(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄心に取り付けられた絶縁体とコイルとで形成される磁極が複数個フレームに配置された固定子であって、前記絶縁体は、第一枠部と第二枠部に連結されたシート絶縁とで構成されており、前記鉄心の軸方向の、取付穴が設けられている一方の端面部に前記第一枠部が他方の端面部に前記第二枠部が、前記鉄心に直接接触して設けられているとともに、
前記第一枠部は、端面板に設けられた突起が前記シート絶縁の長手方向の一方の端部に設けられた固定穴を介し、前記鉄心の取付穴に挿入されて前記鉄心に設けられているとともに、前記シート絶縁が前記鉄心の側面部に直接接触して設けられており、前記絶縁体上に前記コイルが巻き付けられて前記磁極が形成されている固定子。
【請求項２】
前記第一枠部および前記第二枠部は、対向する先端部フランジとヨーク部フランジと、前記先端部フランジと前記ヨーク部フランジ間を連結する前記端面板とが設けられた樹脂成形品であり、前記シート絶縁の幅寸法は、前記先端部フランジと前記ヨーク部フランジ間との寸法と同一である請求項１に記載の固定子。
【請求項３】
前記端面板の幅寸法は、片側でそれぞれ前記鉄心の幅寸法より所定の値分小さく、前記端面板の幅方向両側面に前記シート絶縁が、前記鉄心の端面部から軸方向に突出するよう離れて形成された折り曲げ部を有している請求項２に記載の固定子。
【請求項４】
鉄心に取り付けられた絶縁体とコイルとで形成される磁極が複数個フレームに配置された固定子であって、前記絶縁体は、第一枠部と第二枠部に連結されたシート絶縁とで構成されており、前記鉄心の軸方向の一方の端面部に前記第一枠部が他方の端面部に前記第二枠部が、前記鉄心に直接接触して設けられているとともに、
前記シート絶縁が前記鉄心の側面部に直接接触して設けられており、
前記第一枠部および前記第二枠部は、対向する先端部フランジとヨーク部フランジと、前記先端部フランジと前記ヨーク部フランジ間を連結する端面板とが設けられた樹脂成形品であり、前記シート絶縁の幅寸法は、前記先端部フランジと前記ヨーク部フランジ間との寸法と同一であり、
前記端面板の幅寸法は、片側でそれぞれ前記鉄心の幅寸法より所定の値分小さく、前記端面板の幅方向両側面に前記シート絶縁が、前記鉄心の端面部から軸方向に突出するよう離れて形成された折り曲げ部を有しており、
前記絶縁体上に前記コイルが巻き付けられて固定されて前記磁極が形成されている固定子。
【請求項５】
前記シート絶縁には、前記鉄心の前記側面部に対して外側に向かうよう鉛直に延設したシート絶縁が設けられており、前記先端部フランジと前記ヨーク部フランジに対面しない前記コイルの表面が、前記延設したシート絶縁によって覆われている請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の固定子。
【請求項６】
前記第一枠部および前記第二枠部には取付足が設けられており、前記取付足が前記鉄心の側面部を挟んで、前記第一枠部および前記第二枠部が前記鉄心に取り付けられている請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の固定子。
【請求項７】
前記シート絶縁は、弾力性、および、可撓性を有した樹脂フィルムである請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の固定子。
【請求項８】
前記所定の値は、厚さＴを有する前記シート絶縁の２枚分とする請求項３に記載の固定子。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の固定子を備えた回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、固定子およびその固定子を備えた回転電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動機の固定子鉄心に装着されるインシュレータとして、固定子鉄心とティース部両端部にそれぞれ１つずつ嵌合されるエンドホルダを有し、ティース部の側面に装着されるエンド部がエンドホルダと別体に設けられ、エンドホルダおよびサイド部にはそれぞれコイル収容部が凹設されており、サイド部の両端部はエンドホルダから延設される係止爪によって挟み込まれる技術が示されている（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２００７−２５２０３０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、サイド部の両端が一対のエンドホルダに係止爪によって挟み込まれる構成であるので、固定子鉄心に取り付ける際に、サイド部とエンドホルダとを組み付ける必要があり、このため組み付け作業性の障害となり、生産性が低下しコスト高となる。また、係止爪部分における固定子鉄心とコイル間の耐電圧特性が低下するという問題点がある。
