JP3946240B1 - 回転電機用ステータ - Google Patents

Abstract

【課題】 巻線部の占有体積を増やすことができ、しかも、渡り線を係止しやすい回転電機用ステータを提供する。
【解決手段】 巻線部から延びる渡り線が係止される複数の渡り線係止用フック２３を、複数の磁極部１１に対応するように磁極部１１とヨーク９との間の境界部近傍にそれぞれ設ける。コネクタ２９の回路基板７上の取り付け位置を、複数の端子導体の端部が、隣り合う２つの渡り線係止用フック２３の間に位置するように定める。これにより、複数の端子導体３１の端部３１ａを、隣り合う２つの巻線部３の間において巻線部３と間隙を隔てて位置させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は回転電機用ステータに関するものである。

特開平１１−２０６０５７号公報（特許文献１）の図１３には、環状のヨークと該環状のヨークから中心線に向かって突出する複数の磁極部を備えたステータコアと、ステータコアの磁極部に巻線導体が巻装されて構成された複数の巻線部と、ステータコアと巻線との間を電気的に絶縁するためにステータコアに装着された絶縁樹脂製のスロットインシュレータとを具備した回転電機用ステータが示されている。スロットインシュレータの一方の端部には、周方向に所定の間隔をあけて複数の渡り線係止用フックが一体に形成されている。複数の渡り線係止用フックには、巻線部から延びる巻線導体の一部により構成される渡り線が係止される。複数の渡り線係止用フックは、複数の磁極部の隣接する２つの磁極部の間の空隙（スロット）内に向かって突出するように形成されている。そのため複数の磁極部の隣接する２つの磁極部の間の空隙（スロット）内に巻線用ノズルを挿入して、複数の磁極部に巻線導体を巻装する際に、スロット内にある渡り線係止用フックが邪魔になって、巻線用ノズルの動作範囲が制限される。その結果、従来の構造では、スロット内における巻線の占積率を高めることに限界があった。

そこで、特許文献１の図１に示されるスロットインシュレータでは、環状のヨークに沿って周方向に間隔をあけて渡り線ガイド用の複数の壁部をそれぞれ設けている。そして、これらの壁部の外壁部には、ヨークの径方向の外側に突出する複数の渡り線抜け止め用突起を設けている。
特開平１１−２０６０５７号公報 （図１，図１３）

しかしながら、特許文献１の図１に示されたスロットインシュレータの構造では、複数の渡り線ガイド用の壁部の外面に沿って渡り線を配置する必要があるために、渡り線を配置する際の、ノズルの動きが複雑になったり、渡り線の長さが長くなる問題があった。

本発明の目的は、巻線の占積率を高めることができ、しかも、渡り線を係止しやすい回転電機用ステータを提供することにある。

本発明の他の目的は、スロットインシュレータの一方の端部に回路基板が支持された回転電機用ステータにおいて、回路基板とステータコアとの間の寸法を小さくできる回転電機用ステータを提供することにある。

本願発明が改良の対象とする回転電機用ステータは、環状のヨークの内周部に周方向に間隔をあけて一体に設けられ且つ環状のヨークの中心線に向かって突出する複数の磁極部を備えたステータコアと、ステータコアの複数の磁極部に巻線導体が巻装されて構成された複数の巻線部と、ステータコアと巻線部との間を電気的に絶縁するためにステータコアに装着された絶縁樹脂製のスロットインシュレータとを具備している。そして、ヨークの中心線が延びる一方の方向に位置するスロットインシュレータの一方の方向にある端部に、巻線部から延びる巻線導体の一部により構成される渡り線が係止される複数の渡り線係止用フックが、周方向に所定の間隔をあけて一体に形成されている。本発明では、複数の渡り線係止用フックが、複数の磁極部に対応して、複数の磁極部とヨークとの間の境界部近傍にそれぞれ設けられている。

本発明のように、複数の渡り線係止用フックを、複数の磁極部に対応して、複数の磁極部とヨークとの間の境界部近傍にそれぞれ設けると、従来のように、隣接する２つの磁極部の間の空隙（スロット）内に渡り線係止用フックが配置されることがない。そのため、巻線導体を巻装する際に、巻線用ノズルを渡り線係止用フックに阻害されることなくスロット内で動かすことができて、巻線部の占積率を増やすことができる。また、複数の渡り線係止用フックは、複数の磁極部とヨークとの間の境界部近傍にそれぞれ設けるため、渡り線を形成する際のノズルの動きを単純なものとすることができる。そのため、渡り線の長さを長くすることなく、渡り線を簡単に配置することができる。

