WO2014034157A1 - 回転電機およびその製造方法 - Google Patents

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WO2014034157A1
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coil end
winding
coil
insulating paper
rows
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PCT/JP2013/054036
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篤史 坂上
秋田　裕之
宏紀 立木
井上　正哉
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三菱電機株式会社
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/38—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation around winding heads, equalising connectors, or connections thereto
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/10—Applying solid insulation to windings, stators or rotors
    • H02K15/105—Applying solid insulation to windings, stators or rotors to the windings
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    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49009—Dynamoelectric machine

Definitions

  • the present invention relates to a rotating electrical machine such as an electric motor or a generator and a manufacturing method thereof, and particularly to an insulating structure of a coil end of an armature winding.
  • a tortoiseshell-shaped winding body configured by winding a conductor wire around a pair of slots located on both sides of a plurality of continuous teeth in the circumferential direction is arranged in the circumferential direction. Are arranged at a pitch of 1 slot.
  • the potential difference between the conductor wires in the same phase is small, a large potential difference is applied between the conductor wires in different phases.
  • the conductor wire of the other phase is close to the power feeding unit, the potential difference close to the power supply voltage is applied between the conductor wires of different phases. Therefore, when used at a high voltage, partial discharge tends to occur.
  • Patent Document 1 since the thickness of the insulating layer between the slot portion and the coil end portion is changed, it is difficult to manage the thickness of the insulating layer and the coating process of the insulating layer becomes complicated. Further, even when the insulating layer material of the slot portion and the coil end portion is changed, the coating process of the insulating layer becomes complicated.
  • an object of the present invention is to obtain a rotating electrical machine that can secure insulation performance in a coil end group, and that can achieve both downsizing, high voltage, and high output, and a manufacturing method thereof.
  • the rotating electrical machine has an armature in which an armature winding is mounted on an annular armature core.
  • the armature winding includes a plurality of winding bodies having a linear portion and a coil end connecting between ends of the linear portion between the rows, and the plurality of winding bodies are arranged in two rows, respectively.
  • Each row of the straight portions is accommodated in a pair of slots located on both sides of a plurality of teeth continuous in the circumferential direction of the armature core and arranged in the circumferential direction.
  • 2m (where m is an integer equal to or greater than 2) linear portions are accommodated alternately in a line in the radial direction.
  • a first coil end array formed by arranging the first coil ends extending from the slot pair in the coil ends to one end in the axial direction of the armature core in the circumferential direction at a one-slot pitch, respectively. , Arranged in m layers in the radial direction to constitute a first coil end group, and each of the second coil ends extending from the slot pair in the coil ends to the other axial end side of the armature core.
  • the second coil end rows formed by arranging one slot pitch in the circumferential direction are arranged in (m ⁇ 1) layers in the radial direction to constitute a second coil end group. Cylindrical first insulating paper is accommodated in the first coil end rows and the second coil end rows, and cylindrical second insulating paper is provided between the first coil end rows and the first coil end rows. Housed between two coil end rows.
  • the cylindrical first insulating paper is accommodated in the first coil end rows and the second coil end rows, and the cylindrical second insulating paper is between the first coil end rows, And the second coil end row. Therefore, interphase insulation in the first and second coil end groups can be ensured without changing the thickness and material of the insulating coating between the straight portion and the first and second coil ends, and miniaturization, high voltage, and high output are achieved. Can be obtained.
  • Embodiment 1 of the present invention It is a perspective view explaining the assembly method of the coil
  • FIG. 20 is a development view of a cross section taken along line XX-XX in FIG.
  • FIG. 20 is a development view of a cross section taken along line XXI-XXI in FIG.
  • FIG. 29 is a cross-sectional view taken along arrow XXIX-XXIX in FIG. 28. It is an expanded view which shows the insulation paper mounting state of the coil
  • FIG. 1 is a half sectional view showing a rotating electrical machine according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view showing a main part of the rotating electrical machine according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 3 is an embodiment of the present invention.
  • 4 is a perspective view showing an armature applied to the rotary electric machine according to Embodiment 1
  • FIG. 4 is a perspective view showing an iron core block constituting the armature core applied to the rotary electric machine according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. FIG. 6 is a perspective view showing a winding assembly constituting an armature winding of an armature applied to the rotary electric machine according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 6 is a winding in the rotary electric machine according to Embodiment 1 of the present invention.
  • 7 is a perspective view showing a winding body constituting the wire assembly
  • FIG. 7 is a front view showing the winding body constituting the winding assembly in the rotary electric machine according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. Winding assembly in rotary electric machine according to embodiment 1 Side view of a winding body that constitutes
  • FIG. 9 is a perspective view of a winding body that constitutes the winding assembly in the rotary electric machine according to the Embodiment 1 of the present invention from the front obliquely upward. 2 and 3, the insulating paper 25 is omitted for convenience.
  • the rotating electrical machine 100 is fixed to the housing 1 having the bottomed cylindrical frame 2 and the end plate 3 that closes the opening of the frame 2 and the cylindrical portion of the frame 2 in an internally fitted state.
  • An armature 10 and a rotor fixed to a rotary shaft 6 rotatably supported on a bottom portion and an end plate 3 of the frame 2 via a bearing 4 and rotatably disposed on the inner peripheral side of the armature 10. 5 is provided.
  • the rotor 5 is composed of a rotor core 7 fixed to a rotary shaft 6 inserted through the shaft center position, and embedded on the outer peripheral surface side of the rotor core 7 and arranged at a predetermined pitch in the circumferential direction to constitute a magnetic pole. And a permanent magnet type rotor.
  • the rotor 5 is not limited to a permanent magnet type rotor, and a squirrel-cage rotor in which a non-insulated rotor conductor is housed in a slot of a rotor core and both sides are short-circuited by a short-circuit ring, or an insulated conductor. You may use the winding-type rotor which attached the wire to the slot of the rotor core.
  • the armature 10 includes an armature core 11 and an armature winding 20 attached to the armature core 11.
  • the number of poles p of the rotor 5 is 8
  • the number of slots S of the armature core 11 is 48
  • the armature winding 20 is a three-phase winding. That is, the slots 13 are formed in the armature core 11 at a rate of two per phase per phase. Note that the number of slots q per pole and phase is 2.
  • the core block 12 is obtained by dividing an annular armature core 11 into 48 equal parts in the circumferential direction, and is produced by laminating and integrating a predetermined number of electromagnetic steel sheets punched into a predetermined shape as shown in FIG. And a core back portion 12a having a circular arc cross section, and a tooth 12b extending radially inward from the inner peripheral wall surface of the core back portion 12a.
  • the armature core 11 is formed in an annular shape by arranging and integrating the 48 core blocks 12 in the circumferential direction with the teeth 12b facing inward in the radial direction and the side surfaces in the circumferential direction of the core back portion 12a butting each other. It is configured. And the slot 13 comprised by the iron core block 12 adjacent to the circumferential direction is arranged by the equiangular pitch in the circumferential direction so that it may open to an inner peripheral side.
  • the teeth 12b are formed in a tapered shape whose circumferential width gradually decreases inward in the radial direction, and the cross section of the slot 13 is rectangular.
  • the armature winding 20 is configured by subjecting a winding assembly 21 mounted on the armature core 11 to a predetermined connection process.
  • the winding assembly 21 is formed by arranging winding bodies 22 accommodated in pairs of slots 13 located on both sides of six consecutive teeth 12b in the circumferential direction at a pitch of one slot. Is done.
  • Winding ends 22g described later extend in the axial direction, and are arranged in the circumferential direction at a pitch of 1 slot on the inner diameter side of the winding assembly 21.
  • winding ends 22h described later extend in the axial direction in the same direction as the winding end 22g, and are arranged in the circumferential direction at a one-slot pitch on the outer diameter side of the winding assembly 21.
  • the winding body 22 is a rectangular conductor wire made of a continuous copper wire or aluminum wire that is insulated with an enamel resin and has no connection portion.
  • the plane formed by the long sides of the cross section is opposed, and a gap d that is substantially equal to the short side length of the rectangular cross section is secured between the opposing planes, and is configured to be spirally wound four times in a substantially hexagonal shape. It is a tortoiseshell shaped coil.
  • the winding body 22 is produced, for example, by winding a conductor wire four times in a spiral manner around an edgewise winding to produce a cylindrical coil body, and then forming the coil body into a substantially hexagonal shape with a coil molding machine. . Further, the winding body 22 may be manufactured by bending a conductor wire into a substantially hexagonal shape by bending, and winding it in a spiral shape.
  • the winding body 22 is divided into two rows at 6-slot angular intervals, and the first and second straight portions 22a, which are arranged four by four in the short side direction of the rectangular cross section with a gap d in each row. 22b, and first and second coil ends 22c and 22d for alternately connecting one end and the other end in the length direction between the rows of the first and second linear portions 22a and 22b.
  • the 6-slot angular interval is an interval between the slot centers of the slots 13 on both sides of the six consecutive teeth 12b, and corresponds to one magnetic pole pitch.
  • the first coil end 22c has a predetermined inclination from one end of the first linear portion 22a of one row to the second linear portion 22b side of the other row, and the length direction of the first and second linear portions 22a, 22b. It extends outward and is bent at a substantially right angle at the central portion (first top portion 22e) between the rows of the first and second straight portions 22a and 22b and has a gap in the arrangement direction of the first and second straight portions 22a and 22b. and then bent at a substantially right angle and extended with a predetermined inclination toward the second linear portion 22b side of the other row and inward in the longitudinal direction of the first and second linear portions 22a, 22b, Is connected to one end of the second linear portion 22b of the row.
  • the second coil end 22d has a predetermined inclination from the other end of the second linear portion 22b of the other row to the first linear portion 22a side of one row and the first and second linear portions 22a, 22b.
  • first and second straight portions 22a and 22b are bent at a substantially right angle at the central portion (second top portion 22f) between the rows of the first and second straight portions 22a and 22b. It is displaced by a gap d in the arrangement direction, and then bent substantially at a right angle, with a predetermined inclination, toward the first linear portion 22a side of one row, and inward in the longitudinal direction of the first and second linear portions 22a, 22b. It extends and is connected to the other end of the first straight portion 22a in one row.
  • the first and second linear portions 22a and 22b and the first and second coil ends 22c and 22d are each configured by the long side of the rectangular cross section of the conductor wire. Are arranged at a pitch of about twice the short side length (2d) in the short side direction of the rectangular cross section of the conductor wire.
  • the first straight portion 22a and the second straight portion 22b connected via the first top portion 22e and the second top portion 22f are shifted by a gap d in the arrangement direction.
