JP2021191091A - 車両用回転電機のステータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用回転電機を構成するステータにおいて、ステータコアとそのステータコアに形成されるスロット内に収容される導線との間に介挿される絶縁紙の位置ずれを防止する構造を有するステータの製造方法を提供する。【解決手段】ステータコア２７のスロット４２に絶縁紙５２を挿入する工程（第２工程Ｓ２）を実行し、スロット４２にセグメントコイル４６が挿入される側と反対側であり、且つ、セグメントコイル４６が挿入される方向に見て突起部５８と重なる位置に治具６８を配置し（第３工程Ｓ３）、セグメントコイル４６をスロット４２に挿入する工程（第４工程Ｓ４）を実行するため、セグメントコイル４６をスロット４２に挿入する過程において、絶縁紙５２がセグメントコイル４６に引き摺られても、絶縁紙５２が治具６８に当接することで絶縁紙５２の移動が抑制され、絶縁紙５２がスロット４２からずれることが防止される。【選択図】図５

Description

本発明は、車両用回転電機を構成するステータの製造方法に関する。

車両用回転電機を構成するステータは、環状のステータコアと、ステータコアの内周部に形成されている空間であるスロットに収容されている導線と、を備えている。また、ステータコアと導線との間には絶縁紙が介挿されている。特許文献１に記載のステータがそれである。特許文献１には、スロット内での絶縁紙の位置ずれを抑制するため、スロットを形成する互いに向かい合う壁面にそれぞれ設けられ、絶縁紙の両端部を係止可能な係止溝を有する一対の係止溝形成部を備えることが記載されている。

特開２０１９−１３５８９２号公報

ところで、特許文献１の一対の係止溝形成部は、ステータコアの径方向においてスロットの内周側に設けられており、その係止溝形成部を設ける分だけ、スロット内に配置される導線の本数が少なくなるという問題があった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、車両用回転電機を構成するステータにおいて、ステータコアとそのステータコアに形成されるスロット内に収容される導線との間に介挿される絶縁紙の位置ずれを防止しつつ、スロットに収容される導線の本数が少なくなることを抑制できる構造を有するステータの製造方法を提供することにある。

第１発明の要旨とするところは、（ａ）環状のステータコアと、前記ステータコアの内周部に形成され前記ステータコアを貫通する溝穴であるスロットと、前記スロットの壁面とそのスロットに収容される導線との間に介挿され、前記導線の周りを囲むようにして配置されている絶縁紙と、を備え、前記絶縁紙の前記ステータコアの径方向の内側には、前記ステータコアの内周側に向かって突き出す突起部が形成されている、車両用回転電機のステータの製造方法であって、（ｂ）前記ステータコアの前記スロットに前記絶縁紙を挿入する工程と、（ｃ）前記ステータコアの前記スロットに前記導線が挿入される側と反対側であり、且つ、前記ステータコアの前記スロットに前記導線が挿入される方向に見て前記突起部と重なる位置に治具を配置し、前記導線を前記スロットに挿入する工程と、を含むことを特徴とする。

第２発明の要旨とするところは、第１発明のステータの製造方法において、前記導線を囲む前記絶縁紙の一端および他端は、前記ステータコアの径方向の内側の位置と異なる位置に配置されていることを特徴とする。

第３発明の要旨とするところは、第１発明または第２発明のステータの製造方法において、前記突起部と前記導線との間には、その突起部およびその導線によって囲まれた空間が形成されていることを特徴とする。

第１発明のステータの製造方法によれば、ステータコアのスロットに絶縁紙を挿入する第１工程を実行し、ステータコアのスロットに導線が挿入される側と反対側であり、且つ、ステータコアを導線が挿入される方向に見て突起部と重なる位置に治具を配置し、導線をスロットに挿入する工程を実行するため、スロットに導線を挿入する過程において、絶縁紙が導線に引き摺られた場合であっても、絶縁紙が治具に当接することで絶縁紙の移動が抑制され、絶縁紙のスロットからの位置ずれが防止される。また、スロットの開口側に、絶縁紙のずれを防止するための係止溝形成部をスロット内に設ける必要がないため、スロット内に収容される導線の本数が少なくなることも抑制される。

第２発明のステータの製造方法によれば、導線を囲む絶縁紙の一端および他端が、ステータコアの径方向の内側の位置と異なる位置に配置されているため、絶縁紙に形成される突起部の剛性が確保される。従って、導線をスロット内へ挿入する過程において突起部が治具に接触したときに、突起部が治具によって変形させられることを抑制することができる。

第３発明のステータの製造方法によれば、突起部と導線との間に空間が形成されるため、その突起部と導線との間に形成される空間に冷媒が流れることで、ステータコアおよび導線の冷却性が向上する。

本発明が適用された車両に備えられる車両用駆動装置の一部を示す断面図である。 図１のステータを切断線Ｘで切断した断面図である。 図２の各スロットのうちの１つを拡大した拡大断面図である。 図１の車両用回転電機のステータコアにステータコイルを巻き掛ける方法を説明する図である。 ステータコアのスロットにセグメントコイルの各腕部が挿入される過程において、ステータコアを軸線方向でスロットにセグメントコイルが挿入される側と反対側から見た図である。 図１のステータの製造工程を説明するフローチャートである。 本発明の他の実施例に対応する、ステータコアに形成されるスロットの周辺を拡大した拡大断面図である。 本発明のさらに他の実施例に対応する、ステータコアに形成されるスロットの周辺を拡大した拡大断面図である。 本発明のさらに他の実施例に対応する、ステータコアに形成されるスロットの周辺を拡大した拡大断面図である。 本発明のさらに他の実施例に対応する、ステータコアに形成されるスロットの周辺を拡大した拡大断面図である。 本発明のさらに他の実施例に対応する、ステータコアのスロットにセグメントコイルの各腕部が挿入される過程において、ステータコアをセグメントコイルが挿入される側と反対側から見た図である。 図１１において、ステータコアのスロットにセグメントコイルが挿入される過渡期の状態を、ステータコアの径方向で内側から外側に向かって見た図である。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明が適用された車両に備えられる車両用駆動装置１０（以下、駆動装置１０）の一部を示す断面図である。駆動装置１０は、例えば電気自動車またはハイブリッド車両に備えられる。駆動装置１０は、非回転部材であるケース１２内において、車両の駆動力源として機能する車両用回転電機ＭＧ（以下、回転電機ＭＧ）を備えている。

