JP2018117402A - 絶縁部材、回転電機のステータ、回転電機、および回転電機のステータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】回転電機の製造効率の向上を図ることのできる絶縁部材を提供する。
【解決手段】スロット絶縁紙４０は、回転電機のステータコア１０のスロット１３に挿入され、ステータコア１０とスロット１３に配置されるステータコイル２０とを絶縁する絶縁部材であって、シート状の絶縁基材５０により形成され、絶縁基材５０を挟んだ両側を連通する連通部４９を備える。絶縁基材５０の主面５０ａ，５０ｂには、繊維材料により形成された繊維層が設けられている。
【選択図】図７

Description

本発明は、絶縁部材、回転電機のステータ、回転電機、および回転電機のステータの製造方法に関するものである。

電気自動車やハイブリッド自動車等の車両には、ステータおよびロータを備えた回転電機が搭載されている。ステータのステータコア（鉄心）には、ステータの径方向に延びるティースが設けられている。ステータの周方向に隣接するティース間には、コイルが挿通可能なスロットが形成されている。スロットとコイルとの間には、ステータコアとコイルとを絶縁する絶縁部材が挿入されている。ステータコアとコイルとを固定する方法として、例えばスロット内における絶縁部材の表裏両側にワニスを流し込む方法や、特許文献１および特許文献２に記載されたように絶縁部材の表裏両側に加熱により発泡する材料（発泡接着剤等）等の接着剤を配置する方法等がある。

特開２０１１−２４４５９６号公報 特開２０１３−９４９９号公報

しかしながら、ステータコアとコイルとの固定にワニスを用いる場合、絶縁部材の表裏両側にワニスを流し込む必要がある。このため、スロット内にワニスを導入する工程が複雑になり、製造効率が低下するおそれがある。また、接着剤が表面に配置された絶縁部材をスロットに挿入する場合、絶縁部材が挿入されたスロットにコイルを挿入する際に発泡接着剤がコイルに接着してコイルの挿入性が悪化するおそれがある。したがって、従来技術にあっては、回転電機の製造効率の向上を図るという点で課題がある。

そこで本発明は、回転電機の製造効率の向上を図ることのできる絶縁部材、回転電機のステータ、回転電機、および回転電機のステータの製造方法を提供するものである。

本発明の絶縁部材（例えば、実施形態におけるスロット絶縁紙４０，１４０，２４０，３４０，４４０，５４０）は、回転電機（例えば、実施形態における回転電機１）の鉄心（例えば、実施形態におけるステータコア１０）のスロット（例えば、実施形態におけるスロット１３）に挿入され、前記鉄心と前記スロットに配置されるコイル（例えば、実施形態におけるステータコイル２０）とを絶縁する絶縁部材であって、シート状の絶縁基材（例えば、実施形態における絶縁基材５０，３５０，５５０）により形成され、前記絶縁基材を挟んだ両側を連通する連通部（例えば、実施形態における４９，２４９，３４９，４４９，５４９）を備える、ことを特徴とする。

本発明によれば、スロット内における絶縁基材に対する一方側のみに、鉄心とコイルとを固定する固定材を配置することで、スロット内における絶縁基材に対する他方側に連通部を通じて固定材を供給できる。このため、固定材としてワニスを用いる場合には、スロット内における絶縁基材に対する両側にワニスを導入することなく、スロット内にワニスを充填できる。よって、従来技術のように連通部が設けられていない絶縁部材を用いる場合と比較して、ワニスを導入する工程を簡略化できる。また、固定材として発泡接着剤を用いる場合、スロット内における絶縁基材に対する両側に発泡接着剤を配置することなく、スロット内に発泡接着剤を充填できる。これにより、絶縁部材が挿入されたスロットにコイルを挿入する際に発泡接着剤がコイルに接着してコイルの挿入性が悪化することを抑制できる。したがって、回転電機の製造効率の向上を図ることができる。

上記の絶縁部材において、前記絶縁基材の少なくとも一方の主面（例えば、実施形態における第１主面５０ａ、第２主面５０ｂ）には、繊維材料により形成された繊維層が設けられている、ことが望ましい。

