JP3368798B2 - モータのステータ - Google Patents

モータのステータ

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JP3368798B2
JP3368798B2 JP12392597A JP12392597A JP3368798B2 JP 3368798 B2 JP3368798 B2 JP 3368798B2 JP 12392597 A JP12392597 A JP 12392597A JP 12392597 A JP12392597 A JP 12392597A JP 3368798 B2 JP3368798 B2 JP 3368798B2
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magnetic steel
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康己 川端
徹也 三浦
隆地 藤
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Toyota Motor Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータのステータ
の構造、特にステータコアとコイルを形成する巻線の絶
縁構造に関する。
【0002】
【従来の技術】モータのステータは、導線が複数本巻回
されたコイルとステータコアを含んでいる。ステータコ
アは、通常、内側に櫛歯形状を有する環状の磁性鋼板を
積層して形成される。そして、前記櫛歯形状の凸部が磁
極となり、凹部であるスロットには導線が配され、コイ
ルが形成される。前記磁性鋼板は、精密打ち抜き加工に
より形成され、その縁にはバリが形成されやすい。一
方、導線には絶縁被膜が施されてはいるが磁性鋼板のバ
リなどで傷付きやすい。従来、この絶縁被膜の損傷を防
止するために、スロット内面と導線の間には、絶縁紙が
配されていた。また、実開昭58−183054号に
は、ステータコアのスロット表面に絶縁層を形成して絶
縁を確保する技術が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】磁性鋼板の縁の角部は
鋭く、また前述のように、バリが発生する場合もある。
特に、ステータの端部のスロット開口部分の縁は、導線
がステータに巻き付けられる際に強く接触する部分であ
り、導線の絶縁被膜が破壊されやすい部分である。前記
公報に記載された技術であっても、角部に、平面部と等
しい厚さの絶縁層を形成することは困難であり、角部で
あるスロット開口部分の縁において導線の絶縁被膜が破
壊され、この部分での絶縁確保を十分に行うことができ
なかった。
【0004】本発明は、ステータ端部のスロット開口部
の縁においても十分な絶縁性を確保することができるモ
ータのステータを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、本発明にかかるモータのステータは、櫛歯状の凹
凸形状を有する電磁鋼板を、前記凹凸を揃えて積層した
ステータコアと、前記凹部が連なって形成されたスロッ
ト内に納まるコイルとを有するモータのステータであっ
て、ステータコアの積層方向端面に配設される角部曲面
形成部材を有し、前記角部曲面形成部材は、前記スロッ
ト内面に実質的に段差なく連続する延長面と、前記延長
面に滑らかに連続し、所定の曲率半径でスロットに対し
凸に形成された角部曲面とを有し、ステータコアの、少
なくともコイルと接触する部分には、絶縁性被膜が形成
されたものである。
【0006】この角部曲面形成部材によりスロットの端
部からとがった角を無くすことができ、角による導線の
絶縁被膜の破壊を防止することができる。また、ステー
タコアの角部においても、絶縁層の厚さを十分に確保す
ることができるので、導線の被膜が破壊されても、ステ
ータコア全体としての絶縁破壊が防止される。
【0007】さらに、前記角部曲面形成部材を絶縁性材
料とすることもできる。この場合、スロット端部におけ
る絶縁はより確実なものとなる。
【0008】さらに、前記角部曲面形成部材を、前記電
磁鋼板と平行な平行部と、前記平行部に略直交し、ステ
ータコア中央部に向かって延びるつば部を有するものと
し、前記ステータコアの前記つば部に対応する部分に
は、前記つば部を収納する凹部を設け、前記つば部がス
ロット内面に実質的に段差なく連続するようにすること
ができる。このつば部によって、ステータコアに対する
角部曲面形成部材の位置決めが可能となる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態(以
下、実施形態と記す)を図面に従って説明する。図1
は、本発明の第1の実施形態の概略構成図である。ステ
ータコア10は、円環状でその内側に櫛歯状の凹凸が形
成された磁性鋼板12が、所定枚数その凹凸形状を揃え
て積層されたものである。前記櫛歯形状の凸部分によっ
て磁極14が形成され、凹部分によってコイルの導線の
納まるスロット16が形成される。ステータコア10の
両端、図1においては上端と下端には角部曲面形成部材
としての端面板18が配置される。この端面板18の形
状は、磁性鋼板12と同様の円環状でその内側に櫛歯状
の凹凸を有するものであり、この凹凸形状は前記磁性鋼
板12のそれと全く同一の形状である。したがって、ス
テータコア10の両端に端面板18を配置すると、端面
板18の凸部が磁極14に、また凹部がスロット16に
重なる。このとき、ステータコア10と端面板18の櫛
歯状凹凸の形成された内周面は、ステータコア10と端
