JP2007006632A - ３相回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】
コイル自動挿入機によりステータに多相コイルを挿入する場合でも、絶縁性の向上した３相回転電機を提供することにある。
【解決手段】
３相コイルのコイルエンド部は、それぞれ相間絶縁紙３０により絶縁されている。上側相間絶縁紙３０Ａ及び下側相間絶縁紙３０Ｂは、それぞれ、互いに平行であるとともに、ステータのスロットに挿入される第１及び第２のスロット挿入部３２Ａ，３２Ａ’，３２Ｂ，３２Ｂ’と、第１及び第２のスロット挿入部の一方の端部に一体的に形成された相間絶縁部３４とからなる。第１及び第２の前記スロットの一方の端部側から、上側相間絶縁紙の第１及び第２のスロット挿入部３２Ａ，３２Ａ’がそれぞれ挿入された後、第１及び第２のスロットの他方の端部側から、下側相間絶縁紙の前記第１及び第２のスロット挿入部３２Ｂ，３２Ｂ’がそれぞれ挿入される。
【選択図】 図７

Description

本発明は、３相回転電機に係り、特に、相間コイルの絶縁に好適な３相回転電機に関する。

従来の回転電機における相間コイルの絶縁方法としては、例えば、特開２００３−３３３７８５号公報に記載されているように、平らな絶縁紙を切り抜いて、スロット挿入部と、コイルエンドの相間絶縁部からなるロ字形状としたものを用いるものが知られている。多相回転電機のステータの製造時には、ステータのスロットに第１のステータコイルを挿入し、コイルエンド部をプレスにより折り曲げた後、別のスロットに平らな相間絶縁紙のスロット挿入部を挿入し、さらに、同じスロットに、第２の相のコイルを挿入し、コイルエンド部を折り曲げ加工する。ここで、コイルとしては、エナメル等の絶縁皮膜による被覆の施された導線を用いているが、回転電機の定格電圧が例えば６００Ｖのように高圧の場合には、コイルエンド部においては、第１の相のコイルと第２の相のコイルの間の絶縁耐圧が低いため、第１の相のコイルと第２の相のコイルの間を、平らな相間絶縁紙の相間絶縁部によって絶縁することにより、絶縁耐圧を向上させている。同様に、第２相コイルと第３相コイルの間にも、相間絶縁紙が介在され、絶縁耐圧を向上させている。

特開２００３−３３３７８５号公報

ステータに対するコイルの挿入を手作業で行う場合には、絶縁紙の位置関係などを目視で確認しながら、コイル挿入作業を行えるため、第１相のコイルと第２相のコイルの間に、相間絶縁部を正確に位置づけることは可能であった。

しかしながら、コイルの挿入を自動挿入機を用いて行う場合には、第１相コイルを自動挿入した後、所定の位置に相間絶縁紙を位置付けた後、第２相コイルを自動挿入する際に、相間絶縁紙の位置がずれることがあり、コイルエンド部において、第１相コイルと第２相コイルの間にあるべき相間絶縁部の位置がずれて、絶縁性が低下するという問題があることが判明した。

本発明の目的は、コイル自動挿入機によりステータに多相コイルを挿入する場合でも、絶縁性の向上した３相回転電機を提供することにある。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、ロータと、ステータコアに分布巻で３相コイルが順次それぞれ巻回されるとともに、前記３相コイルのコイルエンド部をそれぞれ相間絶縁紙により絶縁されたステータとを有する３相回転電機であって、前記ステータのスロットに挿入される前記相間絶縁紙は、上側相間絶縁紙と、下側相間絶縁紙とからなり、前記上側相間絶縁紙及び下側相間絶縁紙は、それぞれ、互いに平行であるとともに、前記ステータのスロットに挿入される第１及び第２のスロット挿入部と、前記第１及び第２のスロット挿入部の一方の端部に一体的に形成された相間絶縁部とからなり、第１及び第２の前記スロットの一方の端部側から、前記上側相間絶縁紙の前記第１及び第２のスロット挿入部がそれぞれ挿入された後、前記第１及び第２のスロットの他方の端部側から、前記下側相間絶縁紙の前記第１及び第２のスロット挿入部がそれぞれ挿入され、前記第１のスロット内において、前記上側相間絶縁紙の前記第１のスロット挿入部と前記下側相間絶縁紙の前記第１のスロット挿入部が重なり、前記第２のスロット内において、前記上側相間絶縁紙の前記第２のスロット挿入部と前記下側相間絶縁紙の前記第２のスロット挿入部が重なるようにしたものである。
かかる構成により、コイル自動挿入機によりステータに多相コイルを挿入する場合でも、絶縁性を向上し得るものとなる。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記第１及び第２の前記スロットに、前記上側相間絶縁紙の前記第１及び第２のスロット挿入部、及び前記下側相間絶縁紙の前記第１及び第２のスロット挿入部がそれぞれ挿入された状態において、前記上側相間絶縁紙の前記第１のスロット挿入部と、前記下側相間絶縁紙の前記第１のスロット挿入部と、前記上側相間絶縁紙の前記第２のスロット挿入部と、前記下側相間絶縁紙の前記第２のスロット挿入部とは、前記第１及び第２のスロットの両端部から突出しているものである。

