JP2014143885A - 回転電機の固定子 - Google Patents

Abstract

【課題】固定子巻線の小型化を実現しつつ、固定子コアのスロットに配置された絶縁シート部材の破れ発生を防止し得るようにした回転電機の固定子を提供する。
【解決手段】固定子は、周方向に配列された複数のスロット２５を有する円環状の固定子コア２２と、スロット２５に軸方向一方側から挿入され軸方向他方側に延出した開放端部が周方向に捻られてなる斜行部を有し、斜行部の端末同士が互いに接合された複数の導体セグメントにより構成された固定子巻線と、スロット２５の内壁面と導体セグメントとの間に介装された絶縁シート部材２４と、を備える。絶縁シート部材２４は、スロット２５の内壁面に沿って筒状に巻かれて周方向両端部同士が重なり合った重なり部２４ａを有し、重なり部２４ａの径方向反対側に弛み部２４ｂが設けられている。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両等に搭載されて電動機や発電機として使用される回転電機の固定子に関する。

従来、車両に搭載されて使用される回転電機として、回転可能に設けられた回転子と、該回転子と径方向に対向して配置され周方向に配列された複数のスロットを有する固定子コアおよび該固定子コアのスロットに巻装された固定子巻線と、を備えたものが一般に知られている。

そして、特許文献１には、略Ｕ字状に形成された複数の導体セグメントの端末同士を接続して構成される固定子巻線が開示されている。この固定子巻線は、複数の導体セグメントの開放端部を軸方向一方側からスロットに挿入して、軸方向他端側に延出した開放端部を周方向に捻って斜行部を形成し、異なる導体セグメントの斜行部の端末同士を溶接等で接合することにより固定子コアに巻装される。

また、特許文献１には、スロットの内壁面と導体セグメントとの間に介装された絶縁シート部材が開示されている。この絶縁シート部材は、固定子コアと固定子巻線との対地絶縁を確保できるようにするために、固定子コアの軸方向端面からの出代（沿面距離）が設定されるよう、軸方向両端部が固定子コアの軸方向端面から突出した状態に配置される。

特許第３８９９６８５号公報

ところで、上記特許文献１に開示された固定子のように、複数の導体セグメントを接合して形成される固定子巻線は、スロットから軸方向他端側に延出した開放端部の捻りの根元に、軸方向に延びるストレート部と該ストレート部の先端から周方向に斜行する斜行部とが存在する。したがって、固定子コアの軸方向端面から軸方向外方に突出する固定子巻線のコイルエンド部の突出高さを低くして小型化するためには、スロットから延出した開放端部の軸方向に延びるストレート部を小さくする必要がある。

しかし、そのストレート部を小さくすると、スロットから軸方向他端側に延出した開放端部を周方向に捻る際に、固定子コアの軸方向端面から突出する絶縁シート部材の端部に加わる伸びストレスが増大するため、絶縁シート部材の端部に破れが発生し易くなる。このようにして絶縁シート部材に破れが発生すると、沿面距離が不足して沿面放電等の絶縁不良を引き起こす可能性が増大し、十分な絶縁性を確保できなくなる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、固定子巻線の小型化を実現しつつ、固定子コアのスロットに配置された絶縁シート部材の破れ発生を防止し得るようにした回転電機の固定子を提供することを解決すべき課題とするものである。

