(57)【要約】【課題】ステータコアをモールドすることなく絶縁紙をステータコアに容易に固定する。【解決手段】絶縁紙３０においては、第１ティース側絶縁部３４の第１延長部５４−１，５４−２及び第２ティース側絶縁部３５−１，３５−２の第２延長部５６−１，５６−２がコイルエンド部２２ｂに沿って曲げられてコイルエンド部２２ｂとカフサ部品３２との間に挟まれる。さらに、第１ティース側絶縁部３４の接続部４６及び第２ティース側絶縁部３５−１，３５−２の第２延長部５５−１，５５−２がコイルエンド部２２ａに沿って曲げられてコイルエンド部２２ａとカフサ部品３１との間に挟まれる。これによって、絶縁紙３０がカフサ部品３１，３２を介してティース２４に固定される。【選択図】図２
2016092975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に沿って延びるヨークと、周方向に互いに間隔をおいて配置され、各々がヨークより径方向内側へ突出する複数のティースとを含み、周方向に隣接するティース間に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、
スロット内でコイルとステータコアを絶縁するための絶縁紙と、
を備え、
絶縁紙は、
ティースの両側面及び軸方向一方側端面を覆う状態でティースに１つおきに装着され、ティースとコイルとの間に介在する第１ティース側絶縁部と、
第１ティース側絶縁部に接続され、ヨーク内周面とコイルとの間に介在するヨーク側絶縁部と、
ヨーク側絶縁部に接続され、第１ティース側絶縁部に対し周方向に隣接するティースとコイルとの間に介在する第２ティース側絶縁部と、
を含み、
第１ティース側絶縁部は、ティースより軸方向他方側に張り出し、コイルに沿って曲げられた第１延長部を有し、
第２ティース側絶縁部は、ティースより軸方向一方側及び他方側に張り出し、コイルに沿って曲げられた第２延長部を有する、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、コイルとステータコアをスロット内で絶縁紙により絶縁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、ステータコアのティースに絶縁紙を装着した後に、ステータコアを絶縁性樹脂によりモールドすることで、絶縁紙をティースに固定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２０８４７５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、絶縁紙をステータコアに固定するために、モールド用の絶縁性樹脂が必要となり、また、絶縁性樹脂のコーティング作業も必要となる。その結果、材料費や作業工数の増大を招くことになる。
【０００５】
本発明は、ステータコアをモールドすることなく絶縁紙をステータコアに容易に固定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、周方向に沿って延びるヨークと、周方向に互いに間隔をおいて配置され、各々がヨークより径方向内側へ突出する複数のティースとを含み、周方向に隣接するティース間に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、スロット内でコイルとステータコアを絶縁するための絶縁紙と、を備え、絶縁紙は、ティースの両側面及び軸方向一方側端面を覆う状態でティースに１つおきに装着され、ティースとコイルとの間に介在する第１ティース側絶縁部と、第１ティース側絶縁部に接続され、ヨーク内周面とコイルとの間に介在するヨーク側絶縁部と、ヨーク側絶縁部に接続され、第１ティース側絶縁部に対し周方向に隣接するティースとコイルとの間に介在する第２ティース側絶縁部と、を含み、第１ティース側絶縁部は、ティースより軸方向他方側に張り出し、コイルに沿って曲げられた第１延長部を有し、第２ティース側絶縁部は、ティースより軸方向一方側及び他方側に張り出し、コイルに沿って曲げられた第２延長部を有することを要旨とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ティースより張り出した絶縁紙の第１及び第２延長部がコイルに沿って曲げられた状態で、絶縁紙がステータコアに固定されることで、ステータコアをモールドすることなく、絶縁紙をステータコアに容易に固定することができる。
【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径方向内側から見た構成例を示す図である。
【図３】セグメントコイル２２が巻装される前のステータコア２１及び絶縁紙３０の構成例をステータ径方向内側から見た図である。
【図４】セグメントコイル２２が巻装される前のステータコア２１及び絶縁紙３０の構成例をステータ軸方向一方側から見た図である。
