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公開番号2025044912
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-02
出願番号2023152738
出願日2023-09-20
発明の名称インシュレータ構造
出願人本田技研工業株式会社,株式会社松尾製作所
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02K 3/34 20060101AFI20250326BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】ティースに対する巻線の密着性を向上させて占積率を向上させることができるインシュレータ構造を提供する。
【解決手段】インシュレータ38は、外周片41と、ティース軸方向Dt1で外周片41と対向する内周片42と、外周片41と内周片42とをつなぐ側壁部43と、を備え、外周片41、内周片42および側壁部43で囲まれる空間を巻線32の収納部45とし、外周片41と側壁部43との間には湾曲部47が形成され、湾曲部47における収納部45側を向く内側面には、側壁部43の外側面43aからティース径方向Dt2の外周側へ鈍角状に延びる第一傾斜面48aと、第一傾斜面48aの先端から収納部45と反対側へティース軸方向Dt1に沿って延びる段差面49と、段差面49の先端からティース径方向Dt2の外周側へ第一傾斜面48aと平行に延びる第二傾斜面48bと、が形成されている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
モータ周方向に並ぶ複数のティースの各々に装着されるインシュレータの構造において、
ティースにおけるモータ径方向に沿うティース軸方向の一端側に設けられ、ティース軸方向から見て外周側に張り出す外周片と、
ティースにおけるティース軸方向の他端側に設けられ、ティース軸方向から見て外周側に張り出し、ティース軸方向で外周片と対向する内周片と、
ティース軸方向から見てティースの外周を覆い、外周片と内周片とをつなぐ側壁部と、を備え、
外周片における内周片側を向く第一対向面と、内周片における外周片側を向く第二対向面と、側壁部の外側面と、で囲まれる空間を巻線の収納部とし、
ティース軸方向に沿う断面において、外周片と側壁部との間には、収納部と反対側に凸の弧状をなす湾曲部が形成され、
湾曲部における収納部側を向く内側面には、
側壁部の外側面からティース径方向の外周側へ、外側面に対して鈍角をなして延びる第一傾斜面と、
第一傾斜面の先端からティース軸方向における収納部と反対側へ、ティース軸方向に沿って延びる段差面と、
段差面の先端からティース径方向の外周側へ、第一傾斜面と平行をなして延びる第二傾斜面と、が形成されていることを特徴とするインシュレータ構造。
続きを表示（約 500 文字）【請求項２】
巻線は、断面円形の導線で構成され、ティース径方向で俵積みされて複数の層を形成しており、
ティース径方向で外側面から段差面までの高さｈは、導線の最大径をＤ、ティース径方向で重なる巻線の層数をｎとした場合、下記式で示されることを特徴とする請求項１に記載のインシュレータ構造。
ｈ＝Ｄ×（√３／２）×（ｎ－１）＋Ｄ
【請求項３】
ティース軸方向に沿う断面において、傾斜面と段差面との間の角部は、巻線を構成する断面円形の導線の外径と同一径の円弧形状が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインシュレータ構造。
【請求項４】
ティース軸方向で外周片から内周片までの距離Ｌは、第一層の巻線のターン数をＮｔ、巻線を構成する断面円形の導線の外径をＤとする場合、下記式で示されることを特徴とする請求項１又は２に記載のインシュレータ構造。
Ｌ＝Ｄ×Ｎｔ
【請求項５】
傾斜面は、ティース径方向外側ほどティース軸方向で外周片側に位置するように傾斜していることを特徴とする請求項１又は２に記載のインシュレータ構造。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、インシュレータ構造に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、低炭素社会又は脱炭素社会の実現に向けた取り組みが活発化し、車両においてもＣＯ２排出量の削減やエネルギー効率の改善のために、電動化技術に関する研究開発が行われている。
例えば車両用駆動モータ等の回転電機において、主流の埋込磁石式に対し、巻線界磁式を採用することがある。巻線界磁式モータは、ロータに永久磁石に替わってコイルを配置し、このコイルに電流を流すことで、ロータに磁束を発生させる。巻線界磁式モータは、ロータの磁束量を調整可能とすることで、高効率な運転が期待されるとともに、永久磁石を使用しないことで、レアアースの安定供給に対する懸念もない。
【０００３】
すなわち、モータのステータおよびロータの少なくとも一方は、円環状の環状部と、環状部の径方向内側又は外側に放射状に突出する複数のコア（ティース）と、各コアの外周に導線を巻回したコイルと、を備えている。
