JP2016116419A - 回転電機のコイル巻回部品、その製造方法、ステータ、及び、回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の削減を図り、かつ、容易に製造することができる回転電機のコイル巻回部品、その製造方法、ステータ、及び、回転電機を提供する。【解決手段】コア９は磁性を有する複数のプレートを積層して構成する。インシュレータは、樹脂成形部と、樹脂成形部に接続され、少なくともティース部の周方向端面の一部を覆うように配置された絶縁紙２０とを有する。絶縁紙２０は、ティース部の周方向端面を覆う一対のスロット壁２０ａと、スロット壁２０ａ同士を連結する連結壁２０ｇと、を有する。樹脂成形部は、絶縁紙２０の連結壁２０ｇ及びティース部の積層方向端面に対向する一対の壁部を有するように、ティース部及び絶縁紙２０に対して一体にモールドされる。【選択図】図９

Description

この発明は、車両駆動や回生発電等に用いられる回転電機のコイル巻回部品、その製造方法、ステータ、及び、回転電機に関するものである。

車両駆動や回生発電等に用いられる回転電機においては、ステータやロータがコイル導線を巻回するためのコイル巻回部品を備えている。
例えば、ステータでは、円環状に配置される複数の分割ステータ片がコイル巻回部品と、そのコイル巻回部品に巻回されるコイル導線によって構成されるものが知られている。

ここで用いられるコイル巻回部品は、電磁鋼板等の磁性を有するプレートを複数積層して構成されるコアと、コアに被着される絶縁樹脂等から成るインシュレータと、を備えている。コアは、コイル導線が巻回されるティース部と、そのティース部の延出方向の両端部に形成されて、ティース部とともに略コ字状のコイル保持スロットを形成する鍔部と、を有している。インシュレータは、通常、割筒状の複数の分割ブロックによって形成され、コアのティース部の外周に外側から取り付けられる。また、インシュレータの分割ブロックには、コアの鍔部の少なくとも一部を覆う鍔被い部が設けられ、ティース部と鍔部によって形成されるコイル保持スロットがインシュレータによって被われるようになっている。

ところで、コイル巻回部品においては、回転電機の起磁力を高めるうえでコイル導線の占積率が重要となる。このため、コアに被着されるインシュレータを薄肉化することが有効となるが、インシュレータの全体を絶縁樹脂によって成形する場合にはその薄肉化に限界がある。
そこで、インシュレータのコイル巻回部の一部を絶縁紙によって形成したコイル巻回部品が案出されている(例えば、特許文献１参照)。

特許文献1に記載のコイル巻回部品は、コアが断面矩形状に形成され、相反する略平行な二面がコイル保持スロットの一部を構成するようになっている。また、このコイル巻回部品は、インシュレータが割筒状の一対の分割ブロックによって形成され、各分割ブロックのうちの、コイル保持スロットを構成するコアの前記二面に被着される部分が絶縁紙によって形成されるとともに、絶縁紙の両端部(分割ブロック同士が突き合わされる部分)が絶縁樹脂に接合されて当該絶縁樹脂に保持されている。
このコイル巻回部品は、インシュレータの一対の分割ブロックがコアの外面に取り付けられた状態において、インシュレータのコイル巻回部にコイル導線が巻回される。なお、コアは、磁性を有する複数のプレートを積層して構成されており、インシュレータの薄肉の絶縁紙は、コアのコイル保持スロットにおいて、複数のプレートの積層部を覆うようにコアに被着されている。

国際公開第２０１３／１３３３３７号

特許文献１に記載のコイル巻回部品は、コイル保持スロットを構成するコアの相反する二面を覆うように、インシュレータに二枚の絶縁紙が設けられている。このため、コイル巻回部品を製造するにあたって部品点数が多くなるとともに、コイル巻回部品を製造する際に絶縁紙の組み付けが煩雑になる。特に、コイル巻回部品の製造時に、二枚の絶縁紙が相互にずれないように位置決めすることは非常に困難な作業となる。

そこでこの発明は、部品点数の削減を図り、かつ、容易に製造することができる回転電機のコイル巻回部品、その製造方法、ステータ、及び、回転電機を提供しようとするものである。

この発明に係る回転電機のコイル巻回部品では、上記課題を解決するために以下の構成を採用した。
請求項１に係る発明は、磁性を有する複数のプレートを積層して構成されるとともに、径方向に沿って延びてコイル導線（例えば、実施形態のコイル導線２）が巻回されるティース部（例えば、実施形態のティース部１２）を有するコア（例えば、実施形態のコア９）と、前記コアの前記ティース部に固定され、前記コアと前記コイル導線の間に介在するインシュレータ（例えば、実施形態のインシュレータ１０）と、を備えた回転電機のコイル巻回部品において、前記インシュレータは、樹脂成形部（例えば、実施形態の樹脂成形部４０）と、前記樹脂成形部に接続されるとともに、少なくとも前記ティース部の周方向端面の一部を覆うように配置された絶縁シートと、を有し、前記絶縁シートは、前記ティース部の周方向端面を覆う一対のスロット壁（例えば、実施形態のスロット壁２０ａ）と、当該一対のスロット壁同士を連結する連結壁（例えば、実施形態の連結壁２０ｇ）と、を有するとともに、前記連結壁の対向面側が開口することでコ字状の断面形状に形成され、前記樹脂成形部は、前記絶縁シートの前記連結壁及び前記ティース部の積層方向端面に対向する一対の壁部（例えば、実施形態の前壁１６ｂ，後壁１６ｃ）を有するように、前記ティース部及び前記絶縁シートに対して一体にモールドされていることを特徴とするものである。

これにより、インシュレータを構成する絶縁シートが一枚になり、絶縁シートの一対のスロット壁を連結する連結壁が、コアのティース部の積層方向の一方の端面を被覆し、絶縁シートの一対のスロット壁がティース部の周方向の両側の端面を被覆することになる。また、樹脂成形部はティース部と絶縁シートに対して一体にモールドされ、樹脂成形部の一対の壁部は、それぞれ絶縁シートの連結壁とティース部の積層方向端面とに当接する。
また、絶縁シートの積層方向の一端側と他端側とが樹脂成形部によって保持されるため、コアに被着されるインシュレータの剛性が高まる。このため、コイル導線の巻回時にインシュレータの絶縁シートに皺や撓みが生じにくくなる。

