JP7204706B2 - ステータ、モータおよび送風機 - Google Patents

Description

本開示は、１つのティースに巻線が集中して巻き付けられたステータとこのステータを備えるモータおよび送風機に関する。

従来、１つのティースに巻線が集中して巻き付けられたステータを備える集中巻モータが知られている。ティースには、巻線が巻き付けられてコイルが形成されている。特許文献１に開示されているように、２極の集中巻モータでは、１つの相につきティースおよびコイルが２つずつ配置されて、２つのティースおよび２つのコイルがモータの周方向に１８０度離れて配置されている。２つのコイル同士は、渡り線で繋がっている。

特許文献１に開示された集中巻モータでは、同相の２つのティースは、樹脂製のインシュレータを介して互いに連結されている。インシュレータは、環状の渡り線ガイド部と、渡り線ガイド部の外周部に１８０度離れて設けられてティースを覆うとともに巻線が巻き付けられる２つの巻線部とを有する。渡り線ガイド部の内周面には、モータの中心軸に沿って延びる筒部が設けられている。渡り線は、筒部の外周面に沿って延びて、２つの巻線部間に渡っている。

金型を用いてインシュレータを成形する際には、金型からインシュレータを取り出しやすくするために、金型のうち筒部に対応する箇所に抜き勾配を付けるのが一般的である。そのため、成形後の筒部は、金型の抜き勾配に応じて傾斜する。筒部は、半径方向内側に傾斜する。

特許文献１に開示された集中巻モータでは、同相の２つのコイルがモータの周方向に１８０度離れて配置されているため、渡り線に張力を加えた場合に、渡り線が２つのコイル間の最短距離であるモータの中心を通るルートを取ろうとする力が働く。すなわち、渡り線には、モータの中心に向かう力が働く。筒部が傾斜していると、渡り線は、筒部の先端側にずれるほど２つのコイル間の最短ルートに近付くため、筒部から外れやすくなる。

そこで、上記特許文献１には、円筒コーン形状の筒部を設ける構成が開示されている。特許文献１に開示された筒部には、基端から先端に向かうにつれて縮径する傾斜部と、傾斜部の先端から同一直径で立ち上がる円筒形状の先端立ち上がり部とが形成されている。特許文献１に開示された技術では、渡り線を傾斜部に沿わせて、先端立ち上がり部で渡り線が筒部から外れることを抑制している。

特開２００７－２３６０２５号公報

しかしながら、上記特許文献１のように傾斜部の先端に先端立ち上がり部を設けると、モータの中心軸に沿う筒部の高さが高くなるため、モータの中心軸に沿うモータのサイズが増加するという問題がある。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、渡り線が筒部から外れることを抑制できるとともに、モータの中心軸に沿うモータのサイズの増加を抑制することができるステータを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかるステータは、第１ティースユニットと、複数の凹部が等角度離れて内周面に設けられた環状のヨークと、を備えるステータである。第１ティースユニットは、凹部に嵌め込まれる２つの第１ティースと、環状の第１渡り線ガイド部と、第１渡り線ガイド部の外周部に等角度離れて２つ設けられて第１ティースの軸方向に沿った一端部を覆う第１巻線部とを有する樹脂製の第１インシュレータと、第１ティースの軸方向に沿った他端部を覆う樹脂製の第１被覆部材と、一方の第１ティースから他方の第１ティースに向けて延びて第１渡り線ガイド部にガイドされる第１渡り線を含み、第１巻線部および第１被覆部材を介して第１ティースのそれぞれに集中巻された第１巻線と、を備える。第１渡り線ガイド部は、環状の第１床部と、第１床部の内周部に設けられて円筒形状に形成され、ステータの半径方向内側に傾斜する第１筒部と、第１筒部の外周面の一部からステータの半径方向外側に向かって突出して、半径方向外側の先端部の少なくとも一部がステータの軸方向に平行な第１突起と、を有する。

本開示にかかるステータでは、渡り線が筒部から外れることを抑制できるとともに、モータの中心軸に沿うモータのサイズの増加を抑制することができるという効果を奏する。

実施の形態１にかかるステータの組み付け状態を示す斜視図 実施の形態１にかかるステータを分解した状態を示す斜視図 実施の形態１におけるヨークを示す平面図 Ｕ相の第１ティースユニットを分解した状態を示す斜視図 Ｕ相の第１ティースユニットの組み付け状態を示す斜視図 実施の形態１における第１ティース、第２ティースおよび第３ティースを示す平面図 Ｖ相の第２ティースユニットの組み付け状態を示す斜視図 Ｗ相の第３ティースユニットの組み付け状態を示す斜視図 実施の形態１における第１筒部、第２筒部および第３筒部を示す側面図 実施の形態１における第１突起、第２突起および第３突起を示す側面図 渡り線に働く力を説明するための説明図 実施の形態２にかかる換気扇を示す断面図

以下に、実施の形態にかかるステータ、モータおよび送風機を図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかるステータ１の組み付け状態を示す斜視図である。図２は、実施の形態１にかかるステータ１を分解した状態を示す斜視図である。図１および図２に示すように、ステータ１は、三相交流のＵ相の第１巻線２４が集中巻される第１ティースユニット２と、Ｖ相の第２巻線３４が集中巻される第２ティースユニット３と、Ｗ相の第３巻線４４が集中巻される第３ティースユニット４と、環状のヨーク５とを備える。ステータ１は、円筒形状に形成されている。本実施の形態では、ステータ１が三相６スロット２極の集中巻モータに用いられる場合を例示するが、ステータ１が用いられる集中巻モータの相数、スロット数および極数を限定する趣旨ではない。以下、ステータ１の各構成要素について方向を説明するときには、図２に示されるステータ１の中心軸Ｃと平行な方向を軸方向、ステータ１の中心軸Ｃと直交する方向を半径方向、ステータ１の中心軸Ｃ周りを周方向とする。

