JP2010206887A

JP2010206887A - 回転電機用インシュレーター及び回転電機用ステーター

Info

Publication number: JP2010206887A
Application number: JP2009047700A
Authority: JP
Inventors: Kunitomo Ishiguro; 国朋石黒
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2009-03-02
Filing date: 2009-03-02
Publication date: 2010-09-16
Anticipated expiration: 2029-03-02
Also published as: JP5343625B2

Abstract

【課題】巻線装置の大規模な変更等を必要とすることなく、巻線の巻崩れを防止することができる回転電機用インシュレーター及び回転電機用ステーターを提供する。
【解決手段】回転電機の分割ステーターコアの鉄心５０とその周囲に巻装される電線とを絶縁する回転電機用インシュレーターであって、スロット面１１ａに設けられ回転電機の回転軸方向に平行に延設される凸条部分２１ａと、その凸条部分２１ａに連続して設けられスロット面１１ａとそのスロット面１１ａに連続する面１１ｃとでなす角を面取りする面取り部分２１ｂと、を含む段部２１を備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、回転電機用インシュレーター及び回転電機用ステーターに関する。

電動機や発電機などの回転電機の性能を向上するには、ステーターの磁極を強めることが重要である。それにはステーターに巻装する電線(以下適宜「巻線」という)のスロット面の面積に対する占積率を上げることが望ましい。巻線が巻崩れては、占積率が低下してしまうので、たとえば特許文献１では、分割ステーターコアのティースの周囲にインシュレーター(絶縁ボビン)を介して電線を巻装するときの巻回し方法を工夫することで電線が巻崩れないようにすることで占積率の低下を防止している。

特開２００５−２０８７５号公報

しかしながら、このような巻回し方法を実現するには、巻線装置の大規模な変更が必要になったり新たな巻線装置が必要になり製造コストがかかってしまう。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、巻線装置の大規模な変更等を必要とすることなく、巻線の巻崩れを防止することができる回転電機用インシュレーター及び回転電機用ステーターを提供することを目的とする。

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。

本発明は、回転電機の分割ステーターコアの鉄心(５０)とその周囲に巻装される電線(６０)とを絶縁する回転電機用インシュレーターであって、スロット面(１１ａ)に設けられ回転電機の回転軸方向に平行に延設される凸条部分(２１ａ)と、その凸条部分(２１ａ)に連続して設けられスロット面(１１ａ)とそのスロット面(１１ａ)に連続する面(１１ｃ)とでなす角を面取りする面取り部分(２１ｂ)と、を含む段部(２１)を備える、ことを特徴とする。

本発明によれば、スロット面の段部(凸条部分)と段部(凸条部分)との間の電線は凸条部分にガイドされ、凸条部分上の電線は面取り部分の前後の角部にガイドされることとなる。したがってスロット面に巻装された電線は、回転電機の回転軸方向に平行になり、無用な隙間を防止でき占積率を向上できる。

本発明による回転電機用インシュレーターの第１実施形態を示す図である。凸条部分のサイズ及びピッチについて説明する図である。本発明による回転電機用インシュレーターの第２実施形態を示す図である。本発明による回転電機用インシュレーターの第３実施形態を示す図である。比較形態の一例を示す図である。

以下では図面等を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明による回転電機用インシュレーターの第１実施形態を示す図であり、図１(Ａ)は回転電機用インシュレーターをコア鉄心に装着した状態で回転電機の回転軸方向から見た図でありコイルエンド面が示されている。図１(Ｂ)は回転電機用インシュレーターの要部を示す斜視図である。なお回転電機の回転軸方向は図１(Ａ)では紙面の法線方向(奥行方向)であり、図１(Ａ)では上下方向である。

回転電機用インシュレーター１は、コア鉄心５０のティース５１の周囲に装着される。回転電機用インシュレーター１は、コア鉄心５０とその周囲に巻装される不図示の電線とを絶縁する。回転電機用インシュレーター１は、インシュレーター本体１１と、バックヨーク側フランジ１２と、ティース先端側フランジ１３と、を含む。インシュレーター本体１１は、右側スロット面１１ａと、左側スロット面１１ｂと、コイルエンド面１１ｃと、コイルエンド反対面１１ｄと、を含んだ角筒形である。バックヨーク側フランジ１２及びティース先端側フランジ１３は、インシュレーター本体１１の両端にそれぞれ設けられる。バックヨーク側フランジ１２及びティース先端側フランジ１３は、互いに平行である。なおティース中心線は、バックヨーク側フランジ壁面及びティース先端側フランジ壁面の法線方向に一致する。

そして図１(Ｂ)に示されているように右側スロット面１１ａからコイルエンド面１１ｃ及びコイルエンド反対面１１ｄにかけて右側段部２１が形成される。右側段部２１は、凸条部分２１ａと、２つの面取り部分２１ｂと、を含む。

