(57)【要約】【課題】本発明は、スロット内へのスロット絶縁紙の挿入位置を安定させ、絶縁品質の向上を図ることを目的とするものである。【解決手段】スロット絶縁紙９は、互いに対向する一対の周方向絶縁部９２と、径方向絶縁部９３とを有している。径方向絶縁部９３は、スロット３６の底部で一対の周方向絶縁部９２を繋いでいる。径方向絶縁部９３のスロット３６に挿入される部分である径方向スロット収納部９３ａには、径方向絶縁部９３の厚さ方向へ突出した複数の突起部９３ａ１が設けられている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットが設けられている固定子鉄心と、前記スロットに設けられている固定子巻線と、前記スロット内で前記固定子鉄心と前記固定子巻線との間に介在しているスロット絶縁紙とを有している固定子を備え、
前記スロット絶縁紙は、
前記固定子鉄心の周方向の前記固定子巻線の両端面に接する一対の周方向絶縁部と、
前記スロットの底部で前記一対の周方向絶縁部を繋いでいる径方向絶縁部と
を有しており、
前記径方向絶縁部には、前記径方向絶縁部の厚さ方向へ突出した突起部が設けられている回転電機。
【請求項２】
前記突起部は、前記スロットの底部と前記固定子巻線との間で潰されている請求項１記載の回転電機。
【請求項３】
前記突起部は、稜線が前記固定子鉄心の軸方向の端面に平行な山状である請求項１又は請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記スロット絶縁紙は、一方の前記周方向絶縁部の前記径方向絶縁部とは反対側の端部から他方の前記周方向絶縁部へ向けて突出した開口絶縁部をさらに有している請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項５】
前記固定子鉄心は、複数の薄板を積層して構成されており、
前記突起部は、前記スロットの底面側へ突出した複数の位置ずれ防止突起部を含み、
前記位置ずれ防止突起部は、前記薄板の厚さ寸法の正の整数倍の間隔で配置されている請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項６】
固定子鉄心のスロット内で前記固定子鉄心と固定子巻線との間に介在するスロット絶縁紙であって、
互いに対向する一対の周方向絶縁部と、
前記一対の周方向絶縁部の端部間を繋いでいる径方向絶縁部と
を備え、
前記径方向絶縁部には、前記径方向絶縁部の厚さ方向に突出した突起部が設けられているスロット絶縁紙。
【請求項７】
一方の前記周方向絶縁部の前記径方向絶縁部とは反対側の端部から他方の前記周方向絶縁部へ向けて突出した開口絶縁部をさらに備えている請求項６記載のスロット絶縁紙。
【請求項８】
前記径方向絶縁部の形状は長方形であり、
２つ以上の前記突起部が前記径方向絶縁部の長辺に平行な方向に互いに間隔をおいて配置されている請求項６又は請求項７に記載のスロット絶縁紙。
【請求項９】
互いに対向する一対の周方向絶縁部と、前記一対の周方向絶縁部の端部間を繋いでいる径方向絶縁部とを有しており、前記径方向絶縁部に前記径方向絶縁部の厚さ方向に突出した突起部が設けられているスロット絶縁紙を、固定子鉄心のスロット内に挿入するとともに、固定子巻線を前記スロット内に挿入して、前記固定子鉄心と前記固定子巻線との間に介在させる回転電機の固定子の製造方法。
【請求項１０】
前記スロット絶縁紙を前記スロット内に挿入する際に、前記径方向絶縁部を前記スロットの底部に押し付けて前記突起部を潰す請求項９記載の回転電機の固定子の製造方法。
【請求項１１】
