JP6444084B2 - 回転機 - Google Patents

Description

本発明は、固定子巻線の端部の先端部分を覆う絶縁部材を、紐を用いて固定子巻線の端部に結束する回転機に関する。

回転機として、例えば、図１３に示されている電動機８００が知られている。
電動機８００は、回転子（図示省略）と、固定子８１０を備えている。
固定子８１０は、固定子コア８２０と固定子巻線を有している。固定子コア８２０は、軸方向に直角な断面で見て、周方向に沿って延びるヨークと、ヨークから径方向に沿って延びる複数のティースと、周方向に沿って隣接するティースによって形成される複数のスロットを有している。固定子巻線は、ティースに巻き付けられている。
図１３に示す電動機８００では、三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の固定子巻線８３１、８３２、８３３（図示省略）がティースに巻き付けられ、各相の固定子巻線８３１、８３２、８３３の一方側の端部８３１ａ、８３２ａ、８３３ａおよび他方側の端部（図示省略）が固定子コア８２０の軸方向端面８２０ａから飛び出た状態で周方向に沿って配置され（引き回され）ている。そして、各相の固定子巻線８３１、８３２、８３３の一方側の端部８３１ａ、８３２ａ、８３３ａの先端部分が共通接続されて中性点用接続部が形成されている。中性点用接続部は、筒状の絶縁部材８５０によって覆われている。各相の固定子巻線８３１、８３２、８３３の他方側の端部は、直接あるいはリード線を介して電源線に接続される。
絶縁部材８５０は、例えば、絶縁フィルムを筒状に巻き付けた後、一方側の端部を接合することによって形成されている。すなわち、絶縁部材８５０は、長手方向に沿った一方側の端部に接合領域８６０を有し、他方端が開口している筒状体として形成されている。
各相の固定子巻線８３１、８３２、８３３の一方側の端部８３１ａ、８３２ａ、８３３ａの先端部分が共通接続され、筒状の絶縁部材８５０の開口を介して挿入された状態で、紐（「結束紐」あるいは「縛り紐」とも呼ばれる）８４０により各相の固定子巻線８３１、８３２、８３３の一方側の端部８３１ａ、８３２ａ、８３３ａおよび他方側の端部に結束されている。

実開平７−２７２６０号号公報

従来の絶縁部材８５０の接合領域８６０の長手方向に沿った長さは、コスト等の観点から、周方向に沿って隣接する紐８４０の間隔より短い長さに設定されていた。すなわち、接合領域８６０に配置される紐８４０の数は最大１本であった。
ここで、図１３の部分拡大図である図１４に示されているように、接合領域８６０の、開口側の箇所に紐８４０が配置されると、絶縁部材８５０の先端側の部分（開口と反対側の部分）が、紐８４０が配置されている箇所を支点として、固定子コア８２０の軸方向端面８２０ａと反対側に折れ曲がるおそれがある。
絶縁部材８５０の先端側の部分が、固定子コア８２０の軸方向端面８２０ａと反対側に折れ曲がると、絶縁部材８５０が固定子巻線の一方側の端部の先端部分（中性点用接続部）から抜け易くなる。また、電動機８００が密閉型圧縮機の駆動用電動機として用いられている場合には、冷媒の流れが乱れ、圧縮機の効率が低下するおそれがある。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、固定子巻線の端部の先端部分を覆う筒状の絶縁部材の折れ曲げを防止することができる技術を提供することを目的とする。

本発明の回転機は、好適には電動機として構成されるが、発電機として構成することもできる。
本発明の回転機は、相対移動可能に配置された回転子と固定子を備え、固定子は、固定子コアと固定子巻線を有している。
固定子コアは、軸方向と直交する断面で見て、周方向に沿って延びているヨークと、ヨークから径方向に沿って延びている複数のティースと、周方向に沿って隣接するティースによって形成される複数のスロットを有している。
固定子巻線は、固定子コアのティースに巻き付けられている。固定子巻線の少なくとも一方側の端部は、固定子コアの軸方向端面から突出した状態で周方向に沿って配置されているとともに、先端部分が絶縁部材によって覆われている。そして、絶縁部材は、周方向に沿って離間して配置される紐によって固定子巻線の少なくとも一方側の端部に結束されている。なお、固定子巻線の他方側の端部も、一方側の端部とともに、固定子コアの軸方向端面から突出した状態で周方向に沿って配置されていてもよい。この場合、絶縁部材は、固定子巻線の一方側の端部および他方側の端部の少なくとも一方に結束される。
典型的には、多相の固定子巻線がティースに巻き付けられる。そして、各相の固定子巻線の少なくとも一方側の端部が固定子コアの軸方向端面から突出した状態で周方向に沿って配置されているとともに、先端部分が共通接続されて共通接続部が形成され、共通接続部が絶縁部材で覆われる。
絶縁部材は、長手方向に沿った一方側の端部に接合領域を有し、他方端が開口している筒状体により構成されている。絶縁部材は、絶縁フィルムを筒状に巻き付け、長手方向に沿った一方側の端部において絶縁フィルムを接合することによって形成される。絶縁フィルムとしては、例えば、ポリエステルフィルムが用いられる。接合方法としては、例えば、超音波溶着方法が用いられる。勿論、絶縁フィルムとしては、公知の種々の絶縁フィルムを用いることができ、また、接合方法としては、公知の種々の接合方法を用いることができる。
絶縁部材を、巻き付けられた絶縁フィルムにより形成され、長手方向に沿った一方側の端部に接合領域を有し、他方端が開口している筒状体により構成することにより、樹脂等により筒状体を形成する場合に較べて、安価で容易に製造することができる。また、開口側が接合されていないため、固定子巻線の端部の先端部分を絶縁部材の空間内に挿入する作業が容易である。また、絶縁フィルムにピンホールが発生している場合でも、ピンホールが発生している箇所の外周側あるいは内周側に絶縁フィルムが配置されているため、ピンホールによる絶縁性能の低下を防止することができる。

