(57)【要約】【課題】オープンスロットに対するコイルの挿入性をより向上させること。【解決手段】複数のオープンスロット２８を有し、セグメントコイル２２ａをオープンスロット２８内に挿通して巻回するステータコア２０と、オープンスロット２８とセグメントコイル２２ａとの間に介装される絶縁紙３２とを備え、オープンスロット２８内において、ステータコア２０の外周領域の周方向幅（Ｗ１）と内周領域の周方向幅（Ｗ２）との寸法を異ならせることで、オープンスロット２８の内周部に互いに対向する一対の突起部３０、３０を形成し、各突起部３０の突出量（Ｐ）は、絶縁紙３２の周方向の厚み（Ｔ）と略同一になっている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスロットを有し、セグメントコイルを前記スロット内に挿通して巻回するステータコアと、
前記スロットと前記セグメントコイルとの間に介装される絶縁シートと、
を備え、
前記スロットは、少なくとも前記セグメントコイルの周方向幅よりも広く開口されたオープンスロットからなり、
前記スロット内における前記ステータコアの外周領域の周方向幅と内周領域の周方向幅との寸法を異ならせることで、前記スロットの内周部に突起部が形成されており、
前記突起部の突出量は、前記絶縁シートの周方向の厚みと略同一であることを特徴とするステータ構造。
【請求項２】
請求項１記載のステータ構造において、
前記絶縁シートは、前記ステータコアの軸方向に沿って形成された２条の折り目を有し、
前記２条の折り目間の折り目幅は、前記セグメントコイルの周方向幅以上で、前記スロットの周方向幅以下に設定されていることを特徴とするステータ構造。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のステータ構造を備えた回転電機。
【請求項４】
請求項１又は請求項２記載のステータ構造を備えた車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータ構造、このステータ構造を備えた回転電機、及び、このステータ構造を備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハイブリッド自動車や電気自動車の動力源として回転電機が用いられている。この回転電機は、ステータを備えて構成されている。このステータは、環状のステータコアと、絶縁紙と、コイル（導線）とを備えている。絶縁紙は、オープンスロットの内面に沿ってオープンスロット内に配置される。コイルは、オープンスロット内に挿入され、絶縁紙を介してオープンスロット内に配置される。
【０００３】
ステータを製造する際、先ず、絶縁紙をオープンスロット内に挿入し、オープンスロットの内面に沿うように絶縁紙の形状を整える。次いで、オープンスロット内にコイルを挿入して配置する。コイルをオープンスロット内に挿入する際、オープンスロットの入口でコイルが絶縁紙の両端部に干渉（接触）し、絶縁紙がオープンスロットの内面からずれてしまうという不具合がある。
【０００４】
そこで、特許文献１では、予め隣接する絶縁紙同士を繋ぐ連結部を形成し、オープンスロット内にコイルを挿入した後、連結部を切断してオープンスロット毎に絶縁紙を分離する。最後に、分離した絶縁紙の両端部をオープンスロット内に折り曲げてコイルを被覆している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４９７３４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されたステータ構造では、コイルをオープンスロット内に挿入する際、絶縁紙の連結部がティースの外部に露出した状態となっている。これにより、オープンスロット内にコイルを挿入する際、コイルが絶縁紙の連結部に接触するおそれがある。
【０００７】
この結果、特許文献１に開示されたステータ構造では、オープンスロットに対するコイルの挿入性が懸念される。
【０００８】
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、オープンスロットに対するコイルの挿入性をより向上させることが可能なステータ構造、このステータ構造を備えた回転電機、及び、このステータ構造を備えた車両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】
【０００９】
前記の目的を達成するために、本発明は、複数のスロットを有し、セグメントコイルを前記スロット内に挿通して巻回するステータコアと、前記スロットと前記セグメントコイルとの間に介装される絶縁シートと、を備え、前記スロットは、少なくとも前記セグメントコイルの周方向幅よりも広く開口されたオープンスロットからなり、前記スロットの前記ステータコアの外周領域の周方向幅と内周領域の周方向幅との寸法を異ならせることで、前記スロットの内周部に突起部が形成されており、前記突起部の突出量は、前記絶縁シートと周方向の厚みと略同一であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、オープンスロットに対するコイルの挿入性をより向上させることが可能なステータ構造、このステータ構造を備えた回転電機、及び、このステータ構造を備えた車両を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るステータ構造が適用された回転電機の概略構成断面図である。
