JP6299729B2 - 回転電機ステータ - Google Patents

Description

本発明は、回転電機ステータに係り、特に、ステータコアに巻回されたコイルの固定に樹脂を用いる回転電機ステータに関する。

回転電機のステータに巻回されたコイルを固定するために、ワニス等の樹脂が用いられる。例えば、特許文献１には、予め巻回状態に形成されたコイルをティースに装着して樹脂モールドする際に、ティースとコイルの間に熱伝導性の高い電気絶縁部材を用い、コイルエンドの部分等に熱伝導性の低い電気絶縁材料を用いることが開示されている。

特許文献２には、ティースに複数層で巻回されたコイルについて、下層部には液状で粘度の低いワニスを含浸し、ワニスが溜まりにくい表面層部には粉体状の樹脂を載せ、これを溶着して表面層部を覆うことが開示されている。

特開２０１０−１３６５７１号公報 特開２０１４−０８７２２５号公報

回転電機ステータにおいて樹脂を用いてコイルを固定することで、外部の振動や温度変動等においてコイルが移動することを防ぐことができる。その反面、樹脂でコイルを覆うことで、冷媒等が直接的にコイルに接触しないので、回転電機ステータの冷却性能が低下する。そこで、冷媒等による直接的な冷却を可能にして冷却性能を向上させながらコイルの移動を防止できる回転電機ステータが要望される。

本発明の１つの形態に係る回転電機ステータは、円環状のステータヨーク、及び該ステータヨークから内周側に突き出す複数のティースを有するステータコアと、ティースの径方向に垂直な矩形断面の周囲に巻回されたコイルであって、ティースの径方向に沿って所定の段数で配置され、各段は１巻の最下層のコイルと別の１巻の表面層のコイルとを少なくとも有する多層巻コイルと、ティースと最下層のコイルとの間、またはティースに固定されたインシュレータが設けられるときは該インシュレータと最下層のコイルとの間に形成された第１の絶縁樹脂層と、多層巻コイルの各段にまたがって、ティースの矩形断面の４隅の角部に対応する多層巻コイルの曲がり部に局所的に形成された第２の絶縁樹脂層と、を備えることを特徴とする。

上記構成の回転電機ステータによれば、ティースまたはインシュレータと最下層のコイルとの間に第１の絶縁樹脂層が形成されて、多層巻コイルにおいて最下層のコイルがティースに固定される。さらに、第２の絶縁樹脂層は、各段にまたがって、多層巻コイルの曲がり部に局所的に形成されるので、多層巻コイルの各段の間が互いに固定される。そして、第２の絶縁樹脂層は、各段において曲がり部に局所的に形成され、多層巻コイルの全体を覆わない。第２の絶縁樹脂層で覆われない部分は、冷媒等によって直接的に冷却される。これにより、冷却性能を向上させながらコイルの移動を防止できる。また、絶縁樹脂の使用量を低減することができる。

本発明の１つの形態に係る回転電機ステータにおいて、第２の絶縁樹脂層は、隣接するティースの間のスロットに配置された２つの多層巻コイルについて、互いに向かい合う曲がり部にまたがって形成されることが好ましい。

上記構成の回転電機ステータによれば、２つの多層巻コイルについて１つの第２の絶縁樹脂層で済むので、絶縁樹脂層の形成に要する工数を短縮でき、絶縁樹脂の使用量をさらに低減することができる。

本発明の１つの形態に係る回転電機ステータにおいて、第２の絶縁樹脂層は、曲がり部について表面層のコイルとこれよりも下層側のコイルとの間にも形成されることが好ましい。

上記構成の回転電機ステータによれば、各段にまたがる表面層のコイルの間のみならず各層のコイルの間も第２の絶縁樹脂層で固定される。このときでも、第２の絶縁樹脂層は、多層巻コイルの各段において曲がり部に局所的に形成されるので、第２の絶縁樹脂層で覆われない部分は、冷媒等によって直接的に冷却される。これにより、多層巻コイルの層数が増加してもコイルの移動を防止でき、冷却性能を向上させることができる。

