WO2018181162A1

WO2018181162A1 - 電気導体の接合方法及びその装置

Info

Publication number: WO2018181162A1
Application number: PCT/JP2018/012106
Authority: WO
Inventors: 斉藤正史; 小林崇
Original assignee: 本田技研工業株式会社
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2018-03-26
Publication date: 2018-10-04
Also published as: JP6826188B2; JPWO2018181162A1

Abstract

電気導体であるセグメント（１０）は、ステータコア（１２ａ）のスロット（２０）に脚部（１６）が通されることで該ステータコア（１２ａ）に保持される。例えば、ステータコア（１２ａ）の外周側にアウタ側電磁コイル（２６）が配置されると、該アウタ側電磁コイル（２６）に通電がなされる。この通電に伴い、最外に位置する脚部（１６）に誘導電流が生じ。該脚部（１６）と、これに隣り合う脚部（１６）とが当接して接合される。

Description

電気導体の接合方法及びその装置

　本発明は、ステータコアに形成されたスロットに挿入された電気導体の脚部同士を接合する電気導体の接合方法及びその装置に関する。

　従来、円環形状のステータコアの周方向に沿って形成された複数個のスロット中の２個に、電気導体を挿入することでステータを構成することが知られている。ここで、電気導体は略Ｕ字形状又は略Ｉ字形状をなし、このため、少なくとも１本の脚部を有する。この脚部が前記スロットに挿入され、且つ先端部が該スロットから突出する。複数個のスロットは放射状に形成されているので、例えば、１個の脚部が外周側のスロットから突出するとともに、直径方向に隣り合う内周側のスロットから、別の電気導体の脚部が突出する。

　この突出した脚部同士が接合されることにより、電気導体同士の間に電気的経路が形成される。接合手法としては、例えば、特開２０００－３５０４２２号公報に記載されるようにアーク溶接が採用される。

　アーク溶接の場合、１回の接合作業で２本の脚部同士を接合することしかできない。すなわち、全ての接合を行うためにはアーク溶接を繰り返し行わなければならない。しかも、この場合、打点毎に品質にバラツキが生じる可能性があるので、これを回避して品質を略同等にするべく加修を行う必要がある。以上のように、アーク溶接には、ステータを効率よく得ることが容易ではなく、しかも、煩雑であるという不具合が顕在化している。

　本発明の一般的な目的は、ステータの生産効率を向上させることが可能な電気導体の接合方法を提供することにある。

　本発明の主たる目的は、接合作業の簡素化を図り得る電気導体の接合方法を提供することにある。

　本発明の別の目的は、電気導体を接合するための接合装置を提供することにある。

　本発明の一実施形態によれば、円環形状をなすステータコアの周方向に複数個設けられたスロットに挿入された電気導体の、前記ステータコアから突出して直径方向に隣り合う２本の脚部同士を接合する電気導体の接合方法であって、
　前記ステータコアの内周側又は外周側の少なくとも一方に、電磁コイルを円周状に配置する工程と、
　前記電磁コイルに通電することで、前記隣り合う２本の脚部同士を当接させるとともに、当接した前記２本の脚部同士を接合する工程と、
　を有する電気導体の接合方法が提供される。

　本発明の別の一実施形態によれば、円環形状をなすステータコアの周方向に複数個設けられたスロットに挿入された電気導体の、前記ステータコアから突出して直径方向に隣り合う２本の脚部同士を接合する電気導体の接合装置であって、
　前記ステータコアの内周側又は外周側の少なくとも一方に配置される電磁コイルと、
　前記電磁コイルに電流を供給する電流供給部と、
　を有する電気導体の接合装置が提供される。

　すなわち、本発明においては、ステータコアの内周側又は外周側の少なくとも一方に電磁コイルを円周状に配置し、該電磁コイルに通電を行うようにしている。この際、電磁コイルや脚部の近傍に強磁界が発生する。従って、電磁コイルに近接する脚部に対し、この脚部を、隣り合う別の脚部に向かって押し出す方向の電磁力が生じる。電磁力を受けた脚部が曲がり、この脚部に隣り合う別の脚部と超音速で当接する。このようにして超音速で当接した脚部同士では、接合すべき面から酸化膜が飛散するとともに、露呈した下地金属から互いへの原子の拡散が生じる。これにより、冶金的接合がなされる。

