JP2012034498A - アウターロータ型突極集中巻き電動機 - Google Patents

Abstract

【課題】インシュレータがステータのティースから抜け出すことを防止すると共に、インシュレータがロータ側に倒れることを防止して、インシュレータとロータとの接触を確実に防止することができるアウターロータ型突極集中巻き電動機を提供することにある。
【解決手段】インシュレータ１３の外側隔壁３３とロータ４の軸方向端面４ａとの間に配設されて、複数のインシュレータ１３に径方向中心に向かう力を付与して、複数のインシュレータ１３を円環状に拘束する拘束部材６３を備える。
【選択図】図９

Description

本発明は、アウターロータ型突極集中巻き電動機に関し、特に、ハイブリッド自動車や電気自動車などに搭載されるアウターロータ型突極集中巻き電動機に関する。

従来のアウターロータ型突極集中巻き電動機のステータとしては、隣接するティースの間のスロットの底付近から鋼板の積層方向外側に起立する爪を最外層の鋼板に形成し、渡り線をこの爪の外周側に通して、渡り線がステータの内径側に移動してステータの取付け座面に入るのを防止して、組立性の向上を図ったものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２‐３１５２５０号公報

従来、アウターロータ型突極集中巻き電動機のステータとしては、上記特許文献１に記載のステータのように、外周部に周方向突起が形成されるティースに巻線を巻回したものが一般的である。また、周方向突起の無いステータコアのティースに、巻線が巻回されたインシュレータをステータコアの径方向外方から挿入するステータが知られている。後者のステータにおいては、同相異極のコイル同士を接続している渡り部のスプリングバックによって、インシュレータがステータの径方向外方に押し出される傾向があり、インシュレータとロータが接触する可能性があった。また、アウターロータ型電動機では、電動機のハウジング内に混入した異物とロータとの接触によるロータの破損を防止するために、ロータを覆う防護壁をインシュレータに設けてロータを保護する場合があるが、インシュレータがロータ側に倒れて防御壁がロータと接触する可能性があった。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、インシュレータがステータのティースから抜け出すことを防止すると共に、インシュレータがロータ側に倒れることを防止して、インシュレータとロータとの接触を確実に防止することができるアウターロータ型突極集中巻き電動機を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、
径方向外方に延設される複数のティース（例えば、後述の実施形態におけるティース１１ｂ）を有するステータコア（例えば、後述の実施形態におけるステータコア１１）と、
巻線（例えば、後述の実施形態における束線１５）を巻回することで形成され、前記巻線が環状に巻回されながら積層される巻回部（例えば、後述の実施形態における巻回部２０）と、巻回される前記巻線の両端部である第１巻き端（例えば、後述の実施形態における第１巻き端２１）及び第２巻き端（例えば、後述の実施形態における第２巻き端２２）と、を有するコイル（例えば、後述の実施形態におけるコイル１４）と、
前記コイルを保持するインシュレータ（例えば、後述の実施形態におけるインシュレータ１３）と、を有し、
前記コイルの前記第１巻き端と、異なる前記コイルの前記第２巻き端とが渡り部（例えば、後述の実施形態における渡り部１５Ｔ）によって接続される複数の前記インシュレータが、前記ティースに挿入されて円環状に連結されてなる突極集中巻きステータ（例えば、後述の実施形態における突極集中巻きステータ１０）と、
ロータホルダ（例えば、後述の実施形態における支持部材５）と、前記ロータホルダの内周面に固定されるロータヨーク（例えば、後述の実施形態におけるロータヨーク６）と、を有するロータ（例えば、後述の実施形態におけるロータ４）と、を備え、
前記突極集中巻きステータと前記ロータとが、径方向隙間を介して対向配置されるアウターロータ型突極集中巻き電動機（例えば、後述の実施形態におけるアウターロータ型電動機１）であって、
前記インシュレータは、
前記巻線が巻回される胴部（例えば、後述の実施形態における胴部３０）と、
前記胴部の径方向外周側に設けられる外周側鍔部（例えば、後述の実施形態における外周側鍔部３１）と、
前記胴部の径方向内周側に設けられる内周側鍔部（例えば、後述の実施形態における内周側鍔部３２）と、
前記外周側鍔部の軸方向一端部から径方向外方に延設される外側隔壁（例えば、後述の実施形態における外側隔壁３３）と、
前記第１巻き端側の前記渡り部を保持する第１渡り部保持部（例えば、後述の実施形態における第１渡り部保持部４１、７１）と、
前記第２巻き端側の前記渡り部を保持する第２渡り部保持部（例えば、後述の実施形態における第２渡り部保持部４２、７２）と、を備え、
複数の前記インシュレータは、少なくとも前記ロータの軸方向端面（例えば、後述の実施形態における軸方向端面４ａ）より軸方向外方において径方向中心に向かう力が付与されて円環状に拘束されることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、
径方向外方に延設される複数のティースを有するステータコアと、
巻線を巻回することで形成され、前記巻線が環状に巻回されながら積層される巻回部と、前記巻回部の前記巻線のステータ外径側端部である第１巻き端と、前記巻回部の前記巻線のステータ内径側端部である第２巻き端と、を有するコイルと、
前記コイルを保持するインシュレータと、を有し、
前記コイルの前記第１巻き端と、異なる前記コイルの前記第２巻き端とが渡り部によって接続される複数の前記インシュレータが、前記ティースに挿入されて円環状に連結されてなる突極集中巻きステータと、
ロータホルダと、前記ロータホルダの内周面に固定されるロータヨークと、を有するロータと、を備え、
前記突極集中巻きステータと前記ロータとが、径方向隙間を介して対向配置されるアウターロータ型突極集中巻き電動機であって、
前記インシュレータは、
前記巻線が巻回される胴部と、
前記胴部の径方向外周側に設けられる外周側鍔部と、
前記胴部の径方向内周側に設けられる内周側鍔部と、
前記外周側鍔部の軸方向一端部から径方向外方に延設される外側隔壁と、
前記外側隔壁に設けられ、前記第１巻き端側の前記渡り部を保持する第１渡り部保持部と、
前記内周側鍔部に設けられ、前記第２巻き端側の前記渡り部を保持する第２渡り部保持部と、を備え、
前記外側隔壁と前記ロータの軸方向端面との間に配設されて、複数の前記インシュレータに径方向中心に向かう力を付与して、複数の前記インシュレータを円環状に拘束する拘束部材（例えば、後述の実施形態におけるレーシング紐６３）を備えることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の構成に加えて、
前記インシュレータは、前記外周側鍔部の外周面、且つ前記外側隔壁と前記ロータの軸方向端面との間に形成される周方向溝（例えば、後述の実施形態における周方向溝６２）を更に備え、
前記拘束部材は、レーシング紐であり、前記周方向溝に沿って配置されることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項２又は３に記載の構成に加えて、
前記拘束部材は、耐熱性を有する非磁性材料からなることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、複数のインシュレータに径方向中心に向かう力が付与されて、複数のインシュレータが円環状に拘束されるため、インシュレータがティースから抜け出すのを防止することができ、また、インシュレータの端部に作用する拘束力によりインシュレータをロータから離間する方向に倒すことができる。従って、インシュレータとロータとの接触を確実に防止することができる。