凸条部分２１ａは、スロット面１１ａに突設して形成される。凸条部分２１ａは、回転電機の回転軸方向に平行に延設される。すなわち凸条部分２１ａは、図１(Ａ)の紙面法線方向(奥行方向)に平行に、図１(Ｂ)の上下方向に平行に延設される。凸条部分２１ａのサイズ及びピッチについては後述する。

面取り部分２１ｂは、凸条部分２１ａに連続して設けられる。図１(Ｂ)の上側の面取り部分２１ｂは、スロット面１１ａと、そのスロット面１１ａに連続するコイルエンド面１１ｃと、でなす角を面取りして形成される。図１(Ｂ)の下側の面取り部分２１ｂは、スロット面１１ａと、そのスロット面１１ａに連続するコイルエンド反対面１１ｄと、でなす角を面取りして形成される。

以上のような凸条部分２１ａ及び面取り部分２１ｂを含む右側段部２１が、所定間隔ごとに複数条形成される。この間隔は、周囲に巻装される電線の幅と同一又は少し広い間隔である。

左側段部２２は、凸条部分２２ａと、２つの面取り部分２２ｂと、を含んだ構成であるが、右側段部２１と同様であるので説明を省略する。

そして右側段部２１及び左側段部２２は、回転電機の回転軸方向から見たときに、すなわち図１(Ａ)のようにコイルエンド面から見たときに、ティース中心線を挟んで左右対称に形成される。

図２は、凸条部分のサイズ及びピッチについて説明する図である。

図２(Ａ)に示すように、凸条部分２１ａのピッチａは、周囲に巻装される電線６０の幅ｗと同一又はやや広い。凸条部分の幅ｂも、周囲に巻装される電線の幅ｗと同一又はやや広い。凸条部分の高さｃは、周囲に巻装される電線の角Ｒよりも大きく、電線高さｈから角Ｒを引いた長さ(ｈ−Ｒ)よりも小さい。

このような寸法関係にすることで、図２(Ｂ)に示すように、電線６０を巻装したときに、角Ｒが凸状部分２１ａに乗り上げてしまうことを防止できる。また電線６０の角Ｒが隣の電線６０の角Ｒに乗り上げてしまうことを防止できるのである。

ここで本実施形態の理解を容易にするために、図５を参照して比較形態について説明する。なお図５は比較形態の一例を示す図である。そして図５(Ａ)は回転電機用インシュレーターをコア鉄心に装着した状態で回転電機の回転軸方向から見た図でありコイルエンド面側が示されている。なおティース中心線が左右方向になるようにした。また図５(Ｂ)は図５(Ａ)の矢印Ｂ方向からスロット面を見た図である。

上述のようにステーターの磁極を強めるには、ステーターに巻装する電線６０のスロット面１１ａ，１１ｂの面積に対する占積率を上げる必要がある。それにはスロット面１１ａ，１１ｂでは、電線６０が回転電機の回転軸方向に平行になるように巻装することが望ましい。そのように電線６０を巻装するには、少なくともコイルエンド面１１ｃでは電線６０を斜め掛けする必要がある。シュレータの周囲面が平坦であると、図５(Ｂ)に示すように斜め掛け張力に引っ張られてコイルエンド面１１ａでも電線が、回転電機回転軸方向に対して斜めになってしまって電線６０を巻装できない隙間が生じてしまうことがあった。このように隙間が生じては占積率が低下してしまう。

これに対して本実施形態では、インシュレーターのスロット面１１ａ，１１ｂに、電線６０の幅に対して同一又は少し広い幅であって回転電機の回転軸方向に平行な凸条部分２１ａ，２２ａと、この凸条部分２１ａ，２２ａに連続する面取り部分２１ｂ，２２ｂとを含む段部２１，２２を、電線６０の幅に対して同一又は少し広い間隔ごとに形成した。このように構成することで、スロット面１１ａ，１１ｂの段部(凸条部分２１ａ，２２ａ)と段部(凸条部分２１ａ，２２ａ)との間の電線は凸条部分２１ａ，２２ａにガイドされ、凸条部分上の電線は面取り部分２１ｂ，２２ｂの前後の角部にガイドされることとなる。したがってスロット面１１ａ，１１ｂに巻装された電線は、回転電機の回転軸方向に平行になり、無用な隙間を防止でき占積率を向上できるのである。

（第２実施形態）
図３は、本発明による回転電機用インシュレーターの第２実施形態を示す図であり、図３(Ａ−１)は第１インシュレーターを示し、図３(Ａ−２)は第２インシュレーターを示し、図３(Ｂ)は第１インシュレーター及び第２インシュレーターを使用した場合の作用効果を説明する図である。

