JP5813359B2 - 回転電機 - Google Patents

Description

本発明は、複数の分割コア部を環状に配置して形成されるステータコアを備えた回転電機に関する。

従来より、回転電機に組み込まれるステータは、分割鉄心と、該分割鉄心の一部を囲繞するインシュレータと、該インシュレータを介して前記分割鉄心を巻回するコイル導線とを有する分割コア部を環状に複数配置して形成される。

特許文献１には、インシュレータの外周面に周方向に沿って凹部（導線端部保持溝）を形成し、該インシュレータに巻回されたコイル導線の端部を前記導線端部保持溝に収納して、給電線と結線する位置まで引き回したステータが提案されている。

特開２０００−２１７２９３号公報

しかしながら、特許文献１のステータでは、導線端部保持溝を精度よく作製しないと、回転電機の動作時に、コイル導体の端部が振動によって前記導線端部保持溝の壁部と摺れてしまい、該コイル導体の絶縁被膜が破壊するおそれがある。

本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、振動が発生しても、コイル導線の端部を導線端部保持溝に確実に保持することが可能となる回転電機を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、複数の分割コア部を環状に配置して形成されるステータコアを備えるステータを組み込む回転電機であって、
前記各分割コア部は、分割鉄心と、前記分割鉄心の一部を囲繞するインシュレータと、前記インシュレータを介して前記分割鉄心に巻回されるコイル導線とをそれぞれ有し、
前記各インシュレータにおける前記ステータコアの外周面の箇所には、前記ステータコアの周方向に沿って延在し、且つ、前記コイル導線の端部が引き回される導線端部保持溝がそれぞれ形成され、
前記各導線端部保持溝の壁部には、該導線端部保持溝の幅方向に凸部がそれぞれ形成されていることを特徴としている。

この構成によれば、前記コイル導線の端部を前記導線端部保持溝に収納する際、該コイル導線の端部における前記凸部の部分が該凸部に沿って変形する（曲がる）。これにより、前記導線端部保持溝に前記コイル導線の端部を引き回した後、該コイル導線の端部の変形部分には、スプリングバック効果により前記凸部側に戻ろうとする反力が作用するため、該変形部分を前記凸部に確実に保持することができる。

このようにして引き回された前記コイル導線の端部が前記導線端部保持溝に収納されるステータを回転電機に組み込み動作させた場合、前記コイル導体の端部は、前記変形部分において前記反力により前記凸部に保持されているので、振動が発生しても、前記コイル導体の端部と前記導線端部保持溝の壁部との摺れを抑制することができ、絶縁被膜の破壊等を防止することができる。

また、前記コイル導線の端部の変形部分が前記凸部に保持されることにより、前記コイル導線の端部と前記壁部との接触面積が増加して面圧が低下するので、振動発生時での前記コイル導線の端部の削れを回避することができる。

従って、本発明によれば、振動が発生しても、前記コイル導線の端部を前記導線端部保持溝に確実に保持することが可能となる。

ここで、１つの導線端部保持溝の一方の壁部に前記幅方向に凸部を形成すると共に、前記１つの導線端部保持溝に対して前記周方向に隣接する他の導線端部保持溝の他方の壁部に前記幅方向に凸部を形成してもよい。

このように、複数の導線端部保持溝について、前記ステータコアの周方向に沿って、両壁部に凸部を交互に設けることにより、前記コイル導線の端部は、該周方向に沿って、前記各導線端部保持溝に波状に収納される。この結果、振動による前記コイル導体の端部と前記各導線端部保持溝の壁部との摺れを確実に抑制することができる。

また、前記各インシュレータに前記周方向に沿って２つの導線端部保持溝を形成してもよい。これにより、前記コイル導線の端部を前記各導線端部保持溝に収納する際に、前記各凸部に沿って変形する箇所が増加するので、前記コイル導線の端部を前記各導線端部保持溝で確実に保持することができる。

さらに、前記各導線端部保持溝において、一方の壁部に前記凸部を形成すると共に、該凸部に対向して他方の壁部に前記幅方向に凹部を形成してもよい。これにより、前記凸部と前記凹部とに沿って、前記コイル導線の端部を波状に容易に変形することができる。また、前記コイル導線の端部の変形部分を前記凸部及び前記凹部で保持すれば、前記コイル導線の端部と前記壁部との接触面積が一層増加して面圧をさらに低下させることができ、前記コイル導線の端部での削れを確実に回避することができる。

この場合、前記導線端部保持溝の深さ方向に沿って前記凸部及び前記凹部をそれぞれ形成すれば、前記各分割コア部の分割鉄心にそれぞれ巻回された各コイル導線の端部を前記導線端部保持溝に引き回す際に、引き回された全てのコイル導線の端部を前記凸部及び前記凹部に沿って波状に変形することができる。

ここで、前記壁部からの前記凸部の突出量をｗ１、前記コイル導線の端部の幅をｗ２、及び、前記導線端部保持溝の幅をｗ３としたときに、
ｗ１＜（ｗ３−ｗ２）＜（２×ｗ１）
となるように前記突出量ｗ１を設定すれば、前記コイル導線の端部を前記導線端部保持溝に収納する際に、該コイル導線の端部を前記壁部と摺らせることなく収納することが可能になると共に、前記凸部との接触によって前記コイル導体の端部を波状に容易に変形させることができる。