請求項２の発明によれば、拘束部材がインシュレータを径方向外方から拘束するため、インシュレータがティースから抜け出すのを防止することができ、また、拘束部材の拘束力によりインシュレータをロータから離間する方向に倒すことができる。従って、インシュレータとロータとの接触を確実に防止することができる。

請求項３の発明によれば、拘束部材であるレーシング紐がインシュレータの周方向溝に沿って配置されるため、レーシング紐のインシュレータからの脱落を防止することができる。

請求項４の発明によれば、拘束部材が、耐熱性を有する非磁性材料からなるため、拘束部材が電動機の性能に影響を及ぼすことがない。また、電動機で発生する熱によって拘束部材の拘束性能が低化することがないので、長期間に亘ってインシュレータをステータコアの所定の位置に確実に拘束することができる。

本発明に係るアウターロータ型突極集中巻き電動機の第１実施形態を説明する要部縦断面図である。 図１に示すステータの正面図である。 図２に示すステータコアの正面図である。 図２に示す分割コアの正面図である。 インシュレータの斜視図である。 インシュレータの正面図である。 図６におけるＡ−Ａ線断面図である。 図６におけるＢ−Ｂ線断面図である。 図１に示すインシュレータの周辺の拡大断面図である。 図２に示すステータの一部を径方向外側から見た斜視図である。 本発明に係るアウターロータ型突極集中巻き電動機の第２実施形態を説明する要部拡大斜視図である。 図１１に示すＵ相インシュレータを説明する斜視図である。 図１１に示すＶ相インシュレータを説明する斜視図である。 図１１に示すＷ相インシュレータを説明する斜視図である。 Ｕ相コイル群のＵ相インシュレータがステータコアのティースに挿入される状態を説明する拡大正面図である。 Ｗ相コイル群のＷ相インシュレータがステータコアのティースに挿入される状態を説明する拡大正面図である。 Ｖ相コイル群のＶ相インシュレータがステータコアのティースに挿入される状態を説明する拡大正面図である。

以下、本発明に係るアウターロータ型突極集中巻き電動機の各実施形態について、添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

（第１実施形態）
まず、図１〜図１０を参照して、本発明に係るアウターロータ型突極集中巻き電動機の第１実施形態について説明する。

図１は本発明のアウターロータ型突極集中巻き電動機の縦断面図である。図１に示すように、本実施形態の電動機は、３相８極のアウターロータ型電動機１であり、モータハウジング２にボルト３により固定されるステータ１０と、ステータ１０の外周側に僅かな径方向隙間を介して配置される円環状のロータ４と、を備える。

ロータ４は、電磁鋼板が積層されてなるロータコア６ａに磁石６ｂが埋め込まれた円環状のロータヨーク６が、縁付円盤状のロータホルダである支持部材５の縁部内周面５ａに固定されており、モータハウジング２に内嵌する玉軸受７，７によって回転自在に支持される回転軸８に一体回転可能に固定されている。ロータ４は、ステータ１０に発生させる回転磁界によって回転駆動される。支持部材５の基部５ｂとステータ１０との間には、回転軸８の回転速度を検出するレゾルバ９が配設されている。

