(57)【要約】【課題】スロット内におけるコイルの占積率の低下を抑制しつつ、ステータコアに対するコイルの絶縁性能を確保できる回転電機を提供する。【解決手段】回転電機のステータコア２８のスロット３８には、絶縁紙５０と、絶縁紙５０によって周囲を巻かれたコイル３０とが挿入されている。絶縁紙５０は、スロット３８の周方向に対向する２つの側壁面３８２，３８３とコイル３０との間に介在される側面絶縁部５２，５４と、スロット３８の径方向外方の内周面３８１とコイル３０との間に介在される外周絶縁部５６と、スロット３８の径方向内方の開口部４０に対向する位置でコイルの内周側に巻きつく内周絶縁部６２とを有する。そして、側面絶縁部５２，５４と外周絶縁部５６とは連続する１枚のシートで形成される一方、内周絶縁部６２は、側面絶縁部５２，５４の端部の屈曲部５８，６０が重なり合った重なり合い部として構成される。【選択図】図３
2012239322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に設けられたロータと、
前記ロータの周囲に配置された環状のステータとを備え、
前記ステータは、該ステータの周方向に間隔を隔てて形成されたスロットが径方向に延びて形成されているステータコアと、前記スロット内に挿入された絶縁紙と、該絶縁紙によって周囲を巻かれることにより前記ステータコアから絶縁されて前記スロット内に配置されるコイルとを含み、
前記絶縁紙は、前記スロットにおいて前記ステータの周方向に対向する２つの側面と前記コイルとの間に介在される第１および第２側面絶縁部と、前記スロットの径方向外方の内面と前記コイルとの間に介在される外周絶縁部と、前記スロットの径方向内方の開口部に対向する位置で前記コイルの内周側に巻きつく内周部とを有し、前記第１および第２側面絶縁部と前記外周絶縁部とは連続する１枚のシートで形成される一方、前記内周部は、前記第１側面絶縁部の端部に形成される第１屈曲部と前記第２側面絶縁部の端部に形成される第２屈曲部とが重なり合った重なり合い部として構成される、回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機において、
前記スロットの径方向内方の開口部は、前記スロットの側面から周方向に突出する突出部によって狭くなっており、前記重なり合い部は、前記開口部から径方向に挿入されて前記突出部の背面に係合することにより前記スロット内に配置される保持部材によって、前記第１屈曲部および第２屈曲部が押えられて閉じた状態に維持されることを特徴とする回転電機。
【請求項３】
請求項２に記載の回転電機において、
前記保持部材は、前記スロット内において前記コイルを前記絶縁紙の内周部を介して径方向外方へ押し込む押圧部材としても機能することを特徴とする回転電機。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の回転電機において、
前記絶縁紙は前記ステータの軸方向における端部に折り返し部を有し、前記折り返し部の先端部が前記ステータコアの軸方向端面に当接することにより前記ステータコアに対する前記絶縁紙の位置が決められることを特徴とする回転電機。
【請求項５】
請求項４に記載の回転電機において、
前記折り返し部は、前記絶縁紙の軸方向両端部に設けられていることを特徴とする回転電機。
【請求項６】
請求項４または５に記載の回転電機において、
前記第２屈曲部の軸方向端部に形成された折り返し部が、前記第１屈曲部の内周側表面を押えることにより前記重なり合い部を形成するのを補助することを特徴とする回転電機。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の回転電機において、
前記絶縁紙は、絶縁基材の一方表面に発泡層を、他方表面に接着層を積層して形成されていることを特徴とする回転電機。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか一項に記載の回転電機において、
前記絶縁紙は、接着剤を浸み込ませた多孔質絶縁基材からなることを特徴とする回転電機。
【請求項９】
請求項１から６のいずれか一項に記載の回転電機において、
前記絶縁紙は、絶縁基材の両面に不職布を貼着して構成されており、前記ステータコアの組付け後に前記絶縁紙にワニスを含浸させることによって前記コイルおよび前記絶縁紙が前記スロット内に固定されることを特徴とする回転電機。
【請求項１０】
請求項１から６のいずれか一項に記載の回転電機において、