シートを折り曲げることにより、互いに対向する一対の周方向絶縁部と、前記一対の周方向絶縁部の端部間を繋いでいる径方向絶縁部とを形成するとともに、前記径方向絶縁部を金型でプレスすることにより、前記径方向絶縁部の厚さ方向に突出した突起部を前記径方向絶縁部に形成するスロット絶縁紙の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、固定子鉄心のスロットにスロット絶縁紙を介して固定子巻線が挿入されている回転電機、その固定子の製造方法、鉄心のスロットに挿入されるスロット絶縁紙、及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の回転電機の固定子では、固定子鉄心に複数のスロットが設けられている。各スロットには、固定子巻線が挿入されている。各固定子巻線と固定子鉄心との間には、絶縁紙が介在している。絶縁紙は、一対のティース側絶縁シート部と、ヨーク側絶縁シート部とを有している（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２０１５−１０９７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような従来の回転電機では、一方のティース側絶縁シート部と固定子鉄心との間の摩擦力と、他方のティース側絶縁シート部と固定子鉄心との間の摩擦力との僅かな違いにより、絶縁紙をスロットに挿入する際に絶縁紙がスロット内で回転してしまうことがある。このため、挿入後の絶縁紙の両端の径方向位置にばらつきが生じ、絶縁品質が低下する。
【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あり、スロット内へのスロット絶縁紙の挿入位置を安定させ、絶縁品質の向上を図ることができる回転電機、スロット絶縁紙、回転電機の固定子の製造方法、及びスロット絶縁紙の製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る回転電機は、スロットが設けられている固定子鉄心と、スロットに設けられている固定子巻線と、スロット内で固定子鉄心と固定子巻線との間に介在しているスロット絶縁紙とを有している固定子を備え、スロット絶縁紙は、固定子鉄心の周方向の固定子巻線の両端面に接する一対の周方向絶縁部と、スロットの底部で一対の周方向絶縁部を繋いでいる径方向絶縁部とを有しており、径方向絶縁部には、径方向絶縁部の厚さ方向へ突出した突起部が設けられている。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の回転電機は、径方向絶縁部の厚さ方向へ突出した突起部が径方向絶縁部に設けられているので、スロット絶縁紙のスロットへの挿入時に左右の周方向絶縁部が受ける摩擦力に差が生じても、スロット絶縁紙にずれが生じにくく、スロット内へのスロット絶縁紙の挿入位置を安定させ、絶縁品質の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１による回転電機１００を模式的に示す断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図２の固定子鉄心の一部を拡大して示す断面図である。
【図４】図２の固定子の一部を拡大して示す断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】図５のスロット絶縁紙を示す斜視図である。
【図７】図６のスロット絶縁紙を矢印ＶＩＩに沿って見た正面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図９】図８の径方向スロット収納部の断面形状の第１の変形例を示す断面図である。
【図１０】図８の径方向スロット収納部の断面形状の第２の変形例を示す断面図である。
【図１１】図８の径方向スロット収納部の断面形状の第３の変形例を示す断面図である。
【図１２】図４のスロット絶縁紙のスロットへの挿入途中の状態を模式的に示す断面図である。
【図１３】図１２のスロット絶縁紙をスロットにさらに挿入した状態を模式的に示す断面図である。
【図１４】図１３のスロットに固定子巻線を挿入した状態を模式的に示す断面図である。
【図１５】図４の固定子巻線のスロットへの挿入直前の状態を示す断面図である。
