JP6432532B2 - ステータ - Google Patents

Description

本発明は、ステータに関し、特に、絶縁紙がスロットに装着された回転電機に関する。

コイルとステータコアとの間の絶縁性を確保する絶縁性のカフスを含むステータについて各種提案されている（特許文献１，２）。

たとえば、特開２０１４−１３５８６５号公報に記載されたステータは、内周面に複数のステータティースが形成されたステータコアと、ステータコアの端面に設けられた環状のカフスと、ステータティース間に形成されたスロット内に挿入された絶縁紙とを含む。そして、スロットには、コイルが装着されている。

特開２００７−３１２５４９号公報 特開２００３−２９９２８９号公報 特開２０１４−１３５８６５号公報

特開２０１４−１３５８６５号公報に記載されたステータにおいては、絶縁紙の端部は、カフスとステータコアとの間に挟み込まれる。スロットにコイルを巻回する工程において、カフスに外力が加えられ、カフスが少し動く場合がある。この際、絶縁紙のうち、カフスとステータコアとの間で挟み込まれている部分が破れるおそれがある。絶縁紙に破れが生じると、ステータコアが絶縁紙から露出し、コイルおよびステータコアとの間の絶縁性を確保することが困難となる。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ステータコアとコイルとの間の絶縁性が確保されたステータを提供することである。

本発明に係るステータは、環状に延びるヨーク部と、ヨーク部の周面に形成されると共にヨーク部の周方向に間隔をあけて形成された複数のステータティースとを含む環状のステータコアと、ステータコアの厚さ方向に配列する一対の端面のうち一方の端面に配置され、ステータティースに配置されている絶縁部材と、周方向に隣り合うステータティースの間に形成されたスロットに配置されると共に、一方の端面に位置するスロットの開口部から外部に突出しているコイルと、スロットに配置されると共にコイルとステータコアの間に配置されており、スロットの開口部から突出するように設けられている絶縁紙とを備える。上記絶縁紙は、ステータティースに沿って延びる側壁部と、ヨーク部の周面に沿って延びると共に側壁部に接続された底壁部とを含み、スロットを形成するステータコアの内表面には、絶縁紙の側壁部および底壁部の接続部分と隣り合う位置に、凹部が形成されており、凹部は、凹部を形成するステータコアの内表面が接続部分から離れるように形成されると共に、一方の端面から厚さ方向に延びるように形成されており、絶縁部材は、凹部に配置された突起部を含む。

上記のステータにおいては、ステータティースにコイルを巻きつける際に、絶縁紙の側壁部のうち、スロットの開口部から突出する突出部分はコイルによって周方向に押される。当該突出部分は、周方向に押されると、ステータティース上に配置されている絶縁部材の表面に沿って変形する。その一方で、絶縁紙の底壁部は、周方向に延びるように形成されており、周方向に変形し難くなっている。

そのため、側壁部および底壁部の接続部分において、接続部分の端部が裂けやすくなる。接続部分の端部が裂けると、まず、絶縁部材の上面が露出する。絶縁部材の上面が露出した時点では、ステータコアとコイルとの間の絶縁性は確保されている。

接続部分の端部で生じた裂け部分が進展して、裂け部分がスロットにまで達する場合がある。その一方で、ステータコアのうち、接続部分と隣り合う位置には、凹部が形成されており、この凹部には絶縁部材の突起部が配置されている。

このため、絶縁紙の裂け部分がスロットにまで達したとしても、絶縁部材の突起部が絶縁紙から露出することになり、ステータコアが絶縁紙から露出することが抑制される。

その結果、ステータコアとコイルとの間の絶縁性を確保することができる。
好ましくは、上記側壁部は、周方向に隣り合う２つのステータティースの一方に沿って延びる第１側壁部と、他方のステータティースに沿って延びる第２側壁部を含む。上記接続部分は、第１側壁部および底壁部を接続する第１接続部分と、第２側壁部および底壁部を接続する第２接続部分とを含む。上記凹部は、第１側壁部と隣り合う第１隣接位置から、第１接続部分と隣り合う位置および第２接続部分と隣り合う位置を通り、第２側壁部と隣り合う第２隣接位置に達するように形成されている。上記突起部は、第１隣接位置から第２隣接位置に亘って延びるように形成されている。

上記ステータにおいては、凹部および突起部は、第１側壁部と隣り合う第１隣接位置から、第１接続部分と隣り合う位置および第２接続部分と隣り合う位置を通り、第２側壁部と隣り合う第２隣接位置に達するように形成されている。このため、絶縁紙において、第１接続部分およびその周囲に位置する部分と、第２接続部分およびその周囲に位置する部分とで裂けが生じたとしても、突起部が露出することになり、ステータコアが露出することが抑制されている。

好ましくは、上記ステータティースのうち、凹部よりもステータコアの径方向内方側に位置する部分には、先端凹部が形成されている。上記絶縁部材は、先端凹部に配置されている先端突起部を含む。

