JP4908165B2 - 回転電機の同相間絶縁紙及び固定子 - Google Patents

Description

本発明は、固定子鉄心の端面より突出するコイルエンド部の同相間の絶縁を行う回転電機の同相間絶縁紙及び固定子に関する。

一般に、回転電機、例えば三相の電動機の固定子においては、固定子鉄心の端面より突出するコイルエンド部の異相間には異相間絶縁紙が挿入されているが、電気自動車やハイブリット車などの車両用モータように使用電圧が高い場合には、コイルエンド部の同相間の絶縁が必要となる。そのため、例えば高電圧を使用する三相コイルの場合には、コイルエンド部の同相間に同相間絶縁紙が挿入される構成が考えられている（特許文献１参照）。

三相コイルに適用したこの同相間絶縁紙は、コイルの配置に対応して３種類の同相間絶縁紙が用いられている。これらの同相間絶縁紙は、コイルエンド部の同相間の絶縁を行う隔離部と、同相間絶縁紙を固定するための固定部とを有した構成であり、必要に応じて同相間絶縁紙の位置決めをする位置決め部が設けられている。そして、各隔離部がコイルエンド部の同相間に配置されることにより、同相間の絶縁が行われる。
特開２００６−２２３０６３号公報

しかしながら、上記の同相間絶縁紙は、コイルの配置に対応して３種類の同相間絶縁紙を製作する必要があり、作業効率が悪い。
又、各同相間絶縁紙は、コイルエンド部の同相間の隔離（隔離部）や同相間絶縁紙の固定（固定部）の機能を備えた構成であるが、同相間絶縁紙をコイルエンド部間に挿入した後、コイルエンド部を固定子鉄心の外周方向に拡開させるように整形すると、当該同相間絶縁紙は潰れて変形し、同相間絶縁紙の各機能が発揮できなくなり、コイルエンド部の同相間の絶縁が不十分になる虞がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で、且つコイルエンド部の同相間を確実に絶縁できる回転電機の同相間絶縁紙及び固定子を提供することである。

本発明の請求項１の回転電機の同相間絶縁紙は、絶縁紙材料の中央部を折り曲げることにより折り曲げ部と互いに対応する一対の片部とが形成された絶縁紙本体と、この絶縁紙本体における前記一対の片部の前記折り曲げ部と隣り合う側の一方の辺部を接着若しくは溶着することにより形成された結合部とを備え、前記絶縁紙本体は、回転電機の固定子鉄心の端面より突出するコイルエンド部の一方の突出基部及びこれに連なる先端部にこれらを前記一対の片部で挟持するように被せられて、前記折り曲げ部が前記コイルエンド部の先端部に当接するとともに、前記結合部が前記コイルエンド部と隣り合う同相のコイルエンド部の突出基部との間に配置されることを特徴としている。

本発明の請求項３の回転電機の固定子は、固定子鉄心と、この固定子鉄心に着装された複数相のコイルと、請求項１又は２に記載の同相間絶縁紙とを具備していることを特徴としている。

本発明によれば、同相間絶縁紙は絶縁紙材料の中央部を折り曲げ、折り曲げ部と隣り合う側の一方の辺部を接着若しくは溶着することにより構成されているため、簡単な構成でコイルエンド部の各同相間の絶縁を行うことができる。

又、この同相間絶縁紙は、回転電機の固定子鉄心の端面より突出するコイルエンド部の一方の突出基部及びこれに連なる先端部にこれらを前記一対の片部で挟持するように被せる構成としたので、各相のコイルの配置に関係無く、コイルエンド部の形状が同じコイルエンド部にこの同相間絶縁紙を用いることができる。そのため、同相間絶縁紙は１種類の形状ですみ、製作を容易にすることできる。

さらに、同相間絶縁紙は、コイルエンド部の一方の突出基部及びこれに連なる先端部に一対の片部で挟持するように被せて保持させる構成としたので、これらから同相絶縁紙を外れ難くすることができるとともに、同相間絶縁紙が変形しても、コイルエンド部は結合部と一対の片部によって覆われているので、コイルエンド部の同相間の絶縁が不十分になることを防ぐことができる。

以下、本発明の第１の実施形態を、図１乃至図５を参照して説明する。
まず、本実施形態に係る回転電機、例えば電動機の固定子の概略構成を図２（ａ）に示す。固定子１は、固定子鉄心２に、複数相、例えば三相コイルたるＵ相コイル３、Ｖ相コイル４、Ｗ相コイル５が着装された構成である。

固定子鉄心２は、複数枚の鋼板が積層されて一体的に結着されて形成された円環形状をなす。そして、固定子鉄心２の内周面には、各相のコイル３，４，５を配設させるためにスロット６が４８箇所に形成されている。この各スロット６の内周面にはスロット絶縁紙７（図１及び図５に図示）が夫々配置されており、固定子鉄心２とスロット６内に配設される各相のコイル３，４，５との絶縁を行っている。尚、固定子鉄心２の最外周側から順にＵ相コイル３、Ｖ相コイル４、Ｗ相コイル５が配置されている。

