WO2019058649A1 - インシュレータ及びそれを備えたステータ、モータ - Google Patents

インシュレータ及びそれを備えたステータ、モータ Download PDF

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WO2019058649A1
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coil
insulator
winding
introduction groove
introduction
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菱田　光起
博 米田
浩勝 国友
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an insulator around which a coil is wound, a stator provided with the same, and a motor.
  • Patent Document 1 discloses a configuration in which a step or an inclination is provided inside an end of a cylindrical body of an insulating coil bobbin on which a coil is wound or a ridge portion provided at both ends of the cylindrical body to realize an aligned winding coil. Proposed. Further, according to Patent Document 2, a holding groove for holding a wound coil is provided on a side surface of an insulator which is attached to a tooth and which insulates the coil from the tooth. An arrangement for realizing a coil is disclosed.
  • the above-mentioned insulator and coil bobbin are formed by molding a resin material using a mold.
  • the wire diameter and the number of turns of the coil are changed to adjust the current value etc. supplied to the coil to match the motor performance Often included.
  • the present invention has been made in view of the foregoing, and an object thereof is to provide an insulator capable of aligning wound coils even when the wire diameter of the coil is changed.
  • the insulator according to the present invention is symmetrical with respect to the first introduction groove provided so that the coil obliquely enters the coil winding portion when viewed from the axial direction
  • the coil introduction groove is configured with the second introduction groove disposed in the above.
  • the insulator according to the present invention covers a coil end portion on which an axial end face of tooth (tooth) protruding from the core segment and at least a part of both side surfaces in the circumferential direction are wound,
  • a first ridge portion having a coil introduction groove provided continuously to one of a tooth proximal end side and a tooth tip end side of the coil winding portion and guiding the coil to the coil winding portion;
  • An insulator provided with a second ridge portion continuously provided on the tooth proximal end side of the coil winding portion or on the other end side of the tooth, wherein the coil introduction groove is First and second introductions disposed so as to be plane-symmetrical to each other in the radial direction, and extending such that an angle ⁇ formed with the inner surface facing the second ridge portion in the first ridge portion is an acute angle Characterized in that it has a.
  • the winding start portion of the coil can be aligned and wound around the coil winding portion, thereby realizing an alignment wound coil as a whole. it can.
  • the same insulator can be used for both clockwise and counterclockwise coil winding directions, the design freedom of the stator and hence of the motor can be enhanced.
  • the first flange portion is, except for the first and second introduction grooves, a first portion located between the first introduction groove and the coil winding portion, the second introduction groove, and the second introduction groove. It has a second portion located between the coil winding portion and a third portion located between the first and second introduction grooves.
  • the third portion has a corner portion at an opening end portion on the second ridge portion side of the first introduction groove, and the corner portion and an opening on the second ridge portion side of the second introduction groove in the second portion It is preferable that an angle ⁇ 1 formed by a plane parallel to an axial direction passing through a second end which is an end with the inner surface of the first ridge is an acute angle and not more than the angle ⁇ .
  • the third portion has a corner portion at an opening end portion on the second ridge portion side of the second introduction groove, and the corner portion and an opening on the second ridge portion side of the first introduction groove in the first portion It is preferable that an angle ⁇ 2 formed by a plane parallel to the axial direction passing through the first end which is an end with the inner surface of the first ridge is an acute angle and not more than the angle ⁇ .
  • the third portion has a corner portion at a position where the opening end portion on the second ridge portion side of the first introduction groove and the opening end portion on the second ridge portion side of the first introduction groove are in contact with each other.
  • An angle ⁇ 1 that a plane parallel to the axial direction passing through the part and the second end which is the opening end on the second ridge side of the second introduction groove in the second part forms with the inner surface of the first ridge Is an acute angle and not more than the angle ⁇ , and a plane parallel to the axial direction passing through the corner portion and the first end which is the opening end of the first introduction groove on the second ridge portion side of the first portion
  • the angle ⁇ 2 formed between the first ridge portion and the inner surface may be an acute angle and not more than the angle ⁇ .
  • the angle at which the coil enters the coil winding portion can be reduced stepwise, and the coil can be wound further along the inner surface of the first ridge portion.
  • the corner portion is located on the opposite side of the coil winding portion than the inner surface of the first ridge portion.
  • angles ⁇ 1 and ⁇ 2 can be made equal to or smaller than the angle ⁇ , and the coil can be wound along the inner surface of the first ridge portion.
  • At least one of the first and second introduction grooves is provided with a coil locking portion for locking a winding start portion or a winding end portion of the coil.
  • the coil locking portion is formed of a protrusion that protrudes from the side surface of the first and second introduction grooves, and one or more of the protrusions are provided in the first and second introduction grooves, respectively.
  • the winding start portion or the winding end portion of the coil can be reliably locked to the insulator, and a coil of aligned winding can be easily obtained.
  • the first and second introduction grooves may be grooves which become narrower toward the bottom, and the coil locking portion may be configured by the grooves.
  • the coil locking portion is provided on at least one of an inlet portion of the first introduction groove and an outlet portion of the second introduction groove.
  • the slack at the winding start portion or the winding end portion of the coil can be prevented, the coil can be reliably locked to the insulator, and a coil of aligned winding can be easily obtained.
  • the insulator is provided on each of axial end faces of the tooth of the core segment, and a coil formed of a winding is wound on the coil winding portion of the insulator.
  • a plurality of stator segments may be provided, the plurality of stator segments may be connected in an annular shape, and the tooth may project radially inward of the annular ring.
  • the coil space factor in the stator can be increased.
  • the coil be aligned and wound around the coil winding portion.
  • an insulating paper for insulating the core segment and the tooth from the coil is the tooth (see FIG. It is preferable to arrange
  • a motor according to the present invention comprises at least the above-described stator, and a rotor including a rotating shaft disposed radially inward of the stator at a predetermined distance from the stator.
  • the coil space factor in the stator can be increased, and the efficiency of the motor can be improved.
  • FIG. 2 is a top view of a motor according to Embodiment 1; It is an equivalent circuit schematic of the motor shown in FIG. It is a schematic diagram of a stator. It is a perspective view which shows the part enclosed with the broken line shown in FIG. It is the side view which looked at the structure shown to FIG. 4A from radial direction. It is the top view which looked at the structure shown to FIG. 4A from the axial direction. It is the side view which looked at the structure shown to FIG. 4A from the circumferential direction. It is the schematic diagram which looked at the principal part of the insulator which concerns on Embodiment 1 from the axial direction. It is an expansion schematic diagram which shows the part enclosed with the broken line shown to FIG. 5A.
  • FIG. 1 shows a top view showing a motor according to this embodiment
  • FIG. 2 shows an equivalent circuit diagram of the motor shown in FIG. 1
  • FIG. 3 shows a schematic diagram of a stator
  • the stator 4 is a shaft 2
  • FIGS. 1 and 3 illustrate a schematic diagram of a stator
  • the stator 4 is a shaft 2
  • FIGS. 1 and 3 illustration and description of some components and their functions are omitted.
  • the frame and the bus bar are not shown.
  • the exterior body which accommodates the stator 4 is not shown in figure.
  • the shape of the exterior body is, for example, a cylinder made of metal, a substantially rectangular parallelepiped, a substantially rectangular parallelepiped, a polygonal columnar body or the like, and is appropriately selected according to the specification of the motor 1.
  • the insulator 5 is not shown.
  • the components shown in the figure are also simplified.
  • the insulator 5 shown in FIG. 1 is partially different from the actual shape, and coils U1 to W4 shown in FIG. 3 and their lead terminals 71, 71 ⁇ ⁇ ⁇ Is very different from the actual shape.
  • the symbol + indicates the winding start of the coil
  • the symbol ⁇ indicates the winding end of the coil.
  • the longitudinal direction of the shaft 2 may be referred to as an axial direction
  • the radial direction of the stator 4 may be referred to as a radial direction
  • the circumferential direction of the stator 4 may be referred to as a circumferential direction.
  • the side on which the lead terminals 71 of the coils U1 to W4 are provided is referred to as "upper” and the opposite side is referred to as “lower”
  • the side on which the rotor is provided may be referred to as "inside” and the opposite side, that is, the side of the stator core 40 may be referred to as "outside”.
  • the lamination direction of the magnetic steel sheets to be described later and the above axial direction are the same direction and are synonymous.
  • teeth plural type of teeth
  • tooth The plurality of teeth projecting in the center direction of the annular stator core is referred to as teeth (a plurality of teeth). Further, among the plurality of teeth of the stator core 40, one tooth is described as a tooth 42. Similarly, a plurality of teeth in the core segment 41 described later are described as teeth (plural types of teeth). Further, one tooth portion of the plurality of tooth portions in the core segment 41 is described as a tooth 42.
  • Patent Document 3 and Patent Document 4 etc. are known documents describing the usage of the words teeth (a plurality of types of teeth) and teeth.
  • the motor 1 includes a rotor 3 having a shaft 2 which is a rotation shaft of the motor 1, a stator 4 and coils U1 to W4 inside an outer body (not shown).
  • the rotor 3 is provided in contact with the outer periphery of the shaft 2 and includes magnets 31, 31... In which N poles and S poles are alternately arranged along the outer peripheral direction of the shaft 2 to face the stator 4 .
  • a neodymium magnet is used as the magnet 31 used for the rotor 3.
  • the material, shape, and material of the neodymium magnet can be appropriately changed according to the output of the motor.
  • the rotor 3 is disposed radially inward of the stator 4 at a constant distance from the stator 4.
  • the stator 4 is a cylindrical body configured by connecting a plurality of stator segments 40a in an annular shape.
  • the insulator 5 is attached to each tooth 42 of the core segment 41 from the upper and lower end faces in the axial direction, and an insulator such as insulating paper 6 is attached between the insulators 5.
  • a winding is wound on a coil winding portion 50 of the insulator 5 and an arrangement portion of an insulator such as the insulating paper 6 to form, for example, a coil U1.
  • the external appearance of the stator segment 40a configured as described above is a columnar body having a substantially sectoral cross-sectional shape.
  • the stator 4 and the stator segment 40a have teeth 42, 42, ... projecting radially inward from the inner circumferences of the core segments 41, 41, ... and the core segments 41, 41, ... respectively.
  • the core segment 41 is formed by punching a magnetic steel sheet containing silicon or the like as a core segment sheet which forms a part of a substantially annular stator core sheet. It is a layered product which laminated this board (core segment sheet) in multiple layers.
  • the appearance of the core segment 41 configured as described above is a columnar body having a cross-sectional shape that is a piece-like shape that constitutes a part of a substantially annular stator core sheet.
  • the stacking direction of the plate is a normal direction to the plate surface of the plate.
  • the core segment 41 has a yoke portion 41c and a tooth 42 projecting from a substantially central portion of the yoke portion 41c.
  • the core segment 41 has a recess 41a formed on one side of the yoke portion 41c located in the circumferential direction, and a protrusion 41b formed on the other side. Both the recess 41a and the protrusion 41b have an axis in each side. It is formed extending in the entire direction. Focusing on one core segment 41, the convex portion 41b of the core segment 41 adjacent in the circumferential direction fits into the concave portion 41a of the core segment 41, and the convex portion 41b of the core segment 41 extends in the circumferential direction. On the other hand, they are fitted and connected to the recesses 41 a of the adjacent core segments 41. The core segments 41, 41,... Adjacent to each other in the circumferential direction are fitted and connected as described above to form an annular stator core 40.
