JP2002272045A - 回転界磁型電気機器のステータ構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 磁極歯にインシュレータを介して巻線を直接
巻き付ける集中巻き方式のコイルにおいて、巻線の整列
性を高めてスロット内に巻線を揃えて巻回し、巻線の絶
縁を保護し断線のおそれを軽減させた回転界磁型電気機
器のステータ構造を提供する。 【解決手段】 ロータに対向する複数の磁極歯とからな
るステータコアを備え、前記各磁極歯は、コイルの巻線
が巻回される巻芯部と、該巻芯部のロータ側の端部の鍔
部とからなり、隣接する磁極歯間にスロットが形成さ
れ、隣接する鍔部間に各スロットの開口が形成され、前
記ステータコアを覆うインシュレータを設け、該インシ
ュレータを介して前記磁極歯の巻芯部に巻線を巻回して
前記コイルを形成した回転界磁型電気機器のステータ構
造において、前記磁極歯６０のスロット１３壁面部のイ
ンシュレータ１２は、前記磁極歯６０の端部側と根元側
との間で厚さが不均一であるように形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コイルが巻回され
たステータとマグネットが固定されたロータからなる回
転界磁型電気機器に関し、特にそのステータ構造に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】回転界磁型の電気機器（ブラシレスモー
タや交流発電機等）においては、磁界を形成するための
マグネットを備えたロータが、コイルを有するステータ
の内側または外側で回転する。このステータは、磁極歯
を有する磁性材からなるステータコアに絶縁物（インシ
ュレータ）を介してコイルを巻回して形成される。

【０００３】このような回転界磁型電気機器のステータ
にコイルを直接巻回する集中巻き方式の場合、コイルは
磁極歯上に絶縁材、例えばエポキシ系粉体によるコーテ
ィングや芳香族アラミド繊維を用いた絶縁紙あるいはス
テータ形状に対応して樹脂により一体成形された絶縁体
（インシュレータ）を介して巻回される。このような絶
縁材は、各磁極歯間に形成されるスロットの壁面部分で
は、一様に均等な厚さで形成されている。

【０００４】このような絶縁材を介して磁極歯上に巻線
を巻き回してコイルを形成する場合、巻数が増えるにし
たがって、層状に（あるいはある程度乱れながら）コイ
ル径が太くなってスロット内の両側の磁極歯のコイルが
形成される。

【０００５】しかしながら、均一な厚さの成形インシュ
レータ等の絶縁材を介してコイルを形成する場合、コイ
ルの巻き回し時に、巻線を巻くにしたがって、磁極歯の
中央部分の膨らみが大きくなり、必要なターン数を巻回
する前にスロット内の両側のコイル間の間隔が中央部で
狭くなり、巻線を供給しながらスロット内中央部を往復
動作して磁極歯に巻回するニードルが接触して巻線表面
を傷付けて絶縁性を損なわせたり断線の原因となること
があった。また、巻線の径やニードル巻回動作の特性等
によっては、中央部以外でも局部的に巻太りが起きた
り、凹凸状に巻回されたりする場合があった。このよう
な場合にも、スロット内で両側のコイル表面間の間隔が
狭まってニードルと接触しやすくなり、絶縁機能低下や
断線の原因となっていた。

