WO2012169059A1 - 回転電機の固定子、回転電機の固定子の製造方法、及び回転電機 - Google Patents
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Definitions
- the conventional rotating electric machine stator as described above is manufactured as follows. That is, after producing a band-shaped core unit in which a plurality of stator pieces each including magnetic teeth are connected so as to be bendable, the stator pieces exposed in the space between the magnetic teeth with the space between the magnetic teeth expanded. Is covered with a film-like insulating material, and a part of the film-like insulating material is projected from each stator piece as a bent portion. Thereafter, a coil is provided on each magnetic teeth by winding a conductive wire around each magnetic teeth using a winding machine, and then the core unit is bent in a direction in which the magnetic teeth approach each other.
- a method of manufacturing a stator of a rotating electrical machine includes a core back piece assembly including a plurality of core back pieces connected to each other so as to be bendable, and a plurality of magnetic teeth portions projecting from each core back piece.
- An insulating layer is provided as an insulator between coil cores on the surface surrounding the space between each magnetic tooth portion of the surface of the core-unformed unit, and the portions overlapping the core back pieces of the coil core insulator are overlapped with the core back pieces.
- Stator coil mounting process, stator coil mounting process for providing a stator coil to each of the magnetic tooth portions via the coil core insulator after the coil iron core insulator mounting process and the coil core insulator mounting process.
- the rotor 2 is rotatable with respect to the stator 3 about the axis of the rotating electrical machine 1.
- the rotor 2 is fixed to a cylindrical rotor core 4 formed by laminating a plurality of steel plates in the axial direction, and the outer peripheral surface of the rotor core 4, and is arranged in the circumferential direction of the rotor core 4.
- the plurality of permanent magnets 5 are disposed on the axis of the rotating electrical machine 1, and the rotor shaft 6 is fixed to the rotor core 4 while passing through the center of the rotor core 4.
- the distance between the magnetic tooth portions 12 is wider than the completed stator iron core 7.
- the core back piece coupling body 32 the core back piece end faces 13c of the core back pieces 13 are separated from each other.
- the iron core-unformed unit 31 has a shape in which the stator iron core 7 is developed in a strip shape in a direction in which the distance between the magnetic pole tooth portions 12 increases.
- an insulating layer is provided as an insulator 9 between the coil cores on the surface surrounding the space between the magnetic pole teeth 12 on the surface of the core unformed unit 31. . That is, an insulating layer is provided on each side surface of each magnetic pole tooth portion 12 and each inner surface 13a of the core back piece, and an insulating layer overlapping the side surface of each magnetic pole tooth portion 12 is used as the tooth overlap portion 19 and overlaps each inner surface 13a of the core back piece.
- the insulating layer is a core back piece overlapped portion 20.
- the insulator between coil iron cores 9 is provided on the iron core-unformed unit 31 by resin molding (coil iron core insulator mounting step).
- the insertion portion 10a of the inter-coil insulator 10 is inserted into the insertion groove 22 and is elastically deformed by being pushed by the inner surface of the insertion groove 22, the insertion portion 10a is inserted by the elastic restoring force of the insertion portion 10a.
- the insertion portion 10a can be stretched within the groove 22, and the inter-coil insulator 10 can be more reliably held on the stator core 7.
