JP4680154B2

JP4680154B2 - 回転電機及びその製造方法

Info

Publication number: JP4680154B2
Application number: JP2006235115A
Authority: JP
Inventors: 康浩遠藤; 裕小松; 慎一飯塚
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-08-31
Filing date: 2006-08-31
Publication date: 2011-05-11
Anticipated expiration: 2026-08-31
Also published as: JP2008061368A

Description

本発明は、回転電機のステータの構造及びその製造方法に関する。

モータジェネレータ、ブラシレスモータ、交流発電機等の回転電機においては、ロータが、コイルを有するステータの内側で回転する。このステータは、磁極歯（以下、ティースという）を有する磁性材からなるステータコアに絶縁物（インシュレータ）を介してコイルを巻回して形成されている。

このような回転電機のステータにコイルを直接巻回する集中巻き方式の場合、そのコイル製造方法として以下のような方法がある。すなわち、一体構造のステータコアのティースに、巻線（エナメル線）を通したニードルを用いて直接ティースに巻線を行う直接巻き方法、ステータコアを内側コアと外側コアとに分割し、ボビンに巻線を巻き付けてコイルコンプリートを形成しこのコイルを巻装したボビンを内側コアのティースに挿入した後、内側コアと外側コアとを組み立てるボビン巻き方法、ステータコアをティースごとに複数のコアピースに分割し、各コアピースに絶縁物を介して巻線を巻き付け、その後コアピースを一体に組み立てる分割コア方法などがある。このうち、ボビン巻き方法と分割コア方法は、コアに設けられているスロット開口部からコイルを巻装する必要がないので、コイルを高い占積率に巻回することができることから、高出力化と小型化が要求される回転電機に多く用いられるようになってきている（例えば、特許文献１、２参照）。

特許文献１には、図１１に示すようなテーパー型のティースを用いた分割コアのステータ構造が提案されている。図１１（ａ）に示すように、ティース１２３の幅を外径側は広いＷ₁として内周側に向かって連続的もしくは段階的に狭くなるようなテーパー形状に形成し、内径側の幅はＷ₂となっている。そして、その両側に設けた長方形のスロット部１２６にインシュレータ１２２を取り付けて、その上からコイル素線１２５ａを巻線したものである。コイル素線１２５ａはティース１２３の面に対して垂直方向に巻き重ねられている。このステータ構造は、スロット部１２６ではコイル素線１２５ａが規則性をもって整列されることから、いわゆる巻線の収まりがよく、巻線の緻密化が可能となる。そして、デッドスペースが減少し、スロット部１２６での巻線の占有率が向上する。しかし、図１１（ｂ）に示すように、ティース１２３の面に対して直角方向に複数段にコイル素線１２５ａを巻き重ねていくために、回転電機の軸方向の端面においてコイル素線１２５ａを曲げるように力Ｆを加えて巻線していくことが必要となる。このため、巻線に手間がかかり巻線性がよくなかった。

一方、コイル素線１２５ａをティース１２３の半径方向中心線１２８の回りに回転させていくようにコイル素線を巻線すると、効率的にステータの分割コアにコイルを巻線していくことができる。しかし、図１１（ａ）に示すような形状のステータ構造の場合には、コイルの素線をティース１２３の半径方向中心線１２８の回りに回転させていくようにコイル素線１２５ａを巻線しようとすると、図１１（ａ）の２点鎖線で示すように、半径方向中心線１２８と直角方向に延びるコイル素線１２５ａとバックヨーク１２１及びインシュレータ１２２との干渉が生じてしまう。

そこで、特許文献１には、図１２に示すようにバックヨーク１２１、ティース１２３、ティースフランジ１２７によって形成されるスロット部１２６の形状をコイル１２５の巻線に必要な形状よりも少し大きな形状として、コイル素線１２５ａを巻く際にコイル素線１２５ａ等とバックヨーク１２１及びインシュレータ１２２との干渉が生じないようにするステータ構造が提案されている。この構造は巻線性がよくなるものの、コイル１２５を保持するスロット部１２６の寸法がコイル１２５の巻線に必要な寸法よりも大きくできているため、コイル１２５の半径方向の端面とバックヨーク１２１の内周側面１２１ａとの間やティースフランジ１２７との間に隙間１２９ができる場合がある。

