(57)【要約】【課題】径の異なるコイル線に対応してコイル線の整列巻きを容易にする複数種の巻線治具と組み合わせて使用されるインシュレータを提供する。【解決手段】分割鉄心５に装着されて、分割鉄心５に巻回されるコイル線と分割鉄心５の間を電気的に絶縁するとともに、分割鉄心５の回転軸Ｘ方向の端面に当接する部位に、外面が開放された穴部７ｆを備える。【選択図】図２
2019205246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電機子鉄心に装着されて、前記電機子鉄心に巻回されるコイル線と前記電機子鉄心の間を電気的に絶縁するとともに、
前記電機子鉄心の回転軸方向の端面に当接する部位に、外面が開放された穴部を備える、
インシュレータ。
【請求項２】
前記穴部は、前記インシュレータの、前記電機子鉄心のティース部の端面に当接する部位に形成されている、
請求項１に記載のインシュレータ。
【請求項３】
前記穴部は、前記インシュレータの、前記ティース部の端面に当接する部位を貫通する貫通穴である、
請求項２に記載のインシュレータ。
【請求項４】
前記穴部は、前記インシュレータの前記ティース部の端面に当接する部位を貫通しない有底穴である、
請求項２に記載のインシュレータ。
【請求項５】
前記インシュレータは、
前記ティース部の端面に当接する部位の外径側にあって、前記部位に接続される外径側フランジを備え、
前記外径側フランジは、
前記外径側フランジを径方向に貫通して、前記穴部と連絡する外径側開口を備える、
請求項２から請求項４のいずれか一項に記載のインシュレータ。
【請求項６】
前記インシュレータは、
前記ティース部の端面に当接する部位の内径側にあって、前記部位に接続される内径側フランジを備え、
前記内径側フランジは、
前記内径側フランジを径方向に貫通して、前記穴部と連絡する内径側開口を備える、
請求項２から請求項５のいずれか一項に記載のインシュレータ。
【請求項７】
複数個の分割鉄心を組み合わせて構成されるとともに、
前記分割鉄心のそれぞれに、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のインシュレータが装着されている、
電機子。
【請求項８】
請求項７に記載の電機子を備える、
回転電機。
【請求項９】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のインシュレータが装着された電機子鉄心にコイル線を巻き回す際に、前記インシュレータの前記穴部に挿入されて使用される巻線治具であって、
前記コイル線を保持するコイル線保持溝が形成されている、
巻線治具。
【請求項１０】
電機子鉄心に装着された、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のインシュレータの穴部に、請求項９に記載の巻線治具を挿入する工程と、
前記巻線治具が備えるコイル線保持溝に沿って前記コイル線を前記電機子鉄心に巻き回し、その後、先に巻き回された前記コイル線に沿って前記コイル線を電機子鉄心に巻き回す工程と、
前記コイル線の巻き回しの完了後に、前記巻線治具を前記電機子鉄心から引き抜く工程と、を有する、
巻線方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インシュレータ、電機子、回転電機、巻線治具、及び巻線方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電機子は、回転電機において、磁界を発生させる電磁石を備える構成部品である。回転電機のハウジングに固定される電機子は固定子と呼ばれ、回転電機のハウジングに軸支されて、ハウジングに対して自在に回転する電機子は回転子と呼ばれる。
【０００３】
電機子は、電機子鉄心にコイル線を巻き回して構成される。電機子鉄心には、インシュレータが装着されて、コイル線と鉄心の間を電気的に絶縁している。
【０００４】
市場においては、回転電機の小型化、高出力化、及び高効率化が求められている。回転電機を高効率化するためには、コイル線の径を大きくして、銅損を低下させることが有効である。しかしながら、径の大きいコイル線を漫然と、巻き回すと、巻き回されたコイル線の間に隙間が生じるので、コイルの断面積が大きくなり、そのために、電機子の断面積が大きくなるという問題が生じる。その結果、回転電機の外形が大型化するという問題が生じる。