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Abstract
回転子の外周を囲む固定子鉄心は、筒状部と、筒状部から径方向内側へそれぞれ突出し、筒状部の周方向へ互いに間隔を置いて配置された複数の磁極ティース部とを有している。磁極ティース部のそれぞれには、固定子コイルが設けられている。固定子コイルと固定子鉄心との間には、固定子コイルと固定子鉄心との絶縁状態を確保するコイル鉄心間絶縁体が介在している。コイル鉄心間絶縁体は、筒状部の内周面に重なる筒状部重ね部を有している。固定子コイル間には、固定子コイル間の絶縁状態を確保するコイル間絶縁体が配置されている。筒状部重ね部には、固定子鉄心の径方向内側に開放された挿入用溝が固定子鉄心の軸線方向に沿って設けられている。コイル間絶縁体は、コイル間絶縁体の一部である挿入部が挿入用溝の長手方向へスライドされながら挿入用溝に挿入されることにより、固定子鉄心に装着されている。
Description
この発明は、インナロータ型の回転電機に含まれる回転電機の固定子、回転電機の固定子の製造方法、及び回転電機に関するものである。
従来、回転子と回転子の外周を囲む固定子とを有するインナロータ型の回転電機では、小形化や高効率化を図るために、コイルが複数の磁極ティースのそれぞれに集中巻きで巻かれた固定子が用いられることがある。このような従来のインナロータ型の回転電機では、コイルは絶縁性のコイル巻枠を介して磁極ティースに巻かれている。また、各コイル間の空間は、コイル巻枠と一体に形成された絶縁性の遮蔽板により仕切られている。これにより、各コイル及び固定子鉄心間の絶縁状態と各コイル間の絶縁状態とが確保されている。
上記のような従来の回転電機の固定子は、以下のようにして製造される。即ち、磁極ティースをそれぞれ含む複数の固定子片が曲げ可能に連結された帯状のコアユニットを作製した後、各磁極ティース間を拡げた状態で、各磁極ティース間の空間に露出する固定子片の面をフィルム状絶縁材で被覆するとともに、フィルム状絶縁材の一部を折り曲げ部として各固定子片から張り出させる。この後、巻線機を用いて各磁極ティースに導線を集中巻きで巻くことによりコイルを各磁極ティースに設けた後、各磁極ティース同士が近づく方向へコアユニットを曲げて環状にする。これにより、固定子片から張り出したフィルム状絶縁材の折り曲げ部が遮蔽板となり、フィルム状絶縁材の折り曲げ部以外の部分がコイル巻枠となる。このようにして、固定子が製造される(特許文献1参照)。
しかし、従来の回転電機では、フィルム状絶縁材の折り曲げ部が固定子片から張り出しているので、巻線機を用いて各磁極ティースに導線を巻くときに、導線がフィルム状絶縁材の折り曲げ部を巻き込んでしまうおそれがある。
また、導線がフィルム状絶縁材の折り曲げ部を巻き込まないように、折り曲げ部を折り返した状態で導線を磁極ティースに巻いた後、折り曲げ部を曲げ戻すようにすると、折り曲げ部を折り返す作業や折り曲げ部を曲げ戻す作業が必要になるので、磁極ティースに導線を巻くときの作業に手間がかかってしまう。さらに、折り返した折り曲げ部を押さえるための器具も必要になるので、巻線機の構造が複雑になってしまう。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、複数の固定子コイル間の絶縁状態をより確実に確保することができるとともに、製造を容易にすることができる回転電機の固定子、回転電機の固定子の製造方法、及び回転電機を得ることを目的とする。
この発明による回転電機の固定子は、筒状部と、筒状部から径方向内側へそれぞれ突出し筒状部の周方向へ互いに間隔を置いて配置された複数の磁極ティース部とを有し、回転子の外周を囲む固定子鉄心、磁極ティース部にそれぞれ設けられた複数の固定子コイル、筒状部の内周面に重なる筒状部重ね部を有し、固定子コイルと固定子鉄心との絶縁状態を確保するコイル鉄心間絶縁体、及び固定子コイル間に配置され、固定子コイル間の絶縁状態を確保するコイル間絶縁体を備え、筒状部重ね部には、固定子鉄心の径方向内側に開放された挿入用溝が固定子鉄心の軸線方向に沿って設けられており、コイル間絶縁体の一部である挿入部が上記挿入用溝の長手方向へスライドされながら挿入用溝に挿入されることにより、コイル間絶縁体が固定子鉄心に装着されている。
