(57)【要約】【課題】  スロット内の高占積率化およびステータにおけるコイルエンドの小型化を図った場合であっても、各コイル相間の絶縁を十分に確保することができる相間絶縁紙を提供すること。【解決手段】  相間絶縁紙１０において、ステータコア５２の両端面から突出して各コイル相間を絶縁する相間部１１，１２と、これらの相間部１１，１２を両端で連結するとともに、ステータコア５２のスロット５３内に挿入される連結部１３，１４と設け、それら連結部１３，１４のステータ軸方向の端部に切り込み不可部１５を残して、連結部１３，１４に切れ目１３ａ，１４ａを形成する。【選択図】            図３
2005130594.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータに備わる各相コイルの相間絶縁を確保するために各コイル相間に挿入する相間絶縁紙であって、
ステータコアの両端面から突出して各コイル相間を絶縁する相間部と、
前記相間部を両端で連結するとともに、前記ステータコアのスロット内に挿入される連結部とを有し、
前記連結部のそれぞれには、前記ステータの軸方向に形成された切れ目が少なくとも１つ形成されるとともに、
前記連結部の前記ステータの軸方向における両端には、前記切れ目が形成されない切り込み不可部が形成されていることを特徴とする相間絶縁紙。
【請求項２】
請求項１に記載する相間絶縁紙において、
前記切り込み不可部のステータ軸方向の長さは、カフスサポートの厚さとほぼ等しいことを特徴とする相間絶縁紙。
【請求項３】
請求項１に記載する相間絶縁紙において、
前記切り込み不可部のステータ軸方向の長さｄは、カフスサポートの厚さｔとの間に、ｄ≧２ｔとなる関係が成立することを特徴とする相間絶縁紙。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータに備わる各コイル相間の絶縁を確保するために各コイル相間に挿入する相間絶縁紙に関する。より詳細には、スロット内の高占積率化およびステータにおけるコイルエンドの小型化を図った場合であっても、各コイル相間の絶縁を十分に確保することができる相間絶縁紙に関するものである。なお、占積率（Ａ）とは、スロット内断面積（Ｂ）に対する、コイル断面積（Ｃ）と相間紙断面積（Ｄ）との総面積の割合を示すものである（Ａ＝（Ｃ＋Ｄ）／Ｂ）。
【背景技術】
【０００２】
モータを構成するステータ（固定鉄心）では、異相コイル間に絶縁距離を持たせる（絶縁性を確保する）ために、各コイル相間に相間絶縁紙が挿入されている。例えば、三相のモータでは、Ｕ相とＶ相との間、Ｖ相とＷ相との間に相間絶縁紙が挿入されている。
【０００３】
このような相間絶縁紙として、図１６に示すような形状をなす相間絶縁紙１００が使用されている。このような相間絶縁紙１００は、ステータコアの両端面から突出するコイルエンド部を絶縁する相間部１０１，１０２と、これらの相間部１０１，１０２を連結する連結部１０３，１０４とを備えている。そして、連結部１０３，１０４をステータコアのスロットに挿入して、ステータコアに組み付けるようになっている。
【０００４】
ところが、この相間絶縁紙１００では、図１７（ａ）に示すようにスロット内で連結部１０３（１０４）が折れ曲がったり、あるいは図１７（ｂ）に示すように連結部１０３（１０４）が一文字に突っ張る場合があり、スロット内にデッドスペースＤＳが形成されてしまう。このようにデッドスペースが形成されると、スロット内の高占積率化の障害になるばかりでなく、最悪の場合にはモータの性能不良を招来するおそれもあった。
【０００５】
そこで、スロット内の高占積率化を図ることができる相間絶縁紙として、例えば、特開平５−２９２６９３号公報に開示されたものがある。この相間絶縁紙１１０は、図１８に示すように、第一の絶縁部１１１と、第二の絶縁部１１２と、これら両絶縁部１１１，１１２を接続し、大きめの間隔をおいて設けられた繋ぎ部１１３，１１４とからなり、上記各繋ぎ部１１３，１１４は近接した紐状であるとともに幅方向に弾性を有することを特徴とするものである。
