WO2020183801A1 - 回転機及びインシュレータ - Google Patents

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WO2020183801A1
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stator
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rotor
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祐次 天谷
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悠河 橋詰
孝男 酒井
佐々木　健治
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    • H02K15/12—Impregnating, moulding insulation, heating or drying of windings, stators, rotors or machines
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2203/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the windings
    • H02K2203/12—Machines characterised by the bobbins for supporting the windings

Definitions

  • the present invention relates to a rotating machine such as a motor and a generator, and an insulator for a stator of the rotating machine.
  • Patent Document 1 discloses a coil holding member of an electric device.
  • the holding member is mounted inside the coil.
  • the integrated coil and holding member are mounted on the teeth.
  • the holding member has a base plate and a tubular portion.
  • the base plate is located at the base of the teeth.
  • the tube surrounds the teeth.
  • the tube is connected to the edge of the opening in the base plate.
  • the tubular portion has a substantially quadrangular cross-sectional shape.
  • the tubular portion has four side surfaces corresponding to the four side surfaces of the tooth.
  • the transverse side surface of the tubular portion is located inside the coil end when the holding member is mounted on the coil.
  • the tubular portion functions as an insulating member between the coil and the tooth.
  • a locking piece and a holding rib are provided on the outside of the lateral side surface of the tubular portion.
  • the locking piece extends from the base plate in the direction of the tip of the tooth along the axis direction of the tooth, at a distance from the lateral side surface of the tubular portion.
  • a locking claw is provided at the tip of the locking piece. The locking claw engages the coil.
  • the holding ribs are provided on the transverse side surface of the tubular portion, and are provided on both sides of the locking piece so as to extend in the tooth axis direction. At the holding rib, the end face abuts on the inner circumference of the coil. As a result, the position of the coil in the cross-tooth direction is determined.
  • the coil end of the coil is insert molded with a filler. The filler goes underneath the locking piece and pushes the locking piece upwards or supports the locking piece.
  • the coil In the stator of a rotating machine, the coil generates heat when an electric current flows through the coil. Along with this, the temperature of the coil rises. When the temperature of the coil rises, the electric resistance value of the coil rises.
  • the coil is provided with an insulating coating. When the temperature of the coil rises, it may be necessary to take measures against deterioration of the insulating coating. Therefore, the inventor examined the structure of the rotating machine capable of suppressing the temperature rise of the coil when the rotating machine is driven.
  • An object of the present invention is to provide a rotating machine capable of suppressing a temperature rise of a coil with a stator, and an insulator for the stator of the rotating machine.
  • One aspect of the present invention includes a rotor and a stator, the stator being formed by laminating steel plates, and a stator core including a yoke and teeth projecting from the yoke toward the rotor.
  • the insulator includes an insulator provided on the stator core and a coil provided on the teeth via the insulator, and the insulator is centered on the rotation axis of the rotor among the end faces of the teeth in the stacking direction in which the steel plates are laminated.
  • the first portion provided in the first region on the first side in the circumferential direction and the second region on the second side in the circumferential direction of the end faces of the teeth are separated from the first portion in the circumferential direction.
  • the second portion is provided on the fourth side opposite to the first portion and the third side which is the side of the rotor in the radial direction about the rotation axis of the rotor from the first portion and the second portion.
  • the coil comprises a third portion connected to the radial fourth end of the first portion and connected to the radial fourth end of the second portion, the coil being at the coil end of the coil.
  • the stator includes a transverse portion that traverses the portion and the second portion in the circumferential direction, and the stator further comprises between the first region and the second region in the circumferential direction of the end faces of the teeth.
  • An insert body provided in a state of being in contact with the third region and the crossing portion is provided in a storage space surrounded by the crossing portion, the first portion, and the second portion on the third region.
  • the insert is a rotating machine made of a material having a higher thermal conductivity than the material forming the insulator.
  • the heat generated by the coil can be released to the stator core via the insert.
  • the third portion may include an opening that penetrates the third portion in the radial direction and leads to the accommodation space. According to this configuration, the insert can be provided in the accommodation space from the fourth side in the radial direction through the opening.
  • the stator may include a resin molded body that covers the coil end, and the molded body may include the insert. According to this configuration, a part of the molded body can be used as an insert body.
  • Another aspect of the present invention is an insulator provided on the stator core of the stator of the rotary machine, and among the end faces of the teeth of the stator core in the stacking direction in which the steel plates forming the stator core are laminated, the rotor of the rotary machine.
  • the first portion provided in the first region on the first side in the circumferential direction centered on the rotation axis, and the first portion and the circumference in the second region on the second side in the circumferential direction among the end faces of the teeth.
  • the second portion is provided so as to be separated from each other in the direction, and the first portion and the second portion are on the fourth side opposite to the third side which is the side of the rotor in the radial direction about the rotation axis of the rotor.
  • the insulator is provided and includes a third portion which is connected to the radial fourth side end of the first portion and is connected to the radial fourth side end of the second portion.
  • the above-mentioned accommodation space can be formed.
  • the above-mentioned rotating machine can be realized.
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows an example of the schematic structure of the motor, the rotor and the stator as a rotating machine.
  • the upper row shows the rotor.
  • the middle stage shows the stator.
  • the lower row shows the motor.
  • It is a top view which shows an example of the schematic structure of the motor as a rotating machine omitting some structure.
  • the left side shows the state before mounting the insulator on the core segment.
  • the upper left side shows the insulator on the fifth side in the stacking direction.
  • the middle row on the left shows the core segment.
  • the lower left side shows the insulator on the sixth side in the stacking direction.
  • the right side shows the state where the insulator is attached to the core segment. It is a perspective view which shows an example of the schematic structure of the core segment provided with a coil via an insulator. It is a perspective view which shows an example of the schematic structure of a stator.
  • the stator shows a state before resin molding in which a plurality of core segments are arranged in an annular shape.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. It is sectional drawing BB shown in FIG.
  • the motor 10 as a rotating machine will be described with reference to FIGS. 1 to 7.
  • the motor 10 is mounted on various products.
  • the motor 10 is used as a drive source for rotating the fan of the air conditioner.
  • the motor 10 is used as a drive source for the compressor.
  • the motor 10 is used as a drive source for an electric vehicle. Examples of electric vehicles include electric vehicles, electric bicycles, electric wheelchairs, electric carts and electric catering vehicles. Electric vehicles include hybrid vehicles.
  • the motor 10 includes a rotor 20 and a stator 30 (see FIGS. 1 and 2).
  • the motor 10 is an adduction type brushless motor.
  • the rotor 20 includes a rotor core 21, a plurality of permanent magnets, and a shaft 23.
  • the rotor core 21 is formed by laminating the punched steel plates while punching the steel plates with a press machine, for example.
  • As the steel sheet an electromagnetic steel sheet is adopted.
  • the rotor core 21 is provided with a plurality of permanent magnets.
  • the plurality of permanent magnets are each housed in a plurality of spaces formed in the rotor core 21.
  • the motor 10 is referred to as an IPM (Interior Permanent Magnet) motor.
  • the plurality of permanent magnets may be provided on the outer peripheral surface of the rotor core 21.
  • the motor 10 is referred to as an SPM (Surface Permanent Magnet) motor.
  • the shaft 23 is fixed to a through hole formed in the central portion of the rotor core 21. Bearings are attached to both sides of the rotor core 21 on the shaft 23. The bearing is supported by a support portion provided on the stator 30. In FIGS. 1 and 2, the bearing and the support portion are not shown.
  • the shaft 23 serves as a rotation shaft.
  • the rotor 20 rotates about the shaft 23.
  • the rotor 20 is the same as the rotor provided in a known motor (rotating machine). Therefore, other description of the rotor 20 will be omitted.
  • the stator 30 includes a stator core 31, a plurality of coils 50, an insulator 60, and a molded body 80 (see FIGS. 1, 2, 5, and 7). In FIG. 2, the illustration of the molded body 80 is omitted.
  • the stator core 31 includes a yoke 33 and a plurality of teeth 35 (see FIGS. 2 and 5).
  • the stator core 31 is formed by arranging a plurality of core segments 32 in an annular shape (see FIGS. 1, 2 and 5). In the embodiment, the stator core 31 is formed by arranging 12 core segments 32 in an annular shape. In one core segment 32, the number of teeth 35 is one (see the middle row on the left side of FIG. 3). Therefore, the stator core 31 includes 12 teeth 35 (see FIGS.
  • the twelve teeth 35 project from the yoke 33 toward the shaft 23.
  • Twelve slots 36 are formed in the stator core 31 (see FIG. 2).
  • the slot 36 is a space formed between adjacent teeth 35.
  • the number of slots of the stator 30 is appropriately determined in consideration of the following points. The above-mentioned points are, for example, the performance required for the motor 10.
  • the circumferential direction around the shaft 23 is referred to as "circumferential direction".
  • the circumferential direction includes a rotation direction and a counter-rotation direction.
  • the rotation direction is the direction in which the rotor 20 rotates.
  • the following arrows shown in the lower part of FIG. 1 and FIG. 2 indicate the rotation direction.