この発明による回転電機の固定子の製造方法は、互いに曲げ可能に連結された複数のコアバック片を含むコアバック片連結体と、各コアバック片からそれぞれ突出する複数の磁極ティース部とを有する鉄心未形成ユニットの表面のうち、各磁極ティース部間の空間を囲む面に絶縁層をコイル鉄心間絶縁体として設け、コイル鉄心間絶縁体の各コアバック片に重なる部分をそれぞれコアバック片重ね部とするコイル鉄心間絶縁体装着工程、コイル鉄心間絶縁体装着工程後、磁極ティース部のそれぞれにコイル鉄心間絶縁体を介して固定子コイルを設ける固定子コイル装着工程、固定子コイル装着工程後、各磁極ティース部が互いに近づく方向へコアバック片連結体を曲げてコアバック片連結体を筒状部とすることにより、筒状部及び各磁極ティース部を含む固定子鉄心を形成するとともに、互いに隣り合うコアバック片にそれぞれ重なるコアバック片重ね部同士を近づけてコアバック片重ね部間に挿入用溝を形成する固定子鉄心形成工程、及び固定子鉄心形成工程後、固定子コイル間に配置されるコイル間絶縁体の挿入部を、挿入用溝の長手方向へスライドさせながら挿入用溝に挿入し、コイル間絶縁体を固定子鉄心に装着させるコイル間絶縁体装着工程を備えている。
この発明による回転電機は、回転子、及び筒状部と筒状部から径方向内側へそれぞれ突出し筒状部の周方向へ互いに間隔を置いて配置された複数の磁極ティース部とを含み回転子の外周を囲む固定子鉄心と、磁極ティース部にそれぞれ設けられた複数の固定子コイルと、筒状部の内周面に重なる筒状部重ね部を含み固定子コイルと固定子鉄心との絶縁状態を確保するコイル鉄心間絶縁体と、固定子コイル間に配置され、固定子コイル間の絶縁状態を確保するコイル間絶縁体とを有する固定子を備え、筒状部重ね部には、固定子鉄心の径方向内側に開放された挿入用溝が固定子鉄心の軸線方向に沿って設けられており、コイル間絶縁体の一部である挿入部が挿入用溝の長手方向へスライドされながら挿入用溝に挿入されることにより、コイル間絶縁体が固定子鉄心に装着されている。
この発明による回転電機の固定子、及び回転電機では、固定子鉄心の筒状部の内周面に重なる筒状部重ね部に挿入用溝が固定子鉄心の軸線方向に沿って設けられ、コイル間絶縁体の挿入部が挿入用溝の長手方向へスライドされながら挿入用溝に挿入されることにより、コイル間絶縁体が固定子鉄心に装着されているので、固定子コイルの導線を磁極ティース部に巻くときにコイル間絶縁体を固定子鉄心から外しておくことができる。これにより、固定子コイルの導線を磁極ティース部に巻くときに導線がコイル間絶縁体を巻き込むことを防止することができ、各固定子コイル間の絶縁状態をより確実に確保することができる。また、導線によって巻き込まれないように絶縁材を押さえる作業をなくすことができ、固定子の製造を容易にすることができる。
この発明による回転電機の固定子の製造方法では、鉄心未形成ユニットの各磁極ティース部に固定子コイルを設けた後、鉄心未形成ユニットを曲げることにより固定子鉄心を形成するとともに、各コアバック片にそれぞれ重なるコアバック片重ね部間に挿入用溝を形成し、形成された挿入用溝に、コイル間絶縁体の挿入部を挿入用溝の長手方向へスライドさせながら挿入するので、固定子コイルを磁極ティース部に設けるときに、鉄心未形成ユニットからコイル間絶縁体を外しておくことができる。これにより、固定子コイルの導線がコイル間絶縁体を巻き込むことを防止することができ、コイル間絶縁体により各固定子コイル間の絶縁状態をより確実に確保することができる。また、導線によって巻き込まれないように絶縁材を押さえる作業もなくすことができ、固定子の製造を容易にすることができる。
以下、この発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による回転電機を示す断面図である。図において、モータや発電機として用いられる回転電機1は、回転子2と、回転子2の外周を囲む円筒状の固定子3とを有している。即ち、回転電機1は、インナロータ型の回転電機とされている。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による回転電機を示す断面図である。図において、モータや発電機として用いられる回転電機1は、回転子2と、回転子2の外周を囲む円筒状の固定子3とを有している。即ち、回転電機1は、インナロータ型の回転電機とされている。
