(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イミド変性不飽和ポリエステル樹脂と比誘電率が２以下の低誘電フィラーとを有するコイル接合用樹脂層と、
アミン硬化型ゴム分散エポキシ樹脂と膨張フィラーとを有するステータコア接合用樹脂層と、
を有し、前記低誘電フィラーは炭酸カルシウムとタルクの混合物を含み、前記アミン硬化型ゴム分散エポキシ樹脂は、ノボラック型エポキシ樹脂、ゴム変性エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、及びアミン硬化剤の混合体であることを特徴とするコイル固定用絶縁樹脂シート。
【請求項２】
請求項１に記載のコイル固定用絶縁樹脂シートにおいて、
前記コイル接合用樹脂層は、さらに膨張フィラーを含むことを特徴とするコイル固定用絶縁樹脂シート。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のコイル固定用絶縁樹脂シートにおいて、
前記コイル接合用樹脂層と前記ステータコア接合用樹脂層との間に、耐熱フィルムが設けられていることを特徴とするコイル固定用絶縁樹脂シート。
【請求項４】
イミド変性不飽和ポリエステル樹脂と比誘電率が２以下の低誘電フィラーと膨張フィラーとを有するコイル接合用樹脂層と、
アミン硬化型ゴム分散エポキシ樹脂を有するステータコア接合用樹脂層と、
を有し、前記低誘電フィラーは炭酸カルシウムとタルクの混合物を含み、前記アミン硬化型ゴム分散エポキシ樹脂は、ノボラック型エポキシ樹脂、ゴム変性エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、及びアミン硬化剤の混合体であることを特徴とするコイル固定用絶縁樹脂シート。
【請求項５】
ステータコアにおけるスロット内に、複数のコイル導体間が絶縁されて形成されたコイル導体群を収容してなるモータ用ステータであって、
複数のスロットが設けられたステータコアと、
スロット内に収容されるコイル導体群と、
コイル導体群の外周面を覆うコイル固定用絶縁樹脂シートと、を有し、
前記コイル固定用絶縁樹脂シートは、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のコイル固定用絶縁樹脂シートであって、コイル導体群の外周面と前記コイル接合用樹脂層が接し、スロットの内壁と前記ステータコア接合用樹脂層とが接するように配置され、前記コイル固定用絶縁樹脂シート内の前記膨張フィラーは、熱膨張した状態となっていることを特徴とするコイル固定用絶縁樹脂シートを用いたモータ用ステータ。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のコイル固定用絶縁樹脂シートのコイル接合用樹脂層が、複数のコイル導体間が絶縁されて形成されたコイル導体群の外周面に接するように、前記コイル固定用絶縁樹脂シートをコイル導体群の外周に巻き付け、コイル仮組体を形成し、
前記コイル仮組体をステータコアのスロット内に挿入し、
加熱してコイル固定用絶縁樹脂シートを膨張および硬化させ、コイル導体群の外周面と前記コイル固定用絶縁樹脂シートとの間およびスロットの内壁面と前記コイル固定用絶縁樹脂シートとの間を固着させることを特徴とするモータ用ステータの製造方法。
【請求項７】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のコイル固定用絶縁樹脂シートのコイル接合用樹脂層が、複数のコイル導体間が絶縁されて形成されたコイル導体群の外周面に接するように、前記コイル固定用絶縁樹脂シートにコイル導体群を嵌め込み、コイル仮組体を形成し、
前記コイル仮組体をステータコアのスロット内に挿入し、
加熱してコイル固定用絶縁樹脂シートを膨張および硬化させ、コイル導体群の外周面と前記コイル固定用絶縁樹脂シートとの間およびスロットの内壁面と前記コイル固定用絶縁樹脂シートとの間を固着させることを特徴とするモータ用ステータの製造方法。
【請求項８】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のコイル固定用絶縁樹脂シートのステータコア接合用樹脂層が、ステータコアのスロットの内壁面に接するように、予め前記コイル固定用絶縁樹脂シートをスロット形状に折り曲げ成形して、スロット内に挿入し、
複数のコイル導体間が絶縁されて形成されたコイル導体群を、前記コイル固定用絶縁樹脂シートのコイル接合用樹脂層に接するように挿入し、