上記課題を解決するためになされた本発明は、周方向に配列された複数のスロット（２５）を有する円環状の固定子コア（２２）と、前記スロットに軸方向一方側から挿入され軸方向他方側に延出した開放端部が周方向に捻られてなる斜行部（２３ｅ）を有し、前記斜行部の端末同士が互いに接合された複数の導体セグメント（２３）により構成された固定子巻線（２１）と、前記スロットの内壁面と前記導体セグメントとの間に介装された絶縁シート部材（２４）と、を備えた回転電機の固定子において、前記絶縁シート部材は、前記スロットの内壁面に沿って筒状に巻かれて周方向両端部同士が重なり合った重なり部（２４ａ）を有し、前記重なり部の径方向反対側に弛み部（２４ｂ）が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、絶縁シート部材は、スロットの内壁面に沿って筒状に巻かれて周方向両端部同士が重なり合った重なり部を有し、その重なり部の径方向反対側に弛み部が設けられている。そのため、スロットから軸方向他端側に延出した導体セグメントの開放端部を周方向に捻る際に、固定子コアの軸方向端面から突出する絶縁シート部材の軸方向端部に加わる周方向の伸びストレスは、絶縁シート部材の弛み部が周方向に伸展することで緩和される。これにより、絶縁シート部材の破れ発生が防止される。

また、本発明によれば、スロットから軸方向他端側に延出した開放端部の捻りの根元に存在する、軸方向に延びるストレート部をより小さくすることが可能となるので、固定子巻線の小型化を実現することができる。

なお、筒状に巻かれた絶縁シート部材の周方向両端部同士が重なり合った重なり部においては、スロットから軸方向他端側に延出した導体セグメントの開放端部を周方向に捻る際に、固定子コアの軸方向端面から突出する絶縁シート部材の軸方向端部に周方向の伸びストレスが加わらないので、絶縁シート部材の破れは発生しない。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載された各部材や部位の後の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的な部材や部位との対応関係を示すものである。

実施形態１に係る回転電機の軸方向断面図である。 実施形態１に係る固定子の全体斜視図である。 実施形態１において固定子コアのスロットに導体セグメントを挿入する状態を示す説明図である。 実施形態１において用いられる導体セグメントの模式的斜視図である。 実施形態１に係る固定子の部分的な断面図である。 実施形態１に係る固定子の接合側エンド部の一部を示す斜視図である。 実施形態１において導体セグメントが収容される固定子コアのスロットを説明するための固定子の部分断面図である。 実施形態１において導体セグメントの開放端部を周方向に捻る前の状態を示す図であって、（ａ）は径方向内径側から見た正面図であり、（ｂ）は（ａ）のVIII−VIII線矢視断面図である。 実施形態１において導体セグメントの開放端部を周方向に捻った後の状態を示す図であって、（ａ）は径方向内径側から見た正面図であり、（ｂ）は（ａ）のIX−IX線矢視断面図である。 変形例１に係る固定子の部分的な断面図である。 変形例２に係る固定子の部分的な断面図である。 実施形態２に係る固定子の部分的な断面図である。 変形例３に係る固定子の部分的な断面図である。 変形例４に係る固定子の部分的な断面図である。

以下、本発明に係る回転電機の実施形態について図面を参照して具体的に説明する。

〔実施形態１〕
本実施形態に係る回転電機１は、車両用交流発電機として用いられるものであって、図１に示すように、電機子として働く固定子２と、界磁として働く回転子３と、固定子２および回転子３を収容し、締結ボルト４ｃによって連結、固定されたフロントハウジング４ａおよびリアハウジング４ｂと、交流電力を直流電力に変換する整流器５等を含んで構成されている。

固定子２は、図２に示すように、固定子コア２２と、複数の導体セグメント２３により構成されたセグメント型の固定子巻線２１と、固定子コア２２および固定子巻線２１間を電気絶縁する絶縁シート部材２４とを備えている。この固定子２は、フロントハウジング４ａおよびリアハウジング４ｂ間で挟持されることにより固定されており、回転子３の外周側に所定のエアギャップＧ（図５参照）を介して配置されている。固定子２の詳細な構造については後述する。

回転子３は、図１に示すように、フロントハウジング４ａおよびリアハウジング４ｂに回転可能に支持されたシャフト３３と一体になって回転するもので、ランデル型ポールコア３２と、界磁巻線３１とを備えている。なお、シャフト３３の前端部には、自動車に搭載された走行用のエンジン（図示せず）に図示しないベルト等を介して連結されたプーリ２０が固定されている。

