JP2010022082A - 回転電機および回転電機の絶縁方法 - Google Patents

Abstract

【課題】油量を極力抑えつつ部分放電の発生を防止することができると共に、設計上の制約を緩和することができる回転電機の固定子を提供する。
【解決手段】電動機１０は、巻線部１８ｕ〜１８ｗにおいて最も分担電圧が高くなる端子側コイルたる第１コイルＵ１〜Ｗ１’と中性点側コイルたる第４コイルＵ４〜Ｗ４’との接触部に対して、滴下装置２２により油２１を直接供給するように構成されている。このため、ケーシング内に油を貯留していた従来とは異なり、油量を極力抑えながらも部分放電の発生を防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、固定子鉄心とこの固定子鉄心に巻装される巻線部とを備えた回転電機および回転電機の絶縁方法に関する。

従来より、回転電機は、環状に配列されたティースを有する固定子鉄心と、このティースに周方向にずれた位置で夫々巻回された複数のコイルを有する巻線部とを備えて構成されている（例えば、特許文献１参照）。
この種の回転電機においては、その出力を高めるためにインバータを用いて駆動することが行われている。インバータの出力電圧はパルス状であり、電圧変化率が高いため、非常に高い周波数成分を含んでいる。このインバータの出力電圧は、電源ケーブルを介して回転電機に供給されることから、回転電機と電源ケーブルとの間における反射などが原因で、巻線部には、インバータの出力電圧以上のサージ電圧が印加されることが知られている。さらに、このサージ電圧は、巻線部を構成する複数のコイルに不平等に分担されることも知られている。

そこで、特許文献１の回転電機では、回転子および固定子を収容するケーシング内に油を貯留し、前記複数のコイルのうち、分担電圧が最も高くなる第１巻コイルと第２コイルとの間を当該油で浸すことにより、これらコイル間で生じる虞のある部分放電を防止している。
特開２００８−３５５８２号公報

しかしながら、特許文献１の回転電機では、各相つまりＵ相、Ｖ相、Ｗ相の夫々の巻線部において第１コイルと第２コイルとの間を、油中に浸すべく下方に配置する必要がある。即ち、上記構成において回転子がケーシング内の油に浸されると、当該回転子の回転に対する抵抗になり回転電機の駆動に影響を来たすことになる。このため、各相の巻線部の第１コイル及び第２コイルを、夫々固定子鉄心の下部に集中するように巻回すると共に、ケーシング内の油量を、各相の第１コイルと第２コイルとの間を油浸し且つ回転子を浸さないように設定しなければならない。これが、回転電機の設計上の大きな制約となっている。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、油量を少なく抑えつつ部分放電の発生を防止することができると共に、設計上の制約を緩和することができる回転電機および回転電機の絶縁方法を提供することにある。

上記した目的を達成するために、本発明の請求項１の回転電機は、回転子と、この回転子と対向配置された固定子鉄心を有する固定子と、前記固定子鉄心に巻装され各々磁極を形成する複数のコイルを具えた巻線部と、前記複数のコイルのうち、外部から電源が供給される前記巻線部の一端に接続された端子側コイルと、この端子側コイル以外のコイルとの接触部に対して油を直接供給する油供給手段とを具備していることを特徴とする。

本発明の請求項３の回転電機は、回転子と、この回転子と対向配置された固定子鉄心を有する固定子と、この固定子鉄心に巻装され各々磁極を形成する複数のコイルを具えた巻線部と、前記複数のコイルのうち、外部から電源が供給される前記巻線部の一端に接続された端子側コイルに対して油を直接供給する油供給手段とを具備していることを特徴とする。

本発明の請求項６の回転電機は、回転子と、この回転子と対向配置された固定子鉄心を有する固定子と、前記固定子鉄心に巻装され各々磁極を形成する複数のコイルを具えた巻線部と、前記複数のコイルのうち、外部から電源が供給される前記巻線部の一端に接続された端子側コイルと、この端子側コイル以外のコイルとの接触部に供給された油と、前記接触部にて前記油を保持し、且つ前記油を前記接触部ごと覆うように形成された被覆部とを具備していることを特徴とする。

本発明の請求項８の回転電機は、回転子と、この回転子と対向配置された固定子鉄心を有する固定子と、この固定子鉄心に巻装され各々磁極を形成する複数のコイルを具えた巻線部と、前記複数のコイルのうち、外部から電源が供給される前記巻線部の一端に接続された端子側コイルに供給された油と、前記端子側コイルにて前記油を保持し、且つ前記油を前記端子側コイルごと覆うように形成された被覆部とを具備していることを特徴とする。

