JP2002051512A - 回転電機の電機子およびその製造方法 - Google Patents

回転電機の電機子およびその製造方法

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JP2002051512A JP2000234159A JP2000234159A JP2002051512A JP 2002051512 A JP2002051512 A JP 2002051512A JP 2000234159 A JP2000234159 A JP 2000234159A JP 2000234159 A JP2000234159 A JP 2000234159A JP 2002051512 A JP2002051512 A JP 2002051512A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、巻線アッセンブリのスロット挿
入性を向上できるとともに、絶縁性を向上できる回転電
機の電機子およびその製造方法を得る。 【解決手段】 両側辺の先端側がそれぞれ外向き屈曲部
１２を境に外向きに折り曲げられて形成された先端外開
き状部１１ａを有する略Ｕ字状のインシュレータ１１を
成形する工程と、素線６を所定の巻線状態に成形した巻
線アッセンブリ７Ａ、７Ｂ、７Ｃを形成する工程と、先
端外開き状部１１ａがスロット５ａの開口部から延出す
るようにインシュレータ１１をスロット５ａのそれぞれ
に装着する工程と、巻線アッセンブリ７Ａ、７Ｂ、７Ｃ
をスロット５ａの開口部側から先端外開き状部１１ａを
ガイドとしてインシュレータ１１内に挿入し、その後巻
線アッセンブリ７Ａ、７Ｂ、７Ｃをインシュレータ１１
とともにスロット５ａ内に押し込む工程とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば内燃機関
により駆動される交流発電機等の回転電機に関し、特
に、乗用車、トラック等の乗り物に搭載される車両用交
流発電機の電機子およびその製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図２７は従来の車両用交流発電機の固定
子を示す斜視図である。図２７において、この固定子１
は、軸方向に延びるスロット２ａが周方向に所定ピッチ
で複数形成された円筒状の固定子鉄心２と、固定子鉄心
２に巻装された固定子巻線３と、各スロット２ａ内に装
着されて固定子鉄心２と固定子巻線３とを電気的に絶縁
する略Ｕ字状に成形されたインシュレータ４とを備えて
いる。ここでは、固定子鉄心２には、１組の３相交流巻
線に構成された固定子巻線３を収容するように、３６箇
所のスロット２ａが形成されている。
【０００３】つぎに、従来の固定子１の製造方法につい
て図２８乃至図３４を参照しつつ説明する。まず、磁性
材料であるＳＰＣＣ材からなる帯状薄板から凹凸を有す
る帯状体を作製する。そして、この帯状体を所定枚積層
し、その外周部をレーザ溶接して、図２８に示される直
方体の積層鉄心５を作製する。この積層鉄心５の一側に
は、３６個のスロット５ａが形成されている。また、絶
縁被覆された円形断面の銅線材からなる１本の素線６を
３スロットピッチで波巻きに所定回数巻回して全体が平
坦な形状の巻線アッセンブリ７Ａを作製する。この巻線
アッセンブリ７Ａを構成する素線６の巻き始め端および
巻き終わり端がそれぞれ口出し線６ａおよび中性点リー
ド線６ｂとなる。さらに、それぞれ１本の素線６を同様
に巻回して巻線アッセンブリ７Ｂ、７Ｃを作製する。つ
いで、図２９に示されるように、略Ｕ字状に成形された
インシュレータ４を積層鉄心５の各スロット５ａにスロ
ット開口側から挿入する。これにより、インシュレータ
４は、スロット５ａ内に完全に収納される。そして、３
本の巻線アッセンブリ７Ａ、７Ｂ、７Ｃは、図３０に示
されるように、１スロットピッチずつずらして重ね合わ
される。このように重ね合わされた巻線アッセンブリ７
Ａ、７Ｂ、７Ｃを、図３１に示されるように、スロット
開口側からそれぞれ３スロット毎のスロット５ａに挿入
する。これにより、巻線アッセンブリ７Ａ、７Ｂ、７Ｃ
が、図３２および図３３に示されるように積層鉄心５に
装着される。ついで、図３４に示されるように、巻線ア
ッセンブリ７Ａ、７Ｂ、７Ｃが装着された積層鉄心５を
成形装置（図示せず）により円筒状に曲げる。そして、
積層鉄心５の両端面同士を突き合わしてレーザ溶接し、
図２７に示される固定子１を得る。
【０００４】このように構成された従来の固定子１で
は、巻線アッセンブリ７Ａ、７Ｂ、７Ｃを構成する各素
線６の中性点リード線６ｂを結線して、３相交流巻線で
ある固定子巻線３が得られる。これらの巻線アッセンブ
リ７Ａ、７Ｂ、７Ｃはそれぞれ１２０度の位相差を有
し、３相交流巻線のａ相、ｂ相、ｃ相の巻線に相当す
る。そして、この固定子１を車両用交流発電機に搭載す
る場合、巻線アッセンブリ７Ａ、７Ｂ、７Ｃを構成する
各素線６の口出し線６ａが整流器に接続されることにな
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の固定子の製造方
法においては、直方体の積層鉄心５のスロット５ａ内に
略Ｕ字状に成形されたインシュレータ４を完全に挿入し
た後、巻線アッセンブリ７Ａ、７Ｂ、７Ｃをスロット開
口側からスロット５ａ内に挿入するようにしている。ま
た、車両用交流発電機においては、固定子１と回転子
（図示せず）との隙間は僅かであり、インシュレータ４
がスロット２ａから延出していると回転子との干渉が生
じることから、インシュレータ４はその先端がスロット
開口から内径側に延出しないように形成されている。そ
こで、インシュレータ４の先端がティース５ｂの先端と
ほぼ同一面位置となっているので、巻線アッセンブリ７
Ａ、７Ｂ、７Ｃの挿入時に、インシュレータ４の先端部
がガイドとして機能せず、巻線アッセンブリの挿入作業
性が悪化するという課題があった。また、インシュレー
タ４はＵ字状の相対する両側辺が略平行に形成されてい
るので、巻線アッセンブリ７Ａ、７Ｂ、７Ｃがスロット
５ａ内に挿入されたときに、スロット開口側が開放され
てしまっている。そこで、積層鉄心５を曲げ加工する際
に、素線６がスロット５ａから飛び出し易く、積層鉄心
の曲げ作業性が悪化するという課題もあった。また、巻
線アッセンブリ７Ａ、７Ｂ、７Ｃとインシュレータ４と
の間の摩擦力により、インシュレータ４の先端側が巻線
アッセンブリ７Ａ、７Ｂ、７Ｃの挿入に付随してスロッ
ト５ａの底部側に引き込まれ、ティース５ｂの鍔部５ｃ
の周方向端部が露出してしまう。これにより、巻線アッ
センブリ７Ａ、７Ｂ、７Ｃの素線６が鍔部５ｃの周方向
端部に擦られ、絶縁被膜に損傷を発生し、絶縁性が悪化
するという課題もあった。また、巻線アッセンブリ７
Ａ、７Ｂ、７Ｃを挿入した後、スロット開口側におい
て、スロット５ａの内壁面と素線６との間にインシュレ
ータ４が介在しない部位が生じ、絶縁性が悪化するとい
う課題があった。
【０００６】この発明は、上記のような課題を解決する
ために、先端側が外開き状に形成された略Ｕ字状のイン
シュレータを各スロットに外開き状の先端側を突き出す
ように装着し、その後巻線アッセンブリをスロット開口
側からスロットに挿入するようにし、インシュレータの
先端側をガイドとして機能させて巻線アッセンブリの挿
入作業性を向上させることができ、インシュレータがス
ロットに挿入されたときにその先端側の外開き形状によ
り先端側がスロット開口を塞ぐように変形し素線の飛び
出しを防止でき、かつ、インシュレータの先端側のスロ
ット底部側への引き込みを防止して絶縁性の低下を抑制
できる回転電機の電機子の製造方法および電機子を得る
ことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係る回転電機
の電機子の製造方法は、軸方向に延びるスロットが周方
向に複数設けられた電機子鉄心と、上記スロットに挿入
されて上記電機子鉄心に巻装された電機子巻線と、上記
スロット内に装着されて上記電機子鉄心と上記電機子巻
線とを絶縁するインシュレータとを備えた回転電機の電
機子の製造方法において、両側辺の先端側がそれぞれ外
向き屈曲部を境に外向きに折り曲げられて形成された先
端外開き状部を有する略Ｕ字状の上記インシュレータを
成形する工程と、素線を所定の巻線状態に成形した巻線
アッセンブリを形成する工程と、上記先端外開き状部が
上記スロットの開口部から延出するように上記インシュ
レータを上記スロットのそれぞれに装着する工程と、上