【０００５】
そこで、電機子鉄心にコイル線を規則正しく巻き回して、巻き回されたコイル線の間の隙間を小さくして、コイルの断面積を小さくすることが行われている。また、コイル線の整列巻きを容易にする技術が求められていて、かかる技術に関係する複数の特許出願が既に公開されている。
【０００６】
例えば、特許文献１には、電機子鉄心のティース部の両側面と両端面を囲む部分にコイル線を所定の位置に誘導して、その位置に保持する溝を設けたインシュレータが開示されている。
【０００７】
特許文献１に記載のインシュレータを電機子鉄心に装着すれば、１層目においては、インシュレータの溝に嵌合するようにコイル線を巻き回すことによって、コイル線を容易に整列巻きできる。２層目以上においては、整列巻きされた下層のコイル線の間の谷間にコイル線を落とし込むことによって、コイル線を容易に整列巻きできる。
【０００８】
特許文献２には、電機子鉄心の軸方向両端面にインシュレータを配置するとともに、インシュレータの、巻線時にコイル線が掛かり始める側の角部に、第１層目の巻始めから巻終りまでの全てのコイル線を保持するコイル保持溝を有することが開示されている。
【０００９】
特許文献２に記載の発明を電機子鉄心に装着すれば、コイル保持溝に嵌合するようにコイル線を巻き回すことによって、コイル線を容易に整列巻きできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−２２９７０３号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７９２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１及び特許文献２に記載の発明においては、鉄心に巻き回されるコイル線がぴったり収まるようなサイズの溝をインシュレータに形成する必要がある。溝の幅がコイル線の径より小さければ、コイル線は溝の中に収まらないし、溝の幅がコイル線の径より大きければ、コイル線を所望の位置に保持できないからである。そのため、特許文献１及び特許文献２に記載の発明においては、コイル線の径毎に専用のインシュレータを製造して、電機子鉄心に装着する必要がある。
【００１２】
電動機に供給される三相交流の電圧は、使用される国や地域で、２００Ｖから６００Ｖの範囲で様々に異なっている。そのため、同一の電機子鉄心を使用する回転電機であっても、仕向地毎に、コイル線の径と巻き数が異なる複数種の製品が製造される。
【００１３】
このような回転電機に、特許文献１あるいは特許文献２に記載の発明を適用すると、仕向地毎に専用のインシュレータを製造する必要がある。また、インシュレータは樹脂成型によって製造されるので、コイル線の径毎に専用の成形型を必要とする。成形型は高価なものである。そのため、製品の仕向地毎に専用インシュレータを製造しようとするとコストが嵩むという問題が生じる。
【００１４】
本発明は、このような背景の下でなされたものであり、コイル線の整列巻きを容易にする複数種の巻線治具と組み合わせて使用されるインシュレータを提供するものである。かかるインシュレータと組み合わせて使用される巻線治具を提供するものである。
【００１５】
また、本発明は、コイル線を高密度に巻線する巻線方法を提供するものである。さらに、高密度で巻線されたコイルを備える電機子であって、安価に製造できる電機子を提供するものである。小型で高効率が得られる回転電機であって、安価に製造できる回転電機を提供するものである。そして、高密度で巻線されたコイルを備える電機子を安価に製造できる巻線方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係るインシュレータは、電機子鉄心に装着されて、電機子鉄心に巻回されるコイル線と電機子鉄心の間を電気的に絶縁するとともに、電機子鉄心の回転軸方向の端面に当接する部位に、外面が開放された穴部を備えるものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るインシュレータは、電機子鉄心の回転軸方向の端面に当接する部位に、外面が開放された穴部を備えていて、インシュレータを電機子鉄心に装着した後で、穴部にコイル線の整列巻きを容易にする巻線治具を挿入して、コイル線を巻き回すことができる。そのため、本発明に係るインシュレータは、コイル線の径に適合する専用の巻線治具を必要とする場合に、当該専用の巻線治具を穴部に挿入して、コイル線を巻き回すことができる。
