特開 2025-6703 相間絶縁部材、固定子および電動機

(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】P2025006703

(43)【公開日】2025-01-17

(54)【発明の名称】相間絶縁部材、固定子および電動機

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/34 20060101AFI20250109BHJP

【ＦＩ】

H02K3/34 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023107670

(22)【出願日】2023-06-30

(71)【出願人】

【識別番号】000116666

【氏名又は名称】愛知電機株式会社

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 雄大

(72)【発明者】

【氏名】黒古 雅司

(72)【発明者】

【氏名】真野 鐘治

【テーマコード（参考）】

5H604

【Ｆターム（参考）】

5H604AA08

5H604BB01

5H604BB08

5H604BB14

5H604CC01

5H604CC05

5H604CC15

5H604DB15

5H604DB26

5H604PB02

(57)【要約】

【課題】 固定子コアへコイルを挿入する工程の作業負担を低減し、作業効率を向上させることのできる相間絶縁部材と、これを利用した固定子および電動機を提供する。
【解決手段】 ティース挿入孔５１０と脚部５２０と帯状部分５３０,５４０からなる略中空筒状の相間絶縁部材５００において、帯状部分５３０,５４０に第１の折り目５６０と第２の折り目５７０を形成することで、固定子コア２００に装着する前段階で、相間絶縁部材５００を固定子コア２００に装着した状態を軸方向からみて、帯状部分５３０,５４０を波形に形成する。
【選択図】 図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

異相の固定子コイル間に配置される相間絶縁部材であって、前記相間絶縁部材は固定子コアの軸方向両端面からそれぞれ突出する前記固定子コイルのコイルエンド間に位置する一対の帯状部分と、当該帯状部分を前記固定子コアのスロット内に位置する複数の脚部で連結した相間絶縁部材であって、
前記相間絶縁部材の帯状部分は、固定子コイル間に装着する前に、前記相間絶縁部材を固定子コアに装着した状態の軸方向から見て波形の折り目を形成したことを特徴とする相間絶縁部材。

【請求項2】

前記相間絶縁部材の帯状部分は、前記折り目を形成することで、略中空筒状に変形させることを特徴とする請求項１項記載の相間絶縁部材。

【請求項3】

前記帯状部分には、固定子コアに装着した状態の軸方向から見て波形に折り目を形成し、前記軸方向から見て径方向外周側に向けて湾曲部が形成されることを特徴とする請求項１記載の相間絶縁部材。

【請求項4】

前記帯状部分には、固定子コアに装着した状態の軸方向から見て波形に折り目を形成し、前記軸方向から見て径方向外周側に向けて湾曲部が形成されることを特徴とする請求項２記載の相間絶縁部材。

【請求項5】

周方向に沿って延在するヨークと、該ヨークから径方向内周側に延在する複数のティースからなる固定子コアを備え、前記複数のティースからなるスロット内に固定子コイルが装着され、前記固定子コイル間の異相間には請求項１～４記載の相間絶縁部材を配置したことを特徴とする固定子。

【請求項6】

請求項５記載の固定子と、該固定子に対して相対的に配置され、回転可能に支持される回転子を備えたことを特徴とする電動機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動機を構成する異相の固定子巻線間を絶縁する相間絶縁部材の構造に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、電動機を小型かつ高出力化するために、電動機における異相間の絶縁は確実に行わなくてはならない。
この種の電動機としては、電気自動車の分野で用いられる電動機が一例として挙げられる。これらの電動機に於いては異相の巻線間や、巻線と固定子間の絶縁性を確保する目的で各種の絶縁部材が用いられる。

【0003】

下記特許文献１には、電気自動車用として、内周に軸方向に延びる多数のスロットを円周方向に間欠的に配列した円筒状の固定子コアと、当該固定子コアに巻装された複数相（例えば三相）の固定子コイルを備えた電動機が図示されている。

【0004】

前記スロットには、固定子コイルと固定子コア間の絶縁性を確保するスロット絶縁紙が配置されており、前記固定子コイルは、当該スロット絶縁紙を介して、前記スロット内に分布巻によって収納されている。

【0005】

分布巻された前記固定子コイルの各相間には相間絶縁紙が配置されて、異相のコイル間の絶縁性を確保している。相間絶縁紙を異相の固定子コイル間に配置する場合、環状のコイルを直列に連続した状態で機械巻きによって形成した環状コイルを前記スロット内に挿入した後、固定子コアの端面からはみ出たコイルエンド部を、例えば、機械成形によって外径側へ押し広げる。

【0006】

次に、スロットに挿入した環状コイルの内径側に相間絶縁紙を配置する。相間絶縁紙を配置したら、さらに、その内径側に次相の環状コイルを全極分挿入した後、コイルエンド部を外径側へ押し広げる。以降、相間絶縁紙の配置と環状コイルの全極分挿入、コイルエンド部の外径側への押し広げる工程を、相数分繰り返す。三相であれば、前記次相の環状コイル（コイルエンド部は外径側へ押し広げられている）の内径側に相間絶縁紙を配置し、さらにその内径側に次々相の環状コイルを配置して終了する。次々相の環状コイルのコイルエンド部は外径側へ押し広げる必要はない。

