JP3889630B2 - 回転電機の巻線接合方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、回転電機の巻線接合方法に関し、特に乗用車、トラック等の乗り物に搭載される交流発電機の固定子巻線の接合に適用される巻線接合方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、回転電機の固定子巻線の接合には、例えば特開２０００−３５０４２１号公報に記載されているように、電極と巻線接合部との間でアーク放電させ、その熱を利用して巻線を溶融接合する接合方法が一般的に採用されている。
【０００３】
ここで、例えば特開２０００−３５０４２１号公報に記載された従来の回転電機の巻線接合方法について図１９を参照しつつ説明する。
まず、この巻線接合方法が適用される固定子の構造について説明する。
この固定子においては、例えば絶縁被覆されたＵ字状銅線が、そのターン部を固定子鉄心の第１端面側に揃うように、３スロット離れた各スロット対に２本づつ挿入されている。そして、各スロット対において、１本のＵ字状銅線が、内周側から１番目の位置と２番目の位置とに挿入され、もう１本のＵ字状銅線が内周側から３番目の位置と４番目の位置とに挿入されている。また、各スロット内には、４本の銅線が径方向に１列に並んで収納されている。
【０００４】
固定子鉄心の第２端面側において、同径位置にある全てのＵ字状銅線の開放端側が周方向の同じ方向に傾けられ、かつ、径方向に隣り合うＵ字状銅線の開放端側が周方向の逆方向に傾けられている。そして、各Ｕ字状銅線の開放端が軸方向外側に向くように曲げられている。さらに、３スロット離れた各スロット対の１番目の位置と２番目の位置とから延出するＵ字状銅線の開放端同士が径方向に重ねられ、３スロット離れた各スロット対の３番目の位置と４番目の位置とから延出するＵ字状銅線の開放端同士が径方向に重ねられている。
【０００５】
そこで、固定子鉄心の第２端面側においては、図１９に示されるように、Ｕ字状銅線の開放端５０が径方向に２つづつ対になって、周方向に１スロットピッチで配列されている。そして、径方向に隣接する２つの開放端２０の対間には、絶縁のため、所定間隔の隙間が設けられている。
【０００６】
このように固定子巻線を構成するＵ字状銅線が固定子鉄心に装着された後、内径側プラス電極５１が固定子鉄心の内周側から最内周に位置するＵ字状銅線の開放端５０に接するように配置され、外径側プラス電極５２が固定子鉄心の外周側から最外周に位置するＵ字状銅線の開放端５０に接するように配置され、さらに棒状プラス電極５３が内径側および外径側プラス電極５１、５２間に架設されて周方向に隣り合う開放端５０間に各開放端５０の周方向側面と接するように配置される。
ついで、トーチ５４を開放端５０の対上に移動させ、トーチ５４と各電極５１、５２、５３との間に所定の電圧を印加するとともに、アルゴンやヘリウム等の不活性ガスをトーチ５４に供給する。これにより、トーチ５４と開放端５０の対との間にアーク放電５５が発生し、Ｕ字状銅線の開放端５０の対が溶融接合される。
そして、トーチ５４を周方向（或いは径方向）に移動させて、各Ｕ字状銅線の開放端５０の対を順次接合する。これにより、Ｕ字状銅線を所望のパターンに連結してなる固定子巻線が得られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の回転電機の巻線接合方法は、以上のように、内周側および外周側プラス電極５１、５２が径方向に１列に配列された２対の開放端５０の最内周および最外周に宛われ、棒状プラス電極５３が周方向に隣接する開放端５０の対間に挿入されて、各対の開放端５０同士を溶融接合するようにしている。
そこで、従来の巻線接合方法では、内周側プラス電極５１による最内周の開放端５０の径方向拘束力が小さすぎると、内周側の開放端５０同士が密接せず、開放端５０を過度に溶融しなければならなくなる。その結果、アーク熱が高くなり、Ｕ字状銅線の絶縁被膜の劣化をもたらし、絶縁性が悪化してしまうという課題があった。最悪の場合、内周側の開放端５０同士が離間しすぎて、接合できなくなる恐れがあった。また、内周側プラス電極５１による最内周の開放端５０の径方向拘束力が大きすぎると、径方向における開放端５０の対間の隙間が狭くなった状態で開放端５０同士が接合されてしまう。その結果、径方向に隣接する開放端５０の接合部同士が、振動や被水等により短絡してしまうという課題もあった。なお、外周側プラス電極５２による最外周の開放端５０の径方向拘束力に関しても同様の課題がある。
また、径方向における開放端５０の対間の隙間は、固定子鉄心の構造上、周方向に隣接する開放端５０間の隙間に比べて極めて狭くなっているので、内周側および外周側プラス電極５１、５２による開放端５０の径方向拘束力の管理が極めて困難であり、最悪の場合、径方向に隣接する開放端５０の対同士が一体に接合されてしまう。そこで、接合作業性や歩留まりを悪化させてしまうという課題もあった。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するために、内周側および外周側プラス電極により最内周および最外周の電気導体の接合端部の径方向移動を拘束し、さらに径方向に隣接する各電気導体の接合端部の対間に中間保持材を介装して、各対の電気導体の接合端部同士を接合するようにし、簡易に、かつ、高歩留まりで、電気導体の絶縁被膜の劣化を抑え、接合部間の隙間を確保して巻線を接合できる回転電機の巻線接合方法を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る回転電機の巻線接合方法は、円筒状の鉄心の軸方向の端部側に、径方向に１列に２ｎ（ｎ：２以上の整数）本配列されてなる電気導体の接合端部を径方向に隣接する２本づつ接合する回転電機の巻線接合方法において、
中間保持部材を接合される上記接合端部の対間に介装し、第１径方向拘束部材を最内周に位置する上記接合端部に径方向内方から押圧し、かつ、第２径方向拘束部材を最外周に位置する上記接合端部に径方向外方から押圧して、接合される上記接合端部同士を、上記中間保持部材と該中間保持部材に径方向に隣接する上記接合端部とを、上記第１径方向拘束部材と最内周に位置する上記接合端部とを、さらに上記第２径方向拘束部材と最外周に位置する上記接合端部とを密着させる接合端部拘束工程と、
上記接合端部拘束工程に引き続いて、接合される上記接合端部同士を接合する接合工程
とを有するものである。
【００１０】
また、上記第１径方向拘束部材、第２径方向拘束部材および中間保持部材の少なくとも１つが上記接合端部の周方向移動を規制する周方向保持機能を有しているものである。
【００１１】
また、径方向に１列に配列された上記接合端部の列が周方向に所定ピッチで少なくとも複数列配列され、上記中間保持部材が周方向に隣接する上記接合端部の少なくとも２列に跨って配設されているものである。
【００１２】
また、径方向に１列に配列された上記接合端部の列が周方向に所定ピッチで環状に配列され、上記中間保持部材が環状に形成されて、径方向同一位置の接合される上記接合端部の各対間に介装されているものである。
【００１３】
また、上記第１および第２径方向拘束部材が、それぞれ周方向に隣接する少なくとも２本の上記接合端部を押圧できるように構成されているものである。
【００１４】
また、上記第１径方向拘束部材、第２径方向拘束部材および中間保持部材が金属材料で作製されているものである。
【００１５】
また、上記第１径方向拘束部材および第２径方向拘束部材が金属材料で作製され、上記中間保持部材が絶縁性材料で作製されているものである。
【００１６】
また、径方向に隣接する上記接合端部同士がアーク溶接されるものである。
【００１７】
また、上記接合端部と、上記第１径方向拘束部材、第２径方向拘束部材および中間保持部材とが面接触しているものである。
【００１８】
【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に係る回転電機の巻線接合方法により製造される車両用交流発電機の固定子を第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に係る回転電機の巻線接合方法により製造される車両用交流発電機の固定子を第２端面側から見た斜視図、図３は図１に示される固定子の固定子巻線の１相分の結線状態を説明する端面図、図４は図１に示される固定子の固定子巻線を構成するセグメント導体を示す斜視図、図５および図６はそれぞれこの発明の実施の形態１に係る回転電機の巻線接合方法を説明する斜視図および端面図である。
なお、図３において、１〜３６はスロット番号を示し、点線は固定子鉄心の第１端面側の巻線を示し、実線は固定子鉄心の第２端面側の巻線を示し、黒丸は接合部を示している。また、図３では、口出し線、中性点リード線および渡り結線が省略されている。
【００１９】
図１および図２において、固定子１は、回転電機としての車両用交流発電機に搭載されるもので、軸方向に延びるスロット２ａが周方向に所定ピッチで複数形成された円筒状の固定子鉄心２と、固定子鉄心２に巻装された固定子巻線３とを備えている。この固定子巻線３は、略Ｕ字状に成形されたセグメント導体５（電気導体）を３スロット離れた（１磁極ピッチ）スロット２ａの各対に第１端面側から２本づつ挿入し、その開放端（接合端部）５ｃ同士を接合して構成されている。ここで、セグメント導体５は、図４に示されるように、絶縁被覆された断面円形の銅線を折り曲げて、一対の直線部５ａを略Ｖ字状のターン部５ｂで連結してなる略Ｕ字状に成形されている。
【００２０】
固定子鉄心２の第１端面側においては、セグメント導体５のターン部５ｂで構成される２つの略Ｖ字状部（コイルエンド）が、径方向に離間して並んで、周方向に１スロットピッチで配列されて、コイルエンド群３ａを構成している。そして、コイルエンド群３ａにおいて、２つのターン部５ｂの頂部が径方向に１列に並んで周方向に１スロットピッチで配列されている。
また、固定子鉄心２の第２端面側においては、３スロット離れたスロット２ａの対からのセグメント導体５の延出部同士を連結してなる２つの略Ｖ字状部（コイルエンド）が、径方向に離間して並んで、周方向に１スロットピッチで配列されて、コイルエンド群３ｂを構成している。そして、コイルエンド群３ｂにおいて、２つの接合部６が、径方向に１列に並んで、周方向に１スロットピッチで配列されている。
【００２１】
つぎに、固定子巻線３を構成するａ相巻線１０の構造について図３を参照して具体的に説明する。
スロット番号１番、４番、７番・・・３４番のスロット群において、セグメント導体５が、固定子鉄心２の第１端面側から３スロット離れたスロット２ａの各対（例えば、１番と４番とのスロット対、４番と７番とのスロット対・・・）に、２本づつ挿入されている。この時、各スロット対において、１本のセグメント導体５は、一方のスロット２ａの内周側から１番目の位置（以下、１番地という）と、他方のスロット２ａの内周側から２番目の位置（以下、２番地という）とに挿入され、もう１本のセグメント導体５は、一方のスロット２ａの内周側から３番目の位置（以下、３番地という）と、他方のスロット２ａの内周側から４番目の位置（以下、４番地という）とに挿入されている。
【００２２】
そして、各スロット２ａから固定子鉄心２の第２端面側に延出している各セグメント導体５の開放端側が、外開き状に周方向に曲げられる。つまり、同径位置にある全てのセグメント導体５の開放端側が周方向の同じ方向に傾けられ、かつ、径方向に隣り合うセグメント導体５の開放端側が周方向の逆方向に傾けられている。さらに、各セグメント導体５の開放端５ｃが軸方向外側に向くように曲げられている。
そして、３スロット離れた各スロット２ａの対の１番地と２番地とから延出するセグメント導体５の開放端５ｃ同士が径方向に重ねられて接合され、それぞれ６本のセグメント導体５を直列に接続してなる１ターンの第１および第２巻線１１、１２を構成している。同様に、３スロット離れた各スロット２ａの対の３番地と４番地とから延出するセグメント導体５の開放端５ｃ同士が径方向に重ねられて接合され、それぞれ６本のセグメント導体５を直列に接続してなる１ターンの第３および第４巻線１３、１４を構成している。
このように構成された第１乃至第４巻線１１〜１４を直列に接続して４ターンのａ相巻線１０が構成されている。
【００２３】
そして、図示していないが、スロット番号２番、５番、８番・・・３５番のスロット群において、セグメント導体５を３スロット離れたスロット２ａの各対に２本づつ挿入し、開放端５ｃを同様に接合して、それぞれ１ターンの４つの巻線を構成している。そして、これらの４つの巻線を直列に結線して４ターンのｂ相巻線を構成している。さらに、図示していないが、スロット番号３番、６番、９番・・・３６番のスロット群において、セグメント導体５を３スロット離れたスロット２ａの各対に２本づつ挿入し、開放端５ｃを同様に接合して、それぞれ１ターンの４つの巻線を構成している。そして、これらの４つの巻線を直列に結線して４ターンのｃ相巻線を構成している。
固定子巻線３は、このように構成されたａ相、ｂ相およびｃ相巻線を交流結線して構成されている。
【００２４】