【００１８】
そのため、本発明によれば、電機子あるいは回転電機の製造に当たって、コイル線の径毎に専用のインシュレータを製造する必要がないので、電機子と回転電機の製造コストを削減することができる。したがって、本発明によれば、高密度で巻線されたコイルを備える電機子を安価に製造することができる。小型で高効率が得られる回転電機を安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る電動機の構成を示す平面図
【図２】図１に記載の電動機が備える分割鉄心とインシュレータの構成を示す斜視図
【図３】図２に記載の上部エンドホルダの構成を示す図であって、（Ａ）は上部エンドホルダの平面図、（Ｂ）は上部エンドホルダを（Ａ）においてＡＡ’線で示す断面で切断した断面図
【図４】本発明の実施の形態に係る巻線治具の構成を示す図であって、（Ａ）は巻線治具の平面図、（Ｂ）は巻線治具の側面図
【図５】分割鉄心に上部エンドホルダと巻線治具を取り付けた状態を示す図であって、（Ａ）は分割鉄心の平面図、（Ｂ）と（Ｃ）は、分割鉄心を（Ａ）においてＡＡ’線で示す断面で切断した断面図
【図６】本発明に係る巻線方法を説明する図であって、（Ａ）〜（Ｄ）は、分割鉄心にインシュレータと巻線治具を装着する過程を時系列に沿って示す図
【図７】本発明に係る巻線方法を説明する図であって、（Ａ）〜（Ｃ）は、第１層の巻線を施す過程を時系列に沿って示す図
【図８】本発明に係る巻線方法を説明する図であって、（Ａ）〜（Ｃ）は、第２層の巻線からコイルが完成するまでの過程を時系列に沿って示す図
【図９】本発明の変形例に係るインシュレータの形態を示す図であって、図３（Ｂ）に対応する断面図
【図１０】本発明の変形例に係る巻線治具の形態と作用を示す図であって、（Ａ）は巻線治具の形態を示す平面図、（Ｂ）は巻線治具の作用を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態に係るインシュレータ、巻線治具、及び巻線方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面においては、同一または同等の部分に同一の符号を付している。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態に係る電動機１の構成を示す平面図である。電動機１は、本発明に係る回転電機の例示であって、図１に示すように、円環状の断面形を有するケーシング２と、ケーシング２の内部に固定された固定子３と、固定子３の内径側に配置された回転子４と、を備えている。固定子３は、９個の分割鉄心５を環状に配列して構成されている。そして、分割鉄心５にはインシュレータ６が装着されていて、インシュレータ６の周りには図示しないコイル線が巻き回されている。インシュレータ６は分割鉄心５を図示しないコイル線から電気的に絶縁している。なお、回転子４は、図示しないブラケットに軸支されて、回転軸周りに自在に回転する。
【００２２】
図２は、電動機１が備える分割鉄心５とインシュレータ６の構成を示す斜視図である。図２に示すように、分割鉄心５は、ヨーク部５ａと、ヨーク部５ａから回転軸Ｘ方向に突出するティース部５ｂと、を備えている。インシュレータ６は、分割鉄心５の回転軸Ｘ方向の端面に装着される上部エンドホルダ７と下部エンドホルダ８とで構成される。また、上部エンドホルダ７と下部エンドホルダ８の間には、絶縁紙９が装着されて、分割鉄心５の側面を覆っている。なお、上記において、「上／下」は、便宜上の表現であって、絶対的なものではない。つまり、電動機１は、常に、上部エンドホルダ７が下部エンドホルダ８の上方に位置するような姿勢で設置されて、使用されるものではない。電動機１は、常に、回転軸Ｘが垂直になるような姿勢で設置されて、使用されるものではない。電動機１は、必要に応じて、様々な姿勢で設置されて、使用される。
【００２３】
