JPWO2012114508A1 - 回転電機のステータ、およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ステータコアの平坦部と同程度以上の絶縁性をステータコアのエッジ部に確保できる回転電機のステータ、およびその製造方法を提供する。【解決手段】この発明に係る回転電機のステータは、金属からなる複数枚のコアシートを積層して構成されたコアシート積層体と、前記コアシート積層体の表面に塗装された絶縁塗料からなる塗装膜と、前記塗装膜を介して前記コアシート積層体に巻回された導線からなるステータコイルと、前記塗装膜と前記前記ステータコイルとの間に挿入され、前記ステータコイルの導線が前記コアシート積層体の前記エッジ部に塗布された前記塗装膜に接触するのを阻止し若しくは前記接触による圧力を緩和する絶縁物製のボビンとを備えたものである。

Description

この発明は、絶縁塗料からなる塗装膜が施されたコアシート積層体とこのコアシート積層体に巻回された導線からなるステータコイルとを備えた回転電機のステータ、およびその製造方法に関するものである。

従来、電動機などの回転電機の構成部品であ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巻回された導線との間を電気的に絶縁するために、ステータコアに絶縁塗装処理を施すようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。このような従来の回転電機のステータにおいて、ステータコアに絶縁塗装処理を施す方法としては、電着塗装や静電塗装、あるいは吹付け塗装などの方法が挙げられるが、いずれの方法においても、被塗装物であるステータコアの平坦部に塗装された塗装膜の膜厚と比較して、ステータコアのエッジ部に塗装された塗装膜の膜厚が薄くなり、ステータコアのエッジ部の絶縁性が不十分となり、ステータコイルの短絡事故などが発生する恐れがある。

そこで、ステータコアのエッジ部の絶縁性を確保するために、例えば電着塗装の塗料の組成比率を調整して硬化収縮率を下げることにより、ステータコアの平坦部の塗装膜の膜厚に対するエッジ部の塗装膜の膜厚の百分率（以下、エッジカバー率と称する）を向上させることで、ステータコアのエッジ部の絶縁性を確保するようにしたステータが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

又、プレス装置により金属板から打ち抜かれたコアシートを複数枚積層して構成したコアシート積層体からなるステータコアにおいて、コアシートの表裏両面のエッジ部のうち、プレス装置の打ち抜き方向の上流側の面におけるエッジ部、つまり打ち抜きによるバリが突出していない側の面のエッジ部、がステータコアのエッジ部となるように複数枚のコアシートを積層することでステータコアの各エッジ部が略円弧形状となるようにし、これによりステータコアの塗装膜における前述のエッジカバー率を向上させてステータコアのエッジ部の絶縁性を確保するようにしたステータが提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開２００１−２３１１９１号公報 特開２００３−２６４９５１号公報 特開平９−１９１６１４号公報

しかしながら、特許文献２、および特許文献３に記載された従来の回転電機のステータのように、絶縁塗料の組成比率を調整して硬化収縮率を下げることにより、あるいはステータコアのエッジ部が略円弧形状となるようにして、ステータコアのエッジカバー率を向上させたとしても、ステータコアのエッジ部における塗装膜の膜厚をステータコアの平坦部における塗装膜の膜圧と同程度（エッジカバー率＝１００％）とするのは難しく、従って、ステータコアのエッジ部の絶縁性をステータコアの平坦部と同程度の絶縁性とすることが非常に困難であるという課題があった。

又、絶縁塗装処理済みのステータコアに導線を巻回する場合、巻回作業中に発生する導線の張力がステータコアのエッジ部への押付け力となり、そのエッジ部の塗装膜が潰れて十分な膜厚を確保できないことや、ステータコアへの導線の巻回作業中における導線がステータコア上で位置ズレを生じることにより発生する導線とステータコアとの摩擦によって、ステータコアのエッジ部の塗装膜が剥れ、ステータコイルの短絡事故が発生するなどの恐れがあった。

この発明は、従来の回転電機のステータにおける前述のような課題を解決するためになされたものであり、コアシート積層体の平坦部と同程度以上の絶縁性をコアシート積層体のエッジ部に確保できる回転電機のステータ、およびその製造方法を提供することを目的とする。

この発明に係る回転電機のステータは、金属板からなる複数枚のコアシートを積層して構成されたコアシート積層体と、前記コアシート積層体の表面に塗装された絶縁塗料からなる塗装膜と、前記塗装膜を介して前記コアシート積層体に巻回された導線からなるステータコイルと、前記塗装膜と前記ステータコイルとの間に挿入され、前記ステータコイルの導線が前記コアシート積層体の前記エッジ部に塗布された前記塗装膜に接触するのを阻止し若しくは前記接触による圧力を緩和する絶縁物製のボビンとを備えたことを特徴とするものである。

又、この発明による回転電機のステータは、金属板からなる複数枚のコアシートを積層して構成されたコアシート積層体と、前記コアシート積層体の少なくともエッジ部に対応して前記コアシート積層体に装着された絶縁物製のボビンと、前記コアシート積層体における前記ボビンが装着されていない外周面および前記ボビンの外周面に塗布された絶縁塗料からなる塗装膜と、前記塗装膜を介して前記コアシート積層体および前記ボビンに巻回された導線からなるステータコイルとを備えたことを特徴とする。

この発明による回転電機のステータの製造方法は、金属板からなる複数枚のコアシートを積層して構成されたコアシート積層体を製造する工程と、前記コアシート積層体の表面に絶縁塗料を塗布して塗装膜を形成する工程と、前記コアシート積層体の少なくともエッジ部若しくはその近傍に塗装された前記塗装膜の表面上に絶縁物製のボビンを装着する工程と、前記塗装膜及び前記ボビンを介して前記コアシート積層体に導線を巻回してステータコイルを装着する工程とを備えたことを特徴とする。

