JP2013158095A - 回転電機のステータおよび回転電機のステータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コイルと鉄心とを絶縁する絶縁フィルムに、皺の発生しない回転電機のステータおよび回転電機のステータの製造方法を提供する。
【解決手段】回転電機のステータ１００は、磁性鋼板の鉄心片５１を積層して形成される分割積層鉄心５０を、円環状に配置することで構成される回転電機のステータ１００において、コイルを巻回するコイル巻装部に装着されて、コイルと分割積層鉄心５０とを絶縁する絶縁フィルム６０を備え、絶縁フィルム６０は、分割積層鉄心５０の軸方向両端面部において、当該絶縁フィルム６０の接着代６１が互いに接合された接合部６２を有し、接合部６２を絶縁樹脂により封止する封止部４３を備えるものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、回転電機のステータおよび回転電機のステータの製造方法に関するものである。

従来、回転電機のステータでは、鉄心に樹脂インシュレータを装着し、その上に巻線を施すことで、鉄心とコイル間の絶縁を形成している機種では、回転電機の性能向上を目的に樹脂インシュレータの肉厚を薄くすることで、コイルを配置するスロット断面積を拡大し、コイルの占積率を向上させてきた。

近年、電気機器の小型化、高出力化、省エネ化を目的にモータの高効率化競争が激化しており、高効率化の方策の一つとして、樹脂インシュレータの更なる薄肉化によるコイルの占積率向上が求められている。
しかし、熱可塑性樹脂の射出成形部品をインシュレータとして配置する構造では、射出成形部品の肉厚寸法（約０．３ｍｍが限界肉厚）に制限され、薄肉化には限界があった。
そこで、樹脂インシュレータの巻線部の一部を絶縁フィルムに置き換える構造が提案されている。絶縁層を絶縁フィルムの肉厚（例えば０．１〜０．３ｍｍ）にまで薄肉化でき、モータの高効率化に寄与する技術である。
特許文献１では、鉄心軸方向端面に組み付けられた樹脂インシュレータと鉄心のティース両側面に配置された絶縁フィルムで絶縁され、両側面の絶縁フィルムを樹脂インシュレータが有する「突起形状部分」に組み付けて、ティースに固定する構造が提案されている。
この構造によりコイルを巻線する部位の絶縁層を薄肉化し、巻線スペースを増やしてコイルの占積率を向上する。

国際公開番号ＷＯ２０１１／０１３２７３ （第４頁、第５頁、 段落［０００８］〜［００１２］、図４）

ところで、積層鉄心は、鋼板の積層体であり、鋼板間には積層隙間が存在する。
特許文献１の構成では、コイル巻線工程において電線を引っ張る際の張力で鉄心の積層隙間が圧縮され、鉄心が積層方向に縮められて絶縁フィルムの余剰部分が皺になる。
この皺に電線が乗り上げることでコイルの巻き乱れが生じ、電線の被覆同士が擦れ、電線の被覆に傷が付くという問題があった。
また、絶縁フィルムの皺によりコイルと鉄心間の絶縁部に隙間が生じることで絶縁信頼性が低下する問題があった。
更に、鉄心と樹脂インシュレータの組み付け部に、鉄心と樹脂インシュレータの寸法差による段差が生じる。
コイル巻線工程において、電線を引っ張りながら鉄心に巻き付ける際、この段差により電線の被覆に傷が付き、絶縁信頼性が低下するという問題があった。

この発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、鉄心にコイルを巻線する際の電線の張力による鉄心の圧縮による絶縁フィルムの皺の発生を防ぎ、絶縁性能が高く、且つ、高効率な回転電機のステータと回転電機のステータの製造方法の提供を目的とする。

この発明に係る回転電機のステータは、
バックヨーク部とティース部とからなる磁性鋼板の鉄心片を積層して形成される分割積層鉄心を、円環状に配置することで構成され、
分割積層鉄心は、コイルが巻回されるコイル巻装部を有する回転電機のステータにおいて、
コイル巻装部に装着されて、コイルと分割積層鉄心とを絶縁する絶縁フィルムを備え、
絶縁フィルムは、分割積層鉄心の軸方向両端面部において、当該絶縁フィルムの圧着代が互いに接合された接合部を有し、
接合部を絶縁樹脂により封止する封止部を有するものである。

この発明に係る回転電機のステータの製造方法は、
バックヨーク部とティース部とからなる磁性鋼板の鉄心片を積層して形成される分割積層鉄心を、円環状に配置することで構成され、
コイルが巻回されるコイル巻装部を有する回転電機のステータの製造方法であって、
コイルと分割積層鉄心とを絶縁する絶縁フィルムを、コイル巻装部に装着する絶縁フィルム装着工程と、
分割積層鉄心を分割積層鉄心の軸方向に押圧する押圧工程と、
押圧工程を実施しながら、絶縁フィルムの圧着代を互いに圧着して接合部を形成する絶縁フィルム圧着工程と、
接合部を絶縁樹脂で封止するインシュレータ成形工程とを備えたものである。

