WO2021215482A1

WO2021215482A1 - 回転電機のスロットコイル用絶縁材とその成形方法

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Publication number: WO2021215482A1
Application number: PCT/JP2021/016218
Authority: WO
Inventors: 典孝小川
Original assignee: 中川特殊鋼株式会社
Priority date: 2020-04-24
Filing date: 2021-04-21
Publication date: 2021-10-28
Also published as: CN115668699A; JPWO2021215482A1; EP4140689A4; JP2022010425A; US20230208235A1; KR20230035521A; EP4140689A1; JP7103704B2

Abstract

両側のゲート１７３、１７３から各耳状フランジ１６、１６に流入した熱可塑性合成樹脂は、耳状フランジ１６の対向壁１６１にぶつかって９０度方向転換して流入速度を減速し、耳状フランジ１６、１６、長辺側フランジ１５、１５を熱可塑性合成樹脂で満たす。その後、肉厚の薄い外周壁１３１、１３２及び隔壁１３３に熱可塑性合成樹脂が最適な流入速度で流れ込むため、熱可塑性合成樹脂の流れが良くなり、形状が正確で、滑らかな成形品を作ることが可能となる。耳状フランジ１６、１６、長辺側フランジ１５、１５は、ランナーとして機能し、肉厚の薄い外周壁１３１、１３２及び隔壁１３３に熱可塑性合成樹脂が円滑に流入する。

Description

回転電機のスロットコイル用絶縁材とその成形方法

　本発明は、回転電機のスロットコイル用絶縁材とその成形方法に関する。更に詳しくは、回転電機のステータに配置された導線の絶縁に使用される回転電機のスロットコイル用絶縁材とその成形方法に関する。

　モータ、発電機等の回転電機のステータとして、セグメントコイルを有する回転電機が提案されている。セグメントコイルの導線は、モータの効率向上とのために断面形状が真四角、平角線等の矩形のものが用いられている（特許文献１、特許文献２）。更に、組立効率の向上のために、このセグメントコイルをスロットコイルにするものも提案されている。スロットコイルの絶縁材を絶縁紙に換えて、樹脂で射出成形で成形し、これに平角線コイルをステータのスロットに挿入して組立てて、セグメントコイルとするものである（特許文献３）。この絶縁材の一端にフランジ（鍔部）を形成し、このフランジにより絶縁材料とスロットの間の隙間を封止して、巻線固定用のワニスの流れを封止するものである。

　セグメントコイルによる電動モータの損失を防ぐには、スロットコイルの導線間を電気的に絶縁性を高くする必要がある。絶縁性を高くするには肉厚を厚くすることで実現できるが、導線の密度が低くなり電動モータの変換効率が低下し、しかもモータが大型化する。一方、電動モータの銅損による発熱は避けられないので、絶縁材には耐熱性も要求される。即ち、セグメントコイルを構成する絶縁材は、絶縁性と耐熱性の両方が要求され、しかも導線間の隙間は狭いので、薄肉のものが要求されるので、可能な限り薄く形成しなければならない。しかしながら、一般的に絶縁性と耐熱性の両方が要求され、かつ薄肉の成形品を射出成形により成形することは、金型内での樹脂の流れが悪く困難である。取り分け、電機的な絶縁性と耐熱性を有する樹脂の流れは良くない。

特開２００８－３５６８７号公報特開２０１９－１６１９６４号公報特開２０１８－１２５９２４号公報

　本発明は、以上のような背景で発明されたものであり、以下の目的を達成するものである。
　本発明の目的は、肉厚を薄く、しかも正確な形状を製造できる、回転電機のスロットコイル用絶縁材とその成形方法を提供することにある。
　本発明の他の目的は、絶縁性、耐熱性が高い熱可塑性合成樹脂で成形された、回転電機のスロットコイル用絶縁材とその成形方法を提供することにある。

　本発明は、前記課題を解決するために、次の手段を採る。
　即ち、本発明１の回転電機のスロットコイル用絶縁材は、
　回転電機のステータ又はロータに設けられたスロットに挿入され、導線を挿入するために断面形状が矩形の貫通孔が形成され、熱可塑性合成樹脂で成形され、かつ前記貫通孔は互いに平行で、前記導線を互いに電気的に絶縁するための隔壁及び外周壁からなる絶縁材と、
　前記貫通孔の前記断面形状と断面形状が相似形で、かつ前記貫通孔に挿入される導線と
　で構成されるスロットコイルを有する回転電機において、
　前記絶縁材は、前記絶縁材を射出成形するとき、射出された前記熱可塑性合成樹脂である溶融樹脂の流路になり、前記絶縁材の一端の外周に形成され、かつ前記隔壁及び前記外周壁より肉厚に成形されたフランジを有するものであることを特徴とする。

　本発明２の回転電機のスロットコイル用絶縁材は、本発明１において、前記フランジは、平行に配置した二つからなり、前記絶縁材が前記スロットに挿入されたときの位置決め機能を有し、前記フランジの長手方向に直交する断面での断面積が同一であり、前記貫通孔は、複数個形成されていることを特徴とする。
　本発明３の回転電機のスロットコイル用絶縁材は、本発明１又は２において、前記熱可塑性合成樹脂は、耐熱性と電気絶縁性を有する液晶性全芳香族ポリエステルの熱可塑性合成樹脂であり、前記隔壁及び前記外周壁の肉厚は、０．１５ないし０．５５ｍｍであることを特徴とする。