ここで、絶縁シートと樹脂成形部を予め一体のインシュレータとして形成しておき、そのインシュレータをコアのティース部に嵌め込むことを考えた場合、以下の不都合が生じる。
インシュレータを、コアの積層方向厚みのばらつきを考慮した上でティース部に挿入可能となる大きさに形成しなければならないため、コアとインシュレータとの間に隙間が生じてしまううえ、コイル巻回部品のサイズが大きくなり、さらにコイル導線の占積率も低下するおそれがある。
さらに、絶縁シートが、例えば、筒状に形成されて、その筒状部分がティース部の周囲を覆う場合には、コアの積層方向厚みのばらつきによって、絶縁シートに余長が生じてしまうことによって皺や歪みが発生することが懸念される。
これに対し、請求項１に係る発明においては、樹脂成形部が、絶縁シートの連結壁とティース部の積層方向端面にそれぞれ対向する一対の壁部を有するように、ティース部と絶縁シートに対して一体にモールドされているため、コアが複数のプレートを積層して構成されていることに起因してコアの積層方向厚みにばらつきが生じている場合であっても、樹脂成形部がコアに密着するように成形されるため、コアの積層方向厚みのばらつきを樹脂成形部によってキャンセルすることができ、サイズの増大や占積率の低下を抑制することができる。
また、請求項１に係る発明によれば、絶縁シートが、連結壁の対向面側が開口するようにコ字状の断面形状に形成されているため、コアの積層方向厚みにばらつきが生じている場合であっても、絶縁シートの皺や歪みを抑制しながらティース部の表面に絶縁シートを密着させてインシュレータを形成することができ、占積率の低下を抑制することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る回転電機のコイル巻回部品において、前記コアは、前記ティース部の径方向端部から側方に張り出す鍔部（例えば、実施形態の鍔部１１ａ，１３ａ）をさらに有し、前記樹脂成形部は、前記鍔部を被い、かつ前記複数のプレートを積層方向に跨いで、前記一対の壁部を接続する部分を有する。
この場合、絶縁シートの連結壁を挟んでティース部の積層方向の一端側に配置される樹脂成形部の一方の壁部と、ティース部の積層方向の他端側に配置される樹脂成形部の他方の壁部とが、コアの鍔部を被覆する樹脂成形部によって連結されるため、インシュレータの剛性、特に、インシュレータのコイル巻回方向の剛性が効率良く高められる。したがって、コイル導線の巻回時にインシュレータの絶縁シートに皺や撓みが生じるのを有効に防止することができる。

請求項３に係る発明は、請求項２に係る回転電機のコイル巻回部品において、前記絶縁シートには、前記スロット壁から屈曲して延出して、前記鍔部を覆う樹脂成形部に接合される屈曲延出部（例えば、実施形態の第１の屈曲延出部１２０ｂ，第２の屈曲延出部１２０ｃ）が設けられるようにした。
この場合、コアの鍔部を被覆する樹脂成形部が、絶縁シートを新たに追加することなく、一枚の絶縁シートの屈曲延出部によって補強されることになる。また、この場合、絶縁シートの一対のスロット壁の延出方向と交差する方向の端縁が、鍔部を覆う樹脂成形部によって高い剛性をもって保持されることになる。

請求項４に係る発明は、請求項３に係る回転電機のコイル巻回部品において、前記絶縁シートには、前記屈曲延長部から前記鍔部よりも積層方向外側に延出する延長部が設けられるようにしても良い。
この場合、コアの鍔部よりも積層方向外側に延出する延長部が絶縁シートに設けられているため、コアのティース部にインシュレータを挟んでコイル導線が巻回されたときに、ティース部の積層方向端部付近に位置されるコイル導線とコアの鍔部の間に絶縁シートの延長部が介在されることになる。これにより、コイル導線と鍔部の間の沿面距離が長くなり、絶縁性能が向上する。

請求項５に係る発明は、請求項２〜４のいずれか１項に係る回転電機のコイル巻回部品の製造方法において、前記コアと前記絶縁シートをインサートして樹脂を充填する成形型（例えば、実施形態の成形型２５）を用意し、前記絶縁シートを取り付けた前記コアを前記成形型内にセットし、前記絶縁シートの前記連結壁の外表面に対向する前記壁部に位置するゲート（例えば、実施形態のゲート３５）から前記成形型内のキャビティに前記樹脂を射出充填して、前記絶縁シートの前記連結壁を被覆する領域から前記鍔部を被覆する領域を経由して前記ティース部の積層方向の端面を被覆する領域に前記絶縁樹脂を流し込むようにした。
これにより、コイル巻回部品のインサート成形時に、成形型のゲートから樹脂を射出すると、樹脂が絶縁シートの連結壁の外表面に当たり、コアの鍔部を被覆する部分を経由して、その樹脂がティース部の積層方向の端面を被覆する領域にスムーズに流れ込むようになる。このため、コイル巻回部品の成形時におけるコアからの絶縁シートの浮きや剥がれが抑制される。したがって、この製造方法を採用することにより、コイル巻回部品の製品品質を高めることができる。

請求項６に係る発明は、請求項５に係る回転電機のコイル巻回部品の製造方法において、前記ゲートを、前記絶縁シートの前記連結壁の外表面のうちの、前記絶縁シートの対称面（例えば、実施形態の対称面ｓ）を通る位置に配置し、当該ゲートから前記成形型内のキャビティに前記樹脂を射出充填するようにした。
これにより、コイル巻回部品のインサート成形時に、成形型のゲートから樹脂を射出すると、その樹脂がコアの鍔部を被覆する部分を経由して、ティース部の積層方向の端面を被覆する領域のうちの、絶縁シートの存在する部分よりも中央側において合流するようになる。このため、絶縁シートと樹脂の接合境界部にウェルドラインが生じることがなくなり、コイル巻回部品のインサート成形時に、絶縁シートのスロット壁の背部側に樹脂が流れ込みにくくなる。この結果、成形時におけるコアからの絶縁シートの浮きや剥がれをより有効に防止することが可能になる。

請求項７に係る回転電機のスタータは、請求項１〜４のいずれか１項に係るコイル巻回部品にコイル導線を巻回して分割ステータ片（例えば、実施形態の分割ステータ片６）が構成され、当該分割ステータ片が円環状に複数組み付けられるようにした。

