JP7194625B2 - モータ用ステータ - Google Patents

Description

本発明は、インシュレータの外周面に巻線を沿わせるモータ用ステータに関する。

モータ用ステータは、電磁鋼板等が積層されて構成されたコアと、このコアに対して取り付けられるインシュレータと、を有している。このインシュレータに関する従来技術として、特許文献１の技術がある。

特許文献１には、３相１２スロットのモータ用ステータが開示されている。このステータのインシュレータは、外径側の環状部と、この環状部からモータ用ステータの軸方向に延出している１２個の延出部と、環状部から内径方向に延びており巻線が巻き付けられる１２個の巻付け部と、を有している。

説明の便宜上、１２個の巻付け部のなかの任意の１個の巻付け部を第１の巻付け部とし、残りの巻付け部を、モータ用ステータの中心線を基準として時計回りに第２～第１２の巻付け部とする。同様に、第１の巻付け部の外径側に位置している延出部を、第１の延出部とし、残りの延出部を、時計回りに第２～第１２の延出部とする。

巻線の結線方法の一例を説明する。最初に、第１の巻付け部に巻線を巻付ける。次に、巻線を第１の延出部の外周側に引き出し、第２の延出部の外周面（案内面）と、第３の延出部の外周面（案内面）に巻線を沿わせる。次に、第４の延出部の内径側に位置する第４の巻付け部に巻線を巻付ける。さらに、同様にして、第７の巻付け部、第１０の巻き受け部に巻付ける。これにより、３相のうちの１相の巻付けが終了する。巻付け部への巻線の巻付けと、延出部の外周面に巻線を這わせることを繰り返すことにより、残りの２相の巻付けを完了する。

特許５５３２２７４号公報

各々の延出部の外周面には、外径方向に突出している突出部が設けられている。延出部の案内面に沿っている巻線が、モータ用ステータの軸方向へ位置ずれした場合、突出部は、巻線がインシュレータの延出部から外れないように規制する。

各々の巻付け部に巻線を確実に巻付けておくためには、インシュレータの延出部に対する巻線の外れ防止機能をより高めることが望ましい。

本発明は、インシュレータの周方向に案内されている巻線を、インシュレータの案内面に留まらせておくことができる技術の提供を課題とする。

請求項１による発明によれば、コアと、このコアを覆っているインシュレータと、このインシュレータに巻かれている巻線により構成されるコイルと、を有しているモータ用ステータにおいて、
前記コアは、環状のヨークと、このヨークから前記モータ用ステータの内径方向に延びているティースと、を有し、
前記インシュレータは、前記ヨークを覆っている環状部と、前記ティースを覆っていると共に前記巻線が巻かれている巻付け部と、前記環状部から前記モータ用ステータの軸方向に沿って延出している延出部と、を有し、
前記延出部は、前記モータ用ステータの周方向に前記巻線を案内する案内面から外径方向に突出している２つの突出部を有し、
この突出部は、前記案内面に案内されている前記巻線と当接可能な当接面を有し、
この当接面は、外径方向に向かうに連れて、前記環状部側へ近づく傾斜部を有しており、
この傾斜部は、前記巻線の外径側半分のいずれかの部位に当接可能であり、
前記延出部の先端面には、ターミナルが取り付けられており、
このターミナルは、前記案内面に案内されている前記巻線と電気的に接続可能な接続部を有しており、
前記２つの突出部は、前記延出部の前記案内面にて、互いに周方向に隣接し合い、
前記モータ用ステータの軸方向から見て、前記接続部は、前記２つの突出部の周方向間に位置し、
前記接続部は、前記ターミナルの一部が前記延出部の前記先端面から離れる方向へ折り返すことにより前記巻線を挟み込むことが可能な挟み込み部として構成されていることを特徴とするモータ用ステータが提供される。

請求項１では、モータ用ステータのインシュレータは、ヨークを覆っている環状部と、環状部からモータ用ステータの中心線に沿って軸方向に延出している延出部と、を有している。延出部は、モータ用ステータの周方向に巻線を案内する案内面から外径方向に突出している突出部を少なくとも１つ有している。この突出部は、案内面に案内されている巻線と当接可能な当接面を有ている。そのため、周方向に案内されている巻線が軸方向に移動した場合、巻線は、突出部の当接面に当接する。

加えて、当接面は、外径方向に向かうに連れて、環状部側へ近づく傾斜部を有しており、この傾斜部は、巻線の外径側半分のいずれかの部位に当接可能である。そのため、巻線が外径方向に移動した場合であっても、巻線は当接面と当接する。以上より、巻線が、モータ用ステータの軸方向のみならず、外径方向へ移動した場合であっても、巻線は当接面に当接する。巻線を所定の位置に留めておくことができる。

