JP2013118717A - 回転電機の固定子、回転電機の相間絶縁シート、回転電機、及び自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】巻線相互間を確実に絶縁することができる回転電機の固定子、相間絶縁シート、回転電機、及び自動車を提供する。
【解決手段】相間絶縁シート９は、その中央に形成される中央折線１３と、中央折線１３の両側を挟む位置に中央折線１３と平行に形成される一対の平行折線１４ａ，１４ｂとで構成され且つ一対の平行折線１４ａ，１４ｂで折り返される方向と中央折線１３で折り返される方向とが互い違いになるように折り返される４つ折り用の３つの折線で折り畳まれた状態で、中央折線１３が固定子鉄心３の軸方向を指向する向きで複数の巻線相互間に挿入されたシート本体２０と、中央折線１３と直交する方向に延びる縁折線１７ａ，１７ｂを介して、シート本体２０における中央折線１３の方向の両端部に折り重なるように連設され、シート本体２０の複数の巻線相互間への挿入により複数の巻線相互間に嵌装された折返し部１６ａ，１６ｂとを備える。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、回転電機の固定子、回転電機の相間絶縁シート、前記固定子を備えた回転電機、及び前記回転電機を備えた自動車に関する。

従来より、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両では駆動電動機として集中巻方式の回転電機が搭載されている。この回転電機は、例えば回転子鉄心に永久磁石を備えると共に、固定子鉄心の内周部に配設されたティース毎にＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相をなす巻線が１相ずつ集中巻きにより巻装して構成されるインバータ駆動方式のものが知られている。

この種の回転電機では、各巻線間つまりＵ相−Ｖ相間、Ｖ相−Ｗ相間、Ｗ相−Ｕ相間に、各巻線が互いに接触しないようシート状の絶縁材料が挿入されている。しかしながら、巻線間に組み付けた絶縁材料は、回転電機の振動等により所定の位置からずれ、巻線の被膜に傷をつける虞がある。特に、回転子及び固定子をハウジング内に組み込んで、固定子の巻線を着磁巻線として回転子の永久磁石を着磁する場合、各巻線に大きな着磁電流が流れる。これにより、固定子における各相の巻線が振動することに伴い絶縁材料が巻線間から外れ、それら隣り合う巻線同士が接触して絶縁破壊を起す事態が生じうる。

特開２００２−１１２４８８号公報 特開２００５−１３３５８５号公報 特開２０１１−７２１２８号公報

そこで、相間絶縁シートを確実に固定し、巻線相互間を確実に絶縁することができる回転電機の固定子、回転電機の相間絶縁シート、回転電機、及び自動車を提供する。

本実施形態の回転電機の固定子は、固定子鉄心と、前記固定子鉄心に対して集中巻きで巻装される複数の巻線と、前記複数の巻線相互間に挿入される相間絶縁シートとを備え、 前記相間絶縁シートは、その中央に形成される２つ折り用の１つの中央折線、又は、前記中央折線の両側を挟む位置に当該中央折線と平行に形成される一対の平行折線並びに前記中央折線で構成され且つ前記一対の平行折線で折り返される方向と前記中央折線で折り返される方向とが互い違いになるように折り返される４つ折り用の３つの折線で折り畳まれた状態で、前記中央折線が前記固定子鉄心の軸方向を指向する向きで前記複数の巻線相互間に挿入されたシート本体と、前記中央折線と直交する方向に延びる縁折線を介して、前記シート本体における前記中央折線の方向の両端部に折り重なるように連設され、前記シート本体の前記複数の巻線相互間への挿入により当該複数の巻線相互間に嵌装された折返し部とを備える。

第１実施形態の相間絶縁シートを固定子鉄心に嵌め込んだ状態について巻線部分を省略して示す模式図 集中巻きで巻装された巻線と共に示す固定子鉄心の内周側からの外観斜視図 巻線相互間に組み付けた相間絶縁シートを固定子鉄心の軸方向からみた図 相間絶縁シートの展開図 Ｗ字状をなす相間絶縁シートの横断面図 電気自動車の構成を概略的に示す機能ブロック図 第２実施形態について固定子を省略して示す図１相当図 第３実施形態を示す図１相当図 第４実施形態を示す図７相当図

＜第１実施形態＞
以下、電気自動車に用いられ、インバータにより駆動される駆動電動機に適用した第１実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。なお、図６は、回転電機たる当該駆動電動機１を搭載した電気自動車を示す。

図１、図２に示すように、駆動電動機１の固定子２は、円環状をなす多数の電磁鋼板を積層してなる略円筒状の固定子鉄心３を備える。固定子鉄心３は、円筒状のヨーク３ｂと、ヨーク３ｂの内周部において周方向に等間隔で設けられた複数（例えば２４個）のティース３ａとを一体に有する。各ティース３ａは、四角柱状をなしてヨーク３ｂの内周面から中心方向へ突出するように形成され、固定子鉄心３の内周部における各ティース３ａ間の空間部はスロット６とされている（図３参照）。詳しくは後述するように、ティース３ａには、絶縁スプール４を介して三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の巻線５（Ｕ相巻線５ｕ、Ｖ相巻線５ｖ、Ｗ相巻線５ｗ）が集中巻方式で巻装されている。

図示は省略するが、駆動電動機１の回転子は、円環状をなす多数の電磁鋼板を積層してなる略円筒状の回転子鉄心と、この回転子鉄心を電磁鋼板の積層方向に貫く回転軸と、回転子鉄心の外周部に形成された磁石挿入穴に挿入される永久磁石とを備える。前記回転子は、固定子２の界磁空間に、その外周面と固定子２の内周面との間に僅かな隙間（エアギャップ）を隔てて配置され、固定子２に対して回転可能になっている。

