特開 2021-193866 回転電機のコア部

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2021-193866(P2021-193866A)

(43)【公開日】2021年12月23日

(54)【発明の名称】回転電機のコア部

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/16 20060101AFI20211126BHJP

   H02K 15/10 20060101ALI20211126BHJP

   H02K 3/34 20060101ALI20211126BHJP

【ＦＩ】

   H02K1/16 A

   H02K15/10

   H02K3/34 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2020-99549(P2020-99549)

(22)【出願日】2020年6月8日

(71)【出願人】

【識別番号】000144038

【氏名又は名称】株式会社三井ハイテック

(74)【代理人】

【識別番号】100099634

【弁理士】

【氏名又は名称】平井 安雄

(72)【発明者】

【氏名】馬場 慎太郎

【テーマコード（参考）】

5H601

5H604

5H615

【Ｆターム（参考）】

5H601AA08

5H601AA09

5H601AA16

5H601CC05

5H601DD01

5H601DD11

5H601DD18

5H601EE03

5H601EE04

5H601EE18

5H601EE23

5H601GA02

5H601GB05

5H601GB12

5H601GB33

5H601GB36

5H601GB49

5H601GC02

5H601GC12

5H601GE10

5H601HH13

5H601JJ06

5H601KK26

5H604AA03

5H604AA05

5H604AA08

5H604BB14

5H604CC01

5H604CC05

5H604CC15

5H604DA14

5H604DB01

5H604PB03

5H604PE06

5H604QA01

5H615AA01

5H615BB14

5H615PP01

5H615PP08

5H615QQ03

5H615QQ12

5H615RR01

5H615SS09

5H615SS10

5H615SS44

5H615TT26

(57)【要約】

【課題】 スロットへのインシュレーターの配設で、スロットのコイル配置部分を適切な形状として、コイルのスロットへの挿通を容易に行え、且つ、コイルとコア間に空気が介在する状態を生じにくくして、コイルからコア側への伝熱を促せる、回転電機のコア部を提供する。
【解決手段】 回転電機における鉄心本体の各スロット１３にインシュレーター１５を設け、スロット１３に面する側面同士が平行とはならない形状のティース１１ｃに対し、このティース１１ｃを含む鉄心本体１１のスロット１３に面する各面とコイルをなす平角線５１の挿通部位との間にインシュレーター１５が位置して、平角線挿通状態では、インシュレーター１５が平角線５１と鉄心本体１１にそれぞれ接することから、インシュレーター１５が平角線５１で発生する熱を鉄心本体１１へ伝えられ、放熱を促進させてコイルの温度上昇を抑え、回転電機の作動をより安定化できる。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁性金属材料製の薄板を複数積層して形成され、回転電機の固定子又は回転子におけるコアとなる鉄心本体を少なくとも有し、当該鉄心本体の内周部又は外周部に複数等間隔で設けられたスロットに、コイルの一部をそれぞれ配設可能とされる、回転電機のコア部において、
前記鉄心本体の各スロット間に突出状態で形成されるティースが、一つのスロットを挟んで対向する側面同士を平行としない形状又は一部のみ平行である形状とされ、
前記各スロットが、当該各スロットに面する前記鉄心本体の各側面と一体に接合する、樹脂製の絶縁層を成型配設され、
当該絶縁層が、前記スロットの一部をなす空隙部を取り囲む形状を有して、当該空隙部に前記コイルをなす複数の平角線を挿通可能とされ、空隙部への平角線挿通状態では、平角線とティースとの間に介在することを
特徴とする回転電機のコア部。

【請求項2】

前記請求項１に記載の回転電機のコア部において、
前記鉄心本体における前記空隙部の平面視形状が、前記平角線と略同形状であることを
特徴とする回転電機のコア部。

【請求項3】

前記請求項１又は２に記載の回転電機のコア部において、
前記鉄心本体の各ティースが、ティースを挟んで隣り合う二つのスロットにそれぞれ面する両側面を、鉄心本体の径方向と平行な向きとされ、ティースの前記両側面に挟まれる部分が、同一の幅で前記径方向に連続する形状とされることを
特徴とする回転電機のコア部。

【請求項4】

前記請求項１ないし３のいずれかに記載の回転電機のコア部において、
前記鉄心本体におけるティースのスロットに面する側面が、鉄心本体をなす積層状態の各薄板における形状の不一致に起因する凹凸を有することを
特徴とする回転電機のコア部。

【請求項5】

前記請求項１ないし４のいずれかに記載の回転電機のコア部において、
前記絶縁層における前記空隙部に面する内周面が、周方向に波状の微小凹凸が繰り返し現れる形状を有するものとされることを
特徴とする回転電機のコア部。

