JP4114461B2 - 回転電機のセグメント導体接合型電機子コイルの製造方法 - Google Patents
回転電機のセグメント導体接合型電機子コイルの製造方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転電機のセグメント導体接合型電機子コイルの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ステータコアのスロットに挿通された多数のセグメント導体を順次接合して形成されたセグメント導体接合型電機子コイルが提案されている。たとえば、本出願人が所有する下記特許文献１、２は、略Ｕ字形状を有する導体片であるセグメント導体を順次接合して形成されたセグメント導体接合型電機子コイルの製造について開示している。
【０００３】
更に説明すると、これらのセグメント導体接合型電機子コイルは、セグメント導体の一対の脚部を回転子の略磁極ピッチだけ互いに離れた一対のスロットに個別に挿通して飛び出した一対の端部を周方向へ互いに反対側に曲げ、各セグメント導体の両脚部の先端を順次接合して形成されている。
【０００４】
上記セグメント導体接合型電機子コイルの製造方法を以下に説明する。まず、必要本数の松葉形状の未展開セグメント導体を準備する。この未展開セグメント導体の両脚部は、互いに略隣接して直線状に同一方向へ延在している。
【０００５】
次に、未展開セグメントの一対の脚部が互いに略磁極ピッチ離れた２つのスロットを挿通できるように頭部を周方向へ展開する頭部展開工程が行われる。この頭部展開工程は、たとえば上記特許文献１の第３図、第５図に示される同軸の一対の大リングと小リングとを用い、両リングの周方向同位置の一対の溝（又は孔）孔に未展開セグメント導体の両脚部を個別に挿入し、両リングを略磁極ピッチ（電気角π）相対回転して行われる。
【０００６】
次に、頭部展開済みセグメントの一対の脚部をステータコアの各スロットに挿入される工程が行われる。
【０００７】
次に、各脚部のうちスロットから飛び出した部分である端部を周方向へ開いて、各セグメント導体の一対の端部の先端を互いに略磁極ピッチだけ離す端部展開工程が行われる。このような端部の展開は、たとえば上記特許文献２の第４図、第５図に示される同軸の複数の孔付きリングを用い、各孔付きリングの各孔に各端部の先端を挿入し、各孔付きリングをそれぞれ周方向へたとえば半磁極ピッチ（電気角π／２）づつ回動させて行われる。
【０００８】
次に、各端部の先端部のうち径方向に隣接する一対の端部づつ溶接する端部接合工程が行われる。
【０００９】
上記した各工程を順次実施して形成される電機子コイルは、この明細書にてセグメント導体接合型電機子コイルと呼称される。この種のセグメント導体接合型電機子コイル及びその製造方法の種々のバリエーションは、本出願人名義の先行出願に記載されているので参照されたい。
【００１０】
上記したセグメント導体接合型電機子コイルとしては、一対の脚部がスロット内にて径方向に隣接する２つの導体収容位置に個別に収容される１種類のセグメント導体により構成される２導体径方向配置型コイルと、二対の脚部がスロット内にて径方向に順次隣接する４つの導体収容位置に個別に収容される２種類のセグメント導体により構成される４導体径方向配置型コイル、三対の脚部がスロット内にて径方向に順次隣接する６つの導体収容位置に個別に収容される３種類のセグメント導体により構成される６導体径方向配置型コイルが公知となっている。
【００１１】
２導体径方向配置型コイルは、未展開セグメントの第１脚部と第２脚部とを同軸の二つのリングに保持して上記した頭部展開工程、端部展開工程を行うことにより形成できることが、上記特許文献などにて既に公知となっている。
【００１２】
４導体径方向配置型コイルは、径方向内側から数えて１番目、４番目のスロット導体部を有する大セグメント導体を、径方向内側から数えて２番目、３番目のスロット導体部を有する小セグメント導体に被せてセグメントセットとなし、上記した頭部展開工程及び端部展開工程を一挙に行うことが知られている。更に具体的に説明すると、径方向から数えて１番目、２番目の脚部対と、３番目、４番目の脚部対とを異なるリングに保持して頭部展開を行う。また、これら４個の脚部の先端をそれぞれ異なるリングに保持し、径方向に隣接するリングを相対的に略磁極ピッチだけ相対回動して端部展開を行うことが、上記特許文献などにて既に公知となっている。
【００１３】
なお、１スロット６導体形式の巻線パターンの一例は本出願人の出願になる下記特許文献３、４に開示されているので、参照されたい。
【００１４】
【特許文献１】
特許第３１１８８３７号公報
【特許文献２】
特許第３１９６７３８号公報
【特許文献３】
特願２００２−１７１２３０号公報
【特許文献４】
特願２００２−１７１２４２号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したセグメント導体接合型電機子コイルにおいて、スロット内に径方向に一列に配列される脚部の個数を増大して、コイルターン数を増大する要望がある。
【００１６】
後者の場合において、上記した２導体径方向配置型コイル又は４導体径方向配置型コイル又は６導体径方向配置型コイルを複数径方向に並べることが簡単である。
【００１７】
たとえば、１スロットに６導体を収容するために、１個の２導体径方向配置型コイルと１個の４導体径方向配置型コイルとを径方向に隣接させるのが簡単であり、１スロットに８導体を収容するには上記４導体径方向配置型コイルを２つ径方向に隣接配置するのが簡単であり、１スロットに１０導体を収容するには、２個の４導体径方向配置型コイルと１個の２導体径方向配置型コイルを径方向に配置するのが簡単であり、１スロットに１２導体を収容するには、３個の４導体径方向配置型コイルを径方向に配置するのが簡単であり、１スロットに１４導体を収容するには、３個の４導体径方向配置型コイルと１個の２導体径方向配置型コイルを径方向に配置するのが簡単であり、１スロットに１６導体を収容するには、４個の４導体径方向配置型コイルを径方向に配置するのが簡単である。
【００１８】
なお、径方向に隣接する４導体径方向配置型コイル又は２導体径方向配置型コイルは、特別のセグメント導体を用いて、これら４導体径方向配置型コイルや２導体径方向配置型コイルを直列又は並列に接続すればよい。
【００１９】
つまり、１スロットに６導体以上配置するには、上記２導体径方向配置型コイルや４導体径方向配置型コイルや６導体径方向配置型コイルを複数径方向に配置するのが好適である。
【００２０】
しかしながら、このように多数の脚部（導体）をスロットに配置する場合、上記した頭部展開工程や端部展開工程において、径方向に隣接するセグメント導体の脚部同士が逆方向に相対回動するため、互いにこすれあって電気絶縁性が低下する可能性があった。また、頭部展開や端部展開のために互いに相対回動する多数のリングを準備する必要があり、製造装置が複雑となるという問題が生じた。
【００２１】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、展開工程が簡単でセグメント導体の電気絶縁性の低下を抑止可能なセグメント導体接合型電機子コイルの製造方法を提供することをその目的としている。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明の製造方法が適用される回転電機のセグメント導体接合型電機子コイルは、略U字状の頭部と、前記頭部の両端から延設されて二つのスロットを個別に貫通する第１脚部及び第２脚部とを有する多数のセグメント導体をそれぞれ含む第１コイル及び第２コイルを有し、前記各セグメント導体の先端部は一対づつ順次接続され、前記第１コイル及び第２コイルは、互いに直列又は並列に接続されて同相の相電圧が印加される回転電機のセグメント導体接合型電機子コイルにおいて、