【０００６】
そして、この相間絶縁紙１１０は、繋ぎ部１１３，１１４が紐状であるので、図１９に示すように、繋ぎ部１１３（１１４）が折れ曲がったり、あるいは一文字に突っ張ったりすることがないため、スロット内にデッドスペースが形成されない。このため、スロット内の占積率を高めることができるようになっている。
【特許文献１】特開平５−２９２６９３号公報（第２頁、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記した相間絶縁紙１１０では、各コイル相間の絶縁を十分に確保することができないという問題があった。特に、モータの小型化を図った場合に問題となる。なぜなら、この相間絶縁紙１１０では、繋ぎ部１１３，１１４に形成される切れ目（各紐間に形成される空間）１１５，１１６が、第一の絶縁部１１１と第二の絶縁部１１２との繋ぎ目まで存在している。そしてモータの小型化を図る場合にステータのコイルエンド高さを短縮すると、コイルエンド外周部に他相のコイルが垂れ落ちてくる。このため、連結部１１３，１１４と第一の絶縁部１１１および第二の絶縁部１１２との繋ぎ目付近において、相間絶縁を確保することができなくなるからである。
【０００８】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、スロット内の高占積率化およびステータにおけるコイルエンドの小型化を図った場合であっても、各コイル相間の絶縁を十分に確保することができる相間絶縁紙を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた本発明に係る相間絶縁紙は、  ステータに備わる各相コイルの相間絶縁を確保するために各コイル相間に挿入する相間絶縁紙であって、ステータコアの両端面から突出して各コイル相間を絶縁する相間部と、前記相間部を両端で連結するとともに、前記ステータコアのスロット内に挿入される連結部とを有し、前記連結部のそれぞれには、前記ステータの軸方向に形成された切れ目が少なくとも１つ形成されるとともに、前記連結部の前記ステータの軸方向における両端には、前記切れ目が形成されない切り込み不可部が形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
この相間絶縁紙では、連結部のそれぞれに、ステータの軸方向に形成された切れ目が少なくとも１つ形成されている。これにより、連結部がスロット内で折れ曲がったりあるいは一文字に突っ張ったりすることがないので、スロット内にデッドスペースが形成されない。このため、スロット内の占積率を高めることができる。また、この相間絶縁紙では、連結部の両端に、切れ目が形成されない切り込み不可部が形成されているので、コイルエンドの小型化を図るためにコイルエンド外周部に他相のコイルが垂れ落ちてきても、切り込み不可部により他相コイルとの接触が防止される。したがって、コイルエンドの小型化を図った場合でも、各コイル相間の絶縁を十分に確保することができる。
【００１１】
そして、本発明に係る相間絶縁紙においては、前記切り込み不可部のステータ軸方向の長さは、カフスサポートの厚さとほぼ等しくすればよい。これにより、コイルエンドの小型化を図った場合にコイルエンド外周部に他相のコイルが垂れ落ちてきても、各コイル相間の絶縁をより確実に確保することができるからである。
【００１２】
また、本発明に係る相間絶縁紙においては、前記切り込み不可部のステータ軸方向の長さｄは、カフスサポートの厚さｔとの間に、ｄ≧２ｔとなる関係が成立することが望ましい。
【００１３】
相間絶縁紙をステータコアに組み付ける際に、理想的には中央に組み付けることがよいが、実際上は、組み付け時における相間絶縁紙とステータコアとの相対的な位置関係のずれやコイルを挿入した際の相間絶縁紙のずれ等が発生するので、そのような位置で組み付けられるかは不明である。
【００１４】