請求項１１の発明は、回転子と対向配置される固定子において当該固定子の固定子鉄心に巻装され各々磁極を形成する複数のコイルを具えた巻線部に絶縁処理を行う方法であって、前記固定子鉄心に前記複数のコイルを巻装して巻線部を形成する工程と、前記複数のコイルのうち、外部から電源が供給される前記巻線部の一端に接続された端子側コイルと、この端子側コイル以外のコイルとの接触部に対して油を供給する工程と、前記接触部にて前記油を保持し且つ前記油を前記接触部ごと覆う被覆部を形成する工程とを具備することを特徴とする回転電機の絶縁方法。

請求項１３の発明は、回転子と対向配置される固定子において当該固定子の固定子鉄心に巻装され各々磁極を形成する複数のコイルを具えた巻線部に絶縁処理を行う方法であって、前記固定子鉄心に前記複数のコイルを巻装して巻線部を形成する工程と、前記複数のコイルのうち、外部から電源が供給される前記巻線部の一端に接続された端子側コイルに対して油を供給する工程と、前記端子側コイルにて前記油を保持し且つ前記油を前記端子側コイルごと覆う被覆部を形成する工程とを具備することを特徴とする。

請求項１或は３の回転電機によれば、巻線部において最も分担電圧が高くなる端子側コイルと当該端子側コイル以外のコイルとの接触部、或は端子側コイルに対し、油供給手段によって油を直接供給することができる。このため、ケーシング内に油を貯留していた従来とは異なり、油量を極力抑えることができると共に回転子を油浸することなく部分放電の発生を防止することができる。また、端子側コイルを含む複数のコイルを固定子鉄心の任意の位置に巻回することができ、設計上の制約を緩和することができる。

請求項６或は８の回転電機によれば、前記の接触部、或は端子側コイルに対して供給された油は被覆部で保持されるので、最も分担電圧が高くなるコイルの部位に油を無駄なく配することができる。また、回転子に油が接触することがないので、油により回転子の回転に影響を来たすことがない。更に上記のように、端子側コイルを固定子鉄心の下部に巻回する必要がないので、設計上の制約を緩和することができる。

請求項１１或は１３の絶縁方法によれば、最も分担電圧が高くなる前記の接触部或は端子側コイルに対して供給された油は被覆部で保持されるため、製造工程に必要な油量を極力抑えることができる。また、上記と同様に、回転子と油の接触を防止することができると共に設計上の制約を緩和することができる。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図４を参照しながら説明する。ここで、図２はインバータにより駆動される回転電機の概略構成を示す縦断面図である。尚、この回転電機は、例えばハイブリッド車両に搭載され、電動機或は発電機として機能するものとする。

図２に示すように、回転電機（以下、電動機１０と称する）は、回転子１１と、この回転子１１の外周に対向配置された固定子鉄心１２を有する固定子１３と、回転子１１及び固定子１３を収納するケーシング１４とを備えている。回転子１１は、積層鋼板からなり略円柱状をなす回転子鉄心１５と、この回転子鉄心１５の中央部に貫通するように装着されると共にケーシング１４の軸受け部１４ａに回転自在に軸支された回転軸１６と、回転子鉄心１５の外周部に設けられた磁極形成用の永久磁石１７とから構成されている。

一方、図１に示すように、固定子１３は、固定子鉄心１２に複数相、例えば三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の巻線部１８ｕ〜１８ｗが巻装された構成である。固定子鉄心１２は、複数枚の鋼板を積層して一体的に結着することで形成され円環状をなしている。固定子鉄心１２の内周には、各相の巻線部１８ｕ〜１８ｗを配設するための例えば４８個のスロット１２ａが等角度で形成されている。各スロット１２ａの内部には夫々スロット絶縁紙（図示せず）が配置されており、これにより、固定子鉄心１２とスロット１２ａ内に配設される各相の巻線部１８ｕ〜１８ｗとの間が絶縁されるようになっている。

図３は三相の巻線部１８ｕ〜１８ｗの等価回路であり、同図のＰｕ，Ｐｖ，Ｐｗは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電源が供給される三相の電源入力端子を夫々示している。
Ｕ相の巻線部１８ｕは、電源入力端子Ｐｕ側から順に、第１コイルＵ１〜第４コイルＵ４が直列に接続されてなる第１コイル群１８ｕ１と、第１コイルＵ１’〜第４コイルＵ４’が直列に接続されてなる第２コイル群１８ｕ２との並列回路により構成されている。Ｖ相の巻線部１８ｖは、電源入力端子Ｐｖ側から順に、第１コイルＶ１〜第４コイルＶ４が直列に接続されてなる第１コイル群１８ｖ１と、第１コイルＶ１’〜第４コイルＶ４’が直列に接続されてなる第２コイル群１８ｖ２との並列回路により構成されている。Ｗ相の巻線部１８ｗは、電源入力端子Ｐｗ側から順に、第１コイルＷ１〜第４コイルＷ４が直列に接続されてなる第１コイル群１８ｗ１と、第１コイルＷ１’〜第４コイルＷ４’が直列に接続されてなる第２コイル群１８ｗ２との並列回路により構成されている。