本発明の１つの形態に係る回転電機ステータにおいて、第２の絶縁樹脂層は、多層巻コイルの各段にまたがって曲がり部に形成されると共に、隣接するティースの間のスロットのステータヨーク側の壁面と表面層のコイルとの間にも形成されることが好ましい。

上記構成の回転電機ステータによれば、第２の絶縁樹脂層は、各段にまたがって形成されるのみならず、スロットのステータヨーク側の壁面と表面層のコイルとの間にも形成される。これにより、多層巻コイルの層数が増加してもコイルの移動を防止でき、冷却性能を向上させることができる。

本発明の実施の形態の回転電機ステータによれば、冷却性能を向上させながらコイルの移動を防止できる。

本発明に係る実施の形態の回転電機ステータの構成図である。 図１のＡ部の斜視図である。 図２のＢ−Ｂ面に沿った断面図である。 図２のＣ方向から見た図である。 図３のコイルの巻回において、ティースの先端側に向かって根元側から２段目の巻回について、第１の絶縁樹脂層と第２の絶縁樹脂層の配置を示す図である。 ２層巻について、模式図を用いて第１の絶縁樹脂層と第２の絶縁樹脂層の配置を示す図である。 ４層巻について、模式図を用いて第１の絶縁樹脂層と第２の絶縁樹脂層の配置を示す図である。 他の実施の形態について、４層巻の模式図を用いて第１の絶縁樹脂層と第２の絶縁樹脂層の配置を示す図である。 別の実施の形態について、４層巻の模式図を用いて第１の絶縁樹脂層と第２の絶縁樹脂層の配置を示す図である。 図１の構成の変形例を示す図である。

以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、車両に搭載される回転電機に用いられるステータを述べるが、これは説明のための例示であって、集中巻されたコイルを用いる回転電機ステータであれば、他の用途であっても構わない。以下では、集中巻されたコイルとして、平角線を用いて多層巻されたコイルを述べるが、これは説明のための例示であって、平角線以外の円形断面の丸線、楕円断面の導線等を用いても構わない。

以下で述べる形状、ティースの数、巻数、材質等は、説明のための例示であって、回転電機ステータの仕様に合わせ、適宜変更が可能である。例えば、多層巻として、２層巻と４層巻を述べるが、これは説明のための一例であって、これ以外の層数の多層巻であってもよい。２層巻の例で、多層巻の総巻数を８としたが、これも例示であって、これ以外の総巻数であってもよい。以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、車両に搭載される回転電機に用いられる回転電機ステータ１０の構成を示す図である。図２は、図１のＡ部についての斜視図である。以下では、回転電機ステータ１０を特に断らない限り、ステータ１０と呼ぶ。ステータ１０が用いられる回転電機は、駆動回路の制御によって、車両が力行するときは電動機として機能し、車両が制動時にあるときは発電機として機能するモータ・ジェネレータで、三相同期型回転電機である。回転電機は、図１に示される固定子であるステータ１０と、ステータ１０の内径側に所定の隙間を隔てて配置される円環状の回転子であるロータとで構成される。図１ではロータの図示を省略した。

図１は、ステータ１０の軸方向から見た上面図である。ステータ１０は、ステータコア１２と、ステータコア１２に装着され巻始め端１３と巻終り端１５とを有するコイル１４と、ステータコア１２とコイル１４との間に配置されるインシュレータ１６とを含んで構成される。ステータ１０は、さらに、コイル１４の固定のために用いられる第１の絶縁樹脂層３０，３１と、第２の絶縁樹脂層４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄとを含む（図５参照）。図１では、第１の絶縁樹脂層３０，３１と第２の絶縁樹脂層４０ｃ，４０ｄは隠れて図示されない。図２では第２の絶縁樹脂層４０ｄは隠れて図示されない。

