JP2009278851A - 回転電機のステータ - Google Patents

Abstract

【課題】ワニス含浸処理において、余剰のワニスがウェッジ紙から零れるのを抑制する。
【解決手段】モータジェネレータ（回転電機）１のステータ７は、内周にスロット１５が形成されたステータコア９と、スロット１５に配設されたコイル１１と、スロット１５の開口部１５ａ付近にコイル１１とステータコア９とを絶縁可能に配置されたウェッジ紙１３と、を含んで構成される。ここで、ウェッジ紙１３は、スロット１５内に配置されて開口部１５ａを塞ぐ基部１９と、スロット１５外に配置され、ステータコア９の中心軸を含む面内で基部１９に対してステータコア９の径方向外方へ屈曲させて設けられた延設部２１と、を含んで構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転電機のステータに関し、特に、ステータのコイルエンドにワニスを滴下して含浸させる処理（ワニス含浸処理）の効率を向上させる技術に関する。

特許文献１には、回転電機のステータの製造工程において、ステータコアのスロットにコイルを配設した後、コイルの脱落防止用のウェッジ紙をスロットに配設し、その後、コイルに対してワニス含浸処理を施す技術が記載されている。このワニス含浸処理では、ステータコアの中心軸を略水平とし、該軸を中心にステータコアを回転させながら、上部に位置するコイルのコイルエンドにワニスを滴下している。
特開２００１−４５６９３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、コイルへ含浸されなかった又はコイルから染み出した余剰のワニスが、ウェッジ紙の長手方向の端縁からこぼれてしまう。このこぼれの分だけ、ワニスのコイルへの滴下量に対する含浸量の割合が小さくなり、ワニス含浸処理の効率が低い。

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、余剰のワニスがウェッジ紙からこぼれるのを抑制し、ワニス含浸処理の効率を向上させることを目的とする。

このため、本発明では、ステータコアの内周に形成されたスロットにコイルを配設し、スロット内の開口部付近に、コイルとステータコアとを絶縁可能にウェッジ紙を配置する。ここで、ウェッジ紙の基部をスロット内に配置し、この基部により開口部を塞ぐ。そして、ウェッジ紙の延設部をスロット外に配置すると共に、ステータコアの中心軸を含む面内で基部に対してステータコアの径方向外方へ屈曲させる。

以上の構成によって、ウェッジ紙がワニス含浸処理の際回転中のステータコアの上部に位置しているとき、コイルへ含浸されなかった又はコイルから染み出した余剰のワニスが延設部により堰き止められる。これにより、ウェッジ紙からワニスがこぼれるのを抑制し、このこぼれの抑制分だけ、コイルへのワニスの滴下量に対する含浸量の割合を増加させ、効率のよいワニス含浸処理を行うことができる。

以下に、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る回転電機を示す図である。

本実施形態に係る回転電機としてのモータジェネレータ１は、電動機及び発電機としての機能を有し、ハイブリッド車両又は燃料電池車などの電動車両に搭載される。モータジェネレータ１は、ロータ回転軸３を有するロータ５と、ロータ５の外周側にロータ５と同軸に配設されたステータ７と、を備えている。ステータ７は、ステータコア９と、複数のコイル１１と、複数のウェッジ紙１３と、を備えている。ステータ７及びステータコア９と、ロータ回転軸３と、は互いに同軸に構成されており、ステータコア９の軸方向を、以下単に軸方向とする。また、コイル１１の各コイルエンド１１ａに対しては、ワニス含浸処理が施されている。

以下、図２〜図５を参照して、ステータ７の製造方法について説明する。

図２は、図１のステータコア９の軸方向と直交する断面を示す図であり、図３は、図２のスロット１５へコイル１１及びウェッジ紙１３を配設する工程を示す図であり、図４は、コイルエンド１１ａに対するワニス含浸処理を説明する図である。

まず、ステータコア９を、電磁鋼板を積層させた積層鋼板によって構成する。各電磁鋼板は、例えばプレス打ち抜きにより形成する。このように構成されたステータコア９は、図２に示すように、環状のヨーク９ａと、ヨーク９ａからステータコア９の径方向（以下、単に径方向とする）内方へ突出する複数のティース９ｂと、を有し、これらティース９ｂ同士の間に、スロット１５が形成されている。

