JP2011142798A - 回転電機の固定子 - Google Patents

Abstract

【課題】固定子巻線の形成に際して、導線のスロット収容部の表面を被覆している絶縁被膜の損傷発生を回避し得るようにするとともに、製造効率を高めて低コスト化を図ることのできる回転電機の固定子を提供する。
【解決手段】固定子２０は、固定子コア３０と、固定子コア３０に巻回される複数の導線５０からなる固定子巻線４０とを備える。導線５０は、周方向に離間したスロット３１にそれぞれ収容される第１〜第１２スロット収容部５１Ａ〜５１Ｌと、隣り合うスロット収容部５１同士を接続する第１〜第１１ターン部５２とを有する。第１〜第１２スロット収容部５１Ａ〜５１Ｌの、固定子コア３０の中心軸線Ｏからの半径距離ｒが順次小さくなるようにする。導線５０のスロット収容部５１の延長線上の部位に、スロット収容部５１の表面よりも固定子コア３０の径方向に膨出する膨出部５７を設ける。
【選択図】図２２

Description

本発明は、例えば車両において電動機や発電機として使用される回転電機の固定子に関する。

従来より、回転電機の固定子として、周方向に複数のスロットを有する円環状の固定子コアと、固定子コアに巻回される複数の導線からなる固定子巻線と、を備えたものが一般的に知られている。

そして、例えば特許文献１には、スロット内に配置される導線の占積率を向上させるために、軸線に対して垂直方向の断面形状が矩形形状であるとともに、平面に展開したときの全体形状がクランク状に蛇行した形状の各相巻線（Ｕ相導体、Ｖ相導体、Ｗ相導体）により、固定子巻線を構成する技術が開示されている。この場合、固定子巻線は、固定子巻線を構成する各相巻線を、所定の回数、渦巻き状に巻回することによって、円筒状に形成された構造になっている。

特開２００１−１４５２８６号公報

ところで、上記特許文献１の固定子巻線は、複数のベルト状の導線（各相巻線）からなる平面状の導線積層体を所定の回数、渦巻き状に巻き付けることにより、径方向に複数の層を為す所定寸法の円筒状に形成される。このようにして円筒状に形成された固定子巻線は、同一のスロット内に収容される複数の導線のスロット収容部が径方向に整列した状態にされている必要がある。この場合、同一のスロット内に収容される複数の導線のスロット収容部は、占積率を向上させるために、より密な状態にされている方が好ましい。そのため、上記の平面状の導線積層体を巻き付ける際に、隣接する導線のスロット収容部同士が擦れ合うことにより、スロット収容部の表面を被覆している絶縁被膜の損傷が発生し易い。さらに、それぞれの導線は、長さの長いものが必要になるので、ハンドリングが悪くなるため、製造効率が悪化し、コストの増大を招くこととなる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、固定子巻線の形成に際して、導線のスロット収容部の表面を被覆している絶縁被膜の損傷発生を回避し得るようにするとともに、製造効率を高めて低コスト化を図ることのできる回転電機の固定子を提供することを解決すべき課題とするものである。

上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、周方向に複数のスロットを有する円環状の固定子コアと、周方向の異なる前記スロットに配置されるスロット収容部と前記スロットの外部で前記スロット収容部同士を接続しているターン部とを有する複数の導線からなる固定子巻線と、を備えた回転電機の固定子において、前記導線は、一端側に位置する第１スロット収容部から順に周方向に離間した前記スロットにそれぞれ収容される第２スロット収容部、第３スロット収容部、・・・、第ｎ（ｎは４以上の自然数）スロット収容部と、前記固定子コアの軸方向一端側における前記スロットの外部と前記固定子コアの軸方向他端側における前記スロットの外部とで交互に前記スロット収容部同士を接続する前記第１ターン部、前記第２ターン部、・・・、前記第（ｎ−１）スロット収容部と前記第ｎスロット収容部を接続する第（ｎ−１）ターン部とを有し、前記第１スロット収容部から前記第ｎスロット収容部の前記固定子コアの中心軸線からの半径距離が順次大きく又は順次小さくなるよう配置された連続線とされているとともに、前記導線の前記スロット収容部または前記スロット収容部の延長線上の部位に、前記スロット収容部の表面よりも前記固定子コアの径方向に膨出する膨出部を有することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、導線のスロット収容部またはスロット収容部の延長線上の部位に膨出部が設けられているため、複数の導線を組み付けて円筒状の固定子巻線を形成する際に、隣接する導線のスロット収容部同士を径方向に離間させることができる。これにより、スロット収容部の表面を被覆している絶縁被膜の損傷発生を防止することができるので、スロット内でのスロット収容部の絶縁不良を防止することができる。なお、膨出部は、スロット収容部またはスロット収容部の延長線上の部位であれば何処に設けてもよい。

また、導線は、第１スロット収容部から第ｎスロット収容部の固定子コアの中心軸線からの半径距離が順次大きく又は順次小さくなるよう配置されて１つの相を形成する連続線とされているので、１本の連続線の長さを短くすることができる。そのため、製造時のハンドリングが極めて良好になり、製造効率を大幅に高めることができるので、製造コストの低減が可能となる。また、複数の導線を積み重ねることによって平面状の導線積層体を形成し、その導線積層体を更に渦巻き状に巻き付ける場合のように、大型の設備を必要としないため、さらに製造コストの低減が可能となる。なお、本発明において、第１スロット収容部が固定子コアの外径側に配置されている場合には、第ｎスロット収容部に向かうにつれて、固定子コアの中心軸線からの半径距離が順次小さくなるようにされる。逆に、第１スロット収容部が固定子コアの内径側に配置されている場合には、第ｎスロット収容部に向かうにつれて、固定子コアの中心軸線からの半径距離が順次大きくなるようにされる。

請求項２に記載の発明は、前記導線の前記スロットから突出する前記ターン部の突出箇所に、前記固定子コアの端面に沿った段部が形成されるように屈曲部が設けられ、前記膨出部は、前記屈曲部に設けられていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、膨出部は、スロットから突出するターン部の突出箇所に設けられた屈曲部に設けられているので、その屈曲部を形成する際に膨出部を簡易に形成することができる。

請求項３に記載の発明は、前記ターン部は、前記固定子コアの端面に平行な段部が前記固定子コアの軸方向に複数形成された階段部を有し、前記階段部の屈曲部に前記固定子コアの径方向に膨出する膨出部が設けられていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、ターン部の階段部の屈曲部にも膨出部が設けられているので、複数の導線を組み付けることにより固定子巻線を形成するときに、導線のスロット収容部同士の径方向への離間状態をより確実に実現し、絶縁不良防止効果をより高めることができる。

請求項４に記載の発明は、前記導線は、前記第１スロット収容部が前記スロットの最も外径側に配置され、前記第ｎスロット収容部が前記スロットの最も内径側に配置されており、前記固定子巻線を形成する各相巻線は、少なくとも２つの前記導線を有するとともに、一方の前記導線の前記第１スロット収容部に接続される外周側端部と他方の前記導線の第ｎスロット収容部に接続される内周側端部とが接続されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、１本の導線の長さを短くすることができることから、固定子巻線を製造する際のハンドリングが向上して製造効率を向上できるので、製造コストを低減することができる。

