JP6851499B2 - 固定子、固定子アッセンブリおよび固定子の製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、例えば電動機、発電機などの回転電機の固定子、固定子アッセンブリおよび固定子の製造方法に関し、特に、固定子巻線の結線構造に関するものである。

従来の回転電機の固定子巻線では、一対の直線部と連結部とによりＵ字状に構成されるセグメントコイルが、固定子鉄心のスロット内に複数本装着され、連結部と反対側に突出している一対の直線部の先端部のうち、径方向の外周側又は内周側から奇数番目に位置する先端部が一方向に曲げられ、偶数番目に位置する先端部が一方向と反対方向に曲げられ、一方向に曲げられた先端部と反対方向に曲げられた先端部とが溶接されていた（例えば、特許文献１参照）。

特許第５６３７３０１号公報

従来の固定子巻線では、溶接される両先端部は、直線部の先端側をクランク形状に曲げることにより、スロット内に挿入されている直線部の部分に対して、固定子鉄心の径方向における導体線の厚みの半分だけ固定子鉄心の径方向にシフトされて、固定子鉄心の軸方向と平行に延びている。これにより、当該両先端部は、固定子鉄心の周方向に接する状態で、溶接されている。このように、従来の固定子巻線においては、曲げ角度を直角とする曲げが直線部の先端側に２回施される。これにより、直線部に被覆されている絶縁被膜が曲げ部で損傷し、絶縁性が低下するという課題があった。さらに、曲げ部での絶縁被膜の損傷発生を抑制するために、曲げ部の曲率半径を大きくすると、先端部の溶接部の固定子鉄心の端面からの距離が長くなり、固定子の軸方向寸法が大型化するという課題があった。

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、固定子巻線の絶縁性を確保しつつ、軸方向の寸法の増大を抑制できる固定子、固定子アッセンブリおよび固定子の製造方法を得ることを目的とする。

この発明による固定子は、スロットが周方向に一定のピッチで配列された円環状の固定子鉄心と、上記固定子鉄心に装着された、絶縁被膜で覆われている導体線により構成されている複数の単位コイルを有する固定子巻線と、を備える。上記複数の単位コイルは、それぞれ、上記スロットに挿入される２ｎ本のスロット挿入部と、上記スロットの外で、上記２ｎ本のスロット挿入部を一続きに連結する（２ｎ−１）本のターン部と、上記２ｎ本のスロット挿入部の中の両端に位置するスロット挿入部から上記スロットの外に突出する２本の端末線と、を備え、但し、ｎは１以上の整数であり、上記２本の端末線は、それぞれ、上記固定子鉄心の径方向における位置を維持して上記固定子鉄心の周方向に延び、先端に向かって上記固定子鉄心から漸次離れる斜辺部と、上記斜辺部の先端から上記固定子鉄心の軸方向の外方に延びる直線部と、を備える。上記複数の単位コイルは、一の単位コイルの端末線の直線部の先端部と接続対象の単位コイルの端末線の直線部の先端部とが溶接されて、電気的に接続されており、溶接される端末線の対の斜辺部は、互いに近づくように延び、かつ上記固定子鉄心の径方向における位置が異なっており、溶接される上記端末線の対の直線部は、径方向から見て平行であり、一方の直線部は、上記斜辺部との境界部を径方向の曲げ部として他方の直線部の方向に傾斜して、上記一方の直線部と上記他方の直線部との先端部同士が、上記固定子鉄心の周方向から見て、重なっている。

この発明によれば、直線部の先端部同士を固定子鉄心の周方向からチャックできる構成となり、直線部の径方向の曲げが１回となり、直線部の径方向の曲げ角度が小さくなる。その結果、固定子巻線の絶縁性を確保しつつ、軸方向の寸法の増大を抑制できる固定子、固定子アッセンブリおよび固定子の製造方法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に係る回転電機における固定子を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における固定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に係る回転電機における固定子巻線を構成する第１巻線体を軸方向外方から見た端面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子巻線を構成する第１巻線体を径方向内方から見た正面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子巻線を構成する第２巻線体を軸方向外方から見た端面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子巻線を構成する第２巻線体を径方向内方から見た正面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線体のスロット収納状態を模式的に示す要部断面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子アッセンブリを軸方向外方から見た端面図である。 図１０のＡ−Ａ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固定子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固定子巻線アッセンブリを構成する一つの相巻線を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子における巻線体の接合部を軸方向外方から見た端面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子における巻線体の接合部を径方向内方から見た平面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子における巻線体の接合部を周方向から見た平面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子における第１コイルエンドを示す模式図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子における実施態様の巻線体の第１ターン部の直線部周りを示す要部側面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電気の固定子の製造方法を示すフローである。 この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子における第１ターン部を径方向内方から見た平面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子における第１ターン部を周方向から見た平面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子における端末線先端部成形工程を説明する図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子における端末線先端部成形工程を説明する図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子における端末線先端部成形工程を説明する図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子における端末線先端部成形工程を説明する図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子における端末線先端部成形工程を説明する図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子における端末線先端部成形工程を説明する図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子における端末接合工程を説明する図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子における端末接合工程を説明する図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子における端末接合工程を説明する図である。 比較例の固定子における直線部をチャックで把持している状態を周方向から見た平面図である。 この発明の実施の形態２に係る回転電機の固定子における実施態様の巻線体の端末線接続部を軸方向外方から見た端面図である。 この発明の実施の形態２に係る回転電機の固定子における実施態様の巻線体の端末線接続部を周方向から見た平面図である。 この発明の実施の形態３に係る回転電機の固定子における実施態様の巻線体の端末線接続部を周方向から見た平面図である。 この発明の実施の形態４に係る回転電機の固定子における巻線体の端末線接続部を周方向から見た平面図である。 この発明の実施の形態４に係る回転電機の固定子における実施態様の巻線体の端末線接続部を周方向から見た平面図である。 この発明の実施の形態５に係る回転電機の固定子における第１コイルエンドを示す模式図である。 この発明の実施の形態６に係る回転電機の固定子における端末線接続部を周方向から見た模式図である。 この発明の実施の形態７に係る回転電機の固定子における端末線先端部成形工程を説明する図である。 この発明の実施の形態７に係る回転電機の固定子における端末線先端部成形工程を説明する図である。 この発明の実施の形態７に係る回転電機の固定子における端末線先端部成形工程を説明する図である。 この発明の実施の形態７に係る回転電機の固定子における端末線先端部成形工程を説明する図である。 この発明の実施の形態７に係る回転電機の固定子における曲げツールを示す平面図である。 図４３のＡ−Ａ矢視断面図である。

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に係る回転電機における固定子を示す斜視図、図４は、この発明の実施の形態１に係る回転電機における固定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に係る回転電機における固定子巻線を構成する第１巻線体を軸方向外方から見た端面図、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固定子巻線を構成する第１巻線体を径方向内方から見た正面図、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固定子巻線を構成する第２巻線体を軸方向外方から見た端面図、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固定子巻線を構成する第２巻線体を径方向内方から見た正面図、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体のスロット収納状態を模式的に示す要部断面図、図１０は、この発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子アッセンブリを軸方向外方から見た端面図、図１１は、図１０のＡ−Ａ矢視断面図、図１２は、この発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子巻線アッセンブリを示す斜視図、図１３は、この発明の実施の形態１に係る回転電機における固定子巻線アッセンブリを構成する一つの相巻線を示す斜視図である。なお、図９中、巻線体はスロット挿入部のみを示し、１，２，・・・１２，１３は周方向の並び順にスロットに付したスロット番号である。

図１および図２において、回転電機１００は、円筒部および円筒部の一側の開口を塞ぐ底部を有する有底円筒状のフレーム２と、フレーム２の円筒部の他側の開口を塞ぐ端板３と、フレーム２の円筒部の内部に挿入され、保持された固定子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、固定子１０の内周側に回転可能に配置された回転子５と、を備えている。ここで、フレーム２と端板３とによりハウジング１が構成される。

回転子５は、軸心位置に通された回転軸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等ピッチで配列され、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、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、固定子１０の構成について具体的に図３から図１２を参照しつつ説明する。なお、説明の便宜上、回転軸６の軸方向を軸方向、回転軸６の半径方向を径方向、回転軸６の軸心を中心とする回転方向を周方向とする。

固定子１０は、図３に示されるように、固定子鉄心１１と、固定子鉄心１１に装着された固定子巻線２０と、を備える。なお、図示されていないが、固定子巻線２０と固定子鉄心１１とを絶縁する対地絶縁部材が、固定子鉄心１１のスロット１３に装着されている。また、図示されていないが、固定子巻線２０の相間を絶縁する相間絶縁部材が、固定子巻線２０のコイルエンドに装着されている。

ここで、説明の便宜上、回転子５の極数を８、固定子鉄心１１のスロット数を４８、固定子巻線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個の割合で固定子鉄心１１に形成されている。