上部エンドホルダ７は、ヨーク部５ａに当接する外径側フランジ７ａと、ティース部５ｂの内径側の端部に当接する内径側フランジ７ｂと、外径側フランジ７ａと内径側フランジ７ｂの間にあって、ティース部５ｂの上端面に当接する中間部７ｃと、を備えている。外径側フランジ７ａには、外径側フランジ７ａを径方向、つまりティース部５ｂの長さ方向に貫く外径側開口７ｄが形成されている。内径側フランジ７ｂには、内径側フランジ７ｂを径方向、つまりティース部５ｂの長さ方向に貫く内径側開口７ｅが形成されている。また、中間部７ｃには、分割鉄心５の半径方向に走る穴部７ｆが形成されている。
【００２４】
下部エンドホルダ８も、上部エンドホルダ７と同様に構成されている。すなわち、下部エンドホルダ８は、ヨーク部５ａに当接する外径側フランジ８ａと、ティース部５ｂの内径側の端部に当接する内径側フランジ８ｂと、外径側フランジ８ａと内径側フランジ８ｂの間にあって、ティース部５ｂの下端面に当接する中間部８ｃと、を備えている。外径側フランジ８ａには、外径側フランジ８ａを径方向、つまりティース部５ｂの長さ方向に貫く外径側開口８ｄが形成されている。内径側フランジ８ｂには、内径側フランジ８ｂを径方向、つまりティース部５ｂの長さ方向に貫く内径側開口８ｅが形成されている。また、中間部８ｃには、分割鉄心５の半径方向に走る穴部８ｆが形成されている。
【００２５】
なお、上部エンドホルダ７と下部エンドホルダ８は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂のような電気的な絶縁性を有する樹脂材料で構成されている。
【００２６】
図３（Ａ）は、上部エンドホルダ７の平面図であり、図３（Ｂ）は上部エンドホルダ７を図３（Ａ）においてＡＡ’線で示す断面で切断した断面図である。図３（Ａ）と図３（Ｂ）に示すように、上部エンドホルダ７の中間部７ｃは、２つの部分に分割されていて、ティース部５ｂの断面形の角部を覆っている。そして中間部７ｃの間に、穴部７ｆが形成されている。つまり、穴部７ｆは、上部エンドホルダ７のティース部５ｂの端面に当接する部位の一部を切り欠いて形成されている。そのため、穴部７ｆは、上部エンドホルダ７のティース部５ｂの端面に当接する部位の外面と、当該部位の内面の間を貫通している。また、上部エンドホルダ７のティース部５ｂの端面に当接する部位は、穴部７ｆにおいて、外面が開放されている。
【００２７】
また、外径側開口７ｄと内径側開口７ｅは、穴部７ｆと連絡している。そのため、図３（Ｂ）において、穴部７ｆの中に収まるような断面形を有する物体であれは、外径側開口７ｄあるいは内径側開口７ｅを通して穴部７ｆに、その物体を出し入れすることができる。
【００２８】
なお、下部エンドホルダ８も上部エンドホルダ７と同様に構成されている。すなわち、下部エンドホルダ８の中間部８ｃも、２つの部分に分割されていて、ティース部５ｂの断面形の角部を覆っている。そして中間部８ｃの間に、穴部８ｆが形成されている。つまり、穴部８ｆは、下部エンドホルダ８のティース部５ｂの端面に当接する部位の一部を切り欠いて形成されている。そのため、穴部８ｆは、下部エンドホルダ８のティース部５ｂの端面に当接する部位の外面と、当該部位の内面の間を貫通している。また、下部エンドホルダ８のティース部５ｂの端面に当接する部位は、穴部８ｆにおいて、外面が開放されている。
【００２９】
また、外径側開口８ｄと内径側開口８ｅは、穴部８ｆと連絡している。そのため、穴部８ｆの中に収まるような断面形を有する物体であれは、外径側開口８ｄあるいは内径側開口８ｅを通して穴部８ｆに、その物体を出し入れすることができる。
【００３０】
インシュレータ６は、図４（Ａ）と図４（Ｂ）に示す巻線治具１０と組み合わせて使用される。なお、図４（Ａ）は、巻線治具１０の平面図であり、図４（Ｂ）は巻線治具１０の側面図である。
【００３１】
巻線治具１０は、図４（Ａ）と図４（Ｂ）に示すような、複数本のコイル線保持溝１０ａが形成された板状の部材である。コイル線保持溝１０ａは、コイル線１１を保持する溝であって、図４（Ｂ）に示すように、コイル線１１の断面の一部が収まるような凹みを備えている。つまり、コイル線保持溝１０ａの凹みの寸法と形状は、コイル線１１の断面の一部が収まるように選ばれている。また、複数のコイル線保持溝１０ａは、コイル線保持溝１０ａに保持されたコイル線１１が、殆ど隙間なく配列されるように、等間隔に配列されている。つまり、コイル線保持溝１０ａは、コイル線１１の直径に微小の余裕を加えた間隔で配置されている。そのため、コイル線保持溝１０ａの寸法と形状と間隔は、コイル線１１の径毎に異なる。したがって、径の異なるコイル線１１が複数種、存在する場合、各線種毎に専用の巻線治具１０が準備される。しかしながら、巻線治具１０の外形寸法は共通するので、対応するコイル線１１の線種が異なる巻線治具１０であっても、共通のインシュレータ６に装着して使用することができる。なお、コイル線１１は、導体を絶縁被覆で覆った被覆線である。