ケース１２内には、隔壁１６によって仕切られたモータ室１８が形成され、このモータ室１８内に回転電機ＭＧが収容されている。回転電機ＭＧは、軸線ＣＬを中心にして回転可能に配置されている。

回転電機ＭＧは、ケース１２に回転不能に固定されているステータ２２と、ステータ２２の内周側に配置されているロータ２０とを、備えている。ロータ２０は、環状のロータコア２４と、ロータコア２４の内周に一体的に接続されているロータシャフト２６と、を備えている。

ステータ２２は、環状のステータコア２７と、ステータコアに取り付けられたステータコイル２８と、を備えている。ステータコア２７は、円板状に形成された複数枚の電磁鋼板２３が積層されて構成されている。ステータコア２７は、複数本のボルト３０によってケース１２に回転不能に固定される。

ロータコア２４は、ステータコア２７の内周側に配置されている。ロータコア２４は、円板状に形成された複数枚の電磁鋼板２５が積層されて構成されている。ロータコア２４の軸線ＣＬ方向の両側には、一対のエンドプレート３２、３４が配置されており、ロータコア２４はこれらエンドプレート３２、３４に挟まれるようにして保持されている。また、ロータコア２４には、磁石３６が内蔵されている。

ロータシャフト２６は、円筒状に形成され、軸方向（すなわち軸線ＣＬ方向）の両端に配置されている軸受３８、４０によって、軸線ＣＬを中心にして回転可能に支持されている。ロータシャフト２６の外周面には、ロータコア２４が一体的に固定されている。

図２は、図１のステータ２２を切断線Ｘで切断した断面図である。なお、図２においては、ステータ２２の周方向の一部のみ示されている。図２に示すように、ステータ２２は、ステータコア２７とステータコイル２８とを備えている。以下、ステータコア２７の内周（内側）および外周（外側）は、軸線ＣＬを中心とする径方向の内周（内側）および外周（外側）に対応している。

ステータコア２７は、円板状に形成された複数枚の電磁鋼板２３が積層されることで環状に形成される。ステータコア２７の内周部には、複数個のスロット４２が形成されている。スロット４２は、ステータコア２７の内周部に形成され、ステータコア２７の内周面から径方向外側に向かって伸びる溝穴である。スロット４２は、ステータコア２７の周方向で等角度間隔に放射状に形成されている。スロット４２は、ステータコア２７を軸線ＣＬ方向に貫通している。これに関連して、周方向で隣合うスロット４２間には、内周側に向かって突き出す複数個のティース４４が形成されている。各ティース４４には、ステータコイル２８が巻き掛けられている。ステータコイル２８は、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相からなる三相コイルである。

各スロット４２には、それぞれステータコイル２８を構成する複数本（本実施例では６本）のセグメントコイル４６が収容されている。各スロット４２に収容される複数本のセグメントコイル４６は、スロット４２内においてステータコア２７の径方向に並んで配置されている。図２に示すように、各セグメントコイル４６の断面はそれぞれ矩形に形成されている。各セグメントコイル４６は、後述するように略Ｕ字状に形成されている。また、セグメントコイル４６を構成する対になった腕部４６ａ、４６ｂ（図４参照）がそれぞれ異なるスロット４２に挿入される。ステータ２２の製造時には、セグメントコイル４６を構成する一対の腕部４６ａ、４６ｂが、ステータコア２７の軸線ＣＬ方向で一方側から他方側に向かって軸線ＣＬに対して平行に挿入される。すなわち、ステータコア２７のスロット４２にセグメントコイル４６が挿入される方向（以下、セグメントコイル４６の挿入方向）は、軸線ＣＬ方向と平行な方向になる。なお、セグメントコイル４６が、本発明の導線に対応している。

図３は、図２の各スロット４２の１つを拡大した拡大断面図である。図３において、紙面下方がステータコア２７の内周側（径方向内側）に対応し、紙面上方がステータコア２７の外周側（径方向外側）に対応している。

スロット４２は、ステータコア２７の内周面から径方向外側に向かって伸びる溝穴から形成されている。スロット４２が形成されることで、ステータコア２７の内周面が開口する開口５４が形成される。スロット４２は、ステータコア２７の径方向と略平行に形成された一対の側壁４８ａ、４８ｂと、ステータコア２７の径方向外側に位置し側壁４８ａおよび側壁４８ｂを繋ぐ底壁５０とに囲まれて形成されている。側壁４８ａおよび側壁４８ｂは、互いの壁面が向かい合い且つ平行に形成されている。底壁５０は、スロット４２を形成する壁のうちステータコア２７の径方向で最も外側に位置する壁である。底壁５０は、一対の側壁４８ａ、４８ｂの両端を繋いでいる。

各セグメントコイル４６は、スロット４２内において、ステータコア２７の径方向に一列に並んで配置されている。各セグメントコイル４６は、矩形に形成された断面の長辺がステータコア２７の周方向に沿うとともに、短辺がステータコア２７の径方向に沿うように配置されている。