また、特許文献２にはボビンへの巻線方法が提案されている。図１３（ａ）に示すように、ボビン１０１はティースの半径方向中心線１０８に平行で、一定幅の本体部１０１ａと、ティースの半径方向中心線１０８に直角の外周側部１０１ｃと、内周側の内周側部１０１ｂとを含んでいる。また、図１３（ｂ）に示すように、ボビンの回転電機中心軸１０９の方向の両端面には、外周側から内周側に向けて厚みが厚くなっている端面スペーサ１０１ｅが形成されている。図１３（ａ）に示すように、コイルはボビン１０１のティースの半径方向中心線１０８に平行な本体部１０１ａに直角となるように巻き重ねられている。そして、コイルは隣接するティースのコイルと干渉しないように、ボビン１０１の外周側部１０１ｃと内周部１０１ｂとを結ぶ線に近くまで巻き重ねられることから、内周側から外周側に向かってコイル素線１０５ａの巻き重ね段数が増加し、外周側のほうがコイルの厚みが厚くなってくる。このため、軸方向の断面でコイル形状を見ると、図１３（ａ）に示すように略三角形状となっている。このように、軸方向の断面が略三角形状となっていることから、ボビン１０１の端面も軸方向断面と同様に、内周側から外周側に向かってコイル素線１０５ａの巻き重ね段数が増加していく。このため回転電機中心軸１０９と平行な断面から見たコイルの形状も軸方向断面と同様に略三角形状となるので、コイルの巻き崩れを防止するように外周側から内周側に向けて厚みが厚くなっている端面スペーサ１０１ｅが形成されている。この端面スペーサ１０１ｅによってコイル１０５の端面が回転電機中心軸１０９と略直交する様にコイル１０５が巻回される（例えば、特許文献２参照）。

特開２００２−３６９４１８号公報特開２００２−２７２０４８号公報

特許文献１に記載された従来技術では、図１１に示すようにティース１２３の形状をテーパー形状と、コイル素線１２５ａをティース１２３の面に対して垂直に巻き重ねていく場合には、スロット部１２６での巻線の占有率は高くなるが、巻線に手間がかかり巻線性が劣る場合がある。また、同じく特許文献１に記載された従来技術では、図１２に示すようなテーパー状のティース１２３にコイル素線１２５ａをティース１２３の半径方向中心線１２８の回りに回転させていくようにコイル素線を巻線することができるステータ構造は、巻線性がよくなるものの、コイル１２５の半径方向の端面とバックヨーク１２１の内周側面１２１ａとの間やティースフランジ１２７との間にできる隙間１２９のためにコイル素線各段の巻線の際にコイル素線１２５ａが半径方向に保持されない場合がある。このような場合には、巻き崩れが生じない様に手間をかけて巻線をしていく必要があり、巻線性が劣る場合があるという問題があった。

