(57)【要約】  磁極（５０）は、鉄心（４０）と、巻枠（１０）と、シート状の絶縁体（２０）とを備える。巻枠（１０）は、鉄心（４０）の中心軸線に沿った方向（Ｚ）の両端に設けられ、薄肉部（１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ）と、突起（１３Ｂ）を有する。薄肉部（１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ）および突起（１３Ｂ）は、中心軸に沿った方向（Ｚ）に延伸する。絶縁体（２０）は、ティース部（４１）の周方向両側に配置される。絶縁体（２０）の一部は、巻枠（１０）に設けられた突起（１３Ｂ）と薄肉部（１３Ａ）との間に挟まれて保持される。
2017175508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個が円環状に配置されて回転電機の固定子の少なくとも一部を構成する磁極であって、前記固定子の外周部の一部を構成する円弧状のヨーク部、該ヨーク部から前記固定子の中心軸に向かい突出したティース部、及び、該ティース部の前記中心軸側の端部から前記固定子の周方向に延伸する先端部を有する鉄心と、
該鉄心の中心軸に沿った方向の両端に設けられ、中心軸に沿った方向に延伸する薄肉部及び該方向に突出した突起を有する巻枠と、
前記ティース部の前記周方向両側に配置されたシート状の絶縁体と、を備え、
前記絶縁体の一部が、前記巻枠に設けられた突起と薄肉部との間に挟まれて保持された磁極。
【請求項２】
前記巻枠は、前記ヨーク部側に配置される薄肉部を有する第一フランジ、該第一フランジに対向して配置され前記先端部から中心軸に沿った方向に延伸する薄肉部及び突起が設けられた第二フランジ、並びに、前記第一フランジと前記第二フランジとの間に設けられた胴部を有し、
前記絶縁体の一部が、前記巻枠の前記第二フランジに設けられた突起と薄肉部との間に挟まれて保持された請求項１記載の磁極。
【請求項３】
前記巻枠は、前記ヨーク部側に配置される薄肉部を有する第一フランジ、該第一フランジに対向して配置され前記先端部から中心軸に沿った方向に突出する突起が設けられた第二フランジ、並びに、前記第一フランジと前記第二フランジとの間に設けられ、中心軸に沿った方向に延伸する薄肉部が設けられた胴部を有し、
前記絶縁体の一部が、前記巻枠の前記第二フランジに設けられた突起と前記胴部に設けられた薄肉部との間に挟まれて保持された請求項１記載の磁極。
【請求項４】
前記ティース部の前記周方向に隣接する空間に臨む前記鉄心の表面部のうち、前記薄肉部に接する部分は残余の部分に比べて、前記薄肉部の厚み分、凹んで形成される請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の磁極。
【請求項５】
前記巻枠の前記ヨーク部側に、巻回されるコイルを誘導する誘導突起を設けた請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の磁極。
【請求項６】
前記巻枠の周方向端部に設けられた前記薄肉部の中心軸方向中心側端の少なくとも一部が、前記ヨーク部側から前記先端部側に向かって、前記鉄心の中心軸に沿った方向の両端に向かって傾斜している請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の磁極。
【請求項７】
前記突起の中心軸に沿った方向の長さが、前記巻枠が有する薄肉部の中心軸に沿った方向の最小長さより短い請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の磁極。
【請求項８】
前記突起の中心軸に沿った方向の先端部に、前記絶縁体を誘引する面取り部が設けられている請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の磁極。
【請求項９】
前記絶縁体の前記中心軸に沿った方向端部の所定の位置に、前記突起が通過する切り欠きが設けられている請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の磁極。
【請求項１０】
前記中心軸に垂直な方向において前記切り欠きを規定する両側の部分の内径側に位置する端部が前記中心軸方向に対して傾斜して形成され、
前記切り欠きの、前記中心軸方向に垂直な方向の幅間隔は、前記シート状の絶縁体の前記中心軸方向の端部近傍において、前記切り欠きの底部近傍よりも広く設定される請求項９に記載の磁極。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の磁極を含み、前記回転電機の一部を成す固定子。
【請求項１２】
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の磁極の製造方法であって、
前記鉄心の前記中心軸方向両端部に前記巻枠を嵌合させる嵌合工程と、
前記薄肉部と前記突起との間隙に、前記シート状の絶縁体の前記中心軸方向の端部の一部を配置する配置工程と、
前記ティース部に対して前記巻枠および前記シート状の絶縁体を介してコイルを巻回する巻回工程とを有する磁極の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転電機の磁極、磁極の製造方法および固定子に関するもので、特に効率および絶縁特性の向上した低コストの磁極に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の回転電機の固定子鉄心において、磁極ティース部の出張り部の内側、磁極ティース部およびヨーク部の内側の各表面のいずれか一部に、厚み方向両端側から内方に、所定の長さおよび段差を有する一対の段部を形成し、絶縁性巻枠の厚み方向の長さを段部の長さに合わせて段部に嵌挿させるとともに、各一対の絶縁性巻枠間両側に、それぞれ両端部が上記一対の絶縁性巻枠の表面に貼布され、上記一対の絶縁性巻枠間に張設される一対の絶縁性フィルムを備えた技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１１１３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に示された技術は、絶縁性フィルムの両端部を、絶縁性巻枠の胴部および両フランジ部に超音波溶着により貼布するものであり、溶着のための装置と溶着工程が必要であり、設備投資と製造コストの上昇が避けられない。また、溶着条件の管理が不充分な場合で溶着条件が強すぎれば絶縁性フィルムに穴があき、逆に弱ければ溶着がなされない等の不具合が生じ、磁極の絶縁信頼性に問題が生じる恐れがある。【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、簡単で信頼性の高い絶縁構成を備え、安定した絶縁特性を有する磁極、磁極の製造方法および固定子を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、複数個が円環状に配置されて回転電機の固定子の少なくとも一部を構成する磁極であって、前記固定子の外周部の一部を構成する円弧状のヨーク部、該ヨーク部から前記固定子の中心軸に向かい突出したティース部、及び、該ティース部の前記中心軸側の端部から前記固定子の周方向に延伸する先端部を有する鉄心と、該鉄心の中心軸に沿った方向の両端に設けられ、中心軸に沿った方向に延伸する薄肉部及び該方向に突出した突起を有する巻枠と、前記ティース部の前記周方向両側に配置されたシート状の絶縁体と、を備え、前記絶縁体の一部が、前記巻枠に設けられた突起と薄肉部との間に挟まれて