  • the core segments 41, 41,... are connected to form an annular stator core 40, so that teeth 42 are equally spaced along the inner periphery of the stator core 40. , 42 are arranged. Further, the intervals between the teeth 42, 42, ... adjacent in the circumferential direction constitute slots 43, 43, ....
  • stator 4 has 12 coils U1 to W4, and these coils are provided with teeth 42, 42, ... through insulators 5 and insulating paper 6 (see FIGS. 4A to 4D). And mounted in the respective slots 43, 43,... When viewed from the axial direction.
  • coils U1 to W4 are formed of a winding having a circular cross section made of a metal material such as copper with an insulating coating applied on the surface, and wound in an array around insulators 5, 5. It is wound by multilayer winding.
  • “circular” means “circular” including processing tolerance of the winding and deformation of the winding when wound around the tooth 42, and the same applies to the following description. Further, in the following description, when one of the coils U1 to W4 is taken up to describe a structure or the like without specifying the coil U1 to W4, the coil 7 is called.
  • the coils U1 to U4, V1 to V4, and W1 to W4 are connected in series, and three phases of U, V, and W phases are star-connected.
  • three U-, V- and W-phase currents having a phase difference of 120 ° in electrical angle with each other are supplied to coils U1 to U4, V1 to V4 and W1 to W4, respectively, and excited to generate a rotating magnetic field.
  • a torque is generated in the rotor 3 by the rotating magnetic field, and the shaft 2 is supported by a bearing (not shown) and rotated.
  • the number of magnetic poles of the rotor 3 is ten in total: five N poles and five S poles facing the stator 4 and the number of slots 43 is twelve, but in particular The present invention is not limited to the above, and may be applied to other combinations of the number of magnetic poles and the number of slots.
  • [Configuration of main part of core segment and insulator] 4A to 4D respectively show a perspective view of a portion surrounded by a broken line in FIG. 1, a side view seen from the radial direction, a top view seen from the axial direction, and a side view seen from the circumferential direction. Note that the illustration of the coil 7 is omitted in FIGS. 4A to 4D for the convenience of description. Further, the insulating paper 6 sandwiched and attached between the insulator 5 and the core segment 41 and the tooth 42 is also illustrated, but shows the state before being folded so as to be accommodated in the slot 43. .
  • insulators 5 having the same shape are respectively attached to the teeth 42 projecting from one core segment 41 from the upper and lower end faces in the axial direction. Insulating paper 6 is sandwiched between the segments 41 and teeth 42 and the insulator 5. Thus, the insulator 5 is provided so as to cover the axial direction both end surfaces of the tooth 42 and the portions near the both end surfaces.
  • the insulator 5 is an insulating member formed by molding an insulating resin material, and a coil winding portion 50 on which the coil 7 (see FIG. 5B) is wound and a coil winding portion at one end of the coil winding portion 50 A first flange portion 51 formed continuously with 50, and a second ridge portion 52 formed continuously with the coil winding portion 50 at the other end.
  • the first flange portion 51 is mounted on the core segment 41 side which is the proximal end side of the tooth 42
  • the second flange portion 52 is a tooth (tooth It is attached to the tip side of 42).
  • the coil introduction groove 53 is formed in the first collar portion 51, and when the coil is wound around the coil winding portion 50, the winding constituting the coil 7 is the coil introduction groove 53.
  • the winding start portion is guided to the coil winding portion 50 in contact with the inner surface 51a (hereinafter referred to as the inner surface 51a of the first collar portion 51) facing the second collar portion 52 in the first collar portion 51.
  • the winding start portion of the coil 7 refers to the vicinity of the first turn of the first layer coil wound around the coil winding portion 50 in the coil 7.
  • the outer peripheral surfaces 50a and 50b covering both axial end surfaces of the tooth 42 are toothed from the first collar portion 51 to the second collar portion 52. It is an inclined surface which is monotonously inclined so that the height from the axial upper side surface or the axial lower side surface becomes high. Further, among the outer peripheral surfaces of the coil winding portion 50, surfaces 50c, 50d that cover both circumferential end surfaces of the tooth 42 are formed to be orthogonal to the axial upper surface of the tooth 42. ing.
  • orthogonal means “orthogonal” including the processing tolerance of the insulator 5, the processing tolerance of the tooth 42, and the assembly tolerance when the insulator 5 is mounted on the tooth 42
  • parallel means “parallel” including the processing tolerance of the insulator 5 and the assembly tolerance at the time of mounting the insulator 5 on the tooth 42, and the same applies to the following description.
  • the inner surface 51 a of the first flange portion 51 is a surface provided parallel to a surface orthogonal to the axial upper side surface or the axial lower surface of the tooth 42.
  • the coil introduction grooves 53 are disposed in a plane symmetry with each other in the radial direction, and the first introduction grooves 53a and the second introduction grooves 53b are extended so that an angle ⁇ formed with the inner surface 51a of the first flange portion 51 becomes an acute angle.
  • the coil 7 can be guided to the coil winding portion 50 even when the winding direction of the coil 7 is different (see FIGS. 5A and 5B).
  • the structure of the coil introduction groove 53 will be described in detail later.
  • the insulator 5 has a function of electrically insulating the split core 41 and the teeth 42 from the coil 7 together with the insulating paper 6. Further, the insulator 5 has a function of stably maintaining the alignment winding of the coil 7 described later.
  • the insulating paper 6 is impregnated with, for example, an insulating oil, and covers the first and second flanges 51 and 52 of the insulator 5 and the shaft so as to cover both side surfaces of the tooth 42 in the circumferential direction. It is disposed to partially overlap in the direction.
  • the insulating papers 6, 6... are bent so as to cover the insides of the slots 43, 43.
  • the core segment 41 and the tooth 42 and the coil 7 can be electrically isolated from each other, and the core segment 41 and the tooth 42 adjacent in the circumferential direction can be electrically isolated.
  • FIG. 5A shows a schematic view of the main part of the insulator according to this embodiment as viewed from the axial direction
  • FIG. 5B shows an enlarged schematic view of a portion surrounded by a broken line shown in FIG. 5A
  • FIG. The schematic diagram which looked at the principal part of the insulator by which 1 was wound from the axial direction is shown.
  • the insulator 5 shown in FIGS. 5A to 5C is the same as that shown in FIGS. 4A to 4D, the structure of the insulator 5 is simplified and shown in FIGS. 5A to 5C for the convenience of description.
  • the first flange portion 51 of the insulator 5 has three portions, a first portion, in a portion excluding the first introduction groove 53a and the second introduction groove 53b when viewed from the axial direction. And 54 to a third portion 56.
  • the radially inner side of the first portion 54 constitutes a part of the inner surface 51a of the first flange 51, and the radially outer side constitutes one side of the first introduction groove 53a. That is, when viewed in the axial direction, the first portion 54 is located between the first introduction groove 53 a and the coil winding portion 50.
  • the first end 54 a of the first portion 54 is located at the opening end of the first introduction groove 53 a on the second flange 52 side, and is opposed to the second portion 55.
  • the radially inner side surface constitutes another part of the inner surface 51a of the first flange portion 51, and the radially outer side surface constitutes one side surface of the second introduction groove 53b. That is, when viewed from the axial direction, the second portion 55 is located between the second introduction groove 53 b and the coil winding portion 50.
  • the second end 55 a of the second portion 55 is located at the opening end of the second introduction groove 53 b on the second flange 52 side, and is opposed to the first portion 54.
  • the third portion 56 is sandwiched between the first and second introduction grooves 53a and 53b when viewed from the axial direction, and a surface 56a of the radially inner side surface, which is positioned in one circumferential direction, is a portion of the first introduction groove 53a.
  • the surface 56b located in the other circumferential direction constitutes another side surface of the second introduction groove 53b.
  • the radially inner side surface of the third portion 56 has a surface 56 c parallel to the inner surface 51 a of the first flange portion 51.
  • the parallel surface 56c is located radially outward of the inner surface 51a of the first flange portion 51 when viewed from the axial direction, and has corner portions 56d and 56e at both ends, and the corner portion 56d is a first introduction
  • the corner 56e is located at the opening end of the groove 53a on the second ridge 52 side, and the corner 56e is at the opening end of the second introduction groove 53b on the second ridge 52 side.
  • a virtual plane parallel to the axial direction passing through the corner portion 56d and the second end 55a of the second portion 55 forms an angle ⁇ 1 with the inner surface 51 of the first flange portion 51.
  • a virtual plane parallel to the axial direction passing through the corner portion 56e and the first end 54a of the first portion 54 forms an angle ⁇ 2 with the inner surface 51 of the first ridge portion 51.
  • the corner portions 56d and 56e and the first and second end portions 54a and 55a are disposed such that the angles ⁇ 1 and ⁇ 2 are both acute angles and equal to or less than the above-mentioned angle ⁇ .
  • the coil 7 is accommodated in the first introduction groove 53a, and is further guided by the coil winding portion 50.
  • the first introduction groove 53a when viewed from the axial direction, in the first introduction groove 53a, it is guided so as to form an angle ⁇ with the inner surface 51a of the first flange 51, and the opening end of the first introduction groove 53a on the second ridge 52 side Toward the second portion 55 so as to contact the corner portion 56d of the third portion 56 and the second end 55a of the second portion 55 so as to form an angle ⁇ 1 with the inner surface 51a of the first collar portion 51. It is guided by the coil winding unit 50.
  • the insulator 5 according to the present embodiment is configured such that the first introduction groove 53a of the coil introduction groove 53 and the inner surface 51a of the first flange portion 51 form an acute angle ⁇ .
  • the coil 7 can be easily wound along the inner surface 51 a of the first collar portion 51, and the winding disorder of the winding start portion of the coil 7 can be suppressed, and the coil 7 of aligned winding can be easily obtained. Also, even when the wire diameter of the coil 7 is changed, the aligned winding coil 7 can be easily obtained.
  • the insulator 5 according to the present embodiment is useful when the coil 7 of n-layer winding (n is an integer of 2 or more) is aligned.
  • the insulator It is not necessary to change the width
  • one type of insulator 5 can be used, and various motors can be developed. Development costs can be reduced.
  • the present embodiment it is possible to suppress the deformation and movement of the coil 7 at the winding start portion and to prevent the winding disorder, and the coil 7 of the aligned winding can be easily obtained.
  • FIG. 6A shows a schematic view of a main part of an insulator for comparison, in which a coil is wound, as viewed from the axial direction
  • FIG. 6B shows a main part of another insulator for comparison, as viewed from the axial direction Figure shows.
  • the coil 7 tends to be deformed radially inward at the boundary portion guided from the coil introduction groove 53 to the coil winding portion 50. This is because the winding direction of the coil 7 largely changes at the boundary portion. When such a deformation occurs, the winding start portion of the coil 7 is not aligned with the coil winding portion 50 and wound, and the aligned winding of the coil 7 can not be realized.
  • the deformation of the coil 7 at the boundary portion described above is less likely to occur.
  • the coil 7 is wound so as to eliminate the gap for each winding in the step of winding the coil 7 in the orderly winding by the coil winding portion 50, the winding start portion of the coil 7 is directed radially outward. Power is added. Therefore, the winding start portion of the coil 7 is deformed toward the inner side of the coil introduction groove 53, that is, radially outward, and the winding start portion of the coil 7 is distorted similarly to the case shown in FIG. 6A. As a result, the coil is not wound in alignment with the coil winding portion 50, and the alignment winding of the coil 7 can not be realized.
