JP2012039742A - 回転電機のステータ - Google Patents

Abstract

【課題】スロット奥部から、スロットの開口に臨む挿入部に至るまでの絶縁シートの層数を減らすことで、スロット開口端から、その開口端に臨む挿入部までの距離を確保して上層側コイルの渦電流損を低減させることができる回転電機のステータを提供する。
【解決手段】スロット１２の奥側には、２層巻の重ね巻コイル３０の下層挿入部３１が挿入配置されるとともに、下層挿入部３１よりもスロット１２の開口端側には上層挿入部３２が挿入配置されている。下層挿入部３１には、下層絶縁シート４０が巻き付けられるとともに、上層挿入部３２には上層絶縁シート４１が巻き付けられている。下層絶縁シート４０には、上層挿入部３２の下層側対向面３２ａから下層挿入部３１の上層側対向面３１ｂに向けた第１の方向Ｈ１とは反対の第２の方向Ｈ２に延びる延在部４０ａが設けられるとともに、この延在部４０ａにより下層挿入部３１からの沿面距離を確保している。
【選択図】図３

Description

本発明は、環状をなすステータコアにティースが複数配列され、平角線よりなるコイルが分布巻きによりティースに巻装されるとともに、ティース間の各スロットにコイルの挿入部が複数層に組み込まれている回転電機のステータに関する。

電動機又は発電機として用いられる回転電機において、ステータとしては、平角線を用いた２層巻の重ね巻コイルが、ステータコアのスロットに挿入されてなるものがある（例えば、特許文献１参照）。図６に示すように、特許文献１の回転電機において、固定子の固定子鉄心（ステータコア）には複数のティース９０ａが設けられるとともに、隣り合うティース９０ａの間にスロット９１が形成されている。回転電機において、断面矩形状の平角線よりなる重ね巻きコイル９２は、その２つの挿入部９２ａ，９２ｂが、異なるスロット９１内に挿入されている。また、１つのスロット９１には、ある１つの重ね巻きコイル９２の一方の挿入部９２ａが挿入されるとともに、別の重ね巻きコイル９２の他方の挿入部９２ｂが挿入されている。なお、２つの挿入部９２ａ，９２ｂのうちスロット９１に先に挿入される挿入部を下層挿入部９２ａとし、下層挿入部９２ａの後にスロット９１に挿入される挿入部を上層挿入部９２ｂとする。

下層挿入部９２ａには下層絶縁紙９４が巻き付けられるとともに、上層挿入部９２ｂには上層絶縁紙９５が巻き付けられている。下層絶縁紙９４は、下層挿入部９２ａの四側面それぞれに下層絶縁紙９４が沿うように、下層挿入部９２ａ各角部毎で折り曲げられている。また、下層絶縁紙９４は、下層挿入部９２ａの側面のうち、上層挿入部９２ｂに対向する側面上では、２層に重なるように折り曲げられ、残りの３つの側面では重なり合わされていない。

一方、上層絶縁紙９５は、上層挿入部９２ｂの四側面それぞれに上層絶縁紙９５が沿うように、上層挿入部９２ｂの各角部毎で折り曲げられている。また、上層絶縁紙９５は、上層挿入部９２ｂの４つの側面のうち、下層挿入部９２ａに対向する側面上では、２層に重なるように折り曲げられ、残りの３つの側面では重なり合わされていない。そして、両絶縁紙９４，９５によって、下層挿入部９２ａ及び上層挿入部９２ｂと、固定子鉄心との間が絶縁されるようになっている。

特開２００９−１９５００４号公報

ところで、スロット９１内では、２つの挿入部９２ａ，９２ｂの間に、下層絶縁紙９４と上層絶縁紙９５が介在し、スロット９１奥部の端面と、下層挿入部９２ａとの間にも下層絶縁紙９４が介在している。具体的には、スロット９１奥部から、スロット９１の開口に臨む上層挿入部９２ｂの側面に至るまでに、絶縁紙９４，９５が５層（図６では（１）〜（５）で図示）存在している。このため、５層の絶縁紙９４，９５の厚み分だけ、上層挿入部９２ｂのスロット９１開口側に臨む側面が、スロット９１の開口端（ティース９０ａの先端）に近付いてしまっている。

上層挿入部９２ｂの側面が、スロット９１の開口端（ティース９０ａの先端）に近ければ近いほど、スロット９１の開口端側に位置する上層側の重ね巻きコイル９２（上層側コイル）の渦電流損が大きくなってしまう。渦電流損が大きくなると、重ね巻きコイル９２の損失が大きくなり、回転電機の効率が悪化してしまう。

本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、スロット奥部から、スロットの開口に臨む挿入部に至るまでの絶縁シートの層数を減らすことで、スロット開口端から、その開口端に臨む挿入部までの距離を確保して上層側コイルの渦電流損を低減させることができる回転電機のステータを提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、環状をなすステータコアにティースが複数配列され、平角線よりなるコイルが分布巻きにより前記ティースに巻装されるとともに、前記ティース間の各スロットに前記コイルの挿入部が複数層に組み込まれている回転電機のステータに関する。そして、回転電機のステータにおいて、前記挿入部に、絶縁シートが巻き付けられており、前記スロット内で隣り合う前記挿入部のうちの少なくとも一方の挿入部の絶縁シートには、他方の挿入部の対向面から一方の挿入部の対向面に向けた第１の方向とは反対の第２の方向に延びる延在部が設けられるとともに、該延在部により前記挿入部の対向面からの沿面距離を確保している。

