電動機
【課題】
電動機の固定子に巻線したコイルエンド部の層間における絶縁不良を低減し、絶縁材料の使用量を低減した電動機を提供する。
【解決手段】
固定子鉄心の軸方向に貫通したスロットが設けられ、前記スロットには分布巻方式による巻線を挿入し、前記巻線は前記固定子鉄心の両端面から固定子軸方向に飛び出したコイルエンド部を形成し前記コイルエンド部の各層間を絶縁する層間絶縁を有した電動機において、前記層間絶縁はコイルエンド部を絶縁する第１の絶縁部と、第１の絶縁部とは反対側のコイルエンド部を絶縁する第２の絶縁部とを繋ぐ脚部とを備え、第１の絶縁部及び第２の絶縁部の周方向両端部は、両端部同士が重なるように装着させ、各層の内側に挿入される次層の巻線の分かれ目両端部に位置するスロットには前記層間絶縁の脚部を挿入したことを特徴とする電動機。
電動機の固定子に巻線したコイルエンド部の層間における絶縁不良を低減し、絶縁材料の使用量を低減した電動機を提供する。
【解決手段】
固定子鉄心の軸方向に貫通したスロットが設けられ、前記スロットには分布巻方式による巻線を挿入し、前記巻線は前記固定子鉄心の両端面から固定子軸方向に飛び出したコイルエンド部を形成し前記コイルエンド部の各層間を絶縁する層間絶縁を有した電動機において、前記層間絶縁はコイルエンド部を絶縁する第１の絶縁部と、第１の絶縁部とは反対側のコイルエンド部を絶縁する第２の絶縁部とを繋ぐ脚部とを備え、第１の絶縁部及び第２の絶縁部の周方向両端部は、両端部同士が重なるように装着させ、各層の内側に挿入される次層の巻線の分かれ目両端部に位置するスロットには前記層間絶縁の脚部を挿入し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、固定子鉄心のスロットに分布巻方式の巻線を施し、コイルエンド部の各層間に層間絶縁を施した電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような電動機は、特許文献１（特開２００６−８７１５３号公報）に示すような電動機がある。
特許文献1では固定子鉄心の軸方向に貫通したスロットに巻線が挿入され、巻線は固定子鉄心の軸方向端部から飛び出したコイルエンド部分の異層間を絶縁する絶縁部と、前記絶縁部を連結する複数の脚部を備えた層間絶縁において、絶縁部材の端部の脚部を同一スロット内で重なるように挿入している。これにより、コイルエンド成形時に絶縁部材が移動し異なる層と接触し絶縁不良が発生するのを低減している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−８７１５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のような三相電動機の層間絶縁は、外層コイルを挿入後、中層コイルが挿入し易いように、外層コイルのコイルエンド部を固定子外径方向に押し広げるように成形を施し、次にコイルエンド部の内周に沿うように層間絶縁を配置し中層コイルを挿入する。中層コイルを挿入する際、巻線の挿入圧力により、外層コイルと中層コイルの間に配置させた層間絶縁が巻き込まれ、外層コイルと中層コイルの巻線同士が接触し絶縁不良となっている。
【０００５】
同様に、中層コイルを挿入後、内層コイルが挿入し易いように、外層コイル及び中層コイルのコイルエンド部を固定子外径方向に押し広げるように成形を施し、次にコイルエンド部の内周に沿うように層間絶縁を配置し内層コイルを挿入する。内層コイルを挿入する際、巻線の挿入圧力により、中層コイルと内層コイルの間に配置させた層間絶縁が巻き込まれ、中層コイルと内層コイルの巻線同士が接触し絶縁不良となっている。
【０００６】
また、外層コイルを挿入後に層間絶縁を配置させ中層コイルを挿入した後、更に、内層コイルが挿入し易いように外層、中層コイルのコイルエンド部を固定子外径方向に押し広げて成形を施す際に層間絶縁の脚部とコイルエンド部分の絶縁部材との繋ぎ部分が引っ張られ切れてしまい絶縁不良になることが多い。
【０００７】
同様に、固定子鉄心に外層コイルと中層コイルを挿入後、層間絶縁を配置し、内層コイルを挿入し前記同様の成形を施す際にも、層間絶縁の脚部とコイルエンド部分の絶縁部材との繋ぎ部分が引っ張られ切れてしまい絶縁不良となることが多い。
【０００８】
また、逆に層間絶縁不良を気にするあまりコイルエンド部の大きな層間絶縁を用いると、層間絶縁の余分な部分がコイルエンド部から飛び出し、コイルエンド部成形後に除去しなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、三相電動機または単相電動機の固定子鉄心の軸方向に貫通したスロットに、巻線が分布巻方式によって挿入された電動機において、前記巻線は固定子鉄心の両端面から軸方向に飛び出したコイルエンド部を有し、前記コイルエンド部には三相電動機または単相電動機の各層間を絶縁する層間絶縁が施された電動機において、
前記層間絶縁は固定子鉄心の両端面から固定子軸方向に飛び出たコイルエンド部を絶縁する第１の絶縁部と、
前記絶縁部とは反対の固定子鉄心の端面から固定子軸方向に飛び出たコイルエンド部を絶縁する第２の絶縁部と、
前記第１の絶縁部と前記第２の絶縁部を繋ぐ脚部とを備え、
前記層間絶縁の第１の絶縁部及び第２の絶縁部の周方向両端部は、両端部同士が重なるように固定子鉄心に装着させ、
スロットに挿入された各層の内側に挿入される次層の巻線の分かれ目両端部に位置するスロットには前記層間絶縁の脚部を必ず挿入した電動機としている。
【００１０】
また、前記層間絶縁の第１の絶縁部と第２の絶縁部とを繋ぐ脚部は固定子鉄心の積厚に対して１０±５ｍｍとしている。
【００１１】
または前記層間絶縁の第１の絶縁部と第２の絶縁部とを繋ぐ脚部とで囲まれた空間部に面する第１の絶縁部の辺と第２の絶縁部の辺は絶縁部側に切り欠いた段付き形状としている。この絶縁部を切り欠いた段付き形状は、前記層間絶縁の第１の絶縁部と第２の絶縁部とを繋ぐ脚部に対して直角に伸びた第１の絶縁部の辺及び第２の絶縁部の辺に設けられ、前記第１の絶縁部の辺と第２の絶縁部の辺と脚部とで囲まれた空間部側へ固定子のスロットピッチで略１スロットピッチ程度内側に入り込んだ位置から絶縁部側に切り欠いた段付き形状としている。
【００１２】
そして、前記層間絶縁の第１の絶縁部と第２の絶縁部との周方向端部の一方端は周方向に飛び出た耳部が設けられ、他方端には耳部が設けられていない形状となっている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、分布巻き方式で巻線をスロットに挿入した三相電動機及び単相電動機に用いることにより各層間での巻線の接触を防ぎ絶縁不良を低減することができる。特に、巻線を固定子鉄心のスロットに挿入する際の挿入圧力により層間絶縁が巻き込まれ巻線同士の接触を防ぐことができる。また、固定子鉄心のスロットに挿入する挿入圧力により層間絶縁の脚部が切れて巻線同士が接触することもない。
【００１４】
そして、前記層間絶縁の第１の絶縁部と第２の絶縁部とを繋ぐ脚部を固定子鉄心の積厚に対して１０±５ｍｍとすることにより、各層のスロットに挿入した巻線の立ち上がり部での接触を防ぐことができ、固定子鉄心のスロットに層間絶縁の脚部を容易に挿入することができる。
【００１５】
また、層間絶縁の第１の絶縁部と第２の絶縁部とを繋ぐ脚部とで囲まれた空間部に面する第１の絶縁部の辺と第２の絶縁部の辺は絶縁部側に切り欠いた段付き形状とすることにより、前記同様に各層間での接触を防ぐことができ、作業性を向上させることができる。
【００１６】