【0007】

以上のようにして、固定子コアのスロット内に環状コイルを挿入していくのであるが、挿入する環状コイルが、その直前に配置した相間絶縁紙と接触することにより、相間絶縁紙の位置がずれたり、巻き込むことで、相間絶縁紙を損傷してしまう恐れがある。このような問題を解決する手段としては、例えば、下記特許文献１記載の技術が提示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０２０－１５０６８３号公報

【0009】

上記特許文献１に記載される技術によれば、固定子コアの周方向に第１のコイルが９０度間隔で４つ配置され、第２のコイルが周方向に９０度間隔で４つ配置される。４つの第１のコイルと第２のコイルの間には、４つの相間絶縁紙が配置され、また、第３のコイルも固定子コアの周方向に９０度の間隔で４つ配置される。４つの第２のコイルと４つの第３のコイルの間にも４つの相間絶縁紙が配置される。

【0010】

前記相間絶縁紙は、固定子コアの軸方向の一対の端面からそれぞれ突き出る一対のシート状絶縁部と、当該一対のシート状絶縁部を互いに連結する複数の脚部を備えており、一対のシート状絶縁部は、第１のコイルのコイルエンド部と第２のコイルのコイルエンド部の間に配置され、複数の脚部は固定子コアのスロットに装着される。

【0011】

このような相間絶縁紙の構造および配置とすることにより、先に装着された相間絶縁紙が、後から挿入される第２のコイルと接触して、ズレたり、巻き込まれたりして、損傷することを防止している。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

上記特許文献１記載の技術によれば、後から挿入するコイルによって先に装着した相間絶縁紙がズレや巻き込みがある程度、抑制できると思われる。しかし、固定子コアの周方向に配置される第１のコイルや第２のコイルの間に複数の相間絶縁紙を装着する構造であるので、相間絶縁紙を装着するための作業工数が増える。また、相間絶縁紙を複数枚によって構成するので、各々の相間絶縁紙のサイズが小さくなり、後から挿入するコイルと接触した際に、なお、ズレやすい。

【0013】

このようなズレを防止する方法についても上記特許文献１には開示されている。第１のコイルと第２のコイルが重なり合う範囲に複数の脚部を設けることで、相間絶縁紙を引きずる力が強く作用し易い位置に複数の脚部を配置したり、複数の脚部の断面形状がハの字状になるように形成することで、位置ズレを防止している。あるいは、第１のコイルと第２のコイル間に配置しやすくするために形成したシート状絶縁部の折り曲げ部の上端部に切り欠き部を設けることで、後から挿入するコイルが当該上端部に引っ掛かって、相間絶縁紙を巻き込んでしまうことを防止することができる。

【0014】

上述したとおり、従来の方法によれば、複数の相間絶縁紙を装着するといった作業性の悪さと、相間絶縁紙のズレやすさを抑制する方法として開示された技術に関しても、相間絶縁紙に別途の加工を施す必要があり、加工工数が増加する問題がある。

【0015】

そこで、本発明は、相間絶縁紙を極力単純な構成とし、固定子コアへの装着作業を単純化するとともに、各相コイルの挿入作業性の向上と、相間絶縁紙のズレや巻き込みといった問題を確実に解消することのできる相間絶縁紙と、当該相間絶縁紙を備えた固定子、および、当該固定子を備えた電動機を提示するものである。

【課題を解決するための手段】

【0016】

請求項１記載の発明は、異相の固定子コイル間に配置される相間絶縁部材であって、前記相間絶縁部材は固定子コアの軸方向両端面からそれぞれ突出する前記固定子コイルのコイルエンド部間に位置する一対の帯状部分と、当該帯状部分を前記固定子コアのスロット内に位置する複数の脚部で連結され、当該相間絶縁部材の帯状部分は、固定子コイル間に装着する前に、前記相間絶縁部材を固定子コアに装着した状態の軸方向から見て波形の折り目を形成したことに特徴を有する。

【0017】

請求項２記載の発明は、請求項１項記載の相間絶縁部材であって、帯状部分に折り目を形成することで、略中空筒状に変形させることに特徴を有する。

【0018】

請求項３記載の発明は、請求項１記載の相間絶縁部材の帯状部分に、前記帯状部分には、固定子コアに装着した状態の軸方向から見て波形に折り目を形成し、前記軸方向から見て径方向外周側に向けて湾曲部が形成されることに特徴を有する。

【0019】

請求項４記載の発明は、請求項２記載の相間絶縁部材の帯状部分に、前記帯状部分には、固定子コアに装着した状態の軸方向から見て波形に折り目を形成し、前記軸方向から見て径方向外周側に向けて湾曲部が形成されることに特徴を有する。