回転子2は、回転電機1の軸線を中心に固定子3に対して回転可能になっている。また、回転子2は、複数枚の鋼板を軸線方向へ積層して構成された円柱状の回転子鉄心4と、回転子鉄心4の外周面に固定され、回転子鉄心4の周方向へ並べられた複数の永久磁石5と、回転電機1の軸線上に配置され、回転子鉄心4の中心を貫通した状態で回転子鉄心4に固定された回転子軸6とを有している。
固定子3は、回転子2と同軸に配置されている。また、固定子3は、回転子2の外周を囲む固定子鉄心7と、固定子鉄心7に設けられ、固定子鉄心7の周方向へ並べられた複数の固定子コイル8と、固定子鉄心7に設けられ、各固定子コイル8と固定子鉄心7との絶縁状態を確保する樹脂製のコイル鉄心間絶縁体9と、各固定子コイル8間に配置され、各固定子コイル8間の絶縁状態を確保する複数の樹脂製のコイル間絶縁体10とを有している。
図2は、図1の回転電機の固定子3の要部を示す拡大図である。図において、固定子鉄心7は、円筒状に形成された筒状部11と、筒状部11から径方向内側へそれぞれ突出し、筒状部11の周方向へ互いに間隔を置いて配置された複数の磁極ティース部12とを有している。固定子鉄心7は、複数枚の鋼板を軸線方向へ積層した積層体とされている。
筒状部11は、固定子鉄心7の周方向へ並べられた複数のコアバック片13を有している。各コアバック片13には、磁極ティース部12が1つずつ個別に設けられている。各コアバック片13は、固定子鉄心7の径方向へ延びる中心線をそれぞれ有している。
各コアバック片13には、筒状部11の内周面を形成するコアバック片内面13aと、筒状部11の外周面を形成するコアバック片外面13bと、コアバック片13の中心線に関して対称位置に配置され、コアバック片内面13a及びコアバック片外面13bの端部間を結ぶ一対のコアバック片端面13cとが設けられている。
この例では、コアバック片内面13aはコアバック片13の中心線に垂直に形成された平面とされ、コアバック片外面13bはコアバック片13の中心線の位置で径方向外側へ盛り上がる曲面とされている。
一対のコアバック片端面13cは、固定子鉄心7の径方向外側に向かって互いに離れる方向へ傾斜する平面とされている。各コアバック片13は、互いに隣り合うコアバック片13のコアバック片端面13c同士を接触させた状態で固定子鉄心7の周方向へ並べられている。また、各コアバック片13は、筒状部11の外周部に位置する薄肉の連結部14によりそれぞれ連結されている。コアバック片13、磁極ティース部12及び連結部14は、同一材料により一体化されている。
磁極ティース部12は、コアバック片13の中心線上に配置されている。また、磁極ティース部12は、コアバック片13の中心線に沿って延びるティース芯部15と、ティース芯部15の径方向内側の先端部から周方向両側へ突出する先端拡大部16とを有している。各磁極ティース部12間に存在する空間は、固定子コイル8を構成する導線が配置されるスロット(コイル溝)17とされている(図2)。
各固定子コイル8は、磁極ティース部12に集中巻きで導線を巻くことにより各磁極ティース部12に個別に設けられている。
コイル鉄心間絶縁体9は、各固定子コイル8のそれぞれと固定子鉄心7との間に介在している。また、コイル鉄心間絶縁体9は、筒状部11の内周面に重なる筒状部重ね部18と、各磁極ティース部12の側面に重なる複数のティース重ね部19とを有している。筒状部重ね部18は、各コアバック片13にそれぞれ重なる複数のコアバック片重ね部20を有している。
筒状部重ね部18には、固定子鉄心7の径方向内側に開放された複数の挿入用溝22が固定子鉄心7の軸線方向に沿って設けられている。挿入用溝22は、各磁極ティース部12間の中間位置にそれぞれ設けられている。また、挿入用溝22は、互いに隣り合うコアバック片13にそれぞれ重なるコアバック片重ね部20間にそれぞれ形成されている。
コアバック片重ね部20の一部は、挿入用溝22の底面との間に隙間を生じさせながら挿入用溝22の側面から挿入用溝22の内側へ規制部23として突出している。挿入用溝22の開放部は、互いに隣り合うコアバック片重ね部20の各規制部23により形成されている。従って、挿入用溝22の開放部の幅寸法は、挿入用溝22の底面の幅寸法よりも小さくなっている。この例では、規制部23がコアバック片内面13aと平行に配置されている。また、コアバック片内面13a(筒状部11の内周面)により挿入用溝22の底面が形成されている。
