JP2007166751A - 回転電機の固定子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、積層鉄心を円筒状に曲げる最終過程での導体線の端部同士の絡まり合いを回避し、導体線の端部の引き回し形状の再整形工程を不要とし、導体線の絶縁被膜の損傷発生を抑える回転電機の固定子の製造方法を得る。
【解決手段】巻線アッセンブリ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを積層鉄心６に装着し、その積層鉄心６を両端面間に隙間を持つように円環状に曲げる。ついで、掴み部保持治具７を積層鉄心６の両端両側に配置し、積層鉄心の両端両側に延出する導体線５の端部先端に形成された掴み部９をガイド溝８内に挿入させる。その後、積層鉄心６の両端面を突き合わせるまで曲げ、突き合わせ部を溶接する。さらに、掴み部９を切断除去し、導体線５の切断端部同士を接合する。
【選択図】図１１

Description

この発明は、車両用交流発電機などの回転電機の固定子の製造方法に関するものである。

従来の車両用交流発電機の固定子は、多数枚の帯状の磁性板を積層して直方体状の積層鉄心を作製し、巻線を積層鉄心のスロットに収納し、巻線が収納された積層鉄心を円筒状に曲げ、曲げられた積層鉄心の両端面を突き合わせ、その突き合わせ部を溶接して製造されている（例えば、特許文献１参照）。そして、複数本の連続導体線を折り畳んで作製された巻線アッセンブリを積層鉄心のスロットに収納される巻線に用いていることが図示されているが、巻線アッセンブリを構成する連続導体線の結線構造については、具体的に説明されていない。

また、複数本の連続導体線を折り畳んで作製された複数の巻線アッセンブリを径方向に重ねて固定子鉄心に巻装し、各巻線アッセンブリの両端両側に延出する連続導体線の端部同士を接合して固定子巻線を構成している（例えば、特許文献２参照）。そして、特許文献２には、接合する連続導体線の端部の組み合わせが、固定子巻線の回路構成によって様々であることが示されている。

特開２００１−２９８８８５号公報 特開２００２−３１５２４６号公報

従来の車両用交流発電機の固定子の製造方法では、特許文献１，２に示されているように、複数本の連続導体線の端部が両端両側に延出している巻線アッセンブリをスロットに収納した状態で直方体状の積層鉄心を円筒状に曲げている。そして、巻線アッセンブリの両端両側に延出している連続導体線の端部は、積層鉄心の両端両側から延出している。そこで、積層鉄心を円筒状に曲げる最終過程で、積層鉄心の両端両側から延出している連続導体線の端部同士がぶつかり合ってしまう。そして、積層鉄心の両端面の突き合わせ部を溶接した状態では、連続導体線の端部が絡まり合ったり、不測の方向に曲がったりして、接合する連続導体線の端部同士が近接した状態に納まらなくなる。その結果、連続導体線の端部同士の接合工程に先立って、連続導体線の端部の引き回し形状を整形し直さなければならず、生産性が低下するという問題があった。さらには、連続導体線の端部同士の衝突により、連続導体線に被覆されている絶縁被膜が損傷してしまい、電気絶縁性が悪化してしまうという問題もあった。

この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、積層鉄心を円筒状に曲げる最終過程で、接合する導体線の端部同士が互いに近接した状態に納まるように導体線の端部を案内しつつ移動させるようにし、導体線の端部同士の接合工程に先立って行われる導体線の端部の引き回し形状の再整形工程を不要として生産性を向上できるとともに、導体線の絶縁被膜の損傷発生を抑えて電気絶縁性を向上できる回転電機の固定子の製造方法を得ることを目的とする。

この発明は、スロットが所定のピッチで形成された直方体の積層鉄心を、該スロットを内径側に開口するように円環状に曲げ、該積層鉄心の両端面を突き合わせて接合一体化して作製された固定子鉄心と、複数本の導体線で作製された巻線アッセンブリが該複数本の導体線の端部側を上記積層鉄心の両端の少なくとも一側に延出するように該積層鉄心に装着され、円環状に曲げられた該積層鉄心の両端面を突き合わせて接合一体化した後、該複数本の導体線の端部同士を接続して作製された固定子巻線とを備えた回転電機の固定子の製造方法である。そして、上記巻線アッセンブリの両端の少なくとも一側に延出する上記複数本の導体線の端部をそれぞれ所望の引き回し形状に整形する工程と、上記複数本の導体線の端部の一部をそれぞれ塑性変形させて掴み部を成形する工程と、上記導体線の端部が上記積層鉄心の両端の少なくとも一側から延出するよう、上記巻線アッセンブリを該積層鉄心に装着した後、該積層鉄心の両端面間に所定の隙間が形成されるまで該積層鉄心を円環状に曲げる工程と、を備えている。さらに、溝方向を円弧状或いは直線状とする複数のガイド溝が溝幅方向に互いに離間して併設されてなる掴み部保持治具を、該ガイド溝の溝幅方向を上記積層鉄心の径方向に向けて該積層鉄心の両端の少なくとも一側に配置し、上記掴み部のそれぞれを該ガイド溝に挿入させる工程と、上記積層鉄心の両端面が突き合わされるまで曲げ、この積層鉄心の曲げ動作に連動して該掴み部を該ガイド溝を案内にして移動させ、接合する上記連続導体線の端部同士が互いに近接して配列するように上記積層鉄心の一端の少なくとも一側の上記連続導体線の端部の群と該積層鉄心の他端の少なくとも一側の上記連続導体線の端部の群とを嵌め合わせる工程と、を備えている。さらにまた、上記積層鉄心の突き合わせ部を接合して円環状の上記固定子鉄心を作製する工程と、上記複数本の導体線の端部同士を接合する工程と、を備えている。