【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あって、鉄心に取り付ける際の作業性を向上可能とした絶縁体を備えるとともに、コイルと鉄心間の絶縁特性を向上させた磁極を備えた固定子を、その固定子を備えた回転電機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】
【０００６】
この発明は、鉄心に取り付けられた絶縁体とコイルとで形成される磁極が複数個フレームに配置された固定子であって、絶縁体は、第一枠部と第二枠部に融合して連結されたシート絶縁とで構成されており、鉄心の軸方向の、取付穴が設けられている一方の端面部に第一枠部が他方の端面部に第二枠部が、鉄心に直接接触して設けられているとともに、
第一枠部は、端面板に設けられた突起がシート絶縁の長手方向の一方の端部に設けられた固定穴を介し、鉄心の取付穴に挿入されて鉄心に設けられているとともに、シート絶縁が鉄心の側面部に直接接触して設けられており、絶縁体上にコイルが巻き付けられて磁極が形成されている固定子である。
【０００７】
また、この発明は、鉄心に取り付けられた絶縁体とコイルとで形成される磁極が複数個フレームに配置された固定子であって、絶縁体は、第一枠部と第二枠部に連結されたシート絶縁とで構成されており、鉄心の軸方向の一方の端面部に第一枠部が他方の端面部に第二枠部が、鉄心に直接接触して設けられているとともに、
シート絶縁が鉄心の側面部に直接接触して設けられており、
第一枠部および第二枠部は、対向する先端部フランジとヨーク部フランジと、先端部フランジとヨーク部フランジ間を連結する端面板とが設けられた樹脂成形品であり、シート絶縁の幅寸法は、先端部フランジとヨーク部フランジ間との寸法と同一であり、
端面板の幅寸法は、片側でそれぞれ鉄心の幅寸法より所定の値分小さく、端面板の幅方向両側面にシート絶縁が、鉄心の端面部から軸方向に突出するよう離れて形成された折り曲げ部を有しており、
絶縁体上にコイルが巻き付けられて固定されて磁極が形成されている固定子である。
【発明の効果】
【０００８】
この発明は、上記のような構成の磁極を備えた固定子であるので、磁極を製作する際、鉄心に絶縁体を取り付ける作業が容易、簡略化され、生産性の向上、製造コストの低減がはかれるとともに、コイルと鉄心間の対地絶縁特性が向上し、高電圧化に適している。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１による固定子を示す図である。
【図２】実施の形態１による固定子を示す図である。
【図３】実施の形態１による絶縁体と鉄心を示す図である。
【図４】実施の形態１による絶縁体と鉄心を示す図である。
【図５】実施の形態１による鉄心に絶縁体の取り付けを示す図である。
【図６】実施の形態１による鉄心に絶縁体の取り付けを示す図である。
【図７】実施の形態１による鉄心に絶縁体の取り付けを示す図である。
【図８】実施の形態１によるコイル巻きを示す図である。
【図９】実施の形態２による絶縁体を鉄心に取り付けた状態を示す図である。
【図１０】実施の形態２による端面板にシート絶縁を取り付けた状態を示す断面投影図である。
【図１１】実施の形態２によるコイル表面を延設されたシート絶縁で覆う状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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１の平面図であり、図２は図１の固定子１の軸方向を示すＸ−Ｘ断面図である。図において固定子１は、複数の磁極３を円周上に配列し、フレーム２を焼き嵌めや圧入することによって締め付け連結して構成されている。磁極３は鉄心４とこの鉄心４に絶縁体５を取り付けた後、導体を複数回巻き付けたコイル６によって構成されている。絶縁体５は鉄心４とコイル６との間の電気的絶縁と、コイル６を所定の位置に巻き付ける巻枠の機能とを備えている。鉄心４には図示省略した回転電機の電機子と対向する側の先端部４Ａと、隣り合う鉄心４と接合するヨーク部４Ｂとが設けられている。尚、鉄心４は薄板を打ち抜き後、カシメもしくは接着剤等で所定の鉄心長（軸方向長さ）となるよう積層固着して構成されている。
