JP5583508B2

JP5583508B2 - 回転電機

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Publication number: JP5583508B2
Application number: JP2010170028A
Authority: JP
Inventors: 徹三田; 浩又平; 健一中山
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2010-07-29
Filing date: 2010-07-29
Publication date: 2014-09-03
Anticipated expiration: 2030-07-29
Also published as: JP2012034453A

Description

本発明は回転電機において、とくにコイル導体間を絶縁する絶縁紙の浮き上がりを防止する技術に関する。

セグメント型の回転電機や発電機は、内周側に開口する多数のスロットを備えた固定子鉄心を有しており、前記スロットのおのおのに複数の略Ｕ字形状のセグメント導体が挿入されている。このような固定子のコイル間の絶縁構造として、例えば、特許文献１記載の発電機では、個々のコイルに絶縁被覆が設けられるとともに、コイル間に絶縁紙を挿入している。コイルエンドは、接続完了後に、コンパクト化のために、捻りつつ屈曲されるが、この屈曲工程に際して、隣接コイルが相互に干渉して、電線の被覆が破損する可能性がある。文献１記載の同発電機では、コア本体両端の端板において、スロット幅を大きくして、絶縁被覆の破損を防止している。

特開２００１−２７５２８３号公報

特許文献１の発電機では、コイルエンドに絶縁紙は挿入されていないが、ＨＶ車両やＥＶ車両等で使用される、高出力、高電圧の回転電機では、絶縁確保の必要性が高く、コイルエンドにも絶縁紙が挿入されるようになっている。そして、コイルエンドの屈曲工程に際して、絶縁紙に、コイルエンドからの浮き上がり等のずれが生じるおそれがある。

本発明によるセグメント型回転電機は、固定子と回転子を有するセグメント型回転電機において、内周に複数のスロットが設けられた固定子鉄心と、スロットに挿入され、かつ固定子鉄心の端面から突出するセグメント導体を接続して形成されたコイル巻線であって、固定子鉄心の端面から突出したコイルエンドにおいてセグメント導体が屈曲されたコイル巻線と、コイルエンドにおける相間絶縁、コイル導体間絶縁のためにコイル導体間に環状に配設され、少なくとも一方の面に浮き上がり防止突起を有する絶縁紙とを備え、絶縁紙は、コイルエンドにおいてセグメント導体の間の間隙に全周にわたって挿入され、浮き上がり防止突起は、セグメント導体の屈曲部と係合して固定子鉄心の端面に向かって押圧されることを特徴とする。

本発明の回転電機によれば、コイルエンドの屈曲工程時に絶縁紙のずれを防止することができる。
本発明の絶縁紙によれば、絶縁紙の少なくとも一方の面に浮き上がり防止突起を設けるだけよいので、別部材を必要とせずに、絶縁紙の浮き上がりを防止できる。
本発明のセグメント型回転電機の製造方法によれば、セグメント導体をスロットに挿入した後、浮き上がり防止突起を設けた絶縁紙を挿入すればよく、浮き上がり防止のための別の工程を必要としない。したがって、固定子の製造工程が複雑化することもない。

本発明による回転電機の一実施形態の内部構造を示す断面図。図１の回転電機の固定子の斜視図。図１の回転電機のコイル巻線を示す斜視図。図３のコイル巻線を構成するセグメント導体を説明する図。図２の固定子の拡大斜視図。図５の固定子の部分拡大斜視図。一実施の形態のコイルエンドにおける内周、外周絶縁紙を示す斜視図。一実施の形態のコイルエンドにおける中間絶縁紙を示す斜視図。外周絶縁紙を示す平面図。内周絶縁紙を示す平面図。中間絶縁紙を示す平面図。スリットに装着したスロットライナーを示す固定子鉄心の平面図。図１２の状態からセグメント導体をスリットに挿入した状態を示す固定子鉄心の平面図。コイルエンドに外周絶縁紙を装着した固定子鉄心を示す正面図。コイルエンドに外周絶縁紙を装着した固定子鉄心を示す平面図。コイルエンドに内絶縁紙を装着した固定子鉄心を示す平面図。コイルエンドに中間絶縁紙を装着した固定子鉄心を示す平面図。外周絶縁紙、中間絶縁紙および内周絶縁紙を装着した固定子鉄心を示す正面図。図１８の拡大図。図１８の固定子鉄心のコイルエンドにおいてセグメント導体を屈曲する工程を示す正面図。図２０の拡大図。