固定子鉄心１１は、４８個の鉄心ブロック１２により構成される。鉄心ブロック１２は、図４に示されるように、断面円弧状のコアバック部１２ａと、コアバック部１２ａの内周壁面から径方向内方に突出するティース１２ｂと、を備える。鉄心ブロック１２は、例えば、電磁鋼板から打ち抜かれたＴ字状のコア片を積層して構成される。４８個の鉄心ブロック１２は、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た状態で、フレーム２の円筒部内に圧入、焼き嵌めなどにより挿入され、保持される。４８個の鉄心ブロック１２を円環状に配列して、固定子鉄心１１が構成される。固定子鉄心１１は、４８個のコアバック部１２ａからなる円環状のコアバックと、それぞれ、コアバックの内周面から径方向内方に延びて、周方向に等ピッチで配列された４８本のティース１２ｂと、から構成される。隣り合うティース１２ｂ間に形成されるスペースがスロット１３となる。

固定子巻線２０は、単位コイルとしての複数の巻線体２１を有し、接続対象の巻線体２１の端末線同士が溶接部１８により接続されて構成されている。巻線体２１は、端末線の延びる方向が異なる第１巻線体２１Ａと第２巻線体２１Ｂとにより構成される。ここで、第１巻線体２１Ａおよび第２巻線体２１Ｂは基本的に同一であり、添え字Ａ，Ｂによって区別する。また、巻線体を総称するときには、参照符号のみを用いる。また、説明の便宜上、巻線体がスロットに挿入された状態に基づいて巻線体のコイルパターンを説明する。

第１巻線体２１Ａは、絶縁被覆された、かつ接続部のない連続した銅線、アルミニウム線などからなる長方形断面の導体線１９が、周方向に６スロット間隔で並ぶ第１スロット、第２スロットおよび第３スロットに、第２スロット、第１スロット、第２スロット、第３スロット、第２スロットおよび第１スロットの順に、かつ第１スロット、第２スロットおよび第３スロットへの軸方向からの挿入方向を交互に変えて、かつスロット１３内の径方向の挿入位置を径方向外方に順次１層ずつシフトするように挿入されるコイルパターンに構成されている。つまり、第１巻線体２１Ａは、径方向内方から見て、「８」の字を横向きにしたコイルパターンに構成されている。このように作製された第１巻線体２１Ａは、分布巻きの重ね巻きの巻線である。なお、長方形断面の導体線１９に代えて、円形断面の導体線を用いてもよい。また、６スロット間隔とは、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の間の間隔であり、ここでは１磁極ピッチに相当する。また、導体線１９の絶縁被膜は、例えば、エナメル樹脂を裸線に５０μｍ厚に被覆して形成される。

第１巻線体２１Ａは、図５および図６に示されるように，６スロット間隔離れて３列となった、第１、第２、第３、第４、第５および第６スロット挿入部Ｓ１〜Ｓ６と、第１スロット挿入部Ｓ１の一端から延び出す第１ターン部Ｔ１Ａと、第１および第２スロット挿入部Ｓ１，Ｓ２の他端同士を連結する第２ターン部Ｔ１２と、第２および第３スロット挿入部Ｓ２，Ｓ３の一端同士を連結する第３ターン部Ｔ２３と、第３および第４スロット挿入部Ｓ３，Ｓ４の他端同士を連結する第４ターン部Ｔ３４と、第４および第５スロット挿入部Ｓ４，Ｓ５の一端同士を連結する第５ターン部Ｔ４５と、第５および第６スロット挿入部Ｓ５，Ｓ６の他端同士を連結する第６ターン部Ｔ５６と、第６スロット挿入部Ｓ１の一端から延び出す第７ターン部Ｔ６Ａと、を備える。ここで、第１ターン部Ｔ１Ａが内径側の端末線となり、第７ターン部Ｔ６Ａが外径側の端末線となる。

第２スロット挿入部Ｓ２は、第１スロット挿入部Ｓ１に対して、第２ターン部Ｔ１２の周方向中間位置に形成されたクランク部により、導体線１９の径方向厚み分、径方向外方にシフトされている。第３スロット挿入部Ｓ３は、第２スロット挿入部Ｓ２に対して、第３ターン部Ｔ２３の周方向中間位置に形成されたクランク部により、導体線１９の径方向厚み分、径方向外方にシフトされている。第４スロット挿入部Ｓ４は、第３スロット挿入部Ｓ３に対して、第４ターン部Ｔ３４の周方向中間位置に形成されたクランク部により、導体線１９の径方向厚み分、径方向外方にシフトされている。第５スロット挿入部Ｓ５は、第４スロット挿入部Ｓ４に対して、第５ターン部Ｔ４５の周方向中間位置に形成されたクランク部により、導体線１９の径方向厚み分、径方向外方にシフトされている。第６スロット挿入部Ｓ６は、第５スロット挿入部Ｓ５に対して、第６ターン部Ｔ５６の周方向中間位置に形成されたクランク部により、導体線１９の径方向厚み分、径方向外方にシフトされている。

第２ターン部Ｔ１２は、頂部となるクランク部と、クランク部の内径側端部と第１スロット挿入部Ｓ１の他端およびクランク部の外径側端部と第２スロット挿入部Ｓ２の他端とを接続する一対の斜辺部と、により構成されている。巻線体２１が固定子鉄心１１に装着された際に、一方の斜辺部は、第１スロット挿入部Ｓ１の他端から、径方向位置を維持して、かつクランク部の内径側端部に向かって固定子鉄心１１から漸次離れるように延びてクランク部の内径側端部に接続されている。また、他方の斜辺部は、第２スロット挿入部Ｓ２の他端から、径方向位置を維持して、かつクランク部の外径側端部に向かって固定子鉄心１１から漸次離れるように延びてクランク部の外径側端部に接続されている。第３ターン部Ｔ２３、第４ターン部Ｔ３４、・・、第６ターン部Ｔ５６も、第２ターン部Ｔ１２と同様に構成されている。

第１ターン部Ｔ１Ａは、第１スロット挿入部Ｓ１の一端から延び出た後のクランク部Ｔ１Ａａで、導体線１９の径方向厚み分、径方向内方にシフトされ、その後、第５ターン部Ｔ４５の第５スロット挿入部Ｓ５の一端に接続する斜辺部と平行に、かつ径方向位置を維持して延び出し、その後曲げられて、軸方向外方に延びている。
第７ターン部Ｔ６Ａは、第６スロット挿入部Ｓ６の一端から、第３ターン部Ｔ２３の第３スロット挿入部Ｓ３の一端に接続する斜辺部と平行に、かつ径方向位置を維持して延び出し、その後曲げられて、軸方向外方に延びている。

第２巻線体２１Ｂは、図７および図８に示されるように、第１巻線体２１Ａと同様に、導体線１９が、周方向に６スロット間隔で並ぶ第１スロット、第２スロットおよび第３スロットに、第２スロット、第１スロット、第２スロット、第３スロット、第２スロットおよび第１スロットの順に、かつ第１スロット、第２スロットおよび第３スロットへの軸方向からの挿入方向を交互に変えて、かつスロット１３内の径方向の挿入位置を径方向外方に順次１層ずつシフトするように挿入されるコイルパターンに構成されている。第２巻線体２１Ｂも、径方向内方から見て、８の字を横向きにしたコイルパターンに構成されている。

具体的には、第２巻線体２１Ｂは、第１、第２、第３、第４、第５および第６スロット挿入部Ｓ１〜Ｓ６と、第１、第２、第３、第４、第５、第６および第７ターン部Ｔ１Ｂ、Ｔ１２、Ｔ２３、Ｔ３４、Ｔ４５、Ｔ５６、Ｔ６Ｂと、を備える。第１ターン部Ｔ１Ｂが内径側の端末線、第７ターン部Ｔ６Ｂが外径側の端末線となる。

第１ターン部Ｔ１Ｂは、第１スロット挿入部Ｓ１の一端から、第３ターン部Ｔ２３の第３スロット挿入部Ｓ３の一端に接続する斜辺部と平行に、かつ径方向位置を維持して延び出し、その後曲げられて、軸方向外方に延びている。
第７ターン部Ｔ６Ｂは、第６スロット挿入部Ｓ６の一端から延び出た後のクランク部Ｔ６Ｂａで、導体線１９の径方向厚み分、径方向外方にシフトされ、その後、第３ターン部Ｔ２３の第２スロット挿入部Ｓ２の一端に接続する斜辺部と平行に、かつ径方向位置を維持して延び出し、その後曲げられて、軸方向外方に延びている。

