JP4419444B2

JP4419444B2 - U-shaped segment sequential joining stator coil of rotating electrical machine and method of manufacturing the same

Info

Publication number: JP4419444B2
Application number: JP2003164292A
Authority: JP
Inventors: 隆鴇沢; 哲也五郎畑
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-06-09
Filing date: 2003-06-09
Publication date: 2010-02-24
Anticipated expiration: 2023-06-09
Also published as: JP2005006364A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転電機のＵ字状セグメント順次接合型ステータコイルおよびそ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Ｕ字状セグメント導体を順次接合して形成されたＵ字状セグメント順次接合型ステータコイルが提案、生産されている。たとえば、本出願人が所有する特許文献１は、略Ｕ字形状を有する導体片であるＵ字状セグメントを順次接合して形成されたＵ字状セグメント順次接合型コイルの製造について開示している。このＵ字状セグメント順次接合型ステータコイルの製造は、Ｕ字状セグメント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、スロットから飛び出したＵ字状セグメントの両端部を周方向へ曲げ、各Ｕ字状セグメントの両脚部の先端を順次接合して形成されている。
【０００３】
Ｕ字状セグメントは、製造完了状態において、略Ｕ字状（最終的には略Ｖ字状）の頭部と、この頭部の両端からコアの互いに異なる二つのスロットにコアの軸方向一側から個別に挿入、収容されている部分である一対のスロット導体部と、両スロット導体部の先端からコアの軸方向他側へ飛び出して周方向へ延在する一対の飛び出し端部とに区分される。各飛び出し端部の先端部（端部先端部ともいう）は、一対づつ接合されて、多数のＵ字状セグメントにより一つの相コイルが構成される。
【０００４】
したがって、各Ｕ字状セグメントの頭部はステータコイルの頭部側コイルエンドを構成し、各Ｕ字状セグメントの飛び出し端部はステータコイルの端部側コイルエンドを構成する。Ｕ字状セグメントの上記頭部は、略Ｕ字状の頭部先端部と、この頭部先端部の両端から周方向反対向きかつそれぞれ軸方向に延在する一対の頭部直線部（頭部斜行部ともいう）とからなる。これら頭部直線部はステータコアのスロット内に収容されたスロット導体部の各一端に連なる。Ｕ字状セグメントの上記飛び出し端部は、スロット導体部から周方向かつ軸方向に延在する端部直線部（端部斜行部ともいう）と、端部斜行部から軸方向に曲げられて互いに接合される端部先端部とからなる。
【０００５】
このＵ字状セグメント順次接合型ステータコイルの従来の製造方法の一例について、以下に説明する。
【０００６】
まず、略Ｕ字状のＵ字部と、このＵ字部の両端から互いに平行に延在する一対の直線部とをもつ展開前のＵ字状セグメントである未展開セグメントを製造する。次に、同軸相対回動可能な複数の回動リングを準備し、未展開セグメントの一対の直線部のうちスロット導体部となるべきスロット導体部予定部分を互いに異なる回動リングにより保持しつつ回動リングを所定角度相対回動することによりスロット導体部予定部分を周方向に変位させて頭部斜行部予定部分を周方向に展開して未展開セグメントを半展開セグメントとなす。
【０００７】
次に、半展開セグメントの一対の直線部のうちスロット導体部予定部分と飛び出し端部予定部分とをステータコアのスロットに挿通した後、半展開セグメントの直線部のうちスロットから飛び出した部分である飛び出し端部を周方向に展開して半展開セグメントを展開済みのＵ字状セグメントに変形し、その後、径方向に隣接する一対の飛び出し端部の先端部分同士を接続する。
【０００８】
上記従来の製造方法によれば、すべての未展開セグメントの頭部斜行部予定部分を一斉に必要な周方向ピッチだけ正確に展開（捻る）することができる利点がある。
【０００９】
その他、上記展開済みのＵ字状セグメントをプレス成形などにより個別に製作することも当然可能である。
【００１０】
【特許文献１】
特許第３１１８８３７号
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来のＵ字状セグメント順次接合型ステータコイルでは、以下に説明する問題があった。
【００１２】
この問題を図２１を参照して説明する。なお、この図は、不図示のステータコアに挿通された一本のＵ字状セグメントの頭部をステータコアの軸方向にみた展開図であり、紙面左右方向は径方向を示し、紙面上下方向は周方向を示している。１００は頭部展開済みのＵ字状セグメント、１０１はその略Ｕ字状の頭部先端部、１０２、１０３はその頭部斜行部、１０４、１０５はそのスロット導体部である。Ｕ字状セグメント１００の一対のスロット導体部１０４、１０５は、周方向に略１磁極ピッチ（電気角π）離れた二つのスロットの互いに異なる導体収容位置に収容される。この図では、スロット導体部１０４は径方向最内側（一番目）の導体収容位置に、スロット導体部１０５は径方向最外側（四番目）の導体収容位置に収容され、大曲セグメントとも呼ばれる。同様に、この図では示さないが、一対のスロット導体部が互いに略磁極ピッチ離れた二つのスロットの略二番目の導体収容位置と三番目の導体収容位置に収容される小曲セグメントも用いられる。この種のあるいはその他のセグメント構造自体はもはや公知となっているので、これ以上の説明は省略する。
【００１３】
図２１において、軸方向にみると、略Ｕ字状の頭部先端部１０１は径方向に延在し、頭部斜行部１０２、１０３は、周方向に延在することがわかる。これは主として、頭部斜行部１０２、１０３の展開に際して、略Ｕ字状の頭部先端部１０１を周方向両側から爪により挟持し、略Ｕ字状の頭部先端部１０１の周方向位置を保持することにより、頭部斜行部１０２、１０３のそれぞれの展開角度がばらつかないようにするためである。
【００１４】
しかし、このように形成されたＵ字状セグメント１００は、図２１に示されるように、軸方向にみてクランク状に屈曲しているために、延長距離が長くなりその分だけ、頭部側コイルエンドの電気抵抗及び漏れインダクタンスが増大し、更に使用銅量が増大するという問題があった。そのうえ、略Ｕ字状の頭部先端部１０１と頭部斜行部１０２、１０３との境界部である肩部１０６、１０７において、セグメントの曲率半径が非常に小さくなるため、展開工程などにおいて絶縁樹脂被膜に大きなストレスが掛かり、この部分の電気絶縁性が低下する可能性が生じた。
【００１５】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、Ｕ字状セグメントのコイルインピーダンスを低減し、電気絶縁性を改善可能な回転電機のＵ字状セグメント順次接合ステータコイルおよびその製造方法を提供することをその目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、径方向へ順番に並んだ偶数個の導体収容位置を有するステータコアのスロットに収容され、順次接続されてＭ（Ｍは３以上の整数）相電機子コイルの相コイルの１ターンを構成する多数のＵ字状セグメントを有し、
前記Ｕ字状セグメントは、周方向に互いに所定ピッチ離れた一対の前記スロットの互いに異なる導体収容位置に個別に収容される一対のスロット導体部と、前記両スロット導体部から前記ステータコアの一端側へ突出して頭部側コイルエンドを構成する頭部と、前記両スロット導体部から前記ステータコアの他端側へ突出して端部側コイルエンドを構成する一対の飛び出し端部とを有し、前記頭部は、略Ｕ字状の頭部先端部と、前記頭部先端部の両端から周方向かつ軸方向へ延在して前記一対のスロット導体部に個別に連なる一対の頭部斜行部とからなり、前記飛び出し端部は、前記一対のスロットから周方向かつ軸方向へ延在する一対の端部斜行部と、前記端部斜行部の先端に形成されて異なる前記Ｕ字状セグメントの前記端部斜行部の先端に接合される端部先端部とからなる回転電機のＵ字状セグメント順次接合ステータコイルにおいて、
前記略Ｕ字状の頭部先端部は、径方向を基準として所定の頭部先端部斜角だけ前記頭部斜行部の展開方向へ、前記頭部先端部の周方向幅が１スロットピッチを超えないように傾斜させ、前記頭部斜行部との境界部に形成される一対の肩部間には、捻りが及ばない、ことを特徴としている。
【００１７】
このようにすれば、Ｕ字状セグメントの略Ｕ字状の頭部先端部は、周方向に倒れることにより斜めに配置されることになり、その延長距離が短縮されて頭部側コイルエンドの電気抵抗及び漏れインダクタンスが減少する。更に使用銅量を低減することができるとともに、略Ｕ字状の頭部先端部と頭部斜行部との境界部である肩部における曲率半径が大きくなって、展開工程などにおいて絶縁樹脂被膜に大きなストレスが掛かることがなく、この部分の電気絶縁性を従来より格段に改善することができる。
【００１８】
上記頭部先端部斜角をθ（径方向は０度）、Ｕ字状セグメントの一対のスロット導体部間の径方向間隔（ここでいう径方向とはステータコアの径方向を言う）をＤ、略Ｕ字状の頭部先端部の周方向幅（ここでいう周方向とはステータコアの周方向を言う）をＷ、とする場合に、tanθ＝Ｗ／Ｄとなる。θは４〜３０度の範囲にすることが好適である。
【００１９】
なお、略Ｕ字状の頭部先端部が頭部先端部斜角θだけ周方向へ倒れる分、頭部斜行部の周方向展開長さは短縮されて、頭部全体としての周方向展開長さは略１磁極ピッチとされるべきである。そして、互いに周方向に隣接するU字状セグメントの頭部先端部間に形成される周方向幅は１スロットピッチ以内であれば、互いに隣接するU字状セグメントの頭部同士の相互干渉が抑止される。
【００２０】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の回転電機のＵ字状セグメント順次接合ステータコイルの製造方法であって、前記Ｕ字状セグメントの前記略Ｕ字状の頭部先端部を前記ステータコアの周方向に前記頭部先端部斜角だけ傾斜させた後、前記頭部斜行部予定部分と前記スロット導体部予定部分と前記飛び出し端部予定部分とを含む前記Ｕ字状セグメントの一対の脚部のうち前記スロット導体部予定部分と前記飛び出し端部予定部分とを前記スロットに挿通し、前記スロット導体部予定部分を前記スロットに収容して前記スロット導体部となし、前記飛び出し端部予定部分を前記スロットから飛び出させて前記飛び出し端部となすことを特徴としている。このようにすれば、少なくともＵ字状セグメントをステータコアのスロットに挿通する以前に略Ｕ字状の頭部先端部を周方向へ頭部先端部斜角だけ倒すため、製造工程を簡素化することができる。
【００２１】
請求項４記載の発明は、径方向へ順番に並んだ偶数個の導体収容位置を有するステータコアのスロットに収容され、順次接続されてＭ（Ｍは３以上の整数）相電機子コイルの相コイルの１ターンを構成する多数のＵ字状セグメントを有し、前記Ｕ字状セグメントは、周方向に互いに所定ピッチ離れた一対の前記スロットの互いに異なる導体収容位置に個別に収容される一対のスロット導体部と、前記両スロット導体部から前記ステータコアの一端側へ突出して頭部側コイルエンドを構成する頭部と、前記両スロット導体部から前記ステータコアの他端側へ突出して端部側コイルエンドを構成する一対の飛び出し端部とを有し、前記頭部は、略Ｕ字状の頭部先端部と、前記頭部先端部の両端から周方向かつ軸方向へ延在して前記一対のスロット導体部に個別に連なる一対の頭部斜行部とからなり、前記飛び出し端部は、前記一対のスロットから周方向かつ軸方向へ延在する一対の端部斜行部と、前記端部斜行部の先端に形成されて異なる前記Ｕ字状セグメントの前記端部斜行部の先端に接合される端部先端部とからなる回転電機のＵ字状セグメント順次接合ステータコイルにおいて、前記略Ｕ字状の頭部先端部は、径方向を基準として所定の頭部先端部斜角だけ前記頭部斜行部の展開方向へ傾斜しているの回転電機のＵ字状セグメント順次接合ステータコイルの製造方法において、
前記Ｕ字状セグメントの前記略Ｕ字状の頭部先端部を前記ステータコアの周方向に前記頭部先端部斜角だけ傾斜させた後、前記頭部斜行部予定部分と前記スロット導体部予定部分と前記飛び出し端部予定部分とを含む前記Ｕ字状セグメントの一対の脚部のうち前記スロット導体部予定部分と前記飛び出し端部予定部分とを前記スロットに挿通し、前記スロット導体部予定部分を前記スロットに収容して前記スロット導体部となし、前記飛び出し端部予定部分を前記スロットから飛び出させて前記飛び出し端部となし、
更に、略Ｕ字状のＵ字部と、前記Ｕ字部の両端から互いに平行に延在する一対の直線部とをもつ展開前のＵ字状セグメントである未展開セグメントを製造する未展開セグメント製造工程と、同軸相対回動可能な複数の回動リングを準備し、前記未展開セグメントの前記一対の直線部のうち前記スロット導体部となるべきスロット導体部予定部分を互いに異なる前記回動リングにより保持しつつ前記回動リングを所定角度相対回動することにより前記スロット導体部予定部分を周方向に変位させて前記頭部斜行部予定部分を周方向に展開して前記未展開セグメントを半展開セグメントとなす頭部展開工程と、前記半展開セグメントの前記一対の直線部のうち前記スロット導体部予定部分と前記飛び出し端部予定部分とを前記ステータコアの前記スロットに挿通した後、前記半展開セグメントの前記直線部のうち前記スロットから飛び出した部分である飛び出し端部を周方向に展開して前記半展開セグメントを展開済みのＵ字状セグメントに変形し、その後、径方向に隣接する一対の前記飛び出し端部の先端部分同士を接続する飛び出し端部展開接続工程と、前記頭部展開工程の前、又は、前記頭部展開工程と同時に、前記頭部先端部を前記頭部先端部斜角だけ予捻りする頭部先端部予捻り工程とを実施することを特徴としている。
【００２２】
このようにすれば、優れたＵ字状セグメント製造技術である相対回動リングを用いた従来のＵ字状セグメントの頭部斜行部の一斉展開技術を採用することができるので、製造工程の複雑化を抑止しつつ、上記作用効果を奏することができる。また、頭部斜行部の周方向捻り量（展開量）を減らすことができる。
【００２３】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の回転電機のＵ字状セグメント順次接合ステータコイルの製造方法において更に、前記頭部先端部予捻り工程を前記頭部展開工程の開始前に完了することを特徴とする。このようにすれば、頭部斜行部の捻りよりも大きな力を必要とする略Ｕ字状の頭部先端部の捻りを頭部斜行部の捻りとは独立に実施することができるので、略Ｕ字状の頭部先端部の捻りを頭部斜行部の捻り（展開）とともに実施するのに比較して作業が容易となる。
【００２４】
（他の態様）
頭部先端部に捻りを与える具体的な製造方法としては、たとえば以下の実施例に記載するように公知である種々の機械的捻り技術を採用することができる。頭部先端部の捻り（すなわち、上記でいう予捻り工程）は、頭部斜行部の捻り（すなわち、上記でいう頭部展開工程）とともに実施してもよく、この場合には、同一の捻り装置を用いることもできるため、製造作業が簡素となる。予捻り工程と頭部展開工程とは同時になされてもよく、あるいは、予捻り工程を完了した後、頭部展開工程を実施してもよく、さらには頭部展開工程を完了した後、予捻り工程を実施してもよい。予捻り工程はプレス成形技術などによりセグメントごとに頭部展開工程前に実施してもよく、公知の頭部展開工程用の相対回動リングを用いて行ってもよく、あるいはこの頭部展開工程用の相対回動リング装置と一体あるいは別体の予捻り工程専用の捻り装置を用いて一斉に実施してもよい。また、略Ｕ字状の頭部先端部の捻りに際して、頭部斜行部を保持して略Ｕ字状の頭部先端部を捻ってもよく、その他、略Ｕ字状の頭部先端部の中心部分を固定して一対の頭部斜行部の先端を互いに逆方向へ展開してもよい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明のＵ字状セグメント順次接合型ステータコイルを有する高電圧車両用回転電機の例を図に示す各実施形態に基づいて説明する。図１は車両の走行動力発生用の走行モータとして使用されるこの回転電機の軸方向断面図である。ただし、ステータコイルのコイルエンド部分は模式図示されている。図２はステータコイルの一部をなすＵ字状セグメントの斜視図、図３はスロット内におけるＵ字状セグメントの収容状態を示す部分断面図である。