【０００６】一方、前述の回転界磁型電気機器のステー
タにコイルを直接巻回する集中巻き方式の場合、そのコ
イル製造方法として従来以下の５つの方法が用いられて
いた。すなわち、 一体構造のステータコアの磁極歯に、巻線（エナメ
ル線）を通したニードルを用いて、この巻線を磁極歯近
傍で巻き回し、この巻き回された巻線を交互に摺動する
上下各２本のガイドまたはフォーマと称する巻線ガイド
によって巻き落すトラバース揺動式、あるいはニードル
を磁極歯間のスロット内で往復動作させるニードル揺動
式による直接巻き方法； インナーロータ型の場合、ステータコアを、内径の
連なった放射状突出部を有するコアとそれに嵌合される
外周コアの２つに分割し、（１）ボビンに巻線を巻き付
けてコイルコンプリートを形成し、これを外周から突出
部に嵌合した後、さらに外周コアを嵌合するボビン巻き
方法；（２）内径の連なった放射状突出部を有するコア
に絶縁物を介して直接巻線を巻回し、その後外周コアを
嵌合するアウター巻き方法； 上記と同じインナーロータ型の場合で、ステータ
コアを磁極歯ごとに複数のコアピースに分割し、各コア
ピースごとに絶縁物を介して巻線を巻き付け、その後レ
ーザにより溶接合体する極分割コア方法； 上記と同じ一体構造のステータコアにおいて、各
磁極歯間のスロットに針縫いの要領でニードルを順次縫
うように通して巻線を巻き回す通し縫い方法； 最終的に円筒形状とするステータコアをリニアモー
タのように一旦直動形状に展開し、この展開状態で絶縁
物を介して巻線を巻回した後、円筒形状に戻して境界部
を接合するアルマジロ方法（例えば特開平9-191588号公
報）；の５つの方法である。

【０００７】また、インナーロータ型の回転界磁型電気
機器のステータコアにコイルを巻回する巻線装置とし
て、 ａ． 一体構造のステータコアに、絶縁物を介して内径
側から直接巻線を巻回する際、巻線を通したニードルを
スロット内部に送り込み、このニードルを揺動させて、
または巻線を落し込むガイドを揺動させて巻線を巻回す
るように構成した巻線装置（例えば特許第2813556
号）；および ｂ． ニードルをステータコアの内径側スロット外部に
止め（ニードルをスロット内部に入れず）、絶縁物を介
したステータコアの上下端部において、巻線を所定位置
まで往復移送する機構が設けられたカム状の部材により
巻線を把持および解除してコア上に巻き落すように構成
した巻線装置（特開2000-270524号公報）が知られてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のステータコアのコイル製造方法においては以下のよ
うな問題がある。

【０００９】上記の場合、スロット内へスロット開口
部からニードルを入れなければならず、スロットのコイ
ル収容断面積のうちニードルを通すスペースがデッドス
ペースとなって、巻線密度が制約され、従って占積率を
低下させる。また、フォーマによる巻線ガイドを用いた
場合においても、巻線の整列性に欠け巻線密度を高めに
くく、数の多い磁極歯構成のステータや、内転界磁型ス
テータの内径の小さいものには対応しにくく、また構造
が複雑になって装置が大型化する。

【００１０】上記の場合、分割されたステータコアを
嵌合しなければならず、寸法精度の維持や抜け止め及び
ステータ外周部へのコイルの飛び出し防止についての対
策が必要となり、ステータ構造が複雑となり生産性も低
下する。特に上記（１）の場合には、巻線によってボビ
ンフランジの変形を生じ、外周コアとの干渉やフランジ
部のデッドスペースにより巻線密度を高くできないとい
う問題がある。また、上記（２）の場合には、上記と
同様占積率低下等の不具合を生じる。

【００１１】上記の場合、各コアピースごとにレーザ
などによる溶接を行わなければならず、寸法精度や巻線
の接続信頼性に問題がある。上記の場合、工数が多く
なり、生産性に問題がある。上記の場合、上記と同
様に寸法精度の問題および巻線へのストレスの問題や断
線の問題があり接続の信頼性が高められない。

【００１２】また、前述の従来の巻線装置においては、
上記ａの装置の場合、スロット開口部からスロットの奥
までニードルの通過部分のスペースがデッドスペースと
なって、この部分に巻線を施すことができず、したがっ
て、巻線密度（占積率）を大きくできない。また、ニー
ドルがスロット内を往復移動するため、スロット内でニ
ードルと先に巻かれている巻線とが接触して絶縁の信頼
性を低下させるおそれがある。