【図１６】突起部のないスロット絶縁紙をスロットに挿入する場合の比較例を示す断面図である。
【図１７】図１６のスロット絶縁紙をスロットにさらに挿入した状態を示す断面図である。
【図１８】この発明の実施の形態２による回転電機の要部断面図である。
【図１９】図１８の固定子巻線及びスロット絶縁紙のスロットへの挿入直前の状態を示す断面図である。
【図２０】図１９の固定子巻線及びスロット絶縁紙のスロットへの挿入後の状態を示す断面図である。
【図２１】図１８の固定子巻線及びスロット絶縁紙のスロットへの挿入直前の状態を模式的に示す断面図である。
【図２２】図２１の固定子巻線及びスロット絶縁紙をスロットに挿入した状態を模式的に示す断面図である。
【図２３】図２２の固定子巻線及びスロット絶縁紙をスロットにさらに押し込んだ状態を模式的に示す断面図である。
【図２４】この発明の実施の形態３による回転電機の要部断面図である。
【図２５】突起部の形状の第１の変形例を示す斜視図である。
【図２６】突起部の形状の第２の変形例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。なお、実施の形態において、特に断り無く、軸方向、周方向、径方向、内周側、外周側、内側、外側と記載しているときは、いずれも固定子の軸方向、周方向、径方向、内周側、外周側、内側、外側を意味するものとする。
【００１０】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による回転電機１００を模式的に示す断面図であり、回転中心に沿った断面を示している。図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図であり、回転中心に直交する断面を示している。
【００１１】
図において、回転電機１００は、３相あるいはそれ以上の相数のブラシレスモータである。また、回転電機１００は、フレーム２、固定子３、回転子４、回転軸５、ベアリングホルダ６、第１の軸受７、及び第２の軸受８を有している。
【００１２】
なお、回転電機１００において、回転軸５の出力端５ａ側をフロント側、その反対側をリヤ側と称する。
【００１３】
＜回転子＞
回転子４は、回転電機１００の界磁である。また、回転子４は、略円筒形の回転子鉄心４０と、複数の永久磁石４１とを有している。回転子鉄心４０は、鉄等の強磁性体により構成されている。永久磁石４１は、回転子鉄心４０の外周面に貼り付けられている。回転子鉄心４０の中心には、回転軸５が固定されている。
【００１４】
ベアリングホルダ６は、フレーム２のフロント側端部に固定されている。第１の軸受７は、ベアリングホルダ６に保持されている。第２の軸受８は、フレーム２のリヤ側端部に保持されている。回転軸５は、第１及び第２の軸受７，８により回転可能に保持されている。
【００１５】
＜固定子＞
固定子３は、回転電機１００の電機子である。また、固定子３は、回転子４の外周側に一定の空隙を介して配置されている。さらに、固定子３は、固定子鉄心３０と、複数の固定子巻線３５とを有している。
【００１６】
固定子鉄心３０は、フレーム２の内周面に固定されている。また、固定子鉄心３０は、複数枚の薄板を回転電機の軸方向に積層して構成されている。薄板としては、鋼板又は電磁鋼板が用いられている。また、薄板の表面には、薄い絶縁被膜が設けられている。
【００１７】
さらに、固定子鉄心３０は、バックヨーク部である円環状の外周側鉄心３０ａと、外周側鉄心３０ａの径方向内側に設けられている内周側鉄心３０ｂとを有している。内周側鉄心３０ｂは、放射状に配置された複数のティース３１を有している。固定子３の周方向に隣り合うティース３１は、固定子３の径方向内側の先端部で互いに連結されている。
【００１８】
固定子３の周方向に隣り合うティース３１間には、それぞれスロット３６が設けられている。各固定子巻線３５は、スロット３６内に配置されている。固定子巻線３５を組み込んだ内周側鉄心３０ｂの外周側に外周側鉄心３０ａが圧入され、固定子３が構成されている。
