(57)【要約】      （修正有）【課題】製造性の向上を図ることができる電動機用ステータの製造方法および電動機用ステータを提供する。【解決手段】ステータコア１１のスロット２３の内面２３ｉに絶縁性の樹脂層６０を一体成形し、スロットの内面に樹脂層を形成した後に、スロットに巻線１２を挿入することを特徴とする。さらにスロットの内面に樹脂層を一体成形するときに、樹脂層となる樹脂材料をスロットの内面からステータコアの軸方向の端面にオーバーフローさせ、前記端面においてスロットに隣接した少なくとも一部の領域を樹脂層の一部で覆うことを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアのスロットの内面に絶縁性の樹脂層を一体成形し、
前記スロットの内面に前記樹脂層を形成した後に、前記スロットに巻線を挿入する、
ことを特徴とする電動機用ステータの製造方法。
【請求項２】
前記スロットの内面に前記樹脂層を一体成形するときに、前記樹脂層となる樹脂材料を前記スロットの内面から前記ステータコアの軸方向の端面にオーバーフローさせ、前記端面において前記スロットに隣接した少なくとも一部の領域を前記樹脂層の一部で覆うことを特徴とする請求項１に記載の電動機用ステータの製造方法。
【請求項３】
前記スロットの内面に前記樹脂層を一体成形するときに、前記スロットへの前記巻線の挿入方向に対して傾斜した傾斜部を前記樹脂層の内面に形成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動機用ステータの製造方法。
【請求項４】
前記スロットの内面に前記樹脂層を一体成形するときに、前記樹脂層を熱硬化性樹脂で形成するとともに前記樹脂層の最小厚さを０．１５ｍｍ以上に形成することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電動機用ステータの製造方法。
【請求項５】
スロットが設けられたステータコアと、
前記スロットの内面と一体に設けられた絶縁性の樹脂層と、
前記スロットに収容されて、前記樹脂層に面する巻線と、
を備えたことを特徴とする電動機用ステータ。
【請求項６】
前記樹脂層は、前記ステータコアの軸方向の端面において前記スロットに隣接した少なくとも一部の領域を覆う張出部を有したことを特徴とする請求項５に記載の電動機用ステータ。
【請求項７】
前記樹脂層の内面は、前記ステータコアの軸方向に進むに従い前記巻線の表面から離れる方向に傾斜した傾斜部を有したことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の電動機用ステータ。
【請求項８】
前記樹脂層は、熱硬化性樹脂で形成されており、最小厚さが０．１５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の電動機用ステータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機用ステータの製造方法および電動機用ステータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステータコアのスロットに挿入される巻線は、該巻線とスロットの内面との間に絶縁紙を介在させてスロットに挿入されている。
ここで、下記特許文献１には、導線の周りに形成された熱硬化性樹脂からなる内被膜と、内被膜の周りに形成された熱可塑性樹脂からなる外被膜とを有した巻線が開示されている。この巻線は、該巻線がスロットに収容された後に、前記外被膜に含有された発泡剤が熱処理によって発泡することで所望厚の絶縁層を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２２８０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、巻線とスロットの内面との間に絶縁紙を介在させる場合には、ステータの製造時に絶縁紙に破れや潰れ等が生じるおそれがある。このため、ステータに絶縁紙を設ける場合、ステータの製造性が低下することがある。また絶縁紙を設ける場合、絶縁紙を切断する工程や、切断した絶縁紙をスロットに挿入する工程等が必要になる。この観点でも、ステータに絶縁紙を設ける場合、ステータの製造性が低下することがある。
また、内被膜と外被膜とからなる二重構造の被膜を巻線に設けるとともに、外被膜に発泡剤を含有させる構成では、二重構造の被膜を巻線に形成する工程や、外被膜に発泡剤を含有させる工程が必要になる。このため、ステータの製造性の向上を図ることが難しい場合がある。
【０００５】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、製造性の向上を図ることができる電動機用ステータの製造方法および電動機用ステータ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】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載した発明では、電動機用ステータ（例えば、実施形態におけるステータ３）の製造方法において、ステータコア（例えば、実施形態におけるステータコア１１）のスロット（例えば、実施形態におけるスロット２３）の内面に絶縁性の樹脂層（例えば、実施形態における樹脂層６０）を一体成形し、前記スロットの内面に前記樹脂層を形成した後に、前記スロットに巻線（例えば、実施形態における巻線１２）を挿入することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載した発明では