【００１３】また、上記ｂの装置の場合には、巻線を把
持および解除する機構が複雑になり、巻線のターンごと
にその機構により巻回動作を繰返さなければならず、高
速化ができず生産性を低下させる。また、カム状部材に
よる巻線の把持および解除の繰返しのため、磁極歯への
巻線の整列性が低下する。また、ニードルがスロット内
に全く入らないため、巻線をスロット内に導入する機構
または部材が必要であり、この導入の際、巻線とコアが
接触して巻線が傷つき絶縁の信頼性が低下するおそれが
ある。

【００１４】特に従来の回転界磁型電気機器のステータ
構造において、高出力化のために低電圧大電流に対応し
た線径の太い巻線を用いてコイルを巻回したステータ
や、コギングを低減して円滑な回転動作を得るために磁
極歯数を多くしたステータが要求されている。このよう
なステータのコイルを製造する場合、スロット開口の幅
がニードル径より狭くなりニードル動作が制約されスロ
ット内に巻線を円滑に導入できなくなる場合がある。

【００１５】また、従来の巻線巻回装置を用いたコイル
製造方法において、特に太い巻線を用いた場合等に、簡
単な構成でニードルをスロット内の奥まで挿入すること
なくコイルを磁極歯上に巻回して、スロット内にニード
ル通過用のデッドスペースを設けることなく巻線を傷付
けず円滑に磁極歯に巻回できるコイル製造方法が望まれ
ている。

【００１６】本発明は上記従来技術を考慮したものであ
って、一体構造のステータコアの磁極歯にインシュレー
タを介して巻線を直接巻き付ける集中巻き方式のコイル
において、巻線の整列性を高めてスロット内に巻線を揃
えて巻回し、占積率を高めるともに、生産性を向上さ
せ、巻線の絶縁を保護し断線のおそれを軽減させた回転
界磁型電気機器のステータ構造の提供を目的とする。

【００１７】さらに本発明は、スロット内でコイル表面
を均一に直線状に揃えることができる回転界磁型電気機
器のステータ構造の提供を目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、磁性材からなる円形コア部と、該円形
コア部と一体でその内周または外周に突出してロータに
対向する複数の磁極歯とからなるステータコアを備え、
前記各磁極歯は、コイルの巻線が巻回される巻芯部と、
該巻芯部のロータ側の端部の鍔部とからなり、隣接する
磁極歯間にスロットが形成され、隣接する鍔部間に各ス
ロットの開口が形成され、前記ステータコアを覆うイン
シュレータを設け、該インシュレータを介して前記磁極
歯の巻芯部に巻線を巻回して前記コイルを形成した回転
界磁型電気機器のステータ構造において、前記磁極歯の
スロット壁面部のインシュレータは、前記磁極歯の端部
側と根元側との間で厚さが不均一であることを特徴とす
る回転界磁型電気機器のステータ構造を提供する。

【００１９】この構成によれば、予め分かっている磁極
歯の両側のスロット壁面が平行な平面状態のときのコイ
ルの巻線形状に対応して、スロット内でそのコイル巻線
形状の表面が平坦となるようにスロット壁面のインシュ
レータの厚さを予め不均一にしておくことができる。こ
れにより、コイル巻回時にスロット内の両側のコイル表
面が直線状（平面状）に平行な状態となり、巻数が多く
なったときの両コイル同士の接触や、ニードルとの接触
が防止され、コイル巻線の絶縁性が損なわれたり断線の
おそれがなくなり信頼性の高いステータ機能が得られ
る。

【００２０】好ましい構成例では、前記インシュレータ
は、前記磁極歯の端部側が厚く、根元側が薄くなるよう
に一定方向に厚さが変化していることを特徴としてい
る。

【００２１】この構成によれば、スロット内にニードル
を挿入することなく、巻線を滑らせながら磁極歯にコイ
ルを形成することができる。

【００２２】別の好ましい構成例では、前記インシュレ
ータは、凹曲面または凸曲面若しくは連続した凹凸面か
らなることを特徴としている。

【００２３】この構成によれば、一定方向の傾斜以外に
もコイルの膨らみや凹みあるいは凹凸や波形のコイル表
面に対応して、インシュレータを不均一な厚さとするこ
とにより、コイル表面を平面状に形成することができ
る。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態
に係るインナーロータ型のブラシレスモータの断面図で
ある。

