JP4151344B2 - Insulator and motor provided with the insulator - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステータのコアを被覆するインシュレータ及び該インシュレータを備えたモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、モータのステータにおいては、複数のコアの基部をモータの回転軸線回りに円周方向に環状に並設してハウジングに嵌着し、先端に張出部が形成されたティースを各基部から回転軸線に向けて半径方向に突設し、コアの両端面及び両側面に形成された凹部をインシュレータで被覆した後、ティースにコイルを巻き付けている。また、ティースにコイルを巻きつける際には、モータの出力トルクの向上または省スペース化を図るため、コイルを整列させ、かつ俵積み状に巻きつけられた整列巻が要求されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のステータにおいて、インシュレータはコイルの巻崩れが生じない形状に十分になっていないので、コイルを巻きつける際にコイルに加える張力の影響などにより巻崩れが生じており、整列巻を実現するために巻崩れ防止治具で補助しながら巻線を行っている。巻崩れ防止治具を使用すると、設備コストが高くなり、サイクルタイムが長くなるとともに、コイルに傷を付けて不良品を作ることがあった。
【０００４】
本発明は、係る従来の不具合を解消するためになされたもので、インシュレータをコイルの巻崩れが生じない形状にすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明の構成上の特徴は、複数のコアの基部がモータの回転軸線回りに円周方向に環状に並設されてハウジングに嵌着され、先端に円周方向両側に張り出す張出部が設けられたティースが各基部から回転軸線に向けて半径方向に突設され、各コアの端面に当接する端面被覆部と、前記基部及び張出部に対応して端面被覆部から各コアの端面と反対側に突設された基部側突出部及び張出部側突出部と、前記端面被覆部からコア側に延在し各コアの両側に形成された凹部を被覆する凹部被覆部とを備えた２個のインシュレータが各コアに両端面から被せられて両端面及び両側の凹部を被覆し、２個のインシュレータで被覆された各コアにコイルが、前記ティースの両側面では回転軸線方向と平行に、前記ティースの一方の端面では回転軸線及び半径方向に直角な直線に対して傾斜して、前記ティースの他方の端面では前記直線に対して平行に、複数層に巻かれたステータのインシュレータにおいて、前記端面被覆部のティースと当接するティース端面被覆部の上面が、ティースの端面と平行な平面で形成され、コイルを回転軸線方向に案内する溝が、前記ティース端面被覆部の上面と前記凹部被覆部とを接続する部位にコイル直径のピッチで設けられ、前記コイルが回転軸線方向から導入され前記ティースに基部側から張出部側に向けて１層目、張出部側から基部側に向けて２層目、基部側から張出部側に向けて３層目と順次巻かれるとき、基部側突出部に当接する３層目のコイル部分が２層目のコイル部分に深く係入するように、前記基部側突出部の内側面を、前記端面被覆部から離れるにつれて張出部側突出部から離れる方向に傾斜して形成し、後退させたことである。
【０００８】
請求項２に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記コイルが回転軸線方向から導入され前記ティースに基部側から張出部側に向けて１層目、張出部側から基部側に向けて２層目と順次巻かれるとき、張出部側突出部に当接する２層目のコイル部分が１層目のコイル部分に深く係入するように、前記張出部側突出部の内側面を後退させたことである。
【００１０】
請求項３に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１又は２に記載のインシュレータを備えたモータである。
【００１１】
【発明の作用および効果】
上記のように構成した請求項１に係る発明においては、複数のコアの基部がモータの回転軸線回りに円周方向に環状に並設されてハウジングに嵌着され、先端に円周方向両側に張り出す張出部が設けられたティースが各基部から回転軸線に向けて半径方向に突設されている。コアの端面に当接する端面被覆部と、基部及び張出部に対応して端面被覆部からコアの反対側に突設された基部側突出部及び張出部側突出部と、端面被覆部からコア側に延在してコアの両側に形成された凹部を被覆する凹部被覆部とを備えた２個のインシュレータが各コアに両端面から被せられて両端面及び両側面の凹部が被覆される。２個のインシュレータで被覆された各コアにコイルが、ティースの両側面では回転軸線方向と平行に、ティースの一方の端面では回転軸線及び半径方向に直角な直線に対して傾斜して、ティースの他方の端面では前記直線に対して平行に、複数層複数層に巻かれる。端面被覆部のティースと当接するティース端面被覆部の上面がティース端面と平行な平面で形成され、ティース端面被覆部の上面と前記凹部被覆部とを接続する部位にコイルを回転軸線方向に案内する溝がコイル直径のピッチで設けられている。
【００１２】
従来のインシュレータは、ティースの端面を被覆するティース端面被覆部が円弧状に形成されていたので、コイルがティースに基部側から張出部側に向けて１層目、張出部側から基部側に向けて２層目と順次巻かれる場合に、２層目のコイルが、ティースの一方の端面で一側面から他側面に向かって傾斜して巻かれるとき、円弧状のティース端面被覆部に倣って巻かれた１層目のコイルの盛り上がりＲ部に乗り上げて基部側にずれ、巻崩れを生じることがあった。また、このような巻崩れを防止するために、補助治具を使用してコイルを巻いていた。本発明では、ティース端面被覆部の上面をティース端面と平行な平面で形成したので、１層目のコイルの盛上がりが小さくなり、ティースの一方の端面で傾斜して巻かれる２層目のコイルは、溝により回転軸線方向に整列して案内された一層目のコイルに一側面側の角部で確実に引っ掛かることができる。また、ティース端面被覆部の上面と凹部被覆部とを接続する部位にコイル直径ピッチで溝を設けたことにより一層目のコイルを回転軸に向かう半径方向で一列に整列させて巻くことができる。これらにより、各層での巻崩れを生じることがなくなり、占積率が向上してモータの性能を向上することができる。また、補助治具の使用が不要となり、巻線のサイクルタイムが短縮し、設備コストが低減し、コイルに傷がつくことが減少して品質が向上する。
【００１４】