ステータコア２７のスロット４２を形成する各壁（側壁４８ａ、４８ｂ、底壁５０）の壁面と、スロット４２に収容される各セグメントコイル４６との間には、絶縁紙５２が介挿されている。絶縁紙５２は、例えばアラミド紙、不織布、樹脂材料等の絶縁性を有する部材から構成されている。図３に示すように、絶縁紙５２は、適宜折り曲げられることで、セグメントコイル４６の挿入方向に見たとき、絶縁紙５２が、スロット４２内に収容される複数個のセグメントコイル４６の周りを囲むように配置されている。また、絶縁紙５２は、ステータコア２７のスロット４２を形成する壁（側壁４８ａ、４８ｂ、底壁５０）全体を覆うように、軸線ＣＬ方向の寸法が、ステータコア２７の軸線ＣＬ方向の寸法と同じまたは略同じとされている。

図３に示すように、絶縁紙５２は、スロット４２の側壁４８ａとセグメントコイル４６との間に介挿されている第１部位５２ａ、スロット４２の側壁４８ｂとセグメントコイル４６との間に介挿されている第２部位５２ｂ、スロット４２の底壁５０とセグメントコイル４６との間に介挿されている第３部位５２ｃ、およびステータコア２７の径方向で内側に位置する第４部位５２ｄから構成されている。第１部位５２ａおよび第２部位５２ｂは、ステータコア２７の径方向に沿って長手状に伸びている。

第３部位５２ｃには、絶縁紙５２の一端５６ａおよび他端５６ｂが配置され、これらが互いに重なり合っている。このように、絶縁紙５２の一端５６ａおよび他端５６ｂが、絶縁紙５２の第４部位５２ｄの位置、すなわちステータコア２７の径方向の内側の位置（スロット４２の開口５４の位置）と異なる位置である第３部位５２ｃに配置されている。

また、絶縁紙５２においてステータコア２７の径方向の内側に位置する第４部位５２ｄには、ステータコア２７の内周側に向かって突き出す突起部５８が形成されている。突起部５８は、ステータコア２７の内周側に向かって突き出す凸形状に形成されている。

突起部５８をセグメントコイル４６の挿入方向に見たとき、その断面がＵ字状に形成されている。突起部５８は、ステータコア２７の内周側に向かって突き出す一対の突出部６０ａ、６０ｂと、一対の突出部６０ａ、６０ｂの両端を連結する連結部６２と、から形成されている。一対の突出部６０ａ、６０ｂは、ステータコア２７の径方向で同じ寸法とされている。従って、連結部６２は、スロット４２に収容されるセグメントコイル４６よりも、突出部６０ａ、６０ｂの長さ分だけステータコア２７の径方向の内側に位置している。これに関連して、突起部５８とセグメントコイル４６との間には、突起部５８の突出部６０ａ、６０ｂ、連結部６２、およびセグメントコイル４６の長辺によって囲まれた空間６４が形成されている。この空間６４内を油が流れることで、ステータコア２７およびステータコイル２８が、空間６４を流れる油によって効果的に冷却される。

次に、ステータ２２の製造方法について説明する。図４は、図１に示す車両用回転電機ＭＧのステータコア２７にステータコイル２８を巻き掛ける方法を説明する図であって、（ａ）はステータコア２７の斜視図であり、（ｂ）はセグメントコイル４６の全体構造を示す斜視図であり、（ｃ）はステータコア２７のスロット４２にセグメントコイル４６を挿入した状態を、ステータコア２７における周方向に展開して内周側から外周側に向かって見た図であり、（ｄ）はセグメントコイル４６を溶接で接続した状態を、ステータコア２７における周方向に展開して内周側から外周側に向かって見た図である。

図４（ａ）に示すように、ステータコア２７は、複数枚の電磁鋼板２３が軸線ＣＬ方向に積層されて形成される。ステータコア２７の内周部には、周方向で等角度間隔にスロット４２が形成されている。また、ステータコア２７の内周部において、各スロット４２の間にティース４４が形成されている。なお、図４（ａ）に示すスロット４２の形状やスロット４２の個数等は、実際のものと必ずしも一致していない。

図４（ｂ）に示すように、セグメントコイル４６は、長手板状の断面が矩形に形成された所謂平角導体に、エナメルなどの絶縁被膜が表面に形成されたもので構成される。セグメントコイル４６は、略Ｕ字状に曲げ加工されている。セグメントコイル４６は、Ｕ字の左右で同じ方向に直線状に延びている第１腕部４６ａおよび第２腕部４６ｂと、第１腕部４６ａの根元部と第２腕部４６ｂの根元部とを連結している連結部４６ｃと、から構成されている。第１腕部４６ａの先端部および第２腕部４６ｂの先端部は、いずれも絶縁被膜が取り除かれている。

図４（ｃ）に示すように、絶縁紙５２がスロット４２に予め挿入された状態で、セグメントコイル４６の各腕部４６ａ、４６ｂがスロット４２内に挿入される。これにより、セグメントコイル４６の各腕部４６ａ、４６ｂの先端部側が、ステータコア２７の一端から突き出した状態となる。また、スロット４２とそれに挿入されたセグメントコイル４６の各腕部４６ａ、４６ｂとの間には、絶縁紙５２が介挿された状態となる。

図４（ｄ）に示すように、セグメントコイル４６の各腕部４６ａ、４６ｂのステータコア２７から突き出した部位が、ステータコア２７の周方向に曲げられる。また、セグメントコイル４６の第１腕部４６ａの先端と、他のセグメントコイル４６の第２腕部４６ｂの先端と、が溶接されて溶接部６６が形成される。このように複数のセグメントコイル４６同士が溶接部６６によって電気的に接続されることにより、ティース４４に巻き掛けられたステータコイル２８が形成される。溶接は、例えばＴＩＧ（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ｉｎｅｒｔ Ｇａｓ）溶接である。

