JP5489698B2 - インシュレータ、回転電機および回転電機の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インシュレータ、回転電機および回転電機の製造方法に関する。

従来から各種回転電機が提案されており、たとえば、特開２００８-２２００９３号公報、特開平０６-２０５５５７号公報、特開２００７-２５９５５５号公報、特開２００９-０７７４６８号公報などには、最近の典型的な回転電機が提案されている。

このような回転電機のステータコアには、コイルと、ステータコアおよびコイル間の絶縁性を確保するインシュレータとが装着されている。

たとえば、特開２００２−１０１５９０号公報に記載されたインシュレータは、電動機固定子鉄心の各ティース部に軸方向に分割されている。

特開２００８-２２００９３号公報 特開平０６-２０５５５７号公報 特開２００７-２５９５５５号公報 特開２００９-０７７４６８号公報 特開２００２−１０１５９０号公報

従来のインシュレータは、ステータティースを受け入れる筒部が形成されており、この筒部の先端部には、コイルを支持する張出部が形成されている。

既に環状に巻回されたコイルに従来のインシュレータを装着する際には、まず、筒部の先端部を狭めて、コイル内に挿入する。そして、筒部にかけている負荷を取り除くことで、張出部がコイルの端面と係合し、コイルにインシュレータが装着される。

このようなインシュレータにおいては、筒部の先端部から大きく張り出すように張出部を形成すると、コイルにインシュレータを装着する際に、筒部の先端部を大きく変形させる必要が生じる。インシュレータの先端部を大きく変形させると、インシュレータが損傷するおそれがある。

このため、従来のインシュレータにおいては、張出部の張り出し量は小さくなっていた。このように、張出部の張り出し量が小さいと、張出部がコイルの端面を十分に支持することができず、コイルが脱落するおそれがあった。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされた発明であって、その目的は、損傷を抑制することができると共に、コイルを良好に保持することができるインシュレータ、およびこのインシュレータを備えた回転電機およびこの回転電機の製造方法を提案することである。

本発明に係るインシュレータは、ステータヨークおよびステータヨークの周面から突出するステータティースを含むステータコアに装着されるインシュレータである。上記ステータティースが挿入される穴部が形成された板部、および板部から突出するように形成され、ステータティースを受け入れ可能なティース受入部を含む第１分割インシュレータと、第１分割インシュレータに配置されたコイルに対して、第１分割インシュレータと反対側に配置され、第１分割インシュレータと協働して、コイルを固定可能な第２分割インシュレータとを備える。

好ましくは、上記第２分割インシュレータは、コイルの端面を押圧する押圧部と、押圧部に形成され、ステータコアと係合する脚部とを含む。

好ましくは、上記押圧部は、コイルの端面の一方の軸方向端部から他方の軸方向端部に亘って延びるように形成される。

好ましくは、上記ステータティースは、ステータコアの軸方向に配列する第１軸方向端面と、第２軸方向端面とを含む。第２分割インシュレータは、第１軸方向端面側に配置される第１端部側固定部材と、第１端部側固定部材から軸方向に間隔をあけて設けられ、第２軸方向端面側に配置される第２端部側固定部材とを含む。

好ましくは、上記脚部は、ステータコアの第１軸方向端面上に配置され、ステータコアと係合する第１脚部と、ステータコアの第２軸方向端面上に配置され、ステータコアと係合する第２脚部とを含む。上記第１分割インシュレータは、ティース受入部に形成され、第１脚部が挿入される第１挿入部と、第２脚部が挿入される第２挿入部とを含む。

好ましくは、上記第２分割インシュレータは、コイルの端面を押圧する押圧部と、押圧部に形成された脚部とを含む。上記第１分割インシュレータは、脚部と係合可能な第１係合部と、ステータコアと係合可能な第２係合部とを含む。

本発明に係る回転電機は、ステータヨークおよびステータヨークの周面に形成されたステータティースを含むステータコアと、ステータティースが挿入される穴部が形成された板部、および板部から突出するように形成され、ステータティースを受け入れ可能なティース受入部を含む第１分割インシュレータと、第１分割インシュレータに配置されたコイルと、コイルに対して、第１分割インシュレータと反対側に配置され、第１分割インシュレータと協働して、コイルを固定可能な第２分割インシュレータとを備える。

好ましくは、上記第１分割インシュレータは、ステータコアに一体的に形成される。好ましくは、上記コイルは、内側巻線と、内側巻線の外周上に配置された外側巻線とを含む。

本発明に係る回転電機の製造方法は、複数配列することで環状のステータヨークを規定する分割ヨークと、分割ヨークの周面から突出するように形成されたステータティースとを含む分割ステータコアを準備する工程と、ステータティースが挿入される穴部が形成された板部、および板部から突出するように形成され、ステータティースを受け入れ可能なティース受入部を含む第１分割インシュレータを、分割ステータコアに装着する工程と、第１分割インシュレータにコイルを装着する工程と、第１分割インシュレータに装着されたコイルに対して、第１分割インシュレータと反対側から第２分割インシュレータを装着して、コイルを固定する工程とを備える。

