WO2024084869A1 - 絶縁シート及びそれを備えた固定子、モータ - Google Patents

絶縁シート及びそれを備えた固定子、モータ Download PDF

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WO2024084869A1
WO2024084869A1 PCT/JP2023/033549 JP2023033549W WO2024084869A1 WO 2024084869 A1 WO2024084869 A1 WO 2024084869A1 JP 2023033549 W JP2023033549 W JP 2023033549W WO 2024084869 A1 WO2024084869 A1 WO 2024084869A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
insulating sheet
stator
motor
angle
corner portion
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/033549
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
幸寛 小林
宜農 麻生
真也 田村
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by パナソニックＩｐマネジメント株式会社 filed Critical パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Publication of WO2024084869A1 publication Critical patent/WO2024084869A1/ja

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/18—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/34—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation

Definitions

  • This disclosure relates to an insulating sheet and a stator and motor equipped with the same.
  • insulating sheets are used inside the stator to insulate the coil from the stator core.
  • the insulating sheet is housed so as to cover the inner surface of the slots provided in the stator core, and the coil is housed inside the insulating sheet.
  • stator core the axial ends of the stator core are usually not covered with an insulating sheet, so it was necessary to prepare separate insulators and attach them to those ends.
  • Patent Document 1 discloses a configuration in which a thin insulating material with a V-shaped bend is placed between the coil and the stator core in order to eliminate the insulator and reduce the number of parts. This configuration also ensures a constant distance between the coil and the stator core. In other words, the insulation distance between the coil and the stator core can be made constant.
  • This disclosure has been made in consideration of these points, and its purpose is to provide an insulating sheet that can prevent the size of the stator from increasing in the axial direction while ensuring the insulation distance between the coil and the stator core, as well as a stator and a motor that include the insulating sheet.
  • the insulating sheet according to the present disclosure is an insulating sheet to be attached to the stator of a motor.
  • the insulating sheet is an H-shaped sheet material in plan view, with inward notches formed on each of two opposing first sides.
  • the notches have a first corner portion and a second corner portion.
  • the first corner portion is formed continuous with the first side and a third side that is parallel to the first side and located on the inside of the first side, or is formed at an intersection between the first side and a fourth side that is parallel to the first side and located on the inside of the first side and continues with the first side and is inclined at a first angle with respect to the third side.
  • At least the first corner portion is rounded to have a first radius of curvature, or has a fifth side that is inclined at a second angle of less than 90 degrees with respect to the third side in plan view.
  • the stator according to the present disclosure is a motor stator having an insulating sheet attached thereto.
  • the stator has at least a stator core, a slot, and a coil.
  • the stator core has an annular yoke and a plurality of teeth spaced apart from each other at equal angular intervals on the inner surface of the yoke.
  • the slot is a space surrounded by the inner surfaces of adjacent stator cores.
  • the coils are attached to each of the teeth with the insulating sheet sandwiched between them.
  • the motor disclosed herein is characterized by having at least a stator and a rotor arranged at a predetermined distance from the stator.
  • FIG. 1 is a plan view of a motor according to an embodiment, as viewed from the axial direction.
  • FIG. 2 is a plan view of a main portion of the stator as viewed from the axial direction.
  • FIG. 3A is a perspective view of a main part of the stator as viewed from above.
  • FIG. 3B is a perspective view of the main part of the stator as viewed from above.
  • FIG. 3C is a perspective view of the main part of the stator as viewed from below.
  • FIG. 3D is a perspective view of the main part of the stator as viewed from below.
  • FIG. 4A is a plan view of the insulating sheet in an unfolded state.
  • FIG. 4B is an enlarged view of the area enclosed by the dashed line in FIG. 4A.
  • FIG. 5 is a schematic diagram comparing a main part of the insulating sheet according to the embodiment with a main part of an insulating sheet according to a comparative example.
  • FIG. 6 is a plan view of a main part of an insulating sheet according to a modified example.
  • Fig. 1 is a plan view of a motor according to this embodiment as viewed from the axial direction, in which the illustration and description of connecting wires between coils 40 and external terminals that serve as connection portions to an external power source are omitted.
  • the radial direction of motor 1000 is sometimes referred to as the "radial direction”, the outer circumferential direction as the “circumferential direction”, and the direction in which rotating shaft 220 of motor 1000 extends (the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1), in this case the longitudinal direction of rotating shaft 220 as the "axial direction”.
  • the center side of motor 1000 is sometimes referred to as the radially inner side, and the outer circumferential side as the radially outer side.
  • the side on which split insulator 51 (see FIG. 3A) is arranged on tooth 10 is sometimes referred to as the top or upper side
  • the side on which split insulator 52 (see FIG. 3C) is arranged is sometimes referred to as the bottom or lower side.
  • the motor 1000 has at least a stator 100 and a rotor 200.
  • the motor 1000 has other components, such as bearings that support the rotating shaft 220 and a motor case, but for the sake of convenience, these are not shown or described.
  • the motor 1000 is a so-called inner rotor type motor, but is not limited to this and may be an outer rotor type motor.
  • the stator 100 has at least a stator core 30, a plurality of coils 40, an insulator 50, and an insulating sheet 60 (see FIG. 2).
  • the stator core 30 is composed of an annular yoke 20 and a plurality of teeth 10 (see FIG. 2).
  • the teeth 10 are spaced apart at equal angular intervals along the inner circumference (inner surface) of the yoke 20.
  • the yoke 20 is an annular member formed by connecting a plurality of split yokes 21 (see FIG. 2) in the circumferential direction. Both the teeth 10 and the split yokes 21 are made of a magnetic material.
  • the split yokes 21 on which the teeth 10 are provided may also be referred to as the stator core 30.
  • the yoke 20 is formed by connecting multiple split yokes 21 in the circumferential direction.
  • the stator core 30 may be formed by integrating the annular yoke 20 with multiple teeth 10.
  • the space surrounded by the inner surfaces of the circumferentially adjacent stator cores 30 is configured as a slot 31 (see FIG. 2), and a coil 40 is housed in each of the multiple slots 31.
  • the stator 100 is disposed radially outward of the rotor 200 at a fixed distance from the rotor 200.
  • the coil 40 is a component made of wound conductor wire with an insulating coating (not shown) formed on its surface.
  • the coil 40 is attached to the stator core 30 with an insulating sheet 60 and an insulator 50 sandwiched between them, and is housed in the slot 31. It can also be said that the coil 40 is attached to each of the multiple teeth 10 with the insulating sheet 60 sandwiched between them.
  • the coils 40 may be referred to as coils U1 to U4, V1 to V4, and W1 to W4, respectively.
  • the insulator 50 is a component made of insulating material attached to the stator core 30, and together with the insulating sheet 60, electrically separates the coil 40 from the stator core 30. Note that in this embodiment, split insulators 51, 52 split into two in the axial direction are used as the insulator 50 (see Figures 2 and 3A to 3D), but it does not have to be split.
  • An insulating sheet 60 is provided between the coil 40 and the stator core 30 (see Figure 2 and Figures 3A to 3D).
  • the insulating sheet 60 is made by processing insulating paper or a resin insulating sheet into a predetermined shape. The shape of the insulating sheet 60 will be described later.
