(57)【要約】【課題】コイル巻線とステータコアを絶縁する絶縁紙において、発泡してコイル巻線をステータコアに固定する発泡接着部を広い範囲に設けつつ、加熱による劣化を抑制する。【解決手段】断面形状がコの字形の絶縁紙２６において、回転電機の軸線方向Ａにおける両側の端縁部に発泡接着部２８を設ける。発泡接着部の軸線方向Ａの寸法は、回転電機の径方向Ｒの外側（Ｌ１）で小さく、内側（Ｌ２）で大きい（Ｌ１＜Ｌ２）。径方向Ｒの外側に配置されたコイル巻線の温度上昇が大きい場合、その部分を避けて発泡接着部２８が配置され、加熱による劣化を抑制できる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に間隔を空けて配列されたティースを有するステータコアと、
前記ティースに巻回されてコイルを形成するコイル巻線と、
隣接するティース間の空間であるスロット内において、前記ステータコアと前記コイル巻線を電気的に絶縁する絶縁紙と、
を備える回転電機のステータであって、
前記絶縁紙は、加熱により発泡して前記コイル巻線を前記ステータコアに接着固定する発泡接着部を有し、前記発泡接着部は、当該回転電機の回転軸線方向において、前記スロットの両側の端縁部にそれぞれ配置され、回転軸線方向における各発泡接着部の寸法が、径方向内側と外側で異なる、
回転電機のステータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機のステータに関し、特にステータコアとコイル巻線との絶縁構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気エネルギを回転の運動エネルギに変換する電動機、回転の運動エネルギを電気エネルギに変換する発電機、さらに電動機と発電機どちらにも機能する電気機器が知られている。以下において、これらの電気機器を回転電機と記す。
【０００３】
回転電機は、同軸に配置されて相対的に回転する二つの部材を有する。通常は、一方が固定され、他方が回転する。固定された部材（ステータ）にコイル巻線を巻回したコイルを設け、このコイルに電力を供給することにより回転する磁界を形成する。この磁界との相互作用により他方の部材（ロータ）が回転する。
【０００４】
ステータは、ステータコアとステータコアにコイル巻線を巻回して形成されたコイルを有する。ステータコアとコイル巻線の間に絶縁紙を配置して絶縁を確保する技術が知られている。また、絶縁紙に、加熱により発泡して膨張し、絶縁紙をステータまたはコイル巻線に接着する発泡接着部を設け、コイル巻線をステータコアに対して固定する技術が知られている。下記特許文献１には、発泡接着部（２４）を、回転電機の回転軸線方向における絶縁紙（２２）の両側の端縁部に限定して設け、コイル巻線（１５）のスロット（２０）内への挿入の妨げにならないようにする技術が開示されている。なお、上記の（  ）内の符号は、下記特許文献１に用いられている符号であり、本実施形態の説明で用いられる符号と関連しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−５２２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ステータコアに対しコイル巻線を固定するためには、発泡接着部を配置する範囲を十分に確保する必要がある。一方で、発泡接着部は、劣化抑制のためにコイル巻線の温度が高くなる部分を避けて配置する必要がある。
【０００７】
本発明は、発泡接着部の配置される範囲を確保しつつ、高温部分を避けられる発泡接着部の配置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る回転電機のステータは、周方向に間隔を空けて配列されたティースを有するステータコアと、ティースに巻回されてコイルを形成するコイル巻線と、隣接するティース間の空間であるスロット内において、ステータコアとコイル巻線を電気的に絶縁する絶縁紙と、を備え、絶縁紙は、加熱により発泡してコイル巻線をステータコアに接着固定する発泡接着部を有し、この発泡接着部は、当該回転電機の回転軸線方向において、スロットの両側の端縁部にそれぞれ配置され、回転軸線方向における各発泡接着部の寸法が径方向内側と外側で異なっている。
【発明の効果】
