JP2013143810A - Insulating paper and rotary electric machine using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、絶縁紙、およびそれを用いた回転電機に関する。 Embodiments described herein relate generally to insulating paper and a rotating electrical machine using the same.
導体を絶縁する場合、絶縁性材料を紙状に成形した絶縁紙が広く用いられている。このような絶縁紙は、例えば耐熱性や耐油性、あるいは機械的強度などを考慮した上で、要求される絶縁性能を満たすものが採用されている。 When insulating a conductor, insulating paper obtained by forming an insulating material into a paper shape is widely used. As such insulating paper, for example, paper that satisfies required insulating performance is adopted in consideration of heat resistance, oil resistance, mechanical strength, and the like.
さて、絶縁紙が覆っている導体に高周波数の電流が流れると、ノイズが発生することがある。例えば、絶縁紙を用いる例として所謂電気自動車やハイブリッド自動車用の回転電機を想定すると、回転電機は、駆動回路であるインバータのスイッチング速度やキャリア周波数、回転電機の浮遊容量やインピーダンスなどによって漏れ電流が発生する。そして、その漏れ電流によって、車両に搭載されている電子機器例えばAMラジオの周波数帯域にノイズが放射される。この場合、スロット絶縁紙や相間絶縁紙の静電容量を変更して漏れ電流の周波数特性を変化させることにより、ノイズによる影響を抑制することが可能となるものの、電子機器の種類によってはノイズが影響を及ぼす周波数帯域が異なることが想定される。 Now, when a high-frequency current flows through a conductor covered with insulating paper, noise may occur. For example, assuming a rotating electrical machine for a so-called electric vehicle or hybrid vehicle as an example of using insulating paper, the rotating electrical machine has a leakage current due to the switching speed and carrier frequency of an inverter that is a drive circuit, the stray capacitance and impedance of the rotating electrical machine, and the like. Occur. And the noise is radiated | emitted to the frequency band of the electronic device mounted in the vehicle, for example, AM radio, with the leakage current. In this case, it is possible to suppress the influence of noise by changing the frequency characteristics of the leakage current by changing the capacitance of the slot insulation paper or interphase insulation paper, but depending on the type of electronic equipment, the noise may be reduced. It is assumed that the frequency bands that affect are different.
本発明が解決しようとする課題は、電子機器の種類に応じて静電容量を変更することが可能な絶縁紙、それを用いた電子機器および回転電機を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide an insulating paper whose capacitance can be changed according to the type of electronic device, an electronic device using the insulating paper, and a rotating electrical machine.
実施形態の絶縁紙は、絶縁性材料で紙状に形成された本体部に、当該絶縁性材料よりも誘電率が低い空気を含む空気層領域が、当該本体部の面方向に均等配置されていることを特徴とする。 In the insulating paper of the embodiment, an air layer region containing air having a dielectric constant lower than that of the insulating material is evenly arranged in the surface direction of the main body in the main body formed in a paper shape with an insulating material. It is characterized by being.