又、この発明による回転電機のステータの製造方法は、金属板からなる複数枚のコアシートを積層して構成されたコアシート積層体を製造する工程と、前記コアシート積層体の少なくともエッジ部若しくはその近傍に絶縁物製のボビンを装着する工程と、前記コアシート積層体の表面及び前記ボビンの表面に絶縁塗料を塗布して塗装膜を形成する工程と、前記塗装膜の表面上に導線を巻回して、前記コアシート積層体にステータコイルを装着する工程とを備えたことを特徴とする。

この発明による回転電機のステータによれば、塗装膜と前記ステータコイルとの間に挿入され、ステータコイルの導線がコアシート積層体のエッジ部に塗布された塗装膜に接触するのを阻止し若しくはその接触による圧力を緩和する絶縁物製のボビンとを備えているので、塗装膜厚の薄いエッジ部に導線が接触することがなく、平坦部と同等以上の絶縁性を確保することができる。

又、この発明による回転電機のステータによれば、コアシート積層体の少なくともエッジ部に対応してコアシート積層体に装着された絶縁物製のボビンと、前記コアシート積層体における前記ボビンが装着されていない外周面および前記ボビンの外周面に塗布された絶縁塗料からなる塗装膜と、前記塗装膜を介して前記コアシート積層体および前記ボビンに巻回された導線からなるステータコイルとを備えているので、塗装膜厚の薄いエッジ部に導線が接触することがなく、平坦部と同等以上の絶縁性を確保することができる。

この発明による回転電機のステータコアの製造方法によれば、コアシート積層体の表面に絶縁塗料を塗布して塗装膜を形成する工程と、前記コアシート積層体の少なくともエッジ部若しくはその近傍に塗装された前記塗装膜の表面上に絶縁物製のボビンを装着する工程と、前記塗装膜及び前記ボビンを介して前記コアシート積層体に導線を巻回してステータコイルを装着する工程とを備えているので、コアシート積層体への導線の巻回時における導線の張力や導線の位置ズレ等によるエッジ部の塗装膜潰れや剥れを抑制することができ、短絡欠陥などの発生を低減させることができる。

又、この発明による回転電機のステータコアの製造方法によれば、コアシート積層体の少なくともエッジ部若しくはその近傍に絶縁物製のボビンを装着する工程と、前記コアシート積層体の表面及び前記ボビンの表面に絶縁塗料を塗布して塗装膜を形成する工程と、前記塗装膜の表面上に導線を巻回して、前記コアシート積層体にステータコイルを装着する工程とを備えているので、コアシート積層体への導線の巻回時における導線の張力や導線の位置ズレ等によるエッジ部の塗装膜潰れや剥れを抑制することができ、短絡欠陥などの発生を低減させることができる。

この発明の実施の形態１による回転電機のステータにおけるステータ磁極部を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１による回転電機のステータにおけるステータコアの構成を示す説明図である。 この発明の実施の形態１による回転電機のステータにおけるステータ磁極部の構成を示す説明図である。 この発明の実施の形態１による回転電機のステータの製造方法を示す説明図である。

この発明の実施の形態１による回転電機のステータにおけるボビンの装着方法を示す説明図である。 この発明の実施の形態１の変形例による回転電機のステータにおけるステータ磁極部を示す斜視図である。 この発明の実施の形態２による回転電機のステータにおけるステータ磁極部を示す斜視図である。 この発明の実施の形態２による回転電機のステータにおけるステータ磁極部の構成を示す説明図である。

この発明の実施の形態２による回転電機のステータの製造方法を示す説明図である。 この発明の実施の形態３による回転電機のステータにおけるコアシートを示す斜視図である。 この発明の実施の形態３による回転電機のステータにおけるステータ磁極部を示す斜視図である。 この発明の実施の形態４による回転電機のステータにおけるコアシートを示す斜視図である。 この発明の実施の形態４による回転電機のステータにおけるステータ磁極部を示す斜視図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による回転電機のステータにおけるステータ磁極部を示す斜視図である。図１において、電動機などの回転電機のステータを構成するステータ磁極部１は、金属からなる複数枚のコアシートを積層して構成したコアシート積層体の表面に絶縁塗料の塗装処理を施して形成した塗装膜３を有するステータコア２と、ステータコア２のコアシート積層方向の第１の面である一方の端面に装着された絶縁物製の第１のボビン４１と、ステータコア２のコアシート積層方向の第２の面である他方の端面に装着された絶縁物製の第２のボビン４２と、第１のボビン４１と第２のボビン４２を介してステータコア２に導線を巻回して構成されたステータコイル５とを備えている。図１に示すように、ステータコイル５を構成する導線は、絶縁塗料の塗装膜３が施されたステータコア２と第１のボビン４１と第２のボビンとを略内包するように巻回されている。

図２は、この発明の実施の形態１による回転電機のステータにおけるステータコアの構成を示す説明図であり、（ａ）は塗装膜を施す前のコアシート積層体の斜視図、（ｂ）はコアシート積層体の表面に塗装膜を施して構成したステータコアの斜視部である。図２の（ａ）に示すように、塗装膜を施す前のコアシート積層体６は、金属板からなる略Ｔ字形状のコアシート７を１０枚積層し、これらのコアシート７を一体に固定することにより構成されている。金属板からなるコアシート７は、ヨーク部８と、このヨーク部８からその平面の延びる方向にほぼ垂直に突出したティース部９とを有する。図２の（ａ）に示すコアシート積層体６の表面全体に絶縁塗料からなる塗装膜を施すことにより、図２の（ｂ）に示す塗装膜３を備えたステータコア２が構成される。このように構成されたステータコア２の外表面は、エッジ部１０と平坦部１１との組み合わせからなる。