本発明では、絶縁部材の長手方向に沿った一方側の端部に、長手方向に沿って離間して設けられている第１の接合領域と第２の接合領域を有している。そして、第１および第２の接合領域の長手方向に沿った長さＬ２（ｍｍ）、第１の接合領域と第２の接合領域の間の長手方向に沿った間隔Ｌ３（ｍｍ）は、第１の接合領域および第２の接合領域が、周方向に沿って隣接する２本の紐それぞれによって固定子巻線の少なくとも一方側の端部に結束されるように設定されるように、すなわち、第１および第２の接合領域に、周方向に沿って隣接する２本の紐それぞれが配置されるように設定されている。
本発明では、絶縁部材の第１および第２の接合領域が、周方向に沿って隣接する２本の紐それぞれによって固定子巻線の少なくとも一方側の端部に結束されるため、絶縁部材の先端側の部分（開口と反対側の部分）の折れ曲げを防止することができる。

本発明の異なる形態では、スロットの数をＮ（個）、周方向に沿って配置されている、固定子巻線の少なくとも一方側の端部の最内周の直径をＤａ（ｍｍ）、最外周の直径をＤｂ（ｍｍ）とした場合、第１および第２の接合領域の長手方向に沿った長さＬ２（ｍｍ）は、以下の条件を満足するように設定されている。
Ｌ２ｍｉｎ＜Ｌ２＜Ｌ２ｍａｘ
Ｌ２ｍｉｎ＝π×［（Ｄａ＋Ｄｂ）／２］×（θ２ｍｉｎ／３６０）
θ２ｍｉｎ＝{（３６０／Ｎ）−［（３６０／Ｎ）×０．３×２］}／２
Ｌ２ｍａｘ＝π×［（Ｄａ＋Ｄｂ）／２］×（θ２ｍａｘ／３６０）
θ２ｍａｘ＝{（３６０／Ｎ）＋［（３６０／Ｎ）×０．３×２］}／２
なお、{π×［（Ｄａ＋Ｄｂ）／２］}は、固定子巻線の少なくとも一方側の端部の最内周と最外周の中間の位置の円周の長さを表している。また、（３６０／Ｎ）は、周方向に沿って隣接するティースのティース基部の中心線間の角度（スロットピッチ）を表している。
第１の接合領域と第２の接合領域の間の長手方向に沿った間隔Ｌ３（ｍｍ）は、第１および第２の接合領域の長手方向の長さＬ２（ｍｍ）に応じて、第１の接合領域と第２の接合領域が長手方向に沿って離間して配置されるように設定される。
本発明の他の異なる形態では、第１の接合領域の長手方向に沿った中心と第２の接合領域の長手方向に沿った中心との間の間隔Ｌ４（ｍｍ）が、以下の条件を満足するように設定されている。
Ｌ４＝π×［（Ｄａ＋Ｄｂ）／２］×（θ４／３６０）
θ４＝（３６０／Ｎ）
本形態では、第１および第２の接合領域を容易に形成することができる。

本発明の他の異なる形態では、固定子巻線は、第一相、第二相および第三相の固定子巻線により構成されている。そして、第一相、第二相および第三相の固定子巻線の一方側の端部が、固定子コアの軸方向端面から突出した状態で周方向に沿って配置されているとともに、それぞれの先端部分が共通接続されて中性点用接続部が形成され、中性点用接続部が絶縁部材で覆われている。他方側の端部は、固定子巻線に電流を供給する電源線に直接またはリード線を介して接続される。中性点用接続部は、好適には、各相の固定子巻線の一方側の端部を、絶縁被膜を除去した状態で束ね、周方向に沿って捩った後、溶接することによって形成される。
本形態では、三相の固定子巻線をスター結線した回転機における、中性点用接続部を覆う絶縁部材の折り曲げを防止することができる。
本発明の他の異なる形態では、固定子巻線の少なくとも一方側の端部の先端部分が電源線の一方側の端部と共通接続されて電源線用接続部が形成され、電源用接続部が絶縁部材で覆われている。
本形態では、固定子巻線の端部と、固定子巻線に電流を供給する電源線とを共通接続した電源線用接続部を覆う絶縁部材の折れ曲げを防止することができる。
本発明の他の異なる形態では、固定子巻線の少なくとも一方側の端部の先端部分がリード線の一方側の端部と共通接続されてリード線用接続部が形成され、リード線用接続部が絶縁部材で覆われている。
本形態では、固定子巻線の端部と、固定子巻線の端部を固定子巻線に電流を供給する電源線に接続するリード線とを共通接続したリード線用接続部を覆う絶縁部材の折れ曲げを防止することができる。

本発明では、固定子巻線の端部の先端部分を覆う筒状の絶縁部材の折れ曲げを防止することができる。

第１の実施の形態の回転機を軸方向と直交する方向から見た断面図である。 図１の部分拡大図である。 第１の実施の形態の回転機の電気回路図である。 第１の実施の形態の回転機の固定子コアの要部の斜視図である。 図４の部分拡大図である。 第１の実施の形態の回転機で用いている絶縁部材を製造する方法を説明する図である。 第１の実施の形態の回転機で用いている絶縁部材の概略構成を示す図である。 第２の実施の形態の回転機の電気回路図である。 第３の実施の形態の回転機の固定子コアの要部の斜視図である。 図９の部分拡大図である。 第３の実施の形態の回転機で用いている絶縁部材を製造する方法を説明する図である。 第３の実施の形態の回転機で用いている絶縁部材の概略構成を示す図である。 従来の回転機の固定子コアの要部の斜視図である。 図１３の部分拡大図である。