上記のステータにおいては、絶縁部材は、凹部に配置される突出部と、先端凹部に配置される先端突起部とによってステータコアと係合する。そのため、絶縁部材がステータコアの端面からずれることを抑制することができる。

本発明に係るステータによれば、ステータコアとコイルとの間の絶縁性を確保することができる。

本実施の形態１に係るステータを含む回転電機を示す断面図である。 ステータ４の内周面の一部を展開した展開図である。 ステータ４を示す分解斜視図である。 絶縁紙４０、カフス２０およびステータコア１０の一部を示す斜視図である。 ステータコア１０、カフス２０および絶縁紙４０を示す分解斜視図である。 スロット２４の開口部およびその周囲に位置する構成を示す斜視図である。 凹部４５を示す平面図である。 カフス２０の表面のうち、端面１１に装着される装着面４７側を示す斜視図である。 カフス２０を端面１１に装着した状態を示す斜視図である。 図９に示す状態において、突起部４８およびその周囲に位置する構成を示す断面斜視図である。 絶縁紙４０、突起部４８およびその周囲の構成を示す断面斜視図であり、端面１１における断面図である。 ステータ４の製造工程を示す工程フロー図である。 図１２に示す工程２〜工程４を模式的に示す斜視図である。 複数のセグメント８３が各スロット２４などに挿入された状態を示す展開図である。 図１４に示す工程を模式的に示す展開図である。 セグメント８３の脚部を曲げる工程を示す展開図である。 図１６に示す工程を模式的に示す図である。 図１７に示すセグメントの曲げ工程を実施した後における絶縁紙４０およびその周囲の構成を示す斜視図である。 絶縁紙４０を示す斜視図である。 絶縁紙４０の接続部分５９の上端が裂けた状態を示す斜視図である。 ステータティース２３およびその周囲の構成を示す一部断面図である。 実施の形態２に係る回転電機１Ａを示す分解斜視図である。 カフス２０Ａの装着面４７を示す斜視図である。 ステータティース２３の先端部側における断面図である。 突起部４８および凹部４５の構造の変形例を示す斜視図である。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１に係るステータを含む回転電機を示す断面図である。この図１に示すように、回転電機１は、回転中心線Ｏを中心として回転する回転シャフト２と、回転シャフト２の外周面に固定されたロータ３と、ロータ３の周囲を取り囲むように形成されたステータ４とを含む。

ロータ３は、円筒状のロータコア５と、ロータコア５に形成された磁石挿入孔６に挿入された永久磁石７とを含む。Ｖ字配置された一対の永久磁石７によって１つの磁極８が形成されており、この図１に示す例においては、ロータ３には、８磁極形成されている。

ステータ４は、環状に形成されたステータコア１０と、ステータコア１０に装着されたステータコイル９とを含む。

ステータコア１０は、環状に形成されたヨーク部２２と、ヨーク部２２の内周面に間隔をあけて形成された複数のステータティース２３とを含む。ヨーク部２２の周方向Ｄ２に隣り合うステータティース２３の間には、スロット２４が形成されている。図２は、ステータ４の内周面の一部を展開した展開図であり、ステータコア１０は、たとえば、複数の積層鋼鈑１３を積層することで形成されている。この図２に示すように、ステータコイル９の一部は、スロット２４に挿入されている。

図１に示すように、ステータコイル９は、互いに並列に接続された２つのＵ相コイルＵ１，Ｕ２と、並列に接続された２つのＶ相コイルＶ１，Ｖ２と、並列に接続された２つのＷ相コイルＷ１，Ｗ２とを含む。ステータコア１０には、スロット２４が４８個形成されている。

たとえば、Ｕ相コイルＵ１は、スロット２４Ｕ１およびスロット２４Ｕ３に挿入されており、スロット２４Ｕ１とスロット２４Ｕ３の間で、複数回、巻回されている。そして、所定回、巻回されると、スロット２４Ｕ５に引き出されている。そして、Ｕ相コイルＵ１は、スロット２４Ｕ５およびスロット２４Ｕ７の間で、複数回、巻回されている。そして、離れたスロットに引き出されており、同様に巻回されて、ステータコア１０を一周するように形成されている。なお、Ｕ相コイルＵ２、Ｖ相コイルＶ１，Ｖ２およびＷ相コイルＷ１，Ｗ２も同様に形成されている。このように、本実施の形態１のステータ４は、分布巻のモータである。

図３は、ステータ４を示す分解斜視図である。なお、図３においては、コイルは図示していない。図３に示すように、ステータ４は、ステータコア１０の端面１１に配置されたカフス（絶縁部材）２０と、ステータコア１０の端面１２に配置されたカフス（絶縁部材）２１と、絶縁紙４０とを含む。