これによれば、スロット内で隣り合う挿入部の対向面の間に介在しない延在部によって対向面からの沿面距離を確保することができる。このため、対向面の間には、沿距距離確保を目的として絶縁シートを介在させる必要がなくなる。よって、背景技術のように、沿面距離確保のために対向面の間に、両絶縁シートが２層ずつ（４層）介在する場合と比べると、スロットの奥部から、スロットの開口端に臨む挿入部に至るまでに介在する絶縁シートの層数を減らすことができる。よって、絶縁シートの層数を減らすことで、スロット開口端に臨む挿入部をそのスロット開口端から遠ざけ、スロット開口端からその開口端に臨む挿入部までの距離を確保することができ、スロット開口端側に位置する上層側コイルの渦電流損を低減させることができる。さらには、隣り合う挿入部の対向面の間に、各絶縁シートの両方が２層ずつ介在する場合と比べると、スロットの奥部から、スロットの開口端に臨む挿入部に至るまでに介在する絶縁シートの層数を減らすことができ、沿面距離確保のための絶縁シートの使用量を減らすことができる。

また、隣り合う前記挿入部のうちの一方の挿入部の絶縁シートのみに前記延在部が設けられ、前記対向面の間には、前記延在部の設けられていない他方の挿入部の絶縁シートのみが介在されていてもよい。

これによれば、対向面の間には、他方の挿入部の１層の絶縁シートのみが介在することとなるため、対向面の間に絶縁シートが介在されている中で、スロット開口端に臨む挿入部をそのスロット開口端から最も遠ざけることができる。

また、前記ティースにおいて前記スロットに面する側面には凹部が形成され、前記延在部は前記凹部内に配置されていてもよい。
これによれば、延在部は対向面からの沿面距離を確保するために設けられるものであるため、延在部は対向面から離れた位置に設けられる。したがって、ティースに凹部を形成することなく、延在部をスロット内に収容すると延在部の存在する分だけスロットの開口幅が広がってしまう。すると、コイルのスロット占積率が低下してしまう。よって、延在部を収容可能な凹部をティースに形成することで、スロット占積率を低下させることなく、沿面距離も確保することができる。

また、前記スロットには前記挿入部が２層に積層され、前記スロットの奥側には前記一方の挿入部としての下層挿入部が挿入配置されるとともに、該下層挿入部よりも前記スロットの開口端側には前記他方の挿入部としての上層挿入部が挿入配置され、前記延在部は前記下層挿入部に巻き付けられた下層絶縁シートに設けられていてもよい。

これによれば、例えば、上層挿入部に巻き付けられた絶縁シートに延在部が設けられていると、下層挿入部がスロットに挿入された状態で、上層挿入部に巻き付けられた絶縁シートの延在部を凹部内に配置しなくてはならず、その作業性が悪くなる。しかし、延在部を下層挿入部に設けることにより、上層挿入部がスロット内に挿入配置される前に、延在部を凹部内に配置することができ、上層挿入部により延在部を凹部内に配置する作業が妨げられることがない。

また、前記延在部は、前記下層絶縁シートの端部を、該端部が基端から先端に向かう方向が前記ステータコアの半径方向における外側から内側に向かう前記第２の方向へ延びるように成形することで形成されていてもよい。

これによれば、例えば、下層絶縁シートが下層挿入部に接合されていると、コイルがステータコアの半径方向内側（第２の方向）に向けて移動しようとすると延在部もステータコアの半径方向内側（第２の方向）に向けて移動しようとする。このとき、延在部がその移動方向、すなわち第２の方向に延びているため、コイルがステータコアの半径方向内側に向けて移動しようとしても、延在部が凹部の内面に当接するため、半径方向内側へ向けた下層絶縁シートの移動を規制し、その下層絶縁シートを介してコイルの移動を規制することができる。

また、前記凹部は、前記スロットを形成する隣り合うティースのうち両方のティースに形成されるとともに、前記延在部は、前記下層絶縁シートに２箇所設けられていてもよい。

これによれば、延在部と凹部の内面との当接箇所が１箇所の場合と比べると、ステータコアの半径方向内側へ向けた下層絶縁シートの移動をより確実に規制することができ、その下層絶縁シートを介してコイルの移動を確実に規制することができる。

本発明によれば、スロット奥部から、スロットの開口に臨む挿入部に至るまでの絶縁シートの層数を減らすことで、スロット開口端から、その開口端に臨む挿入部までの距離を確保して上層側コイルの渦電流損を低減させることができる。

実施形態における電動機のステータの平面図。 コイルの斜視図。 （ａ）ステータを展開した状態におけるスロット、コイル、及びコイルの結線状態を示す説明図、（ｂ）はスロットの拡大断面図。 （ａ）〜（ｃ）は絶縁シートの別例を示すスロットでの拡大断面図。 絶縁シートの別例を示すスロットでの拡大断面図。 背景技術を示すスロットでの拡大断面図。