前記絶縁スプール４は、電気絶縁性を有する樹脂材料からなり、前記巻線５が巻回される胴部４ａと、この胴部４ａの一端側に形成された鍔部４ｂとを樹脂成形により一体に有する。ここで、図３は、周方向に隣り合う一対の絶縁スプール４について、Ｕ相巻線５ｕとＶ相巻線５ｖを巻装した状態を示している。なお、Ｖ相巻線５ｖ、Ｕ相巻線５ｕ、Ｗ相巻線５ｗは、何れも同様の構成である。

図２、図３に示すように、胴部４ａは角筒状をなし、鍔部４ｂは矩形枠状をなしており、絶縁スプール４には、胴部４ａの軸方向に延びる嵌合孔７が形成されている。絶縁スプール４は、その嵌合孔７にティース３ａを挿通させて固定子鉄心３（以下、単に鉄心３と称す）に装着している。絶縁スプール４の鍔部４ｂには、胴部４ａとは反対側に突設された一対の延出片４ｃ（図３で一方の延出片４ｃのみ示す）を一体に有する。一対の延出片４ｃは、鍔部４ｂにおいて鉄心３を軸方向の両側から挟む位置に形成され、絶縁スプール４が鉄心３に装着された状態で鉄心３の軸方向の両端面３ｃ、３ｄ（図１参照）と係合するように構成されている。

前記巻線５は、例えば銅線に絶縁被膜が施されたものであり、絶縁スプール４の胴部４ａに対して所定のターン数、巻回されている。この場合、Ｕ相巻線５ｕ、Ｖ相巻線５ｖ、Ｗ相巻線５ｗは、絶縁スプール４毎に１相ずつ巻装された集中巻きとされている。各巻線５は胴部４ａの周りに巻き付けられることで、全体として角筒状をなすように巻装されている。なお、巻線５の結線方法としては、例えば本願出願人が出願した特願２００８−２８１３８３号に開示したバスリングを用い、或は巻線５を接続する渡り線等を用いてスター結線を構成してもよく、詳細な説明は省略する。

上記のように巻線５が集中巻方式で巻装されている場合、図３に示すように、鉄心３のスロット６内では相の異なる巻線５（同図ではＵ相巻線５ｕとＶ相巻線５ｖ）が隣り合うように位置する。そこで、鉄心３における巻線５相互間、つまりＵ相−Ｖ相間、Ｖ相−Ｗ相間、Ｗ相−Ｕ相間には、相間絶縁紙９が夫々挿入されている。この相間絶縁紙９について、図４、図５も参照しながら詳述する。相間絶縁紙９は、後述する折り畳み状態で前記鉄心３に取付けられるが、図４では、相間絶縁紙９の折り畳み前の展開した状態を示すと共に、括弧内にその具体的な寸法の値（単位：ｍｍ）を例示している。

相間絶縁紙９は、電気的な絶縁特性を有するシート材として例えば厚さ０．１８ｍｍのノーメックス（登録商標）が用いられる。図４に示すように、相間絶縁紙９は厚み方向から見て略矩形形状をなし、その左右の側辺１０ａ，１０ｂに一対の突出片１２ｕ，１２ｄが夫々張出すように形成されている。相間絶縁紙９の縦方向の寸法Ｈは、鉄心３の積層方向たる軸方向寸法Ｌ０より大きく（Ｈ＞Ｌ０、図１参照）、且つ鉄心３の軸方向における巻線５の外形寸法Ｌ１（図２参照）以上の大きさに設定されている（Ｈ≧Ｌ１）。また。相間絶縁紙９の縦方向の寸法Ｈは、横方向の寸法Ｗよりも若干大きく設定されている。

相間絶縁紙９の幅方向（横方向）中央部には、長手方向（縦方向）に延びる中央折線１３が形成されている。また、中央折線１３を挟む位置には、その中央折線１３に平行な一対の平行折線１４ａ，１４ｂが形成されている。一方の平行折線１４ａは、相間絶縁紙９の左半部を２分するように左辺１０ａと中央折線１３との中間の位置に形成され、他方の平行折線１４ｂは、相間絶縁紙９の右半部を２分するように右辺１０ｂと中央折線１３との中間の位置に形成されている。

前記中央折線１３及び平行折線１４ａ，１４ｂは、左右の側辺１０ａ，１０ｂと平行で且つ幅方向に等間隔をなす４つ折り用の３つの折線を構成する。即ち、相間絶縁紙９は、これら３つの折線１３，１４ａ，１４ｂによって、第１領域２１、第２領域２２、第３領域２３、第４領域２４の４つに区画される。詳しくは後述するように、各領域２１〜２４の幅寸法（例えば１７ｍｍ）は、巻線５の鉄心３における径方向の寸法Ｌ２（図３参照）、或は相間絶縁紙９の組み付け作業性を考慮して設定される。

相間絶縁紙９の左右の領域２１，２４に設けられた一対の突出片１２ｕ，１２ｄは、各側辺１０ａ，１０ｂにおいて鉄心３の軸方向寸法Ｌ０のぶん相互に離間して、鉄心３を軸方向に挟むように係合する構成とされている（図１、図４参照）。具体的には、突出片１２ｕは相間絶縁紙９上側の角部に、突出片１２ｄはその下側の角部に夫々設けられており、各側辺１０ａ，１０ｂから側方（横方向）への突出寸法は例えば３ｍｍに設定されている。各側辺１０ａ，１０ｂにおける突出片１２ｕ，１２ｄ相互間の離間距離は、例えば鉄心３の軸方向寸法Ｌ０より若干、大きい５１ｍｍに設定されている。換言すれば、相間絶縁紙９の左右の縁部は、突出片１２ｕ，１２ｄ間に鉄心３が嵌合するように切欠いた凹状の切欠部１５が形成されたものとして把握される。

