(57)【要約】【課題】接着剤の垂れ落ちを防止することができ、コイルの必要となる範囲を接着剤によって固着することができる回転電機を提供する。【解決手段】円環状のステータコア２と、ステータコア２の内周面に形成された複数のティース６にそれぞれ巻回された導線からなる複数のコイル１０と、を備える回転電機において、隣り合うコイル１０同士の間の隙間２０に流し込まれた接着剤が硬化することにより、コイル１０が固定されており、隣り合うコイル１０同士の間の隙間２０に、隣り合うコイル１０に当接して当該隙間２０を塞ぐ相関板４０を更に備えた。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状のステータコアと、前記ステータコアの内周面に形成された複数のティースにそれぞれ巻回された導線からなる複数のコイルと、を備える回転電機であって、
隣り合う前記コイル同士の間の隙間に流し込まれた接着剤が硬化することにより、前記コイルが固定されており、
隣り合う前記コイル同士の間の隙間に、隣り合う前記コイルに当接して前記隙間を塞ぐ相関板を更に備える、回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、円環状のステータコアと、当該ステータコアの内周面に形成された複数のティースにそれぞれ巻回された導線からなる複数のコイルと、を備える回転電機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２３０２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されているような回転電機においては、通常、モールド構造によってステータコアにコイルを固定している。具体的には、ステータコアにコイルを取り付けた後、ステータコアを型に収容し、キャビティに熱硬化性樹脂等の樹脂を射出することによって、ステータコアの外側を樹脂で覆う。これにより、ステータコアにコイルを固定している。
【０００５】
しかし、ステータコア全体をモールド樹脂で覆う場合、コイル全体も樹脂で覆われるため、モータの冷却効率が低くなるおそれがある。さらに、ステータコア全体が樹脂で覆われると、樹脂の使用量が多くなり、モータの重量が増加する。したがって、モータの冷却効率の向上及び樹脂使用量の削減のために、コイル全体を樹脂で覆うのではなく、部分的に、コイルを樹脂で固定することが望まれる。
【０００６】
部分的にコイルを樹脂で固定する場合、隣り合うコイル同士の隙間に接着剤となる樹脂を流し込んで、当該接着剤を硬化することにより、コイルをステータコアに固定するとともに隣り合うコイル同士を固定する。しかし、接着剤を硬化させる際に加熱するため、当該加熱によって接着剤の粘度が低下する。そのため、接着剤が垂れ落ちてしまって、コイルの必要となる範囲を接着剤によって固着することができないおそれがある。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、接着剤の垂れ落ちを防止することができ、コイルの必要となる範囲を接着剤によって固着することができる回転電機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る回転電機は、円環状のステータコアと、前記ステータコアの内周面に形成された複数のティースにそれぞれ巻回された導線からなる複数のコイルと、を備える。また、隣り合う前記コイル同士の間の隙間に流し込まれた接着剤が硬化することにより、前記コイルが固定されている。そして、前記回転電機は、隣り合う前記コイル同士の間の隙間に、隣り合う前記コイルに当接して前記隙間を塞ぐ相関板を更に備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る回転電機によれば、相関板が隣り合うコイルに当接して、隣り合うコイル同士の間の隙間を塞ぐ。そのため、隣り合うコイル同士の間の隙間に流し込まれた接着剤を硬化する際の加熱によって接着剤の粘度が低下しても、接着剤が当該相関板によって堰き止められる。