　この現象は、電磁力が作用した脚部全てと、これに隣り合う脚部全てとの間で同時に起こる。すなわち、上記のように構成することにより、複数本の脚部同士を同時に接合することが可能である。しかも、前記の曲がり及び当接、さらには、接合が短時間で速やかに進行する。このため、接合に要する時間が著しく短縮されるので、ステータを効率よく生産することが可能となる。結局、ステータの生産効率の向上を図ることができる。

　しかも、各脚部の近傍で発生する磁界の大きさや、各脚部に作用する電磁力の大きさは略同等である。このため、接合箇所毎に品質にバラツキが生じる懸念が払拭されるので、加修を行う必要もない。この分、接合作業が簡素となる。

　脚部同士は、例えば、隣り合う２個の脚部の一方に誘導電流を生じさせ、この誘導電流により生じる電磁力で該一方を他方に接近させることで当接させることができる。

　又は、電磁コイルと電気導体との間に可動部材を設け、この可動部材を変位させることで脚部を押圧し、これにより脚部同士を当接させるようにしてもよい。

　なお、２個の脚部の一方が他方に向かって接近する際に、前記他方を、前記一方が当接する箇所と反対側から支持する支持部材を設けることが好ましい。これにより、接合される脚部同士が位置決めされる。すなわち、各接合箇所の位置を揃えることができる。また、支持部材が脚部同士の当接箇所を支持するので、同士が当接したときの衝撃が緩和されることがない。このため、当接の際の衝突エネルギが、接合を行う熱エネルギに変換され且つ有効に消費される。

　本発明によれば、ステータコアの内周側又は外周側の少なくとも一方に電磁コイルを円周状に配置し、該電磁コイルに通電を行うようにしているので、電磁コイルに近接する脚部に対し、この脚部を、隣り合う別の脚部に向かって押し出す方向の電磁力が生じる。この電磁力を受けた脚部が曲がり、該脚部に隣り合う別の脚部と当接して接合する。

　この現象が、電磁力が作用した脚部全てと、これに隣り合う脚部全てとの間で同時に起こるため、複数本の脚部同士を同時に接合することが可能となる。このために接合に要する時間が著しく短縮されるので、ステータの生産効率が向上する。

　しかも、各脚部の近傍で発生する磁界の大きさや、各脚部に作用する電磁力の大きさが略同等であるため、接合箇所毎に品質にバラツキが生じることが回避される。従って、加修が不要となる。この分、接合作業の簡素化を図ることができる。

セグメントが通されたステータコアと、本発明の第１実施形態に係る接合装置とを併せて示した全体概略一部縦断面図である。図１の接合装置を構成するアウタ側磁束集中器を下降し、アウタ側電磁コイル内に進入させた状態を示す全体概略一部縦断面図である。図２の状態であるときのステータコア、アウタ側磁束集中器、アウタ側電磁コイルの位置関係を示す要部概略水平方向断面図である。最外の脚部と、その内周側で隣り合う脚部とを当接させて接合を行っている状態を示す要部拡大一部縦断面図である。セグメントが通されたステータコアと、本発明の第２実施形態に係る接合装置とを併せて示した全体概略一部縦断面図である。図５の接合装置を構成するインナ側磁束集中器を下降し、インナ側電磁コイルを囲繞した状態を示す全体概略一部縦断面図である。図６の状態であるときのインナ側電磁コイル、インナ側磁束集中器、ステータコアの位置関係を示す要部概略水平方向断面図である。最内の脚部と、その外周側で隣り合う脚部とを当接させて接合を行っている状態を示す要部拡大正面図である。セグメントが通されたステータコアと、本発明の第３実施形態に係る接合装置とを併せて示した全体概略一部縦断面図である。図９の接合装置を構成するインナ側磁束集中器、アウタ側磁束集中器を下降し、インナ側磁束集中器でインナ側電磁コイルを囲繞し且つアウタ側磁束集中器をアウタ側電磁コイル内に進入させた状態を示す全体概略一部縦断面図である。図１０の状態であるときのインナ側電磁コイル、インナ側磁束集中器、ステータコア、アウタ側磁束集中器、アウタ側電磁コイルの位置関係を示す要部概略水平方向断面図である。最外の脚部と、その内周側で隣り合う脚部とを当接させて接合を行うとともに、最内の脚部と、その外周側で隣り合う脚部とを当接させて接合を行っている状態を示す要部拡大正面図である。本発明の第４実施形態に係る接合装置を構成するアウタ側磁束集中器をアウタ側電磁コイル内に進入させたときのステータコア、アウタ側磁束集中器、アウタ側電磁コイルの位置関係を示す要部概略水平方向断面図である。外周側の脚部と、その内周側で隣り合う脚部とを当接させて接合を行っている状態を示す要部拡大正面図である。

