(57)【要約】【課題】多相分布巻モータにおいて、コイルエンド側に浮き上がらない相間絶縁紙を提供する。【解決手段】相間絶縁紙２０は、凸状の部分２０ｆを有する切り込み２０ｅを備える。この凸状の部分２０ｆは、相間絶縁紙２０が巻線と接する側に向けて折り曲げられており、相間絶縁紙２０がモータ１から離れる方向に浮き上がろうとすると、巻線にひっかかって浮き上がりを防ぐ。切り込み２０ｅは、相間絶縁紙２０が異なる相の巻線によって挟まれない部分に設けられる。【選択図】図４
2006149003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアと多相の巻線とを備えた固定子にはめ込まれて用いられ、異なる相間を絶縁する相間絶縁紙であって、
凸状の部分を備えた切り込みが設けられ、
前記固定子にはめ込まれた際に、前記凸状の部分が、前記固定子にはめ込まれる方向とは反対方向に向けて凸となる
相間絶縁紙。
【請求項２】
コアと多相の巻線とを備えた固定子にはめ込まれて用いられ、異なる相間を絶縁する相間絶縁紙であって、
凸状の部分を備えた切り込みが設けられ、
前記固定子にはめ込まれた際に、前記凸状の部分が、前記固定子にはめ込まれる方向とは反対方向に向けて凸となり、
前記固定子にはめ込まれた後に、前記コアから離れる方向に移動させる力が加わった際に、前記凸状の部分もしくは前記切り込みが、隣接する巻線内に入り込むことができるように折り曲げられた
相間絶縁紙。
【請求項３】
前記切り込みは、前記固定子にはめ込まれた際に、互いに異なる相の巻線間に位置しないようにされた
請求項１または２に記載の相間絶縁紙。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の相間絶縁紙が取り付けられた固定子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相間絶縁紙に関し、とくに固定子の各相巻線を絶縁する相間絶縁紙に関する。
【背景技術】
【０００２】
多相モータの固定子、例えば三相モータの固定子には、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の三相に対応する固定子巻線群を、複数のスロットを有するコアすなわち固定子鉄心に、各相の励磁位置に対応して円周方向に順次配置する、いわゆる三相分布巻としたものがある。各相の巻線はそれぞれ複数のエナメル被覆された導体からなっており、固定子のコアの端部には各相巻線のスロット間渡り部分が配置され、コイルエンドを形成する。
【０００３】
このような固定子では、コイルエンドにおいて異なる相の巻線間の絶縁を確実にするために、各相巻線の間（各相間）に、相間絶縁紙と呼ばれる絶縁用のシート状部材を挟むように装着する場合がある。
たとえば、固定子のコイルエンドにおいて、Ｕ相巻線、Ｖ相巻線、Ｗ相巻線の間に、２枚の相間絶縁紙およびが挟まれ、異なる相の巻線が互いに接触しないようにされる。
このように相間絶縁紙を使用する固定子の例は、たとえば特許文献１に示される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３―３３３７８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の相間絶縁紙を使用した場合、相間絶縁紙を装着した後の工程、たとえば仮レーシング作業やコイルエンド整形などの工程の結果、相間絶縁紙がコイルエンド側すなわち固定子から離れる方向に浮き上がってしまうという問題があった。
相間絶縁紙が浮き上がり、相間絶縁紙が固定子から離れる方向に移動すると、各相の巻線が互いに接触する部分が生じる。
このように相間絶縁紙が浮き上がると、相間の絶縁が確保できなくなるなど、固定子に相間絶縁紙を入れた意味がなくなる可能性もあるため、浮き上がった相間絶縁紙を手作業等で再度コア側に押し込まなければならない。