【００２５】このブラシレスモータ１は、ケース本体２
内に固定された円筒状ステータ３およびこのステータ３
の内周側に装着されたロータ４からなり、ケース本体２
は蓋５で覆われる。ロータ４は、円筒状ヨーク６の外周
に複数のマグネット７が放射状の位置に固定され、その
頭部４ａが蓋５にベアリング８で回転可能に支持される
とともに、出力軸９がケース本体１０に回転可能に支持
されこのケース本体１０から突出する。

【００２６】ステータ３は、鉄板等の磁性体材料からな
る複数枚のコア片を積層して一体構造としたステータコ
ア１１と、このステータコア１１を覆うインシュレータ
１２とにより構成される。ステータコア１１は、後述
（図３）のようにリング状の外周コア２６と、この外周
コア２６の内周側に放射状に一体に設けられた磁極歯２
７からなり、磁極歯２７がロータ４のマグネット７に対
向する。各磁極歯２７間にスロット１３が形成される。

【００２７】インシュレータ１２は、上側インシュレー
タ１２ａ（図では左側）および下側インシュレータ１２
ｂからなり、それぞれ後述のようにステータコア１１の
スロット１３に上下（円筒状ステータコア１１の両端
面、図では左右）から差込まれて取付けられる。各イン
シュレータ１２ａ，１２ｂには、絶縁材からなるテーパ
部材１６が接合され、その傾斜面上に巻線（エナメル
線）１７が、両インシュレータ１２ａ，１２ｂ間に掛け
渡って巻回されコイル１８が形成される。上側インシュ
レータ１２ａの外周側には、後述のように、各コイル１
８を連続させる渡り線１９が配設される。

【００２８】ステータ３の下面側（図では右の蓋側）に
は、コイル１８への通電制御用のリング状配線板３２が
設けられる。この配線板３２は、例えば下側インシュレ
ータ１２ｂに取付けられてケース本体２内に固定され
る。

【００２９】各インシュレータ１２ａ，１２ｂは、これ
と一体の又は一体に接合したテーパ部材１６を有し、後
述のように、この傾斜面上を巻線１７が滑落してコイル
１８が形成される。

【００３０】図２は、インシュレータ１２の部分斜視図
である。インシュレータ１２は、外周のリング状外縁部
２０と、この外縁部２０の内側に突出するボビン部２１
と、ボビン部２１の先端のコイルフランジ部２２と、コ
イルフランジ部２２の下側のスロットフランジ部２３
と、外縁部２０およびボビン部２１の下側に形成したス
ロット差込み部２４と、ボビン部２１の根元側の外縁部
２０に設けた壁状の突起２５とからなり、絶縁樹脂材料
により一体モールド成形したものである。テーパ部材１
６は、各ボビン部２１の上面に接着剤等により固着され
る。テーパ部材１６は、インシュレータ１２と一体にモ
ールド成形して形成してもよい。部品点数の削減や組立
て工数の削減の点からテーパ部材１６は、インシュレー
タ１２と一体成形することが好ましい。突起２５は、渡
り線係止用としてあるいはコイル巻線の受け止め用とし
て又は後述のように２層目以降のコイル巻き始めの巻線
係止用として用いることができる。このような突起２５
は、外縁部２０の必要な数だけ適当な位置に設けられる
（図４参照）。

【００３１】本実施形態では、磁極歯の両側のスロット
壁面（図３参照）を覆う部分のインシュレータ１２の厚
さが、磁極歯の端部側から根元側に向けて薄くなるよう
に厚さが変化している。これは、後述のように、巻線を
巻回するときにニードルをスロット内部に挿入すること
なく、スロット入口部で巻き回し動作させ、巻線を滑ら
せて磁極歯上にコイルを巻回するためである。

