JP2013208033A - 回転電機の電機子及びこれを備えた回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】コストが安くかつスロット内で隣接する電線同士の短絡が起こりにくい回転電機の電機子を提供する。
【解決手段】周方向に複数のスロット１２が設けられた電機子鉄心１１と、スロットに挿入され電機子鉄心に巻回された電機子巻線と、電機子鉄心と電機子巻線とを絶縁するインシュレータ１００を備え、インシュレータは、スロットの深さに対応した幅を有する絶縁板材を折り曲げて形成した第１の折り曲げ絶縁体１１０と、これと同等形状の第２の折り曲げ絶縁体１２０を組み合わせて形成され、この組み合わせのためにスリット１１３，１２３を形成し、各スリット同士を嵌め合わせることでスロットの深さに対応した幅を有しかつスロット内でこれら絶縁体が協働してスロットに挿入する隣接する電線同士互いに絶縁して挿入する電線個別収容空間１０１，１０２をスロットに挿入する電線の本数に合わせて形成している。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばハイブリッド型の自動車や電気自動車等に好適に用いられる回転電機の電機子及びこれを備えた回転電機に関する。

従来から例えばハイブリッド型の自動車や電気自動車等に好適に用いられる回転電機が知られている（例えば、特許文献１参照）。係る特許文献１において開示された回転電機は、電機子の電導コイルの絶縁のための絶縁構造を有している。具体的には、電機子となる鉄心の各スロットに複数の電導コイルを挿入した構造をとるにあたって、電導コイル絶縁被覆が剥がれたりしても隣り合う電導コイル同士が短絡しないように、絶縁板を略Ｓ字状（角形Ｓ字状）に折り曲げて形成した絶縁部材を各スロットに挿入した後、電導コイルを構成する電線を挿入して各電線を絶縁部材で囲むようにしている。

特開２００９−１９５００９号公報

上述した特許文献１のような絶縁板を角形Ｓ字状に折り曲げて形成した絶縁部材（インシュレータ）を用いる場合、絶縁板を折り曲げて絶縁部材にするまで何度も折り曲げなければならず、絶縁部材を形成するにあたっての作業効率が非常に悪く、絶縁部材のコスト高につながる。このように何度も折り曲げなければならない理由については、例えば特許文献１の図７に示す折り曲げ工程を見れば明らかである。電機子には通常多数のスロットが形成されており、このそれぞれのスロットに絶縁部材をそれぞれ挿入しなければならないため、絶縁部材自体の必要個数も非常に多くなり、上述した作業効率の低下及びこれに伴うコスト高は、電機子のコスト高、ひいては回転電機のコスト高に関する問題を招いてしまう。

これに加えて、特許文献１に記載された絶縁部材によると、この特許文献１に対応する米国特許公開公報２０１１／０２０４７４２Ａ１の図６からも明らかなように、絶縁板の長さが設計寸法上不十分である場合、折り曲げ端部が中途半端な部位に位置してしまい、電導コイルを構成する隣接する電線同士の間を複数枚の絶縁板で区切ることができなくなる。その結果、一部の部分でわずか１枚の絶縁板で上記電線同士を区切るような構成になるようになり、隣接する電線同士の絶縁性能が低下するおそれがある。また、この図６から分かるように、絶縁板の端部に隣り合う電線から互いの電線が近づく方向に押圧力を受けた場合、わずか１枚で区切った絶縁板の領域にせん断力が働いてこの部分が破断するおそれがある。また、絶縁板の端部角部が電線の絶縁被覆の表面にあたっているため、回転電機動作中の振動等により電線の絶縁被覆が剥がれるおそれもある。これらの不具合は、絶縁板が例えば絶縁性の樹脂でできておりかつこの端部がエッジ状になっている場合に特に起こり得る。このような現象が起こる可能性は同文献の図５に示す構成についても同様である。なぜならば、絶縁板の端部はそれぞれ断面矩形状電線の短辺のほぼ中央部までしか延在しておらず、残りの部分は空間となっており、この絶縁板の端部に対応する電線の絶縁被覆が破断し易い構成になっているからである。

