JP2018074830A

JP2018074830A - 回転電機のステータ

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Publication number: JP2018074830A
Application number: JP2016214320A
Authority: JP
Inventors: 宜史野沢; Yoshifumi Nozawa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-11-01
Filing date: 2016-11-01
Publication date: 2018-05-10
Anticipated expiration: 2036-11-01
Also published as: JP6724725B2

Abstract

【課題】軸方向及び径方向の振動が生じた場合でも端子モジュールの位置ずれを抑制できる回転電機のステータを提供すること。
【解決手段】ステータ１が、ヨーク１１の一方側端面上に配置され、コイルに電気的に接続されるバスバーが固定される固定部材５７を備える。固定部材５７は、ヨーク１１側に突出部５３を有する。ヨーク１１に、突出部５３に係合して突出部５３に対してＺ方向に離脱不可能になっている凹部６４を設ける。突出部５３と凹部６４との係合構造の少なくとも一部が、ヨーク１１とインシュレータ２０とでＲ方向に挟まれる。
【選択図】図３

Description

本発明は、回転電機のステータに関する。

従来、回転電機のステータとしては、特許文献１に記載されているものがある。このステータは、ステータコア、コイル、インシュレータ、及び端子モジュールを備える。ステータコアは、環状のヨークと、複数のティースを有し、複数のティースは、周方向に互いに間隔をおいた状態でヨークから径方向内側に突出する。インシュレータは、ティースの側面を覆うように配設され、コイルは、インシュレータを介してティースに巻回される。

端子モジュールは、ステータコアの軸方向の一方側に配置される。端子モジュールは、コイルに電気的に接続されるバスバーと、バスバーが固定されると共に絶縁性を有する固定部材とを有する。端子モジュールは、更に、位置決めピンと、軸方向に延在する位置決め孔を有する。ステータコアの軸方向の端面には、軸方向に延在する位置決めピン挿入孔が設けられる。端子モジュールを、位置決め孔がピン挿入孔に軸方向に重なるようにステータコアの軸方向一方側に配置した後、位置決めピンを位置決め孔及びピン挿入孔に嵌合させることによって、端子モジュールをステータコアに位置決めして固定している。

特開２００８−３０１５６１号公報

上記ステータを含む回転電機を車両に搭載すると、位置決めピンが車両振動により位置決め孔及びピン挿入孔から離脱して、端子モジュールが位置ずれを起こす虞がある。

本発明の目的は、軸方向及び径方向の振動が生じた場合でもバスバーが固定される固定部材が位置ずれを起こしにくい回転電機のステータを提供することにある。

本発明に係る回転電機のステータは、環状のヨーク、及び周方向に互いに間隔をおいた状態で前記ヨークから径方向の内側に突出する複数のティースを有するステータコアと、前記ティースの側面を被覆すると共に、絶縁性を有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ティースに巻回されるコイルと、前記ヨークの一方側端面上に配置され、前記コイルに電気的に接続されるバスバーが固定される固定部材と、を備え、前記固定部材は、前記ヨーク側に係合部を有し、前記ヨーク及び前記インシュレータの少なくとも一方には、前記係合部に係合して前記係合部に対して軸方向に離脱不可能になっている被係合部が設けられ、前記係合部と前記被係合部との係合構造の少なくとも一部が、前記ヨークと前記インシュレータとで前記径方向に挟まれる。

本発明に係る回転電機のステータによれば、ステータコア及びインシュレータの少なくとも一方の被係合部が、固定部材のヨーク側に設けられた係合部に軸方向に離脱不可能に係合する。更には、係合部と被係合部との係合構造の少なくとも一部が、ヨークとインシュレータとで径方向に挟まれ、ヨークがステータコアに対して径方向に離脱不可能になっている。したがって、固定部材が、ヨークに対して軸方向及び径方向に離脱不可能になるので、回転電機のステータに軸方向や径方向の振動が生じても、係合部と被係合部との係合構造が解除されることがない。よって、固定部材に軸方向や径方向の振動に起因する位置ずれが生じることを抑制できる。

