JP2005237188A - 回転電機の巻線の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 固定子巻線を構成する電気導体間に絶縁シートを効率よく挿入することができる回転電機の巻線の製造方法を提供すること。
【解決手段】 固定子鉄心３２に形成された複数のスロットのそれぞれに複数の電気導体を径方向に沿って配列する電気導体配列工程と、串部材１４０の先端部に設けた凸部を電気導体間に挿入することで、複数のスロットのそれぞれにおいて配列されて固定子鉄心３２の端面から突出する複数の電気導体の径方向位置を互いに離間させる電気導体離間工程と、互いに離間させた隣接する電気導体の間に円環状の絶縁シートを挿入する絶縁シート挿入工程と、串部材１４０の先端部に設けた凸部を抜き取ることで、互いに離間させた各電気導体間の距離を減少させる電気導体離間解除工程とを備えている。
【選択図】 図５

Description

本発明は、自動車やトラックに搭載される車両用交流発電機等の回転電機の巻線を製造する回転電機の巻線の製造方法に関する。

近年、安全制御機器等の電気負荷の増加に伴って、車両用交流発電機にはますます発電能力の向上が求められている。このような発電能力向上の要請に応えるものとして、Ｕ字状の電気導体を規則的に並べて固定子のスロット内の電気導体を高占積率化することにより高出力化を図った回転電機が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このような回転電機では、Ｕ字状の電気導体の各直線部を固定子鉄心の異なるスロットに挿入した後、固定子鉄心の端面から突出した各直線部の先端側を周方向反対側に折り曲げ、さらに異なるスロットから突出した各直線部の先端部同士を接合することにより固定子巻線が形成されている。
特許第３１７８４６８号公報（第４−７頁、図１−１５）

ところで、Ｕ字状の電気導体を用いて形成された固定子巻線を備える従来の回転電機では、固定子鉄心の端面から突出した各直線部の先端側を互いに周方向反対側に折り曲げているため、一の直線部の先端側に着目すると、他のスロットから突出して周方向反対側に折り曲げられた他の複数の直線部の先端側と交差することになる。一般に、異なるスロットから突出する各直線部は異なる電位を有しており、電位差を有する２つの直線部が接近する部分ではコロナ放電が発生しやすくなるため、電気絶縁の確保が難しい。電気絶縁が不十分でコロナ放電が発生すると、電気導体の損傷や発熱の原因になる。特に、最近では高出力への対応として高電圧化の要求も高まっており、電位差の拡大に伴ってコロナ放電がさらに発生しやすくなっている。コロナ放電を防止するためには、隣接する電気導体の近接箇所に絶縁シートを介在させる手法が有効であるが、車両用交流発電機のような回転電機では、小型化・高出力化に伴う高占積率化の要請から固定子鉄心の周方向および径方向に配列された各電気導体間の隙間がほとんどなく、絶縁シートを挿入するための十分な作業スペースを確保することが難しいため、電気導体間に絶縁シートを効率よく挿入することができないという問題があった。

なお、絶縁シートを介在させる方法以外には、液状の絶縁樹脂を熱処理して硬化させる手法があるが、熱処理が必要になって工程が複雑になるとともに、液状の絶縁樹脂を用いるため扱いが面倒であるため、回転電機を量産化しようとした場合に採用は難しい。

また、高出力化、高電圧化の要求に伴って固定子巻線の巻数が増加すると、径方向に沿った電気導体の本数も増加するため、絶縁シートをこれらの電気導体間に効率よく挿入することがますます困難になってくる。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、固定子巻線を構成する電気導体間に絶縁シートを効率よく挿入することができる回転電機の巻線の製造方法を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の回転電機の巻線の製造方法は、固定子鉄心に形成された複数のスロットのそれぞれに、複数の電気導体を径方向に沿って配列する電気導体配列工程と、複数のスロットのそれぞれにおいて配列されて固定子鉄心の端面から突出する複数の電気導体の径方向位置を互いに離間させる電気導体離間工程と、電気導体離間工程によって互いに離間させた隣接する電気導体の間に絶縁シートを挿入する絶縁シート挿入工程と、電気導体離間工程によって互いに離間させた隣接する電気導体の間の距離
を減少させる電気導体離間解除工程とを備えている。固定子鉄心の端面から突出する電気導体の径方向位置を離間させてから絶縁シートを挿入しているため、ほとんど隙間なく配列された電気導体間に絶縁シートを効率よく挿入することができる。

また、上述した電気導体離間解除工程の後に、固定子鉄心の端面から突出する複数の電気導体のそれぞれを固定子鉄心の周方向に沿って捻る電気導体捻り工程をさらに備えることが望ましい。電気導体を捻ることにより電気導体の径方向隙間が減少するが、その前に電気導体間に絶縁シートを挿入することにより、さらに絶縁シートの挿入が容易になる。

また、上述した電気導体は、Ｕ字状の導体セグメントの各直線部によって形成されていることが望ましい。これにより、２本の電気導体を同時にスロット内に挿入することができるとともにこれら２本の電気導体の収納位置を維持することが容易となる。

また、上述した電気導体は、電気導体離間工程における離間方向と反対方向に弾性変形に伴う復元力が作用し、隣接する２本の電気導体によってこの復元力によって絶縁シートを押圧して保持することが望ましい。これにより、絶縁シートの位置を固定することが容易となり、固定子あるいは車両用交流発電機の途中工程における絶縁シートの脱落による絶縁不良を防止することができる。

また、上述した電気導体は、円環状に複数列に配置されていることが望ましい。これにより、電気導体の径方向位置を離間させることにより、円環状に配置された電気導体の内周部分あるいは外周部分に円環状の隙間を形成することが可能になり、この円環状の隙間に容易に絶縁シートを挿入することができる。

また、上述した電気導体は、固定子鉄心の円周方向に沿って等間隔で配置されていることが望ましい。これにより、挿入した後の絶縁シートを径方向両側から電気導体で挟み込んでその位置および形状を維持することが容易になる。

また、上述した絶縁シートは、帯状で一周以上にわたって延在することが望ましい。これにより、絶縁シートの形状を維持することが容易となり、電気導体間への挿入をさらに容易に行うことが可能になる。また、電気導体の径方向の隙間全体に確実に絶縁シートを挿入することが可能になり、絶縁シートによる電気絶縁を確実に行うことが可能になる。

また、本発明の回転電機の巻線の製造方法は、固定子鉄心に形成された複数のスロットのそれぞれに、複数の電気導体を径方向に沿って配列する電気導体配列工程と、複数のスロットのそれぞれにおいて配列されて固定子鉄心の端面から突出する複数の電気導体の径方向位置を互いに離間させる電気導体離間工程と、電気導体離間工程によって互いに離間させた隣接する電気導体の間に絶縁シートを挿入する絶縁シート挿入工程と、電気導体離間工程によって互いに離間させた隣接する電気導体の間の距離を減少させる電気導体離間解除工程とを備え、電気導体離間工程、絶縁シート挿入工程、電気導体離間解除工程を径方向位置が異なる電気導体に対して複数回に分けて繰り返し行うことにより、複数の電気導体が相互に隣接する位置に絶縁シートを挿入している。

径方向に多数本の電気導体を配列する場合にこれらの電気導体の間を同時に離間させて絶縁シートを挿入しようとすると、電気導体を径方向に移動させる距離が長くなり、挿入時の絶縁シートの径と電気導体の離間を解除したときの絶縁シートの径とが大きく変動することになるため、絶縁シートのたるみの発生や絶縁シートの破れのおそれがでてくる。これに対し、絶縁シートの挿入を複数回に分けて繰り返し行う場合には、径方向に移動させる電気導体の移動量が少なくなるため、絶縁シートのたるみや破れの発生を防止することができる。

また、上述した電気導体離間工程は、既に挿入されている絶縁シートに隣接する側の電気導体についてはその位置を固定した状態で行われることが望ましい。これにより、既に挿入済みの絶縁シートが径方向に移動して周方向長さが変動することを抑制することができ、絶縁シートのたるみや破れの発生をさらに防止することができる。