  • the above-mentioned arrow is an arc arrow shown on the upper side of the rotor 20 (see “fifth side in the stacking direction” described later) in the lower part of FIG. 1, and is an arc arrow shown inside the rotor 20 in FIG. ..
  • the counter-rotation direction is the direction opposite to the rotation direction.
  • first side One side in the circumferential direction is called the “first side”, and the other side in the circumferential direction is called the “second side”.
  • the first side in the circumferential direction is the front side in the rotation direction
  • second side in the circumferential direction is the rear side in the rotation direction.
  • the radial direction centered on the shaft 23 (rotational axis of the rotor 20) is called the "diameter direction”.
  • the direction in which the teeth 35 protrudes coincides with the radial direction.
  • One side in the radial direction is called the “third side”
  • the other side in the radial direction is called the "fourth side”.
  • the third side in the radial direction is the side of the rotor 20, and the fourth side in the radial direction is the side opposite to the side of the rotor 20.
  • the third side in the radial direction is the central side in the radial direction
  • the fourth side in the radial direction is the outer side in the radial direction.
  • the core segment 32 includes the yoke piece 34 and the teeth 35 (see the middle row on the left side of FIG. 3).
  • the core segment 32 is formed by laminating the punched steel plates while punching the steel plates with a press machine, for example.
  • a press machine for example.
  • an electromagnetic steel sheet is adopted as the steel sheet.
  • the direction in which the steel sheets are laminated in the core segment 32 is referred to as the “lamination direction”.
  • the stacking direction can also be said to be the direction in which the steel plates are laminated on the stator core 31.
  • the stacking direction coincides with the direction in which the steel plates are laminated on the rotor core 21.
  • one side in the stacking direction is referred to as a "fifth side” and the other side in the stacking direction is referred to as a "sixth side”.
  • the yoke piece 34 forms an annular yoke 33 in a state where a plurality of core segments 32 are arranged in an annular shape (see FIGS. 2 and 5).
  • the first side end in the circumferential direction is formed in a concave shape
  • the second side end in the circumferential direction is formed in a convex shape (see the middle stage on the left side of FIG. 3).
  • the two core segments 32 adjacent to each other in the circumferential direction are formed at the second end in the circumferential direction of the yoke piece 34 of the core segment 32 on the first side in the circumferential direction.
  • the convex portion formed is fitted into the concave portion formed at the first side end in the circumferential direction of the yoke piece 34 of the core segment 32 on the second side in the circumferential direction (see FIGS. 2 and 5).
  • a coil 50 is provided on the teeth 35.
  • the coil 50 is formed by a predetermined winding machine for the core segment 32.
  • the coil 50 is centrally wound around the teeth 35 (see FIGS. 2 and 4).
  • a set of insulators 60 are mounted on the core segment 32 from the fifth and sixth sides in the stacking direction, respectively (see FIG. 3).
  • the plurality of coils 50 are classified into any of U-phase, V-phase, and W-phase coils.
  • the in-phase coil 50 is connected by a crossing wire. In FIGS. 2, 4 to 6, the illustration of the crossing line is omitted.
  • the U-phase, V-phase, and W-phase coils 50 are connected by a predetermined method. For example, the U-phase, V-phase, and W-phase coils 50 are star-connected. Such a configuration for a plurality of coils 50 is also adopted in a known motor (rotator). Therefore, other description of this will be omitted.
  • the step of forming the coil 50 is referred to as a "winding step".
  • the process of connecting the U-phase, V-phase, and W-phase coils 50 is called a "connection process".
  • the insulator 60 electrically insulates the core segment 32 and the coil 50 provided in the core segment 32. Therefore, the insulator 60 electrically insulates the stator core 31 and the plurality of coils 50.
  • the insulator 60 has the same shape on the fifth side and the sixth side in the stacking direction, and is similarly mounted on the core segment 32 on the fifth side and the sixth side in the stacking direction (see FIG. 3). ). Insulators 60 on the fifth and sixth sides in the stacking direction are abutted on the side surface of the core segment 32 (see the right side of FIG. 3 and FIG. 6). The sides of the core segment 32 form a slot 36. In FIGS. 6 and 7, hatching (excluding cross-hatching) indicates a cut surface.
  • the electrical insulation structure adopted by the stator 30 is an example.
  • the insulator 60 on the fifth side in the stacking direction may have a different shape from the insulator 60 on the sixth side in the stacking direction.
  • another insulating member may be provided in the stator 30, in addition to the insulator 60.
  • the above-mentioned insulating member include slot insulating paper.
  • the slot insulating paper is a known insulating member.
  • the electrical insulation structure including the above-mentioned insulating member is also a technique that has already been put into practical use in a known motor (rotary machine). Therefore, other description regarding the following points will be omitted.
  • the above-mentioned points are related to insulating members such as slot insulating paper. Further, the above-mentioned point is related to the electrically insulating structure of the stator 30 using the above-mentioned insulating member together with the insulator 60.
  • the insulators 60 on the fifth side and the sixth side in the stacking direction will be described without distinction. In this case, the fifth side and the sixth side in the stacking direction are referred to as "the side in the stacking direction" without distinguishing between them.
  • the insulator 60 is integrally formed by, for example, resin molding.
  • resin material forming the insulator 60 include the following synthetic resins.
  • the synthetic resins described above are polyamide (PA), polybutylene terephthalate (PBT), polyphenylene sulfide (PPS) and liquid crystal polymer (LCP).
  • the insulator 60 includes a first portion 61, a second portion 63, and a third portion 65 (see the upper and lower rows on the left side of FIG. 3).
  • the first portion 61 is provided in the first region R1 (see FIG. 3, left middle / right side, FIG. 6).
  • the first region R1 is a region on the first side in the circumferential direction of the end faces S3 of the teeth 35 in the stacking direction (see the middle left side of FIG. 3, FIG. 6).
  • the second portion 63 is provided in the second region R2 so as to be separated from the first portion 61 in the circumferential direction (see FIG. 3, left middle stage / right side, FIG. 6).
  • the second region R2 is a region on the second side in the circumferential direction of the end surface S3 of the teeth 35 in the stacking direction (see the middle left side of FIG. 3, FIG. 6).
  • the end face S3 of the teeth 35 is included in the end face S2 of the core segment 32 having the same side in the stacking direction (see the middle left side of FIG. 3, FIG. 7).
  • the end surface S2 of the core segment 32 is included in the end surface S1 (see FIGS. 2 and 5) of the stator core 31 having the same side in the stacking direction. Therefore, the end surface S3 of the teeth 35 is also included in the end surface S1 of the stator core 31 having the same side in the stacking direction.
  • the region between the first region R1 and the second region R2 in the circumferential direction is referred to as "third region R3" (see the middle left side of FIG. 3, FIG. 6).
  • the third region R3 is exposed without being covered by the insulator 60 in a state where the insulator 60 is attached to the core segment 32 (see the right side of FIG. 3, FIGS. 4 to 6).
  • the second portion 63 is separated from the first portion 61 in the circumferential direction. Therefore, in the stator 30, the coil 50 includes a portion in the coil end 51 that crosses between the first portion 61 and the second portion 63 in the circumferential direction (see FIGS. 4 to 6).
  • the coil end 51 is a portion of the coil 50 that is not housed in the slot 36 and protrudes from the end surface S1 of the stator core 31 (end surface S2 of the core segment 32) toward the stacking direction.
  • the portion of the coil end 51 that crosses between the first portion 61 and the second portion 63 in the circumferential direction is referred to as a “crossing portion 52”.
  • the accommodation space SP is formed in the following states (see FIGS. 4 to 6).
  • the above-mentioned state is a state in which the coil 50 is provided in the core segment 32 via the insulator 60.
  • the accommodation space SP is a space surrounded by the crossing portion 52, the first portion 61, and the second portion 63 on the third region R3.
  • the third portion 65 is provided on the fourth side in the radial direction from the first portion 61 and the second portion 63 (see the upper and lower rows on the left side of FIG. 3).
  • the third portion 65 is connected to the radial fourth side end of the first portion 61 and is connected to the radial fourth side end of the second portion 63.
  • the third portion 65 is provided on the end surface S4 of the yoke piece 34 (see FIG. 3, left middle stage / right side, FIG. 7).
  • the end surface S4 of the yoke piece 34 is a portion of the end surface S2 of the core segment 32 that is the fourth side in the radial direction from the end surface S3 of the teeth 35 (see the middle left side of FIG. 3, FIG. 7).
  • the third portion 65 includes an opening 66 (see FIGS. 5 and 7).
  • the opening 66 is provided at a position next to the third portion 65.
  • the above-mentioned position is the central position in the circumferential direction. Further, the above-mentioned position is an end position on the side of the end surface S2 (end surface S4 of the yoke piece 34) of the core segment 32 in the stacking direction.
  • the opening 66 penetrates the third portion 65 in the radial direction.
  • the opening 66 leads to the accommodation space SP.
  • the first part 61 includes the first support wall 62 at the third side end in the radial direction
  • the second part 63 includes the second support wall 64 at the third side end in the radial direction (see the upper and lower stages on the left side of FIG. 3).