加熱してコイル固定用絶縁樹脂シートを膨張および硬化させ、コイル導体群の外周面と前記コイル固定用絶縁樹脂シートとの間およびスロットの内壁面と前記コイル固定用絶縁樹脂シートとの間を固着させることを特徴とするモータ用ステータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイル固定用絶縁樹脂シート、コイル固定用絶縁樹脂シートを用いたモータ用ステータおよびモータ用ステータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータ用のステータにおけるステータコアにはスロットが形成され、このスロット内には複数本のコイル導体を収容される。その際に、スロット内周面と複数のコイル導体との間には絶縁層を形成する必要がある。この絶縁層をスロット内に設ける方法として、樹脂含浸法と絶縁シートを用いる方法とが挙げられる。
【０００３】
絶縁シートを用いる方法として、例えば、特許文献１には、絶縁フィルム基材の両表面に半硬化状態の熱硬化性樹脂を積層した絶縁シートを用い、この絶縁シートで複数本のコイル導体を包み込み、これをスロット内に収納することによってモータ用ステータを製造することが記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、絶縁性のシート状成形体として、特定の粒径、粒子密度および粒度勾配を有し、且つ特定の元素を所定量以下含有する微小中空ガラス球状体からなるフィラーが樹脂中に配合されたシートが記載され、特許文献３には、絶縁性シートとして、紫外線硬化型樹脂組成物に、有機性および無機系の中空体微粒子からなる紫外線透過性充填剤が配合されたシートが記載されている。
【０００５】
また、特許文献４には、素線コイルの列間に残存する空隙を無くすために、素線コイルの列の間に、剛性を有する絶縁シートを挟んで両側に膨張剤層を貼り付けた膨張剤貼り合わせ絶縁シートを挿入することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−３３８８９号公報
【特許文献２】特開２００２−１００２３８号公報
【特許文献３】特開２００２−２４９６６９号公報
【特許文献４】特開平６−２２５４８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
絶縁シートとして、例えばエポキシ樹脂組成物からなる樹脂シート（「エポキシプリプレグシート」ともいう）を用いた場合、エポキシ樹脂組成物は、一般的に比誘電率が高いため（例えば、エポキシ樹脂組成物の比誘電率は約３．５）、シートの単位厚みにおける部分放電開始電圧が低くなる。そのため、高電圧のモータにおいて、ステータコアに複数本のコイル導体を収容する際に用いる絶縁シートとしてエポキシ樹脂組成物からなる樹脂シートを用いる場合、樹脂シートの膜厚を厚く設計しなければならず、その結果、スロット内におけるコイル導体の占積率が低くなってしまう。
【０００８】
また、コイル導体の外周面には、一般に、絶縁皮膜が形成され、この絶縁皮膜をコイル皮膜ともいう。ここで、例えば、エポキシ樹脂組成物からなる樹脂シートの場合、エポキシ樹脂組成物の官能基の一つである水酸基（−ＯＨ基）によって、樹脂シートがコイル皮膜に強固に接着するため、モータの使用および停止に伴うコイル導体の熱膨張および冷却
収縮により、コイル皮膜が繰り返し引っ張られて皮膜に亀裂が生じるおそれがある。
【０００９】
また、絶縁シートが樹脂組成物のみからなる場合、樹脂シートをスロット内周面に配置し、複数本のコイル導体を挿入した後、必要に応じて加熱して硬化させた時に、予め樹脂シートとスロット内周面にあった空隙は、樹脂シートの硬化後も存在してしまう場合はある。かかる場合、スロット内のコイル導体の固定が不十分になりやすく、熱伝導性も低くなり、また絶縁性が低下するおそれがある。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、従来に比べ、絶縁シートの膜厚を薄くしてモータのステータコアにおけるスロット内のコイル導体の占積率を向上させ、また、コイル導体の熱膨張および冷却収縮などの熱衝撃に対してコイル皮膜の損傷を抑制し、また、スロット内のコイル導体の固定性を向上させ、絶縁性も向上させたコイル固定用絶縁樹脂シート、コイル固定用絶縁樹脂シートを用いたモータ用ステータおよびモータ用ステータの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明のコイル固定用絶縁樹脂シート、コイル固定用絶縁樹脂シートを用いたモータ用ステータおよびモータ用ステータの製造方法は以下の特徴を有する。
【００１２】
（１）イミド変性不飽和ポリエステル樹脂と比誘電率が２以下の低誘電フィラーとを有するコイル接合用樹脂層と、アミン硬化型ゴム分散エポキシ樹脂と膨張フィラーとを有するステータコア接合用樹脂層と、を有し、前記低誘電フィラーは炭酸カルシウムとタルクの混合物を含み、前記アミン硬化型ゴム分散エポキシ樹脂は、ノボラック型エポキシ樹脂、ゴム変性エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、及びアミン硬化剤の混合体であるコイル固定用絶縁樹脂シートである。
【００１３】