前記第１コイルに属する第１のセグメント導体の前記第１脚部は、前記第２コイルに属する第２のセグメント導体の前記第１脚部の径方向内側に隣接して、共に第１の前記スロット内に収容され、前記第１のセグメント導体の前記第２脚部は、前記第１のスロットから周方向一方側へ略磁極ピッチ離れた第２の前記スロット内にて前記第１のセグメント導体の前記第１脚部よりも径方向内側に配置され、前記第２のセグメント導体の前記第２脚部は、前記第１のスロットから周方向一方側へ略磁極ピッチ離れた第３の前記スロット内にて前記第２のセグメント導体の前記第１脚部よりも径方向外側に配置されることを特徴としている。
【００２３】
このようにすれば、展開工程を簡素化し、セグメント導体の電気絶縁性の低下を抑止することができる。以下、更にわかりやすく説明する。
【００２４】
つまり、上記電機子コイルでは、同一相の相巻線を第１コイルと第２コイルとに分割し、これら両コイルを各スロットの異なる導体収容位置に収容する。たとえば、第１コイルを第２コイルよりも径方向内側に配置する。更に、第１コイルに属する第１セグメント導体の第１脚部と第２コイルに属する第２セグメント導体の第１脚部とを同一のスロットに収容し、これら両セグメント導体の第２脚部を第１脚部に対して周方向同一側に配置する。
【００２５】
このようにすれば、第１、第２セグメント導体の両第１脚部は、頭部展開工程、端部展開工程において、互いに相対回動する必要がないので、互いに擦れ合うことがなく、この擦れ合いによる絶縁低下を低減することができる。
【００２６】
また、頭部展開工程及び端部展開工程において、第１、第２セグメント導体の両第１脚部を同一のリングにて保持することができるので、必要なリング数を低減して展開装置の構造を簡素化することができる。
【００２７】
上記構成を有する回転電機のセグメント導体接合型電機子コイルの好適な製造方法である第１発明は、周方向所定ピッチで溝又は孔を有する大リングと、前記大リングの溝又は孔と等ピッチで溝又は孔を有して前記大リングの径方向内側に配置される中リングと、前記中リングの溝又は孔と等ピッチで溝又は孔を有して前記中リングの径方向内側に配置される小リングとを準備し、展開前の前記第１、第２のセグメント導体の前記第１脚部を前記中リングの前記溝又は孔に保持し、展開前の前記第１のセグメント導体の前記第２脚部を前記小リングの前記溝又は孔に保持し、展開前の前記第２のセグメント導体の前記第２脚部を前記大リングの前記溝又は孔に保持し、前記小リング及び大リングを前記中リングに対して周方向同一側て略磁極ピッチ相対回動して前記第１、第２のセグメント導体の頭部を周方向へ展開することをその特徴としている。
【００２８】
これにより、径方向に隣接する２つのコイルに個別に属する２つのセグメント導体の頭部を３つのリングで展開することができ、頭部展開装置の構造を簡素化することができる。
【００２９】
上記構成を有する回転電機のセグメント導体接合型電機子コイルの好適な製造方法である第２発明は、前記頭部の展開後に、前記第１、第２のセグメント導体の前記脚部をステータコアの各スロットに軸方向一方側から挿通し、周方向所定ピッチで溝又は孔を有する大リングと、前記大リングの溝又は孔と等ピッチで溝又は孔を有して前記大リングの径方向内側に配置される中リングと、前記中リングの溝又は孔と等ピッチで溝又は孔を有して前記中リングの径方向内側に配置される小リングとを準備し、前記第１、第２のセグメント導体の前記第１脚部の先端を前記中リングの前記溝又は孔に保持し、前記第１のセグメント導体の前記第２脚部の先端を前記小リングの前記溝又は孔に保持し、前記第２のセグメント導体の前記第２脚部の先端を前記大リングの前記溝又は孔に保持し、前記小リング及び大リングを前記中リングに対して周方向同一側て略磁極ピッチ相対回動して前記第１、第２のセグメント導体の前記脚部のうち前記ステータコアから飛び出した部分である端部を周方向へ展開することをその特徴としている。
【００３０】
これにより、径方向に隣接する２つのコイルに個別に属する２つのセグメント導体の端部を３つのリングで展開することができ、端部展開装置の構造を簡素化することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の回転電機のセグメント導体接合型電機子コイルを用いた車両用交流発電機の電機子コイルとその製造について図面を参照して説明する。
（構造）
図１はこの実施形態の車両用交流発電機の縦断面図である。図１において、１は固定子（ステータ）、２は固定子鉄心、３はステータコイル、４は回転子（ロータ）、５はハウジング、６は回転軸である。
【００３２】
固定子１は、ハウジング５の周壁内周面に固定され、ロータ４が嵌着される回転軸６は一対の軸受けによりハウジング５の両端壁に回転自在に支承されて、図示しないエンジンに図示しないベルトによりプーリー結合されている。
【００３３】
ロータ４の外周面近傍には、図示しない永久磁石が周方向所定ピッチで極性交互に埋設されており、全体として永久磁石型三相ブラシレスＤＣモータ（IPM型同期モータ）を構成している。なお、ロータ構造には、ランデルポールコア構造他、種々の形式が可能であるが、このような種々の形式の同期機自体は周知であるので説明を省略する。
【００３４】
固定子１は、スロットＳおよび歯部Ｔを有する固定子鉄心（図２参照）２と、各スロットＳを軸方向に貫通する複数のセグメント導体を順次接合して構成される固定子巻線（三相星形接続されたステータコイル）３と、固定子鉄心２と各セグメント導体との間を電気絶縁するインシュレータ７とにより構成されている。
【００３５】
ステータコイル３は、Ｕ字状のセグメント導体３０を各スロットＳへ図１において軸方向右側から左側へ挿通し、各セグメント導体の先端部を一対づつ溶接して形成された３個の相コイル（Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイル）を接続した三相星形巻線からなるが、三相デルタ巻線としてもよい。
【００３６】
各セグメント導体３０は、図３に示すように、略V字状の頭部３１と、頭部３１の両端からそれぞれ延在する一対の脚部３２とからなる。脚部３２は、スロットＳ内に収容されているスロット導体部３３と、固定子鉄心２の前端部から突出した後、略周方向へ屈曲し、径方向に隣接する他のセグメント導体３０の他の端部３４と溶接されて端部側コイルエンド８を構成する端部３４とからなる。セグメント導体３０の頭部３１も固定子鉄心２の後端部から突出して頭部側コイルエンド９を構成している。
【００３７】
一つのスロットＳには、図２に示すように、６本のスロット導体部３３が径方向へ一列に配置されている。スロット導体部３３の径方向位置は径方向内側から順番に１層、２層、３層、４層、５層、６層と呼ばれるものとする。すなわち、スロット導体部３３１は１層に、スロット導体部３３２は２層に、スロット導体部３３３は３層に、スロット導体部３３４は４層に、スロット導体部３３５は５層に、スロット導体部３３６は６層に収容されている。同一セグメント導体３０の一対のスロット導体部３３、３３は、互いに略１磁極ピッチ（電気角π）離れた一対のスロットＳに挿通され、かつ、径方向において異なる位置に収容されている。
【００３８】
この実施例では、図１、図４に示すように、セグメント導体３０は、それぞれ略Ｕ字形状に形成された３種類のセグメント導体３００〜３０３を有している。
【００３９】