好ましくは、上記第１分割インシュレータに絶縁紙を装着する工程をさらに備える。

本発明に係るインシュレータ、回転電機および回転電機の製造方法によれば、インシュレータの損傷を抑制することができると共に、コイルを良好に固定させることができる。

本発明の実施の形態１に係る回転電機の概略構成を示す側断面図である。 回転中心線Ｏ方向から平面視したステータ１４０の平面図である。 Ｕ相コイル１８０Ｕおよび分割ステータコア１７５等を含むブロック２００の斜視図である。 図３に示すＵ相コイル１８０Ｕおよび分割ステータコア１７５等を含むブロック２００の分解斜視図である。 図３に示すＶ−Ｖ線における断面図である。 本実施の形態２に係るインシュレータ４００を含むブロック２００の斜視図である。 図６に示すブロック２００の分解斜視図である。 本実施の形態３に係る回転電機のステータを構成するブロックの分解斜視図である。 ブロックの一部断面図である。 係止部材３９５およびその周囲の構成を示す平面図である。 ブロックの断面図である。 本実施の形態３に係るインシュレータの変形例を示す分解斜視図である。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る回転電機の概略構成を示す側断面図である。この図１に示すように、回転電機１００は、回転中心線Ｏを中心に回転可能に支持された回転シャフト１１０と、この回転シャフト１１０に固設され、回転シャフト１１０と共に回転可能に設けられたロータ１２０と、このロータ１２０の周囲に設けられた環状のステータ１４０とを備えている。この回転電機１００は、典型的には、ハイブリッド車両に搭載され、車輪を駆動する駆動源やエンジン等の動力によって電気を発電する発電機として機能する。さらには、電気自動車等にも搭載可能であり、車輪を駆動する駆動源としても利用される。

ロータ１２０は、複数の電磁鋼板等を積層して構成されたロータコア１２５と、ロータコア１２５に形成された磁石挿入孔１２６内に挿入された永久磁石１２３と、ロータコア１２５の軸方向の端面に設けられたエンドプレート１２２とを備えている。永久磁石１２３は、磁石挿入孔１２６内に充填された樹脂１２４によって固定されている。

ステータ１４０は、環状に形成されており、ロータ１２０の周囲を取り囲むように環状に形成されたステータコア１４１と、このステータコア１４１に装着されたＵ相コイル１８０Ｕ，Ｖ相コイル１８０Ｖ，Ｗ相コイル１８０Ｗとを備えている。このステータ１４０（ステータコア１４１）の軸方向端面１７７，１７８には、絶縁性のモールド樹脂１７２が形成されている。このモールド樹脂１７２は、たとえばＢＭＣ(Bulk Molding Compound)、エポキシ樹脂といった熱硬化性樹脂やＰＰＳ(Polyphenylene Sulfide)、ＰＢＴ(Polybutylene Terephthalate)などの熱可塑性樹脂等により構成されている。

図２は、回転中心線Ｏ方向から平面視したステータ１４０の平面図である。なお、この図２においては、モールド樹脂１７２が省略されている。

この図２に示すように、ステータ１４０は、ステータコア１４１を含み、ステータコア１４１は、環状に形成されたステータヨーク１４２と、このステータヨーク１４２の内周面に形成された複数のステータティースとを含む。

さらに、ステータ１４０は、ステータティースに装着された複数のＵ相コイル１８０Ｕ、Ｖ相コイル１８０Ｖ，Ｗ相コイル１８０Ｗを含む。

ステータコア１４１は、回転中心線Ｏを中心に環状に複数配列された分割ステータコア１７５を備えており、各分割ステータコア１７５には、それぞれ、Ｕ相コイル１８０Ｕ、Ｖ相コイル１８０Ｖ，Ｗ相コイル１８０Ｗのいずれかのコイルが装着されている。そして、ステータ１４０の周方向に沿って、Ｕ相コイル１８０Ｕ、Ｖ相コイル１８０Ｖ，Ｗ相コイル１８０Ｗが順次配列しており、各Ｕ相コイル１８０Ｕ同士、Ｖ相コイル１８０Ｖ同士、Ｗ相コイル１８０Ｗ同士は、それぞれ、間隔を隔て配置されている。

ここで、隣り合うＵ相コイル１８０Ｕ同士は、渡線１５４Ｕによって接続されており、Ｖ相コイル１８０Ｖ同士は、渡線１５４Ｖによって接続され、さらに、Ｗ相コイル１８０Ｗ同士は、渡線１５４Ｗによって接続されている。

図３は、Ｕ相コイル１８０Ｕおよび分割ステータコア１７５等を含むブロック２００の斜視図であり、図４は、上記図３に示すＵ相コイル１８０Ｕおよび分割ステータコア１７５等を含むブロック２００の分解斜視図である。

図３において、ブロック２００は、分割ステータコア１７５と、絶縁紙３３０と、Ｕ相コイル１８０Ｕと、インシュレータ４００とを含む。図４において、分割ステータコア１７５は、分割ヨーク３７０と、この分割ヨーク３７０の周面から突出するように形成されたステータティース３７１とを含む。分割ヨーク３７０が環状に配列することで、図２に示す環状のステータヨーク１４２が形成される。

分割ステータコア１７５は、図１に示す回転中心線Ｏ方向に配列する軸方向端面３７２および軸方向端面３７３とを含む。複数の分割ステータコア１７５が環状に配列することで、環状に配列する軸方向端面３７２によって、図１に示す軸方向端面１７７が形成され、環状に配列する軸方向端面３７３によって、図１に示す軸方向端面１７８が形成される。