ついで、セグメント導体５の開放端５ｃ同士の接合について図５および図６を参照しつつ説明する。
まず、３スロット離れた各スロット対において、１本のセグメント導体５が固定子鉄心２の第１端面側から一方のスロット２ａの１番地と他方のスロット２ａの２番地とに挿入され、もう１本のセグメント導体５が固定子鉄心２の第１端面側から一方のスロット２ａの３番地と他方のスロット２ａの４番地とに挿入される。そして、同径位置にある全てのセグメント導体５の開放端側が周方向の同じ方向に傾けられ、かつ、径方向に隣り合うセグメント導体５の開放端側が周方向の逆方向に傾けられる。さらに、各セグメント導体５の開放端５ｃが軸方向外側に向くように曲げられる。ついで、各スロット対の１番地と２番地とから延出するセグメント導体５の開放端５ｃ同士が径方向に重ねられ、各スロット対の３番地と４番地とから延出するセグメント導体５の開放端５ｃ同士が径方向に重ねられる。これにより、固定子鉄心２の第２端面側では、４本の開放端５ｃが径方向に１列に並んで、周方向に１スロットピッチで環状に３６列配列されている。
【００２５】
そこで、ステンレス鋼からなる平板状の中間保持部材２０が径方向に１列に配列された４本の開放端５ｃの２番目の開放端５ｃと３番目の開放端５ｃとの間に挿入される。さらに、ステンレス鋼からなる平板状の第１径方向拘束部材２１が径方向内方から最内周の開放端５ｃに押圧され、同時にステンレス鋼からなる平板状の第２径方向拘束部材２２が径方向外方から最外周の開放端５ｃに押圧される。
これにより、図５および図６に示されるように、径方向内周側から１番目および２番目の開放端５ｃが互いに密接され、かつ、３番目および４番目の開放端５ｃが互いに密着される。また、径方向内周側から２番目および３番目の開放端５ｃは中間保持部材２０により互いに離間されている。さらに、第１および第２径方向拘束部材２１、２２および中間保持部材２０は径方向に隣接する開放端５ｃに密接している。
【００２６】
そして、溶接電源（図示せず）のマイナス側電極に接続されたタングステンで作製されたトーチ１９を内周側の隣接する開放端５ｃの対上に移動する。また、第１および第２径方向拘束部材２１、２２および中間保持部材２０を溶接電源のプラス側電極に接続する。そして、溶接電源をオンするとともに、トーチ１９にアルゴンやヘリウム等の不活性ガスを供給し、トーチ１９と溶接部６ａ（隣接する開放端５ｃの対）との間でアーク放電させる。その熱により、内周側の隣接する開放端５ｃ同士が溶融接合される。
ついで、トーチ１９を外周側の隣接する開放端５ｃの対上に移動し、外周側の隣接する開放端５ｃ同士が溶融接合される。
【００２７】
そこで、溶接電源をオフし、周方向に隣接する開放端５ｃの列に対して、第１および第２径方向拘束部材２１、２２および中間保持部材２０を同様にセットする。そして、トーチ１９を１スロットピッチで周方向に移動し、同様に、隣接する開放端５ｃ同士を溶融接合する。
この操作を繰り返し、隣接する開放端５ｃの対を順次溶融接合する。
そして、開放端５ｃの全対を接合した後、中間保持部材２０および第１および第２径方向拘束部材２１、２２を取り外し、接合作業が終了する。これにより、固定子鉄心２の第２端面側では、図７に示されるように、２つの接合部６が径方向に互いに隙間を持って１列に並んで、周方向に１スロットピッチで環状に３６列配列されている。
なお、開放端５ｃの絶縁被膜は、スロットへの挿入前または挿入後に、カッターや化学薬品等を用いて除去されている。
【００２８】
このように、この実施の形態１によれば、中間保持部材２０が内周側の隣接する開放端５ｃの対と、外周側の隣接する開放端５ｃの対との間に介装されているので、第１および第２径方向拘束部材２１、２２により径方向内側および外側から押圧することで、開放端５ｃの対間の隙間を確保しつつ、対をなす開放端５ｃ同士を密接させることができる。
そこで、第１および第２径方向拘束部材２１、２２の押圧力（拘束力）を厳しく管理する必要がなく、接合作業性が向上される。また、径方向に隣接する開放端５ｃの対同士が一体に接合されることが確実に防止され、歩留まりが向上される。また、開放端５ｃ同士が密接しているので、トーチ１９と開放端５ｃの溶接部６ａとの間に印加される電圧を過度に高くすることなく開放端５ｃ同士を接合でき、アーク熱の上昇に伴うセグメント導体５の絶縁被膜の劣化を抑えることができる。さらに、内周側から２番目および３番目の開放端５ｃが中間保持部材２０により互いに離反するように曲げられた状態で内周側から１番目および４番目の開放端５ｃにそれぞれ接合されるので、接合部６間の隙間が中間保持部材２０を取り去っても確保され、振動や被水等に起因する接合部６同士の短絡も防止でき、絶縁性が向上される。
【００２９】
また、この実施の形態１では、中間保持部材２０、第１および第２径方向拘束部材２１、２２がステンレス鋼で作製されているので、アーク熱が中間保持部材２０、第１および第２径方向拘束部材２１、２２を介して放熱され、アーク熱によるセグメント導体５の絶縁被膜の劣化を抑えることができる。また、溶接部６ａに加えられた熱が径方向に隣接する溶接部６ａに伝えられるので、接合された接合部６は徐冷され、接合部６の割れや収縮によるブローホールの発生が抑えられる。
また、タングステンで作製されたトーチ１９を用い、アルゴンやヘリウム等の不活性ガスを供給しながら溶接するＴＩＧ溶接（Inert Gas shielded Tungsten Gas Arc Welding）を行っているので、接合用ロウ材が不要で、溶接部６ａの溶融容積が変化せず、接合部６間の絶縁距離が確保され、絶縁性が向上される。
【００３０】
なお、上記実施の形態１では、開放端５ｃ同士をＴＩＧ溶接するものとしているが、溶接手段はＴＩＧ溶接に限らずアーク溶接であればよく、例えば炭酸ガスアーク溶接（CO2 Gas shielded Arc Welding）やＭＩＧ溶接（Inert Gas shielded Metal Arc Welding）等を用いてもよい。
また、上記実施の形態１では、中間保持部材２０、第１および第２径方向拘束部材２１、２２をステンレス鋼で作製するものとしているが、部材２０、２１、２２はＴＩＧ溶接の際にプラス側電極として機能することから金属製であればよい。また、部材２０、２１、２２がアーク熱を放熱する機能を有することを考慮すれば、優れた熱伝導性を有する金属、例えば銅で作製することが望ましい。
【００３１】
また、上記実施の形態１では、第１および第２径方向拘束部材２１、２２の開放端押圧面を平坦面に形成するものとしているが、第１および第２径方向拘束部材２１、２２の開放端押圧面に開放端５ｃと面接触する内形形状の凹部を設けるようにしてもよい。この場合、第１および第２径方向拘束部材２１、２２により開放端５ｃの拘束が確実となり、接合作業性が向上される。
【００３２】
実施の形態２．
この実施の形態２では、ＴＩＧ溶接に代えて半田付けにより開放端５ｃ同士を接合するものとしている。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。
そこで、この実施の形態２においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
また、この実施の形態２においては、半田付けにより開放端５ｃ同士を接合しているので、接合部が球状に膨らんだ形状になる。しかし、開放端５ｃの対間の隙間が確保されているので、接合部同士の短絡が抑えられる。
【００３３】
実施の形態３．
この実施の形態３では、図８に示されるように、絶縁被覆された断面矩形の銅線を折り曲げて、一対の直線部７ａを略Ｖ字状のターン部７ｂで連結してなる略Ｕ字状に成形されているセグメント導体７（電気導体）を用い、図９および図１０に示されるように、開放端７ｃ（接合端部）を拘束する凹部２３ａ、２４ａが先端部に形成されたステンレス鋼からなる第１および第２径方向拘束部材２３、２４を用いている。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。
【００３４】
この実施の形態３においても、上記実施の形態１と同様に、セグメント導体７が固定子鉄心２の第１端面側から３スロット離れたスロット対に２本づつ挿入され、開放端７ｃが固定子鉄心２の第２端面側に径方向に１列に４本並んで、周方向に１スロットピッチで環状に３６列配列されている。
そして、中間保持部材２０が径方向に１列に配列された４本の開放端７ｃの２番目の開放端７ｃと３番目の開放端７ｃとの間に挿入される。さらに、第１径方向拘束部材２３が径方向内方から最内周の開放端７ｃに押圧され、同時に第２径方向拘束部材２４が径方向外方から最外周の開放端７ｃに押圧される。
【００３５】
これにより、図９および図１０に示されるように、径方向内周側から１番目および２番目の開放端７ｃが互いに密接され、かつ、３番目および４番目の開放端７ｃが互いに密着される。また、径方向内周側から２番目および３番目の開放端７ｃは中間保持部材２０により互いに離間されている。さらに、第１および第２径方向拘束部材２３、２４および中間保持部材２０は径方向に隣接する開放端７ｃに密接している。さらにまた、径方向内周側から１番目および２番目の開放端７ｃが凹部２３ａ内に納められて周方向移動を規制され、３番目および４番目の開放端７ｃが凹部２４ａ内に納められて周方向移動を規制されている。なお、凹部２３ａ、２４ａは開放端７ｃの径方向および周方向の移動を拘束する機能を有している。
【００３６】
このように、中間保持部材２０および第１および第２径方向拘束部材２３、２４がセットされた後、トーチ１９を溶接部６ａ上に移動させ、ＴＩＧ溶接を行って２対の径方向に隣接する開放端７ｃ同士をそれぞれ溶融接合する。
そして、周方向に隣接する開放端７ｃの列に対して、第１および第２径方向拘束部材２３、２４および中間保持部材２０を同様にセットする。そして、トーチ１９を１スロット分周方向に移動し、同様に、２対の隣接する開放端７ｃ同士をそれぞれ溶融接合する。
この操作を繰り返し、隣接する開放端７ｃの対を順次溶融接合する。
【００３７】
この実施の形態３によれば、上記実施の形態１の効果に加えて、第１および第２径方向拘束部材２３、２４の先端部に開放端７ｃの周方向移動を規制する凹部２３ａ、２４ａを備えているので、第１および第２径方向拘束部材２３、２４により開放端７ｃを径方向に拘束したときに、開放端７ｃの周方向移動が凹部２３ａ、２４ａの両側壁により規制される。そこで、接合時、径方向に隣接する開放端７ｃ同士の接触状態が安定して確保され、接合不良の発生が抑えられる。
また、セグメント導体７が断面矩形に形成されているので、径方向に隣接する開放端７ｃ同士が面接触するとともに、第１および第２径方向拘束部材２３、２４および中間保持部材２０と開放端５ｃとが面接触する。そこで、各接触部の接触面積が大きくなり、接合性が向上されるとともに、アーク熱が放熱し易く、セグメント導体７の絶縁被膜の劣化が抑えられる。
【００３８】
なお、上記実施の形態３では、開放端７ｃの周方向移動を規制する手段（凹部２３ａ、２４ａ）を第１および第２径方向拘束部材２３、２４に設けるものとしているが、開放端７ｃの周方向移動を規制する手段を中間保持部材２０に設けるようにしてもよい。この場合、開放端７ｃの周方向移動を規制する手段は凹部に限定されるものではなく、例えば一対のガイド片を開放端７ｃの周方向幅と同等の間隔で部材２０、２３、２４に突設するようにしてもよい。
【００３９】
実施の形態４．
図１１はこの発明の実施の形態４に係る回転電機の巻線接合方法を説明する端面図である。
図１１において、中間保持部材２０Ａは、ステンレス鋼からなる平板を円弧状に作製されたもので、開放端５ｃの周方向の６列に跨る長さを有している。第１径方向拘束部材２５は、ステンレス鋼で作製され、開放端５ｃを拘束する凹部２５ａが先端部に１スロットピッチで６つ形成されている。第２径方向拘束部材２６は、ステンレス鋼で作製され、開放端５ｃを拘束する凹部２６ａが先端部に１スロットピッチで６つ形成されている。
なお、中間保持部材２０、第１径方向拘束部材２１および第２径方向拘束部材２２に代えて、中間保持部材２０Ａ、第１径方向拘束部材２５および第２径方向拘束部材２６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。
【００４０】
この実施の形態４では、図１１に示されるように、中間保持部材２０Ａが周方向の開放端５ｃの６列に跨って径方向内周側から２番目の開放端５ｃと３番目の開放端５ｃとの間に挿入され、第１径方向拘束部材２５が径方向内方から最内周の６本の開放端７ｃに押圧され、同時に第２径方向拘束部材２６が径方向外方から最外周の６本の開放端７ｃに押圧される。
【００４１】
これにより、径方向内周側から１番目および２番目の開放端５ｃの各対が互いに密接され、かつ、３番目および４番目の開放端５ｃの各対が互いに密着される。また、径方向内周側から２番目および３番目の開放端５ｃはそれぞれ中間保持部材２０Ａにより互いに離間されている。さらに、第１および第２径方向拘束部材２５、２６および中間保持部材２０Ａは径方向に隣接する開放端５ｃに密接している。さらにまた、径方向内周側から１番目および２番目の開放端５ｃが各凹部２５ａ内に納められて周方向移動を規制され、３番目および４番目の開放端７ｃが各凹部２６ａ内に納められて周方向移動を規制されている。なお、凹部２５ａ、２６ａは開放端５ｃの径方向および周方向の移動を拘束する機能を有している。
