(57)【要約】【課題】発泡接着シートをインシュレータと別部材とすることでインシュレータの製造を容易にできるとともに、発泡接着シートの剥離や破損を防止しながらコイルおよびインシュレータをステータコアに固定できるようにする。【解決手段】回転電機用ステータの製造方法は、ステータコアおよびインシュレータを準備する準備工程Ｓ１０と、インシュレータとコイルとをティースの周囲に配置する配置工程Ｓ１４と、インシュレータに形成されている切欠部から発泡接着シートをティースとコイルとの間に挿入して配置する挿入工程Ｓ１６と、加熱により発泡接着シートを膨張させる膨張工程Ｓ１８とを含む。【選択図】図５
2017046459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアおよびインシュレータを準備する準備工程と、
前記インシュレータとコイルとを前記ステータコアのティースの周囲に配置する配置工程と、
前記インシュレータに形成されている切欠部から発泡接着シートを前記ティースと前記コイルとの間に挿入して配置する挿入工程と、
加熱により前記発泡接着シートを膨張させる膨張工程と、
を含む、回転電機用ステータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機用ステータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特開２０１４−９３８９３号公報（以下、特許文献１という）には、回転電機のステータにおいて、ティースの周囲にインシュレータを配置し、このインシュレータの周囲に膨張材のコア装着部を配置し、この膨張材のコア装着部の周囲にコイルを集中巻で巻回したものが記載されている。また、この膨張材には、周方向に隣り合うティースにそれぞれ巻回される異相のコイル間にスロット内において介在される相間装着部が一体に設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−９３８９３号公報
【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の回転電機のステータでは、インシュレータに膨張材を一体化して設ける必要があり、製造が煩雑になる。また、インシュレータに一体に設けられた膨張材は、ステータコアのティースに装着するときや、インシュレータの周囲にコイルを巻装するとき等に、擦れて剥がれたり破損したりする恐れがある。
【０００５】
本発明の目的は、インシュレータの製造を容易にするとともに、発泡接着シートの剥離や破損を防止しながらコイルおよびインシュレータをステータコアに固定できる、回転電機用ステータの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る回転電機用ステータの製造方法は、ステータコアおよびインシュレータを準備する準備工程と、前記インシュレータとコイルとを前記ステータコアのティースの周囲に配置する配置工程と、前記インシュレータに形成されている切欠部から発泡接着シートを前記ティースと前記コイルとの間に挿入して配置する挿入工程と、加熱により前記発泡接着シートを膨張させる膨張工程と、を含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る回転電機用ステータの製造方法によれば、発泡接着シートをインシュレータとは別部材として、インシュレータおよびコイルがティースの周囲に配置された後に挿入配置されることとしたので、インシュレータの製造が容易になるとともに、発泡接着シートの剥離や破損を防止しながらコイルおよびインシュレータをステータコアに安定して固定できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ステータを含む回転電機の軸方向と直交する方向の断面図である。
【図２】インシュレータの斜視図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ断面の一例である。
【図４】発泡接着シートの斜視図と一部拡大図である。
【図５】本発明の一実施形態である回転電機用ステータの製造方法を示すフローチャートである。
【図６】ティースに組み付けられたコイルとティースの軸方向端面との間に発泡接着シートが内径側から挿入配置される様子を示す図である。
【図７】内径側から挿入配置された発報接着シートが加熱により膨張した状態を示す図である。
【図８】ティースに組み付けられたコイルとティース軸方向端面との間に発泡接着シートが外径側から挿入配置される様子を示す図である。
【図９】外径側から挿入配置された発報接着シートが加熱により膨張した状態を示す図である。
【図１０】インシュレータの変形例を示す斜視図である。
【図１１Ａ】発泡接着シートの変形例を示す図である。