また、上述した絶縁シートの挿入は、径方向に隣接する電気導体間隙間に対して順番に行うことが望ましい。特に、上述した絶縁シートの挿入は、径方向に沿って内径側から外径側に向かって順番に行うことが望ましい。絶縁シートの挿入が終了した内径側の電気導体が、次の絶縁シート挿入のために内径側に移動した場合には、この挿入が終了した絶縁シートの径が小さくなって一時的にたるみが生じるが、その後の電気導体離間解除工程においてこの電気導体が元の位置に戻ったときにこのたるみも解消する。このため、内径側に配置された絶縁シートは、一時的にたるみを生じるだけでその後良好な状態を維持することができる。

また、本発明の回転電機の巻線の製造方法は、固定子鉄心に形成された複数のスロットのそれぞれに、複数の電気導体を径方向に沿って配列する電気導体配列工程と、複数のスロットのそれぞれにおいて配列されて固定子鉄心の端面から突出する複数の電気導体の径方向位置を互いに離間させる電気導体離間工程と、電気導体離間工程によって互いに離間させた隣接する電気導体の間に絶縁シートを挿入する絶縁シート挿入工程と、電気導体離間工程によって互いに離間させた隣接する電気導体の間の距離を減少させる電気導体離間解除工程とを備え、絶縁シートは、帯状シートを円環形状に周回させて一方端を内径側に引き出した内径側引出部と、他方端を外径側に引き出した外径側引出部とを有している。特に、上述した電気導体離間解除工程と並行して、あるいは電気導体離間解除工程の後に、既に絶縁シート挿入工程によって挿入された絶縁シートについて、内径側引出部と外径側引出部を周方向であって円環形状の径が小さくなる向きに移動させることが望ましい。これにより、絶縁シートの両端部である内径側引出部と外径側引出部のそれぞれを把持して引っ張ることにより絶縁シートのたるみをなくすことが容易となる。

また、上述した絶縁シートは、帯状で一周以上にわたって延在し、その両端が重なった状態で円環状に形成され、内径側引出部および外径側引出部のそれぞれは、周方向に隣接する２本の電気導体の間に配置されていることが望ましい。内径側引出部と外径側引出部のそれぞれを、隣接する電気導体間の隙間に配置することにより、各引出部が電気導体と干渉することを防止することができる。

また、本発明の回転電機の巻線の製造方法は、固定子鉄心に形成された複数のスロットのそれぞれに、複数の電気導体を径方向に沿って配列する電気導体配列工程と、複数のスロットのそれぞれにおいて配列されて固定子鉄心の端面から突出する複数の電気導体の径方向位置を互いに離間させる電気導体離間工程と、電気導体離間工程によって互いに離間させた隣接する電気導体の間に絶縁シートを挿入する絶縁シート挿入工程と、電気導体離間工程によって互いに離間させた隣接する電気導体の間の距離を減少させる電気導体離間解除工程とを備え、電気導体配列工程と電気導体離間工程との間に、径方向に沿って配列された複数の電気導体を径方向に沿って互い違いに周方向反対側に傾斜させる電気導体捻り工程を行っている。捻り工程以降であって接合工程前であれば、電気導体の離間を確実に行うことが可能になる。

また、上述した絶縁シートに隣接する電気導体の径方向側面には絶縁シートを収容する凹部が形成されており、凹部の固定子鉄心に近い側の段差部は面取り形状またはＲ形状を有することが望ましい。これにより、凹部を形成することにより、絶縁シートを介在させることによって隣接電気導体間に隙間が生じることを防止して、電気導体同士の接合を確実に行うことができるとともに、この凹部の段差部に生じる鋭利な部位をなくすことで段差部において発生するコロナ放電を防止することができる。特に、段差部の全幅にわたって面取り形状またはＲ形状を形成することにより、コロナ放電の発生を確実に防止することができる。

以下、本発明を適用した一実施形態の回転電機の巻線の製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。

〔第１の実施形態〕
図１は第１の実施形態の回転電機としての車両用交流発電機の全体構成を示す断面図である。図１に示すように、本実施形態の車両用交流発電機１は、固定子２、回転子３、ハウジング４、整流器５等を含んで構成されている。

回転子３は、界磁として作用し、シャフト６と一体になって回転しており、ランデル型ポールコア７、界磁コイル８、スリップリング９、１０、斜流ファン１１および遠心ファン１２を備えている。シャフト６は、プーリ２０に連結されており、車両に搭載された走行用のエンジン（図示せず）により回転駆動される。

ハウジング４は、フロントハウジング４ａとリアハウジング４ｂからなっており、その軸方向端面には吸入孔４１が、外周両肩部には、固定子２の第１コイルエンド群３１ａと第２コイルエンド群３１ｂのそれぞれの径方向外側に対応して冷却風の排出孔４２が設けられている。

整流器５は、固定子２から出力される交流電圧を直流に変換する整流作用を行っており、車両用交流発電機１の反プーリ側の端部に設けられている。

次に、固定子２の詳細について説明する。図２は、固定子２の部分的な断面図であり、固定子鉄心３２のスロット３５内でのセグメント導体３３の配置状態が示されている。また、図３は固定子２に装着されるセグメント導体３３の模式的形状を示す斜視図である。

固定子２は、電機子として作用し、固定子鉄心３２と、固定子鉄心３２に形成された複数のスロット３５内に配置された複数の電気導体としてのセグメント導体３３によって構成された固定子巻線３１と、固定子鉄心３２と固定子巻線３１との間を電気絶縁するインシュレータ３４とを備えている。

図２に示すように、固定子鉄心３２には、内径側に開口を有する複数のスロット３５が形成されている。本実施形態では、回転子３の磁極数に対応して、三相の固定子巻線３１を収容するために、９６個のスロット３５が、等間隔に配置されている。

固定子鉄心３２のスロット３５に装備された固定子巻線３１は、１本１本の電気導体として把握することができ、複数のスロット３５のそれぞれには、偶数本（本実施形態では４本）の電気導体が収容されている。また、一のスロット３５内の４本の電気導体は、固定子鉄心３２の径方向に関して内側から内端層、内中層、外中層、外端層の順で一列に配列されている。これらの電気導体には、絶縁被膜３７として、ポリアミドイミド等の被膜材が塗布されている。

これら電気導体が所定のパターンで接続されることにより、固定子巻線３１が形成される。なお、本実施形態では、スロット３５内の電気導体は、第１コイルエンド群３１ａ側においては、連続線を配置することにより一端が接続され、また、第２コイルエンド群３１ｂ側においては、接合によって他端が接続される。

各スロット３５内の１本の電気導体は、所定の磁極ピッチ離れた他のスロット３５内の１本の他の電気導体と対をなしている。特に、コイルエンド部における複数の電気導体間の隙間を確保し、整列して配置するために、一のスロット３５内の所定の層の電気導体は、所定の磁極ピッチ離れた他のスロット３５内の他の層の電気導体と対をなしている。

例えば、一のスロット内の内端層の電気導体３３１ａは、固定子鉄心３２の時計回り方向に向けて１磁極ピッチ離れた他のスロット内の外端層の電気導体３３１ｂと対をなしている。同様に、一のスロット内の内中層の電気導体３３２ａは固定子鉄心３２の時計回り方向に向けて１磁極ピッチ離れた他のスロット内の外中層の電気導体３３２ｂと対をなしている。そして、これらの対をなす電気導体は、固定子鉄心３２の軸方向の一方の端部において連続線を用いることにより、ターン部３３１ｃ、３３２ｃを経由することで接続される。したがって、固定子鉄心３２の一方の端部においては、外中層の電気導体と内中層の電気導体とを接続する連続線を、外端層の電気導体と内端層の電気導体とを接続する連続線が囲むこととなる。このように、固定子鉄心３２の一方の端部においては、対をなす電気導体の接続部が、同じスロット内に収容された他の対をなす電気導体の接続部により囲まれる。外中層の電気導体と内中層の電気導体との接続により中層コイルエンドが形成され、外端層の電気導体と内端層の電気導体との接続により端層コイルエンドが形成される。

一方、一のスロット３５内の内中層の電気導体３３２ａは、固定子鉄心３２の時計回り方向に向けて１磁極ピッチ離れた他のスロット３５内の内端層の電気導体３３１ａ’とも
対をなしている。同様に、一のスロット３５内の外端層の電気導体３３１ｂ’は、固定子鉄心３２の時計回り方向に向けて１磁極ピッチ離れた他のスロット３５内の外中層の電気導体３３２ｂと対をなしている。そして、これらの電気導体は固定子鉄心３２の軸方向の他方の端部において接合により接続される。