従来のエポキシ樹脂組成物に比べ、比誘電率の低いイミド変性不飽和ポリエステル樹脂およびアミン硬化型ゴム分散エポキシ樹脂を用いるため、コイル接合用樹脂層およびステータコア接合用樹脂層のそれぞれの層の単位厚みでの部分放電開始電圧が、エポキシ樹脂組成物を用いた樹脂シートに比べ高くなる。その結果、コイル固定用絶縁樹脂シートの総膜厚を薄くすることができ、従来に比べ、モータのステータコアにおけるスロット内のコイル導体の占積率が向上する。また、イミド変性不飽和ポリエステル樹脂およびアミン硬化型ゴム分散エポキシ樹脂は、従来のエポキシ樹脂組成物に比べ、接着性の高い官能基（例えば水酸基）が少ないため、コイル皮膜との適度な接合状態を保持し、コイル導体の熱膨張および冷却収縮などの熱衝撃に対してコイル皮膜の亀裂が抑制される。ここで、「コイル皮膜」とは、コイル導体の外周面に設けられた絶縁皮膜を意味し、亀裂が生じる可能性のあるコイル皮膜は、後述する複数のコイル導体間が絶縁されて形成されたコイル導体群の外周に存在するコイル皮膜を指す。また、ステータコア接合用樹脂層に含まれた膨張フィラーが、熱等により膨張することにより、コイル導体群の外周面とコイル固定用絶縁樹脂シートとの間およびスロットの内壁面とコイル固定用絶縁樹脂シートとの間が隙間無く固着させるので、スロット内のコイル導体の固定性が向上し、絶縁性も向上する。
【００１４】
（２）上記（１）に記載のコイル固定用絶縁樹脂シートにおいて、前記コイル接合用樹脂層は、さらに膨張フィラーを含むコイル固定用絶縁樹脂シートである。
【００１５】
さらに、コイル接合用樹脂層に膨張フィラーが含まれるので、ステータコア接合用樹脂層に含まれる膨張フィラーとともに、熱等により膨張し、これにより、コイル導体群の外周面とコイル固定用絶縁樹脂シートとの間およびスロットの内壁面とコイル固定用絶縁樹脂シートとの間が隙間無く固着させることができる。
【００１６】
（３）上記（１）または（２）に記載のコイル固定用絶縁樹脂シートにおいて、前記コイル接合用樹脂層と前記ステータコア接合用樹脂層との間に、耐熱フィルムが設けられて
いるコイル固定用絶縁樹脂シートである。
【００１７】
耐熱フィルムを前記コイル接合用樹脂層と前記ステータコア接合用樹脂層との間に設けることにより、コイル固定用絶縁樹脂シートの剛性が担保される。
【００１８】
（４）イミド変性不飽和ポリエステル樹脂と比誘電率が２以下の低誘電フィラーと膨張フィラーとを有するコイル接合用樹脂層と、アミン硬化型ゴム分散エポキシ樹脂を有するステータコア接合用樹脂層と、を有し、前記低誘電フィラーは炭酸カルシウムとタルクの混合物を含み、前記アミン硬化型ゴム分散エポキシ樹脂は、ノボラック型エポキシ樹脂、ゴム変性エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、及びアミン硬化剤の混合体であるコイル固定用絶縁樹脂シートである。
（５）ステータコアにおけるスロット内に、複数のコイル導体間が絶縁されて形成されたコイル導体群を収容してなるモータ用ステータであって、複数のスロットが設けられたステータコアと、スロット内に収容されるコイル導体群と、コイル導体群の外周面を覆うコイル固定用絶縁樹脂シートと、を有し、前記コイル固定用絶縁樹脂シートは、上記（１）から（４）のいずれか１つに記載のコイル固定用絶縁樹脂シートであって、コイル導体群の外周面と前記コイル接合用樹脂層が接し、スロットの内壁と前記ステータコア接合用樹脂層とが接するように配置され、前記コイル固定用絶縁樹脂シート内の前記膨張フィラーは、熱膨張した状態となっているコイル固定用絶縁樹脂シートを用いたモータ用ステータである。
【００１９】
上記モータ用ステータは、ステータコアのスロット内におけるコイル導体の占積率が高く、またコイル導体群がスロット内に密着して固定されているので、同じ大きさの従来のステータをモータに装着した場合に比べ、高出力が得られる。
【００２１】
（６）上記（１）から（４）のいずれか１つに記載のコイル固定用絶縁樹脂シートのコイル接合用樹脂層が、複数のコイル導体間が絶縁されて形成されたコイル導体群の外周面に接するように、前記コイル固定用絶縁樹脂シートをコイル導体群の外周に巻き付け、コイル仮組体を形成し、前記コイル仮組体をステータコアのスロット内に挿入し、加熱してコイル固定用絶縁樹脂シートを膨張および硬化させ、コイル導体群の外周面と前記コイル固定用絶縁樹脂シートとの間およびスロットの内壁面と前記コイル固定用絶縁樹脂シートとの間を固着させるモータ用ステータの製造方法である。
【００２２】
予め、複数のコイル導体間が絶縁されて形成されたコイル導体群の外周にコイル固定用絶縁樹脂シートを巻き付けてコイル仮組体を形成しているので、スロット内に挿入し易く、組み立て効率が向上する。
【００２３】
（７）上記（１）から（４）のいずれか１つに記載のコイル固定用絶縁樹脂シートのコイル接合用樹脂層が、複数のコイル導体間が絶縁されて形成されたコイル導体群の外周面に接するように、前記コイル固定用絶縁樹脂シートにコイル導体群を嵌め込み、コイル仮組体を形成し、前記コイル仮組体をステータコアのスロット内に挿入し、加熱してコイル固定用絶縁樹脂シートを膨張および硬化させ、コイル導体群の外周面と前記コイル固定用絶縁樹脂シートとの間およびスロットの内壁面と前記コイル固定用絶縁樹脂シートとの間を固着させるモータ用ステータの製造方法である。
