JP2017118606A - 電動機用ステータ - Google Patents

Abstract

【課題】スロット内にステータコイルを挿通する際に絶縁紙がステータコイルに引きずられることを抑制しつつ、ステータコイルの小型化を図る。【解決手段】絶縁部材の側部４４ｂ，４４ｃを、矩形から、矩形の４隅のうちの部品カフサの内側リブ３８に対応する１隅を内側リブ３８に当接するように切り欠いた形状として、側部４４ｂ，４４ｃの隅部Ｃｂ，Ｃｃを内側リブ３８に当接させる。これにより、セグメントコイルを、ステータコア２２に対して部品カフサの反対側から部品カフサに向けて挿入する際に、絶縁部材がセグメントコイルに引きずられることを抑制しつつ、セグメントコイルの小型化を図ることができる。【選択図】図３

Description

本発明は、電動機用ステータに関する。

従来、この種の電動機用ステータとしては、ステータコアと、部品カフサと、絶縁紙と、導線（コイル）と、を含むものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。ステータコアは、複数のティースと、隣合うティースの間に形成されるスロットと、を有する。部品カフサは、ステータコアの端面に配置され、対応するスロットに連通する複数の連通孔（カフサスロット）を有する。絶縁紙は、ステータコアのスロットに挿入されている。導線（コイル）は、絶縁紙を介してステータコアおよび部品カフサに巻回されている。この電動機用ステータでは、絶縁紙の軸方向の端部を外側に折り返すことにより形成されるカフス部の先端がステータコアの軸方向の端面に当接する。これにより、スロットに導線を挿通する際に、絶縁紙が導線に引きずられてスロットから抜け落ちるのを抑制している。

特開２０１４ー１３５８６５号公報

上述の電動機用ステータでは、絶縁紙にカフス部を設ける必要があるから、絶縁紙の軸方向の寸法を大きくする必要がある。そのため、導線（コイル）の軸方向の寸法が大きくなってしまう。導線の寸法が大きくなると、導線での損失が増加してしまう。したがって、スロット内に導線を挿入する際に絶縁紙が導線に引きずられることを抑制しつつ、導線の小型化を図ることが望まれている。

本発明の電動機用ステータは、スロット内にステータコイルを挿入する際に絶縁紙がステータコイルに引きずられることを抑制しつつ、ステータコイルの小型化を図ることを主目的とする。

本発明の電動機用ステータは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の電動機用ステータは、
複数のティースと、隣合う前記ティースの間の複数のスロットと、を有するステータコアと、
絶縁材料により円環形状に形成され、対応する前記スロットに連通する複数の連通孔と、隣合う前記連通孔の間のガイド部と、前記ガイド部の内周側の端部をつなぐように周方向に渡される内側リブと、を有する部品カフサと、
前記スロットと前記連通孔とに挿入されるステータコイルと、
対応する前記スロットに挿入され、前記ステータコイルと前記スロットとを絶縁すると共に、前記ステータコアの軸方向における寸法が前記スロットより大きい複数の絶縁部材と、
を備える電動機用ステータであって、
前記絶縁部材は、互いに隣り合う２つの前記ティース間に位置する前記ステータコアの内周面を覆う背部と、前記背部に連続し前記ティースの周方向の側面を覆う２つの側部と、を有し、
前記２つの側部は、矩形から、矩形の４隅のうちの前記部品カフサの前記内側リブに対応する１隅を前記内側リブに当接するように切り欠いた形状である、
ことを要旨とする。

この本発明の電動機用ステータでは、絶縁部材は、隣合う２つのティースの間に位置するステータコアの内周面を覆う背部と、背部に連続しティースの周方向の側面を覆う２つの側部と、を有している。そして、２つの側部を、矩形から、矩形の４隅のうちの部品カフサの内側リブに対応する１隅を内側リブに当接するように切り欠いた形状とする。これにより、部品カフサの隅が内側リブに当接するから、スロットおよび連通孔にコイルを挿入する際に、絶縁部材がステータコイルに引きずられることが抑制される。また、絶縁部材を外側に折り曲げる必要がないから、絶縁部材の小型化を図ることができる。これにより、ステータコイルの小型化を図ることができる。したがって、スロット内にステータコイルを挿入する際に、絶縁部材がステータコイルに引きずられることを抑制しつつ、ステータコイルの小型化を図ることができる。