本発明による回転電機および回転電機のための絶縁紙の実施形態を図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
―回転電機の全体構成―
図１は、本発明による回転電機を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に適用した一実施形態を示す。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。

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。

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。

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１３０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承されている。

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。

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に嵌合しつつ冷媒ジャケット１３０に組付ける。

―固定子―
固定子２０の斜視図である図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、絶縁紙（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。

なお、図２に示す回転電機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、図２に示すように、外周コイル間絶縁紙２０１、内周コイル間絶縁紙２０３、中間絶縁紙２０２がコイルエンド６２に設けられている。絶縁紙２０１〜２０３については後述する。

―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。

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。

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。

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と呼ぶこともある。

―絶縁紙２０１〜２０３―
図５および図６を参照して、この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。

図６は図５の部分拡大図である。図６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。

図６に示されるように、第１の導体列２８Ｒ１と第２の導体列２８Ｒ２との間には絶縁材で成型された絶縁紙２０１が設けられている。第２の導体列２８Ｒ２と第３の導体列２８Ｒ３との間には絶縁材で成型された絶縁紙２０２が設けられている。第３の導体列２８Ｒ３と第４の導体列２８Ｒ４との間には絶縁材で成型された絶縁紙２０３が設けられている。絶縁紙２０１，２０２，２０３は、後述するセグメント導体２８の折り曲げ加工時に絶縁紙２０１，２０２，２０３自身がコイルエンドから回転軸方向にずれないような機能部を有している。

絶縁紙２０１〜２０３の一例を図７および図８に示す。絶縁紙２０１〜２０３は、例えば、樹脂シートの表裏面にアラミド樹脂を熱成型して製作することができる。したがって、絶縁紙２０１〜２０３は、充分な絶縁性、耐熱性、耐薬品性を備える。

―外周絶縁紙２０１，内周絶縁紙２０３―
図７、図９および図１０を参照して外周絶縁紙２０１，内周絶縁紙２０３について説明する。図７は絶縁紙の斜視図、図９および図１０のそれぞれは、コイルエンド６２から見た固定子２０の平面図であり、外周絶縁紙２０１と内周絶縁紙２０３の装着位置を示す。

図７に示すように、外周絶縁紙２０１は、幅Ｈ１の帯状シートであり、その長さは、第１の導体列２８Ｒ１と第２の導体列２８Ｒ２との間の間隙ＧＧの周長と、端部２０１Ｅでの重ね代Ｌ２０１の２倍とを加えた長さである。すなわち、第１導体列２８Ｒ１と第２導体列２８Ｒ２を全周に渡って絶縁し得る長さを有する帯状でかつシート状の部材である。

内周絶縁紙２０３も同様であり、幅Ｈ１の帯状シートであり、その長さは、第３の導体列２８Ｒ３と第４の導体列２８Ｒ４との間の間隙ＧＮの周長と、端部２０３Ｅでの重ね代Ｌ２０３の２倍とを加えた長さである。すなわち、第３導体列２８Ｒ３と第４導体列２８Ｒ４を全周に渡って絶縁することができる長さを有する帯状でかつシート状の部材である。

これらの絶縁紙２０１，２０３は、コイルエンド６２において、固定子鉄心２１の端面２１Ｆに接しつつ、高さＨ１で外周コイル１３０と内周コイル１２０を構成するセグメント導体２８の接続部方向に立ち上がっている。