このように、第２巻線体２１Ｂは、第１ターン部Ｔ１Ｂおよび第７ターン部Ｔ６Ｂが異なる点を除いて、第１巻線体２１Ａと同様に作製されている。

巻線体２１は、図９に示されるように、第１スロット挿入部Ｓ１が７番のスロット１３の第１層の位置に挿入され、第２スロット挿入部Ｓ２が１番のスロット１３の第２層の位置に挿入され、第３スロット挿入部Ｓ３が７番のスロット１３の第３層の位置に挿入され、第４スロット挿入部Ｓ４が１３番のスロット１３の第４層の位置に挿入され、第５スロット挿入部Ｓ５が７番のスロット１３の第５層の位置に挿入され、第６スロット挿入部Ｓ６が１番のスロット１３の第６層の位置に挿入される。

このようにスロット１３に装着された巻線体２１は、周方向に１スロットピッチで、固定子鉄心１１にスロット１３と同数配列される。これにより、各スロット１３には、３つの巻線体２１により構成される第１、第２、第３、第４、第５および第６スロット挿入部Ｓ１〜Ｓ６が、径方向に１列に並んで６層に挿入される。なお、第１層は、スロット１３内に１列に並んで挿入される第１から第６スロット挿入部Ｓ１〜Ｓ６の６層のなかの最内径位置の層であり、第６層は、最外径位置の層である。

具体的には、図１０および図１１に示されるように、第１巻線体２１Ａと第２巻線体２１Ｂとは、１スロットピッチで、２つずつ、周方向に交互に配列された状態で、固定子鉄心１１に装着されている。なお、図１２に示されるように、第１巻線体２１Ａと第２巻線体２１Ｂとは、円環状に配列されている。このように、第１巻線体２１Ａと第２巻線体２１Ｂとが、１スロットピッチで、２つずつ、周方向に交互に円環状に配列されて、固定子巻線アッセンブリ２０Ａが構成される。そして、固定子巻線アッセンブリ２０Ａが固定子鉄心１１に装着されて、固定子アッセンブリ１０Ａが構成される。

これにより、固定子鉄心１１の軸方向の一端側には、第３ターン部Ｔ２３が１スロットピッチで周方向に配列された第３ターン部Ｔ２３の層と、第５ターン部Ｔ４５が１スロットピッチで周方向に配列された第３ターン部Ｔ４５の層と、が径方向に２層に配列され、第１コイルエンド２０ａを構成している。そして、スロット１３の第１層から延び出る第１ターン部Ｔ１Ａ，Ｔ１Ｂの斜辺部の傾斜方向が２本ずつ交互に逆方向となって、第１コイルエンド２０ａの内径側に周方向に配列されている。第１ターン部Ｔ１Ａ，Ｔ１Ｂは、スロット１３の内径端側から延び出て周方向に配列されている。同様に、スロット１３の第６層から延び出る第７ターン部Ｔ６Ａ，Ｔ６Ｂの斜辺部の傾斜方向が２本ずつ交互に逆方向となって、第１コイルエンド２０ａの外径側に周方向に配列されている。第７ターン部Ｔ７Ａ，Ｔ７Ｂは、スロット１３の外径端側から延び出て周方向に配列されている。

また、固定子鉄心１１の軸方向の他端側には、第２ターン部Ｔ１２が１スロットピッチで周方向に配列された第２ターン部Ｔ１２の層と、第４ターン部Ｔ３４が１スロットピッチで周方向に配列された第４ターン部Ｔ３４の層と、第６ターン部Ｔ５６が１スロットピッチで周方向に配列された第６ターン部Ｔ５６の層と、が径方向に３層に配列され、第２コイルエンド２０ｂを構成している。

そして、同相の相巻線を構成する第１巻線体２１Ａおよび第２巻線体２１Ｂの第１ターン部Ｔ１Ａ，Ｔ１Ｂ同士を溶接などにより接合され、第７ターン部Ｔ６Ａ，Ｔ６Ｂ同士を溶接などにより接合されて、各相巻線が構成される。各相巻線においては、一の第１巻線体２１Ａが、６スロット間隔離れたスロット１３に挿入されている、接続対象の第２巻線体２１Ｂに接続される。これにより、一つの相巻線は、図１３に示されるように、第１巻線体２１Ａと第２巻線体２１Ｂとを交互に３本ずつ円環状に配列して構成される。

つぎに、巻線体２１の端末同士の接合について説明する。巻線体２１の第７ターン部Ｔ６Ａ，Ｔ６Ｂ同士の接合は、第１ターン部Ｔ１Ａ，Ｔ１Ｂ同士の接合と同じであるので、ここでは、第１ターン部Ｔ１Ａ，Ｔ１Ｂ同士の接合についてのみ説明する。図１４はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子における巻線体の接合部を軸方向外方から見た端面図、図１５はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子における巻線体の接合部を径方向内方から見た平面図、図１６はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子における巻線体の接合部を周方向から見た平面図である。なお、図１４から図１６では、第１ターン部Ｔ１Ａ，Ｔ１Ｂのみを図示している。

第１ターン部Ｔ１Ａは、図１４および図１５に示されるように、第１スロット挿入部Ｓ１の一端から延び出た後のクランク部Ｔ１Ａａで、導体線１９の径方向厚みであるｄだけ、径方向内方にシフトされる。第１ターン部Ｔ１Ａは、その後、第５ターン部Ｔ４５の第５スロット挿入部Ｓ５の一端に接続する斜辺部と平行に、かつ径方向位置を維持して延び出し、その後曲げ部Ｔ１Ａｄで曲げられて、軸方向外方に延びている。ここで、クランク部Ｔ１Ａａから曲げ部Ｔ１Ａｄに至る、第５ターン部Ｔ４５の第５スロット挿入部Ｓ５の一端に接続する斜辺部と平行に、かつ径方向位置を維持して延び出す部分が斜辺部Ｔ１Ａｂである。また、第１ターン部Ｔ１Ａの曲げ部Ｔ１Ａｄから先端に至る軸方向外方に延びる部分が直線部Ｔ１Ａｃである。曲げ部Ｔ１Ａｄは、第１ターン部Ｔ１Ａの斜辺部Ｔ１Ａｂと直線部Ｔ１Ａｃとの境界部に形成される。

第１ターン部Ｔ１Ｂは、第１スロット挿入部Ｓ１の一端から、第３ターン部Ｔ２３の第３スロット挿入部Ｓ３の一端に接続する斜辺部と平行に、かつ径方向位置を維持して延び出る。第1ターン部Ｔ１Ｂは、その後、曲げ部Ｔ１Ｂｄで曲げられて、軸方向外方に延びている。第１ターン部Ｔ１Ｂの曲げ部Ｔ１Ｂｄから先端に至る部分は、さらに曲げ部Ｔ１Ｂｄで径方向内方に、すなわち直線部Ｔ１Ａｃに近づくように曲げられる。直線部Ｔ１Ｂｃは、図１６に示されるように、曲げ部Ｔ１Ｂｄで角度θだけ径方向内方に曲げられている。これにより、直線部Ｔ１Ｂｃの先端部は、斜辺部Ｔ１Ｂｂと直線部Ｔ１Ｂｃとの境界部に対して、径方向内方に、導体線の径方向厚みだけシフトしている。ここで、第１スロット挿入部Ｓ１の一端から、第３ターン部Ｔ２３の第３スロット挿入部Ｓ３の一端に接続する斜辺部と平行に、かつ径方向位置を維持して延び出す部分が斜辺部Ｔ１Ｂｂである。また、第１ターン部Ｔ１Ｂの曲げ部Ｔ１Ｂｄから先端に至る部分が直線部Ｔ１Ｂｃである。曲げ部Ｔ１Ｂｄは、第１ターン部Ｔ１Ｂの斜辺部Ｔ１Ｂｂと直線部Ｔ１Ｂｃとの境界部に形成される。

これにより、直線部Ｔ１Ａｃ，Ｔ１Ｂｃの先端部同士が、周方向から見て、重なった状態となる。また、直線部Ｔ１Ａｃ，Ｔ１Ｂｃの先端部同士が、図１５に示されるように、径方向から見て互いに平行であり、接する状態となる。そして、直線部Ｔ１Ａｃ，Ｔ１Ｂｃは、周方向に相対する面同士が接触している状態で、ＴＩＧ溶接などにより接合され、電気的に接続される。ここでは、直線部Ｔ１Ｂｃを軸方向に延びるように曲げる軸方向の曲げと、直線部Ｔ１Ｂｃを径方向に曲げる径方向の曲げと、を、同じ曲げ部Ｔ１Ｂｄで行っているが、これらの軸方向の曲げと径方向の曲げとを、別の曲げ部で行ってもよい。この場合、径方向に曲げる曲げ部は、軸方向に曲げる曲げ部より先端側に位置することになる。

従来技術では、溶接される両先端部は、直線部の先端側をクランク形状に曲げているので、２回の径方向曲げが必要となる。さらに、各曲げ部での曲げ角度が９０度となる。これにより、導体線の絶縁被膜の損傷が発生する。絶縁被膜の損傷発生を抑制するために、曲げ部における曲率半径を大きくすれば、溶接部の固定子鉄心の端面からの距離が長くなる。