この発明に係る回転電機のステータは、
コイル巻装部に装着されて、コイルと分割積層鉄心とを絶縁する絶縁フィルムを備え、
絶縁フィルムは、分割積層鉄心の軸方向両端面部において、当該絶縁フィルムの圧着代が互いに接合された接合部を有し、
接合部を絶縁樹脂により封止する封止部を有するものなので、
硬化した成形樹脂によって分割積層鉄心の圧縮状態が保持され、その後のコイル巻線工程において、電線を引っ張る張力により分割積層鉄心が圧縮される巻き締まり現象を防ぎ、余剰な絶縁フィルムによる皺の発生、皺に電線が乗り上げて発生するコイルの巻き乱れ、巻き乱れによりコイル同士が擦れて発生するコイル被覆への傷を防ぎ、絶縁信頼性の低下を防止できるものである。

この発明に係る回転電機のステータの製造方法は、
コイルと分割積層鉄心とを絶縁する絶縁フィルムを、コイル巻装部に装着する絶縁フィルム装着工程と、
分割積層鉄心を分割積層鉄心の軸方向に押圧する押圧工程と、
押圧工程を実施しながら、絶縁フィルムの圧着代を互いに圧着して接合部を形成する絶縁フィルム圧着工程と、
接合部を絶縁樹脂で封止するインシュレータ成形工程とを備えたものなので、
密着した絶縁フィルムによって分割積層鉄心の圧縮状態が保持され、コイル巻線工程で電線を引っ張る張力により分割積層鉄心が圧縮される巻き締まり現象を防ぎ、余剰な絶縁フィルムによる皺の発生、皺に電線が乗り上げて発生するコイルの巻き乱れ、巻き乱れによりコイル同士が擦れて発生するコイル被覆への傷を防ぎ、絶縁信頼性の低下を防止できるものである。

この発明の実施の形態１に係るステータの斜視図である。 この発明の実施の形態１に係るコアの斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る分割積層鉄心の斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る分割積層鉄心の断面図である。 この発明の実施の形態１に係る鉄心片の平面図である。 この発明の実施の形態１に係るコアの側面図である。 この発明の実施の形態１に係る分割積層鉄心の斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る絶縁フィルムの分解構成図である。 この発明の実施の形態１に係る分割積層鉄心と製造装置とを示す側面図である。 この発明の実施の形態１に係る分割積層鉄心と製造装置とを示す概念図である。 この発明の実施の形態１に係る分割積層鉄心と製造装置とを示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る分割積層鉄心と製造装置とを示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る分割積層鉄心と製造装置とを示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る分割積層鉄心と製造装置とを示す断面図である。 この発明の実施の形態１に係る分割積層鉄心と製造装置とを示す平面図である。 この発明の実施の形態１に係る分割積層鉄心と製造装置とを示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る分割積層鉄心と製造装置とを示す断面図である。 この発明の実施の形態１に係る分割積層鉄心と製造装置とを示す断面図である。 この発明の実施の形態１に係るコアの一部断面側面図である。 この発明の実施の形態１に係る分割積層鉄心と製造装置とを示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る鉄心片の平面図である。 この発明の実施の形態１に係る鉄心片の平面図である。 この発明の実施の形態１に係る分割積層鉄心のティース先端突出部付近の斜視図である。 この発明の実施の形態２に係る分割積層鉄心と製造装置とを示す斜視図である。 この発明の実施の形態２に係るコアの一部断面側面図である。 この発明の実施の形態３に係る分割積層鉄心の斜視図である。 この発明の実施の形態３に係るコアの一部断面側面図である。 この発明の実施の形態４に係る絶縁フィルムの接合部の例を示す図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図を用いて説明する。
図１は、回転電機のステータ１００の半周分６ティースを示す斜視図である。
図に示すように、ステータ１００は、複数のコア２が円環状に配置され、互いに連結されて構成される。

図２は、コア２の斜視図である。
図３は、分割積層鉄心５０の斜視図である。
図４は、分割積層鉄心５０の断面図である。
図５は、分割積層鉄心５０を構成する鉄心片５１の平面図である。
図４に示すように、鉄心片５１はカシメ部６を有しており、カシメ部６を積層間で互いに圧入することで、各鉄心片５１を連結して分割積層鉄心５０を構成している。
図５に示すように、磁性鋼板から切り出される鉄心片５１は、円弧状のバックヨーク５２と、バックヨーク５２の中央部からステータ１００の中心方向に突出するティース５４、ティース５４の先端から周方向に突出するティース先端突出部５３と、バックヨーク５２のティース５４への取付基端部に設けた溝５５ａ及び、ティース先端突出部５３の付け根に設けた溝５５ｂとから構成される。