この発明によれば、積層鉄心の両端面が突き合わされるようにする最終曲げ工程で、導体線の端部の一部に成形された掴み部がガイド溝に案内されて移動し、接合する導体線の端部同士が互いに近接して配列するように積層鉄心の一端の導体線の端部の群と積層鉄心の他端の導体線の端部の群とが嵌め合わされる。そこで、積層鉄心の最終曲げ工程で、導体線の端部同士の衝突が回避され、導体線の端部の絡まりの発生や、不測の方向への曲がりの発生が防止される。これにより、導体線の端部同士の接合工程に先立って、導体線の端部の引き回し形状を整形し直す必要が無く、生産性が向上される。さらに、導体線の端部同士の衝突に起因する絶縁被膜の損傷も発生せず、電気絶縁性が向上される。

以下、この発明の実施の形態を図について説明する。
図１はこの発明の一実施の形態に係る固定子の製造方法により製造された固定子を示す斜視図、図２はこの発明の一実施の形態に係る固定子における固定子巻線の１つの相巻線を模式的に示すリヤ側端面図、図３はこの発明の一実施の形態に係る固定子の製造方法に適用される積層鉄心を示す斜視図、図４はこの発明の一実施の形態に係る固定子の製造方法に適用される掴み部保持治具を示す上面図、図５はこの発明の一実施の形態に係る固定子の製造方法に適用される第１巻線アッセンブリを示す側面図、図６はこの発明の一実施の形態に係る固定子の製造方法に適用される第２巻線アッセンブリを示す側面図、図７はこの発明の一実施の形態に係る固定子の製造方法に適用される第３巻線アッセンブリを示す側面図である。図８はこの発明の一実施の形態に係る固定子の製造方法において巻線アッセンブリを構成する導体線の端部に形成された掴み部を説明する図であり、図８の（ａ）は導体線の端部の斜視図、図８の（ｂ）は導体線の端部を端面側からみた正面図である。図９はこの発明の一実施の形態に係る固定子の製造方法における巻線アッセンブリの装着工程を説明する斜視図、図１０はこの発明の一実施の形態に係る固定子の製造方法における積層鉄心の曲げ工程を説明する斜視図、図１１はこの発明の一実施の形態に係る固定子の製造方法における掴み部保持治具の装着状態を示す斜視図、図１２はこの発明の一実施の形態に係る固定子の製造方法における積層鉄心の最終曲げ工程を説明する斜視図である。図１３はこの発明の一実施の形態に係る固定子の製造方法における積層鉄心の最終曲げ工程での導体線の端部の配列状態を説明する図であり、図１３の（ａ）は掴み部の配列状態を示し、図１３の（ｂ）は掴み部の根元部の配列状態を示している。
なお、図２において、実線はリヤ側の配線を示し、点線はフロント側の配線を示し、黒丸は接合部を示している。

図１において、固定子１は、車両用交流発電機に適用されるものであって、磁性鋼板の積層体からなる円環状の固定子鉄心２と、固定子鉄心２に巻装された固定子巻線３とから構成されている。そして、固定子鉄心２には、内径側に開口するスロット２ａが周方向に等角ピッチで例えば９６個形成されている。また、インシュレータ４が各スロット２ａ内に装着され、固定子鉄心２と固定子巻線３との電気的絶縁を確実にしている。
固定子鉄心２は、後述するように、直方体状の積層鉄心６を円環状に曲げ、積層鉄心６の両端面を突き合わせて溶接一体化したものである。そして、固定子巻線３の付随結線部２０が、固定子鉄心２の突き合わせ部２１の軸方向両側に形成されている。

