特開 2025-4386 固定子、固定子製造方法および固定子製造装置

(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】P2025004386

(43)【公開日】2025-01-15

(54)【発明の名称】固定子、固定子製造方法および固定子製造装置

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/34 20060101AFI20250107BHJP

【ＦＩ】

H02K3/34 C

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023104041

(22)【出願日】2023-06-26

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-12-08

(71)【出願人】

【識別番号】510054049

【氏名又は名称】Ｅ－Ｔｅｃ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100143111

【弁理士】

【氏名又は名称】青山 秀夫

(72)【発明者】

【氏名】細野 聖二

(72)【発明者】

【氏名】稲葉 洋二

【テーマコード（参考）】

5H604

【Ｆターム（参考）】

5H604AA05

5H604CC01

5H604CC05

5H604CC15

5H604DB15

(57)【要約】      （修正有）

【課題】コイル挿入開口部が広幅とされていても、集中巻方式で挿入させたコイル束の突出端部を圧縮整形させる際に、コイル束をなすコイル線がコイル挿入開口部から脱落せず、絶縁不良が発生しない固定子、固定子製造方法および固定子製造装置を提供すること。
【解決手段】隣り合う磁極ティースに挟まれたスロットに、スロット絶縁紙を備え、集中巻方式でコイル束が挿入されている電動機をなす固定子において、更に、スロットに、隣り合うコイル束を絶縁させる相間絶縁紙と、コイル束をなすコイル線の脱落防止絶縁紙を備えた固定子であって、相間絶縁紙が、平板が屈曲されてなり、断面形状がＴ字形状をなし、両側に突出させた屈曲側方部を備え、脱落防止絶縁紙が、前記屈曲側方部と、磁極ティースの内径側周方向に突き出した鍔部とに挟まれる位置に備えられ、隣り合う前記鍔部の基端に亘り、スロットのコイル挿入開口部の全長を塞ぐようにした。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

隣り合う磁極ティースに挟まれたスロットに、スロット絶縁紙を備え、集中巻方式でコイル束が挿入されている電動機をなす固定子において、
更に、前記スロットに、隣り合う前記コイル束を絶縁させる相間絶縁紙と、前記コイル束をなすコイル線の脱落防止絶縁紙を備えた固定子であって、
前記相間絶縁紙が、平板が屈曲されてなり、断面形状がＴ字形状をなし、両側に突出させた屈曲側方部を備え、
前記脱落防止絶縁紙が、前記屈曲側方部と、前記磁極ティースの内径側周方向に突き出した鍔部とに挟まれる位置に備えられ、隣り合う前記鍔部の基端から基端に亘り、前記スロットのコイル挿入開口部の全長を塞いで、コイル束をなすコイル線の脱落を防止させる、
ことを特徴とする固定子。

【請求項2】

前記脱落防止絶縁紙の少なくとも一方の側方に屈曲側部を備え、
前記屈曲側部が、前記スロットの内面に沿って軸方向に屈曲され、前記スロット絶縁紙と前記コイル束に挟まれている、
ことを特徴とする請求項１に記載の固定子。

【請求項3】

前記脱落防止絶縁紙の両側方に屈曲側部を備え、
前記屈曲側部が、前記スロットの内面に沿って軸方向に屈曲され、前記スロット絶縁紙と前記コイル束に挟まれている、
ことを特徴とする請求項１に記載の固定子。

【請求項4】

前記コイル挿入開口部の幅が、前記コイル束をなすコイル線の線径の少なくとも４倍以上とされ、
前記鍔部の幅が、前記線径の２倍以上とされている、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の固定子。

【請求項5】

電動機をなす固定子の隣り合う磁極ティースに挟まれたスロットに、スロット絶縁紙を挿入させる第１工程と、隣り合うコイル束と、前記隣り合うコイル束の間の相間絶縁紙とを挿入させる第２工程とを有する集中巻方式の固定子製造方法において、
更に、各々の前記スロットに脱落防止絶縁紙を挿入させる第３工程を有する固定子製造方法であって、
第３工程が、隙間あけ工程と挿入工程とからなり、
前記隙間あけ工程が、前記固定子の開放端面から突出している前記コイル束の突出端部を外径方向に押し広げ、前記磁極ティースの内径側周方向に突き出した鍔部と、前記相間絶縁紙との間に、前記脱落防止絶縁紙を挿入させる隙間をあけ、
前記挿入工程が、前記隙間が伸びる方向に沿って、前記脱落防止絶縁紙を前記隙間に挿入させる、
ことを特徴とする固定子製造方法。

