(57)【要約】回転電機の固定子（１００）は、分割鉄心（１２）の軸方向の両端面を覆う鉄心端部絶縁部材（４ａ、４ｂ）と、ヨーク部（１２ａ）の内周面と磁極ティース部（１２ｂ）の周方向の側面とシュー部（１２ｃ）の外周面とに沿い、ヨーク部（１２ａ）の内周面と磁極ティース部（１２ｂ）の周方向の側面とシュー部（１２ｃ）の外周面と、コイル（３）との間を絶縁する絶縁フィルム（５）とを備え、絶縁フィルム（５）の軸方向の長さは、分割鉄心（１２）の軸方向の長さより長く、端面絶縁部（４ａ１）の周方向の幅は、磁極ティース部（１２ｂ）の周方向の幅以下である。
2016132470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヨーク部と前記ヨーク部から内側に突出する磁極ティース部と前記磁極ティース部の内周側先端から周方向に突出するシュー部とを有する分割鉄心を円環状に複数個結合した鉄心と、
前記磁極ティース部に巻装したコイルとを有する回転電機の固定子において、
前記固定子は、前記分割鉄心の軸方向の両端面にそれぞれ配設された鉄心端部絶縁部材と、
前記ヨーク部の内周面と前記磁極ティース部の周方向の側面と前記シュー部の外周面とに沿って配設され、前記ヨーク部の内周面と前記磁極ティース部の周方向の側面と前記シュー部の外周面と、前記コイルとの間を絶縁する絶縁フィルムとを備え、
前記鉄心端部絶縁部材は、前記磁極ティース部の軸方向の端面を覆う端面絶縁部と、
前記端面絶縁部の内周側の端部から、周方向両側に張り出し、かつ軸方向上方に伸びる内鍔と、前記端面絶縁部の外周側の端部から、前記ヨーク部の軸方向端面を覆うように周方向両側に張り出し、かつ軸方向上方に伸びる外鍔とを有し、
前記絶縁フィルムの軸方向の長さは、前記分割鉄心の軸方向の長さより長く、
前記端面絶縁部の周方向の幅は、前記磁極ティース部の周方向の幅以下である回転電機の固定子。
【請求項２】
前記内鍔から前記磁極ティース部を挟んで軸方向下方にそれぞれ突出し、前記シュー部の外周面上端に嵌合する２つの第一嵌合突起部と、
前記外鍔から前記磁極ティース部を挟んで軸方向下方にそれぞれ突出し、前記ヨーク部の内周面上端に嵌合する２つの第二嵌合突起部とを備え、
前記鉄心端部絶縁部材は、前記端面絶縁部と前記第一嵌合突起部の間及び、前記端面絶縁部と前記第二嵌合突起部の間に、前記絶縁フィルムを差し込める隙間を有し、
前記鉄心端部絶縁部材は、前記第二嵌合突起部の根元部の外周側に、前記第二嵌合突起部に沿って前記絶縁フィルムを差し込める周方向に延在する横溝を有する請求項１に記載の回転電機の固定子。
【請求項３】
前記第二嵌合突起部の軸方向の長さと、前記第一嵌合突起部の軸方向の長さとは異なる請求項２に記載の回転電機の固定子。
【請求項４】
前記第一嵌合突起部又は前記第二嵌合突起部の少なくとも一方は、先端の前記絶縁フィルムと接する側にテーパ加工部を有する請求項２又は請求項３に記載の回転電機の固定子。
【請求項５】
前記ヨーク部の内周面は、軸方向に垂直な断面が円弧形状であり、
前記第二嵌合突起部の外周面は、前記ヨーク部の内周面に沿うように形成されている請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
【請求項６】
前記外鍔の根元部であって前記磁極ティース部と前記ヨーク部の接続部の延長線上に、軸方向にワイヤ導入溝が形成されている請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、産業用機械などに使用される回転電機の固定子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、鉄心とコイルとの絶縁方法として、コイルを収納するスロット内部においては絶縁フィルムをスロットの内壁に沿うように配置し、鉄心の軸方向の両端面においては、鉄心と絶縁フィルムを包み込むように鞍型の樹脂製の絶縁端板を被せることで、絶縁フィルム及び絶縁端板の上から巻かれるコイルと鉄心との間を絶縁する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
また、近年、産業用機械の小型・高速化の要求から、それに用いられる回転電機も小型・高出力化が求められており、その手段の一つとしてコイルの巻数を増加するために、スロット領域を拡大する技術が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−６１２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に示された絶縁構造では、鉄心の軸方向両端部付近において、鉄心のスロット内壁面とコイルとの絶縁が、樹脂成形品である絶縁端板と、絶縁フィルムとの周方向に二重構成になっている。これは、絶縁機能としては過剰である。また、周方向にスロット内に張り出した絶縁端板が、スロット領域を縮小してしまうことから磁極ティース部に巻装できるコイルの巻数を減少させてしまい、回転電機の小型・高出力化のためのスロット領域拡大の要請に逆行するという課題があった。【０００６】
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、鉄心とコイルの絶縁を確実に確保し、かつ、スロット領域を拡大してコイルの巻数を増加させることができる回転電機の固定子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】
この発明に係る回転電機の固定子は、
ヨーク部と前記ヨーク部から内側に突出する磁極ティース部と前記磁極ティース部の内周側先端から周方向に突出するシュー部とを有する分割鉄心を円環状に複数個結合した鉄心と、
前記磁極ティース部に巻装したコイルとを有する回転電機の固定子において、
前記固定子は、前記分割鉄心の軸方向の両端面にそれぞれ配設された鉄心端部絶縁部材と、
前記ヨーク部の内周面と前記磁極ティース部の周方向の側面と前記シュー部の外周面とに沿って配設され、前記ヨーク部の内周面と前記磁極ティース部の周方向の側面と前記シュー部の外周面と、前記コイルとの間を絶縁する絶縁フィルムとを備え、
前記鉄心端部絶縁部材は、前記磁極ティース部の軸方向の端面を覆う端面絶縁部と、
前記端面絶縁部の内周側の端部から、周方向両側に張り出し、かつ軸方向上方に伸びる内鍔と、前記端面絶縁部の外周側の端部から、前記ヨーク部の軸方向端面を覆うように周方向両側に張り出し、かつ軸方向上方に伸びる外鍔とを有し、
前記絶縁フィルムの軸方向の長さは、前記分割鉄心の軸方向の長さより長く、