ステータ１０は、図２及び図３に示すように、ステータコア１１と、環状に連結される２４個の分割コア１２と、を備える。ステータコア１１は、複数の電磁鋼板がステータ軸方向に積層されて構成され、円環状の支持部１１ａから径方向外側に向かって放射状に突出形成され、ステータ周方向に並ぶ２４個のティース１１ｂを有する。

ステータコア１１の支持部１１ａの内周面には、ボルト穴１１ｄを有する６個の凸部１１ｃが円周方向に略等間隔に形成されており、このボルト穴１１ｄに挿通されるボルト３によりステータ１０がモータハウジング２に締結される。

分割コア１２は、図４に示すように、ステータコア１１のティース１１ｂにそれぞれ挿入され、絶縁特性を有する合成樹脂などから成形されるインシュレータ１３と、インシュレータ１３に２本の巻線１５ａ，１５ａが束になっている束線１５を巻回することにより形成されるコイル１４と、を備える。これにより、ステータコア１１の各ティース１１ｂの周囲に束線１５が突極集中巻きによって巻回される。

コイル１４は、図２に示すように、それぞれ８個ずつのＵ相コイル１４ｕ、Ｖ相コイル１４ｖ、及びＷ相コイル１４ｗの３相のコイルからなり、Ｕ相コイル１４ｕ、Ｖ相コイル１４ｖ、及びＷ相コイル１４ｗが、ステータ円周方向にこの順でステータコア１１の各ティース１１ｂに配置されている。即ち、同相のコイル１４（例えば、Ｕ相コイル１４ｕ）同士は、他相のコイル１４（例えば、Ｖ相コイル１４ｖ及びＷ相コイル１４ｗ）を跨いで配索され、同相のコイル１４と同一の束線１５からなる渡り部１５Ｔにより接続されている。

また、図２に示すように、各相８個ずつのコイル１４（Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相コイル１４ｕ，１４ｖ，１４ｗ）は、１つのコイル群１６（Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相コイル群１６ｕ，１６ｖ，１６ｗ）をそれぞれ構成し、各コイル群１６（Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相コイル群１６ｕ，１６ｖ，１６ｗ）に属する８個のコイル１４（Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相コイル１４ｕ，１４ｖ，１４ｗ）は、同一の束線１５（Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相束線１５ｕ，１５ｖ，１５ｗ）によって連続して巻回されている。

また、Ｕ相コイル群１６ｕのＵ相束線１５ｕの一端部はＵ相接続端子１７ｕに接続され、Ｖ相コイル群１６ｖのＶ相束線１５ｖの一端部はＶ相接続端子１７ｖに接続され、Ｗ相コイル群１６ｗのＷ相束線１５ｗの一端部はＷ相接続端子１７ｗに接続されている。また、各コイル群１６ｕ，１６ｖ，１６ｗの束線１５ｕ，１５ｖ，１５ｗの他端部は、中点端子１８に接続されている。

コイル１４は、図４に示すように、束線１５がインシュレータ１３に環状に巻回されながら積層される巻回部２０と、巻回部２０の束線１５のステータ外径側端部である第１巻き端２１と、巻回部２０の束線１５のステータ内径側端部である第２巻き端２２と、を有する。また、巻回部２０は、ステータ径方向を積層方向とし、束線１５の各巻線１５ａが後述するインシュレータ１３の胴部３０に沿って巻回されながら積層されてなる。また、上記渡り部１５Ｔは、コイル１４の第１巻き端２１と、同相の異なるコイル１４の第２巻き端２２とを接続する。

また、本実施形態では、円環状に配置した２４個の分割コア１２（インシュレータ１３）を径方向外方からステータコア１１の２４個のティース１１ｂにそれぞれ挿入させるため、渡り部１５Ｔに周方向長さが短くなる分の余りが生じるが、この渡り部１５Ｔの余りは、図２に示すように、渡り部１５Ｔを略Ｓ字状に折り曲げることにより吸収され、渡り部１５Ｔに張力が付与される。

インシュレータ１３は、図４〜図８に示すように、束線１５が巻回される胴部３０と、この胴部３０の径方向両端部に設けられる外周側鍔部３１及び内周側鍔部３２と、外周側鍔部３１の軸方向一端部から径方向外方に延設される外側隔壁３３と、外側隔壁３３から軸方向外方に向けて突設され、第１巻き端２１側の渡り部１５Ｔを保持する第１渡り部保持部４１と、内周側鍔部３２の軸方向一端部から軸方向外方に向けて延設され、第２巻き端２２側の渡り部１５Ｔを保持する第２渡り部保持部４２と、を備える。

胴部３０は、ステータ軸方向において対向する壁３４，３５及びステータ周方向において対向する壁３６，３７によって、ステータ径方向に貫通する角穴３０ａを有して断面矩形の筒状に形成される。角穴３０ａの大きさは、ステータコア１１のティース１１ｂより僅かに大きく、ティース１１ｂが挿通可能である。壁３６，３７には、束線１５を巻回する際に、束線１５の２本の巻線１５ａ，１５ａの位置決めをするための複数の凹溝３８が、ステータ軸方向に沿って形成されている。