図１、図２に、ステータコア１２の周方向、径方向、軸方向をそれぞれ示す。周方向は、ステータコア１２の円周方向に沿った方向であり、径方向はステータコア１２の内径側と外径側に沿った方向であり、軸方向は、ステータコア１２の中心軸に沿った方向である。軸方向において、ステータコア１２に巻回されたコイル１４の巻始め端１３及び巻終り端１５が引き出される方向がリード側で、その逆方向が反リード側である。図３以下においても同様である。図１は、軸方向についてリード側から見た図である。

ステータコア１２は、円環状の磁性体部品で、円環状のステータヨーク２０とステータヨーク２０から内周側に突き出す複数のティース２２とを含む。隣接するティース２２の間の空間は、スロット２４である。

かかるステータコア１２は、ステータヨーク２０とティース２２とを含み、スロット２４が形成されるように所定の形状に成形された円環状の磁性体薄板２８を所定の枚数で積層したものが用いられる。磁性体薄板２８の両面には電気絶縁性の表面処理が施される。磁性体薄板２８の材質としては、電磁鋼板を用いることができる。磁性体薄板２８の積層体に代えて、磁性粉末を所定の形状に成形したものを用いることもできる。

コイル１４は、集中巻されたコイルで、１つのティース２２に１つの相巻線が多層巻によって所定の巻数で巻回された多層巻コイルである。隣接するティース２２の間の１つのスロット２４には異なる相のコイル１４が配置される。

多層巻コイルとは、ティース２２の径方向に垂直な矩形断面の周囲に導線が連続的に巻回されたコイルであって、ティース２２の径方向に沿って所定の段数で巻回されて配置され、各段が複数層のコイルで構成される。換言すると、多層巻コイルであるコイル１４は、絶縁皮膜付きの導線を多層巻で所定の層数で所定の段数を巻回して所定の総巻数としたものである。層数が２のときは２層巻コイルで、層数が４のときは４層巻コイルと呼ばれる。

以下では、層数に関わらず、１つのティース２２に巻回された１つの多層巻コイルの全体を単に「コイル１４」と呼び、コイル１４を構成する各層の１巻を「下層のコイル」、「表面層のコイル」等と呼ぶ。図１、図２の例では、層数＝２、段数＝４、総巻数＝８の２層巻コイルのコイル１４が示される。２層巻コイルであるコイル１４における導線の巻回の仕方については、図３、図４を用いて後述する。

コイル１４の絶縁皮膜付き導線の素線としては、銅線、銅錫合金線、銀メッキされた銅錫合金線等を用いることができる。素線としては、断面形状が略矩形の平角線が用いられる。絶縁皮膜としては、ポリアミドイミドのエナメル皮膜が用いられる。これに代えて、ポリエステルイミド、ポリイミド、ポリエステル、ホルマール等を用いることができる。

コイル１４は、ステータコア１２の各ティース２２にそれぞれ１つずつ装着される。図１の例では、ステータコア１２は、Ｕ相用のティース２２が３つ、Ｖ相用のティース２２が３つ、Ｗ相用のティース２２が３つであり、この９個のティース２２のそれぞれに１つずつコイル１４が装着される。コイル１４が装着されたティース２２について、図１では、Ｕ相用のＵ１〜Ｕ３、Ｖ相用のＶ１〜Ｖ３、Ｗ相用のＷ１〜Ｗ３を示す。図２は、図１のＡ部におけるＵ１コイルを抜き出した図である。

同相のコイル１４同士は、図示しない渡り線等で互いに接続される。例えば、Ｕ相に用いられるティースＵ１〜Ｕ３に装着されるコイル１４は、互いに渡り線で接続されて１つのＵ相コイルとなり、その一方端は動力線のＵ端子に接続される。Ｖ相に用いられるティースＶ１〜Ｖ３に装着されるコイル１４、Ｗ相に用いられるティースＷ１〜Ｗ３に装着されるコイル１４も同様で、渡り線で接続されてそれぞれ１つのＶ相コイル、Ｗ相コイルとなり、それぞれの一方端は動力線のＶ端子、Ｗ端子に接続される。Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルのそれぞれの他方端は、互いに接続されて中性点とされる。

