WO2014050164A1 - 電気機械 - Google Patents

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WO2014050164A1
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slot
conductor
thickness
electric machine
insulating
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English (en)
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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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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/34—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation
    • H02K3/345—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation between conductor and core, e.g. slot insulation
    • H—ELECTRICITY
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K3/34—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/02—Disposition of insulation

Definitions

  • the present invention relates to an electric machine such as a rotating electric machine such as a generator or an electric motor, or a linear motion machine such as a linear motor, and more particularly to an armature winding structure capable of obtaining a high insulation performance and a high space factor.
  • a rotating electrical machine mounted on a vehicle is required to be reduced in size as the space for mounting the rotating electrical machine in the engine room of the vehicle is reduced, and to improve the power generation output by increasing the vehicle load. Furthermore, improvement in reliability is required.
  • the separation distance between the conductor portion of the armature winding and the core back of the armature core is the minimum necessary to ensure the insulation performance. Even if the distance (insulation distance) can be set, the separation distance between the conductor portion of the armature winding and the teeth of the armature core is not the insulation distance. As a result, there has been a problem that the space factor is lowered and high output cannot be achieved.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problem.
  • the thickness of the insulating coating in the slot depth direction of the conductor wires accommodated in the slot so as to be aligned in the slot depth direction and in the slot arrangement direction.
  • the thickness of the insulation coating can be set independently from the insulation distance between the conductor parts and the insulation distance between the conductor parts and the armature core, respectively, while ensuring the insulation performance, It is an object to obtain an electric machine that can improve the quality and achieve high output.
  • a rotating electric machine includes an armature core having a plurality of slots arranged in the slot width direction, and an armature having an armature winding formed by winding the conductor wire around the slot.
  • the conductor wire includes a conductor portion having a rectangular cross section and an insulating film formed so as to cover the outer periphery of the conductor portion, and the length direction of the long side or the short side of the rectangular cross section of the conductor portion is slotted.
  • the thickness t 1 of the portion of the insulating coating formed on the surface of the conductor portion facing the slot depth direction is equal to the thickness of the insulating coating formed on the surface of the conductor portion facing the slot arrangement direction. It is thinner than the thickness t 2 of the part. Therefore, t 1 and t 2 can be set independently from the insulation distance between the conductor portions in the slot depth direction and the insulation distance between the conductor portions and the armature core, while ensuring insulation performance. , Can improve the space factor.
  • FIG. 1 is a half sectional view showing a rotating electrical machine according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 2 is a sectional view showing armature windings in the rotating electrical machine according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining a slot accommodation state of armature windings in the rotary electric machine according to Embodiment 1.
  • a rotating electrical machine 100 includes a housing 1 having a bottomed cylindrical frame 2 and an end plate 3 closing an opening of the frame 2, and an armature 10 fixed to the cylindrical portion of the frame 2 in an internally fitted state.
  • a rotor 5 fixed to a rotary shaft 6 rotatably supported on a bottom portion of the frame 2 and the end plate 3 via a bearing 4 and rotatably disposed on an inner peripheral side of the armature 10; It has.
  • the rotor 5 includes a rotor core 7 fixed to a rotary shaft 6 inserted through the shaft center position, and is embedded in the outer peripheral surface side of the rotor core 7 so as to penetrate in the axial direction and have a predetermined pitch in the circumferential direction.
  • the permanent magnets 8 arranged in the above. The permanent magnets 8 are arranged so that the magnetic poles are alternately different in the circumferential direction.
  • the armature 10 includes an annular armature core 11 having slots opened on the inner peripheral side and arranged at an equiangular pitch in the circumferential direction, and an armature winding 12 attached to the armature core 11. .
  • the armature core 11 is produced, for example, by laminating and integrating electromagnetic steel sheets punched into a predetermined shape, and extends inward in the radial direction from the inner peripheral surface of the core back 11a. And teeth 11b arranged at an equiangular pitch in the circumferential direction. A space defined by the core back 11a and the adjacent teeth 11b becomes a slot 11c.
  • the circumferential direction of the armature core 11 corresponds to the slot width direction, that is, the arrangement direction of the slots 11c.