（３）上記（１）において、好ましくは、前記下側相間絶縁紙が挿入された側から、前記３相コイルの一つが前記スロット内に自動挿入されるものである。

本発明によれば、コイル自動挿入機によりステータに多相コイルを挿入する場合でも、３相回転電機の絶縁性を向上し得るものとなる。

以下、図１〜図１３を用いて、本発明の一実施形態による３相回転電機の構成について説明する。
最初に、図１を用いて、本実施形態による３相回転電機の構成について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による３相回転電機の構成を示す側面図である。なお、図１においては、エンドブラケットを外した状態の側面形状を示している。

本実施形態による３相回転電機は、ロータ１０と、ステータ２０とから構成されている。ロータ１０は、ステータ２０に対して回転可能に支持されている。ロータ１０は、シャフト１２に固定された回転鉄心１４を備えている。回転鉄心１４は、薄い鋼板を積層したものである。回転鉄心１４には、８個の断面が長方形状の穴が予め形成されており、この穴の中に、８個の永久磁石１６が埋め込まれている。回転鉄心１４の周方向に等間隔で配置された永久磁石１６は、隣り合う永久磁石同士の極性が反対になるように着磁されている。

ステータ２０の内周部と、ロータ１０の外周部との間には所定の隙間が形成されている。ステータ２０は、コア２２と、３相のコイル２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗとから構成されている。コア２２は、リング状のヨークコアと、ヨークコアの内周側に半径方向に突出して形成されたステータコアとからなる。隣接するステータコアの間には、コイルを挿入するためのスロットが形成されている。ここでは、４８個のスロットが形成されている。ヨークコアとステータコアとは一体的に成形されている。コア２２は、薄い鋼板を積層したものである。３相のコイル２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗは、複数の突極（ステータコア）に跨って配置される分布巻で巻回されている。最初に、８個のＵ相コイル２４Ｕがコイル自動挿入機を用いてスロットに挿入され、次に、８個のＶ相コイル２４Ｖが別のスロットに自動挿入される。なお、V相コイル２４Vを挿入する前に、Ｖ相コイル２４Ｖを挿入するスロットには、予め、８枚の第１の相間絶縁紙３０が挿入され、位置決めされている。８個のＶ相コイル２４Ｖの後に、８個のＷ相コイル２４Ｗがさらに別のスロットに挿入される。なお、Ｗ相コイル２４Ｗを挿入する前に、Ｗ相コイル２４Ｗを挿入するスロットには、予め、８枚の第２の相間絶縁紙３０Ａが挿入され、位置決めされている。３相のコイル２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗのそれぞれの端部からは、リード線が取り出され、その先端には端子が固着される。従って、端子に通電することにより、３相のコイル２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗのそれぞれに通電することができる。

以上説明したように、図１に示した回転電機は、８極４８スロットの分布巻の回転電機であり、モータとして用いる場合には、埋込磁石型同期モータである。このモータは、例えば、前後輪の一方をエンジンで駆動し、他方をモータで駆動する４輪駆動のハイブリッド車両のモータとして用いられる。定格電圧３００Ｖで、出力５００ＫＷのモータの場合、ステータ２０の外径Ｒ１は例えば２５０ｍｍであり、内径Ｒ２は例えば１５０ｍｍであり、軸方向の長さは例えば４５ｍｍの体格を有する。３相のコイル２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗのそれぞれは、線径０．８ｍｍの銅線を３本並列に配置し、それを４８Ｔ巻回したものである。