相間絶縁紙９の周辺のうち中央折線１３と直交する一対の辺１１ａ，１１ｂの近傍は、折返し領域（折返し部１６ａ，１６ｂ）とされている。即ち、相間絶縁紙９には、上辺１１ａから所定距離（例えば７ｍｍ）内側の位置に、当該辺１１ａと平行に延びる縁折線１７ａが形成されると共に、下辺１１ｂから所定距離（例えば７ｍｍ）内側の位置に、当該辺１１ｂと平行に延びる縁折線１７ｂが形成されている。このように、縁折線１７ａ，１７ｂは、各突出片１２ｕ，１２ｄの縦方向における中間部に配置されている。

こうして、相間絶縁紙９における縁折線１７ａ，１７ｂよりも外側の領域は折返し領域として夫々区画され、縁折線１７ａ，１７ｂで各突出片１２ｕ，１２ｄが二重になるように折り返されて折返し部１６ａ，１６ｂを構成する。ここで、相間絶縁紙９において折返し部１６ａ，１６ｂを除いた部分はシート本体２０とされ、折返し部１６ａ，１６ｂは、シート本体２０の両端部に折り重なるように連設された構成となっている。なお、折返し部１６ａ，１６ｂは、シート本体２０及び折返し部１６ａ，１６ｂの少なくとも一方に設けられていればよい。

上記した折線１３，１４ａ，１４ｂ，１７ａ，１７ｂについて、図４の紙面に向かって手前側が凸となるように折り返される山折り線を破線で示し、凹となるように折り返される谷折り線を二点鎖線で示している。即ち、前記の縁折線１７ａ，１７ｂは、相間絶縁紙９の両面１８Ｅ，１８Ｉのうち第１面１８Ｅ上で凹となるよう谷折りされる。中央折線１３は、縁折線１７ａ，１７ｂにより、３つの線分（第１線分１３１〜第３線分１３３）に区切られ、第２線分１３２が谷折りに、他の第１線分１３１と第３線分１３３が山折りに折り曲げられる。各平行折線１４ａ及び１４ｂは、縁折線１７ａ，１７ｂにより、３つの線分（第１線分１４１ａ〜第３線分１４３ａ及び第１線分１４１ｂ〜第３線分１４３ｂ）に夫々区切られ、第２線分１４２ａ，１４２ｂが山折りに、他の第１線分１４１ａ，１４１ｂと第３線分１４３ａ，１４３ｂが谷折りに折り曲げられる。

本実施形態の相間絶縁紙９は、突出片１２ｕ，１２ｄを含め１つの中央折線１３を境に左右対称で、且つ上下対称な形状に形成されると共に、上記した折線１３，１４ａ，１４ｂ，１７ａ，１７ｂも左右対称且つ上下対称に配置されている。中央折線１３及び平行折線１４ａ，１４ｂは、上記したように相間絶縁紙９の幅方向に等間隔で形成されている。このため、相間絶縁紙９について、中央折線１３及び平行折線１４ａ，１４ｂによりジグザグに所謂蛇腹折りで折り畳まれることで、突出片１２ｕ，１２ｄを除いた幅方向の寸法Ｗが１／４の大きさとなり、曲げ強度や捩れ強度（剛性）が付加される。また、相間絶縁紙９における長手方向の両端部では、第１領域２１〜第４領域２４にわたって折返し部１６ａ，１６ｂが折り重なる結果、８重になるため剛性がより向上する。

前記の折り畳み状態では、折り重ねられた相間絶縁紙９の４つの領域２１〜２４のうち、第１領域２１及び第４領域２４の第１面１８Ｅが外側となり、第２面１８Ｉが内側となる（図１、図５参照）。また、折返し部１６ａ，１６ｂは、相間絶縁紙９の第１面１８Ｅ側へ折り重なっており、シート本体２０の外側に位置する。なお、図５は、折り畳んだ相間絶縁紙９が、自身の復元力で当該絶縁紙９全体がＷ字状をなすように拡がった様子を示している。以下では、相間絶縁紙９において、中央折線１３で折り返すことにより形成される稜線を中央稜線１３´と称し、平行折線１４ａ，１４ｂで折り返すことにより形成される稜線を二条の稜線１４ａ´，１４ｂ´と称する。

続いて、相間絶縁紙９を折り畳む手順を説明する。相間絶縁紙９の片面１８Ｉには、予め印刷等により上記した全ての折線１３，１４ａ，１４ｂ，１７ａ，１７ｂが付されているものとする。なお、機械加工により折線１３，１４ａ，１４ｂ，１７ａ，１７ｂを付型するようにしてもよい。

相間絶縁紙９を前記の折り畳み状態とするには、以下のようにされる。即ち、上下の縁折線１７ａ，１７ｂが谷折りされ、折返し部１６ａ，１６ｂが手前側（第１面１８Ｅ）側へ折り返される。中央折線１３は、第２線分１３２が谷折りされ（これに伴い他の線分１３１、１３３が山折りされ）、相間絶縁紙９が２つ折りされる。各平行折線１４ａ，１４ｂは、第２線分１４２ａ，１４２ｂが夫々山折りされ（これに伴い他の線分１４１ａ，１４１ｂ、１４３ａ，１４３ｂが谷折りされ）、相間絶縁紙９が４つ折りされた状態となる。これにより、相間絶縁紙９において、シート本体２０は平行折線１４ａ，１４ｂで折り返される方向と中央折線１３で折り返される方向とが互い違いになる所謂蛇腹折りで折り畳まれ、折返し部１６ａ，１６ｂは、そのシート本体２０の外側となる第１面１８Ｅ側で折り重なる状態となる。なお、折り曲げ順は、これに限定するものではなく、中央折線１３及び平行折線１４ａ，１４ｂについて一端側から他端側へ折線１４ａ，１３，１４ｂの順にジグザグに折り畳む等、適宜変更してもよい。

