(57)【要約】  絶縁紙の形状が複雑で、絶縁紙の成形、折り曲げ工程が必要になり、また、コイル成形の途中で絶縁紙の挿入工程が有り、絶縁紙が破損する課題がある。  絶縁紙２０１のコイル間隙間への嵌合状態は、コイルエンド先端側における絶縁紙２０１の円環開口部の径寸法Ｄ１が長く、反対側の固定子端面側における絶縁紙２０１の円環開口部の径寸法ｄ２が短くなる環状テーパ形状とする。絶縁紙２０１を内周コイル１２０と外周コイル１３０間のコイル間隙間１４０のテーパ形状に倣わせ、絶縁紙２０１は固定子２０の軸方向に対してコイルエンド先端側から固定子端面側に傾斜した状態で嵌合される。そのため、絶縁紙２０１の挿入後の折曲りを軽減させ、絶縁紙２０１がコイルエンド先端側へ抜けようとする力を抑制し、浮き上がり防止及び絶縁紙２０１の抜け防止効果を得る事ができる。
2019225156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機の固定子巻線を構成するセグメント導体のコイルエンドにおけるセグメント導体間絶縁のためにセグメント導体間に環状に配設して使用される絶縁紙を備え、
前記環状に配設された前記絶縁紙の展開形状は、略扇型形状である回転電機。
【請求項２】
回転電機の固定子巻線を構成するセグメント導体のコイルエンドにおけるセグメント導体間絶縁のためにセグメント導体間に環状に配設して使用される絶縁紙を備え、
前記環状に配設された前記絶縁紙は、前記コイルエンドの先端側における前記絶縁紙の円環開口部の円周が長く、反対側の固定子端面側における絶縁紙の円環開口部の円周が短く形成され、かつ、前記絶縁紙は、固定子の軸方向に対して前記コイルエンドの先端側から前記固定子端面側に傾斜して形成される回転電機。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の回転電機において、
前記絶縁紙は、固定子端面側における端部に切欠きを有する回転電機。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の回転電機の製造方法において、
前記環状に配設して使用される絶縁紙を、絶縁紙母材からプレス加工で打ち抜く工程を備える回転電機の製造方法。  
【請求項５】
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の回転電機の製造方法において、
前記セグメント導体を配置した後に、前記絶縁紙を前記セグメント導体間に前記環状に配設する工程を備える回転電機の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の回転電機の製造方法において、
前記絶縁紙を前記セグメント導体間に前記環状に配設した後に、前記環状に配設された前記絶縁紙の重なり部を固定する工程を備える回転電機の製造方法。
【請求項７】
請求項５に記載の回転電機の製造方法において、
前記絶縁紙は、発泡剤を含み、前記絶縁紙を前記セグメント導体間に前記環状に配設した後に、前記絶縁紙を加熱して発泡、硬化する工程を備える回転電機の製造方法。
【請求項８】
請求項５に記載の回転電機の製造方法において、
前記絶縁紙を前記セグメント導体間に前記環状に配設した後に、前記絶縁紙と前記セグメント導体の間隙をワニス浸透で固定する工程を備える回転電機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機および回転電機の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機の固定子において、コイル導体間を絶縁する絶縁紙の抜け防止を行う必要がある。特許文献１は、絶縁紙の少なくとも一方の面に凸部を設け、凸部に沿ってコイル成形を行い、絶縁紙の抜け防止を行う構造が開示されている。特許文献２では、コイル成形中に絶縁紙を挿入し、成形加工と配置を行った後に、再度コイル成形を行う構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−３４４５３号公報
【特許文献２】特開２００５−１１０４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術は、絶縁紙のカット後に凸部の折り曲げ工程が必要となり、また、凸部の高さ分コイルエンドが高くなってしまう課題がある。特許文献２に記載の技術は、絶縁紙の形状が複雑で、絶縁紙の成形、折り曲げ工程が必要になり、また、コイル成形の途中で絶縁紙の挿入工程が有り、再度コイル成形が必要となるため、既に挿入された、絶縁紙が破損し、十分な絶縁性能が保証できない課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による回転電機は、回転電機の固定子巻線を構成するセグメント導体のコイルエンドにおけるセグメント導体間絶縁のためにセグメント導体間に環状に配設して使用される絶縁紙を備え、前記環状に配設された前記絶縁紙の展開形状は、略扇型形状である。