なお、前記コイル導線は、断面が長方形の平角線であると共に、前記長方形の長辺側を前記幅方向として前記各導線端部保持溝に引き回せば、短辺側を前記幅方向として引き回す場合と比較して、前記凸部に対する反力が大きくなり、スプリングバック効果が得られやすい。

本発明によれば、振動が発生しても、コイル導線の端部を導線端部保持溝に確実に保持することが可能となる。

本実施形態に係る回転電機に組み込まれるステータの平面図である。 図１の分割コア部の斜視図である。 図２の分割コア部の分解斜視図である。 図２のインシュレータの一部正面図である。 図２のインシュレータの一部断面図である。 導線端部保持溝へのコイル素線の端部の収納を模式的に図示した説明図である。 図２のインシュレータの一部斜視図である。 図８Ａは、図２のインシュレータの一部側面図であり、図８Ｂは、インシュレータを拡大して図示した一部側面図である。 導線端部保持溝へのコイル素線の終端部の引き回しを模式的に図示した説明図である。 図１０Ａは、従来の引き回し方法により導線端部保持溝にコイル素線の終端部を収納した場合を図示した一部断面図であり、図１０Ｂ及び図１０Ｃは、本実施形態での導線端部保持溝へのコイル素線の終端部の収納を図示した一部断面図である。

本発明に係る回転電機について、それに組み込まれるステータとの関係で好適な実施形態を、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係る回転電機に組み込まれるステータ１０の平面図である。ステータ１０は、その内部に設けられる図示しないロータと組み合わされて回転電機を構成し、例えば、電動機又は発電機として用いられる。

ステータ１０は、いわゆる３相Ｙ型結線の突極巻のステータであり、図１に示すように、中空状のホルダ１２と、ホルダ１２に設けられた３相の入力端子Ｕ、Ｖ、Ｗと、中性点を形成する中性端子Ｎと、ホルダ１２の内周面１２ａに沿って複数（図１では１８個）の分割コア部１４を環状に配置して形成されるステータコア１６とを備えている。

ステータコア１６は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のコイル１８をそれぞれ有する分割コア部１４を６つずつ含む。この場合、ステータコア１６では、複数の分割コア部１４を環状に配置することにより、Ｕ相（Ｕ１相〜Ｕ６相）、Ｖ相（Ｖ１相〜Ｖ６相）、及び、Ｗ相（Ｗ１相〜Ｗ６相）の各コイル１８が、図１の時計回りに、Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１、Ｕ２、…、Ｕ６、Ｖ６、Ｗ６の順番に並ぶように配置される。

次に、Ｕ１相〜Ｕ６相、Ｖ１相〜Ｖ６相及びＷ１相〜Ｗ６相のコイル１８を有する各分割コア部１４のうち、代表的に、１個の分割コア部１４の構成について、図２〜図８Ｂを参照しながら説明する。なお、ここで説明する分割コア部１４の構成は、全ての相の分割コア部１４に共通する構成である。

分割コア部１４は、プレスにより打ち抜いた略Ｔ字状の金属板（鋼板）２２を複数枚積層して構成される分割鉄心２４と、分割鉄心２４を電気的に絶縁するインシュレータ２６と、インシュレータ２６を介して分割鉄心２４に巻回されるコイル素線（コイル導線）１８ａにより構成されるコイル１８とを有する。コイル素線１８ａは、断面長方形状の平角線である。

略Ｔ字状の分割鉄心２４は、矢印Ｂ１方向（ステータコア１６の外側に向かう方向）側において矢印Ｃ方向（ステータコア１６の周方向）に沿って延在するヨーク部２４ａと、ヨーク部２４ａから矢印Ｂ２方向（ステータコア１６の内側に向かう方向）に向かって延在する磁極部２４ｂとから構成される。また、ヨーク部２４ａの矢印Ｃ２方向の端部には、略半円状の嵌合凹部３２が形成され、ヨーク部２４ａの矢印Ｃ１方向の端部には、嵌合凹部３２に対応した略半円状の嵌合凸部３４が形成されている。

インシュレータ２６は、可撓性を有する樹脂等の電気絶縁材料で構成されている。インシュレータ２６は、コイル素線１８ａが巻回される巻回部３８と、巻回部３８から矢印Ｂ１方向に突出し、コイル素線１８ａの端部（始端部又は終端部）を矢印Ｃ方向に沿って入力端子Ｕ、Ｖ、Ｗ及び中性端子Ｎの箇所にまで引き回すための引き回し部４０とを有している。

巻回部３８は、矢印Ａ方向（上下方向）に嵌合可能な上側巻回部３８ａと下側巻回部３８ｂとから構成される。

上側巻回部３８ａは、断面略Ｕ字状に形成された上側巻回部本体４２ａと、上側巻回部本体４２ａの矢印Ｂ２方向の端部に立設する上側内周壁４４ａと、上側内周壁４４ａと対向するように、上側巻回部本体４２ａの矢印Ｂ１方向の端部に立設する上側外周壁４６ａとを有する。