  • the first support wall 62 supports the coil end 51 from the third side in the radial direction on the first side in the circumferential direction
  • the second support wall 64 supports the coil from the third side in the radial direction on the second side in the circumferential direction.
  • the end 51 is supported, and the third portion 65 supports the coil end 51 from the fourth side in the radial direction (see FIGS. 2, 4 and 5). That is, the insulator 60 supports the coil end 51 from the radial direction.
  • the insulator 60 includes a first covering wall 67, a second covering wall 68, and a third covering wall 69 (see the upper and lower tiers on the left side of FIG. 3).
  • the first covering wall 67 is provided on the first side surface of the teeth 35 in the circumferential direction. In the embodiment, the first covering wall 67 covers a half region of the above-mentioned side surface in the stacking direction.
  • the first covering wall 67 is integrated with the first portion 61 in the stacking direction.
  • the second covering wall 68 is provided with respect to the side surface on the second side in the circumferential direction of the teeth 35. In the embodiment, the second covering wall 68 covers a half region of the above-mentioned side surface in the stacking direction.
  • the second covering wall 68 is integrated with the second portion 63 in the stacking direction.
  • the third covering wall 69 is provided with respect to the side surface on the third side in the radial direction of the yoke piece 34 and covers the above-mentioned side surface.
  • the above-mentioned side surface includes a side surface that is the first side in the circumferential direction from the tooth 35 and a side surface that is the second side in the circumferential direction from the tooth 35.
  • the third covering wall 69 provided on the first side in the circumferential direction is half of the side surface on the third side in the radial direction of the yoke piece 34, which is the first side in the circumferential direction from the teeth 35, in the stacking direction. Cover the area of.
  • the third covering wall 69 provided on the second side in the circumferential direction covers a half area in the stacking direction of the third side surface in the radial direction of the yoke piece 34 which is the second side in the circumferential direction from the teeth 35. ..
  • the two third covering walls 69 are integrated with the third portion 65 in the stacking direction at positions on the first side and the second side in the circumferential direction from the teeth 35, respectively.
  • the third covering wall 69 provided on the first side in the circumferential direction is connected to the fourth side end in the radial direction of the first covering wall 67.
  • the third covering wall 69 provided on the second side in the circumferential direction is connected to the fourth side end in the radial direction of the second covering wall 68.
  • the molded body 80 includes two covering bodies 81 on the fifth side and the sixth side in the lamination direction (see the lower part of FIG. 1, FIGS. 6 and 7).
  • the alternate long and short dash line and cross-hatching indicate that the next part drawn by them is an imaginary illustration.
  • the above-mentioned part is a part of the covering body 81 and the insertion body 82 described later.
  • the covering body 81 on the fifth side in the stacking direction covers the following first structure, second structure, and third structure.
  • the first configuration is the end face S1 on the fifth side of the stator core 31 in the stacking direction.
  • the second configuration is an insulator 60 on the fifth side in the stacking direction, which is a first portion 61, a second portion 63, and a third portion 65 protruding from the above-mentioned end face S1 to the fifth side in the stacking direction.
  • the third configuration is the coil end 51 on the fifth side in the stacking direction.
  • the covering body 81 on the sixth side in the stacking direction covers the following fourth, fifth, and sixth configurations.
  • the fourth configuration is the end surface S1 on the sixth side of the stator core 31 in the stacking direction.
  • the fifth configuration is an insulator 60 on the sixth side in the stacking direction, which is a first portion 61, a second portion 63, and a third portion 65 protruding from the above-mentioned end surface S1 to the sixth side in the stacking direction.
  • the sixth configuration is a coil end 51 on the sixth side in the stacking direction.
  • the covering bodies 81 on the fifth side and the sixth side in the stacking direction are connected by the following portions.
  • the above-mentioned portion is a portion of the molded product 80 filled in the plurality of slots 36. In the embodiment, the above-mentioned portion of the molded product 80 is not shown.
  • the molded body 80 is integrally formed by resin molding after the winding step and the wiring step are completed.
  • the above-mentioned resin molding is performed by setting a plurality of core segments 32 (see FIG. 5) arranged in an annular shape on a molding die provided in a molding machine for resin molding.
  • the covering body 81 has the same shape on the fifth side and the sixth side in the stacking direction, and is similarly provided on the end surface S1 of the stator core 31 on the fifth side and the sixth side in the stacking direction (FIG. 1 middle row, see Fig. 7).
  • a part of the covering body 81 becomes an inserting body 82. That is, the molded body 80 includes the insert body 82 in the covering body 81. In such a configuration, it can be said that the covering body 81 includes the inserting body 82.
  • the insert 82 is provided in the accommodation space SP (see FIGS. 6 and 7). A part of the resin material to be the covering body 81 flows into the accommodation space SP at the time of resin molding to form the insert body 82.
  • the insert body 82 is in a state of being fitted into the accommodation space SP.
  • the insert body 82 is in contact with the first portion 61 and the second portion 63 in the circumferential direction, and is in contact with the third region R3 and the transverse portion 52 in the stacking direction.
  • the resin material forming the molded body 80 is preferably a resin material having a higher thermal conductivity than the resin material forming the insulator 60.
  • Examples of the resin material that forms the molded body 80 include the following synthetic resins.
  • the above-mentioned synthetic resin is BMC (Bulk Molding Compound).
  • BMC is a thermosetting resin.
  • BMC is a resin material mainly composed of unsaturated polyester, and includes, for example, a filler and glass fiber.
  • the relationship of thermal conductivity of the material forming the next part is as follows.
  • the above-mentioned parts are a stator core 31, an insulator 60, and a molded body 80.
  • the above-mentioned relationship is "stator core 31> molded body 80> insulator 60".
  • the insulator 60 includes a first portion 61, a second portion 63, and a third portion 65 as portions corresponding to the coil end 51 (see FIG. 3, left upper and lower rows, FIG. 4).
  • the first portion 61 is provided in the first region R1 on the end surface S3 of the teeth 35.
  • the second portion 63 is provided in the second region R2 on the end surface S3 of the teeth 35 so as to be separated from the first portion 61 in the circumferential direction.
  • the third portion 65 is provided on the fourth side in the radial direction from the first portion 61 and the second portion 63.
  • the third portion 65 is connected to the radial fourth side end of the first portion 61 and is connected to the radial fourth side end of the second portion 63.
  • the coil 50 includes a crossing portion 52 in the coil end 51 (see FIGS. 2, 4 to 7).
  • the crossing portion 52 crosses between the first portion 61 and the second portion 63 in the circumferential direction.
  • the molded body 80 includes an insert body 82 in the covering body 81 (see FIG. 7).
  • the insert body 82 is provided in the accommodation space SP in a state of being in contact with the third region R3 and the crossing portion 52.
  • the accommodation space SP is surrounded by a crossing portion 52, a first portion 61, and a second portion 63 on the third region R3 (see FIGS. 4 to 6).
  • the insert 82 is made of a material having a higher thermal conductivity than the material forming the insulator 60.
  • a part of the molded body 80 can be used as the insert body 82.
  • the heat generated by the coil 50 can be released to the stator core 31 via the insert body 82.
  • the motor 10 can dissipate the heat generated by the coil 50 to the stator core 31 as compared with a motor in which the stator is provided with the following insulators.
  • the above-mentioned insulator is an insulator including an integral portion provided as a whole of the first region R1, the second region R2, and the third region R3. In such an insulator, the integral portion described above covers the third region R3 as well as the first region R1 and the second region R2.
  • the accommodation space SP is not formed in the stator, and the insertion body 82 cannot be provided in the accommodation space SP.
  • the motor 10 can suppress the temperature rise of the coil 50 by the stator 30.
  • the outer peripheral surface of the stator core 31 is exposed without being covered by the molded body 80 (see FIG. 1).
  • the stator 30 may be housed in a predetermined case in the following states.
  • the above-mentioned state is a state in which the outer peripheral surface of the stator core 31 is in contact with the inner peripheral surface of the above-mentioned case.
  • the stator 30 may be fitted in the case described above.
  • the above-mentioned case is made of metal, for example.
  • the heat generated by the coil 50 can be released to the stator core 31 and further to the case described above.
  • the third portion 65 includes an opening 66 (see FIG. 5).
  • the opening 66 leads to the accommodation space SP (see FIG. 7). Therefore, the insert body 82 can be provided in the accommodation space SP from the fourth side in the radial direction through the opening 66. That is, when the molded body 80 is resin-molded, the resin material can be poured into the accommodation space SP from both the third side and the fourth side in the radial direction.
  • the embodiment can also be as follows. Some of the configurations shown in the following modifications can be adopted in combination as appropriate. Hereinafter, points different from the above will be described, and description of the same points will be omitted as appropriate.
  • an adduction type motor 10 has been described as an example.
  • the structure of the stator 30 using the insulator 60 described above can also be adopted for a generator as a rotating machine.
  • the structure of the stator 30 using the insulator 60 described above can also be adopted for the stator of the abduction type rotary machine.