  • the radial direction of the armature core 11 corresponds to the slot depth direction.
  • the conductor wire 13 constituting the armature winding 12 includes a copper conductor portion 13a having a rectangular cross section, and an insulating film 13b coated so as to cover the outer periphery of the conductor portion 13a.
  • an insulating resin such as polyamide, polypropylene, polytetrafluoroethylene, polyamideimide, polyester, polyimide, or polyacetal is used as the material of the insulating coating 13b.
  • the conductor wire 13 is produced, for example, by coating the outer periphery of a conductor wire having a square cross section with an insulating resin and baking it.
  • the conductor wires 13 are accommodated in five layers in the slots 11 c, aligned in a row in the radial direction, with the short side length direction of the rectangular cross section aligned with the radial direction.
  • a plane formed by the long sides of the rectangular cross section of the conductor portion 13a faces in the radial direction. Therefore, a portion of the insulating coating 13b covered with a plane constituted by the long side of the rectangular cross section of the conductor portion 13a is defined as a radial surface insulating coating.
  • the plane comprised by the short side of the rectangular cross section of the conductor part 13a has faced the circumferential direction.
  • a portion of the insulating coating 13b covered with a plane constituted by the short sides of the rectangular cross section of the conductor portion 13a is defined as a circumferential surface insulating coating.
  • Conductor wire 13 is housed in contact with the radial surface insulating film of thickness t 1, the five layers in the radial direction in the slots 11c to each other.
  • each of the conductor wires 13 housed in the five layers in the radial direction in the slot 11c in contact with the inner peripheral surface of the slot 11c through the circumferential surface insulating film thickness t 2.
  • a gap 16 is formed between the conductor wire 13 located at the deepest portion in the slot depth direction and the bottom surface of the slot 11c.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the slot accommodation state of the armature winding in the rotating electric machine of the comparative example.
  • the conductor wire 20 includes a conductor portion 20 a having a rectangular cross section and an insulating film 20 b that is coated so as to cover the outer periphery of the conductor portion 20 a. Then, the thickness t 3 of the portion of the insulating coating 20b covered by the plane constituted by the long side of the rectangular cross section of the conductor portion 20a is insulated by the plane constituted by the short side of the rectangular cross section of the conductor portion 20a. It is equal to the thickness t 4 of the portion of the coating 20b.
  • the conductor line 20 is to match the short-side length direction of the rectangular cross-section in the radial direction, in a row in a radial direction, housed in five layers within a slot 11c for insulating sheet 21 is attached with a thickness t 5 Has been.
  • the plane constituted by the long side of the rectangular cross section of the conductor portion 20a is directed in the radial direction, and the plane constituted by the short side of the rectangular cross section of the conductor portion 20a is oriented in the circumferential direction. Therefore, the portion of the insulating coating 20b covered by the plane constituted by the long side of the rectangular cross section of the conductor portion 20a is used as the radial surface insulating coating, and the portion constituted by the short side of the rectangular cross section of the conductor portion 20a is covered. The portion of the insulating coating 20b is used as the circumferential surface insulating coating.
  • Conductor wire 20 is housed in contact with the radial surface insulating film of thickness t 3, the five layers in the radial direction in the slots 11c to each other.
  • Each of the conductor wires 20 accommodated in five layers in the radial direction in the slot 11c is in contact with the inner peripheral side surface (the teeth 11b) of the slot 11c via the insulating sheet 21.
  • the conductor portion 20a located at the deepest portion of the slot 11c is in contact with the bottom surface (core back 11a) of the slot 11c via the insulating sheet 21.
  • the thickness t 3 of the radial surface insulating coating is set so as to satisfy t 3 ⁇ L 1/2 .
  • the thickness t 5 of the thickness t 4 of the circumferential surface insulating coating insulating sheet 21 is set so as to satisfy t 4 + t 5 ⁇ L 2 .
  • the thickness t 1 of the radial surface insulating coating is set so as to satisfy t 1 ⁇ L 1/2 .
  • the thickness t 2 of the circumferential surface insulating coating is set so as to satisfy t 2 ⁇ L 2 .