　以下、本発明に係る電気導体の接合方法につき、それを実施するための接合装置との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においては、電気導体を「セグメント」とも表記する。

　図１は、セグメント１０が通されたステータコア１２ａと、第１実施形態に係る接合装置１４ａとを併せて示した全体概略一部縦断面図である。セグメント１０及びステータコア１２ａにつき概略説明すると、先ず、セグメント１０は、２本の脚部１６が略１８０°湾曲したターン部１８を介して連なることで形成され、このために略Ｕ字形状をなす。

　一方、ステータコア１２ａは円環形状をなし（図３参照）、且つ内周側縁部及び外周側縁部のそれぞれに直径方向に沿って２個ずつスロット２０が形成されている。すなわち、スロット２０は、直径方向に沿って４個が並ぶ。この４個を１組のスロット群２２ａとすると、第１実施形態では、例えば、２４組のスロット群２２ａが放射状に配置される。

　１組のスロット群２２ａを構成する４個のスロット２０には、４個のセグメント１０の脚部１６が１本ずつ個別に挿入され、図１における上方に突出する。すなわち、セグメント１０は、ターン部１８を下方、脚部１６を上方とした姿勢でステータコア１２ａに保持されている。

　第１実施形態に係る接合装置１４ａは、ステータコア１２ａを収容して支持する支持台２４ａと、接合機構を構成するアウタ側電磁コイル２６と、前記アウタ側電磁コイル２６に通電がなされた際に誘導電流が生じて電磁力Ｆ１が発現するアウタ側磁束集中器２８とを有する。

　支持台２４ａは大径の収容孔３０が形成された中空体であり、前記収容孔３０の内部には、ステータコア１２ａの下端面の外周縁部を支持するステータ用段部３２が形成されている。このステータ用段部３２と収容孔３０の底面との間の段差は、ターン部１８の突出高さよりも若干大きく設定されている。このため、ターン部１８が内部底面に当接することが回避される。

　支持台２４ａには、収容孔３０の開口近傍にアウタ側コイル用段部３４が形成される。前記アウタ側電磁コイル２６は、このアウタ側コイル用段部３４に支持される。

　アウタ側電磁コイル２６には、キャパシタ４０、スイッチ４２、抵抗４４、インダクタンス４６が直列接続されてなる電流供給部４８（いずれも図４参照）が電気的に接続される。スイッチ４２をＯＮとすることにより、前記キャパシタ４０に蓄積されていた電子が移動してアウタ側電磁コイル２６に電流が供給される。すなわち、アウタ側電磁コイル２６に通電がなされる。

　アウタ側磁束集中器２８は円環形状をなし（図３参照）、その外径は、アウタ側電磁コイル２６の内径に比して若干小径である。また、アウタ側磁束集中器２８の高さは、アウタ側電磁コイル２６の高さに略等しい。このため、アウタ側磁束集中器２８は、アウタ側電磁コイル２６の中空内部に進入可能であるとともに、進入したときにはアウタ側電磁コイル２６で囲繞される。

　アウタ側磁束集中器２８の下端部には、アウタ用環状突部５０が内周側に指向して突出形成される。後述するように、アウタ用環状突部５０は最外の脚部１６に対向するとともに、この対向した脚部１６を電磁力Ｆ１によって折曲する。

　このように構成されるアウタ側磁束集中器２８は、支持部５２を有するブロック体５４ａ（支持部材）とともに集中器ホルダ５６ａに保持されている。なお、図１では２個のブロック体５４ａを示しているが、実際には、ブロック体５４ａは、１組のスロット群２２ａに対して１個が割り当てられる（図３参照）。すなわち、この場合、ブロック体５４ａは、同一円周上に２４個が配置されている。

　ブロック体５４ａの下端は、平面視で略Ｈ字形状をなし（図３参照）、２個の長辺部は、ステータコア１２ａの内周側から外周側にわたって延在し、１組のスロット群２２ａ（４個のスロット２０）を挟んで対向する。これら２個の長辺部は、ガイド部としての役割を果たす。一方、２個の長辺部の間に介在し且つこれら長辺部の長手方向に直交する方向に延在する短辺部は前記支持部５２を構成し、１組のスロット群２２ａの、外周縁部側の２個と内周縁部側の２個との間に介在する。

