JP6134461B2 - モータ用インシュレータ - Google Patents

Description

本発明はモータ用のインシュレータの構造に関する。

従来から、巻線の占有体積（占積率）を増やすことができ、かつ、渡り線を係止しやすい回転電機用ステータは公知である（例えば特許文献１参照）。この回転電機用ステータは、同文献１に示すように、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（本願の係止ピンに相当）を、複数の磁極部に対応するように磁極部とヨークとの間の境界部近傍にそれぞれ設け、コネクタの回路基板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の間に位置するように定め、複数の端子導体の端部を、隣り合う２つの巻線部の間において巻線部と間隙を隔てて位置させている。この特許文献１において開示された回転電機用ステータによれば、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ているため、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、巻線部の占積率を増やすことができるようになる。

特開２００８−０２９１０５号公報

従来から小型化と高性能化を兼ね備えたモータの要求は産業界から強く提起されていた。一方で、モータが小型化されると巻線スペースに張り出した形で配置される渡り線係止ピンが巻線スペースを圧迫し占積率が低下するという問題が指摘されていた。また、小型化に伴いスペースの制約から巻線と他部材との絶縁の確保が難しくなっていた。そこで、特許文献１に開示するように、巻き線スペースを確保し、巻線部の占積率を確保するための提案はなされているが、今尚、巻線部の占積率の低下を防ぎモータの高性能化を実現するとともに小型化を兼ね備えたモータの開発が切望されている。

本発明の目的は、モータの小型化に対応でき、巻線部の占積率を高く確保しながら、且つ、渡り線の保護と、巻線部とその他部材間の絶縁を確保できるインシュレータを提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の請求項１に記載のモータ用インシュレータは、
略外輪状のヨークから放射状に中心側へ伸長する複数の突極を備えたステータコアを覆うモータ用のインシュレータであって、
前記ステータコアの外表面を覆うとともに巻線を巻回する被巻線部は、前記突極の先端側に巻線の崩れを防ぐフランジを備え、
前記インシュレータの外周縁部は各被巻線部を連結する略多角形の外輪部を備え、
該外輪部の外周縁部には他部品との絶縁を確保する為に前記外輪部から回転軸方向に延びる第１の外壁部と第２の外壁部が立設され、
前記外輪部上の前記外壁部より内側寄りには、所定の巻線間をつなぐ渡り線を引っ掛ける係止ピンを所定数設け、少なくとも一部の前記係止ピンは該係止ピンの外周が前記第２の外壁部の厚みの直線延長線とオーバーラップする位置に配置され、
前記第２の外壁部の周方向の一端が前記係止ピンに近づくほど外周側に湾曲する部分を有することを特徴としている。

本発明の請求項１に記載のモータ用のインシュレータによると、外壁部と係止ピンの位置を渡り線が外壁部を乗り越えない範囲で、外壁部の厚みの直線延長線エリアと係止ピンの外周の一部がオーバーラップ（重なり合う）する位置まで近づけることができる。このため、巻線の占積率を低下させることを防止することができる。

また、上記モータ用インシュレータによると、渡り線の引き回しと収納がし易くなり、渡り線の引き回し時に外壁部より外側への脱線を防ぐ効果を得ることができる。

また、本発明の請求項２に記載のモータ用インシュレータは、請求項１記載のモータ用インシュレータにおいて、
前記第２の外壁部の周方向の他端が前記係止ピンから所定の寸法離間した位置にあることを特徴としている。

本発明の請求項２に記載のモータ用インシュレータによると、渡り線の引き回しと収納がし易くなり、渡り線の引き回し時に外壁部より外側への脱線を防ぐ効果をより得ることができる。

また、本発明の請求項３に記載のモータ用インシュレータは、請求項１又は２のいずれか１項に記載のモータ用インシュレータにおいて、
前記外壁部の天面と内周面の交わる稜線が面取りされていることを特徴としている。

本発明の請求項３に記載のモータ用インシュレータによると、渡り線を収納するスペースに渡り線を上手く流し込む（外輪部面まで落とし込む）ことができ、外壁部と係止ピンの配置距離をより小さくすることができるようになる。

また、本発明の請求項４に記載のモータ用インシュレータは、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のモータ用インシュレータにおいて、
前記第２の外壁部の周方向の一端が三面取りされた部分を有することを特徴としている。

本発明の請求項４に記載のモータ用インシュレータによると、渡り線の引き回しと収納がし易くなり、渡り線の引き回し時に外壁部より外側への脱線を防ぐ効果をより得ることができる。
また、本発明の請求項５に記載のモータ用インシュレータは、前記外輪部が、略八角形であることを特徴としている。

本発明によると、モータの小型化に対応でき、巻線部の占積率を高く確保しながら、且つ、渡り線の保護と、巻線部とその他部材間の絶縁を確保できるインシュレータを提供することができる。

