(57)【要約】【課題】コイル導線の巻回時におけるコアの複数のプレートのずれを抑制できるようにして、コイル導線の巻回作業性の向上と製品品質の向上を図ることができる回転電機のコイル巻回部品、及び、その製造方法を提供する。【解決手段】コア９は磁性を有する複数のプレート８を積層して構成する。インシュレータ１０は、樹脂成形部４０と、樹脂成形部４０に接続され、少なくともティース部の周方向端面の一部を覆うように配置された絶縁紙２０とを有する。絶縁紙２０は、ティース部の積層方向両端面のうちの少なくとも一方が開口する。樹脂成形部４０は、ティース部の積層方向両端面に当接する一対の壁部と、ティース部の周方向両側において、複数のプレート８を積層方向に跨いで、一対の壁部を接続する積層跨ぎ部とを有する。樹脂成形部４０は、ティース部及び絶縁シートに対して一体にモールドされる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性を有する複数のプレートを積層して構成されるとともに、径方向に沿って延びてコイル導線が巻回されるティース部を有するコアと、
前記コアの前記ティース部に固定され、前記コアと前記コイル導線の間に介在するインシュレータと、を備えた回転電機のコイル巻回部品において、
前記インシュレータは、
樹脂成形部と、
前記樹脂成形部に接続されるとともに、少なくとも前記ティース部の周方向端面の一部を覆うように配置された絶縁シートと、を有し、
前記絶縁シートは、前記ティース部の積層方向両端面のうちの少なくとも一方が開口しており、
前記樹脂成形部は、
前記ティース部の積層方向両端面に対向する一対の壁部と、
前記ティース部の周方向両側において、前記複数のプレートを積層方向に跨いで、前記一対の壁部を接続する積層跨ぎ部とを有するように、前記ティース部及び前記絶縁シートに対して一体にモールドされていることを特徴とする回転電機のコイル巻回部品。
【請求項２】
前記ティース部に配置される前記絶縁シートには、前記ティース部の径方向端部において、周方向一方側或いは他方側に折り曲げられた屈曲延出部が設けられ、
前記屈曲延出部に前記樹脂成形部が接合されて構成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機のコイル巻回部品。
【請求項３】
前記屈曲延出部は、少なくとも一部が前記樹脂成形部の内部に埋設されていることを特徴とする請求項２に記載の回転電機のコイル巻回部品。
【請求項４】
前記樹脂成形部には、前記屈曲延出部の一部を外部に露出させる部分が設けられていることを特徴する請求項３に記載の回転電機のコイル巻回部品。
【請求項５】
前記屈曲延出部は、前記樹脂成形部から突出しない範囲に配置されていることを特徴とする請求項３または４に記載の回転電機のコイル巻回部品。
【請求項６】
前記ティース部の径方向の端部には、周方向一方側或いは他方側に延出する鍔部が設けられ、
前記鍔部に配置される前記屈曲延出部の延出長さは、前記ティース部上の前記絶縁シートの露出境界位置から前記屈曲延出部と前記樹脂成形部の接合部を経由して前記鍔部に至る経路が、前記ティース部に巻回された前記コイル導線と前記鍔部との間で絶縁距離を保つ長さに設定されていることを特徴とする請求項５に記載の回転電機のコイル巻回部品。
【請求項７】
前記コアは、周方向に複数に分割された分割コア片であり、当該分割コア片が複数環状に配列されて用いられることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の回転電機のコイル巻回部品。
【請求項８】
請求項３〜６のいずれか１項に記載の回転電機のコイル巻回部品の製造方法において、
前記コアと前記絶縁シートをインサートして樹脂を充填する成形型を用意し、
前記コアと前記絶縁シートを前記成形型内に設置するとともに、前記絶縁紙の前記屈曲延出部を、進退自在な保持部材によって前記コアに当接させて保持し、
その状態で前記成形型内のキャビティに前記樹脂を充填し、前記樹脂が流れ込んでくる直前に前記保持部材をキャビティから後退させることを特徴とする回転電機のコイル巻回部品の製造方法。
【請求項９】
前記ティース部の径方向の端部には、周方向一方側或いは他方側に延出する鍔部が設けられ、
前記インシュレータのうちの、前記ティース部の前記鍔部に隣接する部分を覆う領域には、前記樹脂成形部の樹脂が前記絶縁シートの表面を押さえ込むように膨出する樹脂膨出部が設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の回転電機のコイル巻回部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両駆動や回生発電等に用いられる回転電機のコイル巻回部品、及び、その製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両駆動や回生発電等に用いられる回転電機においては、ステータやロータがコイル導線を巻回するためのコイル巻回部品を備えている。
例えば、ステータでは、円環状に配置される複数の分割ステータ片がコイル巻回部品と、そのコイル巻回部品に巻回されるコイル導線によって構成されるものが知られている。
【０００３】
ここで用いられるコイル巻回部品は、電磁鋼板等の磁性を有するプレートを軸方向に複数積層して構成されるコアと、コアに固定される絶縁樹脂等から成るインシュレータと、を備えている。コアは、インシュレータを介してコイル導線が巻回されるティース部を有している。インシュレータは、通常、割筒状の複数の分割ブロックによって形成され、コアのティース部の外周に外側から取り付けられる。
【０００４】
ところで、コイル巻回部品においては、回転電機の起磁力を高めるうえでコイル導線の占積率が重要となる。このため、コアに固定されるインシュレータを薄肉化することが有効となるが、インシュレータの全体の肉厚を薄肉にするのには限界がある。