そのため、接着剤の垂れ落ちを防止することができ、コイルの必要となる範囲を接着剤によって固着することができる回転電機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ステータの外観を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るステータを内径側から見た斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る相関板を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るステータを内径側から見た平面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ矢視断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る相関板を示す平面図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る相関板を示す斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係るステータを内径側から見た平面図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る相関板を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１
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、実施の形態１に係る回転電機のステータ１の外観を示す斜視図である。また、図２は、実施の形態１に係るステータを内径側から見た斜視図である。実施の形態１に係る回転電機は、図１に示すステータ１を備える。図１に示すように、ステータ１は、円環状のステータコア２及び複数のコイル１０を備える。ステータコア２は、円環状に形成されたリング部４と、リング部４から内径側（ステータコア２の径方向内側）に突出した複数のティース６（突出部）とを備える。ステータコア２は、例えば、プレスで打ち抜かれた金属板を積層して形成されている。
【００１２】
ティース６は、インシュレータ（不図示）で覆われている。インシュレータで覆われた複数のティース６それぞれには、コイル１０が取り付けられている。具体的には、コイル１０は、ティース６に巻回された導線からなる。そして、互いに隣り合うティース６の間のスロット２２において、互いに隣り合うコイル１０同士の間に隙間２０が形成される。なお、図１においては、ティース６、コイル１０及び隙間２０（スロット２２）は、それぞれ１５個設けられているが、これに限られない。ティース６、コイル１０及び隙間２０（スロット２２）の個数は、ステータ１を有するモータの容量によって、適宜、設定され得る。
【００１３】
図２に示すように、隙間２０（スロット２２）には、樹脂モールド部３０が形成されている。具体的には、隣り合うコイル１０同士の間の隙間２０に流し込まれた接着剤（樹脂）が硬化することにより樹脂モールド部３０が形成されている。そして、樹脂モールド部３０が形成されていることによって、コイル１０が固定される。ここで、「コイルが固定される」とは、ステータコア２（インシュレータ）とコイル１０とが固定されていること、及び、互いに隣り合うコイル１０同士が固定されていることの、両方を含み得る。
【００１４】
ここで、本実施の形態１においては、樹脂モールド部３０は、ステータ１全体を覆うように形成されていない。樹脂モールド部３０は、コイル１０の固定が十分になされ得る程度に、隙間２０に部分的に設けられている。これによって、コイル１０のコイルエンド部１２は、樹脂で覆われておらず、露出している。本実施の形態１においては、コイルエンド部１２が露出しているので、コイル全体が樹脂で覆われている場合と比較して、モータの冷却効率を向上させることが可能となる。さらに、本実施の形態１においては、ステータコア２全体が樹脂で覆われていないので、樹脂の使用量を抑制することができ、モータの重量の増加を抑制することが可能となる。
【００１５】
また、本実施の形態１に係る回転電機のステータ１は、隣り合うコイル１０同士の間の隙間２０に、相関板４０を更に備える。図３に、本発明の実施の形態１に係る相関板４０を示す。また、図４に、本発明の実施の形態１に係るステータ１を内径側から見た平面図を示す。図３に示すように、相関板４０は、基板部４１、基部４２、羽根部４３等を備える。
【００１６】
基板部４１は、ステータ１の軸方向に長い板状の形状を有する。また、図３に示すように、基板部４１は、湾曲した平面を有していても良い。
基部４２は、基板部４１のステータ１の内径側の面から所定距離だけ突出した棒状の形状を有する。図３では、基部４２は、基板部４１の凸状に湾曲している面から突出している。また、図３では、基部４２は、基板部４１からステータ１の軸方向に沿って２つ突出している。