記巻線アッセンブリを上記スロットの開口部側から上記
先端外開き状部をガイドとして上記インシュレータ内に
挿入し、その後上記巻線アッセンブリを上記インシュレ
ータとともに上記スロット内に押し込む工程とを有する
ものである。
【０００８】また、上記インシュレータを成形する工程
において、上記先端外開き状部が内向き屈曲部を境にく
の字状に成形されるものである。
【０００９】また、上記インシュレータの一方の側辺に
形成された上記外向き屈曲部と上記内向き屈曲部の形成
位置が、他方の側辺に形成された上記外向き屈曲部と上
記内向き屈曲部の形成位置に対して、底部側にシフトさ
れているものである。
【００１０】また、上記インシュレータの底部の少なく
とも一部が、凹状もしくは凸状に形成されているもので
ある。
【００１１】また、上記インシュレータは複数のスロッ
トが形成された直方体の積層鉄心に装着され、上記巻線
アッセンブリが上記インシュレータを装着した上記スロ
ットに挿入された後、上記積層鉄心を円筒状に曲げ、端
部同士を突き合わせて溶接一体化されるものである。
【００１２】また、上記巻線アッセンブリは、上記素線
が上記スロット内にスロット深さ方向に１列に配列され
て収納されるように構成されているものである。
【００１３】また、上記巻線アッセンブリは、上記素線
に連続導体を用い、所定スロットピッチに配列され、か
つ、配列方向と直交する方向に交互に所定量ずれて２列
に配列された直線部を、ターン部により連結して波状に
成形された第１巻線が、１スロットピッチで上記所定ス
ロット数と同じ本数分配列してなる第１巻線群と、上記
素線に連続導体を用い、上記第１巻線に対して反転する
波状に成形された第２巻線が、１スロットピッチで上記
所定スロット数と同じ本数分配列してなる第２巻線群と
の対で構成されているものである。
【００１４】また、上記巻線アッセンブリを複数個重ね
て上記スロット内に挿入するものである。
【００１５】また、上記インシュレータを上記スロット
に装着する工程と、上記巻線アッセンブリを上記スロッ
ト内に挿入する工程とを交互に繰り返し行うものであ
る。
【００１６】また、この発明に係る回転電機の電機子
は、軸方向に延びるスロットが周方向に複数設けられた
電機子鉄心と、上記スロットに挿入されて上記電機子鉄
心に巻装された電機子巻線と、上記スロット内に装着さ
れて上記電機子鉄心と上記電機子巻線とを絶縁するイン
シュレータとを備えた回転電機の電機子において、上記
インシュレータは、上記スロットの内壁面と上記電機子
巻線との間に介装され、その両側辺のスロット開口側に
外向き屈曲部の折れ線がスロット長さ方向に延在してい
るものである。
【００１７】また、上記インシュレータは、その両側辺
の外向き屈曲部の折れ線のスロット開口側に内向き屈曲
部の折れ線がスロット長さ方向に延在しているものであ
る。
【００１８】また、上記インシュレータの一方の側辺に
おける上記外向き屈曲部の折れ線と上記内向き屈曲部の
折れ線との形成位置が、他方の側辺における上記外向き
屈曲部の折れ線と上記内向き屈曲部の折れ線との形成位
置に対してスロット底部側にシフトされており、上記他
方の側辺の先端部が上記一方の側辺の先端部のスロット
開口部側に位置して重なり合って上記スロット開口部を
塞口しているものである。
【００１９】また、上記インシュレータは、上記両側辺
の底部側が周方向に膨らんで上記スロットの底部側内壁
面に密接しているものである。
【００２０】また、上記電機子巻線は、長尺の素線を所
定スロット数離れたスロットに内層と外層とを交互に採
るように巻装された１ターンの第１巻線が、１スロット
ピッチで上記所定スロット数と同じ本数分配列された第
１巻線群と、長尺の素線を所定スロット数離れたスロッ
トに内層と外層とを交互に採るように、かつ、上記第１
巻線に対して電気角で１８０度ずらして反転巻装された
１ターンの第２巻線が、１スロットピッチで上記所定ス
ロット数と同じ本数分配列された第２巻線群との対で、
スロット挿入前に一体に構成された少なくとも１組の巻
線アッセンブリで構成されているものである。
【００２１】また、上記電機子巻線は複数組の上記巻線
アッセンブリで構成され、上記スロットには上記インシ
ュレータが複数組の上記巻線アッセンブリを上記スロッ
トの内壁面から絶縁するように１つ収納されているもの
である。
【００２２】また、上記電機子巻線は複数組の上記巻線
アッセンブリで構成され、上記スロットには上記インシ
ュレータが複数組の上記巻線アッセンブリのそれぞれを
上記スロットの内壁面から絶縁するように複数個収納さ
れているものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１に係る車
両用交流発電機の固定子を示す斜視図、図２はこの発明
の実施の形態１に係る車両用交流発電機の固定子の製造
工程におけるインシュレータ挿入工程を説明する工程断
面図、図３はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流
発電機の固定子の製造工程における巻線挿入工程を説明
する工程断面図、図４はこの発明の実施の形態１に係る
車両用交流発電機の固定子の製造工程における巻線挿入
途中を示す工程断面図、図５はこの発明の実施の形態１
に係る車両用交流発電機の固定子の製造工程における巻
線挿入状態を示す工程断面図、図６はこの発明の実施の
形態１に係る車両用交流発電機の固定子の製造工程にお
ける積層鉄心曲げ工程を説明する工程断面図である。な
お、各図において、図２７乃至図３４に示された従来装
置と同一または相当部分には同一符号を付し、その説明
を省略する。
【００２４】図１において、電機子としての固定子１０
は、軸方向に延びるスロット２ａが周方向に所定ピッチ
で複数形成された電機子鉄心としての円筒状の固定子鉄
心２と、固定子鉄心２に巻装された電機子巻線としての
固定子巻線３と、各スロット２ａ内に装着されて固定子
鉄心２と固定子巻線３とを電気的に絶縁するインシュレ
ータ１１とを備えている。ここで、インシュレータ１１
は、その先端側が外向き屈曲部１２を境に外側に折り曲
げられた先端外開き状の略Ｕ字状に成形されたものであ
る。そしてインシュレータ１１は、スロット２ａの内壁
面に沿った略Ｕ字状にスロット２ａ内に配設され、その
両先端側がティース２ｂの先端の鍔部２ｃにより内側に
曲げられている。さらに、スロット２ａ内に装着された
インシュレータ１１のスロット開口側の両側辺には、外
向き屈曲部１２の折れ線がスロット２ａの長さ方向に延
在している。また、固定子鉄心２には、１組の３相交流
巻線に構成された固定子巻線３を収容するように、３６
箇所のスロット２ａが形成されている。
【００２５】つぎに、実施の形態１による固定子１０の
製造方法について図２乃至図６を参照しつつ説明する。
まず、磁性材料であるＳＰＣＣ材からなる帯状薄板から
凹凸を有する帯状体を作製する。そして、この帯状体を
所定枚積層し、その外周部をレーザ溶接して、直方体の
積層鉄心５を作製する。この積層鉄心５の一側には、３
６個のスロット５ａが形成されている。また、絶縁被覆
された円形断面の銅線材からなる１本の素線６を３スロ
ットピッチで波巻きに所定回数巻回して全体が平坦な形
状の巻線アッセンブリ７Ａを作製する。同様に、それぞ
れ１本の素線６を同様に巻回して巻線アッセンブリ７
Ｂ、７Ｃを作製する。
【００２６】ついで、図２に示されるように、インシュ
レータ１１を積層鉄心５の各スロット５ａにスロット開
口側から、その外向き屈曲部１２近傍の先端外開き状部
１１ａの根元部がティース５ｂの先端の鍔部５ｃに引っ
掛かるまで挿入する。これにより、インシュレータ１１
は、その先端外開き状部１１ａがスロット５ａ外に延出
した状態でスロット５ａに収納される。そして、１スロ
ットピッチずつずらして重ね合わされた巻線アッセンブ
リ７Ａ、７Ｂ、７Ｃを、図３に示されるように、スロッ
ト開口側からそれぞれ３スロット毎のスロット５ａに挿
入する。この時、巻線アッセンブリ７Ａ、７Ｂ、７Ｃ
は、先端外開き状部１１ａにガイドされてインシュレー
タ１１（スロット５ａ）内に挿入される。そして、巻線
アッセンブリ７Ａ、７Ｂ、７Ｃがインシュレータ１１の
底部１１ｂに到達すると、インシュレータ１１は図４に
示されるように巻線アッセンブリ７Ａ、７Ｂ、７Ｃとと
もにスロット５ａ内を底部側に押し込まれ、ついにはス
ロット５ａの底部に当接する。これにより、図５に示さ
れるように、巻線アッセンブリ７Ａ、７Ｂ、７Ｃが、積
層鉄心５に装着され、各インシュレータ１１の一対の先