（全体構成の説明）
図１において、走行モータは、ステータコア１、ロータ２、ステータコイル３、ハウジング４、回転軸７を有している。ステータコア１は、ハウジング４の周壁内周面に固定され、ステータコイル３はステータコア１の各スロットに巻装されている。ロータ２は、ハウジング４に回転自在に支持された回転軸７に固定されたIPM型ロータであり、ステータコア１の径内側に配置されている。ステータコイル３は三相電機子巻線であって、外部の約３００Vのバッテリから給電される三相インバータから給電されている。
【００２６】
この走行モータは、二次電池車又は燃料電池車又はハイブリッド車の走行動力を発生する永久磁石型三相ブラシレスＤＣモータ（同期モータ）であるが、ロータ構造としては、公知の種々の形式に置換可能である。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。
（ステータコイル３の説明）
ステータコイル３は、図２に示す所定数のＵ字状セグメント（Ｕ字状セグメントセットとも言う）３３をステータコア１の一側からステータコア１の各スロットに挿通し、スロットから各Ｕ字状セグメント３３の飛び出し端部をステータコア１の他側に必要長さだけ突出させ、各Ｕ字状セグメント３３の飛び出し端部を周方向に略電気角π／２だけそれぞれ捻り、各Ｕ字状セグメント３３の飛び出し端部の先端部（接合部あるいは端部先端部）を所定の組み合わせで溶接して構成されている。Ｕ字状セグメント３３は、溶接部分すなわち上記飛び出し端部の先端部（端部先端部）を除いて樹脂皮膜で被覆された長板Ｕ字形状を有している。この種のＵ字状セグメント順次接合型のステータコイル自体は、上述したようにもはや公知となっている。
【００２７】
Ｕ字状セグメント３３の詳細を更に詳しく説明する。
【００２８】
一つのＵ字状セグメント３３は、略V字状の頭部と、この頭部の両端から直線的に伸びてスロットに収容されている一対のスロット導体部と、両スロット導体部の先端からそれぞれ伸びる一対の飛び出し端部とをそれぞれ有する一つの大Ｕ字状セグメント３３１と一つの小Ｕ字状セグメント３３２とからなるセグメントセットである。ステータコイル３は、ステータコア１の一側に全体としてリング状に存在する第一のコイルエンド部（頭部側コイルエンド）３１１と、ステータコア１の他側に全体としてリング状に存在する第二のコイルエンド（端部側コイルエンド）部３１２と、スロット内に存在するスロット導体部とに区分される。つまり、図１において、頭部側コイルエンド３１１は各Ｕ字状セグメント３３の上記頭部により構成され、端部側コイルエンド３１２は各Ｕ字状セグメント３３の上記飛び出し端部により構成されている。
【００２９】
図１において、４セットのＵ字状セグメントセット３３が径方向へ順番に挿通されている。３３０１は最も径方向内側のＵ字状セグメントセット群S1の一つのＵ字状セグメントセット３３の頭部、３３０２は径方向内側から数えて２番目のＵ字状セグメントセット群S2の一つのＵ字状セグメントセット３３の頭部、３３０３は径方向内側から数えて３番目のＵ字状セグメントセット群S3の一つのＵ字状セグメントセット３３の頭部、３３０２は最も径方向外側のＵ字状セグメントセット群S3の一つのＵ字状セグメントセット３３の頭部であり、径方向へ順番に４個並んだ頭部は、前述した頭部側コイルエンド３１１を構成している。ただし、図１では、図示簡単化のために端部側コイルエンド３１２は２つのＵ字状セグメントセット群の径方向へ並んだ合計８本（４対）の飛び出し端部しか図示していない。
（Ｕ字状セグメント３３の説明）
Ｕ字状セグメント３３を図２を参照して説明する。
【００３０】
Ｕ字状セグメント３３は、大きい大Ｕ字状セグメント（大回りＵ字状セグメントあるいは大曲セグメントともいう）３３１と、小さい小Ｕ字状セグメント（小回りＵ字状セグメントあるいは小曲セグメントともいう）３３２とを有している。この大Ｕ字状セグメント３３１とこの大Ｕ字状セグメント３３１が囲む小Ｕ字状セグメント３３２とをＵ字状セグメントセット３３と称する。
【００３１】
大Ｕ字状セグメント３３１において、３３１ａ、３３１ｂはスロット導体部、３３１ｃは頭部、３３１ｆ、３３１ｇは飛び出し端部である。飛び出し端部３３１ｆ、３３１ｇの先端部３３１ｄ、３３１ｅは接合部分であるので端部先端部又は接合部とも称する。スロット導体部３３１ａを最内層のスロット導体部と称し、スロット導体部３３１ｂを最外層のスロット導体部と称する。
【００３２】
小Ｕ字状セグメント３３２において、３３２ａ、３３２ｂはスロット導体部、３３２ｃは頭部、３３２ｆ、３３２ｇは飛び出し端部である。飛び出し端部３３２ｆ、３３２ｇの先端部３３２ｄ、３３２ｅは接合部分であるので端部先端部又は接合部とも称する。スロット導体部３３２ａを中内層のスロット導体部と称し、スロット導体部３３２ｂを中外層のスロット導体部と称する。
【００３３】
符号’は、図示しない大Ｕ字状セグメント又は小Ｕ字状セグメントの符号’がない部分と同じ部分を示す。したがって、図２では、互いに径方向に隣接する接合部３３１ｄと接合部３３２ｄ’とが溶接され、互いに径方向に隣接する接合部３３２ｄと接合部３３１ｄ’とが溶接され、互いに径方向に隣接する接合部３３２ｅと接合部３３１ｅ’とが溶接されている。
【００３４】
図２では、最内層のスロット導体部３３１ａと中内層のスロット導体部３３２ａが、ロータコア７１の所定のスロットに収容される場合、同一のＵ字状セグメント３３１、３３２の最外層のスロット導体部３３１ｂと中外層のスロット導体部３３２ｂはこの所定のスロットから略所定奇数磁極ピッチＴ（たとえば１磁極ピッチ（電気角度π））離れたスロットに収容される。小Ｕ字状セグメント３３２の頭部３３２ｃは大Ｕ字状セグメント３３１の頭部３３１ｃに囲まれるようにして配置されている。
（スロット内のＵ字状セグメントセット配置）
スロットのＵ字状セグメントセットの配置状態を図３に示す。
【００３５】
３５はスロットである。スロット３５には径方向へ１６個の導体収容位置Ｐ１〜Ｐ１６が設定され、各導体収容位置Ｐ１〜Ｐ１６にはそれぞれ１個のスロット導体部が収容されている。各スロット３５は、４セットのＵ字状セグメントセット群Ｓ１〜Ｓ４が径方向へ順番に収容し、導体収容位置P１〜P４はＵ字状セグメントセット群S１を、導体収容位置P４〜P８はＵ字状セグメントセット群S２を、導体収容位置P９〜P１２はＵ字状セグメントセット群S３を、導体収容位置P１３〜P１６はＵ字状セグメントセット群S４を収容している。各Ｕ字状セグメントセット群S１〜S４はそれぞれ周方向へ配列された多数のＵ字状セグメント３３からなる。
【００３６】
この最も内側のＵ字状セグメントセット群Ｓ１を一例として詳しく説明すると、最内層のスロット導体部３３１ａはステータコア３２のスロット３５の径方向最内側に配置され、以下、径方向外側へ順に、中内層のスロット導体部３３２ａ、中外層のスロット導体部３３２ｂ’、最外層のスロット導体部３３１ｂ’の順に配置され、結局、各スロット３５は４本のスロット導体部を４層１列に収容する。図３において、スロット導体部３３２ｂ’、３３１ｂ’は、スロット導体部３３２ａ、３３１ａをもつ大Ｕ字状セグメント３３１、小Ｕ字状セグメント３３２とは異なる大Ｕ字状セグメント３３１、小Ｕ字状セグメント３３２に属している。他のＵ字状セグメントセットＳ２〜Ｓ４も上記と同様の配置、構成を持つことは言うまでもない。大Ｕ字状セグメント３３１と小Ｕ字状セグメント３３２とからなるＵ字状セグメント（Ｕ字状セグメントセット）３３をスロット３５に挿通する状態を図４に示す。
（三相ステータコイルの構成の説明）
径方向に４セット配列されたＵ字状セグメントセット群Ｓ１〜Ｓ４による三相ステータコイルの接続を図５を参照して以下に説明する。図５はＵ相の相コイルを示す。
【００３７】
１磁極ピッチ当たり９スロット（同相３スロット、３相）、極数１２、スロット数１０８とされる。隣接３スロットは、同相の相電圧が印加される同相スロット群を構成している。１スロットには上記したように１６個の導体収容位置P１〜P１６が径方向に形成され、各導体収容位置には１つのスロット導体部が収容される。
【００３８】
各スロットの径方向最内側から数えて１〜４番目の４つの導体収容位置Ｐ１〜Ｐ４に収容されるＵ字状セグメントセット群S１は、波巻きなどにより接続されて第１の部分相コイルを各相当たり３個形成する。図５に示すＵ１１、Ｕ２１、Ｕ３１はこの第１の部分相コイルである。部分相コイルＵ１１、Ｕ１２、Ｕ１３は、隣接する同相スロット群を構成する３つスロットのうち互いに異なるスロットに収容される。
【００３９】
各スロットの径方向最内側から数えて５〜８番目の４つの導体収容位置Ｐ５〜Ｐ８に収容されるＵ字状セグメントセット群S２は、波巻きなどにより接続されて第２の部分相コイルを各相当たり３個形成する。図５に示すＵ１２、Ｕ２２、Ｕ３２はこの第２の部分相コイルである。部分相コイルＵ１２、Ｕ２２、Ｕ３２は、隣接する同相スロット群を構成する３つスロットのうち互いに異なるスロットに収容される。
【００４０】
各スロットの径方向最内側から数えて９〜１２番目の４つの導体収容位置Ｐ９〜Ｐ１２に収容されるＵ字状セグメントセット群S３は、波巻きなどにより接続されて第３の部分相コイルを各相当たり３個形成する。図５に示すＵ１３、Ｕ２３、Ｕ３３はこの第３の部分相コイルである。部分相コイルＵ１３、Ｕ２３、Ｕ３３は、隣接する同相スロット群を構成する３つスロットのうち互いに異なるスロットに収容される。
【００４１】
各スロットの径方向最内側から数えて１３〜１６番目の４つの導体収容位置Ｐ１３〜Ｐ１６に収容されるＵ字状セグメントセット群S４は、波巻きなどにより接続されて第４部分相コイルを各相当たり３個形成する。図５に示すＵ１４、Ｕ２４、Ｕ３４はこの第３の部分相コイルである。部分相コイルＵ１４、Ｕ２４、Ｕ３４は、隣接する同相スロット群を構成する３つスロットのうち互いに異なるスロットに収容される。
【００４２】
また、部分相コイルＵ１１、Ｕ１２、Ｕ１３、Ｕ１４は、同相スロット群をなす隣接３スロットのうちの周方向一方側から数えて最初のスロットに収容され、部分相コイルＵ２１、Ｕ２２、Ｕ２３、Ｕ２４は、同相スロット群をなす隣接３スロットのうちの周方向一方側から数えて中央のスロットに収容され、部分相コイルＵ３１、Ｕ３２、Ｕ３３、Ｕ３４は、同相スロット群をなす隣接３スロットのうちの周方向一方側から数えて最後のスロットに収容される。
【００４３】
部分相コイルＵ１１、Ｕ１２、Ｕ１３、Ｕ１４は、隣接する部分相コイル同士が順番に接続されて直列相コイル回路Ｕ１を形成し、部分相コイルＵ２１、Ｕ２２、Ｕ２３、Ｕ２４は、隣接する部分相コイル同士が順番に接続されて直列相コイル回路Ｕ２を形成し、部分相コイルＵ３１、Ｕ３２、Ｕ３３、Ｕ３４は、隣接する部分相コイル同士が順番に接続されて直列相コイル回路Ｕ３を形成する。これらの径方向に隣接する部分相コイル同士の接続は、従来より公知であるように径方向に隣接する２つの部分相コイルの空きの導体収容位置の一つ同士に異形のＵ字状セグメントを挿入して接続される。
【００４４】
たとえば、部分相コイルＵ１２は、通常のＵ字状セグメント（好ましくは大回りＵ字状セグメント）を一つ抜くことによりできた一対の空きの導体収容位置の一つと、同様に部分相コイルＵ１３に形成された空きの導体収容位置の一つとにこの異形のU字状のＵ字状セグメントを挿入して、部分相コイルＵ１２、Ｕ１３を接続することができる。
【００４５】
また、部分相コイルＵ１２の残りの一つの空きの導体収容位置と、同様に部分相コイルＵ１１に形成された空きの導体収容位置の一つとにこの異形のU字状のＵ字状セグメントを挿入して、部分相コイルＵ１２、Ｕ１３を接続することができる。
【００４６】
部分相コイルＵ１１の残る一つの空きの導体収容位置には中性点用（引き出し端子用でも良い）の異形Ｕ字状セグメントが挿入され、同様に、部分相コイルＵ１４の残る一つの空きの導体収容位置には引き出し端子用（中性点用でも良い）の異形Ｕ字状セグメントが挿入される。直列相コイル回路Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３は、両端同士が接続されて並列接続され、Ｕ相の相コイルを形成する。
【００４７】
以下、通常のＵ字状セグメント順次接合ステータコイルの標準製造プロセスをまず最初に説明し、その後、この実施例特有の製造工程を説明する。
（標準の頭部捻り工程（頭部展開工程））
まず、必要本数の小Ｕ字状セグメント３３２と大Ｕ字状セグメント３３１との展開前の形状をもつ２種類の松葉状Ｕ字状セグメント（未展開セグメント）を準備する。これらの松葉状Ｕ字状セグメントの両脚部は、互いに略隣接して直線状に延在しており、その頭部は鋭く屈曲している。次に、松葉状Ｕ字状セグメントをＵ字状セグメントに加工してＵ字状セグメントの一対のスロット導体部を周方向へ互いに略磁極ピッチ離れさせるとともに必要数のＵ字状セグメントをステータコアの各スロットに同時挿通できるようにそれらを空間配置（周方向へ整列）させる工程が次のように行われる。
【００４８】
この頭部捻り工程を図６、図７を参照して以下に説明する。
【００４９】
この頭部捻り工程におけるＵ字状セグメントの回動リング挿入前の状態を図６に示す。図６において、１０は頭部捻り装置、１１は小リング、１２は大リングであり、両リング１１、１２は相対回転可能に同軸配置されている。大リング１２にはそれぞれ径方向へ並んだ一対の孔１２１、１２２が周方向所定ピッチで設けられ、小リング１１には孔１２１、１２２と周方向等ピッチで径方向へ並んだ一対の孔１１１、１１２が設けられている。各孔は有底の凹部すなわち穴であってもよい。孔１１１、１１２、１２１、１２２は径方向へ一列に並んでいる。大回りＵ字状セグメント（大Ｕ字状セグメント）３３１の両スロット導体部を、最も内側の孔１１１と最も外側の孔１２２に挿入し、小回りＵ字状セグメント（小Ｕ字状セグメント）３３２の両スロット導体部は、最も内側の孔１１１の外側の孔１１２と、最も外側の孔１２２の内側の孔１２１とに挿入する。
【００５０】
図７は、すべての大Ｕ字状セグメント３３１とすべての小Ｕ字状セグメント３３２とを小リング１１と大リング１２との孔１１１、１１２、１２１、１２２に嵌挿した状態を示す。図７において、１６は小リング１１と大リング１２の軸方向上方に配置された頭部押さえプレートである。頭部押さえプレート１６の下端面には、同一周方向位置の大Ｕ字状セグメント３３１の頭部の頂部と小Ｕ字状セグメント３３２の頭部の頂部とのペアを、周方向両側から挟む一対の爪部（一つのみ図示）１６０を有している。すなわち、各Ｕ字状セグメント３３を孔１１１、１１２、１２１、１２２に挿入した後、押さえプレート１６が降下して、各対の爪部１６０が、周方向同位置の大Ｕ字状セグメント３３１の頭部の頂部と小Ｕ字状セグメント３３２の頭部の頂部とを周方向両側から挟む。
【００５１】
なお、爪部１６０のセグメントに接する面は、径方向及び軸方向に延在しており、爪部１６０の径方向幅は、小Ｕ字状セグメント３３２の２つのスロット導体部間の間隔よりも小さく形成されている。したがって、爪部１６０は、頭部押さえプレート１６の下面から軸方向下向きに突出する板状突起となっている。
【００５２】
その後、大リング１２及び小リング１１とを、静止するこの頭部押さえプレート１６に対して半磁極ピッチだけ互いに逆方向に回動する。これにより、すべてのＵ字状セグメント３３の二本の脚部は周方向１磁極ピッチだけ周方向に展開される。リング１１、１２の回動時に、Ｕ字状セグメント３３の頭部の頂部はリング１１、１２の回動とともにリング１１、１２にむけて軸方向下向き（リング１１、１２向き）に変位するので、頭部押さえプレート１６をそれに合わせて軸方向に変位させる。１７は、大Ｕ字状セグメント３３１、小Ｕ字状セグメント３３２が深く落下しないように規制する規制プレートである。規制プレート１７を、径方向外側の２つの脚部が載置される外側規制プレートと、径方向内側の２つの脚部が載置される内側規制プレートとに分割し、この内側規制プレートをリング１１に固定してリング１１と一体に回動させ、この外側規制プレートをリング１２に固定してリング１２と一体に回動させてもよい。
【００５３】
次に、頭部押さえプレート１６により各Ｕ字状セグメント３３を保持したまま、小リング１１と大リング１２とを各Ｕ字状セグメント３３から離脱させる。
