JP2010246269A - インシュレータおよび回転電機 - Google Patents
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Abstract
【課題】コイルを装着する際に、割れ等が生じにくいインシュレータを提供すると共に、このインシュレータを備えた回転電機を提供することである。
【解決手段】インシュレータ300は、ステータコアの周方向に挿入孔と隣り合うように背面部に形成され、挿入孔に挿入されるステータティース171の側面上に配置される第1絶縁壁部206と、挿入孔に対して第1絶縁壁部206と反対側に設けられ、挿入孔に挿入されるステータティース171の側面上に配置される第2絶縁壁部216と、挿入孔からステータコアの中心軸線方向に間隔をあけて、背面部に形成されると共に、コイルを係止可能な係止部203と、挿入孔に対して係止部203と反対側に設けられ、コイル181を係止可能な係止部204とを備える。
【選択図】図4
【解決手段】インシュレータ300は、ステータコアの周方向に挿入孔と隣り合うように背面部に形成され、挿入孔に挿入されるステータティース171の側面上に配置される第1絶縁壁部206と、挿入孔に対して第1絶縁壁部206と反対側に設けられ、挿入孔に挿入されるステータティース171の側面上に配置される第2絶縁壁部216と、挿入孔からステータコアの中心軸線方向に間隔をあけて、背面部に形成されると共に、コイルを係止可能な係止部203と、挿入孔に対して係止部203と反対側に設けられ、コイル181を係止可能な係止部204とを備える。
【選択図】図4
Description
本発明は、インシュレータおよび回転電機に関し、特に、インシュレータの破損の抑制が図られたインシュレータおよびこのインシュレータを備えた回転電機に関する。
回転電機のステータは、複数のステータティースが形成されたステータコアと、ステータティースを取り囲むように配置されたコイルとを備えている。そして、従来からコイルとステータコアとの間の絶縁性を確保するために、インシュレータがステータティースに装着され、このインシュレータの外周面上にコイルが装着されている。
インシュレータの具体例としては、たとえば、特開2008−141829号公報に記載されたインシュレータ等がある。
この特開2008−141829号公報に記載されたインシュレータは、導線が巻回される略四角形状の巻回部と、この巻回部の先端側に形成された鍔部とを備えている。
特開2008−141829号公報に記載されたインシュレータにおいては、巻回部に、導線を巻回することで、巻回部にコイルが装着される。
しかし、インシュレータは割れ易いため、コイルを巻回する際に、導線に大きな張力を加えることができず、導線間に隙間が生じ易くなっている。これにより、コイルの占積率が低くなっている。
このため、コイルの占積率の向上を図るために、断面が方形形状の導線を予め巻回してコイルを成形し、そして、この予め用意されたコイルをインシュレータおよびステータティースに装着する方法が考えられる。この方法によれば、コイルを形成する際に、インシュレータの割れを考慮する必要がなく、導線に大きな張力を加えた状態で巻回することができ、導線間に隙間が生じることを抑制することができる。そして、このコイルをステータコアに装着することで、コイルの占積率の向上を図ることができる。
この手法を採用する場合には、インシュレータを予め成形されたコイルに装着し、このユニットにステータティースを挿入する。
インシュレータは、コイルを係止すると共に、ステータティースに装着された後には、コイルとステータコアとの絶縁を確保する必要がある。
このため、インシュレータは、ステータコアの内周面とコイルとの絶縁性を確保する背面部と、ステータティースが挿入される挿入孔の両側に形成され、コイルとステータティースとの絶縁性を確保する絶縁壁部とを備える。そして、装着されたコイルを係止するために、インシュレータは、絶縁壁部に形成され、外方に張り出す鍔部を含む。
このように形成されたインシュレータをコイルに装着する際には、まず、絶縁壁部および鍔部をコイル内に挿入するために、絶縁壁部の先端部が互いに近接するように絶縁壁部を撓ませる必要が生じる。
しかし、この際、絶縁壁部にクラックが生じやすく、コイルとステータコアとの絶縁性が確保し難いという問題が生じる。
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、コイルを装着する際に、割れ等が生じにくいインシュレータを提供すると共に、このインシュレータを備えた回転電機を提供することである。
