JP2005341640A - Stator of motor - Google Patents

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Hiroharu Yoshinami
弘治 吉浪
Takatoshi Sakata
隆敏 阪田
Yasuhiro Yukitake
康博 行竹
Original Assignee
Koyo Seiko Co Ltd
光洋精工株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stator of a motor manufactured at a low cost, without using a special metal mold when an insulator integrated into bus bars is molded. <P>SOLUTION: In the stator provided with the resin insulator 12 integrated into the bus bars in which the bus bars (1, 2, 3), having coil terminals Bu, Bv, Bw for connecting between coils 14 and a power supply and the bus bar (4), having coil terminals Cu, Cv, Cw for connecting between phases of the coils 14 are integrally molded in an electrical insulative state, terminals (terminals on the power supply side) Tu, Tv, Tw connected to lead wires connected to the power supply have a pin shape for radially protruding from a power supply connection terminal block 12c. When the insulator 12 is molded, there is no need for using the metal mold and jig having a special shape, and the cost of the stator can be reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ステータコアのティースに樹脂製インシュレータを介してコイルが直接巻き付けられた電動機のステータに関する。   The present invention relates to a stator for an electric motor in which a coil is directly wound around a tooth of a stator core via a resin insulator.
ブラシレスモータ等のインナーロータ型同期電動機(同期型モータ)においては、磁界を形成するためのマグネットを備えたロータ(回転子)が、コイルを有するステータ(固定子)の内側で回転する。このステータは、ティース部(磁極歯あるいは突極)およびその間に形成されたスロット(鉄心溝)を有するステータコア(固定子鉄心)と、ティース部の周囲に配置されたコイル(巻線)とを主体として構成されており、ティース部にコイルを直接巻回する集中巻線方式のステータの場合は、円筒状のステータコアの軸方向両端に、コイルをステータコアから絶縁するための樹脂製インシュレータが装着されている(例えば、特許文献1〜特許文献3等を参照。)。   In an inner rotor type synchronous motor (synchronous motor) such as a brushless motor, a rotor (rotor) having a magnet for forming a magnetic field rotates inside a stator (stator) having a coil. This stator mainly includes a stator core (stator core) having teeth (magnetic pole teeth or salient poles) and slots (iron core grooves) formed therebetween, and a coil (winding) disposed around the teeth. In the case of a concentrated winding type stator in which a coil is directly wound around a tooth portion, resin insulators for insulating the coil from the stator core are attached to both ends in the axial direction of the cylindrical stator core. (For example, see Patent Documents 1 to 3).
このような電動機のステータに関し、本出願人らは、特願2004−100155号において、この樹脂製インシュレータに、コイル−電源間およびコイル相互間を接続する結線部材(バスバー)を一体にモールドすることにより、これらの間の接続が容易で、かつ、振動等の外力によっても配線の弛みが発生せず、コンパクトで信頼性の高いステータ構造とそれを備える同期電動機を提案している。   Regarding the stator of such an electric motor, the applicants of the present application, in Japanese Patent Application No. 2004-100155, integrally mold a connection member (bus bar) for connecting between the coil and the power source and between the coils in this resin insulator. Therefore, a compact and highly reliable stator structure and a synchronous motor including the same are proposed, in which the connection between them is easy and the slack of the wiring does not occur even by an external force such as vibration.
図4は、この提案にかかる電動機に用いられているステータの外観斜視図であり、図5は、このステータの分解斜視図である。また、図6は、このステータに嵌合されるインシュレータを軸方向から見た図、図7は、インシュレータにモールドされたバスバーの個々の形状を示す図である。なお、ステータにおけるリード線が接続される側をフロント側、軸方向反対側をリア側として説明する。   FIG. 4 is an external perspective view of a stator used in the electric motor according to this proposal, and FIG. 5 is an exploded perspective view of the stator. FIG. 6 is a view of the insulator fitted into the stator as viewed from the axial direction, and FIG. 7 is a view showing individual shapes of the bus bars molded on the insulator. In addition, the side to which the lead wire in the stator is connected will be described as the front side, and the opposite side in the axial direction will be described as the rear side.
