特開 2022-178978 ステータおよび回転電機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022178978

(43)【公開日】2022-12-02

(54)【発明の名称】ステータおよび回転電機

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/34 20060101AFI20221125BHJP

【ＦＩ】

H02K3/34 C

【審査請求】有

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021086145

(22)【出願日】2021-05-21

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2021-11-10

(71)【出願人】

【識別番号】591201952

【氏名又は名称】株式会社一宮電機

(74)【代理人】

【識別番号】100117101

【弁理士】

【氏名又は名称】西木 信夫

(74)【代理人】

【識別番号】100120318

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 朋浩

(72)【発明者】

【氏名】木梨 好一

【テーマコード（参考）】

5H604

【Ｆターム（参考）】

5H604BB01

5H604BB10

5H604BB14

5H604CC01

5H604CC05

5H604CC15

5H604CC16

5H604DA21

5H604DB26

(57)【要約】

【課題】スペースファクタの低下を招かない。
【解決手段】ステータ３３や回転電機１０では、各スロット４５内で周方向１０５に隣り合う２個のコイル３９の間で、絶縁シート４７Ｂが拡がる。絶縁シート４７Ｂは、軸方向１０２において端面４４２Ａ，４４２Ｂの間、径方向１０３において内向面４３３Ｂおよび傾斜面４４５Ｂの間において、対応するティース４４に巻かれたコイル３９の第３向きＡ３１における端を覆う。スロット４５内には、隣のコイル３９の包む絶縁シート４７Ａが存在するが、絶縁シート４７Ａは、対応するティース４４に巻かれたコイル３９の第４向きＡ３２における端を覆わない。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ヨークおよびティースを有する複数の分割コアが、当該各ヨークを環状となるように連結されており、当該各ティースに２枚の絶縁シートを介在させてコイルがそれぞれ巻回されたステータであって、
上記２枚の絶縁シートは、第１絶縁シートおよび第２絶縁シートの少なくとも一方を含み、
上記第１絶縁シートは、上記ティースの側面と当該ティースに巻回された上記コイルとの間に位置して当該コイルを包んでおり、
上記第２絶縁シートは、上記ティースの側面と当該ティースに巻回された上記コイルとの間に位置しており、且つ当該コイルにおいて隣接する上記コイル側の一部分を覆わず、
上記第１絶縁シートと上記第２絶縁シートとは、隣接する上記コイルにおいて隣り合って位置するステータ。

【請求項2】

上記第１絶縁シートは、上記コイルを単一層で包む請求項１に記載のステータ。

【請求項3】

上記第１絶縁シートは、上記ティースの先端側において開口する請求項２に記載のステータ。

【請求項4】

上記ティースの両側面には、上記第１絶縁シートまたは上記第２絶縁シートの一方が共に位置する請求項１から３のいずれかに記載のステータ。

【請求項5】

上記ティースにおいて、一方の側面には上記第１絶縁シートまたは上記第２絶縁シートの一方が位置しており、他方の側面には上記第１絶縁シートまたは上記第２絶縁シートの他方が位置する請求項１から３のいずれかに記載のステータ。

【請求項6】

上記ティースにおいて上記ステータの軸方向を向く第１端面を覆う第１絶縁体と、
上記ティースにおいて上記ステータの軸方向を向く第２端面を覆う第２絶縁体と、をさらに具備しており、
上記コイルは、上記第１絶縁体および上記第２絶縁体を介して上記ティースに巻回される請求項１から５のいずれかに記載のステータ。

【請求項7】

上記第１絶縁体は上記ティースの両側面の一部を覆い、
上記第２絶縁体は上記ティースの両側面の一部を覆い、
上記２枚の絶縁シートの一方において上記軸方向の両端部は、上記第１絶縁体および上記第２絶縁体と上記ティースの側面との間に位置しており、
上記２枚の絶縁シートの他方において上記軸方向の両端部は、上記第１絶縁体および上記第２絶縁体と上記ティースの側面との間に位置する請求項６に記載のステータ。

【請求項8】

請求項１から７のいずれかに記載のステータと、
上記ステータに挿通されており、マグネットを有するロータと、を具備する回転電機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ステータおよび、これを用いた回転電機に関する。

【背景技術】

【0002】

例えばインナーロータ型のブラシレスモータ（以下、単にモータとも称す）において、複数の分割コアがロータの回転軸周りに円筒状に配列され、ステータをなしている。各分割コアは、軸方向から見て略Ｔ字形状である。各分割コアにおいて、コアバックからはティースがロータに向けて延びている。各ティースには、例えば樹脂製のインシュレータが取り付けられる。各ティースには、インシュレータを介してコイルが巻かれている（例えば特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５８６６０２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