本発明は、テーパー形状のティースの周囲にコイル素線を巻線して構成されるコイルの巻線性の向上を図ることを目的とする。

本発明に係る回転電機は、ステータのバックヨークからテーパー状に延びている複数のティースと、前記各ティースの内周側端面に形成されたティースフランジと、前記バックヨークの内周側面と、前記各ティース外面と、前記各ティースフランジ外周側面と、を覆う第１のインシュレータと、前記第１のインシュレータを介して前記各ティースの面にコイル素線を複数段に巻き重ねて構成されるコイルと、各段のコイル端のバックヨーク側の各凹部と前記第１のインシュレータとの間に詰め込まれるＬ字型断面で板状の第２のインシュレータと、を有し、前記第２のインシュレータは、前記コイル端の前記各凹部にＬ字型部分がはまり込むように前記ティースの延びる方向に沿って順次重ね合わせられていること、を特徴とする。また、本発明に係る他の回転電機は、ステータのバックヨークからテーパー状に延びている複数のティースと、前記各ティースの内周側端面に形成されたティースフランジと、前記バックヨークの内周側面と、前記各ティース外面と、前記各ティースフランジ外周側面と、を覆う第１のインシュレータと、前記第１のインシュレータを介して前記各ティースの面にコイル素線を複数段に巻き重ねて構成されるコイルと、各段のコイル端のバックヨーク側の各凹部と前記第１のインシュレータとの間に詰め込まれる棒状の第２のインシュレータと、を有し、前記第２のインシュレータは、前記コイルの巻き重ね方向に向かって、前記コイル一段おきに厚くなっていること、を特徴とする。また、本発明に係る回転電機において、前記各ティース両面のそれぞれ対応する位置に詰め込まれる一対の前記第２のインシュレータは、前記ティースの幅方向に延びる接続部材で一体に接続されていること、としても好適である。

本発明の回転電機の製造方法は、ステータのバックヨークからテーパー状に延びている複数のティースと、前記各ティースの内周側端面に形成されたティースフランジと、前記バックヨークの内周側面と、前記各ティース外面と、前記各ティースフランジ外周側面と、を覆う第１のインシュレータと、前記第１のインシュレータを介して前記各ティースの面にコイル素線を複数段に巻き重ねて構成されるコイルと、前記コイルと前記第１のインシュレータとの間に詰め込まれるＬ字型断面で板状の第２のインシュレータと、を備える回転電機の製造方法であって、前記各ティースに前記コイル素線を巻線する際に、一段おきに巻線の終了後にコイル端バックヨーク側の凹部と前記第１のインシュレータとの間に順次前記第２のインシュレータのＬ字型部分がはまり込むように前記第２のインシュレータを重ね合わせて詰め込むこと、を特徴とする。

本発明は、テーパー形状のティースの周囲にコイル素線を巻線して構成されるコイルの巻線性の向上を図ることが出来るという効果を奏する。

以下、本発明の好適な実施形態について、図１〜４を参照しながら説明する。図１は本実施形態の回転電機のステータを示す図であり、図２は分割コアを示す図であり、図３は分割コアのスロットにコイルを巻回した状態を示し、図４はコイル端部とインシュレータの部分の拡大図である。

図１は本実施形態の分割コアステータの平面を示している。図１に示すように、ステータ１００は複数の分割コア１０を、回転電機の周方向に接続して形成されている。各分割コア１０はステータの外周側にバックヨーク１１を有し、バックヨーク１１から内周方向に向かってテーパー状に細くなっているティース１３が延びている。ティース１３の内周側には先端に向かって細くなっていく形状のティースフランジ１５が周方向の両側に延びている。バックヨーク１１とティース１３とティースフランジ１５によって囲まれている台形断面の部分はスロット１７であり、このスロット１７にコイル１９が巻回されている。

図２は分割コアの斜視図を示している。図２に示すように、平面上ではティース１３はバックヨーク１１から内周側に向かって細くなるテーパー形状となっているが、立面上では逆にバックヨーク１１から内周に向かって高さが高くなっていくテーパー形状となっている。これは、ティース１３をバックヨーク１１から内周に向かって細くなるテーパー形状としたことによるコア断面の低下を防止し、ステータ１００の性能を低下させないようにするためである。

図１、図２に示した分割コアは、高い磁束密度を持つことが出来るように、鉄などの金属磁性粉末に電気的絶縁と結合を兼ねる樹脂コンパウンドを混合し圧縮成型した圧粉磁心によって形成されても良い。また、図２に示すように、分割コア１０のバックヨーク１１の内周側面１１ａは、ティース半径方向中心線２７に対して直角面となっている。このため、バックヨーク１１の周方向端面１１ｂとバックヨーク１１の内周側面１１ａとは直角となっていない。