、前記スロットの内面に前記樹脂層を一体成形するときに、前記樹脂層となる樹脂材料を前記スロットの内面から前記ステータコアの軸方向の端面（例えば、実施形態における端面１１ａ，１１ｂ）にオーバーフローさせ、前記端面において前記スロットに隣接した少なくとも一部の領域を前記樹脂層の一部で覆うことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載した発明では、前記スロットの内面に前記樹脂層を一体成形するときに、前記スロットへの前記巻線の挿入方向に対して傾斜した傾斜部（例えば、実施形態における傾斜部８３）を前記樹脂層の内面に形成することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載した発明では、前記スロットの内面に前記樹脂層を一体成形するときに、前記樹脂層を熱硬化性樹脂で形成するとともに前記樹脂層の最小厚さを０．１５ｍｍ以上に形成することを特徴とする。
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項５に記載した発明では、電動機用ステータは、スロットが設けられたステータコアと、前記スロットの内面と一体に設けられた絶縁性の樹脂層と、前記スロットに収容されて、前記樹脂層に面する巻線と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載した発明では、前記樹脂層は、前記ステータコアの軸方向の端面において前記スロットに隣接した少なくとも一部の領域を覆う張出部（例えば、実施形態における張出部８１，８２）を有したことを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載した発明では、前記樹脂層の内面は、前記ステータコアの軸方向に進むに従い前記巻線の表面から離れる方向に傾斜した傾斜部を有したことを特徴とする。
【００１３】
請求項８に記載した発明では、前記樹脂層は、熱硬化性樹脂で形成されており、最小厚さが０．１５ｍｍ以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１，５に記載した発明によれば、ステータコアのスロットの内面に絶縁性の樹脂層が一体に設けられるので、この樹脂層によってステータコアと巻線との間の絶縁性を確保することができる。このため、ステータの製造時に絶縁紙に関する不具合が生じなくなるので、ステータの製造性の向上を図ることができる。また、スロットの内面に絶縁性の樹脂層が一体に設けられると、ステータコアと絶縁紙とが別部品である場合に比べて、部品点数が少なくなり、製造工数を少なくすることができる。また、スロットの内面に絶縁性の樹脂層が一体に設けられると、スロットの内面に対して樹脂層が固定されているため、スロットに対する巻線の挿入工程において樹脂層が邪魔になりにくい。このため、スロット内に絶縁紙が単に配置される場合に比べて、スロットに対する巻線の良好な挿入性を得ることができる。このような観点でもステータの製造性の向上を図ることができる。
また、スロットの内面に絶縁性の樹脂層が一体に設けられると、絶縁紙のような破れや潰れが生じないため、樹脂層の厚さを薄くすることができる。これにより、スロット内の占積率を高めることができ、電動機の性能向上も図ることができる。
【００１５】
請求項２，６に記載した発明によれば、ステータコアの軸方向の端面においてスロットに隣接した少なくとも一部の領域が樹脂層によって覆われる。これにより、巻線のなかでスロットの外部に位置する部分とスロットコアの端面との間の絶縁性をさらに確実に確保することができる。また、ステータコアの端面を覆う部分を樹脂層が有すると、樹脂層の端部において樹脂層の強度が高められている。このため、スロットに対する巻線の挿入時において、巻線が樹脂層の端部に引っ掛かった場合でも、樹脂層が割れにくくなる。さらに、ステータコアの端面を覆う部分を樹脂層が有すると、ステータの冷熱時（電動機の駆動停止後の冷熱時や、ステータの製造時における冷熱時）に、スロットの内面から樹脂層が剥がれることを抑制することができる。
【００１６】
また請求項２に記載した発明によれば、スロットの内面に樹脂層を一体成形するときに、ステータコアの端面を覆う樹脂層の部分が同時に形成される。このような構成によれば、製造工数の増加を抑制しつつ、樹脂層の一部によってステータコアの端面を容易に覆うことができる。
【００１７】
請求項３，７に記載した発明によれば、樹脂層の内面に傾斜部が設けられるので、この傾斜部を誘いとしてスロットの内側（樹脂層の内側）に巻線を挿入しやすくなる。これにより、ステータの製造性の向上をさらに図ることができる。
【００１８】
また請求項３に記載した発明によれば、スロットの内面に樹脂層を一体成形するときに、樹脂層の内面の傾斜部が同時に形成される。このような構成によれば、製造工数の増加を抑制しつつ、樹脂層の内面に傾斜部を容易に形成することができる。
【００１９】
請求項４，８に記載した発明によれば、前記樹脂層が熱硬化性樹脂で形成されるとともに前記樹脂層の最小厚さが０．１５ｍｍ以上に形成される。このような構成によれば、樹脂層の割れを抑制するとともに、巻線とステータコアとの間の絶縁性を確実に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施形態の電動機の全体構成を示す断面図である。
【図２】第１の実施形態のステータの一部を示す断面図である。
【図３】第１の実施形態のセグメントコイルを示す斜視図である。
【図４】図２中に示されたステータのＦ４線で囲まれた領域を拡大して示す断面図である。