ランデル型ポールコア３２は、フロント側およびリア側の一組のポールコア３２ａ、３２ｂを組み合わせて構成されている。各ポールコア３２ａ、３２ｂは、それぞれが６個の爪状磁極部３２ｃを有し、絶縁処理された銅線を円筒状かつ同心状に巻回して構成された界磁巻線３１を前後両側から挟み込むようにシャフト３３に嵌挿されている。本実施形態では、ポールコア３２ａ、３２ｂは、各８個の磁極を持ち、即ち、１６極の回転子３を形成している。

フロントハウジング４ａの軸方向端面（前端面）およびリアハウジング４ｂの軸方向端面（後端面）には、吸入孔４２ａ、４２ｂがそれぞれ設けられている。そして、フロント側の吸入孔４２ａから吸い込んだ冷却風を軸方向および径方向に吐き出すための斜流ファン３５がフロント側のポールコア３２ａの前端面に溶接等により固着されている。同様に、リア側の吸入孔４２ｂから吸い込んだ冷却風を径方向に吐き出すための遠心ファン３６がリア側のポールコア３２ｂの後端面に溶接等により固着されている。また、フロントハウジング４ａおよびリアハウジング４ｂには、固定子コア２２の軸方向両端から突出した固定子巻線２１のコイルエンド部に対向した部分に冷却風の吐出孔４１がそれぞれ設けられている。

シャフト３３の後端部には、界磁巻線３１の両端に電気的に接続されたスリップリング３７、３８が形成されており、これらのスリップリング３７、３８を介してブラシ装置７から界磁巻線３１に対して給電が行われるようになっている。

上述した構成を有する車両用交流発電機１は、ベルト等を介してプーリ２０にエンジンからの回転力が伝えられると、回転子３がシャフト３３と共に所定方向に回転する。この状態で、スリップリング３７、３８を介してブラシ装置７から回転子３の界磁巻線３１に励磁電圧を印加することにより、ポールコア３２ａ、３２ｂのそれぞれの爪状磁極部３２ｃが励磁されて、回転子３の回転周方向に沿って交互にＮＳ磁極が形成される。これにより、固定子巻線２１に三相交流電圧を発生させることができ、整流器５の出力端子から所定の直流電流を取り出すことができる。

次に、固定子２の詳細について図２〜図７を参照しつつ説明する。固定子コア２２は、円環状の複数の電磁鋼板を軸方向に積層して形成されている。この固定子コア２２は、外周部を構成する円環状のバックコア部２２ａと、バックコア部２２ａから径方向内方へ突出し周方向に所定距離を隔てて配列された複数のティース部２２ｂとを有する。

固定子コア２２の隣接する二つのティース部２２ｂの間には、多相の固定子巻線２１を収容できるように、軸方向に貫通するスロット２５が形成されている。本実施形態では、回転子３の磁極数１６に対応して、２組の３相の固定子巻線２１を収容するように、９６個のスロット２５が周方向に等間隔に配置されている。各スロット２５を区画する二つのティース部２２ｂの突出先端には、周方向に所定距離を隔てて互いに対向するフランジ部２２ｃが形成されている。このフランジ部２２ｃは、突出先端に向かうにつれて径方向幅が次第に小さくなるように先細り状に形成されている。これにより、各スロット２５の内径側で互いに対向する一対のフランジ部２２ｃ，２２ｃの間には、固定子コア２２の内周面に開口し軸方向に延びるスリット状の開口部２５ａが形成されている。

固定子コア２２のスロット２５に装備された固定子巻線２１は、接合端部２３ｆ（図４参照）同士が互いに接合された複数の略Ｕ字状の導体セグメント２３により構成されている。導体セグメント２３は、例えば銅等の金属材料よりなる導体部と、導体部の外周表面を覆う絶縁皮膜とからなる断面が矩形の角線で形成されている。なお、接合端部２３ｆは、絶縁皮膜が剥離されて内部の導体部が露出した状態になっている。