【0020】

請求項５記載の発明は、周方向に沿って延在するヨークと、該ヨークから径方向内周側に延在する複数のティースからなる固定子コアを備え、前記複数のティースからなるスロット内に固定子コイルが挿入された固定子であって、前記固定子コイル間の異相間に請求項１～４記載の相間絶縁部材を配置したことに特徴を有する。

【0021】

請求項６記載の発明は、請求項５記載の固定子と、該固定子に対して相対的に配置されて、回転可能に支持される回転子を備えた電動機であることに特徴を有する。

【発明の効果】

【0022】

請求項１記載の発明によれば、単一の相間絶縁部材を固定子に装着すればよく、作業性が向上する。また、相間絶縁部材が単一であるため、サイズの小さな複数の相間絶縁部材を配置する場合と比較して、ズレや巻き込みが発生しにくい。

【0023】

さらに、相間絶縁部材の帯状部分が、固定子コイル間に装着する前に、径方向断面から見て波形の折り目が形成されているので、固定子コイル間に装着した後に波形に変形させる場合と比較して、相間絶縁部材の成形（波形の寸法調整など）が容易となる。

【0024】

請求項２記載の発明によれば、相間絶縁部材に形成した波形の折り目を形成することによって、相間絶縁部材を略中空筒状に変形させることができ、相間絶縁部材の固定子コアへの装着作業を効率化することができる。

【0025】

請求項３,４記載の発明によれば、相間絶縁部材に、固定子コアに装着した状態の軸方向から見て、径方向外周側に向けて湾曲部が形成されるので、固定子コイルを固定子コアに挿入する際に、相間絶縁部材が邪魔にならず相間絶縁部材のズレや巻き込みを確実に防止することができる。

【0026】

請求項５記載の発明によれば、相間絶縁部材のズレや巻き込みのない固定子を製作することができ、固定子の品質を確保できる。

【0027】

請求項６記載の発明によれば、相間絶縁部材のズレや巻き込みのない固定子を備えたモータを製作することができ、モータの品質を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の固定子を示す斜視図である。

【図2】本発明の固定子を示す平面図である。

【図3】本発明の相間絶縁部材の展開図である。

【図4】本発明の相間絶縁部材を示す斜視図である。

【図5】本発明の固定子に固定子コイル１相分を挿入した状態を示す斜視図である。

【図6】本発明の固定子に固定子コイル１相分と中外層間相間絶縁部材を取り付けた状態を示す斜視図である。

【図7】本発明の固定子に固定子コイル１相分と中外層間相間絶縁部材を取り付けた状態を示す平面図である。

【図8】本発明の固定子に固定子コイル２相分と中外層間相間絶縁部材を取り付けた状態を示す斜視図である。

【図9】本発明の固定子に固定子コイル２相分と中外層間相間絶縁部材および内中層間相間絶縁部材を取り付けた状態を示す斜視図である。

【図10】本発明の固定子に固定子コイル２相分と中外層間相間絶縁部材および内中層間相間絶縁部材を取り付けた状態を示す平面図である。

【図11】本発明の固定子に固定子コイル３相分と中外層間相間絶縁部材および内中層間相間絶縁部材を取り付けた状態を示す斜視図である。

【図12】本発明の固定子に固定子コイル３相分と中外層間相間絶縁部材および内中層間相間絶縁部材を取り付けた状態を示す平面図である。

【図13】本発明の比較例として、略円筒形状の相間絶縁部材を固定子コアに取り付ける前段階を示す斜視図である。

【図14】本発明の比較例として、略円筒形状とする相間絶縁部材の展開図である。

【図15】本発明の比較例として、略円筒形状の相間絶縁部材を固定子コアに取り付けた状態を示す斜視図である。

【図16】本発明の比較例として、固定子コアに取り付けた略円筒形状の相間絶縁部材の帯状部分を波形に変形させた状態を示す斜視図である。

【図17】相間絶縁部材の帯状部分を機械成形によって波形に変形させた状態を示す要部拡大平面図である。

【図18】本発明に係る折り目を利用して帯状部分を波形に変形させた状態を示す要部拡大平面図である。

【図19】本発明の電動機の一例を示す縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、本明細書では、「軸方向」という記載は、図１９に示す回転子９００が図１,図２,図１９に示す固定子１００に対して相対的に回転可能に配置されている状態において、回転子９００の回転中心線Ｐの延在方向を指す。また「周方向」という記載は、回転子９００が固定子１００に対して相対的に回転可能に配置されている状態において、軸方向に直角な断面で見て、回転中心線Ｐを中心とする周方向を指す。

【0030】

「径方向」という記載は、回転子９００が固定子１００に対して相対的に回転可能に配置されている状態において、軸方向に直角な断面で見て、回転子９００の回転中心線Ｐから回転中心線Ｐと反対（固定子外径）側の方向、もしくは回転子９００の回転中心線Ｐ（固定子外径）の反対側から回転中心線Ｐの方向をいい、「径方向内周側」という記載は、回転中心線Ｐ側を指し、「径方向外周側」という記載は、回転中心線Ｐと反対側を示す。