  • the winding body 22 includes a winding end 22g extending in the length direction from the other end of the first linear portion 22a located at one end in the arrangement direction of one row, and the other end in the arrangement direction of the other row.
  • winding end 22h extending in the length direction from the other end of the second linear portion 22b located at the center. That is, the winding ends 22g and 22h extend from the diagonal position on the other end side of the winding body 22 in the length direction of the first and second linear portions 22a and 22b and in the same direction.
  • FIGS. 10 to 15 are perspective views for explaining a method of assembling the winding assembly in the rotary electric machine according to the first embodiment of the present invention
  • FIGS. 16 to 18 are respectively diagrams in the rotary electric machine according to the first embodiment of the present invention. It is a schematic diagram explaining the procedure of incorporating the 48th winding body in the assembly method of a winding assembly.
  • the winding body 22 is produced by winding the conductor wire in a spiral shape for 4 turns.
  • the winding bodies 22 are referred to as winding bodies 22 1 , winding bodies 22 2 , winding bodies 22 3 ... Winding bodies 22 47 and winding bodies 22 48 in the assembling order.
  • the first and second winding bodies 22 1 and 22 2 are adjacent to each other in the circumferential direction with their axial height positions aligned.
  • the second first straight portion 22a of the winding 22 2 inserted between the second linear portion 22b having a first winding 22 1 of the gap d.
  • the second winding body 22 2 is moved in the circumferential direction.
  • the two winding bodies 22 1 and 22 2 are assembled as shown in FIG. In the assembly of the two winding bodies 22 1 and 22 2 , the conductor wire of the winding body 22 2 enters the gap between the conductor wires of the winding body 22 1 , overlaps in the radial direction, and the rigidity increases.
  • the third winding body 22 3 is adjacent to the assembly of the winding bodies 22 1 and 22 2 in the circumferential direction with the axial height position aligned.
  • the first straight portion 22 a of the third winding body 22 3 is inserted between the second straight portions 22 b of the winding bodies 22 1 and 22 2 .
  • the third winding body 22 3 until the first straight portion 22a of the third winding body 22 3 is spaced from the first straight portion 22a of the second winding body 22 2 by one slot pitch. Move 3 in the circumferential direction.
  • the three winding bodies 22 1 , 22 2 , 22 3 are assembled as shown in FIG.
  • the winding body 22 is sequentially aligned in the axial direction and moved in the circumferential direction, and is assembled to the 47th winding body 2247.
  • the assembly 23 in which the 47 winding bodies 22 1 to 22 47 are assembled is expanded in diameter and, as shown in FIG. 16, the first winding body 22 1 and the 47th winding body 22 47. Is formed in a C-shape that is wider than the circumferential width of the 48th winding body 2248.
  • FIG. 17 assembling the 48 th winding body 22 48 47 th winding body 22 47 side.
  • the opening of the C-shaped assembly 23 is closed, and the first winding body 22 1 and the 48th winding body 22 48 are assembled, and the annular shape shown in FIG.
  • the winding assembly 21 is assembled.
  • first and second straight portions 22a and 22b arranged in a row in the radial direction are arranged in 48 rows in the circumferential direction at a one-slot pitch.
  • first straight portions 22a of one winding body 22 and the second straight portions 22b of the other winding body 22 are alternately arranged. Composed.
  • FIG. 19 is an end view of the winding assembly in the rotary electric machine according to Embodiment 1 of the present invention as viewed from one end in the axial direction
  • FIG. 20 is a developed view of a cross section along the line XX-XX in FIG. 19
  • FIG. 20 is a development view of a cross section taken along line XXI-XXI in FIG.
  • FIG. 19 shows eight winding bodies 22 1 to 22 8 that are continuous in the circumferential direction.
  • the conductor wire positioned first from the inner diameter side is indicated by a solid line
  • the conductor wire positioned second from the inner diameter side is indicated by a dotted line.
  • the conductor wire positioned second from the inner diameter side is indicated by a solid line
  • the conductor wire positioned third from the inner diameter side is indicated by a dotted line.
  • the first coil end 22c extending from the first linear portion 22a of the winding 22 2, the first linear portion 22a of the left winding body 22 1 It extends in the circumferential direction through the lower part of the extended first coil end 22c, appears before reaching the first top 22e, shifts by a gap d radially outward at the first top 22e,
  • the winding body 22 1 extends in the circumferential direction through the first coil end 22c and is connected to the second linear portion 22b.
  • the first coil end rows formed by arranging the first coil ends 22c in one row in the circumferential direction at one slot pitch are divided into four layers in the radial direction.
  • the first coil end group 21a is formed side by side. In the first coil end row, a predetermined insulation distance is secured between the first coil ends 22c adjacent in the circumferential direction.
  • the inclined portion of the first coil end 22c extending from the first linear portion 22a positioned first from the inner diameter side to the first top portion 22e has five windings. It extends from the second linear portion 22b (not shown) located second from the inner diameter side of the wire bodies 22 45 to 22 1 and intersects the inclined portion of the first coil end 22c reaching the first top portion 22e.
  • the conductor wires of different phases are arranged close to each other in the radial direction.
  • the inclined portion of the first coil end 22c extending from the second linear portion 22b positioned second from the inner diameter side to the first top portion 22e has five windings. It extends from a first linear portion 22a (not shown) located third from the inner diameter side of the wire bodies 22 3 to 22 7 and intersects the inclined portion of the first coil end 22c reaching the first top portion 22e.
  • conductor wires of different phases are arranged close to each other in the radial direction.
  • the second coil end rows configured by arranging the second coil ends 22d in one row in the circumferential direction at one slot pitch are arranged in three layers in the radial direction.
  • the winding ends 22g extend in the axial direction, and are arranged in the circumferential direction at a one-slot pitch on the inner diameter side of the second coil end group 21b.
  • the winding ends 22h extend in the axial direction, and are arranged in the circumferential direction at a one-slot pitch on the outer diameter side of the second coil end group 21b.
  • the conductor wires of a different phase are arrange
  • FIGS. 22 is a top view showing the insulating paper attached to the winding assembly in the rotary electric machine according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 23 is attached to the winding assembly in the rotary electric machine according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 24 is a perspective view for explaining a method of manufacturing insulating paper to be attached to the winding assembly in the rotary electric machine according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 25 is an embodiment of the present invention.
  • FIG. 26 and FIG. 27 are process diagrams for explaining a method of manufacturing insulating paper to be mounted on the winding assembly in the rotating electrical machine according to FIG.
  • FIG. 28 is a developed view showing the state of mounting the insulating paper on the winding assembly in the rotary electric machine according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 29 is FIG. XXIX-XXIX arrow sectional view
  • FIG. 30 is a developed view showing the insulating paper mounting state of the winding assembly in the rotary electric machine according to Embodiment 1 of the present invention. 28 corresponds to FIG. 20, and FIG. 30 corresponds to FIG.
  • the insulating paper 25 is cut out from an insulating sheet 26 formed in a single layer or multiple layers such as polyimide, aramid, polyethylene terephthalate (PET), polyphenylene sulfide (PPS), for example.
  • a linear insulating material 27 as a strip-shaped body is rounded into a cylindrical shape.
  • This insulating paper 25 is a cylindrical shape having a uniform thickness with respect to the circumferential direction by winding the linear insulating material 27 slightly less than two turns so that both ends in the length direction of the linear insulating material 27 do not overlap in the radial direction. Configured.
  • the linear insulating material 27 is cut out to a predetermined width by a cutter 29 from the insulating sheet 26 fed out from the roll body 28.
  • the length direction of the linear insulating material 27 thus cut is a direction orthogonal to the feeding direction from the roll body 28.
  • the linear insulating material 27 is fed into the roller 30.
  • the linear insulating material 27 is wound slightly less than two turns by the roller 30, and the cylindrical insulating paper 25 is produced.
  • the first insulating paper 25a having a narrow width and the second insulating paper 25b having a wide width are wound with the first second coil end row and the winding from the inner diameter side of the second coil end group 21b. It arrange
  • the first insulating paper 25a and the second insulating paper 25b are wound between the first first coil end row and the third first coil end row from the inner diameter side of the first coil end group 21a. It arrange
  • the insulating paper 25a disposed on the other axial end side of the winding assembly 21 is moved to one axial end side.
  • the insulating paper 25a passes between the first second coil end row from the inner diameter side of the second coil end group 21b and the row of the winding ends 20g, and is 1 slot pitch in the circumferential direction at the first position from the inner diameter side.
  • the winding assembly 21 passing between the row of the first straight portions 22a arranged in the row and the row of the second straight portions 22b arranged at the second position from the inner diameter side at a one-slot pitch in the circumferential direction. Move to one end. As shown in FIG.
  • the insulating paper 25a is disposed in the first first coil end row from the inner diameter side of the first coil end group 21a. Accordingly, the insulating paper 25a disposed in the first coil end row is interposed between the inclined portions of the intersecting first coil ends 22c in the first coil end row, as shown in FIGS. The insulation distance between the conductor wires of different phases is ensured.
  • the insulating paper 25b is inserted from the other axial end side of the winding assembly 21 between the first second coil end row and the winding end 22g row from the inner diameter side of the second coil end group 21b. Thereby, as shown in FIG. 27, the insulating paper 25b is interposed between the first second coil end row from the inner diameter side and the row of the winding ends 22g, and insulates between the conductor wires of different phases. A distance is secured.
  • the insulating paper 25a arranged on one end side in the axial direction of the winding assembly 21 is moved to the other end side in the axial direction.
  • the insulating paper 25a passes between the first first coil end row and the second first coil end row from the inner diameter side of the first coil end group 21a, and 1 in the circumferential direction at the second position from the inner diameter side. Passing between the row of the second straight portions 22b arranged at the slot pitch and the row of the first straight portions 22a arranged at the third position from the inner diameter side in the circumferential direction, the winding assembly 21 Move to the other axial end.
  • the insulating paper 25a is disposed in the first second coil end row from the inner diameter side of the second coil end group 21b.
  • the insulating paper 25a disposed in the second coil end row is interposed between the inclined portions of the intersecting second coil ends 22d in the second coil end row to insulate between the conductor wires of different phases. A distance is secured.
  • the insulating paper 25b is inserted from one end side in the axial direction of the winding assembly 21 between the first first coil end row and the second first coil end row from the inner diameter side of the first coil end group 21a. .
  • the insulating paper 25b is interposed between the first first coil end row and the second first coil end row from the inner diameter side, and the first from the inner diameter side. It is interposed between the inclined portions of the first coil ends 22c intersecting between the second first coil end rows, and an insulation distance between the conductor wires of different phases is ensured.