前記端面絶縁部の周方向の幅は、前記磁極ティース部の周方向の幅以下であるものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係る回転電機の固定子によれば、分割鉄心の磁極ティース部の軸方向端部における周方向の側面の絶縁は、絶縁フィルムのみとすることができるのでスロット領域を拡大できると同時に鉄心とコイルの絶縁を確実に確保できる。これにより、コイルの巻数を増加させることができ、固定子を使用する回転電機の小型・高出力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子の斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子を構成する分割鉄心の平面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る、分割鉄心、鉄心端部絶縁部材、絶縁フィルムの組み立て工程を示す図と、絶縁済分割鉄心の斜視図等である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子の鉄心端部絶縁部材の斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係るコイル巻装工程を示す斜視図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る分割固定子の断面図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係る固定子を構成する分割鉄心の平面図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係る回転電機の固定子の鉄心端部絶縁部材の斜視図である。
【図９】この発明の実施の形態２に係る分割固定子の断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態３に係る回転電機の固定子の鉄心端部絶縁部材の斜視図である。
【図１１】この発明の実施の形態４に係る回転電機の固定子の鉄心端部絶縁部材の斜視図である。
【図１２】この発明の実施の形態４に係る鉄心端部絶縁部材を固定子の内側から見た図と周方向から見た図である。
【図１３】この発明の実施の形態４に係る絶縁フィルムを装着した分割鉄心に、鉄心端部絶縁部材を装着する工程を示す斜視図である。
【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に係る回転電機の固定子を、図を用いて説明する。
図１は、回転電機の固定子１００の斜視図である。
固定子１００は、鉄心１０と鉄心１０のスロットに収納されたコイル３とからなる。
図２は、鉄心１０を構成する分割鉄心１２の平面図である。
【００１１】
この明細書中で、特に断り無く「軸方向」、「周方向」、「径方向」、「内周側」、「外周側」、「内周面」、「外周面」、と言うときは、それぞれ、固定子１００の「軸方向」、「周方向」、「径方向」、「内周側」、「外周側」、「内周面」、「外周面」を言うものとする。また、この明細書で、特に断り無く「上」、「下」と言うときは、基準となる場所において、軸方向に垂直な面を想定し、その面を境界として固定子の中心点が含まれる側を「下」、その反対を「上」とする。また、高さの高低を比較する場合は、固定子の中心からの距離が長い方を「高い」とする。
【００１２】
分割鉄心１２は、外周が円弧状のヨーク部１２ａと、ヨーク部１２ａの中央から内側に突出した磁極ティース部１２ｂと、磁極ティース部１２ｂの先端から周方向に突出したシュー部１２ｃとからなる。また、ヨーク部１２ａの外周面の中央には、軸方向に伸びる係止溝１２ｄを備える。係止溝１２ｄは、後述するコイル巻装工程において、分割鉄心１２を把持するために使用する。鉄心１０は、複数の分割鉄心１２を円環状に組み合わせたものである。鉄心１０において、隣接する磁極ティース部１２ｂの間には、図２の斜線部にて示すスロットＳがそれぞれ形成される。
【００１３】
図３（ａ）は、分割鉄心１２、鉄心端部絶縁部材４ａ、４ｂ、絶縁フィルム５の組み立て工程を示す図である。
図３（ｂ）は、分割鉄心１２、鉄心端部絶縁部材４ａ、４ｂ、絶縁フィルム５を組み立てた絶縁済分割鉄心１３の斜視図である。
図３（ｃ）は、図３（ｂ）の状態から絶縁フィルム５を開いた状態の斜視図である。
【００１４】
鉄心端部絶縁部材４ａ、４ｂは、同形状の樹脂成形品である。この明細書中で、鉄心端部絶縁部材の一方についてのみ言及している場合であっても、特に言及しない限り、２つの鉄心端部絶縁部材は同じである。鉄心端部絶縁部材４ａ、４ｂは、分割鉄心１２の磁極ティース部１２ｂの軸方向の端面１２ｂ１とコイル３との間を絶縁する絶縁機能と、コイル３の整列に寄与する巻枠機能と、絶縁フィルム５を固定する、絶縁フィルム固定機能とを有する。
【００１５】
絶縁フィルム５は、ヨーク部１２ａの内周面１２ａ２と、磁極ティース部１２ｂの周方向の側面１２ｂ２と、シュー部１２ｃの外周面１２ｃ２に沿うように配設される。そして、絶縁フィルム５は、ヨーク部１２ａの内周面１２ａ２と、磁極ティース部１２ｂの周方向の側面１２ｂ２と、シュー部１２ｃの外周面１２ｃ２と、コイル３との間を絶縁する樹脂フィルムである。絶縁フィルム５は、図３（ｃ）に示すように、周方向に開閉できる。また、絶縁フィルム５の軸方向の長さは、分割鉄心１２の軸方向の長さよりも長く形成されている。
【００１６】
図４（ａ）は、鉄心端部絶縁部材４ａを斜め上方から見た斜視図である。
図４（ｂ）は、鉄心端部絶縁部材４ａを斜め下方から見た斜視図である。
次に、鉄心端部絶縁部材４ａについて、上述の絶縁機能と、巻枠機能と、絶縁フィルム固定機能とを提供する部分をそれぞれ説明する。
【００１７】
端面絶縁部４ａ１は、磁極ティース部１２ｂの軸方向の端面１２ｂ１を覆って、磁極ティース部１２ｂとコイル３との絶縁を確保する上述の絶縁機能を発揮する。特許文献１に記載の絶縁部材は、分割鉄心の軸方向の端面のみならず、上記端面に続く、磁極ティース部１２ｂの周方向側面の一部をも覆っていた。一方、本実施の形態に係る端面絶縁部４ａ１は、磁極ティース部１２ｂの軸方向の端面１２ｂ１のみを覆うように形成されている。すなわち、端面絶縁部４ａ１の周方向の幅と、磁極ティース部１２ｂの周方向の幅とは同じである。
【００１８】
端面絶縁部４ａ１の内周側の端部には、周方向に両側に張り出し、かつ軸方向上方に伸びる内鍔４ａｕを備える。また、端面絶縁部４ａ１の外周側の端部には、ヨーク部１２ａの軸方向端面を覆うように周方向の両側に張り出し、軸方向上方に伸びる外鍔４ａｓを備える。内鍔４ａｕと、外鍔４ａｓと、端面絶縁部４ａ１とでコイル３を巻装する巻枠の一端を構成し、上述の巻枠機能を発揮する。
【００１９】
また、鉄心端部絶縁部材４ａは、内鍔４ａｕから磁極ティース部１２ｂを挟んで軸方向下方にそれぞれ突出し、シュー部１２ｃの外周面１２ｃ２の上端に嵌合する嵌合突起部４ａ２、４ａ３（第一嵌合突起部）を備える。同様に、鉄心端部絶縁部材４ａは、外鍔４ａｓから磁極ティース部１２ｂを挟んで軸方向下方にそれぞれ突出し、ヨーク部１２ａの内周面１２ａ２の上端に嵌合する嵌合突起部４ａ４、４ａ５（第二嵌合突起部）を備える。なお、図４（ｂ）に示すように、鉄心端部絶縁部材４ａの端面絶縁部４ａ１と嵌合突起部４ａ２〜４ａ５との間には、絶縁フィルム５を差し込めるだけの隙間ｓ２〜ｓ５が形成されている。また、嵌合突起部４ａ５、４ａ４の根元部の外周側に、嵌合突起部４ａ５、４ａ４に沿って絶縁フィルム５を差し込めるだけの横溝ｙ５が周方向に設けられている。
【００２０】
嵌合突起部４ａ２、４ａ３とシュー部１２ｃとの間及び、嵌合突起部４ａ４、４ａ５とヨーク部１２ａとの間に絶縁フィルム５の軸方向の両端部が挟み込まれて保持される。これにより、鉄心端部絶縁部材４ａは、分割鉄心１２の軸方向端部に固定されると同時に、絶縁フィルム５をスロットＳ内に保持する上述の絶縁フィルム固定機能を発揮する。
【００２１】
先行技術の絶縁端板は、絶縁端板と分割鉄心との嵌合部がヨーク部内周側側面からシュー部の外周側側面まで繋がった形状であり、絶縁端板と分割鉄心とは磁極ティース部側面端部において重なっていた。一方、本実施の形態に係る鉄心端部絶縁部材４ａの端面絶縁部４ａ１は、磁極ティース部１２ｂの周方向の側面１２ｂ２において重ならず、鉄心端部絶縁部材４ａの側面４ａ１１は、磁極ティース部１２ｂの側面１２ｂ２と面一となり段差が存在しない。そして、絶縁フィルム５の軸方向端部は、先述の隙間ｓ２〜ｓ５、横溝ｙ５等に挿入される。したがって、絶縁フィルム５は、分割鉄心１２の磁極ティース部１２ｂの周方向の側面１２ｂ２を完全に絶縁できる。
