(57)【要約】  ヨーク部（４１）の内周面におけるティース部（４２）突設箇所にモータ回転周方向両側から隣接する隣接領域に、ティース部（４２）突設箇所からモータ回転周方向に離れるに従ってティース部（４２）の突出方向に向かうように湾曲する斜面部（４１ａ）を形成する。一方、第１〜第６ターン（Ｔ１〜Ｔ６）におけるティース部（４２）のモータ回転軸方向両側でモータ回転周方向に延びる導線（５ａ）に、導線（５ａ）の厚さ方向に折れ曲がる折曲部（５ｅ）を導線（５ａ）の幅方向全体に亘って巻回軸方向に重なるように形成し、折曲部（５ｅ）のモータ周方向両側の導線（５ａ）を、折曲部（５ｅ）からモータ回転周方向に離れるに従ってティース部（４２）の突出方向に向かうように傾斜させる。
2020080481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータのステータの環状のヨーク部の内周面に突設された柱状のティース部と、
帯状に延びる板状の導線を幅方向に屈曲させて巻回させた形状で巻回軸方向に積層した第１〜第ｎターン（ｎは２以上の整数）を有し、前記ティース部に装着されたコイルとを備え、
前記ヨーク部の内周面における前記ティース部突設箇所にモータ回転周方向両側から隣接する隣接領域には、該ティース部突設箇所からモータ回転周方向に離れるに従って前記ティース部の突出方向に向かうように傾斜又は湾曲する斜面部が形成され、
前記コイルの第１〜第ｎターンにおける前記ティース部のモータ回転軸方向両側でモータ回転周方向に延びる導線には、該導線の厚さ方向に折れ曲がる折曲部が導線の幅方向全体に亘って巻回軸方向に重なるように形成され、前記コイルの第１〜第ｎターンにおける前記折曲部のモータ周方向両側の導線は、前記折曲部からモータ回転周方向に離れるに従って前記ティース部の突出方向に向かうように傾斜していることを特徴とするコイルの装着構造。
【請求項２】
請求項１に記載のコイルの装着構造において、
前記コイルの第１〜第ｎターンは、前記ティース部の突出方向に向かって徐々に厚くなっていることを特徴とするコイルの装着構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータのステータの環状のヨーク部の内周面に突設された柱状のティース部と、帯状に延びる板状の導線を幅方向に屈曲させて巻回させた形状で巻回軸方向に積層した第１〜第ｎターン（ｎは２以上の整数）を有し、前記ティース部に装着されたコイルとを備えたコイルの装着構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には帯状に延びる板状の導線を幅方向に屈曲させて巻回させた形状で巻回軸方向に積層した第１〜第ｎターン（ｎは２以上の整数）を有するコイルが開示されている。このコイルの各ターンを構成する導線は、略平坦に形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１２２１２６３７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、モータのステータの環状のヨーク部の内周面に突設された柱状のティース部に、特許文献１のようなコイルを装着する場合に、ヨーク部の内周面におけるティース部突設箇所にモータ回転周方向両側から隣接する隣接領域を、ティース部突出方向に対して垂直な平坦面とすることが考えられる。このようにした場合、ヨーク部の外周面は通常、平面視円形をなすように湾曲しているので、ヨーク部のモータ径方向の厚さがティース部突設箇所からモータ回転周方向に離れるにつれて徐々に薄くなる。したがって、ヨーク部全体のモータ径方向の厚さを、磁気飽和を防止するための必要最低限の厚さ以上とするには、隣接領域のティース部突設箇所側の端部において、ヨーク部のモータ径方向の厚さを、前記必要最低限の厚さよりも大きく設定する必要が生じ、モータの小型化を実現できない。