そこで、インシュレータの一部を絶縁フィルムや絶縁紙等の絶縁シートによって形成したコイル巻回部品が案出されている(例えば、特許文献１参照)。
【０００５】
特許文献1に記載のコイル巻回部品は、ティース部の周方向の端面を覆う薄肉の絶縁フィルム（絶縁シート）と、ティース部の軸方向（積層方向）の端面に固定される樹脂モールド被膜（樹脂成形部）と、を備え、ティース部の周方向の端面を覆った絶縁フィルムの軸方向の端部が、ティース部の軸方向の端面を覆う樹脂成形部に一体にモールド成形されている。このコイル巻回部品においては、ティース部の周方向の端面が薄肉の絶縁フィルムによって構成されているため、ティース部に巻回されるコイル導線の占積率を高めることができる。
【０００６】
また、特許文献２に記載のコイル巻回部品は、ティース部の周方向の端面と軸方向の端面を覆う薄肉の絶縁紙（絶縁シート）と、ティース部の軸方向の端面に絶縁紙の上から取り付けられる樹脂成形体と、を備えている。このコイル巻回部品の場合も、コイル導線が巻回されるティース部の周方向の端面が薄肉の絶縁紙によって構成されるため、コイル導線の占積率を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−８６９５０号公報
【特許文献２】特開２０１３−１３２１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１，２に記載のコイル巻回部品は、いずれも剛性の低い絶縁シート（絶縁フィルムや絶縁紙）が単独でティース部の周方向端面を覆ってティース部に固定され、その状態でコイル導線が絶縁シートを含むインシュレータ上に巻回される。このため、コイル導線の巻回時に、コイル導線に大きな巻き付け力が加わったときに、剛性の低い絶縁シート部分を通して積層されたコアの複数のプレートにずれが生じ、コア全体が捩れることが懸念される。そして、コイル導線の巻回時にコアに捩れが生じると、製品形状を直すための作業が必要になるとともに、絶縁シートの一部に大きな負荷が作用してしまう。
【０００９】
そこでこの発明は、コイル導線の巻回時におけるコアの複数のプレートのずれを抑制できるようにして、コイル導線の巻回作業性の向上と製品品質の向上を図ることができる回転電機のコイル巻回部品、及び、その製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る回転電機のコイル巻回部品、及び、その製造方法では、上記課題を解決するために以下の構成を採用した。
【００１１】
請求項１に係る発明は、磁性を有する複数のプレート（例えば、実施形態のプレート８）を積層して構成されるとともに、径方向に沿って延びてコイル導線（例えば、実施形態のコイル導線２）が巻回されるティース部（例えば、実施形態のティース部１２）を有するコア（例えば、実施形態のコア９）と、前記コアの前記ティース部に固定され、前記コアと前記コイル導線の間に介在するインシュレータ（例えば、実施形態のインシュレータ１０）と、を備えた回転電機のコイル巻回部品（例えば、実施形態のコイル巻回部品７）において、前記インシュレータは、樹脂成形部（例えば、実施形態の樹脂成形部４０）と、前記樹脂成形部に接続されるとともに、少なくとも前記ティース部の周方向端面の一部を覆うように配置された絶縁シート（例えば、実施形態の絶縁紙２０）と、を有し、前記絶縁シートは、前記ティース部の積層方向両端面のうちの少なくとも一方が開口しており、前記樹脂成形部は、前記ティース部の積層方向両端面に対向する一対の壁部（例えば、実施形態の前壁１６ｂ，１６ｃ）と、前記ティース部の周方向両側において、前記複数のプレートを積層方向に跨いで、前記一対の壁部を接続する積層跨ぎ部（例えば、実施形態の外側フランジ１６ｄ，内側フランジ１６ｅ）とを有するように、前記ティース部及び前記絶縁シートに対して一体にモールドされていることを特徴とするものである。
【００１２】
これにより、インシュレータの樹脂成形部がコアのティース部と絶縁シートに対して一体にモールドされると、コアの複数のプレートの少なくともティース部の周方向端面の一部がインシュレータの絶縁シートによって覆われる。このとき、樹脂成形部の一対の壁部はティース部の積層方向の両端面に当接し、樹脂成形部の積層跨ぎ部は複数のプレートを積層方向で跨いで一対の壁部を相互に接続する。このため、樹脂成形部と一体にモールドされる絶縁シートは、樹脂成形部の積層跨ぎ部によって高い剛性をもって保持されることになる。
したがって、インシュレータを装着したコアに、コイル導線を巻回しようとする際に、コイル導線に巻き付け力（張力）が加わったとしても、積層されたコアの複数のプレートにずれが生じるのを抑制することができ、コア全体が捩れてしまうのを抑制することができる。
【００１３】
ここで、絶縁シートと樹脂成形部を予め一体のインシュレータとして形成しておき、そのインシュレータをコアのティース部に嵌め込むことを考えた場合、以下の不都合が生じる。
インシュレータを、コアの積層方向厚みのばらつきを考慮した上でティース部に挿入可能となる大きさに形成しなければならないため、コアとインシュレータとの間に隙間が生じてしまううえ、コイル巻回部品のサイズが大きくなり、さらにコイル導線の占積率も低下するおそれがある。
さらに、絶縁シートが、例えば、筒状に形成されて、その筒状部分がティース部の周囲を覆う場合には、コアの積層方向厚みのばらつきによって、絶縁シートに余長が生じてしまうことによってしわや歪みが発生することが懸念される。