  • the rotor 200 has a rotor core 210, a rotating shaft 220, and a magnet 230.
  • the rotor core 210 has a through hole at its axis and is generally cylindrical.
  • the rotating shaft 220 is inserted into the through hole of the rotor core 210.
  • the magnets 230 are arranged with their north and south poles alternating along the outer periphery of the rotor core 210, facing the stator 100.
  • the coils U1 to U4, V1 to V4, and W1 to W4 are connected in series. Three-phase currents of U, V, and W phases, which have a phase difference of 120° electrical angle from each other, are supplied to the coils U1 to U4, V1 to V4, and W1 to W4, respectively, to excite them and generate a rotating magnetic field in the stator 100.
  • This rotating magnetic field interacts with the magnetic field generated by the magnet 230 provided in the rotor 200, generating a torque in the rotor 200, and the rotating shaft 220 rotates while being supported by bearings (not shown).
  • FIG. 2 shows a plan view of the main parts of the stator as viewed from the axial direction.
  • FIGS. 3A and 3B show perspective views of the main parts of the stator as viewed from above.
  • FIGS. 3C and 3D show perspective views of the main parts of the stator as viewed from below.
  • FIG. 4A shows a plan view of the insulating sheet in an unfolded state.
  • FIG. 4B shows an enlarged view of the part surrounded by the dashed line in FIG. 4A.
  • the coil 40 is shown by a dashed line to make it easier to understand the structure of the stator core 30 and the insulating sheet 60.
  • the coil 40 is not shown in FIGS. 3A and 3B.
  • the split insulator 51 is not shown in FIG. 3B.
  • the split insulator 52 is not shown in FIG. 3D.
  • the insulating sheet 60 is folded and accommodated inside the slot 31.
  • the insulating sheet 60 covers the inner surface of the stator core 30, specifically, the circumferential side surfaces of the teeth 10 and the radial inner surface of the split yoke 21.
  • the coil 40 wound around the tooth 10 is accommodated inside the space (slot 31) surrounded by the insulating sheet 60.
  • the insulating sheet 60 electrically insulates the coil 40 from the stator core 30.
  • two coils 40 are housed adjacent to each other, each partially in one slot 31.
  • the insulating sheet 60 also provides electrical insulation between adjacent coils 40 inside the slot 31.
  • the split insulators 51 and 52 sandwich the insulating sheet 60 and each cover the axial end surface of the stator core 30.
  • the split insulator 51 has a coil winding portion 51a, a flange portion 51b located on the radially outer side, and a flange portion 51c located on the radially inner side.
  • grooves 51b1 and 51c1 are formed in the flange portions 51b and 51c, respectively.
  • the grooves 51b1 and 51c1 are connected to form a groove portion.
  • the third to seventh sides 63, 64, 65, 66, and 67 included in one cutout 70 of the insulating sheet 60 are each sandwiched in the groove portion connected from the groove 51b1 to the groove 51c1.
  • the split insulator 52 has a coil winding portion 52a, a flange portion 52b located on the radially outer side, and a flange portion 52c located on the radially inner side.
  • grooves 52b1 and 52c1 are formed in the flange portions 52b and 52c, respectively.
  • the grooves 52b1 and 52c1 are connected to form a groove portion.
  • the third to seventh sides 63, 64, 65, 66, and 67 included in the other notch 70 of the insulating sheet 60 are each sandwiched in the groove portion connected from the groove 52b1 to the groove 52c1.
  • the insulating sheet 60 is sandwiched between a groove portion that connects groove 51b1 to groove 51c1 in split insulator 51 and a groove portion that connects groove 52b1 to groove 52c1 in split insulator 52. In this way, the position of the insulating sheet 60 is fixed relative to the split insulators 51 and 52.
  • the coil 40 is attached to the stator core 30 in contact with the surfaces of the coil winding portions 51a, 52a of the split insulators 51, 52.
  • the insulating sheet 60 in an unfolded state is a sheet material that is H-shaped in plan view.
  • a notch 70 is formed toward the inside (inner side) of the insulating sheet 60 on each of two opposing sides (hereinafter referred to as first sides 61) of the sheet that is rectangular in plan view.
  • first sides 61 two opposing sides
  • the second side 62 of the insulating sheet 60 that is perpendicular to the first side 61 is parallel to the axial direction.
  • orthogonal or parallel means orthogonal or parallel including the manufacturing tolerances and assembly tolerances of the components that make up motor 1000, and does not mean that the objects being compared are orthogonal or parallel in the strict sense.
  • the notch 70 of the insulating sheet 60 includes a third side 63, a fourth side 64, and a first corner portion 71.
  • the third side 63 is parallel to the first side 61.
  • the fourth side 64 is continuous with the first side 61 and parallel to the second side 62.
  • the first angle ⁇ 1 may be any angle less than or equal to 90 degrees ( ⁇ 1 ⁇ 90).
  • the first corner portion 71 is provided at the intersection of the third side 63 and the fourth side 64.
  • the second angle ⁇ 2 is not limited to 45 degrees, and may be any angle greater than 0 degrees and smaller than the first angle ⁇ 1 (0 ⁇ ⁇ 2 ⁇ ⁇ 1).
  • the notch 70 of the insulating sheet 60 includes a third side 63, a seventh side 67, and a second corner portion 72.
  • the fourth angle ⁇ 4 may be any angle less than or equal to 90 degrees ( ⁇ 4 ⁇ 90).
  • the second corner portion 72 is provided at the intersection of the third side 63 and the seventh side 67.
  • the third angle ⁇ 3 is not limited to 45 degrees, and may be any angle greater than 0 degrees and smaller than the fourth angle ⁇ 4 (0 ⁇ ⁇ 3 ⁇ ⁇ 4).
  • a location 71a where one end of the third side 63 meets one end of the fifth side 65 may be referred to as a first portion 71a.
  • a location 71b where the other end of the fifth side 65 meets one end of the fourth side 64 may be referred to as a second portion 71b.
  • a location 71c where the other end of the fourth side 64 meets one end of the first side 61 may be referred to as a third portion 71c.
  • the location 72a where the other end of the third side 63 meets one end of the sixth side 66 may be referred to as the fourth portion 72a.
  • the location 72b where the other end of the sixth side 66 meets one end of the seventh side 67 may be referred to as the fifth portion 72b.
  • the location 72c where the other end of the seventh side 67 meets one end of the first side 61 may be referred to as the sixth portion 72c.
  • the notch 70 i.e., the third side 63, the fourth side 64, the seventh side 67, the first corner portion 71, and the second corner portion 72, protrude from the axial end face of the stator core 30 and are disposed outside the slot 31.
  • the first corner portion 71 of the insulating sheet 60 is disposed radially outward in the stator 100.
  • the second corner portion 72 of the insulating sheet 60 is disposed on the side closer to the tip of the stator core 30, i.e., on the radially inward side in the stator 100.
  • the insulating sheet 60 has an asymmetric shape with respect to the center line O1-O2 extending in the axial direction. This is because the shape of the slot 31 differs between the radially inner and outer sides as shown in FIG. 2. In other words, the asymmetry of the shape of the insulating sheet 60 with respect to the center line O1-O2 extending in the axial direction can be changed as appropriate depending on the shape of the slot 31. In other words, the shape of the insulating sheet 60 may be symmetric with respect to the center line O1-O2.