実施の形態１によれば、第１ターン部Ｔ１Ａでは、曲げ部Ｔ１Ａｄでの径方向の曲げはない。第１ターン部Ｔ１Ｂの直線部Ｔ１Ｂｃの先端部は、第１ターン部Ｔ１Ａの直線部Ｔ１Ａｃの先端部と周方向から見て重なるように、斜辺部Ｔ１Ｂｂと直線部Ｔ１Ｂｃとの境界部で、曲げ部Ｔ１Ｂｄにより、軸方向に延びる状態から、径方向に傾斜するように曲げられている。したがって、第１ターン部Ｔ１Ｂでは、曲げ部Ｔ１Ｂｄにおける径方向の曲げが１回となる。さらに、曲げ部Ｔ１Ｂｄの径方向の曲げ角度θが小さくなる。これにより、曲げ部Ｔ１Ｂｄにおける絶縁被膜の損傷の発生が抑制され。絶縁性が向上される。また、曲げ部Ｔ１Ｂｄでの曲率半径を大きくする必要がなく、溶接部の固定子鉄心の端面からの距離を長くする必要はない。これにより、固定子１０の軸方向寸法の増大が抑制され、固定子１０の小型化が図られる。

導体線１９は、絶縁被膜３２で導体裸線を被覆して構成されている。そして、巻線体２１の内径側端末および外径側端末の先端側の絶縁被膜３２が除去されている。巻線体２１の第１ターン部Ｔ１Ｂにおいては、図１７に示されるように、巻線体２１の直線部Ｔ１Ｂｃの導体裸線が露出する絶縁被膜除去部３１は、斜辺部Ｔ１Ｂｂと直線部Ｔ１Ｂｃとの境界部である曲げ部Ｔ１Ｂｄより先端側に位置している。これにより、第１ターン部Ｔ１Ｂの直線部Ｔ１Ｂｃにおける絶縁被膜除去部３１と第３ターン部Ｔ２３との間の径方向距離Ｌが長くなり、絶縁性が向上される。なお、第７ターン部Ｔ６Ａにおいても、直線部Ｔ６Ａｃの絶縁被膜除去部３１は、曲げ部Ｔ６Ａｄより先端側に位置している。これにより、第７ターン部Ｔ６Ａの直線部Ｔ６Ａｃにおける絶縁被膜除去部３１と第５ターン部Ｔ４５との間の径方向距離が長くなり、絶縁性が向上される。

また、直線部Ｔ１Ｂｃの長方形断面の相対する一対の平面が径方向を向き、相対する他の一対の平面が周方向を向いている場合には、図１８に示されるように、径方向を向く一対の平面の絶縁被膜除去部３１ａの長さを、周方向を向く一対の平面の絶縁被膜除去部３１ｂの長さより短くしてもよい。この場合、第１ターン部Ｔ１Ｂの直線部Ｔ１Ｂｃにおける絶縁被膜除去部３１ａと第３ターン部Ｔ２３との間の径方向距離Ｌがさらに長くなり、絶縁性をより向上させることができる。

なお、径方向に傾斜していない第１ターン部Ｔ１Ａおよび第７ターン部Ｔ６Ｂにおいては、径方向を向く平面の絶縁被膜除去部３１ａの長さを、周方向を向く平面の絶縁被膜除去部３１ｂの長さと等しくしてもよいし、周方向を向く平面の絶縁被膜除去部３１ｂの長さより短くしてもよい。

つぎに、固定子１０の製造方法を説明する。図１９は、この発明の実施の形態１に係る回転電気の固定子の製造方法を示すフロー、図２０は、この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子における第１ターン部を径方向内方から見た平面図、図２１は、この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子における第１ターン部を周方向から見た平面図である。図２２から図２７は、それぞれ、この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子における端末線先端部成形工程を説明する図であり、図２２は、第１ターン部に押さえツールをあてがった状態を径方向内方から見た平面図、図２３は、第１ターン部に押さえツールをあてがった状態を周方向から見た平面図、図２４は、第１ターン部に曲げツールをあてがった状態を径方向内方から見た平面図、図２５は、第１ターン部に曲げツールをあてがった状態を周方向から見た平面図、図２６は、第１ターン部を曲げツールで曲げている状態を径方向内方から見た平面図、図２７は、第１ターン部を曲げツールで曲げている状態を周方向から見た平面図である。図２８から図３０は、それぞれ、この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子における端末接合工程を説明する図であり、図２８は、直線部をチャックで把持している状態を軸方向外方から見た平面図、図２９は、直線部をチャックで把持している状態を径方向内方から見た平面図、図３０は、直線部をチャックで把持している状態を周方向から見た平面図である。図３１は、比較例の固定子における直線部をチャックで把持している状態を周方向から見た平面図である。

固定子１０の製造方法は、図１９に示されるように、巻線体２１を製造する単位コイル製造工程２００と、巻線体２１を固定子鉄心１１に装着する単位コイル装着工程２０１と、固定子鉄心１１に装着された巻線体２１の端末線先端部を曲げ成形する端末線先端部成形工程２０２と、巻線体２１の端末同士を接合する端末接合工程２０３と、を備える。

単位コイル製造工程２００では、導体線１９を曲げ成形して、図６から図９に示される第１巻線体２１Ａと第２巻線体２１Ｂとを製造する。

単位コイル装着工程２０１では、まず、第１巻線体２１Ａと第２巻線体２１Ｂとを、１スロットピッチで、２つずつ、交互に周方向に４８個配列して、図１２に示される円環状の巻線アッセンブリ２０Ａを作製する。この巻線アッセンブリ２０Ａは、６本のスロット挿入部Ｓ１からＳ６が径方向に１列にされたスロット挿入部列を、１スロットピッチで周方向に４８列配列して構成されている。ついで、巻線アッセンブリ２０Ａの外径側から、鉄心ブロック１２のティース１２ｂをスロット挿入部列の間のそれぞれに挿入し、４８個の鉄心ブロック１２を巻線アッセンブリ２０Ａに装着する。ついで、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された４８個の鉄心ブロック１２を、フレーム２の円筒部内に圧入、焼き嵌めなどにより挿入、保持する。これにより、巻線アッセンブリ２０Ａが固定子鉄心１１に装着されて、図１０に示される固定子アッセンブリ１０Ａが組み立てられる。

端末線先端部成形工程２０２では、第１ターン部Ｔ１Ｂの直線部Ｔ１Ｂｃと第７ターン部Ｔ６Ａの直線部Ｔ６Ａｃが径方向に曲げ成形されるが、ここでは、第１ターン部Ｔ１Ｂの直線部Ｔ１Ｂｃについて説明する。第１ターン部Ｔ１Ｂは、図２０および図２１に示されるように、斜辺部Ｔ１Ｂｂと、直線部Ｔ１Ｂｃと、曲げ部Ｔ１Ｂｄと、を備える。直線部Ｔ１Ｂｃは、軸方向に延びている。また、第１ターン部Ｔ１Ｂは、図２１に示されるように、周方向から見た時に、軸方向に一直線に構成されている。

まず、図２２および図２３に示されるように、押さえツール６０を内径側から第１ターン部Ｔ１Ｂの斜辺部Ｔ１Ｂｂにあてがう。ついで、図２４および図２５に示されるように、曲げツール６１を外径側から直線部Ｔ１Ｂｃにあてがい、直線部Ｔ１Ｂｃを内径側に押す。これにより、図２６および図２７に示されるように、直線部Ｔ１Ｂｃが、曲げ部Ｔ１Ｂｄを曲げ中心として、径方向内方に傾斜し、端末線先端部が成形される。なお、第７ターン部Ｔ６Ａの直線部Ｔ６Ａｃにおいては、曲げ部Ｔ６Ａｄを曲げ中心として、径方向外方に傾斜し、端末線先端部が成形される。

端末接合工程２０３では、第１ターン部Ｔ１Ａの直線部Ｔ１Ａｃと第１ターン部Ｔ１Ｂの直線部Ｔ１Ｂｃとの接合、および第７ターン部Ｔ６Ａの直線部Ｔ６Ａｃと第７ターン部Ｔ６Ｂの直線部Ｔ６Ｂｃとの接合が行われるが、ここでは、第１ターン部Ｔ１Ａの直線部Ｔ１Ａｃと第１ターン部Ｔ１Ｂの直線部Ｔ１Ｂｃとの接合について説明する。