上述したように、ステータ２２の製造工程では、セグメントコイル４６の各腕部４６ａ、４６ｂがスロット４２内に挿入されるが、このときセグメントコイル４６と絶縁紙５２との間の摩擦係数が高いと、絶縁紙５２がセグメントコイル４６に引き摺られて移動し、絶縁紙５２がスロット４２からずれてしまう虞がある。特に、絶縁紙５２に予め接着剤が塗布されている場合には、セグメントコイル４６の挿入過程で絶縁紙５２がセグメントコイル４６によって引き摺られやすくなり、絶縁紙５２がスロット４２からずれやすくなる。絶縁紙５２がスロット４２からずれると、ステータコイル２８から発生する熱がロータコア２４に伝わりやすくなる。その結果、ロータコア２４およびロータコア２４に内蔵されている磁石３６の温度が高くなる虞がある。

これに対して、ステータ２２の製造工程における、セグメントコイル４６の各腕部４６ａ、４６ｂをスロット４２内に挿入する過程では、ステータコア２７の軸線ＣＬ方向でスロット４２にセグメントコイル４６が挿入される側と反対側であり、且つ、セグメントコイル４６の挿入方向で見て絶縁紙５２の突起部５８と重なる位置に治具６８を予め配置し、この状態でセグメントコイル４６をスロット４２に挿入する。上述した位置に治具６８が配置されることで、セグメントコイル４６の腕部４６ａ、４６ｂをステータコア２７のスロット４２に挿入する過程において、絶縁紙５２がセグメントコイル４６に引き摺られた場合には、絶縁紙５２に形成された突起部５８が治具６８に当接することで、絶縁紙５２の移動が規制されて絶縁紙５２のずれが防止される。

図５は、ステータ２２の製造工程における、ステータコア２７のスロット４２にセグメントコイル４６の各腕部４６ａ、４６ｂを挿入する過程において、ステータコア２７を軸線ＣＬ方向でスロット４２にセグメントコイル４６が挿入される側（紙面奥側）と反対側（紙面手前側）から見た図である。なお、図５においては、ステータコア２７に形成されるスロット４２の１つが示されているが、ステータコア２７に形成される他のスロット４２についても図５と同じ位置に治具６８が配置される。

治具６８は、ステータコア２７の軸線ＣＬ方向において、ステータコア２７のスロット４２にセグメントコイル４６の各腕部４６ａ、４６ｂが挿入される側と反対側、すなわちスロット４２にセグメントコイル４６が挿入された状態において、ステータコア２７からセグメントコイル４６の各腕部４６ａ、４６ｂの先端部が突き出る側に配置されている。

治具６８は、長手形状を有し、長手方向がステータコア２７の径方向に沿うように配置されている。詳細には、治具６８は、ステータコア２７の内周側からスロット４２に形成される開口５４を通り、先端がステータコア２７の径方向でセグメントコイル４６近傍の位置まで延設されている。なお、治具６８は、その先端がステータコア２７の径方向でセグメントコイル４６よりも内側となる位置に制限される。

また、治具６８は、セグメントコイル４６の挿入方向に見たとき、先端部が絶縁紙５２の突起部５８と重なる位置に配置されている。図５に示すように、ステータコア２７をセグメントコイル４６の挿入方向に見たとき、治具６８のステータコア２７の径方向で外側の端部が、絶縁紙５２の連結部６２と重なっている。なお、治具６８は、ステータコア２７の軸線ＣＬ方向において、絶縁紙５２と隣り合う位置に配置されている。

上述した位置に治具６８が配置されることで、ステータ２２の製造工程における、ステータコア２７のスロット４２にセグメントコイル４６を挿入する過程において、絶縁紙５２がセグメントコイル４６に引き摺られると、絶縁紙５２が治具６８に当接させられることで絶縁紙５２の移動が規制され、絶縁紙５２がスロット４２からずれることが防止される。また、絶縁紙５２の一端５６ａおよび他端５６ｂが、スロット４２の開口５４に対向する位置と異なる位置、具体的には、ステータコア２７の径方向で外側である第３部位５２ｃの位置に配置されているため、突起部５８が寸断されることなく形成され、突起部５８の剛性が確保される。その結果、セグメントコイル４６のスロット４２への挿入過程（過渡期）において絶縁紙５２が治具６８に接触したとき、突起部５８が変形（例えば座屈）してしまうことが抑制される。

図６は、ステータ２２の製造工程（製造方法）を説明するフローチャートである。ステータ２２は、図６に示す第１工程Ｓ１〜第６工程Ｓ６の順番で製造される。

図６の第１工程Ｓ１では、複数枚の電磁鋼板２３を積層することでステータコア２７を形成する。第２工程Ｓ２では、ステータコア２７の各スロット４２に、スロット４２に挿入可能な形状に予め折り曲げられた絶縁紙５２を挿入する。なお、絶縁紙５２をスロット４２の形状に合わせた形状に折り曲げる工程で、突起部５８を併せて形成する。第３工程Ｓ３では、セグメントコイル４６の挿入に先立って、治具６８を所定の位置に配置する。なお、所定の位置とは、上述したステータコア２７のスロット４２にセグメントコイル４６が挿入される側と反対側であり、且つ、治具６８をセグメントコイル４６が挿入される方向に見て治具６８の一部が突起部５８と重なる位置である。

第４工程Ｓ４では、セグメントコイル４６をステータコア２７の各スロット４２に挿入する。このとき、絶縁紙５２がセグメントコイル４６に引き摺られた場合であっても、絶縁紙５２が治具６８に当接することで絶縁紙５２の移動が阻止される。従って、絶縁紙５２がスロット４２からずれることが防止される。第５工程Ｓ５では、各スロット４２にセグメントコイル４６が挿入されると、セグメントコイル４６の各腕部４６ａ、４６ｂの一端部を、ステータコア２７の周方向に曲げる曲げ加工を実行する。第６工程Ｓ６では、第５工程Ｓ５で曲げられた各セグメントコイル４６の各腕部４６ａ、４６ｂの先端同士を溶接によって接続する。