保持された磁極である。【０００７】
また、前記磁極を含み、前記回転電機の一部を成す固定子である。【０００８】
また、前記磁極の製造方法であって、
前記鉄心の前記中心軸方向両端部に前記巻枠を嵌合させる嵌合工程と、
前記薄肉部と前記突起との前記間隙に、前記シート状の絶縁体の前記中心軸方向の端部の一部を配置する配置工程と、
前記ティース部に対して前記巻枠および前記シート状の絶縁体を介して前記コイルを巻回する巻回工程とを有する磁極の製造方法である。
【発明の効果】
【０００９】
この発明は、上記のような構成および方法を採用しているので、鉄心への絶縁体や巻枠の取り付けが簡素化されるとともに、取り付け作業による絶縁体の損傷を防止して絶縁特性を向上させた安価な磁極の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１の回転電機の固定子の断面図である。
【図２】実施の形態１の鉄心の斜視図である。
【図３】実施の形態１の鉄心の断面図である。
【図４】実施の形態１の巻枠の斜視図である。
【図５】実施の形態１の胴部の断面図である。
【図６】実施の形態１の絶縁体の斜視図である。
【図７】実施の形態１の鉄心への巻枠、絶縁体を取り付けを示す斜視図である。
【図８】実施の形態１の磁極の断面図である。
【図９】実施の形態１の磁極の製造工程を説明する図である。
【図１０】実施の形態１の磁極の製造工程を説明する図である。
【図１１】実施の形態１の磁極の製造工程を説明する図である。
【図１２】実施の形態１の磁極の製造工程を説明する図である。
【図１３】実施の形態２の鉄心に絶縁体を取り付ける様子を示す図である。
【図１４】実施の形態２の絶縁体を示す平面図である。
【図１５】実施の形態２の鉄心に絶縁体を取り付ける様子を示す図である。
【図１６】実施の形態２の鉄心に絶縁体を取り付ける様子を示す図である。
【図１７】実施の形態３の鉄心に絶縁体を取り付ける様子を示す図である。
【図１８】実施の形態３の絶縁体を示す平面図である。
【図１９】実施の形態３の鉄心に絶縁体を取り付ける様子を示す図である。
【図２０】実施の形態４の絶縁体を示す平面図である。
【図２１】実施の形態５の巻枠の斜視図である。
【図２２】実施の形態５の磁極の断面図である。
【図２３】実施の形態６におけるシート状の絶縁体の平面図である。
【図２４】実施の形態６において、シート状の絶縁体を巻枠に取り付けるときの動作を説明する図である。
【図２５】実施の形態６の変形例におけるシート状の絶縁体の平面図である。
【図２６】実施の形態７におけるシート状の絶縁体の平面図である。
【図２７】実施の形態８における磁極の断面図である。
【図２８】実施の形態９に係る磁極の製造方法を表したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。図１は回転電機の固定子１００の断面図である。図１において、固定子１００は複数の磁極５０を円周上に連結配列し、円環状に組み立てられている。磁極５０は、鉄心４０と、この鉄心４０に巻枠１０と絶縁体２０を取り付け後、導体を複数回巻き付けたコイル３０とによって構成されている。
【００１２】
巻枠１０は、鉄心４０とコイル３０との電気的絶縁と、コイル３０を所定の位置に巻き付ける機能と、コイルと端子の接続部を支持するとともに前記絶縁体を所定の位置に保持する機能とを備えている。図２で詳述するように、鉄心４０は、回転電機の固定子１００の外周部の一部を構成し、隣り合う鉄心４０と接合する円弧状のヨーク部４２と、このヨーク部４２につながり、図示省略した回転電機の電機子の中心軸（回転軸）に近づく向きにヨーク部４２から突出したティース部４１と、図示省略した回転電機の電機子に対向する円弧状の先端部４３で構成されている。回転電機の回転軸に近づく向きを「径方向内方」と称し、径方向内方の反対、すなわち回転軸から遠ざかる向きを「径方向外方」と称する。尚、鉄心４０は打ち抜かれた薄板の積層構造である。また、ここでは、複数個の磁極が円環状に配置されて回転電機の固定子を構成し、ヨーク部は、円弧状として説明するが、特に円弧状に限られず、多角形の環状に配置される場合には、略直線から構成される場合もありうる。また、先端部についても円筒状の回転電機の電機子と均等な距離を保つよう円弧状としたが、回転電機の電機子との距離を均等に保たなくても必要な性能が得られる場合には、回転電機の電機子に面した部分を略直線状としても構わない。
【００１３】
本明細書において、回転電機の中心軸に平行な方向を軸方向Ｚと称する。鉄心４０は、軸方向Ｚに積層されるので、軸方向Ｚを鉄心４０の「積層方向Ｚ」と称する場合がある。複数の磁極が軸線周りに並んで形成する円環の周方向を単に「周方向」と称する。
【００１４】
図２に鉄心４０の部分斜視図を示す。図２から判るように略Ｔ字状であり、軸方向Ｚに鉄心長ＬＣを有している。この鉄心４０の軸方向Ｚの両端部Ｎ１、Ｎ２には、ティース段差部４１Ａ、ヨーク段差部４２Ａ、先端段差部４３Ａが形成されている。これら各段差部の形状は同一であり、代表して図３にティース段差部４１Ａを含むティース部４１の断面図を示す。ティース段差部４１Ａのあるティース部幅ＷＴ２は、ティース部幅ＷＴ１から両側の段差深さＤ１を差し引いたものであり、かつ軸方向Ｚに段差長さＬＴ１を有している。
【００１５】
この鉄心４０のティース段差部４１Ａ、ヨーク段差部４２Ａ、先端段差部４３Ａには、後述する巻枠１０の薄肉部１１Ａ、１２Ａ、１３Ａが嵌め合わされる。尚、鉄心４０の軸方向Ｚ両端部Ｎ１、Ｎ２に上記の如く各段差部を設けたことにより、薄肉部１１Ａ、１２Ａ、１３Ａが各段差部から巻線スペース側に飛び出さないため、コイル３０の巻線スペースが拡大され、コイル導体の線径拡大化、巻数の増加等が可能となり、ひいては、固定子を形成した際、効率が向上する。
【００１６】
図４に巻枠１０の斜視図を示す。巻枠１０は鉄心４０の軸方向Ｚ両端部Ｎ１、Ｎ２に設けられるが、この図４では一端部Ｎ１の巻枠１０を示している。この巻枠１０は、ガラス繊維などのフィラを添加したＰＢＴ（ポリブチレンテレフタート）やＰＰＳ（ポリフェルニンサルファイド）等の樹脂材で成型されている。図４に示すように巻枠１０は、鉄心４０のヨーク部４２側に設けられた第一フランジ１２と、先端部４３側に設けられた第二フランジ１３と、この両フランジ間を接続する胴部１１とで構成されている。胴部１１は鉄心４０のティース部４１上に跨がって設置可能なように、図５の断面図に示す形状を有している。
【００１７】
図４には、鉄心４０の軸方向Ｚの両端部Ｎ１、Ｎ２に嵌合する２つの巻枠１０のうち、一端部Ｎ１側に嵌合する巻枠１０のみを示している。軸方向Ｚのうち、鉄心の軸方向Ｚ両端部Ｎ１、Ｎ２から鉄心の軸方向Ｚ中央部に向かう向きを、「中央寄方向Ｚ１」と称し、軸方向Ｚのうち中央寄方向Ｚ１と反対の向きを「離反方向Ｚ２」と称する。中央寄方向Ｚ１および離反方向Ｚ２は、絶対的な向きを示すものではなく、鉄心４０の軸方向Ｚ中央部を基準としたものである。
【００１８】
図５において、胴部幅Ｗ１は図３に示した鉄心４０のティース部幅ＷＴ１と同じであり、跨ぎ幅Ｗ２は段差部のあるティース部幅ＷＴ２に挿着可能な寸法である。また、跨ぎの脚１１Ｅの長さＬ１は図３に示した鉄心４０の段差長さＬＴ１に相当するものである。
【００１９】
図４に示す第一フランジ１２にはコイル３０の巻き始め・巻き終わり線を導入する溝１２Ｅが設けてある。第二フランジ１３は、鉄心４０の先端部４３を、跨ぐように軸方向Ｚに延伸した薄肉部１３Ａと、薄肉部１３Ａとの間に間隙をあけて形成される突起１３Ｂとが設けられている。突起１３Ｂは軸方向Ｚに長い形状に形成され、中央寄方向Ｚ１に延伸して設けられる。そして薄肉部１３Ａと突起１３Ｂとの間隙として所定の奥行き寸法のスリット１３Ｃが形成されており、このスリット１３Ｃに後述する絶縁体２０の第二面２０Ｂが挿入される。