次に、図２〜図１３を用いて、本実施形態による３相回転電機のステータの製造工程及び、相間の絶縁に用いられる相間絶縁紙の形状について説明する。

図２は、本発明の一実施形態による３相回転電機のステータの製造工程を示す正面図である。図３は、本発明の一実施形態による３相回転電機のステータの製造工程を示す正面図である。図４は、本発明の一実施形態による３相回転電機のステータに用いる第１の上側相間絶縁紙の正面図である。図５は、本発明の一実施形態による３相回転電機のステータに用いる第１の下側相間絶縁紙の正面図である。図６は、本発明の一実施形態による３相回転電機のステータに対して第１の上側相間絶縁紙を挿入した状態を示す部分斜視図である。図７は、本発明の一実施形態による３相回転電機のステータに対して第１の下側相間絶縁紙を挿入した状態を示す部分斜視図である。図８は、本発明の一実施形態による３相回転電機のステータの製造工程を示す正面図である。図９は、本発明の一実施形態による３相回転電機のステータの製造工程を示す正面図である。図１０は、本発明の一実施形態による３相回転電機のステータに用いる第２の上側相間絶縁紙の正面図である。図１１は、本発明の一実施形態による３相回転電機のステータに用いる第２の下側相間絶縁紙の正面図である。図１２は、本発明の一実施形態による３相回転電機のステータに対して第２の上側相間絶縁紙を挿入した状態を示す部分斜視図である。図１３は、本発明の一実施形態による３相回転電機のステータに対して第２の下側相間絶縁紙を挿入した状態を示す部分斜視図である。なお、図１と同一符号及び、各図の同一符号は、同一部分を示している。

最初に、予め成形された８個のＵ相コイル２４Ｕを、コイル自動挿入装置（図示せず）に同時に取り付け、ステータコア２２のスロツトＳにＵ相コイル２４Ｕの一端の方向から１列に並んだコイルを順番にスロツト開口部ＳＯの側から挿入し、スロットの奥側方向に同時に挿入することによって、図２に示したようなＵ相コイル２４Ｕの組立状態となる。

次に、図３に示すように、Ｖ相コイル２４Ｖを他のスロットに挿入する前に、８枚の第１の相間絶縁紙３０を、Ｖ相コイル２４Ｖを挿入するスロットの位置に挿入する。

ここで、図４〜図７を用いて、第１の相間絶縁紙３０の形状及びスロットへの装着状態について説明する。

第１の相間絶縁紙３０は、図４に示す第１の上側相間絶縁紙３０Ａと、図５に示す第１の下側相間絶縁紙３０Ｂとの上下に２分割された絶縁紙からなる。図４は、第１の上側相間絶縁紙３０Ａの平面形状を示し、図５は、第１の下側相間絶縁紙３０Ｂの平面形状を示している。第１の相間絶縁紙３０Ａ，３０Ｂは予め所定の位置において折り曲げられた立体的な形状をしており、図４及び図５において、破線は谷折り部を示し、一点鎖線は山折り部を示している。

図４に示すように、第１の上側相間絶縁紙３０Ａは、互いに平行なスロット挿入部３２Ａ，３２Ａ’と、スロット挿入部３２Ａ，３２Ａ’の上端に一体的に形成された相間絶縁部３４Ａとからなる。また、スロット挿入部３２Ａ，３２Ａ’と相間絶縁部３４Ａとが接続する位置には、円弧状の切り欠き部３６Ａ，３６Ａ’それぞれ設けられている。第１の上側相間絶縁紙３０Ａは、１枚の相間絶縁紙を図４に示すように打ち抜いた形状である。

さらに、図６と対比して明らかなように、スロット挿入部３２Ａ，３２Ａ’の中央の破線で示す位置において、破線の両側を紙面の手前方向に折り曲げて、谷折りに折り曲げられている。また、相間絶縁部３４Ａの内周方向には、突起部３４ＸＡが形成されている。突起部３４ＸＡは、図６と対比して明らかなように、一点鎖線で示す位置において、山折りとされ、その両側で谷折りとすることにより、図６に示すように、突出している。

また、相間絶縁部３４Ａの外周方向には、折り曲げ耳部３４ＹＡが形成されている。折り曲げ耳部３４ＹＡは、図６と対比して明らかなように、破線で示す位置において、谷折りとすることにより、図６に示すように、折り曲げられている。

また、図５に示すように、第１の下側相間絶縁紙３０Ｂは、互いに平行なスロット挿入部３２Ｂ，３２Ｂ’と、スロット挿入部３２Ｂ，３２Ｂ’の上端に一体的に形成された相間絶縁部３４Ｂとからなる。また、スロット挿入部３２Ｂ，３２Ｂ’と相間絶縁部３４Ｂとが接続する位置には、円弧状の切り欠き部３６Ｂ，３６Ｂ’それぞれ設けられている。第１の下側相間絶縁紙３０Ｂは、１枚の相間絶縁紙を図５に示すように打ち抜いた形状である。