【図５】絶縁紙３０の折り曲げ加工前の構成例を示す展開図である。
【図６】ステータコア２１のスロット２５に導体セグメント１２を挿入する工程を説明する図である。
【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１〜４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の斜視図を示し、図２はステータ径方向内側から見た構成例を示し、図３，４はセグメントコイル２２が巻装される前のステータコア２１及び絶縁紙３０の構成例を示す。図２〜４ではステータ周方向に関してステータコア２１及び絶縁紙３０の構成の一部を図示しているが、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。
【００１２】
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。各ティース２４のステータ軸方向一方側端面２４ａ及び他方側端面２４ｂにはカフサ部品３１，３２がそれぞれ設置されており、カフサ部品３１，３２には略円弧状の湾曲面３１ａ，３２ａがそれぞれ形成されている。
【００１３】
各スロット２５内には絶縁紙３０が挿入されており、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。セグメントコイル２２は、ステータ周方向位置の異なるスロット２５よりステータ軸方向他方側に張り出したコイルエンド部２２ｂ同士がステータ周方向に曲げ加工されて接合されている。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。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、セグメントコイル２２とステータコア２１との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。以下の説明において、ステータ周方向に隣接するティース２４を区別する必要がある場合は、ステータ周方向の一方側から他方側へ順に、２４−１，２４−２，２４−３の符号を用いて説明する。その場合、ティース２４−１，２４−２間のスロット２５をスロット２５−１、ティース２４−２，２４−３間のスロット２５をスロット２５−２とし、スロット２５−１を通るセグメントコイル２２をセグメントコイル２２−１、スロット２５−２を通るセグメントコイル２２をセグメントコイル２２−２として説明する。そして、ティース２４−１に設置されたカフサ部品３１，３２をカフサ部品３１−１，３２−１、ティース２４−２に設置されたカフサ部品３１，３２をカフサ部品３１−２，３２−２、ティース２４−３に設置されたカフサ部品３１，３２をカフサ部品３１−３，３２−３として説明する。
【００１４】
絶縁紙３０は、ティース２４−２の両側面２４−２ｃ，２４−２ｄ及びステータ軸方向一方側端面２４ａを覆う状態でティース２４−２に装着された第１ティース側絶縁部３４と、ヨーク内周面２３ａを覆うヨーク側絶縁部３３−１，３３−２と、ティース２４−１の側面２４−１ｄ及びティース２４−３の側面２４−３ｃをそれぞれ覆う第２ティース側絶縁部３５−１，３５−２とを備える。第１ティース側絶縁部３４は、スロット２５−１に面するティース２４−２のステータ周方向一方側の側面２４−２ｃに接触する側面部４４−１と、スロット２５−２に面するティース２４−２のステータ周方向他方側の側面２４−２ｄに接触する側面部４４−２と、側面部４４−１のステータ軸方向一方側端部と側面部４４−２のステータ軸方向一方側端部を繋ぐ接続部４６とを含む。側面部４４−１は、セグメントコイル２２−１とティース側面２４−２ｃとの間に介在することで、スロット２５−１内でセグメントコイル２２−１とティース２４−２を絶縁する。側面部４４−２は、セグメントコイル２２−２とティース側面２４−２ｄとの間に介在することで、スロット２５−２内でセグメントコイル２２−２とティース２４−２を絶縁する。接続部４６は、セグメントコイル２２−１，２２−２（スロット２５−１，２５−２よりステータ軸方向一方側に張り出したコイルエンド部２２ａ）とカフサ部品３１−２の湾曲面３１ａとの間に介在し、カフサ部品３１−２の湾曲面３１ａ及びコイルエンド部２２ａに沿って曲げられている。
【００１５】
ヨーク側絶縁部３３−１のステータ周方向他方側端部は、第１ティース側絶縁部３４の側面部４４−１のステータ径方向外側端部に接続されている。ヨーク側絶縁部３３−１は、スロット２５−１に面するヨーク内周面２３ａに接触する。ヨーク側絶縁部３３−１は、セグメントコイル２２−１とヨーク内周面２３ａとの間に介在することで、スロット２５−１内でセグメントコイル２２−１とヨーク２３を絶縁する。ヨーク側絶縁部３３−２のステータ周方向一方側端部は、第１ティース側絶縁部３４の側面部４４−２のステータ径方向外側端部に接続されている。ヨーク側絶縁部３３−２は、スロット２５−２に面するヨーク内周面２３ａに接触する。ヨーク側絶縁部３３−２は、セグメントコイル２２−２とヨーク内周面２３ａとの間に介在することで、スロット２５−２内でセグメントコイル２２−２とヨーク２３を絶縁する。