セグメント導体３００は、１層のスロット導体部３３１と４層のスロット導体部３３４とを有し、大セグメントとも呼ばれる。セグメント導体３０１は、２層のスロット導体部３３２と３層のスロット導体部３３３とを有して、小セグメントとも呼ばれる。セグメント導体３００、３０１は、共同して第１コイル（既述した４導体径方向配置型コイル）を構成する。セグメント導体３０２は、５層のスロット導体部３３５と６層のスロット導体部３３６とを有し、小セグメントとも呼ばれる。セグメント導体３０２は、単独で第２コイル（既述した２導体径方向配置型コイル）を構成する。
【００４０】
したがって、図４において、同一のセグメント導体３００に属する１層のスロット導体部３３１及び４層のスロット導体部３３４は略磁極ピッチ離れた２つのスロットに個別に属する。同様に、同一のセグメント導体３０１に属する２層のスロット導体部３３２及び３層のスロット導体部３３３は略磁極ピッチ離れた２つのスロットに個別に属する。同様に、同一のセグメント導体３０２に属する５層のスロット導体部３３５及び６層のスロット導体部３３６は略磁極ピッチ離れた２つのスロットに個別に属する。
【００４１】
図５の等価回路図に示すように、セグメント導体３００、３０１を交互に連結してなる上記４導体径方向配置型コイル４００と、セグメント導体３０２を順次連結してなる２導体径方向配置型コイル２００とは、相ごとに直列接続されてそれぞれの相の相巻線を構成する。５００は、コイル接続線をなす略Ｕ字状のセグメント導体であり、その一つのスロット導体部は４導体径方向配置型コイルの最終のスロット導体部をなし、もう一つのスロット導体部は２導体径方向配置型コイルの最初のスロット導体部をなす。２導体径方向配置型コイルの最終のスロット導体部は略L字状のセグメント導体６００に属しており、このセグメント導体６００は中性点用渡り線を兼ねている。４導体径方向配置型コイルの最初のスロット導体部は略L字状のセグメント導体７００に属しており、このセグメント導体７００は各相の外部引き出し端子を兼ねている。２導体径方向配置型コイル２００、４導体径方向配置型コイル４００を図６に拡大図示する。
【００４２】
各相の２導体径方向配置型コイル２００及び４導体径方向配置型コイル４００のスロット内への具体的な巻線パターンは、毎極毎相のスロット数、巻線方式（全節巻きか短節巻きか）により異なるが用途に応じて好適な巻線パターンを採用すればよく、もはや当業者においてよく知られているので、詳細な説明は省略する。
（コイル製造工程）
次に、上記した２導体径方向配置型コイル２００及び４導体径方向配置型コイル４００の製造方法を以下に説明する。
【００４３】
１．頭部捻り工程（頭部展開工程）
頭部捻り工程を図７〜図９を参照して以下に説明する。図７、図８は、３種類のセグメント導体３００〜３０２の頭部３１を周方向に捻る前の状態すなわち頭部展開前の状態を示し、セグメント導体３００〜３０２の第１脚部３２１と第２脚部３２２は、それぞれ頭部３１の両端から一直線に延在している。
【００４４】
１０００〜１００２は互いに相対回動自在に配置されたリングであり、同軸配置されている。リング１０００の径は最小、リング１００２の径は最大とされている。リング１０００〜１００２は、それぞれ、スロット数に等しい溝又は孔ｈをスロットと等ピッチに有している。
【００４５】
リング１０００〜１００２の各溝又は孔にセグメント導体３００〜３０２の各脚部３４が収容され、セグメント導体３００〜３０２の各頭部３１はリング１０００〜１００２の上方に突出している。
【００４６】
セグメント導体３００のスロット導体部３３１とセグメント導体３０１のスロット導体部３３２はリング１０００の溝又は孔に挿通され、セグメント導体３０１のスロット導体部３３３とセグメント導体３０１のスロット導体部３３４とセグメント導体３０２のスロット導体部３３５はリング１００１の溝又は孔に挿通され、セグメント導体３０２のスロット導体部３３６はリング１００２の溝又は孔に挿通されている。頭部展開前であるので、同一のセグメント導体の一対のスロット導体部３３は周方向同位置に配置されている（図８参照）。
【００４７】
セグメント導体３００、３０１の頭部３１の先端は、押さえリング１００３から垂下する一対の挟み爪（図では周方向奥側の一個のみ図示）１００４により周方向に挟持されている。セグメント導体３０２の頭部３１の先端は、押さえリング１００３から垂下する一対の挟み爪（図では周方向奥側の一個のみ図示）１００５により周方向に挟持されている。
【００４８】
この状態にて、押さえリング１００３を回動しない状態にて、リング１０００、１００２をたとえば時計方向に回動させ、リング１００１を反時計方向に回動させる。この実施例では、各リング１０００〜１００２の回動角度は半磁極ピッチに設定されるが、リング１０００、１００２の回動角とリング１００１の回動角との和が磁極ピッチ（電気角π）となればよい。
【００４９】
リング１０００〜１００２の上記回動により、各セグメント導体３００〜３０２の頭部３１は周方向に展開され、同一のセグメント導体の第１脚部３２１と第２脚部３２２とは１磁極ピッチ離れる。
【００５０】
この頭部展開工程を行うと、各セグメント導体３００〜３０２の頭部３１の軸方向高さは縮小するので、それに合わせて押さえリング１００３をリング１０００〜１００２に向けて降下させる。展開完了後、押さえリング１００３によりセグメント導体３００〜３０２を保持したまま、リング１０００〜１００２からセグメント導体３００〜３０２を離脱させる。
【００５１】
なお、この頭部展開工程において、リング１０００の回動角とリング１００１の回動角の合計が１磁極ピッチになれば、リング１０００の回動角及びリング１００１の回動角はそれぞれ自由に設定することができる。また、この頭部展開工程の変形態様として、リング１０００、１００２を回動させず、リング１００１を１磁極ピッチ、押さえリング１００３をたとえば半磁極ピッチだけ同一方向に回動させてもよく、リング１００１を回動させず、リング１０００、１００２を１磁極ピッチ、押さえリング１００３をたとえば半磁極ピッチだけ同一方向に回動させてもよい。
【００５２】
上記説明した頭部展開工程によれば、２導体径方向配置型コイル２００に属するセグメント導体３０２の第１脚部３２１と、４導体径方向配置型コイル４００に属するとともにセグメント導体３０２の第１脚部３２１に径方向に隣接するセグメント導体３００の第１脚部３２１とを同じリング１００１にて保持し、セグメント導体３０２の第２脚部３２２をリング１００１より径方向外側のリング１００２に保持し、セグメント導体３００の第２脚部３２２をリング１００１より径方向内側のリング１０００に保持し、これらリング１０００〜１００２を相対回動するので、更に要約すれば、異なるコイルに属するとともに径方向に隣接する二つのセグメント導体３００、３０２の各脚部を同一リングにて保持しつつ頭部展開を行うので、リング数を減らすとともに、セグメント導体３００の頭部３１とセグメント導体３０２の頭部３１との擦れ合いを防止することができる。
【００５３】
２．セグメント導体挿入工程
次に、これらセグメント導体３００〜３０２をを、互いの相対空間位置及び姿勢を乱すことなく、ステータコア２のスロットSに挿通し、その後で、押さえリング１００３を取り外す。
【００５４】
３．端部捻り工程（端部展開工程）
上記のようにスロットに挿通されたセグメント導体３００〜３０２の端部３４を捻り成形する端部展開工程を図１０を参照して以下に説明する。なお、実際の捻り装置の具体的構成については、本出願人の出願になる上記特許文献３、４等の先行技術を参照されたい。
【００５５】
２０００〜２００４は互いに相対回動自在に配置されたリングであり、同軸配置されている。リング２０００〜２００４は、それぞれ、スロット数に等しい溝又は孔ｈ’をスロットと等ピッチに有している。
【００５６】
リング２０００〜２００４の上端面に凹設された各溝又は孔ｈ’には端部３４の先端部３５が収容されている。端部３４は、ステータコア２から飛び出したセグメント導体３００〜３０２の各脚部３２からスロット導体部３３を除いた部分である。