ステータコア１０の端面１１および端面１２は、ステータコア１０の厚さ方向Ｄ１に配列しており、スロット２４は、端面１１から端面１２に亘って形成されている。

カフス２０，２１は、樹脂などの絶縁材料によって形成されている。カフス２０は環状に形成された内側枠部３０と、内側枠部３０の外周を取り囲むように形成された外側枠部３１と、内側枠部３０および外側枠部３１を接続するように形成された複数のカバー部３２とを含む。

外側枠部３１は、内側枠部３０よりも大径に形成されている。カバー部３２は、内側枠部３０および外側枠部３１の周方向に間隔をあけて配置されている。隣り合うカバー部３２の間には、スロット２４に連通する連通孔３３が形成されている。カバー部３２は、端面１１側において、ステータコア１０のステータティース２３上に配置される。

カフス２１は、カフス２０と同様に形成されている。カフス２１は、環状に延びる内側枠部３５と、内側枠部３５の外側に配置された環状の外側枠部３６と、内側枠部３５および外側枠部３６を接続するカバー部３７とを含む。カバー部３７は、内側枠部３５および外側枠部３６の周方向に間隔をあけて配置されている。周方向に隣り合うカバー部３７の間には、連通孔３８が形成されている。カバー部３７は、端面１２側において、ステータティース２３に配置される。

図４は、絶縁紙４０、カフス２０およびステータコア１０の一部を示す斜視図であり、図５は、ステータコア１０、カフス２０および絶縁紙４０を示す分解斜視図である。図４および図５においては、ステータコイル９を省略している。図４に示すように、絶縁紙４０は、スロット２４およびカフス２０の連通孔３３内に挿入されている。絶縁紙４０は、周方向Ｄ２に隣り合う一対のステータティース２３に沿って延びる一対の側壁部５６，５７と、側壁部５６および側壁部５７を接続する底壁部５８とを含む。底壁部５８は、ヨーク部２２の周方向Ｄ２に延びるように配置されている。

図５に示すように、スロット２４は、ステータコア１０の端面１１において開口するように形成されている。図２に示すように、ステータコイル９は、スロット２４を通り、ステータコア１０の端面１１に形成されたスロット２４の開口部から外部に突出するように形成されている。ステータコイル９は、端面１１に配置されたカバー部３２の上面に沿って曲げられている。絶縁紙４０は、スロット２４内に配置されると共に、ステータコア１０とステータコイル９との間に配置されている。そして、絶縁紙４０は、端面１１に位置するスロット２４の開口部から突出するように形成されている。

側壁部５６および側壁部５７は、スロット２４の開口部から離れるにつれて、互いの周方向Ｄ２の間隔が広がるように形成されている。側壁部５６のうち、スロット２４の開口部から突出する部分は、カバー部３２Ａの上面に沿って曲げられている。側壁部５７のうち、スロット２４の開口部から突出する部分は、カバー部３２Ｂの上面に沿って曲げられている。

図６は、スロット２４の開口部およびその周囲に位置する構成を示す斜視図である。この図６に示すように、ステータコア１０には、スロット２４の大部分を形成するスロット本体孔４６と、スロット２４の開口面積を広げるように形成された凹部４５とが形成されている。スロット本体孔４６を形成するステータコア１０の内表面は、周方向Ｄ２に対向する一対の内側面７０，７１と、周方向Ｄ２に延びる底面７２とを含む。

なお、厚さ方向Ｄ１における凹部４５の深さは、たとえば、積層鋼鈑の数枚分の厚さである。凹部４５の内表面は、端面１１から厚さ方向Ｄ１に延びる内周面７３と、スロット本体孔４６の縁部に沿って延びる底面７４とを含む。

なお、図７に示すように、端面１１から離れた位置からステータコア１０を平面視すると、凹部４５は、径方向外方側に位置するスロット本体孔４６の端部を取り囲むように形成されている。

図８は、カフス２０の表面のうち、端面１１に装着される装着面４７側を示す斜視図である。この図８に示すように、カフス２０の外側枠部３１には、複数の突起部４８が形成されている。この突起部４８は、図７に示す凹部４５に配置される。

図９は、カフス２０を端面１１に装着した状態を示す斜視図である。図１０は、図９に示す状態において、突起部４８およびその周囲に位置する構成を示す断面斜視図である。図９において、ステータティース２３の上面にはカバー部３２が配置され、連通孔３３がスロット２４と連通するようにカフス２０が配置されている。

カバー部３２がステータティース２３の上面に配置された状態においては、図１０に示すように、突起部４８が凹部４５に挿入されている。突起部４８が凹部４５に配置された状態において、突起部４８の内表面５３と、スロット本体孔４６を形成するステータコア１０の内表面とによって、スロット２４が形成されている。

図１１は、絶縁紙４０、突起部４８およびその周囲の構成を示す断面斜視図であり、端面１１における断面図である。

この図１１に示すように、絶縁紙４０は、内側面７０に沿って延びる側壁部５６と、内側面７１に沿って延びる側壁部５７と、底面７２に沿って延びる底壁部５８とを含む。なお、この図１１においては、図２に示すような絶縁紙４０の端部側の部分は図示されていない。