コイル間絶縁体10は、挿入用溝22の長手方向へスライドされながら挿入用溝22に挿入される挿入部10aと、挿入部10aから固定子鉄心7の径方向内側へ延び、互いに隣り合う固定子コイル8間の空間を仕切る仕切り部10bとを有している。仕切り部10bの幅寸法は、挿入用溝22の開放部の幅寸法よりも小さくなっている。
挿入部10aは、挿入用溝22の断面形状に合わせて形成されている。これにより、挿入部10aの幅寸法は、挿入用溝22の開放部の幅寸法よりも大きくされている。従って、挿入部10aが挿入用溝22に挿入されている状態では、挿入用溝22の底面と規制部23とにより、固定子鉄心7の径方向についての挿入部10aの変位が規制されている。コイル間絶縁体10は、挿入部10aが挿入用溝22に挿入されることにより固定子鉄心7に装着されている。
図3は、図2のコイル間絶縁体10を示す斜視図である。図3に示すように、コイル間絶縁体10は、挿入部10a及び仕切り部10bのそれぞれの形状(所定の形状)に曲げられた絶縁フィルムにより構成されている。この例では、一枚の絶縁フィルムを曲げて挿入部10a及び仕切り部10bのそれぞれの外形が形成されている。即ち、一枚の絶縁フィルムを曲げることにより、互いに対向する一対の対向部が仕切り部10bとして形成され、各対向部間の距離よりも大きな幅寸法を持つ拡大部が挿入部10aとして形成されている。
挿入部10aは、挿入用溝22に挿入された状態で、挿入用溝22の内面に押されて弾性変形されることにより弾性復元力を発生している。これにより、コイル間絶縁体10は、挿入部10aが挿入用溝22の内面に突っ張って固定子鉄心7に保持される。
回転電機1は、回転子2及び固定子3をそれぞれ作製した後、固定子3の内側に回転子2を挿入することにより製造される。
次に、固定子3の製造方法について説明する。まず、後に固定子鉄心7となる鉄心未形成ユニットを、所定の形状に打ち抜いた複数の鋼板を積層することにより作製する(鉄心未完成ユニット作製工程)。
図4は、図2の固定子鉄心7を製造するための鉄心未形成ユニット31を示す構成図である。図において、鉄心未形成ユニット31は、薄肉の連結部14により互いに曲げ可能に連結された複数のコアバック片13を含む帯状のコアバック片連結体32と、各コアバック片13からそれぞれ突出する複数の磁極ティース部12とを有している。
鉄心未形成ユニット31では、各磁極ティース部12間の距離が、完成した固定子鉄心7よりも広げられた状態になっている。これにより、コアバック片連結体32では、各コアバック片13のコアバック片端面13c間が互いに離れた状態になっている。即ち、鉄心未形成ユニット31は、各磁極ティース部12間の距離が広がる方向へ固定子鉄心7を帯状に展開した形状となっている。
鉄心未形成ユニット31を作製した後、図4に示すように、鉄心未形成ユニット31の表面のうち、各磁極ティース部12間の空間を囲む面に絶縁層をコイル鉄心間絶縁体9として設ける。即ち、各磁極ティース部12の側面及び各コアバック片内面13aのそれぞれに絶縁層を設け、各磁極ティース部12の側面に重なる絶縁層をティース重ね部19とし、各コアバック片内面13aに重なる絶縁層をコアバック片重ね部20とする。コイル鉄心間絶縁体9は、樹脂モールド成形により鉄心未形成ユニット31に設ける(コイル鉄心間絶縁体装着工程)。
この後、巻線機により磁極ティース部12に導線を巻くことにより、各磁極ティース部12のそれぞれにコイル鉄心間絶縁体9を介して固定子コイル8を設ける。
図5は、図4の鉄心未形成ユニット31の各磁極ティース部12に導線を巻くときの状態を示す構成図である。図において、巻線機41は、回転軸42を中心に回転する巻線フライヤ43と、巻線フライヤ43と一体に回転され、磁極ティース部12へ導かれる導線46の巻き位置を調整する巻線ノズル44と、鉄心未形成ユニット31を保持する保持具(図示せず)とを有している。
巻線機41を用いて磁極ティース部12に導線46を巻くときには、まず鉄心未形成ユニット31の各磁極ティース部12間の距離を大きく広げた状態で、保持具45で鉄心未形成ユニット31を保持する。この後、磁極ティース部12に導線46を掛けて、回転軸42を中心に巻線フライヤ43を回転させる。これにより、磁極ティース部12に導線46が巻かれる。磁極ティース部12に導線46を巻き終えると、巻線フライヤ43の回転を一旦止める。この後、導線46を切らずに繋げたまま保持具45を回して、隣の磁極ティース部12に導線46を掛けた後、再度、巻線フライヤ43を回転させ、磁極ティース部12に導線46を巻く。この後、上記の手順を繰り返すことにより、図6に示すように、各磁極ティース部12に固定子コイル8を設ける(固定子コイル装着工程)。