本発明の一実施形態に係る回転電機のステータの斜視図である。上記ステータにおける端子モジュールの取り付けについて説明する図である。端子モジュール、ステータコア、及びインシュレータの係合構造を説明するための図であり、（ａ）は端子モジュールの係合部周辺の拡大斜視図であり、（ｂ）はステータコアの被係合部周辺の拡大斜視図である。また、（ｃ）はインシュレータにおける係合構造を径方向に封鎖する部分周辺の拡大斜視図である。第１変形例における図３に対応する図であり、（ａ）は第１変形例の端子モジュールの係合部周辺の拡大斜視図であり、（ｂ）は第１変形例のステータコアの被係合部周辺の拡大斜視図である。また、（ｃ）は第１変形例のインシュレータにおける係合構造を径方向に封鎖する部分の拡大斜視図である。第２変形例における図３に対応する図であり、（ａ）は第２変形例の端子モジュールの係合部周辺の拡大斜視図であり、（ｂ）は第２変形例のステータコアにおいて（ａ）の周辺に位置する構造を示す拡大斜視図である。また、（ｃ）は第２変形例のインシュレータの被係合部周辺の拡大斜視図である。第３変形例における係合構造を説明するための図であり、（ａ）は第３変形例の端子モジュールの係合部周辺の正面図であり、（ｂ）は第３変形例のステータコアの被係合部周辺の正面図である。

以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて新たな実施形態を構築することは当初から想定されている。また、以下の説明及び図面の記載において、Ｒ方向は、ステータ１の径方向であり、θ方向は、ステータ１の周方向であり、Ｚ方向は、ステータ１の軸方向である。Ｒ方向、θ方向及びＺ方向は、互いに直交する。また、以下で説明するステータ１を含む回転電機は、車両、例えば、ハイブリッド車（ＨＶ）や電気自動車（ＥＶ）等に搭載される。

図１は、本発明の一実施形態に係る回転電機のステータ１の斜視図である。図１に示すように、ステータ１は、ステータコア１０、インシュレータ２０（図２参照）、ステータコイル３０、及び端子モジュール５０を備える。ステータコア１０は、環状の磁性体部品であり、例えば、複数の珪素鋼鈑（電磁鋼鈑）が積層されて構成されるが、樹脂バインダと磁性材粉末を加圧成形することにより構成されてもよい。ステータコア１０は、環状のヨーク１１、及び複数のティース１２（図２参照）を有し、複数のティース１２は、θ方向に互いに間隔をおいた状態でヨーク１１からＲ方向内側に突出する。インシュレータ２０は、ティース１２を覆うように配置される。インシュレータ２０の係る配置に関しては、図２及び図３を用いて後で詳細に説明する。

ステータコイル３０は、第１乃至第４Ｕ相コイル３１ａ〜３１ｄと、第１乃至第４Ｖ相コイル３２ａ〜３２ｄと、第１乃至第４Ｗ相コイル３３ａ〜３３ｄとを含む。各Ｕ,Ｖ,Ｗ相コイル３１ａ〜３１ｄ,３２ａ〜３２ｄ,３３ａ〜３３ｄは、インシュレータ２０を介してティース１２に巻回される。これらのコイル３１ａ〜３１ｄ,３２ａ〜３２ｄ,３３ａ〜３３ｄは、θ方向に時計回りに、Ｕ相コイル３１ａ〜３１ｄ、Ｖ相コイル３２ａ〜３２ｄ、及びＷ相コイル３３ａ〜３３ｄの順に配置され、この配列が４回繰り返される。

端子モジュール５０は、絶縁性を有する材質、例えば樹脂等で構成される環状の固定部材５７と、複数のバスバー５５とを有し、環状の固定部材５７は、ヨーク１１におけるＺ方向の一方側端面１７上に配設される。ステータコア１０への端子モジュール５０の取り付け構造については、後で図２及び図３を用いて詳細に説明する。固定部材５７は、複数の環状溝５８を含み、複数の環状溝５８は、Ｒ方向に互いに間隔をおいて設けられる。各環状溝５８は、例えばθ方向全周に亘って延在し、Ｚ方向の一方側端面のみに開口する。各バスバー５５は、いずれかの環状溝５８内に圧入等の手段で部分的に配設されて固定され、θ方向に延在する。

