(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアと、このステータコアのティースに巻回されるコイルを前記ステータコアから絶縁し、かつ支持する絶縁部材からなる成形部材を具備した回転電機の電機子において、前記成形部材は、第１部材と第２部材を回動可能な連結手段を介して連結して構成され、前記第１部材と第２の部材の各々は、背面部と、この背面部から延出して前記コイルのコイルエンド部を装着するコイル装着部と、このコイル装着部のティース先端側に形成されたフランジ部とを備え、前記コイルのコイルエンド部を前記成形部材で絶縁するとともに、前記ステータコアのスロット内のコイルとスロット内壁とは絶縁紙で絶縁するようにしたことを特徴とする回転電機の電機子。
【請求項２】
前記第１部材と第２部材を連結する連結手段は、ヒンジ機構により構成したことを特徴とする請求項1に記載の回転電機の電機子。
【請求項３】
前記第１部材と第２部材を連結する連結手段は、板状の弾性体により構成したことを特徴とする請求項１に記載の回転電機の電機子。
【請求項４】
前記第１部材と第２部材の先端に形成される前記フランジ部の縁部曲面の曲率半径Ｒの寸法は、前記コイルエンド部内側の曲率半径の寸法と等しいか、若しくは大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の回転電機の電機子。
【請求項５】
前記第１部材のコイル装着部および第２部材のコイル装着部それぞれの前記ステータコアと接する面に段部を形成し、ステータコアには前記段部に嵌合する段部を形成したことを特徴とする請求項２に記載の回転電機の電機子。
【請求項６】
前記コイル装着部側の段部に凸部を形成し、前記ステータコア側には前記凸部に嵌合する凹部を形成したことを特徴とする請求項５に記載の回転電機の電機子。
【請求項７】
前記第１部材と第２部材のフランジ部の下部に段部を形成し、前記板状の弾性体のステータコアに接触する側には折り曲げによる板ばね形状が形成され、前記ステータコアには前記板ばね形状が嵌合する穴が形成されたことを特徴とする請求項３に記載の回転電機の電機子。
【請求項８】
前記第１部材および第２部材のステータコアバック側の前記背面部に面取り部を形成したことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の回転電機の電機子。
【請求項９】
前記コイルは、平角銅線をエッジワイズ方向に曲げ加工して形成されたエッジワイズコイルであることを特徴とする請求項１に記載の回転電機の電機子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は回転電機の電機子に関し、特に、電機子のステータコアのティースに巻回されるエッジワイズコイルとステータコアとを絶縁するための、絶縁構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エッジワイズコイルは平角線を幅方向に曲げ加工する必要があるため、加工装置により成形したエッジワイズコイルを、絶縁部材を用いて電機子のステータコアに装着するものが、例えば特許文献１に示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３１２３２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示される絶縁部材は、その図２、図５に示されるように、背面部１０と２つの側面部１２から構成され、側面部１２を互いに対抗する方向に屈撓させた状態でコイル６に対しコアバック側から挿入し、側面部先端のフランジ部１６によりコイル６を積層方向に支持することでコイルと絶縁部材を固定する。【０００５】
この方法では側面部１２の屈撓によりフランジ部１６の間隔を狭めるためフランジ部の可動範囲が狭く、屈撓により側面部が破断することがないようフランジ部１６の寸法が制限される。このため、ティース先端におけるコイルとステータコアの絶縁性能が低く、またフランジ部１６で支持されていないコイル外周付近において、運転中の振動によりコイル６がティース先端方向にたわみ、ティース先端方向に引抜ける可能性がある。【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、絶縁部材の組立て性、絶縁およびコイル支持についての信頼性を向上させた回転電機の電機子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係わる回転電機の電機子は、ステータコアと、このステータコアのティースに巻回されるコイルを前記ステータコアから絶縁し、かつ支持する絶縁部材からなる成形部材を具備した回転電機の電機子において、前記成形部材は、第１部材と第２部材を回動可能な連結手段を介して連結して構成され、前記第１部材と第２の部材の各々は、背面部と、この背面部から延出して前記コイルのコイルエンド部を装着するコイル装着部と、このコイル装着部のティース先端側に形成されたフランジ部とを備え、前記コイルのコイルエンド部を前記成形部材で絶縁するとともに、前記ステータコアのスロット内のコイルとスロット内壁とは絶縁紙で絶縁するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の回転電機の電機子によれば、成形部材を第１部材と第２部材に分割し、回動可能な連結部材で連結するようにしたので、コイルへの成形部材の一方向組み立てにより、組み立て性が向上する。