本発明による回転電機は、回転電機の固定子巻線を構成するセグメント導体のコイルエンドにおけるセグメント導体間絶縁のためにセグメント導体間に環状に配設して使用される絶縁紙を備え、前記環状に配設された前記絶縁紙は、前記コイルエンドの先端側における前記絶縁紙の円環開口部の円周が長く、反対側の固定子端面側における絶縁紙の円環開口部の円周が短く形成され、かつ、前記絶縁紙は、固定子の軸方向に対して前記コイルエンドの先端側から前記固定子端面側に傾斜して形成される。
本発明による回転電機の製造方法は、環状に配設して使用される絶縁紙を、絶縁紙母材からプレス加工で打ち抜く工程を備える。  
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、絶縁紙の製作工程を簡略化し、絶縁紙の抜け防止を行うとともに、絶縁紙を破損する可能性を無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】回転電機の内部構造を示す断面図。
【図２】回転電機の固定子の斜視図。
【図３】固定子のコイル巻線を示す斜視図。
【図４】（ａ）（ｂ）（ｃ）コイル巻線を構成するセグメント導体の単体図、セグメント導体の接続図、セグメント導体の配列図。
【図５】固定子のコイル巻線を示す部分断面図。
【図６】固定子へのセグメント導体の配置図。
【図７】固定子のセグメント導体を屈曲させる工程図。
【図８】固定子への絶縁紙挿入工程を示す斜視図。
【図９】（ａ）（ｂ）（ｃ）第１実施例の絶縁紙素材打ち抜き形状を示す正面図、絶縁紙を示す断面図。
【図１０】固定子への絶縁紙挿入後の配置図。
【図１１】固定子への絶縁紙挿入後の詳細図。
【図１２】（ａ）（ｂ）従来の絶縁紙素材打ち抜き形状を示す正面図、斜視図。
【図１３】第１実施例の絶縁紙を固定子へ挿入した際の斜視図。
【図１４】第２実施例の絶縁紙素材打ち抜き形状を示す正面図。
【図１５】固定子へ絶縁紙が嵌合された状態を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の一実施形態について、図１〜図１５を参照して説明する。
−回転電機の全体構成−
図１は、回転電機１００の内部構造を示す断面図である。回転電機１００としてハイブリッド自動車や電気自動車に用いて好適な永久磁石内蔵型の三相同期モータを例に説明する。回転電機１００は、固定子２０と回転子１１とを備えている。固定子２０は、固定子鉄心２１と固定子巻線４０とを備え、回転子１１は、回転子鉄心１１１と回転軸１１２とを備えている。回転電機１００は、固定子巻線４０に三相交流電流が供給されることで、電動機として作動し、回転電機１００がエンジンによって駆動されると、発電機として作動し、三相交流の発電電力を出力する。
【０００９】
図２は、回転電機１００の固定子２０の全体斜視図を示す。固定子鉄心２１は、例えば厚さ０．０５〜１ｍｍ程度の電磁鋼板を打ち抜き加工またはエッチング加工して固定子鉄心用積層板（図示省略）を成形し、固定子鉄心用積層板を積層して構成される。固定子鉄心用積層板の内周側には、その成形時に、周方向に等間隔の位置に、放射状の凹部と凸部とが形成され、固定子鉄心用積層板の積層時に、凹部を連続的に配置することによってスロット２１Ｓが形成される。
【００１０】
図１に示すように、回転子鉄心１１１は、珪素鋼板の薄板を積層して製作され、回転軸１１２に固定されている。回転子１１は、永久磁石１８を内蔵し、固定子２０内の所定の位置で、固定子２０に対向した位置で回転する。
【００１１】
固定子２０の外周は、ハウジング５０の内周に固定され、ハウジング５０の外周はケース５１の内周に固定される。回転軸１１２は、ケース１３０に取り付けられた軸受１４４、１４５により回転自在に支持されている。
【００１２】
回転電機１００は、絶縁油等の冷媒ＲＦによって冷却される。そのため、ケース１３０の底部には、冷媒ＲＦの溜まり部１５０が形成され、固定子２０の下部は、溜まり部１５０に溜まった冷媒ＲＦに浸されている。溜まり部１５０に溜まった冷媒ＲＦは、ポンプ（図示省略）によって吸引され、冷媒通路１５３を経由して、ケース１３０の上部に形成された冷媒出口１５４、１５５から吐出される。回転電機１００においては、固定子巻線４０が主要な発熱部分であり、その発熱は、固定子鉄心２１を介して、ケース１３０に伝熱され、ケース１３０内を流通する冷媒ＲＦにより、放熱される。
【００１３】
回転電機１００の組立に際しては、予め、固定子２０をハウジング５０の内側に挿入してその内周壁に取付けておき、その後、固定子２０内に回転子１１を挿入する。次に、回転子１１に装着された回転軸１１２を、軸受１４４、１４５に嵌合しつつケース１３０に組付ける。