各磁極ティース部12のそれぞれに固定子コイル8を設けた後、各磁極ティース部12が互いに近づく方向へ、互いに隣り合うコアバック片端面13c同士が接触するまで、コアバック片連結体32を曲げて筒状部11とする。これにより、鉄心未形成ユニット31を固定子鉄心7(図2)とする。このとき、互いに隣り合うコアバック片端面13c同士が接触することにより、各コアバック片13にそれぞれ重なるコアバック片重ね部20が互いに近づき、各コアバック片重ね部20間に挿入用溝22が形成される。なお、固定子鉄心7は、単一の鉄心未形成ユニット31を曲げて形成してもよいし、複数の鉄心未形成ユニット31を曲げたものを組み合わせて形成してもよい(固定子鉄心形成工程)。
この後、図7に示すように、絶縁フィルムを折り曲げてあらかじめ作製しておいたコイル間絶縁体10の挿入部10aを、挿入用溝22の長手方向へスライドさせながら各挿入用溝22に挿入する。このとき、挿入部10aを弾性変形させて軽く潰した状態で挿入用溝22に挿入する。これにより、挿入部10aは、挿入用溝22内で弾性復元力により突っ張った状態で保持される(コイル間絶縁体装着工程)。このようにして、固定子3が作製される。
比較例
図8は、比較例での回転電機の固定子の要部を示す拡大断面図である。比較例では、各固定子コイル8のそれぞれと固定子鉄心7との間に介在するコイル鉄心間絶縁体101と、各固定子コイル8間にそれぞれ配置された第1及び第2のコイル間絶縁体102,103とが一体成形されている。
図8は、比較例での回転電機の固定子の要部を示す拡大断面図である。比較例では、各固定子コイル8のそれぞれと固定子鉄心7との間に介在するコイル鉄心間絶縁体101と、各固定子コイル8間にそれぞれ配置された第1及び第2のコイル間絶縁体102,103とが一体成形されている。
コイル鉄心間絶縁体101は、コアバック片内面13a、ティース芯部15の側面及び先端拡大部16の裏面のそれぞれに設けられた絶縁層である。第1のコイル間絶縁体102は、コアバック片内面13aに重なるコイル鉄心間絶縁体101の端部から径方向内側へ延びている。第2のコイル間絶縁体103は、先端拡大部16に重なるコイル鉄心間絶縁体101の端部から径方向外側へ延びている。他の構成は、実施の形態1と同様である。
次に、比較例での固定子の製造方法について説明する。比較例では、鉄心未形成ユニット31に、実施の形態1とは異なる形状の絶縁材を設ける。
図9は、比較例での絶縁材を鉄心未形成ユニットに設けた状態を示す構成図である。鉄心未形成ユニット31に設けられる絶縁材104は、コアバック片内面13a、ティース芯部15の側面及び先端拡大部16の裏面のそれぞれに重なる絶縁層105と、絶縁層105とそれぞれ一体成形され、コアバック片内面13a及び先端拡大部16の裏面のそれぞれに重なる絶縁層105の端部からそれぞれ張り出した第1及び第2の折り曲げ部106,107とを有している。
この後、鉄心未形成ユニット31の磁極ティース部12に巻線機により導線を巻くことにより、各磁極ティース部12に固定子コイル8を設ける。
図10は、図9の絶縁材104が設けられた鉄心未形成ユニット31に導線を巻くときの状態を示す構成図である。比較例での巻線機108は、第1の折り曲げ部106をまげて押さえる第1の押さえ具109と、第2の折り曲げ部107を曲げておさえる第2の押さえ具110とを有している。
巻線機108を用いて磁極ティース部12に導線46を巻くときには、第1の押さえ具109で第1の折り曲げ部106を押さえるとともに、第2の押さえ具110で第2の折り曲げ部107を押さえて、コアバック片13と先端拡大部16との間の空間を開放させる。この状態で、導線46を磁極ティース部12に巻いて固定子コイル8を磁極ティース部12に設ける。この後、図11に示すように、第1及び第2の折り曲げ部106,107を曲げ戻すことにより、絶縁層105をコイル鉄心間絶縁体101とし、第1及び第2の折り曲げ部106,107をそれぞれ第1及び第2のコイル間絶縁体102,103とする。この後、他の磁極ティース部12についても、同様にして、固定子コイル8、コイル鉄心間絶縁体101、第1及び第2のコイル間絶縁体102,103をそれぞれ設ける。