インシュレータ１６は、コイル１４の最下層のコイルとステータコア１２とが互いに向かい合う間に配置される筒状形状を有する絶縁体である。インシュレータ１６は接着等の固定手段によってステータコア１２に固定される。かかるインシュレータ１６は、電気絶縁性を有するシートを所定の形状に成形したものを用いることができる。電気絶縁性を有するシートとしては、紙の他、プラスチックフィルムを用いることができる。コイル１４の絶縁皮膜の電気絶縁性能が十分であるときはインシュレータ１６を省略してもよい。そのときは、コイル１４はティース２２の周囲面に直接的に向かい合って配置される。以下では、インシュレータ１６を設けるものとする。

図３、図４は、２層巻コイルであるコイル１４における導線の巻回の仕方を示す図である。図３は、図２のＢ−Ｂ面に沿った断面図であり、図４は、図２のＣ方向から見た図である。図４に、Ｂ−Ｂ面に対応するＢ’−Ｂ’線を示す。

図３、図４に示すように、コイル１４には、断面形状が矩形の平角線を用いる。ティース２２は、径方向に垂直な断面が矩形で、径方向に沿って根元側から先端側に向かって矩形の周方向に沿った幅寸法が次第に小さくなる先細り形状を有する。インシュレータ１６は、ティース２２の形状に沿った筒状部分１６ａと、ティース２２を通す貫通穴を有しステータヨーク２０に接触する壁面部分１６ｂとを含んで構成される。筒状部分１６ａの軸方向に沿った側面には、ティース２２の先細り形状にコイル１４の平角線形状を合せるように、階段状の段差が設けられる。また、筒状部分１６ａの軸方向の両端側には、コイル１４の湾曲部に合わせて突き出す張出部１７が設けられる。以下では、特に断らない限り、筒状部分１６ａ、壁面部分１６ｂ、張出部１７を区別せず、単にインシュレータ１６と呼ぶ。

図３、図４では、総巻数＝８のコイル１４の各巻を矢印付きの数字で示す。例えば「矢印付きの１」は、巻始め端１３から始まる１巻目であり、「矢印付きの２」は、１巻目に続く２巻目である。以下同様に「矢印付きの３」等が続き、「矢印付きの８」が巻終り端１５で終わる８巻目である。「１−矢印−２」は、１巻目から２巻目に移る部分を示し、同様に「４−矢印−５」、「５−矢印−６」「７−矢印−８」は、それぞれ４巻目から５巻目に移る部分、５巻目から６巻目に移る部分、７巻目から８巻目に移る部分を示す。図１、図５についても同様である。

２層巻コイルであるコイル１４において、ティース２２の径方向に沿って巻回して配置される複数の段について、図３に示すように、ティース２２のステータヨーク２０側の根元側から先端側に向かって、１段目、２段目、３段目、４段目の順とする。各段における２層の巻回について、ティース２２側の１巻コイルを下層のコイル６０、下層のコイル６０の外側の１巻コイルを表面層のコイル７０と呼ぶ。

図３に示すように、１段目は、巻始め端１３から１巻目は表面層のコイル７０として巻回され、１巻目に続く２巻目は下層のコイル６０として巻回される。２段目は、２巻目から続いて３巻目が下層のコイル６０として巻回され、３巻目に続く４巻目は表面層のコイル７０として巻回される。３段目は、４巻目に続く５巻目は表面層のコイル７０として巻回され、５巻目に続く６巻目は下層のコイル６０として巻回される。４段目は、６巻目から続いて７巻目が下層のコイル６０として巻回され、７巻目に続く８巻目は表面層のコイル７０として巻回され、巻終り端１５となる。