端外開き状部１１ａがティース５ｂの鍔部５ｃにより互
いに接近するように変形され、スロット開口側を塞いで
いる。ついで、図６に示されるように、巻線アッセンブ
リ７Ａ、７Ｂ、７Ｃが装着された積層鉄心５を成形装置
（図示せず）により円筒状に曲げる。そして、積層鉄心
５の両端面同士を突き合わしてレーザ溶接し、図１に示
される固定子１０を得る。
【００２７】このように、この実施の形態１によれば、
その先端側が外向き屈曲部１２を境にして外側に折り曲
げられた先端外開き状の略Ｕ字状に成形されたインシュ
レータ１１を用い、巻線アッセンブリ７Ａ、７Ｂ、７Ｃ
のスロット５ａへの挿入に先立って、その先端外開き状
部１１ａがスロット５ａ外に延出した状態にインシュレ
ータ１１をスロット５ａに装着している。そこで、イン
シュレータ１１の先端外開き状部１１ａが巻線アッセン
ブリ７Ａ、７Ｂ、７Ｃのガイドとして機能し、巻線アッ
センブリ７Ａ、７Ｂ、７Ｃが先端外開き状部１１ａに案
内されてインシュレータ１１内に速やかに挿入されるの
で、巻線アッセンブリ７Ａ、７Ｂ、７Ｃの挿入作業性が
向上される。また、巻線アッセンブリ７Ａ、７Ｂ、７Ｃ
がインシュレータ１１の先端を引っ掛けてスロット５ａ
内に押し込むようなことも未然に防止される。また、イ
ンシュレータ１１は巻線アッセンブリ７Ａ、７Ｂ、７Ｃ
がその底部１１ｂに当接した後、巻線アッセンブリ７
Ａ、７Ｂ、７Ｃとともにスロット５ａ内に押し込まれる
ので、インシュレータ１１の先端側がスロット５ａの底
部側に引き込まれて鍔部５ｃの周方向端面を露出してし
まうことも防止される。これにより、巻線アッセンブリ
７Ａ、７Ｂ、７Ｃの素線６が鍔部５ｃに擦られて絶縁被
膜を損傷することもなく、かつ、スロット開口側におい
て、スロット５ａの内壁面と素線６との間にインシュレ
ータ１１が介在するので、優れた絶縁性が確保される。
また、巻線アッセンブリの挿入工程に先立ってインシュ
レータ１１を各スロット５ａに装着する際に、インシュ
レータ１１をスロット５ａ内に完全に挿入する必要がな
いので、インシュレータ１１の挿入距離が短くなり、イ
ンシュレータ装着工程が比較的容易となる。さらに、イ
ンシュレータ１１は先端側が外開き状の略Ｕ字状に成形
されているので、巻線アッセンブリ７Ａ、７Ｂ、７Ｃが
スロット５ａ内に挿入されたときに、スロット開口側が
インシュレータ１１の先端部により塞がれている。そこ
で、積層鉄心５を曲げ加工する際に、素線６のスロット
５ａから飛び出しが抑えられ、積層鉄心５の曲げ作業性
が向上される。さらにまた、巻線アッセンブリ７Ａ、７
Ｂ、７Ｃを直方体の積層鉄心５に巻装した後、積層鉄心
５を円筒状に曲げているので、インシュレータ１１およ
び巻線アッセンブリ７Ａ、７Ｂ、７Ｃの挿入時のスロッ
ト開口部寸法を大きくすることができ、インシュレータ
１１および巻線アッセンブリ７Ａ、７Ｂ、７Ｃの挿入性
が向上させる。
【００２８】このように製造された固定子１０において
は、スロット２ａ内に装着されているインシュレータ１
１のスロット開口側の両側辺に、外開きのための外向き
屈曲部１２の折れ線がスロット長さ方向に延在してい
る。そして、インシュレータ１１の先端外開き状部１１
ａの先端側がスロット開口を塞ぐように鍔部２ｃと固定
子巻線３と間に介在しており、固定子巻線３と固定子鉄
心２との間の絶縁性が確保される。また、このように製
造された固定子１０において、コイルエンドおよびスロ
ット内にワニスを含浸させてもよい。この場合、コイル
エンドを構成する素線間および固定子巻線と固定子鉄心
との間が確実に絶縁されるとともに、固定子巻線の剛性
が大きくなり、風騒音や電磁騒音を低減できるようにな
る。
【００２９】実施の形態２．上記実施の形態１では、全
体が平坦な形状に形成された巻線アッセンブリを直方体
の積層鉄心５に装着した後、積層鉄心５を円筒状に曲
げ、積層鉄心５の両端面同士を突き合わしてレーザ溶接
して固定子１０を作製するものとしているが、この実施
の形態２では、予め円筒状に作製された固定子鉄心２に
全体が円筒状の形成された巻線アッセンブリを装着して
固定子を作製するものとしている。
【００３０】ここで、この実施の形態２による固定子の
製造方法について図７を参照しつつ説明する。まず、円
筒状の固定子鉄心２およびインシュレータ１１が作製さ
れる。また、絶縁被覆された円形断面の銅線材からなる
１本の素線６を３スロットピッチで波巻きに所定回数巻
回して全体が円筒状の巻線アッセンブリ８Ａを作製す
る。この巻線アッセンブリ８Ａを構成する素線６の巻き
始め端および巻き終わり端がそれぞれ口出し線６ａおよ
び中性点リード線６ｂとなる。さらに、それぞれ１本の
素線６を同様に巻回して巻線アッセンブリ８Ｂ、８Ｃを
作製する。このように作製された巻線アッセンブリ８
Ａ、８Ｂ、８Ｃを１スロットピッチずらして３層に重ね
て電機子巻線としての固定子巻線３Ａを作製する。つい
で、インシュレータ１１を固定子鉄心２の各スロット５
ａに軸方向から挿入し、その先端外開き状部１１ａがス
ロット５ａから径方向内側に延出するようにスロット５
ａに装着する。そして、巻線アッセンブリ８Ａ、８Ｂ、
８Ｃを３層に重ねて作製された固定子巻線３Ａが、径を
狭められて固定子鉄心２内に挿入される。その後、固定
子巻線３Ａをスロット開口側から各スロット２ａ内に挿
入されて、固定子が作製される。
【００３１】従って、この実施の形態２においても、そ
の先端側が外向き屈曲部１２を境にして外側に折り曲げ
られた先端外開き状の略Ｕ字状に成形されたインシュレ
ータ１１を用い、巻線アッセンブリ８Ａ、８Ｂ、８Ｃで
構成された固定子巻線３Ａのスロット５ａへの挿入に先
立って、その先端外開き状部１１ａがスロット２ａの径
方向内側に延出した状態にインシュレータ１１をスロッ
ト２ａに装着しているので、上記実施の形態１と同様の
効果が得られる。
【００３２】実施の形態３．図８はこの発明の実施の形
態１に係る車両用交流発電機の固定子を示す斜視図、図
９および図１０はこの固定子に適用される固定子巻線を
構成する巻線アッセンブリの製造工程を説明する図であ
る。図１１はこの固定子に適用される固定子巻線を構成
する内層側の巻線アッセンブリを示す図であり、図１１
の（ａ）はその端面図、図１１の（ｂ）はその正面図で
ある。図１２はこの固定子に適用される固定子巻線を構
成する外層側の巻線アッセンブリを示す図であり、図１
２の（ａ）はその端面図、図１２の（ｂ）はその正面図
である。図１３はこの固定子巻線に適用される巻線アッ
センブリを構成する素線の要部を示す斜視図、図１４は
この固定子巻線に適用される巻線アッセンブリを構成す
る素線の配列を説明する図である。図１５はこの固定子
に適用される固定子鉄心を構成する積層鉄心を説明する
図であり、図１５の（ａ）はその側面図、図１５の
（ｂ）はその背面図である。図１６はこの固定子の製造
工程におけるインシュレータ挿入工程を説明する工程断
面図、図１７はこの固定子の製造工程における巻線挿入
工程を説明する工程断面図、図１８はこの固定子の製造
工程における巻線挿入途中を示す工程断面図、図１９は
この固定子の製造工程における巻線挿入状態を示す工程
断面図、図２０はこの固定子の製造工程における積層鉄
心曲げ工程を説明する工程断面図である。なお、図８で
は口出し線および渡り結線が省略されている。
【００３３】この実施の形態３による電機子としての固
定子２０は、図８に示されるように、軸方向に延びるス
ロット１５ａが周方向に所定ピッチで複数形成された電
機子鉄心としての円筒状の固定子鉄心１５と、固定子鉄
心１５に巻装された電機子巻線としての固定子巻線１６
と、各スロット１５ａ内に装着されて固定子巻線１６と
固定子鉄心１５とを電気的に絶縁するインシュレータ１
１とを備えている。
【００３４】インシュレータ１１は、その先端側が外向
き屈曲部１２を境に外側に折り曲げられた先端外開き状
の略Ｕ字状に成形されたものである。そしてインシュレ
ータ１１は、スロット１５ａの内壁面に沿った略Ｕ字状
にスロット１５ａ内に配設され、その両先端側がティー
ス１５ｂの先端の鍔部１５ｃにより内側に曲げられてい
る。さらに、スロット１５ａ内に装着されたインシュレ
ータ１１のスロット開口側の両側辺には、外向き屈曲部
１２の折れ線がスロット１５ａの長さ方向に延在してい
る。また、固定子巻線１６は、１本の素線３０が、固定
子鉄心１５の端面側のスロット１５ａ外で折り返され
て、所定スロット数毎にスロット１５ａ内でスロット深
さ方向に内層と外層とを交互に採るように波状に巻装さ
れた複数の巻線を備えている。なお、固定子鉄心１５に