図３に示すインシュレータ４００は、図４に示す第１分割インシュレータ３５０と、第２分割インシュレータ３００とを含む。

第１分割インシュレータ３５０および第２分割インシュレータ３００は、いずれも、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂やＬＣＰ（液晶ポリマー）樹脂等の絶縁材料によって形成されている。

第１分割インシュレータ３５０は、分割ステータコア１７５のステータティース３７１に装着される。第１分割インシュレータ３５０は、分割ヨーク３７０の内周面に当接し、ステータティース３７１が挿入される穴部３５２ａが形成された板部３５１と、この板部３５１から突出するように形成され、ステータティース３７１を受け入れ可能なティース受入部３５２とを含む。板部３５１は、平板状に形成されており、分割ステータコア１７５の分割ヨーク３７０の内周面と当接している。ティース受入部３５２は、筒状に形成されており、板部３５１に形成された穴部３５２ａと連通している。

第１分割インシュレータ３５０上には、絶縁紙３３０が装着されている。絶縁紙３３０は、絶縁材料によって形成されている。絶縁紙３３０は環状に形成されており、ステータティース３７１およびティース受入部３５２が挿入される穴部３３１が形成されている。

そして、絶縁紙３３０が装着された第１分割インシュレータ３５０にＵ相コイル１８０Ｕが装着されている。Ｕ相コイル１８０Ｕは、コイル線を巻回することで構成されており、筒状に形成されている。

本実施の形態に係る回転電機においては、コイルとして、２層コイルが採用されている。具体的には、Ｕ相コイル１８０Ｕは、内側巻線１８０Ａと、この内側巻線１８０Ａの外側に配置された外側巻線１８０Ｂとを含む。

第２分割インシュレータ３００は、Ｕ相コイル１８０Ｕに対して、第１分割インシュレータ３５０と反対側に配置されている。第２分割インシュレータ３００は、分割ステータコア１７５と係合する脚部３０３および脚部３０４を含む。

この図４に示す例においては、分割ステータコア１７５が第２分割インシュレータ３００と直接係合しているが、これに限られない。たとえば、第１分割インシュレータ３５０を分割ステータコア１７５に係合させ、第２分割インシュレータ３００を第１分割インシュレータ３５０に係合させて、間接的に第２分割インシュレータ３００を分割ステータコア１７５に係合するようにしてもよい。

第２分割インシュレータ３００が直接的または間接的に分割ステータコア１７５と係合することで、第２分割インシュレータ３００は、第１分割インシュレータ３５０と協働して、Ｕ相コイル１８０Ｕを分割ステータコア１７５に固定する。

インシュレータ４００によれば、第１分割インシュレータ３５０を分割ステータコア１７５に装着した後、Ｕ相コイル１８０Ｕを第１分割インシュレータ３５０に装着する。その後、第２分割インシュレータ３００を分割ステータコア１７５に係合させることで、Ｕ相コイル１８０Ｕを分割ステータコア１７５に固定することができる。

このため、Ｕ相コイル１８０Ｕを固定する際に、インシュレータ４００の一部を変形させる必要がなく、インシュレータ４００の損傷が抑制されている。

インシュレータ４００によれば、Ｕ相コイル１８０Ｕを固定する過程において、Ｕ相コイル１８０Ｕの端面を支持する第２分割インシュレータ３００をＵ相コイル１８０Ｕの穴部内を通す必要がない。このため、第２分割インシュレータ３００は、Ｕ相コイル１８０Ｕの端面を支持するために必要な大きさを確保することができる。第２分割インシュレータ３００は、Ｕ相コイル１８０Ｕの端面の略全面を支持することができ、Ｕ相コイル１８０Ｕの脱落を抑制することができる。

本実施の形態１に係るインシュレータ４００においては、第２分割インシュレータ３００は、環状に形成されると共に板状に形成された押圧部３０２を含む。

Ｕ相コイル１８０Ｕは、ステータ１４０の径方向に配列する外端面と内端面とを含み、押圧部３０２は、Ｕ相コイル１８０Ｕの内端面を支持している。押圧部３０２は、Ｕ相コイル１８０Ｕの内端面の一方の軸方向端部から他方の軸方向端部に亘って延びるように形成されている。このため、押圧部３０２は、Ｕ相コイル１８０Ｕの内端面の略全面を支持可能とされ、内側巻線１８０Ａおよび外側巻線１８０Ｂを支持することができる。押圧部３０２には、ティース受入部３５２およびステータティース３７１を受け入れ可能な穴部が形成されている。

脚部３０３および脚部３０４は、押圧部３０２に形成された穴部の開口縁部に連設されている。

脚部３０３および脚部３０４は、回転中心線Ｏ方向に間隔をあけて設けられている。脚部３０３の端部には、爪部３０５が形成されており、脚部３０４の端部には、爪部３０６が形成されている。

分割ヨーク３７０の外周面には、溝部３７４が形成されている。溝部３７４は、分割ヨーク３７０の外周面の周方向中央部に位置しており、回転中心線Ｏ方向に延びている。

脚部３０３に形成された爪部３０５および脚部３０４に形成された爪部３０６が溝部３７４と係合することで、第２分割インシュレータ３００が分割ステータコア１７５と係合する。