【０００６】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、固定子に相間絶縁紙を挿入した後に浮き上がらなかったり、浮き上がることが極めて困難であったりする相間絶縁紙を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の問題点を解決するため、この発明に係る相間絶縁紙は、コアと多相の巻線とを備えた固定子にはめ込まれて用いられ、異なる相間を絶縁する相間絶縁紙であって、凸状の部分を備えた切り込みが設けられ、固定子にはめ込まれた際に、凸状の部分が、固定子にはめ込まれる方向とは反対方向に向けて凸となるものである。
この相間絶縁紙では、凸状の部分が、固定子の外側に向けて巻線にひっかかる。
【０００８】
また、この発明に係る相間絶縁紙は、コアと多相の巻線とを備えた固定子にはめ込まれて用いられ、異なる相間を絶縁する相間絶縁紙であって、凸状の部分を備えた切り込みが設けられ、固定子にはめ込まれた際に、凸状の部分が、固定子にはめ込まれる方向とは反対方向に向けて凸となり、固定子にはめ込まれた後に、コアから離れる方向に移動させる力が加わった際に、凸状の部分もしくは切り込みが、隣接する巻線内に入り込むことができるように折り曲げられたものであってもよい。
この相間絶縁紙は、凸状の部分が巻線側に折り曲げられることで、固定子の外側に向けて巻線にひっかかる。
【０００９】
また、この発明に係る相間絶縁紙において、切り込みは、固定子にはめ込まれた際に、互いに異なる相の巻線間に位置しないようにされたものであってもよい。
この相間絶縁紙は、絶縁の確保が必要な巻線どうしによって挟まれる位置には、切り込みが設けられないものである。
【００１０】
この発明に係る固定子は、上記に記載の相間絶縁紙のいずれかが取り付けられたものである。
この固定子では、外側に向けて、相間絶縁氏の凸状の部分が巻線にひっかかる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、相間絶縁紙は、巻線にひっかかるように形成された切り込みを有するので、浮き上がりを防止する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る相間絶縁紙が、固定子１に取り付けられた状態を概略的に示す。図１は、固定子１をその軸方向から見た外観である。相間絶縁紙が取り付けられる固定子１自身は、以下に説明するように、周知のいわゆる三相分布巻モータの固定子であり、たとえば車載用に使用されるものである。
コア５０は中空の円筒状であり、その内側に向けて突出した１８本のフック３１を持つ。フック３１は、コア５０の軸と垂直方向の断面がＴ字状である。隣り合うフック３１によって囲まれる部分がスロット３０である。すなわち、コア５０は、その内部に、コア５０の略軸方向に延びる１８本のスロット３０を持つ。各スロット３０の内部は空洞であり、また両端はコア５０の外部に開放されており、巻線がその空洞をコア５０の一端から他端へと貫通できるようになっている。
【００１３】
１８本のスロット３０は等間隔に配置される。すなわち、隣り合うスロット３０はコア５０の周方向に２０°隔たっている。また、隣り合うスロット３０は、互いに異なる相の巻線が使用する。
三相の巻線、たとえばＵ相巻線１１、Ｖ相巻線１２、Ｗ相巻線１３は、それぞれ複数のエナメル被覆された導体によって構成され、１８本のスロット３０をそれぞれ６本ずつ使用する。また、同相の巻線が使用するスロット３０は、間に他相のスロット２本を挟む。すなわち、同相の巻線が使用するスロット３０は、コア５０の周方向に６０°の間隔を置いて配置されることになる。
【００１４】
コイルエンドにおける巻線の構造について説明する。
ひとつのスロット３０を貫通し、コア５０の一方のコイルエンドに露出したＵ相巻線１１は、直近の同相のスロット３０、すなわち６０°隔たったスロット３０を逆方向に通り、コア５０の他方のコイルエンドへと向かう。Ｕ相巻線１１は、これと同様の構造を一方のコイルエンドすなわち図１に図示される部分において３箇所に持ち、このようにして６本のスロットがＵ相巻線１１のために使用される。
Ｖ相巻線１２およびＷ相巻線１３についても同様である。
【００１５】