【００２２】
続いて、固定子１００の製造方法を説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、周方向に開放可能な絶縁フィルム５を、ヨーク部１２ａの内周面１２ａ２と磁極ティース部１２ｂの周方向の側面１２ｂ２とシュー部１２ｃの外周面１２ｃ２とに沿うように挿入する。
【００２３】
絶縁フィルム５は、スロットＳの内面形状（実際にはその半分）に沿うように予め折り目Ｐを付けたものを用いる。折り目Ｐは、ヨーク部１２ａの内周側、周方向端部に沿う部分と、磁極ティース部１２ｂの根元部に沿う部分と、シュー部１２ｃの外周側の根元部及び周方向端部に沿う部分とに、軸方向に延在するように設けられている。
【００２４】
絶縁フィルム５を分割鉄心１２に取り付ける際は、全ての折り目Ｐを折った状態で組立てる。これにより、絶縁フィルム５が分割鉄心１２の形状に沿うことから、後の鉄心端部絶縁部材４ａ、４ｂの取り付け工程が容易となる。
【００２５】
次に、図３（ｂ）に示すように、分割鉄心１２の軸方向両側から鉄心端部絶縁部材４ａ、４ｂを分割鉄心１２に嵌合して絶縁済分割鉄心１３を得る。このとき絶縁フィルム５は、軸方向の両端部が、鉄心端部絶縁部材４ａ、４ｂの嵌合突起部４ａ２〜４ａ５、４ｂ２〜４ｂ５と分割鉄心１２との間に挟まれて固定される。また、嵌合突起部４ａ２〜４ａ５、４ｂ２〜４ｂ５は、丁度それぞれの折れ目の間に収まる。
【００２６】
これにより、コイル３の巻装前に絶縁フィルム５の一部を再展開する際に、絶縁フィルム５がスロットＳ内で変形し、これに起因してコイル巻装時にワイヤの配置が乱れることを防止できる。
【００２７】
図５は、図３（ｃ）の状態にある絶縁済分割鉄心１３にコイル３を巻装するコイル巻装工程を示す斜視図である。
まず、図示しない巻線装置によって分割鉄心１２の外周面に軸方向に設けた係止溝１２ｄを把持する。そして、絶縁フィルム５の開閉部５１ａ、５２ａ、５１ｂ、５２ｂを周方向に、折り目Ｐに沿って開く。
【００２８】
次に、絶縁済分割鉄心１３を図５の矢印方向に回転させ、ノズル９からワイヤ８を繰り出しながら絶縁済分割鉄心１３にコイル３を巻装する。絶縁済分割鉄心１３側を固定して、ノズル９を回転させてもよい。コイル３の巻装を終えたら、絶縁フィルム５の開閉部５１ａ、５２ａ、５１ｂ、５２ｂを径方向に、折り目Ｐに沿って閉じ分割固定子１４を得る。次に、複数個の分割固定子１４を環状に組み合わせ、隣接する分割固定子１４同士を溶接や樹脂成形、あるいはアルミフレームに焼嵌めすることにより固定して固定子１００を得る。
【００２９】
図６（ａ）は、分割固定子１４の断面図である。
図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、磁極ティース部１２ｂと、鉄心端部絶縁部材４ａの端面絶縁部４ａ１と、絶縁フィルム５の内、磁極ティース部１２ｂに沿う部分とを示している。
図６（ｃ）は、先行技術の絶縁端板４Ｘ１を仮に本実施の形態にかかる分割固定子に用いると想定した場合の分割固定子１４ｂの断面図である。
図６（ｄ）は、図６（ｃ）のＢ−Ｂ線における断面図である。なお、図６（ｄ）は、図６（ｂ）と同様の表示対象物を示している。
【００３０】
図６（ａ）と図６（ｃ）とを比較すると分かるように、本実施の形態では、磁極ティース部１２ｂの周方向の側面１２ｂ２における絶縁部材が絶縁フィルム５のみとなるためスロット領域を拡大することができ、先行技術を適用した場合に比べてコイル３のターン数を増加させることができる。
【００３１】
この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子１００によれば、分割鉄心１２の磁極ティース部１２ｂの軸方向端部における周方向の側面１２ｂ２の絶縁は、絶縁フィルム５のみとすることができるのでスロット領域を拡大できると同時に鉄心とコイルの絶縁を確実に確保できる。これにより、コイルの巻数を増加させることができ、固定子１００を使用する回転電機の小型・高出力化を図ることができる。
【００３２】
また、絶縁フィルム５の軸方向の長さは、分割鉄心１２の軸方向の長さよりも長い。したがって、絶縁済分割鉄心１３においては、磁極ティース部１２ｂの周方向の側面１２ｂ２に沿わせた絶縁フィルム５が、鉄心端部絶縁部材４ａ、４ｂの端面絶縁部４ａ１、４ｂ１の周方向の側面４ａ１１上に重なるように配置される。これにより、分割鉄心１２とコイル３の絶縁を完全に確保できる。
【００３３】
なお、上述の説明では端面絶縁部４ａ１の周方向の幅と磁極ティース部の周方向の幅を同じ長さに形成する例を説明したが、絶縁フィルム５の長さの余裕に合わせて、端面絶縁部４ａ１の周方向の幅を磁極ティース部１２ｂの周方向の幅より小さく形成しても良い。
【００３４】
実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２に係る回転電機の固定子を、図を用いて実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図７は、この発明の実施の形態２に係る鉄心を構成する分割鉄心２１２の平面図である。
図８（ａ）は、鉄心端部絶縁部材２０４ａを斜め上方から見た斜視図である。
図８（ｂ）は、鉄心端部絶縁部材２０４ａを斜め下方から見た斜視図である。
図９（ａ）は、分割固定子２１４の断面図である。
図９（ｂ）は、図９（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図であり、磁極ティース部１２ｂと、鉄心端部絶縁部材２０４ａの端面絶縁部２０４ａ１と、絶縁フィルム５の内、磁極ティース部２１２ｂに沿う部分とを示している。
実施の形態１と異なり、分割鉄心２１２のヨーク部２１２ａの内周面２１２ａ２は、軸方向に垂直な断面が外周面と同等の曲率の円弧形状としている。そして、スロット２０Ｓの拡大した空間に合わせて、鉄心端部絶縁部材２０４ａの嵌合突起部２０４ａ４、２０４ａ５の径方向の厚さＸを、実施の形態１の嵌合突起部４ａ４、４ａ５（図４参照）の径方向の厚さよりも厚く、それぞれの外周面がヨーク部１２ａの内周面に沿うように形成して剛性を増している。
【００３５】
これにより、嵌合突起部２０４ａ４、２０４ａ５が絶縁フィルム５を押圧する力が増し、コイル３の巻装時に絶縁フィルム５を過剰に展開しても嵌合突起部２０４ａ４、２０４ａ５は変形しない。また、鉄心端部絶縁部材２０４ａの剛性が増すことにより、絶縁済分割鉄心の組立性を向上できる。さらに、コイル３の巻線前後の絶縁済分割鉄心、分割固定子の取り扱いが容易となる。
【００３６】
また、鉄心端部絶縁部材２０４ａを製造する際に樹脂の流動性を向上でき、鉄心端部絶縁部材２０４ａの成形性を向上できる。なお、固定子の製造方法は実施の形態１と同様である。
【００３７】
実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３に係る回転電機の固定子を、図を用いて実施の形態２と異なる部分を中心に説明する。
図１０は、鉄心端部絶縁部材３０４ａを斜め上方から見た斜視図である。
本実施の形態に係る固定子の鉄心端部絶縁部材３０４ａ以外の構成は、実施の形態２と同様である。