各バスバー５５のθ方向の端部には、Ｚ方向に延在して環状溝５８からＺ方向に突出する端子部５９が設けられる。各Ｕ,Ｖ,Ｗ相コイル３１ａ〜３１ｄ,３２ａ〜３２ｄ,３３ａ〜３３ｄの一方及び他方の端部は、いずれかのバスバー５５のθ方向一方側又は他方側の端子部５９に電気的に接続される。図１に示す例では、端子部５９は、略Ｕ字構造を有する。端子部５９のＵ字構造で、各Ｕ,Ｖ,Ｗ相コイル３１ａ〜３１ｄ,３２ａ〜３２ｄ,３３ａ〜３３ｄの一方及び他方の端部の導線３４を挟持することによって、バスバー５５と導線３４とが電気的に接続される。なお、バスバー５５と導線３４とは、カシメや半田や溶接を用いて確実に固定してもよい。

係る電気的な接続によって、４つのＵ相コイル３１ａ〜３１ｄ、４つのＶ相コイル３２ａ〜３２ｄ、及び４つのＷ相コイル３３ａ〜３３ｄの夫々が、直列に接続され、４つのＵ相コイル３１ａ〜３１ｄ、４つのＶ相コイル３２ａ〜３２ｄ、及び４つのＷ相コイル３３ａ〜３３ｄは、Ｙ結線（スター結線）される。ステータ１は、更にコネクタ８０を含む。コネクタ８０には、Ｕ相コイル用端子８１Ｕ、Ｖ相コイル用端子８１Ｖ、及びＷ相コイル用端子８１Ｗが設けられ、Ｕ相コイル用端子８１Ｕは、直列に接続された４つのＵ相コイル３１ａ〜３１ｄの中央側の２つのコイル３１ｂとコイル３１ｃとを接続しているバスバーに電気的に接続される。また、Ｖ相コイル用端子８１Ｖは、直列に接続された４つのＷ相コイル３２ａ〜３２ｄの中央側の２つのコイル３２ｂとコイル３２ｃとを接続しているバスバーに電気的に接続され、Ｗ相コイル用端子８１Ｗは、直列に接続された４つのＷ相コイル３３ａ〜３３ｄの中央側の２つのコイル３３ｂとコイル３３ｃとを接続しているバスバーに電気的に接続される。３相交流電力は、Ｕ相コイル用端子８１Ｕ、Ｖ相コイル用端子８１Ｖ、及びＷ相コイル用端子８１Ｗを介して外部からステータコイル３０に供給される。

なお、本実施形態では、Ｕ相コイル３１ａ〜３１ｄ、Ｖ相コイル３２ａ〜３２ｄ、及びＷ相コイル３３ａ〜３３ｄが、スター結線される例について説明したが、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、及びＷ相コイルは、Δ結線されてもよい。また、端子モジュール５０及びステータコイル３０を、ステータコア１０上に樹脂でモールドして、各Ｕ,Ｖ,Ｗ相コイル３１ａ〜３１ｄ,３２ａ〜３２ｄ,３３ａ〜３３ｄの位置決めを確実に行うと共に、隣り合うＵ,Ｖ,Ｗ相コイル３１ａ〜３１ｄ,３２ａ〜３２ｄ,３３ａ〜３３ｄ間の絶縁を確保してもよい。又は、ワニスなどの絶縁樹脂を各Ｕ,Ｖ,Ｗ相コイルの表面に塗布して各Ｕ,Ｖ,Ｗ相コイルの位置決め及び絶縁を確保してもよい。

回転電機は、図示しないロータを備え、ロータは、ステータ１のＲ方向内方にステータ１に対して間隔をおいた状態で配設される。ロータの中心軸は、ステータ１の中心軸と一致する。ロータは、回転軸の周囲に固定される環状の磁性体部品であり、例えば、複数の円環状の珪素鋼鈑（電磁鋼鈑）が積層されて構成される。回転電機が永久磁石型である場合には、ロータには、複数の永久磁石が周方向に互いに間隔をおいた状態で埋め込まれる。

上記構成において、回転電機を駆動する際には、例えば、バッテリからの直流電力がインバータを介して三相交流電力に変換された後、三相交流電力が、Ｕ，Ｖ，Ｗの三相のコイル３１ａ〜３１ｄ,３２ａ〜３２ｄ,３３ａ〜３３ｄに供給される。係るＵ，Ｖ，Ｗの三相のコイル３１ａ〜３１ｄ,３２ａ〜３２ｄ,３３ａ〜３３ｄへの三相交流電力の供給によって、ティース１２が磁化されて磁極となり、磁極の位置がステータ１のθ方向に沿って移動する回転磁界が生じる。そして、ロータがその回転磁界に基づいて回動し、回転動力が生成される。