【００３２】図３は、ステータコア１１の形状を示し、
（Ａ）は上面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は下面図であ
る。ステータコア１１は、円筒リング状の外周コア２６
と、こ外周コア２６の内周側に放射状に突出する複数の
磁極歯２７からなる。各磁極歯２７は、コイルが巻回さ
れる巻芯部２８と、この巻芯部２８の先端で左右両側に
突出する鍔部２９とにより形成される。各隣接する磁極
歯２７間にスロット１３が形成される。各隣接する磁極
歯２７の鍔部２９間にスロット１３の開口３０が形成さ
れる。円筒リング状の外周コア２６の側面には位置合わ
せ用の基準溝３１が形成される。

【００３３】図４は、上記ステータコア１１に前述のイ
ンシュレータ１２を装着して組立てたステータ３の形状
を示し、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は下
面図である。前述の図３のステータコア１１の上下両面
から、各スロット１３にインシュレータ１２ａ，１２ｂ
のスロット差込み部２４（図２参照）が嵌め込まれ、ス
テータ３の組立て体が形成される。この例では、上側イ
ンシュレータ１２ａの外縁部２０に渡り線係止用の突起
２５ａが形成される。下側インシュレータ１２ｂの外縁
部２０には配線板３２（図１）を取付けるための突起２
５ｂが設けられ、その先端に配線板（不図示）が係止保
持される。各インシュレータ１２ａ，１２ｂのボビン部
２１（図３の磁極歯２７の巻芯部２８）上に前述のテー
パ部材１６が設けられるが図は省略してある（図では上
下それぞれ１ヵ所だけその位置を斜線で示す）。

【００３４】図５は、上記実施形態のコイル配線説明図
である。この実施形態は、９本の磁極歯２７のそれぞれ
３本ずつに巻き始めＣを共通として正逆正のコイル１８
を連続して形成し、ＵＶＷの３相モータを構成したもの
である。（Ａ）に示すように、ＵＶＷの各相のコイル
は、巻き始めのコイル巻線（矢印Ｃ）から隣接するコイ
ルに渡り線１９を介して連続して形成され、各巻き終り
コイルの巻線がＵＶＷのコイル端子として取出される。
渡り線１９は、インシュレータ１２ａの外縁部２０に形
成された突起２５ａの背面側（外周側）を通して配設さ
れる。（Ｂ）は（Ａ）のコイルの配線図である。

【００３５】図６は、本発明のテーパ部材１６（インシ
ュレータ１２と一体成形された構成を含む）の形状例を
示す。（Ａ）は、テーパ部材１６の断面（傾斜方向の断
面）が凸曲線からなる形状であり、その傾斜端部がコイ
ル受け止め用の突起２５に達している形状である。凸曲
線は円弧状またはその他適当な曲線形状である。

【００３６】（Ｂ）は、テーパ部材１６の縦断面（傾斜
方向の断面）が凹曲線からなる形状であり、その傾斜端
部がコイル受け止め用の突起２５に達している形状であ
る。凹曲線は円弧状またはその他適当な曲線形状であ
る。

【００３７】（Ｃ）は、テーパ部材１６の縦断面（傾斜
方向の断面）が直線からなる形状であり、その傾斜端部
がコイル受け止め用の突起２５の手前で終り、傾斜面と
突起２５との間に平坦部３３が形成される。

【００３８】各例において、横断面（傾斜方向に直角な
断面）は、（Ｄ）に示すように、円弧状またはその他適
当な凸曲線であり、ａ，ｂ，ｃで示すように、傾斜方向
に高さが低くなるにしたがって、曲率（湾曲度）が小さ
くなって平面に近づく。

【００３９】なお、（Ａ）（Ｂ）の場合にも、（Ｃ）と
同様に平坦部３３を設けてもよい。また、（Ｃ）の場合
に、図１に示したように、傾斜端部を突起２５に達する
ように形成してもよい。

