JP2008043101A - 回転電動機の製造装置および回転電動機の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】巻線時に巻体内に残留する応力によって、経時的に劣化した絶縁ボビンやモールド樹脂に亀裂などの欠陥が生じることを抑制することができ、巻線の収容部分の容積を確保しつつ、所望形状のコイルを製造することができる回転電動機の製造装置および回転電動機の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る回転電動機の製造装置は、筒状部１１と、筒状部１１の外周面上に形成され、巻線２０を収容する収容部を規定する第１および第２鍔部１２Ａ，１２Ｂとを有する絶縁体１０の第１および第２鍔部１２Ａ，１２Ｂを挟み込むように支持する治具３０，３１と、治具３０，３１を駆動可能な駆動源３３、３４とを備える。
【選択図】図９

Description

本発明は、回転電動機の製造装置および回転電動機の製造方法に関する。

回転電動機であるモータは、固定して動かないステータと、回転部分であるロータとを備えている。ステータは、たとえば、複数の電磁鋼板を積層して構成されたステータコアと、このステータコアに設けられたステータコイルとを備えている。このステータコイルに三相電流を流すことにより、その位相差のために生じる合成磁界が回転力となってロータが回転する。

上記のようなステータコイルは、樹脂などにより構成された絶縁ボビンにエナメル線などを巻回し、その後、モールド樹脂を用いてモジュール化して、このモジュール化したステータコイルをステータのスロットに装着する。

しかし、上記のようなステータコイルの製造方法においては、巻線時の張力によって、ボビンが割れたりして、絶縁ボビンの絶縁性が劣化するおそれがあった。さらに、絶縁ボビンが経時的に劣化すると、巻線内に残留する巻線時の応力によって絶縁ボビンが変形すると共に、モールド樹脂に亀裂が入るおそれがある。

そこで、たとえば、特開２００５−１６０３００号公報においては、巻枠の鍔部にリブを形成して、巻枠に加わる応力を小さくした回転電動機およびその製造方法が記載されている。

また、特開２００５−３４１６３１号公報に記載された電磁コイルの製造方法においては、まず、絶縁被覆電線を仮ボビンに巻線を巻回して、その後、ワニス等で硬化する。そして、離型処理を施して、一体化された巻回された巻体を得る。そして、この注型金型を用いて、熱可塑性からなる絶縁ボビンを巻体と一体に成形する。このようにして、巻線時の応力がボビンに残る問題を軽減し、絶縁ボビンおよびモールド樹脂に割れなどの発生を抑制している。
特開２００５−１６０３００号公報 特開２００５−３４１６３１号公報

しかし、特開２００５−１６０３００号公報に記載された回転電動機においては、リブの容積分だけ巻線を収容する収容部分の容積が小さくなる。

さらに、特開２００５−３４１６３１号公報に記載されたステータコイルの製造方法においては、仮ボビンから巻体を離型する際に、巻体内に残留する応力によって、巻体の形状が変形してしまうおそれがある。そして、変形した巻体に絶縁ボビンを樹脂成形すると、ステータスロットに装着することができないおそれがある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、巻線時に巻体内に残留する応力によって、経時的に劣化した絶縁ボビンやモールド樹脂に亀裂などの欠陥が生じることを抑制することができ、巻線の収容部分の容積を確保しつつ、所望形状のコイルを製造することができる回転電動機の製造装置および回転電動機の製造方法を提供することである。

本発明に係る回転電動機の製造装置は、筒状部と、筒状部の外周面上に形成され、巻線を収容する収容部を規定する第１および第２鍔部とを有する絶縁体の第１および第２鍔部を挟み込むように支持する治具と、治具を駆動可能な駆動源とを備える。好ましくは、上記治具は、第１鍔部を支持する第１治具と、第２鍔部を支持する第２治具とを含み、第１鍔部と第２鍔部とは、筒状部の軸方向に対して垂直な方向に向かうに従って、互いの距離が大きくなるように傾斜し、筒状部の軸方向の中心軸線に対する第１および第２治具の端面の傾斜角度は、中心軸線に対する第１鍔部および第２鍔部の傾斜角度よりも小さい。好ましくは、上記治具は、第１鍔部を支持する第１治具と、第２鍔部を支持する第２治具とを含み、第１治具は、筒状部内に挿入される突出部を有し、第２治具は、突出部の一部を受け入れる凹部を有する。好ましくは、上記第１鍔部と第２鍔部との少なくとも一方に、治具の一部によって巻線を支持可能となるように治具の一部を受け入れる切欠部を形成する。好ましくは、上記収容部の内周面と巻線との間に形成され、絶縁体の溶融温度より低い溶融温度の樹脂をさらに備える。