　集中器ホルダ５６ａは、さらに、円盤形状の基部を有する断面略逆Ｔ字形状の円盤状ホルダ５８に保持されている。この円盤状ホルダ５８は、例えば、油圧シリンダの昇降ロッド（いずれも図示せず）に連結されており、該昇降ロッドが前進（下降）又は後退（上昇）することに伴って下降又は上昇する。これに伴って集中器ホルダ５６ａ、アウタ側磁束集中器２８及びブロック体５４ａが一体的に下降又は上昇する。

　第１実施形態に係る接合装置１４ａは、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果につき、本実施の形態に係るセグメント１０の接合方法との関係で説明する。

　ステータを得るには、はじめに、ステータコア１２ａに設けられた複数個のスロット２０中の異なる２個（典型的には、任意のスロット群２２ａから選択された１個と、別のスロット群２２ａから選択された１個）に、１個のセグメント１０の２本の脚部１６を個別に挿入する。これを繰り返し、所定数のセグメント１０のスロット２０への挿入を終了する。勿論、複数個のセグメント１０を一度にスロット２０に挿入するようにしてもよい。

　次に、ターン部１８が下方、脚部１６が上方を臨む姿勢となるようにして、図２に示すように、ステータコア１２ａを支持台２４ａの収容孔３０に挿入してステータ用段部３２で支持する。上記したように、この際、ターン部１８が収容孔３０の内部底面に当接することはない。このようにステータコア１２ａを収容孔３０に収容した後、又はその前に、アウタ側電磁コイル２６をアウタ側コイル用段部３４で支持する。

　次に、前記油圧シリンダを付勢し、その昇降ロッドを前進させる。これにより、円盤状ホルダ５８と一体的に集中器ホルダ５６ａ、アウタ側磁束集中器２８及びブロック体５４ａが下降する。円盤状ホルダ５８が下死点まで下降した際、アウタ側磁束集中器２８がアウタ側電磁コイル２６の内部に進入する。すなわち、図２及び図３に示すように、アウタ側磁束集中器２８がアウタ側電磁コイル２６で囲繞される。また、ブロック体５４ａのガイド部が１組のスロット群２２ａ（４個のスロット２０）から突出した４本の脚部１６を挟持するとともに、支持部５２が同一スロット群２２ａから突出した外周縁部側の２個の脚部１６と、内周縁部側の２個の脚部１６との間に介在する。

　次に、アウタ側電磁コイル２６に通電がなされる。具体的には、スイッチ４２（図４参照）がＯＮに切り替えられる。これにより、キャパシタ４０に蓄積されていた電荷が移動し、その結果として電流（ｉ）が流れる。図４に示す電流供給部４８では、電流は、抵抗４４からインダクタンス４６側に流れる。従って、アウタ側電磁コイル２６内の電流は、図４の左方では紙面の奥から手前に向かい、右方では紙面の手前から奥に向かう。

　アウタ側電磁コイル２６内にこのような電流が流れることに伴い、アウタ側磁束集中器２８の、アウタ側電磁コイル２６の内周に臨む外周部に誘導電流が生じる。誘導電流の向きは、アウタ側電磁コイル２６内とは逆であり、例えば、図４の左方では紙面の手前から奥に向かい、右方では紙面の奥から手前に向かう。

　また、アウタ側磁束集中器２８の内周部、換言すれば、アウタ用環状突部５０には、アウタ側磁束集中器２８の外周部と逆向きの誘導電流が生じる。さらに、アウタ用環状突部５０に対向する最外の脚部１６には、アウタ用環状突部５０と逆向きの誘導電流が生じる。すなわち、アウタ側磁束集中器２８の内周部における誘導電流の向きはアウタ側電磁コイル２６内の電流の向きと同じであり、最外の脚部１６における誘導電流の向きはアウタ側磁束集中器２８の外周部と同じである。

　そして、最外の脚部１６の近傍には、強磁界が形成される。アウタ側電磁コイル２６の高さが大であるほど、アウタ用環状突部５０に流れる誘導電流が大きくなり、その結果、最外の脚部１６に強力な磁界が形成されるようになるので好ましい。この強磁界と、上記のようにして最外の脚部１６内に生じた誘導電流とにより、フレミングの左手の法則に従って、ステータコア１２ａの外周側から内周側に向かう大きな電磁力Ｆ１が発生する。この電磁力Ｆ１により、最外の脚部１６が、該脚部１６に隣り合う内周側の脚部１６に向かって接近するように曲がる。この接近の際、脚部１６は、該脚部１６を挟持したブロック体５４ａの長辺部に案内される。