図３に、分割コア１０のスロット１７にコイル１９を巻回した状態の断面を示す。先に、図１，２で説明したテーパー形状のティース１３を持つ分割コア１０のバックヨーク１１の内周側面とティース１３の表面とティースフランジ１５の外周側面によって囲まれるスロット１７の表面には、その表面を覆うように第１のインシュレータ２３が取りつけられている。第１のインシュレータ２３は絶縁性の樹脂、あるいはゴムなどで形成され、バックヨーク１１の内周側はバックヨーク１１の内周側面の平面形状に沿った平板形状となっている。また、第１のインシュレータ２３のティース１３の部分のティース側の面は、ティース表面に沿った平面であり、コイル側の面はコイル１９のコイル素線２１の巻線の時の整列間隔でコイル素線２１を保持するようコイル断面形状に合わせた円筒面の溝が設けられている。これによって、コイル巻き線時のコイルの整列を図っている。第１のインシュレータ２３の分割コア１０の内周側はティースフランジ１５の表面に沿って平板状の薄板となっており、ティースフランジ１５の周方向の端面部には、ティース半径方向中心線２７から分割コア１０の周方向の端面に向かって肉厚のコイル保持部２３ａが形成されている。この第１のインシュレータ２３の内周側のコイル保持部２３ａの内周面はティースフランジ１５の内周面と略同一面となっている。

コイル１９は第１のインシュレータ２３を介してコイル素線２１をティース１３に巻きつけていくことによって形成する。図３に示すように、バックヨーク１１の内周側面１１ａはティース半径方向中心線２７と直角となっており、ティース１３はバックヨーク１１から内周に向かって細くなるテーパー状となっている。一方、コイル１９のコイル素線２１はティース１３の面に直角方向に複数段に巻き重ねられている。このため、コイル１９のバックヨーク１１の内周側面１１ａに面する端面はティース１３に直角な方向に向かって並ぶこととなる。すると、図４に示すように、コイル１９の外周側面とバックヨーク１１の内周側面１１ａとの間に角度θが出来ることとなる。このため、ティース半径方向中心線２７から周方向に向かって離れるに従って、コイル１９の外周側端面とバックヨーク１１の内周側面１１ａに取り付けられている第１のインシュレータ２３表面との間の隙間が大きくなってくる。この隙間の部分にコイル１９の巻き線の際にコイル１９の巻き崩れを防止するための第２のインシュレータ２５ａ〜２５ｅが詰め込まれている。この第２のインシュレータ２５はコイル１９の外周側端面にあるすべての各段コイル端と第１のインシュレータ２３との間に詰め込んでも良いし、一部の各段コイル端と第１のインシュレータとの間に詰め込んでも良い。また、第２のインシュレータは隙間の大きさとコイル素線の外形にあわせたものであれば４角柱状のものでも良いし、円柱形状でも六角形など他の角柱形状であってもよい。また、第２のインシュレータは分割コア１０の厚み方向の全長に渡って取り付けられていても良いし、例えば、上部と下部のみのように厚み方向の一部に取り付けられていてもよい。

第２のインシュレータは、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂や、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂のような絶縁性があり、成型が容易なエンジニアリングプラスチックで構成されていることが好ましい。また、エンジニアリングプラスチックでなくとも、絶縁性を有するゴムなどで構成されていても良い。

