WO2021100287A1 - ステータおよびステータの製造方法 - Google Patents

Abstract

このステータでは、少なくともスロットの内側面とスロット挿入部との間に設けられた第１絶縁部を含み、ステータコアとコイル部とを電気的に絶縁するためのスロット絶縁部材が、ステータコアの軸方向の端面に沿った方向から見て、コイルエンド部におけるスロット挿入部側の絶縁被覆部の端部とオーバラップするように構成されている。

Description

ステータおよびステータの製造方法

　本発明は、ステータおよびステータの製造方法に関する。

　従来、ステータコアのスロットに挿入されるスロット挿入部とスロット外に配置されるコイルエンド部とを含むコイル部を備えたステータが知られている。このようなステータは、たとえば、特開２００９－９５１９３号公報に開示されている。

　特開２００９－９５１９３号公報には、複数のスロットが設けられたステータコアと、スロットに挿入される挿入部（スロット挿入部）とスロット外に配置されるコイルエンド部および段差部とからなるコイルと、スロット内に配置される絶縁スリーブ（スロット絶縁部材）と、を備える回転電機のステータが開示されている。特開２００９－９５１９３号公報に記載のステータにおいて、段差部は、挿入部とコイルエンド部との間に設けられた部分である。特開２００９－９５１９３号公報に記載のステータでは、コイルのうちのコイルエンド部および段差部のみが絶縁性樹脂によりコーティング（被覆）されている。また、特開２００９－９５１９３号公報に記載のステータでは、絶縁スリーブが、スロット内において、スロットの内側面とスロットに挿入された挿入部との間に配置されている。なお、特開２００９－９５１９３号公報に記載のステータでは、絶縁スリーブは、挿入部の段差部側の部分には配置されていない。

特開２００９－９５１９３号公報

　しかしながら、特開２００９－９５１９３号公報に記載のステータでは、コイルのうちの挿入部（スロット挿入部）は、絶縁性樹脂によりコーティング（被覆）されていないとともに、絶縁スリーブ（スロット絶縁部材）が、挿入部の段差部側の部分に配置されていない。したがって、特開２００９－９５１９３号公報には明確には記載されていないが、特開２００９－９５１９３号公報に記載のステータでは、挿入部の絶縁スリーブが配置されていない段差部側の部分に対して、ステータコアとコイル部（スロット挿入部）とを電気的に絶縁するための絶縁処理を別途行う必要があると考えられる。このため、特開２００９－９５１９３号公報に記載のステータのように、コイル部のうちのスロットに挿入されるスロット挿入部が絶縁被覆部により被覆されていない場合、ステータコアとコイル部（スロット挿入部）とを電気的に絶縁するための作業工程が増加するという問題点がある。

　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、コイルエンド部が絶縁被覆されているとともにスロット挿入部が絶縁被覆されていない場合でも、ステータコアとコイル部（スロット挿入部）とを電気的に絶縁するための作業工程が増加するのを防止することが可能なステータおよびステータの製造方法を提供することである。

　上記目的を達成するために、この発明の第１の局面におけるステータは、複数のスロットが設けられているステータコアと、ステータコアの軸方向の端面よりも軸方向の外側に配置され、導体表面が絶縁被覆部により被覆されているコイルエンド部と、コイルエンド部と連続して形成されるとともにスロットに挿入され、導体表面が絶縁被覆部により被覆されていないスロット挿入部と、を含むコイル部と、スロット内において、少なくともスロットの内側面とスロット挿入部との間に設けられた第１絶縁部を含み、ステータコアとコイル部とを電気的に絶縁するためのスロット絶縁部材と、を備え、スロット挿入部の少なくとも一部は、スロット絶縁部材と接触しており、スロット絶縁部材は、ステータコアの軸方向の端面に沿った方向から見て、コイルエンド部におけるスロット挿入部側の絶縁被覆部の端部とオーバラップするように構成されている。

　この発明の第１の局面におけるステータでは、上記のように、少なくともスロットの内側面とスロット挿入部との間に設けられた第１絶縁部を含み、ステータコアとコイル部とを電気的に絶縁するためのスロット絶縁部材が、ステータコアの軸方向の端面に沿った方向から見て、コイルエンド部におけるスロット挿入部側の絶縁被覆部の端部とオーバラップするように構成されている。これにより、スロット絶縁部材の第１絶縁部を、スロットの内側面とスロット挿入部との間だけでなく、コイルエンド部におけるスロット挿入部側の絶縁被覆部の端部よりもコイルエンド部側まで延びるように配置することができるので、絶縁被覆部の端部のスロット挿入部側に隣接する導体表面が絶縁被覆部により被覆されていない部分と、ステータコアとの間の必要絶縁沿面距離を容易に確保することができる。したがって、ステータコアとコイル部（スロット挿入部）とを電気的に絶縁するための絶縁処理を別途行うことなく、ステータコアとコイル部（スロット挿入部）との電気的な絶縁を十分に行うことができる。その結果、コイルエンド部が絶縁被覆されているとともにスロット挿入部が絶縁被覆されていない場合でも、ステータコアとコイル部（スロット挿入部）とを電気的に絶縁するための作業工程が増加するのを防止することができる。なお、「必要絶縁沿面距離」とは、絶縁確保のために最低限必要な沿面距離であり、ステータコアとコイル部と間の電位差に基づいて決定される閾値を意味する。

