JP4066813B2 - モータ相間絶縁用相間紙およびステータ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータの相間絶縁を確保するために各コイル相間に挿入する絶縁用相間紙およびその相間紙を使用したステータに関する。特に、ハイブリッド車駆動用のモータに用いるのに好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
分布巻き(特に、インサータ方式)を用いたモータでは、異相コイル間に絶縁距離を持たせる(絶縁性を確保する)ために、各コイル相間に相間絶縁用相間紙が挿入されている。例えば、三相のモータでは、U相とV相との間、V相とW相との間に相間絶縁用相間紙が挿入されている(図1参照)。
【0003】
この相間絶縁用相間紙は、一般的には平面形状であるため、次相のコイルをステータコアに挿入する際に、相間絶縁用相間紙の位置がずれてしまったり、あるいは次相のコイルと相間絶縁用相間紙が干渉して噛み込んでしまうおそれがあった。そして、このように相間絶縁用相間紙の位置がずれたり、噛み込んでしまったりしてしまうと、各コイル相間における絶縁性を十分に確保することができなくなる。特に、ハイブリッド車駆動用のモータでは、モータ自体が大きく、ステータコアのスロット数も多く、複雑に入り込むコイルエンド形状となっているため、相間絶縁用相間紙の位置ずれや噛み込みが発生しやすい。
【0004】
そこで、各コイル相間に相間絶縁用相間紙を確実に挿入することができ、また各コイル相間における絶縁性を十分に確保するための工夫が色々と提案されている。そのうちの1つとして、例えば、特開平7−298530号公報に開示されたものがある。ここに開示されている絶縁用相間紙(絶縁部材)では、ステータコアの周方向に延在し、該ステータコアの半径方向に配列された各コイル相間に挿入される平面部と、該ステータコアの半径方向に延在して折り返され、ステータコアの周方向に配列された各コイル相間に挿入されるとともに、平面部と一体的に形成された折曲片部と、を設けている。
【0005】
そして、この相間絶縁用相間紙では、ステータコアの半径方向に延在して折り返された折曲片部を、ステータコアの周方向に配列された各コイル相間に挿入することにより、各コイル相間における絶縁性を確保するようになっている。ここで、折曲片部の各平面部位が、該折曲片部自体の弾発力を介してコイル側に押圧されるので、各コイル同士の隙間が変化しても、折曲片部が各コイルに追随して拡縮し、この隙間の変化を吸収することができるようになっている。このようにして、相間絶縁用相間紙が各コイル間に確実に保持されるようにして、相間絶縁用相間紙の離脱や位置ずれを有効に阻止し、各コイル相間における絶縁性を向上させている。
【0006】
【特許文献1】
特開平7−298530号公報(第2〜3頁、第2図、第4図)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した特開平7−298530号公報に開示された相間絶縁用相間紙では、各コイル相間の絶縁性が確保されないおそれがあるという問題があった。なぜなら、折曲片部は平面部から半径方向に伸ばして折り曲げただけのものにすぎないため、コイルエンド部のコイルを確実に覆うことができないからである。
【0008】
また、特開平7−298530号公報に開示されたものを含め、従来の相間絶縁用相間紙は、手作業で各コイル相間に挿入する必要があった。このため、相間絶縁用相間紙を挿入した状態にバラツキが生じてしまい、各コイル相間における絶縁性が確保されないおそれがあった。これは、ハイブリッド車駆動用のモータでは特に問題となる。なぜなら、ハイブリッド車駆動用のモータは、動作領域が広いために使用電圧が高く、一般のモータよりもモータの絶縁性能に関する規格が厳しいからである。また、ハイブリッド車駆動用のモータは、コスト低減のために高回転化の傾向があり、今後ますます使用電圧が高くなる傾向になるからである。
【0009】
さらに、時代の要請によりハイブリッド車のニーズが今後ますます高まると考えられている。しかしながら、現状では、手作業で各コイル相間に相間絶縁用相間紙を挿入しているため、このようなニーズに応えるためには、作業員を増員するしかないが、これではコスト面で不利となる。このため、相間絶縁用相間紙の自動挿入化が望まれている。