  • the coil 7 obliquely enters the coil winding portion 50 without changing the width of the first introduction groove 53a so much that the winding is performed.
  • the radial inward deformation of the coil 7 at the boundary portion as shown in FIG. 6A does not easily occur, and the radial outward deformation of the coil 7 as shown in FIG. 6B does not easily occur.
  • the coil 7 is wound in alignment with the coil winding portion 50 from the winding start portion, and the coil 7 of aligned winding can be obtained.
  • the coil 7 when the coil 7 is wound around the coil winding portion 50, the coil 7 is guided in the first introduction groove 53a so as to form an angle ⁇ with the inner surface 51a of the first flange portion 51, and the first introduction groove
  • the first ridge portion 53 a contacts the corner portion 56 d of the third portion 56 and the second end 55 a of the second portion 55 from the opening end on the second ridge portion 52 side of the 53 a toward the second portion 55 It is guided to the coil winding portion 50 so as to make an angle ⁇ 1 with the inner surface 51a of 51.
  • the angle at which the coil 7 enters the coil winding portion 50 can be reduced stepwise, and the coil 7 can be further wound along the inner surface 51 a of the first flange portion 51.
  • the deformation of the coil 7 is suppressed by coming into contact with the parallel surface 56 c of the third portion 56.
  • the alignment of the winding start portion of the coil 7 can be enhanced, and the coil 7 of alignment winding can be easily obtained.
  • the coil 7 when the coil 7 is wound in the direction opposite to the direction shown in FIG. 5C, the coil forms an angle ⁇ with the inner surface 51a of the first flange 51 in the second introduction groove 53b. 7 are guided and directed from the open end of the second introduction groove 53b on the second ridge 52 side to the first portion 54, the corner 56e of the third portion 56 and the first end 54a of the first portion 54 , And is guided by the coil winding portion 50 so as to form an angle ⁇ 2 ( ⁇ ⁇ ) with the inner surface 51 a of the first flange portion 51.
  • the alignment of the winding start portion of the coil 7 can be enhanced, and the coil 7 of the alignment winding can be easily obtained.
  • the insulator 5 can cope with the case where the winding direction of the coil 5 is clockwise or counterclockwise.
  • the motor 1 shown in FIG. 1 depending on the specifications, for example, U-phase coils U1 and U2 are wound by the same winding, coil U1 is wound clockwise, and coil U2 is wound counterclockwise.
  • both coils can be similarly wound in alignment. If the angles ⁇ 1 and ⁇ 2 have the same value, when the winding direction of the coil 7 is different, the approach angles of the winding start portion to the coil winding portion 50 can be made the same. As a result of this, it is only necessary to change the winding direction and the coil placement position in the winding process of the coil 7 in reverse, and the process can be simplified.
  • the insulating paper 6 covers the insulator 5 and the tooth 42 so as to partially overlap the first and second flanges 51 and 52 of the insulator 5 in the axial direction, respectively. It is arranged.
  • the first and second introduction grooves 53a and 53b are provided such that the coil 7 obliquely enters the coil winding portion 50, the coil avoids the insulating paper 6, and the coil 7 can be wound around the coil winding portion 50, and the insulating paper 6 and the coil 7 can be prevented from contacting in the vicinity of the first flange portion 51. This prevents breakage of the insulating paper 6 and maintains the insulation between the coil 7 and the tooth 42.
  • the insulator 5 according to the present embodiment to, for example, the stator 4 of the motor 1 shown in FIG. 1, alignment winding of the coil 7 can be achieved, and a dead space in which the coil 7 in the coil winding unit 50 is not wound. Can be reduced. By this, the space factor of the coil 7 in the slot 43 can be increased, and the efficiency of the motor 1 can be improved.
  • the third portion 56 may not have the parallel surface 56c.
  • FIG. 7A shows a schematic view of the main part of another insulator according to this embodiment as viewed from the axial direction
  • FIG. 7B shows a schematic view of the main part of still another insulator as viewed from the axial direction.
  • the structure of the insulator 5 is simplified and shown in figure in FIG. 7A and 7B for convenience of explanation.
  • the surface 56a and the surface 56b are continuous, and a corner portion 56f is provided in a portion where the surface 56a and the surface 56b are in contact.
  • the corner portion 56 f is located radially outward of the inner surface 51 a of the first flange portion 51 as viewed in the axial direction.
  • a virtual plane parallel to the axial direction passing through the corner portion 56f and the second end 55a of the second portion 55 forms an angle ⁇ 1 ( ⁇ ⁇ ) with the inner surface 51a of the first flange portion 51.
  • an imaginary plane parallel to the axial direction passing through the corner portion 56f and the first end 54a of the first portion 54 forms an angle ⁇ 2 ( ⁇ ⁇ ) with the inner surface 51a of the first flange portion 51.
  • a curved surface 56g may be provided between the surface 56a and the surface 56b.
  • the coil 7 abuts on the corner portion 56g1 or 56g2 of the curved surface 56 and is guided to the coil winding portion 50.
  • the end of the first introduction groove 53a is directed to the second portion 55, Alternatively, the angle formed by the coil 7 with the inner surface 51 of the first collar portion 51 can be made a desired value from the end of the second introduction groove 53b toward the first portion 54.
  • the coil 7 abuts on the corner portions 56g1 and 56g2 of the curved surface 56g, it is possible to suppress the radial outward deformation of the winding start portion of the coil 7. Also in this case, as shown in FIG. 7A, the coil introduction angle is adjusted, the alignment of the winding start portion of the coil 7 is enhanced, and the coil 7 of aligned winding is easily obtained.
  • the angles ⁇ 1 and ⁇ 2 can be made equal to or less than the angle ⁇ , and as described above, the coil 7 can be wound along the inner surface 51 a of the first collar 51.
  • Second Embodiment In order to realize the alignment winding of the coil 7, it is also important to fix the winding start portion of the coil 7 to suppress the deformation or movement of the winding start portion.
  • FIG. 8 is a schematic view of the main part of the insulator according to this embodiment as viewed from the axial direction, and a coil engagement portion 57 is provided in the coil introduction groove 53.
  • FIG. 9 shows a schematic cross-sectional view of a second groove portion of another insulator according to the present embodiment, and corresponds to the cross section along line IX-IX in FIG. 5C.
  • the structure of the insulator 5 is simplified and shown in figure in FIG.8, 9 for convenience of explanation.
  • a projection 57 a that protrudes into the inside of the first and second introduction grooves 53 a and 53 b from the side surface is formed as a coil engagement portion 57.
  • the projection length of the projection 57a in the circumferential direction can be determined from the widths of the first and second introduction grooves 53a and 53b and the wire diameter of the coil 7, and is adjusted to such an extent that the coil 7 is not deformed excessively.
  • the alignment of the winding start portion of the coil 7 can be enhanced, and the coil 7 of alignment winding can be easily obtained.
  • the coil 57 in the first introduction groove 53a is provided at the inlet 53a1 guided from the outside of the insulator 5, the coil 7 is bent in the radial direction. The force concentrates on the portion, and the winding start portion of the coil 7 can be locked to the insulator 5 more reliably.
  • the outlet of the coil 7 and when the projection 57 a is provided at the outlet 53 b 1 of the second introduction groove 53 b, the wound end portion of the coil 7 can be more reliably locked to the insulator 5.
  • the inlet 53a1 of the first introduction groove 53a is the inlet of the coil 7
  • the outlet 53b1 of the second introduction groove 53b is the outlet of the coil 7.
  • the protrusions 37a may be provided at one or more locations on the side surfaces of the first and second introduction grooves 53a and 53b. In the first and second introduction grooves 53a and 53b, when the projections 57a are provided on both side surfaces or the projections 57a are provided at a plurality of locations, the winding start portion of the coil 7 is more reliably engaged with the insulator 5 it can.
  • the outlet 53b1 of the second introduction groove 53b is the inlet of the coil 7
  • the inlet 53a1 of the first introduction groove 53a is the outlet of the coil 7, and the inlet or outlet
  • the coil engagement portion 57 can also be configured as a tapered groove 57b whose width is narrowed toward the bottom portion of the first and second introduction grooves 53a, 53b.
  • the coil engagement portion 57 can also be configured as a tapered groove 57b whose width is narrowed toward the bottom portion of the first and second introduction grooves 53a, 53b.
  • the winding start portion or the winding end portion of the coil 7 can be reliably secured to the insulator 5 as described above. It can be locked.
  • the remaining introductions By passing the winding end portion of the coil 7 through the groove, the slack at the winding end portion of the coil 7 can be prevented, and the insulator 5 can be reliably locked, and the coil 7 of aligned winding can be easily obtained.
  • the coil locking portion 57 may be provided in at least one of the first introduction groove 53a and the second introduction groove 53b. In addition, the coil locking portion 57 is provided at at least one place in each of the inlet and outlet portions 53a1 and 53b1 of the first and second introduction grooves 53a and 53b, so that the winding start portion or the winding end portion of the coil 7 is assured Can be locked to the insulator 5.
  • Embodiments 1 and 2 an example was described in which the parallel surface 56c or the corner 56f of the first flange 51 is located radially outward of the inner surface 51a of the first flange 51 when viewed from the axial direction. These may be at the same position as the inner surface 51a. In that case, the coil 7 enters the coil winding unit 50 at an angle ⁇ and is wound. Further, the tip of the curved surface 56g may be at the same position as the inner surface 51a of the first flange portion 51 when viewed from the axial direction.
  • the coil 7 starts to be wound from the first ridge portion 51 located on the core segment 41 side which is the base end side of the tooth 42, but is not particularly limited thereto.
  • And may start winding from the second ridge 52 located on the tip side of the tooth (tooth) 42.
  • the coil introduction groove 53 is provided in the second flange 52.
  • the coil 7 is formed of a winding having a circular cross section
  • the invention is not particularly limited thereto.
  • the coil 7 having a square cross section may be used.
  • the coil winding part 50 is cylindrical shape And may be an integral structure covering the entire outer circumferential surface of the tooth 42.
  • the insulator 5 having this integrated structure may be used.
  • the insulators 5 and 5 mounted on the top of one tooth may not have the same shape.
  • the shape of the coil introduction groove 53 may be the shape shown in the first and second embodiments.
  • the kind of insulator 5 can be decreased by using the thing of the same shape as insulators 5 and 5 with which one tooth (tooth) is mounted from the upper and lower sides, and a manufacturing cost etc. can be reduced.
  • the outer circumferential surfaces 50 a and 50 b of the coil winding portion 50 may be provided substantially parallel to the axial upper surface of the tooth 42. Further, the inner surface 51 a of the first flange 51 may be provided so as to be inclined radially outward with a surface orthogonal to the axial upper surface or the axial lower surface of the tooth 42 as a reference surface.
  • the insulator 5 in the first and second embodiments can also be applied to the case where the coil 7 is wound in one layer.
  • the insulator 5 of the present invention is mounted on the tooth 42 of the core segment 41, and the coil 7 is wound around the coil winding portion 50 to form the stator segment 40a.
  • the insulator of the present invention may be mounted on each of the teeth 42 of the annular stator core, and the coil 7 may be wound around the coil winding portion 50.