【００１４】
−固定子−
図２に示すように、固定子鉄心２１には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相の固定子巻線４０が分布巻きで捲回されている。固定子鉄心２１の内周には、その中心軸に平行に延在する例えば７２個のスロット２１Ｓが、周方向に等間隔に形成され、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相の固定子巻線４０は、スロットライナー２００で絶縁されつつスロット２１Ｓ内に挿入されている。スロットライナー２００は、固定子巻線４０と固定子鉄心２１とが接近して短絡することを防止するため、固定子巻線４０を包み込むように配置されている。
【００１５】
なお、回転電機１００は例えば三相交流を二系統備えた２Ｙモータであり、後述する図３のようなＵ相、Ｖ相、Ｗ相の巻線が計６個設けられている。図２に示すように、固定子巻線４０における一方のコイルエンド６１には、ＵＶＷ三相それぞれ二系統の入出力用コイル導体４２Ｕ、４２Ｖ、４２Ｗが各相２系統の６つのコイル巻き初め端部から６本引き出されている。また、各相２系統の６つのコイル巻き終わり端部から中性点結線用導体４１（図３参照）が６本引き出されている。
また、三相の固定子巻線４０のコイル間には絶縁紙２０１がコイルエンド６１、６２に設けられている。絶縁紙２０１の詳細については、後述する。
【００１６】
―固定子巻線―
図３および図４を参照して、固定子巻線４０についてさらに詳細に説明する。本実施の形態では三相の固定子巻線が設けられているが、図３においては、理解を容易にするために、一相の一系統のみの固定子巻線４０を示し、固定子鉄心２１やスロットライナー２００を省略して示している。
【００１７】
図３はＵ相の固定子巻線４０を説明する図である。固定子巻線４０は、図４（ａ）に示すように略Ｕ字形状に形成したセグメント導体２８を複数用い、端部２８Ｅを溶接して構成される。固定子巻線４０は次のようにして捲回される。Ｕ相に割り当てられた２４個のスロット２１Ｓにセグメント導体２８を固定子鉄心２１の一端面側から挿入する。セグメント導体２８は、隣り合うスロットではなく、所定数のスロットおきに挿入する。図４（ｂ）に示すように、セグメント導体２８の端部２８Ｅを交互に折り曲げ、隣り合うセグメント導体２８の端部２８Ｅ同士を溶接する。これにより、図３のＵ相の固定子巻線４０が固定子鉄心２１に捲回されることになる。この実施形態の回転電機１００は２Ｙモータであり、ＵＶＷ相全体で６系統の巻線が固定子鉄心２１に密着して装着されている。
【００１８】
セグメント導体２８は、例えば、絶縁被膜で覆われた断面が長方形形状の平角線（コイル導体）を用いて製作される。平角線は、各スロット２１Ｓ内でセグメント導体の長方形断面が固定子鉄心２１の周方向について長く、固定子鉄心２１の径方向について短くなるように捲回される。本実施形態では、図４（ｃ）に符号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４で示すように、各スロット２１Ｓにおいて4本のセグメント導体２８が挿入されている。したがって、固定子巻線４０は、円周方向に並ぶセグメント導体２８の列が、半径方向に４列構成されている。これらの各列を外径側から順に第１導体列２８Ｒ１、第２導体列２８Ｒ２、第３導体列２８Ｒ３、第４導体列２８Ｒ４と呼ぶ。
【００１９】
以下の説明では、第１の導体列２８Ｒ１と第２の導体列２８Ｒ２を構成するコイル巻線を外周コイル１３０、第３の導体列２８Ｒ３と第４の導体列２８Ｒ４を構成するコイル巻線を内周コイル１２０、外周コイル１３０と内周コイル１２０の間となる導体列２８Ｒ２と２８Ｒ３の間をコイル間隙間１４０と呼ぶこともある。
【００２０】
―固定子の組立工程―
図２、図３、図４を用いて、上述した、回転電機１００の固定子２０の組立工程について説明する。この固定子２０の組立工程は、セグメント導体２８を、一方のコイルエンド６１側から、スロット２１Ｓを貫通して、他方のコイルエンド６２側に突出させる第１工程と、他方のコイルエンド６２側に突出するセグメント導体２８の端部２８Ｅを折り曲げる第２工程と、セグメント導体２８の折れ曲がった端部２８Ｅ同士を溶接する第３工程と、他方のコイルエンド６２側に突出するセグメント導体２８のコイル間隙間１４０（第２〜第３導体列２８Ｒ２〜２８Ｒ３の列間）に絶縁紙２０１を挿入する第４工程とを備える。
以下に固定子２０の各組立工程の概略説明を記載する。
【００２１】
―スロットライナーの挿入工程―