さらに、図７と対比して明らかなように、スロット挿入部３２Ｂ，３２Ｂ’の中央の破線で示す位置において、破線の両側を紙面の手前方向に折り曲げて、谷折りに折り曲げられている。また、相間絶縁部３４Ｂの内周方向には、突起部３４ＸＢが形成されている。突起部３４ＸＢは、図７と対比して明らかなように、一点鎖線で示す位置において、山折りとされ、その両側で谷折りとすることにより、図７に示すように、突出している。

また、相間絶縁部３４Ｂの外周方向には、折り曲げ耳部３４ＹＢが形成されている。折り曲げ耳部３４ＹＢは、図７と対比して明らかなように、破線で示す位置において、谷折りとすることにより、図７に示すように、折り曲げられている。

すなわち、図４に示した第１の上側相間絶縁紙３０Ａと、図５に示した第１の下側相間絶縁紙３０Ｂとは、基本的に同一形状であるが、上下に対称な形状となっている。

次に、図６を用いて、第１の上側相間絶縁紙３０Ａのスロットへの装着状態について説明する。

図６に示すように、スロットＳ１，Ｓ６には、第１のＵ相コイル２４Ｕ１が予め挿入され、また、スロットＳ７と別のスロットには、第２のＵ相コイル２４Ｕ２が予め挿入されている。ここで、スロットＳ３及びスロットＳ８が次にＶ相コイルが挿入されるスロットである。そして、スロットＳ３，Ｓ８には、第１の上側相間絶縁紙３０Ａのスロット挿入部３２Ａ，３２Ａ’が、それぞれ、スロットＳ３，Ｓ８の上側，即ち、矢印Ａ方向から挿入される。

相間絶縁部３４Ａの突起部３４ＸＡは、第１のＵ相コイル２４Ｕ１と第２のＵ相コイル２４Ｕ２とが、それぞれスロットに挿入された位置からコイルエンドとなる部分を覆う位置に設けられている。また、その他の相間絶縁部３４Ａは、コイル２４Ｕ１，２４Ｕ２のコイルエンド部そのものを覆う位置に設けられている。なお、図示の状態では、相間絶縁部３４Ａがコイル２４Ｕ１，２４Ｕ２から浮いた状態で示されているが、実際に相間絶縁紙３０Ａをスロットに装着した状態では、相間絶縁部３４Ａとコイル２４Ｕ１，２４Ｕ２とは接触若しくは近接した状態となっている。

ここで、折り曲げ耳部３４ＹＡについて、図３に戻り説明する。図３に示すように、８枚の相間絶縁紙がスロットに装着された状態では、折り曲げ耳部３４ＹＡは、ステータ２０の内周方向に折り曲げられており、しかも、８個の相間絶縁紙３０Ａの折り曲げ耳部３４ＹＡが相互に接触するような寸法形状となっている。これは、その後、Ｖ相コイルを挿入した際、その挿入圧によって相間絶縁紙３０Ａが変形したとしても、折り曲げ耳部３４ＹＡにおいて互いに接触しているため、相間絶縁紙３０がステータ２０の内周方向に移動するのを防止でき、位置ずれを防止できるようにするためである。なお、８枚の相間絶縁紙３０Ａのスロットへの装着状態では、隣接する折り曲げ耳部３４ＹＡが互いに接触していてもいいし、または、Ｖ相コイルの挿入により、互いに接触するような状態で近接していてよいものである。

ここで、円弧状の切り欠き部３６Ａ，３６Ａ’について、再び、図４を用いて説明する。円弧状の切り欠き部３６Ａ，３６Ａ’は、スロット挿入部３２Ａ，３２Ａ’と相間絶縁部３４Ａとが接続する位置にそれぞれ設けられている。したがって、切り欠き部３６Ａの位置における幅Ｗ４は、スロット挿入部３２，３２’の幅Ｗ３よりも狭く（Ｗ４＜Ｗ３）なっている。スロット挿入部３２Ａ，３２Ａ’はＶ字形状に折り曲げている。一方、図３にて説明したように、折り曲げ耳部３４ＹＡは、スロット挿入部３２Ａ，３２Ａ’とは直交する方向に直線上に伸びている必要がある。スロット挿入部３２Ａ，３２Ａ’をＶ字形状に折り曲げた際に、その折り曲げ力によって折り曲げ耳部３４ＹＡが曲がることを防止するため、切り欠き部３６Ａ，３６Ａ’が形成されている。