【0010】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、モータの相間絶縁を十分に確保しつつ、各コイル相間への挿入作業を自動化することができる相間絶縁用相間紙およびステータを提供することを課題とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するためになされた本発明に係るモータ相間絶縁用相間紙は、モータの相間絶縁を確保するために各コイル相間に挿入するモータ相間絶縁用相間紙において、ステータコアのスロットに挿入される脚部と、両端部で脚部により連結されるとともに、ステータコアの両端面から突出して各コイル相間の絶縁を行う平面部と、前記脚部がスロットに挿入される前に、前記平面部を折り曲げることにより形成される凸部と、を有し、前記凸部の上面が傾斜していることを特徴とするものである。
【0012】
このモータ相間絶縁用相間紙は、ステータコアの両端面に突出する平面部が相間紙両端部において脚部により接続された両端面一体型(はしご型)の形状をなしている。このため、本発明に係るモータ相間絶縁用相間紙では、挿入治具を用いて脚部をステータコアの内周側からステータコアのスロットに自動挿入することができる。すなわち、本発明に係るモータ相間絶縁用相間紙を使用することにより、相間紙の挿入作業を自動化することができるのである。
また、本発明に係るモータ相間絶縁用相間紙においては、脚部がスロットに挿入される前に、平面部を折り曲げることにより形成される凸部を有し、凸部の上面が傾斜している。こうすることにより、ステータコアに挿入済みのコイルをコイルエンド部まで確実に覆うことができるので絶縁性が向上する。また、次相のコイルをステータコアに挿入する際に、凸部上面の傾斜が次相のコイルを迎え入れるため、コイル相間におけるモータ相間絶縁用相間紙の噛み込みを確実に防止することができるので、絶縁性が向上する。
【0013】
そして、本発明に係るモータ相間絶縁用相間紙においては、脚部の幅は、ステータコアのスロット幅よりも大きいことが望ましい。こうすることにより、モータ相間絶縁用相間紙をステータコアに挿入した際に、脚部自身の弾発力により脚部がスロット内にしっかりと保持されるため、モータ相間絶縁用相間紙の位置ずれが確実に防止されるからである。その結果として、次相のコイルをステータコアに挿入する際に、既にステータコアに挿入されているモータ相間絶縁用相間紙の位置がずれないので、コイル相間における絶縁性が向上する。
【0014】
【0015】
さらに、本発明に係るモータ相間絶縁用相間紙においては、平面部のステータ側の端部に鍔が一体的に形成されていることが望ましい。これにより、コイルエンド部の成形量を増やした場合などにおいても、コイル相間における絶縁性を十分に確保することができるからである。
【0016】
そして、鍔は、部分的もしくは連続的に形成されていればよいが、好ましくは連続的に形成するのがよい。連続的に形成することにより、鍔の剛性を高めることができるので、相間紙がよりずれ難くなるからである。
【0017】
さらに、鍔におけるリード側長さL1と反リード側長さL2との間に、L2>L1となる関係が成立することが望ましい。こうすることにより、次相のコイルインサート時に、既にステータコアに挿入済みのモータ相間絶縁用相間紙がずり上がったとしても、反リード側の歯茎部における相間絶縁を確保することができ、その結果として絶縁性能が向上するからである。
【0018】
また、本発明に係るモータ相間絶縁用相間紙においては、平面部の高さは、ステータコアに挿入した際にコイルエンドの高さよりも高くなるように設定されていることが望ましい。こうすることにより、各相のコイルがモータ相間絶縁用相間紙を乗り越えることを確実に防止することができるので、絶縁性が向上するからである。
【0019】
上記問題点を解決するためになされた本発明に係るステータは、上記したいずれか1つのモータ相間絶縁用相間紙を、ステータコアの周方向に平面部の一部を重ねて配置することにより各コイル相間の絶縁を確保することを特徴とするものである。
【0020】
このステータでは、上記したモータ相間絶縁用相間紙を使用しているので、各コイル相間に確実にモータ相間絶縁用相間紙が挿入されるため、各コイル相間における絶縁性が向上する。また、モータ相間絶縁用相間紙は、ステータコアの周方向に平面部の一部が重ねられた状態で配置されるので、その重なり部分で脚部のみによりコイル相間の絶縁性を確保している部分をカバーすることができる。したがって、各コイル相間における絶縁性の信頼性が大幅に向上する。さらに、モータ相間絶縁用相間紙の挿入作業が自動化されるので、ステータの製造コスト面で非常に有利となる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のモータ相間絶縁用相間紙およびステータを具体化した最も好適な実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。本実施の形態は、分布巻きを用いたハイブリッド車駆動用のモータに本発明を適用したものである。
