JP3676707B2 - 車両用交流発電機の固定子およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば内燃機関により駆動される交流発電機の固定子に関し、特に、乗用車、トラック等の乗り物に搭載される車両用交流発電機の固定子の固定子巻線構造およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両用交流発電機においては、小型高出力が益々求められてきている。そして、車両用交流発電機の小型高出力を実現するためには、固定子の磁気回路内に納める電気導体の占積率の向上、さらには固定子巻線の渡り部（固定子鉄心外の渡り部をコイルエンドと呼ぶ）の整列化および高密度化が必要となる。
このような状況を鑑み、固定子巻線の電気導体に短尺の導体セグメントを用いて電気導体の占積率向上や、コイルエンドの整列化および高密度化を図る構造が、例えばＷＯ９８／５４８２３号公報に提案されている。
【０００３】
ＷＯ９８／５４８２３号公報には、長方形の断面形状を有するＵ字状の複数の導体セグメントを固定子鉄心の一方の端面側から挿入した後、反挿入側の端部同士を接合することにより固定子巻線が巻装された固定子が開示されている。この固定子は、長方形の断面形状を有する導体セグメントを用いていることから、導体セグメントをスロット内に隙間なく収納でき、占積率の向上が図られる。さらに、連続した導体線を環状に巻回して形成された環状巻線ユニットを星形に成形して作製された星形巻線ユニットを固定子鉄心に巻装して構成された一般的な従来の固定子に比べて、コイルエンドが規則的に配置された固定子巻線を形成しやすいという特徴がある。即ち、固定子巻線のコイルエンドの整列化および高密度化が図られる。
【０００４】
しかしながら、ＷＯ９８／５４８２３号公報に記載された固定子では、長方形の断面形状を有する短尺の導体線をその中央部分で折り曲げてＵ字状に成形して導体セグメントを作製することになる。この折り曲げ工程において、長方形断面を有する導体線の折り曲げ部に大きなストレスが生じ、導体セグメントに被覆されている絶縁被膜が損傷し、絶縁性を悪化させることになる。
そこで、長方形の断面形状を有する短尺の導体線の中央部分のみを円形の断面形状に成形し、折り曲げ時に折り曲げ部に生じるストレスを低減させて、絶縁被膜の損傷を抑えようとする試みが、例えば特開２０００−２９９９４９号公報等に提案されている。
【０００５】
図２６は例えば特開２０００−２９９９４９号公報に記載された従来の車両用交流発電機の固定子の要部を示す断面図、図２７は図２６における固定子の固定子巻線を構成する導体セグメントを示す斜視図である。
図２６において、固定子鉄心２のスロット２ａに巻装された固定子巻線は、複数の電気導体により構成され、各スロット２ａ内には、４本の電気導体が収納され、インシュレータ３が４本の電気導体を囲繞するように配設されている。各スロット２ａにおいては、４本の電気導体は、スロット内に径方向の内側から第１番地、第２番地、第３番地および第４番地の順で一列に配列されている。
【０００６】
そして、一のスロット２ａの第１番地の電気導体４ａは、固定子鉄心２の時計回り方向に１磁極ピッチ離れた他のスロット２ａ内の第４番地の電気導体４ｂと対をなしている。同様に、一のスロット２ａの第２番地の電気導体５ａは、固定子鉄心２の時計回り方向に１磁極ピッチ離れた他のスロット２ａ内の第３番地の電気導体５ｂと対をなしている。これらの対をなす電気導体は、固定子鉄心２の軸方向の一方の端面側において、連続線を用いることにより後述するターン部４ｃ、５ｃを経由することで接続される。
従って、固定子鉄心２の一方の端面側においては、第３番地の電気導体５ｂと第２番地の電気導体５ａとを接続する連続線を、第４番地の電気導体４ｂと第１番地の電気導体４ａとを接続する連続線が囲むことになる。つまり、固定子鉄心２の一方の端面側においては、ターン部５ｃがターン部４ｃにより囲まれる。このように、固定子鉄心２の一方の端面側においては、ターン部４ｃ、５ｃが２層となって周方向に配列されてコイルエンド群を構成している。
【０００７】
一方、一のスロット２ａの第２番地の電気導体５ａは、固定子鉄心２の時計回り方向に１磁極ピッチ離れた他のスロット２ａ内の第１番地の電気導体４ａと対をなしている。同様に、一のスロット２ａの第４番地の電気導体４ｂは、固定子鉄心２の時計回り方向に１磁極ピッチ離れた他のスロット２ａ内の第３番地の電気導体５ｂと対をなしている。これらの対をなす電気導体は、固定子鉄心２の軸方向の他方の端面側において、接合により接続される。
従って、固定子鉄心２の他方の端面側においては、第４番地の電気導体４ｂと第３番地の電気導体５ｂとを接続する外側接合部と、第１番地の電気導体４ａと第２番地の電気導体５ａとを接続する内側接合部とが、径方向および周方向に互いにずれた状態で配列されている。このように、固定子鉄心２の他方の端面側においては、外側接合部と内側接合部とが径方向に１列となって、周方向に２列に配列されてコイルエンド群を構成している。
【０００８】
さらに、図２７に示されるように、第１番地の電気導体４ａと第４番地の電気導体４ｂとが、短尺の導体線をＵ字状に成形してなる大セグメント４により提供され、第２番地の電気導体５ａと第３番地の電気導体５ｂとが、短尺の導体線をＵ字状に成形してなる小セグメント５により提供される。各セグメント４、５は、スロット２ａ内に収納されて軸方向に延びる部分を備えるとともに、軸方向に対して所定角度傾斜して延びる斜行部４ｆ、４ｇ、５ｆ、５ｇ、さらに斜行部４ｆ、４ｇ、５ｆ、５ｇを接続するターン部４ｃ、５ｃを備える。そして、斜行部４ｆ、４ｇ、５ｆ、５ｇおよびターン部４ｃ、５ｃにより固定子鉄心２から軸方向の一方の端面に突出するコイルエンドが形成されている。
【０００９】
また、固定子鉄心２の他方の端面側においては、大セグメント４の延出端側が互いに離反する方向に曲げられ、小セグメント５の延出端側が互いに接近する方向に折り曲げられている。そして、大セグメント４の端部４ｄと小セグメント５の端部５ｄとが溶接により接合されて内側接合部を形成し、大セグメント４の端部４ｅと小セグメント５の端部５ｅとが溶接により接合されて外側接合部を形成している。このように、斜行部４ｈ、４ｉ、５ｈ、５ｉ、端部４ｄ、５ｄの内側接合部および端部４ｅ、５ｅの外側接合部により固定子鉄心２から軸方向の他方の端面に突出するコイルエンドが形成されている。
【００１０】
なお、大セグメント４および小セグメント５は、長方形断面（扁平断面）を有する短尺な導体線の中央部分を円形断面に塑性変形し、ついで略Ｕ字状に折り曲げ成形されたもので、ターン部４ｃ、５ｃのみが円形断面に形成され、それ以外の部分が長方形断面に形成されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ＷＯ９８／５４８２３号公報に記載された従来の固定子においては、導体セグメントが扁平な断面形状を有しているので、電気導体の占積率向上、さらにはコイルエンドの整列化および高密度化を図ることができ、車両用交流発電機の小型高出力を実現することができるが、扁平な断面形状の短尺な導体線をＵ字状に折り曲げる際に折り曲げ部に大きなストレスが生じ、折り曲げ部に被覆されている絶縁被膜が損傷してしまい、絶縁性が悪化してしまうという課題があった。さらに、固定子巻線の組立時、あるいは固定子を搭載した実機の運転中に発生する振動により、コイルエンド同士が互いに干渉した場合、導体セグメントの角部同士あるいは角部と平坦面とが擦れあい、絶縁被膜の損傷を発生させ、絶縁性が悪化してしまうという課題もあった。
【００１２】
また、特開２０００−２９９９４９号公報記載された従来の固定子においては、ターン部４ｃ、５ｃのみが円形断面に形成され、それ以外の部分が長方形断面に形成されている大セグメント４および小セグメント５を用いて固定子巻線を構成しているので、短尺な導体線をＵ字状に折り曲げる際にターン部４ｃ、５ｃに生じるストレスが少なくなり、ターン部４ｃ、５ｃに被覆されている絶縁被膜の損傷の発生が抑えられる。しかしながら、斜行部４ｆ、４ｇ、５ｆ、５ｇが扁平な断面形状に形成されているので、固定子巻線の組立時、あるいは固定子を搭載した実機の運転中に発生する振動により、斜行部４ｆ、４ｇ、５ｆ、５ｇ同士が互いに干渉した場合、斜行部の角部同士あるいは角部と平坦面とが擦れあい、絶縁被膜の損傷を発生させ、絶縁性が悪化してしまうという課題があった。
【００１３】
この発明は、上記の課題を解消するためになされたもので、導体線のスロットに収納される部分を扁平な断面形状に形成し、かつ、斜行部とターン部とからなるコイルエンドを円形な断面形状に形成し、車両用交流発電機の小型高出力を実現できるとともに、絶縁性を向上できる車両用交流発電機の固定子およびその製造方法を得ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る車両用交流発電機の固定子は、複数のスロットが形成された固定子鉄心と、絶縁被膜が被覆された導体線を上記スロットに巻装して形成された固定子巻線とを有する車両用交流発電機の固定子において、
上記固定子巻線は、上記複数のスロットに２ｎ本（ｎ：整数）づつ収納され、それぞれ扁平な断面形状に形成され、平坦面を該スロットの側壁面に密接させて各スロット内にスロット深さ方向に１列に並んで配列されたスロット収納部と、所定スロット数離れたスロット対のそれぞれにおいて、上記固定子鉄心の軸方向の第１端面側で、両スロット内のスロット深さ方向に関して異なる番地に収納されている上記スロット収納部を非扁平な断面を有する連続導体線により直列に接続するｎ本の第１コイルエンドと、上記所定スロット数離れたスロット対のそれぞれにおいて、上記固定子鉄心の軸方向の第２端面側で、上記両スロット内のスロット深さ方向に関して異なる番地に収納されている上記スロット収納部を直列接続するｎ本の第２コイルエンドとを備え、
上記固定子鉄心の第１端面側で上記両スロット内のスロット深さ方向に関して異なる番地に収納されている上記スロット収納部を直列に接続するｎ本の上記第１コイルエンドが周方向に１スロットピッチで配列されて第１コイルエンド群を構成し、上記固定子鉄心の第２端面側で上記両スロット内のスロット深さ方向に関して異なる番地に収納されている上記スロット収納部を直列に接続するｎ本の上記第２コイルエンドが周方向に１スロットピッチで配列されて第２コイルエンド群を構成しているものである。
【００１５】
また、上記第２コイルエンドが非扁平な断面を有する連続導体線により形成さているものである。
【００１６】
また、上記非扁平な断面を有するコイルエンドの断面積が上記スロット収納部の断面積より大きいものである。
【００１７】
また、上記スロット内の最外番地に収納されている上記スロット収納部は、径方向の外側の角部の曲率半径が径方向の内側の角部の曲率半径より大きい断面形状に形成されているものである。
【００１８】
また、上記スロット内の最内番地に収納されている上記スロット収納部は、径方向の内側の角部の曲率半径が径方向の外側の角部の曲率半径より大きい断面形状に形成されているものである。
【００１９】
また、上記スロット収納部は、上記スロットの側壁面に密接する上記平坦面の絶縁被膜が径方向の外側および内側の部位の絶縁被膜より薄く形成されているものである。
【００２０】
また、上記スロット収納部は、絶縁被膜が２層に被覆されているものである。
【００２１】
また、上記絶縁被膜は密着性強化樹脂からなる下層絶縁被膜と、耐熱性樹脂から成る上層絶縁被膜とから構成されているものである。
【００２２】
また、上記第１および第２コイルエンド群は、上記第１および第２のコイルエンドが、上記スロット収納部からの立ち上がり部と頂部との間に位置する上記固定子鉄心の軸方向に対して傾斜する斜行部を周方向に接触させて配列されて構成されているものである。
【００２３】
また、上記スロット収納部が非扁平の断面を有するコイルエンドにおける上記固定子鉄心の軸方向に対して傾斜する上記スロット収納部からの立ち上がり部と頂部との間に位置する斜行部より高い硬度を有するように形成されているものである。
【００２４】
また、上記第１および第２コイルエンド群の一方から延出する上記固定子巻線の口出し線が円形断面を有するように形成されているものである。
【００２５】
また、直線部が連結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連結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、絶縁被膜が被覆された非扁平な断面形状を有する２本の導体線を、互いに上記所定スロットピッチずらして該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て構成された帯状の巻線ユニットを作製する工程と、上記巻線ユニットの直線部を扁平な断面形状にプレス成形して巻線アッセンブリを作製する工程と、
上記巻線アッセンブリの直線部を直方体の積層鉄心のスロットにスロット開口側から挿入して該巻線アッセンブリを該積層鉄心に装着する工程と、
上記巻線アセンブリが装着された上記積層鉄心を環状に曲げ、該積層鉄心の端面同士を突き合わせ、該積層鉄心の端面同士を溶接一体化する工程とを備えたものである。
【００２６】
また、上記巻線アッセンブリの作製工程において、上記直線部の幅以上の溝幅を有する第１プレス溝と、上記直線部の幅より狭い溝幅を有し、第１プレス溝に連続して溝深さ方向に延設された第２プレス溝とを備えた金型を用い、上記巻線ユニットの直線部を上記第１プレス溝内に収納した後、上記第１プレス溝側から該直線部を押圧して該直線部を上記第２プレス溝内に圧入し、該直線部を扁平な断面形状に変形させるものである。
【００２７】
また、上記積層鉄心に装着されている上記巻線アッセンブリにおいて、上記スロット内のスロット深さ方向の最深位置に収納されている上記直線部は、スロット底部側の角部の曲率半径がスロット開口側の角部の曲率半径より大きい断面形状に形成されているものである。
【００２８】
また、上記積層鉄心に装着されている上記巻線アッセンブリにおいて、上記スロット内のスロット深さ方向の最浅位置に収納されている上記直線部は、スロット開口側の角部の曲率半径がスロット底部側の角部の曲率半径より大きい断面形状に形成されているものである。
【００２９】
また、上記巻線アッセンブリの作製工程において、上記巻線ユニットの全ての直線部を一括してプレス成形するようにしたものである。
【００３０】
また、上記巻線アッセンブリの作製工程において、複数の上記巻線ユニットの全ての直線部を一括してプレス成形するようにしたものである。
【００３１】
また、上記巻線アッセンブリの直線部に第２絶縁被膜を塗布形成する工程を有するものである。
【００３２】
また、上記絶縁被膜が密着性強化樹脂であり、上記第２絶縁被膜が耐熱性樹脂である。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図について説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の固定子の要部を軸方向の第１端面側から見た斜視図、図２はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の固定子の要部を軸方向の第２端面側から見た斜視図、図３はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される導体セグメントを示す斜視図、図４は図３に示される導体セグメントを形成する方法を説明するための斜視図、図５はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の固定子の固定子鉄心に導体セグメントを装着する方法を説明するための斜視図、図６はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の固定子の製造方法を説明する工程図、図７はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の固定子における固定子鉄心のスロット内の導体セグメントの配置を説明する図、図８はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線における１相分の巻線の結線状態を説明する端面図である。なお、図８において、実線は固定子鉄心の第１端面側の結線状態を示し、点線は固定子鉄心の第２端面側の結線状態を示し、黒丸は接合部を示し、１、７、１３・・・９１はスロット番号を示している。
【００３４】
各図において、固定子１０は、固定子鉄心１１と、固定子鉄心１１に巻装された固定子巻線１２と、固定子鉄心１１の各スロット１１ａ内に装着されたインシュレータ１３とから構成されている。
【００３５】
固定子鉄心１１は、円筒状に成形された積層鉄心で作製され、軸方向に延びるスロット１１ａが、内周側に開口するように、周方向に所定ピッチで複数形成されている。ここでは、固定子１０は、１６極の磁極数の回転子を有する交流発電機に適用されるもので、９６個のスロット１１ａが固定子鉄心１１に形成されている。即ち、スロット１１ａは毎極毎相当たり２個の割合で形成されている。この場合、６スロットピッチが１磁極ピッチに相当している。
【００３６】
固定子巻線１２は、Ｕ字状に成形された多数の導体セグメント１５が６スロット離れたスロット１１ａの各対に固定子鉄心１１の軸方向の第１端面側から２本づつ挿入され、固定子鉄心１１の軸方向の第２端面側に延出する導体セグメント１５の端部同士を接合して波巻きに形成された複数の巻線から構成されている。
導体セグメント１５は、一対の直線部１６が連結部１７により連結された略Ｕ字状に成形されている。そして、直線部１６は長方形断面を有し、連結部１７は円形断面を有している。
なお、各スロット１１ａには、４本の導体セグメント１５のスロット収納部が径方向の内側から第１番地、第２番地、第３番地および第４番地の順で一列に配列されている。
【００３７】
つぎに、固定子１０の製造方法について説明する。
まず、図４に示されるように、プレス治具２０を用いて絶縁被膜１４が被覆された長方形断面を有する短尺な銅線材２１の中央部をプレスして円形断面に変形する。ついで、銅線材２１の中央部を折り曲げて、図３に示される導体セグメント１５が作製される。
【００３８】
ついで、図５および図６の（ａ）に示されるように、導体セグメント１５が固定子鉄心１１の軸方向の第１端面側から６スロット（１磁極ピッチ）離れたスロット１１ａの各対に２本づつ挿入される。これにより、図７に示されるように、導体セグメント１５の直線部１６のスロット収納部１６ａが、長方形断面の長手方向を径方向に一致させて各スロット１１ａ内に１列に並んで収納されている。なお、図７では、インシュレータ１３が図示されていないが、各スロット収納部１６ａはインシュレータ１３を介してスロット１１ａの側壁面に密接している。
【００３９】
導体セグメント１５の直線部１６の先端側は、図６の（ｂ）に示されるように、各スロット１１ａから固定子鉄心１１の第２端面側に延出している。そして、固定子鉄心１１の第２端面側に延出する各導体セグメント１５の直線部１６の先端側が、互いに離反するように周方向に曲げられる。
【００４０】