　本発明４の回転電機のスロットコイル用絶縁材の成形方法は、本発明１又は２において、前記フランジには、前記溶融樹脂を射出成形するとき、前記溶融樹脂を射出するゲートから前記溶融樹脂を流入させた後、前記溶融樹脂の流れの角度変化である９０度を２回行って、前記フランジに流入させるための前記フランジと一体の耳状フランジを配置したことを特徴とする。
　本発明５の回転電機のスロットコイル用絶縁材の成形方法は、本発明１又は２において、前記絶縁材料を射出成形で成形するとき、前記フランジの長辺側に前記長辺と同じ幅を有するファンゲートとにより成形するものであることを特徴とする。

　本発明６の回転電機のスロットコイル用絶縁材の成形方法は、本発明４において、前記耳状フランジは、前記フランジの一端にそれぞれに配置されており、前記射出成形するとき、前記溶融樹脂を貯留するために、前記フランジの他端に配置されている湯だまりを有することを特徴とする。
　本発明７の回転電機のスロットコイル用絶縁材の成形方法は、本発明５において、前記ファンゲートには、射出された溶融樹脂の流れを阻害する流量制御部材を配置し、前記ファンゲートの下流に配置された湯溜まりと、前記湯溜まりの下流に配置されたフィルム状のランナとからなることを特徴とする。

　本発明８の回転電機のスロットコイル用絶縁材の成形方法は、本発明６又は７において、前記射出成形を行う成形機は、０．１秒以内に射出速度がピークに達する高速射出成形機であることを特徴とする。

　本発明の回転電機のスロットコイル用絶縁材とその成形方法は、導線を挿入するための貫通孔の一端の外周に、肉厚のフランジが成形されている。従って、絶縁材の成形時に、フランジがランナーとして機能し、肉厚の薄い貫通孔の外周壁及び隔壁に熱可塑性合成樹脂が円滑に流入するため、形状が正確で滑らかな成形品を作ることが可能となる。

図１は、本発明の回転電機のスロットコイル用絶縁材を備えた回転電機のステータを示す要部の等角投影図である。図２は、本発明の第１の実施の形態のスロットコイル用絶縁材を示す全体を示す等角投影図である。図３（ａ）は、図２のＰ矢視図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＱ部拡大図である。図４は、図２のＡ－Ａ断面図である。図５は、本発明の回転電機のスロットコイル用絶縁材を成形する射出成形機の射出速度波形を示すグラフである。図６（ａ）は、本発明の第２の実施の形態のスロットコイル用絶縁材を示す要部の等角投影図、図６（ｂ）は本発明の第３の実施の形態のスロットコイル用絶縁材を示す要部の等角投影図である。図７（ａ）は、本発明の第４の実施の形態のスロットコイル用絶縁材を示す要部の等角投影図、図７（ｂ）は本発明の第５の実施の形態のスロットコイル用絶縁材を示す要部の等角投影図である。図８（ａ）は、本発明の第６の実施の形態のスロットコイル用絶縁材を示す要部の等角投影図、図８（ｂ）は本発明の第７の実施の形態のスロットコイル用絶縁材を示す要部の等角投影図である。図９は、本発明の第８の実施の形態のスロットコイル用絶縁材を示す平面図である。図１０は、図９の矢印Ａの方向から見た部分拡大図である。図１１（ａ）は、本発明の第９の実施の形態のスロットコイル用絶縁材を示す全体を示す等角投影図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＢ－Ｂ線で切断した部分断面図である。図１２（ａ）は、本発明の第１０の実施の形態のスロットコイル用絶縁材を示す全体を示す等角投影図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＢ－Ｂ線で切断した部分断面図である。

〔スロットコイル用絶縁材の第１の実施の形態〕
　以下、本発明の第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の回転電機のスロットコイル用絶縁材を備えた回転電機のステータを示す要部の等角投影図である。図１に示すように、回転電機のステータ１００に放射状に複数形成されたスロット１０１には、絶縁材１と導線１１で構成されたスロットコイル１２が装着されている。図２は、本発明の第１の実施の形態のスロットコイル用絶縁材１を示す全体等角投影図、図３（ａ）は図２のＰ矢視図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＱ部拡大図、図４は図２のＡ－Ａ断面図である。図２から図４に示すように、本発明の第１の実施の形態の絶縁材１は、断面が矩形の導線１１を挿入するための６個の貫通孔１３が形成されている。この絶縁材１は、導線１１の固定と導線１１の電気的な絶縁機能を果たすものである。貫通孔１３の断面形状は、導線１１と断面形状が相似形の矩形に形成され、互いに平行になるように配置されている。本例の導線１１は平角銅線（日本工業規格等で規定する「平角銅線」等を意味する。）であり、絶縁被膜のないもの、又は、樹脂等（６０～１００μ程度）により被覆された導線を使用する。絶縁材１は、電機的な絶縁性、耐熱性の高い合成樹脂により射出成形されたものである。

　図４に示すように、絶縁材１は、貫通孔１３の外周壁１３１、１３２及び隔壁１３３を有し、その厚さ（ａ、ｂ、ｃ）が同一で、本例では０．１５ｍｍから０．５５ｍｍに薄く形成されている。絶縁材１には、貫通孔１３の上端の外周にフランジ１４が成形されている。フランジ１４は、２個の長辺側フランジ１５、１５と２個の耳状フランジ１６、１６で構成されている。長辺側フランジ１５、１５は２個の長辺の全長に渡って形成され、耳状フランジ１６、１６は、長辺側フランジ１５、１５の一端に、長辺側フランジ１５、１５から直角に突出して形成されている。長辺側フランジ１５、１５の厚さｄ、耳状フランジ１６、１６の厚さｅ、長辺側フランジ１５、１５と耳状フランジ１６、１６の高さｆは、外周壁１３１、１３２及び隔壁１３３の厚さａ、ｂ、ｃよりも大きく（例えば１ｍｍ）形成されている。このフランジ１４は、図１のスロット１０１に絶縁材１を装着したときの位置決め用ストッパーとして作用し、導線１１の電機的な絶縁と固定のためのワニスの漏洩を止めることもできる。また、絶縁材１を成形後、フランジ１４は切断する必要が無い。なお、フランジ１４は、絶縁材１の機能としては必須のものではないが、切断する必要もない。何故ならば、フランジ１４は、絶縁材１がスロット１０１に挿入後、位置決め用のストッパーの機能を果たし、回転機を構成する他の部材と干渉することもない。