つぎに、固定子巻線３の構造について説明する。
まず、固定子巻線３を構成する１相分の巻線構造について図２を参照しつつ説明する。ここで、説明の便宜上、導体線５のスロット２ａ内の収納位置を内径側から１番地、２番地、３番地、４番地、５番地および６番地とする。

ａ相巻線３０は、それぞれ絶縁被覆された円形断面の連続銅線からなる１本の連続導体線（以下、導体線とする）５で形成された第１乃至第６巻線３１〜３６から構成されている。そして、第１巻線３１は、１本の導体線５をスロット番号１番から９１番まで６スロット毎のスロット２ａで構成される第１スロット群のスロット２ａに、１番地と２番地とを交互に採るように波巻きして構成されている。また、第２巻線３２は、１本の導体線５を第１スロット群のスロット２ａに、２番地と１番地とを交互に採るように波巻きして構成されている。また、第３巻線３３は、１本の導体線５を第１スロット群のスロット２ａに、３番地と４番地とを交互に採るように波巻きして構成されている。また、第４巻線３４は、１本の導体線５を第１スロット群のスロット２ａに、４番地と３番地とを交互に採るように波巻きして構成されている。また、第５巻線３５は、１本の導体線５を第１スロット群のスロット２ａに、５番地と６番地とを交互に採るように波巻きして構成されている。また、第６巻線３６は、１本の導体線５を第１スロット群のスロット２ａに、６番地と５番地とを交互に採るように波巻きして構成されている。そして、各スロット２ａ内には、６本の導体線５がインシュレータ４（図示せず）に囲繞されて径方向に１列に並んで収納されている。

そして、固定子鉄心２のリヤ側において、１番のスロット２ａの２番地から延出する第２巻線３２の端部３２ａと９１番のスロット２ａの３番地から延出する第４巻線３４の端部３４ｂとをＴＩＧ（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ｉｎｅｒｔ Ｇａｓ）溶接により接合する。また、１番のスロット２ａの４番地から延出する第４巻線３４の端部３４ａと９１番のスロット２ａの５番地から延出する第６巻線３６の端部３６ｂとをＴＩＧ溶接により接合する。さらに、１番のスロット２ａの６番地から延出する第６巻線３６の端部３６ａと９１番のスロット２ａの１番地から延出する第２巻線３２の端部３２ｂとをＴＩＧ溶接により接合する。これにより、第２、第４および第６巻線３２，３４，３６を直列に接続した３ターンの波巻き巻線が形成される。

また、固定子鉄心１５のフロント側において、１番のスロット２ａの１番地から延出する第１巻線３１の端部３１ａと９１番のスロット２ａの６番地から延出する第５巻線３５の端部３５ｂとをＴＩＧ溶接により接合する。また、１番のスロット２ａの３番地から延出する第３巻線３３の端部３３ａと９１番のスロット２ａの２番地から延出する第１巻線３１の端部３１ｂとをＴＩＧ溶接により接合する。さらに、１番のスロット２ａの５番地から延出する第５巻線３５の端部３５ａと９１番のスロット２ａの４番地から延出する第３巻線３３の端部３３ｂとをＴＩＧ溶接により接合する。これにより、第１、第３および第５巻線３１，３３，３５を直列に接続した３ターンの波巻き巻線が形成される。

ついで、６１番と６７番とのスロット２ａからリヤ側に延出する第１巻線３１の導体線５の部位を切断し、６７番と７３番とのスロット２ａから延出する第２巻線３２の導体線５の部位を切断する。そして、６１番のスロット２ａの１番地から延出する第１巻線３１の切断端３１ｃと、６７番のスロット２ａの１番地から延出する第２巻線３２の切断端３２ｃとをＴＩＧ溶接により接合する。これにより、第１乃至第６巻線３１〜３６が直列に接続された６ターンの波巻き巻線（ａ相巻線３０）が形成される。そして、６７番のスロット２ａの２番地から延出する第１巻線３１の切断端３１ｄと、７３番のスロット２ａの２番地から延出する第２巻線３２の切断端３２ｄとが、このａ相巻線３０の両端部となる。例えば、第１巻線３１の切断端３１ｄがａ相巻線３０の口出し線（Ｏ）となり、第２巻線３２の切断端３２ｄがａ相巻線３０の中性点（Ｎ）となる。

図示していないが、同様にして、導体線５が巻装されるスロット２ａを１スロットずつずらしてｄ相巻線、ｃ相巻線、ｆ相巻線、ｂ相巻線およびｅ相巻線が形成される。そして、ａ相巻線が１番、７番・・・９１番の第１スロット群に巻装され、ｄ相巻線が２番、８番・・・９２番の第２スロット群に巻装され、ｃ相巻線が３番、９番・・・９３番の第３スロット群に巻装され、ｆ相巻線が４番、１０番・・・９４番の第４スロット群に巻装され、ｂ相巻線が５番、１１番・・・９５番の第５スロット群に巻装され、ｅ相巻線が６番、１２番・・・９６番の第６スロット群に巻装されている。