【００４２】
このように、中間保持部材２０Ａおよび第１および第２径方向拘束部材２５、２６がセットされた後、トーチ１９を内周側の溶接部６ａ上に移動させる。そして、中間保持部材２０Ａおよび第１および第２径方向拘束部材２５、２６を溶接電源（図示せず）のプラス側電極に接続し、トーチ１９を溶接電源のマイナス側電極に接続し、不活性ガスをトーチ１９に供給しながら、ＴＩＧ溶接を行って内周側の開放端５ｃ同士を溶融接合する。ついで、トーチ１９を外周側の溶接部６ａ上に移動し、外周側の開放端５ｃ同士を溶融接合する。
ついで、溶接電源をオフとし、トーチ１９を周方向における次列の内周側の溶接部６ａ上に移動させる。そして、溶接電源をオンし、内周側の開放端５ｃ同士を溶融接合する。この操作を繰り返し行い、周方向における６列の径方向に隣接する開放端５ｃ同士を接合する。
その後、周方向における次の開放端５ｃの６列に対して、第１および第２径方向拘束部材２５、２６および中間保持部材２０Ａを同様にセットする。そして、トーチ１９を周方向に移動し、同様に、径方向に隣接する開放端５ｃ同士をそれぞれ溶融接合する。
この操作を繰り返し、接合される開放端５ｃの対を順次溶融接合する。
【００４３】
この実施の形態４によれば、上記実施の形態１の効果に加えて、中間保持部材２０Ａ、第１径方向拘束部材２５および第２径方向拘束部材２６が周方向の開放端５ｃの６列を同時に拘束できるように構成されているので、環状に配列された開放端５ｃの全対を接合する際に、部材２０Ａ、２５、２６のセット回数が６回ですみ、接合作業性が向上される。
また、第１および第２径方向拘束部材２５、２６に開放端５ｃの周方向移動を規制する凹部２５ａ、２６ａを備えているので、第１および第２径方向拘束部材２５、２６により開放端５ｃを径方向に拘束したときに、開放端５ｃの周方向移動が凹部２５ａ、２６ａの両側壁により規制される。そこで、接合時、径方向に隣接する開放端５ｃ同士の接触状態が安定して確保され、接合不良の発生が抑えられる。さらに、凹部２５ａ、２６ａを等ピッチに形成しているので、接合部６の周方向隙間が均等に確保され、接合部６の周方向の絶縁性が向上される。
【００４４】
なお、上記実施の形態４では、中間保持部材２０Ａ、第１径方向拘束部材２５および第２径方向拘束部材２６が周方向の開放端５ｃの６列を同時に拘束できる長さに作製されているものとしているが、中間保持部材２０Ａ、第１径方向拘束部材２５および第２径方向拘束部材２６が同時に拘束する開放端５ｃの列数は６列に限定されるものではない。そして、部材２０Ａ、２５、２６が同時に拘束する開放端５ｃの列数は、Ｌ／ｍとすることが望ましい（Ｌ：開放端５ｃの全列数、ｍ：整数）。ここで、ｍが１、２であると、第１径方向拘束部材２５および第２径方向拘束部材２６により開放端５ｃを径方向内方および外方から押圧して拘束することが困難なことから、ｍは３以上とすることが望ましい。
また、中間保持部材２０Ａの長さと、第１径方向拘束部材２５および第２径方向拘束部材２６の長さとを異なるようにしてもよいことは言うまでもないことである。
また、中間保持部材２０Ａを環状に作製し、第１径方向拘束部材２５および第２径方向拘束部材２６のみを所定ピッチ、例えば６スロットピッチでセットしながら、接合するようにしてもよい。
【００４５】
実施の形態５．
上記実施の形態４では、中間保持部材２０Ａを周方向の６列の開放端５ｃに跨る長さのステンレス鋼で作製するものとしているが、この実施の形態５では、中間保持部材を環状のナイロン（ポリアミド樹脂）で作製するものとしている。
なお、他の構成は上記実施の形態４と同様に構成されている。
【００４６】
この実施の形態５では、中間保持部材は内周側から２番目の開放端５ｃと３番目の開放端５ｃとの間に全周に渡って介装されている。そこで、中間保持部材のセットが１回ですみ、接合作業性が向上される。
また、中間保持部材がナイロンで作製されているので、開放端５ｃ同士を接合した後、中間保持部材を取り去る必要はなく、接合作業性が向上される。さらに、中間保持部材が接合部６間に介装されている場合、接合部６間の絶縁性が確実に確保される。
【００４７】
なお、上記実施の形態５では、ナイロン製の中間保持部材を用いるものとしているが、中間保持部材は電気絶縁性材料であればよく、例えばポリイミド樹脂、ガラス繊維強化エポキシ樹脂を用いることができる。
また、上記実施の形態５では、中間保持部材が環状に作製されているものとしているが、中間保持部材は必ずしも環状に作製する必要はなく、例えば、周方向の複数列の開放端５ｃに跨る長さに作製してもよい。この場合においても、中間保持部材を取り外す必要はなく、接合作業性が向上される。
【００４８】
実施の形態６．
上記実施の形態４では、開放端５ｃが径方向に１列に４本並んで、周方向に１スロットピッチで環状に３６列配列され、径方向に隣接する開放端５ｃの各対を接合するものとしているが、この実施の形態６では、図１２に示されるように、開放端５ｃが径方向に１列に６本並んで、周方向に１スロットピッチで環状に３６列配列され、径方向に隣接する開放端５ｃの各対を接合するものとしている。なお、セグメント導体５のスロット２ａ内の挿入位置を内周側から１番地、２番地・・６番地という。
【００４９】
この実施の形態６においては、３スロット離れた各スロット対において、１本のセグメント導体５が固定子鉄心２の第１端面側から一方のスロット２ａの１番地と他方のスロット２ａの２番地とに挿入され、次の１本のセグメント導体５が固定子鉄心２の第１端面側から一方のスロット２ａの３番地と他方のスロット２ａの４番地とに挿入され、さらに次の１本のセグメント導体５が固定子鉄心２の第１端面側から一方のスロット２ａの５番地と他方のスロット２ａの６番地とに挿入される。そして、同径位置にある全てのセグメント導体５の開放端側が周方向の同じ方向に傾けられ、かつ、径方向に隣り合うセグメント導体５の開放端側が周方向の逆方向に傾けられる。さらに、各セグメント導体５の開放端５ｃが軸方向外側に向くように曲げられる。ついで、各スロット対の１番地と２番地とから延出するセグメント導体５の開放端５ｃ同士が径方向に重ねられ、各スロット対の３番地と４番地とから延出するセグメント導体５の開放端５ｃ同士が径方向に重ねられ、さらに各スロット対の５番地と６番地とから延出するセグメント導体５の開放端５ｃ同士が径方向に重ねられる。これにより、固定子鉄心２の第２端面側では、６本の開放端５ｃが径方向に１列に並んで、周方向に１スロットピッチで環状に３６列配列されている。
【００５０】
そこで、１つの中間保持部材２０Ａが径方向に１列に配列された６本の開放端５ｃの２番目の開放端５ｃと３番目の開放端５ｃとの間に挿入され、さらにもう１つの中間保持部材２０Ａが径方向に１列に配列された６本の開放端５ｃの４番目の開放端５ｃと５番目の開放端５ｃとの間に挿入される。さらに、第１径方向拘束部材２５が径方向内方から最内周の開放端５ｃに押圧され、同時に第２径方向拘束部材２６が径方向外方から最外周の開放端５ｃに押圧される。
これにより、図１２に示されるように、径方向内周側から１番目および２番目の開放端５ｃが互いに密接され、３番目および４番目の開放端５ｃが互いに密着され、さらに５番目および６番目の開放端５ｃが互いに密着される。また、径方向内周側から２番目および３番目の開放端５ｃが中間保持部材２０Ａにより互いに離間され、４番目および５番目の開放端５ｃが中間保持部材２０Ａにより互いに離間されている。さらに、第１および第２径方向拘束部材２５、２６および中間保持部材２０Ａは径方向に隣接する開放端５ｃに密接している。
【００５１】
そして、溶接電源（図示せず）のマイナス側電極に接続されたトーチ１９を内周側の隣接する開放端５ｃの対上に移動する。また、第１および第２径方向拘束部材２５、２６および中間保持部材２０Ａを溶接電源のプラス側電極に接続する。そして、溶接電源をオンするとともに、トーチ１９に不活性ガスを供給し、トーチ１９と溶接部６ａ（隣接する開放端５ｃの対）との間でアーク放電させる。その熱により、内周側の隣接する開放端５ｃ同士が溶融接合される。
ついで、トーチ１９を中央で隣接する開放端５ｃの対上に移動し、中央の隣接する開放端５ｃ同士が溶融接合され、さらにトーチ１９を外周側で隣接する開放端５ｃの対上に移動し、外周側の隣接する開放端５ｃ同士が溶融接合される。
【００５２】
ついで、溶接電源をオフとし、トーチ１９を次列の内周側の溶接部６ａ上に移動させる。そして、溶接電源をオンし、内周側、中央および外周側の開放端５ｃ同士を順次溶融接合する。この操作を繰り返し行い、周方向における６列の径方向に隣接する開放端５ｃの各対を溶融接合する。
その後、周方向における次の開放端５ｃの６列に対して、第１および第２径方向拘束部材２５、２６および中間保持部材２０Ａを同様にセットする。そして、トーチ１９を周方向に移動し、同様に、隣接する開放端５ｃの各対を溶融接合する。
この操作を繰り返し、接合される開放端５ｃの各対を順次溶融接合する。
【００５３】
従って、この実施の形態６においても、上記実施の形態４と同様の効果が得られる。
【００５４】
実施の形態７．
図１３はこの発明の実施の形態７に係る回転電機の巻線接合方法により製造される車両用交流発電機の固定子を第２端面側から見た斜視図、図１４は図１３に示される車両用交流発電機の固定子の固定子巻線の１相分の結線状態を説明する端面図、図１５は図１３に示される車両用交流発電機の固定子の固定子巻線の接合部周りを周方向から見た図、図１６は図１３に示される車両用交流発電機の固定子の固定子巻線の接合部周りを径方向外方から見た側面図、図１７は図１３に示される車両用交流発電機に適用される固定子の固定子巻線の接合部周りを示す端面図、図１８はこの発明の実施の形態７に係る回転電機の巻線接合方法を説明する端面図である。
なお、図１４において、１〜９６はスロット番号を示し、点線は固定子鉄心の第１端面側の巻線を示し、実線は固定子鉄心の第２端面側の巻線を示し、黒丸は接合部を示している。
【００５５】
図１３において、固定子４０は、軸方向に延びるスロット４１ａが周方向に所定ピッチに複数形成された円筒状の固定子鉄心４１と、固定子鉄心４１に巻装された固定子巻線４２とを備えている。ここでは、スロット４１ａは９６個、即ち毎極毎相当たり２の割合で形成されている。
固定子巻線４２は、それぞれ絶縁被覆された銅線からなる１本の連続導体線３０（電気導体）を６スロット毎のスロット４１ａ内に径方向の内層と外層とを交互に採るように巻装されてなる複数の巻線から構成されている。
【００５６】
ここで、固定子巻線４２を構成するａ相巻線４３の構造について図１４を参照して具体的に説明する。
ａ相巻線４３は、それぞれ絶縁被覆された円形断面の銅線からなる１本の連続導体線３０を６スロット毎のスロット４１ａに巻装してなる第１乃至第６の巻線３１〜３６により構成されている。
第１巻線３１は、連続導体線３０を、スロット番号１番から９１番まで６スロットおきに、スロット４１ａ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２巻線３２は、連続導体線３０を、スロット番号１番から９１番まで６スロットおきに、スロット４１ａ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３巻線３３は、連続導体線３０を、スロット番号１番から９１番まで６スロットおきに、スロット４１ａ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。第４巻線３４は、連続導体線３０を、スロット番号１番から９１番まで６スロットおきに、スロット４１ａ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５巻線３５は、連続導体線３０を、スロット番号１番から９１番まで６スロットおきに、スロット４１ａ内の６番地と５番地とを交互に採るように波巻きして構成されている。第６巻線３６は、連続導体線３０を、スロット番号１番から９１番まで６スロットおきに、スロット４１ａ内の５番地と６番地とを交互に採るように波巻きして構成されている。
【００５７】
そして、固定子鉄心４１の第１端面側において、スロット番号１番の２番地から延出する第１巻線３１の端部３１ａ（接合端部）と、スロット番号９１番の３番地から延出する第３巻線３３の端部３３ｂ（接合端部）とが径方向に重ねられて接合され、スロット番号１番の４番地から延出する第３巻線３３の端部３３ａ（接合端部）と、スロット番号９１番の５番地から延出する第５巻線３５の端部３５ｂ（接合端部）とが径方向に重ねられて接合され、スロット番号１番の６番地から延出する第５巻線３５の端部３５ａ（接合端部）と、スロット番号９１番の１番地から延出する第１巻線３１の端部３１ｂ（接合端部）とが径方向に重ねられて接合されて、第１、第３および第５巻線３１、３３、３５を直列に接続した３ターンの波巻き巻線が構成されている。
【００５８】