第１ターン部Ｔ１Ａの直線部Ｔ１Ａｃと第１ターン部Ｔ１Ｂの直線部Ｔ１Ｂｃとの先端部同士は、周方向から見て、重なった状態に配置されている。そこで、図２８から図３０に示されるように、一対のチャック６２により、直線部Ｔ１Ａｃ，Ｔ１Ｂｃの先端部同士を周方向の両側から挟み込んで、保持する。そして、軸方向外方から、直線部Ｔ１Ａｃ，Ｔ１Ｂｃの先端部同士を溶接して、巻線体２１同士を電気的に接続する。同様に、第７ターン部Ｔ６Ａの直線部Ｔ６Ａｃと第７ターン部Ｔ６Ｂの直線部Ｔ６Ｂｃとを接合して、巻線体２１同士を電気的に接続する。これにより、固定子巻線アセンブリ２０Ａを構成する巻線体２１が電気的に接続され、固定子巻線２０が構成される。そして、固定子巻線２０が固定子鉄心１１に装着された、図３に示される固定子１０が作製される。

ここで、図３１に示されるように、直線部Ｔ１Ａｃ，Ｔ１Ｂｃが径方向に接するように形成されている場合には、直線部Ｔ１Ａｃ，Ｔ１Ｂｃを一対のチャック６２により径方向から挟み込んで保持することになる。そこで、一対のチャック６２と第３ターン部Ｔ２３との干渉を回避するために、直線部Ｔ１Ａｃ，Ｔ１Ｂｃを軸方向に延ばす必要があり、固定子の軸方向寸法が増大してしまう。

実施の形態１では、直線部Ｔ１Ａｃ，Ｔ１Ｂｃの周方向に相対する面同士が接するように形成されている。これにより、径方向に隣接する第３ターン部Ｔ２３に干渉されることなく、直線部Ｔ１Ａｃ，Ｔ１Ｂｃを一対のチャック６２により周方向から挟み込んで保持することができる。その結果、直線部Ｔ１Ａｃ、Ｔ１Ｂｃを挟み込んで保持する際に、直線部Ｔ１Ａｃ、Ｔ１Ｂｃを軸方向に延ばして第３ターン部Ｔ２３との干渉を回避する必要がなく、固定子１０の軸方向の増大を抑制することができる。

また、曲げ部Ｔ１Ｂｄを中心として直線部Ｔ１Ｂｃを内径側に傾斜させている。これにより、直線部Ｔ１Ａｃ、Ｔ１Ｂｃの溶接部が第３ターン部Ｔ２３から離れ、直線部Ｔ１Ａｃ、Ｔ１Ｂｃの溶接時における熱で第３ターン部Ｔ２３の絶縁被膜が損傷する事態の発生が抑制される。

また、巻線体２１を固定子鉄心１１に装着した状態で、端末線先端部成形工程２０２を実施しているので、成形バラツキを小さくでき、端末接合工程２０３が容易となる。

なお、上記実施の形態１では、巻線体を固定子鉄心に装着した後の端末線先端部成形工程２０２では、巻線体の第１ターン部および第７ターン部の径方向の曲げ成形のみを行っている。しかし、端末線先端部成形工程２０２において、巻線体の第１ターン部および第７ターン部の全ての曲げ成形を行ってもよい。

実施の形態２．
図３２は、この発明の実施の形態２に係る回転電機の固定子における巻線体の端末線接続部を軸方向外方から見た端面図、図３３は、この発明の実施の形態２に係る回転電機の固定子における実施態様の巻線体の端末線接続部を周方向から見た平面図である。

図３２および図３３において、第１ターン部Ｔ１Ｂの斜辺部Ｔ１Ｂｂとの境界部を径方向の曲げ部Ｔ１Ｂｄとする第１ターン部Ｔ１Ｂの直線部Ｔ１Ｂｃの先端面は、内径側の斜面３４ａと外径側の斜面３４ｂとが稜線３４で交わる山形形状に形成されている。直線部Ｔ１Ｂｃの先端面の稜線３４は、周方向に延びている。そして、直線部Ｔ１Ｂｃの先端面の稜線３４は、軸方向外方から見たときに、直線部Ｔ１Ｂｃが接する第１ターン部Ｔ１Ａの直線部Ｔ１Ａｃの先端面である平面３５の領域と交差している。つまり、周方向から見た時に、直線部Ｔ１Ｂｃの先端面の稜線３４は、直線部Ｔ１Ａｃ，Ｔ１Ｂｃの先端部同士が重なっている領域内に位置している。

ここで、図示されていないが、巻線体２１の接合される第７ターン部Ｔ６Ａ，Ｔ６Ｂの直線部Ｔ６Ａｃ、Ｔ６Ｂｃの接続部においても、直線部Ｔ６Ａｃの先端面が山形形状に形成されている。そして、周方向から見た時に、直線部Ｔ６Ａｃの先端面の稜線が、直線部Ｔ６Ａｃ，Ｔ６Ｂｃの先端部同士が重なっている領域内に位置している。つまり、直線部Ｔ６Ａｃ、Ｔ６Ｂｃは、直線部Ｔ１Ａｃ，Ｔ１Ｂｃと同様に構成されて、同様に接続されている。
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。

実施の形態２においても、上記実施の形態1と同様の効果が得られる。
実施の形態２によれば、直線部Ｔ１Ａｃの先端面と直線部Ｔ１Ｂｃの先端面との段差が少なくなり、良好な溶接状態を担保でき、安定した接続状態を確保することができる。

実施の形態３．
図３４は、この発明の実施の形態３に係る回転電機の固定子における実施態様の巻線体の端末線接続部を周方向から見た平面図である。

図３４において、第１ターン部Ｔ１Ｂの斜辺部Ｔ１Ｂｂとの境界部を径方向の曲げ部Ｔ１Ｂｄとする第１ターン部Ｔ１Ｂの直線部Ｔ１Ｂｃの先端面は、内径側の斜面３４ａと外径側の斜面３４ｂとが稜線３４で交わる山形形状に形成されている。直線部Ｔ１Ｂｃの先端面の稜線３４は、周方向に延びている。直線部Ｔ１Ｂｃは、曲げ部Ｔ１Ｂｄで角度θだけ径方向内方に曲げられている。これにより、直線部Ｔ１Ｂｃの先端部は、斜辺部Ｔ１Ｂｂと直線部Ｔ１Ｂｃとの境界部に対して、径方向内方に、導体線の径方向厚みより大きくシフトしている。直線部Ｔ１Ｂｃの先端面の稜線３４は、周方向から見た時に、第１ターン部Ｔ１Ａの直線部Ｔ１Ａｃより径方向内方に位置している。直線部Ｔ１Ｂｃの山形形状の先端面と直線部Ｔ１Ｂｃの曲げ部Ｔ１Ｂｄでの曲げ方向と径方向反対側に位置する側面との交差部は、周方向から見た時に、直線部Ｔ１Ａｃ，Ｔ１Ｂｃの先端部同士が重なっている領域内に位置している。

ここで、図示されていないが、巻線体２１の接合される第７ターン部Ｔ６Ａ，Ｔ６Ｂは、接続される第１ターン部Ｔ１Ａ，Ｔ１Ｂと同様に構成されて、同様に接続されている。
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。

実施の形態３においても、上記実施の形態1と同様の効果が得られる。
実施の形態３によれば、直線部Ｔ１Ａｃの先端面と直線部Ｔ１Ｂｃの先端面との段差が少なくなり、良好な溶接状態を担保でき、安定した接続状態を確保することができる。
さらに、直線部Ｔ１Ｂｃの先端側が直線部Ｔ１Ａｃより径方向内方に飛び出ているので、溶接時に、直線部Ｔ１Ａｃ，Ｔ１Ｂｃのチャック範囲を大きくとれる。これにより、安定した接続状態を確保することができる。

実施の形態４．
図３５は、この発明の実施の形態４に係る回転電機の固定子における巻線体の端末線接続部を周方向から見た平面図である。

図３５において、第１ターン部Ｔ１Ａの直線部Ｔ１Ａｃは、斜辺部Ｔ１Ａｂと直線部Ｔ１Ａｃとの境界部で、曲げ部Ｔ１Ａｄにより径方向外方に曲げられ、第１ターン部Ｔ１Ｂの直線部Ｔ１Ｂｃに近づく方向に傾斜している。直線部Ｔ１Ａｃの先端部は、斜辺部Ｔ１Ａｂと直線部Ｔ１Ａｃとの境界部に対して、径方向径方向外方に、導体線の径方向厚みの半分だけシフトしている。第１ターン部Ｔ１Ｂの直線部Ｔ１Ｂｃは、斜辺部Ｔ１Ｂｂと直線部Ｔ１Ｂｃとの境界部で、曲げ部Ｔ１Ｂｄにより径方向内方に曲げられ、第１ターン部Ｔ１Ａの直線部Ｔ１Ａｃに近づく方向に傾斜している。直線部Ｔ１Ｂｃの先端部は、斜辺部Ｔ１Ｂｂと直線部Ｔ１Ｂｃとの境界部に対して、径方向径方向内方に、導体線の径方向厚みの半分だけシフトしている。スロットの内径端側にある第１ターン部Ｔ１Ａ，Ｔ１Ｂの直線部Ｔ１Ａｃ、Ｔ１Ｂｃの先端部同士は、周方向から見て、角度θ２で交差している。すなわち、直線部Ｔ１Ａｃ、Ｔ１Ｂｃの先端部同士が、周方向から見て、重なっている。また、図示していないが、スロットの外径端側にある第７ターン部Ｔ６Ａ，Ｔ６Ｂの直線部Ｔ６Ａｃ，Ｔ６Ｂｃも同様に構成されている。すなわち、直線部Ｔ６Ａｃ、Ｔ６Ｂｃの先端部同士が、周方向から見て、重なっている。
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。