ここで、ａ相巻線、ｂ相巻線およびｃ相巻線の中性点（Ｎ）を接続してＹ結線し、ｄ相巻線、ｅ相巻線およびｆ相巻線の中性点（Ｎ）を接続してＹ結線すれば、２組の三相交流巻線からなる固定子巻線３が構成される。
また、ａ相巻線とｄ相巻線とを直列に接続し、ｂ相巻線とｅ相巻線とを直列に接続し、ｃ相巻線とｆ相巻線とを直列に接続する。そして、直列に接続された３つの巻線をＹ結線すれば、１組の三相交流巻線からなる固定子巻線３が構成される。
なお、三相交流巻線は、Ｙ結線に代えて、Δ結線してもよい。

固定子巻線３は、このように、導体線５が固定子鉄心２の端面側のスロット２ａ外で折り返されて、６スロット数毎にスロット２ａ内でスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採るように巻装された３６本の第１乃至第６巻線３１〜３６から構成されている。そして、固定子鉄心２の端面側のスロット２ａ外で折り返された導体線５の部位がコイルエンドを形成している。そこで、固定子鉄心２の両端において、ほぼ同一形状に形成されたコイルエンドが、周方向に、かつ、径方向に互いに離間して、３列となって周方向に整然と配列されて、フロント側およびリヤ側コイルエンド群を構成している。
また、固定子巻線３の付随結線部２０が、３６本の第１乃至第６巻線３１〜３６の端部同士の接合部により構成される。

つぎに、このように構成された固定子１の製造方法について説明する。
まず、直方体状の積層鉄心６および掴み部保持治具７が用意される。
この積層鉄心６は、図３に示されるように、矩形平板状の磁性鋼板を所定枚数積層、一体化して作製され、９６個のスロット６ａが等ピッチに形成されている。
また、掴み部保持治具７は、図４に示されるように、固定子鉄心２に巻装された固定子巻線３のコイルエンド群の周方向所定領域、即ち付随結線部２０を覆う形状を有する円弧平板状に作製され、例えば６つのガイド溝８が互いに溝幅方向（径方向）に離間して周方向に円弧状に延びるように、円弧平板状の基板に穿設されている。ここで、説明の便宜上、径方向に離間して配置されている６つのガイド溝８を、内周側から順にガイド溝８ａ、ガイド溝８ｂ、・・・、ガイド溝８ｆとする。

ついで、１２本の導体線５を同一平面上に１スロットピッチで平行に配列し、その後、１２本の導体線５を同時に雷状に折り畳んで、巻線アッセンブリを作製する。
ここで、雷状に折り畳まれた各導体線５は、ターン部５ａで連結された９６本の直線状のスロット収納部（直線部）５ｂが６スロットピッチ（６Ｐ）で配列された平面上パターンに折り曲げ成形されている。そして、隣り合うスロット収納部５ｂが、ターン部５ａにより、導体線５の幅分ずらされている。このターン部５ａがコイルエンドを構成する。
この巻線アッセンブリは、このように折り曲げ成形された２本の導体線５を６スロットピッチずらしてスロット収納部５ｂを重ねられて配列された導体線５の対が、１スロットピッチずつずらして６対配列されて構成されている。そして、導体線５の端部が、巻線アッセンブリの両端の両側から６本ずつ延出されている。

ついで、巻線アッセンブリの両端の両側から延出する６本ずつの導体線５の端部を所望の引き回し形状に整形し、図５、図６および図７に示される第１、第２および第３巻線アッセンブリ１０Ａ，１０Ｂ、１０Ｃを得る。
ついで、第１、第２および第３巻線アッセンブリ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃにおいて、所望の引き回し形状に整形された各導体線５の端部の先端部を塑性変形し、掴み部９を成形する。この掴み部９は、図８に示されるように、長辺長さをＬ１および短辺長さをＬ２とする断面矩形に形成されている。そして、掴み部９は、矩形断面の長辺方向が第１、第２および第３巻線アッセンブリ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの長さ方向に向くように導体線５の端部の先端に成形されている。
ここで、円形断面の導体線５の直径をＲとしたとき、Ｌ１＞Ｒ＞Ｌ２となっている。また、掴み部保持治具７のガイド溝８の溝幅をＬ３としたとき、２＞Ｌ３／Ｌ２＞１となっている。そして、ガイド溝８の溝ピッチをＬ４としたとき、Ｌ４はＲより僅かに大きくなっている。