第１インシュレーター１−１は、第１実施形態として説明した回転電機用インシュレーターと同様であるので、詳細な説明を省略するが、段部２１，２２がバックヨーク側フランジ１２から所定間隔(周囲に巻装される電線の幅と同一又は広い間隔)を空けて形成される。

第２インシュレーター１−２は、段部２１，２２がバックヨーク側フランジ１２に隣設して形成される。

このように構成された第１インシュレーター及び第２インシュレーターを使用すると、図３(Ｂ)に示されるように、互いの凹凸が組み合わさるようになるので、電線の巻装回数を増やすことができ、占積率をさらに向上できるのである。

（第３実施形態）
図４は、本発明による回転電機用インシュレーターの第３実施形態を示す図であり、図４(Ａ)は回転電機用インシュレーターの要部を回転電機の回転軸方向から見た図でありコイルエンド面が示されている。図４(Ｂ)は本実施形態の回転電機用インシュレーターを使用した場合の作用効果を説明する図である。

本実施形態の回転電機用インシュレーター１は、回転電機回転軸方向から見たときに、ティース中心線を挟んだ両側のスロット面それぞれに段部２１，２２が設けられる。一方のスロット面(図４(Ａ)では右側のスロット面)に形成された段部２１は、バックヨーク側フランジ１２に隣設して形成される。もう一方のスロット面(図４(Ａ)では左側のスロット面)に形成された段部２２は、バックヨーク側フランジ１２から所定間隔(周囲に巻装される電線の幅と同一又は広い間隔)を空けて形成される。

このように構成された回転電機用インシュレーターを使用すると、図４(Ｂ)に示されるように、互いの凹凸が組み合わさるようになるので、電線の巻装回数を増やすことができ、占積率を向上できる。また第２実施形態のように２種類のインシュレーターを準備する必要がないので製造コストを低減できる。

以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれることが明白である。

たとえば上記実施形態においては、回転電機回転軸方向から見たときに、ティース中心線を挟んだ両側のスロット面に段部を形成する構成を例示して説明したが、一方のスロット面にのみ形成し、他方のスロット面には形成しないようにしてもよい。

また凸条部分に連続する面取り部分を、上側と下側とに２つ形成したが、いずれか片側だけにしてもよい。

１回転電機用インシュレーター
１１インシュレーター本体
１１ａ右側スロット面
１１ｂ左側スロット面
１１ｃコイルエンド面
１１ｄコイルエンド反対面
１２バックヨーク側フランジ
１３ティース先端側フランジ
２１，２２段部
２１ａ，２２ａ凸条部分
２１ｂ，２２ｂ面取り部分
５０コア鉄心
５１ティース
６０電線

Claims

回転電機の分割ステーターコアの鉄心とその周囲に巻装される電線とを絶縁する回転電機用インシュレーターであって、
スロット面に設けられ回転電機の回転軸方向に平行に延設される凸条部分と、その凸条部分に連続して設けられスロット面とそのスロット面に連続する面とでなす角を面取りする面取り部分と、を含む段部を備える、
ことを特徴とする回転電機用インシュレーター。
請求項１に記載の回転電機用インシュレーターにおいて、
前記段部は、幅が周囲に巻装される電線の幅と同一又は広く、その電線の幅と同一又は広い間隔ごとに複数条形成される、
ことを特徴とする回転電機用インシュレーター。
請求項１又は請求項２に記載の回転電機用インシュレーターにおいて、
前記段部は、回転電機回転軸方向から見たときに、ティース中心線を挟んだ両側のスロット面それぞれに、ティース中心線を挟んで左右対称に形成される、
ことを特徴とする回転電機用インシュレーター。
請求項１又は請求項２に記載の回転電機用インシュレーターにおいて、
前記段部は、回転電機回転軸方向から見たときに、ティース中心線を挟んだ両側のスロット面のうちの一方のスロット面に形成される、
ことを特徴とする回転電機用インシュレーター。
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の回転電機用インシュレーターにおいて、
前記段部は、バックヨーク側フランジに対して、周囲に巻装される電線の幅と同一又は広い間隔を空けて形成される、
ことを特徴とする回転電機用インシュレーター。
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の回転電機用インシュレーターにおいて、
前記段部は、バックヨーク側フランジに隣設して形成される、
ことを特徴とする回転電機用インシュレーター。
請求項１又は請求項２に記載の回転電機用インシュレーターにおいて、
前記段部は、回転電機回転軸方向から見たときに、ティース中心線を挟んだ両側のスロット面それぞれに設けられ、一方のスロット面にはバックヨーク側フランジに隣設して形成され、他方のスロット面にはバックヨーク側フランジに対して周囲に巻装される電線の幅と同一又は広い間隔を空けて形成される、
ことを特徴とする回転電機用インシュレーター。
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の回転電機用インシュレーターを用いる、
ことを特徴とする回転電機用ステーター。