【0031】

そして、相間絶縁部材に対して、「軸方向」、「周方向」および「径方向」、「径方向内周側」、「径方向外周側」という記載をした場合は、相間絶縁部材が固定子コアに装着された状態における、前記「軸方向」、「周方向」および「径方向」、「径方向内周側」、「径方向外周側」と同一方向を指す。

【0032】

図１は、本発明の電動機を構成する固定子１００を示す斜視図であり、図２は固定子１００の平面図である。固定子１００は、電磁鋼板を積層して構成される固定子コア２００と、固定子コア２００に巻装される固定子コイル３００と、図２に示すスロット絶縁部材４００および相間絶縁部材５００から概略構成されている。

【0033】

固定子コア２００は、図２に示すように、軸方向に沿った一方側から見て、周方向に沿って延在するヨーク２１０と、径方向に沿って延在している複数のティース２２０を有している。

【0034】

ティース２２０は、ヨーク２１０から径方向に沿って径方向内周側に延在すティース基部２２１と、ティース基部２２１の径方向内周側に設けられ、周方向に沿って延在するティース先端部２２２を有している。ティース先端部２２２の径方向内周側のティース先端面２２２ａによって、図示しない回転子が挿入される回転子挿入孔２００ａが形成される。本発明の電動機は、例えば、図１,図２に示す固定子１００の回転子挿入孔２００ａに、図１９に示すように回転子９００を挿入した状態で、回転中心線Ｐを中心に、ブラケット９１０に取り付けたベアリング９２０によって回転可能に支持されて構成される。

【0035】

周方向に隣接するティース２２０によってスロット２３１が形成され、スロット２３１内には、スロット絶縁部材４００を介して固定子コイル３００が挿入される。固定子コイル３００はスロット２３１内に多相（例えば、三相）のコイルが分布巻で挿入される。

【0036】

相間絶縁部材５００は、多相（３相）の固定子コイル３０１,３０２,３０３の異相のコイル間に配置される２つの絶縁紙であって、図２では径方向外周側に中外層間相間絶縁部材５００Ａが配置され、径方向内周側に内中層間相間絶縁部材５００Ｂが配置される。なお、図２では、固定子１００の構造の説明を簡略化するために、２つの相間絶縁部材５００Ａ,５００Ｂをともに真円にて図示しているが、実際には、図１に示す各コイル３０１,３０２,３０３間に入り組んだ状態で配置されている。

【0037】

図３に相間絶縁部材５００（５００Ａ, ５００Ｂ）の展開図を示す。本発明の相間絶縁部材５００は、電気絶縁性に優れた材料（例えば、PET、PEN、PPS、ノーメックス及びそれらの複合部材等のエンプラフィルムからなる絶縁シート）からなり、１枚の絶縁シートを、例えば、打ち抜き加工することにより、複数のティース挿入孔５１０を絶縁シートの長手方向に離間させ形成している。

【0038】

隣接する各々のティース挿入孔５１０間には脚部５２０が形成され、絶縁シートの短手方向両端部には一対の帯状部分５３０,５４０が残存する。一対の帯状部分５３０,５４０の少なくとも一方には、一対の傾斜部５５０ａ,５５０ｂと、一対の傾斜部５５０ａ,５５０ｂ間を繋ぐ底辺部５５０ｃからなる凹部５５０が形成される。帯状部分５３０には、この凹部５５０が形成される部位と形成されない部位を交互に配置することができる。ただし、交互に配置するのみならず、連続して配置したり、連続する箇所と交互に配置する箇所を自由に設定することができる。なお、図３では帯状部分５３０に凹部５５０を形成したが、帯状部分５４０や、帯状部分５３０,５４０の双方に凹部５５０を形成しても良い。

【0039】

図３において、第１の折り目５６０は脚部５２０から帯状部分５３０、５４０側へ向けて、当該脚部５２０の幅寸法と同一幅（ほぼ同一を含む）で谷折りに折り曲げられ、第１の折り目５６０で挟まれた狭幅部位を第１部分５８０と呼ぶ。

【0040】

また、ティース挿入孔５１０を挟んで対向する帯状部分５３０、５４０側には第２の折り目５７０が山折りに２箇所設けられ、第２の折り目５７０により一対の折り目を形成する。一対の第２の折り目５７０で挟まれた部位を第２部分５９０と呼び、第１部分５８０と第２部分５９０とに挟まれる部位を第３の部分６００と呼ぶ。

【0041】

第１の折り目５６０と第２の折り目５７０は、帯状部分５３０の第１の部分５８０が紙面最奥面に配置され、第２の部分５９０が紙面最前面に配置されるように折り曲げられ、第３の部分６００で、第１の部分５８０と第２の部分５９０をつなぐ。