【００３８】
図１０に示すように鉄心端部絶縁部材３０４ａの外鍔３０４ａｓの根元部の磁極ティース部２１２ｂとヨーク部２１２ａの接続部の延長線上の一方側に、軸方向にワイヤ導入溝Ｍが形成されている点が異なる。
【００３９】
このワイヤ導入溝Ｍは、コイル巻装工程におけるコイル３の巻き始めの導入ワイヤが配置される箇所であり、ヨーク部２１２ａと磁極ティース部２１２ｂの接続部付近（磁極ティース部２１２ｂの根元部）に巻回されるワイヤと、導入ワイヤの干渉を避けるためのものである。ワイヤ導入溝Ｍを設けることによりコイル３の整列性を向上させてコイル３のターン数を増すことができる。
【００４０】
実施の形態１に係る鉄心端部絶縁部材４ａ、４ｂに同様のワイヤ導入溝Ｍを形成すると、ヨーク部１２ａの内周面１２ａ２が周方向に平面状であるために、分割鉄心１２と導入ワイヤとが干渉する。しかし、本実施の形態３に係る分割鉄心２１２のヨーク部２１２ａの形状および鉄心端部絶縁部材３０４ａの組み合わせであれば、前記干渉を回避することができる。なお、ワイヤ導入溝Ｍは、コイル３用のワイヤの巻始め端部の導入用なので、分割鉄心１２の反対側に装着する鉄心端部絶縁部材に形成する必要はない。
【００４１】
実施の形態４．
以下、この発明の実施の形態４に係る回転電機の固定子を、図を用いて実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図１１は、鉄心端部絶縁部材４０４ａを斜め上方から見た斜視図である。
図１２（ａ）は、鉄心端部絶縁部材４０４ａを固定子の内側から見た図である。
図１２（ｂ）は、鉄心端部絶縁部材４０４ａを固定子の周方向から見た図である。
図１３は、絶縁フィルム５を装着した分割鉄心１２に、鉄心端部絶縁部材４０４ａを装着する工程を示す斜視図である。
【００４２】
本実施の形態に係る鉄心端部絶縁部材４０４ａの嵌合突起部４０４ａ２、４０４ａ３、４０４ａ４、４０４ａ５は、それぞれの先端形状に特徴がある。
図１１、図１２（ａ）、（ｂ）に示すようにヨーク部１２ａ側の嵌合突起部４０４ａ４、４０４ａ５の軸方向の長さは、シュー部１２ｃ側の嵌合突起部４０４ａ２、４０４ａ３の軸方向の長さよりも長い。
【００４３】
実施の形態１では、図３に示すように、鉄心端部絶縁部材４ａと、絶縁フィルム５を挿入した分割鉄心１２と、鉄心端部絶縁部材４ｂとを真っ直ぐに一直線上に並べて、それぞれを分割鉄心の軸方向と平行に移動させて、絶縁済分割鉄心１３を組み立てていた。その場合、柔軟物である絶縁フィルム５と、樹脂成形品である鉄心端部絶縁部材４ａ、４ｂの嵌合突起部４ａ２〜４ａ５、４ｂ２〜４ｂ５とが干渉して、組み立てが困難な場合がある。
【００４４】
そこで、内側の嵌合突起部４０４ａ２、４０４ａ３と外側の嵌合突起部４０４ａ４、４０４ａ５との軸方向の長さを変更し、図１３に示すように、予め長い方の嵌合突起部４０４ａ４、４０４ａ５をヨーク部１２ａの内周側に差し込んだ後に、嵌合突起部４０４ａ４、４０４ａ５の先端を支点にして、鉄心端部絶縁部材４０４ａを回転させながらシュー部１２ｃ側の嵌合突起部４０４ａ２、４０４ａ３を嵌合させることで、絶縁済分割鉄心４１３の組み立てが容易となる。
【００４５】
さらに、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、嵌合突起部４０４ａ２〜４０４ａ５の先端の絶縁フィルム５と接する側にテーパ加工部Ｔ２〜Ｔ５を設けることで、より組み立ての容易化を図ることができる。なお、本実施の形態では、外側の嵌合突起部４０４ａ４、４０４ａ５を長くしたが、逆でも良い。また、テーパ加工は、内側の嵌合突起部４０４ａ２、４０４ａ３だけに施しても良いし、実施の形態１〜３においては内側の嵌合突起部又は外側の嵌合突起部だけに施しても良い。
【００４６】
この発明の実施の形態４に係る回転電機の固定子によれば、鉄心端部絶縁部材４０４ａと絶縁フィルム５と分割鉄心１２とを組み立てる際に、絶縁フィルム５を損傷することなく鉄心端部絶縁部材４０４ａを装着できる。また、固定子の製造には汎用的な設備や治工具を用いることができるので、回転電機の固定子の製造コストを抑制できる。
【００４７】
なお、本発明は、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。
【図１】
2016132470.tif 000003
【図２】
2016132470.tif 000004
【図３】
2016132470.tif 000005
【図４】
2016132470.tif 000006
【図５】
2016132470.tif 000007
【図６】
2016132470.tif 000008
【図７】
2016132470.tif 000009
【図８】
2016132470.tif 000010
【図９】
2016132470.tif 000011
【図１０】
2016132470.tif 000012
【図１１】
2016132470.tif 000013
【図１２】
2016132470.tif 000014
【図１３】
2016132470.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成29年3月31日(2017.3.31)
【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】
ヨーク部と前記ヨーク部から内側に突出する磁極ティース部と前記磁極ティース部の内周側先端から周方向に突出するシュー部とを有する分割鉄心を円環状に複数個結合した鉄心と、
前記磁極ティース部に巻装したコイルとを有する回転電機の固定子において、
前記固定子は、前記分割鉄心の軸方向の両端面にそれぞれ配設された鉄心端部絶縁部材と、
前記ヨーク部の内周面と前記磁極ティース部の周方向の側面と前記シュー部の外周面とに沿って配設され、前記ヨーク部の内周面と前記磁極ティース部の周方向の側面と前記シュー部の外周面と、前記コイルとの間を絶縁する絶縁フィルムとを備え、
前記鉄心端部絶縁部材は、前記磁極ティース部の軸方向の端面を覆う端面絶縁部と、
前記端面絶縁部の内周側の端部から、周方向両側に張り出し、かつ軸方向上方に伸びる内鍔と、前記端面絶縁部の外周側の端部から、前記ヨーク部の軸方向端面を覆うように周方向両側に張り出し、かつ軸方向上方に伸びる外鍔とを有し、
前記絶縁フィルムの軸方向の長さは、前記分割鉄心の軸方向の長さより長く、
前記端面絶縁部の周方向の幅は、前記磁極ティース部の周方向の幅以下であり、
前記内鍔から前記磁極ティース部を挟んで軸方向下方にそれぞれ突出し、前記シュー部の外周面上端に嵌合する２つの第一嵌合突起部と、
前記外鍔から前記磁極ティース部を挟んで軸方向下方にそれぞれ突出し、前記ヨーク部の内周面上端に嵌合する２つの第二嵌合突起部とを備え、
前記鉄心端部絶縁部材は、前記端面絶縁部と前記第一嵌合突起部の間及び、前記端面絶縁部と前記第二嵌合突起部の間に、前記絶縁フィルムを差し込める隙間を有し、
前記鉄心端部絶縁部材は、前記第二嵌合突起部の根元部の外周側に、前記第二嵌合突起部に沿って前記絶縁フィルムを差し込める周方向に延在する横溝を有する回転電機の固定子。
【請求項２】
前記横溝は、前記ヨーク部の前記内周面に沿って前記鉄心端部絶縁部材の全幅に渡って形成されている請求項１に記載の回転電機の固定子。
【請求項３】
前記第二嵌合突起部の軸方向の長さと、前記第一嵌合突起部の軸方向の長さとは異なる請求項１又は請求項２に記載の回転電機の固定子。