　その結果、最外の脚部１６の内周側壁が、内周側の脚部１６の外周側壁に超音速で当接する。このとき、ブロック体５４ａの支持部５２は、内周側の脚部１６の内周壁側を支持している。すなわち、支持部５２は、最外の脚部１６が接近して内周側の脚部１６に当接する外周側壁とは反対側の内周側壁を支持する。このため、内周側の脚部１６が当接前後で元の位置を保つ。

　超音速で当接した最外の脚部１６の内周側壁と内周側の脚部１６の外周側壁からは、酸化膜が飛散する。これにより下地金属が露呈するとともに、該下地金属から原子が互いに向かって拡散する。また、最外の脚部１６に誘導電流が生じているため、脚部１６同士の接触箇所にジュール熱が発生する。さらに、最外の脚部１６が曲がって内周側の脚部１６に接近する速度が大きいので、当接の際に衝突エネルギが発生し、この衝突エネルギが熱エネルギに変換される。しかも、ブロック体５４ａの支持部５２が内周側の脚部１６を支持しているので、当接の際の衝撃が緩和されることがない。このため、衝突エネルギから熱エネルギへの変換効率が大きくなる。このように、当接箇所では、酸化膜が飛散するとともに、ジュール熱や大きな熱エネルギが発生する。このため、脚部１６同士が当接と略同時に、冶金的接合されるに至る。前記の曲がり、当接及び接合は、１秒以下、典型的には０．５秒以下で終了する。

　以上の現象は、２４組のスロット群２２ａの全てにおいて同時に進行する。すなわち、第１実施形態によれば、最外の脚部１６全てと、その内周側で隣り合う脚部１６全てとを、一度の作業で同時に接合することができる。このため、ステータを得るまでの時間が著しく短縮されるので、ステータの生産効率を向上させることができる。

　しかも、誘導電流が全体にわたって略同等に生じるので、接合箇所毎に品質が大きく相違することが回避される。このため、加修が不要となるので、接合作業が簡素化される。

　次に、第２実施形態に係る接合装置１４ｂにつき説明する。なお、図１～図４に示される構成要素と同一の構成要素については同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。以降の第３実施形態、第４実施形態においても同様である。

　図５に示すように、第２実施形態に係る接合装置１４ｂは、ステータコア１２ａを収容して支持する支持台２４ｂと、接合機構を構成するインナ側電磁コイル７０と、前記インナ側電磁コイル７０に通電がなされた際に誘導電流が生じて電磁力Ｆ２が発現するインナ側磁束集中器７２とを有する。

　支持台２４ｂには環状凹部７３が形成されるとともに、該環状凹部７３の開口近傍にステータ用段部３２が形成されている。第１実施形態と同様に、ステータ用段部３２と環状凹部７３の内部底面との間の段差は、ターン部１８の突出高さよりも若干大きく設定されている。このため、ターン部１８が内部底面に当接することが回避される。

　環状凹部７３の中心には、インナ側コイル用段部７６が形成される。前記インナ側電磁コイル７０は、このインナ側コイル用段部７６に支持される。

　図面を簡素化して理解を容易にするべく図示していないが、インナ側電磁コイル７０には、第１実施形態と同様にキャパシタ４０、スイッチ４２、抵抗４４、インダクタンス４６が直列接続されてなる電流供給部４８が電気的に接続される（図４参照）。スイッチ４２をＯＮとすることにより、前記キャパシタ４０に蓄積されていた電子が移動してインナ側電磁コイル７０に電流が流れる。

　インナ側磁束集中器７２は円環形状をなし（図７参照）、その外径は、インナ側電磁コイル７０の内径に比して若干大径である。また、インナ側磁束集中器７２の高さは、インナ側電磁コイル７０の高さに略等しい。このため、インナ側電磁コイル７０は、下降したインナ側磁束集中器７２の中空内部に進入可能であるとともに、進入したときにはインナ側磁束集中器７２で囲繞される。

　インナ側磁束集中器７２の高さ方向略中間には、インナ用環状突部７４が外周側に指向して突出形成される。第２実施形態では、このインナ用環状突部７４は最内の脚部１６に対向し、上記と同様にこの対向した脚部１６を電磁力Ｆ２によって折曲する。

　インナ側磁束集中器７２は、ブロック体５４ａとともに集中器ホルダ５６ｂに保持されている。なお、図５では２個のブロック体５４ａを示しているが、実際には、ブロック体５４ａは、同一円周上に２４個が配置されている。