尚、段付き形状の切り欠き部分は、層間絶縁の第１の絶縁部と第２の絶縁部とを繋ぐ脚部とで囲まれた空間部側へ固定子のスロットピッチの略１スロットピッチ程度内側に入り込んだ位置から絶縁部側に切り欠いた段付き形状とすることにより、各層の巻線を固定子のスロットに挿入し固定子の外径側に大きく成形しても層間絶縁の脚部の根元部において略１スロットピッチ程度内側に入り込んだ位置から絶縁部側に切り欠いた段付き形状としているので、この段付き形状により次層に挿入される巻線のスロット根元部分における巻線同士の接触を低減し絶縁不良を低減することができる。また、絶縁部側に切り欠いた段付き形状としているので、巻線を固定子の外径側に大きく成形しても固定子内径側に層間絶縁が飛び出ることもない。
【００１７】
また、層間絶縁の第１の絶縁部と第２の絶縁部との周方向端部の一方端は周方向に飛び出した耳部が設けられ、他方端には耳部が設けられていない形状とすることにより、耳部が設けられていない側は、巻線と巻線の境目である分かれ目部分において層間絶縁部の端部が固定子内径側もしくは固定子外径側に飛び出すのを防止することができ、尚且つ絶縁材料の使用量を低減することができる。逆に耳部を設けている側は、固定子鉄心のスロットに層間絶縁の脚部を挿入する際、耳部を引っ張りながら脚部を挿入できるので作業性が向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施形態を図面を用いて説明する。図１は本発明の実施形態の電動機の固定子３０である。図２は図１に示した電動機の固定子３０の矢視方向Ｆから見た図である。尚、図１及び図２では図を解りやすくするためにコイルエンド部３２及び３３を固定する固定紐及び、層間絶縁４０，５０の図示を省略している。
【００１９】
図１及び図２に示した電動機の固定子３０は、複数の薄板電磁鋼板を積層した固定子鉄心３１であり、ヨーク３１ｂから固定子内径方向に突出しているティース３１ａによってスロット３４を構成している。スロット３４には、スロット絶縁３５が施され分布巻方式による巻線３６が挿入されている。本実施形態の固定子３０のスロット数は２４スロットであり、図２及び図３に示す様に巻線３６は外層コイル３６ａが固定子鉄心３１のスロットＮＯ．１と６、７と１２、１３と１８、１９と２４に挿入され、次に中層コイル３６ｂが固定子鉄心３１のスロットＮＯ．３と８、９と１４、１５と２０、２１と２に挿入され、最後に内層コイル３６ｃが固定子鉄心３１のスロットＮＯ．５と１０、１１と１６、１７と２２、２３と４に挿入した三相４極の電動機である。尚、この場合の外層コイル３６ａはＵ相，Ｖ相、Ｗ相のどれか１つを構成する外相コイルであり、中層コイル３６ｂはＵ相，Ｖ相、Ｗ相のどれか１つを構成する中相コイルであり、内層コイル３６ｃはＵ相，Ｖ相、Ｗ相のどれか１つを構成する内相コイルとなっており各層間は各相間となっている。
【００２０】
本実施形態の電動機の巻線３６は、１スロット１コイルであり固定子鉄心３１のスロット３４には巻線機で同心巻きに巻かれた巻線３６を、インサータと称される巻線挿入装置によりスロット３４内に挿入している。巻線挿入装置は巻線３６を挿入する際、挿入された巻線束が固定子内径側に開口しているスロット開口部側からこぼれて絶縁不良とならないようにクサビを同時に挿入している。
【００２１】
固定子鉄心３１のスロット３４に巻線３６を挿入する手順は、固定子鉄心３１のスロット３４にスロット絶縁３５が配置され、その上から外層コイル３６ａを挿入している。次に、中層コイル３６ｂが挿入し易いように外層コイル３６ａの固定子鉄心３１の端面から飛び出しているコイルエンド部３２、３３を固定子３０の外径側に大きく開くように成形している。その後、次に挿入される巻線３６（この場合は中層コイル３６ｂ）と接触して絶縁不良とならないように外層コイル３６ａと中層コイル３６ｂとの間に層間絶縁４０を挿入している。
【００２２】
同様に中層コイル３６ｂが挿入され、次に内層コイル３６ｃが挿入し易いように中層コイル３６ｂの固定子鉄心３１の端面から飛び出しているコイルエンド部３２、３３を固定子３０の外径側に大きく開くように成形している。その後、挿入される巻線３６（この場合は内層コイル３６ｃ）と接触して絶縁不良とならないように中層コイル３６ｂと内層コイル３６ｃとの間に層間絶縁５０が挿入されている。そして最後に内層コイル３６ｃが挿入される。
【００２３】
本実施形態の層間絶縁４０は固定子鉄心３１の両端面から固定子軸方向に飛び出たコイルエンド部３２を絶縁する第１の絶縁部４０ａと、この第１の絶縁部４０ａと反対側の固定子鉄心３１の端面から固定子軸方向に飛び出たコイルエンド部３３を絶縁する第２の絶縁部４０ｂと、第１の絶縁部４０ａと第２の絶縁部４０ｂを繋ぐ脚部４０Ｘとを備えている。脚部４０Ｘは固定子鉄心３１のスロット３４内に装着し、固定子鉄心３１から飛び出したコイルエンド部３２を絶縁する第１の絶縁部４０ａと第２の絶縁部４０ｂとを繋いでいる。
【００２４】
この層間絶縁４０は図４で示す様に１枚で構成している。これとは逆に各層間を複数枚で絶縁する場合は巻線同士が接触しないように層間絶縁のコイルエンド部分に位置する第１の絶縁部と第２の絶縁部の周方向端部から飛び出した耳部の重なりを多くしなければならないため絶縁材料の使用量が多くなってしまうが、本実施形態の層間絶縁４０は１枚で構成しているので層間絶縁４０の重なり部が１ヶ所となり絶縁材料の使用量を大幅に削減できる。また、各層間での巻線同士の接触も少なくなり絶縁不良も低減することができる。
【００２５】
更に、本実施形態では層間絶縁４０の重なりを極力低減し材料費を削減するために層間絶縁４０のコイルエンド部分３２，３３における第１の絶縁部と第２の絶縁部の周方向両端部から飛び出した耳部４０ａａ、４０ｂｂの片方をなくし反対側の一方の耳部４０ａａ、４０ｂｂのみとしている。これにより層間絶縁４０の材料の使用量を削減ができ巻線間同士の接触も防ぐことができる。また、この耳部４０ａａ、４０ｂｂの片方がないことによりコイルエンド部３２、３３からの層間絶縁４０の余分な飛び出しを除去する手間を低減することができる。
【００２６】
また、一方の耳部４０ａａ、４０ｂｂがあることにより、固定子鉄心３１のスロット３４に層間絶縁４０の脚部４０Ｘを挿入する際、この層間絶縁４０の周方向端部の耳部４０aａ、４０ｂｂを引っ張りながら挿入することができ層間絶縁４０の脚部４０Ｘが挿入し易くなっている。層間絶縁４０の脚部４０Ｘを固定子鉄心３１のスロット３４に挿入する順番は層間絶縁４０の耳部４０ａａ、４０ｂｂがない側の脚部４０ＸのＮＯ．１から順にＮＯ．１０が挿入され最後の脚部４０ＸのＮＯ．１０を挿入する際、この層間絶縁４０の周方向端部の耳部４０ａａ、４０ｂｂが突出して飛び出していることによりこの耳部４０ａａ、４０ｂｂを引っ張りながら挿入することができ層間絶縁４０の脚部４０Ｘが挿入し易く作業性が向上できる。
【００２７】
層間絶縁４０の脚部４０Ｘは、固定子３０のスロット３４に外層コイル３６ａが挿入された後、次に挿入される中層コイル３６ｂの巻線３６の分かれ目両端部に位置するスロット３４に挿入している。図３では、外層コイル３６ａのＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１が挿入された後に、次に挿入される中層コイル３６ｂの巻線３６の分かれ目両端部に位置するスロット３４のＮＯ．８，９に脚部４０ＸのＮＯ．１，２、スロット３４のＮＯ．１４，１５に脚部４０ＸのＮＯ．３，４、スロット３４のＮＯ．２０，２１に脚部４０ＸのＮＯ．５，６、スロット３４のＮＯ２，３に脚部４０ＸのＮＯ．７，８及びスロット３４のＮＯ．８，９に脚部４０ＸのＮＯ．９，１０が重なるように挿入されている。
