JP2017184587A - 回転電機ステータ巻線の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コイルエンドにおける安定した結線を容易かつ確実に行うことができる回転電機ステータ巻線の製造方法を提供すること。【解決手段】周方向に複数のティースと複数のスロットとが交互に環状に形成されたステータコアに所定スロットピッチで波巻されたコイルを、リード部側から前記スロットに松葉形状のセグメント導体を挿入し、反リード部側で前記セグメント導体の端部を隣接する他のセグメント導体の端部とを順次接続して生成する回転電機ステータ巻線の製造方法であって、前記セグメント導体の接続端部に銅管を嵌める銅管外嵌工程（ステップＳ１０１）と、前記接続端部に対して前記銅管により熱かしめを行う熱かしめ工程（ステップＳ１０２）と、前記銅管を含めた接続端部を絶縁コートする絶縁コート工程（ステップＳ１０３）と、を含む。【選択図】図１２

Description

本発明は、コイルエンドにおける安定した結線を容易かつ確実に行うことができる回転電機ステータ巻線の製造方法に関する。

近年、自動車業界では主要な角線の巻線方式として波巻が採用されている。波巻は、複数の波形状のコイルを組み込んだ構造である。波巻は、巻数が多いほど、起磁力を大きくすることができ、電圧飽和の範囲内で電流を低減できる利点がある。

なお、特許文献１には、巻線端がコイルエンド部の上部を引き回されて１つにまとめられ、締め金で一体化され、ハンダにより電気的に接続されて相間渡り部を構成しているものが記載されている。

特開２００２−３５４７３６号公報

しかしながら、波巻は、巻数が多いほど、結線点数（溶接点）が増加し、結線点数の増加により内径側の結線点間の空間距離が狭くなり、溶接の難易度が高くなる。また、結線点数の増加により被覆剥離の工程の作業が大幅に増大する。

また、溶接する端末同士が密着していない場合や、端末の長さが揃ってない場合には、さらに溶接の難易度が高くなる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コイルエンドにおける安定した結線を容易かつ確実に行うことができる回転電機ステータ巻線の製造方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる回転電機ステータ巻線の製造方法は、周方向に複数のティースと複数のスロットとが交互に環状に形成されたステータコアに所定スロットピッチで波巻されたコイルを、リード部側から前記スロットに松葉形状のセグメント導体を挿入し、反リード部側で前記セグメント導体の端部を隣接する他のセグメント導体の端部とを順次接続して生成する回転電機ステータ巻線の製造方法であって、前記セグメント導体の接続端部に銅管を嵌める銅管外嵌工程と、前記接続端部に対して前記銅管により熱かしめを行う熱かしめ工程と、前記銅管を含めた接続端部を絶縁コートする絶縁コート工程と、を含むことを特徴とする。

また、本発明にかかる回転電機ステータ巻線の製造方法は、上記の発明において、前記熱かしめ工程は、前記接続端部と前記銅管との間に、ろう付け用の合金を配置して熱かしめを行うことを特徴とする。

また、本発明にかかる回転電機ステータ巻線の製造方法は、周方向に複数のティースと複数のスロットとが交互に環状に形成されたステータコアに所定スロットピッチで波巻されたコイルを、リード部側から前記スロットに松葉形状のセグメント導体を挿入し、反リード部側で前記セグメント導体の端部を隣接する他のセグメント導体の端部とを順次接続して生成する回転電機ステータ巻線の製造方法であって、前記セグメント導体の接続端部の絶縁被膜を除去する絶縁被膜除去工程と、前記接続端部に銅管を嵌める銅管外嵌工程と、前記接続端部に対して前記銅管によりかしめを行うかしめ工程と、前記銅管を含めた接続端部を絶縁コートする絶縁コート工程と、を含むことを特徴とする。

また、本発明にかかる回転電機ステータ巻線の製造方法は、上記の発明において、前記接続端部の中央部分に窪みを形成し、前記接続端部の最端部を太くする窪み形成工程をさらに含むことを特徴とする。

また、本発明にかかる回転電機ステータ巻線の製造方法は、上記の発明において、前記セグメント導体は平角線であり、前記銅管挿入工程は、前記接続端部を形成する１対のセグメント導体の各端部が、長辺方向にずれて対角線上に配置された状態で、各端部の長辺内側が向かい合うようにずらした後、各端部をねじり、このねじり状態で前記銅管を嵌めることを特徴とする。

また、本発明にかかる回転電機ステータ巻線の製造方法は、上記の発明において、前記銅管は、断面が楕円形状であることを特徴とする。

また、本発明にかかる回転電機ステータ巻線の製造方法は、上記の発明において、前記銅管は、前記接続端部への嵌め込み方向先端側の開口が楕円形状であることを特徴とする。

また、本発明にかかる回転電機ステータ巻線の製造方法は、上記の発明において、前記銅管は、前記接続端部への嵌め込み方向先端側の開口が傾斜して楕円形状となっていることを特徴とする。