請求項８に係る回転電機は、請求項７に記載のステータを備えるようにした。

この発明によれば、絶縁シートが、一対のスロット壁とスロット壁同士を連結する連結壁とを有するコ字状の断面形状に形成され、樹脂成形部が、絶縁シートの連結壁及びティース部の積層方向端面に対向する一対の壁部を有するように、ティース部及び絶縁シートに対して一体にモールドされているため、絶縁シートの部品点数を削減することができ、しかも、一枚の絶縁シートの一対のスロット壁でティース部の周方向両側の端面を覆うことから、絶縁シートをコアに容易に位置決めして組み付けることができる。したがって、コイル巻回部品の製造の容易化を図ることができる。

この発明の第１の実施形態の回転電機のステータの正面図である。 この発明の第１の実施形態のステータの分割ステータ片の斜視図である。 この発明の第１の実施形態のステータの分割ステータ片の側面図である。 この発明の第１の実施形態のコイル巻回部品の斜視図である。 この発明の第１の実施形態のコイル巻回部品の斜視図である。 この発明の第１の実施形態のコイル巻回部品の図４のＶＩ−ＶＩ断面に対応する断面図である。 この発明の第１の実施形態のコイル巻回部品の側面図である。 この発明の第１の実施形態のコイル巻回部品の絶縁紙の斜視図である。 この発明の第１の実施形態のコイル巻回部品のコアに絶縁紙を組み付ける様子を示す斜視図である。 この発明の第１の実施形態のコイル巻回部品を製造する成形型の断面図である。 この発明の第１の実施形態のコイル巻回部品を製造する成形型の断面図である。 この発明の第１の実施形態のコイル巻回部品の後面図である。 この発明の第２の実施形態のコイル巻回部品の絶縁紙の斜視図である。 この発明の第３の実施形態のコイル巻回部品の絶縁紙の斜視図である。 この発明の第４の実施形態のコイル巻回部品の一部の斜視図である。

以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
最初に、図１〜図１２に示す第１の実施形態について説明する。
図１は、この実施形態の回転電機に組み込まれるステータ１を示す図である。
この実施形態の回転電機は、電気自動車やハイブリッド車両の車両駆動と回生発電等に用いられる三相交流式の回転電機であり、円環状のステータ１の内側には、図示しないロータが回転可能に配置されている。ロータは減速機構等を介して車両の車軸に動力伝達可能に連結されている。

ステータ１は、複数のコイル導線２を突極集中巻きで実装した円環状のステータ本体３と、そのステータ本体３が圧入固定される略円筒状のホルダ４を備え、ステータ本体３からホルダ４の径方向外側に引き出されたＵ相，Ｖ相，Ｗ相の各コイル導線２の給電側の端部に、それぞれ対応する相の給電端子５Ｕ，５Ｖ，５Ｗが接続されている。この実施形態においては、コイル導線２は横長の矩形断面の平角線が採用されている。

ステータ本体３は、複数の分割ステータ片６が円環状に組み付けられて構成されている。各分割ステータ片６は、正面視が略扇状のコイル巻回部品７にコイル導線２が巻回されている。コイル巻回部品７に巻回された各コイル導線２の一端側は、各相毎にまとめられて対応する相の給電端子５Ｕ，５Ｖ，５Ｗに接続され、各コイル導線２の他端側は中点連結部１５において相互に接続されている。したがって、この実施形態のステータ１においては、各相のコイル導線２がＹ字結線で接続されている。

図２は、コイル巻回部品７にコイル導線２が巻回された分割ステータ片６を示す斜視図であり、図３は、分割ステータ片６の側面図である。また、図４，図５は、コイル巻回部品７の斜視図である。なお、他の図も含め、図中矢印Ｒ，Ａｘは、それぞれステータ本体３についての半径方向と軸方向を示すものとする。
コイル巻回部品７は、電磁鋼板等の磁性を有する複数のプレート８が積層されて構成されたコア９と、コア９の外域に被着されてコア９を電気的に絶縁するインシュレータ１０と、を備えている。コア９を構成する複数のプレート８は、ステータ本体３の軸方向Ａｘに沿って積層されている。

図６は、図４のＶＩ−ＶＩ断面に対応するコイル巻回部品７の断面図であり、図７は、コイル巻回部品７の側面図である。
コア９は、ステータ本体３の外周側の円環領域を構成するバックヨーク部１１と、バックヨーク部１１の内周側からステータ本体３の半径方向Ｒの内側に向かって突出するティース部１２と、ティース部１２の延出端に設けられる磁気入出部１３と、を備えている。バックヨーク部１１は、ステータ本体３の円周方向に沿って両側に張り出す一対の鍔部１１ａ，１１ａを有し、磁気入出部１３も同様に、ステータ本体３の円周方向に沿って両側に張り出す一対の鍔部１３ａ、１３ａを有している。バックヨーク部１１は、ホルダ４内に圧入される際に、隣接するコア９同士を接続して円環状の磁路を形成する。
なお、バックヨーク部１１の径方向外側の端部には、コア９を構成する各プレート８に跨って形成される位置決め溝４８が形成されている。この位置決め溝４８は、後に詳述するように、製造時にコア９を成形型内に位置決めする際等に用いられる。

この実施形態のティース部１２は、延出方向と直交する断面が軸方向Ａｘに長い矩形状に形成されているが、以下では、説明の便宜上、ティース部１２の軸方向Ａｘの一方の端面を「前側端面１２ｃ」、他方の端面を「後側端面１２ｄ」、これら前側端面１２ｃ、後側端面１２ｄと交差する両側の端面を「側端面１２ｅ」と呼ぶものとする。この実施形態においては、ティース部１２の側端面１２ｅと、鍔部１１ａ，１１ａの下面と、鍔部１３ａ，１３ａの上面とがコア９におけるコイル保持スロットを構成している。また、ティース部１２の両側の側端面１２ｅ，１２ｅは、相反する略平行な二面を構成し、前側端面１２ｃは、前記略平行な二面と交差する一方の交差面を構成し、後側端面１２ｄは、前記略平行な二面と交差する他方の交差面を構成している。