これに対し、請求項１に係る発明においては、樹脂成形部が、ティース部の積層方向両端面に当接する一対の壁部と、複数のプレートを積層方向に跨いで、一対の壁部を接続する積層跨ぎ部とを有するように、ティース部及び絶縁シートに対して一体にモールドされているため、コアが複数のプレートを積層して構成されていることに起因してコアの積層方向厚みにばらつきが生じている場合であっても、樹脂成形部がコアに密着するように成形されるため、コアの積層方向厚みのばらつきを樹脂成形部によってキャンセルすることができ、サイズの増大や占積率の低下を抑制することができる。
また、請求項１に係る発明によれば、絶縁シートは、ティース部の積層方向両端面のうちの少なくとも一方が開口しているため、コアの積層方向厚みにばらつきが生じている場合であっても、絶縁シートのしわや歪みを抑制しながらティース部の表面に絶縁シートを密着させてインシュレータを形成することができ、占積率の低下を抑制することができる。
【００１４】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る回転電機のコイル巻回部品において、前記ティース部に配置される前記絶縁シートには、前記ティース部の径方向端部において、周方向一方側或いは他方側に折り曲げられた屈曲延出部（例えば、実施形態の第１の屈曲延出部２０ｂ，第２の屈曲延出部２０ｃ）が設けられ、前記屈曲延出部に前記樹脂成形部が接合されて構成されるようにした。
この場合、絶縁シートの屈曲延出部が樹脂成形部に接合されているため、絶縁シートが樹脂成形部に高い剛性をもって保持されることになる。また、樹脂成形部に外力や内部応力によって劣化が生じることがあっても、絶縁シートの屈曲延出部によってインシュレータの形状を保持することができる。
【００１５】
請求項３に係る発明は、請求項２に係る回転電機のコイル巻回部品において、前記屈曲延出部は、少なくとも一部が前記樹脂成形部の内部に埋設されるようにした。
この場合、屈曲延出部の少なくとも一部が樹脂成形部の内部に埋設されるため、屈曲延出部が樹脂成形部の樹脂から剥離しにくくなる。
【００１６】
請求項４係る発明は、請求項３に係る回転電機のコイル巻回部品において、前記樹脂成形部には、前記屈曲延出部の一部を外部に露出させる部分が設けられるようにした。
この場合、コアと絶縁シートを成形型内に配置し、成形型に樹脂を充填してインシュレータを成形する際に、コアの一部に絶縁シートの一部を成形型内の押さえ突起等で押し付けることができる。このため、成形型内への樹脂の充填時に絶縁シートが捲れるのを防止することができる。したがって、成形品の製品品質を高めることができる。
【００１７】
請求項５に係る発明は、請求項３または４に係る回転電機のコイル巻回部品において、前記屈曲延出部は、前記樹脂成形部から突出しない範囲に配置されるようにした。
この場合、絶縁シートの屈曲延出部の端部が樹脂成形体から突出しないため、絶縁シートの端部が周囲の部材に触れて組付けの妨げになったり、使用時に他の部材に巻き込まれたりすることがなくなる。
【００１８】
請求項６に係る発明は、請求項５に係る回転電機のコイル巻回部品において、前記ティース部の径方向の端部には、周方向一方側或いは他方側に延出する鍔部（例えば、実施形態の鍔部１１ａ，１３ａ）が設けられ、前記鍔部に配置される前記屈曲延出部の延出長さは、前記ティース部上の前記絶縁シートの露出境界位置（例えば、実施形態の露出境界位置Ｐ）から前記屈曲延出部と前記樹脂成形部の接合部を経由して前記鍔部に至る経路（例えば、実施形態の経路Ｒ）が、前記ティース部に巻回された前記コイル導線と前記鍔部との間で絶縁距離を保つ長さに設定されるようにした。
この場合、コアに固定したインシュレータの上からティース部にコイル導線を巻回すると、コイル導線とコアの間はインシュレータによって絶縁される。しかし、ティース部上の絶縁紙の露出境界位置から屈曲延出部と絶縁樹脂の接合部を経由して鍔部至る経路が短いと、その経路がコイル導線とコアの間の電気的短絡経路となる可能性が考えられる。このため、屈曲延出部の延出長さを、前記経路が絶縁距離を保ち得る長さになるように設定することにより、コイル導線とコアの間の電気的短絡を確実に防止した。
【００１９】
請求項７に係る発明は、請求項１〜６のいずれか１項に係る回転電機のコイル巻回部品において、前記コアは、周方向に複数に分割された分割コア片であり、当該分割コア片が複数環状に配列されて用いられるようにした。
この場合、樹脂成形部と一体にモールドされるコアの形状が簡素化されるため、成形型の形状を単純化できるうえ、成形型に絶縁シートを容易にかつ正確に配置することができる。このため、絶縁シートを成形型内に正確に位置決めして、ティース部に密着させることができる。
【００２０】
請求項８に係る発明は、請求項３〜６のいずれか１項に係る回転電機のコイル巻回部品の製造方法において、前記コアと前記絶縁シートをインサートして樹脂を充填する成形型（例えば、実施形態の成形型２５）を用意し、前記コアと前記絶縁シートを前記成形型内に設置するとともに、前記絶縁紙の前記屈曲延出部を、進退自在な保持部材（例えば、実施形態の保持部材３２）によって前記コアに当接させて保持し、その状態で前記成形型内のキャビティに前記樹脂を充填し、前記樹脂が流れ込んでくる直前に前記保持部材をキャビティから後退させるようにした。
この場合、樹脂が流れ込んでくる直前まで、絶縁シートの屈曲延出部を保持部材によってコアに当接させた状態で保持しておくため、樹脂の充填時に屈曲延出部がコアから離反するのを防止することができる。したがって、屈曲延出部を樹脂成形部内に確実に埋設することができる。
【００２１】
請求項９に係る発明は、請求項１〜７のいずれか１項に係る回転電機のコイル巻回部品において、前記ティース部の径方向の端部には、周方向一方側或いは他方側に延出する鍔部（例えば、実施形態の鍔部１１ａ，１３ａ）が設けられ、前記インシュレータのうちの、前記ティース部の前記鍔部に隣接する部分を覆う領域には、前記樹脂成形部の樹脂が前記絶縁シートの表面を押さえ込むように膨出する樹脂膨出部（例えば、実施形態の巻回ガイド２２）が設けられるようにした。