図５を参照しながら、本実施形態においてコイル素線２１を巻き線する工程を説明する。図５（ａ）に示すように、コイル素線２１はティース半径方向中心線２７の周りに回転させていくように巻き線される。この巻き線方法では、コイル素線２１はバックヨーク１１の内周側面１１ａと平行な平面上においてコイル素線２１が巻かれる。従って、図５（ａ）の二点鎖線で示すように、コイル素線２１とバックヨーク１１の内周側面１１ａ、第１のインシュレータ２３の内面とが平行の状態でコイル素線２１が巻き線されていく。ティース１３の部分の第１のインシュレータ２３のコイル側には、コイル素線２１を整列して巻き線できるように、コイル断面形状に合わせた円筒面の溝が設けられ、緻密にコイル素線２１を巻けるようにしている。つまり、コイルのティース１３の面の１段目は上記の溝によって整列してティース１３の表面に第１のインシュレータ２３を介して巻き線されている。１段目のコイルが１段目のコイル端３１ａまで巻かれると、２段目のコイルが巻かれる。２段目のコイルは、例えば、１段目のコイル素線２１の間の谷の部分に嵌まり込んでコイル素線２１の位置が保持されるようにコイルが巻かれていく。２段目のコイル端３１ｂはちょうど第１のインシュレータ２３と接する位置に巻かれている。コイル素線２１は図５（ａ）の二点鎖線で示すように、バックヨーク１１の内周側面１１ａと平行な面で巻き線される。図５（ａ）に示すように、２段目のコイル端３１ｂのコイル素線２１を巻き線する場合に、コイル素線２１と第１のインシュレータ２３のコイル側面とが一番接近してくる。しかし、バックヨーク１１の内周側面１１ａと第１のインシュレータ２３のコイル側面とコイル素線２１の巻き線面が平行となっており、コイル素線２１は第１のインシュレータ２３の内面側になっていることから、コイル素線２１の巻き線の際に、コイル素線２１が第１のインシュレータ２３と干渉することはない。

図５（ｂ）に示すように、３段目のコイル素線２１も２段目のコイル素線２１と同様に前に巻き線した２段目コイルの谷部分にコイル素線２１が嵌まり込むようにコイルを巻き線していく。ところが、３段目のコイルになると、コイル１９の外周側面とバックヨーク１１の内周側面１１ａとの間の角度θによって、コイル端３１ｃと第１のインシュレータ２３との間にコイル素線２１の入っていない隙間が出来る。この隙間をそのままにしておくと、次の４段目のコイル素線２１を巻き線する際に前の段の３段目谷部の位置が固定されていないため、コイル素線２１を整列して巻き線することができない。そこで、図５（ｃ）に示すように、３段目のコイル端３１ｃと第１のインシュレータ２３の内面との間に第２のインシュレータ２５ａを詰め込む。これによって、３段目の各コイル素線２１は第１のインシュレータ２３の内面において半径方向の両端が保持されてその位置が固定され、次の段のコイル素線２１が嵌まり込む谷部の位置も固定される。この状態で、図５（ｄ）に示すように、４段目のコイル素線２１を前の段の３段目のコイルの谷部に嵌まり込むように巻き線していくことが出来る。このため４段目コイルの各コイル素線２１の位置が固定され、整列した緻密なコイル巻き線とすることができる。同様に、図５（ｅ）〜（ｈ）に示すように、順次各段コイル素線２１を巻く毎に、各段のコイル端３１ｅ〜３１ｇと第１のインシュレータ２３との間に各隙間に対応した第２のインシュレータ２５ｂ〜２５を
詰め込んで５〜７段目までのコイルを巻き線していく。

本実施形態によると、コイル素線２１と第１のインシュレータ２３、あるいはバックヨーク１１の内周側面１１ａとが干渉を生じることがないので、コイル素線２１を効率的に巻き線することができると共に、各段コイルを整列させて巻き線していくことができることからコイルの巻き崩れを防止し、緻密で整列した巻き線をすることができる。これによってコイル１９の巻線性を向上させることができるという効果を奏する。

本実施形態では、第２のインシュレータ２５は各段コイルに対応した形状を持つ別体として説明したが、ティース１３の半径方向中心線側の厚さが厚く、分割コイルの周方向端面側に厚さが薄くなるような複数の段に対応できるインシュレータを一体としたものであっても良い。例えば、図４の２５ａと２５ｂとを一体にしたような形状としてもよい。この場合でも、４段目のコイル巻線のときに２５ｂの形状のインシュレータ部分がコイル素線２１と干渉しない。