この導体セグメント２３は、図３に示すように、一対の直線部２３ｇ、２３ｇとそれぞれの直線部２３ｇ、２３ｇの一端部同士を連結するターン部２３ｈとからなるＵ字形状のものが採用されている。この導体セグメント２３は、一対の直線部２３ｇ、２３ｇが所定のスロットピッチ離れた２個のスロット２５内に軸方向一方側から挿入された後、スロット２５から軸方向他方側の外部に延出する直線部２３ｇ、２３ｇの開放端部が、周方向の何れか一方側へ所定の角度をもって斜めに斜行するように折り曲げられている。

これにより、導体セグメント２３は、図４に示すように、スロット２５内に収容され軸方向に沿って直線状に延びる一対のスロット収容部２３ａ、２３ａと、スロット２５から軸方向両側にそれぞれ露出し周方向に延び出すコイルエンド部とを有する。コイルエンド部は、各スロット収容部２３ａ、２３ａの一端同士を連結するように一体に設けられてスロット２５の軸方向一端側（車両用交流発電機１のリア側で図１の右側。以下、同様）から突出するターン側エンド部２３ｂと、各スロット収容部２３ａ、２３ａの他端に一体に設けられてスロット２５の軸方向他端側（車両用交流発電機１のフロント側で図１の左側。以下、同様）から突出する一対の接合側エンド部２３ｃ、２３ｃとから構成されている。

ターン側エンド部２３ｂは、その先端に湾曲変形により形成された略Ｖ字状のターン部２３ｈを有している。一方、接合側エンド部２３ｃは、周方向に捻られて固定子コア２２の軸方向端面に対して所定の角度をもって斜めに斜行する斜行部２３ｅと、この斜行部２３ｅの先端に屈曲変形により一体に形成された接合端部２３ｆとを有している。

固定子コア２２の各スロット２５には、それぞれ偶数本（本実施形態では４本）の電気導体（各導体セグメント２３のスロット収容部２３ａ）が収容されている。一つのスロット２５内の４本の電気導体は、図５に示すように、径方向に沿って内側から内端層、内中層、外中層、外端層の順で一列に配列されている。各スロット２５内に収容されたこれらの電気導体が所定のパターンで接続されることにより、固定子巻線２１が形成される。なお、一つのスロット２５内の４本の電気導体は同相の固定子巻線２１を形成している。

スロット２５内の電気導体は、軸方向一端側のターン側エンド部２３ｂにおいては、ターン部２３ｈを経由することにより電気的に接続されている。これにより、固定子コア２２の軸方向一端側には、スロット２５から突出した多数のターン部２３ｈによって第１コイルエンド群２１ａが形成されている（図２参照）。また、軸方向他端側の接合側エンド部２３ｃにおいては、接合端部２３ｆ同士をアーク溶接によって接合することにより電気的に接続されている。これにより、固定子コア２２の軸方向他端側には、スロット２５から突出した多数の接合側エンド部２３ｃによって第２コイルエンド群２１ｂが形成されている（図２，６参照）。

各スロット２５内の１本の電気導体は、所定の磁極ピッチ離れた他のスロット２５内の１本の他の電気導体と対をなしている。例えば、図７に示すように、一つのスロット２５内の内端層の電気導体２３１ａは、固定子コア２２の時計回り方向に向けて１磁極ピッチ（ＮＳ磁極ピッチ）離れた他のスロット２５内の外端層の電気導体２３１ｂと対をなしている。同様に、一つのスロット２５内の内中層の電気導体２３２ａは、固定子コア２２の時計回り方向に向けて１磁極ピッチ離れた他のスロット２５内の外中層の電気導体２３２ｂと対をなしている。