  • the insulating sheet 60 protruding outside the slot 31 may be further folded to cover the axial end face of the coil 40.
  • the insulating sheet 60 As described above, the insulating sheet 60 according to this embodiment is attached to the stator core 30 of the motor 1000 .
  • the insulating sheet 60 is a sheet material that is H-shaped in plan view, with inward-facing notches 70 formed on each of the two opposing first sides 61.
  • the notch 70 has a first corner portion 71 and a second corner portion 72.
  • the first corner portion 71 is formed at the intersection of the third side 63 and the fourth side 64.
  • the third side 63 is parallel to the first side 61 and is located more inward than the first side 61.
  • the fourth side 64 is inclined at a first angle ⁇ 1 with respect to the third side 63.
  • the first corner portion 71 has a fifth side 65 that is inclined at a second angle ⁇ 2 of less than 90 degrees relative to the third side 63 in a plan view.
  • the stator 100 has at least a stator core 30, slots 31, coils 40, and an insulating sheet 60.
  • the stator core 30 has an annular yoke 20 and a number of teeth 10 spaced apart at equal angular intervals on the inner surface of the yoke 20.
  • the slots 31 are spaces surrounded by the inner surfaces of adjacent stator cores 30.
  • the coils 40 are attached to each of the multiple teeth 10 with the insulating sheet 60 sandwiched between them.
  • the insulating sheet 60 is accommodated in the slot 31 in a folded state.
  • the notch 70 in the insulating sheet 60 protrudes from the axial end face of the stator core 30 and is positioned outside the slot 31.
  • the insulation distance (creepage distance) between the axial end face of the stator core 30 and the portion of the coil 40 that abuts against the fifth side 65 (edge) of the first corner portion is constant.
  • FIG. 5 shows a schematic diagram comparing the main parts of the insulating sheet according to the embodiment with the main parts of the insulating sheet according to the comparative example.
  • the diagram on the left side of FIG. 5 shows the insulating sheet 60 of the embodiment, and the diagram on the right side shows the insulating sheet 80 according to the comparative example.
  • the insulating sheet 80 corresponds to the thin insulating material shown in Patent Document 1.
  • the coil 40 is wound around the stator core 30, sandwiched between the insulating sheet 60 and the split insulator 51 or split insulator 52.
  • the insulation distance between the coil 40 and the stator core 30 corresponds to the boundary between the insulating sheet 60 and the coil 40 exposed from the insulating sheet 60, i.e., the distance between the fifth side 65 of the insulating sheet 60 and the axial end face of the stator core 30.
  • This distance i.e., the insulation distance, is shown by line segments A1-A2, B1-B2, and C1-C2 on the left side of Figure 5.
  • the length of the line segment B1-B2 corresponds to the sum of the length of the line segment drawn from point B1 located on the extension of the fourth side 64 parallel to the third side 63 to the fifth side 65, and the length of the line segment drawn from the fifth side 65 parallel to the fourth side 64 to the axial end face of the stator core 30.
  • the length of the line segment C1-C2 corresponds to the sum of the length of the line segment drawn from C1, located at the extension of the fourth side 64, parallel to the third side 63 to the fifth side 65, and the length of the line segment drawn from the fifth side 65 parallel to the fourth side 64 to the axial end face of the stator core 30.
  • the fifth side 65 constituting the first corner portion 71 is inclined with respect to the third side 63 at a second angle ⁇ 2 ( ⁇ 2 ⁇ 90) that is smaller than the first angle ⁇ 1. Therefore, the aforementioned insulation distance at the first corner portion 71 is constant.
  • the third side 83 and the fourth side 84 intersect perpendicularly, so that the first corner portion 91 forms a right angle.
  • the first side 81 of the insulating sheet 80 corresponds to the first side 61 of the insulating sheet 60
  • the second side 82 of the insulating sheet 80 corresponds to the second side 62 of the insulating sheet 60.
  • the insulation distance between the coil 40 and the stator core 30 is the length of the line segment D1-D2 shown on the right side of FIG. 5.
  • the axial height does not change continuously, as in the first corner portion 71 of the insulating sheet 60 shown on the left side of FIG. 5.
  • the length of the line segment D1-D2 is longer than the length of the line segment A1-A2 by ⁇ H.
  • a similar condition occurs in the notch 90 provided on the other side in the axial direction.
  • the axial length of the stator 100 becomes longer by 2 ⁇ H compared to the case shown in this embodiment. This increases the axial size of the stator 100, and therefore the motor 1000, which is an obstacle to miniaturization of the stator 100 and the motor 1000.
  • the size of the stator 100 and the motor 1000 can be prevented from increasing in the axial direction, and the motor 1000 can be made smaller.
  • the insulation distance between the coil 40 and the stator core 30 can be guaranteed, so that the reliability of the motor 1000 during operation can be prevented from decreasing.
  • the sixth side 66 constituting the second corner portion 72 of the insulating sheet 60 also forms a third angle ⁇ 3 with respect to the third side 63.
  • the insulating sheet 60 can prevent the size of the stator 100, and therefore the motor 1000, from increasing in the axial direction while ensuring the insulation distance between the coil 40 and the stator core 30 even at the second corner portion 72.
  • the fifth side 65 constituting the first corner portion 71 is preferably a straight line in a plan view. In this way, as described above, it is possible to ensure that the insulation distance between the coil 40 and the stator core 30 is equal to or greater than a predetermined value throughout the entire first corner portion 71. For the same reason, the sixth side 66 constituting the second corner portion 72 is preferably a straight line in a plan view.
  • the second angle ⁇ 2 and the third angle ⁇ 3 are not limited to 45 degrees.
  • the preferred ranges for the second angle ⁇ 2 and the third angle ⁇ 3 are 30 degrees or more and 60 degrees or less (30 ⁇ 2 ⁇ 60, 30 ⁇ 3 ⁇ 60).
  • the insulation distance becomes shorter, so it becomes necessary to maintain the insulation distance by increasing the length of the insulating sheet 60 and increasing the height of the insulator 50 (split insulators 51, 52). Therefore, the total axial length of the assembly part of the stator 100, that is, the part where the insulator 50, the stator core 30, and the insulating sheet 60 are integrated, becomes longer, and as a result, the motor 1000 becomes larger.
  • the second angle ⁇ 2 and the third angle ⁇ 3 are set to 30 degrees or more and 60 degrees or less, respectively, it is possible to ensure the insulation distance between the coil 40 and the stator core 30.
  • the increase in the length of the insulating sheet 60 and the height of the insulator 50 can be suppressed, and the motor 1000 can be made smaller.
  • the second angle ⁇ 2 is 45 degrees.
  • the insulation distance between the coil 40 and the stator core 30 can be made constant and maximized throughout the entire first corner portion 71.
  • the third angle ⁇ 3 is 45 degrees at the second corner portion 72.
  • the second angle ⁇ 2 needs only to be smaller than the first angle ⁇ 1. In this way, the axial height of the first corner portion 71 can be reduced while still ensuring the aforementioned insulation distance.
  • the third angle ⁇ 3 needs only to be smaller than the fourth angle ⁇ 4.