絶縁紙４０は、側壁部５６および底壁部５８を接続する接続部分５９と、側壁部５７および底壁部５８を接続する接続部分６０とを含む。接続部分５９および接続部分６０は、湾曲または屈曲するように形成されている。

ここで、凹部４５は、絶縁紙４０の接続部分５９，６０から離れるように形成されている。具体的には、凹部４５は、絶縁紙４０の側壁部５６と隣り合う第１隣接位置Ｐ１から、接続部分５９と隣り合う位置Ｐ３および接続部分６０と隣り合う位置Ｐ４を通り、側壁部５７と隣り合う第２隣接位置Ｐ２にまで延びるように形成されている。なお、第１隣接位置Ｐ１から位置Ｐ３までの距離は、周方向Ｄ２におけるスロット２４の幅よりも小さく、第２隣接位置Ｐ２から位置Ｐ４までの距離は、周方向Ｄ２におけるスロット２４の幅よりも小さい。

そして、突起部４８は、凹部４５に配置されており、凹部４５の第１隣接位置Ｐ１から第２隣接位置Ｐ２に亘って延びるように形成されている。突起部４８は、絶縁紙４０の側壁部５６を支持する側壁部８０と、絶縁紙４０の底壁部５８を支持する底壁部８１と、側壁部５７を支持する側壁部８２とを含む。

図１２は、ステータ４の製造工程を示す工程フロー図である。この図１２に示すように、ステータコア１０を準備する（工程１）。なお、ステータコア１０を準備する工程には、複数の積層鋼鈑を積層する工程と、各積層鋼鈑をかしめて一体化する工程とを含む。

図１３は、図１２に示す工程２〜工程４を模式的に示す斜視図である。この図１３および図１２に示すように、ステータコア１０の端面１１にカフス２０を配置すると共に、端面１２にカフス２１を配置する（工程２）。

次に、絶縁紙４０を連通孔３３、スロット２４および連通孔３８内に挿入する（工程３）。次に、複数のセグメント８３をステータコア１０の下方からステータコア１０に挿入する（工程４）。

図１３に示すように、セグメント８３は、一対の脚部８４，８５と、脚部８４の端部および脚部８５の端部を接続する湾曲部８６とを含む。

図１４は、複数のセグメント８３が各スロット２４などに挿入された状態を示す展開図である。この図１４に示すように、各セグメント８３の脚部８４，８５は、端面１１から大きく突出した状態になる。

なお、図１５は、図１４に示す工程を模式的に示す展開図である。この図１５においては、スロット２４Ｕ１，２４Ｕ３に、図１３に示すセグメント８３ａ，８３ｂが挿入されている。なお、セグメント８３ａは、図の手前側（ステータコア１０の径方向内方側）に配置されており、セグメント８３ｂは、セグメント８３ａの背面側（ステータコア１０の径方向外方側）に配置されている。

具体的には、スロット２４Ｕ１に、セグメント８３ａ，８３ｂの脚部８４ａ，８４ｂが挿入されており、スロット２４Ｕ３に、セグメント８３ａ，８３ｂの脚部８５ａ，８５ｂが挿入されている。

次に、セグメント８３の脚部８４，８５を曲げる（工程５）。セグメント８３の脚部８４，８５を曲げる工程は、図１４に示すように、脚部８４，８５の上端部を保持する金型９０を準備する工程と、図１６に示すように、脚部８５，８４の上端部を金型９０が保持した状態で金型９０を螺旋状に回転駆動させる工程とを含む。

なお、図１４および図１５に示す金型９０は、円環状に形成されいる。図１４および図１５は、ステータ４の内周面を展開した状態で示しているため、図１４および図１５においては、金型９０は、長方形形状のように図示されている。金型９０には、脚部８４，８５の上端部が挿入される複数の凹部９１が形成されている。そして、凹部９１内に脚部８４，８５の上端部が挿入される。

次に、図１６に示すように、ステータコア１０を固定した状態で、金型９０を回転させながら、ステータコア１０に近づけるように駆動させる。これにより、セグメント８３の各脚部８４および脚部８５が曲げられる。

図１７は、図１６に示す工程を模式的に示す図である。この図１７に示すように、セグメント８３ａの脚部８４ａと、セグメント８３ｂの脚部８５ｂとが近づくように、脚部８４ａおよび脚部８４ｂを周方向Ｄ２に曲げる。そして、脚部８４ａの先端部と、脚部８４ｂの先端部とを溶接する。これにより、スロット２４Ｕ１およびスロット２４Ｕ３の間で一巻きされたコイルが形成される。

そして、複数のセグメンをスロット２４Ｕ１およびスロット２４Ｕ３に挿入し、各セグメントについて、図１７に示すように各セグメントを接続することで、スロット２４Ｕ１およびスロット２４Ｕ３の間で複数巻回されたコイルを形成することができる。

