(57)【要約】【課題】コストを低減できるとともに、相間の絶縁性の向上した相間絶縁紙を用いた３相回転電機を提供することにある。【解決手段】  相間絶縁紙３０は、互いに平行であるとともに、ステータのスロット内に挿入される第１及び第２のスロット挿入部３４Ａ，３４Ｂと、第１及び第２のスロット挿入部の両方の端部に一体的に形成された第１及び第２のコイルエンド絶縁部３２Ａ，３２Ｂとを有する。さらに、相間絶縁紙３０は、切り込み部３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄと、突出部３８を有する。突出部３８は、折り返したとき、４カ所の切り込み部の内少なくとも一つの切り込み部３６Ｃを覆うような位置に形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータと、ステータコアに分布巻で３相コイルが順次それぞれ巻回されるとともに、前記３相コイルのコイルエンド部をそれぞれ相間絶縁紙により絶縁されたステータとを有する３相回転電機であって、
前記ステータのスロットに挿入される前記相間絶縁紙は、
互いに平行であるとともに、前記ステータのスロット内に挿入される第１及び第２のスロット挿入部と、
前記第１及び第２のスロット挿入部の両方の端部に一体的に形成された第１及び第２のコイルエンド絶縁部と、
前記第１及び第２のスロット挿入部と、前記第１及び第２のコイルエンド絶縁部と接続部付近に形成された４カ所の切り込み部と、
前記前記第１及び第２のスロット挿入部若しくは前記第１及び第２のコイルエンド絶縁部から突出して一体的に形成されるとともに、折り返したとき、前記４カ所の切り込み部の内少なくとも一つの切り込み部を覆うような位置に形成された突出部とからなることを特徴とする３相回転電機。
【請求項２】
請求項１記載する３相回転電機において、
前記相間絶縁紙の突出部は、少なくとも２カ所において、前記前記第１及び第２のスロット挿入部若しくは前記第１及び第２のコイルエンド絶縁部に接続され、折り返したとき、前記４カ所の切り込み部の内少なくとも二つの切り込み部を覆うような位置に形成されていることを特徴とする３相回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３相回転電機に係り、特に、相間絶縁紙を用いて各相コイルの相間絶縁を確保するに好適な３相回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
分布巻きを用いた３相回転電機では、各相コイルの相間に絶縁距離をもたせるために、各コイル相間に相間絶縁紙が挿入されている。例えば、三相の回転電機では、Ｕ相とＶ相の間、Ｖ相とＷ相の間に相間絶縁紙が挿入されている。
【０００３】
相間絶縁紙は、一般的には平面状の絶縁紙の素材を切断したりプレスで打ち抜いたりして目的の形状に形成するため、コイルエンド絶縁部分が平面状となっている。このため拡張成形されて立体状となっているコイルに合わせて組み付けようとすると、相間絶縁紙の位置がずれたり、あるいは組み付け時に正規の位置にあっても、次相のコイル挿入時に相間絶縁紙が異相のコイル同士と干渉して位置がずれたりして、相間を完全に絶縁することが困難となる。
【０００４】
特に、車両駆動用のような回転電機では小型化が強く望まれており、固定子のコイルエンドを短くせねばならない。そのためコイルエンドの仕上げ成形量が大きくなり、相間絶縁紙が組み付け時に正規の位置に組み付けられていても、コイルエンド成形時にコイルの形状が大きく変形し、相間を完全に絶縁することが困難となる。
【０００５】
そこで、各コイル相間に相間絶縁紙を確実に挿入することができ、また各コイル相間における絶縁を十分に確保するための工夫が色々と提案されている。そのうちの１つとして、平面形状の相間絶縁紙に立体形状のノーズ部を接着したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１１０４１７号公報