面板18の間で段差が形成されないようになっている。
【0010】端面板18と磁性鋼板12の形状的な相違
は、端面板18がやや厚く、凹部の縁の一方の角部に、
曲面が形成されている点にある。この様子が、図2に詳
細に示されている。図2には、磁性鋼板12を積層して
形成されたステータコア10の一つのスロット16とこ
れに隣接する磁極14の一部が示されている。ステータ
コア10の端部には、さらに端面板18が重ねられてい
る。端面板18は、磁性鋼板12に比べてやや厚く、そ
の凹部の内面は、ステータコア10と接する側において
段差なくスロット16の内面16aと接続する延長面1
8aと、ステータコア10の反対側においては角部に所
定曲率の角部曲面18bが形成されている。この角部曲
面18bは、前記の延長面18aと端面板18の端面1
8cを滑らかにつなぐ曲面であり、本実施形態において
は、断面が一定曲率の円弧となる曲面である。
【0011】ステータコア10と端面板18は、これら
が一体となった状態で表面に所定の厚さの絶縁層20が
形成される。この絶縁層は、粉体塗装や浸漬塗装により
形成することができる。そして、被覆導線22がスロッ
ト16内に納められつつ磁極14に巻き付けられコイル
が形成される。
【0012】被覆導線22は、スロット16内から出
て、隣または所定数離れた位置のスロットに導かれる
が、スロット16の端部において図示するように大きく
曲げられる。この角部に鋭いエッジが形成されている
と、このエッジで被覆導線の絶縁被膜が破壊される。ま
た、鋭いエッジ部には、他の平面部分と同等の厚さの絶
縁層を形成することができず、母材(磁性鋼板など)が
露出する可能性があった。本実施形態においては、ステ
ータコア10の端部に、被覆導線が曲げられる角部分に
曲面18bを設けた端面板18を配することによって、
この部分の絶縁層20の厚さを、スロット内面16aや
端面板の端面18cと同等とすることができる。また、
前記の角部曲面18bを設け、鋭いエッジが形成されな
いようにしたことによって、エッジによる被覆導線22
の絶縁被膜の破壊を防止することができる。また、被覆
導線22の変形が局部的に集中することがなく、導線2
2の変形によって生じる絶縁被膜の破壊も防止すること
ができる。さらに、前述のように絶縁層20が角部にお
いても十分に厚く形成されているので、たとえ被覆導線
22の絶縁被膜が破壊されても、ステータコア10との
絶縁を確保することができる。
【0013】なお、本実施形態において、端面板18の
厚さを磁性鋼板12よりやや厚いものとしたのは、角部
曲面18bの曲率を十分大きなものとするためであり、
言い換えれば、絶縁破壊をおこさない程度の曲率が確保
できれば、端面板18の厚さは磁性鋼板12の厚さと等
しくても、また薄くても構わない。
【0014】また、角部曲面18bの曲率半径は、被覆
導線自身の変形のために生じる絶縁被膜破壊を防止する
ためには、被覆導線22の半径と同等以上であれば良い
ことが実験的に分かっている。
【0015】また、端面板18を絶縁性材料で構成すれ
ば、たとえ絶縁層20が破壊されたとしてもステータコ
ア10と導線22の絶縁を確保することができる。
【0016】図3は、本発明の第2の実施形態の要部構
成を示す図である。本実施形態は、第1実施形態のよう
に、磁性鋼板の積層されたステータコアの両端面に端面
板を配置したものであり、端面板の構成および端面板に
かかる磁性鋼板の構成に特徴がある。
【0017】ステータコア110は、第1実施形態の磁
性鋼板12と等しい形状を有する第1の磁性鋼板112
と、ステータコア110の端部に所定枚数配置され、磁
性鋼板12より、その櫛歯形状の凸部の幅がやや小さい
第2の磁性鋼板113が積層されて形成されている。そ
して、第1実施形態と同様に、前記櫛歯形状によって磁
極114とスロット116が形成される。
【0018】端面板118は、ステータコア110の両
端面に配置される点に付いては第1実施形態と同様であ
るが、その形状については相違する。端面板118は、
磁性鋼板112,113と平行に配置された平行部12
2と、スロット116の縁において、この平行部122
に直交し、ステータコア110の中央部に向かう方向に
延びるつば部124を有している。平行部122は、第
1実施形態の端面板18と同一の形状を有している。ま
た、つば部124は、磁性鋼板112,113の寸法差
により形成される段差部126に嵌まり合うように形成
されており、つば部124の内面が磁性鋼板112で形
成されたスロット内面116aと段差なく連続するよう
に、当該つば部124および磁性鋼板112,113の
寸法、磁性鋼板113の枚数が定められている。したが
って、つば部124のスロット116に面した面がスロ
ット内面116aに滑らかに接続する延長面118aと
なる。また、平行部122とつば部124が交わる部分
のスロット116側の角部には、前記延長面118aと
平行部122の端面118cを滑らかに接続する角部曲
面118bが形成されている。この角部曲面118bの
形状は、第1実施形態と同様、本実施形態においては、
一定の曲率を有する曲面とであるが、前記二つの面11
8a,118cを滑らかにつなぐ曲面であれば、これに
限定されるものではない。そして、端面板118と一体
化したステータコア110に対して、粉体塗装や浸漬塗
装などの方法により絶縁層120が形成される。
【0019】本実施形態においても、第1実施形態と同
様の効果を奏することができ、スロット116の縁の角
部を曲面としたことにより、被覆導線の絶縁破壊を防止
することができる。また、端面板118を絶縁性材料で
構成すれば、たとえ絶縁層120が破壊されたとしても
ステータコア110と導線の絶縁を確保することができ