ついで、図８に示されるように、スロット番号が１番、７番、・・・、９１番のスロット群において、ｍ番のスロット１１ａの２番地から延出する導体セグメント１５の端部１６ｃと（ｍ＋６）番のスロット１１ａの１番地から延出する導体セグメント１５の端部１６ｃとが径方向に重ねられてＴＩＧ溶接により接合され、２つの１ターンの波巻き巻線が作製される。同様に、ｍ番のスロット１１ａの４番地から延出する導体セグメント１５の端部１６ｃと（ｍ＋６）番のスロット１１ａの３番地から延出する導体セグメント１５の端部１６ｃとが径方向に重ねられてＴＩＧ溶接により接合され、２つの１ターンの波巻き巻線が作製される。
【００４１】
ついで、５５番と６１番とのスロット１１ａの対に挿入されている２つの導体セグメント１５の連結部１７を切断し、６１番と６７番とのスロット１１ａの対に挿入されている２つの導体セグメント１５の連結部１７を切断する。そして、５５番のスロット１１ａの１番地から延出する導体セグメント１５の切断端と６１番のスロット１１ａの４番地から延出する導体セグメント１５の切断端とがＴＩＧ溶接により接合され、５５番のスロット１１ａの３番地から延出する導体セグメント１５の切断端と６７番のスロット１１ａの４番地から延出する導体セグメント１５の切断端とがＴＩＧ溶接により接合され、６１番のスロット１１ａの１番地から延出する導体セグメント１５の切断端と６１番のスロット１１ａの２番地から延出する導体セグメント１５の切断端とがＴＩＧ溶接により接合される。これにより、４つの１ターンの波巻き巻線を直列に接続した１相分の巻線が得られる。そして、６７番のスロット１１ａの２番地から延出する導体セグメント１５の切断端と６１番のスロット１１ａの３番地から延出する導体セグメント１５の切断端とが、それぞれ１相分の巻線の口出し線（Ｏ）および中性点（Ｎ）となる。
【００４２】
そして、図示していないが、スロット番号が２番、８番、・・・、９２番のスロット群、スロット番号が３番、９番、・・・、９３番のスロット群、スロット番号が４番、１０番、・・・、９４番のスロット群、スロット番号が５番、１１番、・・・、９５番のスロット群およびスロット番号が６番、１２番、・・・、９６番のスロット群にそれぞれ装着された導体セグメント１５が同様に結線されて、６相分の巻線を作製する。
さらに、スロット番号が１番、７番、・・・、９１番のスロット群に巻装された巻線と、スロット番号が３番、９番、・・・、９３番のスロット群に巻装された巻線と、スロット番号が５番、１１番、・・・、９５番のスロット群に巻装された巻線とが中性点Ｎ同士を接合してＹ結線（交流結線）され、スロット番号が２番、８番、・・・、９２番のスロット群に巻装された巻線と、スロット番号が４番、１０番、・・・、９４番のスロット群に巻装された巻線と、スロット番号が６番、１２番、・・・、９６番のスロット群に巻装された巻線とが同様にＹ結線され、２組の３相交流巻線を作製し、図１、図２および図６の（ｃ）に示されるように、固定子１０が得られる。なお、この２組の３相交流巻線が固定子巻線１２を構成している。
【００４３】
このように構成された固定子巻線１２は、長方形断面を有するスロット収納部１６ａがその平坦面を各スロット１１ａの側壁面にインシュレータ１３を介して密接させて各スロット１１ａ内にスロット深さ方向に１列に並んで配列されている。
【００４４】
そして、６スロット数離れたスロット１１ａの対のそれぞれにおいて、固定子鉄心１１の軸方向の第１端面側で、両スロット１１ａ内の１番地と２番地とに収納されているスロット収納部１６ａが円形断面を有する連結部１７により直列に接続され、両スロット１１ａ内の３番地と４番地とに収納されているスロット収納部１６ａが円形断面を有する連結部１７により直列に接続されている。ここで、連結部１７は、ターン部１７ａと、各スロット収納部１６ａとターン部１７ａとを接続する一対の斜行部１７ｂとから構成され、第１コイルエンドとなる。そして、２つの第１コイルエンドが１スロットピッチで周方向に配列されて、第１コイルエンド群１２ａを構成している。これにより、第１コイルエンドは、径方向および周方向に互いに離間して周方向に整列されて配列されている。
【００４５】
同様に、６スロット数離れたスロット１１ａの対のそれぞれにおいて、固定子鉄心１１の軸方向の第２端面側で、両スロット１１ａ内の２番地と１番地とに収納されているスロット収納部１６ａが直線部１６の延出側同士を接合して直列に接続され、両スロット１１ａ内の４番地と３番地とに収納されているスロット収納部１６ａが直線部１６の延出側同士を接合して直列に接続されている。ここで、直線部１６の延出側同士を接合してなる第２コイルエンドは、直線部１６の端部１６ｃ同士を接合する接合部１８と、各スロット収納部１６ａと接合部１８とを接続する一対の斜行部１６ｂとから構成されている。そして、この２つの第２コイルエンドが１スロットピッチで周方向に配列されて第２コイルエンド群１２ｂを構成している。これにより、第２コイルエンドは、径方向および周方向に互いに離間して周方向に整列されて配列されている。
【００４６】
このように、この実施の形態１によれば、導体セグメント１５のスロット収納部１６ａが長方形断面に形成されているので、スロット１１ａ内の導体の占積率を大きくできる。また、固定子鉄心１１の両端側で、６スロット離れたスロット１１ａ内の異なる番地に収納されているスロット収納部１６ａをそれぞれ２つの第１および第２コイルエンドで直列に接続し、２つの第１および第２コイルエンドを１スロットピッチで周方向に配列して第１および第２コイルエンド群１２ａ、１２ｂを構成しているので、第１および第２コイルエンド群１２ａ、１２ｂの整列化および高密度化が図られる。その結果、小型高出力化を実現できる固定子が得られる。
【００４７】
また、第１コイルエンドに相当する連結部１７が円形断面に形成されているので、銅線材２１をＵ字状に折り曲げる際に連結部１７のターン部１７ａ（折り曲げ部）に生じるストレスが少なくなり、ターン部１７ａに被覆されている絶縁被膜１４の損傷が抑えられ、絶縁性を向上させることができる。
また、連結部１７が円形断面に形成されているので、固定子巻線１２の組立時、あるいは固定子１０を搭載した実機の運転中に発生する振動により、連結部１７（第１コイルエンド）同士が互いに干渉しても、絶縁被膜１４の損傷が抑えられ、絶縁性を向上させることができる。
また、固定子巻線１２の口出し線Ｏや中性点Ｎが円形断面に形成されているので、絶縁被膜１４の除去が簡易となる。そこで、固定子１０を交流発電機に実装する際に、固定子１０の口出し線Ｏと整流器との接続が簡易に、確実に行えるようになる。
【００４８】
なお、上記実施の形態１では、波巻き巻線で構成された固定子巻線１２を用いて説明しているが、重ね巻き巻線で構成された固定子巻線に適用しても同様の効果が得られる。
また、上記実施の形態１では、導体セグメント１５を６スロット離れたスロット１１ａの対に２本づつ挿入するものとして説明しているが、６スロット離れたスロット１１ａの対に挿入される導体セグメント１５の本数はこれに限定されるものではなく、１本でも、３本以上でもよい。但し、スロット１１ａ内に収納されるスロット収納部１６ａの本数は偶数となる。
また、上記実施の形態１では、導体セグメント１５を６スロット離れたスロット１１ａの対に挿入するものとして説明しているが、これ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が１の場合には、導体セグメント１５は３スロット離れたスロット１１ａの対に挿入されることになる。
また、上記実施の形態１では、銅線材２１の中央部を１本づつプレス治具２０により円形断面に変形するものとしているが、多数本の銅線材２１の中央部を一括してプレス治具２０により円形断面に変形するようにしてもよい。この場合、製造工程が簡略化され、製造時間を短縮することができる。
【００４９】
実施の形態２．
この実施の形態２では、導体セグメント１５と異形導体セグメント２２とを組み合わせて固定子巻線を構成している。そして、各相の巻線を構成する４つの波巻き巻線を直列に接続する箇所に異形導体セグメント２２を用いている。この異形導体セグメント２２は、図９に示されるように、絶縁被膜１４が被覆された長方形断面を有する短尺の銅線材の一端側をプレス治具２０を用いてプレスし、円形断面に変形して作製されている。
【００５０】
ここで、図８を参照しつつ説明すれば、異形導体セグメント２２は、５５番のスロット１１ａの１番地および３番地、６１番のスロット１１ａの１番地から４番地、さらに６７番のスロット１１ａの２番地および４番地にそれぞれ装着される。そして、各異形導体セグメント２２は、スロット１１ａに挿入された後、図９に矢印で示されるように曲げられる。また、他のスロット１１ａの対には、導体セグメント１５が上記実施の形態１と同様に挿入されている。なお、異形導体セグメント２２は、矩形断面部２３の先端側が曲げられて導体セグメント１５の斜行部１６ｂおよび端部１６ｃと同等の斜行部２３ｂおよび端部２３ｃを有し、矩形断面部２３の残部がスロット収納部２３ａとなる。そして、円形断面部２４は導体セグメント１５の連結部１７と干渉しないように曲げられている。
【００５１】
そして、第２端面側において、５５番のスロット１１ａの１番地および３番地から延出する異形導体セグメント２２の端部２３ｃと、４９番のスロット１１ａの２番地および４番地から延出する導体セグメント１５の端部１６ｃとを接合する。また、６１番のスロット１１ａの１番地および３番地から延出する異形導体セグメント２２の端部２３ｃと、５５番のスロット１１ａの２番地および４番地から延出する導体セグメント１５の端部１６ｃとを接合する。また、６１番のスロット１１ａの２番地および４番地から延出する異形導体セグメント２２の端部２３ｃと、６７番のスロット１１ａの１番地および３番地から延出する導体セグメント１５の端部１６ｃとを接合する。さらに、６７番のスロット１１ａの２番地および４番地から延出する異形導体セグメント２２の端部２３ｃと、７３番のスロット１１ａの１番地および３番地から延出する導体セグメント１５の端部１６ｃとを接合する。
【００５２】
ついで、第１端面側において、５５番のスロット１１ａの１番地から延出する異形導体セグメント２２の端部２４ａと６１番のスロット１１ａの４番地から第１端面側に延出する異形導体セグメント２２の端部２４ａとが接合され、５５番のスロット１１ａの３番地から延出する異形導体セグメント２２の端部２４ａと６７番のスロット１１ａの４番地から延出する異形導体セグメント２２の端部２４ａとが接合され、６１番のスロット１１ａの１番地から延出する異形導体セグメント２２の端部２４ａと６１番のスロット１１ａの２番地から延出する異形導体セグメント２２の端部２４ａとが接合される。
これにより、上記実施の形態１と同様に、４つの１ターンの波巻き巻線を直列に接続した１相分の巻線が得られる。そして、６７番のスロット１１ａの２番地から第１端面側に延出する異形導体セグメント２２の端部２４ａと６１番のスロット１１ａの３番地から第１端面側に延出する異形導体セグメント２２の端部２４ａとが、それぞれ１相分の巻線の口出し線（Ｏ）および中性点（Ｎ）となる。
なお、他の５相分の巻線についても、同様に構成されている。
【００５３】
従って、この実施の形態２によれば、異形導体セグメント２２を用いているので、各相の巻線を構成する４つの波巻き巻線を直列に接続する際に、導体セグメント１５を切断する必要がなく、結線作業性が向上される。
【００５４】
実施の形態３．
この実施の形態３では、絶縁被膜１４が被覆された長方形断面を有する短尺な銅線材の中央部および両端部をプレス治具２０によりプレスして円形断面に変形し、その後銅線材の中央部を折り曲げてＵ字状に成形された導体セグメント２５を用いている。この導体セグメント２５は、図１０に示されるように、スロット収納部２５ａが長方形断面に成形され、第１コイルエンドを構成する連結部２５ｂが円形断面に形成され、さらに第２コイルエンドを構成する斜行部２５ｃおよび端部２５ｄが円形断面に形成されている。なお、導体セグメント１５に代えて導体セグメント２５を用いている点を除いて、上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００５５】
この実施の形態３によれば、第２コイルエンドが円形断面の導体で構成されているので、固定子巻線の組立時、あるいは固定子を搭載した実機の運転中に発生する振動により、第２コイルエンド同士が互いに干渉しても、絶縁被膜１４の損傷が抑えられる。従って、第１コイルエンド群および第２コイルエンド群における絶縁被膜１４の損傷が抑えられ、優れた絶縁性が得られる。
【００５６】
実施の形態４．
この実施の形態４では、図１１に示されるように、絶縁被膜１４が被覆された円形断面を有する短尺な銅線材２６の両端をプレス治具２０Ａによりプレスして長方形断面に成形し、その後銅線材２６の中央部を折り曲げてＵ字状の導体セグメントを作製している。
なお、導体セグメントを作製する銅線材２６が円形断面を有している点を除いて、上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００５７】
従って、この実施の形態４によれば、導体セグメントが円形断面を有する銅線材を用いて作製されているので、長方形断面を有する銅線材２１に比べて安価なものとなり、固定子を低コストで作製できる。
また、スロット収納部がプレス成形されているので、スロット収納部の硬度が連結部に対して高くなる。そこで、第１コイルエンドとしての連結部が変形しやすくなり、連結部同士が干渉しても、絶縁被膜１４の損傷が生じにくく、絶縁性が向上される。
【００５８】
なお、上記実施の形態４では、スロット収納部をプレス加工により形成して硬度を高めるようにするものとしているが、スロット収納部の硬度を連結部の硬度に対して高くする手段はこれに限定されるものではない。
【００５９】
実施の形態５．
この実施の形態５では、図１２に示されるように、まず絶縁被膜１４が被覆され、中央部を大径にした円形断面を有する短尺な銅線材２７を作製し、ついで銅線材２７の中央部を除く部位をプレス加工して長方形断面に変形する。その後、銅線材２７の中央部を折り曲げて一対の直線部２９を連結部３０で接続してなるＵ字状の導体セグメント２８を作製する。この導体セグメント２８は、連結部３０の断面積が直線部２９の断面積に対して大きく形成されている。
なお、導体セグメント１５に代えて導体セグメント２８を用いている点を除いて、上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００６０】
この実施の形態５によれば、連結部３０により構成される第１コイルエンドの断面積が直線部２９により構成されるスロット収納部の断面積に対して大きく形成されている。そこで、固定子を交流発電機に搭載した際に、第１コイルエンドでの発熱量が抑えられるので、コイルエンド群を冷却するために装備される冷却ファンの小型化が可能となり、交流発電機の小型化を図ることができる。
【００６１】
実施の形態６．
この実施の形態６では、図１３に示されるように、第１コイルエンド群１２ａにおいて、周方向に隣り合う斜行部１７ｂが周方向に接触して配列されており、第２コイルエンド群１２ｂにおいて、周方向に隣り合う斜行部１６ｂが周方向に接触して配列されている。
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。
【００６２】
この実施の形態６によれば、周方向に隣り合う斜行部１６ｂ、１７ｂが隙間なく配列されているので、斜行部１６ｂ、１７ｂの固定子鉄心１１の軸方向に対する傾斜が大きくなり、第１および第２コイルエンド群１２ａ、１２ｂの軸方向高さが低くなる。その結果、交流発電機に搭載した際に、第１および第２コイルエンド群１２ａ、１２ｂにおける通風抵抗が小さくなる。その結果、冷却ファンによる冷却風の風量が多くなり、第１および第２コイルエンド群１２ａ、１２ｂが効率的に冷却され、固定子の温度上昇が抑えられ、交流発電機の高出力化をもたらすことができる。
【００６３】
実施の形態７．
図１４はこの発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子の要部を示す斜視図、図１５はこの発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線における１相分の巻線の結線状態を説明する端面図、図１６はこの発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される巻線アッセンブリの製造方法を説明する図、図１７はこの発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される巻線アッセンブリの製造方法を説明する図、図１８はこの発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される巻線アッセンブリの製造方法を説明する図、図１９はこの発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される巻線アッセンブリを示す側面図、図２０はこの発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される巻線アッセンブリの巻線構造を説明する斜視図、図２１はこの発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子の製造方法を説明する工程断面図である。なお、図１５において、実線は固定子鉄心の第１端面側の結線状態を示し、点線は固定子鉄心の第２端面側の結線状態を示し、黒丸は接合部を示し、１、７、１３・・・９１はスロット番号を示している。
【００６４】
図１４において、固定子３５は、円筒状に成形された積層鉄心で作製され、軸方向に延びるスロット１１ａが、内周側に開口するように、周方向に所定ピッチで複数形成されている固定子鉄心１１と、複数の連続する導体線をスロット１１ａに巻装して形成された固定子巻線３６と、各スロット１１ａに装着されているインシュレータ１３とから構成されている。
固定子巻線３６は、１本の導体線４０が、固定子鉄心１１の第１および第２端面側のスロット１１ａ外で折り返されて、６スロット毎のスロット１１ａ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波巻きに巻装された巻線を複数備えている。
【００６５】
ここで、導体線４０は、絶縁被膜が被覆された銅線材を用いている。そして、スロット１１ａ内に収納されている導体線４０の部位（スロット収納部）が長方形断面を有し、固定子鉄心１１の第１および第２端面側で６スロット離れた一方のスロット１１ａ内の内層のスロット収納部と他方のスロット１１ａ内の外層のスロット収納部とを直列に接続する導体線４０の連結部４１が円形断面を有している。この連結部４１は、ターン部４１ａと、各スロット収納部とターン部４１ａとを接続する一対の斜行部４１ｂとから構成され、それぞれ第１および第２コイルエンドとなる。
【００６６】
つぎに、固定子巻線３６を構成する１相分の巻線３７の巻線構造について図１５を参照して具体的に説明する。