モータを小型化するには、複数のコイルを回転軸の周方向において高密度にレイアウトし、スロットに占めるコイル導体の占有率（以下、本明細書において「スペースファクタ」とも称す）を向上させる必要がある。ここで、スロットは、主にコアバックおよびティースにより区画され、コイル導体が巻かれるスペースである。

【0005】

背景技術では、図７に示すように、各コイル７０１において、コアバック７０２とティース７０３の歯先７０４との間を通過する部分が絶縁シート７０５により包まれ、各絶縁シート７０５の両端７０５Ａ，７０５Ｂが２層に重ね合わせられて接着されている。従って、背景技術では、同一スロット７０６において周方向７０７に隣り合う２つのコイル７０１間には、２枚分の絶縁シート７０５の両端７０５Ａ，７０５Ｂが介在し、合計４層分の絶縁シート７０５が存在する部分が生じる。その結果、スペースファクタが低下してしまい、モータの小型化が難しいという問題点があった。

【0006】

本発明は、前述された事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、モータ等の回転電機を小型化する技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

(1) 本発明は、ヨークおよびティースを有する複数の分割コアが、当該各ヨークを環状となるように連結されており、当該各ティースに２枚の絶縁シートを介在させてコイルがそれぞれ巻回されたステータである。上記２枚の絶縁シートは、第１絶縁シートおよび第２絶縁シートの少なくとも一方を含んでいる。上記第１絶縁シートは、上記ティースの側面と当該ティースに巻回された上記コイルとの間に位置して当該コイルを包んでいる。上記第２絶縁シートは、上記ティースの側面と当該ティースに巻回された上記コイルとの間に位置しており、且つ当該コイルにおいて隣接する上記コイル側の一部分を覆わない。上記第１絶縁シートと上記第２絶縁シートとは、隣接する上記コイルにおいて隣り合って位置する。

【0008】

上記構成によれば、隣接するコイル間に第１絶縁シートがあるため、これらコイル間の電気絶縁性が確保される。また、隣接するコイル間で、第１絶縁シートと上記第２絶縁シートとは重ならないため、スペースファクタが低下しない。

【0009】

(2) 上記第１絶縁シートは、上記コイルを単一層で包む。

【0010】

上記構成によれば、第１絶縁シートが単一層であるため、スペースファクタが低下しない。

【0011】

(3) 上記第１絶縁シートは、上記ティースの先端側において開口する。

【0012】

上記構成によれば、隣接するコイル同士が接し難い。

【0013】

(4) 上記ティースの両側面には、上記第１絶縁シートまたは上記第２絶縁シートの一方が共に位置する。

【0014】

(5) 上記ティースにおいて、一方の側面には上記第１絶縁シートまたは上記第２絶縁シートの一方が位置しており、他方の側面には上記第１絶縁シートまたは上記第２絶縁シートの他方が位置する。

【0015】

(6) 上記ステータは、上記ティースにおいて上記ステータの軸方向を向く第１端面を覆う第１絶縁体と、上記ティースにおいて上記ステータの軸方向を向く第２端面を覆う第２絶縁体と、をさらに具備している。上記コイルは、上記第１絶縁体および上記第２絶縁体を介して上記ティースに巻回される。

【0016】

上記構成によれば、コイルとティースの絶縁性を確保でき、コイルを巻きやすい。

【0017】

(7) 上記第１絶縁体は上記ティースの両側面の一部を覆い、上記第２絶縁体は上記ティースの両側面の一部を覆う。上記２枚の絶縁シートの一方において上記軸方向の両端部は、上記第１絶縁体および上記第２絶縁体と上記ティースの側面との間に位置する。上記２枚の絶縁シートの他方において上記軸線方向の両端部は、上記第１絶縁体および上記第２絶縁体と上記ティースの側面との間に位置する。

【0018】

上記構成によれば、各絶縁シートの一方端部が第１絶縁体とティースとの間に支持され、各絶縁シートの他方端部が第２絶縁体とティースとの間に支持される。よって、コイルとティースの絶縁性をより良好に確保でき、コイルをより巻きやすい。

【0019】

(8) 本発明は、上記ステータと、上記ステータに挿通されており、マグネットを有するロータと、を具備する回転電機である。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、モータを小型化できる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】回転電機１０の内部構成を示す断面図。

【図2】図１の線ＩＩ－ＩＩに沿う回転電機１０の断面図。

【図3】分割コア３４の三面図であって、特に、（Ａ）は、分割コア３４を軸方向１０２から見た時の模式図、（Ｂ）は、第４向きＡ３２から分割コア３４を見た時の模式図、（Ｃ）は、第３向きＡ３１から分割コア３４を見た時の模式図。