【００４０】また、コイルの巻線はスロットを通して巻
き回されるため、コイル受け止め用の突起２５がなくて
も、スロットの奥の壁面（スロット差込み部２４の奥側
の壁面）がコイル巻線の押え部材となって、コイルエン
ド部（テーパ部材に巻かれる部分のコイル）の巻線が大
きく崩れることはない。しかしながら、テーパ面上に巻
線を層状に揃えて高密度に巻回するためには、コイル受
け止め用の突起２５が有効であり、この突起２５をすべ
ての磁極歯の巻芯部に設けることが望ましい。

【００４１】図７、図８及び図９は、上記本発明のステ
ータにコイルを形成するための巻線装置の動作を示す説
明図である。図７は、ステータを正面から見た図、図８
は磁極歯を内周面側から見た図、図９はステータの中心
を通る断面図を示す。

【００４２】前述のコイルをステータ３の磁極歯上に巻
回するための巻線装置（全体の構成は不図示）は、図９
に示すように、巻線１７を供給するパイプ状のニードル
３６を有する。このニードル３６の内径は巻線１７が挿
通する径であり、外径は磁極歯２７間の各スロットの開
口３０を挿通できる径である。このニードル３６は、ス
テータ３の内周をその軸方向に往復する往復パイプ３７
の先端部に取付けられる。巻線１７は、巻線ロール３８
から巻出されて供給され、往復パイプ３７内の挿通孔３
９内を通り、コイル巻回動作に伴いニードル３６の先端
から引出される（矢印Ｒ）。この巻線１７の先端は、不
図示のクランプ手段により、コイルを巻回する磁極歯の
根元側（ステータ３の外周側、図の×印で示すクランプ
位置）で固定支持されて巻線動作中保持される。

【００４３】往復パイプ３７は、その軸Ｃ方向にステー
タ３の内周を矢印Ｑのように往復移動可能であり、ステ
ータ３の軸方向長さに応じて、ニードル３６が下側のコ
イルフランジ部２２より下側となる下端位置（図９実
線）と、ニードル３６が上側のコイルフランジ部２２よ
り上側となる上端位置（図９一点鎖線）間を往復動作す
る。この往復パイプ３７は、その軸Ｃ廻りに矢印Ｐのよ
うに回転可能であり、ニードル３６がステータ３の上下
外側に出た上記上端位置および下端位置で、図７のＷで
示すように、各磁極歯の幅の分だけ回転動作する。

【００４４】ニードル３６は、コイル巻回動作中、スロ
ット１３の奥行き方向（磁極歯２７の端部から根元への
放射方向）に関しては一定位置に保持されて移動しな
い。このニードル３６の先端は、各磁極歯２７間の開口
（スロット１３の開口）３０を挿通し、磁極歯２７の端
部近傍に保持される。

【００４５】コイルの巻回動作は、図８に示すように、
各磁極歯２７の周りを、ニードル３６が矢印Ｐ，Ｑのよ
うに周って巻線１７を巻き回すものである。このとき、
巻線１７は、テーパ部材１６の巻き始め側（高い側）の
一定位置で巻き回される。巻線１７の先端がテーパ部材
１６の低い側（ステータ３の外周側）の外部にクランプ
されているため、ニードル３６の巻き回し動作に伴い巻
線１７が順次ニードル先端から引出され、磁極歯上のテ
ーパ部材１６上に巻回される。テーパ部材１６上に巻か
れた巻線は、このテーパ面の外周側（低い側）と内周側
（高い側）との間で張力を受けるため、傾斜面に沿った
張力の分力および後から巻かれる巻線による押圧力によ
って、傾斜面に沿って滑落する。これにより、順次巻線
がテーパ面上に押出されて１層目のコイルが形成され、
さらに巻線動作を続けることにより、１層目のコイル上
を２層目の巻線が滑落して２層目のコイルが形成され、
順次層状にコイルが巻き回されて形成される。テーパ部
材１６の傾斜角度は、巻線１７の径やターン数等に応じ
て滑落しやすい角度に設定する。

