(57)【要約】【課題】各コイルエンド部の同相間、異相間、及び渡り線とコイルエンド部との間を絶縁する相間絶縁紙を備えた回転電機の固定子を提供する。【解決手段】回転電機の固定子１は、固定子鉄心２と、固定子鉄心２に夫々隔極接続で巻装された三相のコイル３，４，５と、これらの各相のコイル３，４，５の固定子鉄心２の端面２ａから突出するコイルエンド部３ａｅ，３ｂｅ，４ａｅ，４ｂｅ，５ａｅ，５ｂｅに設けられた異相間絶縁紙８Ａと同相間絶縁紙８Ｂとを具備している。異相間絶縁紙８Ａは、異相のコイルエンド部３ａｅ，３ｂｅと４ａｅ，４ｂｅとの間、４ａｅ，４ｂｅと５ａｅ，５ｂｅとの間に配置され、同相間絶縁紙８Ｂは、極コイル３ａ，４ａ，５ａのコイルエンド部３ａｅ，４ａｅ，５ａｅの内周側から、これと対応して隣合う極コイル３ｂ，４ｂ，５ｂのコイルエンド部３ｂｅ，４ｂｅ，５ｂｅの外周側に渡って配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子鉄心と、
この固定子鉄心に巻装された複数相のコイルと、
これらの各相のコイルの前記固定子鉄心の端面から突出するコイルエンド部に設けられた相間絶縁紙とを具備し、
前記相間絶縁紙は、一のコイルエンド部の内周側及び外周側の一方側からこれと隣合う同相のコイルエンド部の内周側及び外周側の他方側に渡るとともに、同相の極コイル同士を接続する渡り線のうちの異相のコイルエンド部間に位置する渡り線を挟持するように配置されていることを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項２】
固定子鉄心と、
この固定子鉄心に巻装された三相のコイルと、
これらの各相のコイルの前記固定子鉄心の端面から突出するコイルエンド部に設けられた相間絶縁紙とを具備し、
前記三相のコイルは、隔極接続され、
前記相間絶縁紙は、一のコイルエンド部の内周側及び外周側の一方側からこれと隣合う同相のコイルエンド部の内周側及び外周側の他方側に渡って配置された同相間絶縁紙と、
異相のコイルエンド部間に配置された異相間絶縁紙とを有することを特徴とする回転電機の固定子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定子鉄心の端面より突出するコイルエンド部に相間絶縁紙が配設された回転電機の固定子に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、回転電機、例えば三相電動機の固定子において、固定子鉄心の端面より突出する異相のコイルエンド部間には、コイルエンド部間の絶縁のために、例えば、異相間絶縁紙（相間絶縁紙）が挿入されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−２９８５３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
電気自動車やハイブリット車などの車両用モータように使用電圧が高い場合には、同相のコイルエンド部間、及び同相の極コイル同士を接続する渡り線とコイルエンド部との間にも絶縁を行う必要がある。しかしながら、上記の異相間絶縁紙は、異相のコイルエンド部間の絶縁を目的としており、同相のコイルエンド部間の絶縁を行う機能、及び渡り線とコイルエンド部との間の絶縁を行う機能を有していない。