そして、固定子コア２２の軸方向一端側のターン側エンド部２３ｂにおいて、これらの対をなす電気導体、即ち、内端層の電気導体２３１ａと外端層の電気導体２３１ｂとは、ターン部２３ｈ（２３１ｃ）を経由することにより接続されている。また、内中層の電気導体２３２ａと外中層の電気導体２３２ｂとは、ターン部２３ｈ（２３２ｃ）を経由することにより接続されている。

即ち、固定子コア２２の軸方向一端側のターン側エンド部２３ｂにおいては、一つのスロット２５内の内端層の電気導体２３１ａと内中層の電気導体２３２ａが、当該スロット２５から固定子コア２２の時計回り方向に向けて延出している。また、一つのスロット２５内の外端層の電気導体２３１ｂと外中層の電気導体２３２ｂが、当該スロット２５から固定子コア２２の反時計回り方向に向けて延出している。

一方、一つのスロット２５内の内中層の電気導体２３２ａは、固定子コア２２の時計回り方向に向けて１磁極ピッチ離れた他のスロット２５内の内端層の電気導体２３１ａ’とも対をなしている。同様に、一つのスロット２５内の外端層の電気導体２３１ｂ’は、固定子コア２２の時計回り方向に向けて１磁極ピッチ離れた他のスロット２５内の外中層の電気導体２３２ｂとも対をなしている。

そして、固定子コア２２の軸方向他端側の接合側エンド部２３ｃにおいて、これらの対をなす電気導体、即ち、内中層の電気導体２３２ａと内端層の電気導体２３１ａ’とは、接合端部２３ｆ同士（２３２ｄと２３１ｄ’）の接合により接続されている（図４参照）。また、外端層の電気導体２３１ｂ’と外中層の電気導体２３２ｂとは、接合端部２３ｆ同士（２３１ｅ’と２３２ｅ）の接合により接続されている（図４参照）。

即ち、固定子コア２２の軸方向一端側のターン側エンド部２３ｂにおいては、一つのスロット２５内の内端層の電気導体２３１ａと外中層の電気導体２３２ｂが、当該スロット２５から固定子コア２２の反時計回り方向に向けて延出している。また、一つのスロット２５内の内中層の電気導体２３２ｂと外端層の電気導体２３１ｂが、当該スロット２５から固定子コア２２の時計回り方向に向けて延出している。

さらに、図３に示すように、内端層の電気導体２３１ａと外端層の電気導体２３１ｂとが、一連の導電体を略Ｕ字状に成形してなる大セグメント２３１により提供される。そして、内中層の電気導体２３２ａと外中層の電気導体２３２ｂとが一連の導電体を略Ｕ字状に成形してなる小セグメント２３２により提供される。なお、基本となる略Ｕ字状の導体セグメント２３は、大セグメント２３１および小セグメント２３２によって構成される。

以上の構成を、全てのスロット２５の基本となる導体セグメント２３について繰り返す。なお、固定子巻線２１の各相について、基本となる導体セグメント２３により、固定子コア２２の周りを２周する巻線（コイル）が形成される。しかし、固定子巻線２１の各相について、出力用引き出し線および中性点用引き出し線を一体に有するセグメント、並びに１周目と２周目とを接続するターン部２３ｈを有するセグメントは、基本となる導体セグメント２３とは異なる異形セグメントで構成される。これら異形セグメントを用いて、固定子巻線２１の各相の巻線端が星型結線により結線される。

固定子コア２２の各スロット２５には、矩形の絶縁紙をスロット２５の軸直角方向の断面形状に合わせて角筒状に巻くことにより形成された絶縁シート部材２４が、各スロット２５の内壁面に沿って配置されている。この絶縁シート部材２４は、スロット２５の軸方向長さよりも少し長くされており、軸方向両端部のそれぞれが固定子コア２２の軸方向端面からスロット２５の外部へ突出した状態に配置されている（図２，３参照）。