【請求項6】

電動機をなす固定子の隣り合う磁極ティースに挟まれたスロットに、スロット絶縁紙を挿入させる第１挿入手段と、隣り合うコイル束と、前記隣り合うコイル束の間の相間絶縁紙とを挿入させる第２挿入手段とを備える集中巻方式の固定子製造装置において、
更に、各々の前記スロットに脱落防止絶縁紙を挿入させる第３挿入手段を備える固定子製造装置であって、
第３挿入手段が、コイル束端部押し広げ手段と、脱落防止絶縁紙挿入手段とを備え、
前記コイル束端部押し広げ手段が、前記固定子の開放端面から突出している前記コイル束の突出端部を外径方向に押し広げ、前記磁極ティースの内径側周方向に突き出した鍔部と、前記相間絶縁紙との間に、前記脱落防止絶縁紙を挿入させる隙間をあけ、
前記脱落防止絶縁紙挿入手段が、前記隙間が伸びる方向に沿って、前記脱落防止絶縁紙を前記隙間に挿入させる、
ことを特徴とする固定子製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動機をなす固定子、固定子製造方法および固定子製造装置に関する。より詳細には、コイル挿入開口部が広幅とされていても、集中巻方式で挿入させたコイル束の突出端部を圧縮整形させる際に、コイル束をなすコイル線がコイル挿入開口部から脱落せず、絶縁不良が発生しない固定子、固定子製造方法および固定子製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電動機の高効率化を目的として、占積率を高くさせるだけでなく、コイル束をなすコイル線を太径にし、コイル束の抵抗率が下げられている。太径のコイル線を並べて挿入しやすいように、磁極ティースの内径側端部から側方に突出する鍔部を短くし、コイル挿入開口部の幅を広くした固定子が採用されるようになっている。

【0003】

更に、電動機の高トルク化を目的として、スロット数を増やすこともある。固定子の大きさにかかわらず、スロット数を増加させると、スロットの周方向の幅が狭くなり、それに伴い磁極ティースの鍔部の幅を狭くした固定子が採用されるようになっている。

【0004】

特許文献１には、本出願人が出願した相間絶縁紙および固定子の技術が開示されている。この文献に記載の技術によれば、相間絶縁紙をなす電気絶縁性を有する薄板を、略Ｉ字形状に屈曲成形させ、相間絶縁紙の内径側に、コイル挿入開口部を塞ぐ屈曲側方部を備えさせている。

【0005】

従来の集中巻方式でコイル束が挿入された固定子は、コイル挿入開口部の幅が狭かったため、屈曲側方部と鍔部とを広い幅で接しさせることができた。そのため、コイル束の突出端部を軸方向両側から圧縮整形させる際に、コイル線が側方にはらんでも、屈曲側方部と鍔部との間にコイル線径よりも広い隙間があきにくく、コイル束をなすコイル線がコイル挿入開口部からスロットの外に脱落することはなかった。

【0006】

ところが、従来よりもコイル挿入開口部が広幅の固定子によれば、屈曲側方部と鍔部との掛かりの幅も短くなる。そのため、突出端部を圧縮整形させる際に、屈曲側方部がコイル束をなすコイル線に押されて鍔部から外れやすくなり、屈曲側方部と鍔部との間にコイル線径よりも広い隙間があいた場合には、コイル線がスロットの外に脱落するという新たな課題が発生した。

【0007】

特許文献２には、隣り合うコイル束の間に第１の平板を挿入すると共に、コイル挿入開口部を第２の平板で塞いだ固定子の技術が開示されている。この文献に記載の技術によれば、第１の平板が、略矩形形状をなすと共に上縁部と下縁部とに両側方に延びる突出部を備えている。上下の突出部を固定子の両方の開放端面に引っ掛けることにより、第１の平板がスロットから軸方向に抜けないようにしている。

【0008】

しかし、この文献に記載の技術では、突出部を含む第１の平板の径方向長さが、スロットの奥行きよりも長いため、コイル束を押し込むストリッパに接触することから、コイル束の挿入工程では第１の平板を挿入することができなかった。

【0009】

また、第１の平板はコイル挿入開口部を塞いでおらず、スロット幅よりも短い第２の平板だけでコイル挿入開口部を塞いでいる。そのため、特許文献１に記載の技術と同様に、鍔部が短い固定子の場合には、突出端部の圧縮整形の際に、第２の平板が鍔部から外れやすく、第２の平板が外れた場合には、コイル挿入開口部からコイル線が脱落し、絶縁不良が発生する可能性があるという課題があった。

【0010】

特許文献３には、固定子の開放端面にインシュレータを装着させ、インシュレータの内径側壁部に固定子の軸方向に延びるスリットを設け、絶縁紙の両縁を一対のスリットで支えてスロットに挿入する集中巻に直接巻線する固定子の技術が開示されている。しかし、この文献に記載の技術は、スリットを有するインシュレータに適用され、コイル線を直接巻線する巻線方式にしか適用できず、また、インシュレータがない場合には適用できなかった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

特許文献１：国際公開２０１８－１５８８７１号公報
特許文献２：特開２００５－１３３５８５号公報
特許文献３：特開２００８－４２９５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明が解決しようとする課題は、太径のコイル線を並べて挿入しやすいようにコイル挿入開口部を広くした集中巻の固定子であっても、圧縮整形の際にコイル束をなすコイル線が、コイル線挿入開口部から脱落せず、絶縁不良が発生しない固定子、固定子製造方法および固定子製造装置を提供することを課題とした。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明の第１の発明は、隣り合う磁極ティースに挟まれたスロットに、スロット絶縁紙を備え、集中巻方式でコイル束が挿入されている電動機をなす固定子において、更に、前記スロットに、隣り合う前記コイル束を絶縁させる相間絶縁紙と、前記コイル束をなすコイル線の脱落防止絶縁紙を備えた固定子であって、前記相間絶縁紙が、平板が屈曲されてなり、断面形状がＴ字形状をなし、両側に突出させた屈曲側方部を備え、前記脱落防止絶縁紙が、前記屈曲側方部と、前記磁極ティースの内径側周方向に突き出した鍔部とに挟まれる位置に備えられ、隣り合う前記鍔部の基端から基端に亘り、前記スロットのコイル挿入開口部の全長を塞いで、コイル束をなすコイル線の脱落を防止させることを特徴としている。

