JP2011200060A - 回転電機のインシュレータ並びにステータ巻線構造 - Google Patents

Abstract

【課題】鉄心とコイルとの絶縁性能を保持するに好適な回転電機のインシュレータ並びにステータ巻線構造を提供する。
【解決手段】ステータコア１０のティース１２の周囲を覆うインシュレータ２０と、前記インシュレータ２０の外周に巻回される巻線４０と、を備えた回転電機において、前記インシュレータ２０は第１インシュレータ２０Ａと第２インシュレータ２０Ｂとを有し、前記第１インシュレータ２０Ａと前記第２インシュレータ２０Ｂとを重ね合わせる端部２５同士の合わせ面のいずれか一方に巻線方向に沿う方向の溝５２を設けた構成を備える。
【選択図】図１６

Description

本発明は、電動機や発電機などの回転電機に用いられるインシュレータ並びにステータ巻線構造に関するものである。

従来から回転電機の鉄心の周囲を覆うインシュレータの巻胴部に複数層に重ねて巻回してなるコイルの導線を簡単な構造で効率的に冷却できるように、インシュレータの巻胴部とコイル導線との間に形成された隙間に、ワニスを充填するものが提案されている(特許文献１参照)。

これは、回転電機の鉄心の周囲を覆うインシュレータの巻胴部に平角線を複数層に重ねて巻回してなるコイルを備え、インシュレータの溝と鉄心との間に形成された流路を通して、インシュレータの巻胴部と平角線との間に形成された隙間に、ワニスを充填している。これにより、平角線の熱がワニスおよびインシュレータを介して鉄心に伝達されることで、その放熱を効果的に行わせて平角線を冷却することができるようにしている。

特開２００４−３４３８７７号公報

しかしながら、上記従来例では、インシュレータの巻胴部と平角線との間に形成された隙間にワニスを充填するために、インシュレータの巻胴部にその内外周を連通させる貫通孔を設けている。このため、当該貫通孔が配置されている領域において鉄心とコイルとの間の絶縁距離を確保できず、鉄心とコイルとの絶縁性能が低下する不具合があった。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、鉄心とコイルとの絶縁性能を保持するに好適な回転電機のインシュレータ並びにステータ巻線構造を提供することを目的とする。

本発明は、ステータコアのティースの周囲を覆うインシュレータと、前記インシュレータの外周に巻回される巻線と、を備えた回転電機である。そして、前記インシュレータは第１インシュレータと第２インシュレータとを有し、前記第１インシュレータと前記第２インシュレータとを重ね合わせる合わせ面のいずれか一方に巻線方向に沿う方向の溝を設けた。

したがって、本発明では、第１インシュレータと前記第２インシュレータとの重なり合っている合わせ面のいずれか一方に設けた巻線方向に沿う方向の溝を通して、巻回されたコイル巻線側からインシュレータとティースとの間の隙間へ熱伝導性部材を充填することができる。このため、第１，２インシュレータの重なり合っている部分同士の厚さ寸法に、同じく重なり合っている長さ寸法を加算した寸法が、ティースとコイル巻線との間の絶縁距離となる。したがって、鉄心であるティースとコイルとの間の絶縁性能を充分に確保することができる。

本発明の一実施形態を示す回転電機のインシュレータをステータコアと組合わせたステータ組立体の斜視図。 ステータコアを示す図。 一方の分割体を示す斜視図。 一方の分割体を示す別の斜視図。 一方の分割体の一方の段状隆起部での断面図。 一方の分割体の他方の段状隆起部での断面図。 図５，６の段状隆起部を含むＡ−Ａ断面図。 図５，６の段状隆起部を含むＢ−Ｂ断面図。 一方の分割体のフランジ部の詳細を示す拡大図。 他方の分割体を示す斜視図。 他方の分割体を示す別の斜視図。 図１０に示す他方の分割体のＡ矢視図。 図１０に示す他方の分割体のＢ矢視図。 他方の分割体の薄肉部を含む部分断面図。 ステータ組立体の側面図。 ステータ組立体に組付けた状態のインシュレータの部分断面図。 ステータ巻線構造の軸方向から見た側面図。 ステータ巻線構造の円周方向から見た側面図。 ステータ巻線構造へのワニス含浸状態を示す説明図。 インシュレータの内外周領域におけるワニス含浸状態を示す説明図。 ステータコアの外周領域におけるワニス含浸状態を示す説明図。 第２実施例のステータ組立体に組付けた状態のインシュレータの部分断面図。

以下、本発明の回転電機のインシュレータ並びにステータ巻線構造を実施形態に基づいて説明する。

図１は、本発明よるインシュレータをステータコアと組合わせたステータ組立体の斜視図であり、図２に示すステータコアに図３〜図１４に示すインシュレータを組付けたものである。そして、図１に示すステータ組立体のインシュレータにコイルとなる巻線を巻回することにより、図１７，１８に示すステータ巻線構造が構成される。以下の説明における、軸方向、半径方向、円周方向の各方向は、最終的にリング状に組立てられるステータコアの軸心を基準として各方向を述べている。