次に、上記構成の作用について説明する。
Ｕ相巻線５ｕ、Ｖ相巻線５ｖ、Ｗ相巻線５ｗは、予め絶縁スプール４毎に１相ずつ巻装され、絶縁スプール４ごと鉄心３の各ティース３ａに対して内周側から装着する。この場合、絶縁スプール４は、その嵌合孔７がティース３ａに嵌合すると共に、鍔部４ｂの延出片４ｃが鉄心３の軸方向の両端面３ｃ，３ｄに係合するため、鉄心３にガタつかないように配置される（図２、図３参照）。この場合、鉄心３のスロット６には、その周方向に隣り合う巻線５が互いに近接した状態で配置されることとなる。

そこで、上記のように折り畳んだ相間絶縁紙９を巻線５間に挿入することにより、各巻線５間を確実に絶縁することが可能となる。即ち、作業者は、例えば折り畳んだ相間絶縁紙９における長手方向の端部（折返し部１６ａ，１６ｂ部分）を把持し、突出片１２ｕ，１２ｄを、鉄心３の軸方向における巻線５の両端側（図２で巻線５の上下両側に位置するコーナ５ｃ部分）に位置を合せるように向けて、鉄心３の内周側から挿入する。この場合、相間絶縁紙９は、突出片１２ｕ，１２ｄが設けられた側辺１０ａ，１０ｂと中央稜線１３´とが直線状に揃うように折り畳まれているため、スロット６への挿入作業がスムーズに行われる。

図１、図３に示すように、相間絶縁紙９は、それら中央稜線１３´に揃う側辺１０ａ，１０ｂがヨーク３ｂの内周面と当接する位置まで押し込まれことに伴い、突出片１２ｕ，１２ｄが鉄心３の軸方向の両端面３ｃ、３ｄを挟むように係合する。これにより、作業者が相間絶縁紙９から手を離しても落下が防止され、中央折線１３が鉄心３の軸方向を指向する向きで巻線５相互間に挿入された状態となる。また、巻線５間の相間絶縁紙９は、自身の復元力で当該絶縁紙９全体が鉄心３の軸方向から見てＷ字状をなすように拡がり、その外側の領域２１，２４の面１８Ｅが周方向両側の巻線５に押し当たる。つまり、相間絶縁紙９は、巻線５間において、スロット６の底側で両側辺１０ａ，１０ｂが相互に離間するように拡がり（図５の矢印Ｄ１参照）、スロット６の開放側で二条の稜線１４ａ´，１４ｂ´が相互に離間するように拡がるため（矢印Ｄ２参照）、図３に示すように、巻線５の側部に対する外面１８Ｅの接触面積が可及的に大きくなる。また、相間絶縁紙９の長手方向の両端部は折返し部１６ａ，１６ｂによって多重に折り重なり、充分な厚みが確保されている。このため、相間絶縁紙９が挿入される巻線５相互間の隙間が比較的大きな場合でも、図２で巻線５の上下両側に位置するコーナ５ｃ部分で折返し部１６ａ，１６ｂが拡がるようにして嵌装された状態となって係止される。これにより、相間絶縁紙９全体の位置がずれることもない。しかも、図１に示すように、各折返し部１６ａ，１６ｂの縁つまり相間絶縁紙９の上下両辺１１ａ，１１ｂが、その絶縁紙９の外側で鉄心３の軸方向に互いに対向した状態で巻線５に接触するため、巻線５に対する相間絶縁紙９の高い抜け止め効果を得ることができる。従って、相間絶縁紙９の挿入作業が一度で済むので、作業効率が改善される。

前記鉄心３に巻線５を巻装した固定子２を、相間絶縁紙９ごと絶縁性の樹脂（図示略）によりモールドする。これにより、鉄心３における巻線５は相間絶縁紙９と共に前記樹脂により埋められて固定され、絶縁性が確保される。

ところで、電気自動車等に用いられる駆動電動機では、小型にして高出力を得るべく巻線の占積率を高めに設定する傾向にあり、上記のように相間絶縁紙９を折り畳んだ場合には、巻線５間の隙間が狭く挿入し難くなる事態も想定される。そこで、発明者らは、相間絶縁紙９において巻線５間に先に挿入される中央折線１３と側辺１０ａ，１０ｂとの関係に着目して、次のような実験を行った。先ず、３枚の相間絶縁紙（以下、相間絶縁紙９Ａ，９Ｂ，９Ｃとする）について、第１領域２１〜第４領域２４の夫々の幅寸法ｗ１，ｗ２，ｗ３，ｗ４（図４参照）を以下のように設定する。

相間絶縁紙９Ａは、各領域２１〜２４の幅寸法ｗ１〜ｗ４を全て１６ｍｍに設定する（ｗ１＝ｗ２＝ｗ３＝ｗ４＝１６ｍｍ）。
相間絶縁紙９Ｂは、第１領域２１と第４領域２４の幅寸法ｗ１，ｗ４を１６ｍｍに（ｗ１＝ｗ４＝１６ｍｍ）、他の領域２２，２３の寸法を１２ｍｍに夫々設定する（ｗ２＝ｗ３＝１２ｍｍ）。

相間絶縁紙９Ｃは、第１領域２１と第４領域２４の幅寸法ｗ１，ｗ４を１６ｍｍに（ｗ１＝ｗ４＝１６ｍｍ）、他の領域２２，２３の寸法を１４ｍｍに夫々設定する（ｗ２＝ｗ３＝１４ｍｍ）。