  • the annular stator core said here is comprised laminating
  • the annular stator core has a plurality of teeth (so-called teeth).
  • the motor 1 of the said Embodiment 1 demonstrates the case where it uses for a motor of an inner-rotor type
  • two concave grooves are provided at the tip (radially inner end) of the tooth 42.
  • the concave grooves are also referred to as supplemental grooves in, for example, US Pat. No. 6,104,117 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-42531.
  • the effect of the auxiliary groove suppresses cogging torque and torque ripple in the rotational operation of the rotor 3 of the motor 1, and contributes to the reduction of vibration and noise in the characteristics of the motor.
  • the winding in the present embodiment is also referred to as a winding wire and is commercially available.
  • the conductor portion of the winding or the wire for winding includes copper or aluminum containing unavoidable impurities.
  • the unavoidable impurities mean a trace amount of impurity elements which can not be avoided to be mixed into copper and aluminum during the manufacturing process.
  • unavoidable impurities include As, Bi, Sb, Pb, Fe, S, oxygen and the like.
  • unavoidable impurities are Si, Mn, Ti, V, Zr, Fe, Cu and the like.
  • the conductor portion of the winding is covered with an insulating layer of insulating resin.
  • the insulating resin for example, a polyimide, a polyamideimide, a polyesterimide, a polyesteramide imide, a polyamide, a polyhydantoin, a polyurethane, a polyacetal, an epoxy resin and the like are appropriately selected according to the specification of the motor 1.
  • the cross-sectional shape of the winding may be various, such as approximately square or approximately rectangular.
  • the material component of the magnet 31 in the present embodiment contains at least one of Sc, Y and lanthanoid elements, Fe or Fe and Co, and B.
  • the magnet 31 is a rare earth sintered magnet, and is so-called neodymium sintered magnet or neodymium sintered magnet or the like.
  • the surface layer of the rare earth sintered magnet is provided with a rust prevention film (rust prevention layer) for rust prevention.
  • the insulator according to the present invention can realize an aligned winding coil corresponding to the wire diameter of a coil having a different wire diameter, and therefore is useful for application to a motor or the like that requires high efficiency.
  • Reference Signs List 1 motor 2 shaft 3 rotor 4 stator 5 insulator 6 insulating paper 7 coil 31 magnet 40 stator core 40 a stator segment 41 core segment 41 c yoke portion 42 tooth (tooth) 43 slot 50 coil winding portion 51 first collar portion 51a inner surface of first collar portion 51 second collar portion 53 coil introduction groove 53a first introduction groove 53a1 inlet portion (outlet portion) of first introduction groove 53a 53 b second introduction groove 53 b 1 outlet (inlet portion) of second introduction groove 53 b 54 first portion 54a first end 55 second portion 55a second end 56 third portion 56a to 56c side surface 56d to 56f of third portion 56 corner portion 56g side surface (curved surface) of third portion 56 57 Coil Locking Portion 57a Protrusion 57b Groove U1 to W4 Coil

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)

Abstract

インシュレータ５は、コイル７が巻回されるコイル巻回部５０と、コイル巻回部５０のコアセグメント４１側に設けられ、コイル７をコイル巻回部５０に案内するコイル導入溝５３を有する第１鍔部５１と、コイル巻回部５０のトゥース（ｔｏｏｔｈ）４２先端側に設けられた第２鍔部５２とを備えている。コイル導入溝５３は、径方向に関して互いに面対称に配設されかつ第１鍔部５１の内面５１ａとなす角度θが鋭角となるように延びる第１及び第２導入溝５３ａ，５３ｂを有している。

Description

インシュレータ及びそれを備えたステータ、モータ
　本発明は、コイルが巻回されるインシュレータ及びそれを備えたステータ、モータに関する。
　近年、産業、車載用途でモータの需要は高まっている。その中で、モータの効率向上、低コスト化が要望されている。
　モータの効率向上手法の一つとして、ステータのスロット内に配置されるコイルの占積率を向上させることが知られている。コイルの占積率を向上させることで、モータの駆動時に、コイルに流れる電流に起因する損失を抑制できる。
　コイルの占積率を向上させる構造として、ステータのティース（ｔｅｅｔｈ）にコイルを整列させて巻回する整列巻きコイルが一般に知られており、これを実現するために種々の構成が提案されている（例えば、特許文献１～４参照）。例えば、特許文献１には、コイルが巻回される絶縁コイルボビンの筒体の端部あるいは筒体の両端に設けられた鍔部の内側に段差または傾斜を設けて整列巻きコイルを実現する構成が提案されている。また、特許文献２には、ティース（ｔｅｅｔｈ）に装着され、コイルとティース（ｔｅｅｔｈ）とを絶縁するためのインシュレータの側面に、巻回されたコイルを保持するための保持溝を設けて整列巻きコイルを実現する構成が開示されている。
特開平１１－１２２８５５号公報 特開２００６－１１５５６５号公報 米国特許第６３５６００１号明細書 国際公開第２０１１／１１８３５７号
　ところで、一般に、金型を用いて樹脂材料を成形することにより、上記のインシュレータやコイルボビンは形成される。一方、モータ性能はユーザーの仕様によって異なるため、同じステータコアやティースを用いても、コイルの線径や巻き数を変えてコイルに流す電流値等を調整し、モータの性能を個別の仕様に合わせ込む場合が多い。
　しかし、特許文献１や２に開示された従来の構成では、コイルの線径に合わせて保持溝の幅を変更したり、段差の幅や傾斜の角度を変更したりする必要があり、その度に金型を作り直してインシュレータを形成するため、コスト上昇の要因となっていた。
　本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、その目的は、コイルの線径が変更された場合にも巻回されたコイルを整列巻きにできるインシュレータを提供することにある。
　上記の目的を達成するために、本発明に係るインシュレータは、軸方向から見て、コイルがコイル巻回部に斜めに進入するように設けられた第１導入溝と、径方向に関しこれと対称に配設された第２導入溝とで、コイル導入溝を構成するようにした。
　具体的には、本発明に係るインシュレータは、コアセグメントから突出するトゥース（ｔｏｏｔｈ）の軸方向端面と少なくとも周方向両側面の一部とを覆い、コイルが巻回されるコイル巻回部と、該コイル巻回部のトゥース（ｔｏｏｔｈ）基端側またはトゥース（ｔｏｏｔｈ）先端側の一方に連続して設けられ、前記コイルを前記コイル巻回部に案内するコイル導入溝を有する第１鍔部と、前記コイル巻回部の前記トゥース（ｔｏｏｔｈ）基端側または前記トゥース（ｔｏｏｔｈ）先端側の他方に連続して設けられた第２鍔部とを備えたインシュレータであって、前記コイル導入溝は、径方向に関して互いに面対称に配設されかつ前記第１鍔部における前記第２鍔部に対向する内面となす角度θが鋭角となるように延びる第１及び第２導入溝を有していることを特徴とする。