加えて、コアの環状部から軸方向に延びている延出部の先端には、外部と電気的に接続可能なターミナルが取り付けられている。このターミナルは、巻線と電気的に接続している接続部を有している。延出部の案内面には、周方向に隣接している２つの突出部が設けられている。モータ用ステータの軸方向から見て、接続部は、２つの突出部の間に位置しており、巻線は、一方の突出部の当接面と、接続部と、他方の突出部とに当接している。

そのため、案内面に沿って案内される巻線を、接続部に接続する場合、一方の突出部の当接面に巻線を当接させることにより、一方の突出部を基点として巻線を屈曲させることができる。巻線の屈曲した部位が一方の突出部に保持されているため、巻線を接続部に架け渡すことが容易となる。さらに、接続部から他方の突出部に架け渡された巻線は、他方の突出部に保持されている。そのため、その後に、巻線を周方向に案内させる作業や、内径方向に巻線を引き込む作業が容易となる。

実施例１によるモータ用ステータの斜視図である。 図１に示されたモータ用ステータ分解斜視図である。 図３（ａ）は、図２に示されたインシュレータの延出部を説明する図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のｂ－ｂ線断面図である。 図４（ａ）は、実施例２によるモータ用ステータの延出部及びターミナルを説明する図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示された延出部及びターミナルを上方から見下ろした図である。

実施例を添付図に基づいて以下に説明する。なお、説明中、内径方向、外径方向、周方向、及び、軸方向（上下方向）は、モータ用ステータの中心線Ｃが基準となる。同一形状の部位に付される符号は、一部省略する。

図１及び図２を参照する。実施例によるモータ用ステータ１０は、積層された多数の電磁鋼板からなるコア１１と、このコア１１の上側を覆っている第１のインシュレータ２０と、コア１１の下側を覆っている第２のインシュレータ３０と、第１のインシュレータ２０及び第２のインシュレータ３０に設けられた第１のコイルＵ１、Ｖ１、Ｗ１、第２のコイルＵ２、Ｖ２、Ｗ２、第３のコイルＵ３、Ｖ３、Ｗ３と、第１のインシュレータ２０に取り付けられている第１のターミナル１５～第３のターミナル１７と、を有している。

図２を参照する。コア１１は、環状のヨーク１２と、ヨーク１２から内径方向に延びている９つのティース１３と、有している。各々のティース１３の先端部１３ａは、内径方向に向かうに連れて周方向に幅が広がっている。

第１のインシュレータ２０は、ヨーク１２の上側を覆うことが可能な第１の環状部２１と、各々のティース１３の上半分を覆うことが可能な９個の第１の巻付け部２２と、第１の環状部２１から軸方向に沿って上方に延出し周方向に断続的に設けられた９個の第１の長壁部２３（延出部）と、隣接する第１の長壁部２３同士の間に設けられ第１の長壁部２３よりも周方向の寸法が短い９個の第１の短壁部２４と、を有している。

第２のインシュレータ３０は、ヨーク１２の下側を覆うことが可能な第２の環状部３１と、各々のティース１３の下側を覆うことが可能な９個の第２の巻付け部３２と、第２の環状部３１から軸方向に沿って下方に延出している９個の第２の壁部３３と、を有している。

以下、第１のインシュレータ２０のなかの、コイルＶ１の外径側に位置している第１の長壁部２３の構成について説明する。

図３（ａ）を参照する。第１の長壁部２３は、周方向に３本の巻線４０を案内している第１の案内面５１（案内面）と、３本のうち１本の巻線４０を内径方向に案内している第２の案内面５２と、を有している。

３本の巻線４０のうち、上下２本の巻線４０、４０は、コイルＵ１～コイルＷ３（図１参照）のなかの、一のコイルから引き出され、他のコイルに向かう際に第１の案内面５１に案内されている２本の渡り線４１、４２である。渡り線４１、４２の間に位置している巻線４０は、コイルＵ１～コイルＷ３のなかの、一のコイルから引き出され、第１の案内面５１に案内され、第２の案内面５２から内径方向に引き込まれて、コイルＶ１を構成している巻付け線４３である。

第１の案内面５１の上端５１ａには、外径方向に突出している第１の突出部６０と、第２の突出部７０とが設けられている。第１の突出部６０の周方向の寸法は、例えば、第１の案内面５１の周方向の寸法の３分の１程度である。第１の突出部６０と第２の突出部７０との間隔は、例えば、第１の案内面５１の周方向の寸法の３分の１程度である。なお、突出部の数は、１つでもよく、３つ以上あってもよい。