【０００４】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、各コイルエンド部の同相間、異相間、及び渡り線とコイルエンド部との間を絶縁する相間絶縁紙を備えた回転電機の固定子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１の回転電機の固定子は、固定子鉄心と、この固定子鉄心に巻装された複数相のコイルと、これらの各相のコイルの前記固定子鉄心の端面から突出するコイルエンド部に設けられた相間絶縁紙とを具備し、前記相間絶縁紙は、一のコイルエンド部の内周側及び外周側の一方側からこれと隣合う同相のコイルエンド部の内周側及び外周側の他方側に渡るとともに、同相の極コイル同士を接続する渡り線のうちの異相のコイルエンド部間に位置する渡り線を挟持するように配置されていることを特徴としている。
【０００６】
本発明の請求項２の回転電機の固定子は、固定子鉄心と、この固定子鉄心に巻装された三相のコイルと、これらの各相のコイルの前記固定子鉄心の端面から突出するコイルエンド部に設けられた相間絶縁紙とを具備し、前記三相のコイルは、隔極接続され、前記相間絶縁紙は、一のコイルエンド部の内周側及び外周側の一方側からこれと隣合う同相のコイルエンド部の内周側及び外周側の他方側に渡って配置された同相間絶縁紙と、異相のコイルエンド部間に配置された異相間絶縁紙とを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の請求項１の回転電機の固定子によれば、相間絶縁紙を、一のコイルエンド部の内周側及び外周側の一方側からこれと隣合う同相のコイルエンド部の内周側及び外周側の他方側に渡るとともに、異相のコイルエンド部間に位置する渡り線を挟持するように配置させたので、同相のコイルエンド部間、及び渡り線とコイルエンド部との間を絶縁することができるとともに、相間絶縁紙が異相のコイルエンド部間に配置されることにより、異相のコイルエンド部間を絶縁することができる。
【０００８】
本発明の請求項２の回転電機の固定子によれば、隔極接続された三相のコイルにおいて、同相間絶縁紙を、一のコイルエンド部の内周側及び外周側の一方側からこれと隣合う同相のコイルエンド部の内周側及び外周側の他方側に渡って配置させ、異相間絶縁紙を、異相のコイルエンド部間に配置させたので、同相及び異相のコイルエンド部間を絶縁することができるとともに、同相間絶縁紙と異相間絶縁紙により異相のコイルエンド部間に位置する渡り線を挟持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図２は、回転電機、例えば電動機の固定子の概略構成を示している。固定子１は、固定子鉄心２に、複数相、例えば三相コイルたるＵ相コイル３、Ｖ相コイル４、Ｗ相コイル５が巻装された構成である。固定子鉄心２は、複数枚の鋼板が積層されて一体的に結着されて形成された円環形状をなしている。尚、本実施形態においては、電動機は内転型であるので、固定子鉄心２の中心方向側が内周側である。
【００１０】
固定子鉄心２には、各相のコイル３，４，５を配設させるためのスロット６が４８箇所に形成されている。各スロット６の内部にはスロット絶縁紙７（図４のみに示す）が夫々配置されており、固定子鉄心２とスロット６内に配設される各相のコイル３，４，５との絶縁を行っている。
【００１１】
Ｕ相コイル３は、固定子鉄心２のスロット６内の最外周側に配設され、図１及び図２に示すように、一の同極をなす奇数番の４個の極コイル３ａと、極コイル３ａに対して異極をなす偶数番の４個の極コイル３ｂと、極コイル３ａ同士を電気的に接続する渡り線３ｃと、極コイル３ｂ同士を電気的に接続する渡り線３ｄとから構成されている。各極コイル３ａ，３ｂは周方向に交互に等間隔に配置され、各渡り線３ｃは、各極コイル３ｂの固定子鉄心２の端面２ａより突出するコイルエンド部３ｂｅの外周側に配置され、各渡り線３ｄは、各極コイル３ａのコイルエンド部３ａｅの内周側に配置されている。