固定子鉄心２の端面２ａより突出するコイルエンド部において、図２（ｂ）及び図５に示すように、Ｕ相コイル３のコイルエンド部３ａとＶ相コイル４のコイルエンド部４ａとの異相間、及びＶ相コイル４のコイルエンド部４ａとＷ相コイル５のコイルエンド部５ａとの異相間には、異相間絶縁紙８，８が夫々配置されている。
この異相間絶縁紙８は、図４に示すように、略矩形状に形成された一対の異相間絶縁紙本体８ａ，８ａと、この一対の異相間絶縁紙本体８ａ，８ａを繋ぐ連結条部、例えば絶縁材料からなる２本の連結帯８ｂ，８ｂとから構成されている。

異相間絶縁紙８は、図５に示すように、一対の異相間絶縁紙本体８ａ，８ａの内の片方の異相間絶縁紙本体８ａが一方のコイルエンド部３ａとコイルエンド部４ａとの異相間に位置するように配置され、もう片方の異相間絶縁紙本体８ａが固定子鉄心２を介して対応する他方のコイルエンド部３ａとコイルエンド部４ａとの異相間に配置されている。又、別の異相間絶縁紙８の異相間絶縁紙本体８ａ，８ａは、コイルエンド部４ａ，４ａとコイルエンド部５ａ，５ａとの異相間に配置されている。このとき、異相間絶縁紙８の連結帯８ｂ，８ｂは、固定子鉄心２の適宜のスロット６内に配置される。

さて、図１（ａ）に示すように、各コイルエンド部３ａの突出基部３ｂ，３ｂの内の一方の突出基部３ｂ及びこれに連なる先端部３ｃには、同相間絶縁紙１１が配置されている。
この同相間絶縁紙１１は、絶縁紙本体１２を主体として構成されている。
絶縁紙本体１２は、図３で示すような略矩形状の絶縁紙材料１３を、折り曲げの中央部をなす折り曲げ部１４を中心に半分に折り曲げられ、図１（ａ）に示に示すように、折り曲げにより互いに対応する一対の略矩形状の片部１５，１５が形成された構成である。

そして、同相間絶縁紙１１は、絶縁紙本体１２と、絶縁紙本体１２における一対の片部１５，１５の折り曲げ部１４と隣り合う側の一方の辺部を接着剤などにより接着、若しくは熱を加えて溶着させることにより形成される結合部１６とから構成される。従って、同相間絶縁紙１１は、折り曲げ部１４と対向する辺部及び結合部１６に対向する辺部が夫々開口した形状の半袋状となる。

尚、他の各コイルエンド部４ａ，５ａは、コイルエンド部３ａと同形状であるため、具体的な構成の説明を省略するが、図２（ｂ）に示すように、各コイルエンド部４ａ，５ａの一方の突出基部及びこれに連なる先端部にも、同様の同相間絶縁紙１１が配置されている。

次に、コイルエンド部３ａの同相間に配置される同相間絶縁紙１１の作用及び効果について説明する。尚、コイルエンド部４ａ，５ａの各同相間に配置される同相間絶縁紙１１についての作用及び効果も、コイルエンド部３ａに配置させた同相間絶縁紙１１と同様であるので、具体的な説明を省略する。

まず、固定子鉄心２のスロット６にスロット絶縁紙７、Ｕ相コイル３、異相間絶縁紙８、Ｖ相コイル４、異相間絶縁紙８、Ｗ相コイル５をこの順に嵌込んでいく。
続いて、図１（ｂ）に示すように、各コイルエンド部３ａの一方の突出基部３ｂ及びこれに連なる先端部３ｃに、夫々半袋状の同相間絶縁紙１１を一対の片部１５，１５で挟持するように被せる。このとき、折り曲げ部１４をコイルエンド部３ａの先端部３ｃに当接させ、結合部１６を各コイルエンド部３ａと隣り合う同相コイルエンド部３ａの突出基部３ｂとの間に位置させる。

そして、図示はしないが、コイルエンド部３ａ，４ａ，５ａを固定子鉄心２の外周方向（図５中、上方向）に拡開し、端面２ａ側に押圧して整形を行う。さらに、コイルエンド部３ａ，４ａ，５ａと、異相間絶縁紙本体８ａと、同相間絶縁紙１１とを絶縁糸（図示せず）で緊縛し、ワニス（図示せず）を滴下する。

このように同相間絶縁紙１１を、略矩形状の絶縁紙材料１３を折り曲げ、折り曲げ部１４と隣り合う側の一方の辺部を接着若しくは溶着して結合部１６を形成する構成としたので、簡単な構成で各コイルエンド部３ａの同相間の絶縁を行うことができる。
又、固定子鉄心２のコイルエンド部３ａの一方の突出基部３ｂ及びこれに連なる先端部３ｃに同相間絶縁紙１１を一対の片部１５，１５で挟持するように被せて保持させる構成としたので、コイル３，４，５（コイルエンド部３ａ，４ａ，５ａ）の配置に関係無く、コイルエンド部３ａ，４ａ，５ａに、この同相間絶縁紙１１を用いることができる。従って、同相間絶縁紙１１は１種類の形状ですみ、製作を容易にすることできる。