また、成形部材のフランジ部の可動範囲を大きくすることができるので、フランジ部の寸法を大きくすることができ、絶縁性能、コイル支持の信頼性を向上することができる。【０００９】
上述した、またその他の、この発明の目的、特徴、効果は、以下の実施の形態における詳細な説明および図面の記載からより明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１の回転電機の電機子の斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１における成形部材が適用された電機子の１ティースの斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１における成形部材の分割された第１部材および第２部材の斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態1におけるヒンジ結合された成形部材の斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態1における成形部材のヒンジ部の構成を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態1におけるステータコアの斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態１におけるコイルと絶縁紙の装着状態を表す図である。
【図８】本発明の実施の形態1における成形部材とコイルの組付け状態を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態1における成形部材とコイルとステータコアの組付け状態を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態２における成形部材の斜視図である。
【図１１】本発明の実施の形態２におけるステータコアの斜視図である。
【図１２】本発明の実施の形態２における成形部材とステータコアの組付状態を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態２における成形部材とステータコアの固定部分を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態２における成形部材とステータコアの固定部分を示すもので、(a)はステータコア挿入途中の図、(b)はステータコアと成形部材の固定完了を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１について、図１〜図９を参照して説明する。なお、各図中、同一符号は、同一または相当部分を示すものとする。
図１は本発明の実施の形態１における回転電機の電機子(以下単にステータともいう。)の斜視図、図２は実施の形態１におけるステータの１ティース部分を示す斜視図、図３は実施の形態１における成形部材を構成するための第１部材と第２部材の斜視図、図４はヒンジ結合された成形部材の斜視図である。
【００１２】
図１〜図４において、１はこの発明の主要部である樹脂材料で構成される成形部材であって、ステータコア１４のティースに巻回されるステータコイル（以下単にコイルともいう。）１３のコイルエンド部２５をステータコア１４から絶縁する。
ステータコア１４は電磁鋼板を回転機軸方向に積層したものであり、積層間は鋼板のかしめにて連結される。ステータ２０のコイル１３は、皮膜付きの平角銅線をエッジワイズ方向に曲げ加工し、ステータコア１４のティース先端部ほどコイルエンド２５の幅が狭くなるテーパ状に巻回したものが使用される。
【００１３】
成形部材1は例えばPPS（ポリフェニレンサルファイド）樹脂やLCP(液晶ポリマー)樹脂等の絶縁樹脂からなる。
成形部材1は、第１部材３と第２部材４に分割されており、第１部材３および第２部材４の各々は、図３に示すように、背面部３１、４１と、この背面部から延出して、コイル１３のコイルエンド部２５を装着するコイル装着部３２、４２、およびこのコイル装着部３２、４２の先端（ティース先端側）に形成されるフランジ部５を備えている。
また、フランジ部５の縁部の曲面の曲率半径Ｒの寸法は、コイルエンド部内側の曲率半径Ｒの寸法と等しいか、もしくは大きいものとし、フランジ部５のコイル側面への張り出し量が大きくできるように形成されている、
【００１４】
第１部材３と第２部材４の間は、連結手段である樹脂成形されたヒンジ部６により連結され、ヒンジ部６を中心に回転することでティース先端のフランジ部5同士の間隔が変化するように構成されている。即ち、ヒンジ部６は、図５に示すように、第１部材３側に形成された突起部２２を、第２部材４側に形成された切欠き部２３に対し半径方向から圧入し、突起部２２が第２部材４側に形成された突起受け２４に挿入されると、突起部２２と突起受け２４は回動可能に嵌合され、第１部材３と第２部材４を回動（あるいは開閉）可能に連結するよう構成されている。