この後、各磁極ティース部12が互いに近づく方向へ鉄心未形成ユニット31を曲げて固定子鉄心7を形成することにより固定子を作製する。
このように、比較例では、磁極ティース部12に導線46を巻くときに、巻線機108の第1及び第2の押さえ具109,110で第1及び第2の折り曲げ部106,107を押さえる作業が生じている。
この発明の実施の形態1による回転電機1では、固定子鉄心7の筒状部11の内周面に重なる絶縁性の筒状部重ね部18に挿入用溝22が固定子鉄心7の軸線方向に沿って設けられ、コイル間絶縁体10の挿入部10aが挿入用溝22の長手方向へスライドされながら挿入用溝22に挿入されることにより、コイル間絶縁体10が固定子鉄心7に装着されているので、固定子コイル8の導線を磁極ティース部12に巻くときにコイル間絶縁体10を固定子鉄心7から外しておくことができる。これにより、固定子コイル8の導線を磁極ティース部12に巻くときに導線がコイル間絶縁体10を巻き込むことを防止することができ、各固定子コイル8間の絶縁状態をより確実に確保することができる。また、固定子コイル8の導線を磁極ティース部12に巻くときにコイル間絶縁体10を固定子鉄心7から外しておくことができるので、導線によって巻き込まれないように絶縁材を押さえる作業をなくすことができ、固定子3の製造を容易にすることができる。さらに、絶縁材を押さえておく器具もなくすことができるので、巻線機の構造も簡素化することができる。
また、コイル間絶縁体10の挿入部10aは、挿入用溝22に挿入された状態で、挿入用溝22の内面に押されて弾性変形されているので、挿入部10aの弾性復元力により挿入用溝22内で挿入部10aを突っ張らせることができ、固定子鉄心7にコイル間絶縁体10をより確実に保持させることができる。
また、コイル間絶縁体10は、絶縁フィルムが曲げられることにより形成されているので、コイル間絶縁体10を容易にかつ安価に作製することができる。
また、コイル間絶縁体10の挿入部10aは、挿入用溝22の断面形状に合わせて形成されているので、挿入部10aの位置が挿入用溝22内でずれたり挿入部10aが挿入用溝22から外れたりすることを防止することができ、固定子鉄心7にコイル間絶縁体10をさらに確実に保持させることができる。
また、この発明の実施の形態1による固定子3の製造方法では、鉄心未形成ユニット31の各磁極ティース部12に固定子コイル8を設けた後、鉄心未形成ユニット31を曲げることにより固定子鉄心7を形成するとともに、各コアバック片13にそれぞれ重なるコアバック片重ね部20間に挿入用溝22を形成し、形成された挿入用溝22に、コイル間絶縁体10の挿入部10aを挿入用溝22の長手方向へスライドさせながら挿入するので、固定子コイル8を磁極ティース部12に設けるときに、鉄心未形成ユニット31からコイル間絶縁体10を外しておくことができる。これにより、固定子コイル8の導線がコイル間絶縁体10を巻き込むことを防止することができ、コイル間絶縁体10により各固定子コイル8間の絶縁状態をより確実に確保することができる。また、導線によって巻き込まれないように絶縁材を押さえる作業もなくすことができ、固定子3の製造を容易にすることができる。さらに、絶縁材を押さえておく器具もなくすことができるので、巻線機の構造も簡素化することができる。
なお、上記実施の形態では、絶縁フィルムを曲げることによりコイル間絶縁体10が形成されているが、これに限定されず、例えば樹脂やゴム等の成形部材をコイル間絶縁体10としてもよい。
また、上記実施の形態では、コイル間絶縁体10の挿入部10aが挿入用溝22の内面に押されて弾性変形されるようになっているが、コイル間絶縁体10の挿入部10aが挿入用溝22内から外れないように挿入されていればよく、挿入部10aは挿入用溝22の内面に押されて弾性変形されなくてもよい。
また、上記実施の形態では、挿入用溝22の側面から突出する一対の規制部23がコアバック片内面13aと平行に配置されているが、挿入用溝22の側面が傾斜面となるように規制部23を配置してもよい。この場合、挿入用溝22の両側面は、挿入用溝22の開放部から底面に向かって互いに離れる方向へ傾斜するように形成される。