なお、コアシート積層体６を構成するコアシート７の積層枚数は、１０枚に限られるものではなく、回転電機の仕様などに応じて任意に設定し得るものである。

図３は、この発明の実施の形態１による回転電機のステータにおけるステータ磁極部の構成を示す説明図であり、（ａ）は断面位置を示す平面Ａとともにステータ磁極部を斜視図により表示した説明図、（ｂ）は（ａ）に示す平面Ａにおける断面を示す説明図である。図３の（ａ）、（ｂ）において、第１のボビン４１は、コアシート７に類似した略Ｔ字形状をなしており、塗装膜３が施されたステータコア２のコアシート積層方向の一方の端面に装着されている。第２のボビン４２は、コアシート７に類似した略Ｔ字形状をなしており、塗装膜３が施されたステータコア２の積層方向の他方の端面に装着されている。

ステータコア２のティース部９（図２参照）に巻回されたステータコイル５は、ステータコア２の塗装面Ｂ１、Ｂ２側では第１のボビン４１および第２のボビン４２の外表面に接し、ステータコア２の塗装面Ｃ１、Ｃ２側では塗装膜３の外表面に接している。

図３に示す平面Ａにおいて、第１のボビン４１および第２のボビン４２の幅ｂは、塗装面Ｂ１、Ｂ２の幅と同一寸法に形成されている。そのため、ステータコイル５は、塗装面Ｂ１、Ｂ２に接触することがなく、且つ、ステータコア２の４か所のエッジ部１０に接触することもなくステータコア２のティース部に巻回されることが可能である。なお、第１のボビン４１および第２のボビン４２の幅ｂは、塗装面Ｂ１、Ｂ２の幅以上の寸法に形成されていてもよい。

前述したように、ステータコイル５がステータコア２のエッジ部１０に接触することがないため、ステータコイル５を構成するための導線をステータコア２に巻回している間に導線の張力によるエッジ部１０への押付け力が発生せず、エッジ部１０の塗装膜３が潰れることがない。又、ステータコイル５を構成する導線のズレによって発生する導線と塗装膜３との間の摩擦もエッジ部では発生しないため、エッジ部１０の塗装膜３が剥れることがない。

次に、前述のこの実施の形態１による回転電機のステータの製造方法について説明する。図４は、この発明の実施の形態１による回転電機のステータの製造方法を示す説明図であ
り、（ａ）はコアシートを積層してコアシート積層体を製作する積層工程、（ｂ）はコアシート積層体に塗装膜を施す絶縁工程、（ｃ）は塗装膜を施したステータコアにボビンを取り付けるボビン取付工程、（ｄ）はボビンを取り付けたステータコアに導線を巻回してステータコイルを装着するコイル装着工程、を夫々示している。

先ず、金属板からなる複数枚のコアシート７を用意する。コアシート７は、ヨーク部８とこのヨーク部８からその平面の延びる方向にほぼ垂直に突出したティース部９とを有する略Ｔ字形状に形成されている。コアシート７の製作方法としては、金属板である金属体をプレス装置により打ち抜いて製作するのが一般的であるが、金属板である金属体からワイヤカットやレーザカットなどにより製作するようにしても良い。このようにして製作したコアシート７を、図４の（ａ）に示すようにコアシート７の厚さ方向に積層する。この積層した各コアシート７は、かしめ、接着、若しくは溶接などにより一体に固定され、コアシート積層体６が構成される。

次に、前述のようにして構成したコアシート積層体６の全表面に絶縁塗料による塗装処理を施すことにより、図４の（ｂ）に示すステータコア２を構成する。コアシート積層体６表面に絶縁塗料を塗装する方法としては、電着塗装や静電塗装、あるいは吹付け塗装などが考えられる。コアシート積層体６に絶縁塗料による塗装処理を施すことで、コアシート積層体６の全周面を覆い隠すように塗装膜３が外装されたステータコア２が得られる。

次に、図４の（ｃ）に示すように、塗装膜３を施したステータコア２の第１の面であるコアシート積層方向の一方の端面に絶縁体からなる略Ｔ字形状の第１のボビン４１を装着すると共に、ステータコア２の第２の面であるコアシート積層方向の他方の端面に第２のボビン４２を装着し、外装コア１６を作製する。第１の面である一方の端面と、第２の面である他方の端面は、相対向した二つの面である。第１のボビン４１、および第２のボビン４２をステータコア２に装着する方法については後述する。最後に、外装コア１６のティース部９を取り囲むようにして導線を巻回することにより、ティース部９にステータコイル５を装着する。第１のボビン４１、および第２のボビン４２は、コアシート積層体のエッジ部に塗布された塗装膜にステータコイル５の導線が接触するのを阻止、若しくは前記接触による圧力を緩和する。これにより、図４の（ｄ）に示すステータ磁極１が完成する。

図５は、この発明の実施の形態１による回転電機のステータにおけるボビンの装着方法を示す説明図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は夫々異なる装着方法を示している。図５の（ａ）に於いて、第１のボビン４１は、ステータコア２の第１の面であるコア積層方向の一方の端面２１に接する側の面に突起４１１が形成されている。又、ステータコア２の第１の面である一方の端面２１には、第１のボビン４１の突起４１１を挿入させる穴部２１１が形成されている。