  • the insulating paper 25a is disposed in the second, third and fourth first coil end rows from the inner diameter side of the first coil end group.
  • Insulating paper 25b is disposed between the second and third first coil end rows from the inner diameter side of the first coil end group, and between the third and fourth first coil end rows from the inner diameter side.
  • insulating paper 25a is disposed in the second and third second coil end rows from the inner diameter side of the second coil end group.
  • the insulating paper 25b is located between the first and second second coil end rows from the inner diameter side of the second coil end group, between the second and third second coil end rows from the inner diameter side, and third from the inner diameter side. Between the second coil end row and the winding end 22h row.
  • FIG. 31 is a perspective view showing a state before the winding assembly in the rotary electric machine according to Embodiment 1 of the present invention is mounted on the armature core
  • FIG. 32 is the winding in the rotary electric machine according to Embodiment 1 of the present invention.
  • End view showing a state before the assembly is mounted on the armature core
  • FIG. 33 is a schematic diagram showing a state before the winding assembly in the rotary electric machine according to Embodiment 1 of the present invention is mounted on the armature core
  • FIG. 31 is a perspective view showing a state before the winding assembly in the rotary electric machine according to Embodiment 1 of the present invention is mounted on the armature core
  • FIG. 32 is the winding in the rotary electric machine according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 34 is an end view showing a state after the winding assembly in the rotary electric machine according to Embodiment 1 of the present invention is mounted on the armature core
  • FIG. 35 is a winding assembly in the rotary electric machine according to Embodiment 1 of the present invention.
  • Fig. 36 is an enlarged end view of a main part showing a state after mounting the armature core on the armature core. It is a schematic view showing. 32, 34 and 35, the winding assembly 21 is represented by only the first and second linear portions 22a and 22b for convenience. In FIG. 31, insulating paper is omitted for convenience.
  • each of the winding bodies 22 of the winding assembly 21 is moved slightly outward in the radial direction to change the outer diameter of the winding assembly 21 to the final outer diameter (the outer diameter of the winding assembly 21 incorporated in the armature core 11). ) Make it bigger. Thereby, the space
  • the 48 iron core blocks 12 are arranged so that each of the teeth 12b is in the radial direction between the adjacent first and second linear portions 22a, 22b of the winding assembly 21. They are arranged at a substantially equiangular pitch in the circumferential direction so as to be located outward.
  • the iron core blocks 12 arranged in the circumferential direction are simultaneously moved radially inward. Thereby, each of the teeth 12b of the iron core block 12 is inserted between adjacent rows of the first and second linear portions 22a and 22b.
  • the first and second straight portions 22a and 22b of each row move so as to be aligned in one row by the tapered teeth 12b.
  • the diameter of the winding assembly 21 is reduced, and the second linear portion 22b positioned at the outermost diameter of the winding assembly 21 contacts the core back portion 12a of the adjacent iron core block 12.
  • the side surfaces in the circumferential direction of the adjacent iron core blocks 12 are brought into contact with each other, and the movement of the iron core block 12 in the inner radial direction is prevented.
  • the 48 core blocks 12 are arranged in an annular shape by abutting the circumferential side surfaces of the core back portion 12 a to form the armature core 11.
  • the winding assembly 21 is mounted on the annular armature core 11 as shown in FIGS.
  • the 48 winding bodies 22 each include four first straight portions 22a and four second straight portions 22b in the slots 13 positioned on both sides of the six teeth 12b that are continuous in the circumferential direction. They are housed in pairs and arranged in the circumferential direction at a 1-slot pitch. In each slot 13, eight first and second straight portions 22 a and 22 b are housed side by side in a row in the radial direction with the long side of the rectangular cross section facing in the circumferential direction.
  • a predetermined AC connection is applied to the winding assembly 21 mounted on the armature core 11 to form the armature winding 20.
  • the armature winding 20 configured in this manner is a three-phase AC winding with distributed winding of all-pitch winding.
  • the rotating electrical machine 100 using the armature winding 20 operates as an 8-pole, 48-slot inner rotor type three-phase motor by supplying predetermined AC power to the armature winding 20.
  • cylindrical first and second insulating papers 25a and 25b are arranged in the first coil end row constituting the first coil end group 21a and in the first coil end row adjacent in the radial direction. Intervened in between. Cylindrical first and second insulating papers 25a and 25b are interposed in the second coil end row constituting the second coil end group 21b and between the second coil end rows adjacent in the radial direction. . Therefore, the first and second coil end groups 21a and 21b can be sufficiently obtained without changing the thickness and material of the insulating coating between the first and second linear portions 22a and 22b and the first and second coil ends 22c and 22d. Insulation performance between phases can be ensured. Therefore, the rotating electrical machine 100 that can achieve both downsizing, high voltage, and high output can be easily realized.
  • the first and second insulating papers 25a and 25b are produced by winding the linear insulating material 27 slightly less than two turns so that both ends in the length direction of the linear insulating material 27 do not overlap in the radial direction. Therefore, the first and second insulating papers 25a and 25b can be configured in a continuous cylindrical shape having a uniform thickness in the circumferential direction, and sufficient insulation performance is ensured at the intersection of the first and second coil ends 22c and 22d. be able to.
  • the number of turns of the linear insulating material 27 is one round, a cut is formed between both ends of the linear insulating material 27 in the length direction, and partial discharge is likely to occur.
  • both ends of the linear insulating material 27 in the length direction overlap in the radial direction, and a uniform thickness cannot be obtained in the circumferential direction. Therefore, it is preferable that the number of turns of the linear insulating material 27 is a little less than a plurality of turns.
  • the number of turns of the linear insulating material 27 increases, the length of the linear insulating material 27 increases, and it is necessary to prepare a wide roll body 28, and the thickness of the linear insulating material 27 is thin.
  • the number of turns of the linear insulating material 27 is more preferably less than two. Note that “slightly less than a plurality of circumferences” means that the length of both ends in the lengthwise direction of the linear insulating material 27 is slightly less than a plurality of circumferences so as not to overlap in the radial direction.
  • the linear insulating material 27 is cut out to a predetermined width by the cutter 29 from the insulating sheet 26 fed out from the roll body 28. Therefore, the direction in which the linear insulating material 27 is wound in a cylindrical shape is different from the direction in which the linear insulating material 27 is wound around the roll body 28, and the winding process of the linear insulating material 27 is facilitated. Further, by adjusting the cutout width from the insulating sheet 26, the linear insulating material 27 corresponding to the first and second insulating papers 25a and 25b having different widths can be produced, and the yield of the material can be increased.
  • the winding body 22 is a four-turn turtle shell-shaped coil.
  • the first and second straight portions 22a and 22b and the first and second straight portions 22a and 22b are arranged in two rows in four rows in each row.
  • the first and second coil ends 22c, 22d are shifted in the radial direction by the first and second top portions 22e, 22f by a gap d substantially equal to the radial dimension of the first and second linear portions 22a, 22b. It is configured. Therefore, one winding body 22 is moved to the other one winding body 22 side in the circumferential direction by aligning the height position in the axial direction with the other one winding body 22 without interference.
  • the assembly of the winding assembly 21 can be improved.
  • the winding assembly 21 includes eight first and second straight portions 22a and 22b of two winding bodies 22 arranged alternately in one row in the radial direction, and one straight portion row in the circumferential direction is one slot. Arranged at pitch.
  • the first coil end rows formed by arranging the first coil ends 22c in the circumferential direction at a one-slot pitch are arranged in four layers in the radial direction.
  • the second coil end rows formed by arranging the second coil ends 22d in the circumferential direction at a one-slot pitch are arranged in three layers in the radial direction.
  • the cylindrical first insulating paper 25a is inserted between the second coil end rows from the other end side in the axial direction of the winding assembly 21 and passes between the first and second linear portions 22a and 22b adjacent in the radial direction. It can move to the one end side of an axial direction, and can be accommodated in a 1st coil end row
  • the cylindrical first insulating paper 25a is inserted between the first coil end rows from one end side in the axial direction of the winding assembly 21 and passes between the first and second linear portions 22a and 22b adjacent in the radial direction. It can move to the other end side of an axial direction, and can be accommodated in a 2nd coil end row
  • winding bodies 22 are arranged in the circumferential direction at a one-slot pitch to assemble the winding assembly 21, and the teeth 12 b of the iron core block 12 are connected to the first and second linear portions from the outer diameter side of the winding assembly 21. Since the armature 10 is assembled by being inserted between the rows 22a and 22b, the tortoiseshell-shaped winding body 22 can be easily mounted on the annular armature core in the circumferential direction with one slot pitch.
  • the tapered teeth 12b are inserted between the rows of the first and second linear portions 22a and 22b from the outer diameter side and moved radially inward. Therefore, the first and second straight portions 22a and 22b arranged unevenly in the radial direction are aligned in a line by a movement in which the interval between the teeth 12b of the adjacent iron core blocks 12 is narrowed.
  • the second linear portion 22b positioned at the outermost diameter of the winding assembly 21 contacts the core back portion 12a of the adjacent iron core block 12, the side surfaces of the core back portions 12a of the adjacent iron core blocks 12 protrude from each other.
  • the moving force of the iron core block 12 until they are combined acts so as to push the second straight portion 22b located at the outermost diameter inward in the radial direction.
  • the winding assembly 21 is reduced in diameter, and the gap between the first and second linear portions 22a and 22b aligned in the radial direction is caused by the movement of the core block 12 toward the inner diameter side of the core back portion 12a. , Reduced or eliminated. Therefore, the first and second straight portions 22a and 22b are accommodated in the slot 13 with high density, and the space factor of the conductor wire is increased.
  • the conductor wire in the slot 13 and the iron core block 12 are in contact with each other, so that the heat transfer performance from the winding assembly 21 serving as a heating element to the armature iron core 11 when energized can be improved. Therefore, the temperature rise of the winding assembly 21 is suppressed, and the increase in electrical resistance is suppressed. Moreover, since the iron core block 12 is inserted so that the space
  • the first and second insulating papers are produced using sheets of polyimide, aramid, polyethylene terephthalate (PET), polyphenylene sulfide (PPS), etc.
  • the insulating paper may be manufactured using a prepreg in which a carbon fiber is impregnated with a matrix resin such as an epoxy resin.
  • the first and second insulating papers are attached to the coil end group of the winding assembly, and after the winding assembly is shaped, the matrix resin is cured by heating, so that the winding assembly is shaped. Can be integrated.
  • the second insulating paper is attached between the coil end rows before the winding assembly is attached to the armature core. However, after the winding assembly is attached to the armature core.