【図５】図４中に示されたステータのＦ５−Ｆ５線に沿う断面図である。
【図６】第１の実施形態のステータの製造方法の流れを示す断面図である。
【図７】第２の実施形態のステータの一部を示す断面図である。
【図８】実施形態のステータの変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお以下の説明では、略同じまたは類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それらの重複する説明は省略する場合がある。
【００２２】
（第１の実施形態）
まず、図１から図６を参照し、第１の実施形態のステータ３について説明する。
図１は、本実施形態のステータ３を含む電動機（回転電機）１の全体構成を示す。
電動機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。ただし、本実施形態の構成は、上記例に限らず、発電用モータやその他用途のモータにも適用可能であり、また車両に搭載される以外の電動機（発電機を含む）にも適用可能である。本実施形態の電動機１は、例えば分布巻モータであるがこれに限らず、集中巻モータでもよい。
【００２３】
図１に示すように、電動機１は、ケース２と、ステータ３と、ロータ４と、出力シャフト５とを備える。
ケース２は、例えばステータ３およびロータ４を収容する筒状に形成されている。
ステータ３は、環状に形成されて、例えばケース２の内周面に取り付けられている。ステータ３は、ステータコア１１と、ステータコア１１に取り付けられた巻線１２とを有し、ロータ４に対して回転磁界を作用させる。
ロータ４は、例えば、ロータコアと、ロータコアに取り付けられた磁石とを有し、ステータ３の内側で回転駆動される。
出力シャフト５は、ロータ４に接続されてロータ４の回転を駆動力として出力する。
【００２４】
ここで、ステータコア１１の軸方向Ｚ、径方向Ｒ、および周方向θ（図２参照）について定義する。ステータコア１１の軸方向Ｚは、出力シャフト５の回転中心軸Ｃと略平行に延びた方向である。ステータコア１１の径方向Ｒは、回転中心軸Ｃから放射状に離れる方向およびその反対方向（回転中心軸Ｃに近付く方向）である。ステータコア１１の周方向θは、回転中心軸Ｃから一定の距離を保ちながら回転中心軸Ｃの周りを回転する方向である。
【００２５】
次に、ステータ３について詳しく説明する。
図２は、ステータ３の一部を示す断面図である。
図２に示すように、ステータ３は、ステータコア１１と、巻線１２と、スロット内面樹脂層６０（図４参照）と、スロット充填固着部７０（図４参照）とを備える。なお図２では、説明の便宜上、スロット内面樹脂層６０およびスロット充填固着部７０の図示を省略している。
【００２６】
ステータコア１１は、ロータ４を囲む環状に形成されている。ステータコア１１は、例えば周方向θに分割された複数のピースが互いに連結されることで形成される分割型ステータコアでもよく、複数枚の電磁鋼鈑が軸方向Ｚに積層されることで形成される積層型ステータコアでもよい。
ステータコア１１は、環状のヨーク部２１と、複数のティース部２２と、複数のスロット２３とを有する。複数のティース部２２は、ヨーク部２１からステータコア１１の径方向Ｒの内側に向けて突出している。各スロット２３は、ステータコア１１の周方向θにおいて互いに隣り合う２つのティース部２２の間に形成されている。このため、複数のスロット２３は、ステータコア１１の周方向θに並んで配置されている。各スロット２３は、ステータコア１１の軸方向Ｚにステータコア１１を貫通している。
【００２７】
各スロット２３は、巻線１２に面する内面（内周面）２３ｉを有する。なお本願で言う「面する」とは、直接に面する場合に限らず、他の部材（例えば樹脂層６０や充填固着部７０）を間に介在させて面する場合も含む。また本願で言う「内周面」とは、「内周側の面」を意味する。すなわち、本願で言う「内周面」とは、ひと続きの環状の面に限らず、一部が途切れていてもよい。
【００２８】
図２に示すように、各スロット２３の内面２３ｉは、一対の側面２３ａ，２３ｂと、底面２３ｃと、一対の先端部端面２３ｄ，２３ｅとを有する。一対の側面２３ａ，２３ｂは、互いに異なるティース部２２によって形成され、ステータコア１１の周方向θに互いに離れている。一対の側面２３ａ，２３ｂは、例えば互いに略平行である。底面２３ｃは、一対の側面２３ａ，２３ｂの径方向Ｒの外側の端部同士を接続している。一対の先端部端面２３ｄ，２３ｅは、一対の側面２３ａ，２３ｂの径方向Ｒの内側の端部から互いに近付く方向に延びている。
また本実施形態のスロット２３は、径方向Ｒの内側が閉じられていないオープンスロットである。すなわち本実施形態のステータコア１１は、一対のティース部２２の先端部の間に形成されたスリット２４を有する。スリット２４は、ステータコア１１の径方向Ｒでスロット２３に連通している。スリット２４の周方向θの幅は、スロット２３の周方向θの幅（一対の側面２３ａ，２３ｂの間の距離）よりも小さい。なおこれに限らず、本実施形態の構成は、径方向Ｒの内側が閉じられたクローズドスロットにも適用可能である。
【００２９】
巻線１２は、ステータコア１１のスロット２３に収容されてステータコア１１に装着されている。巻線１２は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相からなる３相コイルである。本実施形態の巻線１２は、互いに連結されて使用される複数のセグメントコイル（分割導線）３０によって形成されている。
【００３０】