図５の（ａ）に示すボビンの装着方法では、第１のボビン４１の突起４１１をステータコア２の穴部２１１に挿入することで、ステータコア２の一方の端面２１に第１のボビン４１を固定して装着する。図示していない第２のボビンも同様にステータコア２の第２の面である他方の端面２２に固定されて装着される。ステータコア２への穴部２１１の形成方法としては、予め穴を設けたコアシートを用いる方法や、塗装膜を施す前の積層体に穴部を加工して形成する方法や、塗装膜３を施してステータコア２を完成させた状態で穴部２１１を加工する方法などのいずれの方法であっても良い。

図５の（ｂ）に示すボビンの装着方法では、接着剤１３を用いて第１のボビン４１をステータコア２の一方の端面２１に接着して装着する。図示していない第２のボビンも同様にステータコア２の他方の端面２２に接着して装着する。接着剤１３は、ボビン側に塗布し、又、はステータコア２側に塗布し、あるいはそれら双方に塗布などの何れであっても良い。

図４の（ｃ）に示すボビンの装着方法では、第１のボビン４１に脚部４１２を設けて第１のボビン４１を略コ字状の断面形状に形成し、この第１のボビン４１の脚部４１２によりステータコア２の一方の端面２１側の側面の一部を挟持することにより、第１のボビン４５１をステータコア２の一方の端面２１に装着する。図示していない第２のボビンも同様にステータコア２の他方の端面２２に接着されて装着される。

なお、第１のボビン４１、及び第２のボビン４２は、ステータコア２の相対する両側面、つまり、ステータコア２のコアシート積層方向に延びる２つの面に夫々装着するようにしても良い。

以上のようにして、ステータコア（２）へ第１のボビン４１および第２のボビン４２を装着した後、ステータコイル５を装着してステータ磁極部１を構成する。このようにして構成されたステータ磁極部１は、例えば円筒形の固定子フレーム（図示せず）に相互に所定角度を介して複数個配置され、回転電機のステータが構成される。

以上述べたこの発明の実施の形態１による回転電機のステータによれば、導線をステータコア２のエッジ部１０に接触させることなくステータコア２のティース部９に巻回してステータコイル５を形成して装着することが可能であるため、ステータコア２の各エッジ部１０の塗装膜３の潰れや剥れの発生を抑制でき、短絡欠陥等の絶縁不良の発生を低減させることができる。又、ステータコイル５の導線がエッジ部１０に接触したことに起因する導線の被覆破壊を防止することも可能であり、導線による絶縁不良の発生の低減も期待できる。

さらに、塗装膜３を施したステータコア２へ第１のボビン４１、第２のボビン４２を装着した状態で導線を巻回してステータコア５を形成するため、ステータコイル５の導線の整列性が向上し、より高密度な巻装を実現でき、ステータの高効率化が期待できる。

図６は、この発明の実施の形態１の変形例による回転電機のステータにおけるステータ磁極部を示す斜視図である。前述のこの発明の実施の形態１によるステータ磁極部では、コアシート積層体６の全面を覆い隠すように塗装膜３を施してステータコア２を構成するようにしているが、図６に示すように、ステータコイル５の導線がステータコア２に直接接触することがない部分、即ち、ステータコア２のうち、図示していない回転電機の回転子の周面に対向する面１０１には、塗装膜３を施すことなくコアシート積層体６を露出させたままとしてもよい。

実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２による回転電機のステータにおけるステータ磁極部を示す斜視図である。図７において、電動機などの回転電機のステータを構成するステータ磁極部１ａは、ステータコア２ａと、このステータコア２ａのティース部９ａに導線を巻回して装着されたステータコイル５とを備えている。ステータコア２ａは、コアシートを所定枚数積層して構成したコアシート積層体６ａの両端部に、第１のボビン４２ａと第２のボビン４２ａとを夫々装着してこれらを一体構成としたのち、この一体構成されたコアシート積層体６ａと第１のボビン４２ａと第２のボビン４２ａとを全体的に絶縁塗料の塗装処理を施してステータコア１６ａを構成したものである。ステータコイル５は、このようにして構成されたステータコア２ａのティース部９ａに導線を巻回して構成されている。

なお、第１のボビン４１、及び第２のボビン４２は、ステータコア２の相対向する両側面、つまり、ステータコア２のコアシート積層方向に延びる２つの面に夫々装着するようにしても良い。

図８は、この発明の実施の形態２による回転電機のステータにおけるステータ磁極部の構成を示す説明図であり、（ａ）は断面位置を示す平面Ａａとともにステータ磁極部１ａを斜視図にて表示した説明図、（ｂ）は（ａ）に示す平面Ａａにおける断面を示す説明図である。図８の（ａ）、（ｂ）において、第１のボビン４１ａは、コアシート７に類似した略Ｔ字形状をなしており、塗装膜３ａが施されたステータコア２ａの第１の面であるコアシート積層方向の一方の端面２１ａに装着されている。第２のボビン４２ａは、コアシート７に類似した略Ｔ字形状をなしており、塗装膜３ａが施されたステータコア２ａの第２の面である積層方向の他方の端面２２ａに装着されている。

ステータコア２ａのティース部９ａに巻回されたステータコイル５は、ステータコア２ａと第１のボビン４１ａと第２のボビン４２ａの全表面に塗装された塗装膜３ａの外表面に接している。このようにステータコイル５がコアシート７の４か所のエッジ部１０に接触することがないため、塗装膜３ａが潰れることがない。

次に、前述のこの実施の形態１による回転電機のステータの製造方法について説明する。図９は、この発明の実施の形態２による回転電機のステータの製造方法を示す説明図であり、（ａ）はコアシートを積層してコアシート積層体を製作する積層工程、（ｂ）はコアシート積層体にボビンを取り付けるボビン取付工程、（ｃ）はコアシート積層体とボビンとの一体構成物の外表面に絶縁塗料による塗装膜３ａを塗布してステータコア２ａを制作する塗装工程、（ｄ）は塗装膜を施したステータコア２ａに導線を巻回してステータコイルを装着するコイル装着工程、を夫々示している。