ついで、図９に示されるように、第１巻線アッセンブリ１０Ａがスロット底部側に、第２巻線アッセンブリ１０Ｂが中央に、さらに第３巻線アッセンブリ１０Ｃがスロット開口側に位置するように３層に重ね、インシュレータ４（図示せず）を介して積層鉄心６に装着する。これにより、積層鉄心６の各スロット６ａには、６本のスロット収納部５ｂがスロット深さ方向に１列に配列されて収納されている。また、１８本の導体線５の端部が、積層鉄心６の両端の両側のそれぞれから延出している。

ついで、図１０に示されるように、積層鉄心６の両端面が所定の隙間を持って相対するまで、積層鉄心６を円環状に曲げる。この状態では、積層鉄心６の一端の両側から延出する１８本ずつの導体線５の端部群２２，２３は、他端の両側から延出する１８本ずつの導体線５の端部群２４，２５と離れており、互いに干渉することがない。そして、導体線５の端部の掴み部９はその長辺方向を周方向に向けて配列されている。
ついで、積層鉄心６がその両端面間に隙間を持つ状態に保持され、導体線５の端部の掴み部９が径方向および周方向に位置決めされた後、掴み部保持治具７が、図１１に示されるように、積層鉄心６の両端の両側に装着される。

この時、円環状に曲げられた積層鉄心６のリヤ側においては、例えば、９６番および９５番のスロット６ａの１番地から延出する２本の導体線５の端部の掴み部９が矩形断面の長手方向を周方向（溝方向）に向けて周方向に１列に並んでガイド溝８ａに挿入される。また、９６番から９１番のスロット６ａの３番地から延出する６本の導体線の端部の掴み部９が矩形断面の長手方向を周方向に向けて周方向に１列に並んでガイド溝８ｃに挿入される。さらに、９６番から９１番のスロット６ａの５番地から延出する６本の導体線５の端部の掴み部９が矩形断面の長手方向を周方向に向けて周方向に１列に並んでガイド溝８ｅに挿入され、その周方向一側（図１１中反時計方向）に、９４番から９１番のスロット６ａの１番地から延出する４本の導体線５の端部が矩形断面の長手方向を周方向に向けて周方向に１列に並んでガイド溝８ｅに挿入される。

また、６番および５番のスロット６ａの６番地から延出する２本の導体線５の端部の掴み部９が矩形断面の長手方向を周方向に向けて周方向に１列に並んでガイド溝８ｂに挿入され、その周方向一側に、６番から１番のスロット６ａの２番地から延出する６本の導体線５の端部の掴み部９が矩形断面の長手方向を周方向に向けて周方向に１列に並んでガイド溝８ｂに挿入される。また、６番から１番のスロット６ａの４番地から延出する６本の導体線５の端部の掴み部９が矩形断面の長手方向を周方向に向けて周方向に１列に並んでガイド溝８ｄに挿入される。さらに、４番から１番のスロット６ａの６番地から延出する４本の導体線５の端部が矩形断面の長手方向を周方向に向けて周方向に１列に並んでガイド溝８ｆに挿入される。

ついで、積層鉄心６の両端面が突き当たるまで積層鉄心６を曲げ、積層鉄心６の両端面の突き合わせ部２１を溶接し、円環状の固定子鉄心２を得る。
この積層鉄心６の最終曲げ工程では、導体線５の端部の掴み部９のそれぞれは、円弧状のガイド溝８ａ〜８ｆ内を溝方向にスライド移動する。そして、図１２に示されるように、積層鉄心６の一端の両側から延出する導体線５の端部の掴み部９の群と、積層鉄心６の他側の両側から延出する導体線５の端部の掴み部９の群とが、互いにぶつかり合うことなく、所望の位置関係を持つように嵌り合う。
ついで、ガイド溝８のそれぞれに挿入されている掴み部９の群を周方向両側から押圧し、掴み部９を互いに密接させる。その後、その状態の導体線５の端部の周方向および径方向の位置を保持するように、導体線５の端部を位置決め保持する。

ここで、２＞Ｌ３／Ｌ２＞１となっているので、導体線５の掴み部９は、図１３の（ａ）に示されるように、同一ガイド溝８内に挿入されている他の掴み部９を追い越すことなく、１列となってガイド溝８内をスライド移動する。そして、接合される導体線５の端部の掴み部９同士が、径方向に隣接するガイド溝８に、径方向に対となって並んでいる。また、Ｌ１＞Ｒ、かつ、Ｌ４がＲより僅かに大きくなっているので、接合される導体線５の掴み部９の根元側の円形断面の部位同士は、図１３の（ｂ）に示されるように、径方向に僅かな隙間ｄ１（＝Ｌ４−Ｒ）を持って、径方向に対となって並んでいる。さらに、導体線５の掴み部９の根元側の円形断面の部位は、周方向に隙間ｄ２（＝Ｌ１−Ｒ）を持って、周方向に１列に並んでいる。