第１コイル群１８ｕ１，１８ｖ１及び１８ｗ１は、中性点Ｎ１を介してスター結線されている。また、第２コイル群１８ｕ２，１８ｖ２及び１８ｗ２は、中性点Ｎ２を介してスター結線されている。そして、これらスター結線された第１コイル群１８ｕ１，１８ｖ１，１８ｗ１と第２コイル群１８ｕ２，１８ｖ２，１８ｗ２とが、電源入力端子Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗ間に並列接続されている。

ここで、図４は固定子１３の概略構成を示す側面図（コイルエンド側から見た図）であり、上記複数のコイルつまり第１コイルＵ１〜第４コイルＷ４’は、各々が磁極を形成するように固定子鉄心１２に巻装される。図５はＵ相の巻線部１８ｕのみを示しており、第１コイル群１８ｕ１は、同図に示すように自身の各コイルＵ１〜Ｕ４により形成される磁極が隣接せずに１つ置きとなる隔極巻線の接続形態で固定子鉄心１２に巻装されている。また、第２コイル群１８ｕ２も同様に巻装されることで、第１コイル群１８ｕ１及び第２コイル群１８ｕ２が、周方向に互い違いに連なるようスロット１２ａの底部側に配設され、所謂２並列隔極巻線を構成する。

Ｖ相の巻線部１８ｖ及びＷ相の巻線部１８ｗについても、Ｕ相の巻線部１８ｕと同様の接続形態で固定子鉄心１２に巻装されている。このうちＶ相の巻線部１８ｖは、図４に示すようにＵ相の巻線部１８ｕに対して４スロットずらして同様に配設され、Ｗ相の巻線部１８ｗは、Ｖ相の巻線部１８ｖに対して更に４スロットずらして同様に配設されている。これにより、スロット１２ａ内にはその底部側から順に（換言すれば固定子鉄心１２の外周側から順に）、Ｕ相の巻線部１８ｕ、Ｖ相の巻線部１８ｖ、Ｗ相の巻線部１８ｗが配設されている。また、各コイル間は、渡り線１９を介して接続されている。尚、図４、図５では渡り線１９を模式的に示しており、図１では渡り線１９の図示を省略している。

固定子鉄心１２の軸方向の両端面において、Ｕ相の巻線部１８ｕの各コイルＵ１〜Ｕ４’におけるコイルエンドとＶ相の巻線部１８ｖの各コイルＶ１〜Ｖ４’におけるコイルエンドとの異相間には、図１に示すように相間絶縁紙２０が配設されている。同様に、Ｖ相の巻線部１８ｖの各コイルＶ１〜Ｖ４’におけるコイルエンドとＷ相の巻線部１８ｗの各コイルＷ１〜Ｗ４’におけるコイルエンドとの異相間にも相間絶縁紙２０が配設されている。この相間絶縁紙２０は、例えば、カレンダー処理を行わないアラミド紙（商品名：ノーメックス（登録商標）＃411）からなり、後述する油２１が浸透し易いように構成され、異相間（Ｕ相−Ｖ相間、Ｖ相−Ｗ相間およびＷ相−Ｕ相間）を絶縁する。これに対し、同相間（第１コイル群１８ｕ１−第２コイル群１８ｕ２間、第１コイル群１８ｖ１−第２コイル群１８ｖ２間および第１コイル群１８ｗ１−第２コイル群１８ｗ２間）は、各コイルを構成する導線の絶縁被膜（例えばエナメル被膜）により絶縁される。

そして、最も高い電圧が分担される第１コイルＵ１〜Ｗ１’と、第４コイルＵ４〜Ｗ４’との間に油２１が直接供給されることで、絶縁性能を向上させている。図１はこの油２１の供給状態を説明するための簡略図であり、油２１の供給位置及び供給手段について、同図も参照しながら詳述する。