【0022】
(第1の実施の形態)
そこでまず、第1の実施の形態に係るステータの概略構成を図1に示す。図1は、ステータ50の概略構成を示す縦断面図である。本実施の形態に係るステータ50は、図1に示すように、U相コイル51U、V相コイル51V、およびW相コイル51Wを備える三相ステータである。このステータ50は、ステータコア52と、ステータコア52に配設される上記した三相のコイル51U,51V,51Wと、各コイルの相間(U相−V相間とV相−W相間)に配設される相間紙10,10とを備える。なお、相間紙10の詳細については後述する。
【0023】
ここで、ステータコア52は、複数枚の鋼板が積層されて一体的に接着されて形成されたドーナツ形状のものである(図2参照)。そして、ステータコア52の内周面には、図2に示すように、各相コイル51U,51V,51Wを配設させるための複数のスロット53が所定の間隔をおいて形成されている。なお、図2は、ステータコア52の一部(1/4円弧分)を示す図であり、U相コイル51U、およびU相コイル51UとV相コイル51Vとの相間絶縁を行うための相間紙10を挿入した状態を示している。一方、各相のコイル51U,51V,51Wは、エナメル線を巻回して形成されたものである。そして、これら各相のコイル51U,51V,51Wが、相間紙10を介してステータコア52のスロット53に挿入されるようになっている。
【0024】
続いて、第1の実施の形態に係るモータ相間絶縁用相間紙の概略構成を図3に示す。図3は、相間紙10の平面図である。この相間紙10は、図3に示すように、中央部分が略長方形状に切り抜かれた略四角形(一辺が約10cm程度の大きさ)の形状をなし、硬質な紙材により形成されたものである。なお、相間紙の大きさはモータの大きさにより定まるので、モータの大きさが異なれば相間紙の大きさも異なる。
【0025】
そして、相間紙10においては、その上下に平面部20,30がそれぞれ形成されている。これら平面部20,30は、相間紙10の両端で脚部40a,40bにより連結されて一体となっている。すなわち、相間紙10がステータコア52に挿入された際、平面部20,30はステータコア52の両端面から突出するような両端面一体型(はしご型)の形状をなしている。
【0026】
ここで、各平面部20,30には、それぞれ凸部21,31が形成されている。これら凸部21,31は、平面部20,30を折り曲げることにより形成されている。具体的には、平面部20に谷折り部22a,22bと山折り部23a,23bが設けられており、これらの谷折り部22a,22bと山折り部23a,23bとでそれぞれ折り曲げられることにより、凸部21が形成されている。ここで、山折り部23a,23bは、谷折り部22a,22bに対して平行には設けられておらず、凸部21の上面形状が平面視で台形状となるように斜めに設けられている。このため、凸部21の側面は略三角形状となり、凸部21の上面には相間紙中央から外側に向かう下りの傾斜が付いている。
【0027】
同様に、平面部30にも谷折り部32a,32bと山折り部33a,33bが設けられており、これらの谷折り部32a,32bと山折り部33a,33bとでそれぞれ折り曲げられることにより、凸部31が形成されている。ここで、山折り部33a,33bは、谷折り部32a,32bに対して平行には設けられておらず、凸部31の上面形状が平面視で台形状になるように斜めに設けられている。このため、凸部31の側面は略三角形状となり、凸部31の上面には相間紙中央から外側に向かう下りの傾斜が付いている。
【0028】
このように凸部21,31を形成することにより、相間紙10がステータコア52に挿入された際に、既にステータコア52に挿入されている各コイル51U,51V,51Wを包み込むようになっている。また、相間紙10をステータコア52に挿入した状態においては、凸部21,31は、ステータコア52の内側から外側に向かって拡大するテーパを形成する、言い換えるとすり鉢状になることになる。このため、次相のコイル(V相コイル51VまたはW相コイル51W)は、凸部21,31に迎え入れられるようにして、ステータコア52に挿入されることになる。このため、次相のコイル(V相コイル51VまたはW相コイル51W)をステータコア52に挿入する際に、相間紙10がコイル相間(U相−V相間とV相−W相間)で噛み込まないようになっている。