以上のようなことが重なると、一つのスロット内に絶縁部材で区分けされ導線同士が短絡してしまう可能性がより高まる。電機子には、上述したように多数のスロットが形成されているため、このような不具合が１箇所でも生じると、電機子としての役目を果たさなくなり、回転電機自体の故障につながってしまう。

本発明の目的は、コストが安くかつスロット内で隣接する電線同士の短絡が起こりにくい回転電機の電機子及びこの電機子を備えた信頼性の高い回転電機を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の回転電機の電機子は、
周方向に複数のスロットが設けられた電機子鉄心と、前記スロットに挿入されて前記電機子鉄心に巻回された電機子巻線と、前記電機子鉄心と前記電機子巻線とを絶縁するインシュレータを備えた回転電機の電機子において、
前記インシュレータは、前記スロットの深さに対応した幅を有する絶縁性の板材を折り曲げて形成した第１の折り曲げ絶縁体と、前記第１の折り曲げ絶縁体と同等形状を有する第２の折り曲げ絶縁体を組み合わせて形成されており、前記第１の折り曲げ絶縁体と第２の折り曲げ絶縁体を組み合わせるにあたって、各折り曲げ絶縁体の所定位置にスリットを形成し、各スリット同士を嵌め合わせることで前記スロットの深さに対応した幅を有しかつ前記第１の折り曲げ絶縁体と第２の折り曲げ絶縁体が協働して当該スロットに挿入する少なくとも２本以上の電機子巻線用の電線をその隣接する各電線同士互いに絶縁された状態で前記スロットに挿入可能とする電線個別収容空間を前記スロットに挿入する電線の本数に合わせて形成していることを特徴としている。

請求項１に係る回転電機の電機子がこのような構成を有することで、１枚の絶縁板を多数回折り曲げる複雑な工程を経ることなく、少ない折り曲げ回数で互いに同等形状を有する第１の折り曲げ絶縁体と第２の折り曲げ絶縁体を形成する。そして、第１の折り曲げ絶縁体と第２の折り曲げ絶縁体の所定位置にそれぞれスリットを形成して各スリット同士を嵌め合わせるだけという簡単な作業を経てインシュレータを作ることができる。

回転電機の電機子のスロットは、数が非常に多くかつその各スロットに上記インシュレータを挿入した後、電線をインシュレータの電線個別挿入空間に挿入する作業が必要なため、回転電機の電機子には多数のインシュレータを用いなければならない。従って、本発明によって多数のインシュレータを低コストで効率的に作ることで、結果的に回転電機の電機子やこの電機子を用いた回転電機自体を低コストでかつ効率的に製造することができるようになる。

また、インシュレータを作るにあたって、従来例のように折り曲げ箇所を多数必要とするインシュレータを作る際、作業効率を上げるために、折り曲げ機を用いる場合は高価で複雑な構造の折り曲げ機を用いなければならず、作業者が折り曲げ作業を行う場合は熟練した作業者が作業しなければならず、作業効率が極端に低下してしまう。そのため、係る折り曲げ箇所の多い複雑な構造のインシュレータを多数作るに際して問題が生じていたが、本発明の場合、折り曲げ箇所の少ない第１の折り曲げ絶縁体と第２の折り曲げ絶縁体を形成してそれらの所定位置に形成したスリットを介して両者を嵌め合わせるだけでインシュレータを作ることができるので、従来例のような高価で複雑な構造の折り曲げ機を準備したり、熟練した作業者が作業したりする必要もなく、歩留りの高いインシュレータを多数作ることができる。

また、本発明の請求項２に係る回転電機の電機子は、請求項１に記載の回転電機の電機子において、
前記インシュレータは、前記スロット内の前記電機子巻線の隣接する２つの電線を仕切る部分を、前記絶縁性の板材が２枚重なった状態で絶縁することを特徴としている。

請求項２に係る回転電機の電機子がこのような構成を有することで、電機子巻線の隣接する電線の絶縁被覆部が剥がれたとしても、それらの間で短絡が生じることを確実に防止する。