図３は、実施の形態１におけるヨーク５を示す平面図である。ヨーク５は、磁性体で形成された環状の部材である。ヨーク５は、複数枚の電磁鋼板が積層されて形成されている。ヨーク５の内周面には、他の部分よりも半径方向外側に凹んだ複数の凹部５１が等角度離れて設けられている。凹部５１の数は、本実施の形態では６個である。

図４は、Ｕ相の第１ティースユニット２を分解した状態を示す斜視図である。図５は、Ｕ相の第１ティースユニット２の組み付け状態を示す斜視図である。図４では、第１巻線２４の図示を省略している。第１ティースユニット２は、２つの第１ティース２１と、第１インシュレータ２２と、２つの第１被覆部材２３と、第１巻線２４とを備える。

図６は、実施の形態１における第１ティース２１、第２ティース３１および第３ティース４１を示す平面図である。第１ティース２１、第２ティース３１および第３ティース４１の構成は同じであるため、図６では第１ティース２１、第２ティース３１および第３ティース４１の符号を併記する。第１ティース２１は、図３に示されるヨーク５の凹部５１に嵌め込まれる金属製の部材である。第１ティース２１は、複数枚の電磁鋼板が積層されて形成されている。第１ティース２１の外周部には、ヨーク５の凹部５１に嵌め込まれる第１基端部２１ａが設けられている。第１ティース２１の内周部には、半径方向内側に向かうにつれて周方向に広くなる第１先端部２１ｂが設けられている。第１基端部２１ａと第１先端部２１ｂとの間には、第１巻回部２１ｃが設けられている。

図４に示される第１インシュレータ２２は、２つの第１ティース２１同士を連結する樹脂製の部材である。第１インシュレータ２２は、環状の第１渡り線ガイド部２２ａと、第１渡り線ガイド部２２ａの外周部に等角度離れて２つ設けられて第１ティース２１の軸方向に沿った一端部を覆う第１巻線部２２ｂとを有する。２つの第１巻線部２２ｂは、第１渡り線ガイド部２２ａの外周部に１８０度間隔で設けられている。

第１渡り線ガイド部２２ａは、環状の第１床部２２ｃと、第１床部２２ｃの内周部に設けられて円筒形状に形成されステータ１の半径方向内側に傾斜する第１筒部２２ｄと、第１筒部２２ｄの外周面の一部からステータ１の半径方向外側に向かって突出して半径方向外側の先端部がステータ１の軸方向に平行な第１突起２２ｊとを有する。第１床部２２ｃは、平坦状に形成されている。第１筒部２２ｄは、概ね軸方向に延びている。第１筒部２２ｄおよび第１突起２２ｊの詳細については後述する。

第１巻線部２２ｂは、第１ティース２１の第１巻回部２１ｃのうち軸方向に沿った一端部を覆う第１胴部２２ｅと、第１胴部２２ｅの外周部に設けられた第１外フランジ部２２ｆと、第１胴部２２ｅの内周部に設けられて第１渡り線ガイド部２２ａに接続する第１内フランジ部２２ｇとを有する。第１胴部２２ｅは、第１ティース２１に向けて開口するとともに半径方向内側および外側が開口する溝形状に形成されている。第１胴部２２ｅの溝部には、第１巻回部２１ｃの一部が嵌め込まれる。第１内フランジ部２２ｇの軸方向に沿った一端部の中央には、第１巻線２４が通過する第１ゲート部２２ｈが設けられている。第１ゲート部２２ｈは、第１内フランジ部２２ｇの一部を切り欠いて形成されている。

第１被覆部材２３は、第１ティース２１の軸方向に沿った他端部を覆う樹脂製の部材である。第１被覆部材２３は、第１ティース２１の第１巻回部２１ｃのうち軸方向に沿った他端部を覆う第１被覆胴部２３ａと、第１被覆胴部２３ａの外周部に設けられた第１被覆外フランジ部２３ｂと、第１被覆胴部２３ａの内周部に設けられた第１被覆内フランジ部２３ｃとを有する。第１被覆胴部２３ａは、第１ティース２１に向けて開口するとともに半径方向内側および外側が開口する溝形状に形成されている。第１被覆胴部２３ａの溝部には、第１巻回部２１ｃの一部が嵌め込まれる。第１巻回部２１ｃは、第１インシュレータ２２の第１胴部２２ｅと第１被覆部材２３の第１被覆胴部２３ａとにより覆われている。第１被覆外フランジ部２３ｂの外周面には、円柱状のピン２３ｄが取り付けられている。ピン２３ｄは、図示しない外部電源線と第１巻線２４との中継点、または、第１巻線２４の巻き終わり中性点となる。

図５に示される第１巻線２４は、第１巻線部２２ｂの第１胴部２２ｅおよび第１被覆部材２３の第１被覆胴部２３ａを介して、第１ティース２１のそれぞれに集中巻されている。２つの第１ティース２１のそれぞれの第１巻回部２１ｃには、第１巻線２４が巻き付けられて第１コイル２５が形成される。

第１巻線２４は、一方の第１ティース２１から巻き始められて第１巻回部２１ｃに複数回巻き付けられる。その後、第１巻線２４は、第１渡り線ガイド部２２ａにガイドされて、一方の第１ティース２１から他方の第１ティース２１に渡される。すなわち、一方の第１ティース２１から他方の第１ティース２１への巻き付けに移行する。第１巻線２４は、他方の第１ティース２１の第１巻回部２１ｃに複数回巻き付けられる。

第１巻線２４は、一方の第１ティース２１から他方の第１ティース２１に向けて延びて、第１渡り線ガイド部２２ａにガイドされる第１渡り線２６を含んでいる。第１渡り線２６は、第１床部２２ｃの上を這うように配置されている。また、第１渡り線２６は、第１筒部２２ｄの外周面および第１突起２２ｊに沿って円弧形状に延びている。

図７は、Ｖ相の第２ティースユニット３の組み付け状態を示す斜視図である。第２ティースユニット３は、２つの第２ティース３１と、第２インシュレータ３２と、２つの第２被覆部材３３と、第２巻線３４とを備える。