また、固定子鉄心４１の第２端面側において、スロット番号１番の１番地から延出する第２巻線３２の端部３２ａ（接合端部）と、スロット番号９１番の６番地から延出する第６巻線３６の端部３６ｂ（接合端部）とが径方向に重ねられて接合され、スロット番号１番の３番地から延出する第４巻線３４の端部３４ａ（接合端部）と、スロット番号９１番の２番地から延出する第２巻線３２の端部３２ｂ（接合端部）とが径方向に重ねられて接合され、スロット番号１番の５番地から延出する第６巻線３６の端部３６ａ（接合端部）と、スロット番号９１番の４番地から延出する第４巻線３４の端部３４ｂ（接合端部）とが径方向に重ねられて接合されて、第２、第４および第６巻線３２、３４、３６を直列に接続した３ターンの波巻き巻線が構成されている。
【００５９】
さらに、スロット番号４９番と５５番とから固定子鉄心４１の第２端面側に延出する第１巻線３１の部位が切断され、スロット番号５５番と６１番とから固定子鉄心４１の第２端面側に延出する第２巻線３２の部位が切断される。そして、第１巻線３１の切断端３１ｃと第２巻線３２の切断端３２ｄとが接合され、第１巻線３１の切断端３１ｄと第２巻線３２の切断端３２ｃとが接合されて、第１、第３および第５巻線３１、３３、３５が直列接続された波巻き巻線と、第２、第４および第６巻線３２、３４、３６が直列接続された波巻き巻線とが並列に接続され、３ターンのａ相巻線４３を構成している。なお、第１巻線３１の切断端３１ｃと第２巻線３２の切断端３２ｄとの接合部が中性点（Ｎ）となり、第１巻線３１の切断端３１ｄと第２巻線３２の切断端３２ｃとの接合部が口出し線（Ｏａ）となる。
【００６０】
そして、図示していないが、スロット番号２番、８番・・・９２番のスロット群において、６本の連続導体線３０を同様に巻装および接合して、ｄ相巻線が構成されている。スロット番号３番、９番・・・９３番のスロット群において、６本の連続導体線３０を同様に巻装および接合して、ｂ相巻線が構成されている。スロット番号４番、１０番・・・９４番のスロット群において、６本の連続導体線３０を同様に巻装および接合して、ｅ相巻線が構成されている。スロット番号５番、１１番・・・９５番のスロット群において、６本の連続導体線３０を同様に巻装および接合して、ｃ相巻線が構成されている。スロット番号６番、１２番・・・９６番のスロット群において、６本の連続導体線３０を同様に巻装および接合して、ｆ相巻線が構成されている。
そして、ａ相巻線、ｂ相巻線およびｃ相巻線の各中性点（Ｎ）を結線して１つの３相交流巻線が構成され、さらにｄ相巻線、ｅ相巻線およびｆ相巻線の各中性点（Ｎ）を結線してもう１つの３相交流巻線が構成されている。このように構成された２つの３相交流巻線により固定子巻線４２が構成されている。
【００６１】
そして、図１５乃至図１７に示されるように、固定子鉄心４１の両端においては、各相巻線の２番地と３番地とから延出する連続導体線３０の端部同士の接合部４５２−３と、各相巻線の４番地と５番地とから延出する連続導体線３０の端部同士の接合部４５４−５とが、軸方向高さを同じくして、径方向に１列に並んで、周方向に１スロットピッチで６列配列されている。さらに、各相巻線の１番地と６番地とから延出する連続導体線３０の端部同士の接合部４５１−６が、６列の接合部４５２−３、４５４−５の周方向両側に、軸方向高さを同じくして、周方向に１スロットピッチで３つづつ配列されている。
【００６２】
ついで、固定子鉄心４１の両端において、６列の接合部４５２−３、４５４− ５の接合方法について図１８を参照しつつ説明する。
固定子鉄心４１の第２端面側において、各相巻線の第２巻線３２の端部３２ｂ、第４巻線３４の端部３４ａ、第４巻線３４の端部３４ｂおよび第６巻線３６の端部３６ａが径方向に１列に並んで、周方向に１スロットピッチで６列配列されている。そして、中間保持部材２０Ａが６列の端部３４ａ、３４ｂ間に挿入され、第１径方向拘束部材２５が径方向内方から６列の端部３２ｂに押圧され、同時に第２径方向拘束部材２６が径方向外方から６列の端部３６ａに押圧される。
【００６３】
これにより、端部３２ｂ、３４ａの各対が互いに密接され、かつ、端部３４ｂ、３６ａの各対が互いに密着される。また、端部３４ａ、３４ｂはそれぞれ中間保持部材２０Ａにより互いに離間されている。さらに、第１および第２径方向拘束部材２５、２６および中間保持部材２０Ａは径方向に隣接する端部３２ｂ、３４ａ、３４ｂ、３６ａに密接している。さらにまた、端部３２ｂ、３４ａが各凹部２５ａ内に納められて周方向移動を規制され、端部３４ｂ、３６ａが各凹部２６ａ内に納められて周方向移動を規制されている。
【００６４】
このように、中間保持部材２０Ａおよび第１および第２径方向拘束部材２５、２６がセットされた後、トーチ１９を内周側の溶接部６ａ上に移動させる。そして、中間保持部材２０Ａおよび第１および第２径方向拘束部材２５、２６を溶接電源（図示せず）のプラス側電極に接続し、トーチ１９を溶接電源のマイナス側電極に接続し、不活性ガスをトーチ１９に供給しながら、ＴＩＧ溶接を行って内周側の端部３２ｂ、３４ａ同士を溶融接合する。ついで、トーチ１９を外周側の溶接部６ａ上に移動し、外周側の端部３４ｂ、３６ａ同士を溶融接合する。
ついで、溶接電源をオフとし、トーチ１９を周方向における次列の内周側の溶接部６ａ上に移動させる。そして、溶接電源をオンし、内周側の端部３２ｂ、３４ａ同士を溶融接合する。この操作を繰り返し行い、周方向における６列の径方向に隣接する端部３２ｂ、３４ａ同士および端部３４ｂ、３６ａ同士をそれぞれ溶融接合する。
【００６５】
また、固定子鉄心４１の第１端面側においても、同様にして、周方向における６列の径方向に隣接する端部３１ａ、３３ｂ同士および端部３３ａ、３５ｂ同士をそれぞれ接合する。
また、固定子鉄心４１の両端側において、径方向に隣接する端部３１ｂ、３５ａと、端部３２ａ、３６ｂとは、一対の径方向拘束部材により径方向内方および外方から押圧して、ＴＩＧ溶接することになる。
【００６６】
従って、この実施の形態７においても、上記実施の形態４と同様の効果が得られる。
【００６７】
【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。
【００６８】
この発明によれば、円筒状の鉄心の軸方向の端部側に、径方向に１列に２ｎ（ｎ：２以上の整数）本配列されてなる電気導体の接合端部を径方向に隣接する２本づつ接合する回転電機の巻線接合方法において、
中間保持部材を接合される上記接合端部の対間に介装し、第１径方向拘束部材を最内周に位置する上記接合端部に径方向内方から押圧し、かつ、第２径方向拘束部材を最外周に位置する上記接合端部に径方向外方から押圧して、接合される上記接合端部同士を、上記中間保持部材と該中間保持部材に径方向に隣接する上記接合端部とを、上記第１径方向拘束部材と最内周に位置する上記接合端部とを、さらに上記第２径方向拘束部材と最外周に位置する上記接合端部とを密着させる接合端部拘束工程と、
上記接合端部拘束工程に引き続いて、接合される上記接合端部同士を接合する接合工程
とを有するので、簡易に、かつ、高歩留まりで、導線の絶縁被膜の劣化を抑え、接合部間の隙間を確保して巻線を接合できる回転電機の巻線接合方法が得られる。
【００６９】
また、上記第１径方向拘束部材、第２径方向拘束部材および中間保持部材の少なくとも１つが上記接合端部の周方向移動を規制する周方向保持機能を有しているので、接合端部の拘束が確実になり、安定した接合ができる。
【００７０】
また、径方向に１列に配列された上記接合端部の列が周方向に所定ピッチで少なくとも複数列配列され、上記中間保持部材が周方向に隣接する上記接合端部の少なくとも２列に跨って配設されているので、中間保持部材のセット回数が低減され、接合作業性が向上する。
【００７１】
また、径方向に１列に配列された上記接合端部の列が周方向に所定ピッチで環状に配列され、上記中間保持部材が環状に形成されて、径方向同一位置の接合される上記接合端部の各対間に介装されているので、中間保持部材のセットが１回ですみ、接合作業性が向上する。
【００７２】
また、上記第１および第２径方向拘束部材が、それぞれ周方向に隣接する少なくとも２本の上記接合端部を押圧できるように構成されているので、第１および第２径方向拘束部材のセット回数が低減され、接合作業性が向上する。
【００７３】
また、上記第１径方向拘束部材、第２径方向拘束部材および中間保持部材が金属材料で作製されているので、接合時の熱が各部材を介して効率的に放熱され、電気導体の絶縁被膜の劣化が抑えられる。
【００７４】
また、上記第１径方向拘束部材および第２径方向拘束部材が金属材料で作製され、上記中間保持部材が絶縁性材料で作製されているので、接合後に中間保持部材を取り去る必要がなく、接合作業性が向上するとともに、接合部間の短絡事故が防止される。
【００７５】
また、径方向に隣接する上記接合端部同士がアーク溶接されるので、接合部の膨らみが少なく、接合部同士の短絡事故が抑えられる。
【００７６】
また、上記接合端部と、上記第１径方向拘束部材、第２径方向拘束部材および中間保持部材とが面接触しているので、接合時の熱が各部材を介して効率的に放熱され、電気導体の絶縁被膜の劣化が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係る回転電機の巻線接合方法により製造される車両用交流発電機の固定子を第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に係る回転電機の巻線接合方法により製造される車両用交流発電機の固定子を第２端面側から見た斜視図である。
【図３】 図１に示される固定子の固定子巻線の１相分の結線状態を説明する端面図である。
【図４】 図１に示される固定子の固定子巻線を構成するセグメント導体を示す斜視図である。
【図５】 この発明の実施の形態１に係る回転電機の巻線接合方法を説明する斜視図である。
【図６】 この発明の実施の形態１に係る回転電機の巻線接合方法を説明する端面図である。
【図７】 この発明の実施の形態１に係る回転電機の巻線接合方法により接合された固定子巻線の接合部を模式的に示す端面図である。
【図８】 この発明の実施の形態３に係る車両用交流発電機に適用される固定子の固定子巻線を構成するセグメント導体を示す斜視図である。
【図９】 この発明の実施の形態３に係る回転電機の巻線接合方法を説明する端面図である。
【図１０】 この発明の実施の形態３に係る回転電機の巻線接合方法を説明する側面図である。
【図１１】 この発明の実施の形態４に係る回転電機の巻線接合方法を説明する端面図である。
【図１２】 この発明の実施の形態６に係る回転電機の巻線接合方法を説明する端面図である。
【図１３】 この発明の実施の形態７に係る回転電機の巻線接合方法により製造される車両用交流発電機の固定子を第２端面側から見た斜視図である。
【図１４】 図１３に示される車両用交流発電機の固定子の固定子巻線の１相分の結線状態を説明する端面図である。
【図１５】 図１３に示される車両用交流発電機の固定子の固定子巻線の接合部周りを周方向から見た図である。
【図１６】 図１３に示される車両用交流発電機の固定子の固定子巻線の接合部周りを径方向外方から見た側面図である。
【図１７】 図１３に示される車両用交流発電機に適用される固定子の固定子巻線の接合部周りを示す端面図である。
【図１８】 この発明の実施の形態７に係る回転電機の巻線接合方法を説明する端面図である。
【図１９】 従来の回転電機の巻線接合方法を説明する斜視図である。
【符号の説明】
２、４１ 固定子鉄心、５、７ セグメント導体（電気導体）、５ｃ、７ｃ 開放端（接合端部）、１９ トーチ、２０、２０Ａ 中間保持部材、２１、２３、２５ 第１径方向拘束部材、２２、２４、２６ 第２径方向拘束部材、２３ａ、２４ａ 凹部（周方向保持機能）、３０ 連続導体線（電気導体）、３１ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂ、３５ａ、３５ｂ、３６ａ 端部（接合端部）。
【発明の属する技術分野】
この発明は、回転電機の巻線接合方法に関し、特に乗用車、トラック等の乗り物に搭載される交流発電機の固定子巻線の接合に適用される巻線接合方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、回転電機の固定子巻線の接合には、例えば特開２０００−３５０４２１号公報に記載されているように、電極と巻線接合部との間でアーク放電させ、その熱を利用して巻線を溶融接合する接合方法が一般的に採用されている。
【０００３】
ここで、例えば特開２０００−３５０４２１号公報に記載された従来の回転電機の巻線接合方法について図１９を参照しつつ説明する。
まず、この巻線接合方法が適用される固定子の構造について説明する。
この固定子においては、例えば絶縁被覆されたＵ字状銅線が、そのターン部を固定子鉄心の第１端面側に揃うように、３スロット離れた各スロット対に２本づつ挿入されている。そして、各スロット対において、１本のＵ字状銅線が、内周側から１番目の位置と２番目の位置とに挿入され、もう１本のＵ字状銅線が内周側から３番目の位置と４番目の位置とに挿入されている。また、各スロット内には、４本の銅線が径方向に１列に並んで収納されている。
【０００４】