【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、モータの小型化を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、ここに開示する技術では、コイルの装着構造が、モータのステータの環状のヨーク部の内周面に突設された柱状のティース部と、帯状に延びる板状の導線を幅方向に屈曲させて巻回させた形状で巻回軸方向に積層した第１〜第ｎターン（ｎは２以上の整数）を有し、前記ティース部に装着されたコイルとを備え、前記ヨーク部の内周面における前記ティース部突設箇所にモータ回転周方向両側から隣接する隣接領域には、該ティース部突設箇所からモータ回転周方向に離れるに従って前記ティース部の突出方向に向かうように傾斜又は湾曲する斜面部が形成され、前記コイルの第１〜第ｎターンにおける前記ティース部のモータ回転軸方向両側でモータ回転周方向に延びる導線には、該導線の厚さ方向に折れ曲がる折曲部が導線の幅方向全体に亘って巻回軸方向に重なるように形成され、前記コイルの第１〜第ｎターンにおける前記折曲部のモータ周方向両側の導線は、前記折曲部からモータ回転周方向に離れるに従って前記ティース部の突出方向に向かうように傾斜していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、ヨーク部の内周面におけるティース部突設箇所にモータ回転周方向両側から隣接する隣接領域に斜面部を設けたので、当該隣接領域をティース部の突出方向に対して垂直な平坦面とした場合に比べ、隣接領域のティース部突設箇所側の端部において、ヨーク部のモータ径方向の厚さを、磁気飽和を防止するための必要最低限の厚さに近い値に設定できる。したがって、本開示は、モータの小型化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】図１Ａは、実施形態に係るコイルの装着構造が適用されたモータの平面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、実施形態に係るコイルの装着構造が適用されたモータの側面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、図１ＢのＩＣ−ＩＣ線における断面図である。
【図２】図２は、分割コアにコイルが装着された状態を示す斜視図である。
【図３】図３は、図２の平面図である。
【図４】図４は、図２のIV−IV線における断面図である。
【図５】図５は、図２のＶ−Ｖ線における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
図１Ａ〜図１Ｃはそれぞれ、モータ１を示す上面図、側面図、断面図である。ただし、いずれにおいても、カバーケース等は図示していない。このモータ１は、カバーケース（図示せず）の内部に、シャフト２と、ロータ３と、ステータ４と、コイルＵ１１〜Ｗ４１と、バスバー５１〜５４と、を備えている。
【００１１】
なお、図１Ａ及び図１Ｃでは、紙面に対して垂直な方向がモータ回転軸方向となっている。
【００１２】
また、「一体」あるいは「一体化」とは、複数の部品が、ボルト締めや、かしめ等の機械的に接続されているだけでなく、共有結合、イオン結合、金属結合などの材料結合によって、部品が電気的に接続された１つの物体、または部品全体が溶融などによって材料結合され電気的に接続された１つの物体の状態をいう。
【００１３】
シャフト２は、モータ回転軸方向に延びる中空部２ａを内部に有しており、側面には複数の貫通孔２ｂが設けられている。中空部２ａはモータ１の内部を冷却するための冷媒Ｃの通路であり、冷媒Ｃは中空部２ａ内をモータ回転軸方向（シャフト２の長手方向）に沿って流れており、モータ１の内部で循環して流れている。また、中空部２ａを流れる冷媒Ｃの一部は複数の貫通孔２ｂから流れ出て、モータ１の中心側から外側、つまりロータ３からステータ４のある方向に向けても流れ、ロータ３やステータ４を冷却する。