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、以下の実施の形態では、本発明を、三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の固定子巻線を備え、各相の固定子巻線の一方側の端部が共通接続されてスター結線された電動機について説明する。勿論、相数は三相に限定されず、結線方法もスター結線に限定されない。また、本発明は、発電機として構成することもできる。
また、本明細書では、「軸方向」は、回転子が固定子に対して回転可能に支持されている状態において、回転中心を通る回転中心線の方向を示す。また、「周方向」は、回転子が固定子に対して回転可能に支持されている状態において、軸方向（回転中心線の方向）に直角な断面でみて、回転中心を中心とする円周方向を示す。また、「径方向」は、回転子が固定子に対して回転可能に支持されている状態において、軸方向に直角な断面でみて、回転中心を通る方向を示す。

本発明の回転機の第１の実施の形態の概略構成を、図１〜図５を参照して説明する。なお、図１は、第１の実施の形態の電動機１００を、軸方向と直角する方向から見た断面図であり、図２は、図１の部分拡大図である。図３は、第１の実施の形態の電動機１００の電気回路図である。図４は、第１の実施の形態の電動機１００の固定子コアの要部の斜視図であり、図５は、図４の部分拡大図である。

本実施の形態の電動機１００は、相対移動可能に配置された固定子２００と回転子５００を備えている。
固定子２００は、薄い板状の電磁鋼板を軸方向に沿って複数枚積層した固定子コア２１０と固定子巻線を有している。
固定子コア２１０は、軸方向に直角な断面で見て、外周側に配置され、周方向に沿って延びているヨーク２２０と、ヨーク２２０から径方向に沿って回転中心Ｏ側に延びている複数のティース２３０、周方向に沿って隣接するティース２３０によって形成される複数のスロット２４０を有している。
ティース２３０は、ヨーク２２０から径方向に沿って回転中心Ｏ側に延びているティース基部２３１と、ティース基部２３１の先端側（回転子５００側）に形成され、周方向に沿って延びているティース先端部２３２を有している。ティース基部２３１は、周方向に沿った両側に側壁２３１ａ、２３１ｂを有している。ティース先端部２３２には、回転子５００の外周面５００ａと対向する箇所にティース先端面２３２ａが形成されている。周方向に沿って隣接するティース２３０のうち周方向に沿って一方側（例えば、時計方向側）に配置されているティース２３０のティース基部２３１の、周方向に沿った他方側（例えば、反時計方向側）の側壁２３１ｂと、周方向に沿って他方側に配置されているティース２３０のティース基部２３１の、周方向に沿った一方側の側壁２３１ａによってスロット２４０が形成されている。ティース先端面２３２ａは、回転中心Ｏを中心とする円弧形状に形成されている。
ティース２３０には、固定子巻線が巻き付けられている。
回転子５００は、薄い板状の電磁鋼板を軸方向に沿って複数枚積層した回転子コアにより構成されている。
回転子コアは、外周面５００ａと、回転軸が挿入される回転軸挿入孔を形成する内周面５００ｂを有している。回転子コアには、回転磁極を形成する永久磁石等が配置されている。

本実施の形態の電動機１００のティース２３０には、図３に示されているように、三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の固定子巻線２５１、２５２、２５３が巻き付けられている。本実施の形態では、固定子巻線２５１、２５２、２５３は、分布巻方式で巻き付けられている。なお、図３では、各相の固定子巻線２５１、２５２、２５３を一つの巻線で表しているが、複数の巻線により構成することもできる。
三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の固定子巻線２５１、２５２、２５３が、本発明の「固定子巻線」に対応する。

各相の固定子巻線２５１、２５２、２５３の一方側の端部２５１ａ、２５２ａ、２５３ａは、共通接続され、スター結線の中性点を構成する中性点用接続部２７０が形成されている。
本実施の形態では、各相の固定子巻線２５１、２５２、２５３の一方側の端部２５１ａ、２５２ａ、２５３ａの先端部分を、絶縁被覆を除去した状態で束ね、周方向に沿って捩った後溶接することによって、中性点用接続部２７０を形成している。中性点用接続部２７０を形成する方法としては、これ以外の種々の方法を用いることができる。
中性点用接続部２７０が、本発明の「共通接続部」に対応する。
各相の固定子巻線２５１、２５２、２５３の他方側の端部２５１ｂ、２５２ｂ、２５３ｂは、接続端子２９１、２９２、２９３の一方側の端子に接続される。

図３において、１０は、インバータ等の電源回路であり、三相（Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相）の電源端子１１、１２、１３に三相（Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相）の交流電流を供給する。電源回路１０としては、商用電源を用いることもできる。
電源回路１０の電源端子１１、１２、１３には、三相（Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相）の電源線２１、２２、２３の一方側の端部が接続される。各相の電源線２１、２２、２３の他方側の端部は、接続端子２９１、２９２、２９３の他方側の端子に接続される。
接続端子２９１、２９２、２９３としては、公知の接続端子を用いることができる。また、固定子巻線２５１、２５２、２５３の他方側の端部と電源線２１、２２、２３の他方側の端部を、圧着や溶接等によって直接接続することもできる。
三相（Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相）の電源線２１、２２、２３が、本発明の「電源線」に対応する。

