特開 2023-175360 ステータ用絶縁紙およびステータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023175360

(43)【公開日】2023-12-12

(54)【発明の名称】ステータ用絶縁紙およびステータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/34 20060101AFI20231205BHJP

【ＦＩ】

H02K3/34 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022087769

(22)【出願日】2022-05-30

(71)【出願人】

【識別番号】000180025

【氏名又は名称】山洋電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001416

【氏名又は名称】弁理士法人信栄事務所

(72)【発明者】

【氏名】松橋 健太

(72)【発明者】

【氏名】松下 孝

(72)【発明者】

【氏名】武田 幸大

【テーマコード（参考）】

5H604

【Ｆターム（参考）】

5H604CC01

5H604CC05

5H604DB15

5H604PB03

(57)【要約】

【課題】ステータコアのスキュー角度に対応したカフス付きのステータ用絶縁紙およびステータを提供する。
【解決手段】回転電機におけるスキューされたステータコア２００のスロット内に取り付けられる絶縁紙１００であって、スキュー方向の端部が折り返されて形成された第一カフス面１０と、第一カフス面１０よりもシフト方向の反対側に位置する第二カフス面２０とを有し、第二カフス面２０のスキュー方向の端部は、第一カフス面１０のスキュー方向の端部からスキュー方向と直交する方向に延びる仮想線ＩＬよりもスキュー方向についてステータコア２００に近い側に位置している。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転電機におけるスキューされたステータコアのスロット内に取り付けられるステータ用絶縁紙であって、
前記絶縁紙は、スキュー方向の端部が折り返されて形成された第一カフス面と、前記第一カフス面よりもシフト方向の反対側に位置する第二カフス面とを有し、
前記第二カフス面の前記スキュー方向の端部は、前記第一カフス面の前記スキュー方向の端部からスキュー方向と直交する方向に延びる仮想線よりも前記スキュー方向について前記ステータコアに近い側に位置していることを特徴とする、ステータ用絶縁紙。

【請求項2】

前記第一カフス面と前記第二カフス面の間に、前記スキュー方向について段差が設けられている、
請求項１に記載のステータ用絶縁紙。

【請求項3】

前記絶縁紙は、矩形状の紙から一部が切り落とされた紙を折り返すことで形成されている、
請求項１に記載のステータ用絶縁紙。

【請求項4】

コアがシフト方向にずれて積層されてスキューされたステータコアと、
前記ステータコアのスロット内に取り付けられる絶縁紙と、を有するステータであって、
前記ステータコアのティースは、互いに向かい合う第一側壁と第二側壁と、前記第一側壁と前記第二側壁を接続する突出壁とを有し、第一側壁は第二側壁よりもシフト方向に位置しており、
前記絶縁紙は、
前記第一側壁に向かい合う第一面と、
前記第二側壁に向かい合う第二面と、
前記突出壁に向かい合う第三面と、
スキュー方向の両端部で前記第一面から連続し、前記ティースと反対側に折り返された第一カフス面と、
スキュー方向の両端部で前記第二面から連続し、前記ティースと反対側に折り返された第二カフス面と、を有し、
前記第二カフス面の前記スキュー方向の端部は、前記第一カフス面の前記スキュー方向の端部からスキュー方向と直交する方向に延びる仮想線よりも前記スキュー方向について前記ステータコアに近い側に位置していることを特徴とする、ステータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ステータ用絶縁紙およびステータに関する。

【背景技術】

【0002】

回転電機におけるスキューされたステータコアと、ステータコアに組み付けられるコイルを絶縁するための、ステータコアのスロット内に装着される絶縁体が知られている。

【0003】

例えば、特許文献１には、回転電機におけるスキューされたステータコアのスロット内に装着されるインシュレータが開示されている。インシュレータは、複数の絶縁部を有し、各々の絶縁部はスキューされたステータコアの各スロットに嵌合するように、スキュー角度に対応した形状を有する。これにより、スキューされたステータコアのスロット内に容易にインシュレータを装着することができる。
また、特許文献２には、スキューしていないステータコアに長方形の絶縁紙をスロット形状に合わせて折り曲げて装着した状態でコイルを巻回した後、ステータコアをスキューさせる技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－３７０９２号公報