本発明によれば、コイルエンドにおけるセグメント導体の接続端部に銅管を嵌め、その後、前記接続端部に対して前記銅管により熱かしめ、あるいはかしめを行い、その後、前記銅管を含めた接続端部を絶縁コートするようにしている。これにより、接続端部間の空間距離が狭い場合、接続端部が密着していない場合、接続端部の端末の長さが揃ってない場合であっても、コイルエンドにおける安定した結線を容易かつ確実に行うができる。

図１は、永久磁石型回転電機などの回転電機に用いられる回転電機ステータを構成する際、ステータコアに波巻巻線を巻き回す状態を示す図である。 図２は、第１の２周連続コイルの巻回状態を示す斜視図である。 図３は、第１の２周連続コイルを直線的に展開したものをリード部側からみた図である。 図４は、第１の２周連続コイルを外周方向に配置した場合の巻回状態を示す斜視図である。 図５は、第１の２周連続コイルと同じ構成の第２の２周連続コイルを回転方向側に６スロットピッチ分、シフトして配置した２レイヤ波巻コイルを直線的に展開したものをリード部側からみた図である。 図６は、第１の２周連続コイルと同じ構成の第２の２周連続コイルを回転方向側に６スロットピッチ分、シフトして配置した２レイヤ波巻コイルの巻回状態を示す斜視図である。 図７は、１相分の波巻コイルの巻回状態を示す断面図である。 図８は、第１の２周連続コイル間、第２の２周連続コイル間、および、第１の２周連続コイルと第２の２周連続コイルとの間の連結を示す図である。 図９は、図８に示した連結を松葉形状のセグメント導体とした場合の巻回状態を示す図である。 図１０は、図９に示した連結状態とした回転電機ステータのリード部側を示す斜視図である。 図１１は、回転電機ステータの反リード部側を示す斜視図である。 図１２は、本実施の形態１における回転電機ステータ巻線の製造方法を示すフローチャートである。 図１３は、接続端部にねじりを加える状態を示す説明図である。 図１４は、熱かしめの状態を示す説明図である。 図１５は、ろう付け用の合金を用いた熱かしめの状態を示す説明図である。 図１６は、接続端部の中央部分に窪みを設けて熱かしめを行う状態を示す説明図である。 図１７は、本実施の形態２における回転電機ステータ巻線の製造方法を示すフローチャートである。 図１８は、銅管を用いて接続端部を密着させる状態を示す説明図である。 図１９は、嵌め込み先端側の開口を嵌め込み後端側の開口よりも大きくした銅管の一例を示す図である。 図２０は、嵌め込み先端側の開口を斜めに切断して楕円形状とした銅管の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照してこの発明を実施するための形態について説明する。

図１は、永久磁石型回転電機などの回転電機に用いられる回転電機ステータを構成する際、ステータコアに波巻巻線を巻き回す状態を示す図である。図１に示すように、ステータコア１は周方向ＲＴに複数のティース２と複数のスロット３とが、ロータが挿入される内周側に、環状に規則的に形成されている。図１では、スロット３が４８個形成されている。なお、図示しないロータの極数は８個である。また、回転電機は、電動機及び／または発電機の機能を有するものである。なお、ステータコア１は、円環状の複数の電磁鋼板を積層して構成される。

本実施の形態１では、ステータコア１に巻き回される巻線を、複数のセグメント導体１０を用いて波巻状に構成する。松葉形状のセグメント導体１０の両端部は、リード部側（給電部側）１ａから中心軸ＡＸ方向に所定スロットピッチでスロット３に挿入される。挿入されたセグメント導体１０の反リード部側１ｂから突出した部分、すなわちスロット挿入部から突出した部分は、周方向に広がるように折り曲げられ、セグメント導体１０の先端１０ａは隣接する他のセグメント導体１０の先端１０ａと溶接される。この溶接によって、複数のセグメント導体１０からなる波巻巻線である第１の２周連続コイルＣＡ１が形成される。なお、巻線は、コイルエンドの高さを抑えるために、角線、特に平角線であることが好ましい。

図２は、第１の２周連続コイルの巻回状態を示す斜視図である。また、図３（ａ）は、第１の２周連続コイルＣＡ１を直線的に展開したものをリード部側１ａからみた図である。第１の２周連続コイルＣＡ１は、セグメント導体２１〜２８のそれぞれの先端１０ａが反リード部側１ｂで溶接によって直列に接続される。セグメント導体２２〜２４，２６〜２８のそれぞれの両端部は、６スロットピッチでスロット３に挿入される。セグメント導体２２，２６、２３，２７、２４，２８は、それぞれ１スロットピッチずれて挿入される。また、セグメント導体２２〜２４は互いに６スロットピッチ隔てて配置される。同様に、セグメント導体２６〜２８は互いに６スロットピッチ隔てて配置される。セグメント導体２１は、連結領域ＥＡに配置され、７スロットピッチでスロット３に挿入されるものをリード部側１ａで分離し、分離した端部である入力点ａ２を有するセグメント導体２１ａと、他の端部である出力点ａ１を有するセグメント導体２１ｂとからなる。また、給電領域ＥＡのセグメント導体２５は、１周目のコイルを２周目のコイルに接続する役割をもち、両端部が５スロットピッチでスロット３に挿入される。セグメント導体２４，２６の間に配置されるセグメント導体２５は、セグメント導体２４，２６のそれぞれに対して互いに６スロットピッチ隔てて配置される。