第１分割インシュレータ３５０のティース受入部３５２には、挿入部３５３および挿入部３５４が形成されている。挿入部３５３は、軸方向端面３７２側に位置するティース受入部３５２の端面に形成されており、ティース受入部３５２の端面から上方に突出するように形成されている。挿入部３５４は、軸方向端面３７３側に位置するティース受入部３５２の端面に形成されており、ティース受入部３５２の端面から突出するように形成されている。

第１分割インシュレータ３５０にＵ相コイル１８０Ｕが装着されると、ティース受入部３５２、挿入部３５３および挿入部３５４は、Ｕ相コイル１８０Ｕの穴部内に挿入される。挿入部３５３は、溝部を規定しており、挿入部３５３が規定する溝部の開口部は、ティース受入部３５２内に向けて開口している。

同様に、挿入部３５４も溝部を規定しており、挿入部３５４によって規定された溝部の開口部は、ティース受入部３５２内に向けて開口している。

そして、第１分割インシュレータ３５０が分割ステータコア１７５に装着されることで、挿入部３５３と分割ステータコア１７５の軸方向端面３７２とによって、脚部３０３を挿入可能な通路が規定される。また、分割ステータコア１７５の軸方向端面３７３と、挿入部３５４とによって、脚部３０４を挿入可能な通路が規定される。

絶縁紙３３０に形成された穴部３３１の開口縁部には、凹部３３２および凹部３３３が形成されている。凹部３３２は、穴部３３１の開口縁部のうち、軸方向端面３７２側に位置する辺部に形成されており、脚部３０３および挿入部３５３を受け入れ可能とされている。

凹部３３３は、穴部３３１の開口縁部のうち、軸方向端面３７３側に位置する辺部に形成されており、脚部３０４および挿入部３５４を受け入れ可能とされている。

そして、第２分割インシュレータ３００を分割ステータコア１７５に装着すると、脚部３０３は、Ｕ相コイル１８０Ｕの穴部、凹部３３２、および挿入部３５３を通って、溝部３７４に達するように配置される。この際、脚部３０３は、分割ステータコア１７５の軸方向端面３７２上に配置される。

また、脚部３０４は、Ｕ相コイル１８０Ｕの穴部、凹部３３３、および挿入部３５４を通って、溝部３７４に達するように配置される。この際、脚部３０４は、分割ステータコア１７５の軸方向端面３７３上に配置される。

このように、第２分割インシュレータ３００を分割ステータコア１７５に装着する際には、脚部３０３および脚部３０４は、挿入部３５３および挿入部３５４によって案内される。これにより、脚部３０３および脚部３０４が屈曲等して、損傷することが抑制されている。

脚部３０３と脚部３０４とは互いに回転中心線Ｏ方向に間隔をあけて設けられているため、第２分割インシュレータ３００は、良好に分割ステータコア１７５に固定される。

なお、脚部３０３と脚部３０４とは、押圧部３０２から先端部に向かうにつれて、互いに近接するように形成されている。脚部３０３および脚部３０４間にステータティース３７１が挿入されると、脚部３０３および脚部３０４は、ステータティース３７１によって互いに離れるように押しのけられる。これにより、脚部３０３および脚部３０４には、互いに近接しようとする付勢力が生じる。このため、爪部３０５および爪部３０６が溝部３７４と良好に係合することができる。

押圧部３０２の上端部には、保持部材３０１が形成されている。この保持部材３０１には、複数の溝部が間隔をあけて形成されており、各溝部内には、図２に示す渡線１５４Ｖ，１５４Ｗが挿入される。第１分割インシュレータ３５０が分割ステータコア１７５に装着されると、板部３５１の上端部は、軸方向端面３７２から突出するように形成されている。板部３５１の上端部には、凹部（支持部）３５６が形成されている。

保持部材３０１は、押圧部３０２からステータ１４０の径方向外方に向けて延びており、保持部材３０１の端部は、第１分割インシュレータ３５０に形成された凹部３５６にはめ込まれ、板部３５１によって支持されている。

図５は、図３に示すＶ−Ｖ線における断面図である。この図５に示すように、Ｕ相コイル１８０Ｕの内周面と、ステータティース３７１との間にはティース受入部３５２が配置されている。Ｕ相コイル１８０Ｕの径方向外方側の端面と、分割ヨーク３７０との間には、板部３５１と絶縁紙３３０とが配置されている。これにより、Ｕ相コイル１８０Ｕと分割ステータコア１７５との間の絶縁性が確保されている。

さらに、図３および図５に示すように、Ｕ相コイル１８０Ｕの側面は、絶縁紙３３０によって覆われており、隣り合うコイル同士の絶縁性が確保されている。

第２分割インシュレータ３００は、分割ステータコア１７５に係合することで、Ｕ相コイル１８０Ｕの径方向内方側の端面を押圧しており、Ｕ相コイル１８０Ｕを分割ステータコア１７５に固定している。