【請求項6】

前記請求項１ないし５のいずれかに記載の回転電機のコア部において、
前記絶縁層が、ティースに接合する外周面と平角線に接触可能な内周面との間の厚さが他部より大きくなる所定箇所における、内周面の平角線挿入側の角部を、面取り加工されることを
特徴とする回転電機のコア部。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転電機の固定子又は回転子におけるコア部に関し、特に鉄心とコイルとの間に絶縁体が介設されるコア部に関する。

【背景技術】

【0002】

電動機や発電機といった回転電機の固定子又は回転子において、コイルを配設されるコアには、積層鉄心が一般に用いられる。コイルは積層鉄心のティースに巻回状態で配設されるが、コイル配設の際、打ち抜き等による形成後、特に処理されていない鉄心端面とコイルとの接触で、コイルの絶縁被膜の損傷等の影響が出ないようにするなどの目的で、鉄心におけるティース間のスロットに配置されるコイルとティースとの間に、絶縁紙等のインシュレーター（絶縁体）を介在させるようにしていた。
こうした従来の回転電機におけるコアの一例として、特許第６２７７８９２号公報に開示されるものがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６２７７８９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の回転電機のコアは、前記特許文献に示される構成を有しており、例えば、コイルとティースとの間に絶縁紙を介在させるように設ける場合、コイル配設前に絶縁紙をティース間のスロットに挿入する工程などが必要となり、コイル配設工程の能率向上を図ることが難しいという課題を有していた。

【0005】

また、コイルが、矩形又は方形状断面の平角線とされるセグメント導体で形成され、これら導体を互いに連結して連続一体化するセグメントコイルとされる場合、コアのスロット形状が複数の平角線に対応した長方形でないと、スロットの平角線が入る箇所以外の隙間を埋めて平角線を固定するために複数の固定用部材を用いる必要があり、コストが発生する。このため、こうしたセグメントコイルを採用する場合には、通常は、コアの各スロットを平角線の複数配置状態に対応する長方形のスロット形状とし、固定用部材を必要最小限とするようにしていたが、コアや平角線が専用の形状となることで、新たなコスト上昇に繋がる場合があるという課題を有していた。

【0006】

この他、スロット形状が、一つ以上の直線又は曲線を組み合わせた複雑な輪郭を持つものとされる場合、コイルを取り巻く絶縁紙等の絶縁体とティースとの間に隙間が生じやすく、この隙間に空気が介在することで、伝熱性能が悪化してコイルからの放熱が適切に行えなくなるという課題を有していた。

【0007】

本発明は前記課題を解消するためになされたもので、スロットへのインシュレーターの配設で、スロットのコイル配置部分を適切な形状として、コイルのスロットへの挿通を容易に行え、且つ、コイルとコア間に空気が介在する状態を生じにくくして、コイルからコア側への伝熱を促せる、回転電機のコア部を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の開示に係る回転電機のコア部は、磁性金属材料製の薄板を複数積層して形成され、回転電機の固定子又は回転子におけるコアとなる鉄心本体を少なくとも有し、当該鉄心本体の内周部又は外周部に複数等間隔で設けられたスロットに、コイルの一部をそれぞれ配設可能とされる、回転電機のコア部において、前記鉄心本体の各スロット間に突出状態で形成されるティースが、一つのスロットを挟んで対向する側面同士を平行としない形状又は一部のみ平行である形状とされ、前記各スロットが、当該各スロットに面する前記鉄心本体の各側面と一体に接合する、樹脂製の絶縁層を成型配設され、当該絶縁層が、前記スロットの一部をなす空隙部を取り囲む形状を有して、当該空隙部に前記コイルをなす複数の平角線を挿通可能とされ、空隙部への平角線挿通状態では、平角線とティースとの間に介在するものである。

【0009】

このように本発明の開示によれば、回転電機における鉄心本体の各スロットに絶縁層を設け、スロットに面する側面同士が平行とはならないか一部のみ平行である形状のティースに対し、このティースを含む鉄心本体のスロットに面する各面とコイルをなす平角線の挿通部位との間に絶縁層が位置して、平角線挿通状態では、絶縁層が平角線と鉄心本体にそれぞれ当接することにより、平角線と鉄心本体に当接する絶縁層が、平角線で発生する熱を鉄心本体へ伝えられ、コイルから外部へ向かう伝熱の効率を向上させて放熱を促進させられ、コイルの温度上昇を抑えて、回転電機の作動をより安定化できる。

【0010】

また、ティース間で所定形状をなすスロットに対し、絶縁層の形状を適宜調整し、この絶縁層に囲まれる空隙部を平角線の形状に対応させて、平角線を問題なく挿通可能とすることができ、平角線からなるコイルの配置の自由度を高められると共に、スロット形状自体を平角線の形状に合わせたものとする必要はなく、スロットの形状やこのスロット形状に影響を与えるティースの形状についても高い自由度を与えられ、例えば、ティース形状を磁気的な効率を重視したものとするなどして、回転電機の作動安定化や出力向上等も図れることとなる。