【００２４】
上述のコイル導体群の外周にコイル固定用絶縁樹脂シートを巻き付けてコイル仮組体を形成する場合に比べ、コイル固定用絶縁樹脂シートにコイル導体群を嵌め込むだけであり、より組み立て効率が向上する。
【００２５】
（８）上記（１）から（４）のいずれか１つに記載のコイル固定用絶縁樹脂シートのステータコア接合用樹脂層が、ステータコアのスロットの内壁面に接するように、予め前記コイル固定用絶縁樹脂シートをスロット形状に折り曲げ成形して、スロット内に挿入し、複数のコイル導体間が絶縁されて形成されたコイル導体群を、前記コイル固定用絶縁樹脂
シートのコイル接合用樹脂層に接するように挿入し、加熱してコイル固定用絶縁樹脂シートを膨張および硬化させ、コイル導体群の外周面と前記コイル固定用絶縁樹脂シートとの間およびスロットの内壁面と前記コイル固定用絶縁樹脂シートとの間を固着させるモータ用ステータの製造方法である。
【００２６】
予め、コイル固定用絶縁樹脂シートをスロット形状に折り曲げ成形して、スロット内に挿入するので、コイル固定用絶縁樹脂シートはスロット内に確実に位置決めされる。さらに、挿入されたコイル固定用絶縁樹脂シートをガイドにコイル導体群を挿入するので、コイル導体群の挿入時点で、スロットの内壁面とコイル固定用絶縁樹脂シートとの間およびコイル導体群の外周面とコイル固定用絶縁樹脂シートとの間の空隙が大幅に低減する。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、従来に比べ、絶縁シートの膜厚を薄くしてモータのステータコアにおけるスロット内のコイル導体の占積率を向上させ、また、コイル導体の熱膨張および冷却収縮などの熱衝撃に対してコイル皮膜の損傷が抑制され、また、スロット内のコイル導体の固定性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】モータのステータコアの一例を示す一部斜視図である。
【図２】本発明におけるコイル固定用絶縁樹脂シートの一例を示す部分断面図である。
【図３】本発明におけるコイル固定用絶縁樹脂シートの他の一例を示す部分断面図である。
【図４】本発明におけるコイル固定用絶縁樹脂シートの他の一例を示す部分断面図である。
【図５】本発明におけるコイル固定用絶縁樹脂シートの他の一例を示す部分断面図である。
【図６】本発明におけるコイル固定用絶縁樹脂シートの他の一例を示す部分断面図である。
【図７】本発明におけるコイル固定用絶縁樹脂シートの他の一例を示す部分断面図である。
【図８】本発明におけるモータ用ステータの構造の一例を示す部分断面図である。
【図９】本発明におけるモータ用ステータの製造方法の一例を示す工程図である。
【図１０】本発明におけるモータ用ステータの製造方法の他の一例を示す工程図である。
【図１１】本発明におけるモータ用ステータの製造方法の他の一例を示す工程図である。
【図１２】本発明におけるコイル固定用絶縁樹脂シートのスロット装着形態の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００３０】
［コイル固定用絶縁樹脂シート］
図１には、ステータコアの端面１０Ａから見たティースに、後述する複数コイル導線が充填されていない状態のモータのステータコアの一例を示す一部斜視図が示されている。図１に示すように、ステータコア１０には、ティース１〜６と、各ティース１〜６との間に設けられたスロット１１〜１８とを有し、ティース１〜６にはそれぞれ複数のコイル導線が充填されて形成されている。
【００３１】
本実施の形態における（以下「樹脂シート」と略す）構成が、図２から図７に例示されている。まず、図２に示すように、樹脂シート１００ａは、イミド変性不飽和ポリエステル樹脂２２と比誘電率が２以下の低誘電フィラー２４とを有するコイル接合用樹脂層２０ａと、アミン硬化型ゴム分散エポキシ樹脂３２と膨張フィラー３４とを有するステータコア接合用樹脂層３０ａとを有し、コイル接合用樹脂層２０ａの一面とステータコア接合用樹脂層３０ａの一面が張り合わされている。
【００３２】
従来のエポキシ樹脂組成物に比べ、比誘電率の低いイミド変性不飽和ポリエステル樹脂２２およびアミン硬化型ゴム分散エポキシ樹脂３２を用いるため、コイル接合用樹脂層２０ａおよびステータコア接合用樹脂層３０ａのそれぞれの層の単位厚みでの部分放電開始電圧が、エポキシ樹脂組成物を用いた樹脂シートに比べ高くなる。これにより、樹脂シート１００ａの総膜厚を薄くすることができ、従来に比べ、モータのステータコアにおけるスロット内のコイル導体の占積率が向上する。また、イミド変性不飽和ポリエステル樹脂２２およびアミン硬化型ゴム分散エポキシ樹脂３２は、従来のエポキシ樹脂組成物に比べ、接着性の高い官能基（例えば水酸基）が少ないため、コイル皮膜との適度な接合状態を保持し、コイル導体の熱膨張および冷却収縮などの熱衝撃に対してコイル皮膜の亀裂が抑制される。また、ステータコア接合用樹脂層３０ａに含まれた膨張フィラー３４が、熱等により膨張することにより、コイル導体群の外周面と樹脂シート１００ａとの間およびスロットの内壁面と樹脂シート１００ａとの間が隙間無く固着させるので、スロット内のコイル導体の固定性が向上し、絶縁性も向上する。