　この構成によれば、異なる線径を有するコイルをインシュレータに巻回した場合にも、コイルの巻き始め部分を整列してコイル巻回部に巻回でき、全体として整列巻きコイルを実現することができる。また、コイルの巻回方向が時計回りの場合にも反時計回りの場合にも同じインシュレータで対応できるため、ステータ、ひいてはモータの設計自由度を高めることができる。
　前記第１鍔部は、前記第１及び第２導入溝を除いた部分に、前記第１導入溝と前記コイル巻回部との間に位置する第１部分と、前記第２導入溝と前記コイル巻回部との間に位置する第２部分と、前記第１及び第２導入溝の間に位置する第３部分と、を有している。
　前記第３部分は、前記第１導入溝の第２鍔部側の開口端部にコーナー部を有し、前記コーナー部と、前記第２部分において第２導入溝の第２鍔部側の開口端部である第２端部とを通る軸方向と平行な平面が前記第１鍔部の前記内面となす角度θ１は鋭角でかつ前記角度θ以下であることが好ましい。
　前記第３部分は、前記第２導入溝の第２鍔部側の開口端部にコーナー部を有し、前記コーナー部と、前記第１部分において第１導入溝の第２鍔部側の開口端部である第１端部とを通る軸方向と平行な平面が前記第１鍔部の前記内面となす角度θ２は鋭角でかつ前記角度θ以下であることが好ましい。
　前記第３部分は、前記第１導入溝の第２鍔部側の開口端部と前記第１導入溝の第２鍔部側の開口端部とが接する位置にコーナー部を有し、前記コーナー部と、前記第２部分において第２導入溝の第２鍔部側の開口端部である第２端部とを通る軸方向と平行な平面が前記第１鍔部の前記内面となす角度θ１は鋭角でかつ前記角度θ以下であり、前記コーナー部と、前記第１部分において第１導入溝の第２鍔部側の開口端部である第１端部とを通る軸方向と平行な平面が前記第１鍔部の前記内面となす角度θ２は鋭角でかつ前記角度θ以下であってもよい。
　これらの構成によれば、コイルがコイル巻回部に進入する角度を段階的に小さくすることができ、より第１鍔部の内面に沿った形でコイルを巻回することができる。
　前記コーナー部は、前記第１鍔部の前記内面よりも前記コイル巻回部と反対側に位置することが好ましい。
　この構成によれば、角度θ１，θ２を角度θ以下にすることができ、より第１鍔部の内面に沿った形でコイルを巻回することができる。
　前記第１及び第２導入溝の少なくとも一方に、前記コイルの巻き始め部分または巻き終わり部分を係止するコイル係止部が設けられているのが好ましい。
　この構成によれば、コイルの巻き始め部分の変形や移動が抑制される。このことにより、コイルの巻き始め部分または巻き終わり部分の整列性を高められ、整列巻きのコイルが得やすくなる。
　前記コイル係止部は、前記第１及び第２導入溝の側面から突出する突起で構成され、該突起は、前記第１及び第２導入溝にそれぞれ１つ以上設けられているのが好ましい。
　この構成によれば、コイルの巻き始め部分または巻き終わり部分を確実にインシュレータに係止でき、整列巻きのコイルが得やすくなる。
　前記第１及び第２導入溝は底部に向かうにつれて幅が狭くなる溝とされていて、該溝により前記コイル係止部が構成されていてもよい。
　前記コイル係止部が、前記第１導入溝の入口部及び前記第２導入溝の出口部の少なくとも一方に設けられているのが好ましい。
　この構成によれば、異なる線径のコイルに対しても、コイルの巻き始め部分または巻き終わり部分の弛みを防止し、確実にインシュレータに係止でき、整列巻きのコイルが得やすくなる。
　本発明に係るステータは、前記インシュレータを前記コアセグメントの前記トゥース（ｔｏｏｔｈ）の軸方向端面の各々に具備し、前記インシュレータの前記コイル巻回部に、巻線からなるコイルが巻装されてなるステータセグメントを複数個備え、前記複数個のステータセグメントを円環形状に接続し、円環の径方向内側に前記トゥース（ｔｏｏｔｈ）が突出する構成としたことを特徴とする。
　この構成によれば、ステータでのコイル占積率を高めることができる。
　前記コイルは前記コイル巻回部に整列巻きされてなることが好ましい。
　周方向に隣り合う前記トゥース（ｔｏｏｔｈ）間が前記コイルを収容するスロットとして構成され、前記スロット内に、前記コアセグメント及び前記トゥース（ｔｏｏｔｈ）と前記コイルとを絶縁する絶縁紙が、前記トゥース（ｔｏｏｔｈ）の側面を覆うようにかつ、前記インシュレータの前記第１及び第２鍔部と軸方向で一部重なるように配置されていることが好ましい。
　この構成によればステータの周方向に隣り合うトゥース（ｔｏｏｔｈ）間を確実に電気的に絶縁できる。
　本発明のモータは、上記のステータと、該ステータの径方向内側に、前記ステータと所定の間隔をあけて配設された回転軸を含むロータと、を少なくとも備えることを特徴とする。
　この構成によれば、ステータでのコイル占積率を高められ、モータの効率を向上させることができる。
　以上説明したように、本発明によれば、異なる線径を有するコイルを巻回した場合にも、巻き乱れの発生を抑制して整列巻きコイルを実現することができる。
実施形態１に係るモータの上面図である。 図１に示すモータの等価回路図である。 ステータの概略模式図である。 図１に示す破線で囲まれた部分を示す斜視図である。 図４Ａに示す構造を径方向から見た側面図である。 図４Ａに示す構造を軸方向から見た上面図である。 図４Ａに示す構造を周方向から見た側面図である。 実施形態１に係るインシュレータの要部を軸方向から見た模式図である。 図５Ａに示す破線で囲まれた部分を示す拡大模式図である。 実施形態１に係るコイルが巻回されたインシュレータの要部を軸方向から見た模式図である。 コイルが巻回された比較のためのインシュレータの要部を軸方向から見た模式図である。 コイルが巻回された比較のための別のインシュレータの要部を軸方向から見た模式図である。 別のインシュレータの要部を軸方向から見た模式図である。 さらなる別のインシュレータの要部を軸方向から見た模式図である。 実施形態２に係るインシュレータの要部を軸方向から見た模式図である。 実施形態２に係る別のインシュレータの第２溝部の断面模式図である。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。
　（実施形態１）
　［モータ及びステータの構成］
　図１は、本実施形態に係るモータを示す上面図を示し、図２は、図１に示すモータの等価回路図を示し、図３はステータの概略模式図を示し、ステータ４をシャフト２の軸方向から見た図を示している。なお、説明の便宜上、図１及び３において、一部の構成部品やその機能については図示及びその説明を省略する。例えば、フレームやバスバー等は図示していない。また、ステータ４を収容する外装体は、図示していない。この外装体の形状は、例えば、金属からなる円筒、略直方体、略長方体、多角形の柱状体などであり、モータ１の仕様に応じて適宜選択される。また、図３において、インシュレータ５は図示していない。また、図示した構成部品についても簡略化しており、例えば、図１に示すインシュレータ５は、実際の形状と一部異なっており、図３に示すコイルＵ１～Ｗ４及びこれらのリード端子７１，７１・・・は、実際の形状とは大きく異なっている。また、図２において、符号＋はコイルの巻き始めを、符号－はコイルの巻き終わりをそれぞれ示している。
　以降の説明において、シャフト２の長手方向を軸方向と呼び、ステータ４の半径方向を径方向と呼び、ステータ４の円周方向を周方向と呼ぶことがある。また、軸方向において、コイルＵ１～Ｗ４のリード端子７１が設けられた側を「上」と、その反対側を「下」と呼び、径方向において、ステータ４の中心側、つまり、シャフト２及びロータが設けられた側を「内」と、その反対側、つまり、ステータコア４０側を「外」と呼ぶことがある。
　なお、後述する電磁鋼板の積層する方向と、上記の軸方向とは、同方向であり、同義である。
　なお、以降の説明において、ティース（ｔｅｅｔｈ：ｔｏｏｔｈの複数型）又はトゥース（ｔｏｏｔｈ）という用語を使い分けて記す。円環状のステータコアの中心方向に突出する複数の歯部は、ティース（ｔｅｅｔｈ：ｔｏｏｔｈの複数型）と記す。また、ステータコア４０の複数の歯部のうち、一つの歯部については、トゥース（ｔｏｏｔｈ）４２と記す。同じく、後述するコアセグメント４１における、複数の歯部は、ティース（ｔｅｅｔｈ：ｔｏｏｔｈの複数型）と記す。また、コアセグメント４１における、複数の歯部のうち、一つの歯部については、トゥース（ｔｏｏｔｈ）４２と記す。ちなみに、前述の特許文献３、特許文献４などは、ティース（ｔｅｅｔｈ：ｔｏｏｔｈの複数型）及びトゥース（ｔｏｏｔｈ）という語句の使い分けを記した公知文献である。
　モータ１は、図示しない外装体の内部に、モータ１の回転軸であるシャフト２を有するロータ３と、ステータ４と、コイルＵ１～Ｗ４と、を備えている。
　ロータ３は、シャフト２の外周に接して設けられており、ステータ４に対向してＮ極、Ｓ極がシャフト２の外周方向に沿って交互に配置された磁石３１，３１…を含んでいる。なお、本実施形態で、ロータ３に用いられる磁石３１としてネオジム磁石を使用しているが、その材料や形状や材質については、モータの出力等に応じて適宜変更しうる。また、軸方向から見て、ロータ３は、ステータ４の径方向内側に、ステータ４と一定の間隔をあけて配設されている。
　ステータ４は、複数のステータセグメント４０ａを円環状に連結して構成する円筒形状体である。このステータセグメント４０ａは、コアセグメント４１のトゥース（ｔｏｏｔｈ）４２に軸方向の上下の両端面各々から、インシュレータ５をそれぞれ装着し、更に各インシュレータ５間には絶縁紙６等の絶縁体を装着し、インシュレータ５のコイル巻回部５０及び絶縁紙６等の絶縁体の配置部には、巻線を巻回して例えばコイルＵ１を構成する。上述のように構成したステータセグメント４０ａの外観は、断面形状を略扇形とする柱状体である。
　ステータ４及びステータセグメント４０ａは、複数のコアセグメント４１，４１・・・と、コアセグメント４１，４１・・・のそれぞれの内周から径方向内側に突出するトゥース（ｔｏｏｔｈ）４２，４２・・・とを有している。このコアセグメント４１は、ケイ素等を含有した電磁鋼板を、略円環状のステータコア板体（ｓｔａｔｏｒ　ｃｏｒｅ　ｓｈｅｅｔ）のうち、その一部分を構成する個片形状とする板体（ｃｏｒｅ　ｓｅｇｍｅｎｔ　ｓｈｅｅｔ）として打ち抜き、この板体（ｃｏｒｅ　ｓｅｇｍｅｎｔ　ｓｈｅｅｔ）を複数層積層した積層体である。上述のように構成したコアセグメント４１の外観は、断面形状を、略円環状のステータコア板体（ｓｔａｔｏｒ　ｃｏｒｅ　ｓｈｅｅｔ）の一部分を構成する個片形状とする柱状体である。板体の積層方向は、板体の板面に対して法線方向である。このコアセグメント４１は、ヨーク部４１ｃと、このヨーク部４１ｃの略中央部から突出するトゥース（ｔｏｏｔｈ）４２とを有する。
　そして、コアセグメント４１は周方向に位置するヨーク部４１ｃの一方の側面に凹部４１ａが、他方の側面に凸部４１ｂがそれぞれ形成されており、凹部４１ａ，凸部４１ｂともに、各側面において、軸方向全体にわたって延びて形成されている。一つのコアセグメント４１に着目すると、このコアセグメント４１の凹部４１ａに、周方向の一方で隣接するコアセグメント４１の凸部４１ｂが嵌合し、このコアセグメント４１の凸部４１ｂが、周方向の他方で隣接するコアセグメント４１の凹部４１ａに嵌合してそれぞれ連結している。このように周方向に隣り合うコアセグメント４１，４１・・・がそれぞれ嵌合して連結することにより、円環形状のステータコア４０が構成される。