コア２は、分割積層鉄心５０のコイルが巻回されるコイル巻装部９に絶縁フィルム６０を圧着し（以降、フィルム接着部と称す）、射出成形による樹脂インシュレータ４０を成形したものである。
図６（ａ）は、コア２の側面図である。
図６（ｂ）は、コア２を図６（ａ）のＡ−Ａ線で切断し、矢印方向から見た図である。
図に示すように、樹脂インシュレータ４０は、分割積層鉄心５０のバックヨーク５２の上下面から積層方向に張り出したヨーク鍔部４１と、分割積層鉄心５０のティース先端突出部５３の内周面と外周面以外を取り囲んで封止するティース先端鍔部４２と、分割積層鉄心５０のティース５４の積層方向の両端面を封止する封止部４３と、積層方向に設けた溝５５ａ及び、積層方向に設けた溝５５ｂ内に成形されたリブ４４ｂ、４４ａとが一体形成されたものである。
樹脂インシュレータ４０は、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＬＣＰ（液晶ポリエステル）、ＰＯＭ（ポリアセタール）等の熱可塑性樹脂で構成される。

分割積層鉄心５０のバックヨーク５２の内周面と、ティース先端突出部５３の外周面
とティース５４側面であって、樹脂インシュレータ４０で覆われていない部分（絶縁フィルム装着部と称す）には、絶縁フィルム６０が圧着されている。

図７は、分割積層鉄心５０に絶縁フィルム６０を装着した図である。
絶縁フィルム６０は、熱可塑性樹脂（例えばポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルファイド等）からなる０．０３〜０．３０ｍｍ程度のフィルム状の絶縁体である。
図８は、装着済みの絶縁フィルム６０の分解構成図である。
本来は、予め所定の形状にカットされた絶縁フィルムを使用して各製造工程を経て図７のような形状（特に圧着代６１の形状）となるのであるが、説明の都合上図８のように示す。

図８に示すように、２枚の絶縁フィルム６０を、分割積層鉄心５０のティース５４の周囲を両側面から取り囲むよう装着して、ティース５４の積層方向の両端面中央部で、それぞれの絶縁フィルム６０の端部の圧着代６１の内面同士を圧着（接合）させて接合部６２を形成する。

図６（ａ）、（ｂ）に示すように、接合部６２は、樹脂インシュレータ４０の封止部４３の中央に封止されて固定されている。
絶縁フィルム６０の形状は、分割積層鉄心５０の形状によって異なり、本発明の各実施の形態に図示する形状に限定しない。
また、熱可塑性樹脂製から成る絶縁フィルム６０は、フィルム接合機構（後述）の熱により、曲げ、伸びといった塑性変形をして分割積層鉄心５０に密着する効果を有するので、絶縁フィルム６０の形状はこの塑性変形を考慮して設置すれば良く、圧着前の絶縁フィルム６０の寸法を、絶縁フィルム６０の装着部の寸法と完全に一致させる必要は無い。

コア２には、図示していないコイルが巻線されるが、分割積層鉄心５０とコイル間は樹脂インシュレータ４０および絶縁フィルム６０によって電気的に絶縁されている。

コア２の製造方法を図を用いて説明する。
最初に、コア２の製造工程の概要を説明する。
まず、押圧工程によって、分割積層鉄心５０を分割積層鉄心５０の積層方向にに押圧する。
次に、絶縁フィルム圧着工程によって、押圧されている分割積層鉄心５０の絶縁フィルム装着部に絶縁フィルム６０を圧着し、２枚の絶縁フィルム６０の圧着代６１を互いに圧着して接合部６２を形成する。
次に、インシュレータ成形工程において、絶縁フィルム６０を装着した分割積層鉄心５０を成形金型に入れて、ヨーク鍔部４１と、ティース先端鍔部４２と、封止部４３と、リブ４４ａ、ｂとが一体成形された樹脂インシュレータ４０を形成して、接合部６２を成形樹脂で封止して固定する。

次に、各製造工程を図を用いて順に説明する。
まず、分割積層鉄心５０の絶縁フィルム装着部に所定の形状に予め整形された絶縁フィルム６０を装着して図示しない成形金型内に設置する。
この工程を、特許請求の範囲の絶縁フィルム装着工程と称す。
そして押圧工程を実施する。
図９は、成形金型内に設置した分割積層鉄心５０とフィルム接合機構２１と、鉄心押圧機構２２との関係を示す断面図である。
図の簡素化の為に絶縁フィルム６０は図示していない。
図１０は、図９の状態における分割積層鉄心５０の概念図である。
図の簡素化の為に絶縁フィルム６０と鉄心押圧機構２２は図示していない。
図に示すように、まず、分割積層鉄心５０のバックヨーク５２を積層方向両端面から、鉄心押圧機構２２によって積層方向に押圧すると同時に、フィルム接合機構２１によって、分割積層鉄心５０のバックヨーク５２の内周縁とティース先端突出部５３とを、分割積層鉄心５０の積層方向（図９、図１０に矢印Ｙ、矢印Ｙ’として示す）に押圧する。
これにより分割積層鉄心５０全体が積層方向に圧縮される。

