(57)【要約】【課題】スロット内でコイルが接着材料によりステータコアに過度に接着されるのを抑制する。【解決手段】スロット２５内におけるセグメントコイル２２とステータコア２１との間に位置する絶縁紙３０に、折り返し部５３ａ，５３ｂ，５４ａ，５４ｂが設けられている。スロット２５内へ滴下された硬化前のワニスは、スロット２５内におけるセグメントコイル２２と絶縁紙３０の隙間をステータ軸方向内側へ流れるが、ワニスのステータ軸方向内側への流れを折り返し部５３ａ，５３ｂ，５４ａ，５４ｂで妨げることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットが形成されたステータコアと、スロットを通ってステータコアに巻装されたコイルとを備え、スロット内でコイルを接着材料によりステータコアに固定する回転電機のステータであって、
スロット内におけるコイルとステータコアとの間に、ステータコア軸方向中央部分に向かう接着材料の流れを妨げる妨止部が設けられている、回転電機のステータ。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機のステータであって、
スロットには絶縁紙が挿入され、コイルは絶縁紙を介してステータコアに巻装され、
前記妨止部が絶縁紙に設けられている、回転電機のステータ。
【請求項３】
請求項２に記載の回転電機のステータであって、
スロットは、ステータ軸方向に沿って形成され、
絶縁紙には、前記妨止部として折り返し部が設けられ、
絶縁紙において、折り返し部が、当該折り返し部よりステータ軸方向外側の部分に対してコイル側に位置する、回転電機のステータ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１に記載の回転電機のステータであって、
前記妨止部は、接着材料に対する吸収性を有する、回転電機のステータ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１に記載の回転電機のステータであって、
前記妨止部がコイルと一体化されている、回転電機のステータ。
【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に関し、特に、ステータコアのスロット内でコイルを接着材料によりステータコアに固定するステータに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１の回転電機のステータでは、ステータコアのスロット内に絶縁紙を配置し、スロット内の絶縁紙を介してステータコアにコイルを巻装し、スロット内でコイルをワニスによりステータコアに固定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１３５８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１において、スロット内でコイルをワニス（接着材料）によりステータコアに固定する際には、硬化前のワニスをスロット内へ滴下し、スロット内に浸透したワニスを熱硬化させる。ただし、ワニスがスロット内に深く浸透し過ぎると、スロット内でコイルがワニスによりステータコアに過度に接着されることで、ステータの剛性が過度に高くなる。その結果、ステータの共振周波数が過度に高くなることで、ステータの振動・騒音が増大する場合がある。
【０００５】
本発明に係る回転電機のステータは、スロット内でコイルが接着材料によりステータコアに過度に接着されるのを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る回転電機のステータは、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明に係る回転電機のステータは、スロットが形成されたステータコアと、スロットを通ってステータコアに巻装されたコイルとを備え、スロット内でコイルを接着材料によりステータコアに固定する回転電機のステータであって、スロット内におけるコイルとステータコアとの間に、ステータコア軸方向中央部分に向かう接着材料の流れを妨げる妨止部が設けられていることを要旨とする。
【０００８】