なお、図１において、スロット２４Ｕ５およスロット２４Ｕ７においても、同様にスロット２４Ｕ５およびスロット２４Ｕ７に亘って複数、巻回されたコイルが形成される。

そして、図１６に示す曲げ工程において、スロット２４Ｕ１，２４Ｕ３に挿入された複数のセグメントのうち、最も径方向外方側または径方向内方側に配置されたセグメントと、スロット２４Ｕ５，２４Ｕ７に配置された複数のセグメントのうち、最も径方向外方側または径方向内方側に配置されたセグメントとが接続される。これにより、図１７の二点鎖線示す渡り線３９が形成される。この渡り線３９によって、スロット２４Ｕ１，２４Ｕ３に形成されたコイルと、スロット２４Ｕ５，２４Ｕ７に形成されたコイルとが接続される。

このようにして、Ｕ相コイルＵ１が形成される。同様にして、Ｕ相コイルＵ２と、Ｖ相コイルＶ１，Ｖ２と、Ｗ相コイルＷ１，Ｗ２とが形成され、図１に示す回転電機１が形成することができる。

図１８は、図１７に示すセグメントの曲げ工程を実施した後における絶縁紙４０およびその周囲の構成を示す斜視図である。この図１８においては、ステータコイル９を省略している。

この図１８に示すように、図１７に示すＵ相コイルＵ１および渡り線３９を形成すると、絶縁紙４０の側壁部５６，５７の上端部も曲げられる。その結果、側壁部５６，５７の上端部は、カバー部３２の上面に沿って湾曲する。

図１９に示すように、側壁部５６および側壁部５７の上端部は、周方向Ｄ２に曲げられる一方で、底壁部５８は周方向Ｄ２に沿って配置されており、周方向Ｄ２に底壁部５８は殆ど変形しない。このため、側壁部５６の端辺９４およびその周囲に位置する部分は、内端辺９２側から接続部分５９に近づくにつれて、周方向Ｄ２に曲げにくくなっている。同様に、側壁部５７の端辺９５およびその周囲に位置する部分は、内端辺９３から接続部分６０に向かうにつれて、周方向Ｄ２に曲げにくくなっている。

そのため、各相コイルおよび渡り線を形成する際に、絶縁紙４０において、接続部分５９、６０およびその近傍で絶縁紙４０が裂けるおそれがある。

ここで、図２０は、絶縁紙４０の接続部分５９の上端が裂けた状態を示す斜視図である。接続部分５９の上端は、ステータコア１０の端面１１よりも外部に突出した位置に設けられているため、接続部分５９の上端が裂け始めると、まず、カフス２０のカバー部３２が絶縁紙４０から露出することになる。一旦、接続部分５９が裂け始めると、裂け部分は進展し易い。その結果、接続部分５９の上端で生じた裂け部分がスロット２４まで達する場合がある。

本実施の形態１に係るステータ４においては、ステータコア１０のうち、接続部分５９と隣り合う位置に凹部４５が形成されており、この凹部４５は、端面１１から厚さ方向Ｄ１に延びるように形成されている。そして、この凹部４５にカフス２０の突起部４８が配置されている。このため、接続部分５９の裂け部分がスロット２４内に達したとしても、突起部４８が露出することになり、ステータコア１０が絶縁紙４０から露出することが抑制されている。

特に、突起部４８の内表面は、端面１１から厚さ方向Ｄ１に延びている。そのため、セグメントの曲げ工程において、絶縁紙４０のうち端面１１よりも上方に位置する部分が曲げられる一方で、側壁部５６および接続部分５９のうち、突起部４８と隣り合う部分に曲げが生じることが抑制されている。

その結果、絶縁紙４０の接続部分５９の上端が裂けたとしても、突起部４８を超えて裂け部分が進展することが抑制されており、ステータコア１０が絶縁紙４０から露出することを抑制することができる。

同様に、絶縁紙４０の接続部分６０において、裂け部分が発生したとしても、接続部分６０と隣り合う位置に突起部４８が設けられているため、ステータコア１０の内表面が露出することを抑制することができる。

なお、セグメント８３ａ，８３ｂの脚部８４ａ，８４ｂ，８５ａ，８５ｂを曲げる工程において、絶縁紙４０に裂け部分が発生していない状態であっても、接続部分５９および接続部分６０には引張方向の内部応力が生じている場合がある。そのため、絶縁紙４０が経時的劣化した場合に、絶縁紙４０の接続部分５９，６０に裂け部分が生じる場合があるが、このような場合においても、絶縁紙４０からステータコア１０が露出することを抑制することができる。

