(57)【要約】【課題】コイルをステータコアに固定する際の信頼性を向上させる。【解決手段】絶縁性及び発泡性を有し、加熱によって発泡して体積が膨張する膨張材２８をステータ周方向に隣接するコイル２２間だけに設け、ティース２４とコイル２２間には膨張材２８を設けていないため、膨張材２８の膨張によりコイル２２に作用する押圧力は、コイル２２をティース２４へ押し付ける片側だけとなる。したがって、膨張材２８の膨張後の形状ばらつきや膨張による押圧力のばらつきが原因でコイル２２が所望の位置からずれるのを防止することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のティースが周方向に互いに間隔をおいて配置されたステータコアと、
各ティースに集中巻で巻装されたコイルと、
絶縁性及び発泡性を有し、加熱によって発泡して体積が膨張する膨張材と、
を備え、
前記膨張材は、周方向に隣接するコイル間に設けられ、ティースとコイル間に設けられていない、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、ステータコアのティースにコイルが集中巻で巻装されたステータに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１の回転電機のステータでは、ステータコアのティースにコイルを集中巻で巻装する際に、インシュレータとティースが接する面と、隣接する集中巻コイル間の双方に、絶縁性を有する膨張材を設け、膨張材の膨張によってコイルを固定している。これによって、コイルの絶縁性を確保しつつ、樹脂モールドやワニスによるコイルの固定化処理を不要としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−９３８９３号公報
【特許文献２】特開２００２−１１２４８８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では、インシュレータとティースが接する面と、隣接する集中巻コイル間の双方に膨張材を設けているため、双方の膨張材の膨張による押圧力がコイルの両側から加わる。その際に、双方の膨張材の膨張による押圧力にばらつきが生じると、コイルが所望の位置からずれてしまう可能性がある。
【０００５】
本発明に係る回転電機のステータは、コイルをステータコアに固定する際の信頼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】
【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、複数のティースが周方向に互いに間隔をおいて配置されたステータコアと、各ティースに集中巻で巻装されたコイルと、絶縁性及び発泡性を有し、加熱によって発泡して体積が膨張する膨張材と、を備え、前記膨張材は、周方向に隣接するコイル間に設けられ、ティースとコイル間に設けられていないことを要旨とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、絶縁性及び発泡性を有し、加熱によって発泡して体積が膨張する膨張材は、周方向に隣接するコイル間に設けられ、ティースとコイル間に設けられていないことで、膨張材の膨張によりコイルに作用する押圧力は、コイルをティースへ押し付ける片側だけとなり、コイルをティースに確実に固定することができる。その結果、コイルをステータコアに固定する際の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係るステータの構成例を示す断面図である。
【図２】図１のＡ部の拡大図である。
【図３】ステータ周方向に隣接するコイル２２間と、ティース２４とコイル２２間の双方に膨張材２８を設けた場合に、コイル２２に作用する力を説明する図である。
【図４】膨張材２８を基材３０と一体化した構成例を示す図である。
【図５】膨張材２８を蛇腹形状にした構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
図１，２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はステータ軸方向から見た断面図を示し、図２は図１のＡ部の拡大図を示す。ステータは、ステータコア２１と、ステータコア２１に巻装されたコイル２２とを備える。ステータコア２１は、ステータ周方向に沿って延びる環状のヨーク２３と、ヨーク２３の内周面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。コイル２２は、スロット２５を通って各ティース２４に集中巻で巻装されている。図２の例では、絶縁性を有するインシュレータ２６が各ティース２４に装着され、コイル２２がインシュレータ２６を介して各ティース２４に装着されている。
【００１２】
本実施形態では、絶縁性及び発泡性を有し、加熱によって発泡して体積が膨張する膨張材２８が各スロット２５内に設けられている。膨張材２８は、ステータ周方向に隣接するコイル２２間、及びティース２４とコイル２２間のうち、ステータ周方向に隣接するコイル２２間に設けられており、ティース２４とコイル２２間には設けられていない。隣接するコイル２２間の膨張材２８は、ステータ軸方向に沿って延びている。膨張材２８の材料としては、例えば発泡性ポリウレタン、発泡性ポリスチレン、発泡性ポリオレフィン等の発泡性樹脂を用いることが可能である。なお、膨張材２８は、板状のものを挿入し、これを加熱、発泡、膨張させてもよいが、流動性がある膨張材２８を充填し、その後加熱、発泡、膨張させてもよい。