【００３２】
図５（Ａ）は、分割鉄心５に上部エンドホルダ７と巻線治具１０を取り付けた状態を示す平面図である。図５（Ｂ）と図５（Ｃ）は、分割鉄心５を、図５（Ａ）においてＡＡ’線で示す断面で切断した断面図である。巻線治具１０は、図示しないホルダに上下方向にスライド自在に保持されて、図５（Ａ）と図５（Ｂ）に示すように、内径側開口７ｅから穴部７ｆに挿入される。そして、ホルダは分割鉄心５に固定される。その後で、巻線治具１０を、ホルダに対してスライドさせて、ティース５ｂから離す方向に、つまり、巻線治具１０を図５（Ｂ）において上方に移動させると、図５（Ｃ）に示すように、巻線治具１０のコイル線保持溝１０ａが穴部７ｆの外に露出する。
【００３３】
次に、図６〜図８を参照して、巻線治具１０を使用して行う巻線方法を説明する。まず、図６（Ａ）に示す分割鉄心５に、図６（Ｂ）と図６（Ｃ）に示すように、インシュレータ６と巻線治具１０を装着する。この時、巻線治具１０は、図６（Ｂ）に示すような治具ホルダ１２に取り付けて使用される。治具ホルダ１２は巻線治具１０を、図６（Ｂ）において矢印で示す方向にスライド自在に保持するホルダである。また、治具ホルダ１２は、一対の保持爪１２ａを備えていて、次に、図６（Ｃ）に示すように、巻線治具１０を上部エンドホルダ７と下部エンドホルダ８に挿入すると、一対の保持爪１２ａが分割鉄心５を挟持する。その結果、治具ホルダ１２は分割鉄心５に固定される。そして、治具ホルダ１２における巻線治具１０の固定を解除して、図６（Ｄ）に示すように、巻線治具１０を治具ホルダ１２に対してスライドさせて、コイル線保持溝１０ａを上部エンドホルダ７と下部エンドホルダ８の外部に露出させる。そして、再度、巻線治具１０を治具ホルダ１２に固定する。
【００３４】
分割鉄心５にインシュレータ６と巻線治具１０を取り付けて、図６（Ｄ）に示す形態にしたら、図７（Ａ）に示すように、分割鉄心５を巻線機１３に固定して、コイル線１１を分割鉄心５のティース部５ｂに巻き回す。コイル線１１の巻き回しは、コイル線１１をヨーク部５ａ寄りの端部からティース部５ｂの先端に向かって移動させながら行う。図７（Ａ）に示すように、コイル線保持溝１０ａが上部エンドホルダ７と下部エンドホルダ８の外側に露出している。そのため、ティース部５ｂのヨーク部５ａ寄りの端部からコイル線１１を巻き始めると、コイル線１１は、ヨーク部５ａ寄りの端部に配置されたコイル線保持溝１０ａに導かれて、当該コイル線保持溝１０ａに保持される。なお、コイル線保持溝１０ａは波形の断面形を有しているので、コイル線１１が波形の斜面に当接すると、コイル線１１は波形の断面形の中央部に導かれる。つまりコイル線１１はコイル線保持溝１０ａの底に導かれる。そのため、巻線機１３の動作に多少の誤差があっても、コイル線１１はコイル線保持溝１０ａに対して正確に位置決めされる。
【００３５】
その後、コイル線１１の巻き回しを続けると、図７（Ｂ）に示すように、コイル線１１は、先にコイル線１１が保持されたコイル線保持溝１０ａに隣接するコイル線保持溝１０ａに順次、導かれて、そこで保持される。そして、更に、コイル線１１の巻き回しを続けると、図７（Ｃ）に示すように、１層目の巻線が完成する。前述したように、コイル線１１はコイル線保持溝１０ａに導かれて、正確に位置決めされる。そのため、仮に、巻線機１３の動作に多少の誤差があっても、図７（Ｃ）に示すような整列巻きが完成する。
【００３６】
１層目の巻線が完成したら、図８（Ａ）に示すように、２層目の巻線を行う。２層目の巻線は、コイル線１１を、１層目とは逆方向に、つまり、ティース部５ｂの先端からヨーク部５ａ寄りの端部に向かって順に、巻き回して行う。また、２層目の巻線は、コイル線１１を、１層目の巻線において隣接するコイル線１１の間の谷間に落とし込むようにして行われる。つまり、２層目の巻線工程におけるコイル線１１の巻き回しは、１層目の巻線に倣ってなされる。そのため、仮に、巻線機１３の動作に多少の誤差があったとしても、十分に正確な整列巻がなされる。