この場合、インシュレータのうちの鍔部に隣接する部分を覆う領域に設けられた樹脂膨出部が絶縁シートの表面を押さえ込むため、絶縁シートの剥離や浮き上がりを樹脂膨出部によって抑制することができる。また、コアと絶縁シートを成形型内に配置し、成形型に樹脂を充填してインシュレータを成形する際には、成形型内の樹脂膨出部を造形する部分に樹脂が回り込むことにより、成形型内にセットした絶縁シートの捲れを抑制することができる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によれば、樹脂成形部の一対の壁部がティース部の積層方向の両端面に当接し、その状態で樹脂成形部の積層跨ぎ部が複数のプレートを積層方向で跨いで一対の壁部を相互に接続するとともに、絶縁シートが樹脂成形部と一体にモールドされて高い剛性をもって保持されるため、コイル導線の巻回時にコアの複数のプレートがずれるのを未然に抑制することができる。したがって、この発明によれば、コイル導線の巻回作業を効率良く行うことができるとともに、最終製品の製品品質を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の一実施形態の回転電機のステータの正面図である。
【図２】この発明の一実施形態のステータの分割ステータ片の斜視図である。
【図３】この発明の一実施形態のステータの分割ステータ片の側面図である。
【図４】この発明の一実施形態のコイル巻回部品の斜視図である。
【図５】この発明の一実施形態のコイル巻回部品の斜視図である。
【図６】この発明の一実施形態のコイル巻回部品の図４のＶＩ−ＶＩ断面に対応する断面図である。
【図７】この発明の一実施形態のコイル巻回部品の部分断面側面図である。
【図８】この発明の一実施形態のコイル巻回部品の絶縁紙の斜視図である。
【図９】この発明の一実施形態のコイル巻回部品の図６のＩＸ部の拡大図である。
【図１０】この発明の一実施形態のコイル巻回部品の図６のＸ部の拡大図である。
【図１１】絶縁耐圧と沿面距離の関係を示すグラフである。
【図１２】この発明の一実施形態のコイル巻回部品を製造する成形型の断面図である。
【図１３】この発明の一実施形態のコイル巻回部品を製造する成形型の断面図である。
【図１４】この発明の一実施形態のコイル巻回部品を製造する成形型の斜視図である。
【図１５】この発明の一実施形態のコイル巻回部品を製造する成形型内の動作を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、この実施形態の回転電機に組み込まれるステータ１を示す図である。
この実施形態の回転電機は、電気自動車やハイブリッド車両の車両駆動と回生発電に用いられる三相交流式の回転電機であり、円環状のステータ１の内側には、図示しないロータが回転可能に配置されている。ロータは減速機構等を介して車両の車軸に動力伝達可能に連結されている。
【００２５】
ステータ１は、複数のコイル導線２を突極集中巻きで実装した円環状のステータ本体３と、そのステータ本体３が圧入固定される略円筒状のホルダ４を備え、ステータ本体３からホルダ４の径方向外側に引き出されたＵ相，Ｖ相，Ｗ相の各コイル導線２の給電側の端部に、それぞれ対応する相の給電端子５Ｕ，５Ｖ，５Ｗが接続されている。この実施形態においては、コイル導線２は横長の矩形断面の平角線が採用されている。
【００２６】
ステータ本体３は、複数の分割ステータ片６が円環状に組み付けられて構成されている。各分割ステータ片６は、正面視が略扇状のコイル巻回部品７にコイル導線２が巻回されている。コイル巻回部品７に巻回された各コイル導線２の一端側は、各相毎にまとめられて対応する相の給電端子５Ｕ，５Ｖ，５Ｗに接続され、各コイル導線２の他端側は中点連結部１５において相互に接続されている。したがって、この実施形態のステータ１においては、各相のコイル導線２がＹ字結線で接続されている。
【００２７】
図２は、コイル巻回部品７にコイル導線２が巻回された分割ステータ片６を示す斜視図であり、図３は、分割ステータ片６の側面図である。また、図４，図５は、コイル巻回部品７の斜視図である。なお、他の図も含め、図中矢印Ｒ，Ａｘは、それぞれステータ本体３についての半径方向と軸方向を示すものとする。
コイル巻回部品７は、電磁鋼板等の磁性を有する複数のプレート８が積層されて構成されたコア９と、コア９の外域に固定されてコア９を電気的に絶縁するインシュレータ１０と、を備えている。コア９を構成する複数のプレート８は、ステータ本体３の軸方向Ａｘに沿って積層されている。
【００２８】
図６は、図４のＶＩ−ＶＩ断面に対応するコイル巻回部品７の断面図であり、図７は、コイル巻回部品７の部分断面側面図である。
コア９は、ステータ本体３の外周側の円環領域を構成するバックヨーク部１１と、バックヨーク部１１の内周側からステータ本体３の半径方向Ｒの内側に向かって突出するティース部１２と、ティース部１２の延出端に設けられた磁気入出部１３と、を備えている。バックヨーク部１１は、ステータ本体３の円周方向に沿って両側に張り出す一対の鍔部１１ａ，１１ａを有し、磁気入出部１３も同様に、ステータ本体３の円周方向に沿って両側に張り出す一対の鍔部１３ａ、１３ａを有している。バックヨーク部１１は、ホルダ内４に圧入される際に、隣接するコア９同士を接続して円環状の磁路を形成する。
なお、この実施形態のティース部１２は、延出方向と直交する断面が軸方向Ａｘに長い長方形状に形成されているが、以下では、説明の便宜上、ティース部１２の軸方向Ａｘの一方の端面を「前側端面」、他方の端面を「後側端面」、これら前側端面、後側端面と交差する両側の端面を「側端面」と呼ぶものとする。この実施形態においては、ティース部１２の側端面と、鍔部１１ａ，１１ａの下面と、鍔部１３ａ，１３ａの上面とがコア９におけるコイル保持スロットを構成している。