ついで、掴み部保持治具７を取り外し、掴み部９を切断除去する。そして、接合される導体線５の切断端部同士を溶接し、固定子１が製造される。この導体線５の切断端部同士の溶接部が付随結線部２０となる。
なお、固定子巻線３を実現するための巻線同士の結線作業は、積層鉄心６の溶接工程に引き続いて行ってもよいし、導体線５の溶接端部の接合工程に引き続いて行ってもよい。

この発明によれば、第１および第２巻線アッセンブリ１０Ａ，１０Ｂの両端の両側から延出している導体線５の端部の先端に掴み部９を形成している。また、第１および第２巻線アッセンブリ１０Ａ，１０Ｂが装着された積層鉄心６を両端面間に所定の隙間を有するように曲げて掴み部保持治具７を装着し、その後積層鉄心６の両端面を突き合わせるように曲げている。そこで、積層鉄心の最終曲げ工程で、掴み部９がガイド溝８に案内されて移動し、接合する導体線５の端部同士が径方向に近接して配列するように積層鉄心６の一端の両側の導体線５の端部群２２，２３と積層鉄心６の他端の両側の導体線の端部群２４，２５とが嵌め合わされる。これにより、積層鉄心６の最終曲げ工程で、導体線５の端部同士の衝突が回避され、導体線５の端部の絡まりの発生や、不測の方向への曲がりの発生が防止される。従って、導体線５の端部同士の接合工程に先立って、導体線５の端部の引き回し形状を整形し直す必要が無く、生産性が向上される。さらに、導体線５の端部同士の衝突に起因する絶縁被膜の損傷も発生せず、電気絶縁性が向上される。

また、掴み部９の矩形断面の長辺長さＬ１および短辺長さＬ２がＬ１＞Ｒ＞Ｌ２となるように形成され、ガイド溝８の溝ピッチ（併設ピッチ）Ｌ４が導体線５の直径Ｒより僅かに大きくなるように形成されているので、導体線５の端部群２２，２３と端部群２４，２５との嵌り合い時に、導体線５の端部は互いの衝突が回避され、径方向および周方向に互いに離間して配列される。そこで、掴み部９を除く導体線５の端部の絶縁被膜が損傷することもなく、電気絶縁性が向上される。また、ガイド溝８の溝ピッチＬ４を導体線５の直径Ｒより僅かに大きくしているので、接合される導体線５の端部同士が径方向に近接して配列されている。そこで、導体線５の接合端部の接合工程に先立って、導体線５の接合端部を整形し直す必要が無く、接合作業性が向上される。

また、掴み部９の長辺長さＬ１が付随結線部２０の接合部の周方向ピッチに形成されている。そして、導体線５の端部の接合工程に先立って、ガイド溝８のそれぞれに挿入されている掴み部９の群を周方向両側から押圧して、掴み部９を互いに密接させ、その状態の導体線５の端部の周方向および径方向の位置を保持するように、導体線５の端部を位置決め保持している。そこで、掴み部保持治具７を取り外し、掴み部９を切断した状態では、導体線５の切断端部の周方向ピッチは、接合部の周方向ピッチに保持されている。これにより、導体線５の接合端部の接合工程に先立って、導体線５の接合端部を整形し直す必要が無く、接合作業性が向上される。

また、ガイド溝８の溝幅Ｌ３が、２＞Ｌ３／Ｌ２＞１となるように形成されているので、積層鉄心６の最終曲げ工程で、掴み部９が同一ガイド溝８に挿入されている他の掴み部９を乗り越えるようなことがなく、ガイド溝８内をスムーズにスライド移動できる。
また、掴み部９を導体線５の端部の先端に形成し、掴み部９を切断除去し、導体線５の切断端部同士を接合するようにしているので、掴み部９がガイド溝８の内周壁面に擦れたり、掴み部９同士が擦れても、製品としての信頼性に影響を及ぼさない。さらに、掴み部９を導体線５の端部の先端に形成することも、製品としての信頼性に影響を及ぼさない。

なお、上記実施の形態では、車両用交流発電機の固定子に適用されるものとして説明しているが、本発明は、交流電動機、交流電動発電機等の回転電機の固定子に適用しても同様の効果を奏する。

また、上記実施の形態では、９６個のスロットが固定子鉄心に形成されているものとして説明されているが、スロット数は、９６個に限定されるものではなく、毎極毎相当たりのスロット数および極数に応じて適宜設定される。
また、上記実施の形態では、スロットが等角ピッチに配列されているものとしているが、スロットは等角ピッチに配列されている必要はなく、例えばα°と（６０−α）°とを交互にとる不等ピッチ（但し、α≠３０）に配列されていてもよい。