【００３７】
その後、３層目以降の巻線においても、先に巻き回された層の巻線に倣って、コイル線１１の巻き回しがされ、その結果、各層において、十分に正確な整列巻がなされる。そして、コイル線１１の巻き回しが終了して、コイル１４が完成したら、図８（Ｂ）に示すように、分割鉄心５を巻線機１３から取り外す。その後、図８（Ｃ）に示すように、分割鉄心５から巻線治具１０を取り外す。
【００３８】
（変形例１）
上部エンドホルダ７が備える穴部７ｆの形態は図３（Ｂ）に図示されたものには限定されない。すなわち、穴部７ｆは、上部エンドホルダ７のティース部５ｂの端面に当接する部位の外面と、当該部位の内面の間を貫通する貫通穴には限定されない。穴部７ｆは、上部エンドホルダ７のティース部５ｂの端面に当接する部位の外面において開放されていれば、十分である。したがって、穴部７ｆは、図９に示すような形態を備えていても良い。すなわち、図９に示すように、中間部７ｃの中央部において肉厚Ｔを薄くして薄肉部７ｇを形成して、薄肉部７ｇの上方に穴部７ｆが形成されるようにしても良い。つまり、穴部７ｆは、上部エンドホルダ７のティース部５ｂの端面に当接する部位の外面と、当該部位の内面の間を貫通しない有底穴であっても良い。同様に、穴部８ｆも、下部エンドホルダ８のティース部５ｂの端面に当接する部位の外面と、当該部位の内面の間を貫通しない有底穴であっても良い。なお、この場合も、穴部７ｆと穴部８ｆは断面形において、巻線治具１０の全体が穴部７ｆと穴部８ｆの内部に収まる寸法と形状を必要とする。つまり図５（Ｂ）に示す形態を取り得る寸法と形状を必要とする。
【００３９】
（変形例２）
巻線治具１０の形態は図４に図示されたものには限定されない。すなわち、巻線治具１０は、コイル線保持溝１０ａが、巻線治具１０の長手方向に対して、直交する方向に形成されたものには限定されない。巻線治具１０は、図１０（Ａ）に示すように、コイル線保持溝１０ａが、巻線治具１０の長手方向に対して、斜めに交差する方向に形成されても良い。このように、コイル線保持溝１０ａを巻線治具１０の長手方向に対して斜めに形成すれば、図１０（Ｂ）に示すように、走るものものであっても良い。巻線治具１０の形態を図１０に示すようなものにすれば、ティース部５ｂの上端面において、コイル線１１を斜めに巻き回して、巻線位置を移動させることができる。すなわち、上記実施の形態で示した長辺クロスの整列巻よりも、高密度で小型化が可能な短辺クロスの整列巻を行うことができる。
【００４０】
以上説明したように、インシュレータ６は、穴部７ｆ，８ｆを備えていて、インシュレータ６を分割鉄心５に装着した後で、穴部７ｆ，８ｆに巻線治具１０を装着することができる。また、分割鉄心５に巻き回されるコイル線１１が複数種あって、それぞれ径が異なる場合には、径毎に専用の巻線治具１０を必要とするが、巻線治具１０の外形寸法は共通する。そのため、分割鉄心５が同一で、コイル線１１の径が異なる電動機１の機種が複数、存在する場合に、全ての機種において、インシュレータ６を共通化することができる。つまり、機種毎に形状と寸法の異なる、当該機種専用のインシュレータ６を使用する必要がない。その結果、電動機１の製造コストを削減できる。
【００４１】
このように、本発明によれば、径の異なる様々なコイル線に対応できる汎用性を備えるインシュレータであって、巻線治具と組み合されて整列巻を容易にするインシュレータが提供される。その結果、回転電機の小型化と高出力化を容易にすることができる。加えて、回転電機の製造コストを削減することができる。
【００４２】
しかしながら、本発明の技術的範囲は、上記実施の形態と変形例によっては限定されない。本発明は特許請求の範囲に記載された技術的思想の限りにおいて、自由に応用、変形あるいは改良して、実施することができる。
【００４３】
インシュレータ６の機械的構成は、上記実施の形態に例示されたものには限定されない。つまり、インシュレータ６は、上部エンドホルダ７と下部エンドホルダ８とで構成されて、絶縁紙９と組み合わせて分割鉄心５に取り付けられるものには限定されない。上部エンドホルダ７と下部エンドホルダ８が互いに連結されるようにインシュレータ６を構成すれば、絶縁紙９を省くことができる。あるいは、上部エンドホルダ７と下部エンドホルダ８を一体に構成しても良い。