Ｕ相巻線１１の隣のスロット３０、たとえば円周方向隣のスロット３０は、Ｖ相巻線１２のために使用される。また、Ｖ相巻線１２の円周方向隣のスロット３０は、Ｗ相巻線１３のために使用され、さらにその円周方向隣のスロット３０は再びＵ相のために使用される。このように、スロット３０は、円周方向にＵ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相という順で使用される。
【００１６】
このような固定子１のコイルエンドにおいて、異なる相間を絶縁するために、２枚の相間絶縁紙すなわち第一相間絶縁紙２０および第二相間絶縁紙２１が使用される。固定子１に関する組み立ての過程において、第一相間絶縁紙２０は、たとえばＵ相巻線１１とＶ相巻線およびＷ相巻線１３との間に、コアと反対方向からコア方向に向けてはめ込まれ、すなわち挿入され、これらを絶縁するために使用される。また、第二相間絶縁紙２１は、たとえばＷ相巻線１３とＵ相巻線１１およびＶ相巻線１２との間に同様にはめ込まれ、これらを絶縁するために使用される。第一相間絶縁紙２０および第二相間絶縁紙２１がはめ込まれる方向は、たとえば図１に示される固定子１のコイルエンドにおいては紙面奥側へと向かう方向である。
【００１７】
すなわち、Ｕ相巻線１１とＶ相巻線１２とは第一相間絶縁紙２０によって絶縁され、Ｖ相巻線１２とＷ相巻線１３とは第二相間絶縁紙２１によって絶縁され、Ｗ相巻線１３とＵ相巻線１１とは第一相間絶縁紙２０および第二相間絶縁紙２１によって絶縁されることになる。
【００１８】
なお、図１は固定子１の一方のコイルエンドを示すが、他方のコイルエンドも同様に構成される。
【００１９】
図２は、第一相間絶縁紙２０の形状を示す。第一相間絶縁紙２０は薄いフィルム状であり、その長さおよび幅は、図１に示す固定子１のコイルエンドにおいて、一枚でＵ相巻線を他相巻線から絶縁するのに十分な大きさである。すなわち、第一相間絶縁紙２０は、固定子１をＵ相巻線１１に沿って周方向に一周するのに十分な長さと、スロット３０の端部からコイルエンド側に突出する巻線のうち、異なる相の巻線が接触する部分を完全に覆うのに十分な幅とを持つ。
【００２０】
第一相間絶縁紙２０は、たとえばＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）材であるが、これはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）やＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）であってもよく、さらに相間の絶縁性を確保できるものであればその他の材料であってもよい。
【００２１】
この第一相間絶縁紙２０に、逆Ｖ字状の切り込み２０ｅが設けられている。この切り込み２０ｅは、凸状の部分である先端２０ｆを持ち、先端２０ｆは、Ｕ相巻線１１と接しない側に向けて折り曲げられている。この折り曲げ方向は、図１のような取り付け状態においては、切り込み２０ｅの位置において第一相間絶縁紙２０が接する巻線すなわちＶ相巻線１２と接する側であり、またコア５０の径方向内側である。
【００２２】
折り曲げる部分は、先端２０ｆだけでなく切り込み２０ｅ全体であってもよく、また切り込み２０ｅの一部であってもよい。
また、切り込み２０ｅの向きは、その先端２０ｆがコア５０と反対方向に凸になる向き、すなわち、すなわち固定子にはめ込まれる方向と反対方向になる向きである。
なお、説明の便宜上、図２では切り込み２０ｅは一箇所のみ示されている。本実施の形態に係る第一相間絶縁紙２０では、図１に示すように３箇所に切り込み２０ｅが形成される。
【００２３】
第二相間絶縁紙２１の材質および形状も、上記の第一相間絶縁紙２０と同様である。また、第一相間絶縁紙２０の切り込み２０ｅと同様に、第二相間絶縁紙２１には切り込み２１ｅが形成される。ただし、第二相間絶縁紙２１の切り込み２１ｅは、Ｗ相巻線１３と接しない側に向けて折り曲げられている。この折り曲げ方向は、図１のような取り付け状態においては、切り込み２１ｅの位置において第二相間絶縁紙２１が接する巻線すなわちＶ相巻線１２と接する側であり、またコア５０の径方向外側である。
【００２４】