る。さらに、本実施形態においては、特に、つば部12
4を設けたことにより、ステータコア110に対して端
面板118を確実に位置決めでき、導線を巻き付ける際
にも、端面板118がずれてしまうことを防止できる。
【0020】図4は、本発明の第3の実施形態の要部構
成を示す図であり、前述の二つの実施形態の場合と同
様、ステータの一つのスロット端部と、これに隣接する
磁極の一部を示している。なお、前述の実施形態の構成
と同様の構成については、同一の符号を付しその説明を
省略する。
【0021】本実施形態において特徴的なことは、角部
曲面形成部材として、第2実施形態の端面板118が、
端面ブッシュ218に置き換えられている点にある。端
面ブッシュ218は、スロット116の縁周辺のみに設
けられ、磁性鋼板112,113と平行に配置される平
行部222と、平行部222と直交し、ステータコア1
10の中央に向かう方向に延びるつば部224を有して
いる。つば部224は、磁性鋼板112,113の寸法
差により形成される段差部126に嵌まり合うように形
成されており、つば部224の内面が磁性鋼板112で
形成されたスロット内面116aと段差なく連続するよ
うに、当該つば部124および磁性鋼板112,113
の寸法、磁性鋼板113の枚数が定められている。した
がって、つば部224のスロット116に面した面がス
ロット内面116aに滑らかに接続する延長面218a
となる。また、スロット116の縁部分においては、前
記延長面218aと、前記平行部222の端面218c
とを滑らかに接続する角部曲面218bが形成されてい
る。
【0022】この角部曲面218bの形状は、前述の二
つの実施形態と同様、本実施形態においては、一定の曲
率を有する曲面とであるが、前記二つの面118a,1
18cを滑らかにつなぐ曲面であれば、これに限定され
るものではない。そして、端面ブッシュ218と一体化
したステータコア110に対して、粉体塗装や浸漬塗装
などの方法により絶縁層220が形成される。
【0023】本実施形態においても、前述の二つの実施
形態と同様の効果を奏することができ、スロット116
の縁の角部を曲面としたことにより、被覆導線の絶縁破
壊を防止することができる。また、端面ブッシュ218
を絶縁性材料で構成すれば、たとえ絶縁層220が破壊
されたとしてもステータコア110と導線の絶縁を確保
することができる。さらに、本実施形態においては、第
2実施形態と同様、つば部224を設けたことにより、
ステータコア110に対して端面ブッシュ218を確実
に位置決めでき、導線を巻き付ける際などに、これがず
れてしまうことを防止できる。さらに、本実施形態にお
いては、スロットの縁周辺部分にのみ、角部曲面形成部
材を配したので、この部材による重量の増加などを押さ
えることができる。
【0024】なお、以上の各実施形態においては、ステ
ータの内側にロータを配置する最も一般的な内転型のモ
ータについて説明したが、ステータの外側にロータを配
置する外転型のモータであっても、またリニアモータで
あっても、本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態のステータコアの外観
図である。
【図2】 第1実施形態の要部構成図である。
【図3】 第2実施形態の要部構成図である。
【図4】 第3実施形態の要部構成図である。
【符号の説明】
10,110 ステータコア、 12,112,113 磁性鋼板、 14,114 磁極、 16,116 スロット、 18,118 端面板(角部曲面形成部材)、 18a,118a,218a 延長面、 18b,118b,218b 角部曲面、 20,120 絶縁層、 22 被覆導線、 122,222 平行部、 124,224 つば部、 218 端面ブッシュ(角部曲面形成部材)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平子 勝 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平8−79996(JP,A) 特開 平8−70544(JP,A) 特開 平6−343237(JP,A) 実開 平3−50945(JP,U) 実開 昭55−148340(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02K 3/34

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 櫛歯状の凹凸形状を有する電磁鋼板を、
    前記凹凸を揃えて積層したステータコアと、前記凹部が
    連なって形成されたスロット内に納まるコイルとを有す
    るモータのステータであって、 ステータコアの積層方向端面に配設される角部曲面形成
    部材を有し、 前記角部曲面形成部材は、前記電磁鋼板と平行な平行部
    と、前記平行部に略直交し、ステータコア中央部に向か
    って延びるつば部とを有し、 前記ステータコアの前記つば部に対応する部分には、前
    記つば部を収納する凹部が設けられ、前記つば部がスロ
    ット内面に実質的に段差なく連続し、 前記角部曲面形成部材は、前記つば部の表面と滑らかに
    連続し、所定の曲率半径でスロットに対し凸に形成され
    た角部曲面を有する、 モータのステータ。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のモータのステータにお
    いて、前記角部曲面形成部材が絶縁性材料からなるモー
    タのステータ。
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