第１渡り部保持部４１は、コイル１４の巻回方向と同方向に、ステータ内径側からステータ外径側へ束線１５を誘導し、ステータ外径側で頂点部Ｐを有する山なり形状の傾斜面５１ａを有し、渡り部１５Ｔの、ステータ外径側部位を保持する第１絡げ部５１と、第１絡げ部５１とステータ周方向に対向して配置され、第１絡げ部５１の傾斜面５１ａと平行に形成される傾斜面５２ａを有し、第１渡り部保持部４１に保持される渡り部１５Ｔの、ステータ内径側部位を保持する第２絡げ部５２と、傾斜面５１ａ，５２ａ間に形成され、束線１５の２本の巻線１５ａ，１５ａをステータ軸方向に並列させて保持する保持溝５５と、を有する。また、第１絡げ部５１及び第２絡げ部５２は、ステータ軸方向を前後方向とした場合に、束線１５の２本の巻線１５ａ，１５ａを前後方向に並列配置可能な幅を有する。

第２渡り部保持部４２は、コイル１４の巻回方向と同方向に、ステータ内径側からステータ外径側へ束線１５を誘導する傾斜面５３ａを有し、渡り部１５Ｔを保持する第３絡げ部５３と、第３絡げ部５３とステータ周方向に対向して配置され、第３絡げ部５３の傾斜面５３ａと平行に形成される傾斜面５４ａを有し、第２渡り部保持部４２に保持される渡り部１５Ｔの、ステータ内径側部位を保持する第４絡げ部５４と、傾斜面５３ａ，５４ａ間に形成され、束線１５の２本の巻線１５ａ，１５ａをステータ軸方向に並列させて保持する保持溝５６と、を有する。また、第３絡げ部５３及び第４絡げ部５４は、束線１５の２本の巻線１５ａ，１５ａをステータ軸方向に並列可能な幅を有する。

そして、図７に示すように、外周側鍔部３１の外周面の外側隔壁３３の根元部近傍には、外側隔壁３３と平行に周方向に延びる壁部６１が立設されており、この壁部６１と外側隔壁３３との間に周方向溝６２が形成されている。また、周方向溝６２は、図９に示すように、ステータ軸方向において、外側隔壁３３とロータ４の軸方向端面４ａとの間に配置され、換言すれば、外側隔壁３３と胴部３０の壁３４の外面との間に配置されている。

また、本実施形態では、図９及び図１０に示すように、各インシュレータ１３の周方向溝６２に沿って拘束部材であるレーシング紐６３を巻き掛けて、２４個のインシュレータ１３をレーシング紐６３で縛り付けている。これにより、各インシュレータ１３にステータ１０の径方向中心に向かう力が付与されて、２４個のインシュレータ１３が円環状に拘束される。このため、渡り部１５Ｔのスプリングバックによって、インシュレータ１３がティース１１ｂから抜け出る方向、即ち、インシュレータ１３に径方向外方に向かう力が作用したとしても、インシュレータ１３がレーシング紐６３により径方向外方から拘束されているため、インシュレータ１３のティース１１ｂからの抜け出しが防止される。

また、外側隔壁３３の根元部に形成される周方向溝６２をレーシング紐６３で縛り付けるため、レーシング紐６３の拘束力により、インシュレータ１３の角穴３０ａとステータコア１１のティース１１ｂとの間の隙間分、インシュレータ１３がロータ４の軸方向端面４ａから離間する方向に傾いた状態で拘束される。これにより、インシュレータ１３の外側隔壁３３がロータ４から軸方向に離れるので、インシュレータ１３とロータ４との接触が防止される。

レーシング紐６３は、例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）からなる紐状部材である。このため、レーシング紐６３は、非磁性であるので、電動機１の性能に影響を及ぼすことはない。また、約２００℃の耐熱特性を有するので、電動機１の回転に伴う発熱でレーシング紐６３が劣化して拘束性能が低化することもない。なお、本実施形態では、レーシング紐６３は、ポリフェニレンサルファイド樹脂から形成されているが、耐熱性を有する樹脂材料であれば適宜使用可能である。また、本実施形態では、拘束部材はレーシング紐であるが、これに限定されず、例えば、耐熱性を有する非磁性材料からなるＣ型クリップや、熱収縮により縮径するリング状部材などであってもよい。

以上説明したように、本実施形態のアウターロータ型電動機１によれば、レーシング紐６３がインシュレータ１３の外周側鍔部３１の外側隔壁３３の近傍を径方向外方から拘束するため、インシュレータ１３がステータコア１１のティース１１ｂから抜け出すのを防止することができ、また、レーシング紐６３の拘束力によりインシュレータ１３をロータ４の軸方向端面４ａから離間する方向に倒すことができる。従って、インシュレータ１３とロータ４との接触を確実に防止することができる。また、外側隔壁３３によって、外部からの異物とロータ４との接触を防止することができるので、電動機１の耐久性を向上することができる。

また、本実施形態のアウターロータ型電動機１によれば、レーシング紐６３がインシュレータ１３の周方向溝６２に沿って配置されるため、レーシング紐６３のインシュレータ１３からの脱落を防止することができる。