【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、特許文献１記載のものでは、ノーズ部の作成工程と接着工程が追加されるため、製造工程が増え、その分のコストがアップするという問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、コストを低減できるとともに、相間の絶縁性の向上した相間絶縁紙を用いた３相回転電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、ロータと、ステータコアに分布巻で３相コイルが順次それぞれ巻回されるとともに、前記３相コイルのコイルエンド部をそれぞれ相間絶縁紙により絶縁されたステータとを有する３相回転電機であって、前記ステータのスロットに挿入される前記相間絶縁紙は、互いに平行であるとともに、前記ステータのスロット内に挿入される第１及び第２のスロット挿入部と、前記第１及び第２のスロット挿入部の両方の端部に一体的に形成された第１及び第２のコイルエンド絶縁部と、前記第１及び第２のスロット挿入部と、前記第１及び第２のコイルエンド絶縁部と接続部付近に形成された４カ所の切り込み部と、前記前記第１及び第２のスロット挿入部若しくは前記第１及び第２のコイルエンド絶縁部から突出して一体的に形成されるとともに、折り返したとき、前記４カ所の切り込み部の内少なくとも一つの切り込み部を覆うような位置に形成された突出部とからなるものである。  
かかる構成により、相間絶縁紙の製造コストを低減できるとともに、相間の絶縁性を向上し得るものとなる。
【００１０】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記相間絶縁紙の突出部は、少なくとも２カ所において、前記前記第１及び第２のスロット挿入部若しくは前記第１及び第２のコイルエンド絶縁部に接続され、折り返したとき、前記４カ所の切り込み部の内少なくとも二つの切り込み部を覆うような位置に形成されているものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、相間絶縁紙の製造コストを低減できるとともに、相間の絶縁性の向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図１〜図４を用いて、本発明の一実施形態による３相回転電機の構成について説明する。  
最初に、図１を用いて、本実施形態による３相回転電機の構成について説明する。  
図１は、本発明の一実施形態による３相回転電機の構成を示す側面図である。なお、図１においては、エンドブラケットを外した状態の側面形状を示している。
【００１３】
本実施形態による３相回転電機は、ロータ１０と、ステータ２０とから構成されている。ロータ１０は、ステータ２０に対して回転可能に支持されている。ロータ１０は、シャフト１２に固定された回転鉄心１４を備えている。回転鉄心１４は、薄い鋼板を積層したものである。回転鉄心１４には、８個の断面が長方形状の穴が予め形成されており、この穴の中に、８個の永久磁石１６が埋め込まれている。回転鉄心１４の周方向に等間隔で配置された永久磁石１６は、隣り合う永久磁石同士の極性が反対になるように着磁されている。
【００１４】
ステータ２０の内周部と、ロータ１０の外周部との間には所定の隙間が形成されている。ステータ２０は、コア２２と、３相のコイル２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗとから構成されている。コア２２は、リング状のヨークコアと、ヨークコアの内周側に半径方向に突出して形成されたステータコアとからなる。隣接するステータコアの間には、コイルを挿入するためのスロットが形成されている。ここでは、４８個のスロットが形成されている。ヨークコアとステータコアとは一体的に成形されている。コア２２は、薄い鋼板を積層したものである。３相のコイル２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗは、複数の突極（ステータコア）に跨って配置される分布巻で巻回されている。最初に、８個のＵ相コイル２４Ｕがコイル自動挿入機を用いてスロットに挿入され、次に、８個のＶ相コイル２４Ｖが別のスロットに自動挿入される。