　図３（ａ）に示すように、図示しない射出成形機のノズルから注入された熱可塑性合成樹脂は、射出成形金型内のスプルー１７１からランナー１７２を経由し、ゲート１７３、１７３を介して耳状フランジ１６、１６に各々流入する。ゲート１７３、１７３は、キャビティの端部に設けたサイドゲートと呼ばれるものであり、ゲート１７３、１７３の断面は小さな円形又は矩形であり、耳状フランジ１６、１６に接続するピンポイントゲートである。熱可塑性合成樹脂がゲート１７３、１７３から耳状フランジ１６、１６に流入する方向は、耳状フランジ１６、１６の肉厚方向である。図３（ｂ）に示すように、ゲート１７３、１７３から耳状フランジ１６、１６に流入した熱可塑性合成樹脂は、耳状フランジ１６、１６の対向壁１６１、１６１にぶつかって９０度方向転換して流入速度が減少させられる。更に、耳状フランジ１６、１６から長辺側フランジ１５、１５に流れるときに、９０度方向が変えられて、長辺側フランジ１５、１５に流れて、長辺側フランジ１５、１５を熱可塑性合成樹脂で満たす。その後、肉厚の薄い外周壁１３１、１３２及び隔壁１３３に熱可塑性合成樹脂が最適な流入速度で流れ込むため、熱可塑性合成樹脂の流れが良くなり、形状が正確で、滑らかな成形品を作ることが可能となる。すなわち、耳状フランジ１６、１６、長辺側フランジ１５、１５が、ランナーとして機能するため、肉厚の薄い外周壁１３１、１３２及び隔壁１３３に熱可塑性合成樹脂が円滑に流入する。

　本発明の第１の実施の形態の絶縁材１の材料として使用する熱可塑性合成樹脂は、液晶性全芳香族ポリエステルが好ましい。液晶性全芳香族ポリエステルは、電気的な絶縁性、耐熱性があり、しかも温度管理（成形温度３２０℃～４００℃）を正確にすれば、流動性が高いので、成形性が良い。但し、液晶性全芳香族ポリエステルは、成形時の溶融粘度が低く、固化速度が速いため、０．２ｍｍ以下の超薄肉製品の場合、薄肉部で樹脂が固化し十分な流動性が得られない場合がある。そのため、汎用の成形機では成形できない又は困難であるので、図５に示すような、０．１秒以内に射出速度がピークに達するような特性を有する高速射出成形機を用いる射出成形が好ましい。

〔スロットコイル用絶縁材の第２の実施の形態〕
　図６（ａ）は、本発明の第２の実施の形態のスロットコイル用絶縁材を示す要部の等角投影図である。本発明の第２の実施の形態の絶縁材２は、第１の実施の形態の絶縁材１の耳状フランジ１６、１６が無く、ゲート１７３、１７３の配置位置が異なることである。貫通孔２３の個数と形状は、第１の実施の形態の絶縁材１と同一である。また、絶縁材２は、この断面を図示はしないが、貫通孔２３の外周壁２３１及び隔壁２３３の厚さ（ａ、ｂ、ｃ）が同一で、０．１５ｍｍから０．５５ｍｍに薄く形成されている。絶縁材２には、貫通孔２３の上端の外周にフランジ２４が成形されている。フランジ２４は、互いに平行に配置された２個の長辺側フランジ２５、２５で構成されている。長辺側フランジ２５、２５は２個の長辺の全長に渡って形成されている。長辺側フランジ２５、２５の厚さｄ、長辺側フランジ２５、２５の高さｆは、外周壁２３１、２３２及び隔壁２３３の厚さａ、ｂ、ｃよりも大きく（例えば１ｍｍ）形成されている。このフランジ２４は、図１のスロット１０１に絶縁材２を装着したときの位置決め用ストッパーとして作用とワニスの漏洩を止める機能も有する。また、絶縁材２を成形後、切断する必要が無い。

　図示しない射出成形機のノズルから注入された熱可塑性合成樹脂は、ピンサイドゲート２７３、２７３を介して長辺側フランジ２５、２５に各々流入する。このピンサイドゲート２７３、２７３は、長辺側フランジ２５、２５の長さ方向の中間位置に設けられ、小さな点で長辺側フランジ２５、２５に接続するピンポイントゲートである。熱可塑性合成樹脂がピンサイドゲート２７３、２７３から長辺側フランジ２５、２５に流入する方向は、長辺側フランジ２５、２５の肉厚方向である。ピンサイドゲート２７３、２７３から長辺側フランジ２５、２５に流入した熱可塑性合成樹脂は、長辺側フランジ２５、２５の対向壁（図示せず）にぶつかって９０度方向転換して流入速度が減少し、長辺側フランジ２５、２５を熱可塑性合成樹脂で満たす。その後、肉厚の薄い外周壁２３１、２３２及び隔壁２３３に熱可塑性合成樹脂が最適な流入速度で流れ込むため、熱可塑性合成樹脂の流れが良くなり、滑らかな成形品を作ることが可能となる。すなわち、長辺側フランジ２５、２５が、ランナーとして機能するため、肉厚の薄い外周壁２３１、２３２及び隔壁２３３に熱可塑性合成樹脂が円滑に流入する。