前記ステータコア１０は、図２に示すように、略Ｔ字状に打ち抜いた薄板電磁鋼板を積層したものである。積層した電磁鋼板は、崩れないように、たとえばダボカシメや溶接によって一体化されている。ステータコア１０は、バックヨーク１１と、ティース１２と、からなる。

ティース１２は、バックヨーク１１から内周側に凸設されたティースボディ１２１を含む。そしてティースボディ１２１の先端付近に形成され、徐々に拡幅するテーパ部を含むティース先端部１２２を有する。ティース１２の内周面がロータに対向する磁極になる。

バックヨーク１１には、片側面(図２では左側)に凸部１１Ａが形成され、反対側面(図２では右側)に凹部１１Ｂが形成されている。このように構成されたステータコア１０は、後述するように、ティース１２にインシュレータを装着してステータコア組立体を構成し、これにコイル巻線４０を巻装してステータ巻線構造を構成する。そして、バックヨーク１１の凸部１１Ａを隣接するバックヨーク１１の凹部１１Ｂに挿入して連結することによりリング状のステータを構成し、この状態でハウジングに内蔵される。

前記インシュレータ２０は、前記ステータコア１０のティース１２を囲む筒状の巻胴部２１を備える。そして、巻胴部２１の一方の筒状端部にはステータコア１０のバックヨーク１１に接するティース根元側つば部２２を備え、巻胴部２１の他方の筒状端部にはティース先端部１２２を囲むティース先端側つば部２３を備える。ティース根元側つば部２２及びティース先端側つば部２３は、巻胴部２１から外周方向へ向かってフランジ状に形成されている。インシュレータ２０は、樹脂などの絶縁体で形成される。

前記巻胴部２１には、ステータコイルを構成するコイル巻線４０が、例えば、整列巻により巻回される。また、巻胴部２１の端部に形成されている各つば部２２，２３は、巻胴部２１に巻回されるコイル巻線４０の各巻層における巻始め端および巻き終り端の位置決めを行い、巻線のステータコア１０内外周へのはみ出しを防止する。

前記インシュレータ２０は、ステータコア１０のティース１２に組付けるために、例えば、ステータコア１０の電磁鋼板が積層された方向に分割され、前記積層方向の両側からステータコア１０のティース１２を挟むように取付けられる。このため、前記分割されたインシュレータとしての分割体２０Ａ，２０Ｂは、コ字状の断面形状をなす巻胴部２１Ａ，２１Ｂと、巻胴部２１Ａ，２１Ｂの一端部に連なって同様に積層方向に分割されたティース根元側つば部２２Ａ，２２Ｂを備える。そして、更に巻胴部２１Ａ，２１Ｂの他端部に連なって同様に積層方向に分割されたティース先端側つば部２３Ａ，２３Ｂを備える。

なお、前記分割構造は、上記場合の他に、例えば、ステータコア１０の電磁鋼板が積層された方向とは直交する方向(ステータコア１０の円周方向)に分割する場合であってもよい。この円周方向に分割されるインシュレータ２０においては、図示しないが、円周方向に分割されてコ字状の断面形状をなす巻胴部２１を備える。そして、巻胴部２１の一端部に連なって同様に円周方向に分割されたティース根元側つば部２２と、巻胴部２１の他端部に連なって同様に円周方向に分割されたティース先端側つば部２３と、を備える構造となる。また、ティース１２回りの任意の複数位置で３〜４分割される場合であってもよい。

以下では、ステータコア１０における電磁鋼板の積層方向に分割されるインシュレータ２０について、図３〜１４に基づいて、説明する。以下では、分割されたインシュレータについては、夫々「分割体」若しくは「一方または他方のインシュレータ」とし、両者を総称する場合には、単に「インシュレータ」という。

図３〜９はコイル巻線の巻始め及び巻き終り端のリード端４１，４２が取出されるリード端側若しくは一方の分割体２０Ａを示し、図１０〜１４は前記リード端側の分割体２０Ａとは反対側に位置する反リード端側若しくは他方の分割体２０Ｂを示す。以下では、夫々の分割体２０Ａ，２０Ｂについて、詳細に説明する。

前記リード端側の分割体２０Ａは、図３，４に示すように、コ字状断面のコイル巻胴部２１Ａの一方の側面に巻線方向に沿って２つの段状突起部２４Ａ、２４Ｂを設け、コイル巻胴部２１Ａの他方の側面に巻線方向に沿って１つの段状突起部２４Ｃを設けている。そして、段状突起部２４Ｃの半径方向位置（図３，４紙面上下方向位置）は、段状突起部２４Ａの半径方向位置と段状突起部２４Ｂの半径方向位置との間に位置する。また、ティース１２の積層方向端部に接触する巻胴部２１Ａの内面には、半径方向に延びてティース１２に沿う複数の溝が形成されている。