さらに、前述したように、突出基部３ｂ及び先端部３ｃに同相間絶縁紙１１を一対の片部１５，１５で挟持するように被せて保持させる構成としたので、コイルエンド部３ａの一方の突出基部３ｂ及びこれに連なる先端部３ｃから同相間絶縁紙１１を外れ難くすることができるとともに、同相間絶縁紙１１が変形しても、同相のコイルエンド部３ａとの絶縁が不十分になることを防ぐことができる。又、他のコイルエンド部４ａ，５ａについても同様である。

次に、本発明の第２の実施形態を図６を参照して説明する。尚、上記第１の実施形態と同様な一部分には同符号を付し、その詳細な説明は省略する。
第２の実施形態の同相間絶縁紙１１の絶縁紙本体１２の一方の片部１５には、連結条部を構成する例えば紐状の連結帯１７の一端部が取付けられている。この連結帯１７は、絶縁材料からなり、他端部が固定子鉄心２を介して対応するコイルエンド部３ａに配置された同相間絶縁紙１１の絶縁紙本体１２の一方の片部１５に固定されている。このとき、連結帯１７の大部分は、固定子鉄心２のスロット内（図示せず）に配置される。

上記のように、一のコイルエンド部３ａに配置された一方の同相間絶縁紙１１（絶縁紙本体１２）と、固定子鉄心２を介して対応するコイルエンド部３ａに配置された他方の同相間絶縁紙１１（絶縁紙本体１２）を連結帯１７で繋ぐことにより、この２つの同相間絶縁紙１１がコイルエンド部３ａの突出基部３ｂ及びこれに連なる先端部３ｃから外れにくくすることができる。
又、この連結帯１７で連結された同相間絶縁紙１１は、コイルエンド部４ａ，５ａに用いられる同相間絶縁紙１１にも適用されている。

尚、本発明は上記し且つ図面に示す実施形態に限定されず、次のような変形、拡張が可能である。
上記第２の実施形態の連結条部は、帯状以外の形状、例えば糸状でも良い。又、この連結条部は、絶縁紙本体（片部）に一体に構成させても良い。
上記第１及び第２の実施形態の同相間絶縁紙を、各コイルエンド部の両側の突出基部及びこれに連なる先端部に被せる構成としても良い。
尚、本発明の回転電機の同相間絶縁紙及び固定子は、三相コイルに適用して説明したが、三相コイル以外の複数相のコイルにも適用できる。又、上記した構成部品の材料等についても、適宜変更することができる。

本発明の第１の実施形態を示すもので、（ａ）は回転電機の同相間絶縁紙の取り付け前の分解説明図、（ｂ）は回転電機の同相間絶縁紙の取り付け後の説明図 （ａ）は固定子の全体構成を概略的に示す側面図、（ｂ）は同固定子を概略的に示す部分拡大図 同相間絶縁紙本体の展開図 異相間絶縁紙の平面図 コイルエンドの整形前における固定子の断面図 本発明の第２の実施形態を示す図１（ｂ）相当図

符号の説明

図面中、１は固定子、２は固定子鉄心、２ａは端面、３ａ，４ａ，５ａはコイルエンド部、３ｂは突出基部、３ｃは先端部、６はスロット、１１は同相間絶縁紙、１２は絶縁紙本体、１３は絶縁紙材料、１４は折り曲げ部、１５は片部、１６は結合部、１７は連結帯（連結条部）を示す。

Claims (3)

1. 絶縁紙材料の中央部を折り曲げることにより折り曲げ部と互いに対応する一対の片部とが形成された絶縁紙本体と、
   この絶縁紙本体における前記一対の片部の前記折り曲げ部と隣り合う側の一方の辺部を接着若しくは溶着することにより形成された結合部とを備え、
   前記絶縁紙本体は、回転電機の固定子鉄心の端面より突出するコイルエンド部の一方の突出基部及びこれに連なる先端部にこれらを前記一対の片部で挟持するように被せられて、前記折り曲げ部が前記コイルエンド部の先端部に当接するとともに、前記結合部が前記コイルエンド部と隣り合う同相のコイルエンド部の突出基部との間に配置されることを特徴とする回転電機の同相間絶縁紙。
2. 絶縁紙本体は、回転電機の固定子鉄心の両端面から突出する一対のコイルエンド部に装着されて、これらの絶縁紙本体は前記固定子鉄心のスロット内を通る連結条部で連結されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機の同相間絶縁紙。
3. 固定子鉄心と、
   この固定子鉄心に着装された複数相のコイルと、
   請求項１又は２に記載の同相間絶縁紙とを具備していることを特徴とする回転電機の固定子。

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