(57)【要約】【課題】回転電機の内部の汚染を防止しつつ、ステータコアとコイルとを固定できる回転電機のステータを提供する。【解決手段】回転電機のステータ５は、周方向に沿ってティース２１およびスロット２３を交互に有するステータコア１１と、ステータコア１１に装着されたコイル１３と、スロット２３の内周面とコイル１３との間に配置された絶縁層３５および発泡接着層３７と、を備える。発泡接着層３７は、ステータコア１１の軸方向における少なくとも一方側の端部がステータコア１１の軸方向における一方側の端面１１ａよりも内側に位置するように配置されている。【選択図】図４
2018064419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に沿ってティースおよびスロットを交互に有するステータコアと、
前記ステータコアに装着されたコイルと、
前記スロットの内周面と前記コイルとの間に配置された絶縁層および接着層と、
を備え、
前記接着層は、前記ステータコアの軸方向における少なくとも一方側の端部が前記ステータコアの前記軸方向における一方側の端面よりも内側に位置するように配置されている、
ことを特徴とする回転電機のステータ。
【請求項２】
前記接着層は、前記軸方向における両側の端部が前記ステータコアの前記軸方向における両側の端面よりも内側に位置するように配置されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機のステータ。
【請求項３】
前記絶縁層は、絶縁紙であり、
前記絶縁紙の前記軸方向における中央部に塗布された発泡接着剤により前記接着層が形成されている、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機のステータ。
【請求項４】
前記接着層は、加熱により発泡した状態で、前記スロットから前記軸方向に突出しないように配置されている、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の回転電機のステータ。
【請求項５】
回転電機のステータの製造方法であって、
前記ステータは、
周方向に沿ってティースおよびスロットを交互に有するステータコアと、
前記ステータコアに装着されたコイルと、
前記スロットの内周面と前記コイルとの間に配置された絶縁層および接着層と、
を備え、
前記接着層を前記ステータコアの軸方向における前記絶縁層の中央部のみに配置して、前記ステータコアと前記コイルとを固定する、
ことを特徴とする回転電機の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、回転電機のステータおよび回転電機のステータの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ステータおよびロータを備えた回転電機が知られている。ステータのステータコアには、ステータの径方向に延びるティースが設けられている。ステータの周方向に隣接するティース間には、コイルが挿通可能なスロットが形成されている。スロットの内周面とコイルとの間には、ステータコアとコイルとを絶縁する、例えば絶縁紙からなる絶縁層が配置されている。
【０００３】
ステータコアとコイルとを固定するために、絶縁層の表裏面に接着層等を設けることがある。例えば特許文献１には、スロットの軸方向両端部に対応する絶縁紙の部分に発泡接着部が設けられており、発泡接着部は、ステータコアへの絶縁紙およびコイル巻線の組付け後の加熱によって生じる膨張および粘着性によって、コイル巻線をステータコアに接着固定する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術では、発泡接着部がスロットから軸方向に溢れ出て突出するおそれがある。発泡接着部がスロットから突出すると、冷媒流の接触等により発泡接着部が剥離して、回転電機の内部を汚染する可能性がある。したがって、従来技術にあっては、回転電機の内部の汚染を防止しつつ、ステータコアとコイルとを固定するという点で、改善の余地がある。
【０００６】