【００４４】
上記実施の形態に示した上部エンドホルダ７と下部エンドホルダ８の外形は、例示であって、これらは例示されたものには限定されない。また、図３（Ｂ）において、ティース部５ｂを構成する積層板のうち、端部にあるものの幅を狭くして、ティース部５ｂの幅が狭くなった部分に、上部エンドホルダ７を被せた例を示しているが、上部エンドホルダ７とティース部５ｂの形状は、このようなものには限定されない。
【００４５】
また、インシュレータ６に、外径側開口７ｄ，８ｄと内径側開口７ｅ，８ｅを備えて、内径側開口７ｅ，８ｅから巻線治具１０を挿入する例を示したが、インシュレータ６は、このようなものには限定されない。巻線治具１０が外径側開口７ｄ，８ｄから挿入されるようにしても良い。また、インシュレータ６は外径側開口７ｄ，８ｄと内径側開口７ｅ，８ｅのいずれか一方を備えていれば良い。
【００４６】
なお、インシュレータ６に外径側開口７ｄ，８ｄと内径側開口７ｅ，８ｅの両方を備えれば、これらは、電動機１を冷却する空気を通す流路として機能するので、冷却空気が流れやすくなる。そのため、インシュレータ６に外径側開口７ｄ，８ｄと内径側開口７ｅ，８ｅの両方を備えれば、電動機１の冷却性能が向上する。
【００４７】
インシュレータ６を分割鉄心５に装着する方法は、特に限定されない。前述したように、事前に成形された上部エンドホルダ７と下部エンドホルダ８を分割鉄心５に取り付けても良い。あるいは、樹脂成形型の中に分割鉄心５を入れて、その後に、樹脂成形型に樹脂材料を注入して、分割鉄心５の周囲に、上部エンドホルダ７と下部エンドホルダ８にそれぞれ相当する部位を備えるインシュレータ６を一体成形するようにしても良い。
【００４８】
上記実施の形態においては、インシュレータ６の素材として、ＰＰＳを例示したが、インシュレータ６の素材はＰＰＳには限定されない。インシュレータ６は、ポリブチレンテレフタレート、あるいはリキッドクリスタルポリマー、あるいはその他の樹脂で構成されても良い。また、インシュレータ６を構成する樹脂にガラス繊維を混合して強度を増すようにしても良い。
【００４９】
また、図４及び図１０に示した、巻線治具１０の外形は例示であって、巻線治具１０は図４及び図１０に示した外形を有するものには限定されない。特に、巻線治具１０の幅は、図４（Ａ）と図１０（Ａ）に示されたものには限定されない。巻線治具１０は、幅が狭いものであっても良い。また、図４（Ｂ）に示した、コイル線保持溝１０ａの形状は例示であって、コイル線保持溝１０ａは、図４（Ｂ）に例示された形状を有するものには限定されない。なお、コイル線保持溝１０ａの断面形において、隅部にＲ処理を行えば、つまり隅部を丸めてエッジを除去すれば、エッジの欠けが生じないので、コイル線保持溝１０ａの長寿命化が期待できる。また、隅部を丸めてエッジを除去すれば、巻線時にコイル線１１がエッジで擦れて、コイル線１１の被覆が傷つくことがない。
【００５０】
また、巻線治具１０をスライドさせて、コイル線保持溝１０ａを穴部７ｆの外に露出させた後で、つまり図５（Ｃ）又は図６（Ｄ）に示す状態にした後で、別の部材を、外径側開口７ｄ，８ｄ又は内径側開口７ｅ，８ｅから差し込んで、巻線治具１０と分割鉄心５の間に押し込むようにしても良い。このように別の部材を巻線治具１０と分割鉄心５の間に押し込めば、巻線作業中の巻線治具１０の変位が抑制される。
【００５１】
なお、巻線治具１０を構成する素材は特に限定されない。巻線治具１０は、ＳＵＳあるいはその他の鉄系材料、黄銅、あるいはＭＣナイロンのような樹脂材料、あるいはその他材料を、適宜、選択して製造することができる。
【００５２】
上記実施の形態においては、上部エンドホルダ７と下部エンドホルダ８の両方に、それぞれ巻線治具１０を挿入する例を示したが、本発明に係る巻線方法は、上部エンドホルダ７と下部エンドホルダ８の両方に、それぞれ巻線治具１０を挿入して行うものには限定されない。上部エンドホルダ７あるいは下部エンドホルダ８のいずれか一方に、巻線治具１０を挿入して、コイル線１１を分割鉄心５に巻き回すようにしても良い。
【００５３】
