JPH0819202A - 同期式モータのインシュレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 同期式モータのステータにおけるインシュレ
ータを改良して電気的絶縁距離の増加を図り、かつ、ス
テータ巻線の巻設作業性を損なうことがないようにする
こと。 【構成】 同期式モータのステータ１２において、巻線
溝１４に収納されるステータ巻線２０を磁路要素のステ
ータコア１２ａに対して電気的に絶縁するインシュレー
タ２６が、ステータコア１２ａの内周面にステータ歯１
８と交互に形成される巻線溝１４を覆う絶縁主部３０
と、同巻線溝１４の開口１６から内奥に向けて衝立壁の
形状を有した絶縁補助部分３１とを有し、ステータ巻線
２０の巻設作業を損なうことなく、同巻線２０からステ
ータ歯１８の歯端１８ａに至る電気的絶縁距離を適正値
に設定できる構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、同期式サーボモータを
始めとする同期式モータにおけるステータの構造改良に
関し、特に、ロータの外周に空隙を介してラジアル方向
に対向する円筒周面にステータ歯を有したステータの巻
線溝内に装填されたステータ巻線と、同ステータ歯にお
ける巻線溝の開口に周方向から臨んだフック部分（以
下、ステータ歯の歯端と言う）との間の電気的絶縁距離
を例えば、モータユーザーの使用条件に適合させた絶縁
性能に適合可能な十分な長さに設定できるように改善し
たインシュレータの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】同期式モータ、特に、同期式サーボモー
タとしてロータの外周に空隙を介してステータを設け、
そのステータにおけるロータとの対向内周面にステータ
とステータ巻線溝を交互に有し、同ステータ巻線溝には
多相のステータ巻線が該ステータ内周面側から装填した
構造のものは周知である。このような同期式サーボモー
タにおけるステータの構造例が図７に図示されている。
同図７の断面から明らかなように、ステータは、主とし
て磁性鋼板の積層体から成るステータコア４０の内周面
に形成されたステータ歯４１と、２つのステータ歯４
１、４１の間に形成された巻線溝４２とを有し、ステー
タ歯４１は巻線溝４２の開口４２ａに向けて周方向に突
出した歯端４１ａを有している。そして、巻線溝４２の
内部には開口４２ａ側から装填されたステータ巻線４３
が装填され、巻線溝４２の内部周壁に沿って挿着された
インシュレータ４４が設けられている。

【０００３】このようなステータ構造において、ステー
タ溝４２に巻設されたステータ巻線４３の巻線数が比較
的少ない場合には、同ステータ巻線４３からステータ歯
４１の歯端４１ａに達する電気的絶縁距離は比較的長く
確保することができる。他方、同期式サーボモータにお
いて、近時の傾向として小形高出力モータが求められ、
図８、図９に示すように、ステータコア４０の巻線溝４
２内に装填されるステータ巻線４３の巻線数が増加して
高密度化する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような同期式サー
ボモータにおける小形化、高出力化に応じてステータの
巻線溝内における巻線密度が高密度化すると、ステータ
巻線４３の一部が巻線溝４２の開口４２ａの近くにまで
配設され、かつ、小形化に応じてステータ歯４１の歯端
４１ａの長さが短くなる。この結果、同ステータ巻線４
３とステータ歯４１の歯端４１ａとの間の電気的絶縁距
離が漸減し、十分な絶縁長さを確保できない場合が発生
し、図８から図９のように、インシュレータ４４をステ
ータ歯４１の歯端４１ａ側へ延長した構造にしても、モ
ータユーザーの使用条件から要請される電気絶縁距離長
を十分に確保できない場合に発生している。

【０００５】依って、本発明は、このような従来の同期
式モータステータにおける問題点を解消すべく、改良し
たインシュレータ構造を提供せんとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題に
鑑みて、同期式モータのステータに用いられるインシュ
レータの構造として、ステータコアの内周面にステータ
歯と交互に形成される巻線溝に対して、同巻線溝の開口
から巻線溝の内奥に向けて衝立壁の形状を有した絶縁補
助部分を延設し、ステータ巻線の装填作業の簡便性を損
なうことなく、ステータ巻線からステータ歯の歯端に至
る電気的絶縁距離を、上記衝立壁形状の絶縁補助部分の
延設長さを適正値に設定することにより、所望の電気的
絶縁距離を確保可能にしたものである。