  • the gap d of the gap 16 is set so as to satisfy d ⁇ L 2 ⁇ t 1 .
  • the separation distance between the conductor portion 13a and the core back 11a is (t 1 + d).
  • d ⁇ L 2 ⁇ t 1 d ⁇ L 2 ⁇ t 1
  • t 1 + d ⁇ t 1 + L 2 ⁇ t 1 L 2 . Therefore, an insulation distance L 2 can be ensured between the conductor portion 13a and the core back 11a. Further, since it is t 2> t 1, by setting the t 2 the insulation distance L 2, between the conductor portion 13a and the teeth 11b can be secured insulation distance L 2.
  • the thickness t 1 of the radial surface insulating coating and the thickness t 2 of the circumferential surface insulating coating are set to the insulation distance L 1 between the conductor portions 13 a, the conductor portions 13 a, and the armature. It can be set independently from the insulation distance L 2 from the iron core 11. That is, the thickness t 1 of the radial surface insulation coating and the thickness t 2 of the circumferential surface insulation coating can be set so that the insulation distance L 1 and the insulation distance L 2 can be secured. The rate can be increased. Therefore, it is possible to improve the quality of the rotating electrical machine 100 and increase the output.
  • the dielectric breakdown voltage and ground the withstand voltage between the conductor wires 13 is equal to the largest space factor Can do.
  • the gap d of the gap 16 is not less than (t 2 -t 1 )
  • FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the slot accommodation state of the armature winding in the rotary electric machine according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the insulating paper 14 is interposed only between the conductor portion 13a located at the deepest portion of the slot 11c and the core back 11a.
  • Other configurations are the same as those in the first embodiment.
  • the insulating paper 14 is interposed between the conductor portion 13a located at the deepest portion of the slot 11c and the core back 11a. Therefore, when the conductor wires 13 are arranged in a row in the radial direction and are accommodated in the slots 11c, a separation distance between the conductor portion 13a located at the deepest portion of the slot 11c and the core back 11a is ensured with high accuracy. Can do. Therefore, by setting the thickness of the insulating paper 14 to (t 2 ⁇ t 1 ), it is possible to secure an insulating distance L 2 between the conductor portion 13a located at the deepest portion of the slot 11c and the core back 11a. And insulation performance can be ensured.
  • the insulating paper 14 can be interposed only between the conductor portion 13a located at the deepest portion of the slot 11c and the core back 11a, and the amount of the insulating paper 14 used can be minimized. In addition, it is not necessary to bend the insulating paper 14, and productivity is improved.
  • FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view showing conductor wires constituting the armature winding in the rotary electric machine according to Embodiment 3 of the present invention
  • FIG. 7 shows the armature winding in the rotary electric machine according to Embodiment 3 of the present invention. It is sectional drawing explaining the manufacturing method of the conductor wire to do.
  • the conductor wire 13A includes a conductor portion 13a and an insulating coating 13c coated on the outer periphery of the conductor portion 13a.
  • Other configurations are the same as those in the first embodiment.
  • a rectangular long insulating tape 15 is composed of a plane composed of one long side of the rectangular cross section of the conductor portion 13a made of a metal material such as copper and both short sides. Affix to a plane composed of As a result, as shown in FIG. 7, the three planes of the conductor portion 13 a are covered with the insulating tape 15. Subsequently, the insulating tape 15 is affixed on the plane comprised by the other long side of the rectangular cross section of the conductor part 13a, and the plane comprised by both short sides. Thereby, as shown in FIG. 6, the insulating tape 15 was affixed to a plane composed of the long sides of the rectangular cross section and was affixed to a plane composed of the short sides of the rectangular cross section. A conductor wire 13A is produced.
  • the insulating film 13c is produced by attaching the insulating tape 15 to the conductor portion 13a, the insulating film formed on the plane constituted by the long side of the rectangular cross section of the conductor portion 13a.
  • the thickness of 13c and the thickness of the insulating coating 13c formed on the plane constituted by the short sides can be configured easily and with high accuracy, and the productivity of the conductor wire 13A can be improved.