【００５４】
このようにして頭部展開がなされた大Ｕ字状セグメント３３１を軸方向頭部側からみた場合の形状を図２１に示す。これは既に従来のセグメント頭部形状として説明した通りである。
（標準の端部挿入工程）
次に、小回り状のＵ字状セグメント３３２を上記両穴付きリングから抜き出して、図４に一部示すようにステータコア１のスロット３５の中内層位置（径方向内側から数えて２番目の位置）及び中外層位置（径方向内側から数えて３番目の位置）に挿通し、大回り状のＵ字状セグメント３３１を上記両穴付きリングから抜き出して、ステータコア１のスロット３５の最内層位置（径方向内側から数えて１番目の位置）及び最外層位置（径方向内側から数えて４番目の位置）に挿通する。この時、上記頭部押さえプレート１６で各Ｕ字状セグメントがばらけないように保持することにより、各Ｕ字状セグメントを一挙に各スロット３５に挿通することができる。その後、この頭部押さえプレート１６は取り外される。なお、同様にして他のセグメントセット３３もステータコア１のスロット３５の他の導体収容位置に挿通される。
【００５５】
なお、上記した小回り状のＵ字状セグメント３３２、大回り状のＵ字状セグメント３３１のステータコアのスロット３５へ挿通するまでの工程は上記に限られるものではなく、上記した他に種々採用することができる。
（標準の端部捻り工程）
上記のようにスロットに挿通されたＵ字状セグメント３３の端部の捻り成形工程を以下に説明する。
【００５６】
この実施例では、大Ｕ字状セグメント３３１の最外層スロット導体部３３１ｂに連なる端部３３１ｇ（外層側端部ともいう）は周方向一方側に捻られ、大Ｕ字状セグメント３３１の最内層スロット導体部３３１ａに連なる端部３３１ｆ（内層側端部ともいう）は周方向他方側に捻られている。小Ｕ字状セグメント３３２の中内層のスロット導体部３３２ａに連なる端部３３２ｆ（内層側端部ともいう）は周方向一方側に捻られ、小Ｕ字状セグメント３３２の中外層のスロット導体部３３２ｂに連なる端部３３２ｇ（外層側端部ともいう）は周方向他方側に捻られている。導体部３３１ｆと３３２ｆとの周方向捻り量の合計は１磁極ピッチとされ、導体部３３１ｇと３３２ｇとの周方向捻り量の合計は１磁極ピッチとされている。
【００５７】
上記した大Ｕ字状セグメント３３１および小Ｕ字状セグメント３３２からなるＵ字状セグメントセットの捻り加工を図８、図９を参照して更に詳しく説明する。図８はステータコイル捻り装置５の模式縦断面図、図９は図８におけるＡーＡ断面矢視図である。
【００５８】
まず、ステータコイル捻り装置５の構成を説明する。
【００５９】
ステータコイル捻り装置５は、ステータコア１の外周部を受けるワーク受け５１、ステータコア１の径方向の動きを規制して保持するクランパ５２、ステータコア１の浮き上がりを防止するワーク押さえ５３、ステータコア１の一端から出たＵ字状セグメント３３の飛び出し脚部を捻るための捻り整形部５４、捻り整形部５４を軸方向に駆動するための昇降用シャフト５４ａ、捻り整形部５４を周方向に回転駆動する回転駆動機構５４１ａ〜５４４ａ、昇降用シャフト５４ａを軸方向に移動するための昇降駆動機構５４ｂ、及び、回転駆動機構５４１ａ〜５４４ａと昇降駆動機構５４ｂとを制御するコントローラ５５を備えている。
【００６０】
捻り整形部５４は、同心状に配置された４つの円筒状の捻り治具５４１〜５４４がそれらの先端面を揃えて配置されている。各捻り治具５４１〜５４４は回転駆動機構５４１ａ〜５４４ａにより独立に回転可能とされ、かつ、昇降駆動機構５４ｂにより昇降用シャフト５４ａを昇降することにより同時に昇降可能となっている。
【００６１】
図９に示されているように、捻り治具５４１〜５４４の先端面には、挿入されたＵ字状セグメント３３の端部３３１ｆ、３３１ｇ、３３２ｆ、３３２ｇの各先端（接合部）を保持するＵ字状セグメント挿入部５４１ｂ〜５４４ｂが穿設されている。このＵ字状セグメント挿入部５４１ｂ〜５４４ｂは、ステータコア１のスロット３５の総数に等しい数だけ各捻り治具５４１〜５４４の周方向に並べて形成されている。
【００６２】
Ｕ字状セグメント挿入部５４１ｂ〜５４４ｂは、図９に示すように、互いに径方向に隣接するＵ字状セグメント挿入部５４１ｂ〜５４４ｂ同士の連通を防止するための隔壁５４１ｃ〜５４４ｃ、５４２ｄ、５４３ｄが設けられている。隔壁５４１ｃ〜５４４ｃ、５４２ｄ、５４３ｄの厚みは、径方向外側から数えて１層目と２層目との間の隔壁５４１ｃ、５４２ｃで形成される間隔ｄ１及び３層目と４層目の間の隔壁５４３ｃ、５４４ｃで形成される間隔ｄ３よりも、２層目と３層目との間の隔壁５４２ｄ、５４３ｄで形成される間隔ｄ２の方が大きくなるように設定されている。
【００６３】
次に、ステータコイル捻り装置５の作動を説明する。
【００６４】
スロット３５内にＵ字状セグメント３３が配置されたステータコア１をワーク受け５１にセットする。次に、ステータコア１の外周部をクランパ５２に固定する。その後、ワーク押さえ５３でステータコア１の上部及び大Ｕ字状セグメント３３１の頭部３３１ｃを押さえることにより、ステータコア１及びＵ字状セグメント３３の上下方向の動きを規制する。
【００６５】
Ｕ字状セグメント３３が配置されたステータコア１をクランパ５２及びワーク受け５３により固定した後、昇降用シャフト５４ａによって捻り整形部５４を上昇させ、各捻り治具５４１〜５４４に形成されたＵ字状セグメント挿入部５４１ｂ〜５４４ｂにＵ字状セグメント３３の端部３３１ｆ、３３１ｇ、３３２ｆ、３３２ｇを挿入する。
【００６６】
Ｕ字状セグメント挿入部５４１ｂ〜５４４ｂにはＵ字状セグメント３３の端部３３１ｆ、３３１ｇ、３３２ｆ、３３２ｇの先端すなわち後に接合部となる部分だけが挿入可能となっている。Ｕ字状セグメント３３の端部３３１ｆ、３３１ｇ、３３２ｆ、３３２ｇはテーパ状に形成されているため、Ｕ字状セグメント挿入部５４１ｂ〜５４４ｂにスムーズに挿入されることができる。
【００６７】
Ｕ字状セグメント３３の端部３３１ｆ、３３１ｇ、３３２ｆ、３３２ｇを捻り整形部５４のＵ字状セグメント挿入部５４１ｂ〜５４４ｂに挿入した後、捻り整形部５４は、回転駆動機構５４１ａ〜５４４ａおよび昇降駆動機構５４ｂにより回動され、昇降される。
【００６８】
次に、捻り整形部５４の回転について説明する。
【００６９】
捻り治具５４１および治具５４３を時計回り方向に第一の角度だけ回転させ、捻り治具５４２および捻り治具５４４を反時計回り方向に第二の角度だけ回転させる。この時、第一の角度と第二の角度の大きさは等しくなくてもよく、両者の合計が必要なスロットピッチとなればよい。
【００７０】
その後、Ｕ字状セグメント３３の端部３３１ｆ、３３１ｇ、３３２ｆ、３３２ｇのうちスロット３５の出口からＵ字状セグメント挿入部５４１ｂ〜５４４ｂの入口までの部分の長さを一定に保つように、昇降駆動機構５４ｂおよび回転駆動機構５４１ａ〜５４４ａを制御しながら捻り整形部５４を回転しながら上昇させる。この時、Ｕ字状セグメント３３の端部３３１ｆ、３３１ｇ、３３２ｆ、３３２ｇは円弧状の軌跡を描くように回転しながら上昇することが好ましい。この円弧状の軌跡を描く捻りは、スプリングバックによるＵ字状セグメント３３の変形を防止するため、半磁極ピッチ（Ｔ／２）に相当する角度を所定量超えた角度まで行われることが好ましい。
【００７１】
その後、昇降駆動機構５４ｂおよび回転駆動機構５４１ａ〜５４４ａを上記前工程と逆向きの回転させ、下降させる。このようにして、Ｕ字状セグメント３３の捻り行程を終了し、捻り整形部５４を下降させて捻り治具５４１〜５４４のＵ字状セグメント挿入部５４１ｂ〜５４４ｂからＵ字状セグメント３３の端部３３１ｆ、３３１ｇ、３３２ｆ、３３２ｇを取り外す。Ｕ字状セグメント３３が外された捻り整形部５４は回転駆動機構５４１ａ〜５４４ａによって回転され、原位置に戻される。最後に、クランパ５２及びワーク押さえ５３が外され、Ｕ字状セグメント３３に捻りが加えられたステータコア１が取り出される。
【００７２】
結局、この捻り工程は、まずＵ字状セグメント３３の端部を周方向にのみ回転変位させてＵ字状セグメント３３を周方向に倒し、続いてＵ字状セグメント３３の端部を周方向並びに軸方向に変位させてＵ字状セグメント３３を深く傾け、その後、所定の加工量を超えてＵ字状セグメント３３の端部を周方向ならびに軸方向に変位させてＵ字状セグメント３３を過剰に深く傾け、その後でＵ字状セグメント３３の端部を所定の加工量まで戻すことにより行われる。
【００７３】
捻り整形部５４はステータコア１に対して周方向だけでなく軸方向にも相対移動する。そのため、Ｕ字状セグメント３３の端部３３１ｆ、３３１ｇ、３３２ｆ、３３２ｇのうち、スロット３５の出口からＵ字状セグメント挿入部５４１ｂ〜５４４ｂの入口までの部分、すなわち、端部３３１ｆ、３３１ｇ、３３２ｆ、３３２ｇからその端部先端（接合部）３３１ｄ、３３１ｅ、３３２ｄ、３３２ｅの長さを差し引いた長さを一定に保つように、Ｕ字状セグメント３３の端部３３１ｆ、３３１ｇ、３３２ｆ、３３２ｇが円弧状の軌跡を描くように捻じることができ、これにより、Ｕ字状セグメント３３がＵ字状セグメント挿入部５４１ｂ〜５４４ｂから抜け出るのを防止することができる。
【００７４】
また、Ｕ字状セグメント３３の端部先端（接合部）３３１ｄ、３３１ｅ、３３２ｄ、３３２ｅのみが、Ｕ字状セグメント挿入部５４１ｂ〜５４４ｂに挿入されており、また、前述と同様にＵ字状セグメント３３がＵ字状セグメント挿入部５４１ｂ〜５４４ｂから抜け出ることはない。
（標準の溶接工程）
次に行う標準の溶接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。
【００７５】
上記Ｕ字状セグメントの端部の捻りの後、図１、図２に示すように、径方向内側から１層目と２層目の端部先端部（接合部）が溶接され、径方向内側から３層目と４層目の端部先端部（接合部）が溶接されて、ステータコイル３が完成される。溶接には、アーク溶接が用いられる。
（頭部展開工程の更なる説明）
図１０を参照して、頭部捻り工程（頭部展開工程）を更に説明する。この工程は、頭部コイルエンドをステータコアの径方向外側へ倒す工程を含むものである。
【００７６】
１０００は、図６、図７に示す頭部捻り装置と基本的に同一の頭部捻り加工を行う頭部捻り装置であり、基本的な動作は同じであるので、異なる点のみを以下に説明する。この実施態様では、頭部押さえプレート１６の形状のみが図６、図７のものと異なっている。
【００７７】
この実施例における頭部押さえプレート１６は、大Ｕ字状セグメント３３１と小Ｕ字状セグメント３３２とからなるＵ字状セグメントセットの頭部が挿入されるリング状の溝部１６１をもつ。
【００７８】
この溝部１６１は、図１０に示す径方向断面において、切頭円錐面からなる内側テーパ面１６２をもち、溝部１６１の径方向外側には円筒状の周壁部１６３が形成されて、また、溝部１６１の底部（図１０では上方）には前述したＵ字状セグメントセットの頭部を周方向に挟持するための爪部が、各頭部の両側に垂下している。
【００７９】
この実施態様における頭部加工動作を以下に説明する。
【００８０】
まず、予めＵ字状セグメントセットを図１０に示すように、頭部コイルエンドとなる頭部予定部分１００１とスロット導体部予定部分１００２との境界位置で図１０に示す形状にある程度、屈曲させた後、頭部予定部分１００１が径方向外側へ向くように各Ｕ字状セグメントセットの頭部先端部を溝部１６１に挿入し、各爪部１６の隙間に挿入する。スロット導体部予定部分１００２はリング１１、１２に挿入されている。次に、図６、図７の装置の場合と同じく、リング１１、１２を逆方向に回動しつつ、頭部押さえプレート１６を降下させる。
【００８１】
この降下に際して、溝部１６１内のＵ字状セグメントセットの頭部が傾斜しているために、小Ｕ字状セグメント３３２の頭部が大Ｕ字状セグメント３３１の頭部の外側へはみ出そうとする。しかし、図１０では、内側テーパ面１６２が大Ｕ字状セグメント３３１および小Ｕ字状セグメント３３２の頭部の径方向内側への倒れ込みを規制し、周壁部１６３が大Ｕ字状セグメント３３１および小Ｕ字状セグメント３３２の頭部の径方向外側への倒れ込みを規制するため、Ｕ字状セグメントセットの傾斜角度の確保と、大Ｕ字状セグメント３３１の頭部よりの小Ｕ字状セグメント３３２の頭部の径方向へのはみ出しを良好に抑止することができる。
【００８２】
なお、この実施態様では、図１０に示すように、展開前のＵ字状セグメントセットの頭部傾斜角は、軸方向を基準とした場合に、内側テーパ面１６２の傾斜角ほどには傾斜していないが、展開前のＵ字状セグメントセットの頭部傾斜角を軸方向を基準とした場合に内側テーパ面１６２の傾斜角とほぼ等しく設定し、図１０の装置では頭部捻り（展開）加工だけを行うようにしてもよい。また、この内側テーパ面１６２を用いると、径方向へみた場合に、頭部予定部分１００１がこの内側テーパ面１６２に沿いつつ捻られるので、できあがった頭部側コイルエンド３１１の頭部斜行部が形成されてステータコア１の内周面よりも径方向内側へ逸脱しないという効果も期待することができる。
（この実施例の特徴をなす頭部側コイルエンド３１１の形状の説明）
次に、この実施例の特徴をなす頭部側コイルエンド３１１の形状を図１１を参照して以下に説明する。図１１は、不図示のステータコアに挿通された一本の大Ｕ字状セグメント３３１に相当するＵ字状セグメント１００を軸方向頭部側からみた場合の展開形状を示す。紙面左右方向は径方向を示し、紙面上下方向は周方向を示している。理解簡単化のために、図２１に示すセグメントの符号と共通の符号を用いるものとする。１００は頭部展開済みのＵ字状セグメント、１０１はその略Ｕ字状の頭部先端部、１０２、１０３はその頭部斜行部、１０４、１０５はそのスロット導体部である。Ｕ字状の頭部先端部１０１と略直線上の頭部斜行部１０２、１０３とは、既に説明したように、本発明で言うセグメントの頭部を構成している。Ｕ字状セグメント１００の一対のスロット導体部１０４、１０５は、周方向に略１磁極ピッチ（電気角π）離れた二つのスロットの互いに異なる導体収容位置に収容される。図１０では、スロット導体部１０４は径方向最内側（一番目）の導体収容位置に、スロット導体部１０５は径方向最外側（四番目）の導体収容位置に収容され、大曲セグメントとも呼ばれる。
【００８３】
図１１に示すＵ字状セグメント１００の特徴は、頭部先端部１０１が、径方向を基準として所定の頭部先端部斜角θだけ頭部斜行部１０２、１０３の展開向きに傾斜している点である。当然、頭部先端部１０１のこの傾斜の分だけ頭部斜行部１０２、１０３の周方向展開量は低減されている。
【００８４】
このようにすれば、略Ｕ字状の頭部先端部１０１と頭部斜行部１０２、１０３との境界部である肩部１０６、１０７において、セグメントの曲率半径を大きくすることができるために、この肩部１０６、１０７における絶縁樹脂被膜の引っ張りストレスや圧縮ストレスを低減することができ、その破損や電気絶縁性能の低下を減らすことができる。また、Ｕ字状セグメント１００の頭部の総延長距離を短縮することができるので、頭部側コイルエンドの電気抵抗及び漏れインダクタンスを低減して、発熱低減、出力増大を実現することができる。また、頭部側コイルエンドの体積低下分だけ、頭部側コイルエンド内の冷却空気通路を拡大することができるので、頭部側コイルエンドの冷却を向上することができる。
【００８５】
次に、Ｕ字状セグメント１００の頭部先端部に傾斜（捻り）を与える種々の方法すなわち本発明で言う頭部先端部予捻り工程について以下に説明する。なお、この明細書でいう予捻りとは、頭部先端部を頭部斜行部より先に捻る（周方向に傾斜させる場合を含む）加工を言い、頭部先端部予捻り工程とはこの加工を言う。
（第一の方法）
第一の方法を図１２、図１３を参照して以下に説明する。
【００８６】
この方法は、頭部先端部予捻り工程を頭部展開工程前に実施する方法の一つであり、更に詳しくはこの予捻りを、頭部展開工程のための回動リングに挿入する前の未展開のＵ字状セグメントに行う方法の一つである。この方法では、Ｕ字状セグメント１００の頭部先端部１０１をあらかじめプレス成形することにより（頭部先端部予捻り工程を予め実施することにより）、図１２に示すように頭部先端部の予捻りを行い、頭部先端部斜角θを与えておく。
【００８７】
このＵ字状セグメント１００の頭部先端部１０１を一対の爪部１６０により周方向に挟持し、両スロット導体部１０４、１０５を既述した一対の回動リング（図示せず）により個別に保持し、これら回動リングを相対回動することにより（頭部展開工程を実施することにより）、両頭部斜行部１０２、１０３を周方向に必要量だけ展開すれば、図１１に示す頭部先端部１０１が予捻りされたＵ字状セグメント１００を得ることができる。