【００２０】
図６に絶縁体２０を示す。この図６では図示省略した鉄心４０に、一対の絶縁体２０を設けた状態を示す。図７は、鉄心４０に一対の巻枠１０と一対の絶縁体２０を取り付ける前の状態を模式的に示している。絶縁体２０はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等のフィルム材が用いられる。この絶縁体２０は後述するように巻枠１０や鉄心４０のティース部側面４１Ｂや、ヨーク部側面４２Ｂ等に装着された後に、コイル３０が巻き付けられる。第一面２０Ａは鉄心長ＬＣとほぼ同等の軸方向長さＬＦ１を有し、鉄心４０のティース部側面４１Ｂと巻枠１０の薄肉部１１Ａに装着される。
【００２１】
第二面２０Ｂは第一面２０Ａと同じ軸方向長さＬＦ１を有し、鉄心４０の先端部４３と巻枠１０の薄肉部１３Ａと突起１３Ｂの間のスリット１３Ｃに装着される。第一面２０Ａにつながる第三面２０Ｃは、延長面２０Ｄに到るまでは第一面２０Ａと同じ軸方向長さＬＦ１を有している。この第三面２０Ｃにつながる延長面２０Ｄは軸方向長さＬＦ３を有している。延長長さＬＦ２は、磁極５０が適用される回転電機の駆動電圧と法令によって定まる絶縁沿面距離と同等か、それ以上に設定されている。ここでいう絶縁沿面距離は、ヨーク部４２の軸方向Ｚの端部のうち、径方向内方かつ周方向外方の端部Ｅから、絶縁体２０の上に載った巻線までの距離である。本実施の形態では、軸方向Ｚでは延長長さＬＦ２によって絶縁沿面距離を確保し、周方向では延長面２０Ｄの所定の幅ＷＦ２で絶縁沿面距離を確保する。例えば、北米の保険業者安全試験所（Ｕｎｄｅｒｗｒｉｔｅｒｓ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，略称：ＵＬ）が策定する製品安全規格であるＵＬ規格では、ＵＬ９８４（密閉型冷媒電動圧縮機）において、電動機定格１５１Ｖ〜３００Ｖにおける最小絶縁距離として、空間距離３．２ｍｍ、沿面絶縁距離４．８ｍｍが定められている。これらのような数値以上の寸法を確保することで、絶縁信頼性を確保した磁極５０を得ることができる。その他、国内では電気用品安全法、欧州では国際電気標準会議などの法律、法規を参照し、設定すればよい。同様に、所定の幅ＷＦ２も前記延長長さＬＦ２と同等もしくはそれ以上の寸法である。延長面２０Ｄにつながる第四面２０Ｅも前記軸方向長さＬＦ３を有している。
【００２２】
図６に示す如く、延長面２０Ｄと第四面２０Ｅとの境界部分の折り曲げ部２０Ｈは、図２で示したヨーク端面４２Ｃの位置に相当する個所に設けられたものである。尚、第三面２０Ｃと延長面２０Ｄが、第一フランジ１２の薄肉部１２Ａに装着されるとともに、第二面２０Ｂおよび第四面２０Ｅはコイル３０の表面を覆う機能を有している。尚、前記磁極５０の形成後の絶縁体２０の各面は各つながる部位が折り曲げて形成されている。
【００２３】
上記した絶縁体２０の第二面２０Ｂは、巻枠１０のスリット１３Ｃに挿入されることにより、絶縁体２０が鉄心４０に一体的に保持される。
【００２４】
図８は、上述した鉄心４０に巻枠１０、絶縁体２０を取り付け後、コイル３０を巻き付けて磁極５０を作製した状態における断面図を示す。図８に示すように絶縁体２０の第二面２０Ｂと第四面２０Ｅは、コイル３０を覆うように折り曲げているので、固定子１００を構成した際、隣接する磁極５０間の絶縁性を向上させているが、規格電圧のレベルによっては、第二面２０Ｂと第四面２０Ｅのいずれか一方の面で覆ってもよい。
【００２５】
また、この図８では、導体を鉄心４０に巻き付けてコイル３０を作製する際、コイル３０の整形用として機能するダミーコイル３０Ａ、３０Ｂを巻枠１０の第一フランジ１２側に設けている。これによりコイル３０の整列巻き作製がより容易となる。ダミーコイル３０Ａ，３０Ｂは、ティース部４１の径方向外方の端部近傍において巻枠に設けられ、コイルを成す導線のうち最も鉄心４０に近接して配置される導線が接触する位置に配置される。ダミーコイル３０Ａ，３０Ｂは、コイルを成す導線をティース部４１に巻く巻線作業におて、最初の１ターンの導線の位置を決め誘導する。ダミーコイル３０Ａ，３０Ｂを「誘導突起３０Ａ、３０Ｂ」と称する場合がある。図８に示すように、シート状の絶縁体２０は、ティース部４１の周方向に隣接する空間Ｍ内に配置される。この空間Ｍを「スロットＭ」と称する場合がある。
【００２６】
次に、実施の形態１による鉄心４０に巻枠１０、絶縁体２０を取り付け後、導体を巻き付けコイル３０を形成して磁極５０とする工程の内、コイル巻線工程を図示省略した工程を図９〜図１２に基づいて説明する。尚、図８〜図１２、および後述する図２２における鉄心４０の図上の配置は、説明の都合上、後述する図１３〜図２０と上下逆の配置としているが、実際の配置は巻線機の構成に依存する。例えばワークを回転させるスピンドル巻線機では、スピンドルモータの出力軸を鉛直上向きに設定することが多く、それに合わせて鉄心４０はティース部４１が上に、ヨーク部４２が下になるよう配置する。また、上記図９〜図１２は鉄心４０の軸方向Ｚの断面を示すものであり、従って巻枠１０の構成体の内説明に必要な部位のみ図示しており、また、上記図の絶縁体２０は、図６に示した折り曲げ部２０Ｈを設ける以前の様態を示している。
【００２７】
鉄心４０に絶縁体２０を取り付け時、絶縁体２０は巻枠１０のスリット１３Ｃに、第二面２０Ｂが挿入されて保持されるが、図９に示すように鉄心４０のヨーク部４２側では絶縁体２０が鉄心４０から浮き上がるようになる。そこで図１０に示すように、専用工具である絶縁体押さえ６０を用いて、絶縁体２０の第一面２０Ａと第三面２０Ｃとの境界部分を鉄心４０に密着するよう保持する。
【００２８】
引き続き図１１に示すように絶縁体２０の第四面２０Ｅの最外端部分を、専用工具の端部押さえ６１を用いてヨーク部４２側に曲がって変形するよう押さえる。その後、図１２に示すように、絶縁体押さえ６０を取り除いても、端部押さえ６１によって絶縁体２０は鉄心４０に密着させた状態を維持でき、この状態でコイル３０の巻線作業を行う。このような巻線工程を採用することで、製造にかかる費用を低減しながら、絶縁信頼性の向上した磁極を得ることができる。
【００２９】
尚、巻線機としてはワークが回転するスピンドル巻線機を用いるが、このとき端部押さえ６１は巻線開始から終了まで、鉄心４０と共に回転可能な構造である。一方、絶縁体押さえ６０は、例えば巻線機内に設けたワーク搬送ハンドに設置する構成を採用可能である。また、巻線機としてスピンドル巻線機を例示したが、ポキポキ鉄心やジョイントラップ鉄心などのような連結鉄心であれば、この実施の形態１と同様の巻枠と絶縁体の構成を用いてフライヤ巻線機で巻線することも可能である。
【００３０】
また、本発明の実施の形態１に適用できる巻線工程は前述の方法に限られるものではなく、絶縁体押さえ６０および端部押さえ６１が設けられていない従来の巻線機を用いて巻線を行うことも可能である。例えば、巻線前の鉄心４０、巻枠１０およびシート状の絶縁体２０を巻線機に装着してのち、シート状の絶縁体２０が鉄心４０から浮き上がった状態のまま最初の１ターンを巻く制御を行えばよい。この制御では、コイル３０がシート状の絶縁体２０と干渉しないように最初の１ターンを巻く。最初の１ターンを巻いてしまえば、シート状の絶縁体２０が鉄心４０のティース部４１の側面に密着するので、その後は制御の若干の修正で支障なく巻線作業を進めることができる。
【００３１】