下側巻回部３８ｂは、上側巻回部本体４２ａと対向するように断面略Ｕ字状に形成された下側巻回部本体４２ｂと、上側内周壁４４ａと対向するように下側巻回部本体４２ｂの矢印Ｂ２方向の端部に立設する下側内周壁４４ｂと、下側内周壁４４ｂと対向するように下側巻回部本体４２ｂの矢印Ｂ１方向の端部に立設する下側外周壁４６ｂとを有する。

従って、分割鉄心２４の磁極部２４ｂを挟み込むように上側巻回部３８ａと下側巻回部３８ｂとを嵌合させると、上側巻回部本体４２ａと下側巻回部本体４２ｂ、上側内周壁４４ａと下側内周壁４４ｂ、及び、上側外周壁４６ａと下側外周壁４６ｂは、それぞれ、一部が重なり合って結合する。すなわち、上側巻回部３８ａの下方から下側巻回部３８ｂが挿入されることで、上側巻回部３８ａと下側巻回部３８ｂとが一体化されて巻回部３８が構成され、該巻回部３８の中央部には、矢印Ｂ方向に沿って孔４８が形成される。これにより、孔４８に磁極部２４ｂが嵌まり込む一方で、巻回部３８における上側内周壁４４ａ及び下側内周壁４４ｂと、上側外周壁４６ａ及び下側外周壁４６ｂとの間の箇所にコイル素線１８ａが巻回されることによりコイル１８が構成される。

一方、引き回し部４０は、上側外周壁４６ａの上端部近傍から矢印Ｂ１方向に突出するように設けられている。

引き回し部４０は、板状部材５０と、板状部材５０上に形成され、図１の平面視で略Ｕ字状の導線収納部５２と、導線収納部５２の背後（矢印Ｂ２方向の背面における矢印Ｃ１方向側の箇所）に形成され、巻回部３８に巻回されたコイル素線１８ａの終端部を固定する終端固定部５４とから構成される。

導線収納部５２は、巻回部３８に巻回されたコイル素線１８ａの始端部又は終端部を矢印Ｃ方向に収納できるように構成されている。

すなわち、導線収納部５２は、板状部材５０の矢印Ｃ２方向側と矢印Ｃ１方向側とにそれぞれ立設するブロック５２ａ、５２ｂと、ブロック５２ａ、５２ｂの矢印Ｂ２方向の背面を連結する連結部５２ｃとから構成される。ブロック５２ａには、矢印Ｃ方向に沿って延在し、平角線のコイル素線１８ａの始端部又は終端部を収納可能な幅（矢印Ａ方向に沿った長さ）及び深さ（矢印Ｂ方向に沿った奥行き）を有する導線端部保持溝５６ａ〜６２ａが、矢印Ａ方向に所定間隔で設けられている。一方、ブロック５２ｂにも、ブロック５２ａと同様に、矢印Ｃ方向に沿って延在し、コイル素線１８ａの始端部又は終端部を収納可能な幅及び深さを有する導線端部保持溝５６ｂ〜６２ｂが、矢印Ａ方向に所定間隔で設けられている。なお、図２〜図５に示すように、導線端部保持溝５６ａと導線端部保持溝５６ｂ、導線端部保持溝５８ａと導線端部保持溝５８ｂ、導線端部保持溝６０ａと導線端部保持溝６０ｂ、導線端部保持溝６２ａと導線端部保持溝６２ｂは、互いに略同一の高さに形成されている。

また、ブロック５２ａにおいて導線端部保持溝５６ａ〜６２ａを画成する部分は、該ブロック５２ａの本体部６４ａから矢印Ｂ１方向及び矢印Ｃ２方向に平板状に延在する庇状の壁部６６ａ〜７４ａとして構成される。ブロック５２ｂについても、ブロック５２ａの場合と同様に、導線端部保持溝５６ｂ〜６２ｂを画成する部分は、ブロック５２ｂの本体部６４ｂから矢印Ｂ１方向及び矢印Ｃ１方向に平板状に延在する庇状の壁部６６ｂ〜７４ｂとして構成される。なお、壁部７２ａ、７２ｂ間は、連結部７６により矢印Ｃ方向に連結されている。

ところで、ステータコア１６において、各分割コア部１４では、同一形状の平角線のコイル素線１８ａがそれぞれ巻回されてコイル１８を構成する。導線収納部５２では、コイル素線１８ａの始端部又は終端部について、平角線の長辺側を矢印Ａ方向に沿わせた状態で（図５参照）、矢印Ｃ方向に引き回し、各導線端部保持溝５６ａ〜６２ａ、５６ｂ〜６２ｂに収納する。そのため、図４及び図５に示すように、各導線端部保持溝５６ａ〜６２ａ、５６ｂ〜６２ｂは、略同一の幅（高さ）を有する。また、図５に示すように、各導線端部保持溝５６ａ〜６２ａ、５６ｂ〜６２ｂのうち、最上部の導線端部保持溝５６ａ、５６ｂの深さは、他の導線端部保持溝５８ａ〜６２ａ、５８ｂ〜６２ｂの深さよりも深い。さらに、他の導線端部保持溝５８ａ〜６２ａ、５８ｂ〜６２ｂの深さは、略同一の深さである。