第２ティース３１は、図３に示されるヨーク５の凹部５１に嵌め込まれる金属製の部材である。第２ティース３１は、複数枚の電磁鋼板が積層されて形成されている。図６に示すように、第２ティース３１の外周部には、ヨーク５の凹部５１に嵌め込まれる第２基端部３１ａが設けられている。第２ティース３１の内周部には、半径方向内側に向かうにつれて周方向に広くなる第２先端部３１ｂが設けられている。第２基端部３１ａと第２先端部３１ｂとの間には、第２巻回部３１ｃが設けられている。

図７に示すように、第２インシュレータ３２は、２つの第２ティース３１同士を連結する樹脂製の部材である。第２インシュレータ３２は、環状の第２渡り線ガイド部３２ａと、第２渡り線ガイド部３２ａの外周部に等角度離れて２つ設けられて第２ティース３１の軸方向に沿った一端部を覆う第２巻線部３２ｂとを有する。２つの第２巻線部３２ｂは、第２渡り線ガイド部３２ａの外周部に１８０度間隔で設けられている。

第２渡り線ガイド部３２ａは、環状の第２床部３２ｃと、第２床部３２ｃの内周部に設けられて円筒形状に形成されステータ１の半径方向内側に傾斜する第２筒部３２ｄと、第２筒部３２ｄの外周面の一部からステータ１の半径方向外側に向かって突出して半径方向外側の先端部がステータ１の軸方向に平行な第２突起３２ｊとを有する。第２床部３２ｃは、平坦状に形成されている。第２筒部３２ｄは、概ね軸方向に延びている。第２筒部３２ｄおよび第２突起３２ｊの詳細については後述する。

第２巻線部３２ｂは、第２ティース３１の第２巻回部３１ｃのうち軸方向に沿った一端部を覆う第２胴部３２ｅと、第２胴部３２ｅの外周部に設けられた第２外フランジ部３２ｆと、第２胴部３２ｅの内周部に設けられて第２渡り線ガイド部３２ａに接続する第２内フランジ部３２ｇとを有する。なお、図７では、第２胴部３２ｅおよび後述する第２被覆胴部３３ａに第２巻線３４が巻き付けられることによって第２胴部３２ｅおよび第２被覆胴部３３ａが見えなくなるため、第２胴部３２ｅと第２被覆胴部３３ａとの境界を破線で図示している。図示は省略するが、第２胴部３２ｅは、第２ティース３１に向けて開口するとともに半径方向内側および外側が開口する溝形状に形成されている。第２胴部３２ｅの溝部には、図６に示される第２巻回部３１ｃの一部が嵌め込まれる。第２内フランジ部３２ｇの軸方向に沿った一端部の中央には、第２巻線３４が通過する第２ゲート部３２ｈが設けられている。第２ゲート部３２ｈは、第２内フランジ部３２ｇの一部を切り欠いて形成されている。

第２被覆部材３３は、第２ティース３１の軸方向に沿った他端部を覆う樹脂製の部材である。第２被覆部材３３は、第２ティース３１の第２巻回部３１ｃのうち軸方向に沿った他端部を覆う第２被覆胴部３３ａと、第２被覆胴部３３ａの外周部に設けられた第２被覆外フランジ部３３ｂと、第２被覆胴部３３ａの内周部に設けられた第２被覆内フランジ部３３ｃとを有する。図示は省略するが、第２被覆胴部３３ａは、第２ティース３１に向けて開口するとともに半径方向内側および外側が開口する溝形状に形成されている。第２被覆胴部３３ａの溝部には、第２巻回部３１ｃの一部が嵌め込まれる。第２巻回部３１ｃは、第２インシュレータ３２の第２胴部３２ｅと第２被覆部材３３の第２被覆胴部３３ａとにより覆われている。第２被覆外フランジ部３３ｂの外周面には、円柱状のピン３３ｄが取り付けられている。ピン３３ｄは、図示しない外部電源線と第２巻線３４との中継点、または、第２巻線３４の巻き終わり中性点となる。

第２巻線３４は、第２巻線部３２ｂの第２胴部３２ｅおよび第２被覆部材３３の第２被覆胴部３３ａを介して、第２ティース３１のそれぞれに集中巻されている。２つの第２ティース３１のそれぞれの第２巻回部３１ｃには、第２巻線３４が巻き付けられて第２コイル３５が形成される。

第２巻線３４は、一方の第２ティース３１から巻き始められて第２巻回部３１ｃに複数回巻き付けられる。その後、第２巻線３４は、第２渡り線ガイド部３２ａにガイドされて、一方の第２ティース３１から他方の第２ティース３１に渡される。すなわち、一方の第２ティース３１から他方の第２ティース３１への巻き付けに移行する。第２巻線３４は、他方の第２ティース３１の第２巻回部３１ｃに複数回巻き付けられる。

第２巻線３４は、一方の第２ティース３１から他方の第２ティース３１に向けて延びて、第２渡り線ガイド部３２ａにガイドされる第２渡り線３６を含んでいる。第２渡り線３６は、第２床部３２ｃの上を這うように配置されている。また、第２渡り線３６は、第２筒部３２ｄの外周面および第２突起３２ｊに沿って円弧形状に延びている。

図８は、Ｗ相の第３ティースユニット４の組み付け状態を示す斜視図である。第３ティースユニット４は、２つの第３ティース４１と、第３インシュレータ４２と、２つの第３被覆部材４３と、第３巻線４４とを備える。

第３ティース４１は、図３に示されるヨーク５の凹部５１に嵌め込まれる金属製の部材である。第３ティース４１は、複数枚の電磁鋼板が積層されて形成されている。図６に示すように、第３ティース４１の外周部には、ヨーク５の凹部５１に嵌め込まれる第３基端部４１ａが設けられている。第３ティース４１の内周部には、半径方向内側に向かうにつれて周方向に広くなる第３先端部４１ｂが設けられている。第３基端部４１ａと第３先端部４１ｂとの間には、第３巻回部４１ｃが設けられている。