【0011】

さらに、絶縁層が積層鉄心である鉄心本体のスロットに面する各面と一体に設けられることで、積層されて鉄心本体をなす各薄板を相互に固定でき、鉄心本体のねじり強度を向上させられる。加えて、鉄心本体に対し絶縁層を成型配設することで、絶縁層外縁部が鉄心本体の形状に特に制約なく追随して当接でき、例えば従来の絶縁紙を用いる場合のように、鉄心のティース基端側隅部に絶縁紙角部に対応するヌスミ部を設けるなどの、絶縁層を適切に配設するために鉄心本体側であらかじめ配慮した構造部分を設けるような対策を講じる必要はなく、鉄心本体の構造単純化によるコストダウンや、絶縁層と鉄心本体との接触面積の増大とそれに伴う放熱効率向上が図れる。

【0012】

また、本発明の開示に係る回転電機のコア部は必要に応じて、前記鉄心本体における前記空隙部の平面視形状が、前記平角線と略同形状であるものである。
このように本発明の開示によれば、空隙部の平面視形状をこれに挿通される平角線と略同形状として、空隙部への平角線挿通状態で平角線と絶縁層との間に隙間をほとんど生じさせないことにより、平角線で発生する熱を確実に絶縁層に伝えて、この絶縁層経由で鉄心本体に熱を逃がすことができ、平角線からの放熱効率をさらに高めて温度上昇を抑えられる。

【0013】

また、本発明の開示に係る回転電機のコア部は必要に応じて、前記鉄心本体の各ティースが、ティースを挟んで隣り合う二つのスロットにそれぞれ面する両側面を、鉄心本体の径方向と平行な向きとされ、ティースの前記両側面に挟まれる部分が、同一の幅で前記径方向に連続する形状とされるものである。
このように本発明の開示によれば、鉄心本体における各ティースの、スロットにそれぞれ面する両側面を、鉄心本体の径方向と平行な向きとして、各ティースが径方向に同じ幅で連続する形状部分を有することにより、各ティースに、径方向と直交する向きにおける断面積が一定となる部分を、径方向に連続させて生じさせられ、径方向に突出するティースにおける磁束を安定させられ、回転電機の回転を安定化して性能向上が図れる。

【0014】

また、ティース形状に基づいて、スロット形状が先細又は先太の略楔状となることで、鉄心本体と平角線との間に介在する絶縁層に厚さの変化を与えられ、絶縁層の厚さが大きい部分に対し、平角線のスロット内への挿入を容易にする形状への加工等が容易に行えると共に、絶縁層形状に基づいて成型時の樹脂材料の流動改善も図れる。

【0015】

また、本発明の開示に係る回転電機のコア部は必要に応じて、前記鉄心本体におけるティースのスロットに面する側面が、鉄心本体をなす積層状態の各薄板における形状の不一致に起因する凹凸を有するものである。
このように本発明の開示によれば、鉄心本体を構成する複数の薄板の形状が一致しないことに基づいて、ティースのスロットに面する側面に凹凸が生じた状態となることにより、スロットに成型配設される絶縁層はティースの側面の凹部に食い込む状態となって、この側面に強力に密着一体化することとなり、鉄心本体をなす薄板相互の絶縁層による固定もさらに確実なものとなり、鉄心本体のねじり強度を大きく強化できる。そして、絶縁層がティース側面の凹部に食い込むように配設されることで、凹凸の存在に関わりなく、ティース側面と絶縁層との間に空気層が生じることはなく、絶縁層からティース側へ熱を効率よく伝えられる状態を確保できる。

【0016】

また、本発明の開示に係る回転電機のコア部は必要に応じて、前記絶縁層における前記空隙部に面する内周面が、周方向に波状の微小凹凸が繰り返し現れる形状を有するものである。
このように本発明の開示によれば、絶縁層の内周面に凹凸を設け、スロットへの平角線挿入状態では絶縁層の凸部分と平角線とが接することにより、絶縁層と平角線との接触面を小さくしてスロットへの平角線挿通時における摩擦を軽減でき、平角線の挿通をスムーズに進められる一方、挿入された平角線と絶縁層との接触状態を維持し、コイルから絶縁層を通じて鉄心本体へ伝熱可能として、コイルで発生する熱を確実に放熱させられる。

【0017】

また、本発明の開示に係る回転電機のコア部は必要に応じて、前記絶縁層が、ティースに接合する外周面と平角線に接触可能な内周面との間の厚さが他部より大きくなる所定箇所における、内周面の平角線挿入側の角部を、面取り加工されるものである。

【0018】

このように本発明の開示によれば、絶縁層における外周面と内周面との間の厚さが他部より大きくなる箇所で、内周面側の角部を面取り加工して、平角線端部の空隙部への挿入時に挿入の支障となる絶縁層の空隙部周りの角部を一部除去することにより、少なくとも面取り加工部分においては、空隙部に挿入しようとする平角線端部が絶縁層の角部に当たって挿入しにくい状態とならず、平角線端部を空隙部にスムーズに挿入して挿通状態とすることができ、平角線のスロット挿通作業を効率よく進められる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の一実施形態に係るコア部の平面図である。