【請求項４】
前記第一嵌合突起部又は前記第二嵌合突起部の少なくとも一方は、先端の前記絶縁フィルムと接する側にテーパ加工部を有する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
【請求項５】
前記ヨーク部の内周面は、軸方向に垂直な断面が円弧形状であり、
前記第二嵌合突起部の外周面は、前記ヨーク部の内周面に沿うように形成されている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
【請求項６】
前記外鍔の根元部であって前記磁極ティース部と前記ヨーク部の接続部の延長線上に、軸方向にワイヤ導入溝が形成されている請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
【請求項７】
ヨーク部と前記ヨーク部から内側に突出する磁極ティース部と前記磁極ティース部の内周側先端から周方向に突出するシュー部とを有する分割鉄心を円環状に複数個結合した鉄心と、
前記磁極ティース部に巻装したコイルとを有する回転電機の固定子の製造方法であって、
前記固定子は、前記分割鉄心の軸方向の両端面にそれぞれ配設された鉄心端部絶縁部材と、
前記ヨーク部の内周面と前記磁極ティース部の周方向の側面と前記シュー部の外周面とに沿って配設され、前記ヨーク部の内周面と前記磁極ティース部の周方向の側面と前記シュー部の外周面と、前記コイルとの間を絶縁する絶縁フィルムとを備え、
前記鉄心端部絶縁部材は、前記磁極ティース部の軸方向の端面を覆う端面絶縁部と、
前記端面絶縁部の内周側の端部から、周方向両側に張り出し、かつ軸方向上方に伸びる内鍔と、前記端面絶縁部の外周側の端部から、前記ヨーク部の軸方向端面を覆うように周方向両側に張り出し、かつ軸方向上方に伸びる外鍔とを有し、
前記絶縁フィルムの軸方向の長さは、前記分割鉄心の軸方向の長さより長く、
前記端面絶縁部の周方向の幅は、前記磁極ティース部の周方向の幅以下であり、
前記外鍔の根元部であって前記磁極ティース部と前記ヨーク部の接続部の延長線上に、軸方向にワイヤ導入溝が形成され、
前記鉄心端部絶縁部材は、前記内鍔から前記磁極ティース部を挟んで軸方向下方にそれぞれ突出し、前記シュー部の外周面上端に嵌合する２つの第一嵌合突起部と、
前記外鍔から前記磁極ティース部を挟んで軸方向下方にそれぞれ突出し、前記ヨーク部の内周面上端に嵌合する２つの第二嵌合突起部とを備え、
前記絶縁フィルムを、前記ヨーク部の内周面と前記磁極ティース部の周方向の側面と前記シュー部の外周面とに沿うように挿入する絶縁フィルム挿入工程と、
前記分割鉄心の軸方向両側から前記鉄心端部絶縁部材を前記分割鉄心に嵌合する鉄心端部絶縁部材取り付け工程と、
絶縁済の前記分割鉄心に前記コイルを巻装するコイル巻装工程とを有し、
前記鉄心端部絶縁部材取り付け工程において、
前記第一嵌合突起部と前記第二嵌合突起部の内、長い方の嵌合突起部を前記分割鉄心に差し込んだ後に、前記長い方の嵌合突起部の先端を支点にして、前記鉄心端部絶縁部材を回転させながら短い方の嵌合突起部を前記分割鉄心に嵌合させる回転電機の固定子の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、産業用機械などに使用される回転電機の固定子および、回転電機の固定子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、鉄心とコイルとの絶縁方法として、コイルを収納するスロット内部においては絶縁フィルムをスロットの内壁に沿うように配置し、鉄心の軸方向の両端面においては、鉄心と絶縁フィルムを包み込むように鞍型の樹脂製の絶縁端板を被せることで、絶縁フィルム及び絶縁端板の上から巻かれるコイルと鉄心との間を絶縁する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、近年、産業用機械の小型・高速化の要求から、それに用いられる回転電機も小型・高出力化が求められており、その手段の一つとしてコイルの巻数を増加するために、スロット領域を拡大する技術が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−６１２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に示された絶縁構造では、鉄心の軸方向両端部付近において、鉄心のスロット内壁面とコイルとの絶縁が、樹脂成形品である絶縁端板と、絶縁フィルムとの周方向に二重構成になっている。これは、絶縁機能としては過剰である。また、周方向にスロット内に張り出した絶縁端板が、スロット領域を縮小してしまうことから磁極ティース部に巻装できるコイルの巻数を減少させてしまい、回転電機の小型・高出力化のためのスロット領域拡大の要請に逆行するという課題があった。
【０００６】
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、鉄心とコイルの絶縁を確実に確保し、かつ、スロット領域を拡大してコイルの巻数を増加させることができる回転電機の固定子および、回転電機の固定子の製造方法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】
この発明に係る回転電機の固定子は、
ヨーク部と前記ヨーク部から内側に突出する磁極ティース部と前記磁極ティース部の内周側先端から周方向に突出するシュー部とを有する分割鉄心を円環状に複数個結合した鉄心と、
前記磁極ティース部に巻装したコイルとを有する回転電機の固定子において、
前記固定子は、前記分割鉄心の軸方向の両端面にそれぞれ配設された鉄心端部絶縁部材と、
前記ヨーク部の内周面と前記磁極ティース部の周方向の側面と前記シュー部の外周面とに沿って配設され、前記ヨーク部の内周面と前記磁極ティース部の周方向の側面と前記シュー部の外周面と、前記コイルとの間を絶縁する絶縁フィルムとを備え、
前記鉄心端部絶縁部材は、前記磁極ティース部の軸方向の端面を覆う端面絶縁部と、
前記端面絶縁部の内周側の端部から、周方向両側に張り出し、かつ軸方向上方に伸びる内鍔と、前記端面絶縁部の外周側の端部から、前記ヨーク部の軸方向端面を覆うように周方向両側に張り出し、かつ軸方向上方に伸びる外鍔とを有し、
前記絶縁フィルムの軸方向の長さは、前記分割鉄心の軸方向の長さより長く、
前記端面絶縁部の周方向の幅は、前記磁極ティース部の周方向の幅以下であり、
前記内鍔から前記磁極ティース部を挟んで軸方向下方にそれぞれ突出し、前記シュー部の外周面上端に嵌合する２つの第一嵌合突起部と、
前記外鍔から前記磁極ティース部を挟んで軸方向下方にそれぞれ突出し、前記ヨーク部の内周面上端に嵌合する２つの第二嵌合突起部とを備え、
前記鉄心端部絶縁部材は、前記端面絶縁部と前記第一嵌合突起部の間及び、前記端面絶縁部と前記第二嵌合突起部の間に、前記絶縁フィルムを差し込める隙間を有し、
前記鉄心端部絶縁部材は、前記第二嵌合突起部の根元部の外周側に、前記第二嵌合突起部に沿って前記絶縁フィルムを差し込める周方向に延在する横溝を有するものである。
また、この発明に係る回転電機の固定子の製造方法は、
ヨーク部と前記ヨーク部から内側に突出する磁極ティース部と前記磁極ティース部の内周側先端から周方向に突出するシュー部とを有する分割鉄心を円環状に複数個結合した鉄心と、
前記磁極ティース部に巻装したコイルとを有する回転電機の固定子の製造方法であって、