このため、切り込み不可部の長さｄとカフスサポートの厚さｔとの間に、ｄ≧２ｔとなる関係が成立するように、切り込み不可部の長さを設定することにより、相間絶縁紙がステータコアに対してどのように組み付けられたとしても、連結部に形成される切れ目がステータコア外に配置されることを確実に防止することができる。したがって、コイルエンドの小型化を図るためにコイルエンド外周部に他相コイルが垂れ落ちてきても、他相コイルとの接触を確実に防止することができる。よって、コイルエンドの小型化を図った場合でも、各コイル相間の絶縁を十分に確保することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る相間絶縁紙によれば、連結部に少なくとも１つの切り目が形成されているとともに、連結部の端部に切れ目が形成されていない切り込み不可部が形成されているので、スロット内の高占積率化およびステータにおけるコイルエンドの小型化を図った場合であっても、各コイル相間の絶縁を十分に確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の相間絶縁紙を具体化した最も好適な実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。本実施の形態は、分布巻きを用いたハイブリッド車駆動用のモータに本発明を適用したものである。
【００１７】
そこでまず、本実施の形態に係る相間絶縁紙を使用したステータの概略構成を図１に示す。図１は、ステータの概略構成を示す縦断面図である。このステータ５０は、図１に示すように、Ｕ相コイル５１Ｕ、Ｖ相コイル５１Ｖ、およびＷ相コイル５１Ｗを備える三相ステータである。このステータ５０は、ステータコア５２と、ステータコア５２に配設される上記した三相のコイル５１Ｕ，５１Ｖ，５１Ｗと、各コイルの相間（Ｕ相−Ｖ相間とＶ相−Ｗ相間）に配設される相間絶縁紙１０，１０とを備える。なお、相間絶縁紙１０の詳細については後述する。
【００１８】
ここで、ステータコア５２は、複数枚の鋼板が積層されて一体的に接着されて形成された円環状のものである（図２参照）。そして、ステータコア５２の内周面には、図２に示すように、各相コイル５１Ｕ，５１Ｖ，５１Ｗを配設させるための複数のスロット５３が所定の間隔をおいて形成されている。なお、図２は、ステータコア５２の一部（１／４円弧分）を示す図であり、Ｕ相コイル５１Ｕ、およびＵ相コイル５１ＵとＶ相コイル５１Ｖとの相間絶縁を行うための相間絶縁紙１０を挿入した状態を示している。一方、各相のコイル５１Ｕ，５１Ｖ，５１Ｗは、エナメル線を巻回して形成されたものである。そして、これら各相のコイル５１Ｕ，５１Ｖ，５１Ｗが、相間絶縁紙１０を介してステータコア５２のスロット５３に挿入されるようになっている。
【００１９】
続いて、本発明に係る相間絶縁紙について説明する。そこで、この相間絶縁紙の概略構成を図３に示す。図３は、相間絶縁紙１０を示す平面図である。この相間絶縁紙１０は、図３に示すように、中央部分が切り抜かれた略四角形の形状をなし、樹脂シートにより形成されたものである。なお、相間絶縁紙の大きさはステータ（モータ）の大きさにより定まる。
【００２０】
そして、相間絶縁紙１０においては、その上下（ステータコアの軸方向）に相間部１１，１２がそれぞれ形成されている。これら相間部１１，１２は、相間絶縁紙１０の両端（ステータコアの周方向）で連結部１３，１４により連結されて一体となっている。これにより、相間絶縁紙１０の連結部１３，１４がステータコア５２のスロット５３に挿入された際、相間部１１，１２はステータコア５２の両端面から突出するようになっている。
【００２１】
ここで、相間部１１，１２は、ステータコア５２の両端面から突出している各相コイル５１Ｕ，５１Ｖ，５１Ｗのコイルエンドにおける相間絶縁を確保するためのものである。すなわち、相間部１１，１２は、ステータコア５２の両端面から突出して、各相コイル５１Ｕ，５１Ｖ，５１Ｗのコイルエンドを覆って各コイル相間の絶縁を確保するようになっている。
【００２２】
