(57)【要約】【課題】コイルとカフサとの密着性を向上させる。【解決手段】ヨーク２１と複数のティース２２と複数のスロット２３とを有するステータコア２０の軸方向端面２０ａに取り付けられるカフサ４０であって、弾性部材で形成され、ヨーク２１に接する円環板４１と、円環板４１の内周側に突出する複数のリブ４３と、リブ４３の間に形成された複数の空間４４と、を有し、リブ４３が根元４３ａから先端４３ｂに向かってステータコア２０の軸方向端面２０ａから離れるように反っており、スロット２３と空間４４とを通るようにティース２２とリブ４３とにコイルが巻回された際に、弾性力によってリブ４３がコイルに圧接するカフサ４０。【選択図】図３
2018148659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状のヨークと、前記ヨークの内周側に突出する複数のティースと、前記ティースの間に形成された複数のスロットとを有するステータコアの軸方向端面に取り付けられるカフサであって、
弾性部材で形成され、前記ヨークに接する円環板と、前記ティースに対応するように前記円環板の内周側に突出する複数のリブと、前記スロットに対応するように前記リブの間に形成された複数の空間と、を有し、
前記リブが根元から先端に向かって前記ステータコアの前記軸方向端面から離れるように反っており、前記スロットと前記空間とを通るように前記ティースと前記リブとにコイルが巻回された際に、弾性力によって前記リブが前記コイルに圧接するカフサ。
【請求項２】
請求項１に記載のカフサであって、
前記リブの前記先端を接続する円筒状のフランジを有し、
前記フランジは、前記リブの前記先端から前記ステータコアと反対側に向かって延びるカフサ。
【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コアの軸方向端面に取り付けられるカフサの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機では、ステータコアのスロットの一方から導体線を通し、他方から突出した導体線を周方向に折り曲げて離間した他のスロットに通すことによって複数のティースに渡って導体線を巻回する分布巻コイルが多く用いられている。近年は、導体線として平角線をＵ字型に成形した導体セグメントを用い、ステータコアの一方の軸方向端面から導体セグメントの直線部分をスロットに差し込み、ステータコアの他方の軸方向端面から突出した直線部分を周方向に折り曲げて他のスロットから突出した平角線と溶接することにより、分布巻コイルを形成する方法が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この方法では、カフサと呼ばれる樹脂製の絶縁部材をステータコアの軸方向端面に取り付けて導体セグメントの挿入、直線部分の折り曲げ、溶接が行われる。カフサは、ステータコアのティースに対応するリブとステータコアのスロットに対応する開口とを有する円環状部材である。コイルを構成する導体セグメントは、ステータコアの一方からスロットに挿入され、他方のカフサの開口から突出した導体セグメントの直線部分はカフサのリブの上側で周方向に折り曲げられる。導体セグメントの直線部分の折り曲げ、溶接によってコイルが形成されるとコイルとカフサにワニスを含浸させてコイルとカフサとが固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−３２３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
導体セグメントの直線部分を折り曲げる際の折り曲げ形状にはバラツキがあるので、導体セグメントの折り曲げ部分とカフサの上側との間に隙間が開く場合がある。この場合、コイルとカフサとの密着が不十分となり、ワニスによるコイルとカフサとの固定が不十分となってしまう場合がある。
【０００６】