【図１１Ｂ】発泡接着シートの別の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明に係る実施形態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。また、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて用いることは当初から想定されている。
【００１０】
図１は、本実施形態のステータ２を含む回転電機１の軸方向と直交する方向の断面図である。図１において、ステータ径方向が矢印Ｒで示され、ステータ周方向が矢印Ｃで示してある。また、ステータ軸方向は、図１の紙面に垂直な方向（図２中の矢印Ｄ方向に相当）である。
【００１１】
回転電機１は、略円筒状をなすステータ２と、ステータ２の径方向内側にギャップ３を介して設けられたロータ４とを備える。ロータ４は、中心に固定されたシャフト４ａを介して、回転電機１を収容するケース（図示せず）に回転可能に支持されている。図１では、永久磁石４ｂを内蔵するロータ４を示すが、永久磁石を含まないタイプのロータであってもよい。
【００１２】
ステータ２は、ステータコア５と、ステータコア５に巻装されたコイル６と、ステータコア５とコイル６との間に配置されるインシュレータ７とを備える。
【００１３】
ステータコア５は、例えば電磁鋼板を略円環状に打ち抜き加工したものを多数枚積層して、カシメ、溶接等によって一体に連結されて構成される磁性板材の積層体である。ステータコア５は、略円環状をなすヨーク８と、ヨーク８の径方向内側から突出するとともに周方向に所定間隔で形成された複数のティース９とを有する。これにより、周方向に隣り合うティース９の間には、溝状のスロット１０が軸方向両側および径方向内側に開口して形成されている。また、本実施形態では、ティース９は、径方向に直交する方向の幅Ｗｔが一定に形成されている。ただし、ティースは一定幅のものに限定されるものではなく、内径側へ行くほど幅狭となる台形状等の他の形状であってもよい。
【００１４】
なお、本実施形態ではステータコア５は、環状の磁性板材積層体として一体に形成されているものとして説明するが、ヨーク８がティース９の両側で周方向に所定間隔に分断された分割コアからなってもよい。この場合、分割コアは、略円弧状のヨークとティースとで平面視が略Ｔ字状をなす。このような分割コアを環状に配列し、その外周側に円筒状ケースを焼嵌め、圧入等によって外装することにより一体に連結されステータコアが構成されてもよい。また、ステータコア５および上記分割コアは、磁性粉末を樹脂コーティングしたものを成形型で圧縮成形した圧粉磁心として形成されてもよい。
【００１５】
コイル６は、例えば絶縁皮膜を有する銅線等の導線をインシュレータ７の周囲に巻回して形成されている。本実施形態ではコイル６は、各ティース９に集中巻方式でそれぞれ巻装されている。本実施形態では、コイル６を構成する導線の断面が円形であるものとして示すが、これに限定されるものではなく、平角形等の他の断面形状であってもよい。
【００１６】
図２は、インシュレータ７の斜視図である。図２には、ステータ軸方向に対応する方向が矢印Ｄで示されている。また、図３は図２におけるＡ−Ａ断面図である。さらに、図４は、発泡接着シート３０の斜視図および一部拡大図である。
【００１７】
インシュレータ７は、ステータコア５とコイル６とを電気的に絶縁する機能を有する。図２に示すように、インシュレータ７は、ステータコア５のティース９に組み付けられた状態で、径方向内側に位置する略長方形枠状の内径側フランジ部１２と、径方向外側に位置して内径側フランジ部１２よりも大きい略長方形枠状の外径側フランジ部１４と、内径側フランジ部１２および外径側フランジ部１４の間に連結される本体部１６とを一体的に備える。内径側フランジ部１２および外径側フランジ部１４は、本体部１６の径方向両側端部から径方向と直交する外方向に延出している。
【００１８】
インシュレータ７の内径側フランジ部１２は、本体部１６の周囲に巻装されたコイル６が径方向内側へ脱落するのを抑制する壁部である。これに対し、外径側フランジ部１４は、ステータコア５のヨーク８に当接してステータコア５に対するインシュレータ７の径方向位置を決めるとともに、コイル６とヨーク８間の絶縁性を確保する壁部である。なお、上記内径側フランジ部１２を省略して、巻型を用いて予め成形されたコイル６をインシュレータの本体部に径方向内側から挿入して巻装できるようにしてもよい。
【００１９】
インシュレータ７の本体部１６は、ステータコア５に集中巻方式で巻装されるコイル６が巻回される部分であり、コイル６とティース９との間の絶縁性を確保する機能を有する。本体部１６は、直方体状の内部空間１８を含んでいる。この内部空間１８は、ステータコア５のティース９を収容できる形状および寸法に形成されている。
【００２０】
