JP5315644B2 - 回転電機のステータコイル巻装方法及び回転電機 - Google Patents

Description

本発明は回転電機のステータコイル巻装方法及びそれにより製造された回転電機に関し、特に平角線からなる連続導体線を用いた回転電機のステータコイル巻装方法の改良に関する。

スロット占積率の向上のためには平角線導体すなわち角形断面の導体線によりステータコイルを構成することが有利である。ただ、平角線導体は通常の小断面積の丸線よりも断面積が大きくかつ変形が困難であるため、オープンスロット構造を採用したとしてもステータコア巻装作業が困難となるという問題点があった。

この問題を改善するために、平角線導体からなる１ターン分のU字形セグメント導体をスロットに軸方向に挿入した後、互いに隣接するU字セグメント導体の先端同士を溶接してステータコイルを作製する技術（SC型ステータコイル構造）が本出願人により実用化されている。

その他、互いに平行な相数分の平角線導体を順次折り返すなどしてステータコイルを周方向に展開した形状の周方向展開形状のステータコイル（折り返しステータコイルとも言う）を作成し、この折り返しステータコイルをステータコアに押し込むことが、下記の特許文献１〜３に提案されている。

本出願人の出願になる特許文献３は、電気角π（１磁極ピッチ）に相当する距離だけ離れて平行する一対の長い脚部を有するＵ字状導体（以下、ロングＵ字セグメントとも言う）を、そのＵ字状頭部側から所定位置にて脚部延在方向（ステータコア装着状態では軸方向）と直角の方向（ステータコア装着状態では周方向又は接線方向）へ１磁極ピッチづつずらした後、脚部延在方向へ折り返す処理を順次行うことにより、１相分の波巻巻線（波巻相巻線とも言う）を展開した形状の展開コイルを構成し、この展開コイルを円筒状に丸めて波巻相巻線を形成し、必要相数の波巻相巻線を互いに相間電気角に等しい所定ピッチだけ周方向へずれた状態にて配置して円筒状の多相ステータコイルを形成し、この多相ステータコイルをステータコアの径方向内側に開口する各スロットの開口（スロット開口とも言う）から各スロット内に押し込む技術（以下、折り返し型ステータコイルとも言う）を提案している。なお、上記した軸方向への折り返しは、折り畳み状に折り返されるのでは無く、板に巻き付けるように折り返される。

更に説明すると、このステータコイルの１ターンは、スロット内の径方向における所定の導体収容位置（この明細書では「層」とも言う）に収容されて互いに略１磁極ピッチ離れた一対のスロット導体部と、互いに略１磁極ピッチ離れた一対のスロット導体部同士をスロット外で結ぶ一対の渡り部とからなる。この折り返し型ステータコイルは、回転子のＮＳ極の磁極ピッチに対応して離間した２つのスロットの径方向等位置（同層と称する）のスロット導体部同士を直列接続する一個の同階層渡り部と、回転子のＮＳ極の磁極ピッチに対応して離間した２つのスロットの径方向異なる位置（異層と称する）のスロット導体部同士を直列接続する渡り部（異階層渡り部とも言う）とを有し、これらの渡り部は、固定子鉄心の軸方向両側にそれぞれコイルエンドを形成する。
特許3476416号公報 US6930426 特開２００４−８８９９３号公報

しかしながら、上記したSC型ステータコイル構造は多数の溶接箇所が生じるため製造工程が複雑化するという問題点がある。折り返しステータコイル（周方向展開形状のステータコイル）は、ステータコイルの屈曲加工は容易となるものの、平角線導体の採用によりただでさえ形状変形性が劣る周方向展開形状のステータコイルの変形性はその屈曲加工により更に低下するため、スロット挿入が更に困難となるという問題点があった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、作業性に優れた回転電機のステータコイル巻装方法及びそれにより製造された回転電機を提供することをその目的としている。

