JP4840259B2 - 絶縁部材 - Google Patents

Description

この発明は、絶縁部材に関し、特に、コアの内周面に形成されるティースに巻回されるエッジワイズコイルとコアとを絶縁するための絶縁部材に関する。

特開２００５−５７９３１号公報は、エッジワイズコイルを用いたステータを開示する。このステータでは、エッジワイズコイルが巻回される絶縁ボビンは、ティースとエッジワイズコイルとを絶縁するティース絶縁部と、ティース絶縁部の各端部からヨーク内面に略平行に延出される第１および第２の延出部とを備える（特許文献１参照）。
特開２００５−５７９３１号公報

上記公報に開示されるステータでは、ティース絶縁部の各端部に第１および第２の延出部が設けられているので、エッジワイズコイルを形成するには、絶縁ボビンに平角線を巻付けて形成する必要がある。しかしながら、エッジワイズコイルは、平角線の幅方向に曲げ加工を施す必要があるので、絶縁ボビンに平角線を巻付けてエッジワイズコイルを形成するのは必ずしも容易ではない。また、上記ステータでは、コイル巻付け時に絶縁ボビンに大きな力がかかるので、絶縁ボビンの剛性を大きくする必要があり、その結果、絶縁ボビンが大型化するという問題がある。

そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、エッジワイズコイルにより適した絶縁部材を提供することである。

この発明によれば、絶縁部材は、コアのティースに巻回されるエッジワイズコイルをコアと絶縁する絶縁部材であって、背面部と、第１および第２の側面部と、第１および第２の支柱部とを備える。背面部は、エッジワイズコイルとコアのヨーク内周面との間に配置可能に形成される。第１および第２の側面部は、ティースに隣接するスロットに対向するティースの第１および第２の側面をそれぞれ被覆可能なように背面部から延出され、互いに対向する方向に屈撓可能に形成される。第１および第２の支柱部は、第１および第２の側面部の変形を阻害しないように第１および第２の側面部との間に空隙を有しつつ、ティースの第１および第２の側面と異なるティースの第３および第４の側面にそれぞれ沿うように背面部から延出され、エッジワイズコイルの内周面と第３および第４の側面との間にそれぞれ配置可能に形成される。

この発明においては、第１および第２の側面部は、互いに対向する方向に屈撓可能に形成され、第１および第２の支柱部は、第１および第２の側面部の変形を阻害せず、かつ、エッジワイズコイルの内周面とティースとの間に配置可能に形成されるので、第１および第２の側面部を互いに対向する方向に屈撓させることにより、エッジワイズコイルを形成してから当該絶縁部材にエッジワイズコイルを装着することが可能である。したがって、この発明によれば、エッジワイズコイルの組付性が格段に向上する。

好ましくは、第１および第２の支柱部の各々は、エッジワイズコイルをティースと絶縁可能な距離に相当する厚みを少なくとも有する。

この発明においては、第１および第２の支柱部の各々と第１および第２の側面部との間に空隙を有するので、ティースの第３および第４の側面は、絶縁部材によって全面が覆われないところ、エッジワイズコイルをティースと絶縁可能な距離に相当する厚みを少なくとも有するように第１および第２の支柱部の各々が形成される。したがって、この発明によれば、エッジワイズコイルとティースとの絶縁を確実に確保することができる。

好ましくは、第１および第２の側面部の各々は、その先端部においてエッジワイズコイルを積層方向に支持可能に形成されたフランジ部を有する。

したがって、この発明によれば、エッジワイズコイルの巻崩れを確実に防止することができる。

さらに好ましくは、フランジ部のフランジ幅は、エッジワイズコイルを構成する平板導体の幅よりも小さい。

この発明においては、エッジワイズコイルは平板導体によって構成されるので、フランジ部のフランジ幅が平板導体の幅より小さくてもエッジワイズコイルを積層方向に支持可能である。したがって、この発明によれば、絶縁部材の材料コストを低減することが可能となる。