なお、図３から図５を用いて、Ｕ相コイル１８０Ｕが装着された分割ステータコア１７５について説明したが、Ｖ相コイル１８０Ｖが装着された分割ステータコア１７５およびＷ相コイル１８０Ｗが装着された分割ステータコア１７５においてもＵ相コイル１８０Ｕが装着された分割ステータコア１７５と同様に構成されている。

そして、ステータ１４０は、Ｕ相コイル１８０Ｕが装着された分割ステータコア１７５、Ｖ相コイル１８０Ｖが装着された分割ステータコア１７５およびＷ相コイル１８０Ｗが装着された分割ステータコア１７５を順次環状に配列することで構成されている。

上記のように構成された回転電機１００の製造方法について説明する。回転電機１００は、ケースにステータ１４０を装着し、このステータ１４０内にロータ１２０を配置することで構成される。

ステータ１４０を組み立てるには、まず、図４に示す分割ステータコア１７５を準備する。分割ステータコア１７５は、たとえば、円盤状に形成された回転テーブル上に配置される。分割ステータコア１７５は、ステータティース３７１が上方に向けて突出するように配置するのが好ましい。

そして、準備された分割ステータコア１７５の上方から第１分割インシュレータ３５０を装着する。この際、第１分割インシュレータ３５０のティース受入部３５２内に、ステータティース３７１を挿入する。

分割ステータコア１７５に第１分割インシュレータ３５０が装着されると、回転テーブルが所定角度回転する。

そして、第１分割インシュレータ３５０が装着された分割ステータコア１７５に絶縁紙３３０が装着される。その後、回転テーブルが所定角度回転し、第１分割インシュレータ３５０および絶縁紙３３０が装着された分割ステータコア１７５が搬送される。

そして、第１分割インシュレータ３５０および絶縁紙３３０が装着された分割ステータコア１７５に、Ｕ相コイル１８０Ｕが装着される。具体的には、ティース受入部３５２の周囲を取り囲むように、Ｕ相コイル１８０Ｕが配置される。

このように、Ｕ相コイル１８０Ｕが装着された後、回転テーブルが所定角度回転する。そして、第２分割インシュレータ３００が、分割ステータコア１７５に装着される。この際、分割ステータコア１７５の軸方向端面３７２と挿入部３５３とによって脚部３０３を受け入れ可能な挿入通路が形成されている。この挿入通路は、分割ステータコア１７５の外周縁部にまで達している。

そして、第２分割インシュレータ３００が装着されることで、脚部３０３が上記挿入通路内に挿入され、爪部３０５が溝部３７４と係合する。

挿入部３５４と軸方向端面３７３とによって脚部３０４を受け入れ可能な挿入通路が形成されている。そして、第２分割インシュレータ３００が装着されることで、脚部３０４が軸方向端面３７３と挿入部３５４とによって形成された挿入通路内に挿入される。そして、爪部３０６が溝部３７４と係合する。

このようにして、第２分割インシュレータ３００が分割ステータコア１７５と係合する。爪部３０５および爪部３０６が溝部３７４と係合すると、押圧部３０２は、Ｕ相コイル１８０Ｕの端面を分割ステータコア１７５に向けて押圧し、Ｕ相コイル１８０Ｕが分割ステータコア１７５に固定される。

押圧部３０２は、Ｕ相コイル１８０Ｕの端面の略全面を支持し、Ｕ相コイル１８０Ｕの脱落を抑制している。保持部材３０１の自由端は、凹部３５６に受け入れられると共に、板部３５１によって支持される。

このようにして、図３に示すように、分割ステータコア１７５と、第１分割インシュレータ３５０と、絶縁紙３３０と、Ｕ相コイル１８０Ｕと、第２分割インシュレータ３００とが一体化されたブロック２００が構成される。

そして、このブロック２００を環状に配列する。環状に配列された複数のブロック２００の外周面に環状の固定部材を焼き嵌め、または、圧入する。環状の固定部材を装着することで、各ブロック２００が環状に配列した状態で固定され、ステータが構成される。

その後、モータケースにステータを固定し、さらに、ロータを装着することで、回転電機１００を組み立てることができる。

本実施の形態に係る回転電機１００の製造方法によれば、ブロック２００を構築する際に、分割ステータコア１７５を配置した後、第１分割インシュレータ３５０、絶縁紙３３０、Ｕ相コイル１８０Ｕおよび第２分割インシュレータ３００を順次組み付けることでブロック２００を構成することができる。このため、ブロック２００を製造ライン上に乗せることができ、ブロック２００の製造コストの低減および製造時間の短縮を図ることができる。

さらに、ブロック２００を構築する過程において、インシュレータを変形させる必要がなく、インシュレータ４００の損傷を抑制することができる。

（実施の形態２）
図６および図７を用いて、本発明の実施の形態２に係るインシュレータ、回転電機および回転電機の製造方法について説明する。

なお、図６および図７に示す構成のうち、上記図１から図５に示す構成と同一または相当する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図６は、本実施の形態２に係るインシュレータ４００を含むブロック２００の斜視図であり、図７は、上記図６に示すブロック２００の分解斜視図である。

この図６および図７に示すように、インシュレータ４００は、ステータティース３７１に装着される第１分割インシュレータ３５０と、第１分割インシュレータ３５０と協働して、Ｕ相コイル１８０Ｕを固定する第２分割インシュレータ３２０とを含む。第２分割インシュレータ３２０は、Ｕ相コイル１８０Ｕの内端面側に配置されている。