上記課題を解決する本発明は、オープンスロット構造のスロットが内周面に周方向所定ピッチで形成された円筒状のステータコアに、分布巻きのステータコイルを巻装する回転電機のステータコイル巻装方法において、前記スロットの軸方向一方側の第１開口がその軸方向他方側の第２開口よりも周方向一方側へ所定スロットピッチだけずれたスキュー構造を前記ステータコアに形成し、導体線にスロット収容部及びコイルエンド部を交互に成形することにより成形導体線を予め作成し、前記成形導体線のスロット収容部をステータコアの軸方向一方側から前記ステータコアの径方向内側に押し込み、径方向外側に移動させることにより前記成形導体線のスロット収容部を前記スロットに挿入する工程を、前記成形導体線の長尺方向一端側から他端側へ順次実施することを特徴とすることをその特徴としている。

すなわち、この発明では、成形導体線の長尺方向一端側のスロット収容部は、ステータコアの軸方向一方側から、スロットのスキューに合わせてステータコアの径方向内側に斜めに順次押し込まれた後、成形導体線の各スロット収容部をその一端側から径方向外側に順次付勢して、成形導体線の長尺方向他端側に向けて各スロットに順次挿入するため、成形導体線の各スロット収容部をステータコアの径方向内側への押し込みに際してのステータコアの変形を減らすことができるため、ステータコイルの巻装作業が大幅に容易となる。つまり、本発明では、スロットの第１開口側にセットした長尺方向一端側の成形導体線をステータコアの周方向一方側から他方側へステータコア内に順次挿入するに際して、ステータコアのスロットがその軸方向一方側の第１開口よりもその軸方向他方側の第２開口が周方向一方側にずれているため、成形導体線の挿入時の曲げをその分だけ減らすことができるわけである。

好適な態様において、少なくとも相数分の前記成形導体線にそれぞれスロット収容部及びコイルエンド部を交互に成形することにより周方向展開形状の前記ステータコイルを予め作成し、前記周方向展開形状のステータコイルのスロット収容部をステータコアの軸方向一方側から前記ステータコアの径方向内側に押し込み、径方向外側に移動させることにより前記周方向展開形状のステータコイルのスロット収容部を前記スロットに挿入する工程を、前記周方向展開形状のステータコイルの長尺方向一端側から他端側へ順次実施する。

すなわち、この態様によれば、予め作製されて曲げ剛性が増大した周方向展開形状のステータコイルでも上記と同様の理由により容易にステータコアの各スロットに順次挿入することができる。

好適な態様において、前記成形導体線は、前記スロットの周方向幅に略等しい幅をもつ平角線からなる。これによりスロット占積率を更に向上することができる。

発明を実施するための好適な実施形態

以下、本発明の好適な実施形態を説明する。ただし、本発明は下記の実施形態に限定解釈されるべきではなく、その他の技術を組み合わせて本発明の技術思想を実現してもよい。

（全体構成）
全体構成を説明する。

図１はこの発明の実施形態に係るステータコイルが巻装された車両用交流発電機を示す縦断面図である。この車両用交流発電機は、椀状のエンドフレームであるプーリ側フレーム１および反プーリ側フレーム２と、プーリ側フレーム１及び反プーリ側フレーム２に軸受け３、４を介して回転自在に支承される回転軸５と、プーリ側フレーム１から突出する回転軸５の先端部に固定されたプーリ６と、回転軸５に固定されたランデル型回転子（ロータ）７と、ロータ７を包囲する位置にてプーリ側フレーム１および反プーリ側フレーム２に挟持される固定子（ステータ）８とを備えている。

固定子８は、後述するように、円筒状の固定子鉄心（ステータコア）９と、固定子鉄心９に巻装された固定子巻線（ステータコイル）１０とにより構成されている。固定子巻線１０は、固定子鉄心９からプーリ６側に突出する第１のコイルエンド１１と、固定子鉄心９から反プーリ側に突出する第２のコイルエンド１２とを有している。