図８に示すように、第３インシュレータ４２は、２つの第３ティース４１同士を連結する樹脂製の部材である。第３インシュレータ４２は、環状の第３渡り線ガイド部４２ａと、第３渡り線ガイド部４２ａの外周部に等角度離れて２つ設けられて第３ティース４１の軸方向に沿った一端部を覆う第３巻線部４２ｂとを有する。２つの第３巻線部４２ｂは、第３渡り線ガイド部４２ａの外周部に１８０度間隔で設けられている。

第３渡り線ガイド部４２ａは、環状の第３床部４２ｃと、第３床部４２ｃの内周部に設けられて円筒形状に形成されステータ１の半径方向内側に傾斜する第３筒部４２ｄと、第３筒部４２ｄの外周面の一部からステータ１の半径方向外側に向かって突出して半径方向外側の先端部がステータ１の軸方向に平行な第３突起４２ｊとを有する。第３床部４２ｃは、平坦状に形成されている。第３筒部４２ｄは、概ね軸方向に延びている。第３筒部４２ｄおよび第３突起４２ｊの詳細については後述する。

第３巻線部４２ｂは、第３ティース４１の第３巻回部４１ｃのうち軸方向に沿った一端部を覆う第３胴部４２ｅと、第３胴部４２ｅの外周部に設けられた第３外フランジ部４２ｆと、第３胴部４２ｅの内周部に設けられて第３渡り線ガイド部４２ａに接続する第３内フランジ部４２ｇとを有する。なお、図８では、第３胴部４２ｅおよび後述する第３被覆胴部４３ａに第３巻線４４が巻き付けられることによって第３胴部４２ｅおよび第３被覆胴部４３ａが見えなくなるため、第３胴部４２ｅと第３被覆胴部４３ａとの境界を破線で図示している。図示は省略するが、第３胴部４２ｅは、第３ティース４１に向けて開口するとともに半径方向内側および外側が開口する溝形状に形成されている。第３胴部４２ｅの溝部には、図６に示される第３巻回部４１ｃの一部が嵌め込まれる。第３内フランジ部４２ｇの軸方向に沿った一端部の中央には、第３巻線４４が通過する第３ゲート部４２ｈが設けられている。第３ゲート部４２ｈは、第３内フランジ部４２ｇの一部を切り欠いて形成されている。

第３被覆部材４３は、第３ティース４１の軸方向に沿った他端部を覆う樹脂製の部材である。第３被覆部材４３は、第３ティース４１の第３巻回部４１ｃのうち軸方向に沿った他端部を覆う第３被覆胴部４３ａと、第３被覆胴部４３ａの外周部に設けられた第３被覆外フランジ部４３ｂと、第３被覆胴部４３ａの内周部に設けられた第３被覆内フランジ部４３ｃとを有する。図示は省略するが、第３被覆胴部４３ａは、第３ティース４１に向けて開口するとともに半径方向内側および外側が開口する溝形状に形成されている。第３被覆胴部４３ａの溝部には、第３巻回部４１ｃの一部が嵌め込まれる。第３巻回部４１ｃは、第３インシュレータ４２の第３胴部４２ｅと第３被覆部材４３の第３被覆胴部４３ａとにより覆われている。第３被覆外フランジ部４３ｂの外周面には、円柱状のピン４３ｄが取り付けられている。ピン４３ｄは、図示しない外部電源線と第３巻線４４との中継点、または、第３巻線４４の巻き終わり中性点となる。

第３巻線４４は、第３巻線部４２ｂの第３胴部４２ｅおよび第３被覆部材４３の第３被覆胴部４３ａを介して、第３ティース４１のそれぞれに集中巻されている。２つの第３ティース４１のそれぞれの第３巻回部４１ｃには、第３巻線４４が巻き付けられて第３コイル４５が形成される。

第３巻線４４は、一方の第３ティース４１から巻き始められて第３巻回部４１ｃに複数回巻き付けられる。その後、第３巻線４４は、第３渡り線ガイド部４２ａにガイドされて、一方の第３ティース４１から他方の第３ティース４１に渡される。すなわち、一方の第３ティース４１から他方の第３ティース４１への巻き付けに移行する。第３巻線４４は、他方の第３ティース４１の第３巻回部４１ｃに複数回巻き付けられる。

第３巻線４４は、一方の第３ティース４１から他方の第３ティース４１に向けて延びて、第３渡り線ガイド部４２ａにガイドされる第３渡り線４６を含んでいる。第３渡り線４６は、第３床部４２ｃの上を這うように配置されている。また、第３渡り線４６は、第３筒部４２ｄの外周面および第３突起４２ｊに沿って円弧形状に延びている。

次に、第１ティースユニット２、第２ティースユニット３および第３ティースユニット４の配置について説明する。図２に示すように、第２巻線部３２ｂが隣り合う第１巻線部２２ｂの間に位置するとともに第３巻線部４２ｂが隣り合う第１巻線部２２ｂと第２巻線部３２ｂとの間に位置するように、第１ティースユニット２、第２ティースユニット３および第３ティースユニット４が周方向にずれて配置されている。また、第１渡り線ガイド部２２ａと第２渡り線ガイド部３２ａと第３渡り線ガイド部４２ａとが重ね合わされるように、第１ティースユニット２、第２ティースユニット３および第３ティースユニット４が配置されている。第１渡り線ガイド部２２ａの軸方向の位置と第２渡り線ガイド部３２ａの軸方向の位置と第３渡り線ガイド部４２ａの軸方向の位置とは、互いに異なる。第１渡り線ガイド部２２ａの中心と２つの第１巻線部２２ｂの中心とを結んだ直線を第１直線Ｌ１とする。第２渡り線ガイド部３２ａの中心と２つの第２巻線部３２ｂの中心とを結んだ直線を第２直線Ｌ２とする。第３渡り線ガイド部４２ａの中心と２つの第３巻線部４２ｂの中心とを結んだ直線を第３直線Ｌ３とする。第１直線Ｌ１と第２直線Ｌ２と第３直線Ｌ３とが周方向に６０度ずつずれるように、第１ティースユニット２、第２ティースユニット３および第３ティースユニット４が配置されている。