各コイル14は、後述するインシュレータ12,13が嵌め入れられたステータコア11のティース部11tに、エナメル等の絶縁材料にて被覆された導線を直接巻回して形成されており、周方向に対向する同相のコイル(例えば14uと14u’)が、1本の導線で構成されている。また、この導線の巻き始め端部と巻き終わり端部とは、それぞれ周方向反対側に配置されたコイル端子部(例えば、BuとCu)の先端に挟みこまれたうえで、表面の絶縁被膜を溶かしつつ一体とするヒュージング加工により、各端子台に接続されている。   Each coil 14 is formed by directly winding a conductive wire covered with an insulating material such as enamel around a tooth portion 11t of a stator core 11 into which insulators 12 and 13 to be described later are fitted, and faces each other in the circumferential direction. In-phase coils (for example, 14u and 14u ′) are formed of a single conductor. Further, the winding start end portion and the winding end end portion of the conducting wire are sandwiched between the tips of coil terminal portions (for example, Bu and Cu) disposed on the opposite sides in the circumferential direction, respectively, and then the insulating coating on the surface It is connected to each terminal block by a fusing process that fuses and integrates.
このステータに用いられているステータコア11は、図5のように3相構造に対応するもので、6つのティース部11tは、それぞれ周方向反対側に配置されたティース部11tと対をなして、U相,V相およびW相の各相に対応している。また、ステータコア11に装着されるインシュレータ12,13は、電源またはコントローラに繋がるリード線側(図示上方)から挿入されるフロント側インシュレータ12と、軸方向反対側(図示下方)から挿入されるリア側インシュレータ13とからなる一対の組部材として構成されている。   The stator core 11 used in this stator corresponds to a three-phase structure as shown in FIG. 5, and the six tooth portions 11t are paired with the tooth portions 11t disposed on the opposite sides in the circumferential direction, It corresponds to each phase of U phase, V phase and W phase. The insulators 12 and 13 attached to the stator core 11 are a front-side insulator 12 inserted from a lead wire side (upper side in the figure) connected to a power source or a controller, and a rear side inserted from an axially opposite side (lower side in the figure). It is configured as a pair of assembled members composed of the insulator 13.
これらのインシュレータ12,13は、ポリフェニレンサルファイド(PPS)等の硬質な合成樹脂を用いて成型されており、ステータコア11の端面に配設される環状部12a,13aと、この環状部12a,13aから軸方向に突出し、ステータコア11のスロット11sに嵌合する複数の櫛状部12b,13bとから形成されている。フロント側インシュレータ12の櫛状部12bとリア側インシュレータ13の櫛状部13bとは、ステータコア11のスロット11sに挿入された場合に、これらスロット11sの内面すべてを覆うべく、お互いの先端が重なり合うように構成されている。   These insulators 12 and 13 are molded using a hard synthetic resin such as polyphenylene sulfide (PPS), and annular portions 12a and 13a disposed on the end face of the stator core 11 and the annular portions 12a and 13a. A plurality of comb-shaped portions 12 b and 13 b that protrude in the axial direction and fit into the slots 11 s of the stator core 11 are formed. The comb-shaped portion 12b of the front-side insulator 12 and the comb-shaped portion 13b of the rear-side insulator 13 are overlapped with each other so as to cover all the inner surfaces of the slots 11s when inserted into the slots 11s of the stator core 11. It is configured.