１相分の巻線３７は、それぞれ１本の導体線４０からなる第１乃至第４の巻線５１〜５４から構成されている。そして、第１巻線５１は、１本の導体線４０を、１番から９１番まで６スロットおきに、スロット１１ａ内の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。第２巻線５２は、導体線４０を、１番から９１番まで６スロットおきに、スロット１１ａ内の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。第３巻線５３は、導体線４０を、１番から９１番まで６スロットおきに、スロット１１ａ内の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。第４巻線５４は、導体線４０を、１番から９１番まで６スロットおきに、スロット１１ａ内の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。そして、各スロット１１ａ内には、導体線４０のスロット収納部４２が長方形断面の長手方向を径方向に揃えて径方向に１列に４本並んで配列されている。
【００６７】
そして、固定子鉄心１１の第１端面側において、１番のスロット１１ａの２番地から延出する第２巻線５２の巻き始め端部５２ａと、９１番のスロット１１ａの３番地から延出する第４巻線５４の巻き終わり端部５４ｂとがＴＩＧ溶接され、さらに１番のスロット１１ａの４番地から延出する第４巻線５４の巻き始め端部５４ａと、９１番のスロット１１ａの１番地から延出する第２巻線５２の巻き終わり端部５２ｂとがＴＩＧ溶接されて、２ターンの巻線が形成されている。
また、固定子鉄心１１の第２端面側において、１番のスロット１１ａの１番地から延出する第１巻線５１の巻き始め端部５１ａと、９１番のスロット１１ａの４番地から延出する第３巻線５３の巻き終わり端部５３ｂとが接合され、さらに１番のスロット１１ａの３番地から延出する第３巻線５３の巻き始め端部５３ａと、９１番のスロット１１ａの２番地から延出する第１巻線５１の巻き終わり端部５１ｂとが接合されて、２ターンの巻線が形成されている。
【００６８】
さらに、６１番のスロット１１ａの３番地と６７番のスロット１１ａの４番地とから固定子鉄心１１の第１端面側に延出する第３巻線５３の導体線４０の連結部４１が切断され、６７番のスロット１１ａの３番地と７３番のスロット１１ａの４番地とから固定子鉄心１１の第１端面側に延出する第４巻線５４の導体線４０の連結部４１が切断される。そして、第３巻線５３の切断端５３ｃと第４巻線５４の切断端５４ｃとが接合されて、第１乃至第４巻線５１〜５４を直列接続してなる４ターンの１相分の巻線３７が形成されている。
なお、第３巻線５３の切断端５３ｄと第４巻線５４の切断端５４ｄとがそれぞれ口出し線（Ｏ）および中性点（Ｎ）となる。
【００６９】
同様にして、導体線４０が巻装されるスロット１１ａを１スロットづつずらして６相分の巻線３７が形成されている。
そして、スロット番号が１番、７番・・・９１番のスロット群に巻装された巻線３７と、スロット番号が３番、９番・・・９３番のスロット群に巻装された巻線３７と、スロット番号が５番、１１番・・・９５番のスロット群に巻装された巻線３７とが、中線点（Ｎ）同士を接合してＹ結線され、同様に、スロット番号が２番、８番・・・９２番のスロット群に巻装された巻線３７と、スロット番号が４番、１０番・・・９４番のスロット群に巻装された巻線３７と、スロット番号が６番、１２番・・・９６番のスロット群に巻装された巻線３７とが、中線点（Ｎ）同士を接合してＹ結線されて、２組の３相交流巻線を作製し、固定子３５が得られる。なお、この２組の３相交流巻線が固定子巻線３６を構成している。
【００７０】
このように構成された固定子３５においては、長方形断面を有するスロット収納部４２がその平坦面を各スロット１１ａの側壁面にインシュレータ１３を介して密着させて各スロット１１ａ内にスロット深さ方向に１列に並んで配列されている。
そして、６スロット離れたスロット１１ａの対において、固定子鉄心１１の軸方向の第１端面側で、両スロット１１ａ内の１番地と２番地とに収納されているスロット収納部４２が円形断面を有する連結部４１により直列に接続され、両スロット１１ａ内の３番地と４番地とに収納されているスロット収納部４２が円形断面を有する連結部４１により直列に接続されている。これらの２つの連結部（第１コイルエンド）は、径方向に離間して配置されている。これにより、第１コイルエンドが、径方向および周方向に互いに離間して周方向に１スロットピッチで整列されて配列されて、第１コイルエンド群３６ａを構成している。
同様に、６スロット離れたスロット１１ａの対において、固定子鉄心１１の軸方向の第２端面側で、両スロット１１ａ内の１番地と２番地とに収納されているスロット収納部４２が円形断面を有する連結部４１により直列に接続され、両スロット１１ａ内の３番地と４番地とに収納されているスロット収納部４２が円形断面を有する連結部４１により直列に接続されている。これらの２つの連結部（第２コイルエンド）は、径方向に離間して配置されている。これにより、第２コイルエンドが、径方向および周方向に互いに離間して周方向に１スロットピッチで整列されて配列されて、第２コイルエンド群３６ｂを構成している。
【００７１】
従って、この実施の形態７においても、スロット１１ａ内の導体の占積率を大きくできるとともに、第１および第２コイルエンド群３６ａ、３６ｂの整列化および高密度化が図られ、小型高出力化を実現できる固定子が得られる。
また、第１および第２コイルエンドを構成する連結部４１が円形断面に形成されているので、導体線４０を折り曲げて連結部４１のターン部４１ａを形成する際に、ターン部４１ａに生じるストレスが少なく、ターン部４１ａに被覆されている絶縁被膜の損傷が抑えられ、絶縁性を向上させることができる。
【００７２】
また、連結部４１が円形断面に形成されているので、固定子巻線３６の組立時、あるいは固定子３５を搭載した実機の運転中に発生する振動により、連結部４１（第１および第２コイルエンド）同士が互いに干渉しても、絶縁被膜の損傷が抑えられ、絶縁性を向上させることができる。
また、固定子巻線３６の口出し線Ｏや中性点Ｎが円形断面に形成されているので、口出し線Ｏや中性点Ｎの端部に被覆されている絶縁被膜の除去が簡易となる。そこで、固定子３５を交流発電機に実装する際に、固定子３５の口出し線Ｏと整流器との接続が簡易に、確実に行えるようになる。
【００７３】
なお、実施の形態７では、第１および第２コイルエンドを周方向に離間させて配列するものとしているが、第１および第２コイルエンドの斜行部を周方向に密接させて配列するようにしてもよい。この場合、第１および第２コイルエンド群の通風抵抗が小さくなり、上記実施の形態６と同様の効果が得られる。
【００７４】
ついで、固定子３５の組立方法について図１６乃至図２１を参照しつつ具体的に説明する。
まず、１２本の連続する導体線３９が平面上に１スロットピッチに並べられる。ついで、図１６に示されるように、１２本の導体線３９を一緒に所定ピッチ（２点鎖線の位置）で折り返し、図１７に示されるように、１２本の導体線３９が中心線Ｌに対して角度α度傾斜するように螺旋状に巻回された帯状の巻線ユニット４３を形成する。この導体線３９は、絶縁被膜が被覆された円形断面を有する銅線材からなる。
そして、巻線ユニット４３の幅方向に関して距離Ｄ離れた位置において、一対のピン群４４を巻線ユニット４３の表面側から各導体線３９間に挿入する。同様に、巻線ユニット４３の幅方向に関して距離Ｄ離れた位置において、一対のピン群４４を巻線ユニット４３の裏面側から各導体線３９間に挿入する。さらに、巻線ユニット４３の幅方向端部において、位置規制ピン群４５を各導体線３９間に挿入する。このようにして、ピン群４４、４５が、図１７に示されるように、セットされる。ここで、距離Ｄは後述する積層鉄心５８のスロット５８ａの溝方向長さ（固定子鉄心１１の軸方向長さ）に略一致している。
【００７５】
そこで、巻線ユニット４３の表面側から各導体線３９間に挿入された一対のピン群４４が、図１７中実線矢印で示されるように、巻線ユニット４３の長さ方向で互いに逆方向に移動される。同様に、巻線ユニット４３の裏面側から各導体線３９間に挿入された一対のピン群４４が、図１７中点線矢印で示されるように、巻線ユニット４３の長さ方向で互いに逆方向に移動される。この時、位置規制ピン群４５が各導体線３９間に挿入されているので、導体線３９がバラバラとなることが阻止される。
そこで、一対のピン４４間に位置する各導体線３９の部位が巻線ユニット４３の長さ方向に対して直交するように変形される。これにより、巻線ユニット４３の長さ方向に対して直交するように変形された直線部５６ａが巻線ユニット４３の表裏方向で重なって対をなし、巻線ユニット４３の長さ方向に１スロットピッチで９６対配列される。そして、一対のピン４４の外方に位置する各導体線３９の部位が６スロット離れた直線部５６ａ間を連結する連結部となる。このように作製された帯状の巻線ユニット５６は、直線部５６ａが円形断面を有している点を除いて、図１９に示される後述する巻線アッセンブリ５７と同等の巻線構造に構成されている。即ち、巻線ユニット５６は、直線部５６ａが連結部により連結されて６スロットピッチで配列され、かつ、隣り合う直線部５６ａが連結部により幅方向の両側に導体線３９の幅（ｗ）分交互にずらされたパターンに形成された２本の導体線３９を、互いに６スロットピッチずらして直線部５６ａを重ねて配列してなる導体線３９の対が、１スロットピッチづつずらされて６対配列されて構成されている。
【００７６】
ついで、この帯状の巻線ユニット５６が、プレス治具４６にセットされる。このプレス治具４６は、図１８に示されるように、プレス溝４８が１スロットピッチで配列された金型４７と、プレス棒４９ａが１スロットピッチで配列された押し具４９とから構成されている。そして、各プレス溝４８は、後述する積層鉄心５８のスロット５８ａの溝方向長さ（固定子鉄心１１の軸方向長さ）に略一致する溝方向長さに形成され、さらに導体線３９の線径と同等の溝幅を有する第１プレス溝４８ａと、この第１プレス溝４８ａに引き続いて形成され、第１プレス溝４８ａの溝幅より狭い溝幅の第２プレス溝４８ｂとから構成されている。また、プレス棒４９ａは、プレス溝４８の溝方向長さに略一致する長さを有し、かつ、第２プレス溝４８ｂの溝幅に略一致する幅を有している。
【００７７】
そこで、帯状の巻線ユニット５６は、図１８の（ａ）に示されるように、直線部５６ａの各対が各プレス溝４８の第１プレス溝４８ａ内に収納されるように金型４７にセットされる。その後、押し具４９が各押し棒４９ａをプレス溝４８の第１プレス溝４８ａ内に位置するようにセットされ、図１８の（ａ）中下方に移動させる。
これにより、各対の直線部５６ａが押圧され、塑性変形しつつ第１プレス溝４８ａから第２プレス溝４８ｂ内に押し込まれ、ついには第２プレス溝４８ｂの底部に当接する。そして、各対の直線部５６ａが押し具４９によりさらに押し圧され、図１８の（ｂ）に示されるように、長方形断面を有するスロット収納部４２となる。その後、押し具４９を引き抜き、帯状の巻線ユニット５６を金型４７から取り出し、図１９に示される巻線アッセンブリ５７が得られる。
【００７８】
このようにして作製された巻線アッセンブリ５７は、図１９の紙面と直交する方向（巻線アッセンブリ５７の幅方向に相当）に重なった一対のスロット収納部４２が１スロットピッチで９６対配列され、各対のスロット収納部４２の幅方向一側のスロット収納部４２が６スロット離れた各対のスロット収納部４２の幅方向他側のスロット収納部４２に連結部４１により連結されて、構成されている。つまり、図２０に示されるように、スロット収納部４２が連結部４１により連結されて６スロットピッチで配列され、かつ、隣り合うスロット収納部４２が連結部４１により幅方向の両側に導体線４０の幅（ｗ）分交互にずらされたパターンに形成された２本の導体線４０が、互いに６スロットピッチずらしてスロット収納部４２を重ねて配列して対をなしている。そして、このように構成された導体線４０の対が、１スロットピッチづつずらされて６対配列されて巻線アッセンブリ５７を構成している。
【００７９】
ついで、図２１の（ａ）に示されるように、インシュレータ１３が積層鉄心５８の各スロット５８ａに装着される。この積層鉄心５８は、多数枚の磁性鋼板を積層して直方体に形成されたもので、９６個のスロット５８ａが形成されている。そして、図２１の（ｂ）に示されるように、２つの巻線アセンブリ５７が重ねられてスロット５８ａの開口側から積層鉄心５８に装着される。これにより、巻線アッセンブリ５７は、４本のスロット収納部４２が矩形断面の長手方向をスロット深さ方向に一致させて、かつ、スロット深さ方向に１列に並んでスロット５８ａ内に収納されて、積層鉄心５８に装着されている。
【００８０】
その後、図２１の（ｃ）に示されるように、２つの巻線アセンブリ５７が装着された積層鉄心５８を環状に曲げ、環状に曲げられた積層鉄心５８の両端を突き合わせ、突き合わせ部をレーザ溶接する。そして、両端を溶接一体化された積層鉄心５８が固定子鉄心１１となる。
【００８１】
このように、この実施の形態７によれば、スロット収納部４２が連結部４１により連結されて６スロットピッチで配列され、かつ、隣り合うスロット収納部４２が連結部４１により幅方向の両側に導体線４０の幅（ｗ）分交互にずらされたパターンに形成された２本の導体線４０を、互いに６スロットピッチずらしてスロット収納部４２を重ねて配列してなる導体線４０の対が、１スロットピッチづつずらされて６対配列されて構成されている巻線アッセンブリ５７を用いているので、Ｕ字状の導体セグメント１５を用いている上記実施の形態１に比べて、第２端面側での接合作業が著しく削減され、固定子の組立性が向上する。
【００８２】
また、プレス治具４６を用いて、巻線ユニット５６の９６対の直線部５６ａを一括してプレスして巻線アッセンブリ５７を作製しているので、全ての直線部５６ａが一度に長方形断面に塑性変形され、巻線アッセンブリ５７の製造工程が簡略され、製造時間を短縮することができる。
また、スロット収納部４２が円形断面の直線部５６ａをプレス成形して長方形断面に形成されているので、スロット収納部４２の硬度が連結部４１の斜行部４１ｂに対して高くなる。そこで、第１および第２コイルエンドとしての連結部４１が変形しやすくなり、連結部４１同士が干渉しても、絶縁被膜１４の損傷が生じにくく、絶縁性が向上される。
【００８３】
また、金型４７のプレス溝４８が、溝幅の広い第１プレス溝４８ａと溝幅の狭い第２プレス溝４８ｂとにより構成されているので、巻線ユニット５６の直線部５６ａがプレス溝４８に装着し易く、プレス作業性が向上される。また、直線部５６ａはプレス棒４９ａに押圧されて塑性変形しつつ第１プレス溝４８ａから第２プレス溝４８ｂ内に押し込まれるので、円形断面を有する直線部５６ａを簡易に長方形断面に変形することができる。この時、直線部５６ａはプレス溝方向に延ばされるので、スロット収納部４２の長辺の絶縁被膜も延ばされ、薄くなる。そして、スロット収納部４２の長辺（平坦部）がスロット１１ａの側壁面にインシュレータ１３を介して密接しているので、スロット収納部４２で発生した熱が効率的に固定子鉄心１１に伝達される。その結果、固定子巻線３６のスロット収納部４２で発生した熱が大きな放熱面積を有する固定子鉄心１１から放熱され、固定子３５の温度上昇が抑えられる。
【００８４】
実施の形態８．
上記実施の形態７では、１つの巻線ユニット５６をプレス治具４６によりプレスするものとしているが、この実施の形態８では、図２２の（ａ）（ｂ）に示されるように、２つの巻線ユニット５６をプレス治具４６により一括プレスするものとしている。
従って、この実施の形態８によれば、巻線ユニット５６のプレス回数が１回ですみ、製造工数の削減が図られる。
【００８５】
なお、上記実施の形態８では、２つの巻線ユニット５６をプレス治具４６により一括プレスするものとして説明しているが、プレス治具４６により一括してプレスする巻線ユニット５６の個数は２つに限定されるものではない。例えば、固定子鉄心１１に巻装される巻線アッセンブリ５７が３つの場合には、３つの巻線ユニット５６をプレス治具４６により一括プレスすればよい。
【００８６】
実施の形態９．
上記実施の形態７では、巻線ユニット５６をプレス治具４６によりプレスして巻線アッセンブリ５７を作製するものとしているが、この実施の形態９では、プレス成形により巻線アッセンブリ５７を作製した後、さらに巻線アッセンブリ５７の長方形断面に変形されたスロット収納部４２に第２絶縁被膜１４ａを被覆するものとしている。
【００８７】
つまり、円形断面を有する導体線３９で作製された巻線ユニット５６の直線部５６ａは、図２３の（ａ）に示されるように、円形断面を有している。この巻線ユニット５６がプレス治具４６によりプレスされると、直線部５６ａは、図２３の（ｂ）に示されるように、長方形断面に変形され、スロット収納部４２となる。ついで、スロット収納部４２に第２絶縁被膜１４ａを被覆する。これにより、スロット収納部４２は、図２３の（ｃ）に示されるように、絶縁被膜１４と第２絶縁被膜１４ａとの２層構造となる。
【００８８】
上記実施の形態７では、プレス治具４６により巻線アセンブリ５７を作製した際に、直線部５６ａの銅線材６０が塑性変形するとともに、長方形断面の長辺に被覆されている絶縁被膜１４も延ばされ、厚みが薄くなる。これにより、スロット収納部４２の長辺や角部で絶縁被膜１４のクラックが生じ、絶縁不良の原因となる。
しかしながら、この実施の形態９によれば、プレス成形により巻線アッセンブリ５７を作製した後、巻線アッセンブリ５７の長方形断面に変形されたスロット収納部４２に第２絶縁被膜１４ａを被覆するものとしているので、スロット収納部４２に被覆された絶縁被膜は、絶縁被膜１４と第２絶縁被膜１４ａとの２層構造となり、絶縁被膜１４に発生したクラックが第２絶縁被膜１４ａにより塞がれ、絶縁性が向上される。
【００８９】
ここで、絶縁被膜の材料について説明する。
銅線材６０に被覆される絶縁樹脂１４は、プレス成形が実施されることから、優れた密着性が要求される。そこで、絶縁被膜１４には、例えばポリエステルイミド樹脂等の密着性強化樹脂を用いることが望ましい。
また、第２絶縁被膜１４ａにはプレス成形が実施されないので、例えばポリアミドイミド樹脂等の耐熱性樹脂を用いることが望ましい。
【００９０】
なお、絶縁被膜１４と第２絶縁被膜１４ａとに同一の樹脂を用いても、絶縁被膜を２層構造とすることにより、プレス成形による絶縁被膜１４に生じたクラックが第２絶縁被膜１４ａにより塞がれるので、絶縁性を向上出きる効果が得られる。また、絶縁被膜１４に密着性強化樹脂を用い、第２絶縁被膜１４ａに耐熱性樹脂を用いれば、プレス成形時のクラックが発生しにくく、かつ、固定子巻線の発熱による絶縁被膜の軟化が抑えられ、絶縁性がさらに向上される。
【００９１】
実施の形態１０．
この実施の形態１０では、図２４に示されるように、巻線アセンブリ５７が３層に重ねられて固定子鉄心１１に巻装されている。つまり、固定子巻線の各相の巻線が６ターンの波巻き巻線に形成されている。そして、各スロット１１ａ内には６本のスロット収納部４２が長方形断面の長手方向を径方向に一致させて１列に配列されている。
ここで、最内周層に位置するスロット収納部４２ａの内周側端面が円弧状に成形され、最外周層に位置するスロット収納部４２ｂの外周側端面が円弧状に成形されている。つまり、最内周層および最外周層に位置するスロット収納部４２ａ、４２ｂが砲丸状に成形されている。
なお、他の構成は上記実施の形態７と同様に構成されている。
【００９２】
この実施の形態１０によれば、最外周層に位置するスロット収納部４２ｂが砲丸状に成形されているので、巻線アッセンブリ５７を積層鉄心５８のスロット５８ａ（１１ａ）に径方向の内側から装着する際に、巻線アッセンブリ５７をスムーズに挿入することができる。また、スロット収納部４２ｂの先端部とスロット５８ａの側壁面との擦れに起因する絶縁被膜１４の損傷が抑えられ、絶縁性が向上される。