【0042】

図３に示す１枚シート状の相間絶縁部材（絶縁シート）５００は、帯状部分５３０に第１の折り目５６０と第２の折り目５７０を形成することによって、作業者が力を加えることなく、図４に示す略中空筒形状に変形させることができる。なお、図４では、相間絶縁部材５００の帯状部分５３０,５４０の何れにも凹部５５０が形成されていない場合を示している。

【0043】

相間絶縁部材５００を略中空筒形状に変形させることによって、帯状部分５３０,５４０は軸方向からみて波形に湾曲し、第１の部分５８０が波形の最外縁を形成し、第２の部分５９０が波形の最内縁を形成する。略中空筒形状に変形した状態では、図３に示す１枚シートからなる相間絶縁部材（絶縁シート）５００の長手方向両端部は、接合しなくても図４に示す略中空筒形状を維持することができる。このように、本発明の相間絶縁部材５００は、長手方向両端部を接合する工程を省略することができるが、敢えて接合しても差し支えない。

【0044】

次に、本発明の相間絶縁部材５００を固定子コア２００に取り付ける場合について説明する。まず、固定子コア２００のスロット２３１内に、図２に示すように、スロット絶縁部材４００を配置する。このとき、スロット絶縁部材４００は、図５に示す軸方向の両端部に有する折り返し部４００ａが、固定子コア２００の軸方向端面２００Ａ,２００Ｂから外部へ突出している。

【0045】

つづいて、スロット２３１内にスロット絶縁部材４００を介して第１相コイル３０１を挿入する。第１相コイル３０１は、環状コイルを直列に連続させた状態で巻かれており、複数（図５では３個）のティース２２０を跨ぐように挿入される。コイル３０１のスロット２３１への挿入は、図示しない巻線挿入機によって行われ、５つのコイルが固定子コア２００の周方向に７２度間隔に分布巻で巻装される。このコイル３０１の挿入時にスロット絶縁部材４００の折り返し部４００ａが固定子コア２００の端面２００Ａに当接し、スロット絶縁部材４００が位置ずれを起こすことを防止する。つまり、スロット絶縁部材４００の折り返し部４００ａはストッパとして機能する。

【0046】

第１相コイル３０１が挿入された状態では、第１相コイル３０１のコイル辺がスロット２３１内に収納され、コイルエンド部が固定子コア２００の軸方向端面２００Ａ,２００Ｂから外部へ突出した状態となる。突出したコイルエンド部は、機械成形によって径方向外周側に押し広げられる。径方向外周側への押し広げは、図５に示す固定子コア２００の両端面２００Ａ,２００Ｂから突出する両側のコイルエンド部に共通して実施される。

【0047】

次に、図４に示す状態の中外層間相間絶縁部材５００Ａを固定子コア２００に取り付ける。中外層間相間絶縁部材５００Ａの固定子コア２００への取り付けは、図４に示す略中空筒状に形成した中外層間相間絶縁部材５００Ａを、径方向内周側に縮径した状態で、固定子コア２００の軸方向に沿って、回転子挿入孔２００ａ内に挿入する。

【0048】

つづいて、回転子挿入孔２００ａ内で縮径した状態の中外層間相間絶縁部材５００Ａの縮径状態を解くことにより、中外層間相間絶縁部材５００Ａの脚部５２０を第１相コイル３０１のコイル辺が収められていないスロット２３１内に、径方向内周側から装着する。当該脚部５２０のスロット２３１内への装着は、図６の場合、第１相コイル３０１のコイル辺が挿入されたスロット２３１の周方向時計回りに隣接するスロット２３１内に装着される。つまり、中外層間相間絶縁部材５００Ａの脚部５２０も複数（図５では３個）のティース２２０を跨ぐように挿入される。

【0049】

中外層間相間絶縁部材５００Ａが固定子コア２００に取り付けられた状態では、中外層間相間絶縁部材５００Ａの帯状部分５３０,５４０は、固定子コア２００の両端面２００Ａ,２００Ｂから突出した状態となる。そして、帯状部分５３０,５４０の第１部分５８０が、周方向の１つ置きに、第１相コイル３０１の径方向外周側に押し広げられた位置に配置され、第２部分５９０が押し広げられていない位置に配置される。

【0050】

図７は、当該配置状態を示す平面図である。図７に示すように、中外層間相間絶縁部材５００Ａの帯状部分５３０（５４０）は、第１部分５８０が、第１相コイル３０１の径方向外周側へ押し広げられた位置と、隣接する第１相コイル３０１の間の第１相コイル３０１が存在しない固定子コア２００の端面２００Ａ上に配置される。帯状部分５３０（５４０）の第２部分５９０は常に第１相コイル３０１の径方向外周側へ押し広げられていない位置に配置され、第３部分６００が第１部分５８０と第２部分５９０とをつないでいる。