【００８８】
したがって、この方法では、一対の爪部１６０は、予め傾斜した頭部先端部１０１を挟持することができるように図１３に示すように径方向に対して傾斜している必要がある。なお、傾斜した頭部先端部１０１が一対の爪部１６０の間にはめこみ可能であれば、一対の爪部１６０の頭部先端部１０１に接する面１６００は径方向に延在していてもよい。
【００８９】
なお、ステータコアの各スロットはそれぞれ同一形状の頭部をもつＵ字状セグメント１００を収容しているので、あるひとつのスロットに収容されるべきＵ字状セグメント１００の頭部を上記のように傾斜させる場合、傾斜量が大きくなると、この一つのスロットに隣接するスロットに収容されるべきＵ字状セグメント１００の頭部の傾斜により邪魔されるすなわち相互に干渉するという問題が発生する。頭部先端部１０１が傾斜したＵ字状セグメント１００の頭部先端部１０１の可能傾斜量（頭部先端部斜角）は、傾斜後の頭部先端部１０１の周方向幅が１スロットピッチを超えないようにすることにより達成される。
（第二の方法）
第二の方法を図１４、図１５を参照して以下に説明する。この方法は、頭部先端部予捻り工程を頭部展開工程と同時に実施する方法の一つである。
【００９０】
この方法では、未展開時のＵ字状セグメント１００の頭部先端部１０１は、図１４に示すように従来同様に径方向（Ｕ字状セグメントがその後に挿入されるステータコアにおける径方向）に延在している。ただし、この頭部先端部１０１を周方向に挟持する一対の爪部１６０は、図７に示す頭部押さえプレート１６の下面に自転自在に枢支されている。１６０２は爪部１６０の枢支軸心である。ただし、頭部押さえプレート１６の下面には、爪部１６０のある角度（頭部先端部斜角）以上の自転を禁止するストッパ（図示せず）が設けられている。このようにすれば、図７に示す回動リング１１，１２を相対回動すると、爪部１６０は予めストッパにより規定される頭部先端部斜角までは連れ回りするため、既述の頭部展開工程により頭部先端部１０１に捻り（傾斜）を与えることができる。
（第三の方法）
第三の方法を図７、図８を参照して以下に説明する。この方法は、頭部先端部予捻り工程を頭部展開工程の前に実施する方法の一つである。
【００９１】
この方法では、まず最初に頭部先端部１０１に予捻り（傾斜）を与える頭部先端部予捻り工程を実施し、その後、頭部斜行部１０２、１０３を周方向に展開する頭部展開工程を実施する。
【００９２】
まず、図７、図８の頭部展開装置において、未展開のＵ字状セグメント１００（図７ではセグメント３３１、３３２）の頭部斜行部１０２、１０３となる部分（頭部斜行部予定部分）まで深く、回動リング１１、１２の孔１１１，１１２、１２１、１２２に差し込む。したがって、この状態では、頭部先端部１０１だけが回動リング１１、１２の上方へ突出していることになる。この状態にて、上記頭部先端部斜角だけ回動リング１１、１２を相対回動させる。その結果、頭部斜行部１０２、１０３となるべき部分が回動リング１１、１２に収容されているため、頭部先端部１０１が周方向に予捻りされて頭部先端部１０１に頭部先端部斜角が与えられ、頭部先端部予捻り工程が完了される。この時、爪部１６０は頭部先端部の頂部を保持していてもよく、あるいは保持していなくても良い。
【００９３】
次に、Ｕ字状セグメント１００（図７ではセグメント３３１、３３２）の頭部斜行部１０２、１０３となるべき部分を回動リング１１、１２から抜き出し、更に回動リング１１、１２を相対回動させる。これにより、Ｕ字状セグメント１００（図７ではセグメント３３１、３３２）の頭部斜行部１０２、１０３となるべき部分が周方向に展開され、上記で言う頭部展開工程が完了する。
【００９４】
（変形態様）
なお、この方法では、同一の装置を用いて頭部先端部１０１の予捻りと頭部斜行部１０２、１０３の展開とを行ったが、別の装置を用いて行っても良い。ただし、製造装置、作業の簡素化を考えると、同一装置を用いて行うのが最も好適である。
（第四の方法）
第四の方法を図１６、図１７を参照して以下に説明する。頭部先端部予捻り工程を頭部展開工程と同時に実施する方法の一つであり、図７、図８に示す従来の頭部展開工程のみにて頭部先端部１０１に傾斜を与える（予捻りを行う）方法である。
【００９５】
この方法では、爪部１６０の径方向幅は図７に示すように非常に狭くされる。爪部１６０の径方向幅は、頭部先端部１０１の径方向全長さの１／３以下とされ、頭部先端部１０１の頂部（径方向中心部）のみを保持するものとする。
【００９６】
この条件にて既述した未展開セグメント１００の頭部先端部１０１の中央部のみを図１６により狭幅の爪部１６０により挟持しつつ、頭部展開工程を実施すると図１７に示すように、頭部先端部１０１のうち、爪部１６０により挟持されない両端部分は回動リング１１、１２の相対回動により周方向に付勢されて傾斜する。これにより、頭部先端部１０１の両端部において周方向に傾斜するので、上記した効果を同様に奏することができる。
（第五の方法）
第五の方法を以下に説明する。この方法は、頭部先端部予捻り工程を頭部展開工程の前に行う方法の一つであって、未展開セグメントの材料となる長い導体線の所定位置にて、この導体線を所定長さごとに切断して未展開Ｕ字状セグメント（松葉状セグメント）とする以前に、予め曲げ、将来、この曲げ部を頭部先端部とすることにより頭部先端部に予捻りを与えるものである。
【００９７】
もしくは、非常に長い樹脂被覆導線である上記導体線（略長方形断面とすることが好適である）を処置長さごとに切断し、松葉状に曲げる加工を行う際に未展開のＵ字状セグメントの頭部先端部となる予定部分に予捻り加工を施すことができる。この曲げる前に樹脂被覆導線の将来において頭部先端部１０１となるべき部分を捻ること、あるいは、切断された直線状の導体線を未展開のＵ字状セグメントに曲げ加工する際に頭部先端部１０１となるべき部分を捻る（曲げる）ことは、比較的簡単に実施できるため好適である。当然、この場合には第一の方法において説明した方法にて頭部展開工程を行うことが望ましい。
（第六の方法）
第六の方法を図１８〜図２０を参照して説明する。この方法は、頭部先端部予捻り工程を頭部展開工程の前後か同時に実施する方法の一つである。
１１００は、大Ｕ字状セグメント３３１と小Ｕ字状セグメント３３２とからなるＵ字状セグメントセットであって、図１８はその頭部先端部予捻り前の状態を示し、図１９はその頭部先端部予捻り加工を示す図であり、図２０は頭部先端部予捻り済みのＵ字状セグメントセット１１００を示している。各図において、（ａ）はＵ字状セグメントセット１１００をその頭部先端部側（この明細書では軸方向という）からみた模式図であり、（ｂ）はＵ字状セグメントセット１１００を（ａ）と直角（この明細書では周方向という）にみた模式図であり、（ｃ）はＵ字状セグメントセット１０００を（ａ）、（ｂ）と直角（この明細書では径方向という）にみた模式図である。
【００９８】
１０１は大Ｕ字状セグメント３３１の頭部先端部、１０２、１０３は大Ｕ字状セグメント３３１の頭部斜行部、１０１’は小Ｕ字状セグメント３３２の頭部先端部、１０２’、１０３’は小Ｕ字状セグメント３３２の頭部斜行部である。ただし、図１８では、頭部先端部１０１、１０１’は未だ予捻りされて完成形となっておらず、正確には頭部先端部予定部分ともいうべきものであるが、呼称を簡略化するために頭部先端部と呼ぶ。同様に、頭部斜行部１０２、１０３、１０２’、１０３’は、周方向に展開されて完成形となっておらず、正確には頭部斜行部予定部分ともいうべきものであるが、呼称を簡略化するために頭部斜行部と呼ぶ。
【００９９】
この方法では、頭部先端部１０１、１０１’を一括して一対の爪部１６０により周方向に挟持する。一対の爪部１６０により頭部先端部を周方向に挟持することは、爪部１６０を用いて頭部先端部予捻り工程を実施する他の方法と本質的に同じである。ただし、この方法では、Ｕ字状セグメントセット１１００の頭部斜行部１０２、１０３、１０２’、１０３’を固定しておき、一対の爪部１６０を両者の中間点（頭部先端部の中央位置に相当する）を中心として図１９に示すように自転させる。ただし、図１９の（ｂ）に示す爪部１６０とＵ字状セグメントセット１１００との空間関係は高さつまり、頭部斜行部の長さ方向の関係を示すだけのものであり、実際には爪部１６０の一つはＵ字状セグメントセット１１００の裏側（紙面裏側）に位置する。これにより、頭部先端部１０１、１０１’が頭部斜行部１０２、１０３、１０２’、１０３’に対して所定の傾斜角だけ捻る頭部先端部予捻り工程を実施することができる。上記爪部１６０の自転は、図１９に示す天板部を回動させて行うことが簡単である。
【０１００】
この実施例によれば、頭部先端部の予捻りと頭部斜行部の展開加工を同時的に行うことができるため、加工時間を短縮することができる。また、頭部先端部の予捻りを頭部斜行部の展開加工の前に行う場合には予捻りされた頭部がその後の上記展開加工にて更に捻られることになるため、頭部先端部の頂部から頭部斜行部の端部にいたる部分は「く」の字状に曲がることになるが、頭部斜行部の導体間の干渉や皮膜ダメージは頭部先端部を予捻りしない場合に比較して少なくなる。なお、予め捻ったＵ字状導体をスロット溝に挿入する場合、頭部先端部すなわち予捻り部分がコア周方向に拡大（展開、傾斜）するが、互いに周方向に隣接する各Ｕ字導体の頭部の捻りによる頭部の周方向幅は１スロットピッチ以内に収められて、互いに隣接する予捻り済みの頭部同士の相互干渉が抑止される。
【０１０１】
なお、上記方法では、一対の爪部１６０をそれぞれ自転させることにより各Ｕ字状セグメントセット１１００の頭部先端部を個々に捻ったが、この場合、各Ｕ字状セグメントセット１１００の頭部斜行部は、後で実施する頭部展開工程用の相対回動リングの孔に挿入して回動しないようにしたり、あるいは、同様の回動阻止機能をもつ治具により固定してその回動を禁止することが好ましい。
【０１０２】
その他、各Ｕ字状セグメントセット１１００の頭部斜行部を頭部斜行部捻り（頭部展開）用の一対の相対回動リングに挿入保持した状態にて、各Ｕ字状セグメントセット１１００の頭部先端部を個別に挟持する各爪部１６０を一斉に自転させてもよい。この一斉自転は、たとえば、図１９に示す天板部に各爪部１６０をそれぞれ自転可能に保持し、各爪部１６０を自転させる回動板を設けるなどして行うことができる。
【０１０３】
（変形態様１）
いずれにせよ、金属部材の曲げ加工においては、金属部材の弾性に起因するスプリングバックは避けられない現象であり、このスプリングバックを加味してその分だけ余分に捻り又は展開を行うことは機械加工上当然である。ただし、銅は比較的塑性変形性に富むため、このようなスプリングバックは比較的小さい。その他、上記説明した以外の公知の曲げ加工技術を用いて頭部先端部１０１に傾斜を与えることも当然可能である。
【０１０４】
（変形態様２）
なお、上記説明した頭部先端部予捻り工程の各方法において、爪部は頭部先端部１０１を周方向に挟持したが、頭部先端部１０１を径方向に挟持してもよく、頭部先端部１０１の両肩部１０６、１０７をそれぞれ爪部により挟持し、これら爪部を回動することにより頭部先端部１０１に上記傾斜を与えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の車両用走行モータの縦断面図である。
【図２】図１のＵ字状セグメントの模式斜視図である。
【図３】図１のステータコアの径方向部分断面図である。
【図４】Ｕ字状セグメントセットをスロットに挿通する直前の状態を示す模式斜視図である。
【図５】ステータコイルのＵ相結線図である。
【図６】Ｕ字状セグメントの頭部捻り装置のリングに挿通する状態を示す模式断面図である。
【図７】頭部捻り装置の模式縦断面図である。
【図８】端部捻り装置の模式縦断面図である。
【図９】端部捻り装置のリングの平面図である。
【図１０】頭部捻り装置の模式断面図である。
【図１１】本発明のＵ字状セグメントの形状を示す展開図である。
【図１２】頭部先端部に傾斜を与える方法の例を説明するための展開前模式図である。
【図１３】図１２のセグメントの展開後模式図である。
【図１４】頭部先端部に傾斜を与える方法の例を説明するための展開前模式図である。
【図１５】図１４のセグメントの展開後模式図である。
【図１６】頭部先端部に傾斜を与える方法の例を説明するための展開前模式図である。
【図１７】図１６のセグメントの展開後模式図である。
【図１８】Ｕ字状セグメントの頭部先端部を予捻りする方法の一つとして、頭部先端部を挟持する爪部を強制自転させる方法を示すための工程図であって、予捻り前のＵ字状セグメントの状態を示す模式図である。
【図１９】Ｕ字状セグメントの頭部先端部を予捻りする方法の一つとして、頭部先端部を挟持する爪部を強制自転させる方法を示すための工程図であって、予捻り状態を示す模式図である。
【図２０】Ｕ字状セグメントの頭部先端部を予捻りする方法の一つとして、頭部先端部を挟持する爪部を強制自転させる方法を示すための工程図であって、予捻り後のＵ字状セグメントの状態を示す模式図である。
【図２１】従来のセグメントの頭部先端部形状を示す展開後模式図である。
【符号の説明】
１ステータコア
３ステータコイル
３３Ｕ字状セグメント（Ｕ字状セグメントセット）
３３１大Ｕ字状セグメント（大回りＵ字状セグメント）
３３１ａ、３３１ｂ大Ｕ字状セグメント３３１のスロット導体部
３３１ｃ大Ｕ字状セグメント３３１の頭部
３３１ｆ、３３１ｇ大Ｕ字状セグメント３３１の飛び出し端部（端部斜行部）
３３１ｄ、３３１ｅ大Ｕ字状セグメント３３１の端部先端部
３３２小Ｕ字状セグメント（小回りＵ字状セグメント）
３３２ａ、３３２ｂ小回りＵ字状セグメント３３２のスロット導体部
３３２ｃ小回りＵ字状セグメント３３２の頭部
３３２ｆ、３３２ｇ小回りＵ字状セグメント３３２の飛び出し端部
３３２ｄ、３３２ｅ小回りＵ字状セグメント３３２の端部先端部
３５スロット
１００Ｕ字状セグメント
１０１頭部先端部
１０２、１０３頭部斜行部
１０４、１０５スロット導体部
１０６、１０７肩部
１６０爪部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a U-shaped segment sequential joining type stator coil of a rotating electrical machine and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a U-shaped segment sequential joining type stator coil formed by sequentially joining a large number of U-shaped segment conductors inserted through slots of a stator core has been proposed and produced. For example, Patent Document 1 owned by the present applicant discloses the manufacture of a U-shaped segment sequential joining coil formed by sequentially joining U-shaped segments, which are conductor pieces having a substantially U-shape. . The U-shaped segment sequential joining type stator coil is manufactured by inserting a pair of legs of the U-shaped segment individually into a pair of slots separated from each other by a substantially magnetic pole pitch of the rotor, and protruding from the slot. It is formed by bending both end portions of the segment in the circumferential direction and sequentially joining the tips of both leg portions of each U-shaped segment.