また、最内周層に位置するスロット収納部４２ａが砲丸状に成形されているので、積層鉄心５８を環状に曲げる際に、積層鉄心５８のティース部５８ｂ（１１ｂ）の鍔部５８ｃ（１１ｃ）とスロット収納部４２ａとの干渉が抑えられる。これにより、スロット収納部４２ａの先端部とティース部５８ｂの鍔部５８ｃとの干渉に起因する絶縁被膜１４の損傷が抑えられ、絶縁性が向上される。
【００９３】
ここで、スロット収納部４２ａ、４２ｂの形成は、図２５に示されるように、一対の直線部５６ａが第２プレス溝４８ｂの底部に当接した後、直線部５６ａの第２プレス溝４８ｂの底部との当接面が平坦となる前にプレス棒４９ａによる押圧を停止することで形成することができる。
また、スロット収納部４２ａは、その内周側端面全体を円弧状に形成する必要はなく、少なくともスロット収納部４２ａの内周側角部の曲率半径が外周側角部の曲率半径より大きく形成されていればよい。どうように、スロット収納部４２ｂは、その外周側端面全体を円弧状に形成する必要はなく、少なくともスロット収納部４２ｂの外周側角部の曲率半径が内周側角部の曲率半径より大きく形成されていればよい。
【００９４】
なお、上記各実施の形態では、スロット収納部を円形断面を有する連結部により接続するものとしているが、連結部の断面形状は円形断面に限定されるものではなく、非扁平な断面形状であればよい。ここで、非扁平な断面形状とは、全方位に渡って径がほぼ等しい断面であり、円形、正方形、正多角形などの断面形状である。また、スロット収納部は扁平な断面形状であればよく、長方形、レーストラック状、砲丸状などの断面形状が用いられる。
【００９５】
【発明の効果】
この発明は、以上のように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００９６】
この発明によれば、複数のスロットが形成された固定子鉄心と、絶縁被膜が被覆された導体線を上記スロットに巻装して形成された固定子巻線とを有する車両用交流発電機の固定子において、
上記固定子巻線は、上記複数のスロットに２ｎ本（ｎ：整数）づつ収納され、それぞれ扁平な断面形状に形成され、平坦面を該スロットの側壁面に密接させて各スロット内にスロット深さ方向に１列に並んで配列されたスロット収納部と、所定スロット数離れたスロット対のそれぞれにおいて、上記固定子鉄心の軸方向の第１端面側で、両スロット内のスロット深さ方向に関して異なる番地に収納されている上記スロット収納部を非扁平な断面を有する連続導体線により直列に接続するｎ本の第１コイルエンドと、上記所定スロット数離れたスロット対のそれぞれにおいて、上記固定子鉄心の軸方向の第２端面側で、上記両スロット内のスロット深さ方向に関して異なる番地に収納されている上記スロット収納部を直列接続するｎ本の第２コイルエンドとを備え、
上記固定子鉄心の第１端面側で上記両スロット内のスロット深さ方向に関して異なる番地に収納されている上記スロット収納部を直列に接続するｎ本の上記第１コイルエンドが周方向に１スロットピッチで配列されて第１コイルエンド群を構成し、上記固定子鉄心の第２端面側で上記両スロット内のスロット深さ方向に関して異なる番地に収納されている上記スロット収納部を直列に接続するｎ本の上記第２コイルエンドが周方向に１スロットピッチで配列されて第２コイルエンド群を構成しているので、車両用交流発電機の小型高出力化を実現できるとともに、絶縁性を向上できる車両用交流発電機の固定子が得られる。
【００９７】
また、上記第２コイルエンドが非扁平な断面を有する連続導体線により形成さているので、第２コイルエンド同士の接触による絶縁被膜の損傷が抑えられ、さらに絶縁性が向上される。
【００９８】
また、上記非扁平な断面を有するコイルエンドの断面積が上記スロット収納部の断面積より車両用交流発電機の固定子大きいので、車両用交流発電機に搭載した際に、コイルエンドでの発熱量が抑えられ、冷却ファンを小さくできる。
【００９９】
また、上記スロット内の最外番地に収納されている上記スロット収納部は、径方向の外側の角部の曲率半径が径方向の内側の角部の曲率半径より大きい断面形状に形成されているので、導体線をスロットに巻装する際に、導体線とスロットとの干渉が抑えられ、絶縁被膜の損傷が抑えられ、絶縁性が向上される。
【０１００】
また、上記スロット内の最内番地に収納されている上記スロット収納部は、径方向の内側の角部の曲率半径が径方向の外側の角部の曲率半径より大きい断面形状に形成されているので、ティース先端の鍔部とスロット収納部との干渉に起因する絶縁被膜の損傷が抑えられ、絶縁性が向上される。
【０１０１】
また、上記スロット収納部は、上記スロットの側壁面に密接する上記平坦面の絶縁被膜が径方向の外側および内側の部位の絶縁被膜より薄く形成されているので、スロット収納部での発熱が大きな放熱面積を有する固定子鉄心に速やかに伝達されて固定子鉄心の表面から放熱され、固定子巻線の温度向上が抑えられる。
【０１０２】
また、上記スロット収納部は、絶縁被膜が２層に被覆されているので、スロット収納部の絶縁被膜の損傷が抑えられ、絶縁性が向上される。
【０１０３】
また、上記絶縁被膜は密着性強化樹脂からなる下層絶縁被膜と、耐熱性樹脂から成る上層絶縁被膜とから構成されているので、曲げに起因する絶縁被膜の損傷が抑えられ、かつ、固定子巻線での発熱に起因する絶縁被膜の軟化が抑えられ、優れた絶縁性が得られる。
【０１０４】
また、上記第１および第２コイルエンド群は、上記第１および第２のコイルエンドが、上記スロット収納部からの立ち上がり部と頂部との間に位置する上記固定子鉄心の軸方向に対して傾斜する斜行部を周方向に接触させて配列されて構成されているので、第１および第２コイルエンド群の固定子鉄心の端面からの延出量が少なくなり、車両用交流発電機に搭載した際に、第１および第２コイルエンド群における通風抵抗を小さくできる。
【０１０５】
また、上記スロット収納部が非扁平の断面を有するコイルエンドにおける上記固定子鉄心の軸方向に対して傾斜する上記スロット収納部からの立ち上がり部と頂部との間に位置する斜行部より高い硬度を有するように形成されているので、コイルエンドの斜行部が変形しやすくなり、コイルエンド同士が干渉しても、絶縁被膜の損傷が生じにくく、絶縁性が向上される。
【０１０６】
また、上記第１および第２コイルエンド群の一方から延出する上記固定子巻線の口出し線が円形断面を有するように形成されているので、口出し線と整流器との接続作業が容易となる。
【０１０７】
また、直線部が連結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連結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、絶縁被膜が被覆された非扁平な断面形状を有する２本の導体線を、互いに上記所定スロットピッチずらして該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て構成された帯状の巻線ユニットを作製する工程と、
上記巻線ユニットの直線部を扁平な断面形状にプレス成形して巻線アッセンブリを作製する工程と、
上記巻線アッセンブリの直線部を直方体の積層鉄心のスロットにスロット開口側から挿入して該巻線アッセンブリを該積層鉄心に装着する工程と、
上記巻線アセンブリが装着された上記積層鉄心を環状に曲げ、該積層鉄心の端面同士を突き合わせ、該積層鉄心の端面同士を溶接一体化する工程とを備えたので、固定子鉄心の端面での接合箇所が著しく削減され、生産性に優れた車両用交流発電機の固定子の製造方法が得られる。
【０１０８】
また、上記巻線アッセンブリの作製工程において、上記直線部の幅以上の溝幅を有する第１プレス溝と、上記直線部の幅より狭い溝幅を有し、第１プレス溝に連続して溝深さ方向に延設された第２プレス溝とを備えた金型を用い、上記巻線ユニットの直線部を上記第１プレス溝内に収納した後、上記第１プレス溝側から該直線部を押圧して該直線部を上記第２プレス溝内に圧入し、該直線部を扁平な断面形状に変形させるので、巻線ユニットの金型へのセットが簡易となり、プレス作業性が向上されるとともに、直線部を簡易に扁平な断面形状に変形することができる。
【０１０９】
また、上記積層鉄心に装着されている上記巻線アッセンブリにおいて、上記スロット内のスロット深さ方向の最深位置に収納されている上記直線部は、スロット底部側の角部の曲率半径がスロット開口側の角部の曲率半径より大きい断面形状に形成されているので、巻線アッセンブリを積層鉄心にスムーズに装着できるとともに、直線部とスロットとの干渉に起因する絶縁被膜の損傷が抑えられ、絶縁性が向上される。
【０１１０】
また、上記積層鉄心に装着されている上記巻線アッセンブリにおいて、上記スロット内のスロット深さ方向の最浅位置に収納されている上記直線部は、スロット開口側の角部の曲率半径がスロット底部側の角部の曲率半径より大きい断面形状に形成されているので、積層鉄心を環状に曲げる際に、積層鉄心のティース部先端の鍔部と直線部との干渉が抑えられ、鍔部と直線部との干渉に起因する絶縁被膜の損傷が抑えられ、絶縁性が向上される。
【０１１１】
また、上記巻線アッセンブリの作製工程において、上記巻線ユニットの全ての直線部を一括してプレス成形するようにしたので、製造工程が簡略化され、製造時間を短縮できる。
【０１１２】
また、上記巻線アッセンブリの作製工程において、複数の上記巻線ユニットの全ての直線部を一括してプレス成形するようにしたので、製造工程がさらに簡略化され、製造時間を短縮できる。
【０１１３】
また、上記巻線アッセンブリの直線部に第２絶縁被膜を塗布形成する工程を有するので、直線部のプレス成形時に絶縁樹脂にクラックが発生しても、第２絶縁被膜により該クラックが塞がれ、絶縁性が向上される。
【０１１４】
また、上記絶縁被膜が密着性強化樹脂であり、上記第２絶縁被膜が耐熱性樹脂であるので、直線部のプレス成形時における絶縁被膜のクラック発生が抑えられ、かつ、固定子巻線での発熱に起因する第２絶縁被膜の軟化が抑えられ、絶縁性が向上される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の固定子の要部を軸方向の第１端面側から見た斜視図である。
【図２】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の固定子の要部を軸方向の第２端面側から見た斜視図である。
【図３】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される導体セグメントを示す斜視図である。
【図４】 図３に示される導体セグメントを形成する方法を説明するための斜視図である。
【図５】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の固定子の固定子鉄心に導体セグメントを装着する方法を説明するための斜視図である。
【図６】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の固定子の製造方法を説明する工程図である。
【図７】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の固定子における固定子鉄心のスロット内の導体セグメントの配置を説明する図である。
【図８】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線における１相分の巻線の結線状態を説明する端面図である。
【図９】 この発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される異形導体セグメントを示す斜視図である。
【図１０】 この発明の実施の形態３に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される導体セグメントを示す斜視図である。
【図１１】 この発明の実施の形態４に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される導体セグメントを形成する方法を説明するための斜視図である。
【図１２】 この発明の実施の形態５に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される導体セグメントを形成する方法を説明するための斜視図である。
【図１３】 この発明の実施の形態６に係る車両用交流発電機の固定子の要部を内径側から見た平面図である。
【図１４】 この発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子の要部を示す斜視図である。
【図１５】 この発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線における１相分の巻線の結線状態を説明する端面図である。
【図１６】 この発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される巻線アッセンブリの製造方法を説明する図である。
【図１７】 この発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される巻線アッセンブリの製造方法を説明する図である。
【図１８】 この発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される巻線アッセンブリの製造方法を説明する図である。
【図１９】 この発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される巻線アッセンブリを示す側面図である。
【図２０】 この発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される巻線アッセンブリの巻線構造を説明する斜視図である。
【図２１】 この発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子の製造方法を説明する工程断面図である。
【図２２】 この発明の実施の形態８に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される巻線アッセンブリのプレス工程を説明する図である。
【図２３】 この発明の実施の形態９に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される巻線アッセンブリの製造方法を説明する工程断面図である。
【図２４】 この発明の実施の形態１０に係る車両用交流発電機の固定子におけるスロット内の導体線の配列状態を説明する断面図である。
【図２５】 この発明の実施の形態１０に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される巻線アッセンブリのプレス工程を説明する図である。
【図２６】 従来の車両用交流発電機の固定子の要部を示す断面図である。
【図２７】 従来の車両用交流発電機の固定子の固定子巻線を構成する導体セグメントを示す斜視図である。
【符号の説明】
１０、３５ 固定子、１１ 固定子鉄心、１１ａ スロット、１２、３６ 固定子巻線、１２ａ、３６ａ 第１コイルエンド群、１２ｂ、３６ｂ 第２コイルエンド群、１４ 絶縁被膜、１４ａ 第２絶縁被膜、１５、２５、２８ 導体セグメント、１６ａ、２５ａ スロット収納部、１６ｂ、２５ｃ 斜行部、１７、２５ｂ、３０ 連結部、１７ｂ 斜行部、２９ 直線部、３９、４０ 導体線、４１ 連結部、４２ スロット収納部、４６ プレス治具、４７ 金型、４８ プレス溝、４８ａ 第１プレス溝、４８ｂ 第２プレス溝、５６ 巻線ユニット、５６ａ 直線部、５７ 巻線アッセンブリ。
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば内燃機関により駆動される交流発電機の固定子に関し、特に、乗用車、トラック等の乗り物に搭載される車両用交流発電機の固定子の固定子巻線構造およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両用交流発電機においては、小型高出力が益々求められてきている。そして、車両用交流発電機の小型高出力を実現するためには、固定子の磁気回路内に納める電気導体の占積率の向上、さらには固定子巻線の渡り部（固定子鉄心外の渡り部をコイルエンドと呼ぶ）の整列化および高密度化が必要となる。
このような状況を鑑み、固定子巻線の電気導体に短尺の導体セグメントを用いて電気導体の占積率向上や、コイルエンドの整列化および高密度化を図る構造が、例えばＷＯ９８／５４８２３号公報に提案されている。
【０００３】
ＷＯ９８／５４８２３号公報には、長方形の断面形状を有するＵ字状の複数の導体セグメントを固定子鉄心の一方の端面側から挿入した後、反挿入側の端部同士を接合することにより固定子巻線が巻装された固定子が開示されている。この固定子は、長方形の断面形状を有する導体セグメントを用いていることから、導体セグメントをスロット内に隙間なく収納でき、占積率の向上が図られる。さらに、連続した導体線を環状に巻回して形成された環状巻線ユニットを星形に成形して作製された星形巻線ユニットを固定子鉄心に巻装して構成された一般的な従来の固定子に比べて、コイルエンドが規則的に配置された固定子巻線を形成しやすいという特徴がある。即ち、固定子巻線のコイルエンドの整列化および高密度化が図られる。
【０００４】
しかしながら、ＷＯ９８／５４８２３号公報に記載された固定子では、長方形の断面形状を有する短尺の導体線をその中央部分で折り曲げてＵ字状に成形して導体セグメントを作製することになる。この折り曲げ工程において、長方形断面を有する導体線の折り曲げ部に大きなストレスが生じ、導体セグメントに被覆されている絶縁被膜が損傷し、絶縁性を悪化させることになる。
そこで、長方形の断面形状を有する短尺の導体線の中央部分のみを円形の断面形状に成形し、折り曲げ時に折り曲げ部に生じるストレスを低減させて、絶縁被膜の損傷を抑えようとする試みが、例えば特開２０００−２９９９４９号公報等に提案されている。
【０００５】
図２６は例えば特開２０００−２９９９４９号公報に記載された従来の車両用交流発電機の固定子の要部を示す断面図、図２７は図２６における固定子の固定子巻線を構成する導体セグメントを示す斜視図である。
図２６において、固定子鉄心２のスロット２ａに巻装された固定子巻線は、複数の電気導体により構成され、各スロット２ａ内には、４本の電気導体が収納され、インシュレータ３が４本の電気導体を囲繞するように配設されている。各スロット２ａにおいては、４本の電気導体は、スロット内に径方向の内側から第１番地、第２番地、第３番地および第４番地の順で一列に配列されている。
【０００６】
そして、一のスロット２ａの第１番地の電気導体４ａは、固定子鉄心２の時計回り方向に１磁極ピッチ離れた他のスロット２ａ内の第４番地の電気導体４ｂと対をなしている。同様に、一のスロット２ａの第２番地の電気導体５ａは、固定子鉄心２の時計回り方向に１磁極ピッチ離れた他のスロット２ａ内の第３番地の電気導体５ｂと対をなしている。これらの対をなす電気導体は、固定子鉄心２の軸方向の一方の端面側において、連続線を用いることにより後述するターン部４ｃ、５ｃを経由することで接続される。