また、上記実施の形態では、１２本の導体線を折り畳んで作製された巻線アッセンブリを３つ重ねて積層鉄心に装着するものとして説明しているが、巻線アッセンブリの装着数や巻線アッセンブリを構成する導体線の数はこれに限定されるものではなく、各相巻線のターン数、毎極毎相当たりのスロット数などの固定子の仕様に応じて適宜設定される。さらに、付随結線部２０を構成する接合部の配列も、同様に、固定子巻線の仕様に応じて適宜設定される。
また、上記実施の形態では、導体線が両端の両側に延出している巻線アッセンブリを用いるものとしているが、導体線が両端の一側に延出している巻線アセンブリを用いても同様の効果が得られる。

また、上記実施の形態では、導体線が各スロット内にスロット深さ方向に１列に配列して収容されているものとしているが、スロット内の導体線の配列状態は巻線アッセンブリの構成によって決まるものであり、例えば導体線が各スロット内にスロット深さ方向に複数列に配列して収容されていてもよく、さらには、各スロット内に束となって収容されていてもよい。
また、上記実施の形態では、積層鉄心の両端面を突き合わせて溶接するものとして説明しているが、積層鉄心の両端面の接合方法は溶接に限定されるものではなく、例えば接着でもよい。

また、上記実施の形態では、円形断面の導体線を用いるものとしているが、導体線は円形断面のものに限定されるものではなく、例えば断面楕円形や断面多角形のものを用いることができる。導体線の周方向長さおよび径方向長さとは、固定子鉄心に巻装されている状態における導体線の端部の周方向の最大長さおよび径方向の最大長さを意味する。
また、掴み部９は、矩形断面形状に限定されるものではなく、その周方向長さ（Ａ）および径方向長さ（Ｂ）が、Ａ＞導体線の端部の周方向長さ（本実施の形態では、Ｒ）、かつ、Ｂ＜導体線の端部の径方向長さ（本実施の形態では、Ｒ）を満足する断面形状を有していればよく、例えば掴み部を図１４の（ａ）〜（ｄ）に示される断面形状に成形するようにしてもよい。掴み部の周方向長さおよび径方向長さとは、積層鉄心６を円環状に曲げた際における掴み部の周方向の最大長さおよび径方向の最大長さを意味する。

また、上記実施の形態では、６本のガイド溝が掴み部把持治具に形成されているものとして説明しているが、ガイド溝の本数は６本に限定されるものではなく、固定子巻線の付随結線部の構成に合わせて適宜設定される。
また、上記実施の形態では、円弧状とするガイド溝が掴み部把持治具に形成されているものとして説明しているが、ガイド溝は掴み部をスライド移動できる溝形状であればよく、円弧状のガイド溝に代えて直線状のガイド溝を用いてもよいし、円弧状のガイド溝と直線状のガイド溝とを混在させてもよい。
また、上記実施の形態では、径方向に近接する導体線の端部同士が接合されるものとしているが、周方向に近接する導体線の端部同士を接合するようにしてもよい。この場合、積層鉄心の最終曲げ工程で、掴み部保持治具を変えて、接合する導体線の端部同士を周方向に近接して配列するようにすればよい。

この発明の一実施の形態に係る固定子の製造方法により製造された固定子を示す斜視図である。 この発明の一実施の形態に係る固定子における固定子巻線の１つの相巻線を模式的に示すリヤ側端面図である。 この発明の一実施の形態に係る固定子の製造方法に適用される積層鉄心を示す斜視図である。 この発明の一実施の形態に係る固定子の製造方法に適用される掴み部保持治具を示す上面図である。 この発明の一実施の形態に係る固定子の製造方法に適用される第１巻線アッセンブリを示す側面図である。 この発明の一実施の形態に係る固定子の製造方法に適用される第２巻線アッセンブリを示す側面図である。 この発明の一実施の形態に係る固定子の製造方法に適用される第３巻線アッセンブリを示す側面図である。 この発明の一実施の形態に係る固定子の製造方法において巻線アッセンブリを構成する導体線の端部に形成された掴み部を説明する図である。 この発明の一実施の形態に係る固定子の製造方法における巻線アッセンブリの装着工程を説明する斜視図である。 この発明の一実施の形態に係る固定子の製造方法における積層鉄心の曲げ工程を説明する斜視図である。 この発明の一実施の形態に係る固定子の製造方法における掴み部保持治具の装着状態を示す斜視図である。 この発明の一実施の形態に係る固定子の製造方法における積層鉄心の最終曲げ工程を説明する斜視図である。 この発明の一実施の形態に係る固定子の製造方法における積層鉄心の最終曲げ工程での導体線の端部の配列状態を説明する図である。 この発明に係る固定子の製造方法における導体線の端部に形成される掴み部の他の実施態様を示す断面図である。