図３は、巻線１２に含まれる１つのセグメントコイル３０を示す斜視図である。なお図３中の（ａ）は、スロット２３に挿入されて別のセグメントコイル３０と連結される状態のセグメントコイル３０を示す。図３中の（ｂ）は、ステータコア１１のスロット２３に単に挿入された状態のセグメントコイル３０を示す。
【００３１】
図３中の（ａ）に示すように、１つのセグメントコイル３０は、複数（例えば４つ）のセグメント導体３１を有する。各セグメント導体３１は、例えば平角線である。すなわち、各セグメント導体３１の断面形状は、長方形状に形成されている。なお巻線１２に関して本願で言う「断面」または「断面形状」とは、ステータコア１１の軸方向Ｚとは略直交する平面に沿う断面または断面形状を意味する。同一のスロット２３に挿入される複数のセグメント導体３１は、例えばセグメント導体３１の主面同士を互いに向かい合わせにして、１列に重ねられている。各セグメント導体３１は、通電性の導線５０と、導線を覆う絶縁性の被膜５１とを有する。被膜５１は、例えばエナメル層である。
【００３２】
図３中の（ａ）に示すように、各セグメント導体３１は、２つの直線部４０Ａ，４０Ｂと、第１接続部４１と、２つの第２接続部４２Ａ，４２Ｂとを有する。２つの直線部４０Ａ，４０Ｂは、互いに異なるスロット２３に分かれて収容される。複数のスロット２３に分かれて収容される複数のセグメントコイル３０の直線部４０Ａ，４０Ｂは、ステータコア１１の周方向θにおいて、Ｕ相、Ｕ相、Ｖ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｗ相、Ｕ相、Ｕ相、…の順に配列されている。第１接続部４１は、スロット２３の外部に配置されるとともに、２つの直線部４０Ａ，４０Ｂの端部同士を接続している。第２接続部４２Ａ，４２Ｂは、直線部４０Ａ，４０Ｂに対して第１接続部４１とは反対側に位置するとともに、スロット２３の外部に配置されている。一方の第２接続部４２Ａは、別のセグメントコイル３０の第２接続部４２ＢとＴＩＧ溶接やレーザ溶接等で接合される。他方の第２接続部４２Ｂは、さらに別のセグメントコイル３０の第２接続部４２ＡとＴＩＧ溶接やレーザ溶接等で接合される。これにより、複数のセグメントコイル３０が順次連結されている。
【００３３】
図３中の（ｂ）に示すように、セグメントコイル３０は、ステータコア１１の軸方向Ｚと略平行な挿入方向Ｄに沿って、ステータコア１１の外部からスロット２３に挿入される。具体的には、セグメントコイル３０は、第２接続部４２Ａ，４２Ｂが直線部４０Ａ，４０Ｂに対して真っ直ぐな状態で、スロット２３に挿入される。セグメントコイル３０は、直線部４０Ａ，４０Ｂがスロット２３に挿入された後に、直線部４０Ａ，４０Ｂに対して第２接続部４２Ａ，４２Ｂが曲げられることで、他のセグメントコイル３０と連結される。なお以下の説明では、２つの直線部４０Ａ，４０Ｂを互いに区別せずに、単に「巻線部４０」と称する。
【００３４】
次に、ステータ３に設けられたスロット内面樹脂層６０について説明する。
図４は、図２中に示されたステータ３のＦ４線で囲まれた領域を拡大して示す断面図である。なお、図４以降の図では、スロット２３内の巻線部４０の数を模式的に４つに簡略して示す。
【００３５】
図４に示すように、スロット内面樹脂層６０（以下、単に「樹脂層６０」と称する。）は、ステータコア１１のスロット２３の内面２３ｉに設けられた絶縁性の樹脂層である。樹脂層６０は、スロット２３の内面２３ｉを覆う絶縁層を形成している。例えば、樹脂層６０は、スロット２３の内面２３ｉの側面２３ａ，２３ｂ、底面２３ｃ、および先端部端面２３ｄ，２３ｅに亘ってひと続きに形成されている。樹脂層６０は、スロット２３に収容された複数の巻線部４０に面し、複数の巻線部４０とステータコア１１との間を電気的に絶縁している。本実施形態では、樹脂層６０は、スロット２３の内面２３ｉに沿う環状に形成されて、複数の巻線部４０の全周を取り囲んでいる。言い換えると、複数の巻線部４０は、スロット２３において樹脂層６０の内側に配置されている。また本実施形態では、樹脂層６０は、スリット２４内にも設けられて、スリット２４を塞いでいる。
【００３６】
本実施形態では、樹脂層６０は、スロット２３の内面２３ｉに一体成形されることで形成されている。すなわち、樹脂層６０は、例えば二次接着や機械的接合を用いないで、スロット２３の内面２３ｉ（ステータコア１１の表面）に対して樹脂層６０の成形と接合とが同時に行われることで形成されている。例えば、樹脂層６０は、インサート成形等によって形成されている。すなわち、樹脂層６０は、ステータコア１１が金型の内部にセットされ、樹脂層６０となる樹脂材料が流動性を有する状態でスロット２３の内面２３ｉに供給されることで、スロット２３の内面２３ｉに対して一体成形されている。なお、樹脂層６０となる樹脂材料は、熱可塑性樹脂でもよく、熱硬化性樹脂でもよい。
【００３７】
また別の観点として、ステータ３の完成品で見ると、樹脂層６０は、スロット２３の内面２３ｉと一体に設けられている。なお本願で言う「一体に設けられた」とは、別体として成型された樹脂部材が後から取り付けられた状態でないことを意味する。すなわち、本願で言う「一体に設けられた」とは、例えば二次接着や機械的接合が無くても樹脂層６０がスロット２３の内面２３ｉ（ステータコア１１の表面）から脱落しない状態を意味する。本実施形態では、樹脂層６０は、スロット２３の内面２３ｉに沿って設けられ、スロット２３の内面２３ｉに密着している。具体的な一例では、樹脂層６０が熱可塑性樹脂で形成される場合、スロット２３の内面２３ｉに対する樹脂層６０の最小厚さｔ１は、０．１５ｍｍ以上である。
【００３８】
図５は、図４中に示されたステータ３のＦ５−Ｆ５線に沿う断面図である。