この巻き方では、同じ段のところで下層のコイル６０と表面層のコイル７０の２層巻が行われ、異なる段の間は、下層のコイル６０同士、または表面層のコイル７０同士で接続される。これによって、２層巻の多数段の配置において、導線の総長さを最短とすることができる。その反面、同じ段のところで、表面層のコイル７０の巻回の次に下層のコイル６０の巻回を行うので、導線をティース２２に直接的に連続巻することが難しい。この巻き方のコイル１４は、ティース２２に直接的に巻回するよりは、予め巻型等の治具を用いて導線を成形してカセットコイルとし、成形したカセットコイルをティース２２に装着する方式を取ることが好ましい。

図４に示すように、ティース２２の先端側から見た状態は、図３の巻き方を反映して、やや複雑な巻形状となる。図４において、２層巻コイルであるコイル１４の巻回の４隅の曲がり部５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄは、ティース２２の矩形断面の４隅の角部５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄに対応する箇所である。曲がり部５０ｂ，５０ｃ，５０ｄでは、各巻回について軸方向の高さ位置は揃っている。これに対し、曲がり部５０ａでは、３巻目から４巻目に移る曲がり部と、７巻目から８巻目に移る曲がり部の軸方向に沿った高さは、４巻目から５巻目に移る曲がり部の軸方向に沿った高さが異なる。これは、図３に示すように、３巻目から４巻目に移る部分と、７巻目から８巻目に移る部分は、下層のコイル６０の軸方向の高さのままであるが、４巻目から５巻目に移る部分は、表面層のコイル７０の高さの状態となるからである。

図５は、図３の２段目の巻回部分を抜き出して、第１の絶縁樹脂層３０，３１、第２の絶縁樹脂層４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄの配置関係を示す図である。図５では、インシュレータ１６と下層のコイル６０との間の隙間、下層のコイル６０と表面層のコイル７０との間の隙間を誇張して広めに示す。なお、図５における２段目では、下層のコイル６０は「矢印付きの３」のコイルであり、表面層のコイル７０は「矢印付きの４」のコイルである。

第１の絶縁樹脂層３０，３１も第２の絶縁樹脂層４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄも共に、コイル１４の移動を防止するために設けられる。第１の絶縁樹脂層３０，３１はコイル１４とインシュレータ１６との間を固定するのに対し、第２の絶縁樹脂層４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄはコイル１４の各段の表面層のコイル７０の間を局所的に固定する。第２の絶縁樹脂層４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄが表面層のコイル７０を全面的に覆わないのは、コイル１４を露出させて、冷媒等との間の放熱性を向上させるためである。

第１の絶縁樹脂層３０，３１は、下層のコイル６０である「矢印付きの３」のコイルとインシュレータ１６との間に形成される。第１の絶縁樹脂層３０の形成は、コイル１４をインシュレータ１６に装着した後、下層のコイル６０とインシュレータ１６との間の隙間に対し、ティース２２の先端側から所定の液状の樹脂を注入、滴下等の手段で流し込むことで行われる。所定の液状の樹脂としては、４段目から１段目までの全部の下層のコイル６０とインシュレータ１６との間の隙間に広がって浸透するように、比較的低い粘度の絶縁樹脂を用いることが好ましい。例えば、比較的低い粘度のワニスを用いることができる。絶縁樹脂とは、電気絶縁性を有する樹脂である。

第１の絶縁樹脂層３０は、インシュレータ１６の軸方向に沿った側面と、各段の下層のコイル６０との間に形成され、第１の絶縁樹脂層３１は、インシュレータ１６の張出部１７と各段の下層のコイル６０との間に形成される。図５の例では第１の絶縁樹脂層３０と第１の絶縁樹脂層３１は離れて形成されるが、これを互いに接続してもよい。

第２の絶縁樹脂層４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄは、表面層のコイル７０である「矢印付きの４」のコイルの４隅の曲がり部５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄに対応した箇所にそれぞれ局所的に形成される。曲がり部５０ａと曲がり部５０ｂとの間、曲がり部５０ｂと曲がり部５０ｃとの間、曲がり部５０ｃと曲がり部５０ｄとの間、曲がり部５０ｄと曲がり部５０ａとの間には絶縁樹脂層の形成が行われない。第２の絶縁樹脂層４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄの形成は、各段の表面層のコイル７０にまたがって行われる。これにより、２層巻コイル１４は、各段の表面層のコイル７０の間が絶縁樹脂によって互いに接続される。ここで、曲がり部５０ａ〜５０ｄは、コイル１４の軸方向と径方向と周方向とにまたがる箇所である。したがって、第２の絶縁樹脂層４０ａ〜４０ｄを４隅の曲がり部５０ａ〜５０ｄに設けることで、例えば、コイル１４の直線部の４か所に設ける場合に比べ、コイル１４の移動をより効果的に抑制できる。