他方、電力の回生は次のように行われる。すなわち、ロータが、外部からの動力（車両における車輪側からの動力）によって回動すると、ロータに埋め込まれた永久磁石がロータ中心軸の回りを回転する。すると、Ｕ，Ｖ，Ｗの三相のコイル３１ａ〜３１ｄ,３２ａ〜３２ｄ,３３ａ〜３３ｄに電磁誘導の法則に基づく誘導起電力が誘起され、交流の誘導電流がＵ，Ｖ，Ｗの三相の３１ａ〜３１ｄ,３２ａ〜３２ｄ,３３ａ〜３３ｄを流れる。そして、係る誘導電流に基づくＵ，Ｖ，Ｗの三相のコイル３１ａ〜３１ｄ,３２ａ〜３２ｄ,３３ａ〜３３ｄからの交流電力が、インバータで直流電力に変換された後、バッテリに供給される。

次に、図２及び図３を用いて、端子モジュール５０、ステータコア１０、及びインシュレータ２０の係合構造を説明する。図２は、ステータコア１０に対する端子モジュール５０及びインシュレータ２０の取り付けを行っている途中の状態を示す斜視図である。また、図３（ａ）は、端子モジュール５０の係合部周辺の拡大斜視図であり、図３（ｂ）は、ステータコア１０の被係合部周辺の拡大斜視図である。また、図３（ｃ）は、インシュレータ２０における係合構造を径方向に封鎖する部分の拡大斜視図である。

図２及び図３を参照して、端子モジュール５０の固定部材５７は、複数のモジュールピース５１を含み、複数のモジュールピース５１が互いに相俟って環状の固定部材５７を構成する。各モジュールピース５１は、Ｒ方向内側に平面状の端面５２を有し、Ｚ方向他方側（ステータコア１０のＺ方向端面側）にＺ方向他方側に突出する突出部５３を有する。突出部５３は係合部を構成する。

端面５２と、突出部５３のＲ方向内側の端面５３ａとは、略同一平面上に位置する。突出部５３は、端面５３ａに平行な断面において逆Ｔ字状の形状を有する。Ｒ方向から見たとき、突出部５３は、ステータコア１０においてθ方向に隣り合うティース１２の間に存在するスロット１６に重なる。

図２及び図３に示すように、ステータコア１０のヨーク１１においてスロット１６の一部を構成するＲ方向内側の端面６８は、平面形状を有する。当該端面６８には、被係合部の一例としての凹部６４が設けられる。この凹部６４の形状は、突出部５３の形状に対応し、凹部６４は、突出部５３と同一か又は僅かに大きい。詳しくは、図３（ｂ）に示すように、凹部６４は、端面６８に逆Ｔ字状の開口６４ａを有する。また、凹部６４は、Ｚ方向一方側の端面に突出部５３の延在長さに対応する長さの略矩形状の開口６４ｂを有する。なお、図２及び図３に示す例では、凹部６４がＺ方向一方側の端面に開口する場合について説明したが、凹部はＺ方向の端面に開口する必要がなく、Ｒ方向内側の端面のみに開口してもよい。

図３（ｃ）を参照して、インシュレータ２０は、複数のインシュレータピース２１を含み、複数のインシュレータピース２１は互いに相俟って略環状のインシュレータ２０を構成する。各インシュレータピース２１は、ティース被覆部２３と、係合構造解除防止部２４とを含む。ティース被覆部２３は、ティース１２が挿通される図示しないティース挿通孔を有し、当該ティース挿通孔には、ティース１２が挿通される。ティース被覆部２３は、ティース１２の側面を全周に亘って被覆する。係合構造解除防止部２４は、インシュレータピース２１のＲ方向外方側の端面の一部を構成し、平面形状を有する。係合構造解除防止部２４は、ティース被覆部２３に接続される。係合構造解除防止部２４は、Ｒ方向から見たとき、スロット１６の一部を構成するヨーク１１のＲ方向内側の端面６８に重なる。

上記構成において、ステータコア１０、端子モジュール５０、及びインシュレータ２０は次のように一体化される。先ず、Ｒ方向内側から見たとき、モジュールピース５１の突出部５３の全てがヨーク１１の凹部６４に重なるようにヨーク１１のＲ方向内側にモジュールピース５１を配置する。その後、ヨーク１１に対してモジュールピース５１をＲ方向外側に相対移動させて、ヨーク１１の凹部６４にモジュールピース５１の突出部５３を嵌合（係合）させる。