そして、導線端部保持溝５６ａと導線端部保持溝５６ｂ、導線端部保持溝５８ａと導線端部保持溝５８ｂ、導線端部保持溝６０ａと導線端部保持溝６０ｂ、導線端部保持溝６２ａと導線端部保持溝６２ｂには、互いに同じコイル素線１８ａの始端部又は終端部が引き回され、収納される。

具体的に、Ｕ１相〜Ｕ６相のコイル１８を構成する各コイル素線１８ａの始端部は入力端子Ｕに接続され、Ｖ１相〜Ｖ６相のコイル１８を構成する各コイル素線１８ａの始端部は入力端子Ｖに接続され、Ｗ１相〜Ｗ６相のコイル１８を構成する各コイル素線１８ａの始端部は入力端子Ｗに接続され、全ての相（Ｕ１〜Ｕ６相、Ｖ１〜Ｖ６相、Ｗ１〜Ｗ６相）のコイル１８を構成する各コイル素線１８ａの終端部は中性端子Ｎに接続される。

そのため、最も深い導線端部保持溝５６ａ、５６ｂには、全ての相から合計で１８本のコイル素線１８ａの終端部が引き回されて収納される。この場合、ブロック５２ｂの背後には、コイル素線１８ａの終端部を固定する終端固定部５４が配設されている。終端固定部５４は、図７に示すように、コイル素線１８ａの長辺側の幅と略同じ幅を有し、ブロック５２ｂに沿って矢印Ａ方向に立設する立設部５４ａと、該立設部５４ａの矢印Ｂ２方向側から膨出する壁部５４ｂとから構成される。従って、各分割コア部１４において、自己の巻回部３８に巻回されたコイル素線１８ａの終端部は、平角線の長辺側を立設部５４ａの表面に沿わせ、且つ、短辺側を壁部５４ｂ及びブロック５２ｂに沿わせた状態で終端固定部５４に固定され、導線端部保持溝５６ａ、５６ｂに引き回される。なお、図５では、引き回しの一例として、各コイル素線１８ａの終端部を導線端部保持溝５６ａ、５６ｂに引き回して収納した場合を図示している。

また、導線端部保持溝５６ａ、５６ｂよりも浅い深さの他の導線端部保持溝５８ａ〜６２ａ、５８ｂ〜６２ｂについても、導線端部保持溝５８ａ、５８ｂには、Ｕ１相〜Ｕ６相の合計で６本のコイル素線１８ａの始端部が引き回されて収納され、導線端部保持溝６０ａ、６０ｂには、Ｖ１相〜Ｖ６相の合計で６本のコイル素線１８ａの始端部が引き回されて収納され、導線端部保持溝６２ａ、６２ｂには、Ｗ１相〜Ｗ６相の合計で６本のコイル素線１８ａの始端部が引き回されて収納される。

さらに、各壁部６６ａ〜７４ａ、６６ｂ〜７４ｂには、各導線端部保持溝５６ａ〜６２ａ、５６ｂ〜６２ｂに面して、矢印Ｂ方向に延在する凸部又は凹部が形成されている。

具体的に、ブロック５２ａにおいて、壁部６６ａ〜７２ａの底面には、導線端部保持溝５６ａ〜６２ａに面して、矢印Ｂ方向に延在する円弧状の凹部８０ａ〜８６ａがそれぞれ形成されている。一方、壁部６８ａ〜７４ａの上面には、導線端部保持溝５６ａ〜６２ａに面して、矢印Ｂ方向に延在する円弧状の凸部８８ａ〜９４ａが、凹部８０ａ〜８６ａに対向するように、それぞれ形成されている。なお、凹部８０ａ〜８６ａ及び凸部８８ａ〜９４ａは、壁部６６ａ〜７４ａにおいて、矢印Ｃ方向に沿った略同一位置にそれぞれ設けられている。また、凹部８０ａ〜８６ａ及び凸部８８ａ〜９４ａは、後述するように、略同一の引込量又は突出量を有する。

これに対して、ブロック５２ｂにおいては、壁部６６ｂ〜７２ｂの底面に凸部８８ｂ〜９４ｂが形成される一方で、壁部６８ｂ〜７４ｂの上面に凹部８０ｂ〜８６ｂが形成される。

具体的に、壁部６６ｂ〜７２ｂの底面には、導線端部保持溝５６ｂ〜６２ｂに面して、矢印Ｂ方向に延在する円弧状の凸部８８ｂ〜９４ｂがそれぞれ形成されている。一方、壁部６８ｂ〜７４ｂの上面には、導線端部保持溝５６ｂ〜６２ｂに面して、矢印Ｂ方向に延在する円弧状の凹部８０ｂ〜８６ｂが、凸部８８ｂ〜９４ｂに対向するように、それぞれ形成されている。なお、凹部８０ｂ〜８６ｂ及び凸部８８ｂ〜９４ｂは、壁部６６ｂ〜７４ｂにおいて矢印Ｃ方向に沿った略同一位置にそれぞれ設けられると共に、略同一の引込量又は突出量を有する。