インシュレータ１０は、コア９のティース部１２の外周面と、鍔部１１ａ，１１ａ，１３ａ，１３ａの一部を覆うコイル巻回部１６と、コイル巻回部１６に巻回されたコイル導線２の始端側と終端側の引き出し部を案内する導線案内部１７と、を備えている。導線案内部１７は、ティース部１２の前側端面１２ｃを覆う領域から径方向Ｒの外側に延出する支持壁１７ａと、その支持壁１７ａから軸方向Ａｘに向かって突設された案内壁１７ｂと、を有している。

インシュレータ１０のコイル巻回部１６は、コア９のティース部１２の側端面１２ｅ，１２ｅを覆う側壁１６ａ，１６ａと、ティース部１２の前側端面１２ｃを覆う前壁１６ｂと、ティース部１２の後側端面１２ｄを覆う後壁１６ｃと、バックヨーク部１１側の鍔部１１ａの下面を覆う外側フランジ１６ｄと、磁気入出部１３側の鍔部１３ａの上面側を覆う内側フランジ１６ｅと、を有している。なお、外側フランジ１６ｄの前壁１６ｂに連接する部分には、コイル巻回部１６に巻回されたコイル導線２の始端側と終端側の引き出し部を導線案内部１７側に引き出すための凹部１８が設けられている。
なお、この実施形態においては、前壁１６ｂと後壁１６ｃとが、ティース部１２の積層方向両端面に当接する壁部を構成している。

インシュレータ１０は、絶縁紙２０と絶縁樹脂によって形成されている。絶縁紙２０は、コイル巻回部１６の両側の側壁１６ａ，１６ａと前壁１６ｂに亘って用いられている。ここで用いられる絶縁紙２０としては、アラミド絶縁紙等の電気絶縁性と強度に優れた紙素材であることが望ましい。
インシュレータ１０は、後に詳述するように、コア９と絶縁紙２０を成形型内に配置し、その状態で成形型内に絶縁樹脂を充填することによってコア９と一体に成形されている。この実施形態においては、インシュレータ１０のうちの、型成形時に絶縁樹脂によって形成される部分（絶縁紙２０以外の部分）が樹脂成形部４０を構成している。

図８は、インシュレータ１０に用いられる絶縁紙２０を示す図である。また、図９は、製造時にコア９に絶縁紙２０を組み付けた状態を示す図である。
インシュレータ１０に用いられる絶縁紙２０は、長方形状の一対のスロット壁２０ａ，２０ａと、スロット壁２０ａ，２０ａの長手方向の端部同士を連結する正方形状の連結壁２０ｇと、を有するコ字状の断面形状に形成されている。絶縁紙２０は、長尺な帯状の紙材が長手方向の二か所で直角に折り曲げられ、それによって一対のスロット壁２０ａ，２０ａと、それらを連結する連結壁２０ｇと、が形成されている。スロット壁２０ａ，２０ａは、コア９のティース部１２のうちの左右の側端面１２ｅ，１２ｅに重ねて配置され、連結壁２０ｇは、ティース部１２のうちの前側端面１２ｃに重ねて配置される。

図４〜図７に示すように、インシュレータ１０のコイル巻回部１６の両側の側壁１６ａは、ほぼ絶縁紙２０のスロット壁２０ａ単独で構成されている。絶縁紙２０のスロット壁２０ａは、ティース部１２のコイル保持スロット領域の複数のプレート８の積層部に被着される。

インシュレータ１０のコイル巻回部１６の前壁１６ｂは、絶縁紙２０の連結壁２０ｇがコア９の前側端面１２ｃに重ねられ、その連結壁２０ｇの外側面に絶縁樹脂が接合されている。連結壁２０ｇは、前壁１６ｂの絶縁樹脂内に埋設されている。

また、インシュレータ１０の外側フランジ１６ｄの下面と、内側フランジ１６ｅの上面と、導線案内部１７とは、絶縁樹脂単体で構成されている。外側フランジ１６ｄと内側フランジ１６ｅは、コア９のバックヨーク部１１と磁気入出部１３において、複数のプレート８の積層部（円周方向の端面）を跨ぐように軸方向Ａｘに延出している。また、絶縁樹脂によって形成されるインシュレータ１０の前壁１６ｂと後壁１６ｃの上部は、外側フランジ１６ｄに接合され、前壁１６ｂと後壁１６ｃの下部は、内側フランジ１６ｅに接合されている。外側フランジ１６ｄと内側フランジ１６ｅとは、ティース部１２の積層方向両端面にそれぞれ当接する前壁１６ｂと後壁１６ｃ（一対の壁部）を相互に接続している。

また、図２，図３，図５等に示すように、インシュレータ１０のコイル巻回部１６のうちの、前壁１６ｂと一方の側壁１６ａの外側フランジ１６ｄに隣接するコーナ部付近には、コイル導線２とほぼ同幅の巻回ガイド２２が形成されている。この巻回ガイド２２は、絶縁樹脂により、前壁１６ｂと側壁１６ａの一般面に対して膨出して形成されている。巻回ガイド２２は、インシュレータ１０のコイル巻回部１６にコイル導線２を斜めにずらしながら巻き始めるときに、コイル導線２のガイドとして機能する。
絶縁樹脂によって形成される巻回ガイド２２の一部２２ａは、側壁１６ａの絶縁紙２０のスロット壁２０ａの一部の表面を押さえ込むように膨出している。

つづいて、コイル巻回部品７の製造方法について説明する。
この実施形態のコイル巻回部品７は、コア９と絶縁紙２０をインサートしてインシュレータ１０の樹脂成形部４０が型成形される。

図１０，図１１は、コイル巻回部品７を製造するための成形型２５の断面を示す図である。
成形型２５は、コア９を押さえ込んでインシュレータ１０の側部を造形する左右の側型２５Ａ，２５Ｂと、コア９を径方向Ｒから押さえ込む下型２５Ｃ及び上型２５Ｄと、インシュレータ１０の前部と後部を造形する前型２５Ｅ及び後型２５Ｆを備えている。

左右の側型２５Ａ，２５Ｂには、コア９のコイル保持スロットに対応する凸部２６と、インシュレータ１０の外側フランジ１６ｄと内側フランジ１６ｅを造形するためのキャビティ溝２７，２８が設けられている。また、前型２５Ｅには、インシュレータ１０の導線案内部１７と外側フランジ１６ｄ、前壁１６ｂ、内側フランジ１６ｅを一体に造形するためのキャビティ溝２９が設けられ、後型２５Ｆには、外側フランジ１６ｄと後壁１６ｃと内側フランジ１６ｅを一体に造形するためのキャビティ溝３０が設けられている。