【００２９】
インシュレータ１０は、コア９のティース部１２の外周面と、鍔部１１ａ，１１ａ，１３ａ，１３ａの一部を覆うコイル巻回部１６と、コイル巻回部１６に巻回されたコイル導線２の始端側と終端側の引き出し部を案内する導線案内部１７と、を備えている。導線案内部１７は、ティース部１２の前側端面を覆う領域から径方向Ｒの外側に延出する支持壁１７ａと、その支持壁１７ａから軸方向Ａｘに向かって突設された案内壁１７ｂと、を有している。
【００３０】
インシュレータ１０のコイル巻回部１６は、コア９のティース部１２の側端面を覆う側壁１６ａ，１６ａと、ティース部１２の前側端面を覆う前壁１６ｂと、ティース部１２の後側端面を覆う後壁１６ｃと、バックヨーク部１１側の鍔部１１ａの下面を覆う外側フランジ１６ｄと、磁気入出部１３側の鍔部１３ａの上面側を覆う内側フランジ１６ｅと、を有している。なお、外側フランジ１６ｄの前壁１６ｂに連接する部分には、コイル巻回部１６に巻回されたコイル導線２の始端側と終端側の引き出し部を導線案内部１７側に引き出すための凹部１８が設けられている。
なお、この実施形態においては、前壁１６ｂと後壁１６ｃとが、ティース部１２の積層方向両端面に対向する壁部を構成している。
【００３１】
インシュレータ１０は、絶縁紙２０と絶縁樹脂によって形成されている。絶縁紙２０は、コイル巻回部１６の両側の側壁１６ａ，１６ａのほぼ全域に亘って用いられている。ここで用いられる絶縁紙２０としては、アラミド絶縁紙等の電気絶縁性と強度に優れた紙素材であることが望ましい。
インシュレータ１０は、後に詳述するように、コア９と絶縁紙２０を成形型内に配置し、その状態で成形型内に絶縁樹脂を充填することによってコア９と一体に成形されている。この実施形態においては、インシュレータ１０のうちの、型成形時に絶縁樹脂によって形成される部分（絶縁紙２０以外の部分）が樹脂成形部４０を構成している。
【００３２】
図８は、インシュレータ１０に用いられる絶縁紙２０，２０を示す図である。
インシュレータ１０には左右対称形状の一対の絶縁紙２０，２０が用いられている。絶縁紙は２０は、コイル巻回部１６の側壁１６ａに配置される主部２０ａと、主部２０ａの一端側に設けられた第１の屈曲延出部２０ｂと、主部２０ａの他端側に設けられた第２の屈曲延出部２０ｃとを備えている。第１の屈曲延出部２０ｂと第２の屈曲延出部２０ｃは、主部２０ａに対して外側（周方向の一方側と他方側）に略直角に折り曲げられている。第１の屈曲延出部２０ｂは第２の屈曲延出部２０ｃよりも延出長さが長く設定されている。第１の屈曲延出部２０ｂは、バックヨーク部１１側の鍔部１１ａの下面に重なって配置され、第２の屈曲延出部２０ｃは、磁気入出部１３側の鍔部１３ａの上面に重なって配置される。
【００３３】
図９は、図６のＩＸ部を拡大して示した図であり、図１０は、図６のＸ部を拡大して示した図である。
図６及び図９，図１０に示すように、インシュレータ１０のコイル巻回部１６の側壁１６ａは、ほぼ絶縁紙２０の主部２０ａ単独で構成され、バックヨーク部１１側と磁気入出部１３側の各鍔部１１ａ，１３ａは、絶縁紙２０の第１の屈曲延出部２０ｂと第２の屈曲延出部２０ｃがそれぞれ絶縁樹脂に接合されて構成されている。したがって、コイル巻回部１６の側壁１６ａを成す絶縁紙２０の主部２０ａは、ティース部１２のコイル保持スロット領域の複数のプレート８の積層部に固定されている。なお、この実施形態の場合、第１の屈曲延出部２０ｂと第２の屈曲延出部２０ｃは絶縁樹脂の内部に埋設されている。また、インシュレータ１０のコイル巻回部１６のうちの前壁１６ｂと後壁１６ｃは絶縁樹脂単体で構成されており、前壁１６ｂと後壁１６ｃのうちの、側壁１６ａ方向に回り込む絶縁樹脂の端縁は絶縁紙２０の主部２０ａの側端部に接合されている。
また、インシュレータ１０の導線案内部１７は、絶縁樹脂単体で構成されている。前壁１６ｂと後壁１６ｃの上部は、外側フランジ１６ｄと導線案内部１７とに接合され、前壁１６ｂと後壁１６ｃの下部は、内側フランジ１６ｅに接合されている。
【００３４】
ところで、この実施形態に係るインシュレータ１０においては、コイル巻回部１６の外側フランジ１６ｄと内側フランジ１６ｅの絶縁樹脂が、コア９の複数のプレート８の積層部を跨ぐように軸方向Ａｘに延出するとともに、絶縁紙２０に一体に接合されている。この実施形態においては、外側フランジ１６ｄと内側フランジ１６ｅの絶縁樹脂が積層跨ぎ部を構成している。積層跨ぎ部を構成する外側フランジ１６ｄと内側フランジ１６ｅとは、ティース部１２の積層方向両端面にそれぞれ当接する前壁１６ｂと後壁１６ｃを相互に接続する。
【００３５】
また、図５，図７に示すように、鍔部１１ａの下面に固定されるインシュレータ１０の外側フランジ１６ｄには、絶縁紙２０の第１の屈曲延出部２０ｂを下面側で外部に露出させる露出窓部２１が設けられている。
【００３６】
また、図９に示すように、絶縁紙２０の第１の屈曲延出部２０ｂは、外側フランジ１６ｄの絶縁樹脂の端部から突出しない範囲に配置されている。
同様に、絶縁紙２０の第２の屈曲延出部２０ｃは、図１０に示すように、内側フランジ１６ｅの絶縁樹脂の端部から突出しない範囲に配置されている。第１の屈曲延出部２０ｂに比較して延出長さの短い第２の屈曲延出部２０ｃは、以下のように延出長さが設定されている。
【００３７】
即ち、第２の屈曲延出部２０ｃの延出長さは、ティース部１２上に固定される絶縁紙２０の露出境界位置Ｐから第２の屈曲延出部２０ｃと絶縁樹脂の接合部を経由してコア９の鍔部１３ａに至る経路Ｒが、絶縁紙２０に巻回されたコイル導線２と鍔部１３ａとの間で絶縁距離を保つ長さに設定されている。