【0014】

本発明は、スロット絶縁紙とコイル束とを挿入させた集中巻方式の固定子に、更に、断面形状がＴ字形状の相間絶縁紙と脱落防止絶縁紙を備えさせたことに特徴がある。スロット絶縁紙とは、コイル束と固定子とを絶縁させる絶縁紙である。相間絶縁紙とは、隣り合うコイル束同士を絶縁させる絶縁紙である。脱落防止絶縁紙とは、コイル束をなすコイル線がコイル挿入開口部からスロットの外に脱落することを防止させる絶縁紙である。各々の絶縁紙は、いずれも電気絶縁性を有する薄板を成形させてなる。

【0015】

具体的には、スロット絶縁紙は、薄板をスロットの大きさ・形状に整合させるように折り曲げ成形させている。相間絶縁紙は、所望の長さの薄板を中央部から二つ折りにすると共に、両縁部を折り曲げて屈曲側方部を成形させ、断面形状がＴ字形状をなすように折り曲げ成形させている。脱落防止絶縁紙は、平板矩形形状のままでもよく、両側部を折り曲げ、断面形状を略コ字形状をなすように成形させてもよい。

【0016】

相間絶縁紙は、断面形状が略Ｔ字形状をなし、隣り合うコイル束が接することが無いように確実に絶縁している。更に、脱落防止絶縁紙が、相間絶縁紙の屈曲側方部と磁極ティースの鍔部とに挟まれて、移動しない状態とされ、コイル挿入開口部を塞いでいる。コイル束の突出端部を圧縮整形させる際に、コイル線が側方にはらんでも、脱落防止絶縁紙が隣り合う鍔部の基端から基端に至っているため、コイル挿入開口部に隙間があくことがない。

【0017】

第１の発明によれば、太径のコイル線を並べて挿入しやすいように、コイル挿入開口部を広く、且つ、鍔部の幅を狭くさせた固定子であっても、コイル線をスロット内から脱落させることなく、且つ、コイル束同士を確実に絶縁させることができる。

【0018】

本発明の第２の発明は、第１の発明の固定子であって、前記脱落防止絶縁紙の少なくとも一方の側方に屈曲側部を備え、前記屈曲側部が、前記スロットの内面に沿って軸方向に屈曲され、前記スロット絶縁紙と前記コイル束に挟まれていることを特徴としている。

【0019】

第２の発明によれば、脱落防止絶縁紙の平坦部が鍔部の内面と相間絶縁紙の屈曲側方部とに挟まれているだけでなく、少なくとも一方の屈曲側部がスロット絶縁紙とコイル束とにも挟まれている。これにより、鍔部の幅が狭く、且つ、占積率の高い固定子であっても、突出端部の圧縮整形の際に、脱落防止絶縁紙がずれにくく、脱落防止絶縁紙と鍔部とに隙間があくことがなく、コイル線がコイル挿入開口部から脱落することを防止させることができる。

【0020】

本発明の第３の発明は、第１の発明の固定子であって、前記脱落防止絶縁紙の両側方に屈曲側部を備え、前記屈曲側部が、前記スロットの内面に沿って軸方向に屈曲され、前記スロット絶縁紙と前記コイル束に挟まれていることを特徴としている。

【0021】

第３の発明によれば、屈曲側部が脱落防止絶縁紙の両側方に備えられるため、脱落防止絶縁紙がコイル挿入開口部に沿って移動することを、より確実に防止できる。これにより、突出端部の圧縮整形の際に、脱落防止絶縁紙と鍔部とに隙間があくことがなく、コイル束をなすコイル線がコイル挿入開口部から脱落することを、確実に防止させることができる。

【0022】

本発明の第４の発明は、第１から第３の発明の固定子であって、前記コイル挿入開口部の幅が、前記コイル束をなすコイル線の線径の少なくとも４倍以上とされ、前記鍔部の幅が、前記線径の２倍以上とされていることを特徴としている。

【0023】

第４の発明によれば、隣り合うコイル束のコイル線を、夫々２本以上同時に挿入させられる幅のコイル挿入開口幅があるため、コイル束を挿入しやすい。また、鍔部の幅がコイル線を２本並べた幅より広くされ、脱落防止絶縁紙が複数のコイル線に押圧されるため、脱落防止絶縁紙の変形が抑制され、コイル挿入開口部から脱落防止絶縁紙がはみ出ることがない。これにより、太径のコイル線を並べて挿入しやすく、且つ、脱落防止絶縁紙と鍔部とに隙間があくことがなく、コイル束の占積率が高くても圧縮整形の際に、コイル束をなすコイル線を脱落させない。

