JP2010051087A - 固定子構造 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱性を改善したインシュレータを備えた固定子構造の提供。
【解決手段】コイル１３が挿入されるティース部１６ａ毎に分割された分割固定子ユニット１５から構成される固定子構造において、放熱シートを用いたシート状インシュレータ１８が、ティース部１６ａのコイル１３との接触面となる側面のうち隣接するティース間に位置する２面となるティース側面１６ｃにそれぞれ配置され、シート状インシュレータ１８がティース側面１６ｃに位置決めされた状態で、巻回されたコイル１３が装着され、ティース部１６ａに固定される固定爪２０ｂを有する留め具２０が、ティース部１６ａの頂部側からシート状インシュレータ１８が配置されていないティース部１６ａの側面であるコイルエンド面１６ｄとコイル１３の間に挿入されることで、ティース部１６ａの頂部側から留め具２０がコイル１３を押さえて固定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、集中巻線式の固定子の構造についての技術であり、詳しくはインシュレータの性能を向上させる技術に関する。

ハイブリッド車等に車載する駆動用のモータは、エンジンルームに搭載する関係でより小型で高出力のものの開発が求められている。そのため、より高い電流密度を実現できる平角導体コイルを形成する手法の開発が急がれている。
固定子の占積率を向上させるためには、丸線を巻回するよりも平角導体を巻回して形成したコイルを用いた方が有利となる。しかし、平角導体を用いる場合には放熱性の確保が難しくなるという問題が発生する。

固定子の放熱性を向上させる手法としては、インシュレータの素材に伝熱性の高い素材をフィラーとして混入する等が考えられる。しかし、インシュレータは樹脂成形にて形成されるため、フィラーを混入しすぎると樹脂の流動性が損なわれる。また、フィラーを混入することで樹脂が硬化するため、組み付け中に破損する虞もある。
コイルに用いるインシュレータは、占積率や熱伝導性を考慮すれば薄いほど良い。しかし、絶縁性や剛性を考えると一定の厚みを確保する必要がある。

インシュレータの剛性に関しては、組み付け時に破損する虞があるという問題の他に、コイルの位置決め性を確保する上でも必要とされる。最終的にはワニスや樹脂でモールドされるが、モールドされるまでの間は位置決めされる必要がある。このためにある程度の剛性を有し、インシュレータに対してコイルが固定され、かつインシュレータが固定子コアに固定される為に必要とされる剛性、或いは保持機能があることが好ましい。
従来はこのような平角導体を用いた高出力のモータが少なかったために、インシュレータの放熱性や剛性などについて、あまり検討がなされてこなかった。モータの熱対策や剛性に関しては例えば特許文献１や特許文献２のようなモータに関する技術が挙げられる。

特許文献１には、回転電機の固定子についての発明が開示されている。
スロットを有さない回転電機の円筒状の固定子鉄心と巻線との間に放熱シートを挿入する技術である。放熱シートとしてガラスクロスあるいはポリエステルメッシュクロス等に補強されたゴム部材を用いており、可撓性を有した上で熱伝導性を有しているシートを、円筒状の鉄心に巻き付けて用いる。そして、その上面にコイルを巻き付けることで、コイルの発熱を放熱シートによって緩和し、固定子の放熱性を大幅に向上させている。

特許文献２には、モータ鉄心構造についての発明が開示されている。
モータ鉄心に設けられたティース部にコイルを巻回した後、溶融樹脂からなる封止剤を用いて固着される。このように、コイルを樹脂製の封止剤でモールドすることでモータ鉄心の剛性を上げることができ、絶縁性も確保することができる。

特開２００１−６９７０６号公報 特開２００２−５１４８６号公報

しかしながら、特許文献１又は特許文献２には以下に説明する課題があると考えられる。
特許文献１の方法を、スロットを有する固定子に用いることは、組み付け性の観点から考えれば難しい。特許文献１のように円筒状の鉄心に放熱シートをインシュレータとして貼り付けるのであれば、施工は比較的容易である。しかし、スロットを有する固定子構造である場合には、スロット内の壁面に放熱シートを貼り付ける必要がある。自動化を前提に考えれば、このようなスロットを有する構造の固定子のスロット内壁面に放熱シートを貼り付けることは困難である。
さらに、インシュレータには前述した通り、固定子コアにコイルを保持するための剛性あるいは保持機能が求められる。したがって、放熱シートだけではインシュレータとしての用をなさないという問題もある。