前記固定子は、前記分割鉄心の軸方向の両端面にそれぞれ配設された鉄心端部絶縁部材と、
前記ヨーク部の内周面と前記磁極ティース部の周方向の側面と前記シュー部の外周面とに沿って配設され、前記ヨーク部の内周面と前記磁極ティース部の周方向の側面と前記シュー部の外周面と、前記コイルとの間を絶縁する絶縁フィルムとを備え、
前記鉄心端部絶縁部材は、前記磁極ティース部の軸方向の端面を覆う端面絶縁部と、
前記端面絶縁部の内周側の端部から、周方向両側に張り出し、かつ軸方向上方に伸びる内鍔と、前記端面絶縁部の外周側の端部から、前記ヨーク部の軸方向端面を覆うように周方向両側に張り出し、かつ軸方向上方に伸びる外鍔とを有し、
前記絶縁フィルムの軸方向の長さは、前記分割鉄心の軸方向の長さより長く、
前記端面絶縁部の周方向の幅は、前記磁極ティース部の周方向の幅以下であり、
前記外鍔の根元部であって前記磁極ティース部と前記ヨーク部の接続部の延長線上に、軸方向にワイヤ導入溝が形成され、
前記鉄心端部絶縁部材は、前記内鍔から前記磁極ティース部を挟んで軸方向下方にそれぞれ突出し、前記シュー部の外周面上端に嵌合する２つの第一嵌合突起部と、
前記外鍔から前記磁極ティース部を挟んで軸方向下方にそれぞれ突出し、前記ヨーク部の内周面上端に嵌合する２つの第二嵌合突起部とを備え、
前記絶縁フィルムを、前記ヨーク部の内周面と前記磁極ティース部の周方向の側面と前記シュー部の外周面とに沿うように挿入する絶縁フィルム挿入工程と、
前記分割鉄心の軸方向両側から前記鉄心端部絶縁部材を前記分割鉄心に嵌合する鉄心端部絶縁部材取り付け工程と、
絶縁済の前記分割鉄心に前記コイルを巻装するコイル巻装工程とを有し、
前記鉄心端部絶縁部材取り付け工程において、
前記第一嵌合突起部と前記第二嵌合突起部の内、長い方の嵌合突起部を前記分割鉄心に差し込んだ後に、前記長い方の嵌合突起部の先端を支点にして、前記鉄心端部絶縁部材を回転させながら短い方の嵌合突起部を前記分割鉄心に嵌合させるものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係る回転電機の固定子および、回転電機の固定子の製造方法によれば、分割鉄心の磁極ティース部の軸方向端部における周方向の側面の絶縁は、絶縁フィルムのみとすることができるのでスロット領域を拡大できると同時に鉄心とコイルの絶縁を確実に確保できる。これにより、コイルの巻数を増加させることができ、固定子を使用する回転電機の小型・高出力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子の斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子を構成する分割鉄心の平面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る、分割鉄心、鉄心端部絶縁部材、絶縁フィルムの組み立て工程を示す図と、絶縁済分割鉄心の斜視図等である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子の鉄心端部絶縁部材の斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係るコイル巻装工程を示す斜視図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る分割固定子の断面図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係る固定子を構成する分割鉄心の平面図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係る回転電機の固定子の鉄心端部絶縁部材の斜視図である。
【図９】この発明の実施の形態２に係る分割固定子の断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態３に係る回転電機の固定子の鉄心端部絶縁部材の斜視図である。
【図１１】この発明の実施の形態４に係る回転電機の固定子の鉄心端部絶縁部材の斜視図である。
【図１２】この発明の実施の形態４に係る鉄心端部絶縁部材を固定子の内側から見た図と周方向から見た図である。
【図１３】この発明の実施の形態４に係る絶縁フィルムを装着した分割鉄心に、鉄心端部絶縁部材を装着する工程を示す斜視図である。
【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に係る回転電機の固定子および、回転電機の固定子の製造方法を、図を用いて説明する。
図１は、回転電機の固定子１００の斜視図である。
固定子１００は、鉄心１０と鉄心１０のスロットに収納されたコイル３とからなる。
図２は、鉄心１０を構成する分割鉄心１２の平面図である。
【００１１】
この明細書中で、特に断り無く「軸方向」、「周方向」、「径方向」、「内周側」、「外周側」、「内周面」、「外周面」、と言うときは、それぞれ、固定子１００の「軸方向」、「周方向」、「径方向」、「内周側」、「外周側」、「内周面」、「外周面」を言うものとする。また、この明細書で、特に断り無く「上」、「下」と言うときは、基準となる場所において、軸方向に垂直な面を想定し、その面を境界として固定子の中心点が含まれる側を「下」、その反対を「上」とする。また、高さの高低を比較する場合は、固定子の中心からの距離が長い方を「高い」とする。
【００１２】
分割鉄心１２は、外周が円弧状のヨーク部１２ａと、ヨーク部１２ａの中央から内側に突出した磁極ティース部１２ｂと、磁極ティース部１２ｂの先端から周方向に突出したシュー部１２ｃとからなる。また、ヨーク部１２ａの外周面の中央には、軸方向に伸びる係止溝１２ｄを備える。係止溝１２ｄは、後述するコイル巻装工程において、分割鉄心１２を把持するために使用する。鉄心１０は、複数の分割鉄心１２を円環状に組み合わせたものである。鉄心１０において、隣接する磁極ティース部１２ｂの間には、図２の斜線部にて示すスロットＳがそれぞれ形成される。
【００１３】
図３（ａ）は、分割鉄心１２、鉄心端部絶縁部材４ａ、４ｂ、絶縁フィルム５の組み立て工程を示す図である。
図３（ｂ）は、分割鉄心１２、鉄心端部絶縁部材４ａ、４ｂ、絶縁フィルム５を組み立てた絶縁済分割鉄心１３の斜視図である。
図３（ｃ）は、図３（ｂ）の状態から絶縁フィルム５を開いた状態の斜視図である。
【００１４】
鉄心端部絶縁部材４ａ、４ｂは、同形状の樹脂成形品である。この明細書中で、鉄心端部絶縁部材の一方についてのみ言及している場合であっても、特に言及しない限り、２つの鉄心端部絶縁部材は同じである。鉄心端部絶縁部材４ａ、４ｂは、分割鉄心１２の磁極ティース部１２ｂの軸方向の端面１２ｂ１とコイル３との間を絶縁する絶縁機能と、コイル３の整列に寄与する巻枠機能と、絶縁フィルム５を固定する、絶縁フィルム固定機能とを有する。
【００１５】
絶縁フィルム５は、ヨーク部１２ａの内周面１２ａ２と、磁極ティース部１２ｂの周方向の側面１２ｂ２と、シュー部１２ｃの外周面１２ｃ２に沿うように配設される。そして、絶縁フィルム５は、ヨーク部１２ａの内周面１２ａ２と、磁極ティース部１２ｂの周方向の側面１２ｂ２と、シュー部１２ｃの外周面１２ｃ２と、コイル３との間を絶縁する樹脂フィルムである。絶縁フィルム５は、図３（ｃ）に示すように、周方向に開閉できる。また、絶縁フィルム５の軸方向の長さは、分割鉄心１２の軸方向の長さよりも長く形成されている。
【００１６】
図４（ａ）は、鉄心端部絶縁部材４ａを斜め上方から見た斜視図である。