【００１１】
次に、絶縁体５を図３に示す斜視図に基づいて説明する。図３は磁極３の１極分の絶縁体５を鉄心４に取り付ける前の状態を示す図である。図４は、積層された鉄心を示す図である。ここで、絶縁体５は図３に示すように１ユニットとした場合に、複数ユニットが連続的に接続されたものを用い、鉄心４に取り付け時に１ユニット分に切断、分割してもよい。絶縁体５はシート絶縁５１と第一枠部５０Ａ、第二枠部５０Ｂとによって構成され、シート絶縁５１は、弾力性、可撓性を有し、折り曲げ性の優れた例えば樹脂フィルムの電気絶縁材を用いている。また、第一枠部５０Ａと第二枠部５０Ｂは同一寸法、形状で、鉄心４の先端部４Ａ側に位置する先端部フランジ５２と、鉄心４のヨーク部４Ｂ側に位置するヨーク部フランジ５３と、これら両フランジ間に第一枠部５０Ａには端面板５４Ａが、第二枠部５０Ｂには端面板５４Ｂが設けられている。前記第一枠部５０Ａ、第二枠部５０Ｂは樹脂成型品であり、これらにシート絶縁５１が融合して連結、固着されている。また、シート絶縁５１の一方の端部５１Ａには固定穴５５が設けられており、シート絶縁幅ＷＳは先端部フランジ５２とヨーク部フランジ５３間の寸法と同一である。さらに端面板５４Ａには後述する図５に示すように突起５６が設けられ、また、図４に示すように鉄心４の軸方向の一方の端面部４Ｃには止まり穴の取付穴４Ｅが設けられている。尚、端面板５４Ａ、５４Ｂの幅Ｂは、鉄心幅Ｗと同一寸法であり、端面板５４Ａ、５４Ｂ間のピッチＰは、鉄心長（鉄心の軸方向長さ）Ｌと同一寸法である。
【００１２】
図５、図６、図７は、図３に示した絶縁体５を鉄心４に取り付ける状態を示した図であり、図５は取り付け時を示すがこの図５では第二枠部５０Ｂのヨーク部フランジ５３は図示省略している。図６は絶縁体５を取り付け後の状態を示す。図７は後述する。
図５に示すようにシート絶縁５１は、端部５１Ａの固定穴５５と、鉄心４の軸方向に一方の端面部４Ｃの取付穴４Ｅとが合致するよう鉄心４に配置され、シート絶縁５１が鉄心４に巻き付くようにして側面部４Ｄを包囲して鉄心４の他方の端面部４Ｃに第二枠部５０Ｂが設けられ、第一枠部５０Ａの端面板５４Ａに設けられた突起５６がシート絶縁５１の固定穴５５を貫通して、鉄心４の取付穴４Ｅに挿入され、図６に示すように鉄心４に絶縁体５が直接接触して取り付けられている。
このように、絶縁体５は鉄心４に直接接触して取り付けられるとともに、突起５６によって鉄心４に強固に固着されるので、絶縁体５を構成する各部材は、鉄心４で接着剤等を用いる必要がなく省資源となり、取り付け作業が容易でかつ短時間に行え、また接着剤硬化に必要な余分な作業工程を無くし、製造生産性が向上する。
また、図７に示すように、第一枠部５０Ａ、第二枠部５０Ｂは、先端部フランジ５２に取付足５２Ａを、ヨーク部フランジ５３に取付足５３Ａを一体的に設けた構成であってもよい。この構成により、取付足５２Ａ、５３Ａで鉄心４を挟んで取り付けられるので、より強固な取り付け構造となる。
【００１３】
鉄心４に取り付けられた絶縁体５上には、図８に示すように巻線治具７１を用い、導体６１が所要回巻き付けられてコイル６が作成されて磁極３となり、この磁極３を複数個フレーム２に配置されて固定子１が形成されている。
【００１４】
以上のようにこの実施の形態１による固定子１は、鉄心４に装着される絶縁体５の第一枠部５０Ａと第二枠部５０Ｂとシート絶縁５１とが一体化して成形されているので、コイル６と鉄心４との間の対地絶縁特性が向上している。特に図示省略した回転電機の端子部は鉄心４の端面部４Ｃに設けられるものであり、このことからコイル６の巻き始め巻き終わり部は第一枠部５０Ａまたは第二枠部５０Ｂのいずれか一方付近に設定される場合が多い。前記コイル６の巻き始め部、巻き終わり部は、インパルス的な印加電圧が極大値となることから、第一枠部５０Ａと第二枠部５０Ｂとシート絶縁５１とが一体化した構造は、絶縁耐性が向上して回転電機の高電圧化に適用可能という優れた効果がある。また絶縁体５が第一枠部５０Ａと第二枠部５０Ｂとシート絶縁５１とで一体化されているので、磁極３の製造時におけるキッティング作業つまり必要な部品をまとめて一つの箱や台車に集積する作業が短時間で行えるとともに、前述のように絶縁体５の鉄心４に組み付けが接着剤等を使用する必要なく容易に行えるので作業時間が短縮し、磁極３の製造生産性が向上、コスト低減化がはかれる。