次に、図３（ａ）に示すように、ステータコア９とコイル１１とを絶縁させるスロット紙１７を、略Ｕ字状に曲げて、各スロット１５の内面に沿って配設する。

そして、図３（ｂ）に示すように、各ティース９ｂごとに、夫々コイル１１を巻きつける。このように、コイル１１はいわゆる集中巻き方式で形成される。

その後、図３（ｃ）に示すように、ラミネート樹脂などの絶縁材からなるウェッジ紙１３を、軸方向に各スロット１５へ挿入して配設する。このウェッジ紙１３は、図１及び図４に示すように、スロット１５内に配置された基部１９と、スロット１５外に配置された延設部２１と、を有して構成されている。この延設部２１は、ステータコア９の中心軸を含む面内で、基部１９に対して径方向外方へ屈曲させて形成されている。

ウェッジ紙１３がスロット１５へ配設されると、基部１９が、コイル１１により径方向内方へ押圧されることで、図３（ｃ）に示すようにスロット１５の開口部１５ａの鍔９ｃに引っ掛かり、開口部１５ａを塞ぐ。これにより、基部１９は、コイル１１を径方向外方へ押圧して、コイル１１がスロット１５から脱落するのを防止すると共に、コイル１１とティース９ｂとを絶縁する。

次に、図４に示すように、ステータコア９の中心軸を略水平として、ステータコア９を該軸回りに回転させながら、ステータコア９の上部に位置するコイル１１のコイルエンド１１ａに対し、ノズル２３，２３’からワニスを滴下し、ワニス含浸処理を行う。ここで、ノズル２３は径方向外方から、ノズル２３’は径方向内方から、夫々、コイルエンド１１ａに対してワニスを滴下する。

ここにおいて、ウェッジ紙１３が回転中のステータコア９の上部に位置しているとき、コイル１１へ含浸されなかった又はコイル１１から染み出した余剰のワニスが延設部２１により堰き止められる。これにより、基部１９の軸方向の両端縁からワニスがこぼれるのを抑制し、このこぼれの抑制分だけ、ワニスのノズル２３からの供給量に対するコイル１１への含浸量の割合を増加させ、効率のよいワニス含浸処理を行うことができる。

また、上記ワニスのこぼれを抑制することで、ステータコア９に対する好ましくないワニスの付着が抑制される。例えば、図２に示すハウジング取付用のボルト孔９ｄの周辺にワニスが付着して硬化すると、ステータ７にハウジングを取り付けるのに支障が生じたり、硬化したワニスの除去作業の負担が増大したりする懸念がある。本実施形態によれば、このような懸念は解消される。

以下、図５を参照して、ウェッジ紙１３の形成及びスロット１５への配設の工程について詳細に説明する。

まず、図５（ａ）に示すように、ウェッジ紙１３の長手方向の両端部付近において、ウェッジ紙１３の幅方向（以下、幅方向とする）の全体に亘って谷折りの折り目２５を形成する。これにより、ウェッジ紙１３には、折り目２５を境界にして、基部１９と、基部１９の長手方向の両端縁に連接する延設部２１と、が形成される。

次に、図５（ｂ）に示すように、ウェッジ紙１３の幅方向の両端部付近において、ウェッジ紙１３の長手方向の全体に亘って谷折りの折り目２７を形成する。これにより、ウェッジ紙１３の基部１９には、折り目２７を境界にして、底部２９と、底部２９の幅方向の両端縁に連接する側部３１と、が形成される。

そして、図５（ｃ）に示すように、延設部２１と側部３１との境界に沿って切り込み３３を入れ、ウェッジ紙１３を、スロット１５に対して軸方向に挿入し、スロット１５に配設する。

その後、図５（ｄ），（ｅ）に示すように、延設部２１の図５（ｃ）での図示裏面と、側部３１の図５（ｃ）での図示表面と、を接合する。このとき、図３に示すように、軸方向と直交する面内において、底部２９は、ステータコア９の径方向に対して垂直に位置し、側部３１は、底部２９における幅方向の両端縁から径方向外方へ延伸する状態となる。なお、延設部２１の図５（ｃ）での図示表面と、側部３１の図５（ｃ）での図示裏面と、を接合してもよいことは勿論である。