一方、連結部１３，１４は、相間部１１，１２を相間絶縁紙１０のステータ周方向の端部で連結しているものである。そして、相間絶縁紙１０をステータコア５２に組み付ける際には、この連結部１３，１４が、ステータコア５２のスロット５３内に挿入されるようになっている。ここで、連結部１３，１４には、切れ目１３ａ，１４ａがそれぞれ形成されている。これらの切れ目１３ａ，１４ａは、連結部１３，１４の幅方向中央に設けられている。そして、切れ目１３ａ，１４ａは、連結部１３，１４の上下端に設けられた切り込み不可部１５を残して設けられている。つまり、連結部１３，１４は、上下端に形成された切り込み不可部１５と、それら切り込み不可部１５の間に形成された切れ目１３ａ，１４ａとを有しているのである。
【００２３】
ここで、切り込み不可部１５の長さｄは、図４に示すようにカフスサポート３０の厚さをｔとすると、ｄ≒ｔとなる関係が成立するように設定すればよい。図４は、カフスサポートを装着したステータコアを示す縦断面図である。なお、カフスサポートとは、ステータコア５２の各スロット５３に装着されるスロット紙３１がステータコア５２の端面から突出する部分（カフス部）を保護するために、図５に示すように、各スロット５３間に装着される治具である。図５は、カフスサポートを装着したステータコアを示す平面図である。
【００２４】
このように切り込み不可部１５の長さを設定することにより、図６に示すようにステータコア５２に対して相間絶縁紙１０を中央に組み付けることにより、切れ目１３ａ，１４ａがステータコア５２外に配置されることを確実に防止することができるようになっている。したがって、ステータ５０におけるコイルエンドの小型化を図りコイルの垂れ落ちが発生した場合であっても、連結部１３，１４により他相コイルとの接触が防止される。
【００２５】
ところが、実際の製造ラインでは、図６に示すようにステータコア５２に対して相間絶縁紙１０を中央に組み付けられるとは限らない。組み付け時における相間絶縁紙１０とステータコア５２との相対的な位置関係のずれや、各相のコイルを挿入した際の相間絶縁紙１０のずれ等が発生するからである。
【００２６】
このため、切り込み不可部１５の長さｄは、ｄ≧２ｔとなる関係が成立するように設定することが好ましい。なお、本実施の形態では、ｄ＝２ｔに設定されている。このように切り込み不可部１５の長さｄを設定することにより、図６に示すようにステータコア５２に対して相間絶縁紙１０が中央に組み付けられた場合はもちろん、図７に示すようにステータコア５２に対して相間絶縁紙１０が上寄りに組み付けられた場合や、図８に示すようにステータコア５２に対して相間絶縁紙１０が下寄りに組み付けられた場合であっても、切れ目１３ａ，１４ａがステータコア５２外に配置されることを確実に防止することができるようになっている。したがって、コイルエンドの小型化を図りコイルの垂れ落ちが発生した場合であっても、連結部１３，１４により他相コイルとの接触が防止される。
【００２７】
そして、上記した構成を有する相間絶縁紙１０を使用してステータ５０を製造するには、まず、図４に示すようにスロット紙３１をスロット５３に装着するとともに、ステータコア５２の両端面にカフスサポート３０を装着した状態で、Ｕ相コイル５１Ｕをステータコア５２に組み付ける。その後、Ｕ相コイル５１Ｕの拡張成形を行う。なお、コイルの拡張とは、次相のコイル（ここでは、Ｖ相コイル５１Ｖとなる）をステータコア５２に挿入するためにステータコア５２のスロット５３を空けておくための工程である。
【００２８】
このＵ相コイル５１Ｕの拡張が終了すると、Ｕ−Ｖ相間絶縁用の相間絶縁紙１０がステータコア５２に組み付けられる。この相間絶縁紙１０のステータコア５２に対する組み付けは、図示しない挿入治具を用いて行われる。すなわち、相間絶縁紙１０を引きかけた挿入治具を、ステータコア５２の内周部に上昇させて、相間絶縁紙１０をステータコア５２に組み付ける。具体的には、相間絶縁紙１０の連結部１３，１４がステータコア５２のスロット５３内に押し込まれる。
【００２９】