【図2】本発明の一実施形態に係るコア部の要部拡大図である。

【図3】本発明の一実施形態に係るコア部におけるインシュレーター配設前の鉄心本体の要部拡大図である。

【図4】本発明の一実施形態に係るコア部製造時におけるスリットへの樹脂注入前状態説明図である。

【図5】本発明の一実施形態に係るコア部製造時における鉄心本体のモールド装置への装着状態概略説明図である。

【図6】本発明の一実施形態に係るコア部への平角線配設状態説明図である。

【図7】本発明の一実施形態に係るコア部における他のインシュレーターの形成状態説明図である。

【図8】図７のＡ−Ａ断面拡大図である。

【図9】図７のＢ部拡大図である。

【図10】本発明の他の実施形態に係るコア部の要部拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の一実施形態に係る回転電機のコア部を前記図１〜図６に基づいて説明する。本実施形態においては、回転電機としての電動機の固定子をなすコアの例について説明する。

【0021】

前記各図において本実施形態に係る回転電機のコア部１０は、磁性金属材料製の薄板１１ａを複数積層して形成される鉄心本体１１と、この鉄心本体１１に複数設けられる各スロット１３に面する鉄心本体１１の各側面と一体に成型配設される、絶縁層をなす絶縁樹脂材料製のインシュレーター１５とを備える構成である。

【0022】

本実施形態に係るコア部１０を用いる回転電機は、前記コア部１０にコイルを巻回状態で配設してなる固定子と、この固定子の内側に回転可能に配設される回転子と、これら固定子及び回転子を覆う中空箱状のケースとを備える公知の構成であり、詳細な説明を省略する。

【0023】

前記鉄心本体１１は、磁性金属材料製の薄板１１ａを複数積層して形成される積層鉄心である。
鉄心本体１１をなす薄板１１ａは、電磁鋼やアモルファス合金等からなる薄板材から打抜き形成されるものである。

【0024】

この鉄心本体１１では、重ね合わせた薄板１１ａ同士は、かしめで連結される。ただし、これに限らず、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等の樹脂による固定、接着剤による接着、及び、薄板同士の溶接、のいずれか１又は２以上を用いて連結することもできる。

【0025】

鉄心本体１１の内周部には、複数の平角線５１からなるコイルを設けるためのスロット１３が複数等間隔で設けられ、各スロット１３はいずれも鉄心本体１１中央の回転子配設位置となる空間部分に通じている。なお、鉄心本体において、全てのスロットが等間隔で設けられる必要はなく、一部異なる間隔であってもかまわない。そして、鉄心本体１１は、スロット１３より外側で環状に連続するヨーク部１１ｂと、このヨーク部１１ｂの内周から径方向内方に突出する状態で各スロット１３間に形成されるティース１１ｃとを有する。この鉄心本体１１のヨーク部１１ｂとティース１１ｃの形状は、鉄心本体１１の軸方向の全体にわたって同一形状とされる場合と、同一でなく異なる形状部分を含む場合のいずれでもかまわない。

【0026】

前記ティース１１ｃは、一つのスロット１３を挟んで対向する側面同士、すなわち、ティース１１ｃにおけるスロット１３に面する側面と、スロット１３を挟んでこれに対向する他のティースの側面とを、一部を除いて平行としない形状とされる。

【0027】

加えて、ティース１１ｃは、このティース１１ｃを挟んで隣り合う二つのスロット１３にそれぞれ面するこのティース１１ｃの両側面を、鉄心本体１１の径方向と平行な向きとされ、ティース１１ｃの前記両側面に挟まれる部分が、同一の幅で前記径方向に連続する形状とされる。
これにより、ティース１１ｃ間のスロット１３はその横断面形状が鉄心本体１１の中心寄りに位置するほど先細となる略くさび状となっている。

【0028】

一方、各スロット１３は、これら各スロットごとに、スロット１３に面する鉄心本体１１の各側面、すなわち、ヨーク部１１ｂの側面（内周面）及びティース１１ｃの側面、と一体とされる、絶縁樹脂材料製のインシュレーター１５を成型配設される構成である。

【0029】

前記インシュレーター１５は、絶縁性のある樹脂材料、例えば、エポキシ系の熱硬化性樹脂など、を硬化させたものであり、スロット１３の一部をなす空隙部１３ａを取り囲む形状を有する。
空隙部１３ａは、スロット１３のうちインシュレーター１５が設けられずに残った部分であり、前記コイルをなす複数整列状態の平角線５１に対応した略長方形の横断面形状の貫通孔となっており、平角線５１を挿通可能とされる。この空隙部１３ａへの平角線挿通状態では、平角線５１の存在する部位を除いたスロット１３の残り部分を、インシュレーター１５が占めて、このインシュレーター１５が平角線５１と鉄心本体１１（ヨーク部１１ｂ及びティース１１ｃ）との間に絶縁物として介在することとなる。