【0024】

本発明の第５の発明は、電動機をなす固定子の隣り合う磁極ティースに挟まれたスロットに、スロット絶縁紙を挿入させる第１工程と、隣り合うコイル束と、前記隣り合うコイル束の間の相間絶縁紙とを挿入させる第２工程とを有する集中巻方式の固定子製造方法において、更に、各々の前記スロットに脱落防止絶縁紙を挿入させる第３工程を有する固定子製造方法であって、第３工程が、隙間あけ工程と挿入工程とからなり、前記隙間あけ工程が、前記固定子の開放端面から突出している前記コイル束の突出端部を外径方向に押し広げ、前記磁極ティースの内径側周方向に突き出した鍔部と、前記相間絶縁紙との間に、前記脱落防止絶縁紙を挿入させる隙間をあけ、前記挿入工程が、前記隙間が伸びる方向に沿って、前記脱落防止絶縁紙を前記隙間に挿入させることを特徴としている。

【0025】

第５の発明によれば、隙間あけ工程において、脱落防止絶縁紙の挿入に先立って、コイル束の突出端部を内径側から押し出す、又は、外径側から引っ張ることにより突出端部を外径方向に押し広げて、鍔部と相間絶縁紙との間に隙間をあけている。隙間あけ工程では、全てのスロットのコイル束の突出端部を同時に押し広げてもよく、スロットから突出しているコイル束の突出端部を、スロット毎に押し広げてもよい。

【0026】

これにより、第３工程がなす挿入工程において、脱落防止絶縁紙を座屈させることなく、円滑に挿入することができ、本発明に係る固定子を製造させやすい。なお、第１工程は周知のスロット絶縁紙挿入機によればよい。第２工程は、特許文献１に記載の技術により実施すると好適であるが、これに限定されない。

【0027】

本発明の第６の発明は、電動機をなす固定子の隣り合う磁極ティースに挟まれたスロットに、スロット絶縁紙を挿入させる第１挿入手段と、隣り合うコイル束と、前記隣り合うコイル束の間の相間絶縁紙とを挿入させる第２挿入手段とを備える集中巻方式の固定子製造装置において、更に、各々の前記スロットに脱落防止絶縁紙を挿入させる第３挿入手段を備える固定子製造装置であって、第３挿入手段が、コイル束端部押し広げ手段と、脱落防止絶縁紙挿入手段とを備え、前記コイル束端部押し広げ手段が、前記固定子の開放端面から突出している前記コイル束の突出端部を外径方向に押し広げ、前記磁極ティースの内径側周方向に突き出した鍔部と、前記相間絶縁紙との間に、前記脱落防止絶縁紙を挿入させる隙間をあけ、前記脱落防止絶縁紙挿入手段が、前記隙間が伸びる方向に沿って、前記脱落防止絶縁紙を前記隙間に挿入させることを特徴としている。

【0028】

第６の発明によれば、第３挿入手段をなすコイル束端部押し広げ手段が、脱落防止絶縁紙の挿入に先立って、コイル束の突出端部を外径方向に押し広げて、鍔部と屈曲側方部との間に隙間をあけている。コイル束端部押し広げ手段は、押圧片により突出端部を内径側から外径方向に突き押してもよく、突出端部に鉤爪を引っ掛けて外径方向に引っ張ってもよく限定されない。

【0029】

第３挿入手段をなす脱落防止絶縁紙挿入手段は、脱落防止絶縁紙を固定子の開放端面側から隙間に沿ってスロットに挿入させればよく、脱落防止絶縁紙の挿入抵抗が小さく、脱落防止絶縁紙の座屈を防止させることができる。これにより、コイル束挿入後に脱落防止絶縁紙をスロットに押込む際に、脱落防止絶縁紙を座屈させることなく、円滑に挿入することができ、本発明に係る固定子を製造させやすい。

【発明の効果】

【0030】

・本発明の第１の発明によれば、太径のコイル線を並べて挿入しやすいように、コイル挿入開口部を広く、且つ、鍔部の幅を狭くさせた固定子であっても、コイル線をスロット内から脱落させることなく、且つ、コイル束同士を確実に絶縁させることができる。
・本発明の第２の発明によれば、鍔部の幅が狭く、且つ、占積率の高い固定子であっても、突出端部の圧縮整形の際に、脱落防止絶縁紙がずれにくく、脱落防止絶縁紙と鍔部とに隙間があくことがなく、コイル線がコイル挿入開口部から脱落することを防止させることができる。

【0031】

・本発明の第３の発明によれば、突出端部の圧縮整形の際に、脱落防止絶縁紙と鍔部とに隙間があくことがなく、コイル線がコイル挿入開口部から脱落することを、確実に防止させることができる。
・本発明の第４の発明によれば、太径のコイル線を並べて挿入しやすく、且つ、脱落防止絶縁紙と鍔部とに隙間があくことがなく、コイル束の占積率が高くても圧縮整形の際に、コイル束をなすコイル線を脱落させない。
・本発明の第５と第６の発明によれば、脱落防止絶縁紙を座屈させることなく、円滑に挿入することができ、本発明に係る固定子を製造させやすい。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】固定子の斜視図（実施例１）。