【００５７】
３４１はセグメント導体３００の第２脚部３２２に属する端部、３４２はセグメント導体３０１の第２脚部３２２に属する端部、３４３はセグメント導体３０１の第１脚部３２１に属する端部、３４４はセグメント導体３００の第１脚部３２１に属する端部、３４５はセグメント導体３０２の第１脚部３２１に属する端部、３４６はセグメント導体３０２の第２脚部３２２に属する端部である。
【００５８】
端部３４１の先端部３５はリング２０００に、端部３４２の先端部３５はリング２００１に、端部３４３の先端部３５はリング２００２に、端部３４４の先端部３５と端部３４５の先端部３５はリング２００３に、端部３４６の先端部３５はリング２００４にそれぞれ保持される。
【００５９】
この状態にて、径方向内側から奇数番目のリング２０００、２００２、２００４を時計方向へ半磁極ピッチ、偶数番目のリング２００１、２００３を反時計方向へ半磁極ピッチ回動すれば、各脚部３４１〜３４６は、周方向へ展開される。また、脚部３４１の先端部３５と脚部３４２の先端部３５とは磁極ピッチ離れ、脚部３４３の先端部３５と脚部３４４の先端部３５とは磁極ピッチ離れ、脚部３４５の先端部３５と脚部３４６の先端部３５とは磁極ピッチ離れる。この端部展開完了後、リング２０００〜２００４を端部３４１〜３４６から離脱させる。なお、端部展開とともに、端部３４１〜３４６の軸方向高さが縮小するので、ステータコア２を降下させたり、あるいは、リング２０００〜２００４を上昇させたりすることが好適である。
【００６０】
この端部展開工程において、偶数番目のリング２０００、２００２、２００４、２００６の回動角と奇数番目のリング２００１、２００３の回動角との合計が１磁極ピッチになれば、偶数番目のリングの回動角及び奇数番目のリングの回動角はそれぞれ自由に設定することができる。また、この端部展開工程の変形態様として、奇数番目のリングと偶数番目のリングの一方を回動させず、他方を１磁極ピッチ、ステータコア２を所定角度回動させてもよい。
【００６１】
上記説明した端部展開工程によれば、２導体径方向配置型コイル２００に属するセグメント導体３０２の第１脚部３２１（端部３４５）と、４導体径方向配置型コイル４００に属するとともにセグメント導体３０２の第１脚部３２１（端部３４５）に径方向に隣接するセグメント導体３００の第１脚部３２１（端部３４４）とを同じリング２００３にて保持しているので、これら端部３４４、３４５との擦れ合いを防止し、またリング数を減らすことができる。
【００６２】
４．接合工程
次に行う接合工程を以下に説明する。この工程は本質的に従来と同じである。
【００６３】
上記した端部３４１〜３４６を展開した後、互いに径方向に隣接する端部３４１の先端部３５と端部３４２の先端部３５とを溶接し、互いに径方向に隣接する端部３４３の先端部３５と端部３４４の先端部３５とを溶接し、互いに径方向に隣接する端部３４５の先端部３５と端部３４６の先端部３５とを溶接する。溶接には、ＴＩＧ溶接、ロー付け、抵抗溶接、電子ビーム溶接、レーザー溶接等が用いられる。
【００６４】
図５で説明した異形のセグメント導体５００、６００、７００は上記頭部展開工程、端部展開工程で展開してもよいが、予め展開したものをスロットに挿入しても良い。また、２導体径方向配置型コイル２００や４導体径方向配置型コイル４００内においても、毎極毎相２以上の同相スロットを隣接配置する場合には、互いに隣接するこれら同相スロットのセグメント導体同士を接続するためのスロット渡り用のＵ字状セグメントを採用するが、これらの詳細については、たとえば上記した特許文献３、４等を参照されたい。
（変形態様）
上記説明した実施例の変形態様を図１１、図１２を参照して説明する。この変形態様は、３つの４導体径方向配置型コイル４０１〜４０３を径方向に３個並べて１スロット１２導体型のステータコイルを構成する場合の頭部展開工程、端部展開工程を示すものである。
【００６５】
図１１は、図７に示す頭部展開工程を応用したものであり、径方向内側から数えて奇数番目のリング１００５、１００７は時計方向へ、偶数番目のリング１００６、１００８は反時計方向へ回動され、奇数番目のリング１００５、１００７の回動角と偶数番目のリング１００６、１００８の回動角との合計は１磁極ピッチとされている。このようにすれば、径方向に隣接する二つのコイルに別々に属する２つのセグメント導体の頭部３１同士の擦れ合いを低減し、かつリング数を低減することができる。
【００６６】
図１２は、図１０に示す端部展開工程を応用したものであり、径方向内側から数えて奇数番目のリング２０００、２００２、２００４、２００６、２００８は時計方向へ、偶数番目のリングリング２００１、２００３、２００５、２００７、２００９は反時計方向へ回動され、奇数番目のリング２０００、２００２、２００４、２００６、２００８の回動角と偶数番目のリング２００１、２００３、２００５、２００７、２００９の回動角との合計は１磁極ピッチとされている。このようにすれば、径方向に隣接する二つのコイルに別々に属する２つのセグメント導体の端部３４３１同士の擦れ合いを低減し、かつリング数を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例１の車両用交流発電機の模式軸方向断面図である。
【図２】 図１のステータコアの部分断面図である。
【図３】 図１のセグメント導体の模式軸方向断面図である。
【図４】 図１のセグメント導体の模式斜視図である。
【図５】 ６つのコイルを用いた三相星形接続方式の三相電機子コイルの巻線図である。
【図６】 図１のステータコイルの軸方向にみた模式側面図である。
【図７】 頭部捻り工程を示す模式説明図である。
【図８】 頭部捻り工程（捻り前）を示す模式斜視図である。
【図９】 頭部捻り工程（捻り後）を示す模式斜視図である。
【図１０】 端部捻り工程を示す模式説明図である。
【図１１】 変形態様の頭部捻り工程を示す模式説明図である。
【図１２】 変形態様の端部捻り工程を示す模式説明図である。
【符号の説明】
２ ステータコア
３ ステータコイル
３０ セグメント導体
３１ セグメント導体の頭部
３２ セグメント導体の脚部
３３ セグメント導体のスロット導体部
３４ セグメント導体の端部
３５ セグメント導体の先端部
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転電機のセグメント導体接合型電機子コイルの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ステータコアのスロットに挿通された多数のセグメント導体を順次接合して形成されたセグメント導体接合型電機子コイルが提案されている。たとえば、本出願人が所有する下記特許文献１、２は、略Ｕ字形状を有する導体片であるセグメント導体を順次接合して形成されたセグメント導体接合型電機子コイルの製造について開示している。
【０００３】
更に説明すると、これらのセグメント導体接合型電機子コイルは、セグメント導体の一対の脚部を回転子の略磁極ピッチだけ互いに離れた一対のスロットに個別に挿通して飛び出した一対の端部を周方向へ互いに反対側に曲げ、各セグメント導体の両脚部の先端を順次接合して形成されている。
【０００４】
上記セグメント導体接合型電機子コイルの製造方法を以下に説明する。まず、必要本数の松葉形状の未展開セグメント導体を準備する。この未展開セグメント導体の両脚部は、互いに略隣接して直線状に同一方向へ延在している。
【０００５】
次に、未展開セグメントの一対の脚部が互いに略磁極ピッチ離れた２つのスロットを挿通できるように頭部を周方向へ展開する頭部展開工程が行われる。この頭部展開工程は、たとえば上記特許文献１の第３図、第５図に示される同軸の一対の大リングと小リングとを用い、両リングの周方向同位置の一対の溝（又は孔）孔に未展開セグメント導体の両脚部を個別に挿入し、両リングを略磁極ピッチ（電気角π）相対回転して行われる。