さらに、コイルがティースに基部側から張出部側に向けて１層目、張出部側から基部側に向けて２層目、基部側から張出部側に向けて３層目と順次巻かれるとき、基部側突出部に当接する３層目のコイル部分が２層目のコイル部分に深く係入するように、基部側突出部の内側面を、前記端面被覆部から離れるにつれて張出部側突出部から離れる方向に傾斜して形成し、後退させている。これにより、基部側突出部に当接する３層目のコイル部分が２層目のコイル部分と基部側突出部との間に深く係入し、コイルがティースの他方の端面で他側面から一側面に向かって回転軸線及び半径方向に直角な直線に対して平行に巻かれるとき、整列して巻かれる。
【００１５】
上記のように構成した請求項２に係る発明においては、コイルが基部側から張出部側に向けて１層目、張出部側から基部側に向けて２層目と順次巻かれるとき、張出部側突出部に当接する２層目のコイル部分が１層目のコイル部分に深く係入するように、張出部側突出部の内側面が後退されている。これにより、請求項１に記載の発明の効果に加え、張出部側突出部の内側面に当接する２層目のコイル部分は１層目のコイル部分と張出部側突出部との間に深く係入し、コイルがティースの一方の端面で一側面から他側面に向かって回転軸線及び半径方向に直角な直線に対して傾斜して巻かれるとき、巻崩れを生じることがなくなる。
【００１８】
上記のように構成した請求項３に係る発明においては、請求項１又は２に記載のインシュレータをモータに備えたので、コイルの巻崩れのないステータを備えた高性能のモータを低コストで提供することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係るインシュレータ及び該インシュレータを備えたモータの実施の形態について図面に基づいて説明する。図１ではモータ１は、ラック式電気パワーステアリング装置２に適用されている。ハウジング３にステータ４が嵌着され、ロータ５がステータ４内で回転可能にベアリングにより軸承されている。ロータ５は、ハウジング３にベアリングにより軸承された回転軸２０の外周面に複数の永久磁石２１が所定間隔で環状に固定されて構成されている。
【００２０】
図２乃至３に示すように、ステータ４を構成する複数のコア６の基部７がモータ１の回転軸線回りに円周方向に環状に並設されてハウジング３に嵌着されている。各コア６の基部７からは、先端に円周方向両側に張り出す張出部８が設けられたティース９が回転軸線に向けて半径方向に突設されている。各コア６の両側には、基部７の裏面７ａ，７ｂ、張出部８の背面８ａ，８ｂ及びティース９の両側面９ａ，９ｂにより凹部１０ａ，１０ｂが形成されている。各コア６には、両端面６ａ，６ｂから回転軸線方向で中央までの半分づつに同一形状の２個のインシュレータ１１が被せられ、両端面６ａ，６ｂ及び両側の凹部１０ａ，１０ｂが被覆されている。２個のインシュレータ１１により被覆された各コア６にコイル１２が、ティース９の両側面９ａ，９ｂでは回転軸線方向と平行になる俵積み状態で、ティース９の一方の端面９ｃでは回転軸線及び半径方向に直角な直線に対して傾斜し、他方の端面９ｄでは前記直角な直線と平行になる俵積み状態で複数層に巻かれステータ４が構成されている。
【００２１】
各インシュレータ１１には、コア６の端面６ａ又は６ｂに当接する端面被覆部１３と、基部７及び張出部８に対応して端面被覆部１３からコア６と反対側に突設された基部側突出部１４及び張出部側突出部１５と、端面被覆部１３からコア６側に延在しコア両側の凹部１０ａ，１０ｂを端面からコア６の回転軸線方向の長さの半分まで被覆する凹部被覆部１６とが形成されている。端面被覆部１３のティース９と当接するティース端面被覆部１３ａの上面はティース９の端面と平行な平面で形成されている。ティース端面被覆部１３ａの上面と凹部被覆部１６とを接続する部位であるティース端面被覆部１３ａの両側面には、コイル１２を回転軸線方向に案内する溝１７ａ，１７ｂがコイル直径のピッチで設けられている。
【００２２】
コイル１２は、巻き始めにティース９の一方の端面９ｃ側の基部側突出部１４側から導入され、インシュレータ１１が被覆されたティース９に基部７側から張出部８側に向けて１層目c1、張出部側から基部側に向けて２層目c2、基部７側から張出部８側に向けて３層目c3と順次巻き付けられている。図３，４には、ティース９の両側面９ａ，９ｂでの各層におけるコイルの位置が、コイルを示す丸の中に参照番号１〜２４を付して示されている。図３に示すようにティース９の一方の端面９ｃで、側面９ａから側面９ｂに向かって回転軸線及び半径方向に直角な直線に対して傾斜して巻かれたコイル部分は、側面９ａでのコイル位置を示す参照番号と側面９ｂでの位置を示す参照番号とをハイフォンで結んで表示され、図４に示すようにティース９の他方の端面９ｄを回転軸線及び半径方向に直角な直線に対して平行に回って、側面９ｂから側面９ａに向かって巻かれたコイル部分は、側面９ｂでのコイル位置を示す参照番号と側面９ａでの位置を示す参照番号とをハイフォンで結んで表示されている。
【００２３】
コイル１２がティース９に巻かれるとき、図３中、張出部側突出部１５に当接する２層目c2のコイル部10-11が、１層目ｃ１のコイル部8-9と張出部側突出部１５との間に深く係入するように、張出部側突出部１５の内側面１５ａは、ティース部端面被覆部１３ａの両側面に設けられた最も張出部８側の溝１７ａ，１７ｂより十分後退されている。本実施の形態では１段で後退されているが、階段状に多段で後退されていても良い。同様に、コイル１２がティース９に巻かれるとき、図４中、張出部側突出部１５に当接する２層目c2のコイル部分9-10が１層目c1のコイル部分7-8に深く係入するように、張出部側突出部１５の内側面１５ａは、ティース端面被覆部１３ａの両側面に設けられた最も張出部側寄りの溝１７ａ，１７ｂより十分後退されている。本実施の形態では１段で後退されているが、多段で後退されていても良い。
【００２４】
さらに、コイル１２がティース９に巻かれるとき、図３中、基部側突出部１４に当接する３層目c3のコイル部18-19が、２層目c2のコイル部16-17と基部側突出部１４との間に深く係入するように基部側突出部１４の内側面１４ａはティース端面被覆部１３ａから離れるにつれて張出部突出部１５から離れる方向に傾斜して形成され、後退されている。本実施の形態では、傾斜して後退されているが、１段もしくは多段で後退されていても良い。同様に、コイル１２がティース９に巻かれるときに、図４中、基部側突出部１４に当接する３層目c3のコイル部分17-18が２層目c2のコイル部分15-16に深く係入するように、基部側突出部１４の内側面１４ａはティース端面被覆部１３ａから離れるにつれて張出部側突出部１５から離れる方向に傾斜して形成されている。本実施の形態では傾斜して後退されているが、１段もしくは多段で後退されていても良い。
【００２５】
次に、上記実施形態の作動を説明する。ラック式電気パワーステアリング装置２の作動方向に応じた方向に電流がステータ４のコイル１２に流されると、永久磁石２１の磁力線とコイル１２に発生した磁力とが作用し、ロータ５に回転力が生じてモータ１が回転駆動される。
【００２６】