【図4】（Ａ）は、ティース４４に取り付けられた電気絶縁体４６Ａ，４６Ｂ、および絶縁シート４７Ａ，４７Ｂを、第３向きＡ３１側から見たときの斜視図、（Ｂ）は、これらを、第４向きＡ３２側から見たときの斜視図。

【図5】（Ａ）は、スロット４５を示す模式図、（Ｂ）は、分割コア３４に取り付けられる電気絶縁体４６Ａ，４６Ｂを示す模式図、（Ｃ）は、絶縁シート４７Ａ，４７Ｂの詳細な形状を示す模式図。

【図6】回転電機１０の変形例を示す模式図。

【図7】背景技術に係る絶縁シート７０５の重なりを示す模式図。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施形態に係るステータ３３および回転電機１０について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明の一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、実施形態を適宜変更できることは言うまでもない。

【0023】

［回転電機１０の概略構成］
図１において、回転電機１０は、電動機であり、より特定的にはインナーロータ型のブラシレスモータ（以下、単に「モータ」とも称す）３０である。モータ３０は、工場出荷後の実使用時において、ロータ３１、シャフト３２、およびステータ３３等を、ハウジング３６の内部に備えている。モータ３０は、ハーネス３８を介してコントローラ３７と電気的に接続されている。

【0024】

［ロータ３１］
図１，図２において、ロータ３１は、軸方向１０２に延びる軸線１０４の周方向１０５に回転可能である。軸線１０４は、図１では一点鎖線で、図２では黒点（・）で示されている。ロータ３１は、ロータコア４９を備えている。ロータコア４９は、略円環形状の薄い電磁鋼板を軸方向１０２に積層した積層体である。ロータコア４９は、略円筒形状であり、互いに異なる径の外周面５３および内周面５５を有する。外周面５３および内周面５５は、軸線１０４を中心軸として共有する。内周面５５は、貫通孔５４を区画する。

【0025】

図２において、ロータ３１は、８個のマグネット４０を有する。各マグネット４０は、永久磁石であり、互いに略同一形状を有する。８個のマグネット４０は、軸方向１０２からの平面視で周方向１０５に等角度間隔でロータコア４９に配置される。外周面５３上には、８個のマグネット４０により、Ｎ極およびＳ極が周方向１０５に交互に現れる。また、各磁極は、外周面５３から露出する。即ち、ロータ３１は、表面磁石型（ＳＰＭ型とも称される）である。

【0026】

［シャフト３２］
図１，図２において、シャフト３２は、貫通孔５４に挿通され、ロータコア４９の内周面５５に固定される。図１において、シャフト３２の両端は、貫通孔５４から軸方向１０２に突き出て、ハウジング３６に軸受５２を介して支持される。シャフト３２は、ロータ３１とともに周方向１０５にハウジング３６に対して回転可能である。シャフト３２の一方端は、ハウジング３６の内部から外部へと軸方向１０２に突出し、モータ３０の出力軸になっている。

【0027】

以下、軸方向１０２において、シャフト３２の一方端がハウジング３６の内部から外部へと突出する向きを、軸方向１０２の第１向きＡ１１とも称する。第１向きＡ１１の逆向きを第２向きＡ１２とも称する。

【0028】

［ステータ３３の概略構成］
図２において、ステータ３３は、互いに略同一形状の分割コア３４を１２個有する。

【0029】

図１において、各分割コア３４は、複数枚の電磁鋼板４２を軸方向１０２に積層した積層体である。以下、軸方向１０２に隣り合う２枚の電磁鋼板４２を隣接鋼板４２とも称する。図１には、２個の分割コア３４の断面が示され、１個の分割コア３４につき１枚の電磁鋼板のみに参照符号４２を付している。各電磁鋼板４２の軸方向１０２における厚さは、特に限定されない。隣接鋼板４２は、ステータ３３のヨーク６０（図２参照）の外周面６１となる位置でレーザ等により溶接される。しかし、隣接鋼板４２は、溶接に限らず、接着剤や所謂ダボカシメにより接合されてもよい。また、一部の隣接鋼板４２がレーザ溶接され、残りの隣接鋼板４２が接着剤やダボカシメにより接合されてもよい。