本発明の一実施形態に係るモータ用インシュレータの斜視図である。 図１に示したモータ用インシュレータの平面図（図２（ａ）），外壁部と係止ピンの位置関係を示す部分拡大図（図２（ｂ））である。 図１に示したモータ用インシュレータが組み込まれたステータ組の平面図である。 図１に示したモータ用インシュレータが組み込まれたステータ組の斜視図である。 ステータコアの平面図である。

以下、本発明に係るモータ用インシュレータについて、図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るモータ用インシュレータの斜視図であり、図２は、図１に示したモータ用インシュレータの平面図（図２（ａ）），外壁部と係止ピンの位置関係を示す部分拡大図（図２（ｂ））であり、図３は、図１に示したモータ用インシュレータが組み込まれたステータ組の平面図であり、図４は、図１に示したモータ用インシュレータが組み込まれたステータ組の斜視図であり、図５は、ステータコアの平面図である。

なお、以下の説明で、「中心側」とは、図示しないモータの回転軸中心C側のことをいうものとする。
[ステータコアの構成]
まず、本発明に係るモータ用インシュレータ１（以下、単に「インシュレータ」という）を組み付けるステータコア２０の構成について具体的に説明する。図５に示すように、ステータコア２０は、略外輪状のヨーク３０とヨーク３０の内周から中心C側に向かって放射状に伸長している複数（本実施例では８個）の突極１１が所定数積層して形成されている。そして、インシュレータ１が、ステータコア２０と巻線部２１との間を電気的に絶縁するためにステータコア２０の外表面を覆うように装着されている（図３及び図４参照）。インシュレータ１は、ステータコア２０の上下両端に嵌合されるインシュレータ上型１ａとインシュレータ下型１ｂによって構成されている。
[モータ用インシュレータの構成]
続いて、本発明に係るインシュレータ１の構成について具体的に説明する。本発明に係るインシュレータ１においては、特に、渡り線が引き回され構造上複雑となるインシュレータ下型１ｂについて説明する。図１及び図２（ａ）に示すように、ステータコア２０の下側に嵌合されるインシュレータ下型１ｂは、所定数の巻線が巻回される被巻線部１２と、被巻線部１２を連結している略多角形（本実施例では８角形）の外輪部３１と、外輪部３１の外周縁から立設する外壁部３２と、外輪部３１に立設した渡り線係止用の係止ピン３３を有している。外壁部３２は、渡り線や巻線部２１が他の部品（例えば、本実施例では図示しないリアカバー）と接触しないように保護する目的で設けられている。そして、被巻線部１２の先端側には、巻線の崩れを防止すためにフランジ１３が立設されており、巻線はフランジ１３と外輪部３１内周面の間の被巻線部１２に所定数巻かれている。なお、以下の説明において、インシュレータ１というときは、特に説明がない限り、インシュレータ下型１ｂのことをいうものとする。

係止ピン３３は、円筒の棒状形状を有しており、巻線時の干渉や他部品と絶縁を目的として、渡り線の位置決めをするために設けられており、略８角形の外輪部３１の角部近傍に位置するように複数個（本実施例では８個）立設されている。

本実施形態に係るインシュレータ１において、外壁部３２は外輪部３１の天面３１ａから立ち上がっている。そして、係止ピン３３と外壁部３２の内周面との距離（隙間）をできるだけ確保することができるようにするため、この外壁部３２を２種類設けて所定の位置に配置している。具体的には、１種類目の外壁部３２ａ（以下、「第１種の外壁部」という）を被巻線部１２から、この外壁部３２ａまでの距離がある程度確保できる位置に配置する。このため、第１種の外壁部３２ａは係止ピン３３と外壁部３２ａの内周面との距離（隙間）を確保することが可能となる。この第1種の外壁部３２ａはヨーク３０の辺部に対応する位置に配置される（図４参照）。

一方、２種類目の外壁部３２ｂ（以下、「第２種の外壁部」という）は、第１種の外壁部３２ａとは異なり、被巻線部１２から、この外壁部３２ｂまでの距離が十分確保できない位置に配置し、ヨーク３０の角部に対応する位置であって、ステータコア２０の突極１１に対応する位置の後方に配置する（図４参照）。第２種の外壁部３２ｂがヨーク３０の角部に穿設されている固定ボルトの通し孔３４と干渉しないように、中心Ｃ側に向かって内側に配置し、かつ第２種の外壁部３２ｂと係止ピン３３を渡り線が乗り越えない範囲で、第２種の外壁部３２ｂの厚みｄの直線延長線エリアと係止ピン３３の外周の一部がオーバーラップ（重なり合う）する位置まで近づけるように配置した（図２（ｂ）参照）。このため、巻線の占積率の低下を防止することができる。