本発明に係る回転電動機の製造方法は、上記筒状部と、筒状部に形成され、巻線を収容する収容部を規定する第１鍔部および第２鍔部とが形成された絶縁体を準備する工程と、絶縁体の第１鍔部および第２鍔部を治具で挟み込むように支持した状態で、収容部に巻線を巻回する工程とを備える。

好ましくは、上記第１鍔部と第２鍔部とは、筒状部の軸方向に対して、垂直な方向に向かうに従って、互いの距離が広がるように傾斜し、巻線を巻回する工程は、第１鍔部および第２鍔部を互いに近接するように押圧する工程を含む。

好ましくは、上記収容部の内表面に、絶縁体の溶融温度より低い温度で溶融する樹脂を塗布する工程をさらに備える。好ましくは、上記第１鍔部と第２鍔部との少なくとも一方は、治具の一部を受け入れる切欠部を有し、巻線を巻回する工程は、突出部を切欠部に挿入して、突出部の一部を収納部に位置させた状態で、巻線を巻回する工程を含む。好ましくは、上記巻線が巻回された絶縁体を、ステータコアの内表面に装着する工程と、ステータコアの内表面にモールド用樹脂を塗布する工程とをさらに備える。

本発明に係る回転電動機の製造方法によれば、ボビンの第１および第２鍔部を支持した状態で、巻線を巻回するので、巻線の張力によって、第１および第２鍔部が開くように変形することを抑制することができ、所望の形状とされたコイルを得ることができる。さらに、第１および第２鍔部を支持した状態で、巻線するため、巻線時の張力を大きくしても第１および第２鍔部に変形が生じることを抑制することができ、張力を大きくすることにより、巻線を正確に整列させることができ、鍔部を押圧する応力を低減することができる。

（実施の形態１）
図１から図１１を用いて本実施の形態１について説明する。なお、下記の実施の形態では、本発明をハイブリッド車両に搭載されるモータジェネレータ（回転電機）に適用した例について図を用いて説明するが、ハイブリッド車両以外の各種車両（たとえば燃料電池車や電気自動車を含む電動車両）や、産業機器、空調機器、環境機器等の様々な機器に搭載される回転電機に対しても本発明は適用可能である。

また、下記の実施の形態において同一または相当する部分には同一の参照符号を付す。さらに、各実施の形態の各構成要素は、全てが必須のものであるとは限らず、一部の構成要素を省略可能な場合があることも当初から予定している。

ここで、まず図１と図２とを用いて、モータジェネレータ（回転電機）を搭載可能なハイブリッド車両１の構成例について説明する。図１は、下記の各実施の形態におけるモータジェネレータを搭載可能なハイブリッド車両の構成例を示す概略図である。図２は、図１に示すモータジェネレータとその近傍の概略構成を示す図である。

なお、図１に示すハイブリッド車両１はＦＦ（Front engine Front wheel drive）方式の車両であるが、下記の各実施の形態におけるモータジェネレータは、このＦＦ方式のハイブリッド車両のみならずＦＲ（Front engine Rear wheel drive）方式のハイブリッド
車両にも適用可能である。ＦＲ方式の場合には、一般にエンジン等の配置や、前方のエンジンからプロペラシャフトを介して後輪に動力を伝達する点でＦＦ方式の車両とは構成が若干異なるが、それ以外の基本的な構成は類似しており、またＦＲ方式のハイブリッド車両の構成も周知であるので、本願明細書においては、ＦＲ方式のハイブリッド車両についての説明は省略する。

図１に示すように、ハイブリッド車両１は、エンジン１００と、モータジェネレータ２００と、ＰＣＵ（Power Control Unit）３００と、バッテリ４００と、動力分割機構５００と、ディファレンシャル機構６００と、ドライブシャフト７００と、前輪である駆動輪８００Ｌ，８００Ｒとを備える。

図１の例では、エンジン１００と、モータジェネレータ２００と、ＰＣＵ３００と、動力分割機構５００は、エンジンルーム９００内に配設される。ＰＣＵ３００は、カウルと前輪のサスペンションとの間の車両側部に設けられる。モータジェネレータ２００とＰＣＵ３００とは、ケーブル３Ａにより接続される。ＰＣＵ３００とバッテリ４００とは、ケーブル３Ｂにより接続される。また、エンジン１００とモータジェネレータ２００からなる動力出力装置は、動力分割機構５００を介してディファレンシャル機構６００に連結されている。ディファレンシャル機構６００は、ドライブシャフト７００を介して駆動輪８００Ｌ，８００Ｒに連結されている。