  • a plurality of teeth project radially outward from the yoke.
  • the rotor of the abduction type rotary machine faces a plurality of teeth on the outside of the stator in the radial direction. Therefore, the third side in the radial direction, which is the side of the rotor 20 in the above, is the outer side in the radial direction in the abduction type rotary machine.
  • the fourth side in the radial direction which is the side opposite to the side of the rotor 20 in the above, is the central side in the radial direction.
  • an insulator having the same structure as the insulator 60 is provided on the stator core as described above.
  • the abduction type rotary machine is a rotary machine that has already been put into practical use. Therefore, other description of the abduction type rotary machine will be omitted.
  • the stator core 31 is formed by arranging a plurality of core segments 32 in an annular shape (see FIGS. 2 and 5).
  • the stator core may be an integrated stator core.
  • the stator core is formed by laminating steel plates punched into an annular shape while punching the steel plate into an annular shape in which a yoke and a plurality of teeth are integrated.
  • the insulator may have an integral annular shape corresponding to the integrated stator core.
  • the insulator may have an annular shape connected by a portion corresponding to the third portion 65 described above.
  • a set of annular insulators is mounted on the integrated stator core from the fifth and sixth sides in the stacking direction, respectively.
  • the stator 30 includes a molded body 80 (see the lower middle row of FIG. 1, FIG. 7).
  • the molded body 80 includes an insert body 82 in the covering body 81 (see FIGS. 6 and 7).
  • the molded body 80 may be omitted.
  • the stator comprises an independent insert.
  • the insert has a rod-like shape.
  • the insert body is inserted into the first portion 61 and the second portion before the winding process. It may be attached between 63 and 63.
  • the winding step is carried out with the insert body provided between the first portion 61 and the second portion 63 on the third region R3.
  • the insert is pressed against the third region R3 by the coil 50. That is, the insert body is in a state of being pressed against the third region R3 by the crossing portion 52 of the coil end 51.
  • the radial fourth side end of the insert body may be provided in the opening 66.
  • the material forming the insert may be a material having a higher thermal conductivity than the resin material forming the insulator 60.
  • the insert may be formed by BMC.
  • the insert may be made of a resin material or ceramic different from BMC.
  • the insert is preferably made of a non-magnetic material.
  • the material forming the insert is appropriately determined in consideration of various conditions. Even in the stator including the molded body, the insert body may be a separate body from the covering body.
  • the thermal conductivity of the covering body (molded body) and the material forming the insert body is preferably "insertion body ⁇ covering body (molded body)".
  • the relationship between the thermal conductivity of the stator core 31, the insulator 60, the covering body (molded body), and the material forming the insert body is “stator core 31> insert body ⁇ covering body (molded body)> insulator 60”.
  • the first portion 61 is provided in the first region R1 and the second portion 63 is provided in the second region R2 so as to be separated from the first portion 61 in the circumferential direction (FIG. 3, left middle stage / right side). , See Fig. 6).
  • the insulator may be provided with the following fourth portion.
  • the fourth part connects a part of the first part 61 and a part of the second part 63. That is, in this insulator, the first portion 61 is connected to the second portion 63 by the fourth portion.
  • the fourth portion may be connected to a part of the side surface of the first portion 61 forming the accommodation space SP at the end on the first side in the circumferential direction, and may be accommodated at the end on the second side in the circumferential direction. It may be connected to a part of the side surface of the second portion 63 forming the space SP.
  • the side surface of the first portion 61 forming the accommodation space SP faces the side surface of the second portion 63 forming the accommodation space SP in the circumferential direction.
  • the fourth part is rod-shaped or plate-shaped. However, the shape of the fourth portion may be different from the rod shape or the plate shape.
  • the shape of the fourth part is appropriately determined in consideration of various conditions.
  • the arrangement of the fourth part with respect to the first part 61 and the second part 63 is appropriately determined in consideration of various conditions.
  • the number of the fourth part with respect to the first part 61 and the second part 63 is appropriately determined in consideration of various conditions.