図１１は、絶縁耐圧と沿面距離の関係を示すグラフである。同グラフに示すように、絶縁耐圧は、沿面距離の増加に略比例して増大する。このため、この実施形態においては、上記の経路Ｒが、絶縁耐圧Ｐ１を確保し得る沿面距離Ｌ１以上となるように設定されている。
【００３８】
また、図２，図３，図５等に示すように、インシュレータ１０のコイル巻回部１６のうちの、前壁１６ｂと一方の側壁１６ａの外側フランジ１６ｄに隣接するコーナ部付近には、コイル導線２とほぼ同幅の巻回ガイド２２が形成されている。この巻回ガイド２２は、絶縁樹脂により、前壁１６ｂと側壁１６ａの一般面に対して膨出して形成されている。巻回ガイド２２は、インシュレータ１０のコイル巻回部１６にコイル導線２を斜めにずらしながら巻き始めるときに、コイル導線２のガイドとして機能する。
絶縁樹脂によって形成される巻回ガイド２２の一部２２ａは、側壁１６ａの絶縁紙２０の主部２０ａと第１の屈曲延出部２０ｂの一部の表面を押さえ込むように膨出している。この実施形態においては、巻回ガイド２２が樹脂膨出部を構成している。
【００３９】
つづいて、コイル巻回部品７の製造方法について説明する。
この実施形態のコイル巻回部品７は、コア９と絶縁紙２０をインサートしてインシュレータ１０の樹脂成形部４０が型成形される。
【００４０】
図１２，図１３は、コイル巻回部品７を製造するための成形型２５の断面図であり、図１４は、成形型２５の一部を示す斜視図である。
成形型２５は、コア９を押さえ込んでインシュレータ１０の側部を造形する左右の側型２５Ａ，２５Ｂと、コア９を径方向Ｒから押さえ込む下型２５Ｃ及び上型２５Ｄと、インシュレータ１０の前部と後部を造形する前型２５Ｅ及び後型２５Ｆを備えている。
【００４１】
左右の側型２５Ａ，２５Ｂには、コア９のコイル保持スロットに対応する凸部２６と、インシュレータ１０の外側フランジ１６ｄと内側フランジ１６ｅを造形するためのキャビティ溝２７，２８が設けられている。また、前型２５Ｅには、インシュレータ１０の導線案内部１７と外側フランジ１６ｄ、前壁１６ｂ、内側フランジ１６ｅを一体に造形するためのキャビティ溝２９が設けられ、後型２５Ｆには、外側フランジ１６ｄと後壁１６ｃと内側フランジ１６ｅを一体に造形するためのキャビティ溝３０が設けられている。
【００４２】
最初に、コア９のティース部１２の側面と鍔部１１ａ，１３ａに絶縁紙２０を取り付ける。このとき、絶縁紙２０は、第１の屈曲延出部２０ｂと第２の屈曲延出部２０ｃを主部２０ａに対して予め折り曲げておき、主部２０ａをコア９のティース部１２の側面に当接させるとともに、第１の屈曲延出部２０ｂをバックヨーク部１１側の鍔部１１ａに当接させ、第２の屈曲延出部２０ｃを磁気入出部１３の鍔部１３ａに当接させる。次に、この状態においては、コア９と絶縁紙２０，２０を型開きした成形型２５の内側にセットし、その状態において成形型２５を型締めする。これにより、左右の側型２５Ａ，２５Ｂの上下のキャビティ溝２７，２７が、前型２５Ｅと後型２５Ｆの各キャビティ溝２９，３０に導通し、その結果、成形型２５内にコア９を取り囲む連続したキャビティが形成される。
こうして、型締めされた成形型２５内のキャビティには、例えば、前型２５Ｅや後型２５Ｆから溶融した絶縁樹脂が射出充填される。
【００４３】
ここで、一方の側型２５Ｂの凸部２６の前側の上端部付近と前型２５Ｅには、前述した巻回ガイド２２を造形するためのガイド造形凹部３１（図１４参照）が連続して形成されている。ガイド造形凹部３１の側型２５Ｂの凸部２６に形成される部分は、前述のようにコア９と絶縁紙２０を成形型２５内にセットして型締めしたときに、絶縁紙２０の第１の屈曲延出部２０ｂと主部２０ａの付根部の表面に位置される。このため、キャビティ内に絶縁樹脂が導入されてガイド造形凹部３１内に流れ込むと、その絶縁樹脂が絶縁紙２０の表面を押さえ込むようにして充填されることになる。したがって、絶縁樹脂の充填時における一方の側型２５Ｂ側の絶縁紙２０の第１の屈曲延出部２０ｂの浮き上がりがガイド造形凹部３１に導入される絶縁樹脂によって押さえ込まれる。
【００４４】
また、前型２５Ｅには、図１４に示すように、他方の側型２５Ａのキャビティ溝２７に臨むように、進退自在な保持部材３２が設置されている。この保持部材３２は、キャビティ溝２７方向に突出することにより、キャビティ溝２７内に配置された絶縁紙２０の第１の屈曲延出部２０ｂの先端部をバックヨーク部１１側の鍔部１１ａに押し付け、その状態で第１の屈曲延出部２０ｂを保持することができる。
【００４５】
図１５は、絶縁樹脂の充填時に、キャビティ溝２７にティース部１２側から絶縁樹脂が流れ込んでくるときの保持部材３２の挙動を（Ａ），（Ｂ）で順次した図である。
同図に示すように、成形型２５への絶縁樹脂の充填時には、保持部材３２をキャビティ溝２７方向に突出させ、絶縁紙２０の第１の屈曲延出部２０ｂの先端部を保持部材３２によって鍔部１１ａ上に保持しておく。この保持部材３２による第１の屈曲延出部２０ｂの保持は、絶縁樹脂がキャビティ溝２７内の先端側に流れ込んでくる直前まで継続される。そして、保持部材３２は、絶縁樹脂がキャビティ溝２７内の先端側に流れ込む直前にキャビティ溝２７内から後退させる。
【００４６】
また、左右の側型２５Ａ，２５Ｂの凸部２６の上面には、図示しない押さえ突起が設けられている。この押さえ突起は、インシュレータ１０の外側フランジ１６ｄの露出部２１に対応する位置に設けられており、絶縁紙２０を成形型２５内にセットして型締めしたときに、絶縁紙２０を鍔部１１ａに対して直接押し付けるように機能する。
【００４７】
以上のように、この実施形態に係るコイル巻回部品７は、インシュレータ１０のコイル巻回部１６の側壁１６ａのうちのほぼ全域が絶縁紙２０によって形成されているため、コイル導線２を、コイル巻回部１６を介してティース部１２に巻回する際の占積率を効率良く高めることができる。
【００４８】