以下、本発明の回転電機のステータを電動機のステータに具体化した一実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。
図１に示すように、回転電機としての電動機Ｍは、ステータ１０と、このステータ１０内に配設されるとともにステータ１０内で回転するロータ１５とからなる。

ステータ１０は、環状のステータコア１１を備えるとともに、ステータコア１１の内周には複数配列されたティース１３が形成されている。また、ステータ１０には、ステータコア１１の周方向に隣り合うティース１３の間にスロット１２が形成されている。そして、ステータ１０は、複数（本実施形態では４８個）のスロット１２に組み込まれた複数（本実施形態では４８個）の重ね巻コイル３０を備えている。

ステータコア１１は、磁性体（鋼板）製の複数枚のコア板を積層して構成されている。ステータコア１１の内周面には、ティース１３がステータコア１１の半径方向に沿ってステータコア１１の内周面からステータコア１１の中心軸Ｏに向けて延びるように形成されている。なお、ステータコア１１において、中心軸Ｏの延びる方向をステータコア１１の軸方向とする。

また、図３（ｂ）に示すように、ティース１３は、その平面形状が基端（ステータコア１１の内周面）から先端に向かうに従い徐々に細くなるように形成されている。ティース１３において、スロット１２に面する二側面には、凹部１３ａがティース１３の幅方向へ凹むように形成されている。凹部１３ａは、ティース１３の長さ方向のほぼ中央部に形成されている。凹部１３ａは、ステータコア１１の軸方向全体に亘って延びるように形成されている。凹部１３ａは、電動機Ｍのトルク低下を抑制する目的から、ティース１３の先端部寄りに形成するよりも、本実施形態のようにティース１３の長さ方向の中央部又は中央部よりも奥側に形成するのが好ましい。また、各ティース１３先端において、スロット１２に面する二側面には、鍔部１３ｂがスロット１２に向けて突設されている。

隣り合うティース１３の間には、ステータコア１１の半径方向に沿って細長に延びるスロット１２が形成されている。スロット１２は、ティース１３の先端面に沿って延びる仮想円Ｃ上でステータコア１１内に向けて開口しており、この仮想円Ｃ上にスロット１２の開口端が位置している。また、スロット１２は、開口端から奥部に至るまで一定の開口幅を有するとともに、ティース１３の長さ方向中央部で凹部１３ａによって一部開口幅が広がるように形成されている。なお、スロット１２の開口幅とは、ステータコア１１の半径方向に対し直交する方向へのスロット１２の開口長さである。

図３（ａ）に示すように、複数の重ね巻コイル３０は、ステータコア１１における複数のスロット１２のうちの対をなす２つのスロット１２に挿入されており、本実施形態では、重ね巻コイル３０は分布巻きによってティース１３に巻装されている。また、１つのスロット１２に２つの重ね巻コイル３０が挿入される。図２に示すように、重ね巻コイル３０は、整列した複数本の巻線よりなり、巻線として断面矩形状の平角線を用いている。また、図３（ａ）に示すように、重ね巻コイル３０は、スロット１２に挿入される一対の挿入部３１，３２と、スロット１２から外にはみ出る一対のコイルエンド３３，３４を備えた環状形状に予め成形されている。このとき、重ね巻コイル３０は、フラットワイズ曲げにより巻回されている。なお、重ね巻コイル３０は、フラットワイズ曲げでなく、エッジワイズ曲げであってもよく、平角線の断面形状は矩形状でなく正方形状であってもよい。

重ね巻コイル３０の一対の挿入部３１，３２それぞれは、断面矩形状の平角線における長辺同士が接し、かつ、一列に並ぶようにスロット１２内に配置されている。また、重ね巻コイル３０は、一方のスロット１２に挿入された挿入部３１において、スロット１２内で積層して配置された最も内周側の平角線が、他方のスロット１２に挿入された挿入部３２において、スロット１２内で積層して配置された最も外周側の平角線に対応するように、コイルエンド３３，３４が延びている。よって、本実施形態のステータ１０は、平角線を用いた重ね巻コイル３０が、各挿入部３１，３２がスロット１２に２層積層されて組み込まれてなるものである。

そして、本実施形態では、一対の挿入部３１，３２において、スロット１２の奥側（ステータコア１１の外周側）に挿入配置され、スロット１２に先に挿入される一方の挿入部３１を下層挿入部３１とする。また、一対の挿入部３１，３２において、スロット１２の開口端側（ステータコア１１の内周側）に挿入配置され、下層挿入部３１の後にスロット１２に挿入される他方の挿入部３２を上層挿入部３２とする。そして、この上層挿入部３２が、スロット１２の開口端側に位置する上層側コイルとなっている。