ここで、相間絶縁紙９Ａ，９Ｂ，９Ｃにおける前記幅寸法ｗ１〜ｗ４（Ｗ）以外の寸法は図４に示す相間絶縁紙９の寸法と同じものとする。また、巻線の占積率は高めに設定され、巻線５間の隙間は、手作業で挿入する際の相間絶縁紙９Ａ，９Ｂ，９Ｃと巻線５との接触が不可避となる幅狭なものとする。そして、相間絶縁紙９Ａ，９Ｂ，９Ｃの夫々について、上記した相間絶縁紙９の挿入方法と同様に、突出片１２ｕ，１２ｄをスロット６側に向けて、側辺１０ａ，１０ｂ側から巻線５間に挿入する。

この条件下における発明者らの実験によると、相間絶縁紙９Ａは比較的容易に巻線５間へ挿入することができる一方、相間絶縁紙９Ｂ，９Ｃは巻線５間への挿入が困難となった。図示は省略するが、相間絶縁紙９Ｂ，９Ｃを折り畳んだ状態では、当該絶縁紙９Ｂ，９Ｃの側辺１０ａ，１０ｂより内側へ中央稜線１３´が収まることとなる。このため、相間絶縁紙９Ｂ，９Ｃを巻線５間に挿入する際に、先に挿入される側辺１０ａ，１０ｂ部分が巻線と接触してたわみ、挿入し難くなるものと考えられる。また、相間絶縁紙９Ｂ，９Ｃ自体、比較的薄いため、巻線５と引っ掛ると座屈をおこし易い。これに対し、相間絶縁紙９Ａを折り畳んだ状態では、中央稜線１３´と側辺１０ａ，１０ｂとが揃い、その縁部が４重になって剛性が高められることで座屈がおこり難く、挿入し易くなるものと考えられる。

前記中央稜線１３´は、巻線５間に対する挿入側として凸となるように折り返されているため、側辺１０ａ，１０ｂに比し巻線に対して引っ掛かりにくく且つ剛性を増大させる構成となっている。図示は省略するが、相間絶縁紙において、一方の平行折線１４ａを中央折線１３よりも一方の側辺１０ａに寄せた位置に形成し、他方の平行折線１４ｂを中央折線１３よりも他方の側辺１０ｂに寄せた位置に形成する（ｗ２＞ｗ１、ｗ３＞ｗ４）。これにより、相間絶縁紙を折り畳んだ状態で、中央稜線１３´が側辺１０ａ，１０ｂより外側（挿入側）として突出するよう構成することで、中央稜線１３´から容易に挿入することができる。

図６は、上記の駆動電動機１を走行駆動用として、当該電動機１を駆動するシステムを搭載した電気自動車の構成を概略的に示す機能ブロック図である。１００は自動車のシャーシ（車体）であり、組電池パック２００内には、図示しない組電池が単数あるいは複数組み込まれている。この電池パック２００のプラス、マイナス電極は、インバータ装置を含み電圧を変換すると共に、運転指令を受けて出力電流・電圧のレベル制御及び位相制御などを行う電圧変換及び運転制御部３００に接続されている。電圧変換及び運転制御部３００の出力は、駆動電動機１に駆動電力として供給される。

前記車体１００には、左右の駆動輪たる車輪ＷＲ，ＷＬが取り付けられている。車輪ＷＲ，ＷＬは、駆動電動機１が出力する駆動力により駆動可能に構成されており、駆動電動機１の回転は、例えば差動ギアユニットを介して、車輪ＷＲ，ＷＬに伝達される。電池管理基板４００は、組電池の状態を管理すると共に通信を行うための回路（制御部、通信インターフェース、記憶部などを含む）が搭載されている。

以上説明したように、相間絶縁シートたる絶縁紙９は略矩形形状をなし、その中央に形成される中央折線１３とその両側を挟む位置に形成される当該中央折線１３に平行な一対の平行折線１４ａ，１４ｂとで構成され且つ中央折線１３で折り返される方向と一対の平行折線１４ａ，１４ｂで折り返される方向とが互い違いになるように折り返される４つ折り用の３つの折線１３，１４ａ，１４ｂと、相間絶縁紙９の周辺のうち中央折線１３と直交する一対の辺１１ａ，１１ｂに沿って夫々形成され、相間絶縁紙９における一対の辺１１ａ，１１ｂ側に折返し部１６ａ，１６ｂを区画する縁折線１７ａ，１７ｂとを備える。

上記構成の相間絶縁紙９は、その両端部に縁折線１７ａ，１７ｂによって折返し部１６ａ，１６ｂが形成されると共に、３つの折線１３，１４ａ，１４ｂによって所謂蛇腹折りで折り畳まれる。このように相間絶縁紙９を折り畳んだ状態で、固定子２の巻線５相互間に例えば中央稜線１３´（辺１１ａ，１１ｂ）側から挿入する。これにより、巻線５間の相間絶縁紙９は、自身の復元力で当該絶縁紙９全体が鉄心３の軸方向から見てＷ字状をなすように拡がり、その両側の領域２１，２４の面１８Ｅが巻線５に押し当たる。よって、相間絶縁紙９は、巻線５間で鉄心３における径方向内側と径方向外側とで拡がるため（図５の矢印Ｄ１，Ｄ２参照）、巻線５の側面側に対する外面１８Ｅの接触面積を可及的に大きくすることができ、巻線５間の隙間の大小に係らず、巻線５間への組み付けに適した構成とすることができる。また、上記構成によれば、縁折線１７ａ，１７ｂで折返し部１６ａ，１６ｂを形成して前記の蛇腹折りで折り畳むことで、相間絶縁紙９の両端部が多重に折り重なり、充分な厚みと剛性を確保することができる。従って、例えば上記のように挿入した相間絶縁紙９は、その両端の折返し部１６ａ，１６ｂが巻線５間で拡がるようにして嵌装されることで係止される。このため、固定子２の製造工程において、巻線５間に挿入した相間絶縁紙９の位置がずれたり、抜け落ちたりすることを確実に防止できる。従って、巻線５間同士の接触等による絶縁異常を無くすことができる。