上述のように、本実施例によれば、ステータコア２７のスロット４２に絶縁紙５２を挿入する工程（第２工程Ｓ２）を実行し、ステータコア２７のスロット４２にセグメントコイル４６が挿入される側と反対側であり、且つ、セグメントコイル４６が挿入される方向に見て突起部５８と重なる位置に治具６８を配置し（第３工程Ｓ３）、セグメントコイル４６をスロット４２に挿入する工程（第４工程Ｓ４）を実行するため、スロット４２にセグメントコイル４６を挿入する過程において、絶縁紙５２がセグメントコイル４６に引き摺られた場合であっても、絶縁紙５２が治具６８に当接することで絶縁紙５２の移動が抑制され、絶縁紙５２がスロット４２からずれることが防止される。ここで、絶縁紙５２のずれを防止するための係止溝形成部をスロット４２内に設ける必要がないため、スロット４２内に収容されるセグメントコイル４６の本数が少なくなることも抑制される。

また、本実施例によれば、セグメントコイル４６を囲む絶縁紙５２の一端５６ａおよび他端５６ｂが、セグメントコイル４６の径方向の内側と異なる位置である第３部位５２ｃに配置されているため、絶縁紙５２に形成される突起部５８の剛性が確保される。従って、セグメントコイル４６をスロット４２内へ挿入する過程において突起部５８が治具６８に接触したときに、突起部５８が治具６８によって変形させられることを抑制することができる。また、突起部５８とセグメントコイル４６との間に空間６４が形成されため、その突起部５８とセグメントコイル４６との間に形成される空間６４に油が流れることで、ステータコア２７およびステータコイル２８（セグメントコイル４６）の冷却性が向上する。これに関連して、ステータコイル２８からロータ２０への輻射熱も低減されるため、ロータコア２４に内蔵される磁石３６の温度も低下する。その結果、磁石３６やセグメントコイル４６の耐熱性を緩和することができるため、磁石３６やセグメントコイル４６を従来よりも安価な材料で製造することも可能になる。

つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

図７は、本発明の他の実施例に対応する、ステータコア２７に形成されるスロット４２の周辺を拡大した拡大断面図である。図７は、前述した実施例１の図３に対応している。なお、ステータコア２７およびスロット４２の形状は、前述の実施例と同じであるため、同じ符号を付してその説明を省略する。

図７に示すように、ステータコア２７のスロット４２を形成する壁（４８ａ、４８ｂ、５０）と、スロット４２内に収容される複数個のセグメントコイル４６と、の間に絶縁紙８０が介挿されている。絶縁紙８０は、適宜折り曲げられることで、セグメントコイル４６の挿入方向に見たとき、スロット４２内に収容される複数個のセグメントコイル４６の周りを囲むようにして設けられている。

絶縁紙８０は、スロット４２の側壁４８ａとセグメントコイル４６との間に介挿されている第１部位８０ａ、スロット４２の側壁４８ｂとセグメントコイル４６との間に介挿されている第２部位８０ｂ、スロット４２の底壁５０とセグメントコイル４６との間に介挿されている第３部位８０ｃ、およびステータコア２７の径方向で内側に位置する第４部位８０ｄから構成されている。

また、絶縁紙８０におけるステータコア２７の径方向の内側、すなわちスロット４２の開口５４側に位置する第４部位８０ｄには、ステータコア２７の内周側に向かって突き出す突起部８２が形成されている。突起部８２は、ステータコア２７の内周側に向かって突き出す凸形状に形成されている。

突起部８２をセグメントコイル４６の挿入方向に見たとき、断面が三角形状に形成されている。具体的には、突起部８２は、セグメントコイル４６の長辺に対して所定の勾配を有する一対の傾斜部８４ａ、８４ｂから構成されている。傾斜部８４ａの先端と傾斜部８４ｂの先端とが連続的に繋がることで、突起部８２の断面が三角形状に形成される。また、突起部８２がステータコア２７の内周側に向かって突き出すことで、突起部８２とセグメントコイル４６の長辺とによって囲まれた空間８６が形成される。

上記のような突起部８２が構成される場合であっても、ステータコア２７のスロット４２にセグメントコイル４６を挿入するとき、前述の実施例１と同様の位置に治具６８（図５参照）を予め配置することで、絶縁紙８０がセグメントコイル４６に引き摺られた場合であっても、突起部８２が治具６８に当接することで、絶縁紙８０がスロット４２からずれることが防止される。また、空間８６に油が流れることで、ステータコア２７およびステータコイル２８が、空間８６を流れる油によって効果的に冷却される。従って、本実施例においても前述の実施例と同様の効果が得られる。

図８は、本発明のさらに他の実施例に対応する、ステータコア２７に形成されるスロット４２の周辺を拡大した拡大断面図である。図８は、前述した実施例１の図３に対応している。なお、ステータコア２７およびスロット４２の形状は、前述の実施例と同じであるため、同じ符号を付してその説明を省略する。

図８に示すように、ステータコア２７のスロット４２を形成する壁面と、スロット４２内に収容される複数個のセグメントコイル４６と、の間に絶縁紙９０が介挿されている。絶縁紙９０は、適宜折り曲げられることで、セグメントコイル４６の挿入方向に見たとき、スロット４２内に収容される複数個のセグメントコイル４６の周りを囲むようにして設けられている。