　ブロック体５４ａ及び円盤状ホルダ５８は第１実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。

　第２実施形態に係る接合装置１４ｂは、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果につき説明する。

　第１実施形態と同様に、所定数のセグメント１０の脚部１６を各スロット２０に挿入した後、ターン部１８が下方、脚部１６が上方を臨む姿勢となるようにして、図５に示すように、ステータコア１２ａを支持台２４ｂのステータ用段部３２で支持する。これにより、ステータコア１２ａが環状凹部７３を覆う位置となる。なお、上記したように、ターン部１８が環状凹部７３の内部底面に当接することはない。このようにステータコア１２ａを支持台２４ｂで支持した後、又はその前に、インナ側電磁コイル７０をインナ側コイル用段部７６で支持する。

　次に、前記油圧シリンダを付勢し、その昇降ロッドを前進させる。これにより、円盤状ホルダ５８と一体的に集中器ホルダ５６ｂ、インナ側磁束集中器７２及びブロック体５４ａが下降する。円盤状ホルダ５８が下死点まで下降することに伴い、インナ側磁束集中器７２がインナ側電磁コイル７０を囲繞する。すなわち、図６及び図７に示すように、インナ側電磁コイル７０がインナ側磁束集中器７２の内部に進入する。また、ガイド壁となるブロック体５４ａの長辺部が１組のスロット群２２ａ（４個のスロット２０）から突出した４本の脚部１６を挟持するとともに、支持部５２が同一スロット群２２ａから突出した外周縁部側の２個の脚部１６と、内周縁部側の２個の脚部１６との間に介在する。

　次に、電流供給部４８を構成するスイッチ４２がＯＮに切り替えられ、インナ側電磁コイル７０に通電がなされる。これにより、インナ側磁束集中器７２の内周部、インナ側磁束集中器７２の外周部（インナ用環状突部７４）、インナ用環状突部７４に対向する最内の脚部１６に誘導電流がそれぞれ生じる。同時に、最内の脚部１６の近傍に強磁界が形成される。

　この強磁界と、最内の脚部１６内に生じた誘導電流とにより、フレミングの左手の法則に従って、図８に示すように、ステータコア１２ａの内周側から外周側に向かう大きな電磁力Ｆ２が発生する。この電磁力Ｆ２により、最内の脚部１６が、該脚部１６に隣り合う外周側の脚部１６に向かって接近するように曲がる。この接近の際、脚部１６は、該脚部１６を挟持したブロック体５４ａの長辺部に案内される。

　その結果、最内の脚部１６の外周側壁が、外周側の脚部１６の内周側壁に超音速で当接するとともに、最内の脚部１６の外周側壁と、外周側の脚部１６の内周側壁から酸化膜が飛散し且つ原子が互いに向かって拡散する。このとき、ブロック体５４ａの支持部５２は、外周側の脚部１６の外周壁側を支持している。すなわち、支持部５２は、最内の脚部１６が接近して外周側の脚部１６に当接する内周側壁とは反対側の内周側壁を支持する。このため、外周側の脚部１６が当接前後で元の位置を保つ。

　また、最内の脚部１６に誘導電流が生じているため、脚部１６同士の接触箇所にジュール熱や熱エネルギが発生する。酸化膜の飛散や原子の拡散、さらにはジュール熱及び熱エネルギによって、脚部１６同士が当接と略同時に冶金的接合されるに至る。上記と同様に、最内の脚部１６の曲がり、２本の脚部１６同士の当接及び接合は、１秒以下、典型的には０．５秒以下で終了する。

　勿論、２４組のスロット群２２ａの全てにおいて以上の現象が同時に進行する。すなわち、第２実施形態によれば、最内の脚部１６全てと、その外周側で隣り合う脚部１６全てとを、一度の作業で同時に接合することができる。しかも、接合箇所毎に品質が大きく相違することが回避される。すなわち、ステータの生産効率を向上させることができるとともに、接合作業の簡素化を図ることができる。

　次に、図９に示す第３実施形態に係る接合装置１４ｃにつき説明する。この接合装置１４ｃは、ステータコア１２ａを収容して支持する支持台２４ｃと、接合機構を構成するアウタ側電磁コイル２６及びインナ側電磁コイル７０と、前記アウタ側電磁コイル２６、インナ側電磁コイル７０によって電磁力を発現するアウタ側磁束集中器２８、インナ側磁束集中器７２とを有する。