【００１９】
回転電機１００では、インバータ回路（図示せず）を用いて、各相の固定子巻線３５に通電する電流を回転子４の位相に合わせて切り替えることにより、回転子４の回転速度及びトルクが所望の値に制御される。そのため、回転軸５のリヤ側端部には、回転子４の位相を検出するための回転角度センサ（図示せず）が設けられている。
【００２０】
＜ティース先端部形状＞
図３は図２の固定子鉄心３０の一部を拡大して示す断面図であり、固定子巻線３５が取り除かれた状態を示している。外周側鉄心３０ａの内周部には、ティース３１と同数の切欠３７が設けられている。各切欠３７の断面形状は、固定子鉄心３０の径方向内側へ向けて広がったＶ字形である。
【００２１】
固定子鉄心３０の径方向外側の各ティース３１の端部には、切欠３７に嵌合する三角部３８が設けられている。内周側鉄心３０ｂに外周側鉄心３０ａを圧入する際には、切欠３７と三角部３８とが嵌合する。その際、嵌合面が２つの斜面で構成されているため、周方向、即ち回転方向の位置決めが容易である。また、圧入代分の変位が固定子鉄心３０の径方向内側又は径方向外側に逃げるため、圧入に要する力が過度に高くならない。
【００２２】
＜コイル形状＞
図４は図２の固定子３の一部を拡大して示す断面図である。各スロット３６の断面形状は、長方形である。固定子巻線３５のスロット３６に挿入されている部分であるスロット挿入部５１の占積率を高くするため、断面が長方形のコイル導体５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄが用いられている。
【００２３】
コイル導体５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄの表面は、樹脂からなる絶縁被膜で覆われている。但し、絶縁被膜の機械的強度が高くないため、固定子鉄心３０と固定子巻線３５との間の絶縁を保証するには、絶縁被膜だけでは不十分である。
【００２４】
このため、スロット挿入部５１と固定子鉄心３０との間には、スロット絶縁紙９と外周絶縁物９１とが配置されている。これにより、回転電機１００に加わる振動及び温度変化に対して、十分な絶縁耐圧が確保されている。
【００２５】
固定子３の軸方向に直角な各スロット３６の断面において、固定子鉄心３０の周方向のスロット挿入部５１の両側面と、固定子３の径方向内側のスロット挿入部５１の端面との合計３面が１枚のスロット絶縁紙９によりカバーされている。また、固定子鉄心３０の径方向外側のスロット挿入部５１の端面が、外周絶縁物９１によりカバーされている。
【００２６】
＜スロット絶縁紙形状＞
本実施の形態のスロット絶縁紙９は、２枚の不織布間に樹脂フィルムを挟み込んだ３層構造のシートにより構成されている。また、本実施の形態のスロット絶縁紙９の厚さ寸法は、０．１５ｍｍである。但し、スロット絶縁紙９の材料及び厚さ寸法はこれに限定されない。
【００２７】
各スロット絶縁紙９は、上記のような矩形のシートをコ字形に折り曲げ加工して形成されている。これにより、各スロット絶縁紙９は、互いに対向する一対の周方向絶縁部９２と、径方向絶縁部９３とを有している。
【００２８】
周方向絶縁部９２は、固定子鉄心３０の周方向の固定子巻線３５の両端面に接している。即ち、周方向絶縁部９２は、スロット挿入部５１の両側のティース３１の側面とスロット挿入部５１の両側面との間を絶縁している。
【００２９】
径方向絶縁部９３は、スロット３６の底部で一対の周方向絶縁部９２を繋いでいる。即ち、径方向絶縁部９３は、固定子鉄心３０の径方向内側のスロット挿入部５１の端面とスロット３６の底面との間を絶縁している。
【００３０】
図５は図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図、図６は図５のスロット絶縁紙９を示す斜視図である。スロット絶縁紙９は、固定子鉄心３０の軸方向範囲内に位置しスロット３６に収納されているスロット収納部９ａと、固定子鉄心３０の軸方向両端部から飛び出している一対のスロット突出部９ｂとを有している。