Ｕ相の巻線部１８ｕの一端つまり電源入力端子Ｐｕに接続された第１コイルＵ１，Ｕ１’は端子側コイルに相当し、従来技術で述べたように最も高い電圧が印加される。他方、中性点Ｎ１、Ｎ２に接続された第４コイルＵ４、Ｕ４’は中性点側コイルに相当し、夫々第１コイルＵ１，Ｕ１’と周方向に隣り合う。このため、第１コイルＵ１と第４コイルＵ４’との接触部、及び第１コイルＵ１’と第４コイルＵ４との接触部において、最も高い電圧が分担され部分放電が生じる虞がある。ここで、図１では説明の都合上、第１コイルＵ１（Ｕ１’）と第４コイルＵ４’（Ｕ４）とは、周方向に隙間があるように図示しているが、実際には接触ないし近接しており、本発明の接触部とは、この接触状態のみならず近接状態をも包含する。

これと同様に、Ｖ相の巻線部１８ｖでは、端子側コイルたる第１コイルＶ１（Ｖ１’）と中性点側コイルたる第４コイルＵ４’（Ｕ４）との接触部で、Ｗ相の巻線部１８ｗでは、端子側コイルたる第１コイルＷ１（Ｗ１’）と、中性点側コイルたる第４コイルＷ４’（Ｗ４）との接触部で部分放電が生じる虞がある。

このため、前記ケーシング１４には、これらの接触部に対して油２１を直接供給する油供給手段としての滴下装置２２が設けられている。図２に示すように、滴下装置２２は、ケーシング１４に固定された装置本体２２ａと、この装置本体２２ａから前記の接触部に延びるノズル２２ｂを有する。また、滴下装置２２は、当該油２１を循環させるべく、装置本体２２ａとケーシング１４の底部との間に連通接続された循環経路２３と、この循環経路２３の途中部に配設された循環ポンプ２３ａとを備えている。

この滴下装置２２のノズル２２ｂは、前述した部分放電の虞のある全ての接触部の数（乃至位置）に対応した本数が用意されており（図示せず）、夫々の接触部に油２１を直接供給して浸透させるようになっている。これにより、滴下装置２２は、循環ポンプ２３ａの駆動によってノズル２２ｂから滴下した油２１を、第１コイルＵ１〜Ｗ１’と第４コイルＵ４〜Ｗ４’との夫々の接触部に浸透させると共に、これらの接触部を伝ってケーシング１４の底部に流下した油２１を、循環経路２３及び循環ポンプ２３ａを介して再びノズル２２ｂから滴下するというように循環させる。

油２１は、例えば鉱油系のＡＴＦ（automatic transmission fluid）であって、硫黄含有量は１重量％以下に設定されている。即ち、電動機１０のコイルに供給される油の性質如何によっては、コイルが油に侵食される事態が生じうる。そこで、発明者らは実験を行い、硫黄含有量が１重量％以下に設定された油２１を用いることでコイル（導体）の浸食を極力抑制することができるという結果を得たのである。

電源入力端子Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗには、図２に示すように例えばバッテリ（電源）２５からの直流電力を交流電力に変換して電動機１０を駆動するインバータ（制御装置）２６が接続されている。このインバータ２６は、エネルギーの収支を改善する観点から、減速トルクによる回生電力をバッテリ２５に充電するように構成されている。

次に、上記構成の作用および効果について説明する。
従来技術で述べたように、回転電機をインバータ駆動する場合において各相の巻線部にサージ電圧が印加されるとその電圧が複数のコイルに不平等に分担されるため、端子側コイルたる第１コイルとこの端子側コイル以外のコイルとの接触部に大きな電圧が印加される。そこで、本実施形態では、インバータ２６により電動機１０が駆動される場合に循環ポンプ２３ａを駆動させ、滴下装置２２のノズル２２ｂから前記接触部に対して油２１を直接供給する。この接触部に浸透した油２１によって、当該接触部における部分放電の発生が抑制され、巻線部１８ｕ〜１８ｗにおける絶縁劣化が防止される。

上記構成によれば、従来とは異なり、ケーシング内の油中に端子側コイルを浸す必要がないので、油２１の量を極力少なく抑えながらも前記接触部に油２１を効果的に供給することができる。従って、油２１によって回転子１１が油浸されることがなく、電動機１０の駆動（回転子１１の回転）に支障を来たすこともないので、車載用の電動機１０に好適なものとすることができる。また、第１コイルＵ１〜Ｗ１’を含め複数のコイルを固定子鉄心１２の任意の位置に巻回することができ、設計上の制約を緩和することができる。