【０００７】すなわち、本発明によれば、ロータと、そ
のロータの外周に空隙を介して対向した円筒内周面にス
テータ歯を有したステータとから成る同期式モータにお
ける該ステータの巻線溝に装填されるインシュレータに
おいて、前記インシュレータは、ステータの巻線溝の内
部を包囲した絶縁主部と、該主部と一体形成されると共
に前記巻線溝内に衝立壁として延設されることによって
該巻線溝内に装着される巻線と前記ステータ歯の歯端と
の間の絶縁距離を所要長に渡って延長させる絶縁補助部
とを少なくとも具備して構成される同期式モータのイン
シュレータが提供される。

【０００８】なお、このインシュレータは、好ましく
は、樹脂材料（例えば、ポリエステリ樹脂）を用いて予
め上記の絶縁主部と絶縁補助部とを有する所定のインシ
ュレータユニットとして成形加工により形成され、ステ
ータ巻線を巻線溝内に巻設する前に該巻線溝の内部に挿
着される。このとき、インシュレータユニットは、予め
ステータの大きさ寸法や巻線溝の個数、形状等に従って
環状のインシュレータユニットとして設計、形成される
ことが好ましい。

【０００９】更に、好ましくは、インシュレータは上述
した絶縁主部と絶縁補助部とを有したインシュレータユ
ニットを２つ１対にして形成し、ステータの両端面側か
ら巻線溝内に挿着する構成とし、従ってステータの巻線
溝の内部で２つのインシュレータが互いにステータの軸
線方向において重なり合うことにより、電気的絶縁領域
の切れ目の発生が防止される。

【００１０】

【作用】上述した構成を有した同期式モータのインシュ
レータは、その絶縁主部と一体形成された絶縁補助部が
巻線溝で巻設されたステータ巻線を包み込む作用を行う
ので、該ステータ巻線とステータ歯の歯端との間の絶縁
距離が該絶縁補助部の巻線溝内における長さに呼応して
延長され、所望長に設定可能となる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づ
いて、更に詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例
に係る同期式サーボモータのインシュレータの構成を示
すステータの端面図、図２は、本発明の他の実施例に係
る同期式サーボモータのインシュレータの構成を示すス
テータの端面図、図３と図４は図１における矢視３−３
方向に見た場合のインシュレータの２つのユニットを示
す部分的な斜視図、図５（イ）、（ロ）は図３、図４に
示した２つのインシュレータユニットをステータの巻線
溝に同ステータの２つのインシュレータユニットを各端
面から挿着し、巻線溝内部で重ね合わせる状態にするイ
ンシュレータ組立て工程を説明する略示正面図、図６
は、インシュレータの他の構造例における片側のユニッ
トのみを示した部分的な斜視図である。

【００１２】図１を参照すると、同図１は、同期式モー
タを一方の端面側から見た略示的なステータの構造を示
している。同期式モータは、回転部としてのロータ１０
の外周に空隙Ａを介して同ロータ１０とラジアル方向に
対向したステータ１２を有している。このステータ１２
は磁性鋼板の積層体等から成るステータコア１２ａを磁
路要素として有し、同ステータコア１２ａには同期モー
タの極数および相数に応じて定まる所定個数の巻線溝１
４が周方向に等間隔で設けられ、これらき巻線溝１４
は、夫々、ステータ１２の内周面に開口１６を有し、同
開口１６からラジアル方向の内奥に向けて扇型に拡張す
る通常の巻線収納用の溝形状に形成されている。

【００１３】そして、ステータ１２のステータコア１２
ａには上記巻線溝１４と周方向に交互にステータ歯１８
がラジアル方向を向いて形成され、同ステータ歯１８の
内端は上記ロータ１０の外周に対向している。これらの
各ステータ歯１８の内端は、両側の巻線溝１４の開口１
６に向けて周方向に突出して該開口１６に臨み、ステー
タ歯の歯端（フック端）１８ａ、１８ａを形成してい
る。そして、巻線溝１４の内部には後述する本発明に係
るインシュレータ２６の挿着後にステータ巻線２０が巻
設される。図示では表れていないが、ステータ巻線２０
は、各ステータ歯１８を跨いで他の巻線溝、例えば、隣
接に巻線溝１４へ達し、複数相の同期式モータのステー
タ１２を形成しているものである。