　また、上記目的を達成するために、この発明の第２の局面におけるステータの製造方法は、複数のスロットが設けられているステータコアと、スロットに挿入されるスロット挿入部を含むコイル部と、を備えるステータの製造方法であって、導体表面が絶縁被覆部により被覆されているコイルエンド部と、導体表面が絶縁被覆部により被覆されていないスロット挿入部と、を含むコイル部を準備するコイル部準備工程と、第１絶縁部を含み、ステータコアとコイル部とを電気的に絶縁するためのスロット絶縁部材を準備する絶縁部材準備工程と、第１絶縁部をスロット内に配置する絶縁部材配置工程と、第１絶縁部が、スロット内において、少なくともスロットの内側面とスロット挿入部との間に設けられた状態、かつ、スロット挿入部の少なくとも一部が、スロット絶縁部材と接触した状態となるように、スロット挿入部をスロットに挿入するとともに、コイルエンド部をステータコアの軸方向の端面よりも軸方向の外側に配置するコイル部配置工程と、を備え、コイル部配置工程は、スロット絶縁部材を、ステータコアの軸方向の端面に沿った方向から見て、コイルエンド部におけるスロット挿入部側の絶縁被覆部の端部とオーバラップするように配置する工程である。

　この発明の第２の局面におけるステータの製造方法では、上記のように、第１絶縁部分を含み、ステータコアとコイル部とを電気的に絶縁するためのスロット絶縁部材を、第１絶縁部が、スロット内において、少なくともスロットの内側面とスロット挿入部との間に設けるとともに、ステータコアの軸方向の端面に沿った方向から見て、コイルエンド部におけるスロット挿入部側の絶縁被覆部の端部とオーバラップするように配置する工程を備える。これにより、上記第１の局面におけるステータと同様に、スロット絶縁部材の第１絶縁部を、スロットの内側面とスロット挿入部との間だけでなく、コイルエンド部におけるスロット挿入部側の絶縁被覆部の端部よりもコイルエンド部側まで延びるように配置することができるので、絶縁被覆部の端部のスロット挿入部側に隣接する導体表面が絶縁被覆部により被覆されていない部分と、ステータコアとの間の必要絶縁沿面距離を容易に確保することができる。その結果、上記第１の局面におけるステータと同様に、コイルエンド部が絶縁被覆されているとともにスロット挿入部が絶縁被覆されていない場合でも、ステータコアとコイル部（スロット挿入部）とを電気的に絶縁するための作業工程が増加するのを防止することができる。

　本発明によれば、上記のように、コイルエンド部が絶縁被覆されているとともにスロット挿入部が絶縁被覆されていない場合でも、ステータコアとコイル部（スロット挿入部）とを電気的に絶縁するための作業工程が増加するのを防止することができる。

第１実施形態によるステータを備える回転電機の平面図である。 第１実施形態によるステータの斜視図である。 第１実施形態によるステータコアの構成を示す拡大平面図である。 第１実施形態によるコイル部の構成を示す斜視図である。 第１実施形態によるスロット挿入部の横断面図である。 第１実施形態によるコイルエンド部の横断面図である。 図１の９００－９００線に沿った断面図である。 第１実施形態による絶縁部材の構成を示す拡大平面断面図である。 第１実施形態によるスロット挿入部とコイルエンド部との境界部の近傍の拡大断面図である。 第１実施形態によるステータの製造フローを示す図である。 第２実施形態による絶縁部材の構成を示す拡大平面断面図である。 第１実施形態の変形例による絶縁部材の構成を示す拡大平面断面図である。

　以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

　［第１実施形態］
　（ステータの構造）
　図１～図９を参照して、第１実施形態によるステータ１００の構造について説明する。なお、以下の説明では、ステータ１００が備えるステータコア１０（図１参照）の軸方向、径方向および周方向を、それぞれ、Ｚ方向、Ｒ方向およびＣ方向とする。また、軸方向（Ｚ方向）の一方側および他方側を、それぞれ、Ｚ１側およびＺ２側とする。また、径方向（Ｒ方向）の内側（一方側）および外側（他方側）を、それぞれ、Ｒ１側およびＲ２側とする。

　図１に示すように、ステータ１００は、ロータ１１０と共に、回転電機１２０の一部を構成する。回転電機１２０は、たとえば、モータ、ジェネレータ、または、モータ兼ジェネレータである。ロータ１１０は、ステータ１００のＲ１側に、ロータ１１０の内周面とステータ１００の外周面とがＲ方向に対向するように配置されている。すなわち、ステータ１００は、インナーロータ型の回転電機１２０の一部として構成されている。

　図２に示すように、ステータ１００は、ステータコア１０と、コイル部２０と、を備えている。

　ステータコア１０は、Ｚ方向に沿った中心軸線Ａ（ロータ１１０（図１参照）の回転軸線）を中心軸とした円筒形状を有する。ステータコア１０は、複数の電磁鋼板（たとえば、珪素鋼板）がＺ方向に積層されることにより形成されている。ステータコア１０は、Ｚ方向の長さＬ１（ステータコア１０のＺ１側の端面１０ａとステータコア１０のＺ２側の端面１０ａとの間の距離）を有する。図３に示すように、ステータコア１０は、円環状のバックヨーク１１と、バックヨーク１１からＲ１側に突出する複数のティース１２と、Ｃ方向に隣接するティース１２同士の間に形成される複数のスロット１３と、を含む。

　スロット１３は、Ｚ方向に延びるように形成されている。また、スロット１３は、Ｚ１側およびＺ２側それぞれに開口している。すなわち、スロット１３のＺ方向の長さＬ１は、ステータコア１０のＺ方向の長さＬ１と等しい。また、スロット１３は、Ｒ２側、Ｒ１側、Ｃ方向の一方側およびＣ方向の他方側の内側面１３ａに囲まれている。また、スロット１３は、Ｚ方向から見て、Ｒ１側に開放されるとともにスロット１３のＣ方向の幅Ｗ１よりも小さい幅Ｗ２を有する開口部１３ｂを含む、セミオープン型の形状を有する。

　図４に示すように、コイル部２０は、波巻きコイルとして構成されている。コイル部２０は、複数相（Ｕ相、Ｖ相およびＷ相）の各々に設けられている。コイル部２０は、複数のセグメント導体３０が電気的に接続されることにより構成されている。なお、図４では、説明の便宜上、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のコイル部２０のうちのＵ相のコイル部２０のみを図示している。