また、図３（ｂ）に示すように、下層挿入部３１の４つの側面において、一対の短辺側の側面のうち、スロット１２の奥部に対向する側面を奥側端面３１ａ、上層挿入部３２に対向する短辺側の側面を上層側対向面３１ｂとする。さらに、上層挿入部３２の４つの側面において、一対の短辺側の側面のうち、下層挿入部３１の上層側対向面３１ｂに対向する側面を下層側対向面３２ａとし、スロット１２の開口に対向する側面を開口側端面３２ｂとする。したがって、スロット１２内では、下層挿入部３１と上層挿入部３２とが隣り合い、下層挿入部３１の上層側対向面３１ｂと、上層挿入部３２下層側対向面３２ａとが対向している。

重ね巻コイル３０において、下層挿入部３１には下層絶縁シート４０が接着剤を用いて接着（接合）状態で巻き付けられるとともに、上層挿入部３２には上層絶縁シート４１が接着剤を用いて接着（接合）状態で巻き付けられている。下層絶縁シート４０及び上層絶縁シート４１は、電気的絶縁性を有するとともに、所要の剛性を有する絶縁紙により形成されている。

下層絶縁シート４０は、一枚の矩形状をなす絶縁紙を折り曲げながら下層挿入部３１に巻き付けられている。下層絶縁シート４０は、下層挿入部３１の４つの側面のうち、上層側対向面３１ｂを除く３つの側面を覆っている。すなわち、下層絶縁シート４０は、下層挿入部３１の奥側端面３１ａを覆うとともに、その奥側端面３１ａの両角部から折り曲げられ、その折り曲げ箇所から上層側対向面３１ｂに向けて延び、下層挿入部３１の両長辺側の側面を覆うように形成されている。さらに、下層絶縁シート４０の２つの端部側は、上層側対向面３１ｂを覆うことなく、その上層側対向面３１ｂの角部直前から外方へ折り曲げられている。そして、下層絶縁シート４０の２つの端部は、上層側対向面３１ｂの角部直前での折り曲げ部位を基端とし、基端から先端に向かって上層側対向面３１ｂから離れるように延在している。各延在部４０ａは、下層挿入部３１の両長辺側の側面に対し斜状に延びるように形成されている。

そして、下層絶縁シート４０の２つの端部側において、基端から先端までを延在部４０ａとする。この延在部４０ａの基端から先端までの長さは、下層挿入部３１（上層側対向面３１ｂ）とティース１３（ステータコア１１）との間での、延在部４０ａの表面に沿った絶縁最短距離である沿面距離を確保できる長さに設定されている。また、下層絶縁シート４０の延在部４０ａそれぞれは、スロット１２内では凹部１３ａ内に配置されるようになっている。

一方、上層絶縁シート４１は、一枚の矩形状をなす絶縁紙を折り曲げながら上層挿入部３２に巻き付けられている。上層絶縁シート４１は、上層挿入部３２の４つの側面全てを覆っている。すなわち、上層絶縁シート４１は、上層挿入部３２の下層側対向面３２ａを覆うとともに、その下層側対向面３２ａの両角部から折り曲げられ、その折り曲げ箇所から開口側端面３２ｂに向けて延び、上層挿入部３２の両長辺側の側面を覆うように形成されている。さらに、上層絶縁シート４１の２つの端部４１ａそれぞれは、開口側端面３２ｂの角部から開口側端面３２ｂに向けて折り曲げられ、開口側端面３２ｂ上で重なり合って２層になっている。そして、上層絶縁シート４１の２つの端部４１ａにおいて、折り曲げられた基端から先端までの長さは、上層挿入部３２とティース１３（ステータコア１１）との間での、端部４１ａの表面に沿った絶縁最短距離である沿面距離を確保できる長さに設定されている。

図３（ｂ）に示すように、各スロット１２では、スロット１２の奥側（ステータコア１１の外周側）に下層挿入部３１が挿入配置され、スロット１２の開口端側（ステータコア１１の内周側）に上層挿入部３２が挿入配置されている。なお、本実施形態では、上層挿入部３２の開口側端面３２ｂと、両鍔部１３ｂの開口側端面３２ｂ側の端面との間には、板状の抜け止め部材４２が介装されている。この抜け止め部材４２は、両端が鍔部１３ｂに係合することにより、重ね巻コイル３０のスロット１２からの抜け出しを防止する。

ここで、各スロット１２内において、上層挿入部３２の下層側対向面３２ａから下層挿入部３１の上層側対向面３１ｂに向けた方向を第１の方向Ｈ１とし、この第１の方向Ｈ１と反対方向、すなわち、下層挿入部３１の上層側対向面３１ｂから上層挿入部３２の下層側対向面３２ａに向けた方向を第２の方向Ｈ２とする。この実施形態では、下層絶縁シート４０の延在部４０ａは、その基端から先端に向かう方向が上記第２の方向Ｈ２となるように延びている。よって、下層挿入部３１の上層側対向面３１ｂと、上層挿入部３２の下層側対向面３２ａとの間には、下層絶縁シート４０の延在部４０ａが介在せず、１層の上層絶縁シート４１のみが介在し、スロット１２の奥部と下層挿入部３１の奥側端面３１ａとの間に、１層の下層絶縁シート４０のみが介在している。よって、図３（ｂ）の（１）、（２）で示すように、スロット１２奥部から、スロット１２の開口端に臨む、上層挿入部３２の開口側端面３２ｂに至るまでに、２層の絶縁シート４０，４１が介在している。

