JP6249781B2 - 回転電機の固定子 - Google Patents

Description

本発明は回転電機の固定子に関するものであって、固定子の隣合うＵ相、Ｖ相、Ｗ相コイルの相間絶縁に関する。

従来、ヨーク部と、ティース部と、前記ヨーク部及びティース部に囲まれたスロットと、を有する固定子鉄心と、前記スロットの壁部を被覆する接着剤と発泡成分とを含む接着シートと、前記接着シートの上から夫々の前記ティース部に別々に集中巻されたＵ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルと、前記スロット内のコイルの相間に挿入された接着剤と発泡成分とを含む接着シートと、を備える回転電機の固定子が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、従来、複数のティースが形成されたステータコアと、前記ティースに集中巻で巻回されるステータコイルと、備えたステータの製造方法であって、予め巻回成型されたステータコイルのうちスロットに収容される収容部を、加熱により接着性および膨張性を発揮する被覆シートで被覆する工程と、前記被覆シートで被覆された少なくとも一つのステータコイルを前記被覆シートごとティースに挿入する挿入工程と、前記ステータコイルごとにティースに挿入された被覆シートを加熱工程と、を備え、前記被覆シートは、加熱により発泡する発泡フィラーを含有し樹脂をシート化ものであるステータの製造方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００７−０８９２９５号公報 特開２０１２−２２３０５６号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載された従来の技術によれば、スロットの壁部とコイルとの間、及びコイルの相間に熱膨張型絶縁シートを介在させるので、コイルは、内側と外側の両側から圧迫され、コイルの外側の相間絶縁距離を拡大することができない、という問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コイルの外側の相間絶縁距離を拡大することができる、回転電機の固定子を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ヨーク部と、ティース部と、ティース先端ヨーク部と、前記ヨーク部、ティース部及びティース先端ヨーク部に囲まれたスロットと、を有する固定子鉄心と、前記スロットの壁部を被覆する非膨張性の絶縁部材と、前記絶縁部材の上から夫々の前記ティース部に別々に集中巻されたＵ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルと、前記スロット内のコイルの相間に挿入され、加熱され膨張して該コイルの相間絶縁距離を拡大させる熱膨張型絶縁シートと、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、スロットの壁部を被覆する非膨張性の絶縁部材と、スロット内のコイルの相間に挿入され、コイルの相間絶縁距離を拡大させる熱膨張型絶縁シートと、を備えるので、絶縁信頼性を向上させることができる。

図１は、本発明の回転電機の固定子の実施の形態を示す横断面図である。 図２は、図１の部分拡大図である。 図３は、実施の形態の熱膨張型絶縁シートの積層構造を示す斜視図である。 図４は、実施の形態の熱膨張型絶縁シートが膨張する様子を示す断面図である。 図５は、固定子コイルの相間に配置された実施の形態の熱膨張型絶縁シートの膨張前を示す図２の部分拡大図である。 図６は、固定子コイルの相間に配置された実施の形態の熱膨張型絶縁シートの膨張後を示す図２の部分拡大図である。 図７は、実施の形態の熱膨張型絶縁シートの熱伝導の様子を示す斜視図である。

以下に、本発明にかかる回転電機の固定子の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態
図１は、本発明の回転電機の固定子の実施の形態を示す横断面図であり、図２は、図１の部分拡大図である。

図１及び図２に示すように、実施の形態の回転電機の固定子９０は、ヨーク部１１、ティース部１２及びティース先端ヨーク部１３を有するＴ字形状の分割鉄心１０を、複数接続して円筒状に形成した固定子鉄心２０を備えている。分割鉄心１０は、電磁鋼板を積層して形成されている。ヨーク部１１、ティース部１２及びティース先端ヨーク部１３に囲まれるように、後述のコイル５０を収容するスロット１４が形成されている。また、ヨーク部１１及びティース先端ヨーク部１３の周方向両端部のスロット１４側には、矩形の切欠き部１５が形成されている。実施の形態の回転電機は、夫々のティース部１２にＵ相、Ｖ相、Ｗ相のコイル５０が集中巻きされる三相集中巻回転電機である。

分割鉄心１０のティース部１２の軸方向両端部及びスロット１４の壁部は、インシュレータ、絶縁紙又は絶縁塗装等の非膨張性の絶縁部材３０により被覆される。コイル５０が、絶縁部材３０の上からティース部１２に巻装される。絶縁部材３０によるティース部１２の軸方向両端部及びスロット１４の壁部の被覆、及びコイル５０の巻装は、固定子鉄心２０組立前の個々の分割鉄心１０に対して行なわれる。

