(57)【要約】【課題】コストを抑えつつ、ティース鉄心、コアバック鉄心と固定子巻線間の高熱伝導性と絶縁性とを高めることができる固定子および固定子の製造方法を提供する。【解決手段】所定円周上に所定間隔をおいて配置された複数のティース鉄心１１と、隣合うティース鉄心１１、１１間の外周側に設けられたコアバック鉄心と、前記ティース鉄心１１、１１間にコ字状に折り曲げ成形された絶縁紙１４を配置し、前記ティース鉄心１１，１１間に複数本の固定子巻線を挿入する固定子の製造方法において、絶縁紙１４の折り曲げ部分２０には高熱伝導性放熱材３０を塗布せず、折り曲げ部分２０以外に高熱伝導性放熱材３０を塗布する。【選択図】    図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定円周上に所定間隔をおいて配置された複数のティース鉄心と、隣合うティース鉄心間の外周側に設けられたコアバック鉄心と、前記ティース鉄心間にコ字状に折り曲げ成形された絶縁紙を配置し、前記ティース鉄心間に複数本の固定子巻線を挿入する固定子において、絶縁紙の折り曲げ部分には高熱伝導性放熱材を塗布せず、折り曲げ部分以外に高熱伝導性放熱材を塗布することを特徴とする固定子。
【請求項２】
所定円周上に所定間隔をおいて配置された複数のティース鉄心と、隣合うティース鉄心間の外周側に設けられたコアバック鉄心と、前記ティース鉄心間にコ字状に折り曲げ成形された絶縁紙を配置し、前記ティース鉄心間に複数本の固定子巻線を挿入する固定子において、絶縁紙の折り曲げ部分には高熱伝導性放熱材を薄く塗布し、折り曲げ部分以外に高熱伝導性放熱材を厚く塗布することを特徴とする固定子。
【請求項３】
前記高熱伝導性放熱材は前記固定子巻線に接触する側の絶縁紙の面に塗布されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の固定子。
【請求項４】
前記高熱伝導性放熱材は前記ティース鉄心に接触する側の絶縁紙の面にも塗布されることを特徴とする請求項３に記載の固定子。
【請求項５】
前記高熱伝導性放熱材は絶縁性を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の固定子。
【請求項６】
所定円周上に所定間隔をおいて配置された複数のティース鉄心と、隣合うティース鉄心間の外周側に設けられたコアバック鉄心と、ティース鉄心間にコ字状に折り曲げ成形された絶縁紙を配置した後に、絶縁紙の内側に高熱伝導性放熱材を塗布し、その後で前記巻線を挿入しコアバック鉄心を外周から挿入することを特徴とする固定子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機や発電機等の回転電機に使用される固定子および固定子の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電動機や発電機等の回転電機に使用される固定子として、略円環状に形成されるコアバック鉄心と、該コアバック鉄心に放射状に配置される複数のティース鉄心４とを有する固定子鉄心を備えたものがある。これらのティース鉄心の側面に固定子巻線を巻きつけて固定子が構成されるのである。
【０００３】
ところで、前記ティース鉄心やコアバック鉄心に余分な電流が流れることを防ぐために、これらの鉄心と固定子巻線との絶縁を確保しておくことが望ましい。そのため、これらの鉄心と固定子巻線との間に、絶縁シートを設けて両者の絶縁を確保する技術が提案されている（特許文献１、特許文献２）。
【０００４】
また、これらの文献には、絶縁シート（絶縁紙）に高熱伝導性を有するものを用いることで、ティース鉄心、コアバック鉄心と固定子巻線間での高熱伝導性を高める技術が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１２８４０２号公報
【特許文献２】