第２分割インシュレータ３２０は、軸方向端面３７２側に配置される第１端部側固定部材３２１と、軸方向端面３７３側に配置される第２端部側固定部材３２２とを含む。

第１端部側固定部材３２１は、押圧部３０７と、この押圧部３０７から突出するように形成された脚部３０３と、この脚部３０３の端部に形成された爪部３０５とを含む。

脚部３０３は挿入部３５３と軸方向端面３７２とによって規定された挿入通路内に挿入されており、爪部３０５は、溝部３７４と係合している。

これにより、第１端部側固定部材３２１は分割ステータコア１７５と係合し、第１端部側固定部材３２１が分割ステータコア１７５と係合することで押圧部３０７がＵ相コイル１８０Ｕの内端面を支持する。

同様に、第２端部側固定部材３２２は、押圧部３０８と、この押圧部３０８から突出するように形成された脚部３０４と、この脚部３０４の先端部に形成された爪部３０６とを含む。第２端部側固定部材３２２の爪部３０６が溝部３７４と係合することで、第２端部側固定部材３２２が分割ステータコア１７５と係合する。第２端部側固定部材３２２が分割ステータコア１７５と係合することで、押圧部３０８がＵ相コイル１８０Ｕの内端面を支持する。

押圧部３０７および押圧部３０８は、いずれも、Ｕ相コイル１８０Ｕの内側巻線および外側巻線を支持可能な程度の大きさとされている。なお、第１端部側固定部材３２１および第２端部側固定部材３２２は、小さな部品であり、材料コストの低減を図ることができる。

本実施の形態２に係るインシュレータにおいても、内側巻線のみならず外側巻線をも押圧部が支持することができ、Ｕ相コイル１８０Ｕを良好に分割ステータコア１７５に固定することができる。

そして、回転電機１００は、ステータとロータとを含み、ステータは、環状に配列する複数のブロック２００によって形成されている。

図６に示すブロック２００を組み立てるには、まず、分割ステータコア１７５を、たとえば、回転テーブル上に配置する。この際、たとえば、分割ステータコア１７５はステータティース３７１が上方に向けて突出するように配置される。

そして、第１分割インシュレータ３５０、絶縁紙３３０、Ｕ相コイル１８０Ｕおよび第２分割インシュレータ３２０を順次装着する。このようにして、図６に示すブロック２００を組み立てることができる。

（実施の形態３）
図８から図１１を用いて、本実施の形態３に係るインシュレータ、回転電機、および回転電機の製造方法について説明する。なお、図８から図１１に示す構成のうち、上記図１から図７に示す構成と同一または相当する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。

図８は、本実施の形態に係る回転電機のステータを構成するブロックの分解斜視図である。この図８に示すように、ブロックは、分割ステータコア１７５と、第１分割インシュレータ３５０と、絶縁紙３３０と、Ｕ相コイル１８０Ｕと、第２分割インシュレータ３６０とを含む。

インシュレータは、第１分割インシュレータ３５０と、第２分割インシュレータ３６０とを含む。第１分割インシュレータ３５０は、分割ステータコア１７５と係合し、第２分割インシュレータ３６０は、第１分割インシュレータ３５０と係合している。

このため、第２分割インシュレータ３６０は、第１分割インシュレータ３５０を介して、分割ステータコア１７５と係合している。

第２分割インシュレータ３６０は、板状に形成され、Ｕ相コイル１８０Ｕの内端面を支持可能な押圧部３０２と、押圧部３０２から突出する脚部３８０，３８１および脚部３８２，３８３が形成されている。

脚部３８０，３８１は、軸方向端面３７２側に配置されており、脚部３８２，３８３は、軸方向端面３７３側に配置されている。

脚部３８０と脚部３８１とは、互いに間隔をあけて配置されており、脚部３８２および脚部３８３も互いに間隔をあけて配置されている。

図９は、ブロックの一部断面図であり、軸方向端面３７２を平面視している。この図９および図８に示すように、第１分割インシュレータ３５０のティース受入部３５２の一方の軸方向端面には、係止部材３９５が形成され、他方の軸方向端面には、係止部材３９６が形成されている。

そして、係止部材３９５には、脚部３８０および脚部３８１が係合している。同様に、係止部材３９６には、脚部３８２および脚部３８３が係合している。

図１０は、係止部材３９５およびその周囲の構成を示す平面図である。この図１０に示すように、脚部３８０の先端部には、爪部３８４が形成され、脚部３８１の先端部にも、爪部３８５が形成されている。

係止部材３９５には、爪部３８４，３８５を係止する係止部３８６，３８７が形成されている。そして、脚部３８０と、係止部３８６とが互いに係合すると共に、脚部３８１と係止部３８７とが互いに係合する。同様に、図８に示す脚部３８２および脚部３８３と係止部材３９６とが係合することで、第２分割インシュレータ３６０と第１分割インシュレータ３５０とが互いに結合されている。

図１１は、ブロックの断面図である。この図１１に示すように、分割ステータコア１７５の軸方向端面３７２には、爪部３９０が形成され、軸方向端面３７３には爪部３９１が形成されている。