請求項５に記載の発明は、前記固定子巻線は、周方向にずらして前記固定子コアに巻回される複数の前記導線のそれぞれを、前記固定子コアに巻回されたときの予定寸法の形状に塑性変形させた後、前記固定子コアの軸方向に相対移動させて組み付けることにより形成されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、固定子巻線は、複数の導線を互いに軸方向に相対移動させて組み付けることにより形成されているので、例えば、導線を渦巻き状に巻き付けて固定子巻線を形成する場合のように、大きなスプリングバック（弾性復帰作用）が発生することがない。そのため、複数の導線を互いに軸方向に相対移動させて組み付ける際に、それぞれの導線の位置合わせを容易に行うことが可能となるので、スロット収容部の位置ずれや固定子巻線の形くずれ等の発生を回避することができる。また、導線を渦巻き状に巻き付ける場合のように、大型の設備を必要としないため、製造コストの低減も可能となる。

特に、本発明では、複数の導線を互いに軸方向に相対移動させて組み付けるときに、軸方向に延びる導線のスロット収容部同士を、スロット収容部またはスロット収容部の延長線上の部位に設けられた膨出部により、径方向に離間させることができる。これにより、複数の導線を互いに軸方向に相対移動させて組み付けるときに、最も長く擦れ合う可能性の高いスロット収容部表面を被覆している絶縁被膜の損傷発生を防止することができるので、膨出部を設けたことによる絶縁不良防止効果をより確実に発揮させることができる。

請求項６に記載の発明は、前記導線の前記スロット収容部の径方向の幅寸法Ｌに対する前記膨出部が設けられた部位の径方向の幅寸法Ｗの比率は、１を越え、１．１以下であることを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、幅寸法Ｌに対する幅寸法Ｗの比率を１．１以下とすることにより、絶縁の信頼性を確保しつつ、導線の軸方向挿入による組み付けを可能とし、製造コストの低減を図ることができる。即ち、幅寸法Ｌを一定条件（即ち、導線が初期寸法を保持したまま）で幅寸法Ｗを増やすと、複数の導線を軸方向に相対移動させて組み付けるときに、導線の膨出部が設けられた部位間での摩擦力が増えるので、導線の軸方向挿入荷重比が増える。特に、本願発明者は、（幅寸法Ｗ）／（幅寸法Ｌ）の比率が１．１倍を越えると、導線の膨出部が設けられている幅寸法Ｗの大きい部位が干渉し易くなることにより、導線の軸方向挿入荷重比が急増することを新たな知見として得た（図２３参照）。この場合、軸方向挿入荷重比の急増により、導線の膨出部が設けられた部位での絶縁被膜の損傷発生による絶縁不良が増える。

請求項７に記載の発明は、前記固定子巻線は、複数の前記導線が前記固定子巻線の周方向に前記スロットの離間距離だけずらして配置されることにより多相に形成されていることを特徴とする。

請求項７に記載の発明によれば、１本の導線が長さの短い連続線であるため、多相の固定子巻線を簡単かつ容易に形成することができる。

実施形態に係る回転電機の固定子の全体斜視図である。 実施形態に係る回転電機の固定子の平面図である。 実施形態に係る回転電機の固定子の側面図である。 実施形態に係る固定子コアの平面図である。 実施形態に係る分割コアの平面図である。 実施形態に係る固定子巻線の全体斜視図である。 実施形態に係る固定子巻線の側面図である。 実施形態に係る固定子巻線の平面図である。 実施形態に係る固定子巻線の底面図である。 （Ａ）（Ｂ）実施形態において用いられる導線の断面図である。 （Ａ）は実施形態において用いられる導線の上面図であり、（Ｂ）は導線の平面図である。 （Ａ）は実施形態において用いられる導線のターン部の形状を示す斜視図であり、（Ｂ）は隣接する複数のターン部を示す斜視図である。 実施形態において用いられる固定子巻線の結線図である。 実施形態において各スロットの最外径側に配置される各導線の第１スロット収容部の配置位置を示す説明図である。 実施形態の固定子巻線において１本の導線（Ｕ１−４’）のスロット収容部の配置位置および軌跡を示す説明図である。 実施形態においてＶ相の巻線の接続状態を示す巻線仕様図である。 実施形態の製造方法の製造工程を示すブロック図である。 実施形態の導線形成工程における折曲げ加工の様子を示す説明図である。 （Ａ）は実施形態の導線形成工程における折曲げ加工を開始する前の説明図であり、（Ｂ）は実施形態の導線形成工程における折曲げ加工を開始した直後の説明図である。 実施形態の巻き工程において成形された導線の軸方向から見た平面図である。 実施形態の固定子巻線形成工程において１本の導線を他の１本の導線に軸方向に相対移動させて組み付ける状態を示す説明図である。 図２１（Ａ）によって形成した複数の導線による集合体に１本の導線を軸方向に相対移動させて組み付ける状態を示す説明図である。 （Ａ）は実施形態の固定子巻線形成工程において導線を軸方向に相対移動させて組み付ける状態を示す斜視図であり、（Ｂ）は実施形態の固定子巻線形成工程において導線を軸方向に相対移動させて組み付けた状態を示す軸方向から見た平面図であり、（Ｃ）はスロット収容部からターン部に至る１本の導線を軸方向から見た図である。 導線の（幅寸法Ｗ）／（幅寸法Ｌ）と導線の軸方向挿入荷重比との関係を示すグラフである。 （Ａ）は変形例１の導線の展開図であり、（Ｂ）は変形例２の導線の展開図である。 （Ａ）は変形例３の導線の展開図であり、（Ｂ）は変形例４の導線の展開図である。 変形例５において用いられる導線のターン部の形状を示す斜視図である。 （Ａ）は変形例６の導線の上面図であり、（Ｂ）は変形例６の導線の平面図である。

以下、本発明に係る回転電機の固定子の実施形態について図１〜図２３を参照しつつ具体的に説明する。図１は、本実施形態に係る回転電機の固定子の全体斜視図である。図２は、その固定子の平面図である。図３は、その固定子の側面図である。

本実施形態の固定子２０は、例えば車両の電動機及び発電機を兼ねる回転電機に使用されるものであって、内周側に回転子（図示せず）を回転自在に収容する。回転子は、永久磁石により周方向に磁性が交互に異なる磁極を固定子２０の内周側と向き合う外周側に複数形成している。固定子２０は、図１〜図３に示すように、固定子コア３０と、複数（本実施形態では４８本）の導線５０から形成される三相の固定子巻線４０とを備えている。なお、固定子コア３０と固定子巻線４０との間には、絶縁紙を配してもよい。

図４および図５を用いて固定子コア３０を説明する。図４は、本実施形態に係る固定子コアの平面図である。図５は、本実施形態に係る分割コアの平面図である。

固定子コア３０は、図４に示すように、内周に複数のスロット３１が形成された円環状を呈している。複数のスロット３１は、その深さ方向が径方向と一致するように形成されている。固定子コア３０に形成されたスロット３１の数は、回転子の磁極数（８磁極）に対し、固定子巻線４０の一相あたり２個の割合で形成されている。本実施形態では、８×３×２＝４８より、スロット数は４８個とされている。

固定子コア３０は、図５に示す分割コア３２を所定の数（本実施形態では２４個）を周方向に連結して形成されている。分割コア３２の外周には、外筒３７が嵌合されている（図１〜４参照）。分割コア３２は、一つのスロット３１を区画するとともに、周方向で隣接する分割コア３２との間で一つのスロット３１を区画する形状を呈している。具体的には、分割コア３２は、径方向内方に伸びる一対のティース部３３と、ティース部３３を径方向外方で連結するバックコア部３４とを有している。

固定子コア３０を構成する分割コア３２は、複数枚の電磁鋼板を積層させて形成されている。積層された電磁鋼板の間には、絶縁薄膜が配置されている。分割コア３２は、この電磁鋼板の積層体からだけでなく、従来公知の金属薄板および絶縁薄膜を用いて形成してもよい。