第１の突出部６０の下方において、環状部２１に第１の溝２１ａが形成されている。第２の突出部７０の下方において、環状部２１に第２の溝２１ｂが形成されている。

図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照する。第１の突出部６０は、直方体状の本体部６１と、本体部６１の外径側の先端６１ａから下方に延びている凸部６２と、を有する。本体部６１と凸部６２は、一体に形成されている。第１の突出部６０の上面６０ａは、第１の長壁部２３の上面２３ａと、同一面上に位置している。

第１の突出部６０の下面６３は、第１の案内面５１に案内されている３本の巻線４０と当接可能な当接面である。下面６３（当接面）は、第１の長壁部２３が延びている上方向に対して、反対方向である下を向いている面である。詳細には、下面６３は、上方に膨らむように湾曲している湾曲部６４と、この湾曲部６４よりも外径側に位置している平面部６５と、を有している。

湾曲部６４は、最上点Ｐから外径方向に向かうに連れて下方へ下がる外側傾斜部６６（傾斜部）と、最上点Ｐから内径方向に向かうに連れて下方へ下がる内側傾斜部６７と、を有している。外側傾斜部６６は、断面円状の巻線４０のなかの、外径側の半円部４０ａ（外径側半分の部位）に当接可能な面である。

なお、巻線４０は、断面形状が円であるものに限られず、断面が多角形のものであってもよい。さらに、湾曲部６４は、図３（ｂ）に示されるように、巻線４０を両側から挟み込んで保持できる構成であってもよいし、巻線４０の両端に接触せずに、巻線４０を収容するような構成であってもよい（図示なし）。

さらに、本実施例では、下面６３は、湾曲部６４と、平面部６５との２つの面により構成されているが、例えば、下面は、第１の案内面５１から外径方向に向かうに連れて下方へ下がる１つの平面であってもよい。

第２の突出部７０は、第１の突出部６０と同一の大きさ及び形状で構成されており、３本の巻線４０と当接可能な下面７３を有している。第２の突出部７０の他の構成の説明は省略する。第１の突出部６０及び第２の突出部７０は、図１に示された他の第１の長壁部２３にも同様に設けられている。

次に、実施例の効果について説明する。

図３（ｂ）を参照する。第１の長壁部２３は、第１の案内面５１から外径方向に突出している第１の突出部６０を有している。この第１の突出部６０は、第１の案内面５１に案内されている３本の巻線４０と当接可能な下面６３を有している。下面６３は、湾曲部６４と、平面部６５とにより構成されている。そのため、周方向に案内されている３本の巻線４０が上方に移動した場合、巻線は、湾曲部６４、又は、平面部６５に当接する。

加えて、湾曲部６４は、最上点Ｐから外径方向に向かうに連れて下方へ下がる外側傾斜部６６を有している。外側傾斜部６６は、断面円状の巻線４０のなかの、外径側の半円部４０ａに当接可能な面である。そのため、巻線４０が外径方向に移動した場合であっても、巻線４０は外側傾斜部６６に当接する。

以上より、巻線４０が、上方のみならず、外径方向へ移動した場合であっても、巻線４０は下面６３に当接する。周方向に案内された巻線４０を所定の位置に確実に留めておくことができる。

＜実施例２＞
図４（ａ）及び図４（ｂ）を参照する。次に、実施例２について説明する。実施例１と比較すると、実施例２では、第１の長壁部２３Ａと、ターミナル８０が異なる。

第１の長壁部２３Ａの周方向の寸法は、実施例１の第１の長壁部２３の周方向の寸法よりも大きい。具体的には、第１の長壁部２３Ａの周方向の寸法は、第１のインシュレータ２０の環状部２１（図２参照）を周方向に９分割した部位の周方向の寸法に略等しい。実施例１と同一の構成については説明を省略し、符号を流用する。

第１の長壁部２３Ａは、２つの巻線４０を周方向に案内している第１の案内面５１Ａと、第１の案内面５１Ａの周方向両端から内径方向に延びている第２の案内面５２Ａ、第３の案内面５３Ａと、を有している。第２の案内面５２Ａ及び第３の案内面５３Ａは、巻線４０を内径方向に案内する案内面である。

第１の案内面５１Ａは、第１の突出部６０（一方の突出部）と、第２の突出部７０（他方の突出部）を有している。第１の案内面５１Ａに案内されている２本の巻線４０のうち、直線状に延びている線を渡り線４５とし、一部が湾曲してターミナル８０に接続されている線を接続線４６とする。