実施の形態４においても、直線部Ｔ１Ａｃ、Ｔ１Ｂｃおよび直線部Ｔ６Ａｃ，Ｔ６Ｂｃは、それぞれ、先端部が重なっている状態で、周方向からチャックにより挟み込まれて保持されて、ＴＩＧ溶接などにより接合される。

実施の形態４では、直線部Ｔ１Ａｃ，Ｔ１Ｂｃ，Ｔ６Ａｃ，Ｔ６Ｂｃが、互いに近づくように傾斜されるので、曲げ部における径方向の曲げ角度が小さくなる。これにより、絶縁被膜３２の損傷の発生が抑制される。さらに、直線部Ｔ１Ａｃ，Ｔ１Ｂｃ，Ｔ６Ａｃ，Ｔ６Ｂｃの接合部の固定子鉄心からの距離が短くなり、固定子の軸方向寸法を小さくできる。

なお、実施の形態４においても、図１８に示されるように、直線部Ｔ１Ａｃ，Ｔ１Ｂｃ，Ｔ６Ａｃ，Ｔ６Ｂｃの径方向を向く面に形成された絶縁被膜除去部の長さを、周方向を向く面に形成された絶縁被膜除去部より短くしてもよい。直線部Ｔ１Ａｃ，Ｔ１Ｂｃ，Ｔ６Ａｃ，Ｔ６Ｂｃの端面を、図３２および図３３で説明したように、山形形状に形成してもよい。
また、図３６に示されるように、直線部Ｔ１Ａｃ，Ｔ１Ｂｃの先端面を山形形状に形成してもよい。この場合、直線部Ｔ１Ａｃ，Ｔ１Ｂｃの先端面の稜線３４、すなわち先端頂部が近づくので、ＴＩＧ溶接において、アークの生じる位置が安定する。これにより、安定した接続状態を確保することができる。

実施の形態５．
図３７は、この発明の実施の形態５に係る回転電機の固定子における第１コイルエンドを示す模式図である。

図３７において、絶縁部材６４が、スロットの内径端側にある第１ターン部Ｔ１Ａ、Ｔ１Ｂと第１ターン部Ｔ１Ａ、Ｔ１Ｂの外径側に位置する第３ターン部Ｔ２３との間、およびスロットの外径端側にある第７ターン部Ｔ６Ａ，Ｔ６Ｂと第７ターン部Ｔ６Ａ，Ｔ６Ｂの内径側に位置する第５ターン部４５との間に設置されている。絶縁部材６４は、例えば、０．１ｍｍから０．５ｍｍの厚みのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂製のシートである。
なお、他の構成は、上記実施の形態１−４と同様に構成されている。

実施の形態５によれば、第１ターン部Ｔ１Ａ、Ｔ１Ｂの溶接部と第３ターン部Ｔ２３との間、および第７ターン部Ｔ６Ａ、Ｔ６Ｂの溶接部と第５ターン部Ｔ４５との間の絶縁性が高められる。これにより、絶縁被膜除去部３１を曲げ部Ｔ１Ｂｄ，Ｔ６Ａｄを超えて固定子鉄心１１側に延ばすことができる。

実施の形態６．
図３８は、この発明の実施の形態６に係る回転電機の固定子における端末線接続部を周方向から見た模式図である。

なお、上記実施の形態１−５では、径方向内方から見て「８」の字を横向きにしたコイルパターンに成形された巻線体２１を単位コイルとしているが、実施の形態６では、Ｕ字状のセグメントコイル５０を単位コイルとしている。

セグメントコイル５０は、一対のスロット挿入部をターン部で接続したＵ字状に構成され、絶縁被膜で被覆された導体線を曲げ成形して作製される。セグメントコイル５０は、例えば、周方向に連続する６本のティースの両側に位置するスロットの対に軸方向の一端から挿入される。ここで、スロット内のスロット挿入部の挿入位置を径方向内方から第１番地、第２番地・・・第６番地とする。セグメントコイル５０は、スロットの対の第１番地と第２番地とに挿入されて周方向に１スロットピッチで配列される。また、セグメントコイル５０は、スロットの対の第３番地と第４番地とに挿入されて周方向に１スロットピッチで配列される。さらに、セグメントコイル５０は、スロットの対の第５番地と第６番地とに挿入されて周方向に１スロットピッチで配列される。このようにして、多数のセグメントコイル５０が固定子鉄心１１に装着される。

各スロットには、６本のスロット挿入部が径方向に１列に並んで挿入される。スロットの対から軸方向の他側に突出する、セグメントコイル５０の両端末線は、周方向の反対方向に傾斜するように曲げられた斜辺部５３と、曲げ部５２で曲げられて軸方向に延びる直線部５４と、を有する。ここで、スロットの第１番地から突出する端末線５１ａと第２番地から突出する端末線５１ｂとが、スロットの内径端側にある端末線である。スロットの第５番地から突出する端末線５１ｅと第６番地から突出する端末線５１ｆとが、スロットの外径端側にある端末線である。スロットの第３番地から突出する端末線５１ｃと第４番地から突出する端末線５１ｄとが、スロットの中間領域にある端末線である。

スロットの第２番地から突出する端末線５１ｂの斜辺部５３は、スロットの第１番地から突出する端末線５１ａの斜辺部５３に対して、径方向外方に導体線の径方向厚さ分シフトしている。端末線５１ｂは、斜辺部５３と直線部５４との境界部で曲げ部５２によりさらに径方向内方に傾斜するように曲げられる。これにより、端末線５１ｂの直線部５４の先端部が、斜辺部５３と直線部５４との境界部に対して、径方向内方に、導体線の径方向厚さ分シフトする。その結果、端末線５１ｂの直線部５４の先端部が、周方向から見て、スロットの第１番地から突出する端末線５１ａの直線部５４の先端部と重なる。そして、図示していないが、実施の形態１と同様に、端末線５１ａ，５１ｂの直線部５４の先端部同士は、周方向から一対のチャックにより挟み込まれて保持され、ＴＩＧ溶接などにより接合される。

また、スロットの第５番地から突出する端末線５１ｅの斜辺部５３は、スロットの第６番地から突出する端末線５１ｆの斜辺部５３に対して、径方向内方に導体線の径方向厚さ分シフトしている。端末線５１ｅは、斜辺部５３と直線部５４との境界部で曲げ部５２によりさらに径方向外方に傾斜するように曲げられる。これにより、端末線５１ｅの直線部５４の先端部が、斜辺部５３と直線部５４との境界部に対して、径方向外方に、導体線の径方向厚さ分シフトする。その結果、端末線５１ｅ直線部５４の先端部が、周方向から見て、スロットの第６番地から突出する端末線５１ｆの直線部５４の先端部と重なる。端末線５１ｃ，５１ｄの直線部５４の先端部同士は、周方向から一対のチャックにより挟み込まれて保持され、ＴＩＧ溶接などにより接合される。

また、スロットの第４番地から突出する端末線５１ｄの斜辺部５３は、スロットの第３番地から突出する端末線５１ｃの斜辺部５３に対して、径方向外方に導体線の径方向厚さ分シフトしている。スロットの第３番地から突出する端末線５１ｃは、斜辺部５３と直線部５４との境界部で、曲げ部５２によりさらに径方向外方に傾斜するように曲げられる。これにより、端末線５１ｃの直線部５４の先端部が、斜辺部５３と直線部５４との境界部に対して、径方向外方に、導体線の径方向厚さの半分だけシフトする。スロットの第４番地から突出する端末線５１ｄは、斜辺部５３と直線部５４との境界部で、曲げ部５２によりさらに径方向内方に傾斜するように曲げられる。これにより、端末線５１ｄの直線部５４の先端部が、斜辺部５３と直線部５４との境界部に対して、径方向内方に、導体線の径方向厚さの半分だけシフトする。その結果、端末線５１ｃ，５１ｄの直線部５４の先端部同士が、周方向から見て、重なる。端末線５１ｃ，５１ｄの直線部５４の先端部同士は、周方向から一対のチャックにより挟み込まれて保持され、ＴＩＧ溶接などにより接合される。