【００２８】
次に、中層コイル３６ｂのＡ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２が挿入される。脚部４０ＸのＮＯ．１，２及びＮＯ．９，１０が挿入された固定子３０のスロット３４のＮＯ．８，９には中層コイル３６ｂの分かれ目部の巻線束Ｄ２ｂ、Ａ２ａが挿入され、脚部４０ＸのＮＯ．３，４が挿入された固定子３０のスロット３４のＮＯ．１４，１５には中層コイル３６ｂの分かれ目部の巻線束Ａ２ｂ、Ｂ２ａが挿入され、脚部４０ＸのＮＯ．５，６が挿入された固定子３０のスロット３４のＮＯ．２０，２１には中層コイル３６ｂの分かれ目部の巻線束Ｂ２ｂ、Ｃ２ａが挿入され、脚部４０ＸのＮＯ．７，８が挿入された固定子３０のスロット３４のＮＯ．２，３には中層コイル３６ｂの分かれ目部の巻線束Ｃ２ｂ、Ｄ２ａが挿入されている。
【００２９】
このようにスロット３４に挿入された外層コイル３６ａの内側に挿入される中層コイル３６ｂの巻線３６の分かれ目両端部に位置するスロット３４に層間絶縁４０の脚部４０Ｘを必ず挿入することにより、中層コイル３６ｂをスロット３４に挿入する際の挿入圧力により層間絶縁４０が持ち上げられ（巻き込まれ）外層コイル３６ａと中層コイル３６ｂが接触し絶縁不良となることもない。また、分かれ目両端部に位置するスロット３４に脚部４０Ｘを挿入することにより中層コイル３６ｂをスロット３４に挿入する挿入圧力により層間絶縁４０の脚部４０Ｘが切れて接触することもない。
【００３０】
また、同様に層間絶縁５０の脚部５０Ｘは、固定子３０のスロット３４に中層コイル３６ｂが挿入された後、次に挿入される内層コイル３６ｃの巻線３６の分かれ目両端部に位置するスロット３４に挿入している。図３では、中層コイル３６ｂのＡ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２が挿入された後に、次に挿入される内層コイル３６ｃの巻線３６の分かれ目両端部に位置するスロット３４のＮＯ．１０，１１に脚部５０ＸのＮＯ．１１，１２、スロット３４のＮＯ．１６，１７に脚部５０ＸのＮＯ．１３，１４、スロット３４のＮＯ．２２，２３に脚部５０ＸのＮＯ．１５，１６、スロット３４のＮＯ４，５に脚部５０ＸのＮＯ．１７，１８及びスロット３４のＮＯ．１０，１１に脚部５０ＸのＮＯ．１９，２０が重なるように挿入されている。
【００３１】
次に、内層コイル３６ｃのＡ３、Ｂ３、Ｃ３、Ｄ３が挿入される。脚部５０ＸのＮＯ．１１，１２及びＮＯ．１９，２０が挿入された固定子３０のスロット３４のＮＯ．１０，１１には内層コイル３６ｃの分かれ目部の巻線束Ｄ３ｂ、Ａ３ａが挿入され、脚部５０ＸのＮＯ．１３，１４が挿入された固定子３０のスロット３４のＮＯ．１６，１７には内層コイル３６ｃの分かれ目部の巻線束Ａ３ｂ、Ｂ３ａが挿入され、脚部５０ＸのＮＯ．１５，１６が挿入された固定子３０のスロット３４のＮＯ．２２，２３には内層コイル３６ｃの分かれ目部の巻線束Ｂ３ｂ、Ｃ３ａが挿入され、脚部５０ＸのＮＯ．１７，１８が挿入された固定子３０のスロット３４のＮＯ．４，５には内層コイル３６ｃの分かれ目部の巻線束Ｃ３ｂ、Ｄ３ａが挿入されている。
【００３２】
先に述べたのと同様にスロット３４に挿入された中層コイル３６ｂの内側に挿入される内層コイル３６ｃの巻線３６の分かれ目両端部に位置するスロット３４に層間絶縁５０の脚部５０Ｘを必ず挿入することにより、内層コイル３６ｃをスロット３４に挿入する際の挿入圧力により層間絶縁５０が持ち上げられ（巻き込まれ）中層コイル３６ｂと内層コイル３６ｃが接触し絶縁不良となることもない。また、分かれ目両端部に位置するスロット３４に脚部５０Ｘを挿入することにより内層コイル３６ｂをスロット３４に挿入する挿入圧力により層間絶縁５０の脚部５０Ｘが切れて接触することもない。
【００３３】
また、層間絶縁４０、５０は第１の絶縁部４０ａ、５０ａと第２の絶縁部４０ｂ、５０ｂとを繋ぐ脚部４０Ｘ、５０Ｘは固定子鉄心３１の積厚に対して１０±５ｍｍとしている。５ｍｍより層間絶縁４０、５０の脚部４０Ｘ、５０Ｘが短い場合、固定子鉄心３１のスロット３４に脚部４０Ｘ、５０Ｘが挿入しずらくなり作業性を悪化させてしまう。逆に１５ｍｍより脚部４０Ｘ、５０Ｘが長い場合、固定子３０の端部から飛び出しているコイルエンド部３２、３３の巻線３６の各層間における絶縁部４０a、５０aがズレて十分に絶縁を行うことができなくなります。尚、脚部４０Ｘ、５０Ｘの長さが固定子鉄心３１の積厚に対して１０±５ｍｍは、固定子３０の片方の端面から第１の絶縁部４０ａ、５０ａもしくは第２の絶縁部４０ｂ、５０ｂまでの長さが２．５ｍｍから７．５ｍｍの範囲とするのが好ましい。
【００３４】
また、層間絶縁４０の第１の絶縁部４０ａ、５０ａと第２の絶縁部４０ｂ、５０ｂとを繋ぐ脚部４０Ｘ，５０Ｘとで囲まれた空間部に面する第１の絶縁部４０ａ、５０ａの辺と第２の絶縁部４０ｂ、５０ｂの辺には絶縁部側に切り欠いた切り欠き部４０ｄ、５０ｄの段付き形状４０ｃ、５０ｃとしている。これによりコイルエンド部３２，３３成形時に固定子３０の内径側に余分な絶縁紙の飛び出しをなくし、更にスロット３４からの巻線３６の立ち上がり部における各層間での接触を防ぐことができ、作業性を向上させることができる。
【００３５】
この段付き形状４０ｃ、５０ｃの切り欠き部分４０ｄ、５０ｄは、層間絶縁４０，５０の第１の絶縁部４０ａ、５０ａと第２の絶縁部４０ｂ、４０ｂとを繋ぐ脚部４０Ｘ、５０Ｘとで囲まれた空間部側へ固定子３０のスロットピッチの略１スロットピッチ程度内側に入り込んだ位置から絶縁部側に切り欠いた切り欠き部分４０ｄ、５０ｄを設けた段付き形状４０ｃ、５０ｃとしている。切り欠き部分は、円弧状の切り欠き部分４０ｄや、凹状の切り欠き部分５０ｄ等で構成されている。また、切り欠き部分４０ｄ、５０ｄは第１の絶縁部４０ａ、５０ａ及び第２の絶縁部４０ｂ、５０ｂの両方に設けても良いが、どちらか一方に設けてもよい。
【００３６】
この層間絶縁４０、５０の切り欠き部分４０ｄ、５０ｄは、固定子鉄心３１の端部のスロット３４に巻線３６が挿入された部分の根元部から絶縁部側にすぐに切り欠きを設けず、この層間絶縁４０、５０の第１の絶縁部４０ａ、５０ａと第２の絶縁部４０ｂ、５０ｂとを繋ぐ脚部４０Ｘ、５０Ｘとで囲まれた空間部側へ固定子３０のスロットピッチの略１スロットピッチ程度内側に入り込んだ位置から絶縁部側に切り欠いた切り欠き部分４０ｄ、５０ｄを設けた段付き形状４０ｃ、５０ｃとしているので、固定子鉄心３１の端部のスロット３４から立ち上がる巻線３６の根元部での接触が無くなり、特に各層の巻線３６を固定子３０のスロット３４に挿入し固定子３０の外径側に大きく成形した際の層間絶縁４０，５０の脚部４０Ｘ、５０Ｘの根元部における各層間同士の接触による絶縁不良を低減することができる。
【００３７】
略１スロットピッチ程度内側に入り込んだ位置から絶縁部側に切り欠いた切り欠き部分４０ｄ、５０ｄを設けた段付き形状４０ｃ、５０ｃとしているので、この段付き形状４０ｃ、５０ｃにより次層に挿入される巻線３６のスロット３４の根元部分において層間の絶縁をすることができ絶縁不良を低減することができる。更に、絶縁部側に切り欠いた切り欠き部分４０ｄ、５０ｄを設けた段付き形状４０ｃ、５０ｃとしているので、巻線３６を固定子３０の外径側に大きく成形した際に固定子内径側に層間絶縁４０、５０の一部が飛び出ることもない。
【００３８】