【０００９】
コイル巻線の径方向における温度分布が一定ではない場合、高温となる部分を避けて発泡接着部を配置することができ、発泡接着部を広い範囲に設けつつ、発泡接着部の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態である回転電機用ステータにおける軸方向と直交する方向の一部断面図である。
【図２】図１における１つのスロットを拡大して示す詳細断面図である。
【図３】図２に示す絶縁紙の斜視図である。
【図４】絶縁紙の他の態様を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に従って説明する。図１は、本実施形態の回転電機のステータ１０の一部断面図である。ステータ１０は環形状を有し、図１ではその一部が示されている。図１において、ステータ１０の周方向が矢印Ｃで示され、径方向が矢印Ｒで示される。なお、ステータ１０の軸線方向は図１の紙面に垂直な方向である。
【００１２】
ステータ１０は、略円環状または略円筒状をなすステータコア１２と、ステータコア１２に巻装されたコイル１４とを備える。ステータ１０の内側に、ギャップを介してロータ（図示せず）が回転可能に設けられて回転電機が構成される。ステータ１０の軸線、つまり略円環状または円筒状のステータコア１２の中心線はロータの回転軸線に一致する。
【００１３】
ステータコア１２は、多数枚の円環状の電磁鋼板を積層して一体に連結することにより形成される。ステータコア１２は、周方向（矢印Ｃ）に延びる円環状または円筒状のヨーク１６と、このヨーク１６の内周面から径方向（矢印Ｒ）内方へ突出しかつ周方向に間隔をあけて設けられたティース１８とを備えている。周方向において隣り合うティース１８の間にスロット２０が形成されている。スロット２０は、径方向内方に向けて開口するとともに、ステータコア１２の軸線方向に沿って延び、軸方向両端で開口している。
【００１４】
図２は、図１における１つのスロット２０を拡大して示す、回転電機の回転軸線に直交する断面図である。スロット２０は、径方向に直交する方向の幅が一定の略長方形状の断面を有する。スロット２０は、隣り合う２つのティース１８の互いに対向するティース側面１８ａ，１８ｂと、スロット２０に対向するヨーク側面１６ａとにより規定されている。スロット２０内には、断面が長方形のコイル巻線２２が径方向Ｒに沿って一列に配列されている。ティース１８の先端部には、隣接するティース１８に向けて突出する突出部２４が設けられている。突出部２４が径方向Ｒにおいて最も内側に位置するコイル巻線２２の径方向内側の側面に当接して、コイル巻線２２がスロット２０から抜け出ないように押さえている。
【００１５】
スロット２０内には、ステータコア１２とコイル巻線２２の間に介在するように絶縁紙２６が配置されている。絶縁紙２６は、ステータ１０の軸線に直交する断面において、ティース側面１８ａ，１８ｂとヨーク側面１６ａに沿うように略コの字状に配置され、また、軸線方向において、この略コの字状の形状を維持して延びている。絶縁紙２６は、例えば絶縁性樹脂からなるシート材またはフィルム材から構成され、ステータコア１２とコイル巻線２２を電気的に絶縁している。
【００１６】
コイル１４は、略Ｕ字形に形成された複数のコイル巻線を接続して形成される。略Ｕ字形に形成されたコイル巻線２２の、Ｕ字の左右の側辺をそれぞれ異なるスロット２０に挿入し、この側辺の先端部分、つまりステータコア１２の端面から突出した部分を周方向に倒すように曲げ、さらに他のコイル巻線２２の先端を接合する。これにより複数のコイル巻線２２が接続されてコイル１４が形成される。
【００１７】
図３は、絶縁紙２６を示す斜視図である。図中、矢印Ａで示す方向が軸線方向、矢印Ｒで示す方向が径方向であり、手前が径方向内方である。上述したように、絶縁紙２６は、樹脂シート材等を略コの字状に曲げ加工して形成される。絶縁紙２６のコの字を形成する３つの面のうち、ティース側面１８ａ，１８ｂにそれぞれ対向する面を周方向壁部２６ａ，２６ｂと記し、ヨーク側面１６ａに対向する面を径方向壁部２６ｃと記す。
【００１８】