固定子鉄心の第２端面側において、同径位置にある全てのＵ字状銅線の開放端側が周方向の同じ方向に傾けられ、かつ、径方向に隣り合うＵ字状銅線の開放端側が周方向の逆方向に傾けられている。そして、各Ｕ字状銅線の開放端が軸方向外側に向くように曲げられている。さらに、３スロット離れた各スロット対の１番目の位置と２番目の位置とから延出するＵ字状銅線の開放端同士が径方向に重ねられ、３スロット離れた各スロット対の３番目の位置と４番目の位置とから延出するＵ字状銅線の開放端同士が径方向に重ねられている。
【０００５】
そこで、固定子鉄心の第２端面側においては、図１９に示されるように、Ｕ字状銅線の開放端５０が径方向に２つづつ対になって、周方向に１スロットピッチで配列されている。そして、径方向に隣接する２つの開放端２０の対間には、絶縁のため、所定間隔の隙間が設けられている。
【０００６】
このように固定子巻線を構成するＵ字状銅線が固定子鉄心に装着された後、内径側プラス電極５１が固定子鉄心の内周側から最内周に位置するＵ字状銅線の開放端５０に接するように配置され、外径側プラス電極５２が固定子鉄心の外周側から最外周に位置するＵ字状銅線の開放端５０に接するように配置され、さらに棒状プラス電極５３が内径側および外径側プラス電極５１、５２間に架設されて周方向に隣り合う開放端５０間に各開放端５０の周方向側面と接するように配置される。
ついで、トーチ５４を開放端５０の対上に移動させ、トーチ５４と各電極５１、５２、５３との間に所定の電圧を印加するとともに、アルゴンやヘリウム等の不活性ガスをトーチ５４に供給する。これにより、トーチ５４と開放端５０の対との間にアーク放電５５が発生し、Ｕ字状銅線の開放端５０の対が溶融接合される。
そして、トーチ５４を周方向（或いは径方向）に移動させて、各Ｕ字状銅線の開放端５０の対を順次接合する。これにより、Ｕ字状銅線を所望のパターンに連結してなる固定子巻線が得られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の回転電機の巻線接合方法は、以上のように、内周側および外周側プラス電極５１、５２が径方向に１列に配列された２対の開放端５０の最内周および最外周に宛われ、棒状プラス電極５３が周方向に隣接する開放端５０の対間に挿入されて、各対の開放端５０同士を溶融接合するようにしている。
そこで、従来の巻線接合方法では、内周側プラス電極５１による最内周の開放端５０の径方向拘束力が小さすぎると、内周側の開放端５０同士が密接せず、開放端５０を過度に溶融しなければならなくなる。その結果、アーク熱が高くなり、Ｕ字状銅線の絶縁被膜の劣化をもたらし、絶縁性が悪化してしまうという課題があった。最悪の場合、内周側の開放端５０同士が離間しすぎて、接合できなくなる恐れがあった。また、内周側プラス電極５１による最内周の開放端５０の径方向拘束力が大きすぎると、径方向における開放端５０の対間の隙間が狭くなった状態で開放端５０同士が接合されてしまう。その結果、径方向に隣接する開放端５０の接合部同士が、振動や被水等により短絡してしまうという課題もあった。なお、外周側プラス電極５２による最外周の開放端５０の径方向拘束力に関しても同様の課題がある。
また、径方向における開放端５０の対間の隙間は、固定子鉄心の構造上、周方向に隣接する開放端５０間の隙間に比べて極めて狭くなっているので、内周側および外周側プラス電極５１、５２による開放端５０の径方向拘束力の管理が極めて困難であり、最悪の場合、径方向に隣接する開放端５０の対同士が一体に接合されてしまう。そこで、接合作業性や歩留まりを悪化させてしまうという課題もあった。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するために、内周側および外周側プラス電極により最内周および最外周の電気導体の接合端部の径方向移動を拘束し、さらに径方向に隣接する各電気導体の接合端部の対間に中間保持材を介装して、各対の電気導体の接合端部同士を接合するようにし、簡易に、かつ、高歩留まりで、電気導体の絶縁被膜の劣化を抑え、接合部間の隙間を確保して巻線を接合できる回転電機の巻線接合方法を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る回転電機の巻線接合方法は、円筒状の鉄心の軸方向の端部側に、径方向に１列に２ｎ（ｎ：２以上の整数）本配列されてなる電気導体の接合端部を径方向に隣接する２本づつ接合する回転電機の巻線接合方法において、
中間保持部材を接合される上記接合端部の対間に介装し、第１径方向拘束部材を最内周に位置する上記接合端部に径方向内方から押圧し、かつ、第２径方向拘束部材を最外周に位置する上記接合端部に径方向外方から押圧して、接合される上記接合端部同士を、上記中間保持部材と該中間保持部材に径方向に隣接する上記接合端部とを、上記第１径方向拘束部材と最内周に位置する上記接合端部とを、さらに上記第２径方向拘束部材と最外周に位置する上記接合端部とを密着させる接合端部拘束工程と、
上記接合端部拘束工程に引き続いて、接合される上記接合端部同士を接合する接合工程
とを有するものである。
【００１０】
また、上記第１径方向拘束部材、第２径方向拘束部材および中間保持部材の少なくとも１つが上記接合端部の周方向移動を規制する周方向保持機能を有しているものである。
【００１１】
また、径方向に１列に配列された上記接合端部の列が周方向に所定ピッチで少なくとも複数列配列され、上記中間保持部材が周方向に隣接する上記接合端部の少なくとも２列に跨って配設されているものである。
【００１２】
また、径方向に１列に配列された上記接合端部の列が周方向に所定ピッチで環状に配列され、上記中間保持部材が環状に形成されて、径方向同一位置の接合される上記接合端部の各対間に介装されているものである。
【００１３】
また、上記第１および第２径方向拘束部材が、それぞれ周方向に隣接する少なくとも２本の上記接合端部を押圧できるように構成されているものである。
【００１４】
また、上記第１径方向拘束部材、第２径方向拘束部材および中間保持部材が金属材料で作製されているものである。
【００１５】
また、上記第１径方向拘束部材および第２径方向拘束部材が金属材料で作製され、上記中間保持部材が絶縁性材料で作製されているものである。
【００１６】
また、径方向に隣接する上記接合端部同士がアーク溶接されるものである。
【００１７】
また、上記接合端部と、上記第１径方向拘束部材、第２径方向拘束部材および中間保持部材とが面接触しているものである。
【００１８】
【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に係る回転電機の巻線接合方法により製造される車両用交流発電機の固定子を第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に係る回転電機の巻線接合方法により製造される車両用交流発電機の固定子を第２端面側から見た斜視図、図３は図１に示される固定子の固定子巻線の１相分の結線状態を説明する端面図、図４は図１に示される固定子の固定子巻線を構成するセグメント導体を示す斜視図、図５および図６はそれぞれこの発明の実施の形態１に係る回転電機の巻線接合方法を説明する斜視図および端面図である。
なお、図３において、１〜３６はスロット番号を示し、点線は固定子鉄心の第１端面側の巻線を示し、実線は固定子鉄心の第２端面側の巻線を示し、黒丸は接合部を示している。また、図３では、口出し線、中性点リード線および渡り結線が省略されている。
【００１９】
図１および図２において、固定子１は、回転電機としての車両用交流発電機に搭載されるもので、軸方向に延びるスロット２ａが周方向に所定ピッチで複数形成された円筒状の固定子鉄心２と、固定子鉄心２に巻装された固定子巻線３とを備えている。この固定子巻線３は、略Ｕ字状に成形されたセグメント導体５（電気導体）を３スロット離れた（１磁極ピッチ）スロット２ａの各対に第１端面側から２本づつ挿入し、その開放端（接合端部）５ｃ同士を接合して構成されている。ここで、セグメント導体５は、図４に示されるように、絶縁被覆された断面円形の銅線を折り曲げて、一対の直線部５ａを略Ｖ字状のターン部５ｂで連結してなる略Ｕ字状に成形されている。
【００２０】
固定子鉄心２の第１端面側においては、セグメント導体５のターン部５ｂで構成される２つの略Ｖ字状部（コイルエンド）が、径方向に離間して並んで、周方向に１スロットピッチで配列されて、コイルエンド群３ａを構成している。そして、コイルエンド群３ａにおいて、２つのターン部５ｂの頂部が径方向に１列に並んで周方向に１スロットピッチで配列されている。
また、固定子鉄心２の第２端面側においては、３スロット離れたスロット２ａの対からのセグメント導体５の延出部同士を連結してなる２つの略Ｖ字状部（コイルエンド）が、径方向に離間して並んで、周方向に１スロットピッチで配列されて、コイルエンド群３ｂを構成している。そして、コイルエンド群３ｂにおいて、２つの接合部６が、径方向に１列に並んで、周方向に１スロットピッチで配列されている。
【００２１】
つぎに、固定子巻線３を構成するａ相巻線１０の構造について図３を参照して具体的に説明する。
スロット番号１番、４番、７番・・・３４番のスロット群において、セグメント導体５が、固定子鉄心２の第１端面側から３スロット離れたスロット２ａの各対（例えば、１番と４番とのスロット対、４番と７番とのスロット対・・・）に、２本づつ挿入されている。この時、各スロット対において、１本のセグメント導体５は、一方のスロット２ａの内周側から１番目の位置（以下、１番地という）と、他方のスロット２ａの内周側から２番目の位置（以下、２番地という）とに挿入され、もう１本のセグメント導体５は、一方のスロット２ａの内周側から３番目の位置（以下、３番地という）と、他方のスロット２ａの内周側から４番目の位置（以下、４番地という）とに挿入されている。
【００２２】
そして、各スロット２ａから固定子鉄心２の第２端面側に延出している各セグメント導体５の開放端側が、外開き状に周方向に曲げられる。つまり、同径位置にある全てのセグメント導体５の開放端側が周方向の同じ方向に傾けられ、かつ、径方向に隣り合うセグメント導体５の開放端側が周方向の逆方向に傾けられている。さらに、各セグメント導体５の開放端５ｃが軸方向外側に向くように曲げられている。
そして、３スロット離れた各スロット２ａの対の１番地と２番地とから延出するセグメント導体５の開放端５ｃ同士が径方向に重ねられて接合され、それぞれ６本のセグメント導体５を直列に接続してなる１ターンの第１および第２巻線１１、１２を構成している。同様に、３スロット離れた各スロット２ａの対の３番地と４番地とから延出するセグメント導体５の開放端５ｃ同士が径方向に重ねられて接合され、それぞれ６本のセグメント導体５を直列に接続してなる１ターンの第３および第４巻線１３、１４を構成している。
このように構成された第１乃至第４巻線１１〜１４を直列に接続して４ターンのａ相巻線１０が構成されている。
【００２３】
そして、図示していないが、スロット番号２番、５番、８番・・・３５番のスロット群において、セグメント導体５を３スロット離れたスロット２ａの各対に２本づつ挿入し、開放端５ｃを同様に接合して、それぞれ１ターンの４つの巻線を構成している。そして、これらの４つの巻線を直列に結線して４ターンのｂ相巻線を構成している。さらに、図示していないが、スロット番号３番、６番、９番・・・３６番のスロット群において、セグメント導体５を３スロット離れたスロット２ａの各対に２本づつ挿入し、開放端５ｃを同様に接合して、それぞれ１ターンの４つの巻線を構成している。そして、これらの４つの巻線を直列に結線して４ターンのｃ相巻線を構成している。
固定子巻線３は、このように構成されたａ相、ｂ相およびｃ相巻線を交流結線して構成されている。
【００２４】
ついで、セグメント導体５の開放端５ｃ同士の接合について図５および図６を参照しつつ説明する。
まず、３スロット離れた各スロット対において、１本のセグメント導体５が固定子鉄心２の第１端面側から一方のスロット２ａの１番地と他方のスロット２ａの２番地とに挿入され、もう１本のセグメント導体５が固定子鉄心２の第１端面側から一方のスロット２ａの３番地と他方のスロット２ａの４番地とに挿入される。そして、同径位置にある全てのセグメント導体５の開放端側が周方向の同じ方向に傾けられ、かつ、径方向に隣り合うセグメント導体５の開放端側が周方向の逆方向に傾けられる。さらに、各セグメント導体５の開放端５ｃが軸方向外側に向くように曲げられる。ついで、各スロット対の１番地と２番地とから延出するセグメント導体５の開放端５ｃ同士が径方向に重ねられ、各スロット対の３番地と４番地とから延出するセグメント導体５の開放端５ｃ同士が径方向に重ねられる。これにより、固定子鉄心２の第２端面側では、４本の開放端５ｃが径方向に１列に並んで、周方向に１スロットピッチで環状に３６列配列されている。
【００２５】
そこで、ステンレス鋼からなる平板状の中間保持部材２０が径方向に１列に配列された４本の開放端５ｃの２番目の開放端５ｃと３番目の開放端５ｃとの間に挿入される。さらに、ステンレス鋼からなる平板状の第１径方向拘束部材２１が径方向内方から最内周の開放端５ｃに押圧され、同時にステンレス鋼からなる平板状の第２径方向拘束部材２２が径方向外方から最外周の開放端５ｃに押圧される。