〔スロットコイル用絶縁材の第３の実施の形態〕
　図６（ｂ）は、本発明の第３の実施の形態のスロットコイル用絶縁材を示す要部の等角投影図である。本発明の第３の実施の形態の絶縁材３は、第２の実施の形態の絶縁材２の貫通孔２３の個数が異なる点と、短辺側フランジが追加された点である。すなわち、第３の実施の形態の絶縁材３は、貫通孔３３の個数が８個で２列に形成されている。また、絶縁材３は、断面の図示はしないが、貫通孔３３の外周壁３３１、３３２及び隔壁３３３の厚さ（ａ、ｂ、ｃ）が同一で、０．１５ｍｍから０．５５ｍｍに薄く形成されている。絶縁材３には、貫通孔３３の上端の外周にフランジ３４が成形されている。フランジ３４は、２個の長辺側フランジ３５、３５と２個の短辺側フランジ３８、３８で構成されている。長辺側フランジ３５、３５は２個の長辺の全長に渡って形成されている。また、短辺側フランジ３８、３８は、２個の短辺の全長に渡って形成されている。長辺側フランジ３５、３５、短辺側フランジ３８、３８の厚さｄ、長辺側フランジ３５、３５、短辺側フランジ３８、３８の高さｆは、外周壁３３１、３３２及び隔壁３３３の厚さａ、ｂ、ｃよりも大きく（例えば１ｍｍ）形成されている。このフランジ３４は、図１のスロット１０１に絶縁材３を装着した時の位置決め用ストッパーとして作用し、ワニスの漏洩を止めることもできる。また、絶縁材３を成形後、切断する必要が無い。

　図示しない射出成形機のノズルから注入された熱可塑性合成樹脂は、ピンサイドゲート３７３、３７３を介して長辺側フランジ３５、３５に各々流入する。ピンサイドゲート３７３、３７３は、長辺側フランジ３５、３５の長さ方向の中間位置に設けられ、小さな点で長辺側フランジ３５、３５に接続するピンポイントゲートである。熱可塑性合成樹脂がピンサイドゲート３７３、３７３から長辺側フランジ３５、３５に流入する方向は、長辺側フランジ３５、３５の肉厚方向である。ピンサイドゲート３７３、３７３から長辺側フランジ３５、３５に流入した熱可塑性合成樹脂は、長辺側フランジ３５、３５の対向壁（図示せず）にぶつかって９０度方向転換して流入速度が減少し、長辺側フランジ３５、３５、短辺側フランジ３８、３８を熱可塑性合成樹脂で満たす。その後、肉厚の薄い外周壁３３１、３３２及び隔壁３３３に熱可塑性合成樹脂が最適な流入速度で流れ込むため、熱可塑性合成樹脂の流れが良くなり、滑らかな成形品を作ることが可能となる。すなわち、長辺側フランジ３５、３５、短辺側フランジ３８、３８が、ランナーとして機能するため、肉厚の薄い外周壁３３１、３３２及び隔壁３３３に熱可塑性合成樹脂が円滑に流入する。

〔スロットコイル用絶縁材の第４の実施の形態〕
　図７（ａ）は、本発明の第４の実施の形態のスロットコイル用絶縁材を示す要部の等角投影図である。本発明の第４の実施の形態の絶縁材４は、第１の実施の形態の絶縁材１の貫通孔１３の形状が異なることと、短辺側フランジが追加されたことである。すなわち、第４の実施の形態の絶縁材４は、貫通孔４３の形状が長方形で、個数は６個で同一である。また、絶縁材４は、断面の図示はしないが、貫通孔４３の外周壁４３１、４３２及び隔壁４３３の厚さ（ａ、ｂ、ｃ）が同一で、０．１５ｍｍから０．５５ｍｍに薄く形成されている。絶縁材４には、貫通孔４３の上端の外周にフランジ４４が成形されている。フランジ４４は、２個の長辺側フランジ４５、４５と２個の耳状フランジ４６、４６、１個の短辺側フランジ４８で構成されている。長辺側フランジ４５、４５は２個の長辺の全長に渡って形成され、耳状フランジ４６、４６は、長辺側フランジ４５、５５の一端に、長辺側フランジ４５、４５から直角に突出して形成されている。また、短辺側フランジ４８は長辺側フランジ４５、５５の他端に、短辺の全長に渡って形成されている。長辺側フランジ４５、４５、短辺側フランジ４８の厚さｄ、耳状フランジ４６、４６の厚さｅ、長辺側フランジ４５、４５、短辺側フランジ４８、耳状フランジ４６、４６の高さｆは、外周壁４３１、４３２及び隔壁４３３の厚さａ、ｂ、ｃよりも大きく（例えば１ｍｍ）形成されている。このフランジ４４は、図１のスロット１０１に絶縁材４を装着した時の位置決め用ストッパーとして作用し、ワニスの漏洩を止めることもできる。また、絶縁材４を成形後、切断する必要が無い。