  • the fourth portion has a shape, arrangement, and number so that one accommodation space SP does not become two independent spaces on the fifth side and the sixth side in the stacking direction.
  • the insert is a storage space SP continuous in the stacking direction, and is in contact with the first portion 61 and the second portion 63 in the circumferential direction, and is in contact with the third region R3 and the crossing portion 52 in the stacking direction.
  • the insulator 60 includes a plurality of grooves 72 along the stacking direction on the first surface 70 and the second surface 71 (see FIG. 3, left upper and lower rows and right side).
  • the first surface 70 is an integral stacking direction surface along the radial direction among the first side surfaces in the circumferential direction of the insulator 60 forming the first portion 61 and the first covering wall 67 (left side in FIG. 3). Top and bottom, right side, see Fig. 6).
  • the second surface 71 is an integral stacking direction surface along the radial direction among the surfaces on the second side in the circumferential direction of the insulator 60 forming the second portion 63 and the second covering wall 68 (FIG. 3). Lower left side, see Fig. 6).
  • the coils 50 can be aligned along the grooves 72.
  • the space factor of the coil 50 can be increased.
  • the groove 72 may be omitted.
  • an insulator that does not include the groove 72 can be adopted. Whether or not to provide the groove 72 in the insulator is appropriately determined in consideration of various conditions.
  • the first side and the second side in the circumferential direction are set so that the rotation direction is from the second side in the circumferential direction to the first side (see FIGS. 1 and 2).
  • the direction of rotation was clockwise.
  • the first side and the second side in the circumferential direction may be set in the opposite direction to the above. That is, the circumferential side, which is the second side in the circumferential direction, may be the first side in the circumferential direction.
  • the circumferential side, which is the first side in the circumferential direction may be the second side in the circumferential direction.
  • the rotation direction is the direction from the first side to the second side in the circumferential direction.
  • the direction of rotation may be counterclockwise.
  • the 5th and 6th sides in the stacking direction were set as follows. That is, the upper side when the paper surfaces of FIGS. 1, 3 to 7 are viewed from the front is the fifth side in the stacking direction, and the lower side in the above case is the sixth side in the stacking direction.
  • the fifth side and the sixth side in the stacking direction may be set in the opposite directions to the above. That is, the side in the stacking direction, which is the sixth side in the stacking direction, may be the fifth side in the stacking direction.
  • the side in the stacking direction, which is the fifth side in the stacking direction described above, may be the sixth side in the stacking direction.

Landscapes

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Abstract

インシュレータ（６０）の第一部分（６１）は、ティース（３５）の端面（Ｓ３）の第一領域（Ｒ１）に設けられる。インシュレータ（６０）の第二部分（６３）は、ティース（３５）の端面（Ｓ３）の第二領域（Ｒ２）に第一部分（６１）と周方向に離間して設けられる。インシュレータ（６０）の第三部分（６５）は、第一部分（６１）及び第二部分（６３）の径方向の第四側端と繋がる。コイル（５０）は、コイルエンド（５１）に横断部分（５２）を含む。ステータ（３０）は、収容空間（ＳＰ）に挿入体（８２）を備える。挿入体（８２）は、インシュレータ（６０）を形成する材料より熱伝導率の高い材料製である。

Description

回転機及びインシュレータ
　本発明は、モータ及び発電機のような回転機と、回転機のステータ用のインシュレータに関する。
　回転機に関する技術が提案されている。例えば、特許文献１は、電気機器のコイル保持部材を開示する。保持部材は、コイルの内側に装着される。一体化されたコイル及び保持部材は、ティースに装着される。保持部材は、基部板と、筒部とを有する。基部板は、ティースの基部に位置する。筒部は、ティースの周囲を取り囲む。筒部は、基部板の開口の縁に接続される。筒部は、略四角形の断面形状を有する。筒部は、ティースの４個の側面にそれぞれ対応する４個の側面を有する。筒部の横断方向側面は、保持部材がコイルに装着された場合、コイルエンドの内側に位置する。筒部は、コイルとティースとの間の絶縁部材として機能する。筒部の横断方向側面の外側には、係止片及び保持リブが設けられる。係止片は、筒部の横断方向側面と間隔を空け、基部板からティース軸線方向に沿ってティース先端の向きに延びる。係止片の先端には、係止爪が設けられる。係止爪は、コイルに係合する。保持リブは、筒部の横断方向側面に設けられ、係止片の両側にティース軸線方向に延びて設けられる。保持リブでは、端面がコイルの内周に当接する。これにより、コイルのティース横断方向の位置が定まる。コイルをステータコアに装着した後、コイルのコイルエンドが充填材によりインサート成形される。充填材は、係止片の下側にまわり、係止片を上方に押す、又は係止片を支える。
特開２０１５－３５８７９号公報
　回転機のステータでは、コイルに電流が流れることで、コイルが発熱する。これに伴い、コイルの温度が上昇する。コイルの温度が上昇した場合、コイルの電気抵抗値が上昇する。コイルには、絶縁被膜が設けられる。コイルの温度が上昇する場合、この絶縁被膜の劣化対策が必要となることがある。そこで、発明者は、回転機の駆動時、コイルの温度上昇を抑制可能な回転機の構造を検討した。
　本発明は、ステータでコイルの温度上昇を抑制可能な回転機と、回転機のステータ用のインシュレータを提供することを目的とする。
　本発明の一側面は、ロータと、ステータと、を備え、前記ステータは、鋼板を積層して形成され、ヨークと、前記ヨークから前記ロータの側に突出するティースと、を含むステータコアと、前記ステータコアに設けられるインシュレータと、前記インシュレータを介して前記ティースに設けられるコイルと、を備え、前記インシュレータは、前記鋼板が積層される積層方向における前記ティースの端面のうち、前記ロータの回転軸を中心とする周方向の第一側となる第一領域に設けられる第一部分と、前記ティースの端面のうち、前記周方向の第二側となる第二領域に前記第一部分と前記周方向に離間して設けられる第二部分と、前記第一部分及び前記第二部分より前記ロータの回転軸を中心とする径方向の前記ロータの側となる第三側とは反対の第四側に設けられ、前記第一部分の前記径方向の第四側端と繋がり、前記第二部分の前記径方向の第四側端と繋がる第三部分と、を含み、前記コイルは、前記コイルのコイルエンドに、前記第一部分と前記第二部分との間を前記周方向に横断する横断部分を含み、前記ステータは、更に、前記ティースの端面のうち、前記周方向において前記第一領域と前記第二領域との間となる第三領域上で前記横断部分と前記第一部分と前記第二部分とによって囲まれた収容空間に、前記第三領域と前記横断部分とに接した状態で設けられる挿入体を備え、前記挿入体は、前記インシュレータを形成する材料より熱伝導率の高い材料製である、回転機である。