　図１，３に示すように、コアセグメント４１，４１・・・を連結して、円環形状のステータコア４０を構成することにより、ステータコア４０の内周に沿って等間隔にトゥース（ｔｏｏｔｈ）４２，４２が配置される。また、周方向に隣り合うトゥース（ｔｏｏｔｈ）４２，４２・・・の各間隔はスロット４３，４３・・・を構成している。
　また、ステータ４は、１２個のコイルＵ１～Ｗ４を有しており、これらのコイルはインシュレータ５及び絶縁紙６（図４Ａ～図４Ｄ参照）を介して各トゥース（ｔｏｏｔｈ）４２，４２・・・に対して装着され、軸方向から見て、各スロット４３，４３・・・内に配置されている。なお、図示しないが、コイルＵ１～Ｗ４は、表面に絶縁被膜が施された銅等の金属材料からなる断面が円形の巻線で構成され、インシュレータ５，５・・・に対して整列巻きかつ多層巻きで巻回されている。また、「円形」とは巻線の加工公差やトゥース（ｔｏｏｔｈ）４２に巻回したときの巻線の変形を含んで「円形」という意味であり、以降の説明においても同様である。また、以降の説明において、コイルＵ１～Ｗ４を特定せずに、一つを取り上げて構造等を説明する場合にはコイル７と呼ぶこととする。
　図２に示すように、コイルＵ１～Ｕ４，Ｖ１～Ｖ４，Ｗ１～Ｗ４はそれぞれ直列に接続されており、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３相がスター結線されている。また、互いに電気角で１２０°の位相差を有するＵ，Ｖ，Ｗ相の３相の電流がそれぞれコイルＵ１～Ｕ４，Ｖ１～Ｖ４，Ｗ１～Ｗ４に供給されて励磁され、回転磁界が発生する。この回転磁界により、ロータ３にトルクが発生し、シャフト２が図示しない軸受に支持されて回転する。
　なお、本実施形態において、ロータ３の磁極数は、ステータ４に対向するＮ極が５個、Ｓ極が５個の計１０極であり、スロット４３の数は１２個であるが、特にこれに限定されるものではなく、その他の磁極数とスロット数との組合せについても適用できる。
　［コアセグメント及びインシュレータの要部の構成］
　図４Ａ～４Ｄは、図１における破線で囲まれた部分の斜視図、径方向から見た側面図、軸方向から見た上面図及び周方向から見た側面図をそれぞれ示す。なお、説明の便宜上、図４Ａ～４Ｄにおいて、コイル７の図示を省略している。また、インシュレータ５とコアセグメント４１及びトゥース（ｔｏｏｔｈ）４２とに挟み込まれて取り付けられた絶縁紙６も図示しているが、スロット４３内に収容されるように折り曲げられる前の状態を示している。
　図４Ａ～４Ｄに示すように、一つのコアセグメント４１から突出するトゥース（ｔｏｏｔｈ）４２に対し、軸方向の上下の両端面各々から同じ形状を有するインシュレータ５がそれぞれ装着されており、また、コアセグメント４１及びトゥース（ｔｏｏｔｈ）４２とインシュレータ５との間に絶縁紙６が挟み込まれている。このように、インシュレータ５は、トゥース（ｔｏｏｔｈ）４２の軸方向両端面と、この両端面近傍部分を覆うように設けられている。
　インシュレータ５は、絶縁性樹脂材料を成形してなる絶縁部材であり、コイル７（図５Ｂ参照）が巻装されるコイル巻回部５０と、コイル巻回部５０の一端に、コイル巻回部５０に連続して形成された第１鍔部５１と、他端にかつコイル巻回部５０に連続して形成された第２鍔部５２とを有している。本実施形態では、第１鍔部５１はトゥース（ｔｏｏｔｈ）４２の基端側であるコアセグメント４１側に装着されており、第２鍔部５２はステータ４の径方向内側に位置するトゥース（ｔｏｏｔｈ）４２の先端側に装着されている。また、第１鍔部５１には、コイル導入溝５３が形成されており、コイル巻回部５０にコイルが巻回される際には、コイル７を構成する巻線は、コイル導入溝５３を通り、巻き始め部分が第１鍔部５１における第２鍔部５２に対向する内面５１ａ（以下、第１鍔部５１の内面５１ａという）に接してコイル巻回部５０に案内される。なお、本明細書において、コイル７の巻き始め部分とは、コイル７における、コイル巻回部５０に巻回された１層目のコイルの１周目近傍をいう。
　コイル巻回部５０の外周面のうち、トゥース（ｔｏｏｔｈ）４２の軸方向の両端面を覆う外周面５０ａ，５０ｂはそれぞれ、第１鍔部５１から第２鍔部５２に向けてトゥース（ｔｏｏｔｈ）４２の軸方向上側面あるいは軸方向下側面からの高さが高くなるように単調に傾斜した傾斜面である。また、コイル巻回部５０の外周面のうち、トゥース（ｔｏｏｔｈ）４２の周方向両端面を覆う表面５０ｃ，５０ｄは、トゥース（ｔｏｏｔｈ）４２の軸方向上側面に対して直交するように形成されている。なお、「直交」とはインシュレータ５の加工公差やトゥース（ｔｏｏｔｈ）４２の加工公差、またインシュレータ５をトゥース（ｔｏｏｔｈ）４２に装着する際の組立公差を含んで「直交」という意味であり、「平行」とはインシュレータ５の加工公差やトゥース（ｔｏｏｔｈ）４２にインシュレータ５を装着する際の組立公差を含んで「平行」という意味であり、以降の説明においても同様である。
　第１鍔部５１の内面５１ａは、トゥース（ｔｏｏｔｈ）４２の軸方向上側面または軸方向下側面と直交する面と平行に設けられた面である。
　コイル導入溝５３は、径方向に関して互いに面対称に配設され、かつ第１鍔部５１の内面５１ａとなす角度θが鋭角となるように延びる第１導入溝５３ａと第２導入溝５３ｂとを備えており、コイル７の巻回方向が異なる場合にもコイル７をコイル巻回部５０に案内できるようにしている（図５Ａ，５Ｂ参照）。なお、コイル導入溝５３の構造については後で詳述する。
　インシュレータ５は、絶縁紙６とともに、分割コア４１及びティース４２とコイル７とを電気的に絶縁する機能を有している。また、インシュレータ５は、後述するコイル７の整列巻きを安定して維持する機能を有している。
　絶縁紙６は、例えば、絶縁性の油が含浸されており、トゥース（ｔｏｏｔｈ）４２の周方向の両側面を覆うように、また、インシュレータ５の第１及び第２鍔部５１，５２と軸方向でそれぞれ一部重なるように配設されている。また、図示しないが、モータ１を組み立てるにあたって、絶縁紙６，６・・・は、それぞれ折り曲げられて、スロット４３，４３・・・内を覆うように配設されている。このことにより、コアセグメント４１及びトゥース（ｔｏｏｔｈ）４２とコイル７とを電気的に絶縁するとともに、周方向に隣り合うコアセグメント４１及びトゥース（ｔｏｏｔｈ）４２間を電気的に絶縁できる。
　［インシュレータの要部の構成］
　図５Ａは、本実施形態に係るインシュレータの要部を軸方向から見た模式図を示し、図５Ｂは、図５Ａに示す破線で囲まれた部分の拡大模式図を示し、図５Ｃは、コイルが巻回されたインシュレータの要部を軸方向から見た模式図を示す。なお、図５Ａ～５Ｃに示すインシュレータ５は、図４Ａ～４Ｄに示すのと同じであるが、説明の便宜上、図５Ａ～５Ｃにおいて、インシュレータ５の構造は簡略化して図示している。
　図５Ａ～５Ｃに示すように、インシュレータ５の第１鍔部５１は、軸方向から見て、第１導入溝５３ａと第２導入溝５３ｂとを除いた部分に、３つの部分、第１部分５４～第３部分５６を有している。
　第１部分５４は、径方向内側面が第１鍔部５１の内面５１ａの一部を、径方向外側面が第１導入溝５３ａの一側面をそれぞれ構成している。つまり、軸方向から見て、第１部分５４は第１導入溝５３ａとコイル巻回部５０との間に位置している。第１部分５４の第１端部５４ａは、第１導入溝５３ａの第２鍔部５２側の開口端部に位置し、第２部分５５に対向している。
　第２部分５５は、径方向内側面が第１鍔部５１の内面５１ａの別の一部を、径方向外側面が第２導入溝５３ｂの一側面をそれぞれ構成している。つまり、軸方向から見て、第２部分５５は第２導入溝５３ｂとコイル巻回部５０との間に位置している。第２部分５５の第２端部５５ａは、第２導入溝５３ｂの第２鍔部５２側の開口端部に位置し、第１部分５４に対向している。
　第３部分５６は、軸方向から見て、第１及び第２導入溝５３ａ，５３ｂに挟まれており、径方向内側面のうち周方向一方向に位置する面５６ａが第１導入溝５３ａの別の側面を、周方向他方向に位置する面５６ｂが第２導入溝５３ｂの別の側面をそれぞれ構成している。また、第３部分５６の径方向内側面は第１鍔部５１の内面５１ａと平行な面５６ｃを有している。平行面５６ｃは、軸方向から見て、第１鍔部５１の内面５１ａよりも径方向外側に位置する一方、両端にコーナー部５６ｄ，５６ｅを有しており、コーナー部５６ｄは、第１導入溝５３ａの第２鍔部５２側の開口端部に、コーナー部５６ｅは第２導入溝５３ｂの第２鍔部５２側の開口端部にそれぞれ位置している。
　また、図５Ｂに示すように、コーナー部５６ｄと、第２部分５５の第２端部５５ａとを通る軸方向と平行な仮想平面が第１鍔部５１の内面５１と角度θ１をなしており、コーナー部５６ｅと、第１部分５４の第１端部５４ａとを通る軸方向と平行な仮想平面が第１鍔部５１の内面５１と角度θ２をなしている。角度θ１，θ２はいずれも鋭角で上述の角度θ以下になるように、コーナー部５６ｄ，５６ｅと第１及び第２端部５４ａ，５５ａとが配置されている。
　図５Ｃに示すように、コイル７は、第１導入溝５３ａに収容され、さらにコイル巻回部５０に案内されている。このとき、軸方向から見て、第１導入溝５３ａ内では、第１鍔部５１の内面５１ａと角度θをなすように案内され、第１導入溝５３ａの第２鍔部５２側の開口端部から第２部分５５に向けて、第３部分５６のコーナー部５６ｄと第２部分５５の第２端部５５ａとに当接して、第１鍔部５１の内面５１ａと角度θ１をなすようにコイル巻回部５０に案内されている。
　［本実施形態の効果について］
　以上説明したように、本実施形態に係るインシュレータ５は、コイル導入溝５３の第１導入溝５３ａと第１鍔部５１の内面５１ａとが鋭角である角度θをなすように構成することで、コイル７を第１鍔部５１の内面５１ａに沿って巻回しやすくなり、コイル７の巻き始め部分の巻き乱れを抑制して、整列巻きのコイル７を容易に得ることができる。また、コイル７の線径が変更された場合にも同様に整列巻きのコイル７を容易に得ることができる。特に、ｎ層巻き（ｎは２以上の整数）のコイル７を整列巻きにする場合に、本実施形態に係るインシュレータ５は有用である。
　また、コイル７の線径が変更されても、特許文献２に開示されたように、インシュレータに設けられたコイルの保持溝の幅を変更したり、特許文献１に開示されたように、インシュレータに設けられた段差の幅や傾斜の角度を変更したりする必要がなく、インシュレータ５の製造コストが上昇するのを抑制できる。また、同じ仕様のコアセグメント４１及びトゥース（ｔｏｏｔｈ）４２に対して、コイル７の線径が変更された場合にも１種類のインシュレータ５で対応することができ、種々のモータを開発する際の開発コストを低減できる。
　また、本実施形態によれば、巻き始め部分でコイル７が変形、移動して巻き乱れるのを抑制し、整列巻きのコイル７を容易に得ることができる。
　図６Ａは、コイルが巻回された比較のためのインシュレータの要部を軸方向から見た模式図を示し、図６Ｂは、比較のための別のインシュレータの要部を軸方向から見た模式図を示す。
　図６Ａに示すように、コイル導入溝５３の間隔が狭い場合は、コイル導入溝５３からコイル巻回部５０に案内される境界部分で、コイル７が径方向内側に変形しやすくなる。これは、境界部分でコイル７の巻回方向が大きく変化するためである。このような変形が生じると、コイル７の巻き始め部分がコイル巻回部５０に対して整列して巻回されず、コイル７の整列巻きが実現できなくなる。