また、本発明の請求項３に係る回転電機は、請求項１又は請求項２に記載の電機子を備えた回転電機である。

回転電機を製造するにあたって、請求項１又は請求項２に記載の電機子を用いることで、コストが安く信頼性の高い回転電機とすることができる。

本発明によると、コストが安くかつスロット内で隣接する電線同士の短絡が起こりにくい回転電機の電機子及びこの電機子を備えた信頼性に優れた回転電機を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る回転電機の電機子を示す斜視図であり、そのスリットにインシュレータを挿入し終わる直前の状態を示している。 図１に示したインシュレータを構成する第１及び第２の折り曲げ絶縁体を示す斜視図（図２（ａ））、図１に示した回転電機のインシュレータを電機子の１つのスロットに挿入可能となった状態のインシュレータの斜視図（図２（ｂ））、及び電機子のスリットに挿入した後、電線をインシュレータの各電線挿入空間に挿入した状態を示す平面図（図２（ｃ））である。 本発明の第２の実施形態に係る回転電機の電機子を示す斜視図であり、そのスリットにインシュレータを挿入し終わる直前の状態を示している。 図３に示したインシュレータを構成する第１及び第２の折り曲げ絶縁体を示す斜視図（図４（ａ））、図１に示した回転電機の電機子のスリットに挿入可能となった状態のインシュレータの斜視図（図４（ｂ））、及びインシュレータを電機子の１つのスロットに挿入した後、電線をインシュレータの各電線挿入空間に挿入した状態を示す平面図（図４（ｃ））である。 本発明の第１及び第２の実施形態に係る電機子を備えた回転電機を概略的に示す分解斜視図である。

以下、本発明の第１及び第２の実施形態に係る回転電機の電機子について図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る回転電機１（図５参照）の電機子１０を示す斜視図であり、そのスロット１２にインシュレータ１００を挿入し終わる直前の状態を示している。また、図２は、図１に示したインシュレータ１００を構成する第１及び第２の折り曲げ絶縁体１１０，１２０を示す斜視図（図２（ａ））、図１に示した回転電機１の電機子１０のスロット１２に挿入可能となった状態のインシュレータ１００の斜視図（図２（ｂ））、及びインシュレータ１００を電機子１０の１つのスロット１２に挿入した後、電線３０をインシュレータ１００の各電線挿入空間１０１，１０２に挿入した状態を示す部分的平面図（図２（ｃ））である。

本発明の第１の実施形態に係る回転電機１の電機子１０は、周方向に複数のスロット１２が設けられた電機子鉄心１１と、スロット１２に挿入されて電機子鉄心１１に巻回された電機子巻線（図１の一部のスロット１２から上方に延在し、実線と点線で示す電機子巻線の一部参照）と、電機子鉄心１１と電機子巻線の電線３０とを絶縁するインシュレータ１００を備えている。そして、インシュレータ１００は、スロット１２の深さに対応した幅を有する絶縁性の板材を折り曲げて形成した第１の折り曲げ絶縁体１１０と、第１の折り曲げ絶縁体１１０と同等形状を有する第２の折り曲げ絶縁体１２０を組み合わせて形成されており、第１の折り曲げ絶縁体１１０と第２の折り曲げ絶縁体１２０を組み合わせるにあたって、各折り曲げ絶縁体１１０，１２０の所定位置にスリット１１３，１２３を形成し、各スリット同士を嵌め合わせることでスロット１２の深さに対応した幅を有しかつスロット内で第１の折り曲げ絶縁体１１０と第２の折り曲げ絶縁体１２０が協働して、スロット１２に挿入する２本の電機子巻線用の電線同士を互いに絶縁された状態で挿入可能とする２つの電線個別挿入空間１０１，１０２を形成している。

以下、上述の各構成要素についてより詳細に説明する。電機子鉄心１１は、鉄でできており円環状を有し、半径方向を長手方向として電機子鉄心１１の中心軸線方向一方の端面と他方の端面を貫通する複数のスロット１２が鉄心周方向所定の角度範囲内ごとに形成されている。そして、各スロット１２には、それぞれインシュレータ１００が挿入されると共に、インシュレータ１００に形成された２つの電線個別挿入空間１０１，１０２ごとに電機子巻線を構成する電線３０が１本ずつ挿通されている（図２（ｃ）参照）。電線３０は、その表面が絶縁性の樹脂でできた被覆材３１で被覆されている。なお、図２（ｃ）では、図示容易化のため被覆材３１の厚さを実際より厚く示している。