【００１４】
ロータ３は、シャフト２の外周に接して設けられており、ステータ４に対向してＮ極、Ｓ極がシャフト２の外周方向に沿って交互に配置された磁石３１，３１…を含んでいる。なお、本実施形態１では、ロータ３に用いられる磁石３１としてネオジム磁石を使用しているが、その材料や形状や材質については、モータ１の出力等に応じて適宜変更しうる。
【００１５】
ステータ４は、１２個（複数）の図２〜図５にも示す分割コア４０ａで構成されたステータコア４０を備えている。分割コア４０ａは、モータ回転軸を中心とする円弧状に湾曲する板状の分割ヨーク部４０ｂを備えている。各分割ヨーク部４０ｂの内周面には、ティース部４２が、モータ回転軸方向全体に亘ってモータ１の回転中心に向けて突設されている。以下、ティース部４２の突出方向に対して垂直な２方向のうち、モータ回転軸方向に垂直な方向をモータ回転周方向と呼ぶ。ティース部４２の先端部を除く部分は、断面四角形状で延在する柱形状をなしている一方、ティース部４２の先端部は、モータ回転周方向両側に張り出している。ティース部４２の先端部を除く部分は、その外周面を構成する１対の面をモータ回転軸方向に向けるとともに、残りの１対の面をモータ回転周方向に向けている。そして、これら分割コア４０ａは、分割ヨーク部４０ｂの外周側に、リング状の保持部材４４を嵌合させることにより、互いに連結されている。そして、複数の分割コア４０ａの分割ヨーク部４０ｂにより、略円環状のヨーク部４１が構成されている。したがって、ヨーク部４１の内周面には、ティース部４２が等間隔に配設されている。ヨーク部４１の外周面は、平面視円形状をなすように湾曲している一方、ヨーク部４１の内周面におけるティース部４２突設箇所を除く領域は、平面視でヨーク部４１の外周面の同心円をなすように湾曲している。したがって、ヨーク部４１の内周面におけるティース部４２突設箇所にモータ回転周方向両側から隣接する隣接領域には、ティース部４２突設箇所からモータ回転周方向に離れるに従って前記ティース部４２の突出方向に向かうように湾曲する斜面部４１ａが形成されている。ティース部４２，４２…間には、スロット４３，４３…がそれぞれ設けられている。ステータ４は、モータ回転軸方向から見て、ロータ３の外側に、ロータ３と一定の間隔を持って離間して配置されている。
【００１６】
ステータコア４０のティース部４２は、ケイ素等を含有した電磁鋼板からなる複数のコアシートをモータ回転軸方向（ティース部４２の延在方向と直交する方向）に積層してなる積層体で構成されている。
【００１７】
なお、本実施形態において、ロータ３の磁極数は、ステータ４に対向するＮ極が５個、Ｓ極が５個の計１０極であり、スロット４３の数は１２個であるが、特にこれに限定されるものではなく、その他の磁極数とスロット数との組合せについても適用できる。
【００１８】
また、ステータ４は１２個のコイルＵ１１〜Ｗ４１を有しており、これらのコイルＵ１１〜Ｗ４１は本実施形態に係る装着構造を適用して各ティース部４２，４２…に装着されて、モータ回転軸方向から見て、各スロット４３，４３…内に配置されている。つまり、コイルＵ１１〜Ｗ４１はティース部４２，４２…に対して集中巻になっている。さらに、コイルＵ１１〜Ｕ４１がバスバー５１と、コイルＶ１２〜Ｖ４２はバスバー５２と、コイルＷ１１〜Ｗ４１はバスバー５３とそれぞれ一体化されて配置されている。
【００１９】