  • the conductor wire is stored in the slot in a row in the radial direction with the short side length direction of the rectangular cross section directed in the radial direction.
  • the long side length direction of the rectangular cross section may be stored in the slot side by side in a line in the radial direction.
  • the thickness of the portion of the insulating coating (circumferential surface insulating coating) formed on the plane constituted by the long side of the rectangular cross section of the conductor wire is set to the plane constituted by the short side of the rectangular cross section of the conductor wire. What is necessary is just to make it thicker than the thickness of the part (diameter direction surface insulating film) of the insulating film currently formed.
  • the conductor wires are arranged in a single row in the radial direction and accommodated in multiple layers in the slot.
  • the conductor wires are arranged in a multilayer in one row in the radial direction. They may be arranged in a plurality of rows in the direction and stored in the slots.
  • each said embodiment demonstrated the rotary electric machine used for an electric motor or a generator, even if it applies this invention to linear motion machines, such as a linear motor, there exists the same effect.

Abstract

　この発明は、絶縁性能を確保しつつ、占積率を向上でき、品質の向上および高出力化を実現できる電気機械を得る。　本発明による電気機械では、導体線１３が、導体部１３ａの長方形断面の短辺の長さ方向をスロット深さ方向に向けて、スロット深さ方向に互いに接して１列に多層に配列されて、スロット１１ｃ内に収納され、導体部１３ａのスロット深さ方向に向いた面に形成されている絶縁被膜１３ｂの部位の厚みｔ1が、導体部１３ａのスロット配列方向に向いた面に形成されている絶縁被膜１３ｂの部位の厚みｔ2より薄くなっている。

Description

電気機械
　この発明は、発電機、電動機などの回転電機、リニアモータなどの直動機などの電気機械に関し、特に、高い絶縁性能と高い占積率が得られる電機子巻線の構造に関するものである。
　近年、車両に搭載される回転電機には、車両のエンジンルームの回転電機搭載スペースの縮小化にともなう小型化、および車両負荷の増大による発電出力の向上が求められている。さらには、信頼性の向上が求められている。