成形型２５によってコイル巻回部品７を型成形するに際しては、最初に、コア９のティース部１２に絶縁紙２０を取り付ける。このとき、絶縁紙２０は、一対のスロット壁２０ａと連結壁２０ｇとを予め折り曲げて形成しておき、図９に示すように、一対のスロット壁２０ａ，２０ａをその先端側からティース部１２の左右の側端面１２ｅ，１２ｅにスライドさせて被せ、最終的に連結壁２０ｇをティース部１２の前側端面１２ｃに当接させる。これにより、ティース部１２の左右の側端面１２ｅ，１２ｅと前側端面１２ｃが絶縁紙２０のスロット壁２０ａと連結壁２０ｇによって被われるとともに、絶縁紙２０がティース部１２に位置決めされる。

次に、この状態において、絶縁紙２０が取り付けられたコア９を上型２５Ｄに位置決めしてセットする。このとき、コア９は、バックヨーク部１１の位置決め溝４８を上型２５Ｄの位置決め突条４７に嵌合することにより、上型２５Ｄに対して位置決めする。この後に、成形型２５を型締めする。これにより、左右の側型２５Ａ，２５Ｂの上下のキャビティ溝２７，２８が、前型２５Ｅと後型２５Ｆの各キャビティ溝２９，３０に導通し、その結果、成形型２５内にコア９を取り囲む連続したキャビティが形成される。

ここで、成形型２５は、図１１に示すように、型締め後に溶融した絶縁樹脂をキャビティ内に射出するためのゲート３５が前型２５Ｅに形成されている。ゲート３５は、前型２５Ｅのうちの、成形型２５内にセットされた絶縁紙２０の連結壁２０ｇの外表面の略中央位置(図８に示す絶縁紙２０の対称面ｓを通る位置)に対向するように設けられている。なお、ゲート３５は、上下方向（径方向）については、略中央位置に限らず図１１中に符号３５Ａを付した上端部領域や、図１１中に符号３５Ｂを付した下端部領域に設けるようにしても良い。

この後、成形型２５のキャビティに前型２５Ｅのゲート３５から絶縁樹脂を射出充填する。こうして、絶縁樹脂が射出充填されると、絶縁樹脂が前型２５Ｅのキャビティ溝２９から側型２５Ａ，２５Ｂのキャビティ溝２７，２８を経由して、後型２５Ｆのキャビティ溝３０へと流れ込む。これにより、前型２５Ｅのキャビティ溝２９に流れ込んだ絶縁樹脂が絶縁紙２０の連結壁２０ｇの外表面を覆い、後型２５Ｆのキャビティ溝３０に流れ込んだ絶縁樹脂がティース部１２の後側端面１２ｄを覆った状態において、絶縁紙２０の左右のスロット壁２０ａ，２０ａの延出端同士を連結するようになる。

また、側型２５Ａ，２５Ｂの上側のキャビティ溝２７に流れ込んだ絶縁樹脂は、コア９のバックヨーク部１１側の鍔部１１ａの下面を直接被い、側型２５Ａ，２５Ｂの下側のキャビティ溝２８に流れ込んだ絶縁樹脂は、コア９の磁気入出部１３側の鍔部１３ａの上面を直接覆うことになる。また、側型２５Ａ，２５Ｂの各キャビティ溝２７，２８に流れ込んだ絶縁樹脂は、絶縁紙２０のスロット壁２０ａ，２０ａの長手方向と直交する方向の端部に接合されるとともに、コイル巻回部１６の前壁１６ｂと後壁１６ｃを接続することになる。

この後に、成形型２５内の絶縁樹脂の固化を待って成形型２５を型開きし、造形された成形品（コイル巻回部品７）を成形型２５内から取り出す。

以上のように、この実施形態に係るコイル巻回部品７は、インシュレータ１０のコイル巻回部１６の側壁１６ａのほぼ全域が絶縁紙２０によって形成されているため、コイル導線２を、コイル巻回部１６に巻回する際の占積率を効率良く高めることができる。

そして、この実施形態に係るコイル巻回部品７においては、インシュレータ１０の絶縁紙２０として、コア９の相反する側端面１２ｅを被覆する一対のスロット壁２０ａ，２０ａと、その一対のスロット壁２０ａ，２０ａを繋ぐ連結壁２０ｇとを有するものを用いているため、インシュレータ１０を構成する絶縁紙の部品点数を削減することができる。

また、この実施形態に係るコイル巻回部品７では、一対のスロット壁２０ａ，２０ａが連結壁２０ｇで繋がった一枚の絶縁紙２０によってコア９の相反する側端面１２ｅ，１２ｅと前側端面１２ｃを覆うため、絶縁紙２０のスロット壁２０ａ，２０ａをコア９に正確に位置決めして組み付けることができる。即ち、このコイル巻回部品７の製造に際しては、絶縁紙２０の連結壁２０ｇをコア９の前側端面１２ｃに当接させることにより、左右のスロット壁２０ａ，２０ａを相互にずれなく正確に位置決めすることができる。
したがって、このコイル巻回部品７を採用することにより、製造の容易化を図ることができる。

また、この実施形態に係るコイル巻回部品７は、コア９の後側端面１２ｄに、絶縁紙２０のスロット壁２０ａ，２０ａの延出端同士を結合するように樹脂成形部４０（後壁１６ｃ）が設けられるだけでなく、コア９の前側端面１２ｃにも、絶縁紙２０の連結壁２０ｇの外表面に接合される樹脂成形部４０（前壁１６ｂ）が設けられているため、絶縁紙２０のスロット壁２０ａ，２０ａの延出方向の両端部を高い剛性をもって保持することができる。このため、この実施形態に係るコイル巻回部品７では、コア９に被着されるインシュレータ１０の剛性が高まり、インシュレータ１０にコイル導線２を巻回するときに絶縁紙２０に皺や弛みが生じるのを未然に防止することができる。