したがって、固定子鉄心３２の他方の端部においては、外端層の電気導体と外中層の電気導体とを接続する接合部と、内端層の電気導体と内中層の電気導体とを接続する接合部とが、径方向に並んでいる。外端層の電気導体と外中層の電気導体との接続、および内端層の電気導体と内中層の電気導体との接続により隣接層コイルエンドが形成される。このように固定子鉄心３２の他方の端部においては、対をなす電気導体の接続部が、重複することなく並べて配置される。

さらに、複数の電気導体は、ほぼ矩形断面（平角断面）をもった一定の太さの電気導体を所定形状に成形したＵ字状のセグメント導体により提供される。図３に示すように、内端層の電気導体と外端層の電気導体とが、一連の電気導体をほぼＵ字状に成形してなる大セグメント３３１により提供される。また、内中層の電気導体と外中層の電気導体とが一連の電気導体をほぼＵ字状に成形してなる小セグメント３３２により提供される。

大セグメント３３１と小セグメント３３２のそれぞれは、基本となるセグメント導体３３を形成する。そして、セグメント導体３３を規則的にスロット３５に配置して、固定子鉄心３２の周りを２周するコイルが形成される。

ところで、第２コイルエンド群３１ｂを構成する各層の電気導体に着目すると、径方向に沿って隣接する各電気導体が互いに周方向反対側に傾斜しており、固定子鉄心３２の軸方向端面と各電気導体先端の接合部との間で交差している。本実施形態では、径方向に沿って隣接する各電気導体の間には、交差箇所において互いを電気的に絶縁する円環状の絶縁シート３６−１、３６−２、３６−３が挿入されている。これらの絶縁シート３６−１等は帯状の絶縁シートが一周以上にわたって延在するような形状を有している。具体的には、内端層の電気導体と内中層の電気導体の間には、少なくともこれらの電気導体間の交差箇所を隔離可能な軸方向に沿った幅を有する絶縁シート３６−１が挿入されている。同様に、内中層の電気導体と外中層の電気導体の間には、少なくともこれらの電気導体間の交差箇所を隔離可能な軸方向に沿った幅を有する絶縁シート３６−２が挿入されている。外中層の電気導体と外端層の電気導体の間には、少なくともこれらの電気導体間の交差箇所を隔離可能な軸方向に沿った幅を有する絶縁シート３６−３が挿入されている。

車両用交流発電機１の発電時には、異なるスロット３５に収容された各電気導体は異なる電位を有している。これらの各電気導体が互いに交差する場合に、この交差箇所における各電気導体の隣接間距離が小さく、電位差が大きいと、コロナ放電を発生して絶縁不良に至るおそれがある。しかし、本実施形態の車両用交流発電機１では、隣接する電気導体間に絶縁シート３６−１、３６−２、３６−３が挿入されているため、隣接する電気導体間でのコロナ放電の発生を防止することができる。

次に、固定子巻線３１の製造工程を説明する。

（電気導体配列工程）セグメント導体３３は、Ｕ字状の小セグメント３３２のターン部３３２ｃをＵ字状の大セグメント３３１のターン部３３１ｃが囲むように揃えられ、固定子鉄心３２の一方の軸方向端面側から挿入される。その際、大セグメント３３１の一方の電気導体３３１ａは固定子鉄心３２の一のスロット３５の内端層に、小セグメント３３２の一方の電気導体３３２ａは一のスロット３５の内中層に、そして、大セグメント３３１の他方の電気導体３３１ｂは固定子鉄心３２の一のスロット３５から時計方向に１磁極ピ
ッチ離れた他のスロット３５の外端層に、小セグメント３３２の他方の電気導体３３２ｂも他のスロット３５の外中層に挿入される。なお、この電気導体配列工程の前に、大セグメント３３１の反ターン部側の先端部および３３２の反ターン部側の先端部は、部分的に絶縁皮膜３７が剥離されて素線が露出した剥離部が形成されている。

上述した電気導体配列工程が終了すると、図２に示すように一のスロット３５には内端層側から、上述した電気導体３３１ａ、３３２ａ、３３２ｂ’、３３１ｂ’が径方向に沿って一列に配列される。ここで、電気導体３３２ｂ’、３３１ｂ’は、１磁極ピッチずれた他のスロット３５内の電気導体と対をなしている大小のセグメントの電気導体である。

次に、電気導体離間工程、絶縁シート挿入工程、電気導体離間解除工程を用いて、径方向に沿って配列された４本の電気導体の間に絶縁シート３６−１、３６−２、３６−３が挿入される。

（電気導体離間工程）まず、各スロット３５において径方向に配列されて固定子鉄心３２の端面から突出している直線状の４本の電気導体の径方向位置を互いに離間させる。径方向に隣接する各電気導体を離間させることにより、絶縁シート３６−１、３６−２、３６−３の挿入に必要な隙間が確保される。なお、各電気導体を離間させる工程は、全てのスロット３５に挿入される各電気導体について同時に行われる。

（絶縁シート挿入工程）次に、径方向に沿って互いに離間した状態の４本の電気導体の間に、円環状の３枚の絶縁シート３６−１、３６−２、３６−３が挿入される。この挿入は、固定子鉄心３２から突出した各電気導体の延在方向に沿って、その先端側から行われる。

（電気導体離間解除工程）絶縁シート３６−１、３６−２、３６−３が挿入された後、径方向に沿った各電気導体間の距離を減少させることにより、各電気導体間の離間状態が解除される。

（電気導体捻り工程）このようにして絶縁シート３６−１、３６−２、３６−３を挿入するための電気導体離間工程、絶縁シート挿入工程、電気導体離間解除工程が終了すると、次に、第２コイルエンド群３１ｂにおいて、端層側に位置している電気導体３３１ａ、３３１ｂは、大セグメント３３１が開く方向に接合部３３１ｄ、３３１ｅが半磁極ピッチ分（本実施形態では１．５スロット分）捻られて折り曲げられる。そして、中層側に位置している電気導体３３２ａ、３３２ｂは、小セグメント３３２が閉じる方向に接合部３３２ｄ、３３２ｅが半磁極ピッチ分捻られて折り曲げられる。その結果、第２コイルエンド群３１ｂにおいては、径方向に隣接する電気導体は周方向の逆向きに傾斜している。以上の構成を、全てのスロット３５のセグメント導体３３について繰り返す。

（電気導体接合工程）そして、第２コイルエンド群３１ｂにおいて、外端層と外中層の各変形部Ｈ、並びに内中層と内端層の各変形部Ｈとが、溶接、超音波溶着、アーク溶接、ろう付け等の手段によって電気的導通を得るように接合され、図４に示すような固定子２が得られる。

このようにして固定子巻線３１が巻装された固定子２が製造される。次に、上述した電気導体離間工程、絶縁シート挿入工程、電気導体離間解除工程を実施する絶縁シート挿入装置について説明する。

図５は、絶縁シート挿入装置の詳細な断面図である。また、図６は図５に示したＲ部の詳細を示す部分拡大図、図７はさらにその詳細を示す部分拡大図である。図８は図５に示
したＬ部の詳細を示す部分拡大図、図９はさらにその詳細を示す部分拡大図である。図１０は矢印Ｐ方向から見た絶縁シート挿入装置の部分的な側面図である。

これらの図に示す絶縁シート挿入装置１００は、固定子位置決めホルダ１１０と昇降部１２０を含んで構成されている。固定子位置決めホルダ１１０は、第２コイルエンド群３１ａ側の固定子鉄心３２の外周部近傍を全周にわたって保持することにより、固定子２の位置決めをする。昇降部１２０は、位置決めされ固定された固定子２に対して、上述した電気導体離間工程、絶縁シート挿入工程、電気導体離間解除工程のそれぞれを実施するために必要な各構成部を含んでおり、全体あるいは一部が上下方向に昇降可能な構造を有している。この昇降部１２０は、上部プレート１３０、下部プレート１３２、ボルト１３４、串先端位置決めリング１３６、串部材１４０、絶縁シート把持部１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、ピン収納プレート１６０、ピン押さえプレート１６２、カム付プレート１６４、中間部ホルダ１６６、中間部押さえプレート１６８を含んで構成されている。