【０００６】
次に、頭部展開済みセグメントの一対の脚部をステータコアの各スロットに挿入される工程が行われる。
【０００７】
次に、各脚部のうちスロットから飛び出した部分である端部を周方向へ開いて、各セグメント導体の一対の端部の先端を互いに略磁極ピッチだけ離す端部展開工程が行われる。このような端部の展開は、たとえば上記特許文献２の第４図、第５図に示される同軸の複数の孔付きリングを用い、各孔付きリングの各孔に各端部の先端を挿入し、各孔付きリングをそれぞれ周方向へたとえば半磁極ピッチ（電気角π／２）づつ回動させて行われる。
【０００８】
次に、各端部の先端部のうち径方向に隣接する一対の端部づつ溶接する端部接合工程が行われる。
【０００９】
上記した各工程を順次実施して形成される電機子コイルは、この明細書にてセグメント導体接合型電機子コイルと呼称される。この種のセグメント導体接合型電機子コイル及びその製造方法の種々のバリエーションは、本出願人名義の先行出願に記載されているので参照されたい。
【００１０】
上記したセグメント導体接合型電機子コイルとしては、一対の脚部がスロット内にて径方向に隣接する２つの導体収容位置に個別に収容される１種類のセグメント導体により構成される２導体径方向配置型コイルと、二対の脚部がスロット内にて径方向に順次隣接する４つの導体収容位置に個別に収容される２種類のセグメント導体により構成される４導体径方向配置型コイル、三対の脚部がスロット内にて径方向に順次隣接する６つの導体収容位置に個別に収容される３種類のセグメント導体により構成される６導体径方向配置型コイルが公知となっている。
【００１１】
２導体径方向配置型コイルは、未展開セグメントの第１脚部と第２脚部とを同軸の二つのリングに保持して上記した頭部展開工程、端部展開工程を行うことにより形成できることが、上記特許文献などにて既に公知となっている。
【００１２】
４導体径方向配置型コイルは、径方向内側から数えて１番目、４番目のスロット導体部を有する大セグメント導体を、径方向内側から数えて２番目、３番目のスロット導体部を有する小セグメント導体に被せてセグメントセットとなし、上記した頭部展開工程及び端部展開工程を一挙に行うことが知られている。更に具体的に説明すると、径方向から数えて１番目、２番目の脚部対と、３番目、４番目の脚部対とを異なるリングに保持して頭部展開を行う。また、これら４個の脚部の先端をそれぞれ異なるリングに保持し、径方向に隣接するリングを相対的に略磁極ピッチだけ相対回動して端部展開を行うことが、上記特許文献などにて既に公知となっている。
【００１３】
なお、１スロット６導体形式の巻線パターンの一例は本出願人の出願になる下記特許文献３、４に開示されているので、参照されたい。
【００１４】
【特許文献１】
特許第３１１８８３７号公報
【特許文献２】
特許第３１９６７３８号公報
【特許文献３】
特願２００２−１７１２３０号公報
【特許文献４】
特願２００２−１７１２４２号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したセグメント導体接合型電機子コイルにおいて、スロット内に径方向に一列に配列される脚部の個数を増大して、コイルターン数を増大する要望がある。
【００１６】
後者の場合において、上記した２導体径方向配置型コイル又は４導体径方向配置型コイル又は６導体径方向配置型コイルを複数径方向に並べることが簡単である。
【００１７】
たとえば、１スロットに６導体を収容するために、１個の２導体径方向配置型コイルと１個の４導体径方向配置型コイルとを径方向に隣接させるのが簡単であり、１スロットに８導体を収容するには上記４導体径方向配置型コイルを２つ径方向に隣接配置するのが簡単であり、１スロットに１０導体を収容するには、２個の４導体径方向配置型コイルと１個の２導体径方向配置型コイルを径方向に配置するのが簡単であり、１スロットに１２導体を収容するには、３個の４導体径方向配置型コイルを径方向に配置するのが簡単であり、１スロットに１４導体を収容するには、３個の４導体径方向配置型コイルと１個の２導体径方向配置型コイルを径方向に配置するのが簡単であり、１スロットに１６導体を収容するには、４個の４導体径方向配置型コイルを径方向に配置するのが簡単である。
【００１８】
なお、径方向に隣接する４導体径方向配置型コイル又は２導体径方向配置型コイルは、特別のセグメント導体を用いて、これら４導体径方向配置型コイルや２導体径方向配置型コイルを直列又は並列に接続すればよい。
【００１９】
つまり、１スロットに６導体以上配置するには、上記２導体径方向配置型コイルや４導体径方向配置型コイルや６導体径方向配置型コイルを複数径方向に配置するのが好適である。
【００２０】
しかしながら、このように多数の脚部（導体）をスロットに配置する場合、上記した頭部展開工程や端部展開工程において、径方向に隣接するセグメント導体の脚部同士が逆方向に相対回動するため、互いにこすれあって電気絶縁性が低下する可能性があった。また、頭部展開や端部展開のために互いに相対回動する多数のリングを準備する必要があり、製造装置が複雑となるという問題が生じた。
【００２１】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、展開工程が簡単でセグメント導体の電気絶縁性の低下を抑止可能なセグメント導体接合型電機子コイルの製造方法を提供することをその目的としている。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明の製造方法が適用される回転電機のセグメント導体接合型電機子コイルは、略U字状の頭部と、前記頭部の両端から延設されて二つのスロットを個別に貫通する第１脚部及び第２脚部とを有する多数のセグメント導体をそれぞれ含む第１コイル及び第２コイルを有し、前記各セグメント導体の先端部は一対づつ順次接続され、前記第１コイル及び第２コイルは、互いに直列又は並列に接続されて同相の相電圧が印加される回転電機のセグメント導体接合型電機子コイルにおいて、
前記第１コイルに属する第１のセグメント導体の前記第１脚部は、前記第２コイルに属する第２のセグメント導体の前記第１脚部の径方向内側に隣接して、共に第１の前記スロット内に収容され、前記第１のセグメント導体の前記第２脚部は、前記第１のスロットから周方向一方側へ略磁極ピッチ離れた第２の前記スロット内にて前記第１のセグメント導体の前記第１脚部よりも径方向内側に配置され、前記第２のセグメント導体の前記第２脚部は、前記第１のスロットから周方向一方側へ略磁極ピッチ離れた第３の前記スロット内にて前記第２のセグメント導体の前記第１脚部よりも径方向外側に配置されることを特徴としている。
【００２３】
このようにすれば、展開工程を簡素化し、セグメント導体の電気絶縁性の低下を抑止することができる。以下、更にわかりやすく説明する。
【００２４】
つまり、上記電機子コイルでは、同一相の相巻線を第１コイルと第２コイルとに分割し、これら両コイルを各スロットの異なる導体収容位置に収容する。たとえば、第１コイルを第２コイルよりも径方向内側に配置する。更に、第１コイルに属する第１セグメント導体の第１脚部と第２コイルに属する第２セグメント導体の第１脚部とを同一のスロットに収容し、これら両セグメント導体の第２脚部を第１脚部に対して周方向同一側に配置する。
【００２５】
このようにすれば、第１、第２セグメント導体の両第１脚部は、頭部展開工程、端部展開工程において、互いに相対回動する必要がないので、互いに擦れ合うことがなく、この擦れ合いによる絶縁低下を低減することができる。
【００２６】