図１６および図１７に示すように、カバー部３２の上面は、湾曲面状に形成されている。このため、セグメント８３ａ，８３ｂの脚部８４ａ，８４ｂ，８５ａ，８５ｂを曲げる際に、セグメント８３ａ，８３ｂの各脚部８４ａ，８４ｂ，８５ａ，８５ｂがカバー部３２の上面に沿って曲げられる。これに伴い、絶縁紙４０の側壁部５６および側壁部５７の上端部およびその近傍に位置する部分においても、カバー部３２の上面に沿って湾曲する。

そのため、絶縁紙４０の側壁部５６，５７およびその近傍に位置する部分が、鋭角に曲げられることが抑制されており、絶縁紙４０の接続部分５９，６０に大きな破れが生じることを抑制することができる。

このように、絶縁紙４０の接続部分５９，６０に破れが生じることが抑制されると共に、仮に、接続部分５９，６０が裂けたとしても、ステータコイル９とステータコア１０との絶縁性が確保されている。

図９などに示すように、カフス２０の突起部４８が凹部４５に嵌め込まれているため、カフス２０がステータコア１０に対して位置ずれすることが抑制されている。このため、図１７のように、各セグメント８３ａ、８３ｂの脚部８４ａ，８４ｂ，８５ａ，８５ｂを曲げる際に、カフス２０が位置ずれすることを抑制することができ、各セグメント８３ａ、８３ｂの脚部８４ａ，８４ｂ，８５ａ，８５ｂをカバー部３２の上面に押し付けるようにして曲げたとしても、カフス２０が位置ずれすることを抑制することができる。このため、各セグメント８３ａ、８３ｂの脚部８４ａ，８４ｂ，８５ａ，８５ｂを曲げる際に、大きな荷重をセグメント８３ａ、８３ｂの脚部８４ａ，８４ｂ，８５ａ，８５ｂに加えることができ、短時間でセグメント８３ａ、８３ｂの加工を完了することができる。

ここで、仮に、図２０に示す突起部４８が設けられていない場合には、絶縁紙４０の接続部分５９が裂けることを抑制する必要が生じる。そのため、セグメント８３ａ，８３ｂの脚部８４ａ，８４ｂ，８５ａ，８５ｂを曲げる際に、絶縁紙４０の側壁部５６，５７が曲げられることを抑制するために、図１７において、脚部８４ａ，８４ｂ，８５ａ，８５ｂなどをカバー部３２の上面から離れた位置で曲げる必要が生じる。

しかし、上記のように、脚部８４ａ，８４ｂ，８５ａ，８５ｂを曲げる位置をカバー部３２から離れた位置とすると、ステータコイル９の厚さ方向Ｄ１の長さが長くなり、回転電機１が大型化しやすい。

その一方で、本実施の形態１に係る回転電機１においては、図２０などに示すように、突起部４８が設けられているため、図１７に示すように、各セグメン８３ａ，８３ｂをカバー部３２の上面に沿って曲げたとしても、ステータコア１０とステータコイル９との絶縁性を確保することができる。その結果、各セグメント８３ａ，８３ｂをカバー部３２に沿って曲げることができ、厚さ方向Ｄ１における回転電機１の小型化を図ることができる。

ここで、図２１は、ステータティース２３およびその周囲の構成を示す一部断面図である。この図２１に示すように、ステータティース２３は、ヨーク部２２から径方向内方に突出するティース本体９６と、ティース本体９６の先端部に形成された幅広部９７とを含む。なお、ティース本体９６は、凹部４５よりも径方向内方側に位置している。

ティース本体９６は、ヨーク部２２側から径方向内方に向けて周方向Ｄ２の幅が小さくなるように形成されている。幅広部９７は、ティース本体９６の先端部の幅Ｌ２よりも広くなるように形成されている。回転電機１の駆動中において、ロータ３からの磁束は、幅広部９７から入り込み、ステータティース２３内を通り、ヨーク部２２に達する。

ここで、周方向Ｄ２に隣り合う凹部４５の間の距離Ｌ１は、幅Ｌ２よりも大きい。このため、ステータコア１０の径方向に対して垂直な方向で、隣り合う凹部４５を通るようにステータコア１０を断面視したときの断面積は、ティース本体９６および幅広部９７の接続部分における断面積よりも広くなる。その結果、幅広部９７からヨーク部２２までの磁気経路において、幅広部９７とティース本体９６との接続部分が最も磁気抵抗が高くなっており、凹部４５を形成することで、磁気経路の磁気抵抗が高くなることが抑制されている。
（実施の形態２）
上記実施の形態１に係る回転電機１においては、突起部４８を凹部４５に係合させることで、ステータコア１０とカフス２０とを係合させているが、ステータコア１０にカフス２０を係合させる部材をさらに設けてもよい。

図２２は、実施の形態２に係る回転電機１Ａを示す分解斜視図である。この図２２に示すように、回転電機１Ａは、ステータコア１０と、ステータコア１０の端面１１に配置されたカフス２０Ａと、絶縁紙４０Ａとを含む。なお、ステータコア１０の反対側の端面には、図示されないカフスが配置されている。カフス２０Ａは、内側枠部３０と、外側枠部３１と、カバー部３２と、突起部４８と、内側枠部３０の装着面４７に形成された突起部９８，９９とを含む。ステータコア１０のステータティース２３には、凹部７５，７６が形成されている。