上部プレート１３０および下部プレート１３２は、ともに段付きの円筒形状を有しており、外周部近傍において互いにボルト１３４によって連結固定されている。上部プレート１３０を上部プレート昇降駆動部１９０によって昇降させることにより、上部プレート１３０および下部プレート１３２等の全体が上下方向（固定子２の軸方向）に沿って昇降可能になっている。また、上部プレート１３０は、周方向に沿って等間隔に複数の貫通孔が円筒形状の中心軸に対して放射状に形成されている。この貫通孔は、串部材１４０を回転可能な状態で保持するためのものであり、固定子鉄心３２に設けられたスロット３５の数と同じ数が形成されている。串部材１４０は、下部プレート１３２に形成された貫通孔に径方向外側から、先端が串先端位置決めリング１３６に当接するまで挿入されて下部プレート１３２に取り付けられる。

図１１は、串部材１４０の先端部の詳細形状を示す部分的な側面図である。図１２は、串部材１４０の先端部の詳細形状を示す部分的な底面図である。図１３は、図１１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図１４は、図１１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。図１５は、図１１のＶ−Ｖ線断面図である。図１６は、串部材１４０の先端部の部分的な展開図である。

これらの図に示すように、串部材１４０は先端に向かって径が小さくなる円錐台形状の先端部１４２を有している。この先端部１４２には、串部材１４０の延在方向に沿って所定間隔を有する３つの凸部１４４、１４６、１４８が形成されている。図１６に展開形状を示すように、中央の凸部１４６は、周方向に沿って長方形部分と二等辺三角形部分（くさび形状部分）とを隣接させた形状を有しており、周方向に沿った長さが他の突起１４４、１４８の約２倍となっている。また、他の突起１４４、１４８は、ともに直角三角形形状を有している。他の突起１４４、１４８は、直角三角形の直交する二辺の一方が中央の凸部１４６の長方形部分の一辺と平行になるように配置されている。

図１７、図１８、図１９は、串部材１４０とセグメント導体３３との関係を示す図である。これらの図において、直線上に並んだ４本の電気導体３３１ａ、３３２ａ、３３２ｂ’、３３１ｂ’は、図２に示した一のスロット３５に収容された各電気導体に対応している。

電気導体離間工程において４本の電気導体３３１ａ、３３２ａ、３３２ｂ’、３３１ｂ’を互いに離間させる場合に、まず、図１７に示すように、串部材１４０の先端部１４２の凸部１４４、１４６、１４８が形成されていない面を、４本の電気導体が接する位置に配置する。串部材１４０は、周方向に隣接するこれらの各電気導体と過干渉して傷つけな
いように、各凸部１４４、１４６、１４８の最大幅や、各角度における幅や回転状態が設定されている。本実施形態においては、図６に示すように、串部材１４０は、固定子２の径方向に移動するため、周方向に隣接する各電気導体との間のクリアランスは、この移動に伴って各電気導体に干渉しないように設定する必要がある。これらの凸部１４４、１４６、１４８を図１３〜図１５に示した回転状態に維持しながら、串部材１４０を内径側に移動させることが好ましい。なお、これらの図では、図面上側が電気導体の先端側（反ターン部側）に、図面下側が固定子鉄心３２側に対応している。また、図１３および図１５に示したように、凸部１４４、１４６の角度範囲がほぼ４５°に設定されているが、これは単に串部材１４０を径方向に移動する際に周方向に隣接する各電気導体との間で十分なクリアランスを確保するための具体的な設定値であり、適宜変更することがが可能である。図１７では、中央の凸部１４６の端部が電気導体３３２ａ、３３２ｂ’にほぼ接するように串部材１４０の回転状態が設定されている。

次に、先端部１４２を４５°回転させる。これにより、中央の凸部１４６が電気導体３３２ａ、３３２ｂ’を押し広げる。このとき、凸部１４６よりも短い他の凸部１４４、１４８は電気導体に当接していないため、中央の２本の電気導体３３２ａ、３３２ｂ’のみが互いに離間する。

次に、先端部１４２を４５°回転させる。これにより、凸部１４４が電気導体３３１ａ、３３２ａを押し広げるととともに、凸部１４８が電気導体３３２ｂ’、３３１ｂ’を押し広げる。この状態では、中央の凸部１４６は幅が一定の部分が電気導体３３２ａ、３３２ｂ’に当接するため、凸部１４４、１４８による電気導体の離間のみが進行する。

このようにして４本の電気導体３３１ａ、３３２ａ、３３２ｂ’、３３１ｂ’を互いに離間させて隙間を確保した後、絶縁シート挿入工程が実施される。また、絶縁シート３６−１、３６−２、３６−３が挿入されると、電気導体離間解除工程が実施されて串部材１４０の先端部１４２が図１７に示す回転位置まで戻される。

なお、図１７〜図１９では、１つのスロット３５に収納された４本の電気導体３３１ａ、３３２ａ、３３２ｂ’、３３１ｂ’と１本の串部材１４０との関係に着目したが、この関係は他の全てのスロット３５についても同様であり、全ての串部材１４０を同時に回転させることにより、各スロット３５に収納された全ての電気導体が同時に離間および離間解除される。

絶縁シート把持部１５０〜１５５は、２本１組となって３枚の絶縁シート３６−１、３６−２、３６−３を把持したりこの把持状態を解放するためのものである。最も内径側に配置された２本の絶縁シート把持部１５０、１５１は、内端層の電気導体と内中層の電気導体の間に挿入される絶縁シート３６−１を把持するために用いられる。一方の絶縁シート把持部１５０は、周方向に隣接する内端層の電気導体の間にほぼ対応する位置に配置されている。この絶縁シート把持部１５０と一体に形成された操作部１５０ａを固定子２の径方向外側に移動させることにより、ピン１５０ｂを支点として絶縁シート把持部１５０の先端側（絶縁シート３６−１を把持する側）が径方向内側に移動する。また、他方の絶縁シート把持部１５１は、周方向に隣接する内中層の電気導体の間にほぼ対応する位置に配置されている。この絶縁シート把持部１５１と一体に形成された操作部１５１ａを固定子２の径方向内側に移動させることにより、ピン１５１ｂを支点として絶縁シート把持部１５１の先端側（絶縁シート３６−１を把持する側）が径方向外側に移動する。このようにして２本の絶縁シート把持部１５０、１５１が閉じた状態から開いた状態に移行する。なお、操作部１５０ａ、１５１ａの移動を解除すると、Ｏリング１５０ｃ、１５１ｃの張力によってこれらの操作部１５０ａ、１５１ａが元の位置に戻り、２本の絶縁シート把持部１５０、１５１が開いた状態から元の閉じた状態に復帰する。

同様に、最も外径側に配置された２本の絶縁シート把持部１５４、１５５は、外中層の電気導体と外端層の電気導体の間に挿入される絶縁シート３６−３を把持するために用いられる。一方の絶縁シート把持部１５４は、周方向に隣接する外中層の電気導体の間にほぼ対応する位置に配置されている。この絶縁シート把持部１５４と一体に形成された操作部１５４ａを固定子２の径方向外側に移動させることにより、ピン１５４ｂを支点として絶縁シート把持部１５４の先端側（絶縁シート３６−３を把持する側）が径方向内側に移動する。また、他方の絶縁シート把持部１５５は、周方向に隣接する外端層の電気導体の間にほぼ対応する位置に配置されている。この絶縁シート把持部１５５と一体に形成された操作部１５５ａを固定子２の径方向内側に移動させることにより、ピン１５５ｂを支点として絶縁シート把持部１５５の先端側（絶縁シート３６−３を把持する側）が径方向外側に移動する。このようにして２本の絶縁シート把持部１５２、１５３が閉じた状態から開いた状態に移行する。なお、操作部１５２ａ、１５３ａの移動を解除すると、Ｏリング１５２ｃ、１５３ｃの張力によってこれらの操作部１５２ａ、１５３ａが元の位置に戻り、２本の絶縁シート把持部１５２、１５３が開いた状態から元の閉じた状態に復帰する。