本発明の一実施例としての電動機用ステータ２０の構成の概略を示す構成図である。 ステータコア２２と、部品カフサ３０，３２と、絶縁部材４４と、の構成の概略を示す構成図である。 電動機用ステータ２０の要部の構成の概略を示す構成図である。 図３のＡＡ線での断面の概略を示す説明図である。 部品カフサ３０の構成の概略を示す構成図である。 部品カフサ３０をスロット２６に挿入している様子を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての電動機用ステータ２０の構成の概略を示す構成図である。図２は、ステータコア２２と、部品カフサ３０，３２と、絶縁部材４４と、の構成の概略を示す構成図である。図３は、電動機用ステータ２０の要部の構成の概略を示す構成図である。なお、図３において、ステータコイル４０については記載を省略している。図４は、図３のＡＡ線での断面の概略を示す説明図である。図５は、部品カフサ３０の構成の概略を示す構成図である。図６は、部品カフサ３０をスロット２６に挿入している様子を示す説明図である。

電動機用ステータ２０は、図示しないロータと共に、例えば電気自動車やハイブリッド自動車の走行用の駆動源あるいは発電機として用いられる三相交流電動機を構成するものである。電動機用ステータ２０は、図１〜図４に示すように、ステータコア２２と、部品カフサ３０，３２と、ステータコイル４０と、複数の絶縁部材４４と、を備えている。

ステータコア２２は、例えばプレス加工により円環状に形成された電磁鋼板を複数積層することにより構成されており、全体として円筒形状に形成されている。ステータコア２２は、図２〜図４に示すように、環状の外周部から周方向に間隔をおいて径方向内側に突出する複数のティース２４と、それぞれ互いに隣り合うティース２４の間の複数のスロット２６と、を備えている。なお、ステータコア２２は、例えば強磁性粉体を加圧成形すると共に焼結させることより一体に形成されてもよい。

部品カフサ３０，３２は、図２，図４に示すように、円環状の板体であり、例えば樹脂などの絶縁性能が高い絶縁材料により形成されている。部品カフサ３０，３２には、ステータコア２２の複数のスロット２６に対応するように、径方向に延びる略矩形状で周方向に間隔をおいて複数形成された連通孔３４と、隣合う連通孔３４の間のガイド部３６と、ガイド部３６の内周側の端部をつなぐように周方向に渡される内側リブ３８と、ガイド部３６の外周側の端部をつなぐように周方向に渡される外側リブ３９と、を備えている。内側リブ３８，外側リブ３９は、部品カフサ３０，３２の強度を保持している。こうした部品カフサ３０，３２では、連通孔３４が、ステータコア２２の複数のスロット２６と連通するように、ステータコア２２の軸方向の両端面にそれぞれ配置されている。部品カフサ３０，３２は、複数のセグメントコイル４２を曲げ加工する際にセグメントコイル４２がステータコア２２に当接しないようにサポートしている。

ステータコイル４０は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルを構成しており、複数のセグメントコイル４２を備えている。セグメントコイル４２は、略Ｕ字形状に成形された電気導体が曲げ加工されて形成されている。セグメントコイル４２の表面には、例えばエナメル樹脂等からなる絶縁被膜が成膜されている。

複数の絶縁部材４４は、絶縁材料から形成されており、図２〜図４に示すように、ステータコア２２の複数のスロット２６のそれぞれに挿入されて、ステータコア２２とセグメントコイル４２（ステータコイル４０）とを電気的に絶縁している。絶縁部材４４は、ステータコア２２の軸方向における寸法Ｌｉａが、軸方向におけるステータコアの寸法Ｌｓａより大きくなるよう形成されている。これにより、セグメントコイル４２を曲げ加工する際に、セグメントコイル４２とステータコア２２とが接触することを抑制している。絶縁部材４４は、図５に示すように、絶縁紙に間隔をおいて平行に延在する２本の折り曲げ線を定めて、絶縁紙を２本の折り曲げ線に沿って略コの字状に折り曲げられることにより形成されている。これにより、絶縁部材４４は、互いに隣り合う２つのティース２４間に位置するステータコア２２の内周面Ｐ１を覆う背部４４ａと、背部４４ａに連続し２つのティース２４の対応する一方の側面Ｐ２，Ｐ３を覆うように背部４４ａの両端から延出された側部４４ｂ，４４ｃと、を備えることになる。実施例では、側部４４ｂ，４４ｃを、矩形から、矩形の４隅のうち部品カフサ３０の内側リブ３８に対応する１隅を内側リブ３８に当接するように切り欠した形状とする。すなわち、側部４４ｂ，４４ｃの隅部Ｃｂ，Ｃｃは、内側リブ３８に当接している。