　セグメント導体３０は、一対のスロット挿入部３１と、一対のスロット挿入部３１同士を接続するように、スロット挿入部３１と連続して形成されたコイルエンド部３２と、を含む。セグメント導体３０は、一対のスロット挿入部３１と、コイルエンド部３２とにより、Ｒ方向に見て略Ｕ字形状を有するように形成されている。セグメント導体３０は、Ｚ１側およびＺ２側に複数ずつ配置されている。Ｚ１側に配置されたセグメント導体３０とＺ２側に配置されたセグメント導体３０とは、スロット挿入部３１の先端部３１ａ同士が接触することにより、電気的に接続されている。なお、図２に示すように、コイルエンド部３２は、異相のセグメント導体３０のコイルエンド部３２と隣接するよう配置されている。

　図５および図６に示すように、セグメント導体３０は、銅またはアルミニウムにより構成された導体３０ａを含む。導体３０ａは、略矩形形状の横断面を有する平角導線である。図５に示すように、スロット挿入部３１は、導体３０ａの表面（導体表面３０ｂ）が絶縁被覆部３０ｃにより被覆されていない。また、図６に示すように、コイルエンド部３２は、隣接する異相のセグメント導体３０のコイルエンド部３２と電気的に絶縁するように導体表面３０ｂが、絶縁被覆部３０ｃにより被覆されている。絶縁被覆部３０ｃは、たとえば、電着塗装により被覆されている。

　図７に示すように、スロット挿入部３１は、Ｚ方向に沿って直線状に形成されている。そして、スロット挿入部３１は、スロット１３内に挿入されている（配置されている）。また、スロット挿入部３１の先端部３１ａ同士は、ステータコア１０のＺ方向における略中央部の接触位置１３ｃにおいて接触している。一方、コイルエンド部３２は、スロット１３外に配置されている。すなわち、コイルエンド部３２は、ステータコア１０のＺ方向の端面１０ａよりもＺ方向の外側に配置されている。

　図８に示すように、複数のスロット１３の各々には、Ｚ１側およびＺ２側の各々から、ステータコア１０のＲ方向に並ぶように複数（第１実施形態では、８つ）のスロット挿入部３１が挿入されている。これにより、コイル部２０（図７参照）は、複数（８つ）のセグメント導体３０がＲ方向に並ぶように配置されている。なお、コイル部２０は、同一のスロット１３に同相のセグメント導体３０が配置されるように構成されている。

　図７に示すように、ステータ１００は、押圧部材４０と、絶縁部材５０と、を備えている。なお、絶縁部材５０は、請求の範囲の「スロット絶縁部材」の一例である。

　押圧部材４０は、スロット１３内において、コイル部２０（図４参照）のＲ１側の面２０ａ（Ｒ方向に並ぶ複数のセグメント導体３０のうちの最もＲ１側に配置されるセグメント導体３０のＲ１側の面）とスロット１３のＲ１側の内側面１３ａとの間に挟まれるように設けられている。押圧部材４０は、Ｒ方向に撓み変形可能な板ばね部材により構成されている。押圧部材４０は、Ｒ１側からコイル部２０を押圧することにより、スロット挿入部３１の先端部３１ａ同士の接触状態を維持するように構成されている。

　絶縁部材５０は、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ：Ｐｏｌｙ　Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ　Ｓｕｌｆｉｄｅ　Ｒｅｓｉｎ）、アラミド紙等により構成された絶縁層を含む。絶縁部材５０は、シート状に形成されている。絶縁部材５０は、ステータコア１０とコイル部２０とを電気的に絶縁するための第１絶縁部５１と、同一のスロット１３にスロット挿入部３１が挿入されたセグメント導体３０同士を電気的に絶縁するための第２絶縁部５２と、を含む。

　図８に示すように、第１絶縁部５１は、スロット１３内において、少なくともスロット１３の内側面１３ａとスロット挿入部３１との間に設けられている。具体的には、第１絶縁部５１は、スロット１３内の全てのセグメント導体３０が配置された領域１３ｄの周囲において直線状に延びる部分５１ａを含む。直線状に延びる部分５１ａは、領域１３ｄの周囲の殆どを囲むように配置されている。なお、スロット挿入部３１の少なくとも一部は、第１絶縁部５１と接触している。

　第２絶縁部５２は、スロット１３内において、少なくとも同一のスロット１３に挿入された複数のスロット挿入部３１同士の間に設けられている。具体的には、第２絶縁部５２は、同一のスロット１３内のＲ１側に配置されたセグメント導体３０からＲ２側に配置されたセグメント導体３０までに渡って設けられる蛇行形状を有する部分５２ａを含む。蛇行形状を有する部分５２ａは、Ｒ方向に隣接するセグメント導体３０の各々に対して、セグメント導体３０間をステータコア１０のＣ方向に延びるとともにセグメント導体３０とスロット１３の内側面１３ａとの間をＲ方向に延びるように蛇行している。すなわち、蛇行形状を有する部分５２ａは、セグメント導体３０間をステータコア１０のＣ方向に延びる部分５２ｂと、セグメント導体３０とスロット１３の内側面１３ａとの間をＲ方向に延びる部分５２ｃと、を含み、Ｒ１側からＲ２側に向かって、Ｃ方向の一方側に配置される部分５２ｂ、部分５２ｃ、Ｃ方向の他方側に配置される部分５２ｂ、部分５２ｃの順に、連続して形成されている。そして、第２絶縁部５２は、蛇行形状を有する部分５２ａが第１絶縁部５１の直線状に延びる部分５１ａと接続されることにより、第１絶縁部５１と一体的に形成されている。