前記固定子２は、鉄心３と、この鉄心３に集中巻きで巻装される複数の巻線５と、上記の相間絶縁紙９とを備える。これによれば、巻線５は、複数のティースを跨いで巻装される分布巻きと異なり、集中巻で１相ずつ巻装されるため、巻線５の占積率を高めて、小型にして高出力を得ることができる。従って、当該固定子２と、その界磁空間に配置された前記回転子とを備えた駆動電動機１は、電気自動車等の車両に適した構成とすることができる。この他、上記構成と同様に、巻線５間同士の接触等による絶縁異常が無い、高品質な駆動電動機１を製造することができる。

また、前記固定子２において、相間絶縁紙９は、前記３つの折線１３，１４ａ，１４ｂで折り畳まれた状態で、中央折線１３が鉄心３の軸方向を指向する向きで複数の巻線５相互間に挿入されたシート本体２０と、中央折線１３と直交する方向に延びる縁折線１７ａ，１７ｂを介して、シート本体２０における中央折線１３の方向の両端部に折り重なるように連設され、シート本体２０の複数の巻線５相互間への挿入により当該複数の巻線５相互間に嵌装された折返し部１６ａ，１６ｂとを備える。

即ち、第２実施形態で述べるように、相間絶縁紙９を巻線５間に挿入する向きは、中央折線１３が鉄心３の軸方向を指向する向きであればよい。この向きの相間絶縁紙９を配した固定子２は、折返し部１６ａ，１６ｂが巻線５間に嵌装されるため、巻線５間における相間絶縁紙９のずれを、より確実に防止することができる。この他、上記した相間絶縁紙９と同様の効果を奏する。

一対の突出片１２ｕ，１２ｄを、相間絶縁紙９におけるシート本体２０及び折返し部１６ａ，１６ｂの少なくとも一方に設け、鉄心３を軸方向に挟むように係合する構成とした。これによれば、相間絶縁紙９を上記のように折り畳み、巻線５相互間に突出片１２ｕ，１２ｄを向けて挿入することで、突出片１２ｕ，１２ｄによって鉄心３の軸方向両端３ｃ，３ｄを挟むように係合させる。これにより、固定子２の製造工程において、巻線５間に挿入した相間絶縁紙９の位置がずれたり、抜け落ちたりすることをより確実に防止できる。より具体的には、相間絶縁紙９は展開した状態で略矩形形状をなし、その周辺のうち中央折線１３に平行な辺１０ａ，１０ｂの寸法は、鉄心３の軸方向寸法Ｌ０より大きく設定され、その中央折線１３に平行な一対の辺１０ａ，１０ｂに夫々突設された一対の突出片１２ｕ，１２ｄであって、鉄心３の軸方向の寸法Ｌ０のぶん相互に離間して鉄心３を軸方向に挟むように係合する一対の突出片１２ｕ，１２ｄを備える。この構成によっても上記の突出片１２ｕ，１２ｄと同様の効果を奏する。

折返し部１６ａ，１６ｂは、複数の巻線５相互間において当該巻線５に臨むように前記４つ折りのシート本体２０の外側に位置する。つまり、相間絶縁紙９は、縁折線１７ａ，１７ｂで折り返された折返し部１６ａ，１６ｂが外側となるように２つ折り又は４つ折りで折り畳まれる構成とした。これによれば、折返し部１６ａ，１６ｂの縁つまり相間絶縁紙９の一対の辺１１ａ，１１ｂが、その絶縁紙９の外側で鉄心３の軸方向に互いに対向した状態で巻線５に接触するため、巻線５に対する相間絶縁紙９の高い抜け止め効果を得ることができる。

前記相間絶縁紙９は展開した状態で略矩形形状をなし、一対の平行折線１４ａ，１４ｂは、その一方の平行折線１４ａが、相間絶縁紙９の周辺のうち中央折線１３に平行な一方の辺１０ａと当該中央折線１３との中間の位置に、又は中央折線１３よりも一方の辺１０ａに寄せた位置に形成され、他方の平行折線１４ｂが相間絶縁紙９の周辺のうち中央折線１３に平行な他方の辺１０ｂと当該中央折線１３との中間の位置に、又は中央折線１３よりも他方の辺１０ｂに寄せた位置に形成され、相間絶縁紙９は、複数の巻線５相互間に対して、シート本体１０を中央折線１３で折り返すことによりに形成される中央稜線１３´側から挿入されている。