【図2】固定子の平面図（実施例１）。

【図3】相間絶縁紙と脱落防止絶縁紙との説明図（実施例１）。

【図4】固定子の見上げ図による説明図（実施例１）。

【図5】固定子の断面図による説明図（実施例１）。

【図6】脱落防止絶縁紙の他の例（実施例２）。

【発明を実施するための形態】

【0033】

隣り合う磁極ティースに挟まれたスロットに、スロット絶縁紙を備え、集中巻方式でコイル束が挿入されている電動機をなす固定子に、更に、相間絶縁紙の屈曲側方部の内径側と磁極ティースの鍔部との間に、脱落防止絶縁紙を備えさせた。脱落防止絶縁紙により、コイル挿入開口部を挟んだ隣り合う磁極ティースの鍔部の基部から基部までが塞がれているため、鍔部の幅が狭くされていても、コイル束をなすコイル線がスロットから脱落されない。

【実施例0034】

実施例１では、脱落防止絶縁紙を備えさせた固定子１を、図１から図５を参照して説明する。図１は、固定子に脱落防止絶縁紙を挿入している状態の斜視図を示している。本実施例では、固定子の両側の開放端面のうち、相間絶縁紙、コイル束、脱落防止絶縁紙を挿入し始める側を、固定子の底面側としている。図２は、固定子の平面図を示している。なお、図１，２では理解を容易にするため、一部の図示を省略している。

【0035】

図３（Ａ）図は、相間絶縁紙を固定子の内径側から看た斜視図を示し、図３（Ｂ）図は脱落防止絶縁紙を固定子の内径側から看た斜視図を示している。図３（Ｃ）図は、相間絶縁紙と脱落防止絶縁紙を重ねた状態の斜視図を示している。図３（Ｄ）図は、スロットの水平方向断面図を示している。

【0036】

図４（Ａ）図は、隙間あけ工程の状態の見上げ図による説明図を示し、図４（Ｂ）図は挿入工程の状態の見上げ図による説明図を示している。図５は、図４（Ａ）図のＡ－Ａ位置における断面図による説明図を示している。

【0037】

電動機をなす固定子１（図１，図２のＡ部分参照）は、電磁鋼板を積層させてなる固定子鉄心１０と、固定子のスロットに挿入させたスロット絶縁紙２０と、相間絶縁紙３０と、脱落防止絶縁紙４０と、集中巻方式でコイル束が挿入されたコイル束５０（図４参照）とからなる。

【0038】

スロット絶縁紙２０は、固定子のスロット内周に沿って備えられ、コイル束と固定子とを絶縁させている。相間絶縁紙３０は、隣り合うコイル束の間に挿入されてコイル束同士を絶縁させている。脱落防止絶縁紙４０は、相間絶縁紙よりも固定子の内径側の位置で、コイル挿入開口部を塞いで、コイル束をなすコイル線がコイル挿入開口部からスロットの外に脱落することを防止している。

【0039】

固定子鉄心１０は、外径側の円環状部分（以下、ヨーク部１１という）と、環状に配列された磁極ティース１２からなる（図１，図２のＡ部分参照）。各々の磁極ティース１２は、ヨーク部１１から固定子鉄心の軸心に向けて突出させた巻線部１３と、巻線部の内径側端部から周方向両側に伸びる鍔部１４とを備えている。

【0040】

隣り合う磁極ティース１２に囲まれた空間が、コイル束を収容するスロット１５をなし、隣り合う鍔部の間に形成されているスリットが、コイル束を挿入させるコイル挿入開口部１６をなしている。固定子の大きさ、スロット数は限定されないが、本実施例では、外径が約６０ｍｍ、スロット数が１２個、コイル挿入開口部の幅が約４ｍｍの固定子を例示している。

【0041】

コイル挿入開口部１６の幅（α）は、中央位置から両側にコイル線５１を２本ずつ並べて挿入できるように、コイル線径（Ｒ）の４倍よりも広い幅とされている（図２のＢ部分参照）。鍔部１４の幅（β）は、脱落防止絶縁紙が鍔部から外れにくいように、コイル線径の２倍よりも広い幅とされている。

【0042】

スロット絶縁紙２０、相間絶縁紙３０、脱落防止絶縁紙４０は、いずれも電気絶縁性を有する薄板からなる（図１から図３参照）。薄板の板厚は限定されないが、スロット絶縁紙と相間絶縁紙とは折り曲げ成形しやすい板厚、例えば約０．２ｍｍ厚とし、脱落防止絶縁紙は座屈しにくいように、相間絶縁紙等よりも厚い板厚、例えば約０．２５ｍｍ厚とすると好適である。

【0043】

スロット絶縁紙２０は、スロット内周に接するように、平面視で略Ｕ字形状をなすように屈曲され、固定子の開放端部から外に襟部２１を有している（図１参照）。スロット１５内に挿入されたスロット絶縁紙２０は、鍔部１４の内面を除いて、ヨーク部１１の内面と、両側の磁極ティースの巻線部１３とを連続して覆って、コイル束５０と固定子鉄心１０とを絶縁させている（図３（Ｄ）図参照）。