本発明の一態様では、スロットには絶縁紙が挿入され、コイルは絶縁紙を介してステータコアに巻装され、前記妨止部が絶縁紙に設けられていることが好適である。
【０００９】
本発明の一態様では、スロットは、ステータ軸方向に沿って形成され、絶縁紙には、前記妨止部として折り返し部が設けられ、絶縁紙において、折り返し部が、当該折り返し部よりステータ軸方向外側の部分に対してコイル側に位置することが好適である。
【００１０】
本発明の一態様では、前記妨止部は、接着材料に対する吸収性を有することが好適である。
【００１１】
本発明の一態様では、前記妨止部がコイルと一体化されていることが好適である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、スロット内における接着材料の流れを妨止部で妨げることで、スロット内でコイルが接着材料によりステータコアに過度に接着されるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係るステータの全体構成例を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係るステータの構成例を示す径方向に沿った断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るステータの構成例を示す周方向に沿った断面図である。
【図４】ステータコア及び絶縁紙の構成例を示す斜視図である。
【図５】絶縁紙の折り曲げ加工前の構成例を示す展開図である。
【図６】回転電機の回生トルクの車速に対する関係の一例を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係るステータの他の構成例を示す径方向に沿った断面図である。
【図８】本発明の実施形態に係るステータの他の構成例を示す周方向に沿った断面図である。
【図９】絶縁紙の他の構成例を示す斜視図である。
【図１０】本発明の実施形態に係るステータの他の構成例を示す径方向に沿った断面図である。
【図１１】本発明の実施形態に係るステータの他の構成例を示す周方向に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。
【００１５】
図１〜４は、本発明の実施形態に係る回転電機のステータの概略構成を示す図である。図１はステータ全体構成例の斜視図を示し、図２はステータ径方向に沿った断面図を示し、図３はステータ周方向に沿った断面図を示し、図４はステータコア２１及び絶縁紙３０の斜視図を示す。図４では、ステータ周方向に関してステータコア２１の構成の図示を一部省略しているが、図示を省略している残りの部分の構成は、図示している部分と同様の構成である。本実施形態に係るステータを備える回転電機は、例えば車両走行用のモータジェネレータとして用いられる。
【００１６】
ステータは、ステータコア２１と複数のセグメントコイル２２と複数の絶縁紙３０とを含んで構成される。ステータコア２１は、ステータ周方向に沿って延びる円環状のヨーク２３と、各々がヨーク２３の内周面２３ａよりステータ径方向内側（図示しないロータ側）へ突出する複数のティース２４とを含む。複数のティース２４はステータ周方向に互いに間隔をおいて（等間隔で）配置されている。ステータ周方向に隣接するティース２４間にスロット２５が形成され、複数のスロット２５がステータ周方向に互いに間隔をおいて（等間隔で）配置されている。各ティース２４及び各スロット２５は、ステータ軸方向に沿って延びている。以下の説明では、ステータ軸方向において、ステータコア２１の中央位置２１ｃから離れる側をステータ軸方向外側とし、ステータコア２１の中央位置２１ｃに近づく側をステータ軸方向内側とする。
【００１７】
ステータコア２１の各スロット２５内には絶縁紙３０が挿入されている。ステータコア２１と絶縁紙３０との接着については、例えばワニス等の熱硬化性接着材料により行うことが可能である。絶縁紙３０は、絶縁シートを折り曲げ加工して形成されている。絶縁シートには、例えば樹脂製のシートやフィルムが好適に用いられるが、電気的絶縁性を確保でき、折り曲げ加工が容易な可撓性を有していれば、例えば不織布等の他の薄い材料が用いられてもよい。また、絶縁シートは、一層構造であってもよいし、例えば基材層上に接着層等が積層された複数層構造であってもよい。