前述の提案にかかるステータの特徴は、図6に示すように、フロント側インシュレータ12の環状部12aに、各コイルと電源の間を接続するコイル端子部Bu,Bv,Bwをそれぞれ備える相別結線部材としてのバスバー(21,22,23)と、各相のコイル間を接続するコイル端子部Cu,Cv,Cwを備える共用結線部材としてのバスバー(4)とが、電気絶縁状態で一体にモールドされている点である(以下、バスバー一体型インシュレータと記述する)。   As shown in FIG. 6, the stator according to the above-described proposal is characterized in that the annular portion 12 a of the front insulator 12 includes coil terminal portions Bu, Bv, and Bw that connect the coils and the power source, respectively. The bus bar (21, 22, 23) as a member and the bus bar (4) as a common connection member having coil terminal portions Cu, Cv, Cw for connecting the coils of each phase are integrally molded in an electrically insulated state. (Hereinafter, referred to as a bus bar integrated insulator).
また、このフロント側インシュレータ12の外周には、バスバー21,22,23の電源側端子部(以下、ターミナルと記述する)Tu,Tv,Twを一体に保持する電源接続用端子台12cが形成されており、これらターミナルTu,Tv,Twには、電源に繋がる各リード線(図示省略)を固定するねじ穴が設けられている。   Further, on the outer periphery of the front insulator 12, a power connection terminal block 12c for integrally holding power supply side terminal portions (hereinafter referred to as terminals) Tu, Tv, Tw of the bus bars 21, 22, 23 is formed. These terminals Tu, Tv, and Tw are provided with screw holes for fixing lead wires (not shown) connected to the power source.
このようなバスバー一体型インシュレータは、それぞれのバスバー4,21,22,23を、図7のように周方向に離間させて配置した状態で、インサート成形(モールド)を行なうことにより、容易に形成することができる。   Such bus bar integrated insulators are easily formed by insert molding (molding) with the bus bars 4, 21, 22, and 23 being spaced apart in the circumferential direction as shown in FIG. can do.
なお、これらのバスバーにおける各端子部(Bu,BwおよびCu,Cv,Cw)は、径方向に比較的大きく突出するように形成されており、インサート成形の際に用いる金型は、これら端子部の根本近傍を、軸方向両側(紙面の表裏方向)から挟み込むように配置される。また、これらの端子部は、インサート成形後に、樹脂より突出した部位を工具等によりフロント側(紙面の表方向)に折り曲げることによって、環状部12a外周面からの径方向突出量を抑えることが可能である。   In addition, each terminal part (Bu, Bw and Cu, Cv, Cw) in these bus bars is formed so as to protrude relatively large in the radial direction, and the mold used for insert molding is the terminal part. Is arranged so as to be sandwiched from both sides in the axial direction (front and back direction of the paper surface). In addition, these terminal portions can suppress the amount of radial protrusion from the outer peripheral surface of the annular portion 12a by bending the portion protruding from the resin to the front side (front direction of the paper surface) with a tool or the like after insert molding. It is.
特開2000−60046号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2000-60046 特開2001−218407号公報JP 2001-218407 A 特開2002−142418号公報JP 2002-142418 A
ところで、上記のような従来のバスバー一体型インシュレータは、その成形時に、各ターミナルTu,Tv,Twのねじ穴に樹脂が流れ込まないようにするため、特殊な形状の金型や治具等を用いる必要があり、その結果として、ステータ全体としての製造コストが上昇してしまうという問題があった。   By the way, the conventional bus bar integrated insulator as described above uses a specially shaped die, jig, or the like in order to prevent the resin from flowing into the screw holes of the terminals Tu, Tv, Tw at the time of molding. As a result, there is a problem that the manufacturing cost of the stator as a whole increases.
なお、この問題は、ねじ穴形状のターミナルだけではなく、モールドされるバスバーのターミナル(電源側端部)が凹状に形成されている樹脂製インシュレータに共通の問題である。   This problem is common to resin insulators in which not only the screw hole shaped terminal but also the terminal of the bus bar to be molded (power supply side end) is formed in a concave shape.
本発明は、上記する課題に対処するためになされたものであり、バスバー一体型のインシュレータの成形時にも、特殊な金型等を用いることなく、低コストで製造することのできる電動機のステータを提供することを目的としている。   The present invention has been made in order to address the above-described problem. An electric motor stator that can be manufactured at a low cost without using a special mold or the like even when a bus bar integrated insulator is formed. It is intended to provide.