【特許文献2】特開２００８－７２８３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に開示されているインシュレータは、ステータコアのスキュー角度やスロット形状に対応して、一品一様に製造する必要があるため、コストがかかる。
また、特許文献２に開示されている絶縁紙は、スロット内で絶縁紙とコイルをスキュー状に変形させるため、絶縁紙の破損による絶縁不良のリスク、および、インシュレータ方式のようにステータコアから突出するコイル高さを抑制する方式には適さない。

【0006】

そこで、本発明は、ステータコアのスキュー角度に対応したカフス付きのステータ用絶縁紙およびステータを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一側面に係るステータ用絶縁紙は、
回転電機におけるスキューされたステータコアのスロット内に取り付けられる絶縁紙であって、
前記絶縁紙は、スキュー方向の端部が折り返されて形成された第一カフス面と、前記第一カフス面よりもシフト方向の反対側に位置する第二カフス面とを有し、
前記第二カフス面の前記スキュー方向の端部は、前記第一カフス面の前記スキュー方向の端部からスキュー方向と直交する方向に延びる仮想線よりも前記スキュー方向について前記ステータコアに近い側に位置している。

【0008】

本発明の一側面に係るステータは、
コアがシフト方向にずれて積層されてスキューされたステータコアと、
前記ステータコアのスロット内に取り付けられる絶縁紙と、を有するステータであって、
前記ステータコアのティースは、互いに向かい合う第一側壁と第二側壁と、前記第一側壁と前記第二側壁を接続する突出壁とを有し、第一側壁は第二側壁よりもシフト方向に位置しており、
前記絶縁紙は、
前記第一側壁に向かい合う第一面と、
前記第二側壁に向かい合う第二面と、
前記突出壁に向かい合う第三面と、
スキュー方向の両端部で前記第一面から連続し、前記ティースと反対側に折り返された第一カフス面と、
スキュー方向の両端部で前記第二面から連続し、前記ティースと反対側に折り返された第二カフス面と、を有し、
前記第二カフス面の前記スキュー方向の端部は、前記第一カフス面の前記スキュー方向の端部からスキュー方向と直交する方向に延びる仮想線よりも前記スキュー方向について前記ステータコアに近い側に位置している。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、ステータコアのスキュー角度に対応した絶縁紙およびステータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】参考例に係る絶縁紙の斜視図である。

【図2】参考例に係る絶縁紙の展開図である。

【図3】本発明の第一実施形態に係る絶縁紙の斜視図である。

【図4】本発明の第一実施形態に係る絶縁紙の展開図である。

【図5】回転電機におけるスキューされたステータコアの内周から見た部分斜視図である。

【図6】回転電機におけるスキューされたステータコアの図５のＡＡ水平断面図である。

【図7】参考例に係る絶縁紙が取り付けられたステータの、図５に示すＢＢ垂直断面図である。

【図8】本発明の第一実施形態に係る絶縁紙が取り付けられたステータの、図５に示すＢＢ垂直断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、実施形態の説明において既に説明された部材と同一の参照番号を有する部材については、説明の便宜上、その説明は省略する。また、本図面に示された各部材の寸法は、説明の便宜上、実際の各部材の寸法とは異なる場合がある。

【0012】

本実施形態に係る絶縁紙１００の内部構成を説明するために、比較対象として、参考例に係る絶縁紙１００’の斜視図を図１に、参考例に係る絶縁紙１００’の展開図を図２に示す。
図１に示すように、絶縁紙１００’は、第一面１、第二面２、第三面３からなる略コの字型の形状を有する。また、絶縁紙１００’は、第一面１、第二面２、第三面３の各々の上端側から折り返されて形成された上端側第一カフス面１０、上端側第二カフス面２０、上端側第三カフス面３０を有する。さらに、絶縁紙１００’は、第一面１、第二面２、第三面３の各々の下端側から折り返されて形成された下端側第一カフス面４０、下端側第二カフス面５０、下端側第三カフス面６０を有する。