以下、絶縁紙、およびそれを用いた回転電機の複数の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
(第1実施形態)
以下、第1実施形態による絶縁紙、およびそれを用いた回転電機について、図1から図6を参照しながら説明する。
図1に示すように、回転電機1は、固定子2および回転子3を備えている。これら固定子2および回転子3は、図示しない筐体に収容されている。回転電機1は、本実施形態の場合、電気自動車やハイブリッド自動車の駆動用に用いられる電動機を想定している。
Hereinafter, a plurality of embodiments of insulating paper and a rotating electrical machine using the same will be described with reference to the drawings. Note that, in a plurality of embodiments described below, substantially the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
(First embodiment)
Hereinafter, the insulating paper according to the first embodiment and the rotating electrical machine using the same will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
As shown in FIG. 1, the rotating electrical machine 1 includes a
固定子2は、例えば珪素鋼板を円環状にプレス加工した鉄心片4を板厚方向に積層して、概ね円筒状に形成されている。固定子2は、鉄心片4の積層方向に沿って設けられているスロット5と、スロット5内に挿入されているコイル6とを有している。なお、図1では、コイル6を模式的にハッチングにて示している。
スロット5には、図2に示すように、コイル6、スロット絶縁紙7、くさび8が挿入されている。コイル6は、例えばエナメル線のような素線或いはこの素線を複数本束ねたリッツ線を巻回して形成されている。このコイル6は、スロット5に挿入された後、ワニス9によって成型され、各素線がばらけることが防止されている。本実施形態では、コイル6はU相、V相、W相の三相分設けられており、図示しない駆動回路から三相交流電源が供給される。スロット5内のコイル6の占有率は、図2に示す断面視においておおよそ80%から85%となる。
The
As shown in FIG. 2, the
コイル6は、スロット5に挿入された状態では、図3に示すように、固定子2の積層方向の両側から突出し、コイルエンド10を形成している。なお、図3では、U相をコイル6u、V相をコイル6v、W相をコイル6wとして示している。コイルエンド10は、固定子2の積層方向の両端側において、周方向の全域に形成されている。また、コイルエンド10には、各相のコイル6間に、相間絶縁紙11が設けられている。
スロット絶縁紙7は、特許請求の範囲に記載した絶縁紙に相当し、コイル6とスロット5の内壁との間に設けられている。スロット絶縁紙7は、コイル6とスロット5との間を絶縁している。このスロット絶縁紙7は、図2および図3に示すように、スロット5の内壁に沿って、固定子2の全長(積層方向の長さ)よりも若干長く形成されている。このため、スロット絶縁紙7は、固定子2の積層方向の全長に亘って、スロット5の内壁を一定の厚みを保った状態で覆っている。
When the
The
相間絶縁紙11は、特許請求の範囲に記載した絶縁紙に相当し、コイルエンド10において各相のコイル6間を絶縁する。これらスロット絶縁紙7および相間絶縁紙11は、本実施形態では絶縁体材料であるアラミド紙で形成されている。なお、スロット絶縁紙7および相間絶縁紙11の形状の詳細については、後述する。
くさび8は、図2に示すように、スロット5の開口部を塞ぐことで、コイル6がスロット5から飛び出して回転子3に接触することを防止している。このくさび8は、スロット絶縁紙7と同じもので形成してもよいし、所謂エンジニアリングプラスチックなどで形成してもよい。
The
As shown in FIG. 2, the
回転子3は、図1に示すように、固定子2の内周側において固定子2と同軸に設けられている。回転子3は、例えば珪素鋼板を円板状にプレス加工した鉄心片12を積層して、概ね円柱状に形成されている。この回転子3には、その中心部に軸孔13が設けられている。この軸孔13には、回転軸14が例えば圧入により固定されている。また、回転子3には、周方向の全域に、回転子3を積層方向に貫通する複数の導体孔15が形成されている。この導体孔15には、例えばアルミニウムや銅などの導体16が充填あるは挿入されている。この導体16は、固定子2の積層方向の両端部において、図示しないエンドリングにより互いに導通(短絡)している。この導体16には、固定子2のコイル6により誘導された電流が流れる。つまり、回転電機1は、所謂かご型の三相誘導電動機である。
As shown in FIG. 1, the
ここで、スロット絶縁紙7および相間絶縁紙11の詳細について説明する。
スロット絶縁紙7は、図4(A)に示すようにアラミド紙を矩形状且つ紙状に成形した本体部20と、図4(B)に示すように本体部20の一方の面(以下、便宜的に表面と称する)に形成された複数の凹部21とを有している。図4(B)は、図4(A)のB−B線における断面図である。なお、図4および後述する図5、図7〜図12は、スロット絶縁紙7や凹部21などを模式的に示すものであり、実際のスロット絶縁紙7と凹部21などとの大きさを示すものではない。
Here, details of the
As shown in FIG. 4 (A), the