以上のように、この実施の形態１によれば、従来のように絶縁体２０を溶着する工程が不要となり、絶縁信頼性が向上し、低コストの磁極５０を得ることができる。
【００３２】
本発明の実施の形態１によれば、磁極５０は、回転電機の固定子１００の少なくとも一部を成し、環状に並んで配置され、鉄心４０と、巻枠１０と、シート状の絶縁体２０とを備える。鉄心４０は、ヨーク部４２、ティース部４１および先端部４３を有する。ティース部４１は、回転電機の回転軸に近づく向きである径方向内方にヨーク部４２から突出して形成される。先端部４３は、ティース部４１の径方向内方に連なりティース部４１の径方向内方の端部よりも、磁極５０の並ぶ周方向に延伸して形成される。巻枠１０は、回転軸に平行な軸方向Ｚの鉄心４０の両端部Ｎ１、Ｎ２に嵌合し、薄肉部１１Ａ、１２Ａ、１３Ａと、突起１３Ｂとを有する。薄肉部１１Ａ、１２Ａ、１３Ａは、ティース部４１の周方向に隣接する空間Ｍに臨む鉄心４０の表面に接する。突起１３Ｂは、前記空間Ｍ内において薄肉部１３Ａの前記空間Ｍ側の表面との間に間隙１３Ｃをあけて設けられ、鉄心４０の軸方向Ｚ中央部に向かう中央寄方向Ｚ１に延伸して形成される。シート状の絶縁体２０は、ティース部４１に対して巻回されるコイル３０および鉄心４０の間を絶縁し、前記空間Ｍ内に配置され一部が前記間隙１３Ｃに配置される。
【００３３】
このように、シート状の絶縁体２０は、一部が薄肉部１３Ａおよび突起１３Ｂの間隙１３Ｃに配置されるので、巻枠１０およびシート状の絶縁体２０を鉄心４０に配置した状態で、コイル３０が未だ巻回されていない状態において、鉄心４０および巻枠１０に対してシート状の絶縁体２０を固定することができる。したがって、シート状の絶縁体２０を巻枠１０に接着あるいは接合する工程を省略でき、簡単かつ効率的に磁極を製造することができる。
【００３４】
また実施の形態１によれば、巻枠１０は、胴部１１と第一フランジ１２と第二フランジ１３とを有する。胴部１１はティース部４１に嵌合する。第一フランジ１２は、径方向内方とは逆の径方向外方のティース部４１の端部近傍において、胴部１１から、中央寄方向Ｚ１と反対の離反方向および周方向両側に延びて形成される。第二フランジ１３は、ティース部４１の径方向内方の端部近傍において、胴部１１から、離反方向および周方向両側に延びて形成される。
【００３５】
このように、巻枠１０は第一フランジ１２と第二フランジ１３とを有するので、ティース部４１および鉄心４０に嵌合した巻枠１０にコイル３０を巻回したときに、巻回されたコイル３０が径方向にずれることを防止できる。
【００３６】
また実施の形態１によれば、鉄心４０の前記空間Ｍに臨む表面部のうち、薄肉部１１Ａ、１２Ａ、１３Ａに接する部分は残余の部分に比べて、薄肉部１１Ａ、１２Ａ、１３Ａの厚み分、前記空間Ｍから離れる向きに凹んで形成される。
【００３７】
このように、鉄心４０の前記空間Ｍに臨む表面部のうち薄肉部１１Ａ、１２Ａ、１３Ａに接する部分は残余の部分に比べて、薄肉部の厚み分、ティース部４１の周方向に隣接する空間Ｍから凹んで形成されるので、鉄心４０の前記残余の部分の表面と、巻枠１０の薄肉部１１Ａ、１２Ａ、１３Ａの前記空間Ｍに臨む表面とが、軸方向Ｚに段差無く形成される。これによって、シート状の絶縁体２０を巻枠１０の薄肉部１３Ａと突起１３Ｂとの間隙１３Ｃに挿入するときに、支障なく円滑に挿入できる。
【００３８】
また実施の形態１によれば、巻枠１０は、誘導突起３０Ａ、３０Ｂをさらに備える。誘導突起３０Ａ、３０Ｂは、径方向内方とは逆の径方向外方のティース部４１の端部近傍において、コイル３０を成す導線のうち最も鉄心４０に近接して配置される導線が接触する位置の巻枠１０に設けられ、コイル３０を成す導線を位置決めする。
【００３９】
このように、誘導突起３０Ａ、３０Ｂは、最も鉄心４０に近接した位置でコイル３０の導線を位置決めするので、巻線作業を容易にすることができる。
【００４０】
また実施の形態１によれば、シート状の絶縁体２０は、ティース部４１に対して巻回されたコイル３０のうちティース部４１の周方向に隣接する部分に対し、周方向のティース部４１に近い方からと、周方向のティース部４１に遠い方からと、径方向内方からと、径方向内方とは逆の径方向外方からとの４方から臨んでコイル３０を覆う。
【００４１】
このように、シート状の絶縁体２０は、コイル３０のうちティース部４１に隣接する部分を４方から臨んでコイル３０を覆うので、シート状の絶縁体２０は、磁極５０において鉄心４０とコイル３０との間を絶縁するのみならず、前記コイル３０と、前記コイル３０の周方向に隣接する他の磁極のコイルとの間をも絶縁することができる。
【００４２】
また実施の形態１によれば、固定子１００は磁極５０を含み、回転電機の一部を成す。
【００４３】
このような構成とすることによって、巻枠１０およびシート状の絶縁体２０を鉄心４０に配置した状態で、コイル３０が未だ巻回されていない状態において、鉄心４０および巻枠１０に対してシート状の絶縁体２０を固定することができる。したがって、シート状の絶縁体２０を巻枠１０に接着あるいは接合する工程を省略でき、簡単かつ効率的に固定子を製造することができる。
【００４４】
以下、実施の形態２以降の説明においては、実施の形態１ですでに説明している事項に対応している部分について説明を省略する場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、実施の形態１と同様とする。
【００４５】
実施の形態２．
次に、実施の形態２について説明する。この実施の形態２は前述した実施の形態１の巻枠１０を一部分異なる構成としたものである。以下、図１３〜図１６に基づいて説明する。図１３は鉄心４０に一方の巻枠１０を取り付けた状態を示す断面、投影図である。図１３において巻枠１０の第二フランジ１３に設けられた突起１３Ｂの長さＬ５は、胴部１１の薄肉部１１Ａの長さＬ４よりも短い。その差Ｌ４−Ｌ５は例えば２ｍｍ〜５ｍｍである。
【００４６】
また、前記突起１３Ｂの先端であって薄肉部１１Ａ、１３Ａと対向する部分には、面取り１３Ｄが設けられている。さらに薄肉部１１Ａには長さＬ３の第一フランジ１２から長さＬ４の第二フランジ１３に向かってテーパ１１Ｃが設けられているとともに、薄肉部１１Ａ、１２Ａ、１３Ａの先端側でかつ鉄心４０側に段差１１Ｄを設けている。また、実施の形態１の図４で示したスリット１３Ｃの幅寸法は、絶縁体２０の厚さを０．２５ｍｍとすれば０．３ｍｍ〜０．４ｍｍに設定されている。テーパ１１Ｃは、薄肉部１１Ａに設けられている傾斜した端部であり、薄肉部１１Ａに平行な平面内で、軸方向Ｚに垂直な直線に対して傾斜している。テーパ１１Ｃを「傾斜端部１１Ｃ」と称する場合がある。傾斜端部１１Ｃのうち、最も離反方向Ｚ２に位置する端部を「最短端部Ｔ」と称する。最短端部Ｔは、胴部１１の薄肉部１１Ａの端部のうちで、胴部１１の離反方向Ｚ２の端部から最も短い距離にある。最短端部Ｔは軸方向Ｚにおいて、突起１３Ｂの最も中央寄方向Ｚ１の突起先端部Ｐと比べると、中央寄方向Ｚ１に位置している。
【００４７】
次に、この巻枠１０と、鉄心４０、絶縁体２０を装着する工程を説明する。図１３に示すように鉄心４０に一方の巻枠１０を装着する。図１４は次工程に用いる絶縁体２０の平面図であり、実施の形態１の図６で示したものと同様であり、点線は折り曲げ位置を示す。次に図１５に示すように、絶縁体２０を鉄心４０に密着させながら、図の右方向から左方向に軸方向Ｚにスライドさせ、巻枠１０のスリット１３Ｃに挿入する。
【００４８】