また、図３に示すように、第２種の外壁部３２ｂの周方向の一端３２ｃを係止ピン３３に近づくほど外側に湾曲しながら延長する部分を設けた。これにより、渡り線の引き回しと収納がし易くなり、渡り線の引き回し時に第２種の外壁部３２ｂより外側への脱線を防止することができる。

また、図３に示すように、第２種の外壁部３２ｂの周方向の他端３２ｄを係止ピン３３から所定の寸法離間した位置（ほぼ巻線部２１の厚み位置）で終端になるようにして、周方向の所定の箇所で分断して一周連続して連ならないように形成した。これにより、渡り線の引き回しと収納がし易くなり、渡り線の引き回し時に第２種の外壁部３２ｂより外側への脱線を防止することができる。

さらに、図１に示すように、第２種の外壁部３２ｂの天面３２ｅ（先端面）と内周面の交わる角の稜線を面取りした。これにより、渡り線を収納するスペースに渡り線を上手く流し込む（外輪部面まで落とし込む）ことができ、第２種の外壁部３２ｂと係止ピン３３の配置距離をより小さくすることができる。

そして、図１に示すように、第２種の外壁部３２ｂの周方向の一端３２ｃの天面３２ｅと内面と端面の三面が交わる角の面取りを三面取りとした。これにより、渡り線の引き回しと収納がし易くなり、渡り線の引き回し時に第２種の外壁部３２ｂより外側への脱線を防止することができる。

本実施形態に係るインシュレータ１であれば、第２種の外壁部３２ｂを巻線部２１より外側に距離を十分に確保して係止ピン３３を設けることが可能となり、モータが小型になっても巻線部２１の占積率を下げずに、これらの離間距離を確保することができ、小型化及び高性能化を兼ね備えたモータを提供することができる。

また、モータの小型化に対応できるインシュレータ１として、巻線の為の巻線スペースを広く確保できるため、巻線の巻数を増やすことが可能で巻線作業も容易に行うことができる。そして、巻線の巻数を増やすことでモータ出力が向上しモータの効率も向上させることができる。

さらに、インシュレータ１から脱線することなく渡り線を引き回した後に所定の位置に収納をすることができるため、渡り線の保護と巻線部２１とその他部材間の絶縁を十分確保することができる。

なお、本発明に係るインシュレータ１は、大きなモータに適用することはもちろんできるが、一辺が２０ｍｍ以下の小型のモータに適用すると、特にその効果をより発揮できる。

また、上述の実施形態で紹介した各構成要素の形状や寸法、数値、材質はあくまで例示的なもので、本発明の範囲を逸脱しない限り、様々な形状や寸法、数値、材質を適宜選択できることは言うまでもない。

１ モータ用インシュレータ
１ａ インシュレータ上型
１ｂ インシュレータ下型
１１ 突極
１２ 被巻線部
１３ フランジ
２０ ステータコア
２１ 巻線部
３０ ヨーク
３１ 外輪部
３１ａ 外輪部の天面
３２ 外壁部
３２ａ 第１種の外壁部
３２ｂ 第２種の外壁部
３２ｃ 第２種の外壁部の周方向の一端
３２ｄ 第２種の外壁部の周方向の他端
３２ｅ 第２種の外壁部の天面
３３ 係止ピン
３４ 固定ボルトの通し孔

Claims (5)

1. 略外輪状のヨークから放射状に中心側へ伸長する複数の突極を備えたステータコアを覆うモータ用のインシュレータであって、
   前記ステータコアの外表面を覆うとともに巻線を巻回する被巻線部は、前記突極の先端側に巻線の崩れを防ぐフランジを備え、
   前記インシュレータの外周縁部は各被巻線部を連結する略多角形の外輪部を備え、
   該外輪部の外周縁部には他部品との絶縁を確保する為に前記外輪部から回転軸方向に延びる第１の外壁部と第２の外壁部が立設され、
   前記外輪部上の前記外壁部より内側寄りには、所定の巻線間をつなぐ渡り線を引っ掛ける係止ピンを所定数設け、少なくとも一部の前記係止ピンは該係止ピンの外周が前記第２の外壁部の厚みの直線延長線とオーバーラップする位置に配置され、
   前記第２の外壁部の周方向の一端が前記係止ピンに近づくほど外周側に湾曲する部分を有することを特徴とするモータ用インシュレータ。
2. 前記第２の外壁部の周方向の他端が前記係止ピンから所定の寸法離間した位置にあることを特徴とする請求項１記載のモータ用インシュレータ。
3. 前記外壁部の天面と内周面の交わる稜線が面取りされていることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載のモータ用インシュレータ。
4. 前記第２の外壁部の周方向の一端が三面取りされた部分を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のモータ用インシュレータ。
5. 前記外輪部は、略八角形であることを特徴とする請求項１記載のモータ用インシュレータ。

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