凹部21は、本体部20の表面から厚み方向の内側に窪んで形成されている。凹部21は、概ね球面状の窪みとして形成さている。この本体部20の大きさは、幅W、奥行きD、高さ(厚み)Hである。凹部21は、図4(A)、(B)に示すように、スロット絶縁紙7の本体部20の表面側の全域に設けられている。換言すると、凹部21は、当該本体部20の面方向に、均等配置されている。ここで、均等配置とは、凹部21間の寸法が同一に形成されている状態だけでなく、凹部21間の寸法が異なって形成されている状態も含んでいる。つまり、本実施形態でいう均等配置とは、本体部20の面方向で見た場合に、凹部21が偏り無く形成されている状態を意味している。
なお、図示は省略するが、本実施形態では、相間絶縁紙11も同様に凹部21がその面方向に概ね均等に設けられている。
The
In addition, although illustration is abbreviate | omitted, in this embodiment, the recessed
スロット絶縁紙7は、図5に示すように、その表面がスロット5の内壁に接触した状態で、スロット5に収容されている。このため、スロット絶縁紙7は、凹部21においてスロット5の内壁との間に空間が形成されており、その空間には空気が存在している。ここで、本体部20を形成するアラミド紙の誘電率はおよそ2.5であり、空気の誘電率はおよそ1.0である。つまり、凹部21を設けたことにより、スロット絶縁紙7が占有する占有空間内には、アラミド紙よりも誘電率が低い空気を含む空気層領域Rが、スロット絶縁紙7の面方向の全域に亘って、且つ、面方向において概ね均等に形成されている。ここで、スロット絶縁紙7の占有空間とは、スロット絶縁紙7の最外縁部を含む空間であり、本実施形態の場合、占有空間は、幅W×奥行きD×高さHの範囲となる。なお、図3に示すようにスロット絶縁紙7の一部は固定子2からはみ出しているため厳密には幅W×奥行きD×高さHの範囲ではないものの、ここでは説明の簡略化のため、占有空間を幅W×奥行きD×高さHの範囲としている。
As shown in FIG. 5, the
次に、上記した構成のスロット絶縁紙7および相間絶縁紙11、ならびに回転電機1の作用について説明する。
回転電機1を車両に用いた場合、回転電機1のコイル6に流れる高周波電流は、スロット絶縁紙7の静電容量に応じたインピーダンスにより漏れ電流として固定子2に流れ、筐体を経由して車体に漏出する。このような漏れ電流は、その周波数や電流の大きさに応じて、ノイズとして車両に搭載されている各種の電子機器に放射される。このとき、放射されるノイズの大きさは漏れ電流の大きさに相関している。そして、どのような周波数帯域にどの程度の大きさの漏れ電流が発生するかは、スロット絶縁紙7のインピーダンスにより変化する。換言すると、漏れ電流の周波数特性は、スロット絶縁紙7の静電容量により変化する。
Next, the operation of the
When the rotating electrical machine 1 is used in a vehicle, the high-frequency current flowing through the
ここで、従来構成の絶縁紙、具体的には、上記した凹部21(つまり、空気層領域R)が形成されていないアラミド紙を用いた絶縁紙について検討してみる。なお、従来構成の絶縁紙も、スロット絶縁紙7と同じ形状(幅W、奥行きD、高さ(厚み)H)である。この従来構成の絶縁紙の場合、図6に実線(比較例)にて示すように、数百kHz〜千数百kHzの周波数帯域において、絶縁紙のインピーダンスが高くなっている。つまり、従来構成の絶縁紙の場合、数百kHz〜千数百kHzの漏れ電流が大きくなり、その周波数帯域で放射されるノイズが大きくなる。そして、数百kHz〜千数百kHzのノイズは、車両用の電子機器の一例としてのAMラジオに影響を与えるおそれがある。すなわち、AMラジオの周波数帯域はおよそ500kHz〜1500kHzであるので、その帯域におけるスロット絶縁紙7のインピーダンスが高いと発生するノイズも大きくなり、AMラジオにノイズが混入して受信不良などの不具合を引き起こすおそれが高くなる。
Here, an insulating paper having a conventional configuration, specifically, an insulating paper using an aramid paper in which the concave portion 21 (that is, the air layer region R) is not formed will be considered. The insulating paper having a conventional configuration has the same shape as the slot insulating paper 7 (width W, depth D, height (thickness) H). In the case of this conventional insulating paper, as shown by a solid line (comparative example) in FIG. 6, the impedance of the insulating paper is high in the frequency band of several hundred kHz to several hundreds of kHz. That is, in the case of the insulating paper having the conventional configuration, the leakage current of several hundred kHz to several hundreds of kHz is increased, and the noise radiated in the frequency band is increased. And noise of several hundred kHz to several hundreds of kHz may affect an AM radio as an example of an electronic device for a vehicle. That is, since the frequency band of the AM radio is about 500 kHz to 1500 kHz, the generated noise becomes large when the impedance of the