溶接部Ｔ２１〜Ｔ２８は、半リード部側１ｂで隣接するセグメント導体の先端を溶接によって接続する。溶接部Ｔ２１は、セグメント導体２１ａ，２２間を接続する。溶接部Ｔ２２は、セグメント導体２２，２３間を接続する。溶接部Ｔ２３は、セグメント導体２３，２４間を接続する。溶接部Ｔ２４は、セグメント導体２４，２５間を接続する。溶接部Ｔ２５は、セグメント導体２５，２６間を接続する。溶接部Ｔ２６は、セグメント導体２６，２７間を接続する。溶接部Ｔ２７は、セグメント導体２７，２８間を接続する。溶接部Ｔ２８は、セグメント導体２８，２１ｂ間を接続する。

入力点ａ２から入力された電流は、時計回り方向ＣＷに順次、セグメント導体２１ａ、溶接部Ｔ２１、セグメント導体２２、溶接部Ｔ２２、セグメント導体２３、溶接部Ｔ２３、セグメント導体２４、溶接部Ｔ２４、セグメント導体２５を流れ、１周目の波巻が終わり、さらに、順次、セグメント導体２５、溶接部Ｔ２５、セグメント導体２６、溶接部Ｔ２６、セグメント導体２７、溶接部Ｔ２７、セグメント導体２８、溶接部Ｔ２８、セグメント導体２１ｂを流、２周目の波巻が終わり、出力点ａ１に達する。図３（ａ）に示すように、隣接するスロット内に配置される導体は、例えばスロット位置６とスロット位置７に配置される導体は、電流方向が同一となる。

ここで、第１の２周連続コイルＣＡ１は、６スロットピッチごとにスロット３内をジグザグに巻回されるとともに、半径方向に隣接する、内周側のレイヤＬ１と外周側のレイヤＬ２との間を交互に巻回される。なお、レイヤはスロット３内の巻回位置を表し、内周側から外周側に向けて順次、レイヤＬ１、Ｌ２、…、Ｌ８として示している。また、各セグメント導体は、ステータコア１では周方向に沿って弧状に配置されるため、リード部側１ａおよび反リード部側１ｂで、１周目の巻線と２周目の巻線とが交差する。

例えば、レイヤＬ１からリード部側１ａに出たセグメント導体２７は周方向に延びて松葉形状の頂点部２７ｔ（図２参照）でレイヤＬ２の位置にシフトしてさらに周方向に延び、６スロットピッチ目のスロットのレイヤＬ２に入る。１スロットピッチずれて配置されるセグメント導体２３も同様に、レイヤＬ１からリード部側１ａに出て周方向に延び、松葉形状の頂点部２３ｔでレイヤＬ２の位置にシフトしてさらに周方向に延び、６スロットピッチ目のスロットのレイヤＬ２に入る。ここで、セグメント導体２３は、レイヤＬ１からリード部側１ａに出てから頂点部２３ｔに至るまではセグメント導体２７の下に配置され、頂点部２３ｔから６スロットピッチ目のスロットのレイヤＬ２に入るまではセグメント導体２７の上に配置される。頂点部２７ｔ、２３ｔは、上に凸の山形形状であり、セグメント導体２７、２３の１スロットピッチのずれに応じて１スロットピッチのずれが生じている。頂点部２７ｔ、２３ｔは、セグメント導体２７、２３がレイヤＬ１からレイヤＬ２にシフトするシフトポイントであるが、１スロットピッチずれている。このため、頂点部２７ｔ、２３ｔの位置で、セグメント導体２７、２３の上下が入れ替わる交差が行われる。この交差を行うことによって、平角線がよじれることなく、各コイルエンドでの高さを抑えることができる。

図４は、第１の２周連続コイルＣＡ１と同じ構成の第１の２周連続コイルＣＡ２〜ＣＡ４を外周方向に順次配置した場合の巻回状態を示す斜視図である。なお、図３に示すように、第１の２周連続コイルＣＡ２は、レイヤＬ３、Ｌ４間で交互に巻回される。また、第１の２周連続コイルＣＡ３は、レイヤＬ５、Ｌ６間で交互に巻回される。さらに、第１の２周連続コイルＣＡ４は、レイヤＬ７、Ｌ８間で交互に巻回される。この場合、第１の２周連続コイルＣＡ１〜ＣＡ４の入力点ａ２、ａ４、ａ６、ａ８および出力点ａ１、ａ３、ａ５、ａ７は、連結領域ＥＡに集まり、半径方向ＲＣＡに沿ってそれぞれ直線的に配置される。