また、頭部展開工程及び端部展開工程において、第１、第２セグメント導体の両第１脚部を同一のリングにて保持することができるので、必要なリング数を低減して展開装置の構造を簡素化することができる。
【００２７】
上記構成を有する回転電機のセグメント導体接合型電機子コイルの好適な製造方法である第１発明は、周方向所定ピッチで溝又は孔を有する大リングと、前記大リングの溝又は孔と等ピッチで溝又は孔を有して前記大リングの径方向内側に配置される中リングと、前記中リングの溝又は孔と等ピッチで溝又は孔を有して前記中リングの径方向内側に配置される小リングとを準備し、展開前の前記第１、第２のセグメント導体の前記第１脚部を前記中リングの前記溝又は孔に保持し、展開前の前記第１のセグメント導体の前記第２脚部を前記小リングの前記溝又は孔に保持し、展開前の前記第２のセグメント導体の前記第２脚部を前記大リングの前記溝又は孔に保持し、前記小リング及び大リングを前記中リングに対して周方向同一側て略磁極ピッチ相対回動して前記第１、第２のセグメント導体の頭部を周方向へ展開することをその特徴としている。
【００２８】
これにより、径方向に隣接する２つのコイルに個別に属する２つのセグメント導体の頭部を３つのリングで展開することができ、頭部展開装置の構造を簡素化することができる。
【００２９】
上記構成を有する回転電機のセグメント導体接合型電機子コイルの好適な製造方法である第２発明は、前記頭部の展開後に、前記第１、第２のセグメント導体の前記脚部をステータコアの各スロットに軸方向一方側から挿通し、周方向所定ピッチで溝又は孔を有する大リングと、前記大リングの溝又は孔と等ピッチで溝又は孔を有して前記大リングの径方向内側に配置される中リングと、前記中リングの溝又は孔と等ピッチで溝又は孔を有して前記中リングの径方向内側に配置される小リングとを準備し、前記第１、第２のセグメント導体の前記第１脚部の先端を前記中リングの前記溝又は孔に保持し、前記第１のセグメント導体の前記第２脚部の先端を前記小リングの前記溝又は孔に保持し、前記第２のセグメント導体の前記第２脚部の先端を前記大リングの前記溝又は孔に保持し、前記小リング及び大リングを前記中リングに対して周方向同一側て略磁極ピッチ相対回動して前記第１、第２のセグメント導体の前記脚部のうち前記ステータコアから飛び出した部分である端部を周方向へ展開することをその特徴としている。
【００３０】
これにより、径方向に隣接する２つのコイルに個別に属する２つのセグメント導体の端部を３つのリングで展開することができ、端部展開装置の構造を簡素化することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の回転電機のセグメント導体接合型電機子コイルを用いた車両用交流発電機の電機子コイルとその製造について図面を参照して説明する。
（構造）
図１はこの実施形態の車両用交流発電機の縦断面図である。図１において、１は固定子（ステータ）、２は固定子鉄心、３はステータコイル、４は回転子（ロータ）、５はハウジング、６は回転軸である。
【００３２】
固定子１は、ハウジング５の周壁内周面に固定され、ロータ４が嵌着される回転軸６は一対の軸受けによりハウジング５の両端壁に回転自在に支承されて、図示しないエンジンに図示しないベルトによりプーリー結合されている。
【００３３】
ロータ４の外周面近傍には、図示しない永久磁石が周方向所定ピッチで極性交互に埋設されており、全体として永久磁石型三相ブラシレスＤＣモータ（IPM型同期モータ）を構成している。なお、ロータ構造には、ランデルポールコア構造他、種々の形式が可能であるが、このような種々の形式の同期機自体は周知であるので説明を省略する。
【００３４】
固定子１は、スロットＳおよび歯部Ｔを有する固定子鉄心（図２参照）２と、各スロットＳを軸方向に貫通する複数のセグメント導体を順次接合して構成される固定子巻線（三相星形接続されたステータコイル）３と、固定子鉄心２と各セグメント導体との間を電気絶縁するインシュレータ７とにより構成されている。
【００３５】
ステータコイル３は、Ｕ字状のセグメント導体３０を各スロットＳへ図１において軸方向右側から左側へ挿通し、各セグメント導体の先端部を一対づつ溶接して形成された３個の相コイル（Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイル）を接続した三相星形巻線からなるが、三相デルタ巻線としてもよい。
【００３６】
各セグメント導体３０は、図３に示すように、略V字状の頭部３１と、頭部３１の両端からそれぞれ延在する一対の脚部３２とからなる。脚部３２は、スロットＳ内に収容されているスロット導体部３３と、固定子鉄心２の前端部から突出した後、略周方向へ屈曲し、径方向に隣接する他のセグメント導体３０の他の端部３４と溶接されて端部側コイルエンド８を構成する端部３４とからなる。セグメント導体３０の頭部３１も固定子鉄心２の後端部から突出して頭部側コイルエンド９を構成している。
【００３７】
一つのスロットＳには、図２に示すように、６本のスロット導体部３３が径方向へ一列に配置されている。スロット導体部３３の径方向位置は径方向内側から順番に１層、２層、３層、４層、５層、６層と呼ばれるものとする。すなわち、スロット導体部３３１は１層に、スロット導体部３３２は２層に、スロット導体部３３３は３層に、スロット導体部３３４は４層に、スロット導体部３３５は５層に、スロット導体部３３６は６層に収容されている。同一セグメント導体３０の一対のスロット導体部３３、３３は、互いに略１磁極ピッチ（電気角π）離れた一対のスロットＳに挿通され、かつ、径方向において異なる位置に収容されている。
【００３８】
この実施例では、図１、図４に示すように、セグメント導体３０は、それぞれ略Ｕ字形状に形成された３種類のセグメント導体３００〜３０３を有している。
【００３９】
セグメント導体３００は、１層のスロット導体部３３１と４層のスロット導体部３３４とを有し、大セグメントとも呼ばれる。セグメント導体３０１は、２層のスロット導体部３３２と３層のスロット導体部３３３とを有して、小セグメントとも呼ばれる。セグメント導体３００、３０１は、共同して第１コイル（既述した４導体径方向配置型コイル）を構成する。セグメント導体３０２は、５層のスロット導体部３３５と６層のスロット導体部３３６とを有し、小セグメントとも呼ばれる。セグメント導体３０２は、単独で第２コイル（既述した２導体径方向配置型コイル）を構成する。
【００４０】
したがって、図４において、同一のセグメント導体３００に属する１層のスロット導体部３３１及び４層のスロット導体部３３４は略磁極ピッチ離れた２つのスロットに個別に属する。同様に、同一のセグメント導体３０１に属する２層のスロット導体部３３２及び３層のスロット導体部３３３は略磁極ピッチ離れた２つのスロットに個別に属する。同様に、同一のセグメント導体３０２に属する５層のスロット導体部３３５及び６層のスロット導体部３３６は略磁極ピッチ離れた２つのスロットに個別に属する。
【００４１】
図５の等価回路図に示すように、セグメント導体３００、３０１を交互に連結してなる上記４導体径方向配置型コイル４００と、セグメント導体３０２を順次連結してなる２導体径方向配置型コイル２００とは、相ごとに直列接続されてそれぞれの相の相巻線を構成する。５００は、コイル接続線をなす略Ｕ字状のセグメント導体であり、その一つのスロット導体部は４導体径方向配置型コイルの最終のスロット導体部をなし、もう一つのスロット導体部は２導体径方向配置型コイルの最初のスロット導体部をなす。２導体径方向配置型コイルの最終のスロット導体部は略L字状のセグメント導体６００に属しており、このセグメント導体６００は中性点用渡り線を兼ねている。４導体径方向配置型コイルの最初のスロット導体部は略L字状のセグメント導体７００に属しており、このセグメント導体７００は各相の外部引き出し端子を兼ねている。２導体径方向配置型コイル２００、４導体径方向配置型コイル４００を図６に拡大図示する。