図５に示すように、樹脂層６０は、ステータコア１１の軸方向Ｚにおいて、スロット２３の全長に亘って設けられている。
【００３９】
ここで、ステータコア１１は、該ステータコア１１の軸方向Ｚの端面として、第１端面１１ａと、第２端面１１ｂとを有する。第１端面１１ａは、ステータコア１１の軸方向Ｚの一方の側に位置し、ステータコア１１の外部に露出している。第２端面１１ｂは、第１端面１１ａとは反対側に位置し、ステータコア１１の外部に露出している。第１端面１１ａおよび第２端面１１ｂの各々は、ステータコア１１の径方向Ｒおよび周方向θに沿って広がる面である。
【００４０】
そして本実施形態では、樹脂層６０は、本体部６５と、第１突出部６６と、第２突出部６７とを有する。本体部６５は、スロット２３の内面２３ｉに設けられている。
第１突出部６６は、本体部６５と繋がるとともに、ステータコア１１の外部に向けてステータコア１１の第１端面１１ａよりも突出している。ステータコア１１の第１端面１１ａに対する第１突出部６６の突出量ｓ１は、例えば樹脂層６０の最小厚さｔ１以上である。第１突出部６６の突出量ｓ１は、例えば０．１５ｍｍ以上である。また、第１突出部６６は、ステータコア１１の軸方向Ｚに沿って見た平面視において、スロット２３の内面２３ｉの略全周（すなわち、内面２３ｉの側面２３ａ，２３ｂ、底面２３ｃ、および先端部端面２３ｄ，２３ｅ）に沿う環状に形成されている。
【００４１】
同様に、第２突出部６７は、本体部６５と繋がるとともに、ステータコア１１の外部に向けてステータコア１１の第２端面１１ｂよりも突出している。ステータコア１１の第２端面１１ｂに対する第２突出部６７の突出量ｓ２は、例えば樹脂層６０の最小厚さｔ１以上である。第２突出部６７の突出量ｓ２は、例えば０．１５ｍｍ以上である。また、第２突出部６７は、ステータコア１１の軸方向Ｚに沿って見た平面視において、スロット２３の内面２３ｉの略全周（すなわち、内面２３ｉの側面２３ａ，２３ｂ、底面２３ｃ、および先端部端面２３ｄ，２３ｅ）に沿う環状に形成されている。
【００４２】
次に、ステータ３に設けられたスロット充填固着部７０について説明する。
図４に示すように、スロット充填固着部７０（以下、単に「充填固着部７０」と称する。）は、ステータコア１１のスロット２３の内部に設けられている。充填固着部７０は、例えばワニスのような絶縁材料がスロット２３の内部に充填されて固化されることで形成されている。充填固着部７０は、複数の巻線部４０と樹脂層６０との間を埋めており、スロット２３内における巻線部４０の位置を安定して保持している。また、充填固着部７０は、巻線部４０とステータコア１１との間の電気的な絶縁をさらに確実にしている。
【００４３】
次に、本実施形態のステータ３の製造方法について説明する。
図６は、ステータ３の製造方法の流れを示す断面図である
まず、複数のピースが連結されるか、または複数の積層鋼板が積層されることで、ステータコア１１が形成される（図６中の（ａ）参照）。次に、ステータコア１１のスロット２３の内面２３ｉに樹脂層６０が一体成形される（図６中の（ｂ）参照）。すなわち、スロット２３の内面２３ｉに対して、流動性がある状態の樹脂材料が供給され、その後、樹脂材料が冷えて固化することで、スロット２３の内面２３ｉに樹脂層６０が一体成形される。例えば、樹脂層６０は、スロット２３の内面２３ｉに樹脂層６０が一体成形されるときに、該樹脂層６０の最小厚さｔ１が０．１５ｍｍ以上に形成される。
【００４４】
また、樹脂層６０は、例えばステータコア１１が金型の内側にセットされた状態で、スロット２３の内面２３ｉに形成される。このとき、樹脂層６０の第１突出部６６および第２突出部６７に対応する空間が金型に設けられていることで、金型の内部形状に沿って樹脂層６０の第１突出部６６および第２突出部６７が容易に且つ精度良く形成される。
【００４５】
そして、スロット２３の内面２３ｉに樹脂層６０が形成された後、スロット２３に巻線１２（セグメントコイル３０）が挿入される（図６中の（ｃ）参照）。例えば、複数のスロット２３に分かれて挿入された複数のセグメントコイル３０は、ここで互いに連結される。
【００４６】
そして、樹脂層６０と巻線１２との間の隙間に、充填固着部７０を形成する絶縁材料（例えばワニス）が流動性を有する状態で供給される。そして、例えば前記絶縁材料を加熱して固化させることで、充填固着部７０が形成される（図６中の（ｄ）参照）。
最後に、巻線１２に対する電源接続部等が取り付けられる。これにより、ステータ３が完成する。
【００４７】
このような構成のステータ３によれば、ステータ３の製造時に絶縁紙に関する不具合が生じなくなる。このため、絶縁紙の破れや潰れ、抜け等がなくなるため、検査工程を無くすことができる。また、スロット２３の内面２３ｉに絶縁性の樹脂層６０が一体に設けられると、ステータコア１１と絶縁紙とが別部品である場合に比べて、部品点数が少なくなり、製造工数を少なくすることができる。例えば、一体成形によれば、複数のスロット２３の内面２３ｉに絶縁性の樹脂層６０を一度に設けることができるので、複数のスロット２３に対してひとつひとつ絶縁紙を挿入する作業が必要な場合に比べて、製造工数を大きく減らすことができる。
また、スロット２３の内面２３ｉに絶縁性の樹脂層６０が一体に設けられると、スロット２３の内面２３ｉに対して樹脂層６０が固定されているため、スロット２３に対する巻線１２の挿入工程において樹脂層６０が邪魔になりにくい。このため、スロット２３内に絶縁紙が単に配置される場合に比べて、スロット２３に対する巻線１２の良好な挿入性を得ることできる。これらにより、ステータ３の製造性の向上を図ることができる。