分割積層鉄心５０は、各鉄心片５１が有するカシメ部６を互いに圧入して積層して形成されているため、鉄心片５１間に積層隙間１０を有する。
そのため、この鉄心押圧機構２２による積層方向への押圧により、分割積層鉄心５０の積層隙間１０が圧縮されて、分割積層鉄心５０が積層方向に収縮する。
以上、絶縁フィルム装着工程後に押圧工程を実施する実施例を挙げたが、押圧工程後に絶縁フィルム装着工程を実施しても問題はない。

次に、絶縁フィルム圧着工程を実施する。
図１１は、分割積層鉄心５０のティース５４と、絶縁フィルム６０と側面圧着機構２０、フィルム接合機構２１と、成形金型２５ａ、２５ｂの一部分を示す斜視図である。
図を簡素化するために、図３のＢ−Ｂ線とＣ−Ｃ線間におけるティース５４およびその周辺の装置を切り出して示しており、バックヨーク５２およびティース先端突出部５３は省略している。

鉄心押圧機構２２とフィルム接合機構２１による分割積層鉄心５０の積層方向の押圧を保持したまま、側面圧着機構２０によって、２枚の絶縁フィルム６０が分割積層鉄心５０のティース５４の両側面に沿うように押圧する。

図１２は、分割積層鉄心５０のティース５４と、絶縁フィルム６０と側面圧着機構２０
、フィルム接合機構２１と、成形金型２５ａ、２５ｂの一部分を示す斜視図である。
次に、フィルム接合機構２１は、積層方向への押圧力を保持したまま、図１２に示すように分割積層鉄心５０のティース５４に向けて、図１２の矢印Ｚ、矢印Ｚ’として示すように前進する。
この時、フィルム接合機構２１の先端部は、他の金型部より高温、且つ絶縁フィルムの溶融温度付近に温度設定されている。
両絶縁フィルム６０は、分割積層鉄心５０の側面から軸方向両端面に、分割積層鉄心５０に沿うように折り曲げられ、更にフィルム接合機構２１の先端部によってそれぞれの絶縁フィルム６０の端部の圧着代６１の内面同士を圧着（接合）させて接合部６２を形成する。

分割積層鉄心５０と絶縁フィルム６０は隙間無く密着されているので、分割積層鉄心５０と絶縁フィルム６０間の隙間の発生を防止し、コイル占積率の向上効果が得られる。

次に、インシュレータ成形工程を実施する。
図１３は、分割積層鉄心５０のティース５４と、絶縁フィルム６０と側面圧着機構２０ 、フィルム接合機構２１と、成形金型２５ａ、２５ｂの一部分を示す斜視図である。
図１４は、絶縁フィルム６０を装着した分割積層鉄心５０を、成形金型２５ａ〜２５ｄに入れて、絶縁樹脂を注入する直前の状態を示す図である。
この時、凹型の成形金型２５ａ、２５ｂの内壁と、分割積層鉄心５０の両端面と、鉄心押圧機構２２の側面と、樹脂注入孔２６を有する成形金型２５ｃとで、樹脂インシュレータ４０を成形する密閉された金型キャビティ部２７が形成される。
図１５は、分割積層鉄心５０と絶縁フィルム６０と側面圧着機構２０、成形金型２５ｃ、２５ｄとの位置関係を示す平面図である。
図に示すように、分割積層鉄心５０の積層方向に連続する溝５５ａ、５５ｂは、側面圧着機構２０により側面の開口部が閉塞されて、分割積層鉄心５０の積層方向に貫通する穴であるリブ穴６６ａ、６６ｂを形成する。
この工程を、特許請求の範囲の溝開口部閉塞工程と称す。
このリブ穴６６ａ、６６ｂは金型キャビティ部２７を介して樹脂注入孔２６に連通している。

図１６は、分割積層鉄心５０のティース５４と、絶縁フィルム６０と側面圧着機構２０
、フィルム接合機構２１と、成形金型２５ａ、２５ｂの一部分を示す斜視図である。
図１７は、図１４のＤ−Ｄ線における分割積層鉄心５０と成形金型２５ａ、ｂの断面図であって、成形金型２５ｃの樹脂注入孔２６から注入した成形樹脂の射出圧力が加わる方向を矢印で示している。
図１８は、図１４のＦ−Ｆ線における分割積層鉄心５０と成形金型２５ａ、２５ｂと側面圧着機構２０の断面図であって、金型キャビティ部２７の中での断面Ｆ−Ｆ部分における成形樹脂の射出圧力が加わる方向を矢印で示している。