また、重ね巻コイル３０がステータコア１１に組み込まれた状態では、下層絶縁シート４０の延在部４０ａが、その基端から先端に向かう方向が、ステータコア１１の半径方向の外側から内側に向かうように成形されている。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）下層絶縁シート４０の延在部４０ａは、下層挿入部３１の上層側対向面３１ｂを覆わないように成形され、その上層側対向面３１ｂから上層挿入部３２の下層側対向面３２ａに向けた第２の方向Ｈ２へ延びている。また、上層絶縁シート４１は、上層挿入部３２の下層側対向面３２ａを１層だけで覆うように形成されている。このため、下層挿入部３１の上層側対向面３１ｂと、上層挿入部３２の下層側対向面３２ａとの間には、沿面距離確保を目的とした延在部４０ａが介在せず、上層絶縁シート４１が１層だけ介在する。よって、下層挿入部３１の上層側対向面３１ｂと、上層挿入部３２の下層側対向面３２ａとの間に下層絶縁シート４０と上層絶縁シート４１の両方が２層ずつ介在する場合と比べると、介在する絶縁シート４０，４１の層数（厚み）を減らすことができる。その結果、層数が減った分だけ上層挿入部３２の開口側端面３２ｂをスロット１２開口端から遠ざけ、スロット１２開口端から上層挿入部３２の開口側端面３２ｂまでの距離を確保することができ、スロット１２の開口端側の上層コイル（重ね巻コイル３０）の渦電流損を低減させることができる。そして、上層側コイル（重ね巻コイル３０）渦電流損を低減させることで、重ね巻コイル３０の損失を低減させ、電動機Ｍの効率を向上させることができる。

（２）下層絶縁シート４０及び上層絶縁シート４１においては、スロット１２奥部から上層挿入部３２の開口側端面３２ｂに至るまでに、２層に重なり合わせた箇所が１箇所もなく、スロット１２奥部から上層挿入部３２の開口側端面３２ｂに至るまでに、２層の絶縁シート４０，４１のみが介在している。したがって、背景技術のように、スロット１２奥部から上層挿入部３２の開口側端面３２ｂに至るまでに、５層の絶縁シートが介在する場合と比べると、両挿入部３１，３２とティース１３との間での沿面距離を確保するための絶縁シート４０，４１の使用量を減らすことができる。

（３）本実施形態では、下層挿入部３１の上層側対向面３１ｂと、上層挿入部３２の下層側対向面３２ａとの間に、上層絶縁シート４１が１層だけ介在する。そして、スロット１２奥部と下層挿入部３１との間には下層絶縁シート４０が１層介在するため、スロット１２奥部から上層挿入部３２の開口側端面３２ｂに至るまでに、２層の絶縁シート４０，４１が介在する。したがって、背景技術のように、スロット１２奥部から上層挿入部３２の開口側端面３２ｂに至るまでに、５層の絶縁シートが介在する場合と比べると、介在する絶縁シート４０，４１の層数（厚み）を確実に減らすことができる。

（４）延在部４０ａは、下層挿入部３１の上層側対向面３１ｂから離間するように成形され、この延在部４０ａは凹部１３ａ内に配置されている。このため、凹部１３ａがティース１３に形成されず、延在部４０ａがスロット１２内に配置されると、延在部４０ａの延在長さを吸収するために、スロット１２の開口幅が広くなってしまい、スロット１２での重ね巻コイル３０のスロット占積率が低下してしまい好ましくない。よって、ティース１３に凹部１３ａを形成し、その凹部１３ａ内に延在部４０ａを配置することにより、スロット１２の開口幅が広がることを防止して、重ね巻コイル３０のスロット占積率の低下を防止することができる。

（５）下層絶縁シート４０と上層絶縁シート４１のうち、下層絶縁シート４０に延在部４０ａが設けられている。下層絶縁シート４０が接着される下層挿入部３１は、上層挿入部３２より先にスロット１２に挿入される。このため、下層絶縁シート４０の延在部４０ａを凹部１３ａ内に配置する際、上層挿入部３２が障害にならず、延在部４０ａを凹部１３ａ内に配置する作業を支障なく容易に行うことができる。

（６）下層挿入部３１に巻き付けられた下層絶縁シート４０において、その延在部４０ａがティース１３の凹部１３ａ内に配置されている。そして、下層絶縁シート４０は、挿入部３１に接着剤によって巻き付けられているため、重ね巻コイル３０がステータコア１１の半径方向内側（第２の方向Ｈ２）に向けて移動しようとすると延在部４０ａもステータコア１１の半径方向内側に向けて移動しようとする。このとき、延在部４０ａが凹部１３ａの内面に当接することにより、ステータコア１１の半径方向内側へ向けた下層絶縁シート４０の移動を規制し、その下層絶縁シート４０を介して重ね巻コイル３０の移動を規制することができる。