また、インシュレータ７の本体部１６は、内部空間１８にティース９を収容した状態でインシュレータ７がステータコア５に組み付けられたとき、ティース９の軸方向端面９ａ（一方の端面のみ図示）に対向する軸方向壁部２０ａ，２０ｂと、ティース９の周方向側面９ｃ，９ｄにそれぞれ対向する周方向壁部２２ａ，２２ｂとを一体的に有している。
【００２１】
インシュレータ７の本体部１６を構成する軸方向壁部２０ａ，２０ｂおよび周方向壁部２２ａ，２２ｂは、径方向（矢印Ｒ）両側において内径側フランジ部１２および外径側フランジ部１４に連結されている。内径側および外径側フランジ部１２，１４と軸方向壁部２０ａ，２０ｂおよび周方向壁部２２ａ，２２ｂとは、例えば、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）等の絶縁性樹脂で射出成形することによって一体に成形されている。また、外径側フランジ部１４には、図３に示すように、インシュレータ７を径方向内側からティース９に挿入するための長方形状の開口部１５が形成されている。
【００２２】
また、インシュレータ７の本体部１６の軸方向壁部２０ａ，２０ｂには、例えば長方形状をなす開口部２６が形成されている。この開口部２６は、後述する発泡接着シート３０が配置される空間を形成するものである。また、この開口部２６は、枠状をなす内径側フランジ部１２の内周縁部に形成された切欠部２４ａに連通している。これにより、ステータコア５のティース９に組み付けられたインシュレータ７に対して発泡接着シート３０を内径側から切欠部２４ａに挿入して、軸方向壁部２０ａ，２０ｂに形成された開口部２６内に配置することができる。
【００２３】
図４に示すように、発泡接着シート３０は、インシュレータ７の開口部２６と同程度の大きさの長方形状に形成されている。発泡接着シート３０は、例えばポリエチレンナフタレート等の樹脂製の絶縁フィルムからなる基材３０ａと、基材３０ａの両側表面にそれぞれ積層された発泡層３０ｂと、発泡層３０ｂの上にそれぞれ積層された接着層３０ｃとを含む。
【００２４】
発泡接着シート３０を構成する発泡層３０ｂは、所定温度に加熱されることによって発泡膨張する特性を有する。発泡層３０ｂには、公知または周知の発泡材（例えばエポキシ系発泡樹脂材等）を用いることができる。また、発泡接着シート３０を構成する接着層３０ｃは、例えば不飽和ポリエステル系樹脂材料等からなる接着剤を用いて形成することができる。さらに、接着層３０ｃは、加熱により接着性を発現する感熱接着剤を用いて形成するのが好適である。これにより、常温下で発泡接着シート３０を扱いやすくなり、インシュレータ７の製造が容易となる利点がある。
【００２５】
次に、図５，図６および図７を参照して、上記構成からなるステータ２の製造方法について説明する。図５は、ステータ２の製造方法の手順を示すフローチャートである。図６は、ティース９に組み付けられたコイル６とティース９の軸方向端面との間に発泡接着シート３０が内径側から挿入配置される様子を示す図である。図７は、内径側から挿入配置された発報接着シート３０が加熱により膨張した状態を示す図である。
【００２６】
図５を参照すると、まずステップＳ１０において、ステータコア５とインシュレータ７を準備する（準備工程）。
【００２７】
次に、ステップＳ１２において、インシュレータ７の本体部１６の周囲にコイル６を巻回する。ただし、コイル６は、インシュレータ７がステータコア５のティース９に組付けられた後に、インシュレータ７の本体部１６の周囲に巻回されてもよい。
【００２８】
続いて、ステップＳ１４において、コイル６が巻回されたインシュレータをステータコア５のティース９に径方向内側から挿入して組み付ける（配置工程）。
【００２９】
その後、ステップＳ１６において、図６に示すように、発泡接着シート３０を内径側から切欠部２４ａに挿入して本体部１６の開口部２６内に配置する（挿入工程）。これにより、発泡接着シート３０は、ティース９の軸方向端面９ａと、インシュレータ７の本体部１６に巻回されたコイル６の内周側部分との間に配置される。
【００３０】
そして、ステップＳ１８において、コイル６、インシュレータ７および発泡接着シート３０が組み付けられたステータコア５を加熱炉内で所定温度に加熱する。これにより、図７に示すように、発泡接着シート３０が発泡してティース９とコイル６との間を埋めるように膨張する。このとき発泡接着シート３０の膨張による軸方向外側への突っ張り力がコイル６に作用する。また、発泡接着シート３０の表裏面に設けられた接着層３０ｃが加熱により粘着性を発現して、コイル６およびインシュレータ７がティース９に接着される。その結果、コイル６およびインシュレータ７がステータコア５にがたつきなく安定して接着固定される。
【００３１】
その後、ステータコア５の各ティース９に固定されたコイル６同士をバスバー等により電気的に接続することによってステータ２が出来上がる。