そこで本発明は、回転電機の内部の汚染を防止しつつ、ステータコアとコイルとを固定できる回転電機のステータおよび回転電機のステータの製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の回転電機（例えば、実施形態における回転電機１）のステータ（例えば、実施形態におけるステータ５，１０５）は、周方向に沿ってティース（例えば、実施形態におけるティース２１）およびスロット（例えば、実施形態におけるスロット２３）を交互に有するステータコア（例えば、実施形態におけるステータコア１１）と、前記ステータコアに装着されたコイル（例えば、実施形態におけるコイル１３）と、前記スロットの内周面と前記コイルとの間に配置された絶縁層（例えば、実施形態における絶縁層３５）および接着層（例えば、実施形態における発泡接着層３７，１３７）と、を備え、前記接着層は、前記ステータコアの軸方向における少なくとも一方側の端部が前記ステータコアの前記軸方向における一方側の端面（例えば、実施形態における端面１１ａ）よりも内側に位置するように配置されている、ことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、接着層が軸方向の一方側においてスロットから突出することを防止できる。このため、例えばステータコアの軸方向一方側の端面に沿って流動する冷媒が接着層に接触して、接着層が剥離することを抑制できる。したがって、回転電機の内部の汚染を防止しつつ、ステータコアとコイルとを固定できる。
【０００９】
上記の回転電機のステータにおいて、前記接着層は、前記軸方向における両側の端部が前記ステータコアの前記軸方向における両側の端面よりも内側に位置するように配置されている、ことが望ましい。
【００１０】
本発明によれば、接着層が軸方向の両側においてスロットから突出することを防止できる。このため、例えばステータコアの軸方向両側の端面に沿って流動する冷媒が接着層に接触して、接着層が剥離することを抑制できる。したがって、回転電機の内部の汚染をより確実に防止しつつ、ステータコアとコイルとを固定できる。
【００１１】
上記の回転電機のステータにおいて、前記絶縁層は、絶縁紙であり、前記絶縁紙の前記軸方向における中央部に塗布された発泡接着剤（例えば、実施形態における発泡接着剤３９）により前記接着層が形成されている、ことが望ましい。
【００１２】
本発明によれば、発泡接着剤が塗布された絶縁紙を用いることで、絶縁層および接着層を形成できる。この際、発泡接着剤が絶縁紙の軸方向における中央部に塗布されているので、発泡接着剤により形成される接着層がスロットから突出することを抑制できる。したがって、回転電機のステータを容易に形成することができる。
【００１３】
上記の回転電機のステータにおいて、前記接着層は、加熱により発泡した状態で、前記スロットから前記軸方向に突出しないように配置されている、ことが望ましい。
【００１４】
本発明によれば、接着層を加熱して発泡させることにより形成する構成において、接着層がスロットから突出することを防止できる。
【００１５】
本発明の回転電機のステータの製造方法は、回転電機（例えば、実施形態における回転電機１）のステータ（例えば、実施形態におけるステータ５，１０５）の製造方法であって、前記ステータは、周方向に沿ってティース（例えば、実施形態におけるティース２１）およびスロット（例えば、実施形態におけるスロット２３）を交互に有するステータコア（例えば、実施形態におけるステータコア１１）と、前記ステータコアに装着されたコイル（例えば、実施形態におけるコイル１３）と、前記スロットの内周面と前記コイルとの間に配置された絶縁層（例えば、実施形態における絶縁層３５）および接着層（例えば、実施形態における発泡接着層３７，１３７）と、を備え、前記接着層を前記ステータコアの軸方向における前記絶縁層の中央部のみに配置して、前記ステータコアと前記コイルとを固定する、ことを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、接着層を軸方向における絶縁層の中央部のみに配置するので、接着層が軸方向の両側においてスロットから突出することを防止できる。このため、例えばステータコアの軸方向両側の端面に沿って流動する冷媒が接着層に接触して、接着層が剥離することを抑制できる。したがって、回転電機の内部の汚染を防止しつつ、ステータコアとコイルとを固定できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、接着層が軸方向の一方側においてスロットから突出することを防止できる。このため、例えばステータコアの軸方向一方側の端面に沿って流動する冷媒が接着層に接触して、接着層が剥離することを抑制できる。したがって、回転電機の内部の汚染を防止しつつ、ステータコアとコイルとを固定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態に係る回転電機の全体構成を示す断面図である。