（７）下層絶縁シート４０の延在部４０ａは、基端から先端に向けてステータコア１１の半径方向における外側から内側に向かう第２の方向Ｈ２へ延びるように成形されて形成されている。そして、下層絶縁シート４０の延在部４０ａは、ティース１３の側面に形成された凹部１３ａ内に配置されている。このため、重ね巻コイル３０と共に下層絶縁シート４０がステータコア１１の半径方向内側（第２の方向Ｈ２）に向けて移動しようとしたとき、下層絶縁シート４０の延在部４０ａの移動先に凹部１３ａの内面が位置している。よって、重ね巻コイル３０がステータコア１１の半径方向内側に向けて移動しようとしても、下層絶縁シート４０の延在部４０ａの先端を凹部１３ａの内面に当接させることができ、その下層絶縁シート４０が接着された重ね巻コイル３０のステータコア１１の半径方向内側へ向けた移動を規制することができる。

（８）下層絶縁シート４０の延在部４０ａは、下層挿入部３１の上層側対向面３１ｂの角部直前で折り曲げられ、その折り曲げ箇所である基端から先端までの長さが、沿面距離を確保できる長さに設定してある。よって、下層絶縁シート４０が、下層挿入部３１の上層側対向面３１ｂを覆っていなくても、延在部４０ａを設けることで、下層挿入部３１を絶縁することができる。

（９）下層絶縁シート４０の延在部４０ａは、下層挿入部３１の上層側対向面３１ｂの角部直前で折り曲げられ、その折り曲げ箇所である基端から先端までの長さが、沿面距離を確保できる長さに設定してある。また、下層絶縁シート４０の延在部４０ａは、ティース１３の凹部１３ａ内面に当接可能に凹部１３ａ内に配置されている。したがって、下層絶縁シート４０の延在部４０ａは、沿面距離を確保する機能と、下層絶縁シート４０を介した重ね巻コイル３０のステータコア１１の半径方向内側へ向けた移動を規制する機能とを兼ね備えている。したがって、下層絶縁シート４０に、沿面距離を確保する延在部４０ａと、重ね巻コイル３０のステータコア１１の半径方向内側へ向けた移動を規制する部位とを別々に形成する場合と比べて、下層絶縁シート４０の成形を容易に行うことができる。

（１０）スロット１２奥部から上層挿入部３２の開口側端面３２ｂに至るまでに、２層の絶縁シート４０，４１のみが介在している。したがって、背景技術のように、スロット１２奥部から上層挿入部３２の開口側端面３２ｂに至るまでに、５層の絶縁シートが介在する場合と比べると、重ね巻コイル３０のスロット占積率を高めることができ、ステータ１０の小型化が可能になる。

（１１）下層絶縁シート４０には延在部４０ａが２箇所に設けられ、凹部１３ａは、スロット１２を形成する隣り合うティース１３の両方に形成されている。このため、１つのスロット１２内に、延在部４０ａと凹部１３ａとの当接箇所が２箇所形成されるため、当接箇所が１箇所の場合と比べると、ステータコア１１の半径方向内側へ向けた下層絶縁シート４０及びその下層絶縁シート４０に接着された重ね巻コイル３０の移動をより確実に規制することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態では、下層絶縁シート４０の延在部４０ａを２箇所設け、両延在部４０ａそれぞれがティース１３の凹部１３ａの内面に当接するように構成したが、以下のように変更してもよい。ティース１３において、スロット１２に面する二側面のうちの一側面のみに凹部１３ａを形成し、下層絶縁シート４０の２つの延在部４０ａのうちの一方のみを凹部１３ａ内に配置してもよい。そして、一方の延在部４０ａのみを凹部１３ａの内面に当接させて、その一方の延在部４０ａの当接のみで、ステータコア１１の半径方向内側へ向けた下層絶縁シート４０、及び下層絶縁シート４０に接着された重ね巻コイル３０の移動を規制するようにしてもよい。

○ 延在部４０ａの形状は、延在部４０ａによって沿面距離が確保できるのであれば任意に変更してもよい。
○ 実施形態では、延在部４０ａを凹部１３ａ内に配置し、延在部４０ａを凹部１３ａの内面に当接可能にしたが、ティース１３に凹部１３ａを形成しなくてもよい。この場合、延在部４０ａは、下層絶縁シート４０の端部から折り曲げられず、上層絶縁シート４１の両長辺側の側面を覆うように直線状に設けられる。

○ 実施形態では、下層絶縁シート４０の延在部４０ａを、下層挿入部３１の両長辺側の側面に対し斜状に延びるように成形したが、図４（ａ）に示すように、延在部４０ａを、下層挿入部３１の長辺側の側面に対し直交するように延ばした後、長辺側の側面に対し平行に延び、第２の方向Ｈ２へ延びるように折り曲げて形成してもよい。