また、第２のインシュレータ２５はティース半径方向中心線２７の両側の各コイル１９端と第１のインシュレータ２３との間に一度に挿入できるように、各段に対応する両側の柱状の第２のインシュレータ２５の間を接続部材３３によって接続し、Ｕ字型に成型したものとしてもよい。例えば、図６に示すように、両側の第２のインシュレータ２５ｃ同士を接続部材３３で一体に接続しても良いし、両側の第２のインシュレータ２５ａ同士を接続部材３３によって接続してもよい。このような形状とすることによって、第２のインシュレータ２５を詰め込む時間や手間が少なくなり、巻線性をより向上させることができるという効果を奏する。

図７、８を参照して他の実施形態について説明する。図３，４と同様の部分には同様の記号を用いて説明は省略する。図７、図８に示す実施形態では、第２のインシュレータの形状がＬ字型となっている点で先に説明した実施形態と異なっている。第２のインシュレータは図８の拡大図に示すように、２５ａ，２５ｂ，２５ｃの３つの部材によって構成されている。２５ａはＬ字型形状で、ティース半径方向中心線２７側の肉厚部の厚さは３段目のコイル端３１ｃと第１のインシュレータ２３との間の隙間を詰めるための厚さである。この肉厚部の分割コア１０の周方向端面側の薄肉部は、４段目のコイル端３１ｄと第１のインシュレータ２３との間を詰めるための厚さとなって、分割コア１０の周方向端面まで延びている。この第２のインシュレータ２５ａは３段目及び４段目の各段コイル端３１ｃ，３１ｄと第１のインシュレータ２３との隙間を詰める。第２のインシュレータ２５ｂも同様にＬ字型形状で、先に述べた第２のインシュレータ２５ａに重ねられるようになっている。そして、ティース半径方向中心線２７側の肉厚部の厚さは５段目のコイル端３１ｅと先の第２のインシュレータ２５ａ間の隙間を詰めるための厚さである。この肉厚部の分割コア１０の周方向端面側の薄肉部は、６段目のコイル端３１ｆと先の第２のインシュレータ２５ａとの間を詰めるための厚さとなって、分割コア１０の周方向端面まで延びている。この第２のインシュレータ２５ｂは５段目及び６段目の各段コイル端３１ｅ，３１ｆと先に詰められた第２のインシュレータ２５ａとの隙間を詰める。更に、第７段目のコイル端３１ｇと先の第２のインシュレータ２５ｂとの間に第２のインシュレータ２５ｃが詰められている。第２のインシュレータ２５ｃは四角柱状である。

以上述べたように、第２のインシュレータ２５ａ，２５ｂ，２５ｃは順次重ねあわされて、各段のコイル端３１ｃ〜３１ｇと第１のインシュレータ２３との間に詰められるようになっている。

図９を参照しながら、本実施形態においてコイル素線２１を巻き線する工程を説明する。先に説明した実施形態と同様に、コイル素線２１はバックヨーク１１の内周側面１１ａと平行な平面上においてコイル素線２１が巻かれる。従って、図９（ａ）の二点鎖線で示すように、コイル素線２１とバックヨーク１１の内周側面１１ａ、第１のインシュレータ２３の内面とが平行の状態でコイル素線２１が巻き線されていく。１段目のコイルは溝によって整列されてティース１３の表面に第１のインシュレータ２３を介して巻き線される。１段目のコイルが１段目のコイル端３１ａまで巻かれると、２段目のコイルが巻かれ、２段目のコイルは、１段目のコイル素線２１の間の谷の部分に嵌まり込んでコイル素線２１の位置が保持されるようにコイルが巻かれていく。２段目のコイル端３１ｂはちょうど第１のインシュレータ２３と接する位置に巻かれているので、コイル素線２１が第１のインシュレータ２３と干渉することはない。