この実施形態に係るコイル巻回部品７においては、さらに、コア９の前側端面１２ｃ側を覆う樹脂成形部４０（前壁１６ｂ）と後側端面１２ｄ側を覆う樹脂成形部４０（後壁１６ｃ）が、コア９の鍔部１１ａ，１３ａを被覆する樹脂成形部４０（外側フランジ１６ｄ及び内側フランジ１６ｅ）によって連結されるため、インシュレータ１０のコイル巻回方向の剛性を効率良く高めることができる。このため、この実施形態に係るコイル巻回部品７の場合、コイル導線２の巻回時にインシュレータ１０の絶縁紙２０に皺や撓みが生じるのをより有効に防止することができる。

特に、この実施形態に係るコイル巻回部品７においては、樹脂成形部４０と一体にモールドされる絶縁紙２０が樹脂成形部４０の前壁１６ｂと後壁１６ｃだけでなく、コア９を積層方向に跨ぐ外側フランジ１６ｄと内側フランジ１６ｅによっても保持されている。このため、絶縁紙２０をより高い剛性をもって安定的に保持することができる。したがって、コイル導線２の巻回時における絶縁紙２０の位置ずれを効果的に抑制することができる。

一般に、複数のプレートを積層してコアを構成する場合、プレート同士を複数箇所でかしめて相互の位置ずれを規制する必要がある。これに対し、この実施形態に係るコイル巻回部品７の場合、積層したプレート８の周域が、樹脂成形部４０の前壁１６ｂ及び後壁１６ｃと、これらに接合された絶縁紙２０と外側フランジ１６ｄ及び内側フランジ１６ｅとによって密に取り囲まれているため、プレート８同士を複数箇所でかしめなくてもプレート８同士の位置ずれを防止するこどできる。このため、かしめ部に起因する渦電流損失の発生を未然に防止することができる。

また、この実施形態に係るコイル巻回部品７は、樹脂成形部４０が、ティース部１２の積層方向両端面に当接する前壁１６ｂ及び後壁１６ｃと、プレート８の積層部を覆う外側フランジ１６ｄ及び内側フランジ１６ｅを有するように、ティース部１２と絶縁紙２０に対して一体にモールドされている。このため、コア９を構成するプレート８の積層方向厚みにばらつきがある場合にも、樹脂成形部４０が型成形時にコア９に密着するように形成されるため、コア９の積層方向厚みのばらつきを樹脂成形部４０によって吸収することができる。このため、コイル導線２の占積率の低下やインシュレータ１０の大型化を抑制することができる。

特に、この実施形態に係るコイル巻回部品７の場合、絶縁紙２０の一対のスロット壁２０ａ，２０ａの一端側が開口しているため、コア９の積層方向厚みにばらつきがある場合にも、絶縁紙２０の皺や歪みを抑制しながらティース部１２の表面に絶縁紙２０を密着させてインシュレータ１０を型形成することができる。このため、コイル導線２の占積率を高めるうえでより有利となる。

ところで、この実施形態に係るコイル巻回部品７においては、樹脂成形部４０がティース部１２と絶縁紙２０に対して一体にモールドされてインシュレータ１０が構成されているいるが、仮に、樹脂成形部と絶縁紙を先に一体化してインシュレータを形成し、そのインシュレータを後からティース部に嵌め込むようにした場合には、ティース部の径方向の端部に鍔部を形成することができなくなる。この場合、回転電機の運転時にトルクの脈動が生じ易くなり、騒音の増大や仕事率の低下を来し易くなる。
これに対して、この実施形態に係るコイル巻回部品７においては、このような不具合を生じることもない。

また、この実施形態に係るコイル巻回部品７は、コア９が周方向に複数に分割された分割コア片であり、その分割コア片が複数環状に配列されてステータ本体３の一部として用いられている。このため、樹脂成形部４０と一体にモールドされるコア９の形状を簡素化できることから、成形型の形状を単純化できるうえ、成形型に絶縁紙２０を容易にかつ正確に配置することができる。したがって、この構造を採用することにより、絶縁紙２０を成形型内に正確に位置決めして、ティース部１２に密着させることができる。

さらに、コイル巻回部品７の前述した製造方法においては、成形型２５のうちの、絶縁紙２０の連結壁２０ｇの外表面に対向する位置にゲート３５を設け、そのゲート３５から成形型２５内のキャビティに絶縁樹脂を射出充填して、絶縁紙２０の連結壁２０ｇを被覆する領域からコア９の鍔部１１ａ，１３ａを被覆する領域を経由してコア９の後側端面１２ｄを被覆する領域に絶縁樹脂を流し込むようにしている。このため、ゲート３５から射出された絶縁樹脂は、絶縁紙２０の連結壁２０ｇの外表面に当たった後に、コア９の鍔部１１ａ，１３ａを被覆する部分を経由してコア９の後側端面１２ｄを被覆する領域にスムーズに流れ込むようになる。
したがって、この製造方法を採用することにより、コイル巻回部品７の型成形時におけるコア９からの絶縁紙２０の浮き上がりや剥がれを抑制し、コイル巻回部品７の製品品質を高めることができる。

また、特に、上述した製造方法においては、絶縁紙２０の連結壁２０ｇの外表面のうちの絶縁紙２０の対称面ｓを通る位置にゲート３５を配置し、そのゲート３５から成形型２５のキャビティに絶縁樹脂を射出充填するようにしているため、絶縁紙２０と絶縁樹脂の接合境界部（スロット壁２０ａ，２０ａの延出端の近傍）にウェルドラインが生じなくなる。即ち、連結壁２０ｇの外表面の対称面ｓと交差する位置に向かって射出された絶縁樹脂は、コア９の後側端面１２ｄに回り込んだ後に後側端面１２ｄの幅方向のほぼ中央位置で合流することになり、絶縁紙２０のスロット壁２０ａの延出端部分にはウェルドラインが生じなくなる。
図１２は、コイル巻回部品７を後方側から見た図である。上述の製造方法によって形成されたコイル巻回部品７には、同図に示すように、コア９の後側端面１２ｄの幅方向略中央位置にウェルドラインＷが生じる。
したがって、この製造方法を採用することにより、成形時におけるコア９からのスロット壁２０ａの浮き上がりや剥がれをより有効に防止することができる。

図１３は、第２の実施形態のコイル巻回部品の絶縁紙１２０を示す図である。この第２の実施形態のコイル巻回部品は、上述した第１の実施形態のものとは絶縁紙１２０の形状が異なり、他の部分はほぼ同様の構造とされている。