また、本実施形態のアウターロータ型電動機１によれば、レーシング紐６３が、耐熱性を有する非磁性材料からなるため、レーシング紐６３が電動機１の性能に影響を及ぼすことがない。また、電動機１で発生する熱によってレーシング紐６３の拘束性能が低化することがないので、長期間に亘ってインシュレータ１３をステータコア１１の所定の位置に確実に拘束することができる。

（第２実施形態）
次に、図１１〜図１７を参照して、本発明に係るアウターロータ型突極集中巻き電動機の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。

図１１〜図１４に示すように、本実施形態のアウターロータ型電動機１のインシュレータは、Ｕ相インシュレータ１３ｕ、Ｖ相インシュレータ１３ｖ、及びＷ相インシュレータ１３ｗの３種類からなり、各相のインシュレータ１３ｕ，１３ｖ，１３ｗごとに、第１渡り部保持部及び第２渡り部保持部の形状が異なっている。

Ｕ相インシュレータ１３ｕは、図１２及び図１５に示すように、１本の巻線１５ａが巻回される胴部３０と、この胴部３０の径方向両端部に設けられる外周側鍔部３１及び内周側鍔部３２と、外周側鍔部３１の軸方向一端部から径方向外方に延設される外側隔壁３３と、外側隔壁３３の周方向一端側から軸方向外方に向けて突設される第１渡り部保持部７１ｕと、外側隔壁３３の周方向他端側から軸方向外方に向けて突設される第２渡り部保持部７２ｕと、を備える。

胴部３０は、ステータ軸方向において対向する壁３４，３５及びステータ周方向において対向する壁３６，３７によって、ステータ径方向に貫通する角穴３０ａを有して断面矩形の筒状に形成される。角穴３０ａの大きさは、ステータコア１１のティース１１ｂより僅かに大きく、ティース１１ｂが挿通可能である。壁３６，３７には、巻線１５ａを巻回する際に、巻線１５ａの位置決めをするための複数の凹溝３８が、ステータ軸方向に沿って形成されている。

また、外周側鍔部３１の外周面の外側隔壁３３の根元部近傍には、外側隔壁３３と平行に周方向に延びる壁部６１が立設されており、この壁部６１と外側隔壁３３との間に周方向溝６２が形成されている。また、周方向溝６２は、ステータ軸方向において、外側隔壁３３とロータ４の軸方向端面４ａとの間に配置されている（図９参照）。

第１渡り部保持部７１ｕは、外側隔壁３３の周方向一端側、且つ径方向内側の角部に配置されて、Ｕ相コイル１４ｕの第１巻き端２１側のＵ相渡り部１５Ｔｕを保持する。第２渡り部保持部７２ｕは、外側隔壁３３の周方向他端側、且つ径方向内側の角部に配置されて、Ｕ相コイル１４ｕの第２巻き端２２側のＵ相渡り部１５Ｔｕを保持する。

第１渡り部保持部７１ｕの径方向外端部には、Ｕ相コイル１４ｕの第１巻き端２１側のＵ相渡り部１５Ｔｕを保持する溝部７３が形成されている。溝部７３は、Ｕ相インシュレータ１３ｕの外側隔壁３３から軸方向外方に突設され、少なくとも巻線１５ａの太さ以上の厚さを有するブロック壁７４と、第１渡り部保持部７１ｕの軸方向外端部に立設される端部壁７５との間に形成される。これにより、溝部７３によって保持されるＵ相コイル１４ｕのＵ相渡り部１５Ｔｕは、外側隔壁３３から少なくとも巻線１５ａの太さ以上、軸方向に離間する位置に保持される。また、端部壁７５から周方向内側に延設される壁部内壁面は、ステータ内径側からステータ外径側へ巻線１５ａを誘導する傾斜面７５ａとなっている。

第２渡り部保持部７２ｕの径方向外端部には、Ｕ相コイル１４ｕの第２巻き端２２側のＵ相渡り部１５Ｔｕを保持する溝部７６が形成されている。溝部７６は、Ｕ相インシュレータ１３ｕの外側隔壁３３から軸方向外方に突設され、少なくとも巻線１５ａの太さ以上の厚さを有するブロック壁７７と、第２渡り部保持部７２ｕの軸方向外端部に立設される端部壁７８との間に形成される。これにより、溝部７６によって保持されるＵ相コイル１４ｕのＵ相渡り部１５Ｔｕは、外側隔壁３３から少なくとも巻線１５ａの太さ以上、軸方向に離間する位置に保持される。また、端部壁７８から周方向内側に延設される壁部内壁面は、ステータ内径側からステータ外径側へ巻線１５ａを誘導する傾斜面７８ａとなっている。

Ｖ相インシュレータ１３ｖは、図１３及び図１７に示すように、外側隔壁３３の周方向一端側、且つ径方向中間部から軸方向外方に向けて突設され、Ｖ相コイル１４ｖの第１巻き端２１側のＶ相渡り部１５Ｔｖを保持する第１渡り部保持部７１ｖと、外側隔壁３３の周方向他端側、且つ径方向中間部から軸方向外方に向けて突設され、Ｖ相コイル１４ｖの第２巻き端２２側のＶ相渡り部１５Ｔｖを保持する第２渡り部保持部７２ｖと、を備える。