第２の絶縁樹脂層４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄは、コイル１４の表面層のコイル７０の外側から所定の樹脂を塗布等の手段によって配置して行われる。所定の樹脂としては、比較的高い粘度の液状の絶縁樹脂、半固化状態の絶縁樹脂、加熱により発泡する発泡性の絶縁樹脂、加熱により流動し固化する粉体状の絶縁樹脂等を用いることができる。第１の絶縁樹脂層３０，３１の形成のための樹脂の流し込み、第２の絶縁樹脂層４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄの形成のための配置が終わると、樹脂の固化のための加熱が行われる。この加熱によって、第１の絶縁樹脂層３０，３１と、第２の絶縁樹脂層４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄとは、共に固化し、コイル１４は、各段の下層のコイル６０がインシュレータ１６に固定され、各段の表面層のコイル７０が互いに固定状態で接続される。

２層巻コイルの巻き方は、図３、図４で述べた以外にも、ステータ１０の仕様に応じていくつかの方式がある。例えば、１段目においてまず下層のコイル６０をティース２２に巻回し、これに続いて下層のコイル６０に重ねて表面層のコイル７０を巻回し、１段目の表面層のコイル７０から２段目に移って２段目の下層のコイル６０を巻回し、これに続いて２段目の表面層のコイル７０を巻回し、これを繰り返す。この方式によれば、導線の総長さはやや長くなるが、カセットコイルとせずに、ティース２２側に直巻方式でコイル１４を巻回できる。

また、集合導線のように、２つの導線を重ねて一度に巻回する方式を用いても、下層のコイル６０と表面層のコイル７０の２層巻コイルとすることができる。この方式では、巻始め端と巻終わり端がそれぞれ２本の導線となるので、コイルエンド等において直列接続または並列接続の処理が必要になるが、ティース２２側に直巻方式で巻回できる。

また、各段ごとに下層のコイル６０と表面層のコイル７０を形成する方式を取らない方式もある。その方式では、下層のコイル６０をティース２２の根元側から先端側に向かって所定の段数で巻回し、これに引き続き、表面層のコイル７０をティース２２の先端側から根元側に向かって所定の段数で巻回する。この方式では、２層巻の場合、巻始め端と巻終り端が共にティース２２の根元側となるが、ティース２２側に直巻方式で巻回することができる。

上記では２層巻について述べたが、多層巻においても同様にいくつかの多層巻の方式があり、方式によってはティース２２側に直巻が難しく、カセットコイルに成形して用いることがある。また、方式によって、曲がり部５０ａ等で各段のコイルの軸方向の高さが不揃いになることが生じる。図１、図２、図５で述べた第１の絶縁樹脂層３０，３１と第２の絶縁樹脂層４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄは、どの多層巻の方式を用いても適用が可能である。

図５に示すように、下層のコイル６０と表面層のコイル７０の間の隙間には、第１の絶縁樹脂層３０，３１は形成されず、第２の絶縁樹脂層４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄも形成されない。下層のコイル６０と表面層のコイル７０との接続部５４は短い長さであるので、その剛性はかなり高く、下層のコイル６０と表面層のコイル７０の間が隙間のままであっても、コイル１４の移動を防止できる。