【００４２】
各相の２導体径方向配置型コイル２００及び４導体径方向配置型コイル４００のスロット内への具体的な巻線パターンは、毎極毎相のスロット数、巻線方式（全節巻きか短節巻きか）により異なるが用途に応じて好適な巻線パターンを採用すればよく、もはや当業者においてよく知られているので、詳細な説明は省略する。
（コイル製造工程）
次に、上記した２導体径方向配置型コイル２００及び４導体径方向配置型コイル４００の製造方法を以下に説明する。
【００４３】
１．頭部捻り工程（頭部展開工程）
頭部捻り工程を図７〜図９を参照して以下に説明する。図７、図８は、３種類のセグメント導体３００〜３０２の頭部３１を周方向に捻る前の状態すなわち頭部展開前の状態を示し、セグメント導体３００〜３０２の第１脚部３２１と第２脚部３２２は、それぞれ頭部３１の両端から一直線に延在している。
【００４４】
１０００〜１００２は互いに相対回動自在に配置されたリングであり、同軸配置されている。リング１０００の径は最小、リング１００２の径は最大とされている。リング１０００〜１００２は、それぞれ、スロット数に等しい溝又は孔ｈをスロットと等ピッチに有している。
【００４５】
リング１０００〜１００２の各溝又は孔にセグメント導体３００〜３０２の各脚部３４が収容され、セグメント導体３００〜３０２の各頭部３１はリング１０００〜１００２の上方に突出している。
【００４６】
セグメント導体３００のスロット導体部３３１とセグメント導体３０１のスロット導体部３３２はリング１０００の溝又は孔に挿通され、セグメント導体３０１のスロット導体部３３３とセグメント導体３０１のスロット導体部３３４とセグメント導体３０２のスロット導体部３３５はリング１００１の溝又は孔に挿通され、セグメント導体３０２のスロット導体部３３６はリング１００２の溝又は孔に挿通されている。頭部展開前であるので、同一のセグメント導体の一対のスロット導体部３３は周方向同位置に配置されている（図８参照）。
【００４７】
セグメント導体３００、３０１の頭部３１の先端は、押さえリング１００３から垂下する一対の挟み爪（図では周方向奥側の一個のみ図示）１００４により周方向に挟持されている。セグメント導体３０２の頭部３１の先端は、押さえリング１００３から垂下する一対の挟み爪（図では周方向奥側の一個のみ図示）１００５により周方向に挟持されている。
【００４８】
この状態にて、押さえリング１００３を回動しない状態にて、リング１０００、１００２をたとえば時計方向に回動させ、リング１００１を反時計方向に回動させる。この実施例では、各リング１０００〜１００２の回動角度は半磁極ピッチに設定されるが、リング１０００、１００２の回動角とリング１００１の回動角との和が磁極ピッチ（電気角π）となればよい。
【００４９】
リング１０００〜１００２の上記回動により、各セグメント導体３００〜３０２の頭部３１は周方向に展開され、同一のセグメント導体の第１脚部３２１と第２脚部３２２とは１磁極ピッチ離れる。
【００５０】
この頭部展開工程を行うと、各セグメント導体３００〜３０２の頭部３１の軸方向高さは縮小するので、それに合わせて押さえリング１００３をリング１０００〜１００２に向けて降下させる。展開完了後、押さえリング１００３によりセグメント導体３００〜３０２を保持したまま、リング１０００〜１００２からセグメント導体３００〜３０２を離脱させる。
【００５１】
なお、この頭部展開工程において、リング１０００の回動角とリング１００１の回動角の合計が１磁極ピッチになれば、リング１０００の回動角及びリング１００１の回動角はそれぞれ自由に設定することができる。また、この頭部展開工程の変形態様として、リング１０００、１００２を回動させず、リング１００１を１磁極ピッチ、押さえリング１００３をたとえば半磁極ピッチだけ同一方向に回動させてもよく、リング１００１を回動させず、リング１０００、１００２を１磁極ピッチ、押さえリング１００３をたとえば半磁極ピッチだけ同一方向に回動させてもよい。
【００５２】
上記説明した頭部展開工程によれば、２導体径方向配置型コイル２００に属するセグメント導体３０２の第１脚部３２１と、４導体径方向配置型コイル４００に属するとともにセグメント導体３０２の第１脚部３２１に径方向に隣接するセグメント導体３００の第１脚部３２１とを同じリング１００１にて保持し、セグメント導体３０２の第２脚部３２２をリング１００１より径方向外側のリング１００２に保持し、セグメント導体３００の第２脚部３２２をリング１００１より径方向内側のリング１０００に保持し、これらリング１０００〜１００２を相対回動するので、更に要約すれば、異なるコイルに属するとともに径方向に隣接する二つのセグメント導体３００、３０２の各脚部を同一リングにて保持しつつ頭部展開を行うので、リング数を減らすとともに、セグメント導体３００の頭部３１とセグメント導体３０２の頭部３１との擦れ合いを防止することができる。
【００５３】
２．セグメント導体挿入工程
次に、これらセグメント導体３００〜３０２をを、互いの相対空間位置及び姿勢を乱すことなく、ステータコア２のスロットSに挿通し、その後で、押さえリング１００３を取り外す。
【００５４】
３．端部捻り工程（端部展開工程）
上記のようにスロットに挿通されたセグメント導体３００〜３０２の端部３４を捻り成形する端部展開工程を図１０を参照して以下に説明する。なお、実際の捻り装置の具体的構成については、本出願人の出願になる上記特許文献３、４等の先行技術を参照されたい。
【００５５】
２０００〜２００４は互いに相対回動自在に配置されたリングであり、同軸配置されている。リング２０００〜２００４は、それぞれ、スロット数に等しい溝又は孔ｈ’をスロットと等ピッチに有している。
【００５６】
リング２０００〜２００４の上端面に凹設された各溝又は孔ｈ’には端部３４の先端部３５が収容されている。端部３４は、ステータコア２から飛び出したセグメント導体３００〜３０２の各脚部３２からスロット導体部３３を除いた部分である。
【００５７】
３４１はセグメント導体３００の第２脚部３２２に属する端部、３４２はセグメント導体３０１の第２脚部３２２に属する端部、３４３はセグメント導体３０１の第１脚部３２１に属する端部、３４４はセグメント導体３００の第１脚部３２１に属する端部、３４５はセグメント導体３０２の第１脚部３２１に属する端部、３４６はセグメント導体３０２の第２脚部３２２に属する端部である。
【００５８】
端部３４１の先端部３５はリング２０００に、端部３４２の先端部３５はリング２００１に、端部３４３の先端部３５はリング２００２に、端部３４４の先端部３５と端部３４５の先端部３５はリング２００３に、端部３４６の先端部３５はリング２００４にそれぞれ保持される。
【００５９】
この状態にて、径方向内側から奇数番目のリング２０００、２００２、２００４を時計方向へ半磁極ピッチ、偶数番目のリング２００１、２００３を反時計方向へ半磁極ピッチ回動すれば、各脚部３４１〜３４６は、周方向へ展開される。また、脚部３４１の先端部３５と脚部３４２の先端部３５とは磁極ピッチ離れ、脚部３４３の先端部３５と脚部３４４の先端部３５とは磁極ピッチ離れ、脚部３４５の先端部３５と脚部３４６の先端部３５とは磁極ピッチ離れる。この端部展開完了後、リング２０００〜２００４を端部３４１〜３４６から離脱させる。なお、端部展開とともに、端部３４１〜３４６の軸方向高さが縮小するので、ステータコア２を降下させたり、あるいは、リング２０００〜２００４を上昇させたりすることが好適である。
【００６０】