本実施の形態では、図４に示されているように、各相の固定子巻線２５１、２５２、２５３の一方側の端部２５１ａ、２５２ａ、２５３ａおよび他方側の端部２５１ｂ、２５２ｂ、２５３ｂは、固定子コア２１０の軸方向端面２１０ａから突出した（飛び出た）状態で周方向に沿って配置されている。
固定子巻線２５１、２５２、２５３の一方側の端部２５１ａ、２５２ａ、２５３ａの先端部分は、共通接続され、スター結線の中性点を構成する中性点用接続部２７０が形成されている。
中性点用接続部２７０は、筒状の絶縁部材４００によって覆われている。
さらに、絶縁部材４００は、絶縁性を有する紐（「結束紐」あるいは「縛り紐」とも呼ばれる）２８０によって、固定子巻線２５１、２５２、２５３の一方側の端部２５１ａ、２５２ａ、２５３ａおよび他方側の端部２５１ｂ、２５２ｂ、２５３ｂの少なくとも一方に結束されている。本実施の形態では、絶縁部材４００と固定子巻線２５１、２５２、２５３の一方側の端部２５１ａ、２５２ａ、２５３ａおよび他方側の端部２５１ｂ、２５２ｂ、２５３ｂの少なくとも一方を紐２８０で縛る方法として、ひし形の目のように斜め十文字に縛る方法（「亀の子縛り」と呼ばれている）を用いている。なお、図４において、下方に配置される紐２８０の周方向に沿った間隔と上方に配置される紐２８０の周方向に沿った間隔がほぼ等しくなるように縛り付けられる。
紐２８０としては、例えば、ポリエステルコード（ポリエステルより紐、ポリエステル編組紐）、ノーメックスコード、ＰＰＳコード、ベクトランコード、ポリエステル・ノーメックス混合（編組）紐等が用いられる。なお、本発明の「紐」には、糸も含まれる。

次に、本実施の形態の電動機１００で用いている絶縁部材４００の製造方法を、図６を参照して説明する。
先ず、絶縁フィルム６００を多数回（多層状に）巻き付ける。本実施の形態では、絶縁フィルム６００としてポリエステルフィルムが用いられている。勿論、絶縁フィルムとしては、公知の種々の絶縁フィルムを用いることができる。
次に、絶縁フィルム６００を巻き付けた状態で、長手方向に沿った一方側の端部を接合する。本実施の形態では、超音波溶着方法を用いて絶縁フィルム６００を接合している。すなわち、図６の矢印６５０、６６０で示す箇所に、超音波振動を伝達するホーンおよび治具を配置し、超音波振動と加圧力によって絶縁フィルム６００を接合している。勿論、絶縁フィルム６００を接合する方法としては、公知の種々の接合方法を用いることができる。

本実施の形態の電動機１００で用いている絶縁部材４００を、図７を参照して説明する。
絶縁部材４００は、絶縁フィルム６００を筒状に巻き付けた筒状体により構成されている。筒状体の長手方向に沿った一方側の端部には、巻き付けた絶縁フィルム６００を接合することによって形成された接合領域４１０を有している。一方、他方端には、開口４００ａを有している。
各相の固定子巻線２５１、２５２、２５３の一方側の端部２５１ａ、２５２ａ、２５３ａの先端部分を共通接続して形成された中性点用接続部２７０は、開口４００ａを介して絶縁部材４００（筒状体）の空間内に挿入される。

絶縁部材４００を、絶縁フィルム６００を多数回（多層状に）巻き付け、長手方向に沿った一方側の端部を接合した筒状体により構成することによって、以下のような利点を有する。
樹脂等により筒状体を形成する場合に較べて、安価で容易に製造することができる。
絶縁フィルム６００にピンホールが発生している場合でも、ピンホールが発生している箇所の外周側あるいは内周側に絶縁フィルムが配置されているため、ピンホールによる絶縁性能の低下を防止することができる。
開口４００ａ側が接合されていないため、中性点用接続部２７０を絶縁部材（筒状体）４００の開口４００ａから容易に挿入することができる。

前述したように、絶縁部材４００の接合領域４１０の長手方向に沿った長さＬ１が短く、接合領域４１０に紐２８０が最大１本しか配置されない場合には、絶縁部材４００の先端側（開口４００ａと反対側）が折れ曲がるおそれがある。
本発明者らは、図５に示されているように、接合領域４１０に２本の紐２８０を配置することにより、すなわち、接合領域４１０を２本の紐２８０によって固定子巻線２５１、２５２、２５３の一方側の端部２５１ａ、２５２ａ、２５３ａおよび他方側の端部２５１ｂ、２５２ｂ、２５３ｂに結束することによって、絶縁部材４００の先端側が折れ曲がるのを防止することができることを見出した。

次に、接合領域４１０に２本の紐２８０を配置するための条件を、図２、図４を参照して説明する。
基本的には、固定子巻線２５１、２５２、２５３の一方側の端部２５１ａ、２５２ａ、２５３ａおよび他方側の端部２５１ｂ、２５２ｂ、２５３ｂを結束する紐２８０は、固定子コア２１０のティース２３０のティース基部２３１の中心線Ｐ（ティース基部２３１の周方向に沿った中心点と回転子５００の回転中心Ｏを結ぶ線）の位置に配置される。この場合、周方向に沿って隣接する紐２８０間の角度は、周方向に沿って隣接するティース２３０の中心線Ｐ間の角度θ１である。
ここで、固定子コア２１０の軸方向端面２１０ａから突出している状態で周方向に沿って配置される、固定子巻線２５１、２５２、２５３の一方側の端部２５１ａ、２５２ａ、２５３ａおよび他方側の端部２５１ｂ、２５２ｂ、２５３ｂの最内周の直径をＤａ（ｍｍ）、最外周の直径をＤｂ（ｍｍ）とする（図４参照）。また、絶縁部材４００を、固定子巻線２５１、２５２、２５３の一方側の端部２５１ａ、２５２ａ、２５３ａおよび他方側の端部２５１ｂ、２５２ｂ、２５３ｂの最内周と最外周の中間の位置に配置するものとする。
この場合、周方向に沿って隣接するティース２３０のティース基部２３１の中心線Ｐそれぞれの位置に配置される２本の紐２８０を、絶縁部材４００の接合領域４１０に配置するためには、接合領域４１０の長手方向に沿った長さＬ１（ｍｍ）が、以下の（式１）を満足する必要がある。
Ｌ１≧π×［（Ｄａ＋Ｄｂ）／２］×（θ１／３６０） （式１）