前記絶縁紙は、多孔質絶縁基材により構成されており、前記ステータコアの組付け後に前記絶縁紙にワニスを含浸させることによって前記コイルおよび前記絶縁紙が前記スロット内に固定されることを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に係り、特に、ステータコアのスロット内に挿入されるコイルの周囲に絶縁紙を配置してステータコアとの間の絶縁性能を確保する回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特開２００９−１９５００８号公報（特許文献１）には、回転電機のステータにおいて、スロット内に配置される平角線からなるコイル素線を複数本束ねて絶縁材料で巻き、絶縁材料の端部同士を重ね合わせて溶着することにより重ね合わせ部を形成し、このように束ねた複数のコイル素線群を絶縁材料の重ね合わせ部がスロット内において径方向の中間位置または最外周位置になるようにして上記コイル素線群をスロット内に配置したものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９５００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載されるように、絶縁材料の重ね合わせ部をスロット内の径方向の中間位置または径方向最外周位置に配置すると、スロット内におけるコイル素線の占積率の低下を招くことになる。
【０００５】
本発明の目的は、スロット内におけるコイルの占積率の低下を抑制しつつ、ステータコアに対するコイルの絶縁性能を確保できる回転電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る回転電機は、回転可能に設けられたロータと、前記ロータの周囲に配置された環状のステータとを備え、前記ステータは、該ステータの周方向に間隔を隔てて形成されたスロットが径方向に延びて形成されているステータコアと、前記スロット内に挿入された絶縁紙と、該絶縁紙によって周囲を巻かれることにより前記ステータコアから絶縁されて前記スロット内に配置されるコイルとを含み、前記絶縁紙は、前記スロットにおいて前記ステータの周方向に対向する２つの側面と前記コイルとの間に介在される第１および第２側面絶縁部と、前記スロットの径方向外方の内面と前記コイルとの間に介在される外周絶縁部と、前記スロットの径方向内方の開口部に対向する位置で前記コイルの内周側に巻きつく内周部とを有し、前記第１および第２側面絶縁部と前記外周絶縁部とは連続する１枚のシートで形成される一方、前記内周部は、前記第１側面絶縁部の端部に形成される第１屈曲部と前記第２側面絶縁部の端部に形成される第２屈曲部とが重なり合った重なり合い部として構成される。
【０００７】
本発明に係る回転電機において、前記スロットの径方向内方の開口部は、前記スロットの側面から周方向に突出する突出部によって狭くなっており、前記重なり合い部は、前記開口部から径方向に挿入されて前記突出部の背面に係合することにより前記スロット内に配置される保持部材によって、前記第１屈曲部および第２屈曲部が押えられて閉じた状態に維持されてもよい。
【０００８】
この場合、前記保持部材は、前記スロット内において前記コイルを前記絶縁紙の内周部を介して径方向外方へ押し込む押圧部材としても機能してもよい。
【０００９】
また、本発明に係る回転電機において、前記絶縁紙は前記ステータの軸方向における端部に折り返し部を有し、前記折り返し部の先端部が前記ステータコアの軸方向端面に当接することにより前記ステータコアに対する前記絶縁紙の位置が決められてもよい。
【００１０】
この場合、前記折り返し部は、前記絶縁紙の軸方向両端部に設けられていてもよい。
【００１１】
また、本発明に係る回転電機において、前記第２屈曲部の軸方向端部に形成された折り返し部が、前記第１屈曲部の内周側表面を押えることにより前記重なり合い部を形成するのを補助してもよい。
【００１２】
また、本発明に係る回転電機において、前記絶縁紙は、絶縁基材の一方表面に発泡層を、他方表面に接着層を積層して形成されてもよい。
【００１３】
また、本発明に係る回転電機において、前記絶縁紙は、接着剤を浸み込ませた多孔質絶縁基材からなってもよい。
【００１４】
また、本発明に係る回転電機において、前記絶縁紙は、絶縁基材の両面に不職布を貼着して構成されており、前記ステータコアの組付け後に前記絶縁紙にワニスを含浸させることによって前記コイルおよび前記絶縁紙が前記スロット内に固定されてもよい。
【００１５】