図９の（ａ）に示すコアシート積層体６を製作する方法は、前述の実施の形態１の図４の（ａ）の場合と同様であるので説明を省略する。次に、図９の（ｂ）に示すように、コアシート積層体６のコアシート積層方向の両端面に、絶縁体からなる略Ｔ字形状の第１のボビン４１および第２のボビン４２夫々装着してコアシート構成体とボビンとの一体構成物１６ａを製作する。第１のボビン４１ａ、および第２のボビン４２ａをステータコア積層体６に装着する方法については、塗装膜を介さずに直接コアシート積層体に第１のボビン及び第２のボビンを装着する点以外は、前述の実施の形態１の場合と同様に行ない得る。このようにして製作したコアシート構成体とボビンの一体構成物１６ａの全表面に、絶縁塗料による塗装処理を施すことにより、図４の（ｃ）に示すステータコア２ａを構成する。

コアシート構成体とボビンとの一体構成物１６ａの全表面に絶縁塗料を塗装する方法としては、電着塗装や静電塗装、あるいは吹付け塗装などが考えられる。コアシート積層体とボビンとの一体構成物１６ａの全表面に絶縁塗料による塗装膜３ａを施すことで、塗装膜３ａが外装されたステータコア２ａが得られる。最後に、このステータコア２ａのティース部９ａを取り囲むようにして導線を巻回することにより、ティース部９ａにステータコイル５を装着する。これにより、図９の（ｄ）に示すステータ磁極１ａが完成する。

以上のようにして製作したステータ磁極部１ａは、例えば円筒形の固定子フレーム（図示せず）に相互に所定角度を介して複数個配置され、回転電機のステータが構成される。

以上述べたこの発明の実施の形態２による回転電機のステータによれば、導線をステータコア２ａのエッジ部１０に接触させることなくステータコア２ａのティース部９ａに巻回してステータコイル５を形成して装着することが可能であるため、ステータコイル５の短絡欠陥等の絶縁不良の発生を低減させることができる。

さらに、第１のボビン４１、第２のボビン４２を装着した状態で導線を巻回してステータコア５を形成するため、ステータコイル５の導線の整列性が向上し、より高密度な巻装を実現でき、ステータの高効率化が期待できる。

なお、前述のこの発明の実施の形態２によるステータ磁極部では、コアシート積層体６の全面を覆い隠すように塗装膜３を施してステータコア２を構成するようにしているが、実施の形態１における図６に示すように、ステータコイル５の導線がステータコア２に直接接触することがない部分、即ち、ステータコア２のうち、図示していない回転電機の回転子の周面に対向する面１０１には、塗装膜３を施すことなくコアシート積層体６を露出させたままとしてもよい。

実施の形態３．
図１０は、この発明の実施の形態３による回転電機のステータにおける、コアシートを示す斜視図、図１１は、この発明の実施の形態３による回転電機のステータにおける、ステータ磁極を示す斜視図である。前述の実施の形態１では、ヨーク部８と、このヨーク部８から突出したティース部９とを有する略Ｔ字形状のコアシート７を用いてステータコア積層体６を構成したが、実施の形態３では図１０に示すように、屈曲部１７を介して連結された複数のヨーク部８ｂと、各ヨーク部８ｂからほぼ直角に突出した複数のティース部９ｂとを有するコアシート７ｂを用いてステータコア積層体６ｂを構成してもよい。

図１１に示すように、コアシート７ｂをその厚さ方向に積層したコアシート積層体６ｂの全表面に絶縁塗料による塗装膜３ｂが施されて、ステータコア２ｂが製作される。しかる後に、実施の形態１の場合と同様にして、第１のボビン４１ｂ、第２のボビン４２ｂがステータコア２ｂのコアシート積層方向の両端面に装着される。そして、そのステータコア２ｂのティース部９ｂに導線が巻回されてステータコイル５が装着され、ステータ磁極１ｂが製作される。

図１１に示すステータ磁極１ｂは、屈曲部１７を屈曲させて円筒状に形成され、図示していないステータフレームなどに固定される。これにより、回転電機のステータが形成される。

尚、前述の実施の形態２の場合のように、塗装膜を施す前のコアシート積層体６ｂに第１のボビン４１ｂおよび第２のボビン４２ｂを装着してコアシート積層体とボビンとの一体構成物を製作し、この一体構成物の全表面に塗装膜３ｂを形成し、その後、ステータコイル５を装着するようにしても良い。

以上にように構成されたこの発明の実施の形態３による回転電機のステータは、前述の実施の形態１又は実施の形態２と同様の効果を奏することができる。

実施の形態４．
図１２は、この発明の実施の形態４による回転電機のステータにおけるコアシートを示す斜視図、図１３は、この発明の実施の形態４による回転電機のステータにおけるステータ磁極部を示す斜視図である。実施の形態４では、図１２及び図１３に示すように、環状に形成されたヨーク部８ｃと、このヨーク部８ｃからその径方向内側に突出した複数のティース部９ｃとを有するコアシート７ｃを積層してコアシート積層体ステータコア６ｃを構成する。

コアシート７ｃをその厚さ方向に積層したコアシート積層体６ｃの全表面に絶縁塗料による塗装膜３ｃが施されて、ステータコア２ｃが製作される。しかる後に、実施の形態１の場合と同様にして、第１のボビン４１ｃ、第２のボビン４２ｃがステータコア２ｃのコアシート積層方向の両端面に装着される。そして、そのステータコア２ｃのティース部９ｃに導線が巻回されてステータコイル５が装着され、ステータ磁極１ｃが製作される。