さらに、スロット２３の内面２３ｉに絶縁性の樹脂層６０が一体に設けられると、絶縁紙のような破れや潰れが生じないため、樹脂層６０の厚さを薄くすることができる。これにより、スロット２３内の占積率を高めることができ、電動機１の性能向上も図ることができる。
【００４８】
また、樹脂層６０の最小厚さが０．１５ｍｍ以上に形成されると、樹脂層６０の割れを抑制するとともに、巻線１２とステータコア１１との間の絶縁性を確実に実現することができる。例えば樹脂層６０の最小厚さが０．１５ｍｍ以上あれば、巻線１２とステータコア１１との間に約５００Ｖの電位差があっても巻線１２とステータコア１１との間の絶縁性を確保することができる。また、樹脂層６０の最小厚さが０．１５ｍｍ以上に形成されると、ステータコア１１に対する樹脂層６０の一体成形時に、樹脂層６０となる樹脂材料の良好な流動性を確保することができる。
【００４９】
本実施形態では、樹脂層６０は、ステータコア１１の第１端面１１ａよりも突出した第１突出部６６と、ステータコア１１の第２端面１１ｂよりも突出した第２突出部６７とを有する。このような構成によれば、巻線１２とステータコア１１との間の壁面距離が長く確保される。なお「壁面距離」とは、巻線１２とステータコア１１との間の絶縁されていない最短経路の距離を意味する。これにより、巻線１２とステータコア１１の端面１１ａ，１１ｂとの間の絶縁性をさらに確実に確保することができる。また、樹脂層６０が第１突出部６６と第２突出部６７とを有する構成によれば、ステータコア１１の端面１１ａ，１１ｂに対して絶縁紙を所定量だけ飛び出させる場合に比べて、端面１１ａ，１１ｂに対する突出量の精度を高めることができる。このため、端面１１ａ，１１ｂに対する突出量の管理（例えば検査）などが容易になる。これにより、ステータ３の製造性のさらなる向上を図ることができる。
【００５０】
（第２の実施形態）
次に、図７を参照し、第２の実施形態のステータ３について説明する。
本実施形態のステータ３は、ステータコア１１の端面１１ａ，１１ｂの一部を覆う張出部８１，８２を樹脂層６０が有する点、および、樹脂層６０の内面６０ｉが傾斜部８３を有する点で第１の実施形態とは異なる。なお、本実施形態のその他の構成は、第１の実施形態の構成と同様である。そのため、第１の実施形態と同様の部分の説明は省略する。なお図７では、説明の便宜上、充填固着部７０の図示を省略している。また図７では、傾斜部８３の傾きを実際よりも強調して表している。
【００５１】
まず、樹脂層６０の張出部８１，８２について説明する。
図７に示すように、樹脂層６０は、第１張出部８１と、第２張出部８２とを有する。
第１張出部（第１覆い部）８１は、本体部６５に繋がるとともに、ステータコア１１の外部に向けてステータコア１１の第１端面１１ａよりも突出している。ステータコア１１の第１端面１１ａに対する第１張出部８１の突出量ｓ１は、例えば樹脂層６０の最小厚さｔ１以上である。第１張出部８１の突出量ｓ１は、例えば０．１５ｍｍ以上である。
【００５２】
また、第１張出部８１は、第１端面１１ａに沿って設けられ、ステータコア１１の軸方向Ｚにおいて第１端面１１ａの一部あるいは全部の領域を覆う。第１張出部８１は、第１端面１１ａにおいてスロット２３に隣接した少なくとも一部の領域（例えばスロット２３に隣接した縁部）を覆う。第１張出部８１は、ステータコア１１の軸方向Ｚに沿って見た平面視において、スロット２３の内面２３ｉの略全周（すなわち、内面２３ｉの側面２３ａ，２３ｂ、底面２３ｃ、および先端部端面２３ｄ，２３ｅ）に沿う環状（フランジ状）に形成されている。具体的な一例では、ステータコア１１の軸方向Ｚに沿って見た平面視において、第１張出部８１と第１端面１１ａとの重なり幅（重なり量）ｗ１は、例えば樹脂層６０の最小厚さｔ１以上である。なお、第１張出部８１の重なり幅ｗ１は、上記例に限定されるものではない。
【００５３】
同様に、第２張出部（第２覆い部）８２は、本体部６５に繋がるとともに、ステータコア１１の外部に向けて、ステータコア１１の第２端面１１ｂよりも突出している。ステータコア１１の第２端面１１ｂに対する第２張出部８２の突出量ｓ２は、例えば樹脂層６０の最小厚さｔ１以上である。第２張出部８２の突出量ｓ２は、例えば０．１５ｍｍ以上である。
【００５４】
また、第２張出部８２は、第２端面１１ｂに沿って設けられ、ステータコア１１の軸方向Ｚにおいて第２端面１１ｂの一部あるいは全部の領域を覆う。第２張出部８２は、第２端面１１ｂにおいてスロット２３に隣接した少なくとも一部の領域（例えばスロット２３に隣接した縁部）を覆う。第２張出部８２は、ステータコア１１の軸方向Ｚに沿って見た平面視において、スロット２３の内面２３ｉの略全周（すなわち、内面２３ｉの側面２３ａ，２３ｂ、底面２３ｃ、および先端部端面２３ｄ，２３ｅ）に沿う環状（フランジ状）に形成されている。具体的な一例では、ステータコア１１の軸方向Ｚに沿って見た平面視において、第２張出部８２と第２端面１１ｂとの重なり幅（重なり量）ｗ２は、例えば樹脂層６０の最小厚さｔ１以上である。なお、第２張出部８２の重なり幅ｗ２は、上記例に限定されるものではない。
【００５５】
第１張出部８１および第２張出部８２は、スロット２３の内面２３ｉに樹脂層６０を一体成形するときに、樹脂層６０となる樹脂材料をスロット２３の内面からステータコア１１の第１端面１１ａおよび第２端面１１ｂにオーバーフローさせ、第１端面１１ａおよび第２端面１１ｂにおいてスロット２３に隣接した少なくとも一部の領域を前記樹脂材料によって覆うことで形成される。例えばステータコア１１が金型の内側にセットされてスロット２３の内面２３ｉに樹脂層６０が形成される場合、第１張出部８１および第２張出部８２に対応する空間が金型に設けられていることで、金型の内部形状に沿って第１張出部８１および第２張出部８２が容易に且つ精度良く形成される。