図９（ｂ）に示すように、３段目のコイル素線２１も２段目のコイル素線２１と同様に前に巻き線した２段目コイルの谷部分にコイル素線２１が嵌まり込むようにコイルを巻き線していく。ところが、３段目のコイルになると、コイル１９の外周側面とバックヨーク１１の内周側面１１ａとの間の角度θによって、コイル端３１ｃと第１のインシュレータ２３との間にコイル素線２１の入っていない隙間が出来る。この隙間をそのままにしておくと、次の４段目のコイル素線２１を巻き線する際に前の段の３段目谷部の位置が固定されていないため、コイル素線２１を整列して巻き線することができない。そこで、図９（ｃ）に示すように、３段目のコイル端３１ｃと第１のインシュレータ２３の内面との間に第２のインシュレータ２５ａを詰め込む。これによって、３段目の各コイル素線２１は第１のインシュレータ２３の内面において半径方向の両端が保持されてその位置が固定され、次の段のコイル素線２１が嵌まり込む谷部の位置も固定される。また、この第２のインシュレータ２５ａはＬ字型となっていて、厚みの薄い部分において４段目のコイル端３１ｄと第１のインシュレータ２３との隙間を埋めることが出来るようになっている。また、内周側の表面はバックヨーク１１の内周側面１１ａと平行で、４段目のコイル端３１ｄより内周側になっていないことから、図９（ｄ）に示す様に、４段目のコイル素線２１の巻き線の際にコイル素線２１が第２のインシュレータ２５ａと干渉することはない。このように、第２のインシュレータ２５ａは１つのインシュレータによって２段のコイル端３１ｃ，３１ｄを保持して、コイル素線２１を整列させて巻き線することができる。同様に、図９（ｅ）〜（ｇ）に示すように、５段目のコイル素線２１を巻き線したのち第２のインシュレータ２５ｂを詰め、更に６段目のコイル素線２１を巻き線し６，７段目のコイル素線を整列させて緻密に巻きつけていくことが出来る。そして最後に７段目のコイル素線２１を巻き線しコイル端３１ｇと第２のインシュレータ２５ｂとの間に第２のインシュレータ２５ｃを詰める。このように巻き線していくことで、各段の巻線を整列した緻密なものにすることができる。

本実施形態は先に述べた実施形態よりも第２のインシュレータ２５の数が少ないので、取り付け回数が少なくより効率的にコイル素線２１を巻き線することが出来、更に、コイル１９の巻線性を向上させることができるという効果を奏する。

本実施形態では、第２のインシュレータ２５ａ，２５ｂ，２５ｃは各コイル１９端に取り付けることで説明したが、先に説明した実施形態同様、ティース半径方向中心線２７の両側の各コイル端と第１のインシュレータ２３との間に一度に挿入できるように、各インシュレータ２５ａ，２５ｂ，２５ｃに対応する両側のＬ字状の第２のインシュレータ２５ａ，２５ｂ，２５ｃとの間を接続部材３３によって接続し、Ｕ字型に成型したものとしてもよい。例えば、図１０に示すように、両側の第２のインシュレータ２５ａ同士を接続部材３３で一体に接続しても良いし、両側の第２のインシュレータ２５ｂ同士を接続部材３３によって接続してもよい。接続部材３３はＬ字型の第２のインシュレータ２５ａ，２５ｂの上部に飛び出るように取り付けられ、コイル１９の回転軸方向にＬ字型の第２のインシュレータ２５ａ，２５ｂが飛びださないようになっている。このような形状とすることによって、第２のインシュレータ２５を詰め込む時間や手間が少なくなり、巻線性をより向上させることができるという効果を奏する。

本発明に係る実施形態において、回転電機のステータを示す平面図である。本発明に係る実施形態において、回転電機の分割コアの斜視図である。本発明に係る実施形態において、分割コアの断面図である。本発明に係る実施形態において、コイル端と第１のインシュレータと第２のインシュレータの部分拡大図である。本発明に係る実施形態において、コイル素線の巻き線工程を示す図である。本発明に係る実施形態において、第２のインシュレータの形状を示す斜視図である。本発明に係る他の実施形態において、分割コアの断面図である。本発明に係る他の実施形態において、コイル端と第１のインシュレータと第２のインシュレータの部分拡大図である。本発明に係る他の実施形態において、コイル素線の巻き線工程を示す図である。本発明に係る他の実施形態において、第２のインシュレータの形状を示す斜視図である。従来技術に係る、分割コアの断面とコイル巻きを示す図である。従来技術に係る、分割コアの形状とコイル巻きを示す図である。従来技術に係る、ボビンの形状とコイル巻きを示す図である。