【0029】
また、平面部20,30の高さH1,H2は、ステータコア52に挿入された各相コイル51U,51V,51Wの高さよりも若干高くなっている。これにより、各相のコイル51U,51V,51Wが相間紙10を乗り越えることを防止することができるようになっている。
【0030】
一方、脚部40a,40bは、平面部20と30とを相間紙端部で連結しているものである。これらの脚部40a,40bの幅は、相間紙10を挿入するステータコア52のスロット53の幅よりも若干大きめに形成されている。これにより、相間紙10をステータコア52に挿入、より詳しく述べると脚部40a,40bをステータコア52のスロット53に挿入すると、図4あるいは図6に示すように、脚部40a,40b自身の弾発力により、脚部40a,40bがステータコア52のスロット53内でずれることなくしっかりと保持されるようになっている。なお、図4は、ステータコア52のスロット部分の横断面図であり、相間紙10がスロット53内に挿入された状態を示すものである。
【0031】
また、脚部40a,40bのピッチPは、ステータコア52の高さとカフス高さと余裕代(本実施の形態では2mmに設定)との和に設定されている。つまり、相間紙10の挿入作業を自動化することができる最短長に設定されている。このように、脚部ピッチPを短くすることにより、相間紙10のずれを極力小さくすることができるので絶縁性能が向上する。
【0032】
次に、上記の構成を有する相間紙10を使用してステータ50を組み立てる作業について、図5〜図7を参照しつつ説明する。なお、図5は、相間紙10をステータコア52に挿入する前の状態を示す図である。図6は、1枚の相間紙10をステータコア52に挿入した後の状態を示す図である。図7は、全部の相間紙10をステータコア52に挿入した後の状態を示す図である。また、図5〜図7は、U相コイル51Uのみを挿入した状態のみを示している。
【0033】
まず、図5に示すように、U相コイル51Uがステータコア52のスロット53に挿入され、U相コイル51Uの拡張が行われる。なお、コイルの拡張とは、次相のコイル(図5の状態ではV相コイル51Vとなる)をステータコア52に挿入するためにステータコア52のスロット53を空けておくための行程である。
【0034】
そして、U相コイル51Uの拡張が終了すると、U−V相間絶縁用の相間紙10がステータコア52に挿入される。この相間紙10の挿入は、図示しない挿入治具を用いて自動的に行われる。すなわち、まず、挿入治具に保持された相間紙10が、ステータコア52の内周側に配置される。次いで、挿入治具に保持された相間紙10がステータコア52に挿入される。つまり、相間紙10の脚部40a,40bがステータコア52のスロット53内に押し込まれる。このとき、U相コイル51Uがステータコア52のスロット53に挿入されている部分に相間紙10の凸部21(31)が配置されるように挿入される(図6参照)。
【0035】
ここで、脚部40a,40bの幅がスロット53の幅よりも若干大きいので、脚部自身の弾発力により脚部40a,40bがスロット53内にしっかりと保持される。このため、ステータコア52に挿入された相間紙10の位置ずれが確実に防止される。これにより、後述するV相コイル51Vをステータコア52に挿入する際に、既にステータコア52に挿入されている相間紙10の位置がずれることはない。
【0036】
その後、順次、相間紙10が、上記のようにして、平面部20(30)の一部が互いに重なり合うように、ステータコア52に挿入される。具体的には、図7に示すように、既に挿入済みの相間紙10aの脚部40bが挿入されているスロット53bに隣接するスロット53aに対し、次に挿入する相間紙10bの脚部40aが挿入される。これにより、平面部20(30)の重なり部分で脚部40a,40bのみによりコイル相間の絶縁性を確保している部分をカバーすることができる。したがって、各コイル相間における絶縁性の信頼性が大幅に向上する。なお、本実施の形態では、U相コイル51Uが挿入されたステータコア52に対して、8枚の相間紙10が挿入される。これにより、ステータコア52の全周に隙間なく相間紙10が配置されることになる。
【0037】