【００５６】
次に、樹脂層６０の内面６０ｉの傾斜部８３について説明する。
図７に示すように、樹脂層６０の内面（内周面）６０ｉは、傾斜部（傾斜面）８３を有する。なお、樹脂層６０の内面６０ｉとは、樹脂層６０のなかで巻線１２に面する表面である。
【００５７】
傾斜部８３は、ステータコア１１の軸方向Ｚに進むに従い、巻線１２の表面から離れる方向に傾斜している。別の観点で見ると、傾斜部８３は、スロット２３に対する巻線１２の挿入方向Ｄに対して傾斜している。傾斜部８３は、挿入方向Ｄに進むに従い、巻線１２の表面に近付く方向に傾斜している。例えば、傾斜部８３は、スロット２３の内面２３ｉに対して傾斜している。
【００５８】
傾斜部８３は、ステータコア１１の軸方向Ｚにおいて、例えば樹脂層６０の内面６０ｉの全長に亘って設けられている。ただし、傾斜部８３は、ステータコア１１の軸方向Ｚにおいて、例えば樹脂層６０の内面６０ｉの一部領域のみに設けられてもよい。また、傾斜部８３は、環状に形成された樹脂層６０の内面６０ｉの略全周に設けられている。ただし、傾斜部８３は、樹脂層６０の内面６０ｉの全周のなかの一部領域のみに設けられてもよい。例えば、傾斜部８３は、ステータコア１１に樹脂層６０が一体成形される金型に対する抜き勾配を兼ねてもよい。
【００５９】
また別の観点で見ると、樹脂層６０は、第１開口部８５と、第２開口部８６とを有する。第１開口部８５は、スロット２３の内部から挿入方向Ｄに（図７に見る下方に）開口した開口部である。第２開口部８６は、第１開口部８５とは反対側に設けられ、スロット２３の内部から挿入方向Ｄとは反対方向に向けて開口した開口部である。本実施形態では、第２開口部８６の開口幅ｗ４は、第１開口部８５の開口幅ｗ３よりも大きい。
【００６０】
傾斜部８３は、スロット２３の内面２３ｉに樹脂層６０を一体成形するときに、樹脂層６０の内面６０ｉに形成される。例えばステータコア１１が金型の内側にセットされてスロット２３の内面２３ｉに樹脂層６０が形成される場合、傾斜部８３に対応した内部形状が金型に設けられることで、傾斜部８３が容易に且つ精度良く形成される。
【００６１】
このような構成のステータ３によれば、上記第１の実施形態と同様に、ステータ３の製造性の向上を図ることができる。
さらに本実施形態では、第１張出部８１および第２張出部８２が設けられることで、巻線１２のなかでスロット２３の外部に位置する部分とステータコア１１の端面１１ａ，１１ｂとの間の絶縁性をさらに確実に確保することができる。また、第１張出部８１および第２張出部８２が設けられると、樹脂層６０の端部の強度が高められている。このため、スロット２３に対する巻線１２の挿入時において、樹脂層６０の割れなどを抑制することができる。ここで、ステータ３の冷熱時などには、ステータコア１１と樹脂層６０との熱膨張率の違いに起因して、樹脂層６０がスロット２３の内面２３ｉから剥がれようとする場合がある。ただし、第１張出部８１および第２張出部８２が設けられていると、例えば第１張出部８１および第２張出部８２がステータコア１１を両側から挟んでいるため、樹脂層６０がスロット２３の内面２３ｉから剥がれることを確実に抑制することができる。
【００６２】
また本実施形態では、樹脂層６０の内面６０ｉに傾斜部８３が設けられているので、この傾斜部８３を誘いとしてスロット２３の内側（樹脂層６０の内側）に巻線１２を挿入しやすくなる。これにより、ステータ３の製造性の向上をさらに図ることができる。
本実施形態の第１開口部８５の開口角部および第２開口部８６の開口角部は、Ｃ面加工（４５°面取り）、Ｒ面加工（丸み面取り）、または他の面取り加工などが施されてもよい。この場合には、巻線１２の挿入性をより向上させることが可能となる。
【００６３】
以上、第１および第２の実施形態に係る電動機用ステータ３とその製造方法に説明したが、実施形態の構成は上記例に限定されない。例えば、図８は、実施形態のステータ３の変形例を示す断面図である。例えば、図８中の（ａ）に示すように、樹脂層６０は、ステータコア１１のスリット２４には設けられなくてもよい。また、図８中の（ｂ）に示すように、ステータコア１１は、スリット２４を有しないクローズスロットタイプのステータコアでもよい。
【００６４】
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。例えば、本発明が適用可能なステータは、特定の巻線形式や特定の巻線形状に限定されるものではなく、基本的にはあらゆる種類の巻線形式およびあらゆる種類の巻線形状にも適用可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１…電動機、３…ステータ、１１…ステータコア、１２…巻線、２３…スロット、２３ｉ…スロットの内面、６０…スロット内面樹脂層（絶縁性の樹脂層）、８１…第１張出部、８２…第２張出部、８３…傾斜部、Ｚ…軸方向、Ｒ…径方向、θ…周方向。
【図１】
2019134677.tif 000003
【図２】
2019134677.tif 000004
【図３】
2019134677.tif 000005
【図４】
2019134677.tif 000006
【図５】
2019134677.tif 000007
【図６】
2019134677.tif 000008
【図７】
2019134677.tif 000009
【図８】