この第２の実施形態の絶縁紙１２０は、第１の実施形態のものと同様に、長方形状の一対のスロット壁１２０ａ，１２０ａと、スロット壁１２０ａ，１２０ａの長手方向の端部同士を連結する正方形状の連結壁１２０ｇと、を有するコ字状の断面形状に形成されているが、各スロット壁１２０ａには、さらに第１の屈曲延出部１２０ｂと第２の屈曲延出部１２０ｃが延設されている。

第１の屈曲延出部１２０ｂは、スロット壁１２０ａの長手方向と直交する方向の一端部において、スロット壁１２０ａに対して外側に略直角に折り曲げられ、第２の屈曲延出部１２０ｃは、スロット壁１２０ａの長手方向と直交する方向の他端部において、スロット壁１２０ａに対して外側に略直角に折り曲げられている。この実施形態の場合、第１の屈曲延出部１２０ｂの延出長さは第２の屈曲延出部１２０ｃの延出長さよりも長く設定されている。第１の屈曲延出部１２０ｂは、コアのバックヨーク部側の鍔部の下面に重ねられて配置され、第２の屈曲延出部は、コアの磁気入出部側の鍔部の上面に重ねられて配置される。
第１の屈曲延出部１２０ｂは、インシュレータの外側フランジの絶縁樹脂に埋設されて接合され、第２の屈曲延出部１２０ｃは、インシュレータの内側フランジの絶縁樹脂に埋設されて接合される。

この第２の実施形態のコイル巻回部品を製造する場合にも、第１の実施形態と同様の成形型が用いられ、絶縁紙１２０を取り付けたコアがその成形型内にセットされる。コアとともに成形型内にセットされた絶縁紙１２０の連結壁１２０ｇの外表面側にはゲートから絶縁樹脂が射出される。この実施形態の場合も、ゲートは絶縁紙１２０の連結壁１２０ｇの外表面のうちの絶縁紙１２０の対称面ｓを通る位置に配置される。ゲートから射出された絶縁樹脂は、図１３中の矢印で示すように、絶縁紙１２０の連結壁１２０ｇの外表面に当たった後に、コアの上下の鍔部を被覆する部分を経由してコアの後側端面を被覆する領域にスムーズに流れ込む。この場合も、成形型のゲートが絶縁紙１２０の対称面ｓを通る位置に配置されているため、絶縁紙１２０のスロット壁１２０ａの延出端部分にはウェルドラインが生じなくなる。

この第２の実施形態に係るコイル巻回部品は、スロット壁１２０ａ，１２０ａから屈曲して延出して鍔部の絶縁樹脂に接合される第１の屈曲延出部１２０ｂと第２の屈曲延出部１２０ｃが絶縁紙１２０に一体に設けられている。このため、コアの上下の鍔部を覆う樹脂を、絶縁紙の部品点数を追加することなく一枚の絶縁紙１２０によって補強することができる。さらに、この第２の実施形態に係るコイル巻回部品においては、絶縁紙１２０のスロット壁１２０ａを第１の屈曲延出部１２０ｂと第２の屈曲延出部１２０ｃを介して鍔部を覆う絶縁樹脂に高い剛性を持って保持させることができる。

図１４は、第３の実施形態のコイル巻回部品の絶縁紙２２０を示す図である。この第３の実施形態のコイル巻回部品は、第１の実施形態のものとは絶縁紙２２０の形状が異なり、他の部分はほぼ同様の構造とされている。

この第３の実施形態の絶縁紙２２０は、長方形状の一対のスロット壁２２０ａ，２２０ａと、スロット壁２２０ａ，２２０ａの長手方向の端部同士を連結する正方形状の連結壁２２０ｇと、スロット壁２２０ａ，２２０ａの径方向の一端部と他端部から周方向外側向きに屈曲して延出する第１の屈曲延出部２２０ｂ及び第２の屈曲延出部２２０ｃと、各スロット壁２２０ａの前側の端部からコア９の積層方向端部よりも外側に延出するスロット壁延長部２２０ａ−Ｅと、各第１の屈曲延出部２２０ｂの前側の端部からコア９（鍔部１１ａ）の積層方向端部よりも外側に延出する延長部２２０ｂ−Ｅと、を備えている。

絶縁紙２２０のスロット壁延長部２２０ａ−Ｅは、連結壁２２０ｇとスロット壁２２０ａの間の連結部分を二つ折りにして、スロット壁２２０ａから前方に直線的に延出させて形成されている。スロット壁延長部２２０ａ−Ｅと延長部２２０ｂ−Ｅは、いずれも連結壁２２０ｇよりも外側に（コアの積層方向外側に）突出している。

この第３の実施形態のコイル巻回部品を製造する場合、第１の実施形態と同様の成形型が用いられ、絶縁紙２２０を取り付けたコア９がその成形型内にセットされる。成形型のゲートは、絶縁紙２２０の対称面ｓを通る位置に配置される。ゲートからは絶縁紙２２０の連結壁２２０ｇの外表面側に向かって樹脂が射出される。ゲートから射出された樹脂は、図１４中の矢印で示すように、絶縁紙２２０の連結壁２２０ｇの外表面に当たった後に、スロット壁延長部２２０ａ−Ｅを乗り越えてコア９の上下の鍔部１１ａ，１３ａを被覆する部分を経由してコア９の後側端面を被覆する領域に流れ込む。なお、スロット壁延長部２２０ａ−Ｅを乗り越えた樹脂は、延長部２２０ｂ−Ｅと第１の屈曲延出部２２０ｂの下面側を流れてキャビティ内に充填され、このとき樹脂成形部の外側フランジと、外側フランジからコア９の積層方向端部よりも外側に延出する部分が造形される。

こうして製造されたコイル巻回部品は、インシュレータ１０を挟んでティース部１２にコイル導線が巻回されると、ティース部１２の前側の積層方向端部付近に位置されるコイル導線とコア９の鍔部１１ａの間に絶縁紙２２０の延長部２２０ｂ−Ｅが介在されることになる。
このため、この第３の実施形態のコイル巻回部品を用いた場合には、巻回されるコイル導線とコア９の鍔部１１ａとの間の沿面距離が長くなり、絶縁性能が向上する。