図５、図６を用いて、スロットライナー２００の挿入工程を説明する。スロット２１Ｓ内に外周コイル１３０と内周コイル１２０のための、一対のスロットライナー２００が挿入される。スロットライナー２００は、外周コイル用と内周コイル用に分けられる。外周コイル用のスロットライナー２００は、スロット２１Ｓの奥行き方向に並ぶ４本のセグメント導体２８のうち、第１導体列２８Ｒ１と第２導体列２８Ｒ２のセグメント導体２８を一括して、包囲する包囲空間２００ＳＧを形成する。内周コイル用のスロットライナー２００は、スロット２１Ｓの奥行き方向に並ぶ４本のセグメント導体２８のうち、第３導体列２８Ｒ３と第４導体列２８Ｒ４のセグメント導体２８を一括して、包囲する包囲空間２００ＳＮを形成する。
【００２２】
―コイル挿入工程―
図５、図６を用いて、コイル挿入工程を説明する。内周コイル用のスロットライナー２００の包囲空間２００ＳＮに内周コイル１２０のセグメント導体２８を挿入し、外周コイル用のスロットライナー２００の包囲空間２００ＳＧに外周コイル１３０のセグメント導体２８を挿入する。このとき、外周コイル１３０のセグメント導体２８の端部の直線部分と、内周コイル１２０のセグメント導体２８の直線部分は、端面２１Ｆから突出している。このようにして、スロット２１Ｓ内で、内周コイル１２０及び、外周コイル１３０のセグメント導体２８はスロットライナー２００によって包囲され、固定子鉄心２１と絶縁される。なお、内周コイル１２０と外周コイル１３０のセグメント導体２８の先端部分の絶縁被膜は、剥離されている。また、図６に示すように、この状態で同一スロット内においてコイル間隙間１４０（第２導体列２８Ｒ２と第３導体列２８Ｒ３の間）が存在する。
【００２３】
―屈曲工程―
図６、図７に示すように、内周コイル１２０を構成するセグメント導体２８の直線部分における一方側の先端部分を捻り機構（図示省略）によって把持し、かつ、外周コイル１３０を構成するセグメント導体２８の直線部分における一方側の先端部分を捻り機構によって把持する。そして、固定子鉄心２１を周方向の第１方向に回転させ、外周コイル１３０の先端部分の一方側及び、内周コイル１２０の先端部分の一方側を周方向の一方向（図７のＢ方向）に捻る。
【００２４】
内周コイル１２０を構成するセグメント導体２８の直線部分における他方側の先端部分を捻り機構（図示省略）によって把持し、かつ、外周コイル１３０を構成するセグメント導体２８の直線部分における他方側の先端部分を捻り機構によって把持する。そして、固定子鉄心２１を周方向の第２方向に回転させ、外周コイル１３０の先端部分の他方側及び内周コイル１２０の先端部分の他方側を周方向の他方向（図７のＣ方向）に捻る。捻り機構による先端部の捻りによって、図７のように内周コイル１２０と外周コイル１３０の先端部分屈曲工程が実施される。
【００２５】
―コイル挿入、成形、端面溶接―
図３、図４（ｂ）、図５に示すように、複数のＵ字形状のセグメント導体２８は、コイルエンド６１側から、スロット２１Ｓに挿入される。隣り合う同相のＵ字形状のセグメント導体２８は、それらの端部がコイルエンド６２側で互いに逆方向に折り曲げ成形されて、ヒュージング溶接及びＴＩＧ溶接などで接合される。これにより、ひとつのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の２系統のコイル巻線が固定子鉄心２１に巻回される。
【００２６】
―溶接工程―
図４（ｂ）、図４（ｃ）に示すように、外周コイル１３０を構成するセグメント導体２８の周方向に隣り合う端部２８Ｅ及び、内周コイル１２０を構成するセグメント導体２８の周方向に隣り合う端部２８Ｅを溶接装置（図示省略）によって互いに交差する状態で溶接接合する。
【００２７】
―絶縁紙の挿入工程―
図８に示すように、コイル成形及び溶接接合後に内周コイル１２０、外周コイル１３０の間のコイル間隙間１４０の先端から、スロットライナー２００の端面側に向かって絶縁紙２０１を挿入する。このとき、円環テーパ状に構成された、絶縁紙２０１の小径側の端面２０１Ｓをコイルエンド６２側に向かって、内周コイル１２０と外周コイル１３０の間にスロットライナー２００の端面に突き当たるまで挿入する。
以上の工程により、固定子２０の組立が完了する。
【００２８】
―絶縁紙の嵌合構成―
図５および図８を参照して、本実施形態の特徴である絶縁紙について説明する。図５は、図２の固定子２０をコイルエンド６２側から見た斜視図であり、各スロット２１Ｓからコイルエンド６２側に突設して端部が溶接された固定子巻線４０を示す。
【００２９】
図５において、符号Ｄ１１〜Ｄ１３で示す３本のセグメント導体２８により上述した第１の導体列２８Ｒ１が構成される。３本のセグメント導体２８はそれぞれ異なるスロットから突設される。Ｄ２１〜Ｄ２３で示す３本のセグメント導体２８により第２の導体列２８Ｒ２が構成される。３本のセグメント導体２８はそれぞれ異なるスロットから突設される。Ｄ３１〜Ｄ３３で示す３本のセグメント導体２８は第３の導体列２８Ｒ３を構成する。３本のセグメント導体２８はそれぞれ異なるスロットから突設される。Ｄ４１〜Ｄ４３で示す３本のセグメント導体２８は第４の導体列２８Ｒ４を構成する。３本のセグメント導体２８はそれぞれ異なるスロットから突設される。