前記コ字状断面のコイル巻胴部２１Ａおよびティース根元側つば部２２Ａ及びティース先端側つば部２３Ａの反リード端側の分割体２０Ｂへ接続される端部２５は、薄肉部２５Ａに形成している。即ち、前記薄肉部２５Ａは、ティース１２に接する裏面側の表面を、先端側から所定範囲の長さに亘ってコイル巻線４０に接する表面側へ、段付き部２５Ｃを介して、後退させて、薄肉に形成している。言い換えれば、この薄肉部２５Ａはその根元側が、段付き部２５Ｃを介してリード端側の分割体２０Ａの本体部分に接続されている。

前記分割体２０Ａまたは分割体２０Ｂのいずれか一方の薄肉部２５Ａまたは２５Ｂの互いが接触する表面には、その根元側から先端側に向けて延びる、即ち、巻線方向に沿う複数本の溝(合せ面の溝)を設ける構成を備える。本実施例では、他方の分割体２０Ｂの薄肉部２５Ｂの表面に、合せ面の溝として、その根元側から先端側に向けて延びる複数本の溝５２を設けるため、一方の分割体２０Ａの前記薄肉部２５Ａの表面には、溝を備えない構成となっている。

また、前記薄肉部２５Ａに隣接してティース１２に接触する内周面には、前記段状突起部２４Ａ〜２４Ｃに対応する位置において、図５，６に示すように、内周面の溝として、ティース１２における電磁鋼板の積層方向に延びる溝５１Ａ〜Ｃを形成している。この溝５１Ａ〜Ｃは、薄肉部２５Ａには設けることなく、薄肉部２５Ａの根元から前記積層方向に配置されている。このため、図７，８に示すように、薄肉部２５Ａは肉厚がそのまま確保される。また、それに続く巻胴部２３Ａの肉厚も、溝５１Ａ〜Ｃが段状突起部２４Ａ〜２４Ｃに対応する位置に配置されているため、実質的な肉厚減少がなく、充分な肉厚が確保できる。

前記ティース根元側つば部２２Ａのバックヨーク１１から軸方向に突出する部分には、ステータコア１０の軸方向側面に当接して係合する係合片２６が半径方向外周側に突出して設けられている。

また、図９に示すように、前記係合片２６より軸方向外側に突出するティース根元側つば部２２Ａには、巻胴部２１Ａに巻回されるコイル巻線４０の巻始め側及び巻き終り側のリード端４１，４２を取出すための導入溝２７を形成している。図９は前記記係合片２６より軸方向外側に突出するティース根元側つば部２２Ａの前記導入溝２７を形成する一対のフランジ部２８Ａ，２８Ｂを、半径方向外周側から見たものである。

即ち、巻胴部２１Ａに巻回されるコイル巻線４０の巻始め側及び巻き終り側のリード端４１，４２は、前記導入溝２７を介して巻胴部２１Ａ表面領域からステータコア１０のバックヨーク１１の軸方向側面領域へ取出される。この導入溝２７は、ティース根元側つば部２２Ａのバックヨーク１１側方領域を、巻胴部２１Ａの表面までの深さで予め設定した幅において部分的に切り欠くことで形成している。前記導入溝２７の形状は、図示するように、コの字状とする場合の他、例えば、Ｕ字状若しくはＶ字状に形成してもよい。このため、前記導入溝２７を形成しているティース根元側つば部２２Ａのバックヨーク１１側方領域は、導入溝２７により切り欠かれて巻胴部２１Ａよりも半径方向に突出する一対のフランジ部２８Ａ，２８Ｂを備える形状に形成される。

前記一方のフランジ部２８Ａの半径方向外周側には、リード端４１となる巻始めの線材４０を案内する案内面２９と、巻始め側リード端４１を絡げ固定する絡げ突起３０と、同リード端４１をステータコア１０内周側へ折曲げた際に係合する係合溝３１とを備える。前記案内面２９は、ステータコア１０のバックヨーク１１側面領域から導入溝２７を通過させて巻胴部２１Ａ表面領域に円滑に線材４０を案内するために傾斜させて形成されている。また、前記絡げ突起３０は、巻胴部２１Ａへの巻線終了段階において、巻始め側リード端４１を絡げ固定するよう半径方向外周側に突出させて形成されている。また、前記係合溝３１は、前記突起３１へ絡げた巻始め側リード端４１をステータコア１０内周側へ折曲げた際にリード端４１に係合するよう、絡げ突起３１に隣接させて形成されている。