ここで、図３（ｂ）において、出力点ａ７と入力点ａ６、出力点ａ５と入力点ａ４、出力点ａ３と入力点ａ２、をそれぞれ連結することによって、入力点ａ８から出力点ａ１に至る、１つの波巻コイルが形成される。すなわち、連結領域ＥＡにおける連結によって第１の２周連続コイルＣＡ１〜ＣＡ４が直列に連結される。また、この連結により、同一スロット内に配置される導体、例えばスロット位置７のレイヤＬ１、Ｌ３、Ｌ５、Ｌ７の導体は、電流方向が同一となる。

さらに、図５（ａ）に示すように、第１の２周連続コイルＣＡ１と同じ構成の第２の２周連続コイルＣＢ１を時計回り方向ＣＷ側に６スロットピッチ分、シフトして配置する。この配置によって、第１の２周連続コイルＣＡ１が２つのレイヤＬ１、Ｌ２に跨って巻回される各スロットの空きレイヤに、第２の２周連続コイルＣＢ１が巻回された２レイヤ波巻コイルが形成される。ここで、コイルが巻回される同一スロット内に配置される導体、例えば、スロット位置７のレイヤＬ１とレイヤＬ２の導体は、電流方向が同一であることが必要であるため、第１の２周連続コイルＣＡ１の入力点ａ２を電流入力点とすると、第２の２周連続コイルＣＢ１の入力点ｂ２は電流出力点となり、出力点ｂ１は電流入力点となる。これによって、図５（ａ）に示すように、同一スロットにおけるコイルの電流方向が同一となる。なお、第２の２周連続コイルＣＢ１の入力点ｂ２、出力点ｂ１は、連結領域ＥＡから６スロットピッチシフトした連結領域ＥＢに配置される。

そして、図５（ｂ）および図６に示すように、第１の２周連続コイルＣＡ１〜ＣＡ４と同様に、第２の２周連続コイルＣＢ１と同じ構成の第２の２周連続コイルＣＢ２〜ＣＢ４を外周方向（半径方向ＲＣＢ）に向けて順次配置する。すなわち、２レイヤ波巻コイルを外周方向に向けて４つ配置する。これによって、第２の２周連続コイルＣＢ１〜ＣＢ４の入力点ｂ２、ｂ４、ｂ６、ｂ８および出力点ｂ１、ｂ３、ｂ５、ｂ７は、連結領域ＥＢに集まり、半径方向ＲＣＢに沿ってそれぞれ直線的に配置される。

図７に示すように、上述した第１の２周連続コイルＣＡ１〜ＣＡ４および第２の２周連続コイルＣＢ１〜ＣＢ４を配置することによって、隣接する２スロットに８レイヤ（Ｌ１〜Ｌ８）分のコイルが、６スロットピッチ分、周方向ＲＴにシフトして密に配置される。

本実施の形態１では、図８に示すように、第１の２周連続コイルＣＡ１〜ＣＡ４では、出力点ａ７と入力点ａ６、出力点ａ５と入力点ａ４、出力点ａ３と入力点ａ２、をそれぞれ連結し、第２の２周連続コイルＣＢ１〜ＣＢ４では、出力点ｂ７と入力点ｂ６、出力点ｂ５と入力点ｂ４、出力点ｂ３と入力点ｂ２、をそれぞれ連結し、さらに、最内周の第１の２周連続コイルＣＡ１の出力点ａ１と最内周の第２の２周連続コイルＣＢ１の出力点ｂ１とを連結している。これによって、ここで、コイルが巻回される同一スロット内に配置される導体、例えば、スロット位置７のレイヤＬ１とレイヤＬ２の導体は、電流方向が同一となる。また、最外周の第１の２周連続コイルＣＡ４の入力点ａ８から入力される電流は、第１の２周連続コイルＣＡ１の出力点ａ１に達し、出力点ａ１と出力ｂ１との連結で、最内周の第２の２周連続コイルＣＢ１に折り返され、最外周の第２の２周連続コイルＣＢ４の入力点ｂ８から出力される。すなわち、第１の２周連続コイルＣＡ１〜ＣＡ４（ＣＡ）と第２の２周連続コイルＣＢ１〜ＣＢ４（ＣＢ）とは、１相分の１つの連続した波巻コイルを形成することになる。しかも、この場合、１相分の波巻コイルに対する電流入力点と電流出力点とが最外周側に配置されることになる。例えば、１相分の波巻コイルがＵ相である場合、電流入力点Ｕｉｎおよび電流出力点ＵＮは、各スロット３の最外周に配置されることになる。

そして、図７に示したＵ相１相分の波巻コイルと同様に、空きスロットに、Ｖ相１相分の波巻コイルおよびＷ相１相分の波巻コイルを周方向にそれぞれ２スロットピッチ、シフトして隣接配置することによって、シングルスター結線の３相コイルを生成することができる。すなわち、図８（ｂ）に示すように、Ｕ相１相分の波巻コイル３０Ｕ、Ｖ相１相分の波巻コイル３０Ｖ、Ｗ相１相分の波巻コイル３０Ｗが中性点Ｎでシングルスター結線されたコイルを生成することができる。図８（ｂ）において、電流入力点Ｕｉｎ、Ｖｉｎ、Ｗｉｎは、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相の給電点であり、電流出力点ＵＮ、ＶＮ、ＷＮは、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相の中性点接続点である。電流入力点Ｕｉｎ、Ｖｉｎ、Ｗｉｎおよび電流出力点ＵＮ、ＶＮ、ＷＮは、各スロット３の最外周に配置されるため、電流出力点ＵＮ、ＶＮ、ＷＮを接続するのみで３相コイルを生成することができる。