本発明に係るインシュレータは、1つの局面では、ヨーク部、および該ヨーク部の周面から突出するステータティースを含む環状のステータコアに装着され、ステータティースの外周を取り囲むように配置されるコイルを係止するインシュレータである。そして、上記ステータティースが挿入される挿入孔が形成され、ヨーク部の周面上に配置される背面部と、ステータコアの周方向に挿入孔と隣り合うように背面部に形成され、挿入孔に挿入されるステータティースの側面上に配置される第1絶縁壁部と、挿入孔に対して第1絶縁壁部と反対側に設けられ、挿入孔に挿入されるステータティースの側面上に配置される第2絶縁壁部と、挿入孔からステータコアの中心軸線方向に間隔をあけて、背面部に形成されると共に、コイルを係止可能な第1係止部と、挿入孔に対して第1係止部と反対側に設けられ、コイルを係止可能な第2係止部とを備える。
好ましくは、上記第1係止部は、ステータコアの中心軸線方向に撓むように弾性変形可能な部材で形成され、インシュレータは、背面部の表面のうち、第1係止部と挿入孔との間に形成された支持部をさらに備える。そして、上記支持部は、弾性変形した第1係止部を支持可能とされる。
好ましくは、上記第2係止部は、第1係止部よりも剛性が高く、第2係止部は、挿入孔に挿入されるステータティースを支持可能とされる。
好ましくは、上記第1絶縁壁部は、コイルを係止する第1鍔部を含み、第2絶縁壁部は、コイルを係止する第2鍔部を含み、第1絶縁壁部および第2絶縁壁部は、互いの先端部が近接するように弾性変形可能な部材によって形成され、背面部は、ステータコアの中心軸線方向に配列する第1端辺部および第2端辺部を含む。そして、上記第1絶縁壁部および第2絶縁壁部は、挿入孔よりも第1端辺部および第2端辺部に近接するように延び、第1係止部および第2係止部は、第1絶縁壁部と第2絶縁壁部との間に配置され、変形した第1絶縁壁部および変形した第2絶縁壁部の少なくとも一方を支持可能とされる。
本発明に係るインシュレータは、他の局面では、ヨーク部、および該ヨーク部の周面から突出するステータティースを含む環状のステータコアに装着され、ステータティースの外周を取り囲むように配置されるコイルを係止するインシュレータである。そして、上記ステータティースが挿入される挿入孔が形成され、ヨーク部の周面上に配置される背面部と、ステータコアの周方向に挿入孔と隣り合うように背面部に形成され、挿入孔に挿入されるステータティースの側面上に配置されると共に、コイルを係止可能な第1絶縁壁部と、挿入孔に対して第1絶縁壁部と反対側に設けられ、挿入孔に挿入されるステータティースの側面上に配置されると共に、コイルを係止可能な第2絶縁壁部とを備える。そして、上記背面部は、ステータコアの中心軸線方向に配列する第1端辺部および第2端辺部を含み、第1絶縁壁部および第2絶縁壁部は、挿入孔よりも第1端辺部および第2端辺部に近接するように延びる。さらに、上記第1絶縁壁部および第2絶縁壁部は、互いの先端部が近接するように弾性変形可能な部材によって形成され、インシュレータは、背面部のうち、第1絶縁壁部と第2絶縁壁部との間に形成され、変形した第1絶縁壁部および変形した第2絶縁壁部の少なくとも一方を支持する壁支持部を含む。
好ましくは、上記ステータコアと、コイルと、請求項1から請求項5のいずれかに記載されたインシュレータとを備える。
本発明に係るインシュレータによれば、コイルを装着する際にクラックが生じ難く、装着されるコイルとステータコアとの間の絶縁性を向上させることができ、本発明に係る回転電機によれば、コイルとステータコアとの間の絶縁性を向上させることができる。
本実施の形態に係るインシュレータおよびこのインシュレータを備えた回転電機について、図1から図14を用いて説明する。
なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下に複数の実施の形態が存在する場合、特に記載がある場合を除き、各々の実施の形態の特徴部分を適宜組合わせることは、当初から予定されている。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る回転電機100の断面図である。この図1に示すように、回転電機100は、回転中心線Oを中心に回転可能に設けられた回転シャフト110と、この回転シャフト110に固定されたロータ120と、このロータ120の外周を取り囲むように配置された環状のステータ140とを備えている。