は、２組の３相交流巻線からなる固定子巻線１６を収容
するように、９６本のスロット１５ａが形成されてい
る。また、素線３０には、例えば絶縁被膜４９が被覆さ
れた長方形の断面を有する長尺の銅線材が用いられる。
【００３５】ついで、固定子２０の製造方法について図
９乃至図２０を参照しつつ説明する。まず、図９に示さ
れるように、１２本の長尺の素線３０を同時に同一平面
上で雷状に折り曲げ形成する。ついで、図１０に矢印で
示されるように、直角方向に治具にて折り畳んでゆき、
図１１に示される内層側の巻線アッセンブリ３５Ａを作
製する。さらに、同様にして、図１２に示されるよう
に、渡り結線、中性点リード線および口出し線を有する
外層側の巻線アッセンブリ３５Ｂを作製する。なお、各
素線３０は、図１３に示されるように、ターン部３０ａ
で連結された直線部３０ｂが６スロットピッチ（６Ｐ）
で配列された平面状パターンに折り曲げ形成されてい
る。そして、隣り合う直線部３０ｂが、ターン部３０ａ
により、素線３０の幅（Ｗ）分ずらされている。巻線ア
ッセンブリ３５Ａ、３５Ｂは、このようなパターンに形
成された２本の素線３０を図１４に示されるように６ス
ロットピッチずらして直線部３０ｂを重ねて配列された
素線対が１スロットピッチづつずらして６対配列されて
構成されている。そして、素線３０の端部が巻線アッセ
ンブリ３５Ａ、３５Ｂの両端の両側に６本づつ延出され
ている。また、ターン部３０ａが巻線アッセンブリ３５
Ａ、３５Ｂの両側部に整列されて配列されている。ま
た、台形形状のスロット３６ａが所定のピッチ（電気角
で３０°）で形成されたＳＰＣＣ材を所定枚数積層し、
その外周部をレーザ溶接して、図１５に示されるよう
に、直方体の積層鉄心３６を作製する。
【００３６】ついで、図１６に示されるように、インシ
ュレータ１１を積層鉄心３６の各スロット３６ａにスロ
ット開口側から、その外向き屈曲部１２近傍の先端外開
き状部１１ａの根元部がティース３６ｂの先端の鍔部３
６ｃに引っ掛かるまで挿入する。これにより、インシュ
レータ１１は、その先端外開き状部１１ａがスロット３
６ａ外に延出した状態でスロット３６ａに装着される。
そして、図１７に示されるように、２つの巻線アッセン
ブリ３５Ａ、３５Ｂを重ね合わせ、スロット開口側から
各直線部３０ｂを各スロット３６ａ内に挿入する。この
時、巻線アッセンブリ３５Ａ、３５Ｂの各直線部３０ｂ
が、先端外開き状部１１ａにガイドされてインシュレー
タ１１（スロット３６ａ）内に挿入される。そして、巻
線アッセンブリ３５Ａ、３５Ｂがインシュレータ１１の
底部１１ｂに到達すると、インシュレータ１１は図１８
に示されるように巻線アッセンブリ３５Ａ、３５Ｂとと
もにスロット３６ａ内を底部側に押し込まれ、ついには
スロット３６ａの底部に当接する。これにより、図１９
に示されるように、巻線アッセンブリ３５Ａ、３５Ｂ
が、積層鉄心３６に装着され、各インシュレータ１１の
一対の先端外開き状部１１ａがティース５ｂの鍔部５ｃ
により互いに接近するように変形され、スロット開口側
を塞いでいる。そして、素線３０の直線部３０ｂは、イ
ンシュレータ１１により積層鉄心３６と絶縁されてスロ
ット３６ａ内に径方向に４本並んで収納されている。つ
いで、図２０に示されるように、巻線アッセンブリ３５
Ａ、３５Ｂが装着された積層鉄心３６を成形装置（図示
せず）により円筒状に曲げる。そして、積層鉄心３６の
両端面同士を突き合わしてレーザ溶接し、図８に示され
る固定子２０を得る。
【００３７】このように構成された固定子２０において
は、巻線アッセンブリ３５Ａを構成する１２本の巻線
は、端部同士を結線されてそれぞれ１ターンの波巻き巻
線とされる。そして、６本の波巻き巻線（第１巻線と称
する）は、巻装されるスロット１５ａを１スロットずつ
ずらして、６スロット毎の各スロット１５ａ内の内周側
から１番目の位置（以下、１番地とする）と、２番目の
位置（以下、２番地とする）とを交互に採るように巻装
され、残りの６本の波巻き巻線（第２巻線と称する）
は、巻装されるスロット１５ａを１スロットずつずらし
て、６スロット毎の各スロット１５ａ内の２番地と、１
番地とを交互に採るように巻装されている。そこで、そ
れぞれの同一スロット群には第１巻線と第２巻線とが対
となって巻装されており、第２巻線は、第１巻線に対し
て電気角で１８０度ずれて反転巻装されている。同様
に、巻線アッセンブリ３５Ｂを構成する１２本の巻線
は、端部同士を結線されてそれぞれ１ターンの波巻き巻
線とされる。そして、６本の波巻き巻線（第３巻線と称
する）は、巻装されるスロット１５ａを１スロットずつ
ずらして、６スロット毎の各スロット１５ａ内の内周側
から３番目の位置（以下、３番地とする）と、４番目の
位置（以下、４番地とする）とを交互に採るように巻装
され、残りの６本の波巻き巻線（第４巻線と称する）
は、巻装されるスロット１５ａを１スロットずつずらし
て、６スロット毎の各スロット１５ａ内の内周側から４
番地と、３番地とを交互に採るように巻装されている。
そこで、それぞれの同一スロット群には第３巻線と第４
巻線とが対となって巻装されており、第４巻線は、第３
巻線に対して電気角で１８０度ずれて反転巻装されてい
る。さらに、それぞれの同一スロット群に巻装されてい
る第１乃至第４巻線を直列に結線して４ターンの固定子
巻線群が６本形成される。そして、固定子巻線群を３本
づつ交流結線して、２組の３相交流巻線を構成してい
る。
【００３８】このように、この実施の形態３において
も、その先端側が外向き屈曲部１２を境にして外側に折
り曲げられた先端外開き状の略Ｕ字状に成形されたイン
シュレータ１１を用い、巻線アッセンブリ３５Ａ、３５
Ｂのスロット３６ａへの挿入に先立って、その先端外開
き状部１１ａがスロット３６ａの外方に延出した状態に
インシュレータ１１をスロット３６ａに装着しているの
で、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００３９】また、上記実施の形態１における固定子巻
線３は、連続した銅線材からなる素線６を波状に所定回
巻回して形成された固定子巻線群７Ａ、７Ｂ、７Ｃで構
成されているので、素線６はスロット２ａ内およびコイ
ルエンド内（スロット２ａ外）で不規則に配列されてい
る。即ち、スロット内での素線６の位置およびスロット
外での素線６の位置が特定されず、コイルエンドが規則
的に配置された固定子巻線を得ることはできない。その
結果、コイルエンドの内周面に大きな凹凸が生じるとと
もに、コイルエンドの高さが高くなる。この固定子を車
両用交流発電機に搭載した場合、コイルエンドの内周面
の凹凸に起因する風騒音増大の問題やコイルエンドが高
くなることに起因するコイル端漏れリアクタンス増大や
通風抵抗増大の問題が顕著となる。
【００４０】しかしながら、この実施の形態３による固
定子巻線１６は、素線３０を６スロット毎のスロット１
５ａに内層と外層とを交互に採るように巻装した複数の
波巻き巻線で構成されているので、各波巻き巻線を構成
する素線３０のターン部３０ａをほぼ同一形状に形成で
き、ターン部３０ａを周方向に重なって整列して配列で
きる。そこで、ターン部３０ａで構成されるコイルエン
ドの内周面の凹凸を抑えることができ、車両用交流発電
機に搭載した際に、コイルエンドの内周面の凹凸に起因
する風騒音を低減できる。また、４本の素線３０がスロ
ット１５ａ内に径方向に１列に配列され、ターン部３０
ａが周方向に２列に並んで配列されている。これによ
り、コイルエンドを構成するターン部３０ａがそれぞれ
径方向に２列に分散されるので、コイルエンドの固定子
鉄心１５の端面からの延出高さを低くできる。その結
果、コイルエンドの高さを低くでき、車両用交流発電機
に搭載した際に、風騒音を低減させることができるとと
もに、コイルエンドのコイル端漏れリアクタンスが減少
し、出力、効率が向上される。
【００４１】また、直線部３０ｂが長方形断面に形成さ
れているので、直線部３０ｂをスロット１５ａ内に収容
したときに、直線部３０ｂの断面形状がスロット形状に
沿った形状となっている。これにより、スロット１５ａ
内における素線３０の占積率を高めることが容易となる
とともに、素線３０から固定子鉄心１５への伝熱を向上
させることができる。
【００４２】また、素線３０を６スロット毎にスロット
１５ａ内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採
るように巻装されて１ターンの巻線（第１巻線）が１ス
ロットピッチで６本配列されてなる巻線群（第１巻線