この種のランデル型回転子７をもつ車両用交流発電機は当業者に広く知られているため、これ以上の構造及び動作の説明は省略する。

（固定子８）
図２を参照して固定子８を更に詳しく説明する。

固定子鉄心９は毎極毎相２スロットをもち、固定子巻線１０は２組の３相波巻巻線からなる。固定子巻線１０はその相数に等しい複数相の相巻線により構成される。

図２は固定子巻線１０の１つの相巻線の空間配置を示すための固定子８の側面図である。一つの相巻線は、互いに電気角π離れた２つの同相スロットに順次波巻き（重ね巻きでもよい）された２つの部分コイルを、同階層渡り部をなす渡り導体部により直列接続して構成されている。

この実施形態では、固定子鉄心９は、毎極毎相２個のスロット９１を有し、ロータ７の磁極数は１６極とされている。このため、スロット９１の総数は９６である。各相巻線は、絶縁膜により被覆された通常、平角線と呼ばれる断面矩形の銅線（連続導体線）によりそれぞれ構成されている。相巻線は、スロット９１から出た後で折り返して電気角π離れた次のスロット９１に戻る。相巻線の形成、配置方法自体は、既述した本出願人の出願になる特許文献１の方法と本質的に同じとすることができるため、必要であれば特許文献１を参照されたい。

（相巻線）
図２を参照して固定子巻線１０の一つの相巻線を更に詳しく説明する。

相巻線は、固定子鉄心９のスロット９１にインシュレータを介して収容されている。図２では、一つの相巻線だけが図示されている。各相巻線はそれぞれ、スロット９１内に径方向へ順番に配置された４つの導体収容位置（階層とも呼ぶ））に分かれて収容されるスロット収容部１３と、互いに１磁極ピッチ（６スロットピッチ）離れた２つのスロット９１、９１に収容された一対のスロット収容部１３の軸方向同一側の端部同士を連ねる渡り導体部（本発明で言う異階層渡り部）１４とからなる巻線帯と、巻線帯の端部を構成する各導体線の端部のうち同相の一対の端部同士を接続する渡り導体部からなる同階層渡り部１５とをもつ。したがって、同階層渡り部１５は、互いに並列に配置されて巻線帯を構成する合計１２本の導体線の半分の数である６本の渡り導体部により構成される。

また、相巻線は、巻線帯（周方向展開形状のステータコイル）の互いに電気角π離れた２本の連続線の一端側の両端部により構成される一対の相端末１６、１７も有する。なお、巻線帯の互いに電気角π離れた２本の連続線の他端側の両端部は、同階層渡り部（渡り導体部）１５により連結されている。相端末１６は、この実施例では、相出力端子としての出力引き出し線をなし、相端末１７はこの実施例では中性点に接続される。一対の相端末１６、１７は６スロットピッチ離れて最外層に配置されている。一対の黒丸は後述する折り返し結線部１８を示す。

（スロット収容部１３）
スロット収容部１３を説明する。

図２に示す一つの相巻線は、１６スロット×４階層＝６４個のスロット収容部１３と、これら各スロット導体部と交互に直列接続された６２個の異階層渡り部１４とからなり、巻線帯の一部をなす２本の連続線と、これら２本の連続線の径方向内側の端部を連ねて同階層渡り部の一部をなす一つの渡り導体部１５とをもつ。更に説明すると、この相巻線は、第１スロット収容部１３−１から第３２スロット収容部１３−３２までをそれぞれ異階層渡り部をなす渡り部１４により接続してなる第１連続線部と、第３３スロット収容部１３ー３３から第６４スロット収容部１３−６４までをそれぞれ異階層渡り部をなす渡り部１４により接続してなる第２連続線部と、同階層渡り部１５をなす渡り導体部１５とにより構成されている。図２に示すように、第１連続線部のスロット収容部１３と、第２連続線部のスロット収容部１３とは、同一のスロット９１内において径方向に隣接する層（導体収容位置）に配置されている。各スロット９１の同階層の導体収容位置は、第１連続線部のスロット収容部１３と、第２連続線部のスロット収容部１３とにより交互に占有されている。