【0051】

固定子コア２００に第１相コイル３０１と中外層間相間絶縁部材５００Ａが取り付けられたら、次に、固定子コア２００のスロット２３１内に第２相コイル３０２を挿入する。第２相コイル３０２も第１相コイル３０１と同様に、環状コイルを直列に連続させた状態で巻かれており、複数（図８では３個）のティース２２０を跨ぐようにして挿入される。

【0052】

このとき、第２相コイル３０２は、固定子コア２００のスロット２３１のうち、中外層間相間絶縁部材５００Ａの第一部分５８０が配置されているスロット２３１内に分布巻で挿入される。第２相コイル３０２の挿入時においても、スロット絶縁部材４００の折り返し部４００ａが固定子コア２００の端面２００Ａに当接することで、スロット絶縁部材４００が位置ずれを防止している。

【0053】

固定子コア２００に挿入された第２相コイル３０２は、図８に示すように、コイル辺がスロット２３１内に収納され、コイルエンド部が固定子コア２００の軸方向端面２００Ａ,２００Ｂから外部へ突出した状態となる。突出したコイルエンド部は、第１相コイル３０１と同様に、機械成形によって径方向外周側に押し広げられる。このとき、第１相コイル３０１と第２相コイル３０２間に介在する中外層間相間絶縁部材５００Ａに、図３に示す凹部５５０が形成されていると、径方向外周側へ押し広げられた第２相コイル３０２のコイルエンド部により中外層間相間絶縁部材５００Ａを径方向外周側へ押し広げても、中外層間相間絶縁部材５００Ａが、コイルエンド部から径方向外周側及び、軸方向へ飛び出すことを防止することができる。

【0054】

つづいて、図４に示す略中空筒状の中内層間相間絶縁部材５００Ｂを固定子コア２００に取り付ける。中内層間相間絶縁部材５００Ｂの固定子コア２００への取り付けにおいても、一旦、径方向内周側に縮径して、固定子コア２００の軸方向に沿って、回転子挿入孔２００ａ内に挿入する。

【0055】

回転子挿入孔２００ａ内に挿入した縮径状態の中内層間相間絶縁部材５００Ｂは、その縮径状態を解くことによって、中内層間相間絶縁部材５００Ｂの脚部５２０を第１相コイル３０１および第２相コイル３０２のコイル辺が収められていないスロット２３１内に、径方向内周側から装着する。当該脚部５２０のスロット２３１内への装着は、図９の場合、第２相コイル３０２のコイル辺が挿入されたスロット２３１の周方向時計回りに隣接するスロット２３１内に装着される。

【0056】

中内層間相間絶縁部材５００Ｂが第１相コイル３０１および第２相コイル３０２とともに固定子コア２００に取り付けられた状態では、中内層間相間絶縁部材５００Ｂの帯状部分５３０,５４０は、固定子コア２００の両端面２００Ａ,２００Ｂから突出した状態となる。図１０に示すように、帯状部分５３０,５４０は、第１部分５８０が第１相コイル３０１の径方向外周側に押し広げられた位置と第２相コイル３０２の径方向外周側に押し広げられた位置に交互に配置され、第２部分５９０が、第１相コイル３０１と第２相コイル３０２の径方向外周側に押し広げられていない位置に配置される。第３部分６００は第１部分５８０と第２部分５９０をつなぐ。

【0057】

図７に示すように、固定子コア２００に第１相コイル３０１および第２相コイル３０２と中内層間相間絶縁部材５００Ｂが取り付けられたら、次に、固定子コア２００のスロット２３１内に第３相コイル３０３を挿入する。第３相コイル３０３も、環状コイルを直列に連続させた状態で巻かれており、複数（図８では３個）のティース２２０を跨ぐようにして、図示しない巻線挿入機によって挿入される点は、第１相コイル３０１,第２相コイル３０２と同様である。

【0058】

第３相コイル３０３は、固定子コア２００のスロット２３１のうち、中内層間相間絶縁部材５００Ｂの第一部分５８０が配置されているスロット２３１に分布巻で挿入される。第３相コイル３０２の挿入時においても、スロット絶縁部材４００の折り返し部４００ａが固定子コア２００の端面２００Ａに当接し、スロット絶縁部材４００の位置ずれを防止する。

【0059】

固定子コア２００に挿入された第３相コイル３０３は、図１１に示すように、コイル辺がスロット２３１内に収納され、コイルエンド部が固定子コア２００の軸方向端面２００Ａ,２００Ｂから外部へ突出した状態となるが、挿入するコイルが第１相～第３相のみである場合、次相コイルの挿入性を考慮する必要がないので、第１相コイル３０１、第２相コイル３０２と異なり、突出したコイルエンド部を径方向外周側に押し広げる必要はない。つまり、第３相コイル３０３のコイルエンド部は、固定子コア２００の両端面２００Ａ,２００Ｂから起立した状態で突出する。なお、第３相コイル３０３のコイルエンド部を径方向外周側に押し広げる必要がないので、中内層間相間絶縁部材５００Ｂは、図３に示す凹部５５０を形成する必要がない。当該凹部５５０は、コイルエンド部を径方向外周側に押し広げる際に、相間絶縁部材がコイルエンド部の径方向外周側及び軸方向への飛び出しを防止するために形成するものだからである。