図６には別の実施形態を示す。図６は固定子７０の固定子鉄心７１のスロット７４にスロット絶縁７５を施し巻線７６を挿入した三相４極の電動機である。スロット数は１２スロットである。巻線７６は外層コイル７６ａが固定子鉄心７１のスロットＮＯ．１と４、５と８、９と１２に挿入され、次に内層コイル７６ｃが固定子鉄心７１のスロットＮＯ．３と６、７と１０、１１と２に挿入した三相４極の電動機である。尚、本実施形態における電動機の固定子７０の外観形状は図１とほぼ同じ形態（外観形状は図１を参照）となる。尚、固定子７０の巻線７６は分布巻方式による省略巻きを用いている。この場合、外層コイル７６ａにＵ相，Ｖ相、Ｗ相を構成し、内層コイル７６ｃのＵ相，Ｖ相、Ｗ相の巻線が対向配置されている。
【００３９】
本実施形態の電動機の巻線７６は、１スロット１コイルであり固定子鉄心７１のスロット７４には巻線機で同心巻きに巻かれた巻線７６を、インサータと称される巻線挿入装置によりスロット７４内に挿入している。巻線挿入装置で巻線７６を挿入する際、挿入された巻線束が固定子内径側に開口しているスロット開口部側からこぼれて絶縁不良とならないようにクサビを同時に挿入している。
【００４０】
固定子鉄心７１のスロット７４に巻線７６を挿入する手順は、固定子鉄心７１のスロット７４にスロット絶縁７５を配置し、その上から外層コイル７６ａを挿入している。次に、内層コイル７６ｃが挿入し易いように外層コイル７６ａの固定子鉄心７１の端面から飛び出しているコイルエンド部７２、７３を固定子７０の外径側に大きく開くように成形している。その後、次に挿入される巻線７６（この場合は内層コイル７６ｃ）と接触して絶縁不良とならないように外層コイル７６ａと内層コイル７６ｃとの間に層間絶縁６０を挿入している。そして最後に内層コイル７６ｃを挿入している。
【００４１】
図６の層間絶縁６０の脚部ＮＯ．６１〜６８は、固定子７０のスロット７４に外層コイル７６ａが挿入された後に、次に挿入される内層コイル７６ｃの巻線７６の分かれ目両端部に位置するスロット７４のＮＯ．２，３に脚部ＮＯ．６１、６２、スロット７４のＮＯ．６，７に脚部ＮＯ．６３，６４、スロット７４のＮＯ．１０，１１に脚部ＮＯ．６５，６６及びスロット７４のＮＯ２，３に脚部ＮＯ．６７，６８が脚部ＮＯ．６１，６２と重なるようにそれぞれ挿入されている。
【００４２】
このようにスロット７４に挿入された外層コイル７６ａの内側に挿入される内層コイル７６ｃの巻線７６の分かれ目両端部に位置するスロット７４（ＮＯ．２、３、６、７，１０、１１）に層間絶縁６０の脚部ＮＯ．６１〜６８を必ず挿入することにより、内層コイル７６ｃをスロット７４に挿入する際の挿入圧力により層間絶縁６０が持ち上げられ（巻き込まれ）外層コイル７６ａと内層コイル７６ｃが接触し絶縁不良となることもない。また、分かれ目両端部に位置するスロット７４（ＮＯ．２、３、６、７，１０、１１）に脚部ＮＯ．６１〜６８を挿入することにより内層コイル７６ｃをスロット７４に挿入する挿入圧力により層間絶縁６０の脚部ＮＯ．６１〜６８が切れて接触することもない。
【００４３】
また本実施の層間絶縁４０、５０の第１の絶縁部４０ａ、５０ａと第２の絶縁部４０ｂ、５０ｂとの周方向端部の一方端は周方向に飛び出した耳部４０ａａ、５０aａ、４０ｂｂ、５０ｂｂが設けられ、他方端には耳部４０ａａ、５０aａ、４０ｂｂ、５０ｂｂが設けられていない形状としている。
【００４４】
また、層間絶縁４０，５０の第１の絶縁部４０ａ、５０ａと第２の絶縁部４０ｂ、５０ｂとの周方向端部の一方端は周方向に飛び出した耳部４０ａａ、５０aａ、４０ｂｂ、５０ｂｂが設けられ、他方端には耳部４０ａａ、５０aａ、４０ｂｂ、５０ｂｂが設けられていない形状とすることにより、層間絶縁４０，５０の端部である耳部４０ａａ、５０aａ、４０ｂｂ、５０ｂｂが設けられていない側は、巻線３６と巻線３６の境目である分かれ目部分において層間絶縁４０，５０の端部の固定子内径側もしくは固定子外径側に飛び出すのを防止し、逆に層間絶縁４０，５０の耳部４０ａａ、５０aａ、４０ｂｂ、５０ｂｂを設けている側は、固定子鉄心３１のスロット３４に層間絶縁４０，５０の耳部４０ａａ、５０aａ、４０ｂｂ、５０ｂｂを引っ張って脚部４０Ｘ、５０Ｘを挿入し易くしている。また、層間絶縁４０，５０の端部である耳部４０ａａ、５０aａ、４０ｂｂ、５０ｂｂの片方のみとすることにより必要最小限の絶縁材料とすることができ、絶縁材料の使用量を減らすこともできる。
【００４５】
以上のように本実施形態の電動機の固定子３０は各層間における巻線３６の接触不良を低減することができるので信頼性を向上させることができ、高品質の電動機として用いることができる。特に、冷蔵庫やエアコン等の室外機の圧縮機内に搭載する電動機や、或いは車両用途の電動機として用いることができる。
【００４６】
尚、本実施形態で用いた電動機の層間絶縁４０、５０、６０の材質としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等が用いられている。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本実施形態における電動機の固定子の図。
【図２】図１の矢視方向Ｆから見た図。
【図３】本実施形態のコイル配置と層間絶縁の脚部の配置図。
【図４】本実施形態における外中層間絶縁。
【図５】本実施形態における中内層間絶縁。
【図６】別の実施形態のコイル配置と層間絶縁の脚部の配置図。
【符号の説明】
【００４８】
４０Ｘ、１〜１０・・・層間絶縁４０の脚部
５０Ｘ、１１〜２０・・・層間絶縁５０の脚部
３０、７０・・・固定子
３１、７１・・・固定子鉄心
３１ａ・・・ティース
３１ｂ・・・ヨーク
３２・・・コイルエンド部
３３・・・コイルエンド部
３４、７４・・・スロット
３５、７５・・・スロット絶縁
３６、７６・・・巻線
３６ａ、７６ａ・・・外層コイル
３６ｂ・・・中層コイル
３６ｃ、７６ｃ・・・内層コイル
Ａ１〜Ｄ１・・・外層コイル
Ａ２〜Ｄ２・・・中層コイル
Ａ３〜Ｄ３・・・内層コイル
Ａ１ａ〜Ｄ１ａ、Ａ１ｂ〜Ｄ１ｂ、Ａ２ａ〜Ｄ２ａ、Ａ２ｂ〜Ｄ２ｂ、Ａ３ａ〜Ｄ３ａ、Ａ３ｂ〜Ｄ３ｂ・・・巻線
４０・・・層間絶縁
４０ａ・・・第１の絶縁部
４０ａａ・・・耳部
４０ｂ・・・第２の絶縁部
４０ｂｂ・・・耳部
４０ｃ・・・段付き部
４０ｄ・・・切り欠き部
５０・・・層間絶縁
５０ａ・・・第１の絶縁部
５０ａａ・・・耳部
５０ｂ・・・第２の絶縁部
５０ｂｂ・・・耳部
５０ｃ・・・段付き部
５０ｄ・・・切り欠き部
６０・・・層間絶縁
６１〜６８・・・層間絶縁６０の脚部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定子鉄心のスロットに分布巻方式の巻線を施し、コイルエンド部の各層間に層間絶縁を施した電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような電動機は、特許文献１（特開２００６−８７１５３号公報）に示すような電動機がある。
特許文献1では固定子鉄心の軸方向に貫通したスロットに巻線が挿入され、巻線は固定子鉄心の軸方向端部から飛び出したコイルエンド部分の異層間を絶縁する絶縁部と、前記絶縁部を連結する複数の脚部を備えた層間絶縁において、絶縁部材の端部の脚部を同一スロット内で重なるように挿入している。これにより、コイルエンド成形時に絶縁部材が移動し異なる層と接触し絶縁不良が発生するのを低減している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−８７１５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のような三相電動機の層間絶縁は、外層コイルを挿入後、中層コイルが挿入し易いように、外層コイルのコイルエンド部を固定子外径方向に押し広げるように成形を施し、次にコイルエンド部の内周に沿うように層間絶縁を配置し中層コイルを挿入する。中層コイルを挿入する際、巻線の挿入圧力により、外層コイルと中層コイルの間に配置させた層間絶縁が巻き込まれ、外層コイルと中層コイルの巻線同士が接触し絶縁不良となっている。