また、上述した内径側の絶縁シート把持部１５０、１５１と外径側の絶縁シート把持部１５４、１５５の中間位置に配置された２本の絶縁シート把持部１５２、１５３は、内中層の電気導体と外中層の電気導体の間に挿入される絶縁シート３６−２を把持するために用いられる。一方の絶縁シート把持部１５２は、周方向に隣接する内中層の電気導体の間にほぼ対応する位置に配置されている。この絶縁シート把持部１５２と一体に形成された操作部１５２ａを固定子２の径方向外側に移動させることにより、ピン１５２ｂを支点として絶縁シート把持部１５２の先端側（絶縁シート３６−２を把持する側）が径方向内側に移動する。また、他方の絶縁シート把持部１５３は、周方向に隣接する外中層の電気導体の間にほぼ対応する位置に配置されている。この絶縁シート把持部１５３と一体に形成された操作部１５３ａを固定子２の径方向内側に移動させることにより、ピン１５３ｂを支点として絶縁シート把持部１５３の先端側（絶縁シート３６−２を把持する側）が径方向外側に移動する。このようにして２本の絶縁シート把持部１５４、１５５が閉じた状態から開いた状態に移行する。なお、操作部１５４ａ、１５５ａの移動を解除すると、Ｏリング１５４ｃ、１５５ｃの張力によってこれらの操作部１５４ａ、１５５ａが元の位置に戻り、２本の絶縁シート把持部１５４、１５５が開いた状態から元の閉じた状態に復帰する。

ピン収納プレート１６０は、絶縁シート把持部１５０〜１５５の操作の支点となるピン１５０ｂ〜１５５ｂを収納する。この収納は、ピン収納プレート１６０の端面の所定位置に形成された溝部に置かれたピン１５０ｂ〜１５５ｂの両端部を、ピン押さえプレート１６２の端面に形成された溝部で覆って固定することにより行われる。

カム付プレート１６４は、６本の絶縁シート把持部１５０〜１５５の操作部１５０ａ〜１５５ａを同時に径方向外側あるいは径方向内側に移動させる円盤状部材である。カム付プレート１６４は、各操作部１５０ａ〜１５５ａが別々に挿入されるカム孔が形成されたプレート本体１６４ａと、このプレート本体１６４ａから径方向に延びてプレート本体１６４ａを回転させるために用いられるアーム部１６４ｂとを有している。ピン押さえプレート１６２、ピン収納プレート１６０、カム付プレート１６４の順で積層され、その全体を中間部ホルダ１６６内に収容した状態で下部から中間部押さえプレート１６８で押さえることで保持している。カム付プレート１６４のアーム部１６４ｂがカムプレート回転駆動部１９４によって回転駆動され、ピン収納プレート１６０、ピン押さえプレート１６２、カム付プレート１６４を収納した中間部ホルダ１６６および中間部押さえプレート１６８の全体が中間部材昇降駆動部１９２によって上下方向に昇降駆動される。

図２０は、カム付プレート１６４のプレート本体１６４ａの詳細を示す部分拡大図である。図２０に示すように、プレート本体１６４は、絶縁シート把持部１５０〜１５５の操作部１５０ａ〜１５５ａが別々に挿入されるカム孔１７０〜１７５を有している。

最も内径側に形成されたカム孔１７０には、絶縁シート把持部１５０の操作部１５０ａが挿入される。また、このカム孔１７０の外径側に隣接するカム孔１７１は、絶縁シート把持部１５１の操作部１５１ａが挿入される。アーム部１６４ｂを操作してプレート本体１６４ａを図２０に示す位置から反時計回り方向に回転させることにより、カム孔１７０の内径側の辺に沿って操作部１５０ａが外径側に移動し、カム孔１７１の外径側の辺に沿って操作部１５１ａが内径側にわずかに移動する。このため、２本の絶縁シート把持部１５０、１５１の先端部分を開くことができる。この開いた先端部分の間に絶縁シート３６−１を挿入した後、プレート本体１６４ａを時計回り方向に回して元の位置に戻すことにより、再び２本の絶縁シート把持部１５０、１５１の先端部分を閉じて絶縁シート３６−１を把持することができる。

同様に、カム孔１７２には、絶縁シート把持部１５２の操作部１５２ａが挿入される。また、このカム孔１７２の外径側に隣接するカム孔１７３は、絶縁シート把持部１５３の操作部１５３ａが挿入される。アーム部１６４ｂを操作してプレート本体１６４ａを図２０に示す位置から反時計回り方向に回転させることにより、カム孔１７２の内径側の辺に沿って操作部１５２ａが外径側に移動し、カム孔１７３の外径側の辺に沿って操作部１５３ａが内径側にわずかに移動する。このため、２本の絶縁シート把持部１５２、１５３の先端部分を開くことができる。この開いた先端部分の間に絶縁シート３６−２を挿入した後、プレート本体１６４ａを時計回り方向に回して元の位置に戻すことにより、再び２本の絶縁シート把持部１５２、１５３の先端部分を閉じて絶縁シート３６−２を把持することができる。

さらに、カム孔１７４には、絶縁シート把持部１５４の操作部１５４ａが挿入される。また、このカム孔１７４の外径側に隣接するカム孔１７５は、絶縁シート把持部１５５の操作部１５５ａが挿入される。アーム部１６４ｂを操作してプレート本体１６４ａを図２０に示す位置から反時計回り方向に回転させることにより、カム孔１７４の内径側の辺に沿って操作部１５４ａが外径側に移動し、カム孔１７５の外径側の辺に沿って操作部１５５ａが内径側にわずかに移動する。このため、２本の絶縁シート把持部１５４、１５５の先端部分を開くことができる。この開いた先端部分の間に絶縁シート３６−３を挿入した後、プレート本体１６４ａを時計回り方向に回して元の位置に戻すことにより、再び２本の絶縁シート把持部１５４、１５５の先端部分を閉じて絶縁シート３６−３を把持することができる。

本実施形態では、図２０に示すように、内径側の絶縁シート３６−１を把持する絶縁シート把持部１５０、１５１と外径側の絶縁シート３６−３を把持する絶縁シート把持部１５４、１５５とが同一直線上に配置され、他の絶縁シート３６−２を把持する絶縁シート把持部１５２、１５３が１スロット分ずらした直線上に配置されている。

絶縁シート挿入装置１００はこのような構造を有しており、この絶縁シート挿入装置１００を用いて電気導体離間工程、絶縁シート挿入工程、電気導体離間解除工程のそれぞれが実施される。

電気導体離間工程は、図６および図８に示す位置に昇降部１２０の位置を固定して行われる。この位置において、各セグメント導体３３に接するように配置されている串部材１４０の先端部１４２を、図１７に示した位置から図１８および図１９に示した位置に達するまで回転させる。これにより、径方向に隣接する４本の電気導体３３１ａ、３３２ａ、
３３２ｂ’、３３１ｂ’の間に絶縁シート３６−１、３６−２、３６−３のそれぞれが挿入可能な隙間が生じるように径方向に離間させることができる。

次の絶縁シート挿入工程は、図６および図８等に示す位置にあった昇降部１２０の全体を、串部材１４０の先端部１４２が固定子鉄心３２の上端面近傍に達する位置まで降下させた後、カム付プレート１６４のアーム部１６４ｂを回転させることにより絶縁シート把持部１５０〜１５５を開いて絶縁シート３６−１、３６−２、３６−３を把持状態から解除することにより行われる。

次の電気導体離間解除工程は、串部材１４０の先端部１４２を再び図１７に示した回転位置に戻して径方向外側に引き抜いた後、昇降部１２０の全体を上昇させることにより行われる。その後、固定子位置決めホルダ１１０から固定子２を取り外して、次工程の電気導体捻り工程に送られる。

ところで、上述したように、本実施形態では円環状の絶縁シート３６−１、３６−２、３６−３を用いている。次に、これらの絶縁シートの製造方法の具体例を説明する。

図２１は、絶縁シート製造装置の構造を示す断面図である。また、図２２は絶縁シート製造装置の平面図である。これらの図に示すように、絶縁シート製造装置４００は、円盤部材４１０の外周部近傍に円周方向に設けられた多数の爪部材４１２と、一部の爪部材４１２の外周側であって互いに接近した位置に設けられた２つの絶縁シート把持部４２０、４３０と、一方の絶縁シート把持部４２０の近傍であって周方向に移動可能に取り付けられた絶縁シート押さえ部４４０とを備えている。