好ましくは、コアは、ステータコアである。当該絶縁部材は、ステータコアのティースに巻回されるエッジワイズコイルをステータコアと絶縁する。

以上のように、この発明によれば、エッジワイズコイルの組付性が格段に向上する。したがって、エッジワイズコイルにより適した絶縁部材が提供される。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、この発明の実施の形態による絶縁部材が適用されたステータの断面図である。図１を参照して、ステータ１は、ステータコア２と、複数のエッジワイズコイル６と、複数の絶縁部材８とを備える。

ステータコア２は、円環状のヨーク３と、ヨーク３の内周面において円周方向に沿って等間隔に形成される複数のティース４とを含む。各ティース４の間には、ティース４に巻回されるエッジワイズコイル６によって占有されるスロット５が形成される。そして、ティース４に巻回されたエッジワイズコイル６に流される電流を制御することによって、ステータ１に回転磁界を発生させることができる。

複数のエッジワイズコイル６は、複数のティース４に対応して設けられる。各エッジワイズコイル６は、幅方向に曲げ加工されて巻回される平板導体から成り、絶縁部材８を介して対応のティース４に集中的に巻回される。エッジワイズコイル６を構成する平板導体の表面には、隣接する導線間の絶縁を確保するためにエナメル加工が施されている。そして、複数のエッジワイズコイル６は、ステータ１の円周方向にＵ相，Ｖ相，Ｗ相の順に繰返し配設され、同相のコイルは、図示されない配電部材によって電気的に接続される。このエッジワイズコイル６は、丸線を巻回して構成されるコイルに比べて占積率を高めることができ、また放熱性にも優れる。

複数の絶縁部材８は、複数のエッジワイズコイル６に対応して設けられる。各絶縁部材８は、対応のエッジワイズコイル６をステータコア２と絶縁する。絶縁部材８は、絶縁性に優れ、かつ、比較的容易に屈撓可能な樹脂から成り、たとえば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂やＬＣＰ（液晶ポリマー）樹脂などから成る。

図２は、図１に示した各絶縁部材８の斜視図である。図２を参照して、絶縁部材８は、背面部１０と、一対の側面部１２と、一対の支柱部１４とを含む。背面部１０は、開口部１１を有し、この開口部１１に対応のティース４（図１）を通すことで絶縁部材８がティース４に装着される。この背面部１０は、絶縁部材８がティース４に装着されたとき、対応のエッジワイズコイル６（図１）とスロット奥のヨーク内周面との間に配設され、エッジワイズコイル６をヨーク３（図１）と絶縁する。

側面部１２は、ティース４のスロット側の側面を被覆可能なように、背面部１０の開口部１１の端部からステータコアの内周方向（ｙ方向）に向かって延出される。すなわち、側面部１２は、絶縁部材８および対応のエッジワイズコイル６がティース４に装着されたとき、スロット内のエッジワイズコイル６をティース４と絶縁する。そして、この一対の側面部１２は、後述するように、互いに対向する方向に屈撓可能である。

また、側面部１２の先端部（ｙ方向）には、フランジ部１６が形成される。フランジ部１６は、後述のように、絶縁部材８に装着されたエッジワイズコイル６を積層方向（ｙ方向）に支持可能に形成される。すなわち、フランジ部１６は、絶縁部材８に装着されたエッジワイズコイル６がステータコアの内周方向に巻崩れるのを防止する。

さらに、側面部１２のｚ方向各端部には、側壁１３が形成される。この側壁１３は、側面部１２のｚ方向各端部において、エッジワイズコイル６とティース４との絶縁を確保するために形成される。

支柱部１４は、一対の側面部１２間の略中央であってティース４のコイルエンド側端面に沿うように、背面部１０の開口部１１の端部からステータコアの内周方向（ｙ方向）に向かって延出される。すなわち、上述のように、一対の側面部１２は、互いに対向する方向に屈撓可能であるところ、支柱部１４は、側面部１２の変形を阻害しないように側面部１２との間に空隙を有しつつ、ティース４のコイルエンド側端面に沿うように、背面部１０から柱状に延出される。