特許文献２の方法に関しては、放熱性を確保する点で問題となる。封止剤が凝固した後の厚みは、放熱性に関しては極力薄い方が望ましい。しかし、封止剤にフィラーを混ぜる等の改善方法は、樹脂の流動性を悪化させる為に効果が薄く、樹脂の厚さを余り薄く設定すると樹脂が回り込まずにボイドを形成する虞がある。その結果、かえって放熱性を悪化させる虞もある。
したがって、特許文献２の方法では放熱性の確保が難しいという問題がある。

そこで、本発明はこのような課題を解決するために、放熱性を改善したインシュレータを備えた固定子構造を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明による固定子構造は以下のような特徴を有する。
（１）コイルが挿入されるティース毎に分割された固定子コアから構成される固定子構造において、
放熱シートを用いたシート状インシュレータが、前記ティースの前記コイルとの接触面となる側面のうち隣接する前記ティース間に位置する２面にそれぞれ配置され、前記シート状インシュレータが前記ティースに位置決めされた状態で、巻回された前記コイルが装着され、前記ティースに固定される脚部を有する留め具が、前記ティースの頂部側から前記シート状インシュレータが配置されていない前記ティースの側面と前記コイルの間に挿入されることで、前記ティースの頂部側から前記留め具により前記コイルを押さえられ固定されることを特徴とする。

（２）（１）に記載の固定子構造において、
前記シート状インシュレータに可撓性に優れる素材を用いたことを特徴とする。

（３）（１）または（２）記載の固定子構造において、
前記シート状インシュレータのうち片側に隣り合う前記コイルを隔てる相間紙が備えられ、前記コイルが前記ティースに挿入された後に、前記コイルの側面側に前記相間紙を折り返して、固定子ユニットとし、前記固定子ユニットを並べて形成されることを特徴とする。

（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載の固定子構造において、
前記シート状インシュレータは、前記ティース間に位置する２面の長手方向の幅よりも長く形成され、沿面距離が確保されることを特徴とする。

このような特徴を有する本発明による固定子構造により、以下のような作用、効果が得られる。
まず、（１）に記載される発明は、コイルが挿入されるティース毎に分割された固定子コアから構成される固定子構造において、放熱シートを用いたシート状インシュレータが、ティースのコイルとの接触面となる側面のうち隣接するティース間に位置する２面にそれぞれ配置され、シート状インシュレータがティースに位置決めされた状態で、巻回されたコイルが装着され、ティースに固定される脚部を有する留め具が、ティースの頂部側からシート状インシュレータが配置されていないティースの側面とコイルの間に挿入されることで、ティースの頂部側から留め具によりコイルを押さえられ固定されるものである。

前述のようにインシュレータには、コイルからの発熱を効率的に放熱するための放熱性と、コイルを固定子コアに保持するための剛性が求められる。
本発明では、このインシュレータに求められる伝熱性をシート状インシュレータに、剛性を留め具にそれぞれ分離した。このことによりそれぞれの性能を高めることが可能となる。
インシュレータの伝熱性はシート状インシュレータに放熱特性の高いシートを用いることで高めることができる。シート状インシュレータは剛性を必要としないため、製造方法や材質の選択の幅が広がる。また、留め具に関しては絶縁性が確保できれば伝熱性を気にする必要は殆どなく、形状の制約が少なくなるために剛性を向上させることが可能となる。
このように、インシュレータの機能を分離することで、よりインシュレータの性能を高めることが可能で、必要な伝熱性を確保可能な固定子構造を提供することができる。

次に、（２）に記載される発明は、（１）に記載の固定子構造において、シート状インシュレータに可撓性に優れる素材を用いたものである。
インシュレータとして用いるシート状インシュレータに可撓性を持たせることで、薄いシート状インシュレータを用いてもコイル組み付け時に破損するようなことを防ぐことができる。シート状インシュレータの伝熱性を確保するためには、シート状インシュレータを薄くすることが有効である。しかし薄いシート状インシュレータに剛性がある場合、薄くすることで破損し易くなるため、可撓性を持たせることで組み付け時の破損を低減させることが可能になる。また、可撓性を持たせることでコイルと固定子コアとの密着性を高めることも可能となる。

