特許 6044488 コイルインシュレータの固定方法および固定構造、ステータ、ならびに、回転電機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6044488

(24)【登録日】2016年11月25日

(45)【発行日】2016年12月14日

(54)【発明の名称】コイルインシュレータの固定方法および固定構造、ステータ、ならびに、回転電機

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/34 20060101AFI20161206BHJP

   H02K 3/46 20060101ALI20161206BHJP

   H02K 1/04 20060101ALI20161206BHJP

   H02K 15/10 20060101ALI20161206BHJP

【ＦＩ】

   H02K3/34 B

   H02K3/46 B

   H02K1/04 A

   H02K15/10

【請求項の数】12

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-179289(P2013-179289)

(22)【出願日】2013年8月30日

(65)【公開番号】特開2015-50799(P2015-50799A)

(43)【公開日】2015年3月16日

【審査請求日】2015年12月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】服部 宏之

【審査官】 柿崎 拓

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０９５４９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０１１３３３２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１０／１４０２４３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０００−３４１８９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭４８−００７０６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２０９３３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１６１８２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平２−８４７０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１６１８７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ ３／３４

Ｈ０２Ｋ １／０４

Ｈ０２Ｋ ３／４６

Ｈ０２Ｋ １５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステータコアと該ステータコアに巻装されるコイルとの間に設けられて前記ステータコアに固定されるコイルインシュレータの固定方法であって、
環状または略円弧状をなすバックヨークと該バックヨークから径方向に突出するティースとを備えるステータコアであって、前記バックヨークの軸方向端面に前記ティースに対応して固定穴が形成されているステータコアを準備し、
前記ステータコアのティースの周囲に設けられるコイルインシュレータであって、加熱により軟化する絶縁性材料からなり、前記ティースの周囲に配置される本体部と該本体部から径方向に突設された固定部とを有するコイルインシュレータを準備し、
前記ティースの周囲に前記コイルインシュレータを嵌め込んで配置し、
前記固定穴を覆って位置する前記コイルインシュレータの固定部を加熱して軟化させ、前記固定穴に前記固定部を構成する絶縁性材料の一部を入り込ませた後に硬化させることにより、前記コイルインシュレータを前記ステータコアに固定するための突起を形成する、
コイルインシュレータの固定方法。

【請求項2】

請求項１に記載のコイルインシュレータの固定方法において、
前記コイルインシュレータの本体部は前記ティースを収容する筒状に形成され、前記固定部は前記コイルインシュレータの軸方向両端側に形成されるとともに前記固定穴はステータコアの軸方向両端面に形成される、コイルインシュレータの固定方法。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のコイルインシュレータの固定方法において、
前記固定穴は前記ステータコアの軸方向端面から奥側で広がった形状に形成されている、コイルインシュレータの固定方法。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか一項に記載のコイルインシュレータの固定方法において、
前記ステータコアへの固定前に前記本体部に前記コイルが予め巻回された前記コイルインシュレータは、前記ティースの径方向先端側から前記ティースの周囲に嵌め込まれる、コイルインシュレータの固定方法。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか一項に記載のコイルインシュレータの固定方法において、
前記固定穴に絶縁性材料が入り込んで形成される前記突起は、前記ティース部に対応して前記ステータコアの軸方向一端側当たり少なくとも１つ形成される、コイルインシュレータの固定方法。

【請求項6】

ステータコアと該ステータコアに巻装されるコイルとの間に設けられて前記ステータコアに固定されるコイルインシュレータの固定構造であって、
環状または略円弧状をなすバックヨークと該バックヨークから径方向に突出するティースとを備えるステータコアであって、前記バックヨークの軸方向端面に前記ティースに対応して固定穴が形成されているステータコアと、
前記ステータコアのティースの周囲に設けられるコイルインシュレータであって、加熱により軟化する絶縁性材料からなり、前記ティースの周囲に配置される本体部と該本体部から径方向に突設された固定部とを有するコイルインシュレータと、を備え、
前記コイルインシュレータの固定部は、前記ティースの周囲に前記コイルインシュレータを嵌め込んで配置された状態で前記固定穴を覆って位置する前記コイルインシュレータの固定部を加熱して軟化させて前記穴に前記固定部を構成する絶縁性材料の一部を入り込ませた後に硬化させることにより形成された突起を有する、
コイルインシュレータの固定構造。