【0060】

図１２は固定子コア２００に第１相～第３相コイル３０１,３０２,３０３を取り付けた状態を示す平面図である。図１２に示すように、中内層間相間絶縁部材５００Ｂは、第１相コイル３０１および第２相コイル３０２と第３相コイル３０３間に介在し、双方を絶縁している。中内層間相間絶縁部材５００Ｂの第１部分５８０は、第３相コイル３０３が挿入されているスロット２３１内に位置し、第２部分５９０は、第１相コイル３０１および第２相コイル３０２の間、および、第１相コイル３０１および第２相コイル３０２の径方向外周側へ押し広げられていない位置に配置される。

【0061】

このようにして、本発明の相間絶縁部材５００Ａ,５００Ｂは、固定子コイル３００（３０１～３０３）とともに固定子コア２００に取り付けられ、図１２に示す固定子１００を構成する。このとき、相間絶縁部材５００Ａ,５００Ｂは、軸方向からみて帯状部分５３０,５４０が波形に形成されているので、固定子コイル３００を固定子コア２００のスロット２３１内に挿入する際に、相間絶縁部材５００Ａ,５００Ｂが邪魔をして挿入を阻害することがなく、作業性を向上させることができる。

【0062】

図１２に示す状態の固定子１００は、固定子コイル３００（３０１,３０２,３０３）のコイルエンド部を機械成形によって、軸方向寸法や径方向寸法が最小とるように成形する。機械成形後、固定子コイル３００（３０１,３０２,３０３）はその外周を縛り糸によって縛りつける。

【0063】

図１３は本発明の相間絶縁部材５００（５００Ａ,５００Ｂ）の比較例として示す相間絶縁部材７００（７００Ａ,７００Ｂ）の斜視図である。図１３に示す相間絶縁部材７００は、略中空円筒状に成形した絶縁シートの側面に、複数のティース挿入孔７１０を周方向に離間させ形成している。当該相間絶縁部材７００は、図１４に示すように、打ち抜き加工等によって複数のティース挿入孔７１０を形成した１枚の絶縁シートを、その長手方向両端部を接合することによって形成される。

【0064】

絶縁シートに複数のティース挿入孔７１０を形成することにより、各ティース挿入孔７１０間には脚部７２０が形成され、絶縁シートの短手方向両端部には一対の帯状部分７３０,７４０が形成される。帯状部分７３０,７４０には、一対の傾斜部７５０ａ,７５０ｂと、傾斜部７５０ａ,７５０ｂ間をつなぐ底辺部７５０ｃからなる凹部７５０を形成することができる。凹部７５０が形成する場合は、帯状部分７３０,７４０に凹部７５０が形成される部位と形成されない部位を長手方向に交互に配置することができる。

【0065】

図１４に示す絶縁シートを図１３に示す中空円筒状の相間絶縁部材７００に成形する場合は、図３に示す相間絶縁部材５００と異なり、第１の折り目５６０と第２の折り目５７０が形成されないことにより、図１４に示す相間絶縁部材７００が中空円筒状に変形することはなく、作業者が中空円筒形状となるように力を加え、長手方向の両端部を接合することによって、図１３に示す中空円筒状を維持する必要がある。なお、図１３では、図１４に示す絶縁シートの帯状部分７３０,７４０に凹部７５０が形成されていない場合の相間絶縁部材７００を示している。

【0066】

略中空円筒状に成形された中外層間相間絶縁部材７００Ａは、図１３に示す固定子コア２００に取り付けられる。なお、中外層間相間絶縁部材７００Ａの取り付けに先立ち、固定子コア２００には、固定子コイル３００のうち、第１相コイル３０１がスロット２３１内に挿入される。挿入の仕方や、第１相コイル３０１の径方向外周側への押し広げについては、図５にて説明した場合と同様であるため、説明は割愛する。

【0067】

図１３に示す中外層間相間絶縁部材７００Ａを固定子コア２００に取り付ける場合も、略中空円筒状をなす中外層間相間絶縁部材７００Ａを径方向に縮径し、この状態で固定子コア２００の回転子挿入孔２００ａに挿入した後、縮径状態を解除する。これにより、中外層間相間絶縁部材７００Ａの脚部７２０が固定子コア２００のスロット２３１内に、径方向内周側から装着される。

【0068】

図１５に中外層間相間絶縁部材７００Ａを固定子コア２００に取り付けた状態を示す。中外層間相間絶縁部材７００Ａは、帯状部分７３０,７４０が固定子コア２００の軸方向の両端面２００Ａ,２００Ｂから軸方向へ突出した状態で固定子コア２００に取り付けられる。つづいて、第２相コイル３０２を固定子コア２００に挿入するのであるが、図１５に示す状態では、第２相コイル３０２を固定子コア２００のスロット２３１に挿入する際に、中外層間相間絶縁部材７００Ａと干渉してしまい、挿入することができない。