本実施の形態１では、図９に示すように、出力点ａ７と入力点ａ６、出力点ａ５と入力点ａ４、出力点ａ３と入力点ａ２、出力点ｂ７と入力点ｂ６、出力点ｂ５と入力点ｂ４、出力点ｂ３と入力点ｂ２、最内周の出力点ａ１と最内周の出力点ｂ１、の各連結に際し、松葉形状のセグメント導体４１、４２、４３、５１、５２、５３、６０Ｕを用いて連結している。ここで、セグメント導体１０は、時計回り方向ＣＷに６スロットピッチ延びる間に頂点部で１レイヤ分、外周側のレイヤにシフトするのに対し、セグメント導体４１、４２、４３、５１，５２，５３は、時計回り方向ＣＷに７スロットピッチ延びる間に頂点部で１レイヤ分、内周側にシフトする。また、セグメント導体４１、４２、４３、５１、５２、５３は、セグメント導体１０と同様に、周方向ＲＴに広がるように曲げられて先端が溶接される。したがって、第１の２周連続コイルＣＡ１〜ＣＡ４の連結及び第２の２周連続コイルＣＢ１〜ＣＢ４の連結に際してリード部側１ａでの溶接は不要となる。この結果、リード部側１ａのコイルエンドの高さを抑えることができる。なお、中性点Ｎを形成する電流出力点ＵＮ、ＶＮ、ＷＮは、三つ又のセグメント導体によって連結してもよい。

図１０は、回転電機ステータの外観を示す斜視図である。図１０に示すように、リード部側１ａのコイルエンド５ａでは、Ｕ相における第１の２周連続コイルＣＡと第２の２周連続コイルＣＢとの最内周での折り返しが松葉形状のセグメント導体６０Ｕによって連結されている。同様に、Ｖ相およびＷ相でも松葉形状のセグメント導体６０Ｖ、６０Ｗによって連結されている。

本実施の形態１では、図１０に示すように、リード部側１ａのコイルエンド５ａでは、溶接が不要となり、しかも最外周に電流入力点Ｕｉｎ、Ｖｉｎ、Ｗｉｎおよび電流出力点ＵＮ、ＶＮ、ＷＮが配置されるため、コイルエンド５ａの半径方向の外側で中性点N（電流出力点UＮ）の接続配線や電源（電流入力点Ｕｉｎ）への配線ができ、コイルエンド５ａの高さを抑えることができる。また、各相の中性点N（電流出力点ＵＮ、ＶＮ、ＷＮ）は、ステータコア１の外周に収める、あるいは外側の端子台等に収めることができる。

また、第１の２周連続コイルＣＡおよび第２の２周連続コイルＣＢは、内周側で最短のセグメント導体６０Ｕで連結され、第１の２周連続コイルＣＡ１〜ＣＡ４間、および第２の２周連続コイルＣＢ１〜ＣＢ４間も最短のセグメント導体４１〜４３、５１〜５３で連結されるため、コイル周長が短くなり、コイルの抵抗値を抑えることができる。

さらに、図１１に示すように、溶接や絶縁塗装を施すのは、反リード部側１ｂのコイルエンド５ｂのみとなるため、作業工程が簡素になるとともに絶縁品質を高めることができる。

なお、上述した実施の形態１では、環状のスロット３が４８個形成され、ロータの極数が８個として、第１の２周連続コイルＣＡと第２の２周連続コイルＣＢとを６スロットピッチ、シフトして形成したが、一般に、スロット数をＮｓとし、ロータの極数をＮｐとすると、第１の２周連続コイルＣＡと第２の２周連続コイルＣＢとは、（Ｎｓ／Ｎｐ）分のスロットピッチ、シフトすればよい。

［回転電機ステータ巻線の結線］
本実施の形態１では、図１１に示した反リード部側１ｂのコイルエンド５ｂにおけるセグメント導体間の結線を溶接ではなく、結線部分に銅管を嵌めた後、熱かしめ（ヒュージング）を行うことによって結線している。図１２は、本実施の形態１における回転電機ステータ巻線の製造方法を示すフローチャートである。図１２に示すように、まず、セグメント導体の接続端部に銅管を嵌める銅管外嵌工程を行う（ステップＳ１０１）。その後、接続端部と銅管とを熱かしめによって接続する熱かしめ工程を行う（ステップＳ１０２）。その後、銅管８０を含む接続端部７１ａ，７２ａに対して絶縁コートを施す絶縁コート工程を行って（ステップＳ１０３）、本処理を終了する。