モジュールピース５１が、断面略逆Ｔ字状の突出部５３を有し、ヨーク１１がその突出部５３に対応する形状の断面略逆Ｔ字状の凹部６４を有する。したがって、突出部５３が凹部６４に係合した状態で、Ｚ方向から見たとき、突出部５３のθ方向の一方側端部６３ａ（図３（ａ）参照）がヨーク１１の一方側凹部隣接部６９ａ（図３（ｂ）参照）に重なり、突出部５３のθ方向の他方側端部６３ｂがステータコア１０の他方側凹部隣接部６９ｂに重なる。そのため、突出部５３が凹部６４に係合した後、一方側及び他方側端部６３ａ,６３ｂが一方側及び他方側凹部隣接部６９ａ,６９ｂにＺ方向に当接し、突出部が凹部６４に対してＺ方向に離脱不可能になる。

続いて、インシュレータピース２１のティース挿通孔にティース１２が嵌合するようにインシュレータピース２１をＲ方向内側からステータコア１０に組み付ける。例えば、各インシュレータピース２１のＲ方向内側の端部には、凸部又は凹部が設けられ、ステータコア１０において当該凸部又は凹部にＲ方向に対応する箇所には凹部又は凸部が設けられる。インシュレータピース２１のＲ方向外側の端面２９がステータコア１０のＲ方向内側の端面７１（図３（ｂ）参照）に当接するまで、インシュレータピース２１の凸部又は凹部をステータコア１０の凹部又は凸部に圧入する。このようにして、インシュレータピース２１をステータコア１０に取り付ける。

インシュレータピース２１が、ステータコア１０に固定されると、ヨーク１１の凹部６４における逆Ｔ字状の開口６４ａがインシュレータ２０の係合構造解除防止部２４で覆われる。その結果、モジュールピース５１の突出部５３とステータコア１０の凹部６４との係合構造が、ステータコア１０とインシュレータピース２１とでＲ方向に挟まれ、端子モジュール５０（固定部材５７）がステータコア１０からＲ方向に離脱不可能になる。

上記実施形態によれば、ステータコア１０の凹部６４が、固定部材５７のヨーク１１側に設けられた突出部５３にＺ方向に離脱不可能に係合する。更には、凹部６４と突出部５３との係合構造が、ヨーク１１とインシュレータ２０とでＲ方向に挟まれ、ヨーク１１がステータコア１０に対してＲ方向に離脱不可能になっている。したがって、固定部材５７が、ステータコア１０に対してＺ方向及びＲ方向に離脱不可能になる。よって、回転電機のステータ１にＺ方向やＲ方向の振動が生じても、突出部５３と凹部６４との係合構造が解除されることがないので、端子モジュール５０にＺ方向やＲ方向の振動に起因する位置ずれが生じることを抑制できる。その結果、ステータ１のＲ方向及びθ方向の位置出し精度を高くでき、導体接合の信頼性が高くなる。

また、突出部５３と凹部６４との係合構造が、一方側及び他方側凹部隣接部６９ａ,６９及び係合構造解除防止部２４でＺ方向及びＲ方向に離脱不可能になっているので、突出部５３と凹部６４の締め代を小さくするか又は零以下に設定することができる。よって、突出部５３及び凹部６４を摩耗、摩滅させることなく係合できる。

また、ピンを用いずに、突出部５３と凹部６４とを係合させて、インシュレータ２０の係合構造解除防止部２４で係合構造をＲ方向に封鎖するだけで、ステータコア１０、端子モジュール５０（固定部材５７）、及びインシュレータ２０を一体化できる。したがって、ステータコア１０、端子モジュール５０、及びインシュレータ２０の一体構造を簡単安価に構成でき、ステータ１組み立ての作業性も高くなる。

また、端子モジュール５０（固定部材５７）が、ヨーク１１のＺ方向の一方側端面１７に取り付けられるので、端子モジュールをステータコイルにＺ方向に重なる位置に設ける場合との比較において、ステータ１のＺ方向寸法をステータコイル３０のＺ方向の厚みだけ低減でき、ステータ１をコンパクトに構成できる。