【００３３】
図３に示す樹脂シート１００ｂは、図２に示す樹脂シート１００ａのコイル接合用樹脂層２０ａとステータコア接合用樹脂層３０ａとの間に、耐熱フィルム４０が設けられ、耐熱フィルム４０の一面にコイル接合用樹脂層２０ａが、耐熱フィルム４０の他面にステータコア接合用樹脂層３０ａが貼り合わされている。これにより、樹脂シート１００ｂの剛性が担保される。
【００３４】
また、図４に示す樹脂シート１００ｃは、イミド変性不飽和ポリエステル樹脂２２と比誘電率が２以下の低誘電フィラー２４と膨張フィラー３４とを有するコイル接合用樹脂層２０ｂと、アミン硬化型ゴム分散エポキシ樹脂３２と膨張フィラー３４とを有するステータコア接合用樹脂層３０ａとを有し、コイル接合用樹脂層２０ａとステータコア接合用樹脂層３０ａがそれぞれ一面で張り合わされている。これにより、コイル接合用樹脂層２０ｂに膨張フィラー３４が含まれるので、ステータコア接合用樹脂層３０ａに含まれる膨張フィラー３４とともに、熱等により膨張し、コイル導体群の外周面と樹脂シート１００ｃとの間およびスロットの内壁面と樹脂シート１００ｃとの間が隙間無く固着させることができる。
【００３５】
また、図５に示す樹脂シート１００ｄは、図４に示す樹脂シート１００ｃのコイル接合用樹脂層２０ｂとステータコア接合用樹脂層３０ａとの間に、耐熱フィルム４０が設けられ、耐熱フィルム４０の一面にコイル接合用樹脂層２０ｂが、耐熱フィルム４０の他面にステータコア接合用樹脂層３０ａが貼り合わされている。これにより、樹脂シート１００ｄの剛性が担保される。
【００３６】
さらに、図６に示す樹脂シート１００ｅは、イミド変性不飽和ポリエステル樹脂２２と比誘電率が２以下の低誘電フィラー２４と膨張フィラー３４とを有するコイル接合用樹脂層２０ｃと、アミン硬化型ゴム分散エポキシ樹脂３２を有するステータコア接合用樹脂層３０ｂを有し、コイル接合用樹脂層とステータコア接合用樹脂層がそれぞれ一面で張り合わされている。
【００３７】
また、図７に示す樹脂シート１００ｆは、図６に示す樹脂シート１００ｅのコイル接合
用樹脂層２０ｃとステータコア接合用樹脂層３０ｂとの間に、耐熱フィルム４０が設けられ、耐熱フィルム４０の一面にコイル接合用樹脂層２０ｃが、耐熱フィルム４０の他面にステータコア接合用樹脂層３０ｂが貼り合わされている。これにより、樹脂シート１００ｆの剛性が担保される。
【００３８】
次に、上述した樹脂シート１００ａ〜１００ｆの構成について、詳細に説明する。
【００３９】
本実施の形態のイミド変性不飽和ポリエステル樹脂２２は、ラジカル重合によって架橋するため、硬化反応途中のＢステージでは樹脂流動性が足りないことから、触媒が入った段階で液状のＡステージ状態で取り扱われる。しかしながら、Ａステージでは、流動性が高すぎることから、行き過ぎた流動性およびべたつきを抑制し、且つコイル導線との密着性を得るために、本実施の形態のコイル接合用樹脂層２０ａ，２０ｂ，２０ｃでは、イミド変性不飽和ポリエステル樹脂２２に、好適な種類の低誘電フィラー２４が後述する配合量で配合される。
【００４０】
本実施の形態の低誘電フィラー２４は、比誘電率が２以下の無機系フィラーであって、例えば、炭酸カルシウム、タルク、または炭酸カルシウムとタルクの混合物が用いられる。また、低誘電フィラー２４は、コイル接合用樹脂層２０ａ，２０ｂ，２０ｃにおいて、イミド変性不飽和ポリエステル樹脂２２の１００ｖｏｌ％に対して、１００±１０ｖｏｌ％配合される。ここで「ｖｏｌ％」は容量％を意味する。低誘電フィラー２４の配合量が１１０ｖｏｌ％を超えると、コイル側との固着性が低下してしまい、一方、低誘電フィラー２４の配合量が９０ｖｏｌ％未満の場合には、コイル接合用樹脂層２０ａ，２０ｂ，２０ｃの比誘電率が高くなり部分放電開始電圧が下がり、層の膜厚が厚くなってしまう。
【００４１】
ここで膨張フィラーは、無機系や有機系の化学膨張剤と、マイクロカプセル系の物理膨張剤との２つに大別される。無機系や有機系の化学膨張剤は、熱分解によりガス化して膨張するものである。そして、上記２種類の膨張剤は、様々な種類があり、また様々製法により製造されるが、例えば、樹脂の硬化性や物性に与える影響、膨張の均一性等を考慮し、背反が少ない点から、マイクロカプセル系の物理膨張剤の一種である、熱膨張性マイクロカプセルが好適である。また、マイクロカプセル系の物理膨張剤の一種の熱膨張性マイクロカプセルは、液状の低沸点物質を、熱可塑性ポリマーからなるポリマーシェルで包み込んだマイクロカプセルであって、ポリマーシェルの軟化点近傍、或いは、それ以上の温度で気化し、熱膨張するものである。
【００４２】