さらに、本発明に係る回転電機において、前記絶縁紙は、多孔質絶縁基材により構成されており、前記ステータコアの組付け後に前記絶縁紙にワニスを含浸させることによって前記コイルおよび前記絶縁紙が前記スロット内に固定されてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る回転電機では、スロット内においてコイルの周囲に巻かれる絶縁紙を構成する第１および第２側面絶縁部、外周絶縁部、および内周部のうち、スロットの径方向内方の開口部に対向して配置される内周部だけが絶縁紙の端部同士が重なり合った重なり合い部として構成されている。スロット最内周部においては、ロータから発生する磁束がコイルを横切ることにより生じる渦損を低減するために或る程度の距離を置くことが望ましいことから、スロット最内周部に上記のような絶縁紙の重ね合わせ部を配置してもスロット内占積率の低下にはつながらない。したがって、本発明によれば、スロットにおけるコイル占積率の低下を抑制しつつ、ステータコアに対するコイルの絶縁性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態である回転電機の軸方向の断面図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ線におけるステータコアの断面図である。
【図３】図２における１つのスロットを拡大して示す断面図である。
【図４】コイルを構成する単位である１つの導線セグメントの斜視図である。
【図５】絶縁紙の展開平面図である。
【図６】スロット挿入前の絶縁紙の折り曲げ状態を示す側面図である。
【図７】スロット内に配置された絶縁紙、コイル、ウェッジ部材を示す部分拡大斜視図である。
【図８】絶縁紙の変形例を示す図７と同様の図である。
【図９】ウェッジ部材の拡大斜視図である。
【図１０】ウェッジ部材をスロットに挿入する前の状態を示す図である。
【図１１】ウェッジ部材をスロットに挿入して配置した状態を示す図である。
【図１２】スロットの最内周部の拡大断面図である。
【図１３】ステータの製造手順を示すフローチャートである。
【図１４】スロットに絶縁紙が挿入される様子を示す斜視図である。
【図１５】絶縁紙の別の実施の形態を示す図１２と同様の図である。
【図１６】絶縁紙のまた別の実施の形態を示す図１２と同様の図である。
【図１７】絶縁紙のさらに別の実施の形態を示す図１２と同様の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明に係る実施の形態（以下、実施形態という）について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係る回転電機１０の側断面図である。図１に示すように、回転電機１０は、回転中心軸Ｘを中心に回転可能に設けられた回転シャフト１２に固設されたロータ１４と、このロータ１４の周囲に設けられた環状のステータ１６とを備えている。
【００２０】
ロータ１４は、複数の電磁鋼板を積層して形成されたロータコア１８と、このロータコア１８の外周縁部側に形成され、回転中心軸Ｘ方向に延びる永久磁石挿入孔２０内に挿入された複数の永久磁石２２と、ロータコア１８を軸方向両側から挟持するエンドプレート２４とを備えている。そして、永久磁石２２は、樹脂２６によって永久磁石挿入孔２０内に固定されている。
【００２１】
ステータ１６は、ロータ１４の周囲を取り囲むように環状に形成されたステータコア２８と、このステータコア２８に装着されたコイル３０とを備えている。ステータコア２８は、円筒状のケース３２内に固定されている。
【００２２】
図２は、図１に示すＡ−Ａ線におけるステータコア２８の断面図である。図２に示すように、ステータコア２８は、ステータコア２８の周方向に延びる環状のヨーク部３４と、このヨーク部３４の内周面からロータ１４に向けて径方向内方へ突出し、周方向に間隔をあけて設けられたティース部３６とを備えている。そして、各ティース部間には、ステータコア２８の径方向に延びるスロット３８が形成されている。スロット３８も、ステータコア２８の径方向に向けて延びると共に、周方向に間隔を置いて形成されている。
【００２３】
図３は、図２における１つのスロット３８を拡大して示す断面図である。スロット３８は、ステータコア２８の内周面に向けて開口している。このスロット３８の径方向内方側の開口部４０は、周方向に隣り合うティース部３６の径方向内方側の端面によって規定されている。
【００２４】
ここで、ティース部３６は、ヨーク部３４の内周面からステータコア２８の径方向に向けて突出する本体部４２と、この本体部４２の径方向内方側端部に形成され、ステータコア２８の径方向に突出する突出部４４，４５とを備えている。これにより、径方向内方側の開口部４０は、両側の突出部４４，４５間に規定され、開口部４０よりも径方向外側のスロット３８の幅ｗよりも狭く形成されている。
【００２５】