しかしながら、固定子巻線２５１、２５２、２５３の一方側の端部２５１ａ、２５２ａ、２５３ａおよび他方側の端部２５１ｂ、２５２ｂ、２５３ｂを紐２８０で結束する作業中等に紐２８０の位置が移動することがある。
ここで、紐２８０の配置位置は、固定子コア２１０のティース２３０のティース基部２３１の範囲内であれば許容される。
そこで、紐２８０の配置位置の許容範囲について検討する。

周方向に沿って隣接する紐２８０間の、許容可能な最少角度は、周方向に沿って隣接するティース２３０のティース基部２３１の側壁のうち、当該周方向に沿って隣接するティース２３０によって形成されるスロット２４０に対向する側壁間の角度である。すなわち、周方向に沿った一方方向側のティース２３０のティース基部２３１の、周方向に沿った他方方向側の側壁２３１ｂと回転中心Ｏを結ぶ線Ｐｂと、周方向に沿った他方方向側のティース２３０のティース基部２３１の、周方向に沿った一方方向側の側壁２３１ａと回転中心Ｏを結ぶ線Ｐａ間の角度θ２が、許容可能な最小角度である。
この場合、周方向に沿って隣接する線ＰａとＰｂそれぞれの位置に配置される２本の紐２８０を、絶縁部材４００の接合領域４１０に配置するためには、接合領域４１０の長手方向に沿った長さＬ１（ｍｍ）が、以下の（式２）を満足する必要がある。
なお、ティース２３０の中心線Ｐとティース基部２３１の側壁２３１ａを通る線Ｐａ間の角度あるいは中心線Ｐとティース基部２３１の側壁２３１ｂを通る線Ｐｂ間の角度は、スロットピッチ（θ１＝３６０／Ｎ）の０．３倍以下である。
Ｌ１≧Ｌ１ｍｉｎ
Ｌ１ｍｉｎ＝π×［（Ｄａ＋Ｄｂ）／２］×（θ１ｍｉｎ／３６０）
θ１ｍｉｎ＝（３６０／Ｎ）−［（３６０／Ｎ）×０．３×２］ （式２）

周方向に沿って隣接する紐２８０間の、許容可能な最大角度は、周方向に沿って隣接するティース２３０のティース基部２３１の側壁のうち、当該周方向に沿って隣接するティース２３０によって形成されるスロット２４０に対向しない側壁間の角度である。すなわち、周方向に沿った一方方向側のティース２３０のティース基部２３１の、周方向に沿った一方方向側の側壁２３１ａと回転中心Ｏを結ぶ線Ｐａと、周方向に沿った他方方向側のティース２３０のティース基部２３１の、周方向に沿った他方方向側の側壁２３１ｂと回転中心Ｏを結ぶ線Ｐｂ間の角度θ３が、許容可能な最大角度である。
この場合、周方向に沿って隣接する線ＰａとＰｂそれぞれの位置に配置される２本の紐２８０を、絶縁部材４００の接合領域４１０に配置するためには、接合領域４１０の長手方向に沿った長さＬ１（ｍｍ）が、以下の（式３）を満足する必要がある。
Ｌ１ｍａｘ≧Ｌ１
Ｌ１ｍａｘ＝π×［（Ｄａ＋Ｄｂ）／２］×（θ１ｍａｘ／３６０）
θ１ｍａｘ＝（３６０／Ｎ）＋［（３６０／Ｎ）×０．３×２］ （式３）

第１の実施の形態では、三相の固定子巻線２５１、２５２、２５３の一方側の端部２５１ａ、２５２ａ、２５３ａの先端部分を共通接続した中性点用接続部２７０を絶縁部材４００で覆ったが、他方側の端部２５１ｂ、２５２ｂ、２５３ｂの先端部分を絶縁部材で覆うこともできる。
第２の実施の形態の電動機１００を、図８を参照して説明する。なお、図８は、第２の実施の形態の電動機１００の電気回路図である。
図８に示す第２の実施の形態の電動機１００は、固定子巻線２５１、２５２、２５３の他方側の端部２５１ｂ、２５２ｂ、２５３ｂがリード線２６１、２６２、２６３を介して電源線２１、２２、２３に接続されている点を除いて、図３に示されている第１の実施の形態の電動機１００と同じ構成である。したがって、以下では、第１の実施の形態の電動機１００と異なる構成についてのみ説明する。

固定子巻線２５１、２５２、２５３の他方側の端部２５１ｂ、２５２ｂ、２５３ｂは、固定子コア２１０の軸方向端面２１０ａから突出した状態で周方向に沿って配置される。
固定子巻線の他方側の端部２５１ｂ、２５２ｂ、２５３ｂの先端部分は、それぞれリード線２６１、２６２、２６３の一方側の端部と共通接続され、リード線用接続部２７１、２７２、２７３が形成される。固定子巻線の他方側の端部２５１ｂ、２５２ｂ、２５３ｂの先端部分とリード線２６１、２６２、２６３の端部を接続する方法としては、前述した方法を用いることができる。
リード線用接続部２７１、２７２、２７３は、それぞれ絶縁部材４０１、４０２、４０３によって覆われる。絶縁部材４０１、４０２、４０３としては、第１の実施の形態で用いた絶縁部材４００と同様のものを用いることができる。
そして、絶縁部材４０１、４０２、４０３の接合領域（図示省略）は、絶縁部材４００の接合領域４１０と同様に、紐２８０によって固定子巻線２５１、２５２、２５３の一方側の端部２５１ａ、２５２ａ、２５３ａおよび他方側の端部２５１ｂ、２５２ｂ、２５３ｂの少なくとも一方に結束される。
リード線２６１、２６２、２６３の他方側の端部は、接続端子２９１、２９２、２９３の一方側の端子に接続される。
リード線２６１、２６２、２６３が、本発明の「リード線」に対応する。