【0044】

またスロット絶縁紙２０は、上端部と下端部に備えられた襟部２１が、固定子鉄心１０の開放端面に引っ掛かり、スロットから軸方向への脱落が防止されている（図１、図２参照）。襟部２１は、薄板の上縁部と下縁部とに、予め折り癖をつけ、折り癖よりも外側部分を折り返して成形させている。

【0045】

Ｔ字形状をなす相間絶縁紙３０は、薄板を中央から二つ折りにすると共に、両縁部を外方に折り曲げ成形させて、コイル挿入開口部を塞ぐ屈曲側方部３１を備えさせている（図３（Ａ）図参照）。ここでＴ字形状とは、屈曲側方部３１と二つ折り中央部３２とがなす平面形状が略Ｔ字形状であることをいう（図３（Ｄ）図参照）。

【0046】

相間絶縁紙の二つ折り中央部３２は、隣り合うコイル束５０，５０に挟まれ、コイル挿入開口部１６の中央位置からスロット１５を両側に区画させる境界をなしている（図３（Ｄ）図参照）。また、二つ折り中央部３２の軸方向長さは、固定子の両方の開放端面から突き出す長さとされ（図１参照）、コイル束の突出端部も両側に区画させて絶縁させている。

【0047】

相間絶縁紙３０の屈曲側方部３１は、コイル挿入開口部の中央位置から両側に延び、脱落防止絶縁紙４０とコイル束５０との間に挟まれている（図３（Ｄ）図参照）。屈曲側方部３１の軸方向長さは、固定子の開放端面から突き出す長さであればよい。なお、脱落防止絶縁紙４０を押し込むプッシャー軸体１００（図１参照）が屈曲側方部３１に接しないように、脱落防止絶縁紙４０よりも屈曲側方部３１の軸方向長さを僅かに短くしておくとよい（図３（Ｃ）図参照）。

【0048】

なお、相間絶縁紙３０の外径側には、屈曲側方部３１よりも狭い幅で、両側に突出させた外径側折曲げ部３３を備えさせて、略Ｉ字形状としてもよい（図３（Ａ）図参照）。外径側折曲げ部３３は、二つ折り中央部３２の外径側端部を、側方に突出させるように重ねて折り曲げて成形させればよい。

【0049】

外径側折曲げ部３３が、スロットの外径側において、スロット絶縁紙２０とコイル束５０とに挟まれているため（図３（Ｄ）図参照）、突出端部の圧縮整形の際に、二つ折り中央部３２が傾きにくく、スロットの外径側においてコイル線を隣の区画に漏出させることもない。

【0050】

さて、脱落防止絶縁紙４０は、中央に平坦部４１を備えると共に、両側方にスロットの内面に沿うように軸方向に屈曲させた屈曲側部４２，４２を備えている（図３（Ｂ）図，図３（Ｄ）図参照）。平坦部４１の幅は、スロット絶縁紙２０を挿入させたスロット１５の幅に整合させ、脱落防止絶縁紙が固定子の周方向にずれないようにしている。

【0051】

脱落防止絶縁紙の平坦部４１は、相間絶縁紙の屈曲側方部３１の内径側に重なった状態で、コイル束５０と鍔部１４とに挟まり、コイル挿入開口部１６を全長に亘って塞いでいる（図３（Ｄ）図参照）。更に、屈曲側部４２が、磁極ティースの巻線部１３に沿ってスロット絶縁紙２０とコイル束５０とに挟まれ、コイル線が脱落防止絶縁紙とスロット絶縁紙との間に入り込まないようにさせている。

【0052】

これにより、突出端部を固定子の軸方向に沿って圧縮整形させた際に、コイル挿入開口部１６に面して並んでいるコイル線が屈曲側方部３１と脱落防止絶縁紙４０とを押圧させても（図３（Ｄ）図の白抜き矢印参照）、鍔部１４に沿ってコイル線が漏出する隙間があかないため、コイル束５０をなすコイル線が脱落することがない。

【0053】

屈曲側部４２が、スロットの内径側の角隅部１７の位置で固定子の外径側に向けて屈曲されて、屈曲側部４２はスロット絶縁紙２０と重なっている。そのため、スロット絶縁紙２０が鍔部１４の内面に備えられていなくても、固定子鉄心１０とコイル束５０とを確実に絶縁させることができる（図３（Ｄ）図参照）。

【0054】

次に、固定子製造方法と固定子製造装置とを、図４に示す見上げ図と、図５に示す断面図とを参照して説明する。図４（Ａ）図は隙間あけ工程の説明図を示し、図４（Ｂ）図は挿入工程の説明図を示している。図５は、図４（Ａ）図のＡ－Ａ位置の断面図を示している。

【0055】

固定子製造方法は、３種類の絶縁紙をスロットに挿入させる第１工程から第３工程からなる。固定子製造装置は、第１工程から第３工程に対応する第１挿入手段から第３挿入手段を備えている。第１工程は、スロット絶縁紙をスロットに挿入させる工程であり、第２工程はコイル束と相間絶縁紙とをスロットに挿入させる工程である。

【0056】

第１挿入手段は、周知のスロット絶縁紙挿入機であればよく、第１工程については図示を省略して簡単に説明する。まず、電気絶縁性を有する薄板を所望の形状に切り出し、上述したスロット絶縁紙をなすように折り曲げ成形させる。そして、第１挿入手段により、スロット絶縁紙の襟部を内径側に窄めるようにして、固定子の開放端面からスロットに押込む。