ここで、図４及び図５に示すように、各導線端部保持溝５６ａ〜６２ａ、５６ｂ〜６２ｂの底面１００ａ〜１０６ａ、１００ｂ〜１０６ｂ（本体６４ａ、６４ｂの矢印Ｂ１方向の表面）に対して平角線の長辺側を沿わせた状態で、各コイル素線１８ａの始端部又は終端部を各導線端部保持溝５６ａ〜６２ａ、５６ｂ〜６２ｂに引き回すと、各コイル素線１８ａの始端部又は終端部は、下記のようにしてそれぞれ収納される。

すなわち、前述のように、各分割コア部１４において、一方のブロック５２ａの壁部６６ａ〜７２ａの底面には、導線端部保持溝５６ａ〜６２ａに面して凹部８０ａ〜８６ａが形成されると共に、壁部６８ａ〜７４ａの上面には、導線端部保持溝５６ａ〜６２ａに面して、凹部８０ａ〜８６ａと対向するように凸部８８ａ〜９４ａが形成されている。また、他方のブロック５２ｂの壁部６６ｂ〜７２ｂの底面には、導線端部保持溝５６ｂ〜６２ｂに面して凸部８８ｂ〜９４ｂが形成されると共に、壁部６８ｂ〜７４ｂの上面には、導線端部保持溝５６ｂ〜６２ｂに面して、凸部８８ｂ〜９４ｂと対向するように凹部８０ｂ〜８６ｂが形成されている。

つまり、図４及び図６の正面視で、導線端部保持溝５６ａと導線端部保持溝５６ｂ、導線端部保持溝５８ａと導線端部保持溝５８ｂ、導線端部保持溝６０ａと導線端部保持溝６０ｂ、及び、導線端部保持溝６２ａと導線端部保持溝６２ｂは、凹部８０ａ〜８６ａ、８０ｂ〜８６ｂ及び凸部８８ａ〜９４ａ、８８ｂ〜９４ｂが矢印Ｃ方向に沿って交互に設けられることにより、波状に形成されている。

そのため、各コイル素線１８ａの始端部又は終端部を導線端部保持溝５６ａ〜６２ａ、５６ｂ〜６２ｂにそれぞれ収納する際、各コイル素線１８ａの始端部又は終端部は、凹部８０ａ〜８６ａ、８０ｂ〜８６ｂ及び凸部８８ａ〜９４ａ、８８ｂ〜９４ｂに沿ってそれぞれ変形する（曲がる）。この結果、引き回し後、凹部８０ａ〜８６ａ、８０ｂ〜８６ｂ及び凸部８８ａ〜９４ａ、８８ｂ〜９４ｂによって曲げられた変形部分には、スプリングバック効果により凸部８８ａ〜９４ａ、８８ｂ〜９４ｂ側に戻ろうとする反力が作用する。この反力によって、前記変形部分は、凸部８８ａ〜９４ａ、８８ｂ〜９４ｂに押し付けられる形となり、この結果、各コイル素線１８ａの始端部又は終端部は、凸部８８ａ〜９４ａ、８８ｂ〜９４ｂに確実に保持された状態で、導線端部保持溝５６ａ〜６２ａ、５６ｂ〜６２ｂにそれぞれ波状に収納される。

ここで、図６に示すように、壁部６８ａ〜７４ａ、６６ｂ〜７２ｂからの凸部８８ａ〜９４ａ、８８ｂ〜９４ｂの突出量、及び、壁部６６ａ〜７２ａ、６８ｂ〜７４ｂに対する凹部８０ａ〜８６ａ、８０ｂ〜８６ｂの引込量をｗ１、コイル素線１８ａの始端部又は終端部の幅（平角線の長辺側の幅）をｗ２、導線端部保持溝５６ａ〜６２ａ、５６ｂ〜６２ｂの幅｛凹部８０ａ〜８６ａ、８０ｂ〜８６ｂの最大深さ位置から、対向する壁部６８ａ〜７４ａ、６６ｂ〜７２ｂ（凸部８８ａ〜９４ａ、８８ｂ〜９４ｂの根元の位置）までの距離｝をｗ３とした場合に、ｗ１〜ｗ３は、下記の（１）式の関係であればよい。

ｗ１＜（ｗ３−ｗ２）＜（２×ｗ１） （１）
このような関係でｗ１が設定されていれば、コイル素線１８ａの始端部又は終端部の収納時に、該コイル素線１８ａの始端部又は終端部を壁部６６ａ〜７４ａ、６６ｂ〜７４ｂと摺らせることなく導線端部保持溝５６ａ〜６２ａ、５６ｂ〜６２ｂに収納できると共に、コイル素線１８ａの始端部又は終端部を波状に容易に変形させることができる。