更には、突出部５３と凹部６４との係合構造が解除されることがないので、バスバー５５の固有振動の周波数を、悪路走行に起因して発生する車両振動の周波数範囲に対して大きく異ならせることができる。よって、ステータコイル３０とバスバー５５との接合の信頼性が高くなる。

尚、本発明は、上記実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項およびその均等な範囲において種々の改良や変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、ステータコア１０のヨーク１１の被係合部が凹部６４であったが、ステータコア１１０のヨーク１１１の被係合部は突出部１６４であってもよい。以下、ヨーク１１１の被係合部が突出部１６４である場合について、図４を参照して説明する。図４は、第１変形例のステータ１０１における図３に対応する図であり、図４（ａ）は第１変形例の端子モジュール１５０の係合部周辺の拡大斜視図であり、図４（ｂ）は第１変形例のステータコア１１０の被係合部周辺の拡大斜視図である。また、図４（ｃ）は第１変形例のインシュレータ１２０における係合構造をＲ方向に封鎖する部分の拡大斜視図である。なお、以下の図４〜図６に示す第１乃至第３変形例のステータ１０１,２０１,３０１では、上記実施形態のステータ１と同様の作用効果については、記載を省略する。

図４（ａ）に示すように、第１変形例では、モジュールピース１５１におけるθ方向の一方側端部に、Ｚ方向他方側に突出する突出部１５３ａが設けられ、モジュールピース１５１におけるθ方向の他方側端部に、Ｚ方向他方側に突出する突出部１５３ｂが設けられる。そして、θ方向に隣接する各２つのモジュールピース１５１に関し、一方のモジュールピース１５１の突出部１５３ａと、他方のモジュールピース１５１の突出部１５３ｂとで略逆Ｔ字状の端面を有する一体の統合突出部１５３が構成される。統合突出部１５３は、Ｒ方向内側に突出する。統合突出部１５３は、係合部を構成する。統合突出部１５３は、Ｚ方向一方側に略直方体状のＺ方向延在部１５５ａを有する。また、統合突出部１５３は、Ｚ方向他方側に、θ方向一方側に延在するθ方向一方側延在部１５５ｂと、θ方向他方側に延在するθ方向他方側延在部１５５ｃとを有する。

他方、図４（ｂ）に示すように、ヨーク１１１は、Ｒ方向内側かつＺ方向一方側の端部にＲ方向内側に突出する突出部１６４を有する。突出部１６４は、被係合部を構成する。突出部１６４は、立方体又は直方体状の第１突出部１６４ａ及び第２突出部１６４ｂを含み、第１突出部１６４ａ及び第２突出部１６４ｂは、θ方向に互いに間隔をおいて配設される。

図４（ａ）及び図４（ｂ）を参照して、Ｚ方向延在部１５５ａを、第１突出部１６４ａと第２突出部１６４ｂとの間に挟持すると共に、θ方向一方側及び他方側延在部１５５ｂ,１５５ｃのＺ方向一方側の上面を、第１及び第２突出部１６４ａ,１６４ｂのＺ方向他方側の下面に当接させるように、統合突出部１５３をＲ方向内側から突出部１６４に係合させる。統合突出部１５３と突出部１６４が係合している状態で、端子モジュール１５０の固定部材１５７におけるＺ方向他方側の端面１５９と、ヨーク１１１のＺ方向一方側の端面１６９とは当接する。

図４（ｃ）に示すように、θ方向に隣接する２つのインシュレータピース１２１の接合部には、統合突出部１５３と突出部１６４を係合したときに生成される係合突出構造の形状に対応する統合凹部１２８が設けられる。統合凹部１２８は、θ方向に隣接する２つのインシュレータピース１２１において、一方のインシュレータピース１２１の凹部１２８ａと、他方のインシュレータピース１２１の凹部１２８ｂとが互いに相俟って統合されて構成される。

統合突出部１５３と突出部１６４とが係合してなる係合突出構造を、統合凹部１２８に収容するように、インシュレータピース１２１とステータコア１１０とを図示しない凹凸を用いた圧入等の係合で固定して、モジュールピース１５１（固定部材１５７）、ステータコア１１０、及びインシュレータピース１２１を一体化する。第１及び第２突出部１６４ａ,１６４ｂのＺ方向他方側の下面と、統合凹部１２８のＺ方向他方側の底面とによって、突出部１６４は統合突出部１５３に対してＺ方向に離脱不可能になる。また、統合突出部１５３と突出部１６４を係合してなる係合突出構造は、ヨーク１１１とインシュレータ１２０によって挟まれ、突出部１６４が統合突出部１５３に対してＲ方向に離脱不可能になる。