図３は、固定子１のコイルエンドにおいて、第一相間絶縁紙２０が、Ｕ相巻線１１とＶ相巻線１２との間、およびＵ相巻線１１とＷ相巻線１３との間に挿入され、はめ込まれた状態を表す。はめ込まれる方向は、矢印ａの方向である。折り曲げられた切り込み２０ｅは、その頂点をコイルエンド側すなわちコア５０と反対方向に向け、Ｖ相巻線１２の一部にかかるように配置される。
また、切り込み２０ｅは、隣接するＶ相巻線１２の側に向けて折り曲げられているので、切り込み２０ｅの先端２０ｆを含む部分は、Ｖ相巻線１２にひっかかる。すなわち、第一相間絶縁紙２０が固定子１にはめ込まれた後に、コア５０から離れる方向に移動させる力が加わった際に、Ｖ相巻線内に入り込むことができる。
【００２５】
ただし、第一相間絶縁紙２０はＵ相巻線１１と他相巻線とを絶縁するものであるので、切り込み２０ｅにできる隙間によって絶縁性が低下しないよう、Ｕ相巻線１１とは接しない位置に配置される。すなわち、切り込み２０ｅが配置される位置は、第一相間絶縁紙２０が各相巻線１１、１２、１３によって挟まれず、第一相間絶縁紙２０の片面が巻線に接触せずに露出するような位置である。このように、切り込み２０ｅは、互いに異なる相の巻線間に位置しないようにされる。
【００２６】
図４は、固定子１のコイルエンドにおいて、第二相間絶縁紙２１がＷ相巻線１３とＵ相巻線１１との間、およびＷ相巻線１３とＶ相巻線１２との間に挿入され、はめ込まれた状態を表す。はめ込まれる方向は、矢印ｂの方向である。切り込みの配置は図３に示される第一相間絶縁紙２０と同様である。ただし、切り込みはＷ相巻線１３とは接しない部分に配置される。
【００２７】
以上のようにして、第一相間絶縁紙２０および第二相間絶縁紙２１のそれぞれにおいて、各相巻線１１、１２、１３によって挟まれず第一相間絶縁紙２０または第二相間絶縁紙２１の片面が露出する部分に、あらかじめ切り込み２０ｅおよび２１ｅを設けておく。この切り込みの先端部分がコイルエンド側を向くように、第一相間絶縁紙２０および第二相間絶縁紙２１を、各相巻線１１、１２、１３の間に挿入すると、切り込み部分２０ｅおよび２１ｅがＶ相巻線１２に引っかかる。
【００２８】
このようにして第一相間絶縁紙２０および第二相間絶縁紙２１を取り付けた後、さらに別の作業工程が行われる。
たとえば、従来の固定子と同様の仮レーシング作業である。これは、各相巻線１１、１２、１３を糸で縛って固定することにより、巻線の振動発音を防止するための作業である。
あるいは、たとえば、従来の固定子と同様のコイルエンド整形が行われる。これは、各相巻線１１、１２、１３とコア５０との間の隙間等を寸法圧縮し、各相巻線１１、１２、１３が占有するスペースを小さくするための作業である。
【００２９】
このような、相間絶縁紙を挿入した後の作業工程において、相間絶縁紙の切り込みが巻線にひっかかっているので、相間絶縁紙をコアから離れる方向に移動させる力が加わっても、相間絶縁紙は巻線にひっかかり、それによって移動を妨げる力を生じる。このため、相間絶縁紙が固定子から離れる方向に移動すなわち浮き上がったり抜けたりしないので、相間絶縁紙の位置の再調整作業や再挿入作業が不要となり、作業効率が向上するという利点がある。
このように、実施の形態１に係る２枚の相間絶縁紙、すなわち第一相間絶縁紙２０および第二相間絶縁紙２１は、その切り込みが巻線にひっかかるので、絶縁紙がコイルエンド側に浮き上がることを防止し、作業効率を向上する。
【００３０】
なお、相間絶縁紙の切り込みは、その頂点すなわち凸状の部分がコイルエンド側に向くため、上記の組み立て過程において相間絶縁紙を各相巻線の間に挿入する際にはひっかかる部分がなく、抵抗なく挿入できるので、挿入作業時においても作業効率を維持する。
また、切り込み２０ｅが配置される位置は、第一相間絶縁紙２０が異なる相の巻線によって挟まれず、第一相間絶縁紙２０の片面が露出するような位置であるので、切り込み２０ｅによって絶縁が妨げられることはない。
さらに、上述の実施の形態１において、切り込みは逆Ｖ字状であるが、これは巻線にひっかかる先端あるいは凸状の部分を有する形状であればよい。たとえば、半円状、矩形、舌状等であってもよい。ただし、これらの凸状の部分はコアと反対方向に向けて凸となるものである。