【請求項7】

請求項６に記載のコイルインシュレータの固定構造において、
前記コイルインシュレータの本体部は前記ティースを収容する筒状に形成され、前記固定部は前記コイルインシュレータの軸方向両端側に形成されるとともに前記固定穴はステータコアの軸方向両端面に形成される、コイルインシュレータの固定構造。

【請求項8】

請求項６又は７に記載のコイルインシュレータの固定構造において、
前記固定穴は前記ステータコアの軸方向端面から奥側で広がった形状に形成されている、コイルインシュレータの固定構造。

【請求項9】

請求項６〜８のいずれか一項に記載のコイルインシュレータの固定構造において、
前記ステータコアへの固定前に前記本体部に前記コイルが予め巻回された前記コイルインシュレータは、前記ティースの径方向先端側から前記ティースの周囲に嵌め込まれる、コイルインシュレータの固定構造。

【請求項10】

請求項６〜９のいずれか一項に記載のコイルインシュレータの固定構造において、
前記固定穴に絶縁性材料が入り込んで形成される前記突起は、前記ティース部に対応して前記ステータコアの軸方向一端側当たり少なくとも１つ形成される、コイルインシュレータの固定構造。

【請求項11】

請求項６〜１０のいずれか一項に記載のコイルインシュレータの固定構造と、
前記ステータコアのティースへの嵌め込み前または嵌め込み後に、前記インシュレータの本体部の周囲に巻装されるコイルと、を備える、ステータ。

【請求項12】

請求項１１に記載のステータと、
前記ステータにギャップを介して対向する回転可能なロータと、を備える回転電機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転電機において、ステータコアと、ステータコアに巻装されるコイルとの間に設けられてステータコアに固定されるコイルインシュレータの固定方法および固定構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ステータコアのティースにコイルが巻装されて構成されるステータと、このステータに対してギャップを介して回転可能に設けられたロータとを備える回転電機が知られている。このような回転電機において、ステータに巻装されるコイルは、ステータコアとの間に例えば樹脂等の絶縁性材料からなるインシュレータを介在させることによって、ステータコアと電気的に絶縁されている。

【0003】

これに関連する先行技術文献として、例えば特許文献１（特開２０１２−９５４９２号公報）には、電動機の固定子において、平面視で略Ｈ字状をなす分割コアの軸方向両端部にインシュレータをそれぞれ配置し、分割コアのコアバック部の端面に形成された固定用穴にインシュレータに形成された突起を侵入させるとともに、分割コアのティース部の先端面にインシュレータティース先端部に形成された係止用突起を係止することにより、分割コアのティース部およびインシュレータの周囲にコイルを巻回する際にインシュレータが分割コアに対して回転するのを抑制することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−９５４９２号公報号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献１に記載されるインシュレータの固定方法では、分割コアの端面に形成された固定用穴に侵入させる突起がインシュレータに予め形成されていることから、インシュレータを分割コアに取り付ける際に突起が引っ掛かることによって破損することが起こり得る。また、インシュレータの突起と分割コアの固定用穴との間に寸法誤差に起因して隙間が形成される場合、インシュレータの固定状態が不安定になる可能性がある。