スロット３８の内表面は、最も径方向外方側に位置する内周面（内面）３８１と、この内周面３８１に連設して、ティース部３６の本体部４２の側面によって規定された側壁面（側面）３８２と、側壁面３８２と周方向に対向する側壁面（側面）３８３と、径方向内方側において側壁面３８２に連設された前壁面３８４と、径方向内方側において側壁面３８３に連設された前壁面３８５とを備えている。ここで、前壁面３８４は突出部４４の背面によって規定されており、前壁面３８５は突出部４５の背面によって規定されている。
【００２６】
このように形成されたスロット３８には、スロット３８の内表面に沿って配設された絶縁紙５０が挿入されている。絶縁紙５０は、側壁面３８２に沿って延びる側面絶縁部５２と、側壁面３８３に沿って延びる側面絶縁部５４と、側面絶縁部５２の径方向外方側の端部および側面絶縁部５４の径方向外方側の端部とを接続する外周絶縁部５６と、側面絶縁部５２の他方の端部に形成され、側面絶縁部５４側に向けて屈曲する屈曲部（第１屈曲部）５８と、側面絶縁部５４の他方の端部に形成され、側面絶縁部５２側に向けて屈曲する屈曲部（第２屈曲部）６０とを備えている。
【００２７】
ここで、側面絶縁部５４の長手方向（すなわち径方向）の長さは、側面絶縁部５２の長手方向の長さよりも短くされている。このため、側面絶縁部５４の端部に形成された屈曲部６０の先端部側は、屈曲部５８の背面側（スロット３８内方側の側面）を延びている。これにより、屈曲部５８，６０は互いに重なり合った重なり合い部（内周部）６２を構成して、絶縁紙５０の径方向内方側を閉じた形状とされている。
【００２８】
このように絶縁紙５０が挿入されたスロット３８内には、コイル３０が挿入されている。コイル３０は、その周囲に絶縁紙５０が巻かれることによってステータコア２８と絶縁された状態で配置されている。コイル３０は、断面が略四角形をなす平角線からなるコイル素線６８によって構成され、１つのスロット３８内で複数（本実施形態では１０本）のコイル素線６８が一列に並んで配置されている。
【００２９】
本実施の形態に係る回転電機１０は、三相交流電力が供給されており、コイル３０は、Ｕ相コイルと、Ｖ相コイルと、Ｗ相コイルとを備えている。これらの三相コイルは、例えば、周方向に４８個並んで形成されているスロット３８において、それぞれ１８個のスロット３８に各相コイルが収容されている。この場合、周方向に沿って各スロット３８内にＵ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルを順次に配置してもよいし、あるいは、隣接する２つずつのスロット３８内に同相コイルを挿入して周方向に順次に各相コイルを配置してもよい。
【００３０】
図４は、コイル３０を構成するコイル素線６８の単位となる導体セグメント１００を示す斜視図である。導体セグメント１００は、断面矩形状の平角線をＵ型に曲げて形成されており、互いに平行に延びた２本の脚部１０２，１０４と、各脚部１０２，１０４の一方端部にそれぞれ連続する湾曲部１０６とを備えている。脚部１０２，１０４の他端部は、それぞれ、絶縁被覆が除去されることによって例えば銅製の芯材１０８が露出している。上記各脚部１０２，１０４の一部または中間部分１０２ａ，１０４ａがスロット３８内に配置されるコイル素線６８を構成する。
【００３１】
このような形状の導体セグメント１００の脚部１０２，１０４が周方向に離間した２つのスロット３８内に挿入されている絶縁紙５０の内側にステータコア２８の軸方向一端側から挿入される。そして、複数の導体セグメント１００が同じようにして２つのスロット３８に順次に挿入されて径方向に配列されることにより、スロット３８内にコイル素線６８が整列して挿入された状態とされる。このとき、各脚部１０２，１０４の先端部分は、ステータコア２８の軸方向他端面から突出している。
【００３２】
それから、導体セグメント１００の脚部１０２，１０４の先端部分は、ステータコア２８の軸方向他端側において、図４中に破線１１０で示すように外側へ曲げられて周方向に隣接する同相コイルの別の導体セグメント１００の脚部１０２または１０４と芯材１０８同士が溶接されて接続されるか、又は、図４中に一点鎖線１１２で示すように内側へ曲げられて径方向の内方および外方にそれぞれ隣接する別の導体セグメント１００の脚部１０２または１０４の芯材１０８同士が溶接されて接続されるか、又は、一方の脚部１０２が外側へ曲げられる一方で他方の脚部１０４が内側へ曲げられて周方向または径方向に隣接する別の導体セグメント１００と溶接されて接続される。
【００３３】
このようにしてスロット３８に配置された導体セグメント１００が順次に電気接続されることによりＵ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルが構成され、各相コイルの一端部が回転電機１０の三相交流電力の入力端子にそれぞれ接続され、各相コイルの他端部が中性点において共通接続される。
【００３４】