【0013】

図２に示すように、絶縁紙１００’は、展開図において長方形の形状を有する。長方形の上端側からＹ方向の所定の幅ｄ１だけ、図２の紙面手前側に折り返すことで、上端側第一カフス面１０、上端側第二カフス面２０、上端側第三カフス面３０が形成される。このときの折り返し線は、Ｐ５とＰ８を結ぶ直線である。同様に、長方形の下端側からＹ方向の所定の幅ｄ２だけ、図２の紙面手前側に折り返すことで、下端側第一カフス面４０、下端側第二カフス面５０、下端側第三カフス面６０が形成される。このときの折り返し線は、Ｐ９とＰ１２を結ぶ直線である。

【0014】

さらに、長方形の右端側からＸ方向の所定の幅ｄ３だけ、図２の紙面奥側に直角に折り返すことで、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ１２、Ｐ１１を頂点とした矩形状の第一面１が形成される。このときの折り返し線は、Ｐ３とＰ１５を結ぶ直線である。同様に、長方形の左端側からＸ方向の所定の幅ｄ４だけ、図２の紙面奥側に直角に折り返すことで、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ１０、Ｐ９を頂点とした矩形状の第二面２と、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ１１、Ｐ１０を頂点とした矩形状の第三面３が形成される。このときの折り返し線は、Ｐ２とＰ１４を結ぶ直線である。
以上の工程により、図１に示す略コの字型の形状を有する絶縁紙１００’が形成される。

【0015】

図３は、本発明の第一実施形態に係る絶縁紙１００の斜視図である。絶縁紙１００は、第一面１、第二面２、第三面３からなる略コの字型の形状を有する。また、絶縁紙１００は、第一面１、第二面２、第三面３の各々の上端側から折り返されて形成された上端側第一カフス面１０、上端側第二カフス面２０、上端側第三カフス面３０を有する。さらに、絶縁紙１００は、第一面１、第二面２、第三面３の各々の下端側から折り返されて形成された下端側第一カフス面４０、下端側第二カフス面５０、下端側第三カフス面６０を有する。なお、第三面３のＸ方向の幅をＷとする。

【0016】

図１に示す参考例に係る絶縁紙１００’と異なり、図３に示す第一実施形態に係る絶縁紙１００は、第二面２および第三面３のうち第二面２側の部分と、第一面１および第三面３のうち第一面１側の部分との間に、段差幅ｄｓの段差を有する。

【0017】

図４は、本発明の第一実施形態に係る絶縁紙１００の展開図を示す。絶縁紙１００は、展開図において矩形状の絶縁紙から、第一面１の下端側の矩形状の領域と、第二面２の上端側の矩形状の領域が切り落とされた形状を有する。なお、上端側の切り落とされた矩形状の領域と下端側の切り落とされた矩形状の領域の各々のＹ方向の所定の幅ｄ１、ｄ２は同一でもよい。

【0018】

上端側第一カフス面１０と下端側第一カフス面４０の折り返しのため、Ｍ２からＭ３の直線およびＭ５からＭ４の直線に沿って切込みを入れる。その後、図２の参考例に係る絶縁紙１００’で説明した折り返し工程により、図３に示す絶縁紙１００が形成される。
絶縁紙１００は、段差幅ｄｓの段差を有することで、上端側第一カフス面１０、上端側第二カフス面２０、上端側第三カフス面３０、下端側第一カフス面４０、下端側第二カフス面５０、下端側第三カフス面６０が折り返される際に、直角に折られる箇所（直角折り部）が形成される。したがって、絶縁紙１００のカフス形状を絶縁紙のみで容易に保持することができる。

【0019】

図５に回転電機におけるスキューされたステータコア２００をその内周側から見た部分斜視図を示す。
図５に示すように、ステータコア２００は、複数の円状の電磁鋼板（コア）が同一円周上にシフト方向Ａ１に所定の幅だけずらして積層されることにより、スキューされた状態で形成される。ここでシフト方向Ａ１とは、電磁鋼板を中心とした円周方向である。また、スキュー方向Ａ２を、重なり合う複数のティースＴのうち下端のティースＴから上端のティースＴへと向かう方向と定義する。
また、ステータコア２００は、複数のティースＴを有し、隣接するティースＴの間にスロット２１０を有する。スロット２１０内には、絶縁紙１００が取り付けられて、絶縁紙１００を介してコイルが巻回される。図５のシフト方向Ａ１とスキュー方向Ａ２のなす角をスキュー角度θと定義する。