【0006】

本発明の目的は、インシュレータをステータコアのティースに組み付ける際に固定用突起が破損を防止できるとともに、ステータコアの穴の内周面に固定用突起が密着した状態に嵌合することによりがたつきなく安定した固定状態を実現できる、インシュレータの固定方法および固定構造を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様であるコイルインシュレータの固定方法は、ステータコアと該ステータコアに巻装されるコイルとの間に設けられて前記ステータコアに固定されるコイルインシュレータの固定方法であって、環状または略円弧状をなすバックヨークと該バックヨークから径方向に突出するティースとを備えるステータコアであって、前記バックヨークの軸方向端面に前記ティースに対応して固定穴が形成されているステータコアを準備し、前記ステータコアのティースの周囲に設けられるコイルインシュレータであって、加熱により軟化する絶縁性材料からなり、前記ティースの周囲に配置される本体部と該本体部から径方向に突設された固定部とを有するコイルインシュレータを準備し、前記ティースの周囲に前記コイルインシュレータを嵌め込んで配置し、前記固定穴を覆って位置する前記コイルインシュレータの固定部を加熱して軟化させ、前記固定穴に前記固定部を構成する絶縁性材料の一部を入り込ませた後に硬化させることにより、前記コイルインシュレータを前記ステータコアに固定するための突起を形成する、ことを含む。

【0008】

本発明に係るコイルインシュレータの固定方法において、前記コイルインシュレータの本体部は前記ティースを収容する筒状に形成され、前記固定部は前記コイルインシュレータの軸方向両端側に形成されるとともに前記固定穴はステータコアの軸方向両端面に形成されてもよい。

【0009】

また、本発明に係るコイルインシュレータの固定方法において、前記固定穴は前記ステータコアの軸方向端面から奥側で広がった形状に形成されてもよい。

【0010】

また、本発明に係るコイルインシュレータの固定方法において、前記ステータコアへの固定前に前記本体部に前記コイルが予め巻回された前記コイルインシュレータは、前記ティースの径方向先端側から前記ティースの周囲に嵌め込まれてもよい。

【0011】

さらに、本発明に係るコイルインシュレータの固定方法において、前記固定穴に絶縁性材料が入り込んで形成される前記突起は、前記ティース部に対応して前記ステータコアの軸方向一端側当たり少なくとも１つ形成されてもよい。

【0012】

本発明の別の態様であるコイルインシュレータの固定構造は、ステータコアと該ステータコアに巻装されるコイルとの間に設けられて前記ステータコアに固定されるコイルインシュレータの固定構造であって、環状または略円弧状をなすバックヨークと該バックヨークから径方向に突出するティースとを備えるステータコアであって、前記バックヨークの軸方向端面に前記ティースに対応して固定穴が形成されているステータコアと、前記ステータコアのティースの周囲に設けられるコイルインシュレータであって、加熱により軟化する絶縁性材料からなり、前記ティースの周囲に配置される本体部と該本体部から径方向に突設された固定部とを有するコイルインシュレータと、を備え、前記コイルインシュレータの固定部は、前記ティースの周囲に前記コイルインシュレータを嵌め込んで配置された状態で前記固定穴を覆って位置する前記コイルインシュレータの固定部を加熱して軟化させて前記穴に前記固定部を構成する絶縁性材料の一部を入り込ませた後に硬化させることにより形成された突起を有する。

【0013】

本発明に係るコイルインシュレータの固定構造において、前記コイルインシュレータの本体部は前記ティースを収容する筒状に形成され、前記固定部は前記コイルインシュレータの軸方向両端側に形成されるとともに前記固定穴はステータコアの軸方向両端面に形成されてもよい。

【0014】

また、本発明に係るコイルインシュレータの固定構造において、前記固定穴は前記ステータコアの軸方向端面から奥側で広がった形状に形成されてもよい。

【0015】

また、本発明に係るコイルインシュレータの固定構造において、前記ステータコアへの固定前に前記本体部に前記コイルが予め巻回された前記コイルインシュレータは、前記ティースの径方向先端側から前記ティースの周囲に嵌め込まれてもよい。

【0016】

さらに、本発明に係るコイルインシュレータの固定構造において、前記固定穴に絶縁性材料が入り込んで形成される前記突起は、前記ティース部に対応して前記ステータコアの軸方向一端側当たり少なくとも１つ形成されてもよい。