スロットインシュレータの一方の端部には、複数の巻線部と電気的に接続される配線パターンを備えた回路基板を支持することができる。この回路基板の一方の方向に位置する基板面上には、コネクタが実装される。そして、コネクタの複数の端子導体は、回路基板を厚み方向に貫通し且つ巻線部に向かって突出する。複数の端子導体の回路基板から突出する端部は、回路基板の基板面とは反対側にある基板裏面上に設けられた電極に半田付け接続される。この場合、コネクタの回路基板上の取り付け位置は、複数の端子導体の端部が、隣り合う２つの渡り線係止用フックの間に位置するように定めるのが好ましい。

磁極部に巻線導体が巻装されて構成される巻線部の、前記中心線が延びる一方の方向に突出する寸法は、磁極部の中央位置において一番大きくなっている。そのため、複数の端子導体の端部を、隣り合う２つの渡り線係止用フックの間に位置させれば、複数の端子導体の端部は、隣接する２つの巻線部の間に形成される空間内に、巻線部と間隙を隔てて配置されることになる。これにより回路基板をステータコアに近づけて配置しても、複数の端子導体が巻線部と接触するのを防止することができ、回路基板を支持した回転電機用ステータの中心線が延びる方向の寸法を小さくすることができる。そのため、回路基板とステータコアとの間の寸法を小さくして、モータの小型化を図ることができる
スロットインシュレータの端部には、中心線が延びる方向に突出する筒状外壁部を設けるのが好ましい。この場合には、回路基板は筒状外壁部内に配置される環状形状にすることができる。また複数の渡り線係止用フックは、筒状外壁部の内側に筒状外壁部との間に間隔をあけてそれぞれ形成することができる。このような構成を採用すると、筒状外壁部が、渡り線の外側に位置して、渡り線を保護することができる。渡り線を配置する作業では、筒状外壁部と前記複数の渡り線係止用フックとの間に形成される間隙内に巻線導体を挿入するだけでよい。そのため渡り線の配置作業（形成作業）が、簡単になる。

この筒状外壁部の輪郭形状は、任意である。例えば、筒状外壁部の輪郭形状を正多角形形状とした場合には、正多角形の角部の内側に複数の渡り線係止用フックをそれぞれ配置するのが好ましい。通常、回路基板のコネクタは、正多角形の筒状外壁部の正多角形の筒状外壁部の１つの辺に沿った位置に形成されている。即ち、正多角形の筒状外壁部の隣接する２つの角部の間の中間位置に形成されている。そのため、複数の渡り線係止用フックを正多角形の筒状外壁部の角部の内側にそれぞれ形成されている場合は、コネクタの複数の端子導体の回路基板から突出する端部は、隣接する２つの巻線部の間に形成される空間内に配置されることになる。その結果、回路基板をステータコアに近づけて配置することができ、回路基板とステータコアとの間の寸法を小さくできる。

回路基板には、該回路基板を厚み方向に貫通して複数の渡り線係止用フックの先端部が嵌合される複数の貫通孔を形成することができる。そして複数の渡り線係止用フックの先端部を複数の貫通孔に嵌合すれば、複数の渡り線係止用フックを設けても、回路基板を巻線部に近づけて配置することが可能になる。また複数の渡り線係止用フックは、組立作業時に、回路基板をガイドする機能を発揮し、しかも回路基板が周方向に移動するのを阻止する回り止めとしても機能する。

なお複数の貫通孔は、中心線から外側に向かう方向に開口する開口部をそれぞれ有しているのが好ましい。このようにすれば、複数の貫通孔に複数の渡り線係止用フックを嵌合させる際の作業が容易になる。

本発明によれば、複数の渡り線係止用フックを、複数の磁極部に対応して、複数の磁極部とヨークとの間の境界部近傍にそれぞれ設けるので、巻線導体を巻装する際に、巻線用ノズルを渡り線係止用フックに阻害されることなくスロット内で動かすことができて、巻線部の占積率を増やすことができる。また、複数の渡り線係止用フックは、複数の磁極部とヨークとの間の境界部近傍にそれぞれ設けるため、渡り線を形成する際のノズルの動きを単純なものとすることができる。そのため、渡り線の長さを長くすることなく、渡り線を簡単に配置することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図１及び図２は、本発明の一実施の形態の回転電機用ステータの平面図及び裏面図である。図３は、図１において後述する巻線部３を除いた状態を示す図であり、図４は、図３のIV−IV線断面図である。各図に示すように、本例の回転電機用ステータは、ステータコア１と８個の巻線部３とスロットインシュレータ５と回路基板７とを具備している。ステータコア１は、環状のヨーク９と８個の磁極部１１とを有している。８個の磁極部１１は、環状のヨーク９の内周部に周方向に間隔をあけて一体に設けられ且つ環状のヨーク９から該ヨーク９の中心線Ｃに向かってそれぞれ突出している。このステータコア１は、中心線Ｃが延びる方向に同形状の複数の鋼板が積層されて構成されている。ステータコア１の８個の磁極部１１には巻線導体が巻装されて８個の巻線部３がそれぞれ構成されている。そして、絶縁樹脂製のスロットインシュレータ５が、ステータコア１と巻線部３との間を電気的に絶縁するためにステータコア１に装着されている。スロットインシュレータ５は、ステータコア１に中心線Ｃが延びる方向の両側から嵌合される一対のインシュレータ分割体１３，１５によって構成されている。