  • the second insulating paper may be mounted between the coil end rows.
  • FIG. FIG. 37 is a schematic diagram showing a state in which a winding assembly applied to a rotating electrical machine according to Embodiment 2 of the present invention is cut along a plane including a rotating shaft.
  • the first and second insulating papers 25a and 25b have a radial thickness of the first and second coil ends 22c and 22d greater than a radial thickness of the first and second straight portions 22a and 22b. It is formed thinner by the thickness of.
  • Other configurations are the same as those in the first embodiment.
  • the radial thickness of the first and second coil ends 22c, 22d is greater than the radial thickness of the first and second straight portions 22a, 22b. It is formed thinner by the thickness. Therefore, a gap corresponding to the thickness of the first and second insulating papers 25a and 25b is formed between the intersections of the first and second coil ends 22c and 22d in the first coil end row and between the first coil end rows. It is formed. Similarly, a gap corresponding to the thickness of the first and second insulating papers 25a and 25b is between the intersections of the first and second coil ends 22c and 22d in the second coil end row and between the second coil end rows. Formed.
  • the first and second insulating papers 25a and 25b are interposed at the intersections of the first and second coil ends 22c and 22d in the first and second coil end rows and between the first and second coil end rows. Even so, an increase in the radial dimension of the first and second coil end groups 21a and 21b is suppressed. Therefore, the first and second straight portions 22a and 22b are accommodated in the slots 13 in a line in the radial direction without gaps, and the space factor is increased.
  • FIG. 38 is a schematic diagram showing a state in which a winding assembly applied to a rotating electrical machine according to Embodiment 3 of the present invention is cut along a plane including a rotating shaft.
  • the inclined portion from the second straight portion 22b to the first top portion 22e of the first coil end 22c constituting the second first coil end row from the inner diameter side is radially inward with respect to the second straight portion 22b.
  • the first coil end 22c of the first coil end 22c constituting the third first coil end row from the inner diameter side is displaced in the radial direction with respect to the first straight portion 22a.
  • a gap that is displaced outwardly and that corresponds to the thickness of the second insulating paper 25b is between the intersections of the first and second coil ends 22c and 22d between the second and third first coil end rows from the inner diameter side. Is formed.
  • the inclined portion extending from the first straight portion 22a to the first top portion 22e of the first coil end 22c constituting the second first coil end row from the inner diameter side is displaced radially inward with respect to the first straight portion 22a.
  • a gap corresponding to the thickness of the first insulating paper 25a is formed between the intersections of the first and second coil ends 22c and 22d in the second coil end row that is second from the inner diameter side.
  • the inclined portion from the second straight portion 22b to the first top portion 22e of the first coil end 22c constituting the first first coil end row from the inner diameter side is displaced radially inward with respect to the second straight portion 22b.
  • a gap corresponding to the thickness of the second insulating paper 25b is formed between the intersections of the first and second coil ends 22c and 22d between the first and second first coil end rows from the inner diameter side. .
  • An inclined portion extending from the first straight portion 22a to the first top portion 22e of the first coil end 22c constituting the first first coil end row from the inner diameter side is displaced radially inward with respect to the first straight portion 22a.
  • a gap corresponding to the thickness of the first insulating paper 25a is formed between the intersections of the first and second coil ends 22c and 22d in the first coil end row that is first from the inner diameter side.
  • the inclined portion from the second straight portion 22b to the first top portion 22e of the first coil end 22c constituting the third first coil end row from the inner diameter side is displaced radially outward with respect to the second straight portion 22b.
  • a gap corresponding to the thickness of the first insulating paper 25a is formed between the intersections of the first and second coil ends 22c and 22d in the third coil end row third from the inner diameter side.
  • An inclined portion from the first straight portion 22a to the first top portion 22e of the first coil end 22c constituting the fourth first coil end row from the inner diameter side is displaced radially outward with respect to the first straight portion 22a.
  • a gap corresponding to the thickness of the second insulating paper 25b is formed between the intersections of the first and second coil ends 22c and 22d between the third and fourth first coil end rows from the inner diameter side. .
  • An inclined portion from the second straight portion 22b to the first top portion 22e of the first coil end 22c constituting the fourth first coil end row from the inner diameter side is displaced radially inward with respect to the second straight portion 22b.
  • a gap corresponding to the thickness of the first insulating paper 25a is formed between the intersections of the first and second coil ends 22c and 22d in the fourth coil end row that is fourth from the inner diameter side.
  • the radial thickness of the first and second coil ends 22c and 22d is equal to the radial thickness of the first and second straight portions 22a and 22b.
  • the first and second coil ends 22c and 22d are intersected with each other in the first and second coil end rows and between the first and second coil end rows. Even if the two insulating papers 25a and 25b are interposed, the first and second straight portions 22a and 22b are arranged in a line in the radial direction without a gap and are accommodated in the slots 13. Therefore, also in the third embodiment, the space factor is increased.