具体的には、図１３（ａ）に示すように、セグメント導体７１の先端部分の接続端部７１ａとセグメント導体７２の先端部分の接続端部７２ａとを接続する場合、接続端部７１ａ，７２ａは長辺方向にずれて対角線上に配置されている。この状態では、接続端部７１ａ，７２ａは不安定な状態となっているため、図１３（ｂ）に示すように、接続端部７１ａ，７２ａの長辺内側が向かい合うように外側短辺側から押圧する。その後、この状態で、図１３（ｂ），（ｃ）に示すように、接続端部７１ａ，７２ａをねじり、接続端部７１ａ，７２ａが１つの接続端部として離合しないよう密接させる。

その後、図１４（ａ）に示すように、密着した接続端部７１ａ，７２ａに、先端部側から銅管８０を嵌めて接続端部７１ａ，７２ａの外周を覆う。その後、銅管８０を接続端部７１ａ，７２ａの外周部に圧しつつ電流を流し、接続端部７１ａ，７２ａの絶縁被覆を剥離し、その後、図１４（ｂ）に示すように、電流量を増大して接続端部７１ａ，７２ａおよび銅管８０を接合する熱かしめを行う。コイルエンド５ｂの接続端部７１ａ，７２ａに対する熱かしめが終了した後、コイルエンド５ｂ側の接続端子７１ａ，７２ａを絶縁剤に浸漬する等によって絶縁コートを行う。

なお、従来、溶接する場合には、絶縁被膜を完全に除去するために、８面面取りまたは、大目に４面面取りする必要があり、端末処理工数が増加する問題や、巻線抵抗の増加が課題であった。さらに、セグメントセット時の接続端子の位置ずれが溶接品質に大きく影響することから、均一な被膜剥離が要求され、巻数増加等接続点数が多くなることで、より生産性に大きく影響していた。

本実施の形態１では、接続端子７１ａ，７２ａに銅管８０を嵌めることによって接続端子７１ａ，７２ａの接触状態を安定化することができる。また、端末７１ａ，７２ａの高さが異なる場合であっても、接続端子７１ａ，７２ａに銅管８０を嵌めることによって銅管８０をガイド孔として端末７１ａ，７２ａの高さ調整を容易に行うことができる。すなわち、銅管８０を接続端子７１ａ，７２ａに嵌めることによって接続端子７１ａ，７２ａの接触状態を安定化でき、コイルエンド５ｂ上での接続端子７１ａ，７２ａおよび銅管８０の位置調整および成形を一体として容易に行うことができる。さらに、その後、熱かしめの処理を容易に行うことができる。その結果、接続端子７１ａ，７２ａの接続が容易になるとともに接続品質を高めることができる。なお、本実施の形態１では、銅管８０を接続端子７１ａ，７２ａに嵌めることによって高い位置精度を得ることができるので、接続端子７１ａ，７２ａの高い位置精度が要求される溶接接合を行う場合であっても溶接処理を容易に行うことができるとともに溶接品質を高めることができる。

また、従来の溶接等による接続端子７１ａ，７２ａの接合では、熱引き（放熱）のために絶縁被膜の剥離部分が必要となり、さらに溶接後に剥離部分の絶縁コートが必要となることから、コイルエンド５ｂの高さが増していたが、本実施の形態１では、接続端子７１ａ，７２ａに対して熱かしめを行うため、熱引きのための絶縁被膜の剥離部分が不要となり、コイルエンド５ｂの高さを抑えることができる。

なお、図１５に示すように、銅管８０と接続端部７１ａ，７２ａとの間に、ろう付け用の合金８１を配置して熱かしめを行うことが好ましい。この場合、熱かしめ時に、ろうが溶融して銅管８０と接続端部７１ａ，７２ａとの間に行き渡り、隙間をなくして接合を強固にすることができる。

また、図１６に示すように、接続端部７１ａ，７２ａの中央部分に窪み７３を設けておくことが好ましい。この窪み７３によって、接続端部７１ａ，７２ａの先端側が太くなっているため、銅管８０を接合した後、銅管８０の中央部分が細くなって銅管８０の抜けが抑止される。なお、熱かしめの品質を担保できるように、カッター等で絶縁被膜を剥離してもよい。この場合、接続端部７１ａ，７２ａの接合面の１面のみの剥離でもよいし、２面または４面の剥離でもよい。

（実施の形態２）
上述した実施の形態１では、銅管８０を接続端部７１ａ，７２ａに嵌めた後、熱かしめによって銅管８０と接続端部７１ａ，７２ａとを接合するようにしていた。この実施の形態２では、銅管８０を接続端部７１ａ，７２ａに銅管８０を嵌めた後、熱かしめではなく、機械的なかしめを行って銅管８０と接続端部７１ａ，７２ａとを接合するようにしている。