【００３１】
実施の形態２．
実施の形態２では、実施の形態１において相間絶縁紙の切り込みの形状を異なるものとする。図５は実施の形態２における、第一相間絶縁紙２２０の切り込みの形状を示す。
第一相間絶縁紙２２０は、逆Ｖ字状の切り込み２２０ａと、Ｍ字状の切り込み２２０ｂとを有する。
これらの切り込みは、実施の形態１の切り込み２０ｅと同様に、Ｕ相巻線１１と接しない側に向けて、すなわち図１のような取り付け状態においてはコア５０の径方向内側に向けて折り曲げられている。第二相間絶縁紙（図示せず）も第一相間絶縁紙２２０と同様の形状である。
【００３２】
このように、相間絶縁紙の切り込みを複数とすることにより、切り込みが巻線にひっかかりやすくなり、絶縁紙がコイルエンド側に浮き上がることをより確実に防止し、作業効率を向上する。
また、切り込みの大きさを異なるものとすることにより、コイルエンドすなわち露出部分における状態等が異なるさまざまな巻線に対して、上述の浮き上がり防止効果をもたらす。
【００３３】
なお、実施の形態２において、相間絶縁紙は、図６に示す形状の切り込みを有するものであってもよい。図６において、第一相間絶縁紙３２０は、３つの並列に設けられた逆Ｖ字状の切り込み３２０ａと、この切り込み３２０ａを挟む位置に設けられた２つの幅広の舌状の切り込み３２０ｂとを有する。切り込み３２０ｂは、等脚台形の一部をなす形状であり、２本の脚に相当する辺と、上底（短い側の底）に相当する辺とが切り込みを構成している。下底（長い側の底）に相当する辺には切り込みがない。上底および下底に相当する辺は、脚に相当する辺に比較して長いので、切り込み３２０ｂは剛性が高く、第一相間絶縁紙３２０はさらに浮き上がりにくくなる。
【００３４】
第二相間絶縁紙（図示せず）も、第一相間絶縁紙３２０と同様の形状であってもよい。
なお、切り込みは逆Ｖ字状あるいは幅広の舌状であるが、これは巻線にひっかかる先端あるいは凸状の部分を有する形状であればよい。たとえば、半円状、矩形等であってもよい。
【００３５】
このように、異なる形状の切り込みを有することにより、コイルエンドすなわち露出部分における状態等が異なるさまざまな巻線に対して、上述の浮き上がり防止効果をもたらす。
また、実施の形態２において、第一相間絶縁紙と第一相間絶縁紙とは、それぞれ異なる切り込み形状を有してもよい。たとえば第一相間絶縁紙は図２に示す形状であり、第二相間絶縁紙は図６に示す形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る第一および第二相間絶縁紙２０、２１がコイルエンドに取り付けられた状態を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る第一相間絶縁紙２０の形状を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る第一相間絶縁紙２０がコイルエンドに取り付けられた状態を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る第二相間絶縁紙２１がコイルエンドに取り付けられた状態を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る第一相間絶縁紙２２０の形状を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る第一相間絶縁紙３２０の形状を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  固定子、１１  巻線（Ｕ相巻線）、１２  巻線（Ｖ相巻線）、１３  巻線（Ｗ相巻線）、２０  相間絶縁紙（第一相間絶縁紙）、２１  相間絶縁紙（第二相間絶縁紙）、２０ｅ、２１ｅ  切り込み、２０ｆ  凸状の部分（先端）、５０  コア。
【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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