　図示しない射出成形機のノズルから注入された熱可塑性合成樹脂は、ゲート４７３、４７３を介して耳状フランジ４６、４６に各々流入する。ゲート４７３、４７３は、小さな点で耳状フランジ４６、４６に接続するピンポイントゲートである。熱可塑性合成樹脂がゲート４７３、４７３から耳状フランジ４６、４６に流入する方向は、耳状フランジ４６、４６の肉厚方向である。ゲート４７３、４７３から耳状フランジ４６、４６に流入した熱可塑性合成樹脂は、耳状フランジ４６、４６の図示しない対向壁にぶつかって９０度方向転換して流入速度が減少し、耳状フランジ４６、６６、長辺側フランジ４５、４５、短辺側フランジ４８を熱可塑性合成樹脂で満たす。その後、肉厚の薄い外周壁４３１、４３２及び隔壁４３３に熱可塑性合成樹脂が最適な流入速度で流れ込むため、熱可塑性合成樹脂の流れが良くなり、滑らかな成形品を作ることが可能となる。すなわち、耳状フランジ４６、４６、長辺側フランジ４５、４５、短辺側フランジ４８が、ランナーとして機能するため、肉厚の薄い外周壁４３１、４３２及び隔壁４３３に熱可塑性合成樹脂が円滑に流入する。第４の実施の形態の絶縁材４は、第１の実施の形態の絶縁材１と比較して短辺の長さが長いため、短辺側フランジ４８のランナーとしての機能が効果的である。

〔スロットコイル用絶縁材の第５の実施の形態〕
　図７（ｂ）は、本発明の第５の実施の形態のスロットコイル用絶縁材を示す要部の等角投影図である。本発明の第５の実施の形態の絶縁材５は、第２の実施の形態の絶縁材２の貫通孔２３の個数が異なることと、短辺側フランジが追加され、ゲートの流入位置が異なることである。すなわち、第５の実施の形態の絶縁材５は、貫通孔５３の個数が４個で１列に形成されている。また、絶縁材５は、断面の図示はしないが、貫通孔５３の外周壁５３１、５３２及び隔壁５３３の厚さ（ａ、ｂ、ｃ）が同一で、０．１５ｍｍから０．５５ｍｍに薄く形成されている。絶縁材５には、貫通孔５３の上端の外周にフランジ５４が成形されている。フランジ５４は、２個の長辺側フランジ５５、５５と１個の短辺側フランジ５８で構成されている。長辺側フランジ５５、５５は２個の長辺の全長に渡って形成されている。また、短辺側フランジ５８は１個の短辺の全長に渡って形成されている。長辺側フランジ５５、５５、短辺側フランジ５８の厚さｄ、長辺側フランジ５５、５５、短辺側フランジ５８の高さｆは、外周壁５３１、５３２及び隔壁５３３の厚さａ、ｂ、ｃよりも大きく（例えば１ｍｍ）形成されている。このフランジ５４は、図１のスロット１０１に絶縁材５を装着した時の位置決め用ストッパーとして作用し、ワニスの漏洩を止めることもできる。また、絶縁材５を成形後、切断する必要が無い。

　図示しない射出成形機のノズルから注入された熱可塑性合成樹脂は、１個のピンサイトゲート５７３を介して短辺側フランジ５８に流入する。ピンサイトゲート５７３は、短辺側フランジ５８の長さ方向の中間位置に設けられ、小さな点で短辺側フランジ５８に接続するピンポイントゲートである。熱可塑性合成樹脂がピンサイトゲート５７３から短辺側フランジ５８に流入する方向は、短辺側フランジ５８の肉厚方向である。ゲート５７３から短辺側フランジ５８に流入した熱可塑性合成樹脂は、短辺側フランジ５８の対向壁（図示せず）にぶつかって９０度方向転換して流入速度が減少し、短辺側フランジ５８、長辺側フランジ５５、５５を熱可塑性合成樹脂で満たす。その後、肉厚の薄い外周壁５３１、５３２及び隔壁５３３に熱可塑性合成樹脂が最適な流入速度で流れ込むため、熱可塑性合成樹脂の流れが良くなり、滑らかな成形品を作ることが可能となる。すなわち、短辺側フランジ５８、長辺側フランジ５５、５５がランナーとして機能するため、肉厚の薄い外周壁５３１、５３２及び隔壁５３３に熱可塑性合成樹脂が円滑に流入する。

〔スロットコイル用絶縁材の第６の実施の形態〕
　図８（ａ）は、本発明の第６の実施の形態のスロットコイル用絶縁材を示す要部の等角投影図である。本発明の第６の実施の形態の絶縁材６は、第１の実施の形態の絶縁材１の貫通孔１３の個数と形状が異なることである。本発明の第６の実施の形態の絶縁材６は、貫通孔６３の矩形の面積が大きく、個数は１個である。絶縁材６は、貫通孔６３の外周壁６３１、６３２の厚さ（ａ（図示せず。）、ｂ）が同一で、０．１５ｍｍから０．５５ｍｍに薄く形成されている。絶縁材６には、貫通孔６３の上端の外周にフランジ６４が成形されている。フランジ６４は、２個の長辺側フランジ６５、６５と２個の耳状フランジ６６、６６で構成されている。長辺側フランジ６５、６５は２個の長辺の全長に渡って形成され、耳状フランジ６６、６６は、長辺側フランジ６５、６５の一端に、長辺側フランジ６５、６５から直角に突出して形成されている。長辺側フランジ６５、６５の厚さｄ、耳状フランジ６６、６６の厚さｅ、長辺側フランジ６５、６５と耳状フランジ６６、６６の高さｆは、外周壁６３１、６３２の厚さａ、ｂよりも大きく（例えば１ｍｍ）形成されている。このフランジ６４は、図１のスロット１０１に絶縁材６を装着した時の位置決め用ストッパーとして作用し、ワニスの漏洩を止めることもできる。また、絶縁材６を成形後、切断する必要が無い。