【図２】図１に示すステータの部分拡大断面図である。
【図３】図２に示す１つのオープンスロットにおいて一部のセグメントコイルを省略した拡大断面図である。
【図４】絶縁紙の折り目幅を示す断面模式図である。
【図５】絶縁紙の折り目形状の変形例を示す断面模式図である。
【図６】コイルの内径側挿入クリアランスを示す断面模式図である。
【図７】本出願人が案出した比較例を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るステータ構造が適用された回転電機の概略構成断面図である。
【００１３】
図１に示されるように、本発明の実施形態に係るステータ構造が適用された回転電機１０は、ケーシング１２と、ステータ１４と、ロータ１６と、シャフト（出力シャフト）１８とを備えて構成されている。
【００１４】
回転電機１０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。なお、この回転電機１０は、走行用モータに限定されるものではなく、例えば、車両に搭載される発電用モータ等のその他の用途のモータにも適用可能である。また、この回転電機１０は、車両以外に搭載される回転電機であって、発電機を含むいわゆる回転電機全般に対して適用される。
【００１５】
ケーシング１２は、例えば、ステータ１４及びロータ１６が収納可能な筒状に形成されている。ステータ１４は、環状を呈し、例えば、ケーシング１２の内周面に取り付けられている。ステータ１４は、ロータ１６に対して回転磁界を作用させるものである。
【００１６】
ロータ１６は、例えば、ロータコア（図示せず）と、ロータコアに取り付けられた磁石（図示せず）とを有し、ステータ１４の内側に配置されて回転駆動される。
【００１７】
シャフト１８は、ロータ１６の回転中心に接続されて、ロータ１６の回転力を駆動力として出力するものである。
【００１８】
図２は、図１に示すステータの部分拡大断面図である。
【００１９】
図２に示されるように、ステータ１４は、ステータコア２０と、ステータコア２０に取り付けられたコイル２２とを備えて構成されている。ステータコア２０は、ロータ１６を囲む環状に構成されている。なお、ステータコア２０は、例えば、周方向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、又は、複数枚の電磁鋼板が軸方向に積層されることで形成される積層型ステータコアのいずれであってもよい。
【００２０】
ステータコア２０は、環状のヨーク２４と、複数のティース２６と、複数のオープンスロット２８とを有する。複数のティース２６は、ヨーク２４からステータコア２０の径方向内側に向けて突出するように形成されている。
【００２１】
オープンスロット２８は、ステータコア２０の周方向において互いに隣接する２つのティース２６、２６の間に形成されている。このオープンスロット２８は、ステータコア２０の軸方向に沿ってステータコア２０を貫通するように形成されている。また、オープンスロット２８は、ステータコア２０の径方向に沿って延在するように形成されている。オープンスロット２８の径方向に沿った内周面側は、開口している。オープンスロット２８の径方向に沿った外周面側は、閉塞するように形成されている。
【００２２】
コイル２２は、ステータコア２０のオープンスロット２８内に収容されて、ステータコア２０に装着されている。このコイル２２は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相からなる三相コイルで構成されている。コイル２２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２２ａで構成されている。１つのセグメントコイル２２ａは、複数本の導線を有する。複数本の導線は、オープンスロット２８内に径方向に沿って直列に並んで配置されている。
【００２３】
図３は、図２に示す１つのオープンスロットにおいて一部のセグメントコイルを省略した拡大断面図である。
【００２４】
隣接するティース２６、２６の内径端部の先端には、オープンスロット２８を間にして互いに相手方に向かい周方向に沿って突出する一対の突起部３０、３０が設けられている。また、オープンスロット２８とセグメントコイル２２ａとの間には、絶縁紙（絶縁シート）３２が介装されている。
【００２５】
この一対の突起部３０、３０は、互いに周方向で対向し、径方向に沿った寸法が同じに形成されている。各突起部３０は、オープンスロット２８内において、ステータコア２０の外周領域の周方向幅（Ｗ１）の寸法と、内周領域の周方向幅（Ｗ２）の寸法とを異ならせることで形成されている。すなわち、本実施形態では、オープンスロット２８内において、ステータコア２０の外周領域の周方向幅（Ｗ１）の寸法を、内周領域の周方向幅（Ｗ２）の寸法よりも大きくし（Ｗ１＞Ｗ２）、この寸法差（Ｗ１−Ｗ２）によって一対の突起部３０、３０が形成される。各突起部３０の突出量（Ｐ）は、絶縁紙３２と周方向の厚み（Ｔ）と略同一（Ｐ≒Ｔ）に形成されている。