角筒状に巻かれた絶縁シート部材２４は、周方向両端部同士が重なり合った重なり部２４ａを有し、この重なり部２４ａがスロット２５の外径側に位置するように配置されている。絶縁シート部材２４の重なり部２４ａの径方向反対側（スロット２５の内径側）には、絶縁シート部材２４が断面Ｖ字状に屈曲して内径側へ凸となるように形成された弛み部２４ｂが設けられている。これにより、スロット５内の最内径側の電気導体２３１ａと弛み部２４ｂとの間に空間部が形成されている。このように配置された絶縁シート部材２４によって、各スロット２５に収容された４本の電気導体（スロット収容部２３ａ）とスロット２５の内壁面との間の電気絶縁が行われる。

この絶縁シート部材２４は、各スロット２５に挿入された複数の導体セグメント２３の接合端部２３ｆ同士が接合されて固定子コア２２に固定子巻線２１が巻装される前に、各スロット２５内にそれぞれ配置されている。その後、各スロット２５に軸方向一方側から挿入されて軸方向他方側に延出した導体セグメント２３の一対の接合側エンド部２３ｃが互いに周方向反対側に捻られることにより斜行部２３ｅが形成される際に、固定子コア２２の軸方向他方側端面から突出した絶縁シート部材２４の軸方向他方側端部の内径側が斜行部２３ｅにより圧迫される。

このとき、各スロット２５の内径側においては、図８（ａ）（ｂ）に示すように、内端層の電気導体２３１ａが、当該スロット２５から固定子コア２２の反時計回り方向に向けて延出し、内中層の電気導体２３２ａが、当該スロット２５から固定子コア２２の時計回り方向に向けて延出している。そのため、絶縁シート部材２４の軸方向他方側端部の内径側は、図９（ａ）（ｂ）に示すように、周方向両側に引っ張られる。しかし、絶縁シート部材２４の軸方向他方側端部は、弛み部２４ｂが周方向に伸展することで周方向への伸びストレスが緩和される。これにより、絶縁シート部材２４の軸方向他方側端部に破れが発生しない。

なお、各スロット２５の外径側においては、絶縁シート部材２４の軸方向他方側端部は、互いに周方向反対側に捻られることにより形成される二つの斜行部２３ｅが圧迫した際に、重なり部２４ａが互いに周方向にずれることによって伸びストレスが加わらないので、絶縁シート部材２４の破れは発生しない。

このようにして各スロット２５から軸方向他方側に延出した各導体セグメント２３の斜行部２３ｅのうち、所定の斜行部２３ｅの接合端部２３ｆ同士（端末同士）が溶接で接合されることにより、複数の導体セグメント２３が所定の状態に接続される。これにより、固定子コア２２のスロット２５に巻装された三相の固定子巻線２１が形成される。

その後、固定子コア２２の各スロット２５内に収容された複数の導体セグメント２３同士（スロット収容部２３ａ同士）は、絶縁シート部材２４の内側に形成された空間部に向けて滴下されたワニス等の接着部材２６により固定される。このとき、スロット２５内には、絶縁シート部材２４の弛み部２４ｂによって空間部が形成されていることから、絶縁シート部材２４の内側に接着部材２６が入り易いので、固定子巻線２１の固定が容易になる。また、滴下された接着部材２６が硬化することで、スロット２５の内径側の開口部２５ａから侵入する異物に対してより堅固になり、導体セグメント２３の絶縁皮膜の損傷が防止される。

以上のように構成された本実施形態の固定子２によれば、スロット２５の内壁面と電気導体（スロット収容部２３ａ）との間に介装された絶縁シート部材２４は、重なり部２４ａの径方向反対側（内径側）に設けられた弛み部２４ｂを有する。そのため、スロット２５から軸方向他端側に延出した導体セグメント２３の開放端部を周方向に捻る際に、固定子コア２２の軸方向端面から突出する絶縁シート部材２４の軸方向端部に加わる周方向の伸びストレスを、弛み部２４ｂが周方向に伸展することで緩和させることができる。これにより、絶縁シート部材２４の破れ発生を防止することができる。さらに、スロット２５から軸方向他端側に延出した開放端部の捻りの根元に存在する、軸方向に延びるストレート部をより小さくすることが可能となるので、固定子巻線２１の小型化を実現することができる。