モータジェネレータ２００は、３相交流同期電動発電機であって、ＰＣＵ３００から受ける交流電力によって駆動力を発生する。また、モータジェネレータ２００は、ハイブリッド車両１の減速時等においては発電機としても使用され、その発電作用（回生発電）により交流電力を発電し、その発電した交流電力をＰＣＵ３００へ出力する。

ＰＣＵ３００は、バッテリ４００から受ける直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ２００を駆動制御する。このＰＣＵ３００は、モータジェネレータ２００が発電した交流電圧を直流電圧に変換してバッテリ４００を充電する。動力分割機構５００は、たとえばプラネタリギヤ（図示せず）等の各種要素を組合せて構成される。

エンジン１００および／またはモータジェネレータ２００から出力された動力は、動力分割機構５００からディファレンシャル機構６００を介してドライブシャフト７００に伝達される。そして、ドライブシャフト７００に伝達された駆動力は、駆動輪８００Ｌ，８００Ｒに回転力として伝達されて、車両を走行させることができる。この場合、モータジェネレータ２００は電動機として作動する。

他方、車両の減速時等においては、駆動輪８００Ｌ，８００Ｒあるいはエンジン１００によってモータジェネレータ２００が駆動される。この場合には、モータジェネレータ２００が発電機として作動する。このモータジェネレータ２００により発電された電力は、ＰＣＵ３００内のインバータを介してバッテリ４００に蓄えられる。

次に、図２を用いて、モータジェネレータ２００とその近傍の構成について少し詳しく説明する。

モータジェネレータ２００は、上述のように電動機または発電機としての機能を有する回転電機であり、軸受２３０を介してハウジング２１０に回転可能に取付けられた回転軸２４０と、回転軸２４０に取付けられたロータ（回転子）２５０と、ステータ（固定子）２６０とを有する。

ステータ２６０はステータコア２６１を有し、ステータコア２６１にはステータコイル（コイル巻線）が巻回されている。この巻回されたステータコイルの端部であるコイルエンド２６２は、バスバー（接続導体部あるいは導出部）８を介してハウジング２１０に設けられた給電用端子台（コネクタ）２２０と電気的に接続される。給電用端子台２２０は、給電ケーブル３Ａを介してＰＣＵ３００と電気的に接続される。ＰＣＵ３００は、図１に示すように給電ケーブル３Ｂを介してバッテリ４００と電気的に接続されるので、ＰＣＵ３００と給電ケーブル３Ａ，３Ｂとを介してバッテリ４００とコイル２６２とが電気的に接続されることとなる。

上記のモータジェネレータ２００は、図２に示すように、減速機構２７０を介してディファレンシャル機構６００と接続され、ディファレンシャル機構６００は、ドライブシャフト受け部７１０を介してドライブシャフト７００と接続される。よって、モータジェネレータ２００から出力された動力は、減速機構２７０、ディファレンシャル機構６００およびドライブシャフト受け部７１０を介してドライブシャフト７００に伝達されることとなる。

図３は、ステータ２６０の平面図である。ステータ２６０は、環状に形成されたステータコア２６１と、このステータコア２６１の内周面に形成されたステータティースに装着された複数のステータコイル４０、４１と、各ステータコイル４０、４１間およびステータコイル４０、４１とステータコア２６１との間に充填された樹脂４５とを備えている。

ステータコア２６１は、環状に形成された複数の電磁鋼板を積層して構成されている。なお、ステータコア２６１は、磁性材料からなる一体の部材から構成してもよい。

図４は、ステータコア２６１の平面図であり、この図４に示されるように、ステータコア２６１は、内周に、その径方向に突出する複数のティース（突出部）２６１ａと、ティース２６１ａ間に位置するスロット（凹部：溝部）２６４と、ステータコア２６１を固定するための固定用穴２６５とを備えている。

図５は、図３に示すＶ−Ｖ線における断面図であり、この図５に示されるように、各ティース２６１ａに、ステータコイル４０、４１が装着されている。ステータコイル４０、４１には、断面形状が略長方形形状とされたステータコイル４０と、断面形状が略台形形状とされたステータコイル４１とがある。