【0030】

図２，図３において、各分割コア３４は、軸方向１０２からの平面視で略Ｔ字形状であり、コアバック４３およびティース４４を有している。

【0031】

図２において、各コアバック４３は、軸線１０４の径方向１０３にロータ３１から離れて位置する。径方向１０３は、軸線１０４と直交する方向であるが、各図には、径方向１０３の一例のみが示されている。以下では、径方向１０３において、ロータ３１から離れる向きを離隔向きＡ２１とも称し、離隔向きＡ２１の逆向きを接近向きＡ２２とも称する。

【0032】

図３において、各コアバック４３は、２つの側面４３１Ａ，４３１Ｂ、外向面４３２、２つの内向面４３３Ａ，４３３Ｂ、および２つの端面４３４Ａ，４３４Ｂを有する。

【0033】

図３（Ａ）において、各側面４３１Ａ，４３１Ｂは、コアバック４３の周方向１０５における端面である。図３（Ａ），（Ｃ）において、側面４３１Ａは、周方向１０５に交差し、側面４３１Ａの外形は、軸方向１０２に細長い略矩形である。図３（Ａ），（Ｂ）において、側面４３１Ｂの外形は、側面４３１Ａの外径と周方向１０５において対称である。分割コア３４の数は１２個であるため、側面４３１Ａ，４３１Ｂは、周方向１０５に略３０°の角度間隔をあけて互いに離れている。側面４３１Ａ，４３１Ｂには、コアバック４３同士の接合のために、互いに嵌り合う凹部４３５Ａおよび凸部４３５Ｂ（図４参照）がそれぞれ形成される。

【0034】

図２，図３において、外向面４３２は、コアバック４３の離隔向きＡ２１における端面である。外向面４３２は、軸方向１０２からの平面視で略円弧形状を有する。

【0035】

図３において、各内向面４３３Ａ，４３３Ｂは、コアバック４３の接近向きＡ２２における先端面である。各内向面４３３Ａの外形は、軸方向１０２に細長い略矩形状である。図３（Ａ）において、内向面４３３Ａは、側面４３１Ａの接近向きＡ２２における先端の辺から、ティース４４の側面４４１Ａに向かって接近向きＡ２２と直交する方向に沿って延びる。図３（Ａ）において、内向面４３３Ｂは、ティース４４を挟んで周方向１０５において内向面４３３Ａと対称な外形を有する。

【0036】

図３において、端面４３４Ａ，４３４Ｂは、コアバック４３の軸方向１０２における両端に位置する。

【0037】

図３（Ａ）において、各ティース４４は、内向面４３３Ａ，４３３Ｂの間から接近向きＡ２２へ向かって延びる。図２に示すように、各ティース４４の延出端は、ロータコア４９の外周面５３から離隔向きＡ２１に離れている。即ち、各ティース４４および外周面５３は、ギャップ（空間）を介して向かい合う。図３に示すように、各ティース４４は、２つの側面４４１Ａ，４４１Ｂと、２つの端面４４２Ａ，４４２Ｂと、歯先面４４３とを有する。

【0038】

図３（Ａ）に示すように、側面４４１Ａは、内向面４３３Ａの第３向きＡ３１における端から接近向きＡ２２に延出する。ここで、第３向きＡ３１は、周方向１０５の一方向きであって、図２や図３における時計回りの向きである。第４向きＡ３２は、周方向１０５の他方向きであって、第３向きＡ３１とは逆向きである。図３（Ａ），（Ｃ）に示すように、側面４４１Ａは、ティース４４の第４向きＡ３２における端面の一部であり、軸方向１０２に細長い略矩形状の平坦面である。

【0039】

図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、側面４４１Ｂは、内向面４３３Ｂの第４向きＡ３２における端から、側面４４１Ａと平行に延出する。側面４４１Ｂは、周方向１０５において側面４４１Ａと対称な形状を有する。

【0040】

図３において、端面４４２Ａは、ティース４４の第１向きＡ１１における端に位置し、第１向きＡ１１を向いている。図３（Ｂ），（Ｃ）において、端面４４２Ｂは、ティース４４の第２向きＡ１２における端に位置し、第２向きＡ１２を向いている。端面４４２Ａ，４４２Ｂは、端面４３４Ａ，４３４Ｂと面一である。面一とは、段差無く平行であることを意味する。

【0041】

図２，図３（Ａ）において、歯先面４４３は、ティース４４の接近向きＡ２２における先端面（即ち、延出端面）であって、軸方向１０２からの平面視で略円弧形状を有する。歯先面４４３の周方向１０５における両端間距離は、側面４４１Ａ，４４１Ｂの間隔より長い。なお、図２には、１つの歯先面だけに参照符号４４３を付している。