絶縁紙９０は、スロット４２の側壁４８ａとセグメントコイル４６との間に介挿されている第１部位９０ａ、スロット４２の側壁４８ｂとセグメントコイル４６との間に介挿されている第２部位９０ｂ、スロット４２の底壁５０とセグメントコイル４６との間に介挿されている第３部位９０ｃ、およびステータコア２７の径方向で内側に位置する第４部位９０ｄから構成されている。

また、絶縁紙９０におけるステータコア２７の径方向の内側、すなわちスロット４２の開口５４側に位置する第４部位９０ｄには、ステータコア２７の内周側に向かって突き出す突起部９４が形成されている。突起部９４は、ステータコア２７の内周側に向かって突き出す凸形状に形成されている。

突起部９４をセグメントコイル４６の挿入方向に見たとき、絶縁紙９０がセグメントコイル４６よりもステータコア２７の内周側に突き出すＵ字状に形成されている。具体的には、突起部９４は、第１部位９０ａおよび第２部位９０ｂの端部からセグメントコイル４６よりもさらに内周側に延設された一対の延設部９６ａ、９６ｂと、それら一対の延設部９６ａ、９６ｂの先端を繋ぐ連結部９８と、から構成されている。また、一対の延設部９６ａ、９６ｂがセグメントコイル４６よりもステータコア２７の内周側に延設されることで、突起部９４とセグメントコイル４６の長辺とによって囲まれた空間９９が形成される。

上記のような突起部９４が構成される場合であっても、ステータコア２７のスロット４２にセグメントコイル４６を挿入するとき、前述の実施例１と同様の位置に治具６８（図５参照）を予め配置することで、絶縁紙９０がセグメントコイル４６に引き摺られた場合であっても、突起部９４が治具６８に当接することで、絶縁紙９０がスロット４２からずれることが防止される。また、空間９９に油が流れることで、ステータコア２７およびステータコイル２８が、空間９９を流れる油によって効果的に冷却される。従って、本実施例においても、前述の実施例と同様の効果が得られる。

図９は、本発明のさらに他の実施例に対応する、ステータコア２７に形成されるスロット４２の周辺を拡大した拡大断面図である。図９は、前述した実施例１の図３に対応している。なお、ステータコア２７およびスロット４２の形状は、前述の実施例と同じであるため、同じ符号を付してその説明を省略する。

図９に示すように、ステータコア２７のスロット４２を形成する壁面と、スロット４２内に収容される複数個のセグメントコイル４６と、の間に絶縁紙１００が介挿されている。絶縁紙１００は、適宜折り曲げられることによって、セグメントコイル４６の挿入方向に見たとき、スロット４２内に収容される複数個のセグメントコイル４６の周りを囲むように設けられている。

絶縁紙１００は、スロット４２の側壁４８ａとセグメントコイル４６との間に介挿されている第１部位１００ａ、スロット４２の側壁４８ｂとセグメントコイル４６との間に介挿されている第２部位１００ｂ、スロット４２の底壁５０とセグメントコイル４６との間に介挿されている第３部位１００ｃ、およびステータコア２７の径方向で内側に位置する第４部位１００ｄから構成されている。

また、絶縁紙１００におけるステータコア２７の径方向の内側、すなわちスロット４２の開口５４側に位置する第４部位１００ｄには、ステータコア２７の内周側に向かって突き出す突起部１０４が形成されている。突起部１０４は、ステータコア２７の内周側に向かって突き出す凸形状に形成されている。

突起部１０４をセグメントコイル４６の挿入方向に見たとき、断面が台形形状に形成されている。具体的には、突起部１０４は、第１部位１００ａおよび第２部位１００ｂの端部から所定の勾配で傾斜する一対の傾斜部１０６ａ、１０６ｂと、一対の傾斜部１０６ａ、１０６ｂの先端を繋ぐ連結部１０８と、から構成されている。また、突起部１０４がステータコア２７の内周側に向かって突き出すことで、突起部１０４とセグメントコイル４６の長辺とによって囲まれた空間１０９が形成される。

上記のような突起部１０４が構成される場合であっても、ステータコア２７のスロット４２にセグメントコイル４６を挿入するとき、前述の実施例１と同様の位置に治具６８（図５参照）を予め配置することで、絶縁紙１００がセグメントコイル４６に引き摺られた場合であっても、突起部１０４が治具６８に当接することで、絶縁紙１００がスロット４２からずれることが防止される。また、空間１０９に油が流れることで、ステータコア２７およびステータコイル２８が、空間１０９を流れる油によって効果的に冷却される。従って、本実施例においても前述の実施例と同様の効果が得られる。

図１０は、本発明のさらに他の実施例に対応する、ステータコア２７に形成されるスロット４２の周辺を拡大した拡大断面図である。図１０は、前述した実施例１の図３に対応している。なお、ステータコア２７およびスロット４２の形状は、前述の実施例１と同じであるため、同じ符号を付してその説明を省略する。

図１０に示すように、ステータコア２７のスロット４２を形成する壁と、スロット４２内に収容される複数個のセグメントコイル４６と、の間に絶縁紙１１０が介挿されている。絶縁紙１１０は、適宜折り曲げられることで、セグメントコイル４６の挿入方向に見たとき、スロット４２内に収容されるセグメントコイル４６の周りを囲むように設けられている。

絶縁紙１１０は、スロット４２の側壁４８ａとセグメントコイル４６との間に介挿されている第１部位１１０ａ、スロット４２の側壁４８ｂとセグメントコイル４６との間に介挿されている第２部位１１０ｂ、スロット４２の底壁５０とセグメントコイル４６との間に介挿されている第３部位１１０ｃ、およびステータコア２７の径方向で内側に位置する第４部位１１０ｄから構成されている。