これによれば、相間絶縁紙９を折り畳んだ状態で、両側辺１０ａ，１０ｂが中央稜線１３´よりも外側へ、はみ出ることがない。従って、相間絶縁紙９を巻線５間に挿入する際に、中央稜線１３´を、鉄心３の内周面と当接するまで押し込み、鉄心３に対する径方向の位置決めに利用することができる。また、上記実施形態のように、相間絶縁紙９において一方の平行折線１４ａを一方の辺１０ａと中央折線１３との中間の位置に形成し（ｗ１＝ｗ２）、他方の平行折線１４ｂを他方の辺１０ｂと当該中央折線１３との中間の位置に形成した場合（ｗ３＝ｗ４）、上記のように折り畳むことで、中央稜線１３´と側辺１０ａ，１０ｂとが揃って４重となるため、座屈がおこり難くなり、相間絶縁紙９の組み付けをスムーズに行うことができる。更に、相間絶縁紙において、一方の平行折線１４ａを中央折線１３よりも一方の辺１０ａに寄せた位置に形成し（ｗ２＞ｗ１）、他方の平行折線１４ｂを中央折線１３よりも他方の辺１０ｂに寄せた位置に形成した場合（ｗ３＞ｗ４）、当該絶縁紙を折り畳んだ状態で、中央稜線１３´が側辺１０ａ，１０ｂより外側（側方）へ突出する。中央稜線１３´は、巻線５間に対する挿入側として凸となるように折り返されているため、側辺１０ａ，１０ｂに比し巻線に対して引っ掛かりにくく且つ剛性を増大させることができ、当該絶縁紙を、中央稜線１３´から容易に挿入することができる。

＜その他の実施形態＞
図７〜図９は、第２〜第４実施形態を示すものであり、既述の部分と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる点につき説明する。

図７に示す第２実施形態の相間絶縁紙３０は、突出片１２ｕ，１２ｄが省略されている点で、第１実施形態の相間絶縁紙９と相違する。相間絶縁紙３０を、相間絶縁紙９と同様に折り畳んで中央稜線１３´を鉄心３の径方向外側に向けて巻線５間に挿入する。相間絶縁紙３０は、突出片１２ｕ，１２ｄが無いため鉄心３と直接的に係合しないが、相間絶縁紙９と同様に自身の復元力で当該絶縁紙３０全体がＷ字状をなすように拡がる。また、相間絶縁紙９の長手方向の両端部は、折返し部１６ａ，１６ｂによって多重に折り重なり、且つ各折返し部１６ａ，１６ｂが相互に対向した状態で巻線５に接触することで、第１実施形態と同様、高い抜け止め効果を得ることができる。

第２実施形態の相間絶縁紙３０は、巻線５間に挿入する向きを逆にしてもよい。即ち、相間絶縁紙３０を、巻線５間に対して中央稜線１３´側が鉄心３の径方向内側、二条の稜線１４ａ´，１４ｂ´側が径方向外側となる向きで挿入する。相間絶縁紙３０は、スロット６の開放側で両側辺１０ａ，１０ｂが相互に離間するように拡がり、スロット６の底側で二条の稜線１４ａ´，１４ｂ´が相互に離間するように拡がる（図５の矢印Ｄ１，Ｄ２参照）。これにより、巻線５の側部に対する相間絶縁紙３０外面１８Ｅの接触面積を大きくすることができると共に、巻線５間同士の接触による絶縁異常を無くすことができる等、上記と同様の効果を奏する。

図８に示す第３実施形態の相間絶縁紙４０は、平行折線１４ａ，１４ｂが省略される一方、中央折線１３が２つ折り用の折線として構成されている。相間絶縁紙４０は、中央折線１３によって、第１領域４１と第２領域４２との２つに区画される。

相間絶縁紙４０は、第１実施形態の相間絶縁紙９と同様に、左右の側辺１０ａ，１０ｂに突出片１２ｕ，１２ｄが張り出すように形成されると共に、長手方向の両端部に、縁折線１７ａ，１７ｂにより折り返された折返し部１６ａ，１６ｂが形成されている。相間絶縁紙４０を折り畳む場合、先ず上下の縁折線１７ａ，１７ｂが谷折りされ、折返し部１６ａ，１６ｂが手前側（第１面１８Ｅ）側へ折り返される。中央折線１３は、第２線分１３２が山折りされ（これに伴い他の線分１３１、１３３が谷折りされ）、相間絶縁紙４０が２つ折りされる。これにより、相間絶縁紙４０における長手方向の両端部では、第１領域４１と第２領域４２にわたって折返し部１６ａ，１６ｂが折り重なる結果、４重になるため剛性が向上する。

折り畳んだ相間絶縁紙４０について、突出片１２ｕ，１２ｄを鉄心３の径方向外側に向けて巻線５間に挿入する。従って、相間絶縁紙４０は、突出片１２ｕ，１２ｄが鉄心３の軸方向の両端面３ｃ、３ｄを挟むように係合する。そして、巻線５間の相間絶縁紙４０は、自身の復元力で当該絶縁紙４０全体がＶ字状をなすように拡がる。上記したように、ティース３ａ或は絶縁スプール４毎に巻線５が角筒状をなすように巻装され、巻線５の隙間は、鉄心３における径方向外側よりも径方向内側が狭い。このため、相間絶縁紙４０のＶ字をなす開放端側（側辺１０ａ，１０ｂ）を鉄心３の径方向外側に向けて挿入することで、巻線５の側面側に対する外面１８Ｅの接触面積を可及的に大きくして、相間絶縁紙４０の抜け止め効果を高めることができる。この他、相間絶縁紙４０の折返し部１６ａ，１６ｂによって、相間絶縁紙４０の位置ずれを抑制することができると共に、巻線５間同士の接触による絶縁異常を無くすことができる等、第１実施形態と同様の効果を奏する。

図９に示す第４実施形態の相間絶縁紙５０は、突出片１２ｕ，１２ｄが省略されている点で、第３実施形態の相間絶縁紙４０と相違する。相間絶縁紙５０を、相間絶縁紙４０と同様に折り畳んで側辺１０ａ，１０ｂを鉄心３の径方向外側に向けて巻線５間に挿入する。相間絶縁紙５０は、突出片１２ｕ，１２ｄが無いため鉄心３と直接的に係合しないが、相間絶縁紙４０と同様に自身の復元力で当該絶縁紙５０全体がＶ字状をなすように拡がる。従って、相間絶縁紙４０の折返し部１６ａ，１６ｂによって、相間絶縁紙４０の位置ずれを抑制することができる等、第３実施形態と同様の効果を奏する。