端子側コイルたる第１コイルＵ１〜Ｗ１’と、中性点側コイルたる第４コイルＵ４〜Ｗ４’との夫々の接触部は、最も分担電圧が高くなりサージ電圧の影響を特に受け易い。本実施形態の電動機１０は、これらの接触部に夫々直接油２１を供給するように構成されているので、より効果的な給油を行うことができる。
滴下装置２２は、油２１を滴下する構成であることから、前記接触部に油２１を無駄なく正確に供給することができる。また、循環経路２３と循環ポンプ２３ａにより油２１を循環させることで、巻線部１８ｕ〜１８ｗに対する油２１の冷却効果も期待することができる。

固定子鉄心１２の端面において各相の巻線部１８ｕ〜１８ｗにより形成される隣接する異相のコイルエンド間に、相間絶縁紙２０としてカレンダー処理を行わないアラミド紙を夫々配設した。これによれば、油２１が相間絶縁紙２０に浸透し易いため、前記接触部を伝って相間絶縁紙２０に到達した油２１を当該絶縁紙２０によって保持することができ、相間の絶縁性能を向上させることができる。

また、油２１は硫黄含有量が１重量％以下に設定されているため、油によるコイル（巻線部１８ｕ〜１８ｗ）の浸食を極力抑制することができる。
＜第２実施形態＞
図６〜図８は本発明の第２実施形態を示すものであり、本実施形態では、各コイルの巻装方法および油供給手段の構成を変更した場合について説明する。ここで、図６、図７及び図８は、夫々第１実施形態の図４、図５及び図１に相当する図であり、第１実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態における三相の巻線部２８ｕ〜２８ｗの等価回路につき図示は省略するが、第１実施形態と同様に構成されている。即ち、Ｕ相の巻線部２８ｕは、電源入力端子Ｐｕ側から順に、第１コイルＵ１〜第４コイルＵ４が直列に接続されてなる第１コイル群２８ｕ１と、第１コイルＵ１’〜第４コイルＵ４’が直列に接続されてなる第２コイル群２８ｕ２との並列回路により構成されている。

図７に示すように、第１コイルＵ１，Ｕ１’は電源入力端子Ｐｕに接続され、第４コイルＵ４，Ｕ４’は中性点Ｎ１、Ｎ２に接続されている。そして、本実施形態の第１コイル群２８ｕ１及び第２コイル群２８ｕ２は、所謂２並列隣極巻線の接続形態となるように固定子鉄心１２に巻装されている。即ち、Ｕ相の巻線部２８ｕのうち第１コイル群２８ｕ１は、その各コイルＵ１〜Ｕ４が周方向に等間隔に位置するように固定子鉄心１２の略半周にわたって配置されている。また、第２コイル群２８ｕ２は、その各コイルＵ１’〜Ｕ４’が周方向に等間隔に位置するように固定子鉄心１２の略半周にわたって且つ第１コイル群２８ｕ１と略対向して配置されることで、各コイルＵ１〜Ｕ４，Ｕ１’〜Ｕ４’が形成する磁極が夫々隣り合うように構成されている。

詳しい説明は省略するが、図６に示すように、Ｖ相の巻線部２８ｖ及びＷ相の巻線部２８ｗについても、Ｕ相の巻線部２８ｕと同様の接続形態で固定子鉄心１２に巻装されており、スロット１２ａ内にはその底部側から順に、Ｕ相の巻線部２８ｕ、Ｖ相の巻線部２８ｖ（第１コイル群２８ｖ１、第２コイル群２８ｖ２）、Ｗ相の巻線部１８ｗ（第１コイル群２８ｗ１、第２コイル群２８ｗ２）が配設されている。

本実施形態の油供給手段は、第１コイルＵ１〜Ｗ１’に対して油を吹き付ける噴霧装置２９から構成されている。具体的には図８に示すように、噴霧装置２９は、ケーシング１４に固定された装置本体２９ａと、この装置本体２９ａから第１コイルＵ１側に延びるノズル２９ｂを有する。この噴霧装置２９のノズル２９ｂは、端子側コイルたる第１コイルＵ１，Ｕ１’，Ｖ１，Ｖ１’，Ｗ１，Ｗ１’に対応した本数が用意されており（図示せず）、夫々の第１コイルＵ１〜Ｗ１’に油２１を直接供給するようになっている。これにより、噴霧装置２９は、前記循環ポンプ２３ａの駆動によってノズル２９ｂから噴射した油２１を、第１コイルＵ１〜Ｗ１’に直接供給すると共に、第１コイルＵ１〜Ｗ１’を伝ってケーシング１４の底部に流下した油２１を、循環経路２３及び循環ポンプ２３ａを介して再びノズル２９ｂから噴射するというように循環させる。