次に、図６〜図９を用いて固定子巻線４０を説明する。図６は、本実施形態に係る固定子巻線の全体斜視図であり、図７は側面図、図８は平面図、図９は底面図である。
固定子巻線４０は、図６〜図９に示すように、複数の導線５０により円筒形状に形成されており、固定子コア３０のスロット３１内に収容されるストレート部４１と、このストレート部４１の両端においてスロット３１外に配置されるコイルエンド部４２を有する。一方のコイルエンド部４２の端面において、出力線および中性点が軸方向に突出するとともに、内径側から突出した導線５０の端部を外径側から突出した導線５０の端部に接続する渡り部７０が設けられている。

固定子巻線４０を構成する導線５０は、図１０（Ａ）に示すように、銅製の導体６７と、導体６７の外周を覆い導体６７を絶縁する内層６８ａ及び外層６８ｂからなる絶縁被膜６８とから形成されている。内層６８ａおよび外層６８ｂを合わせた絶縁被膜６８の厚みは、１００μｍ〜２００μｍの間に設定されている。このように、内層６８ａおよび外層６８ｂからなる絶縁被膜６８の厚みが厚いので、導線５０同士を絶縁するために導線５０同士の間に絶縁紙等を挟み込む必要がなくなっているが、導線５０同士の間あるいは固定子コア３０と固定子巻線４０との間に絶縁紙を配設してもよい。

外層６８ｂはナイロン等の絶縁材で形成され、内層６８ａは外層６８ｂよりもガラス転移温度の高い熱可塑性樹脂またはガラス転移温度の無いポリアミドイミド等の絶縁材で形成されている。これにより、回転電機１００に発生する熱により外層６８ｂは内層６８ａよりも早く結晶化するため、外層６８ｂの表面硬度が高くなり、導線５０に傷がつきにくくなる。このため、後述するターン部５２に段部を形成する加工を施した導線５０の絶縁を確保することができる。

さらに、導線５０は、図１０（Ｂ）に示すように、内層６８ａおよび外層６８ｂからなる絶縁被膜６８の外周をエポキシ樹脂等からなる融着材６９で被覆してもよい。これにより、融着材６９は、回転電機に発生する熱により絶縁被膜６８よりも早く溶融するので、同じスロット３１に収容されている複数の導線５０同士が融着材６９同士により熱接着する。その結果、同じスロット３１に収容されている複数の導線５０が一体化し導線５０同士が硬化することで、スロット３１内の導線５０の機械的強度が向上する。なお、絶縁被膜６８の外層６８ｂには、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）よりなる被膜を用いてもよい。

図１１に、導線５０を平面上に展開した場合の図を示す。導線５０は、図１１に示すように、固定子コア３０のスロット３１内に収容される複数のスロット収容部５１と、スロット３１から固定子コア３０の外に突出し、周方向に異なるスロット３１に収容されているスロット収容部５１同士を接続している複数のターン部５２とを有する。具体的に、複数のスロット収容部５１は、少なくとも、スロット３１に収容される第１スロット収容部５１Ａと、第１スロット収容部５１Ａから周方向に離間したスロット３１に収容される第２スロット収容部５１Ｂと、第２スロット収容部５１Ｂから周方向に離間したスロット３１に収容される第３スロット収容部５１Ｃを含む。また、複数のターン部５２は、少なくとも、固定子コア３０の一端側におけるスロット３１の外部で第１スロット収容部５１Ａと第２スロット収容部５２Ｂを接続する第１ターン部５２Ａと、固定子コア３０の他端側におけるスロット３１の外部で第２スロット収容部５１Ｂと第３スロット収容部５１Ｃを接続する第２ターン部５２Ｂを含む。なお、本実施形態においては、図１１に示すように、各導線５０は、１２個のスロット収容部５１Ａ〜５１Ｌと、１１個のターン部５２Ａ〜５２Ｋを備えている。

具体的に、本実施形態におけるスロット収容部５１は、図１１の左端に位置する第１スロット収容部５１Ａから順に、固定子コア３０の周方向に離間したスロット３１にそれぞれ収容される第２スロット収容部５１Ｂ、第３スロット収容部５１Ｃ、・・・、第１２スロット収容部５１Ｌの１２個からなる。また、ターン部５２は、固定子コア３０の一端側におけるスロット３１の外部と固定子コア３０の他端側におけるスロット３１の外部とで交互にスロット収容部５１同士を接続する第１ターン部５２Ａ、第２ターン部５２Ｂ、・・・、第１０ターン部５２Ｊ、および第１１スロット収容部５１Ｋと第１２スロット収容部５１Ｌを接続する第１１ターン部５２Ｋの１１個からなる。

この導線５０の隣り合うスロット収容部５１同士の周方向（矢印Ｙ方向）の離間距離Ｘは、全ての箇所で異なるようにされている。この場合、離間距離Ｘは、導線５０の第１スロット収容部５１Ａ側から第１２スロット収容部５１Ｌ側に向かうにつれて、徐々に短くなるようにされている。即ち、離間距離Ｘは、Ｘ１＞Ｘ２＞Ｘ３＞Ｘ４＞Ｘ５＞Ｘ６＞Ｘ７＞Ｘ８＞Ｘ９＞Ｘ１０＞Ｘ１１となっている。なお、離間距離Ｘは、固定子コア３０の周方向において隣り合うスロット３１同士の離間距離（スロットピッチ）を考慮して適宜設定される。

導線５０の両端には、他の導線５０等と接続するための引出し部５３ａ、５３ｂが設けられている。一方の引出し部５３ａは、第１スロット収容部５１Ａの端末から内側（図１１の右側）へ戻るように、スロット収容部間のターン部の略半分の長さに形成されたターン部５２Ｍを介して形成されている。よって、一方の引出し部５３ａは、第１スロット収容部５１Ａからターン部５２Ｍの長さだけ内側（図１１の右側）へ寄った所に位置している。他方の引出し部５３ｂは、第１２スロット収容部５１Ｌの端末から内側（図１１の左側）へ戻るように、スロット収容部間のターン部の略半分の長さに形成されたターン部５２Ｎを介して形成されている。よって、他方の引出し部５３ｂは、第１２スロット収容部５１Ｌからターン部５２Ｎの長さだけ内側（図１１の左側）へ寄った所に位置している。他方の引出し部５３ｂとターン部５２Ｎとの間には、固定子巻線４０の軸方向端面上で固定子コア３０の径方向外方へ折り曲げられて配置される渡り部７０が設けられている。

ターン部５２の略中央部には、第１スロット収容部５１Ａ、第２スロット収容部５１Ｂ、第３スロット収容部５１Ｃ、・・・、第１２スロット収容部５１Ｌを導線５０の長手方向およびスロット収容部５１の長手方向に直交する方向に順次段差が生じるようにクランク部５４（図１２参照）が形成されている。その結果、導線５０は図１１（Ａ）に示すように階段状の形状を有することになる。なお、ターン部５２Ｍ、５２Ｎには、クランク部５４は形成されていない。

図１２に、図１１に示す導線５０を用いて円筒形状の固定子巻線４０を形成した場合のターン部５２の形状を示す斜視図を示す。図１２（Ａ）に示すように、ターン部５２は、固定子コア３０の径方向に変位して固定子コア３０の端面３０ａに沿って延びるクランク部５４を有する。クランク部５４のクランク形状によるずれ量（径方向への変位量）は、ターン部５２の径方向厚み分である。これにより、ターン部５２によって接続されたスロット収容部５１同士は、ターン部５２の径方向厚み分だけ変位している。このようにクランク部５４がターン部５２に設けられていることにより、図１２（Ｂ）に示すように周方向に隣接している導線５０のターン部５２同士を密に巻回できる。また、図１２（Ｂ）に示すように周方向に隣接するターン部５２は互いに同じ形状であり、ターン部５２同士が干渉するのを防止している。