【００１６】
第２ティース側絶縁部３５−１のステータ径方向外側端部は、ヨーク側絶縁部３３−１のステータ周方向一方側端部に接続されている。第２ティース側絶縁部３５−１は、スロット２５−１に面するティース２４−１のステータ周方向他方側の側面２４−１ｄに接触する。第２ティース側絶縁部３５−１は、第１ティース側絶縁部３４（ティース２４−２）に対しステータ周方向一方側に隣接するティース２４−１の側面２４−１ｄとセグメントコイル２２−１との間に介在することで、スロット２５−１内でセグメントコイル２２−１とティース２４−１を絶縁する。第２ティース側絶縁部３５−２のステータ径方向外側端部は、ヨーク側絶縁部３３−２のステータ周方向他方側端部に接続されている。第２ティース側絶縁部３５−２は、スロット２５−２に面するティース２４−３のステータ周方向一方側の側面２４−３ｃに接触する。第２ティース側絶縁部３５−２は、第１ティース側絶縁部３４（ティース２４−２）に対しステータ周方向他方側に隣接するティース２４−３の側面２４−３ｃとセグメントコイル２２−２との間に介在することで、スロット２５−２内でセグメントコイル２２−２とティース２４−３を絶縁する。
【００１７】
第１ティース側絶縁部３４において、側面部４４−１はティース２４−２よりステータ軸方向他方側に張り出した第１延長部５４−１を有し、側面部４４−２は、ティース２４−２よりステータ軸方向他方側に張り出した第１延長部５４−２を有する。第１延長部５４−１，５４−２は、セグメントコイル２２−１，２２−２（コイルエンド部２２ｂ）とカフサ部品３２−２の湾曲面３２ａとの間に介在し、カフサ部品３２−２の湾曲面３２ａ及びコイルエンド部２２ｂに沿ってステータ周方向に曲げられている。
【００１８】
第２ティース側絶縁部３５−１は、ティース２４−１よりステータ軸方向一方側に張り出した第２延長部５５−１と、ティース２４−１よりステータ軸方向他方側に張り出した第２延長部５６−１とを有する。第２延長部５５−１は、セグメントコイル２２−１（コイルエンド部２２ａ）とカフサ部品３１−１の湾曲面３１ａとの間に介在し、カフサ部品３１−１の湾曲面３１ａ及びコイルエンド部２２ａに沿って曲げられている。第２延長部５６−１は、セグメントコイル２２−１（コイルエンド部２２ｂ）とカフサ部品３２−１の湾曲面３２ａとの間に介在し、カフサ部品３２−１の湾曲面３２ａ及びコイルエンド部２２ｂに沿ってステータ周方向に曲げられている。
【００１９】
同様に、第２ティース側絶縁部３５−２は、ティース２４−３よりステータ軸方向一方側に張り出した第２延長部５５−２と、ティース２４−３よりステータ軸方向他方側に張り出した第２延長部５６−２とを有する。第２延長部５５−２は、セグメントコイル２２−２（コイルエンド部２２ａ）とカフサ部品３１−３の湾曲面３１ａとの間に介在し、カフサ部品３１−３の湾曲面３１ａ及びコイルエンド部２２ａに沿って曲げられている。第２延長部５６−２は、セグメントコイル２２−２（コイルエンド部２２ｂ）とカフサ部品３２−３の湾曲面３２ａとの間に介在し、カフサ部品３２−３の湾曲面３２ａ及びコイルエンド部２２ｂに沿ってステータ周方向に曲げられている。
【００２０】
絶縁紙３０の折り曲げ加工前の展開図を図５に示す。第１ティース側絶縁部３４の側面部４４−１，４４−２のステータ軸方向に対応する長さＬ１は、ステータコア２１（ティース２４及びヨーク２３）のステータ軸方向長さＬｃよりも長い。第２ティース側絶縁部３５−１，３５−２のステータ軸方向に対応する長さＬ２も、ステータコア２１のステータ軸方向長さＬｃよりも長く、さらに、Ｌ２＞Ｌ１である。
【００２１】
絶縁紙３０は、ヨーク側絶縁部３３−１と側面部４４−１との成す角度が略直角となるよう折り曲げ線６１−１に沿って折り曲げられ、ヨーク側絶縁部３３−２と側面部４４−２との成す角度が略直角となるよう折り曲げ線６１−２に沿って折り曲げられる。そして、絶縁紙３０は、第２ティース側絶縁部３５−１と側面部４４−１が略平行で第２ティース側絶縁部３５−１とヨーク側絶縁部３３−１との成す角度が略直角となるよう折り曲げ線６２−１に沿って折り曲げられ、第２ティース側絶縁部３５−２と側面部４４−２が略平行で第２ティース側絶縁部３５−２とヨーク側絶縁部３３−２との成す角度が略直角となるよう折り曲げ線６２−２に沿って折り曲げられる。さらに、絶縁紙３０は、側面部４４−１と側面部４４−２が略平行になるよう接続部４６で曲げられる。その際には、接続部４６とヨーク側絶縁部３３−１の境界に切り欠き６３−１が形成され、接続部４６とヨーク側絶縁部３３−２の境界に切り欠き６３−２が形成されていることで、接続部４６の曲げが許容される。