【００４６】なお、１層目のコイルがテーパ面上に形成
された後、２層目のコイルを形成する場合、例えば、一
旦巻線を外周側の突起３４に引っ掛けるために、ニード
ル３６がステータ３から上または下に出た状態で、ニー
ドル３６を奥行き方向に移動可能とする構成、あるいは
往復パイプ３７自体を奥行き方向に移動可能とする構成
とすることもできる。

【００４７】また、ニードルを複数本設けて同時に複数
ヵ所でコイル形成動作を行うように構成してもよい。例
えば、３本のニードルを１２０°の間隔で放射状に配設
して３つの磁極歯に対し同時にコイルを巻き回してもよ
い。

【００４８】図１０（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の実施形
態に係るインシュレータの形状例を示す。（Ａ）は、ス
テータコア１１の磁極歯６０の両側（スロット１３に面
する壁面部）のインシュレータ１２は、図示したよう
に、その断面における表面が、磁極歯６０の端部側から
根元側に向けて直線状に傾斜している。（Ｂ）は、その
傾斜角度が小さくなったものである。（Ｃ）は、磁極歯
６０のほぼ中央部で傾斜角度が変わったものである。
（Ｄ）は、湾曲して傾斜するものである。いづれの場合
も、磁極歯６０の端部側が厚く根元側が薄くなるように
一定方向に傾斜している。これにより、前述のように、
コイル巻回時にニードルをスロット１３の入口３０近傍
に保って奥側に移動することなく、巻線を滑らせてコイ
ルを形成することができる。

【００４９】図１１は、本発明の別の実施形態を示す。
この実施形態では、インシュレータ１２のスロット差込
み部２４（図の斜線部）が、連続した凹凸からなる波状
に形成されている。このような形状にすることにより、
スロット１３内の両側のコイル１８の表面を平坦にする
ことができ、コイルを多層に巻回したときにコイル１８
の局部的な巻太りを防止し、両コイル１８同士が突き当
たることが防止される。

【００５０】この実施形態は、前述の巻線を滑落させて
コイルを形成する場合に限らず、ニードルをスロット１
３内で移動させてコイルを巻回する方式のステータに対
しても適用できる。インシュレータ１２の凹凸形状は、
インシュレータが平坦な場合での巻線の巻き回し動作に
よるコイル表面の凹凸形状が分かっている場合に、その
凹凸形状がなくなるように予めその凹凸形状に対応して
形成しておく。

【００５１】このようなインシュレータ表面の形状は、
一定方向に厚さが変化する形状に限らず、中央部がくび
れた形状（磁極歯の端部側から奥側に一旦薄くなってま
た厚くなる凹曲面形状）や、その逆に中央部が膨らんだ
凸曲面形状とすることもできる。

【００５２】いずれの場合にも、スロット１３内の両側
のコイル１８表面同士が平行な平坦面となるようにイン
シュレータの厚さを変化させて形成する。これにより、
スロット内でコイルを高密度で巻回し占積率を高めるこ
とができる。この場合、スロット中央部の両コイル間に
十分な空間を形成することができ、ニードルを移動させ
る巻回方式の場合であっても、ニードルと巻線との接触
を防止して巻線の傷付きや断線のおそれを軽減すること
ができる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、予め
分かっている磁極歯の両側のスロット壁面が平行な平面
状態のときのコイルの巻線形状に対応して、スロット内
でそのコイル巻線形状の表面が平坦となるようにスロッ
ト壁面のインシュレータの厚さを予め不均一にしてお
く。これにより、コイル巻回時にスロット内の両側のコ
イル表面が直線状（平面状）に平行な状態となり、巻数
が多くなったときの両コイル同士の接触や、ニードルと
の接触が防止され、コイル巻線の絶縁性が損なわれたり
断線のおそれがなくなり信頼性の高いステータ機能が得
られる。