また、上記実施の形態では、コイル鉄心間絶縁体9がモールド成形により固定子鉄心7に直接形成されているが、あらかじめ成形されたコイル巻枠を各磁極ティース部12にそれぞれ嵌めることにより、各コイル巻枠をコイル鉄心間絶縁体として固定子鉄心7に設けてもよい。
1 回転電機、2 回転子、3 固定子、7 固定子鉄心、8 固定子コイル、9 コイル鉄心間絶縁体、10 コイル間絶縁体、10a 挿入部、11 筒状部、12 磁極ティース部、13 コアバック片、18 筒状部重ね部、20 コアバック片重ね部、22 挿入用溝、31 鉄心未形成ユニット、32 コアバック片連結体。
Claims (6)
- 筒状部と、上記筒状部から径方向内側へそれぞれ突出し上記筒状部の周方向へ互いに間隔を置いて配置された複数の磁極ティース部とを有し、回転子の外周を囲む固定子鉄心、
上記磁極ティース部にそれぞれ設けられた複数の固定子コイル、
上記筒状部の内周面に重なる筒状部重ね部を有し、上記固定子コイルと上記固定子鉄心との絶縁状態を確保するコイル鉄心間絶縁体、及び
上記固定子コイル間に配置され、上記固定子コイル間の絶縁状態を確保するコイル間絶縁体
を備え、
上記筒状部重ね部には、上記固定子鉄心の径方向内側に開放された挿入用溝が上記固定子鉄心の軸線方向に沿って設けられており、
上記コイル間絶縁体の一部である挿入部が上記挿入用溝の長手方向へスライドされながら上記挿入用溝に挿入されることにより、上記コイル間絶縁体が上記固定子鉄心に装着されていることを特徴とする回転電機の固定子。 - 上記挿入部は、上記挿入用溝に挿入された状態で、上記挿入用溝の内面に押されて弾性変形されていることを特徴とする請求項1に記載の回転電機の固定子。
- 上記コイル間絶縁体は、絶縁フィルムが曲げられることにより形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の回転電機の固定子。
- 上記挿入部は、上記挿入用溝の断面形状に合わせて形成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回転電機の固定子。
- 互いに曲げ可能に連結された複数のコアバック片を含むコアバック片連結体と、各上記コアバック片からそれぞれ突出する複数の磁極ティース部とを有する鉄心未形成ユニットの表面のうち、各上記磁極ティース部間の空間を囲む面に絶縁層をコイル鉄心間絶縁体として設け、上記コイル鉄心間絶縁体の各上記コアバック片に重なる部分をそれぞれコアバック片重ね部とするコイル鉄心間絶縁体装着工程、
上記コイル鉄心間絶縁体装着工程後、上記磁極ティース部のそれぞれに上記コイル鉄心間絶縁体を介して固定子コイルを設ける固定子コイル装着工程、
上記固定子コイル装着工程後、各上記磁極ティース部が互いに近づく方向へ上記コアバック片連結体を曲げて上記コアバック片連結体を筒状部とすることにより、上記筒状部及び各上記磁極ティース部を含む固定子鉄心を形成するとともに、互いに隣り合う上記コアバック片にそれぞれ重なる上記コアバック片重ね部同士を近づけて上記コアバック片重ね部間に挿入用溝を形成する固定子鉄心形成工程、及び
上記固定子鉄心形成工程後、上記固定子コイル間に配置されるコイル間絶縁体の挿入部を、上記挿入用溝の長手方向へスライドさせながら上記挿入用溝に挿入し、上記コイル間絶縁体を上記固定子鉄心に装着させるコイル間絶縁体装着工程
を備えていることを特徴とする回転電機の固定子の製造方法。 - 回転子、及び
筒状部と上記筒状部から径方向内側へそれぞれ突出し上記筒状部の周方向へ互いに間隔を置いて配置された複数の磁極ティース部とを含み上記回転子の外周を囲む固定子鉄心と、上記磁極ティース部にそれぞれ設けられた複数の固定子コイルと、上記筒状部の内周面に重なる筒状部重ね部を含み上記固定子コイルと上記固定子鉄心との絶縁状態を確保するコイル鉄心間絶縁体と、上記固定子コイル間に配置され、上記固定子コイル間の絶縁状態を確保するコイル間絶縁体とを有する固定子
を備え、
上記筒状部重ね部には、上記固定子鉄心の径方向内側に開放された挿入用溝が上記固定子鉄心の軸線方向に沿って設けられており、
上記コイル間絶縁体の一部である挿入部が上記挿入用溝の長手方向へスライドされながら上記挿入用溝に挿入されることにより、上記コイル間絶縁体が上記固定子鉄心に装着されていることを特徴とする回転電機。
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