図１５は、第４の実施形態のコイル巻回部品の一部を示す図である。
第４の実施形態のコイル巻回部品は、絶縁紙１２０は第２の実施形態のものと同様のものを用いている。ただし、絶縁紙１２０の連結壁１２０ｇの後面側に、連結壁１２０ｇと略同形状（正方形状）の肉厚のスペーサブロック５５が配置されている。

この第４の実施形態のコイル巻回部品を製造する場合にも、第１の実施形態と同様の成形型が用いられる。成形型内には、絶縁紙１２０とスペーサブロック５５を取り付けたコア９がセットされる。このとき、絶縁紙１２０の連結壁１２０ｇの後面側にはスペーサブロック５５が配置されているため、コア９は、連結壁１２０ｇに対して、スペーサブロック５５の厚み分だけ後方側にオフセットして配置される。このため、絶縁紙１２０のスロット壁１２０ａの一部と第１の屈曲延出部１２０ｂの一部は、コア９の積層方向端部よりも外側に位置される。したがって、この実施形態においては、スロット壁１２０ａと第１の屈曲延出部１２０ｂの各一部が、第３の実施形態のスロット壁延長部２２０ａ−Ｅと延長部２２０ｂ−Ｅに対応する、スロット壁延長部１２０ａ−Ｅと延長部１２０ｂ−Ｅとして機能する。
成形型のゲートから絶縁紙１２０の連結壁１２０ｇの外表面側に向かって樹脂が射出されると、図１５中の矢印で示すように、その樹脂が絶縁紙１２０の連結壁１２０ｇの外表面に当たった後に、スロット壁延長部１２０ａ−Ｅを乗り越えてコア９の上下の鍔部１１ａ，１３ａを被覆する部分を経由してコア９の後側端面を被覆する領域に流れ込む。スロット壁延長部１２０ａ−Ｅを乗り越えた樹脂は、延長部１２０ｂ−Ｅと第１の屈曲延出部１２０ｂの一般部の下面側を流れてキャビティ内に充填され、このとき樹脂成形部の外側フランジと、外側フランジからコア９の積層方向端部よりも外側に延出する部分が造形される。

こうして製造された第４の実施形態のコイル巻回部品の場合も、ティース部１２の前側の積層方向端部付近に位置されるコイル導線と、コア９の鍔部１１ａの間に、絶縁紙１２０の延長部１２０ｂ−Ｅが介在されることになる。このため、巻回されるコイル導線とコア９の鍔部１１ａとの間の沿面距離が長くなり、絶縁性能が向上する。

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、上記の実施形態においては、インシュレータの絶縁シートとして絶縁紙を用いているが、絶縁シートは絶縁紙に限らず、絶縁性の樹脂等からなる絶縁フィルムであっても良い。

１…ステータ
２…コイル導線
６…分割ステータ片
７…コイル巻回部品
９…コア
１０…インシュレータ
１１ａ…鍔部
１２…ティース部
１３ａ…鍔部
１６ｂ…前壁（壁部）
１６ｃ…後壁（壁部）
２０，１２０…絶縁紙（絶縁シート）
２０ａ，１２０ａ…スロット壁
２０ｇ，１２０ｇ…連結壁
２５…成形型
３５…ゲート
４０…樹脂成形部
１２０ｂ…第１の屈曲延出部(屈曲延出部)
１２０ｃ…第２の屈曲延出部(屈曲延出部)
ｓ…対称面

Claims (8)

1. 磁性を有する複数のプレートを積層して構成されるとともに、径方向に沿って延びてコイル導線が巻回されるティース部を有するコアと、
   前記コアの前記ティース部に固定され、前記コアと前記コイル導線の間に介在するインシュレータと、を備えた回転電機のコイル巻回部品において、
   前記インシュレータは、
   樹脂成形部と、
   前記樹脂成形部に接続されるとともに、少なくとも前記ティース部の周方向端面の一部を覆うように配置された絶縁シートと、を有し、
   前記絶縁シートは、前記ティース部の周方向端面を覆う一対のスロット壁と、当該一対のスロット壁同士を連結する連結壁と、を有するとともに、前記連結壁の対向面側が開口することでコ字状の断面形状に形成され、
   前記樹脂成形部は、
   前記絶縁シートの前記連結壁及び前記ティース部の積層方向端面に対向する一対の壁部を有するように、前記ティース部及び前記絶縁シートに対して一体にモールドされていることを特徴とする回転電機のコイル巻回部品。
2. 前記コアは、前記ティース部の径方向端部から側方に張り出す鍔部をさらに有し、
   前記樹脂成形部は、前記鍔部を被い、かつ前記複数のプレートを積層方向に跨いで、前記一対の壁部を接続する部分を有していることを特徴とする請求項１に記載の回転電機のコイル巻回部品。
3. 前記絶縁シートには、前記スロット壁から屈曲して延出して、前記鍔部を覆う樹脂成形部に接合される屈曲延出部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の回転電機のコイル巻回部品。
4. 前記絶縁シートには、前記屈曲延長部から前記鍔部よりも積層方向外側に延出する延長部が設けら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コイル巻回部品。
5. 請求項２〜４のいずれか１項に記載の回転電機のコイル巻回部品の製造方法において、
   前記コアと前記絶縁シートをインサートして樹脂を充填する成形型を用意し、
   前記絶縁シートを取り付けた前記コアを前記成形型内にセットし、
   前記絶縁シートの前記連結壁の外表面に対向する前記壁部に位置するゲートから前記成形型内のキャビティに前記樹脂を射出充填して、前記絶縁シートの前記連結壁を被覆する領域から前記鍔部を被覆する領域を経由して前記ティース部の積層方向の端面を被覆する領域に前記絶縁樹脂を流し込むことを特徴とする回転電機のコイル巻回部品の製造方法。
6. 前記ゲートを、前記絶縁シートの前記連結壁の外表面のうちの、前記絶縁シートの対称面を通る位置に配置し、当該ゲートから前記成形型内のキャビティに前記樹脂を射出充填することを特徴とする請求項５に記載の回転電機のコイル巻回部品の製造方法。
7. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のコイル巻回部品にコイル導線を巻回して分割ステータ片が構成され、当該分割ステータ片が円環状に複数組み付けられていることを特徴とする回転電機のスタータ。
8. 請求項７に記載のステータを備えていることを特徴とする回転電機。

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