第１渡り部保持部７１ｖの径方向外端部には、Ｖ相コイル１４ｖの第１巻き端２１側のＶ相渡り部１５Ｔｖを保持する溝部８１が形成されている。溝部８１は、外側隔壁３３と第１渡り部保持部７１ｖの軸方向外端部に立設される端部壁８２との間に形成される。

第２渡り部保持部７２ｖの径方向外端部には、Ｖ相コイル１４ｖの第２巻き端２２側のＶ相渡り部１５Ｔｖを保持する溝部８３が形成されている。溝部８３は、外側隔壁３３と第２渡り部保持部７２ｖの軸方向外端部に立設される端部壁８４との間に形成される。

Ｗ相インシュレータ１３ｗは、図１４及び図１６に示すように、外側隔壁３３の周方向一端側、且つ径方向略中間部から軸方向外方に向けて突設され、Ｗ相コイル１４ｗの第１巻き端２１側のＷ相渡り部１５Ｔｗを保持する第１渡り部保持部７１ｗと、外側隔壁３３の周方向他端側、且つ径方向略中間部から軸方向外方に向けて突設され、Ｗ相コイル１４ｗの第２巻き端２２側のＷ相渡り部１５Ｔｗを保持する第２渡り部保持部７２ｗと、を備える。

第１渡り部保持部７１ｗの径方向外端部には、Ｖ相コイル１４ｖの第２巻き端２２側のＶ相渡り部１５Ｔｖを保持する溝部９１、及びＷ相コイル１４ｗの第１巻き端２１側のＷ相渡り部１５Ｔｗを保持する溝部９２が、互いに径方向及び軸方向に段差を有して形成されている。溝部９１は、径方向外方に位置し、外側隔壁３３と第１渡り部保持部７１ｗの軸方向中間部に立設される中間壁９３との間に形成される。溝部９２は、溝部９１の軸方向外方、且つ径方向内方に位置し、中間壁９３と第１渡り部保持部７１ｗの軸方向外端部に立設される端部壁９４との間に形成される。これにより、溝部９１，９２で保持されるそれぞれの渡り部１５Ｔｖ，１５Ｔｗは、径方向及び軸方向に離間する状態で保持される。また、端部壁９４から周方向内側に延設される壁部内壁面は、ステータ内径側からステータ外径側へ巻線１５ａを誘導する傾斜面９４ａとなっている。

第２渡り部保持部７２ｗの径方向外端部には、Ｖ相コイル１４ｖの第１巻き端２１側のＶ相渡り部１５Ｔｖを保持する溝部９５、及びＷ相コイル１４ｗの第２巻き端２２側のＷ相渡り部１５Ｔｗを保持する溝部９６が、互いに径方向及び軸方向に段差を有して形成されている。溝部９５は、径方向外方に位置し、外側隔壁３３と第２渡り部保持部７２ｗの軸方向中間部に立設される中間壁９７との間に形成される。溝部９６は、溝部９５の軸方向外方、且つ径方向内方に位置し、中間壁９７と第２渡り部保持部７２ｗの軸方向外端部に立設される端部壁９８との間に形成される。これにより、溝部９５，９６で保持されるそれぞれの渡り部１５Ｔｖ，１５Ｔｗは、径方向及び軸方向に離間する状態で保持される。また、端部壁９８から周方向内側に延設される壁部内壁面は、ステータ内径側からステータ外径側へ巻線１５ａを誘導する傾斜面９８ａとなっている。

そして、このように形成されるＶ相インシュレータ１３ｖの溝部８１，８３、及びＷ相インシュレータ１３ｗの溝部９１，９５は、軸方向において外側隔壁３３に隣接して形成され、Ｕ相インシュレータ１３ｕの溝部７３，７６、及びＷ相インシュレータ１３ｗの溝部９２，９６は、巻線１５ａの太さ以上、外側隔壁３３から軸方向外方に離間して形成されている。

図１５に示すように、Ｕ相コイル群１６ｕは、巻線１５ａが、Ｕ相インシュレータ１３ｕの第１渡り部保持部７１ｕの溝部７３に保持され、胴部３０に巻回された後、第２渡り部保持部７２ｕの溝部７６に保持されてなる複数（本実施形態では８個）のＵ相コイル１４ｕから構成されている。

図１６に示すように、Ｗ相コイル群１６ｗは、巻線１５ａが、Ｗ相インシュレータ１３ｗの第１渡り部保持部７１ｗの溝部９２に保持され、胴部３０に巻回された後、第２渡り部保持部７２ｗの溝部９６に保持されてなる複数（本実施形態では８個）のＷ相コイル１４ｗから構成されている。

図１７に示すように、Ｖ相コイル群１６ｖは、巻線１５ａが、Ｖ相インシュレータ１３ｖの第１渡り部保持部７１ｖの溝部８１に保持され、胴部３０に巻回された後、第２渡り部保持部７２ｖの溝部８３に保持されてなる複数（本実施形態では８個）のＶ相コイル１４ｖから構成されている。