群）と、素線３０を６スロット毎にスロット１５ａ内に
スロット深さ方向に内層と外層とを交互に採るように、
かつ、第１巻線と電気角で１８０度ずらして反転巻装し
て構成された１ターンの巻線（第２巻線）が１スロット
ピッチで６本配列されてなる巻線群（第２巻線群）との
対でスロット挿入前に一体に構成された巻線アッセンブ
リ３５Ａ、３５Ｂを用いているので、固定子巻線１６の
ターン数の増加に容易に対応することができる。
【００４３】実施の形態４．この実施の形態４では、そ
の先端側が外向き屈曲部１２を境に外側に折り曲げられ
た先端外開き状の略Ｕ字状に成形され、底部が凹状底部
１１ｃに成形されたインシュレータ１１Ａを用いてい
る。なお、他の構成は上記実施の形態３と同様に構成さ
れている。
【００４４】この実施の形態４では、まず、インシュレ
ータ１１Ａが、その先端外開き状部１１ａをスロット３
６ａ外に延出した状態でスロット３６ａに装着される。
ついで、２つの巻線アッセンブリ３５Ａ、３５Ｂを重ね
合わせ、スロット開口側から各直線部３０ｂを各スロッ
ト３６ａ内に挿入する。そして、巻線アッセンブリ３５
Ａ、３５Ｂがインシュレータ１１Ａの凹状底部１１ｃに
到達すると、インシュレータ１１Ａは図２１に示される
ように巻線アッセンブリ３５Ａ、３５Ｂとともにスロッ
ト３６ａ内を底部側に押し込まれ、ついにはスロット３
６ａの底部に当接する。これにより、図２２に示される
ように、インシュレータ１１Ａの凹状底部１１ｃがスロ
ット３６ａの底部形状に沿うように延ばされ、インシュ
レータ１１Ａの底部側が周方向に広がり、スロット３６
ａの内壁面に密着した状態となる。ついで、巻線アッセ
ンブリ３５Ａ、３５Ｂが装着された積層鉄心３６を成形
装置（図示せず）により円筒状に曲げる。そして、積層
鉄心３６の両端面同士を突き合わしてレーザ溶接して、
固定子を得る。
【００４５】従って、この実施の形態４によれば、イン
シュレータ１１Ａの底部が凹状底部１１ｃに形成されて
いるので、巻線アッセンブリ３５Ａ、３５ｂをスロット
３６ａ内に完全に挿入したときに、凹状底部１１ｃがス
ロット３６ａの底部形状に沿うように延ばされ、インシ
ュレータ１１Ａの底部側が周方向に広がってスロット３
６ａの内壁面に密着した状態となる。そこで、インシュ
レータ１１Ａがスロット３６ａ内で動き回ることがな
く、インシュレータ１１Ａの両側辺がスロット深さ方向
にずれて挿入されることもなくなる。その結果、スロッ
ト開口部を構成するティース３６ｂの鍔部３６ｃの一方
が露出することもなくなり、素線３０と鍔部３６ｃとの
接触に伴う絶縁被膜の損傷もなくなる。さらに、インシ
ュレータ１１Ａが固定子１５のスロット１５ａから抜け
にくくなり、絶縁性が向上される。
【００４６】このように作製された固定子においては、
インシュレータ１１Ａの底部側が周方向に膨らんでスロ
ット１５ａの底部側内壁面に密接している。これによ
り、インシュレータ１１Ａのスロット１５ａ内での移動
が規制され、固定子巻線と固定子鉄心との間の絶縁性が
長期的に確保される。
【００４７】なお、上記実施の形態４では、インシュレ
ータ１１Ａの底部が凹状底部１１ｃに形成されているも
のとしているが、インシュレータの底部を凸状底部とし
ても、凹凸状底部としても同様の効果が得られる。
【００４８】実施の形態５．この実施の形態５では、そ
の先端側が外向き屈曲部１２を境に外側に折り曲げられ
た先端外開き状の略Ｕ字状に成形され、その先端外開き
状部１１ａが内向き屈曲部１３を境にくの字状に成形さ
れたインシュレータ１１Ｂを用いている。また、インシ
ュレータ１１Ｂは、両側辺の一方の側辺における外向き
屈曲部１２および内向き屈曲部１３の形成位置が他方の
側辺における外向き屈曲部１２および内向き屈曲部１３
の形成位置に対して底部１１ｂ側にずれており、一方の
側辺の先端が他方の側辺の先端に対して短く形成されて
いる。さらに、両外向き屈曲部１２間の距離が両先端外
開き上部１１ａの先端間の距離よりも狭くなっており、
先端外開き状部１１ａは外開き形状を維持している。な
お、他の構成は上記実施の形態３と同様に構成されてい
る。
【００４９】この実施の形態５では、まず、インシュレ
ータ１１Ｂが、その先端外開き状部１１ａをスロット３
６ａ外に延出した状態でスロット３６ａに装着される。
ついで、２つの巻線アッセンブリ３５Ａ、３５Ｂを重ね
合わせ、スロット開口側から各直線部３０ｂを各スロッ
ト３６ａ内に挿入する。そして、巻線アッセンブリ３５
Ａ、３５Ｂがインシュレータ１１Ｂの底部１１ｂに到達
すると、インシュレータ１１Ｂは図２３に示されるよう
に巻線アッセンブリ３５Ａ、３５Ｂとともにスロット３
６ａ内を底部側に押し込まれ、ついにはスロット３６ａ
の底部に当接する。この巻線アッセンブリ３５Ａ、３５
Ｂの挿入動作にともない、インシュレータ１１Ｂの一方
の側辺に形成された外向き屈曲部１２が鍔部３６ｃより
スロット３６ａ内に入り込み、一方の側辺の先端外開き
状部１１ａが内方に変形し、これに僅かに遅れて他方の
側辺に形成された外向き屈曲部１２が鍔部３６ｃよりス
ロット３６ａ内に入り込み、他方の側辺の先端外開き状
部１１ａが内方に変形する。引き続いて、一方の側辺に
形成された内向き屈曲部１３が鍔部３６ｃよりスロット
３６ａ内に入り込み、一方の側辺の先端外開き状部１１
ａの先端側がスロット開口を塞ぐように変形し、これに
遅れて他方の側辺に形成された内向き屈曲部１３が鍔部
３６ｃよりスロット３６ａ内に入り込み、他方の側辺の
先端外開き状部１１ａの先端側がスロット開口を塞ぐよ
うに変形する。これにより、図２４に示されるように、
インシュレータ１１Ｂの両先端部が、スロット深さ方向
に重なってスロット開口を塞口している。ついで、巻線
アッセンブリ３５Ａ、３５Ｂが装着された積層鉄心３６
を成形装置（図示せず）により円筒状に曲げる。そし
て、積層鉄心３６の両端面同士を突き合わしてレーザ溶
接して、固定子を得る。
【００５０】従って、この実施の形態５によれば、イン
シュレータ１１Ｂの両先端外開き状部１１ａが内開き屈
曲部１３によりくの字状に形成され、一方の側辺の外向
き屈曲部１２および内向き屈曲部１３の形成位置が他方
の側辺の外向き屈曲部１２および内向き屈曲部１３の形
成位置に対して底部１１ｂ側にシフトされ、かつ、一方
の側辺の先端位置が他方の側辺の先端位置に対して底部
１１ｂ側にシフトされているので、インシュレータ１１
Ｂが巻線アッセンブリ３５Ａ、３５Ｂとともにスロット
３６ａ内に挿入される際に、両先端外開き状部１１ａの
内方への倒れ込み時期がずれ、インシュレータ１１Ｂの
両先端部が、スロット深さ方向に関して重なってスロッ
ト開口を塞口することができる。これにより、積層鉄心
３６を曲げ加工する際に、素線３０のスロット３６ａか
ら飛び出しが確実に抑えられ、積層鉄心３６の曲げ作業
性が向上される。なお、両外向き屈曲部１２間の距離が
両先端外開き状部１１ａの先端間の距離よりも狭くなっ
ているので、先端外開き状部１１ａは外開き形状を維持
し、巻線アッセンブリ３５Ａ、３５Ｂの挿入時のガイド
としての機能は確保されている。
【００５１】また、このように製造された固定子におい
ては、スロット１５ａ内に装着されているインシュレー
タ１１Ｂの一方の側辺における外向き屈曲部１２の折れ
線と内向き屈曲部１３の折れ線との形成位置が、他方の
側辺における外向き屈曲部１２の折れ線と内向き屈曲部
１３の折れ線との形成位置に対してスロット底部側にシ
フトされており、他方の側辺の先端部が一方の側辺の先
端部のスロット開口部側に位置して重なり合ってスロッ
ト開口部を塞口している。これにより、ティースの鍔部
と固定子巻線との接触に起因する固定子巻線の絶縁被膜
の損傷が抑えられ、固定子巻線と固定子鉄心との間の絶
縁性が長期的に確保される。
【００５２】実施の形態６．この実施の形態６では、そ
の先端側が外向き屈曲部１２を境に外側に折り曲げられ
た先端外開き状の略Ｕ字状に成形され、かつ、２本の素
線３０を収容するに十分の深さに形成されたインシュレ
ータ１１Ｃを用いている。なお、他の構成は上記実施の
形態３と同様に構成されている。
【００５３】この実施の形態６では、まず、インシュレ
ータ１１Ｃが、その先端外開き状部１１ａをスロット３
６ａ外に延出した状態でスロット３６ａに装着される。
ついで、巻線アッセンブリ３５Ｂをスロット開口側から
各直線部３０ｂを各スロット３６ａ内に挿入する。そし
て、巻線アッセンブリ３５Ｂがインシュレータ１１Ｃの
底部１１ｂに到達すると、インシュレータ１１Ｃは巻線
アッセンブリ３５Ｂとともにスロット３６ａ内を底部側