第１変形例によれば、ステータコア１１０に凹部が設けられることがなくて、ステータコア１１０の体積が小さくならないので、ステータコア１１０に被係合部を設けたことに起因して磁気回路に影響が生じることがない。更には、係合部と被係合部との係合でθ方向に隣接する２つのモジュールピース１５１の締結も行うことができるので、Ｒ方向及びθ方向の位置出し精度を更に向上させることができる。

次に第２変形例について説明する。上記実施形態では、端子モジュール５０の係合部に係合する被係合部をステータコア１０に設けたが、端子モジュール２５０の係合部に係合する被係合部をインシュレータ２２０に設けてもよい。以下、インシュレータ２２０に被係合部を設けた場合について、図５を、参照して説明する。図５は、第２変形例のステータ２０１における図３に対応する図であり、図５（ａ）は、第２変形例の端子モジュール２５０の係合部周辺の拡大斜視図であり、図５（ｂ）は第２変形例のステータコア２１０において（ａ）の周辺に位置する構造を示す拡大斜視図である。また、図５（ｃ）は第２変形例のインシュレータ２２０の被係合部周辺の拡大斜視図である。

図５（ａ）に示すように、第２変形例では、モジュールピース２５１におけるθ方向の一方側端部に、Ｒ方向内側に突出する突出部２５３ａが設けられ、モジュールピース２５１におけるθ方向の他方側端部に、Ｒ方向内側に突出する突出部２５３ｂが設けられる。そして、θ方向に隣接する各２つのモジュールピース２５１に関し、一方のモジュールピース２５１の突出部２５３ａと、他方のモジュールピース２５１の突出部２５３ｂとは、互いに相俟ってＲ方向内側に突出する一体の統合突出部２５３を構成する。統合突出部２５３は、係合部を構成する。突出部２５３ａ及び突出部２５３ｂの夫々は、板状部と、その板状部からＲ方向内側に突出する棒状部とを含む。突出部２５３ａの板状部と、突出部２５３ｂの板状部とは、モジュールピース２５１の接合部において屈曲する屈曲板状部２５２を構成し、突出部２５３ａの棒状部と、突出部２５３ｂの棒状部とは、互いに相俟って一つの統合棒状部２８８を構成する。屈曲板状部２５２は、Ｚ方向他方側に突出するＺ方向突出部２５４を含む。

他方、図５（ｃ）に示すように、θ方向に隣接する２つのインシュレータピース２２１の接合部には、統合突出部２５３の形状に対応する統合凹部２２８が設けられる。統合凹部２２８は、被係合部を構成する。統合凹部２２８は、θ方向に隣接する２つのインシュレータピース２２１において、一方のインシュレータピース２２１の凹部２２８ａと、他方のインシュレータピース２２１の凹部２２８ｂとが互いに相俟って統合されて構成される。凹部２２８ａ及び凹部２２８ｂの夫々は、板状凹部と、その板状凹部に連通すると共に、θ方向片側に開口してＲ方向に延在する溝部とを含む。凹部２２８ａの板状凹部と、凹部２２８ｂの板状凹部とは、インシュレータピース２２１の接合部において屈曲する屈曲板状凹部を構成し、凹部２２８ａの溝部と、凹部２２８ｂの溝部とは、互いに相俟ってＲ方向に延在する貫通孔２３０を構成する。

図５（ａ）、図５（ｂ）及び図５（ｃ）を参照して、屈曲板状部２５２のＺ方向突出部２５４の裏面２５５をステータコア２１０のヨーク２１１のＲ方向内側の端面２８１に当接させ、モジュールピース２５１のＺ方向他方側の端面２５９をステータコア２１０のヨーク２１１におけるＺ方向の一方側端面２１７に当接させる。その状態で統合突出部２５３が統合凹部２２８に嵌合するように、インシュレータピース２２１とステータコア２１０とを図示しない凹凸を用いた圧入等の係合で固定して、モジュールピース２５１（固定部材２５７）、ステータコア２１０、及びインシュレータ２２０を一体化する。