【0069】

そこで、固定子コア２００に取り付けた状態の中外層間相間絶縁部材７００Ａの帯状部分７３０を、図１６に示すように、第２相コイル３０２の挿入が可能となるように、一部を径方向外周側に湾曲させる必要がある。このような湾曲成形の実現には、コイルと同時に相間絶縁を機械成形することが一例として挙げられるが、機械成形のみでは、成形する度合いの調節が難しく、図１７に示すように、中外層間相間絶縁部材７００Ａの帯状部分７３０が固定子コア２００の内径側（回転子挿入孔２００a側）に飛び出す可能性が生じる。

【0070】

中外層間相間絶縁部材７００Ａが回転子挿入孔２００a側に飛び出すと、図１６に示す状態の固定子コア２００に第２相コイル３０２を挿入する際に、当該挿入作業に使用する巻線挿入機の構成治具（図示せず）が干渉してしまい、挿入作業に支障をきたす。

【0071】

一方、本発明の相間絶縁部材５００（５００Ａ,５００Ｂ）によれば、図３に示すように、絶縁シートに第１の折り目５６０と第２の折り目５７０を付ける位置や、折り目の強弱によって図４に示す形状の相間絶縁部材５００の湾曲度合いを調整しやすいので、固定子コア２００に取り付けた際に、図１８に示すように、相間絶縁部材５００の帯状部分５３０が固定子コア２００の内径側（回転子挿入孔２００a側）に飛び出すことを確実に防止できる。

【0072】

これにより、固定子コア２００に第２相コイル３０２を挿入する際にも、巻線挿入機を構成する治具と相間絶縁部材５００が干渉することはなく、挿入作業を確実に実施することができる。

【0073】

以上説明したように、本発明の相間絶縁部材によれば、１枚の絶縁シートから構成される単一の相間絶縁部材を固定子に取り付ければよいので、複数枚の相間絶縁部材を装着する従来例と比較して、装着作業性が向上する。また、単一の相間絶縁部材は、固定子コイルを固定子コアに挿入する場合に、ズレや巻き込みが発生しにくい利点を有する。

【0074】

さらに、固定子コイル間に相間絶縁部材を装着する前に、軸方向からみて相間絶縁部材を波形に成形するので、固定子コイル間に装着した後に波形に変形させる場合と比較して、相間絶縁部材の湾曲部を目的の寸法、形状に調節して成形しやすく、帯状部分が回転子挿入孔側に突出することを防止し、固定子コイルの挿入作業に支障をきたすことがない。

【0075】

しかも、１枚の絶縁シートの状態で帯状部分に折り目を付けて相間絶縁部材を形成することで、作業者が力を加えることなく、相間絶縁部材を略中空筒状に変形させることができ、１枚の絶縁シートの長手方向両端部の接合が不要となるとともに、成形作業の負担を軽減することができる。

【0076】

その上、相間絶縁部材を軸方向からみて、径方向外周側に向けて湾曲部が形成されているので、固定子コイルを固定子コアに挿入する際に、固定子コイルが相間絶縁部材に接触することを確実に回避でき、相間絶縁部材のズレや巻き込みを確実に防止できる。

【0077】

また、上記相間絶縁部材を備えた固定子、電動機は、相間絶縁部材のズレや巻き込みのない固定子、電動機となり、製品品質を良好に維持することができる。

【産業上の利用可能性】

【0078】

異相のコイルを備える固定子に利用可能である。

【符号の説明】

【0079】

１００ 固定子
２００ 固定子コア
２００Ａ,２００Ｂ 固定子コア端面
２００ａ 回転子挿入孔
２１０ ヨーク
２２０ ティース
２２１ ティース基部
２２２ ティース先端部
２２２ａ ティース先端面
２３１ スロット
３００ 固定子コイル
３０１ 第１相コイル
３０２ 第２相コイル
３０３ 第３相コイル
４００ スロット内絶縁部材
４００ａ 折り返し部
５００,７００ 相間絶縁部材
５００Ａ 中外層間相間絶縁部材
５００Ｂ 中内層間相間絶縁部材
５１０,７１０ ティース挿入孔
５２０,７２０ 脚部
５３０,５４０,７３０,７４０ 帯状部分
５５０,７５０ 凹部
５５０ａ,５５０ｂ, ７５０ａ,７５０ｂ 傾斜部
５５０ｃ,７５０ｃ 底辺部
５６０ 第１の折り目
５７０ 第２の折り目
５８０ 第１部分
５９０ 第２部分
６００ 第３部分
８００ ウェッジ
９００ 回転子
９１０ ブラケット
９２０ ベアリング

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】