○ 実施形態では、下層絶縁シート４０に延在部４０ａを設けたが、図４（ｂ）に示すように変更してもよい。下層挿入部３１と上層挿入部３２のうち、一方の挿入部を上層挿入部３２とするとともに、他方の挿入部を下層挿入部３１とする。また、下層挿入部３１の上層側対向面３１ｂから上層挿入部３２の下層側対向面３２ａに向けた方向を第１の方向Ｈ３とするとともに、この第１の方向Ｈ３とは反対方向を第２の方向Ｈ４とする。そして、上層挿入部３２に巻き付けられた上層絶縁シート４１に、上記第２の方向Ｈ４に向けて延びる延在部４１ｂを設けるとともに、下層絶縁シート４０の延在部４０ａを削除する。このとき、上層絶縁シート４１は、上層挿入部３２の下層側対向面３２ａは覆っておらず、下層挿入部３１の上層側対向面３１ｂと、上層挿入部３２の下層側対向面３２ａとの間には、下層絶縁シート４０が１層だけ介在している。

また、図４（ｂ）に示すように、上層絶縁シート４１に第２の方向Ｈ４へ延びる延在部４１ｂを２つ設けた場合、上層絶縁シート４１の２つの端部のうち一方の端部で延在部４１ｂを形成し、他方の端部は上層挿入部３２の下層側対向面３２ａを覆うように折り曲げてもよい。

○ 図４（ｃ）に示すように、下層絶縁シート４０により、下層挿入部３１の上層側対向面３１ｂを１層で覆うようにするとともに、上層絶縁シート４１により、上層挿入部３２の下層側対向面３２ａを１層で覆うようにする。そして、下層挿入部３１の上層側対向面３１ｂと、上層挿入部３２の下層側対向面３２ａとの間に、下層絶縁シート４０と上層絶縁シート４１がそれぞれ１層ずつ介在するようにしてもよい。

また、下層絶縁シート４０に、延在部４０ａを１つだけ形成するとともに、上層絶縁シート４１にも、延在部４１ｂを１つだけ形成してもよい。この場合、下層挿入部３１と上層挿入部３２のうち、下層挿入部３１が一方の挿入部であり、上層挿入部３２が他方の挿入部となる場合には、下層絶縁シート４０の延在部４０ａは第２の方向Ｈ２に向けて延びる。一方、上層挿入部３２が一方の挿入部であり、下層挿入部３１が他方の挿入部となる場合には、上層絶縁シート４１の延在部４１ｂは、下層挿入部３１の上層側対向面３１ｂから上層挿入部３２の下層側対向面３２ａに向けた第１の方向Ｈ３ではなく、この第１の方向Ｈ３とは反対方向の第２の方向Ｈ４に向けて延びる。

○ 実施形態では、下層絶縁シート４０に２つの延在部４０ａを設けたが、延在部４０ａは１つだけであってもよい。この場合、下層絶縁シート４０の両端部のうち、一方の端部で延在部４０ａが形成され、他方の端部は下層挿入部３１の上層側対向面３１ｂを覆うように折り曲げられる。

○ 実施形態では、上層絶縁シート４１は、上層挿入部３２の４つの側面のうち、下層挿入部３１への対向面（下層側対向面３２ａ）を１層で覆うように形成したが、以下のように変更してもよい。すなわち、上層絶縁シート４１を、開口側端面３２ｂを覆うとともに、その開口側端面３２ｂの両角部から折り曲げ、その折り曲げ箇所から下層側対向面３２ａに向けて延び、上層挿入部３２の両長辺側の側面を覆うように形成する。さらに、上層絶縁シート４１の２つの端部４１ａそれぞれを、下層側対向面３２ａの角部から下層側対向面３２ａに向けて折り曲げ、下層側対向面３２ａ上で２層に重なり合わせる。このように構成すると、スロット１２奥部から上層挿入部３２の開口側端面３２ｂに至るまでに、３層の絶縁シート４０，４１が介在することとなる。よって、背景技術のように、スロット１２奥部から上層挿入部３２の開口側端面３２ｂに至るまでに、５層の絶縁シートが介在する場合と比べると、介在する絶縁シート４０，４１の層数を減らし、上層挿入部３２の開口側端面３２ｂをティース１３の先端から遠ざけることができ、開口側端面３２ｂの表面に発生する渦電流損を低減させることができる。

○ 実施形態では、上層絶縁シート４１は、上層挿入部３２の４つの側面のうち、開口側端面３２ｂで端部４１ａを重ね合わせるように形成したが、以下のように変更してもよい。図５に示すように、上層絶縁シート４１により下層側対向面３２ａを１層で覆い、両長辺側の側面を覆った後、その上層絶縁シート４１の端部４１ａそれぞれを、開口側端面３２ｂに向けて折り曲げず、開口側端面３２ｂから鍔部１３ｂに向けて延ばした後、鍔部１３ｂに沿うように折り曲げる。このとき、上層絶縁シート４１の端部４１ａを、ティース１３の先端形状に沿うようにＬ字状に成形することで、端部４１ａの沿面距離を確保する。

○ 片面に樹脂が塗布された各絶縁シート４０，４１を各挿入部３１，３２に巻き、熱で硬化させて、各挿入部３１，３２と各絶縁シート４０，４１を一体化してもよい。
○ 各絶縁シート４０，４１を各挿入部３１，３２に巻き付けた後、接着剤でなくワニスで固めて接合してもよい。