特開２００１−１２８４０４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の技術においては、高熱伝導性と絶縁性とを両立する特殊な絶縁材料が必要となるため、コストが高くなるという問題があった。これに対し、絶縁シートに高熱伝導性放熱材を塗布することでコストを抑えつつ高熱伝導性と絶縁性とを高めることが考えられるが、絶縁シートを折り曲げ成形する際に、塗布された放熱材が絶縁シートの折り曲げ部分から剥離して高熱伝導性の確保が困難になる虞がある。従って、放熱材の剥離を防止するために放熱材に十分な粘性を持たせる必要があり、その分コストが高くなるためコストの抑制が十分に図れないという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、コストを抑えつつ、ティース鉄心、コアバック鉄心と固定子巻線間の高熱伝導性と絶縁性とを高めることができる固定子および固定子の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載した発明は、所定円周上に所定間隔をおいて配置された複数のティース鉄心（例えば、実施の形態におけるティース鉄心１１）と、隣合うティース鉄心間の外周側に設けられたコアバック鉄心（例えば、実施の形態におけるコアバック鉄心１２）と、前記ティース鉄心間にコ字状に折り曲げ成形された絶縁紙（例えば、実施の形態における絶縁シート１４）を配置し、前記ティース鉄心間に複数本の固定子巻線（例えば、実施の形態における固定子巻線１３）を挿入する固定子（例えば、実施の形態における固定子１０）において、絶縁紙の折り曲げ部分（例えば、後述する実施の形態における折り曲げ部２０ａ〜２０ｅ）には高熱伝導性放熱材を塗布せず、折り曲げ部分以外に高熱伝導性放熱材（例えば、後述する実施の形態における高熱伝導性放熱材３０）を塗布することを特徴とする固定子である。
【０００９】
この発明によれば、絶縁紙の折り曲げ部分には高熱伝導性放熱材を塗布しないため、絶縁紙を折り曲げ成形する際に該放熱材が折り曲げ部分から剥離することを防止でき、また、折り曲げ部分以外に高熱伝導性放熱材を塗布することにより、塗布した部位の高熱伝導性を高めることができる。したがって、放熱材の粘性を高める処理を不要とすることができるため、コストを抑えつつ、ティース鉄心、コアバック鉄心と固定子巻線間の高熱伝導性と絶縁性とを高めることができる。
【００１０】
請求項２に記載した発明は、所定円周上に所定間隔をおいて配置された複数のティース鉄心と、隣合うティース鉄心間の外周側に設けられたコアバック鉄心と、前記ティース鉄心間にコ字状に折り曲げ成形された絶縁紙を配置し、前記ティース鉄心間に複数本の固定子巻線を挿入する固定子において、絶縁紙の折り曲げ部分には高熱伝導性放熱材を薄く塗布し、折り曲げ部分以外に高熱伝導性放熱材を厚く塗布することを特徴とする固定子である。
【００１１】
この発明によれば、絶縁紙の折り曲げ部分には高熱伝導性放熱材を薄く塗布するため、絶縁紙を折り曲げ成形する際に該放熱材が折り曲げ部分から剥離することを抑制しつつ高熱伝導性を高めることができ、また、折り曲げ部分以外に高熱伝導性放熱材を厚く塗布することにより塗布した部位の高熱伝導性を高めることができる。したがって、放熱材の粘性を高める処理を不要とすることができるため、コストを抑えつつ、ティース鉄心、コアバック鉄心と固定子巻線間の高熱伝導性と絶縁性とを高めることができる。
【００１２】
請求項３に記載した発明は、前記高熱伝導性放熱材は前記固定子巻線に接触する側の絶縁紙の面に塗布されることを特徴とする固定子である。
この発明によれば、前記絶縁紙の面に接触する前記固定子巻線からの熱を前記放熱材により放熱することができ、前記固定子巻線側の高熱伝導性を高めることができる。
【００１３】
請求項４に記載した発明は、前記高熱伝導性放熱材は前記ティース鉄心に接触する側の絶縁紙の面にも塗布されることを特徴とする固定子である。