【００１８】
各セグメントコイル２２はスロット２５を通ってステータコア２１（各ティース２４）に絶縁紙３０を介して巻装されている。絶縁紙３０によって、各スロット２５内のセグメントコイル２２とステータコア２１が電気的に絶縁される。各セグメントコイル２２は、スロット２５内に位置する部分２２ｃと、スロット２５よりステータ軸方向外側に張り出した部分（コイルエンド部）２２ａ，２２ｂとを有し、スロット２５内に位置する部分２２ｃがステータ径方向に複数重ねられている。セグメントコイル２２は、スロット２５内でワニス（熱硬化性接着材料）によりステータコア２１に固定される。セグメントコイル２２としては、例えば平角銅線が用いられる。
【００１９】
図２〜４に示すように、絶縁紙３０は、ステータ周方向に隣接するティース２４におけるスロット２５に面する側面２４ｃを覆う一対のティース側絶縁シート部３４と、一対のティース側絶縁シート部３４のステータ径方向外側端部同士を接続し、ヨーク２３におけるスロット２５に面する内周面２３ａを覆うヨーク側絶縁シート部３３とを含む。ティース側絶縁シート部３４は、ティース２４の側面２４ｃとセグメントコイル２２との間に介在することで、ティース２４とセグメントコイル２２を絶縁する。ヨーク側絶縁シート部３３は、ヨーク２３の内周面２３ａとセグメントコイル２２との間に介在することで、ヨーク２３とセグメントコイル２２を絶縁する。ティース側絶縁シート部３４は、ティース２４よりステータ軸方向外側に張り出したカフス部４４ａ，４４ｂを有する。カフス部４４ａ，４４ｂがティース２４のステータ軸方向端面に接触することで、絶縁紙３０がスロット２５から抜けないようにステータコア２１に保持される。
【００２０】
本実施形態では、絶縁紙３０に折り返し部５４ａ，５４ｂ，５３ａ，５３ｂが設けられている。図２〜４の例では、折り返し部５４ａ，５４ｂは一対のティース側絶縁シート部３４にステータ径方向に沿って設けられ、折り返し部５３ａ，５３ｂはヨーク側絶縁シート部３３にステータ周方向に沿って設けられている。ティース側絶縁シート部３４において、折り返し部５４ａは、折り返し部５４ａよりステータ軸方向外側の部分３４ａに対して、セグメントコイル２２側（ティース側面２４ｃから離れる側）に折り返され、折り返し部５４ｂは、折り返し部５４ｂよりステータ軸方向外側の部分３４ｂに対して、セグメントコイル２２側に折り返されている。そして、ティース側絶縁シート部３４における折り返し部５４ａ，５４ｂよりステータ軸方向内側の部分３４ｃが、折り返し部５４ａ，５４ｂに対してセグメントコイル２２側に位置する。同様に、ヨーク側絶縁シート部３３においても、折り返し部５３ａは、折り返し部５３ａよりステータ軸方向外側の部分３３ａに対して、セグメントコイル２２側（ヨーク内周面２３ａから離れる側、ステータ径方向内側）に折り返され、折り返し部５３ｂは、折り返し部５３ｂよりステータ軸方向外側の部分３３ｂに対して、セグメントコイル２２側に折り返されている。そして、ヨーク側絶縁シート部３３における折り返し部５３ａ，５３ｂよりステータ軸方向内側の部分３３ｃが、折り返し部５３ａ，５３ｂに対してセグメントコイル２２側に位置する。折り返し部５３ａ，５４ａのステータ軸方向位置は互いに一致し、折り返し部５４ａのステータ径方向外側端部が折り返し部５３ａに繋がる。同様に、折り返し部５３ｂ，５４ｂのステータ軸方向位置は互いに一致し、折り返し部５４ｂのステータ径方向外側端部が折り返し部５３ｂに繋がる。ステータ軸方向において、折り返し部５３ａ，５４ａと折り返し部５３ｂ，５４ｂがステータコア２１の中央位置２１ｃに対して互いに対称に配置されている。なお、図２，３において、セグメントコイル２２と絶縁紙３０の隙間については、説明の便宜上、実際の隙間よりも大きく図示している。
【００２１】