次に、図７を用いて、第１の下側相間絶縁紙３０Ｂのスロットへの装着状態について説明する。

図７に示すように、スロットＳ１，Ｓ６には、第１のＵ相コイル２４Ｕ１が予め挿入され、また、スロットＳ７と別のスロットには、第２のＵ相コイル２４Ｕ２が予め挿入されている。ここで、スロットＳ３及びスロットＳ８が次にＶ相コイルが挿入されるスロットである。そして、スロットＳ３，Ｓ８には、第１の上側相間絶縁紙３０Ａの上に、スロット挿入部が重なるようにして、第１の下側相間絶縁紙３０Ｂのスロット挿入部３２Ｂ，３２Ｂ’が、それぞれ、スロットＳ３，Ｓ８の下側，即ち、矢印Ｂ方向から挿入される。

このとき、スロット挿入部３２Ａ，３２Ａ’，３２Ｂ，３２Ｂ’の長さは、スロットＳの長さに比べて十分に長く、しかも、スロットＳ内に、第１の上側相間絶縁紙３０Ａ及び第１の下側相間絶縁紙３０Ｂを挿入した状態では、互いにオーバラップするとともに、図７に示すように、スロット挿入部３２Ｂ，３２Ｂ’の先端は、相間絶縁部３４Ａの端部から突出している。同様にして、スロット挿入部３２Ａ，３２Ａ’の先端は、相間絶縁部３４Ｂの端部から突出している。この突出量は、指でつまんで、それぞれ、スロット挿入部の挿入方向に引っ張ることができる程度の量であり、例えば、１５〜２０ｍｍ程度である。

ここで、第１の相間絶縁紙３０Ａ，３０Ｂをスロット内に装着した後、第２相コイルが挿入されるとき、スロット挿入部３２，３２’に力が加わるため、切り欠き部３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄにその力が集中すると、切り欠き部３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄにおいて、相間絶縁紙３０が破断する恐れがある。そのため、切り欠き部３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄは円弧状として、応力が一部に集中して破断するのを防止している。

スロットＳは、断面形状がコの字形となっており、入口（ステータの内周側）の幅Ｗ１は、奥（ステータの外周側）の幅Ｗ２よりも狭く（Ｗ１＜Ｗ２）なっている。例えば、８極４８スロットの分布巻の回転電機で、ステータ２０の外径Ｒ１が例えば２５０ｍｍの場合、幅Ｗ１は、３相のコイル２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗのそれぞれは、線径０．８ｍｍより僅かに広い１ｍｍであり、幅Ｗ２は６ｍｍである。

それに対して、スロット挿入部３２Ａの幅は、折り曲げる状態の前において、スロットＳの最大幅（最奥部の幅Ｗ２）よりも広くしている。具体的には、幅Ｗ２が６ｍｍの場合、スロット挿入部３２Ａの幅は１４ｍｍとしている。スロット挿入部３２Ａは、Ｖ字形に折り曲げているため、スロット挿入部３２ＡをステータのスロットＳの内部に挿入した状態では、スロット挿入部３２Ａは、スロットＳの最奥部に位置付けられる。

従来は、スロット挿入部の幅は、スロット幅の最大幅よりも狭い寸法であったため、スロット挿入部がスロット内に挿入された状態で、スロットの中の適当な位置に位置している。したがって、その後、第２相のコイルを挿入すると、コイルに押されてスロットの奥部に移動するが、そのとき、コイルが相間絶縁紙のスロット挿入部を避けてスロットの奥部に移動することがあり、このとき、相間絶縁紙の位置がずれることが発生する。

一方、本実施形態では、相間絶縁紙のスロット挿入部３２Ａは、スロットＳの最奥部に位置付けられているので、第２相のコイルを挿入しても、常にスロットＳの最奥部にあってその位置がずれることがないものである。したがって、相間絶縁紙のコイルエンド部の位置もずれないため、コイルエンド部において、第１相コイルと第２相コイルの間に確実に相間絶縁部を位置付けて、絶縁性が向上できる。

スロット挿入部３２Ａは、前述のように、Ｖ字形をしている。そして、図６に示すように、Ｖ字の開口方向をスロットＳの開口方向に向けている。このような位置関係とすることにより、第２相のコイルを挿入した際には、スロット挿入部３２ＡのＶ字形の開口部によって第２相のコイルを受けるため、スロット挿入部３２Ａの位置ずれが発生しにくくなっている。なお、スロット挿入部３２Ａはスロットの最大幅よりも広いため、逆Ｖ字（スロット挿入部３２ＡのＶ字の開口方向をスロットＳの最奥部方向に向けた場合）でも、同様に、スロット挿入部３２Ａはスロットの最奥部に位置決めされるため、コイルエンド部の位置ずれを防止できるという効果は達成できるものである。但し、スロット挿入部３２Ａが多少最奥部から浮いた状態になっている場合には、Ｖ字の開口方向をスロットＳの開口方向に向けた方が、第２相コイルの挿入で最奥部に位置付けられる点で有利である。