図1は、本発明の実施の形態1に係る回転電機100の断面図である。この図1に示すように、回転電機100は、回転中心線Oを中心に回転可能に設けられた回転シャフト110と、この回転シャフト110に固定されたロータ120と、このロータ120の外周を取り囲むように配置された環状のステータ140とを備えている。
ロータ120は、複数の電磁鋼板を積層することで形成されたロータコア125と、このロータコア125に形成された磁石挿入孔126内に挿入された永久磁石123と、ロータコア125の端面に装着されたエンドプレート122とを備えている。
なお、永久磁石123は磁石挿入孔126内に充填された樹脂124によって固定されている。
ステータ140は、回転中心線Oを中心に環状に形成されたステータコア141と、このステータコア141に装着された複数のU相コイル181と、V相コイル182と、W相コイル183とを備えている。さらに、ステータ140は、ステータコア141の端面に形成され、各コイルのエンド部を覆うように形成されたモールド樹脂172を備えている。
図2は、ステータ140を示す斜視図であり、この図2に示すように、ステータ140は、各コイルに電力を供給する電力供給配線190U,190V,190Wを備えている。
図3は、モールド樹脂172を除去した状態におけるステータ140を回転中心線O方向から平面視したときの平面図である。
この図3に示すように、ステータコア141は、環状に配列する複数の分割ステータコア175と、環状に配列する分割ステータコア175を固定する固定部材177とを備える。各分割ステータコア175は、周方向に延びる分割ヨーク部176と、この分割ヨーク部176の内周面から径方向内方に向けて突出するステータティース171とを備えている。
そして、U相コイル181、V相コイル182およびW相コイル183は、ステータティース171に装着さている。U相コイル181、V相コイル182およびW相コイル183は、周方向に配列している。固定部材177は、環状に配列する分割ステータコア175の外周面に焼嵌めされており、各分割ステータコア175を径方向内方に押している。これにより、各分割ステータコア175は環状に配列した状態で固定されている。
換言すれば、ステータ140は、環状に配列する複数のコイルユニット500と、このコイルユニット500を周方向に配列した状態で固定する固定部材177とを備え、各コイルユニット500は、分割ステータコア175およびこの分割ステータコア175に装着されたコイルとを含む。
図4は、コイルユニット500の正面図であり、図5は、図4に示すコイルユニット500の斜視図である。これら図4および図5に示すように、コイルユニット500は、ステータティース171に装着されたU相コイル181と、相間絶縁紙220と、インシュレータ200とを備えている。
U相コイル181は、ステータティース171の周囲を取り囲むように巻回された巻回部185と、この巻回部185の端部から引き出された引出部187と、巻回部185の他方の端部から引き出された引出部186とを備えている。
巻回部185は、ステータ140の径方向から正面視すると長円形形状となるように形成されている。そして、巻回部185の長手方向に位置するU相コイル181のコイルエンド部は、ステータティース171の端面から離れている。このため、コイルエンドの内周面と、ステータティース171の端面との間には隙間が形成されている。
図6は、図4に示すVI−VI線で断面視したときの斜視図である。この図6に示すように、相間絶縁紙220は、環状に形成された枠部222と、この枠部222の両側辺部に形成された側面側絶縁部221とを備えている。
図7は、図6からインシュレータ200を取り出しており、インシュレータ200の一部を断面視した斜視図である。この図7に示すように、インシュレータ200は、ステータティース171が挿入される挿入孔202が形成された板状の背面部201と、背面部201の主表面に形成された係止部203,204と、2つの側壁絶縁部206(216)とを備えている。
この図7および上記図4に示すように、側壁絶縁部206,216は、挿入孔202に対して、ステータコア141の周方向に隣り合うように、背面部201に形成されている。具体的には、側壁絶縁部206は、ステータコア141の周方向に挿入孔202と隣り合うように形成され、側壁絶縁部216は、挿入孔202に対して側壁絶縁部206と反対側に形成されている。このため、図4に示すように、挿入孔202にステータティース171が挿入されると、側壁絶縁部206は、ステータティース171の一方の側面上に配置され、側壁絶縁部216はステータティース171の他方の側面上に配置される。