そこで、本発明は、コイルとカフサとの密着性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のカフサは、円環状のヨークと、前記ヨークの内周側に突出する複数のティースと、前記ティースの間に形成された複数のスロットとを有するステータコアの軸方向端面に取り付けられるカフサであって、弾性部材で形成され、前記ヨークに接する円環板と、前記ティースに対応するように前記円環板の内周側に突出する複数のリブと、前記スロットに対応するように前記リブの間に形成された複数の空間と、を有し、前記リブが根元から先端に向かって前記ステータコアの前記軸方向端面から離れるように反っており、前記スロットと前記空間とを通るように前記ティースと前記リブとにコイルが巻回された際に、弾性力によって前記リブが前記コイルに圧接することを特徴とする。
【０００８】
この構成により、コイルとカフサとの密着性を向上させることができる。
【０００９】
本発明のカフサにおいて、前記リブの前記先端を接続する円筒状のフランジを有し、
前記フランジは、前記リブの前記先端から前記ステータコアと反対側に向かって延びることとしてもよい。
【００１０】
導体セグメントの直線部分を折り曲げる際の折り曲げ形状にはバラツキがあるので、導体セグメントの折り曲げ部分がステータコアの内周側に飛び出してコイルがロータに近接し、損失が増加してしまう場合があるが、本構成によると、コイルがステータコアの内周側に飛び出すことを抑制できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、コイルとカフサとの密着性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態のカフサを用いた回転電機のステータを示す斜視図である。
【図２】図１に示すステータの構造を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の実施形態のカフサをステータコアの軸方向端面に配置した状態を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態のカフサをステータコアの軸方向端面に配置した状態を示す断面図である。
【図５】図３、図４に示す状態でカフサから突出した導体セグメントの直線部を周方向に折り曲げた状態を示す周方向展開断面図（図４に示すＡ−Ａ断面）である。
【図６】図５に示すように、導体セグメントの直線部を折り曲げてコイルとした状態の折り曲げ部とカフサとステータコアとを示す断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態のカフサをステータコアの軸方向端面に配置した状態を示す斜視図である。
【図８】導体セグメントの直線部を折り曲げてコイルとした状態の折り曲げ部と他の実施形態のカフサとステータコアとを示す断面図である。
【図９】本発明の他の実施形態のカフサを用いた回転電機のステータを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。最初に本実施形態のカフサ４０を用いて構成した回転電機のステータ１０について説明する。図１に示すように、ステータ１０は、ステータコア２０と、ステータコア２０の軸方向端面２０ａ，２０ｂに取り付けられるカフサ４０と、ステータコア２０とカフサ４０とに巻回されるコイル３０とで構成される。ステータコア２０の軸方向端面２０ａ、２０ｂからはそれぞれコイルエンド３５、３６が軸方向外側に向かって突出している。図１に示すステータ１０は、コイルエンド３５の側にコイル３０の入出力端子（図示せず）が取り付けられているので、以下の説明では、ステータ１０のコイルエンド３５側をリード側、コイルエンド３６の側を反リード側という。
【００１４】
図２に示すように、ステータコア２０は、多数の電磁鋼板を積層して構成されている。ステータコア２０は、ステータ１０の周方向に沿って延びる円環状のヨーク２１と、ヨーク２１の内周面よりステータ１０の径方向内側へ突出する複数のティース２２とを備えている。複数のティース２２はステータ１０の周方向に互いに等間隔で配置されている。ステータ１０の周方向に隣接するティース２２の間にはスロット２３が形成されている。複数のスロット２３は、ステータ周方向に互いに等間隔で配置されている。各ティース２２及び各スロット２３は、軸方向に沿って延びている。