また、本実施形態の絶縁シート部材２４は、弛み部２４ｂがスロット２５の開口部２５ａ側（内径側）に位置するように配置されているので、固定子コア２２の内径側から衝突する異物に対して、弛み部２４ｂで衝撃を吸収することができる。これにより、異物の衝突による導体セグメント２３の絶縁皮膜の損傷を防止することができる。

また、スロット２５内に収容された複数の電気導体（スロット収容部２３ａ）同士は、弛み部２４ｂに向けて滴下された接着部材２６により固定されている。そのため、弛み部２４ｂに存在する空間部から絶縁シート部材２４の内側に接着部材２６が入り易いので、固定子巻線２１の固定を容易に行うことができる。さらに、弛み部２４ｂに向けて滴下された接着部材２６が硬化することで、スロット２５の内径側の開口部５ａから侵入する異物に対してより堅固になるので、導体セグメント２３の絶縁皮膜の損傷をより確実に防止することができる。

〔変形例１〕
上記の実施形態１では、絶縁シート部材２４に設けられる弛み部２４ｂは、絶縁シート部材２４が断面Ｖ字状に屈曲して内径側へ凸となるように形成されているが、図１０に示す変形例１のように、弛み部２４ｃを、絶縁シート部材２４が断面Ｕ字状に屈曲して内径側へ凸となるように形成してもよい。

このようにすれば、実施形態１の断面Ｖ字状の弛み部２４ｂに比べ、弛み部２４ｃの周方向長さを長くすることができるので、周方向への伸展量を大きくすることができる。

〔変形例２〕
上記の実施形態１の弛み部２４ｂに代えて、図１１に示す変形例２のように、弛み部２４ｄを、絶縁シート部材２４が２回以上折り曲げられた蛇腹状に形成してもよい。このようにすれば、変形例１の断面Ｕ字状の弛み部２４ｃよりも、弛み部２４ｄの周方向長さを更に長くすることができるので、周方向への伸展量をより一層大きくすることができる。

〔実施形態２〕
実施形態２に係る回転電機の固定子２は、基本的構成が実施形態１と同じであり、固定子コア２２に設けられたスロット２５の形状、および絶縁シート部材２４の配置の仕方が実施形態１と異なる。よって、実施形態１と共通する部材や構成についての詳しい説明は省略し、以下、異なる点および重要な点について説明する。なお、実施形態１と異なる部材や部位を除き、実施形態１と共通する部材や部位については同じ符号を用いる。

固定子コア２２に設けられた複数のスロット２５は、図１２に示すように、外径側の内壁面が断面Ｖ字状に屈曲して外径側へ凸となるように形成されている。そして、各スロット２５を区画する二つのティース部２２ｂの突出先端に、周方向に所定距離を隔てて互いに対向するように設けられたフランジ部２２ｄは、径方向幅が略一定にされている。即ち、実施形態２のスロット２５は、実施形態１のスロット２５と断面形状が径方向において反対となるように形成されている。

実施形態２の絶縁シート部材２４は、矩形の絶縁紙をスロット２５の軸直角方向の断面形状に合わせて角筒状に巻くことにより形成され、各スロット２５の内壁面に沿って配置されている。この絶縁シート部材２４も、周方向両端部同士が重なり合った重なり部２４ａを有し、重なり部２４ａの径方向反対側には、絶縁シート部材２４が断面Ｖ字状に屈曲して外径側へ凸となるように形成された弛み部２４ｂが設けられている。

即ち、実施形態２の絶縁シート部材２４と実施形態１の絶縁シート部材２４は、同様に構成されている。しかし、実施形態２の絶縁シート部材２４は、重なり部２４ａがスロット２５の内径側（開口部２５ａ側）に位置し、弛み部２４ｂがスロット２５の外径側に位置するように配置あれている点で、実施形態１と異なる。