【００１２】
Ｖ相コイル４は、Ｕ相コイル３の内周側に配設されており、Ｕ相コイル３と同じ構成をなしている。即ち、Ｖ相コイル４は、一の同極をなす奇数番の４個の極コイル４ａと、極コイル４ａに対して異極をなす偶数番の４個の極コイル４ｂと、極コイル４ａ同士を電気的に接続する渡り線４ｃと、極コイル４ｂ同士を電気的に接続する渡り線４ｄとから構成されている。各極コイル４ａ，４ｂは周方向に交互に等間隔に配置され、各渡り線４ｃは、各極コイル４ｂのコイルエンド部４ｂｅの外周側に配置され、各渡り線４ｄは、各極コイル４ａのコイルエンド部４ａｅの内周側に配置されている。
【００１３】
Ｗ相コイル５は、Ｖ相コイル４の内周側に配設されており、Ｕ相コイル３と同じ構成をなしている。即ち、Ｗ相コイル５は、一の同極をなす奇数番の４個の極コイル５ａと、極コイル５ａに対して異極をなす偶数番の４個の極コイル５ｂと、極コイル５ａ同士を電気的に接続する渡り線５ｃと、極コイル５ｂ同士を電気的に接続する渡り線５ｄとから構成されている。各極コイル５ａ，５ｂは周方向に交互に等間隔に配置され、各渡り線５ｃは、各極コイル５ｂのコイルエンド部５ｂｅの外周側に配置され、各渡り線５ｄは、各極コイル５ａのコイルエンド部５ａｅの内周側に配置されている。
【００１４】
図５は、各相のコイル３，４，５の等価回路を示している。各極コイル３，４，５は、一つ置きに同極のものを直列に接続する「隔極接続」されるようになっている。即ち、Ｕ相コイル３の内の４個の極コイル３ａ同士は渡り線３ｃにより直列に接続され、４個の極コイル３ｂ同士は渡り線３ｄにより直列に接続されている。Ｖ相コイル４の４個の極コイル４ａ，４ｂ及びＷ相コイル５の４個の極コイル５ａ，５ｂ同士も同様に直列に接続されている。そして、極コイル３ａ，４ａ及び５ａ群はスター結線され、極コイル３ｂ，４ｂ及び５ｂ群はスター結線され、これらは三相の電源端子の間に並列に接続されている。
【００１５】
さて、相間絶縁紙８は、図３に示すように、略矩形状に形成された一対の本体８ａ，８ａと、この一対の本体８ａ，８ａを繋ぐ連結条部、例えば絶縁材料からなる２本の連結帯８ｂ，８ｂとから構成されている。そして、この相間絶縁紙８が、以下に述べるように、異相間絶縁紙８Ａ及び同相間絶縁紙８Ｂとして用いられる。
【００１６】
Ｕ相コイル３の極コイル３ａ，３ｂにおけるコイルエンド部３ａｅ，３ｂｅとＶ相コイル４の極コイル４ａ，４ｂにおけるコイルエンド部４ａｅ，４ｂｅとの異相間、及びＶ相コイル４のコイルエンド部４ａｅ，４ｂｅとＷ相コイル５の極コイル５ａ，５ｂにおけるコイルエンド部５ａｅ，５ｂｅとの異相間には、図１に示すように、異相間絶縁紙８Ａ，８Ａが夫々配置されている。
【００１７】
又、各極コイル３ａ，４ａ，５ａの各コイルエンド部３ａｅ，４ａｅ，５ａｅの内周側から、これらに対応して周方向に隣合う同相の各極コイル３ｂ，４ｂ，５ｂのコイルエンド部３ｂｅ，４ｂｅ，５ｂｅの外周側に渡り、同相間絶縁紙８Ｂ，８Ｂ，８Ｂが夫々配置されている。さらに、これら同相間絶縁紙８Ｂ，８Ｂ，８Ｂは、各極コイル３ｂ，４ｂ，５ｂの各コイルエンド部３ｂｅ，４ｂｅ，５ｂｅの外周側から、これらに対応して周方向に隣合う同相の各極コイル３ａ，４ａ，５ａのコイルエンド部３ａｅ，４ａｅ，５ａｅの内周側に渡って、連続に配置されている。尚、図示はしないが、これら同相間絶縁紙８Ｂ，８Ｂ，８Ｂは、各コイルエンド部３ａｅ，４ａｅ，５ａｅ及び３ｂｅ，４ｂｅ，５ｂｅの内周側と外周側とを繰り返し渡って固定子鉄心２の全周に配置されている。
【００１８】