【００３０】
図５に示されるように、第２の導体列２８Ｒ２と第３の導体列２８Ｒ３との間には絶縁材などで成型された絶縁紙２０１が設けられている。絶縁紙２０１は、後述するセグメント導体２８の折り曲げ加工を行うコイル成形及び溶接接合後に絶縁紙２０１を、第２の導体列２８Ｒ２と第３の導体列２８Ｒ３との間に挿入し、絶縁紙２０１自身がコイルエンドから抜け落ちない構造及び機能を有している。
【００３１】
―絶縁紙の嵌合―
図９、図１０、図１１を参照して、絶縁紙２０１について説明する。図９（ａ）は、絶縁紙の素材打ち抜き形状の展開図、図１０は、コイルエンド６２から見た固定子２０の平面図であり、絶縁紙２０１の装着位置を示す。図１１は、固定子への絶縁紙挿入後の詳細図である。
【００３２】
図９（ａ）、図１０、図１１に示すように、絶縁紙２０１は、高さＨ１を有するとともに、内周コイル１２０、外周コイル１３０の間のコイル間隙間１４０を全周に渡って絶縁し得る長さを有する扇型形状である。図９（ａ）、図１１を参照して説明すると、絶縁紙２０１は、コイル間隙間１４０に配置される。絶縁紙２０１は、スロットライナー２００の端面に接しつつ、高さＨ１で、内周コイル１２０及び、外周コイル１３０の先端方向に立ち上がっている。図１０において、絶縁紙２０１の長さは、内周コイル１２０と外周コイル１３０の間のコイル間隙間１４０の周長と、端部重ね代Ｌ２０１以上を加えた長さを目安とする。
【００３３】
なお、図１１に示す絶縁紙２０１は、コイルエンド６２の軸方向外側に突出している。これによって、第２の導体列２８Ｒ２と第３の導体列２８Ｒ３との間の絶縁性を確保するとともに、絶縁材としての沿面距離を確保している。
【００３４】
図１１に示すように、セグメント導体２８のコイルエンド６２側の高さ寸法Ｚ２では絶縁被膜が剥離されている。そのため、絶縁紙２０１の高さ寸法Ｈ１は、内周コイル１２０と外周コイル１３０の間のコイル間隙間１４０間を最低沿面距離Ｚ１以上に設定する事で、第２の導体列２８Ｒ２と第３の導体列２８Ｒ３との間の絶縁性を確保する事が可能となる。また、図１１の一例では、スロットライナー２００の端面に絶縁紙２０１を突き当て配置しているため、コイルエンド６２側の絶縁紙に隙間が無く、絶縁信頼性を確実に確保する事が可能である。
【００３５】
絶縁紙２０１の厚さの設定は、コイル間隙間１４０に対し、空間間隙が多い程固定力が少なく、空間間隙が少なくなる程、絶縁紙２０１の固定力が増す。そのため、適切な絶縁紙２０１の素材厚さを設定する事で、絶縁紙２０１をコイル間隙間１４０に挿入する作業性及び絶縁紙２０１の固定力が調節可能となる。
【００３６】
図１１に示すように、絶縁紙２０１のコイル間隙間への嵌合状態は、コイルエンド先端側における絶縁紙２０１の円環開口部の径寸法Ｄ１が長く、反対側の固定子端面側における絶縁紙２０１の円環開口部の径寸法ｄ２が短くなる環状テーパ形状とする。換言すれば、コイルエンド先端側における絶縁紙２０１の円環開口部の円周が長く、反対側の固定子端面側における絶縁紙２０１の円環開口部の円周が短く形成される。
【００３７】
そして、絶縁紙２０１を内周コイル１２０と外周コイル１３０間のコイル間隙間１４０のテーパ形状に倣わせ、絶縁紙２０１は固定子２０の軸方向に対してコイルエンド先端側から固定子端面側に傾斜した状態で嵌合される。そのため、絶縁紙２０１の挿入後の折曲りを軽減させ、絶縁紙２０１がコイルエンド先端側へ抜けようとする力を抑制し、浮き上がり防止及び絶縁紙２０１の抜け防止効果を得る事ができる。
【００３８】
―第１実施例の絶縁紙形状と材質―
絶縁紙２０１の素材打ち抜き形状の第１実施例を図９（ａ）に示す。図９（ａ）に示すように、絶縁紙２０１の素材打ち抜き形状はその展開形状を略扇型形状とする。すなわち、絶縁紙２０１の内径側のＲ（半径）が小さく、外径側のＲが大きくなる略扇型形状であり、絶縁紙母材からプレス加工により１工程で打ち抜いて形成する。また、内径側のＲ（半径）で規定される円周側、若しくは外径側のＲで規定される円周側は、直線と屈折線で結んで略扇型形状としてもよい。このように絶縁紙２０１の展開形状を略扇型形状とするにより、絶縁紙２０１を回転電機のセグメント導体間絶縁のためにセグメント導体間に環状に配設して使用した場合に、絶縁紙２０１の挿入後の折曲りを軽減させ、絶縁紙２０１がコイルエンド先端側へ抜けようとする力を抑制し、浮き上がり防止及び絶縁紙２０１の抜け防止効果を得る事ができる。
【００３９】