次に、上記構成の作用および効果について説明する。
上記のように、回転電機をインバータ駆動する場合において、特に端子側コイルたる各第１コイルＵ１〜Ｗ１’に最も大きな電圧が印加される。そこで、本実施形態では、電動機１０が駆動される場合に循環ポンプ２３ａを駆動させ、噴霧装置２９のノズル２９ｂから各第１コイルＵ１〜Ｗ１’に対して油２１を噴射する。この第１コイルＵ１〜Ｗ１’に供給した油２１により部分放電の発生を抑制することができ、巻線部１８ｕ〜１８ｗにおける絶縁劣化を防止することができる。

油供給手段たる噴霧装置２９は、油２１を吹き付ける構成であることから、所望の部位（第１コイルＵ１〜Ｗ１’）に油２１を正確に供給することができる。即ち、油２１を滴下するノズル２２ｂの場合にはその滴下口を被供給部位の鉛直上方に設ける必要があるが（図２参照）、噴霧装置２９は、ノズル２９ｂから所望の部分に比較的広範囲にわたって油２１を吹き付けることができるので、第１コイルＵ１〜Ｗ１’に対して外周側、内周側或は軸方向外側に適宜配置してもよく（図示せず）、このように噴霧装置２９を配置した場合でも、各第１コイルＵ１〜Ｗ１’に満遍無く正確に給油することができるのである。

また、本実施形態では第１コイルＵ１〜Ｗ１’を含め複数のコイルを固定子鉄心１２の任意の位置に巻回することができ、設計上の制約を緩和することができる等、第１実施形態と同様の効果を奏する。

＜第３実施形態＞
図９は本発明の第３実施形態を示すものであり、本実施形態では、油供給手段の構成を変更した場合について説明する。尚、上記実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
図９に示す複数のコイルＵ１〜Ｗ４’は、第１実施形態と同様に、隔極巻線の接続形態で固定子鉄心１２に巻装されており、三相の巻線部１８ｕ〜１８ｗを構成する。他方、噴霧装置２９のノズル３０は、端子側コイルたる第１コイルＵ１〜Ｗ１’と、中性点側コイルたる第４コイルＵ４〜Ｗ４’との接触部に対応する数の噴霧口３０ａを有する。

上記構成によれば、１つのノズル３０に形成された複数の噴霧口３０ａから、第１コイルＵ１〜Ｗ１’と第４コイルＵ４〜Ｗ４’との夫々の接触部に対して油２１を同時に直接供給することができ、簡単な構成にすることができる。本実施形態のように、各コイルＵ１〜Ｗ４’の巻装方法（隣極巻線接続、隔極巻線接続）と油供給手段（滴下装置２２、噴霧装置２９）の組み合わせや、ノズルの形状（数）、油供給手段の配置構成等、適宜変更してもよい。即ち、油供給手段は、部分放電の虞のある全ての接触部或は第１コイルＵ１〜Ｗ１’に対して油２１を直接供給するものであればよく、例えばノズル３０に形成された１つの噴霧口から第１コイルＵ１〜Ｗ１’と第４コイルＵ４〜Ｗ４’との全ての接触部に向かって油２１を噴霧してもよい。また、滴下装置２２の１つのノズルにおいて、接触部の数に対応した複数の滴下口（図示せず）を設けるようにしてもよい。

＜第４実施形態＞
図１０は本発明の第４実施形態を示すものであり、第１実施形態と異なるところを説明する。図１０は、第１コイルＵ１と第４コイルＵ４’との接触部の近傍部を模式的に示す拡大断面図であり、第１実施形態と同一部分には同一符号を付している。

本実施形態の電動機３１は、第１実施形態の電動機１０とは以下の点について相違する。即ち、図１０に示すように、巻線部１８ｕには予め供給された油２１を前記接触部ごと覆う被覆部３２が設けられており、電動機３１は油供給手段（滴下装置２２、噴霧装置２９）が不要とされ、循環経路２３及び循環ポンプ２３ａも省略されている。電動機３１のその余の構成は第１実施形態と同じであるため、主として絶縁方法（製造工程）につき以下に説明する。

固定子鉄心１２には、例えば、複数のコイル（第１コイルＵ１〜第４コイルＷ４’）が隔極巻線の接続形態で巻装されることにより、三相の巻線部１８ｕ〜１８ｗが形成される。次いで、巻線部１８ｕ〜１８ｗには、固定子鉄心１２に巻装された状態で、油２１の供給処理が行われる。この場合、油２１は、第１実施形態と同様、第１コイルＵ１〜第４コイルＷ４’のうち少なくとも端子側コイルたる第１コイルＵ１〜Ｗ１’と、中性点側コイルたる第４コイルＵ４〜Ｗ４’との夫々の接触部に浸透するように供給される。また、このとき、予め配設された相間絶縁紙２０に、油２１を浸透させる。