そして、支柱部１４は、絶縁部材８および対応のエッジワイズコイル６がティース４に装着されたとき、エッジワイズコイル６をｚ方向に支持するとともに、エッジワイズコイル６とティース４との絶縁距離を確保する。すなわち、支柱部１４と側面部１２との間には空隙が設けられるので、ティース４のコイルエンド側端面は、絶縁部材８によって全面が覆われないところ、エッジワイズコイル６をティース４と絶縁可能な距離に相当する厚み（ｚ方向）を少なくとも有するように支柱部１４が形成される。

図３は、図２に示した断面ＩＩＩ−ＩＩＩの断面図である。図３を参照して、絶縁部材８は、上述のように、比較的容易に屈撓可能な樹脂から成り、一対の側面部１２は、支柱部１４に変形を阻害されることなく互いに対向する方向に屈撓可能である。そして、側面部１２を互いに対向する方向に屈撓させることにより、形成されたエッジワイズコイル６をｙ方向から絶縁部材８に装着することができる。

図４は、図２に示した絶縁部材８の正面図である。図４を参照して、支柱部１４は、一対の側面部１２間の略中央部において、側面部１２との間に空隙を有するように柱状に形成されているので、エッジワイズコイル６の装着時に一対の側面部１２を互いに対向する方向に屈撓させても、支柱部１４が側面部１２の変形を阻害することはない。そして、絶縁部材８にエッジワイズコイル６が装着されたとき、支柱部１４によってｚ方向にエッジワイズコイル６が支持され、エッジワイズコイル６が固定される。

図５は、絶縁部材８にエッジワイズコイル６が装着されたときの斜視図である。図５を参照して、側面部１２を互いに対向する方向に屈撓させることにより、ｙ方向からエッジワイズコイル６が絶縁部材８に装着される。そして、支柱部１４によってエッジワイズコイル６がｚ方向に支持され、側面部１２の先端に設けられたフランジ部１６によってエッジワイズコイル６が積層方向（ｙ方向）に支持される。

図６は、絶縁部材８に装着されたエッジワイズコイル６がティース４に装着されたときの斜視図である。図６を参照して、絶縁部材８にエッジワイズコイル６が装着された後（図５）、エッジワイズコイル６および絶縁部材８が一体的にティース４に装着される。

図７は、図６に示した断面ＶＩＩ−ＶＩＩの断面図である。図７を参照して、エッジワイズコイル６は、平板導体がｙ方向に積層されるように巻回されており、絶縁部材８に設けられたフランジ部１６によってエッジワイズコイル６の巻崩れが防止される。なお、コイルが丸線や角線により形成される場合は、コイルの巻崩れを防止するためにフランジ部１６のフランジ幅（ｘ方向の長さ）を十分に確保しなければならないところ、この実施の形態では、コイルが平板導体から成るので、エッジワイズコイル６の一部分のみをフランジ部１６で支持するだけでエッジワイズコイル６を支持することができる。すなわち、フランジ部１６のフランジ幅（ｘ方向の長さ）を小さくすることが可能である。

以上のように、この実施の形態においては、絶縁部材８の一対の側面部１２は、互いに対向する方向に屈撓可能に形成され、絶縁部材８の一対の支柱部１４は、側面部１２の変形を阻害せず、かつ、エッジワイズコイル６の内周面とティース４との間に配置可能に形成されるので、一対の側面部１２を互いに対向する方向に屈撓させることにより、エッジワイズコイル６を形成してから絶縁部材８にエッジワイズコイル６を装着することが可能である。したがって、この実施の形態によれば、エッジワイズコイル６の組付性が格段に向上する。