絶縁紙３０の折り曲げ加工前の展開図を図５に示す。図５は、絶縁紙３０におけるセグメントコイル２２と対向する側の面を示している。絶縁紙３０は、折り曲げ線６１ａに沿って谷折りされ、折り曲げ線６２ａに沿って山折りされることで、折り返し部５３ａ，５４ａが形成される。同様に、絶縁紙３０は、折り曲げ線６１ｂに沿って谷折りされ、折り曲げ線６２ｂに沿って山折りされることで、折り返し部５３ｂ，５４ｂが形成される。そして、絶縁紙３０は、ヨーク側絶縁シート部３３とティース側絶縁シート部３４との成す角度が略直角となるよう折り曲げ線６３に沿って谷折りされる。また、ティース側絶縁シート部３４が折り曲げ線６４ａ，６４ｂに沿って山折りされることで、カフス部４４ａ，４４ｂが形成される。
【００２２】
スロット２５内でセグメントコイル２２をワニスによりステータコア２１に固定する際には、硬化前の流動性を有するワニス（熱硬化性樹脂）をステータ軸方向外側からスロット２５内へ滴下する。滴下されたワニスは、例えば図２，３の矢印Ａに示すように、セグメントコイル２２をステータ軸方向内側へ伝ってスロット２５内（セグメントコイル２２とステータコア２１の隙間）に浸透する。そして、スロット２５内に浸透したワニスを熱硬化させることで、セグメントコイル２２をステータコア２１に固定する。ただし、スロット２５内におけるワニスの浸透範囲がばらつくと、セグメントコイル２２とステータコア２１とのワニスによる接着範囲にばらつきが生じ、ステータの剛性にばらつきが生じることになる。例えばワニスがスロット２５内でステータ軸方向内側に必要以上に深く浸透し過ぎると、セグメントコイル２２とステータコア２１とのワニスによる接着範囲が必要以上に広がることで、ステータの剛性が必要以上に高くなり、ステータの共振周波数が必要以上に高くなる。車両走行用の回転電機の回生運転時における回生トルクは、例えば図６に示すように、高車速では高トルク、低車速では低トルクとなるため、ステータの共振周波数が例えば図６のＢに示すような高車速高トルク領域に対応する周波数まで高くなると、回生運転時にステータの共振周波数における加振力が大きくなって振動・騒音が増大することになる。
【００２３】
これに対して本実施形態では、スロット２５内におけるセグメントコイル２２とステータコア２１との間に位置する絶縁紙３０に、折り返し部５３ａ，５３ｂ，５４ａ，５４ｂを設けている。スロット２５内へ滴下された硬化前のワニスは、例えば図２，３の矢印Ａに示すように、スロット２５内におけるセグメントコイル２２と絶縁紙３０の隙間をステータ軸方向内側へ流れるが、本実施形態によれば、ワニスのステータ軸方向内側への流れを折り返し部５３ａ，５４ａで妨げることができ、ワニスが折り返し部５３ａ，５４ａよりステータ軸方向内側へ浸透するのを抑制することができる。同様にして、スロット２５内におけるワニスのステータ軸方向内側への流れを折り返し部５３ｂ，５４ｂで妨げることができ、ワニスが折り返し部５３ｂ，５４ｂよりステータ軸方向内側へ浸透するのを抑制することができる。
【００２４】
このように、本実施形態によれば、絶縁紙３０の折り返し部５３ａ，５３ｂ，５４ａ，５４ｂがステータコア軸方向中央部分に向かうワニスの流れを妨げる妨止部として機能することで、スロット２５内におけるワニスのステータ軸方向内側への浸透深さを制御することができる。これによって、スロット２５内におけるワニスの浸透範囲のばらつきを抑制し、ワニスがステータ軸方向内側へ必要以上に深く浸透するのを抑制することができる。そのため、セグメントコイル２２とステータコア２１とのワニスによる接着範囲のばらつきを抑制し、ワニスによる接着範囲が必要以上に広がるのを抑制することができる。したがって、ステータの剛性のばらつきを抑制し、ステータの剛性が必要以上に高くなるのを抑制することができる。その結果、ステータの共振周波数を例えば図６のＣに示すような低車速低トルク領域に対応する周波数まで下げることができ、回生運転時にステータの共振周波数における加振力が小さくなって振動・騒音を低減することができる。その際に、折り返し部５３ａ，５３ｂ，５４ａ，５４ｂについては、絶縁紙３０の折り曲げ加工で形成することができるため、簡素な構成でワニスのステータ軸方向内側への流れを妨げることができる。
【００２５】