また、スロット３１から固定子コア３０の外に突出するターン部５２の突出箇所に、導線５０がまたがって設置されているスロット同士に向けて固定子コア３０の軸方向両側の端面３０ａに沿って段部５５が形成されている。これにより、スロット３１から突出している導線５０のターン部５２の突出箇所の間隔、言い換えればターン部５２が形成する三角形状部分の底辺の長さは、導線５０がまたがって設置されているスロット同士の間隔よりも狭くなっている。その結果、コイルエンド４２の高さが低くなる。ターン部５２の突出箇所に形成された段部５５は、スロット収容部５１に対して略直角に屈曲されており、その屈曲部（スロット収容部５１の延長線上の部位）の内側部分には、スロット収容部５１の表面よりも固定子コア３０の径方向両側に膨出した膨出部５７が設けられている。この膨出部５７が設けられた部位の径方向の幅寸法Ｗは、スロット収容部５１の径方向の幅寸法Ｌを越え、１．１倍以下の範囲に設定されている（図２２（Ｂ）参照）。

また、固定子コア３０の端面３０ａに沿った段部５５の長さをｄ１、周方向に隣接するスロット同士の間隔をｄ２とすると、ｄ１≦ｄ２になっている。これにより、導線５０の段部５５が周方向に隣り合うスロットから突出する導線５０と干渉することを防止できる。これにより、周方向に隣接するスロットから突出する導線５０同士が互いに干渉することを避けるために、コイルエンド４２の高さが高くなったり、あるいはコイルエンド４２の径方向の幅が大きくなったりすることを防止できる。その結果、コイルエンド４２の高さが低くなる。さらに、コイルエンド４２の径方向の幅が小さくなるので、固定子巻線４０が径方向外側に張り出すことを防止する。

さらに、導線５０には、ターン部５２の略中央部のクランク部５４と、ターン部５２の突出箇所に形成した段部５５との間に、それぞれ２個の段部５６が形成されている。つまり、固定子コア３０の一方の軸方向の端面３０ａ側の導線５０のターン部５２には、１個のクランク部５４と合計６個の段部５５、５６が形成されている。これにより、クランク部５４や段部５５、５６を形成しない三角形状のターン部の高さに比べ、ターン部５２の高さが低くなる。クランク部５４のクランク形状も、段部５５、５６と同様に、固定子コア３０の端面３０ａに沿って形成されている。したがって、導線５０のターン部５２は、クランク部５４を挟んで両側が階段状に形成されている。

また、ターン部５２の階段部において、４個の段部５６により形成されるそれぞれの屈曲部の内側部分には、スロット収容部５１の表面よりも固定子コア３０の径方向両側に膨出した膨出部５８が設けられている。この膨出部５８が設けられた部位の径方向の幅寸法Ｗは、膨出部５７の場合と同様に、スロット収容部５１の径方向の幅寸法Ｌの１．０〜１．１倍の範囲に設定されている。なお、ターン部５２Ｍ、５２Ｎにも、ターン部５２の片側部分と同様に、それぞれ段部５５、５６および膨出部５７、５８が設けられている。

固定子巻線４０は、図１１に示した導線５０を４８本用いて形成されている。ただし、固定子巻線４０に出力線や中性点などを設けるために、渡り部７０を設けていない導線５０を適宜混在させても良い。したがって、本実施形態では、４８本の導線５０の全ては、各導線５０の両端部に形成された引出し部５３ａ、５３ｂの間において同じ形状に成形されている。

この固定子巻線４０を構成する導線５０は、ターン部５２の略中央部に、ターン部５２の径方向厚み分だけ径方向にずれたクランク部５４が設けられていることにより、ターン部５２によって接続されたスロット収容部５１同士は、固定子コア３０の中心軸線からの半径距離が、スロット収容部５１の径方向厚み分だけ異なっている。また、導線５０は、隣り合うスロット収容部５１同士の離間距離Ｘが、導線５０の第１スロット収容部５１Ａ側から第１２スロット収容部５１Ｌ側に向かうにつれて、徐々に短くなるようにされており、全ての箇所で実質的に異なっている（図８参照）。これらのことから、固定子巻線４０は、径方向に重なり合うスロット収容部５１が、周方向に位置ずれすることなく径方向一列にストレートな状態に整列するようになるので、真円筒形状により近い形状にすることができる（図６および図７参照）。

この固定子巻線４０は、複数の導線の第１スロット収容部５１Ａ同士、第２スロット収容部５１Ｂ同士、・・・、第１２スロット収容部５１Ｌ同士をそれぞれ周方向に連続するスロットに配置するとともに、第１スロット収容部５１Ａ同士、第２スロット収容部５１Ｂ同士、・・・、第１２スロット収容部５１Ｌ同士の固定子コアの中心軸線Ｏからの半径距離がそれぞれ等しくなるよう配置されているので、固定子巻線４０の外径寸法および内径寸法を周方向で均一化することができる。この固定子巻線４０は、図１３に示すように、それぞれの相が１６本の導線５０を直列に接続した各相巻線４３（Ｕ、Ｖ、Ｗ）をＹ結線した三相巻線として形成されている。

図１４において、各導線５０のスロット収容部５１は、１２個の破線円と放射方向に延びる破線とが交差する位置に配置されており、最外径側と最内径側のみが矩形断面形状で表されている。また、放射方向に１列に並んだスロット収容部５１の外側には、それぞれ対応する１〜４８のスロット番号が付されている（以後、図１５においても同じ）。また、スロット番号の外側には、それぞれのスロットの最外径側（第１２層）に、巻回の始端側となる第１スロット収容部５１Ａが配置される導線の番号が付されている。

各相の巻線を構成する１６本の導線５０は、８個の同一のスロット３１にスロット収容部５１が収容される８本の導線５０と、それら８個のスロット３１とは別の８個の同一のスロット３１にスロット収容部５１が収容される８本の導線５０とに分かれている。例えばＵ相の場合には、８本の導線（Ｕ１−１）〜（Ｕ１−４）および（Ｕ１−１’）〜（Ｕ１−４’）は、外径側から内径側に向かって反時計回りに巻回されて、それぞれのスロット収容部５１が、１番スロット、７番スロット、１３番スロット、１９番スロット、２５番スロット、３１番スロット、３７番スロットおよび４３番スロットに収容される。また、他の８本の導線（Ｕ２−１）〜（Ｕ２−４）および（Ｕ２−１’）〜（Ｕ２−４’）は、外径側から内径側に向かって反時計回りに巻回されて、それぞれのスロット収容部５１が、２番スロット、８番スロット、１４番スロット、２０番スロット、２６番スロット、３２番スロット、３８番スロットおよび４４番スロットに収容される。

なお、図１４には、代表として導線（Ｕ１−１）の軌跡が示されている。図１４において、黒四角で示された部分は導線（Ｕ１−１）のスロット収容部５１が配置されていることを示し、導線（Ｕ１−１）の周方向に延びる太線は、固定子コア３０の軸方向一方側（図１４の紙面手前側）に位置するターン部５２を示し、導線（Ｕ１−１）の周方向に延びる二点鎖線は、固定子コア３０の軸方向他方側（図１４の紙面後側）に位置するターン部５２を示す（以後、図１５においても同じ）。

この固定子巻線４０は、図１４に示すように、各スロット３１において、８本の導線５０のスロット収容部５１が径方向に１２層、積層された状態になっている。導線（Ｕ１−１）は、始端側の第１スロット収容部５１Ａが１番スロットの最外層（第１２層）に位置し、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが１９番スロットの最内層（第１層）に位置している。