本発明によれば、繊維層が設けられた絶縁部材の表面に固定材を含浸させることができる。これにより、絶縁部材と固定材とが強固に固定される。したがって、絶縁部材を介して固定材により固定される鉄心とコイルとの位置ずれを確実に防止できる。
また、固定材としてワニスを用いる場合には、ワニスを絶縁部材の表面に沿って容易に濡れ広がらせることができる。したがって、ワニスを導入する工程をより簡略化できる。
さらに、絶縁部材の表面に繊維層が配置されることで、回転電機の製造時において繊維層に摺接する他部材と絶縁部材とが滑りやすくなる。これにより、絶縁部材をスロットに挿入する際、または絶縁部材が挿入されたスロットにコイルを挿入する際に、摩擦により絶縁部材が引きずられて座屈することを防止できる。したがって、絶縁部材による鉄心とコイルとの間の電気的絶縁を確実に確保することができる。

上記の絶縁部材において、前記連通部は、前記繊維層を貫通する貫通孔である、ことが望ましい。

本発明によれば、連通部を通じて絶縁基材に対する一方側から他方側に固定材を容易に供給できる。

上記の絶縁部材において、前記連通部は、前記スロットに対向する箇所に設けられている、ことが望ましい。

本発明によれば、スロット内における絶縁基材に対する一方側に配置した固定材を、スロット外を経由せずに、連通部を通じて絶縁基材に対する他方側に供給できる。したがって、スロット内に固定材を確実に充填できる。

上記の絶縁部材において、前記鉄心の軸方向に沿って延びる折り目（例えば、実施形態における折り目４７）を備え、前記連通部は、前記折り目を避けた箇所に形成されている、ことが望ましい。

連通部が折り目に形成されていると、折り曲げられたスロット絶縁紙の角部に連通部が形成される。すると、絶縁部材を予め折り曲げた状態でスロットに挿入する際に、スロット絶縁紙の折り目に沿う角部の連通部がスロットの端縁に引っ掛かり、スロット絶縁紙の挿入性が悪化するおそれがある。
本発明によれば、連通部が折り目を避けた箇所に形成されているので、絶縁部材のスロットへの挿入性が悪化することを抑制できる。

上記の絶縁部材において、前記絶縁基材の一方の主面（例えば、実施形態における第１主面５０ａ）上に配置された発泡接着剤（例えば、実施形態における発泡接着剤１６０）を備える、ことが望ましい。

本発明によれば、絶縁基材の両主面上に発泡接着剤を配置することなく、連通部を通じて発泡接着剤を絶縁基材の他方の主面側に供給することができる。これにより、絶縁基材におけるスロットに対向する主面上に発泡接着剤を配置することで、絶縁部材が挿入されたスロットにコイルを挿入する際に発泡接着剤がコイルに接着してコイルの挿入性が悪化することを抑制できる。したがって、回転電機の製造効率の向上を図ることができる。

本発明の回転電機（例えば、実施形態における回転電機１）のステータ（例えば、実施形態におけるステータ３）は、上記の絶縁部材と、前記鉄心と、を備えることを特徴とする。
本発明の回転電機（例えば、実施形態における回転電機１）は、上記の回転電機のステータを備えることを特徴とする。

本発明によれば、上述した絶縁部材を備えているので、ステータの製造工程を簡略化することができ、回転電機およびステータの低コスト化を図ることができる。

本発明の回転電機のステータの製造方法は、上記の絶縁部材と、前記鉄心と、を備える回転電機のステータの製造方法であって、前記絶縁部材を前記スロットに挿入する絶縁部材挿入工程と、前記スロットに前記コイルを配置するコイル配置工程と、前記絶縁基材の一方の主面（例えば、実施形態における第１主面５０ａ）側に固定材（例えば、実施形態におけるワニス６０）を導入する固定材導入工程と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、固定材導入工程において絶縁基材の一方の主面側のみに固定材を導入することで、絶縁部材の他方の主面側に連通部を通じて固定材を供給できる。このため、スロット内における絶縁基材に対する両側に固定材を導入することなく、スロット内に固定材を充填できる。したがって、従来技術のように連通部が設けられていない絶縁部材を用いる場合と比較して、固定材を導入する工程が簡略化された製造方法を提供できる。