なお、V相コイル２４Vを挿入する前に、Ｖ相コイル２４Ｖを挿入するスロットには、予め、８枚の第１の相間絶縁紙３０が挿入され、位置決めされている。８個のＶ相コイル２４Ｖの後に、８個のＷ相コイル２４Ｗがさらに別のスロットに挿入される。なお、Ｗ相コイル２４Ｗを挿入する前に、Ｗ相コイル２４Ｗを挿入するスロットには、予め、８枚の第２の相間絶縁紙３０Ａが挿入され、位置決めされている。３相のコイル２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗのそれぞれの端部からは、リード線が取り出され、その先端には端子が固着される。従って、端子に通電することにより、３相のコイル２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗのそれぞれに通電することができる。各相コイルとしては、エナメル被覆された銅線を用いている。
【００１５】
以上説明したように、図１に示した回転電機は、８極４８スロットの分布巻の回転電機であり、モータとして用いる場合には、埋込磁石型同期モータである。このモータは、例えば、前後輪の一方をエンジンで駆動し、４輪をモータで駆動，アイスとする４輪駆動のハイブリッド車両のモータとして用いられる。
【００１６】
次に、図２〜図４を用いて、本実施形態による３相回転電機に用いる相間絶縁紙３０の構成及び取り付け状態について説明する。  
図２は、本発明の一実施形態による３相回転電機に用いる相間絶縁紙の構成を示す平面図である。図３及び図４は、本発明の一実施形態による３相回転電機に用いる相間絶縁紙の取り付け状態を示し、図３は斜視図であり、図４は側面断面図である。図４は、ステータを軸方向に切断し、軸の一方側のみの状態を示している。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００１７】
相間絶縁紙３０は、図示するように、中央部分が四角形に切り抜かれた略四角形の形状をなし、絶縁紙素材により形成されたものである。なお、相間絶縁紙３０の大きさは回転電機の大きさにより定まるので、回転電機の大きさが異なれば相間絶縁紙３０の大きさも異なる。
【００１８】
相間絶縁紙３０は、その上下に位置するコイルエンド絶縁部３２Ａ，３２Ｂと、スロット挿入部３４Ａ，３４Ｂと、突出部３８とを備えている。
【００１９】
コイルエンド絶縁部３２Ａ，３２Ｂは、図１に示したＵ相コイル２４Ｕのコイルエンド部と、Ｖ相コイル２４Ｖのコイルエンド部の間に位置し、コイルエンド部間の絶縁に用いられる。スロット挿入部３４Ａ，３４Ｂは、図１に示したステータ２０のコア２２の内、隣接するスロット内に挿入される。スロット挿入部３４Ａ，３４Ｂは、互いに平行である。コイルエンド絶縁部３２Ａ，３２Ｂと、スロット挿入部３４Ａ，３４Ｂとは接続され、一体化している。すなわち、相間絶縁紙３０が固定子鉄心に挿入された際、コイルエンド絶縁部３２Ａ，３２Ｂは固定子鉄心の両端面付近から突出するような両端面一体型の形状をなしている。
【００２０】
コイルエンド絶縁部３２Ａ，３２Ｂと、スロット挿入部３４Ａ，３４Ｂとの接続部付近には、切り込み部３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄが形成されている。図４を用いて後述するように、コイルをスロット内に挿入する前に、スロット内にはスロットライナーが挿入される。そして、スロット内にコイルを挿入する際に、スロットの側端部から突出したスロットライナーを保持するため、カフスサポートが用いられる。カフスサポートは、ステータの半径方向の外周方向から挿入されるが、カフスサポートの挿入時、切り込み部３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄにおいて、コイルエンド絶縁部３２Ａ，３２Ｂの一部であるコイルエンド絶縁端部３２Ａ１，３２Ｂ１が変形し、カフスサポートの挿入を容易にする。一方、カフスサポートを引き抜くと、コイルエンド絶縁端部３２Ａ１，３２Ｂ１は元の位置に戻り、コイルエンド部間の絶縁に用いられる。