羽根部４３は、略Ｖ字の断面形状を有する板状の形状を有する。そして、羽根部４３は、基部４２からステータ１の内径側に向かって突出するとともに、基部４２からステータ１の軸方向上側に向かって広がるように設けられている。
なお、基部４２及び羽根部４３が設けられる位置及び数は、上記及び図３に限定されるものではなく、図４に示すように、１つの隙間２０（スロット２２）に形成される樹脂モールド部３０の位置及び数に相当する位置及び数であればよい。
【００１７】
そして、図４に示すように、相関板４０は、樹脂モールド部３０の下側に基部４２が位置するように、隣り合うコイル１０同士の隙間２０に配置されている。換言すれば、略Ｖ字の断面形状を有する羽根部４３の内側に樹脂モールド３０が内包されるように、相関板４０は、隙間２０に配置されている。これにより、羽根部４３は、隣り合うコイル１０同士の隙間２０（スロット２２）に流し込まれた接着剤（樹脂）を堰き止める役割を有する。
【００１８】
図５に、図４のＶ−Ｖ矢視断面図を示す。図４、図５に示すように、互いに隣り合うティース６の間のスロット２２において、互いに隣り合うコイル１０の間の隙間２０に、樹脂モールド部３０が形成されている。ここで、ステータ１を有するモータが動作しているとき又はモータが停止しているとき、ステータ１のコイル１０には、例えばローレンツ力、熱応力、コイルスプリングバック又は振動による力等によって、内径側（リング部４とは反対方向）に力Ｆが作用する。しかしながら、樹脂モールド部３０によってコイル１０は固定されているため、この力Ｆがコイル１０に作用しても、当該力Ｆによってコイル１０が変位することを防ぐことができる。
【００１９】
また、相関板４０の羽根部４３のステータ１の内径方向の長さは、樹脂モールド部３０となる接着剤の垂れ落ちを防ぐため、樹脂モールド部３０のステータ１の内径方向の長さ以上であることが好ましい。
【００２０】
また、図６に、本実施の形態１に係る相関板４０の平面図を示す。図６に示すように、略Ｖ字の断面形状を有する羽根部４３の開口幅（ステータコア２の周方向に沿う幅）は、隣り合うコイル１０同士の隙間２０の幅以上である。これにより、相関板４０の羽根部４３は、隣り合うコイル１０同士の間の隙間２０において、当該コイル１０同士が離間する方向に突っ張る。換言すれば、相関板４０の羽根部４３の端部が隣り合うコイル１０に当接するとともに、当該羽根部４３の端部と当該コイル１０とが密着する。これにより、隣り合うコイル１０同士の間の隙間２０において、樹脂モールド３０となる接着剤が垂れ落ちようとする経路を相関板４０の羽根部４３が塞ぐ。換言すれば、相関板４０の羽根部４３は、接着剤の受け皿としての役割を果たす。
【００２１】
なお、隣り合うコイル１０同士の間の隙間２０は、ステータコア２、インシュレータ、及び、コイル１０の各公差の累積によって発生する。例えば、隙間２０の幅は、最大で約４ｍｍである。そして、従来の相関板の板厚は約１ｍｍである。そのため、コイル１０と従来の相関板との間には最大で約３ｍｍの組付隙（組み付け後の隙間）が発生する。
【００２２】
次に、本実施の形態１に係る回転電機のステータ１の製造方法について簡単に説明する。まず、ステータコア２のティース６にコイル１０を組み付ける。
【００２３】
次いで、相関板４０をステータコア２に対して組み付ける。具体的には、ステータコア２の隣り合うティース６の間のスロット２２に相関板４０を挿入する。より具体的には、隣り合うコイル１０同士の間の隙間２０に相関板４０の羽根部４３が挟まれるように、スロット２２に相関板４０を挿入する。例えば、相関板４０をスロット２２にステータコア２の軸方向に沿って挿入する。
【００２４】
次いで、コイル１０及びステータコア２を加熱した後、隣り合うコイル１０同士の間の隙間２０（スロット２２）に接着剤となる樹脂を注入する。接着剤は、コイル１０及びステータコア２の熱により硬化し、樹脂モールド部３０が形成される。
なお、例えば、特開２０１６−１３５０８４号公報に記載された装置及び方法等により、接着剤が隙間２０（スロット２２）に注入されてもよい。また、接着剤は、ステータコア２の内径側から径方向に沿って注入されてもよいし、ステータコア２の軸方向上側から当該軸方向に沿って注入されてもよい。
なお、接着剤としては、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂等の各種の樹脂等を使用することができる。
【００２５】