【0020】

図６は、回転電機におけるスキューされたステータコア２００の図５におけるＡＡ水平断面図である。
図６に示すように、ステータコア２００の各スロット２１０は、スロット開口部２１４を有する。また、ステータコア２００の各ティースＴは、第一側壁２１１と、第二側壁２１２と、スロット開口部２１４と向かい合う突出壁２１３と、を有する。第一側壁２１１と第二側壁２１２は、互いに向かい合っており、突出壁２１３を介して接続されている。

【0021】

スロット２１０内に絶縁紙１００が取り付けられると、絶縁紙１００の第一面１はティースＴの第一側壁２１１と、絶縁紙１００の第二面２はティースＴの第二側壁２１２と、絶縁紙１００の第三面３はティースＴの突出壁２１３と、それぞれ向かい合うように配置される。

【0022】

図７は、参考例に係る絶縁紙１００’が取り付けられたステータ３００の、図５に示すＢＢ垂直断面図である。

【0023】

図７に示すように、絶縁紙１００’の上端側第一カフス面１０をステータコア２００の上面に突き当てると、上端側第二カフス面２０はスロット２１０から突出して、ステータコア２００の上面から離れるため、絶縁紙１００’をスロット２１０内に保持できない。また、絶縁紙１００’の上端側第二カフス面２０が突出しているため、絶縁紙１００’に巻回するコイルの巻き線と上端側第二カフス面２０が干渉する。そのため、ステータ３００に巻回するコイル半径が大きくなり、コイルの巻回の作業効率が低下する。さらに、巻回するコイルのコイル高さをインシュレータ方式と同等にするのは困難である。

【0024】

図８は、本発明の第一実施形態に係る絶縁紙１００が取り付けられたステータ３００の、図５に示すＢＢ垂直断面図である。

【0025】

図８に示すように、上端側第二カフス面２０は、上端側第一カフス面１０よりもシフト方向Ａ１の反対側に位置する。また、上端側第二カフス面２０のスキュー方向Ａ２の端部は、上端側第一カフス面１０のスキュー方向Ａ２の端部からスキュー方向Ａ２と直交する方向に延びる仮想線ＩＬよりも、スキュー方向Ａ２についてステータコア２００に近い側に位置している。そのため、図７に示す絶縁紙１００’と比較して、絶縁紙１００の上端部は、スロット２１０から突出する領域が小さい。したがって、コイルの巻き線が絶縁紙と干渉しにくく、ステータコア２００にコイルを容易に巻回することが可能となり、組み立ての作業効率が向上する。さらに、ステータ３００に巻回するコイル半径を小さくできるため、コイル高さを低くすることが可能となる。
また、段差幅ｄｓをＷ／２×ｔａｎ（９０°－θ）と設定することで、上端側第二カフス面２０のうちステータコア２００の上面から突出する領域と、上端側第一カフス面１０のうちステータコア２００の上面から突出する領域を、同等にできる。したがって、上端側第一カフス面１０の先端と、上端側第二カフス面２０の先端が、ティースＴのステータコア２００の上面に突き当たてられるため、ステータコア２００の各スロット内に絶縁紙１００を容易に固定することができる。なお、上式のＷは第三面３のＸ方向の幅を表し、θは図５のシフト方向Ａ１とスキュー方向Ａ２とのなす角（スキュー角度）を表す。

【0026】

以上、本発明の実施形態について説明をしたが、本発明の技術的範囲が本実施形態の説明によって限定的に解釈されるべきではないのは言うまでもない。本実施形態は単なる一例であって、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において、様々な実施形態の変更が可能であることが当業者によって理解されるところである。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲に記載された発明の範囲及びその均等の範囲に基づいて定められるべきである。

【符号の説明】

【0027】

１：第一面
２：第二面
３：第三面
１０：上端側第一カフス面
２０：上端側第二カフス面
３０：上端側第三カフス面
４０：下端側第一カフス面
５０：下端側第二カフス面
６０：下端側第三カフス面
１００、１００’：絶縁紙
２００：ステータコア
２１０：スロット
２１４：スロット開口部
２１１：第一側壁
２１２：第二側壁
２１３：突出壁
３００：ステータ
Ｔ：ティース
θ：スキュー角度
Ａ１：シフト方向
Ａ２：スキュー方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】