　この回転機によれば、コイルで発生した熱を挿入体を介してステータコアに逃がすことができる。
　前記第三部分は、前記径方向に前記第三部分を貫き、前記収容空間へと通じる開口を含む、ようにしてもよい。この構成によれば、挿入体を径方向の第四側から開口を介して収容空間に設けることができる。
　前記ステータは、前記コイルエンドを被覆する、樹脂製の成形体を備え、前記成形体は、前記挿入体を含む、ようにしてもよい。この構成によれば、成形体の一部を挿入体とすることができる。
　本発明の他の側面は、回転機のステータのステータコアに設けられるインシュレータであって、前記ステータコアを形成する鋼板が積層される積層方向における前記ステータコアのティースの端面のうち、前記回転機のロータの回転軸を中心とする周方向の第一側となる第一領域に設けられる第一部分と、前記ティースの端面のうち、前記周方向の第二側となる第二領域に前記第一部分と前記周方向に離間して設けられる第二部分と、前記第一部分及び前記第二部分より前記ロータの回転軸を中心とする径方向の前記ロータの側となる第三側とは反対の第四側に設けられ、前記第一部分の前記径方向の第四側端と繋がり、前記第二部分の前記径方向の第四側端と繋がる第三部分と、を含む、インシュレータである。
　このインシュレータによれば、上述の収容空間を形成することができる。これに伴い、上述の回転機を実現することができる。
　本発明によれば、ステータでコイルの温度上昇を抑制可能な回転機と、回転機のステータ用のインシュレータを得ることができる。
回転機としてのモータ、ロータ及びステータの概略構成の一例を示す斜視図である。上段は、ロータを示す。中段は、ステータを示す。下段は、モータを示す。 回転機としてのモータの概略構成の一例を一部の構成を省略して示す平面図である。 コアセグメント及び１組のインシュレータの概略構成の一例を示す斜視図である。左側は、コアセグメントにインシュレータを装着する前の状態を示す。左側上段は、積層方向の第五側のインシュレータを示す。左側中段は、コアセグメントを示す。左側下段は、積層方向の第六側のインシュレータを示す。右側は、コアセグメントにインシュレータを装着した状態を示す。 インシュレータを介してコイルが設けられたコアセグメントの概略構成の一例を示す斜視図である。 ステータの概略構成の一例を示す斜視図である。ステータは、複数のコアセグメントを環状に配置した樹脂成形前の状態を示す。 図４に示すＡ－Ａ線断面図である。 図１に示すＢ－Ｂ線断面図である。
　本発明を実施するための実施形態について、図面を用いて説明する。本発明は、以下に記載の構成に限定されるものではなく、同一の技術的思想において種々の構成を採用することができる。例えば、以下に示す構成の一部は、省略し又は他の構成等に置換してもよい。本発明は、他の構成を含むようにしてもよい。
　＜モータ１０＞
　回転機としてのモータ１０について、図１～７を参照して説明する。モータ１０は、各種の製品に搭載される。例えば、モータ１０は、空調機のファンを回転させる駆動源として利用される。モータ１０は、圧縮機の駆動源として利用される。モータ１０は、電動車両の駆動源として利用される。電動車両の例としては、電気自動車、電動自転車、電動車椅子、電動カート及び電動配膳車が挙げられる。電気自動車は、ハイブリッド自動車を含む。モータ１０は、ロータ２０と、ステータ３０とを備える（図１，２参照）。実施形態では、モータ１０は、内転型のブラシレスモータである。
　ロータ２０は、ロータコア２１と、複数の永久磁石と、シャフト２３とを備える。図１，２では、永久磁石の図示は、省略されている。ロータコア２１は、例えば、プレス機によって鋼板を打ち抜きつつ、打ち抜かれた鋼板を積層して形成される。鋼板としては、電磁鋼板が採用される。ロータコア２１には、複数の永久磁石が設けられる。例えば、複数の永久磁石は、ロータコア２１に形成された複数の空間にそれぞれ収納される。ロータ２０がこのようなタイプのロータである場合、モータ１０は、ＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）モータと称される。複数の永久磁石は、ロータコア２１の外周面に設けられてもよい。ロータ２０がこのようなタイプのロータである場合、モータ１０は、ＳＰＭ（Surface Permanent Magnet）モータと称される。
　シャフト２３は、ロータコア２１の中心部に形成された貫通孔に固定される。シャフト２３には、ロータコア２１の両側に軸受が取り付けられる。軸受は、ステータ３０に設けられた支持部に支持される。図１，２では、軸受及び支持部の図示は、省略されている。シャフト２３は、回転軸となる。ロータ２０は、シャフト２３を中心として回転する。ロータ２０は、公知のモータ（回転機）が備えるロータと同様である。従って、ロータ２０に関するこの他の説明は、省略する。
　ステータ３０は、ステータコア３１と、複数のコイル５０と、インシュレータ６０と、成形体８０とを備える（図１，２，５，７参照）。図２では、成形体８０の図示は、省略されている。ステータコア３１は、ヨーク３３と、複数のティース３５とを含む（図２，５参照）。ステータコア３１は、複数のコアセグメント３２を環状に配置して形成される（図１，２，５参照）。実施形態では、ステータコア３１は、１２個のコアセグメント３２を環状に配置して形成される。１個のコアセグメント３２では、ティース３５の数は、１個である（図３左側中段参照）。そのため、ステータコア３１は、１２個のティース３５を含む（図２，５参照）。１２個のティース３５は、ヨーク３３からシャフト２３の側に突出する。ステータコア３１には、１２個のスロット３６が形成される（図２参照）。スロット３６は、隣り合うティース３５の間に形成された空間である。ステータ３０のスロット数は、次の点を考慮して適宜決定される。前述の点は、例えば、モータ１０に対して要求される性能である。
　実施形態では、シャフト２３（ロータ２０の回転軸）を中心とする円周方向を「周方向」という。周方向は、回転方向及び反回転方向を含む。回転方向は、ロータ２０が回転する方向である。図１下段及び図２に示す次の矢印は、回転方向を示す。前述の矢印は、図１下段では、ロータ２０の上側（後述する「積層方向の第五側」参照）に示す円弧の矢印であり、図２では、ロータ２０の内部に示す円弧の矢印である。反回転方向は、回転方向とは反対の方向である。周方向の一方側を「第一側」といい、周方向の他方側を「第二側」という。周方向の第一側を回転方向の前側とし、周方向の第二側を回転方向の後側とする。シャフト２３（ロータ２０の回転軸）を中心とする放射方向を「径方向」という。ティース３５が突出する方向は、径方向に一致する。径方向の一方側を「第三側」といい、径方向の他方側を「第四側」という。径方向の第三側をロータ２０の側とし、径方向の第四側をロータ２０の側とは反対の側とする。内転型のモータ１０では、径方向の第三側は、径方向の中心側となり、径方向の第四側は、径方向の外側となる。
　コアセグメント３２は、ヨーク片３４と、ティース３５とを含む（図３左側中段参照）。コアセグメント３２は、例えば、プレス機によって鋼板を打ち抜きつつ、打ち抜かれた鋼板を積層して形成される。鋼板としては、電磁鋼板が採用される。実施形態では、コアセグメント３２で鋼板が積層される方向を「積層方向」という。ステータコア３１が複数のコアセグメント３２で形成される場合（図１，２，５参照）、積層方向は、ステータコア３１で鋼板が積層される方向ということもできる。積層方向は、ロータコア２１で鋼板が積層される方向に一致する。実施形態では、積層方向の一方側を「第五側」といい、積層方向の他方側を「第六側」という。
　ヨーク片３４は、複数のコアセグメント３２が環状に配置された状態で、環状のヨーク３３を形成する（図２，５参照）。ヨーク片３４では、周方向の第一側端は、凹状に形成され、周方向の第二側端は、凸状に形成される（図３左側中段参照）。環状に配置された複数のコアセグメント３２のうち、周方向に隣り合う２個のコアセグメント３２では、周方向の第一側のコアセグメント３２のヨーク片３４の周方向の第二側端に形成された凸状の部分は、周方向の第二側のコアセグメント３２のヨーク片３４の周方向の第一側端に形成された凹状の部分に嵌め合わされる（図２，５参照）。ティース３５には、コイル５０が設けられる。コイル５０は、コアセグメント３２を対象として、所定の巻線機によって形成される。例えば、コイル５０は、ティース３５に集中巻きされる（図２，４参照）。コイル５０を形成する前に、１組のインシュレータ６０が積層方向の第五側及び第六側からコアセグメント３２にそれぞれ装着される（図３参照）。
　ステータ３０では、複数のコイル５０は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の何れかのコイルに分類される。同相のコイル５０は、渡線によって接続される。図２，４～６では、渡線の図示は、省略されている。Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のコイル５０は、所定の方式で結線される。例えば、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のコイル５０は、スター結線される。複数のコイル５０に対するこのような構成は、公知のモータ（回転機）でも採用される。従って、これに関するこの他の説明は、省略する。実施形態では、コイル５０を形成する工程を「巻線工程」という。Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のコイル５０を結線する工程を「結線工程」という。
　インシュレータ６０は、コアセグメント３２と、このコアセグメント３２に設けられるコイル５０とを電気的に絶縁する。従って、インシュレータ６０は、ステータコア３１と、複数のコイル５０とを電気的に絶縁する。実施形態では、インシュレータ６０は、積層方向の第五側及び第六側で同じ形状とされ、積層方向の第五側及び第六側でコアセグメント３２に対して同様に装着される（図３参照）。積層方向の第五側及び第六側のインシュレータ６０は、コアセグメント３２の側面上で突き合わされる（図３右側及び図６参照）。コアセグメント３２の側面は、スロット３６を形成する。図６，７で、ハッチング（クロスハッチングを除く）は、切断面を示す。
　但し、ステータ３０が採用する電気的な絶縁構造は、例示である。例えば、ステータ３０では、積層方向の第五側のインシュレータ６０は、積層方向の第六側のインシュレータ６０とは異なる形状としてもよい。この他、ステータ３０では、インシュレータ６０に加えて、別の絶縁部材を設けるようにしてもよい。前述の絶縁部材の例としては、スロット絶縁紙が挙げられる。スロット絶縁紙は、公知の絶縁部材である。前述のような絶縁部材を含む電気的な絶縁構造も、公知のモータ（回転機）で既に実用化された技術である。従って、次の点に関するこの他の説明は、省略する。前述の点は、スロット絶縁紙のような絶縁部材に関する点である。更に、前述の点は、インシュレータ６０と共に前述の絶縁部材を用いたステータ３０の電気的な絶縁構造に関する点である。実施形態では、積層方向の第五側及び第六側のインシュレータ６０を区別することなく説明する。この場合、積層方向の第五側及び第六側を区別することなく「積層方向の側」という。