絶縁紙２６は、軸線方向Ａにおいて周方向壁部２６ａ，２６ｂの両側の端縁部に発泡接着部２８を有している。図３において、斜線が施されている部分が発泡接着部２８である。絶縁紙２６がスロット２０内に配置されたとき、発泡接着部２８は、ステータコア１２の、軸線方向Ａにおける端部に対応する部分に位置する。発泡接着部２８は、例えば加熱により発泡膨張すると共に粘着性を発現する材料の塗布により形成することができる。この材料の例としてエポキシ系発泡樹脂を挙げることができる。また、発泡樹脂材料のシート材と、発泡性を有さないシート材を軸線方向に接合して、端縁部に発泡接着部２８を有する絶縁紙２６を構成してもよい。
【００１９】
コイル巻線２２に電流が流れると発熱する。コイル巻線２２のスロット２０内に位置する部分は、周囲の大部分をステータコア１２に囲まれているため、発生した熱が放熱されにくく、温度が上昇しやすい。特に、スロット２０の軸線方向Ａにおいて中央部のコイル巻線２２の部分は、冷却液が直接掛からないため、または冷却液が直接掛かる部分から離れているため、ステータコア１２の端部に近い部分より温度上昇が大きくなる。この部分の温度が発泡接着部２８を構成する材料の耐熱温度より高くなる場合、ここに発泡接着部２８を設けることは好ましくない。そこで、本実施形態の絶縁紙２６においては、発泡接着部２８は、軸線方向Ａにおいて中央部を避け両側の端縁部に設けられている。
【００２０】
さらに、コイル巻線２２は、径方向Ｒにおいても、温度が不均一となる場合がある。径方向Ｒの内側より外側の温度が上昇しやすい場合、外側部分のより広い範囲において発泡接着部２８を設けないようにする。言い換えれば、スロット２０の端縁部に設けられた発泡接着部２８の、軸線方向Ａの寸法が、径方向Ｒにおいて外側（Ｌ１）で小さく、内側（Ｌ２）で大きくされている（Ｌ１＜Ｌ２）。特に、この絶縁紙２６において、発泡接着部２８は、図３に示すように段付き形状に配置されている。
【００２１】
ステータ１０を作製する際には、まずスロット２０内に加熱前の絶縁紙２６を配置し、その後で、Ｕ字形のコイル巻線２２を挿入する。コイル巻線２２を曲げて他のコイル巻線２２と接続してコイル１４を形成する。さらに、コイル１４が巻装されたステータコア１２を加熱炉に投入するなどして加熱し、絶縁紙２６の発泡接着部２８を発泡させる。発泡によって膨張した発泡接着部２８が、ステータコア１２とコイル巻線２２の隙間を埋め、これによりコイル巻線２２がステータコア１２に対して固定される。なお、径方向壁部２６ｃには、発泡接着部２８は設けられていない。これは、この部分に発泡接着部２８を設けた場合、膨張する発泡接着部２８が径方向内方に向けてコイル巻線２２を押し、コイル巻線２２の位置がずれてしまう可能性があるためである。
【００２２】
図４は、発泡接着部の配置が異なる絶縁紙の態様を示す図である。絶縁紙３０は、コイル巻線２２が径方向Ｒの外側より内側の温度が上昇しやすい場合に対応したものである。絶縁紙３０は、軸線方向Ａの端縁部に発泡接着部３２を有する。図４において、斜線が施されている部分が発泡接着部３２である。発泡接着部３２の軸線方向Ａの寸法が、径方向Ｒにおいて内側（Ｌ３）で小さく外側（Ｌ４）で大きい（Ｌ３＜Ｌ４）。特に、発泡接着部３２は、図４に示すように段付き形状に配置されている。
【００２３】
発泡接着部２８，３２は、段付き形状に替えて、軸線方向Ａの寸法が徐々に変化する形状とすることもできる。
【００２４】
径方向Ｒの外側と内側で、発泡接着部２８，３２の軸線方向Ａの寸法を異ならせることにより、コイル巻線２２の温度分布に対応して発泡接着部２８，３２を配置することができる。これにより、発泡接着部２８，３２をより広い範囲に設けつつ、発泡接着部２８，３２の高温による劣化を抑制することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１０  ステータ、１２  ステータコア、１４  コイル、１６  ヨーク、１８  ティース、１８ａ，１８ｂ  ティース側面、２０  スロット、２２  コイル巻線、２４  突出部、２６，３０  絶縁紙、２６ａ，２６ｂ  周方向壁部、２６ｃ  径方向壁部、２８，３２  発泡接着部。
【図１】
2020141531.tif 000003
【図２】
2020141531.tif 000004
【図３】
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【図４】
2020141531.tif 000006