  • the motor 1000 includes at least a stator 100 and a rotor 200 arranged at a predetermined radial distance from the stator 100.
  • the insulation distance between the coil 40 and the stator core 30 can be guaranteed while preventing the size of the stator 100, and therefore the motor 1000, from increasing in the axial direction. This allows the motor 1000 to be made smaller and its reliability during operation to be improved.
  • Fig. 6 is a plan view of a main part of an insulating sheet according to a modified example.
  • the same reference numerals are used for the same parts as those in the first embodiment, and detailed explanations thereof will be omitted.
  • the insulating sheet 60 of this modified example shown in FIG. 6 differs from the insulating sheet 60 of the embodiment shown in FIGS. 4A and 4B in that the fifth side 65a constituting the first corner portion 71 is rounded into an arc shape having a radius of curvature (first radius of curvature) R.
  • the insulating sheet 60 may be configured in this manner, and the same effects as those achieved by the configuration shown in the embodiment can be achieved. In other words, the insulation distance between the coil 40 and the stator core 30 can be ensured, while preventing the size of the stator 100, and therefore the motor 1000, from increasing in the axial direction. This allows the motor 1000 to be made more compact, and increases its reliability during operation.
  • the fifth side 65a may be an elliptical arc shape.
  • the sixth side 66 may be in the shape of a circular arc or an elliptical arc having a radius of curvature R.
  • the stator 100 in this specification is configured to use an insulating sheet 60 so that the insulation distance between the axial end face of the stator core 30 and the portion of the coil 40 that abuts against the edge (fifth side 65 or fifth side 65a) of the first corner portion 71 is constant.
  • stator 100 is configured with an insulating sheet 60 so that the insulation distance between the axial end face of the stator core 30 and the portion of the coil 40 that abuts against the edge (sixth side 66) of the second corner portion 72 is constant.
  • the motor 1000 is a three-phase AC motor
  • the present invention is not particularly limited to this.
  • the motor 1000 may be a DC motor.
  • the number of poles of the motor 1000 (the total number of poles of the magnets 230), the number of slots 31, and further the number of phases of the motor 1000 may be appropriately changed depending on the application of the motor 1000, etc.
  • the stator core 30 and rotor core 210 are each made of a magnetic material, and the materials are selected appropriately according to the specifications of the motor 1000.
  • the insulating sheet may be an insulating sheet formed by appropriately combining partial configurations of the insulating sheet according to the embodiments and modified examples.
  • the materials, numerical values, etc. described in the embodiments are merely preferred examples, and are not limited thereto.
  • the insulating sheet disclosed herein is useful because it can prevent the stator, and therefore the motor, from increasing in size in the axial direction while maintaining the insulation distance between the coil and the stator core.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