なお、突起１３Ｂの長さを薄肉部１１Ａの長さよりも短くしたため、シート状の絶縁体２０を薄肉部１１Ａに押しつけながら挿入することで、薄肉部１１Ａがシート状の絶縁体２０挿入時のガイドとして機能し、シート状の絶縁体２０の挿入が容易になる。同様に、同時に突起１３Ｂの先端に面取り１３Ｄを設けたことで、シート状の絶縁体２０が薄肉部１１Ａから浮き上がったときのガイドの役目を果たすので、さらに絶縁体２０の挿入が容易になる。
【００４９】
その後、図１６に示すように他方の巻枠１０を図の右方から薄肉部１１Ａを鉄心４０のティース段差部４１Ａと絶縁体２０の間に挿入しながら鉄心４０に装着する。この際、スリット１３Ｃに絶縁体２０が挟まるよう挿入する。その後、巻線機にて巻線を行いコイル３０が形成されて磁極５０となる。このような巻線工程を採用することで、製造にかかる費用を低減しながら、絶縁信頼性が向上した磁極５０を得ることができる。
【００５０】
このように、この実施の形態２では、突起１３Ｂの長さが薄肉部１１Ａ、１２Ａ、１３Ａより短く、また面取り１３Ｄを設けているので、薄肉部１１Ａの上に絶縁体２０を載せた状態で絶縁体２０をスライドさせることが可能であり、薄肉部１１Ａ、１２Ａ、１３Ａが絶縁体２０のガイドの役目を果たす。さらに、突起１３Ｂに面取り１３Ｄが設けてあるので、この面取り１３Ｄがガイドとなって絶縁体２０の挿入を容易にする。さらに第一フランジ１２から第二フランジ１３に向かうテーパ１１Ｃが設けられている。
【００５１】
つまり薄肉部１１Ａの長さが第一フランジ１２側が第二フランジ１３側より長くなるようにして、薄肉部１１Ａの先端形状がテーパ１１Ｃとなるよう形成しており、鉄心４０のヨーク部４２側から巻枠１０を装着する場合に、ガイドの役目を果たすので装着性が向上する。また、段差１１Ｄを設けたことにより、段差の分だけ巻枠１０のサイズが小さくなり、装着性が向上し、巻枠１０を鉄心４０に装着する際の作業性が向上する。
【００５２】
尚、この実施の形態２においては、薄肉部１１Ａの先端に段差１１Ｄを設けた例を示したが、先端に向け薄くなるテーパ形状としても同様の効果を奏する。また、突起１３Ｂの先端の面取り形状も限定されるものではなく、絶縁体２０を挟むスリット１３Ｃの幅が突起１３Ｂの先端で広く、根元側が狭い構造であれば同様の効果を奏する。
【００５３】
本発明の実施の形態２によれば、薄肉部１１Ａは、傾斜端部１１Ｃを有する。傾斜端部１１Ｃは、薄肉部１１Ａの少なくとも一部に形成され、鉄心４０の前記空間Ｍに臨む表面に平行な平面内で、前記軸方向Ｚに垂直な直線に対して傾斜して形成される。薄肉部１１Ａのうち最も中央寄方向に位置する端部は、前記傾斜端部１１Ｃに連なる。
【００５４】
このように、薄肉部１１Ａには傾斜端部１１Ｃが形成され、薄肉部１１Ａのうち最も中央寄方向Ｚ１に位置する端部は傾斜端部１１Ｃに連なるので、巻枠１０を鉄心４０に嵌合させるときに、傾斜端部１１Ｃが鉄心４０を誘導できる。したがって、巻枠１０を鉄心４０に嵌合させる作業を容易にすることができる。
【００５５】
また実施の形態２によれば、薄肉部１１Ａの最短端部Ｔは、突起１３Ｂの突起先端部Ｐよりもさらに中央寄方向Ｚ１に位置する。最短端部Ｔは、薄肉部１１Ａの中央寄方向Ｚ１の端部のうち最も中央寄方向Ｚ１と反対の離反方向に位置する。突起先端部Ｐは、突起１３Ｂのうち、最も中央寄方向Ｚ１に位置する。
【００５６】
このように、薄肉部１１Ａの最短端部Ｔは、突起１３Ｂの突起先端部Ｐよりもさらに中央寄方向Ｚ１に位置する。これによって、薄肉部１１Ａと突起１３Ｂとの間隙１３Ｃに挿入されるシート状の絶縁体２０の端部を、薄肉部１１Ａと鉄心４０との境目よりも巻枠１０側で薄肉部１１Ａに接触させて配置できる。したがってシート状の絶縁体２０を、支障なく円滑に挿入できる。
【００５７】
また実施の形態２によれば、突起１３Ｂのうち最も中央寄方向Ｚ１に位置する突起先端部Ｐには、面取り部１３Ｄが形成される。面取り部１３Ｄは、突起１３Ｂが臨む鉄心４０の表面に平行な平面内において、軸方向Ｚに垂直な直線に対して傾斜して形成される。
【００５８】
このように、突起先端部Ｐには面取り部１３Ｄが形成されるので、薄肉部１１Ａと突起１３Ｂとの間隙１３Ｃにシート状の絶縁体２０が挿入されるときに、突起先端部Ｐが挿入の支障となる可能性を低減できる。
【００５９】
実施の形態３．
次に、実施の形態３の巻枠１０と絶縁体２０を図１７〜図１９に基づいて説明する。この実施の形態３の巻枠１０は、図に示すように薄肉部１１Ａにテーパ１１Ｃが、第一フランジ１２側より所定の寸法Ｋ離れた個所から設けられるとともに、絶縁体２０の第一面２０Ａに切り欠き２０Ｆが設けられたものである。
【００６０】
切り欠き２０Ｆの幅間隔Ｓと深さＬは、巻枠１０の突起１３Ｂを通過可能な寸法でよく、その位置も絶縁体２０の第一面２０Ａの面内の任意の位置でよい。また、この切り欠き２０Ｆを設けた絶縁体２０を採用するので、絶縁沿面距離を充分に確保するため、胴部１１の薄肉部１１Ａのテーパ１１Ｃの始点を第一フランジ１２から所定の寸法Ｋだけ離れた個所としている。実施の形態３において切り欠き２０Ｆは、切り欠き２０Ｆを中央寄方向Ｚ１の方から規定している底部の近傍から、シート状の絶縁体２０の離反方向Ｚ２の端部近傍に至るまで、軸方向Ｚに一定の幅間隔Ｓを示す。
【００６１】
次に、この巻枠１０と、鉄心４０、絶縁体２０を装着する工程を説明する。まず図１７に示すように、一対の巻枠１０を共に鉄心４０に装着する。この状態から図１８に示す切り欠き２０Ｆを有する絶縁体２０を、図１９に示すように突起１３Ｂを切り欠き２０Ｆが通過した後、絶縁体２０の位置を径方向、この図１９では第二フランジ１３側より第一フランジ１２側にずらすことで、鉄心４０に巻枠１０、絶縁体２０の装着が完了する。
【００６２】
以上のように、この実施の形態３によれば、一対の巻枠１０を共に鉄心４０に装着した後に、絶縁体２０を装着可能であるので、装着作業が容易でかつ装着の作業時間を短縮できる。尚、切り欠き２０Ｆの径方向位置は、絶縁沿面距離で有利な第一フランジ１２側に近い側か、もしくは装着作業性から第一面２０Ａの中央付近がよい。
【００６３】
本発明の実施の形態３によれば、シート状の絶縁体２０の軸方向Ｚの両端部には、中央寄方向Ｚ１に凹んだ切り欠き２０Ｆが形成される。切り欠き２０Ｆを中央寄方向Ｚ１の側から規定する底部の軸方向Ｚの位置は、突起１３Ｂのうち最も中央寄方向Ｚ１に位置する突起先端部Ｐよりも中央寄方向Ｚ１である。軸方向Ｚに垂直な方向における切り欠き２０Ｆの幅間隔Ｓは、突起１３Ｂの軸方向Ｚに垂直な面内での最小の外径よりも大きく設定される。
【００６４】
このように、シート状の絶縁体２０に形成される切り欠き２０Ｆの底部は、突起先端部Ｐよりも中央寄方向Ｚ１であり、切り欠き２０Ｆの幅間隔Ｓは、突起１３Ｂの最小の外径よりも大きいので、軸方向Ｚに垂直な方向にシート状の絶縁体２０を移動させることによって、切り欠き２０Ｆに突起１３Ｂを通過させることが可能となる。これによって、シート状の絶縁体２０を軸方向Ｚに垂直な方向から挿入して、薄肉部１３Ａと突起１３Ｂとの間隙１３Ｃにシート状の絶縁体２０の端部を配置することができる。したがって、シート状の絶縁体２０の配置を円滑にすることができる。
【００６５】
実施の形態４．
次に、実施の形態４による絶縁体２０を図２０に示す。図２０において、絶縁体２０の第一面２０Ａと第三面２０Ｃとの境界部分の軸方向Ｚ（長手方向）両端に切り込み２０Ｇを設けている。この切り込み２０Ｇの幅Ｂおよび深さＨは、コイル３０の導体が２本分収まることが可能な寸法でよい。この構成によれば、鉄心４０に装着される絶縁体２０に若干の浮き上がりが生じたとしても、巻線時のテンションで絶縁体２０が鉄心４０に密着する方向に修正されるとともに、最初の導体を正しい位置に配置でき、結果として整列巻きのコイル３０が得られるという効果がある。尚、この切り欠き２０Ｇは、図１４〜図１６で示した絶縁体２０に設けてもよい。