このように、断面形状の異なるステータコイル４０、４１を交互に、ステータコア２６１の内周面に周方向に沿って配置することにより、ステータコイル４０、４１同士間の隙間を小さくすることができ、無駄スペースの低減を図ることができる。

断面形状が略長方形形状とされたステータコイル４０は、インシュレータ（絶縁体）１０と、このインシュレータ１０に巻回された巻線２０とを備えている。

図６は、断面形状が長方形形状とされたインシュレータ１０の断面図である。この図６に示されるように、インシュレータ１０は、筒状に形成された筒状部１１と、筒状部１１の表面上に形成され、巻線２０が収容される収容部１３を規定する鍔部（第１鍔部、第２鍔部）１２Ａ、１２Ｂとを備えている。

筒状部１１は、筒状部１１の軸方向に延在する貫通孔１１ａが形成されており、筒状部１１の両端部に、鍔部１２Ａ、１２Ｂが設けられている。

図７は、図６に示されたインシュレータ１０をＡ矢視した際の正面図である。この図７に示されるように、筒状部１１の断面形状および貫通孔１１ａの開口縁部が略長方形形状（多角形形状）とされている。このため、図４に示すステータティース２６１ａを、貫通孔１１ａ内に挿入することにより、ステータコイル４０とステータティース２６１ａとが周方向に係合して、ステータコイル４０が回転したり、ステータコイル４０が位置ずれすることを抑制することができる。

図５において、断面形状が略台形形状とされたステータコイル４１は、筒状に形成されたインシュレータ５５と、このインシュレータ５５に巻回された巻線２０とを備えている。図８は、インシュレータ５５の断面図を示す。この図８に示されるように、インシュレータ５５は、筒状に形成された筒状部５７と、筒状部５７の外周面上に形成され、巻線を収容する収容部５８を規定する鍔部５６Ａ，５６Ｂが形成されている。筒状部５７にも、開口縁部が多角形形状とされた貫通孔５７ａが形成されている。

鍔部５６Ａは、図５に示すように、ステータコア２６１の内方に向けて配置されている。そして、鍔部５６Ａの高さは、鍔部５６Ｂの高さより低くされている。

上記のように構成されたステータコイル４０、４１を製造する巻線装置（回転電動機の製造装置）３０および回転電動機の製造方法について説明する。

図９は、本実施の形態１に係る巻線装置３０の概略構成を示す断面図である。この図９に示されるように、巻線装置３０は、インシュレータ１０の鍔部１２Ａ，１２Ｂを挟み込むように維持する金型（治具）３１、３２と、金型３１、３２を駆動させるアクチュエータ（駆動源）３３、３４を備えている。

アクチュエータ（ピストン）３４は、金型３２を、金型３１に向けて進退可能に摺動し、金型３２が金型３１から後退した状態において、インシュレータ１０を金型３１に装着する。その後、金型３２が金型３１に向けて進出し、インシュレータ１０を金型３１、３２間で支持する。そして、巻線装置３０は、鍔部１２Ａ，１２Ｂを金型３１、３２で支持しつつ、アクチュエータ（モータ）３３が金型３１を回転させる。なお、金型３１、３２が鍔部１２Ａ，１２Ｂを支持している際には、金型３１と金型３２は、回転方向に係合しており、一体的に回転する。これにより、インシュレータ１０も回転して、図６に示す筒状部１１に巻線を巻回することができる。

このように鍔部１２Ａ、１２Ｂを支持しつつ巻線を巻回することにより、巻線時の張力を大きくしても、鍔部１２Ａ，１２Ｂが変形することを抑制することができる。

さらに、インシュレータ１０の変形が抑制されているので、所望の形状にステータコイル４０を製造することができ、図４に示すステータティース２６１ａに良好にステータコイル４０を装着することができる。

そして、巻線時の張力を大きく確保することができるので、巻線が正確に整列するように巻回することができ、巻線間の隙間を小さくすることができる。これにより、ステータコイル４０のコンパクト化を図ることができる。

図１０は、巻線時におけるインシュレータ１０の拡大断面図である。この図１０に示されるように、たとえば、巻線２０Ａに対して筒状部１１側に位置し、巻線２０Ａを支持する巻線２０Ｂ，２０Ｃは、巻線２０Ａから押圧力Ｆ１が加えられる。この押圧力Ｆ１は、筒状部１の軸方向の中心軸線に対して交差する方向に向いているため、巻線２０Ａ，２０Ｂには、鍔部１２Ａ，１２Ｂに向かう分力Ｆｍが加えられる。