【0017】

本発明の更に別の態様では、上記いずれかの構成のコイルインシュレータの固定構造と、前記ステータコアのティースへの嵌め込み前または嵌め込み後に、前記インシュレータの本体部の周囲に巻装されるコイルとを備えるステータが提供される。

【0018】

本発明のまた更に別の態様では、上記構成のステータと、前記ステータにギャップを介して対向する回転可能なロータとを備える回転電機が提供される。

【発明の効果】

【0019】

本発明に係るコイルインシュレータの固定方法および固定構造によれば、コイルインシュレータをステータコアのティースに組み付けた後に固定用突起が形成されることから組み付け時にコイルインシュレータの固定用突起が引っ掛かって破損するのを防止できる。

【0020】

また、固定用突起は加熱して軟化した絶縁性材料がステータコアの固定穴に入り込んだ後に硬化して形成されるため、固定穴の内周面に固定用突起が隙間無く密着した状態に嵌合することができ、これによりコイルインシュレータをステータコアにがたつきなく安定して固定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一実施形態であるコイルインシュレータの固定構造を含む回転電機の軸方向から見た部分端面図である。

【図2】コイルインシュレータの（ａ）上面図、（ｂ）正面図、および、（ｃ）側面図である。

【図3】コイルインシュレータの固定方法を示すフローチャートである。

【図4】コイルが巻回されたコイルインシュレータがステータコアのティースに嵌め込まれた状態を示すステータの軸方向断面図である。

【図5】コイルインシュレータの固定部が加熱・加圧されて固定用突起が形成された状態を示すステータの軸方向断面図である。

【図6】コイルインシュレータの固定部の変形例を示す、図４中のＡ部拡大図である。

【図7】周方向に並んで複数の固定用突起が形成されるコイルインシュレータの変形例を示す、コイルインシュレータの上面図である。

【図8】径方向に並んで複数の固定用突起が形成されるコイルインシュレータの変形例を示す、コイルインシュレータの上面図である。

【図9】固定穴の軸方向奥部が略Ｔ字状に広がって形成されている変形例を示す、図５中のＢ部拡大図である。

【図10】固定穴の軸方向奥部が階段状に広がって形成されている変形例を示す、図５中のＢ部拡大図である。

【図11】軸方向に関して２つに分割されたコイルインシュレータを示す、図２と同様の（ａ）上面図、（ｂ）正面図、および、（ｃ）側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下に、本発明に係る実施形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。また、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用いることは当初から想定されている。

【0023】

図１は、本発明の一実施形態であるコイルインシュレータ固定構造１０を備える回転電機１の軸方向から見た部分端面図である。回転電機１は、略円筒状をなすステータ２と、ステータ２の径方向内側にギャップ３を介して設けられたロータ４とを備える。ロータ４は、回転電機１を収容するケース（図示せず）に回転可能に支持されている。ロータ４は、永久磁石を内蔵する回転子であってもよいし、または、永久磁石を含まないタイプの回転子であってもよい。

【0024】

ステータ２は、コイルインシュレータ固定構造１０を構成するステータコア５およびコイルインシュレータ１２と、ステータコア５に巻装されたコイル６とを備える。

【0025】

ステータコア５は、例えば電磁鋼板を略円環状に打ち抜き加工したものを多数枚積層して、カシメ、溶接等によって一体に連結されて構成される磁性板材の積層体である。ステータコア５は、略円環状をなすバックヨーク７と、バックヨーク７の内周側に径方向内方へ突出するとともに周方向に所定ピッチで形成された複数のティース８とを有する。これにより、周方向に隣接するティース８の間には、溝状のスロット９が軸方向両側および径方向内側に開口して形成されている。

【0026】

本実施形態では、各ティース８は、平面視で略台形状をなして形成されている。また、本実施形態では、各ティース８の内周側先端の角部には、周方向への張り出し部が形成されていない。これにより、ティース８の外形形状と略一致する筒状空間を含むコイルインシュレータ１２を、ステータコア５の径方向内側からティース８に嵌め込んで組み付けられるようになっている。