【0057】

第２挿入手段は、本出願人が開示した特許文献１に記載のコイル挿入機であればよいため、第２工程についても図示を省略して簡単に説明する。コイル束と相間絶縁紙とを挿入させる第２挿入手段は、平面視で、磁極ティースに接するように固定子の内径側に設けられたブレード軸体と、コイル束をコイル挿入開口部に押し込むコイル押込体（以下、ストリッパという）と、相間絶縁紙ガイド挿入軸体とを有している。

【0058】

各々のブレード軸体は、コイル挿入開口部の幅に整合し、コイル挿入開口部に連なるブレード隙間をなすように、環状に配列されている。ストリッパはブレード軸体の内面とブレード隙間とに沿って摺動する外歯を備えている。相間絶縁紙ガイド軸体は、ブレード軸体よりも外径側で、スロットに整合するように環状に配列されている。

【0059】

ブレード隙間には外周方向に垂らすようにコイル束が引っ掛けられ、ブレード軸体の先方には固定子が保持される。ストリッパがブレード軸体に接して上昇することに伴い、ブレード軸体に引っ掛けられたコイル束の一方が、徐々に、外歯によりコイル挿入開口部に押込まれ、コイル束がスロット内に挿入される。

【0060】

引っ掛けられていたコイル束の他方は、隣のコイル挿入開口部から隣のスロット内に挿入される。ストリッパが固定子の上方の開放端面から抜き出た状態となると、ブレード軸体に引っ掛けられていたコイル束が、ブレード軸体に隣接していた磁極ティースの周囲に巻線された状態となる。

【0061】

相間絶縁紙は、コイル束の挿入に追従して固定子の底面側からスロットに挿入され、隣り合うコイル束をスロットの両側に区画させると共に、相間絶縁紙の屈曲側方部がコイル束と鍔部との間に挟まってコイル挿入開口部を塞ぎ、全てのスロットにコイル束と相間絶縁紙とが挿入されると、第２工程が終了する。

【0062】

第２工程において、全てのスロットに同時にコイル束を挿入させ、それに追随させて相間絶縁紙を挿入させるとよいが、必ずしも限定されず、ブレード軸体の固定部を間欠回転させて、順にコイル束と相間絶縁紙を挿入させてもよいことは勿論のことである。

【0063】

また、コイル束をなすコイル線は、夫々一周分の長さが同一であり、スロットの断面形状が外径側の方が内径側よりも広いため、内径側の位置に巻かれたコイル線の方が、外径側の位置に巻かれたコイル線よりも突出端部の突出高さが高くなっている。従来は、電動機の筐体に固定子が納まり良いように、第２工程の終了後に、突出端部を押圧して突出高さを整えていたが、本発明では第３工程の終了後に突出端部を圧縮整形させている。

【0064】

さて、本発明の特徴的な構成である第３工程は、第３挿入手段をなすコイル束端部押し広げ手段により突出端部５２を外径方向に押し広げる隙間あけ工程と、第３挿入手段をなす脱落防止絶縁紙挿入手段により脱落防止絶縁紙４０を隙間１８（図５黒塗り部）に沿って押し込む挿入工程とからなる。

【0065】

第３工程は、第２挿入手段をなすコイル挿入装置から固定子を取り外し、第３挿入手段をなす脱落防止絶縁紙挿入装置に移送して実施してもよく、第２工程に引き続き同一の装置で実施してもよい。なお、第３工程は、全てのスロットで同時に実施してもよく、スロット毎に順番に実施してもよい。

【0066】

第３工程では脱落防止絶縁紙４０を固定子の底面側からスロットに挿入させるようにしている（図５参照）。スロットに挿入されたコイル束の突出端部５２（図５参照）を押し広げるコイル束端部押し広げ手段の態様は限定されず、例えば、径方向に進退可能な進退軸２００と、突出端部に引っ掛ける鉤爪２０１とすればよい（図４参照）。突出端部５２と接する鉤爪２０１の面を、ゆるやかな湾曲面とすれば、コイル束の絶縁被覆を損傷させにくく好適である。

【0067】

コイル束端部押し広げ手段は、固定子の内径側から押圧片を進出させて突出端部５２を押し広げる態様としてもよい。なお、突出端部をスロット毎に順番に押し広げる場合には、固定子を周方向に間欠回転させて、鉤爪２０１を所望のスロット位置に整合させればよい。

【0068】

第３工程をなす隙間あけ工程では、進退軸２００と鉤爪２０１とにより、一つの磁極ティースの両側のスロットから突出している突出端部５２，５２を外径方向に押し広げ、磁極ティースの鍔部１４の内面と、相間絶縁紙の屈曲側方部３１との間に、脱落防止絶縁紙を挿入させる隙間１８をあけている（図４（Ａ）図、図５の黒塗り部）。ここでは、磁極ティース１２に沿って、奥行き方向に屈曲側部よりも長い隙間１９ができるように突出端部５２を押し広げている。