図４（ｂ）は、鉄心端部絶縁部材４ａを斜め下方から見た斜視図である。
次に、鉄心端部絶縁部材４ａについて、上述の絶縁機能と、巻枠機能と、絶縁フィルム固定機能とを提供する部分をそれぞれ説明する。
【００１７】
端面絶縁部４ａ１は、磁極ティース部１２ｂの軸方向の端面１２ｂ１を覆って、磁極ティース部１２ｂとコイル３との絶縁を確保する上述の絶縁機能を発揮する。特許文献１に記載の絶縁部材は、分割鉄心の軸方向の端面のみならず、上記端面に続く、磁極ティース部１２ｂの周方向側面の一部をも覆っていた。一方、本実施の形態に係る端面絶縁部４ａ１は、磁極ティース部１２ｂの軸方向の端面１２ｂ１のみを覆うように形成されている。すなわち、端面絶縁部４ａ１の周方向の幅と、磁極ティース部１２ｂの周方向の幅とは同じである。
【００１８】
端面絶縁部４ａ１の内周側の端部には、周方向に両側に張り出し、かつ軸方向上方に伸びる内鍔４ａｕを備える。また、端面絶縁部４ａ１の外周側の端部には、ヨーク部１２ａの軸方向端面を覆うように周方向の両側に張り出し、軸方向上方に伸びる外鍔４ａｓを備える。内鍔４ａｕと、外鍔４ａｓと、端面絶縁部４ａ１とでコイル３を巻装する巻枠の一端を構成し、上述の巻枠機能を発揮する。
【００１９】
また、鉄心端部絶縁部材４ａは、内鍔４ａｕから磁極ティース部１２ｂを挟んで軸方向下方にそれぞれ突出し、シュー部１２ｃの外周面１２ｃ２の上端に嵌合する嵌合突起部４ａ２、４ａ３（第一嵌合突起部）を備える。同様に、鉄心端部絶縁部材４ａは、外鍔４ａｓから磁極ティース部１２ｂを挟んで軸方向下方にそれぞれ突出し、ヨーク部１２ａの内周面１２ａ２の上端に嵌合する嵌合突起部４ａ４、４ａ５（第二嵌合突起部）を備える。なお、図４（ｂ）に示すように、鉄心端部絶縁部材４ａの端面絶縁部４ａ１と嵌合突起部４ａ２〜４ａ５との間には、絶縁フィルム５を差し込めるだけの隙間ｓ２〜ｓ５が形成されている。また、嵌合突起部４ａ５、４ａ４の根元部の外周側に、嵌合突起部４ａ５、４ａ４に沿って絶縁フィルム５を差し込めるだけの横溝ｙ５が周方向に設けられている。
【００２０】
嵌合突起部４ａ２、４ａ３とシュー部１２ｃとの間及び、嵌合突起部４ａ４、４ａ５とヨーク部１２ａとの間に絶縁フィルム５の軸方向の両端部が挟み込まれて保持される。これにより、鉄心端部絶縁部材４ａは、分割鉄心１２の軸方向端部に固定されると同時に、絶縁フィルム５をスロットＳ内に保持する上述の絶縁フィルム固定機能を発揮する。
【００２１】
先行技術の絶縁端板は、絶縁端板と分割鉄心との嵌合部がヨーク部内周側側面からシュー部の外周側側面まで繋がった形状であり、絶縁端板と分割鉄心とは磁極ティース部側面端部において重なっていた。一方、本実施の形態に係る鉄心端部絶縁部材４ａの端面絶縁部４ａ１は、磁極ティース部１２ｂの周方向の側面１２ｂ２において重ならず、鉄心端部絶縁部材４ａの側面４ａ１１は、磁極ティース部１２ｂの側面１２ｂ２と面一となり段差が存在しない。そして、絶縁フィルム５の軸方向端部は、先述の隙間ｓ２〜ｓ５、横溝ｙ５等に挿入される。したがって、絶縁フィルム５は、分割鉄心１２の磁極ティース部１２ｂの周方向の側面１２ｂ２を完全に絶縁できる。
【００２２】
続いて、固定子１００の製造方法を説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、周方向に開放可能な絶縁フィルム５を、ヨーク部１２ａの内周面１２ａ２と磁極ティース部１２ｂの周方向の側面１２ｂ２とシュー部１２ｃの外周面１２ｃ２とに沿うように挿入する。
【００２３】
絶縁フィルム５は、スロットＳの内面形状（実際にはその半分）に沿うように予め折り目Ｐを付けたものを用いる。折り目Ｐは、ヨーク部１２ａの内周側、周方向端部に沿う部分と、磁極ティース部１２ｂの根元部に沿う部分と、シュー部１２ｃの外周側の根元部及び周方向端部に沿う部分とに、軸方向に延在するように設けられている。
【００２４】
絶縁フィルム５を分割鉄心１２に取り付ける際は、全ての折り目Ｐを折った状態で組立てる。これにより、絶縁フィルム５が分割鉄心１２の形状に沿うことから、後の鉄心端部絶縁部材４ａ、４ｂの取り付け工程が容易となる。
【００２５】
次に、図３（ｂ）に示すように、分割鉄心１２の軸方向両側から鉄心端部絶縁部材４ａ、４ｂを分割鉄心１２に嵌合して絶縁済分割鉄心１３を得る。このとき絶縁フィルム５は、軸方向の両端部が、鉄心端部絶縁部材４ａ、４ｂの嵌合突起部４ａ２〜４ａ５、４ｂ２〜４ｂ５と分割鉄心１２との間に挟まれて固定される。また、嵌合突起部４ａ２〜４ａ５、４ｂ２〜４ｂ５は、丁度それぞれの折れ目の間に収まる。
【００２６】
これにより、コイル３の巻装前に絶縁フィルム５の一部を再展開する際に、絶縁フィルム５がスロットＳ内で変形し、これに起因してコイル巻装時にワイヤの配置が乱れることを防止できる。
【００２７】
図５は、図３（ｃ）の状態にある絶縁済分割鉄心１３にコイル３を巻装するコイル巻装工程を示す斜視図である。
まず、図示しない巻線装置によって分割鉄心１２の外周面に軸方向に設けた係止溝１２ｄを把持する。そして、絶縁フィルム５の開閉部５１ａ、５２ａ、５１ｂ、５２ｂを周方向に、折り目Ｐに沿って開く。
【００２８】
次に、絶縁済分割鉄心１３を図５の矢印方向に回転させ、ノズル９からワイヤ８を繰り出しながら絶縁済分割鉄心１３にコイル３を巻装する。絶縁済分割鉄心１３側を固定して、ノズル９を回転させてもよい。コイル３の巻装を終えたら、絶縁フィルム５の開閉部５１ａ、５２ａ、５１ｂ、５２ｂを径方向に、折り目Ｐに沿って閉じ分割固定子１４を得る。次に、複数個の分割固定子１４を環状に組み合わせ、隣接する分割固定子１４同士を溶接や樹脂成形、あるいはアルミフレームに焼嵌めすることにより固定して固定子１００を得る。
【００２９】
図６（ａ）は、分割固定子１４の断面図である。
図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、磁極ティース部１２ｂと、鉄心端部絶縁部材４ａの端面絶縁部４ａ１と、絶縁フィルム５の内、磁極ティース部１２ｂに沿う部分とを示している。
図６（ｃ）は、先行技術の絶縁端板４Ｘ１を仮に本実施の形態にかかる分割固定子に用いると想定した場合の分割固定子１４ｂの断面図である。
図６（ｄ）は、図６（ｃ）のＢ−Ｂ線における断面図である。なお、図６（ｄ）は、図６（ｂ）と同様の表示対象物を示している。
【００３０】
図６（ａ）と図６（ｃ）とを比較すると分かるように、本実施の形態では、磁極ティース部１２ｂの周方向の側面１２ｂ２における絶縁部材が絶縁フィルム５のみとなるためスロット領域を拡大することができ、先行技術を適用した場合に比べてコイル３のターン数を増加させることができる。
【００３１】
この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子１００および、回転電機の固定子１００の製造方法によれば、分割鉄心１２の磁極ティース部１２ｂの軸方向端部における周方向の側面１２ｂ２の絶縁は、絶縁フィルム５のみとすることができるのでスロット領域を拡大できると同時に鉄心とコイルの絶縁を確実に確保できる。これにより、コイルの巻数を増加させることができ、固定子１００を使用する回転電機の小型・高出力化を図ることができる。
【００３２】
また、絶縁フィルム５の軸方向の長さは、分割鉄心１２の軸方向の長さよりも長い。したがって、絶縁済分割鉄心１３においては、磁極ティース部１２ｂの周方向の側面１２ｂ２に沿わせた絶縁フィルム５が、鉄心端部絶縁部材４ａ、４ｂの端面絶縁部４ａ１、４ｂ１の周方向の側面４ａ１１上に重なるように配置される。これにより、分割鉄心１２とコイル３の絶縁を完全に確保できる。