ステータ４の各コア６の両端面６ａ，６ｂ及び両側の凹部１０ａ，１０ｂは、２個のインシュレータ１１で被覆され、各インシュレータ１１のティース９の端面と当接するティース端面被覆部１３ａの上面がティース端面と平行な平面で形成されているので、１層目c1のコイル１２の盛上がりが小さくなり、ティース９の一方の端面９ｃで傾斜して巻かれる２層目c2のコイルは、溝１７ａにより回転軸線方向に整列して案内された一層目c1のコイルに一側面９ａ側と一方の端面９ｃ側とからなる角部で確実に引っ掛かることができ、巻線時に巻崩れを生じることがなくなる。これにより、補助治具を使用することなく、コイル１２に傷がつくことが殆どない高品質な巻線を低コストで行うことができ、コイル１２の占積率が向上してモータ１の性能を向上することができる。
【００２７】
コイル１２がティース９に基部７側から張出部８側に向けて１層目c1、張出部８側から基部７側に向けて２層目c2と順次巻かれるとき、張出部側突出部１５の内側面１５ａは、ティース部端面被覆部１３ａの両側面に設けられた最も張出部８側の溝１７ａ，１７ｂより十分後退されているので、張出部側突出部１５に当接する２層目c2のコイル部10-11が、１層目c1のコイル部8-9と張出部側突出部１５との間に深く係入し、ティース９の一方の端面９ｃで一側面９ａから他側面９ｂに向かって傾斜して巻かれるコイル部分10-11が巻崩れすることがない。同様に、コイル１２がティース９の他方の端面９ｄ側で巻かれるとき、張出部側突出部１５の内側面１５ａは、ティース端面被覆部１３ａの両側面に設けられた最も張出部側寄りの溝１７ａ，１７ｂより十分後退されているので、張出部側突出部１５に当接する２層目c2のコイル部分9-10が１層目c1のコイル部分7-8に深く係入し整列して巻かれる。
【００２８】
コイル１２がティース９に基部７側から張出部８側に向けて１層目ｃ１、張出部８側から基部７側に向けて２層目ｃ２、基部７側から張出部８側に向けて３層目ｃ３と順次巻かれるとき、基部側突出部１４の内側面１４ａはティース端面被覆部１３ａから離れるにつれて張出部突出部１５から離れる方向に傾斜して形成され後退されているので、基部側突出部１４に当接する３層目ｃ３のコイル部１８−１９が、２層目ｃ２のコイル部１６−１７と基部側突出部１４との間に深く係入し、ティース９の一方の端面９ｃで一側面９ａから他側面９ｂに向かって回転軸線及び半径方向に直角な直線に対して傾斜して巻かれるコイル部分１８−１９が巻崩れすることがない。同様に、コイル１２がティース９の他方の端面９ｄ側で巻かれるとき、基部側突出部１４の内側面１４ａはティース端面被覆部１３ａから離れるにつれて張出部側突出部１５から離れる方向に傾斜して形成されているので、基部側突出部１４に当接する３層目ｃ３のコイル部分１７−１８が２層目ｃ２のコイル部分１５−１６に深く係入し、ティース１９の他方の端面９ｄで他側面９ｂから一側面９ａに向かって、回転軸線及び半径方向に直角な直線に対して平行に整列して巻かれる。
【００２９】
本実施形態によれば、上述のように張出部８側及び基部７側のいずれにおいても、巻線時に補助治具を使用することなく、巻崩れを確実に防止することができ、整列巻が可能となった。また、ティース端面被覆部の両側面に溝を設けたことにより、本発明のインシュレータは、コイルがティース端面部で回転軸線及び半径方向に直角な直線に対して傾斜して巻かれる傾斜側、及び回転軸線及び半径方向に直角な直線に対して平行に巻かれる平行側の両方に使用可能なインシュレータとして、コアに取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ラック式電気パワーステアリング装置に適用された本実施形態に係るインシュレータを備えたモータを示す縦断面図。
【図２】 本実施形態におけるインシュレータを取り付けたコアを示す図。
【図３】 図２におけるＡ方向矢視図。
【図４】 図２におけるＢ方向矢視図。
【符号の説明】
１・・・モータ、２・・・ラック式電気パワーステアリング装置、３・・・ハウジング、４・・・ステータ、５・・・ロータ、６・・・コア、７・・・基部、８・・・張出部、９・・・ティース、９ａ，９ｂ・・・側面、９ｃ，９ｄ・・・一方、他方の端面、１０ａ，１０ｂ・・・凹部、１１・・・インシュレータ、１２・・・コイル、１３・・・端面被覆部、１３ａ・・・ティース端面被覆部、１４・・・基部側突出部、１５・・・張出部側突出部、１６・・・凹部被覆部、１７ａ，１７ｂ・・・溝、c1〜c3・・・１〜３層目。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an insulator that covers a core of a stator and a motor including the insulator.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a stator of a motor, a plurality of core bases are arranged in a circle in the circumferential direction around the rotation axis of the motor and fitted into a housing, and teeth with a protruding portion formed at the tip are formed from each base. After projecting in the radial direction toward the rotation axis and covering the recesses formed on both end faces and both side faces of the core with insulators, coils are wound around the teeth. Further, when winding the coil around the teeth, in order to improve the output torque of the motor or to save space, the coils are aligned and aligned windings wound in a stack are required.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described conventional stator, the insulator is not sufficiently shaped to prevent the coil from collapsing. Therefore, the coil is collapsed due to the influence of the tension applied to the coil when the coil is wound, thereby realizing aligned winding. Therefore, the winding is performed while assisting with a collapse preventing jig. When a roll-up preventing jig is used, the equipment cost becomes high, the cycle time becomes long, and the coil may be damaged to make a defective product.