　また、図６Ｂに示すように、コイル導入溝５３の幅を広げた構成にすると、前述した境界部分でのコイル７の変形はおこりにくくなる。しかし、コイル７を整列巻きでコイル巻回部５０に巻回する工程において、周回毎の隙間を無くすようにコイル７が巻回されるため、コイル７の巻き始め部分には径方向外側に向けて力が加わる。このため、コイル７の巻き始め部分は、コイル導入溝５３の内側、つまり、径方向外側に向けて変形してしまい、図６Ａに示すのと同様に、コイル７の巻き始め部分に巻き乱れが生じて、コイル巻回部５０に対して整列して巻回されず、コイル７の整列巻きが実現できなくなる。
　一方、図５Ｃに示すように、本実施形態に係るインシュレータ５では、第１導入溝５３ａの幅をあまり変化させずに、コイル巻回部５０に対してコイル７が斜めに進入して巻回されるため、図６Ａに示すような境界部分でのコイル７の径方向内側への変形が起こりにくく、また、図６Ｂに示すようなコイル７の径方向外側への変形も起こりにくい。従って、コイル７は巻き始め部分からコイル巻回部５０に整列して巻回され、整列巻きのコイル７を得ることができる。
　また、図５Ｂに示すように、本実施形態に係るインシュレータ５では、第１導入溝５３ａが第１鍔部５１の内面５１ａと角度θをなす一方、コーナー部５６ｄと、第２部分５５の第２端部５５ａとを通る軸方向と平行な仮想平面（図示せず）が第１鍔部５１の内面５１と角度θ１（≦θ）をなしている。よって、コイル７をコイル巻回部５０に巻回する際に、第１導入溝５３ａ内では、第１鍔部５１の内面５１ａと角度θをなすようにコイル７が案内され、第１導入溝５３ａの第２鍔部５２側の開口端部から第２部分５５に向けて、第３部分５６のコーナー部５６ｄと第２部分５５の第２端部５５ａとに当接して、第１鍔部５１の内面５１ａと角度θ１をなすようにコイル巻回部５０に案内される。このことにより、コイル７がコイル巻回部５０に進入する角度を段階的に小さくすることができ、より第１鍔部５１の内面５１ａに沿った形でコイル７を巻回することができる。また、コイル７が巻回時に径方向外側に向けた力を受けても、第３部分５６の平行面５６ｃに当接してコイル７の変形が抑制される。これらのことにより、コイル７の巻き始め部分の整列性を高められ、整列巻きのコイル７が得やすくなる。
　また、図示しないが、図５Ｃに示す方向とは逆方向にコイル７を巻回する際には、第２導入溝５３ｂ内で、第１鍔部５１の内面５１ａと角度θをなすようにコイル７が案内され、第２導入溝５３ｂの第２鍔部５２側の開口端部から第１部分５４に向けて、第３部分５６のコーナー部５６ｅと第１部分５４の第１端部５４ａとに当接して、第１鍔部５１の内面５１ａと角度θ２（≦θ）をなすようにコイル巻回部５０に案内される。このことにより、前述したように、コイル７の巻き始め部分の整列性を高められ、整列巻きのコイル７が得やすくなる。
　このように、本実施形態に係るインシュレータ５は、コイル５の巻回方向が時計回りの場合にも反時計回りの場合にも対応できる。図１に示すモータ１において、仕様によっては、例えば、Ｕ相のコイルＵ１，Ｕ２を同じ巻線で巻回し、コイルＵ１を時計回り方向に、コイルＵ２を反時計回り方向に巻回するような場合がある。本実施形態よれば、同じ構造のインシュレータ５にコイルＵ１，Ｕ２にそれぞれ巻回した場合にも、両者のコイルを同様に整列巻きとすることができる。また、角度θ１，θ２が同じ値であると、コイル７の巻回方向が異なる場合に、巻き始め部分のコイル巻回部５０への進入角度を同じにできる。これらのことにより、コイル７の巻線工程において巻き方向やコイル配置位置を反対に変更するだけで済み、工程の簡易化が可能となる。
　また、図４Ａ～４Ｄに示すように、絶縁紙６は、インシュレータ５の第１及び第２鍔部５１，５２と軸方向でそれぞれ一部重なるようにインシュレータ５及びトゥース（ｔｏｏｔｈ）４２を覆って配設されている。本実施形態に係るインシュレータ５は、コイル７がコイル巻回部５０に対して斜めに進入するように第１及び第２導入溝５３ａ，５３ｂが設けられているため、絶縁紙６を避けてコイル７をコイル巻回部５０に巻回することができ、絶縁紙６とコイル７とが第１鍔部５１近傍で接触するのを防止できる。この　ことにより、絶縁紙６の破損を防止し、コイル７とトゥース（ｔｏｏｔｈ）４２との間の絶縁を維持できる。
　また、本実施形態に係るインシュレータ５を、例えば、図１に示すモータ１のステータ４に適用することで、コイル７の整列巻きが図れ、コイル巻回部５０におけるコイル７が巻回されないデッドスペースを低減できる。このことにより、スロット４３内でのコイル７の占積率を高められ、モータ１の効率を向上させることができる。
　なお、第３部分５６は平行面５６ｃを有していなくてもよい。
　図７Ａは、本実施形態に係る別のインシュレータの要部を軸方向から見た模式図を示し、図７Ｂは、さらなる別のインシュレータの要部を軸方向から見た模式図を示す。なお、説明の便宜上、図７Ａ，７Ｂにおいて、インシュレータ５の構造は簡略化して図示している。
　図７Ａに示すように、第３部分５６において面５６ａと面５６ｂとが連続しており、面５６ａと面５６ｂとが接する部分に、コーナー部５６ｆが設けられている。コーナー部５６ｆは、軸方向から見て、第１鍔部５１の内面５１ａよりも径方向外側に位置している。この場合も、コーナー部５６ｆと第２部分５５の第２端部５５ａとを通る軸方向と平行な仮想平面（図示せず）が第１鍔部５１の内面５１ａと角度θ１（≦θ）をなすように、また、コーナー部５６ｆと第１部分５４の第１端部５４ａとを通る軸方向と平行な仮想平面（図示せず）が第１鍔部５１の内面５１ａと角度θ２（≦θ）をなすように構成することで、前述したように、コイル７の巻き始め部分の整列性を高められ、整列巻きのコイル７が得やすくなる。また、コーナー部５６ｆにコイル７が当接することで、コイル７の巻き始め部分の径方向外側への変形を抑制できる。
　また、図７Ｂに示すように、第３部分５６において、面５６ａと面５６ｂとの間に曲面５６ｇを設けるようにしてもよい。この場合は、曲面５６のコーナー部５６ｇ１または５６ｇ２にコイル７が当接してコイル巻回部５０に案内される。また、曲面５６ｇの曲率や、軸方向から見た第１鍔部５１の内面５１と曲面５６ｇとの距離を予め調整することにより、第１導入溝５３ａの終端から第２部分５５に向けて、または第２導入溝５３ｂの終端から第１部分５４に向けてコイル７が第１鍔部５１の内面５１となす角度を所期の値にすることができる。また、曲面５６ｇのコーナー部５６ｇ１，５６ｇ２にコイル７が当接することで、コイル７の巻き始め部分の径方向外側への変形を抑制できる。この場合も、図７Ａで示したように、コイル導入角を調整し、コイル７の巻き始め部分の整列性を高められ、整列巻きのコイル７が得やすくなる。　また、第１鍔部５１の平行面５６ｃまたはコーナー部５６ｆ、あるいは曲面５６ｇの先端が軸方向から見て第１鍔部５１の内面５１ａよりも径方向外側に位置することで、角度θ１，θ２を角度θ以下にでき、前述したように、より第１鍔部５１の内面５１ａに沿った形でコイル７を巻回することができる。
　（実施形態２）
　コイル７の整列巻きを実現するためには、コイル７の巻き始め部分を固定して、巻き始め部分が変形したり、移動したりするのを抑制することも重要である。
　図８は、本実施形態に係るインシュレータの要部を軸方向から見た模式図を示し、コイル導入溝５３にコイル係止部５７が設けられている。図９は、本実施形態に係る別のインシュレータの第２溝部の断面模式図を示し、図５ＣにおけるＩＸ－ＩＸ線での断面に対応している。なお、説明の便宜上、図８，９において、インシュレータ５の構造は簡略化して図示している。
　図８に示すように、第１及び第２導入溝５３ａ，５３ｂの側面から溝内部に突出する突起５７ａがコイル係止部５７として形成されている。突起５７ａの周方向への突出長は、第１及び第２導入溝５３ａ，５３ｂの幅とコイル７の線径とから決定でき、コイル７を過度に変形させない程度に調整される。このような突起５７ａを設けることにより、コイル７は第１導入溝５３ａあるいは第２導入溝５３ｂの内部で係止され、コイル７の巻き始め部分の変形や移動が抑制される。このことにより、コイル７の巻き始め部分の整列性を高められ、整列巻きのコイル７が得やすくなる。特に、突起５７ａを第１導入溝５３ａにおけるコイル７がインシュレータ５の外部から案内される入口部５３ａ１に設けると、コイル７が径方向で屈曲しているため、突起５７ａとコイル７との当接部分に力が集中して、より確実にコイル７の巻き始め部分をインシュレータ５に係止できる。また、コイル７の出口に関しても同様であり、第２導入溝５３ｂの出口部５３ｂ１に突起５７ａを設けると、より確実にコイル７の巻き終わり部分をインシュレータ５に係止できる。この場合、第１導入溝５３ａの入口部５３ａ１がコイル７の入口部であり、第２導入溝５３ｂの出口部５３ｂ１がコイル７の出口部である。なお、突起３７ａは、第１及び第２導入溝５３ａ，５３ｂの側面にそれぞれ１箇所以上設けられていればよい。第１及び第２導入溝５３ａ，５３ｂにおいて、両側面に突起５７ａが設けられていたり、複数箇所に突起５７ａが設けられていたりすると、より確実にコイル７の巻き始め部分をインシュレータ５に係止できる。また、コイル７の巻回方向によっては、第２導入溝５３ｂの出口部５３ｂ１がコイル７の入口部に、第１導入溝５３ａの入口部５３ａ１がコイル７の出口部になり、入口部あるいは出口部５３ａ，５３ｂ１の少なくとも一方に突起５７ａを設けることで、コイル７の巻き始め部分または巻き終わり部分を確実にインシュレータ５に係止できる。
　また、図９に示すように、第１及び第２導入溝５３ａ，５３ｂを底部に向かって幅が狭くなるテーパー形状の溝５７ｂとして、コイル係止部５７を構成することもできる。このような構成を採ることで、コイル７の線径が変化した場合にも、第１及び第２導入溝５３ａ，５３ｂの形状を変化させることなく、コイル７の巻き始め部分または巻き終わり部分をインシュレータ５に係止できる。また、第１及び第２導入溝５３ａ，５３ｂの全領域をテーパー形状とすることもできるが、一部のみをテーパー形状にしてもよい。突起５７ａを設ける場合、またはコイル７の線径と第１及び第２導入溝５３ａ，５３ｂの幅とが同程度である場合は、第１及び第２導入溝５３ａ，５３ｂをテーパー形状にしなくてもよい。
　また、第１及び第２導入溝５３，５３ｂの入口部あるいは出口部５３ａ１，５３ｂ１をそれぞれテーパー形状にすることで、上記と同様にコイル７の巻き始め部分または巻き終わり部分を確実にインシュレータ５に係止できる。
　さらに、第１及び第２導入溝５３ａ，５３ｂのうち、コイル７の巻き始めに使用された導入溝以外の残りの導入溝にコイル係止部５７が構成されている場合に、当該残りの導入溝にコイル７の巻き終わり部分を通すことで、コイル７の巻き終わり部分の弛みを防止し、確実にインシュレータ５に係止でき、整列巻きのコイル７が得やすくなる。
　また、コイル係止部５７は第１導入溝５３ａ及び第２導入溝５３ｂの少なくとも一方に設けられていればよい。また第１及び第２導入溝５３ａ，５３ｂの入口部あるいは出口部５３ａ１，５３ｂ１の各々に少なくとも１箇所にコイル係止部５７が設けられることで、コイル７の巻き始め部分または巻き終わり部分を確実にインシュレータ５に係止できる。
　なお、実施形態１，２において、第１鍔部５１の平行面５６ｃまたはコーナー部５６ｆが軸方向から見て第１鍔部５１の内面５１ａよりも径方向外側に位置する例について説明したが、これらが内面５１ａと同じ位置にあってもよい。その場合は、コイル７は角度θでコイル巻回部５０に進入して巻回される。また、曲面５６ｇの先端が軸方向から見て第１鍔部５１の内面５１ａと同じ位置にあってもよい。