図１３に示すステータ磁極１ｃは、図示していないステータフレームなどに固定される。これにより、回転電機のステータが形成される。

尚、前述の実施の形態２の場合のように、塗装膜を施す前のコアシート積層体６ｃに第１のボビン４１ｃおよび第２のボビン４２ｃを装着してコアシート積層体とボビンとの一体構成物を製作し、この一体構成物の全表面に塗装膜３ｃを形成し、その後、ステータコイル５を装着するようにしても良い。

以上にように構成されたこの発明の実施の形態４による回転電機のステータは、前述の実施の形態１又は実施の形態２と同様の効果を奏することができる。

この発明による回転電機のステータ、およびその製造方法は、例えば自動車などの車両に搭載される車載用回転電機の分野、若しくはそれ以外の回転電機の分野に適用することができる。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ ステータ磁極部
２、２ａ、２ｂ、２ｃ ステータコア
３、３ａ、３ｂ、３ｃ 塗装膜 ６、６ｂ、６ｃ コアシート積層体
７、７ｂ、７ｃ コアシート ８、８ａ、８ｂ、８ｃ ヨーク部
９、９ａ、９ｂ、９ｃ ティース部 １０ エッジ部
１１ 平坦部 ４１、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ 第１のボビン
４２、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ 第２のボビン ５ ステータコイル

この発明に係る回転電機のステータは、
金属板からなる複数枚のコアシートを積層して構成されたコアシート積層体と、
前記コアシート積層体の表面に塗装された絶縁塗料からなる塗装膜と、
前記塗装膜を介して前記コアシート積層体に巻回された導線からなるステータコイルと、
前記コアシート積層体のエッジ部を含む所定部位にのみ対応して前記塗装膜と前記ステータコイルとの間に挿入され、前記ステータコイルの導線が前記コアシート積層体の前記エッジ部に塗布された前記塗装膜に接触するのを阻止し若しくは前記接触による圧力を緩和する絶縁物製のボビンと、
を備えたことを特徴とするものである。

又、この発明による回転電機のステータは、
金属板からなる複数枚のコアシートを積層して構成されたコアシート積層体と、
前記コアシート積層体のエッジ部を含む所定部位にのみ対応して前記コアシート積層体に装着された絶縁物製のボビンと、
前記コアシート積層体における前記ボビンが装着されていない外周面および前記ボビンの外周面に塗布された絶縁塗料からなる塗装膜と、
前記塗装膜を介して前記コアシート積層体および前記ボビンに巻回された導線からなるステータコイルと、
を備えたことを特徴とする。

この発明による回転電機のステータの製造方法は、
金属板からなる複数枚のコアシートを積層して構成されたコアシート積層体を製造する工程と、
前記コアシート積層体の表面に絶縁塗料を塗布して塗装膜を形成する工程と、
前記コアシート積層体のエッジ部を含む所定部位にのみ対応して前記塗装膜の表面上に絶縁物製のボビンを装着する工程と、
前記塗装膜及び前記ボビンを介して前記コアシート積層体に導線を巻回してステータコイルを装着する工程と、
を備えたことを特徴とする。

又、この発明による回転電機のステータの製造方法は、
金属板からなる複数枚のコアシートを積層して構成されたコアシート積層体を製造する工程と、
前記コアシート積層体のエッジ部を含む所定部位にのみ絶縁物製のボビンを装着する工程と、
前記コアシート積層体の前記所定部位以外の部位の表面及び前記ボビンの表面に絶縁塗料を塗布して塗装膜を形成する工程と、
前記塗装膜の表面上に導線を巻回して、前記コアシート積層体にステータコイルを装着する工程と、
を備えたことを特徴とする。

この発明による回転電機のステータによれば、コアシート積層体のエッジ部を含む所定部位にのみ対応して塗装膜とステータコイルとの間に挿入され、ステータコイルの導線がコアシート積層体のエッジ部に塗布された塗装膜に接触するのを阻止し若しくはその接触による圧力を緩和する絶縁物製のボビンとを備えているので、塗装膜厚の薄いエッジ部に導線が接触することがなく、平坦部と同等以上の絶縁性を確保することができる。

又、この発明による回転電機のステータによれば、コアシート積層体のエッジ部を含む所定部位にのみ対応してコアシート積層体に装着された絶縁物製のボビンと、前記コアシート積層体における前記ボビンが装着されていない外周面および前記ボビンの外周面に塗布された絶縁塗料からなる塗装膜と、前記塗装膜を介して前記コアシート積層体および前記ボビンに巻回された導線からなるステータコイルとを備えているので、塗装膜厚の薄いエッジ部に導線が接触することがなく、平坦部と同等以上の絶縁性を確保することができる。

この発明による回転電機のステータコアの製造方法によれば、コアシート積層体の表面に絶縁塗料を塗布して塗装膜を形成する工程と、前記コアシート積層体のエッジ部を含む所定部位にのみ対応して前記塗装膜の表面上に絶縁物製のボビンを装着する工程と、前記塗装膜及び前記ボビンを介して前記コアシート積層体に導線を巻回してステータコイルを装着する工程とを備えているので、コアシート積層体への導線の巻回時における導線の張力や導線の位置ズレ等によるエッジ部の塗装膜潰れや剥れを抑制することができ、短絡欠陥などの発生を低減させることができる。

又、この発明による回転電機のステータコアの製造方法によれば、コアシート積層体のエッジ部を含む所定部位にのみ絶縁物製のボビンを装着する工程と、前記コアシート積層体の前記所定部位以外の部位の表面及び前記ボビンの表面に絶縁塗料を塗布して塗装膜を形成する工程と、前記塗装膜の表面上に導線を巻回して、前記コアシート積層体にステータコイルを装着する工程とを備えているので、コアシート積層体への導線の巻回時における導線の張力や導線の位置ズレ等によるエッジ部の塗装膜潰れや剥れを抑制することができ、短絡欠陥などの発生を低減させることができる。