[0004]
The present invention has been made in order to solve the conventional problems, and is to make the insulator in a shape that does not cause coil collapse.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the structural feature of the invention described in claim 1 is that the bases of the plurality of cores are annularly arranged in the circumferential direction around the rotation axis of the motor and are fitted into the housing, Teeth provided with projecting portions projecting on both sides in the circumferential direction at the tip end are projected radially from the respective base portions toward the rotation axis, and end face covering portions that come into contact with the end surfaces of the respective cores, the base portions and the projecting portions A base-side projecting portion and an overhanging-side projecting portion projecting from the end surface covering portion to the opposite side of the end surface of each core corresponding to the portion, and extending from the end surface covering portion to the core side on both sides of each core Two insulators each having a recess covering portion that covers the formed recess are covered from each end surface to cover each end surface and both side recesses, and each core covered with two insulators is coiled However, on both side surfaces of the teeth, the front is parallel to the rotational axis direction. In one end face of the teeth are inclined with respect to perpendicular straight line to the axis of rotation and radially, in the other end face of the tooth is parallel to the straight line, the insulator of the stator wound in a plurality of layers, said end face The upper surface of the tooth end surface covering portion that comes into contact with the teeth of the covering portion is formed in a plane parallel to the end surface of the tooth, and a groove for guiding the coil in the rotation axis direction is formed between the upper surface of the tooth end surface covering portion and the recess covering portion. The coil is introduced at a pitch of the diameter of the coil, and the coil is introduced from the direction of the rotation axis, and the first layer is formed on the teeth from the base side to the overhanging side, and from the overhanging side to the base side. When the third layer is wound sequentially with the third layer from the base side to the overhanging side, the third layer coil portion that contacts the base side protrusion is deeply engaged with the second layer coil portion. The base The inner surface of the projecting portion, moves away from the end surface covering portion is formed to be inclined in a direction away from the projecting portion side projection, is that is retracted.