これにより、図５および図６に示されるように、径方向内周側から１番目および２番目の開放端５ｃが互いに密接され、かつ、３番目および４番目の開放端５ｃが互いに密着される。また、径方向内周側から２番目および３番目の開放端５ｃは中間保持部材２０により互いに離間されている。さらに、第１および第２径方向拘束部材２１、２２および中間保持部材２０は径方向に隣接する開放端５ｃに密接している。
【００２６】
そして、溶接電源（図示せず）のマイナス側電極に接続されたタングステンで作製されたトーチ１９を内周側の隣接する開放端５ｃの対上に移動する。また、第１および第２径方向拘束部材２１、２２および中間保持部材２０を溶接電源のプラス側電極に接続する。そして、溶接電源をオンするとともに、トーチ１９にアルゴンやヘリウム等の不活性ガスを供給し、トーチ１９と溶接部６ａ（隣接する開放端５ｃの対）との間でアーク放電させる。その熱により、内周側の隣接する開放端５ｃ同士が溶融接合される。
ついで、トーチ１９を外周側の隣接する開放端５ｃの対上に移動し、外周側の隣接する開放端５ｃ同士が溶融接合される。
【００２７】
そこで、溶接電源をオフし、周方向に隣接する開放端５ｃの列に対して、第１および第２径方向拘束部材２１、２２および中間保持部材２０を同様にセットする。そして、トーチ１９を１スロットピッチで周方向に移動し、同様に、隣接する開放端５ｃ同士を溶融接合する。
この操作を繰り返し、隣接する開放端５ｃの対を順次溶融接合する。
そして、開放端５ｃの全対を接合した後、中間保持部材２０および第１および第２径方向拘束部材２１、２２を取り外し、接合作業が終了する。これにより、固定子鉄心２の第２端面側では、図７に示されるように、２つの接合部６が径方向に互いに隙間を持って１列に並んで、周方向に１スロットピッチで環状に３６列配列されている。
なお、開放端５ｃの絶縁被膜は、スロットへの挿入前または挿入後に、カッターや化学薬品等を用いて除去されている。
【００２８】
このように、この実施の形態１によれば、中間保持部材２０が内周側の隣接する開放端５ｃの対と、外周側の隣接する開放端５ｃの対との間に介装されているので、第１および第２径方向拘束部材２１、２２により径方向内側および外側から押圧することで、開放端５ｃの対間の隙間を確保しつつ、対をなす開放端５ｃ同士を密接させることができる。
そこで、第１および第２径方向拘束部材２１、２２の押圧力（拘束力）を厳しく管理する必要がなく、接合作業性が向上される。また、径方向に隣接する開放端５ｃの対同士が一体に接合されることが確実に防止され、歩留まりが向上される。また、開放端５ｃ同士が密接しているので、トーチ１９と開放端５ｃの溶接部６ａとの間に印加される電圧を過度に高くすることなく開放端５ｃ同士を接合でき、アーク熱の上昇に伴うセグメント導体５の絶縁被膜の劣化を抑えることができる。さらに、内周側から２番目および３番目の開放端５ｃが中間保持部材２０により互いに離反するように曲げられた状態で内周側から１番目および４番目の開放端５ｃにそれぞれ接合されるので、接合部６間の隙間が中間保持部材２０を取り去っても確保され、振動や被水等に起因する接合部６同士の短絡も防止でき、絶縁性が向上される。
【００２９】
また、この実施の形態１では、中間保持部材２０、第１および第２径方向拘束部材２１、２２がステンレス鋼で作製されているので、アーク熱が中間保持部材２０、第１および第２径方向拘束部材２１、２２を介して放熱され、アーク熱によるセグメント導体５の絶縁被膜の劣化を抑えることができる。また、溶接部６ａに加えられた熱が径方向に隣接する溶接部６ａに伝えられるので、接合された接合部６は徐冷され、接合部６の割れや収縮によるブローホールの発生が抑えられる。
また、タングステンで作製されたトーチ１９を用い、アルゴンやヘリウム等の不活性ガスを供給しながら溶接するＴＩＧ溶接（Inert Gas shielded Tungsten Gas Arc Welding）を行っているので、接合用ロウ材が不要で、溶接部６ａの溶融容積が変化せず、接合部６間の絶縁距離が確保され、絶縁性が向上される。
【００３０】
なお、上記実施の形態１では、開放端５ｃ同士をＴＩＧ溶接するものとしているが、溶接手段はＴＩＧ溶接に限らずアーク溶接であればよく、例えば炭酸ガスアーク溶接（CO2 Gas shielded Arc Welding）やＭＩＧ溶接（Inert Gas shielded Metal Arc Welding）等を用いてもよい。
また、上記実施の形態１では、中間保持部材２０、第１および第２径方向拘束部材２１、２２をステンレス鋼で作製するものとしているが、部材２０、２１、２２はＴＩＧ溶接の際にプラス側電極として機能することから金属製であればよい。また、部材２０、２１、２２がアーク熱を放熱する機能を有することを考慮すれば、優れた熱伝導性を有する金属、例えば銅で作製することが望ましい。
【００３１】
また、上記実施の形態１では、第１および第２径方向拘束部材２１、２２の開放端押圧面を平坦面に形成するものとしているが、第１および第２径方向拘束部材２１、２２の開放端押圧面に開放端５ｃと面接触する内形形状の凹部を設けるようにしてもよい。この場合、第１および第２径方向拘束部材２１、２２により開放端５ｃの拘束が確実となり、接合作業性が向上される。
【００３２】
実施の形態２．
この実施の形態２では、ＴＩＧ溶接に代えて半田付けにより開放端５ｃ同士を接合するものとしている。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。
そこで、この実施の形態２においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
また、この実施の形態２においては、半田付けにより開放端５ｃ同士を接合しているので、接合部が球状に膨らんだ形状になる。しかし、開放端５ｃの対間の隙間が確保されているので、接合部同士の短絡が抑えられる。
【００３３】
実施の形態３．
この実施の形態３では、図８に示されるように、絶縁被覆された断面矩形の銅線を折り曲げて、一対の直線部７ａを略Ｖ字状のターン部７ｂで連結してなる略Ｕ字状に成形されているセグメント導体７（電気導体）を用い、図９および図１０に示されるように、開放端７ｃ（接合端部）を拘束する凹部２３ａ、２４ａが先端部に形成されたステンレス鋼からなる第１および第２径方向拘束部材２３、２４を用いている。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。
【００３４】
この実施の形態３においても、上記実施の形態１と同様に、セグメント導体７が固定子鉄心２の第１端面側から３スロット離れたスロット対に２本づつ挿入され、開放端７ｃが固定子鉄心２の第２端面側に径方向に１列に４本並んで、周方向に１スロットピッチで環状に３６列配列されている。
そして、中間保持部材２０が径方向に１列に配列された４本の開放端７ｃの２番目の開放端７ｃと３番目の開放端７ｃとの間に挿入される。さらに、第１径方向拘束部材２３が径方向内方から最内周の開放端７ｃに押圧され、同時に第２径方向拘束部材２４が径方向外方から最外周の開放端７ｃに押圧される。
【００３５】
これにより、図９および図１０に示されるように、径方向内周側から１番目および２番目の開放端７ｃが互いに密接され、かつ、３番目および４番目の開放端７ｃが互いに密着される。また、径方向内周側から２番目および３番目の開放端７ｃは中間保持部材２０により互いに離間されている。さらに、第１および第２径方向拘束部材２３、２４および中間保持部材２０は径方向に隣接する開放端７ｃに密接している。さらにまた、径方向内周側から１番目および２番目の開放端７ｃが凹部２３ａ内に納められて周方向移動を規制され、３番目および４番目の開放端７ｃが凹部２４ａ内に納められて周方向移動を規制されている。なお、凹部２３ａ、２４ａは開放端７ｃの径方向および周方向の移動を拘束する機能を有している。
【００３６】
このように、中間保持部材２０および第１および第２径方向拘束部材２３、２４がセットされた後、トーチ１９を溶接部６ａ上に移動させ、ＴＩＧ溶接を行って２対の径方向に隣接する開放端７ｃ同士をそれぞれ溶融接合する。
そして、周方向に隣接する開放端７ｃの列に対して、第１および第２径方向拘束部材２３、２４および中間保持部材２０を同様にセットする。そして、トーチ１９を１スロット分周方向に移動し、同様に、２対の隣接する開放端７ｃ同士をそれぞれ溶融接合する。
この操作を繰り返し、隣接する開放端７ｃの対を順次溶融接合する。
【００３７】
この実施の形態３によれば、上記実施の形態１の効果に加えて、第１および第２径方向拘束部材２３、２４の先端部に開放端７ｃの周方向移動を規制する凹部２３ａ、２４ａを備えているので、第１および第２径方向拘束部材２３、２４により開放端７ｃを径方向に拘束したときに、開放端７ｃの周方向移動が凹部２３ａ、２４ａの両側壁により規制される。そこで、接合時、径方向に隣接する開放端７ｃ同士の接触状態が安定して確保され、接合不良の発生が抑えられる。
また、セグメント導体７が断面矩形に形成されているので、径方向に隣接する開放端７ｃ同士が面接触するとともに、第１および第２径方向拘束部材２３、２４および中間保持部材２０と開放端５ｃとが面接触する。そこで、各接触部の接触面積が大きくなり、接合性が向上されるとともに、アーク熱が放熱し易く、セグメント導体７の絶縁被膜の劣化が抑えられる。
【００３８】
なお、上記実施の形態３では、開放端７ｃの周方向移動を規制する手段（凹部２３ａ、２４ａ）を第１および第２径方向拘束部材２３、２４に設けるものとしているが、開放端７ｃの周方向移動を規制する手段を中間保持部材２０に設けるようにしてもよい。この場合、開放端７ｃの周方向移動を規制する手段は凹部に限定されるものではなく、例えば一対のガイド片を開放端７ｃの周方向幅と同等の間隔で部材２０、２３、２４に突設するようにしてもよい。
【００３９】
実施の形態４．
図１１はこの発明の実施の形態４に係る回転電機の巻線接合方法を説明する端面図である。
図１１において、中間保持部材２０Ａは、ステンレス鋼からなる平板を円弧状に作製されたもので、開放端５ｃの周方向の６列に跨る長さを有している。第１径方向拘束部材２５は、ステンレス鋼で作製され、開放端５ｃを拘束する凹部２５ａが先端部に１スロットピッチで６つ形成されている。第２径方向拘束部材２６は、ステンレス鋼で作製され、開放端５ｃを拘束する凹部２６ａが先端部に１スロットピッチで６つ形成されている。
なお、中間保持部材２０、第１径方向拘束部材２１および第２径方向拘束部材２２に代えて、中間保持部材２０Ａ、第１径方向拘束部材２５および第２径方向拘束部材２６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。
【００４０】
この実施の形態４では、図１１に示されるように、中間保持部材２０Ａが周方向の開放端５ｃの６列に跨って径方向内周側から２番目の開放端５ｃと３番目の開放端５ｃとの間に挿入され、第１径方向拘束部材２５が径方向内方から最内周の６本の開放端７ｃに押圧され、同時に第２径方向拘束部材２６が径方向外方から最外周の６本の開放端７ｃに押圧される。
【００４１】
これにより、径方向内周側から１番目および２番目の開放端５ｃの各対が互いに密接され、かつ、３番目および４番目の開放端５ｃの各対が互いに密着される。また、径方向内周側から２番目および３番目の開放端５ｃはそれぞれ中間保持部材２０Ａにより互いに離間されている。さらに、第１および第２径方向拘束部材２５、２６および中間保持部材２０Ａは径方向に隣接する開放端５ｃに密接している。さらにまた、径方向内周側から１番目および２番目の開放端５ｃが各凹部２５ａ内に納められて周方向移動を規制され、３番目および４番目の開放端７ｃが各凹部２６ａ内に納められて周方向移動を規制されている。なお、凹部２５ａ、２６ａは開放端５ｃの径方向および周方向の移動を拘束する機能を有している。
【００４２】
このように、中間保持部材２０Ａおよび第１および第２径方向拘束部材２５、２６がセットされた後、トーチ１９を内周側の溶接部６ａ上に移動させる。そして、中間保持部材２０Ａおよび第１および第２径方向拘束部材２５、２６を溶接電源（図示せず）のプラス側電極に接続し、トーチ１９を溶接電源のマイナス側電極に接続し、不活性ガスをトーチ１９に供給しながら、ＴＩＧ溶接を行って内周側の開放端５ｃ同士を溶融接合する。ついで、トーチ１９を外周側の溶接部６ａ上に移動し、外周側の開放端５ｃ同士を溶融接合する。
ついで、溶接電源をオフとし、トーチ１９を周方向における次列の内周側の溶接部６ａ上に移動させる。そして、溶接電源をオンし、内周側の開放端５ｃ同士を溶融接合する。この操作を繰り返し行い、周方向における６列の径方向に隣接する開放端５ｃ同士を接合する。
その後、周方向における次の開放端５ｃの６列に対して、第１および第２径方向拘束部材２５、２６および中間保持部材２０Ａを同様にセットする。そして、トーチ１９を周方向に移動し、同様に、径方向に隣接する開放端５ｃ同士をそれぞれ溶融接合する。
この操作を繰り返し、接合される開放端５ｃの対を順次溶融接合する。
【００４３】
この実施の形態４によれば、上記実施の形態１の効果に加えて、中間保持部材２０Ａ、第１径方向拘束部材２５および第２径方向拘束部材２６が周方向の開放端５ｃの６列を同時に拘束できるように構成されているので、環状に配列された開放端５ｃの全対を接合する際に、部材２０Ａ、２５、２６のセット回数が６回ですみ、接合作業性が向上される。