２層巻のコイル１４について、図６にそのことを模式的に示す。２層巻のコイル１４では、第１の絶縁樹脂層３０，３１によって下層のコイル６０がインシュレータ１６に固定され、第２の絶縁樹脂層４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄによって表面層のコイル７０は複数段の間で固定されて一体化されている。表面層のコイル７０と下層のコイル６０との間は、接続部５４で接続されるので、接続部５４が下層のコイル６０に対する表面層のコイル７０の移動の抵抗として働く。接続部５４の長さが短い等で抵抗としての剛性が十分に高ければ、表面層のコイル７０の下層のコイル６０に対する移動を防止できる。

コイル１４の総巻数が増加して層数や段数が大きくなり、接続部５４の数が多くなりその長さが長くなる等で接続部５４の剛性が振動等の外力に対して相対的に低くなると、下層のコイル６０に対する表面層のコイル７０の移動の防止が不十分となる恐れがある。例示として、４層巻のコイル８０について、図７にそのことを模式的に示す。

図８のコイル８０は、４層巻であるので、ティース２２側に最も近く配置され、第１の絶縁樹脂層３０，３１によって固定される１巻コイルを最下層のコイル６０と呼ぶ。また、最も表面側に配置され、第２の絶縁樹脂層４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄによって各段の巻回が互いに固定される１巻コイルを表面層のコイル７０とする。最下層のコイル６０と表面層のコイル７０の間に配置される２つの１巻コイルを中間層のコイル６１，６２と呼ぶ。図８のコイル８０は、最下層のコイル６０と表面層のコイル７０との間が、３つの接続部５４，５５，５６によって接続されるので、図６のコイル１４に比べ、最下層のコイル６０と表面層のコイル７０との間を接続する剛性が低くなる。これにより、最下層のコイル６０に対する表面層のコイル７０の移動の防止が不十分となる恐れがある。

図８に示すコイル８２は、４層巻コイルにおいて、最下層のコイル６０に対する表面層のコイル７０の移動を効果的に防止できる構造の例を示す図である。ここでは、第２の絶縁樹脂層４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄは、曲がり部５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄについて、表面層のコイル７０のみならず、これよりも下層側の中間層のコイル６２，６１、最下層のコイル６０との間にも形成される。すなわち、第２の絶縁樹脂層４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄは、表面層のコイル７０と中間層のコイル６２との間、中間層のコイル６２と中間層のコイル６１との間、中間層のコイル６１と最下層のコイル６０との間にも、それぞれ形成される。これにより、表面層のコイル７０は、中間層のコイル６２，６１を介して第２の絶縁樹脂層４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄによって最下層のコイル６０に固定されるので、表面層のコイル７０の最下層のコイル６０に対する移動を効果的に抑制することができる。

第２の絶縁樹脂層４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄは、コイル８２の表面層のコイル７０の外側から所定の樹脂を塗布等の手段によって配置して行われる。所定の樹脂としては、図５、図６で述べた第２の絶縁樹脂層４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄに比較して、適当に粘度の低い液状の絶縁樹脂が用いられる。この場合でも、第２の絶縁樹脂層４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄは互いに分離して配置され、その分離領域においては、表面層のコイル７０、中間層のコイル６２，６１、最下層のコイル６０の表面層側の面は、絶縁皮膜付き導線の状態で露出する。これにより、冷媒等による冷却性能を確保できる。

図９に示すコイル８４は、４層巻コイルにおいて、最下層のコイル６０に対する表面層のコイル７０の移動を効果的に防止できる別の構造の例を示す図である。図９は、図７のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。図８における第２の絶縁樹脂層４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄについては、Ｄ−Ｄ線に沿った断面図では現われないので、二点鎖線で示す。

図９に示すように、第２の絶縁樹脂層４４は、図８で述べた絶縁樹脂層４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄの部分に加え、コイル８４のステータヨーク２０側の壁面とインシュレータ１６の壁面部分１６ｂとの間に形成される付加的な絶縁樹脂層４６を含む。付加的な絶縁樹脂層４６は、絶縁樹脂層４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄのそれぞれと、第１の絶縁樹脂層３０，３１と一体的に接続されて形成される。これにより、表面層のコイル７０は、付加的な絶縁樹脂層４６を介して最下層のコイル６０に固定されるので、表面層のコイル７０の最下層のコイル６０に対する移動を効果的に抑制することができる。