[0008]
The structural feature of the invention according to claim 2 is that, in claim 1, the coil is introduced from the direction of the rotation axis, and the first layer from the base side to the overhanging portion side of the teeth from the overhanging side, When projecting sequentially with the second layer toward the base side, the projecting portion side protrusion is so arranged that the second layer coil portion contacting the projecting portion side projecting portion is deeply engaged with the first layer coil portion. It is that the inner surface of the part was retreated.
[0010]
A structural feature of the invention described in claim 3 is a motor including the insulator according to claim 1 or 2 .
[0011]
Operation and effect of the invention
In the invention according to claim 1 configured as described above, the bases of the plurality of cores are annularly arranged in the circumferential direction around the rotation axis of the motor and are fitted to the housing, and are fitted to the tip on both sides in the circumferential direction. Teeth provided with an overhanging portion project from each base portion in the radial direction toward the rotation axis. From the end surface covering portion that comes into contact with the end surface of the core, the base side protruding portion and the protruding portion side protruding portion protruding from the end surface covering portion to the opposite side of the core corresponding to the base portion and the overhanging portion, and the end surface covering portion Two insulators each having a recess covering portion that extends to the core side and covers the recesses formed on both sides of the core are covered from both end surfaces to cover the recesses on both end surfaces and both side surfaces. . The coil on each core covered with two insulators is inclined parallel to the rotational axis direction on both sides of the teeth, and on one end surface of the teeth with respect to a straight line perpendicular to the rotational axis and the radial direction . The other end face is wound around a plurality of layers in parallel with the straight line . The upper surface of the tooth end surface covering portion that comes into contact with the teeth of the end surface covering portion is formed in a plane parallel to the tooth end surface, and the coil is guided in the rotational axis direction to a portion connecting the upper surface of the tooth end surface covering portion and the concave portion covering portion. Grooves are provided at a pitch of the coil diameter.
[0012]
In the conventional insulator, the tooth end surface covering portion that covers the end surface of the tooth is formed in an arc shape, so that the coil is the first layer from the base side to the overhanging side of the tooth, and the overhanging portion side to the base side When the second layer coil is wound sequentially toward the other side of the tooth, the coil of the second layer is wound on one end surface of the tooth while being inclined from one side surface to the other side surface, following the arc-shaped tooth end surface covering portion. In some cases, the first layer of the coil wound up rides on the raised R portion and shifts to the base side, causing winding collapse. Moreover, in order to prevent such a collapse, the auxiliary | assistant jig was used and the coil was wound. In the present invention, since the upper surface of the tooth end face covering portion is formed in a plane parallel to the tooth end face, the rise of the first layer coil is reduced, and the second layer coil wound at an inclination on one end face of the tooth is The first side coil guided by being aligned in the rotation axis direction by the groove can be reliably hooked at the corner on the one side surface. In addition, by providing grooves at a coil diameter pitch at a portion connecting the upper surface of the tooth end surface covering portion and the recess covering portion, the first layer coil can be wound in a row in the radial direction toward the rotation axis. As a result, the collapse of each layer does not occur, the space factor is improved, and the performance of the motor can be improved. Further, the use of an auxiliary jig is not required, the cycle time of the winding is shortened, the equipment cost is reduced, and the quality of the coil is improved by reducing the damage to the coil.
[0014]
In addition, the coil is wound sequentially on the teeth in the first layer from the base side to the overhang side, the second layer from the overhang side to the base side, and the third layer from the base side to the overhang side. When being removed, the projecting portion extends as the inner surface of the base side projecting portion moves away from the end surface covering portion so that the third layer coil portion contacting the base side projecting portion deeply engages with the second layer coil portion. It is formed so as to be inclined in a direction away from the side protrusion, and is retracted. Thus, deeply engaged to one side from the other side coil at the other end face of the teeth between the third layer coil portion of the second layer of the coil portion and the base-side projection which abuts the proximal side projection When wound in parallel to the axis of rotation and a straight line perpendicular to the radial direction, the windings are aligned.
[0015]
In the invention according to claim 2 configured as described above, when the coil is sequentially wound with the first layer from the base side to the overhanging side and the second layer from the overhanging side to the base side, The inner surface of the projecting portion side protrusion is retracted so that the second layer coil portion contacting the projecting portion side projecting portion is deeply engaged with the first layer coil portion. Thereby, in addition to the effect of the invention described in claim 1, the second layer coil portion contacting the inner surface of the overhanging portion side protrusion is between the first layer coil portion and the overhanging portion side protrusion. When the coil is wound at one end face of the tooth from one side face to the other side face while being inclined with respect to a straight line perpendicular to the rotation axis and the radial direction, no winding collapse occurs.
[0018]
In the invention according to claim 3 configured as described above, since the motor according to claim 1 or 2 is provided in a motor, a high-performance motor including a stator without coil collapse is provided at low cost. can do.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of an insulator according to the present invention and a motor including the insulator will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, the motor 1 is applied to a rack type electric power steering device 2. A stator 4 is fitted to the housing 3, and a rotor 5 is supported by a bearing so as to be rotatable in the stator 4. The rotor 5 is configured such that a plurality of permanent magnets 21 are annularly fixed at predetermined intervals on the outer peripheral surface of a rotating shaft 20 that is supported by a housing 3 by bearings.