  • the winding body is configured by spirally winding a continuous conductor wire without a connection portion.
  • the winding body is formed by connecting short conductors. You may comprise by winding the produced conductor wire helically.
  • the winding body is formed by winding the conductor wire spirally for four turns.
  • the number of turns of the conductor wire is not limited to four times, and may be two times or more. I just need it.
  • the slots are formed at a ratio of 2 per phase per pole, but the number of slots q per phase per pole is not limited to 2, and may be 1. That's all.
  • the armature winding is configured to be a full-pitch distributed winding, but the armature winding may be a long-pitch distributed winding.
  • the armature winding is assumed to be constituted by a turtle shell-shaped coil, but the armature winding is not limited to this, and may be constituted by, for example, a wave winding. .

Abstract

　この発明は、円筒状の絶縁紙を異なる相のコイルエンド間に簡易に配設できるようにし、コイルエンド群における絶縁性能を確保し、小型化と、高電圧、高出力化を両立できる回転電機およびその製造方法を得る。　スロット対から電機子鉄心１１の軸方向一端側に延出する第１コイルエンド２２ｃを、周方向に１スロットピッチで配列して形成された第１コイルエンド列が、径方向に４層に配列して第１コイルエンド群２１ａを構成し、スロット対から電機子鉄心１１の軸方向他端側に延出する第２コイルエンド２２ｄを、周方向に１スロットピッチで配列して形成された第２コイルエンド列が、径方向に３層に配列して第２コイルエンド群２１ｂを構成している。円筒状の第１絶縁紙２５ａが、第１コイルエンド列内、および第２コイルエンド列内に収納され、円筒状の第２絶縁紙２５ｂが、第１コイルエンド列間、および第２コイルエンド列間に収納されている。

Description

回転電機およびその製造方法
　この発明は、例えば電動機や発電機などの回転電機およびその製造方法に関し、特に電機子巻線のコイルエンドの絶縁構造に関するものである。
　従来の分布巻きに構成される電機子巻線では、導体線を周方向に連続する複数本のティースの両側に位置するスロットの対に巻回して構成された亀甲形の巻線体を周方向に１スロットピッチで配列して構成されている。そして、同一相内の導体線間の電位差は小さいが、異なる相の導体線間には、大きな電位差がかかる。特に、他相の導体線が給電部に近い場合には、電源電圧に近い電位差が異なる相の導体線間にかかる。そこで、高電圧で使用する場合には、部分放電が起こりやすくなってしまう。
　このような状況を鑑み、スロット部とコイルエンド部との絶縁層の厚み、又は絶縁材料を変えて、コイルエンド部での部分放電の発生を抑制し、小型化と、高電圧、高出力化を両立した従来の回転電機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００８－２３６９２４号公報
　特許文献１では、スロット部とコイルエンド部との絶縁層の厚みを変えているので、絶縁層の厚み管理が困難であるとともに、絶縁層の塗布工程が煩雑になってしまう。さらに、スロット部とコイルエンド部との絶縁層の材料を変える場合においても、絶縁層の塗布工程が煩雑になってしまう。
　この発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、亀甲形の巻線体の構造を工夫して、円筒状の絶縁紙を異なる相のコイルエンド間に簡易に配設できるようにし、コイルエンド群における絶縁性能を確保し、小型化と、高電圧、高出力化を両立できる回転電機およびその製造方法を得ることを目的とする。
　この発明による回転電機は、電機子巻線が円環状の電機子鉄心に装着されて構成される電機子を有している。上記電機子巻線は、直線部、および列間で該直線部の端部間を連結するコイルエンドを有する複数の巻線体を備え、上記複数の巻線体は、それぞれ、２列に配列された上記直線部の各列を上記電機子鉄心の周方向に連続する複数本のティースの両側に位置するスロット対に収納されて、周方向に配列されている。上記スロットのそれぞれには、２ｍ本（但し、ｍは２以上の整数）の上記直線部が径方向に１列に交互に並んで収納されている。それぞれ、上記コイルエンドのなかの上記スロット対から上記電機子鉄心の軸方向一端側に延出する第１コイルエンドを、周方向に１スロットピッチで配列して形成された第１コイルエンド列が、径方向にｍ層に配列して第１コイルエンド群を構成し、それぞれ、上記コイルエンドのなかの上記スロット対から上記電機子鉄心の軸方向他端側に延出する第２コイルエンドを、周方向に１スロットピッチで配列して形成された第２コイルエンド列が、径方向に（ｍ－１）層に配列して第２コイルエンド群を構成している。円筒状の第１絶縁紙が、上記第１コイルエンド列内、および上記第２コイルエンド列内に収納され、かつ円筒状の第２絶縁紙が、上記第１コイルエンド列間、および上記第２コイルエンド列間に収納されている。
　この発明によれば、円筒状の第１絶縁紙が、第１コイルエンド列内、および第２コイルエンド列内に収納され、かつ円筒状の第２絶縁紙が、第１コイルエンド列間、および第２コイルエンド列間に収納されている。そこで、直線部と第１および第２コイルエンドとの絶縁被膜の厚みや材料を変えることなく、第１および第２コイルエンド群における相間絶縁を確保でき、小型化と、高電圧、高出力化を両立できる回転電機を得ることができる。
この発明の実施の形態１に係る回転電機を示す片側断面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機の要部を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される電機子を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される電機子鉄心を構成する鉄心ブロックを示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される電機子の電機子巻線を構成する巻線アッセンブリを示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を示す正面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を示す側面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を正面斜め上方から見た斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法を説明する斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法を説明する斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法を説明する斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法を説明する斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法を説明する斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法を説明する斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法における４８番目の巻線体を組み込む手順を説明する模式図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法における４８番目の巻線体を組み込む手順を説明する模式図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法における４８番目の巻線体を組み込む手順を説明する模式図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを軸方向一端側から見た端面図である。 図１９のＸＸ－ＸＸ線に沿った断面の展開図である。 図１９のＸＸＩ－ＸＸＩ線に沿った断面の展開図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリに装着される絶縁紙を示す上面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリに装着される絶縁紙を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリに装着される絶縁紙の製造方法を説明する斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリに装着される絶縁紙の製造方法を説明する工程図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリへの絶縁紙の装着方法を説明する模式図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリへの絶縁紙の装着方法を説明する模式図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの絶縁紙装着状態を示す展開図である。 図２８のＸＸＩＸ－ＸＸＩＸ矢視断面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの絶縁紙装着状態を示す展開図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを電機子鉄心に装着する前の状態を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを電機子鉄心に装着する前の状態を示す端面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを電機子鉄心に装着する前の状態を示す模式図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを電機子鉄心に装着した後の状態を示す端面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを電機子鉄心に装着した後の状態を示す要部拡大端面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを電機子鉄心に装着した後の状態を示す模式図である。 この発明の実施の形態２に係る回転電機に適用される巻線アッセンブリを回転軸を含む平面で切った状態を示す模式図である。 この発明の実施の形態３に係る回転電機に適用される巻線アッセンブリを回転軸を含む平面で切った状態を示す模式図である。
　以下、本発明による回転電機およびその製造方法の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
　実施の形態１．
　図１はこの発明の実施の形態１に係る回転電機を示す片側断面図、図２はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の要部を示す斜視図、図３はこの発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される電機子を示す斜視図、図４はこの発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される電機子鉄心を構成する鉄心ブロックを示す斜視図、図５はこの発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される電機子の電機子巻線を構成する巻線アッセンブリを示す斜視図、図６はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を示す斜視図、図７はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を示す正面図、図８はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を示す側面図、図９はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を正面斜め上方から見た斜視図である。なお、図２および図３では、便宜上、絶縁紙２５が省略されている。
　図１および図２において、回転電機１００は、有底円筒状のフレーム２およびフレーム２の開口を塞口する端板３を有するハウジング１と、フレーム２の円筒部に内嵌状態に固着された電機子１０と、フレーム２の底部および端板３にベアリング４を介して回転可能に支持された回転軸６に固着されて、電機子１０の内周側に回転可能に配設された回転子５と、を備えている。
　回転子５は、軸心位置に挿通された回転軸６に固着された回転子鉄心７と、回転子鉄心７の外周面側に埋設されて周方向に所定のピッチで配列され、磁極を構成する永久磁石８と、を備えた永久磁石型回転子である。なお、回転子５は、永久磁石式回転子に限定されず、絶縁しない回転子導体を、回転子鉄心のスロットに収納して、両側を短絡環で短絡したかご形回転子や、絶縁した導体線を回転子鉄心のスロットに装着した巻線形回転子を用いてもよい。