次いで、V相コイル51Vがステータコア52のスロット53に挿入される。このとき、既にステータコア52に挿入されている相間紙10の凸部21(31)がすり鉢形状を構成しているので、V相コイル51Vを迎え入れる。このため、V相コイル51Vのステータコア52への挿入が非常にスムーズにおこなれるので、U相コイル51UとV相コイル51Vとの間に相間紙10が噛み込むようなことはない。また、ステータコア52に既に挿入された相間紙10は、脚部40a,40bによりしっかりとスロット53内に保持されている。このため、V相コイル51Vをステータコア52に挿入する際に、既にステータコア52に挿入された相間紙10の位置がずれることはない。したがって、U相コイル51UとV相コイル51Vとの相間絶縁性を十分に確保することができる。
【0038】
そして、V相コイル51Vの拡張が行われた後に、上記した手順で、V相−W相間に配設される相間紙10がステータコア52に挿入され、さらにW相コイル51Wがステータコア52に挿入される。その後、最終成形が行われて、図8に示すような三相ステータ50が完成する。なお、図8は、三相ステータの概略構成を示す平面図であり、その1/4円弧分を示したものである。そして、図8のステータにおけるU相−V相間に挿入された相間紙10UVとV相−W相間に挿入された相間紙10VWとの位置関係は、図9に示すようになっている。なお、図9は、相間紙10UVと10VWとの位置関係を模式的に示した図である。
【0039】
このように、本実施の形態に係る相間紙10を使用することにより、各コイル相間(U相−V相間とV相−W相間)に配設する相間紙10の挿入作業を自動化することができる。このため、ステータ50全体の製造コスト面で有利となる。ここで、図8(および図9)に示したUU断面、VV断面、およびWW断面における断面図を図10、図11、および図12に示す。図10〜図12から明らかなように、相間紙10UVおよび10VWによって、各相コイル51U,51V,51Wにおける相間絶縁性が確保されていることがわかる。つまり、相間紙10UVによって、U相コイル51UとV相コイル51Vとの相間絶縁性が十分に確保され、相間紙10VWによって、V相コイル51VとW相コイル51Wとの相間絶縁性が十分に確保されている。
【0040】
以上、詳細に説明したように第1の実施の形態に係る相間紙10は、ステータコア52のスロット53に挿入される脚部40a,40bと、相間紙両端部で脚部40a,40bにより連結され、ステータコア52の挿入したときに両端面から突出する平面部20,30とを有する両面一体型(はしご型)の形状をなしているので、脚部40a,40bをステータコア52の内周側からスロット53に自動挿入することができる。
【0041】
そして、脚部40a,40bの幅を、スロット53の幅よりも若干大きくしているので、相間紙10をステータコア52に挿入した際、脚部自身の弾発力により脚部40a,40bがスロット53内にしっかりと保持される。このため、相間紙10の位置ずれが確実に防止される。その結果、次相のコイル(51Vあるいは51W)をステータコア52に挿入する際に、既にステータコア52に挿入されている相間紙10の位置がずれない。したがって、コイル相間における絶縁性が向上する。
【0042】
また、相間紙10には、平面部20,30を折り曲げることにより凸部21,31が形成され、その凸部21,31の上面が傾斜しているので、ステータコア52に挿入済みのコイルをコイルエンド部まで確実に覆うことができる。そして、全部の相間紙10をステータコア52に配設すると、凸部21,31がすり鉢形状となるので、次相のコイルをステータコア52に挿入する際に、凸部21,31が次相のコイルを迎え入れる。したがって、次相のコイルのステータコア52への挿入が非常にスムーズに行われるので、コイル相間における相間紙10の噛み込みが確実に防止される。
【0043】
さらに、平面部20,30の高さH1,H2が、相間紙10をステータコア52に挿入した際にコイルエンドの高さよりも高くなるように設定されているので、各相のコイルが相間紙10を乗り越えることがない。
【0044】
そして、ステータ50では、上記した相間紙10を使用しているので、各コイル相間に確実に相間紙10が挿入されるため、各コイル相間における絶縁性が向上する。また、相間紙10が、ステータコア52の周方向に平面部20,30の一部が重ねられた状態で配置されるので、その重なり部分で脚部40a,40bのみによりコイル相間の絶縁性を確保している部分をカバーすることができる。したがって、各コイル相間における絶縁性の信頼性が大幅に向上する。また、相間紙10の挿入作業が自動化されるので、ステータ50の製造コスト面において有利である。
【0045】
(第2の実施の形態)