本発明によれば、スロット内における絶縁基材に対する一方側のみに、鉄心とコイルとを固定する固定材を配置することで、スロット内における絶縁基材に対する他方側に連通部を通じて固定材を供給できる。このため、固定材としてワニスを用いる場合には、スロット内における絶縁基材に対する両側にワニスを導入することなく、スロット内にワニスを充填できる。よって、従来技術のように連通部が設けられていない絶縁部材を用いる場合と比較して、ワニスを導入する工程を簡略化できる。また、固定材として発泡接着剤を用いる場合、スロット内における絶縁基材に対する両側に発泡接着剤を配置することなく、スロット内に発泡接着剤を充填できる。これにより、絶縁部材が挿入されたスロットにコイルを挿入する際に発泡接着剤がコイルに接着してコイルの挿入性が悪化することを抑制できる。したがって、回転電機の製造効率の向上を図ることができる。

第１実施形態に係る回転電機の全体構成を示す概略構成図である。 第１実施形態に係るステータの斜視図である。 第１実施形態に係るステータの一部を示す断面図である。 第１実施形態に係るコイルセグメント群の斜視図である。 第１実施形態に係るスロット絶縁紙の断面図である。 第１実施形態に係るスロット絶縁紙を展開した状態を示す平面図である。 第１実施形態に係るステータの一部を示す断面図である。 第１実施形態に係るスロット絶縁紙の作用を説明する図であって、ステータの一部を示す断面図である。 第１実施形態の第１変形例に係るスロット絶縁紙を説明する図であって、ステータの一部を示す断面図である。 第１実施形態の第２変形例に係るスロット絶縁紙の断面図である。 第２実施形態に係るスロット絶縁紙の断面図である。 第２実施形態の変形例に係るスロット絶縁紙の断面図である。 第３実施形態に係るスロット絶縁紙の断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る回転電機の全体構成を示す概略構成図（断面図）である。
図１に示すように、回転電機１は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車のような車両に搭載される走行用モータである。但し、本発明の構成は、走行用モータに限らず、発電用モータやその他用途のモータ、または車両用以外の回転電機（発電機を含む）にも適用可能である。

回転電機１は、ケース２と、ステータ３と、ロータ４と、出力シャフト５と、図示しない冷媒供給システムと、を備えている。
冷媒供給システムは、ステータ３やロータ４等に冷媒を供給する。冷媒の一例は、例えばＡＴ（オートマチックトランスミッション）のトランスミッションにおいて潤滑および動力伝達等に用いられる作動油である。回転電機１は、ステータ３の一部が冷媒に浸かった状態で使用される。

出力シャフト５は、ケース２に回転可能に支持されている。
ロータ４は、出力シャフト５に外嵌された円筒状に形成されている。なお、以下の説明では、出力シャフト５の軸線Ｃに沿う方向を軸方向といい、軸線Ｃに直交して軸線Ｃから放射状に延びる方向を径方向といい、軸線Ｃ周りの周方向を単に周方向という。

図２は、第１実施形態に係るステータの斜視図である。図３は、第１実施形態に係るステータの一部を示す断面図である。なお、図３では、後述するスロット絶縁紙４０を簡略化して図示しているとともに、後述するワニス６０の図示を省略している。
図２および図３に示すように、ステータ３は、ステータコア１０（鉄心）と、ステータコア１０に装着された複数相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のステータコイル２０（コイル）と、ステータコア１０とステータコイル２０とを絶縁するスロット絶縁紙４０（絶縁部材）と、を備えている。

ステータコア１０は、ロータ４（図１参照）を径方向の外側から囲む、軸線Ｃと同軸の円筒状に形成されている。図３に示すように、ステータコア１０は、円筒状のバックヨーク１１と、バックヨーク１１の内周面から径方向内側に突出する複数のティース１２と、を備えている。ステータコア１０の周方向に隣接するティース１２間には、溝状のスロット１３が設けられている。すなわち、ステータコア１０には、周方向に沿ってティース１２およびスロット１３が交互に配置されている。

図４は、第１実施形態に係るコイルセグメント群の斜視図である。
図４に示すように、ステータコイル２０は、断面矩形状の平角線により形成された複数の導体セグメント２１を有する。ステータコイル２０は、導体セグメント２１を所定本数（本実施形態では４本）毎に径方向に並べて束とした複数のコイルセグメント群２２により構成されている。図２および図４に示すように、各導体セグメント２１は、平行に延在する一対の脚部２４と、両脚部２４を連結する湾曲した連結部２６と、を有するＵ字状に形成された状態でスロット１３に挿入された後、スロット１３から突出した部分に曲げ加工が行なわれる。各導体セグメント２１は、ステータコア１０の一端から軸方向の一方側に突出する一対の端部２１ａを有している。導体セグメント２１のうち端部２１ａの先端を除く箇所は、絶縁被膜２８によって絶縁されている。