図２３は、絶縁シート把持部４２０の詳細構造を示す平面図である。また、図２４は絶縁シート把持部４２０の詳細構造を示す側面図である。絶縁シート把持部４３０も同じ構造を有しており、詳細な説明は省略する。これらの図に示すように、絶縁シート把持部４２０は、固定部４２２にボルト４２６を始点として回転可能に取り付けられた可動部４２４を有している。可動部４２４を初期位置から９０°回転させることにより、爪部材４１２の外側に導かれた直線状の絶縁シート４３６を可動部４２４で挟み込んで把持することができる。なお、一方の絶縁シート把持部４２０の固定部４２２は円盤部材４１０に固定されていて円盤部材４１０とともに回転されるが、他方の絶縁シート把持部４３０は円盤部材４１０以外の部材（図示せず）に円盤部材４１０とともに回転しないように固定されている。

図２５、図２６は円環状の絶縁シート３６−１等の製造手順を示す図である。円環状の絶縁シート３６−１等を製造する場合に、まず、直線状の絶縁シート４３６を円環状に配列された爪部材４１２の外周部に導いてその端部を少し突き出した状態で一方の絶縁シート把持部４２０で把持する（図２２）。この状態で、円盤部材４１０を１周未満（例えば７／８周）回転させて各爪部材４１２の外周部で絶縁シート４３６を巻き取り、巻き取り終端部に巻き緩みが生じないように絶縁シート押さえ部４４０で押さえた後、１周分と若干の余裕を見て絶縁シート４３６を切断する（図２５）。その後、切断された端部側の絶縁シート４３６に巻き緩みが生じないように絶縁シート押さえ部４４０を円周方向に沿って移動させ、円環状に巻かれた絶縁シート４３６の端部同士の重複部分を他方の絶縁シート把持部４３０で把持すると同時に接着等によって固定する（図２６）。このようにして１枚の円環状の絶縁シート３６−１が完成する。他の円環状の絶縁シート３６−２、３６−３も同様にして製造される。

このように、本実施形態の回転電機の巻線の製造方法では、固定子鉄心３２に形成された複数のスロット３５のそれぞれに、複数の電気導体を径方向に沿って配列する電気導体
配列工程と、複数のスロット３５のそれぞれにおいて配列されて固定子鉄心３２の端面から突出する複数の電気導体の径方向位置を互いに離間させる電気導体離間工程と、電気導体離間工程によって互いに離間させた隣接する電気導体の間に絶縁シート３６−１、３６−２、３６−３を挿入する絶縁シート挿入工程と、電気導体離間工程によって互いに離間させた隣接する電気導体の間の距離を減少させる電気導体離間解除工程とを備えている。固定子鉄心３２の端面から突出する電気導体の径方向位置を離間させてから絶縁シート３６−１、３６−２、３６−３を挿入しているため、ほとんど隙間なく配列された電気導体間にこれらの絶縁シートを効率よく挿入することができる。

また、電気導体離間解除工程の後に、固定子鉄心３２の端面から突出する複数の電気導体のそれぞれを固定子鉄心３２の周方向に沿って捻る電気導体捻り工程をさらに備えている。電気導体を捻ることにより電気導体の径方向隙間が減少するが、その前に電気導体間に絶縁シート３６−１等を挿入することにより、さらに絶縁シート３６−１等の挿入が容易になる。

また、電気導体は、Ｕ字状の導体セグメントの各直線部によって形成されているため、２本の電気導体を同時にスロット３５内に挿入することができるとともにこれら２本の電気導体の収納位置を維持することが容易となる。

また、電気導体が円環状に複数列に配置されているため、電気導体の径方向位置を離間させることにより、円環状に配置された電気導体の内周部分あるいは外周部分に円環状の隙間を形成することが可能になり、この円環状の隙間に容易に絶縁シートを挿入することができる。

また、電気導体が固定子鉄心３２の円周方向に沿って等間隔で配置されているため、挿入した後の絶縁シート３６−１等を径方向両側から電気導体で挟み込んでその位置および形状を維持することが容易になる。

また、絶縁シート３６−１等は、帯状で一周以上にわたって延在するため、絶縁シート３６−１等の形状を維持することが容易となり、電気導体間への挿入をさらに容易に行うことが可能になる。また、電気導体の径方向の隙間全体に確実に絶縁シート３６−１等を挿入することが可能になり、絶縁シート３６−１等による電気絶縁を確実に行うことが可能になる。

〔第２の実施形態〕
ところで、上述した第１の実施形態では、各電気導体間に絶縁シートを挿入する工程は、全ての電気導体について同時に行ったが、同一スロット内に径方向に配置される電気導体の数が多い場合には、電気導体離間工程、絶縁シート挿入工程、電気導体離間解除工程を径方向位置が異なる電気導体に対して複数回に分けて繰り返し行うようにしてもよい。

図２７は、複数の電気導体に対する絶縁シートの挿入を複数回に分けて行う絶縁シート挿入装置２００の詳細な断面図である。図２７に示す絶縁シート挿入装置２００によって絶縁シートが挿入される固定子２Ａは、固定子鉄心３２の各スロットに径方向に沿って１２本の電気導体が挿入されている。本実施形態では、１２本の電気導体間に１１枚の絶縁シートが挿入されるが、これら１１枚の絶縁シートの挿入は３枚あるいは２枚を１セットにして、各セットの挿入が繰り返し行われる。例えば、図２７に示す絶縁シート挿入装置２００は最外径側に配置される３枚の絶縁シートを挿入するためのものであり、同じように挿入位置が異なる３枚あるいは２枚の絶縁シート挿入用に図２７に示した構造と同じ構造を有する絶縁シート挿入装置が３台用意されている。具体的には、１台目の絶縁シート挿入装置を用いて最内径側の２枚の絶縁シートが挿入され、２台目の絶縁シート挿入装置を用いて次の３枚の絶縁シートが挿入され、３台目の絶縁シート挿入装置を用いてさらに次の３枚の絶縁シートが挿入され、最後に図２７に示す４台目の絶縁シート挿入装置２００を用いて最外径側の３枚の絶縁シートが挿入される。

図２８は、図２７に示した絶縁シート挿入装置２００の部分的な拡大図である。図２９は、絶縁シート挿入装置２００による絶縁シート挿入時の状態を示す図である。図３０は、絶縁シート挿入装置２００による絶縁シート挿入終了時の状態を示す図である。

図２７〜図３０に示す本実施形態の絶縁シート挿入装置２００は、固定子位置決めホルダ２１０と昇降部２２０を含んで構成されている。固定子位置決めホルダ２１０は、第２コイルエンド群３１ａ側の固定子鉄心３２の外周部近傍を全周にわたって保持することにより、固定子２の位置決めをする。昇降部２２０は、位置決めされ固定された固定子２Ａに対して、外径側の３枚の絶縁シート用に電気導体離間工程、絶縁シート挿入工程、電気導体離間解除工程のそれぞれを実施するために必要な各構成部を含んでおり、全体あるいは一部が上下方向に昇降可能な構造を有している。この昇降部２２０は、上部プレート２３０、下部プレート２３２、串先端位置決めリング２３６、串部材２４０、絶縁シート把持部２５０、２５１、２５２、２５３、２５４、２５５、ピン収納プレート２６０、ピン押さえプレート２６２、内接カムプレート２６４〜２６９、駆動伝達アーム部２７０、２７１、２７２、カム駆動ピン２７３、２７４、２７５、駆動ピンレバー２７６を含んで構成されている。

図３１は、内接カムプレート２６４〜２６９とカム駆動ピン２７３〜２７５との関係を示す部分図であり、一のスロットに対応する一組の構成を抜き出して示したものである。

本実施形態の絶縁シート挿入装置２００の基本動作は図５等に示した絶縁シート挿入装置１００と同じであるが、電気導体離間工程において各電気導体を傾斜させたときにその傾斜方向に合わせて絶縁シートも傾斜状態を維持しながら絶縁シート挿入工程を実施することができる点に特徴がある。