【００６６】
実施の形態５．
尚、前述した実施の形態１の図４に示す巻枠１０では、ダミーコイル３０Ａ、３０Ｂを、鉄心４０のティース部側面４１Ｂ、ヨーク部側面４２Ｂ、先端部４３とで囲まれる空間ＭであるスロットＭ内に延伸しない形状を例示した。この実施の形態５では図２１に示すように巻枠１０に、スロットＭ内に延伸する形でダミーコイル３０Ｃ、およびダミーコイル３０Ｄを設けるとともに、薄肉部１１Ａ、１２Ａとの間にスリット３０Ｓを設け、そのスリット３０Ｓに絶縁体２０を挟み込む構成としている。この実施の形態５の磁極５０の断面図を図２２に示す。このように、スリット３０Ｓに絶縁体２０を挟み込むことで、スリット１３Ｃと合わせて４ヶ所で絶縁体２０を保持することが可能となり、巻線作業が容易となる。
【００６７】
実施の形態６．
次に、実施の形態６のシート状の絶縁体２０を図２３および図２４に基づいて説明する。図２３は、本発明の実施の形態６におけるシート状の絶縁体２０の平面図である。図２４は、本発明の実施の形態６において、シート状の絶縁体２０を巻枠１０に取り付けるときの動作を説明する図である。この実施の形態６は実施の形態３に類似する。実施の形態６は、実施の形態３とはシート状の絶縁体２０の第一面２０Ａに形成される切り欠き２０Ｆの形状が異なる。図２４に示すように、辺Ａが突起１３Ｂの延伸方向、すなわち鉄心４０の積層方向Ｚに対して角度θを成すように形成されている。
【００６８】
ここで、巻枠１０が軸方向Ｚの両端部Ｎ１、Ｎ２に装着された鉄心４０にシート状の絶縁体２０を装着する際、突起１３Ｂと薄肉部１１Ａとの間に形成される間隙１３Ｃを通過する辺Ａが、突起１３Ｂの延伸方向に対して角度θを成すことで、辺Ａが突起１３Ｂに引っ掛かることなくスムーズに通過することが可能となる。その結果、シート状の絶縁体２０の装着時間が短縮でき、製造にかかる費用の低減が可能となる。
【００６９】
なお、切り欠き面積の増大によって絶縁信頼性が低下せぬよう、シート状の絶縁体２０と巻枠の薄肉部１１Ａ、１３Ａの端部とが重なる距離を、必要な絶縁沿面距離以上に確保することが望ましい。なお、図２３および図２４では、鉄心４０の積層方向Ｚと辺Ａとの角度θが４５度のものを例示したが、角度θが小さくなると沿面絶縁距離の確保が難しくなる傾向があるので、３０度＜θ＜６０度の範囲が望ましい。また辺Ａは、必ずしも直線である必要はない。図２５は、本発明の実施の形態６の変形例におけるシート状の絶縁体２０の平面図である。例えば図２５のように、辺Ａを曲線の形状に形成しても前述と同様の効果を奏する。
【００７０】
また実施の形態６では、図２３および図２４に示すように、シート状の絶縁体２０の第二面２０Ｂに、実施の形態１における第四面２０Ｅと同様の延長面２０Ｊを設ける。延長面２０Ｊが軸方向Ｚに延伸する長さは、実施の形態１における第四面２０Ｅのものと同様に軸方向長さＬＦ２であり、延長面２０Ｊを設けた第二面２０Ｂ全体の軸方向の長さは、実施の形態１における第四面２０Ｅと同様に軸方向長さＬＦ３である。この構造によって、第二面２０Ｂに設けられた延長面２０Ｊと第四面２０Ｅとが折り重なることで、隣接する磁極のコイル間の絶縁信頼性が向上する効果を奏する。
【００７１】
本発明の実施の形態６によれば、軸方向Ｚに垂直な方向において切り欠き２０Ｆを規定する両側の部分の少なくともいずれか一方は、軸方向Ｚに対して傾斜して形成される。切り欠き２０Ｆの幅間隔は、シート状の絶縁体２０の軸方向Ｚの端部近傍において、切り欠き２０Ｆの底部近傍よりも広く設定される。
【００７２】
このように、切り欠き２０Ｆを規定する両側の部分の少なくともいずれか一方は、傾斜して形成され、切り欠き２０Ｆの幅間隔は端部近傍において、底部近傍よりも広く設定されるので、薄肉部１３Ａと突起１３Ｂとの間隙１３Ｃにシート状の絶縁体２０を挿入するときに、軸方向Ｚに垂直な方向にシート状の絶縁体２０を移動させて、傾斜して形成される方が後となるように挿入することによって、容易に突起１３Ｂを切り欠き２０Ｆに通過させることが可能となる。これによって、鉄心４０および巻枠１０に対するシート状の絶縁体２０の配置が容易となり、磁極の製造を効率化できる。
【００７３】
実施の形態７．
図２６は、本発明の実施の形態７におけるシート状の絶縁体２０の平面図である。実施の形態７は、実施の形態４および実施の形態６に類似し、シート状の絶縁体２０に切り込み２０Ｇを、深さＨをそのままに幅間隔Ｂを広げた形状とした。実施の形態７では、切り欠き２０Ｆを規定する部分にまで切り込み２０Ｇを広げ、切り欠き２０Ｆの底部とは段差を成す形状とした。この形状でも、実施の形態４および実施の形態６と同様の効果を奏する。
【００７４】
実施の形態８．
図２７は、本発明の実施の形態８における磁極５０の断面図である。実施の形態８において、突起１３Ｂは円柱状をしており、胴部１１に設けられ、胴部１１の薄肉部１１Ａの近傍に配置される。シート状の絶縁体２０は、突起１３Ｂと胴部１１の薄肉部１１Ａとの間隙１３Ｃに挟まれて保持される。このような構造を取ることでもシート状の絶縁体２０の保持が可能となり、シート状の絶縁体２０による磁極５０全体の絶縁性と、磁極５０の生産性とが向上する。ここで、突起１３Ｂを円柱状としたけれども、これに限定されるものではない。また、突起１３Ｂは、胴部１１の薄肉部１１Ａと第二フランジ１３の薄肉部１３Ａとの両方に跨がる位置に設けても、同様の効果を奏する。
【００７５】
本発明の実施の形態１から実施の形態８に係る複数の磁極５０を円環状に並べ、鉄心４０を溶接固定し、コイル３０に必要な結線を施した固定子は、従来の固定子に比べ絶縁性と生産性とが向上する。
【００７６】
実施の形態９．
図２８は、本発明の実施の形態９に係る磁極の製造方法を表したフローチャートである。実施の形態９では、実施の形態１から実施の形態８のいずれかに記載の磁極を製造する。図２８に示すように、磁極の製造方法は、嵌合工程と、配置工程と、巻回工程とを有する。本処理開始後、ステップＳＴ１の嵌合工程に移行し、鉄心４０の軸方向Ｚ両端部Ｎ１、Ｎ２に巻枠１０を嵌合させる。次にステップＳＴ２の配置工程に移行し、薄肉部１３Ａと突起１３Ｂとの間隙１３Ｃに、シート状の絶縁体２０の端部の一部を配置する。次にステップＳＴ３の巻回工程に移行し、ティース部４１に対して、巻枠１０およびシート状の絶縁体２０を介してコイル３０を巻回する。その後、本処理は終了する。
【００７７】
このような構成とすることによって、巻枠１０およびシート状の絶縁体２０を鉄心４０に配置した状態で、コイル３０が未だ巻回されていない状態において、鉄心４０および巻枠１０に対してシート状の絶縁体２０を固定することができる。したがって、シート状の絶縁体２０を巻枠１０に接着あるいは接合する工程を省略でき、簡単かつ効率的に磁極を製造することができる。
【００７８】
この発明による固定子を備える回転電機は、空調機用圧縮機に搭載される回転電機や、産業用サーボモータ、自動車搭載用モータ等、回転電機に適用可能である。
【００７９】
尚、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【００８０】
なお、本発明においては、次のような実施の形態も可能である。