○ 各絶縁シート４０，４１を両面テープで各挿入部３１，３２に貼り付けて接合してもよい。
○ 接着剤等により各絶縁シート４０，４１を各挿入部３１，３２に接合することには限定されず、各絶縁シート４０，４１を各挿入部３１，３２に巻き付けるだけであってもよい。

○ 各絶縁シート４０，４１は絶縁紙に限定されず、シート状のものであって絶縁被覆領域に応じた外形形状に予め形成することが可能である物であれば適宜変更してもよい。
○ 凹部１３ａは、下層絶縁シート４０の延在部４０ａが当接できない程度に広く形成されていてもよい。

○ 実施形態では、スロット１２内に重ね巻コイル３０の下層挿入部３１と上層挿入部３２とを組み込んで２層巻としたが、３層巻以上であってもよい。例えば、３層巻とする場合、スロット１２内には、スロット１２の奥側に位置するように最初にスロット１２に挿入される第１挿入部と、第１挿入部の後にスロット１２に挿入される第２挿入部と、スロット１２の開口端側に位置し、最後にスロット１２に挿入される第３挿入部が組み込まれる。第１挿入部には第１絶縁シートが、第２挿入部には第２絶縁シートが、第３挿入部には第３絶縁シートが巻き付けられる。そして、スロット１２内で隣り合う第１挿入部と第２挿入部、及び第２挿入部と第３挿入部のうちの少なくとも一方の挿入部の絶縁シートには、他方の挿入部の対向面から一方の挿入部の対向面に向けた第１の方向とは反対の第２の方向に延びる延在部が設けられる。

○ 実施形態では、重ね巻コイル３０としたが、波巻コイルであってもよい。
○ 回転電機として発電機に具体化してもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。

（イ）環状をなすステータコアにティースが複数配列され、平角線を巻回してなるコイルが分布巻きにより前記ティースに巻装されるとともに、前記ティース間の各スロットに前記コイルの挿入部が複数層組み込まれているステータと、該ステータ内に配設されるとともにステータ内で回転するロータと、からなる回転電機であって、前記ステータにおいて、前記挿入部に、絶縁シートが巻き付けられており、前記スロット内で隣り合う前記挿入部のうちの少なくとも一方の挿入部の絶縁シートには、該一方の挿入部に対する他方の挿入部の対向面から一方の挿入部の対向面に向けた第１の方向とは反対の第２の方向に延びる延在部が設けられるとともに、該延在部により前記一方の挿入部の対向面からの沿面距離を確保していることを特徴とする回転電機。

Ｈ１，Ｈ３…第１の方向、Ｈ２，Ｈ４…第２の方向、Ｍ…回転電機としての電動機、１０…ステータ、１１…ステータコア、１２…スロット、１３…ティース、１３ａ…凹部、３０…コイルとしての重ね巻コイル、３１…一方又は他方の挿入部としての下層挿入部、３１ｂ…対向面としての上層側対向面、３２…一方又は他方の挿入部としての上層挿入部、３２ａ…対向面としての下層側対向面、４０…絶縁シートとしての下層絶縁シート、４０ａ，４１ｂ…延在部、４１…絶縁シートとしての上層絶縁シート、４１ａ…端部。

Claims (6)

1. 環状をなすステータコアにティースが複数配列され、平角線よりなるコイルが分布巻きにより前記ティースに巻装されるとともに、前記ティース間の各スロットに前記コイルの挿入部が複数層に組み込まれている回転電機のステータであって、
   前記挿入部に、絶縁シートが巻き付けられており、
   前記スロット内で隣り合う前記挿入部のうちの少なくとも一方の挿入部の絶縁シートには、他方の挿入部の対向面から一方の挿入部の対向面に向けた第１の方向とは反対の第２の方向に延びる延在部が設けられるとともに、該延在部により前記挿入部の対向面からの沿面距離を確保している回転電機のステータ。
2. 隣り合う前記挿入部のうちの一方の挿入部の絶縁シートのみに前記延在部が設けられ、前記対向面の間には、前記延在部の設けられていない他方の挿入部の絶縁シートのみが介在されている請求項１に記載の回転電機のステータ。
3. 前記ティースにおいて前記スロットに面する側面には凹部が形成され、前記延在部は前記凹部内に配置される請求項１又は請求項２に記載の回転電機のステータ。
4. 前記スロットには前記挿入部が２層に積層され、前記スロットの奥側には前記一方の挿入部としての下層挿入部が挿入配置されるとともに、該下層挿入部よりも前記スロットの開口端側には前記他方の挿入部としての上層挿入部が挿入配置され、前記延在部は前記下層挿入部に巻き付けられた下層絶縁シートに設けられている請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の回転電機のステータ。
5. 前記延在部は、前記下層絶縁シートの端部を、該端部が基端から先端に向かう方向が前記ステータコアの半径方向における外側から内側に向かう前記第２の方向へ延びるように成形することで形成されている請求項４に記載の回転電機のステータ。
6. 前記凹部は、前記スロットを形成する隣り合うティースのうち両方のティースに形成されるとともに、前記延在部は、前記下層絶縁シートに２箇所設けられている請求項４又は請求項５に記載の回転電機のステータ。

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