　図９に示すように、第１実施形態では、絶縁部材５０は、ステータコア１０のＺ方向の端面１０ａに沿った方向（Ｃ方向）から見て、コイルエンド部３２におけるスロット挿入部３１側の絶縁被覆部３０ｃの端部３０ｄとオーバラップするように構成されている。詳細には、絶縁部材５０は、絶縁被覆部３０ｃの端部３０ｄのスロット挿入部３１側に隣接する導体表面３０ｂが絶縁被覆部３０ｃにより被覆されていない部分３０ｅからステータコア１０の端面１０ａのスロット１３側の端部１０ｂまでの沿面距離Ｌ２が必要絶縁沿面距離となるように、端面１０ａに沿った方向（Ｃ方向）から見て、絶縁被覆部３０ｃの端部３０ｄとオーバラップするように構成されている。また、絶縁部材５０は、端面１０ａに沿った方向（Ｃ方向）から見て、コイルエンド部３２とスロット挿入部３１との境界部３３においてオーバラップするように、端面１０ａからＺ方向の外側に突出するように構成されている。なお、図９では、図示の便宜上、絶縁被覆部３０ｃの厚みと絶縁部材５０の厚みとを略同じ大きさで示しているが、絶縁被覆部３０ｃの厚みと、絶縁部材５０の厚みとは、それぞれの材質や要求される絶縁性能により決定されるため、厚みが同じであっても、いずれかが大きくてもよい。

　具体的には、セグメント導体３０は、スロット挿入部３１とコイルエンド部３２との境界部３３が、Ｚ方向において、ステータコア１０のＺ方向の端面１０ａの位置に略一致するように、スロット１３に対して配置されている。そして、絶縁被覆部３０ｃのスロット挿入部３１側の端部３０ｄは、境界部３３に位置する。そして、絶縁被覆部３０ｃの端部３０ｄのスロット挿入部３１側に隣接する導体表面３０ｂが絶縁被覆部３０ｃにより被覆されていない部分３０ｅと、ステータコア１０の端面１０ａのスロット１３側の端部１０ｂとの間（ステータコア１０とコイル部２０との間）で、電気的に絶縁する必要がある。

　そこで、ステータコア１０とスロット挿入部３１との間に設けられた第１絶縁部５１のＺ方向における端部５０ａを、絶縁被覆部３０ｃの端部３０ｄのスロット挿入部３１側に隣接する導体表面３０ｂが絶縁被覆部３０ｃにより被覆されていない部分３０ｅとステータコア１０の端面１０ａのスロット１３側の端部１０ｂとの沿面距離Ｌ２が必要絶縁沿面距離となるように、ステータコア１０の端面１０ａからＺ方向の外側に突出させている。これにより、第１絶縁部５１のＺ方向における端部５０ａは、ステータコア１０のＺ方向の端面１０ａに沿った方向（Ｒ方向）から見て、絶縁被覆部３０ｃの端部３０ｄとオーバラップしている。すなわち、沿面距離Ｌ２は、絶縁被覆部３０ｃの端部３０ｄのスロット挿入部３１側に隣接する導体表面３０ｂが絶縁被覆部３０ｃにより被覆されていない部分３０ｅと、ステータコア１０の端面１０ａのスロット１３側の端部１０ｂとの間の、第１絶縁部５１のＺ方向における端部５０ａにおける沿面距離である。なお、第１絶縁部５１は、第１絶縁部５１のＺ方向における端部５０ａを、ステータコア１０の端面１０ａからＺ方向の外側に突出させることが可能なように、ステータコア１０のＺ方向における距離Ｌ１よりも大きな距離Ｌ３を有する。

　なお、図９では、第１絶縁部５１の端部５０ａが、Ｃ方向から見て、絶縁被覆部３０ｃの端部３０ｄとオーバラップする様子を示したが、Ｒ方向から見た場合も同様である。また、図７に示すように、第２絶縁部５２も、第１絶縁部５１と略同じ距離だけ、ステータコア１０のＺ方向における端面１０ａからＺ方向の外側に突出している。すなわち、第２絶縁部５２の端部５０ａも、第１絶縁部５１の端部５０ａと同様に、絶縁被覆部３０ｃの端部３０ｄとオーバラップしている。

　（ステータの製造方法）
　次に、図１０を参照して、ステータ１００の製造方法について説明する。

　図１０に示すように、まず、ステップＳ１において、複数のスロット１３が設けられているステータコア１０を準備する。

　次に、ステップＳ２において、導体表面３０ｂが絶縁被覆部３０ｃにより被覆されているコイルエンド部３２と、導体表面３０ｂが絶縁被覆部３０ｃにより被覆されていないスロット挿入部３１と、を含むコイル部２０を準備する。なお、ステップＳ２は、請求の範囲の「コイル部準備工程」の一例である。

　次に、ステップＳ３において、第１絶縁部５１を含み、ステータコア１０とコイル部２０とを電気的に絶縁するための絶縁部材５０を準備する。なお、ステップＳ２は、請求の範囲の「絶縁部材準備工程」の一例である。

　次に、ステップＳ４において、第１絶縁部５１をスロット１３内に配置する。なお、ステップＳ４は、請求の範囲の「絶縁部材配置工程」の一例である。

　次に、ステップＳ５において、スロット１３内において、少なくともスロット１３の内側面１３ａとスロット挿入部３１との間に設けられた状態、かつ、スロット挿入部３１の少なくとも一部が、絶縁部材５０と接触した状態となるように、スロット挿入部３１をスロット１３に挿入するとともに、コイルエンド部３２をステータコア１０のＺ方向の端面１０ａよりもＺ方向の外側に配置する。本実施形態では、ステップＳ５において、絶縁部材５０を、ステータコア１０のＺ方向の端面１０ａに沿った方向から見て、コイルエンド部３２におけるスロット挿入部３１側の絶縁被覆部３０ｃの端部３０ｄとオーバラップするように配置する。なお、ステップＳ５は、請求の範囲の「コイル部配置工程」の一例である。

　なお、上記のフローにおいて、ステップＳ１とステップＳ２との順序は逆であってもよい。

　［第２実施形態］
　図１１を参照して、第２実施形態によるステータ２００の構造について説明する。この第２実施形態では、絶縁部材２５０が、第１実施形態によるステータ１００の絶縁部材５０と異なる形状を有する。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付している。