図８Ａ及び図８Ｂに示すように、例えば、壁部７０ａ、７２ａの矢印Ｃ方向の側面に、図示しない金型によってインシュレータ２６を成形する際のＰＬ（パーティングライン）位置に対応するＰＬ部１１０がそれぞれ形成されている場合に、各ＰＬ部１１０には、成形時にバリが発生する可能性があるため、矢印Ｂ１方向に向かって凹むような形状（縮径する形状）にして、バリが発生してもコイル素線１８ａとの接触を回避する構造にしてもよい。なお、図８Ａ及び図８Ｂは、一例として、壁部７０ａ、７２ａの側面にＰＬ部１１０を形成した場合を図示しているが、インシュレータ２６の他の箇所もＰＬ位置に対応していれば、当該箇所にもＰＬ部１１０を設けてもよいことは勿論である。

本実施形態に係る回転電機に組み込まれるステータ１０は、以上のように構成されるものであり、次に、各分割コア部１４へのコイル素線１８ａの引き回し及び収納について、図９〜図１０Ｃを参照しながら説明する。なお、この説明では、必要に応じて、図１〜図８Ｂも参照しながら説明する。

図９は、１個の分割コア部１４の導線端部保持溝へのコイル素線１８ａの端部（図９では導線端部保持溝５６ａ、５６ｂへのコイル素線１８ａの終端部）の引き回しを模式的に図示した説明図である。

なお、実際に回転電機（のステータコア１６）を製造する際には、先ず、各分割コア部１４毎に巻回部３８にコイル素線１８ａを巻回してコイル１８を構成し、次に、隣接する２個の分割コア部１４の嵌合凹部３２と嵌合凸部３４とを嵌合させることにより、各分割コア部１４を環状に配置してステータコア１６を構成し、その後、各コイル素線１８ａの始端部及び終端部を引き回すことになるが、ここでは、説明の容易化のため、１個の分割コア部１４のみ図示して説明する。

１個の分割コア部１４について、導線端部保持溝５６ａ、５６ｂにコイル素線１８ａの終端部を引き回す場合、引き回されるコイル素線１８ａは、３つのテンションローラ１２０〜１２４によってテンションを付与された後、ガイドローラ１２６によって該分割コア部１４に導かれ、回転する円柱状の押込治具１２８の回転作用と矢印Ｂ２方向への押込作用とによって、導線端部保持溝５６ａ、５６ｂに押し込まれていく。

この場合、導線端部保持溝５６ａ、５６ｂを画成する壁部６６ａ、６８ｂには凹部８０ａ、８０ｂがそれぞれ形成され、一方で、壁部６８ａ、６６ｂには凹部８０ａ、８０ｂに対向するように凸部８８ａ、８８ｂがそれぞれ形成されているため、導線端部保持溝５６ａ、５６ｂは、波状に形成されている。そのため、押込治具１２８によって押し込められたコイル素線１８ａの終端部は、凹部８０ａ、８０ｂ及び凸部８８ａ、８８ｂで波状に変形され、変形部分は、スプリングバック効果により凸部８８ａ、８８ｂに確実に保持される。

図１０Ａは、凹部及び凸部が設けられていない場合（従来技術）での導線端部保持溝５６ａ、５６ｂへのコイル素線１８ａの終端部の収納を図示したものであり、図１０Ｂ及び図１０Ｃは、凹部８０ａ、８０ｂ及び凸部８８ａ、８８ｂが設けられている場合（本実施形態）での導線端部保持溝５６ａ、５６ｂへのコイル素線１８ａの終端部の収納を図示したものである。

図１０Ａに示すように、従来技術では、凹部及び凸部が設けられていないため、導線端部保持溝５６ａ、５６ｂに各コイル素線１８ａを収納すると、各コイル素線１８ａは、導線端部保持溝５６ａ、５６ｂ内で上下方向に隙間のある状態で収納される。このような隙間のある状態で構成された分割コア部１４を用いてステータ１０を構成し、回転電機を組み立てた場合、該回転電機の動作時に、コイル素線１８ａの終端部が振動によって壁部６６ａ、６６ｂ、６８ａ、６８ｂと摺れてしまい、該コイル素線１８ａの絶縁被膜が破壊するおそれがある。

これに対して、本実施形態では、図１０Ｂ及び図１０Ｃに示すように、スプリングバック効果により、各コイル素線１８ａの終端部は、導線端部保持溝５６ａ、５６ｂ内において、凸部８８ａ、８８ｂに保持された状態で収納されるため、このように構成された分割コア部１４を用いてステータ１０を構成し、回転電機に組み込んだ場合、該回転電機の動作時に振動が発生しても、コイル素線１８ａの終端部が凸部８８ａ、８８ｂにしっかりと保持されていることから、コイル素線１８ａの終端部と壁部６６ａ、６６ｂ、６８ａ、６８ｂとの摺れを抑制することができ、絶縁被膜の破壊等を防止することができる。