【００１４】ここで、図３および図４を参照すると、イ
ンシュレータ２６の一実施例を図１のステータコア１２
ａにおける矢視３−３線から見た立体斜視図が示されて
おり、インシュレータ２６は図３に示すインシュレータ
ユニット２８ａとインシュレータユニット２８ｂとから
成る。同インシュレータ２６の各インシュレータユニッ
ト２８ａ、２８ｂは、ステータ１２（ステータコア１２
ａ）に設けられた巻線溝数に合わせて、好ましくは絶縁
材料、例えば、ポリエステル材料等の樹脂系材料により
成形型を用いた成形加工法により成形されるのが製造コ
スト面から見て簡便、かつ低価格が可能であることから
好ましく、図３、図４に二点破線で示す円周方向に延設
されて円筒体部品として形成される。そして、両インシ
ュレータユニット２８ａ、２８ｂは、ステータコア１２
ａの中心軸線方向における両端の端面の外側から巻線溝
１４内部にはめ込み式に挿着される。図３、図４の矢印
ＡとＢとは挿入方向を示している。

【００１５】ここで、インシュレータユニット２８ａ、
２８ｂは、巻線溝１４の内部でステータ巻線をステータ
コア１２ａに対して絶縁包囲するための絶縁主部３０、
巻線溝１４の内奥に向けて中心軸線からラジアル方向に
衝立壁状に延設される絶縁補助部３１とを少なくとも有
し、更に好ましくは、巻線溝１４のラジアル方向の内側
にステータ巻線２０が食み出て、ロータ１０の外周と干
渉しないようにする円弧状の内側巻線支持部３２、巻線
溝１４のラジアル方向の外側でステータ巻線２０を支持
する外側巻線支持部３３を有する。そして、該外側巻線
支持部３３とステータ歯１８を被覆する被覆部３４とに
よって、絶縁主部３０と絶縁補助部３１とは周方向に結
合されて上述のように円筒体構造を得ている。

【００１６】なお、図４に示す一方のインシュレータユ
ニット２８ｂでは絶縁補助部３１の軸方向における内端
部分（図示の上端側）に縮小部分３１ａが形成されてお
り、このような縮小部分３１ａはインシュレータユニッ
ト２８ａの絶縁補助部３１と巻線溝１４内で邂逅したと
き、同後者の絶縁補助部３１の内側に重なり合い、電気
的絶縁の切れ目が形成されることが内容にしている。

【００１７】図５の（イ）はステータコア１２ａの両端
面から巻線溝１４の内部にステータ軸線方向に沿ってイ
ンシュレータユニット２８ａ、２８ｂを挿着する場合の
挿入開始直後の状態を示している。つまり、両インシュ
レータユニット２８ａ、２８ｂは未だ、巻線溝１４の内
部で相互に邂逅する以前の状態にある。図５の（ロ）は
ステータコア１２ａの両端面から巻線溝１４の内部に両
インシュレータユニット２８ａ、２８ｂを完全に挿入
し、両者が巻線溝１４の内部で邂逅後、更に上記の縮小
部分３１ａが相手の絶縁補助部３１の先端に嵌合して重
なり合い、巻線溝１４内を完全に絶縁領域に形成した状
態を示している。

【００１８】ここで、再び図１を参照すると、１対のイ
ンシュレータユニット２８ａ、２８ｂから成るインシュ
レータ２６が各巻線溝１４の内部に衝立壁状の絶縁補助
部３１を備えているいることにより、ステータ巻線３０
とステータ歯１８の各歯端１８ａとの間の電気的絶縁距
離は、衝立壁状の絶縁補助部３１の内奥向きの長さに応
じて所望の絶縁距離長が得られることになっている。

【００１９】しかも、これらの絶縁補助部３１は各巻線
溝１４の開口１６からラジアル方向の内奥に向けて延設
されているから、同開口１６を閉鎖するものではなく、
故にステータ巻線３０を巻設する場合には、なんら巻線
作業に支障を及ぼすことが無いと言う利点を有している
のである。従って、このようなインシュレータ２６を採
用することにより、同期式モータが小形高出力型のサー
ボモータにおいても、十分な絶縁距離を確保できるか
ら、モータユーザーの使用条件等から高度の絶縁破壊性
能を要請される場合にも十分に対応し、モータ性能にお
ける高い信頼性を得ることが可能と成るのである。

【００２０】図２は、本発明に係る同期式モータのイン
シュレータにおける他の実施例を示しており、同実施例
では、インシュレータ２６を形成する１対の各インシュ
レータユニットにおける絶縁補助部３１に更に、ステー
タ歯１８の各歯端１８ａの端面を被覆する第２の絶縁補
助部３５を設け、更に、ステータ巻線２０とステータ歯
１８の歯端１８ａとの間の電気的絶縁距離の増加を図っ
た構成を有している。