図８は、第２相コイル（Ｖ相コイル）２４Ｖをスロット内に挿入し終わった状態を示している。図６にて説明したように、相間絶縁紙３０がスロットＳ３，Ｓ８に挿入される場合、第２相コイル２４Ｖも同じく、スロットＳ３，Ｓ８に挿入される。

次に、図９に示すように、Ｗ相コイル２４Ｗを他のスロットに挿入する前に、８枚の第２の相間絶縁紙３０Ｖを、Ｗ相コイル２４Ｗを挿入するスロットの位置に挿入する。

ここで、図１０〜図１３を用いて、第２の相間絶縁紙３０Ｗの形状及びスロットへの装着状態について説明する。

第２の相間絶縁紙３０Ｗは、図１０に示す第２の上側相間絶縁紙３０ＷＡと、図１１に示す第２の下側相間絶縁紙３０ＷＢとの上下に２分割された絶縁紙からなる。図１０は、第２の上側相間絶縁紙３０ＷＡの平面形状を示し、図１１は、第２の下側相間絶縁紙３０ＷＡの平面形状を示している。第２の相間絶縁紙３０ＷＡ，３０ＷＢは予め所定の位置において折り曲げられた立体的な形状をしており、図１０及び図１１において、破線は谷折り部を示し、一点鎖線は山折り部を示している。

図１０に示すように、第２の上側相間絶縁紙３０ＷＡは、互いに平行なスロット挿入部３２Ａ，３２Ａ’と、スロット挿入部３２Ａ，３２Ａ’の上端に一体的に形成された相間絶縁部３４Ａ’とからなる。また、スロット挿入部３２Ａ，３２Ａ’と相間絶縁部３４Ａ’とが接続する位置には、円弧状の切り欠き部３６Ａ，３６Ａ’それぞれ設けられている。第２の上側相間絶縁紙３０ＷＡは、１枚の相間絶縁紙を図１０に示すように打ち抜いた形状である。

さらに、図１２と対比して明らかなように、スロット挿入部３２Ａ，３２Ａ’の中央の破線で示す位置において、破線の両側を紙面の手前方向に折り曲げて、谷折りに折り曲げられている。また、相間絶縁部３４Ａ’の内周方向には、突起部３４ＸＡ’が形成されている。突起部３４ＸＡ’は、図１２と対比して明らかなように、一点鎖線で示す位置において、山折りとされ、その両側で谷折りとすることにより、図１２に示すように、突出している。

また、相間絶縁部３４Ａ’の外周方向には、折り曲げ耳部３４ＹＡが形成されている。折り曲げ耳部３４ＹＡは、図１２と対比して明らかなように、破線で示す位置において、谷折りとすることにより、図１２に示すように、折り曲げられている。

また、図１１に示すように、第２の下側相間絶縁紙３０ＷＢは、互いに平行なスロット挿入部３２Ｂ，３２Ｂ’と、スロット挿入部３２Ｂ，３２Ｂ’の上端に一体的に形成された相間絶縁部３４Ｂ’とからなる。また、スロット挿入部３２Ｂ，３２Ｂ’と相間絶縁部３４Ｂ’とが接続する位置には、円弧状の切り欠き部３６Ｂ，３６Ｂ’それぞれ設けられている。第２の下側相間絶縁紙３０ＷＢは、１枚の相間絶縁紙を図１３に示すように打ち抜いた形状である。

さらに、図１３と対比して明らかなように、スロット挿入部３２Ｂ，３２Ｂ’の中央の破線で示す位置において、破線の両側を紙面の手前方向に折り曲げて、谷折りに折り曲げられている。また、相間絶縁部３４Ｂ’の内周方向には、突起部３４ＸＢ’が形成されている。突起部３４ＸＢ’は、図１３と対比して明らかなように、一点鎖線で示す位置において、山折りとされ、その両側で谷折りとすることにより、図１３に示すように、突出している。

また、相間絶縁部３４Ｂ’の外周方向には、折り曲げ耳部３４ＹＢが形成されている。折り曲げ耳部３４ＹＢは、図１３と対比して明らかなように、破線で示す位置において、谷折りとすることにより、図１３に示すように、折り曲げられている。