　図示しない射出成形機のノズルから注入された熱可塑性合成樹脂は、ゲート６７３、６７３を介して耳状フランジ６６、６６に各々流入する。ゲート６７３、６７３は、小さな点で耳状フランジ６６、６６に接続するピンポイントゲートである。熱可塑性合成樹脂がゲート６７３、６７３から耳状フランジ６６、６６に流入する方向は、耳状フランジ６６、６６の肉厚方向である。ゲート６７３、６７３から耳状フランジ６６、６６に流入した熱可塑性合成樹脂は、耳状フランジ６６、６６の図示しない対向壁にぶつかって９０度方向転換して流入速度が減少し、耳状フランジ６６、６６、長辺側フランジ６５、６５を熱可塑性合成樹脂で満たす。その後、肉厚の薄い外周壁６３１、６３２に熱可塑性合成樹脂が最適な流入速度で流れ込むため、熱可塑性合成樹脂の流れが良くなり、滑らかな成形品を作ることが可能となる。すなわち、耳状フランジ６６、６６、長辺側フランジ６５、６５が、ランナーとして機能するため、肉厚の薄い外周壁６３１、６３２に熱可塑性合成樹脂が円滑に流入する。

〔スロットコイル用絶縁材の第７の実施の形態〕
　図８（ｂ）は、本発明の第７の実施の形態のスロットコイル用絶縁材を示す要部の等角投影図である。本発明の第７の実施の形態の絶縁材７は、第６の実施の形態の絶縁材６の長辺側フランジ６５、６５と耳状フランジ６６、６６が無く、短辺側フランジを設けたことである。すなわち、絶縁材７は、貫通孔７３の外周壁７３１、７３２の厚さ（ａ、ｂ）が同一で、０．１５ｍｍから０．５５ｍｍに薄く形成されている。絶縁材７には、貫通孔７３の上端の外周にフランジ７４が成形されている。フランジ７４は、１個の短辺側フランジ７８で構成されている。短辺側フランジ７８の厚さｄ、短辺側フランジ７８の高さｆは、外周壁７３１、７３２の厚さａ、ｂよりも大きく（例えば１ｍｍ）形成されている。このフランジ７４は、図１のスロット１０１に絶縁材７を装着した時の位置決め用ストッパーとして作用し、ワニスの漏洩を止めることもできる。また、絶縁材７を成形後、切断する必要が無い。

　図示しない射出成形機のノズルから注入された熱可塑性合成樹脂は、１個のピンサイトゲート７７３を介して短辺側フランジ７８に流入する。ピンサイトゲート７７３は、短辺側フランジ７８の長さ方向の中間位置に設けられ、小さな点で短辺側フランジ７８に接続するピンポイントゲートである。熱可塑性合成樹脂がピンサイトゲート７７３から短辺側フランジ７８に流入する方向は、短辺側フランジ７８の肉厚方向である。ゲート７７３から短辺側フランジ７８に流入した熱可塑性合成樹脂は、短辺側フランジ７８の図示しない対向壁にぶつかって、９０度方向転換して流入速度が減少し、短辺側フランジ７８を熱可塑性合成樹脂で満たす。その後、肉厚の薄い外周壁７３１、７３２に熱可塑性合成樹脂が最適な流入速度で流れ込むため、熱可塑性合成樹脂の流れが良くなり、滑らかな成形品を作ることが可能となる。すなわち、短辺側フランジ７８が、ランナーとして機能するため、肉厚の薄い外周壁７３１、７３２に熱可塑性合成樹脂が円滑に流入する。

〔スロットコイル用絶縁材の第８の実施の形態〕
　図９は、本発明の第８の実施の形態のスロットコイル用の絶縁材１’を示す平面図である。図１０は、図９の矢印Ａの方向から見た部分拡大図である。この第８の実施の形態のスロットコイル用の絶縁材１’は、図２～４に示した第１の実施の形態のスロットコイル用の絶縁材１と形状、及び成形方法が類似している。第１の実施の形態のスロットコイル用の絶縁材１が、長くて、かつ肉厚が薄い（例えば、０．３ｍｍ以下）外周壁１３１、１３２、隔壁１３３の場合、射出された樹脂が充分に金型内のキャビディを充分に流れないことがある。第８の実施の形態のスロットコイル用の絶縁材１’は、射出された溶融樹脂の流れを改善した構造である。以下、第８の実施の形態のスロットコイル用絶縁材１’の構造の説明は、第１の実施の形態と同一形状部分の説明は省略し、異なる部分のみを説明する。第８の実施の形態のスロットコイル用絶縁材の両側の長辺側フランジ１５は、ｄ＝１．０ｍｍ、ｆ＝１．５ｍｍ～２．０ｍｍであり、第１の実施の形態のものよりその断面積が大きい。長辺側フランジ１５の夫々の先端には、長辺側フランジ１５を延長した湯溜まり１３５が形成されている。湯溜まり１３５は、長辺側フランジ１５を本例では１．０～１．５ｍｍ程度延長したものである。

　本例のゲート１７３ａは、断面形状が矩形で角錐型であり、傾斜角度βが約３０度程度が良い（図１０参照）。ゲート１７３ａの形状を角錐型にすることにより、溶融樹脂の流れを円滑にできる。射出された溶融樹脂は、ランナ１７２からゲート１７３ａで絞られて摩擦熱が発生し、溶融樹脂の温度を上昇させて粘度が下がり、耳状フランジ１６に流れる。耳状フランジ１６に流れた溶融樹脂は、９０度方向が変えられて長辺側フランジ１５に流入する（図３（ｂ）参照）。更に、耳状フランジ１６に流れた溶融樹脂は、９０度方向が変えられて、長辺側フランジ１５に流入する。耳状フランジ１６の高さは、長辺側フランジ１５よりその高さは、Ｓｍｍ低い。即ち、ゲート１７３ａから吐出した溶融樹脂は、長辺側フランジ１５より溶融樹脂の流路の断面積が狭い耳状フランジ１６に流れる、この後、長辺側フランジ１５に流入するまでに、角度９０度で２回方向が変えられて長辺側フランジ１５に流入する。溶融樹脂は、流路の断面積が長辺側フランジ１５より狭い耳状フランジ１６を介して、長辺側フランジ１５に流れるので、耳状フランジ１６は樹脂流の流れを抑制する機能を有する。