図３及び図４に示すように、一対のインシュレータ分割体１３，１５の内の一方のインシュレータ分割体１３は、合成樹脂からなり、ヨーク９の内周面を覆うベース部１７と、ベース部１７から中心線Ｃが延びる方向に突出する正八角形の輪郭形状の筒状外壁部１９と、磁極部１１の磁極面を除く部分の表面を覆う８個のボビン部２１と、８個の渡り線係止用フック２３とを一体に有している。なお、一対のインシュレータ分割体１３，１５の内の他方のインシュレータ分割体１５は、一方のインシュレータ分割体１３と基本的に同じ構造を有している。

正八角形の筒状外壁部１９は、正八角形の角部にステータコア１のヨーク９と８個の磁極部１１との境界部が位置するように配置されている。

８個の渡り線係止用フック２３は、横断面が五角形の細長い棒状の形状を有しており、巻線部３から延びる巻線導体の一部により構成される渡り線を係止している。これらの８個の渡り線係止用フック２３は、ヨーク９の中心線Ｃが延びる一方の方向に位置するスロットインシュレータ５の端部に形成されており、ヨーク９の内周部の周方向に等間隔に間隔をあけて形成されている。これにより、８個の渡り線係止用フックは、仮想正八角形の角部に位置するように配置されていることになる。８個の渡り線係止用フック２３は、８個の磁極部１１に対応するように８個の磁極部１１とヨーク９との間の境界部近傍にそれぞれ設けられている。そして、８個のボビン部２１から中心線Ｃが延びる一方の方向に突出している。このため、８個の渡り線係止用フック２３は、筒状外壁部１９の正八角形の８個の角部の内側に筒状外壁部１９との間に間隔をあけて、それぞれ配置されることになる。

図２に示すように、回路基板７は、絶縁板２５と、絶縁板２５上に備えられて８個の巻線部３と電気的に接続される配線パターン２７と、絶縁板２５の一方の基板面上に実装されたコネクタ２９とを有している。絶縁板２５は、外周がほぼ八角形で内周が円形の環状形状を有しており、八角形の角部には、絶縁板２５を厚み方向に貫通して中心線Ｃから外側に向かう方向に開口する開口部をそれぞれ有する８個の貫通孔２５ａが形成されている。回路基板７は、８個の貫通孔２５ａに他方のインシュレータ分割体１５の８個の渡り線係止用フック２３の先端部がそれぞれ嵌合されるように、他方のインシュレータ分割体１５の筒状外壁部１９内に配置されている。

コネクタ２９は、正八角形の筒状外壁部１９の１つの辺に沿った位置に形成されている。即ち、正八角形の筒状外壁部１９の隣接する２つの角部の間の中間位置に形成されている。図５は、図２のV-V線で切断した一部断面図である。本図に示すように、コネクタ２９の複数の端子導体３１を有している。複数の端子導体３１は、回路基板７を厚み方向に貫通し且つ巻線部３に向かって突出している。そして、複数の端子導体３１の回路基板７から突出する端部３１ａが、回路基板７の基板面とは反対側の基板裏面上に設けられた電極に半田３３により半田付け接続されている。前述したように、コネクタ２９は、正八角形の筒状外壁部１９の隣接する２つの角部の間に形成されているため、コネクタ２９の回路基板７上の取り付け位置は、複数の端子導体３１の端部３１ａが、隣り合う２つの渡り線用フック２３の間に位置するように定められる。このため、複数の端子導体３１の端部３１ａは、隣り合う２つの巻線部３の間において巻線部３と間隙を隔てて位置することになる。