例えば特許文献１には、コア間のスロットにおける導線の占積率を高めるために、ティースの表面（具体的にはインシュレータの表面）に特定の高さを有する段差を設けることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００７－１３５３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来の技術においては、ティースの軸方向両側に、フランジ状の外周片および内周片が設けられ、これら外周片および内周片の間に、コイルの巻線が積層状態で収納されている。外周片および内周片は、ティース軸方向と直交する平面状の対向面を、ティース軸方向で互いに対向させている。一方、巻線を構成する導線は、線癖により湾曲していることがあり、ティースへの密着性が損なわれたり整列性が低下したりする虞がある。
【０００６】
そこで本発明は、ティースに対する巻線の密着性を向上させて占積率を向上させることができるインシュレータ構造を提供することを目的とする。そして、延いてはエネルギー効率の改善に寄与するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題の解決手段として、本発明の第一の態様は、モータ周方向に並ぶ複数のティースの各々に装着されるインシュレータの構造において、ティースにおけるモータ径方向に沿うティース軸方向の一端側に設けられ、ティース軸方向から見て外周側に張り出す外周片と、ティースにおけるティース軸方向の他端側に設けられ、ティース軸方向から見て外周側に張り出し、ティース軸方向で外周片と対向する内周片と、ティース軸方向から見てティースの外周を覆い、外周片と内周片とをつなぐ側壁部と、を備え、外周片における内周片側を向く第一対向面と、内周片における外周片側を向く第二対向面と、側壁部の外側面と、で囲まれる空間を巻線の収納部とし、ティース軸方向に沿う断面において、外周片と側壁部との間には、収納部と反対側に凸の弧状をなす湾曲部が形成され、湾曲部における収納部側を向く内側面には、側壁部の外側面からティース径方向の外周側へ、外側面に対して鈍角をなして延びる第一傾斜面と、第一傾斜面の先端からティース軸方向における収納部と反対側へ、ティース軸方向に沿って延びる段差面と、段差面の先端からティース径方向の外周側へ、第一傾斜面と平行をなして延びる第二傾斜面と、が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、ティース軸方向一端側の外周片とティース軸方向に沿う側壁部との間に、収納部と反対側に凸の弧状をなす湾曲部を形成することで、外周片と側壁部との間の応力集中を回避しやすくなる。湾曲部における側壁部からティース径方向外側へ立ち上がり始める部分（側壁部に対する傾斜角度が緩やかな部分）において、部分的に立ち上がり角度を確保した傾斜面を形成しながら、ティース軸方向に沿う段差面を含むことによって、立ち上がり部分の側壁部に対する傾斜角度を緩やかに抑えることができる。巻線が巻回可能なスペースは、段差面に沿ってティース軸方向で広げることができる。傾斜面の側壁面に対する傾斜角度は、例えば俵積みした巻線のティース軸方向端部の接線に沿う角度に設定される。これにより、巻線のティース軸方向端部にデッドスペースが発生することが抑えられる。
このように、湾曲部の側壁部側において、テーパ状の傾斜面とティース軸方向に沿う段差面とを組み合わせた形状を設けることによって、湾曲形状の立ち上がり部分において収納部内の巻線可能スペースが広がり、巻線数を増加させることができる。
そして、巻線の張力でテーパ状の傾斜面に巻線を押し当てながら、収納部底面（外側面）に巻線を落とし込むことで、巻線をティース軸方向で外周片まで隙間なく巻回することが可能となり、巻線の密着性を向上させて占積率（収納部内の空間に対して巻線が占める割合）を向上させることができる。
【０００９】
本発明の第二の態様は、上記第一の態様において、巻線は、断面円形の導線で構成され、ティース径方向で俵積みされて複数の層を形成しており、ティース径方向で外側面から段差面までの高さｈは、導線の最大径をＤ、ティース径方向で重なる巻線の層数をｎとした場合、下記式で示されることを特徴とする。
ｈ＝Ｄ×（√３／２）×（ｎ－１）＋Ｄ
この構成によれば、俵積みの巻線の内の一つの層のティース径方向外側において、複数の巻線に接する接線の延長上に段差面を配置することができる。このため、段差面における巻線の段上がり処理や段下がり処理が不要となり、巻線の層間のデッドスペースを低減して上層の巻き崩れを防止し、巻線の整列性を確保することができる。
【００１０】
本発明の第三の態様は、上記第一又は第二の態様であり、ティース軸方向に沿う断面において、傾斜面と段差面との間の角部には、巻線を構成する断面円形の導線の外径と同一径の円弧形状が形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、傾斜面と段差面との間の角部に導線と同一径の丸面取りを施すことで、段差面と傾斜面との間の角部に導線を模擬した円弧形状が形成されることとなり、あたかも巻線が連続的に並んだ態様となる。これにより、巻線の層間のデッドスペースを低減して上層の巻き崩れを防止し、巻線の整列性を確保することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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