その一方で、本実施の形態１に係る回転電動機の製造方法によれば、正確に整列させた状態で巻線２０を巻回することができるので、筒状部１１の軸方向に隣接する巻線２０Ｂ、２０Ｃ間の隙間を小さくすることができる。そして、筒状部１１の軸線方向に隣接する巻線２０Ｂ、２０Ｃ間の隙間の距離が小さくなると、押圧力Ｆ１の方向が筒状部１１の軸方向に近接するようになり、分力Ｆｍを小さく抑えることができる。

このように、巻線２０が鍔部１２Ａ，１２Ｂを押圧する押圧力を低減することにより、インシュレータ１０が経時的に劣化して、鍔部１２Ａ，１２Ｂが、巻線２０からの押圧力によって変形することを抑制することができる。これにより、図５において、長年回転電動機を使用しても、各ステータコイル４０、３１を覆う樹脂４５に亀裂が生じることを抑制することができる。

図９において、金型３１は、インシュレータ１０の貫通孔１１ａに挿入される突出部３７を備えており、金型３２の端面には、突出部３７の一部を受け入れる凹部３２Ａが形成されている。

そして、図９に示すように、貫通孔１１ａ内に突出部３７を挿入し、突出部３７の先端部を凹部３２Ａに挿入する。この状態で、アクチュエータ３３が金型３１を回転させて、インシュレータ１０を回転させ、巻線２０を筒状部１１に巻回する。このように、内部から筒状部１１を支持した状態で、巻線２０を巻回することにより、大きな張力で巻線２０を巻回しても、筒状部１１に変形が生じることを抑制することができる。

図１１は、上記のようにして製造されたステータコイル４０の断面図である。この図１１において、巻線２０が鍔部１２Ａ、１２Ｂを押圧する力Ｆｍを小さく抑えられている。このため、鍔部１２Ａ，１２Ｂが経時的に劣化して、巻線２０を押圧する力Ｆｗが弱くなっても、巻線２０からの力Ｆｍによって、生じる鍔部１２Ａ，１２Ｂの変形を小さく抑えることができる。なお、図５に示す断面形状が略台形形状とされたステータコイル４１についても、ステータコイル４０と同様の作用・効果を得ることができる。このようなステータコイル４０、４１を、図４に示すステータティース２６１ａに装着して、ステータコイル２６１の内周面に樹脂４５をモールドして、図２に示すステータ２６０およびモータジェネレータ２００を製造することができる。

（実施の形態２）
図１２から図１５を用いて、本実施の形態２に係る回転電動機の製造方法および回転電動機の製造装置について説明する。なお、上記図１から図１１に示された構成と同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図１２は、本実施の形態２に係る回転電動機の製造方法に用いられるインシュレータの断面図である。この図１２に示されるように、本実施の形態２のステータコイルは、貫通孔５１ａが形成された筒状部５１と、筒状部５１の軸方向の中心軸線Ｏに交差するように傾斜する鍔部５２Ａ，５２Ｂとを備えたインシュレータ５０に巻線を巻回して構成されている。

鍔部５２Ａ，５２Ｂは、筒状部１１の中心軸線Ｏに対して垂直な方向に向かうに従って、互いの距離が大きくなるように傾斜している。すなわち、鍔部５２Ａ，５２Ｂは、互いに広がるように傾斜している。

図１３は、図１２のように構成されたインシュレータ１０の筒状部５１に巻線２０を巻回する巻線装置３０の概略構成を示す図である。この図１３に示されるように、金型３１、３２の端面は、図１２に示す中心軸線Ｏに対して略直交しており、中心軸線Ｏに対する金型３１、３２の端面の傾斜角度は、図１２に示す鍔部５２Ａ，５２Ｂの傾斜角度θより小さくなっている。このため、金型３１、３２の端面で鍔部５２Ａ，５２Ｂを押圧すると、鍔部５２Ａ，５２Ｂは、筒状部５１に対して略垂直となるように立ち上がる。このように、予め収容部５３が広がるように傾斜する鍔部５２Ａ，５２Ｂを、鍔部５２Ａ，５２Ｂが互いに近接するように金型３１、３２で押圧した状態で、巻線２０を筒状部１１に巻回する。

なお、中心軸線Ｏに対する鍔部５２Ａ、５２Ｂの傾斜角度θは、図１２に示すように、鍔部５２Ａ，５２Ｂの表面に平行な直線と中心軸線Ｏとの交差角度のうち、大きい交差角度を意味する。