すなわち、第２の相間絶縁紙３０ＷＡ，３０ＷＢは、第１の相間絶縁紙３０Ａ，３０Ｂと比較すると、スロット挿入部３２，３２’は同一形状である。また、相間絶縁部３４Ａ’，３４Ｂ’において、突起部３４ＸＡ’，３４ＸＢ’の位置形状が、第１の相間絶縁紙３０Ａ，３０Ｂの突起部３４ＸＡ，３４ＸＢと異なっているが、他の形状は同一である。

次に、図１２を用いて、第２の上側相間絶縁紙３０ＷＡのスロットへの装着状態について説明する。なお、第１の相間絶縁紙３０Ａ，３０Ｂの装着状態については図示を省略している。

図１２に示すように、スロットＳ１，Ｓ６には、第１のＵ相コイル２４Ｕ１が予め挿入され、また、スロットＳ７と別のスロットには、第２のＵ相コイル２４Ｕ２が予め挿入されている。スロットＳ３及びスロットＳ８に、第１の相間絶縁紙３０Ａ，３０Ｂのスロット挿入部３２，３２’がそれぞれ挿入された後、第２のＶ相コイル２４Ｖ２が自動挿入されている。第２のＶ相コイル２４Ｖ２は、自動挿入機を用いて、矢印Ｂ方向から挿入される。

このとき、第２のＶ相コイル２４Ｖ２の挿入前には、第１の上側相間絶縁紙３０Ａが矢印Ａ方向に挿入された後、第１の下側相間絶縁紙３０Ｂは、矢印Ｂ方向から挿入されているので、第１の下側相間絶縁紙３０Ｂが内周側に位置している。そして、第１の下側相間絶縁紙３０Ｂの挿入方向と同じ方向から、自動挿入機を用いて第２のＶ相コイル２４Ｖ２が挿入されるため、第１の相間絶縁紙３０Ａ，３０Ｂが位置ズレを生じないものである。

また、スロットＳ２と別のスロットには第１のＶ相コイル２４Ｖ１が挿入され、スロットＳ９と別のスロットには第３のＶ相コイル２４Ｖ３が挿入されている。ここで、スロットＳ５及びスロットＳ１０が、次にＶ相コイルが挿入されるスロットである。そして、スロットＳ５，Ｓ１０には、第２の上側相間絶縁紙３０ＷＡのスロット挿入部３２，３２’がそれぞれ挿入される。

相間絶縁部３４Ａ’の突起部３４ＸＡ’は、第２のＶ相コイル２４Ｖ２と第３のＶ相コイル２４Ｖ３とが、それぞれスロットに挿入された位置からコイルエンドとなる部分を覆う位置に設けられている。また、その他の相間絶縁部３４Ａ’は、コイル２４Ｖ２，２４Ｖ３のコイルエンド部そのものを覆う位置に設けられている。なお、図示の状態では、相間絶縁部３４Ａ’がコイル２４Ｖ２，２４Ｖ３から浮いた状態で示されているが、実際に相間絶縁紙３０ＷＡをスロットに装着した状態では、相間絶縁部３４Ａ’とコイル２４Ｖ２，２４Ｖ３とは接触若しくは近接した状態となっている。

そして、図１は、第３相コイル２４Ｗをスロット内に挿入し終わった状態を示している。図１２にて説明したように、相間絶縁紙３０ＷＡがスロットＳ５，Ｓ１０に挿入される場合、第３相コイル２４Ｗも同じく、スロットＳ５，Ｓ１０に挿入される。

次に、図１３を用いて、第２の下側相間絶縁紙３０ＷＢのスロットへの装着状態について説明する。

図１３に示すように、スロットＳ５，Ｓ１０には、第２の上側相間絶縁紙３０ＷＡのスロット挿入部３２，３２’がそれぞれ挿入された後、同じスロットに、第２の下側相間絶縁紙３０ＷＢのスロット挿入部３２，３２’がそれぞれ矢印Ｂ方向から挿入される。

その後、第３相コイル２４Ｗが所定のスロット内に挿入される。その時点で、相間絶縁紙のスロット挿入部３２，３２’は、スロットの端部から突出している。そして、コイルエンド成形後に、この突出部を指でつまんで、それぞれ、スロット挿入部の挿入方向に引っ張ることにより、相間絶縁紙の装着位置を調整することができる。

なお、本実施形態は、３相分布巻電動機だけでなく、３相分布巻発電機に対しても同様に適用できるものである。

以上説明したように、本実施形態によれば、コイル自動挿入機によりステータに多相コイルを挿入する場合でも、相間絶縁紙の位置ずれを防止して、３相回転電機の絶縁性を向上し得るものとなる。