ここで、コイルを表わす符号ＵＸＹ、ＶＸＹ、ＷＸＹのうち、最初の文字はモータ１の各相（本実施形態の場合は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）を表わし、２番目の文字は同相内のコイルの配列順を表わす。３番目の文字はコイルの巻回方向を表わし、本実施形態では、１は時計回り方向、２は反時計回り方向である。従って、コイルＵ１１は、Ｕ相の配列順が１番目のコイルで、巻回方向が時計回り方向であることを表わし、コイルＶ４２は、Ｖ相の配列順が４番目のコイルで、巻回方向が反時計回り方向であることを表わす。なお、時計回りとは、モータ１の中心から見て右回りをいい、「反時計回り」とはモータ１の中心から見て左回りをいう。
【００２０】
また、厳密には、コイルＵ１１，Ｕ４１はＵ相のコイルであり、コイルＵ２２，Ｕ３２はＵバー相（Ｕ相コイルと発生する磁界の向きが逆）のコイルであるが、以降の説明では、特に断らない限り、Ｕ相のコイルと総称する。コイルＶ１２〜Ｖ４２及びコイルＷ１１〜Ｗ４１についても同様に、Ｖ相のコイル、Ｗ相のコイルとそれぞれ総称する。以下、コイルＵ１１〜Ｗ４１をそれぞれ、コイル５と示す。
【００２１】
コイル５は、巻回された導線５ａと、導線５ａの表面に設けられた絶縁皮膜５ｂと、導線５ａの第１ターンＴ１（後述）から引き出された引出し部５ｃ及び第６ターンＴ６（後述）から引き出された引出し部５ｄとを有している。
【００２２】
導線５ａは、断面四角形状で帯状に延びる板状の導線を幅方向に屈曲させて単層で６ターン巻回させた形状で巻回軸方向に積層した第１〜第６ターンＴ１〜Ｔ６からなるターン列を構成している。なお、引出し部５ｃの先端から引出し部５ｄが設けられた位置の下方まで巻回された部分を第１ターンＴ１とし、以降の１周ずつ巻回された部分を順に第２〜第６ターンＴ２〜Ｔ６と数えることとする。また、各ターンＴ１〜Ｔ６の始点の取り方は任意に定めることができる。これら第１〜第６ターンＴ１〜Ｔ６は、前記ティース部４２の突出方向に向かって徐々に厚くなっている。また、第１〜第６ターンＴ１〜Ｔ６における前記ティース部４２のモータ回転軸方向両側でモータ回転周方向に延びる導線５ａの図１Ｃ中右回り方向（図１Ｃ及び図３において矢印Ｘで示す方向）側端部（コーナー部）近傍には、該導線５ａの厚さ方向に折れ曲がる折曲部５ｅが導線５ａの幅方向全体に亘って巻回軸方向に重なるように形成され、前記折曲部５ｅのモータ周方向両側の導線５ａは、折曲部５ｅからモータ回転周方向に離れるに従ってティース部４２の突出方向に向かうように傾斜している。ティース部４２の突出方向に対して折曲部５ｅのモータ周方向両側の導線５ａがなす角度αは、鋭角に設定されている。したがって、折曲部５ｅのモータ周方向両側の導線５ａは、前記ヨーク部４１の斜面部４１ａに沿っている。導線５ａは、例えば、銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、真鍮、鉄、ＳＵＳ等によって形成されている。導線５ａは、例えば、導線５ａを半ターン分毎に板金から打ち抜いて溶接等により互いに接合することにより製造できる。 
【００２３】
絶縁皮膜５ｂは、コイル５と外部の部材（図示せず）を絶縁するように、導線５ａの引出し部５ｃ，５ｄを除く表面全体に設けられている。例えば、図１Ａ〜図１Ｃに示すモータ１において、絶縁皮膜５ｂ及び図示しない絶縁部材、例えば樹脂、絶縁紙等によって、コイル５とステータコア４０との間が絶縁される。また、コイル５における隣接するターン間は絶縁皮膜５ｂによって絶縁されている。絶縁皮膜５ｂは、例えば、ポリイミド、ナイロン、PEEK、アクリル、アミドイミド、エステルイミド、エナメル、耐熱樹脂等によって形成されている。絶縁皮膜５ｂの厚みは、数十μｍ程度、例えば、１０μｍから５０μｍの間である。
【００２４】
引出し部５ｃ，５ｄはいずれも導線５ａの一部であり、外部からの電流供給を受けるため、あるいは外部に電流を供給するために、コイル５の側面、言いかえると、導線５ａのターン列と交差する平面から外側に延在している。また、外部の部材、例えば、図１Ａ，図１Ｂに示すバスバー５１〜５４のいずれかと接続するために、引出し部５ｃ，５ｄにおいて、絶縁皮膜５ｂが除去されている。なお、絶縁皮膜５ｂは、引出し部５ｃ，５ｄの全領域で除去されている必要はなく、例えば、バスバー５１〜５４との接続に必要な部分のみ絶縁皮膜５ｂが除去されていればよい。