インシュレータ１００は、上述したように第１の折り曲げ絶縁体１１０と、これと同等形状を有する第２の折り曲げ絶縁体１２０を組み合わせて形成されている。なお、第１の折り曲げ絶縁体１１０と第２の折り曲げ絶縁体１２０は、上述したように同等形状を有しているので、第１の折り曲げ絶縁体１１０の形状について以下に詳細に説明し、第２の折り曲げ絶縁体１２０については、対応する符号を付して詳細な説明を省略する。

第１の折り曲げ絶縁体１１０は、スロット１２の深さに対応した幅を有する絶縁性の板材を折り曲げて形成されており、端面視で角形Ｕ字状を有する溝状折り曲げ部１１１と、溝状折り曲げ部１１１の上側開口面１１１ａの一方の折り曲げ部から上側開口面１１１ａの開口面と同一面上に形成され、幅が溝状折り曲げ部１１１の溝底面１１１ｂと同一の平面部１１２を有している。即ち、インシュレータ１００は、溝状折り曲げ部１１１の折り曲げ線の延長方向から見て杓子状をなしている。なお、第１の折り曲げ絶縁体１１０の長さ、即ち溝延在方向と直角方向の長さは、電機子１０のスロット１２の長手方向の長さに対応している。そして、溝状折り曲げ部１１１と平面部１１２との連結部である折り曲げ部において幅方向一方の端部から溝形成方向中央部までスリット１１３が形成されている。スリット１１３の幅は、第１の折り曲げ絶縁体１１０と第２の折り曲げ絶縁体１２０とを組み合わせたとき、第１の折り曲げ絶縁体１１０と第２の折り曲げ絶縁体１２０を互いにがたつくことなくしっかりと嵌め合う程度の幅となっている。

続いて、第１の折り曲げ絶縁体１１０と第２の折り曲げ絶縁体１２０を組み合わせてインシュレータ１００とする方法について説明する。第１の折り曲げ絶縁体１１０と第２の折り曲げ絶縁体１２０を、図２（ａ）に示すように配置させる。即ち、第１の折り曲げ絶縁体１１０の溝状折り曲げ部１１１の上側開口面１１１ａに第２の折り曲げ絶縁体１２０の平面部１２２を対応させると共に、第１の折り曲げ絶縁体１１０の平面部１１２に第２の折り曲げ絶縁体１２０の溝状折り曲げ部１２１の上側開口面１２１ａを対応させる。より具体的には、第１の折り曲げ絶縁体１１０と第２の折り曲げ絶縁体１２０とを、図２（ａ）に示すように、それらのスリット同士の開口端を互いに近づけた状態で各スリット１１３，１２３の形成方向を共通の仮想軸線上に合わせ、第１の折り曲げ絶縁体１１０の溝状折り曲げ部１１１の上側開口面１１１ａと第２の折り曲げ絶縁体１２０の平面部１２２とが同一平面に含まれると共に、第１の折り曲げ絶縁体１１０の平面部１１２と第２の折り曲げ絶縁体１２０の溝状折り曲げ部１２１の上側開口面１２１ａとが同一平面に含まれるように配置する。

そして、第１及び第２の折り曲げ絶縁体１１０，１２０のそれぞれのスリット１１３，１２３の端部が突き当たるまで嵌め合わせることでインシュレータ１００を完成させる。

このような第１の折り曲げ絶縁体１１０と第２の折り曲げ絶縁体１２０を組み合わせたインシュレータ１００とすることで、第１の折り曲げ絶縁体１１０の溝状折り曲げ部１１１の上側開口面１１１ａが第２の折り曲げ絶縁体１２０の平面部１２２で覆われ、第１の電線挿通空間１０１を形成すると共に、第２の折り曲げ絶縁体１２０の溝状折り曲げ部１２１の上側開口面１２１ａが第１の折り曲げ絶縁体１１０の平面部１１２で覆われ、第２の電線挿通空間１０２を形成する。また、第１の電線挿通空間１０１と第２の電線挿通空間１０２との間は、スロット内の隣接する２つの電線３０を仕切る部分に相当するが、本実施形態によると、この仕切り部分が絶縁板を２枚重ねた状態で絶縁する構造となっている（図２（ｃ）参照）。