（異階層渡り部をなす渡り部１４）
固定子鉄心９のプーリ側の端面から出た多数の渡り部（異階層渡り部）１４は、第１のコイルエンド１１を構成している。固定子鉄心９の反プーリ側の端面から出た多数の渡り部（異階層渡り部）１４は、第２のコイルエンド１２を構成している。図２において、実線は相端末側（第２のコイルエンド１２側）の渡り部（異階層渡り部）１４と渡り導体部（同階層渡り部）１５とを示しており、破線は反相端末側（第１のコイルエンド１１側）の渡り部（異階層渡り部）１４を示している。

渡り部（異階層渡り部）１４は、一つのスロット収容部１３の端部言い換えれば一つのスロット９１の開口端から軸方向及び周方向に対して所定角度傾斜して軸方向外側へ向かいつつ周方向一方側へ３スロットピッチ進行する往き斜行部と、軸方向及び周方向に対して所定角度傾斜して軸方向内側へ向かいつつ周方向一方側に３スロットピッチ進行してもう一つのスロット収容部１３の端部言い換えればもう一つのスロット９１の開口端に達する帰り斜行部と、往き斜行部から帰り斜行部との間を連ねるターン部とを有する。

渡り部（異階層渡り部）１４の往き斜行部と帰り斜行部とは径方向に１階層分だけ離れている。ターン部は、導体進行方向を軸方向に反転させるとともに径方向へ１層分だけずらせるように連続線を折り返して形成されている。

周方向一方側に斜設された一つの渡り部（異階層渡り部）１４の帰り斜行部が、周方向一方側に隣接して周方向一方側に斜設された他の渡り部（異階層渡り部）１４の往き斜行部と空間的に干渉しないように、上記一つの渡り部１４の帰り斜行部は上記他の渡り部１４の往き斜行部の径方向１層離れた位置にて配置され、径方向に見てこれら他の渡り部１４の往き斜行部と交差している。

破線で示すプーリ側の渡り部１４は、相端末１６側から数えて４層と３層とを接続する３−４層渡り部１４−１と、２層と１層とを接続する１−２層渡り部１４−２とをもつ。実線で示す反プーリ側の渡り部１４は、相端末１６側から数えて３層と４層とを接続する３−４層渡り部１４−１と、１層と２層とを接続する１−２層渡り部１４−２と、３層と２層とを接続する２−３層渡り部１４−３とをもつ。２−３層渡り部１４−３は、後述する同階層渡り部を構成する一対の突出導体部１９の径方向外側に隣接して第２層と第３層とを接続している。

これらの渡り部１４により、第１のコイルエンド１１と第２のコイルエンド１２とは、固定子鉄心９の端面に沿いつつベルト状の巻線帯により円筒状に形成されている。なお、ここで言う層番号は、径方向内側から外側へ向かう順序で示されている。なお、図２では、一つの相巻線が図示されているが、残りの５つの相巻線もスロットピッチずれていることを除いて同形に形成されている。

（同階層渡り部）
渡り導体部（同階層渡り部）１５は、巻線帯の周方向一方側から数えて第１番目の連続線の端部をなす第３２スロット収容部１３−３２の反プーリ側端部と、巻線帯の周方向一方側から数えて第７番目の連続線の端部をなす第３３スロット収容部１３−３３の反プーリ側端部とを溶接により接続している。第３２スロット収容部１３−３２及び第３２スロット収容部１３−３２をなす連続線は、図１に示すようにスロット９１から反プーリ側へ軸方向へ長く突出して、渡り部１４の軸方向外側に達する突出導体部１９をもつ。したがって、渡り導体部（同階層渡り部）１５の両端は、これら一対の突出導体部１９の先端に個別に溶接されて折り返し結線部１８を構成している。