本実施の膨張フィラー３４の形態は、例えば、熱可塑性ポリマーからなるポリマーシェル内に液状炭酸ガスが封入された熱膨張性マイクロカプセルが用いられ、この熱膨張性マイクロカプセルの５倍以上の体積膨張時には、比誘電率が１．４以下になることから、樹脂シートの低誘電率化を促進し、樹脂シートの体積膨張により、スロットの内壁面とコイル導体との空隙を減少させることができる。
【００４３】
コイル接合用樹脂層２０ａを用いた場合のステータコア接合用樹脂層３０ａにおいて、膨張フィラー３４は、アミン硬化型ゴム分散エポキシ樹脂３２の１００ｖｏｌ％に対して、１ｖｏｌ％から１０ｖｏｌ％配合される。膨張フィラー３４の配合量が１０ｖｏｌ％を超えると、コイル側およびステータコア側との固着性が低下し、樹脂シート自体も脆くなるおそれがある。一方、膨張フィラー３４の配合量が１ｖｏｌ％未満の場合には、熱膨張が足りず、スロット内壁面とコイル導体との間に隙間が生じる可能性が高い。
【００４４】
また、コイル接合用樹脂層２０ｂにおいて、膨張フィラー３４は、イミド変性不飽和ポリエステル樹脂２２の１００ｖｏｌ％に対して、０．５ｖｏｌ％から５ｖｏｌ％配合される。一方、コイル接合用樹脂層２０ｂを用いた場合のステータコア接合用樹脂層３０ａに
おいて、膨張フィラー３４は、アミン硬化型ゴム分散エポキシ樹脂３２の１００ｖｏｌ％に対して、０．５ｖｏｌ％から５ｖｏｌ％配合される。膨張フィラー３４の配合量が５ｖｏｌ％を超えると、コイル側およびステータコア側との固着性が低下し、樹脂シート自体も脆くなるおそれがある。一方、膨張フィラー３４の配合量が０．５ｖｏｌ％未満の場合には、熱膨張が足りず、スロット内壁面とコイル導体との間に隙間が生じる可能性が高い。
【００４５】
また、コイル接合用樹脂層２０ｃにおいて、膨張フィラー３４は、イミド変性不飽和ポリエステル樹脂２２の１００ｖｏｌ％に対して、１ｖｏｌ％から１０ｖｏｌ％配合される。膨張フィラー３４の配合量が１０ｖｏｌ％を超えると、コイル側との固着性が低下し、樹脂シート自体も脆くなるおそれがある。一方、膨張フィラー３４の配合量が１ｖｏｌ％未満の場合には、熱膨張が足りず、スロット内壁面とコイル導体との間に隙間が生じる可能性が高い。
【００４６】
本実施例におけるアミン硬化型ゴム分散エポキシ樹脂は、ノボラック型エポキシ樹脂と、ゴム変性エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂とアミン硬化剤との混合体であり、これら４成分は接着性および硬化特性を考慮して適宜配合される。
【００４７】
本実施の形態におけるコイル接合用樹脂層２０ａ，２０ｂ，２０ｃの膜厚は、１２〜２５０μｍであり、好ましくは３０〜１２５μｍである。コイル接合用樹脂層２０ａ，２０ｂの膜厚が１２５μｍを越えると、樹脂シートの膜厚が厚くなり、スロット内のコイル導線の占積率が向上しない。一方、コイル接合用樹脂層２０ａ，２０ｂ，２０ｃの膜厚が３０μｍ未満の場合には、コイル接合用樹脂層２０ａ，２０ｂ，２０ｃにおける所定の低誘電性が得られない。
【００４８】
本実施の形態におけるステータコア接合用樹脂層３０ａ，３０ｂの膜厚は、１２〜２５０μｍであり、好ましくは３０〜１２５μｍである。ステータコア接合用樹脂層３０ａ，３０ｂの膜厚が１２５μｍを越えると、樹脂シートの膜厚が厚くなり、スロット内のコイル導線の占積率が向上しない。一方、ステータコア接合用樹脂層３０ａ，３０ｂの膜厚が３０μｍ未満の場合には、ステータコア接合用樹脂層３０ａ，３０ｂとスロット内壁面との固着性が低下する可能性が高い。
【００４９】
本実施の形態における耐熱フィルムとして、例えば、ポリエチレンナフタレート樹脂（ＰＥＮ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、液晶ポリマー（Liquid Crystal Polymer、ＬＣＰ）、アラミド紙（ノーメックペーパー等）、ＬＰＣ紙などが用いられる。本実施の形態における耐熱フィルムの厚みは、１２〜２５０μｍ、好ましくは５０〜１２５μｍである。耐熱フィルムの厚みが１２５μｍを越えると、樹脂シートの膜厚が厚くなり、スロット内のコイル導線の占積率が向上しない。一方、耐熱フィルムの厚みが１２μｍ未満の場合には、樹脂シートに剛性が付与されない。
【００５０】
［モータ用ステータ］
本実施の形態のモータ用ステータは、図８に示すように、ステータコア１０におけるスロット内に、複数のコイル導体５２の間が絶縁されて形成されたコイル導体群を収容してなるモータ用ステータ２００であって、複数のスロットが設けられたステータコア１０と、スロット内に収容されるコイル導体群と、コイル導体群の外周面を覆うコイル固定用絶縁樹脂シート１００とを有する。コイル固定用絶縁樹脂シート１００は、上述した樹脂シート１００ａ〜１００ｆのいずれか１つであり、複数のコイル導体５２の間が絶縁されて形成されたコイル導体群の外周面とコイル固定用絶縁樹脂シート１００のコイル接合用樹脂層が接し、スロットの内壁とコイル固定用絶縁樹脂シート１００のステータコア接合用