　このような状況を鑑み、小型高出力、および品質の向上を実現すべく、種々の提案がされている。例えば、特許文献１に記載の電機子巻線では、断面太鼓形状に形成された巻線を、絶縁シートが装着されたスロットに、多重に収納していた。巻線は、絶縁被膜に覆われており、断面太鼓形状の円弧面絶縁被膜同士が互いに接し、側面絶縁被膜が絶縁シートを介して電機子鉄心に接している。そして、円弧面絶縁被膜が、側面絶縁被膜より厚く形成されている。
特開平６－１８９４８２号公報
　特許文献１では、電機子巻線をその断面太鼓形状の側面を周方向に向けて絶縁シートが装着されたスロットに多重に収納されている。そこで、電機子巻線の導体部と電機子鉄心のコアバックとの間の離間距離は、側面絶縁被膜の厚みと絶縁シートの厚みとの総和となる。一方、電機子巻線の導体部と電機子鉄心のティースとの間の離間距離は、円弧面絶縁被膜の厚みと絶縁シートの厚みとの総和となる。しかし、円弧面絶縁被膜の厚みが側面絶縁被膜より厚くなっているので、電機子巻線の導体部と電機子鉄心のコアバックとの間の離間距離を絶縁性能を確保するために必要な最小距離（絶縁距離）に設定できても、電機子巻線の導体部と電機子鉄心のティースとの間の離間距離は、絶縁距離とはならない。その結果、占積率が低下し、高出力化が図れなくなるという課題があった。
　この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、スロット内にスロット深さ方向に並んで互いに接するように収納される導体線のスロット深さ方向の絶縁被膜の厚みとスロット配列方向の絶縁被膜の厚みを、それぞれ、導体部間の絶縁距離と、導体部と電機子鉄心との間の絶縁距離とから、独立して設定できるようにし、絶縁性能を確保しつつ、占積率を向上でき、品質の向上および高出力化を実現できる電気機械を得ることを目的とする。
　この発明による回転電機は、スロットがスロット幅方向に複数配列された電機子鉄心、および上記導体線を上記スロットに巻装して構成される電機子巻線を有する電機子を備えている。上記導体線は、長方形断面を有する導体部と、上記導体部の外周を覆うように形成された絶縁被膜と、を備え、上記導体部の長方形断面の長辺又は短辺の長さ方向をスロット深さ方向に向けて、スロット配列方向に少なくとも１列に並んで、各列のスロット深さ方向に互いに接して多層に配列されて、上記スロット内に収納され、上記導体部のスロット深さ方向に向いた面に形成されている上記絶縁被膜の部位の厚みをｔ1、上記導体部のスロット配列方向に向いた面に形成されている上記絶縁被膜の部位の厚みをｔ2としたときに、上記絶縁被膜は、ｔ1＜ｔ2を満足するように形成されている。
　この発明によれば、導体部のスロット深さ方向に向いた面に形成されている絶縁被膜の部位の厚みｔ1が、導体部のスロット配列方向に向いた面に形成されている絶縁被膜の部位の厚みｔ2より薄くなっている。そこで、ｔ1およびｔ2が、スロット深さ方向における導体部間の絶縁距離と、導体部と電機子鉄心との間の絶縁距離とから、独立して設定できるので、絶縁性能を確保しつつ、占積率を向上できる。
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に係る回転電機における電機子巻線を示す断面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における電機子巻線のスロット収納状態を説明する断面図である。 比較例の回転電機における電機子巻線のスロット収納状態を説明する断面図である。 この発明の実施の形態２に係る回転電機における電機子巻線のスロット収納状態を説明する断面図である。 この発明の実施の形態３に係る回転電機における電機子巻線を構成する導体線を示す断面図である。 この発明の実施の形態３に係る回転電機における電機子巻線を構成する導体線の製造方法を説明する断面図である。
　以下、本発明による回転電機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に係る回転電機における電機子巻線を示す断面図、図３はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における電機子巻線のスロット収納状態を説明する断面図である。
　図１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の外周面側に軸方向に貫通するように埋設されて周方向に所定のピッチで配列された永久磁石８と、を備えている。永久磁石８は、それぞれ、周方向に交互に磁極が異なるように配置されている。