次に、（３）に記載される発明は、（１）又は（２）に記載の固定子構造において、シート状インシュレータのうち片側に隣り合うコイルを隔てる相間紙が備えられ、コイルがティースに挿入された後に、コイルの側面側に相間紙を折り返して、固定子ユニットとし、固定子ユニットを並べて形成されるものである。
相間紙を片側に設けて折り返すことで、隣り合うコイルとの間の絶縁を確保することが容易となる。従来は相間紙を差し込むような手法を用いるケースもあったが、インシュレータに相間紙を備えることで、相間紙を差し込む手間を省くことができる。また、相間紙を折り返すように備えることで、コイルと分割コアとの沿面距離を稼ぐことができる。

次に、（４）に記載される発明は、（１）乃至（３）のいずれか１つに記載の固定子構造において、シート状インシュレータは、ティース間に位置する２面の長手方向の幅よりも長く形成され、沿面距離が確保されるものである。
シート状インシュレータを分割コアが有するティースの長手方向の幅より長くすることで、コイルと分割コアとの沿面距離を稼ぐことが可能となる。これによって、絶縁性を高くすることができる。

まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
（第１実施形態）
図１に、第１実施形態のコイルエンドをモールドしていない状態の固定子１０の斜視図を示す。図２に、コイルエンドをモールドした状態の固定子１０の斜視図を示す。
固定子１０は、１８個の分割固定子ユニット１５を組み合わせ、その外周にアウターリング１２を嵌め込んで形成されている。
固定子１０のコイルエンドには図２に示されるように樹脂モールド部１１が形成されている。樹脂モールド部１１は固定子１０の２面に形成され、その片側に端子部１４が形成される。
分割固定子ユニット１５は、コイル１３を固定子コア１６が備えるティース部１６ａに挿入することで形成される。

図３に、分割固定子ユニット１５の組立斜視図を示す。
固定子コア１６には固定子１０の内周側に台形状態のティース部１６ａが突出するように形成されている。そして、固定子１０のコイルエンド側に位置するコイルエンド面１６ｄと、ティース部１６ａのティース側面１６ｃを有する。ティース側面１６ｃは分割固定子ユニット１５が固定子１０として配置された場合に、ティース部１６ａの間に位置する。
固定子コア１６は電磁鋼板をプレス等で積層して形成されており、一部がカシメ加工されることで、一つの塊となっている。

ティース部１６ａの２面あるティース側面１６ｃに接着剤１７が塗布され、シート状インシュレータ１８が配置される。接着剤１７は熱伝導性の高い接着剤であることが好ましい。また、シート状インシュレータ１８は絶縁性が高く、熱伝導性が高く、可撓性の高い物質であることが好ましい。例えば、シリコンゴムシートやアクリル樹脂系放熱シートなどが考えられる。
シート状インシュレータ１８には相間紙１９が接続される。相間紙１９には絶縁性の高いフィルムを用い、固定子１０の動作時に発生する熱に耐えうるだけの耐熱性も備えている。シート状インシュレータ１８に相間紙１９を接着テープ等で貼り付けられている。この場合は、絶縁性のある接着テープを用いることが望ましい。なお、シート状インシュレータ１８と相間紙１９は一体に形成されても良い。

固定子コア１６のコイルエンド側に設けられたコイルエンド面１６ｄには、留め穴１６ｂが形成されている。この留め穴１６ｂは固定子コア１６の電磁鋼板をプレス加工する際に打ち抜いて形成すれば良く、固定子コア１６を貫通する穴となっている。無論止まり穴であっても良い。
コイル１３は平角導体２５がエッジワイズ曲げ加工されて巻回形成されたものであり、平角導体２５は銅製の平角材の外周に絶縁皮膜が設けられたものである。絶縁皮膜はエナメルやアミドイミド等が考えられる。