本実施形態では、スロット２５内におけるセグメントコイル２２とステータコア２１との間に、ステータコア軸方向中央部分に向かうワニスの流れを妨げる妨止部として、突起部を設けることも可能である。図７〜９の構成例では、絶縁紙３０に突起部７４ａ，７４ｂ，７３ａ，７３ｂが設けられている。突起部７４ａ，７４ｂは、一対のティース側絶縁シート部３４にステータ径方向に沿って設けられ、セグメントコイル２２へ向けてステータ周方向に突出する。突起部７３ａ，７３ｂは、ヨーク側絶縁シート部３３にステータ周方向に沿って設けられ、セグメントコイル２２へ向けてステータ径方向内側に突出する。突起部７３ａ，７４ａのステータ軸方向位置は互いに一致し、突起部７４ａのステータ径方向外側端部が突起部７３ａに繋がる。同様に、突起部７３ｂ，７４ｂのステータ軸方向位置は互いに一致し、突起部７４ｂのステータ径方向外側端部が突起部７３ｂに繋がる。ステータ軸方向において、突起部７３ａ，７４ａと突起部７３ｂ，７４ｂがステータコア２１の中央位置２１ｃに対して互いに対称に配置されている。図７〜９の構成例においても、スロット２５内（セグメントコイル２２と絶縁紙３０の隙間）におけるワニスのステータ軸方向内側への流れを突起部７３ａ，７４ａ及び突起部７３ｂ，７４ｂで妨げることができ、ワニスが突起部７３ａ，７４ａ及び突起部７３ｂ，７４ｂよりステータ軸方向内側へ浸透するのを抑制することができる。なお、突起部７３ａ，７３ｂ，７４ａ，７４ｂを絶縁紙３０と別体で構成して接合することも可能である。
【００２６】
さらに、本実施形態では、突起部７３ａ，７３ｂ，７４ａ，７４ｂを、例えばスポンジ等、ワニスに対する吸収性を有する吸収材により構成してもよい。これによって、スロット２５内（セグメントコイル２２と絶縁紙３０の隙間）をステータ軸方向内側へ流れるワニスを突起部７３ａ，７４ａ及び突起部７３ｂ，７４ｂで吸収することができ、ワニスのステータ軸方向内側への流れを妨げる効果をさらに向上させることができる。
【００２７】
また、本実施形態では、突起部７３ａ，７３ｂ，７４ａ，７４ｂは、セグメントコイル２２と一体化されていてもよい。図１０，１１の構成例では、各セグメントコイル２２（スロット２５内に位置する部分２２ｃ）に、一対のティース側絶縁シート部３４（ティース側面２４ｃ）へ向けてステータ周方向に突出する突起部７４ａ，７４ｂが設けられている。さらに、最もステータ径方向外側に位置するセグメントコイル２２（スロット２５内に位置する部分２２ｃ）に、ヨーク側絶縁シート部３３（ヨーク内周面２３ａ）へ向けてステータ径方向外側に突出する突起部７３ａ，７３ｂが設けられている。図１０，１１の構成例においても、スロット２５内（セグメントコイル２２と絶縁紙３０の隙間）におけるワニスのステータ軸方向内側への流れを突起部７３ａ，７４ａ及び突起部７３ｂ，７４ｂで妨げることができ、ワニスが突起部７３ａ，７４ａ及び突起部７３ｂ，７４ｂよりステータ軸方向内側へ浸透するのを抑制することができる。
【００２８】
以上の実施形態では、セグメントコイル２２をステータコア２１に熱硬化性接着材料（ワニス）により固定する例について説明した。ただし、本実施形態では、セグメントコイル２２をステータコア２１に固定する接着材料として、熱硬化性以外の接着材料を用いることも可能である。
【００２９】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等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、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００３０】
２１  ステータコア、２２  セグメントコイル、２３  ヨーク、２４  ティース、２５  スロット、３０  絶縁紙、３３  ヨーク側絶縁シート部、３４  ティース側絶縁シート部、４４ａ，４４ｂ  カフス部、５３ａ，５３ｂ，５４ａ，５４ｂ  折り返し部、６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，６３，６４ａ，６４ｂ  折り曲げ線、７３ａ，７３ｂ，７４ａ，７４ｂ  突起部。
【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】
2016171649.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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