したがって、実施の形態６においても、実施の形態１と同様に効果が得られる。
実施の形態６では、スロットの第３番地と第４番とから突出する端末線５１ｃ，５１ｄが、曲げ部５２で径方向に曲げられて互いに近づくように傾斜している。そこで、径方向に隣り合う溶接部間の距離が長くなり、絶縁性が向上される。

なお、上記実施の形態６においても、端末線の端面を、実施の形態２−４で説明したように、山形形状に形成してもよい。また、図１８に示されるように、端末線の径方向を向く平面に形成された絶縁被膜除去部の長さを、周方向を向く平面に形成された絶縁被膜除去部より短くしてもよい。
また、上記実施の形態６においても、上記実施の形態１におる端末線先端部成形工程を用いて、端末線の先端部の曲げ成形を行うことができる。

実施の形態７．
図３９から図４２は、それぞれ、この発明の実施の形態７に係る回転電機の固定子における端末線先端部成形工程を説明する図であり、図３９は、第１ターン部に押さえツールと曲げツールをあてがった状態を径方向内方から見た平面図、図４０は、第１ターン部に押さえツールと曲げツールをあてがった状態を周方向から見た平面図、図４１は、第１ターン部を曲げツールで曲げている状態を径方向内方から見た平面図、図４２は、第１ターン部を曲げツールで曲げている状態を周方向から見た平面図である。図４３は、この発明の実施の形態７に係る回転電機の固定子における曲げツールを示す平面図、図４４は、図４３のＡ−Ａ矢視断面図である。

なお、実施の形態７では、端末線先端部成形工程が異なる点を除いて、実施の形態１と同様に構成されている。

曲げツール６５は、図４３および図４４に示されるように、外周面６５ａが切頭円錐形の外周面となるリング形状、すなわちクサビ形状のリング形状に構成されている。

まず、実施の形態１と同様に、単位コイル装着工程２０１により、巻線体２１が固定子鉄心１１に装着される。

ついで、端末線先端部成形工程において、まず、図３９および図４０に示されるように、押さえツール６０を内径側から第１ターン部Ｔ１Ｂの斜辺部Ｔ１Ｂｂにあてがい、曲げツール６５を第１ターン部Ｔ１Ｂの軸方向外方に配置する。ついで、図４１および図４２に示されるように、曲げツール６５を軸方向に固定子鉄心側に移動させる。これにより、曲げツール６５は、直線部Ｔ１Ｂｃの押さえツール６０と逆側に挿入されて、外周面６５ａで直線部Ｔ１Ｂｃを押し広げるように、固定子鉄心側に移動する。このとき、押さえツール６０が第１ターン部Ｔ１Ｂの斜辺部Ｔ１Ｂｂにあてがわれているので、直線部Ｔ１Ｂｃは、曲げ部Ｔ１Ｂｄを曲げ中心として、径方向内方に傾斜し、端末線先端部が成形される。なお、第７ターン部Ｔ６Ａの直線部Ｔ６Ａｃにおいては、内周面が切頭円錐形の内周面となるリング形状の曲げツールを用いることで、曲げ部Ｔ６Ａｄを曲げ中心として、径方向外方に傾斜させ、端末線先端部を成形できる。

ついで、実施の形態１と同様に、端末接合工程２０３において、第１ターン部Ｔ１Ａの直線部Ｔ１Ａｃと第１ターン部Ｔ１Ｂの直線部Ｔ１Ｂｃとの接合、および第７ターン部Ｔ６Ａの直線部Ｔ６Ａｃと第７ターン部Ｔ６Ｂの直線部Ｔ６Ｂｃとの接合が行われる。

実施の形態７によれば、曲げツール６５を軸方向に移動させるだけで、周方向に配列している多数の第１ターン部Ｔ１Ｂの直線部Ｔ１Ｂｃの径方向の曲げを同時に行うことができ、端末線先端部成形工程の時間を著しくい短縮することができる。

なお、上記実施の形態７では、実施の形態１による固定子を用いて端末線先端部成形工程を説明しているが、他の実施の形態による固定子に対して、端末線先端部成形工程に適用してもよい。

また、上記各実施の形態では、単位コイルとして、径方向内方から見て、「８」の字を横向きにしたコイルパターンに成形された巻線体２１、又はＵ字状のセグメントコイル５０を用いている。しかし、単位コイルは、上述の巻線体２１、セグメントコイル５０に限定されず、例えば、導体線を六角形に螺旋状に巻いて形成された亀甲コイル、導体線を波形に成形した波形コイルなどを用いることができる。つまり、単位コイルは、２ｎ本のスロット挿入部と、２ｎ本のスロット挿入部を一続きに連結する（２ｎ−１）本のターン部と、を備えていればよい。ただし、ｎは１以上の整数である。ｎ＝３の単位コイルが巻線体２１であり、ｎ=１の単位コイルがセグメントコイル５０である。これにより、単位コイルが固定子鉄心に装着された際に、単位コイルの２本の端末線が固定子鉄心の軸方向の同じ方向に延び出すようになる。
また、上記各実施の形態では、スロット挿入部がスロット内に１列に６本配列されている場合について説明しているが、スロット内に１列に配列されているスロット挿入部の本数は４本以上であればよい。

１０ 固定子、１０Ａ 固定子アッセンブリ、１１ 固定子鉄心、１３ スロット、１９ 導体線、２０ 固定子巻線、２０Ａ 固定子巻線アッセンブリ、２１ 巻線体（単位コイル）、２１Ａ 第１巻線体（単位コイル）、２１Ｂ 第２巻線体（単位コイル）、３１，３１ａ，３１ｂ 絶縁被膜除去部、３２ 絶縁被膜、３４ 稜線、５０ セグメントコイル（単位コイル）、５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆ 端末線、５２ 曲げ部、６０ 押さえツール、６１ 曲げツール、６２ チャック、６４ 絶縁部材、６５ 曲げツール、Ｓ１ 第１スロット挿入部、Ｓ２ 第２スロット挿入部、Ｓ３ 第３スロット挿入部、Ｓ４ 第４スロット挿入部、Ｓ５ 第５スロット挿入部、Ｓ６ 第６スロット挿入部、Ｔ１Ａ，Ｔ１Ｂ 第１ターン部（端末線）、Ｔ１２ 第２ターン部、Ｔ２３ 第３ターン部、Ｔ３４ 第４ターン部、Ｔ４５ 第５ターン部、Ｔ５６ 第６ターン部、Ｔ６Ａ，Ｔ６Ｂ 第７ターン部（端末線）、Ｔ１Ａｂ 斜辺部、Ｔ１Ａｃ 直線部、Ｔ１Ａｄ 曲げ部、Ｔ１Ｂｂ 斜辺部、Ｔ１Ｂｃ 直線部、Ｔ１Ｂｄ 曲げ部、Ｔ６Ａｃ 直線部、Ｔ６Ｂｃ 直線部、Ｔ６Ｂｄ 曲げ部。

Claims (13)