【００２１】
突出部３８は、コイルエンド絶縁部３２Ａ，３２Ｂと、スロット挿入部３４Ａ，３４Ｂとの接続部付近から、突出する位置に設けられている。突出部３８は、相間絶縁紙３０をステータコアのスロット内に装着する際には、図中の一点鎖線の位置で、コイルエンド絶縁部３２Ｂの側に折り曲げられ、図中に破線で示す位置３８’に位置付けられる。そして、突出部３８は、折り曲げた状態では、切り込み部３６Ｃと重なる位置に設けられている。
【００２２】
図示の例では、突出部３８は、１個のみ設けられている。すなわち、切り込み部３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｄと重なり合う位置には突出部は設けられていないものである。この理由については、図３を用いて詳述するが、切り込み部３６Ｃの位置において、Ｕ相コイルとＶ相コイルがもっとも接近し、切り込み部３６Ｃにおいて両者が接触する可能性がもっとも大きいため、突出部３８が折り曲げられることで、切り込み部３６Ｃの切り込みを覆い隠し、Ｕ相コイルとＶ相コイルとが接触して絶縁不良となるのを防止する
なお、突出部３８を設ける位置は、図示のように、コイルエンド絶縁部３２Ｂと、スロット挿入部３４Ａとの接続部付近に限らず、折り曲げた状態で切り込み部３６Ｃを覆う位置であれば、他の位置に設けることも可能である。
【００２３】
次に、図３を用いて、相間絶縁紙３０の装着状態について説明する。
【００２４】
ステータのコア２２は、半径方向に突出して形成されたステータコアを有している。隣接するステータコアの間には、コイルが挿入されるスロット２２Ｓ１，２２Ｓ２，…，２２Ｓ１４が形成されている。スロット２２Ｓ１，２２Ｓ２，…，２２Ｓ１４には、ステータのコア２２とコイルの間を絶縁するための絶縁性材料からなるスロットライナー４０が挿入される。スロットライナー４０の大部分は、スロット内に挿入されるが、その端部は、スロットの端部からはみ出している。スロットライナー４０のはみ出した部分は、折り曲げられている。スロットライナー４０の折り曲げ部は、コア２２の両端部と係合することにより、コイルとコア端面の空間距離を確保し、また、スロット内にコイルを挿入する時、スロット内でコア２２の軸方向に移動するのを防止している。
【００２５】
また、スロットライナー４０の折り曲げ部が、コイル挿入時に変形するのを防止するために、カフスサポート５０が用いられる。カフスサポート５０は、スロットの数と同数用いられる。カフスサポート５０は、コア２２の外周方向から、隣接するスロットの間の位置に、コア２２の端面に近接して、挿入される。カフスサポート５０の作用については図４を用いて後述する。
【００２６】
スロットライナー４０を各スロット内に挿入した後、最初に、Ｕ相コイル２４Ｕ１，２４Ｕ２がスロット内に挿入され、分布巻きで、ステータに巻回される。ここで、例えば、Ｕ相コイル２４Ｕ１は、スロット２２Ｓ２と、スロット２２Ｓ７に挿入され、Ｕ相コイル２４Ｕ２は、スロット２２Ｓ８と、スロット２２Ｓ１３に挿入される。
【００２７】
次に、相間絶縁紙３０がスロット内に挿入される。相間絶縁紙３０の挿入位置は、次にＶ相コイルが挿入される位置であるため、スロット２２Ｓ４とスロット２２Ｓ９である。その後、スロット２２Ｓ４と、スロット２２Ｓ９には、Ｖ相コイルが挿入される。
【００２８】
次に、図４を用いて、カフスサポート５０の挿入状態について説明する。図４において、図４（Ａ）はカフスサポート５０を挿入した状態を示し、図４（Ｂ）はカフスサポート５０を引き抜いた状態を示している。
【００２９】
図４（Ａ）に示すように、スロット２２Ｓの内側には、スロットライナー４０が挿入される。そして、スロット２２Ｓの上下端部から突出したスロットライナーの折り曲げ部４０Ｋを保持するため、カフスサポート５０が用いられる。カフスサポート５０は、ステータ２２の半径方向の外周方向（矢印ＲＡ方向）から挿入される。カフスサポート５０の挿入時、図２に示した切り込み部３６Ａ，３６Ｂ，において、コイルエンド絶縁部３２Ａの一部であるコイルエンド絶縁端部３２Ａ１が図示のように変形し、カフスサポート５０の挿入を容易にする。