　支持台２４ｃには収容孔３０が形成されるとともに、該収容孔３０の内部底面近傍にステータ用段部３２が形成されている。第１実施形態と同様に、ステータ用段部３２と収容孔３０の内部底面との間の段差は、ターン部１８の突出高さよりも若干大きく設定されている。このため、ターン部１８が内部底面に当接することが回避される。

　収容孔３０の中心には、内部底面から突出して延在するインナ側コイル用段部７６が設けられる。前記インナ側電磁コイル７０は、このインナ側コイル用段部７６に支持される。また、収容孔３０の開口近傍には、アウタ側電磁コイル２６を支持するアウタ側コイル用段部３４が形成されている。

　図面を簡素化して理解を容易にするべく図示していないが、アウタ側電磁コイル２６及びインナ側電磁コイル７０には、キャパシタ４０、スイッチ４２、抵抗４４、インダクタンス４６が直列接続されてなる電流供給部４８が電気的に接続される。電流供給部４８は、アウタ側電磁コイル２６とインナ側電磁コイル７０で共通であってもよいし、別個であってもよい。

　この場合、集中器ホルダ５６ｃは、アウタ側磁束集中器２８を保持する第１円環壁部８０と、該第１円環壁部８０の内周側に位置し、インナ側磁束集中器７２を保持する第２円環壁部８２とを有する。第１円環壁部８０に保持されたアウタ側磁束集中器２８のアウタ用環状突部５０と、第２円環壁部８２に保持されたインナ側磁束集中器７２のインナ用環状突部７４は、略同一高さに位置する。

　また、この場合、ブロック体５４ａは、第１円環壁部８０と第２円環壁部８２との間に配設される。なお、図９では２個のブロック体５４ａを示しているが、上記と同様に、ブロック体５４ａは、実際には同一円周上に２４個が配置されている。

　ブロック体５４ａ及び円盤状ホルダ５８は第１実施形態及び第２実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。

　第３実施形態に係る接合装置１４ｃは、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果につき説明する。

　第１実施形態と同様に、所定数のセグメント１０の脚部１６を各スロット２０に挿入した後、ターン部１８が下方、脚部１６が上方を臨む姿勢となるようにして、図９に示すように、ステータコア１２ａを収容孔３０に挿入するとともにステータ用段部３２で支持する。これにより、ステータコア１２ａが収容孔３０を覆う位置となる。なお、上記したように、ターン部１８が収容孔３０の内部底面に当接することはない。このようにステータコア１２ａを収容孔３０に収容した後、又はその前に、アウタ側電磁コイル２６、インナ側電磁コイル７０をインナ側コイル用段部７６、アウタ側電磁コイル２６でそれぞれ支持する。

　次に、前記油圧シリンダを付勢し、その昇降ロッドを前進させる。これにより、円盤状ホルダ５８と一体的に集中器ホルダ５６ｃ、アウタ側磁束集中器２８、インナ側磁束集中器７２、及びブロック体５４ａが下降する。円盤状ホルダ５８が下死点まで下降することに伴い、アウタ側電磁コイル２６がアウタ側磁束集中器２８を囲繞し、且つインナ側磁束集中器７２がインナ側電磁コイル７０を囲繞する。すなわち、図１０及び図１１に示すように、アウタ側磁束集中器２８がアウタ側電磁コイル２６の内部に進入するとともに、インナ側電磁コイル７０がインナ側磁束集中器７２の内部に進入する。

　また、ブロック体５４ａのガイド部が１組のスロット群２２ａ（４個のスロット２０）から突出した４本の脚部１６を挟持するとともに、支持部５２が同一スロット群２２ａから突出した外周縁部側の２個の脚部１６と、内周縁部側の２個の脚部１６との間に介在する。

　次に、電流供給部４８を構成するスイッチ４２がＯＮに切り替えられ、アウタ側電磁コイル２６及びインナ側電磁コイル７０に通電がなされる。これにより、アウタ側磁束集中器２８の外周部、アウタ側磁束集中器２８の内周部（アウタ用環状突部５０）、アウタ用環状突部５０に対向する最外の脚部１６に誘導電流がそれぞれ生じる。同時に、インナ側磁束集中器７２の内周部、インナ側磁束集中器７２の外周部（インナ用環状突部７４）、インナ用環状突部７４に対向する最内の脚部１６にも誘導電流がそれぞれ生じる。その一方で、最外の脚部１６、最内の脚部１６の近傍に強磁界がそれぞれ形成される。