従って、固定子鉄心２の一方の端面側においては、第３番地の電気導体５ｂと第２番地の電気導体５ａとを接続する連続線を、第４番地の電気導体４ｂと第１番地の電気導体４ａとを接続する連続線が囲むことになる。つまり、固定子鉄心２の一方の端面側においては、ターン部５ｃがターン部４ｃにより囲まれる。このように、固定子鉄心２の一方の端面側においては、ターン部４ｃ、５ｃが２層となって周方向に配列されてコイルエンド群を構成している。
【０００７】
一方、一のスロット２ａの第２番地の電気導体５ａは、固定子鉄心２の時計回り方向に１磁極ピッチ離れた他のスロット２ａ内の第１番地の電気導体４ａと対をなしている。同様に、一のスロット２ａの第４番地の電気導体４ｂは、固定子鉄心２の時計回り方向に１磁極ピッチ離れた他のスロット２ａ内の第３番地の電気導体５ｂと対をなしている。これらの対をなす電気導体は、固定子鉄心２の軸方向の他方の端面側において、接合により接続される。
従って、固定子鉄心２の他方の端面側においては、第４番地の電気導体４ｂと第３番地の電気導体５ｂとを接続する外側接合部と、第１番地の電気導体４ａと第２番地の電気導体５ａとを接続する内側接合部とが、径方向および周方向に互いにずれた状態で配列されている。このように、固定子鉄心２の他方の端面側においては、外側接合部と内側接合部とが径方向に１列となって、周方向に２列に配列されてコイルエンド群を構成している。
【０００８】
さらに、図２７に示されるように、第１番地の電気導体４ａと第４番地の電気導体４ｂとが、短尺の導体線をＵ字状に成形してなる大セグメント４により提供され、第２番地の電気導体５ａと第３番地の電気導体５ｂとが、短尺の導体線をＵ字状に成形してなる小セグメント５により提供される。各セグメント４、５は、スロット２ａ内に収納されて軸方向に延びる部分を備えるとともに、軸方向に対して所定角度傾斜して延びる斜行部４ｆ、４ｇ、５ｆ、５ｇ、さらに斜行部４ｆ、４ｇ、５ｆ、５ｇを接続するターン部４ｃ、５ｃを備える。そして、斜行部４ｆ、４ｇ、５ｆ、５ｇおよびターン部４ｃ、５ｃにより固定子鉄心２から軸方向の一方の端面に突出するコイルエンドが形成されている。
【０００９】
また、固定子鉄心２の他方の端面側においては、大セグメント４の延出端側が互いに離反する方向に曲げられ、小セグメント５の延出端側が互いに接近する方向に折り曲げられている。そして、大セグメント４の端部４ｄと小セグメント５の端部５ｄとが溶接により接合されて内側接合部を形成し、大セグメント４の端部４ｅと小セグメント５の端部５ｅとが溶接により接合されて外側接合部を形成している。このように、斜行部４ｈ、４ｉ、５ｈ、５ｉ、端部４ｄ、５ｄの内側接合部および端部４ｅ、５ｅの外側接合部により固定子鉄心２から軸方向の他方の端面に突出するコイルエンドが形成されている。
【００１０】
なお、大セグメント４および小セグメント５は、長方形断面（扁平断面）を有する短尺な導体線の中央部分を円形断面に塑性変形し、ついで略Ｕ字状に折り曲げ成形されたもので、ターン部４ｃ、５ｃのみが円形断面に形成され、それ以外の部分が長方形断面に形成されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ＷＯ９８／５４８２３号公報に記載された従来の固定子においては、導体セグメントが扁平な断面形状を有しているので、電気導体の占積率向上、さらにはコイルエンドの整列化および高密度化を図ることができ、車両用交流発電機の小型高出力を実現することができるが、扁平な断面形状の短尺な導体線をＵ字状に折り曲げる際に折り曲げ部に大きなストレスが生じ、折り曲げ部に被覆されている絶縁被膜が損傷してしまい、絶縁性が悪化してしまうという課題があった。さらに、固定子巻線の組立時、あるいは固定子を搭載した実機の運転中に発生する振動により、コイルエンド同士が互いに干渉した場合、導体セグメントの角部同士あるいは角部と平坦面とが擦れあい、絶縁被膜の損傷を発生させ、絶縁性が悪化してしまうという課題もあった。
【００１２】
また、特開２０００−２９９９４９号公報記載された従来の固定子においては、ターン部４ｃ、５ｃのみが円形断面に形成され、それ以外の部分が長方形断面に形成されている大セグメント４および小セグメント５を用いて固定子巻線を構成しているので、短尺な導体線をＵ字状に折り曲げる際にターン部４ｃ、５ｃに生じるストレスが少なくなり、ターン部４ｃ、５ｃに被覆されている絶縁被膜の損傷の発生が抑えられる。しかしながら、斜行部４ｆ、４ｇ、５ｆ、５ｇが扁平な断面形状に形成されているので、固定子巻線の組立時、あるいは固定子を搭載した実機の運転中に発生する振動により、斜行部４ｆ、４ｇ、５ｆ、５ｇ同士が互いに干渉した場合、斜行部の角部同士あるいは角部と平坦面とが擦れあい、絶縁被膜の損傷を発生させ、絶縁性が悪化してしまうという課題があった。
【００１３】
この発明は、上記の課題を解消するためになされたもので、導体線のスロットに収納される部分を扁平な断面形状に形成し、かつ、斜行部とターン部とからなるコイルエンドを円形な断面形状に形成し、車両用交流発電機の小型高出力を実現できるとともに、絶縁性を向上できる車両用交流発電機の固定子およびその製造方法を得ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る車両用交流発電機の固定子は、複数のスロットが形成された固定子鉄心と、絶縁被膜が被覆された導体線を上記スロットに巻装して形成された固定子巻線とを有する車両用交流発電機の固定子において、
上記固定子巻線は、上記複数のスロットに２ｎ本（ｎ：整数）づつ収納され、それぞれ扁平な断面形状に形成され、平坦面を該スロットの側壁面に密接させて各スロット内にスロット深さ方向に１列に並んで配列されたスロット収納部と、所定スロット数離れたスロット対のそれぞれにおいて、上記固定子鉄心の軸方向の第１端面側で、両スロット内のスロット深さ方向に関して異なる番地に収納されている上記スロット収納部を非扁平な断面を有する連続導体線により直列に接続するｎ本の第１コイルエンドと、上記所定スロット数離れたスロット対のそれぞれにおいて、上記固定子鉄心の軸方向の第２端面側で、上記両スロット内のスロット深さ方向に関して異なる番地に収納されている上記スロット収納部を直列接続するｎ本の第２コイルエンドとを備え、
上記固定子鉄心の第１端面側で上記両スロット内のスロット深さ方向に関して異なる番地に収納されている上記スロット収納部を直列に接続するｎ本の上記第１コイルエンドが周方向に１スロットピッチで配列されて第１コイルエンド群を構成し、上記固定子鉄心の第２端面側で上記両スロット内のスロット深さ方向に関して異なる番地に収納されている上記スロット収納部を直列に接続するｎ本の上記第２コイルエンドが周方向に１スロットピッチで配列されて第２コイルエンド群を構成しているものである。
【００１５】
また、上記第２コイルエンドが非扁平な断面を有する連続導体線により形成さているものである。
【００１６】
また、上記非扁平な断面を有するコイルエンドの断面積が上記スロット収納部の断面積より大きいものである。
【００１７】
また、上記スロット内の最外番地に収納されている上記スロット収納部は、径方向の外側の角部の曲率半径が径方向の内側の角部の曲率半径より大きい断面形状に形成されているものである。
【００１８】
また、上記スロット内の最内番地に収納されている上記スロット収納部は、径方向の内側の角部の曲率半径が径方向の外側の角部の曲率半径より大きい断面形状に形成されているものである。
【００１９】
また、上記スロット収納部は、上記スロットの側壁面に密接する上記平坦面の絶縁被膜が径方向の外側および内側の部位の絶縁被膜より薄く形成されているものである。
【００２０】
また、上記スロット収納部は、絶縁被膜が２層に被覆されているものである。
【００２１】
また、上記絶縁被膜は密着性強化樹脂からなる下層絶縁被膜と、耐熱性樹脂から成る上層絶縁被膜とから構成されているものである。
【００２２】
また、上記第１および第２コイルエンド群は、上記第１および第２のコイルエンドが、上記スロット収納部からの立ち上がり部と頂部との間に位置する上記固定子鉄心の軸方向に対して傾斜する斜行部を周方向に接触させて配列されて構成されているものである。
【００２３】
また、上記スロット収納部が非扁平の断面を有するコイルエンドにおける上記固定子鉄心の軸方向に対して傾斜する上記スロット収納部からの立ち上がり部と頂部との間に位置する斜行部より高い硬度を有するように形成されているものである。
【００２４】
また、上記第１および第２コイルエンド群の一方から延出する上記固定子巻線の口出し線が円形断面を有するように形成されているものである。
【００２５】
また、直線部が連結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連結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、絶縁被膜が被覆された非扁平な断面形状を有する２本の導体線を、互いに上記所定スロットピッチずらして該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て構成された帯状の巻線ユニットを作製する工程と、上記巻線ユニットの直線部を扁平な断面形状にプレス成形して巻線アッセンブリを作製する工程と、
上記巻線アッセンブリの直線部を直方体の積層鉄心のスロットにスロット開口側から挿入して該巻線アッセンブリを該積層鉄心に装着する工程と、
上記巻線アセンブリが装着された上記積層鉄心を環状に曲げ、該積層鉄心の端面同士を突き合わせ、該積層鉄心の端面同士を溶接一体化する工程とを備えたものである。
【００２６】
また、上記巻線アッセンブリの作製工程において、上記直線部の幅以上の溝幅を有する第１プレス溝と、上記直線部の幅より狭い溝幅を有し、第１プレス溝に連続して溝深さ方向に延設された第２プレス溝とを備えた金型を用い、上記巻線ユニットの直線部を上記第１プレス溝内に収納した後、上記第１プレス溝側から該直線部を押圧して該直線部を上記第２プレス溝内に圧入し、該直線部を扁平な断面形状に変形させるものである。
【００２７】
また、上記積層鉄心に装着されている上記巻線アッセンブリにおいて、上記スロット内のスロット深さ方向の最深位置に収納されている上記直線部は、スロット底部側の角部の曲率半径がスロット開口側の角部の曲率半径より大きい断面形状に形成されているものである。
【００２８】
また、上記積層鉄心に装着されている上記巻線アッセンブリにおいて、上記スロット内のスロット深さ方向の最浅位置に収納されている上記直線部は、スロット開口側の角部の曲率半径がスロット底部側の角部の曲率半径より大きい断面形状に形成されているものである。
【００２９】
また、上記巻線アッセンブリの作製工程において、上記巻線ユニットの全ての直線部を一括してプレス成形するようにしたものである。
【００３０】
また、上記巻線アッセンブリの作製工程において、複数の上記巻線ユニットの全ての直線部を一括してプレス成形するようにしたものである。
【００３１】
また、上記巻線アッセンブリの直線部に第２絶縁被膜を塗布形成する工程を有するものである。
【００３２】
また、上記絶縁被膜が密着性強化樹脂であり、上記第２絶縁被膜が耐熱性樹脂である。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図について説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の固定子の要部を軸方向の第１端面側から見た斜視図、図２はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の固定子の要部を軸方向の第２端面側から見た斜視図、図３はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される導体セグメントを示す斜視図、図４は図３に示される導体セグメントを形成する方法を説明するための斜視図、図５はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の固定子の固定子鉄心に導体セグメントを装着する方法を説明するための斜視図、図６はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の固定子の製造方法を説明する工程図、図７はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の固定子における固定子鉄心のスロット内の導体セグメントの配置を説明する図、図８はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線における１相分の巻線の結線状態を説明する端面図である。なお、図８において、実線は固定子鉄心の第１端面側の結線状態を示し、点線は固定子鉄心の第２端面側の結線状態を示し、黒丸は接合部を示し、１、７、１３・・・９１はスロット番号を示している。
【００３４】
各図において、固定子１０は、固定子鉄心１１と、固定子鉄心１１に巻装された固定子巻線１２と、固定子鉄心１１の各スロット１１ａ内に装着されたインシュレータ１３とから構成されている。
【００３５】
固定子鉄心１１は、円筒状に成形された積層鉄心で作製され、軸方向に延びるスロット１１ａが、内周側に開口するように、周方向に所定ピッチで複数形成されている。ここでは、固定子１０は、１６極の磁極数の回転子を有する交流発電機に適用されるもので、９６個のスロット１１ａが固定子鉄心１１に形成されている。即ち、スロット１１ａは毎極毎相当たり２個の割合で形成されている。この場合、６スロットピッチが１磁極ピッチに相当している。
【００３６】
固定子巻線１２は、Ｕ字状に成形された多数の導体セグメント１５が６スロット離れたスロット１１ａの各対に固定子鉄心１１の軸方向の第１端面側から２本づつ挿入され、固定子鉄心１１の軸方向の第２端面側に延出する導体セグメント１５の端部同士を接合して波巻きに形成された複数の巻線から構成されている。
導体セグメント１５は、一対の直線部１６が連結部１７により連結された略Ｕ字状に成形されている。そして、直線部１６は長方形断面を有し、連結部１７は円形断面を有している。
なお、各スロット１１ａには、４本の導体セグメント１５のスロット収納部が径方向の内側から第１番地、第２番地、第３番地および第４番地の順で一列に配列されている。
【００３７】
つぎに、固定子１０の製造方法について説明する。
まず、図４に示されるように、プレス治具２０を用いて絶縁被膜１４が被覆された長方形断面を有する短尺な銅線材２１の中央部をプレスして円形断面に変形する。ついで、銅線材２１の中央部を折り曲げて、図３に示される導体セグメント１５が作製される。
【００３８】
ついで、図５および図６の（ａ）に示されるように、導体セグメント１５が固定子鉄心１１の軸方向の第１端面側から６スロット（１磁極ピッチ）離れたスロット１１ａの各対に２本づつ挿入される。これにより、図７に示されるように、導体セグメント１５の直線部１６のスロット収納部１６ａが、長方形断面の長手方向を径方向に一致させて各スロット１１ａ内に１列に並んで収納されている。なお、図７では、インシュレータ１３が図示されていないが、各スロット収納部１６ａはインシュレータ１３を介してスロット１１ａの側壁面に密接している。
【００３９】
導体セグメント１５の直線部１６の先端側は、図６の（ｂ）に示されるように、各スロット１１ａから固定子鉄心１１の第２端面側に延出している。そして、固定子鉄心１１の第２端面側に延出する各導体セグメント１５の直線部１６の先端側が、互いに離反するように周方向に曲げられる。
【００４０】
ついで、図８に示されるように、スロット番号が１番、７番、・・・、９１番のスロット群において、ｍ番のスロット１１ａの２番地から延出する導体セグメント１５の端部１６ｃと（ｍ＋６）番のスロット１１ａの１番地から延出する導体セグメント１５の端部１６ｃとが径方向に重ねられてＴＩＧ溶接により接合され、２つの１ターンの波巻き巻線が作製される。同様に、ｍ番のスロット１１ａの４番地から延出する導体セグメント１５の端部１６ｃと（ｍ＋６）番のスロット１１ａの３番地から延出する導体セグメント１５の端部１６ｃとが径方向に重ねられてＴＩＧ溶接により接合され、２つの１ターンの波巻き巻線が作製される。
【００４１】
ついで、５５番と６１番とのスロット１１ａの対に挿入されている２つの導体セグメント１５の連結部１７を切断し、６１番と６７番とのスロット１１ａの対に挿入されている２つの導体セグメント１５の連結部１７を切断する。そして、５５番のスロット１１ａの１番地から延出する導体セグメント１５の切断端と６１番のスロット１１ａの４番地から延出する導体セグメント１５の切断端とがＴＩＧ溶接により接合され、５５番のスロット１１ａの３番地から延出する導体セグメント１５の切断端と６７番のスロット１１ａの４番地から延出する導体セグメント１５の切断端とがＴＩＧ溶接により接合され、６１番のスロット１１ａの１番地から延出する導体セグメント１５の切断端と６１番のスロット１１ａの２番地から延出する導体セグメント１５の切断端とがＴＩＧ溶接により接合される。これにより、４つの１ターンの波巻き巻線を直列に接続した１相分の巻線が得られる。そして、６７番のスロット１１ａの２番地から延出する導体セグメント１５の切断端と６１番のスロット１１ａの３番地から延出する導体セグメント１５の切断端とが、それぞれ１相分の巻線の口出し線（Ｏ）および中性点（Ｎ）となる。
【００４２】
そして、図示していないが、スロット番号が２番、８番、・・・、９２番のスロット群、スロット番号が３番、９番、・・・、９３番のスロット群、スロット番号が４番、１０番、・・・、９４番のスロット群、スロット番号が５番、１１番、・・・、９５番のスロット群およびスロット番号が６番、１２番、・・・、９６番のスロット群にそれぞれ装着された導体セグメント１５が同様に結線されて、６相分の巻線を作製する。
さらに、スロット番号が１番、７番、・・・、９１番のスロット群に巻装された巻線と、スロット番号が３番、９番、・・・、９３番のスロット群に巻装された巻線と、スロット番号が５番、１１番、・・・、９５番のスロット群に巻装された巻線とが中性点Ｎ同士を接合してＹ結線（交流結線）され、スロット番号が２番、８番、・・・、９２番のスロット群に巻装された巻線と、スロット番号が４番、１０番、・・・、９４番のスロット群に巻装された巻線と、スロット番号が６番、１２番、・・・、９６番のスロット群に巻装された巻線とが同様にＹ結線され、２組の３相交流巻線を作製し、図１、図２および図６の（ｃ）に示されるように、固定子１０が得られる。なお、この２組の３相交流巻線が固定子巻線１２を構成している。
【００４３】
このように構成された固定子巻線１２は、長方形断面を有するスロット収納部１６ａがその平坦面を各スロット１１ａの側壁面にインシュレータ１３を介して密接させて各スロット１１ａ内にスロット深さ方向に１列に並んで配列されている。
【００４４】
そして、６スロット数離れたスロット１１ａの対のそれぞれにおいて、固定子鉄心１１の軸方向の第１端面側で、両スロット１１ａ内の１番地と２番地とに収納されているスロット収納部１６ａが円形断面を有する連結部１７により直列に接続され、両スロット１１ａ内の３番地と４番地とに収納されているスロット収納部１６ａが円形断面を有する連結部１７により直列に接続されている。ここで、連結部１７は、ターン部１７ａと、各スロット収納部１６ａとターン部１７ａとを接続する一対の斜行部１７ｂとから構成され、第１コイルエンドとなる。そして、２つの第１コイルエンドが１スロットピッチで周方向に配列されて、第１コイルエンド群１２ａを構成している。これにより、第１コイルエンドは、径方向および周方向に互いに離間して周方向に整列されて配列されている。