そして、図５に示した各工程の後、ワニス含浸処理を行う。

ここで、図４に示すように、ウェッジ紙１３の延設部２１と底部２９とが、折り目２５と直交する面内で鈍角を形成し、ウェッジ紙１３により、ステータコア９の径方向外方へ開放された空間が形成される。これにより、ワニスは、延設部２１の図５（ｃ）での図示裏面、即ち、延設部２１におけるコイル１１側と反対側の面に滴下されることはなく、確実にコイル１１へと導かれて、コイル１１への含浸に寄与する。

本発明は、上記実施形態に限られず、以下のような変形例としてもよい。

まず、コイルを分布巻き方式によりティースに巻きつけた場合でも、周方向に隣り合う２つのコイルが配設されたスロットにウェッジ紙を配設し、上記実施形態と同様、ウェッジ紙からワニスがこぼれるのを抑制して、効率のよいワニス含浸処理を行うことができる。分布巻き方式とは、複数のティースを跨いでコイルを巻きつける方法であり、詳細には、予め所望の形状に巻きつけられたコイルを、専用の押し込み機等により、複数のティースの周りに押し込みながらスロットに配設する方法である。

また、ヨーク９ａ及び各ティース９ｂを個々に分割して形成し、ヨーク９ａの内周部に各ティース９ｂを固定することで、ステータコア９を構成することもできる。このようにしても、ティース９ｂ同士の間に形成されるスロット１５に、本発明に係るウェッジ紙１３を配設し、上記実施形態と同様、ウェッジ紙１３の基部１９からワニスがこぼれるのを抑制して、効率のよいワニス含浸処理を行うことができる。

さらに、本発明に係る回転電機は、モータジェネレータに限定されるものではなく、電動機のみとして機能するもののほか、ジェネレータやオルタネータなどの発電機としてもよい。

本発明の一実施形態に係る回転電機の概略図 図１のステータコアを軸方向と直交する断面図 図２のスロットへコイル及びウェッジ紙を配設する工程を示す図 コイルエンド１１ａに対するワニス含浸処理を説明する図 図１のウェッジ紙の形成及びスロットへの配設の工程について詳細に示す図

符号の説明

１ モータジェネレータ（回転電機）
７ ステータ
９ ステータコア
１１ コイル
１３ ウェッジ紙
１５ スロット
１５ａ 開口部
１９ 基部
２１ 延設部
２５ 折り目
２９ 底部
３１ 側部

Claims (6)

1. 内周にスロットが形成されたステータコアと、
   前記スロットに配設されたコイルと、
   前記スロット内の開口部付近に前記コイルと前記ステータコアとを絶縁可能に配置されたウェッジ紙と、
   を含んで構成され、
   前記ウェッジ紙は、
   前記スロット内に配置されて前記開口部を塞ぐ基部と、
   前記スロット外に配置され、前記ステータコアの中心軸を含む面内で前記基部に対して前記ステータコアの径方向外方へ屈曲させて設けられた延設部と、
   を含んで構成される回転電機のステータ。
2. 前記延設部は、前記基部に対して鈍角を形成する請求項１に記載の回転電機のステータ。
3. 前記基部の端縁が、前記スロット外に位置する請求項１または請求項２に記載の回転電機のステータ。
4. 前記基部は、
   前記開口部を塞ぐ板状の底部と、
   前記底部の幅方向の端縁から前記径方向外方へ延伸させて設けられた側部と、
   を含んで構成され、
   前記延設部は、前記底部及び側部と接合して、前記径方向外方へ開放された空間を形成する請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の回転電機のステータ。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載のステータと、
   前記ステータと同軸に配設されたロータと、
   を含んで構成される回転電機。
6. ステータコアの端面間の距離よりも長く、かつ、長手方向に沿った面内で端部を屈曲させたウェッジ紙を設け、
   前記ステータコアのスロットにコイルを配設し、
   前記コイルの配設後、前記スロットに、端部が前記ステータコアの径方向外方へ屈曲するように前記ウェッジ紙を配設して、前記コイルと前記ステータコアとを絶縁し、
   前記ウェッジ紙を配設したステータコアの中心軸を略水平として、前記ステータコアをこの軸回りに回転させながら、前記コイルのコイルエンドにワニスを滴下するステータの製造方法。

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