（突出導体部１９）
突出導体部１９を説明する。

この実施形態では、第１の連続線の端部をなす第３２スロット収容部１３−３２と、第２連続線部の端部をなす第３３スロット収容部１３−３３とは４階層のうち最内層に配置され、第１連続線の端部をなす第１スロット収容部１３−１と、第２連続線部の端部をなす第６４スロット収容部１３−６４とは４階層のうち最外層に配置されている。言い換えれば、突出導体部１９は最内層に、相端末１６、１７は最外層に配置されている。また、突出導体部１９と相端末１６とは周方向同位置に配置されている。

これら合計１２個の突出導体部１９からなる突出導体部グループは、その周方向両側に隣接する既述の渡り部１４の往き斜行部と同じ方向に斜設された斜行部と、その両端に位置して軸方向に延在する基端直行部及び先端直行部を有している。先端直行部の先端部の絶縁膜は剥離されており、渡り導体部１５の端部に溶接される折り返し結線部１８を構成している。

（渡り導体部１５）
渡り導体部１５は、周方向に延在する周方向延在部と、この周方向延在部の両端から軸方向外側へ延在する２つの軸方向延在部とにより構成されたコ字状導体からなる。軸方向延在部の絶縁膜は剥離され、軸方向延在部は、径方向に隣接する突出導体部１９の先端直行部に溶接されている。

既述したように、固定子巻線１０は、２組の３相巻線をもち、２組の３相巻線の電気角３０度の位相差をもつ各相巻線は互いに隣接する２つのスロットに別々に収容されている。以下、２組の３相巻線のうち電気角３０度の位相差をもつ２つの相巻線を第１コイル、第２コイルとも呼ぶものとする。

第１コイルに属する渡り導体部１５の周方向延在部と、第２コイルに属する渡り導体部１５の周方向延在部とは、径方向に隣接して配置されている。更に具体的に言えば、第２コイルに属する渡り導体部１５の周方向延在部は、第１コイルに属する渡り導体部１５の周方向延在部よりも径方向外側に配置されている。また、合計６本の渡り導体部１５の周方向延在部は、各３相巻線の相ごとに軸方向に互いに異なる位置に配置されている。更に具体的に言えば、U相およびＸ相の相巻線に属する渡り導体部１５の周方向延在部は、軸方向最内側に、W相およびＹ相の相巻線に属する渡り導体部１５の周方向延在部は、軸方向最外側に、V相およびＺ相の相巻線に属する渡り導体部１５の周方向延在部は、軸方向中間位置に配置されている。このようにすれば、合計６本の渡り導体部１５を相互の空間干渉を抑止しつつ配置することができる。なお、渡り導体部１５の周方向延在部が上記相毎に異なる軸方向位置をもつため、渡り導体部１５の軸方向延在部の軸方向位置も異なることになる。このため、突出導体部１９の先端直行部の長さがそれに合わせて調整されている。結局、この実施形態では、合計６つの相巻線の一端をすべて中性点引き出し線とし、他端をすべて出力引き出し線とすることにより、２組の３相巻線を構成している。

（製造方法）
（周方向展開形状のステータコイルの作製）
まず長い絶縁被覆平角線を中央で２つに折り曲げ、ロングＵ字セグメントを構成する。このロングＵ字セグメントはＵ字状頭部とこのＵ字状頭部の両端から１磁極ピッチ離れて平行かつ直線状に延在する一対の脚部とにより構成される。このロングＵ字セグメントの一対の脚部が渡り部１４を構成するように脚部延在方向と直角方向へ折り返す工程を、脚部延在方向に所定ピッチごとに繰り返すことにより、展開されたスロット収容部１３とコイルエンド部（異層渡り部、渡り部とも言う）１４とを形成する。このように形成された各部分相巻線を６つ整列させて周方向展開形状のステータコイル（折り返しステータコイル）を構成する。