2019134677.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和1年5月7日(2019.5.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のティース部の間にスロットが形成され、前記複数のティース部の先端部同士の間に前記スロットに通じるスリットが存在するステータコアに対して、前記スロットの内面に沿うとともに前記スリットを跨ぐ環状になるように前記スロットの内面に絶縁性の樹脂層を一体成形し、  前記スロットの内面に前記環状の樹脂層を一体成形するときに、前記ステータコアの軸方向に進むに従って前記スロットの内面のうち前記軸方向に沿う側面から離間する傾斜面を有する傾斜部を前記樹脂層の内面に形成し、 前記スロットの内面に前記環状の樹脂層を一体形成した後に、前記環状の樹脂層の内側に、平角線からなるセグメント導体を複数有するセグメントコイルを含む巻線を前記軸方向と平行な挿入方向に沿って挿入し、 前記環状の樹脂層の内側に前記巻線を挿入した後に、前記傾斜部の内面と前記セグメント導体の表面との間に、前記環状の樹脂層とは異なる絶縁材料を流動性がある状態で供給し、前記絶縁材料を加熱して固化させることで前記巻線を保持する充填固着部を形成する、  ことを特徴とする電動機用ステータの製造方法。
【請求項２】
複数のティース部の間にスロットが形成され、前記複数のティース部の先端部同士の間に前記スロットに通じるスリットが存在するステータコアと、 前記スロットの内面と一体に設けられ、前記スロットの内面に沿うとともに前記スリットを跨ぐ環状の絶縁性の樹脂層と、 前記環状の樹脂層の内側に挿入され且つ平角線からなるセグメント導体を複数有するセグメントコイルを含む巻線と、 前記環状の樹脂層の内面と前記セグメント導体の表面との間に充填された、前記樹脂層とは異なる絶縁材料により形成されて前記巻線の位置を保持した充填固着部と、 を備え、  前記樹脂層の内面は、前記ステータコアの軸方向に進むに従って前記スロットの内面のうち前記軸方向に沿う側面から離間する傾斜面を有する傾斜部を備える、  ことを特徴とする電動機用ステータ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】 上記目的を達成するために、請求項１に記載した発明では、電動機用ステータ（例えば、実施形態におけるステータ３）の製造方法において、複数のティース部（例えば、実施形態におけるティース部２２）の間にスロット（例えば、実施形態におけるスロット２３）が形成され、前記複数のティース部の先端部同士の間に前記スロットに通じるスリット（例えば、実施形態におけるスリット２４）が存在するステータコア（例えば、実施形態におけるステータコア１１）に対して、前記スロットの内面に沿うとともに前記スリットを跨ぐ環状になるように前記スロットの内面に絶縁性の樹脂層（例えば、実施形態における樹脂層６０）を一体成形し、前記スロットの内面に前記環状の樹脂層を一体成形するときに、前記ステータコアの軸方向に進むに従って前記スロットの内面のうち前記軸方向に沿う側面から離間する傾斜面を有する傾斜部（例えば、実施形態における傾斜部８３）を前記樹脂層の内面に形成し、前記スロットの内面に前記環状の樹脂層を一体形成した後に、前記環状の樹脂層の内側に、平角線からなるセグメント導体（例えば、実施形態におけるセグメント導体３１）を複数有するセグメントコイル（例えば、実施形態におけるセグメントコイル３０）を含む巻線（例えば、実施形態における巻線１２）を前記軸方向と平行な挿入方向に沿って挿入し、前記環状の樹脂層の内側に前記巻線を挿入した後に、前記傾斜部の内面と前記セグメント導体の表面との間に、前記環状の樹脂層とは異なる絶縁材料（例えば、実施形態におけるセグメントコイル３０）を流動性がある状態で供給し、前記絶縁材料を加熱して固化させることで前記巻線を保持する充填固着部（例えば、実施形態における充填固着部７０）を形成することを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】 上記目的を達成するために、請求項２に記載した発明では、電動機用ステータは、複数のティース部の間にスロットが形成され、前記複数のティース部の先端部同士の間に前記スロットに通じるスリットが存在するステータコアと、前記スロットの内面と一体に設けられ、前記スロットの内面に沿うとともに前記スリットを跨ぐ環状の絶縁性の樹脂層と、前記環状の樹脂層の内側に挿入され且つ平角線からなるセグメント導体を複数有するセグメントコイルを含む巻線と、前記環状の樹脂層の内面と前記セグメント導体の表面との間に充填された、前記樹脂層とは異なる絶縁材料により形成されて前記巻線の位置を保持した充填固着部と、を備え、前記樹脂層の内面は、前記ステータコアの軸方向に進むに従って前記スロットの内面のうち前記軸方向に沿う側面から離間する傾斜面を有する傾斜部を備えることを特徴とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】  請求項１，２に記載した発明によれば、樹脂層の内面に傾斜部が設けられるので、この傾斜部を誘いとしてスロットの内側（樹脂層の内側）に巻線を挿入しやすくなる。これにより、ステータの製造性の向上をさらに図ることができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】  また、請求項１に記載した発明によれば、スロットの内面に樹脂層を一体成形するときに、樹脂層の内面の傾斜部が同時に形成される。このような構成によれば、製造工数の増加を抑制しつつ、樹脂層の内面に傾斜部を容易に形成することができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】