続いて、本発明の第２の実施形態に係る回転電機２（図５参照）の電機子２０について図面に基づいて説明する。図３は、本発明の第２の実施形態に係る回転電機２の電機子２０を示す斜視図であり、そのスロット２２にインシュレータ２００を挿入し終わる直前の状態を示している。また、図４は、図３に示したインシュレータ２００を構成する第１及び第２の絶縁部材２１０，２２０を示す斜視図（図４（ａ））、回転電機２の電機子２０のスロット２２に挿入可能となった状態のインシュレータ２００の斜視図（図４（ｂ））、及び電機子２０のスロット２２に挿入した後、電線４０をインシュレータ２００の各電線挿入空間２０１〜２０６に挿入した状態を示す部分的平面図（図４（ｃ））である。なお、図３は電機子（回転子）を示しているが、電機子（固定子）であっても本発明における同様の作用を発揮することは当然に可能である。

本発明の第２の実施形態に係る回転電機２の電機子２０は、個々のインシュレータ２００が有する電線挿通空間の数が第１の実施形態のように２つではなく６つとなっている点が異なっており、その他の構成については基本的に第１の実施形態と同様の構成であるため、両実施形態における同等の構成、即ち電機子鉄心２１及びこれに形成されたスロット２２については対応する符号を付して詳細な説明を省略する。

本発明の第２の実施形態に係る回転電機２の電機子２０のスロット２２に挿入されるインシュレータ２００は、第１の折り曲げ絶縁体２１０と、これと同等形状を有する第２の折り曲げ絶縁体２２０を組み合わせて形成されている。なお、第１の折り曲げ絶縁体２１０と第２の折り曲げ絶縁体２２０は、第１の実施形態と同様に互いに同等形状を有するので、第１の折り曲げ絶縁体２１０の形状について以下に説明し、第２の折り曲げ絶縁体２２０については、対応する符号を付して詳細な説明を省略する。なお、図４においては電機子巻線を図示していないが、図２における電機子巻線とは各スロット２２に挿入される本数が異なる電機子巻線が電機子２０に備わっている。

第１の折り曲げ絶縁体２１０は、スロット２２の深さに対応した幅を有する絶縁性の板材を折り曲げて形成されており、端面視で角形Ｕ状を有する第１乃至第５溝状折り曲げ部２１１，２１２，２１３，２１４，２１５が第１の折り曲げ絶縁体２１０の一方の面と他方の面に交互に形成されている。そして、第１の折り曲げ絶縁体２１０は、第５溝状折り曲げ部２１５の上側開口面２１５ａの一方の折り曲げ部から上側開口面２１５ａと同一面上に形成され、幅がこの溝状折り曲げ部２１５の溝底面２１５ｂと同一であって各溝状折り曲げ部２１１〜２１５の配列する方向から離間する方向に延在する平面部２１６を有している。

即ち、第１の折り曲げ絶縁体２１０は、溝状折り曲げ部２１１〜２１５の折り曲げ線の延長方向から見て、いわゆる角型の樋をその底面の向きを交互に反転させながらつなげた形状をなし、その一方の端部からは上述した平面部に対応する直線部分が延在している。なお、第１の折り曲げ絶縁体２１０の長さ、即ち溝延在方向と直角方向の長さは、電機子２０のスロット２２の長手方向の長さに対応している。

そして、第１溝状折り曲げ部２１１と第２溝状折り曲げ部２１２とを連結する溝底面２１２ｂ側折り曲げ部、第２溝状折り曲げ部２１２と第３溝状折り曲げ部２１３とを連結する溝底面２１２ｂ側折り曲げ部、第３溝状折り曲げ部２１３と第４溝状折り曲げ部２１４とを連結する溝底面２１４ｂ側折り曲げ部、第４溝状折り曲げ部２１４と第５溝状折り曲げ部２１５とを連結する溝底面２１４ｂ側折り曲げ部、第１の折り曲げ絶縁体２１０の第５溝状折り曲げ部２１５と平面部２１６との連結部である折り曲げ部には、共に幅方向一方の端部（図４（ａ））中下側端部）から各溝状折り曲げ部の幅方向中央部までスリット２１９が形成されている。なお、各スリット２１９の幅は、第１の折り曲げ絶縁体２１０と第２の折り曲げ絶縁体２２０を組み付けたときに互いにがたつくことなくしっかりと嵌め合わせる程度の幅となっている。