前記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、ステータコアのティース部とこれに巻回されるコイルとの間を絶縁する樹脂製のインシュレータに、コイルと電源との間を接続する結線部材が一体にモールドされているとともに、このインシュレータの外周面に、前記結線部材のそれぞれの電源側端部を電気絶縁状態で一体に保持する電源接続用端子台が形成されてなる電動機のステータにおいて、前記結線部材の電源側端部が、前記電源接続用端子台から径方向に突出するピン形状に形成されていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a coil and a power source are connected to a resin insulator that insulates between a tooth portion of a stator core and a coil wound around the stator core. And a power connection terminal block for integrally holding the power supply side end portions of the connection members in an electrically insulated state on the outer peripheral surface of the insulator. In the stator, a power source side end portion of the connecting member is formed in a pin shape protruding in a radial direction from the power connection terminal block.
本発明は、インサート成形時の樹脂の流れを考慮し、樹脂製インシュレータに一体にモールドされる電源接続用ターミナルを、成形に用いる金型で挟み込むことのできる形状とすることによって、所期の目的を達成しようとするものである。   In view of the flow of resin during insert molding, the present invention has an intended purpose by making a power connection terminal molded integrally with a resin insulator into a shape that can be sandwiched between molds used for molding. Is to achieve.
すなわち、請求項1に記載の発明によれば、インシュレータにモールドされる結線部材の電源側端部(ターミナル)を、ピン形状とすることによって、これらターミナル部位へ樹脂が流入するのを防止することができる。   That is, according to the first aspect of the present invention, the power source side end (terminal) of the connecting member molded in the insulator is formed into a pin shape, thereby preventing the resin from flowing into these terminal portions. Can do.
また、このピン状ターミナルは、インシュレータに設けられた電源接続用端子台から径方向に突出する形状であるため、成形時に軸方向両側から嵌め合わされる金型による挟み込みが容易で、コストアップの要因となる特殊な形状の金型や治具等を用意する必要がない。   In addition, this pin-shaped terminal has a shape that protrudes in the radial direction from the power supply terminal block provided on the insulator, so that it is easy to be pinched by a mold fitted from both sides in the axial direction at the time of molding, resulting in a cost increase There is no need to prepare a specially shaped mold or jig.
従って、本発明によれば、バスバー一体型インシュレータの製造コストの上昇を最小限に抑えることができ、もって電動機に用いられるステータのコストを低減することが可能になる。   Therefore, according to the present invention, an increase in the manufacturing cost of the bus bar integrated insulator can be minimized, and the cost of the stator used in the electric motor can be reduced.
以下、図面を参照しつつこの発明を実施するための形態について説明する。
図1は、本発明の実施形態における電動機のステータの外観斜視図である。また、図2は、このステータに嵌合されるインシュレータを軸方向から見た図、図3は、このインシュレータにモールドされたバスバーの個々の形状を示す図である。なお、従来例と同様の機能を有する構成部材には、同じ符号を付記する。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an external perspective view of a stator of an electric motor according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view of the insulator fitted to the stator as seen from the axial direction, and FIG. 3 is a view showing individual shapes of the bus bars molded on the insulator. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structural member which has the same function as a prior art example.
このステータに用いられているステータコア11も、3相構造に対応するもので、6つのティース部11tは、それぞれ周方向反対側に配置されたティース部11tと対をなして、U相,V相およびW相の各相に対応している。また、ステータコア11に装着されるインシュレータ12,13は、電源またはコントローラに繋がるリード線側(紙面の表方向)から挿入されるフロント側インシュレータ12と、軸方向反対側(紙面の裏方向)から挿入されるリア側インシュレータ13とからなる一対の組部材として構成されている。   The stator core 11 used in this stator also corresponds to the three-phase structure, and the six tooth portions 11t are paired with the tooth portions 11t arranged on the opposite sides in the circumferential direction, respectively, so that the U phase and the V phase And corresponding to each phase of the W phase. The insulators 12 and 13 attached to the stator core 11 are inserted from the front side insulator 12 inserted from the lead wire side (front direction of the paper surface) connected to the power source or the controller, and from the opposite side in the axial direction (back direction of the paper surface). It is comprised as a pair of assembly member which consists of the rear side insulator 13 to be performed.