鉄心４０に取り付けられる巻枠１０とシート状の絶縁体２０とコイル３０とで形成される磁極５０において、前記鉄心４０はヨーク部４２とティース部４１と、前記ティース部４１から円弧状に延伸する先端部４３とで構成されており、前記巻枠１０は、前記ヨーク部４２に搭載される薄肉部１２Ａを有する第一フランジ１２と、前記第一フランジ１２に対向して前記先端部４３近傍から軸方向Ｚに延伸する薄肉部１３Ａおよび突起１３Ｂが設けられた第二フランジ１３と、前記第一フランジ１２と前記第二フランジ１３間をつなぎ、前記ティース部４１を跨ぐように設けられた薄肉部１１Ａを有する胴部１１とによって構成されるとともに前記鉄心４０の軸方向Ｚ両端部Ｎ１、Ｎ２にそれぞれ設置されており、前記絶縁体２０は、ティース部４１側面と前記胴部１１の薄肉部１１Ａに装着される第一面２０Ａと前記第一面２０Ａにつながり前記先端部４３近傍の突起１３Ｂと薄肉部１３Ａの間に設けられたスリット１３Ｃに挿入されることで前記絶縁体２０の前記鉄心４０に対する位置を固定する第二面２０Ｂと、ヨーク部４２内面と前記第一フランジ１２の薄肉部１２Ａに装着され前記第一面２０Ａにつながる第三面２０Ｃと、前記第三面２０Ｃにつながる延長面２０Ｄと、前記延長面２０Ｄにつながる第四面２０Ｅとで構成されており、前記第一面２０Ａ、第二面２０Ｂ、第三面２０Ｃの軸方向長さは、前記鉄心４０の軸方向長さと同一であり、前記延長面２０Ｄの軸方向長さは、前記第三面２０Ｃの軸方向長さに所定の長さを加えたものであり、かつ前記延長面２０Ｄの延長する幅は、前記所定の長さと同等かそれ以上の長さを有しており、前記第四面２０Ｅの軸方向長さは、前記延長面２０Ｄの軸方向長さと同一であり、前記第一面２０Ａ、第二面２０Ｂおよび前記第三面２０Ｃで囲まれる領域および前記胴部１１上に前記コイル３０が巻き付けられ、前記コイル３０の表面を前記絶縁体２０の前記第四面２０Ｅが覆うように、または前記絶縁体２０の前記第二面２０Ｂと前記第四面２０Ｅとが覆うように構成された磁極。
【００８１】
また、前記絶縁体２０は、前記巻枠１０の第一フランジ１２側に設けらたダミーコイル３０Ａ，３０Ｂと、前記巻枠１０の薄肉部１１Ａとによって形成されるスリット１３Ｃに挿入されることによって、前記鉄心４０のティース部４１側面に沿うように固定される磁極。
【００８２】
また、前記第一フランジ１２の薄肉部１２Ａ、前記胴部１１の薄肉部１１Ａ、前記先端部４３近傍の薄肉部１３Ａのそれぞれの軸方向長さは、法令や規格によって定められた絶縁距離と同等以上とし、かつ前記絶縁体２０の前記所定の長さも前記絶縁距離と同等以上とする磁極。
【００８３】
また、前記第一フランジ１２側の薄肉部１２Ａの長さが前記第二フランジ１３側の薄肉部１３Ａの長さより長く設けられ、前記胴部１１の薄肉部１１Ａの先端形状がテーパ状または部分的なテーパ状に形成されている磁極。
【００８４】
また、前記突起１３Ｂの軸方向長さが、前記巻枠１０の薄肉部１１Ａの軸方向長さより短い磁極。
【００８５】
また、前記突起１３Ｂの軸方向Ｚ先端部は面取り１３Ｄが設けられている磁極。
【００８６】
また、前記絶縁体２０の前記第一面２０Ａの軸方向Ｚ両端に、前記突起１３Ｂが通過可能な切り欠き２０Ｆが設けられている磁極。
【００８７】
また、前記絶縁体２０の前記第一面２０Ａと前記第三面２０Ｃの境界部における軸方向Ｚ両端に、前記コイル３０の導体の２本分の幅の切り込み２０Ｇが設けられている磁極。
【００８８】
また、前記磁極５０を、複数個円環状に配置した固定子。
【００８９】
また、以下のステップを備えた磁極の製造方法。
ステップ１．前記鉄心４０に一対の巻枠１０を取り付ける。
ステップ２．前記巻枠１０の前記スリット１３Ｃに、前記絶縁体２０の前記第二面２０Ｂを挿入する。
ステップ３．前記絶縁体２０の前記第一面２０Ａと前記第三面２０Ｃの境界部分を専用工具の絶縁体押さえ６０を用いて、前記鉄心４０に密着させる。
ステップ４．前記絶縁体２０の前記第四面２０Ｅを専用工具の端部押さえ６１を用いて、前記鉄心４０の前記ヨーク部４２側に曲がるよう変形させる。
ステップ５．前記絶縁体押さえ６０を取り除く。
ステップ６．巻線機にて導体を巻き付け前記コイル３０を形成する。
ステップ７．前記コイル３０の表面を前記絶縁体２０の第四面２０Ｅが覆うように、または前記絶縁体２０の前記第二面２０Ｂと前記第四面２０Ｅとが覆うよう折り曲げる。
【００９０】
また、次のステップを備えた磁極の製造方法。
ステップ１．前記鉄心４０の軸方向Ｚの一方端に、一方の巻枠１０を装着する。
ステップ２．前記絶縁体２０を前記鉄心４０に密着させるよう軸方向Ｚにスライドさせ、前記絶縁体２０の前記第二面２０Ｂを前記巻枠１０の前記スリット１３Ｃに挿入させる。
ステップ３．前記鉄心４０の他方端に装着する他方の巻枠１０の前記スリット１３Ｃに、前記絶縁体２０の前記第二面２０Ｂが挿入されるよう前記他方の巻枠１０を取り付ける。
ステップ４．前記絶縁体２０の前記第一面２０Ａと前記第三面２０Ｃの境界部分を専用工具の絶縁体押さえ６０を用いて、前記鉄心４０に密着させる。
ステップ５．前記絶縁体２０の前記第四面２０Ｅを専用工具の端部押さえ６１を用いて、前記鉄心４０の前記ヨーク部４２側に曲がるよう変形させる。
ステップ６．前記絶縁体押さえ６０を取り除く。
ステップ７．巻線機にて導体を巻き付け、前記コイル３０を形成する。
ステップ８．前記コイル３０の表面を前記絶縁体２０の第四面２０Ｅが覆うように、または前記絶縁体２０の前記第二面２０Ｂと前記第四面２０Ｅとが覆うよう折り曲げる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年5月10日(2018.5.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個が円環状に配置されて回転電機の固定子の少なくとも一部を構成する磁極であって、前記固定子の外周部の一部を構成する円弧状のヨーク部、該ヨーク部から前記固定子の中心軸に向かい突出したティース部、及び、該ティース部の前記中心軸側の端部から前記固定子の周方向に延伸する先端部を有する鉄心と、
該鉄心の中心軸に沿った方向の両端に設けられ、該両端の位置から、中心軸に沿った方向に延伸する薄肉部及び該軸方向に突出した前記薄肉部よりも軸方向長さが短い突起を有する巻枠と、
前記ティース部の前記周方向両側に配置されたシート状の絶縁体と、
を備え、
前記絶縁体の前記ティース部の側面に配置される部分が、前記鉄心の軸方向長さと同一またはそれ以下であるとともに、
前記絶縁体の一部が、前記突起と前記薄肉部との間に挟まれて保持された磁極。
【請求項２】
前記巻枠は、前記ヨーク部側に配置される第一フランジ、前記先端部側に配置される第二フランジ、及び、前記第一フランジと前記第二フランジとの間に設けられた胴部を有し、
前記突起は前記第二フランジに設けられ、
前記絶縁体の一部が、前記突起と前記薄肉部のうち前記第二フランジに設けられた部分との間に挟まれて保持された請求項１記載の磁極。
【請求項３】
前記巻枠は、前記ヨーク部側に配置される第一フランジ、前記先端部側に配置される第二フランジ、及び、前記第一フランジと前記第二フランジとの間に設けられた胴部を有し、
前記突起は前記第二フランジに設けられ、
前記絶縁体の一部が、前記突起と前記薄肉部のうち前記胴部に設けられた部分との間に挟まれて保持された請求項１または請求項２に記載の磁極。
【請求項４】
前記ティース部の前記薄肉部に覆われる部分が、前記薄肉部の厚み分、凹んで形成される請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の磁極。
【請求項５】
前記巻枠の前記ヨーク部側に、巻回されるコイルを誘導する誘導突起を設けた請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の磁極。
【請求項６】
前記巻枠の周方向端部に設けられた前記薄肉部の中心軸方向中心側端の少なくとも一部が、前記ヨーク部側から前記先端部側に向かって、前記鉄心の中心軸に沿った方向の両端に向かって傾斜している請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の磁極。