符号の説明

１０分割コア、１１バックヨーク、１３ティース、１５ティースフランジ、１７スロット、１９コイル、２１コイル素線、２３第１のインシュレータ、２３ａコイル保持部、２５，２５ａ〜２５ｅ第２のインシュレータ、２７ティース半径方向中心線、３１ａ〜３１ｇ各段コイル端、３３接続部材、１００ステータ、１０１ボビン、１０１ａ本体部、１０１ｂ内周側部、１０１ｃ外周側部、１０１ｅ端面スペーサ、１０５コイル、１０５ａコイル素線、１０８半径方向中心線、１０９回転電機中心軸、１２１バックヨーク、１２１ａ内周側面、１２２インシュレータ、１２３ティース、１２５コイル、１２５ａコイル素線、１２６スロット部、１２７ティースフランジ、１２８半径方向中心線、１２９隙間、Ｆ力、θ 角度。

Claims

ステータのバックヨークからテーパー状に延びている複数のティースと、
前記各ティースの内周側端面に形成されたティースフランジと、
前記バックヨークの内周側面と、前記各ティース外面と、前記各ティースフランジ外周側面と、を覆う第１のインシュレータと、
前記第１のインシュレータを介して前記各ティースの面にコイル素線を複数段に巻き重ねて構成されるコイルと、
各段のコイル端のバックヨーク側の各凹部と前記第１のインシュレータとの間に詰め込まれるＬ字型断面で板状の第２のインシュレータと、を有し、
前記第２のインシュレータは、前記コイル端の前記各凹部にＬ字型部分がはまり込むように前記ティースの延びる方向に沿って順次重ね合わせられていること、
を特徴とする回転電機。
ステータのバックヨークからテーパー状に延びている複数のティースと、
前記各ティースの内周側端面に形成されたティースフランジと、
前記バックヨークの内周側面と、前記各ティース外面と、前記各ティースフランジ外周側面と、を覆う第１のインシュレータと、
前記第１のインシュレータを介して前記各ティースの面にコイル素線を複数段に巻き重ねて構成されるコイルと、
各段のコイル端のバックヨーク側の各凹部と前記第１のインシュレータとの間に詰め込まれる棒状の第２のインシュレータと、を有し、
前記第２のインシュレータは、前記コイルの巻き重ね方向に向かって、前記コイル一段おきに厚くなっていること、
を特徴とする回転電機。
請求項１または２に記載の回転電機であって、
前記各ティース両面のそれぞれ対応する位置に詰め込まれる一対の前記第２のインシュレータは、前記ティースの幅方向に延びる接続部材で一体に接続されていること、
を特徴とする回転電機。
ステータのバックヨークからテーパー状に延びている複数のティースと、
前記各ティースの内周側端面に形成されたティースフランジと、
前記バックヨークの内周側面と、前記各ティース外面と、前記各ティースフランジ外周側面と、を覆う第１のインシュレータと、
前記第１のインシュレータを介して前記各ティースの面にコイル素線を複数段に巻き重ねて構成されるコイルと、
前記コイルと前記第１のインシュレータとの間に詰め込まれるＬ字型断面で板状の第２のインシュレータと、を備える回転電機の製造方法であって、
前記各ティースに前記コイル素線を巻線する際に、一段おきに巻線の終了後にコイル端バックヨーク側の凹部と前記第１のインシュレータとの間に順次前記第２のインシュレータのＬ字型部分がはまり込むように前記第２のインシュレータを重ね合わせて詰め込むこと、
を特徴とする回転電機の製造方法。