（周方向展開形状のステータコイルをステータコア挿入）
次に、この周方向展開形状のステータコイル（折り返しステータコイル）をステータコア（固定子鉄心）９のスロットに挿入する工程を図３〜図４を参照して説明する。図３はスロット作業を示す模式斜視図、図４はスロット挿入作業を示す模式軸方向断面図である。図３、図４では理解を容易とするために折り返しステータコイルの一本の成形導体線１００だけを図示しているが、実際には１スロットピッチずつ周方向へずれた合計６本の成形導体線が組み合わされて周方向展開形状のステータコイルが形成されている。スロット９１はオープンスロットとなっている。

図３に示す成形導体線１００は、スロット９１の周方向幅に略等しい幅を有する平角線により構成されている。もちろん、成形導体線１００の４つの角部は適宜面取りされることができる。

成形導体線１００は、奇数番目のスロット収容部１３aと、偶数番目のスロット収容部１３bと、それらを連ねるコイルエンド部１４とを有している。プーリ側（軸方向一方側）のコイルエンド部１４は、奇数番目のスロット収容部１３ａに連なる往き半部（往き斜行部）１４aと、偶数番目のスロット収容部１３ｂに連なる還り半部（帰り斜行部）１４bとをもつ。反プーリ側（軸方向他方側）のコイルエンド部１４は、偶数番目のスロット収容部１３ｂに連なる往き半部（往き斜行部）１４cと、奇数番目のスロット収容部１３ａに連なる還り半部（帰り斜行部）１４dとをもつ。

図４において、奇数番目のスロット収容部１３aとプーリ側のコイルエンド部１４の往き半部（往き斜行部）１４aとの間の角度をθ１、偶数番目のスロット収容部１３ｂとプーリ側のコイルエンド部１４の還り半部（帰り斜行部）１４bと間の角度をθ２、偶数番目のスロット収容部１３ｂと反プーリ側のコイルエンド部１４の往き半部（往き斜行部）１４cとの間の角度をθ３、奇数番目のスロット収容部１３dと反プーリ側のコイルエンド部１４の還り半部（帰り斜行部）１４dと間の角度をθ４と規定する。

この実施形態では、図４に実線で示すように、成形導体線１００の作成段階にておいて、θ１〜θ４はすべて等しい角度に設定されている。もちろん、この各角度θ１〜θ４を等しくしなくてもよい。

図３、図４は、成形導体線１００の途中部分を図示しているが、実際においては成形導体線１００はその一端から順番にステータコア９の径方向内側に収容された後、径方向外側に付勢されてスロット９１へ順次押し込まれる。このため、図４中、左側のスロット収容部１３はステータコア９の径方向内側にほぼ位置しており、図４中、右側のスロット収容部１３はステータコア９の径方向内側に一部しか位置していない。

図４に示すように成形導体線１００は、プーリ側（軸方向一方側）からステータコア９の径方向内側に押し込まれた後、径方向外側へ付勢されてオープンスロット構造のスロット９１に押し込まれる。成形導体線１００をプーリ側（軸方向一方側）からステータコア９の径方向内側に押し込む際、成形導体線１００のスロット収容部１３はスロット９１の径方向直下に位置するように押し込まれる。

スロット９１はスキューをもつ。スロット９１のプーリ側の第１開口９１１は、スロット９１の反プーリ側の第２開口９１２よりも周方向へ所定スロットピッチだけ周方向一方側にシフトしている。ここで言う周方向一方側とは、成形導体線１００の巻装方向とされている。この実施形態では、成形導体線１００をプーリ側（軸方向一方側）からステータコア９の径方向内側に押し込む際、成形導体線１００はスロット９１の延在方向に押し込まれる。図４に矢印で記載した押し込み方向を参照されたい。