　図１１に示すように、第２実施形態によるステータ２００は、絶縁部材２５０を備えている。なお、絶縁部材２５０は、請求の範囲の「スロット絶縁部材」の一例である。

　絶縁部材２５０は、第１絶縁部２５１と、第２絶縁部２５２と、を含む。第１絶縁部２５１は、スロット１３内の全てのセグメント導体３０が配置された領域１３ｄの周囲を取り囲むように環状に設けられた環状部分２５１ａから構成されている。第２絶縁部２５２は、同一のスロット１３内のセグメント導体３０間にステータコア１０の周方向（Ｃ方向）に延びるように設けられたセグメント導体間部分２５２ａから構成されている。そして、セグメント導体間部分２５２ａは、環状部分２５１ａと連続的に形成されている。すなわち、第１絶縁部５１を構成する環状部分２５１ａと第２絶縁部５２を構成するセグメント導体間部分２５２ａとが一体的に形成されている。なお、絶縁部材２５０は、Ｚ方向から見て、梯子形状を有する。

　図示を省略するが、第２実施形態では、絶縁部材２５０は、第１実施形態の絶縁部材５０と同様に、ステータコア１０のＺ方向の端面１０ａに沿った方向（Ｒ方向またはＣ方向）から見て、コイルエンド部３２におけるスロット挿入部３１側の絶縁被覆部３０ｃの端部３０ｄとオーバラップするように構成されている。すなわち、絶縁部材２５０は、絶縁被覆部３０ｃの端部３０ｄのスロット挿入部３１側に隣接する導体表面３０ｂが絶縁被覆部３０ｃにより被覆されていない部分３０ｅからステータコア１０の端面１０ａのスロット１３側の端部１０ｂまでの沿面距離Ｌ２が必要絶縁沿面距離となるように、端面１０ａに沿った方向（Ｃ方向）から見て、絶縁被覆部３０ｃの端部３０ｄとオーバラップするように構成されている。

　なお、第２実施形態によるステータ２００のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

　［実施形態の効果］
　上記第１および第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

　（ステータの効果）
　上記第１および第２実施形態では、上記のように、少なくともスロット（１３）の内側面（１３ａ）とスロット挿入部（３１）との間に設けられた第１絶縁部（５１、２５１）を含み、ステータコア（１０）とコイル部（２０）とを電気的に絶縁するための絶縁部材（５０、２５０）（スロット絶縁部材）が、ステータコア（１０）の軸方向（Ｚ方向）の端面（１０ａ）に沿った方向（Ｒ方向またはＣ方向）から見て、コイルエンド部（３２）におけるスロット挿入部（３１）側の絶縁被覆部（３０ｃ）の端部（３０ｄ）とオーバラップするように構成されている。これにより、絶縁部材（５０、２５０）（スロット絶縁部材）の第１絶縁部（５１、２５１）を、スロット（１３）の内側面（１３ａ）とスロット挿入部（３１）との間だけでなく、コイルエンド部（３２）におけるスロット挿入部３１側の絶縁被覆部（３０ｃ）の端部（３０ｄ）よりもコイルエンド部（３２）側まで延びるように配置することができるので、絶縁被覆部（３０ｃ）の端部（３０ｄ）のスロット挿入部（３１）側に隣接する導体表面（３０ｂ）が絶縁被覆部（３０ｃ）により被覆されていない部分（３０ｅ）と、ステータコア（１０）との間の必要絶縁沿面距離を容易に確保することができる。したがって、ステータコア（１０）とコイル部（２０）（スロット挿入部（３１））とを電気的に絶縁するための絶縁処理を別途行うことなく、ステータコア（１０）とコイル部（２０）（スロット挿入部（３１））との電気的な絶縁を十分に行うことができる。その結果、コイルエンド部（３２）が絶縁被覆されているとともにスロット挿入部（３１）が絶縁被覆されていない場合でも、ステータコア（１０）とコイル部（２０）（スロット挿入部（３１））とを電気的に絶縁するための作業工程が増加するのを防止することができる。

　また、上記第１および第２実施形態では、上記のように、絶縁部材（５０、２５０）（スロット絶縁部材）は、絶縁被覆部（３０ｃ）の端部（３０ｄ）のスロット挿入部（３１）側に隣接する導体表面（３０ｂ）が絶縁被覆部（３０ｃ）により被覆されていない部分（３０ｅ）からステータコア（１０）の端面（１０ａ）のスロット（１３）側の端部（１０ｂ）までの沿面距離（Ｌ２）が必要絶縁沿面距離となるように、端面（１０ａ）に沿った方向（Ｒ方向またはＣ方向）から見て、絶縁被覆部（３０ｃ）の端部（３０ｄ）とオーバラップするように構成されている。このように構成すれば、絶縁被覆部（３０ｃ）の端部（３０ｄ）のスロット挿入部（３１）側に隣接する導体表面（３０ｂ）が絶縁被覆部（３０ｃ）により被覆されていない部分（３０ｅ）と、ステータコア（１０）との必要絶縁沿面距離を確実に確保することができるので、ステータコア（１０）とコイル部（２０）（スロット挿入部（３１））とを電気的に絶縁するための絶縁処理を別途行うことなく、ステータコア（１０）とコイル部（２０）（スロット挿入部（３１））との電気的な絶縁を確実に行うことができる。

　また、上記第１および第２実施形態では、上記のように、コイル部（２０）は、複数のスロット（１３）の各々にステータコア（１０）の径方向（Ｒ方向）に並ぶように複数のスロット挿入部（３１）が挿入されることによりコイル部（２０）を構成するセグメント導体（３０）が径方向（Ｒ方向）に並ぶように配置されており、絶縁部材（５０、２５０）（スロット絶縁部材）は、スロット（１３）内において、少なくとも同一のスロット（１３）に挿入された複数のスロット挿入部（３１）同士の間に設けられ、同一のスロット（１３）にスロット挿入部（３１）が挿入されたセグメント導体（３０）同士を電気的に絶縁するための第２絶縁部（５２、２５２）をさらに含む。このように構成すれば、第２絶縁部（５２、２５２）により、同一のスロット（１３）にスロット挿入部（３１）が挿入されたセグメント導体（３０）（スロット挿入部（３１））同士を電気的に絶縁するための絶縁処理を別途行うことなく、同一のスロット（１３）にスロット挿入部（３１）が挿入されたセグメント導体（３０）（スロット挿入部（３１））同士の電気的な絶縁を十分に行うことができる。