ここで、図４、図７から図１０を参照して、第１筒部２２ｄ、第２筒部３２ｄ、第３筒部４２ｄ、第１突起２２ｊ、第２突起３２ｊおよび第３突起４２ｊの構成について詳しく説明する。図９は、実施の形態１における第１筒部２２ｄ、第２筒部３２ｄおよび第３筒部４２ｄを示す側面図である。図１０は、実施の形態１における第１突起２２ｊ、第２突起３２ｊおよび第３突起４２ｊを示す側面図である。第１筒部２２ｄ、第２筒部３２ｄおよび第３筒部４２ｄの構成は同じであるため、図９および図１０では第１筒部２２ｄ、第２筒部３２ｄおよび第３筒部４２ｄの符号を併記する。また、第１突起２２ｊ、第２突起３２ｊおよび第３突起４２ｊの構成は同じであるため、図１０では第１突起２２ｊ、第２突起３２ｊおよび第３突起４２ｊの符号を併記する。

図９に示すように、第１筒部２２ｄは、ステータ１の半径方向内側に傾斜する。第１筒部２２ｄの外周面は、ステータ１の軸方向の一端に向かうにつれて半径方向内側に位置するように傾斜する第１傾斜面２２ｉとなる。第１傾斜面２２ｉの傾斜角は、第１インシュレータ２２の型成形時における型抜きのために付けられた抜き勾配である。

図１０に示すように、第１突起２２ｊは、第１筒部２２ｄの外周面の一部からステータ１の半径方向外側に向かって突出している。第１突起２２ｊの半径方向外側の先端部は、ステータ１の軸方向に平行である。すなわち、第１突起２２ｊの半径方向外側の先端部には、抜き勾配がない。なお、第１突起２２ｊの半径方向外側の先端部の少なくとも一部がステータ１の軸方向に平行であればよい。第１突起２２ｊの半径方向外側の先端部は、第１渡り線２６と接触する。図４に示すように、第１突起２２ｊは、第１筒部２２ｄの外周面の一部に設けられている。第１突起２２ｊは、本実施の形態では第１筒部２２ｄの外周面の一箇所に設けられている。

図９に示すように、第２筒部３２ｄは、ステータ１の半径方向内側に傾斜する。第２筒部３２ｄの外周面は、ステータ１の軸方向の一端に向かうにつれて半径方向内側に位置するように傾斜する第２傾斜面３２ｉとなる。第２傾斜面３２ｉの傾斜角は、第２インシュレータ３２の型成形時における型抜きのために付けられた抜き勾配である。

図１０に示すように、第２突起３２ｊは、第２筒部３２ｄの外周面の一部からステータ１の半径方向外側に向かって突出している。第２突起３２ｊの半径方向外側の先端部は、ステータ１の軸方向に平行である。すなわち、第２突起３２ｊの半径方向外側の先端部には、抜き勾配がない。なお、第２突起３２ｊの半径方向外側の先端部の少なくとも一部がステータ１の軸方向に平行であればよい。第２突起３２ｊの半径方向外側の先端部は、第２渡り線３６と接触する。図７に示すように、第２突起３２ｊは、第２筒部３２ｄの外周面の一部に設けられている。第２突起３２ｊは、本実施の形態では第２筒部３２ｄの外周面の一箇所に設けられている。

図９に示すように、第３筒部４２ｄは、ステータ１の半径方向内側に傾斜する。第３筒部４２ｄの外周面は、ステータ１の軸方向の一端に向かうにつれて半径方向内側に位置するように傾斜する第３傾斜面４２ｉとなる。第３傾斜面４２ｉの傾斜角は、第３インシュレータ４２の型成形時における型抜きのために付けられた抜き勾配である。

図１０に示すように、第３突起４２ｊは、第３筒部４２ｄの外周面の一部からステータ１の半径方向外側に向かって突出している。第３突起４２ｊの半径方向外側の先端部は、ステータ１の軸方向に平行である。すなわち、第３突起４２ｊの半径方向外側の先端部には、抜き勾配がない。なお、第３突起４２ｊの半径方向外側の先端部の少なくとも一部がステータ１の軸方向に平行であればよい。第３突起４２ｊの半径方向外側の先端部は、第３渡り線４６と接触する。図８に示すように、第３突起４２ｊは、第３筒部４２ｄの外周面の一部に設けられている。第３突起４２ｊは、本実施の形態では第３筒部４２ｄの外周面の一箇所に設けられている。

次に、ステータ１の製造方法について説明する。

ステータ１の製造方法は、準備工程と、第１巻線工程と、第２巻線工程と、第３巻線工程と、ユニット一体化工程と、嵌め込み工程とを含む。

準備工程は、図２に示されるヨーク５、第１ティース２１、第１インシュレータ２２、第１被覆部材２３、第１巻線２４を準備する工程である。また、準備工程は、図２に示される第２ティース３１、第２インシュレータ３２、第２被覆部材３３、第２巻線３４、第３ティース４１、第３インシュレータ４２、第３被覆部材４３、第３巻線４４を準備する工程である。

図５に示すように、第１巻線工程は、２つの第１ティース２１と、第１インシュレータ２２と、２つの第１被覆部材２３とを一体化した状態で、２つの第１ティース２１のそれぞれに第１巻線２４を集中巻きする工程である。第１巻線工程では、まず、一方のピン２３ｄに第１巻線２４の巻始めを絡げ、一方の第１巻線部２２ｂおよび第１被覆部材２３を介して一方の第１ティース２１に第１巻線２４を集中巻きする。第１巻線２４の第１ティース２１への巻き付けは、第１ティース２１のうち径方向の中心より径方向外側から開始される。その後、第１渡り線２６を第１ゲート部２２ｈに通して第１渡り線ガイド部２２ａの上に出し、第１床部２２ｃの上を這わせて他方の第１ティース２１へと向かわせる。このとき、円筒形状の第１筒部２２ｄが設けられているため、第１ティースユニット２を１８０度回転させるだけで、第１渡り線２６が第１筒部２２ｄおよび第１突起２２ｊに沿って他方の第１ティース２１へと向かう。第１渡り線２６は、第１筒部２２ｄの外周面および第１突起２２ｊに沿って円弧を描くように延びる。続いて、第１渡り線２６を他方の第１ゲート部２２ｈに通して、他方の第１巻線部２２ｂに導く。続いて、他方の第１巻線部２２ｂおよび第１被覆部材２３を介して他方の第１ティース２１に第１巻線２４を集中巻きする。最後に、図示しない他方のピン２３ｄに第１巻線２４の巻き終わりを絡げる。このような手順を経てＵ相の第１ティースユニット２の巻線作業が完了する。なお、Ｕ相の第１ティースユニット２、Ｖ相の第２ティースユニット３、および、Ｗ相の第３ティースユニット４の巻線作業は、巻線機を用いて行う。