モータの固定子鉄心に取り付けられる絶縁シートは、対向する２つの第１辺のそれぞれに、内側に向かう切り欠きが形成されてなる、平面視でＨ字形状のシート材である。切り欠きは、第１コーナー部と第２コーナー部とを有している。第１コーナー部は、第３辺と第４辺との交差部分に形成されている。第３辺は、第１辺と平行でかつ第１辺よりも内側に位置している。第４辺は、第３辺に対して第１の角度で傾斜している。第１コーナー部は、平面視で、第３辺に対して、９０度未満の第２の角度で傾斜した第５辺を有している。

Description

絶縁シート及びそれを備えた固定子、モータ
　本開示は、絶縁シート及びそれを備えた固定子、モータに関する。
　従来、サーボモータ等の産業用モータでは、固定子の内部でコイルと固定子鉄心とを絶縁するために、絶縁シートを用いている。固定子鉄心に設けられたスロットの内面を覆うように絶縁シートが収容され、さらに、絶縁シートの内側にコイルが収容される。
　一方、固定子鉄心の軸方向端部は、通常、絶縁シートで覆われていないため、インシュレータを別途準備して、当該端部に装着する必要があった。
　特許文献１には、インシュレータを無くして、部品点数を減らすために、Ｖ字形状の折り曲げ部を設けた絶縁薄状物をコイルと固定子鉄心との間に介在させる構成が開示されている。また、この構成によれば、コイルと固定子鉄心との間に一定距離を確保できる。つまり、コイルと固定子鉄心との間の絶縁距離を一定にできる。
特開２００５－１２４２９５号公報
　しかし、特許文献１に開示された従来の構成では、コイルと固定子鉄心の軸方向端面との間の絶縁距離を確保するには、Ｖ字形状の折り曲げ部を軸方向に高く設ける必要がある。また、折り曲げ部に連続するコイル包囲部の軸方向の高さも、同時に高くする必要がある。
　しかし、絶縁薄状物をこのように構成すると、固定子、ひいては、モータの軸方向の長さが長くなってしまう。つまり、モータの小型化を阻害する要因となる。
　本開示はかかる点に鑑みてなされたもので、その目的は、コイルと固定子鉄心との間の絶縁距離を担保しつつ、固定子のサイズが軸方向に大きくなるのを抑制できる絶縁シート及びそれを備えた固定子、モータを提供することにある。
　上記目的を達成するため、本開示に係る絶縁シートは、モータの固定子に取り付けられる絶縁シートである。絶縁シートは、対向する２つの第１辺のそれぞれに、内側に向かう切り欠きが形成されてなる、平面視でＨ字形状のシート材である。切り欠きは、第１コーナー部と第２コーナー部とを有している。第１コーナー部は、第１辺と平行でかつ第１辺よりも内側に位置する第３辺と第１辺に連続して形成されているか、または、第１辺と平行でかつ第１辺よりも内側に位置する第３辺と第１辺に連続し、かつ第３辺に対して第１の角度で傾斜した第４辺との交差部分に形成されている。そして、少なくとも第１コーナー部は、第１曲率半径を有するように丸められているか、または、平面視で、第３辺に対して、９０度未満の第２の角度で傾斜した第５辺を有したことを特徴とする。
　本開示に係る固定子は、絶縁シートが取り付けられたモータの固定子である。固定子は、固定子鉄心と、スロットと、コイルと、を少なくとも有する。固定子鉄心は、環状のヨークと、ヨークの内面に等角度間隔で互いに間隔をあけて設けられた複数のティースと、を有する。スロットは、隣り合う固定子鉄心の内面で囲まれる空間である。コイルは、絶縁シートを挟んで複数のティースのそれぞれに装着されている。モータの回転軸の長手方向を軸方向とするとき、絶縁シートは、折り曲げられた状態でスロットに収容されている。切り欠きは、固定子鉄心の軸方向の端面から突出して、スロットの外部に配置されている。モータの固定子は、固定子鉄心の軸方向の端面と、前記コイルのうち第１コーナー部の縁辺と当接する部分との絶縁距離は、一定であることを特徴とする。
　本開示に係るモータは、固定子と、固定子と所定の間隔をあけて設けられた回転子と、を少なくとも備えたことを特徴とする。
　本開示によれば、コイルと固定子鉄心との間の絶縁距離を担保しつつ、固定子，ひいては、モータのサイズが軸方向に大きくなるのを比較的抑制できる。
図１は、実施形態に係るモータを軸方向から見た平面図である。 図２は、固定子の要部を軸方向から見た平面図である。 図３Ａは、固定子の要部を上方から見た斜視図である。 図３Ｂは、固定子の要部を上方から見た斜視図である。 図３Ｃは、固定子の要部を下方から見た斜視図である。 図３Ｄは、固定子の要部を下方から見た斜視図である。 図４Ａは、展開された状態の絶縁シートの平面図である。 図４Ｂは、図４Ａにおける破線で囲まれた部分の拡大図である。 図５は、実施形態に係る絶縁シートの要部と比較例に係る絶縁シートの要部とを比較した模式図である。 図６は、変形例に係る絶縁シートの要部の平面図である。
　以下、本開示の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本開示、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。
　（実施形態）
　［モータの構成］
　図１は、本実施形態に係るモータを軸方向から見た平面図を示す。なお、図１において、コイル４０間の渡し線や外部電源との接続部となる外部端子については図示及び説明を省略している。
　また、以降の説明において、モータ１０００の半径方向を「径方向」と、外周方向を「周方向」と、モータ１０００の回転軸２２０の延びる方向（図１における紙面と垂直な方向）、この場合は、回転軸２２０の長手方向を「軸方向」とそれぞれ呼ぶことがある。また、径方向において、モータ１０００の中心側を径方向内側と、外周側を径方向外側と呼ぶことがある。軸方向において、ティース１０に分割インシュレータ５１（図３Ａ参照）が配置された側を、上または上方と呼び、分割インシュレータ５２（図３Ｃ参照）が配置された側を、下または下方と呼ぶことがある。
　モータ１０００は、固定子１００と、回転子２００と、を少なくとも備えている。なお、モータ１０００は、これら以外の構成部品、例えば、回転軸２２０を軸支する軸受やモータケース等の部品を有しているが、説明の便宜上、その図示及び説明を省略する。モータ１０００は、いわゆるインナーロータ型のモータであるが特にこれに限定されず、アウターロータ型のモータであってもよい。
　固定子１００は、固定子鉄心３０と、複数のコイル４０と、インシュレータ５０と、絶縁シート６０（図２参照）と、を少なくとも有している。固定子鉄心３０は、円環状のヨーク２０と、複数のティース１０（図２参照）とで構成されている。複数のティース１０は、ヨーク２０の内周（内面）に沿って等角度間隔で互いに間隔をあけて設けられている。ヨーク２０は、複数の分割ヨーク２１（図２参照）を周方向に接続してなる円環状の部材である。ティース１０及び分割ヨーク２１ともに、磁性体材料からなる。なお、以降の説明において、ティース１０が設けられた分割ヨーク２１も、固定子鉄心３０と呼ぶことがある。
　なお、本実施形態では、複数の分割ヨーク２１を周方向に接続してヨーク２０を構成した。しかしながら特にこれに限られず、円環状のヨーク２０と複数のティース１０とが一体化されて、固定子鉄心３０を構成していてもよい。
　また、周方向に隣り合う固定子鉄心３０の内面で囲まれる空間がスロット３１（図２参照）として構成され、複数のスロット３１内にそれぞれコイル４０が収容される。固定子１００は、回転子２００の径方向外側に、回転子２００と一定の間隔をあけて配置されている。
　コイル４０は、表面に絶縁皮膜（図示せず）が形成された導線が巻回されてなる部品である。コイル４０は、絶縁シート６０とインシュレータ５０とを挟んで固定子鉄心３０に装着されて、スロット３１内に収容されている。なお、コイル４０は、絶縁シート６０を挟んで複数のティース１０のそれぞれに装着されているとも言える。また、コイル４０に流れる電流の位相に応じて、コイル４０をコイルＵ１～Ｕ４，Ｖ１～Ｖ４，Ｗ１～Ｗ４とそれぞれ呼ぶことがある。