【００１３】
コイル２２をステータコア２１に固定する際には、コイル２２を集中巻で各ティース２４に巻装した後に、ステータ周方向に隣接するコイル２２間に膨張材２８を挿入し、膨張材２８を加熱する。膨張材２８は加熱によって発泡して体積が膨張することで、隣接するコイル２２間の空間が膨張材２８によって埋められ、図２の矢印ａに示すようにコイル２２がティース２４側へ押圧される。体積が膨張した膨張材２８によって、隣接するコイル２２間の絶縁性が確保されるとともに、コイル２２がインシュレータ２６を介して各ティース２４に固定される。その結果、樹脂モールドやワニスによるコイル２２の固定化処理が不要となる。コイル２２間の絶縁性向上に伴い、コイル２２間隔を短縮してスロット２５内の占積率向上が可能となる。
【００１４】
ここで、ステータ周方向に隣接するコイル２２間と、ティース２４とコイル２２間の双方に膨張材２８を設けた場合を考えると、図３の矢印ａ，ｂに示すように、双方の膨張材２８の膨張による押圧力がコイル２２の両側から加わる。その際に、双方の膨張材２８において、膨張後の形状や膨張による押圧力にばらつきが生じると、コイル２２が所望の位置からずれてしまう可能性がある。
【００１５】
これに対して本実施形態では、ティース２４とコイル２２間には膨張材２８を設けておらず、ステータ周方向に隣接するコイル２２間だけに膨張材２８を設けているため、膨張材２８の膨張によりコイル２２に作用する押圧力は、図２の矢印ａに示すように、コイル２２をティース２４へ押し付ける片側だけとなる。したがって、膨張材２８の膨張後の形状ばらつきや膨張による押圧力のばらつきが原因でコイル２２が所望の位置からずれるのを防止することができ、コイル２２を各ティース２４に固定する際の信頼性を向上させることができる。
【００１６】
さらに、膨張材２８の材料に接着性を有する樹脂材料を用いることで、コイル２２を各ティース２４に固定する際の強度をさらに向上させることができる。また、コイル２２を各ティース２４に装着してから膨張材２８をコイル２２間に挿入することで、膨張材２８を配置してからコイル２２を装着する際に生じる膨張材２８の破損を防止することができる。
【００１７】
本実施形態では、例えば図４に示すように、ステータ周方向に隣接するコイル２２間に、コイル間隔を規定するための基材３０を設けることも可能である。ここで、図４はステータ径方向内側から見た断面図を示す。基材３０は、ステータ周方向に隣接するコイル２２間の中央位置に配置され、ステータ軸方向に沿って延びる板部３１と、板部３１のステータ軸方向一方側端部に連結され、板部３１よりステータ周方向両側に突出してコイル２２に接触する突起部３２と、板部３１のステータ軸方向他方側端部に連結され、板部３１よりステータ周方向両側に突出してコイル２２に接触する突起部３３とを含む。基材３０の材料としては、例えば樹脂等の絶縁材料を用いることが可能である。膨張材２８は、基材３０と一体化されており、ステータ周方向において板部３１とコイル２２間に形成され且つステータ軸方向において突起部３２，３３間に形成される空間３４に設けられている。ただし、図４は膨張材２８の膨張前（加熱前）の状態を示しており、加熱により膨張材２８が図４の矢印ｃに示すように膨張してコイル２２と接着する。図４の構成例によれば、膨張材２８がステータ軸方向に膨張するのを突起部３２，３３により抑制することができ、膨張材２８の発泡倍率（膨張倍率）をコントロールすることができる。また、隣接するコイル２２間に膨張材２８を挿入する際のめくれを防止することができる。
【００１８】
また、本実施形態では、例えば図５に示すように、ステータ周方向に隣接するコイル２２間に配置された膨張材２８を、ステータ周方向に波打ちながらステータ径方向に延在する蛇腹形状にすることも可能である。ここで、図５は図１のＡ部の拡大図に相当する。図５の構成例によれば、膨張材２８の加熱による発泡倍率（膨張倍率）が小さくても、膨張材２８の膨張によって図５の矢印ａに示すようにコイル２２をティース２４側へ確実に押圧して固定することができる。さらに、膨張材２８の材料に接着性を有する樹脂材料を用いることで、膨張材２８の発泡倍率が小さくても、膨張材２８をコイル２２に確実に接着させることができる。なお、蛇腹形状の膨張材２８は、予め蛇腹形状に成形しておき、これを挿入した後加熱するとよい。また、蛇腹を維持するために、芯材を設けその表裏両面に膨張材を形成した膨張材２８を挿入し、その後加熱してもよい。
【００１９】
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】
【００２０】
２１  ステータコア、２２  コイル、２３  ヨーク、２４  ティース、２５  スロット、２６  インシュレータ、２８  膨張材、３０  基材、３１  板部、３２，３３  突起部、３４  空間。
【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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