【0042】

図３に示すように、ティース４４は、延出端付近に、歯先面４４３を含む歯先４４４を有している。歯先４４４は、側面４４１Ａ，４４１Ｂの接近向きＡ２２における端付近から第３向きＡ３１および第４向きＡ３２の双方に突出する。歯先４４４は、歯先面４４３に加え、２つの傾斜面４４５Ａ，４４５Ｂ、および２つの側面４４６Ａ，４４６Ｂを有する。

【0043】

傾斜面４４５Ａ，４４５Ｂは、軸方向１０２に細長い略矩形状の外形を有する。傾斜面４４５Ａ，４４５Ｂの外形は、ティース４４を挟んで周方向１０５に互いに対称な形状である。傾斜面４４５Ａは、側面４４１Ａの接近向きＡ２２における端から延出し、側面４４１Ａに対し傾斜する。詳細には、傾斜面４４５Ａおよび側面４４１Ａは、９０°を超える角度で交差する。なお、交差角度は、９０°でもよい。

【0044】

図２に示すように、１２個の分割コア３４は、各分割コア３４の凸部４３５Ｂ（図４（Ｂ）参照）が別の分割コア３４の凹部４３５Ａ（図４（Ａ）参照）に嵌まって各コアバック４３の外向面４３２が円柱面をなすように接合される。これにより、ステータ３３のヨーク６０が形成され、ステータ３３は、ロータ３１の外周面５３を包囲するように配置される。１２個のティース４４は、ヨーク６０とロータ３１との間で、周方向１０５において略３０°の角度間隔をあけて配列される。

【0045】

図５（Ａ）に示すように、ステータ３３において、周方向１０５に隣り合う２個の分割コア３４の間には、後述のコイル３９をティース４４に巻くための空間であるスロット４５が形成される。詳細には、各スロット４５は、２個の分割コア３４の一方が有する内向面４３３Ｂ，側面４４１Ｂ，傾斜面４４５Ｂと、他方の分割コア３４が有する内向面４３３Ａ，側面４４１Ａ，傾斜面４４５Ａとにより区画される空間である。なお、図５（Ａ）には、コイル３９および絶縁シート４７Ａ，４７Ｂは図示されていない。

【0046】

［電気絶縁体４６Ａ，４６Ｂ］
図４において、ステータ３３は、１個の分割コア３４につき電気絶縁体４６Ａ，４６Ｂを有している。電気絶縁体４６Ａ，４６Ｂの各々は、互いに同じ形状を有しており、電気絶縁性を有する樹脂による一体成型品である。

【0047】

図５（Ｂ）に示すように、電気絶縁体４６Ａは、分割コア３４の第１向きＡ１１における端に取り付けられて、端面４４２Ａの略全域を覆う。電気絶縁体４６Ａはさらに、端面４３４Ａの一部と、側面４４１Ａ（図３（Ｃ）参照）、側面４４１Ｂ、内向面４３３Ａ（図３（Ｃ）参照）および内向面４３３Ｂの各々の第１向きＡ１１における端付近と、を覆う。なお、図５（Ｂ）では、側面４４１Ａおよび内向面４３３Ａは隠れており、絶縁シート４７Ａ，４７Ｂは、説明の都合上、図示されない。

【0048】

電気絶縁体４６Ａは、コアバック４３の外向面４３２と、ティース４４の歯先面４４３と、を覆わない。

【0049】

図４，図５（Ｂ）において、電気絶縁体４６Ａは、径方向１０３に互いに離間する２個の鍔部４６１Ａ，４６２Ａを有する。鍔部４６１Ａ，４６２Ａの各々は、径方向１０３に薄い板状であり、鍔部４６１Ａは、電気絶縁体４６Ａの離隔向きＡ２１の端から第１向きＡ１１に突出する。鍔部４６２Ａは、電気絶縁体４６Ａの接近向きＡ２２の端から第１向きＡ１１に突出する。電気絶縁体４６Ａが分割コア３４に取り付けられた状態では、鍔部４６１Ａ，４６２Ａは、分割コア３４の端面４３４Ａ，４４２Ａから突出する。

【0050】

電気絶縁体４６Ｂは、２個の鍔部４６１Ｂ，４６２Ｂを有しており、分割コア３４の第２向きＡ１２における端に取り付けられて、電気絶縁体４６Ａを軸方向１０２に反転させた形状を有する。そのため、鍔部４６１Ｂ，４６２Ｂの詳説を控える。なお、図５（Ｂ）では、電気絶縁体４６Ｂは、分割コア３４から取り外された状態で図示されている。

【0051】

［絶縁シート４７Ａ，４７Ｂ］
図４，図５（Ｃ）において、ステータ３３は、１つの分割コア３４につき２枚の絶縁シート４７Ａ，４７Ｂを有する。絶縁シート４７Ａ，４７Ｂは、ポリイミドフィルム等のような電気絶縁性を有するシートを長方形に裁断加工等することで作製される。