この端部展開工程において、偶数番目のリング２０００、２００２、２００４、２００６の回動角と奇数番目のリング２００１、２００３の回動角との合計が１磁極ピッチになれば、偶数番目のリングの回動角及び奇数番目のリングの回動角はそれぞれ自由に設定することができる。また、この端部展開工程の変形態様として、奇数番目のリングと偶数番目のリングの一方を回動させず、他方を１磁極ピッチ、ステータコア２を所定角度回動させてもよい。
【００６１】
上記説明した端部展開工程によれば、２導体径方向配置型コイル２００に属するセグメント導体３０２の第１脚部３２１（端部３４５）と、４導体径方向配置型コイル４００に属するとともにセグメント導体３０２の第１脚部３２１（端部３４５）に径方向に隣接するセグメント導体３００の第１脚部３２１（端部３４４）とを同じリング２００３にて保持しているので、これら端部３４４、３４５との擦れ合いを防止し、またリング数を減らすことができる。
【００６２】
４．接合工程
次に行う接合工程を以下に説明する。この工程は本質的に従来と同じである。
【００６３】
上記した端部３４１〜３４６を展開した後、互いに径方向に隣接する端部３４１の先端部３５と端部３４２の先端部３５とを溶接し、互いに径方向に隣接する端部３４３の先端部３５と端部３４４の先端部３５とを溶接し、互いに径方向に隣接する端部３４５の先端部３５と端部３４６の先端部３５とを溶接する。溶接には、ＴＩＧ溶接、ロー付け、抵抗溶接、電子ビーム溶接、レーザー溶接等が用いられる。
【００６４】
図５で説明した異形のセグメント導体５００、６００、７００は上記頭部展開工程、端部展開工程で展開してもよいが、予め展開したものをスロットに挿入しても良い。また、２導体径方向配置型コイル２００や４導体径方向配置型コイル４００内においても、毎極毎相２以上の同相スロットを隣接配置する場合には、互いに隣接するこれら同相スロットのセグメント導体同士を接続するためのスロット渡り用のＵ字状セグメントを採用するが、これらの詳細については、たとえば上記した特許文献３、４等を参照されたい。
（変形態様）
上記説明した実施例の変形態様を図１１、図１２を参照して説明する。この変形態様は、３つの４導体径方向配置型コイル４０１〜４０３を径方向に３個並べて１スロット１２導体型のステータコイルを構成する場合の頭部展開工程、端部展開工程を示すものである。
【００６５】
図１１は、図７に示す頭部展開工程を応用したものであり、径方向内側から数えて奇数番目のリング１００５、１００７は時計方向へ、偶数番目のリング１００６、１００８は反時計方向へ回動され、奇数番目のリング１００５、１００７の回動角と偶数番目のリング１００６、１００８の回動角との合計は１磁極ピッチとされている。このようにすれば、径方向に隣接する二つのコイルに別々に属する２つのセグメント導体の頭部３１同士の擦れ合いを低減し、かつリング数を低減することができる。
【００６６】
図１２は、図１０に示す端部展開工程を応用したものであり、径方向内側から数えて奇数番目のリング２０００、２００２、２００４、２００６、２００８は時計方向へ、偶数番目のリングリング２００１、２００３、２００５、２００７、２００９は反時計方向へ回動され、奇数番目のリング２０００、２００２、２００４、２００６、２００８の回動角と偶数番目のリング２００１、２００３、２００５、２００７、２００９の回動角との合計は１磁極ピッチとされている。このようにすれば、径方向に隣接する二つのコイルに別々に属する２つのセグメント導体の端部３４３１同士の擦れ合いを低減し、かつリング数を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例１の車両用交流発電機の模式軸方向断面図である。
【図２】 図１のステータコアの部分断面図である。
【図３】 図１のセグメント導体の模式軸方向断面図である。
【図４】 図１のセグメント導体の模式斜視図である。
【図５】 ６つのコイルを用いた三相星形接続方式の三相電機子コイルの巻線図である。
【図６】 図１のステータコイルの軸方向にみた模式側面図である。
【図７】 頭部捻り工程を示す模式説明図である。
【図８】 頭部捻り工程（捻り前）を示す模式斜視図である。
【図９】 頭部捻り工程（捻り後）を示す模式斜視図である。
【図１０】 端部捻り工程を示す模式説明図である。
【図１１】 変形態様の頭部捻り工程を示す模式説明図である。
【図１２】 変形態様の端部捻り工程を示す模式説明図である。
【符号の説明】
２ ステータコア
３ ステータコイル
３０ セグメント導体
３１ セグメント導体の頭部
３２ セグメント導体の脚部
３３ セグメント導体のスロット導体部
３４ セグメント導体の端部
３５ セグメント導体の先端部
Claims (2)
- 略 U 字状の頭部と、前記頭部の両端から延設されて二つのスロットを個別に貫通する第１脚部及び第２脚部とを有する多数のセグメント導体をそれぞれ含む第１コイル及び第２コイルを有し、前記各セグメント導体の先端部は一対づつ順次接続され、前記第１コイル及び第２コイルは、互いに直列又は並列に接続されて同相の相電圧が印加される回転電機のセグメント導体接合型電機子コイルの製造方法において、
前記第１コイルに属する第１のセグメント導体の前記第１脚部は、前記第２コイルに属する第２のセグメント導体の前記第１脚部の径方向内側に隣接して、共に第１の前記スロット内に収容され、
前記第１のセグメント導体の前記第２脚部は、前記第１のスロットから周方向一方側へ略磁極ピッチ離れた第２の前記スロット内にて前記第１のセグメント導体の前記第１脚部よりも径方向内側に配置されており、
前記第２のセグメント導体の前記第２脚部は、前記第１のスロットから周方向一方側へ略磁極ピッチ離れた第３の前記スロット内にて前記第２のセグメント導体の前記第１脚部よりも径方向外側に配置され、
周方向所定ピッチで溝又は孔を有する大リングと、前記大リングの溝又は孔と等ピッチで溝又は孔を有して前記大リングの径方向内側に配置される中リングと、前記中リングの溝又は孔と等ピッチで溝又は孔を有して前記中リングの径方向内側に配置される小リングとを準備し、
展開前の前記第１、第２のセグメント導体の前記第１脚部を前記中リングの前記溝又は孔に保持し、
展開前の前記第１のセグメント導体の前記第２脚部を前記小リングの前記溝又は孔に保持し、
展開前の前記第２のセグメント導体の前記第２脚部を前記大リングの前記溝又は孔に保持し、
前記小リング及び大リングを前記中リングに対して周方向同一側て略磁極ピッチ相対回動して前記第１、第２のセグメント導体の頭部を周方向へ展開することを特徴とする回転電機のセグメント導体接合型電機子コイルの製造方法。 - 請求項１記載の回転電機のセグメント導体接合型電機子コイルの製造方法において、
前記頭部の展開後に、前記第１、第２のセグメント導体の前記脚部をステータコアの各スロットに軸方向一方側から挿通し、
周方向所定ピッチで溝又は孔を有する大リングと、前記大リングの溝又は孔と等ピッチで溝又は孔を有して前記大リングの径方向内側に配置される中リングと、前記中リングの溝又は孔と等ピッチで溝又は孔を有して前記中リングの径方向内側に配置される小リングとを準備し、
前記第１、第２のセグメント導体の前記第１脚部の先端を前記中リングの前記溝又は孔に保持し、
前記第１のセグメント導体の前記第２脚部の先端を前記小リングの前記溝又は孔に保持し、
前記第２のセグメント導体の前記第２脚部の先端を前記大リングの前記溝又は孔に保持し、
前記小リング及び大リングを前記中リングに対して周方向同一側て略磁極ピッチ相対回動して前記第１、第２のセグメント導体の前記脚部のうち前記ステータコアから飛び出した部分である端部を周方向へ展開することを特徴とする回転電機のセグメント導体接合型電機子コイルの製造方法。
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