【図２】実施形態に係るステータを示す斜視図である。
【図３】実施形態に係るステータの一部を拡大して示す部分断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線における断面図である。
【図５】実施形態に係る絶縁層および発泡接着層の説明図である。
【図６】実施形態の変形例に係るステータの説明図であって、図３のＩＶ−ＩＶ線に相当する部分における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
［実施形態］
最初に実施形態の回転電機１について説明する。
図１は、実施形態に係る回転電機の全体構成を示す概略構成図（断面図）である。
図１に示すように、回転電機１は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車のような車両に搭載される走行用モータである。但し、本発明の構成は、走行用モータに限らず、発電用モータやその他用途のモータ、または車両用以外の回転電機（発電機を含む）にも適用可能である。
【００２０】
回転電機１は、ケース３と、ステータ５と、ロータ７と、出力シャフト９と、図示しない冷媒供給システムと、を備えている。
冷媒供給システムは、ステータ５やロータ７等に向けて冷媒を供給する。冷媒の一例は、例えばＡＴ（オートマチックトランスミッション）のトランスミッションにおいて潤滑および動力伝達等に用いられる作動油である。回転電機１は、ステータ５の一部が冷媒に浸かった状態で使用される。
【００２１】
出力シャフト９は、ケース３に回転可能に支持されている。
ロータ７は、出力シャフト９に外嵌された筒状に形成されている。なお、以下の説明では、出力シャフト９の軸線Ｃに沿う方向を単に軸方向といい、軸線Ｃに直交する方向を径方向といい、軸線Ｃ周りの方向を周方向という場合がある。
【００２２】
図２は、実施形態に係るステータを示す斜視図である。
図２に示すように、ステータ５は、ステータコア１１と、ステータコア１１に装着されたコイル１３と、を備えている。
【００２３】
ステータコア１１は、ロータ７（図１参照）を径方向の外側から取り囲む筒状に形成されている。具体的に、ステータコア１１は、円筒状のバックヨーク１９と、バックヨーク１９の内周面上から径方向内側に向けて突出する複数のティース２１と、を備えている。バックヨーク１９は、上述したケース３（図１参照）の内周面に嵌合等により固定されている。ステータコア１１の周方向に隣接するティース２１間には、溝状のスロット２３が形成されている。すなわち、ステータコア１１の周方向に沿って、ティース２１およびスロット２３が交互に配置されている。
【００２４】
コイル１３は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相により構成された３相コイルである。コイル１３は、コイル導線３０によって形成されている。コイル導線３０は、スロット２３に挿通されてコイル１３を形成する。コイル導線３０は、端部がスロット２３の外部に延出する複数の平角線３１を備えている。
【００２５】
本実施形態では、平角線３１は、セグメントコイル２４を形成している。本実施形態の各相のコイル１３は、対応する複数のセグメントコイル２４が互いに接続されることで形成されている。各セグメントコイル２４は、ステータコア１１のスロット２３に挿入されてステータコア１１に装着されている。複数のセグメントコイル２４のうち、各相のコイル１３の端部を除く途中部分を形成する同相のセグメントコイル２４同士は、ステータコア１１に対して軸方向の一方において、ＴＩＧ溶接やレーザ溶接等で接合されている。複数のセグメントコイル２４のうち、各相のコイル１３の端部を形成する６本（３相×２）のセグメントコイル２４（平角線３１）の端部は、他のセグメントコイル２４の端部よりも長く引き出されている。
【００２６】
コイル導線３０には、３つの端子３３が設けられている。各端子３３に接続する２本の平角線３１は、例えば、同相の平角線３１とされている。これにより、図示しない外部電源と各相のコイル１３とが、各端子３３を介して電気的に接続される。コイル１３には、端子３３を通じて外部電源から電力が供給される。