【0030】

この他、インシュレーター１５は、鉄心本体１１の軸方向の両端面からさらに軸方向外方へ所定量（例えば、０．２ないし３ｍｍ程度）突出させたり、鉄心本体１１の軸方向の両端面に沿って所定量はみ出させるように配設してもかまわない。また、インシュレーター１５は、鉄心本体１１の軸方向の両端面から軸方向内方へ端部を所定量（例えば、鉄心本体１１に使用する薄板１１ａの厚さ程度まで）後退させて、鉄心本体１１の前記両端面に対し段差をなすように配設することもできる。

【0031】

インシュレーター１５の空隙部１３ａに挿通可能な平角線５１は、表面に絶縁皮膜が形成された矩形又は方形断面の金属製棒状体であり、挿通後に複数を連結一体化されてコイルとされるものである。この平角線をなす金属材料には、銅の他、アルミニウムを用いてもよく、また、銅合金やアルミニウム合金を用いてもよい。

【0032】

この平角線５１は、１つの空隙部１３ａに複数本（例えば、６本）挿通され、空隙部１３ａでの占積率を大きくするように、複数本が鉄心本体１１の径方向に整列し、隣り合う側面同士を当接させた状態で空隙部１３ａに配置される。

【0033】

次に、本実施形態に係るコア部の製造方法について説明する。前提として、あらかじめ、公知の製法により、薄板材から打抜いた複数の薄板１１ａを積層した鉄心本体１１が得られているものとする。この鉄心本体１１は、必要に応じて、積層した薄板１１ａをかしめ等で一体化してもよい。

【0034】

まず、鉄心本体１１を、モールド装置３０の所定位置に置く。このモールド装置３０は、鉄心本体１１をその軸方向両側から挟み込む上型３１及び下型３２と、鉄心本体１１の最も中心寄りの面となるティース１１ｃの内側端面に当接可能な閉塞体３３と、鉄心本体１１の各スロット１３における空隙部１３ａにあたる領域に対し挿抜可能とされる中子３４と、下型３２に沿うように配設されて中子３４を支持する中子基部３６と、上型３１と鉄心本体１１との間に配置されるカルプレート３７と、中子基部３６と鉄心本体１１との間に配置される分離プレート３８とを有するものである。上型３１と鉄心本体１１との間に配置されるカルプレート３７には、樹脂を各スロット１３に導く樹脂流路３５（例えば、ランナ、ゲート孔）が形成される。

【0035】

モールド装置３０は、鉄心本体１１の軸方向両側に、上型３１と下型３２をそれぞれ配置し、上型３１で上から押さえられるカルプレート３７を鉄心本体１１の上端面に当接させる。また、下型３２と中子基部３６で支持される分離プレート３８を鉄心本体１１の下端面に当接させる。これにより、スロット１３における鉄心本体１１の軸方向の開口部を、後述する中子３４の配置領域を除いて全て閉塞できる。

【0036】

また、モールド装置３０の下型３２上に設けられた分離プレート３８の開口を通じて、各スロット１３にそれぞれ中子３４を下から挿入配置する。
中子３４をスロット１３に挿入するにあたり、スロット１３をティースの基端寄り部分から先端寄り部分にかけて先細形状となるように設計していることに基づき、中子３４をスロットの広い側（ティース基端寄り）に入れるようにすれば、中子を挿入しやすくすることができ、好ましい。

【0037】

さらに、鉄心本体１１の径方向内側にあるティース１１ｃの先端面に、モールド装置３０の閉塞体３３を当接させる。これにより、スロット１３における鉄心本体１１の径方向の開口部を閉塞できる。

【0038】

こうして閉塞体３３でティース先端を押圧することで、鉄心本体１１の径方向外側（外周側）に動くティース先端と中子とを接触させられ、これらでスロットの先端を閉塞状態とすることができる。
なお、閉塞体３３はなくてもよく、この場合は、スロット１３における鉄心本体１１の径方向の開口部を中子３４の端部で閉塞する。

【0039】

図４及び図５に示すように、モールド装置３０で鉄心本体の各スロット１３を閉塞状態とした後、成型工程として、モールド装置３０のカルプレート３７及び分離プレート３８と、中子３４とで閉じられた空間、すなわち、中子３４の外周面と鉄心本体１１のスロット１３に面する側面との間の隙間に、樹脂を注入する。

【0040】

この樹脂の注入は、モールド装置３０に設けられる図示しない樹脂溜めポット内に収容された樹脂材料を、プランジャーによる押圧で樹脂溜めポットから押出し、カルプレート３７の樹脂流路３５を通じて、中子３４と鉄心本体１１の側面との間の隙間に圧入することで実行される。樹脂の注入に際しては、モールド装置３０によって、鉄心本体１１に対しその軸方向や径方向に所定荷重を加え、鉄心本体とこれに接するモールド装置各部との間が開いて樹脂が漏れ出すことのないようにする。