本例の回転電機用ステータでは、８個の渡り線係止用フック２３を、８個の磁極部１１に対応する位置にそれぞれ設けているので、巻線導体を巻装して巻線部３を形成する際に、巻線用ノズルを渡り線係止用フック２３に阻害されることなくスロット内で動かすことができ、巻線部３の占有体積を増やすことができる。また、８個の渡り線係止用フック２３は、８個の磁極部１１とヨーク９との間の境界部近傍にそれぞれ設けるため、所望の形状及び寸法に形成することができる。そのため、渡り線を容易に係止できる渡り線係止用フック２３を形成することができる。

また、本例の回転電機用ステータでは、図５に示すように、複数の端子導体３１の端部３１ａが、隣接する２つの巻線部３の間に形成される空間内に配置されているので、複数の端子導体３１の端部３１ａを巻線部３の中心線Ｃが延びる方向に突出する寸法の小さい部分に巻線部３と間隔を隔てて配置することができる。即ち、複数の端子導体３１の端部３１ａを巻線部３の中心線Ｃが延びる方向に突出する寸法が大きい部分Ｐから離れた位置に配置することができる。そのため、破線で示す従来の複数の端子導体３１’の端部３１ａ’を用いた場合に比べて端部３１ａを長さＬだけステータコア１寄りに配置することができ、回転電機用ステータの小型化を図ることができる。

本発明の一実施の形態の回転電機用ステータの平面図である。 本発明の一実施の形態の回転電機用ステータの裏面図である。 図１において巻線部を除いた状態を示す図である。 図３のIV−IV線断面図である。 図２のV-V線で切断した一部断面図である。

符号の説明

１ ステータコア
３ 巻線部
５ スロットインシュレータ
７ 回路基板
９ ヨーク
１１ 磁極部
１９ 筒状外壁部
２３ 渡り線係止用フック
２５ａ 貫通孔
２９ コネクタ
３１ 端子導体
３１ａ 端部
Ｃ 中心線

Claims (3)

1. 環状のヨークの内周部に周方向に間隔をあけて一体に設けられ且つ前記環状のヨークの中心線に向かって突出する複数の磁極部を備えたステータコアと、
   前記ステータコアの前記複数の磁極部に巻線導体が巻装されて構成された複数の巻線部と、
   前記ステータコアと巻線部との間を電気的に絶縁するために前記ステータコアに装着された絶縁樹脂製のスロットインシュレータとを具備し、
   前記ヨークの前記中心線が延びる一方の方向に位置する前記スロットインシュレータの前記一方の方向にある端部には、前記巻線部から延びる前記巻線導体の一部により構成される渡り線が係止される複数の渡り線係止用フックが、前記周方向に所定の間隔をあけて一体に形成されている回転電機用ステータであって、
   前記複数の渡り線係止用フックが、前記複数の磁極部に対応して、前記複数の磁極部と前記ヨークとの間の境界部近傍にそれぞれ設けられており、
   前記スロットインシュレータの前記端部は、前記一方の方向に突出する筒状外壁部を有しており、
   前記複数の渡り線係止用フックは、前記筒状外壁部の内側に前記筒状外壁部との間に間隔をあけて、それぞれ形成されており、
   前記スロットインシュレータの前記端部には、前記複数の巻線部と電気的に接続される配線パターンを備えた回路基板が支持され、
   前記回路基板の前記一方の方向に位置する基板面上にはコネクタが実装され、
   前記コネクタの複数の端子導体は、前記回路基板を厚み方向に貫通し且つ前記巻線部に向かって突出しており、
   前記複数の端子導体の前記回路基板から突出する端部が、前記回路基板の前記基板面とは反対側の基板裏面上に設けられた電極に半田付け接続されており、
   前記コネクタの前記回路基板上の取り付け位置は、前記複数の端子導体の前記端部が、隣り合う２つの前記渡り線係止用フックの間に位置するように定められており、
   前記回路基板には、該回路基板を厚み方向に貫通して前記複数の渡り線係止用フックの先端部が嵌合される複数の貫通孔が形成されており、
   前記複数の渡り線係止用フックの先端部が前記複数の貫通孔に嵌合された状態で、前記回路基板が前記スロットインシュレータの前記一方の端部に支持されている回転電機用ステータ。
2. 前記筒状外壁部の輪郭形状は、正多角形形状を呈しており、
   前記回路基板は、前記筒状外壁部内に配置され環状形状を有しており、
   前記複数の渡り線係止用フックは、前記筒状外壁部の複数の角部の内側にそれぞれ配置されている請求項１に記載の回転電機用ステータ。
3. 前記複数の貫通孔は、前記中心線から外側に向かう方向に開口する開口部をそれぞれ有している請求項１に記載の回転電機用ステータ。

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