コイル１３を固定するものとして留め具２０を用いている。留め具２０にはコイル上面押圧枠２０ａと固定爪２０ｂとが備えられている。コイル上面押圧枠２０ａはコイル１３の上面とほぼ同じ形状をしている。留め具２０に備えられた固定爪２０ｂは、分割固定子ユニット１５に組み付けられた状態で、固定子コア１６に形成される留め穴１６ｂに嵌る。固定爪２０ｂの形状は、先端の外側にテーパが設けられており、コイル１３の位置決めがラフでも挿入しやすいように考慮されている。また、固定爪２０ｂの先端には切り込みが入れられており、固定爪２０ｂの剛性を確保した上で、固定子コア１６の留め穴１６ｂに嵌る際にバネ性が発揮できるように工夫されている。
留め具２０の材質については、絶縁性がありコイル１３を押さえつけるだけの剛性と、固定子１０の動作時に発生する熱に耐えうるだけの耐熱性を有するものであればよい。

このような構成の分割固定子ユニット１５は、以下に説明する手順で組み立てられる。
まず、図３に示されるように固定子コア１６に備えられるティース部１６ａのティース側面１６ｃに接着剤１７を、シリンジなどを用いて塗布する。接着剤１７はシート状インシュレータ１８を保持するだけでなく、熱伝導性も確保する必要があるため、ティース側面１６ｃとシート状インシュレータ１８の間に均一に広がり密着性を確保できることが望ましい。したがって、ティース側面１６ｃに塗布する際に均一に塗り広げるか、シート状インシュレータ１８を貼り付けた後にシート状インシュレータ１８全面を押圧するなどすると良い。
なお、この際にシート状インシュレータ１８には相間紙１９が備え付けられているものとする。相間紙１９はシート状インシュレータ１８の端部を支点にして回動可能である。

固定子コア１６に２面備えるティース側面１６ｃに、それぞれシート状インシュレータ１８を貼り付けた後、コイル１３をティース部１６ａに挿入する。
この際に、シート状インシュレータ１８には可撓性があるため、コイル１３との干渉によっても破損しにくい。また、シート状インシュレータ１８とコイル１３の密着性を高めることにも貢献することができる。
その後、固定子コア１６の内周側から留め具２０を、コイル１３と固定子コア１６の隙間に留め具２０に備える固定爪２０ｂが挿入されるように組み付ける。

図４に、分割固定子ユニット１５の上面から見た平面図を示す。また、図５に、図４のＡＡ断面を示し、図６に、図４のＢＢ断面を示し、図７に、図４のＣＣ断面を示し、図８に、図４のＤＤ断面を示している。
また、図９に、図８のＥＥ断面を示している。
前述のような手順で分割固定子ユニット１５は組み付けられ、図４乃至図８に示されるような形状となる。
留め具２０に備えられる固定爪２０ｂは、図７に示されるように固定子コア１６のコイルエンド面１６ｄに嵌め込まれることで、留め具２０のコイル上面押圧枠２０ａはコイル１３を固定子コア１６に対して固定することができる。

また、固定爪２０ｂは図４に示されるようにコイル１３の位置決めの役割を果たしているので、固定爪２０ｂの形状を先端に至るに従い先細りとなるようにテーパ状に形成しておけば、組み付け時に組み付けやすさに貢献することができる。
また、図８及び図９に示すようにシート状インシュレータ１８はティース部１６ａに比べて長く設定され、ティース部１６ａの両コイルエンド側にシート状インシュレータ１８がそれぞれ所定の長さだけ飛び出すように配置されている。
これは、コイル１３から固定子コア１６に対しての沿面距離を稼ぐためであり、必要な沿面距離が得られるだけ長くなるようにシート状インシュレータ１８の長さは設定されている。

分割固定子ユニット１５は組み立てられた状態で、このような断面となっている。相間紙１９は、図５及び図６に示すように、最終的にコイル１３に沿うように折り返される。相間紙１９は折り返した後でコイル１３の側面に固定しても良い。この後、分割固定子ユニット１５はコイル１３の外周部分を樹脂モールドされ、１８個が並べて環状に組み合わされ、最後にアウターリング１２が嵌め込まれる。
１８個の分割固定子ユニット１５の外側にアウターリング１２が嵌め込まれることで固定される。
その後、図１に示すようにコイル１３から突出する第１コイル端部１３ａ及び第２コイル端部１３ｂをＵ相、Ｖ相、Ｗ相毎に渡り線を接合し、端子部１４を接合した上で樹脂モールド部１１を形成する。こうして固定子１０が形成される。