各導体セグメント２１の一方の脚部２４は、いずれかのスロット１３の径方向内側の領域に挿入され、他方の脚部２４は、一方の脚部２４が挿入されたスロット１３から所定数のスロット離れた位置にあるスロット１３の径方向外側の領域に挿入される。各導体セグメント２１の一対の脚部２４は、スロット１３内において軸方向に延在している。各脚部２４は、それぞれの外面における幅の広い一対の側面が径方向に向くように配置されている（図３参照）。各スロット１３に挿入される導体セグメント２１の脚部２４は、周方向にＵ相、Ｕ相、Ｖ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｗ相の順に並んでいる。

図２に示すように、導体セグメント２１の各端部２１ａは、スロット１３内で径方向に隣接する導体セグメント２１同士の曲げ方向が互いに逆方向となるように、かつ、同相の対応する導体セグメント２１の端部２１ａに近接するように周方向に曲げられる。近接した端部２１ａ同士は、ＴＩＧ溶接やレーザ溶接等により接合される。また、接合された端部２１ａには、図示しない絶縁性の粉体塗料により粉体塗装が施されている。また、ステータコイル２０における軸方向の他方側の端部には、複数のコイルセグメント群２２（図４参照）における各導体セグメント２１の連結部２６が周方向に連続し、かつ、周方向で隣り合う連結部２６同士が軸方向から見て部分的に重なるように配置されている。

図３に示すように、スロット絶縁紙４０は、スロット１３に挿入されている。スロット絶縁紙４０は、スロット１３と、ステータコイル２０と、の間に配置されている。スロット絶縁紙４０は、シート状の絶縁基材５０により形成されている。

図５は、第１実施形態に係るスロット絶縁紙の断面図である。
図５に示すように、絶縁基材５０は、フィルム層５１と、接着層５２を介してフィルム層５１の両面にそれぞれ積層された一対の繊維層５３と、を備えている。フィルム層５１は、絶縁性を有するとともに耐久性に優れた樹脂材料により形成されたフィルムである。本実施形態では、フィルム層５１は、ポリエチレンナフタレートにより形成されたフィルムである。繊維層５３は、例えばアラミド繊維により形成されている。繊維層５３は、後述するワニス６０（図７参照）を含浸可能に形成されている。

図３に示すように、スロット絶縁紙４０は、スロット１３内の全ての導体セグメント２１をまとめて囲うように配置されている。スロット絶縁紙４０は、スロット１３の形状、およびスロット１３内のステータコイル２０の外形形状に倣って、矩形状の絶縁基材５０を折り曲げることにより筒状に形成されている。

図６は、第１実施形態に係るスロット絶縁紙を展開した状態を示す平面図である。
図３および図６に示すように、スロット絶縁紙４０は、径方向におけるステータコイル２０の外側に位置する外周部４１と、外周部４１における周方向の端部から径方向内側に向かって延びる一対の側部４３と、各側部４３における径方向内側の端部から径方向におけるステータコイル２０の内側に延びる一対の内周部４５と、を備えている。外周部４１と各側部４３との間、および側部４３と内周部４５との間には、それぞれ軸方向に沿って延びる折り目４７が形成されている。一対の内周部４５は、径方向に重なり合うように配置されている。

図２に示すように、スロット絶縁紙４０は、軸方向においてスロット１３の全長よりも長く形成されている。スロット絶縁紙４０は、軸方向の端部がステータコア１０の軸方向の両端面１０ａからそれぞれ張り出すように、スロット１３に挿入されている。

図６に示すように、スロット絶縁紙４０は、絶縁基材５０を挟んだ表裏両側を連通する複数の連通部４９を備えている。連通部４９は、絶縁基材５０を一方の繊維層５３から他方の繊維層５３に亘って、絶縁基材５０をその厚み方向に貫通する貫通孔である（図５参照）。連通部４９は、例えば円孔状に形成されている。複数の連通部４９は、スロット１３（図３参照）に対向する箇所に形成されている。すなわち、複数の連通部４９は、絶縁基材５０のうち、ステータコア１０の軸方向の両端面１０ａ（図２参照）から張り出す軸方向の両端部以外の箇所に形成されている。また、複数の連通部４９は、折り目４７を避ける箇所に形成されている。なお、複数の連通部４９の数や形状は任意に設定可能であるが、連通部４９の開口幅の最大値は、例えば導体セグメント２１の太さよりも小さくすることが望ましい。これにより、ステータコイル２０（導体セグメント２１）がスロット１３に接触することを防止できる。