　電機子１０は、スロットが内周側に開口して周方向に等角ピッチで配列された円環状の電機子鉄心１１と、電機子鉄心１１に装着された電機子巻線１２と、を備える。電機子鉄心１１は、例えば、所定形状に打ち抜かれた電磁鋼板を積層、一体化して作製され、円環状のコアバック１１ａと、それぞれ、コアバック１１ａの内周面から径方向内方に延在し、周方向に等角ピッチで配列されたティース１１ｂと、を有する。そして、コアバック１１ａと隣り合うティース１１ｂとにより画成されたスペースがスロット１１ｃとなる。ここで、電機子鉄心１１の周方向は、スロット幅方向、すなわちスロット１１ｃの配列方向に相当する。また、電機子鉄心１１の径方向は、スロット深さ方向に相当する。
　電機子巻線１２を構成する導体線１３は、図２に示されるように、長方形断面を有する銅製の導体部１３ａと、導体部１３ａの外周を覆うように被覆された絶縁被膜１３ｂと、を有する。そして、導体部１３ａの長方形断面の長辺で構成される平面に被覆されている絶縁被膜１３ｂの部位の厚みｔ1が、導体部１３ａの長方形断面の短辺で構成される平面に被覆されている絶縁被膜１３ｂの部位の厚みｔ2より薄くなっている。絶縁被膜１３ｂの材料には、例えば、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアミドイミド、ポリエステル、ポリイミド、ポリアセタールなどの絶縁性樹脂が用いられる。なお、導体線１３は、例えば、四角形断面の導体線の外周に絶縁性樹脂を被覆し、焼き付けて作製される。
　導体線１３は、図３に示されるように、長方形断面の短辺長さ方向を径方向に一致させて、径方向に１列に並んで、スロット１１ｃ内に５層に収納されている。導体部１３ａの長方形断面の長辺で構成される平面は径方向に向いている。そこで、導体部１３ａの長方形断面の長辺で構成される平面に被覆された絶縁被膜１３ｂの部位を径方向面絶縁被膜とする。また、導体部１３ａの長方形断面の短辺で構成される平面は周方向に向いている。そこで、導体部１３ａの長方形断面の短辺で構成される平面に被覆された絶縁被膜１３ｂの部位を周方向面絶縁被膜とする。導体線１３は、互いに厚みｔ1の径方向面絶縁被膜を接して、スロット１１ｃ内に径方向に５層に収納されている。また、スロット１１ｃ内に径方向に５層に収納されている導体線１３のそれぞれは、厚みｔ2の周方向面絶縁被膜を介してスロット１１ｃの内周側面に接している。さらに、スロット深さ方向の最深部に位置する導体線１３とスロット１１ｃの底面との間に空隙１６が形成されている。
　つぎに、実施の形態１による効果を比較例と対比して説明する。図４は比較例の回転電機における電機子巻線のスロット収納状態を説明する断面図である。
　比較例では、図４に示されるように、導体線２０は、長方形断面の導体部２０ａと、導体部２０ａの外周を覆うように被覆された絶縁被膜２０ｂと、を有する。そして、導体部２０ａの長方形断面の長辺で構成される平面に被覆された絶縁被膜２０ｂの部位の厚みｔ3が、導体部２０ａの長方形断面の短辺で構成される平面に被覆された絶縁被膜２０ｂの部位の厚みｔ4と等しくなっている。導体線２０は、長方形断面の短辺長さ方向を径方向に一致させて、径方向に１列に並んで、厚みｔ5を有する絶縁シート２１が装着されたスロット１１ｃ内に５層に収納されている。
　ここで、導体部２０ａの長方形断面の長辺で構成される平面は、径方向に向いており、導体部２０ａの長方形断面の短辺で構成される平面は周方向に向いている。そこで、導体部２０ａの長方形断面の長辺で構成される平面に被覆された絶縁被膜２０ｂの部位を径方向面絶縁被膜とし、導体部２０ａの長方形断面の短辺で構成される平面に被覆された絶縁被膜２０ｂの部位を周方向面絶縁被膜とする。
　導体線２０は、互いに厚みｔ3の径方向面絶縁被膜を接して、スロット１１ｃ内に径方向に５層に収納されている。スロット１１ｃ内に径方向に５層に収納されている導体線２０のそれぞれは、絶縁シート２１を介してスロット１１ｃの内周側面（ティース１１ｂ）に接している。スロット１１ｃの最深部に位置する導体部２０ａは、絶縁シート２１を介してスロット１１ｃの底面（コアバック１１ａ）に接している。