凹部２２８ａの溝部と凹部２２８ｂの溝部とが互いに相俟って構成される貫通孔２３０によって端子モジュール２５０がステータコア２１０に対してＺ方向に離脱不可能になる。また、統合突出部２５３と統合凹部２２８の係合構造は、ステータコア２１０とインシュレータ２２０によって挟まれ、統合突出部２５３が統合凹部２２８に対してＲ方向に離脱不可能になる。

第２変形例も第１変形例と同様、ステータコア２１０に凹部が設けられることがなくて、ステータコア２１０の体積が小さくならないので、ステータコアの形状変更に起因する磁気回路の変動が生じることがない。更には、係合部と被係合部との係合でθ方向に隣接する２つのモジュールピース２５１の締結も行うことができるので、Ｒ方向及びθ方向の位置出し精度を更に向上させることができる。

次に第３変形例について説明する。上記実施形態では、端子モジュール１５０が突出部５３を有し、ステータコア１０が凹部６４を有する場合について説明したが、端子モジュールが凹部を有し、ステータコア及びインシュレータの少なくとも一方が、突出部（凸部）を有してもよい。例えば、図６（ａ）、すなわち、第３変形例の端子モジュール３５０の係合部周辺をＲ方向内側から見たときの正面図に示すように、端子モジュール３５０が略Ｔ字状の開口を有する凹部３５３を、Ｚ方向他方側に有してもよい。また、図６（ｂ）、すなわち、第３変形例のステータコア３１０の被係合部周辺をＲ方向内側から見たときの正面図に示すように、ステータコア３１０が、Ｚ方向一方側に突出すると共に上記凹部３５３に対応する形状の突出部３６４を有してもよい。そして、凹部３５３と突出部３６４とを嵌合させた後、凹部３５３と突出部３６４の係合構造（嵌合構造）のＲ方向内側の端部を図示しないインシュレータで覆って、当該係合構造を解除不能としてもよい。

また、上記実施形態では、端子モジュール５０における固定部材５７の突出部５３がステータコア１０の凹部６４に係合する場合について説明したが、端子モジュールにおける固定部材の突出部の一部が、ステータコアの凹部に係合すると共に、固定部材の突出部の他の一部が、インシュレータの凹部に係合する構成でもよい。また、上記実施形態では、突出部（係合部）５３と凹部（被係合部）６４との係合構造の全てが、ヨーク１１とインシュレータ２０とでＲ方向に挟まれる場合について説明したが、係合部と被係合部との係合構造の一部が、ヨークとインシュレータとでＲ方向（径方向）に挟まれる構成でもよい。また、上記実施形態では、端子モジュール５０の突出部５３が断面逆Ｔ字状である場合について説明したが、端子モジュールの突出部（係合部）は、ステータコア及びインシュレータのうちの少なくとも一方に設けられる被係合部からＺ方向に離脱不可能な形状であれば如何なる形状でもよく、例えば、端子モジュールの突出部（係合部）は、Ｌ字形状等であってもよい。

１, １０１, ２０１, ３０１ステータ、１０, １１０, ２１０, ３１０ステータコア、１１, １１１, ２１１ヨーク、１２ティース、１７ヨークの一方側端面、２０, １２０, ２２０インシュレータ、３１ａ〜３１ｄ, ３２ａ〜３２ｄ, ３３ａ〜３３ｄコイル、５５バスバー、５７, １５７, ２５７固定部材、５３, ３６４突出部、６４，３５３凹部、１２８，２２８統合凹部、１５３, ２５３統合突出部、Ｒ方向径方向、Ｚ方向軸方向。

Claims

環状のヨーク、及び周方向に互いに間隔をおいた状態で前記ヨークから径方向の内側に突出する複数のティースを有するステータコアと、
前記ティースの側面を被覆すると共に、絶縁性を有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ティースに巻回されるコイルと、
前記ヨークの一方側端面上に配置され、前記コイルに電気的に接続されるバスバーが固定される固定部材と、を備え、
前記固定部材は、前記ヨーク側に係合部を有し、
前記ヨーク及び前記インシュレータの少なくとも一方には、前記係合部に係合して前記係合部に対して軸方向に離脱不可能になっている被係合部が設けられ、
前記係合部と前記被係合部との係合構造の少なくとも一部が、前記ヨークと前記インシュレータとで前記径方向に挟まれる、回転電機のステータ。