以上に説明した実施の形態１に係る回転電機によれば、相関板４０が隣り合うコイル１０に当接して、隣り合うコイル１０同士の間の隙間２０を塞ぐ。具体的には、相関板４０の羽根部４３のステータコア２の周方向に沿う幅が、隣り合うコイル１０同士の隙間の幅以上であるため、相関板４０が隣り合うコイル１０に当接するとともに、相関板４０とコイル１０とが密着する。これにより、隣り合うコイル１０同士の間の隙間２０が相関板４０によって塞がれる。そのため、隣り合うコイル１０同士の間の隙間２０に流し込まれた接着剤を硬化する際の加熱によって接着剤の粘度が低下しても、接着剤が当該相関板４０によって堰き止められる。そのため、接着剤の垂れ落ちを防止することができ、コイル１０の必要となる範囲を接着剤によって固着することができる回転電機を提供することができる。
【００２６】
また、接着剤の垂れ落ちによって、樹脂モールド部３０が下方に不要に延出してしまった場合、当該延出した部分をトリミングする必要があるが、本実施の形態１では、接着剤の垂れ落ちが防止されるため、当該トリミングの手間を省くことができる。
【００２７】
実施の形態２
次に、図７乃至図９を参照して、実施の形態２に係る回転電機に備えられる相関板４０Ａについて説明する。図７は、実施の形態２に係る相関板４０Ａを示す斜視図である。図８は、実施の形態２に係るステータ１を内径側から見た平面図である。図９は、実施の形態２に係る相関板４０Ａを示す平面図である。図４乃至図９に示すように、実施の形態２に係る回転電機における相関板４０Ａの羽根部４３Ａの形状のみが、実施の形態１に係る回転電機における相関板４０と異なる。そのため、同一の構成については同一の符号を用いるとともに、その説明を省略する。
【００２８】
図７に示すように、羽根部４３Ａは、斜体の略Ｉ字の断面形状を有する板状の形状を有する。そして、羽根部４３Ａは、基部４２からステータ１の内径側に向かって突出するとともに、基部４２からステータ１の軸方向上側に向かって斜めに延出するように設けられている。なお、羽根部４３Ａは、弧状の断面形状を有する湾曲した板状の形状を有していてもよい。
そして、図８に示すように、相関板４０Ａは、樹脂モールド部３０の下側に基部４２が位置するように、隣り合うコイル１０同士の隙間２０に配置されている。換言すれば、斜体の略Ｉ字の断面形状を有する羽根部４３Ａの上に樹脂モールド３０が位置するように、相関板４０Ａは、隙間２０に配置されている。これにより、羽根部４３Ａは、隣り合うコイル１０同士の隙間２０（スロット２２）に流し込まれた接着剤（樹脂）を堰き止める役割を有する。
【００２９】
また、相関板４０Ａの羽根部４３Ａのステータ１の内径方向の長さは、樹脂モールド部３０となる接着剤の垂れ落ちを防ぐため、樹脂モールド部３０のステータ１の内径方向の長さ以上であることが好ましい。
【００３０】
また、図９に、本実施の形態２に係る相関板４０Ａの平面図を示す。図９に示すように、斜体の略Ｉ字の断面形状を有する羽根部４３Ａの傾斜幅（ステータコア２の周方向に沿う幅）は、隣り合うコイル１０同士の隙間２０の幅以上である。これにより、相関板４０Ａの羽根部４３Ａは、隣り合うコイル１０同士の間の隙間２０において、当該コイル１０同士が離間する方向に突っ張る。換言すれば、相関板４０Ａの羽根部４３Ａの端部が隣り合うコイル１０に当接するとともに、当該羽根部４３Ａの端部と当該コイル１０とが密着する。これにより、隣り合うコイル１０同士の間の隙間２０において、樹脂モールド３０となる接着剤が垂れ落ちようとする経路を相関板４０Ａの羽根部４３Ａが塞ぐ。換言すれば、相関板４０Ａの羽根部４３Ａは、接着剤の受け皿としての役割を果たす。
【００３１】
以上に説明した実施の形態２に係る回転電機によれば、実施の形態１に係る回転電機と同様の効果が得られることは勿論である。
【００３２】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述の実施の形態１、２では、相関板４０、４０Ａは、ステータコア２とは別部材として説明したが、相関板４０、４０Ａとステータコア２とは一体的に形成されていてもよい。この場合、ステータコア２にコイル１０を組み付けた後の相関板４０、４０Ａの組付けの工程は省略される。
【符号の説明】
【００３３】
１  ステータ
２  ステータコア
４  リング部
６  ティース
１０  コイル
１２  コイルエンド部
２０  隙間
２２  スロット
３０  樹脂モールド部
４０、４０Ａ  相関板
４１  基板部
４２  基部
４３、４３Ａ  羽根部
【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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