また、この実施形態に係るコイル巻回部品７は、インシュレータ１０の樹脂成形部４０のうちの前壁１６ｂと後壁１６ｃがティース部１２の積層方向の各端面に当接し、その状態で積層跨ぎ部である外側フランジ１６ｄと内側フランジ１６ｅが前壁１６ｂと後壁１６ｃを相互に接続するとともに、絶縁紙２０が樹脂成形部４０と一体にモールドされて高い剛性をもって保持されている。したがって、このコイル巻回部品７を採用することにより、コイル導線２の巻回時に、コア９に強い巻き付け力が作用したときに、コア９の複数のプレート８がずれるのを未然に抑制することができる。よって、このコイル巻回部品７を採用することにより、コイル導線２の巻回作業を効率良く行うことができるとともに、最終製品の製品品質を高めることができる。
【００４９】
特に、この実施形態に係るコイル巻回部品７においては、樹脂成形部４０と一体にモールドされる絶縁紙２０が樹脂成形部４０の前壁１６ｂと後壁１６ｃだけでなく、積層跨ぎ部である外側フランジ１６ｄと内側フランジ１６ｅによっても保持されている。このため、絶縁紙２０をより高い剛性をもって安定的に保持することができる。したがって、コイル導線２の巻回時における絶縁紙２０の位置ずれを効果的に抑制することができる。
【００５０】
一般に、複数のプレートを積層してコアを構成する場合、プレート同士を複数箇所でかしめて相互の位置ずれを規制する必要がある。これに対し、この実施形態にコイル巻回部品７の場合、積層したプレート８の周域が、樹脂成形部４０の前壁１６ｂ及び後壁１６ｃと、これらに接合された絶縁紙２０と外側フランジ１６ｄ及び内側フランジ１６ｅとによって取り囲まれているため、分割コア片を構成するプレート８同士を複数箇所でかしめなくてもプレート８同士の位置ずれを防止するこどできる。このため、かしめ部に起因する渦電流損失の発生を未然に防止することができる。
【００５１】
また、この実施形態に係るコイル巻回部品７は、樹脂成形部４０が、ティース部１２の積層方向両端面に当接する前壁１６ｂ及び後壁１６ｃと、プレート８の積層部を覆う外側フランジ１６ｄ及び内側フランジ１６ｅを有するように、ティース部１２と絶縁紙２０に対して一体にモールドされている。このため、コア９を構成するプレート８の積層方向厚みにばらつきがある場合にも、樹脂成形部４０が型成形時にコア９に密着するように形成されるため、コア９の積層方向厚みのばらつきを樹脂成形部４０によって吸収することができる。このため、コイル導線２の占積率の低下やインシュレータ１０の大型化を抑制することができる。
【００５２】
特に、この実施形態に係るコイル巻回部品７の場合、絶縁紙２０がティース部１２を取り囲むように環状に形成されたものではない（ティース部１２の積層方向両端面のうちの少なくとも一方が開口している）ため、コア９の積層方向厚みにばらつきがある場合にも、絶縁紙２０のしわや歪みを抑制しながらティース部１２の表面に絶縁紙２０を密着させてインシュレータ１０を型形成することができる。このため、コイル導線２の占積率を高めるうえでより有利となる。
【００５３】
ところで、この実施形態に係るコイル巻回部品７においては、樹脂成形部４０がティース部１２と絶縁紙２０に対して一体にモールドされてインシュレータ１０が構成されているいるが、仮に、樹脂成形部と絶縁紙を先に一体化してインシュレータを形成し、そのインシュレータを後からティース部に嵌め込むようにした場合には、ティース部の径方向の端部に鍔部を形成することができなくなる。この場合、回転電機の運転時にトルクの脈動が生じ易くなり、騒音の増大や仕事率の低下を来し易くなる。
これに対して、この実施形態に係るコイル巻回部品７においては、このような不具合を生じることもない。
【００５４】
また、この実施形態に係るコイル巻回部品７は、コア９が周方向に複数に分割された分割コア片であり、その分割コア片が複数環状に配列されてステータ本体３の一部として用いられている。このため、樹脂成形部４０と一体にモールドされるコア９の形状を簡素化できることから、成形型の形状を単純化できるうえ、成形型に絶縁紙２０を容易にかつ正確に配置することができる。したがって、この構造を採用することにより、絶縁紙２０を成形型内に正確に位置決めして、ティース部１２に密着させることができる。
【００５５】
また、この実施形態に係るコイル巻回部品７は、平坦に形成された鍔部１１ａの内周面の全体に沿うようにして、略一定の厚みで外側フランジ１６ｄが形成されるとともに、平坦に形成された鍔部１３ａの外周面の全体に沿うようにして、内側フランジ１６ｅが形成されているため、外側フランジ１６ｄ又は内側フランジ１６ｅの厚みが大きくなってコイル導線２の占積率が低下してしまうことを抑制しながら、樹脂成形部４０の剛性を効果的に高めることができる。
また、外側フランジ１６ｄ又は内側フランジ１６ｅからなる積層跨ぎ部を設けるために、鍔部１１ａの内周面又は鍔部１３ａの外周面の一部を凹ませた構成ではないため、コア９によって構成される磁路へ影響を与えることを抑制できる。
【００５６】
なお、この実施形態に係るコイル巻回部品７においては、外側フランジ１６ｄ及び内側フランジ１６ｅの両方が形成された方が樹脂成形部４０の剛性を高める観点からは好ましいが、樹脂成形部４０の剛性が確保されていれば、外側フランジ１６ｄのみ、又は内側フランジ１６ｅのみが形成されていても良い。この場合、外側フランジ１６ｄ及び内側フランジ１６ｅのうちの一方が形成されない分、コイル導線２の占積率をさらに高めることができる。
【００５７】