図７に示すように、外周絶縁紙２０１には、固定子鉄心２１の端面２１Ｆに接する側縁２０１Ｓに、長さ方向に一方の面から突出する複数の凸部５８と、他方の面から突出する複数の凸部５９が交互に、略等間隔で形成されている。外周絶縁紙２０１の凸部５８，５９は、端面２１Ｆの方向に拡がる３角錐状の突起であり、凸部５８および凸部５９は、第１導体列２８Ｒ１と第２導体列２８Ｒ２との間の間隙の全周において外周絶縁紙２０１の内面と外面のそれぞれに突出している。すなわち、外周絶縁紙２０１には両面に突起５８，５９が形成されている。本実施形態では、塑性加工によって凸部５８および凸部５９が数１０個程度形成されている。

内周絶縁紙２０３には、固定子鉄心２１の端面２１Ｆに接する側縁２０３Ｓに、長さ方向に一方の面から突出する複数の凸部６０と、他方の面から突出する複数の凸部６１が交互に、略等間隔で形成されている。内周絶縁紙２０３の凸部６０，６１は、端面２１Ｆの方向に拡がる３角錐状の突起であり、凸部６０および凸部６１は、第３導体列２８Ｒ３と第４導体列２８Ｒ４との間の間隙の全周において内周絶縁紙２０３の内面と外面のそれぞれに突出している。すなわち、内周絶縁紙２０３には両面に突起６０，６１が形成されている。本実施形態では、塑性加工によって凸部５８および凸部５９が数１０個程度形成されている。

―中間絶縁紙２０２―
図８および図１１を参照して中間絶縁紙２０２について説明する。図８は中間絶縁紙の斜視図、図１１は、コイルエンド６２から見た固定子２０の平面図であり、中間絶縁紙２０２の装着位置を示す。

図８、図１１に示すように、中間絶縁紙２０２は幅Ｈ２を有するとともに、内周コイル１２０、外周コイル１３０の間の間隙ＧＣを全周に渡って絶縁し得る長さを有する長方形状である。図８を参照して説明すると、中間絶縁紙２０２は、第２導体列２８Ｒ２と第３導体列２８Ｒ３との間の間隙に配設される。中間絶縁紙２０２は、固定子鉄心２１の端面２１Ｆに接しつつ、高さＨ２で内周コイル１２０および外周コイル１３０の先端方向に立ち上がっている。図１１において、中間絶縁紙２０２の長さは、内周コイル１２０と外周コイル１３０の間の隙間ＧＣの周長と、端部重ね代Ｌ２０２の２倍を加えた長さとなる。

図８に示すように、中間絶縁紙２０２には、固定子鉄心２１の端面２１Ｆに接する側縁２０３Ｓに、長さ方向に複数の凸部５２、凸部５４が交互に、略等間隔で形成されている。凸部５２、凸部５４は、端面２１Ｆの方向に拡がる３角錐状の突起であり、凸部５２、凸部５４は、第２導体列２８Ｒ２と第３導体列２８Ｒ３との間の間隙の全周において中間絶縁紙２０２の内面と外面のそれぞれに突出している。本実施形態では、塑性加工によって凸部５２および凸部５４が数１０個程度形成されている。

なお、図８に示す絶縁紙２０２は、絶縁紙２０１、２０３に比べて軸方向の幅が大きくされ、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との間の絶縁性を担保するとともに、絶縁材としての沿面距離を確保している。

―凸部の抜け止め機能についてー
本発明による実施形態の絶縁紙２０１〜２０３に設けた凸部５８〜６１，５２，５４は絶縁紙２０１〜２０３の抜け止め防止機能を有する。抜け止め防止機能については、製造工程を説明する際に詳述するが、ここでは、簡単に説明をしておく。