【００１５】
ステータコア２０のリード側の軸方向端面２０ａには、カフサ４０が取り付けられている。カフサ４０は、絶縁性の樹脂成形部材であり、例えば、エポキシ樹脂から形成されている。
【００１６】
図３に示すように、カフサ４０は、ヨーク２１に接する円環板４１と、ティース２２に対応するように円環板４１の内周側に突出する複数のリブ４３と、スロット２３に対応するようにリブ４３の間に形成された複数の空間４４とを有している。リブ４３は根元４３ａが円環板４１に接続し、先端４３ｂが互いに離れた櫛歯状となっている。カフサ４０のリブ４３は、根元４３ａから先端４３ｂに向かってステータコア２０の軸方向端面２０ａから軸方向外側に離れるように反っている。
【００１７】
図２に示すように、コイル３０は、ステータコア２０の周方向における全てのスロット２３に挿入された複数の導体セグメント３１によって構成される。なお、図２には、一対の導体セグメント３１しか示されていないが、導体セグメント３１はステータコア２０の全てのスロット２３に挿入される。
【００１８】
導体セグメント３１はＵ字形状であり、２つの直線状の脚３１ａと、これらを連結する湾曲部３１ｂとを備えている。導体セグメント３１の脚３１ａを、反リード側のカフサ４０の空間４４、スロット２３に挿入すると、脚３１ａはリード側のカフサ４０の空間４４から軸方向外側に向かって突出する。カフサ４０の空間４４から突出した脚３１ａの部分は周方向に折り曲げられ、図１に示すように他の導体セグメント３１の脚３１ａと溶接される。これにより、導体セグメント３１はスロット２３と空間４４を通り、ティース２２とリブ４３に巻回されるコイル３０となる。リード側の折り曲げ部分３２と溶接部分３３とはリード側のコイルエンド３５を形成する。また、反リード側のカフサ４０の空間４４からは導体セグメント３１の湾曲部３１ｂが軸方向外側に向かって突出している。この湾曲部３１ｂは、反リード側のコイルエンド３６を形成する。
【００１９】
先に図３を参照して説明したように、カフサ４０のリブ４３は、根元４３ａから先端４３ｂに向かってステータコア２０の軸方向端面２０ａから軸方向外側に離れるように反っている。このため、カフサ４０をステータコア２０の軸方向端面２０ａに取り付けた状態では、図４に示すように、円環板４１とリブ４３の根元４３ａとは、軸方向端面２０ａに密着しているが、リブ４３は根元４３ａから先端４３ｂにかけて軸方向端面２０ａから離れ、リブ４３と軸方向端面２０ａとの間の隙間は内周側に行くほど大きくなっている。
【００２０】
リブ４３の形状は、例えば、根元４３ａから先端４３ｂに向かって一定の傾斜で傾いているような形状でもよいし、根元４３ａから先端４３ｂに向かって軸方向端面２０ａから反りかえるような曲がり形状でもよい。また、逆に根元４３ａの部分で軸方向端面２０ａとのなす角度が大きく、先端４３ｂに行くに従って、角度が小さくなるような形状としてよい。
【００２１】
図２に示すように、ステータコア２０の反リード側の軸方向端面２０ｂには、リード側の軸方向端面２０ａに取り付けたのと同様のカフサ４０が反転して取り付けられている。反リード側もリード側と同様、カフサ４０をステータコア２０の軸方向端面２０ｂに取り付けた状態では、円環板４１とリブ４３の根元４３ａとは、軸方向端面２０ｂに密着しているが、リブ４３は根元４３ａから先端４３ｂにかけて軸方向端面２０ｂから離れ、リブ４３と軸方向端面２０ｂとの間の隙間は内周側に行くほど大きくなっている。
【００２２】
このように、ステータコア２０の各軸方向端面２０ａ、２０ｂにそれぞれカフサ４０を取り付けた状態で、導体セグメント３１の脚３１ａを、反リード側のカフサ４０の空間４４、スロット２３に挿入すると、図４に一点鎖線で示すように、脚３１ａはリード側のカフサ４０の空間４４から軸方向外側に向かって突出している。この状態では、リブ４３の先端４３ｂは軸方向端面２０ａから離れている。
【００２３】