次に、第2の実施の形態について説明する。そこで、第2の実施の形態に係る相間紙の概略構成を図13および図14に示す。図13(a)は、U相−V相間に挿入される相間紙の概略構成を示す平面図であり、図13(b)は、U相−V相間に挿入される相間紙の概略構成を示す斜視図である。図14は、V相−W相間に挿入される相間紙の概略構成を示す平面図である。なお、図13および図14に示す相間紙は、ともに図3に示すようにコイルエンドの両側に存在するが、ここでは簡略化してコイルエンドの片側のみを示している。
【0046】
ここで、コイルエンド寸法を低減するために、コイルエンド部の成形量を増やした場合などにおいては、 図15〜図17に示すように、上記した相間紙10UV,10VWを使用すると、相間紙が各コイル相間に確実に入り込まない場合がある。言い換えると、各相のコイルがステータコア52により近い相間紙とステータコア52との間の空間まで入り込んでしまう場合がある。こうなると、各コイル間を相間紙で確実に隔離することができず、相間絶縁を十分に確保することができなくなってしまう。また、相間紙の脚部40a(40b)が存在する部分では、相間紙がずれ難いが、それ以外の部分では脚部40a(40b)から離れているため、相間紙がステータコア方向とは反対側にずれ易い。
【0047】
このようなことから、コイルエンド部の成形量を増やした場合などにおいては、上記した相間紙10UV,10VWでは、各コイル相間を確実に隔離することができず、相間絶縁を十分に確保することができない場合が生じるのである。具体的には、図15に示すA部においてV相コイル51VとW相コイル51Wとが接触し、B部においてU相コイル51UとV相コイル51Vとが接触してしまう。また、図16に示すC部においてV相コイル51VとW相コイル51Wとが接触してしまう。さらに、図17に示すD部においてU相コイル51UとV相コイル51Vとが接触してしまう。
【0048】
そこで、本実施の形態に係る相間紙60UV,60VWでは、図13および図14に示すように、平面部20,30のステータ側の端部に鍔61a,61bを設けている。この鍔61a,61bは、図13(b)に示すように、ステータコア52の端面とほぼ平行となるように折り曲げられている。このように折り曲げていることにより、ステータコア52への収まりを安定させることができる。
【0049】
また、鍔61a,61bの長さL1,L2は、L2>L1となるように設定されている。つまり、リード側の鍔61aの長さL1よりも反リード側の鍔61bの長さL2の方が長くなるように設定されている。これにより、コイルインサート時に相間紙60UV,60VWがずり上がったとしても、反リード側の歯茎部の相間絶縁を確保することができるようになっている。なお、鍔61a,61b以外の構成については、第1の実施の形態に係る相間紙10とほぼ同様であるので、同符号を付してその説明は省略する。
【0050】
このように、相間紙60UV,60VWの平面部20,30のステータ側の端部に鍔61a,61bを設けることにより、図18〜図20に示すように、コイルエンド部の成形量を増やした場合でも、相間紙60UV,60VWが各コイルとステータコア52との間に確実に入り込む。つまり、各相コイルがステータコア52と相間紙60UV,60VWとの間に入り込んでしまうことを確実に防止でき、また相間紙60UV,60VWのずれも発生し難くなる。
【0051】
具体的に説明すると、図18に示すA部において、鍔61aを設けたことにより、V相コイル51VとW相コイル51Wとを確実に隔離することができる。同様にB部においても、鍔61aを設けたことにより、U相コイル51UとV相コイル51Vとを確実に隔離することができる。また、図19に示すC部において、鍔61aを設けたことにより、V相コイル51VとW相コイル51Wとを確実に隔離することができる。さらに、図20に示すDにおいて、鍔61aを設けたことにより、U相コイル51UとV相コイル51Vとを確実に隔離することができる。なお、ここでは鍔61aのみについて図示し説明したが、もちろん鍔61bも鍔61aと同じように作用する。
【0052】
なお、これらの相間紙60UV,60VWは、図13(a)および図14に示す形状に絶縁紙を打ち抜いた後に、谷折り部22a,22bおよび山折り部23a,23bを折り曲げることにより製造される。
【0053】
以上のように、相間紙60UV,60VWによれば、平面部20,30のステータ側の端部に鍔61a,61bを設けたことにより、コイルエンド部の成形量を増やした場合でも、各コイル相間における絶縁性を十分に確保することができる。そして、これらの相間紙60UV,60VWを使用した三相ステータは、上記した第1の実施の形態と同様の行程を実施するにより製造することができる。つまり、相間紙60UV,60VWの挿入作業も自動化することができる。