図４（ｂ）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４０が固定子鉄心２１に巻き回される。

セグメント導体２８の端部を折り曲げ成形し溶接する前に、絶縁紙２０１〜２０３は上述した第１導体列２８Ｒ１〜２８Ｒ４の間の間隙に軸方向から挿入される。その後、セグメント導体２８の端部を折り曲げ成形する際、セグメント導体２８の屈曲部が絶縁紙２０１〜２０３の凸部５８〜６１、５２，５４を押圧する。したがって、上記導体列の間隙寸法がばらつくことに起因して絶縁紙２０１〜２０３が軸方向に浮き上がることを防止する。

図１８を参照してさらに詳細に説明する。
図１８は外周コイル１３０を固定子鉄心２１の外周側から見た図である。第1導体列２８Ｒ１を構成するセグメント導体２８の一方２８Ｊは一方向Ｃに屈曲され、第２導体列２８Ｒ２を構成するセグメント導体２８の他方２８Ｔは反対方向Ｂに屈曲される。図示はしていないが、内周コイル１２０も同様である。すなわち、第３導体列２８Ｒ３を構成するセグメント導体２８の一方２８Ｊは一方向Ｃに屈曲され、第４導体列２８Ｒ４を構成するセグメント導体２８の他方２８Ｔは反対方向Ｂに屈曲される。

絶縁紙２０１の凸部５８および凸部５９は、コイルエンド６２の屈曲工程において外周コイル１３０を屈曲した際に、外周コイル１３０の屈曲部２８Ｋが係合し、外周絶縁紙２０１は、端面２１Ｆ方向に押し込まれる。これによって、外周絶縁紙２０１が、端面２１Ｆから離間する方向に浮き上がることを防止することでき、外周コイル１３０の導体間絶縁を損なうことがない。

なお、凸部５８および凸部５９を端面２１Ｆ方向に押し付ける保持力は、外周絶縁紙２０１に厚さ方向のモーメントを生じさせるが、凸部５８および凸部５９の両者を設けたことによって、両者のモーメントが相殺され、外周絶縁紙２０１の保持は安定する。

内周絶縁紙２０３および中間絶縁紙２０２についても、外周絶縁紙２０１について説明したと同様に、外周コイル１３０と内周コイル１２０を屈曲する工程でセグメント導体２８の屈曲部２８Ｋが絶縁紙の突部６０，６１，５２，５４と係合し、絶縁紙２０２および２０３の浮き上がりが防止される。

すなわち、本実施形態は、コイルエンド６２の屈曲工程時に絶縁紙２０１〜２０３のずれを防止でき、ずれ修正作業が生じることもない。

［固定子の組み立て］
上述した回転電機の固定子製造方法について説明する。この製造方法は、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側に突出するセグメント導体２８の第１〜第４導体列２８Ｒ１〜２８Ｒ４の列間に絶縁紙２０１〜２０３を挿入する第２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を折れ曲げる第３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４工程とを備える。

［スロット内絶縁紙の挿入工程］
図１２において、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、例えば、両端部を同一方向に湾曲したＢ字状に折り曲げられる。外周コイル用スロットライナー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形成する。

［コイル挿入工程］
図１３において、内周コイル用スロットライナー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および外周コイル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。

図１４に示すように、この状態で、同一スロット内において内周コイル１２０を構成するセグメント導体間（第３導体列２８Ｒ３と第４導体列２８Ｒ４の間）に内周隙間ＧＮが存在し、外周コイル１３０を構成するセグメント導体間（第１導体列２８Ｒ１と第２導体列２８Ｒ２の間）に外周隙間ＧＧが存在する。また、内周コイル１２０および外周コイル１３０間（第２導体列２８Ｒ２と第３導体列２８Ｒ３の間）に中間隙間ＧＣが存在する。

