
【００２６】
本変形例では、ティース１３の軸方向端面１３ａとコイル１５の内面とによって空洞４０が形成される。上記実施の形態と同様に、板壁部２２には、空洞４０に連通する注入穴２５が設けられており、円環部材３１の外周面３１ａの略中央には、周方向に延びる圧抜き溝３２が設けられている。また、隣接するコイル１５の間には、圧抜き溝３２からモータ１００の軸方向内側に幅方向の端面まで延びる圧抜き溝３３が設けられている。
【００２７】
本変形例においても、ワニス６０を注入穴２５から空洞４０に注入すると空洞４０の中の空気は圧抜き溝３２，３３から外部に排出され、ワニス６０を空洞４０に完全に充填することができる。すなわち、ステータ２９では、ティース１３の軸方向端面１３ａとコイル１５の内面とで形成される空洞４０内にワニス６０を充填することができ、ティース１３、コイル１５及び絶縁部材２０の周方向壁部２８の端部を強固に接着することができる。また、ワニス６０とティース１３、コイル１５、絶縁部材２０の周方向壁部２８の端部とを密着させることができる。これにより、ティース１３とコイル１５との電気的絶縁を維持しつつ、ティース１３、コイル１５及び絶縁部材２０との接着力を向上させることができる。
【００２８】
なお、本変形例では、絶縁部材２０がティース１３の軸方向端面１３ａをまったく覆わない構成について説明したが、その一部を覆う構成としてもよい。また、ティース１３とコイル１５との電気的絶縁性が維持される限りにおいて、絶縁部材２０の周方向壁部２８がティース１３の周方向端面１３ｂを完全に覆わず、少なくともその一部を覆う構成としてもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１０  ケーシング、１１，２９  ステータ、１２  ヨーク、１２ｂ，３１ｂ  内周面、１３  ティース、１３ａ  軸方向端面、１３ｂ  周方向端面、１４  ステータコア、１５  コイル、１５ａ  コイルエンド、１６  スロット、１７  回転中心、１８  ロータ、１８ａ，３１ａ  外周面、１９  回転軸、２０  絶縁部材、２１  筒状部、２１ａ  軸方向外面、２２  板壁部、２３  フランジ、２５  注入穴、２８  周方向壁部、３１  円環部材、３２，３３，３４  圧抜き溝、４０  空洞、６０  ワニス、１００  モータ。
【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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