この発明によれば、前記絶縁紙の面に接触する前記ティース鉄心からの熱を前記放熱材により放熱することができ、前記ティース鉄心側の高熱伝導性を高めることができる。
【００１４】
請求項５に記載した発明は、前記高熱伝導性放熱材は絶縁性を有することを特徴とする固定子である。
この発明によれば、前記放熱材を塗布された絶縁材の絶縁性をさらに高めることができ、ティース鉄心、コアバック鉄心と固定子巻線との絶縁をより確実にすることができる。
【００１５】
請求項６に記載した発明は、所定円周上に所定間隔をおいて配置された複数のティース鉄心と、隣合うティース鉄心間の外周側に設けられたコアバック鉄心と、ティース鉄心間にコ字状に折り曲げ成形された絶縁紙を配置した後に、絶縁紙の内側に高熱伝導性放熱材を塗布し、その後で前記巻線を挿入しコアバック鉄心を外周から挿入することを特徴とする固定子の製造方法である。
【００１６】
この発明によれば、折り曲げ成形された絶縁紙に前記放熱材を塗布することにより、折り曲げ部分での放熱材の剥離を防止することができる。したがって、放熱材の粘性を高める処理を不要とすることができるため、コストを抑えつつ、固定子巻線とティース鉄心、コアバック鉄心間の高熱伝導性と絶縁性とを高めることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態における固定子および固定子の製造方法を図面と共に説明する。
図１は本発明の実施の形態における固定子を示す平面図である。本実施の形態による固定子１０は、略円筒状に形成され、所定円周上に所定間隔をおいて放射状に配置された複数のティース鉄心１１と、隣合うティース鉄心１１、１１間に配置されたコアバック鉄心１２とを備えて構成されている。
【００１８】
ティース鉄心１１は、固定子１０の中心軸線（紙面に直交する方向）と平行な方向に所定の厚さを有しており、内周側の巻線部１５と、外周側の継鉄部１６とを備えて構成されている。
巻線部１５は周方向に所定幅を有するように形成され、この巻線部１５の内周側の端部には周方向の外側に向かい突出する係止部１７が設けられ、ティース鉄心１１、１１間に挿入される絶縁シート１４の内周側端面に当接可能とされている。
【００１９】
継鉄部１６は、周方向の幅が内周側から外周側に向かい大きくなるように形成され、例えばテーパ状の継鉄部側面を有している。すなわち、継鉄部１６側面間の距離は、内周側から外周側に向かい漸次大きくなるように設定されている。そして、所定円周上に所定間隔をおいて配置された隣合うティース鉄心１１、１１間で対向する継鉄部１６側面間の距離は、内周側から外周側に亘って所定の値となるように、あるいは、内周側から外周側に向かい若干小さくなるように設定されている。そして、前記ティース鉄心１１の外周面中央には、径方向外方に向けて突出した突出部２２が形成されている。また、前記ティース鉄心１１は、珪素鋼鈑等の方向性を有する電磁鋼鈑が積層されてなり、例えば磁化容易方向が固定子の径方向に設定されている。
【００２０】
一方、前記コアバック鉄心１２は、内周側から外周側に亘って所定の値、例えば隣合うティース鉄心１１、１１間で対向する継鉄部側面の距離と同等の値、あるいは、この距離より若干大きな値となるように形成されており、隣合うティース鉄心１１、１１間に挟み込まれるようにして固定される。コアバック鉄心１２の厚さは、例えばティース鉄心１１の厚さと同等に形成されている。前記コアバック鉄心１２は、珪素鋼鈑等の方向性を有する電磁鋼鈑が積層されてなる略直方体状に形成され、例えば磁化容易方向が固定子の周方向に設定されている。
【００２１】
また、前記ティース鉄心１１、１１間には、各ティース鉄心１１側面の巻線部１５に固定子巻線１３が巻き付けられている。前記固定子巻線１３は図示しない巻線機により巻装される。前記巻線機は、各周回毎に同じ相の固定子巻線１３が同じティース鉄心１１間に巻装されるように設定されている。例えば、３相モータの場合には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対応して、複数本の固定子巻線１３を同時に束ねた状態で供給するように構成され、それぞれの固定子巻線１３が各ティース鉄心１１に巻装される。なお、図１には図示都合上一部の固定子巻線１３のみを示している。