以下では、最外径側に配置された絶縁シート２３６−３に着目して絶縁シート挿入装置２００の動作を説明する。絶縁シート２３６−３を把持する一方の絶縁シート把持部２５４は、ピン２５４ａを介して回転自在に連結された２本の可動把持部２５４ｂ、２５４ｃに分割されており、一方の可動把持部２５４ｂの先端にはピン２５４ｄが取り付けられている。可動把持部２５４ｂの先端に取り付けられたピン２５４ｄは内接カムプレート２６８の端部に収容されており、内接カムプレート２６８を径方向に移動させたときにこの動きに連動して、ピン２５４ｄが取り付けられた可動把持部２５４ｂの一方端が他方端を回転中心として径方向に移動（回転）するようになっている。また、可動把持部２５４ｄの他方端に設けられたピン２５４ａは、駆動伝達アーム部２７０の端部に収容されている。駆動伝達アーム部２７０は径方向に移動可能であり、この伝達駆動アーム部２７０を径方向に移動させてピン２５４ａの径方向位置を可変することにより、可動把持部２５４ｄの回転中心位置を径方向に沿ってずらすことが可能になる。これにより、伝達駆動アーム部２７０を径方向に移動させることにより、絶縁シート２３６−３を直接把持する可動把持部２５４ｃの回転中心を径方向に移動させることができ、内接カムプレート２６８の径方向位置を移動させることによりこの可動把持部２５４ｃをピン２５４ａを回転中心として回転させることができる。絶縁シート把持部２５４と組み合わされる絶縁シート把持部２５５についても同様である。このようにして内接カムプレート２６８、２６９および伝達アーム部２７０を径方向に移動させることにより、絶縁シート把持部２５４、２５５を傾斜および開閉する動作は、駆動ピンレバー２７６を回転させてこれに固定されたカム駆動ピン２７５の周方向位置を変更することにより可能になる。

このように、図２８に示した絶縁シート挿入装置２００を用いることにより、３枚の絶縁シートを傾斜させた状態を維持しながら把持しつつ、この傾斜方向に沿って各電気導体間に挿入することが可能になる。特に、径方向に多数本の電気導体を配列する場合にこれらの電気導体の間を同時に離間させて絶縁シートを挿入しようとすると、電気導体を径方向に移動させる距離が長くなり、挿入時の絶縁シートの径と電気導体の離間を解除したときの絶縁シートの径とが大きく変動することになるため、絶縁シートのたるみの発生や絶縁シートの破れのおそれがでてくる。これに対し、絶縁シートの挿入を複数回に分けて繰り返し行う場合には、径方向に移動させる電気導体の移動量が少なくなるため、絶縁シートのたるみや破れの発生を防止することができる。

また、絶縁シートの挿入を、径方向に隣接する電気導体間隙間に対して順番に（第２の実施形態では内径側から外径側に向けて順番に）行うことにより、絶縁シートの挿入が終了した内径側の電気導体が、次の絶縁シート挿入のために内径側に移動した場合であっても、この挿入が終了した絶縁シートの径が小さくなって一時的にたるみが生じるが、その後の電気導体離間解除工程においてこの電気導体が元の位置に戻ったときにこのたるみも解消する。このため、内径側に配置された絶縁シートは、一時的にたるみを生じるだけでその後良好な状態を維持することができる。

特に、既に挿入されている絶縁シートに隣接する側の電気導体についてはその位置を固定した外径側の絶縁シートの挿入を行うようにすれば（この変更は、串部材２４０に形成する凸部（図１１等に示した凸部１４４、１４６、１４８）の形状（傾斜）を変更することにより容易に行うことができる）、既に挿入済みの絶縁シートが径方向に移動して周方向長さが変動することを抑制することができ、絶縁シートのたるみや破れの発生をさらに防止することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、帯状の絶縁シートが一周以上にわたって延在するように円環状の絶縁シート３６−１、３６−２、３６−３が形成されているが、一周未満の絶縁シートを用いて部分的に電気導体の絶縁を行うようにしてもよい。例えば、シャフト６が地面とほぼ平行となるように車両用交流発電機１が車両に搭載された場合に、地面に近い側の固定子巻線３１に含まれる電気導体に対応するように絶縁シートを装備し、地面と遠い側（天方向側）の固定子巻線３１に含まれる電気導体には絶縁シートを装備しないようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、電気導体離間解除工程時における絶縁シート３６−１、３６−２、３６−３の拘束方法については特に説明していないが、径方向内側および外側からプランジャ等を用いて径方向に沿って電気導体を加圧して各絶縁シートを隣接する電気導体によって加圧拘束し、軸方向に沿った位置決めを行うようにしてもよい。

あるいは、セグメント導体３３の２つの直線部が互いに間隔を狭くする向きに弾性変形に伴う復元力が作用するようにそれらの径方向間隔を狭く設定しておいて、径方向に沿っ
て隣接する各電気導体間で絶縁シート３６−１、３６−２、３６−３を押圧して挟み込むようにしてもよい。これにより、絶縁シート３６−１等の位置を固定することが容易となり、固定子２あるいは車両用交流発電機１の途中工程における絶縁シート３６−１等の脱落による絶縁不良を防止することができる。

上述した各実施形態では、電気導体間に挿入された絶縁シートはそのままの状態を維持してその後の電気導体捻り工程に移行するようにしたが、電気導体捻り工程の前に、絶縁シートを周方向に締め上げてたるみを除去するようにしてもよい。この場合には、図３２（Ａ）に示すように、絶縁シートは、帯状シートを円環形状に周回させて一方端を内径側に引き出した内径側引出部３６ａと、他方端を外径側に引き出した外径側引出部３６ｂとを有する絶縁シート３６−１等を用いることが望ましい。特に、電気導体離間解除工程と並行して、あるいは電気導体離間解除工程の後に、既に絶縁シート挿入工程によって挿入された絶縁シートについて、内径側引出部３６ａと外径側引出部３６ｂを周方向であって円環形状の径が小さくなる向きに移動させることが望ましい。これにより、絶縁シート３６−１等の両端部である内径側引出部３６ａと外径側引出部３６ｂのそれぞれを把持して引っ張ることにより絶縁シート３６−１のたるみをなくすことが容易となる。

また、図３２（Ａ）に示すように、内径側引出部３６ａおよび外径側引出部３６ｂのそれぞれは、周方向に隣接する２本の電気導体の間に配置されていることが望ましい。内径側引出部３６ａと外径側引出部３６ｂのそれぞれを、隣接する電気導体間の隙間に配置することにより、各引出部が電気導体と干渉することを防止することができる。なお、電気導体間の径方向隙間および周方向隙間に余裕がある場合には、図３２（Ｂ）や図３２（Ｃ）に示すように、帯状で一周以上にわたって延在し、その両端が重なった状態で円環状に形成された絶縁シートを用いるようにしてもよい。

また、上述した各実施形態では、電気導体捻り工程の前に電気導体間に絶縁シートを挿入したが、絶縁シートを挿入する順番を変更して、電気導体配列工程と電気導体離間工程との間に電気導体捻り工程を行うようにしてもよい。これにより、第１の実施形態と同様に絶縁シートを挿入することができる。

また、絶縁シートに隣接する電気導体の径方向側面に絶縁シートを収容する凹部を形成しておいて、この凹部の固定子鉄心３２に近い側の段差部を面取り形状またはＲ形状とするようにしてもよい。このような凹部を形成することにより、絶縁シートを凹み部に収容することによって隣接電気導体間に隙間が生じることを防止して、電気導体同士の接合を確実に行うことができるとともに、この凹部の段差部に生じる鋭利な部位をなくすことで段差部において発生するコロナ放電を防止することができる。また、段差部によって絶縁シート端部の移動を制限することができるため、絶縁シート位置のずれを防止することも可能になる。特に、段差部の全幅にわたって面取り形状やＲ形状を形成することにより、これらの効果を確実なものにすることができる。