図７に示すように、第２巻線工程は、２つの第２ティース３１と、第２インシュレータ３２と、２つの第２被覆部材３３とを一体化した状態で、２つの第２ティース３１のそれぞれに第２巻線３４を集中巻きする工程である。第２巻線工程では、まず、一方のピン３３ｄに第２巻線３４の巻始めを絡げ、一方の第２巻線部３２ｂおよび第２被覆部材３３を介して一方の第２ティース３１に第２巻線３４を集中巻きする。第２巻線３４の第２ティース３１への巻き付けは、第２ティース３１のうち径方向の中心より径方向外側から開始される。その後、第２渡り線３６を第２ゲート部３２ｈに通して第２渡り線ガイド部３２ａの上に出し、第２床部３２ｃの上を這わせて他方の第２ティース３１へと向かわせる。このとき、円筒形状の第２筒部３２ｄが設けられているため、第２ティースユニット３を１８０度回転させるだけで、第２渡り線３６が第２筒部３２ｄおよび第２突起３２ｊに沿って他方の第２ティース３１へと向かう。第２渡り線３６は、第２筒部３２ｄの外周面および第２突起３２ｊに沿って円弧を描くように延びる。続いて、第２渡り線３６を他方の第２ゲート部３２ｈに通して、他方の第２巻線部３２ｂに導く。続いて、他方の第２巻線部３２ｂおよび第２被覆部材３３を介して他方の第２ティース３１に第２巻線３４を集中巻きする。最後に、図示しない他方のピン３３ｄに第２巻線３４の巻き終わりを絡げる。このような手順を経てＶ相の第２ティースユニット３の巻線作業が完了する。

図８に示すように、第３巻線工程は、２つの第３ティース４１と、第３インシュレータ４２と、２つの第３被覆部材４３とを一体化した状態で、２つの第３ティース４１のそれぞれに第３巻線４４を集中巻きする工程である。第３巻線工程では、まず、一方のピン４３ｄに第３巻線４４の巻始めを絡げ、一方の第３巻線部４２ｂおよび第３被覆部材４３を介して一方の第３ティース４１に第３巻線４４を集中巻きする。第３巻線４４の第３ティース４１への巻き付けは、第３ティース４１のうち径方向の中心より径方向外側から開始される。その後、第３渡り線４６を第３ゲート部４２ｈに通して第３渡り線ガイド部４２ａの上に出し、第３床部４２ｃの上を這わせて他方の第３ティース４１へと向かわせる。このとき、円筒形状の第３筒部４２ｄが設けられているため、第３ティースユニット４を１８０度回転させるだけで、第３渡り線４６が第３筒部４２ｄおよび第３突起４２ｊに沿って他方の第３ティース４１へと向かう。第３渡り線４６は、第３筒部４２ｄの外周面および第３突起４２ｊに沿って円弧を描くように延びる。続いて、第３渡り線４６を他方の第３ゲート部４２ｈに通して、他方の第３巻線部４２ｂに導く。続いて、他方の第３巻線部４２ｂおよび第３被覆部材４３を介して他方の第３ティース４１に第３巻線４４を集中巻きする。最後に、図示しない他方のピン４３ｄに第３巻線４４の巻き終わりを絡げる。このような手順を経てＷ相の第３ティースユニット４の巻線作業が完了する。

図１および図２に示すように、ユニット一体化工程は、第１ティースユニット２と第２ティースユニット３と第３ティースユニット４とを一体化する工程である。図２に示すように、ユニット一体化工程では、第２巻線部３２ｂを隣り合う第１巻線部２２ｂの間に位置させるとともに、第３巻線部４２ｂを隣り合う第１巻線部２２ｂと第２巻線部３２ｂとの間に位置させて、第１渡り線ガイド部２２ａと第２渡り線ガイド部３２ａと第３渡り線ガイド部４２ａとを重ね合わせて、第１ティースユニット２と第２ティースユニット３と第３ティースユニット４とを一体化する。

嵌め込み工程は、一体化した第１ティースユニット２と第２ティースユニット３と第３ティースユニット４とをヨーク５内に挿入して、第１ティース２１と第２ティース３１と第３ティース４１とをヨーク５の凹部５１に嵌め込む工程である。このような手順を経て図１に示されるステータ１が完成する。

次に、本実施の形態にかかるステータ１の効果について説明する。以下、第１インシュレータ２２、第２インシュレータ３２および第３インシュレータ４２を「インシュレータ６」と総称する。また、第１筒部２２ｄ、第２筒部３２ｄおよび第３筒部４２ｄを「筒部７」と総称する。また、第１傾斜面２２ｉ、第２傾斜面３２ｉおよび第３傾斜面４２ｉを「傾斜面８」と総称する。また、第１突起２２ｊ、第２突起３２ｊおよび第３突起４２ｊを「突起９」と総称する。また、第１コイル２５、第２コイル３５および第３コイル４５を「コイル１０」と総称する。また、第１渡り線２６、第２渡り線３６および第３渡り線４６を「渡り線１１」と総称する。

図１１は、渡り線１１に働く力を説明するための説明図である。図１１に示すように、２極の集中巻モータでは、同相の２つのコイル１０がモータの周方向に１８０度離れて配置されるため、渡り線１１に張力を加えた場合に、渡り線１１が２つのコイル１０間の最短距離であるステータ１の中心軸Ｃを通るルートを取ろうとする力が働く。すなわち、渡り線１１には、図１１の鎖線および破線に示すように、ステータ１の中心軸Ｃに向かう力が働く。