　また、上記第１実施形態では、上記のように、セグメント導体（３０）は、略矩形形状の横断面を有する平角導線であり、第２絶縁部（５２）は、径方向（Ｒ方向）に隣接するセグメント導体（３０）の各々に対して、セグメント導体（３０）間をステータコア（１０）の周方向（Ｃ方向）に延びるとともにセグメント導体（３０）とスロット（１３）の内側面（１３ａ）との間を径方向（Ｒ方向）に延びるように蛇行しながら、同一のスロット（１３）内の径方向（Ｒ方向）の最も一方側（Ｒ１側）に配置されたセグメント導体（３０）から径方向（Ｒ方向）の最も他方側（Ｒ２側）に配置されたセグメント導体（３０）までに渡って設けられる蛇行形状を有する部分（５２ａ）を含む。このように構成すれば、蛇行形状を有する部分（５２ａ）により、第２絶縁部（５２）を、同一のスロット（１３）にスロット挿入部（３１）が挿入されたセグメント導体（３０）（スロット挿入部（３１））同士を電気的に絶縁することができるように容易に配置することができる。また、蛇行形状を有する部分（５２ａ）が、セグメント導体（３０）間をステータコア（１０）の周方向（Ｃ方向）に延びるとともにセグメント導体（３０）とスロット（１３）の内側面（１３ａ）との間を径方向（Ｒ方向）に延びるように蛇行するので、セグメント導体（３０）間をステータコア（１０）の周方向（Ｃ方向）に延びる部分（５２ｂ）と、セグメント導体（３０）とスロット（１３）の内側面（１３ａ）との間を径方向（Ｒ方向）に延びる部分（５２ｃ）とが別体として設けられる場合と比較して、部品点数を減少させることができる。

　また、上記第１実施形態では、上記のように、第１絶縁部（５１）は、スロット（１３）内の全てのセグメント導体（３０）が配置された領域（１３ｄ）の周囲において直線状に延びる部分（５１ａ）を含み、第２絶縁部（５２）は、蛇行形状を有する部分（５２ａ）が第１絶縁部（５１）の直線状に延びる部分（５１ａ）と接続されることにより、第１絶縁部（５１）と一体的に形成されている。このように構成すれば、直線状に延びる部分（５１ａ）により、第１絶縁部（５１）を、スロット（１３）の内側面（１３ａ）とスロット挿入部（３１）との間において、第２絶縁部（５２）の蛇行形状を有する部分（５２ａ）が配置されていない部分に配置することができるので、第１絶縁部（５１）を、ステータコア（１０）とコイル部（２０）（スロット挿入部（３１））とを電気的に絶縁することができるよう容易に配置することができる。また、蛇行形状を有する部分（５２ａ）と直線状に延びる部分（５１ａ）とにより、第１絶縁部（５１）と第２絶縁部（５２）とが一体的に形成されているので、第１絶縁部（５１）と第２絶縁部（５２）とが別体として設けられる場合と比較して、部品点数を減少させることができる。

　また、上記第２実施形態では、上記のように、セグメント導体（３０）は、略矩形形状の横断面を有する平角導線であり、絶縁部材（２５０）（スロット絶縁部材）は、スロット（１３）内の全てのセグメント導体（３０）が配置された領域（１３ｄ）の周囲を取り囲むように環状に設けられた第１絶縁部（２５１）を構成する環状部分（２５１ａ）と、環状部分（２５１ａ）と連続的に形成され、同一のスロット（１３）内のセグメント導体（３０）間にステータコア（１０）の周方向（Ｃ方向）に延びるように設けられた第２絶縁部（２５２）を構成するセグメント導体間部分（２５２ａ）とが一体的に形成されている。このように構成すれば、第１絶縁部（２５１）の環状部分（２５１ａ）および第２絶縁部（２５２）のセグメント導体間部分（２５２ａ）により、絶縁部材（２５０）（スロット絶縁部材）を、ステータコア（１０）とコイル部（２０）とを電気的に絶縁することができるとともにセグメント導体（３０）同士を電気的に絶縁することができるように容易に配置することができる。また、環状部分（２５１ａ）とセグメント導体間部分（２５２ａ）とにより、第１絶縁部（２５１）と第２絶縁部（２５２）とが一体的に形成されているので、第１絶縁部（２５１）と第２絶縁部（２５２）とが別体として設けられる場合と比較して、部品点数を減少させることができる。また、第1実施形態のように、第２絶縁部（５２）が蛇行形状を有する部分（５２ａ）を含む場合と比較して、第２絶縁部（２５２）を単純な形状にすることができるので、絶縁部材（２５０）（スロット絶縁部材）を製造する作業を容易に機械化（たとえば、射出成型により形成）することができる。

　また、上記第１および第２実施形態では、上記のように、コイル部（２０）は、複数相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の各々に設けられるとともに、同一のスロット（１３）に同相のセグメント導体（３０）が配置されるように構成されおり、コイルエンド部（３２）は、異相のセグメント導体（３０）のコイルエンド部（３２）と隣接するとともに、隣接する異相のセグメント導体（３０）のコイルエンド部（３２）と電気的に絶縁するように導体表面（３０ｂ）が絶縁被覆部（３０ｃ）により被覆されている。このように構成すれば、同相のセグメント導体（３０）同士の電位差は、異相のセグメント導体（３０）同士の電位差と比較して小さいので、互いに隣接する異相のセグメント導体（３０）同士を電気的に絶縁するために、スロット（１３）外に配置されるコイルエンド部（３２）の絶縁被覆部（３０ｃ）の厚みを比較的大きくする必要がある一方、スロット（１３）内に配置される同相のセグメント導体（３０）同士の電気的な絶縁を行うために必要となる絶縁部材（５０、２５０）（スロット絶縁部材）の厚みを比較的小さくすることができる。その結果、スロット（１３）内におけるコイル部（２０）の占積率が低下するのを防止することができる。