図１４は、図１３に示す巻線装置３０によって製造されたステータコイル４０の断面図である。この図１４において、鍔部５２Ａ，５２Ｂは、予め収容部５３の容量が大きくなるように、互いに広がるように形成されているので、金型３１、３２から外されると、鍔部５２Ａ，５２Ｂは、また、元の状態に戻ろうとして広がる。

このため、鍔部５２Ａ，５２Ｂによって規定される収容部５３の容積が、図１３において、巻線工程時における収容部５３の容積よりも大きくなる。巻線工程時における張力によって、巻線２０を巻回して形成された巻体内の残留応力を緩和することができる。このように巻体内の残留応力を緩和することにより、巻線２０が鍔部５２Ａ、５２Ｂを押圧する押圧力を低減することができる。

このように、巻線２０が鍔部５２Ａ，５２Ｂを押圧する押圧力を低減することにより、経時的にインシュレータ５０が劣化しても、鍔部５２Ａ，５２Ｂが巻線２０からの押圧力によって変形することを抑制することができ、図５に示す樹脂４５に亀裂等が発生することを抑制することができる。

なお、図１５は、本実施の形態２において、断面形状が略台形形状とされたステータコイル４１のインシュレータ５５の断面図である。

この図１５に示されるように、鍔部５２Ａの中心軸線Ｏに対する傾斜角度θ１は、鍔部５２Ａより高さの高い鍔部５２Ｂの中心軸線Ｏに対する傾斜角度θ２より小さくされている。

鍔部５２Ｂが収容部５３内に位置する表面は、鍔部５２Ａが収容部５３内に位置する表面より、大きいため、鍔部５２Ｂが巻線２０から受ける押圧力は、鍔部５２Ａが巻線２０から受ける押圧力より大きくなる。

そこで、上記のように、予め鍔部５２Ｂの傾斜角度θ２の大きさを、傾斜角度θ１より大きくして、巻線工程後に、金型３０、３１から外されたときに、鍔部５２Ｂが戻る角度を鍔部５２Ａが戻る角度より大きくして、鍔部５２Ｂが巻線２０から受ける押圧力を低減する。

すなわち、インシュレータ５５が劣化した際に、鍔部５２Ｂの変形の方が鍔部５２Ａの変形より大きいため、予め変形量の大きい鍔部５２Ｂに大きな傾斜を加えておくことにより、巻線工程後に巻線２０から鍔部５２Ｂに加えられる力を軽減することとしている。

このように、本実施の形態２に係る回転電動機の製造方法においても、上記実施の形態１に係る回転電動機の製造方法と同様に、巻線工程後に巻線２０が鍔部１２Ａ，１２Ｂを押圧する押圧力を低減することができるので、上記実施の形態１の回転電動機の製造方法と同様の作用・効果を得ることができる。

（実施の形態３）
図１６から図１８を用いて、本実施の形態３に係る回転電動機の製造装置および回転電動機の製造方法について説明する。なお、図１から図１５に示された構成と同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図１６は、本実施の形態３に係るインシュレータ６０の正面図であり、図１７は、図１６に示されたインシュレータの側断面図である。この図１６に示されるように、インシュレータ６０の一方の鍔部６２Ａに収容部６３に連通する切欠部６９が形成されている。図１８は、図１６に示されたインシュレータ６０の筒状部６１に巻線２０を巻回する工程を示す断面図である。

この図１８に示されるように、金型３１の端面には、図１６に示す切欠部６９に挿入される突出部３１Ａが形成されている。そして、この突出部３１Ａの一部が切欠部６９から図１７に示す収容部６３内に達した状態で、筒状部６１に巻線２０を巻回する。このように、巻線２０が収容される容積を突出部３１Ａで低減した状態で巻線２０を巻回した後、突出部３１Ａを収容部６３から抜き取る。これにより、巻線２０を収容する空間が広がり、巻線２０内の内部応力が緩和される。

このように、巻線工程における張力によって巻線２０内に生じる内部応力を低減することができるため、巻線２０が鍔部６２Ａ、６２Ｂを押圧する力を低減することができ、鍔部６２Ａ，６２Ｂの変形を低減することができる。なお、本実施の形態３においては、切欠部６９を鍔部６２Ａのみならず鍔部６２Ｂに形成してもよい。