【００３２】
上述したように本実施形態の回転電機用ステータ２によれば、発泡接着シート３０がインシュレータ７とは別部材として形成されており、インシュレータ７がステータコア５に装着された後に組付けられる。このように構成したことで、発泡接着シートをインシュレータに予め一体化して設ける場合に比べて、インシュレータ７の製造が容易になる。
【００３３】
また、インシュレータに発泡接着シートが予め一体化して設けられている場合、インシュレータの本体部にコイルを巻装するときや、インシュレータをティースに組み付けるとき等に、発泡接着シートがコイル６やティース９に擦れて剥がれたり破損したりする恐れがあるが、本実施形態によればそのような発泡接着シート３０の剥離や破損を防止できる。したがって、発泡接着シート３０をコイル６とティース９の軸方向端面９ａとの間に確実に配置して膨張させることができ、その結果、コイル６およびインシュレータ７をステータコア５に安定的に固定できる。
【００３４】
なお、本発明に係る回転電機用ステータは、上述した実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項およびその均等な範囲内において種々の改良や変更が可能である。
【００３５】
例えば、上記においては、インシュレータ７の本体部１６の軸方向壁部２０ａ，２０ｂに形成した開口部２６に、内径側から発泡接着シート３０を挿入配置する場合について説明したが、これに限定されるものではない。図８および図９に示すインシュレータ３７のように、枠状をなす外径側フランジ部１４の内周縁部に切欠部２４ｂを形成し、この切欠部２４ｂを介して発泡接着シート３０を外径側から開口部２６内に挿入配置した後、発泡させてもよい。
【００３６】
また、上記においては、インシュレータ７の本体部１６における軸方向壁部２０ａ，２０ｂに開口部２６を形成し、この開口部２６に発泡接着シート３０を挿入配置して膨張させる例について説明したが、これに限定されるものではない。図１０に示すように、インシュレータ４７の本体部１６を構成する周方向壁部２２ａ，２２ｂに例えば長方形状の開口部２７を形成し、この開口部２７に連通する切欠部２４ｂを内径側フランジ部１２（または外径側フランジ部１４）の軸方向（矢印Ｄ方向）に沿った内周縁部に形成してもよい。この場合、切欠部２４ｂを介して開口部２７内に挿入配置された発泡接着シート３０は、ティース９の周方向側面９ｃ，９ｄ（図３参照）とコイル６の内周部分との間に配置され、膨張によりコイル６およびインシュレータ７をステータコア５に接着固定することになる。
【００３７】
さらに、上記においては、発泡接着シート３０が絶縁フィルムからなる基材３０ａの両面に発泡層３０ｂをそれぞれ設け、各発泡層３０ｂの表面に接着層３０ｃをそれぞれ設けた例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図１１（ａ）に示す発泡接着シート３０のように、基材３０ａのステータコア側の表面だけに発泡層３０ｂおよび接着層３０ｃを積層形成してもよい。これによっても発泡接着シート３０の発泡による突っ張り力がコイル６に作用するため、コイル６およびインシュレータ７をティース９にしっかりと固定することができる。あるいは、図１１（ｂ）に示す発泡接着シート３０のように、基材３０ａのステータコア側の表面に、発泡性および接着性を兼ね備える発泡接着層３０ｄを積層形成してもよい。この場合、基材３０ａのコイル側の表面にも発泡接着層３０ｄを積層形成してもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１  回転電機、２  ステータ、３  ギャップ、４  ロータ、４ａ  シャフト、４ｂ  永久磁石、５  ステータコア、６  コイル、７，３７，４７  インシュレータ、８  ヨーク、９  ティース、９ａ  軸方向端面、９ｃ，９ｄ  周方向側面、１０  スロット、１２  内径側フランジ部、１４  外径側フランジ部、１５  開口部、１６  本体部、１８  内部空間、２０ａ，２０ｂ  軸方向壁部、２１ａ，２１ｂ  軸方向端部、２２ａ，２２ｂ  周方向壁部、２４ａ，２４ｂ  切欠部、２６，２７  開口部、３０  発泡接着シート、３０ａ  基材、３０ｂ  発泡層、３０ｃ  接着層、３０ｄ  発泡接着層、Ｃ  周方向、Ｄ  軸方向、Ｒ  径方向、Ｗｔ  （ティースの）幅。
【図１】
2017046459.tif 000003
【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１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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