上記構成により、同相のコイルエンド部３ａｅと３ｂｅ、４ａｅと４ｂｅ、５ａｅと５ｂｅの周方向の端面間に同相間絶縁紙８Ｂが介在され、異相のコイルエンド部３ａｅ，３ｂｅと４ａｅ，４ｂｅとの間、４ａｅ，４ｂｅと５ａｅ，５ｂｅとの間に異相間絶縁紙８Ａが介在された状態となる。さらに、渡り線３ｄ，４ｃ，４ｄ，５ｃが径方向に隣合う異相間絶縁紙８Ａと同相間絶縁紙８Ｂで挟持された状態となる。
【００１９】
図４は、固定子１において図１中のＡ−Ａ線に沿って切断した断面を示している。この部分の断面において、固定子鉄心２の一方の最外周側（図４中の右上側）には、渡り線３ｃが配置され、その内側に同相間絶縁紙８Ｂの一対の本体８ａ，８ａの内の片方の本体８ａが渡り線３ｃと極コイル３ｂのコイルエンド部３ｂｅとの間に配置されている。同相間絶縁紙８Ｂのもう一方の本体８ａは、固定子鉄心２を介して対応する他方の極コイル３ｂのコイルエンド部３ｂｅの外周側（図４中の左上側）に配置されている。
【００２０】
極コイル３ｂのコイルエンド部３ｂｅと極コイル４ａとコイルエンド部４ａｅとの間には、異相間絶縁紙８Ａの一対の本体８ａ，８ａのうちの片方の本体８ａが配置され、もう片方の本体８ａが固定子鉄心２を介して対応する他方の極コイル３ｂのコイルエンド部３ｂｅと極コイル４ａのコイルエンド部４ａｅとの間に配置されている。
【００２１】
極コイル４ａのコイルエンド部４ａｅと極コイル５ａのコイルエンド部５ａｅとの一方の間（図４中の右側）には、渡り線４ｄが配置され、渡り線４ｄの外周側に同相間絶縁紙８Ｂの本体８ａが配置され、渡り線４ｄの内周側に異相間絶縁紙８Ａの本体８ａが配置されている。これにより、渡り線４ｄは、異相間絶縁紙８Ａ（相間絶縁紙８の本体８ａ）と同相間絶縁紙８Ｂ（相間絶縁紙８の本体８ａ）とにより挟持される。
【００２２】
固定子鉄心２の一方の最内周側（図４中の右下側）には渡り線５ｄが配設され、渡り線５ｄと極コイル５ａのコイルエンド部５ａｅとの間には、同相間絶縁紙８Ｂの本体８ａが配置されている。このとき、異相間絶縁紙８Ａの連結帯８ｂ，８ｂ及び同相間絶縁紙８Ｂの連結帯８ｂ，８ｂは、固定子鉄心２の適宜のスロット６内に配置される。
【００２３】
次に、上記構成の固定子１の作用及び効果について説明する。
まず、固定子鉄心２のスロット６の内部にスロット絶縁紙７を収納し、さらに、スロット絶縁紙７内に三相コイル３，４，５を、そのコイルエンド部３ａｅ，３ｂｅ，４ａｅ，４ｂｅ，５ａｅ，５ｂｅの間に異相間絶縁紙８Ａ及び同相間絶縁紙８Ｂを介在させて収納する。
【００２４】
そして、図示はしないが、各コイルエンド部３ａｅ〜５ｂｅを固定子鉄心２の外周方向（図４中、上方向）に拡開し、端面２ａ側に押圧して整形を行う。これにより、例えば、図４の断面部分では、渡り線４ｄが、異相間絶縁紙８Ａと同相間絶縁紙８Ｂにより挟持された状態となる。又、渡り線３ｃと極コイル３ｂのコイルエンド部３ｂｅとの間に同相間絶縁紙８Ｂが介在され、渡り線５ｄと極コイル５ａのコイルエンド部５ａｅとの間に異相間絶縁紙８Ａが介在された状態となる。この状態で、各コイルエンド部３ａｅ〜５ｂｅと、異相間絶縁紙８Ａ，８Ａと、同相間絶縁紙８Ｂ，８Ｂ，８Ｂとを絶縁糸（図示せず）で緊縛し、ワニス（図示せず）を滴下することにより、コイルエンド部３ａｅ〜５ｂｅの固定が行われる。
【００２５】
このように、同相間絶縁紙８Ｂを、一のコイルエンド部の内周側の一方側（例えば極コイル３ａ，４ａ，５ａの各コイルエンド部３ａｅ，４ａｅ，５ａｅの内周側）から、これと対応して隣合う同相のコイルエンド部の外周側の他方側（例えば極コイル３ｂ，４ｂ，５ｂの各コイルエンド部３ｂｅ，４ｂｅ，５ｂｅの外周側）に渡って配置させ、異相間絶縁紙８Ａを、異相のコイルエンド部３ａｅ，３ｂｅと４ａｅ，４ｂｅとの間、４ａｅ，４ｂｅと５ａｅ，５ｂｅとの間に配置させることにより、同相のコイルエンド部３ａｅと３ｂｅ、４ａｅと４ｂｅ、５ａｅと５ｂｅとの間、及び異相のコイルエンド部３ａｅ，３ｂｅと４ａｅ，４ｂｅとの間、４ａｅ，４ｂｅと５ａｅ，５ｂｅとの間に相間絶縁紙８が介在した状態となり、これらを絶縁することができる。