【００２０】
【００２０】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による回転電機のステータにおけるステータ磁極部を示す斜視図である。図１において、電動機などの回転電機のステータを構成するステータ磁極部１は、金属からなる複数枚のコアシートを積層して構成したコアシート積層体の表面に絶縁塗料の塗装処理を施して形成した塗装膜３を有するステータコア２と、ステータコア２のコアシート積層方向の第１の面である一方の端面に装着された絶縁物製の第１のボビン４１と、ステータコア２のコアシート積層方向の第２の面である他方の端面に装着された絶縁物製の第２のボビン４２と、第１のボビン４１と第２のボビン４２を介してステータコア２に導線を巻回して構成されたステータコイル５とを備えている。図１に示すように、ステータコイル５を構成する導線は、絶縁塗料の塗装膜３が施されたステータコア２と第１のボビン４１と第２のボビンとを略内包するように巻回されている。ステータコアの前述の第１の面である一方の端面と第２の面である他方の端面は、ステータコアのエッジ部を含む所定部位を構成している。後述する他の実施の形態に於いても同様である。尚、この所定部位は、一方の端面と他方の端面及びその近傍を含む場合もある。

この発明に係る回転電機のステータは、
金属板からなる複数枚のコアシートを積層して構成されたコアシート積層体と、
前記コアシート積層体の表面に塗装された絶縁塗料からなる塗装膜と、
前記塗装膜を介して前記コアシート積層体に巻回された導線からなるステータコイルと、
前記塗装膜と前記ステータコイルとの間に挿入され、前記ステータコイルの導線が前記コアシート積層体のエッジ部に塗布された前記塗装膜に接触するのを阻止し若しくは前記接触による圧力を緩和する絶縁物製のボビンとを備え、
前記ボビンは、少なくとも前記コアシート積層体側の形状が、対応する前記コアシート積層体の面の形状と同一形状若しくは前記面を内包する形状に形成されており、
前記コアシート積層体に設けられた穴部と前記ボビンに設けられた突起部が勘合固定されている、
ことを特徴とするものである。

又、この発明に係る回転電機のステータは、
金属板からなる複数枚のコアシートを積層して構成されたコアシート積層体と、
前記コアシート積層体の表面に塗装された絶縁塗料からなる塗装膜と、
前記塗装膜を介して前記コアシート積層体に巻回された導線からなるステータコイルと、
前記塗装膜と前記ステータコイルとの間に挿入され、前記ステータコイルの導線が前記コアシート積層体のエッジ部に塗布された前記塗装膜に接触するのを阻止し若しくは前記接触による圧力を緩和する絶縁物製のボビンとを備え、
前記ボビンは、少なくとも前記コアシート積層体側の形状が、対応する前記コアシート積層体の面の形状と同一形状若しくは前記面を内包する形状に形成されており、
前記コアシート積層体と前記ボビンが接着固定されている、
ことを特徴とする。
更に、この発明に係る回転電機のステータは、
金属板からなる複数枚のコアシートを積層して構成されたコアシート積層体と、
前記コアシート積層体の少なくともエッジ部に対応して前記コアシート積層体に装着された絶縁物製のボビンと、
前記コアシート積層体における前記ボビンが装着されていない外周面および前記ボビンの外周面に塗布された絶縁塗料からなる塗装膜と、
前記塗装膜を介して前記コアシート積層体および前記ボビンに巻回された導線からなるステータコイルとを備え、
前記ボビンは、少なくとも前記コアシート積層体側の形状が、対応する前記コアシート積層体の面の形状と同一形状若しくは前記面を内包する形状に形成されており、
前記コアシート積層体に設けられた穴部と前記ボビンに設けられた突起部が勘合固定されている、
ことを特徴とする。
又、この発明に係る回転電機のステータは、
金属板からなる複数枚のコアシートを積層して構成されたコアシート積層体と、
前記コアシート積層体の少なくともエッジ部に対応して前記コアシート積層体に装着された絶縁物製のボビンと、
前記コアシート積層体における前記ボビンが装着されていない外周面および前記ボビンの外周面に塗布された絶縁塗料からなる塗装膜と、
前記塗装膜を介して前記コアシート積層体および前記ボビンに巻回された導線からなるステータコイルとを備え、
前記ボビンは、少なくとも前記コアシート積層体側の形状が、対応する前記コアシート積層体の面の形状と同一形状若しくは前記面を内包する形状に形成されており、
前記コアシート積層体と前記ボビンが接着固定されている、
ことを特徴とする。

この発明による回転電機のステータの製造方法は、
金属板からなる複数枚のコアシートを積層して構成されたコアシート積層体を製造する工程と、
前記コアシート積層体の表面に絶縁塗料を塗布して塗装膜を形成する工程と、
前記コアシート積層体の少なくともエッジ部若しくはその近傍に塗装された前記塗装膜の表面上に絶縁物製のボビンを装着する工程と、
前記塗装膜及び前記ボビンを介して前記コアシート積層体に導線を巻回してステータコイルを装着する工程と、
を備えたことを特徴とする。

又、この発明による回転電機のステータの製造方法は、
金属板からなる複数枚のコアシートを積層して構成されたコアシート積層体を製造する工程と、
前記コアシート積層体の少なくともエッジ部若しくはその近傍に絶縁物製のボビンを装着する工程と、
前記コアシート積層体の表面及び前記ボビンの表面に絶縁塗料を塗布して塗装膜を形成する工程と、
前記塗装膜の表面上に導線を巻回して、前記コアシート積層体にステータコイルを装着する工程と、
を備えたことを特徴とする。