そして、U相コイル181が装着されると、側壁絶縁部206,216は、挿入孔202に挿入されるステータティース171の外側面と、U相コイル181の内側面との間に位置する。
係止部203は、挿入孔202から回転中心線O方向に間隔をあけて、背面部201に形成されている。さらに、挿入孔202に対して係止部203と反対側に位置するように背面部201に形成されている。
ここで、U相コイル181のエンド部と、ステータティース171とは、互いに離れているため、側壁絶縁部206,216および背面部201によって、U相コイル181と分割ステータコア175との間の絶縁性が確保されている。
図6および図7を用いて、コイルユニット500の組み立て方法について説明する。まず、ステータティース171にインシュレータ200を装着する。具体的には、挿入孔202にステータティース171を挿入する。これにより、側壁絶縁部206および側壁絶縁部216がステータティース171の側面上に位置する。さらに、背面部201が分割ヨーク部176の内周面を覆うように配置される。インシュレータ200は、背面部201の表面のうち、係止部203,204や側壁絶縁部206,216が形成された主表面と反対側の主表面に形成された背面係止部209をさらに備える。
背面係止部209は、図6に示すように、分割ステータコア175の端面に形成された係止溝150と係合する。このように、背面係止部209が係止溝150と係合することで、ステータティース171とインシュレータ200との径方向の相対的な位置決めがされる。
その後、インシュレータ200に相間絶縁紙220を装着する。具体的には、枠部222によって規定される穴部内にステータティース171、係止部203,204、および側壁絶縁部206,216が挿入される。そして、U相コイル181をインシュレータ200に装着する。この際、係止部203および係止部204に外力を加えて、係止部203の先端部と係止部204の先端部を互いに近接させる。係止部203は、回転中心線O方向に弾性変形可能な部材によって構成されている。
そして、各係止部203および係止部204をU相コイル181の穴部内に挿入し、その後、係止部203および係止部204に加えられた外力を外す。これにより、係止部203および係止部204がU相コイル181と係合して、U相コイル181がステータティース171に装着される。
ここで、U相コイル181と、分割ステータコア175との間の絶縁性は、側壁絶縁部206,216および背面部201によって確保されている。このため、係止部203および係止部204を撓ませることで係止部203および係止部204に割れ等が生じたとしても、U相コイル181と分割ステータコア175との間の絶縁性を確保することができる。
特に、U相コイル181をステータティース171に装着する際には、側壁絶縁部206および側壁絶縁部216を変形させることなく、U相コイル181をインシュレータ200に装着することができる。このため、側壁絶縁部206および側壁絶縁部216に割れ等が生じ難く、U相コイル181と分割ステータコア175との間の絶縁性を確保することができる。
係止部203は、背面部201から立ち上がるように形成され軸部と、この軸部の先端部に形成された爪部207とを備える。そして、爪部207がU相コイル181の端面を係止する。
そして、係止部203の軸部の回転中心線O方向の高さt1は、ステータ140の周方向の側壁絶縁部206の幅t3よりも大きくなるように形成されている。このため、係止部203を撓ませたとしても、係止部203に割れ等が生じ難くなっている。
さらに、側壁絶縁部206および側壁絶縁部216を上記のように薄肉とすることで、回転電機100の小型化を図ることができる。インシュレータ200は、たとえば、樹脂材料と、この樹脂材料内に含有されるガラス等の含有物等とによって構成されている。このように、ガラスを含む樹脂材料でインシュレータ200を形成することで、インシュレータ200の耐熱性が確保されている。なお、図4において、ステータ140の周方向の係止部203の幅t2は、幅t3よりも大きく、係止部203の剛性は、側壁絶縁部206の剛性よりも大きくなっている。これにより、係止部204に割れ等が生じ難くなっている。
図7において、係止部204は、背面部201から立ち上がるように形成された軸部211と、この軸部211の先端部に形成された爪部208とを備えている。そして、爪部208がU相コイル181の端面を係止することで、U相コイル181が固定される。