また、固定子巻線４０を構成する４８本の導線５０は、長手方向（周方向）に１スロットピッチずつずれて配置されているので、各導線５０の始端側となる第１スロット収容部５１Ａが、４８個の各スロット３１の最外層（第１２層）に順に収容されている。下記の表１は、１番〜４８番の各スロット３１において、最外層に位置する導線の番号と、最内層に位置する導線の番号をまとめたものである。

固定子巻線４０を構成する導線５０は、各導線５０の一端側（第１スロット収容部５１Ａ側）から他端側（第１２スロット収容部５１Ｌ側）に向かうにつれて、スロット収容部５１の固定子コア３０の中心軸線Ｏからの半径距離が順次小さくなっている。本実施形態の場合、各導線５０は、ターン部５２によって接続されたスロット収容部５１同士の固定子コア３０の中心軸線Ｏからの半径方向距離がスロット収容部５１の径方向厚み分異なっている。

図１５は、固定子巻線４０を図１４の裏側から見た場合の、１本の導線（Ｕ１−４’）の軌跡を示す図である。この導線（Ｕ１−４’）は、始端側となる第１スロット収容部５１Ａが４３番スロットの第１２層（最外層）に配置され、第２スロット収容部５１Ｂが１番スロットの第１１層に配置され、第３スロット収容部５１Ｃが７番スロットの第１０層に配置され、第４スロット収容部５１Ｄが１３番スロットの第９層に配置され、最終の第１２スロット収容部５１Ｌが１３番スロットの第１層（最内層）に配置されている。即ち、導線（Ｕ１−４’）は、始端側（外径側）から終端側（内径側）に向かうにつれて、スロット収容部５１の固定子コア３０の中心軸線Ｏからの半径距離が順次小さくなっている。

よって、固定子コア３０の中心軸線Ｏから、第１スロット収容部５１Ａまでの半径距離ｒ４３と、第２スロット収容部５１Ｂまでの半径距離ｒ１と、第３スロット収容部５１Ｃまでの半径距離ｒ７と、第４スロット収容部５１Ｄまでの半径距離ｒ１３は、順次スロット収容部５１の径方向厚み分小さくなっており、以後同様に、第１２スロット収容部５１Ｌに至るまで、半径距離が順次スロット収容部５１の径方向厚み分小さくなっている。すなわち、第１スロット収容部５１Ａから第１２スロット収容部５１Ｌに至るまで、半径距離が順次小さくなるのみで、途中で半径距離が大きくなることはない。

次に、１６本の導線５０を直列に接続してなる各相巻線４３（Ｕ、Ｖ、Ｗ）のうち、代表としてＶ相の各相巻線４３の接続状態を、図１３、図１６および上記の表１を参照して説明する。なお、Ｕ相、Ｗ相の各相巻線もＶ相と同様の接続となっている。図１３において出力線Ｖの始端に位置する導線（Ｖ１−１）は、表１および図１６に示すように、始端側の第１スロット収容部５１Ａが５番スロットの最外層（第１２層）に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが２３番スロットの最内層（第１層）に配置されている。導線（Ｖ１−１）の終端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが１７番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが３５番スロットの第１層に配置された導線（Ｖ１−２）の始端側が接続されている。

導線（Ｖ１−２）の終端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが２９番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが４７番スロットの第１層に配置された導線（Ｖ１−３）の始端側が接続されている。導線（Ｖ１−３）の終端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが４１番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが１１番スロットの第１層に配置された導線（Ｖ１−４）の始端側が接続されている。導線（Ｖ１−４）の終端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが６番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが２４番スロットの第１層に配置された導線（Ｖ２−１）の始端側が接続されている。

導線（Ｖ２−１）の終端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが１８番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが３６番スロットの第１層に配置された導線（Ｖ２−２）の始端側が接続されている。導線（Ｖ２−２）の終端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが３０番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが４８番スロットの第１層に配置された導線（Ｖ２−３）の始端側が接続されている。導線（Ｖ２−３）の終端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが４２番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが１２番スロットの第１層に配置された導線（Ｖ２−４）の始端側が接続されている。

導線（Ｖ２−４）の終端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが４８番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが１８番スロットの第１層に配置された導線（Ｖ２−４’）の終端側が接続されている。導線（Ｖ２−４’）の始端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが３６番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが６番スロットの第１層に配置された導線（Ｖ２−３’）の終端側が接続されている。導線（Ｖ２−３’）の始端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが２４番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが４２番スロットの第１層に配置された導線（Ｖ２−２’）の終端側が接続されている。導線（Ｖ２−２’）の始端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが１２番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが３０番スロットの第１層に配置された導線（Ｖ２−１’）の終端側が接続されている。

導線（Ｖ２−１’）の始端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが４７番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが１７番スロットの第１層に配置された導線（Ｖ１−４’）の終端側が接続されている。導線（Ｖ１−４’）の始端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが３５番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが５番スロットの第１層に配置された導線（Ｖ１−３’）の終端側が接続されている。導線（Ｖ１−３’）の始端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが２３番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが４１番スロットの第１層に配置された導線（Ｖ１−２’）の終端側が接続されている。導線（Ｖ１−２’）の始端側には、始端側の第１スロット収容部５１Ａが１１番スロットの第１２層に配置され、終端側の第１２スロット収容部５１Ｌが２９番スロットの第１層に配置された導線（Ｖ１−１’）の終端側が接続されている。なお、導線（Ｖ１−１’）の始端側は、中性点Ｖに接続されている。

次に、表１、図１１および図１６を参照して各導線５０の接続状態を説明する。ここでは、代表として２本の導線（Ｖ１−１）（Ｖ１−２）の接続状態を説明する。一方の導線（Ｖ１−１）は、始端側となる第１スロット収容部５１Ａが５番スロットの最外層（第１２層）に配置され、終端側となる第１２スロット収容部５１Ｌが２３番スロットの最内層（第１層）に配置されている。この導線（Ｖ１−１）の終端側に設けられた引出し部５３ｂ（内周側端部）は、第１２スロット収容部５１Ｌが配置されている２３番スロットからターン部５２Ｎの長さ分だけ戻った所（２０番スロット付近）に位置している。

そして、他方の導線（Ｖ１−２）は、始端側となる第１スロット収容部５１Ａが１７番スロットの最外層（第１２層）に配置され、終端側となる第１２スロット収容部５１Ｌが３５番スロットの最内層（第１層）に配置されている。この導線（Ｖ１−２）の始端側に設けられた引出し部５３ａ（外周側端部）は、第１スロット収容部５１Ａが配置されている１７番スロットからターン部５２Ｍの長さ分だけ戻った所（２０番スロット付近）に位置している。図６〜図９に示すように、この導線（Ｖ１−１）の引出し部５３ｂ（内周側端部）は、径方向外方側へ略直角に折り曲げられた後、その先端が、固定子巻線４０の外周端部に位置する導線（Ｖ１−２）の引出し部５３ａ（外周側端部）の先端部に溶接接合されることにより接続されている。

この溶接接合は、固定子巻線４０の最も外径側に位置するターン部５２よりも外径側において溶接により接続されている。この場合、導線（Ｖ１−１）の引出し部５３ｂ（内周側端部）の折り曲げ部は、固定子巻線４０の軸方向端面（ターン部５２の軸方向外面）上を通る渡り部７０を形成しており、２本の導線（Ｖ１−１）（Ｖ１−２）は、渡り部７０を介して接続されている。これにより、内径側に位置するス第１２ロット収容部５１Ｌの径方向内方への膨出をより効果的に防止することができるので、内径側に位置する回転子との干渉を回避することが可能となる。