次いで、Ｖ相コイル５１Ｖがステータコア５２のスロット５３に挿入される。この状態におけるスロット５３内の様子を図９に示す。図９は、相間絶縁紙およびコイルをステータコアに組み付けた状態におけるスロットの横断面図である。図９に示すように、相間絶縁紙１０の連結部１３（１４）は、折れ曲がったり、あるいは一文字に突っ張ったりすることがない。これは、連結部１３（１４）に、切れ目１３ａ（１４ａ）を形成しているからである。このように、相間絶縁紙１０を使用することにより、スロット５３内にデッドスペースが形成されない。したがって、スロット５３内の占積率を高めることができる。
【００３０】
そして、相間絶縁紙１０において、連結部１３，１４には切り込み不可部１５が設けられ、その切り込み不可部１５の長さｄが、ｄ＝２ｔ（ｔ：カフスサポート３０の厚さ）に設定されている。このため、相間絶縁紙１０がステータコア５２にどのように組み付けられても、切れ目１３ａ，１４ａがステータコア５２外に配置されることがない。このため、コイルエンドの小型化を図るためにＶ相コイル５１Ｖの垂れ落ちが発生した場合であっても、連結部１３，１４によりＶ相コイル５１ＶとＵ相コイル５１Ｕの接触が防止される。すなわち、Ｕ−Ｖ相間の絶縁が十分に確保されるのである。
【００３１】
その後、Ｖ相コイル５１Ｖの拡張が行われた後に、上記した手順で、Ｖ相−Ｗ相間に配設される相間絶縁紙１０がステータコア５２に挿入され、さらにＷ相コイル５１Ｗがステータコア５２に挿入される。このときにも、Ｖ相−Ｗ相間に配設される相間絶縁紙１０の連結部１３，１４は、折れ曲がったり、あるいは一文字に突っ張ったりすることがないので、スロット５３内にデッドスペースが形成されない。
【００３２】
そして、最終成形が行われて、上記した三相ステータ５０が完成する。この最終成形を行った際に、Ｗ相コイル５１Ｗの垂れ落ちが発生した場合であっても、連結部１３，１４によりＶ相コイル５１ＶとＷ相コイル５１Ｗの接触が防止され、Ｖ−Ｗ相間の絶縁が十分に確保されている。
【００３３】
以上、詳細に説明したように本実施の形態に係る相間絶縁紙１０は、ステータコア５２の両端面から突出して各コイル相間を絶縁する相間部１１，１２と、これらの相間部１１，１２を両端で連結するとともに、ステータコア５２のスロット５３内に挿入される連結部１３，１４とを有している。そして、連結部１３，１４には、それぞれ上下端に設けられた切り込み不可部１５を残して、切れ目１３ａ，１４ａが設けられている。このため、連結部１３，１４がスロット５３内で折れ曲がったりあるいは一文字に突っ張ったりすることがないので、スロット５３内にデッドスペースが形成されない。したがって、スロット５３内の占積率を高めることができる。
【００３４】
また、切り込み不可部１５の長さｄをｄ＝２ｔ（ｔ：カフスサポート３０の厚さ）と設定しているので、ステータコア５２に対して相間絶縁紙１０が下寄りあるいは上寄りに組み付けられた場合であっても、切れ目１３ａ，１４ａがステータコア５２外に配置されることを確実に防止することができる。したがって、コイルエンドの小型化を図りコイルの垂れ落ちが発生した場合であっても、連結部１３，１４により他相コイルとの接触が防止される。
【００３５】
このように、本実施の形態に係る相間絶縁紙１０によれば、スロット５３内の高占積率化およびステータ５０のコイルエンドの小型化を図った場合であっても、各コイル相間の絶縁を十分に確保することができる。
【００３６】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した実施の形態では、連結部１３，１４にそれぞれ切れ目１３ａ，１４ａを１本だけ設けているが、図１０に示すように、連結部１３，１４に切れ目１３ａ，１４ａを複数設ける（ここでの例示では、それぞれ３本ずつ設けている）こともできる。これにより、図１１に示すように、スロット内のデッドスペースをさらに低減することができるので、スロット５３内の占積率をより高めることができる。
【００３７】