凹部７５は、ティース本体９６の一方の側面から幅広部９７の背面に達するように形成されている。凹部７６も、ティース本体９６の他方の側面から幅広部９７の背面に達するように形成されている。なお、凹部７５，７６は、端面１１から厚さ方向Ｄ１に延びるように形成されている。絶縁紙４０Ａは、側壁部５６と、側壁部５７と、底壁部５８と、側壁部５６および底壁部５８を接続する接続部５９と、側壁部５７および底壁部５８を接続する接続部６０を含む。さらに、絶縁紙４０Ａは、側壁部５６の内端辺に接続された内端片５４と、側壁部５７の内端辺に接続された内端片５５とを含む。

図２３は、カフス２０Ａの装着面４７を示す斜視図である。この図２３に示すように、突起部９８，９９は、連通孔３３に対して径方向内方側に隣り合う位置に形成されている。

図２４は、ステータティース２３の先端部側における断面図である。この図２４に示すように、絶縁紙４０Ａの側壁部５６は、ティース本体９６Ａの側面に沿って配置されている。内端片５４は、幅広部９７Ａの背面に沿って配置されている。そして、内端片５４および側壁部５６の接続部８７は、ティース本体９６Ａの側面および幅広部９７Ａの背面によって形成される角部に沿って曲げられている。凹部７６は、側壁部５６と隣り合う位置Ｐ５から、接続部８７と隣り合う位置Ｐ６を通り、内端片５４と隣り合う位置Ｐ７に達するように延びている。突起部９８は、凹部７６に嵌め込まれている。このため、接続部８７と隣り合う位置には、突起部９８が配置されている。同様に、絶縁紙４０Ａは、側壁部５７および内端片５５と、側壁部５７および内端片５５との接続部８８とを含む。そして、突起部９９は、接続部８８と隣り合う位置に配置されている。

このように、実施の形態２に係るステータコア１０Ａにおいては、カフス２０Ａは、突起部４８，９８，９９がステータコア１０と係合するため、上記実施の形態１に係るステータコア１０と比較して、ステータの製造過程において、カフス２０Ａが位置ずれすることをさらに抑制することができる。

なお、ステータコイル９を形成する工程において、側壁部５６および側壁部５７の上端部は、周方向Ｄ２の距離が広がるように曲げられる。その一方で、内端片５４および内端片５５は、周方向Ｄ２に引っ張れる一方で、内端片５４および内端片５５は、周方向Ｄ２に延びにくい。その結果、接続部８７および接続部８８の上端部において、裂け部分が生じるおそれがある。その一方で、本実施の形態２に係る回転電機１Ａにおいては、接続部８７および接続部８８と隣り合う位置には、突起部９８および突起部９９が配置されている。そのため、仮に、接続部８７および接続部８８の上端部において、裂け部分が生じたとしても、ステータコア１０が露出することが抑制されている。

なお、本実施の形態２に係る回転電機１Ａにおいても、突起部４８が形成されているため、絶縁紙４０Ａの接続部分５９，６０およびその周囲に位置する部分に破れが生じたとしても、ステータコイル９とステータコア１０との間の絶縁性を確保することができる。

なお、上記の実施の形態１，２に係る回転電機１，１Ａにおいては、カフス２０，２０Ａに形成された突起部４８および凹部４５は、図１１に示すように、絶縁紙４０Ａの側壁部５６と隣り合う位置から接続部分５９および接続部分５９と隣り合う位置を通り、側壁部５７と隣り合う位置に達するように形成されているが、突起部４８および凹部４５の構成としては、上記の構成に限られない。

図２５は、突起部４８および凹部４５の構造の変形例を示す斜視図である。この図２５に示す例においては、ステータコア１０の端面１１には、接続部分５９から離れるように形成された凹部４５Ａと、接続部分６０から離れるように形成された凹部４５Ｂとが形成されている。なお、凹部４５Ａと凹部４５Ｂとは互いに間隔をあけて設けられている。

そして、カフス２０は、凹部４５Ａに挿入される突起部４８Ａと、凹部４５Ｂに挿入される突起部４８Ｂとを含む。

このように形成された回転電機１Ｂにおいても、回転電機１Ｂの製造過程において、絶縁紙４０Ａの接続部分５９，６０およびその近傍におい破れが発生したとしても、ステータコイルと、ステータコア１０との間の絶縁性を確保することができる。なお、絶縁紙４０Ａにおいて、接続部５９，６０の端部に予め切れ込みを入れておいてもよい。このような切れ込みを入れておくことで、セグメント８３の曲げ加工において、接続部５９に大きな引張力が加えられることを抑制することができる。なお、切れ込み部分は、接続部５９の端部から延び、スロット２４に達しない程度に形成される。