符号の説明

１ 固定子、２ 固定子鉄心、２ａ スロット、３ 固定子巻線、５ 連続導体線、５ａ ターン部、５ｂ スロット収納部（直線部）、７ 掴み部保持治具、８ ガイド溝、９ 掴み部、１０Ａ 第１巻線アッセンブリ、１０Ｂ 第２巻線アッセンブリ、１０Ｃ 第２巻線アッセンブリ、２２〜２５ 導体線の端部群、３１ 第１巻線、３２ 第２巻線、３３ 第３巻線、３４ 第４巻線、３５ 第５巻線、３６ 第６巻線。

Claims (7)

1. スロットが所定のピッチで形成された直方体の積層鉄心を、該スロットを内径側に開口するように円環状に曲げ、該積層鉄心の両端面を突き合わせて接合一体化して作製された固定子鉄心と、複数本の導体線で作製された巻線アッセンブリが該複数本の導体線の端部側を上記積層鉄心の両端の少なくとも一側に延出するように該積層鉄心に装着され、円環状に曲げられた該積層鉄心の両端面を突き合わせて接合一体化した後、該複数本の導体線の端部同士を接続して作製された固定子巻線とを備えた回転電機の固定子の製造方法において、
   上記巻線アッセンブリの両端の少なくとも一側に延出する上記複数本の導体線の端部をそれぞれ所望の引き回し形状に整形する工程と、
   上記複数本の導体線の端部の一部をそれぞれ塑性変形させて掴み部を成形する工程と、
   上記導体線の端部が上記積層鉄心の両端の少なくとも一側から延出するよう、上記巻線アッセンブリを該積層鉄心に装着した後、該積層鉄心の両端面間に所定の隙間が形成されるまで該積層鉄心を円環状に曲げる工程と、
   溝方向を円弧状或いは直線状とする複数のガイド溝が溝幅方向に互いに離間して併設されてなる掴み部保持治具を、該ガイド溝の溝幅方向を上記積層鉄心の径方向に向けて該積層鉄心の両端の少なくとも一側に配置し、上記掴み部のそれぞれを該ガイド溝に挿入させる工程と、
   上記積層鉄心の両端面が突き合わされるまで曲げ、この積層鉄心の曲げ動作に連動して該掴み部を該ガイド溝を案内にして移動させ、接合する上記連続導体線の端部同士が互いに近接して配列するように上記積層鉄心の一端の少なくとも一側の上記連続導体線の端部の群と該積層鉄心の他端の少なくとも一側の上記連続導体線の端部の群とを嵌め合わせる工程と、
   上記積層鉄心の突き合わせ部を接合して円環状の上記固定子鉄心を作製する工程と、
   上記複数本の導体線の端部同士を接合する工程と
   を備えていることを特徴とする回転電機の固定子の製造方法。
2. 上記巻線アッセンブリは、上記導体線として連続導体線を用い、所定の本数の該連続導体線を同時に折り畳んで作製され、
   直線部がターン部により連結されて所定スロットピッチで配列され、かつ、隣り合う該直線部が該ターン部によりスロット深さ方向に内層と外層とを交互に採るようにずらされたパターンに形成された２本の上記連続導体線を、互いに上記所定スロットピッチずらして上記直線部を重ねて配列してなる導体線対が、１スロットピッチずつずらされて上記所定スロット数と同数対配列され、かつ、上記連続導体線の端部が両端の少なくとも一側に延出して構成されていることを特徴とする請求項１記載の回転電機の固定子の製造方法。
3. 上記掴み部の径方向長さＬ２は上記導体線の端部の径方向長さより短く形成され、上記ガイド溝の溝幅方向の併設ピッチＬ４は上記導体線の端部の径方向長さより大きく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記載の回転電機の固定子の製造方法。
4. 上記ガイド溝の溝幅Ｌ３と上記掴み部の径方向長さＬ２は、１＜Ｌ３／Ｌ２＜２を満足するように形成されていることを特徴とする請求項３記載の回転電機の固定子の製造方法。
5. 上記掴み部の周方向長さＬ１は上記導体線の端部の周方向長さより長く形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の回転電機の固定子の製造方法。
6. 上記掴み部の周方向長さＬ１が上記導体線の端部同士の接合部の周方向ピッチに形成され、上記導体線の端部同士を接合する工程に先立って、上記ガイド溝に挿入されている上記掴み部の群を周方向両側から押圧して該掴み部を互いに密接する位置に規制する工程を備えていることを特徴とする請求項５記載の回転電機の固定子の製造方法。
7. 上記掴み部は、上記導体線の端部の先端に成形され、円環状の上記固定子鉄心を作製した後、切断除去されて、上記導体線の切断された端部同士が接合されることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の回転電機の固定子の製造方法。

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