図７は、第１実施形態に係るステータの一部を示す断面図である。
図７に示すように、スロット１３内におけるステータコイル２０の周囲には、ワニス６０が充填されている。ワニス６０としては、例えば流動性（例えば液状）の硬化性樹脂を含む、電気絶縁性の組成物が挙げられる。ワニス６０は、スロット絶縁紙４０を挟んだ両側に配置され、スロット絶縁紙４０の両主面に設けられた絶縁基材５０の繊維層５３（図５参照）に浸透している。ワニス６０は、スロット絶縁紙４０とスロット１３とを固定するとともに、スロット絶縁紙４０とステータコイル２０とを固定している。これにより、ステータコイル２０は、ステータコア１０に対して固定される。

続いて、本実施形態のステータ３の製造方法について説明する。なお、以下の説明におけるステータ３の各構成部品の符号については、図２から図７を参照されたい。
本実施形態のステータの製造方法は、スロット絶縁紙４０をスロット１３に挿入する絶縁紙挿入工程（絶縁部材挿入工程）と、スロット１３にステータコイル２０を配置するコイル配置工程と、絶縁基材５０の第１主面５０ａ側にワニス６０（固定材）を導入するワニス導入工程（固定材導入工程）と、を備えている。

まず、絶縁紙挿入工程を行う。絶縁紙挿入工程では、スロット１３の形状に倣って、スロット絶縁紙４０を予め筒状に折り曲げる。次いで、筒状のスロット絶縁紙４０を軸方向に沿って移動させ、スロット絶縁紙４０をスロット１３における軸方向の一方の開口からスロット１３に挿入する。

次に、コイル配置工程を行う。コイル配置工程では、コイルセグメント群２２を軸方向に沿って移動させ、導体セグメント２１の脚部２４を、導体セグメント２１の端部２１ａ側から、スロット１３に配置された筒状のスロット絶縁紙４０の内側に挿入する。

次に、ワニス導入工程を行う。ワニス導入工程では、流動性を有するワニス６０をスロット１３内に注入し、スロット１３内でワニス６０を硬化させる。この際、ワニス６０をスロット１３内のうち、絶縁基材５０の一対の主面５０ａ，５０ｂのうちいずれかの主面が面する領域に注入する。本実施形態では、ワニス６０を絶縁基材５０のスロット１３に対向する第１主面５０ａ側、すなわちスロット絶縁紙４０とスロット１３との間に注入する。

図８は、第１実施形態に係るスロット絶縁紙の作用を説明する図であって、ステータの一部を示す断面図である。
図８に示すように、絶縁基材５０の第１主面５０ａ側に導入されたワニス６０は、絶縁基材５０の第１主面５０ａに設けられた繊維層５３（図５参照）に浸透しつつ、連通部４９を通って、絶縁基材５０の第２主面５０ｂ側に流れ込む。絶縁基材５０の第２主面５０ｂ側に流れ込んだワニス６０は、絶縁基材５０の第２主面５０ｂに設けられた繊維層５３に浸透しつつ、スロット絶縁紙４０とステータコイル２０との間を埋める。これにより、スロット１３内におけるステータコイル２０の周囲に、ワニス６０が充填される。そしてワニス６０を硬化させることで、ステータコイル２０とステータコア１０とは、スロット絶縁紙４０を介してワニス６０により固定される。

このように、本実施形態のスロット絶縁紙４０は、絶縁基材５０を挟んだ両側を連通する連通部４９を備えている。また、本実施形態のステータ３の製造方法は、絶縁基材５０の第１主面５０ａ側にワニス６０を導入するワニス導入工程を備えている。
この構成によれば、スロット１３内における絶縁基材５０に対する一方側（本実施形態ではスロット１３側）のみにワニス６０を導入することで、スロット１３内における絶縁基材５０に対する他方側（本実施形態ではステータコイル２０側）に連通部４９を通じてワニス６０を供給できる。このため、スロット１３内における絶縁基材５０に対する両側にワニス６０を導入することなく、スロット１３内にワニス６０を充填できる。よって、従来技術のように連通部４９が設けられていないスロット絶縁紙を用いる場合と比較して、ワニス６０を導入する工程を簡略化できる。したがって、回転電機１の製造効率の向上を図ることができる。