【0041】

なお、インシュレーター１５のティース基端寄り部分からティース先端寄り部分にかけてその厚さが変化する形状に基づいて、樹脂注入用のゲート位置を、インシュレーター１５の厚さの大きい箇所に対応する隙間部分に面するように設定すれば、樹脂が、インシュレーターの厚い部分に対応する隙間の広い箇所から、インシュレーター１５の薄い部分に対応する隙間の狭い箇所へ向けて流動することとなる。こうして、隙間の広い箇所を通じて、隙間の狭くなった箇所まで樹脂を到達させられ、仮に樹脂をスロットの軸方向端部の両方からではなく片方からしか注入できない場合でも、樹脂の未充填等の問題が生じにくくなる。

【0042】

また、鉄心本体１１と当接するカルプレート３７と分離プレート３８の面のうち、中子３４の外周に接する箇所に凹部を形成することで、形成したインシュレーター１５に、鉄心本体１１の軸方向両端面からさらに軸方向の外方へ突出する部分や、鉄心本体１１の軸方向両端面に沿ってはみ出すように延設する部分を一体形成することもできる。

【0043】

注入された樹脂を硬化させることで、ティース１１ｃの両側面とその基端側となるヨーク部１１ｂの内周面に接合し一体化した状態のインシュレーター１５が形成され、鉄心本体１１の各スロット１３にインシュレーター１５を備えたコア部１０が完成状態となる。

【0044】

そして、コア部１０に対し、モールド装置３０で閉塞体３３を使用している場合は、その閉塞体３３を鉄心本体１１内周のティース１１ｃ先端面から離す。その後、鉄心本体１１から上型３１、カルプレート３７、中子３４、下型３２、及び分離プレート３８をそれぞれ離隔させてコア部１０を解放する。このコア部１０は、モールド装置３０から取り出された後、コイルの配設等の後工程に供給され、コア部１０の各スロット１３に平角線５１を挿通される。平角線５１はスロット１３の空隙部１３ａに挿通されてインシュレーター１５に取り囲まれた状態となっており、この平角線５１は周囲のインシュレーター１５に一部当接している。

【0045】

コア部１０のインシュレーター１５は、空隙部１３ａに面して、コイルをなす平角線５１と接する側面（内周面）の、平角線５１に対する摩擦抵抗を、従来のコイルとコア間の絶縁に用いられていた絶縁紙と比較して少なくするように形成されている。このため、平角線５１をスロット１３に挿通する際、平角線５１はインシュレーター１５と接触しても抵抗を受けにくく、平角線５１をスムーズに挿通できる。

【0046】

そして、コア部１０の各スロット１３に挿通された平角線５１は、周方向に数個おきの（又は、周方向に隣り合う）スロット１３に配置された平角線５１同士で結線され、電気的に接続されてコイルとされる。最終的に、これらコア部とコイルは、巻線の配線やケースへの取付で回転電機の固定子として使用可能な状態とされる。

【0047】

インシュレーター１５は、モールド装置で成型配設されることから、従来のコイルとコア間の絶縁に用いられていた絶縁紙より薄く形成することができる。このため、スロット１３におけるコイル（平角線）の占有率を高められ、より多くの電流をコイルに流すことができ、出力を向上させることができる。

【0048】

また、インシュレーター１５は、その鉄心本体１１の径方向外側寄り部分における厚さを、鉄心本体１１の径方向内側寄り部分の厚さより厚くなるように形成される（図２参照）。これにより、インシュレーター付加による鉄心本体の連結強度向上度合いは、鉄心本体１１の径方向外側で径方向内側より大きくなる。各スロット１３の空隙部１３ａに挿通させた平角線５１を結線する際には、鉄心本体１１の径方向外側で径方向内側より大きな応力がかかる状態となるものの、鉄心本体１１ではこうした部位ごとの応力に応じた連結強度を付与されていることで、問題なく応力に対抗して影響を回避できる。

【0049】

さらに、鉄心本体１１の連結強度は、インシュレーター１５の付加により、強度向上の度合いが部位ごとに異なるものの、全体として向上していることから、鉄心本体１１をなす薄板１１ａ同士をブロックかしめ（かしめレスコア）として一体化した場合であっても、薄板同士の連結を確実に維持して鉄心本体として問題なく使用できる。

【0050】

続いて、本実施形態に係るコア部を適用した回転電機における、コイルからコア部への伝熱状態について説明する。
回転電機を作動させ、巻線をなす各コイルに電流が流れると、コイルをなす平角線５１に熱が発生する。平角線１１で生じた熱は、平角線外周とコア部１０の鉄心本体１１との間に介在するインシュレーター１５における熱伝導性が、コイル周囲の空気における熱伝導性より優れることから、主にインシュレーター１５を介して鉄心本体１１へ伝わる。