この場合、AMラジオの周波数帯域におけるスロット絶縁紙7のインピーダンスを低下させること、より厳密には、スロット絶縁紙7のインピーダンスのピークをAMラジオの周波数帯域からずらすことによって、AMラジオへの悪影響を低減することができる。
さて、スロット絶縁紙7のインピーダンスのピークをAMラジオの周波数帯域からずらすためには、スロット絶縁紙7の静電容量を変化させればよい。スロット絶縁紙7の静電容量Cは、
静電容量C=ρ×(A÷d)
但し、ρ=誘電率、A=スロット絶縁紙7の表面積、d=スロット絶縁紙7の厚み
として算出される。
In this case, by reducing the impedance of the
In order to shift the impedance peak of the
Capacitance C = ρ × (A ÷ d)
Where ρ = dielectric constant, A = surface area of the
ここで、スロット絶縁紙7の表面積Aは、スロット5の内壁の面積に相当するものである。そのため、表面積Aを変更するためには、スロット5の形状すなわち回転電機1の形状を変更する必要がある。しかし、回転電機1を設計変更することは、回転電機1の特性が変化することや車両側の配置場所を変更することなどが必要となり、実質的に困難である。また、スロット絶縁紙7の厚み(図4(B)の高さH)を変更すると、スロット5内においてスロット絶縁紙7が占有する領域が大きくなってしまい、スロット5に挿入可能なコイル6の量が減少する。つまり、スロット絶縁紙7を厚くした場合には、コイル6の量が低下することから、出力の低下などの回転電機1の性能の低下を招くことになる。このため、回転電機1の形状を変更することなく、また、回転電機1の特性を低下させることなくノイズの影響を低減するためには、スロット絶縁紙7の静電容量つまりは静電容量に比例する誘電率を変更することが必要となる。
Here, the surface area A of the
さて、発明者らは、スロット絶縁紙7のインピーダンスのピークをAMラジオの周波数帯域からずらすための目標となる誘電率を、シミュレーションおよび実験を繰り返すことによって得ている。より具体的には、スロット絶縁紙7のインピーダンスのピークを、図6に破線(実施例)にて示す位置までずらすためには、スロット絶縁紙7の誘電率をおよそ2.1にすればよいことが分かっている。なお、インピーダンスのピークのずれ量と誘電率との関係は、周知のように共振周波数の関係から算出される。
The inventors have obtained the target dielectric constant for shifting the impedance peak of the
この場合、アラミド紙の誘電率は上記したようにおよそ2.5であるため、スロット絶縁紙7の誘電率を下げるためには、絶縁性材料そのものを見直すことがまず考えられる。しかし、絶縁紙として一般的に用いられているポリエチレンナフタレートやポリエチレンテレフタレートの誘電率はおよそ3.5であり、アラミド紙よりも誘電率が高くなってしまう。また、誘電率がおよそ2.0と低く耐環境性も良好なポリテトラフルオロエチレンは、アラミド紙などに比べて非常に高価であり、絶縁紙として採用するとコストの大幅な増加を招くことになる。
In this case, since the dielectric constant of the aramid paper is about 2.5 as described above, in order to lower the dielectric constant of the
そこで、本実施形態では、上記した空気層領域Rを設けることにより、スロット絶縁紙7の誘電率を低下させている。
空気層涼気Rを設けたスロット絶縁紙7の誘電率ρ1は、スロット絶縁紙7の占有空間内における空気層領域Rを体積比でX%の割合で形成したとすると、アラミド紙の誘電率(およそ2.5)と空気の誘電率(およそ1.0)、ならびに、凹部21の深さなどから、概ねρ1=2.5×(1−X)+1.0×Xの式で近似できる。そして、目標とする誘電率ρ1が今回は2.1であることから、2.1=2.5×(1−X)+1.0×X、すなわち、X=26.7%となる。つまり、スロット絶縁紙7の占有空間内に、およそ26.7%の割合で空気層領域Rを形成すれば、図6に破線にて示す位置までインピーダンスのピークがずれることになる。
Therefore, in this embodiment, the dielectric constant of the
The dielectric constant ρ1 of the
このように、アラミド紙で形成されているスロット絶縁紙7の場合、その占有空間内におよそ26.7%の割合で空気層領域Rを形成してすることにより、スロット絶縁紙7の全体としての誘電率ρ1が変更され、漏れ電流の周波数特性が変化する。これにより、インピーダンスのピークをAMラジオの周波数帯域からずらされて、AMラジオに与える影響が低減される。また、相間絶縁紙11にもその占有空間内におよそ26.7%の割合で空気層領域Rを形成しているので、AMラジオに与える影響はさらに低減される。なお、AMラジオ以外の電子機器に対するノイズを低減したい場合には、インピーダンスのピーク位置をその電子機器に対応した位置までずらすように、つまり、所望の誘電率となるように空気層領域Rを形成する割合を変更すればよいことは勿論である。
As described above, in the case of the
以上説明した実施形態のスロット絶縁紙7、相間絶縁紙11および回転電機1によれば、次のような効果を奏する。