なお、この実施形態では、奇数番目のスロット収容部１３ａが完全にスロット９１の径方向直下にまで押し込まれても、その周方向一方側に隣接する偶数番目のスロット収容部１３ｂはまだすべてスロット９１の径方向直下に達していない。したがって、この実施形態では、図４に示すように、偶数番目のスロット収容部１３ｂはプーリ側のコイルエンド部１４を破線の位置まで更に押し曲げることにより、偶数番目のスロット収容部１３ｂをステータコア９の径方向内側に全面的に位置するまで完全に押し込む。このようにして、成形導体線１００の奇数番目のスロット収容部１３ａと偶数番目のスロット収容部１３ｂとは成形導体線１００の一端側から他端側へ順次にスロット９１に押し込まれる。

成形導体線１００のスロット収容部１３をスロット９１の延在方向に押し込んでステータコア９の径方向内側に移動させる第１プロセスの完了後、このスロット収容部１３は径方向外側に付勢されてスロット９１に押し込まれる第２プロセスが実施されるが、この第１プロセスと第２プロセスとは一つのスロット収容部１に対して第１プロセスが完了する毎に第２プロセスを実施しても良く、あるいは複数のスロット収容部１３に対して第１プロセスを完了した後、これら複数のスロット収容部１３に対して第２プロセスを一斉に実行しても良い。

図５に示すステータコア９の周方向展開図を参照して、この実施形態の成形導体線１００の押し込み工程を更に詳しく説明する。

破線は、成形導体線１００のスロット収容部１３a1がスロット９１の径方向直下に達し、次のスロット収容部１３b1はまだ完全にスロット９１の径方向外側に達していない状態を示す。この状態にて、スロット収容部１３a1を径方向外側に付勢してスロット収容部１３に押し込む。

次に、コイルエンド部１４の往き半部（往き斜行部）１４ａ１と還り半部（帰り斜行部）１４ｂ１とを、スロット９１の略延在方向である方向aへ押し込む。これにより、スロット収容部１３b1、スロット収容部１３a２は完全にスロット収容部１３の径方向直下（内側）に完全に達する。なお、このスロット収容部１３の変位は、正確には、スロット収容部１３a1と往き半部（往き斜行部）１４c1との交点を中心とする回動作である。次に、スロット収容部１３b1、スロット収容部１３a２を径方向外側に付勢してスロット９１に押し込む。この状態を図５に実線で示す。以下、このプロセスを順次実行すればよい。

上記した成形導体線１００のスロット収容部１３をステータコア９の各スロット９１に押し込む工程がすべてのスロット収容部１３に対して完了した段階にてこの工程が終了する。

（折り返し導体部１５の溶接）
次に、ロングＵ字セグメントのＵ字状頭部を切断して折り返し導体部１５を溶接し、固定子巻線１０を完成させる。

（効果）
つまり、この実施形態では、オープンスロット構造の円筒状のステータコアに、分布巻き（好適には波巻き）のステータコイルを巻装するに際して、周方向展開形状のステータコイルのスロット収容部１３をステータコア９の軸方向一方側からステータコア９の径方向内側に押し込み、その後、径方向外側に付勢してスロット９１に押し込むプロセスを、周方向展開形状のステータコイルの長尺方向一端側から他端側へ順次行う。また、スロット９１に対してそのプーリ側の第１開口がその反プーリ側の第２開口よりも巻装向きにシフトするスキュー構造を与える。更に、周方向展開形状のステータコイルのスロット収容部１３は、スロット９１のスキューしたその延在方向に押し込まれてスロット９１の径方向直下に達する。

このようにすれば、ステータコイル１０の巻装時の変形を大幅に減らすことができるため、平角線導体を用いた剛性の高い周方向展開形状のステータコイルであっても、ステータコア９に容易に巻装することが可能であり、その自動化も容易となる。