先に述べたように、素材打ち抜き工程は扇型に打ち抜く１工程のみであるため、従来の帯状打ち抜きの１工程と変わらず、部品製作コストを抑える事ができる。打ち抜き工程はプレス加工などで実施される。また、絶縁紙の嵌合時の詳細形状については後述する。
【００４０】
絶縁紙２０１の材質は、図９（ｂ）に示す一例のように、プラスチックシート３０１Ａの表裏面に絶縁性の紙３０１Ｂを熱成形して製作する事ができる。したがって、絶縁紙２０１は、十分な絶縁性、耐熱性、耐薬品性を備える。また、図９（ｃ）に示す一例のように、発泡剤３０１Ｃを含む事で、コイル間に配置される絶縁紙の抜け防止機能及び振動などによる保持力硬化を向上させる事ができる。すなわち、絶縁紙２０１をセグメント導体間に環状に配設した後に、絶縁紙２０１を加熱して発泡、硬化する工程により回転電機を製造する。また、本実施例に記載のような絶縁紙２０１の材質でなくとも、紙、樹脂などの絶縁体を用いる事で、高出力、高電圧、の回転電機以外にも適用は可能であり、材質については、本実施例に記載のものだけに限定される事無く、同様の効果を得ることが可能である。
【００４１】
―従来形状の絶縁紙との比較―
図１２（ａ）、図１２（ｂ）に前述した、従来形状の絶縁紙２０１が内周コイル１２０と外周コイル１３０の間のコイル間隙間１４０間に挿入されている際の形状図を示す。図１２（ａ）、図１２（ｂ）に示すように、従来の帯状展開形状を円環形状にして、内周コイル１２０と外周コイル１３０の間のコイル間隙間１４０間に挿入すると、コイルエンド６２側のテーパに対し、絶縁紙が窮屈に挿入され、折曲り部５００が発生する。この折曲り部５００は、ばね性の力を持ち、折曲りの無い元の形状の力が発生することで、絶縁紙２０１が浮き、抜けてしまう。
【００４２】
そのため、図９（ａ）、図１１、図１３に示す第１実施例のように、扇型展開形状を円環状にして、内周コイル１２０と外周コイル１３０間に挿入するとコイルエンド６２側のテーパに対し、絶縁紙が窮屈に挿入される事が無く、折曲り部５００の発生が軽減されることで、ばね性の力を軽減させ、絶縁紙２０１の浮き、および抜け防止を行う事ができる。
【００４３】
以上、説明した回転電機１００は、固定子２０と回転子１１を有するセグメント導体２８のコイルエンド６２における内周コイル１２０と外周コイル１３０間のコイル間絶縁のために、環状に配置して使用される絶縁紙２０１を備えている。そして、環状に配設される絶縁紙２０１の絶縁紙素材の打ち抜き形状は、扇型形状であり、コイル間隙間１４０に環状テーパ形状に配置される、絶縁紙の嵌合時の形状が、コイルエンド先端側の径寸法Ｄ１が広く、固定子端面側の径寸法ｄ２が狭くなる環状テーパ形状とする事で、内周コイル１２０と外周コイル１３０間のテーパ形状に倣わせ、絶縁紙挿入後の折曲り部５００を軽減させ、絶縁紙２０１が抜けようとする力を抑制し、浮き上がり防止及び絶縁紙２０１の抜け防止効果を得る事ができる。
【００４４】
本実施例によれば、以下のような作用効果を得る事ができる。
（１）コイルエンド６２において、内周コイル１２０と外周コイル１３０の間のコイル間隙間１４０間に、円環状の絶縁紙２０１を挿入したことにより、高出力、高電圧の回転電機において、コイルエンド６２の内周コイル１２０と外周コイル１３０の間の絶縁不良を防止する事ができる。
（２）コイル間隙間１４０間に円環配置される、絶縁紙２０１の嵌合時の形状が、コイルエンド先端側の径寸法Ｄ１が広く、固定子端面側の径寸法ｄ２が狭くなる環状テーパ形状とする事で、内周コイル１２０と外周コイル１３０間のコイル間隙間１４０のテーパ形状に倣わせ、絶縁紙２０１挿入後の折曲りを軽減させ、絶縁紙２０１が抜けようとする力を抑制し、浮き上がり防止及び絶縁紙２０１の抜け防止効果を得る事ができる。
（３）絶縁紙２０１の浮き上がりを防止するために、別部材を必要としない。
（４）回転電機１００の製造方法において、セグメント導体２８をスロット２１Ｓに挿入し、それらの端部をコイルエンド６２側で互いに逆方向に折り曲げ成形を行い、ヒュージング溶接及びＴＩＧ溶接などで接合された後に、絶縁紙２０１を挿入すればよく、絶縁紙２０１の浮き上がり防止のための別工程を必要としないため、固定子２０の製造工程が複雑化することが無い。
（５）コイル成形及び、溶接接合後に絶縁紙２０１を挿入するため、コイルの絶縁被覆部に傷をつける事が無い。
（６）絶縁紙２０１の素材打ち抜き形状のみで、コイル間隙間１４０に配置された、絶縁紙２０１の抜け防止効果を得る事ができるため、絶縁紙２０１の製造工程を簡略化し、部品製作コストを抑えられる効果が期待できる。
（７）絶縁紙２０１のコイル間隙間１４０への嵌合は、コイル成形及び溶接接合後に行う事が可能なため、絶縁紙２０１が破損する可能性を抑える事ができ、絶縁信頼性を高める効果が期待できる。
（８）絶縁紙素材の材料に発泡絶縁紙を用いる事で、絶縁紙２０１の抜け防止効果を更に高める事が可能である。