　インシュレータ６０は、例えば、樹脂成形により一体的に形成される。インシュレータ６０を形成する樹脂材料の例としては、次のような合成樹脂が挙げられる。前述の合成樹脂は、ポリアミド（ＰＡ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）及び液晶ポリマー（ＬＣＰ）である。
　インシュレータ６０は、第一部分６１と、第二部分６３と、第三部分６５とを含む（図３左側上下段参照）。第一部分６１は、第一領域Ｒ１に設けられる（図３左側中段・右側，図６参照）。第一領域Ｒ１は、積層方向におけるティース３５の端面Ｓ３のうち、周方向の第一側となる領域である（図３左側中段，図６参照）。第二部分６３は、第二領域Ｒ２に第一部分６１と周方向に離間して設けられる（図３左側中段・右側，図６参照）。第二領域Ｒ２は、積層方向におけるティース３５の端面Ｓ３のうち、周方向の第二側となる領域である（図３左側中段，図６参照）。ティース３５の端面Ｓ３は、積層方向の側が同じであるコアセグメント３２の端面Ｓ２に含まれる（図３左側中段，図７参照）。コアセグメント３２の端面Ｓ２は、積層方向の側が同じであるステータコア３１の端面Ｓ１（図２，５参照）に含まれる。従って、ティース３５の端面Ｓ３は、積層方向の側が同じであるステータコア３１の端面Ｓ１にも含まれる。
　実施形態では、ティース３５の端面Ｓ３のうち、周方向において第一領域Ｒ１と第二領域Ｒ２との間となる領域を「第三領域Ｒ３」という（図３左側中段，図６参照）。第三領域Ｒ３は、インシュレータ６０がコアセグメント３２に装着された状態で、インシュレータ６０によっては被覆されずに露出する（図３右側，図４～６参照）。第二部分６３は、上述した通り、第一部分６１と周方向に離間する。そのため、ステータ３０では、コイル５０は、コイルエンド５１に、第一部分６１と第二部分６３との間を周方向に横断する部分を含む（図４～６参照）。コイルエンド５１は、スロット３６に収納されずにステータコア３１の端面Ｓ１（コアセグメント３２の端面Ｓ２）より積層方向の側に突出するコイル５０の部分である。実施形態では、第一部分６１と第二部分６３との間を周方向に横断するコイルエンド５１の部分を「横断部分５２」という。ステータ３０では、次の状態で収容空間ＳＰが形成される（図４～６参照）。前述の状態は、コイル５０がインシュレータ６０を介してコアセグメント３２に設けられた状態である。収容空間ＳＰは、第三領域Ｒ３上で横断部分５２と第一部分６１と第二部分６３とによって囲まれた空間である。
　第三部分６５は、第一部分６１及び第二部分６３より径方向の第四側に設けられる（図３左側上下段参照）。第三部分６５は、第一部分６１の径方向の第四側端と繋がり、第二部分６３の径方向の第四側端と繋がる。第三部分６５は、ヨーク片３４の端面Ｓ４に設けられる（図３左側中段・右側，図７参照）。ヨーク片３４の端面Ｓ４は、コアセグメント３２の端面Ｓ２のうち、ティース３５の端面Ｓ３より径方向の第四側となる部分である（図３左側中段，図７参照）。第三部分６５は、開口６６を含む（図５，７参照）。実施形態では、開口６６は、第三部分６５の次の位置に設けられる。前述の位置は、周方向の中心位置である。更に、前述の位置は、積層方向においてコアセグメント３２の端面Ｓ２（ヨーク片３４の端面Ｓ４）の側となる端位置である。開口６６は、径方向に第三部分６５を貫く。開口６６は、収容空間ＳＰへと通じる。
　第一部分６１は、径方向の第三側端に第一支持壁６２を含み、第二部分６３は、径方向の第三側端に第二支持壁６４を含む（図３左側上下段参照）。第一支持壁６２は、周方向の第一側で径方向の第三側からコイルエンド５１を支持し、第二支持壁６４は、周方向の第二側で径方向の第三側からコイルエンド５１を支持し、第三部分６５は、径方向の第四側からコイルエンド５１を支持する（図２，４，５参照）。即ち、インシュレータ６０は、径方向からコイルエンド５１を支持する。
　インシュレータ６０は、第一被覆壁６７と、第二被覆壁６８と、第三被覆壁６９とを含む（図３左側上下段参照）。第一被覆壁６７は、ティース３５の周方向の第一側の側面に対して設けられる。実施形態では、第一被覆壁６７は、前述の側面のうち、積層方向の半分の領域を覆う。第一被覆壁６７は、積層方向に第一部分６１と一体をなす。第二被覆壁６８は、ティース３５の周方向の第二側の側面に対して設けられる。実施形態では、第二被覆壁６８は、前述の側面のうち、積層方向の半分の領域を覆う。第二被覆壁６８は、積層方向に第二部分６３と一体をなす。
　第三被覆壁６９は、ヨーク片３４の径方向の第三側の側面に対して設けられ、前述の側面を覆う。コアセグメント３２では、前述の側面は、ティース３５より周方向の第一側となる側面と、ティース３５より周方向の第二側となる側面とを含む。実施形態では、周方向の第一側に設けられる第三被覆壁６９は、ティース３５より周方向の第一側となるヨーク片３４の径方向の第三側の側面のうち、積層方向の半分の領域を覆う。周方向の第二側に設けられる第三被覆壁６９は、ティース３５より周方向の第二側となるヨーク片３４の径方向の第三側の側面のうち、積層方向の半分の領域を覆う。２個の第三被覆壁６９は、ティース３５より周方向の第一側及び第二側の位置で、積層方向に第三部分６５とそれぞれ一体をなす。周方向の第一側に設けられる第三被覆壁６９は、第一被覆壁６７の径方向の第四側端と繋がる。周方向の第二側に設けられる第三被覆壁６９は、第二被覆壁６８の径方向の第四側端と繋がる。
　成形体８０は、積層方向の第五側及び第六側に２個の被覆体８１を含む（図１下段，図６，７参照）。図６で、二点鎖線及びクロスハッチングは、これらによって描かれた次の部分が想像上の図示であることを示す。前述の部分は、被覆体８１の一部と、後述する挿入体８２とである。積層方向の第五側の被覆体８１は、次の第一構成、第二構成及び第三構成を被覆する。第一構成は、ステータコア３１の積層方向の第五側の端面Ｓ１である。第二構成は、積層方向の第五側のインシュレータ６０で前述の端面Ｓ１から積層方向の第五側に突出する第一部分６１、第二部分６３及び第三部分６５である。第三構成は、積層方向の第五側のコイルエンド５１である。積層方向の第六側の被覆体８１は、次の第四構成、第五構成及び第六構成を被覆する。第四構成は、ステータコア３１の積層方向の第六側の端面Ｓ１である。第五構成は、積層方向の第六側のインシュレータ６０で前述の端面Ｓ１から積層方向の第六側に突出する第一部分６１、第二部分６３及び第三部分６５である。第六構成は、積層方向の第六側のコイルエンド５１である。
　成形体８０では、積層方向の第五側及び第六側の被覆体８１は、次の部分によって繋がる。前述の部分は、複数のスロット３６内に充填された成形体８０の部分である。実施形態では、成形体８０の前述の部分は、不図示とされている。成形体８０は、巻線工程及び結線工程が終了した後、樹脂成形により一体的に形成される。前述の樹脂成形は、樹脂成形用の成形機に設けられた成形金型に、環状に配置させた複数のコアセグメント３２（図５参照）をセットして行われる。
　実施形態では、被覆体８１は、積層方向の第五側及び第六側で同じ形状とされ、積層方向の第五側及び第六側でステータコア３１の端面Ｓ１に対して同様に設けられる（図１中段，図７参照）。被覆体８１の一部は、挿入体８２となる。即ち、成形体８０は、被覆体８１に挿入体８２を含む。このような構成は、被覆体８１が挿入体８２を含むともいえる。挿入体８２は、収容空間ＳＰに設けられる（図６，７参照）。被覆体８１となる樹脂材料の一部は、樹脂成形時、収容空間ＳＰに流れ込み、挿入体８２を形成する。従って、挿入体８２は、収容空間ＳＰに嵌まり込んだ状態となる。挿入体８２は、周方向において第一部分６１と第二部分６３とに接し、積層方向において第三領域Ｒ３と横断部分５２とに接する。
　成形体８０を形成する樹脂材料は、インシュレータ６０を形成する樹脂材料より熱伝導率の高い樹脂材料とすることが好ましい。成形体８０を形成する樹脂材料の例としては、次のような合成樹脂が挙げられる。前述の合成樹脂は、ＢＭＣ（Bulk Molding Compound）である。ＢＭＣは、熱硬化性樹脂である。ＢＭＣは、不飽和ポリエステルを主体とした樹脂材料であり、例えば、充填材及びガラス繊維を含む。
　ステータ３０では、次の部分を形成する材料の熱伝導率の関係は、次の通りとなる。前述の部分は、ステータコア３１と、インシュレータ６０と、成形体８０とである。前述の関係は、「ステータコア３１＞成形体８０＞インシュレータ６０」である。上述した通り、被覆体８１となる樹脂材料の一部は、樹脂成形時、収容空間ＳＰに流れ込み、挿入体８２を形成する。そのため、ステータ３０では、被覆体８１及び挿入体８２を形成する樹脂材料の熱伝導率は、等しくなる。従って、前述の関係は、「ステータコア３１＞被覆体８１＝挿入体８２＞インシュレータ６０」ともいえる。
　＜実施形態の効果＞
　実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
　（１）インシュレータ６０は、コイルエンド５１に対応する部分として、第一部分６１と、第二部分６３と、第三部分６５とを含む（図３左側上下段，図４参照）。第一部分６１は、ティース３５の端面Ｓ３における第一領域Ｒ１に設けられる。第二部分６３は、ティース３５の端面Ｓ３における第二領域Ｒ２に第一部分６１と周方向に離間して設けられる。第三部分６５は、第一部分６１及び第二部分６３より径方向の第四側に設けられる。第三部分６５は、第一部分６１の径方向の第四側端と繋がり、第二部分６３の径方向の第四側端と繋がる。コイル５０は、コイルエンド５１に横断部分５２を含む（図２，４～７参照）。横断部分５２は、第一部分６１と第二部分６３との間を周方向に横断する。成形体８０は、被覆体８１に挿入体８２を含む（図７参照）。挿入体８２は、第三領域Ｒ３と横断部分５２とに接した状態で収容空間ＳＰに設けられる。収容空間ＳＰは、第三領域Ｒ３上で横断部分５２と第一部分６１と第二部分６３とによって囲まれる（図４～６参照）。挿入体８２は、インシュレータ６０を形成する材料より熱伝導率の高い材料製である。
　そのため、成形体８０の一部を挿入体８２とすることができる。コイル５０で発生した熱を挿入体８２を介してステータコア３１に逃がすことができる。例えば、ステータが次のようなインシュレータを備えるモータと比較し、モータ１０は、コイル５０で発生した熱をステータコア３１に逃がすことができる。前述のインシュレータは、第一領域Ｒ１、第二領域Ｒ２及び第三領域Ｒ３の全体に設けられる一体的な部分を含むインシュレータである。このようなインシュレータでは、前述の一体的な部分は、第一領域Ｒ１及び第二領域Ｒ２と共に、第三領域Ｒ３も被覆する。従って、前述した比較例のモータでは、ステータに収容空間ＳＰが形成されず、収容空間ＳＰに挿入体８２を設けることができない。モータ１０は、ステータ３０でコイル５０の温度上昇を抑制することができる。モータ１０では、ステータコア３１の外周面は、成形体８０によって被覆されずに露出する（図１参照）。ステータ３０は、次の状態で所定のケースに収容されることがある。前述の状態は、ステータコア３１の外周面が前述のケースの内周面に接した状態である。ステータ３０は、前述のケース内に嵌合されてもよい。前述のケースは、例えば、金属製とされる。コイル５０で発生した熱を、ステータコア３１に逃がし、更に前述のケースに逃がすことができる。