［外周絶縁紙の挿入工程］
図１４および図１５に示すように、外周コイル１３０の先端から矢印Ａ方向に、外周隙間ＧＧ内に外周絶縁紙２０１を挿入する。このとき、側縁２０１Ｓを端面２１Ｆに対向させつつ凸部５８および凸部５９を、外周コイル１３０を構成するセグメント導体２８の周方向の隙間１３Ｃ、すなわち一対の直線部間に挿入する。

［内周絶縁紙の挿入工程］
図１１および図１６に示すように、内周コイル１２０の先端から矢印Ａ方向に、内周隙間ＧＮ内に内周絶縁紙２０３を挿入する。このとき、側縁２０３Ｓを端面２１Ｆに対向させつつ凸部６０および凸部６１を、内周コイル１２０を構成するセグメント導体２８の周方向の隙間１２Ｃ、すなわち一対の直線部間に挿入する。

［中間絶縁紙の挿入工程］
図１５および図１６に示すように、内周コイル１２０、外周コイル１３０の先端から中間隙間ＧＣ内に中間絶縁紙２０２を挿入する。このとき、側縁２０２Ｓを端面２１Ｆに対向させつつ凸部５２および凸部５４を隙間１２Ｃ、１３Ｃ内に挿入する。中間絶縁紙２０２の挿入方向は、図１１の矢印Ａ方向と同様である。

このような絶縁紙挿入工程により、外周絶縁紙２０１、内周絶縁紙２０３、中間絶縁紙２０２が内周コイル１２０間、外周コイル１３０間、内周コイル１２０と外周コイル１３０間に挿入する工程が完了する。

［屈曲工程］
図１７、図１８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および内周コイル１２０の先端部分の一方側を周方向の一方向（図１７のＢ方向）に捻る。

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および内周コイル１２０の先端部分の他方側を周方向の他方向（図１７のＣ方向）に捻る。

捻り機構による先端部１８〜２１の捻りによって、図１７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。

［溶接工程］
その後、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、および内周コイル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。
以上の工程により、固定子２０の組み立てが完了する。

以上説明した回転電機１００は、固定子２１と回転子を有するセグメント型回転電機のコイルエンド６２における相間絶縁、コイル導体間絶縁のためにコイル導体間に環状に配設して使用される絶縁紙２０１〜２０３を備えている。そして、環状に配設される絶縁紙２０１〜２０３の少なくとも一方の面に浮き上がり防止突起５８〜６１、５２，５４を備えるものである。このような実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。

（１）コイルエンド６２において、内周コイル１２０間、外周コイル１３０間、内周コイル１２０と外周コイル１３０の間に、内周絶縁紙２０３、外周絶縁紙２０１、中間絶縁紙２０２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での絶縁不良を防止することができる。

（２）セグメント導体の先端部を捻る工程において、絶縁紙２０１〜２０３を介在させることによって、コイル屈曲工程で、平角線の被覆に傷をつけることがない。

（３）凸部５８〜６１、５２，５４は、屈曲工程によって、コイルエンド６２において内周コイル１２０、外周コイル１３０を屈曲した際、セグメント導体２８の屈曲部２８Ｋに係合し、内周絶縁紙２０３、外周絶縁紙２０１、および中間絶縁紙２０２はそれぞれ、固定子鉄心２１の端面２１Ｆ方向に押し込まれる。これによって、絶縁紙２０１〜２０３が端面２１Ｆから離間する方向に浮き上がることはなく、内周コイル１２０と外周コイル１３０を絶縁し得る位置に保持される。

（４）絶縁紙２０１〜２０３の少なくとも一方の面に浮き上がり防止突起を設けるだけよいので、別部材を必要とせずに、絶縁紙の浮き上がりを防止できる。

（５）実施の形態のセグメント型回転電機の製造方法によれば、セグメント導体２８をスロット２１Ｓに挿入した後、浮き上がり防止突起５８〜６１、５２，５４を設けた絶縁紙２０１〜２０３を挿入すればよく、絶縁紙浮き上がり防止のための別の工程を必要としない。したがって、固定子の製造工程が複雑化することもない。