【００２２】
そして、前記ティース鉄心１１、コアバック鉄心１２と固定子巻線１３との間には、絶縁シート１４が介装されている。この絶縁シート１４について図２〜図６を用いて説明する。
絶縁シート１４は、図２に示した絶縁基材１８を基に製造される。前記絶縁基材１８は、樹脂等の絶縁部材を材料とし、保持具２３に巻回された状態で保持されている。また、前記絶縁基材１８上には、後述する折り曲げ処理を行う折り曲げ部２０（２０ａ〜２０ｅ）が予め設けられている。この絶縁基材１８を、保持具２３から所定長さ分引き出した状態で、切断線１９にて切断する。
【００２３】
次に、前記絶縁基材１８を、折り曲げ部２０ａ〜２０ｅに沿って折り曲げ成形して、図３に示すような絶縁シート１４を形成する。すなわち、絶縁基材１８を、その長手方向周縁側に設けられた折り曲げ部２０ｄ、２０ｅに沿って互いに向き合うように折り曲げ成形することで絶縁シート１４のカラー部２１を形成するとともに、短手方向に設けられた折り曲げ部２０ａ〜２０ｃに沿って略コ字状に折り曲げ成形することで絶縁シート１４の底面部２６、側面部２７、２８、蓋部２９を形成する。
【００２４】
そして、図４に示すように、絶縁シート１４の底面部２６、側面部２７、２８、蓋部２９の外周面（紙面の裏側の面）に、高熱伝導性放熱材３０を塗布する。高熱伝導性放熱材３０の材料としては、例えばアルミナ等を用いることができる。この放熱材３０の塗布された絶縁シート１４の各部２６〜２９の外周面が、後述するティース鉄心１１やコアバック鉄心１２に接触する。
【００２５】
ついで、図５に示すように、隣合うティース鉄心１１、１１間のスロット２５に、絶縁シート１４を前記底面部２６側から挿入する。上述したように、ティース鉄心１１の内周側端部には係止部１７が設けられているため、前記絶縁シート１４の底面部２６が前記係止部１７にて係止され、これにより、絶縁シート１４が径方向内方へ抜け落ちることを防止することができる。また、前記高熱伝導性放熱材３０が塗布された外周側の側面部２７、２８は、前記ティース鉄心１１、１１の側面に当接する。
【００２６】
そして、図６に示すように、絶縁シート１４の底面部２６、側面部２７、２８の内周面（紙面の表側の面）に高熱伝導性放熱材３０を塗布する。このように、絶縁シート１４を折り曲げ成形した後に、放熱材３０を塗布することにより、折り曲げ部２０での放熱材３０の剥離を防止することができる。なお、図５、図６においては、図示都合上、突出部２２を省略している。
【００２７】
また、前記絶縁シート１４を前記ティース鉄心１１、１１間に挿入した状態で、上述したように前記固定子巻線１３が巻装される。そして、前記コアバック鉄心１２をスロット２５の外周側から挿入することで、図１に示すように、前記絶縁シート１４の蓋部２９が内周側に折り曲げられて前記側面部２７の先端部に接触する。このように、前記ティース鉄心１１、コアバック鉄心１２と固定子巻線１３とは前記絶縁シート１４により絶縁されるため、これらの鉄心１１、１２に余分な電流が流れることを防止できる。また、前記絶縁シート１４には、ティース鉄心１１やコアバック鉄心１２に接触する外周面と、固定子巻線１３に接触する内周面とに高熱伝導性放熱材３０が塗布されているため、これらの鉄心１１、１２や固定子巻線１３に対する高熱伝導性をそれぞれ高めることができる。
【００２８】
また、折り曲げ成形された絶縁シート１４に前記放熱材３０を塗布することにより、折り曲げ部２０での放熱材３０の剥離を防止することができる。したがって、放熱材３０の粘性を高める処理を不要とすることができるため、コストを抑えつつ、ティース鉄心１１、コアバック鉄心１２と固定子巻線１３間の高熱伝導性と絶縁性とを高めることができる。