【0052】

図５（Ｃ）において、絶縁シート４７Ａは、スロット４５の一部を形成する傾斜面４４５Ａ、側面４４１Ａおよび内向面４３３Ａに沿って、傾斜面４４５Ａ、側面４４１Ａおよび内向面４３３Ａの各々を覆うように配置され、ティース４４に巻かれたコイル３９において側面４４１Ａに沿って延びる導体の束の部分を包む。

【0053】

図４（Ａ）に示すように、絶縁シート４７Ａの軸方向１０２の両端部分は、傾斜面４４５Ａ、側面４４１Ａおよび内向面４３３Ａと、電気絶縁体４６Ａ，４６Ｂとの間に挟み込まれ、これらにより支持される。このとき、絶縁シート４７Ａにおいて、軸方向１０２に略平行な２辺のうち接近向きＡ２２側に位置する辺４７１Ａ（図４（Ａ），図５（Ｃ）参照）は、傾斜面４４５Ａより外へはみ出さない。また、絶縁シート４７Ａにおいて、軸方向１０２に略平行な２辺のうち離隔向きＡ２１側に位置する他方の辺４７２Ａ（図４（Ａ），図５（Ｂ）参照）が内向面４３３Ａより外へはみ出さない。

【0054】

図５（Ｃ）において、絶縁シート４７Ｂは、スロット４５の残りの部分を形成する傾斜面４４５Ｂ、側面４４１Ｂおよび内向面４３３Ｂに沿って、傾斜面４４５Ｂ、側面４４１Ｂおよび内向面４３３Ｂを覆うように配置される。絶縁シート４７Ｂの軸線方向１０２の両端部分は、傾斜面４４５Ｂ、側面４４１Ｂおよび内向面４３３Ｂと、電気絶縁体４６Ａ，４６Ｂとの間に挟み込まれ、これらにより支持される。ティース４４に巻かれたコイル３９において側面４４１Ｂに沿って延びる導体の束の部分を包む。絶縁シート４７Ｂは、軸方向１０２に略平行で接近向きＡ２２側に位置する辺４７１Ｂ（図４（Ｂ），図５（Ｃ）参照）が傾斜面４４５Ａより外へはみ出さないように取り付けられる。絶縁シート４７Ｂは、内向面４３３Ｂにおいて第３向きＡ３１の端付近で、接近向きＡ２２に向けて折り曲げられる。絶縁シート４７Ｂは、ティース４４に巻かれたコイル３９の第３向きＡ３１における端に沿って歯先４４４に向かって延び、絶縁シート４７Ｂの延出端である辺４７２Ｂは、傾斜面４４５Ｂ上の辺４７１Ｂに到達せず且つ接触しない位置に至る。したがって、図５（Ｃ）に示すように、絶縁シート４７Ｂにおいて、辺４７１Ｂ，４７２Ｂの間は開口４７３Ｂになっている。また、絶縁シート４７Ｂにおいて、辺４７２Ｂは、辺４７１Ｂと接しないし重なり合わない。即ち、絶縁シート４７Ｂは、コイル３９の周囲において積層されずに、側面４４１Ｂと略平行に沿って延びるコイル導線の束を単層で略全周に亘って包み込む。

【0055】

［コイル３９］
各コイル３９は、各ティース４４との間に電気絶縁体４６Ａ，４６Ｂおよび絶縁シート４７Ａ，４７Ｂを介在させて各ティース４４に巻回されている。詳細には、各コイル３９は、傾斜面４４５Ａおよび内向面４３３Ａの間、傾斜面４４５Ｂおよび内向面４３３Ｂの間、鍔部４６１Ａ，４６２Ａの間、鍔部４６１Ｂ，４６２Ｂの間を通ってティース４４に巻回される。なお、各コイル３９の巻き数および配置は、内向面４３３Ｂ，傾斜面４４５Ｂにおける第３向きＡ３１の端を第３向きＡ３１に超えないように、かつ内向面４３３Ａ，傾斜面４４５Ａにおける第４向きＡ３２の端を第４向きＡ３２に超えないように定められる。

【0056】

コイル３９の巻回後、コイル３９には接着剤やワニスが充填および含侵されてもよい。接着剤やワニスの硬化により、巻回されたコイル３９の緩みが抑制される。また、接着剤やワニスにより、絶縁シート４７Ｂをコイル３９に接着させてもよい。