続いて、第２の実施形態において、第１の折り曲げ絶縁体２１０と第２の折り曲げ絶縁体２２０を組み合わせてインシュレータ２００とする方法について説明する。第１の折り曲げ絶縁体２１０と第２の折り曲げ絶縁体２２０を、図４（ａ）に示すように対向配置させる。即ち、第１の折り曲げ絶縁体２１０の溝状折り曲げ部２１１の上側開口面２１１ａに第２の折り曲げ絶縁体２２０の平面部２２６を対応させると共に、第１の折り曲げ絶縁体２１０の平面部２１６に第２の折り曲げ絶縁体２２０の溝状折り曲げ部２２１の上側開口面２２１ａを対応させる。この両端の配置関係は、図２（ａ）に示した第１の実施形態の場合と同様である。そして、溝形成方向において互い違いになったスリット同士をそれぞれのスリット２１９，２２９の端部が突き当たるまで嵌め合わせることでインシュレータ２００を完成させる。

このような第１の折り曲げ絶縁体２１０と第２の折り曲げ絶縁体２２０を組み合わせたインシュレータ２００とすることで、第１の折り曲げ絶縁体２１０の第１溝状折り曲げ部２１１の開口面２１１ａを第２の折り曲げ絶縁体２２０の平面部２２６が覆って第１の電線挿通空間２０１を形成すると共に、第１の折り曲げ絶縁体２１０の第２溝状折り曲げ部２１２の上側開口面２１２ａが第２の折り曲げ絶縁体２２０の第２溝状折り曲げ部２２５の溝底面２２５ｂで覆われ、第２の電線挿通空間２０２を形成する。また、第１の折り曲げ絶縁体２１０の第３溝状折り曲げ部２１３の溝底面２１３ｂが第２の折り曲げ絶縁体２２０の第４溝状折り曲げ部２２４の上側開口面２２４ａを覆い、第３の電線挿通空間２０３を形成すると共に、第１の折り曲げ絶縁体２１０の第４溝状折り曲げ部２１４の上側開口面２１４ａが第２の折り曲げ絶縁体２２０の第３溝状折り曲げ部２２３の溝底面２２３ｂで覆われ、第４の電線挿通空間２０４を形成する。また、第１の折り曲げ絶縁体２１０の第５溝状折り曲げ部２１５の開口面２１５ａが第２の折り曲げ絶縁体２２０の第２溝上折り曲げ部２２２の溝底面２２２ｂで覆われ、第５の電線挿通空間２０５を形成する。また、第２の折り曲げ絶縁体２２０の第１溝状折り曲げ部２２１の上側開口面２２１ａが第１の折り曲げ絶縁体２１０の平面部２１６で覆われ、第６の電線挿通空間２０６を形成する。

このようにして、第１の折り曲げ絶縁体２１０と、これと同等形状を有する第２の折り曲げ絶縁体２２０の対応するスリット同士を、完全に嵌め合わせてそれらの幅方向で見て互いにずれないようにすることで、第１乃至第５の電線挿通空間２０１〜２０５が形成されたインシュレータ２００とすることができる。

このインシュレータ２００を電機子２０の各スロット２２に挿入することによって、電機子２０の各スロット２２にそれぞれ６本の電機子巻線用の電線４０を挿通することが可能となる。

なお、隣接する電線挿通空間の間は、スロット内の電機子巻線の隣接する２つの電線４０を仕切る部分に相当するが、第１の実施形態と同様に、第２の実施形態によってもこの仕切り部分が絶縁板を２枚重ねた状態で絶縁する構造となる。そのため、電機子２０の各スロット２２に挿入された６本の電線４０は、各電線間が完全に重なりあった２枚の絶縁板で仕切られ、十分な絶縁性が保たれる（図４（ｃ）参照）。