ターミナル８０は、径方向の寸法が薄い薄板状を呈しており、矩形状の本体部８１と、本体部８１の下部から下方に延びて第１の長壁部２３Ａの上面２３Ａａに差し込まれている２本の差込部８２と、２本の差込部８２の間に位置して本体部６１の下部から上方に向かって折り返されている折り返し部８３と、有している。

折り返し部８３は、接続線４６を挟み込ことにより接続線４６と電気的に接続している挟み込み部８４（接続部）を有している。接続手法として、例えば、ヒュージングを採用できる。

接続線４６は、第１の突出部６０の下面６３と、挟み込み部８４と、第２の突出部７０の下面７３とに当接している。詳細には、接続線４６は、第１の突出部６０から挟み込み部８４まで間を斜めに延びている第１の傾斜部４７と、挟み込み部８４において上面２３Ａａと平行に延びている平行部４８と、折り返し部８３の下部から第２の突出部７０の間を斜めに延びている第２の傾斜部４９と、を有している。

挟み込み部８４は、第１の突出部６０と第２の突出部７０との周方向で間に位置しており、第２の突出部７０側に寄っている。なお、接続部８３は、第１の突出部６０と第２の突出部７０との間の領域内に位置する場合に限られず、領域の外径側又は内径側にはみでるように位置してもよい。

実施例２では、実施例１の効果に加えて、以下の効果を有する。

ターミナル８０は、接続線４６と電気的に接続している挟み込み部８４を有している。軸方向に沿ってモータ用ステータ１０（図１参照）を見下ろした方向から見て、挟み込み部８４は、周方向に隣接している第１の突出部６０と第２の突出部７０との間に位置している。

そのため、接続線４６を、挟み込み部８４に接続する場合、第１の突出部６０の下面６３に巻線４０を当接させることにより、第１の突出部６０を基点に接続線４６を屈曲させることができる。接続線４６の屈曲した部位が第１の突出部６０に保持されているため、接続線４６を挟み込み部８４に架け渡すことが容易となる。さらに、挟み込み部８４から第２の突出部７０に架け渡された巻線は、第２の突出部７０に保持されることとなる。そのため、その後に、接続線４６を周方向に案内させる作業や、内径方向に巻線を引き込む作業が容易となる。

１０…モータ用ステータ
１１…コア
２０…第１のインシュレータ
２３…第１の長壁部（延出部）、上面（先端面）…２３ａ
４０…巻線、４０ａ…半円部（外径側半分の部位）
４１…渡り線
４２…渡り線
４３…巻付け線
４５…渡り線
４６…接続線
４７…第１の傾斜部
４８…平行部
４９…第２の傾斜部
５１…第１の案内面、５１ａ…上端
５２…第２の案内面
５３…第３の案内面
６０…第１の突出部、６０ａ…上面
６１…本体部、６１ａ…先端
６２…凸部
６３…下面（当接面）
６４…湾曲部
６５…平面部
６６…外側傾斜部
６７…内側傾斜部
７０…第２の突出部
７３…下面
８０…ターミナル
８１…本体部
８２…差込部
８３…折り返し部
８４…挟み込み部
Ｕ１～Ｗ３…コイル
Ｐ…最上点

Claims (1)

1. コアと、このコアを覆っているインシュレータと、このインシュレータに巻かれている巻線により構成されるコイルと、を有しているモータ用ステータにおいて、
   前記コアは、環状のヨークと、このヨークから前記モータ用ステータの内径方向に延びているティースと、を有し、
   前記インシュレータは、前記ヨークを覆っている環状部と、前記ティースを覆っていると共に前記巻線が巻かれている巻付け部と、前記環状部から前記モータ用ステータの軸方向に沿って延出している延出部と、を有し、
   前記延出部は、前記モータ用ステータの周方向に前記巻線を案内する案内面から外径方向に突出している２つの突出部を有し、
   この突出部は、前記案内面に案内されている前記巻線と当接可能な当接面を有し、
   この当接面は、外径方向に向かうに連れて、前記環状部側へ近づく傾斜部を有しており、
   この傾斜部は、前記巻線の外径側半分のいずれかの部位に当接可能であり、
   前記延出部の先端面には、ターミナルが取り付けられており、
   このターミナルは、前記案内面に案内されている前記巻線と電気的に接続可能な接続部を有しており、
   前記２つの突出部は、前記延出部の前記案内面にて、互いに周方向に隣接し合い、
   前記モータ用ステータの軸方向から見て、前記接続部は、前記２つの突出部の周方向間に位置し、
   前記接続部は、前記ターミナルの一部が前記延出部の前記先端面から離れる方向へ折り返すことにより前記巻線を挟み込むことが可能な挟み込み部として構成されていることを特徴とするモータ用ステータ。

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