一方で、図示しない金型を用いてインシュレータ６を成形する際には、金型からインシュレータ６を取り出しやすくするために、金型のうち筒部７に対応する箇所に抜き勾配を付けるのが一般的である。そのため、図９に示すように、成形後の筒部７は、金型の抜き勾配に応じて傾斜する。成形後の筒部７の外周面は、傾斜面８となる。傾斜面８が筒部７の外周面の全周に亘って形成されると、傾斜面８に沿う渡り線１１は、図９の破線で示すように、筒部７の先端側にずれるほど２つのコイル１０間の最短ルートに近付くため、筒部７から外れやすくなる。

この点、本実施の形態では、図１０に示すように、ステータ１には、筒部７の外周面の一部からステータ１の半径方向外側に向かって突出して、半径方向外側の先端部の少なくとも一部がステータ１の軸方向に平行な突起９が形成されていることにより、渡り線１１が筒部７の先端側にずれても、渡り線１１が筒部７から外れにくくなる。そして、筒部７の軸方向の高さを高くすることなく、渡り線１１が筒部７から外れることを抑制できるため、モータの中心軸Ｃに沿うモータのサイズの増加を抑制することができる。また、渡り線１１が筒部７から外れにくくなるため、ステータ１を製造しやすくなる。

なお、筒部７の外周面の全周に亘って傾斜面８を無くす方法も考えられる。しかし、筒部７の外周面の全周に亘って傾斜面８を無くすと、成形時に金型からインシュレータ６が抜けない可能性が高くなり、製造不良につながるという問題が生じる。この点、本実施の形態では、筒部７の外周部の一部から突出する突起９を設けて、筒部７の外周面の傾斜面８を部分的に無くすことにより、上記問題の発生を抑制することができる。

本実施の形態では、ステータ１が三相６スロット２極の集中巻モータに用いられる場合を例示したが、例えば、ステータ１が単相４スロット２極の集中巻モータに用いられてもよい。ステータ１が単相４スロット２極の集中巻モータに用いられる場合には、図２に示される第１直線Ｌ１と第２直線Ｌ２とが周方向に９０度ずれるように、第１ティースユニット２および第２ティースユニット３が配置される。

実施の形態２．
図１２は、実施の形態２にかかる換気扇１２を示す断面図である。図１２では、図面の理解の容易化のために換気扇１２の一部の要素のハッチングを省略している。なお、実施の形態２では、前記した実施の形態１と重複する部分については、同一符号を付して説明を省略する。

送風機である換気扇１２は、建物の天井部１７、壁部などに形成された換気口１８に取り付けられて建物内の換気を行う装置である。ここでは、換気扇１２を天井部１７に設置する場合を例示する。換気扇１２は、ボディ１３と、モータ１４と、羽根１５とを備える。

ボディ１３は、換気口１８に取り付けられる箱形の部材である。ボディ１３の内部には、空気が流れる空気流路１３ａが形成されている。ボディ１３は、天板１３ｂを備える。天板１３ｂには、モータ１４を取り付けるための図示しないモータ取付孔が形成されている。ボディ１３の下端には、グリル１６が取り付けられている。グリル１６は、天井部１７よりも下方に位置しており、室内に露出している。

モータ１４は、前記した実施の形態１にかかるステータ１と、ステータ１の内側にステータ１と隙間を介して配置された図示しないロータと、ステータ１およびロータを収容する筐体１４ａと、ロータの中心に連結されたシャフト１４ｂとを備える。モータ１４は、単相４スロット２極の集中巻モータ、三相６スロット２極の集中巻モータなどである。すなわち、モータ１４は、ステータ１のスロット数が４スロットで、ロータの極数が２極の集中巻モータ、ステータ１のスロット数が６スロットで、ロータの極数が２極の集中巻モータなどである。モータ１４は、ボディ１３のモータ取付孔に取り付けられている。モータ１４は、その一部が天板１３ｂの上に突出した状態で、モータ取付孔に挿入されている。羽根１５は、モータ１４のシャフト１４ｂの先端に取り付けられている。

モータ１４のシャフト１４ｂとともに羽根１５が回転することにより、図１２の矢印Ｙで示すように、グリル１６を通じて吸込口１３ｃから吸い込んだ空気が羽根１５によって吹出口１３ｄへ送られて、空気流路１３ａ内に空気の流れが発生する。なお、本実施の形態では、換気扇１２にモータ１４を搭載する場合を例示したが、扇風機などの送風機にモータ１４を搭載してもよい。