なお、第２の実施の形態では、固定子巻線２５１、２５２、２５３の他方側の端部２５１ｂ、２５２ｂ、２５３ｂを、それぞれリード線２６１、２６２、２６３を介して電源線２１、２２、２３に接続したが、直接電源線２１、２２、２３に接続することもできる。
この場合には、固定子巻線の他方側の端部２５１ｂ、２５２ｂ、２５３ｂの先端部分は、それぞれ電源線２１、２２、２３の他方側の端部と共通接続され、電源線用接続部が形成される。
電源線用接続部は、それぞれ絶縁部材４０１、４０２、４０３によって覆われる。
そして、絶縁部材４０１、４０２、４０３の接合領域は、絶縁部材４００の接合領域４１０と同様に、紐２８０によって固定子巻線２５１、２５２、２５３の一方側の端部２５１ａ、２５２ａ、２５３ａおよび他方側の端部２５１ｂ、２５２ｂ、２５３ｂの少なくとも一方に結束される。

また、第２の実施の形態では、各相の固定子巻線の一方側の端部の先端部分を共通接続した共通接続部、各相の固定子巻線の他方側の端部の先端部分をリード線の端部と共通接続したリード線用接続部あるいは電源線の端部と共通接続した電源線用接続部を絶縁部材で覆ったが、少なくとも１つの固定子巻線の少なくとも一方側の端部の先端部分を絶縁部材で覆っていればよい。

第１および第２の実施の形態では、長手方向に沿った一方側の端部に１つの接合領域を有する絶縁部材を用いたが、他の構成の絶縁部材を用いることもできる。
第３の実施の形態の電動機１００を、図９、図１０を参照して説明する。なお、図９は、第３の実施の形態の電動機１００の固定子コアの要部の斜視図であり、図１０は、図９の部分拡大図である。
本実施の形態の電動機１００は、絶縁部材の構成を除いて第１の実施の形態の電動機１００と同じ構成である。
したがって、以下では、第３の実施の形態の電動機１００で用いている絶縁部材７００についてのみ説明する。

本実施の形態の電動機１００で用いている絶縁部材７００は、長手方向に沿った一方側の端部に、長手方向に沿って離間して設けられている第１の接合領域７１０と第２の接合領域７２０を有している。
本実施の形態の電動機１００で用いている絶縁部材７００の製造方法を、図１１を参照して説明する。
先ず、絶縁フィルム６００を多数回（多層状に）巻き付ける。本実施の形態では、絶縁フィルム６００として、第１の実施の形態と同様に、ポリエステルフィルムが用いられている。
次に、絶縁フィルム６００を巻き付けた状態で、長手方向に沿った一方側の端部を接合する。本実施の形態では、筒状体の長手方向に沿った一方側の端部の、長手方向に沿って離間した２個所を接合している。接合方法としては、第１の実施の形態と同様に超音波振動溶着方法を用いている。すなわち、図１１の矢印７５０、７６０で示す箇所および矢印７７０、７８０で示す箇所に、超音波振動を伝達するホーンおよび治具を配置し、超音波振動と加圧力によって絶縁フィルム７００を接合している。

本実施の形態の電動機１００で用いている絶縁部材絶縁部材７００を、図１２を参照して説明する。
絶縁部材７００は、絶縁フィルム６００を筒状に巻き付けた筒状体により構成されている。筒状体の長手方向に沿った一方側の端部には、巻き付けた絶縁フィルム６００を接合することによって形成された第１の接合領域７１０と第２の接合領域７２０を有している。一方、他方端には、開口７００ａを有している。
各相の固定子巻線２５１、２５２、２５３の一方側の端部２５１ａ、２５２ａ、２５３ａの先端部分を共通接続して形成された中性点用接続部２７０は、開口７００ａを介して絶縁部材７００（筒状体）の空間内に挿入される。

本実施の形態では、絶縁部材７００の先端側が折れ曲がるのを防止するために、図１０に示されているように、長手方向に沿って離間している第１の接合領域７１０と第２の接合領域７２０に、周方向に沿って隣接する２本の紐２８０それぞれを配置することにより、すなわち、第１の接合領域７１０と第２の接合領域７２０を周方向に沿って隣接する２本の紐２８０それぞれによって固定子巻線２５１、２５２、２５３の一方側の端部２５１ａ、２５２ａ、２５３ａおよび他方側の端部２５１ｂ、２５２ｂ、２５３ｂの少なくとも一方に結束している。

次に、第１の接合領域７１０と第２の接合領域７２０に周方向に沿って隣接する２本の紐２８０それぞれを配置するための条件を、図２、図９を参照して説明する。
前述したように、基本的には、固定子巻線２５１、２５２、２５３の一方側の端部２５１ａ、２５２ａ、２５３ａおよび他方側の端部２５１ｂ、２５２ｂ、２５３ｂを結束する紐２８０は、固定子コア２１０のティース２３０のティース基部２３１の中心線Ｐの位置に配置されるが、固定子巻線２５１、２５２、２５３の一方側の端部２５１ａ、２５２ａ、２５３ａおよび他方側の端部２５１ｂ、２５２ｂ、２５３ｂを紐２８０で結束する作業中等に紐２８０の位置が移動することがある。
紐２８０の配置位置は、固定子コア２１０のティース２３０のティース基部２３１の範囲内であれば許容される。
そこで、紐２８０の配置位置の許容範囲について検討する。