【０００５】
同様に、中層コイルを挿入後、内層コイルが挿入し易いように、外層コイル及び中層コイルのコイルエンド部を固定子外径方向に押し広げるように成形を施し、次にコイルエンド部の内周に沿うように層間絶縁を配置し内層コイルを挿入する。内層コイルを挿入する際、巻線の挿入圧力により、中層コイルと内層コイルの間に配置させた層間絶縁が巻き込まれ、中層コイルと内層コイルの巻線同士が接触し絶縁不良となっている。
【０００６】
また、外層コイルを挿入後に層間絶縁を配置させ中層コイルを挿入した後、更に、内層コイルが挿入し易いように外層、中層コイルのコイルエンド部を固定子外径方向に押し広げて成形を施す際に層間絶縁の脚部とコイルエンド部分の絶縁部材との繋ぎ部分が引っ張られ切れてしまい絶縁不良になることが多い。
【０００７】
同様に、固定子鉄心に外層コイルと中層コイルを挿入後、層間絶縁を配置し、内層コイルを挿入し前記同様の成形を施す際にも、層間絶縁の脚部とコイルエンド部分の絶縁部材との繋ぎ部分が引っ張られ切れてしまい絶縁不良となることが多い。
【０００８】
また、逆に層間絶縁不良を気にするあまりコイルエンド部の大きな層間絶縁を用いると、層間絶縁の余分な部分がコイルエンド部から飛び出し、コイルエンド部成形後に除去しなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、三相電動機または単相電動機の固定子鉄心の軸方向に貫通したスロットに、巻線が分布巻方式によって挿入された電動機において、前記巻線は固定子鉄心の両端面から軸方向に飛び出したコイルエンド部を有し、前記コイルエンド部には三相電動機または単相電動機の各層間を絶縁する層間絶縁が施された電動機において、
前記層間絶縁は固定子鉄心の両端面から固定子軸方向に飛び出たコイルエンド部を絶縁する第１の絶縁部と、
前記絶縁部とは反対の固定子鉄心の端面から固定子軸方向に飛び出たコイルエンド部を絶縁する第２の絶縁部と、
前記第１の絶縁部と前記第２の絶縁部を繋ぐ脚部とを備え、
前記層間絶縁の第１の絶縁部及び第２の絶縁部の周方向両端部は、両端部同士が重なるように固定子鉄心に装着させ、
スロットに挿入された各層の内側に挿入される次層の巻線の分かれ目両端部に位置するスロットには前記層間絶縁の脚部を必ず挿入した電動機としている。
【００１０】
また、前記層間絶縁の第１の絶縁部と第２の絶縁部とを繋ぐ脚部は固定子鉄心の積厚に対して１０±５ｍｍとしている。
【００１１】
または前記層間絶縁の第１の絶縁部と第２の絶縁部とを繋ぐ脚部とで囲まれた空間部に面する第１の絶縁部の辺と第２の絶縁部の辺は絶縁部側に切り欠いた段付き形状としている。この絶縁部を切り欠いた段付き形状は、前記層間絶縁の第１の絶縁部と第２の絶縁部とを繋ぐ脚部に対して直角に伸びた第１の絶縁部の辺及び第２の絶縁部の辺に設けられ、前記第１の絶縁部の辺と第２の絶縁部の辺と脚部とで囲まれた空間部側へ固定子のスロットピッチで略１スロットピッチ程度内側に入り込んだ位置から絶縁部側に切り欠いた段付き形状としている。
【００１２】
そして、前記層間絶縁の第１の絶縁部と第２の絶縁部との周方向端部の一方端は周方向に飛び出た耳部が設けられ、他方端には耳部が設けられていない形状となっている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、分布巻き方式で巻線をスロットに挿入した三相電動機及び単相電動機に用いることにより各層間での巻線の接触を防ぎ絶縁不良を低減することができる。特に、巻線を固定子鉄心のスロットに挿入する際の挿入圧力により層間絶縁が巻き込まれ巻線同士の接触を防ぐことができる。また、固定子鉄心のスロットに挿入する挿入圧力により層間絶縁の脚部が切れて巻線同士が接触することもない。
【００１４】
そして、前記層間絶縁の第１の絶縁部と第２の絶縁部とを繋ぐ脚部を固定子鉄心の積厚に対して１０±５ｍｍとすることにより、各層のスロットに挿入した巻線の立ち上がり部での接触を防ぐことができ、固定子鉄心のスロットに層間絶縁の脚部を容易に挿入することができる。
【００１５】
また、層間絶縁の第１の絶縁部と第２の絶縁部とを繋ぐ脚部とで囲まれた空間部に面する第１の絶縁部の辺と第２の絶縁部の辺は絶縁部側に切り欠いた段付き形状とすることにより、前記同様に各層間での接触を防ぐことができ、作業性を向上させることができる。
【００１６】
尚、段付き形状の切り欠き部分は、層間絶縁の第１の絶縁部と第２の絶縁部とを繋ぐ脚部とで囲まれた空間部側へ固定子のスロットピッチの略１スロットピッチ程度内側に入り込んだ位置から絶縁部側に切り欠いた段付き形状とすることにより、各層の巻線を固定子のスロットに挿入し固定子の外径側に大きく成形しても層間絶縁の脚部の根元部において略１スロットピッチ程度内側に入り込んだ位置から絶縁部側に切り欠いた段付き形状としているので、この段付き形状により次層に挿入される巻線のスロット根元部分における巻線同士の接触を低減し絶縁不良を低減することができる。また、絶縁部側に切り欠いた段付き形状としているので、巻線を固定子の外径側に大きく成形しても固定子内径側に層間絶縁が飛び出ることもない。
【００１７】
また、層間絶縁の第１の絶縁部と第２の絶縁部との周方向端部の一方端は周方向に飛び出した耳部が設けられ、他方端には耳部が設けられていない形状とすることにより、耳部が設けられていない側は、巻線と巻線の境目である分かれ目部分において層間絶縁部の端部が固定子内径側もしくは固定子外径側に飛び出すのを防止することができ、尚且つ絶縁材料の使用量を低減することができる。逆に耳部を設けている側は、固定子鉄心のスロットに層間絶縁の脚部を挿入する際、耳部を引っ張りながら脚部を挿入できるので作業性が向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施形態を図面を用いて説明する。図１は本発明の実施形態の電動機の固定子３０である。図２は図１に示した電動機の固定子３０の矢視方向Ｆから見た図である。尚、図１及び図２では図を解りやすくするためにコイルエンド部３２及び３３を固定する固定紐及び、層間絶縁４０，５０の図示を省略している。
【００１９】
図１及び図２に示した電動機の固定子３０は、複数の薄板電磁鋼板を積層した固定子鉄心３１であり、ヨーク３１ｂから固定子内径方向に突出しているティース３１ａによってスロット３４を構成している。スロット３４には、スロット絶縁３５が施され分布巻方式による巻線３６が挿入されている。本実施形態の固定子３０のスロット数は２４スロットであり、図２及び図３に示す様に巻線３６は外層コイル３６ａが固定子鉄心３１のスロットＮＯ．１と６、７と１２、１３と１８、１９と２４に挿入され、次に中層コイル３６ｂが固定子鉄心３１のスロットＮＯ．３と８、９と１４、１５と２０、２１と２に挿入され、最後に内層コイル３６ｃが固定子鉄心３１のスロットＮＯ．５と１０、１１と１６、１７と２２、２３と４に挿入した三相４極の電動機である。尚、この場合の外層コイル３６ａはＵ相，Ｖ相、Ｗ相のどれか１つを構成する外相コイルであり、中層コイル３６ｂはＵ相，Ｖ相、Ｗ相のどれか１つを構成する中相コイルであり、内層コイル３６ｃはＵ相，Ｖ相、Ｗ相のどれか１つを構成する内相コイルとなっており各層間は各相間となっている。