図５は、スロット３８に挿入される前の絶縁紙５０の展開平面図である。絶縁紙５０は、略長方形の１枚の絶縁シート５１を折り曲げて構成されている。
【００３５】
絶縁シート５１は、短辺方向に平行な４本の谷折線５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄを含む。各谷折線５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ上で絶縁シート５１が谷折りされることによって、図６に示すように扁平な略直方体状の内部空間を有する筒状の絶縁紙５０が形成されることになる。
【００３６】
ここで、谷折線５３ａ，５３ｂ間の領域が側面絶縁部５２となる部分であり、谷折線５３ｃ，５３ｄ間の領域が側面絶縁部５４となる部分であり、谷折線５３ｂ，５３ｃ間の領域が外周絶縁部５６となる部分である。また、谷折線５３ａより外側の端部が屈曲部５８となる部分であり、谷折線５３ｄの外側の端部が屈曲部６０となる部分である。
【００３７】
図５，６に示すように、側面絶縁部５４の長手方向の長さＬ２は、側面絶縁部５２の長手方向の長さＬ１よりも短くされている。これにより、絶縁シート５１を折り曲げて絶縁紙５０を形成したときに、側面絶縁部５２に連設される屈曲部５８が側面絶縁部５４に連設される屈曲部６０よりも外側に配置されるのを確実にして、重なり合い部６２における屈曲部５８，６０の重なり状態が各スロット３８間で揃うようにしている。
【００３８】
また、屈曲部５８の長さ又は幅Ｌ４は、屈曲部６０の長さ又は幅Ｌ５よりも長くされている。これによっても、絶縁シート５１を折り曲げて絶縁紙５０を形成したときに、屈曲部５８が屈曲部６０の外側から重なるのをより確実にしている。
【００３９】
谷折線５３ｂ，５３ｃ間の長さＬ３は、スロット３８の幅ｗよりも若干短く設定されている。これにより、折り曲げ形成された絶縁紙５０の外周絶縁部５６の幅がスロット３８の開口幅ｗよりも若干小さく形成されるため、スロット３８の軸方向開口部から絶縁紙５０を挿入する作業を容易にすることができる。
【００４０】
また、このように外周絶縁部５６の幅をスロット３８の幅ｗより小さくしても、後述するように絶縁紙５０は発泡層を含んで構成されることから、最終の加熱処理で発泡層が膨張することによって絶縁紙５０とステータコア２８との間を隙間無く埋めることができる。
【００４１】
図５に示すように、絶縁シート５１は、長辺方向に平行な２本の山折線５５ａ，５５ｂをさらに含む。これらの山折線５５ａ，５５ｂ上で絶縁シート５１を上記谷折りの前または後に山折りして折り返すことにより、絶縁紙５０の軸方向端部に折り返し部５７が形成される。この折り返し部５７の機能については後述する。
【００４２】
また、折り返し部５７を除いた絶縁シート５１の縦方向（軸方向に相当する）の長さＨ１は、この長さＨ１から両端の折り返し部５７の幅（２×Ｈ２）を減じた値がステータコア２８の軸方向長さとほぼ同じになるよう設定されている。これにより、折り曲げ加工された絶縁紙５０がスロット３８内に挿入されたときに、図７に示すように、両端に形成された折り返し部５７の先端部５７ａがステータコア２８の軸方向両端面、より詳細にはティース部３６の本体部４２の軸方向両端面にそれぞれ当接するようにしてある。
【００４３】
さらに、絶縁シート５１は、図５においてハッチングで示す４つの角部５９ａ，５９ｂ，５９ｃ，５９ｄの四角形部分が予め切除されている。これにより、絶縁紙５０として折り曲げ形成されたときに、スロット３８の開口部から軸方向外側に突出した部分における屈曲部５８，６０に折り返し部が形成されないようにしてある。
【００４４】
ただし、これに限定されるものではなく、４つの角部５９ａ，５９ｂ，５９ｃ，５９ｄを切除することなく、絶縁シート５１を長方形状のまま用いて屈曲部５８，６０においても折り返し部が形成されるようにしてもよい。
【００４５】
あるいは、屈曲部５８に連続する２つの角部５９ａ，５９ｂを切除する一方、屈曲部６０に連続する２つの角部５９ｃ，５９ｄを切除することなく谷折線５３ｄ上に長さＨ２の切れ目を形成してもよい。この場合、図８に示すように、屈曲部６０の軸方向端部に形成された折り返し部５７ｂが屈曲部５８の内周側表面を押えることにより屈曲部５８，６０の重なり合い部６２を形成するのを補助することができる。これにより、屈曲部５８，６０が互いに重なり合った状態に維持しながらスロット３８内へ絶縁紙５０を挿入することが可能になり、その結果、屈曲部５８，６０がスロット内側へ出っ張ることによりコイル挿入時にコイル素線６８と干渉するのを回避することができる。
【００４６】
図３を再び参照すると、スロット３８内の最内周側には、山型をなすウェッジ部材７０が取り付けられている。ウェッジ部材７０は、スロット３８内に配置された絶縁紙５０の屈曲部５８，６０をスロット奥側、すなわち径方向外方側へ押さえる保持部材である。これにより、屈曲部５８が屈曲部６０上に重なり合って閉じられた状態に保持されている。