一実施形態の回転電機としての車両用交流発電機の全体構成を示す断面図である。 固定子の部分的な断面図である。 固定子に装着されるセグメント導体の模式的形状を示す斜視図である。 固定子巻線のコイルエンドを示す斜視図である。 絶縁シート挿入装置の詳細な断面図である。 図５に示したＲ部の詳細を示す部分拡大図である。 図５に示したＲ部のさらに詳細を示す部分拡大図である。 図５に示したＬ部の詳細を示す部分拡大図である。 図５に示したＬ部のさらに詳細を示す部分拡大図である。 絶縁シート挿入装置の部分的な側面図である。 串部材の先端部の詳細形状を示す部分的な側面図である。 串部材の先端部の詳細形状を示す部分的な底面図である。 図１１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図１１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 図１１のＶ−Ｖ線断面図である。 串部材の先端部の部分的な展開図である。 串部材とセグメント導体との関係を示す図である。 串部材とセグメント導体との関係を示す図である。 串部材とセグメント導体との関係を示す図である。 カム付プレートのプレート本体の詳細を示す部分拡大図である。 絶縁シート製造装置の構造を示す断面図である。 絶縁シート製造装置の平面図である。 絶縁シート把持部の詳細構造を示す平面図である。 絶縁シート把持部の詳細構造を示す側面図である。 円環状の絶縁シートの製造手順を示す図である。 円環状の絶縁シートの製造手順を示す図である。 複数の電気導体に対する絶縁シートの挿入を複数回に分けて行う絶縁シート挿入装置の詳細な断面図である。 図２７に示した絶縁シート挿入装置の部分的な拡大図である。 絶縁シート挿入装置による絶縁シート挿入時の状態を示す図である。 絶縁シート挿入装置による絶縁シート挿入終了時の状態を示す図である。 内接カムプレートとカム駆動ピンとの関係を示す部分図である。 絶縁シートの変形例を示す図である。

符号の説明

１ 車両用交流発電機
２ 固定子
３ 回転子
４ ハウジング
５ 整流器
３２ 固定子鉄心
３３ セグメント導体
３５ スロット
３６−１、３６−２、３６−３ 絶縁シート
１００ 絶縁シート挿入装置
１１０ 固定子位置決めホルダ
１２０ 昇降部
１３０ 上部プレート
１３２ 下部プレート
１３４ ボルト
１３６ 串先端位置決めリング
１４０ 串部材
１４２ 先端部
１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５ 絶縁シート把持部
１６０ ピン収納プレート
１６２ ピン押さえプレート
１６４ カム付プレート
１６６ 中間部ホルダ
１６８ 中間部押さえプレート
１９０ 上部プレート昇降駆動部
１９２ 中間部材昇降駆動部
１９４ カムプレート回転駆動部

Claims (17)

1. 固定子鉄心に形成された複数のスロットのそれぞれに、複数の電気導体を径方向に沿って配列する電気導体配列工程と、
   前記複数のスロットのそれぞれにおいて配列されて前記固定子鉄心の端面から突出する前記複数の電気導体の径方向位置を互いに離間させる電気導体離間工程と、
   前記電気導体離間工程によって互いに離間させた隣接する前記電気導体の間に絶縁シートを挿入する絶縁シート挿入工程と、
   前記電気導体離間工程によって互いに離間させた隣接する前記電気導体の間の距離を減少させる電気導体離間解除工程と、
   を備えることを特徴とする回転電機の巻線の製造方法。
2. 請求項１において、
   前記電気導体離間解除工程の後に、前記固定子鉄心の端面から突出する前記複数の電気導体のそれぞれを前記固定子鉄心の周方向に沿って捻る電気導体捻り工程をさらに備えることを特徴とする回転電機の巻線の製造方法。
3. 請求項１または２において、
   前記電気導体は、Ｕ字状の導体セグメントの各直線部によって形成されていることを特徴とする回転電機の巻線の製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、
   前記電気導体は、前記電気導体離間工程における離間方向と反対方向に弾性変形に伴う復元力が作用し、隣接する２本の前記電気導体によってこの復元力によって前記絶縁シートを押圧して保持することを特徴とする回転電機の巻線の製造方法。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、
   前記電気導体は、円環状に複数列に配置されていることを特徴とする回転電機の巻線の製造方法。
6. 請求項５において、
   前記電気導体は、前記固定子鉄心の円周方向に沿って等間隔で配置されていることを特徴とする回転電機の巻線の製造方法。
7. 請求項１〜６のいずれかにおいて、
   前記絶縁シートは、帯状で一周以上にわたって延在することを特徴とする回転電機の巻線の製造方法。
8. 固定子鉄心に形成された複数のスロットのそれぞれに、複数の電気導体を径方向に沿って配列する電気導体配列工程と、
   前記複数のスロットのそれぞれにおいて配列されて前記固定子鉄心の端面から突出する前記複数の電気導体の径方向位置を互いに離間させる電気導体離間工程と、
   前記電気導体離間工程によって互いに離間させた隣接する前記電気導体の間に絶縁シートを挿入する絶縁シート挿入工程と、
   前記電気導体離間工程によって互いに離間させた隣接する前記電気導体の間の距離を減少させる電気導体離間解除工程と、
   を備え、前記電気導体離間工程、前記絶縁シート挿入工程、前記電気導体離間解除工程を径方向位置が異なる前記電気導体に対して複数回に分けて繰り返し行うことにより、前記複数の電気導体が相互に隣接する位置に前記絶縁シートを挿入することを特徴とする回転電機の巻線の製造方法。
9. 請求項８において、
   前記電気導体離間工程は、既に挿入されている前記絶縁シートに隣接する側の前記電気導体についてはその位置を固定した状態で行われることを特徴とする回転電機の巻線の製造方法。
10. 請求項８または９において、
    前記絶縁シートの挿入は、径方向に隣接する電気導体間隙間に対して順番に行うことを特徴とする回転電機の巻線の製造方法。
11. 請求項１０において、
    前記絶縁シートの挿入は、径方向に沿って内径側から外径側に向かって順番に行うことを特徴とする回転電機の巻線の製造方法。
12. 固定子鉄心に形成された複数のスロットのそれぞれに、複数の電気導体を径方向に沿って配列する電気導体配列工程と、
    前記複数のスロットのそれぞれにおいて配列されて前記固定子鉄心の端面から突出する前記複数の電気導体の径方向位置を互いに離間させる電気導体離間工程と、
    前記電気導体離間工程によって互いに離間させた隣接する前記電気導体の間に絶縁シートを挿入する絶縁シート挿入工程と、
    前記電気導体離間工程によって互いに離間させた隣接する前記電気導体の間の距離を減少させる電気導体離間解除工程と、
    を備え、前記絶縁シートは、帯状シートを円環形状に周回させて一方端を内径側に引き出した内径側引出部と、他方端を外径側に引き出した外径側引出部とを有していることを特徴とする回転電機の巻線の製造方法。
13. 請求項１２において、
    前記電気導体離間解除工程と並行して、あるいは前記電気導体離間解除工程の後に、既に前記絶縁シート挿入工程によって挿入された前記絶縁シートについて、前記内径側引出部と前記外径側引出部を周方向であって前記円環形状の径が小さくなる向きに移動させることを特徴とする回転電機の巻線の製造方法。
14. 請求項１２または１３において、
    前記絶縁シートは、帯状で一周以上にわたって延在し、その両端が重なった状態で円環状に形成され、
    前記内径側引出部および前記外径側引出部のそれぞれは、周方向に隣接する２本の前記電気導体の間に配置されていることを特徴とする回転電機の巻線の製造方法。
15. 固定子鉄心に形成された複数のスロットのそれぞれに、複数の電気導体を径方向に沿って配列する電気導体配列工程と、
    前記複数のスロットのそれぞれにおいて配列されて前記固定子鉄心の端面から突出する前記複数の電気導体の径方向位置を互いに離間させる電気導体離間工程と、
    前記電気導体離間工程によって互いに離間させた隣接する前記電気導体の間に絶縁シートを挿入する絶縁シート挿入工程と、
    前記電気導体離間工程によって互いに離間させた隣接する前記電気導体の間の距離を減少させる電気導体離間解除工程と、
    を備え、前記電気導体配列工程と前記電気導体離間工程との間に、径方向に沿って配列された前記複数の電気導体を径方向に沿って互い違いに周方向反対側に傾斜させる電気導体捻り工程を行うことを特徴とする回転電機の巻線の製造方法。
16. 請求項１〜１５のいずれかにおいて、
    前記絶縁シートに隣接する前記電気導体の径方向側面には前記絶縁シートを収容する凹部が形成されており、前記凹部の前記固定子鉄心に近い側の段差部は面取り形状またはＲ形状を有することを特徴とする回転電機の巻線の製造方法。
17. 請求項１〜１５のいずれかにおいて、
    前記絶縁シートに隣接する前記電気導体の径方向側面には前記絶縁シートを収容する凹部が形成されており、前記凹部の前記固定子鉄心に近い側の段差部は全幅にわたって面取り形状またはＲ形状を有することを特徴とする回転電機の巻線の製造方法。
    

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