［変形例］
以上説明した回転電機の固定子を以下のように変形してもよい。
（１）以上の実施形態では、絶縁紙２０１〜２０３における凸部の個数は数１０個程度であったが、絶縁紙の浮き上がりを防止できれば、周方向に略均等に４個、あるいは周囲に１個設けるだけでもよい。

（２）以上の実施形態においては、絶縁紙２０１〜２０３には凸部を両面に形成したが、凸部の個数、サイズの選択によっては片面にのみ突起を設けてもよい。

（３）以上の実施形態においては、凸部は３角錐状であったが、半球体形状その他の形状を採用することも可能である。

（４）以上の実施形態においては、第1導体列２８Ｒ１〜第４導体列２８Ｒ４を有する回転電機について説明した。したがって、実施の形態の回転電機は、外周コイル１３０を構成するセグメント導体間を絶縁する絶縁紙２０１、内周コイル１２０を構成するセグメント導体間を絶縁する内周絶縁紙２０３、内周コイル１２０と外周コイル１３０の間を絶縁する絶縁紙２０２とを有する。しかしながら、所望の絶縁が確保されれば、回転電機の巻線方式に従って、絶縁紙の配設位置、数量は種々の形態でもよい。したがって第１導体列〜第Ｎ導体列（Ｎは２以上の整数）を有する回転電極に本発明を適用できる。

（５）インナーロータ型の回転電機として説明したが、アウターロータ型の回転電機にも本発明を適用できる。

以上の説明は一例であり、本発明は実施形態に限定されない。したがって、コイルエンドにおける相間絶縁、コイル導体間絶縁のためにコイル導体間に環状に配設した絶縁紙において、絶縁紙の少なくとも一方の面に浮き上がり防止突起を形成した回転電機であれば、その形態は問わない。

１２：内周コイル
１２Ｃ：隙間
１２Ｓ：側面
１３：外周コイル
１３Ｃ：隙間
１３Ｓ：側面
２０：固定子
２１：固定子鉄心
２１Ｓ：スロット
２８：セグメント導体
２８Ｋ：屈曲部
５２，５４、５８〜６１：凸部
６１，６２：コイルエンド
１００：回転電機
２０１：外周絶縁紙
２０１Ｓ：側縁
２０２：中間絶縁紙
２０２Ｓ：側縁
２０３：内周絶縁紙
２０３Ｓ：側縁
ＧＧ：外周隙間
ＧＮ：内周隙間
ＧＣ：中間隙間

Claims

固定子と回転子を有するセグメント型回転電機において、
内周に複数のスロットが設けられた固定子鉄心と、
前記スロットに挿入され、かつ前記固定子鉄心の端面から突出するセグメント導体を接続して形成されたコイル巻線であって、前記固定子鉄心の端面から突出したコイルエンドにおいて前記セグメント導体が屈曲されたコイル巻線と、
前記コイルエンドにおける相間絶縁、コイル導体間絶縁のためにコイル導体間に環状に配設され、少なくとも一方の面に浮き上がり防止突起を有する絶縁紙とを備え、
前記絶縁紙は、前記コイルエンドにおいて前記セグメント導体の間の間隙に全周にわたって挿入され、
前記浮き上がり防止突起は、前記セグメント導体の屈曲部と係合して前記固定子鉄心の前記端面に向かって押圧されることを特徴とするセグメント型回転電機。
請求項１に記載の回転電機において、
前記突起は、前記固定子の周方向に複数配列されるように所定間隔に設けられていることを特徴とするセグメント型回転電機。
請求項１または２に記載の回転電機において、
前記突起は、塑性加工によって形成されていることを特徴とするセグメント型回転電機。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の回転電機において、
前記突起は３角錐状または半球体形状であることを特徴とするセグメント型回転電機。