[0003]
The U-shaped segment has a substantially U-shaped (finally V-shaped) head in the finished manufacturing state, and one side in the axial direction of the core from two ends of the head to two different slots of the core. Are separated into a pair of slot conductors that are inserted and accommodated separately from each other, and a pair of projecting end parts that project from the tip end of both slot conductors to the other axial side of the core and extend in the circumferential direction. The The tip end portions (also referred to as end tip portions) of the protruding end portions are joined one by one, and a single phase coil is configured by a number of U-shaped segments.
[0004]
Therefore, the head of each U-shaped segment constitutes the head-side coil end of the stator coil, and the protruding end of each U-shaped segment constitutes the end-side coil end of the stator coil. The head portion of the U-shaped segment includes a substantially U-shaped head tip portion and a pair of head straight portions (head portions extending from both ends of the head tip portion in the circumferentially opposite direction and in the axial direction, respectively. It is also called the skew part. These head straight portions are connected to each end of the slot conductor portion accommodated in the slot of the stator core. The protruding end portion of the U-shaped segment is bent in the axial direction from the end straight portion (also referred to as an end skew portion) extending from the slot conductor portion in the circumferential direction and the axial direction. And end portions that are joined to each other.
[0005]
An example of a conventional manufacturing method of this U-shaped segment sequential joining type stator coil will be described below.
[0006]
First, an undeveloped segment, which is a U-shaped segment before deployment, having a substantially U-shaped U-shaped portion and a pair of linear portions extending in parallel from both ends of the U-shaped portion is manufactured. Next, a plurality of rotation rings capable of coaxial relative rotation are prepared, and the slot conductor portions to be the slot conductor portions of the pair of straight portions of the undeployed segment are held while being held by different rotation rings. By rotating the moving ring by a predetermined angle, the slot conductor portion planned portion is displaced in the circumferential direction, and the head oblique portion planned portion is developed in the circumferential direction, and the undeveloped segment becomes the semi-deployed segment.
[0007]
Next, after the slot conductor portion planned portion and the projected end portion planned portion of the pair of straight portions of the semi-deployed segment are inserted into the slots of the stator core, the projected portion that is a portion of the semi-deployed segment that is projected from the slot. The end portion is developed in the circumferential direction to transform the semi-deployed segment into a developed U-shaped segment, and then the tip portions of a pair of protruding end portions that are adjacent in the radial direction are connected to each other.
[0008]
  According to the above-described conventional manufacturing method, the head skew portions of all the undeveloped segments are accurately unfolded (twisted only by the necessary circumferential pitch).)There is an advantage that can be.
[0009]
In addition, it is naturally possible to individually manufacture the developed U-shaped segments by press molding or the like.
[0010]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3118837
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional U-shaped segment sequential joining type stator coil described above has the following problems.
[0012]
  This problem will be described with reference to FIG. In addition, this figure is the development which looked at the head direction of the one U-shaped segment penetrated by the stator core not shown in the axial direction of the stator core, and is the left-right direction on the paper surface.IsDirection, up and down on the pageIs aroundDirection. Reference numeral 100 denotes a U-shaped segment that has been developed in the head portion, 101 denotes a substantially U-shaped head tip portion, 102 and 103 denote head skew portions, and 104 and 105 denote slot conductor portions. U-shaped segment 100A pair ofThe slot conductor portions 104 and 105 are accommodated in different conductor accommodation positions in two slots separated by approximately one magnetic pole pitch (electrical angle π) in the circumferential direction. In this figure, the slot conductor portion 104 is accommodated in the radially innermost (first) conductor accommodating position, and the slot conductor portion 105 is accommodated in the radially outermost (fourth) conductor accommodating position. Similarly, although not shown in this figure, a small bend segment is also used in which a pair of slot conductor portions are accommodated in approximately the second conductor accommodating position and the third conductor accommodating position of two slots separated from each other by a substantially magnetic pole pitch. Since this kind of structure or other segment structures are already known, further explanation is omitted.
[0013]
In FIG. 21, when viewed in the axial direction, it can be seen that the substantially U-shaped head tip portion 101 extends in the radial direction, and the head skew portions 102 and 103 extend in the circumferential direction. This is mainly because when the head skewing portions 102 and 103 are deployed, the substantially U-shaped head tip 101 is sandwiched by claws from both sides in the circumferential direction, and the circumferential position of the substantially U-shaped head tip 101 is determined. This is to prevent the spread angles of the head skew portions 102 and 103 from varying.
[0014]
However, since the U-shaped segment 100 formed in this way is bent in a crank shape when viewed in the axial direction, as shown in FIG. 21, the extension distance becomes longer, and the head side coil is accordingly increased. There was a problem that the electrical resistance and leakage inductance of the end increased, and the amount of copper used further increased. In addition, since the radius of curvature of the segment is very small at the shoulders 106 and 107, which are the boundaries between the head portion 101 of the substantially U-shaped head and the oblique portions 102 and 103 of the head, it is insulated in the development process and the like. A great stress was applied to the resin film, and the electrical insulation of this part might be lowered.
[0015]
The present invention has been made in view of the above problems, and provides a U-shaped segment sequential joining stator coil of a rotating electrical machine that can reduce coil impedance of a U-shaped segment and improve electrical insulation, and a method of manufacturing the same. That is the purpose.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention according to claim 1 is housed in slots of a stator core having an even number of conductor housing positions arranged in order in the radial direction, and sequentially connected to the phases of M (M is an integer of 3 or more) phase armature coils. Having a number of U-shaped segments constituting one turn of the coil;
  The U-shaped segment includes a pair of slot conductor portions that are individually accommodated in different conductor accommodation positions of the pair of slots that are spaced apart from each other by a predetermined pitch in the circumferential direction, and the slot conductor portions to one end side of the stator core. A head portion that protrudes to form a head-side coil end, and a pair of protruding end portions that protrude from the both slot conductor portions to the other end side of the stator core to form an end-side coil end; Is a substantially U-shaped head tip portion and a pair of head skew portions extending in the circumferential direction and axial direction from both ends of the head tip portion and individually connected to the pair of slot conductor portions. And the protruding end portions are formed of a pair of end oblique portions extending in the circumferential direction and the axial direction from the pair of slots, and different U-shaped segments formed at the ends of the end oblique portions. The tip of the skewed end In U-shaped segments sequentially joined stator coil consisting of an end tip which is joined to,
  The substantially U-shaped head distal end portion extends in a developing direction of the head skew portion by a predetermined head tip oblique angle with respect to the radial direction.The circumferential width of the head tip does not exceed 1 slot pitch.A pair of shoulder portions that are inclined and formed at a boundary portion with the head skew portionIn between, twistIt is characterized by that
[0017]
In this way, the substantially U-shaped head end portion of the U-shaped segment is disposed obliquely by falling in the circumferential direction, and the extension distance is shortened so that the head-side coil end Electrical resistance and leakage inductance are reduced. In addition, the amount of copper used can be reduced, and the radius of curvature at the shoulder, which is the boundary between the substantially U-shaped head tip and the head skew, is increased, so that the insulating resin coating can be used in the development process, etc. Therefore, the electrical insulation of this portion can be remarkably improved as compared with the prior art.
[0018]
The bevel angle of the head tip is θ (the radial direction is 0 degree), and the radial interval between the pair of slot conductor portions of the U-shaped segment (the radial direction here refers to the radial direction of the stator core) is D, When the circumferential width of the substantially U-shaped head end portion (herein, the circumferential direction refers to the circumferential direction of the stator core) is W, tan θ = W / D. θ is preferably in the range of 4 to 30 degrees.
[0019]
  In addition, the circumferential deployment length of the head skew portion is shortened by the amount that the substantially U-shaped head distal portion is tilted in the circumferential direction by the head tip oblique angle θ, and the circumferential deployment of the entire head is reduced. The length should be approximately 1 pole pitch.If the circumferential width formed between the head tips of the U-shaped segments adjacent to each other in the circumferential direction is within one slot pitch, mutual interference between the heads of the adjacent U-shaped segments is suppressed. Is done.
[0020]
  Claim 3The invention described in the above is a manufacturing method of a U-shaped segment sequential joining stator coil of the rotating electrical machine according to claim 1, wherein the substantially U-shaped head end portion of the U-shaped segment is arranged in a circumferential direction of the stator core. Of the pair of legs of the U-shaped segment including the head oblique portion planned portion, the slot conductor portion planned portion, and the protruding end portion planned portion. The slot conductor portion planned portion and the projected end portion planned portion are inserted into the slot, the slot conductor portion planned portion is accommodated in the slot to form the slot conductor portion, and the projected end portion planned portion is It protrudes from the slot and becomes the protruding end. In this way, the manufacturing process can be simplified because the substantially U-shaped head tip is tilted in the circumferential direction by an oblique angle at the head tip before inserting at least the U-shaped segment into the slot of the stator core. Can do.
[0021]
  Claim 4The described inventionA large number of stator coils are accommodated in slots of a stator core having an even number of conductor housing positions arranged in order in the radial direction and sequentially connected to form one turn of a phase coil of an M (M is an integer of 3 or more) phase armature coil. A pair of slot conductor portions individually accommodated in different conductor housing positions of the pair of slots spaced apart from each other by a predetermined pitch in the circumferential direction; and the two slot conductors. And a pair of protruding end portions projecting from one slot conductor portion to the other end side of the stator core to constitute an end side coil end. The head includes a substantially U-shaped head tip, and extends from both ends of the head tip in the circumferential direction and the axial direction, and is individually connected to the pair of slot conductors. The protruding end portions are formed at a pair of end oblique portions extending in the circumferential direction and the axial direction from the pair of slots, and at the tip of the end oblique portion. In the U-shaped segment sequential joining stator coil of the rotating electrical machine comprising the end tip part joined to the tip of the end skew part of the different U-shaped segment, the substantially U-shaped head tip part Is a method of manufacturing a U-shaped segment sequentially joined stator coil of a rotating electrical machine that is inclined in the direction of deployment of the head skew portion by a predetermined head tip oblique angle with respect to the radial direction,
After the substantially U-shaped head tip portion of the U-shaped segment is inclined by the head head tip oblique angle in the circumferential direction of the stator core, the head skew portion planned portion and the slot conductor portion planned A slot conductor portion planned portion and the projected end portion planned portion of the pair of leg portions of the U-shaped segment including a portion and the projected end portion planned portion are inserted into the slot, and the slot conductor portion planned portion is inserted. In the slot and the slot conductor portion, the projected end portion projected from the slot and the projected end portion,
Further, an undeveloped segment for producing an undeveloped segment, which is a U-shaped segment before deployment, having a substantially U-shaped U-shaped portion and a pair of straight portions extending in parallel from both ends of the U-shaped portion. A plurality of rotating rings capable of coaxial relative rotation are prepared in the manufacturing process, and the rotating ring different in the slot conductor portion planned portion to be the slot conductor portion among the pair of straight portions of the undeployed segment The slot conductor portion planned portion is displaced in the circumferential direction by rotating the rotating ring by a predetermined angle while holding the unrolled segment by unfolding the head skew portion planned portion in the circumferential direction. A head unfolding step for forming a semi-deployed segment, and the slot conductor portion planned portion and the protruding end portion planned portion of the pair of straight portions of the semi-developed segment; After passing through the lot, the protruding end portion that is a portion protruding from the slot of the straight portion of the semi-expanded segment is developed in the circumferential direction to transform the semi-expanded segment into an expanded U-shaped segment, Thereafter, a protruding end part connecting step of connecting a pair of protruding end parts adjacent to each other in the radial direction, and before the head expanding process or simultaneously with the head expanding process, the head tip And a head tip portion pre-twisting step of pre-twisting the head portion by the head tip portion oblique angle.
[0022]
In this way, it is possible to employ the conventional simultaneous deployment technology of the head skew portion of the U-shaped segment using the relative rotation ring, which is an excellent U-shaped segment manufacturing technology. The above-mentioned effects can be achieved while suppressing complication. Moreover, the amount of twist (deployment amount) in the circumferential direction of the head skew portion can be reduced.
[0023]
  Claim 5The described inventionClaim 4In the manufacturing method of the U-shaped segment sequential joining stator coil of the rotating electrical machine described above, the head tip pre-twisting step is completed before the head unfolding step is started. In this way, the torsion of the substantially U-shaped head tip that requires a greater force than the torsion of the head skew part can be performed independently of the torsion of the head skew part. Compared with the case where the twisting of the head portion of the substantially U-shaped head is performed together with the twisting (development) of the head skew portion, the operation becomes easier.
[0024]
(Other aspects)
As a specific manufacturing method for twisting the head tip, various known mechanical twisting techniques can be employed as described in the following examples, for example. The twisting of the tip of the head (ie, the pre-twisting process described above) may be performed together with the twisting of the head skewing part (ie, the above-described head unfolding process), and in this case, the same Since a twisting device can also be used, the manufacturing operation is simplified. The pre-twisting step and the head unfolding step may be performed at the same time. Alternatively, the head unfolding step may be performed after the pre-twisting step is completed. You may implement a process. The pre-twisting process may be performed for each segment by a press molding technique before the head expanding process, or may be performed using a known relative rotation ring for the head expanding process, or this head expanding process. It may be carried out simultaneously using a twisting device dedicated to the pretwisting process that is integral with or separate from the relative rotation ring device. In addition, when twisting the substantially U-shaped head tip, the head skew portion may be held and the substantially U-shaped head tip may be twisted. It is also possible to fix the central portion of the head and to expand the tips of the pair of head skew portions in opposite directions.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an example of a rotating electrical machine for a high-voltage vehicle having a U-shaped segment sequential joining type stator coil according to the present invention will be described based on each embodiment shown in the drawings. FIG. 1 is an axial sectional view of this rotating electrical machine used as a traveling motor for generating traveling power of a vehicle. However, the coil end portion of the stator coil is schematically shown. FIG. 2 is a perspective view of a U-shaped segment forming a part of the stator coil, and FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a state in which the U-shaped segment is accommodated in the slot.
(Description of overall configuration)
In FIG. 1, the travel motor has a stator core 1, a rotor 2, a stator coil 3, a housing 4, and a rotating shaft 7. The stator core 1 is fixed to the inner peripheral surface of the peripheral wall of the housing 4, and the stator coil 3 is wound around each slot of the stator core 1. The rotor 2 is an IPM type rotor that is fixed to a rotating shaft 7 that is rotatably supported by the housing 4, and is disposed inside the stator core 1. The stator coil 3 is a three-phase armature winding, and is fed from a three-phase inverter fed from an external battery of about 300V.
[0026]
This travel motor is a permanent magnet type three-phase brushless DC motor (synchronous motor) that generates travel power for a secondary battery car, a fuel cell car, or a hybrid car, but the rotor structure is replaced with various known types. Is possible. Since such various types of synchronous machines are well known, description thereof will be omitted.
(Description of stator coil 3)
The stator coil 3 inserts a predetermined number of U-shaped segments (also referred to as U-shaped segment sets) 33 shown in FIG. 2 into each slot of the stator core 1 from one side of the stator core 1, and each U-shaped segment 33 extends from the slot. The protruding end portion of the U-shaped segment 33 protrudes to the other side of the stator core 1 by the required length, and the protruding end portion of each U-shaped segment 33 is twisted in the circumferential direction by a substantially electrical angle π / 2. The tip end portion (joint portion or end tip portion) of the end portion is welded in a predetermined combination. The U-shaped segment 33 has a long plate U-shape covered with a resin film except for a welded portion, that is, a tip end portion (end tip portion) of the protruding end portion. This type of U-shaped segment sequential joining type stator coil itself is no longer known as described above.