【００４５】
同様に、６スロット数離れたスロット１１ａの対のそれぞれにおいて、固定子鉄心１１の軸方向の第２端面側で、両スロット１１ａ内の２番地と１番地とに収納されているスロット収納部１６ａが直線部１６の延出側同士を接合して直列に接続され、両スロット１１ａ内の４番地と３番地とに収納されているスロット収納部１６ａが直線部１６の延出側同士を接合して直列に接続されている。ここで、直線部１６の延出側同士を接合してなる第２コイルエンドは、直線部１６の端部１６ｃ同士を接合する接合部１８と、各スロット収納部１６ａと接合部１８とを接続する一対の斜行部１６ｂとから構成されている。そして、この２つの第２コイルエンドが１スロットピッチで周方向に配列されて第２コイルエンド群１２ｂを構成している。これにより、第２コイルエンドは、径方向および周方向に互いに離間して周方向に整列されて配列されている。
【００４６】
このように、この実施の形態１によれば、導体セグメント１５のスロット収納部１６ａが長方形断面に形成されているので、スロット１１ａ内の導体の占積率を大きくできる。また、固定子鉄心１１の両端側で、６スロット離れたスロット１１ａ内の異なる番地に収納されているスロット収納部１６ａをそれぞれ２つの第１および第２コイルエンドで直列に接続し、２つの第１および第２コイルエンドを１スロットピッチで周方向に配列して第１および第２コイルエンド群１２ａ、１２ｂを構成しているので、第１および第２コイルエンド群１２ａ、１２ｂの整列化および高密度化が図られる。その結果、小型高出力化を実現できる固定子が得られる。
【００４７】
また、第１コイルエンドに相当する連結部１７が円形断面に形成されているので、銅線材２１をＵ字状に折り曲げる際に連結部１７のターン部１７ａ（折り曲げ部）に生じるストレスが少なくなり、ターン部１７ａに被覆されている絶縁被膜１４の損傷が抑えられ、絶縁性を向上させることができる。
また、連結部１７が円形断面に形成されているので、固定子巻線１２の組立時、あるいは固定子１０を搭載した実機の運転中に発生する振動により、連結部１７（第１コイルエンド）同士が互いに干渉しても、絶縁被膜１４の損傷が抑えられ、絶縁性を向上させることができる。
また、固定子巻線１２の口出し線Ｏや中性点Ｎが円形断面に形成されているので、絶縁被膜１４の除去が簡易となる。そこで、固定子１０を交流発電機に実装する際に、固定子１０の口出し線Ｏと整流器との接続が簡易に、確実に行えるようになる。
【００４８】
なお、上記実施の形態１では、波巻き巻線で構成された固定子巻線１２を用いて説明しているが、重ね巻き巻線で構成された固定子巻線に適用しても同様の効果が得られる。
また、上記実施の形態１では、導体セグメント１５を６スロット離れたスロット１１ａの対に２本づつ挿入するものとして説明しているが、６スロット離れたスロット１１ａの対に挿入される導体セグメント１５の本数はこれに限定されるものではなく、１本でも、３本以上でもよい。但し、スロット１１ａ内に収納されるスロット収納部１６ａの本数は偶数となる。
また、上記実施の形態１では、導体セグメント１５を６スロット離れたスロット１１ａの対に挿入するものとして説明しているが、これ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が１の場合には、導体セグメント１５は３スロット離れたスロット１１ａの対に挿入されることになる。
また、上記実施の形態１では、銅線材２１の中央部を１本づつプレス治具２０により円形断面に変形するものとしているが、多数本の銅線材２１の中央部を一括してプレス治具２０により円形断面に変形するようにしてもよい。この場合、製造工程が簡略化され、製造時間を短縮することができる。
【００４９】
実施の形態２．
この実施の形態２では、導体セグメント１５と異形導体セグメント２２とを組み合わせて固定子巻線を構成している。そして、各相の巻線を構成する４つの波巻き巻線を直列に接続する箇所に異形導体セグメント２２を用いている。この異形導体セグメント２２は、図９に示されるように、絶縁被膜１４が被覆された長方形断面を有する短尺の銅線材の一端側をプレス治具２０を用いてプレスし、円形断面に変形して作製されている。
【００５０】
ここで、図８を参照しつつ説明すれば、異形導体セグメント２２は、５５番のスロット１１ａの１番地および３番地、６１番のスロット１１ａの１番地から４番地、さらに６７番のスロット１１ａの２番地および４番地にそれぞれ装着される。そして、各異形導体セグメント２２は、スロット１１ａに挿入された後、図９に矢印で示されるように曲げられる。また、他のスロット１１ａの対には、導体セグメント１５が上記実施の形態１と同様に挿入されている。なお、異形導体セグメント２２は、矩形断面部２３の先端側が曲げられて導体セグメント１５の斜行部１６ｂおよび端部１６ｃと同等の斜行部２３ｂおよび端部２３ｃを有し、矩形断面部２３の残部がスロット収納部２３ａとなる。そして、円形断面部２４は導体セグメント１５の連結部１７と干渉しないように曲げられている。
【００５１】
そして、第２端面側において、５５番のスロット１１ａの１番地および３番地から延出する異形導体セグメント２２の端部２３ｃと、４９番のスロット１１ａの２番地および４番地から延出する導体セグメント１５の端部１６ｃとを接合する。また、６１番のスロット１１ａの１番地および３番地から延出する異形導体セグメント２２の端部２３ｃと、５５番のスロット１１ａの２番地および４番地から延出する導体セグメント１５の端部１６ｃとを接合する。また、６１番のスロット１１ａの２番地および４番地から延出する異形導体セグメント２２の端部２３ｃと、６７番のスロット１１ａの１番地および３番地から延出する導体セグメント１５の端部１６ｃとを接合する。さらに、６７番のスロット１１ａの２番地および４番地から延出する異形導体セグメント２２の端部２３ｃと、７３番のスロット１１ａの１番地および３番地から延出する導体セグメント１５の端部１６ｃとを接合する。
【００５２】
ついで、第１端面側において、５５番のスロット１１ａの１番地から延出する異形導体セグメント２２の端部２４ａと６１番のスロット１１ａの４番地から第１端面側に延出する異形導体セグメント２２の端部２４ａとが接合され、５５番のスロット１１ａの３番地から延出する異形導体セグメント２２の端部２４ａと６７番のスロット１１ａの４番地から延出する異形導体セグメント２２の端部２４ａとが接合され、６１番のスロット１１ａの１番地から延出する異形導体セグメント２２の端部２４ａと６１番のスロット１１ａの２番地から延出する異形導体セグメント２２の端部２４ａとが接合される。
これにより、上記実施の形態１と同様に、４つの１ターンの波巻き巻線を直列に接続した１相分の巻線が得られる。そして、６７番のスロット１１ａの２番地から第１端面側に延出する異形導体セグメント２２の端部２４ａと６１番のスロット１１ａの３番地から第１端面側に延出する異形導体セグメント２２の端部２４ａとが、それぞれ１相分の巻線の口出し線（Ｏ）および中性点（Ｎ）となる。
なお、他の５相分の巻線についても、同様に構成されている。
【００５３】
従って、この実施の形態２によれば、異形導体セグメント２２を用いているので、各相の巻線を構成する４つの波巻き巻線を直列に接続する際に、導体セグメント１５を切断する必要がなく、結線作業性が向上される。
【００５４】
実施の形態３．
この実施の形態３では、絶縁被膜１４が被覆された長方形断面を有する短尺な銅線材の中央部および両端部をプレス治具２０によりプレスして円形断面に変形し、その後銅線材の中央部を折り曲げてＵ字状に成形された導体セグメント２５を用いている。この導体セグメント２５は、図１０に示されるように、スロット収納部２５ａが長方形断面に成形され、第１コイルエンドを構成する連結部２５ｂが円形断面に形成され、さらに第２コイルエンドを構成する斜行部２５ｃおよび端部２５ｄが円形断面に形成されている。なお、導体セグメント１５に代えて導体セグメント２５を用いている点を除いて、上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００５５】
この実施の形態３によれば、第２コイルエンドが円形断面の導体で構成されているので、固定子巻線の組立時、あるいは固定子を搭載した実機の運転中に発生する振動により、第２コイルエンド同士が互いに干渉しても、絶縁被膜１４の損傷が抑えられる。従って、第１コイルエンド群および第２コイルエンド群における絶縁被膜１４の損傷が抑えられ、優れた絶縁性が得られる。
【００５６】
実施の形態４．
この実施の形態４では、図１１に示されるように、絶縁被膜１４が被覆された円形断面を有する短尺な銅線材２６の両端をプレス治具２０Ａによりプレスして長方形断面に成形し、その後銅線材２６の中央部を折り曲げてＵ字状の導体セグメントを作製している。
なお、導体セグメントを作製する銅線材２６が円形断面を有している点を除いて、上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００５７】
従って、この実施の形態４によれば、導体セグメントが円形断面を有する銅線材を用いて作製されているので、長方形断面を有する銅線材２１に比べて安価なものとなり、固定子を低コストで作製できる。
また、スロット収納部がプレス成形されているので、スロット収納部の硬度が連結部に対して高くなる。そこで、第１コイルエンドとしての連結部が変形しやすくなり、連結部同士が干渉しても、絶縁被膜１４の損傷が生じにくく、絶縁性が向上される。
【００５８】
なお、上記実施の形態４では、スロット収納部をプレス加工により形成して硬度を高めるようにするものとしているが、スロット収納部の硬度を連結部の硬度に対して高くする手段はこれに限定されるものではない。
【００５９】
実施の形態５．
この実施の形態５では、図１２に示されるように、まず絶縁被膜１４が被覆され、中央部を大径にした円形断面を有する短尺な銅線材２７を作製し、ついで銅線材２７の中央部を除く部位をプレス加工して長方形断面に変形する。その後、銅線材２７の中央部を折り曲げて一対の直線部２９を連結部３０で接続してなるＵ字状の導体セグメント２８を作製する。この導体セグメント２８は、連結部３０の断面積が直線部２９の断面積に対して大きく形成されている。
なお、導体セグメント１５に代えて導体セグメント２８を用いている点を除いて、上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００６０】
この実施の形態５によれば、連結部３０により構成される第１コイルエンドの断面積が直線部２９により構成されるスロット収納部の断面積に対して大きく形成されている。そこで、固定子を交流発電機に搭載した際に、第１コイルエンドでの発熱量が抑えられるので、コイルエンド群を冷却するために装備される冷却ファンの小型化が可能となり、交流発電機の小型化を図ることができる。
【００６１】
実施の形態６．
この実施の形態６では、図１３に示されるように、第１コイルエンド群１２ａにおいて、周方向に隣り合う斜行部１７ｂが周方向に接触して配列されており、第２コイルエンド群１２ｂにおいて、周方向に隣り合う斜行部１６ｂが周方向に接触して配列されている。
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。
【００６２】
この実施の形態６によれば、周方向に隣り合う斜行部１６ｂ、１７ｂが隙間なく配列されているので、斜行部１６ｂ、１７ｂの固定子鉄心１１の軸方向に対する傾斜が大きくなり、第１および第２コイルエンド群１２ａ、１２ｂの軸方向高さが低くなる。その結果、交流発電機に搭載した際に、第１および第２コイルエンド群１２ａ、１２ｂにおける通風抵抗が小さくなる。その結果、冷却ファンによる冷却風の風量が多くなり、第１および第２コイルエンド群１２ａ、１２ｂが効率的に冷却され、固定子の温度上昇が抑えられ、交流発電機の高出力化をもたらすことができる。
【００６３】
実施の形態７．
図１４はこの発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子の要部を示す斜視図、図１５はこの発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線における１相分の巻線の結線状態を説明する端面図、図１６はこの発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される巻線アッセンブリの製造方法を説明する図、図１７はこの発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される巻線アッセンブリの製造方法を説明する図、図１８はこの発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される巻線アッセンブリの製造方法を説明する図、図１９はこの発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される巻線アッセンブリを示す側面図、図２０はこの発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される巻線アッセンブリの巻線構造を説明する斜視図、図２１はこの発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子の製造方法を説明する工程断面図である。なお、図１５において、実線は固定子鉄心の第１端面側の結線状態を示し、点線は固定子鉄心の第２端面側の結線状態を示し、黒丸は接合部を示し、１、７、１３・・・９１はスロット番号を示している。
【００６４】
図１４において、固定子３５は、円筒状に成形された積層鉄心で作製され、軸方向に延びるスロット１１ａが、内周側に開口するように、周方向に所定ピッチで複数形成されている固定子鉄心１１と、複数の連続する導体線をスロット１１ａに巻装して形成された固定子巻線３６と、各スロット１１ａに装着されているインシュレータ１３とから構成されている。
固定子巻線３６は、１本の導体線４０が、固定子鉄心１１の第１および第２端面側のスロット１１ａ外で折り返されて、６スロット毎のスロット１１ａ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波巻きに巻装された巻線を複数備えている。
【００６５】
ここで、導体線４０は、絶縁被膜が被覆された銅線材を用いている。そして、スロット１１ａ内に収納されている導体線４０の部位（スロット収納部）が長方形断面を有し、固定子鉄心１１の第１および第２端面側で６スロット離れた一方のスロット１１ａ内の内層のスロット収納部と他方のスロット１１ａ内の外層のスロット収納部とを直列に接続する導体線４０の連結部４１が円形断面を有している。この連結部４１は、ターン部４１ａと、各スロット収納部とターン部４１ａとを接続する一対の斜行部４１ｂとから構成され、それぞれ第１および第２コイルエンドとなる。
【００６６】
つぎに、固定子巻線３６を構成する１相分の巻線３７の巻線構造について図１５を参照して具体的に説明する。
１相分の巻線３７は、それぞれ１本の導体線４０からなる第１乃至第４の巻線５１〜５４から構成されている。そして、第１巻線５１は、１本の導体線４０を、１番から９１番まで６スロットおきに、スロット１１ａ内の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。第２巻線５２は、導体線４０を、１番から９１番まで６スロットおきに、スロット１１ａ内の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。第３巻線５３は、導体線４０を、１番から９１番まで６スロットおきに、スロット１１ａ内の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。第４巻線５４は、導体線４０を、１番から９１番まで６スロットおきに、スロット１１ａ内の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。そして、各スロット１１ａ内には、導体線４０のスロット収納部４２が長方形断面の長手方向を径方向に揃えて径方向に１列に４本並んで配列されている。
【００６７】
そして、固定子鉄心１１の第１端面側において、１番のスロット１１ａの２番地から延出する第２巻線５２の巻き始め端部５２ａと、９１番のスロット１１ａの３番地から延出する第４巻線５４の巻き終わり端部５４ｂとがＴＩＧ溶接され、さらに１番のスロット１１ａの４番地から延出する第４巻線５４の巻き始め端部５４ａと、９１番のスロット１１ａの１番地から延出する第２巻線５２の巻き終わり端部５２ｂとがＴＩＧ溶接されて、２ターンの巻線が形成されている。
また、固定子鉄心１１の第２端面側において、１番のスロット１１ａの１番地から延出する第１巻線５１の巻き始め端部５１ａと、９１番のスロット１１ａの４番地から延出する第３巻線５３の巻き終わり端部５３ｂとが接合され、さらに１番のスロット１１ａの３番地から延出する第３巻線５３の巻き始め端部５３ａと、９１番のスロット１１ａの２番地から延出する第１巻線５１の巻き終わり端部５１ｂとが接合されて、２ターンの巻線が形成されている。
【００６８】
さらに、６１番のスロット１１ａの３番地と６７番のスロット１１ａの４番地とから固定子鉄心１１の第１端面側に延出する第３巻線５３の導体線４０の連結部４１が切断され、６７番のスロット１１ａの３番地と７３番のスロット１１ａの４番地とから固定子鉄心１１の第１端面側に延出する第４巻線５４の導体線４０の連結部４１が切断される。そして、第３巻線５３の切断端５３ｃと第４巻線５４の切断端５４ｃとが接合されて、第１乃至第４巻線５１〜５４を直列接続してなる４ターンの１相分の巻線３７が形成されている。
なお、第３巻線５３の切断端５３ｄと第４巻線５４の切断端５４ｄとがそれぞれ口出し線（Ｏ）および中性点（Ｎ）となる。
【００６９】
同様にして、導体線４０が巻装されるスロット１１ａを１スロットづつずらして６相分の巻線３７が形成されている。
そして、スロット番号が１番、７番・・・９１番のスロット群に巻装された巻線３７と、スロット番号が３番、９番・・・９３番のスロット群に巻装された巻線３７と、スロット番号が５番、１１番・・・９５番のスロット群に巻装された巻線３７とが、中線点（Ｎ）同士を接合してＹ結線され、同様に、スロット番号が２番、８番・・・９２番のスロット群に巻装された巻線３７と、スロット番号が４番、１０番・・・９４番のスロット群に巻装された巻線３７と、スロット番号が６番、１２番・・・９６番のスロット群に巻装された巻線３７とが、中線点（Ｎ）同士を接合してＹ結線されて、２組の３相交流巻線を作製し、固定子３５が得られる。なお、この２組の３相交流巻線が固定子巻線３６を構成している。
【００７０】
このように構成された固定子３５においては、長方形断面を有するスロット収納部４２がその平坦面を各スロット１１ａの側壁面にインシュレータ１３を介して密着させて各スロット１１ａ内にスロット深さ方向に１列に並んで配列されている。