【００２０】
本実施形態の電動機の巻線３６は、１スロット１コイルであり固定子鉄心３１のスロット３４には巻線機で同心巻きに巻かれた巻線３６を、インサータと称される巻線挿入装置によりスロット３４内に挿入している。巻線挿入装置は巻線３６を挿入する際、挿入された巻線束が固定子内径側に開口しているスロット開口部側からこぼれて絶縁不良とならないようにクサビを同時に挿入している。
【００２１】
固定子鉄心３１のスロット３４に巻線３６を挿入する手順は、固定子鉄心３１のスロット３４にスロット絶縁３５が配置され、その上から外層コイル３６ａを挿入している。次に、中層コイル３６ｂが挿入し易いように外層コイル３６ａの固定子鉄心３１の端面から飛び出しているコイルエンド部３２、３３を固定子３０の外径側に大きく開くように成形している。その後、次に挿入される巻線３６（この場合は中層コイル３６ｂ）と接触して絶縁不良とならないように外層コイル３６ａと中層コイル３６ｂとの間に層間絶縁４０を挿入している。
【００２２】
同様に中層コイル３６ｂが挿入され、次に内層コイル３６ｃが挿入し易いように中層コイル３６ｂの固定子鉄心３１の端面から飛び出しているコイルエンド部３２、３３を固定子３０の外径側に大きく開くように成形している。その後、挿入される巻線３６（この場合は内層コイル３６ｃ）と接触して絶縁不良とならないように中層コイル３６ｂと内層コイル３６ｃとの間に層間絶縁５０が挿入されている。そして最後に内層コイル３６ｃが挿入される。
【００２３】
本実施形態の層間絶縁４０は固定子鉄心３１の両端面から固定子軸方向に飛び出たコイルエンド部３２を絶縁する第１の絶縁部４０ａと、この第１の絶縁部４０ａと反対側の固定子鉄心３１の端面から固定子軸方向に飛び出たコイルエンド部３３を絶縁する第２の絶縁部４０ｂと、第１の絶縁部４０ａと第２の絶縁部４０ｂを繋ぐ脚部４０Ｘとを備えている。脚部４０Ｘは固定子鉄心３１のスロット３４内に装着し、固定子鉄心３１から飛び出したコイルエンド部３２を絶縁する第１の絶縁部４０ａと第２の絶縁部４０ｂとを繋いでいる。
【００２４】
この層間絶縁４０は図４で示す様に１枚で構成している。これとは逆に各層間を複数枚で絶縁する場合は巻線同士が接触しないように層間絶縁のコイルエンド部分に位置する第１の絶縁部と第２の絶縁部の周方向端部から飛び出した耳部の重なりを多くしなければならないため絶縁材料の使用量が多くなってしまうが、本実施形態の層間絶縁４０は１枚で構成しているので層間絶縁４０の重なり部が１ヶ所となり絶縁材料の使用量を大幅に削減できる。また、各層間での巻線同士の接触も少なくなり絶縁不良も低減することができる。
【００２５】
更に、本実施形態では層間絶縁４０の重なりを極力低減し材料費を削減するために層間絶縁４０のコイルエンド部分３２，３３における第１の絶縁部と第２の絶縁部の周方向両端部から飛び出した耳部４０ａａ、４０ｂｂの片方をなくし反対側の一方の耳部４０ａａ、４０ｂｂのみとしている。これにより層間絶縁４０の材料の使用量を削減ができ巻線間同士の接触も防ぐことができる。また、この耳部４０ａａ、４０ｂｂの片方がないことによりコイルエンド部３２、３３からの層間絶縁４０の余分な飛び出しを除去する手間を低減することができる。
【００２６】
また、一方の耳部４０ａａ、４０ｂｂがあることにより、固定子鉄心３１のスロット３４に層間絶縁４０の脚部４０Ｘを挿入する際、この層間絶縁４０の周方向端部の耳部４０aａ、４０ｂｂを引っ張りながら挿入することができ層間絶縁４０の脚部４０Ｘが挿入し易くなっている。層間絶縁４０の脚部４０Ｘを固定子鉄心３１のスロット３４に挿入する順番は層間絶縁４０の耳部４０ａａ、４０ｂｂがない側の脚部４０ＸのＮＯ．１から順にＮＯ．１０が挿入され最後の脚部４０ＸのＮＯ．１０を挿入する際、この層間絶縁４０の周方向端部の耳部４０ａａ、４０ｂｂが突出して飛び出していることによりこの耳部４０ａａ、４０ｂｂを引っ張りながら挿入することができ層間絶縁４０の脚部４０Ｘが挿入し易く作業性が向上できる。
【００２７】
層間絶縁４０の脚部４０Ｘは、固定子３０のスロット３４に外層コイル３６ａが挿入された後、次に挿入される中層コイル３６ｂの巻線３６の分かれ目両端部に位置するスロット３４に挿入している。図３では、外層コイル３６ａのＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１が挿入された後に、次に挿入される中層コイル３６ｂの巻線３６の分かれ目両端部に位置するスロット３４のＮＯ．８，９に脚部４０ＸのＮＯ．１，２、スロット３４のＮＯ．１４，１５に脚部４０ＸのＮＯ．３，４、スロット３４のＮＯ．２０，２１に脚部４０ＸのＮＯ．５，６、スロット３４のＮＯ２，３に脚部４０ＸのＮＯ．７，８及びスロット３４のＮＯ．８，９に脚部４０ＸのＮＯ．９，１０が重なるように挿入されている。
【００２８】
次に、中層コイル３６ｂのＡ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２が挿入される。脚部４０ＸのＮＯ．１，２及びＮＯ．９，１０が挿入された固定子３０のスロット３４のＮＯ．８，９には中層コイル３６ｂの分かれ目部の巻線束Ｄ２ｂ、Ａ２ａが挿入され、脚部４０ＸのＮＯ．３，４が挿入された固定子３０のスロット３４のＮＯ．１４，１５には中層コイル３６ｂの分かれ目部の巻線束Ａ２ｂ、Ｂ２ａが挿入され、脚部４０ＸのＮＯ．５，６が挿入された固定子３０のスロット３４のＮＯ．２０，２１には中層コイル３６ｂの分かれ目部の巻線束Ｂ２ｂ、Ｃ２ａが挿入され、脚部４０ＸのＮＯ．７，８が挿入された固定子３０のスロット３４のＮＯ．２，３には中層コイル３６ｂの分かれ目部の巻線束Ｃ２ｂ、Ｄ２ａが挿入されている。
【００２９】
このようにスロット３４に挿入された外層コイル３６ａの内側に挿入される中層コイル３６ｂの巻線３６の分かれ目両端部に位置するスロット３４に層間絶縁４０の脚部４０Ｘを必ず挿入することにより、中層コイル３６ｂをスロット３４に挿入する際の挿入圧力により層間絶縁４０が持ち上げられ（巻き込まれ）外層コイル３６ａと中層コイル３６ｂが接触し絶縁不良となることもない。また、分かれ目両端部に位置するスロット３４に脚部４０Ｘを挿入することにより中層コイル３６ｂをスロット３４に挿入する挿入圧力により層間絶縁４０の脚部４０Ｘが切れて接触することもない。
【００３０】
また、同様に層間絶縁５０の脚部５０Ｘは、固定子３０のスロット３４に中層コイル３６ｂが挿入された後、次に挿入される内層コイル３６ｃの巻線３６の分かれ目両端部に位置するスロット３４に挿入している。図３では、中層コイル３６ｂのＡ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２が挿入された後に、次に挿入される内層コイル３６ｃの巻線３６の分かれ目両端部に位置するスロット３４のＮＯ．１０，１１に脚部５０ＸのＮＯ．１１，１２、スロット３４のＮＯ．１６，１７に脚部５０ＸのＮＯ．１３，１４、スロット３４のＮＯ．２２，２３に脚部５０ＸのＮＯ．１５，１６、スロット３４のＮＯ４，５に脚部５０ＸのＮＯ．１７，１８及びスロット３４のＮＯ．１０，１１に脚部５０ＸのＮＯ．１９，２０が重なるように挿入されている。
【００３１】
次に、内層コイル３６ｃのＡ３、Ｂ３、Ｃ３、Ｄ３が挿入される。脚部５０ＸのＮＯ．１１，１２及びＮＯ．１９，２０が挿入された固定子３０のスロット３４のＮＯ．１０，１１には内層コイル３６ｃの分かれ目部の巻線束Ｄ３ｂ、Ａ３ａが挿入され、脚部５０ＸのＮＯ．１３，１４が挿入された固定子３０のスロット３４のＮＯ．１６，１７には内層コイル３６ｃの分かれ目部の巻線束Ａ３ｂ、Ｂ３ａが挿入され、脚部５０ＸのＮＯ．１５，１６が挿入された固定子３０のスロット３４のＮＯ．２２，２３には内層コイル３６ｃの分かれ目部の巻線束Ｂ３ｂ、Ｃ３ａが挿入され、脚部５０ＸのＮＯ．１７，１８が挿入された固定子３０のスロット３４のＮＯ．４，５には内層コイル３６ｃの分かれ目部の巻線束Ｃ３ｂ、Ｄ３ａが挿入されている。