に押し込まれ、ついにはスロット３６ａの底部に当接す
る。ついで、インシュレータ１１Ｃが、その先端外開き
状部１１ａをスロット３６ａ外に延出した状態でスロッ
ト３６ａに装着される。その後、巻線アッセンブリ３５
Ａをスロット開口側から各直線部３０ｂを各スロット３
６ａ内に挿入する。そして、図２５に示されるように、
巻線アッセンブリ３５Ａがインシュレータ１１Ｃの底部
１１ｂに到達すると、インシュレータ１１Ｃは巻線アッ
センブリ３５Ａとともにスロット３６ａ内を底部側に押
し込まれ、ついには巻線アッセンブリ３５Ｂに当接す
る。これにより、巻線アッセンブリ３５Ａ、３５Ｂおよ
びインシュレータ１１Ｃが積層鉄心３６に装着される。
この時、図２６に示されるように、巻線アッセンブリ３
５Ｂはインシュレータ１１Ｃにより積層鉄心３６から絶
縁され、巻線アッセンブリ３５Ａはもう１つのインシュ
レータ１１Ｃにより積層鉄心３６から絶縁されている。
さらに、巻線アッセンブリ３５Ａ、３５Ｂ間がインシュ
レータ１１Ｃの底部１１ｂにより絶縁されている。つい
で、巻線アッセンブリ３５Ａ、３５Ｂが装着された積層
鉄心３６を成形装置（図示せず）により円筒状に曲げ
る。そして、積層鉄心３６の両端面同士を突き合わして
レーザ溶接して、固定子を得る。
【００５４】従って、この実施の形態６によれば、２タ
ーンの巻線群の単位で、即ち巻線アッセンブリ３５Ａ、
３５Ｂを１つづつ挿入しているので、巻線アッセンブリ
の挿入性が向上される。また、巻線アッセンブリ３５
Ａ、３５Ｂ間にインシュレータ１１Ｃの底部１１ｂが介
装されているので、絶縁性が向上される。
【００５５】なお、上記実施の形態３〜６では、長方形
断面を有する銅線材を素線３０として用いるものとして
いるが、素線は長方形断面を有する銅線材に限定される
ものではなく、例えば円形断面を有する銅線材であって
もよい。また、素線３０は銅線材に限定されるものでは
なく、例えばアルミ線材であってもよい。また、上記各
実施の形態では、連続する素線を用いて成形された巻線
アッセンブリを用いるものとしているが、巻線アッセン
ブリは連続する素線を用いて成形されたものに限定され
るものではなく、例えば短尺の導体を連結して成形され
た巻線アッセンブリを用いても、同様の効果を奏する。
また、上記各実施の形態では、直方体の積層鉄心を円筒
状に曲げ、その両端面を当接させて溶接一体化して固定
子鉄心を作製するものとしているが、さらに、このよう
に作製された固定子鉄心を円筒状の外層鉄心に圧入し、
溶接一体化するようにしてもよい。また、上記各実施の
形態では、交流発電機の固定子について説明しいるが、
巻線アッセンブリを成形し、該巻線アッセンブリをスロ
ットの径方向から挿入するタイプの回転電機の電機子に
本発明を適用しても、絶縁性の向上、巻線の挿入性向上
等、同様の効果を奏することは言うまでもないことであ
る。
【００５６】
【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００５７】この発明によれば、軸方向に延びるスロッ
トが周方向に複数設けられた電機子鉄心と、上記スロッ
トに挿入されて上記電機子鉄心に巻装された電機子巻線
と、上記スロット内に装着されて上記電機子鉄心と上記
電機子巻線とを絶縁するインシュレータとを備えた回転
電機の電機子の製造方法において、両側辺の先端側がそ
れぞれ外向き屈曲部を境に外向きに折り曲げられて形成
された先端外開き状部を有する略Ｕ字状の上記インシュ
レータを成形する工程と、素線を所定の巻線状態に成形
した巻線アッセンブリを形成する工程と、上記先端外開
き状部が上記スロットの開口部から延出するように上記
インシュレータを上記スロットのそれぞれに装着する工
程と、上記巻線アッセンブリを上記スロットの開口部側
から上記先端外開き状部をガイドとして上記インシュレ
ータ内に挿入し、その後上記巻線アッセンブリを上記イ
ンシュレータとともに上記スロット内に押し込む工程と
を有する。これにより、巻線アッセンブリの挿入時に、
インシュレータの先端外開き状部がガイドとして機能
し、巻線アッセンブリの挿入性が向上される回転電機の
電機子の製造方法が得られる。また、巻線アッセンブリ
が先端外開き状部をスロット外に延出して装着されたイ
ンシュレータ内に挿入され、その後インシュレータが巻
線アッセンブリとともにスロット内に押し込まれるの
で、巻線アッセンブリがティースの鍔部に擦れて素線の
絶縁被膜を損傷することが抑制され、優れた絶縁性が確
保される回転電機の電機子の製造方法が得られる。
【００５８】また、上記インシュレータを成形する工程
において、上記先端外開き状部が内向き屈曲部を境にく
の字状に成形されるので、巻線アッセンブリをスロット
に挿入したときに、インシュレータの両先端外開き状部
がスロット開口を塞ぐように変形する。これにより、巻
線アッセンブリがインシュレータに包囲され、絶縁性が
向上されるとともに、素線の抜けが抑制される。
【００５９】また、上記インシュレータの一方の側辺に
形成された上記外向き屈曲部と上記内向き屈曲部の形成
位置が、他方の側辺に形成された上記外向き屈曲部と上
記内向き屈曲部の形成位置に対して、底部側にシフトさ
れているので、巻線アッセンブリをスロットに挿入した
ときに、インシュレータの先端外開き状部の変形時期が
両側辺でずれ、他方の側辺の先端外開き状部の先端が、
一方の側辺の先端外開き状部の変形された先端のスロッ
ト開口側に位置し、スロット深さ方向に関して重なるよ
うに変形する。これにより、スロット開口が確実に塞口
され、絶縁性が向上されるとともに、素線の抜けが防止
される。
【００６０】また、上記インシュレータの底部の少なく
とも一部が、凹状もしくは凸状に形成されているので、
巻線アッセンブリをスロットに挿入したときに、インシ
ュレータの底部凹凸がスロット底部の形状に沿って延ば
され、インシュレータの底部側が周方向に膨らみ、スロ
ット底部側の内壁面に密接する。これにより、インシュ
レータの移動が規制され、インシュレータの抜けがなく
なる。
【００６１】また、上記インシュレータは複数のスロッ
トが形成された直方体の積層鉄心に装着され、上記巻線
アッセンブリが上記インシュレータを装着した上記スロ
ットに挿入された後、上記積層鉄心を円筒状に曲げ、端
部同士を突き合わせて溶接一体化されるので、円筒状の
電機子鉄心のスロット開口幅に比べて積層鉄心のスロッ
ト開口幅を広くでき、インシュレータおよび巻線アッセ
ンブリの挿入性が向上される。
【００６２】また、上記巻線アッセンブリは、上記素線
が上記スロット内にスロット深さ方向に１列に配列され
て収納されるように構成されているので、インシュレー
タが巻線アッセンブリとともにスロット内を底部側に押
し込まれる際に、巻線アッセンブリの挿入力がインシュ
レータの底部のみに加わり、インシュレータの両側辺が
スロット深さ方向でずれてスロット内に挿入されること
が防止される。これにより、ティースの鍔部の露出が防
止され、巻線アッセンブリがティースの鍔部に擦れて素
線の絶縁被膜を損傷することが抑制される。
【００６３】また、上記巻線アッセンブリは、上記素線
に連続導体を用い、所定スロットピッチに配列され、か
つ、配列方向と直交する方向に交互に所定量ずれて２列
に配列された直線部を、ターン部により連結して波状に
成形された第１巻線が、１スロットピッチで上記所定ス
ロット数と同じ本数分配列してなる第１巻線群と、上記
素線に連続導体を用い、上記第１巻線に対して反転する
波状に成形された第２巻線が、１スロットピッチで上記
所定スロット数と同じ本数分配列してなる第２巻線群と
の対で構成されているので、巻線アッセンブリを重ねて
スロットに挿入することで挿入条件を変えることなく、
電機子巻線のターン数を容易に増やすことができる。
【００６４】また、上記巻線アッセンブリを複数個重ね
て上記スロット内に挿入するので、巻線アッセンブリの
挿入工程が削減される。
【００６５】また、上記インシュレータを上記スロット
に装着する工程と、上記巻線アッセンブリを上記スロッ
ト内に挿入する工程とを交互に繰り返し行うので、イン
シュレータと同時に挿入する素線本数が減り、巻線アッ
センブリの挿入性が向上されるとともに、巻線アッセン
ブリ間の絶縁性も確保される。
【００６６】また、この発明によれば、軸方向に延びる
スロットが周方向に複数設けられた電機子鉄心と、上記
スロットに挿入されて上記電機子鉄心に巻装された電機
子巻線と、上記スロット内に装着されて上記電機子鉄心
と上記電機子巻線とを絶縁するインシュレータとを備え
た回転電機の電機子において、上記インシュレータは、