この後、巻線部１８ｕ〜１８ｗには、少なくとも油２１を前記接触部ごと覆う被覆部３２が施される。この被覆部３２は、例えば、所謂含浸（ディップ）方式や滴下含浸（ドリップ）方式等の処理方法によって、絶縁ワニスにより形成されるワニス処理層からなる。この場合、被覆部３２は、少なくとも夫々の接触部において油２１を保持するように形成されていればよく、巻線部１８ｕ〜１８ｗ全体にわたって施すようにしてもよい。

上記の電動機３１は、第１コイルＵ１〜第４コイルＷ４’のうち、第１コイルＵ１〜Ｗ１’とこれらのコイルＵ１〜Ｗ１’以外のコイルとの接触部に供給された油２１と、前記接触部にて油２１を保持し、且つ油２１を前記接触部ごと覆うように形成された被覆部３２とを具備して構成される。従って、油２１によって部分放電の発生を抑制することができると共に、被覆部３２を構成するワニス処理層によって、より絶縁性能に優れたものとすることができる。また、上記実施形態とは異なり、油供給手段を不要とすることができ、電動機３１の大型化を抑制し且つ簡単な構成で絶縁性能を向上させることができる。

上記のように、第１コイルＵ１〜Ｗ１’と第４コイルＵ４〜Ｗ４’との接触部は、最も分担電圧が高くなりサージ電圧の影響を特に受け易いことから、これらの接触部にて油２１を保持することで、より効果的な絶縁を行うことができる。
また、本実施形態の絶縁方法によれば、被覆部３２によって前記接触部の油２１が保持されるため、製造工程に必要な油２１の量を極力抑えることができると共に、回転子１１と油２１の接触を確実に防止することができる。この他、本実施形態の絶縁方法によれば、第１コイルＵ１〜Ｗ１’を含め複数のコイルを固定子鉄心１２の任意の位置に巻回することができ、設計上の制約を緩和することができる等、第１実施形態と同様の効果を奏する。

＜その他の実施形態＞
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、次のような変形または拡張が可能である。

第４実施形態では、被覆部３２は、第１コイルＵ１〜第４コイルＷ４’のうち少なくとも第１コイルＵ１〜Ｗ１’と第４コイルＵ４〜Ｗ４’との夫々の接触部で油２１を保持するように形成したが、端子側コイルたる第１コイルＵ１〜Ｗ１’で油２１を保持するように形成してもよい（図示せず）。この巻線部１８ｕ〜１８ｗに絶縁処理を行う方法において、固定子鉄心１２に複数のコイルを巻装して巻線部１８ｕ〜１８ｗを形成する工程と、複数のコイルのうち少なくとも第１コイルＵ１〜Ｗ１’に対して油２１を供給する工程と、第１コイルＵ１〜Ｗ１’にて油２１を保持し且つ少なくとも当該油２１を第１コイルＵ１〜Ｗ１’ごと覆う被覆部を形成する工程とを具備していればよい。この絶縁方法によっても第４実施形態と同様の効果を奏する。

上記実施形態のアラミド紙（相間絶縁紙２０）に代えて、不織布を用いて異相間を絶縁するように構成してもよい。これによれば、不織布に油２１が浸透し易いため、カレンダー処理を行わないアラミド紙と同様の効果を奏する。

また、上記各実施形態では、三相の巻線部の構成としてスター結線された例を示したが、本発明は、デルタ結線された三相の巻線部についても適用可能である。上記各実施形態では、本発明を三相の巻線部を有する固定子に適用した場合について説明したが、本発明は、これに限らず、複数相の巻線部を有する固定子であれば適用可能である。巻線部により形成される磁極の数、固定子鉄心に設けられるスロットの数などは、回転電機の仕様に応じて適宜変更可能である。また、コイル群を構成するコイルの数については、上記磁極の数や回転電機の仕様に応じて適宜変更すればよい。

本発明の第１実施形態を示すものであり、油の供給状態を説明するための簡略図 回転電機の概略構成を示す縦断面図 三相の巻線部の等価回路を示す図 回転電機の固定子の概略構成を示す側面図 Ｕ相の巻線部を簡略的に示す図 本発明の第２実施形態を示す図４相当図 図５相当図 図１相当図 本発明の第３実施形態を示す図１相当図 本発明の第４実施形態を示すものであり、コイル間の接触部近傍部を模式的に示す拡大断面図