このように構成された電動機用ステータ２０を製造する際には、ステータコア２２の端面に部品カフサ３０を配置し、各スロット２６内に各絶縁部材４４を挿入する。絶縁部材４４をスロット２６内に挿入する際には、図６に示すように、ステータコア２２に対して部品カフサ３０の反対側から部品カフサ３０に向けて（図６における下方向から上方向に）、側部４４ｂ，４４ｃの隅部Ｃｂ，Ｃｃが部品カフサ３０の内側リブ３８に当接するまで挿入する。このように、側部４４ｂ，４４ｃの隅部Ｃｂ，Ｃｃを部品カフサ３０の内側リブ３８に当接させることにより、ステータコア２２に対する絶縁部材４４の位置決めを容易にすることができる。

こうしてスロット２６内に絶縁部材４４を挿入したら、セグメントコイル４２（ステータコイル４０）をスロット２６や連通孔３４に挿入する。このとき、セグメントコイル４２は、ステータコア２２に対して部品カフサ３０の反対側から部品カフサ３０に向けて（図６における下方向から上方向に）、セグメントコイル４２とステータコア２２との間に絶縁部材４４が配置されるように挿入する。こうしてセグメントコイル４２を取り付けた後に、部品カフサ３２を取り付ける。絶縁部材４４の側部４４ｂ，４４ｃの隅部Ｃｂ，Ｃｃは、部品カフサ３０の内側リブ３８に当接しているから、セグメントコイル４２をスロット２６や連通孔３４に挿入する際に絶縁部材４４がセグメントコイル４２により引きずられることが抑止される。また、絶縁部材４４を外側に折り曲げる必要がないから、ステータコイル４０（各セグメントコイル）の小型化を図ることができる。

以上説明した実施例の電動機用ステータ２０によれば、絶縁部材４４の側部４４ｂ，４４ｃを、矩形から、矩形の４隅のうち部品カフサ３０の内側リブ３８に対応する１隅を内側リブ３８に当接するように切り欠した形状とすることにより、スロット２６内にセグメントコイル４２（ステータコイル４０）を挿入する際に絶縁部材４４がセグメントコイル４２に引きずられることを抑制しつつ、セグメントコイル４２の小型化を図ることができる。

実施例の電動機用ステータ２０では、ステータコア２２の両端面に部品カフサ３０，３２を配置しているが、部品カフサ３２を配置せずに、部品カフサ３０のみを配置してもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、ステータコア２２が「ステータコア」に相当し、部品カフサ３０が「部品カフサ」に相当し、ステータコイル４０が「ステータコイル」に相当し、絶縁部材４４が「絶縁部材」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、電動機用ステータの製造産業などに利用可能である。

２０ 電動機用ステータ、２２ ステータコア、２４ ティース、２６ スロット、３０，３２ 部品カフサ、３４ 連通孔、３６ ガイド部、３８ 内側リブ、３９ 外側リブ、４０ ステータコイル、４２ セグメントコイル、４４ 絶縁部材、４４ａ 背部、４４ｂ，４４ｃ 側部、Ｃｂ，Ｃｃ 隅、Ｐ１ 内周面、Ｐ２，Ｐ３ 側面。

Claims (1)

1. 複数のティースと、隣合う前記ティースの間の複数のスロットと、を有するステータコアと、
   絶縁材料により円環形状に形成され、対応する前記スロットに連通する複数の連通孔と、隣合う前記連通孔の間のガイド部と、前記ガイド部の内周側の端部をつなぐように周方向に渡される内側リブと、を有する部品カフサと、
   前記スロットと前記連通孔とに挿入されるステータコイルと、
   対応する前記スロットに挿入され、前記ステータコイルと前記スロットとを絶縁すると共に、前記ステータコアの軸方向における寸法が前記スロットより大きい複数の絶縁部材と、
   を備える電動機用ステータであって、
   前記絶縁部材は、互いに隣り合う２つの前記ティース間に位置する前記ステータコアの内周面を覆う背部と、前記背部に連続し前記ティースの周方向の側面を覆う２つの側部と、を有し、
   前記２つの側部は、矩形から、矩形の４隅のうちの前記部品カフサの前記内側リブに対応する１隅を前記内側リブに当接するように切り欠いた形状である、
   電動機用ステータ。

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