分割ステータコア１７５は、複数の電磁鋼鈑を積層することで構成されている。爪部３９０は、軸方向端面３７２を規定する電磁鋼鈑の一部を切り欠き、この切りかかれた切欠部を反り返らせることで形成されている。

同様に、爪部３９１は、軸方向端面３７３を規定する電磁鋼鈑の一部を切り欠き、この切欠部を反り返らせることで形成されている。

ステータ１４０を組み立てた際に、ステータ１４０の径方向外方側に位置する爪部３９０および爪部３９１の端部は、自由端とされており、軸方向端面３７２および軸方向端面３７３から突出している。

このように、爪部３９０，３９１は、径方向内方から径方向外方に向かうにしたがって、軸方向端面３７２，３７３から離れるように形成されている。その一方で、ロータ１２０の径方向内方側に位置する爪部３９０および爪部３９１の端部は、軸方向端面３７２および軸方向端面３７３を規定する電磁鋼鈑に連設されている。

係止部材３９５の径方向外側には、支持部３９７が形成されており、係止部材３９６の径方向外側には、支持部３９８が形成されている。

そして、図８および図１１において、支持部３９７は爪部３９０によって係止されると共に、分割ステータコア１７５の外周面側に向けて押圧されている。支持部３９８は爪部３９１によって係止されると共に、分割ステータコア１７５の外周面に向けて押圧されている。このため、第１分割インシュレータ３５０は、分割ヨーク３７０の内周面に押圧されている。

本実施の形態３に係る回転電機の製造方法について、図８および図１１を用いて説明する。分割ステータコア１７５を、たとえば、回転テーブル上に配置する。この際、ステータティース３７１が上方に向けて突出するように配置する。

そして、分割ステータコア１７５に第１分割インシュレータ３５０を装着する。この際、爪部３９０，３９１は、軸方向端面３７２，３７３の先端部側から分割ヨーク３７０の外周面側に向かうにしたがって、軸方向端面３７２，３７３から離れるように湾曲している。

このため、第１分割インシュレータ３５０を装着する際には、図１１に示す第１分割インシュレータ３５０の支持部３９７，３９８が爪部３９０，３９１を軸方向端面３７２，３７３に押さえつける。

そして、支持部３９７，３９８が、爪部３９０，３９１上を通過すると、爪部３９０，３９１が通常の状態に戻り、支持部３９７，３９８が爪部３９０，３９１によって支持される。これにより、分割ステータコア１７５および第１分割インシュレータ３５０が互いに連結される。

その後、絶縁紙３３０、Ｕ相コイル１８０Ｕ、第２分割インシュレータ３６０を順次、分割ステータコア１７５に装着する。これにより、第２分割インシュレータ３６０と第１分割インシュレータ３５０とが連結され、Ｕ相コイル１８０Ｕが固定される。

なお、第２分割インシュレータ３６０の押圧部３０２も、Ｕ相コイル１８０Ｕの内端面の略全面を支持可能とされている。
そして、第２分割インシュレータ３６０を分割ステータコア１７５に装着することで、ブロックを組み立てることができる。

そして、複数のブロックを環状に配列し、各ブロックを環状に配列した状態で固定することでステータを組み立てることができる。そして、組み立てられたステータをモータケースに固定し、ロータを組み付けることで回転電機を構築することができる。なお、本実施の形態３に係る回転電機の製造方法は、上記の例に限られない。

本実施の形態３に係るインシュレータ４００においては、第１分割インシュレータ３５０と第２分割インシュレータ３６０とを互いに組み付けることができるので、第１分割インシュレータ３５０と絶縁紙３３０と、Ｕ相コイル１８０Ｕと第２分割インシュレータ３６０と一体化することができる。そして、このユニットを分割ステータコア１７５に装着することでブロックを組み立てることができる。このようにして、ステータおよび回転電機を組み立てることができる。

図１２は、本実施の形態３に係るインシュレータの変形例を示す分解斜視図である。この図１２に示すように、第１分割インシュレータ４５０は、分割ステータコア１７５に一体化されている。このような分割ステータコア１７５は、たとえば、インサート成形等により形成することができる。

そして、回転電機を組み立てる際には、第１分割インシュレータ４５０が一体的に形成された分割ステータコア１７５に絶縁紙３３０を装着する。その後、順次Ｕ相コイル１８０Ｕおよび第２分割インシュレータ３６０を組み付ける。

これにより、ブロックを組み立てる際の工程数を低減することができ、短時間でブロックを組み立てることができる。

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。さらに、上記数値などは、例示であり、上記数値および範囲にかぎられない。

本発明は、インシュレータ、回転電機および回転電機の製造方法に好適である。

１００ 回転電機、１１０ 回転シャフト、１２０ ロータ、１２２ エンドプレート、１２３ 永久磁石、１２４ 樹脂、１２５ ロータコア、１２６ 磁石挿入孔、１４０ ステータ、１４１ ステータコア、１４２ ステータヨーク、１７５ 分割ステータコア、１７７，１７８ 軸方向端面、１８０Ａ 内側巻線、１８０Ｂ 外側巻線、２００ ブロック、３００，３２０ 第２分割インシュレータ、３０１ 保持部材、３０２ 押圧部、３０３，３０４ 脚部、３０５，３０６ 爪部、３０７，３０８ 押圧部、３２１，３２２ 端部側固定部材、３３０ 絶縁紙、３３１ 穴部、３５０ 第１分割インシュレータ、３５１ 板部、３５２ ティース受入部、３５２ａ 穴部、３５３ 挿入部、３５４ 挿入部、３５６ 凹部、３６０ 第２分割インシュレータ、３７０ 分割ヨーク、３７１ ステータティース、３７２，３７３ 軸方向端面、３８０，３８１ 脚部、３８４，３８５ 爪部、３８６，３８７ 係止部。