【００３２】
先に述べたのと同様にスロット３４に挿入された中層コイル３６ｂの内側に挿入される内層コイル３６ｃの巻線３６の分かれ目両端部に位置するスロット３４に層間絶縁５０の脚部５０Ｘを必ず挿入することにより、内層コイル３６ｃをスロット３４に挿入する際の挿入圧力により層間絶縁５０が持ち上げられ（巻き込まれ）中層コイル３６ｂと内層コイル３６ｃが接触し絶縁不良となることもない。また、分かれ目両端部に位置するスロット３４に脚部５０Ｘを挿入することにより内層コイル３６ｂをスロット３４に挿入する挿入圧力により層間絶縁５０の脚部５０Ｘが切れて接触することもない。
【００３３】
また、層間絶縁４０、５０は第１の絶縁部４０ａ、５０ａと第２の絶縁部４０ｂ、５０ｂとを繋ぐ脚部４０Ｘ、５０Ｘは固定子鉄心３１の積厚に対して１０±５ｍｍとしている。５ｍｍより層間絶縁４０、５０の脚部４０Ｘ、５０Ｘが短い場合、固定子鉄心３１のスロット３４に脚部４０Ｘ、５０Ｘが挿入しずらくなり作業性を悪化させてしまう。逆に１５ｍｍより脚部４０Ｘ、５０Ｘが長い場合、固定子３０の端部から飛び出しているコイルエンド部３２、３３の巻線３６の各層間における絶縁部４０a、５０aがズレて十分に絶縁を行うことができなくなります。尚、脚部４０Ｘ、５０Ｘの長さが固定子鉄心３１の積厚に対して１０±５ｍｍは、固定子３０の片方の端面から第１の絶縁部４０ａ、５０ａもしくは第２の絶縁部４０ｂ、５０ｂまでの長さが２．５ｍｍから７．５ｍｍの範囲とするのが好ましい。
【００３４】
また、層間絶縁４０の第１の絶縁部４０ａ、５０ａと第２の絶縁部４０ｂ、５０ｂとを繋ぐ脚部４０Ｘ，５０Ｘとで囲まれた空間部に面する第１の絶縁部４０ａ、５０ａの辺と第２の絶縁部４０ｂ、５０ｂの辺には絶縁部側に切り欠いた切り欠き部４０ｄ、５０ｄの段付き形状４０ｃ、５０ｃとしている。これによりコイルエンド部３２，３３成形時に固定子３０の内径側に余分な絶縁紙の飛び出しをなくし、更にスロット３４からの巻線３６の立ち上がり部における各層間での接触を防ぐことができ、作業性を向上させることができる。
【００３５】
この段付き形状４０ｃ、５０ｃの切り欠き部分４０ｄ、５０ｄは、層間絶縁４０，５０の第１の絶縁部４０ａ、５０ａと第２の絶縁部４０ｂ、４０ｂとを繋ぐ脚部４０Ｘ、５０Ｘとで囲まれた空間部側へ固定子３０のスロットピッチの略１スロットピッチ程度内側に入り込んだ位置から絶縁部側に切り欠いた切り欠き部分４０ｄ、５０ｄを設けた段付き形状４０ｃ、５０ｃとしている。切り欠き部分は、円弧状の切り欠き部分４０ｄや、凹状の切り欠き部分５０ｄ等で構成されている。また、切り欠き部分４０ｄ、５０ｄは第１の絶縁部４０ａ、５０ａ及び第２の絶縁部４０ｂ、５０ｂの両方に設けても良いが、どちらか一方に設けてもよい。
【００３６】
この層間絶縁４０、５０の切り欠き部分４０ｄ、５０ｄは、固定子鉄心３１の端部のスロット３４に巻線３６が挿入された部分の根元部から絶縁部側にすぐに切り欠きを設けず、この層間絶縁４０、５０の第１の絶縁部４０ａ、５０ａと第２の絶縁部４０ｂ、５０ｂとを繋ぐ脚部４０Ｘ、５０Ｘとで囲まれた空間部側へ固定子３０のスロットピッチの略１スロットピッチ程度内側に入り込んだ位置から絶縁部側に切り欠いた切り欠き部分４０ｄ、５０ｄを設けた段付き形状４０ｃ、５０ｃとしているので、固定子鉄心３１の端部のスロット３４から立ち上がる巻線３６の根元部での接触が無くなり、特に各層の巻線３６を固定子３０のスロット３４に挿入し固定子３０の外径側に大きく成形した際の層間絶縁４０，５０の脚部４０Ｘ、５０Ｘの根元部における各層間同士の接触による絶縁不良を低減することができる。
【００３７】
略１スロットピッチ程度内側に入り込んだ位置から絶縁部側に切り欠いた切り欠き部分４０ｄ、５０ｄを設けた段付き形状４０ｃ、５０ｃとしているので、この段付き形状４０ｃ、５０ｃにより次層に挿入される巻線３６のスロット３４の根元部分において層間の絶縁をすることができ絶縁不良を低減することができる。更に、絶縁部側に切り欠いた切り欠き部分４０ｄ、５０ｄを設けた段付き形状４０ｃ、５０ｃとしているので、巻線３６を固定子３０の外径側に大きく成形した際に固定子内径側に層間絶縁４０、５０の一部が飛び出ることもない。
【００３８】
図６には別の実施形態を示す。図６は固定子７０の固定子鉄心７１のスロット７４にスロット絶縁７５を施し巻線７６を挿入した三相４極の電動機である。スロット数は１２スロットである。巻線７６は外層コイル７６ａが固定子鉄心７１のスロットＮＯ．１と４、５と８、９と１２に挿入され、次に内層コイル７６ｃが固定子鉄心７１のスロットＮＯ．３と６、７と１０、１１と２に挿入した三相４極の電動機である。尚、本実施形態における電動機の固定子７０の外観形状は図１とほぼ同じ形態（外観形状は図１を参照）となる。尚、固定子７０の巻線７６は分布巻方式による省略巻きを用いている。この場合、外層コイル７６ａにＵ相，Ｖ相、Ｗ相を構成し、内層コイル７６ｃのＵ相，Ｖ相、Ｗ相の巻線が対向配置されている。
【００３９】
本実施形態の電動機の巻線７６は、１スロット１コイルであり固定子鉄心７１のスロット７４には巻線機で同心巻きに巻かれた巻線７６を、インサータと称される巻線挿入装置によりスロット７４内に挿入している。巻線挿入装置で巻線７６を挿入する際、挿入された巻線束が固定子内径側に開口しているスロット開口部側からこぼれて絶縁不良とならないようにクサビを同時に挿入している。
【００４０】
固定子鉄心７１のスロット７４に巻線７６を挿入する手順は、固定子鉄心７１のスロット７４にスロット絶縁７５を配置し、その上から外層コイル７６ａを挿入している。次に、内層コイル７６ｃが挿入し易いように外層コイル７６ａの固定子鉄心７１の端面から飛び出しているコイルエンド部７２、７３を固定子７０の外径側に大きく開くように成形している。その後、次に挿入される巻線７６（この場合は内層コイル７６ｃ）と接触して絶縁不良とならないように外層コイル７６ａと内層コイル７６ｃとの間に層間絶縁６０を挿入している。そして最後に内層コイル７６ｃを挿入している。
【００４１】
図６の層間絶縁６０の脚部ＮＯ．６１〜６８は、固定子７０のスロット７４に外層コイル７６ａが挿入された後に、次に挿入される内層コイル７６ｃの巻線７６の分かれ目両端部に位置するスロット７４のＮＯ．２，３に脚部ＮＯ．６１、６２、スロット７４のＮＯ．６，７に脚部ＮＯ．６３，６４、スロット７４のＮＯ．１０，１１に脚部ＮＯ．６５，６６及びスロット７４のＮＯ２，３に脚部ＮＯ．６７，６８が脚部ＮＯ．６１，６２と重なるようにそれぞれ挿入されている。
【００４２】
このようにスロット７４に挿入された外層コイル７６ａの内側に挿入される内層コイル７６ｃの巻線７６の分かれ目両端部に位置するスロット７４（ＮＯ．２、３、６、７，１０、１１）に層間絶縁６０の脚部ＮＯ．６１〜６８を必ず挿入することにより、内層コイル７６ｃをスロット７４に挿入する際の挿入圧力により層間絶縁６０が持ち上げられ（巻き込まれ）外層コイル７６ａと内層コイル７６ｃが接触し絶縁不良となることもない。また、分かれ目両端部に位置するスロット７４（ＮＯ．２、３、６、７，１０、１１）に脚部ＮＯ．６１〜６８を挿入することにより内層コイル７６ｃをスロット７４に挿入する挿入圧力により層間絶縁６０の脚部ＮＯ．６１〜６８が切れて接触することもない。