上記スロットの内壁面と上記電機子巻線との間に介装さ
れ、その両側辺のスロット開口側に外向き屈曲部の折れ
線がスロット長さ方向に延在しているので、インシュレ
ータの先端側がスロット開口を塞ぎ、電機子巻線と電機
子鉄心との絶縁性が向上される回転電機の電機子が得ら
れる。
【００６７】また、上記インシュレータは、その両側辺
の外向き屈曲部の折れ線のスロット開口側に内向き屈曲
部の折れ線がスロット長さ方向に延在しているので、ス
ロット開口部がインシュレータの両先端側により塞が
れ、電機子巻線と電機子鉄心との絶縁性が向上される。
【００６８】また、上記インシュレータの一方の側辺に
おける上記外向き屈曲部の折れ線と上記内向き屈曲部の
折れ線との形成位置が、他方の側辺における上記外向き
屈曲部の折れ線と上記内向き屈曲部の折れ線との形成位
置に対してスロット底部側にシフトされており、上記他
方の側辺の先端部が上記一方の側辺の先端部のスロット
開口部側に位置して重なり合って上記スロット開口部を
塞口しているので、インシュレータの両先端側がスロッ
ト深さ方向に関して重なってスロット開口を塞ぎ、電機
子巻線と電機子鉄心との絶縁性がさらに向上される。
【００６９】また、上記インシュレータは、上記両側辺
の底部側が周方向に膨らんで上記スロットの底部側内壁
面に密接しているので、インシュレータのスロット内で
の移動が規制され、電機子巻線と電機子鉄心との絶縁性
が長期的に確保される。
【００７０】また、上記電機子巻線は、長尺の素線を所
定スロット数離れたスロットに内層と外層とを交互に採
るように巻装された１ターンの第１巻線が、１スロット
ピッチで上記所定スロット数と同じ本数分配列された第
１巻線群と、長尺の素線を所定スロット数離れたスロッ
トに内層と外層とを交互に採るように、かつ、上記第１
巻線に対して電気角で１８０度ずらして反転巻装された
１ターンの第２巻線が、１スロットピッチで上記所定ス
ロット数と同じ本数分配列された第２巻線群との対で、
スロット挿入前に一体に構成された少なくとも１組の巻
線アッセンブリで構成されているので、内周面の周方向
の凹凸が低減され、軸方向高さが低くされたコイルエン
ドを有する電機子が得られる。
【００７１】また、上記電機子巻線は複数組の上記巻線
アッセンブリで構成され、上記スロットには上記インシ
ュレータが複数組の上記巻線アッセンブリを上記スロッ
トの内壁面から絶縁するように１つ収納されているの
で、電機子巻線と電機子鉄心との間の絶縁性が確保され
る。
【００７２】また、上記電機子巻線は複数組の上記巻線
アッセンブリで構成され、上記スロットには上記インシ
ュレータが複数組の上記巻線アッセンブリのそれぞれを
上記スロットの内壁面から絶縁するように複数個収納さ
れているので、巻線アッセンブリ間の絶縁性が向上され
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発
電機の固定子を示す斜視図である。
【図２】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発
電機の固定子の製造工程におけるインシュレータ挿入工
程を説明する工程断面図である。
【図３】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発
電機の固定子の製造工程における巻線挿入工程を説明す
る工程断面図である。
【図４】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発
電機の固定子の製造工程における巻線挿入途中を示す工
程断面図である。
【図５】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発
電機の固定子の製造工程における巻線挿入状態を示す工
程断面図である。
【図６】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発
電機の固定子の製造工程における積層鉄心曲げ工程を説
明する工程断面図である。
【図７】 この発明の実施の形態２に係る車両用交流発
電機の固定子の製造方法を説明する斜視図である。
【図８】 この発明の実施の形態３に係る車両用交流発
電機の固定子を示す斜視図である。
【図９】 この発明の実施の形態３に係る車両用交流発
電機の固定子に適用される固定子巻線を構成する巻線ア
ッセンブリの製造工程を説明する図である。
【図１０】 この発明の実施の形態３に係る車両用交流
発電機の固定子に適用される固定子巻線を構成する巻線
アッセンブリの製造工程を説明する図である。
【図１１】 この発明の実施の形態３に係る車両用交流
発電機の固定子に適用される固定子巻線を構成する内層
側の巻線アッセンブリを示す図である。
【図１２】 この発明の実施の形態３に係る車両用交流
発電機の固定子に適用される固定子巻線を構成する外層
側の巻線アッセンブリを示す図である。
【図１３】 この発明の実施の形態３に係る車両用交流
発電機の固定子巻線に適用される巻線アッセンブリを構
成する素線の要部を示す斜視図である。
【図１４】 この発明の実施の形態３に係る車両用交流
発電機の固定子巻線に適用される巻線アッセンブリを構
成する素線の配列を説明する図である。
【図１５】 この発明の実施の形態３に係る車両用交流
発電機の固定子に適用される固定子鉄心を構成する積層
鉄心を説明する図である。
【図１６】 この発明の実施の形態３に係る車両用交流
発電機の固定子の製造工程におけるインシュレータ挿入
工程を説明する工程断面図である。
【図１７】 この発明の実施の形態３に係る車両用交流
発電機の固定子の製造工程における巻線挿入工程を説明
する工程断面図である。
【図１８】 この発明の実施の形態３に係る車両用交流
発電機の固定子の製造工程における巻線挿入途中を示す
工程断面図である。
【図１９】 この発明の実施の形態３に係る車両用交流
発電機の固定子の製造工程における巻線挿入状態を示す
工程断面図である。
【図２０】 この発明の実施の形態３に係る車両用交流
発電機の固定子の製造工程における積層鉄心曲げ工程を
説明する工程断面図である。
【図２１】 この発明の実施の形態４に係る車両用交流
発電機の固定子の製造工程における巻線挿入途中を示す
工程断面図である。
【図２２】 この発明の実施の形態４に係る車両用交流
発電機の固定子の製造工程における巻線挿入状態を示す
工程断面図である。
【図２３】 この発明の実施の形態５に係る車両用交流
発電機の固定子の製造工程における巻線挿入途中を示す
工程断面図である。
【図２４】 この発明の実施の形態５に係る車両用交流
発電機の固定子の製造工程における巻線挿入状態を示す
工程断面図である。
【図２５】 この発明の実施の形態６に係る車両用交流
発電機の固定子の製造工程における巻線挿入途中を示す
工程断面図である。
【図２６】 この発明の実施の形態６に係る車両用交流
発電機の固定子の製造工程における巻線挿入状態を示す
工程断面図である。
【図２７】 従来の車両用交流発電機の固定子を示す斜
視図である。
【図２８】 固定子を構成する直方体の積層鉄心を示す
斜視図である。
【図２９】 従来の車両用交流発電機の固定子の製造工
程におけるインシュレータ挿入工程を説明する工程断面
図である。
【図３０】 固定子の固定子巻線の巻装前の状態を示す
斜視図である。
【図３１】 従来の車両用交流発電機の固定子の製造工
程における巻線挿入工程を示す工程断面図である。
【図３２】 従来の車両用交流発電機の固定子の製造工
程における巻線挿入状態を示す工程断面図である。
【図３３】 従来の車両用交流発電機の固定子の製造工
程における巻線挿入状態を示す斜視図である。
【図３４】 従来の車両用交流発電機の固定子の製造工
程における積層鉄心曲げ工程を説明する工程断面図であ
る。
【符号の説明】
２、１５ 固定子鉄心（電機子鉄心）、２ａ、１５ａ
スロット、３、３Ａ、１６ 固定子巻線（電機子巻
線）、５、３６ 積層鉄心、５ａ、３６ａ スロット、
６ 素線、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、３５
Ａ、３５Ｂ 巻線アッセンブリ、１０、２０ 固定子
（電機子）、１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃインシュレ
ータ、１１ａ 先端外開き状部、１１ｂ 底部、１１ｃ
凹状底部、１２ 外向き屈曲部、１３ 内向き屈曲