このフロント側インシュレータ12には、従来例と同様に、各コイルと電源の間を接続するコイル端子部Bu,Bv,Bwを備える相別結線部材としてのバスバー(1,2,3)と、各相のコイル間を接続するコイル端子部Cu,Cv,Cwを備える共用結線部材としてのバスバー(4)とが、電気絶縁状態で一体にモールドされており、その外周には、電源側端子部(ターミナル)Tu,Tv,Twを一体に保持する電源接続用端子台12cが形成されている。   As in the conventional example, the front-side insulator 12 includes a bus bar (1, 2, 3) as a phased connection member including coil terminal portions Bu, Bv, Bw for connecting between each coil and a power source, A bus bar (4) as a common connection member including coil terminal portions Cu, Cv, and Cw for connecting the phase coils is integrally molded in an electrically insulated state, and a power source side terminal portion ( Terminal) A terminal block 12c for power connection for integrally holding Tu, Tv, and Tw is formed.
本実施形態におけるステータが備える従来例と異なる特徴は、図2に示すように、各ターミナルTu,Tv,Twが、電源接続用端子台12cから径方向に突出するピン形状に形成されている点である。   A feature different from the conventional example provided in the stator according to the present embodiment is that, as shown in FIG. 2, each terminal Tu, Tv, Tw is formed in a pin shape protruding radially from the power supply terminal block 12c. It is.
このバスバー一体型インシュレータ12の形成は、インサート成形(モールド)により行なわれる。この時、インサート成形に用いる金型は、それぞれのバスバー1,2,3,4を、図3のように周方向に離間させて配置した状態で、各端子部Bu,BwおよびCu,Cv,Cwの根本近傍と、前記ピン状のターミナルTu,Tv,Twとを、軸方向両側(紙面の表裏方向)から挟み込むように配置される。なお、径方向に突出する各端子部は、インサート成形後に、樹脂から突出した部位が工具等によりフロント側(紙面の表方向)に折り曲げられる。   The bus bar integrated insulator 12 is formed by insert molding (molding). At this time, the molds used for the insert molding are the terminal portions Bu, Bw and Cu, Cv, with the respective bus bars 1, 2, 3, 4 being spaced apart in the circumferential direction as shown in FIG. The vicinity of the root of Cw and the pin-shaped terminals Tu, Tv, Tw are arranged so as to be sandwiched from both sides in the axial direction (front and back direction of the paper surface). In addition, as for each terminal part which protrudes in radial direction, the part protruded from resin is bend | folded to the front side (surface direction of a paper surface) by a tool etc. after insert molding.
以上の構成により、このバスバー一体型インシュレータ12は、特殊な形状の金型や治具等を用いずとも、そのインサート成形時に、各ターミナルTu,Tv,Tw部位への樹脂の侵入がない。従って、本実施形態における電動機のステータは、コストの上昇を最小限に抑え、従来のステータより低コストで製造することができる。   With the above configuration, the bus bar integrated insulator 12 does not allow the resin to enter each of the terminals Tu, Tv, and Tw at the time of insert molding without using a specially shaped die or jig. Therefore, the stator of the electric motor according to the present embodiment can be manufactured at a lower cost than the conventional stator while minimizing the cost increase.
なお、以上の実施形態においては、電源接続用端子台12cから突出する各ピン状ターミナルTu,Tv,Twの形状を同一の棒状としたが、これらピン状ターミナルの形状は特に限定されるものではない。円柱や角柱状、あるいは円錐や角錐状等でも良く、また、このターミナルに接続されるコネクタの誤配線を防止するために、各ターミナル毎に違う形状としても良い。   In the above embodiment, the pin terminals Tu, Tv, Tw protruding from the power connection terminal block 12c have the same rod shape, but the shape of these pin terminals is not particularly limited. Absent. A cylindrical shape, a prismatic shape, a cone shape, a pyramid shape, or the like may be used. Also, in order to prevent erroneous wiring of a connector connected to this terminal, a different shape may be used for each terminal.