また、第１および第２径方向拘束部材２５、２６に開放端５ｃの周方向移動を規制する凹部２５ａ、２６ａを備えているので、第１および第２径方向拘束部材２５、２６により開放端５ｃを径方向に拘束したときに、開放端５ｃの周方向移動が凹部２５ａ、２６ａの両側壁により規制される。そこで、接合時、径方向に隣接する開放端５ｃ同士の接触状態が安定して確保され、接合不良の発生が抑えられる。さらに、凹部２５ａ、２６ａを等ピッチに形成しているので、接合部６の周方向隙間が均等に確保され、接合部６の周方向の絶縁性が向上される。
【００４４】
なお、上記実施の形態４では、中間保持部材２０Ａ、第１径方向拘束部材２５および第２径方向拘束部材２６が周方向の開放端５ｃの６列を同時に拘束できる長さに作製されているものとしているが、中間保持部材２０Ａ、第１径方向拘束部材２５および第２径方向拘束部材２６が同時に拘束する開放端５ｃの列数は６列に限定されるものではない。そして、部材２０Ａ、２５、２６が同時に拘束する開放端５ｃの列数は、Ｌ／ｍとすることが望ましい（Ｌ：開放端５ｃの全列数、ｍ：整数）。ここで、ｍが１、２であると、第１径方向拘束部材２５および第２径方向拘束部材２６により開放端５ｃを径方向内方および外方から押圧して拘束することが困難なことから、ｍは３以上とすることが望ましい。
また、中間保持部材２０Ａの長さと、第１径方向拘束部材２５および第２径方向拘束部材２６の長さとを異なるようにしてもよいことは言うまでもないことである。
また、中間保持部材２０Ａを環状に作製し、第１径方向拘束部材２５および第２径方向拘束部材２６のみを所定ピッチ、例えば６スロットピッチでセットしながら、接合するようにしてもよい。
【００４５】
実施の形態５．
上記実施の形態４では、中間保持部材２０Ａを周方向の６列の開放端５ｃに跨る長さのステンレス鋼で作製するものとしているが、この実施の形態５では、中間保持部材を環状のナイロン（ポリアミド樹脂）で作製するものとしている。
なお、他の構成は上記実施の形態４と同様に構成されている。
【００４６】
この実施の形態５では、中間保持部材は内周側から２番目の開放端５ｃと３番目の開放端５ｃとの間に全周に渡って介装されている。そこで、中間保持部材のセットが１回ですみ、接合作業性が向上される。
また、中間保持部材がナイロンで作製されているので、開放端５ｃ同士を接合した後、中間保持部材を取り去る必要はなく、接合作業性が向上される。さらに、中間保持部材が接合部６間に介装されている場合、接合部６間の絶縁性が確実に確保される。
【００４７】
なお、上記実施の形態５では、ナイロン製の中間保持部材を用いるものとしているが、中間保持部材は電気絶縁性材料であればよく、例えばポリイミド樹脂、ガラス繊維強化エポキシ樹脂を用いることができる。
また、上記実施の形態５では、中間保持部材が環状に作製されているものとしているが、中間保持部材は必ずしも環状に作製する必要はなく、例えば、周方向の複数列の開放端５ｃに跨る長さに作製してもよい。この場合においても、中間保持部材を取り外す必要はなく、接合作業性が向上される。
【００４８】
実施の形態６．
上記実施の形態４では、開放端５ｃが径方向に１列に４本並んで、周方向に１スロットピッチで環状に３６列配列され、径方向に隣接する開放端５ｃの各対を接合するものとしているが、この実施の形態６では、図１２に示されるように、開放端５ｃが径方向に１列に６本並んで、周方向に１スロットピッチで環状に３６列配列され、径方向に隣接する開放端５ｃの各対を接合するものとしている。なお、セグメント導体５のスロット２ａ内の挿入位置を内周側から１番地、２番地・・６番地という。
【００４９】
この実施の形態６においては、３スロット離れた各スロット対において、１本のセグメント導体５が固定子鉄心２の第１端面側から一方のスロット２ａの１番地と他方のスロット２ａの２番地とに挿入され、次の１本のセグメント導体５が固定子鉄心２の第１端面側から一方のスロット２ａの３番地と他方のスロット２ａの４番地とに挿入され、さらに次の１本のセグメント導体５が固定子鉄心２の第１端面側から一方のスロット２ａの５番地と他方のスロット２ａの６番地とに挿入される。そして、同径位置にある全てのセグメント導体５の開放端側が周方向の同じ方向に傾けられ、かつ、径方向に隣り合うセグメント導体５の開放端側が周方向の逆方向に傾けられる。さらに、各セグメント導体５の開放端５ｃが軸方向外側に向くように曲げられる。ついで、各スロット対の１番地と２番地とから延出するセグメント導体５の開放端５ｃ同士が径方向に重ねられ、各スロット対の３番地と４番地とから延出するセグメント導体５の開放端５ｃ同士が径方向に重ねられ、さらに各スロット対の５番地と６番地とから延出するセグメント導体５の開放端５ｃ同士が径方向に重ねられる。これにより、固定子鉄心２の第２端面側では、６本の開放端５ｃが径方向に１列に並んで、周方向に１スロットピッチで環状に３６列配列されている。
【００５０】
そこで、１つの中間保持部材２０Ａが径方向に１列に配列された６本の開放端５ｃの２番目の開放端５ｃと３番目の開放端５ｃとの間に挿入され、さらにもう１つの中間保持部材２０Ａが径方向に１列に配列された６本の開放端５ｃの４番目の開放端５ｃと５番目の開放端５ｃとの間に挿入される。さらに、第１径方向拘束部材２５が径方向内方から最内周の開放端５ｃに押圧され、同時に第２径方向拘束部材２６が径方向外方から最外周の開放端５ｃに押圧される。
これにより、図１２に示されるように、径方向内周側から１番目および２番目の開放端５ｃが互いに密接され、３番目および４番目の開放端５ｃが互いに密着され、さらに５番目および６番目の開放端５ｃが互いに密着される。また、径方向内周側から２番目および３番目の開放端５ｃが中間保持部材２０Ａにより互いに離間され、４番目および５番目の開放端５ｃが中間保持部材２０Ａにより互いに離間されている。さらに、第１および第２径方向拘束部材２５、２６および中間保持部材２０Ａは径方向に隣接する開放端５ｃに密接している。
【００５１】
そして、溶接電源（図示せず）のマイナス側電極に接続されたトーチ１９を内周側の隣接する開放端５ｃの対上に移動する。また、第１および第２径方向拘束部材２５、２６および中間保持部材２０Ａを溶接電源のプラス側電極に接続する。そして、溶接電源をオンするとともに、トーチ１９に不活性ガスを供給し、トーチ１９と溶接部６ａ（隣接する開放端５ｃの対）との間でアーク放電させる。その熱により、内周側の隣接する開放端５ｃ同士が溶融接合される。
ついで、トーチ１９を中央で隣接する開放端５ｃの対上に移動し、中央の隣接する開放端５ｃ同士が溶融接合され、さらにトーチ１９を外周側で隣接する開放端５ｃの対上に移動し、外周側の隣接する開放端５ｃ同士が溶融接合される。
【００５２】
ついで、溶接電源をオフとし、トーチ１９を次列の内周側の溶接部６ａ上に移動させる。そして、溶接電源をオンし、内周側、中央および外周側の開放端５ｃ同士を順次溶融接合する。この操作を繰り返し行い、周方向における６列の径方向に隣接する開放端５ｃの各対を溶融接合する。
その後、周方向における次の開放端５ｃの６列に対して、第１および第２径方向拘束部材２５、２６および中間保持部材２０Ａを同様にセットする。そして、トーチ１９を周方向に移動し、同様に、隣接する開放端５ｃの各対を溶融接合する。
この操作を繰り返し、接合される開放端５ｃの各対を順次溶融接合する。
【００５３】
従って、この実施の形態６においても、上記実施の形態４と同様の効果が得られる。
【００５４】
実施の形態７．
図１３はこの発明の実施の形態７に係る回転電機の巻線接合方法により製造される車両用交流発電機の固定子を第２端面側から見た斜視図、図１４は図１３に示される車両用交流発電機の固定子の固定子巻線の１相分の結線状態を説明する端面図、図１５は図１３に示される車両用交流発電機の固定子の固定子巻線の接合部周りを周方向から見た図、図１６は図１３に示される車両用交流発電機の固定子の固定子巻線の接合部周りを径方向外方から見た側面図、図１７は図１３に示される車両用交流発電機に適用される固定子の固定子巻線の接合部周りを示す端面図、図１８はこの発明の実施の形態７に係る回転電機の巻線接合方法を説明する端面図である。
なお、図１４において、１〜９６はスロット番号を示し、点線は固定子鉄心の第１端面側の巻線を示し、実線は固定子鉄心の第２端面側の巻線を示し、黒丸は接合部を示している。
【００５５】
図１３において、固定子４０は、軸方向に延びるスロット４１ａが周方向に所定ピッチに複数形成された円筒状の固定子鉄心４１と、固定子鉄心４１に巻装された固定子巻線４２とを備えている。ここでは、スロット４１ａは９６個、即ち毎極毎相当たり２の割合で形成されている。
固定子巻線４２は、それぞれ絶縁被覆された銅線からなる１本の連続導体線３０（電気導体）を６スロット毎のスロット４１ａ内に径方向の内層と外層とを交互に採るように巻装されてなる複数の巻線から構成されている。
【００５６】
ここで、固定子巻線４２を構成するａ相巻線４３の構造について図１４を参照して具体的に説明する。
ａ相巻線４３は、それぞれ絶縁被覆された円形断面の銅線からなる１本の連続導体線３０を６スロット毎のスロット４１ａに巻装してなる第１乃至第６の巻線３１〜３６により構成されている。
第１巻線３１は、連続導体線３０を、スロット番号１番から９１番まで６スロットおきに、スロット４１ａ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２巻線３２は、連続導体線３０を、スロット番号１番から９１番まで６スロットおきに、スロット４１ａ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３巻線３３は、連続導体線３０を、スロット番号１番から９１番まで６スロットおきに、スロット４１ａ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。第４巻線３４は、連続導体線３０を、スロット番号１番から９１番まで６スロットおきに、スロット４１ａ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５巻線３５は、連続導体線３０を、スロット番号１番から９１番まで６スロットおきに、スロット４１ａ内の６番地と５番地とを交互に採るように波巻きして構成されている。第６巻線３６は、連続導体線３０を、スロット番号１番から９１番まで６スロットおきに、スロット４１ａ内の５番地と６番地とを交互に採るように波巻きして構成されている。
【００５７】
そして、固定子鉄心４１の第１端面側において、スロット番号１番の２番地から延出する第１巻線３１の端部３１ａ（接合端部）と、スロット番号９１番の３番地から延出する第３巻線３３の端部３３ｂ（接合端部）とが径方向に重ねられて接合され、スロット番号１番の４番地から延出する第３巻線３３の端部３３ａ（接合端部）と、スロット番号９１番の５番地から延出する第５巻線３５の端部３５ｂ（接合端部）とが径方向に重ねられて接合され、スロット番号１番の６番地から延出する第５巻線３５の端部３５ａ（接合端部）と、スロット番号９１番の１番地から延出する第１巻線３１の端部３１ｂ（接合端部）とが径方向に重ねられて接合されて、第１、第３および第５巻線３１、３３、３５を直列に接続した３ターンの波巻き巻線が構成されている。
【００５８】
また、固定子鉄心４１の第２端面側において、スロット番号１番の１番地から延出する第２巻線３２の端部３２ａ（接合端部）と、スロット番号９１番の６番地から延出する第６巻線３６の端部３６ｂ（接合端部）とが径方向に重ねられて接合され、スロット番号１番の３番地から延出する第４巻線３４の端部３４ａ（接合端部）と、スロット番号９１番の２番地から延出する第２巻線３２の端部３２ｂ（接合端部）とが径方向に重ねられて接合され、スロット番号１番の５番地から延出する第６巻線３６の端部３６ａ（接合端部）と、スロット番号９１番の４番地から延出する第４巻線３４の端部３４ｂ（接合端部）とが径方向に重ねられて接合されて、第２、第４および第６巻線３２、３４、３６を直列に接続した３ターンの波巻き巻線が構成されている。
【００５９】
さらに、スロット番号４９番と５５番とから固定子鉄心４１の第２端面側に延出する第１巻線３１の部位が切断され、スロット番号５５番と６１番とから固定子鉄心４１の第２端面側に延出する第２巻線３２の部位が切断される。そして、第１巻線３１の切断端３１ｃと第２巻線３２の切断端３２ｄとが接合され、第１巻線３１の切断端３１ｄと第２巻線３２の切断端３２ｃとが接合されて、第１、第３および第５巻線３１、３３、３５が直列接続された波巻き巻線と、第２、第４および第６巻線３２、３４、３６が直列接続された波巻き巻線とが並列に接続され、３ターンのａ相巻線４３を構成している。なお、第１巻線３１の切断端３１ｃと第２巻線３２の切断端３２ｄとの接合部が中性点（Ｎ）となり、第１巻線３１の切断端３１ｄと第２巻線３２の切断端３２ｃとの接合部が口出し線（Ｏａ）となる。
【００６０】