なお、渡り部７０は、図２および図８に示すように、渡り部７０の径方向両端部が、固定子コア３０（固定子巻線４０）の中心軸線Ｏから放射方向に延びる直線に沿って延びるように形成されている。渡り部７０の形状をこのようにすることによって、導線の折り曲げを容易にするとともに、溶接接合を容易にすることができる。

また、この渡り部７０は、図２および図８に示すように、固定子巻線４０の軸方向端面上において、周方向に略３／４周する範囲の領域に設けられている。そして、固定子巻線４０の軸方向端面上の残り１／４周する範囲の領域には、中性点Ｖ、出力線Ｗ、中性点Ｕ、出力線Ｖ、中性点Ｗおよび出力線Ｕの引出し部が順番に並んで設けられている。即ち、固定子巻線４０の軸方向端面において、中性点Ｕ、Ｖ、Ｗの引出し部と同じ領域に出力線Ｕ、Ｖ、Ｗの引出し部が設けられているとともに、渡り部７０が設けられる領域と中性点Ｕ、Ｖ、Ｗおよび出力線Ｕ、Ｖ、Ｗの引出し部が設けられる領域が分離されている。

上記のように構成された固定子巻線４０は、外周側から分割コア３２が挿入されることによって固定子コア３０と組み付けられている（図１〜図３参照）。これにより、固定子巻線４０を構成する導線５０は、固定子コア３０の内周側で周方向に沿って波巻きされた状態に組み付けられている。導線５０のターン部５２によって接続されたスロット収容部５１同士は、所定のスロットピッチ（本実施形態では、３相×２個＝６スロットピッチ）だけ離間したスロット３１に収容されている。隣り合うスロット収容部５１同士を接続するターン部５２は、固定子コア３０の軸方向の両端面からそれぞれ突出し、その突出している部分によりコイルエンド４２が形成されている。

次に、上記のように構成された本実施形態の固定子２０の製造方法について説明する。本実施形態の固定子２０の製造方法は、図１７に示すように、導線形成工程１０１と、巻き工程１０２と、固定子巻線形成工程１０３と、コア組付工程１０４とからなる。

最初の導線形成工程１０１では、図１８および図１９に示すように、治具を用いて、線材５０ａに対して、スロット３１に収容されるスロット収容部５１と、周方向に異なるスロット３１に収容されるスロット収容部５１同士を接続するターン部５２とを形成し、図１１に示す導線５０を作製する。ここで用いられる治具は、線材５０ａの幅に相当する距離を隔てて対向配置された第１および第２固定治具８１、８２と、支軸８３ａに回転可能に取着され、第１および第２固定治具８１、８２の間に挟持された線材５０ａを第１固定治具８１側へ屈曲させる回転治具８３とを備えている。第１固定治具８１は、線材５０ａが屈曲される際に屈曲部が当接する略直角のコーナ部８１ａを有する。コーナ部８１ａは、所定の大きさのアール形状とされている。

この治具により、ターン部５２を形成するには、図１９（Ａ）に示すように、第１および第２固定治具８１、８２の間に、線材５０ａのスロット収容部５１となる部分を挟持させて、支軸８３ａを中心にして回転治具８３を第１固定治具８１側へ回転させる。なお、第１固定治具８１と第２固定治具８２の対向方向は、固定子コア３０の周方向に相当する（図１８参照）。これにより、図１９（Ｂ）に示すように、回転治具８３が線材５０ａを第１固定治具８１のコーナ部８１ａに押し付け、コーナ部８１ａのアール形状に沿って屈曲させる。

これにより、スロット３１から突出するターン部５２の突出箇所（スロット収容部５１の延長線上の部位）が、スロット収容部５１に対して略直角に屈曲され、ターン部５２の突出箇所に、固定子コア３０の端面に沿った段部５５が形成される。このとき形成された屈曲部の内側部分には、スロット収容部５１の表面よりも固定子コア３０の径方向両側に膨出した膨出部５７（図１２参照）が形成される。なお、屈曲部の肉厚ｔは、屈曲部に膨出部５７が形成されるのに伴って、線材５０ａの初期の肉厚Ｔよりも小さくなっている。

また、上記の治具を上記と同様に操作して、各ターン部５２に、固定子コア３０の端面に平行な段部５６からなる階段部を形成することにより、その階段部の屈曲部の内側部分に、固定子コア３０の径方向に膨出する膨出部５８（図１２参照）を形成する。

次の巻き工程１０２では、導線形成工程１０１で作製した導線５０を塑性変形させて、所定の大きさの円弧状または渦巻き状に成形する。この巻き工程１０２では、図２０に示すように、導線５０が周方向に略１周半する渦巻き状に成形されている。たとえば、平面状の導線５０を所定外径を複数持つ円筒状芯材の外周に巻きつけ、外径側から押さえ治具で挟持し塑性変形させ、上記円筒状芯材を１周した後に、上記押さえ治具の外周に同様に所定外径を持つ円筒面を持たせ、ここに平面状の導線５０を巻きつけて塑性変形させることによって、成形される。なお、導線５０が周方向に１周しない長さの場合には、図２１（Ａ）に示すように、導線５０は円弧状に成形される。

次の固定子巻線形成工程１０３では、巻き工程１０２で渦巻き状に成形された４８本の導線５０を互いに軸方向に相対移動させて組み付け、円筒状の固定子巻線４０を形成する。この工程での導線５０の組付けは、例えば図２１（Ａ）に示すように、２本の導線５０をスロットピッチ（隣り合うスロット間の周方向幅）だけずらして、軸方向から組み合わせる。これを繰り返し、複数の導線５０を組み付けてなる１つの導線集合体５０ｂに対して１本の導線５０を軸方向に相対移動させる様子を、図２１（Ｂ）に示す。この場合、導線５０または導線集合体５０ｂは、弾性変形範囲内において径方向に変形させた状態にされており、それらを軸方向に相対移動させる際に、導線５０の干渉が少なくなるようにして軸方向への相対移動がより円滑且つ容易になるようにされている。例えば、図２０の導線５０において、導線集合体５０ｂの渦巻きの始端部と終端部に、渦巻きを巻き戻す方向に荷重Ｆを加えることによって、導線５０は外径方向に膨らむ。複数の導線５０を組み付けた導線集合体５０ｂにおいても、この外径方向に膨らむ動きは同様である。これにより、導線集合体５０ｂの内周側に拡大された隙間に、新たに導線５０を軸方向から挿入できるので、両者の干渉を少なくすることが容易となる。なお、導線５０を１本ずつ順次組み付けて導線集合体５０ｂを形成することを述べたが、２つの導線集合体５０ｂを作製後、それらの少なくとも一方の導線集合体５０ｂを弾性変形範囲内において径方向に変形させて、両者を軸方向に相対移動させて組み付けてもよい。

また、導線５０には、スロット３１から突出するターン部５２の突出箇所に形成された屈曲部の内側部分に膨出部５７が設けられている。そのため、図２２に示すように、複数の導線５０を軸方向に相対移動させた際には、膨出部５７のみが対向する導線５０のスロット収容部５１と接触する。しかも、移動後は、軸方向に延びる導線５０のスロット収容部５１同士が、固定子コア３０の径方向に離間した状態になる。導線５０の絶縁被膜６８には、外気が内部の導体６７までつながっているピンホールや、外気とつながらない空孔が一定の確率で存在する。この空孔は、絶縁被膜６８の表面が摩擦力などによって損傷すると、容易にピンホールとなり得るものである。そして、対向する導線５０のピンホールどうしが近い位置に存在し、ここに塩水やシャンプーなどの電解液が侵入すると、電気短絡の不具合を生じる。本発明において、複数の導線５０を互いに軸方向に相対移動させて組み付けるときに、最も長く擦れ合う可能性の高いスロット収容部５１において、膨出部５７が無い場合の面接触による摩擦力よりも、膨出部５７のある場合の点接触による摩擦力の方が小さい。よって、膨出部５７を設けることによって、スロット収容部５１の表面を被覆している絶縁被膜６８の損傷が低減されるので、対向する絶縁被膜６８のピンホールが互いに接近する確率も低減できる。さらに導線５０のスロット収容部５１同士が膨出部５７によって離間しているので、ピンホール間の沿面距離も離すことができる。以上により、スロット３１内でのスロット収容部５１の絶縁不良を防止できる。