【００２５】
したがって、本実施形態によれば、ヨーク部４１の内周面におけるティース部４２突設箇所にモータ回転周方向両側から隣接する隣接領域に斜面部４１ａを設けたので、当該隣接領域をティース部４２の突出方向に対して垂直な平坦面とした場合に比べ、隣接領域のティース部４２突設箇所側の端部において、ヨーク部４１のモータ径方向の厚さを、磁気飽和を防止するための必要最低限の厚さに近い値に設定できる。したがって、モータ１の小型化を実現できる。
【００２６】
また、コイル５の第１〜第６ターンＴ１〜Ｔ６における折曲部５ｅのモータ周方向両側の導線５ａを折曲部５ｅからモータ回転周方向に離れるに従ってティース部４２の突出方向に向かうように傾斜させているので、コイル５外形のモータ回転周方向の寸法を大きくしなくても、各ターンＴ１〜Ｔ６の導線５ａの板面がティース部４２の突出方向に対して垂直となるようにコイル５を配設した場合に比べ、各ターンＴ１〜Ｔ６の導線５ａの板面の面積を増大できる。
【００２７】
また、コイル５の第１〜第６ターンＴ１〜Ｔ６における折曲部５ｅのモータ周方向両側の導線５ａを折曲部５ｅからモータ回転周方向に離れるに従ってティース部４２の突出方向に向かうように傾斜させているので、各ターンＴ１〜Ｔ６の導線５ａの板面がティース部４２の突出方向に対して垂直となるようにコイル５を配設した場合に比べ、ヨーク部４１の内周面とコイル５との間に形成されるデッドスペースを狭くできる。したがって、コイル５の放熱効率を高め、ステータ４内でのコイル５の占積率を向上し、モータ１の効率を高めることができる。
【００２８】
また、ヨーク部４１の内周面とコイル５との間に形成されるデッドスペースを減らせるので、コイル５及びティース部４２をティース部４２の突出方向に小さくすることにより、モータ１をその径方向に小型化できる。
【００２９】
なお、上記実施形態では、ヨーク部４１の斜面部４１ａを、ティース部４２突設箇所からモータ回転周方向に離れるに従って前記ティース部４２の突出方向に向かうように湾曲する湾曲面としたが、図４中、仮想線で示すように、湾曲せず傾斜する平坦面としてもよい。かかる場合、ティース部４２の突出方向に対して斜面部４１ａがなす角度βは、鋭角に設定される。
【００３０】
また、上記実施形態では、コイル５のターン数（ｎ）を６としたが、２以上であれば、６以外のターン数（整数）としてもよい。
【００３１】
また、上記実施形態では、コイル５の導線５ａを、断面が四角形状の線材で構成したが、断面が台形又は菱形形状の線材で構成してもよい。
【００３２】
本開示に係るコイルの装着構造は、モータの小型化を実現することができ、モータ、電力機器等に適用する上で有用である。
【符号の説明】
【００３３】
１      モータ
４      ステータ
４１      ヨーク部
４１ａ      斜面部
４２      ティース部
５      コイル
５ａ      導線
５ｅ      折曲部
Ｔ１〜Ｔ６      ターン
【図１Ａ】
2020080481.tif 000003
【図１Ｂ】
2020080481.tif 000004
【図１Ｃ】
2020080481.tif 000005
【図２】
2020080481.tif 000006
【図３】
2020080481.tif 000007
【図４】
2020080481.tif 000008
【図５】
2020080481.tif 000009
【国際調査報告】
2020080481.tif 000010
2020080481.tif 000011
2020080481.tif 000012
2020080481.tif 000013