　また、実施形態１，２において、コイル７をトゥース（ｔｏｏｔｈ）４２の基端側であるコアセグメント４１側に位置する第１鍔部５１から巻き始める例について説明したが、特にこれに限定されず、トゥース（ｔｏｏｔｈ）４２の先端側に位置する第２鍔部５２から巻き始めてもよい。この場合は、第２鍔部５２にコイル導入溝５３が設けられることになる。また、コイル７が断面円形の巻線からなる例について説明したが、特にこれに限定されず、例えば、断面が四角形の巻線からなるコイル７であってもよい。また、コイル７の巻回方法については特に限定されず、一般的なノズル巻線方法やフライヤー巻線方法等を用いることができる。
　また、インシュレータ５が、いわゆる分割タイプのインシュレータであり、トゥース（ｔｏｏｔｈ）４２の軸方向上下方向からそれぞれ装着される例を示したが、特にこれに限定されず、コイル巻回部５０が筒形状であり、トゥース（ｔｏｏｔｈ）４２の全外周面を覆う一体構造であってもよい。例えば、ステータ４が、コアセグメント４１に後からトゥース（ｔｏｏｔｈ）４２を装着する構造である場合は、この一体構造のインシュレータ５を用いてもよい。また、一つのトゥース（ｔｏｏｔｈ）に上下から装着されるインシュレータ５，５は同じ形状でなくてもよい。コイル７が巻き始められる側に位置するインシュレータ５において、コイル導入溝５３の形状が、実施形態１，２に示す形状であればよい。なお、一つのトゥース（ｔｏｏｔｈ）に上下から装着されるインシュレータ５，５として同じ形状のものを用いることで、インシュレータ５の種類を少なくでき、製造コスト等を低減できる。
　なお、コイル巻回部５０の外周面５０ａ，５０ｂはそれぞれ、トゥース（ｔｏｏｔｈ）４２の軸方向上側面と略平行に設けられていてもよい。また、第１鍔部５１の内面５１ａは、トゥース（ｔｏｏｔｈ）４２の軸方向上側面または軸方向下側面と直交する面を基準面として径方向外側に傾斜するように設けられていてもよい。
　また、実施形態１，２におけるインシュレータ５は、コイル７が１層巻きの場合にも適用できることは言うまでもない。
　また、上記実施形態１，２においては、本発明のインシュレータ５は、コアセグメント４１のトゥース（ｔｏｏｔｈ）４２に装着し、コイル巻回部５０にコイル７を巻き回して、ステータセグメント４０ａを構成する態様を説明したが、本発明のインシュレータを、円環状のステータコアのトゥース（ｔｏｏｔｈ）４２の各々に装着し、コイル巻回部５０にコイル７を巻き回す態様を採用しても良い。なお、ここで言う円環状のステータコアとは、電磁鋼板を円環状に打ち抜いた板体を積層して構成するものである。また、この円環状のステータコアは、複数の歯部（所謂、ティース（ｔｅｅｔｈ））を有するものである。
　また、上記実施形態１，２においては、コアセグメント４１毎に一つの歯部（所謂、トゥース（ｔｏｏｔｈ））を有する態様を説明したが、コアセグメント４１毎に複数の歯部（所謂、ティース（ｔｅｅｔｈ））を有する態様を採用しても良い。
　また、上記実施形態１のモータ１は、インナーロータ型のモータに用いる場合について説明するものである。
　また、図３に示すように、トゥース（ｔｏｏｔｈ）４２の先端（径方向内側の端部）には、凹状の溝を２つ具備する。この凹状の溝は、米国特許第６１０４１１７号明細書、特開平１０－４２５３１号公報等では、補助溝（ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｌ　ｇｒｏｏｖｅｓ）とも呼称される。この補助溝の効果は、モータ１のロータ３の回転動作におけるコギングトルク及びトルクリップルを抑制し、モータの特性においては、低振動化・低騒音化等に寄与する。
　また、本実施形態における巻線は、巻線用電線とも呼称され、市販されるものである。巻線又は巻線用電線の導体部には、不可避不純物を含む銅又はアルミニウムを含む。ここで、不可避不純物とは、製造工程中に、銅、アルミニウムへの混入が避けられない微量の不純物元素のことを意味する。銅の場合には、不可避不純物は、Ａｓ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｆｅ、Ｓ、酸素などである。アルミニウムの場合には、不可避不純物は、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｃｕなどである。巻線の導体部は、絶縁性樹脂による絶縁層にて被覆される。絶縁性樹脂は、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリエステルアミドイミド、ポリアミド、ポリヒダントイン、ポリウレタン、ポリアセタール、エポキシ樹脂等がモータ１の仕様に応じて適宜選択される。巻線の断面形状は、本実施形態における円形のほか、略正方形、略長方形など多様である。
　また、本実施形態における磁石３１の材料成分には、Ｓｃ、Ｙ及びランタノイド系元素のうち少なくとも１種と、Ｆｅ又はＦｅ及びＣｏと、Ｂとを含むものである。具体的には、磁石３１は希土類焼結磁石であり、所謂、ネオジム焼結磁石又はネオジウム焼結磁石などと呼称されるものである。この希土類焼結磁石の表層には、防錆のための防錆膜（防錆層）を具備する。
　本発明に係るインシュレータは、異なる線径のコイルの線径に対応して整列巻きコイルを実現することができるため、高効率が要求されるモータ等に適用する上で有用である。
１　　　モータ
２　　　シャフト
３　　　ロータ
４　　　ステータ
５　　　インシュレータ
６　　　絶縁紙
７　　　コイル
３１　　磁石
４０　　ステータコア
４０ａ　ステータセグメント
４１　　コアセグメント
４１ｃ　ヨーク部
４２　　トゥース（ｔｏｏｔｈ）
４３　　スロット
５０　　コイル巻回部
５１　　第１鍔部
５１ａ　第１鍔部５１の内面
５２　　第２鍔部
５３　　コイル導入溝
５３ａ　第１導入溝
５３ａ１　第１導入溝５３ａの入口部（出口部）
５３ｂ　第２導入溝
５３ｂ１　第２導入溝５３ｂの出口部（入口部）
５４　　第１部分
５４ａ　第１端部
５５　　第２部分
５５ａ　第２端部
５６　　第３部分
５６ａ～５６ｃ　第３部分５６の側面
５６ｄ～５６ｆ　コーナー部
５６ｇ　第３部分５６の側面（曲面）
５７　　コイル係止部
５７ａ　突起
５７ｂ　溝
Ｕ１～Ｗ４　コイル

Claims (14)

  1. 　コアセグメントから突出するトゥース（ｔｏｏｔｈ）の軸方向端面と少なくとも周方向両側面の一部とを覆い、コイルが巻回されるコイル巻回部と、該コイル巻回部のトゥース（ｔｏｏｔｈ）基端側またはトゥース（ｔｏｏｔｈ）先端側の一方に連続して設けられ、前記コイルを前記コイル巻回部に案内するコイル導入溝を有する第１鍔部と、前記コイル巻回部の前記トゥース（ｔｏｏｔｈ）基端側または前記トゥース（ｔｏｏｔｈ）先端側の他方に連続して設けられた第２鍔部とを備えたインシュレータであって、
    　前記コイル導入溝は、径方向に関して互いに面対称に配設されかつ前記第１鍔部における前記第２鍔部に対向する内面となす角度θが鋭角となるように延びる第１及び第２導入溝を有していることを特徴とするインシュレータ。
  2. 　請求項１に記載のインシュレータにおいて、
    　前記第１鍔部は、前記第１及び第２導入溝を除いた部分に、前記第１導入溝と前記コイル巻回部との間に位置する第１部分と、前記第２導入溝と前記コイル巻回部との間に位置する第２部分と、前記第１及び第２導入溝の間に位置する第３部分と、を有していることを特徴とするインシュレータ。
  3. 　請求項２に記載のインシュレータにおいて、
    　前記第３部分は、前記第１導入溝の第２鍔部側の開口端部にコーナー部を有し、
    　前記コーナー部と、前記第２部分において第２導入溝の第２鍔部側の開口端部である第２端部とを通る軸方向と平行な平面が前記第１鍔部の前記内面となす角度θ１は鋭角でかつ前記角度θ以下であることを特徴とするインシュレータ。
  4. 　請求項２に記載のインシュレータにおいて、
    　前記第３部分は、前記第２導入溝の第２鍔部側の開口端部にコーナー部を有し、
    　前記コーナー部と、前記第１部分において第１導入溝の第２鍔部側の開口端部である第１端部とを通る軸方向と平行な平面が前記第１鍔部の前記内面となす角度θ２は鋭角でかつ前記角度θ以下であることを特徴とするインシュレータ。
  5. 　請求項２に記載のインシュレータにおいて、
    　前記第３部分は、前記第１導入溝の第２鍔部側の開口端部と前記第１導入溝の第２鍔部側の開口端部とが接する位置にコーナー部を有し、
    　前記コーナー部と、前記第２部分において第２導入溝の第２鍔部側の開口端部である第２端部とを通る軸方向と平行な平面が前記第１鍔部の前記内面となす角度θ１は鋭角でかつ前記角度θ以下であり、前記コーナー部と、前記第１部分において第１導入溝の第２鍔部側の開口端部である第１端部とを通る軸方向と平行な平面が前記第１鍔部の前記内面となす角度θ２は鋭角でかつ前記角度θ以下であることを特徴とするインシュレータ。
  6. 　請求項３ないし５のいずれか１項に記載のインシュレータにおいて、
    　前記コーナー部は、前記第１鍔部の前記内面よりも前記コイル巻回部と反対側に位置することを特徴とするインシュレータ。
  7. 　請求項１ないし６のいずれか１項に記載のインシュレータにおいて、
    　前記第１及び第２導入溝の少なくとも一方に、前記コイルの巻き始め部分または巻き終わり部分を係止するコイル係止部が設けられていることを特徴とするインシュレータ。
  8. 　請求項７に記載のインシュレータにおいて、
    　前記コイル係止部は、前記第１及び第２導入溝の側面から突出する突起で構成され、
    　該突起は、前記第１及び第２導入溝の少なくとも一方に１つ以上設けられていることを特徴とするインシュレータ。
  9. 　請求項７に記載のインシュレータにおいて、
    　前記第１及び第２導入溝の少なくとも一方は底部に向かうにつれて幅が狭くなる溝とされていて、該溝により前記コイル係止部が構成されていることを特徴とするインシュレータ。
  10. 　請求項７ないし９のいずれか１項に記載のインシュレータにおいて、
    　前記コイル係止部が、前記第１導入溝の入口部及び前記第２導入溝の出口部の少なくとも一方に設けられていることを特徴とするインシュレータ。
  11. 　請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のインシュレータを前記コアセグメントの前記トゥース（ｔｏｏｔｈ）の軸方向端面の各々に具備し、前記インシュレータの前記コイル巻回部に、巻線からなるコイルが巻装されてなるステータセグメントを複数個備え、
    　複数個の前記ステータセグメントを円環形状に接続し円環の径方向内側に前記トゥース（ｔｏｏｔｈ）が突出する構成としたことを特徴とするステータ。
  12. 　請求項１１に記載のステータにおいて、
    　前記コイルは前記コイル巻回部に整列巻きされてなることを特徴とするステータ。
  13. 　請求項１１または１２に記載のステータにおいて、
    　周方向に隣り合う前記トゥース（ｔｏｏｔｈ）間が前記コイルを収容するスロットとして構成され、
    　前記スロット内に、前記コアセグメント及び前記トゥース（ｔｏｏｔｈ）と前記コイルとを絶縁する絶縁紙が、前記トゥース（ｔｏｏｔｈ）の側面を覆うようにかつ、前記インシュレータの前記第１及び第２鍔部と軸方向で一部重なるように配置されていることを特徴とするステータ。
  14. 　請求項１１ないし１３のいずれか１項に記載のステータと、
    　該ステータの径方向内側に、前記ステータと所定の間隔をあけて配設された回転軸を含むロータと、を少なくとも備えることを特徴とするモータ。
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