【0027】

ステータコア５において、バックヨーク７の軸方向両側の端面には、固定穴１１が形成されている。固定穴１１は、各ティース８に対応して形成されている。固定穴１１は、コイルインシュレータ１２を構成する絶縁性材料の一部が入り込んで固定用突起を形成することにより、コイルインシュレータ１２およびコイル６をステータコア５に固定するための凹部である。

【0028】

固定穴１１は、ステータコア５を構成する少なくとも１枚の電磁鋼板に形成された貫通孔によって構成されている。固定穴１１の深さは、コイルインシュレータ１２の固定強度を確保するのに必要な係合状態が得られる程度に設定される。固定穴１１は、ステータコア５内を軸方向にわたって貫通して形成されてもよい。ただし、ステータコア５のバックヨーク７の磁気特性への影響を考慮して、固定穴１１の深さを設定することが好ましい。また、固定穴１１は、後述するようにティース８にコイルインシュレータ１２が組み付けられたときに、コイルインシュレータ１２の固定部２０によって覆われる位置に形成されている。

【0029】

さらに、固定穴１１は、ティース８の周方向中心位置を通る径方向に沿った直線（以下、周方向中心線という）Ｃ上に形成されている。本実施形態では、固定穴１１は、円形状の穴として形成されているが、これに限定されるものではなく、例えば矩形状、楕円状等の他の形状の穴として形成されてもよい。

【0030】

なお、本実施形態ではステータコア５は、環状の磁性板材積層体として一体に形成されているものとして説明するが、図１中に一点鎖線Ｄで示すように、バックヨーク７がティース８の両側で周方向に所定間隔に分断された分割コアからなってもよい。この場合、分割コアは、略円弧状のバックヨークとティースとで平面視が略Ｔ字状をなす。このような分割コアを環状に配列し、その外周側に円筒状ケースを焼嵌め、圧入等によって外装することにより一体に連結されステータコアが構成されもよい。また、ステータコア５は、磁性粉末を樹脂コーティングしたものを成形型で圧縮成形した圧粉磁心として形成されてもよい。

【0031】

コイル６は、例えば銅線に絶縁被覆された導線がコイルインシュレータ１２に巻回されて構成されている。本実施形態ではコイル６は、各ティース８に集中巻き方式でそれぞれ巻装されている。また、コイル６を構成する導線の断面は、円形であってもよいし（図５等参照）、あるいは、角形であってもよい。

【0032】

コイルインシュレータ１２は、ステータコア５とコイル６との間を電気的に絶縁する機能を有する。また、本実施形態ではコイルインシュレータ１２は、コイル６をステータコア５に固定する機能も有する。

【0033】

コイルインシュレータ１２は、例えば樹脂等の絶縁性材料によって形成されている。これにより、ステータコア５とコイル６間を良好に絶縁することができる。より具体的には、コイルインシュレータ１２は、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の熱可塑性樹脂によって形成されている。このように熱可塑性樹脂で形成されることで、後述するようにコイルインシュレータ１２の固定部を加熱および加圧してステータコア５の固定穴に樹脂材料を侵入させることにより固定用突起を形成することができる。

【0034】

図２は、コイルインシュレータ１２の（ａ）上面図、（ｂ）正面図、および（ｃ）側面図である。コイルインシュレータ１２は、矩形筒状をなす本体部１４と、本体部１４の径方向の両端部において周方向へ突出して形成された第１および第２フランジ部１６，１８と、第２フランジ部１８の外側面に突設された固定部２０とを備える。コイルインシュレータ１２は、熱可塑性樹脂を用いて成形型で一体成形することができる。コイルインシュレータ１２の本体部１４は、第１および第２フランジ部１６，１８とともに、コイル６をティース８の周囲に絶縁状態で巻装するためのボビンを構成するものである。