そして、６スロット離れたスロット１１ａの対において、固定子鉄心１１の軸方向の第１端面側で、両スロット１１ａ内の１番地と２番地とに収納されているスロット収納部４２が円形断面を有する連結部４１により直列に接続され、両スロット１１ａ内の３番地と４番地とに収納されているスロット収納部４２が円形断面を有する連結部４１により直列に接続されている。これらの２つの連結部（第１コイルエンド）は、径方向に離間して配置されている。これにより、第１コイルエンドが、径方向および周方向に互いに離間して周方向に１スロットピッチで整列されて配列されて、第１コイルエンド群３６ａを構成している。
同様に、６スロット離れたスロット１１ａの対において、固定子鉄心１１の軸方向の第２端面側で、両スロット１１ａ内の１番地と２番地とに収納されているスロット収納部４２が円形断面を有する連結部４１により直列に接続され、両スロット１１ａ内の３番地と４番地とに収納されているスロット収納部４２が円形断面を有する連結部４１により直列に接続されている。これらの２つの連結部（第２コイルエンド）は、径方向に離間して配置されている。これにより、第２コイルエンドが、径方向および周方向に互いに離間して周方向に１スロットピッチで整列されて配列されて、第２コイルエンド群３６ｂを構成している。
【００７１】
従って、この実施の形態７においても、スロット１１ａ内の導体の占積率を大きくできるとともに、第１および第２コイルエンド群３６ａ、３６ｂの整列化および高密度化が図られ、小型高出力化を実現できる固定子が得られる。
また、第１および第２コイルエンドを構成する連結部４１が円形断面に形成されているので、導体線４０を折り曲げて連結部４１のターン部４１ａを形成する際に、ターン部４１ａに生じるストレスが少なく、ターン部４１ａに被覆されている絶縁被膜の損傷が抑えられ、絶縁性を向上させることができる。
【００７２】
また、連結部４１が円形断面に形成されているので、固定子巻線３６の組立時、あるいは固定子３５を搭載した実機の運転中に発生する振動により、連結部４１（第１および第２コイルエンド）同士が互いに干渉しても、絶縁被膜の損傷が抑えられ、絶縁性を向上させることができる。
また、固定子巻線３６の口出し線Ｏや中性点Ｎが円形断面に形成されているので、口出し線Ｏや中性点Ｎの端部に被覆されている絶縁被膜の除去が簡易となる。そこで、固定子３５を交流発電機に実装する際に、固定子３５の口出し線Ｏと整流器との接続が簡易に、確実に行えるようになる。
【００７３】
なお、実施の形態７では、第１および第２コイルエンドを周方向に離間させて配列するものとしているが、第１および第２コイルエンドの斜行部を周方向に密接させて配列するようにしてもよい。この場合、第１および第２コイルエンド群の通風抵抗が小さくなり、上記実施の形態６と同様の効果が得られる。
【００７４】
ついで、固定子３５の組立方法について図１６乃至図２１を参照しつつ具体的に説明する。
まず、１２本の連続する導体線３９が平面上に１スロットピッチに並べられる。ついで、図１６に示されるように、１２本の導体線３９を一緒に所定ピッチ（２点鎖線の位置）で折り返し、図１７に示されるように、１２本の導体線３９が中心線Ｌに対して角度α度傾斜するように螺旋状に巻回された帯状の巻線ユニット４３を形成する。この導体線３９は、絶縁被膜が被覆された円形断面を有する銅線材からなる。
そして、巻線ユニット４３の幅方向に関して距離Ｄ離れた位置において、一対のピン群４４を巻線ユニット４３の表面側から各導体線３９間に挿入する。同様に、巻線ユニット４３の幅方向に関して距離Ｄ離れた位置において、一対のピン群４４を巻線ユニット４３の裏面側から各導体線３９間に挿入する。さらに、巻線ユニット４３の幅方向端部において、位置規制ピン群４５を各導体線３９間に挿入する。このようにして、ピン群４４、４５が、図１７に示されるように、セットされる。ここで、距離Ｄは後述する積層鉄心５８のスロット５８ａの溝方向長さ（固定子鉄心１１の軸方向長さ）に略一致している。
【００７５】
そこで、巻線ユニット４３の表面側から各導体線３９間に挿入された一対のピン群４４が、図１７中実線矢印で示されるように、巻線ユニット４３の長さ方向で互いに逆方向に移動される。同様に、巻線ユニット４３の裏面側から各導体線３９間に挿入された一対のピン群４４が、図１７中点線矢印で示されるように、巻線ユニット４３の長さ方向で互いに逆方向に移動される。この時、位置規制ピン群４５が各導体線３９間に挿入されているので、導体線３９がバラバラとなることが阻止される。
そこで、一対のピン４４間に位置する各導体線３９の部位が巻線ユニット４３の長さ方向に対して直交するように変形される。これにより、巻線ユニット４３の長さ方向に対して直交するように変形された直線部５６ａが巻線ユニット４３の表裏方向で重なって対をなし、巻線ユニット４３の長さ方向に１スロットピッチで９６対配列される。そして、一対のピン４４の外方に位置する各導体線３９の部位が６スロット離れた直線部５６ａ間を連結する連結部となる。このように作製された帯状の巻線ユニット５６は、直線部５６ａが円形断面を有している点を除いて、図１９に示される後述する巻線アッセンブリ５７と同等の巻線構造に構成されている。即ち、巻線ユニット５６は、直線部５６ａが連結部により連結されて６スロットピッチで配列され、かつ、隣り合う直線部５６ａが連結部により幅方向の両側に導体線３９の幅（ｗ）分交互にずらされたパターンに形成された２本の導体線３９を、互いに６スロットピッチずらして直線部５６ａを重ねて配列してなる導体線３９の対が、１スロットピッチづつずらされて６対配列されて構成されている。
【００７６】
ついで、この帯状の巻線ユニット５６が、プレス治具４６にセットされる。このプレス治具４６は、図１８に示されるように、プレス溝４８が１スロットピッチで配列された金型４７と、プレス棒４９ａが１スロットピッチで配列された押し具４９とから構成されている。そして、各プレス溝４８は、後述する積層鉄心５８のスロット５８ａの溝方向長さ（固定子鉄心１１の軸方向長さ）に略一致する溝方向長さに形成され、さらに導体線３９の線径と同等の溝幅を有する第１プレス溝４８ａと、この第１プレス溝４８ａに引き続いて形成され、第１プレス溝４８ａの溝幅より狭い溝幅の第２プレス溝４８ｂとから構成されている。また、プレス棒４９ａは、プレス溝４８の溝方向長さに略一致する長さを有し、かつ、第２プレス溝４８ｂの溝幅に略一致する幅を有している。
【００７７】
そこで、帯状の巻線ユニット５６は、図１８の（ａ）に示されるように、直線部５６ａの各対が各プレス溝４８の第１プレス溝４８ａ内に収納されるように金型４７にセットされる。その後、押し具４９が各押し棒４９ａをプレス溝４８の第１プレス溝４８ａ内に位置するようにセットされ、図１８の（ａ）中下方に移動させる。
これにより、各対の直線部５６ａが押圧され、塑性変形しつつ第１プレス溝４８ａから第２プレス溝４８ｂ内に押し込まれ、ついには第２プレス溝４８ｂの底部に当接する。そして、各対の直線部５６ａが押し具４９によりさらに押し圧され、図１８の（ｂ）に示されるように、長方形断面を有するスロット収納部４２となる。その後、押し具４９を引き抜き、帯状の巻線ユニット５６を金型４７から取り出し、図１９に示される巻線アッセンブリ５７が得られる。
【００７８】
このようにして作製された巻線アッセンブリ５７は、図１９の紙面と直交する方向（巻線アッセンブリ５７の幅方向に相当）に重なった一対のスロット収納部４２が１スロットピッチで９６対配列され、各対のスロット収納部４２の幅方向一側のスロット収納部４２が６スロット離れた各対のスロット収納部４２の幅方向他側のスロット収納部４２に連結部４１により連結されて、構成されている。つまり、図２０に示されるように、スロット収納部４２が連結部４１により連結されて６スロットピッチで配列され、かつ、隣り合うスロット収納部４２が連結部４１により幅方向の両側に導体線４０の幅（ｗ）分交互にずらされたパターンに形成された２本の導体線４０が、互いに６スロットピッチずらしてスロット収納部４２を重ねて配列して対をなしている。そして、このように構成された導体線４０の対が、１スロットピッチづつずらされて６対配列されて巻線アッセンブリ５７を構成している。
【００７９】
ついで、図２１の（ａ）に示されるように、インシュレータ１３が積層鉄心５８の各スロット５８ａに装着される。この積層鉄心５８は、多数枚の磁性鋼板を積層して直方体に形成されたもので、９６個のスロット５８ａが形成されている。そして、図２１の（ｂ）に示されるように、２つの巻線アセンブリ５７が重ねられてスロット５８ａの開口側から積層鉄心５８に装着される。これにより、巻線アッセンブリ５７は、４本のスロット収納部４２が矩形断面の長手方向をスロット深さ方向に一致させて、かつ、スロット深さ方向に１列に並んでスロット５８ａ内に収納されて、積層鉄心５８に装着されている。
【００８０】
その後、図２１の（ｃ）に示されるように、２つの巻線アセンブリ５７が装着された積層鉄心５８を環状に曲げ、環状に曲げられた積層鉄心５８の両端を突き合わせ、突き合わせ部をレーザ溶接する。そして、両端を溶接一体化された積層鉄心５８が固定子鉄心１１となる。
【００８１】
このように、この実施の形態７によれば、スロット収納部４２が連結部４１により連結されて６スロットピッチで配列され、かつ、隣り合うスロット収納部４２が連結部４１により幅方向の両側に導体線４０の幅（ｗ）分交互にずらされたパターンに形成された２本の導体線４０を、互いに６スロットピッチずらしてスロット収納部４２を重ねて配列してなる導体線４０の対が、１スロットピッチづつずらされて６対配列されて構成されている巻線アッセンブリ５７を用いているので、Ｕ字状の導体セグメント１５を用いている上記実施の形態１に比べて、第２端面側での接合作業が著しく削減され、固定子の組立性が向上する。
【００８２】
また、プレス治具４６を用いて、巻線ユニット５６の９６対の直線部５６ａを一括してプレスして巻線アッセンブリ５７を作製しているので、全ての直線部５６ａが一度に長方形断面に塑性変形され、巻線アッセンブリ５７の製造工程が簡略され、製造時間を短縮することができる。
また、スロット収納部４２が円形断面の直線部５６ａをプレス成形して長方形断面に形成されているので、スロット収納部４２の硬度が連結部４１の斜行部４１ｂに対して高くなる。そこで、第１および第２コイルエンドとしての連結部４１が変形しやすくなり、連結部４１同士が干渉しても、絶縁被膜１４の損傷が生じにくく、絶縁性が向上される。
【００８３】
また、金型４７のプレス溝４８が、溝幅の広い第１プレス溝４８ａと溝幅の狭い第２プレス溝４８ｂとにより構成されているので、巻線ユニット５６の直線部５６ａがプレス溝４８に装着し易く、プレス作業性が向上される。また、直線部５６ａはプレス棒４９ａに押圧されて塑性変形しつつ第１プレス溝４８ａから第２プレス溝４８ｂ内に押し込まれるので、円形断面を有する直線部５６ａを簡易に長方形断面に変形することができる。この時、直線部５６ａはプレス溝方向に延ばされるので、スロット収納部４２の長辺の絶縁被膜も延ばされ、薄くなる。そして、スロット収納部４２の長辺（平坦部）がスロット１１ａの側壁面にインシュレータ１３を介して密接しているので、スロット収納部４２で発生した熱が効率的に固定子鉄心１１に伝達される。その結果、固定子巻線３６のスロット収納部４２で発生した熱が大きな放熱面積を有する固定子鉄心１１から放熱され、固定子３５の温度上昇が抑えられる。
【００８４】
実施の形態８．
上記実施の形態７では、１つの巻線ユニット５６をプレス治具４６によりプレスするものとしているが、この実施の形態８では、図２２の（ａ）（ｂ）に示されるように、２つの巻線ユニット５６をプレス治具４６により一括プレスするものとしている。
従って、この実施の形態８によれば、巻線ユニット５６のプレス回数が１回ですみ、製造工数の削減が図られる。
【００８５】
なお、上記実施の形態８では、２つの巻線ユニット５６をプレス治具４６により一括プレスするものとして説明しているが、プレス治具４６により一括してプレスする巻線ユニット５６の個数は２つに限定されるものではない。例えば、固定子鉄心１１に巻装される巻線アッセンブリ５７が３つの場合には、３つの巻線ユニット５６をプレス治具４６により一括プレスすればよい。
【００８６】
実施の形態９．
上記実施の形態７では、巻線ユニット５６をプレス治具４６によりプレスして巻線アッセンブリ５７を作製するものとしているが、この実施の形態９では、プレス成形により巻線アッセンブリ５７を作製した後、さらに巻線アッセンブリ５７の長方形断面に変形されたスロット収納部４２に第２絶縁被膜１４ａを被覆するものとしている。
【００８７】
つまり、円形断面を有する導体線３９で作製された巻線ユニット５６の直線部５６ａは、図２３の（ａ）に示されるように、円形断面を有している。この巻線ユニット５６がプレス治具４６によりプレスされると、直線部５６ａは、図２３の（ｂ）に示されるように、長方形断面に変形され、スロット収納部４２となる。ついで、スロット収納部４２に第２絶縁被膜１４ａを被覆する。これにより、スロット収納部４２は、図２３の（ｃ）に示されるように、絶縁被膜１４と第２絶縁被膜１４ａとの２層構造となる。
【００８８】
上記実施の形態７では、プレス治具４６により巻線アセンブリ５７を作製した際に、直線部５６ａの銅線材６０が塑性変形するとともに、長方形断面の長辺に被覆されている絶縁被膜１４も延ばされ、厚みが薄くなる。これにより、スロット収納部４２の長辺や角部で絶縁被膜１４のクラックが生じ、絶縁不良の原因となる。
しかしながら、この実施の形態９によれば、プレス成形により巻線アッセンブリ５７を作製した後、巻線アッセンブリ５７の長方形断面に変形されたスロット収納部４２に第２絶縁被膜１４ａを被覆するものとしているので、スロット収納部４２に被覆された絶縁被膜は、絶縁被膜１４と第２絶縁被膜１４ａとの２層構造となり、絶縁被膜１４に発生したクラックが第２絶縁被膜１４ａにより塞がれ、絶縁性が向上される。
【００８９】
ここで、絶縁被膜の材料について説明する。
銅線材６０に被覆される絶縁樹脂１４は、プレス成形が実施されることから、優れた密着性が要求される。そこで、絶縁被膜１４には、例えばポリエステルイミド樹脂等の密着性強化樹脂を用いることが望ましい。
また、第２絶縁被膜１４ａにはプレス成形が実施されないので、例えばポリアミドイミド樹脂等の耐熱性樹脂を用いることが望ましい。
【００９０】
なお、絶縁被膜１４と第２絶縁被膜１４ａとに同一の樹脂を用いても、絶縁被膜を２層構造とすることにより、プレス成形による絶縁被膜１４に生じたクラックが第２絶縁被膜１４ａにより塞がれるので、絶縁性を向上出きる効果が得られる。また、絶縁被膜１４に密着性強化樹脂を用い、第２絶縁被膜１４ａに耐熱性樹脂を用いれば、プレス成形時のクラックが発生しにくく、かつ、固定子巻線の発熱による絶縁被膜の軟化が抑えられ、絶縁性がさらに向上される。
【００９１】
実施の形態１０．
この実施の形態１０では、図２４に示されるように、巻線アセンブリ５７が３層に重ねられて固定子鉄心１１に巻装されている。つまり、固定子巻線の各相の巻線が６ターンの波巻き巻線に形成されている。そして、各スロット１１ａ内には６本のスロット収納部４２が長方形断面の長手方向を径方向に一致させて１列に配列されている。
ここで、最内周層に位置するスロット収納部４２ａの内周側端面が円弧状に成形され、最外周層に位置するスロット収納部４２ｂの外周側端面が円弧状に成形されている。つまり、最内周層および最外周層に位置するスロット収納部４２ａ、４２ｂが砲丸状に成形されている。
なお、他の構成は上記実施の形態７と同様に構成されている。
【００９２】
この実施の形態１０によれば、最外周層に位置するスロット収納部４２ｂが砲丸状に成形されているので、巻線アッセンブリ５７を積層鉄心５８のスロット５８ａ（１１ａ）に径方向の内側から装着する際に、巻線アッセンブリ５７をスムーズに挿入することができる。また、スロット収納部４２ｂの先端部とスロット５８ａの側壁面との擦れに起因する絶縁被膜１４の損傷が抑えられ、絶縁性が向上される。
また、最内周層に位置するスロット収納部４２ａが砲丸状に成形されているので、積層鉄心５８を環状に曲げる際に、積層鉄心５８のティース部５８ｂ（１１ｂ）の鍔部５８ｃ（１１ｃ）とスロット収納部４２ａとの干渉が抑えられる。これにより、スロット収納部４２ａの先端部とティース部５８ｂの鍔部５８ｃとの干渉に起因する絶縁被膜１４の損傷が抑えられ、絶縁性が向上される。
【００９３】
ここで、スロット収納部４２ａ、４２ｂの形成は、図２５に示されるように、一対の直線部５６ａが第２プレス溝４８ｂの底部に当接した後、直線部５６ａの第２プレス溝４８ｂの底部との当接面が平坦となる前にプレス棒４９ａによる押圧を停止することで形成することができる。
また、スロット収納部４２ａは、その内周側端面全体を円弧状に形成する必要はなく、少なくともスロット収納部４２ａの内周側角部の曲率半径が外周側角部の曲率半径より大きく形成されていればよい。どうように、スロット収納部４２ｂは、その外周側端面全体を円弧状に形成する必要はなく、少なくともスロット収納部４２ｂの外周側角部の曲率半径が内周側角部の曲率半径より大きく形成されていればよい。
【００９４】
なお、上記各実施の形態では、スロット収納部を円形断面を有する連結部により接続するものとしているが、連結部の断面形状は円形断面に限定されるものではなく、非扁平な断面形状であればよい。ここで、非扁平な断面形状とは、全方位に渡って径がほぼ等しい断面であり、円形、正方形、正多角形などの断面形状である。また、スロット収納部は扁平な断面形状であればよく、長方形、レーストラック状、砲丸状などの断面形状が用いられる。
【００９５】
【発明の効果】
この発明は、以上のように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００９６】
この発明によれば、複数のスロットが形成された固定子鉄心と、絶縁被膜が被覆された導体線を上記スロットに巻装して形成された固定子巻線とを有する車両用交流発電機の固定子において、
上記固定子巻線は、上記複数のスロットに２ｎ本（ｎ：整数）づつ収納され、それぞれ扁平な断面形状に形成され、平坦面を該スロットの側壁面に密接させて各スロット内にスロット深さ方向に１列に並んで配列されたスロット収納部と、所定スロット数離れたスロット対のそれぞれにおいて、上記固定子鉄心の軸方向の第１端面側で、両スロット内のスロット深さ方向に関して異なる番地に収納されている上記スロット収納部を非扁平な断面を有する連続導体線により直列に接続するｎ本の第１コイルエンドと、上記所定スロット数離れたスロット対のそれぞれにおいて、上記固定子鉄心の軸方向の第２端面側で、上記両スロット内のスロット深さ方向に関して異なる番地に収納されている上記スロット収納部を直列接続するｎ本の第２コイルエンドとを備え、
上記固定子鉄心の第１端面側で上記両スロット内のスロット深さ方向に関して異なる番地に収納されている上記スロット収納部を直列に接続するｎ本の上記第１コイルエンドが周方向に１スロットピッチで配列されて第１コイルエンド群を構成し、上記固定子鉄心の第２端面側で上記両スロット内のスロット深さ方向に関して異なる番地に収納されている上記スロット収納部を直列に接続するｎ本の上記第２コイルエンドが周方向に１スロットピッチで配列されて第２コイルエンド群を構成しているので、車両用交流発電機の小型高出力化を実現できるとともに、絶縁性を向上できる車両用交流発電機の固定子が得られる。
【００９７】