スロット絶縁紙7および相間絶縁紙11は、絶縁性材料であるアラミド紙で形成された本体部20に、アラミド紙よりも誘電率が低い空気が存在可能な凹部21を形成し、その凹部21により空気層領域Rを当該本体部20の面方向に均等に形成している。これにより、スロット絶縁紙7全体で見た場合の誘電率は、その占有空間内における空気層領域Rの割合に応じて変化する。したがって、スロット絶縁紙7の静電容量を電子機器の種類に応じて変更することができる。その結果、所望の周波数帯域に対する漏れ電流の大きさつまりは漏れ電流の周波数特性を変化させることが可能となり、漏れ電流に起因するノイズの影響を低減することができる。
According to the
The
スロット絶縁紙7および相間絶縁紙11は、従来構成と同じアラミド紙を用いている。したがって、高価なポリテトラフルオロエチレンを用いることなく所望の誘電率を達成できることから、製造コストの大幅な増加を招くことがない。
また、空気層領域Rを本体部20の厚み方向の内側に窪む複数の凹部21によって形成していることから、スロット5内においてスロット絶縁紙7が占有する占有空間が増加しない。したがって、スロット5内に収容可能なコイル6の量も変化しないことから、例えば出力が低下するなどの回転電機1の特性の低下を招くことがない。
As the
Further, since the air layer region R is formed by the plurality of
また、空気層領域Rを本体部20の面方向に均等配置していることから、回転電機1の全体において漏れ電流の周波数特性を変更することができる。
この場合、空気層領域Rを設けるのは誘電率ひいては静電容量を変化させるためであることから、空気層領域Rが少なすぎると、誘電率の変化量が少なくなり、所望の誘電率を得ることができなくなる。一方、空気層領域Rが多すぎると、例えばコイル6によって空気層領域Rが押しつぶされ、占有空間に対する体積比が減少し、所望の誘電率を得ることができないおそれがある。そのため、誘電率をある程度変更することが可能であり、且つ、空気層領域Rが接触する部材などによって押しつぶされない程度の強度を有する範囲として、空気層領域Rを、概ね占有空間に対する体積比で20%〜80%の範囲で形成するとよい。
In addition, since the air layer region R is evenly arranged in the surface direction of the
In this case, the air layer region R is provided in order to change the dielectric constant and thus the capacitance. Therefore, if the air layer region R is too small, the amount of change in the dielectric constant is reduced, and a desired dielectric constant is obtained. I can't do that. On the other hand, if there are too many air layer regions R, for example, the air layer region R is crushed by the
この場合、ノイズの影響を受ける電子機器として車両用のAMラジオを想定すると、アラミド紙でスロット絶縁紙7および相間絶縁紙11を形成した場合には、およそ26.7%の割合で空気層領域Rを形成すれば、インピーダンスのピークをAMラジオの周波数帯域からずらすことができる。
また、スロット絶縁紙7は、回転電機1の製造工程において、コイル6が挿入された後にスロット5に挿入されることがある。その場合、スロット絶縁紙7には、ある程度の強度が求められる。そのような製造工程であっても、本体部20の全域に均等にもうけていることから、スロット絶縁紙7の強度が過度に低下することがない。
In this case, assuming an AM radio for a vehicle as an electronic device affected by noise, when the
Further, the
上記したスロット絶縁紙7および相間絶縁紙11を適用した回転電機1によれば、AMラジオの周波数帯域におけるノイズを低減することができる。そして、その回転電機1を車両に用いることで、AMラジオにノイズが混入するおそれを低減することができ、ユーザが不利益を被るおそれを低減することができる。
According to the rotating electrical machine 1 to which the above-described
(第1実施形態の変形例)
以下、第1実施形態の変形例による絶縁紙について、図7から図11を参照しながら説明する。第1実施形態の変形例の絶縁紙は、空気層領域Rの構成が第1実施形態と異なっている。
第1実施形態では空気層領域Rを凹部21により形成したが、空気層領域Rは、凹部21以外によっても形成してもよい。
例えば、図7に示すように、スロット絶縁紙7に、本体部20から厚み方向の外側に突出する複数の凸部30を設け、その凸部30間に空気層領域Rを形成してもよい。この場合、空気層領域Rは、第1実施形態と同様に、スロット絶縁紙7の占有空間(図7に破線にて示す範囲E)内に、目標となる誘電率となる割合で形成すればよい。なお、図7ではスロット5の内壁側に凸部30を配置しているが、コイル6側に凸部30を配置するようにしてもよい。
(Modification of the first embodiment)
Hereinafter, insulating paper according to a modification of the first embodiment will be described with reference to FIGS. The insulating paper of the modified example of the first embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the air layer region R.