本発明の第１実施形態は上記構成であるので、以下に説明するような作用、効果を奏する。
まず、第１の効果としてインシュレータの放熱性の改善される点が挙げられる。
第１実施形態の固定子構造は、コイル１３が挿入されるティース部１６ａ毎に分割された分割固定子ユニット１５から構成される固定子構造において、放熱シートを用いたシート状インシュレータ１８が、ティース部１６ａのコイル１３との接触面となる側面のうち隣接するティース間に位置する２面となるティース側面１６ｃにそれぞれ配置され、シート状インシュレータ１８がティース側面１６ｃに位置決めされた状態で、巻回されたコイル１３が装着され、ティース部１６ａに固定される固定爪２０ｂを有する留め具２０が、ティース部１６ａの頂部側からシート状インシュレータ１８が配置されていないティース部１６ａの側面であるコイルエンド面１６ｄとコイル１３の間に挿入されることで、ティース部１６ａの頂部側から留め具２０がコイル１３を押さえて固定するものである。

インシュレータの機能を留め具２０とシート状インシュレータ１８とに分けることで、インシュレータの放熱性を確保することができる。
これまでの固定子１０には樹脂成形したインシュレータを用いていた。しかし、一体成形型のインシュレータには、電気的絶縁性、耐熱性、剛性及び熱伝導性を要求される。このため樹脂の中にアルミナ等の無機物フィラーを混入するケースが多い。しかし、樹脂成形するためには無機物フィラーを混入しすぎることは好ましくない。無機物フィラーを混入することで樹脂の流動性が悪化するほか、インシュレータの剛性が低下することになるためである。また、樹脂成形したインシュレータに可撓性を求めることは困難であるため、熱伝導性をあげるためにインシュレータの厚みを薄くすると、破損しやすくなると言う問題もあった。

このようなインシュレータにおける問題を、留め具２０とシート状インシュレータ１８に分けることで解決している。留め具２０には剛性や位置決め性能を持たせ、シート状インシュレータ１８には電気的絶縁性、耐熱性及び熱伝導性を持たせるほか、可撓性、押圧に対する柔軟性を持たせている。
樹脂成形で形成されたインシュレータの場合、成形性や強度を確保するために放熱性は犠牲になってしまう。現状の樹脂射出成形品の実力値から決まる放熱性は、シート状インシュレータ１８にアクリル系熱伝導シートを用いた場合の半分以下となる。シート状インシュレータ１８に無機伝熱性フィラーとシリコーン又は非シリコーン材料を素材にした放熱シートを用いる場合には、放熱性に数十倍の差が出る。

つまり、インシュレータを製造する際に樹脂成形という製造方法に縛られることで、放熱性を犠牲にしてしまう。よって、インシュレータを求められる機能によって部品を分けることで、放熱性の改善を図ることが可能となる。
また、シート状インシュレータ１８は樹脂成形で作る必要がないことも、材料の選択肢を広げることに貢献している。
また、留め具２０についても、熱伝導性が求められないために、素材の強度を高くすることができ、かつ薄く作る必要がないため、樹脂成形時の湯流れを気にしなくても良くなるので歩留まりが向上する。さらに無機物フィラーを多量に混入する必要がないためコストダウンを図ることも可能である。

また、第２の効果として、放熱シートに可撓性を持たせることで放熱性を向上する点が挙げられる。
第１実施形態の固定子構造は、シート状インシュレータ１８に可撓性に優れる素材を用いている。
シート状インシュレータ１８に可撓性に優れ、押圧に対する柔軟性を有することで、固定子コア１６のティース部１６ａにインシュレータであるシート状インシュレータ１８を組み付けたり、コイル１３を組み付けたりする際に破損しにくく、コイル１３を組み付けた後にコイル１３の側面に沿って変形しやすいので、放熱性の向上が見込める。
放熱性を阻害する要因はエアギャップであり、コイル１３とシート状インシュレータ１８の間、シート状インシュレータ１８とティース側面１６ｃの間にエアギャップがあることは好ましくない。エアギャップが断熱材の役目を果たして放熱性を阻害するからである。