また、絶縁基材５０の両主面５０ａ，５０ｂには、繊維材料により形成された繊維層５３がそれぞれ設けられているので、スロット絶縁紙４０の表面にワニス６０を含浸させることができる。これにより、スロット絶縁紙４０とワニス６０とが強固に固定される。したがって、スロット絶縁紙４０を介してワニス６０により固定されるステータコイル２０とステータコア１０との位置ずれを確実に防止できる。
また、スロット絶縁紙４０の表面にワニス６０が含浸するので、ワニス６０をスロット絶縁紙４０の表面に沿って容易に濡れ広がらせることができる。したがって、ワニス６０を導入する工程をより簡略化できる。

さらに、スロット絶縁紙４０の表面に繊維層５３が配置されることで、ステータ３の製造時において繊維層５３に摺接する他部材（本実施形態ではスロット１３およびステータコイル２０）とスロット絶縁紙４０とが滑りやすくなる。これにより、スロット絶縁紙４０をスロット１３に挿入する際、またはスロット絶縁紙４０が挿入されたスロット１３にステータコイル２０を挿入する際に、摩擦によりスロット絶縁紙４０が引きずられて座屈することを防止できる。したがって、スロット絶縁紙４０によるステータコア１０とステータコイル２０との間の電気的絶縁を確実に確保することができる。

また、連通部４９は、絶縁基材５０の繊維層５３を貫通する貫通孔であるので、連通部４９を通じて絶縁基材５０に対する一方側から他方側にワニス６０を容易に供給できる。

また、連通部４９がスロット１３に対向する箇所に設けられているので、スロット１３内における絶縁基材５０に対する一方側に配置したワニス６０を、スロット１３外を経由せずに、連通部４９を通じて絶縁基材５０に対する他方側に供給できる。したがって、スロット１３内にワニス６０を確実に充填できる。

また、連通部が折り目に形成されていると、折り曲げられたスロット絶縁紙の角部に連通部が形成される。すると、スロット絶縁紙を予め折り曲げた状態でスロット１３に挿入する際に、スロット絶縁紙の折り目に沿う角部の連通部がスロット１３の端縁に引っ掛かり、スロット絶縁紙の挿入性が悪化するおそれがある。本実施形態によれば、連通部４９が折り目４７を避けた箇所に形成されているので、スロット絶縁紙４０のスロット１３への挿入性が悪化することを抑制できる。

また、回転電機１およびステータ３は、上述したようにステータ３の製造工程を簡略化できるスロット絶縁紙４０を備えているので、低コスト化を図ることができる。

［第１実施形態の第１変形例］
図９は、第１実施形態の第１変形例に係るスロット絶縁紙を説明する図であって、ステータの一部を示す断面図である。なお、図９では、発泡接着剤１６０を発泡させる前の状態を示している。
第１実施形態では、ステータコア１０とステータコイル２０とがワニス６０により固定される。これに対して、第１実施形態の第１変形例では、ステータコア１０とステータコイル２０とが発泡接着剤１６０により固定される点で、第１実施形態と異なっている。なお、第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する（以下の実施形態および変形例についても同様）。

図９に示すように、スロット絶縁紙１４０（絶縁部材）は、絶縁基材５０と、絶縁基材５０のスロット１３に対向する第１主面５０ａ上に塗布（配置）された発泡接着剤１６０と、を備えている。発泡接着剤１６０は、加熱により発泡して膨張するとともに粘着性を有する樹脂材料である。発泡接着剤１６０は、例えばエポキシ系の樹脂材料からなる基材に、液体のイソペンタンを内包するアクリル系のカプセルを分散させたものである。これにより、発泡接着剤１６０は、加熱されることでカプセル内部の液体のイソペンタンが気化して膨張し、基材を発泡させることができる。

発泡接着剤１６０は、スロット１３内で加熱されると、絶縁基材５０とスロット１３との間を埋めるように発泡しつつ、連通部４９を通って絶縁基材５０とステータコイル２０との間に流れ込む。絶縁基材５０とステータコイル２０との間に流れ込んだ発泡接着剤１６０は、絶縁基材５０とスロット１３との間を埋めるように発泡する。これにより、発泡接着剤１６０は、ステータコイル２０とステータコア１０とを接着固定している。