続いて、上述した第１の実施形態及び第２の実施形態に係る回転電機の電機子及びこの電機子を備えた回転電機の本発明に関する作用について説明する。以上説明した本発明の第１の実施形態及び第２の実施形態に係る回転電機の電機子１０（２０）によると、従来例にない本発明の特徴的な部分であるインシュレータ１００（２００）を有していることで、以下の作用を発揮する。具体的には、従来例のように１枚の絶縁板を多数回折り曲げる複雑な工程を経ることなく、少ない折り曲げ回数で互いに同等形状を有する第１の折り曲げ絶縁体１１０（２１０）と第２の折り曲げ絶縁体１２０（２２０）を形成する。そして、第１の折り曲げ絶縁体１１０（２１０）と第２の折り曲げ絶縁体１２０（２２０）の所定位置にそれぞれスリット１１３，１２３（２１９，２２９）を形成して各スリット同士を嵌め合わせるだけという簡単な作業を経てインシュレータ１００（２００）を作ることができる。

回転電機１の電機子１０（２０）のスロット１２（２２）は、数が非常に多くかつその各スロット１２（２２）にインシュレータ１００（２００）を挿入した後、電線３０（４０）をインシュレータの電線個別挿入空間に挿入する作業が必要なため、回転電機１の電機子１０（２０）には多数のインシュレータを用いなければならない。従って、多数のインシュレータ１００（２００）を低コストで効率的に作ることができる本発明を実施することで、結果的に回転電機の電機子やこの電機子を用いた回転電機自体を低コストでかつ効率的に製造することができるようになる。

また、インシュレータ１００（２００）を作るにあたって、従来例のように折り曲げ箇所を多数必要とするインシュレータを作る際、作業効率を上げるために、折り曲げ機を用いる場合は高価で複雑な構造の折り曲げ機を用いなければならず、作業者が折り曲げ作業を行う場合は熟練した作業者が作業しなければならず、作業効率が極端に低下してしまう。そのため、係る折り曲げ箇所の多い複雑な構造のインシュレータを多数作るに際して問題が生じていたが、本発明の場合、折り曲げ箇所の少ない第１の折り曲げ絶縁体１１０（２１０）と第２の折り曲げ絶縁体１２０（２２０）を形成して、それらの所定位置に形成したスリット１１３，１２３（２１９，２２９）を介して両者を嵌め合わせるだけでインシュレータ１００（２００）を作ることができるので、従来例のような高価で複雑な構造の折り曲げ機を準備したり、熟練した作業者が作業したりする必要もなく、歩留りの高いインシュレータを多数作ることができる。

また、上述したインシュレータ１００（１００）は、電機子１０（２０）のスロット内の電機子巻線の隣接する２つの電線３０（４０）を仕切る部分を、絶縁性の板材が２枚重なった状態で絶縁するようになっているので、隣接する電機子巻線の電線３０（４０）の絶縁被覆部が剥がれたとしても、それらの間で短絡が生じることを確実に防止する。

続いて、上述した第１又は第２の実施形態に係る回転電機の電機子を備えた回転電機の構造を説明する。図５は、本発明の第１及び第２の実施形態に係る電機子１０（２０）を備えた回転電機１を概略的に示す分解斜視図である。この回転電機１は、ハイブリッド型の自動車や電気自動車に用いられる回転電機であり、回転シャフト５１廻りに固定されたロータ５０と、ロータ５０の周囲に設けられステータ６０を備えている。ロータ５０は、複数の電磁鋼板を積層して形成されたロータコア（図示せず）と、ロータコアの外周縁部側に形成され回転シャフトの長手方向に延在する永久磁石挿入用孔に挿入され固定された複数の永久磁石（図示せず）を備えている。ステータ６０は、ロータ５０の周囲を取り囲むように環状に形成された上述の実施形態に係る電機子１０と、電機子１０に装着された電機子用巻線導体（スロット及び電機子用巻線導体については図５では図示せず）を備えている。なお、電機子用巻線導体は、例えばスター結線によって接続されている。

ロータ５０及びステータ６０は、ハウジング７０及びハウジングカバー８０の内部に挿入されており、ハウジング７０の内周には水路形成部材９０が備わり、この水路形成部材９０の内側に上述の実施形態に係る電機子１０（２０）が固定されている。