【００１５】
図４、図６に示すように、第１部材３と第２部材４のコイル装着部３２、４２には、それぞれステータコア１４と接する面に段部８が形成され、ステータコア14には段部８と嵌合する段部9が形成されている。
また、第１部材３と第２部材４のコイル装着部３２、４２には、それぞれステータコア１４と接する面に凸部１０が形成され、ステータコア１４には凸部１０に嵌合する凹部１１が形成されている。
また、図４に示すように、第１部材３と第２部材４のコアバック側の壁である背面部３１、４１のそれぞれには、コイル１３に成形部材1を挿入する際にコイルへの干渉を防ぐよう、面取り部１２が形成されている。
【００１６】
なお、図７に示すように、ステータコア１４のスロット内に位置するコイル１３の長辺部には、スロット内壁と絶縁するための絶縁紙２が巻き付けられており、絶縁紙２はコイル１３への装着状態において、コイル１３と接する成形部材１のコイル装着部３２、４２の曲面上の端部１５に対して、コイル１３の長手方向にオーバーラップする寸法となっている。
【００１７】
次に、成形部材１と、コイル１３およびステ−タコア１４の装着方法について、図８、図９を参照して説明する。
長辺部に絶縁紙２を巻き付けたコイル１３に対して、成形部材1を、フランジ部５を狭めた状態で、コイル１３のコイルエンド２５部内側にコアバック側から挿入する(図８)。
挿入には例えば成形部材1をコイルエンド部２５の内側に接触させて維持できるような装置を用いる。挿入時は、フランジ部５がコイル１３の先端側の側面から突出するまで挿入する。
【００１８】
続いてコアバック側からステータコア１４を挿入する。成形部材1の段部８とステータコア１４の段部９が嵌合し、成形部材1の狭まっていたフランジ部５が外側に広げられる(図９)。フランジ部５がコイル１３の側面部に達すると、コイル１３は巻回の軸方向に支持される。ステータコア１４をコイル１３の先端まで挿入すると、第１部材３と第２部材４の凸部１０と、ステータコア１４の凹部１１とが嵌合し、成形部材1とステータコア１４が固定される。
【００１９】
以上のように、この発明の実施の形態１の回転電機の電機子によれば、以下のような、優れた作用効果を得ることができるものである。
（１）成形部材１はコイルエンド２５内側に接した状態でコアバック側からティース先端側に通過できるため、一方向組み立てにより、組み立て性が向上する。
また、成形部材１の分割と、回動可能な連結手段であるヒンジ部により第１部材と第２部材を連結することにより、第１部材３と第２部材４がティース幅方向に大きく可動することができるため、フランジ部5の寸法（コイル側面への張り出し量）を大きくでき、絶縁性能、コイル固定の信頼性を向上させることできる。
【００２０】
（２）成形部材の第１部材３と第２部材４を、ヒンジ部６により連結したので、分割部材を一体として扱える。また、部材自体でフランジ部５の回転運動を規定できるため、成形部材の挿入装置の機構を簡略化することができる。
（３）第１部材３と第２部材４の先端に形成されるフランジ部５の縁部曲面の曲率半径Rの寸法をコイルエンド部内側の曲率半径Rの寸法と等しいか、若しくは大きくしたので、フランジ部のコイル側面への張り出し量を大きくすることができる。
【００２１】
（４）第１部材３と第２部材４のそれぞれステータコアと接する面に段部８を設け、ステータコア１４には段部８に嵌合する段部９を設けたので、コイル１３に成形部材1を挿入後、ステータコア１４を挿入すると同時に成形部材1のフランジ部５が開くため、フランジ５を開く工程を省略できる。
（５）また、段部８に凸部１０を設け、ステータコア１４に凸部１０に嵌合する凹部11を設けたので、  凸部１０と凹部１１が嵌合することでステータコア１４とコイル１３の抜け留めになる。
【００２２】
（６）さらに、第１部材３と第２部材４の背面部（コアバック側の壁）３１、４１に面取り部１２を設けたので、成形部材1をコイル１３へ挿入する際に、コイル側面への干渉を防ぎ、コイルスペースを大きくとることができる。
【００２３】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２について、図１０〜図１４を参照して説明する。
なお、各図中、実施の形態１との同一符号は、同一または相当部分を示すものとする。
図１０は、本発明の実施の形態２における成形部材を示す斜視図、図１１は、図１０の成形部材に対応したステータコアの斜視図、図１２は、成形部材とステータコアを組付けた状態を示す斜視図である。
【００２４】
図１０〜図１２において、成形部材1は第１部材３と第２部材４に分割されており、第１部材３と第２部材４の間は、連結手段である板状の弾性体１６によって連結され、板状の弾性体１６が弾性変形することで、ティース先端側のフランジ部５同士の間隔が変化するよう構成されている。板状の弾性体１６は、例えばＳＵＳ３０４に熱処理を施してばね性を持たせた材料である。第１部材３および第２部材４と、板状の弾性体１６との接続方法は、例えば第１部材３および第２部材４に形成した溝に板状の弾性体１６を挿入する、或いはインサート成形することによって行われる。