1. スロットが周方向に一定のピッチで配列された円環状の固定子鉄心と、
   上記固定子鉄心に装着された、絶縁被膜で覆われている導体線により構成されている複数の単位コイルを有する固定子巻線と、を備え、
   上記複数の単位コイルは、それぞれ、上記スロットに挿入される２ｎ本のスロット挿入部と、上記スロットの外で、上記２ｎ本のスロット挿入部を一続きに連結する（２ｎ−１）本のターン部と、上記２ｎ本のスロット挿入部の中の両端に位置するスロット挿入部から上記スロットの外に突出する２本の端末線と、を備え、但し、ｎは１以上の整数であり、
   上記２本の端末線は、それぞれ、上記固定子鉄心の径方向における位置を維持して上記固定子鉄心の周方向に延び、先端に向かって上記固定子鉄心から漸次離れる斜辺部と、上記斜辺部の先端から上記固定子鉄心の軸方向の外方に延びる直線部と、を備え、
   上記複数の単位コイルは、一の単位コイルの端末線の直線部の先端部と接続対象の単位コイルの端末線の直線部の先端部とが溶接されて、電気的に接続されており、
   溶接される端末線の対の斜辺部は、互いに近づくように延び、かつ上記固定子鉄心の径方向における位置が異なっており、
   溶接される上記端末線の対の直線部は、径方向から見て平行であり、一方の直線部は、上記斜辺部との境界部を径方向の曲げ部として他方の直線部の方向に傾斜して、上記一方の直線部と上記他方の直線部の先端部同士が、上記固定子鉄心の周方向から見て、交差している固定子。
2. 上記一方の直線部の上記曲げ部より先端側の上記絶縁被膜が除去されている請求項１記載の固定子。
3. 上記一方の直線部は、長方形断面であり、相対する一対の平面が上記固定子鉄心の径方向を向き、相対する他の一対の平面が上記固定子鉄心の周方向を向いており、
   上記径方向を向いている一対の平面の上記絶縁被膜は、上記周方向を向いている他の一対の平面の上記絶縁被膜より、先端側の位置から除去されており、
   溶接される上記端末線の対の直線部は、周方向を向いている面同士が接触している請求項２記載の固定子。
4. 溶接される上記端末線の対が、上記固定子鉄心の径方向において、上記スロットの内径端側と外径端側とのみにあり、
   上記スロットの内径端側にある上記端末線の対では、上記他方の直線部が、上記斜辺部と上記他方の直線部との境界部から上記固定子鉄心の軸方向と平行に延び、上記一方の直線部の先端部が、上記斜辺部と上記一方の直線部との境界部に対して、上記固定子鉄心の径方向における上記導体線の厚みだけ内径側にシフトしており、
   上記スロットの外径端側にある上記端末線の対では、上記他方の直線部が、上記斜辺部と上記他方の直線部との境界部から上記固定子鉄心の軸方向と平行に延び、上記一方の直線部の先端部が、上記斜辺部と上記一方の直線部との境界部に対して、上記固定子鉄心の径方向における上記導体線の厚みだけ外径側にシフトしている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の固定子。
5. 溶接される上記端末線の対が、上記固定子鉄心の径方向において、上記スロットの内径端側と外径端側とのみにあり、
   上記一方の直線部の先端部は、上記斜辺部と上記一方の直線部との境界部に対して、上記固定子鉄心の径方向における上記導体線の厚みの半分だけ上記他方の直線部の先端部の方向にシフトしており、
   上記他方の直線部は、上記斜辺部と上記他方の直線部との境界部を径方向の曲げ部として上記一方の直線部の方向に傾斜しており、
   上記他方の直線部の先端部は、上記斜辺部と上記他方の直線部との境界部に対して、上記固定子鉄心の径方向における上記導体線の厚みの半分だけ上記一方の直線部の方向にシフトしている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の固定子。
6. 絶縁部材が、上記スロットの内径端側にある上記端末線の対と当該端末線の対の外径側に位置する上記ターン部との間、および上記スロットの外径端側にある上記端末線の対と当該端末線の対の内径側に位置する上記ターン部との間に挿入されている請求項４又は請求項５記載の固定子。
7. 溶接される上記端末線の対が、上記固定子鉄心の径方向において、上記スロットの内径端側、外径端側、およびそれらの中間領域にあり、
   上記スロットの内径端側にある上記端末線の対では、上記他方の直線部が、上記斜辺部と上記他方の直線部との境界部から上記固定子鉄心の軸方向と平行に延び、上記一方の直線部の先端部が、上記斜辺部と上記一方の直線部との境界部に対して、上記固定子鉄心の径方向における上記導体線の厚みだけ内径側にシフトしており、
   上記スロットの外径端側にある上記端末線の対では、上記他方の直線部が、上記斜辺部と上記他方の直線部との境界部から上記固定子鉄心の軸方向と平行に延び、上記一方の直線部の先端部が、上記斜辺部と上記一方の直線部との境界部に対して、上記固定子鉄心の径方向における上記導体線の厚みだけ外径側にシフトしており、
   上記スロットの中間領域にある上記端末線の対では、上記一方の直線部の先端部は、上記斜辺部と上記一方の直線部との境界部に対して、上記固定子鉄心の径方向における上記導体線の厚みの半分だけ上記他方の直線部の先端部の方向にシフトしており、上記他方の直線部は、上記斜辺部と上記他方の直線部との境界部を径方向の曲げ部として上記一方の直線部の方向に傾斜しており、上記他方の直線部の先端部は、上記斜辺部と上記他方の直線部との境界部に対して、上記固定子鉄心の径方向における上記導体線の厚みの半分だけ上記一方の直線部の方向にシフトしている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の固定子。
8. スロットが周方向に一定のピッチで配列された円環状の固定子鉄心と、
   上記固定子鉄心に装着された、絶縁被膜で覆われている導体線により構成されている複数の単位コイルを有する固定子巻線アッセンブリと、を備え、
   上記複数の単位コイルは、それぞれ、上記スロットに挿入される２ｎ本のスロット挿入部と、上記スロットの外で、上記２ｎ本のスロット挿入部を一続きに連結する（２ｎ−１）本のターン部と、上記２ｎ本のスロット挿入部の中の両端に位置するスロット挿入部から上記スロットの外に突出する２本の端末線と、を備え、但し、ｎは１以上の整数であり、
   上記２本の端末線は、それぞれ、上記固定子鉄心の径方向における位置を維持して上記固定子鉄心の周方向に延び、先端に向かって上記固定子鉄心から漸次離れる斜辺部と、上記斜辺部の先端から上記固定子鉄心の軸方向の外方に延びる直線部と、を備え、
   接続対象の端末線の対が、一の単位コイルの端末線と接続対象の単位コイルの端末線とから構成され、
   接続対象の上記端末線の対の斜辺部は、互いに近づくように延び、かつ上記固定子鉄心の径方向における位置が異なっており、
   接続対象の上記端末線の対の直線部は、径方向から見て平行であり、一方の直線部は、上記斜辺部との境界部を径方向の曲げ部として他方の直線部の方向に傾斜して、上記一方の直線部と上記他方の直線部の先端部同士が、上記固定子鉄心の周方向から見て、交差しており、
   上記斜辺部との境界部を径方向の曲げ部として傾斜している上記一方の直線部の先端面が稜線を上記固定子鉄心の周方向とする山形形状となっており、
   上記一方の直線部の上記稜線が、上記固定子鉄心の周方向から見て、上記一方の直線部と上記他方の直線部との先端部同士の重なっている領域内に位置している固定子アッセンブリ。
9. スロットが周方向に一定のピッチで配列された円環状の固定子鉄心と、
   上記固定子鉄心に装着された、絶縁被膜で覆われている導体線により構成されている複数の単位コイルを有する固定子巻線アッセンブリと、を備え、
   上記複数の単位コイルは、それぞれ、上記スロットに挿入される２ｎ本のスロット挿入部と、上記スロットの外で、上記２ｎ本のスロット挿入部を一続きに連結する（２ｎ−１）本のターン部と、上記２ｎ本のスロット挿入部の中の両端に位置するスロット挿入部から上記スロットの外に突出する２本の端末線と、を備え、但し、ｎは１以上の整数であり、
   上記２本の端末線は、それぞれ、上記固定子鉄心の径方向における位置を維持して上記固定子鉄心の周方向に延び、先端に向かって上記固定子鉄心から漸次離れる斜辺部と、上記斜辺部の先端から上記固定子鉄心の軸方向の外方に延びる直線部と、を備え、
   接続対象の端末線の対が、一の単位コイルの端末線と接続対象の単位コイルの端末線とから構成され、
   接続対象の上記端末線の対の斜辺部は、互いに近づくように延び、かつ上記固定子鉄心の径方向における位置が異なっており、
   接続対象の上記端末線の対の直線部は、径方向から見て平行であり、一方の直線部は、上記斜辺部との境界部を径方向の曲げ部として他方の直線部の方向に傾斜して、上記一方の直線部と上記他方の直線部の先端部同士が、上記固定子鉄心の周方向から見て、交差しており、
   上記斜辺部との境界部を径方向の曲げ部として傾斜している上記一方の直線部の先端面が稜線を上記固定子鉄心の周方向とする山形形状となっており、
   上記一方の直線部の山形形状の先端面と上記一方の直線部の上記曲げ部での曲げ方向と径方向の反対側の側面との交差部が、上記固定子鉄心の周方向から見て、上記一方の直線部と上記他方の直線部との先端部同士の重なっている領域内に位置している固定子アッセンブリ。
10. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の固定子の製造方法であって、
    上記単位コイルを製造する単位コイル製造工程と、上記単位コイルを上記固定子鉄心に装着する単位コイル装着工程と、上記単位コイルの上記端末線の先端部を成形する端末線先端部成形工程と、上記端末線の先端部を接合する端末接合工程と，を備え、
    上記端末接合工程では、上記固定子鉄心の周方向から見て、重なっている上記一方の直線部と上記他方の直線部との先端部同士を、上記固定子鉄心の周方向からチャックして、上記固定子鉄心の軸方向外方から溶接する固定子の製造方法。
11. 上記端末線先端部成形工程では、押さえツールにより上記斜辺部を上記固定子鉄心の径方向から押さえた後、上記押さえツールによる押さえ方向と逆方向に、曲げツールにより上記一方の直線部を押して、上記一方の直線部を傾斜させる請求項１０記載の固定子の製造方法。
12. 上記端末線先端部成形工程では、押さえツールにより上記斜辺部を上記固定子鉄心の径方向から押さえた後、クサビ形状の曲げツールを、上記固定子鉄心の軸方向の外方から、上記一方の直線部の上記押さえツールと逆側に押し入れて、上記一方の直線部を傾斜させる請求項１０記載の固定子の製造方法。
13. 上記曲げツールは、リング形状である請求項１２記載の固定子の製造方法。

Images