　また、上記第１および第２実施形態では、上記のように、絶縁部材（５０、２５０）（スロット絶縁部材）は、端面（１０ａ）に沿った方向（Ｒ方向またはＣ方向）から見て、コイルエンド部（３２）とスロット挿入部（３１）との境界部（３３）において絶縁被覆部（３０ｃ）の端部（３０ｄ）とオーバラップするように、端面（１０ａ）から軸方向（Ｚ方向）の外側に突出するように構成されている。このように構成すれば、コイルエンド部（３２）における絶縁被覆部（３０ｃ）の端部（３０ｄ）は、コイルエンド部（３２）とスロット挿入部（３１）との境界部（３３）に位置することが一般的なので、絶縁部材（５０、２５０）（スロット絶縁部材）を、ステータコア（１０）の軸方向（Ｚ方向）の端面（１０ａ）に沿った方向（Ｒ方向またはＣ方向）から見て、コイルエンド部（３２）における絶縁被覆部（３０ｃ）の端部（３０ｄ）とオーバラップするように容易に配置することができる。

　（ステータの製造方法の効果）
　上記第１および第２実施形態の製造方法では、上記のように、第１絶縁部（５１、２５１）を含み、ステータコア（１０）とコイル部（２０）とを電気的に絶縁するための絶縁部材（５０、２５０）（スロット絶縁部材）を、第１絶縁部（５１、２５１）が、スロット（１３）内において、少なくともスロット（１３）の内側面（１３ａ）とスロット挿入部（３１）との間に設けるとともに、ステータコア（１０）の軸方向（Ｚ方向）の端面（１０ａ）に沿った方向から見て、コイルエンド部（３２）におけるスロット挿入部（３１）側の絶縁被覆部（３０ｃ）の端部（３０ｄ）とオーバラップするように配置する工程を備える。これにより、スロット絶縁部材（５０、２５０）（スロット絶縁部材）の第１絶縁部（５１、２５１）を、スロット（１３）の内側面（１３ａ）とスロット挿入部（３１）との間だけでなく、コイルエンド部（３２）におけるスロット挿入部（３１）側の絶縁被覆部（３０ｃ）の端部（３０ｄ）よりもコイルエンド部（３２）側まで延びるように配置することができるので、絶縁被覆部（３０ｃ）の端部（３０ｄ）のスロット挿入部（３１）側に隣接する導体表面（３０ｂ）が絶縁被覆部（３０ｃ）により被覆されていない部分（３０ｅ）と、ステータコア（１０）との間の必要絶縁沿面距離を容易に確保することができる。その結果、コイルエンド部（３２）が絶縁被覆されているとともにスロット挿入部（３１）が絶縁被覆されていない場合でも、ステータコア（１０）とコイル部（２０）（スロット挿入部（３１））とを電気的に絶縁するための作業工程が増加するのを防止することができる。

　［変形例］
　なお、今回開示された実施形態は、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、上記した実施形態の説明ではなく請求の範囲によって示され、さらに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（変形例）が含まれる。

　たとえば、上記第１および第２実施形態では、絶縁部材５０、２５０（スロット絶縁部材）を、端面１０ａに沿った方向（Ｒ方向またはＣ方向）から見て、コイルエンド部３２とスロット挿入部３１との境界部３３において絶縁被覆部３０ｃの端部３０ｄとオーバラップするように、端面１０ａから軸方向（Ｚ方向）の外側に突出するように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、絶縁被覆部の端部が、コイルエンド部とスロット挿入部との境界部に位置していない場合、絶縁部材（スロット絶縁部材）を、端面に沿った方向から見て、コイルエンド部とスロット挿入部との境界部以外において絶縁被覆部の端部とオーバラップするように、端面から軸方向の外側に突出するように構成してもよい。

　また、上記第１および第２実施形態では、コイル部２０を、同一のスロット１３に同相のセグメント導体３０が配置されるように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、コイル部を、同一のスロットに異相のセグメント導体が配置されるように構成してもよい。

　また、上記第１実施形態では、蛇行形状を有する部分５２ａを含む第２絶縁部５２が、直線状に延びる部分５１ａを含む第１絶縁部５１と一体的に形成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図１２に示す上記第１実施形態の変形例によるステータ３００が備える絶縁部材３５０（スロット絶縁部材）のように、蛇行形状を有する部分５２ａを含む第２絶縁部５２が、直線状に延びる部分５１ａを含む第１絶縁部３５１と別体として設けられてもよい。

　また、上記第１実施形態では、蛇行形状を有する部分５２ａが、径方向（Ｒ方向）に隣接するセグメント導体３０の各々に対して、セグメント導体３０間をステータコア１０の周方向（Ｃ方向）に延びるとともにセグメント導体３０とスロット１３の内側面１３ａとの間を径方向（Ｒ方向）に延びるように蛇行しながら、同一のスロット１３内の径方向（Ｒ方向）の最も一方側（Ｒ１側）に配置されたセグメント導体３０から径方向（Ｒ方向）の最も他方側（Ｒ２側）に配置されたセグメント導体３０までに渡って設けられる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、径方向に隣接するセグメント導体の各々に対して、セグメント導体間をステータコアの周方向に延びるとともにセグメント導体とスロットの内側面との間を径方向に延びるように蛇行する蛇行形状を有する部材が、同一のスロット内の径方向の最も一方側に配置されたセグメント導体から径方向の最も他方側に配置されたセグメント導体までに渡って、径方向に複数に分割されて並ぶように設けられてもよい。また、径方向に隣接するセグメント導体間をステータコアの周方向に延びる部分を含む部材（以下、単位部材）が、同一のスロット内の全てのセグメント導体に対して各々設けられてもよい。この場合、単位部材は、セグメント導体間をステータコアの周方向に延びる部分の周方向の端部と連続的に形成されるとともに、セグメント導体とスロットの内側面との間を径方向に延びる部分を含むのが好ましい。