また、上記第２コイルエンドが非扁平な断面を有する連続導体線により形成さているので、第２コイルエンド同士の接触による絶縁被膜の損傷が抑えられ、さらに絶縁性が向上される。
【００９８】
また、上記非扁平な断面を有するコイルエンドの断面積が上記スロット収納部の断面積より車両用交流発電機の固定子大きいので、車両用交流発電機に搭載した際に、コイルエンドでの発熱量が抑えられ、冷却ファンを小さくできる。
【００９９】
また、上記スロット内の最外番地に収納されている上記スロット収納部は、径方向の外側の角部の曲率半径が径方向の内側の角部の曲率半径より大きい断面形状に形成されているので、導体線をスロットに巻装する際に、導体線とスロットとの干渉が抑えられ、絶縁被膜の損傷が抑えられ、絶縁性が向上される。
【０１００】
また、上記スロット内の最内番地に収納されている上記スロット収納部は、径方向の内側の角部の曲率半径が径方向の外側の角部の曲率半径より大きい断面形状に形成されているので、ティース先端の鍔部とスロット収納部との干渉に起因する絶縁被膜の損傷が抑えられ、絶縁性が向上される。
【０１０１】
また、上記スロット収納部は、上記スロットの側壁面に密接する上記平坦面の絶縁被膜が径方向の外側および内側の部位の絶縁被膜より薄く形成されているので、スロット収納部での発熱が大きな放熱面積を有する固定子鉄心に速やかに伝達されて固定子鉄心の表面から放熱され、固定子巻線の温度向上が抑えられる。
【０１０２】
また、上記スロット収納部は、絶縁被膜が２層に被覆されているので、スロット収納部の絶縁被膜の損傷が抑えられ、絶縁性が向上される。
【０１０３】
また、上記絶縁被膜は密着性強化樹脂からなる下層絶縁被膜と、耐熱性樹脂から成る上層絶縁被膜とから構成されているので、曲げに起因する絶縁被膜の損傷が抑えられ、かつ、固定子巻線での発熱に起因する絶縁被膜の軟化が抑えられ、優れた絶縁性が得られる。
【０１０４】
また、上記第１および第２コイルエンド群は、上記第１および第２のコイルエンドが、上記スロット収納部からの立ち上がり部と頂部との間に位置する上記固定子鉄心の軸方向に対して傾斜する斜行部を周方向に接触させて配列されて構成されているので、第１および第２コイルエンド群の固定子鉄心の端面からの延出量が少なくなり、車両用交流発電機に搭載した際に、第１および第２コイルエンド群における通風抵抗を小さくできる。
【０１０５】
また、上記スロット収納部が非扁平の断面を有するコイルエンドにおける上記固定子鉄心の軸方向に対して傾斜する上記スロット収納部からの立ち上がり部と頂部との間に位置する斜行部より高い硬度を有するように形成されているので、コイルエンドの斜行部が変形しやすくなり、コイルエンド同士が干渉しても、絶縁被膜の損傷が生じにくく、絶縁性が向上される。
【０１０６】
また、上記第１および第２コイルエンド群の一方から延出する上記固定子巻線の口出し線が円形断面を有するように形成されているので、口出し線と整流器との接続作業が容易となる。
【０１０７】
また、直線部が連結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連結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、絶縁被膜が被覆された非扁平な断面形状を有する２本の導体線を、互いに上記所定スロットピッチずらして該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て構成された帯状の巻線ユニットを作製する工程と、
上記巻線ユニットの直線部を扁平な断面形状にプレス成形して巻線アッセンブリを作製する工程と、
上記巻線アッセンブリの直線部を直方体の積層鉄心のスロットにスロット開口側から挿入して該巻線アッセンブリを該積層鉄心に装着する工程と、
上記巻線アセンブリが装着された上記積層鉄心を環状に曲げ、該積層鉄心の端面同士を突き合わせ、該積層鉄心の端面同士を溶接一体化する工程とを備えたので、固定子鉄心の端面での接合箇所が著しく削減され、生産性に優れた車両用交流発電機の固定子の製造方法が得られる。
【０１０８】
また、上記巻線アッセンブリの作製工程において、上記直線部の幅以上の溝幅を有する第１プレス溝と、上記直線部の幅より狭い溝幅を有し、第１プレス溝に連続して溝深さ方向に延設された第２プレス溝とを備えた金型を用い、上記巻線ユニットの直線部を上記第１プレス溝内に収納した後、上記第１プレス溝側から該直線部を押圧して該直線部を上記第２プレス溝内に圧入し、該直線部を扁平な断面形状に変形させるので、巻線ユニットの金型へのセットが簡易となり、プレス作業性が向上されるとともに、直線部を簡易に扁平な断面形状に変形することができる。
【０１０９】
また、上記積層鉄心に装着されている上記巻線アッセンブリにおいて、上記スロット内のスロット深さ方向の最深位置に収納されている上記直線部は、スロット底部側の角部の曲率半径がスロット開口側の角部の曲率半径より大きい断面形状に形成されているので、巻線アッセンブリを積層鉄心にスムーズに装着できるとともに、直線部とスロットとの干渉に起因する絶縁被膜の損傷が抑えられ、絶縁性が向上される。
【０１１０】
また、上記積層鉄心に装着されている上記巻線アッセンブリにおいて、上記スロット内のスロット深さ方向の最浅位置に収納されている上記直線部は、スロット開口側の角部の曲率半径がスロット底部側の角部の曲率半径より大きい断面形状に形成されているので、積層鉄心を環状に曲げる際に、積層鉄心のティース部先端の鍔部と直線部との干渉が抑えられ、鍔部と直線部との干渉に起因する絶縁被膜の損傷が抑えられ、絶縁性が向上される。
【０１１１】
また、上記巻線アッセンブリの作製工程において、上記巻線ユニットの全ての直線部を一括してプレス成形するようにしたので、製造工程が簡略化され、製造時間を短縮できる。
【０１１２】
また、上記巻線アッセンブリの作製工程において、複数の上記巻線ユニットの全ての直線部を一括してプレス成形するようにしたので、製造工程がさらに簡略化され、製造時間を短縮できる。
【０１１３】
また、上記巻線アッセンブリの直線部に第２絶縁被膜を塗布形成する工程を有するので、直線部のプレス成形時に絶縁樹脂にクラックが発生しても、第２絶縁被膜により該クラックが塞がれ、絶縁性が向上される。
【０１１４】
また、上記絶縁被膜が密着性強化樹脂であり、上記第２絶縁被膜が耐熱性樹脂であるので、直線部のプレス成形時における絶縁被膜のクラック発生が抑えられ、かつ、固定子巻線での発熱に起因する第２絶縁被膜の軟化が抑えられ、絶縁性が向上される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の固定子の要部を軸方向の第１端面側から見た斜視図である。
【図２】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の固定子の要部を軸方向の第２端面側から見た斜視図である。
【図３】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される導体セグメントを示す斜視図である。
【図４】 図３に示される導体セグメントを形成する方法を説明するための斜視図である。
【図５】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の固定子の固定子鉄心に導体セグメントを装着する方法を説明するための斜視図である。
【図６】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の固定子の製造方法を説明する工程図である。
【図７】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の固定子における固定子鉄心のスロット内の導体セグメントの配置を説明する図である。
【図８】 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線における１相分の巻線の結線状態を説明する端面図である。
【図９】 この発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される異形導体セグメントを示す斜視図である。
【図１０】 この発明の実施の形態３に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される導体セグメントを示す斜視図である。
【図１１】 この発明の実施の形態４に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される導体セグメントを形成する方法を説明するための斜視図である。
【図１２】 この発明の実施の形態５に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される導体セグメントを形成する方法を説明するための斜視図である。
【図１３】 この発明の実施の形態６に係る車両用交流発電機の固定子の要部を内径側から見た平面図である。
【図１４】 この発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子の要部を示す斜視図である。
【図１５】 この発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線における１相分の巻線の結線状態を説明する端面図である。
【図１６】 この発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される巻線アッセンブリの製造方法を説明する図である。
【図１７】 この発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される巻線アッセンブリの製造方法を説明する図である。
【図１８】 この発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される巻線アッセンブリの製造方法を説明する図である。
【図１９】 この発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される巻線アッセンブリを示す側面図である。
【図２０】 この発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される巻線アッセンブリの巻線構造を説明する斜視図である。
【図２１】 この発明の実施の形態７に係る車両用交流発電機の固定子の製造方法を説明する工程断面図である。
【図２２】 この発明の実施の形態８に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される巻線アッセンブリのプレス工程を説明する図である。
【図２３】 この発明の実施の形態９に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される巻線アッセンブリの製造方法を説明する工程断面図である。
【図２４】 この発明の実施の形態１０に係る車両用交流発電機の固定子におけるスロット内の導体線の配列状態を説明する断面図である。
【図２５】 この発明の実施の形態１０に係る車両用交流発電機の固定子の固定子巻線に適用される巻線アッセンブリのプレス工程を説明する図である。
【図２６】 従来の車両用交流発電機の固定子の要部を示す断面図である。
【図２７】 従来の車両用交流発電機の固定子の固定子巻線を構成する導体セグメントを示す斜視図である。
【符号の説明】
１０、３５ 固定子、１１ 固定子鉄心、１１ａ スロット、１２、３６ 固定子巻線、１２ａ、３６ａ 第１コイルエンド群、１２ｂ、３６ｂ 第２コイルエンド群、１４ 絶縁被膜、１４ａ 第２絶縁被膜、１５、２５、２８ 導体セグメント、１６ａ、２５ａ スロット収納部、１６ｂ、２５ｃ 斜行部、１７、２５ｂ、３０ 連結部、１７ｂ 斜行部、２９ 直線部、３９、４０ 導体線、４１ 連結部、４２ スロット収納部、４６ プレス治具、４７ 金型、４８ プレス溝、４８ａ 第１プレス溝、４８ｂ 第２プレス溝、５６ 巻線ユニット、５６ａ 直線部、５７ 巻線アッセンブリ。
Claims (19)
- 複数のスロットが形成された固定子鉄心と、絶縁被膜が被覆された導体線を上記スロットに巻装して形成された固定子巻線とを有する車両用交流発電機の固定子において、
上記固定子巻線は、上記複数のスロットに２ｎ本（ｎ：整数）づつ収納され、それぞれ扁平な断面形状に形成され、平坦面を該スロットの側壁面に密接させて各スロット内にスロット深さ方向に１列に並んで配列されたスロット収納部と、所定スロット数離れたスロット対のそれぞれにおいて、上記固定子鉄心の軸方向の第１端面側で、両スロット内のスロット深さ方向に関して異なる番地に収納されている上記スロット収納部を非扁平な断面を有する連続導体線により直列に接続するｎ本の第１コイルエンドと、上記所定スロット数離れたスロット対のそれぞれにおいて、上記固定子鉄心の軸方向の第２端面側で、上記両スロット内のスロット深さ方向に関して異なる番地に収納されている上記スロット収納部を直列接続するｎ本の第２コイルエンドとを備え、
上記固定子鉄心の第１端面側で上記両スロット内のスロット深さ方向に関して異なる番地に収納されている上記スロット収納部を直列に接続するｎ本の上記第１コイルエンドが周方向に１スロットピッチで配列されて第１コイルエンド群を構成し、上記固定子鉄心の第２端面側で上記両スロット内のスロット深さ方向に関して異なる番地に収納されている上記スロット収納部を直列に接続するｎ本の上記第２コイルエンドが周方向に１スロットピッチで配列されて第２コイルエンド群を構成していることを特徴とする車両用交流発電機の固定子。 - 上記第２コイルエンドが非扁平な断面を有する連続導体線により形成さていることを特徴とする請求項１記載の車両用交流発電機の固定子。
- 上記非扁平な断面を有するコイルエンドの断面積が上記スロット収納部の断面積より大きいことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両用交流発電機の固定子。
- 上記スロット内の最外番地に収納されている上記スロット収納部は、径方向の外側の角部の曲率半径が径方向の内側の角部の曲率半径より大きい断面形状に形成されていることを特徴とする請求項２記載の車両用交流発電機の固定子。
- 上記スロット内の最内番地に収納されている上記スロット収納部は、径方向の内側の角部の曲率半径が径方向の外側の角部の曲率半径より大きい断面形状に形成されていることを特徴とする請求項２記載の車両用交流発電機の固定子。
- 上記スロット収納部は、上記スロットの側壁面に密接する上記平坦面の絶縁被膜が径方向の外側および内側の部位の絶縁被膜より薄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記載の車両用交流発電機の固定子。
- 上記スロット収納部は、絶縁被膜が２層に被覆されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両用交流発電機の固定子。
- 上記絶縁被膜は密着性強化樹脂からなる下層絶縁被膜と、耐熱性樹脂から成る上層絶縁被膜とから構成されていることを特徴とする請求項７記載の車両用交流発電機の固定子。
- 上記第１および第２コイルエンド群は、上記第１および第２のコイルエンドが、上記スロット収納部からの立ち上がり部と頂部との間に位置する上記固定子鉄心の軸方向に対して傾斜する斜行部を周方向に接触させて配列されて構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両用交流発電機の固定子。
- 上記スロット収納部が非扁平の断面を有するコイルエンドにおける上記固定子鉄心の軸方向に対して傾斜する上記スロット収納部からの立ち上がり部と頂部との間に位置する斜行部より高い硬度を有するように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記載の車両用交流発電機の固定子。
- 上記第１および第２コイルエンド群の一方から延出する上記固定子巻線の口出し線が円形断面を有するように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記載の車両用交流発電機の固定子。
- 直線部が連結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連結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、絶縁被膜が被覆された非扁平な断面形状を有する２本の導体線を、互いに上記所定スロットピッチずらして該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て構成された帯状の巻線ユニットを作製する工程と、
上記巻線ユニットの直線部を扁平な断面形状にプレス成形して巻線アッセンブリを作製する工程と、
上記巻線アッセンブリの直線部を直方体の積層鉄心のスロットにスロット開口側から挿入して該巻線アッセンブリを該積層鉄心に装着する工程と、
上記巻線アセンブリが装着された上記積層鉄心を環状に曲げ、該積層鉄心の端面同士を突き合わせ、該積層鉄心の端面同士を溶接一体化する工程とを備えたことを特徴とする車両用交流発電機の固定子の製造方法。 - 上記巻線アッセンブリの作製工程において、上記直線部の幅以上の溝幅を有する第１プレス溝と、上記直線部の幅より狭い溝幅を有し、第１プレス溝に連続して溝深さ方向に延設された第２プレス溝とを備えた金型を用い、上記巻線ユニットの直線部を上記第１プレス溝内に収納した後、上記第１プレス溝側から該直線部を押圧して該直線部を上記第２プレス溝内に圧入し、該直線部を扁平な断面形状に変形させることを特徴とする請求項１２記載の車両用交流発電機の固定子の製造方法。
- 上記積層鉄心に装着されている上記巻線アッセンブリにおいて、上記スロット内のスロット深さ方向の最深位置に収納されている上記直線部は、スロット底部側の角部の曲率半径がスロット開口側の角部の曲率半径より大きい断面形状に形成されていることを特徴とする請求項１２又は請求項１３記載の車両用交流発電機の固定子の製造方法。
- 上記積層鉄心に装着されている上記巻線アッセンブリにおいて、上記スロット内のスロット深さ方向の最浅位置に収納されている上記直線部は、スロット開口側の角部の曲率半径がスロット底部側の角部の曲率半径より大きい断面形状に形成されていることを特徴とする請求項１２乃至請求項１４の何れかに記載の車両用交流発電機の固定子の製造方法。
- 上記巻線アッセンブリの作製工程において、上記巻線ユニットの全ての直線部を一括してプレス成形するようにしたことを特徴とする請求項１２乃至請求項１５の何れかに記載の車両用交流発電機の固定子の製造方法。
- 上記巻線アッセンブリの作製工程において、複数の上記巻線ユニットの全ての直線部を一括してプレス成形するようにしたことを特徴とする請求項１２乃至請求項１５の何れかに記載の車両用交流発電機の固定子の製造方法。
- 上記巻線アッセンブリの直線部に第２絶縁被膜を塗布形成する工程を有することを特徴とする請求項１２乃至請求項１７の何れかに記載の車両用交流発電機の固定子の製造方法。
- 上記絶縁被膜が密着性強化樹脂であり、上記第２絶縁被膜が耐熱性樹脂であることを特徴とする請求項１８記載の車両用交流発電機の固定子の製造方法。
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