図１７は、本実施の形態２における回転電機ステータ巻線の製造方法を示すフローチャートである。図１７に示すように、まず、セグメント導体の接続端部７１ａ，７２ａに銅管８０を嵌める銅管外嵌工程（ステップＳ２０２）の前に、接続端部７１ａ，７２ａの絶縁被膜を除去する絶縁被膜除去工程を行う（ステップＳ２０１）。この絶縁被膜の除去は、例えばコイルエンド５ｂ側を絶縁被膜除去剤に浸漬することによって除去する。なお、機械的な絶縁被膜を除去してもよい。この場合、接続端部７１ａ，７２ａの接合面の１面のみの剥離でもよいし、２面または４面の剥離でもよい。その後、ステップＳ１０１と同様に、接続端部７１ａ，７２ａに銅管８０を嵌める（ステップＳ２０２）。その後、銅管８０が接続端部７１ａ，７２ａに嵌められた状態で、接続端子７１ａ，７２ａおよび銅管８０をかしめによって接合するかしめ工程を行う（ステップＳ２０３）。その後、銅管８０を含む接続端部７１ａ，７２ａに対して絶縁コートを施す絶縁コート工程を行って（ステップＳ２０４）、本処理を終了する。

具体的な銅管外嵌工程は、実施の形態１と同様に、銅管８０を接続端部７１ａ，７２ａに嵌める。かしめ工程は、例えば、接続端部７１ａ，７２ａの両端を長辺部側からかしめ、その後、短辺側をかしめる。その結果、図１４と同様なかしめ状態が得られる。本実施の形態２では、接続端部７１ａ，７２ａの絶縁被膜が除去されているため、機械的なかしめのみによって接続端部７１ａ，７２ａおよび銅管８０を導通状態で接合することができる。

本実施の形態２でも、接続端子７１ａ，７２ａに銅管８０を嵌めることによって接続端子７１ａ，７２ａの接触状態を安定化することができる。また、端末７１ａ，７２ａの高さが異なる場合であっても、接続端子７１ａ，７２ａに銅管８０を嵌めることによって銅管８０をガイド孔として端末７１ａ，７２ａの高さ調整を容易に行うことができる。すなわち、銅管８０を接続端子７１ａ，７２ａに嵌めることによって接続端子７１ａ，７２ａの接触状態を安定化でき、コイルエンド５ｂ上での接続端子７１ａ，７２ａおよび銅管８０の位置調整および成形を一体として容易に行うことができる。さらに、その後、機械的なかしめの処理を容易に行うことができる。その結果、接続端子７１ａ，７２ａの接続が容易になるとともに接続品質を高めることができる。なお、本実施の形態２でも、銅管８０を接続端子７１ａ，７２ａに嵌めることによって高い位置精度を得ることができるので、接続端子７１ａ，７２ａの高い位置精度が要求される溶接接合を行う場合であっても溶接処理を容易に行うことができるとともに溶接品質を高めることができる。

また、従来の溶接等による接続端子７１ａ，７２ａの接合では、熱引き（放熱）のために絶縁被膜の剥離部分が必要となり、さらに溶接後に剥離部分の絶縁コートが必要となることから、コイルエンド５ｂの高さが増していたが、本実施の形態２でも、接続端子７１ａ，７２ａに対して熱かしめを行うため、熱引きのための絶縁被膜の剥離部分が不要となり、コイルエンド５ｂの高さを抑えることができる。

なお、図１６に示した実施の形態１と同様に、接続端部７１ａ，７２ａの中央部分に窪み７３を設けておくことが好ましい。この窪み７３によって、接続端部７１ａ，７２ａの先端側が太くなっているため、銅管８０を接合した後、銅管８０の中央部分が細くなって銅管８０の抜けが抑止される。

ところで、上述した実施の形態１，２では、図１３に示したように、接続端部７１ａ，７２ａにねじりを加えて接続端部７１ａ，７２ａを密接させていたが、このねじり処理を加えなくてもよい。例えば、図１８（ａ）に示すように、接続端部７１ａ，７２ａが長辺方向にずれて対角線上に配置された状態で銅管８０を接続端部７１ａ，７２ａに嵌め、その後、接続端部７１ａ，７２ａの短辺方向からかしめ（矢印Ａ１，Ａ２）を行うことによって、図１８（ｂ）に示したように、接続端部７１ａ，７２ａの内側長辺側を対向させて揃える。その後、接続端部７１ａ，７２ａの長辺方向からかしめ（矢印Ｂ１，Ｂ２）を行うことによって、図１８（ｃ）に示すように、接続端子７１ａ，７２ａを密着接合する。

また、上述した実施の形態１，２では、銅管８０を、断面が同一の円形あるいは同一の楕円形状であることを前提として説明したが、これに限らず、接続端部７１ａ，７２ａの接触状態に対応した最小形状の筒であってもよい。

さらに、図１９に示すように、銅管８０の嵌め込み方向先端の開口８２の面積を大きくし、銅管８０の嵌め込み後端の開口８３の面積を小さくするようにしてもよい。この場合、銅管８０の嵌め込みが容易になる。特に、図１８（ａ）に示した接続端部７１ａ，７２ａの状態であっても銅管８０の嵌め込みが容易になる。さらに、銅管８０に対する接続端部７１ａ，７２ａの挿入に伴って接続端部７１ａ，７２ａの接触状態が密着するので、熱かしめ、あるいはかしめを容易に行うことができる。図１９（ａ）に示した銅管８０では、嵌め込み方向先端および嵌め込み方向後端の断面をともに円形あるいは楕円としている。