前記他方のフランジ部２８Ｂの半径方向外周側には、巻胴部２１Ａへの巻線終了段階における巻終り側リード端４２を絡げ固定する絡げ突起３３と、同リード端４２をステータコア１０内周側へ折曲げた際に係合する係合溝３４とを備える。また、前記絡げ突起３３は、巻胴部２１Ａへの巻線終了段階において、巻終り側リード端４２を絡げ固定するよう半径方向外周側に突出させて形成されている。前記絡げ突起３３の根元部には、切り欠き３５が設けられ、巻き終り側リード端４２の絡げ時に、切り欠き３５にリード端４２を係合させて、巻き終り側リード端４２の緩み防止を図っている。また、前記係合溝３４は、前記絡げ突起３３へ絡げた巻終り側リード端４２をステータコア１０内周側へ折曲げた際にリード端４２に係合するよう、絡げ突起３３に隣接させて形成されている。

前記一方のフランジ部２８Ａおよび他方のフランジ部２８Ｂの軸方向高さは、いずれか一方が他方より高く形成している。これにより、線材４０を両フランジ部２８Ａ，２８Ｂに対して傾斜させて、巻始めの線材４０を導入溝２７へ挿入する時に、軸方向高さの高いフランジ部２８Ａの側縁(導入溝２７の縁)に突き当て係合させる。これにより、線材４０の導入溝２７への導入を容易にしている。

この場合に、前記線材４０の軸方向高さの高いフランジ部２８Ａの側縁(導入溝２７の縁)に突き当て係合を容易にするために、軸方向高さの高いフランジ部２８Ａの側縁(導入溝２７の縁)は、その先端角部が角張っていることが、望ましい。また、逆に軸方向高さの低いフランジ部２８Ｂの側縁(導入溝２７の縁)の先端角部は、傾斜して挿入される線材４０に引っ掛からないように、円弧状の隅Ｒを持たせることが望ましい。

また、一方のフランジ部２８Ａに形成される係合溝３１のフランジ部２８Ａ先端よりの深さは、他方のフランジ部２８Ｂに形成される係合溝３４のフランジ部２８Ｂ先端よりの深さより、深く形成している。即ち、両フランジ部２８Ａ，２８Ｂの係合溝３１，３４の底部の軸方向位置を同じとすることにより、両係合溝３１，３４に係合するリード端４１，４２のステータコア１０に対する相対位置を同一としている。これにより、後述する集配電用バスリング５０の接続端子５１，５３への結線が容易となる。

前記反リード端側の分割体２０Ｂは、図１０〜１４に示すように、コ字状断面のコイル巻胴部２１Ｂの他方の側面に巻線方向に沿って２つの段状突起部２４Ａ、２４Ｂを設け、コイル巻胴部２１Ｂの一方の側面に巻線方向に沿って１つの段状突起部２４Ｃを設けている。そして、段状突起部２４Ｃの半径方向位置（図１０，１１紙面上下方向位置）は段状突起部２４Ａの半径方向位置と段状突起部２４Ｂの半径方向位置との間に位置する。また、ティース１２の積層方向端部に接触する巻胴部２１Ｂの内面には、半径方向に延びてティース１２に沿う複数の溝が形成されている。

前記コ字状断面のコイル巻胴部２１Ｂおよびティース根元側つば部２２Ｂ及びティース先端側つば部２３Ｂのリード端側の分割体２０Ａへ接続される端部２５は、リード端側の分割体２０Ａへ接続する薄肉部２５Ｂに形成している。即ち、前記薄肉部２５Ｂは、コイル巻線４０に接する表面側の表面を、先端側から所定範囲の長さに亘ってティース１２に接する裏面側へ段付き部２５Ｄを介して、後退させて、薄肉に形成している。言い換えれば、この薄肉部２５Ｂはその根元側が、段付き部２５Ｄを介してリード端側分割体２０Ａの本体部分に接続されている。

前記したように、リード端側分割体２０Ａまたは反リード端側分割体２０Ｂのいずれか一方の薄肉部２５Ａまたは２５Ｂの互いが接触する表面に、合せ面の溝として、その根元側から先端側に向けて延びる複数本の溝を設ける構成を備える。本実施例では、リード端側分割体２０Ａの前記薄肉部２５Ａの表面には、複数本の溝を備えない構成となっている。

このため、図１２〜１４に示すように、反リード端側分割体２０Ｂの薄肉部２５Ｂの表面に、合せ面の溝として、その根元側から先端側に向けて延びる複数本の溝５２を設けている。この溝５２は、図１３に実線で示すように、長手方向に短い複数の突起を残してその他の部位の深さを大きくすることにより大きい面積部となるように設けるようにしてもよい。また、破線に示すように、長手方向に延した長い複数の突起を残してその他の部位の深さを大きくすることにより細長い面積部となるように設けるようにしてもよい。