このような構成を有する回転電機１をハイブリッド型の自動車に使用すると、エンジンから受ける振動や車両走行中に路面から受ける振動により、電機子１０（２０）があらゆる方向に振動し続ける。しかしながら、上述した実施形態に係る電機子１０（２０）を用いることで、電機子１０（２０）の各スロット１２（２２）に挿通された電機子用巻線導体を形成する電線同士の間がインシュレータ１００（２００）を構成する２枚の絶縁板で常に仕切られており、かつ絶縁板の端部が電線の絶縁被覆部に局部的に押し付けられる構成となっていないので、電機子の各スロットに挿通された電線同士が短絡してしまうという従来の回転電機に起こり得る不具合を防止することができる。

以上説明した本発明に係る回転電機の電機子や電機子に形成された各スロット１２（２２）に挿入されるインシュレータ１００（２００）の材質は、本発明の作用を発揮し得る範囲内であればどのような材質であってもよい。従って、電機子１０（２０）は上述したように鉄製に限らず、インシュレータ１００（２００）についても上述したような形状に折り曲げ可能であれば、絶縁性の樹脂板や紙状の絶縁シートであってもよい。また、電機子１０（２０）に形成されたスロット１２（２２）の数は、図１及び図３に示すような数に限定されるものではない。また、図２及び図４に示したインシュレータ１００（２００）の折り曲げ部は、折り曲げ角度がほぼ直角となっていたが、インシュレータを電機子のスロットに挿入可能でありかつ１つのスロットに挿入する複数の電線挿入空間を形成可能であれば、この折り曲げ部の折り曲げ角度は直角であることに限定されず、ある程度丸まっていても構わない。また、各インシュレータに形成される電線挿入空間は、第１の実施形態では２つ、第２の実施形態では６つであったが、２つ以上であれば、それ以外の個数であっても良いことは言うまでもない。

１，２ 回転電機
１０，２０ 電機子
１１，２１ 電機子鉄心
１２，２２ スロット
３０，４０ 電線
３１，４１ 被覆材
１００ インシュレータ
１０１，１０２ 電線個別挿入空間
１１０ 第１の折り曲げ絶縁体
１１１ 溝状折り曲げ部
１１１ａ 上側開口面
１１２ 平面部
１１３，１２３ スリット
１２０ 第２の折り曲げ絶縁体
１２１ 平面部
１２１ａ 上側開口面
１２２ 平面部
２００ インシュレータ
２０１〜２０５ 電線挿通空間
２１０ 第１の折り曲げ絶縁体
２１１，２１２，２１３，２１４，２１５ 溝状折り曲げ部
２１６ 平面部
２１９ スリット
２２０ 第２の折り曲げ絶縁体
２２２，２２３，２２４，２２５ 第２溝状折り曲げ部
２２６ 平面部
２２９ スリット

Claims (3)

1. 周方向に複数のスロットが設けられた電機子鉄心と、前記スロットに挿入されて前記電機子鉄心に巻回された電機子巻線と、前記電機子鉄心と前記電機子巻線とを絶縁するインシュレータを備えた回転電機の電機子において、
   前記インシュレータは、前記スロットの深さに対応した幅を有する絶縁性の板材を折り曲げて形成した第１の折り曲げ絶縁体と、前記第１の折り曲げ絶縁体と同等形状を有する第２の折り曲げ絶縁体を組み合わせて形成されており、前記第１の折り曲げ絶縁体と第２の折り曲げ絶縁体を組み合わせるにあたって、各折り曲げ絶縁体の所定位置にスリットを形成し、各スリット同士を嵌め合わせることで前記スロットの深さに対応した幅を有しかつ前記第１の折り曲げ絶縁体と第２の折り曲げ絶縁体が協働して当該スロットに挿入する少なくとも２本以上の電機子巻線用の電線をその隣接する各電線同士を互いに絶縁された状態で前記スロット内に挿入可能とする電線個別収容空間を前記スロットに挿入する電線の本数に合わせて形成しているということを特徴とする回転電機の電機子。
2. 前記インシュレータは、前記スロット内の前記電機子巻線の隣接する２つの導体を仕切る部分を、前記絶縁性の板材が２枚重なった状態で絶縁することを特徴とする請求項１に記載の回転電機の電機子。
3. 前記請求項１又は請求項２に記載の電機子を備えた回転電機。
   

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