なお、本願発明者が、導線５０のスロット収容部５１の径方向の幅寸法Ｌに対する膨出部５７、５８が設けられた部位の径方向の幅寸法Ｗの比率と、導線５０の軸方向挿入荷重比との関係を調べたところ、図２３に示す結果が得られた。ここで、軸方向挿入荷重とは、導線５０を１本ずつ軸方向に移動させて順次組み付けて導線集合体５０ｂを形成する場合や、複数の導線集合体５０ｂを作製後にそれらを軸方向に相対移動させて組み付ける時の挿入荷重を示す。それぞれの場合に、（幅寸法Ｗ）／（幅寸法Ｌ）＝１．０における軸方向荷重比を基準値１とすると、（幅寸法Ｗ）／（幅寸法Ｌ）の比率が１．０から１．１の範囲では軸方向挿入荷重比は殆ど増加しないが、１．１を越えると、導線５０の膨出部５７、５８が設けられている幅寸法Ｗの大きい部位が径方向に隣接する導線５０と干渉し易く、摩擦力も大きくなることにより、導線５０の軸方向挿入荷重比が急増することが解る。（幅寸法Ｗ）／（幅寸法Ｌ）の比率が１．１を超えると、導線５０および導線集合体５０ｂを、弾性変形範囲内において径方向に変形させても挿入しにくくなり、さらに変形させると塑性変形となり、スロット収容部５１の位置ずれが発生するなどの新たな問題が生じる。また、挿入荷重が大きい状態で製作すると、導線５０の絶縁皮膜６８への損傷による絶縁不良の問題も生じやすくなる。よって、（幅寸法Ｗ）／（幅寸法Ｌ）の比率を１を越え、１．１以下の範囲に設定することにより、上記の問題を防止できる。

また、導線５０のターン部５２に形成された階段部の屈曲部の内側部分にも膨出部５８が設けられている。図２２（Ｃ）に、１本の導線５０を軸方向から見た時の、膨出部５７、５８を示す。これにより、複数の導線５０を互いに軸方向に相対移動させて組み付けた状態において、ターン部５２同士の径方向の離間を確保することによって、ターン部５２の絶縁被膜６８におけるピンホールの沿面距離を遠くすることができる。これにより、径方向に隣接するターン部５２での各導線５０の絶縁不良を防止できる。

以上のようにして４８本の導線５０の組付けを行った後、所定の導線５０の引出し部５３ａ、５３ｂを溶接で接続することにより、図６〜図９に示す固定子巻線４０が得られる。この固定子巻線４０は、４８本の導線５０を互いに軸方向に相対移動させることにより組み付けられているので、スロット収容部５１の位置ずれや固定子巻線４０の形くずれ等の発生が回避されている。

次のコア組付工程１０４では、固定子巻線形成工程１０３で形成された固定子巻線４０と固定子コア３０との組付けを行う。この場合、円筒状に形成された固定子巻線４０に対して、所定数の分割コア３２を外周側から挿入して円環状に組み付けることで、図１〜図３に示す固定子２０が完成する。

以上のように、本実施形態の固定子によれば、導線５０のスロット収容部５１の延長線上の部位に膨出部５７が設けられているため、複数の導線５０を組み付けて円筒状の固定子巻線４０を形成する際に、隣接する導線５０のスロット収容部５１同士を径方向に離間させることができる。これにより、スロット収容部５１の表面を被覆している絶縁被膜６８の損傷発生を防止することができるので、スロット５１内でのスロット収容部５１の絶縁不良を防止することができる。この膨出部５７は、スロット３１から突出するターン部５２の突出箇所に設けられた屈曲部に設けられているので、その屈曲部を形成する際に膨出部５７を簡易に形成することができる。

さらに、本実施形態では、ターン部５２の階段部の屈曲部にも膨出部５８が設けられているので、複数の導線５０を組み付けることにより固定子巻線４０を形成するときに、導線５０のスロット収容部５１同士の径方向への離間状態をより確実に実現し、絶縁不良防止効果をより高めることができる。

また、本実施形態では、導線５０は、第１スロット収容部５１Ａがスロット３１の最も外径側に配置され、第１２スロット収容部５１Ｌがスロット３１の最も内径側に配置されており、固定子巻線４０を形成する各相巻線は、１６本の導線５０により構成され、一方の導線５０の第１スロット収容部５１Ａに接続される外周側端部と他方の導線５０の第１２スロット収容部５１Ｌに接続される内周側端部とが接続されて、１つの相の巻線が形成されている。そのため、１本の導線５０の長さを短くすることができることから、固定子巻線４０を製造する際のハンドリングが向上して製造効率を向上できるので、製造コストを低減することができる。

また、本実施形態の固定子巻線４０は、周方向にずらして固定子コア３０に巻回される複数の導線５０のそれぞれを、固定子コア３０に巻回されたときの予定寸法の形状に塑性変形させた後、固定子コア３０の軸方向に相対移動させて組み付けることにより形成されている。

そのため、例えば、導線５０を渦巻き状に巻き付けて固定子巻線４０を形成する場合のように、大きなスプリングバック（弾性復帰作用）が発生することがない。そのため、複数の導線５０を互いに軸方向に相対移動させて組み付ける際に、それぞれの導線５０の位置合わせを容易に行うことが可能となるので、スロット収容部５１の位置ずれや固定子巻線４０の形くずれ等の発生を回避することができる。また、導線５０を渦巻き状に巻き付ける場合のように、大型の設備を必要としないため、製造コストの低減も可能となる。

特に、本実施形態では、複数の導線５０を互いに軸方向に相対移動させて組み付けるときに、軸方向に延びるスロット収容部５１同士を、スロット収容部５１の延長線上の部位に設けられた膨出部５７により、径方向に離間させることができるようにしている。そのため、複数の導線５０を互いに軸方向に相対移動させて組み付けるときに、最も長く擦れ合う可能性の高いスロット収容部５１表面を被覆している絶縁被膜６８の損傷発生を防止することができるので、膨出部５７を設けたことによる絶縁不良防止効果をより確実に発揮させることができる。

そして、本実施形態では、導線５０のスロット収容部５１の径方向の幅寸法Ｌに対する膨出部５７、５８が設けられた部位の径方向の幅寸法Ｗの比率を、１以上かつ１．１以下としているので、絶縁の信頼性を確保しつつ、導線の軸方向挿入による組み付けを可能とし、製造コストの低減を図ることができる。

また、本実施形態の固定子巻線４０は、複数の導線５０が固定子巻線４０の周方向にスロット３１の離間距離だけずらして配置されることにより三相に形成されていることから、１本の導線が長さの短い連続線であるため、多相の固定子巻線を簡単かつ容易に形成することができる。