（実施の形態４）
図１９から図２２を用いて、本実施の形態４に係る回転電動機の製造方法および回転電動機の製造装置について説明する。なお、上記図１から図１８に示された構成と同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図１９は、本実施の形態４に係る回転電動機の巻線工程前の工程におけるインシュレータ１０の側断面図である。この図１９に示されるように、巻線工程前に、インシュレータ
１０の収容部１３の内表面にたとえば、ワックス等の樹脂８０を塗布する。なお、樹脂８０としては、インシュレータ１０の溶融温度より低い溶融温度の樹脂が採用される。

図２０は、本実施の形態４における巻線工程を示す断面図である。この図２０に示されるように、金型３１、３２で、鍔部１２Ａ，１２Ｂを支持した状態で巻線２０を筒状部１１に巻回する。

この巻線工程においては、樹脂８０は溶融しておらず、収容部１３の容積が樹脂８０によって狭められており、巻線２０は、この狭められた収容部１３内に位置する筒状部１１に巻回される。

図２１は、巻線工程後におけるインシュレータ１０の側断面図であり、この図２１に示されるように、巻線工程後においても、樹脂８０は固形状態であり、巻線２０の収容部１３の容積が狭められている。

その後、製造されたステータコイル４０を図５に示すステータコア２６１に装着する。そして、樹脂（モールド用樹脂）４５を、たとえば、エポキシ樹脂のようにモールド成形可能な樹脂材料を用いてステータコア２６１の内周面に成形する工程においては、温度がたとえば、１５０度程度となるため、図２２に示すように樹脂８０が溶融する。

樹脂８０が溶融すると、樹脂８０が巻線２０間の隙間や巻線２０と鍔部１２Ａ，１２Ｂとの間の隙間に入り込み、収容部１３内の容積が広くなる。このため、巻線２０内の内部応力が緩和され、巻線２０が鍔部１２Ａ，１２Ｂを押圧する力を低減することができる。このため、本実施の形態４に係る回転電動機の製造方法によっても、上記実施の形態１〜３と同様の作用・効果を得ることができる。

なお、本実施の形態４においては、鍔部１２Ａの内側面に塗布されているが、これに限られない。たとえば、筒状部１１の外表面上に塗布してもよい。筒状部１１の外表面上に塗布すると、樹脂４５をモールドする際に、樹脂８０が溶融し、図１０に示す巻きつけ力Ｆ０が低減され、分力Ｆ１を低減することができる。これにより、経時的にインシュレータ１０が劣化しても、インシュレータ１０の変形を抑制することができる。さらには、略多角形形状に形成された筒状部１１の外表面のうち、角部に位置する部分に樹脂８０を形成するのが好ましい。角部では、巻線２０からインシュレータ１０に加えられる応力が他の部分より大きいため、当該部分の応力を緩和することにより、インシュレータ１０の変形を効果的に抑制することができる。

さらに、図８に示すように、断面形状が略台形形状とされたインシュレータ５５においては、鍔部５６Ａ，５６Ｂのうち、筒状部５７の軸方向の中心軸線に対して垂直な方向の高さが高い方の鍔部５６Ａの内側面のうち、外周縁部側に位置する部分に周方向に沿うように樹脂を塗布する。インシュレータ５５においては、鍔部５６Ａの外周縁部側に位置する部分の応力を低減するとことにより、鍔部５６Ａにかかるモーメントを効率的に低減することができ、鍔部５６Ａの変形を小さく抑えることができる。

なお、本実施の形態４においては、樹脂８０としては、熱硬化性樹脂が好ましい。樹脂８０として、熱硬化性樹脂を採用することにより、一旦、樹脂４５を形成する際に溶融し、その後、冷却されて硬化すると再度溶融せず、収容部１３内に残留させることができる。

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、上述の各実施の形態の構成を適宜組合せることも当初から予定している。また、今回開示した実施の形態はすべての点での例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