周方向に沿って隣接する紐２８０間の、許容可能な最少角度は、周方向に沿って隣接するティース２３０のティース基部２３１の側壁のうち、当該周方向に沿って隣接するティース２３０によって形成されるスロット２４０に対向する側壁間の角度である。すなわち、周方向に沿った一方方向側のティース２３０のティース基部２３１の、周方向に沿った他方方向側の側壁２３１ｂと回転中心Ｏを結ぶ線Ｐｂと、周方向に沿った他方方向側のティース２３０のティース基部２３１の、周方向に沿った一方方向側の側壁２３１ａと回転中心Ｏを結ぶ線Ｐａ間の角度θ２が、許容可能な最小角度である。
この場合、周方向に沿って隣接する線ＰａとＰｂそれぞれの位置に配置される２本の紐２８０を、絶縁部材７００の、長手方向に沿って離間している第１の接合領域７１０と第２の接合領域７２０それぞれに配置するためには、第１の接合領域７１０と第２の接合領域７２０の長手方向に沿った長さＬ２（ｍｍ）が、以下の（式４）を満足する必要がある。
Ｌ２＞Ｌ２ｍｉｎ
Ｌ２ｍｉｎ＝π×［（Ｄａ＋Ｄｂ）／２］×（θ２ｍｉｎ／３６０）
θ２ｍｉｎ＝{（３６０／Ｎ）−［（３６０／Ｎ）×０．３×２］}／２
（式４）

周方向に沿って隣接する紐２８０間の、許容可能な最大角度は、周方向に沿って隣接するティース２３０のティース基部２３１の側壁のうち、当該周方向に沿って隣接するティース２３０によって形成されるスロット２４０に対向しない側壁間の角度である。すなわち、周方向に沿った一方方向側のティース２３０のティース基部２３１の、周方向に沿った一方方向側の側壁２３１ａと回転中心Ｏを結ぶ線Ｐａと、周方向に沿った他方方向側のティース２３０のティース基部２３１の、周方向に沿った他方方向側の側壁２３１ｂと回転中心Ｏを結ぶ線Ｐｂ間の角度θ３が、許容可能な最大角度である。
この場合、周方向に沿って隣接する線ＰａとＰｂそれぞれの位置に配置される２本の紐２８０を、絶縁部材７００の、長手方向に沿って離間している第１の接合領域７１０と第２の接合領域７２０それぞれに配置するためには、第１の接合領域７１０と第２の接合領域７２０の長手方向に沿った長さＬ２（ｍｍ）が、以下の（式５）を満足する必要がある。
Ｌ２ｍａｘ＞Ｌ２
Ｌ２ｍａｘ＝π×［（Ｄａ＋Ｄｂ）／２］×（θ２ｍａｘ／３６０）
θ２ｍａｘ＝{（３６０／Ｎ）＋［（３６０／Ｎ）×０．３×２］}／２
（式５）

なお、好適には、第１の接合領域７１０の長手方向に沿った中心と第２の接合領域７２０の長手方向に沿った中心との間の間隔Ｌ４（ｍｍ）は、以下の（式６）を満足するように設定するのが好ましい。
Ｌ４＝π×［（Ｄａ＋Ｄｂ）／２］×（θ４／３６０）
θ４＝（３６０／Ｎ） （式６）
また、第１の接合領域７１０と第２の接合領域７２０間の長手方向に沿った間隔Ｌ３は、第１の接合領域７１０および第２の接合領域７２０の長手方向に沿った長さＬ２等に応じて適宜設定される。

本発明は、実施の形態で説明した構成に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更、追加、削除が可能である。
絶縁部材としては、実施の形態で説明した構成の絶縁部材に限定されない。
三相の固定子巻線をスター結線した電動機について説明したが、固定子巻線の相数は、単相を含めて適宜変更可能であり、また固定子巻線の結線方法はスター結線に限定されない。
三相の固定子巻線の一方側の端部の先端部分を共通接続した共通接続部を絶縁部材で覆ったが、本発明は、少なくとも１つの固定子巻線の少なくとも一方側の端部の先端部分を絶縁部材で覆った回転機として構成することができる。
絶縁部材を固定子巻線の端部に結束する方法として亀の子縛り方法を用いたが、これに限定されない。
固定子巻線の一方側の端部および他方側の端部を、固定子コアの同一の軸方向端面から突出させたが、固定子巻線の一方側の端部を固定子コアの一方側の軸方向端面から突出させ、他方側の端部を他方側の軸方向端面から突出させるように構成することもできる。
筒状に巻き付けた絶縁フィルムを接合する方法としては、公知の種々の接合方法を用いることができる。
絶縁フィルムを用いて絶縁部材を製造する方法は、実施の形態で説明した製造方法に限定されない。
電動機について説明したが、本発明は発電機として構成することもできる。

本発明は、以下のように構成することもできる。
「(態様１)
相対移動可能に配置された回転子と固定子を備え、
前記固定子は、固定子コアと固定子巻線を有し、前記固定子コアは、軸方向と直交する断面で見て、周方向に沿って延びているヨークと、前記ヨークから径方向に沿って延びている複数のティースと、周方向に沿って隣接する前記ティースによって形成される複数のスロットを有し、前記固定子巻線は、前記ティースに巻き付けられており、
前記固定子巻線の少なくとも一方側の端部は、前記固定子コアの軸方向端面から突出した状態で周方向に沿って配置されているとともに、先端部分が絶縁部材によって覆われており、
前記絶縁部材は、周方向に沿って離間して配置される紐によって前記固定子巻線の少なくとも一方側の端部に結束されている回転機であって、
前記絶縁部材は、筒状に形成されているとともに、長手方向に沿った一方側の端部に接合領域を有しており、
前記接合領域の前記長手方向に沿った長さＬ１は、前記接合領域が周方向に沿って隣接する２本の前記紐によって前記固定子巻線の少なくとも一方側の端部に結束されるように設定されていることを特徴とする回転機。」
「（態様２）
態様１の回転機であって、
前記スロットの数をＮ、周方向に沿って配置されている前記固定子巻線の少なくとも一方側の端部の最内周の直径をＤａ（ｍｍ）、最外周の直径をＤｂ（ｍｍ）とした場合、前記接合領域の前記長手方向に沿った長さＬ１（ｍｍ）は、
Ｌ１ｍｉｎ≦Ｌ１≦Ｌ１ｍａｘ
Ｌ１ｍｉｎ＝π×［（Ｄａ＋Ｄｂ）／２］×（θ１ｍｉｎ／３６０）
θ１ｍｉｎ＝（３６０／Ｎ）−［（３６０／Ｎ）×０．３×２］
Ｌ１ｍａｘ＝π×［（Ｄａ＋Ｄｂ）／２］×（θ１ｍａｘ／３６０）
θ１ｍａｘ＝（３６０／Ｎ）＋［（３６０／Ｎ）×０．３×２］
を満足するように設定されていることを特徴とする回転機。」