本発明の一実施形態による３相回転電機の構成を示す側面図である。 本発明の一実施形態による３相回転電機のステータの製造工程を示す正面図である。 本発明の一実施形態による３相回転電機のステータの製造工程を示す正面図である。 本発明の一実施形態による３相回転電機のステータに用いる第１の上側相間絶縁紙の正面図である。 本発明の一実施形態による３相回転電機のステータに用いる第１の下側相間絶縁紙の正面図である。 本発明の一実施形態による３相回転電機のステータに対して第１の上側相間絶縁紙を挿入した状態を示す部分斜視図である。 本発明の一実施形態による３相回転電機のステータに対して第１の下側相間絶縁紙を挿入した状態を示す部分斜視図である。 本発明の一実施形態による３相回転電機のステータの製造工程を示す正面図である。 本発明の一実施形態による３相回転電機のステータの製造工程を示す正面図である。 本発明の一実施形態による３相回転電機のステータに用いる第２の上側相間絶縁紙の正面図である。 本発明の一実施形態による３相回転電機のステータに用いる第２の下側相間絶縁紙の正面図である。 本発明の一実施形態による３相回転電機のステータに対して第２の上側相間絶縁紙を挿入した状態を示す部分斜視図である。 本発明の一実施形態による３相回転電機のステータに対して第２の下側相間絶縁紙を挿入した状態を示す部分斜視図である。

符号の説明

１０…ロータ
２０…ステータ
２２…ステータコア
２４Ｕ…Ｕ相コイル
２４Ｖ…Ｖ相コイル
２４Ｖ…Ｖ相コイル
Ｓ…スロット
３０Ａ，３０Ｂ，３０ＷＡ，３０ＷＢ…相間絶縁紙
３２Ａ，３２Ａ’，３２Ｂ，３２Ｂ’…スロット挿入部
３４Ａ，３４Ｂ，３４ＶＡ，３４ＶＢ…相間絶縁部
３４ＸＡ，３４ＸＢ，３４ＸＡ’，３４ＸＢ’…突起部
３４ＹＡ，３４ＹＢ…折り曲げ部
３６Ａ，３６Ａ’，３６Ｂ，３６Ｂ’…切り欠き部

Claims (3)

1. ロータと、ステータコアに分布巻で３相コイルが順次それぞれ巻回されるとともに、前記３相コイルのコイルエンド部をそれぞれ相間絶縁紙により絶縁されたステータとを有する３相回転電機であって、
   前記ステータのスロットに挿入される前記相間絶縁紙は、上側相間絶縁紙と、下側相間絶縁紙とからなり、
   前記上側相間絶縁紙及び下側相間絶縁紙は、それぞれ、互いに平行であるとともに、前記ステータのスロットに挿入される第１及び第２のスロット挿入部と、前記第１及び第２のスロット挿入部の一方の端部に一体的に形成された相間絶縁部とからなり、
   第１及び第２の前記スロットの一方の端部側から、前記上側相間絶縁紙の前記第１及び第２のスロット挿入部がそれぞれ挿入された後、前記第１及び第２のスロットの他方の端部側から、前記下側相間絶縁紙の前記第１及び第２のスロット挿入部がそれぞれ挿入され、
   前記第１のスロット内において、前記上側相間絶縁紙の前記第１のスロット挿入部と前記下側相間絶縁紙の前記第１のスロット挿入部が重なり、前記第２のスロット内において、前記上側相間絶縁紙の前記第２のスロット挿入部と前記下側相間絶縁紙の前記第２のスロット挿入部が重なることを特徴とする３相回転電機。
2. 請求項１記載の３相回転電機において、
   前記第１及び第２の前記スロットに、前記上側相間絶縁紙の前記第１及び第２のスロット挿入部、及び前記下側相間絶縁紙の前記第１及び第２のスロット挿入部がそれぞれ挿入された状態において、前記上側相間絶縁紙の前記第１のスロット挿入部と、前記下側相間絶縁紙の前記第１のスロット挿入部と、前記上側相間絶縁紙の前記第２のスロット挿入部と、前記下側相間絶縁紙の前記第２のスロット挿入部とは、前記第１及び第２のスロットの両端部から突出していることを特徴とする３相回転電機。
3. 請求項１記載の３相回転電機において、
   前記下側相間絶縁紙が挿入された側から、前記３相コイルの一つが前記スロット内に自動挿入されることを特徴とする３相回転電機。

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