【００２７】
図３は、実施形態に係るステータの一部を拡大して示す軸方向から見た部分断面図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線における断面図である。なお、図３に示すコイル１３は、３相（Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相）のコイルの詳細を省略して、３相のコイルが一体化されたように図示されている。また、図３では、後述する絶縁層３５および発泡接着層３７（接着層）をまとめて１層として図示している。
図３および図４に示すように、各スロット２３の内周面とコイル１３との間には、絶縁層３５および発泡接着層３７が配置されている。絶縁層３５は、例えばポリフェニレンスルファイド樹脂等の絶縁性を有する樹脂材料により形成された絶縁紙である。絶縁層３５は、帯状の絶縁紙をスロット２３の内周面に沿うように屈曲または湾曲させることにより形成されている。絶縁層３５の軸方向両端部の位置は、ステータコア１１の軸方向両端面１１ａの位置と、軸方向においてそれぞれ略一致している。絶縁層３５は、コイル１３の周方向両側を向く面、および径方向内側を向く面と、スロット２３の内周面と、の間に配置されている。
【００２８】
発泡接着層３７は、絶縁層３５を挟んだ両側に設けられている。発泡接着層３７は、発泡接着剤３９（図５参照）を加熱して発泡させることにより形成されている。発泡接着剤３９は、加熱により発泡して膨張するとともに粘着性を有する樹脂材料である。発泡接着剤３９は、例えばエポキシ系の樹脂材料からなる基材に、液体のイソペンタンを内包するアクリル系のカプセルを分散させたものである。これにより、発泡接着剤３９は、加熱されることでカプセル内部の液体のイソペンタンが気化して膨張し、基材を発泡させることができる。発泡接着層３７は、絶縁層３５と、コイル１３およびスロット２３の内周面と、を接着している。これにより、コイル１３はスロット２３の内周面に対して、発泡接着層３７および絶縁層３５を介して接着固定されている。
【００２９】
図５は、実施形態に係る絶縁層および発泡接着層の説明図であって、発泡接着剤を加熱して発泡させる前の状態における絶縁層の平面図である。
発泡接着層３７は、軸方向両端部が、ステータコア１１の軸方向両端面１１ａよりも軸方向内側に位置するように配置されている。すなわち、発泡接着層３７は、スロット２３内のうち、ステータコア１１の軸方向両端面１１ａに隣接する領域以外に配置されている。発泡接着層３７は、図５に示すように、上述した発泡接着剤３９を絶縁紙（絶縁層３５）の表裏面それぞれの軸方向中央部に塗布して発泡させることにより、図４に示すように軸方向両端部がステータコア１１の軸方向両端面１１ａよりも内側に位置するように配置される。
【００３０】
このように、本実施形態によれば、発泡接着層３７は、軸方向両端部がステータコア１１の軸方向両端面１１ａよりも内側に位置するように配置されているの、発泡接着層３７が軸方向両側においてスロット２３から突出することを防止できる。このため、例えばステータコア１１の軸方向両端面１１ａに沿って流動する冷媒が発泡接着層３７に接触して、発泡接着層３７が剥離することを抑制できる。したがって、回転電機１の内部の汚染を防止しつつ、ステータコア１１とコイル１３とを固定できる。
【００３１】
また、絶縁層３５は、絶縁紙であり、絶縁紙の軸方向における中央部に塗布された発泡接着剤３９により発泡接着層３７が形成されている。このため、発泡接着剤３９が塗布された絶縁紙を用いることで、絶縁層３５および発泡接着層３７を形成できる。この際、発泡接着剤３９が絶縁紙の軸方向における中央部に塗布されているので、発泡接着剤３９により形成される発泡接着層３７がスロット２３から突出することを抑制できる。したがって、上述した作用効果を奏する回転電機１のステータ５を容易に形成することができる。
【００３２】
また、発泡接着層３７は、加熱により発泡した状態で、スロット２３から軸方向に突出しないように配置されている。このため、発泡接着層３７を加熱して発泡させることにより形成する構成において、発泡接着層３７がスロット２３から突出することを防止できる。したがって、回転電機１の内部の汚染を防止できる。
【００３３】