この発明による回転電機のステータによれば、塗装膜厚の薄いエッジ部に導線が接触することがなく、平坦部と同等以上の絶縁性を確保することができる。

又、この発明による回転電機のステータによれば、塗装膜厚の薄いエッジ部に導線が接触することがなく、平坦部と同等以上の絶縁性を確保することができる。

この発明による回転電機のステータコアの製造方法によれば、コアシート積層体への導線の巻回時における導線の張力や導線の位置ズレ等によるエッジ部の塗装膜潰れや剥れを抑制することができ、短絡欠陥などの発生を低減させることができる。

又、この発明による回転電機のステータコアの製造方法によれば、コアシート積層体への導線の巻回時における導線の張力や導線の位置ズレ等によるエッジ部の塗装膜潰れや剥れを抑制することができ、短絡欠陥などの発生を低減させることができる。

Claims (15)

1. 金属板からなる複数枚のコアシートを積層して構成されたコアシート積層体と、
   前記コアシート積層体の表面に塗装された絶縁塗料からなる塗装膜と、
   前記塗装膜を介して前記コアシート積層体に巻回された導線からなるステータコイルと、
   前記塗装膜と前記ステータコイルとの間に挿入され、前記ステータコイルの導線が前記コアシート積層体の前記エッジ部に塗布された前記塗装膜に接触するのを阻止し若しくは前記接触による圧力を緩和する絶縁物製のボビンと、
   を備えたことを特徴とする回転電機のステータ。
2. 金属板からなる複数枚のコアシートを積層して構成されたコアシート積層体と、
   前記コアシート積層体の少なくともエッジ部に対応して前記コアシート積層体に装着された絶縁物製のボビンと、
   前記コアシート積層体における前記ボビンが装着されていない外周面および前記ボビンの外周面に塗布された絶縁塗料からなる塗装膜と、
   前記塗装膜を介して前記コアシート積層体および前記ボビンに巻回された導線からなるステータコイルと、
   を備えたことを特徴とする回転電機のステータ。
3. 前記ボビンは、前記コアシート積層体の第１の面に対応して装着された第1のボビンと、前記コアシート積層体の前記第１の面に対向する第２の面に対応して装着された第２のボビンとを備える、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転電機のステータ。
4. 前記第１の面は、前記コアシート積層体における前記複数枚のコアシートの積層方向の一方の端面であり、
   前記第２の面は、前記コアシート積層体における前記複数枚のコアシートの積層方向の他方の端面である、
   ことを特徴とする請求項３に記載の回転電機のステータ。
5. 前記第１の面は、前記コアシート積層体における前記複数枚のコアシートの積層方向に延びる一方の面であり、
   前記第２の面は、前記コアシート積層体における前記複数枚のコアシートの積層方向に延びる他方の面である、
   ことを特徴とする請求項３に記載の回転電機のステータ。
6. 前記ボビンは、少なくとも前記コアシート積層体側の形状が、対応する前記コアシート積層体の面の形状と同一形状若しくは前記面を内包する形状に形成されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のうちの何れか一項に記載の回転電機のステータ。
7. 前記ボビンは、前記ステータコイル側のエッジが曲面により構成されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のうちの何れか一項に記載の回転電機のステータ。
8. 前記複数枚のコアシートは、夫々ヨーク部とこのヨーク部から突出したティース部とを有する、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のうちの何れか一項に記載の回転電機のステータ。
9. 前記コアシートは、屈曲可能な部位を介して連結された複数のヨーク部と、前記複数のヨーク部から夫々突出した複数のティース部とを有する、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のうちの何れか一項に記載の回転電機のステータ。
10. 前記コアシートは、環状のヨーク部と、このヨーク部からその径方向に突出した複数のティース部とを有する、
    ことを特徴とする請求項１乃至７のうちの何れか一項に記載の回転電機のステータ。
11. 前記ステータコイルは、前記コアシート積層体における前記ティース部に対応する部位に装着されている、
    ことを特徴とする請求項１乃至１０のうちの何れか一項に記載の回転電機のステータ。
12. 前記コアシートは、薄板金属体のシートからプレス打抜き、ワイヤカット、あるいはレーザカットにより形成されている、
    ことを特徴とする請求項１乃至１１のうちの何れか一項に記載の回転電機のステータ。
13. 前記塗装膜は、絶縁塗料を、電着塗装、若しくは静電塗装、若しくは吹付け塗装により形成されている、
    ことを特徴とする請求項１乃至１２のうちの何れか一項に記載の回転電機のステータ。
14. 金属板からなる複数枚のコアシートを積層して構成されたコアシート積層体を製造する工程と、
    前記コアシート積層体の表面に絶縁塗料を塗布して塗装膜を形成する工程と、
    前記コアシート積層体の少なくともエッジ部若しくはその近傍に塗装された前記塗装膜の表面上に絶縁物製のボビンを装着する工程と、
    前記塗装膜及び前記ボビンを介して前記コアシート積層体に導線を巻回してステータコイルを装着する工程と、
    を備えたことを特徴とする回転電機のステータの製造方法。
15. 金属板からなる複数枚のコアシートを積層して構成されたコアシート積層体を製造する工程と、
    前記コアシート積層体の少なくともエッジ部若しくはその近傍に絶縁物製のボビンを装着する工程と、
    前記コアシート積層体の表面及び前記ボビンの表面に絶縁塗料を塗布して塗装膜を形成する工程と、
    前記塗装膜の表面上に導線を巻回して、前記コアシート積層体にステータコイルを装着する工程と、
    を備えたことを特徴とする回転電機のステータの製造方法。

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