しかし、シート状インシュレータ１８をティース側面１６ｃに接着剤１７で貼り付け、シート状インシュレータ１８に可撓性を有することでコイル１３との密着性が向上するため、より放熱性の向上に貢献することができる。
樹脂で形成されるインシュレータの場合は、コイル１３との間にどうしても隙間が生じてしまっていたので、その点が改善されるだけでも放熱性の改善が見込めると言うわけである。

なお、シート状インシュレータ１８は、ティース部１６ａ間に位置する２面であるティース側面１６ｃの長手方向の幅よりも長く形成され、沿面距離を確保している。したがって、シート状インシュレータ１８によって、分割固定子ユニット１５とコイル１３との沿面距離が確保できる。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
（第２実施形態）
第２実施形態は第１実施形態の構成とほぼ同じであるが、留め具２０の形状が異なる。以下に異なる部分についての説明を行う。
図１０に、第２実施形態の留め具２０Ａの形状を斜視図に示す。また、図１１に留め具２０Ａの変形例である留め具２０Ｂについての斜視図を示す。
留め具２０Ａは第１実施形態の留め具２０とコイル上面押圧枠２０ａの形状が異なる。第１実施形態ではコイル１３の上面、すなわち固定子１０に組み付ける際に内周側に向く面と同じ形状をしていた。しかし、留め具２０Ａはその両端部分のみの形状となっている。その変形例である留め具２０Ｂについても同様である。

留め具２０の機能としてはコイル１３を押さえることができれば良いため、コイル１３を押さえるという機能だけに関して言えば、留め具２０は留め具２０Ａ及び留め具２０Ｂの形状でも十分にその機能を満足すると考えられる。
ただし、コイル１３のアスペクト比が高くなると、コイル１３の端部を押さえるだけではコイル１３の中央部分、すなわち固定子１０に組み付けられた状態で固定子１０のコイルエンドから遠い部分となる辺りが、浮きやすくなると言う問題はある。
したがって、コイル１３の形状によって、留め具２０、留め具２０Ａ、留め具２０Ｂを適宜選択することが望ましい。

留め具２０Ａ及び留め具２０Ｂのほうが、留め具２０よりも材料費を節約できるメリットがある他、若干組み付け性が改善されることも期待ができる。
また、留め具２０Ａ及び留め具２０Ｂはそれぞれ２つずつ用いる必要があるが同じ形状で良いので部品の管理もし易いというメリットがある。

次に本発明の第３の実施形態について説明する。
（第３実施形態）
第３実施形態は第１実施形態とシート状インシュレータ１８の形状が若干異なる。以下異なる点について説明する。
図１２に、第３実施形態の分割固定子ユニット１５の斜視図を示す。ただし、コイル１３及び留め具２０は説明の都合上描かれていない。
固定子コア１６のティース側面１６ｃに貼り付けるシート状インシュレータ１８は、片側は第１実施形態のシート状インシュレータ１８と同じ形状であり、端部に相間紙１９が接続されている。
しかし、他方のシート状インシュレータ１８Ａには折り返し部１８ａが設けられており、相間紙１９は用意されない。

このような構成とすることで、分割固定子ユニット１５の間に設けられる相間紙１９を１枚とすることができる。
分割固定子ユニット１５を組み付ける際には、分割固定子ユニット１５の相間紙１９はコイル１３の側面側に折り曲げられて、隣に分割固定子ユニット１５が配置される。したがって、シート状インシュレータ１８とシート状インシュレータ１８Ａが隣り合うように配置されることになる。
なお、シート状インシュレータ１８Ａに設けられた折り返し部１８ａは、図示しない組み付けられるコイル１３と固定子コア１６との沿面距離を稼ぐために設けられている。

図１３に、分割固定子ユニット１５を並べた断面図を示す。
分割固定子ユニット１５の相間紙１９がコイル１３の側面に沿うように折り返された後、その隣に分割固定子ユニット１５を配置する。
このようにして、分割固定子ユニット１５を１８個並べた上で、アウターリング１２を嵌め、第１コイル端部１３ａ及び第２コイル端部１３ｂに図示しない渡り線を接合し、端子部１４を形成して、樹脂モールド部１１を形成する。