部、３０ 素線、３０ａ ターン部、３０ｂ 直線部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｋ 15/02 Ｈ０２Ｋ 15/02 Ｄ 15/04 15/04 Ｚ (72)発明者 滝澤 拓志 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 大橋 篤志 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5H002 AA07 AB01 AC02 5H603 AA04 AA09 BB02 BB09 BB12 CA01 CA05 CB01 CB26 CC05 CC17 CD02 CD06 CD22 CE01 5H604 AA08 BB03 BB10 BB14 CC01 CC05 CC15 DA13 DB26 PB03 5H615 AA01 BB02 BB07 BB14 PP01 PP06 PP12 QQ02 QQ12 RR02 SS04 SS05 SS11 SS16 TT14

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 軸方向に延びるスロットが周方向に複数
    設けられた電機子鉄心と、上記スロットに挿入されて上
    記電機子鉄心に巻装された電機子巻線と、上記スロット
    内に装着されて上記電機子鉄心と上記電機子巻線とを絶
    縁するインシュレータとを備えた回転電機の電機子の製
    造方法において、 両側辺の先端側がそれぞれ外向き屈曲部を境に外向きに
    折り曲げられて形成された先端外開き状部を有する略Ｕ
    字状の上記インシュレータを成形する工程と、 素線を所定の巻線状態に成形した巻線アッセンブリを形
    成する工程と、 上記先端外開き状部が上記スロットの開口部から延出す
    るように上記インシュレータを上記スロットのそれぞれ
    に装着する工程と、 上記巻線アッセンブリを上記スロットの開口部側から上
    記先端外開き状部をガイドとして上記インシュレータ内
    に挿入し、その後上記巻線アッセンブリを上記インシュ
    レータとともに上記スロット内に押し込む工程とを有す
    ることを特徴とする回転電機の電機子の製造方法。
  2. 【請求項２】 上記インシュレータを成形する工程にお
    いて、上記先端外開き状部が内向き屈曲部を境にくの字
    状に成形されることを特徴とする請求項１記載の回転電
    機の電機子の製造方法。
  3. 【請求項３】 上記インシュレータの一方の側辺に形成
    された上記外向き屈曲部と上記内向き屈曲部の形成位置
    が、他方の側辺に形成された上記外向き屈曲部と上記内
    向き屈曲部の形成位置に対して、底部側にシフトされて
    いることを特徴とする請求項２記載の回転電機の電機子
    の製造方法。
  4. 【請求項４】 上記インシュレータの底部の少なくとも
    一部が、凹状もしくは凸状に形成されていることを特徴
    とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の回転電
    機の電機子の製造方法。
  5. 【請求項５】 上記インシュレータは複数のスロットが
    形成された直方体の積層鉄心に装着され、上記巻線アッ
    センブリが上記インシュレータを装着した上記スロット
    に挿入された後、上記積層鉄心を円筒状に曲げ、端部同
    士を突き合わせて溶接一体化されることを特徴とする請
    求項１乃至請求項４のいずれかに記載の回転電機の電機
    子の製造方法。
  6. 【請求項６】 上記巻線アッセンブリは、上記素線が上
    記スロット内にスロット深さ方向に１列に配列されて収
    納されるように構成されていることを特徴とする請求項
    １乃至請求項５のいずれかに記載の回転電機の電機子の
    製造方法。
  7. 【請求項７】 上記巻線アッセンブリは、上記素線に連
    続導体を用い、所定スロットピッチに配列され、かつ、
    配列方向と直交する方向に交互に所定量ずれて２列に配
    列された直線部を、ターン部により連結して波状に成形
    された第１巻線が、１スロットピッチで上記所定スロッ
    ト数と同じ本数分配列してなる第１巻線群と、上記素線
    に連続導体を用い、上記第１巻線に対して反転する波状
    に成形された第２巻線が、１スロットピッチで上記所定
    スロット数と同じ本数分配列してなる第２巻線群との対
    で構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項
    ６のいずれかに記載の回転電機の電機子の製造方法。
  8. 【請求項８】 上記巻線アッセンブリを複数個重ねて上
    記スロット内に挿入することを特徴とする請求項７記載
    の回転電機の電機子の製造方法。
  9. 【請求項９】 上記インシュレータを上記スロットに装
    着する工程と、上記巻線アッセンブリを上記スロット内
    に挿入する工程とを交互に繰り返し行うことを特徴とす
    る請求項７記載の回転電機の電機子の製造方法。
  10. 【請求項１０】 軸方向に延びるスロットが周方向に複
    数設けられた電機子鉄心と、上記スロットに挿入されて
    上記電機子鉄心に巻装された電機子巻線と、上記スロッ
    ト内に装着されて上記電機子鉄心と上記電機子巻線とを
    絶縁するインシュレータとを備えた回転電機の電機子に
    おいて、 上記インシュレータは、上記スロットの内壁面と上記電
    機子巻線との間に介装され、その両側辺のスロット開口
    側に外向き屈曲部の折れ線がスロット長さ方向に延在し
    ていることを特徴とする回転電機の電機子。
  11. 【請求項１１】 上記インシュレータは、その両側辺の
    外向き屈曲部の折れ線のスロット開口側に内向き屈曲部
    の折れ線がスロット長さ方向に延在していることを特徴
    とする請求項１０記載の回転電機の電機子。
  12. 【請求項１２】 上記インシュレータの一方の側辺にお
    ける上記外向き屈曲部の折れ線と上記内向き屈曲部の折
    れ線との形成位置が、他方の側辺における上記外向き屈
    曲部の折れ線と上記内向き屈曲部の折れ線との形成位置
    に対してスロット底部側にシフトされており、上記他方
    の側辺の先端部が上記一方の側辺の先端部のスロット開
    口部側に位置して重なり合って上記スロット開口部を塞
    口していることを特徴とする請求項１１記載の回転電機
    の電機子。
  13. 【請求項１３】 上記インシュレータは、上記両側辺の
    底部側が周方向に膨らんで上記スロットの底部側内壁面
    に密接していることを特徴とする請求項１０乃至請求項
    １２のいずれかに記載の回転電機の電機子。
  14. 【請求項１４】 上記電機子巻線は、長尺の素線を所定
    スロット数離れたスロットに内層と外層とを交互に採る
    ように巻装された１ターンの第１巻線が、１スロットピ
    ッチで上記所定スロット数と同じ本数分配列された第１
    巻線群と、長尺の素線を所定スロット数離れたスロット
    に内層と外層とを交互に採るように、かつ、上記第１巻
    線に対して電気角で１８０度ずらして反転巻装された１
    ターンの第２巻線が、１スロットピッチで上記所定スロ
    ット数と同じ本数分配列された第２巻線群との対で、ス
    ロット挿入前に一体に構成された少なくとも１組の巻線
    アッセンブリで構成されていることを特徴とする請求項
    １０乃至請求項１３のいずれかに記載の回転電機の電機
    子。
  15. 【請求項１５】 上記電機子巻線は複数組の上記巻線ア
    ッセンブリで構成され、上記スロットには上記インシュ
    レータが複数組の上記巻線アッセンブリを上記スロット
    の内壁面から絶縁するように１つ収納されていることを
    特徴とする請求項１４記載の回転電機の電機子。
  16. 【請求項１６】 上記電機子巻線は複数組の上記巻線ア
    ッセンブリで構成され、上記スロットには上記インシュ
    レータが複数組の上記巻線アッセンブリのそれぞれを上
    記スロットの内壁面から絶縁するように複数個収納され
    ていることを特徴とする請求項１４記載の回転電機の電
    機子。
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