【００３１】
図６の破線は、固定子鉄心３０の軸方向端部の位置を示している。図６において、周方向絶縁部９２のスロット収納部９ａを周方向スロット収納部９２ａとし、周方向絶縁部９２のスロット突出部９ｂを周方向スロット突出部９２ｂとする。また、径方向絶縁部９３のスロット収納部９ａを径方向スロット収納部９３ａとし、径方向絶縁部９３のスロット突出部９ｂを径方向スロット突出部９３ｂとする。
【００３２】
径方向スロット収納部９３ａには、径方向絶縁部９３の厚さ方向へ突出した複数の突起部９３ａ１が設けられている。径方向スロット突出部９３ｂには、突起部９３ａ１が設けられていない。
【００３３】
突起部９３ａ１は、図４に示すように、スロット絶縁紙９と固定子巻線３５のスロット挿入部５１とがスロット３６内に完全に挿入された状態では、スロット３６の底部とスロット挿入部５１との間で潰されている。また、各突起部９３ａ１は、スロット３６への挿入途中の状態では、稜線が固定子鉄心３０の軸方向の端面に平行な山状である。
【００３４】
さらに、径方向絶縁部９３の形状は長方形であり、全ての突起部９３ａ１は、径方向絶縁部９３の長辺に平行な方向に互いに間隔をおいて配置されている。さらにまた、各突起部９３ａ１の稜線は、径方向絶縁部９３の短辺に平行である。
【００３５】
図７は図６のスロット絶縁紙９を矢印ＶＩＩに沿って見た正面図、図８は図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。径方向スロット収納部９３ａの断面形状は、波形となっている。これにより、突起部９３ａ１は、固定子巻線３５側とスロット３６の底面側とに交互に突起している。
【００３６】
スロット３６の底面側へ突起した突起部９３ａ１は、径方向絶縁部９３を周方向絶縁部９２とは反対側から見て凸部９３ａ１ａを形成している。固定子巻線３５側へ突起した突起部９３ａ１は、径方向絶縁部９３を周方向絶縁部９２とは反対側から見て凹部９３ａ１ｂを形成している。
【００３７】
突起部９３ａ１が設けられていることにより、径方向スロット収納部９３ａの厚さ寸法Ｔ２は、径方向スロット突出部９３ｂ及び周方向絶縁部９２の厚さ寸法Ｔ１よりも大きくなっている（Ｔ２＞Ｔ１）。
【００３８】
なお、径方向スロット収納部９３ａの断面形状は波形に限ったものではなく、例えば図９〜１１に示すような形状であってもよい。図９では、各突起部９３ａ１の断面が三角形となっている。図１０では、全ての突起部９３ａ１が凸部９３ａ１ａとなっている。図１１では、全ての突起部９３ａ１が凹部９３ａ１ｂとなっている。それぞれの突起部９３ａ１は、図６のように固定子鉄心３０の端面と平行な形状を有している。
【００３９】
また、１つの径方向スロット収納部９３ａに２種類以上の断面形状の突起部９３ａ１を組み合わせて形成してもよい。
【００４０】
＜スロット絶縁紙の挿入方法＞
次に、スロット絶縁紙９のスロット３６への挿入方法について説明する。スロット絶縁紙９をスロット３６に挿入する場合、まずスロット絶縁紙９をスロット３６の入口に配置する。そして、図１２に示すように、板状の挿入治具９４でスロット絶縁紙９の径方向絶縁部９３を内周方向に押す。これにより、図１３に示すように、スロット絶縁紙９がスロット３６内に挿入される。
【００４１】
スロット絶縁紙９の挿入後、スロット３６内には、図１４に示すように、固定子巻線３５のスロット挿入部５１が挿入される。突起部９３ａ１は、スロット絶縁紙９の挿入時に挿入治具９４により、又は固定子巻線３５の挿入時にスロット挿入部５１により、スロット３６の底部に押し付けられて潰される。
【００４２】
＜固定子巻線の挿入方法＞
次に、固定子巻線３５のスロット３６への挿入方法について説明する。固定子巻線３５をスロット３６に挿入する場合、図１５に示すように、内周側鉄心３０ｂの外周部に、内周側鉄心３０ｂの周方向への固定子巻線３５の位置を規制する複数の規制治具５３を装着する。このとき、規制治具５３をティース３１の先端に嵌合させる。