また、前記薄肉部２５Ｂに隣接してティース１２に接触する内周面には、前記段状突起部２４Ａ〜２４Ｃに対応する位置において、図１４に示すように、内周面の溝として、ティース１２における電磁鋼板の積層方向に延びる溝５１Ａ〜Ｃを形成している。この溝５１Ａ〜Ｃは、薄肉部２５Ｂには設けることなく、薄肉部２５Ｂの根元から前記積層方向に配置されている。このため、図１４に示すように、薄肉部２５Ｂは肉厚がそのまま確保される。また、それに続く巻胴部２３Ｂの肉厚も、溝５１Ａ〜Ｃが段状突起部２４Ａ〜２４Ｃに対応する位置に配置されているため、実質的な肉厚減少がなく、充分な肉厚が確保できる。

以上の構成のステータコア１０のティース１２に対し、積層方向両側からリード端側分割体２０Ａ及び反リード端側分割体２０Ｂの巻胴部２１Ａ，２１Ｂを嵌合させる。次いで、端部２５の薄肉部２５Ａ，２５Ｂ同士を係合させることによりインシュレータ２０に形成され、図１に示すステータ組立体２を構成する。リード端側分割体２０Ａの薄肉部２５Ａは、反リード端側分割体２０Ｂの薄肉部２５Ｂの外側に嵌合する。

結果として、リード端側分割体２０Ａ及び反リード端側分割体２０Ｂの巻胴部２１Ａ，２１Ｂはティース１２を取巻いて配置される。また、リード端側分割体２０Ａ及び反リード端側分割体２０Ｂのティース根元側つば部２２Ａ，２２Ｂは、ステータコア１０のバックヨーク１１に接触して巻胴部２１Ａ，２１Ｂ領域をバックヨーク１１領域と区画している。また、リード端側分割体２０Ａ及び反リード端側分割体２０Ｂのティース先端側つば部２３Ａ，２３Ｂは、ティース先端部１２２を取囲んで巻胴部２１Ａ，２１Ｂ領域をティース先端部１２２領域から区画している。

また、薄肉部２５Ａが、薄肉部２５Ｂの外側に嵌合することにより、図１５に示すように、互いに接触する薄肉部２５Ａ，２５Ｂの両側に、薄肉部２５Ａ，２５Ｂの先端部と各段付き部２５Ｃ，２５Ｄとで形成される隙間５３Ａ，５３Ｂが形成される。

そして、薄肉部２５Ａの先端部と段付き部２５Ｄとで形成される隙間５３Ａは、巻胴部２１の表面側(コイル巻線４０と接触する側)に開口している。また、薄肉部２５Ｂの先端部と段付き部２５Ｃとで形成される隙間５３Ｂは、巻胴部２１の裏面側(ステータコア１０と接触する側)に開口している。前記隙間５３Ａ，５３Ｂの幅寸法は、例えば、２〜１０ｍｍの範囲となるよう、ステータコア１０の積層寸法に対する、リード端側分割体２０Ａ及び反リード端側分割体２０Ｂの長さ寸法及び両薄肉部２５Ａ，２５Ｂの長さ寸法を設定する。

また、薄肉部２５Ａが、薄肉部２５Ｂの外側に嵌合することにより、図１６に示すように、薄肉部２５Ｂの表面に設けられている複数の溝５２により、両薄肉部２５Ａ，２５Ｂ間に複数の連通路５２Ａが形成される。この複数の連通路５２Ａは、一端が隙間５３Ａに連通し、他端が隙間５３Ｂに連通する。従って、この複数の連通路５２Ａは、両端の隙間５３Ａ，５３Ｂを介して、巻胴部２１の内外周間を連通させる。

従って、この溝５２(連通路５２Ａ)を通して、コイル巻線４０が巻回されるインシュレータ２０の外周側からインシュレータ２０とティース１２との間の隙間へ熱伝導性部材を充填することができる。また、重なり合っている端部２５同士の厚さ寸法に、端部２５同士の重なり合っている長さ寸法を加算した寸法が、ティース１２とコイル巻線４０との間の絶縁距離となる。したがって、鉄心であるティース１２とコイル巻線４０との間の絶縁性能を充分に確保することができる。

また、隣接する巻胴部２１構成部材の端部２５同士は、巻胴部２１本体より薄肉に形成されて重ね合わされているため、巻胴部２１本体よりも厚肉とならず、巻回されるコイル巻線４０の外周側への膨らみを抑制できる。このため、コイル巻線４０の巻層数を充分に確保することができる。他方、ステータコア１０のバックヨーク１１同士を連結してリング状のステータを構成する場合において、隣接するステータ巻線構造１のコイル巻線４０同士の干渉も抑制できる。

さらに、巻胴部２１を構成する部材が前記ティース１２に沿うコ字状断面をなす一対の分割体２０Ａ，２０Ｂにより構成している。即ち、一方の分割体２０Ａの巻胴部２１を構成する部材の一対の端部２５はコイル巻線４０内面に接触するよう配置し、他方の分割体２０Ｂの巻胴部２１を構成する部材の一対の端部２５はティース１２表面に接触するよう配置し、互いの端部２５同士を嵌合させている。このため、インシュレータ２０のステータコア１０のティース１２への装着に際して、ティース１２に容易に装着でき、また、装着状態を維持することが容易であり、コイル巻線４０の巻回時においてのハンドリングが容易とできる。