　また、上記第１および第２実施形態では、絶縁部材５０、２５０（スロット絶縁部材）が、同一のスロット１３にスロット挿入部３１が挿入されたセグメント導体３０同士を電気的に絶縁するための第２絶縁部５２、２５２を含む例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、絶縁部材（スロット絶縁部材）が、同一のスロットにスロット挿入部が挿入されたセグメント導体同士を電気的に絶縁するための第２絶縁部を含まないように構成してもよい。

　１０　ステータコア
　１０ａ　（ステータコアの軸方向の）端面
　１０ｂ　（ステータコアの軸方向の端面のスロット側の）端部
　１３　スロット
　１３ａ　（スロットの）内側面
　１３ｄ　（スロット内の全てのセグメント導体が配置された）領域
　２０　コイル部
　３０　セグメント導体
　３０ｂ　導体表面
　３０ｃ　絶縁被覆部
　３０ｄ　（絶縁被覆部の）端部
　３０ｅ　（絶縁被覆部の端部のスロット挿入部側に隣接する導体表面が絶縁被覆部により被覆されていない）部分
　３１　スロット挿入部
　３２　コイルエンド部
　３３　（コイルエンド部とスロット挿入部との）境界部
　５０、２５０、３５０　絶縁部材（スロット絶縁部材）
　５１、２５１、３５１　第１絶縁部
　５２、２５２　第２絶縁部
　１００、２００、３００　ステータ
　Ｌ２　（絶縁被覆部の端部のスロット挿入部側に隣接する導体表面が絶縁被覆部により被覆されていない部分からステータコアの端面のスロット側の端部までの）沿面距離

Claims (6)

1. 　複数のスロットが設けられているステータコアと、
   　前記ステータコアの軸方向の端面よりも前記軸方向の外側に配置され、導体表面が絶縁被覆部により被覆されているコイルエンド部と、前記コイルエンド部と連続して形成されるとともに前記スロットに挿入され、前記導体表面が前記絶縁被覆部により被覆されていないスロット挿入部と、を含むコイル部と、
   　前記スロット内において、少なくとも前記スロットの内側面と前記スロット挿入部との間に設けられた第１絶縁部を含み、前記ステータコアと前記コイル部とを電気的に絶縁するためのスロット絶縁部材と、を備え、
   　前記スロット挿入部の少なくとも一部は、前記スロット絶縁部材と接触しており、
   　前記スロット絶縁部材は、前記ステータコアの前記軸方向の端面に沿った方向から見て、前記コイルエンド部における前記スロット挿入部側の前記絶縁被覆部の端部とオーバラップするように構成されている、ステータ。
2. 　前記スロット絶縁部材は、前記絶縁被覆部の端部の前記スロット挿入部側に隣接する前記導体表面が前記絶縁被覆部により被覆されていない部分から前記ステータコアの前記端面の前記スロット側の端部までの沿面距離が必要絶縁沿面距離となるように、前記端面に沿った方向から見て、前記絶縁被覆部の端部とオーバラップするように構成されている、請求項１に記載のステータ。
3. 　前記コイル部は、前記複数のスロットの各々に前記ステータコアの径方向に並ぶように複数の前記スロット挿入部が挿入されることにより前記コイル部を構成するセグメント導体が前記径方向に並ぶように配置されており、
   　前記スロット絶縁部材は、前記スロット内において、少なくとも同一の前記スロットに挿入された複数の前記スロット挿入部同士の間に設けられ、同一の前記スロットに前記スロット挿入部が挿入された前記セグメント導体同士を電気的に絶縁するための第２絶縁部をさらに含む、請求項１または２に記載のステータ。
4. 　前記コイル部は、複数相の各々に設けられるとともに、同一の前記スロットに同相の前記セグメント導体が配置されるように構成されており、
   　前記コイルエンド部は、異相の前記セグメント導体の前記コイルエンド部と隣接するとともに、隣接する異相の前記セグメント導体の前記コイルエンド部と電気的に絶縁するように前記導体表面が前記絶縁被覆部により被覆されている、請求項３に記載のステータ。
5. 　前記スロット絶縁部材は、前記端面に沿った方向から見て、前記コイルエンド部と前記スロット挿入部との境界部において前記絶縁被覆部の端部とオーバラップするように、前記端面から前記軸方向の外側に突出するように構成されている、請求項１～４のいずれか１項に記載のステータ。
6. 　複数のスロットが設けられているステータコアと、前記スロットに挿入されるスロット挿入部を含むコイル部と、を備えるステータの製造方法であって、
   　導体表面が絶縁被覆部により被覆されているコイルエンド部と、前記導体表面が前記絶縁被覆部により被覆されていない前記スロット挿入部と、を含む前記コイル部を準備するコイル部準備工程と、
   　第１絶縁部を含み、前記ステータコアと前記コイル部とを電気的に絶縁するためのスロット絶縁部材を準備する絶縁部材準備工程と、
   　前記第１絶縁部を前記スロット内に配置する絶縁部材配置工程と、
   　前記第１絶縁部が、前記スロット内において、少なくとも前記スロットの内側面と前記スロット挿入部との間に設けられた状態、かつ、前記スロット挿入部の少なくとも一部が、前記スロット絶縁部材と接触した状態となるように、前記スロット挿入部を前記スロットに挿入するとともに、前記コイルエンド部を前記ステータコアの軸方向の端面よりも前記軸方向の外側に配置するコイル部配置工程と、を備え、
   　前記コイル部配置工程は、前記スロット絶縁部材を、前記ステータコアの前記軸方向の端面に沿った方向から見て、前記コイルエンド部における前記スロット挿入部側の前記絶縁被覆部の端部とオーバラップするように配置する工程である、ステータの製造方法。

Images