成形樹脂は、樹脂注入孔２６から注入され、金型キャビティ部２７内に充填される。
図に示すように、金型キャビティ部２７を通じてリブ穴６６ａ、６６ｂ内に成形樹脂を充填して、絶縁樹脂による補強柱であるリブ４４ａ、４４ｂが成形される。
金型キャビティ部２７内とリブ穴６６ａ、６６ｂ内を充填して硬化した成形樹脂は、樹脂インシュレータ４０を一体形成する。
この樹脂インシュレータ４０は上述したように、分割積層鉄心５０のバックヨーク５２の上下面から積層方向に張り出したヨーク鍔部４１と、分割積層鉄心５０のティース先端突出部５３の内周面と外周面以外を取り囲んで封止するティース先端鍔部４２と、分割積層鉄心５０のティース５４の積層方向の両端面を封止する封止部４３と、バックヨーク５２のティース５４への取付基端部に積層方向に設けた溝５５ａ及び、ティース先端突出部５３の付け根に積層方向に設けた溝５５ｂに成形されたリブ４４ａ、４４ｂとが成形樹脂で一体成形されたものとなる。

成形金型２５ｃに設けられた樹脂注入孔２６から成形樹脂を注入し、金型キャビティ部２７内を充填することで、約２０〜４０ＭＰａの射出圧力が分割積層鉄心５０の軸方向両端面に均一に付加される。
この射出圧力により分割積層鉄心５０の積層隙間１０が圧縮されることで、分割積層鉄心５０全体を積層方向に圧縮する効果を有する。
射出圧力が加えられた状態で成形樹脂が固化することにより、分割積層鉄心５０は、圧縮された状態で固定される。
また、樹脂インシュレータ４０は、分割積層鉄心５０が元の状態に復元しようとする力に耐え得る保持力を発揮し、コイルの巻線工程前後においてコア２の圧縮状態の変動を抑制することができる。

以下、成形金型２５ｃに設けられた樹脂注入孔２６ａ、２６ｂ、２６ｃの設置例について説明する。
図１９（ａ）、（ｂ）は、コア２の一部断面側面図である。
成形金型２５ｃ（成形金型２５ｃは図示せず）の樹脂注入孔２６ａ、２６ｂ、２６ｃの数と、樹脂注入孔２６ａ、２６ｂ、２６ｃのコア２に対する位置関係を示している。
成形金型２５ｃ（図１４参照）は、成形樹脂を注入するための樹脂注入孔２６ａ、２６ｂを２つ備えている。
図１９（ａ）のように、各樹脂注入孔２６ａ、２６ｂは樹脂インシュレータ４０により封止する絶縁フィルム６０の接合部６２の中心を挟んで等距離に設置されており、２点の樹脂注入孔２６ａ、２６ｂから接合部６２に対して均等に注入される成形樹脂により、接合部６２は樹脂インシュレータ４０の中央に封止され、接合部６２を安定的に成形樹脂の内部に封止できる配置となっている。

樹脂注入孔２６ａと２６ｂの２つを設置するスペースがない場合は、図１９（ｂ）の樹脂注入孔２６ｃのように１つのみ設置しても良い。
この場合、樹脂インシュレータ４０に１箇所設置された樹脂注入孔２６ｃと樹脂注入孔２６ｃの中心に対し、絶縁フィルム６０の接合部６２の中心が一致しないようにずらして配置することで（図でｄ１と示すオフセットを持たせる）、樹脂注入孔２６ｃから注入された成形樹脂の圧力が、接合部６２の一方の面にのみ加わる構造となり、接合部６２が倒れる方向を一定の方向に安定化させ、接合部６２が剥がれて樹脂インシュレータ４０の表面に露出しないよう内部に封止することができる。

図２０は、分割積層鉄心５０のティース５４と、絶縁フィルム６０と側面圧着機構２０ 、フィルム接合機構２１と、成形金型２５ａ、２５ｂの一部分を示す斜視図である。
樹脂インシュレータ４０を成形後、成形金型２５ａ〜２５ｄを後退させ、鉄心押圧機構２２による分割積層鉄心５０の圧縮、固定を開放し、成形されたコア２を成形金型２５ａ〜２５ｄから取り出す。
この際、鉄心押圧機構２２による分割積層鉄心５０の圧縮が開放され、分割積層鉄心５０には圧縮前の状態に戻ろうとする力が働くが、分割積層鉄心５０の軸方向両端面に成形された封止部４３とリブ４４ａ、４４ｂとが一体として形成する枠体の中に、圧縮された分割積層鉄心５０が収容される状態であるために、分割積層鉄心５０の圧縮状態を保持できる。

図２１はこの発明の実施の形態１に係る鉄心片の形状の一例を示す平面図である。
図２２はこの発明の実施の形態１に係る鉄心片の形状の他の一例を示す平面図である。 リブ４４ａ、４４ｂで保持力が不足である場合、またはリブ４４ａ、４４ｂが設置できない場合は、分割積層鉄心５０の磁路減少による機能的影響がない範囲で、図に示すようにバックヨーク５２またはティース先端突出部５３に穴５８ａ、５８ｂ、または溝５５ｃを設置する。
そして、この穴５８ａ、５８ｂ、または溝５５ｃ内に成形樹脂が充填されて、補強柱であるリブが成形され、金型キャビティ部２７内の成形樹脂と一体形成されて、リブ４４ａ、４４ｂと同様の補強効果が得られる。