また、巻胴部２１の内周とティース１２のと隙間に熱伝導性部材としてのワニスを充填するにあたって、巻胴部２１の内周面に巻線方向の溝５１Ａ〜５１Ｃが形成されているため、両者間の隙間の全領域に迅速に充填させることができる。しかも、前記溝５１Ａ〜５１Ｃは、外周側面に巻線方向に沿って段状突起部２４Ａ〜２４Ｃが形成された部位の背面となる巻胴部２１の内周面に巻線方向に形成されているため、巻胴部２１の実質的な肉厚減少がなく、充分な肉厚が確保でき、その剛性も確保できる。

次いで、上記したステータ組立体２の巻胴部２１に対して、コイル巻線４０を順次巻線することにより、図１７，１８に示すステータ巻線構造１を得ることができる。このコイル巻線４０の巻始めリード端４１を導入溝２７へ挿入する際には、軸方向高さの高いフランジ部２８Ａの側縁(導入溝２７の縁)に突き当て係合させることにより、リード端４１の導入溝２７への導入を容易にしている。

この巻始め側リード端４１は、図９に示すように、インシュレータ２０のティース根元側つば部２２の一対のフランジ部２８Ａ，２８Ｂ間の導入溝２７領域を通り、一方のフランジ部２８Ａに設けた案内面２９に沿った状態で斜め方向に延びている。このため、巻始め側リード端４１を折り曲げて、一方のフランジ部２８Ａに設けた絡げ突起３０に沿わせることで、破線図示のように、絡げ突起３０に絡げる。これにより、巻始め側リード端４１も軸方向に直立した状態で延ばせることができる。この状態のリード端４１は、絡げ突起３０に隣接して設けた係合溝３１に臨んで位置する。

そして、リード端４１の絡げ突起３０から直立している領域を、隣接している係合溝３１内に折り曲げることで、リード端４１の先端が半径方向内方へ傾斜させる。巻始め側リード端４１は、多層に巻装したコイル巻線４０により抑えられているため、巻終り側リード端４２よりも緩み難いが、絡げ突起３０への絡げにより緩み止めし、次いで、係合溝３１に係合させることで、２重に緩み止めしている。これにより、巻始め側リード端４１の周方向の位置決めと、コイル巻線４０の緩み防止と、集配電用バスリング取付け時における集配電用バスリングとの干渉防止との、各機能を発揮させることができる。

また、巻終り側リード端４２は、インシュレータ２０のティース根元側つば部２２の一対のフランジ部２８Ａ，２８Ｂ間の導入溝２７領域を通り、他方のフランジ部２８Ｂに設けた絡げ突起３３に下側から係合する。そして、絡げ突起３３表面を回り込んで軸方向に直立される。そして、リード端４２の絡げ突起３３から直立している領域を、隣接している係合溝３４内に折り曲げることで、リード端４２の先端が半径方向内方へ傾斜される。

巻終り側リード端４２は、巻装したコイル巻線４０の終端であり、コイル巻線４０のスプリングバック作用により緩み易い。このことから、絡げ突起３３の切り欠き３５により、先ずコイル巻線４０の巻き方向の緩みを防止し、次いで、絡げ突起３３に絡げることにより更に緩み止めし、加えて係合溝３４に係合させることで緩み止めする、３重構造となっている。これにより、巻終り側リード端４２の周方向の位置決めと、コイル巻線４０の緩み防止と、集配電用バスリング取付け時における集配電用バスリングとの干渉防止との、各機能を発揮させることができる。

以上の構成になるステータ巻線構造１に対して、熱伝導部材としてのワニスを、インシュレータ２０とコイル巻線４０との間、及び、インシュレータ２０とステータコア１０のティース１２との間に、浸透させる手順について、以下に説明する。

インシュレータ２０の巻胴部２１にコイル巻線４０を巻回すると、コイル巻線４０同士が完全に密着しないため、コイル巻線４０同士の間には隙間が発生する。また、コイル巻線４０と巻胴部２１との間が完全に密着しないため、巻胴部２１と最内層のコイル巻線４０との間には隙間が発生する。

このため、図１９に示すように、ステータ巻線構造１のコイル巻線４０の表面にワニスを滴下する(図中Ｃ参照)と、コイル巻線４０に付着したワニスはコイル巻線４０同士の隙間を伝ってコイル巻線４０同士の隙間に浸透する。

コイル巻線４０同士の隙間に浸透されたワニスは、コイル巻線４０同士の隙間を伝ってインシュレータ２０の外側に形成される隙間５３Ａに流れ込む(図中Ｄ参照)。隙間５３Ａに流れ込んだワニスは、隙間５３Ａを伝って流れ、隙間５３Ａ内に溜まる。