【0035】

コイルインシュレータ１２の本体部１４の内部空間１５は、平面視で略台形状をなすティース８を略隙間無く収容可能な形状および大きさに形成されている。これにより、コイルインシュレータ１２がティース８の周囲に配置されたとき、ティース８の外周面に本体部１４の内周面が密着して配置することができる。また、図１に示すように、本体部１４の径方向寸法はティース８よりも若干短く形成されている。これにより、コイルインシュレータ１２がティース８に嵌め込まれたときティース８の先端が本体部１４から少し突出した状態となるようにしてある。

【0036】

コイルインシュレータ１２の第１および第２フランジ部１６，１８は、図２（ｂ）に示すように、平面視で長方形状の枠をなすようにそれぞれ形成されている。また、第１および第２フランジ部１６，１８の周方向両側の端縁部は、本体部１４の軸方向断面に対して所定角度をなすように屈曲して形成されている。これにより、コイルインシュレータ１２がティース８に組み付けられたとき、径方向外側の第２フランジ部１８がティース８間に位置するバックヨーク７の内周側湾曲面に沿って当接した状態となり、コイルインシュレータ１２の配置を安定したものにできる。また、第１フランジ部１６が第２フランジ部１８と略平行となるように屈曲していることで、第１および第２フランジ部１６，１８間のコイル巻回スペースを大きく確保することが可能になる。その結果、スロット９内でコイル６が占める占積率を向上させ、コイル６の銅損を低下させることができる。

【0037】

コイルインシュレータ１２の固定部２０は、図１および図２に示すように、第２フランジ部１８の径方向外側の表面に略半円状に突出して形成されている。固定部２０は、コイルインシュレータ１２の軸方向の両端側に、ティース８の軸方向長さに相当する距離だけ離れて２つ形成されている。これにより、コイルインシュレータ１２がティース８に組み付けられたとき、固定部２０がステータコア５の軸方向端面上に略接触した状態に配置されるようになっている。

【0038】

また、コイルインシュレータ１２の固定部２０の厚さｔは、本体部１４や第１および第２フランジ部１６，１８よりも厚く形成されている。これは、後述するように、固定部２０を加熱および加圧して固定用突起２２を形成する際に、ステータコア５の固定穴１１内に固定部２０を構成する熱可塑性樹脂材料の一部が入り込むことを考慮して予め厚く形成されている。固定穴１１の大きさや深さに応じて入り込む樹脂量が変わることから、固定部２０の当初の厚さｔは固定用突起２２を形成した後の固定部２０がコイルインシュレータ１２およびコイル６の固定強度を確保および維持できる程度となるよう予め設定される。

【0039】

続いて、図３〜図５を参照して、ステータコア５へのコイルインシュレータ１２の固定方法について説明する。この固定方法は、コイルインシュレータ固定構造１０の製造方法であるともいえる。図３は、コイルインシュレータ１２の固定方法を示すフローチャートである。図４は、コイル６が巻回されたコイルインシュレータ１２がステータコア５のティース８に嵌め込まれた状態を示すステータ２の軸方向断面図である。図５は、コイルインシュレータ１２の固定部２０が加熱および加圧されて固定用突起２２が形成された状態を示すステータ２の軸方向断面図である。

【0040】

図３を参照すると、まず、ステップＳ１０において、ステータコア５およびコイルインシュレータ１２を準備する。コイルインシュレータ１２には、コイル６が予め巻回されている。

【0041】

次に、ステップＳ１２において、図４に示すようにコイルインシュレータ１２をステータコア５のティース８に径方向先端側から嵌め込んで組み付ける。このとき、第２フランジ部１８がスロット９の底面すなわち径方向内周面に当接した状態に配置する。