　比較例においては、導体部２０ａ間に絶縁距離Ｌ1（絶縁性能を確保するために必要な最小離間距離）を確保する必要がある。そこで、径方向面絶縁被膜の厚みｔ3は、ｔ3≧Ｌ1／２を満足するように設定される。また、導体部２０ａと電機子鉄心１１との間、すなわち導体部２０ａとティース１１ｂとの間に、絶縁距離Ｌ2を確保する必要がある。そこで、周方向面絶縁被膜の厚みｔ4と絶縁シート２１の厚みｔ5は、ｔ4＋ｔ5≧Ｌ2を満足するように設定される。そして、ｔ3＝Ｌ1／２、かつｔ4＋ｔ5＝Ｌ2とした場合には、占積率が最も大きくなる。
　スロット１１ｃの最深部に位置する導体部２０ａとコアバック１１ａとの間の離間距離は、（ｔ3＋ｔ5）となる。そして、ｔ3＝ｔ4であるので、（ｔ3＋ｔ5）＝（ｔ4＋ｔ5）＝Ｌ2となる。ここで、導体部２０ａ間の離間距離を絶縁距離Ｌ1とした場合、ｔ3＝ｔ4＝Ｌ1／２となり、絶縁被膜２０ｂのみでは導体部２０ａと電機子鉄心１１との間の絶縁距離Ｌ2を確保できなくなる。そこで、比較例においては、絶縁シート２１を介装させて絶縁距離Ｌ2を確保する必要がある。
　また、比較例において、特許文献１のように、ｔ3＞ｔ4とした場合、（ｔ3＋ｔ5）＞（ｔ4＋ｔ5）＝Ｌ2となる。そこで、導体部２０ａとコアバック１１ａとの間の離間距離が、導体部２０ａと電機子鉄心１１との間の絶縁距離Ｌ2より長くなり、占積率の低下をもたらす。
　実施の形態１においても、導体部１３ａ間に絶縁距離Ｌ1を確保する必要がある。そこで、径方向面絶縁被膜の厚みｔ1は、ｔ1≧Ｌ1／２を満足するように設定される。
　また、導体部１３ａとティース１１ｂとの間に、絶縁距離Ｌ2を確保する必要がある。そこで、周方向面絶縁被膜の厚みｔ2は、ｔ2≧Ｌ2を満足するように設定される。
　さらに、スロット１１ｃの最深部に位置する導体部１３ａとコアバック１１ａとの間に、絶縁距離Ｌ2を確保する必要がある。そこで、空隙１６の隙間ｄは、ｄ≧Ｌ2－ｔ1を満足するように設定される。
　導体部１３ａとコアバック１１ａとの間の離間距離は、（ｔ1＋ｄ）となる。ここで、ｄ≧Ｌ2－ｔ1であるので、ｔ1＋ｄ≧ｔ1＋Ｌ2－ｔ1＝Ｌ2となる。そこで、導体部１３ａとコアバック１１ａとの間に絶縁距離Ｌ2を確保することができる。
　また、ｔ2＞ｔ1であるので、ｔ2を絶縁距離Ｌ2に設定すれば、導体部１３ａとティース１１ｂとの間に絶縁距離Ｌ2を確保することができる。
　このように、実施の形態１によれば、径方向面絶縁被膜の厚みｔ1と周方向面絶縁被膜の厚みｔ2を、導体部１３ａ間の絶縁距離Ｌ1と、導体部１３ａと電機子鉄心１１との間の絶縁距離Ｌ2と、から独立して設定できる。つまり、絶縁距離Ｌ1と絶縁距離Ｌ2を確保できるように、径方向面絶縁被膜の厚みｔ1と周方向面絶縁被膜の厚みｔ2を設定できるので、絶縁性能を確保しつつ、占積率を高めることができる。そこで、回転電機１００の品質の向上および高出力化を実現できる。
　ｔ1＝ｔ2／２とすれば、導体線１３間の絶縁耐圧と対地の絶縁耐圧（導体線と電機子鉄心１１との間の絶縁耐圧）が等しくなり、占積率を最も大きくすることができる。
　空隙１６の隙間ｄを、（ｔ2－ｔ1）以上に形成することにより、絶縁紙を介装することなく、導体線１３とコアバック１１ａとの間の絶縁距離Ｌ2を確保することができる。そこで、スロット１１ｃ内に絶縁シート２１を装着する必要もないので、電機子１０の製造工程を簡略化できる。
　実施の形態２．
　図５はこの発明の実施の形態２に係る回転電機における電機子巻線のスロット収納状態を説明する断面図である。
　図５において、絶縁紙１４がスロット１１ｃの最深部に位置する導体部１３ａとコアバック１１ａとの間のみに介装されている。
　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では、絶縁紙１４がスロット１１ｃの最深部に位置する導体部１３ａとコアバック１１ａとの間に介装されている。そこで、導体線１３を径方向に１列に並べてスロット１１ｃ内に収納させる際に、スロット１１ｃの最深部に位置する導体部１３ａとコアバック１１ａとの間の離間距離を高精度に確保することができる。したがって、絶縁紙１４の厚さを（ｔ2－ｔ1）に設定することで、スロット１１ｃの最深部に位置する導体部１３ａとコアバック１１ａとの間に絶縁距離Ｌ2を確保することができ、絶縁性能を確保することができる。