[0027]
Details of the U-shaped segment 33 will be described in more detail.
[0028]
One U-shaped segment 33 includes a substantially V-shaped head, a pair of slot conductors that extend linearly from both ends of the head and housed in the slots, and from the ends of both slot conductors, respectively. This is a segment set consisting of one large U-shaped segment 331 and one small U-shaped segment 332 each having a pair of extending protruding ends. The stator coil 3 includes a first coil end portion (head side coil end) 311 that exists in a ring shape as a whole on one side of the stator core 1, and a second that exists in a ring shape as a whole on the other side of the stator core 1. It is divided into a coil end (end side coil end) portion 312 and a slot conductor portion existing in the slot. That is, in FIG. 1, the head-side coil end 311 is configured by the head of each U-shaped segment 33, and the end-side coil end 312 is configured by the protruding end of each U-shaped segment 33. .
[0029]
In FIG. 1, four sets of U-shaped segment sets 33 are sequentially inserted in the radial direction. 3301 is the head of one U-shaped segment set 33 of the U-shaped segment set group S1 at the innermost radial direction, 3302 is one U-shaped of the second U-shaped segment set group S2 counted from the radially inner side 3303 is the head of one U-shaped segment set 33 of the third U-shaped segment set group S3 counted from the inner side in the radial direction, 3302 is the U-shaped segment at the outermost radial direction. The heads of one U-shaped segment set 33 in the set group S3 and four heads arranged in order in the radial direction constitute the head-side coil end 311 described above. However, in FIG. 1, for simplification of illustration, the end side coil end 312 shows only a total of eight (four pairs) protruding end portions arranged in the radial direction of the two U-shaped segment set groups.
(Description of U-shaped segment 33)
The U-shaped segment 33 will be described with reference to FIG.
[0030]
The U-shaped segment 33 has a large large U-shaped segment (also referred to as a large U-shaped segment or a large curved segment) 331 and a small small U-shaped segment (also referred to as a small-circular U-shaped segment or small curved segment) 332. is doing. The large U-shaped segment 331 and the small U-shaped segment 332 surrounded by the large U-shaped segment 331 are referred to as a U-shaped segment set 33.
[0031]
In the large U-shaped segment 331, 331a and 331b are slot conductor portions, 331c is a head portion, 331f and 331g are protruding end portions. Since the leading end portions 331d and 331e of the protruding end portions 331f and 331g are joint portions, they are also referred to as end tip portions or joint portions. The slot conductor portion 331a is referred to as an innermost slot conductor portion, and the slot conductor portion 331b is referred to as an outermost slot conductor portion.
[0032]
In the small U-shaped segment 332, 332a and 332b are slot conductor portions, 332c is a head portion, 332f and 332g are protruding end portions. Since the leading end portions 332d and 332e of the protruding end portions 332f and 332g are joint portions, they are also referred to as end tip portions or joint portions. The slot conductor portion 332a is referred to as a middle inner layer slot conductor portion, and the slot conductor portion 332b is referred to as a middle outer layer slot conductor portion.
[0033]
The symbol 'indicates the same portion as the portion without the symbol' of the large U-shaped segment or the small U-shaped segment (not shown). Accordingly, in FIG. 2, the joint portion 331 d and the joint portion 332 d ′ that are adjacent to each other in the radial direction are welded, the joint portion 332 d and the joint portion 331 d ′ that are adjacent to each other in the radial direction are welded, and are adjacent to each other in the radial direction. The joint portion 332e and the joint portion 331e ′ are welded.
[0034]
In FIG. 2, when the innermost slot conductor portion 331a and the innermost slot conductor portion 332a are accommodated in a predetermined slot of the rotor core 71, the outermost slot conductor portion 331b of the same U-shaped segment 331,332 is shown. The slot conductor portions 332b in the middle and outer layers are accommodated in slots that are separated from the predetermined slot by a substantially predetermined odd-numbered magnetic pole pitch T (for example, one magnetic pole pitch (electrical angle π)). The head portion 332 c of the small U-shaped segment 332 is disposed so as to be surrounded by the head portion 331 c of the large U-shaped segment 331.
(U-shaped segment set arrangement in the slot)
The arrangement state of the U-shaped segment set of the slot is shown in FIG.
[0035]
Reference numeral 35 denotes a slot. Sixteen conductor housing positions P1 to P16 are set in the slot 35 in the radial direction, and one slot conductor portion is housed in each of the conductor housing positions P1 to P16. In each slot 35, four sets of U-shaped segment set groups S1 to S4 are sequentially accommodated in the radial direction, the conductor accommodating positions P1 to P4 are U-shaped segment set groups S1, and the conductor accommodating positions P4 to P8 are U. The character-shaped segment set group S2, the conductor accommodating positions P9 to P12 accommodate the U-shaped segment set group S3, and the conductor accommodating positions P13 to P16 accommodate the U-shaped segment set group S4. Each of the U-shaped segment set groups S1 to S4 includes a large number of U-shaped segments 33 arranged in the circumferential direction.
[0036]
  The innermost U-shaped segment set group S1 will be described in detail as an example. The innermost slot conductor portion 331a is disposed on the radially innermost side of the slot 35 of the stator core 32. Slot conductor portions 332a, middle and outer layer slot conductor portions 332b ', and outermost layer slot conductor portions 331b' are arranged in this order. Eventually, each slot 35 accommodates four slot conductor portions in four layers and one row. In FIG. 3, the slot conductor portion 332b ',331b'Belongs to the large U-shaped segment 331 having the slot conductor portions 332 a and 331 a and the large U-shaped segment 331 and the small U-shaped segment 332 different from the small U-shaped segment 332. It goes without saying that the other U-shaped segment sets S2 to S4 have the same arrangement and configuration as described above. FIG. 4 shows a state in which a U-shaped segment (U-shaped segment set) 33 including a large U-shaped segment 331 and a small U-shaped segment 332 is inserted into the slot 35.
(Description of configuration of three-phase stator coil)
The connection of the three-phase stator coils by the U-shaped segment set groups S1 to S4 arranged in four sets in the radial direction will be described below with reference to FIG. FIG. 5 shows a U-phase coil.
[0037]
There are 9 slots per magnetic pole pitch (in-phase 3 slots, 3 phases), 12 poles, and 108 slots. The adjacent three slots constitute a common mode slot group to which a common phase voltage is applied. As described above, 16 conductor housing positions P1 to P16 are formed in one slot in the radial direction, and one slot conductor portion is housed in each conductor housing position.
[0038]
The U-shaped segment set group S1 accommodated in the first to fourth fourth conductor accommodation positions P1 to P4 counted from the radially innermost side of each slot is connected by wave winding or the like to connect the first partial phase coil. Three are formed for each phase. U11, U21, and U31 shown in FIG. 5 are the first partial phase coils. Partial phase coils U11, U12, U13 are accommodated in different slots among the three slots constituting the adjacent in-phase slot group.
[0039]
The U-shaped segment set group S2 accommodated in the fifth to eighth fourth conductor accommodation positions P5 to P8 counted from the innermost radial direction of each slot is connected by wave winding or the like to connect the second partial phase coil. Three are formed for each phase. U12, U22, and U32 shown in FIG. 5 are the second partial phase coils. The partial phase coils U12, U22, U32 are accommodated in different slots among the three slots constituting the adjacent in-phase slot group.
[0040]
The U-shaped segment set group S3 accommodated in the ninth to twelfth four conductor accommodation positions P9 to P12 counted from the radially innermost side of each slot is connected by wave winding or the like to connect the third partial phase coil. Three are formed for each phase. U13, U23, and U33 shown in FIG. 5 are the third partial phase coils. Partial phase coils U13, U23, U33 are accommodated in different slots among the three slots constituting the adjacent in-phase slot group.
[0041]
The U-shaped segment set group S4 accommodated in the fourteenth to sixteenth conductor accommodating positions P13 to P16 counted from the radially innermost side of each slot is connected by wave winding or the like so that the fourth partial phase coils are connected to each other. Three are formed per phase. U14, U24, and U34 shown in FIG. 5 are the third partial phase coils. The partial phase coils U14, U24, U34 are accommodated in different slots among the three slots constituting the adjacent in-phase slot group.
[0042]
The partial phase coils U11, U12, U13, U14 are accommodated in the first slot counted from one side in the circumferential direction among the three adjacent slots forming the in-phase slot group, and the partial phase coils U21, U22, U23, U24 are The partial phase coils U31, U32, U33, U34 are accommodated in the central slot counted from one circumferential side of the adjacent three slots forming the in-phase slot group. It is accommodated in the last slot counted from one direction.
[0043]
  The partial phase coils U11, U12, U13, and U14 are connected in order to form a series phase coil circuit U1, and the partial phase coils U21, U22, U23, and U24 are adjacent partial phase coils. The partial phase coils U31, U32, U33, and U34 are connected in order to form a serial phase coil circuit U2, and the adjacent partial phase coils are connected in order to form a serial phase coil circuit U3. The connection between these radially adjacent partial phase coils is different from each other in one of the empty conductor housing positions of the two radially adjacent partial phase coils, as is conventionally known.U-shaped segmentInsert and connect.
[0044]
For example, the partial phase coil U12 is formed in the partial phase coil U13 in the same manner as one of a pair of empty conductor housing positions formed by removing one normal U-shaped segment (preferably a large U-shaped segment). It is possible to connect the partial phase coils U12 and U13 by inserting this irregular U-shaped U-shaped segment into one of the vacant conductor accommodation positions.
[0045]
In addition, the U-shaped segment having the U-shape is inserted into one of the remaining empty conductor housing positions of the partial phase coil U12 and one of the empty conductor housing positions similarly formed in the partial phase coil U11. Thus, the partial phase coils U12 and U13 can be connected.
[0046]
An odd-shaped U-shaped segment for a neutral point (may be used for a lead terminal) is inserted into the remaining empty conductor housing position of the partial phase coil U11, and similarly, the remaining empty conductor of the partial phase coil U14 is left. A deformed U-shaped segment for a lead terminal (or a neutral point may be used) is inserted into the storage position. Series phase coil circuits U1, U2, U3 are connected in parallel with both ends connected to each other to form a U-phase phase coil.
[0047]
  Hereinafter, a standard manufacturing process of a normal U-shaped segment sequential joining stator coil will be described first, and then a manufacturing process unique to this embodiment will be described.
(Standard head twisting process (head unfolding process))
First, two types of pine needle-shaped U-shaped segments (undeveloped segments) having a shape before development of a necessary number of small U-shaped segments 332 and large U-shaped segments 331 are prepared. Both the leg portions of these pine needle-like U-shaped segments extend in a straight line substantially adjacent to each other, and their heads are bent sharply. Next, the pine needle-shaped U-shaped segment is processed into a U-shaped segment so that the pair of slot conductor portions of the U-shaped segment are separated from each other by a substantially magnetic pole pitch in the circumferential direction.ToruThe step of spatially arranging (aligning in the circumferential direction) them so that the necessary number of U-shaped segments can be simultaneously inserted into the slots of the stator core is performed as follows.
[0048]
This head twisting process will be described below with reference to FIGS.
[0049]
  FIG. 6 shows a state of the U-shaped segment before the rotation ring is inserted in the head twisting process. In FIG. 6, 10 is a head twisting device, 11 is a small ring, 12 is a large ring, and both rings 11 and 12 are coaxially arranged so as to be relatively rotatable. Large ring12Are provided with a pair of holes 121 and 122 arranged in the radial direction at a predetermined pitch in the circumferential direction.11Are provided with a pair of holes 111 and 112 aligned with the holes 121 and 122 in the radial direction at equal circumferential pitches. Each hole may be a bottomed recess or hole. Hole 111, 112, 121, 122Are arranged in a row in the radial direction. Both slot conductors of the large U-shaped segment (large U-shaped segment) 331 are inserted into the innermost hole 111 and the outermost hole 122, and both the small U-shaped segment (small U-shaped segment) 332 are inserted. The slot conductor portion is inserted into the outer hole 112 of the innermost hole 111 and the inner hole 121 of the outermost hole 122.
[0050]
FIG. 7 shows a state in which all the large U-shaped segments 331 and all the small U-shaped segments 332 are inserted into the holes 111, 112, 121, 122 of the small ring 11 and the large ring 12. In FIG. 7, reference numeral 16 denotes a head pressing plate disposed in the axial direction above the small ring 11 and the large ring 12. On the lower end surface of the head pressing plate 16, a pair sandwiching a pair of the top of the head of the large U-shaped segment 331 and the top of the head of the small U-shaped segment 332 at the same circumferential position from both sides in the circumferential direction. Claw portion 160 (only one is shown). That is, after each U-shaped segment 33 is inserted into the holes 111, 112, 121, 122, the holding plate 16 descends, and each pair of claw portions 160 of the large U-shaped segment 331 at the same position in the circumferential direction. The top of the head and the top of the head of the small U-shaped segment 332 are sandwiched from both sides in the circumferential direction.
[0051]
The surface of the claw portion 160 that contacts the segment extends in the radial direction and the axial direction, and the radial width of the claw portion 160 is larger than the interval between the two slot conductor portions of the small U-shaped segment 332. It is formed small. Therefore, the claw portion 160 is a plate-like protrusion that protrudes downward in the axial direction from the lower surface of the head pressing plate 16.
[0052]
Thereafter, the large ring 12 and the small ring 11 are rotated in opposite directions by a half magnetic pole pitch with respect to the stationary head pressing plate 16. Thereby, the two legs of all the U-shaped segments 33 are developed in the circumferential direction by one magnetic pole pitch in the circumferential direction. When the rings 11 and 12 are rotated, the tops of the heads of the U-shaped segments 33 are displaced axially downward (rings 11 and 12) toward the rings 11 and 12 as the rings 11 and 12 rotate. The head pressing plate 16 is displaced in the axial direction accordingly. Reference numeral 17 denotes a regulating plate that regulates the large U-shaped segment 331 and the small U-shaped segment 332 so as not to fall deeply. The restriction plate 17 is divided into an outer restriction plate on which two radially outer legs are placed and an inner restriction plate on which two radially inner legs are placed. The outer restriction plate may be fixed to the ring 12 and rotated integrally with the ring 12.
[0053]
Next, the small ring 11 and the large ring 12 are separated from the U-shaped segments 33 while the U-shaped segments 33 are held by the head pressing plate 16.
[0054]
  FIG. 21 shows the shape of the large U-shaped segment 331 with the head expanded in this way as viewed from the axial head side. This is as already described as the conventional segment head shape.
(Standard end insertion process)
next,Small U-shaped segment332 is extracted from the ring with both holes, and as shown in FIG. 4, the middle and inner layer positions (second position counted from the radial inner side) and the middle and outer layer positions (counted from the radial inner side) of the slot 35 of the stator core 1. Through the third position)Large round U-shaped segment331 is extracted from the ring with both holes and inserted into the innermost layer position (first position counted from the radial inner side) and outermost layer position (fourth position counted from the radial inner side) of the slot 35 of the stator core 1. To do. At this time, each U-shaped segment can be inserted into each slot 35 at a time by holding each U-shaped segment with the head pressing plate 16 so as not to be separated. Thereafter, the head pressing plate 16 is removed. Similarly, the other segment set 33 is also inserted into another conductor accommodation position of the slot 35 of the stator core 1.
[0055]
  The above mentionedSmall U-shaped segment332,Large round U-shaped segmentThe process up to insertion into the slot 35 of the stator core 331 is not limited to the above, and various other processes can be employed.
(Standard end twisting process)
A process for twisting the end of the U-shaped segment 33 inserted through the slot as described above will be described below.
[0056]
In this embodiment, an end 331 g (also referred to as an outer layer side end) connected to the outermost layer slot conductor portion 331 b of the large U-shaped segment 331 is twisted to one side in the circumferential direction, and the innermost layer slot of the large U-shaped segment 331 is formed. An end portion 331f (also referred to as an inner layer side end portion) connected to the conductor portion 331a is twisted to the other side in the circumferential direction. An end portion 332f (also referred to as an inner layer side end portion) connected to the middle and inner slot conductor portions 332a of the small U-shaped segment 332 is twisted to one side in the circumferential direction, and the slot conductor portion 332b of the middle and outer layers of the small U-shaped segment 332 is formed. An end portion 332g (also referred to as an outer layer side end portion) connected to is twisted to the other side in the circumferential direction. The total circumferential twist amount of the conductor portions 331f and 332f is one magnetic pole pitch, and the total circumferential twist amount of the conductor portions 331g and 332g is one magnetic pole pitch.