[0020]
As shown in FIGS. 2 to 3, bases 7 of a plurality of cores 6 constituting the stator 4 are annularly arranged in the circumferential direction around the rotation axis of the motor 1 and are fitted to the housing 3. From the base portion 7 of each core 6, a tooth 9 provided with a protruding portion 8 that protrudes at both ends in the circumferential direction is projected in the radial direction toward the rotation axis. On both sides of each core 6, recesses 10 a and 10 b are formed by the back surfaces 7 a and 7 b of the base portion 7, the back surfaces 8 a and 8 b of the overhang portion 8, and both side surfaces 9 a and 9 b of the teeth 9. Each core 6 is covered with two insulators 11 having the same shape in half from the both end faces 6a, 6b to the center in the rotation axis direction, and the both end faces 6a, 6b and the recesses 10a, 10b on both sides are covered. Yes. A coil 12 is placed on each core 6 covered with two insulators 11 in a stacked state in which both sides 9a and 9b of the tooth 9 are parallel to the direction of the rotational axis, and on one end face 9c of the tooth 9 the rotational axis and radius. The stator 4 is configured by being wound on a plurality of layers in a stacked state that is inclined with respect to a straight line perpendicular to the direction and parallel to the straight line perpendicular to the right end surface 9d.
[0021]
Each insulator 11 includes an end surface covering portion 13 that contacts the end surface 6 a or 6 b of the core 6, and a base side projecting from the end surface covering portion 13 to the opposite side of the core 6 corresponding to the base portion 7 and the overhang portion 8. The protruding portion 14 and the protruding portion side protruding portion 15 and a concave portion extending from the end surface covering portion 13 to the core 6 side and covering the concave portions 10a and 10b on both sides of the core from the end surface to half the length of the core 6 in the rotation axis direction. A covering portion 16 is formed. The upper surface of the tooth end surface covering portion 13 a that comes into contact with the tooth 9 of the end surface covering portion 13 is formed by a plane parallel to the end surface of the tooth 9. Grooves 17a and 17b for guiding the coil 12 in the rotational axis direction are provided at a pitch of the coil diameter on both side surfaces of the tooth end surface covering portion 13a, which is a portion connecting the upper surface of the tooth end surface covering portion 13a and the recess covering portion 16. It has been.
[0022]
The coil 12 is introduced from the base-side protruding portion 14 side on the one end face 9c side of the tooth 9 at the beginning of winding, and the first layer from the base 7 side to the overhanging portion 8 side of the tooth 9 covered with the insulator 11. c1, a second layer c2 from the overhanging portion side toward the base portion side, and a third layer c3 from the base portion 7 side toward the overhanging portion 8 side are sequentially wound. 3 and 4, the positions of the coils in the respective layers on both side surfaces 9a and 9b of the tooth 9 are shown with reference numerals 1 to 24 in circles indicating the coils. As shown in FIG. 3, the coil portion wound at one end face 9c of the tooth 9 while being inclined with respect to the straight line perpendicular to the rotation axis and the radial direction from the side face 9a to the side face 9b is a coil on the side face 9a. The reference number indicating the position and the reference number indicating the position on the side surface 9b are connected by a hyphen, and the other end surface 9d of the tooth 9 is connected to the rotation axis and a straight line perpendicular to the radial direction as shown in FIG. The coil portion that is turned in parallel and wound from the side surface 9b toward the side surface 9a is displayed by connecting the reference number indicating the coil position on the side surface 9b and the reference number indicating the position on the side surface 9a with a hyphen. .
[0023]
When the coil 12 is wound around the tooth 9, in FIG. 3, the coil portion 10-11 of the second layer c2 that comes into contact with the projecting portion side protruding portion 15 is connected to the coil portion 8-9 of the first layer c1 and the overhang portion. The inner surface 15a of the projecting portion side projecting portion 15 is deeply provided between the side projecting portion 15 and the groove 17a closest to the projecting portion 8 provided on both side surfaces of the tooth end surface covering portion 13a. , 17b. In the present embodiment, it is retracted in one step, but it may be retracted in a multi-step manner. Similarly, when the coil 12 is wound around the tooth 9, the coil portion 9-10 of the second layer c2 contacting the overhanging portion side protruding portion 15 in FIG. 4 is deeper than the coil portion 7-8 of the first layer c1. In order to engage, the inner side surface 15a of the overhanging portion side protruding portion 15 is sufficiently retracted from the grooves 17a and 17b closest to the overhanging portion provided on both side surfaces of the tooth end surface covering portion 13a. In this embodiment, it is retracted in one stage, but it may be retracted in multiple stages.