【0042】

そして、ステップＳ１４において、コイルインシュレータ１２の固定部２０を軸方向両側から図示しない加熱部材を押し付ける。これにより、固定部２０が少なくともガラス転移点（Ｔｇ）以上に加熱されるとともに加熱部材によって加圧される。このとき、固定部２０は、固定穴１１に流動して入り込むことができる程度に軟化すれば融点まで加熱される必要はないが、融点以上に加熱されて溶融状態とされてもよい。このように加熱および加圧されることで、固定部２０が軟化または溶融して、固定部２０を構成する絶縁性樹脂材料の一部がステータコア５の固定穴１１に入り込む。

【0043】

上述したようにステータコア５は電磁鋼板の積層体で構成される。そのため、軟化した樹脂材料が固定穴１１に入り込むとき穴内部の空気は鋼板間の微小な隙間から逃げることができる。したがって、軟化した樹脂材料が穴内に存在する空気によって侵入を妨げられることはない。

【0044】

このようにして固定穴１１に入り込んだ樹脂材料が硬化することにより、固定穴１１に係止された固定用突起２２がコイルインシュレータ１２と一体に形成される。これにより、コイルインシュレータ１２およびこれに巻回されたコイル６がステータコア５に固定される。ここで、樹脂材料の硬化は、自然冷却または強制冷却のいずれの方式で行ってもよい。

【0045】

上述したように、本実施形態によれば、コイルインシュレータ１２をステータコア５のティース８に組み付けた後に固定用突起２２が形成されることから、組み付け時に固定用突起２２がステータコア５のティース等に引っ掛かって破損することがなく、コイルインシュレータ１２の組付性が向上する。

【0046】

また、固定用突起２２は加熱して軟化した絶縁性樹脂材料がステータコア５の固定穴１１に入り込んだ後に硬化して形成されるため、固定穴１１の内周面に固定用突起２２が隙間無く密着した状態に嵌合することができ、その結果、コイルインシュレータ１２をステータコア５にがたつきなく安定して固定することができる。

【0047】

また、軟化または溶融した樹脂材料が固定穴１１に入り込んで硬化するとき、固定穴１１の内周面に接着する接着剤として機能することから、単なる挿入や圧入の場合よりも固定用突起２２が固定穴１１に強固に係合し、その結果、コイルインシュレータ１２およびコイル６の固定強度がより大きくなる。

【0048】

また、本実施形態では、コイルインシュレータ１２だけでステータコア５への固定が完結するので、例えば、コイルおよびコイルインシュレータの外側を覆うモールド樹脂等の追加の固定部材が不要となる。このようにモールド樹脂等の固定部材が不要になることで、ステータ２の生産性向上、コスト低減、および、コイル６の放熱性の向上を図ることができる。

【0049】

また、本実施形態におけるコイルインシュレータ１２の固定構造１０では、ステータコア５のバックヨーク７に形成された固定穴１１にコイルインシュレータ１２の固定用突起２２を係止させて固定させている。したがって、コイルインシュレータ１２を固定するために磁束経路となるティース８の断面積を減少させる構成を採用していないことから、ティース８の磁気特性に影響を与えることがない。また、固定穴１１はバックヨーク７の軸方向両端側に形成されていることから、バックヨーク７の磁気特性に与える影響は限定的である。したがって、本実施形態のコイルインシュレータ固定構造１０によれば、ステータコア５の磁気特性をほぼ維持しながら、コイルインシュレータ１２をステータコア５に固定することができる。また、コイルインシュレータ１２の固定構造１０は、スロット９の断面積を減少させることもないからコイル６を配置するスペースを大きく確保することができる。その結果、回転電機１のトルク発生効率の維持または向上を図ることができる。

【0050】

次に、図６〜図１１を参照して、上述した実施形態の変形例について説明する。

【0051】

図６はコイルインシュレータ１２の固定部２０の変形例を示す、図４中のＡ部拡大図である。上記においては、コイルインシュレータ１２の固定部２０の厚さｔを他の本体部１４や第１および第２フランジ部１６，１８よりも厚く形成すると説明したが、図６に示すように、図示しない加熱部材によって加熱される領域だけを例えば円錐台状等に突出させて厚く形成し、それ以外の部分は本体部１４等と同じ厚みに形成してもよい。これにより、固定部２０を構成する樹脂材料を低減できる利点がある。