【００４７】
ウェッジ部材７０は、例えばポリエーテルイミド等の絶縁性樹脂によって一体成形されるのが好ましい。また、ウェッジ部材７０は、図９に示すように、平坦な底部７２と、この底部７２の両側に連設される張出部７４，７６とを備え、略Ｕ字状または略台形状の端面および断面を有している。また、ウェッジ部材７０は、ステータコア２８の軸方向の全長、すなわちスロット３８の軸方向長さとほぼ同じ長さに形成されており、スロット３８の全長にわたって延びている。
【００４８】
図１０に示すように、ウェッジ部材７０は、スロット３８内に配置された絶縁紙５０の内側にコイル３０を構成するコイル素線６８の挿入が完了した後、ステータコア２８の内周に形成される開口部４０からスロット３８内に挿入される。ウェッジ部材７０の挿入は、開口部４０よりも幅が狭い押し込み冶具７８を用いて好適に行うことができる。
【００４９】
ウェッジ部材７０が開口部４０を介して押し込まれるとき、張出部７４，７６及び／又は底部７２が弾性変形することによって幅が狭まり、これにより開口部４０を通過してスロット３８内に挿入されることができる。
【００５０】
このようにして開口部４０を通過したウェッジ部材７０は、張出部７４，７６が弾性的に広がってほぼ元の形状に戻る。そうすると、図１１に示すように、ウェッジ部材７０の底部７２が絶縁紙５０の重なり合い部６２を介してコイル素線６８を径方向外方側へ押圧しつつ、張出部７４，７６の先端部が開口部４０を規定する突出部４４，４５の背面にそれぞれ係合する。
【００５１】
このようにしてスロット３８内に配置されたウェッジ部材７０は、上述した重なり合い部６２を形成する機能を果たすだけでなく、スロット３８内においてコイル素線６８をスロット奥側へ押し込む押圧部材としても機能する。これにより、ティース部３６の内周先端面とスロット３８内で最内周側に位置するコイル素線６８との間に予め定められた距離ｄ（図３参照）を確保することができ、その結果、ロータ１４からの鎖交磁束によって生じるコイル渦損を抑制することができる。
【００５２】
また、ウェッジ部材７０の押圧機能によって、スロット３８に配置されているコイル素線６８が径方向外方へ押圧されることにより、互いに密接したコイル素線６８がスロット３８内にしっかりと固定され、これによりステータコア２８に対してコイル３０が安定した状態に装着されることになる。
【００５３】
さらに、ウェッジ部材７０は、上記のようにスロット３８の開口部４０を塞いで配置されることにより、スロット３８からコイル素線６８、絶縁紙５０、ワニス等の一部が径方向内側へ飛び出るのを確実に防止できる。
【００５４】
なお、ウェッジ部材７０の形状は、上記のものに限定されるものではなく、同等の機能を奏するものであれば如何なる形状であってもよい。例えば、上記では略Ｕ字状の端面および断面を有すると説明したが、これ以外に、略コ字状、略Ｖ字状、略半円状等の端面および断面を有する形状としてもよい。
【００５５】
次に、図１２を参照して、絶縁紙５０の層構造について説明する。図１２は、スロット３８の最内周部の部分拡大断面図である。
【００５６】
絶縁紙５０は、シート状の絶縁基材８０の一方表面に発泡層８２を、他方表面に接着層８４を積層して形成された三層構造を有している。この場合、発泡層８２がステータコア２８側に、接着層がコイル３０側に向けられている。
【００５７】
絶縁基材８０には、例えばポリエチレンナフタレート等の樹脂フィルムが好適に用いられる。また、発泡層８２は例えばエポキシ系発泡樹脂材料により好適に形成され、接着層８４は例えば不飽和ポリエステル系樹脂材料により好適に形成される。
【００５８】
絶縁紙５０の発泡層８２は、絶縁紙５０、コイル３０およびウェッジ部材７０が組み付けられたステータコア２８を加熱処理すると発泡して厚さ方向に膨張し、これにより接着層８４がコイル３０側へ押し付けられて、コイル３０に対して絶縁紙５０が強固に固着されることになる。
【００５９】
また、発泡層８２もまた接着性能を有することから、それ自身の発泡によってスロット３８の内壁面に押し付けられることによってステータコア２８に対して強固に固着される。これにより、コイル３０は、絶縁紙５０を介してステータコア２８に強固に固着されることになる。
【００６０】
さらに、絶縁紙５０の重なり合い部６２においては、上記加熱処理によって屈曲部５８の接着層８４によって屈曲部６０に対して強固に接着される。これにより、絶縁紙５０の重なり合い部６２がしっかりと閉じた状態に維持されることになる。
【００６１】