図３は、実施の形態の熱膨張型絶縁シートの積層構造を示す斜視図であり、図４は、実施の形態の熱膨張型絶縁シートが膨張する様子を示す断面図である。図３及び図４に示すように、実施の形態の熱膨張型絶縁シート４０は、絶縁層４１と、絶縁層４１の両面に接着された膨張層４２と、膨張層４２の外側に接着された接着層４３と、を有する五層構造のシートである。絶縁層４１は、膨張層４２及び接着層４３より縦横の寸法が１ｍｍ以上大きくなっていて、縦横の端部が膨張層４２及び接着層４３の端部から突出している。図４に示すように、熱膨張接着シート４０は、加熱により膨張層４２が膨張して厚さが増大し、その後硬化する。

図１及び図２に示すように、夫々のティース部１２にＵ相、Ｖ相、Ｗ相のコイル５０が集中巻きされた分割鉄心１０を円筒状に組立てるとき、コイル５０の相間に、熱膨張型絶縁シート４０を挿入し、分割鉄心１０の切欠き部１５間に、熱膨張型絶縁シート４０の突出した絶縁層４１の端部を挟み込むようにする。

図５は、固定子コイルの相間に配置された実施の形態の熱膨張型絶縁シートの膨張前を示す図２の部分拡大図であり、図６は、固定子コイルの相間に配置された実施の形態の熱膨張型絶縁シートの膨張後を示す図２の部分拡大図である。図５及び図６に示すように、熱膨張型絶縁シート４０は、加熱することによって膨張層４２が厚さ方向に膨張し、コイル５０を絶縁部材３０側（ティース部１２側）へ押圧し、接着層４３がコイル５０を圧着固定する。

接着層４３は、熱膨張型絶縁シート４０とコイル５０との間のずれを防止し、振動、衝撃等の外乱からコイル５０の絶縁被膜の摩擦劣化を防止する。また、熱膨張型絶縁シート４０が、厚さ方向に膨張することにより、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相間の相間絶縁距離が拡大し、絶縁信頼性が向上する。

図７は、実施の形態の熱膨張型絶縁シートの熱伝導の様子を示す斜視図である。熱膨張型絶縁シート４０の絶縁層４１は、異方性の高絶縁高熱伝導性材料により形成されている。図２に示すように、熱膨張型絶縁シート４０の突出した絶縁層４１の端部が、分割鉄心１０の切欠き部１５間に挟み込まれているので、絶縁層４１の熱伝導率を高くすることにより、コイル５０で発生した熱を固定子鉄心２０へ放熱することができる。また、絶縁層４１に異方性を持たせたので、固定子鉄心２０の軸方向や径方向等、求められる方向へ放熱することができる。

以上のように、本発明にかかる回転電機の固定子は、絶縁信頼性及び放熱性が高く有用である。

１０ 分割鉄心、１１ ヨーク部、１２ ティース部、１３ ティース先端ヨーク部、１４ スロット、１５ 切欠き部、２０ 固定子鉄心、３０ 絶縁部材、４０ 熱膨張型絶縁シート、４１ 絶縁層、４２ 膨張層、４３ 接着層、５０ コイル、９０ 回転電機の固定子。

Claims (3)

1. ヨーク部と、ティース部と、ティース先端ヨーク部と、前記ヨーク部、ティース部及びティース先端ヨーク部に囲まれたスロットと、を有する固定子鉄心と、
   前記スロットの壁部を被覆する非膨張性の絶縁部材と、
   前記絶縁部材の上から夫々の前記ティース部に別々に集中巻されたＵ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルと、
   前記スロット内のコイルの相間に挿入され、加熱され膨張して該コイルの相間絶縁距離を拡大させる熱膨張型絶縁シートと、
   を備え、
   前記熱膨張型絶縁シートは、熱伝導率の高い絶縁層と、該絶縁層の両側に接着された膨張層と、該膨張層の外側に接着された接着層と、を有し、
   前記絶縁層は、端部が前記膨張層及び接着層の端部から突出しており、
   前記ヨーク部及びティース先端ヨーク部の周方向両端部のスロット側には、切欠き部が形成され、前記絶縁層の突出した端部が前記切欠き部に挟み込まれていることを特徴とする回転電機の固定子。
2. 前記絶縁層は、異方性の高分子材料により形成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。
3. 前記固定子鉄心は、前記ヨーク部、ティース部、ティース先端ヨーク部を有する分割鉄心を複数接続して円筒状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機の固定子。