図８、図９は、４層巻コイルについて述べたが、この場合に限られず、コイル１４の総巻数が増加して層数や段数が大きくなり、接続部５４の数が多くなりその長さが長くなる等で接続部５４の剛性が振動等の外力に対して相対的に低くなる場合に適用可能である。例えば、２層巻の場合でも、巻き方の理由等で、接続部５４の剛性を増加させる必要があるときは、図８、図９で述べた方法を適宜適用してよい。

図１０に示すステータ１１は、図１の構成についての変形例である。ステータ１１においては、第２の絶縁樹脂層４８は、同一スロット２４に配置された２つのコイル１４について、互いに向かい合う曲がり部にまたがって形成される。図１０にはリード側として、図４で述べた４つの曲がり部５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄのうち、同一スロット２４内の２つのコイル１４において互いに向かい合う２つの曲がり部５０ａ，５０ｂにまたがって形成される第２の絶縁樹脂層４８が示される。図１０では図示されないが、反リード側では、同一スロット２４内の２つのコイル１４において互いに向かい合う２つの曲がり部５０ｃ，５０ｄにまたがって形成される第２の絶縁樹脂層４９が示される。図１０の構成を用いることで、絶縁樹脂の使用量を削減でき、絶縁樹脂の塗布等の工数をさらに削減できる。

１０ （回転電機）ステータ、１２ ステータコア、１３ 巻始め端、１４，８０，８２，８４ （多層巻、２層巻、４層巻）コイル、１５ 巻終り端、１６ インシュレータ、１６ａ （インシュレータの）筒状部分、１６ｂ （インシュレータの）壁面部分、１７ （インシュレータの）張出部、２０ ステータヨーク、２２ ティース、２４ スロット、２８ 磁性体薄板、３０，３１ 第１の絶縁樹脂層、４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ，４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４４，４８，４９ 第２の絶縁樹脂層、４６ 付加的な絶縁樹脂層、５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ 曲り部、５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ 角部、５４，５５，５６ 接続部、６０ （最）下層のコイル、６１，６２ 中間層のコイル、７０ 表面層のコイル。

Claims (4)

1. 円環状のステータヨーク、及び該ステータヨークから内周側に突き出す複数のティースを有するステータコアと、
   前記ティースの径方向に垂直な矩形断面の周囲に巻回されたコイルであって、前記ティースの径方向に沿って所定の段数で配置され、各段は１巻の最下層のコイルと別の１巻の表面層のコイルとを少なくとも有する多層巻コイルと、
   前記ティースと前記最下層のコイルとの間、または前記ティースに固定されたインシュレータが設けられるときは該インシュレータと前記最下層のコイルとの間に形成された第１の絶縁樹脂層と、
   前記多層巻コイルの前記各段にまたがって、前記ティースの前記矩形断面の４隅の角部に対応する前記多層巻コイルの曲がり部に局所的に形成された第２の絶縁樹脂層と、
   を備えることを特徴とする回転電機ステータ。
2. 請求項１に記載の回転電機ステータにおいて、
   前記第２の絶縁樹脂層は、
   隣接する前記ティースの間のスロットに配置された２つの前記多層巻コイルについて、互いに向かい合う前記曲がり部にまたがって形成されることを特徴とする回転電機ステータ。
3. 請求項１または２に記載の回転電機ステータにおいて、
   前記第２の絶縁樹脂層は、
   前記曲がり部について前記表面層のコイルとこれよりも下層側のコイルとの間にも形成されることを特徴とする回転電機ステータ。
4. 請求項１から３のいずれか１に記載の回転電機ステータにおいて、
   前記第２の絶縁樹脂層は、
   前記多層巻コイルの前記各段にまたがって前記曲がり部に形成されると共に、
   隣接する前記ティースの間のスロットの前記ステータヨーク側の壁面と前記表面層のコイルとの間にも形成されることを特徴とする回転電機ステータ。

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