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ ステータ、２ 第１ティースユニット、３ 第２ティースユニット、４ 第３ティースユニット、５ ヨーク、６ インシュレータ、７ 筒部、８ 傾斜面、９ 突起、１０ コイル、１１ 渡り線、１２ 換気扇、１３ ボディ、１３ａ 空気流路、１３ｂ 天板、１３ｃ 吸込口、１３ｄ 吹出口、１４ モータ、１４ａ 筐体、１４ｂ シャフト、１５ 羽根、１６ グリル、１７ 天井部、１８ 換気口、２１ 第１ティース、２１ａ 第１基端部、２１ｂ 第１先端部、２１ｃ 第１巻回部、２２ 第１インシュレータ、２２ａ 第１渡り線ガイド部、２２ｂ 第１巻線部、２２ｃ 第１床部、２２ｄ 第１筒部、２２ｅ 第１胴部、２２ｆ 第１外フランジ部、２２ｇ 第１内フランジ部、２２ｈ 第１ゲート部、２２ｉ 第１傾斜面、２２ｊ 第１突起、２３ 第１被覆部材、２３ａ 第１被覆胴部、２３ｂ 第１被覆外フランジ部、２３ｃ 第１被覆内フランジ部、２３ｄ，３３ｄ，４３ｄ ピン、２４ 第１巻線、２５ 第１コイル、２６ 第１渡り線、３１ 第２ティース、３１ａ 第２基端部、３１ｂ 第２先端部、３１ｃ 第２巻回部、３２ 第２インシュレータ、３２ａ 第２渡り線ガイド部、３２ｂ 第２巻線部、３２ｃ 第２床部、３２ｄ 第２筒部、３２ｅ 第２胴部、３２ｆ 第２外フランジ部、３２ｇ 第２内フランジ部、３２ｈ 第２ゲート部、３２ｉ 第２傾斜面、３２ｊ 第２突起、３３ 第２被覆部材、３３ａ 第２被覆胴部、３３ｂ 第２被覆外フランジ部、３３ｃ 第２被覆内フランジ部、３４ 第２巻線、３５ 第２コイル、３６ 第２渡り線、４１ 第３ティース、４１ａ 第３基端部、４１ｂ 第３先端部、４１ｃ 第３巻回部、４２ 第３インシュレータ、４２ａ 第３渡り線ガイド部、４２ｂ 第３巻線部、４２ｃ 第３床部、４２ｄ 第３筒部、４２ｅ 第３胴部、４２ｆ 第３外フランジ部、４２ｇ 第３内フランジ部、４２ｈ 第３ゲート部、４２ｉ 第３傾斜面、４２ｊ 第３突起、４３ 第３被覆部材、４３ａ 第３被覆胴部、４３ｂ 第３被覆外フランジ部、４３ｃ 第３被覆内フランジ部、４４ 第３巻線、４５ 第３コイル、４６ 第３渡り線、５１ 凹部、Ｃ 中心軸。

Claims (6)

1. 第１ティースユニットと、
   複数の凹部が等角度離れて内周面に設けられた環状のヨークと、
   を備えるステータであって、
   前記第１ティースユニットは、
   前記凹部に嵌め込まれる２つの第１ティースと、
   環状の第１渡り線ガイド部と、前記第１渡り線ガイド部の外周部に等角度離れて２つ設けられて前記第１ティースの軸方向に沿った一端部を覆う第１巻線部とを有する樹脂製の第１インシュレータと、
   前記第１ティースの軸方向に沿った他端部を覆う樹脂製の第１被覆部材と、
   一方の前記第１ティースから他方の前記第１ティースに向けて延びて前記第１渡り線ガイド部にガイドされる第１渡り線を含み、前記第１巻線部および前記第１被覆部材を介して前記第１ティースのそれぞれに集中巻された第１巻線と、を備え、
   前記第１渡り線ガイド部は、
   環状の第１床部と、
   前記第１床部の内周部に設けられて円筒形状に形成され、前記ステータの半径方向内側に傾斜する第１筒部と、
   前記第１筒部の外周面の一部から前記ステータの半径方向外側に向かって突出して、半径方向外側の先端部の少なくとも一部が前記ステータの軸方向に平行な第１突起と、
   を有することを特徴とするステータ。
2. 第２ティースユニットを備え、
   前記第２ティースユニットは、
   前記凹部に嵌め込まれる２つの第２ティースと、
   環状の第２渡り線ガイド部と、前記第２渡り線ガイド部の外周部に等角度離れて２つ設けられて前記第２ティースの軸方向に沿った一端部を覆う第２巻線部とを有する樹脂製の第２インシュレータと、
   前記第２ティースの軸方向に沿った他端部を覆う樹脂製の第２被覆部材と、
   一方の前記第２ティースから他方の前記第２ティースに向けて延びて前記第２渡り線ガイド部にガイドされる第２渡り線を含み、前記第２巻線部および前記第２被覆部材を介して前記第２ティースのそれぞれに集中巻された第２巻線と、を備え、
   前記第２巻線部が隣り合う前記第１巻線部の間に挿入されて、前記第２渡り線ガイド部が前記第１渡り線ガイド部に重ねられるように、前記第１ティースユニットおよび前記第２ティースユニットが周方向にずれて配置され、
   前記第２渡り線ガイド部は、
   環状の第２床部と、
   前記第２床部の内周部に設けられて円筒形状に形成され、前記ステータの半径方向内側に傾斜する第２筒部と、
   前記第２筒部の外周面の一部から前記ステータの半径方向外側に向かって突出して、半径方向外側の先端部の少なくとも一部が前記ステータの軸方向に平行な第２突起と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載のステータ。
3. 第３ティースユニットを備え、
   前記第３ティースユニットは、
   前記凹部に嵌め込まれる２つの第３ティースと、
   環状の第３渡り線ガイド部と、前記第３渡り線ガイド部の外周部に等角度離れて２つ設けられて前記第３ティースの軸方向に沿った一端部を覆う第３巻線部とを有する樹脂製の第３インシュレータと、
   前記第３ティースの軸方向に沿った他端部を覆う樹脂製の第３被覆部材と、
   一方の前記第３ティースから他方の前記第３ティースに向けて延びて前記第３渡り線ガイド部にガイドされる第３渡り線を含み、前記第３巻線部および前記第３被覆部材を介して前記第３ティースのそれぞれに集中巻された第３巻線と、を備え、
   前記第３巻線部が隣り合う前記第１巻線部と前記第２巻線部との間に挿入されて、前記第３渡り線ガイド部が前記第１渡り線ガイド部と前記第２渡り線ガイド部とに重ねられるように、前記第１ティースユニット、前記第２ティースユニットおよび前記第３ティースユニットが周方向に６０度ずつずれて配置され、
   前記第３渡り線ガイド部は、
   環状の第３床部と、
   前記第３床部の内周部に設けられて円筒形状に形成され、前記ステータの半径方向内側に傾斜する第３筒部と、
   前記第３筒部の外周面の一部から前記ステータの半径方向外側に向かって突出して、半径方向外側の先端部の少なくとも一部が前記ステータの軸方向に平行な第３突起と、
   を有することを特徴とする請求項２に記載のステータ。
4. 請求項２に記載のステータを備える単相４スロット２極の集中巻モータであることを特徴とするモータ。
5. 請求項３に記載のステータを備える三相６スロット２極の集中巻モータであることを特徴とするモータ。
6. 請求項４または５に記載のモータを備えることを特徴とする送風機。

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