　（２）第三部分６５は、開口６６を含む（図５参照）。開口６６は、収容空間ＳＰへと通じる（図７参照）。そのため、挿入体８２を径方向の第四側から開口６６を介して収容空間ＳＰに設けることができる。即ち、成形体８０を樹脂成形する場合、樹脂材料を径方向の第三側及び第四側の両側から収容空間ＳＰに流し込むことができる。
　＜変形例＞
　実施形態は、次のようにすることもできる。以下に示す変形例のうちの幾つかの構成は、適宜組み合わせて採用することもできる。以下では、上記とは異なる点を説明することとし、同様の点についての説明は、適宜省略する。
　（１）回転機として、内転型のモータ１０を例として説明した。上述のインシュレータ６０を用いたステータ３０の構造は、回転機としての発電機に採用することもできる。上述のインシュレータ６０を用いたステータ３０の構造は、外転型の回転機のステータに採用することもできる。外転型の回転機のステータでは、複数のティースは、ヨークから径方向の外側に突出する。外転型の回転機のロータは、径方向においてステータの外側で、複数のティースに対向する。従って、上記でロータ２０の側とした径方向の第三側は、外転型の回転機では、径方向の外側となる。上記でロータ２０の側とは反対の側とした径方向の第四側は、径方向の中心側となる。外転型の回転機のステータでも、インシュレータ６０と同様の構造を有するインシュレータが、上記同様、ステータコアに設けられる。外転型の回転機は、既に実用化された回転機である。従って、外転型の回転機に関するこの他の説明は、省略する。
　（２）ステータコア３１は、複数のコアセグメント３２を環状に配置して形成される（図２，５参照）。ステータコアは、一体型のステータコアであってもよい。この場合、ステータコアは、鋼板をヨークと複数のティースとを一体とした環状の形状に打ち抜きつつ、環状の形状に打ち抜かれた鋼板を積層して形成される。ステータコアを一体型とする場合、インシュレータは、一体型のステータコアに対応させ、一体的な環状の形状としてもよい。例えば、インシュレータは、上述した第三部分６５に対応する部分で繋がった環状の形状としてもよい。１組の環状のインシュレータが積層方向の第五側及び第六側から一体型のステータコアにそれぞれ装着される。
　（３）ステータ３０は、成形体８０を備える（図１中下段，図７参照）。成形体８０は、被覆体８１に挿入体８２を含む（図６，７参照）。成形体８０は、省略してもよい。この場合、ステータは、独立した挿入体を備える。例えば、挿入体は、棒状の形状とされる。挿入体は、巻線工程が終了した後、所定のタイミングで、径方向の第三側又は第四側から収容空間ＳＰに挿入される。挿入体は、収容空間ＳＰに対して圧入状態とすることが好ましい。挿入体が径方向の第四側から挿入される場合、挿入体は、第三部分６５の開口６６を通る。この他、インシュレータ６０を積層方向の第五側及び第六側からコアセグメント３２に装着した後（図３右側参照）、巻線工程前の時点で、挿入体を、第一部分６１と第二部分６３との間に装着するようにしてもよい。この場合、巻線工程は、挿入体が第三領域Ｒ３上で第一部分６１と第二部分６３との間に設けられた状態で実施される。挿入体は、コイル５０によって第三領域Ｒ３に押し付けられる。即ち、挿入体は、コイルエンド５１の横断部分５２によって第三領域Ｒ３に押し付けられた状態となる。挿入体が収容空間ＳＰに設けられた状態で、挿入体の径方向の第四側端は、開口６６に設けられてもよい。挿入体を形成する材料は、インシュレータ６０を形成する樹脂材料より熱伝導率の高い材料であればよい。例えば、挿入体は、ＢＭＣによって形成されてもよい。この他、挿入体は、ＢＭＣとは異なる樹脂材料又はセラミックスによって形成されてもよい。挿入体は、非磁性体製とすることが好ましい。挿入体を形成する材料は、諸条件を考慮して適宜決定される。成形体を備えるステータでも、挿入体は、被覆体とは別体としてもよい。この場合、被覆体（成形体）及び挿入体を形成する材料の熱伝導率は、「挿入体≧被覆体（成形体）」とすることが好ましい。ステータコア３１、インシュレータ６０、被覆体（成形体）及び挿入体を形成する材料の熱伝導率の関係は、「ステータコア３１＞挿入体≧被覆体（成形体）＞インシュレータ６０」となる。
　（４）インシュレータ６０では、第一部分６１は、第一領域Ｒ１に設けられ、第二部分６３は、第二領域Ｒ２に第一部分６１と周方向に離間して設けられる（図３左側中段・右側，図６参照）。インシュレータには、次の第四部分を設けてもよい。第四部分は、第一部分６１の一部と、第二部分６３の一部とを繋ぐ。即ち、このインシュレータでは、第一部分６１は、第四部分によって第二部分６３と繋がる。例えば、第四部分は、周方向の第一側の端部で収容空間ＳＰを形成する第一部分６１の側面の一部と繋がるようにしてもよく、周方向の第二側の端部で収容空間ＳＰを形成する第二部分６３の側面の一部と繋がるようにしてもよい。収容空間ＳＰを形成する第一部分６１の側面は、収容空間ＳＰを形成する第二部分６３の側面と周方向に対向する。
　第四部分は、棒状又は板状とされる。但し、第四部分の形状は、棒状又は板状とは異なる形状としてもよい。第四部分の形状は、諸条件を考慮して適宜決定される。第一部分６１及び第二部分６３に対する第四部分の配置は、諸条件を考慮して適宜決定される。第一部分６１及び第二部分６３に対する第四部分の数は、諸条件を考慮して適宜決定される。第四部分は、１個の収容空間ＳＰが積層方向の第五側及び第六側に独立した２個の空間とならない、形状、配置及び数とされる。挿入体は、積層方向に連続する収容空間ＳＰで、周方向において第一部分６１と第二部分６３とに接し、積層方向において第三領域Ｒ３と横断部分５２とに接する。
　（５）上記では説明を省略したが、インシュレータ６０は、第一面７０及び第二面７１に積層方向に沿った複数の溝７２を含む（図３左側上下段・右側参照）。第一面７０は、第一部分６１及び第一被覆壁６７を形成するインシュレータ６０の周方向の第一側の面のうち、径方向に沿った一体的な積層方向の面である（図３左側上下段・右側，図６参照）。第二面７１は、第二部分６３及び第二被覆壁６８を形成するインシュレータ６０の周方向の第二側の面のうち、径方向に沿った一体的な積層方向の面である（図３左側下段，図６参照）。巻線工程では、コイル５０を溝７２に沿って整列させることができる。コイル５０の占積率を高めることができる。但し、インシュレータでは、溝７２は、省略してもよい。例えば、コイル５０の占積率が問題とならない場合、溝７２を含まないインシュレータを採用することができる。インシュレータに溝７２を設けるか否かは、諸条件を考慮して適宜決定される。
　（６）説明の便宜上、周方向の第一側及び第二側を、回転方向が周方向の第二側から第一側に向かう方向となるように設定した（図１，２参照）。回転方向は、時計回りの方向とした。但し、周方向の第一側及び第二側は、上記とは反対に設定してもよい。即ち、上記で周方向の第二側とした周方向の側は、周方向の第一側であってもよい。上記で周方向の第一側とした周方向の側は、周方向の第二側であってもよい。周方向の第一側及び第二側が前述した設定で且つ回転方向が時計回りの方向である場合、回転方向は、周方向の第一側から第二側に向かう方向となる。回転方向は、反時計回りの方向であってもよい。
　積層方向の第五側及び第六側を次のように設定した。即ち、図１，３～７の紙面を正面視した場合の上側を積層方向の第五側とし、前述の場合の下側を積層方向の第六側とした。但し、積層方向の第五側及び第六側は、上記とは反対に設定してもよい。即ち、上記で積層方向の第六側とした積層方向の側は、積層方向の第五側であってもよい。上記で積層方向の第五側とした積層方向の側は、積層方向の第六側であってもよい。
　１０　モータ、　２０　ロータ、　２１　ロータコア
　２３　シャフト、　３０　ステータ、　３１　ステータコア
　３２　コアセグメント、　３３　ヨーク、　３４　ヨーク片
　３５　ティース、　３６　スロット、　５０　コイル
　５１　コイルエンド、　５２　横断部分、　６０　インシュレータ
　６１　第一部分、　６２　第一支持壁、　６３　第二部分
　６４　第二支持壁、　６５　第三部分、　６６　開口
　６７　第一被覆壁、　６８　第二被覆壁、　６９　第三被覆壁
　７０　第一面、　７１　第二面、　７２　溝、　８０　成形体
　８１　被覆体、　８２　挿入体、　Ｒ１　第一領域、　Ｒ２　第二領域
　Ｒ３　第三領域、　Ｓ１　端面（ステータコア３１）
　Ｓ２　端面（コアセグメント３２）、　Ｓ３　端面（ティース３５）
　Ｓ４　端面（ヨーク片３４）、　ＳＰ　収容空間

Claims (4)

  1. 　ロータと、
    　ステータと、を備え、
    　前記ステータは、
    　　鋼板を積層して形成され、ヨークと、前記ヨークから前記ロータの側に突出するティースと、を含むステータコアと、
    　　前記ステータコアに設けられるインシュレータと、
    　　前記インシュレータを介して前記ティースに設けられるコイルと、を備え、
    　前記インシュレータは、
    　　前記鋼板が積層される積層方向における前記ティースの端面のうち、前記ロータの回転軸を中心とする周方向の第一側となる第一領域に設けられる第一部分と、
    　　前記ティースの端面のうち、前記周方向の第二側となる第二領域に前記第一部分と前記周方向に離間して設けられる第二部分と、
    　　前記第一部分及び前記第二部分より前記ロータの回転軸を中心とする径方向の前記ロータの側となる第三側とは反対の第四側に設けられ、前記第一部分の前記径方向の第四側端と繋がり、前記第二部分の前記径方向の第四側端と繋がる第三部分と、を含み、
    　前記コイルは、前記コイルのコイルエンドに、前記第一部分と前記第二部分との間を前記周方向に横断する横断部分を含み、
    　前記ステータは、更に、前記ティースの端面のうち、前記周方向において前記第一領域と前記第二領域との間となる第三領域上で前記横断部分と前記第一部分と前記第二部分とによって囲まれた収容空間に、前記第三領域と前記横断部分とに接した状態で設けられる挿入体を備え、
    　前記挿入体は、前記インシュレータを形成する材料より熱伝導率の高い材料製である、回転機。
  2. 　前記第三部分は、前記径方向に前記第三部分を貫き、前記収容空間へと通じる開口を含む、請求項１に記載の回転機。
  3. 　前記ステータは、前記コイルエンドを被覆する、樹脂製の成形体を備え、
    　前記成形体は、前記挿入体を含む、請求項１又は請求項２に記載の回転機。
  4. 　回転機のステータのステータコアに設けられるインシュレータであって、
    　前記ステータコアを形成する鋼板が積層される積層方向における前記ステータコアのティースの端面のうち、前記回転機のロータの回転軸を中心とする周方向の第一側となる第一領域に設けられる第一部分と、
    　前記ティースの端面のうち、前記周方向の第二側となる第二領域に前記第一部分と前記周方向に離間して設けられる第二部分と、
    　前記第一部分及び前記第二部分より前記ロータの回転軸を中心とする径方向の前記ロータの側となる第三側とは反対の第四側に設けられ、前記第一部分の前記径方向の第四側端と繋がり、前記第二部分の前記径方向の第四側端と繋がる第三部分と、を含む、インシュレータ。
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