そして、係止部204の軸部の高さt4は、係止部203の高さt1よりも高くなるように形成されている。そして、係止部204の幅は、係止部203の幅t2と略一致するように形成されている。このため、係止部204の剛性は、係止部203の剛性よりも高くなっている。
係止部204は、図4に示すように、ステータティース171の端面と接触する二股の脚部212,213を備えている。脚部212,213は、背面部301に接続されると共に、軸部211に連接されている。このため、係止部204の剛性は、係止部203よりも剛性が高くなっている。
この脚部212および脚部213は、軸部211から係止部203に向うにしたがって、互いの間隔が大きくなるように配置されている。
そして、脚部212,213の表面のうち、最も、係止部203側に位置する端面は、挿入孔202に挿入されるステータティース171の周面を支持する支持面215とされている。
ここで、図7において、脚部212の支持面215は、挿入孔202の内表面のうち、回転中心線O方向に配列する内端面のうち、軸部211側の内端面214と、面一となるように形成されている。
このため、脚部212および脚部213の内端面214が、挿入孔202内に挿入されたステータティース171の周面と接触する。脚部212,213がステータティース171の周面と接触することで、インシュレータ200とステータティース171との相対的な位置決めがなされる。そして、係止部204は係止部203よりも剛性が高く、係止部204は変形し難いため、正確にステータティース171とインシュレータ200との位置決めがなされる。
図4および図7において、係止部203は、弾性変形可能とされている。そして、インシュレータ200は、係止部203と挿入孔202の開口縁部との間に位置し、背面部201から立ち上がるように形成された支持部205をさらに備えている。
支持部205は、外力が加えられることで撓んだ係止部203を支持することで、係止部203の撓み量を規定する。このため、U相コイル181を装着する際に、係止部203が過大に変形されることを抑制することができ、係止部203に割れ等が生じることを抑制することができる。
U相コイル181をインシュレータ200に装着すると、U相コイル181の外側面は、相間絶縁紙220の側面側絶縁部221によって覆われる。
このように、分割ステータコア175に、インシュレータ200を装着し、このインシュレータ200に相間絶縁紙220を装着し、その後に、U相コイル181をインシュレータ200に装着することでコイルユニット500が構築される。
このようなコイルユニット500の組み立て方法によれば、質量のある分割ステータコア175を一定の位置に配置した状態で、インシュレータ200、相間絶縁紙220およびU相コイル181を装着することで、コイルユニット500を構築することができる。このため、分割ステータコア175を動かす必要がなく、労力の低減を図ることができる。そして、V相コイル182およびW相コイル183が装着されたコイルユニット500を各々製造する。そして複数のコイルユニット500を環状に配列し、固定部材177を外周側にはめ込む。さらに、各コイルの引出部同士を接続する。そして、モールド樹脂172を形成することで、ステータ140が形成される。
(実施の形態2)
図8から図11を用いて、本発明の実施の形態2に係るインシュレータ300について説明する。
図8から図11を用いて、本発明の実施の形態2に係るインシュレータ300について説明する。
図8は、本発明の実施の形態2に係るインシュレータ300の斜視図であり、図9は、インシュレータ300の正面図である。この図8および図9に示すように、インシュレータ300は、挿入孔302が形成された背面部301と、この背面部301に形成された側壁絶縁部306,316と、ストッパ303,308と、渡り線支持部312とを備えている。
背面部301は、分割ステータコア175の分割ヨーク部176の内周面に配置され、挿入孔302内に分割ステータコア175のステータティース171が挿入される。
側壁絶縁部306および側壁絶縁部316は、挿入孔302の両側に配置されており、
挿入孔302内に挿入されたステータティース171の両側面上に配置される。側壁絶縁部306,316の内側面は、挿入孔302の内側面と略面一となっている。