【００３０】
一方、図４（Ｂ）に示すように、コイルの挿入作業が終了すると、矢印ＲＢ方向にカフスサポート５０を引き抜くと、コイルエンド絶縁端部３２Ａ１は元の位置に戻り、コイルエンド部間の絶縁を確保できる。
【００３１】
ここで、突出部３８が、４カ所の切り込み部３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄの内、一カ所のみに設けられている理由について説明する。
【００３２】
Ｕ相コイル，Ｖ相コイル，そして、Ｗ相コイルがステータのスロット内に挿入され、ステータコアに巻回された後、ステータの両端部から突出しているコイルエンド部は、それぞれ、ステータの外径方向に折り曲げるように成形される。コイルエンド部の突出量は、一方の端部（例えば、コイルエンドの結線部が設けられる側）と、他方の端部（コイルエンドの結線部が設けられない側）では異なる。成形量が大きいほど、隣接するコイル間が接近する。図２の例では、上側がコイルエンドの結線部が設けられる側であり、下側がコイルエンドの結線部が設けられない側である。したがって、コイルエンドの結線部が設けられない側の方が成形量が大きい場合、図２の例では、下側に、突出部を設ける必要性が高くなる。
【００３３】
また、図３に示した例では、Ｕ相コイル２４Ｕ１の左側のコイル導線は、スロット２２Ｓ２に挿入され、Ｕ相コイル２４Ｕ２の左側のコイル導線は、スロット２２Ｓ８に挿入され、その後に挿入されるＶ相コイルの左側のコイル導線は、スロット２２Ｓ４に挿入される。一方、Ｕ相コイル２４Ｕ１の右側のコイル導線は、スロット２２Ｓ７に挿入され、その後に挿入されるＶ相コイルの右側のコイル導線は、スロット２２Ｓ９に挿入される。したがって、Ｖ相コイル（すなわち、図示の相間絶縁紙３０が挿入されている位置に挿入されるコイル）から見ると、左側（スロット２２Ｓ４に挿入される側）に近接するのは、Ｕ相コイル２４Ｕ１の左側であるが、スロット数にして２スロット離れている。一方、Ｖ相コイルから見ると、右側（スロット２２Ｓ９に挿入される側）に近接するのは、Ｕ相コイル２４Ｕ２の左側であるが、スロット数にして１スロットしか離れていない。すなわち、両者がもっとも近接している。したがって、図２の例では、相間絶縁紙３０の右側に、突出部を設ける必要性が高くなる。
【００３４】
以上の結果、相間絶縁紙３０に設ける突出部は、下側であって、かつ、右側となるので、図２に示した突出部３８を一カ所設けることで、相間の絶縁を確保できることになる。
【００３５】
なお、以上は、Ｕ相コイルとＶ相コイルを絶縁する相間絶縁紙についてであるが、Ｖ相コイルの次にＷ相コイルが挿入される場合、Ｗ相コイル用の相間絶縁紙には、下側であって、かつ、左側の位置（図２の例では、切り込み部３６Ｄを覆える位置）に、突出部を設ければよいものである。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態によれば、相間絶縁紙は、コイルエンド絶縁部とスロット挿入部とが、一体型の形状をなしており、打ち抜き等で容易に成形できるため、製造コストを低減できる。
【００３７】
また、相間絶縁紙には、カフスサポートの挿入を容易にするとともに、カフスサポートの引き抜き時には相間絶縁を確保しやすい切り込み部を設け、さらに、突出部を折り曲げることで、この切り込み部を覆うようにしたので、相間の絶縁性を向上することができる。
【００３８】
次に、図５を用いて、本発明の他の実施形態による３相回転電機に用いる相間絶縁紙３０の構成及び取り付け状態について説明する。  
図５は、本発明の他の実施形態による３相回転電機に用いる相間絶縁紙の構成を示す平面図である。なお、図２と同一符号は、同一部分を示している。また、本実施形態による３相回転電機の構成は、図１に示したものと同様である。
【００３９】
本実施形態では、相間絶縁紙３０Ｘの構成の中で、コイルエンド絶縁部３２Ａ，３２Ｂと、スロット挿入部３４Ａ，３４Ｂと、切り込み部３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄとは、図２の例と同様である。本実施形態では、突出部３８Ｘの位置形状が、図２と異なっている。