【００４３】
この後、隣り合う規制治具５３間に固定子巻線３５をセットする。そして、規制治具５３間にセットされた固定子巻線３５を外周側からスロット３６へ向けて押し込んでいく。
【００４４】
固定子巻線３５をスロット３６内に押し込んだ後、外周絶縁物９１を外周から挿入する。そして、図４に示したように、内周側鉄心３０ｂの外周に外周側鉄心３０ａを圧入する。外周絶縁物９１の取り付け方法としては、外周から挿入して固定子巻線３５の背面に接着する方法、外周側鉄心３０ａのスロット外周に予め接着しておく方法などがある。
【００４５】
外周側鉄心３０ａの圧入後、各固定子巻線３５の端末線の結線処理をして固定子３が完成する。
【００４６】
＜スロット絶縁紙の製造方法＞
スロット絶縁紙９を製造する場合、矩形のシートを折り曲げることにより、互いに対向する一対の周方向絶縁部９２と、周方向絶縁部９２の端部間を繋いでいる径方向絶縁部９３とを形成する。そして、径方向絶縁部９３を金型でプレスすることにより、径方向スロット収納部９３ａに突起部９３ａ１を形成する。
【００４７】
また、加工前のシートの径方向スロット収納部９３ａとなる予定の部分を金型でプレスすることにより突起部９３ａ１を形成した後、折り曲げ加工を施して周方向絶縁部９２と径方向絶縁部９３とを形成してもよい。
【００４８】
このような回転電機では、スロット絶縁紙９の径方向スロット収納部９３ａに突起部９３ａ１が設けられているため、径方向スロット収納部９３ａの厚さ寸法Ｔ２が他の部分の厚さ寸法Ｔ１よりも大きくなっている。このため、スロット絶縁紙９のスロット３６への挿入時に、左右の周方向絶縁部９２が受ける摩擦力の差が生じても、一方の周方向絶縁部９２が接しているティース３１と挿入治具９４との間に径方向絶縁部９３が引き込まれることがない。
【００４９】
これにより、スロット３６内でのスロット絶縁紙９の回転が防止され、図１４に示すように、スロット絶縁紙９のスロット３６への挿入後の左右の周方向絶縁部９２の径方向端部９２１Ｌ，９２１Ｒの径方向位置のずれがなくなる。従って、絶縁品質の悪化を防止することができる。
【００５０】
これに対して、突起部９３ａ１が設けられていないスロット絶縁紙９をスロット３６に挿入する場合の比較例を図１６、１７に示す。図１６では、挿入治具９４が左側に偏っているため、左側の周方向絶縁部９２が左側のティース３１から受ける摩擦力が右側の周方向絶縁部９２が右側のティース３１から受ける摩擦力よりも大きくなっている。
【００５１】
このため、スロット絶縁紙９には、スロット３６内で矢印Ｃ方向へ回転させようとする力が作用する。このとき、径方向スロット収納部９３ａの厚さ寸法が他の部分と同一である場合、径方向スロット収納部９３ａが左側のティース３１と挿入治具９４との間に引き込まれることがある。
【００５２】
そして、図１７に示すように、スロット絶縁紙９のスロット３６への挿入後の左右の周方向絶縁部９２の径方向端部９２１Ｌ，９２１Ｒの径方向位置にずれが生じる。これにより、ティース３１の側面にスロット絶縁紙９が配置されていない領域が生じ、絶縁品質が悪化する。
【００５３】
このような左右の摩擦力の違いは、左右のティース３１の面粗さの違いによっても生じる。
【００５４】
本実施の形態のスロット絶縁紙９では、径方向スロット収納部９３ａに突起部９３ａ１が設けられているため、スロット絶縁紙９を回転させようとする力が生じても、径方向スロット収納部９３ａの厚さ寸法が他の部分の厚さ寸法よりも大きいため、スロット絶縁紙９がずれるのが防止される。従って、スロット３６内へのスロット絶縁紙９の挿入位置を安定させ、絶縁品質の向上を図ることができる。
【００５５】
また、突起部９３ａ１は金型でプレスすることにより形成されているので、別部品を追加する必要がなく、製造コストの上昇を抑えることができる。
【００５６】
さらに、突起部９３ａ１を潰すことにより、径方向スロット収納部９３ａの厚さ寸法を最終的に小さくすることができるため、固定子巻線３５の占積率の低下を防止することができる。