そして、図５の矢印Ｆに示すように、脚３１ａを周方向に折り曲げると、折り曲げ部分３２の側面がリブ４３のリード側の面に当たる。そして、脚３１ａを更に折り曲げていくと、折り曲げ部分３２は、軸方向端面２０ａから離間しているリブ４３の先端部分を軸方向端面２０ａに向かって押し付けていく。リブ４３は、弾性体の樹脂製なので、リブ４３のリード側（軸方向外側）の面は反発力により導体セグメント３１の折り曲げ部分３２に圧接するようになる。そして、折り曲げ部分３２が最終形状まで折り曲げられると、図６に示すように、リブ４３は、ステータコア２０の軸方向端面２０ａに密着する。
【００２４】
また、脚３１ａを折り曲げていくと、導体セグメント３１の反リード側の湾曲部３１ｂの傾斜面がリブ４３の反リード側の面に当たり、リブ４３の反リード側（軸方向外側）の面は導体セグメント３１の湾曲部３１ｂに圧接すると共に、リブ４３がステータコア２０の軸方向端面２０ｂに密着する。
【００２５】
以上説明したように、本実施形態のカフサ４０のリブ４３は、根元４３ａから先端４３ｂに向かってステータコア２０の軸方向端面２０ａ、２０ｂから軸方向外側に離れるように反っているので、導体セグメント３１の脚３１ａを周方向に折り曲げてコイル３０を形成すると弾性力によってコイル３０に圧接する。このため、コイル３０とカフサ４０との密着性を向上させることができ、ワニスによってコイル３０とカフサ４０とを十分に固定することができる。
【００２６】
なお、以上説明したカフサ４０では、各リブ４３は、内周側の先端４３ｂが互いに離れた櫛歯状のものとして説明したが、リング状の部材で先端４３ｂを互いに接続するようにしてもよい。
【００２７】
次に、図７から図９を参照しながら、他の実施形態のカフサ５０について説明する。先に図１から図６を参照して説明したカフサ４０と同様の部分には同様の符号を付して説明は省略する。
【００２８】
図７に示すように、本実施形態のカフサ５０は、リブ４３の先端４３ｂを接続する円筒状のフランジ５１を有している。円環状のフランジ５１は、リブ４３の先端４３ｂからステータコア２０の軸方向端面２０ａと反対側の軸方向外側に向かって延びている。
【００２９】
図７に示すカフサ５０をステータコア２０の軸方向端面２０ａ、２０ｂに取り付け、先に説明したのと同様、導体セグメント３１をスロット２３に挿入し、脚３１ａを周方向に折り曲げて折り曲げ部分３２を形成すると、図８に示すように、リブ４３のリード側（軸方向外側）の面が導体セグメント３１の折り曲げ部分３２に圧接すると共に、リブ４３がステータコア２０の軸方向端面２０ａに密着する。反リード側では、リブ４３の反リード側の面が導体セグメント３１の反リード側の湾曲部３１ｂの傾斜面に圧接すると共に、リブ４３がステータコア２０の軸方向端面２０ｂに密着する。
【００３０】
図８、図９に示すように、フランジ５１は、リブ４３の先端４３ｂからステータコア２０の軸方向端面２０ａと反対側の軸方向外側に向かって導体セグメント３１の折り曲げ部分３２に掛かる位置まで壁状に軸方向外側に延びているので、導体セグメント３１の折り曲げ部分３２の内周側への倒れを抑制することができる。これにより、本実施形態のカフサ５０は、コイル３０がステータコア２０の内周側へ飛び出すことを抑制し、コイル３０がロータに近接し、損失が増加してしまうことを抑制する。
【符号の説明】
【００３１】
１０  ステータ、２０  ステータコア、２０ａ、２０ｂ  軸方向端面、２１  ヨーク、２２  ティース、２３  スロット、３０  コイル、３１  導体セグメント、３１ａ  脚、３１ｂ  湾曲部、３２  折り曲げ部分、３３  溶接部分、３５、３６  コイルエンド、４０、５０  カフサ、４１  円環板、４３  リブ、４３ａ  根元、４３ｂ  先端、４４  空間、５１  フランジ。
【図１】
2018148659.tif 000003
【図２】
2018148659.tif 000004
【図３】
2018148659.tif 000005
【図４】
2018148659.tif 000006
【図５】
2018148659.tif 000007
【図６】
2018148659.tif 000008
【図７】
2018148659.tif 000009
【図８】
2018148659.tif 000010
【図９】
2018148659.tif 000011