挿入孔302内に挿入されたステータティース171の両側面上に配置される。側壁絶縁部306,316の内側面は、挿入孔302の内側面と略面一となっている。
側壁絶縁部306および側壁絶縁部316は、互いの先端部が近接するように弾性変形可能な材料によって形成されている。
そして、側壁絶縁部306の先端部には鍔部310が形成されており、側壁絶縁部316の先端部にも、鍔部311が形成されている。鍔部310,311は、U相コイル181の端面を係止する。
図9に示すように、背面部301は、ステータコア141に装着された状態において、回転中心線O方向に配列する端辺部304および端辺部305を含む。
背面部301の中央部に挿入孔302が形成されており、側壁絶縁部306および側壁絶縁部316は、挿入孔302よりも、端辺部304および端辺部305に近接するように延びている。
そして、ストッパ(壁支持部)303は、端辺部305よりも端辺部304に近接する位置に形成されており、ストッパ303は、側壁絶縁部306と側壁絶縁部316との間に位置している。さらに、ストッパ308は、端辺部304よりも端辺部305に近接する位置に形成されており、ストッパ308は、側壁絶縁部306と側壁絶縁部316との間に形成されている。
なお、外力が加えられていない通常の状態では、ストッパ303およびストッパ308と、側壁絶縁部306および側壁絶縁部316との間には、隙間が形成されている。
図10は、上記のように構成されたインシュレータ300、相間絶縁紙220およびU相コイル181を分割ステータコア175に装着してコイルユニット500を構築する工程を示す斜視図である。図11は、コイルユニット500を構築するときの平面図である。
この図10および図11に示すように、まず、インシュレータ300に相間絶縁紙220を装着する。その後、インシュレータ300にU相コイル181を装着する。この際、側壁絶縁部306の先端部および側壁絶縁部316の先端部が互いに近接するように側壁絶縁部306および側壁絶縁部316を近接させる。
このように側壁絶縁部306および側壁絶縁部316を変形させた状態で、U相コイル181を装着する。この際、側壁絶縁部306と側壁絶縁部316との間には、ストッパ303,308が設けられている。
このため、側壁絶縁部306,316がストッパ303,308と当接することで、側壁絶縁部306,316の撓み量が規定されており、側壁絶縁部306,316が過大に変形することが抑制されている。これにより、側壁絶縁部306,316を撓ませる際に、側壁絶縁部306,316に割れ等が生じることが抑制されている。
その後、側壁絶縁部306および側壁絶縁部316に外力が加えられなくなる。これにより、側壁絶縁部306および側壁絶縁部316が通常の姿勢となり、側壁絶縁部306に形成された鍔部310と、側壁絶縁部316に形成された鍔部311とがU相コイル181を係止する。そして、インシュレータ300と相間絶縁紙220とU相コイル181とが一体化する。なお、インシュレータ300と相間絶縁紙220とU相コイル181とが一体化することで、相間絶縁紙220の側面側絶縁部221がU相コイル181の側面を覆う。そして、インシュレータ300を分割ステータコア175に装着する。これにより、コイルユニット500を構築することができる。同様に、V相コイル182およびW相コイル183が装着されたコイルユニット500を各々複数作製する。
そして、この構築された複数のコイルユニット500を環状に配列し、固定部材177をはめ込み、各引出部を接続し、モールド樹脂172を形成することでステータ140を構築することができる。
(実施の形態3)
図12から図14を用いて、本実施の形態3に係るインシュレータ300について説明する。なお、図12から図14に示された構成のうち、上記図1から図11に示された構成と同一または相当する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。
図12から図14を用いて、本実施の形態3に係るインシュレータ300について説明する。なお、図12から図14に示された構成のうち、上記図1から図11に示された構成と同一または相当する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。
図12は、本発明の実施の形態3に係るインシュレータ300の正面図である。この図12に示すように、側壁絶縁部306には、鍔部310が形成され、側壁絶縁部316にも鍔部311が形成されている。鍔部310および鍔部311は装着されるU相コイル181と係合して、U相コイル181をインシュレータ300に係止する。