次に、分割積層鉄心５０のティース先端突出部５３とバックヨーク５２付近における、絶縁フィルム６０の形状を補足説明する。
図２３は、分割積層鉄心５０のティース先端突出部５３付近の絶縁フィルム６０の形状を示す図である。
ティース先端突出部５３に密着した絶縁フィルム曲げ部６７は、樹脂注入孔２６から充填される成形樹脂の流れ力を受けるが、接合部６２と同様にフィルム接合機構２１により押圧されており、その絶縁フィルム６０の端部が分割積層鉄心５０から剥離し、樹脂インシュレータ４０の表面に露出することはない。
また、バックヨーク５２に設置された絶縁フィルム曲げ部は接合部を備えていないが、樹脂注入孔２６から充填される成形樹脂の流れは絶縁フィルム曲げ部をバックヨーク５２に密着させる方向に働くため、その絶縁フィルム６０の端部が剥離し、樹脂インシュレータ４０の表面に露出することはない。

なお、本実施の形態では、リブ４４ａ、４４ｂを成形する構成を示したが、リブ４４ａ、４４ｂを省略しても、密着した絶縁フィルムだけでも分割積層鉄心５０の圧縮状態をある程度保持できる。
また、分割積層鉄心のバックヨークの端部に連結部を設け、複数の分割積層鉄心をこの連結部で互いに連結した状態で、各分割積層鉄心に上述の加工を順送りに施して、コアを成形する方法でもよい。

本実施の形態の回転電機のステータ１００は、鉄心押圧機構２２により分割積層鉄心５０の積層間を圧縮し、フィルム接合機構２１により、絶縁フィルム６０を分割積層鉄心５０に密着して沿うように圧着したものなので、密着した絶縁フィルム６０によって分割積層鉄心５０の圧縮状態が保持され、コイル巻線工程で電線を引っ張る張力により分割積層鉄心５０が圧縮される巻き締まり現象を防ぎ、余剰な絶縁フィルム６０による皺の発生、皺に電線が乗り上げて発生するコイルの巻き乱れ、巻き乱れによりコイル同士が擦れて発生するコイル被覆への傷を防ぎ、絶縁信頼性の低下を防止できる。
これにより、絶縁性能が高く、且つ、高効率な回転電機のステータを提供することができる。

また、本実施の形態の回転電機のステータ１００は、分割積層鉄心５０のバックヨーク５２の両端面から積層方向に張り出したヨーク鍔部４１と、分割積層鉄心５０のティース先端突出部５３の内周面と外周面以外を取り囲んで封止するティース先端鍔部４２と、分割積層鉄心５０のティース５４の積層方向の両端面を封止する封止部４３と、バックヨーク５２のティース５４への取付基端部に積層方向に設けた溝５５ａ及び、ティース先端突出部５３の付け根に積層方向に設けた溝５５ｂに成形されたリブ４４ａ、４４ｂとが成形樹脂で一体成形された樹脂インシュレータ４０を備えたものなので、硬化した成形樹脂によって分割積層鉄心５０の圧縮状態が保持され、その後のコイル巻線工程において、電線を引っ張る張力により分割積層鉄心５０が圧縮される巻き締まり現象を防ぎ、余剰な絶縁フィルム６０による皺の発生、皺に電線が乗り上げて発生するコイルの巻き乱れ、巻き乱れによりコイル同士が擦れて発生するコイル被覆への傷を防ぎ、絶縁信頼性の低下を防止できる。
これにより、絶縁性能が高く、且つ、高効率な回転電機のステータを提供することができる。

また、樹脂インシュレータ４０は成形後の樹脂収縮により樹脂形状の中心方向に縮もうとする寸法変化が生じるが、樹脂インシュレータ４０と一体化したリブ４４ａ、４４ｂが、分割積層鉄心５０を抱え込むように配置されているため、分割積層鉄心５０が構造物の柱の役割を果たし、樹脂インシュレータ４０の樹脂収縮が抑えられる。
これにより分割積層鉄心５０と樹脂インシュレータ４０の寸法差が生じないので、封止部４３とティース５４の積層方向両端面の角との境界に段差の発生を防ぐことができる。 これにより、コイル巻線工程の電線を引っ張る張力で、段差とコイルの接触による被覆の傷を防止することができ、絶縁信頼性を向上させ、モータの品質向上効果が得られる。

また、絶縁フィルム６０の端部は、封止部４３内部に封止された構造であるため、絶縁フィルム６０の分割積層鉄心５０からの剥離を防ぐことができる。
また、絶縁フィルム６０を熱により融解させて、絶縁樹脂に接着させる方法ではないので、絶縁フィルム６０の融解温度が、絶縁樹脂の融解温度より低くなるように材質を選定する必要がない。
これにより絶縁フィルム６０と成形樹脂の材質を幅広く選定することができるため、熱可塑性樹脂だけでなく熱硬化性樹脂を採用することも可能になる。