【００１５】
実施の形態２．
次に実施の形態２による絶縁体５Ａを用いた磁極３の構成を図９〜図１１に基づいて説明する。図９は絶縁体５Ａを鉄心４に取り付けた状態を示す斜視図である。この絶縁体５Ａは実施の形態１で示した絶縁体５のシート絶縁５１に一体化され、鉄心４の２つの側面部４Ｄに対して外側に向かうように伸延した先端部フランジ側の延設したシート絶縁５１Ａと、ヨーク部フランジ側の延設したシート絶縁５１Ｂを有し、かつこれらは鉄心４の鉄心長Ｌ（図４参照）と同じ長さを備えている。そして図１０に示すように先端部フランジ５２とヨーク部フランジ５３に対面しないコイル６の表面に沿って先端部フランジ５２側の延設したシート絶縁５１Ａを折り曲げて設け、この先端部フランジ５２側の延設したシート絶縁５１Ａを包み込むように、ヨーク部フランジ５３側の延設したシート絶縁５１Ｂを折り曲げて設け、互いに離別しないよう図示省略した固定用絶縁テープや接着剤で固定している。
さらに、この実施の形態２では図９のＡ−Ａ断面を示す図１１の構成を採用している。この図１１には、図３で示した第一枠部５０Ａに設けられた端面板５４Ｃが示されているが、第二枠部５０Ｂにも同様の形状の端面板５４Ｃが設けられている。図１１に示すように端面板５４Ｃは鉄心幅Ｗより短い幅ＷＥを有し、端面板幅ＷＥ≦鉄心幅Ｗ−４×シート絶縁厚さＴとしている。つまり、端面板５４Ｃの幅ＷＥは、片側で鉄心４の幅寸法より、厚さＴのシート絶縁５１の２枚分だけ短い。このような端面板５４Ｃの構造であるので、図１１に示す如く鉄心４の側面部４Ｄに装着されたシート絶縁５１の前記端面板５４Ｃの幅方向両側面には、折り曲げ部５１Ｃが鉄心４の端面部４Ｃから軸方向に突出するよう離れて形成されている。
上記のような折り曲げ部５１Ｃを形成しているので、シート絶縁５１は先端部フランジ５２およびヨーク部フランジ５３との干渉を防止できるとともに、コイル６と鉄心４との沿面絶縁距離を大きくすることができる。そしてさらにこの実施の形態２による磁極３をフレーム２内に設置した場合、図１に示すように隣り合う異極性のコイル６との間の絶縁特性を向上させ、高電圧回転電機として適用可能となり、より安定した品質の固定子１を備えた回転電機となるという効果がある。
【００１６】
尚、この実施の形態２において、絶縁体５Ａを鉄心４に取り付けるのに、前記実施の形態１と同様の鉄心４の取付穴４Ｅに、端面板５４Ａの突起５６を挿入する構成としたが、必ずしもこの構成を採用することなく、図７に示すように絶縁体５Ａを取付足５２Ａ、５３Ａのみで鉄心４を挟んで取り付ける構成として、絶縁体５Ａをコイル６で鉄心４に固定する構成であってもよい。
【００１７】
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。
【符号の説明】
【００１８】
１  固定子、２  フレーム、３  磁極、４  鉄心、４Ａ  先端部、４Ｂ  ヨーク部、
４Ｃ  端面部、４Ｄ  側面部、４Ｅ  取付穴、５  絶縁体、５０Ａ  第一枠部、
５０Ｂ  第二枠部、５１  シート絶縁、５２  先端部フランジ、
５３  ヨーク部フランジ、５４Ａ，５４Ｂ  端面板、５５  固定穴、５６  突起、
Ｂ  端面板の幅、Ｌ  鉄心長、Ｗ  鉄心幅。
【図１】
0006566882.tif 000002
【図２】
0006566882.tif 000003
【図３】
0006566882.tif 000004
【図４】
0006566882.tif 000005
【図５】
0006566882.tif 000006
【図６】
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【図７】
0006566882.tif 000008
【図８】
0006566882.tif 000009
【図９】
0006566882.tif 000010
【図１０】
0006566882.tif 000011
【図１１】
0006566882.tif 000012