１０ 電源回路
１１、２１、３１ 電源端子
２１、２２、２３ 電源線
１００、８００ 電動機
２００、８１０ 固定子
２１０、８２０ 固定子コア
２１０ａ、８２０ａ 軸方向端面
２２０ ヨーク
２３０ ティース
２３１ ティース基部
２３１ａ、２３１ｂ 側壁
２３２ ティース先端部
２３２ａ ティース先端面
２４０ スロット
２５１、２５２、２５３、８３１、８３２、８３３ 固定子巻線
２５１ａ、２５２ａ、２５３ａ、８３１ａ、８３２ａ、８３３ａ 端部
２５１ｂ、２５２ｂ、２５３ｂ 端部
２６１、２６２、２６３ リード線
２６１ａ、２６２ａ、２６３ａ 端部
２６１ｂ、２６２ｂ、２６３ｂ 端部
２７０ 中性点用接続部
２７１、２７２、２７３ リード線用接続部
４００、４０１、４０２、４０３、７００、８５０ 絶縁部材
２８０、８４０ 紐
４００ａ、７００ａ 開口
４１０、７１０、７２０、８６０ 接合部（接合領域）
２９１、２９２、２９３ 接続端子
５００ 回転子
５００ａ 外周面
５００ｂ 内周面
６００ 絶縁フィルム

Claims (6)

1. 相対移動可能に配置された回転子と固定子を備え、
   前記固定子は、固定子コアと固定子巻線を有し、前記固定子コアは、軸方向と直交する断面で見て、周方向に沿って延びているヨークと、前記ヨークから径方向に沿って延びている複数のティースと、周方向に沿って隣接する前記ティースによって形成される複数のスロットを有し、前記固定子巻線は、前記ティースに巻き付けられており、
   前記固定子巻線の少なくとも一方側の端部は、前記固定子コアの軸方向端面から突出した状態で周方向に沿って配置されているとともに、先端部分が絶縁部材によって覆われており、
   前記絶縁部材は、周方向に沿って離間して配置される紐によって前記固定子巻線の少なくとも一方側の端部に結束されている回転機であって、
   前記絶縁部材は、絶縁フィルムを筒状に巻き付けた筒状体により構成されているとともに、前記筒状体の長手方向に沿った一方側の端部には、長手方向に沿って離間する箇所に、前記絶縁フィルムを接合した第１の接合領域および第２の接合領域を有しており、
   前記第１の接合領域および前記第２の接合領域の前記長手方向に沿った長さＬ２（ｍｍ）、前記第１の接合領域と前記第２の接合領域の間の前記長手方向に沿った間隔Ｌ３（ｍｍ）は、前記第１の接合領域および前記第２の接合領域が周方向に沿って隣接する２本の前記紐それぞれによって前記固定子巻線の少なくとも一方側の端部に結束されるように設定されていることを特徴とする回転機。
2. 請求項１に記載の回転機であって、
   前記スロットの数をＮ、周方向に沿って配置されている前記固定子巻線の少なくとも一方側の端部の最内周の直径をＤａ（ｍｍ）、最外周の直径をＤｂ（ｍｍ）とした場合、前記第１の接合領域および前記第２の接合領域の前記長手方向に沿った長さＬ２（ｍｍ）は、
   Ｌ２ｍｉｎ＜Ｌ２＜Ｌ２ｍａｘ
   Ｌ２ｍｉｎ＝π×［（Ｄａ＋Ｄｂ）／２］×（θ２ｍｉｎ／３６０）
   θ２ｍｉｎ＝{（３６０／Ｎ）−［（３６０／Ｎ）×０．３×２］}／２
   Ｌ２ｍａｘ＝π×［（Ｄａ＋Ｄｂ）／２］×（θ２ｍａｘ／３６０）
   θ２ｍａｘ＝{（３６０／Ｎ）＋［（３６０／Ｎ）×０．３×２］}／２
   を満足するように設定されていることを特徴とする回転機。
3. 請求項２に記載の回転機であって、
   前記第１の接合領域の前記長手方向に沿った中心と前記第２の接合領域の前記長手方向に沿った中心との間の間隔Ｌ４（ｍｍ）が、
   Ｌ４＝π×［（Ｄａ＋Ｄｂ）／２］×（θ４／３６０）
   θ４＝（３６０／Ｎ）
   を満足するように設定されていることを特徴とする回転機。
4. 請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の回転機であって、
   前記固定子巻線は、第一相、第二相および第三相の固定子巻線により構成されており、
   前記第一相、第二相および第三相の固定子巻線の一方側の端部が、前記固定子コアの軸方向端面から突出した状態で周方向に沿って配置されているとともに、それぞれの先端部分が共通接続されて中性点用接続部が形成され、前記中性点用接続部が前記絶縁部材で覆われていることを特徴とする回転機。
5. 請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載に回転機であって、
   前記固定子巻線の少なくとも一方側の端部の先端部分が電源線の一方側の端部と共通接続されて電源線用接続部が形成され、前記電源用接続部が前記絶縁部材で覆われていることを特徴とする回転機。
6. 請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の回転機であって、
   前記固定子巻線の少なくとも一方側の端部の先端部分がリード線の一方側の端部と共通接続されてリード線用接続部が形成され、前記リード線用接続部が前記絶縁部材で覆われていることを特徴とする回転機。
   
   

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