本実施の形態の回転電機のステータの製造方法によれば、分割積層鉄心５０を押圧した状態で絶縁フィルム６０を装着して圧着するので、分割積層鉄心５０の圧縮状態が保持され、その後のコイル巻線工程において、電線を引っ張る張力により分割積層鉄心５０が圧縮される巻き締まり現象を防ぎ、余剰な絶縁フィルム６０による皺の発生、皺に電線が乗り上げて発生するコイルの巻き乱れ、巻き乱れによりコイル同士が擦れて発生するコイル被覆への傷を防ぎ、絶縁信頼性の低下を防止できる。

実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２を、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図２４は、分割積層鉄心５０のティース５４と、絶縁フィルム２６０と側面圧着機構２０、フィルム接合機構２１と、成形金型２５ａ、２５ｂの一部分を示す斜視図である。
実施の形態１では、絶縁フィルム６０を２枚用いて、分割積層鉄心５０の側面に絶縁フィルム６０を装着したが、本実施の形態では１枚の絶縁フィルム２６０を用いる。
図２５（ａ）、（ｂ）は、コアの一部断面側面図である。
成形金型２５ｃ（成形金型２５ｃは図示せず）の樹脂注入孔２６ａ、２６ｂ、２６ｃの数と、樹脂注入孔２６ａ、２６ｂ、２６ｃのコアに対する位置関係を示している。
図に示すように、絶縁フィルム２６０を分割積層鉄心５０に装着すると、分割積層鉄心５０の積層方向の一端面は、実施の形態１と同形状の２箇所の圧着代６１を有する。
また、他端面は、絶縁フィルム２６０が折り返された形状の圧着代２６１となる。
この圧着代２６１を接合する方法は実施の形態１と同様であり、圧着代２６１が互いに結合されて接合部２６２が形成される。

実施の形態１と同様に、図２５（ａ）のように樹脂注入孔２６ａ、２６ｂの２つを設置する場合は、絶縁フィルム６０の接合部６２を採用することで、封止状態を安定化することができる。
また、図２５（ｂ）のように樹脂注入孔２６ｃを１つ設置する場合は、（図でｄ２と示すオフセットを持たせる）実施の形態１と同様に封止状態を安定化し、絶縁信頼性を向上させ、モータの品質向上効果が得られる。
本実施の形態の回転電機のステータによると、１枚の絶縁フィルム２６０を用いるので、部品点を数削減することができる。

実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３を、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図２６は、この発明の実施の形態３に係る分割積層鉄心３５０の斜視図である。
図２７（ａ）、（ｂ）は、コア２の一部断面側面図である。
成形金型２５ｃ（成形金型２５ｃは図示せず）の樹脂注入孔２６ａ、２６ｂ、２６ｄの数と、樹脂注入孔２６ａ、２６ｂ、２６ｄのコアに対する位置関係を示している。
分割積層鉄心３５０は、分割積層鉄心３５０の軸方向両端面に、凹部５７を備える。
そして、実施の形態１と同様に絶縁フィルム３６０の圧着代が接合されて接合部３６２が形成され、接合部３６２は、樹脂注入孔２６ａ、２６ｂ、２６ｄから注入された絶縁樹脂の射出圧力により押し倒されながら、凹部５７に埋め込まれて封止される。
樹脂注入孔２６ａと２６ｂの２つを設置するスペースがない場合は、図２７（ｂ）の樹脂注入孔２６ｄのように１つのみ設置し、樹脂注入孔２６ｄと絶縁フィルム３６０の接合部３６２の中心が一致するように配置することで、絶縁樹脂の射出圧力により接合部３６２を凹部５７内に確実に埋め込むことができる。

成形樹脂が硬化した後、分割積層鉄心３５０の押圧を解除すると、圧縮された分割積層鉄心３５０が圧縮状態前に復元しようとする力により、接合部３６２に対して接合部３６２を剥離させる方向に引っ張り力が加わる。
しかし、本実施の形態の回転電機のステータによると、この力が働く方向に対し、接合部３６２が積層方向に折り曲げられ埋め込まれたことによって、剥離を防止する効果を有する。
これによりコイルと分割積層鉄心３５０との間の電気的絶縁不良を防止し絶縁信頼性を向上させ、モータの品質向上効果が得られる。

実施の形態４．
以下、この発明の実施の形態４を、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図２８（ａ）、（ｂ）は、絶縁フィルム４６０の接合部４６２の例を示す図である。
図２８（ａ）に示すように、絶縁フィルム４６０の接合部４６２は、分割積層鉄心５０の軸方向両端面に配置され向かい合わされた絶縁フィルム４６０が、フィルム接合機構の熱で延ばされて凹凸形状で接合された構造を有する。
本実施の形態の回転電機のステータによると、絶縁フィルム４６０を平面形状で接合するだけでなく、凹凸形状で接合された構造を有するので、格段に接合強度が向上する。
また、凸凹形状は、図２８（ｂ）に示す接合部４６２のような構成としても同様の効果を得ることができる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