続いて、図１３および図１４も参照して、回転電機１０のステータ１６の製造方法について説明する。図１３は、ステータ１６の製造手順を示すフローチャートであり、図１４は、スロット３８に絶縁紙５０が挿入される様子を示す斜視図である。
【００６２】
図１３を参照すると、まずステップＳ１０において、絶縁紙５０が加工される。ここでは、図５，６を参照して上述したように、帯状基材からの絶縁シート５１の切り出し、絶縁シート５１の角部５９ａ−５９ｄの切除、および、谷折線５３ａ−５３ｄおよび山折線５５ａ，５５ｂでの折り曲げを行うことによって、扁平矩形筒状に折り曲げられた絶縁紙５０が得られる。
【００６３】
次に、ステップＳ１２において、このように加工した絶縁紙５０を図１４に示すようにステータコア２８のスロット３８内に軸方向開口部から挿入する。このとき、挿入前端側に位置する折り返し部５７は、側面絶縁部５２，５４に押し付けられた状態でスロット３８の側壁面３８２，３８３上を摺接しながら挿入されていくため、絶縁紙５０の挿入作業を妨げることはない。
【００６４】
そして、図７に示すように、挿入後端側に位置する折り返し部５７の先端部５７ａがステータコア２８のティース部３６の軸方向一方端面に当接すると、絶縁紙５０の軸方向位置が決められて挿入作業が完了する。このとき、挿入前端側の折り返し部５７は、スロット３８を通り抜けたときに絶縁シート５１が持つそれ自身の弾性力によって少し外側に広がる。これにより、挿入前端側の折り返し部５７の先端部５７ａがティース部３６の軸方向他端面に当接または係合可能になり、これにより挿入方向とは反対側への絶縁紙５０の移動が規制される。その結果、ステータコア２８に対する絶縁紙５０の軸方向位置がほぼ決められるため、コイル挿入方向にかかわらず絶縁紙５０が軸方向にずれるのを抑制することができる。
【００６５】
なお、本実施形態では、絶縁紙５０の両端に折り返し部５７を設けたが、これに限定されるものではなく、コイル挿入方向の後端側の絶縁紙５０の端部にだけ折り返し部５７を設けてもよい。これにより、絶縁シート５１の軸方向長さを小さくすることができ、コスト低減を図れる。この効果は、ステータコア２８に形成されるスロット３８の数が多いほど、より顕著となる。この場合でも、絶縁紙５０のスロット３８への挿入時にステータコア２８に対する絶縁紙５０の位置決め機能を果たすことができるとともに、絶縁紙５０の挿入方向と同じ方向でコイル３０を構成する導体セグメント１００を挿入すれば、折り返し部５７の先端部がティース部３６の端面に係合していることにより絶縁紙５０が軸方向にずれるのを抑制することができる。
【００６６】
次に、ステップＳ１４において、コイル３０をスロット３８内に挿入する。具体的には、スロット３８内に配置された絶縁紙５０の内側に、コイル３０を構成する導体セグメント１００を挿入して配置する。そして、導体セグメント１００の脚部１０２，１０４を曲げて結線することによりＵ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルを含むコイル３０が形成されることになる。
【００６７】
このようにしてコイル３０がスロット３８内に挿入された後、続くステップＳ１６において、ウェッジ部材７０がスロット３８に挿入される。図１０および図１１を参照して上述したように、ウェッジ部材７０は、スロット３８の径方向内方側から開口部４０を介して挿入されて装着される。
【００６８】
そして、続くステップＳ１８において、絶縁紙５０、コイル３０およびウェッジ部材７０が組み付けられたステータコア２８を加熱処理する。これにより、絶縁紙５０において、例えば熱可塑性樹脂からなる接着層８４が溶融して強力な接着性能を発現するとともに、発泡層８２が発泡して膨張することにより絶縁紙５０がスロット３８の内壁面３８１，３８２，３８３およびコイル素線６８に押し付けられて強固に接着される。その結果、コイル３０が絶縁紙５０を介してステータコア２８にしっかりと固定される。
【００６９】
このようにしてステータコア２８、コイル３０、絶縁紙５０およびウェッジ部材７０を含むステータ１６の製造が完了する。
【００７０】
上述したように本実施形態の回転電機１０によれば、スロット３８内においてコイル３０の周囲に巻かれる絶縁紙５０を構成する側面絶縁部５２，５４、外周絶縁部５６、および、内周部に相当する重なり合い部６２のうち、スロット３８の径方向内方の開口部４０に対向して配置される重なり合い部６２だけが絶縁紙５０の屈曲部５８，６０同士が重なり合って構成されている。ここで、スロット３８の最内周部においては、ロータ１４から発生する磁束がコイル３０のコイル素線６８を横切ることにより生じる渦損を低減するために或る程度の距離ｄを置くことが望ましいことから、スロット３８の最内周部に上記のような絶縁紙５０の重なり合い部６２を配置してもスロット３８の面積に対してコイル素線６８の断面が占める割合である占積率が低下することはない。したがって、本実施形態の回転電機１０によれば、スロット３８での占積率の低下を抑制しつつ、ステータコア２８に対するコイル３０の絶縁性能を確保することができる。