　インシュレータ５０は、固定子鉄心３０に装着された絶縁材料からなる部品であり、絶縁シート６０と併せて、コイル４０と固定子鉄心３０とを電気的に分離している。なお、本実施形態では、インシュレータ５０として、軸方向に二分割された分割インシュレータ５１，５２を用いているが（図２、図３Ａ～３Ｄ参照）、分割されていなくてもよい。
　コイル４０と固定子鉄心３０との間には絶縁シート６０が設けられている（図２、図３Ａ～３Ｄ参照）。絶縁シート６０は、絶縁紙または樹脂製の絶縁シートを所定の形状に加工してなる。絶縁シート６０の形状等については後で述べる。
　回転子２００は、回転子鉄心２１０と、回転軸２２０と、磁石２３０と、を有している。回転子鉄心２１０は、軸心に貫通孔を有し、略円筒状である。回転軸２２０は、回転子鉄心２１０の貫通孔に挿通されている。磁石２３０は、固定子１００に対向してＮ極、Ｓ極が回転子鉄心２１０の外周方向に沿って交互に配置されている。
　コイルＵ１～Ｕ４，Ｖ１～Ｖ４，Ｗ１～Ｗ４はそれぞれ直列に接続されている。そして、互いに電気角で１２０°の位相差を有するＵ，Ｖ，Ｗ相の３相の電流がそれぞれコイルＵ１～Ｕ４，Ｖ１～Ｖ４，Ｗ１～Ｗ４に供給されて励磁され、固定子１００に回転磁界が発生する。この回転磁界と、回転子２００に設けられた磁石２３０が発生する磁界とが相互作用して、回転子２００にトルクが発生し、回転軸２２０が軸受（図示せず）に支持されて回転する。
　［固定子の要部及び絶縁シートの構成］
　図２は、固定子の要部を軸方向から見た平面図を示す。図３Ａ，３Ｂは、固定子の要部を上方から見た斜視図を示す。図３Ｃ，３Ｄは、固定子の要部を下方から見た斜視図をそれぞれ示す。図４Ａは、展開された状態の絶縁シートの平面図を示す。図４Ｂは、図４Ａにおける破線で囲まれた部分の拡大図をそれぞれ示す。なお、固定子鉄心３０や絶縁シート６０の構造を分かりやすくするために、図２において、コイル４０を破線で示している。また、図３Ａ～３Ｂにおいて、コイル４０の図示を省略している。また、図３Ｂにおいて、分割インシュレータ５１の図示を省略している。図３Ｄにおいて、分割インシュレータ５２の図示を省略している。
　図２に示すように、絶縁シート６０は、スロット３１の内部に折り曲げられて収容されている。絶縁シート６０は、固定子鉄心３０の内面、具体的には、ティース１０の周方向側面と分割ヨーク２１の径方向の内面とを覆っている。また、絶縁シート６０で囲まれた空間（スロット３１）の内部に、ティース１０に巻回されたコイル４０が収容される。つまり、絶縁シート６０は、コイル４０と固定子鉄心３０とを電気的に絶縁している。
　また、図２から明らかなように、１つのスロット３１に対して、２つのコイル４０が、それぞれ一部ずつ、かつ隣接して収容されている。絶縁シート６０は、スロット３１の内部で隣接するコイル４０の間も電気的に絶縁している。
　また、分割インシュレータ５１，５２は、絶縁シート６０を挟み込んで、固定子鉄心３０の軸方向端面をそれぞれ覆っている。図３Ａ，３Ｂに示すように、分割インシュレータ５１は、コイル巻回部５１ａと、径方向外側に位置するフランジ部５１ｂと、径方向内側に位置するフランジ部５１ｃと、を有している。図３Ａに示すように、フランジ部５１ｂ，５１ｃのそれぞれに溝５１ｂ１，５１ｃ１が形成されている。図示しないが、溝５１ｂ１と溝５１ｃ１とは連なって溝部を構成している。溝５１ｂ１から溝５１ｃ１に連なる溝部に絶縁シート６０の一方の切り欠き７０に含まれる第３～７辺６３，６４，６５，６６，６７とがそれぞれ挟み込まれる。
　また、図３Ｃ，３Ｄに示すように、分割インシュレータ５２は、コイル巻回部５２ａと、径方向外側に位置するフランジ部５２ｂと、径方向内側に位置するフランジ部５２ｃと、を有している。図３Ｃに示すように、フランジ部５２ｂ，５２ｃのそれぞれに溝５２ｂ１，５２ｃ１が形成されている。図示しないが、溝５２ｂ１と溝５２ｃ１とは連なって溝部を構成している。溝５２ｂ１から溝５２ｃ１に連なる溝部に絶縁シート６０の他方の切り欠き７０に含まれる第３～７辺６３，６４，６５，６６，６７とがそれぞれ挟み込まれる。
　つまり、図３Ａ，３Ｂに示すように、絶縁シート６０は、分割インシュレータ５１に設けられた溝５１ｂ１から溝５１ｃ１に連なる溝部と、分割インシュレータ５２に設けられた溝５２ｂ１から溝５２ｃ１に連なる溝部とに挟み込まれている。このようにすることで、分割インシュレータ５１，５２に対して、絶縁シート６０の位置が固定される。
　コイル４０は、分割インシュレータ５１，５２のコイル巻回部５１ａ，５２ａの表面に接して固定子鉄心３０に装着されている。
　図４Ａに示すように、展開された状態の絶縁シート６０は、平面視でＨ字形状のシート材である。つまり、平面視で四角形のシートの対向する２辺（以下、第１辺６１と言う）のそれぞれに、絶縁シート６０の内部（内側）に向かう切り欠き７０が形成されている。なお、スロット３１に収容された状態で、絶縁シート６０の第１辺６１と直交する第２辺６２が、軸方向と平行になっている。
　なお、本願明細書において、「直交」または「平行」とは、モータ１０００を構成する各部品の製造公差や組立公差を含んで直交または平行と言う意味であり、比較対象同士が厳密な意味で直交または平行であることまでを意味するものではない。
　図４Ａ，４Ｂに示すように、絶縁シート６０の切り欠き７０は、第３辺６３と第４辺６４と第１コーナー部７１とを含んでいる。絶縁シート６０が展開された状態で、第３辺６３は第１辺６１と平行である。第４辺６４は、第１辺６１に連続し、かつ第２辺６２と平行である。つまり、第４辺６４は、第３辺６３に対して第１の角度θ１（＝９０度）をなしている。なお、第１の角度θ１は、９０度以下であればよい（θ１≦９０）。
　また、第１コーナー部７１は、第３辺６３と第４辺６４との交差部分に設けられている。本実施形態では、第１コーナー部７１は、第３辺６３の一端と第４辺６４の一端とにそれぞれ接続され、第３辺６３に対して第２の角度θ２（＝４５度）をなす直線状の第５辺６５として構成されている。なお、第２の角度θ２は、４５度に限定されず、０度よりも大きく第１の角度θ１よりも小さければよい（０＜θ２＜θ１）。
　また、図４Ａ，４Ｂに示すように、絶縁シート６０の切り欠き７０は、第３辺６３と第７辺６７と第２コーナー部７２とを含んでいる。絶縁シート６０が展開された状態で、第７辺６７は、第１辺６１に連続し、かつ第３辺６３に対して第４の角度θ４（＝９０度）をなしている。なお、第４の角度θ４は、９０度以下であればよい（θ４≦９０）。
　また、第２コーナー部７２は、第３辺６３と第７辺６７との交差部分に設けられている。本実施形態では、第２コーナー部７２は、第３辺６３の他端と第７辺６７の一端とにそれぞれ接続され、第３辺６３に対して第３の角度θ３（＝４５度）をなす直線状の第６辺６６として構成されている。なお、第３の角度θ３は、４５度に限定されず、０度よりも大きく第４の角度θ４よりも小さければよい（０＜θ３＜θ４）。
　図４Ａ，４Ｂに示すように、第１コーナー部７１において、第３辺６３の一端と第５辺６５の一端とが接する箇所７１ａを第１部分７１ａと呼ぶことがある。第５辺６５の他端と第４辺６４の一端とが接する箇所７１ｂを第２部分７１ｂと呼ぶことがある。また、第４辺６４の他端と第１辺６１の一端とが接する箇所７１ｃを第３部分７１ｃと呼ぶことがある。
　第２コーナー部７２において、第３辺６３の他端と第６辺６６の一端とが接する箇所７２ａを第４部分７２ａと呼ぶことがある。第６辺６６の他端と第７辺６７の一端とが接する箇所７２ｂを第５部分７２ｂと呼ぶことがある。また、第７辺６７の他端と第１辺６１の一端とが接する箇所７２ｃを第６部分７２ｃと呼ぶことがある。