In the first embodiment, the air layer region R is formed by the
For example, as shown in FIG. 7, the
このような構成によっても、第1実施形態と同様に、コストの大幅な増加や形状の変更などを招くことなく、インピーダンスのピークをずらしてノイズの影響を低減することができる。この場合、凹部21だけを設ける構成よりも、空気層領域Rを多くすることができる。例えば回転電機1の絶縁紙としてポリエチレンナフタレートやポリエチレンテレフタレート(誘電率はおよそ3.5)を用いる場合、誘電率を例えば2.1にしたいときには、アラミド紙よりも誘電率が高いことから相対的に多くの空気層領域Rが必要となる。具体的には、2.1=3.5×(1−X)+1.0×X、すなわち、X=56%となる。また、絶縁性材料に充填剤を添加するなどして誘電率を高めている場合にも、空気層領域Rの割合はさらに多くなる。
Even with such a configuration, similarly to the first embodiment, it is possible to reduce the influence of noise by shifting the impedance peak without causing a significant increase in cost or a change in shape. In this case, the air layer region R can be increased as compared with the configuration in which only the
このように必要な空気層領域Rが多い場合には、本体部20に凸部30を設け、各凸部30間に空気層領域Rを形成することにより、占有空間内における空気層領域Rの割合を容易に拡大することができる。換言すると、凸部30間に空気層領域Rを形成することによって、誘電率の調整範囲を容易に拡大することができる。なお、凸部30は、第1実施形態において幅広な凹部21を設け、その凹部21間を凸部30と見なした場合と実質的には同じ意味合いを持つものである。
When the required air layer region R is large in this way, the
また、図8に示すように、本体部20に凹部21と凸部30とを設けてもよい。この場合、スロット絶縁紙7の表面側にエンボス加工により凹部21を設けることで、対応する裏面側に凸部30を形成することができ、効率良く凹部21および凸部30を設けることができる。また、凹部21により形成される空気層領域Rと、凸部30により形成される空気層領域Rとが存在するため、空気層領域Rの割合をより細かく且つより幅広く変更することができる。
また、図9に示すように、スロット絶縁紙7の内部に空気層領域Rを設けてもよい。この場合、凹部21を設けた絶縁紙片31、32を貼り合わせることで、スロット絶縁紙7の内部に空気層領域Rを形成することができる。この場合、空気層領域Rに例えばコイル6の素線などが入ることがないので、空気層領域Rの体積比が変化してしまうおそれを低減することもできる。なお、絶縁紙片31、32の凹部21は必ずしも一致した位置でなくてもよい。
Further, as shown in FIG. 8, the
Further, as shown in FIG. 9, an air layer region R may be provided inside the
また、凹部21および凸部30の形状は、上記したような球面状に限らず矩形状であってもよい。具体的には、凹部21および凸部30は、図10(A)、(B)に示すようなスリット状、あるいは図10(C)に示すような格子状であってもよい。勿論、凹部21のみあるいは凸部30のみをスリット状や格子状に形成してもよい。
また、図11に示すように、スロット絶縁紙7の本体部20を厚み方向に貫通する貫通孔33を設け、その貫通孔33により空気層領域Rを形成してもよい。この場合、貫通孔33は、円形状、矩形状あるいはスリット状(貫通溝)など、任意の形状に形成すればよい。
Moreover, the shape of the recessed
In addition, as shown in FIG. 11, a through
このように、空気層領域Rは、凹部21、凸部30および貫通孔33などにより形成することができる。この場合、絶縁性材料の種類や要求される強度などに応じて、任意の形状に形成すればよい。いずれにしろ、スロット絶縁紙7あるいは相間絶縁紙11の占有空間内に所望の割合で空気層領域Rを形成すれば、ノイズの影響を受ける電子機器の種類に応じて、スロット絶縁紙7を適切な誘電率となるようにすることができる。
そして、このような構成のスロット絶縁紙7あるは相間絶縁紙11を用いた回転電機1は、第1実施形態と同様に、例えばAMラジオに影響を与える帯域のノイズを低減することができる。
As described above, the air layer region R can be formed by the
The rotating electrical machine 1 using the
(第2実施形態)
以下、第2実施形態による絶縁紙について、図12を参照しながら説明する。第2実施形態の絶縁紙は、空気層領域を覆うフィルム部材を備えている点において第1実施形態と異なっている。
第2実施形態のスロット絶縁紙7は、図12(A)〜(C)に示すように、凹部21、凸部30あるいは貫通孔33が設けられている本体部20と、凹部21、凸部30あるいは貫通孔33により形成される空気層領域Rを覆うフィルム部材40と、を備えている。本実施形態では、フィルム部材40にアラミド紙を用いている。なお、本体部20については、本実施形態では第1実施形態と同様にアラミド紙で形成しているが、フィルム部材40で覆われることから、他の絶縁性材料にて形成してもよい。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the insulating paper according to the second embodiment will be described with reference to FIG. The insulating paper of the second embodiment is different from the first embodiment in that it includes a film member that covers the air layer region.