【００５４】この場合、磁極歯の端部側が厚く、根元側
が薄くなるように一定方向に厚さが変化するようにイン
シュレータを形成すれば、スロット内にニードルを挿入
することなく、巻線を滑らせながら磁極歯にコイルを形
成することができる。これにより、巻線（エナメル線
等）を各磁極歯ごとにインシュレータを介して巻回する
直巻き（集中巻き）コイルにおいて、巻線を巻回するイ
ンシュレータの傾斜に沿って、巻線を順次滑落させなが
ら巻き回すことができる。したがって、スロット内に巻
線を押込んだり、送り込むためのガイド機構等が不要で
あり、巻線が傷ついたり断線するおそれが軽減され、簡
単な構成で順次整列させて高密度で巻線を巻回し、占積
率を高めるとともに巻線の巻回速度を速めて生産性を向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係るブラシレスモータの
断面構成図。

【図２】 図１のモータのインシュレータの部分斜視
図。

【図３】 図１のモータのステータコアの構成図。

【図４】 図１のモータのステータ組立て体の構成図。

【図５】 図１のモータのコイル配線説明図。

【図６】 本発明のテーパ部材の形状説明図。

【図７】 ステータ上面から見た本発明の巻線方法の説
明図。

【図８】 磁極歯内周面から見た本発明の巻線方法の説
明図。

【図９】 ステータ断面での本発明の巻線方法の説明
図。

【図１０】 本発明のインシュレータの形状例を示す説
明図。

【図１１】 本発明の別の実施形態の形状説明図。

【符号の説明】

１：ブラシレスモータ、２：ケース本体、３：ステー
タ、４：ロータ、４ａ：頭部、５：蓋、６：ヨーク、
７：マグネット、８：ベアリング、９：出力軸、１０：
ベアリング、１１：ステータコア、１２：インシュレー
タ、１２ａ：上側インシュレータ、１２ｂ：下側インシ
ュレータ、１３：スロット、１６：テーパ部材、１７：
巻線、１８：コイル、１９：渡り線、２０：外縁部、２
１：ボビン部、２２：コイルフランジ部、２３：スロッ
トフランジ部、２４：スロット差込み部、２５，２５
ａ，２５ｂ：突起、２６：外周コア、、２７：磁極歯、
２８：巻芯部、２９：鍔部、３０：開口、３１：基準
溝、３２：配線板、３３：平坦部、３６：ニードル、３
７：往復パイプ、３８：巻線ロール、３９：挿通孔、６
０：磁極歯。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H603 AA03 AA04 AA09 BB01 BB09 BB12 CA01 CA05 CB02 CB03 CB26 CC11 CD01 CD21 CE01 FA01 FA02 5H604 AA08 BB01 BB10 BB14 BB17 CC01 CC05 CC16 DB01 DB26 DB30 PB03 5H615 AA01 BB01 BB07 BB14 BB16 PP01 PP13 QQ02 QQ19 RR01 RR02 5H621 BB07 BB10 GA01 GA04 JK01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁性材からなる円形コア部と、該円形コア
   部と一体でその内周または外周に突出してロータに対向
   する複数の磁極歯とからなるステータコアを備え、 前記各磁極歯は、コイルの巻線が巻回される巻芯部と、
   該巻芯部のロータ側の端部の鍔部とからなり、 隣接する磁極歯間にスロットが形成され、隣接する鍔部
   間に各スロットの開口が形成され、 前記ステータコアを覆うインシュレータを設け、該イン
   シュレータを介して前記磁極歯の巻芯部に巻線を巻回し
   て前記コイルを形成した回転界磁型電気機器のステータ
   構造において、 前記磁極歯のスロット壁面部のインシュレータは、前記
   磁極歯の端部側と根元側との間で厚さが不均一であるこ
   とを特徴とする回転界磁型電気機器のステータ構造。
2. 【請求項２】前記インシュレータは、前記磁極歯の端部
   側が厚く、根元側が薄くなるように一定方向に厚さが変
   化していることを特徴とする請求項１に記載の回転界磁
   型電気機器のステータ構造。
3. 【請求項３】前記インシュレータは、凹曲面または凸曲
   面若しくは連続した凹凸面からなることを特徴とする請
   求項１に記載の回転界磁型電気機器のステータ構造。