【００４３】
また本実施の層間絶縁４０、５０の第１の絶縁部４０ａ、５０ａと第２の絶縁部４０ｂ、５０ｂとの周方向端部の一方端は周方向に飛び出した耳部４０ａａ、５０aａ、４０ｂｂ、５０ｂｂが設けられ、他方端には耳部４０ａａ、５０aａ、４０ｂｂ、５０ｂｂが設けられていない形状としている。
【００４４】
また、層間絶縁４０，５０の第１の絶縁部４０ａ、５０ａと第２の絶縁部４０ｂ、５０ｂとの周方向端部の一方端は周方向に飛び出した耳部４０ａａ、５０aａ、４０ｂｂ、５０ｂｂが設けられ、他方端には耳部４０ａａ、５０aａ、４０ｂｂ、５０ｂｂが設けられていない形状とすることにより、層間絶縁４０，５０の端部である耳部４０ａａ、５０aａ、４０ｂｂ、５０ｂｂが設けられていない側は、巻線３６と巻線３６の境目である分かれ目部分において層間絶縁４０，５０の端部の固定子内径側もしくは固定子外径側に飛び出すのを防止し、逆に層間絶縁４０，５０の耳部４０ａａ、５０aａ、４０ｂｂ、５０ｂｂを設けている側は、固定子鉄心３１のスロット３４に層間絶縁４０，５０の耳部４０ａａ、５０aａ、４０ｂｂ、５０ｂｂを引っ張って脚部４０Ｘ、５０Ｘを挿入し易くしている。また、層間絶縁４０，５０の端部である耳部４０ａａ、５０aａ、４０ｂｂ、５０ｂｂの片方のみとすることにより必要最小限の絶縁材料とすることができ、絶縁材料の使用量を減らすこともできる。
【００４５】
以上のように本実施形態の電動機の固定子３０は各層間における巻線３６の接触不良を低減することができるので信頼性を向上させることができ、高品質の電動機として用いることができる。特に、冷蔵庫やエアコン等の室外機の圧縮機内に搭載する電動機や、或いは車両用途の電動機として用いることができる。
【００４６】
尚、本実施形態で用いた電動機の層間絶縁４０、５０、６０の材質としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等が用いられている。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本実施形態における電動機の固定子の図。
【図２】図１の矢視方向Ｆから見た図。
【図３】本実施形態のコイル配置と層間絶縁の脚部の配置図。
【図４】本実施形態における外中層間絶縁。
【図５】本実施形態における中内層間絶縁。
【図６】別の実施形態のコイル配置と層間絶縁の脚部の配置図。
【符号の説明】
【００４８】
４０Ｘ、１〜１０・・・層間絶縁４０の脚部
５０Ｘ、１１〜２０・・・層間絶縁５０の脚部
３０、７０・・・固定子
３１、７１・・・固定子鉄心
３１ａ・・・ティース
３１ｂ・・・ヨーク
３２・・・コイルエンド部
３３・・・コイルエンド部
３４、７４・・・スロット
３５、７５・・・スロット絶縁
３６、７６・・・巻線
３６ａ、７６ａ・・・外層コイル
３６ｂ・・・中層コイル
３６ｃ、７６ｃ・・・内層コイル
Ａ１〜Ｄ１・・・外層コイル
Ａ２〜Ｄ２・・・中層コイル
Ａ３〜Ｄ３・・・内層コイル
Ａ１ａ〜Ｄ１ａ、Ａ１ｂ〜Ｄ１ｂ、Ａ２ａ〜Ｄ２ａ、Ａ２ｂ〜Ｄ２ｂ、Ａ３ａ〜Ｄ３ａ、Ａ３ｂ〜Ｄ３ｂ・・・巻線
４０・・・層間絶縁
４０ａ・・・第１の絶縁部
４０ａａ・・・耳部
４０ｂ・・・第２の絶縁部
４０ｂｂ・・・耳部
４０ｃ・・・段付き部
４０ｄ・・・切り欠き部
５０・・・層間絶縁
５０ａ・・・第１の絶縁部
５０ａａ・・・耳部
５０ｂ・・・第２の絶縁部
５０ｂｂ・・・耳部
５０ｃ・・・段付き部
５０ｄ・・・切り欠き部
６０・・・層間絶縁
６１〜６８・・・層間絶縁６０の脚部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子鉄心の軸方向に貫通したスロットが設けられ、前記スロットには分布巻方式による巻線を挿入し、
前記巻線は前記固定子鉄心の両端面から固定子軸方向に飛び出したコイルエンド部を形成し前記コイルエンド部の各層間を絶縁する層間絶縁を有した電動機において、
前記層間絶縁は、前記固定子鉄心の両端面から固定子軸方向に飛び出たコイルエンド部を絶縁する第１の絶縁部と、
前記絶縁部とは反対の固定子鉄心の端面から固定子軸方向に飛び出たコイルエンド部を絶縁する第２の絶縁部と、
前記第１の絶縁部と前記第２の絶縁部を繋ぐ脚部とを備え、
前記層間絶縁の第１の絶縁部及び第２の絶縁部の周方向両端部は、両端部同士が重なるように固定子鉄心に装着させ、
各層の内側に挿入される次層の巻線の分かれ目両端部に位置するスロットには前記層間絶縁の脚部を挿入したことを特徴とする電動機。
【請求項２】
前記層間絶縁の第１の絶縁部と第２の絶縁部とを繋ぐ脚部は固定子鉄心の積厚に対して１０±５ｍｍとしたことを特徴とする請求項１項記載の電動機。
【請求項３】
前記層間絶縁の第１の絶縁部と第２の絶縁部とを繋ぐ脚部とで囲まれた空間部に面する第１の絶縁部の辺と第２の絶縁部の辺は絶縁部側に切り欠いた段付き形状としたことを特徴とする請求項１項または請求項２項に記載の電動機。
【請求項４】
前記層間絶縁の第１の絶縁部と第２の絶縁部との周方向端部の一方端は周方向に飛び出した耳部が設けられ、他方端には耳部が設けられていない形状としたことを特徴とする請求項１項及至請求項３項のいずれか記載の電動機。
【請求項１】
固定子鉄心の軸方向に貫通したスロットが設けられ、前記スロットには分布巻方式による巻線を挿入し、
前記巻線は前記固定子鉄心の両端面から固定子軸方向に飛び出したコイルエンド部を形成し前記コイルエンド部の各層間を絶縁する層間絶縁を有した電動機において、
前記層間絶縁は、前記固定子鉄心の両端面から固定子軸方向に飛び出たコイルエンド部を絶縁する第１の絶縁部と、
前記絶縁部とは反対の固定子鉄心の端面から固定子軸方向に飛び出たコイルエンド部を絶縁する第２の絶縁部と、
前記第１の絶縁部と前記第２の絶縁部を繋ぐ脚部とを備え、
前記層間絶縁の第１の絶縁部及び第２の絶縁部の周方向両端部は、両端部同士が重なるように固定子鉄心に装着させ、
各層の内側に挿入される次層の巻線の分かれ目両端部に位置するスロットには前記層間絶縁の脚部を挿入したことを特徴とする電動機。
【請求項２】
前記層間絶縁の第１の絶縁部と第２の絶縁部とを繋ぐ脚部は固定子鉄心の積厚に対して１０±５ｍｍとしたことを特徴とする請求項１項記載の電動機。
【請求項３】
前記層間絶縁の第１の絶縁部と第２の絶縁部とを繋ぐ脚部とで囲まれた空間部に面する第１の絶縁部の辺と第２の絶縁部の辺は絶縁部側に切り欠いた段付き形状としたことを特徴とする請求項１項または請求項２項に記載の電動機。
【請求項４】
前記層間絶縁の第１の絶縁部と第２の絶縁部との周方向端部の一方端は周方向に飛び出した耳部が設けられ、他方端には耳部が設けられていない形状としたことを特徴とする請求項１項及至請求項３項のいずれか記載の電動機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−１７２８７８（Ｐ２００８−１７２８７８Ａ）
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９００（Ｐ２００７−１９００）
【出願日】平成１９年１月１０日（２００７．１．１０）
【出願人】（０００１００８７２）アイチエレック株式会社 (58)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１０日（２００７．１．１０）
【出願人】（０００１００８７２）アイチエレック株式会社 (58)
【Ｆターム（参考）】
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