２０ 側面圧着機構、２１ フィルム接合機構、２２ 鉄心押圧機構、
２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ 成形金型、
２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ 樹脂注入孔、２７ 金型キャビティ部、
４０ 樹脂インシュレータ、４１ ヨーク鍔部、４２ ティース先端鍔部、
４３，２４３ 封止部、５３，２５３ 封止部、４４ａ，４４ｂ リブ、
５０，３５０ 分割積層鉄心、５１ 鉄心片、５２ バックヨーク、
５３ ティース先端突出部、５４ ティース、５５ａ，５５ｂ，５５ｃ 溝、
５７ 凹部、６０，２６０，３６０，４６０ 絶縁フィルム、６１，２６１ 圧着代、
６２，３６２，４６２ 接合部、６３ 絶縁樹脂、６６ａ，６６ｂ リブ穴、
６７ 曲げ部。

Claims (11)

1. バックヨーク部とティース部とからなる磁性鋼板の鉄心片を積層して形成される分割積層鉄心を、円環状に配置することで構成され、
   前記分割積層鉄心は、コイルが巻回されるコイル巻装部を有する回転電機のステータにおいて、
   前記コイル巻装部に装着されて、前記コイルと前記分割積層鉄心とを絶縁する絶縁フィルムを備え、
   前記絶縁フィルムは、前記分割積層鉄心の軸方向両端面部において、当該絶縁フィルムの圧着代が互いに接合された接合部を有し、
   前記接合部を絶縁樹脂により封止する封止部を有する回転電機のステータ。
2. 前記分割積層鉄心は、前記分割積層鉄心の軸方向に貫通する溝または穴の少なくともいずれか一方に、前記絶縁樹脂が充填されて成形されたリブを備え、
   前記リブと前記封止部とが一体として形成されている請求項１に記載の回転電機のステータ。
3. 前記接合部は、凹凸形状である請求項１または請求項２に記載の回転電機のステータ。
4. 前記分割積層鉄心の軸方向両端の前記鉄心片は凹部を備え、
   前記絶縁フィルムは、前記凹部に沿って接着され、
   前記封止部は、前記接合部を前記凹部内に封止する請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の回転電機のステータ。
5. 前記絶縁フィルムは、前記分割積層鉄心の軸方向両端面部で、前記分割積層鉄心に沿って折り曲げられた曲げ部を有する請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の回転電機のステータ。
6. バックヨーク部とティース部とからなる磁性鋼板の鉄心片を積層して形成される分割積層鉄心を、円環状に配置することで構成され、
   コイルが巻回されるコイル巻装部を有する回転電機のステータの製造方法であって、
   前記コイルと前記分割積層鉄心とを絶縁する絶縁フィルムを、前記コイル巻装部に装着する絶縁フィルム装着工程と、
   前記分割積層鉄心を前記分割積層鉄心の軸方向に押圧する押圧工程と、
   前記押圧工程を実施しながら、前記絶縁フィルムの圧着代を互いに圧着して接合部を形成する絶縁フィルム圧着工程と、
   前記接合部を絶縁樹脂で封止するインシュレータ成形工程とを備えた回転電機のステータの製造方法。
7. 前記絶縁フィルム圧着工程は、前記絶縁フィルムを、前記分割積層鉄心の軸方向両端面部で前記分割積層鉄心に沿って折り曲げた後に、前記接合部を形成する請求項６に記載の回転電機のステータの製造方法。
8. 前記インシュレータ成形工程は、前記接合部を封止するための成形金型に設けた樹脂注入孔から前記絶縁樹脂を注入して、前記接合部を封止する請求項６又は請求項７に記載の回転電機のステータの製造方法。
9. 前記分割積層鉄心の軸方向に貫通する前記分割積層鉄心の溝の開口部を、前記絶縁フィルム装着用の可動機構により閉塞して、前記分割積層鉄心の軸方向に貫通し且つ前記樹脂注入孔に連通するリブ穴を形成する溝開口部閉塞工程を有し、
   前記インシュレータ成形工程において、前記リブ穴と前記接合部とを一体として前記絶縁樹脂で封止する請求項８に記載の回転電機のステータの製造方法。
10. 前記インシュレータ成形工程において、前記分割積層鉄心の軸方向に貫通し、且つ前記樹脂注入孔に連通する前記分割積層鉄心の縦穴と前記接合部とを一体として前記絶縁樹脂で封止する請求項８又は請求項９に記載の回転電機のステータの製造方法。
11. 前記樹脂注入孔の位置は、前記接合部の位置から前記分割積層鉄心の周方向に対してオフセットを持って形成され、前記樹脂注入孔から注入された前記絶縁樹脂は、前記接合部を押し倒しながら前記接合部を封止する請求項８乃至請求項１０のいずれか一項に記載の回転電機のステータの製造方法。

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