また、図１２に示すように、連結部１３，１４と相間部１１，１２との接続部分（切り込み不可部１５に相当する部分）の内側にアール部Ｒを形成してもよい。このようなアール部Ｒを形成することにより、図１３に示すように、相間絶縁紙１０をステータコア５２のほぼ中央に組み付けることができる。相間絶縁紙１０をステータコア５２に組み付ける際に上下方向（ステータコアの軸方向）のずれが低減されるからである。これにより、切り込み不可部１５の長さｄを小さめに設定することができる。
【００３８】
さらに、図１４に示すように、連結部１３，１４に切れ目１３ａ，１４ａを形成する代わりに、長孔２１，２２を形成してもよい。これにより、スロット５３内のデッドスペースをさらに低減することができるので、スロット５３内の更なる高占積率化を図ることができる。
【００３９】
あるいは、図１５に示すように、連結部１３，１４に切れ目１３ａ，１４ａを形成する代わりに、分割された切れ目１３ｂ，１４ｂ（ここでは、４分割されたものを例示）を形成してもよい。また、切れ目１３ａ，１４ａの代わりに、折り目を形成してもよい。なお、折り目を形成する場合には、スロット内周側に配置される面に、折り目の山折り部を形成する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】ステータの概略構成を示す縦断面図である。
【図２】ステータの概略構成を示す平面図である。
【図３】本実施の形態に係る相間絶縁紙を示す平面図である。
【図４】カフスサポートを装着したステータコアを示す縦断面図である。
【図５】カフスサポートを装着したステータコアを示す平面図である。
【図６】相間絶縁紙がステータコアの中央に組み付けられた状態を示す図である。
【図７】相間絶縁紙がステータコアの上寄りに組み付けられた状態を示す図である。
【図８】相間絶縁紙がステータコアの下寄りに組み付けられた状態を示す図である。
【図９】相間絶縁紙およびコイルをステータコアに組み付けた状態におけるスロットの様子を示す横断面図である。
【図１０】連結部に切れ目を複数設けた相間絶縁紙を示す平面図である。
【図１１】図１０の相間絶縁紙およびコイルをステータコアに組み付けた状態におけるスロットの様子を示す横断面図である。
【図１２】アール部を設けた相間絶縁紙の一部を示す平面図である。
【図１３】図１２の相間絶縁紙をステータコアに組み付けた状態を示す図である。
【図１４】連結部に長孔を設けた相間絶縁紙を示す平面図である。
【図１５】連結部に分割した切れ目を設けた相間絶縁紙を示す平面図である。
【図１６】従来の相間絶縁紙を示す平面図である。
【図１７】図１６の相間絶縁紙およびコイルをステータコアに組み付けた状態におけるスロットの様子を示す横断面図であり、（ａ）は相間絶縁紙の連結部が折れ曲がった状態を示し、（ｂ）は相間絶縁紙の連結部が一文字に突っ張った状態を示す。
【図１８】従来の別の相間絶縁紙を示す平面図である。
【図１９】図１８の相間絶縁紙およびコイルをステータコアに組み付けた状態におけるスロットの様子を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  相間絶縁紙
１１，１２  相間部
１３，１４  連結部
１３ａ，１４ａ  切れ目
１５  切り込み不可部
５０  ステータ
５２  ステータコア
５３  スロット
【図１】
2005130594.tif 000003
【図２】
2005130594.tif 000004
【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】
2005130594.tif 000012
【図１１】
2005130594.tif 000013
【図１２】
2005130594.tif 000014
【図１３】
2005130594.tif 000015
【図１４】
2005130594.tif 000016
【図１５】
2005130594.tif 000017
【図１６】
2005130594.tif 000018
【図１７】
2005130594.tif 000019
【図１８】
2005130594.tif 000020
【図１９】
2005130594.tif 000021