側壁絶縁部306および側壁絶縁部316は、挿入孔302よりも、端辺部304および端辺部305に近接するように形成されている。
ストッパ303の端部には爪部320が形成されており、ストッパ308の端部には、爪部321が形成されている。この爪部320および爪部321も、装着されるU相コイル181と係合して、U相コイル181をインシュレータ300に係止する。
そして、ストッパ303およびストッパ308は、いずれも、側壁絶縁部306および側壁絶縁部316間に位置している。
このため、鍔部310および側壁絶縁部316が、ストッパ303およびストッパ308と当接することで、鍔部310および側壁絶縁部316の変形量が規制されている。
図13は、図12に示されたXIII−XIII線における断面図である。この図13に示すように、ストッパ303は、背面部301の主表面から立ち上がるように形成された軸部323と、この軸部323の先端部に形成された爪部320とを備えている。ここで、ストッパ303は、挿入孔302の開口縁部よりも端辺部304側に位置している。ストッパ308は、背面部301の主表面から立ち上がるように形成された軸部324と、この軸部324の先端部に形成された爪部321とを備えている。
軸部324の表面のうち、ストッパ303と対向する内側面は、挿入孔302に挿入されるステータティース171を支持する支持面315とされている。そして、この支持面315は、挿入孔302の内周面と略面一とされている。
インシュレータ300がステータティース171に装着された状態において、軸部323の回転中心線O方向の高さt5よりも、軸部324の回転中心線O方向の高さt6の方が高い。このため、ストッパ308の剛性は、ストッパ303よりも剛性が高くなっている。
図14は、図12のXIV−XIV線における断面図である。この図14に示すように、側壁絶縁部306および側壁絶縁部316は、背面部301から離れるにつれて、互いの間隔が近くなるように形成されている。
上記のように構成されたインシュレータ300を用いて、コイルユニット500を構築する際には、インシュレータ300に相間絶縁紙を装着する。そして、側壁絶縁部306,316およびストッパ303およびストッパ308の各先端部が互いに近接するように、側壁絶縁部306,316およびストッパ303,308を撓ませる。
そして、側壁絶縁部306,316およびストッパ303,ストッパ308をU相コイル181内に挿入する。その後、側壁絶縁部306,316およびストッパ303,308に加えられた外力を取り除く。これにより、側壁絶縁部306,316およびストッパ303,308が通常の状態に戻り、鍔部310,311および爪部320,321がU相コイル181と係合する。
各先端部が近接するように側壁絶縁部306,316およびストッパ303およびストッパ308を変形させる際において、側壁絶縁部306,316がストッパ303,308と当接することで、側壁絶縁部306,316が過大に変形することが抑制されており、側壁絶縁部306,316に割れが生じることが抑制されている。
U相コイル181とインシュレータ300とを一体化させた後、インシュレータ300を分割ステータコア175に装着する。この際、剛性の高いストッパ308の支持面315がステータティース171の周面と接触することで、インシュレータ300とU相コイル181との相対的な位置決めがなされる。
このようにして、U相コイル181が装着されたコイルユニット500を構築し、同様にV相コイル182およびW相コイル183が装着されたコイルユニット500も構築する。そして、これらコイルユニット500を環状に配列し、固定部材177で固定することでステータ140を得ることができる。
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、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。本発明の範囲は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。さらに、上記数値などは、例示であり、上記数値および範囲にかぎられない。
本発明は、回転電機のステータコアに装着されるインシュレータおよびこのインシュレータを備えた回転電機に適用することができる。