【００４０】
突出部３８Ｘは、コイルエンド絶縁部３２Ａと、スロット挿入部３４Ａとの接続部付近と、コイルエンド絶縁部３２Ｂと、スロット挿入部３４Ａの接続部付近の２カ所において、相間絶縁３０Ｘの本体側と接続されており、図２の例に比べて大型の形状となっている。突出部３８Ｘは、相間絶縁紙３０Ｘをステータコアのスロット内に装着する際には、図中の一点鎖線の位置で、コイルエンド絶縁部３２Ａ，３２Ｂの側に折り曲げられ、図中に破線で示す位置３８Ｘ’に位置付けられる。そして、突出部３８Ｘは、折り曲げた状態では、切り込み部３６Ａ，３６Ｃと重なる位置に設けられており、突出部３８Ｘを折り返すことにより、切り込み部３６Ａ，３６Ｃの両方の部分を覆い隠すことができる。
【００４１】
前述したように、相間絶縁紙３０Ｘの右側の切り込み部３６Ａ，３６Ｃと、左側の切り込み部３６Ｂ，３６Ｄとを比べると、右側の切り込み部の位置において、Ｕ相コイルとＶ相コイルが接近しやすいものであり、例えば、両端のコイルエンド部の成形量がほぼ等しい場合、切り込み部３６Ａ，３６Ｃを覆う位置に突出部を設ける必要がある。しかしながら、図２の例を変形して、２カ所の突出部を設けた場合、それぞれの突出部を折り曲げる必要があるが、本実施形態のように、両方の切り込み部を覆える大型の突出部とすることで、折り曲げ作業を容易にする。
【００４２】
また、突出部３８Ｘを折り曲げて、相間絶縁紙３０Ｘをスロット内に組み付ける際、突出部３８Ｘは、２カ所で相間絶縁紙３０Ｘの本体に接続されるため、折り曲げた後も、その位置を安定させることができ、相間絶縁紙をステータに組み付ける際の作業性を向上させることができる。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態によれば、相間絶縁紙は、コイルエンド絶縁部とスロット挿入部とが、一体型の形状をなしており、打ち抜き等で容易に成形できるため、製造コストを低減できる。
【００４４】
また、相間絶縁紙には、カフスサポートの挿入を容易にするとともに、カフスサポートの引き抜き時には相間絶縁を確保しやすい切り込み部を設け、さらに、突出部を折り曲げることで、この切り込み部を覆うようにしたので、相間の絶縁性を向上することができる。
【００４５】
また、複数箇所の切り込み部を覆う際にも作業性を向上できる。
【００４６】
さらに、相間絶縁紙をステータに組み付ける際の作業性も向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態による３相回転電機の構成を示す側面図である。
【図２】本発明の一実施形態による３相回転電機に用いる相間絶縁紙の構成を示す平面図である。
【図３】本発明の一実施形態による３相回転電機に用いる相間絶縁紙の取り付け状態を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態による３相回転電機に用いる相間絶縁紙の取り付け状態を示す側面断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態による３相回転電機に用いる相間絶縁紙の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０…ロー他
２０…ステータ
２２…ステータコア
２２Ｓ…スロット
２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗ…コイル
３０…相関絶縁紙
３２Ａ，３２Ｂ…コイルエンド絶縁部
３４Ａ，３４Ｂ…スロット挿入部
３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ…切り込み部
４０…スロットライナ
５０…カフスサポート
【図１】
2007325450.tif 000003
【図２】
2007325450.tif 000004
【図３】
2007325450.tif 000005
【図４】
2007325450.tif 000006
【図５】
2007325450.tif 000007