　つぎに、電機子１０の構成について具体的に図３乃至図９を参照しつつ説明する。
　電機子１０は、図３に示されるように、電機子鉄心１１と、電機子鉄心１１に装着された電機子巻線２０と、を備えている。ここで、説明の便宜上、回転子５の極数ｐを８、電機子鉄心１１のスロット数Ｓを４８、電機子巻線２０を三相巻線とする。すなわち、スロット１３は、毎極毎相当たり２個の割合で電機子鉄心１１に形成されている。なお、毎極毎相当たりのスロット数ｑは２となる。
　鉄心ブロック１２は、円環状の電機子鉄心１１を周方向に４８等分割したもので、図４に示されるように、所定の形状に打ち抜かれた所定枚数の電磁鋼板を積層一体化して作製され、断面円弧形のコアバック部１２ａと、コアバック部１２ａの内周壁面から径方向内方に延設されたティース１２ｂと、を備えている。
　電機子鉄心１１は、ティース１２ｂを径方向内方に向けて、コアバック部１２ａの周方向の側面同士を突き合わせて、４８個の鉄心ブロック１２を周方向に配列、一体化して、円環状に構成されている。そして、周方向に隣り合う鉄心ブロック１２により構成されるスロット１３が、内周側に開口するように、周方向に等角ピッチで配列されている。なお、ティース１２ｂは周方向幅が径方向内方に向って漸次狭くなる先細り形状に形成されており、スロット１３の断面は長方形となっている。
　電機子巻線２０は、図３に示されるように、電機子鉄心１１に装着された巻線アッセンブリ２１に所定の結線処理が施されて構成される。巻線アッセンブリ２１は、図５に示されるように、連続する６本のティース１２ｂの両側に位置するスロット１３の対に収納される巻線体２２を１スロットピッチで周方向に配列して構成される。後述する巻線端２２ｇが、それぞれ軸方向に延出して、巻線アッセンブリ２１の内径側に１スロットピッチで周方向に配列されている。また、後述する巻線端２２ｈが、それぞれ、軸方向に巻線端２２ｇと同じ方向に延出して、巻線アッセンブリ２１の外径側に１スロットピッチで周方向に配列されている。
　巻線体２２は、図６乃至図９に示されるように、例えば、エナメル樹脂で絶縁被覆された、かつ接続部のない連続した銅線やアルミニウム線などからなる長方形断面の導体線を、長方形断面の長辺で構成される平面が相対し、かつ相対する当該平面間に長方形断面の短辺長さに略等しい隙間ｄを確保して、略六角形で螺旋状に４回巻かれて構成された亀甲形コイルである。巻線体２２は、例えば、導体線をエッジワイズ巻きに螺旋状に４回巻き回して筒状のコイル体を作製し、その後コイル体をコイル成形機により略六角形に成形して作製される。また、巻線体２２は、折り曲げ加工により、導体線を略六角形に曲げつつ、螺旋状に巻いて作製してもよい。
　巻線体２２は、６スロット角度間隔離れて２列となった、各列に隙間ｄをあけて、長方形断面の短辺方向に４本ずつ配列された、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂと、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間で、長さ方向の一端同士と他端同士とを交互に連結する第１および第２コイルエンド２２ｃ，２２ｄと、を備えている。なお、６スロット角度間隔とは、連続する６つのティース１２ｂの両側のスロット１３のスロット中心間の間隔であり、１磁極ピッチに相当する。
　第１コイルエンド２２ｃは、一方の列の第１直線部２２ａの一端から所定の傾斜で他方の列の第２直線部２２ｂ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向外方に延出し、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間の中央部（第１頂部２２ｅ）で略直角に曲げられて第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの配列方向に隙間ｄだけ変位し、その後略直角に曲げられて所定の傾斜で他方の列の第２直線部２２ｂ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向内方に延出し、他方の列の第２直線部２２ｂの一端に接続されている。
　同様に、第２コイルエンド２２ｄは、他方の列の第２直線部２２ｂの他端から所定の傾斜で一方の列の第１直線部２２ａ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向外方に延出し、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間の中央部（第２頂部２２ｆ）で略直角に曲げられて第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの配列方向に隙間ｄだけ変位し、その後略直角に曲げられて所定の傾斜で一方の列の第１直線部２２ａ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向内方に延出し、一方の列の第１直線部２２ａの他端に接続されている。
　このように構成された巻線体２２においては、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂ、および第１および第２コイルエンド２２ｃ，２２ｄは、それぞれ、導体線の長方形断面の長辺で構成される平面を相対させ、導体線の長方形断面の短辺方向に、短辺長さの略２倍（２ｄ）のピッチで配列されている。また、第１頂部２２ｅおよび第２頂部２２ｆを介して接続された第１直線部２２ａと第２直線部２２ｂは、配列方向に隙間ｄだけずれている。また、巻線体２２は、一方の列の配列方向の一端に位置する第１直線部２２ａの他端から長さ方向に延出する巻線端２２ｇと、他方の列の配列方向の他端に位置する第２直線部２２ｂの他端から長さ方向に延出する巻線端２２ｈと、を備える。つまり、巻線端２２ｇ，２２ｈは、巻線体２２の他端側の対角位置から、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向に、かつ同じ方向に延出している。
　つぎに、巻線アッセンブリ２１の組み立て方法について図１０乃至図１８を参照しつつ説明する。図１０乃至図１５はそれぞれこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法を説明する斜視図、図１６乃至図１８はそれぞれこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法における４８番目の巻線体を組み込む手順を説明する模式図である。
　まず、導体線を螺旋状に４ターン巻回して巻線体２２を作製する。ここで、説明の便宜上、巻線体２２を組み付け順に巻線体２２1、巻線体２２2、巻線体２２3・・・巻線体２２47、巻線体２２48とする。
　そして、図１０に示されるように、１番目および２番目の巻線体２２1，２２2を軸方向高さ位置を揃えて周方向に隣接させる。ついで、図１１に示されるように、２番目の巻線体２２2の第１直線部２２ａを、１番目の巻線体２２1の隙間ｄを有する第２直線部２２ｂ間に差し込む。ついで、２番目の巻線体２２2の第１直線部２２ａが、１番目の巻線体２２1の第１直線部２２ａから１スロットピッチ（１スロット間の角度）離間した位置となるまで、２番目の巻線体２２2を周方向に移動させる。これにより、２つの巻線体２２1，２２2が、図１２に示されるように、組み立てられる。２つの巻線体２２1，２２2の組立体は、巻線体２２2の導体線が巻線体２２1の導体線間の隙間に入り込み、径方向に重なり合い、剛性が高まる。
　ついで、図１３に示されるように、３番目の巻線体２２3を巻線体２２1，２２2の組立体に軸方向高さ位置を揃えて周方向に隣接させる。ついで、図１４に示されるように、３番目の巻線体２２3の第１直線部２２ａを、巻線体２２1，２２2の第２直線部２２ｂ間に差し込む。ついで、３番目の巻線体２２3の第１直線部２２ａが、２番目の巻線体２２2の第１直線部２２ａから１スロットピッチ離間した位置となるまで、３番目の巻線体２２3を周方向に移動させる。これにより、３つの巻線体２２1，２２2，２２3が、図１５に示されるように、組み立てられる。
　さらに、巻線体２２を順次、軸方向高さ位置を揃え、周方向に移動させて、４７番目の巻線体２２47まで組み上げる。４７個の巻線体２２1～２２47が組み上げられた組立体２３は、拡径されて、図１６に示されるように、１番目の巻線体２２1と４７番目の巻線体２２47との間を４８番目の巻線体２２48の周方向幅より広げたＣ字状に成形される。
　ついで、図１７に示されるように、４８番目の巻線体２２48を４７番目の巻線体２２47側に組み付ける。さらに、図１８に示されるように、Ｃ字状の組立体２３の開口を閉じ、１番目の巻線体２２1と４８番目の巻線体２２48とを組み付け、図５に示される円環状の巻線アッセンブリ２１が組み立てられる。
　このように組み立てられた巻線アッセンブリ２１では、径方向に１列に並んだ８本の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが、１スロットピッチで周方向に４８列配列される。各列の８本の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂは、１つの巻線体２２の第１直線部２２ａともう１つの巻線体２２の第２直線部２２ｂとが交互に並んで構成される。
　ついに、巻線アッセンブリ２１のコイルエンド群の構造について説明する。図１９はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを軸方向一端側から見た端面図、図２０は図１９のＸＸ－ＸＸ線に沿った断面の展開図、図２１は図１９のＸＸＩ－ＸＸＩ線に沿った断面の展開図である。なお、図１９は説明の便宜上周方向に連続する８つの巻線体２２1～２２8を抜粋して示している。図２０では、内径側から１番目に位置する導体線を実線で示し、内径側から２番目に位置する導体線を点線で示している。図２１では、内径側から２番目に位置する導体線を実線で示し、内径側から３番目に位置する導体線を点線で示している。
　図１９において、巻線体２２2に着目すれば、巻線体２２2の第１直線部２２ａから延出した第１コイルエンド２２ｃは、左側の巻線体２２1の第１直線部２２ａから延出した第１コイルエンド２２ｃの下方を通って周方向に延在し、第１頂部２２ｅに至る手前で出現し、第１頂部２２ｅで径方向外方に隙間ｄだけシフトして、左側の巻線体２２1の第１コイルエンド２２ｃの上方を通って周方向に延在し、第２直線部２２ｂに接続される。
　このように、巻線アッセンブリ２１の軸方向一端側では、第１コイルエンド２２ｃを１スロットピッチで周方向に１列に配列して構成される第１コイルエンド列が、径方向に４層に並んで第１コイルエンド群２１ａを構成している。そして、第１コイルエンド列内において、周方向に隣り合う第１コイルエンド２２ｃ間には、所定の絶縁距離が確保されている。
　図２０において、巻線体２２2に着目すれば、内径側から１番目に位置する第１直線部２２ａから延出して第１頂部２２ｅに至る第１コイルエンド２２ｃの傾斜部は、５つの巻線体２２45～２２1の内径側から２番目に位置する第２直線部２２ｂ（図示せず）から延出して第１頂部２２ｅに至る第１コイルエンド２２ｃの傾斜部と交差している。このように、第１コイルエンド列内において、径方向に関し、異なる相の導体線同士が近接配置されている。
　図２１において、巻線体２２2に着目すれば、内径側から２番目に位置する第２直線部２２ｂから延出して第１頂部２２ｅに至る第１コイルエンド２２ｃの傾斜部は、５つの巻線体２２3～２２7の内径側から３番目に位置する第１直線部２２ａ（図示せず）から延出して第１頂部２２ｅに至る第１コイルエンド２２ｃの傾斜部と交差している。このように、第１コイルエンド列間において、径方向に関し、異なる相の導体線同士が近接配置されている。
　また、巻線アッセンブリ２１の軸方向他端側では、第２コイルエンド２２ｄを１スロットピッチで周方向に１列に配列して構成される第２コイルエンド列が、径方向に３層に並んで第２コイルエンド群２１ｂを構成している。そして、巻線端２２ｇが、それぞれ、軸方向に延出して、第２コイルエンド群２１ｂの内径側に１スロットピッチで周方向に配列されている。巻線端２２ｈが、それぞれ、軸方向に延出して、第２コイルエンド群２１ｂの外径側に１スロットピッチで周方向に配列されている。そして、第２コイルエンド列内においても、径方向に関し、異なる相の導体線同士が近接配置されている。また、第２コイルエンド列間において、径方向に関し、異なる相の導体線同士が近接配置されている。
　つぎに、絶縁紙２５の巻線アッセンブリ２１への装着方法について図２２乃至図３０を参照しつつ説明する。図２２はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリに装着される絶縁紙を示す上面図、図２３はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリに装着される絶縁紙を示す斜視図、図２４はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリに装着される絶縁紙の製造方法を説明する斜視図、図２５はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリに装着される絶縁紙の製造方法を説明する工程図、図２６および図２７はそれぞれこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリへの絶縁紙の装着方法を説明する模式図、図２８はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの絶縁紙装着状態を示す展開図、図２９は図２８のＸＸＩＸ－ＸＸＩＸ矢視断面図、図３０はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの絶縁紙装着状態を示す展開図である。なお、図２８は図２０相当図、図３０は図２１相当図である。