【００５７】
さらにまた、突起部９３ａ１は、稜線が固定子鉄心３０の軸方向の端面に平行な山状であるため、スロット絶縁紙９のずれをより確実に防止することができる。
【００５８】
また、複数の突起部９３ａ１が径方向絶縁部９３の長辺に平行な方向に互いに間隔をおいて配置されているため、スロット絶縁紙９のずれをより確実に防止することができる。
【００５９】
実施の形態２．
次に、図１８はこの発明の実施の形態２による回転電機の要部断面図である。
＜スロット絶縁紙形状＞
実施の形態２のスロット絶縁紙９は、一対の周方向絶縁部９２及び径方向絶縁部９３に加えて、開口絶縁部９５をさらに有している。開口絶縁部９５は、一方の周方向絶縁部９２の径方向絶縁部９３とは反対側の端部から、他方の周方向絶縁部９２へ向けて突出している。
【００６０】
固定子巻線３５のスロット挿入部５１は、固定子鉄心３０の軸線に直交する断面を見たとき、スロット絶縁紙９により、４面、即ち全周を覆われている。他の構成は、実施の形態１と同様であり、径方向絶縁部９３には突起部９３ａ１が設けられている。
【００６１】
なお、図１８では、開口絶縁部９５が、左側の周方向絶縁部９２から右側の周方向絶縁部９２へ向けて突出しているが、右側の周方向絶縁部９２から左側の周方向絶縁部９２へ向けて突出させても、両方の周方向絶縁部９２から開口絶縁部９５を突出させてもよい。
【００６２】
＜固定子巻線３５の挿入方法＞
次に、固定子巻線３５のスロット３６への挿入方法について説明する。固定子巻線３５をスロット３６に挿入する場合、図１９に示すように、内周側鉄心３０ｂの外周部に、内周側鉄心３０ｂの周方向への固定子巻線３５の位置を規制する複数の規制治具５３を装着する。このとき、規制治具５３をティース３１の先端に嵌合させる。
【００６３】
この後、隣り合う規制治具５３間に固定子巻線３５をセットする。固定子巻線３５のスロット挿入部５１には、予めスロット絶縁紙９を巻き付けておく。そして、図２０に示すように、規制治具５３間にセットされた固定子巻線３５を、スロット絶縁紙９とともに、外周側からスロット３６へ向けて押し込んでいく。
【００６４】
このように、スロット絶縁紙９に開口絶縁部９５を設けた場合でも、径方向スロット収納部９３ａに突起部９３ａ１を設けることにより、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
図２１に示すように、スロット３６に挿入される前の固定子巻線３５は、規制治具５３により、スロット幅よりも大きく周方向へずれることが規制されている。しかし、図２２に示すように、スロット３６内では、スロット幅の範囲内で各コイル導体５１ａ〜５１ｄが周方向にばらつく。
【００６６】
そして、コイル導体５１ａ〜５１ｄの周方向位置のばらつきにより、左右の周方向絶縁部９２が受ける摩擦力の差が生じる。しかし、スロット絶縁紙９の径方向スロット収納部９３ａに突起部９３ａ１が設けられているため、スロット絶縁紙９がスロット３６内で回転することがない。
【００６７】
従って、スロット絶縁紙９のスロット３６への挿入後の開口絶縁部９５の端部９５１と、開口絶縁部９５が設けられていない方の周方向絶縁部９２の径方向端部９２１Ｒとの位置ずれがなくなる。これにより、絶縁品質の悪化を防止することができる。
【００６８】
さらに、図２３に示すように、固定子巻線３５をスロット３６内に押し込んで突起部９３ａ１を潰すことにより、径方向スロット収納部９３ａの厚さ寸法を最終的に小さくすることができ、固定子巻線３５の占積率の低下を防止することができる。
【００６９】
さらにまた、スロット絶縁紙９に開口絶縁部９５が設けられているため、外周絶縁物９１を省略して、部品点数及び組立工程数を削減することができる。
【００７０】
実施の形態３．
次に、図２４はこの発明の実施の形態３による回転電機の要部断面図である。固定子鉄心３０は、複数の薄板３０１を積層して構成されている。この例では、薄板３０１として電磁鋼板が用いられている。突起部９３ａ１は、スロット３６の底面側へ突出した位置ずれ防止突起部としての複数の凸部９３ａ１ａを含んでいる。