As shown in FIGS. 12A to 12C, the
対象物A(例えば、スロット5)と対象物B(例えば、コイル6)との間を絶縁する場合、上記したように誘電率は対象物A、B間に存在する絶縁物の厚さによって変化する。そのため、例えば、回転電機1では、その製造工程においてコイル6をスロット5に挿入した後、コイルエンド10を成型し、その後ワニス9含浸により固定されるが、そのとき、スロット絶縁紙7の空気層領域R(凹部21内、凸部30間、貫通孔33内など)にワニス9が入り込み、占有空間内における空気層領域Rの割合が減少するおそれがある。また、コイル6の素線が空気層領域Rに入り込むおそれもある。さらには、回転電機1の運転時に、例えば冷却油などが空気層領域Rに入り込むおそれもある。
When insulating between the object A (for example, the slot 5) and the object B (for example, the coil 6), the dielectric constant varies depending on the thickness of the insulator existing between the objects A and B as described above. To do. Therefore, for example, in the rotating electrical machine 1, in the manufacturing process, after the
そこで、空気層領域Rを覆うフィルム部材40を設けることにより、ワニス9や素線あるいは冷却油などが空気層領域Rに入り込むことを防止している。これにより、所望の誘電率となるように形成されている空気層領域Rを、その割合を保った状態に維持することができる。したがって、製造時あるいは経時的な変化によりスロット絶縁紙7の誘電率が変化することを防止でき、所望のノイズ低減効果を継続的に得ることができる。
Therefore, by providing the
(その他の実施形態)
本体部20に凹部21と貫通孔33とを設けたり、本体部20に凸部30と貫通孔33とを設ける構成としてもよい。また、凹部21、凸部30、貫通孔33を全て設ける構成としてもよい。さらには、それらに対してフィルム部材40を設ける構成としてもよい。つまり、空気層領域Rを形成する構成は、任意の組み合わせとすればよい。
回転電機1の一例として誘導電動機を示したが、永久磁石型回転電機あるいは発電機であってもよい。
各実施形態では絶縁紙を回転電機1のスロット絶縁紙7および相間絶縁紙11に適用した例を示したが、絶縁紙の適用範囲は、回転電機1に限定されるものではない。また、絶縁紙をスロット絶縁紙7だけに適用した構成としてもよい。
(Other embodiments)
It is good also as a structure which provides the recessed
Although an induction motor is shown as an example of the rotating electrical machine 1, it may be a permanent magnet type rotating electrical machine or a generator.
In each embodiment, an example in which insulating paper is applied to the
各実施形態で示した絶縁性材料の種類や所望の誘電率は一例であり、絶縁紙を用いる装置の仕様などに応じて適宜変更すればよい。
以上述べたように、実施形態の絶縁紙、およびそれを用いた回転電機によれば、絶縁性材料で紙状に形成された本体部に、当該絶縁性材料よりも誘電率が低い空気を含む空気層領域を当該本体部の面方向に均等配置しているので、絶縁紙の誘電率を所望の値に変更することができ、もって、絶縁紙の静電容量を、電子機器の種類に応じて、適切な値に変更することができる。
The type of insulating material and the desired dielectric constant shown in each embodiment are examples, and may be changed as appropriate according to the specifications of the apparatus using insulating paper.
As described above, according to the insulating paper of the embodiment and the rotating electrical machine using the insulating paper, the body portion formed in a paper shape with the insulating material contains air having a lower dielectric constant than the insulating material. Since the air layer region is evenly arranged in the surface direction of the main body, the dielectric constant of the insulating paper can be changed to a desired value, and the capacitance of the insulating paper can be changed according to the type of electronic device. Can be changed to an appropriate value.
また、そのような絶縁紙をスロット絶縁紙あるいは相間絶縁紙として回転電機に適用することにより、発生するノイズが及ぼす影響を低減することができる。
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。
Further, by applying such insulating paper as slot insulating paper or interphase insulating paper to a rotating electrical machine, it is possible to reduce the influence of generated noise.
Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
図面中、1は回転電機、2は固定子、5はスロット、6はコイル、7はスロット絶縁紙(絶縁紙)、11は相間絶縁紙(絶縁紙)、20は本体部、21は凹部、30は凸部、33は貫通孔、40はフィルム部材を示す。
In the drawings, 1 is a rotating electrical machine, 2 is a stator, 5 is a slot, 6 is a coil, 7 is slot insulating paper (insulating paper), 11 is interphase insulating paper (insulating paper), 20 is a main body, 21 is a recess,
Claims (6)
前記絶縁性材料で形成された本体部に、当該絶縁性材料よりも誘電率が低い空気を含む空気層領域を、当該本体部の面方向に均等配置したことを特徴とする絶縁紙。 Insulating paper formed of an insulating material,
An insulating paper, characterized in that an air layer region containing air having a dielectric constant lower than that of the insulating material is uniformly arranged in the surface direction of the main body portion on the main body portion formed of the insulating material.
請求項1から4のいずれか一項記載の絶縁紙を、前記スロットにおいて当該スロットと前記コイルとを絶縁するスロット絶縁紙として用いたことを特徴とする回転電機。 Rotating electricity comprising a stator and a coil inserted into a slot of the stator,
5. A rotating electrical machine, wherein the insulating paper according to claim 1 is used as slot insulating paper for insulating the slot and the coil in the slot.
請求項1から4のいずれか一項記載の絶縁紙を、前記固定子の軸方向の両端に形成されるコイルエンドにおいて複数相の前記コイル間を絶縁する相間絶縁紙として用いたことを特徴とする回転電機。 Rotating electricity comprising a stator and a coil inserted into a slot of the stator,
The insulating paper according to any one of claims 1 to 4 is used as an interphase insulating paper that insulates the coils of a plurality of phases at coil ends formed at both ends of the stator in the axial direction. Rotating electric machine.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015109735A (en) * | 2013-12-04 | 2015-06-11 | 日東シンコー株式会社 | Insulation sheet for motor |
JP2018117402A (en) * | 2017-01-16 | 2018-07-26 | 本田技研工業株式会社 | Insulation member, stator of rotary electric machine, rotary electric machine and manufacturing method of stator of rotary electric machine |
JP2018126029A (en) * | 2017-02-03 | 2018-08-09 | トヨタ自動車株式会社 | Stator for rotary electric machine |
WO2020099306A1 (en) * | 2018-11-14 | 2020-05-22 | Ebm-Papst Mulfingen Gmbh & Co. Kg | Insulation system for reducing the insulation damage to the windings of an electric motor |
JP7394501B1 (en) | 2023-06-26 | 2023-12-08 | E-Tec株式会社 | Stator, stator manufacturing method, and stator manufacturing device |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08107642A (en) * | 1994-10-06 | 1996-04-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Stator of motor |
JPH1023698A (en) * | 1996-07-04 | 1998-01-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Inverter drive motor |
JP2011078311A (en) * | 2011-01-18 | 2011-04-14 | Mitsubishi Electric Corp | Stator of motor, compressor, and refrigeration cycle apparatus |
-
2012
- 2012-01-10 JP JP2012002148A patent/JP2013143810A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08107642A (en) * | 1994-10-06 | 1996-04-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Stator of motor |
JPH1023698A (en) * | 1996-07-04 | 1998-01-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Inverter drive motor |
JP2011078311A (en) * | 2011-01-18 | 2011-04-14 | Mitsubishi Electric Corp | Stator of motor, compressor, and refrigeration cycle apparatus |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015109735A (en) * | 2013-12-04 | 2015-06-11 | 日東シンコー株式会社 | Insulation sheet for motor |
JP2018117402A (en) * | 2017-01-16 | 2018-07-26 | 本田技研工業株式会社 | Insulation member, stator of rotary electric machine, rotary electric machine and manufacturing method of stator of rotary electric machine |
JP2018126029A (en) * | 2017-02-03 | 2018-08-09 | トヨタ自動車株式会社 | Stator for rotary electric machine |
WO2020099306A1 (en) * | 2018-11-14 | 2020-05-22 | Ebm-Papst Mulfingen Gmbh & Co. Kg | Insulation system for reducing the insulation damage to the windings of an electric motor |
JP7394501B1 (en) | 2023-06-26 | 2023-12-08 | E-Tec株式会社 | Stator, stator manufacturing method, and stator manufacturing device |
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