　絶縁紙２５は、図２２および図２３に示されるように、例えば、ポリイミド、アラミド、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などの単層、又は多層に形成された絶縁シート２６から切り出された帯状体としての直線状絶縁材２７を円筒形に丸めて形成されている。この絶縁紙２５は、直線状絶縁材２７の長さ方向の両端が径方向に重ならないように、直線状絶縁材２７を２周弱巻いて、周方向に関して均一な厚みの切れ目のない円筒状に構成される。
　そして、直線状絶縁材２７は、図２４に示されるように、ロール体２８から繰り出された絶縁シート２６からカッター２９により所定幅に切り出される。このように裁断された直線状絶縁材２７の長さ方向は、ロール体２８からの繰り出し方向と直交する方向となる。ついで、図２５の（ａ）に示されるように、直線状絶縁材２７をローラ３０に送り込む。そして、直線状絶縁材２７が、図２５の（ｂ）～（ｅ）に示されるように、ローラ３０により２周弱巻かれ、円筒形の絶縁紙２５が作製される。
　ついで、図２６に示されるように、幅の狭い第１絶縁紙２５ａと幅の広い第２絶縁紙２５ｂを、第２コイルエンド群２１ｂの内径側から１番目の第２コイルエンド列と巻線端２０ｇの列との間の、巻線アッセンブリ２１の軸方向他端側に配置する。同様に、第１絶縁紙２５ａと第２絶縁紙２５ｂを、第１コイルエンド群２１ａの内径側から１番目の第１コイルエンド列と３番目の第１コイルエンド列との間の、巻線アッセンブリ２１の軸方向一端側に配置する。
　ついで、巻線アッセンブリ２１の軸方向他端側に配置された絶縁紙２５ａを軸方向一端側に移動させる。絶縁紙２５ａは、第２コイルエンド群２１ｂの内径側から１番目の第２コイルエンド列と巻線端２０ｇの列との間を通り、内径側から１番目の位置に周方向に１スロットピッチで配列された第１直線部２２ａの列と内径側から２番目の位置に周方向に１スロットピッチで配列された第２直線部２２ｂの列との間を通り、巻線アッセンブリ２１の軸方向一端側に移動する。そして、図２７に示されるように、絶縁紙２５ａが第１コイルエンド群２１ａの内径側から１番目の第１コイルエンド列内に配設される。これにより、第１コイルエンド列内に配設された絶縁紙２５ａは、図２８および図２９に示されるように、第１コイルエンド列内の交差する第１コイルエンド２２ｃの傾斜部間に介装され、異なる相の導体線間の絶縁距離が確保される。
　さらに、絶縁紙２５ｂを巻線アッセンブリ２１の軸方向他端側から、第２コイルエンド群２１ｂの内径側から１番目の第２コイルエンド列と巻線端２２ｇの列との間に挿入する。これにより、絶縁紙２５ｂは、図２７に示されるように、内径側から１番目の第２コイルエンド列と巻線端２２ｇの列との間に介装され、異なる相の導体線間の絶縁距離が確保される。
　ついで、巻線アッセンブリ２１の軸方向一端側に配置された絶縁紙２５ａを軸方向他端側に移動させる。絶縁紙２５ａは、第１コイルエンド群２１ａの内径側から１番目の第１コイルエンド列と２番目の第１コイルエンド列との間を通り、内径側から２番目の位置に周方向に１スロットピッチで配列された第２直線部２２ｂの列と内径側から３番目の位置に周方向に１スロットピッチで配列された第１直線部２２ａの列との間を通り、巻線アッセンブリ２１の軸方向他端側に移動する。そして、絶縁紙２５ａは、図２７に示されるように、第２コイルエンド群２１ｂの内径側から１番目の第２コイルエンド列内に配設される。これにより、第２コイルエンド列内に配設された絶縁紙２５ａは、第２コイルエンド列内の交差する第２コイルエンド２２ｄの傾斜部間に介装され、異なる相の導体線間の絶縁距離が確保される。
　さらに、絶縁紙２５ｂを巻線アッセンブリ２１の軸方向一端側から、第１コイルエンド群２１ａの内径側から１番目の第１コイルエンド列と２番目の第１コイルエンド列との間に挿入する。これにより、絶縁紙２５ｂは、図３０に示されるように、内径側から１番目の第１コイルエンド列と２番目の第１コイルエンド列との間に介装され、内径側から１番目と２番目の第１コイルエンド列間で交差する第１コイルエンド２２ｃの傾斜部間に介装され、異なる相の導体線間の絶縁距離が確保される。
　同様にして、絶縁紙２５ａが第１コイルエンド群の内径側から２番目、３番目および４番目の第１コイルエンド列内に配設される。また、絶縁紙２５ｂが第１コイルエンド群の内径側から２番目と３番目の第１コイルエンド列間、および内径側から３番目と４番目の第１コイルエンド列間に配設される。さらに、絶縁紙２５ａが第２コイルエンド群の内径側から２番目および３番目の第２コイルエンド列内に配設される。また、絶縁紙２５ｂが第２コイルエンド群の内径側から１番目と２番目の第２コイルエンド列間、内径側から２番目と３番目の第２コイルエンド列間、および内径側から３番目の第２コイルエンド列と巻線端２２ｈの列との間に配設される。
　つぎに、巻線アッセンブリ２１の電機子鉄心１１への装着方法について図３１乃至図３６を参照しつつ説明する。図３１はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを電機子鉄心に装着する前の状態を示す斜視図、図３２はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを電機子鉄心に装着する前の状態を示す端面図、図３３はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを電機子鉄心に装着する前の状態を示す模式図、図３４はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを電機子鉄心に装着した後の状態を示す端面図、図３５はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを電機子鉄心に装着した後の状態を示す要部拡大端面図、図３６はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを電機子鉄心に装着した後の状態を示す模式図である。なお、図３２、図３４および図３５は、便宜上、巻線アッセンブリ２１は第１および第２直線部２２ａ，２２ｂのみで表されている。また、図３１は、便宜上、絶縁紙が省略されている。
　まず、巻線アッセンブリ２１の巻線体２２のそれぞれを径方向外方に少し動かして、巻線アッセンブリ２１の外径を最終外径（電機子鉄心１１に組み込まれた巻線アッセンブリ２１の外径）より大きくする。これにより、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間の間隔が広がる。
　ついで、４８個の鉄心ブロック１２が、図３１乃至図３３に示されるように、ティース１２ｂのそれぞれを、巻線アッセンブリ２１の隣り合う第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間の径方向外方に位置させるように、周方向に略等角ピッチで配列される。ついで、周方向に配列された鉄心ブロック１２を、同時に径方向内方に移動させる。これにより、鉄心ブロック１２のティース１２ｂのそれぞれが、隣り合う第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間に挿入される。
　そして、周方向に配列された鉄心ブロック１２をさらに内径側に移動させると、各列の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが先細り状のティース１２ｂにより１列に並ぶように移動する。これにより、巻線アッセンブリ２１が縮径し、巻線アッセンブリ２１の最外径に位置する第２直線部２２ｂが隣り合う鉄心ブロック１２のコアバック部１２ａに当接する。さらに、周方向に配列された鉄心ブロック１２をさらに内径側に移動させると、隣り合う鉄心ブロック１２の周方向の側面同士が突き合わされて、鉄心ブロック１２の径方向内方への移動が阻止される。そして、４８個の鉄心ブロック１２が、コアバック部１２ａの周方向の側面同士を突き合わせて円環状に配列し、電機子鉄心１１を構成する。
　これにより、巻線アッセンブリ２１が、図３４乃至図３６に示されるように、円環状の電機子鉄心１１に装着される。つまり、４８個の巻線体２２が、それぞれ、４本の第１直線部２２ａと４本の第２直線部２２ｂを、周方向に連続する６本のティース１２ｂの両側に位置するスロット１３の対に収納されて、１スロットピッチで周方向に配列されている。各スロット１３内には、８本の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが、長方形断面の長辺を周方向に向けて、径方向に１列に整列されて並んで収納される。
　なお、図示していないが、電機子鉄心１１に装着された巻線アッセンブリ２１に所定の交流結線が施され、電機子巻線２０が構成される。このように構成された電機子巻線２０は、全節巻きの分布巻きの３相交流巻線となる。この電機子巻線２０を用いた回転電機１００は、電機子巻線２０に所定の交流電力を給電することで、８極、４８スロットのインナーロータ型の３相モータとして動作する。
　この実施の形態１によれば、円筒状の第１および第２絶縁紙２５ａ，２５ｂが第１コイルエンド群２１ａを構成する第１コイルエンド列内、および径方向に隣り合う第１コイルエンド列間に介装されている。また、円筒状の第１および第２絶縁紙２５ａ，２５ｂが第２コイルエンド群２１ｂを構成する第２コイルエンド列内、および径方向に隣り合う第２コイルエンド列間に介装されている。そこで、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂと第１および第２コイルエンド２２ｃ，２２ｄとの絶縁被膜の厚みや材料を変えることなく、第１および第２コイルエンド群２１ａ，２１ｂにおける十分な相間の絶縁性能を確保することができる。したがって、小型化と、高電圧、高出力化を両立できる回転電機１００を簡易に実現できる。
　直線状絶縁材２７の長さ方向の両端が径方向に重ならないように、直線状絶縁材２７を２周弱巻いて、第１および第２絶縁紙２５ａ，２５ｂを作製している。そこで、第１および第２絶縁紙２５ａ，２５ｂが周方向に関して均一な厚みの切れ目のない円筒状に構成でき、第１および第２コイルエンド２２ｃ、２２ｄの交差部における十分な絶縁性能を確保することができる。
　ここで、直線状絶縁材２７の巻き数が１周の場合には、直線状絶縁材２７の長さ方向の両端間に切れ目が形成され、部分放電が生じやすくなる。あるいは、直線状絶縁材２７の長さ方向の両端が径方向に重なり、周方向に関して均一な厚みが得られない。そこで、直線状絶縁材２７の巻き数を複数周弱とすることが好ましい。特に、直線状絶縁材２７の巻き数が多くなると、直線状絶縁材２７の長さが長くなり、幅の広いロール体２８を用意する必要があるとともに、直線状絶縁材２７の厚さが薄くなり、第１および第２絶縁紙２５ａ，２５ｂの剛性が低下することから、直線状絶縁材２７の巻き数を２周弱とすることがより好ましい。なお、複数周弱とは、直線状絶縁材２７の長さ方向の両端が径方向に重なり合わない程度に、複数周より僅かに少なくすることを意味する。
　直線状絶縁材２７が、ロール体２８から繰り出された絶縁シート２６からカッター２９により所定幅に切り出されている。そこで、直線状絶縁材２７を円筒状に巻く方向が、直線状絶縁材２７のロール体２８に巻かれていた方向と異なり、直線状絶縁材２７の巻き工程が容易となる。また、絶縁シート２６からの切り出し幅を調整することで、幅の異なる第１および第２絶縁紙２５ａ，２５ｂに対応する直線状絶縁材２７を作製でき、材料の歩留まりを高めることができる。
　巻線体２２が、４ターンの亀甲形コイルであり、各列に４本並んで２列に配列された第１および第２直線部２２ａ，２２ｂと、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向の一端同士をそれぞれ連結する第１コイルエンド２２ｃと、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向の他端同士をそれぞれ連結する第２コイルエンド２２ｄと、を備えている。そして、第１および第２コイルエンド２２ｃ、２２ｄを第１および第２頂部２２ｅ，２２ｆで径方向に第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの径方向寸法に略等しい隙間ｄだけシフトするように構成されている。そこで、１つの巻線体２２を、他の１つの巻線体２２に、軸方向の高さ位置を合わせて、他の１つの巻線体２２側に周方向に移動させることで、干渉無く組み付けることができ、巻線アッセンブリ２１の組立性を向上することができる。
　巻線アッセンブリ２１は、２つの巻線体２２の８本の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂを径方向に１列に交互に配列して構成された直線部列が周方向に１スロットピッチで配列されている。第１コイルエンド２２ｃを周方向に１スロットピッチで配列して構成された第１コイルエンド列が径方向に４層に配列されている。さらに、第２コイルエンド２２ｄを周方向に１スロットピッチで配列して構成された第２コイルエンド列が径方向に３層に配列されている。そこで、円筒状の第１絶縁紙２５ａを巻線アッセンブリ２１の軸方向の他端側から第２コイルエンド列間に挿入し、径方向に隣り合う第１および第２直線部２２ａ，２２ｂ間を通して軸方向の一端側に移動させ、第１コイルエンド列内に収納させることができる。同様に、円筒状の第１絶縁紙２５ａを巻線アッセンブリ２１の軸方向の一端側から第１コイルエンド列間に挿入し、径方向に隣り合う第１および第２直線部２２ａ，２２ｂ間を通して軸方向の他端側に移動させ、第２コイルエンド列内に収納させることができる。
　したがって、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂと第１および第２コイルエンド２２ｃ，２２ｄとの絶縁被膜の厚みや材料を変える必要がなく、第１および第２コイルエンド群２１ａ，２１ｂの絶縁処理工程が簡略化される。
　また、４８個の巻線体２２を周方向に１スロットピッチで配列させて巻線アッセンブリ２１を組み立て、鉄心ブロック１２のティース１２ｂを巻線アッセンブリ２１の外径側から第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間に差し込んで、電機子１０を組み立てているので、亀甲形の巻線体２２を円環状の電機子鉄心に１スロットピッチで周方向に配列した状態に簡易に装着できる。