[0024]
Further, when the coil 12 is wound around the tooth 9, the coil portion 18-19 of the third layer c3 that contacts the base side protruding portion 14 in FIG. 3 is protruded from the coil portion 16-17 of the second layer c2 and the base side protruding portion. The inner side surface 14a of the base side projecting portion 14 is formed so as to incline in the direction away from the projecting portion projecting portion 15 as it moves away from the tooth end surface covering portion 13a so as to be deeply engaged with the portion 14. . In the present embodiment, it is retracted with an inclination, but it may be retracted in one or more stages. Similarly, when the coil 12 is wound around the tooth 9, in FIG. 4, the coil portion 17-18 of the third layer c3 contacting the base side protruding portion 14 is deeply related to the coil portion 15-16 of the second layer c2. The inner side surface 14a of the base side protrusion 14 is formed so as to be inclined in a direction away from the overhanging side protrusion 15 as the distance from the teeth end surface covering portion 13a increases. In the present embodiment, it is inclined and retracted, but it may be retracted in one or more stages.
[0025]
Next, the operation of the above embodiment will be described. When a current is passed through the coil 12 of the stator 4 in a direction corresponding to the operating direction of the rack type electric power steering device 2, the magnetic lines of force of the permanent magnet 21 and the magnetic force generated in the coil 12 act, and rotational force is exerted on the rotor 5. As a result, the motor 1 is driven to rotate.
[0026]
Both end surfaces 6a and 6b of each core 6 of the stator 4 and concave portions 10a and 10b on both sides are covered with two insulators 11, and the upper surface of the tooth end surface covering portion 13a that contacts the end surface of the teeth 9 of each insulator 11 is the teeth. Since it is formed in a plane parallel to the end face, the rise of the coil 12 of the first layer c1 is reduced, and the coil of the second layer c2 wound around the one end face 9c of the tooth 9 is rotated by the groove 17a. The coil of the first layer c1 guided in alignment in the axial direction can be reliably hooked at the corner portion formed by the one side surface 9a side and the one end surface 9c side, and no winding collapse occurs during winding. Thereby, without using an auxiliary jig, it is possible to perform high-quality winding with almost no damage to the coil 12 at low cost, and the space factor of the coil 12 is improved and the performance of the motor 1 is improved. Can be improved.
[0027]
When the coil 12 is wound around the teeth 9 in order from the base 7 side to the overhanging portion 8 side and the second layer c2 from the overhanging portion 8 side to the base 7 side, the overhanging portion side protrusion is performed. Since the inner side surface 15a of the portion 15 is sufficiently retracted from the grooves 17a, 17b on the most protruding portion 8 side provided on both side surfaces of the tooth portion end surface covering portion 13a, the inner surface 15a comes into contact with the protruding portion side protruding portion 15. The coil portion 10-11 of the second layer c2 is deeply engaged between the coil portion 8-9 of the first layer c1 and the protruding portion-side projecting portion 15, and one end surface 9c of the tooth 9 has one side surface 9a. Thus, the coil portion 10-11 wound at an inclination toward the other side surface 9b is not collapsed. Similarly, when the coil 12 is wound on the other end surface 9d side of the tooth 9, the inner side surface 15a of the overhanging portion side protrusion 15 is closest to the overhanging portion side provided on both side surfaces of the tooth end surface covering portion 13a. The coil portion 9-10 of the second layer c2 contacting the projecting portion 15 on the protruding portion side is deeply engaged with the coil portion 7-8 of the first layer c1 and aligned. Then it is wound.
[0028]
The coil 12 is connected to the teeth 9 from the base 7 side to the overhanging portion 8 side, the first layer c1, from the overhanging portion 8 side to the base 7 side, and the second layer c2, from the base 7 side to the overhanging portion 8 side. Since the inner side surface 14a of the base portion side protruding portion 14 is formed so as to be inclined in a direction away from the protruding portion protruding portion 15 as it is separated from the tooth end surface covering portion 13a, when it is sequentially wound with the third layer c3 toward it, it is retracted. The coil portion 18-19 of the third layer c3 contacting the base side protruding portion 14 is deeply engaged between the coil portion 16-17 of the second layer c2 and the base side protruding portion 14, and one of the teeth 9 is inserted. In the end face 9c, the coil portion 18-19 wound at an inclination with respect to the straight line perpendicular to the rotation axis and the radial direction from the one side face 9a to the other side face 9b does not collapse. Similarly, when the coil 12 is wound on the other end surface 9d side of the tooth 9, the inner side surface 14a of the base side protruding portion 14 is inclined in a direction away from the protruding portion side protruding portion 15 as the distance from the tooth end surface covering portion 13a increases. because it is formed Te, coil portions 17-18 of the third layer c3 abutting the proximal side projection 14 is deeply engaged into the coil portion 15-16 of the second layer c2, at the other end face 9d of the tooth 19 From the other side surface 9b to the one side surface 9a, the wire is wound in parallel with the rotation axis and a straight line perpendicular to the radial direction .
[0029]
According to the present embodiment, as described above, on both the overhanging portion 8 side and the base portion 7 side, it is possible to reliably prevent the collapse of the winding without using an auxiliary jig during winding, and the aligned winding. Became possible. In addition, by providing grooves on both side surfaces of the tooth end surface covering portion, the insulator of the present invention is provided on the inclined side where the coil is wound at an angle with respect to the rotation axis and a straight line perpendicular to the radial direction at the tooth end surface portion, and It can be attached to the core as an insulator that can be used both on the axis of rotation and on the parallel side wound parallel to a straight line perpendicular to the radial direction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a motor provided with an insulator according to an embodiment applied to a rack type electric power steering apparatus.