また、この実施形態に係るコイル巻回部品７の場合、各絶縁紙２０に、折り曲げられてコア９の鍔部１１ａ，１３ａの各一部を覆う第１の屈曲延出部２０ｂと第２の屈曲延出部２０ｃが設けられるとともに、第１の屈曲延出部２０ｂと第２の屈曲延出部２０ｃに絶縁樹脂が接合されて外側フランジ１６ｄと内側フランジ１６ｅが構成されている。このため、コイル巻回部品７は、絶縁紙２０の端縁を、第１の屈曲延出部２０ｂと第２の屈曲延出部２０ｃを介して樹脂成形部４０に高い剛性をもって支持させることができる。また、この実施形態のコイル巻回部品７の場合、絶縁紙２０の第１の屈曲延出部２０ｂと第２の屈曲延出部２０ｃに樹脂成形部４０が接合されていることから、鍔部１１ａ，１３ａに固定される樹脂成形部４０に外力や内部応力によって劣化が生じることがあっても、絶縁紙２０の第１の屈曲延出部２０ｂと第２の屈曲延出部２０ｃによってインシュレータ１０の形状を保持することができる。
【００５８】
また、この実施形態に係るコイル巻回部品７においては、絶縁紙２０の第１の屈曲延出部２０ｂと第２の屈曲延出部２０ｃが外側フランジ１６ｄと内側フランジ１６ｅの樹脂成形部４０の内部に埋設されているため、コイル導線２の巻回作業の際や、経時使用に伴う劣化によって第１の屈曲延出部２０ｂや第２の屈曲延出部２０ｃが絶縁樹脂から剥離するのを抑制することができる。
【００５９】
さらに、この実施形態に係るコイル巻回部品７は、インシュレータ１０の鍔部１１ａに固定される領域（外側フランジ１６ｄ）に、絶縁紙２０の第１の屈曲延出部２０ｂの一部が外部に露出する露出部２１が設けられている。このため、コイル巻回部品７のインサート成形時に、成形型２５内に絶縁樹脂を充填するときに、露出部２１に相当する位置において、側型２５Ａ，２５Ｂの押さえ突起で第１の屈曲延出部２０ｂをコア９の鍔部１１ａに押し付けることができる。したがって、このコイル巻回部品７の場合、成形型２５への絶縁樹脂の充填時に絶縁紙２０が捲れるのを防止でき、その結果、成形品の製品品質を高めることができる。
【００６０】
また、この実施形態に係るコイル巻回部品７は、絶縁紙２０の第１の屈曲延出部２０ｂと第２の屈曲延出部２０ｃが外側フランジ１６ｄと内側フランジ１６ｅの各絶縁樹脂の端部から突出しない範囲に配置されているため、ステータ１の組付け時に絶縁紙２０の端部が周囲の部材に触れて組付けの妨げになったり、回転電機の使用時に絶縁紙２０の端部がロータに巻き込まれたりするのを防止することができる。
【００６１】
さらに、この実施形態に係るコイル巻回部品７では、絶縁紙２０の第２の屈曲延出部２０ｃの延出長さが、絶縁紙２０の露出境界位置Ｐから第２の屈曲延出部２０ｃと絶縁樹脂の接合部を経由してコア９の鍔部１３ａに至る経路Ｒが巻回されたコイル導線２と鍔部１３ａとの間で絶縁距離を保つ長さに設定されている。このため、コイル導線２とコア９の間の電気的短絡を確実に防止することができる。なお、この実施形態の場合、絶縁紙２０の第１の屈曲延出部２０ｂについては、第２の屈曲延出部２０ｃよりも延出長さが長く設定されているため、同様にコイル導線２とコア９の間の電気的短絡を確実に防止することができる。
【００６２】
また、上述したコイル巻回部品の製造方法においては、コア９と絶縁紙２０を成形型２５内に設置するとともに、絶縁紙２０の延出長さの長い第１の屈曲延出部２０ｂを、進退自在な保持部材３２によってコア９の鍔部１１ａ上に押し付けて保持し、その状態で成形型２５内のキャビティに絶縁樹脂を充填し、絶縁樹脂が流れ込んでくる直前に保持部材３２をキャビティから後退させるようにしている。このため、成形型２５内への絶縁樹脂の充填時に、第１の屈曲延出部２０ｂがコア９側の鍔部１１ａから離反するのを防止することができる。したがって、この製造方法を採用することにより、第１の屈曲延出部２０ｂを絶縁樹脂内に確実に埋設することができる。
なお、上述した例においては、一方の絶縁紙２０の第１の屈曲延出部２０ｂのみを成形型２５内で保持部材３２によって保持するようにしているが、他方の絶縁紙２０の第１の屈曲延出部２０ｂを同様に絶縁樹脂が流れ込んでくる直前まで保持部材３２で保持することも可能である。さらに、絶縁紙２０の第２の屈曲延出部２０ｃの延出長さが長い場合には、第２の屈曲延出部２０ｃを同様に絶縁樹脂が流れ込んでくる直前まで保持部材３２で保持するようにしても良い。
【００６３】
また、この実施形態に係るコイル巻回部品７においては、インシュレータ１０のコイル巻回部１６のうちの、前壁１６ｂと一方の側壁１６ａの外側フランジ１６ｄに隣接するコーナ部付近に、側壁１６ａの絶縁紙２０の第１の屈曲延出部２０ｂと主部２０ａの上端側の表面を押さえ込むように膨出する巻回ガイド２２が絶縁樹脂によって形成されている。このため、コイル巻回部品７の製造時に、成形型２５内に絶縁樹脂を充填するときに、成形型２５内のガイド造形凹部３１に絶縁樹脂が回り込んで絶縁紙２０の表面側を押さえ込むようになる。したがって、この構造を採用することにより、コイル巻回部品７の製造時に、成形型２５内にセットした絶縁紙２０が捲れるのを抑制することができる。
【００６４】
なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、上記の実施形態においては、インシュレータの絶縁シートとして絶縁紙２０を用いているが、絶縁シートは絶縁紙２０に限らず、絶縁性の樹脂等からなる絶縁フィルムであっても良い。
【符号の説明】
【００６５】
２…コイル導線
７…コイル巻回部品
８…プレート
９…コア
１０…インシュレータ
１１ａ…鍔部
１２…ティース
１３ａ…鍔部
１６ｂ…前壁（壁部）
１６ｃ…後壁（壁部）
１６ｄ…外側フランジ（積層跨ぎ部）
１６ｅ…内側フランジ（積層跨ぎ部）
２０…絶縁紙
２０ｂ…第１の屈曲延出部（屈曲延出部）
２０ｃ…第２の屈曲延出部（屈曲延出部）
２２…巻回ガイド（樹脂膨出部）
２５…成形型
３２…保持部材
４０…樹脂成形部
Ｐ…露出境界位置
Ｒ…経路
【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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