【0054】
ここで、第2の実施の形態の変形例について、図21および図22を参照して説明する。図21は、U相−V相間に挿入される相間紙を示す平面図である。図22は、V相−W相間に挿入される相間紙を示す平面図である。これらの相間紙70UV,70VWは、上記の相間紙60UV,60VWとほぼ同様の構成を有するものであるが、鍔71a,71bが分離しておらず、連続的に設けられている点、および鍔71a,71bの両端部に折り72を入れている点が異なる。そして、これらの相間紙70UV,70VWは、図21および図22に示すような形状に絶縁紙を打ち抜いた後、プレス型により絞り成形することにより製造される。
【0055】
そして、これらの相間紙70UV,70VWにおいても、平面部20,30のスターコア側の端部に鍔71a,71bを設けているので、コイルエンド部の成形量を増やした場合でも、相間紙70UV,70VWが各相コイルとステータコア52との間に確実に入り込む。つまり、各相のコイルがステータコア52と相間紙70UV,70VWとの間に入り込んでしまうことを確実に防止でき、また相間紙70UV,70VWのずれも発生し難くなる。また、鍔71a,71bを連続的に形成しているため、鍔71a,71bの剛性が高くなっているので、相間紙70UV,70VWのずれをより確実に防止することができる。さらに、折り72を入れているため、鍔71a,71bを連続的に形成していても、鍔の曲がり方向が決められているので、スタータコア52への収まりを安定させることができる。
【0056】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。上記した実施の形態では、ハイブリッド車駆動用のモータに対し本発明に係る相間紙およびステータを適用したものを例示したが、本発明は自動車のモータに限られることなく、分布巻きを用いたあらゆる用途に使用されるモータに適用することができる。
【0057】
【発明の効果】
以上説明した通り本発明に係るモータ相間絶縁用相間紙によれば、モータの相間絶縁を確保するために各コイル相間に挿入するモータ相間絶縁用相間紙において、ステータコアのスロットに挿入される脚部と、両端部で前記脚部により接続されるとともに、ステータコアの両端面から突出して各コイル相間の絶縁を行う平面部とを有し、両端面一体型(はしご型)形状をなしているので、脚部をステータコアの内周側からステータコアのスロットに自動挿入することができる。
【0058】
そして、本発明に係るモータ相間絶縁用相間紙では、脚部の幅は、ステータコアのスロット幅よりも大きいので、モータ相間絶縁用相間紙をステータコアに挿入した際に、脚部自身の弾発力により脚部がスロット内にしっかりと保持される。したがって、モータ相間絶縁用相間紙の位置ずれが確実に防止される。その結果として、次相のコイルをステータコアに挿入する際に、既にステータコアに挿入されているモータ相間絶縁用相間紙の位置がずれない。したがって、コイル相間における絶縁性が大幅に向上する。
【0059】
また、本発明に係るモータ相間絶縁用相間紙では、平面部を折り曲げることにより形成される凸部を有し、凸部の上面が傾斜しているので、ステータコアに挿入済みのコイルをコイルエンド部まで確実に覆うことができる。さらに、次相のコイルをステータコアに挿入する際に、凸部上面の傾斜が次相のコイルを迎え入れるため、コイル相間におけるモータ相間絶縁用相間紙の噛み込みを確実に防止することができる。したがって、コイル相間における絶縁性が大幅に向上する。
【0060】
さらに、本発明に係るモータ相間絶縁用相間紙では、平面部のステータ側の端部に鍔が部分的あるいは連続的に形成されているので、コイルエンド部の成形量を増やした場合などにおいても、コイル相間における絶縁性を十分に確保することができる。
【0061】
そして、本発明に係るステータは、上記したいずれか1つのモータ相間絶縁用相間紙を、ステータコアの周方向に平面部の一部を重ねて配置することにより各コイル相間の絶縁を確保するので、各コイル相間における絶縁性が大幅に向上する。また、モータ相間絶縁用相間紙は、ステータコアの周方向に平面部の一部が重ねられた状態で配置されるので、その重なり部分で脚部のみによりコイル相間の絶縁性を確保している部分をカバーすることができる。したがって、各コイル相間における絶縁性の信頼性が大幅に向上する。さらに、モータ相間絶縁用相間紙の挿入作業が自動化されるので、ステータ自体の製造コスト面においても有利である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の実施の形態に係るステータの概略構成を示す縦断面図である。