【００４５】
―第２実施例の絶縁紙形状及びコイル間嵌合―
図１４に、第２実施例の絶縁紙素材をプレス加工などで打ち抜いた、絶縁紙展開形状を示す。図１４に記載の通り、絶縁紙２０１Ｂの固定子端面側における端部に切欠き部５１０が設けられている。この切欠き部５１０は、絶縁紙２０１をセグメント導体間に環状に配設した場合に、固定子端面側における絶縁紙２０１の重なり部分の厚みを解消するために設ける。切欠き部５１０の高さ方向Ｈ２は、図１０、図１１、図１４に示す、セグメント導体２８の絶縁被膜が剥離されている高さＺ２から、内周コイル１２０と外周コイル１３０の最低沿面距離以上に設定する。これにより、第２の導体列２８Ｒ２と第３の導体列２８Ｒ３との間の絶縁性を確保する。
【００４６】
さらに、切欠き部５１０の幅方向Ｗ１を、内周コイル１２０と外周コイル１３０の間のコイル間隙間１４０間に配置される絶縁紙２０１Ｂの端部重ね代Ｌ２０１以上の長さを目安として設定する。これにより、スロットライナー２００側に絶縁紙２０１Ｂを挿入する際に、内周コイル１２０と外周コイル１３０の間のコイル間隙間１４０が狭くなるスロットライナー２００の端部側に絶縁紙２０１Ｂが２枚分の厚みを持って重ねて配設される事無く、絶縁紙２０１Ｂの1枚分の厚さでコイル間隙間１４０の全周に挿入する事ができる。そして、絶縁紙２０１Ｂの挿入性が改善され、力をかけずとも、スロットライナー２００の端部まで押し込む事が可能となる。
【００４７】
本実施例では、第１実施例の効果に加え絶縁紙２０１Ｂの挿入性が改善された効果及び作用を発揮する。
【００４８】
―第３実施例の絶縁紙形状及びコイル間嵌合―
第１実施例及び第２実施例に対し、本実施例では、図１１、図１５に示すように、絶縁紙２０１Ｂが、内周コイル１２０と外周コイル１３０の間のコイル間隙間１４０に挿入され、スロットライナー２００の端部側まで押し込んだ後に、絶縁紙２０１Ｂのセグメント導体２８のコイルエンド６２側で、ヒュージング溶接及びＴＩＧ溶接などで接合された端面側の絶縁紙２０１の重なり部分５２０に、超音波接合、及びカシメなどで接合する固定部６００を設ける。これにより、絶縁紙２０１Ｂが扇型の展開形状に戻ろうとする、ばね力を無くし、円環テーパ形状を保持する事で、絶縁紙２０１Ｂの浮き上がり及び抜けを完全に抑制できる効果を得る事ができる。なお、固定部６００は、接合に限らず、絶縁紙２０１の重なり部分５２０を接着剤やその他の部材で固定してもよい。
【００４９】
本実施例では、第１実施例及び第２実施例の効果に加え、絶縁紙２０１Ｂの浮き上がり及び抜けを完全に抑制できる効果及び作用を発揮する。
【００５０】
―第４実施例の絶縁紙形状及びコイル間嵌合―
先に述べた第１実施例、第２実施例及び第３実施例に対し、本実施例では、図１５に示すように、コイルエンド６２側の絶縁紙２０１Ｂを漏斗代わりとして、ワニスを流し込み、内周コイル１２０と外周コイル１３０の間、及び絶縁紙２０１Ｂの隙間にワニス浸透させ絶縁紙２０１Ｂを固定させている。
【００５１】
本実施例では、第１実施例、第２実施例、及び第３実施例の効果に加え、更に、絶縁紙２０１Ｂの浮き上がり防止及び抜け防止効果が向上できる効果及び作用を発揮する。
【００５２】
―その他の変形―
これまで述べてきた、各実施例に用いる絶縁紙２０１Ｂ材質は、絶縁性を有する一般紙、樹脂、ゴム材などの絶縁体を用いる事でも代用可能であり、材質については、本実施例に記載のものだけに限定される事無く、同様の効果を得ることができるもので有れば、本構成を適用することが可能である。
また、高出力、高電圧の回転電機以外にも本構成は適用可能であり、アウターロータ型の回転電機にも本発明を適用可能である。
【００５３】
以上のように、本実施例によれば、絶縁紙の素材打ち抜き形状のみで、コイル間に配置された、絶縁紙の抜け防止効果を得る事ができるため、絶縁紙の製造工程を簡略化し、部品製作コストを抑えられる効果が期待できる。また、コイル間に円環配置される、絶縁紙の嵌合時の形状が、コイルエンド先端側の径寸法が広く、固定子端面側の径寸法が狭くなる環状テーパ形状とする事で、固定子コイルの成形形状に倣わせて挿入、配置して、絶縁紙の抜け防止効果を得る事ができる。更に、本絶縁紙のコイル間への嵌合は、コイル成形後に行う事が可能なため、絶縁紙が破損する可能性を抑える事ができ、絶縁信頼性を高める効果が期待できる。また、絶縁紙素材の扇型打ち抜き形状の内径側の端部に切欠きを設ける事で、コイル間への絶縁紙挿入性向上効果と、絶縁紙素材の材料に発泡絶縁紙を用いる事で、絶縁紙の抜け防止効果を更に高める事が可能である。
【００５４】
以上説明した実施例によれば、次の作用効果が得られる。