100 回転電機、110 回転シャフト、120 ロータ、122 エンドプレート、123 永久磁石、124 樹脂、125 ロータコア、126 磁石挿入孔、140 ステータ、141 ステータコア、150 係止溝、171 ステータティース、172 モールド樹脂、175 分割ステータコア、176 分割ヨーク部、177 固定部材、181 U相コイル、182 V相コイル、183 W相コイル、185 巻回部、186,187 引出部、190U,190V,190W 電力供給配線、200 インシュレータ、201 背面部、202 挿入孔、203,204 係止部、205 支持部、206,216 側壁絶縁部、209 背面係止部、212,213 脚部、220 相間絶縁紙、300 インシュレータ、500 コイルユニット、O 回転中心線。
Claims (6)
- ヨーク部、および該ヨーク部の周面から突出するステータティースを含む環状のステータコアに装着され、前記ステータティースの外周を取り囲むように配置されるコイルを係止するインシュレータであって、
前記ステータティースが挿入される挿入孔が形成され、前記ヨーク部の前記周面上に配置される背面部と、
前記ステータコアの周方向に前記挿入孔と隣り合うように前記背面部に形成され、前記挿入孔に挿入される前記ステータティースの側面上に配置される第1絶縁壁部と、
前記挿入孔に対して前記第1絶縁壁部と反対側に設けられ、前記挿入孔に挿入される前記ステータティースの側面上に配置される第2絶縁壁部と、
前記挿入孔から前記ステータコアの中心軸線方向に間隔をあけて、前記背面部に形成されると共に、前記コイルを係止可能な第1係止部と、
前記挿入孔に対して前記第1係止部と反対側に設けられ、前記コイルを係止可能な第2係止部と、
を備えた、インシュレータ。 - 前記第1係止部は、前記ステータコアの中心軸線方向に撓むように弾性変形可能な部材で形成され、
前記インシュレータは、前記背面部の表面のうち、前記第1係止部と前記挿入孔との間に形成された支持部をさらに備え、
前記支持部は、弾性変形した前記第1係止部を支持可能とされた、請求項1に記載のインシュレータ。 - 前記第2係止部は、前記第1係止部よりも剛性が高く、前記第2係止部は、前記挿入孔に挿入される前記ステータティースを支持可能とされた、請求項1または請求項2に記載のインシュレータ。
- 前記第1絶縁壁部は、前記コイルを係止する第1鍔部を含み、
前記第2絶縁壁部は、前記コイルを係止する第2鍔部を含み、
前記第1絶縁壁部および前記第2絶縁壁部は、互いの先端部が近接するように弾性変形可能な部材によって形成され、
前記背面部は、前記ステータコアの中心軸線方向に配列する第1端辺部および第2端辺部を含み、
前記第1絶縁壁部および前記第2絶縁壁部は、前記挿入孔よりも前記第1端辺部および第2端辺部に近接するように延び、
前記第1係止部および前記第2係止部は、前記第1絶縁壁部と前記第2絶縁壁部との間に配置され、変形した前記第1絶縁壁部および変形した前記第2絶縁壁部の少なくとも一方を支持可能とされた、請求項1から請求項3のいずれかに記載のインシュレータ。 - ヨーク部、および該ヨーク部の周面から突出するステータティースを含む環状のステータコアに装着され、前記ステータティースの外周を取り囲むように配置されるコイルを係止するインシュレータであって、
前記ステータティースが挿入される挿入孔が形成され、前記ヨーク部の前記周面上に配置される背面部と、
前記ステータコアの周方向に前記挿入孔と隣り合うように前記背面部に形成され、前記挿入孔に挿入される前記ステータティースの側面上に配置されると共に、前記コイルを係止可能な第1絶縁壁部と、
前記挿入孔に対して前記第1絶縁壁部と反対側に設けられ、前記挿入孔に挿入される前記ステータティースの側面上に配置されると共に、前記コイルを係止可能な第2絶縁壁部とを備え、
前記背面部は、前記ステータコアの中心軸線方向に配列する第1端辺部および第2端辺部を含み、
前記第1絶縁壁部および前記第2絶縁壁部は、前記挿入孔よりも前記第1端辺部および前記第2端辺部に近接するように延び、
前記第1絶縁壁部および前記第2絶縁壁部は、互いの先端部が近接するように弾性変形可能な部材によって形成され、
前記インシュレータは、前記背面部のうち、前記第1絶縁壁部と前記第2絶縁壁部との間に形成され、変形した前記第1絶縁壁部および変形した前記第2絶縁壁部の少なくとも一方を支持する壁支持部を含む、インシュレータ。 - 前記ステータコアと、前記コイルと、請求項1から請求項5のいずれかに記載されたインシュレータとを備えた、回転電機。
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