　溶融樹脂は、角度９０度で２回方向が変えられるので、溶融樹脂の動圧が低下し、長辺側フランジ１５にゲート１７３ａから直ちに流れることはない。この結果、長辺側フランジ１５、隔壁１３３、外周壁１３１、１３２等に直ちには流れない。溶融樹脂は、断面積が大きく流れの抵抗の少なく流路である長辺側フランジ１５に流れ、その先端の湯溜まり１３５を満たした後に、溶融樹脂は外周壁１３１、１３２、隔壁１３３に流れる。また、ゲート１７３ａと対向する長辺側フランジ１３５の先端に湯溜まり１３５を形成されているので、射出された溶融樹脂は長辺側フランジ１３５と湯溜まり１３５を満たした後、薄い肉厚の外周壁１３１、１３２、及び隔壁１３３に流れが誘導される。特に、外周壁１３１、１３２、隔壁１３３が長い場合（図１０の下方）、この耳状フランジ１６、長辺側フランジ１５、及びゲート１７３ａと対向する他端に湯溜まり１３５を形成したことにより、外周壁１３１、１３２、及び隔壁１３３に均等に、かつ円滑に流れる。

〔スロットコイル用絶縁材の第９の実施の形態〕
　図１１（ａ）は、本発明の第９の実施の形態のスロットコイル用の絶縁材２’を示す等角投影図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＢ－Ｂ線で切断した部分断面図である。この第９の実施の形態のスロットコイル用の絶縁材２’は、図６に示した第２の実施の形態のスロットコイル用の絶縁材２の形状及び成形方法と類似している。第２の実施の形態のスロットコイル用の絶縁材２’が、長くて、かつ肉厚が薄い外周壁２３１、２３２、隔壁２３３の場合、射出された樹脂が充分に金型内のキャビディを充分に流れないことがある。第９の実施の形態のスロットコイル用の絶縁材２’は、射出された溶融樹脂の流れを改善した構造である。以下、第９の実施の形態のスロットコイル用絶縁材２’の構造の説明は、第２の実施の形態と同一形状部分の説明は省略し、異なる部分のみを説明する。

　本発明の第９の実施の形態の絶縁材２’の成形は、ファンゲート（扇形）８７３を用いた例である。絶縁材２’の長辺側フランジ２５の幅と同一長さの広い幅を持つフィルム状の薄い（浅い）ゲートである。長辺側フランジ２５の両側面に、ファンゲート８７３を配置した例である。ファンゲート８７３は、溶融樹脂が長辺側フランジ２５に対してほぼ平行に流れ、長辺側フランジ２５を均一に充填させ、偏流等を防止する機能がある。このファンゲート８７３は、結晶性樹脂のように、偏流が発生し易いものに使用することが知られている。本発明の第９の実施の形態のファンゲート８７３の場合、特に射出成形圧力が大きいと、そのファンゲート８７３の中心部の流れが速くなる。本例では、これを防ぐために射出成形金型（図示せず）に配置した円筒ピン８７５を配置したものである。円筒ピン８７５を配置したことにより、ランナ８７４からファンゲート８７３に流れる溶融樹脂に乱流を発生させて、長辺側フランジ２５の中心部に流れ込む溶融樹脂の流れを抑制して、長辺側フランジ２５に流れる溶融樹脂を均一にすることができる。

〔スロットコイル用絶縁材の第１０の実施の形態〕
　図１２（ａ）は、本発明の第１０の実施の形態のスロットコイル用の絶縁材２’’を示す等角投影図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＢ－Ｂ線で切断した部分断面図である。第１０の実施の形態の絶縁材２’’の成形にファンゲート８７３を用いる点は、第９の実施の形態と同一である。両者が異なる点は、第１０の実施の形態の絶縁材２’’の成形は、ファンゲート８７３から湯溜まり８７６、及びフィルム状のフィルムランナ８７７を介して、溶融樹脂を長辺側フランジ２５に流す点が異なる。湯溜まり８７６は、一種のミニランナとも言える。ファンゲート８７３から流れる溶融樹脂は、絞られることから乱流となるので、湯溜まり８７６で動圧を静圧として流れが安定化される。湯溜まり８７６で安定化した溶融樹脂は、流路が均一な断面であるフィルムランナ８７７で層流となって、長辺側フランジ２５に流れる。この説明で理解されるように、第１０の実施の形態で成形された絶縁材２’’は、外周壁２３１、２３２に円滑に樹脂が流れるので、外周壁２３１、２３２が長いものでも成形が可能となる。

〔スロットコイル用絶縁材の他の実施の形態〕
　前述した第８の実施の形態のゲート１７３ａは、いわゆるサイドゲートと呼ばれているものであるが、射出成形金型の構造によっては、このゲート１７３ａの配置を９０度の角度を変えたものでも良い。この場合でも角度９０度で２回方向が変えられて長辺側フランジ１５に流入する構造が好ましい。前述した実施の形態の絶縁材料１～７は、回転電機のステータ用として説明した。しかしながら、絶縁材料１～７は、ロータの絶縁材料として使用しても良い。前述した第９の実施の形態の制御ピン８７６は、断面形状が円形であったがこの形状に限定されない。制御ピン８７６は、樹脂の流れを均一にするために配置されたものであり、射出された溶融樹脂の流れを阻害する、又は遅延させるための一種の流量制御部材であるので、この機能を備えたものであれば、他の断面形状であっても良い。