【0051】

すなわち、コイルで生じた熱は、コイルのうちスロット１３の空隙部１３ａに収まった部分の平角線５１から、その表面に密着するインシュレーター１５に伝わり、さらに、インシュレーター１５から、これと密着する鉄心本体１１に伝わり、さらにケース等に伝わることとなる。

【0052】

インシュレーター１５は、スロット１３で鉄心本体１１の側面に沿って設けられているが、このインシュレーター１５の空隙部１３ａに面する内周面の配置形状は、モールド装置３０の中子３４により決まることから、鉄心本体１１の側面の真直度に影響を受けることなく、面の真直度を確保できる。仮に、複数積層した薄板の端部が現れる鉄心本体の側面に、凹凸がある場合でも、インシュレーターでこうした凹凸を吸収して、その影響を回避することができ、インシュレーターでは与えられた真直度の条件を満たして軸方向に平行な面を的確に得られる。

【0053】

これにより、空隙部１３ａに挿通された平角線５１外周面とインシュレーター１５の内周面とはほとんど平行をなす状態が得られ、これらの面の間には、一方の面に対する他方の面の傾きに起因する隙間が生じにくく、インシュレーター１５は鉄心本体１１の側面に接合一体化していることと合わせて、平角線５１と鉄心本体１１との間に介在する空気を減らし、平角線５１と鉄心本体１１との間における伝熱効率を向上させられ、コイルからの放熱を促進できる。

【0054】

また、インシュレーター１５をモールド装置３０で成型配設することで精度よく形成でき、寸法の誤差を小さくでき、平角線５１の入る空隙部１３ａの周りに挿通のためのクリアランスを大きく設定する必要がないことで、空隙部１３ａに挿通する平角線５１とインシュレーター１５との間のクリアランス自体を小さくすることができ、平角線５１と鉄心本体１１との間に介在する空気の層を薄くして、この点でも平角線５１と鉄心本体１１との間における伝熱効率を向上させられる。

【0055】

このように、本実施形態に係る回転電機のコア部は、鉄心本体１１の各スロット１３にインシュレーター１５を設け、スロット１３に面する側面同士が平行とはならない形状のティース１１ｃに対し、このティース１１ｃを含む鉄心本体１１のスロット１３に面する各面とコイルをなす平角線５１の挿通部位との間にインシュレーター１５が位置して、平角線挿通状態では、インシュレーター１５が平角線５１と鉄心本体１１にそれぞれ当接することから、平角線５１と鉄心本体１１に当接するインシュレーター１５が、平角線５１で発生する熱を鉄心本体１１へ伝えられ、コイルから外部へ向かう伝熱の効率を向上させて放熱を促進させられ、コイルの温度上昇を抑えて、より大きな電流を流すことができる。

【0056】

また、ティース間で所定形状をなすスロット１３に対し、インシュレーター１５の形状を適宜調整し、このインシュレーター１５に囲まれる空隙部１３ａを平角線５１の形状に対応させて、平角線５１を問題なく挿通可能とすることができ、平角線５１からなるコイルの配置の自由度を高められると共に、スロット形状自体を平角線５１の形状に合わせたものとする必要はなく、スロット１３の形状やこのスロット形状に影響を与えるティース１１ｃの形状についても高い自由度を与えられ、例えば、ティース１１ｃの形状を、ティース１１ｃのコイルが巻回される部分である、そのヨーク部１１ｂ寄りの基端部から先端近傍までが、鉄心本体１１の径方向に平行な等幅で且つ等断面積の角柱状となって、磁束を均一化できる形状として、回転電機の作動安定化や出力向上等も図れることとなる。

【0057】

さらに、インシュレーター１５が積層鉄心である鉄心本体１１のスロット１３に面する各面と一体に設けられることで、積層されて鉄心本体１１をなす各薄板１１ａを相互に固定でき、鉄心本体１１のねじり強度を向上させられる。加えて、鉄心本体１１に対しインシュレーター１５を成型配設することで、インシュレーター外縁部が鉄心本体１１の形状に特に制約なく追随して密着でき、例えば従来の絶縁紙を用いる場合のように、鉄心のティース基端側隅部に絶縁紙角部に対応するヌスミ部を設けるなどの、インシュレーターを適切に配設するために鉄心本体側であらかじめ配慮した構造部分を設けるような対策を講じる必要はなく、鉄心本体１１の構造単純化によるコストダウンが図れる。

【0058】

なお、前記実施形態に係るコア部を適用する回転電機を電動機としているが、これに限らず、回転電機は発電機であってもかまわない。また、コア部は、インナーロータ構造における固定子の一部とされる構成としているが、これに限られるものではなく、アウターロータ構造における固定子の一部とすることもできる。加えて、コア部は固定子だけでなく、巻線タイプのロータのコアとして用いる構成とすることもできる。