また、上記実施の形態においては、巻線治具１０が治具ホルダ１２にスライド自在に取り付けられる例を示した。そして、上部エンドホルダ７と下部エンドホルダ８に巻線治具１０を挿入した後で、巻線治具１０を治具ホルダ１２に対してスライドさせる例を示した。しかしながら、巻線治具１０は、治具ホルダ１２にスライド自在に取り付けられるものには限定されない。巻線治具１０は、巻線治具１０の長さ方向に延びる回転軸周りに回転自在に治具ホルダ１２に取り付けられるものであっても良い。そして、巻線治具１０は、上部エンドホルダ７と下部エンドホルダ８に挿入された後で、回転軸周りに回転させることによって、コイル線保持溝１０ａが上部エンドホルダ７と下部エンドホルダ８の外部に露出されるものであっても良い。この場合、巻線治具１０を逆方向に回転させれば、コイル線保持溝１０ａは上部エンドホルダ７と下部エンドホルダ８の内部に引き戻される。
【００５４】
また、上記実施の形態においては、上部エンドホルダ７と下部エンドホルダ８に、それぞれ巻線治具１０を１本ずつ挿入する例を示したが、本発明に係る巻線方法は、上部エンドホルダ７と下部エンドホルダ８に、それぞれ巻線治具１０を１本ずつ挿入して行うものには限定されない。上部エンドホルダ７あるいは下部エンドホルダ８に、複数本の巻線治具１０を挿入して、コイル線１１を分割鉄心５に巻き回すようにしても良い。例えば、上部エンドホルダ７に２本の穴部７ｆを備えて、２本の穴部７ｆのそれぞれに、巻線治具１０を挿入するようにしても良い。
【００５５】
本発明に係る巻線方法の実施において使用される巻線機１３の形式あるいは形態は特に限定されない。また、分割鉄心５を巻線機１３に固定する手段は特に限定されない。分割鉄心５の形状に適合するように適宜設計されたクランプ装置を巻線機１３に備えれば良い。また、治具ホルダ１２と巻線治具１０を巻線機１３に取り付けて、巻線治具１０の着脱を巻線機１３が自動的に行うようにしても良い。この場合、巻線治具１０の分割鉄心５からの取り外しは、分割鉄心５の巻線機１３からの取り外しと同時に、あるいは、分割鉄心５の巻線機１３からの取り外す前に、行われる。
【００５６】
上記実施の形態においては、本発明が分割鉄心５に適用される例を示したが、本発明が適用される電機子鉄心は、分割鉄心５には限定されない。本発明が適用される電機子鉄心は、一体型の電機子鉄心であっても良い。また、上記実施形態においては、分割鉄心５にヨーク部５ａとティース部５ｂを備える例を示したが、本発明が適用される電機子鉄心は、ヨーク部５ａとティース部５ｂを備える電機子鉄心には限定されない。本発明は、様々な形態あるいは形式の電機子鉄心に適用される。
【００５７】
インシュレータ６が装着される鉄心は、分割鉄心５のような、電動機１の固定子３を構成する電機子鉄心には限定されない。インシュレータ６が装着される鉄心は電動機１の回転子鉄心であっても良いし、発電機の固定子鉄心あるいは回転子鉄心あっても良い。あるいは、インシュレータ６はリニアモータを構成する鉄心に装着されても良いし、変圧器の鉄心に装着されても良い。
【００５８】
本発明に係る回転電機の具体例として、インナーロータ型の電動機１を例示したが、本発明に係る回転電機はインナーロータ型の電動機１には限定されない。本発明に係る回転電機は発電機であっても良いし、アウターロータ型の電動機又は発電機であっても良い。要するに、本発明に係る回転電機の全体及び細部の構成は任意に選択することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１  電動機、２  ケーシング、３  固定子、４  回転子、５  分割鉄心、５ａ  ヨーク部、５ｂ  ティース部、６  インシュレータ、７  上部エンドホルダ、７ａ  外径側フランジ、７ｂ  内径側フランジ、７ｃ  中間部、７ｄ  外径側開口、７ｅ  内径側開口、７ｆ  穴部、７ｇ  薄肉部、８  下部エンドホルダ、８ａ  外径側フランジ、８ｂ  内径側フランジ、８ｃ  中間部、８ｄ  外径側開口、８ｅ  内径側開口、８ｆ  穴部、９  絶縁紙、１０  巻線治具、１０ａ  コイル線保持溝、１１  コイル線、１２  治具ホルダ、１２ａ  保持爪、１３  巻線機、１４  コイル
【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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