【００２６】
異相間絶縁紙８Ａと同相間絶縁紙８Ｂにより、渡り線（例えば渡り線４ｄ）を挟持するように配置させることにより、各渡り線４ｄとこの渡り線４ｄと径方向に隣合うコイルエンド部４ａｅと５ａｅとの間を絶縁することができる。
渡り線３ｃと極コイル３ｂのコイルエンド部３ｂｅとの間に、同相間絶縁紙８Ｂを介在させ、渡り線５ｄと極コイル５ａのコイルエンド部５ａｅとの間に異相間絶縁紙８Ａを介在させることにより、渡り線３ｃ，５ｄとこれに対応する極コイル３ｂ，５ａのコイルエンド部３ｂｅ，５ａｅとの間を絶縁することができる。
【００２７】
ここで、本実施形態では、Ａ−Ａ断面線に沿う部分についての同相間絶縁紙の作用効果を説明したが、上記部分以外のコイルエンド部の同相間、異相間及び、渡り線とコイルエンド部間にも相間絶縁紙８が介在される構成であり、どの部位においても絶縁が可能となる。
【００２８】
尚、本発明は上記し且つ図面に示す実施形態に限定されず、次のような変形、拡張が可能である。
本実施形態では、すべての渡り線を固定子鉄心の一方側に設けて説明したが、一又は複数の渡り線、例えばＶ相の極コイル間を渡る渡り線を、固定子鉄心を介して対応する他方側に設ける構成としても良い。
相間絶縁紙の連結条部は、帯状以外の形状、例えば糸状でも良い。
固定子鉄心の全周に配置される相間絶縁紙は、１枚からなる形状でも、複数枚を重ね合わせる構成でも良い。
【００２９】
尚、本発明の回転電機の同相間絶縁紙は、三相コイルに適用して説明したが、三相コイル以外の多相コイルにも適用できる。この場合、相間絶縁紙を、一のコイルエンド部の内周側及び外周側の一方側からこれと隣合う同相のコイルエンド部の内周側及び外周側の他方側に渡るとともに、渡り線のうちの異相のコイルエンド部間に位置する渡り線を挟持するように配置させても良い。この配置にすることにより、同相のコイルエンド部間、及び渡り線とコイルエンド部との間を絶縁することができるとともに、相間絶縁紙が異相のコイルエンド部間に配置されることにより、異相のコイルエンド部間を絶縁することができる。
又、上記した構成部品の数や材料等についても、適宜変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態の固定子を概略的に示す部分拡大図
【図２】固定子の全体構成を概略的に示す側面図
【図３】相間絶縁紙の平面図
【図４】コイルエンド部の図１のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図
【図５】三相コイルの等価回路を示す図
【符号の説明】
【００３１】
図面中、１は固定子、２は固定子鉄心、２ａは端面、３，４，５はコイル、３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂは極コイル、３ａｅ，３ｂｅ，４ａｅ，４ｂｅ，５ａｅ，５ｂｅはコイルエンド部、３ｃ，３ｄ，４ｃ，４ｄ，５ｃ，５ｄは渡り線、８は相間絶縁紙、８Ａは異相間絶縁紙、８Ｂは同相間絶縁紙を示す。
【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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