第４実施形態の相間絶縁紙５０は、巻線５間に挿入する向きを逆にしてもよい。即ち、相間絶縁紙５０は、巻線５間において中央稜線１３´側が鉄心３の径方向外側、側辺１０ａ，１０ｂ側が径方向内側となる向きで挿入され、スロット６の開放側で両側辺１０ａ，１０ｂが相互に離間するように拡がることとなる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略，置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

相間絶線シートは、正方形形状を含む略矩形形状のシート材であればよく、相間絶縁紙９，３０，４０，５０に限定するものではない。即ち、相間絶縁紙９，３０，４０，５０の各寸法は、鉄心３及び巻線５の寸法並びに巻線５間の隙間に応じて適宜、変更することができ、それら相間絶縁紙について前記２つ折りで折り畳む構成或は４つ折りで折り畳む構成を選択的に採用する。この場合でも、前記２つ折りで折り畳むことで上記のように剛性が付加され、前記４つ折りで折り畳むことでより剛性を高めることができる。

相間絶縁紙９，３０，４０，５０において、縁折線１７ａ，１７ｂで折り返された折返し部１６ａ，１６ｂが内側となるように前記２つ折り又は４つ折りで折り畳む構成としてもよい。折り畳んだ相間絶縁紙９，３０，４０，５０の長手方向の両端部では、折返し部１６ａ，１６ｂによって、前記２つ折りのときは４重になり、前記４つ折りのときは８重になる。このため、比較的薄い相間絶縁紙を用いて構成しても、折返し部１６ａ，１６ｂにおける充分な厚みを確保することができる。

駆動電動機１は、上記した電気自動車に限らず、ハイブリッド自動車等、駆動電動機１が出力する駆動力により駆動可能な車輪を備えた自動車に適用してもよい。

図面中、１は回転電機、２は固定子、３は固定子鉄心、５は巻線、９，３０，４０，５０は相間絶縁シート、１３は中央折線、１０ａ，１０ｂは中央折線に平行な一対の辺、１１ａ，１１ｂは中央折線と直交する一対の辺、１２ｕ，１２ｄは突出片、１３´は中央稜線、１４ａ，１４ｂは平行折線、１６ａ，１６ｂは折返し部、１７ａ，１７ｂは縁折線、２０はシート本体、ＷＲ、ＷＬは車輪を示す。

Claims (7)

1. 固定子鉄心と、
   前記固定子鉄心に対して集中巻きで巻装される複数の巻線と、
   前記複数の巻線相互間に挿入される相間絶縁シートとを備え、
   前記相間絶縁シートは、
   その中央に形成される２つ折り用の１つの中央折線、又は、前記中央折線の両側を挟む位置に当該中央折線と平行に形成される一対の平行折線並びに前記中央折線で構成され且つ前記一対の平行折線で折り返される方向と前記中央折線で折り返される方向とが互い違いになるように折り返される４つ折り用の３つの折線で折り畳まれた状態で、前記中央折線が前記固定子鉄心の軸方向を指向する向きで前記複数の巻線相互間に挿入されたシート本体と、
   前記中央折線と直交する方向に延びる縁折線を介して、前記シート本体における前記中央折線の方向の両端部に折り重なるように連設され、前記シート本体の前記複数の巻線相互間への挿入により当該複数の巻線相互間に嵌装された折返し部とを備えることを特徴とする回転電機の固定子。
2. 前記相間絶縁シートにおける前記シート本体及び前記折返し部の少なくとも一方に設けられ、前記固定子鉄心を軸方向に挟むように係合する一対の突出片を備えることを特徴とする請求項１記載の回転電機の固定子。
3. 前記折返し部は、前記複数の巻線相互間において当該巻線に臨むように前記２つ折り又は前記４つ折りの前記シート本体の外側に位置することを特徴とする請求項１または２記載の回転電機の固定子。
4. 前記相間絶縁シートは展開した状態で略矩形形状をなし、
   前記一対の平行折線は、その一方の平行折線が、前記相間絶縁シートの周辺のうち前記中央折線に平行な一方の辺と当該中央折線との中間の位置に、又は前記中央折線よりも前記一方の辺に寄せた位置に形成され、
   他方の平行折線が、前記相間絶縁シートの周辺のうち前記中央折線に平行な他方の辺と当該中央折線との中間の位置に、又は前記中央折線よりも前記他方の辺に寄せた位置に形成され、
   前記相間絶縁シートは、前記複数の巻線相互間に対して、前記シート本体を前記中央折線で折り返すことによりに形成される中央稜線側から挿入されていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の回転電機の固定子。
5. 請求項１から４の何れか１項に記載の固定子と、
   前記固定子の界磁空間に配置された回転子とを備えたことを特徴とする回転電機。
6. 請求項５に記載の回転電機と、
   前記回転電機が出力する駆動力により駆動可能な車輪とを備えることを特徴とする自動車。
7. 略矩形形状をなす相間絶縁シートの中央に形成される２つ折り用の１つの中央折線と、又は、前記中央折線の両側を挟む位置に当該中央折線と平行に形成される一対の平行折線並びに前記中央折線で構成され且つ前記一対の平行折線で折り返される方向と前記中央折線で折り返される方向とが互い違いになるように折り返される４つ折り用の３つの折線と、
   前記相間絶縁シートの周辺のうち前記中央折線と直交する一対の辺に沿って夫々形成され、前記相間絶縁シートにおける前記一対の辺側に折返し部を区画する縁折線とを備えることを特徴とする回転電機の相間絶縁シート。

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