また、実施形態においては、これらターミナルTu,Tv,Twが、バスバー1,2,3の一部として一体に形成された例を示したが、このターミナル部位のみを別部材として形成し、インサート成形前に、これらバスバーと接続しておいても良い。   Further, in the embodiment, an example in which these terminals Tu, Tv, and Tw are integrally formed as a part of the bus bars 1, 2, and 3 is shown. However, only this terminal portion is formed as a separate member, and insert molding is performed. You may connect with these bus bars before.
本発明の実施形態における電動機のステータの外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the stator of the electric motor in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態におけるステータに使用されるインシュレータを軸方向から見た図である。It is the figure which looked at the insulator used for the stator in the embodiment of the present invention from the axial direction. 本発明の実施形態におけるインシュレータにモールドされたバスバーの個々の形状を示す図である。It is a figure which shows each shape of the bus-bar molded by the insulator in embodiment of this invention. 従来の電動機のステータの外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the stator of the conventional electric motor. 従来の電動機のステータの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the stator of the conventional electric motor. 従来のステータに使用されるインシュレータを軸方向から見た図である。It is the figure which looked at the insulator used for the conventional stator from the axial direction. 従来のインシュレータにモールドされたバスバーの個々の形状を示す図である。It is a figure which shows each shape of the bus-bar shape | molded by the conventional insulator.
符号の説明Explanation of symbols
1,2,3 バスバー(相別結線部材)
4 バスバー(共用結線部材)
11 ステータコア
11s スロット
11t ティース部
12 フロント側インシュレータ(バスバー一体型インシュレータ)
12a 環状部
12b 櫛状部
12c 電源接続用端子台
13 リア側インシュレータ
13a 環状部
13b 櫛状部
14u,14u’,14v,14v’,14w,14w’ (各相)コイル
21,22,23 バスバー(相別結線部材)
Bu,Bv,Bw (相別)コイル端子
Cu,Cv,Cw (共用)コイル端子
Tu,Tv,Tw ターミナル(電源側端子部)
1,2,3 Bus bar (phase-specific connection member)
4 bus bars (common connection members)
11 Stator Core 11s Slot 11t Teeth 12 Front Insulator (Bus Bar Integrated Insulator)
12a annular part 12b comb-like part 12c power supply terminal block 13 rear insulator 13a annular part 13b comb-like part 14u, 14u ', 14v, 14v', 14w, 14w '(each phase) coil 21, 22, 23 bus bar ( Phase connection member)
Bu, Bv, Bw (phase-specific) coil terminal Cu, Cv, Cw (shared) coil terminal Tu, Tv, Tw terminal (terminal side on power supply side)

Claims (1)

  1. ステータコアのティース部とこれに巻回されるコイルとの間を絶縁する樹脂製のインシュレータに、コイルと電源との間を接続する結線部材が一体にモールドされているとともに、このインシュレータの外周面に、前記結線部材のそれぞれの電源側端部を電気絶縁状態で一体に保持する電源接続用端子台が形成されてなる電動機のステータにおいて、
    前記結線部材の電源側端部が、前記電源接続用端子台から径方向に突出するピン形状に形成されていることを特徴とする電動機のステータ。
    The resin insulator that insulates between the teeth portion of the stator core and the coil wound around the stator core is integrally molded with a connecting member that connects the coil and the power source, and is formed on the outer peripheral surface of the insulator. In the stator of the electric motor formed with a power connection terminal block for integrally holding the power supply side ends of the connection members in an electrically insulated state,
    A stator of an electric motor, wherein a power source side end portion of the connection member is formed in a pin shape projecting in a radial direction from the power connection terminal block.
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