【００７１】
凸部９３ａ１ａは、薄板３０１の厚さ寸法の正の整数倍の間隔Ｘで配置されている。この例では、固定子鉄心３０の軸方向への凸部９３ａ１ａの配置ピッチは、薄板３０１の厚さ寸法の２倍である。
【００７２】
薄板３０１は、金型のプレスにより打ち抜かれたものであるため、薄板３０１の断面にはダレがある。このため、スロット３６の内面は滑らかではなく、スロット３６の内面の薄板３０１間の部分には窪み３０２が生じている。そして、凸部９３ａ１ａは、窪み３０２に入っている。他の構成は、実施の形態１又は２と同様である。
【００７３】
このような回転電機では、実施の形態１又は２と同様の効果に加えて、スロット３６内でのスロット絶縁紙９のずれを防止できるという効果が得られる。即ち、スロット絶縁紙９がスロット３６内で固定子鉄心３０の軸方向へずれようとすると、凸部９３ａ１ａが窪み３０２に引っ掛かり、ずれが阻止される。
【００７４】
従って、製造コストを上昇させることなく、スロット絶縁紙９のスロット３６への挿入後の工程において、スロット絶縁紙９が軸方向にずれることがなく、絶縁品質の悪化を防止することができる。
【００７５】
なお、凸部９３ａ１ａの間に凹部９３ａ１ｂが配置されていてもよい。
また、位置ずれ防止突起部は、必ずしも等間隔で配置する必要はなく、１つ１つの間隔が薄板３０１の板厚の正の整数倍になっていればよい。
【００７６】
さらに、実施の形態１〜３では、突起部９３ａ１の形状を、稜線が固定子鉄心３０の軸方向の端面に平行、即ち固定子鉄心３０の軸方向に直交する方向に平行な山状としたが、突起部は他の形状であってもよい。例えば、図２５に示すような円柱形の突起部９３ａ１、又は図２６に示すような四角柱形の突起部９３ａ１を用いてもよい。その他、突起部の正面形状は、楕円形、長円形、三角形、又は５つ以上の角を有する多角形などであってもよい。
さらにまた、突起部の個数は特に限定されない。
【００７７】
また、図３では、各スロット３６内に４本のコイル導体５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄが配置されているが、各スロット３６内に挿入されるコイル導体の数はこれに限定されない。
さらに、上記の例では、スロット形状が長方形であるため、断面が長方形のコイル導体を用いたが、コイル導体の断面形状はこれに限定されない。例えば、スロット形状が台形であれば、コイル導体の断面を台形としてもよい。その場合、台形断面のコイル導体は、一般的な丸断面又は長方形断面のコイル導体を塑性変形させて製作することができる。
【００７８】
さらにまた、上記の例では、回転子鉄心４０の表面に永久磁石４１を貼り付けた表面磁石型の回転子４を示したが、回転子鉄心の内部に磁石埋め込み用の穴を設け、回転子鉄心内に磁石を埋め込んだ磁石埋め込み型回転子であってもよい。
また、上記の例では、固定子鉄心３０が外周側鉄心３０ａと内周側鉄心３０ｂとに分割されており、内周側鉄心３０ｂの径方向外側にスロット３６の開口が設けられているが、固定子鉄心の構造はこれに限定されない。例えば、スロットの開口が径方向内側にあり、固定子巻線が径方向外側へ向けてスロット内に挿入されるタイプの固定子鉄心であってもよい。
さらに、この発明は、スロット絶縁紙を用いる種々のタイプの回転電機に適用できる。
【符号の説明】
【００７９】
３  固定子、９  スロット絶縁紙、３０  固定子鉄心、３５  固定子巻線、３６  スロット、９２  周方向絶縁部、９３  径方向絶縁部、９３ａ１  突起部、９３ａ１ａ  凸部（位置ずれ防止突起部）、９５  開口絶縁部、１００  回転電機、３０１  薄板。
【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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