【請求項７】
前記突起の中心軸に沿った方向の長さが、前記巻枠が有する薄肉部の中心軸に沿った方向の最小長さより短い請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の磁極。
【請求項８】
前記突起の中心軸に沿った方向の先端部に、前記絶縁体を誘引する面取り部が設けられている請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の磁極。
【請求項９】
前記絶縁体の前記中心軸に沿った方向端部の前記突起よりも径方向外側の位置に、前記突起の長さと同一またはそれ以上、かつ、前記薄肉部の軸方向長さよりも短く、前記突起が通過可能な幅を有する切り欠きが設けられている請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の磁極。
【請求項１０】
前記中心軸に垂直な方向において前記切り欠きを規定する両側の部分の内径側に位置する端部が前記中心軸方向に対して傾斜して形成され、
前記切り欠きの、前記中心軸方向に垂直な方向の幅間隔は、前記シート状の絶縁体の前記中心軸方向の端部近傍において、前記切り欠きの底部近傍よりも広く設定される請求項９に記載の磁極。
【請求項１１】
複数個が円環状に配置されて回転電機の固定子の少なくとも一部を構成する磁極であって、前記固定子の外周部の一部を構成する円弧状のヨーク部、該ヨーク部から前記固定子の中心軸に向かい突出したティース部、及び、該ティース部の前記中心軸側の端部から前記固定子の周方向に延伸する先端部を有する鉄心と、
該鉄心の中心軸に沿った方向の両端に設けられ、中心軸に沿った方向に延伸する薄肉部及び該方向に突出した突起を有する巻枠と、
前記ティース部の前記周方向両側に配置されたシート状の絶縁体と、を備え、
前記絶縁体の一部が、前記巻枠に設けられた突起と薄肉部との間に挟まれて保持され、
前記巻枠の周方向端部に設けられた前記薄肉部の中心軸方向中心側端の少なくとも一部が、前記ヨーク部側から前記先端部側に向かって、前記鉄心の中心軸に沿った方向の両端に向かって傾斜している磁極。
【請求項１２】
複数個が円環状に配置されて回転電機の固定子の少なくとも一部を構成する磁極であって、前記固定子の外周部の一部を構成する円弧状のヨーク部、該ヨーク部から前記固定子の中心軸に向かい突出したティース部、及び、該ティース部の前記中心軸側の端部から前記固定子の周方向に延伸する先端部を有する鉄心と、
該鉄心の中心軸に沿った方向の両端に設けられ、中心軸に沿った方向に延伸する薄肉部及び該方向に突出した突起を有する巻枠と、
前記ティース部の前記周方向両側に配置されたシート状の絶縁体と、を備え、
前記絶縁体の一部が、前記巻枠に設けられた突起と薄肉部との間に挟まれて保持され、
前記絶縁体の前記中心軸に沿った方向端部の所定の位置に、前記突起が通過する切り欠きが設けられ、
前記中心軸に垂直な方向において前記切り欠きを規定する両側の部分の内径側に位置する端部が前記中心軸方向に対して傾斜して形成され、
前記切り欠きの、前記中心軸方向に垂直な方向の幅間隔は、前記シート状の絶縁体の前記中心軸方向の端部近傍において、前記切り欠きの底部近傍よりも広く設定される磁極。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の磁極を含み、前記回転電機の一部を成す固定子。
【請求項１４】
請求項９、請求項１０および請求項１２のいずれか一項に記載の磁極の製造方法であって、
前記鉄心の前記中心軸方向両端部に１対の前記巻枠を嵌合させる嵌合工程と、
前記絶縁体の、前記切り欠きが前記突起を通過して後、前記絶縁体を径方向にスライドさせながら、前記薄肉部と前記突起との間隙に、前記シート状の絶縁体の前記中心軸方向の端部の一部を配置する配置工程と、
前記ティース部に対して前記巻枠および前記シート状の絶縁体を介してコイルを巻回する巻回工程とを有する磁極の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
この発明は、複数個が円環状に配置されて回転電機の固定子の少なくとも一部を構成する磁極であって、前記固定子の外周部の一部を構成する円弧状のヨーク部、該ヨーク部から前記固定子の中心軸に向かい突出したティース部、及び、該ティース部の前記中心軸側の端部から前記固定子の周方向に延伸する先端部を有する鉄心と、
該鉄心の中心軸に沿った方向の両端に設けられ、該両端の位置から、中心軸に沿った方向に延伸する薄肉部及び該中心軸方向に突出した前記薄肉部よりも軸方向長さが短い突起を有する巻枠と、
前記ティース部の前記周方向両側に配置されたシート状の絶縁体と、
を備え、
前記絶縁体の前記ティース部の側面に配置される部分が、前記鉄心の軸方向長さと同一またはそれ以下であるとともに、
前記絶縁体の一部が、前記突起と前記薄肉部との間に挟まれて保持された磁極である。
また、複数個が円環状に配置されて回転電機の固定子の少なくとも一部を構成する磁極であって、前記固定子の外周部の一部を構成する円弧状のヨーク部、該ヨーク部から前記固定子の中心軸に向かい突出したティース部、及び、該ティース部の前記中心軸側の端部から前記固定子の周方向に延伸する先端部を有する鉄心と、
該鉄心の中心軸に沿った方向の両端に設けられ、中心軸に沿った方向に延伸する薄肉部及び該方向に突出した突起を有する巻枠と、
前記ティース部の前記周方向両側に配置されたシート状の絶縁体と、を備え、
前記絶縁体の一部が、前記巻枠に設けられた突起と薄肉部との間に挟まれて保持され、
前記巻枠の周方向端部に設けられた前記薄肉部の中心軸方向中心側端の少なくとも一部が、前記ヨーク部側から前記先端部側に向かって、前記鉄心の中心軸に沿った方向の両端に向かって傾斜している磁極である。
また、複数個が円環状に配置されて回転電機の固定子の少なくとも一部を構成する磁極であって、前記固定子の外周部の一部を構成する円弧状のヨーク部、該ヨーク部から前記固定子の中心軸に向かい突出したティース部、及び、該ティース部の前記中心軸側の端部から前記固定子の周方向に延伸する先端部を有する鉄心と、
該鉄心の中心軸に沿った方向の両端に設けられ、中心軸に沿った方向に延伸する薄肉部及び該方向に突出した突起を有する巻枠と、
前記ティース部の前記周方向両側に配置されたシート状の絶縁体と、を備え、
前記絶縁体の一部が、前記巻枠に設けられた突起と薄肉部との間に挟まれて保持され、
前記絶縁体の前記中心軸に沿った方向端部の所定の位置に、前記突起が通過する切り欠きが設けられ、
前記中心軸に垂直な方向において前記切り欠きを規定する両側の部分の内径側に位置する端部が前記中心軸方向に対して傾斜して形成され、
前記切り欠きの、前記中心軸方向に垂直な方向の幅間隔は、前記シート状の絶縁体の前記中心軸方向の端部近傍において、前記切り欠きの底部近傍よりも広く設定される磁極である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
また、前記磁極の製造方法であって、
前記鉄心の前記中心軸方向両端部に１対の前記巻枠を嵌合させる嵌合工程と、
前記絶縁体の、前記切り欠きが前記突起を通過して後、前記絶縁体を径方向にスライドさせながら、前記薄肉部と前記突起との間隙に、前記シート状の絶縁体の前記中心軸方向の端部の一部を配置する配置工程と、
前記ティース部に対して前記巻枠および前記シート状の絶縁体を介してコイルを巻回する巻回工程とを有する磁極の製造方法である。
【国際調査報告】
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