符号の説明

図面中、１０は電動機（回転電機）、１１は回転子、１２は固定子鉄心、１３は固定子、１８ｕ〜１８ｗは巻線部、Ｕ１〜Ｗ４’は複数のコイル、Ｕ１〜Ｗ１’は第１コイル（端子側コイル）、Ｕ４〜Ｗ４’は第４コイル（中性点側コイル）、２０は相間絶縁紙（アラミド紙）、２１は油、２２は滴下装置（油供給手段）、２８ｕ〜２８ｗは巻線部、２９は噴霧装置（油供給手段）、３１は電動機（回転電機）を示す。

Claims (13)

1. 回転子と、
   この回転子と対向配置された固定子鉄心を有する固定子と、
   前記固定子鉄心に巻装され各々磁極を形成する複数のコイルを具えた巻線部と、
   前記複数のコイルのうち、外部から電源が供給される前記巻線部の一端に接続された端子側コイルと、この端子側コイル以外のコイルとの接触部に対して油を直接供給する油供給手段とを具備していることを特徴とする回転電機。
2. 前記接触部は、前記端子側コイルと、前記複数のコイルのうち前記巻線部の中性点に接続された中性点側コイルとの接触部であることを特徴とする請求項１記載の回転電機。
3. 回転子と、
   この回転子と対向配置された固定子鉄心を有する固定子と、
   この固定子鉄心に巻装され各々磁極を形成する複数のコイルを具えた巻線部と、
   前記複数のコイルのうち、外部から電源が供給される前記巻線部の一端に接続された端子側コイルに対して油を直接供給する油供給手段とを具備していることを特徴とする回転電機。
4. 前記油供給手段は、前記油を滴下する滴下装置であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の回転電機。
5. 前記油供給手段は、前記油を吹き付ける噴霧装置であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の回転電機。
6. 回転子と、
   この回転子と対向配置された固定子鉄心を有する固定子と、
   前記固定子鉄心に巻装され各々磁極を形成する複数のコイルを具えた巻線部と、
   前記複数のコイルのうち、外部から電源が供給される前記巻線部の一端に接続された端子側コイルと、この端子側コイル以外のコイルとの接触部に供給された油と、
   前記接触部にて前記油を保持し、且つ前記油を前記接触部ごと覆うように形成された被覆部とを具備していることを特徴とする回転電機。
7. 前記接触部は、前記端子側コイルと、前記複数のコイルのうち前記巻線部の中性点に接続された中性点側コイルとの接触部であることを特徴とする請求項６記載の回転電機。
8. 回転子と、
   この回転子と対向配置された固定子鉄心を有する固定子と、
   この固定子鉄心に巻装され各々磁極を形成する複数のコイルを具えた巻線部と、
   前記複数のコイルのうち、外部から電源が供給される前記巻線部の一端に接続された端子側コイルに供給された油と、
   前記端子側コイルにて前記油を保持し、且つ前記油を前記端子側コイルごと覆うように形成された被覆部とを具備していることを特徴とする回転電機。
9. 各相の前記巻線部を備え、
   前記固定子鉄心の端面において前記各相の巻線部により形成される隣接する異相のコイルエンド間に、不織布またはカレンダー処理を行わないアラミド紙を配設したことを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の回転電機。
10. 前記油の硫黄含有量が１重量％以下であることを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の回転電機。
11. 回転子と対向配置される固定子において当該固定子の固定子鉄心に巻装され各々磁極を形成する複数のコイルを具えた巻線部に絶縁処理を行う方法であって、
    前記固定子鉄心に前記複数のコイルを巻装して巻線部を形成する工程と、
    前記複数のコイルのうち、外部から電源が供給される前記巻線部の一端に接続された端子側コイルと、この端子側コイル以外のコイルとの接触部に対して油を供給する工程と、
    前記接触部にて前記油を保持し且つ前記油を前記接触部ごと覆う被覆部を形成する工程とを具備することを特徴とする回転電機の絶縁方法。
12. 前記接触部は、
    前記端子側コイルと、前記複数のコイルのうち前記巻線部の中性点に接続された中性点側コイルとの接触部であることを特徴とする請求項１１記載の回転電機の絶縁方法。
13. 回転子と対向配置される固定子において当該固定子の固定子鉄心に巻装され各々磁極を形成する複数のコイルを具えた巻線部に絶縁処理を行う方法であって、
    前記固定子鉄心に前記複数のコイルを巻装して巻線部を形成する工程と、
    前記複数のコイルのうち、外部から電源が供給される前記巻線部の一端に接続された端子側コイルに対して油を供給する工程と、
    前記端子側コイルにて前記油を保持し且つ前記油を前記端子側コイルごと覆う被覆部を形成する工程とを具備することを特徴とする回転電機の絶縁方法。

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