なお、図９〜図１０Ｃでは、一例として、導線端部保持溝５６ａ、５６ｂにコイル素線１８ａの終端部を引き回して収納した場合について説明したが、他の導線端部保持溝５８ａ〜６２ａ、５８ｂ〜６２ｂにコイル素線１８ａの始端部を引き回して収納した場合でも、同様の効果が得られることは勿論である。

以上説明したように、本実施形態に係る回転電機（に組み込まれるステータ１０）によれば、コイル素線１８ａの端部（始端部又は終端部）を導線端部保持溝５６ａ〜６２ａ、５６ｂ〜６２ｂに収納する際、該コイル素線１８ａの端部における凸部８８ａ〜９４ａ、８８ｂ〜９４ｂの部分が該凸部８８ａ〜９４ａ、８８ｂ〜９４ｂに沿って変形する（曲がる）。これにより、導線端部保持溝５６ａ〜６２ａ、５６ｂ〜６２ｂにコイル素線１８ａの端部を引き回した後、該コイル素線１８ａの端部の変形部分には、スプリングバック効果により凸部８８ａ〜９４ａ、８８ｂ〜９４ｂ側に戻ろうとする反力が作用するため、該変形部分を凸部８８ａ〜９４ａ、８８ｂ〜９４ｂに確実に保持することができる。

このようにして引き回されたコイル素線１８ａの端部が導線端部保持溝５６ａ〜６２ａ、５６ｂ〜６２ｂに収納されるステータ１０を回転電機に組み込み動作させた場合、コイル素線１８ａの端部は、変形部分において反力により凸部８８ａ〜９４ａ、８８ｂ〜９４ｂに保持されるので、振動が発生しても、コイル素線１８ａの端部と導線端部保持溝５６ａ〜６２ａ、５６ｂ〜６２ｂの壁部６６ａ〜７４ａ、６６ｂ〜７４ｂとの摺れを抑制することができ、絶縁被膜の破壊等を防止することができる。

また、コイル素線１８ａの端部の変形部分が凸部８８ａ〜９４ａ、８８ｂ〜９４ｂに保持されることにより、コイル素線１８ａの端部と壁部６６ａ〜７４ａ、６６ｂ〜７４ｂとの接触面積が増加して面圧が低下するので、振動発生時でのコイル素線１８ａの端部の削れを回避することができる。

従って、本実施形態によれば、振動が発生しても、コイル素線１８ａの端部を導線端部保持溝５６ａ〜６２ａ、５６ｂ〜６２ｂに確実に保持することが可能となる。

また、ステータコア１６の周方向（矢印Ｃ方向）に沿って、壁部６６ａ〜７４ａ、６６ｂ〜７４ｂに凸部８８ａ〜９４ａ、８８ｂ〜９４ｂを交互に設けることにより、コイル素線１８ａの端部は、該周方向に沿って、各導線端部保持溝５６ａ〜６２ａ、５６ｂ〜６２ｂに波状に収納される。この結果、振動によるコイル素線１８ａの端部と各導線端部保持溝５６ａ〜６２ａ、５６ｂ〜６２ｂの壁部６６ａ〜７４ａ、６６ｂ〜７４ｂとの摺れを確実に抑制することができる。

また、各インシュレータ２６に矢印Ｃ方向に沿って２つのブロック５２ａ、５２ｂを設け、各ブロック５２ａ、５２ｂに導線端部保持溝５６ａ〜６２ａ、５６ｂ〜６２ｂをそれぞれ形成することにより、コイル素線１８ａの端部を各導線端部保持溝５６ａ〜６２ａ、５６ｂ〜６２ｂに収納する際に、各凸部８８ａ〜９４ａ、８８ｂ〜９４ｂに沿って変形する箇所が増加するので、コイル素線１８ａの端部を各導線端部保持溝５６ａ〜６２ａ、５６ｂ〜６２ｂで確実に保持することができる。

さらに、各導線端部保持溝５６ａ〜６２ａ、５６ｂ〜６２ｂにおいて、一方の壁部６８ａ〜７４ａ、６６ｂ〜７２ｂに凸部８８ａ〜９４ａ、８８ｂ〜９４ｂを形成すると共に、該凸部８８ａ〜９４ａ、８８ｂ〜９４ｂに対向して他方の壁部６６ａ〜７２ａ、６８ｂ〜７４ｂに凹部８０ａ〜８６ａ、８０ｂ〜８６ｂを形成することにより、凸部８８ａ〜９４ａ、８８ｂ〜９４ｂと凹部８０ａ〜８６ａ、８０ｂ〜８６ｂとに沿って、コイル素線１８ａの端部を波状に容易に変形させることができる。また、コイル素線１８ａの端部の変形部分を凸部８８ａ〜９４ａ、８８ｂ〜９４ｂ及び凹部８０ａ〜８６ａ、８０ｂ〜８６ｂで保持すれば、コイル素線１８ａの端部と壁部６６ａ〜７４ａ、６６ｂ〜７４ｂとの接触面積が一層増加して面圧をさらに低下させることができ、コイル素線１８ａの端部での削れを確実に回避することができる。