以下に、図１１、及び図１５〜図１７を参照して、各相コイル群１６ｕ，１６ｖ，１６ｖのステータコア１１への装着について説明する。

まず、図１５に示すように、Ｕ相コイル群１６ｕの各Ｕ相インシュレータ１３ｕが、ステータコア１１の円周方向の２個おきのティース１１ｂに挿入されて円環状に配置され、次いで、図１６に示すように、Ｗ相コイル群１６ｗの各Ｗ相インシュレータ１３ｗが、Ｕ相インシュレータ１３ｕに隣接（図１５における左隣）するティース１１ｂに挿入されて円環状に配置される。このとき、図１１に示すように、Ｕ相コイル１４ｕのＵ相渡り部１５Ｔｕは、Ｕ相インシュレータ１３ｕの溝部７３、７６に径方向内側に保持され、Ｗ相コイル１４ｗのＷ相渡り部１５Ｔｗは、Ｗ相インシュレータ１３ｗの溝部９２，９６に径方向外側に保持される。これにより、Ｕ相渡り部１５ＴｕとＷ相渡り部１５Ｔｗは周方向に略平行に配置されて接触することはない。

次いで、図１７に示すように、Ｖ相コイル群１６ｖの各Ｖ相インシュレータ１３ｖが、Ｗ相インシュレータ１３ｗに隣接（図１６における左隣）するティース１１ｂに挿入されて円環状に配置される。このとき、図１１に示すように、Ｖ相コイル１４ｖのＶ相渡り部１５Ｔｖは、Ｖ相インシュレータ１３ｖの溝部８１，８３に保持されると共に、Ｗ相インシュレータ１３ｗの溝部９１，９５に保持される。このため、Ｖ相渡り部１５Ｔｖは、Ｕ相渡り部１５Ｔｕ及びＷ相渡り部１５Ｔｗより軸方向内方に配置されるので、Ｕ相渡り部１５Ｔｕ及びＷ相渡り部１５Ｔｗと接触することはない。

また、円環状に配置した８個のＵ相インシュレータ１３ｕ（Ｖ相インシュレータ１３ｖ、Ｗ相インシュレータ１３ｗ）を径方向外方からステータコア１１のティース１１ｂにそれぞれ挿入させるため、Ｕ相渡り部１５Ｔｕ（Ｖ相渡り部１５Ｔｖ、Ｗ相渡り部１５Ｔｗ）に周方向長さが短くなる分の余りが生じるが、このＵ相渡り部１５Ｔｕ（Ｖ相渡り部１５Ｔｖ、Ｗ相渡り部１５Ｔｗ）の余りは、図１５〜図１７に示すように、Ｕ相渡り部１５Ｔｕ（Ｖ相渡り部１５Ｔｖ、Ｗ相渡り部１５Ｔｗ）を径方向にジグザグ状に折り曲げることにより吸収される。さらに、ジグザグ状に折り曲げられたＵ相、Ｖ相、及びＷ相渡り部１５Ｔｕ，１５Ｔｖ，１５Ｔｗの谷部は、Ｕ相インシュレータ１３ｕの第１及び第２渡り部保持部７１ｕ，７２ｕ間の空間、Ｖ相インシュレータ１３ｖの第１及び第２渡り部保持部７１ｖ、７２ｖ間の空間、及びＷ相インシュレータ１３ｗの第１及び第２渡り部保持部７１ｗ、７２ｗ間の空間のいずれかに収容される。

このように構成されたアウターロータ型電動機１では、Ｕ相渡り部１５Ｔｕが径方向内側、且つ軸方向外方で保持され、Ｖ相渡り部１５Ｔｖが軸方向内方で保持され、Ｗ相渡り部１５Ｔｗが径方向外側、且つ軸方向外方で保持されるので、Ｕ相渡り部１５Ｔｕ、Ｖ相渡り部１５Ｔｖ、及びＷ相渡り部１５Ｔｗが互いに接触することはない。

また、本実施形態では、図９及び図１０を参照して、各インシュレータ１３ｕ，１３ｖ，１３ｗの周方向溝６２に沿って拘束部材であるレーシング紐６３を巻き掛けて、２４個のインシュレータ１３ｕ，１３ｖ，１３ｗをレーシング紐６３で縛り付けている。これにより、各インシュレータ１３ｕ，１３ｖ，１３ｗにステータ１０の径方向中心に向かう力が付与されて、２４個のインシュレータ１３ｕ，１３ｖ，１３ｗが円環状に拘束される。このため、インシュレータ１３ｕ，１３ｖ，１３ｗがティース１１ｂから抜け出る方向、即ち、インシュレータ１３ｕ，１３ｖ，１３ｗに径方向外方に向かう力が作用したとしても、インシュレータ１３ｕ，１３ｖ，１３ｗがレーシング紐６３により径方向外方から拘束されているので、インシュレータ１３ｕ，１３ｖ，１３ｗのティース１１ｂからの抜け出しが防止される。