樹脂層とが接するように配置されている。
【００５１】
上記構成を有する本実施の形態のステータ２００は、スロット内のコイル導線占積率が約６０％を超える。一般に、スロット内のコイル導線の占積率が１〜２％増加するだけで、モータの出力が大きく変わることを考慮すると、これは、従来のスタータにおけるスロット内のコイル導線占積率の約５０％に比べ、格段に高くなっていることが分かる。
【００５２】
［モータ用ステータの製造方法］
本実施の形態のモータ用ステータの製造方法として、４つの製造方法の例を、図９から図１２を用いて以下に例示する。
【００５３】
まず、図９を用いて、第１の製造方法の例について説明する。上述した樹脂シート１００ａ〜１００ｆのいずれか１つからなるコイル固定用絶縁樹脂シート１００のコイル接合用樹脂層が、半硬化状態または流動性を有する液状に近い状態において、複数のコイル導体間が絶縁されて形成されたコイル導体群５０の外周面に接するように、コイル固定用絶縁樹脂シート１００をコイル導体群の外周に巻き付け、コイル仮組体６０ａを形成する。次いで、コイル仮組体６０ａをステータコアのスロット１１内に挿入する。次に、ティース１，２の間のスロットにコイル仮組体６０ａを挿入し終えた後、加熱してコイル固定用絶縁樹脂シート１００を膨張および硬化させ、コイル導体群５０の外周面とコイル固定用絶縁樹脂シート１００との間およびスロット１１の内壁面とコイル固定用絶縁樹脂シート１００との間を固着させる。
【００５４】
第１の製造方法によれば、予め、複数のコイル導体間が絶縁されて形成されたコイル導体群５０の外周にコイル固定用絶縁樹脂シート１００を巻き付けてコイル仮組体６０ａを形成しているので、スロット１１内に挿入し易く、組み立て効率が向上する。
【００５５】
次に、図１０を用いて、第２の製造方法の例について説明する。上述した樹脂シート１００ａ〜１００ｆのいずれか１つからなるコイル固定用絶縁樹脂シート１００のコイル接合用樹脂層が、半硬化状態または流動性を有する液状に近い状態において、複数のコイル導体間が絶縁されて形成されたコイル導体群５０の外周面に接するように、コイル固定用絶縁樹脂シート１００にコイル導体群を嵌め込み、コイル仮組体６０ｂを形成する。次いで、コイル仮組体６０ｂをステータコアのスロット１１内に挿入する。次に、ティース１，２の間のスロットにコイル仮組体６０ｂを挿入し終えた後、加熱してコイル固定用絶縁樹脂シート１００を膨張および硬化させ、コイル導体群５０の外周面とコイル固定用絶縁樹脂シート１００との間およびスロット１１の内壁面とコイル固定用絶縁樹脂シート１００との間を固着させる。
【００５６】
第２の製造方法の例によれば、第１の製造方法の例に比べ、コイル固定用絶縁樹脂シート１００にコイル導体群５０を嵌め込むだけであり、より組み立て効率が向上する。
【００５７】
さらに、図１１を用いて、第３の製造方法の例について説明する。上述した樹脂シート１００ａ〜１００ｆのいずれか１つからなるコイル固定用絶縁樹脂シート１００のステータコア接合用樹脂層が、半硬化状態において、ステータコアのスロット１１の内壁面に接するように、予め、コイル固定用絶縁樹脂シート１００をスロット形状に折り曲げ成形しておく。次いで、スロット形状に折り曲げ成形されたコイル固定用絶縁樹脂シート１００を、スロット１１内に挿入する。次に、複数のコイル導体間が絶縁されて形成されたコイル導体群５０を、コイル固定用絶縁樹脂シート１００の半硬化状態または流動性を有する液状に近い状態のコイル接合用樹脂層に接するように挿入し、ティース１，２の間のスロットにコイル導体群５０を挿入し終えた後、加熱してコイル固定用絶縁樹脂シート１００を膨張および硬化させ、コイル導体群５０の外周面とコイル固定用絶縁樹脂シート１００
との間およびスロット１１の内壁面とコイル固定用絶縁樹脂シート１００との間を固着させる。
【００５８】
第３の製造方法の例によれば、予め、コイル固定用絶縁樹脂シート１００をスロット形状に折り曲げ成形して、スロット内に挿入するので、コイル固定用絶縁樹脂シート１００はスロット１１内に確実に位置決めされる。さらに、挿入されたコイル固定用絶縁樹脂シート１００をガイドにコイル導体群５０を挿入するので、コイル導体群の挿入時点で、スロット１１の内壁面とコイル固定用絶縁樹脂シート１００との間およびコイル導体群５０の外周面とコイル固定用絶縁樹脂シート１００との間の空隙が大幅に低減する。
【００５９】
また、第４の製造方法の例について、図１２を用いて説明する。上記第３の製造方法の例において、スロット形状に折り曲げ成形したコイル固定用絶縁樹脂シート１００（図９に記載）の両端に、カフス部７０ａ，７０ｂを設ける。カフス部７０ａ，７０ｂにより、スロットからコイル固定用絶縁樹脂シート１００が抜けることが防止される。
【実施例】
【００６０】
以下、実施例により本発明を更に詳しく説明するが、これらにより本発明は限定されるものではない。
【００６１】
［実施例１］