【0057】

回転電機１０の実使用時、各コイル３９には、コントローラ３７の制御下でハーネス３８（図１参照）を介してＵ相、Ｖ相およびＷ相の交流電圧が与えられ、これによって、ステータ３３には回転磁界が形成され、その結果、ロータ３１が回転する。

【0058】

［ステータ３３，回転電機１０の作用効果］
ステータ３３や回転電機１０では、図５（Ｃ）から理解されるように、各スロット４５内で周方向１０５に隣り合う２個のコイル３９の間で、絶縁シート４７Ｂが拡がっている。絶縁シート４７Ｂは、軸方向１０２においては端面４４２Ａ，４４２Ｂの間、径方向１０３においては内向面４３３Ｂおよび傾斜面４４５Ｂの間において、絶縁シート４７Ｂが取り付けられるティース４４に巻かれたコイル３９の第３向きＡ３１における端を覆う（図４（Ｂ）参照）。これにより、絶縁シート４７Ｂは、自身が包むコイル３９と、このコイル３９とスロット４５内で隣のコイル３９との間の電気絶縁性を確保できる。スロット４５内には、隣のコイル３９の包む絶縁シート４７Ａが存在するが、この絶縁シート４７Ａは、絶縁シート４７Ａが取り付けられるティース４４に巻かれたコイル３９の第４向きＡ３２における端を覆っていない。また、絶縁シート４７Ｂ自体、上記の通り、コイル３９において側面４４１Ｂと略平行に沿って延びるコイル３９の導線の束を単層で略全周に亘って包み込んでいる。即ち、スロット４５内で隣り合う２個のコイル３９の間には、単一層の絶縁シート４７Ｂだけが介在する。従って、実施形態によれば、スペースファクタの低下を招かず、回転電機１０を小型化できる。

【0059】

絶縁シート４７Ｂが各スロット４５内で周方向１０５に隣り合う２個のコイル３９の間で拡がっているので、少なくとも一方のコイル３９の巻き終わり部分が緩んだり、コイル３９の導体の整列がスロット４５内で乱れたりしても、他方のコイル３９に接触することが防止される。

【0060】

絶縁シート４７Ａ，４７Ｂの各々は、対応するコイル３９を単層で包み込んでいる。これによっても、スペースファクタの低下を招かない。

【0061】

コイル３９の巻き数は、コアバック４３側よりも歯先４４４側の方が少ない。即ち、スロット４５内で隣り合う２個のコイル３９において、コアバック４３側の周方向１０５における間隔よりも歯先４４４側の周方向１０５における間隔の方が広い。そのため、絶縁シート４７Ｂは、コアバック４３よりも歯先４４４に近い位置で開口４７３Ｂになっていても、コイル３９同士が接し難く、かつ電気絶縁性を確保できる。

【0062】

ステータ３３は、ティース４４を基準として第４向きＡ３２側に絶縁シート４７Ａを備え、ティース４４を基準として第３向きＡ３１側に絶縁シート４７Ｂを備えている。これにより、全ての分割コア３４を同じ工程で作製できる。即ち、後段の変形例のように、２種類の分割コア３４を作製しなくて済む。

【0063】

絶縁シート４７Ａ，４７Ｂの各々は、電気絶縁体４６Ａ，４６Ｂと、分割コア３４とにより挟み込まれて支持される。このように、実施形態では、コイル３９と、分割コア３４との電気絶縁性が絶縁シート４７Ａ，４７Ｂだけでなく電気絶縁体４６Ａ，４６Ｂによっても確保される。また、絶縁シート４７Ａ，４７Ｂが分割コア３４から位置ずれし難いため、コイル３９をティース４４に巻きやすい。

【0064】

［変形例］
実施形態では、ステータ３３は、ティース４４の周方向１０５における両側に絶縁シート４７Ａ，４７Ｂを備えていた。しかし、これに限らず、図６に示すように、ステータ３３において、周方向１０５において１つ置きの各ティース４４の周方向１０５における両側に、このティース４４を挟んで周方向１０５に対称となるように２枚の絶縁シート４７Ａを配置してもよい。この場合、介在するティース４４の周方向１０５における両側に、このティース４４を挟んで周方向１０５に対称となるように２枚の絶縁シート４７Ｂが配置される。このような絶縁シート４７Ａ，４７Ｂの配置は、周方向１０５に並ぶ全ティース４４に適用される。

【0065】

［その他の変形例］
実施形態では、絶縁シート４７Ｂは、歯先４４４に近接する位置で開口４７３Ｂを形成していた。しかし、これに限らず、絶縁シート４７Ｂは、コアバック４３よりも歯先４４４に近い位置で開口４７３Ｂを形成してもよいし、歯先４４４よりもコアバック４３に近い位置で開口４７３Ｂを形成してもよい。