また、図２０に示すように、銅管８０の断面を同一形状として、嵌め込み方向先端を銅管８０の軸方向に対して斜めに切断し、嵌め込み方向先端の開口８４を楕円形状にして、嵌め込み方向先端の開口８４の面積を嵌め込み方向後端の開口８３の面積に比して大きくするようにしている。これによって、接続端部７１ａ，７２ａの銅管８０への挿入が容易になる。

なお、上述した実施の形態では、シングルスター結線を前提として説明したが、これに限らず、ダブルスター結線、トリプルスター結線等、結線数に限定されず適用可能である。

１ ステータコア
２ ティース
３ スロット
１ａ リード部側
１ｂ 反リード部側
５ａ，５ｂ コイルエンド
１０，２１，２１ａ，２１ｂ，２２〜２８，４１〜４３，５１〜５３，６０Ｕ，６０Ｖ，６０Ｗ，７１，７２ セグメント導体
２３ｔ、２７ｔ 頂点部
７１ａ，７２ａ 接続端部
７３ 窪み
８０ 銅管
８１ 合金
８２，８３，８４ 開口
ａ１，ａ３，ａ５，ａ７，ａ９，ａ１１，ａ１３，ｂ１，ｂ３，ｂ５，ｂ７，ｂ９，ｂ１１，ｂ１３ 出力点
ａ２，ａ４，ａ６，ａ８，ａ１０，ａ１２，ａ１４，ｂ２，ｂ４，ｂ６，ｂ８，ｂ１０，ｂ１２，ｂ１４ 入力点
ＣＡ、ＣＡ１〜ＣＡ４ 第１の２周連続コイル
ＣＢ、ＣＢ１〜ＣＢ４ 第２の２周連続コイル
ＣＷ 時計回り方向
ＥＡ，ＥＢ 連結領域
Ｌ１〜Ｌ１４ レイヤ
Ｎ 中性点
ＲＴ 周方向
ＲＣＡ，ＲＣＢ 半径方向
Ｔ２１〜Ｔ２８ 溶接部

Claims (8)

1. 周方向に複数のティースと複数のスロットとが交互に環状に形成されたステータコアに所定スロットピッチで波巻されたコイルを、リード部側から前記スロットに松葉形状のセグメント導体を挿入し、反リード部側で前記セグメント導体の端部を隣接する他のセグメント導体の端部とを順次接続して生成する回転電機ステータ巻線の製造方法であって、
   前記セグメント導体の接続端部に銅管を嵌める銅管外嵌工程と、
   前記接続端部に対して前記銅管により熱かしめを行う熱かしめ工程と、
   前記銅管を含めた接続端部を絶縁コートする絶縁コート工程と、
   を含むことを特徴とする回転電機ステータ巻線の製造方法。
2. 前記熱かしめ工程は、前記接続端部と前記銅管との間に、ろう付け用の合金を配置して熱かしめを行うことを特徴とする請求項１に記載の回転電機ステータ巻線の製造方法。
3. 周方向に複数のティースと複数のスロットとが交互に環状に形成されたステータコアに所定スロットピッチで波巻されたコイルを、リード部側から前記スロットに松葉形状のセグメント導体を挿入し、反リード部側で前記セグメント導体の端部を隣接する他のセグメント導体の端部とを順次接続して生成する回転電機ステータ巻線の製造方法であって、
   前記セグメント導体の接続端部の絶縁被膜を除去する絶縁被膜除去工程と、
   前記接続端部に銅管を嵌める銅管外嵌工程と、
   前記接続端部に対して前記銅管によりかしめを行うかしめ工程と、
   前記銅管を含めた接続端部を絶縁コートする絶縁コート工程と、
   を含むことを特徴とする回転電機ステータ巻線の製造方法。
4. 前記接続端部の中央部分に窪みを形成し、前記接続端部の最端部を太くする窪み形成工程をさらに含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の回転電機ステータ巻線の製造方法。
5. 前記セグメント導体は平角線であり、
   前記銅管挿入工程は、前記接続端部を形成する１対のセグメント導体の各端部が、長辺方向にずれて対角線上に配置された状態で、各端部の長辺内側が向かい合うようにずらした後、各端部をねじり、このねじり状態で前記銅管を嵌めることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の回転電機ステータ巻線の製造方法。
6. 前記銅管は、断面が楕円形状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の回転電機ステータ巻線の製造方法。
7. 前記銅管は、前記接続端部への嵌め込み方向先端側の開口が楕円形状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の回転電機ステータ巻線の製造方法。
8. 前記銅管は、前記接続端部への嵌め込み方向先端側の開口が傾斜して楕円形状となっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の回転電機ステータ巻線の製造方法。

Images