このように、本変形例のスロット絶縁紙１４０は、絶縁基材５０を挟んだ両側を連通する連通部４９を備えている。また、スロット絶縁紙１４０は、絶縁基材５０の第１主面５０ａ上に配置された発泡接着剤１６０を備えている。
この構成によれば、スロット１３内における絶縁基材５０に対する一方側（本実施形態ではスロット１３側）に配置された発泡接着剤１６０を、スロット１３内における絶縁基材５０に対する他方側（本実施形態ではステータコイル２０側）に連通部４９を通じて供給できる。このため、スロット１３内における絶縁基材５０に対する両側に発泡接着剤を配置することなく、スロット１３内に発泡接着剤１６０を充填できる。これにより、スロット絶縁紙１４０が挿入されたスロット１３にステータコイル２０を挿入する際に発泡接着剤１６０がステータコイル２０に接着してステータコイル２０の挿入性が悪化することを抑制できる。したがって、回転電機１の製造効率の向上を図ることができる。

なお、本変形例では、発泡接着剤１６０が絶縁基材５０の第１主面５０ａ上に塗布されているが、これに限定されず、ステータコイル２０に対向する第２主面５０ｂ上に塗布されていてもよい。この構成によれば、スロット絶縁紙をスロット１３に挿入する際に、発泡接着剤がスロット１３の端縁に接触して剥がれることを防止できる。

［第１実施形態の第２変形例］
図１０は、第１実施形態の第２変形例に係るスロット絶縁紙の断面図である。
第１実施形態では、スロット絶縁紙４０の連通部４９は、絶縁基材５０を一方の繊維層５３から他方の繊維層５３に亘って貫通している。これに対して図１０に示す第１実施形態の第２変形例では、スロット絶縁紙２４０（絶縁部材）の連通部２４９は、絶縁基材５０を一方の接着層５２から他方の接着層５２に亘って貫通している点で、第１実施形態と異なっている。すなわち、連通部２４９は、絶縁基材５０をその厚み方向に完全には貫通していない。ただし、繊維層５３は、上述したワニス６０等の流動性を有する固定材を含浸可能なので、連通部２４９は、絶縁基材５０を挟んだ表裏両側を連通する。

この構成によれば、スロット絶縁紙２４０は、絶縁基材５０を挟んだ両側を連通する連通部２４９を備えているので、上述した第１実施形態と同様に、ワニス６０を導入する工程を簡略化できる。したがって、回転電機１の製造効率の向上を図ることができる。

［第２実施形態］
図１１は、第２実施形態に係るスロット絶縁紙の断面図である。
第１実施形態では、繊維層５３が接着層５２を介してフィルム層５１に積層されている。これに対して第２実施形態では、繊維層５３がフィルム層３５１に直接積層されている点で、第１実施形態と異なっている。

図１１に示すようにスロット絶縁紙３４０（絶縁部材）は、シート状の絶縁基材３５０により形成されている。絶縁基材３５０は、フィルム層３５１と、フィルム層３５１の両面にそれぞれ直接積層された一対の繊維層５３と、を備えている。フィルム層３５１は、絶縁性を有するとともに耐久性に優れた樹脂材料により形成されたフィルムである。本実施形態では、フィルム層３５１は、ポリフェニレンスルファイドにより形成されたフィルムである。繊維層５３は、フィルム層３５１に対して熱融着により固着している。フィルム層３５１を形成するポリフェニレンスルファイドの融点は、約２６０℃であり、第１実施形態のフィルム層５１を形成するポリエチレンナフタレートの融点よりも低いので、フィルム層３５１と繊維層５３とを容易に熱融着により積層することができる。

スロット絶縁紙３４０は、絶縁基材３５０を挟んだ表裏両側を連通する複数の連通部３４９を備えている。連通部３４９は、絶縁基材３５０を一方の繊維層５３から他方の繊維層５３に亘って、絶縁基材３５０の厚み方向に貫通する貫通孔である。

このように、本実施形態では、スロット絶縁紙３４０が、絶縁基材３５０を挟んだ両側を連通する連通部３４９を備えている。このため、上述した第１実施形態と同様に、ワニス６０を導入する工程を簡略化できる。また、上述した第１実施形態の第１変形例と同様に、ステータコイル２０の挿入性が悪化することを抑制できる。したがって、回転電機１の製造効率の向上を図ることができる。