【0066】

また、電気絶縁体４６Ａ，４６Ｂは必ずしも設けられなくてもよく、絶縁シート４７Ａ，４７Ｂと他の部材によってティース４４とコイル３９とが絶縁されていてもよい。

【0067】

実施形態では、回転電機１０は、電動機であったが、発電機でもよい。

【0068】

実施形態では、ロータコア４９の外周面５３は、概ね円柱形状であった。これに限らず、外周面５３は、正多角柱形状でもよい。

【0069】

実施形態では、ステータ３３は１２スロットであり、ロータコア４９は８極であるが、スロット数および磁極数は、これに限らない。

【0070】

実施形態では、ロータ３１は、表面磁石型（ＳＰＭ型）であった。しかし、これに限らず、ロータ３１は、埋込磁石型（ＩＰＭ型）であってもよい。

【0071】

実施形態では、ティース４４の数は１２個であった。しかし、これに限らず、ティース４４は３個以上あればよい。即ち、分割コア３４は３個以上であればよい。また、１個の分割コア３４が複数のティース４４を有していてもよい。

【符号の説明】

【0072】

１０・・・回転電機
３０・・・ブラシレスモータ
３１・・・ロータ
４０・・・マグネット
３３・・・ステータ
３４・・・分割コア
４３・・・コアバック
４４・・・ティース
４４４・・・歯先
４６Ａ，４６Ｂ・・・電気絶縁体（絶縁体）
４７Ａ，４７Ｂ・・・絶縁シート
３９・・・コイル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【手続補正書】

【提出日】2021-09-03

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ヨークおよびティースを有する複数の分割コアを備えており、複数の上記ティースの各々の側面が絶縁シートに覆われて上記ティースの各々にコイルが巻回された状態で複数の上記ヨークが環状となるように上記複数の分割コアが連結されたステータであって、
上記絶縁シートは、第１絶縁シートまたは第２絶縁シートの一方であり、
上記第１絶縁シートおよび上記第２絶縁シートは、隣り合う２つの上記ティースにより区画される各スロットにそれぞれ位置しており、
上記第１絶縁シートは、隣り合う２つのうちの一方の上記ティースの側面と当該ティースに巻回された上記コイルとの間に位置し、且つ上記各スロットにおいて隣り合う２つの上記ティースにそれぞれ巻回された上記コイルの間に位置しており、
上記第２絶縁シートは、隣り合う２つのうちの他方の上記ティースの側面と当該ティースに巻回された上記コイルとの間に位置し、且つ上記各スロットにおいて隣り合う２つの上記ティースにそれぞれ巻回された上記コイルの間に位置しないステータ。

【請求項2】

上記各スロットにおいて隣り合う２つの上記ティースにそれぞれ巻回された上記コイルの間には、単一層の上記第１絶縁シートが位置している請求項１に記載のステータ。

【請求項3】

上記第１絶縁シートは、上記ティースの先端側において開口する請求項２に記載のステータ。

【請求項4】

上記ティースの両側面には、上記第１絶縁シートまたは上記第２絶縁シートの一方が共に位置する請求項１から３のいずれかに記載のステータ。

【請求項5】

上記ティースにおいて、一方の側面には上記第１絶縁シートまたは上記第２絶縁シートの一方が位置しており、他方の側面には上記第１絶縁シートまたは上記第２絶縁シートの他方が位置する請求項１から３のいずれかに記載のステータ。

【請求項6】

上記ティースにおいて上記ステータの軸方向を向く第１端面を覆う第１絶縁体と、
上記ティースにおいて上記ステータの軸方向を向く第２端面を覆う第２絶縁体と、をさらに具備しており、
上記コイルは、上記第１絶縁体および上記第２絶縁体を介して上記ティースに巻回される請求項１から５のいずれかに記載のステータ。

【請求項7】

上記第１絶縁体は上記ティースの両側面の一部を覆い、
上記第２絶縁体は上記ティースの両側面の一部を覆い、
上記ティースの一方の側面を覆う上記絶縁シートにおいて上記軸方向の両端部は、上記第１絶縁体および上記第２絶縁体と上記ティースの側面との間に位置しており、
上記ティースの他方の側面を覆う上記絶縁シートにおいて上記軸方向の両端部は、上記第１絶縁体および上記第２絶縁体と上記ティースの側面との間に位置する請求項６に記載のステータ。

【請求項8】

請求項１から７のいずれかに記載のステータと、
上記ステータに挿通されており、マグネットを有するロータと、を具備する回転電機。