（変形態様）
スキュー量の増大は巻装作業の容易化をもたらすが、スキューにより一つのスロット収容部１３が１磁極ピッチを超えるようになると実効鎖交磁束量の減少や銅損増大により出力低下が顕著となる。上記実施形態では、スロット９１のスキューにより、スロット９１の軸方向両側の開口が２スロットピッチずれているようにしたが、スキュー量（又はスキュー角度）は、巻装作業の容易性と、スキュー量（又はスキュー角度）が過大となることによるモータ出力の低下量との兼ね合わせにより好適には２スロットピッチから１磁極ピッチの範囲で適宜設定することができる。好適には、ステータコア９の内径をr、ステータコア９の有効軸方向長をhとする場合、スロット９１のスキュー角θは、tanθ＝h／r以上４５°以下とすることが好適である。

（変形態様）
上記実施形態では、各相の成形導体線１００を予め組み上げて周方向展開形状の多相（ここでは３相）波巻きステータコイル１０を予め作成したが、その代わりに、各相の成形導体線１００を相ごとに別々にステータコア９に順番に巻装することも可能である。

実施形態の折り返し型ステータコイルを採用した車両用交流発電機の模式軸方向断面図である。 図１のステータコイルのコイルエンド配線状態を示す側面図である。 スキューをもつスロットにコイルを挿入する状態を示す固定子鉄心の斜視図である。 スキューをもつスロットにコイルを挿入する状態を示す固定子鉄心の模式軸方向断面図である。 スキューをもつスロットへのコイル挿入作業を示す固定子鉄心の周方向展開図である。

符号の説明

１ プーリ側フレーム
２ 反プーリ側フレーム
５ 回転軸
６ プーリ
７ ロータ（ランデル型回転子）
８ 固定子
９ ステータコア（固定子鉄心）
１０ ステータコイル（固定子巻線）
１１ コイルエンド
１２ コイルエンド
１３a1、１３a、１３a２、１３b1、１３b、１３d、１３ スロット収容部
１４ 渡り部（異階層渡り部）、コイルエンド部
１５ 渡り部（同階層渡り導体部）
１６ 相端末
１７ 相端末
１８ 結線部
１９ 突出導体部
９１ スロット
１００ 成形導体線
９１１ 開口
９１２ 開口

Claims (3)

1. オープンスロット構造のスロットが内周面に周方向所定ピッチで形成された円筒状のステータコアに、分布巻きのステータコイルを巻装する回転電機のステータコイル巻装方法において、
   前記スロットの軸方向一方側の第１開口がその軸方向他方側の第２開口よりも周方向一方側へ所定スロットピッチだけずれたスキュー構造を前記ステータコアに形成し、
   導体線にスロット収容部及びコイルエンド部を交互に成形することにより成形導体線を予め作成し、
   前記成形導体線のスロット収容部をステータコアの軸方向一方側から前記ステータコアの径方向内側に押し込み、径方向外側に移動させることにより前記成形導体線のスロット収容部を前記スロットに挿入する工程を、前記成形導体線の長尺方向一端側から他端側へ順次実施することを特徴とする回転電機のステータコイル巻装方法。
2. 請求項１記載の回転電機のステータコイル巻装方法において、
   少なくとも相数分の前記成形導体線にそれぞれスロット収容部及びコイルエンド部を交互に成形することにより周方向展開形状の前記ステータコイルを予め作成し、
   前記周方向展開形状のステータコイルのスロット収容部をステータコアの軸方向一方側から前記ステータコアの径方向内側に押し込み、径方向外側に移動させることにより前記周方向展開形状のステータコイルのスロット収容部を前記スロットに挿入する工程を、前記周方向展開形状のステータコイルの長尺方向一端側から他端側へ順次実施する回転電機のステータコイル巻装方法。
3. 請求項１又は２記載の回転電機のステータコイル巻装方法において、
   前記成形導体線は、前記スロットの周方向幅に略等しい幅をもつ平角線からなる回転電機のステータコイル巻装方法。

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