［実施形態の変形例］
次に実施形態の変形例の回転電機のステータ１０５について説明する。
図６は、実施形態の変形例に係るステータの説明図であって、図３のＩＶ−ＩＶ線に相当する部分における断面図である。
図４に示す実施形態では、発泡接着層３７が絶縁層３５を挟んだ両側に設けられている。これに対して図６に示す実施形態の変形例では、発泡接着層１３７（接着層）が絶縁層３５に対する一方側にのみ設けられている点で、実施形態と異なっている。なお、図１から図５に示す実施形態と同様の構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３４】
図６に示すように、各スロット２３の内周面とコイル１３との間には、絶縁層３５および発泡接着層１３７が配置されている。
発泡接着層１３７は、絶縁層３５におけるスロット２３の内周面に対向する面側に設けられている。発泡接着層１３７は、実施形態と同様に発泡接着剤を加熱して発泡させることにより形成されている。発泡接着層１３７は、絶縁層３５と、スロット２３の内周面と、を接着している。発泡接着層１３７は、実施形態の発泡接着層３７と同様に、軸方向両端部が、ステータコア１１の軸方向両端面１１ａよりも内側に位置するように配置されている。
【００３５】
絶縁層３５は、発泡して膨張した発泡接着層１３７によりコイル１３に向かって押圧され、コイル１３に圧接している。この押圧力により、絶縁層３５とコイル１３とが固定され、コイル１３がスロット２３の内周面に対して発泡接着層１３７および絶縁層３５を介して固定されている。なお、絶縁層３５とコイル１３との固定は、発泡接着層１３７による押圧力による固定に限定されず、例えばコイル１３の外被膜の接着性を利用した固定や、絶縁層３５とコイル１３との間に別途接着層を設けることによる固定等であってもよい。
【００３６】
このように、本変形例によれば、発泡接着層１３７が絶縁層３５に対する一方側にのみ設けられているので、発泡接着層が絶縁層の表裏面に配置される構成と比較して、発泡接着剤の塗布量を削減できる。したがって、回転電機のステータ１０５を低コストで製造することができる。
【００３７】
なお、本変形例では、発泡接着層１３７は絶縁層３５におけるスロット２３の内周面に対向する面に設けられているが、これに限定されない。発泡接着層は、絶縁層におけるコイル１３に対向する面に設けられていてもよい。この場合、発泡接着剤をコイル１３の表面に塗布して発泡させることにより、コイル１３と絶縁層３５とを固定する構成としてもよい。
【００３８】
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態およびその変形例においては、発泡接着層３７，１３７がステータコア１１の軸方向両端面１１ａよりも内側に位置するように配置されているが、これに限定されない。例えば、回転電機内の冷媒が主にステータコア１１の軸方向一方側の端面に沿って流動する場合、発泡接着層は、少なくともステータコア１１の軸方向一方側の端面よりも内側に位置するように配置されていればよい。これにより、流動する冷媒の接触による発泡接着層の剥離が抑制され、回転電機の内部の汚染を防止しつつ、ステータコアとコイルとを固定できる。
【００３９】
また、本実施形態では、各スロット２３の内周面とコイル１３との間に配置された接着層が発泡接着剤３９により形成された発泡接着層３７であるが、これに限定されず、発泡性を有しない接着剤により形成された接着層であってもよい。
【００４０】
また、本実施形態のコイル１３は、分布巻きによりステータコア１１に装着されているが、この構成のみに限らず、集中巻きによりステータコア１１に装着されていても構わない。
【００４１】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１…回転電機  ５，１０５…ステータ  １１…ステータコア  １１ａ…端面  １３…コイル  ２１…ティース  ２３…スロット  ３５…絶縁層  ３７，１３７…発泡接着層（接着層）  ３９…発泡接着剤
【図１】
2018064419.tif 000003
【図２】
2018064419.tif 000004
【図３】
2018064419.tif 000005
【図４】
2018064419.tif 000006
【図５】
2018064419.tif 000007
【図６】
2018064419.tif 000008