[0057]
The twisting process of the U-shaped segment set including the large U-shaped segment 331 and the small U-shaped segment 332 will be described in more detail with reference to FIGS. FIG. 8 is a schematic longitudinal sectional view of the stator coil twisting device 5, and FIG. 9 is a sectional view taken along the line AA in FIG.
[0058]
First, the configuration of the stator coil twisting device 5 will be described.
[0059]
  The stator coil twisting device 5 includes a work receiver 51 that receives the outer periphery of the stator core 1.Stator core 1A clamper 52 that regulates and holds the movement in the radial direction ofStator core 1Work holder 53 to prevent the lifting ofStator core 1The torsion shaping portion 54 for twisting the protruding leg portion of the U-shaped segment 33 protruding from one end of the U-shaped segment 33, the elevating shaft 54a for driving the torsion shaping portion 54 in the axial direction, and the torsion shaping portion 54 being rotationally driven in the circumferential direction Rotation drive mechanisms 541a to 544a, a lift drive mechanism 54b for moving the lift shaft 54a in the axial direction, and a controller 55 for controlling the rotation drive mechanisms 541a to 544a and the lift drive mechanism 54b.
[0060]
In the twist shaping section 54, four cylindrical twist jigs 541 to 544 arranged concentrically are arranged with their front end surfaces aligned. Each of the twisting jigs 541 to 544 can be independently rotated by the rotation drive mechanisms 541a to 544a, and can be lifted and lowered simultaneously by raising and lowering the lifting shaft 54a by the lifting drive mechanism 54b.
[0061]
As shown in FIG. 9, the tips (joining portions) of the end portions 331 f, 331 g, 332 f, and 332 g of the inserted U-shaped segment 33 are held on the tip surfaces of the twisting jigs 541 to 544. U-shaped segment insertion portions 541b to 544b are formed. The U-shaped segment insertion portions 541b to 544b are formed side by side in the circumferential direction of the twisting jigs 541 to 544 by a number equal to the total number of slots 35 of the stator core 1.
[0062]
As shown in FIG. 9, the U-shaped segment insertion portions 541b to 544b include partition walls 541c to 544c, 542d, and 543d for preventing communication between the U-shaped segment insertion portions 541b to 544b adjacent to each other in the radial direction. Is provided. The thicknesses of the partition walls 541c to 544c, 542d, and 543d are the distance d1 formed by the partition walls 541c and 542c between the first layer and the second layer, counted from the outside in the radial direction, and between the third layer and the fourth layer. The distance d2 formed by the partition walls 542d and 543d between the second layer and the third layer is set to be larger than the distance d3 formed by the partition walls 543c and 544c.
[0063]
Next, the operation of the stator coil twisting device 5 will be described.
[0064]
  A U-shaped segment 33 is disposed in the slot 35.Stator core 1Is set on the work receiver 51. next,Stator core 1Is fixed to the clamper 52. After that, with the work holder 53Stator core 1By pressing the upper part of the head and the head 331c of the large U-shaped segment 331,Stator core 1And the vertical movement of the U-shaped segment 33 is restricted.
[0065]
  U-shaped segment 33 is placedStator core 1Is fixed by the clamper 52 and the workpiece receiver 53, and then the twist shaping portion 54 is raised by the lifting shaft 54a, and the U-shaped segments are inserted into the U-shaped segment insertion portions 541b to 544b formed in the respective twisting jigs 541 to 544. 33 end portions 331f, 331g, 332f, 332g are inserted.
[0066]
Only the tips of the end portions 331f, 331g, 332f, and 332g of the U-shaped segment 33, that is, the portions to be joined later, can be inserted into the U-shaped segment insertion portions 541b to 544b. Since the end portions 331f, 331g, 332f, and 332g of the U-shaped segment 33 are formed in a tapered shape, they can be smoothly inserted into the U-shaped segment insertion portions 541b to 544b.
[0067]
After inserting the end portions 331f, 331g, 332f, and 332g of the U-shaped segment 33 into the U-shaped segment insertion portions 541b to 544b of the twist shaping portion 54, the twist shaping portion 54 includes the rotation drive mechanisms 541a to 544a and the elevation drive. It is turned up and down by the mechanism 54b.
[0068]
Next, the rotation of the twist shaping unit 54 will be described.
[0069]
The twisting jig 541 and the jig 543 are rotated clockwise by a first angle, and the twisting jig 542 and the twisting jig 544 are rotated counterclockwise by a second angle. At this time, the magnitudes of the first angle and the second angle may not be equal, and the sum of both may be a required slot pitch.
[0070]
After that, ascending / descending drive is performed so as to keep the length of the end portion 331f, 331g, 332f, 332g of the U-shaped segment 33 from the outlet of the slot 35 to the inlet of the U-shaped segment insertion portions 541b to 544b constant. The twist shaping section 54 is raised while rotating while controlling the mechanism 54b and the rotation drive mechanisms 541a to 544a. At this time, it is preferable that the end portions 331f, 331g, 332f, and 332g of the U-shaped segment 33 rise while rotating so as to draw an arcuate locus. The twist drawing the arc-shaped locus is preferably performed up to an angle exceeding a predetermined amount from the angle corresponding to the half magnetic pole pitch (T / 2) in order to prevent deformation of the U-shaped segment 33 due to the spring back.
[0071]
  Thereafter, the elevating drive mechanism 54b and the rotary drive mechanisms 541a to 544a are rotated in the direction opposite to that in the previous step and lowered. In this manner, the twisting process of the U-shaped segment 33 is completed, the twist shaping portion 54 is lowered, and the end portions of the U-shaped segment 33 from the U-shaped segment insertion portions 541b to 544b of the twisting jigs 541 to 544 Remove 331f, 331g, 332f, 332g. The twist shaping section 54 from which the U-shaped segment 33 is removed is rotated by the rotation driving mechanisms 541a to 544a and returned to the original position. Finally, the clamper 52 and the work holder 53 were removed, and the U-shaped segment 33 was twisted.Stator core 1Is taken out.
[0072]
After all, in this twisting process, first, the end of the U-shaped segment 33 is rotationally displaced only in the circumferential direction to tilt the U-shaped segment 33 in the circumferential direction, and then the end of the U-shaped segment 33 is moved in the circumferential direction. The U-shaped segment 33 is tilted deeply by being displaced in the axial direction, and then the U-shaped segment 33 is excessively displaced by displacing the end of the U-shaped segment 33 in the circumferential direction and the axial direction beyond a predetermined processing amount. This is performed by inclining deeply and then returning the end of the U-shaped segment 33 to a predetermined processing amount.
[0073]
  Twist shaping part 54Stator core 1In contrast to the circumferential direction, it also moves relative to the axial direction. Therefore, of the end portions 331f, 331g, 332f, and 332g of the U-shaped segment 33, the portion from the exit of the slot 35 to the entrance of the U-shaped segment insertion portions 541b to 544b, that is, the end portions 331f, 331g, 332f, The end portions 331f, 331g, 332f, and 332g of the U-shaped segment 33 are arc-shaped so that the length obtained by subtracting the lengths of the end portions (joint portions) 331d, 331e, 332d, and 332e from 332g is kept constant. Thus, the U-shaped segment 33 can be prevented from coming out of the U-shaped segment insertion portions 541b to 544b.
[0074]
Further, only the end tips (joining portions) 331d, 331e, 332d, and 332e of the U-shaped segment 33 are inserted into the U-shaped segment insertion portions 541b to 544b, and the U-shaped segment is the same as described above. 33 does not slip out of the U-shaped segment insertion portions 541b to 544b.
(Standard welding process)
The standard welding process to be performed next will be described below. This process is essentially the same as before.
[0075]
  After twisting the end of the U-shaped segment, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the tip end portions (joint portions) of the first and second layers are welded from the radially inner side, and the radially inner side From the third layer and the fourth layer end tip (joint) is welded,Stator coil 3Is completed. Arc welding is used for welding.
(Further explanation of head expansion process)
With reference to FIG. 10, the head twisting process (head expanding process) will be further described. This step includes a step of tilting the head coil end outward in the radial direction of the stator core.
[0076]
  1000 is6 and 7The head twisting apparatus that performs basically the same head twisting process as the head twisting apparatus shown in FIG. 1 and the basic operation is the same, and only the differences will be described below. In this embodiment, only the shape of the head pressing plate 16 is6 and 7Different from the ones.
[0077]
The head pressing plate 16 in this embodiment has a ring-shaped groove 161 into which the head of a U-shaped segment set composed of a large U-shaped segment 331 and a small U-shaped segment 332 is inserted.
[0078]
  The groove 161 isFIG.2 has an inner tapered surface 162 formed of a truncated conical surface, a cylindrical peripheral wall portion 163 is formed on the radially outer side of the groove portion 161, and a bottom portion of the groove portion 161 (FIG.In the upper part), claw portions for sandwiching the head portion of the U-shaped segment set in the circumferential direction hang down on both sides of each head portion.
[0079]
The head machining operation in this embodiment will be described below.
[0080]
  First, the U-shaped segment setFIG.As shown in FIG. 4, at the boundary position between the head portion 1001 and the slot conductor portion 1002 which are head coil ends.FIG.After bending to a certain extent to the shape shown in Fig. 1, the head end of each U-shaped segment set is inserted into the groove 161 so that the planned head portion 1001 faces radially outward, and is inserted into the gap between the claws 16 To do. The slot conductor portion planned portion 1002 is inserted into the rings 11 and 12. next,6 and 7The head pressing plate 16 is lowered while the rings 11 and 12 are rotated in the reverse direction, as in the case of the apparatus.
[0081]
  At the time of the lowering, the head of the U-shaped segment set in the groove 161 is inclined, so that the head of the small U-shaped segment 332 tries to protrude outside the head of the large U-shaped segment 331. . But,FIG.Then, the inner tapered surface 162 restricts the heads of the large U-shaped segment 331 and the small U-shaped segment 332 from falling inward in the radial direction, and the peripheral wall portion 163 has the large U-shaped segment 331 and the small U-shaped segment. In order to restrict the 332 head from falling in the radial direction, the inclination angle of the U-shaped segment set is secured, and the head diameter of the small U-shaped segment 332 from the head of the large U-shaped segment 331 The protrusion to the direction can be satisfactorily suppressed.
[0082]
  In this embodiment,FIG.As shown in FIG. 4, the head inclination angle of the U-shaped segment set before deployment is not as inclined as the inclination angle of the inner tapered surface 162 when the axial direction is a reference, but the U-shape before deployment. The head portion inclination angle of the segmented segment set is set to be substantially equal to the inclination angle of the inner tapered surface 162 when the axial direction is used as a reference,FIG.In this apparatus, only head twisting (deployment) processing may be performed. Further, when this inner tapered surface 162 is used, the head portion 1001 is twisted along the inner tapered surface 162 when viewed in the radial direction, so that the skewed portion of the head-side coil end 311 is completed. Thus, the effect of not deviating radially inward from the inner peripheral surface of the stator core 1 can be expected.
(Description of the shape of the head side coil end 311 which characterizes this embodiment)
  Next, the shape of the head side coil end 311 which characterizes this embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 11 shows a developed shape when the U-shaped segment 100 corresponding to one large U-shaped segment 331 inserted through a stator core (not shown) is viewed from the axial head side. The horizontal direction of the page isRadial directionThe vertical direction of the page isCircumferential directionIs shown. For the sake of easy understanding, the same reference numerals as those shown in FIG. 21 are used. Reference numeral 100 denotes a U-shaped segment that has been developed in the head portion, 101 denotes a substantially U-shaped head tip portion, 102 and 103 denote head skew portions, and 104 and 105 denote slot conductor portions. As described above, the U-shaped head tip portion 101 and the substantially straight head skew portions 102 and 103 constitute the head of the segment referred to in the present invention. U-shaped segment 100A pair ofThe slot conductor portions 104 and 105 are accommodated in different conductor accommodation positions in two slots separated by approximately one magnetic pole pitch (electrical angle π) in the circumferential direction. In FIG. 10, the slot conductor portion 104 is accommodated in the radially innermost (first) conductor accommodating position, and the slot conductor portion 105 is accommodated in the radially outermost (fourth) conductor accommodating position, and is also referred to as a large curved segment.
[0083]
The U-shaped segment 100 shown in FIG. 11 is characterized in that the head tip portion 101 is inclined in the direction of deployment of the head skew portions 102 and 103 by a predetermined head tip tilt angle θ with respect to the radial direction. It is a point. Naturally, the amount of development in the circumferential direction of the head skew portions 102 and 103 is reduced by this inclination of the head tip portion 101.
[0084]
In this way, the radius of curvature of the segments can be increased at the shoulders 106 and 107, which are the boundaries between the substantially U-shaped head tip portion 101 and the head skew portions 102 and 103. The tensile stress and the compressive stress of the insulating resin film in the shoulder portions 106 and 107 can be reduced, and the damage and the deterioration of the electrical insulation performance can be reduced. In addition, since the total extension distance of the head of the U-shaped segment 100 can be shortened, it is possible to reduce the electrical resistance and leakage inductance of the head-side coil end, thereby realizing a reduction in heat generation and an increase in output. Further, since the cooling air passage in the head side coil end can be enlarged by the volume reduction of the head side coil end, cooling of the head side coil end can be improved.
[0085]
Next, various methods for imparting an inclination (twist) to the head tip portion of the U-shaped segment 100, that is, the head tip pre-twisting step referred to in the present invention will be described below. The pre-twisting referred to in this specification means a process of twisting the head tip part ahead of the head skew part (including a case where the head tip part is inclined in the circumferential direction). Say processing.
(First method)
The first method will be described below with reference to FIGS.
[0086]
This method is one of the methods for performing the head tip pre-twisting process before the head unfolding process, and more specifically, before this pre-twisting is inserted into the rotating ring for the head unfolding process. This is one of the methods performed on undeveloped U-shaped segments. In this method, the head tip portion 101 of the U-shaped segment 100 is pre-press-molded (by performing the head tip pre-twisting step in advance), so that the head tip portion is preliminarily shown in FIG. Twist to give the head tip oblique angle θ.
[0087]
The head end portion 101 of the U-shaped segment 100 is sandwiched in the circumferential direction by a pair of claw portions 160, and both slot conductor portions 104 and 105 are individually held by the pair of rotating rings (not shown) described above. Then, by rotating these rotating rings relative to each other (by performing the head unfolding step), the heads shown in FIG. A U-shaped segment 100 with the tip 101 pre-twisted can be obtained.
[0088]
Therefore, in this method, the pair of claw portions 160 needs to be inclined with respect to the radial direction as shown in FIG. 13 so that the head tip portion 101 inclined in advance can be held. If the inclined head end portion 101 can be fitted between the pair of claw portions 160, the surface 1600 of the pair of claw portions 160 contacting the head end portion 101 may extend in the radial direction. .
[0089]
Since each slot of the stator core accommodates the U-shaped segment 100 having the same shape of the head, the head of the U-shaped segment 100 to be accommodated in one slot is inclined as described above. In this case, when the amount of inclination becomes large, there arises a problem that it is disturbed by the inclination of the head of the U-shaped segment 100 to be accommodated in the slot adjacent to this one slot, that is, interferes with each other. The possible inclination amount (head head portion oblique angle) of the head tip portion 101 of the U-shaped segment 100 with the head tip portion 101 tilted is such that the circumferential width of the head tip portion 101 after tilting is 1 slot pitch. This is achieved by not exceeding.
(Second method)
The second method will be described below with reference to FIGS. This method is one of the methods for performing the head tip pre-twisting step simultaneously with the head unfolding step.
[0090]
In this method, the head tip portion 101 of the U-shaped segment 100 when undeployed extends in the radial direction (radial direction in the stator core into which the U-shaped segment is inserted thereafter) as in the prior art, as shown in FIG. Exist. However, the pair of claws 160 sandwiching the head tip 101 in the circumferential direction is pivotally supported on the lower surface of the head pressing plate 16 shown in FIG. Reference numeral 1602 denotes a pivot axis of the claw portion 160. However, a stopper (not shown) is provided on the lower surface of the head pressing plate 16 to prohibit the rotation of the claw portion 160 beyond a certain angle (head tip oblique angle). In this way, when the rotating rings 11 and 12 shown in FIG. 7 are rotated relative to each other, the claw portion 160 is rotated up to the head end portion oblique angle defined in advance by the stopper. Twist (inclination) can be applied to the head tip 101 by the unfolding process.
(Third method)
The third method will be described below with reference to FIGS. This method is one of the methods for performing the head tip pre-twisting process before the head expanding process.