この場合、導線端部保持溝５６ａ〜６２ａ、５６ｂ〜６２ｂの深さ方向（矢印Ｂ方向）に沿って、凸部８８ａ〜９４ａ、８８ｂ〜９４ｂ及び凹部８０ａ〜８６ａ、８０ｂ〜８６ｂがそれぞれ形成されているため、各分割コア部１４の巻回部３８にそれぞれ巻回された各コイル素線１８ａの端部を導線端部保持溝５６ａ〜６２ａ、５６ｂ〜６２ｂに引き回す際に、引き回された全てのコイル素線１８ａの端部を凸部８８ａ〜９４ａ、８８ｂ〜９４ｂ及び凹部８０ａ〜８６ａ、８０ｂ〜８６ｂに沿って波状に変形させることができる。

また、前述した（１）式の関係となるように、ｗ１を設定することにより、コイル素線１８ａの端部を導線端部保持溝５６ａ〜６２ａ、５６ｂ〜６２ｂに収納する際に、該コイル素線１８ａの端部を壁部６６ａ〜７４ａ、６６ｂ〜７４ｂと摺らせることなく収納することが可能になると共に、凸部８８ａ〜９４ａ、８８ｂ〜９４ｂとの接触によってコイル素線１８ａの端部を波状に容易に変形させることができる。

なお、コイル素線１８ａは、断面が長方形の平角線であると共に、長方形の長辺側を矢印Ａ方向（幅方向）として各導線端部保持溝５６ａ〜６２ａ、５６ｂ〜６２ｂに引き回せば、短辺側を矢印Ａ方向として引き回す場合と比較して、凸部８８ａ〜９４ａ、８８ｂ〜９４ｂに対する反力が大きくなり、スプリングバック効果が得られやすくなる。

また、終端固定部５４にコイル素線１８ａの終端部を固定することにより、巻緩みの発生を回避することができる。さらに、ＰＬ位置に対応して凹んだ形状のＰＬ部１１０を設けることにより、バリが発生してもコイル素線１８ａとの接触を回避することができる。

本発明は上記した実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは当然可能である。

１０…ステータ １４…分割コア部
１６…ステータコア １８…コイル
１８ａ…コイル素線 ２４…分割鉄心
２６…インシュレータ ３８…巻回部
４０…引き回し部 ５２…導線収納部
５２ａ、５２ｂ…ブロック ５４…終端固定部
５６ａ〜６２ａ、５６ｂ〜６２ｂ…導線端部保持溝
６６ａ〜７４ａ、６６ｂ〜７４ｂ…壁部
８０ａ〜８６ａ、８０ｂ〜８６ｂ…凹部
８８ａ〜９４ａ、８８ｂ〜９４ｂ…凸部
１００ａ〜１０６ａ、１００ｂ〜１０６ｂ…底面
１２０〜１２４…テンションローラ １２６…ガイドローラ
１２８…押込治具

Claims (8)

1. 複数の分割コア部を環状に配置して形成されるステータコアを備えるステータを組み込む回転電機であって、
   前記各分割コア部は、分割鉄心と、前記分割鉄心の一部を囲繞するインシュレータと、前記インシュレータを介して前記分割鉄心に巻回されるコイル導線とをそれぞれ有し、
   前記各インシュレータにおける前記ステータコアの外周面の箇所には、前記ステータコアの周方向に沿って延在し、且つ、前記コイル導線の端部が引き回される導線端部保持溝がそれぞれ形成され、
   前記各導線端部保持溝の壁部には、該導線端部保持溝の幅方向に、前記ステータコアの内側に向かう前記導線端部保持溝の深さ方向に沿って、凸部がそれぞれ形成されていることを特徴とする回転電機。
2. 請求項１記載の回転電機において、
   前記凸部は、前記ステータコアの高さ方向に突出形成されていることを特徴とする回転電機。
3. 請求項１又は２記載の回転電機において、
   １つの導線端部保持溝の一方の壁部に前記幅方向に凸部が形成されると共に、前記１つの導線端部保持溝に対して前記周方向に隣接する他の導線端部保持溝の他方の壁部に前記幅方向に凸部が形成されることを特徴とする回転電機。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転電機において、
   前記各インシュレータには、前記周方向に沿って２つの導線端部保持溝が形成されていることを特徴とする回転電機。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転電機において、
   前記各導線端部保持溝には、一方の壁部に前記凸部が形成されると共に、該凸部に対向して他方の壁部に前記幅方向に凹部が形成されることを特徴とする回転電機。
6. 請求項５記載の回転電機において、
   前記凹部は、前記導線端部保持溝の深さ方向に沿ってそれぞれ形成されていることを特徴とする回転電機。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の回転電機において、
   前記壁部からの前記凸部の突出量をｗ１、前記コイル導線の端部の幅をｗ２、及び、前記導線端部保持溝の幅をｗ３としたときに、
   ｗ１＜（ｗ３−ｗ２）＜（２×ｗ１）
   となるように前記突出量ｗ１を設定することを特徴とする回転電機。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の回転電機において、
   前記コイル導線は、断面が長方形の平角線であると共に、前記長方形の長辺側を前記幅方向として前記各導線端部保持溝に引き回されることを特徴とする回転電機。

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