【００２９】
なお、上述の実施の形態においては、ティース鉄心１１、１１間に挿入した後に、前記絶縁シート１４の内周面に高熱伝導性放熱材３０を塗布したが、絶縁シート１４が折り曲げ成形された後であれば、ティース鉄心１１、１１間に挿入する前に前記放熱材３０を塗布してもよい。
【００３０】
図７、図８は、前記絶縁シート１４の他の製造方法を示す工程図である。図７に示したように、絶縁基材１８の折り曲げ部２０（２０ａ〜２０ｅ）には高熱伝導性放熱材３０を塗布せずに、該折り曲げ部２０以外に前記放熱材３０を塗布する。そして、絶縁基材１８を前記折り曲げ部２０にて折り曲げ成形して、図８のように絶縁シート１４を製造する。このようにすると、折り曲げ成形する際に前記放熱材３０が折り曲げ部２０から剥離することを防止できるとともに、放熱材３０を塗布した部位の高熱伝導性を高めることができる。従って、上述の実施の形態と同様に、コストを抑えつつ、ティース鉄心１１、コアバック鉄心１２と固定子巻線１３間の高熱伝導性と絶縁性とを高めることができる。
【００３１】
また、前記折り曲げ部２０には前記放熱材３０を薄く塗布するとともに、折り曲げ部２０以外には前記放熱材３０を厚く塗布するようにしてもよい。このようにすると、折り曲げ部２０での放熱材３０の剥離を抑制しつつ高熱伝導性を高めることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載した発明によれば、絶縁紙を折り曲げ成形する際に該放熱材が折り曲げ部分から剥離することを防止できるとともに、塗布した部位の高熱伝導性を高めることができる。したがって、コストを抑えつつ、ティース鉄心、コアバック鉄心と固定子巻線間の高熱伝導性と絶縁性とを高めることができる。
【００３３】
請求項２に記載した発明によれば、絶縁紙を折り曲げ成形する際に該放熱材が折り曲げ部分から剥離することを抑制しつつ高熱伝導性を高めることができるとともに、塗布した部位の高熱伝導性を高めることができる。したがって、コストを抑えつつ、ティース鉄心、コアバック鉄心と固定子巻線間の高熱伝導性と絶縁性とを高めることができる。
【００３４】
請求項３に記載した発明によれば、前記絶縁紙の面に接触する前記固定子巻線からの熱を前記放熱材により放熱することができ、前記固定子巻線側の高熱伝導性を高めることができる。
請求項４に記載した発明によれば、前記絶縁紙の面に接触する前記ティース鉄心からの熱を前記放熱材により放熱することができ、前記ティース鉄心側の高熱伝導性を高めることができる。
【００３５】
請求項５に記載した発明によれば、前記放熱材を塗布された絶縁材の絶縁性をさらに高めることができ、ティース鉄心、コアバック鉄心と固定子巻線との絶縁をより確実にすることができる。
請求項６に記載した発明によれば、折り曲げ部分での放熱材の剥離を防止することができる。したがって、コストを抑えつつ、固定子巻線とティース鉄心、コアバック鉄心間の高熱伝導性と絶縁性とを高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における固定子を示す平面図である。
【図２】図１の固定子が備える絶縁シートの製造方法を示す工程図である。
【図３】前記絶縁シートの製造方法を示す工程図である。
【図４】前記絶縁シートの製造方法を示す工程図である。
【図５】前記絶縁シートのティース鉄心間への挿入方法を示す工程図である。
【図６】前記絶縁シートの製造方法を示す工程図である。
【図７】前記絶縁シートの他の製造方法を示す工程図である。
【図８】前記絶縁シートの他の製造方法を示す工程図である。
【符号の説明】
１０  固定子
１１  ティース鉄心
１２  コアバック鉄心
１３  固定子巻線
１４  絶縁シート
【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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