【００２６】
ティース２６の内径端部に突起部３０が形成されることで、オープンスロット２８の側面と突起部３０の上面との間で段差部３４が形成されている。この段差部３４により、オープンスロット２８内に挿入された絶縁紙３２の下端（先端）が係止され、絶縁紙３２がオープンスロット２８内から外部への脱抜が阻止される。
【００２７】
本実施形態に係るステータ構造が適用された回転電機１０は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。
【００２８】
本実施形態では、ステータコア２０の外周領域の周方向幅（Ｗ１）の寸法を、ステータコア２０の内周領域の周方向幅（Ｗ２）よりも大きく設定している（Ｗ１＞Ｗ２）。これにより、本実施形態では、隣接するティース２６、２６の内径端部の先端に、周方向に沿って突出して互いに対向する一対の突起部３０、３０を形成している。この結果、本実施形態では、オープンスロット２８内に絶縁紙３２を挿入した際、絶縁紙３２の下端（先端）が突起部３０の上面である段差部３４によって係止される。
【００２９】
この場合、従来技術のような連結部を設けた場合と比較して、本実施形態では、オープンスロット２８の外部に絶縁紙３２が露出することがなく、オープンスロット２８内にセグメントコイル２２ａを挿入するときの絶縁紙３２との干渉を好適に回避することができる。この結果、本実施形態では、オープンスロット２８に対するコイル２２（セグメントコイル２２ａ）の挿入性をより向上させることができる。
【００３０】
また、図３に示されるように、本実施形態では、互いに対向する相手方に向かって突出する突起部３０の突出量（Ｐ）を、絶縁紙３２の周方向の厚み（Ｔ）と略同一（Ｐ≒Ｔ）としている。これにより、絶縁紙３２とステータコア２０間の間隙に形成されるスロットクリアランス（ＳＣ）を小さくすることができる（隣接するティース２６、２６間のティース幅（Ｗ２と同じ）を大きくすることができる）。従って、本実施形態では、スロットクリアランス（ＳＣ）を可能な限り零に近似することで、オープンスロット２８内におけるコイル占有率を大きくすることができる。この結果、本実施形態では、各突起部３０の突出量（Ｐ）を、絶縁紙３２の周方向の厚み（Ｔ）と略同一（Ｐ≒Ｔ）とすることで、オープンスロット２８内におけるコイル占有率を最大とすることができる。
【００３１】
なお、各突起部３０の突出量（Ｐ）を、絶縁紙３２の周方向の厚み（Ｔ）よりも若干だけ厚くすることで、オープンスロット２８内にセグメントコイル２２ａを確実に挿入することができる利点がある。
【００３２】
図７は、本出願人が案出した比較例を示す断面模式図である。
この比較例では、互いに対向する相手方に向かって突出する突起部３０の突出量（Ｐ）を、絶縁紙３２の周方向の厚み（Ｔ）よりも大きく設定している（Ｐ＞＞Ｔ）。これにより、比較例では、絶縁紙３２とステータコア２０間の間隙に形成されるスロットクリアランス（ＳＣ）が大きくなり、オープンスロット２８内におけるコイル占有率が本実施形態と比較して低下する。
【００３３】
さらに、本実施形態では、絶縁紙３２に、ステータコア２０の軸方向に沿って２条の折り目を形成している。絶縁紙３２の２条の折り目間の折り目幅（ＦＷ）は、図４に示されるように、セグメントコイル２２ａの周方向幅（Ｗ３）以上で、オープンスロット２８の周方向幅（Ｗ４）以下にそれぞれ設定されとよい（Ｗ３≦ＦＷ≦Ｗ４）。なお、絶縁紙３２の折り目形状は、任意である。例えば、中央辺に対してその両側の側辺を直交する折り目形状や、中央辺に対してその両側にテーパ状の折り目形状部３６（図５参照）を設けるようにしてもよい。
【００３４】
さらにまた、本実施形態では、図６に示されるように、一対の突起部３０、３０間の幅寸法が、コイル２２の内径側挿入可能クリアランス（ＣＬ）を確保可能な幅寸法に設定されている。この内径側挿入可能クリアランス（ＣＬ）は、一側の突起部３０とセグメントコイル２２ａとの幅方向クリアランスＣＬ１と、他側の突起部３０とセグメントコイル２２ａとの幅方向クリランスＣＬ２とが加算されたもので構成されている（ＣＬ＝ＣＬ１＋ＣＬ２）。これにより、本実施形態では、セグメントコイル２２ａが一対の突起部３０、３０の間を容易且つ円滑に挿通することができる。
【００３５】
さらにまた、本実施形態に係るステータ構造を備えた回転電機１０を図示しない車両に搭載することで、製造工程を簡素化して製造コストを低減することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１０    回転電機
２０    ステータコア
２２ａ  セグメントコイル
２８    オープンスロット
３０    突起部
３２    絶縁紙（絶縁シート）
Ｗ１    外周領域の周方向幅
Ｗ２    内周領域の周方向幅
Ｗ３    セグメントコイルの周方向幅
Ｗ４    オープンスロットの周方向幅
Ｐ      突起部の突出量
Ｔ      絶縁紙の周方向の厚み
ＦＷ    折り目幅
【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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