Claims (7)

1. ステータヨークおよび前記ステータヨークの周面から突出するステータティースを含むステータコアに装着されるインシュレータであって、
   前記ステータティースが挿入される穴部が形成された板部、および前記板部から突出するように形成され、前記ステータティースを受け入れ可能なティース受入部を含む第１分割インシュレータと、
   前記第１分割インシュレータに配置されたコイルに対して、前記第１分割インシュレータと反対側に配置され、前記第１分割インシュレータと協働して、前記コイルを固定可能な第２分割インシュレータとを備え、
   前記第２分割インシュレータは、前記コイルの端面を押圧する押圧部と、前記押圧部に形成され、前記ステータコアと係合する脚部とを含み、
   前記脚部は、前記ステータコアの第１軸方向端面上に配置され、前記ステータコアと係合する第１脚部と、前記ステータコアの第２軸方向端面上に配置され、前記ステータコアと係合する第２脚部とを含み、
   前記第１分割インシュレータは、前記ティース受入部に形成され、前記第１脚部が挿入される第１挿入部と、前記第２脚部が挿入される第２挿入部とを含む、インシュレータ。
2. 前記押圧部は、前記コイルの端面の一方の軸方向端部から他方の軸方向端部に亘って延びるように形成された、請求項１に記載のインシュレータ。
3. 前記ステータティースは、前記ステータコアの軸方向に配列する第１軸方向端面と、第２軸方向端面とを含み、
   前記第２分割インシュレータは、前記第１軸方向端面側に配置される第１端部側固定部材と、前記第１端部側固定部材から前記軸方向に間隔をあけて設けられ、前記第２軸方向端面側に配置される第２端部側固定部材とを含む、請求項１に記載のインシュレータ。
4. ステータヨークおよび前記ステータヨークの周面に形成されたステータティースを含む
   ステータコアと、
   前記ステータティースが挿入される穴部が形成された板部、および前記板部から突出するように形成され、前記ステータティースを受け入れ可能なティース受入部を含む第１分割インシュレータと、
   前記第１分割インシュレータに配置されたコイルと、
   前記コイルに対して、前記第１分割インシュレータと反対側に配置され、前記第１分割インシュレータと協働して、前記コイルを固定可能な第２分割インシュレータとを備え、
   前記第２分割インシュレータは、前記コイルの端面を押圧する押圧部と、前記押圧部に形成され、前記ステータコアと係合する脚部とを含み、
   前記脚部は、前記ステータコアの第１軸方向端面上に配置され、前記ステータコアと係合する第１脚部と、前記ステータコアの第２軸方向端面上に配置され、前記ステータコアと係合する第２脚部とを含み、
   前記第１分割インシュレータは、前記ティース受入部に形成され、前記第１脚部が挿入される第１挿入部と、前記第２脚部が挿入される第２挿入部とを含む、回転電機。
5. 前記コイルは、内側巻線と、前記内側巻線の外周上に配置された外側巻線とを含む、請求項４に記載の回転電機。
6. 複数配列することで環状のステータヨークを規定する分割ヨークと、前記分割ヨークの周面から突出するように形成されたステータティースとを含む分割ステータコアを準備する工程と、
   前記ステータティースが挿入される穴部が形成された板部、および前記板部から突出するように形成され、前記ステータティースを受け入れ可能なティース受入部を含む第１分割インシュレータを、前記分割ステータコアに装着する工程と、
   前記第１分割インシュレータにコイルを装着する工程と、
   前記第１分割インシュレータに装着されたコイルに対して、前記第１分割インシュレータと反対側から第２分割インシュレータを装着して、前記コイルを固定する工程とを備え、
   前記第２分割インシュレータは、前記コイルの端面を押圧する押圧部と、前記押圧部に形成され、前記分割ステータコアと係合する脚部とを含み、
   前記脚部は、前記分割ステータコアの第１軸方向端面上に配置され、前記分割ステータコアと係合する第１脚部と、前記分割ステータコアの第２軸方向端面上に配置され、前記分割ステータコアと係合する第２脚部とを含み、
   前記第１分割インシュレータは、前記ティース受入部に形成され、前記第１脚部が挿入される第１挿入部と、前記第２脚部が挿入される第２挿入部とを含み、
   前記コイルを固定する工程は、前記第２分割インシュレータの前記第１脚部および前記第２脚部を前記第１分割インシュレータの前記第１挿入部および前記第２挿入部にそれぞれ挿入して、前記コイルを固定する工程を含む、回転電機の製造方法。
7. 前記第１分割インシュレータに絶縁紙を装着する工程をさらに備えた、請求項６に記載の回転電機の製造方法。

Images