【００７１】
次に、図１５ないし図１７を参照して絶縁紙５０の変形例について説明するが、絶縁紙５０以外の構成要素は上記と同様であるため同一符号を付して重複することとなる説明を援用により省略する。
【００７２】
図１５は、絶縁紙５０の第１変形例を示す図１２と同様の図である。この変形例の絶縁紙５０は、接着剤を浸み込ませた多孔質絶縁基材８６からなっている。このように絶縁紙５０を単層構造にして接着剤を浸み込ませたものとすれば、上記実施形態における３層構造の絶縁紙に比べて、製造コストを安価にすることができる。
【００７３】
図１６は、絶縁紙５０の第２変形例を示す図１２と同様の図である。この変形例の絶縁紙５０は、例えばポリエチレンナフタレート等の樹脂フィルムからなる絶縁基材８８の両面に不職布９０，９２を貼着して構成されている。そして、ステータコア２８の加熱処理後に絶縁紙５０にワニス９４を含浸させて硬化させることによってコイル３０および絶縁紙５０がスロット３８内に固定されている。この場合、絶縁紙５０にワニスが含浸されるとともに絶縁紙５０とコイル３０およびステータコア２８との間に隙間無くワニスが充填されることにより、コイル３０とステータコア２８との間の電気絶縁性能および固着力をより向上させることができる。
【００７４】
図１７は、絶縁紙５０の第３変形例を示す図１２と同様の図である。この変形例の絶縁紙５０は、多孔質絶縁基材９６により構成されており、ステータコア２８の加熱処理に代えて、絶縁紙５０にワニスを含浸させて硬化させることによりコイル３０および絶縁紙５０がスロット３８内に固定されている。この変形例によっても、絶縁紙５０にワニスが含浸されるとともに絶縁紙５０とコイル３０およびステータコア２８との間に隙間無くワニスが充填されることにより、コイル３０とステータコア２８との間の電気絶縁性能および固着力をより向上させることができる。
【００７５】
なお、本発明に係る回転電機における絶縁紙は、上記実施形態および変形例のものに限定されるものではなく、種々の改良または変更がなされてもよい。
【００７６】
例えば、上記実施形態の絶縁紙５０には軸方向の端部に折り返し部５７を設けるものとして説明したが、折り返し部を有しないものとしてもよい。この場合、絶縁紙は、少なくともステータコアと同等の軸方向長さを有していれば足り、ステータコアの端面から外側へ突出していなくてもよいし、あるいは、折り返し部が形成されていない軸方向端部がステータコアの端面から外側へ突出する構成としてもよい。
【００７７】
また、上記実施形態の絶縁紙５０では、屈曲部５８，６０が接着層８４によって互いに固着されると説明したが、これに限定されるものではなく、ウェッジ部材７０によって押えられているだけで屈曲部５８，６０の重なり合った状態が保持されていてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１０  回転電機、１２  回転シャフト、１４  ロータ、１６  ステータ、１８  ロータコア、２０  永久磁石挿入孔、２２  永久磁石、２４  エンドプレート、２６  樹脂、２８  ステータコア、３０  コイル、３２  ケース、３４  ヨーク部、３６  ティース部、３８  スロット、４０  開口部、４２  本体部、４４，４５  突出部、５０  絶縁紙、５１  絶縁シート、５２，５４  側面絶縁部、５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ  谷折線、５５ａ，５５ｂ  山折線、５６  外周絶縁部、５７，５７ｂ  折り返し部、５７ａ  先端部、５８，６０  屈曲部、５９ａ，５９ｂ，５９ｃ，５９ｄ  角部、６２  重なり合い部または内周絶縁部、６８  コイル素線、７０  ウェッジ部材、７２  底部、７４，７６  張出部、７８  押し込み冶具、８０，８８  絶縁基材、８２  発泡層、８４  接着層、８６，９６  多孔質絶縁基材、９０，９２  不職布、９４  ワニス、１００  導体セグメント、１０２，１０４  脚部、１０２ａ，１０４ａ  一部または中間部分、１０６  湾曲部、１０８  芯材、３８１  内周面、３８２，３８３  側壁面、３８４，３８５  前壁面、ｄ  距離、Ｌ１−Ｌ５  長さまたは幅、Ｈ１，Ｈ２  長さまたは幅、ｗ  幅、Ｘ  回転中心軸。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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