【００２１】この実施例においても、上記第２の絶縁補
助部３５は、単に、ステータ歯１８の歯端１８ａを被覆
するのみであることから、ステータ巻線２０の巻設を巻
線溝１４の開口１６から遂行するとき、その作業性を損
なうことは全くない。図６は、他の実施例に係るインシ
ュレータ２６の片方のインシュレータユニットに就いて
のみ示しているが、このインシュレータユニット２９ａ
では、前述した図３、図４に示したインシュレータユニ
ット２８ａ、２８ｂにおける内側巻線支持部３２を省略
して構造を簡潔化したもので、ステータ巻線２０がステ
ータコア１２ａの内側周面からはみ出ることのない程度
の巻線密度の場合には、このような簡潔構造形のインシ
ュレータ２６を用いることも可能である。

【００２２】なお、上述した諸実施例においては、イン
シュレータ２６を絶縁性樹脂材料から成る成形部品とし
て形成した好ましい実施例に就いて記載したが、他の絶
縁性材料、例えば、紙材料の折り畳み方式により形成し
た実施例とする等、種々の改変、変更が可能であること
は言うまでもない。また、上述の実施例は、同期式モー
タのステータにおける内周面から内奥に向けて開口する
巻線溝に対して適用するインシュレータとして図示、記
載したが、本発明の技術思想による電気的絶縁距離を増
加せしめるインシュレータの構造は、他の形式の巻線型
モータにも適用可能であることは言うまでもない。

【００２３】

【発明の効果】以上、本発明を種々の実施例に基づいて
記載したが、本発明によれば、同期式モータ、特に、同
期式サーボモータのステータにおいて、巻線溝内に収納
されるステータ巻線を磁路要素のステータコアに対して
電気的に絶縁するインシュレータの構造として、ステー
タコアの内周面にステータ歯と交互に形成される巻線溝
に対して、同巻線溝の開口から巻線溝の内奥に向けて衝
立壁の形状を有した絶縁補助部分を延設し、ステータ巻
線の巻設作業を損なうことなく、ステータ巻線からステ
ータ歯の歯端に至る電気的絶縁距離を、上記衝立壁形状
の絶縁補助部分の延設長さを適正値に設定することによ
り、所望の電気的絶縁距離を確保可能にしたもので、こ
の結果、所望に応じて十分な電気的絶縁距離を確保で
き、ひいては小形高出力モータを提供することが可能と
なる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る同期式サーボモータの
インシュレータの構成を示すステータの端面図である。

【図２】本発明の他の実施例に係る同期式サーボモータ
のインシュレータの構成を示すステータの端面図であ
る。

【図３】図１における矢視３−３方向に見た場合のイン
シュレータの２つのユニットの一方のユニットをを示す
部分的な斜視図である。

【図４】図１における矢視３−３方向に見た場合のイン
シュレータの２つのユニットの他方のユニットをを示す
部分的な斜視図である。

【図５】（イ）、（ロ）は図３、図４に示した２つのイ
ンシュレータユニットをステータの巻線溝に同ステータ
の２つのインシュレータユニットを各端面から挿着し、
巻線溝内部で重ね合わせる状態にするインシュレータ組
立て工程を説明する略示説明図である。

【図６】インシュレータの他の構造例における片側のユ
ニットのみを示した部分的な斜視図である。

【図７】従来のインシュレータの構造の一例を説明する
端面図である。

【図８】従来の小形高出力同期サーボモータにおけるイ
ンシュレータの構造例を示す端面図である。

【図９】従来の小形高出力同期サーボモータにおけるイ
ンシュレータの他の構造例を示す端面図である。

【符号の説明】

１０…ロータ １２…ステータ １２ａ…ステータコア １４…巻線溝 １６…開口 １８…ステータ歯 １８ａ…歯端 ２０…ステータ巻線 ２６…インシュレータ ２８ａ…インシュレータユニット ２８ｂ…インシュレータユニット ３０…絶縁主部 ３１…絶縁補助部 ３１ａ…縮小部 ３４…被覆部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータと、そのロータの外周に空隙を介
   して対向した円筒内周面にステータ歯を有したステータ
   とから成る同期式モータにおける該ステータの巻線溝に
   装填されるインシュレータにおいて、 前記インシュレータは、ステータの巻線溝の内部を包囲
   した絶縁主部と、該主部と一体形成されると共に前記巻
   線溝内に衝立壁として延設されることによって該巻線溝
   内に装着される巻線と前記ステータ歯の歯端との間の絶
   縁距離を所要長に渡って延長させる絶縁補助部とを少な
   くとも具備して構成されることを特徴とする同期式モー
   タのインシュレータ。