（１）回転電機１００は、回転電機１００の固定子巻線４０を構成するセグメント導体２８のコイルエンドにおけるセグメント導体間絶縁のためにセグメント導体２８間に環状に配設して使用される絶縁紙２０１を備え、環状に配設された絶縁紙２０１の展開形状は、略扇型形状である。これにより、絶縁紙の製作工程を簡略化し、絶縁紙の抜け防止を行うとともに、絶縁紙を破損する可能性を無くすことができる。
【００５５】
（２）回転電機１００は、回転電機１００の固定子巻線４０を構成するセグメント導体２８のコイルエンドにおけるセグメント導体間絶縁のためにセグメント導体２８間に環状に配設して使用される絶縁紙２０１を備え、環状に配設された絶縁紙２０１は、コイルエンドの先端側における絶縁紙２０１の円環開口部の円周が長く、反対側の固定子端面側における絶縁紙２０１の円環開口部の円周が短く形成され、かつ、絶縁紙２０１は、固定子２０の軸方向に対してコイルエンドの先端側から固定子端面側に傾斜して形成される。これにより、絶縁紙の製作工程を簡略化し、絶縁紙の抜け防止を行うとともに、絶縁紙を破損する可能性を無くすことができる。
【００５６】
（３）回転電機の製造方法は、環状に配設して使用される絶縁紙２０１を、絶縁紙母材からプレス加工で打ち抜く工程を備える。これにより、絶縁紙の製造工程を簡略化し、部品製作コストを抑えることができる。
【００５７】
本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、本発明の特徴を損なわない限り、本発明の技術思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。また、上述の実施例を組み合わせた構成としてもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１１          回転子
１８          永久磁石
２０          固定子
２１          固定子鉄心
２１Ｆ        端面
２１Ｓ        スロット
２８          セグメント導体
２８Ｅ        端部
２８Ｒ１      第１導体列
２８Ｒ２      第２導体列
２８Ｒ３      第３導体列
２８Ｒ４      第４導体列
４０          固定子巻線
４１          中性点結線用導体
４２Ｕ        コイル導体
４２Ｖ        コイル導体
４２Ｗ        コイル導体
５０          ハウジング
５１          ケース
６１          コイルエンド
６２          コイルエンド
１００        回転電機
１１１        回転子鉄心
１１２        回転軸
１２０        内周コイル
１３０        外周コイル
１４０        コイル間隙間
１４４        軸受
１４５        軸受
１５０        溜まり部
１５３        冷媒通路
１５４        冷媒出口
１５５        冷媒出口
２００        スロットライナー
２００ＳＧ    包囲空間
２００ＳＮ    包囲空間
２０１        絶縁紙
２０１Ｂ      絶縁紙
２０１Ｓ      小径側の端面
Ｌ２０１      端部重ね代
３０１Ｃ      発泡剤
５００        折曲り部
５１０        切欠き部
５２０        絶縁紙重なり部分
６００        固定部
Ｄ１          コイルエンド先端側の径寸法
ｄ２          固定子端面側の径寸法
Ｈ１          高さ
Ｈ２          高さ方向
Ｗ１          幅方向
ＲＦ          冷媒
【図１】
2019225156.tif 000003
【図２】
2019225156.tif 000004
【図３】
2019225156.tif 000005
【図４】
2019225156.tif 000006
【図５】
2019225156.tif 000007
【図６】
2019225156.tif 000008
【図７】
2019225156.tif 000009
【図８】
2019225156.tif 000010
【図９】
2019225156.tif 000011
【図１０】
2019225156.tif 000012
【図１１】
2019225156.tif 000013
【図１２】
2019225156.tif 000014
【図１３】
2019225156.tif 000015
【図１４】
2019225156.tif 000016
【図１５】
2019225156.tif 000017
【国際調査報告】
2019225156.tif 000018
2019225156.tif 000019
2019225156.tif 000020
2019225156.tif 000021