【0059】

また、前記実施形態に係る回転電機のコア部において、インシュレーター１５は、鉄心本体１１のスロット１３に成型配設される際に完全に硬化させて鉄心本体１１と一体化される構成としているが、これに限らず、インシュレーターをなす樹脂材料が鉄心本体のスロットに成型配設される際に、一旦硬化を所定割合進行させて、インシュレーターとしての形状を維持し、且つ鉄心本体に一体化された状態を保持可能としたら、硬化を中断して、硬化途上ながらコア部として一応の完成状態として取り扱う構成とすることもできる。

【0060】

この場合、後の工程で、鉄心本体のスロットにコイルをなす平角線を挿通させた状態で、熱や光、所定成分の雰囲気等によりインシュレーター樹脂材料の硬化をあらためて進行させ、インシュレーターの完全な硬化状態を得る仕組みとすることもでき、完全硬化したインシュレーターを平角線に確実に密着させられる。インシュレーターを完全硬化の過程でわずかに膨張するような樹脂材料にすれば、平角線との密着度合いがより一層向上し、好ましい。

【0061】

また、前記実施形態に係る回転電機のコア部においては、各スロット１３の空隙部１３ａに平角線５１を挿入する際にその挿入を容易にするための構造を特に採用しない構成としているが、この他、図７及び図８に示すように、インシュレーター１５における他部より厚さの大きい部分（例えば、ティース基端寄り部分）における空隙部１３ａ周縁のうち平角線挿入側（例えば、上側）の角部に面取り加工を施す構成とすることもできる。このような面取り加工で得られた面取り部１５ａで、平角線の誘い込みが可能となり、平角線を容易に挿入でき、コア部への平角線挿通工程の短縮化や省力化が図れる。

【0062】

こうした面取り加工は、モールド装置３０におけるコア部１０の平角線挿入側にあたる型（例えば、上型３１）又は中子３４に、インシュレーター１５の厚さ大の部分の角部対応位置に突出する凸部を設けて、成型により面取り形状を得るようにすれば、インシュレーター１５に対し除去加工を行うことなく効率よく所望の面取り形状を形成できる。

【0063】

また、図９に示すように、インシュレーター１５の空隙部１３ａに面する側面（内周面）に、波状の凹凸１５ｂを形成する構成とすることもできる。この場合、平角線挿入の際に、インシュレーター１５の内周面と平角線５１外周面との接触面積を減らせることで、平角線５１の挿入に伴う摩擦抵抗を抑えられ、平角線５１を空隙部１３ａにスムーズに挿入できる。

【0064】

こうした凹凸を形成する加工についても、モールド装置３０における中子３４の側面に、インシュレーター１５の側面に設けたい凹凸に対応した凸部及び凹部を設けて、成型により凹凸形状を得るようにすれば、インシュレーター１５に対し除去加工を行うことなく効率よく所望の凹凸面を形成できる。

【0065】

さらに、図１０に示すように、インシュレーター１５におけるティース基端部寄りの隅部に、ヌスミ部１５ｃを設ける構成とすることもできる。このようにヌスミ部１５ｃが設けられることで、平角線５１の角部がインシュレーター１５の隅部に接触して摩擦抵抗が生じることを回避でき、平角線５１をスロット１３の空隙部１３ａにスムーズに挿通させられ、コア部への平角線挿通工程の短縮化や省力化が図れる。

【0066】

こうしたヌスミ部１５ｃを設ける加工についても、モールド装置３０における中子３４の角部のうち、インシュレーター１５におけるティース基端部寄りの隅部に対応するものに、インシュレーター１５の隅部に設けたいヌスミ部に対応した凸部を形成して、成型によりヌスミ部となる凹形状を得るようにすれば、インシュレーター１５に対し除去加工を行うことなく効率よくヌスミ部を設けることができる。

【0067】

なお、前述した実施形態においては、モールド装置３０の使用にあたり、鉄心本体１１の各スロット１３にそれぞれ中子３４を下から挿入する場合について説明したが、これに限られるものではなく、各スロット１３にそれぞれ中子３４を上から挿入してもよい。この場合には、モールド装置３０の上型３１下に設けられたカルプレート３７の開口を通じて、各スロット１３にそれぞれ中子３４を上から挿入配置することになる。また、前述した実施形態において、樹脂の注入方向については特に記載していないが、樹脂は、モールド装置３０に設けられる図示しないプランジャーによる押圧により、鉄心本体１１の上下のどちらか一方から注入される。

【符号の説明】

【0068】

１０ コア部
１１ 鉄心本体
１１ａ 薄板
１１ｂ ヨーク部
１１ｃ ティース
１３ スロット
１３ａ 空隙部
１４ 導線
１５ インシュレーター
１５ａ 面取り部
１５ｂ 凹凸
１５ｃ ヌスミ部
３０ モールド装置
３１ 上型
３２ 下型
３３ 閉塞体
３４ 中子
３５ 樹脂流路
３６ 中子基部
３７ カルプレート
３８ 分離プレート
５１ 平角線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】