　図３Ａ～３Ｄに示すように、絶縁シート６０がスロット３１に収容された状態で、切り欠き７０、つまり、第３辺６３と第４辺６４と第７辺６７と第１コーナー部７１と第２コーナー部７２とは、固定子鉄心３０の軸方向の端面から突出して、スロット３１の外部に配置されている。また、この状態で、絶縁シート６０の第１コーナー部７１が、固定子１００において、径方向外側に配置される。絶縁シート６０の第２コーナー部７２が、固定子鉄心３０の先端に近い側、つまり、固定子１００において、径方向内側に配置される。
　なお、図４Ａに示すように、絶縁シート６０は、軸方向に延びる中心線Ｏ１－Ｏ２に関して非対称な形状となっている。これは、図２に示すように、スロット３１の形状が径方向内側と外側とで異なっているためである。つまり、軸方向に延びる中心線Ｏ１－Ｏ２に関する絶縁シート６０の形状の非対称性は、スロット３１の形状に応じて適宜変更されうる。つまり、中心線Ｏ１－Ｏ２に関して、絶縁シート６０の形状が対称であってもよい。
　なお、スロット３１の外部に突出した絶縁シート６０がさらに折り曲げられて、コイル４０の軸方向端面を覆っていてもよい。
　［効果等］
　以上説明したように、本実施形態に係る絶縁シート６０は、モータ１０００の固定子鉄心３０に取り付けられる。
　絶縁シート６０は、対向する２つの第１辺６１のそれぞれに、内側に向かう切り欠き７０が形成されてなる、平面視でＨ字形状のシート材である。
　切り欠き７０は、第１コーナー部７１と第２コーナー部７２とを有している。第１コーナー部７１は、第３辺６３と第４辺６４との交差部分に形成されている。第３辺６３は、第１辺６１と平行でかつ第１辺６１よりも内側に位置している。第４辺６４は、第３辺６３に対して第１の角度θ１で傾斜している。
　第１コーナー部７１は、平面視で、第３辺６３に対して、９０度未満の第２の角度θ２で傾斜した第５辺６５を有している。
　また、本実施形態に係る固定子１００は、固定子鉄心３０とスロット３１とコイル４０と絶縁シート６０とを少なくとも有している。固定子鉄心３０は、環状のヨーク２０と、ヨーク２０の内面に等角度間隔で互いに間隔をあけて設けられた複数のティース１０と、を有している。スロット３１は、隣り合う固定子鉄心３０の内面で囲まれる空間である。コイル４０は、絶縁シート６０を挟んで複数のティース１０のそれぞれに装着されている。
　絶縁シート６０は、折り曲げられた状態でスロット３１に収容されている。絶縁シート６０の切り欠き７０は、固定子鉄心３０の軸方向端面から突出して、スロット３１の外部に配置される。
　固定子鉄心３０の軸方向端面と、コイル４０のうち第１コーナー部の第５辺６５（縁辺）と当接する部分との絶縁距離（沿面距離）は、一定である。
　本実施形態によれば、コイル４０と固定子鉄心３０との間の絶縁距離を担保しつつ、固定子１００，ひいては、モータ１０００のサイズが軸方向に大きくなるのを抑制できる。このことについてさらに説明する。
　図５は、実施形態に係る絶縁シートの要部と比較例に係る絶縁シートの要部とを比較した模式図を示している。図５の左側の図が、本実施形態の絶縁シート６０であり、右側の図が比較例に係る絶縁シート８０である。絶縁シート８０は、特許文献１に示した絶縁薄状物に対応している。
　絶縁シート６０と分割インシュレータ５１または分割インシュレータ５２とを挟んで固定子鉄心３０にコイル４０が巻回されている。
　絶縁シート６０の第１コーナー部７１では、コイル４０と固定子鉄心３０との間の絶縁距離は、絶縁シート６０と絶縁シート６０から露出したコイル４０との境界、つまり、絶縁シート６０の第５辺６５と固定子鉄心３０の軸方向端面との間の距離に相当する。この距離、つまり、当該絶縁距離は、図５の左側では、線分Ａ１－Ａ２，Ｂ１－Ｂ２，Ｃ１－Ｃ２で示されている。なお、線分Ｂ１－Ｂ２の長さは、第４辺６４の延長部分に位置する点Ｂ１から、第３辺６３と平行に引いて第５辺６５に達するまでの線分の長さと、第５辺６５から第４辺６４と平行に引いて固定子鉄心３０の軸方向端面に達する線分の長さとの和に相当する。また線分Ｃ１－Ｃ２の長さは、第４辺６４の延長部分に位置するＣ１から、第３辺６３と平行に引いて第５辺６５に達するまでの線分の長さと、第５辺６５から第４辺６４と平行に引いて固定子鉄心３０の軸方向端面に達する線分の長さとの和に相当する。
　図５の左側に示すように、本実施形態の絶縁シート６０は、第１コーナー部７１を構成する第５辺６５が第３辺６３に対して、第１の角度θ１よりも小さい第２の角度θ２（θ２＜９０）で傾斜して設けられている。このため、第１コーナー部７１における前述した絶縁距離は、一定となっている。
　一方、図５の右側に示す比較例の絶縁シート８０の切り欠き９０では、第３辺８３と第４辺８４とが直交するように交差しているため、第１コーナー部９１は、直角となっている。なお、絶縁シート８０の第１辺８１は、絶縁シート６０の第１辺６１に対応し、絶縁シート８０の第２辺８２は、絶縁シート６０の第２辺６２に対応している。
　このため、第１コーナー部９１において、コイル４０と固定子鉄心３０との間の絶縁距離は、図５の右側に示す線分Ｄ１－Ｄ２の長さとなる。ただし、図５の右側に示す絶縁シート８０では、図５の左側に示す絶縁シート６０の第１コーナー部７１のように、軸方向の高さが連続的に変化していない。このため、必要な絶縁距離を確保するために、線分Ｄ１－Ｄ２の長さは、線分Ａ１－Ａ２の長さに比べてΔＨだけ長くなる。また、図示しないが、軸方向の他方に設けられた切り欠き９０においても同様の状態が生じている。
　つまり、絶縁シート８０をスロット３１に取り付けた場合、本実施形態に示す場合に比べて、固定子１００の軸方向の長さが、２ΔＨだけ長くなる。そのため、固定子１００、ひいては、モータ１０００の軸方向のサイズが大きくなり、固定子１００やモータ１０００の小型化を阻害する要因となっていた。
　一方、本実施形態によれば、固定子１００やモータ１０００のサイズが軸方向に大きくなるのを抑制でき、モータ１０００を小型化できる。また、コイル４０と固定子鉄心３０との間の絶縁距離を担保できるため、モータ１０００の動作時の信頼性が低下するのを抑制できる。
　なお、図４Ｂに示すように、絶縁シート６０の第２コーナー部７２を構成する第６辺６６も、第３辺６３に対して第３の角度θ３をなしている。つまり、絶縁シート６０は、第２コーナー部７２においても、コイル４０と固定子鉄心３０との間の絶縁距離を担保しつつ、固定子１００，ひいては、モータ１０００のサイズが軸方向に大きくなるのを抑制できる。
　第１コーナー部７１を構成する第５辺６５は、平面視で、直線であることが好ましい。このようにすることで、前述したように、第１コーナー部７１の全体にわたって、コイル４０と固定子鉄心３０との間の絶縁距離を所定値以上になるように担保できる。同様の理由から、第２コーナー部７２を構成する第６辺６６は、平面視で、直線であることが好ましい。
　なお、前述したように、第２の角度θ２及び第３の角度θ３は、それぞれ、４５度に限定されない。第２の角度θ２及び第３の角度θ３の好ましい範囲は、それぞれ、３０度以上、６０度以下である（３０≦θ２≦６０、３０≦θ３≦６０）。
　第２の角度θ２及び第３の角度θ３が４５度から大きく、または小さくなるにしたがって、絶縁距離が短くなるので、その分、絶縁シート６０の長さを長く、かつインシュレータ５０（分割インシュレータ５１，５２）の高さを高くすることで、絶縁距離を維持することが必要となる。したがって、固定子１００の組立部、つまり、インシュレータ５０、固定子鉄心３０及び絶縁シート６０とが一体化した部分の軸方向の全長が長くなり、その結果、モータ１０００が大型化する。
　そこで、第２の角度θ２及び第３の角度θ３をそれぞれ、３０度以上、６０度以下とすることにより、コイル４０と固定子鉄心３０との間の絶縁距離を担保することができる。また、絶縁シート６０の長さ及びインシュレータ５０の高さの増加を抑制でき、モータ１０００を小型化することができる。