　この実施の形態２によれば、絶縁紙１４をスロット１１ｃの最深部に位置する導体部１３ａとコアバック１１ａとの間のみに介装することができ、絶縁紙１４の使用量を最小限にできるとともに、絶縁紙１４の曲げ加工が不要となり、生産性が向上される。
　実施の形態３．
　図６はこの発明の実施の形態３に係る回転電機における電機子巻線を構成する導体線を示す断面図、図７はこの発明の実施の形態３に係る回転電機における電機子巻線を構成する導体線の製造方法を説明する断面図である。
　図６において、導体線１３Ａは、導体部１３ａと、導体部１３ａの外周に被覆された絶縁被膜１３ｃと、を備える。
　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。
　導体線１３Ａを作製するには、まず、長方形の長尺の絶縁テープ１５を、銅などの金属材料で作製された導体部１３ａの長方形断面の一方の長辺で構成される平面と両短辺で構成される平面とに貼り付ける。これにより、図７に示されるように、導体部１３ａの３平面が絶縁テープ１５に覆われる。ついで、絶縁テープ１５を、導体部１３ａの長方形断面の他方の長辺で構成される平面と両短辺で構成される平面とに貼り付ける。これにより、図６に示されるように、絶縁テープ１５が長方形断面の長辺で構成される平面に一重に貼り付けられ、長方形断面の短辺で構成される平面に二重に貼り付けられた導体線１３Ａが作製される。
　この実施の形態３によれば、絶縁テープ１５を導体部１３ａに貼り付けて絶縁被膜１３ｃを作製しているので、導体部１３ａの長方形断面の長辺で構成される平面に形成される絶縁被膜１３ｃの厚みと、短辺で構成される平面に形成される絶縁被膜１３ｃの厚みを、簡易に、かつ高精度に構成でき、導体線１３Ａの生産性を向上できる。
　なお、上記各実施の形態では、導体線がその長方形断面の短辺長さ方向を径方向に向けて径方向に１列に並んでスロット内に収納されているものとしているが、導体線はその長方形断面の長辺長さ方向を径方向に向けて径方向に１列に並んでスロット内に収納されてもよい。この場合、導体線の長方形断面の長辺で構成される平面に形成されている絶縁被膜の部位（周方向面絶縁被膜）の厚みを、導体線の長方形断面の短辺で構成される平面に形成されている絶縁被膜の部位（径方向面絶縁被膜）の厚みより厚くすればよい。
　また、上記各実施の形態では、導体線が径方向に１列に並んでスロット内に多層に収納されるものとしているが、導体線は、それぞれ径方向に１列に多層に並んで、周方向に複数列に配列されて、スロット内に収納されてもよい。
　また、上記各実施の形態では、電動機や発電機に用いられる回転電機について説明しているが、本発明は、リニアモータなどの直動機に適用しても、同様の効果を奏する。

Claims (4)

  1. 　スロットがスロット幅方向に複数配列された電機子鉄心、および導体線を上記スロットに巻装して構成される電機子巻線を有する電機子を備えた電気機械において、
    　上記導体線は、長方形断面を有する導体部と、上記導体部の外周を覆うように形成された絶縁被膜と、を備え、上記導体部の長方形断面の長辺又は短辺の長さ方向をスロット深さ方向に向けて、スロット配列方向に少なくとも１列に並んで、各列のスロット深さ方向に互いに接して多層に配列されて、上記スロット内に収納され、
    　上記導体部のスロット深さ方向に向いた面に形成されている上記絶縁被膜の部位の厚みをｔ1、上記導体部のスロット配列方向に向いた面に形成されている上記絶縁被膜の部位の厚みをｔ2としたときに、上記絶縁被膜は、ｔ1＜ｔ2を満足するように形成されていることを特徴とする電気機械。
  2. 　ｔ1＝ｔ2／２であることを特徴とする請求項１記載の電気機械。
  3. 　絶縁紙が、スロット深さ方向の最深位置の上記導体線と上記スロットの底面との間にのみ介装されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電気機械。
  4. 　空隙がスロット深さ方向の最深位置の上記導体線と上記スロットの底面との間に形成され、上記空隙は、（ｔ2－ｔ1）以上の隙間を有していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電気機械。
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