【００２５】
図１３は成形部材１とステータコア１４との固定部分を示す図、図１４（ａ）は、成形部材１にステータコア１４を挿入する途中の図、図１４（ｂ）は、成形部材１とステータコア１４の固定完了の状態を示す図である。図１３、図１４に示されるように、第１部材３と第２部材４を連結する板状の弾性体１６のステータコア１４に接触する側には、折り曲げによる板ばね形状１７が形成され、ステータコア１４には板ばね形状１７に嵌合する穴１８が形成されている。
【００２６】
図１０に示されるように、第１部材３と第２部材４のコアバック側の壁である背面部３１、４１のそれぞれには、コイル１３に成形部材1を挿入する際にコイルへの干渉を防ぐよう、面取り部１２が形成されている。また、第１部材３と第２部材４のフランジ部５の下部に段部１９が形成されており、図１２に示されるように、成形部材１へステータコア１４を挿入した時に、ステータコア１４のティース先端部が段部１９と嵌合することにより、成形部材1はステータコア１４によって周方向に支持されるようになっている。
【００２７】
なお、図７に示す実施の形態１と同様に、ステータコア１４のスロット内に位置するコイル１３の長辺部には、スロット内壁と絶縁するための絶縁紙２が巻き付けられており、絶縁紙２はコイル１３への装着状態において、コイル１３と接する成形部材１のコイル装着部３２、４２の曲面上の端部１５に対して、コイル１３の長手方向にオーバーラップする寸法となっている。
【００２８】
次に、成形部材１とコイル１３およびステ−タコア１４の装着方法について説明する。
長辺部に絶縁紙２を巻き付けたコイル１３に対して、実施の形態１の図８と同様に、成形部材1の第１部材３、第２部材４の両外面から荷重をかけ、フランジ部5を狭めた状態で成形部材1をコイル１３のコイルエンド部２５の内側にコアバック側から挿入する。
挿入には例えば成形部材1をコイルエンド部２５の内側に接触させて維持できるような装置を用いる。挿入時は、フランジ部５がコイル１３の先端側の側面から突出するまで挿入する。
【００２９】
成形部材1への荷重を解除すると、板状の弾性体１６の弾性力によりフランジ部5が両側に広げられる。フランジ部５がコイル１３の側面部に達するとコイル１３は巻回軸方向に支持される。続いてコアバック側からステータコア１４を挿入する。
【００３０】
図１２〜図１４に示されるように、ステータコア１４をコイルに最後まで挿入すると、ステータコア１４に形成された穴１８に板ばね形状１７が嵌合すると同時に、フランジ部５の下部に形成された段部１９にステータコア１４のティース先端が嵌合し、成形部材１とステータコア１４が固定される。
【００３１】
以上のように、この発明の実施の形態２の回転電機の電機子によれば、実施の形態１の効果に加えて、さらに以下のような、優れた作用効果を得ることができるものである。
（１）第１部材３と第２部材４を、板状の弾性体１６によって連結したことにより、コイル１３への挿入時に加えていた荷重を除去するだけでフランジ部５を開くことができ、挿入装置の機構を簡略化できる。
（２）また、フランジ部５の下部にステータコア１４のティース先端と嵌合する段部１９を形成し、かつ板状の弾性体１６のステータコア１４に接触する側には折り曲げによる板ばね形状１７を形成すると共に、ステータコア１４には板ばね形状１７が嵌合する穴１８を形成したので、挿入が容易で、成形部材１とステータコア１４の固定をより確実に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
この発明は、エッジワイズコイルを用いてステータを構成する発電機あるいは電動機等の回転電機の電機子として好適なものである。
【符号の説明】
【００３３】
１  成形部材、２  絶縁紙、３  第１部材、４  第２部材、５  フランジ部、
６  ヒンジ部、８段部、９  段部、１０  凸部、１１  凹部、１２  面取り部、
１３  コイル、１４  ステータコア、１５  成形部材の端部、１６  板状の弾性体、
１７  板ばね形状、１８  穴、１９  段部、２０  ステータ、
２１  ステータの１ティース、２２  突起部、２３  切欠き部、２４  突起受け、
２５  コイルエンド、３１、４１  背面部、３２，４２  コイル装着部
【図１】
0005642315.tif 000002
【図２】
0005642315.tif 000003
【図３】
0005642315.tif 000004
【図４】
0005642315.tif 000005
【図５】
0005642315.tif 000006
【図６】
0005642315.tif 000007
【図７】
0005642315.tif 000008
【図８】
0005642315.tif 000009
【図９】
0005642315.tif 000010
【図１０】
0005642315.tif 000011
【図１１】
0005642315.tif 000012
【図１２】
0005642315.tif 000013
【図１３】
0005642315.tif 000014
【図１４】
0005642315.tif 000015