【００３３】
なお、上述の説明では端面絶縁部４ａ１の周方向の幅と磁極ティース部の周方向の幅を同じ長さに形成する例を説明したが、絶縁フィルム５の長さの余裕に合わせて、端面絶縁部４ａ１の周方向の幅を磁極ティース部１２ｂの周方向の幅より小さく形成しても良い。
【００３４】
実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２に係る回転電機の固定子および、回転電機の固定子の製造方法を、図を用いて実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図７は、この発明の実施の形態２に係る鉄心を構成する分割鉄心２１２の平面図である。
図８（ａ）は、鉄心端部絶縁部材２０４ａを斜め上方から見た斜視図である。
図８（ｂ）は、鉄心端部絶縁部材２０４ａを斜め下方から見た斜視図である。
図９（ａ）は、分割固定子２１４の断面図である。
図９（ｂ）は、図９（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図であり、磁極ティース部１２ｂと、鉄心端部絶縁部材２０４ａの端面絶縁部２０４ａ１と、絶縁フィルム５の内、磁極ティース部２１２ｂに沿う部分とを示している。
実施の形態１と異なり、分割鉄心２１２のヨーク部２１２ａの内周面２１２ａ２は、軸方向に垂直な断面が外周面と同等の曲率の円弧形状としている。そして、スロット２０Ｓの拡大した空間に合わせて、鉄心端部絶縁部材２０４ａの嵌合突起部２０４ａ４、２０４ａ５の径方向の厚さＸを、実施の形態１の嵌合突起部４ａ４、４ａ５（図４参照）の径方向の厚さよりも厚く、それぞれの外周面がヨーク部１２ａの内周面に沿うように形成して剛性を増している。
【００３５】
これにより、嵌合突起部２０４ａ４、２０４ａ５が絶縁フィルム５を押圧する力が増し、コイル３の巻装時に絶縁フィルム５を過剰に展開しても嵌合突起部２０４ａ４、２０４ａ５は変形しない。また、鉄心端部絶縁部材２０４ａの剛性が増すことにより、絶縁済分割鉄心の組立性を向上できる。さらに、コイル３の巻線前後の絶縁済分割鉄心、分割固定子の取り扱いが容易となる。
【００３６】
また、鉄心端部絶縁部材２０４ａを製造する際に樹脂の流動性を向上でき、鉄心端部絶縁部材２０４ａの成形性を向上できる。なお、固定子の製造方法は実施の形態１と同様である。
【００３７】
実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３に係る回転電機の固定子および、回転電機の固定子の製造方法を、図を用いて実施の形態２と異なる部分を中心に説明する。
図１０は、鉄心端部絶縁部材３０４ａを斜め上方から見た斜視図である。
本実施の形態に係る固定子の鉄心端部絶縁部材３０４ａ以外の構成は、実施の形態２と同様である。
【００３８】
図１０に示すように鉄心端部絶縁部材３０４ａの外鍔３０４ａｓの根元部の磁極ティース部２１２ｂとヨーク部２１２ａの接続部の延長線上の一方側に、軸方向にワイヤ導入溝Ｍが形成されている点が異なる。
【００３９】
このワイヤ導入溝Ｍは、コイル巻装工程におけるコイル３の巻き始めの導入ワイヤが配置される箇所であり、ヨーク部２１２ａと磁極ティース部２１２ｂの接続部付近（磁極ティース部２１２ｂの根元部）に巻回されるワイヤと、導入ワイヤの干渉を避けるためのものである。ワイヤ導入溝Ｍを設けることによりコイル３の整列性を向上させてコイル３のターン数を増すことができる。
【００４０】
実施の形態１に係る鉄心端部絶縁部材４ａ、４ｂに同様のワイヤ導入溝Ｍを形成すると、ヨーク部１２ａの内周面１２ａ２が周方向に平面状であるために、分割鉄心１２と導入ワイヤとが干渉する。しかし、本実施の形態３に係る分割鉄心２１２のヨーク部２１２ａの形状および鉄心端部絶縁部材３０４ａの組み合わせであれば、前記干渉を回避することができる。なお、ワイヤ導入溝Ｍは、コイル３用のワイヤの巻始め端部の導入用なので、分割鉄心１２の反対側に装着する鉄心端部絶縁部材に形成する必要はない。
【００４１】
実施の形態４．
以下、この発明の実施の形態４に係る回転電機の固定子および、回転電機の固定子の製造方法を、図を用いて実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図１１は、鉄心端部絶縁部材４０４ａを斜め上方から見た斜視図である。
図１２（ａ）は、鉄心端部絶縁部材４０４ａを固定子の内側から見た図である。
図１２（ｂ）は、鉄心端部絶縁部材４０４ａを固定子の周方向から見た図である。
図１３は、絶縁フィルム５を装着した分割鉄心１２に、鉄心端部絶縁部材４０４ａを装着する工程を示す斜視図である。
【００４２】
本実施の形態に係る鉄心端部絶縁部材４０４ａの嵌合突起部４０４ａ２、４０４ａ３、４０４ａ４、４０４ａ５は、それぞれの先端形状に特徴がある。
図１１、図１２（ａ）、（ｂ）に示すようにヨーク部１２ａ側の嵌合突起部４０４ａ４、４０４ａ５の軸方向の長さは、シュー部１２ｃ側の嵌合突起部４０４ａ２、４０４ａ３の軸方向の長さよりも長い。
【００４３】
実施の形態１では、図３に示すように、鉄心端部絶縁部材４ａと、絶縁フィルム５を挿入した分割鉄心１２と、鉄心端部絶縁部材４ｂとを真っ直ぐに一直線上に並べて、それぞれを分割鉄心の軸方向と平行に移動させて、絶縁済分割鉄心１３を組み立てていた。その場合、柔軟物である絶縁フィルム５と、樹脂成形品である鉄心端部絶縁部材４ａ、４ｂの嵌合突起部４ａ２〜４ａ５、４ｂ２〜４ｂ５とが干渉して、組み立てが困難な場合がある。
【００４４】
そこで、内側の嵌合突起部４０４ａ２、４０４ａ３と外側の嵌合突起部４０４ａ４、４０４ａ５との軸方向の長さを変更し、図１３に示すように、予め長い方の嵌合突起部４０４ａ４、４０４ａ５をヨーク部１２ａの内周側に差し込んだ後に、嵌合突起部４０４ａ４、４０４ａ５の先端を支点にして、鉄心端部絶縁部材４０４ａを回転させながらシュー部１２ｃ側の嵌合突起部４０４ａ２、４０４ａ３を嵌合させることで、絶縁済分割鉄心４１３の組み立てが容易となる。
【００４５】
さらに、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、嵌合突起部４０４ａ２〜４０４ａ５の先端の絶縁フィルム５と接する側にテーパ加工部Ｔ２〜Ｔ５を設けることで、より組み立ての容易化を図ることができる。なお、本実施の形態では、外側の嵌合突起部４０４ａ４、４０４ａ５を長くしたが、逆でも良い。また、テーパ加工は、内側の嵌合突起部４０４ａ２、４０４ａ３だけに施しても良いし、実施の形態１〜３においては内側の嵌合突起部又は外側の嵌合突起部だけに施しても良い。
【００４６】
この発明の実施の形態４に係る回転電機の固定子および、回転電機の固定子の製造方法によれば、鉄心端部絶縁部材４０４ａと絶縁フィルム５と分割鉄心１２とを組み立てる際に、絶縁フィルム５を損傷することなく鉄心端部絶縁部材４０４ａを装着できる。また、固定子の製造には汎用的な設備や治工具を用いることができるので、回転電機の固定子の製造コストを抑制できる。
【００４７】
なお、本発明は、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。
【国際調査報告】
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