FIG. 2 is a view showing a core to which an insulator is attached in the present embodiment.
3 is a view in the direction of arrow A in FIG.
4 is a view in the direction of arrow B in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Motor, 2 ... Rack type electric power steering device, 3 ... Housing, 4 ... Stator, 5 ... Rotor, 6 ... Core, 7 ... Base, 8 ... -Overhang part, 9 ... Teeth, 9a, 9b ... Side, 9c, 9d ... One end face, 10a, 10b ... Recess, 11 ... Insulator, 12 ... Coil , 13 ... end face covering part, 13a ... teeth end face covering part, 14 ... base side protruding part, 15 ... overhanging part side protruding part, 16 ... recessed part covering part, 17a, 17b ..Grooves, c1 to c3...

Claims (3)

複数のコアの基部がモータの回転軸線回りに円周方向に環状に並設されてハウジングに嵌着され、先端に円周方向両側に張り出す張出部が設けられたティースが各基部から回転軸線に向けて半径方向に突設され、各コアの端面に当接する端面被覆部と、前記基部及び張出部に対応して端面被覆部から各コアの端面と反対側に突設された基部側突出部及び張出部側突出部と、前記端面被覆部からコア側に延在し各コアの両側に形成された凹部を被覆する凹部被覆部とを備えた２個のインシュレータが各コアに両端面から被せられて両端面及び両側の凹部を被覆し、２個のインシュレータで被覆された各コアにコイルが、前記ティースの両側面では回転軸線方向と平行に、前記ティースの一方の端面では回転軸線及び半径方向に直角な直線に対して傾斜して、前記ティースの他方の端面では前記直線に対して平行に、複数層に巻かれたステータのインシュレータにおいて、
前記端面被覆部のティースと当接するティース端面被覆部の上面が、ティースの端面と平行な平面で形成され、コイルを回転軸線方向に案内する溝が、前記ティース端面被覆部の上面と前記凹部被覆部とを接続する部位にコイル直径のピッチで設けられ、
前記コイルが回転軸線方向から導入され前記ティースに基部側から張出部側に向けて１層目、張出部側から基部側に向けて２層目、基部側から張出部側に向けて３層目と順次巻かれるとき、基部側突出部に当接する３層目のコイル部分が２層目のコイル部分に深く係入するように、前記基部側突出部の内側面を、前記端面被覆部から離れるにつれて張出部側突出部から離れる方向に傾斜して形成し、後退させたことを特徴とするインシュレータ。A plurality of core bases are circumferentially arranged around the rotation axis of the motor in an annular manner and fitted into the housing, and teeth with overhanging portions projecting on both sides in the circumferential direction are rotated from each base. An end surface covering portion that protrudes in the radial direction toward the axis and abuts against the end surface of each core, and a base portion that protrudes from the end surface covering portion to the opposite side of the end surface of each core corresponding to the base portion and the overhanging portion. Each insulator has two insulators each including a side protrusion and a protruding portion side protrusion, and a recess covering portion that extends from the end surface covering portion toward the core and covers the recesses formed on both sides of each core. Covered from both end surfaces to cover both end surfaces and concave portions on both sides, a coil is coated on each core covered with two insulators, parallel to the rotational axis direction on both side surfaces of the teeth, and on one end surface of the teeth. For the axis of rotation and a straight line perpendicular to the radial direction Inclined, in the other end face of the tooth is parallel to the straight line, the insulator of the stator wound in a plurality of layers,
An upper surface of the tooth end surface covering portion that contacts the teeth of the end surface covering portion is formed in a plane parallel to the end surface of the teeth, and a groove for guiding the coil in the rotation axis direction is formed by the upper surface of the tooth end surface covering portion and the recess covering Is provided at the part connecting the parts at a pitch of the coil diameter,
The coil is introduced from the direction of the rotation axis and the first layer of the teeth from the base side to the overhanging side, the second layer from the overhanging side to the base side, and the base side to the overhanging side. when the third layer to be sequentially wound so that the coil portion of the third layer abutting the base side projection is deeply engaged entering the coil portion of the second layer, the inner surface of the base-side projection, said end surface covering Insulators characterized in that they are formed so as to incline in a direction away from the overhanging portion side protruding portion as they are separated from the portion, and are retracted. 請求項１において、前記コイルが回転軸線方向から導入され前記ティースに基部側から張出部側に向けて１層目、張出部側から基部側に向けて２層目と順次巻かれるとき、張出部側突出部に当接する２層目のコイル部分が１層目のコイル部分に深く係入するように、前記張出部側突出部の内側面を後退させたことを特徴とするインシュレータ。In claim 1 , when the coil is introduced from the direction of the rotation axis and wound sequentially on the teeth from the base side to the overhanging side and the second layer from the overhanging side to the base side. An insulator characterized in that an inner surface of the projecting portion side projecting portion is retracted so that a second layer coil portion contacting the projecting portion side projecting portion is deeply engaged with the first layer coil portion. . 請求項１又は２に記載のインシュレータを備えたことを特徴とするモータ。Motor comprising the insulator of claim 1 or 2.

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