[0091]
In this method, first, a head tip pre-twisting step for pre-twisting (inclining) the head tip 101 is performed, and then the head-sloped portions 102 and 103 are deployed in the circumferential direction. Perform the process.
[0092]
First, in the head unfolding device shown in FIGS. 7 and 8, the portions (head oblique portions planned) that become the head skew portions 102 and 103 of the undeveloped U-shaped segment 100 (segments 331 and 332 in FIG. 7). Deeply into the holes) 111, 112, 121, 122 of the rotating rings 11, 12. Therefore, in this state, only the head end portion 101 protrudes above the rotating rings 11 and 12. In this state, the rotation rings 11 and 12 are relatively rotated by the oblique angle of the head tip portion. As a result, the portions that should become the head skew portions 102 and 103 are accommodated in the rotating rings 11 and 12, so the head tip 101 is pre-twisted in the circumferential direction and the head tip 101 is placed on the head A tip bevel is provided and the head tip pre-twisting process is completed. At this time, the claw part 160 may hold | maintain the top part of a head front-end | tip part, or does not need to hold | maintain.
[0093]
Next, portions of the U-shaped segment 100 (segments 331 and 332 in FIG. 7) to be the head oblique portions 102 and 103 are extracted from the rotating rings 11 and 12, and the rotating rings 11 and 12 are further rotated relative to each other. Move. Thereby, the part which should become the head skew parts 102 and 103 of the U-shaped segment 100 (segment 331, 332 in FIG. 7) is expand | deployed in the circumferential direction, and the head expansion | deployment process said above is completed.
[0094]
(Modification)
In this method, the same device is used to pre-twist the head tip portion 101 and the head skew portions 102 and 103 are deployed, but another device may be used. However, considering the simplification of the manufacturing apparatus and work, it is most preferable to use the same apparatus.
(Fourth method)
The fourth method will be described below with reference to FIGS. This is one method for performing the head tip pre-twisting step simultaneously with the head unfolding step, and the head tip 101 is inclined only by the conventional head unfolding step shown in FIGS. A method of twisting).
[0095]
In this method, the radial width of the claw portion 160 is very narrow as shown in FIG. The radial width of the claw portion 160 is set to 1/3 or less of the total length in the radial direction of the head tip portion 101, and only the top portion (radial center portion) of the head tip portion 101 is held.
[0096]
As shown in FIG. 17, when the head unfolding step is performed while holding only the central portion of the head tip portion 101 of the undeveloped segment 100 described above under this condition by the narrow claw portion 160 according to FIG. 16, Both ends of the head tip 101 that are not sandwiched by the claw 160 are biased and inclined in the circumferential direction by the relative rotation of the rotation rings 11 and 12. Thereby, since it inclines in the circumferential direction in the both ends of the head front-end | tip part 101, an above-described effect can be show | played similarly.
(Fifth method)
The fifth method will be described below. This method is one of the methods in which the head tip pre-twisting process is performed before the head unfolding process. Before cutting to the undeveloped U-shaped segment (pine needle-shaped segment), pre-twist the head tip by bending it in the future and using this bent part as the head tip in the future. is there.
[0097]
  Alternatively, the undeveloped U-shaped segment is cut when the conductor wire (which is preferably a substantially rectangular cross section), which is a very long resin-coated conductor, is cut into treatment lengths and bent into a pine needle shape. The pre-twisting process can be performed on the planned portion that becomes the tip portion of the head. Before bending, twist the portion that should become the head tip 101 in the future of the resin-coated lead wire, or the head tip when bending the cut linear conductor wire into an undeveloped U-shaped segment Twisting (bending) the portion to be the portion 101 is preferable because it can be performed relatively easily. Naturally, in this case, it is desirable to perform the head expanding step by the method described in the first method.
(Sixth method)
  A sixth method will be described with reference to FIGS. This method is one of the methods in which the head tip pre-twisting process is performed before or after the head expanding process or simultaneously.
  1100FIG. 18 is a U-shaped segment set composed of a large U-shaped segment 331 and a small U-shaped segment 332, and FIG. 18 shows a state before the head tip portion is pre-twisted, and FIG. FIG. 20 shows a U-shaped segment set that has been pre-twisted at the head end portion.1100Is shown. In each figure, (a) is a U-shaped segment set.1100Is a schematic view when viewed from the head tip side (referred to as an axial direction in this specification), and (b) is a U-shaped segment set.1100(C) is a schematic view of the U-shaped segment set 1000 at right angles to (a) and (b) (referred to as radial direction in this specification). ).
[0098]
101 is the head tip of the large U-shaped segment 331, 102 and 103 are the head skew portions of the large U-shaped segment 331, 101 ′ is the head tip of the small U-shaped segment 332, 102 ′ and 103 'Is the head skew portion of the small U-shaped segment 332. However, in FIG. 18, the head tip portions 101 and 101 ′ have not been pre-twisted and have yet to be completed, and should be called the head tip portion, but the names are simplified. Therefore, it is called the head tip. Similarly, the head skew portions 102, 103, 102 ′, 103 ′ are developed in the circumferential direction and are not in a completed form. In order to simplify the name, it is called a head skew portion.
[0099]
  In this method, the head end portions 101 and 101 ′ are collectively held by the pair of claw portions 160 in the circumferential direction. Holding the head tip portion in the circumferential direction by the pair of claw portions 160 is essentially the same as other methods for performing the head tip portion pre-twisting process using the claw portions 160. However, in this method, U-shaped segment set1100FIG. 19 shows a pair of claws 160 centered on an intermediate point between them (corresponding to the center position of the head tip). Rotate like so. However, the claw portion 160 and the U-shaped segment set shown in FIG.1100The spatial relationship with the head is merely indicative of the height, that is, the relationship in the lengthwise direction of the head skew portion. Actually, one of the claw portions 160 is a U-shaped segment set.1100Located on the back side (back side of the paper). Thereby, the head tip part pre-twisting process in which the head tip parts 101 and 101 ′ are twisted by a predetermined inclination angle with respect to the head skew parts 102, 103, 102 ′ and 103 ′ can be performed. The claw portion 160 can be easily rotated by rotating the top plate portion shown in FIG.
[0100]
According to this embodiment, since the pre-twisting of the head tip and the unfolding of the head skew portion can be performed simultaneously, the processing time can be shortened. In addition, when the pre-twisting of the head tip is performed before the unfolding process of the head skew part, the pre-twisted head is further twisted in the subsequent unfolding process. The part from the top of the head part to the end of the head skew part bends in the shape of a "<", but interference between the conductors of the head skew part and film damage pre-twist the head tip part. Compared to when not. When a pre-twisted U-shaped conductor is inserted into the slot groove, the tip of the head, that is, the pre-twisted portion expands (deploys and tilts) in the core circumferential direction. The circumferential width of the head due to the torsion of the head is stored within one slot pitch, and mutual interference between the pre-twisted heads adjacent to each other is suppressed.
[0101]
  In the above method, each U-shaped segment set is rotated by rotating the pair of claw portions 160 respectively.1100In this case, each U-shaped segment set was twisted individually.1100The head skew section is inserted into a hole of a relative rotation ring for a head deployment process to be performed later, so as not to rotate, or fixed by a jig having a similar rotation preventing function. It is preferable to prohibit the rotation.
[0102]
  In addition, each U-shaped segment set1100Each U-shaped segment set is inserted and held in a pair of relative rotation rings for twisting the head (developing the head).1100The claw portions 160 that individually hold the tip portions of the heads may be rotated together. This simultaneous rotation can be performed, for example, by holding each claw portion 160 on the top plate portion shown in FIG. 19 so that the claw portion 160 can rotate, and providing a rotating plate for rotating each claw portion 160.
[0103]
(Modification 1)
In any case, springback due to the elasticity of the metal member is an unavoidable phenomenon in bending the metal member, and adding this springback to the twisting or unfolding by that amount is a machining process. Naturally above. However, since copper is relatively rich in plastic deformability, such a springback is relatively small. In addition, it is naturally possible to incline the head end portion 101 using a known bending technique other than that described above.
[0104]
(Modification 2)
In each method of the head tip pre-twisting process described above, the claw pinches the head tip 101 in the circumferential direction, but the head tip 101 may be held in the radial direction. The shoulders 106 and 107 of the distal end portion 101 may be sandwiched between the claw portions, and the claw portions may be rotated to impart the above inclination to the head distal end portion 101.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a vehicle travel motor according to a first embodiment.
2 is a schematic perspective view of a U-shaped segment of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a partial radial cross-sectional view of the stator core of FIG. 1;
FIG. 4 is a schematic perspective view showing a state immediately before a U-shaped segment set is inserted into a slot.
FIG. 5 is a U-phase connection diagram of a stator coil.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a state where the U-shaped segment is inserted through the ring of the head twisting device.
FIG. 7 is a schematic longitudinal sectional view of a head twisting device.
FIG. 8 is a schematic longitudinal sectional view of an end twisting device.
FIG. 9 is a plan view of a ring of the end twist device.
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a head twisting device.
FIG. 11 is a development view showing the shape of the U-shaped segment of the present invention.
FIG. 12 is a schematic diagram before development for explaining an example of a method of imparting an inclination to the head tip.
13 is a schematic diagram after development of the segment of FIG. 12;
FIG. 14 is a schematic diagram before development for explaining an example of a method of imparting an inclination to the head tip.
FIG. 15 is a schematic diagram after development of the segment of FIG. 14;
FIG. 16 is a schematic diagram before development for explaining an example of a method of giving an inclination to the head tip.
FIG. 17 is a schematic diagram after development of the segment of FIG. 16;
FIG. 18 is a process diagram for showing a method of forcibly rotating a claw part that sandwiches the head tip part as one of the methods for pre-twisting the head tip part of the U-shaped segment; It is a schematic diagram which shows the state of U-shaped segment.
FIG. 19 is a process diagram for showing a method for forcibly rotating a claw portion that holds the head tip portion as one of methods for pre-twisting the head tip portion of the U-shaped segment, It is a schematic diagram which shows.
FIG. 20 is a process diagram for showing a method of forcibly rotating a claw part that clamps the head tip part as one of the methods for pre-twisting the head tip part of the U-shaped segment; It is a schematic diagram which shows the state of U-shaped segment.
FIG. 21 is a developed schematic view showing the shape of the tip of the head of a conventional segment.
[Explanation of symbols]
1 Stator core
3 Stator coil
33 U-shaped segment (U-shaped segment set)
331 Large U-shaped segment (Large U-shaped segment)
331a, 331b Slot conductor portion of large U-shaped segment 331
331c Head of large U-shaped segment 331
331f, 331g Projection end of large U-shaped segment 331 (edge skew portion)
331d, 331e End portion of the large U-shaped segment 331
332 Small U-shaped segment (small-turn U-shaped segment)
332a, 332b Slot conductor portion of small-turn U-shaped segment 332
332c Head of small U-shaped segment 332
332f, 332g Projection end of small-turn U-shaped segment 332
332d, 332e End tip of small-turn U-shaped segment 332
35 slots
100 U-shaped segment
101 Head end
102, 103 Head skew part
104, 105 slot conductor
106, 107 shoulder
160 nails

Claims

A large number of stator coils are accommodated in slots of a stator core having an even number of conductor housing positions arranged in order in the radial direction and sequentially connected to form one turn of a phase coil of an M (M is an integer of 3 or more) phase armature coil. Having a U-shaped segment,
The U-shaped segment includes a pair of slot conductor portions that are individually accommodated in different conductor accommodation positions of the pair of slots that are spaced apart from each other by a predetermined pitch in the circumferential direction, and the slot conductor portions to one end side of the stator core. A head portion that protrudes to form a head-side coil end, and a pair of protruding end portions that protrude from the slot conductor portions to the other end side of the stator core to form an end-side coil end;
The head includes a substantially U-shaped head tip, and a pair of head skews extending in a circumferential direction and an axial direction from both ends of the head tip and individually connected to the pair of slot conductors. And consists of
The protruding end portions are a pair of end oblique portions extending in the circumferential direction and the axial direction from the pair of slots, and the ends of the different U-shaped segments formed at the tips of the end oblique portions. In the U-shaped segment sequential joining stator coil of the rotating electrical machine consisting of the end tip part joined to the tip of the part skew part,
The substantially U-shaped head distal end has a circumferential width of the head distal end portion of one slot pitch in a developing direction of the head oblique portion by a predetermined oblique angle of the head distal end with respect to the radial direction. is inclined so as not to exceed, the the pair of shoulders formed at the boundary between the head inclined parts, twists beyond,
A U-shaped segment sequential joining stator coil of a rotating electrical machine.

In the U-shaped segment sequential joining stator coil of the rotary electric machine according to claim 1 ,
A U-shaped segment sequential joining stator coil for a rotating electrical machine, characterized in that a circumferential width formed between the head end portions of the U-shaped segments adjacent to each other in the circumferential direction is within one slot pitch.

In the manufacturing method of the U-shaped segment sequential joining stator coil of the rotary electric machine of Claim 1,
After the substantially U-shaped head tip portion of the U-shaped segment is inclined by the head head tip oblique angle in the circumferential direction of the stator core, the head skew portion planned portion and the slot conductor portion planned A slot conductor portion planned portion and the projected end portion planned portion of the pair of leg portions of the U-shaped segment including a portion and the projected end portion planned portion are inserted into the slot, and the slot conductor portion planned portion is inserted. Of the U-shaped segment sequential joining stator coil of the rotating electrical machine, wherein the slot conductor portion is formed to form the slot conductor portion, and the projected end portion is projected from the slot to become the projected end portion. Production method.

A large number of stator coils are accommodated in slots of a stator core having an even number of conductor housing positions arranged in order in the radial direction and sequentially connected to form one turn of a phase coil of an M (M is an integer of 3 or more) phase armature coil. A pair of slot conductor portions individually accommodated in different conductor housing positions of the pair of slots spaced apart from each other by a predetermined pitch in the circumferential direction; and the two slot conductors. And a pair of protruding end portions projecting from one slot conductor portion to the other end side of the stator core to constitute an end side coil end. The head includes a substantially U-shaped head tip, and extends from both ends of the head tip in the circumferential direction and the axial direction, and is individually connected to the pair of slot conductors. The protruding end portions are formed at a pair of end oblique portions extending in the circumferential direction and the axial direction from the pair of slots, and at the tip of the end oblique portion. In the U-shaped segment sequential joining stator coil of the rotating electrical machine comprising the end tip part joined to the tip of the end skew part of the different U-shaped segment, the substantially U-shaped head tip part Is a method of manufacturing a U-shaped segment sequential joining stator coil of a rotating electrical machine that is inclined in a developing direction of the head oblique portion by a predetermined head tip oblique angle with respect to the radial direction,
After the substantially U-shaped head tip portion of the U-shaped segment is inclined by the head head tip oblique angle in the circumferential direction of the stator core, the head skew portion planned portion and the slot conductor portion planned A slot conductor portion planned portion and the projected end portion planned portion of the pair of leg portions of the U-shaped segment including a portion and the projected end portion planned portion are inserted into the slot, and the slot conductor portion planned portion is inserted. And the slot conductor portion, and the projected end portion projected from the slot to become the projected end portion,
Unexpanded segment manufacturing process for manufacturing an unexpanded segment, which is a U-shaped segment before expansion, having a substantially U-shaped U-shaped portion and a pair of linear portions extending in parallel from both ends of the U-shaped portion When,
A plurality of rotating rings capable of coaxial relative rotation are prepared, and among the pair of straight portions of the undeveloped segment, the slot conductor portions to be the slot conductor portions are held by the different rotating rings. By rotating the rotating ring by a predetermined angle, the slot conductor portion planned portion is displaced in the circumferential direction, the head skew portion planned portion is expanded in the circumferential direction, and the undeveloped segment becomes a semi-deployed segment. The head development process,
After inserting the slot conductor portion planned portion and the projected end portion planned portion of the pair of straight portions of the semi-deployed segment into the slot of the stator core, from the slot of the straight portion of the semi-deployed segment. The protruding end, which is the protruding portion, is developed in the circumferential direction to transform the semi-developed segment into a developed U-shaped segment, and then the tip portions of a pair of protruding ends adjacent in the radial direction are connected to each other A projecting end deployment connecting process,
Before or at the same time as the head unfolding step, simultaneously with the head unfolding step, a head tip pre-twisting step of pre-twisting the head tip by the head tip tilt angle;
The manufacturing method of the U-shaped segment sequential joining stator coil of a rotary electric machine characterized by the above-mentioned.

In the manufacturing method of the U-shaped segment sequential joining stator coil of the rotary electric machine of Claim 4,
A method for manufacturing a U-shaped segment sequential joining stator coil of a rotating electrical machine, wherein the head tip pre-twisting step is completed before the head unfolding step is started.