以上のように構成された実施形態２の固定子２によれば、絶縁シート部材２４は、重なり部２４ａの径方向反対側（内径側）に設けられた弛み部２４ｂを有する。そのため、固定子巻線２１の小型化を実現しつつ、固定子コア２２のスロット２５に配置された絶縁シート部材２４の破れ発生を防止することができる等、実施形態１と同様の作用および効果を奏する。

〔変形例３〕
上記の実施形態２では、絶縁シート部材２４に設けられる弛み部２４ｂは、絶縁シート部材２４が断面Ｖ字状に屈曲して外径側へ凸となるように形成されているが、図１３に示す変形例３のように、弛み部２４ｃを、絶縁シート部材２４が断面Ｕ字状に屈曲して外径側へ凸となるように形成してもよい。

このようにすれば、実施形態２の断面Ｖ字状の弛み部２４ｂに比べ、弛み部２４ｃの周方向長さを長くすることができるので、周方向への伸展量を大きくすることができる。

〔変形例４〕
上記の実施形態２の弛み部２４ｂに代えて、図１４に示す変形例２のように、弛み部２４ｄを、絶縁シート部材２４が２回以上折り曲げられた蛇腹状に形成してもよい。このようにすれば、変形例３の断面Ｕ字状の弛み部２４ｃよりも、弛み部２４ｄの周方向長さを更に長くすることができるので、周方向への伸展量をより一層大きくすることができる。

〔他の実施形態〕
本発明は、上記の実施形態１，２に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更することが可能である。例えば、実施形態１，２では、絶縁シート部材２４として絶縁紙を採用していたが、これに代えて、プラスチックシートやセラミックシート、あるいはそれらを積層した複合シート等を採用することができる。

また、上記の実施形態１，２では、本発明に係る回転電機の固定子を車両用交流発電機に適用した例を説明したが、本発明は、車両に搭載される回転電機として、発電機、あるいは電動機、さらには両者を選択的に使用し得る回転電機にも適用することができる。

１…車両用交流発電機（回転電機）、 ２…固定子、 ３…回転子、 ２１…固定子巻線、 ２２…固定子コア、 ２３…導体セグメント、 ２３ｅ…斜行部、 ２４…絶縁シート部材、 ２４ａ…重なり部、 ２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ…弛み部、 ２５…スロット、 ２５ａ…開口部、 ２６…接着部材。

Claims (5)

1. 周方向に配列された複数のスロット（２５）を有する円環状の固定子コア（２２）と、前記スロットに軸方向一方側から挿入され軸方向他方側に延出した開放端部が周方向に捻られてなる斜行部（２３ｅ）を有し、前記斜行部の端末同士が互いに接合された複数の導体セグメント（２３）により構成された固定子巻線（２１）と、前記スロットの内壁面と前記導体セグメントとの間に介装された絶縁シート部材（２４）と、を備えた回転電機の固定子において、
   前記絶縁シート部材は、前記スロットの内壁面に沿って筒状に巻かれて周方向両端部同士が重なり合った重なり部（２４ａ）を有し、前記重なり部の径方向反対側に弛み部（２４ｂ）が設けられていることを特徴とする回転電機の固定子。
2. 前記スロット内に収容された複数の前記導体セグメント同士は、前記弛み部に向けて滴下された接着部材（２６）により固定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固定子。
3. 前記スロットは、前記固定子コアの内周面に開口するスリット状の開口部（２５ａ）を有し、前記絶縁シート部材は、前記弛み部が前記開口部側に位置するように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機の固定子。
4. 前記弛み部に向けて接着部材（２６）が滴下され、硬化されていることを特徴とする請求項３に記載の回転電機の固定子。
5. 前記弛み部は、前記絶縁シート部材が２回以上折り曲げられて蛇腹状に形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の回転電機の固定子。

Images