１００…ステータ
１０１…スロット
１，１’，１’’…絶縁材
１１…導線
１２…スロットコイル
１３…貫通孔
１３１、１３２…外周壁
１３３…隔壁
１３５…湯溜まり
１４…フランジ
１５…長辺側フランジ
１６…耳状フランジ
１６１…対向壁
１７１…スプルー
１７２…ランナー
１７３、１７３ａ…ゲート（ピンポイントゲート）
２，２’…絶縁材
２３…貫通孔
２３１、２３２…外周壁
２３３…隔壁
２４…フランジ
２５…長辺側フランジ
２７３…ゲート（ピンポイントゲート、ピンサイトゲート）
３…絶縁材
３３…貫通孔
３３１、３３２…外周壁
３３３…隔壁
３４…フランジ
３５…長辺側フランジ
３７３…ゲート（ピンポイントゲート、ピンサイトゲート）
３８…短辺側フランジ
４…絶縁材
４３…貫通孔
４３１、４３２…外周壁
４３３…隔壁
４４…フランジ
４５…長辺側フランジ
４６…耳状フランジ
４７３…ゲート（ピンポイントゲート）
４８…短辺側フランジ
５…絶縁材
５３…貫通孔
５３１、５３２…外周壁
５３３…隔壁
５４…フランジ
５５…長辺側フランジ
５７３…ゲート（ピンポイントゲート）
５８…短辺側フランジ
６…絶縁材
６３…貫通孔
６３１、６３２…外周壁
６４…フランジ
６５…長辺側フランジ
６６…耳状フランジ
６７３…ゲート（ピンポイントゲート）
７…絶縁材
７３…貫通孔
７３１、７３２…外周壁
７４…フランジ
７７３…ゲート（ピンポイントゲート、又はピンサイトゲート）
７８…短辺側フランジ
８７３…ファンゲート
８７５…制御ピン
８７６…湯溜まり
８７７…フィルムランナ

Claims

　回転電機のステータ又はロータに設けられたスロットに挿入され、導線を挿入するために断面形状が矩形の貫通孔が形成され、熱可塑性合成樹脂で成形され、かつ前記貫通孔は互いに平行で、前記導線を互いに電気的に絶縁するための隔壁及び外周壁からなる絶縁材と、
　前記貫通孔の前記断面形状と断面形状が相似形で、かつ前記貫通孔に挿入される導線と
　で構成されるスロットコイルを有する回転電機において、
　前記絶縁材は、前記絶縁材を射出成形するとき、射出された前記熱可塑性合成樹脂である溶融樹脂の流路になり、前記絶縁材の一端の外周に形成され、かつ前記隔壁及び前記外周壁より肉厚に成形されたフランジを有する
　ものであることを特徴とする回転電機のスロットコイル用絶縁材。
　請求項１に記載の回転電機のスロットコイル用絶縁材において、
　前記フランジは、平行に配置した二つからなり、前記絶縁材が前記スロットに挿入されたときの位置決め機能を有し、前記フランジの長手方向に直交する断面での断面積が同一であり、
　前記貫通孔は、複数個形成されている
　ことを特徴とする回転電機のスロットコイル用絶縁材。
　請求項１又は２に記載の回転電機のスロットコイル用絶縁材において、
　前記熱可塑性合成樹脂は、耐熱性と電気絶縁性を有する液晶性全芳香族ポリエステルの熱可塑性合成樹脂であり、
　前記隔壁及び前記外周壁の肉厚は、０．１５ないし０．５５ｍｍである
　ことを特徴とする回転電機のスロットコイル用絶縁材。
　請求項１又は２に記載の回転電機のスロットコイル用絶縁材の成形方法において、
　前記フランジには、前記溶融樹脂を射出成形するとき、前記溶融樹脂を射出するゲートから前記溶融樹脂を流入させた後、前記溶融樹脂の流れの角度変化である９０度を２回行って、前記フランジに流入させるための前記フランジと一体の耳状フランジを配置した
　ことを特徴とする回転電機のスロットコイル用絶縁材の成形方法。
　請求項１又は２に記載の回転電機のスロットコイル用絶縁材の成形方法において、
　前記絶縁材料を射出成形で成形するとき、前記フランジの長辺側に前記長辺と同じ幅を有するファンゲートとにより成形するものである
　ことを特徴とする回転電機のスロットコイル用絶縁材の成形方法。
　請求項４に記載の回転電機のスロットコイル用絶縁材の成形方法において、
　前記耳状フランジは、前記フランジの一端にそれぞれに配置されており、
　前記射出成形するとき、前記溶融樹脂を貯留するために、前記フランジの他端に配置されている湯だまりを有する
　ことを特徴とする回転電機のスロットコイル用絶縁材の成形方法。
　請求項５に記載の回転電機のスロットコイル用絶縁材の成形方法において、
　前記ファンゲートには、射出された溶融樹脂の流れを阻害する流量制御部材を配置し、
　前記ファンゲートの下流に配置され、前記前記ファンゲートと平行に配置された湯溜まりと、
　前記湯溜まりの下流に配置されたフィルム状のランナと
　からなることを特徴とする回転電機のスロットコイル用絶縁材の成形方法。
　請求項６又は７に記載の回転電機のスロットコイル用絶縁材の成形方法であって、
　前記射出成形を行う成形機は、０．１秒以内に射出速度がピークに達する高速射出成形機である
　ことを特徴とする回転電機のスロットコイル用絶縁材の成形方法。