第３実施形態はこのような構成であるので、以下に説明する作用及び効果を奏する。
まず、第１の効果として、相間紙１９を削減できる点が挙げられる。
第３実施形態の固定子構造は、シート状インシュレータ１８のうち片側に隣り合うコイル１３を隔てる相間紙１９が備えられ、コイル１３がティース部１６ａに挿入された後に、コイル１３の側面側に相間紙１９を折り返して、分割固定子ユニット１５とし、分割固定子ユニット１５を並べて形成されるものである。
相間紙１９が分割固定子ユニット１５の間に１枚あれば、コイル１３の間の絶縁は確保できる。また、シート状インシュレータ１８Ａに折り返し部１８ａを備えることで、シート状インシュレータ１８Ａに相間紙１９を備えなくてもコイル１３と固定子コア１６との沿面距離を稼ぐことが可能となる。
相間紙１９を半減できることで、コストメリットがあるほか、組み付け工程を簡略化できるメリットがある。

次に、本発明の第４実施形態について説明する。
（第４実施形態）
第４実施形態は第１実施形態とほぼ同じ構成であるが、留め具２０の形状及び固定子コア１６の形状が異なり、組み付け時の手順も若干異なる。
図１４に、第４実施形態の分割固定子ユニット１５の組立斜視図を示す。また、図１５に、固定子コア１６に留め具２０を熱カシメしている状況を表した断面図を示す。
第１実施形態の固定子コア１６は、矩形の留め穴１６ｂを備えていたが、図１４に示すように第４実施形態の固定子コア１６は円形の留め穴１６ｂを備えている。また、留め具２０の備える固定爪２０ｂの先端にも円形の窪みが設けられている。この窪みは、図１５に示すように熱カシメをする際のカシメ治具３４が挿入される部分である。
留め具２０に備えられる固定爪２０ｂの先端は、第１実施形態の固定爪２０ｂのように切り込みが設けられている必要はないが、挿入しやすいように固定爪２０ｂの先端の外側はテーパが設けられている。これによってコイル１３の位置決めに寄与する。

次に熱カシメの手順について簡単に説明する。
まず、分割固定子ユニット１５は第１実施形態で示したような手順で組み付けられた後、固定爪２０ｂと留め穴１６ｂの熱カシメが行われる。
次に、分割固定子ユニット１５の固定子コア１６下面、すなわち分割固定子ユニット１５の外周側が保持治具３２によって支えられ、固定子コア１６の上面、すなわち分割固定子ユニット１５の内周側から留め具２０のコイル上面押圧枠２０ａ上面が加圧治具３１によって押圧される。
そして、加圧治具３１によって加圧されている状態で、遮熱板３３をコイル１３の下面に挿入し、カシメ治具３４を固定爪２０ｂに押し当てて加熱することで、固定爪２０ｂの一部を留め穴１６ｂの内部に突出させて熱カシメを完了する。

遮熱板３３は、熱カシメする際の熱によってコイル１３を被覆している絶縁被覆膜にダメージを与えないようにする配慮であり、加圧治具３１での加圧は位置決め性を高めるためである。
固定爪２０ｂの外側に設けられている窪みはカシメ治具３４の先端の位置決めを行うためのもので、その窪みと留め穴１６ｂの位置が一致するように位置決めされる必要がある。位置決めに関しては加圧治具３１の加圧力で決定する方法で良いと思われるが、必要であればカシメ治具３４の先端を留め穴１６ｂよりも小径のものにするなり、固定爪２０ｂに設けられた窪みの位置を検出するセンサーを設けて加圧治具３１にフィードバックすることで制御しても良い。

第４実施形態の分割固定子構造はこのような構成であるので、以下に説明する作用、効果を奏する。
留め具２０を固定子コア１６に対して熱カシメするため、位置決め性が高まるというメリットがある。
分割固定子ユニット１５はコイル１３のむき出し部分を最終的に樹脂モールドして固定子１０として組み付けるか、固定子１０として組み付けた後に樹脂モールド部１１を形成することで、結果的には固定される。
しかし、組み付けの際の位置決め性を高めることでコイル１３の位置精度を高めることができる。コイル１３には第１コイル端部１３ａ及び第２コイル端部１３ｂが備えられており、端部と渡り線等とを接合する必要がある。