図２の構造樹脂シートの構成において、表１に示す配合量により樹脂シートのコイル接合樹脂層を調製し、得られた樹脂シートのコイル接合樹脂層の性能評価を行った。結果を表１に示す。
【００６２】
【表１】
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【００６３】
註）＊１：ハンドリング性は、コイル接合樹脂層のべたつき性を考慮し、作業性の良い場合は「○」とし、作業性が悪い場合を「×」とした。
＊２：比誘電率は、理論値である。
＊３：固着力は、コイル接合樹脂層の硬化後のコイルとの固着力を、室温２０℃と１８０℃の２つの温度で、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５１に準拠して引っ張り強度を測定した。２つの温度における両測定値が、０．６ＭＰａ以上の場合を「○」とし、２つの温度の少なくとも一方の測定値が、０．６ＭＰａ未満の場合を「×」とした。なお、表２以降では、ステータコア接合樹脂層の硬化後のスロットとの固着力を、上述同様にして評価した。
【００６４】
さらに、表１に示す実験例４の構成比を有するコイル接合樹脂層に対して、表２に示す配合量により樹脂シートのステータコア接合樹脂層を調製し、得られた樹脂シートのステータコア接合樹脂層の性能評価を行った。結果を表２に示す。
【００６５】
【表２】
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【００６６】
註）＊４：スロットとコイル導線の隙間の充填性は、樹脂シートの熱による膨張前のスロットとコイル導線の最大隙間を基に判定し、最大隙間が０．３ｍｍ未満までの隙間であれば充填性を確保できるため「○」とし、０．３ｍｍ以上の場合は充填性が確保できないため「×」とした。
＊５：樹脂シートの脆さは、膨張後の外観について評価し、膨張し過ぎて樹脂が手で触れた時に剥げ落ちる場合には「×」とし、一方、剥げ落ちない場合には「○」とした。
【００６７】
［実施例２］
図４の構造樹脂シートの構成において、表１に示す実験例４の構成比を基に、膨張フィラーを表３に示す配合量で配合して樹脂シートのコイル接合樹脂層を調製し、得られた樹脂シートのコイル接合樹脂層の性能評価を行った。結果を表３に示す。
【００６８】
【表３】
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【００６９】
さらに、表３に示す実験例１４の組成を有するコイル接合樹脂層に対して、表４に示す配合量により樹脂シートのステータコア接合樹脂層を調製し、得られた樹脂シートのステータコア接合樹脂層の性能評価を行った。結果を表４に示す。
【００７０】
【表４】
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【００７１】
［実施例３］
図６の構造樹脂シートの構成において、表１に示す実験例４の構成比を基に、膨張フィラーを表３に示す配合量で配合して樹脂シートのコイル接合樹脂層を調製した。得られた樹脂シートのコイル接合樹脂層の性能評価は、上述の記表３の通りである。
【００７２】
さらに、表３に示す実験例１７〜２１の組成を有するコイル接合樹脂層に対して、表６に示す配合量により樹脂シートのステータコア接合樹脂層を調製し、得られた樹脂シートのステータコア接合樹脂層の性能評価を行った。結果を表５示す。
【００７３】
【表５】
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【００７４】
また、実験例４のコイル接合用樹脂層と、実験例９のステータコア接合用樹脂層とからなる樹脂シートを用いた場合、スロット内におけるコイル導線の占積率は、６３％であった。なお、上記表２に記載の実施例７，表３に記載の実施例１２、表４に記載の実施例１７、表５に記載の実施例２２については、膨張フィラーが入っていないため、充填性が「×」になっている。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、モータ用ステータの製造に関する用途であれば、いかなる用途にも有効である。
【符号の説明】
【００７６】
１〜６  ティース、１０  ステータコア、１０Ａ  端面、１１〜１８  スロット、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ  コイル接合用樹脂層、２２  イミド変性不飽和ポリエステル樹脂、２４  低誘電フィラー、３０ａ，３０ｂ  ステータコア接合用樹脂層、３２  アミン硬化型ゴム分散エポキシ樹脂、３４  膨張フィラー、４０  耐熱フィルム、５０  コイル導体
群、５２  コイル導体、６０ａ，６０ｂ  コイル仮組体、１００  コイル固定用絶縁樹脂シート、１００ａ〜１００ｆ  樹脂シート、２００  モータ用ステータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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