以上説明したように、本実施形態のアウターロータ型電動機１によれば、レーシング紐６３がインシュレータ１３ｕ，１３ｖ，１３ｗの外周側鍔部３１の外側隔壁３３の近傍を径方向外方から拘束するため、インシュレータ１３ｕ，１３ｖ，１３ｗがステータコア１１のティース１１ｂから抜け出すのを防止することができ、また、レーシング紐６３の拘束力によりインシュレータ１３ｕ，１３ｖ，１３ｗをロータ４の軸方向端面４ａから離間する方向に倒すことができる。従って、インシュレータ１３ｕ，１３ｖ，１３ｗとロータ４との接触を確実に防止することができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第１実施形態と同様である。

なお、本発明は上記実施形態に例示したものに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において適宜変更することができる。
例えば、上記実施形態では、コイル及び渡り部は、２本の巻線が束になっている束線又は１本の巻線により形成されているが、これに限定されず、３本以上の巻線が束になっている束線により形成されていてもよい。

１ アウターロータ型電動機（アウターロータ型突極集中巻き電動機）
４ ロータ
４ａ 軸方向端面
５ 支持部材（ロータホルダ）
６ ロータヨーク
１０ ステータ（突極集中巻きステータ）
１１ ステータコア
１１ｂ ティース
１３ インシュレータ
１４ コイル
１５ 束線
１５Ｔ 渡り部
１５ａ 巻線
２０ 巻回部
２１ 第１巻き端
２２ 第２巻き端
３０ 胴部
３１ 外周側鍔部
３２ 内周側鍔部
３３ 外側隔壁
４１ 第１渡り部保持部
４２ 第２渡り部保持部
６１ 壁部
６２ 周方向溝
６３ レーシング紐（拘束部材）

Claims (4)

1. 径方向外方に延設される複数のティースを有するステータコアと、
   巻線を巻回することで形成され、前記巻線が環状に巻回されながら積層される巻回部と、巻回される前記巻線の両端部である第１巻き端及び第２巻き端と、を有するコイルと、
   前記コイルを保持するインシュレータと、を有し、
   前記コイルの前記第１巻き端と、異なる前記コイルの前記第２巻き端とが渡り部によって接続される複数の前記インシュレータが、前記ティースに挿入されて円環状に連結されてなる突極集中巻きステータと、
   ロータホルダと、前記ロータホルダの内周面に固定されるロータヨークと、を有するロータと、を備え、
   前記突極集中巻きステータと前記ロータとが、径方向隙間を介して対向配置されるアウターロータ型突極集中巻き電動機であって、
   前記インシュレータは、
   前記巻線が巻回される胴部と、
   前記胴部の径方向外周側に設けられる外周側鍔部と、
   前記胴部の径方向内周側に設けられる内周側鍔部と、
   前記外周側鍔部の軸方向一端部から径方向外方に延設される外側隔壁と、
   前記第１巻き端側の前記渡り部を保持する第１渡り部保持部と、
   前記第２巻き端側の前記渡り部を保持する第２渡り部保持部と、を備え、
   複数の前記インシュレータは、少なくとも前記ロータの軸方向端面より軸方向外方において径方向中心に向かう力が付与されて円環状に拘束されることを特徴とするアウターロータ型突極集中巻き電動機。
2. 径方向外方に延設される複数のティースを有するステータコアと、
   巻線を巻回することで形成され、前記巻線が環状に巻回されながら積層される巻回部と、前記巻回部の前記巻線のステータ外径側端部である第１巻き端と、前記巻回部の前記巻線のステータ内径側端部である第２巻き端と、を有するコイルと、
   前記コイルを保持するインシュレータと、を有し、
   前記コイルの前記第１巻き端と、異なる前記コイルの前記第２巻き端とが渡り部によって接続される複数の前記インシュレータが、前記ティースに挿入されて円環状に連結されてなる突極集中巻きステータと、
   ロータホルダと、前記ロータホルダの内周面に固定されるロータヨークと、を有するロータと、を備え、
   前記突極集中巻きステータと前記ロータとが、径方向隙間を介して対向配置されるアウターロータ型突極集中巻き電動機であって、
   前記インシュレータは、
   前記巻線が巻回される胴部と、
   前記胴部の径方向外周側に設けられる外周側鍔部と、
   前記胴部の径方向内周側に設けられる内周側鍔部と、
   前記外周側鍔部の軸方向一端部から径方向外方に延設される外側隔壁と、
   前記外側隔壁に設けられ、前記第１巻き端側の前記渡り部を保持する第１渡り部保持部と、
   前記内周側鍔部に設けられ、前記第２巻き端側の前記渡り部を保持する第２渡り部保持部と、を備え、
   前記外側隔壁と前記ロータの軸方向端面との間に配設されて、複数の前記インシュレータに径方向中心に向かう力を付与して、複数の前記インシュレータを円環状に拘束する拘束部材を備えることを特徴とするアウターロータ型突極集中巻き電動機。
3. 前記インシュレータは、前記外周側鍔部の外周面、且つ前記外側隔壁と前記ロータの軸方向端面との間に形成される周方向溝を更に備え、
   前記拘束部材は、レーシング紐であり、前記周方向溝に沿って配置されることを特徴とする請求項２に記載のアウターロータ型突極集中巻き電動機。
4. 前記拘束部材は、耐熱性を有する非磁性材料からなることを特徴とする請求項２又は３に記載のアウターロータ型突極集中巻き電動機。

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