〔他の実施形態〕
導線５０の両端に設けられた引出し部５３ａ、５３ｂの形状の変形例を説明する。導線５０の両端に設けられる引出し部５３ａ、５３ｂは、例えば図２４（Ａ）（Ｂ）および図２５（Ａ）（Ｂ）に示す変形例１〜４のように設けることができる。図２４（Ａ）に示す変形例１の場合には、両方の引出し部５３ａ、５３ｂは、両端に位置する第１および第１２スロット収容部５１Ａ、５１Ｌの端末からそれぞれ外側へ向かって延びるように、略半分の長さに形成されたターン部５２Ｍ、５２Ｎを介して形成されている。図２４（Ｂ）に示す変形例２の場合には、一方の引出し部５３ａは、第１スロット収容部５１Ａの端末から外側へ向かって延びるように、略半分の長さに形成されたターン部５２Ｍを介して形成され、他方の引出し部５３ｂは、第１２スロット収容部５１Ｌの端末から内側へ戻るように、略半分の長さに形成されたターン部５２Ｎを介して形成されている。

そして、図２５（Ａ）に示す変形例３の場合には、一方の引出し部５３ａは、第１スロット収容部５１Ａの端末から内側へ戻るように、略半分の長さに形成されたターン部５２Ｍを介して形成され、他方の引出し部５３ｂは、第１２スロット収容部５１Ｌの端末から外側へ向かって延びるように、略半分の長さに形成されたターン部５２Ｎを介して形成されている。

また、図２５（Ｂ）に示す変形例４の場合には、両方の引出し部５３ａ、５３ｂは、両端に位置する第１および第１２スロット収容部５１Ａ、５１Ｌの端末からそれぞれ直接、延長するように形成されている。

また、上記の実施形態では、図１２に示したように、ターン部５２の略中央部のクランク部５４と、ターン部５２の突出箇所に形成した段部５５との間に、それぞれ２個の段部５６が形成されていたが、ターン部５２の形状を図２６に示す形状に変更した変形例５のようにすることもできる。変形例５では、ターン部５２の略中央部のクランク部５４と、ターン部５２の突出箇所に形成した段部５５との間に、段部５６が形成されていない。このようなターン部５２の形状とすることで、ターン部５２の形状および加工を簡易なものにすることができる。

なお、ターン部５２の形状は、図１２や図２６の形状に限らず、種々の形状を採用することができる。例えば、ターン部５２の略中央部のクランク部５４のクランク形状によるずれ量（径方向への変位量）がスロット収容部５１の径方向厚み分であるものを、スロット収容部５１の径方向厚みの０．５倍や１．５倍あるいは２倍としても良い。このようにクランク形状を変更した場合、ターン部５２によって接続されたスロット収容部５１同士の固定子コア３０の中心軸線Ｏからの半径距離も同様にスロット収容部５１の径方向厚みの０．５倍や１．５倍あるいは２倍異なるものになる。

また、上記の実施形態では、図１１に示したように、導線５０の両端部にそれぞれ形成された引出し部５３ａ、５３ｂと、それら引出し部５３ａ、５３ｂに最も近い所に位置するスロット収容部５１Ａ、５１Ｌとの間にそれぞれ設けられた略半分のターン部５２Ｍ、５２Ｎは、曲げ加工により段部が形成されているが、図２７に示す変形例６のように、ターン部５２Ｍ、５２Ｎに段部を形成することなく、ストレート状にしてもよい。このようにターン部５２Ｍ、５２Ｎをストレート状にすることで、引出し部５３ａ、５３ｂを所定の位置に精度良く設けることができる。なお、変形例６では、両方のターン部５２Ｍ、５２Ｎがストレート状に形成されているが、両方のターン部５２Ｍ、５２Ｎのうちのいずれか一方のみをストレート状にするようにしてもよい。

また、上記の実施形態では、固定子コア４０の中心軸線Ｏからスロット収容部５１までの半径距離ｒが、始端側の第１スロット収容部５１Ａから終端側の第１２スロット収容部５１Ｌに向かうにつれて順次小さくなる構成であったが、逆に、始端側の第１スロット収容部５１Ａから終端側の第１２スロット収容部５１Ｌに向かうにつれて順次大きくし、始端側をスロットの最内層に収容して終端側を最外周に収容する構成としても良い。

２０…固定子、 ３０…固定子コア、 ３０ａ…端面、 ３１…スロット、 ４０…固定子巻線、 ４３…各相巻線、 ５０…導線、 ５０ｂ…導線集合体、 ５１…スロット収容部、 ５２…ターン部、 ５３ａ…引出し部（外周側端部）、５３ｂ…引出し部（内周側端部）、 ５４…クランク部、 ５５、５６…段部、 ５７、５７ａ、５８…膨出部、 ６７…導体、 ６８…絶縁皮膜、 ７０、７０Ｂ…渡り部、 Ｗ…導線の膨出部が設けられた部位の径方向の幅寸法、 Ｌ…導線のスロット収容部の径方向の幅寸法。

Claims (7)

1. 周方向に複数のスロットを有する円環状の固定子コアと、周方向の異なる前記スロットに配置されるスロット収容部と前記スロットの外部で前記スロット収容部同士を接続しているターン部とを有する複数の導線からなる固定子巻線と、を備えた回転電機の固定子において、
   前記導線は、一端側に位置する第１スロット収容部から順に周方向に離間した前記スロットにそれぞれ収容される第２スロット収容部、第３スロット収容部、・・・、第ｎ（ｎは４以上の自然数）スロット収容部と、前記固定子コアの軸方向一端側における前記スロットの外部と前記固定子コアの軸方向他端側における前記スロットの外部とで交互に前記スロット収容部同士を接続する前記第１ターン部、前記第２ターン部、・・・、前記第（ｎ−１）スロット収容部と前記第ｎスロット収容部を接続する第（ｎ−１）ターン部とを有し、前記第１スロット収容部から前記第ｎスロット収容部の前記固定子コアの中心軸線からの半径距離が順次大きく又は順次小さくなるよう配置された連続線とされているとともに、
   前記導線の前記スロット収容部または前記スロット収容部の延長線上の部位に、前記スロット収容部の表面よりも前記固定子コアの径方向に膨出する膨出部を有することを特徴とする回転電機の固定子。
2. 前記導線の前記スロットから突出する前記ターン部の突出箇所に、前記固定子コアの端面に沿った段部が形成されるように屈曲部が設けられ、前記膨出部は、前記屈曲部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機の固定子。
3. 前記ターン部は、前記固定子コアの端面に平行な段部が前記固定子コアの軸方向に複数形成された階段部を有し、前記階段部の屈曲部に前記固定子コアの径方向に膨出する膨出部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転電機の固定子。
4. 前記導線は、前記第１スロット収容部が前記スロットの最も外径側に配置され、前記第ｎスロット収容部が前記スロットの最も内径側に配置されており、前記固定子巻線を形成する各相巻線は、少なくとも２つの前記導線を有するとともに、一方の前記導線の前記第１スロット収容部に接続される外周側端部と他方の前記導線の第ｎスロット収容部に接続される内周側端部とが接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転電機の固定子。
5. 前記固定子巻線は、周方向にずらして前記固定子コアに巻回される複数の前記導線のそれぞれを、前記固定子コアに巻回されたときの予定寸法の形状に塑性変形させた後、前記固定子コアの軸方向に相対移動させて組み付けることにより形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の回転電機の固定子。
6. 前記導線の前記スロット収容部の径方向の幅寸法Ｌに対する前記膨出部が設けられた部位の径方向の幅寸法Ｗの比率は、１を越え、１．１以下であることを特徴とする請求項５に記載の回転電機の固定子。
7. 前記固定子巻線は、複数の前記導線が前記固定子巻線の周方向に前記スロットの離間距離だけずらして配置されることにより多相に形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の回転電機の固定子。

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