　また、先細り状のティース１２ｂを第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間のそれぞれに外径側から挿入して径方向内方に移動させる。そこで、径方向に不揃いに並んでいる第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが、隣り合う鉄心ブロック１２のティース１２ｂの間隔が狭まる動きにより１列に整列される。
　さらに、巻線アッセンブリ２１の最外径に位置する第２直線部２２ｂが隣り合う鉄心ブロック１２のコアバック部１２ａに当接してから、隣り合う鉄心ブロック１２のコアバック部１２ａの側面同士が突き合わされるまでの鉄心ブロック１２の移動力が、最外径に位置する第２直線部２２ｂを径方向内方に押し込むように作用する。これにより、巻線アッセンブリ２１が縮径され、径方向に整列された第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの相互間の隙間が、鉄心ブロック１２のコアバック部１２ａの内径側への移動により、縮小され、あるいはなくなる。そこで、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが、スロット１３内に高密度に収納され、導体線の占積率が高められる。
　また、スロット１３内の導体線と鉄心ブロック１２とが接しており、通電時に発熱体となる巻線アッセンブリ２１から電機子鉄心１１への伝熱性能を向上させることができる。そこで、巻線アッセンブリ２１の温度上昇が抑制され、電気抵抗の増加が抑制される。
　また、鉄心ブロック１２は隣り合うティース１２ｂ間の間隔が徐々に狭まるように挿入されるので、電機子巻線２０と鉄心ブロック１２との接触面での摺動が抑えられ、導体線の絶縁被膜の損傷を防止することができる。
　なお、上記実施の形態１では、ポリイミド、アラミド、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などのシートを用いて第１および第２絶縁紙を作製しているが、第１および第２絶縁紙は、エポキシ樹脂などのマトリックス樹脂をカーボン繊維に含浸させたプリプレグを用いて作製してもよい。この場合、第１および第２絶縁紙を巻線アッセンブリのコイルエンド群に装着し、巻線アッセンブリを整形した後、加熱してマトリックス樹脂を硬化させることにより、巻線アッセンブリを整形された状態で一体化することができる。
　また、上記実施の形態１では、巻線アッセンブリを電機子鉄心に装着する前に、第２絶縁紙をコイルエンド列間に装着するものとしているが、巻線アッセンブリを電機子鉄心に装着した後に、第２絶縁紙をコイルエンド列間に装着してもよい。
　実施の形態２．
　図３７はこの発明の実施の形態２に係る回転電機に適用される巻線アッセンブリを回転軸を含む平面で切った状態を示す模式図である。
　図３７において、巻線アッセンブリ２１Ａは、第１および第２コイルエンド２２ｃ、２２ｄの径方向厚みが第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの径方向厚みより第１および第２絶縁紙２５ａ，２５ｂの厚み分薄く形成されている。
　なお、他の構成は、上記実施の形態１と同様に構成されている。
　この実施の形態２によれば、第１および第２コイルエンド２２ｃ、２２ｄの径方向厚みが第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの径方向厚みより第１および第２絶縁紙２５ａ，２５ｂの厚み分薄く形成されている。そこで、第１および第２絶縁紙２５ａ，２５ｂの厚み分に相当する隙間が、第１コイルエンド列内および第１コイルエンド列間における第１および第２コイルエンド２２ｃ、２２ｄの交差部間に形成される。同様に、第１および第２絶縁紙２５ａ，２５ｂの厚み分に相当する隙間が、第２コイルエンド列内および第２コイルエンド列間における第１および第２コイルエンド２２ｃ、２２ｄの交差部間に形成される。
　これにより、第１および第２コイルエンド列内および第１および第２コイルエンド列間における第１および第２コイルエンド２２ｃ、２２ｄの交差部に第１および第２絶縁紙２５ａ，２５ｂを介装しても、第１および第２コイルエンド群２１ａ，２１ｂの径方向寸法の増大が抑制される。そこで、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが隙間無く径方向に１列に並んでスロット１３内に収納され、占積率が高められる。
　実施の形態３．
　図３８はこの発明の実施の形態３に係る回転電機に適用される巻線アッセンブリを回転軸を含む平面で切った状態を示す模式図である。
　図３８において、内径側から２番目の第１コイルエンド列を構成する第１コイルエンド２２ｃの第２直線部２２ｂから第１頂部２２ｅに至る傾斜部が第２直線部２２ｂに対して径方向内方に変位され、内径側から３番目の第１コイルエンド列を構成する第１コイルエンド２２ｃの第１直線部２２ａから第１頂部２２ｅに至る傾斜部が第１直線部２２ａに対して径方向外方に変位され、第２絶縁紙２５ｂの厚み分に相当する隙間が、内径側から２番目と３番目の第１コイルエンド列間における第１および第２コイルエンド２２ｃ、２２ｄの交差部間に形成されている。
　内径側から２番目の第１コイルエンド列を構成する第１コイルエンド２２ｃの第１直線部２２ａから第１頂部２２ｅに至る傾斜部が第１直線部２２ａに対して径方向内方に変位され、第１絶縁紙２５ａの厚み分に相当する隙間が、内径側から２番目の第１コイルエンド列内における第１および第２コイルエンド２２ｃ、２２ｄの交差部間に形成されている。
　内径側から１番目の第１コイルエンド列を構成する第１コイルエンド２２ｃの第２直線部２２ｂから第１頂部２２ｅに至る傾斜部が第２直線部２２ｂに対して径方向内方に変位され、第２絶縁紙２５ｂの厚み分に相当する隙間が、内径側から１番目と２番目の第１コイルエンド列間における第１および第２コイルエンド２２ｃ、２２ｄの交差部間に形成されている。
　内径側から１番目の第１コイルエンド列を構成する第１コイルエンド２２ｃの第１直線部２２ａから第１頂部２２ｅに至る傾斜部が第１直線部２２ａに対して径方向内方に変位され、第１絶縁紙２５ａの厚み分に相当する隙間が、内径側から１番目の第１コイルエンド列内における第１および第２コイルエンド２２ｃ、２２ｄの交差部間に形成されている。
　内径側から３番目の第１コイルエンド列を構成する第１コイルエンド２２ｃの第２直線部２２ｂから第１頂部２２ｅに至る傾斜部が第２直線部２２ｂに対して径方向外方に変位され、第１絶縁紙２５ａの厚み分に相当する隙間が、内径側から３番目の第１コイルエンド列内における第１および第２コイルエンド２２ｃ、２２ｄの交差部間に形成されている。
　内径側から４番目の第１コイルエンド列を構成する第１コイルエンド２２ｃの第１直線部２２ａから第１頂部２２ｅに至る傾斜部が第１直線部２２ａに対して径方向外方に変位され、第２絶縁紙２５ｂの厚み分に相当する隙間が、内径側から３番目と４番目の第１コイルエンド列間における第１および第２コイルエンド２２ｃ、２２ｄの交差部間に形成されている。
　内径側から４番目の第１コイルエンド列を構成する第１コイルエンド２２ｃの第２直線部２２ｂから第１頂部２２ｅに至る傾斜部が第２直線部２２ｂに対して径方向内方に変位され、第１絶縁紙２５ａの厚み分に相当する隙間が、内径側から４番目の第１コイルエンド列内における第１および第２コイルエンド２２ｃ、２２ｄの交差部間に形成されている。
　なお、第１および第２コイルエンド２２ｃ，２２ｄの径方向厚みは、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの径方向厚みと同等である。
　このように構成された巻線アッセンブリ２２Ｂでは、第１および第２コイルエンド列内および第１および第２コイルエンド列間における第１および第２コイルエンド２２ｃ、２２ｄの交差部に第１および第２絶縁紙２５ａ，２５ｂを介装しても、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが隙間無く径方向に１列に配列してスロット１３内に収納される。
　したがって、この実施の形態３においても、占積率が高められる。
　なお、上記各実施の形態では、巻線体が接続部のない連続した導体線を螺旋状に巻回して構成されているのとしているが、巻線体は、例えば短尺の導体を連結して作製された導体線を螺旋状に巻回して構成されてもよい。
　また、上記各実施の形態では、本願を電動機に適用した場合について説明しているが、本願を発電機に適用しても、同様の効果を奏する。
　また、上記各実施の形態では、８極４８スロットの回転電機について説明しているが、極数ｐおよびスロット数Ｓは、８極４８スロットに限定されないことは言うまでもないことである。
　また、上記各実施の形態では、巻線体が導体線を螺旋状に４ターン巻回して構成されているものとしているが、導体線のターン数は４回に限定されず、２回以上であればよい。
　また、上記各実施の形態では、スロットが毎極毎相当たり２の割合で形成されているものとしているが、毎極毎相当たりのスロット数ｑは２に限定されず、１でもよく、３以上でもよい。例えば、毎極毎相当たりのスロット数ｑが１の場合、巻線体の第１直線部と第２直線部との列間の間隔は３スロット角度間隔（１磁極ピッチ）となる。
　また、上記各実施の形態では、電機子巻線が全節巻きの分布巻きに構成されているものとしているが、電機子巻線は長節巻きの分布巻きでもよい。
　また、上記各実施の形態では、電機子巻線が亀甲形コイルにより構成されているものとしているが、電機子巻線はこれに限定されず、例えば波巻き巻線により構成されていてもよい。

Claims (7)

  1. 　電機子巻線が円環状の電機子鉄心に装着されて構成される電機子を有する回転電機において、
    　上記電機子巻線は、直線部、および列間で該直線部の端部間を連結するコイルエンドを有する複数の巻線体を備え、
    　上記複数の巻線体は、それぞれ、２列に配列された上記直線部の各列を上記電機子鉄心の周方向に連続する複数本のティースの両側に位置するスロット対に収納されて、周方向に配列され、
    　上記スロットのそれぞれには、２ｍ本（但し、ｍは２以上の整数）の上記直線部が径方向に１列に交互に並んで収納され、
    　それぞれ、上記コイルエンドのなかの上記スロット対から上記電機子鉄心の軸方向一端側に延出する第１コイルエンドを、周方向に１スロットピッチで配列して形成された第１コイルエンド列が、径方向にｍ層に配列して第１コイルエンド群を構成し、
    　それぞれ、上記コイルエンドのなかの上記スロット対から上記電機子鉄心の軸方向他端側に延出する第２コイルエンドを、周方向に１スロットピッチで配列して形成された第２コイルエンド列が、径方向に（ｍ－１）層に配列して第２コイルエンド群を構成し、
    　円筒状の第１絶縁紙が、上記第１コイルエンド列内、および上記第２コイルエンド列内に収納され、かつ円筒状の第２絶縁紙が、上記第１コイルエンド列間、および上記第２コイルエンド列間に収納されていることを特徴とする回転電機。
  2. 　上記第１絶縁紙および上記第２絶縁紙は、それぞれ、１枚の帯状体をｎ周弱（但し、ｎは２以上の整数）巻いて円筒状に構成されていることを特徴とする請求項１記載の回転電機。
  3. 　上記第１コイルエンドの径方向寸法が上記直線部の径方向寸法より小さく形成されて、上記第１コイルエンド列内および上記第１コイルエンド列間に上記第１絶縁紙を収納する隙間が形成され、
    　上記第２コイルエンドの径方向寸法が上記直線部の径方向寸法より小さく形成されて、上記第２コイルエンド列内および上記第２コイルエンド列間に上記第２絶縁紙を収納する隙間が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の回転電機。
  4. 　上記第１コイルエンドが上記直線部に対して径方向に変位されて、上記第１コイルエンド列内および上記第１コイルエンド列間に上記第１絶縁紙を収納する隙間が形成され、
    　上記第２コイルエンドが上記直線部に対して径方向に変位されて、上記第２コイルエンド列内および上記第２コイルエンド列間に上記第２絶縁紙を収納する隙間が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の回転電機。
  5. 　請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の回転電機の製造方法であって、
    　上記複数の巻線体を作製する工程と、
    　上記巻線体を周方向に１スロットピッチで配列し、２つの上記巻線体の２ｍ本の上記直線部が径方向に１列に交互に並んだ直線部列が周方向に１スロットピッチで配列され、上記第１コイルエンドを周方向に１スロットピッチで配列して構成された上記第１コイルエンド列が径方向にｍ層に配列され、上記第２コイルエンドを周方向に１スロットピッチで配列して構成された上記第２コイルエンド列が径方向に（ｍ－１）層に配列された巻線アッセンブリを作製する工程と、
    　上記巻線アッセンブリを上記電機子鉄心に装着する工程と、
    　上記第１絶縁紙を、上記第１コイルエンド列内、および上記第２コイルエンド列内に収納する第１絶縁紙装着工程と、
    　上記第２絶縁紙を、上記第１コイルエンド列間、および上記第２コイルエンド列間に収納する第２絶縁紙装着工程と、を備えていることを特徴とする回転電機の製造方法。
  6. 　上記第１絶縁紙装着工程では、上記巻線アッセンブリを上記電機子鉄心に装着する工程に先立って、上記第１絶縁紙を軸方向外方から上記巻線アッセンブリの上記第２コイルエンド列間に挿入し、上記直線部列の径方向に隣り合う上記直線部間を通して、上記第１コイルエンド列内に収納し、かつ上記第１絶縁紙を軸方向外方から上記巻線アッセンブリの上記第１コイルエンド列間に挿入し、上記直線部列の径方向に隣り合う上記直線部間を通して、上記第２コイルエンド列内に収納することを特徴とする請求項５記載の回転電機の製造方法。
  7. 　上記帯状体は、ロール体から繰り出された絶縁シートを、繰り出し方向と直交する方向を長手方向とするように裁断して作製されていることを特徴とする請求項５又は請求項６記載の回転電機の製造方法。
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