【0052】

図７および図８は、複数の固定用突起が固定部に形成される変形例を示す、コイルインシュレータの上面図である。上記においてはコイルインシュレータ１２の固定部２０に軸方向一端側当たり１つの固定用突起２２を形成すると説明したが、これに限定されるものではなく、１つの固定部２０当たり複数の固定用突起２２を設けてもよい。例えば、図７に示すコイルインシュレータ１２ａのように２つの固定用突起２２ａ，２２ｂを周方向中心線Ｃの両側に配置してもよいし、図８に示すコイルインシュレータ１２ｂのように２つの固定用突起２２ｃ，２２ｄを周方向中心線Ｃに上に並べて形成してもよいし、あるいは、３つの固定用突起を三角状に配置してもよい。図８に示すように径方向に並べて複数の固定用突起を形成する場合、径方向外側の固定用突起２２ｄを太く、径方向内側の固定用突起２２ｃを細くする等、形状や大きさや突出長さを異ならせてもよい。

【0053】

図９および図１０は、固定穴１１の軸方向奥部が広がって形成されている変形例を示す、図５中のＢ部拡大図である。固定穴１１は、図９に示すように、軸方向奥側で略Ｔ字状をなすように広がって形成されてもよいし、あるいは、図１０に示すように、軸方向奥側で階段状（またはテーパー状）に広がって形成されてもよい。このように固定穴１１ａ，１１ｂを奥で広くすることで、そこに入り込んだ樹脂によって形成される固定用突起２２がアンカー効果によってコイルインシュレータ１２を堅固に固定する効果が見込める。

【0054】

図１１は、軸方向に関して２つに分割されたコイルインシュレータ１２を示す、図２と同様の（ａ）上面図、（ｂ）正面図、および、（ｃ）側面図である。上記においてコイルインシュレータ１２は本体部１４が矩形筒状をなして全体が一体成形されるとして説明したが、これに限定されるものではない。図１１に示すように、ティース８の軸方向一方側に配置される第１コイルインシュレータ部分１２ｃと、同じティース８の軸方向他方側に配置される第２コイルインシュレータ部分１２ｄとに２分割されてもよい。このように分割することで、ティース８の径方向内側の先端角部に周方向に張り出した張出部が形成されている場合に、第１および第２コイルインシュレータ部分１２ｃ，１２ｄをティース８に対して軸方向から嵌め込んで配置することができる。この場合、各コイルインシュレータ部分１２ｃ，１２ｄをティース８に嵌合配置してから固定用突起２２を形成した後に、コイル６をコイルインシュレータ１２の本体部１４の周囲に巻回することになる（図３中のステップＳ１６参照）。

【0055】

なお、本発明に係るコイルインシュレータの固定構造は、上述した実施形態およびその変形例の構成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内で種々の改良や変更が可能である。

【0056】

例えば、上記においては、コイルインシュレータ１２の固定部２０を加熱および加圧して固定用突起２２を形成すると説明したが、固定部２０を構成する軟化した樹脂材料の一部がステータコア５の固定穴１１に入り込むことができれば加圧せずに加熱のみを行うようにしてもよい。

【符号の説明】

【0057】

１ 回転電機、２ ステータ、３ ギャップ、４ ロータ、５ ステータコア、６ コイル、７ バックヨーク、８ ティース、９ スロット、１０ コイルインシュレータの固定構造、１１，１１ａ，１１ｂ 固定穴、１２，１２ａ，１２ｂ コイルインシュレータ、１２ｃ 第１コイルインシュレータ部分、１２ｄ 第２コイルインシュレータ部分、１４ 本体部、１５ 内部空間、１６ 第１フランジ部、１８ 第２フランジ部、２０ 固定部、２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ 固定用突起、Ｃ 周方向中心線。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】