また、側面部４４−１の第１延長部５４−１とヨーク側絶縁部３３−１の境界に切り欠き６４−１が形成されていることで、第１延長部５４−１の曲げが許容され、側面部４４−２の第１延長部５４−２とヨーク側絶縁部３３−２の境界に切り欠き６４−２が形成されていることで、第１延長部５４−２の曲げが許容される。そして、第２ティース側絶縁部３５−１の第２延長部５５−１とヨーク側絶縁部３３−１の境界に切り欠き６５−１が形成されていることで、第２延長部５５−１の曲げが許容され、第２ティース側絶縁部３５−１の第２延長部５６−１とヨーク側絶縁部３３−１の境界に切り欠き６６−１が形成されていることで、第２延長部５６−１の曲げが許容される。同様に、第２ティース側絶縁部３５−２の第２延長部５５−２とヨーク側絶縁部３３−２の境界に切り欠き６５−２が形成されていることで、第２延長部５５−２の曲げが許容され、第２ティース側絶縁部３５−２の第２延長部５６−２とヨーク側絶縁部３３−２の境界に切り欠き６６−２が形成されていることで、第２延長部５６−２の曲げが許容される。
【００２２】
ティース２４の総数は例えば４以上の偶数であり、絶縁紙３０の総数はティース２４の総数の１／２である。複数の絶縁紙３０は、第１ティース側絶縁部３４（側面部４４−１，４４−２及び接続部４６）がティース２４に１つおきに装着されるように各スロット２５内に挿入される。これによって、第１ティース側絶縁部３４が設けられたティース２４と、第２ティース側絶縁部３５−１，３５−２が設けられたティース２４が、ステータ周方向に交互に配置される。
【００２３】
セグメントコイル２２をティース２４に絶縁紙３０を介して装着する工程においては、まず図３，４に示すように絶縁紙３０をステータ軸方向一方側からティース２４に装着する。次に、図６に示すようにステータ軸方向一方側からステータコア２１のスロット２５に略Ｕ字状の導体セグメント１２をステータ軸方向に沿って挿入する。本実施形態では、絶縁紙３０の装着方向と同じ方向から導体セグメント１２を挿入することで、絶縁紙３０の座屈及びスロット２５内への引き込まれを抑制することができ、絶縁紙３０の位置ずれ及び破損を抑制することができる。
【００２４】
次に、ステータ周方向位置の異なるスロット２５よりステータ軸方向他方側に張り出した導体セグメント１２同士をステータ周方向に曲げ加工して接合することで、図２に示すようにセグメントコイル２２を形成する。本実施形態では、曲げ加工によって、側面部４４−１，４４−２の第１延長部５４−１，５４−２及び第２ティース側絶縁部３５−１，３５−２の第２延長部５６−１，５６−２が、コイルエンド部２２ｂに沿ってステータ周方向に曲げられてカフサ部品３２の湾曲面３２ａに当接し、コイルエンド部２２ｂとカフサ部品３２との間に挟まれる。さらに、接続部４６及び第２ティース側絶縁部３５−１，３５−２の第２延長部５５−１，５５−２が、コイルエンド部２２ａに沿ってステータ周方向に曲げられてカフサ部品３１の湾曲面３１ａに当接し、コイルエンド部２２ａとカフサ部品３１との間に挟まれる。これによって、絶縁紙３０がステータ軸方向一方側端部及び他方側端部で損傷することなく、絶縁紙３０をカフサ部品３１，３２を介してティース２４に固定することができる。その結果、ステータコア２１を樹脂モールドする等、絶縁紙３０以外の絶縁処理を行うことなく、絶縁紙３０のステータコア２１への固定を容易に行うことができる。また、スロット２５内の絶縁紙３０において、セグメントコイル２２とヨーク内周面２３ａとの間に介在するヨーク側絶縁部３３−１，３３−２は複数枚重なる部位がないため、絶縁紙３０によるスロット２５内の占積率低下を最小限に留めることができる。
【００２５】
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】
【００２６】
１２  導体セグメント、２１  ステータコア、２２  セグメントコイル、２２ａ，２２ｂ  コイルエンド部、２３  ヨーク、２４（２４−１，２４−２，２４−３）  ティース、２５（２５−１，２５−２）  スロット、３０  絶縁紙、３１（３１−１，３１−２，３１−３），３２（３２−１，３２−２，３２−３）  カフサ部品、３３−１，３３−２  ヨーク側絶縁部、３４  第１ティース側絶縁部、３５−１，３５−２  第２ティース側絶縁部、４４−１，４４−２  側面部、４６  接続部、５４−１，５４−２  第１延長部、５５−１，５５−２，５６−１，５６−２  第２延長部、６１−１，６１−２，６２−１，６２−２  折り曲げ線、６３−１，６３−２，６４−１，６４−２，６５−１，６５−２，６６−１，６６−２  切り欠き。
【図１】
2016092975.tif 000003
【図２】
2016092975.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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