このような接合工程において、第１コイル端部１３ａ及び第２コイル端部１３ｂの位置精度が高い方が、接合の歩留まり向上に貢献ができる。
また、樹脂モールド部１１を形成する際に用いる樹脂は、絶縁性を求められるためにフィラー等を混入するケースが多い。すなわち樹脂自体の流動性が悪いことが考えられるため、コイル１３と固定子コア１６との間に形成されるような隙間は極力少ないことが望ましい。エアギャップが形成されてしまうと、その部分での熱伝導率が悪化するためである。
したがって、固定子コア１６と留め具２０を熱カシメすることでコイル１３の位置精度を高めることは有益であるといえる。

以上、本実施形態に則して発明を説明したが、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更することにより実施することもできる。
例えば、第１実施形態乃至第４実施形態で説明する部材のうち材質を示したものがあるが、適宜別の材質に置き換えることを妨げない。例えばコイル１３の平角導体２５は銅製としているが、熱伝導率の高い他の素材、アルミニウム等に置き換えることを妨げない。また、シート状インシュレータ１８の材質や、相間紙１９の材質についても変更が可能である。更に、シート状インシュレータ１８の形状や留め具２０の形状についても、例示しない他の形状とすることを妨げるものではない。

第１実施形態の、コイルエンドをモールドしていない状態の固定子の斜視図である。 第１実施形態の、コイルエンドをモールドした状態の固定子の斜視図である。 第１実施形態の、分割固定子ユニットの組立斜視図である。 第１実施形態の、分割固定子ユニットの上面から見た平面図である。 第１実施形態の、図４のＡＡ断面図である。 第１実施形態の、図４のＢＢ断面図である。 第１実施形態の、図４のＣＣ断面図である。 第１実施形態の、図４のＤＤ断面図である。 第１実施形態の、図８のＥＥ断面図である。 第２実施形態の、留め具の形状を斜視図である。 第２実施形態の、留め具の変形例についての斜視図である。 第３実施形態の、分割固定子ユニットの斜視図である。 第３実施形態の、分割固定子ユニットを並べた断面図である。 第４実施形態の、分割固定子ユニットの組立斜視図である。 第４実施形態の、固定子コアに留め具を熱カシメしている状況を表した断面図である。

符号の説明

１０ 固定子
１１ 樹脂モールド部
１２ アウターリング
１３ コイル
１３ａ 第１コイル端部
１３ｂ 第２コイル端部
１４ 端子部
１５ 分割固定子ユニット
１６ 固定子コア
１６ａ ティース部
１６ｂ 留め穴
１６ｃ ティース側面
１６ｄ コイルエンド面
１７ 接着剤
１８ シート状インシュレータ
１８Ａ シート状インシュレータ
１８ａ 折り返し部
１９ 相間紙
２０ 留め具
２０Ａ 留め具
２０Ｂ 留め具
２０ａ コイル上面押圧枠
２０ｂ 固定爪
２５ 平角導体

Claims (4)

1. コイルが挿入されるティース毎に分割された固定子コアから構成される固定子構造において、
   放熱シートを用いたシート状インシュレータが、前記ティースの前記コイルとの接触面となる側面のうち隣接する前記ティース間に位置する２面にそれぞれ配置され、
   前記シート状インシュレータが前記ティースに位置決めされた状態で、巻回された前記コイルが装着され、
   前記ティースに固定される脚部を有する留め具が、前記ティースの頂部側から前記シート状インシュレータが配置されていない前記ティースの側面と前記コイルの間に挿入されることで、
   前記ティースの頂部側から前記留め具により前記コイルを押さえられ固定されることを特徴とする固定子構造。
2. 請求項１に記載の固定子構造において、
   前記シート状インシュレータに可撓性に優れる素材を用いたことを特徴とする固定子構造。
3. 請求項１又は請求項２に記載の固定子構造において、
   前記シート状インシュレータのうち片側に隣り合う前記コイルを隔てる相間紙が備えられ、
   前記コイルが前記ティースに挿入された後に、前記コイルの側面側に前記相間紙を折り返して、固定子ユニットとし、
   前記固定子ユニットを並べて形成されることを特徴とする固定子構造。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の固定子構造において、
   前記シート状インシュレータは、前記ティース間に位置する２面の長手方向の幅よりも長く形成され、沿面距離が確保されることを特徴とする固定子構造。
   

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