　また、第２の角度θ２は、４５度であることがより好ましい。このようにすることで、前述したように、第１コーナー部７１の全体にわたって、コイル４０と固定子鉄心３０との間の絶縁距離を一定に、かつ最も長くすることができる。同様の理由から、第２コーナー部７２において、第３の角度θ３は４５度であることがより好ましい。
　なお、第１コーナー部７１において、第２の角度θ２は、第１の角度θ１よりも小さければよい。このようにすることで、第１コーナー部７１の軸方向の高さを小さくしつつ、前述の絶縁距離を担保できる。同様の理由から、第２コーナー部７２において、第３の角度θ３は、第４の角度θ４よりも小さければよい。
　本実施形態に係るモータ１０００は、固定子１００と、固定子１００と径方向に所定の間隔をあけて設けられた回転子２００と、を少なくとも備えている。
　本実施形態によれば、コイル４０と固定子鉄心３０との間の絶縁距離を担保しつつ、固定子１００，ひいては、モータ１０００のサイズが軸方向に大きくなるのを抑制できる。このことにより、モータ１０００の小型化が図れるとともに、動作時の信頼性を高められる。
　＜変形例＞
　図６は、変形例に係る絶縁シートの要部の平面図を示す。なお、説明の便宜上、図６において、実施形態１と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
　図６に示す本変形例の絶縁シート６０は、第１コーナー部７１を構成する第５辺６５ａが、曲率半径（第１曲率半径）Ｒを有するように丸められた円弧形状である点で、図４Ａ，４Ｂに示す実施形態の絶縁シート６０と異なる。
　絶縁シート６０をこのように構成してもよく、実施形態に示す構成が奏するのと同様の効果を奏することができる。つまり、コイル４０と固定子鉄心３０との間の絶縁距離を担保しつつ、固定子１００，ひいては、モータ１０００のサイズが軸方向に大きくなるのを抑制できる。このことにより、モータ１０００の小型化が図れるとともに、動作時の信頼性を高められる。なお、第５辺６５ａは楕円弧形状であってもよい。
　なお、図示しないが、第２コーナー部７２において、第６辺６６が曲率半径Ｒを有する円弧形状あるいは楕円弧形状であってもよい。
　本変形例を含めてみれば、本願明細書における固定子１００は、絶縁シート６０を用いることにより、固定子鉄心３０の軸方向端面と、コイル４０のうち第１コーナー部７１の縁辺（第５辺６５または第５辺６５ａ）と当接する部分との絶縁距離が一定となるように構成されている。
　同様に、固定子１００は、絶縁シート６０を用いることにより、固定子鉄心３０の軸方向端面と、コイル４０のうち第２コーナー部７２の縁辺（第６辺６６）と当接する部分との絶縁距離が一定となるように構成されている。
　（その他の実施形態）
　本願明細書では、モータ１０００が３相交流モータである例を示したが、特にこれに限定されない。例えば、モータ１０００が直流モータであってもよい。また、モータ１０００の極数（磁石２３０のトータルの極数）やスロット３１の数、さらに、モータ１０００の相数も、モータ１０００の用途等に応じて適宜変更されうる。
　また、固定子鉄心３０及び回転子鉄心２１０は、それぞれ磁性体材料からなるが、これらの材質は、モータ１０００の仕様に応じて適宜選択される。
　以上、本開示の構成を実施形態及び変形例に基づいて説明したが、本開示は上記実施形態及び変形例に限られない。例えば、実施形態及び変形例に係る絶縁シートの部分的な構成を、適宜組み合わせてなる絶縁シートであってもよい。また、実施形態に記載した材料、数値等は好ましいものを例示しているだけであり、それに限定されることはない。さらに、本開示の技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で、絶縁シートの構成に適宜変更を加えることは可能である。
　本開示の絶縁シートは、コイルと固定子鉄心との間の絶縁距離を担保しつつ、固定子，ひいては、モータのサイズが軸方向に大きくなるのを抑制できるため、有用である。
１０　　　ティース
２０　　　ヨーク
２１　　　分割ヨーク
３０　　　固定子鉄心
３１　　　スロット
４０　　　コイル
５０　　　インシュレータ
５１，５２　分割インシュレータ
６０　　　絶縁シート
６１　　　第１辺
６２　　　第２辺
６３　　　第３辺
６４　　　第４辺
６５　　　第５辺
６５ａ　　第５辺
６６　　　第６辺
６７　　　第７辺
７０　　　切り欠き
７１　　　第１コーナー部
７１ａ　　第１部分
７１ｂ　　第２部分
７１ｃ　　第３部分
７２　　　第２コーナー部
７２ａ　　第４部分
７２ｂ　　第５部分
７２ｃ　　第６部分
８０　　　絶縁シート
８１　　　第１辺
８２　　　第２辺
８３　　　第３辺
８４　　　第４辺
９０　　　切り欠き
９１　　　第１コーナー部
１００　　固定子
２００　　回転子
２１０　　回転子鉄心
２２０　　回転軸
２３０　　磁石
１０００　モータ
θ１～θ４　　　第１～第４の角度

Claims (7)

  1. 　モータの固定子に取り付けられる絶縁シートであって、
    　前記絶縁シートは、対向する２つの第１辺のそれぞれに、内側に向かう切り欠きが形成されてなる、平面視でＨ字形状のシート材であり、
    　前記切り欠きは、第１コーナー部と第２コーナー部とを有しており、
    　前記第１コーナー部は、
    　　前記第１辺と平行でかつ前記第１辺よりも内側に位置する第３辺と前記第１辺に連続して形成されているか、または、
    　　前記第１辺と平行でかつ前記第１辺よりも内側に位置する第３辺と前記第１辺に連続し、かつ前記第３辺に対して第１の角度で傾斜した第４辺との交差部分に形成されており、
    　少なくとも前記第１コーナー部は、
    　　第１曲率半径を有するように丸められているか、または、
    　　平面視で、前記第３辺に対して９０度未満の第２の角度で傾斜した第５辺を有したことを特徴とする絶縁シート。
  2. 　請求項１に記載の絶縁シートにおいて、
    　前記第２の角度は、前記第１の角度よりも小さいことを特徴とする絶縁シート。
  3. 　請求項２に記載の絶縁シートにおいて、
    　前記第２の角度は３０度以上、６０度以下であることを特徴とする絶縁シート。
  4. 　請求項３に記載の絶縁シートにおいて、
    　前記第２の角度は４５度であることを特徴とする絶縁シート。
  5. 　請求項１に記載の絶縁シートにおいて、
    　前記第５辺は、平面視で、直線であることを特徴とする絶縁シート。
  6. 　請求項１ないし５のいずれか１項に記載の絶縁シートが取り付けられたモータの固定子であって、
    　前記固定子は、
    　　環状のヨークと、前記ヨークの内面に等角度間隔で互いに間隔をあけて設けられた複数のティースと、を有する固定子鉄心と、
    　　隣り合う前記固定子鉄心の内面で囲まれる空間であるスロットと、
    　　前記絶縁シートを挟んで前記複数のティースのそれぞれに装着されたコイルと、
    　を少なくとも有し、
    　前記モータの回転軸の長手方向を軸方向とするとき、
    　前記絶縁シートは、折り曲げられた状態で前記スロットに収容されており、
    　前記切り欠きは、前記固定子鉄心の前記軸方向の端面から突出して、前記スロットの外部に配置されており、
    　前記固定子鉄心の前記軸方向の端面と、前記コイルのうち前記第１コーナー部の縁辺と当接する部分との絶縁距離は、一定であることを特徴とするモータの固定子。
  7. 　請求項６に記載の固定子と、
    　前記固定子と所定の間隔をあけて設けられた回転子と、を少なくとも備えたことを特徴とするモータ。
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