本発明は、集中巻の回転電動機の製造方法およびその回転電動機の製造装置に好適である。

モータジェネレータを搭載可能なハイブリッド車両の構成例を示す概略図である。 図１に示すモータジェネレータとその近傍の概略構成を示す図である。 ステータの平面図である。 ステータコアの平面図である。 図３に示すＶ−Ｖ線における断面図である。 断面形状が長方形形状とされたインシュレータの断面図である。 図６に示されたインシュレータをＡ矢視した際の正面図である。 インシュレータの断面図を示す。 本実施の形態１に係る巻線装置の概略構成を示す断面図である。 巻線時におけるインシュレータの拡大断面図である。 ステータコイルの断面図である。 本実施の形態２に係る回転電動機の製造方法に用いられるインシュレータの断面図である。 図１２のように構成されたインシュレータの筒状部に巻線を巻回する巻線装置の概略構成を示す図である。 図１３に示す巻線装置によって製造されたステータコイルの断面図である。 本実施の形態２において、断面形状が略台形形状とされたステータコアのインシュレータの断面図である。 本実施の形態３に係るインシュレータの正面図である。 図１６に示されたインシュレータの側断面図である。 図１６に示されたインシュレータの筒状部に巻線を巻回する工程を示す断面図である。 本実施の形態４に係る回転電動機の巻線工程前の工程におけるインシュレータの側断面図である。 本実施の形態４における巻線工程を示す断面図である。 巻線工程後におけるインシュレータの側断面図である。 モールド成形時におけるインシュレータの側断面図である。

符号の説明

１ ハイブリッド車両、１０ インシュレータ、１１ 筒状部、１１ａ 貫通孔、１２Ａ，１２Ｂ 鍔部、２０ 巻線、３０ 巻線装置、３１，３２ 金型、３３ アクチュエータ、４０，４１ ステータコイル、１００ エンジン、２００ モータジェネレータ、Ｏ 中心軸線、θ，θ１，θ２ 傾斜角度。

Claims (10)

1. 筒状部と、前記筒状部の外周面上に形成され、巻線を収容する収容部を規定する第１および第２鍔部とを有する絶縁体の前記第１および前記第２鍔部を挟み込むように支持する治具と、
   前記治具を駆動可能な駆動源とを備える、回転電動機の製造装置。
2. 前記治具は、前記第１鍔部を支持する第１治具と、前記第２鍔部を支持する前記第２治具とを含み、
   前記第１鍔部と前記第２鍔部とは、前記筒状部の軸方向に対して垂直な方向に向かうに従って、互いの距離が大きくなるように傾斜し、
   前記筒状部の軸方向の中心軸線に対する前記第１および第２治具の端面の傾斜角度は、前記中心軸線に対する前記第１鍔部および前記第２鍔部の傾斜角度よりも小さい、請求項１に記載の回転電動機の製造装置。
3. 前記治具は、前記第１鍔部を支持する第１治具と、前記第２鍔部を支持する前記第２治具とを含み、
   前記第１治具は、前記筒状部内に挿入される突出部を有し、
   前記第２治具は、前記突出部の一部を受け入れる凹部を有する、請求項１に記載の回転電動機の製造装置。
4. 前記第１鍔部と前記第２鍔部との少なくとも一方に、前記治具の一部によって前記巻線を支持可能となるように前記治具の一部を受け入れる切欠部が形成された、請求項１から請求項３のいずれかに記載の回転電動機の製造装置。
5. 前記収容部の内周面と前記巻線との間に形成され、前記絶縁体の溶融温度より低い溶融温度の樹脂をさらに備える、請求項１から請求項４のいずれかに記載の回転電動機の製造装置。
6. 筒状部と、前記筒状部に形成され、巻線を収容する収容部を規定する第１鍔部および第２鍔部とが形成された絶縁体を準備する工程と、
   前記絶縁体の前記第１鍔部および第２鍔部を治具で挟み込むように支持した状態で、前記収容部に巻線を巻回する工程と、
   を備えた、回転電動機の製造方法。
7. 前記第１鍔部と前記第２鍔部とは、前記筒状部の軸方向に対して、垂直な方向に向かうに従って、互いの距離が広が
   るように傾斜し、
   前記巻線を巻回する工程は、前記第１鍔部および前記第２鍔部を互いに近接するように押圧する工程を含む、請求項６に記載の回転電動機の製造方法。
8. 前記収容部の内表面に、前記絶縁体の溶融温度より低い温度で溶融する樹脂を塗布する工程をさらに備える、請求項６または請求項７に記載の回転電動機の製造方法。
9. 前記第１鍔部と前記第２鍔部との少なくとも一方は、前記治具の一部を受け入れる切欠部を有し、
   前記巻線を巻回する工程は、前記突出部を前記切欠部に挿入して、前記突出部の一部を前記収納部に位置させた状態で、前記巻線を巻回する工程を含む、請求項６から請求項８のいずれかに記載の回転電動機の製造方法。
10. 前記巻線が巻回された前記絶縁体を、ステータコアの内表面に装着する工程と、
    前記ステータコアの内表面にモールド用樹脂を塗布する工程とをさらに備えた、請求項６から請求項９のいずれかに記載の回転電動機の製造方法。

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