【図2】 図1のステータの概略構成を示す図である。
【図3】 第1の実施の形態に係るモータ相間絶縁用相間紙の概略構成を示す平面図である。
【図4】 ステータコアのスロット部分の横断面図である。
【図5】 相間紙をステータコアに挿入する前の状態を示す図である。
【図6】 1枚の相間紙をステータコアに挿入した後の状態を示す図である。
【図7】 全部の相間紙をステータコアに挿入した後の状態を示す図である。
【図8】 三相ステータの概略構成を示す平面図である。
【図9】 図8の三相ステータにおける相間紙の位置関係を模式的に示した図である。
【図10】 図8に示すUU線における断面を示す断面図である。
【図11】 図8に示すVV線における断面を示す断面図である。
【図12】 図8に示すWW線における断面を示す断面図である。
【図13】 第2の実施の形態に係る相間紙のうちU相−V相間に挿入されるものの概略構成を示す図であって、(a)は平面図、(b)は斜視図である。
【図14】 第2の実施の形態に係る相間紙のうちV相−W相間に挿入されるものの概略構成を示す平面図である。
【図15】 コイルエンド部の成形量を増やした場合に、図3に示す相間紙を使用して製造した三相ステータのUU線における断面を示す断面図である。
【図16】 コイルエンド部の成形量を増やした場合に、図3に示す相間紙を使用して製造した三相ステータのVV線における断面を示す断面図である。
【図17】 コイルエンド部の成形量を増やした場合に、図3に示す相間紙を使用して製造した三相ステータのWW線における断面を示す断面図である。
【図18】 コイルエンド部の成形量を増やした場合に、図13および図14に示す相間紙を使用して製造した三相ステータのUU線における断面を示す断面図である。
【図19】 コイルエンド部の成形量を増やした場合に、図13および図14に示す相間紙を使用して製造した三相ステータのVV線における断面を示す断面図である。
【図20】 コイルエンド部の成形量を増やした場合に、図13および図14に示す相間紙を使用して製造した三相ステータのWW線における断面を示す断面図である。
【図21】 図13の相間紙の変形例を示す図である。
【図22】 図14の相間紙の変形例を示す図である。
【符号の説明】
10 相間紙
20,30 平面部
21,31 凸部
40a,40b 脚部
50 ステータ
51U U相コイル
51V V相コイル
51W W相コイル
52 ステータコア
53 スロット
60UV,60VW 相間紙
61a,61b 鍔
Claims (7)
- モータの相間絶縁を確保するために各コイル相間に挿入するモータ相間絶縁用相間紙において、
ステータコアのスロットに挿入される脚部と、
両端部で前記脚部により連結されるとともに、前記ステータコアの両端面から突出して各コイル相間の絶縁を行う平面部と、
前記脚部がスロットに挿入される前に、前記平面部を折り曲げることにより形成される凸部と、
を有し、
前記凸部の上面が傾斜していることを特徴とするモータ相間絶縁用相間紙。 - 請求項1に記載するモータ相間絶縁用相間紙において、
前記脚部の幅は、前記ステータコアのスロット幅よりも大きいことを特徴とするモータ相間絶縁用相間紙。 - 請求項1から請求項2に記載するいずれか1つのモータ相間絶縁用相間紙において、
前記平面部のステータ側の端部に鍔が一体的に形成されていることを特徴とするモータ相間絶縁用相間紙。 - 請求項3に記載するモータ相間絶縁用相間紙において、
前記鍔は、部分的もしくは連続的に形成されていることを特徴とするモータ相間絶縁用相間紙。 - 請求項3または請求項4に記載するモータ相間絶縁用相間紙において、
前記鍔におけるリード側長さL1と反リード側長さL2との間に、L2>L1となる関係が成立することを特徴とするモータ相間絶縁用相間紙。 - 請求項1から請求項5に記載するいずれか1つのモータ相間絶縁用相間紙において、
前記平面部の高さは、前記ステータコアに挿入した際にコイルエンドの高さよりも高くなるように設定されていることを特徴とするモータ相間絶縁用相間紙。 - 請求項1から請求項6に記載するいずれか1つのモータ相間絶縁用相間紙を、前記ステータコアの周方向に前記平面部の一部を重ねて配置することにより各コイル相間の絶縁を確保することを特徴とするステータ。
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