そして、図示していないが、スロット番号２番、８番・・・９２番のスロット群において、６本の連続導体線３０を同様に巻装および接合して、ｄ相巻線が構成されている。スロット番号３番、９番・・・９３番のスロット群において、６本の連続導体線３０を同様に巻装および接合して、ｂ相巻線が構成されている。スロット番号４番、１０番・・・９４番のスロット群において、６本の連続導体線３０を同様に巻装および接合して、ｅ相巻線が構成されている。スロット番号５番、１１番・・・９５番のスロット群において、６本の連続導体線３０を同様に巻装および接合して、ｃ相巻線が構成されている。スロット番号６番、１２番・・・９６番のスロット群において、６本の連続導体線３０を同様に巻装および接合して、ｆ相巻線が構成されている。
そして、ａ相巻線、ｂ相巻線およびｃ相巻線の各中性点（Ｎ）を結線して１つの３相交流巻線が構成され、さらにｄ相巻線、ｅ相巻線およびｆ相巻線の各中性点（Ｎ）を結線してもう１つの３相交流巻線が構成されている。このように構成された２つの３相交流巻線により固定子巻線４２が構成されている。
【００６１】
そして、図１５乃至図１７に示されるように、固定子鉄心４１の両端においては、各相巻線の２番地と３番地とから延出する連続導体線３０の端部同士の接合部４５２−３と、各相巻線の４番地と５番地とから延出する連続導体線３０の端部同士の接合部４５４−５とが、軸方向高さを同じくして、径方向に１列に並んで、周方向に１スロットピッチで６列配列されている。さらに、各相巻線の１番地と６番地とから延出する連続導体線３０の端部同士の接合部４５１−６が、６列の接合部４５２−３、４５４−５の周方向両側に、軸方向高さを同じくして、周方向に１スロットピッチで３つづつ配列されている。
【００６２】
ついで、固定子鉄心４１の両端において、６列の接合部４５２−３、４５４− ５の接合方法について図１８を参照しつつ説明する。
固定子鉄心４１の第２端面側において、各相巻線の第２巻線３２の端部３２ｂ、第４巻線３４の端部３４ａ、第４巻線３４の端部３４ｂおよび第６巻線３６の端部３６ａが径方向に１列に並んで、周方向に１スロットピッチで６列配列されている。そして、中間保持部材２０Ａが６列の端部３４ａ、３４ｂ間に挿入され、第１径方向拘束部材２５が径方向内方から６列の端部３２ｂに押圧され、同時に第２径方向拘束部材２６が径方向外方から６列の端部３６ａに押圧される。
【００６３】
これにより、端部３２ｂ、３４ａの各対が互いに密接され、かつ、端部３４ｂ、３６ａの各対が互いに密着される。また、端部３４ａ、３４ｂはそれぞれ中間保持部材２０Ａにより互いに離間されている。さらに、第１および第２径方向拘束部材２５、２６および中間保持部材２０Ａは径方向に隣接する端部３２ｂ、３４ａ、３４ｂ、３６ａに密接している。さらにまた、端部３２ｂ、３４ａが各凹部２５ａ内に納められて周方向移動を規制され、端部３４ｂ、３６ａが各凹部２６ａ内に納められて周方向移動を規制されている。
【００６４】
このように、中間保持部材２０Ａおよび第１および第２径方向拘束部材２５、２６がセットされた後、トーチ１９を内周側の溶接部６ａ上に移動させる。そして、中間保持部材２０Ａおよび第１および第２径方向拘束部材２５、２６を溶接電源（図示せず）のプラス側電極に接続し、トーチ１９を溶接電源のマイナス側電極に接続し、不活性ガスをトーチ１９に供給しながら、ＴＩＧ溶接を行って内周側の端部３２ｂ、３４ａ同士を溶融接合する。ついで、トーチ１９を外周側の溶接部６ａ上に移動し、外周側の端部３４ｂ、３６ａ同士を溶融接合する。
ついで、溶接電源をオフとし、トーチ１９を周方向における次列の内周側の溶接部６ａ上に移動させる。そして、溶接電源をオンし、内周側の端部３２ｂ、３４ａ同士を溶融接合する。この操作を繰り返し行い、周方向における６列の径方向に隣接する端部３２ｂ、３４ａ同士および端部３４ｂ、３６ａ同士をそれぞれ溶融接合する。
【００６５】
また、固定子鉄心４１の第１端面側においても、同様にして、周方向における６列の径方向に隣接する端部３１ａ、３３ｂ同士および端部３３ａ、３５ｂ同士をそれぞれ接合する。
また、固定子鉄心４１の両端側において、径方向に隣接する端部３１ｂ、３５ａと、端部３２ａ、３６ｂとは、一対の径方向拘束部材により径方向内方および外方から押圧して、ＴＩＧ溶接することになる。
【００６６】
従って、この実施の形態７においても、上記実施の形態４と同様の効果が得られる。
【００６７】
【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。
【００６８】
この発明によれば、円筒状の鉄心の軸方向の端部側に、径方向に１列に２ｎ（ｎ：２以上の整数）本配列されてなる電気導体の接合端部を径方向に隣接する２本づつ接合する回転電機の巻線接合方法において、
中間保持部材を接合される上記接合端部の対間に介装し、第１径方向拘束部材を最内周に位置する上記接合端部に径方向内方から押圧し、かつ、第２径方向拘束部材を最外周に位置する上記接合端部に径方向外方から押圧して、接合される上記接合端部同士を、上記中間保持部材と該中間保持部材に径方向に隣接する上記接合端部とを、上記第１径方向拘束部材と最内周に位置する上記接合端部とを、さらに上記第２径方向拘束部材と最外周に位置する上記接合端部とを密着させる接合端部拘束工程と、
上記接合端部拘束工程に引き続いて、接合される上記接合端部同士を接合する接合工程
とを有するので、簡易に、かつ、高歩留まりで、導線の絶縁被膜の劣化を抑え、接合部間の隙間を確保して巻線を接合できる回転電機の巻線接合方法が得られる。
【００６９】
また、上記第１径方向拘束部材、第２径方向拘束部材および中間保持部材の少なくとも１つが上記接合端部の周方向移動を規制する周方向保持機能を有しているので、接合端部の拘束が確実になり、安定した接合ができる。
【００７０】
また、径方向に１列に配列された上記接合端部の列が周方向に所定ピッチで少なくとも複数列配列され、上記中間保持部材が周方向に隣接する上記接合端部の少なくとも２列に跨って配設されているので、中間保持部材のセット回数が低減され、接合作業性が向上する。
【００７１】
また、径方向に１列に配列された上記接合端部の列が周方向に所定ピッチで環状に配列され、上記中間保持部材が環状に形成されて、径方向同一位置の接合される上記接合端部の各対間に介装されているので、中間保持部材のセットが１回ですみ、接合作業性が向上する。
【００７２】
また、上記第１および第２径方向拘束部材が、それぞれ周方向に隣接する少なくとも２本の上記接合端部を押圧できるように構成されているので、第１および第２径方向拘束部材のセット回数が低減され、接合作業性が向上する。
【００７３】
また、上記第１径方向拘束部材、第２径方向拘束部材および中間保持部材が金属材料で作製されているので、接合時の熱が各部材を介して効率的に放熱され、電気導体の絶縁被膜の劣化が抑えられる。
【００７４】
また、上記第１径方向拘束部材および第２径方向拘束部材が金属材料で作製され、上記中間保持部材が絶縁性材料で作製されているので、接合後に中間保持部材を取り去る必要がなく、接合作業性が向上するとともに、接合部間の短絡事故が防止される。
【００７５】
また、径方向に隣接する上記接合端部同士がアーク溶接されるので、接合部の膨らみが少なく、接合部同士の短絡事故が抑えられる。
【００７６】
また、上記接合端部と、上記第１径方向拘束部材、第２径方向拘束部材および中間保持部材とが面接触しているので、接合時の熱が各部材を介して効率的に放熱され、電気導体の絶縁被膜の劣化が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係る回転電機の巻線接合方法により製造される車両用交流発電機の固定子を第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に係る回転電機の巻線接合方法により製造される車両用交流発電機の固定子を第２端面側から見た斜視図である。
【図３】 図１に示される固定子の固定子巻線の１相分の結線状態を説明する端面図である。
【図４】 図１に示される固定子の固定子巻線を構成するセグメント導体を示す斜視図である。
【図５】 この発明の実施の形態１に係る回転電機の巻線接合方法を説明する斜視図である。
【図６】 この発明の実施の形態１に係る回転電機の巻線接合方法を説明する端面図である。
【図７】 この発明の実施の形態１に係る回転電機の巻線接合方法により接合された固定子巻線の接合部を模式的に示す端面図である。
【図８】 この発明の実施の形態３に係る車両用交流発電機に適用される固定子の固定子巻線を構成するセグメント導体を示す斜視図である。
【図９】 この発明の実施の形態３に係る回転電機の巻線接合方法を説明する端面図である。
【図１０】 この発明の実施の形態３に係る回転電機の巻線接合方法を説明する側面図である。
【図１１】 この発明の実施の形態４に係る回転電機の巻線接合方法を説明する端面図である。
【図１２】 この発明の実施の形態６に係る回転電機の巻線接合方法を説明する端面図である。
【図１３】 この発明の実施の形態７に係る回転電機の巻線接合方法により製造される車両用交流発電機の固定子を第２端面側から見た斜視図である。
【図１４】 図１３に示される車両用交流発電機の固定子の固定子巻線の１相分の結線状態を説明する端面図である。
【図１５】 図１３に示される車両用交流発電機の固定子の固定子巻線の接合部周りを周方向から見た図である。
【図１６】 図１３に示される車両用交流発電機の固定子の固定子巻線の接合部周りを径方向外方から見た側面図である。
【図１７】 図１３に示される車両用交流発電機に適用される固定子の固定子巻線の接合部周りを示す端面図である。
【図１８】 この発明の実施の形態７に係る回転電機の巻線接合方法を説明する端面図である。
【図１９】 従来の回転電機の巻線接合方法を説明する斜視図である。
【符号の説明】
２、４１ 固定子鉄心、５、７ セグメント導体（電気導体）、５ｃ、７ｃ 開放端（接合端部）、１９ トーチ、２０、２０Ａ 中間保持部材、２１、２３、２５ 第１径方向拘束部材、２２、２４、２６ 第２径方向拘束部材、２３ａ、２４ａ 凹部（周方向保持機能）、３０ 連続導体線（電気導体）、３１ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂ、３５ａ、３５ｂ、３６ａ 端部（接合端部）。
Claims (9)
- 円筒状の鉄心の軸方向の端部側に、径方向に１列に２ｎ（ｎ：２以上の整数）本配列されてなる電気導体の接合端部を径方向に隣接する２本づつ接合する回転電機の巻線接合方法において、
中間保持部材を接合される上記接合端部の対間に介装し、第１径方向拘束部材を最内周に位置する上記接合端部に径方向内方から押圧し、かつ、第２径方向拘束部材を最外周に位置する上記接合端部に径方向外方から押圧して、接合される上記接合端部同士を、上記中間保持部材と該中間保持部材に径方向に隣接する上記接合端部とを、上記第１径方向拘束部材と最内周に位置する上記接合端部とを、さらに上記第２径方向拘束部材と最外周に位置する上記接合端部とを密着させる接合端部拘束工程と、
上記接合端部拘束工程に引き続いて、接合される上記接合端部同士を接合する接合工程
とを有することを特徴とする回転電機の巻線接合方法。 - 上記第１径方向拘束部材、第２径方向拘束部材および中間保持部材の少なくとも１つが上記接合端部の周方向移動を規制する周方向保持機能を有していることを特徴とする請求項１記載の回転電機の巻線接合方法。
- 径方向に１列に配列された上記接合端部の列が周方向に所定ピッチで少なくとも複数列配列され、上記中間保持部材が周方向に隣接する上記接合端部の少なくとも２列に跨って配設されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の回転電機の巻線接合方法。
- 径方向に１列に配列された上記接合端部の列が周方向に所定ピッチで環状に配列され、上記中間保持部材が環状に形成されて、径方向同一位置の接合される上記接合端部の各対間に介装されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の回転電機の巻線接合方法。
- 上記第１および第２径方向拘束部材が、それぞれ周方向に隣接する少なくとも２本の上記接合端部を押圧できるように構成されていることを特徴とする請求項３又は請求項４記載の回転電機の巻線接合方法。
- 上記第１径方向拘束部材、第２径方向拘束部材および中間保持部材が金属材料で作製されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の回転電機の巻線接合方法。
- 上記第１径方向拘束部材および第２径方向拘束部材が金属材料で作製され、上記中間保持部材が絶縁性材料で作製されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の回転電機の巻線接合方法。
- 径方向に隣接する上記接合端部同士がアーク溶接されることを特徴とする請求項６又は請求項７記載の回転電機の巻線接合方法。
- 上記接合端部と、上記第１径方向拘束部材、第２径方向拘束部材および中間保持部材とが面接触していることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の回転電機の巻線接合方法。
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