【0069】

また、進退軸２００と鉤爪２０１は、脱落防止絶縁紙挿入手段をなすプッシャー軸体１００，ガイド軸体１０１（図４（Ｂ）図参照）と接触しないように、突出端部５２のうち、磁極ティース１２を跨いでいる部分も併せて押し広げている。

【0070】

第３挿入手段をなす脱落防止絶縁紙挿入手段は、固定子１の底面側に配置されたプッシャー軸体１００と、左右に分割された一対のガイド軸体１０１，１０１とからなる（図１、図４（Ｂ）図参照）。夫々のガイド軸体１０１は、固定子の軸方向に沿って延び、内面側に案内溝１０２を有する略コ字形状の軸体とされている。

【0071】

各々の案内溝１０２，１０２は、脱落防止絶縁紙４０が傾かないように、脱落防止絶縁紙４０の両側の屈曲側部４２を支え、スロット１５まで案内させる。プッシャー軸体１００は、一対のガイド軸体１０１の間の摺動隙間１０３に沿って、脱落防止絶縁紙４０の下方を支えて上昇し、脱落防止絶縁紙４０を隙間１８（図４（Ａ）図参照）に向けて送出させる。

【0072】

一本ずつ脱落防止絶縁紙を挿入させる場合には、固定子１をインデックス回転させて、ガイド軸体１０１とスロット１５との平面位置を整合させ、ガイド軸体１０１の内側の案内溝１０２を隙間１８の下方の位置に案内させればよい（図４（Ａ）図，図５参照）。この状態からプッシャー軸体１００を上昇させ、脱落防止絶縁紙４０を隙間１８に沿ってスロット１５に挿入させる（図５太線矢印参照）。

【0073】

このとき、コイル束端部押し広げ手段をなす鉤爪２０１（図４（Ａ）図参照）は、下方の突出端部５２しか押し広げていないため、隙間１８は固定子１の上方に向けて徐々に狭くなっている（図５参照）。そのため、脱落防止絶縁紙４０が押し込まれるにつれて相間絶縁紙３０と鍔部１４とに挟まれ、プッシャー軸体１００を後退させても、脱落防止絶縁紙４０がスロットに納まったままとなる。

【0074】

脱落防止絶縁紙４０が、固定子の両側の開放端面から突出する位置にまで押し込まれると、挿入工程が終了し、コイル挿入開口部１６が全長に亘って脱落防止手段により塞がれる。挿入工程が終了してから突出端部５２の押し広げを解除させると、突出端部５２はコイル束の復元性により徐々に内径側に復帰して隙間１８が狭くなり、脱落防止絶縁紙４０自体がスロットから引き抜けないようになる。

【実施例0075】

実施例２では、脱落防止絶縁紙の他の形態を、図６を参照して説明する。図６はいずれもスロットの水平方向断面図を示している。図６（Ａ）図は、脱落防止絶縁紙が片側にだけ屈曲側部を有している場合を示している。図６（Ｂ）図は、脱落防止絶縁紙が矩形形状の平板からなる場合を示している。図６では理解を容易にするため、コイル束を一部だけ表示している。

【0076】

いずれの例も、スロット絶縁紙２２は、スロットの内面に沿って薄板を折り曲げ成形させ、コイル束をなすコイル線が固定子に直接接しないようにし絶縁させている（図６参照）。コイル束を分離させている相間絶縁紙３４は、薄板を二つ折りにすると共に、両縁部を折り曲げてＴ字形状に成形させ、屈曲側方部３１を備えさせている。

【0077】

脱落防止絶縁紙４３が、片側にだけ屈曲側部４２を有している例（図６（Ａ）図参照）は、屈曲側部のある側だけが、コイル束５０とスロット絶縁紙２２とに挟まれている。屈曲側部の幅は限定されないが、例えば、コイル線５１の線径の２倍以上とさせると、屈曲側部４２が複数のコイル線と接するため好適である。

【0078】

屈曲側部により脱落防止絶縁紙４３がコイル線５１により押圧されているため、脱落防止絶縁紙４３が水平方向にずれることがないため、相間絶縁紙のＴ字形状をなす相間絶縁紙の屈曲側方部３１と鍔部１４との間に隙間が空かず、コイル線の脱落が防止される。

【0079】

コイル線５４が太径であり、コイル束端部押し広げ手段によっても、磁極ティースに沿った隙間１９が明けにくい場合には、脱落防止絶縁紙４４を矩形形状の平板とさせた例としてもよい（図６（Ｂ）図参照）。脱落防止絶縁紙４４の幅を、隣り合う磁極ティースがなす鍔部１４の基部から基部までに適合させておけば、周方向にずれないため、コイル線が脱落しにくい。

【0080】

（その他）
・本実施例１においては、相間絶縁紙の二つ折り中央部の軸方向長さを、屈曲側方部よりも長く成形させた例を説明したが、二つ折り中央部と屈曲側方部の軸方向長さを同一としてもよいことは勿論のことである。
・本実施例においては、隙間あけ工程において、固定子の底面側に脱落防止絶縁紙を挿入させる隙間をあける例を説明したが、固定子の天面側に隙間をあけるようにしてもよいことは勿論のことである。
・今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の技術的範囲は、上記した説明に限られず特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。