そして、隙間５３Ａがワニスにより満たされると、図２０に示すように、隙間５３Ａより溢れ出て、実線矢印で示すように、巻胴部２１と最内層のコイル巻線４０との間の隙間に浸透し(図中Ｅ参照)、この隙間全体をワニスにより満たす。

また、前記隙間５３Ａに満たされたワニスは、破線矢印に示すように、両薄肉部２５Ａ，２５Ｂ間に形成された複数の連通路５２Ａを伝って、インシュレータ２０の内側に形成される隙間５３Ｂに流れ込む(図中Ｆ参照)。

前記隙間５３Ｂがワニスにより満たされると、隙間５３Ｂより溢れ出て、図２１に示すように、インシュレータ２０とステータコア１０のティース１２との間の隙間に浸透する(図中Ｇ参照)。そして、インシュレータ２０とステータコア１０のティース１２との間の隙間に浸透したワニスは、インシュレータ２０の内面に形成されている溝５１Ａ〜Ｃを通してステータコア１０の積層方向に浸透される。そして、インシュレータ２０とステータコア１０のティース１２との間の隙間全体に含浸され、両者間をワニスで満たすことができる。

即ち、薄肉部２５Ａは、その先端および巻胴部２１本体部分との段付き部２５Ｃ(２５Ｄ)が、当該端部２５と重ねられた隣の巻胴部２１の薄肉部２５Ｂの先端および巻胴部２１本体部分との段付き部２５Ｄ(２５Ｃ)に対して、隙間５３Ａ，５３Ｂを持って対峙している。このため、熱伝導性部材としてのワニスを充填する際に、この隙間５３Ａ，５３Ｂ部分にワニスが溜まり易くできる。従って、インシュレータ２０の外周側から内周側へのワニスの供給が合せ面の溝５２を通しての迅速に行える。同時に、コイル巻線４０とインシュレータ２０との隙間、及び、インシュレータ２０とティース１２との隙間への、ワニスの充填を促進させることができる。

上記した実施例においては、各分割体２０Ａ，２０Ｂの巻胴部２１を構成する部材同士の互いに重ね合わせられる各端部２５の形状として、互いに薄肉部２５Ａ，２５Ｂに形成されたものについて説明したが、図２２に示すように、薄肉化しないものであってもよい。即ち、図２２に示す実施例では、分割体２０Ａ，２０Ｂの巻胴部２１を構成する部材は、その端部２５において薄肉化されることなく、隣接する分割体２０Ｂ，２０Ａの巻胴部２１を構成する部材の薄肉化されていない端部２５に重ね合せて構成している。重ね合せた端部２５の合せ面のいずれか一方には巻線方向に沿う方向の溝５２を形成している。

この構成のインシュレータ２０においても、巻胴部２１構成部材の端部２５同士の重なり合っている合わせ面のいずれか一方に設けた巻線方向に沿う方向の溝５２を通して、巻回されたコイル巻線４０側からインシュレータ２０とティース１２との間の隙間へ熱伝導性部材を充填することができる。このため、隣接する巻胴部２１構成部材の重なり合っている端部２５同士の厚さ寸法に、端部２５同士の重なり合っている長さ寸法を加算した寸法が、ティース１２とコイル巻線４０との間の絶縁距離となる。したがって、鉄心であるティース１２とコイル巻線４０との間の絶縁性能を充分に確保することができる。

本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。

(ア)ステータコア１０のティース１２の周囲を覆うインシュレータ２０と、前記インシュレータ２０の外周に巻回される巻線４０と、を備えた回転電機において、前記インシュレータ２０は第１インシュレータ２０Ａと第２インシュレータ２０Ｂとを有し、前記第１インシュレータ２０Ａと前記第２インシュレータ２０Ｂとを重ね合わせる端部２５同士の合わせ面のいずれか一方に巻線方向に沿う方向の溝５２を設けた構成を備える。このため、この溝５２を通して、巻回されたコイル巻線４０側からインシュレータ２０とティース１２との間の隙間へ熱伝導性部材を充填することができる。このため、重なり合っている端部２５同士の厚さ寸法に、端部２５同士の重なり合っている長さ寸法を加算した寸法が、ティース１２とコイル巻線４０との間の絶縁距離となる。したがって、鉄心であるティース１２とコイル巻線４０との間の絶縁性能を充分に確保することができる。

(イ)また、第１，２インシュレータの重ね合わせる端部２５同士は、本体部分より薄肉に形成されて薄肉部２５Ａ，２５Ｂを構成し、互いに重ね合わされているため、重ね合っていても本体部分よりも厚肉とならず、巻回されるコイル巻線４０の外周側への膨らみを抑制できる。このため、コイル巻線４０の巻層数を充分に確保することができる。他方、ステータコア１０のバックヨーク１１同士を連結してリング状のステータを構成する場合において、隣接するステータ巻線構造１のコイル巻線４０同士の干渉も抑制できる。