また、絶縁紙１１０におけるステータコア２７の径方向の内側、すなわちスロット４２の開口５４側に位置する第４部位１１０ｄには、ステータコア２７の径方向の内側に向かって突き出す突起部１１４が形成されている。突起部１１４は、ステータコア２７の内周側に向かって突き出す凸形状に形成されている。

突起部１１４をセグメントコイル４６の挿入方向に見たとき、断面が三角形状に形成されている。突起部１１４は、所定の勾配で傾斜する一対の傾斜部１１６ａ、１１６ｂから構成されている。突起部１１４は、絶縁紙１１０を構成する第４部位１１０ｄの一部が、断面三角形状に折り曲げられることで形成される。このように、第４部位１１０ｄの一部に、突起部１１４が形成されるものであっても構わない。また、突起部１１４がステータコア２７の内周側に向かって突き出すことで、突起部１１４とセグメントコイル４６の長辺とによって囲まれた空間１１８が形成される。

上記のような突起部１１４が構成される場合であっても、ステータコア２７のスロット４２にセグメントコイル４６を挿入するとき、前述の実施例１と同様の位置に治具６８（図５参照）を予め配置することで、絶縁紙１１０がセグメントコイル４６に引き摺られた場合であっても、突起部１１４が治具６８に当接することで、絶縁紙１１０がスロット４２からずれることが防止される。また、空間１１８に油が流れることで、ステータコア２７およびステータコイル２８が、空間１１８を流れる油によって効果的に冷却される。従って、本実施例においても前述の実施例と同様の効果が得られる。

図１１は、本発明のさらに他の実施例に対応する、ステータコア２７のスロット４２にセグメントコイル４６の各腕部４６ａ、４６ｂが挿入される過程において、ステータコア２７をセグメントコイル４６が挿入される側と反対側から見た図である。図１１は、前述した実施例１の図５に対応している。なお、ステータコア２７およびスロット４２の形状は、前述した実施例１と同じであるため、同じ符号を付してその説明を省略する。

図１１に示すように、ステータコア２７のスロット４２を形成する壁と、スロット４２内に収容される複数個のセグメントコイル４６と、の間に絶縁紙１２０が介挿されている。絶縁紙１２０は、適宜折り曲げられることで、セグメントコイル４６の挿入方向に見たとき、スロット４２内に収容されるセグメントコイル４６の周りを囲むように設けられている。

絶縁紙１２０は、スロット４２の側壁４８ａとセグメントコイル４６との間に介挿されている第１部位１２０ａ、スロット４２の側壁４８ｂとセグメントコイル４６との間に介挿されている第２部位１２０ｂ、スロット４２の底壁５０とセグメントコイル４６との間に介挿されている第３部位１２０ｃ、およびステータコア２７の径方向で内側に位置する第４部位１２０ｄから構成されている。

第１部位１２０ａは、ステータコア２７から軸線ＣＬ方向に突き出した部位が、テーパ状に折り曲げられている（図１２参照）。同様に、第２部位１２０ｂは、ステータコア２７から軸線ＣＬ方向に突き出した部位が、テーパ状に折り曲げられている（図１２参照）。第１部位１２０ａのテーパ状に折り曲げられた部位、および、第２部位１２０ｂのテーパ状に折り曲げられた部位は、互いに離れる方向に折り曲げられている。従って、第１部位１２０ａおよび第２部位１２０ｂをステータコア２７の軸線ＣＬ方向に見たとき、第１部位１２０ａおよび第２部位１２０ｂは、いずれもセグメントコイル４６に重ならない。

本実施例においても、前述した実施例１と同様に、絶縁紙１２０のステータコア２７の径方向で開口５４側（径方向の内側）に位置する第４部位１２０ｄには、ステータコア２７の内周側に向かって突き出す突起部５８が形成されている。さらに、ステータコア２７のスロット４２にセグメントコイル４６が挿入される側と反対側であって、且つ、ステータコア２７をセグメントコイル４６が挿入される方向に見て突起部５８と重なる位置に、治具６８が配置されている。従って、ステータコア２７のスロット４２にセグメントコイル４６を挿入する過程において、絶縁紙１２０がセグメントコイル４６に引き摺られた場合であっても、突起部５８が治具６８に当接することで絶縁紙１２０がスロット４２からずれることが防止されため、前述した実施例１と同様の効果が得られる。

さらに、本実施例では、上記構成に加えて、ステータコア２７のスロット４２にセグメントコイル４６が挿入される側と反対側であって、且つ、ステータコア２７をセグメントコイル４６が挿入される方向に見て絶縁紙１２０の第１部位１２０ａのテーパ状に形成された部位と重なる位置に、第１テーパ当接治具１２２ａ（以下、第１治具１２２ａ）が配置されている。また、ステータコア２７のスロット４２にセグメントコイル４６が挿入される側と反対側であって、且つ、ステータコア２７をセグメントコイル４６が挿入される方向に見て絶縁紙１２０の第２部位１２０ｂのテーパ状に形成された部位と重なる位置に、第２テーパ当接治具１２２ｂ（以下、第２治具１２２ｂ）が配置されている。

図１１に示すように、第１治具１２２ａは、絶縁紙１２０がセグメントコイル４６の挿入方向（図１１において紙面手前側）に移動した場合において、第１部位１２０ａのテーパ状の部位と当接する位置に配置されている。すなわち、ステータコア２７をセグメントコイル４６が挿入される側と反対側から見たとき、第１治具１２２ａが第１部位１２０ａのテーパ状の部位と重なる位置に配置されている。同様に、第２治具１２２ｂは、絶縁紙１２０がセグメントコイル４６の挿入方向に移動した場合において、第２部位１２０ｂのテーパ状の部位と当接する位置に配置されている。すなわち、ステータコア２７をセグメントコイル４６が挿入される側と反対側から見たとき、第２治具１２２ｂが第２部位１２０ｂのテーパ状の部位と重なる位置に配置されている。