また、支柱部１４は、エッジワイズコイル６をティース４と絶縁可能な距離に相当する厚みを少なくとも有するので、この実施の形態によれば、エッジワイズコイル６とティース４との絶縁を確実に確保することができる。

また、側面部１２は、その先端部においてエッジワイズコイル６を積層方向に支持可能に形成されたフランジ部１６を有するので、この実施の形態によれば、エッジワイズコイル６の巻崩れを確実に防止することができる。

また、エッジワイズコイル６は平板導体によって構成されるので、フランジ部１６のフランジ幅が平板導体の幅より小さくてもエッジワイズコイル６を積層方向に支持可能である。そして、この実施の形態によれば、エッジワイズコイル６を構成する平板導体の幅よりもフランジ部１６のフランジ幅を小さくすることにより、絶縁部材８の材料コストを低減することが可能となる。

なお、上記の実施の形態においては、支柱部１４の断面形状は、角柱形状としたが、円柱形状としてもよい。

また、上記の実施の形態においては、フランジ部１６は、エッジワイズコイル６の長辺に沿って形成されたが、エッジワイズコイル６の長辺の一部のみにフランジを形成するようにしてもよい。これにより、絶縁部材８の材料コストをさらに低減することが可能となる。

また、上記の実施の形態においては、絶縁部材８は、ステータコアのティースに巻回されるエッジワイズコイルをステータコアと絶縁するものとしたが、絶縁部材は、ロータ側にエッジワイズコイルが巻回されるモータにおいてエッジワイズコイルをロータと絶縁するものであってもよい。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態による絶縁部材が適用されたステータの断面図である。 図１に示す各絶縁部材の斜視図である。 図２に示す断面ＩＩＩ−ＩＩＩの断面図である。 図２に示す絶縁部材の正面図である。 絶縁部材にエッジワイズコイルが装着されたときの斜視図である。 絶縁部材に装着されたエッジワイズコイルがティースに装着されたときの斜視図である。 図６に示す断面ＶＩＩ−ＶＩＩの断面図である。

符号の説明

１ ステータ、２ ステータ、３ ヨーク、４ ティース、５ スロット、６ エッジワイズコイル、８ 絶縁部材、１０ 背面部、１１ 開口部、１２ 側面部、１３ 側壁、１４ 支柱部、１６ フランジ部。

Claims (5)

1. コアのティースに巻回されるエッジワイズコイルを前記コアと絶縁する絶縁部材であって、
   前記エッジワイズコイルと前記コアのヨーク内周面との間に配置可能に形成された背面部と、
   前記ティースに隣接するスロットに対向する前記ティースの第１および第２の側面をそれぞれ被覆可能なように前記背面部から延出され、互いに対向する方向に屈撓可能に形成された第１および第２の側面部と、
   前記第１および第２の側面部の変形を阻害しないように前記第１および第２の側面部との間に空隙を有しつつ、前記ティースの第１および第２の側面と異なる前記ティースの第３および第４の側面にそれぞれ沿うように前記背面部から延出され、前記エッジワイズコイルの内周面と前記第３および第４の側面との間にそれぞれ配置可能に形成された第１および第２の支柱部とを備える絶縁部材。
2. 前記第１および第２の支柱部の各々は、前記エッジワイズコイルを前記ティースと絶縁可能な距離に相当する厚みを少なくとも有する、請求項１に記載の絶縁部材。
3. 前記第１および第２の側面部の各々は、その先端部において前記エッジワイズコイルを積層方向に支持可能に形成されたフランジ部を有する、請求項１または請求項２に記載の絶縁部材。
4. 前記フランジ部のフランジ幅は、前記エッジワイズコイルを構成する平板導体の幅よりも小さい、請求項３に記載の絶縁部材。
5. 前記コアは、ステータコアであり、
   当該絶縁部材は、前記ステータコアのティースに巻回される前記エッジワイズコイルを前記ステータコアと絶縁する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の絶縁部材。

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