(ウ)さらに、インシュレータ２０が前記ティース１２に沿うコ字状断面をなす一対の分割体２０Ａ，２０Ｂにより構成する。即ち、一方の分割体２０Ａの一対の端部２５はコイル巻線４０内面に接触するよう配置し、他方の分割体２０Ｂの一対の端部２５はティース１２表面に接触するよう配置し、互いの端部２５同士を嵌合させている。この構成では、インシュレータ２０のステータコア１０のティース１２への装着に際して、ティース１２に容易に装着でき、また、装着状態を維持することが容易であり、コイル巻線４０の巻回時においてのハンドリングが容易とできる。

(エ)また、インシュレータ２０の内周とティース１２との隙間に熱伝導性部材としてのワニスを充填するにあたって、インシュレータ２０の内周面に巻線方向の溝５１Ａ〜５１Ｃが形成されているため、両者間の隙間の全領域に迅速に充填させることができる。しかも、前記溝５１Ａ〜５１Ｃは、外周側面に巻線方向に沿って段状突起部２４Ａ〜２４Ｃが形成された部位の背面となるインシュレータ２０の内周面に巻線方向に形成されているため、インシュレータ２０の実質的な肉厚減少がなく、充分な肉厚が確保でき、その剛性も確保できる。

(オ)また、インシュレータ２０の本体部分より薄肉に形成されている端部２５(薄肉部２５Ａ，２５Ｂ)は、その先端および本体部分との段付き部２５Ｃ(２５Ｄ)が、当該端部２５と重ね合わさっている隣のインシュレータ２０の薄肉に形成されている端部２５の先端および本体部分との段付き部２５Ｄ(２５Ｃ)に対して、隙間５３Ａ，５３Ｂを持って対峙している。この構成では、熱伝導性部材としてのワニスを充填する際に、この隙間５３Ａ，５３Ｂ部分にワニスが溜まり易くできる。このため、インシュレータ２０の外周側から内周側へのワニスの供給が合せ面の溝５２を通しての迅速に行える。同時に、コイル巻線４０とインシュレータ２０との隙間、及び、インシュレータ２０とティース１２との隙間への、ワニスの充填を促進させることができる。

１ ステータ巻線構造
２ ステータ組立体
１０ ステータコア
１１ バックヨーク
１２ ティース
２０ インシュレータ
２０Ａ，２０Ｂ 分割体
２１ 巻胴部
２２ ティース根元側つば部
２３ ティース先端側つば部
２４Ａ〜２４Ｃ 段状突起部
２５ 端部
２５Ａ，２５Ｂ 薄肉部
２５Ｃ，２５Ｄ 段付き部
２７ 導入溝
２８Ａ，２８Ｂ フランジ部
４０ 線材、コイル巻線
４１，４２ リード端
５１Ａ〜５１Ｃ 内周面の溝
５２ 合せ面の溝
５３Ａ，５３Ｂ 隙間

Claims (6)

1. ステータコアのティースの周囲を覆うインシュレータと、前記インシュレータの外周に巻回される巻線と、を備えた回転電機において、
   前記インシュレータは第１インシュレータと第２インシュレータとを有し、前記第１インシュレータと前記第２インシュレータとを重ね合わせる合わせ面のいずれか一方に巻線方向に沿う方向の溝を設けたことを特徴とする回転電機のインシュレータ。
2. 前記第１，２インシュレータの重ね合わせる端部同士は、本体部分より薄肉に形成されて重ね合わ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インシュレータ。
3. 前記インシュレータは、前記ティースに沿うコ字状断面をなす一対から構成され、
   一方のインシュレータの一対の端部は巻線内面に接触するよう配置され、
   他方のインシュレータの一対の端部はティース表面に接触するよう配置され、
   互いの端部同士を嵌合させて形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転電機のインシュレータ。
4. 前記インシュレータは、対向する外周側面において巻線方向に沿った段状突起部を備え、
   前記段状突起部が形成された部位の背面となる内周面に巻線方向に延びる溝を形成したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の回転電機のインシュレータ。
5. 前記インシュレータの本体部分より薄肉に形成されている端部は、その先端および本体部分との間の段付き部が、当該端部と重ね合わさっている隣のインシュレータの薄肉に形成されている端部の先端および本体部分との間の段付き部に対して、隙間を持って対峙していることを特徴とする請求項２に記載の回転電機のインシュレータ。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一つに記載したインシュレータをステータコアのティースに装着し、インシュレータの外周にコイル巻線を複数層に重ねて巻回したステータ巻線構造において、
   前記巻回されたコイル巻線側からインシュレータの重ね合わさった端部同士の合せ面に設けた溝を通して、インシュレータとティースとの間の隙間に熱伝導性部材を充填したことを特徴とするステータ巻線構造。

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