図１２は、図１１をステータコア２７の径方向で内側から外側に向かって見た状態を簡略的に示す図である。

図１２からもわかるように、ステータコア２７のスロット４２にセグメントコイル４６が挿入される過程において、ステータコア２７の軸線ＣＬ方向でスロット４２にセグメントコイル４６が挿入される側と反対側（紙面下側）に、治具６８、第１治具１２２ａ、および第２治具１２２ｂが配置されている。また、治具６８は、絶縁紙１２０がセグメントコイル４６の挿入方向（紙面下方）に移動した場合において、突起部５８と当接する位置に配置されている。第１治具１２２ａは、絶縁紙１２０がセグメントコイル４６の挿入方向に移動した場合において、第１部位１２０ａのテーパ状の部位に当接する位置に配置されている。第２治具１２２ｂは、絶縁紙１２０がセグメントコイル４６の挿入方向に移動した場合において、第２部位１２０ｂのテーパ状の部位に当接する位置に配置されている。

従って、ステータコア２７のスロット４２にセグメントコイル４６が挿入される過程において、絶縁紙１２０がセグメントコイル４６に引き摺られた場合には、絶縁紙１２０が、治具６８、第１治具１２２ａ、および第２治具１２２ｂにそれぞれ当接することで、絶縁紙１２０がスロット４２からずれることが好適に防止される。

上述のように、本実施例の絶縁紙１２０に、テーパ状に形成された部位が追加され、さらに、セグメントコイル４６がスロット４２に挿入される過程において、絶縁紙１２０のテーパ状に形成された部位に当接可能な第１治具１２２ａおよび第２治具１２２ｂが配置されることで、ステータコア２７のスロット４２にセグメントコイル４６が挿入される過程において、絶縁紙１２０が、治具６８に加えて第１治具１２２ａおよび第２治具１２２ｂに当接することで、絶縁紙１２０のスロット４２からのずれが一層防止される。

なお、絶縁紙１２０には、ステータコア２７から突き出すテーパ状の部位が形成されることから、ステータコイル２８のステータコア２７から突き出す部位（コイルエンド）についても、絶縁紙１２０がステータコア２７から突き出す分だけ軸線ＣＬに長くなってしまう。これに対して、前述した各実施例１〜５では、絶縁紙にテーパ状の部位が形成されないため、絶縁紙がステータコア２７から殆ど突き出さなくなる。これに関連して、ステータコイル２８のステータコア２７から突き出す部位（コイルエンド）の長さを短くできる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の各実施例１〜５において、実施例６に記載の第１治具１２２ａおよび第２治具１２２ｂを適宜追加して実施しても構わない。

また、前述の各実施例の突起部（５８、８２、９４、１０４、１１４）は、一態様であって、必ずしもこれらの形状に形成されない。すなわち、突起部は、ステータコア２７の内周側に突き出すことで、セグメントコイル４６のスロット４２への挿入過程（挿入過渡期）において治具６８に当接可能な形状であれば、適宜適用することができる。

また、前述の各実施例では、各絶縁紙（５２、８０、９０、１００、１１０、１２０）の一端５６ａおよび他端５６ｂが、底壁５０とセグメントコイル４６との間に介挿される第３部位（５２ｃ、８０ｃ、９０ｃ、１００ｃ、１１０ｃ、１２０ｃ）の位置に配置されていたが、本発明は必ずしもこれに限定されない。具体的には、側壁４８ａとセグメントコイル４６との間に介挿される第１部位の位置、または、側壁４８ｂとセグメントコイル４６との間に介挿される第２部位の位置に、絶縁紙の一端および他端が配置されるものであっても構わない。このように、絶縁紙のステータコア２７の径方向で内側に位置する第４部位と異なる部位に、絶縁紙の一端および他端が配置されるのであれば、絶縁紙に形成される突起部の剛性が好適に確保される。

また、前述の実施例では、各スロット４２に６本のセグメントコイル４６が収容されているが、セグメントコイル４６の本数は必ずしも６本に限定されず、適宜変更することができる。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

２２：ステータ
２７：ステータコア
４２：スロット
４６：セグメントコイル（導線）
５２、８０、９０、１００、１１０、１２０：絶縁紙
５４：開口
５６ａ：一端
５６ｂ：他端
５８、８２、９４、１０４、１１４：突起部
６４、８６、９９、１０９、１１８：空間
６８：治具
ＭＧ：車両用回転電機

Claims (3)

1. 環状のステータコアと、前記ステータコアの内周部に形成され前記ステータコアを貫通する溝穴であるスロットと、前記スロットの壁面と該スロットに収容される導線との間に介挿され、前記導線の周りを囲むようにして配置されている絶縁紙と、を備え、前記絶縁紙の前記ステータコアの径方向の内側には、前記ステータコアの内周側に向かって突き出す突起部が形成されている、車両用回転電機のステータの製造方法であって、
   前記ステータコアの前記スロットに前記絶縁紙を挿入する工程と、
   前記ステータコアの前記スロットに前記導線が挿入される側と反対側であり、且つ、前記ステータコアの前記スロットに前記導線が挿入される方向に見て前記突起部と重なる位置に治具を配置し、前記導線を前記スロットに挿入する工程と、を含む
   ことを特徴とする車両用回転電機のステータの製造方法。
2. 前記導線を囲む前記絶縁紙の一端および他端は、前記ステータコアの径方向の内側の位置と異なる位置に配置されている
   ことを特徴とする請求項１の車両用回転電機のステータの製造方法。
3. 前記突起部と前記導線との間には、該突起部および該導線によって囲まれた空間が形成されている
   ことを特徴とする請求項１または２の車両用回転電機のステータの製造方法。

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