［第２実施形態の変形例］
図１２は、第２実施形態の変形例に係るスロット絶縁紙の断面図である。
第２実施形態では、スロット絶縁紙３４０の連通部３４９は、絶縁基材３５０を一方の繊維層５３から他方の繊維層５３に亘って貫通している。これに対して図１２に示す第２実施形態の変形例では、スロット絶縁紙４４０（絶縁部材）の連通部４４９は、絶縁基材３５０のフィルム層３５１のみを貫通している点で、第２実施形態と異なっている。すなわち、連通部４４９は、絶縁基材３５０をその厚み方向に完全には貫通していない。ただし、繊維層５３は、上述したワニス６０等の流動性を有する固定材を含浸可能なので、連通部４４９は、絶縁基材３５０を挟んだ表裏両側を連通する。

この構成によれば、スロット絶縁紙４４０は、絶縁基材３５０を挟んだ両側を連通する連通部４４９を備えているので、上述した第２実施形態と同様に、回転電機１の製造効率の向上を図ることができる。

［第３実施形態］
図１３は、第３実施形態に係るスロット絶縁紙の断面図である。
第１実施形態では、絶縁基材５０がフィルム層５１に積層された繊維層５３を備えている。これに対して第３実施形態では、絶縁基材５５０がフィルム層３５１のみにより構成されている点で、第１実施形態と異なっている。

図１３に示すように、スロット絶縁紙５４０（絶縁部材）は、シート状の絶縁基材５５０により形成されている。絶縁基材５５０は、フィルム層３５１のみにより構成されている。スロット絶縁紙５４０は、絶縁基材５５０を挟んだ表裏両側を連通する複数の連通部５４９を備えている。連通部５４９は、絶縁基材５５０をその厚み方向に貫通する貫通孔である。

このように、本実施形態では、スロット絶縁紙５４０が、絶縁基材５５０を挟んだ両側を連通する連通部５４９を備えている。このため、上述した第１実施形態と同様に、ワニス６０を導入する工程を簡略化できる。また、上述した第１実施形態の第１変形例と同様に、ステータコイル２０の挿入性が悪化することを抑制できる。したがって、回転電機１の製造効率の向上を図ることができる。

なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態においては、ステータコア１０のスロット１３に、導体セグメント２１により構成されたステータコイル２０が配置されているが、これに限定されない。スロットには、例えば絶縁被膜を有する導線をティースに巻回することにより形成されるステータコイルが配置される構成であってもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した各実施形態および各変形例を適宜組み合わせてもよい。

１…回転電機 ３…ステータ １０…ステータコア（鉄心） １３…スロット ２０…ステータコイル（コイル） ４０，１４０，２４０，３４０，４４０，５４０…スロット絶縁紙（絶縁部材） ４７…折り目 ４９，２４９，３４９，４４９，５４９…連通部 ５０，３５０，５５０…絶縁基材 ５０ａ…第１主面（主面） ５０ｂ…第２主面（主面） ５３…繊維層 ６０…ワニス（固定材） １６０…発泡接着剤

Claims (9)

1. 回転電機の鉄心のスロットに挿入され、前記鉄心と前記スロットに配置されるコイルとを絶縁する絶縁部材であって、
   シート状の絶縁基材により形成され、
   前記絶縁基材を挟んだ両側を連通する連通部を備える、
   ことを特徴とする絶縁部材。
2. 前記絶縁基材の少なくとも一方の主面には、繊維材料により形成された繊維層が設けられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の絶縁部材。
3. 前記連通部は、前記繊維層を貫通する貫通孔である、
   ことを特徴とする請求項２に記載の絶縁部材。
4. 前記連通部は、前記スロットに対向する箇所に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の絶縁部材。
5. 前記鉄心の軸方向に沿って延びる折り目を備え、
   前記連通部は、前記折り目を避けた箇所に形成されている、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の絶縁部材。
6. 前記絶縁基材の一方の主面上に配置された発泡接着剤を備える、
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の絶縁部材。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の絶縁部材と、
   前記鉄心と、
   を備えることを特徴とする回転電機のステータ。
8. 請求項７に記載の回転電機のステータを備えることを特徴とする回転電機。
9. 請求項１から６のいずれか１項に記載の絶縁部材と、前記鉄心と、を備える回転電機のステータの製造方法であって、
   前記絶縁部材を前記スロットに挿入する絶縁部材挿入工程と、
   前記スロットに前記コイルを配置するコイル配置工程と、
   前記絶縁基材の一方の主面側に固定材を導入する固定材導入工程と、
   を備える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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