なお、上記実施の形態１，２においては、分布巻のステータについて説明したが、集中巻のステータにも適用することができる。なお、カフス２０およびカフス２１を周方向に複数に分割してもよい。たとえば、周方向に隣り合うカバー部３２，３７間において分割するようにしてもよい。さらに、ステータコアとして、分割ステータコアとしてもよい。分割ステータコアに適用する場合にはカフス２０およびカフス２１も当該分割ステータコアと同様に分割する。さらに、上記実施の形態１，２においては、ヨーク部２２の内周面にステータティース２３が形成されたインナーロータ型の回転電機について説明したが、ヨーク部２２の外周面にステータティース２３が形成されたアウターロータ型の回転電機にも適用することができる。

以上、本発明に基づいた各実施の形態について説明したが、今回開示された各実施の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。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許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が含まれることが意図される。

本発明は、ステータに適用することができる。

１，１Ａ，１Ｂ 回転電機、２ 回転シャフト、３ ロータ、４ ステータ、５ ロータコア、６ 磁石挿入孔、７ 永久磁石、８ 磁極、９ ステータコイル、１０ ステータコア、１１，１２ 端面、１３ 積層鋼鈑、２０，２０Ａ，２１ カフス、２２ ヨーク部、２３ ステータティース、２４，２４Ｕ５，２４Ｕ３，２４Ｕ７，２４Ｕ１ スロット、３０，３５ 内側枠部、３１，３６ 外側枠部、３２，３７ カバー部、３３，３８ 連通孔、３９ 渡り線、４０ 絶縁紙、４５，４５Ａ，４５Ｂ，７５，７６，９１ 凹部、４６ スロット本体孔、４７ 装着面、４８，４８Ａ，４８Ｂ，９８，９９ 突起部、５３ 内表面、５６，５７，８０，８２ 側壁部、５８，８１ 底壁部、５９，６０ 接続部分、７０，７１ 内側面、７２，７４ 底面、７３ 周面、８３，８３ａ，８３ｂ セグメント、８４，８４ａ，８４ｂ，８５，８５ａ，８５ｂ 脚部、８６ 湾曲部、９０ 金型、９２，９３ 内端辺、９４，９５ 端辺、９６ ティース本体、９７ 幅広部。

Claims (2)

1. 環状に延びるヨーク部と、前記ヨーク部の周面に形成されると共に前記ヨーク部の周方向に間隔をあけて形成された複数のステータティースとを含む環状のステータコアと、
   前記ステータコアの厚さ方向に配列する一対の端面のうち一方の端面に配置され、前記ステータティースに配置されている絶縁部材と、
   前記周方向に隣り合うステータティースの間に形成されたスロットに配置されると共に、前記一方の端面に位置する前記スロットの開口部から外部に突出しているコイルと、
   前記スロットに配置されると共に前記コイルと前記ステータコアの間に配置されており、前記スロットの開口部から突出するように設けられている絶縁紙と、
   を備え、
   前記絶縁紙は、前記ステータティースに沿って延びる側壁部と、前記ヨーク部の前記周面に沿って延びると共に前記側壁部に接続された底壁部とを含み、
   前記スロットを形成する前記ステータコアの内表面には、前記絶縁紙の前記側壁部および前記底壁部の接続部分と隣り合う位置に、凹部が形成されており、
   前記凹部は、前記凹部を形成する前記ステータコアの前記内表面が前記接続部分から離れるように形成されると共に、前記一方の端面から前記厚さ方向に延びるように形成されており、
   前記絶縁部材は、前記凹部に配置された突起部を含み、
   前記側壁部は、前記周方向に隣り合う２つのステータティースの一方に沿って延びる第１側壁部と、他方のステータティースに沿って延びる第２側壁部とを含み、
   前記接続部分は、前記第１側壁部および前記底壁部を接続する第１接続部分と、前記第２側壁部および前記底壁部を接続する第２接続部分とを含み、
   前記凹部は、前記第１側壁部と隣り合う第１隣接位置から、前記第１接続部分と隣り合う位置および前記第２接続部分と隣り合う位置を通り、前記第２側壁部と隣り合う第２隣接位置に達するように形成されており、
   前記突起部は、前記第１隣接位置から前記第２隣接位置に亘って延びるように形成されており、
   前記第１隣接位置と、前記第１接続部分と隣り合う位置との間の距離は、前記スロットの幅よりも小さく、
   前記第２隣接位置と、前記第２接続部分と隣り合う位置との間の距離は、前記スロットの幅よりも小さい、ステータ。
2. 前記ステータティースのうち、前記凹部よりも前記ステータコアの径方向内方側に位置する部分には、先端凹部が形成されており、
   前記絶縁部材は、前記先端凹部に配置されている先端突起部を含む、請求項１に記載のステータ。

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