　以降は第１実施形態及び第２実施形態と同様に、フレミングの左手の法則に従って、ステータコア１２ａの外周側から内周側に向かう大きな電磁力Ｆ１と、内周側から外周側に向かう大きな電磁力Ｆ２とが同時に発生する。これらの電磁力Ｆ１、Ｆ２により、図１２に示すように、最外の脚部１６が、該脚部１６に隣り合う内周側の脚部１６に向かって接近するように曲がるとともに、最内の脚部１６が、該脚部１６に隣り合う外周側の脚部１６に向かって接近するように曲がる。この接近の際、脚部１６は、該脚部１６を挟持したブロック体５４ａの長辺部に案内される。

　その結果、最外の脚部１６の内周側壁が、内周側の脚部１６の外周側壁に超音速で当接するとともに、最内の脚部１６の外周側壁が、外周側の脚部１６の内周側壁に超音速で当接する。このとき、最外の脚部１６の内周側に隣り合う脚部１６、及び最内の脚部１６の外周側に隣り合う脚部１６を支持部５２が支持する。このため、これら２本の脚部１６が当接前後で元の位置を保つ。

　また、最外の脚部１６及び最内の脚部１６に誘導電流がそれぞれ生じているため、脚部１６同士の接触箇所にジュール熱及び熱エネルギが発生する。超音速での当接に伴う酸化膜の飛散と原子の拡散、さらには、ジュール熱及び熱エネルギによって、隣り合う２本の脚部１６同士が当接と略同時に冶金的接合されるに至る。上記と同様に、最外の脚部１６及び最内の脚部１６の曲がり、隣り合う２本の脚部１６同士の当接及び接合は、１秒以下、典型的には０．５秒以下で終了する。

　勿論、２４組のスロット群２２ａの全てにおいて以上の現象が同時に進行する。すなわち、第３実施形態によれば、最外の脚部１６の全てとその内周側で隣り合う脚部１６全て、及び、最内の脚部１６全てとその外周側で隣り合う脚部１６全てとを、一度の作業で同時に接合することができる。しかも、接合箇所毎に品質が大きく相違することが回避される。すなわち、ステータの生産効率を一層向上させることができるとともに、接合作業の一層の簡素化を図ることができる。

　アウタ側電磁コイル２６、インナ側電磁コイル７０の巻き数は、最外の脚部１６に作用する当接時の衝撃と、その内周側で隣り合う脚部１６に作用する当接時の衝撃とが相殺されるように設定されている。このため、衝撃による設備への負荷が低減される。

　次に、可動部材を有する接合装置につき、第４実施形態として説明する。

　図１３は、セグメント１０が通されたステータコア１２ｂと、第４実施形態に係る接合装置１４ｄとを併せて示した要部概略水平方向断面図であり、図１４は、その要部拡大正面図である。この場合、ステータコア１２ｂは円環形状をなし（図１３参照）、且つ内周側縁部、内周側縁部と外周側縁部との間、外周側縁部のそれぞれに、若干の位相差を有するようにして２個ずつスロット２０が形成されている。第４実施形態では、この６個を１組のスロット群２２ｂとする。すなわち、これらの場合、１８組のスロット群２２ｂが放射状に配置される。

　１組のスロット群２２ｂをなす６個のスロット２０には、６個のセグメント１０の脚部１６が１本ずつ個別に挿入され、図１４における上方（図１３における紙面手前側）に突出する。従って、この場合においても、セグメント１０は、ターン部１８を下方、脚部１６を上方としてステータコア１２ｂに保持されている。

　接合装置１４ｄは、ステータコア１２ｂを収容して支持する支持台２４ａ（図１参照）と、接合機構を構成するアウタ側電磁コイル２６と、前記アウタ側電磁コイル２６によって電磁力を発現するアウタ側磁束集中器２８とを有する。これらの構成要素と、集中器ホルダ５６ａ及び円盤状ホルダ５８については第１実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。

　接合装置１４ｄは、アウタ側磁束集中器２８のアウタ用環状突部５０の近傍に設けられた図示しない円環状案内盤を有する。該円環状案内盤には複数個の壁部が放射状に形成され、これにより、円環状案内盤に１８個の案内部が区分形成されている。案内部の内周側には、集束部材９０が案内部から脱落することを防止するための抜け止め壁部が設けられる。

　各案内部には、特に図１４に示す集束部材９０が摺動自在に収容される。集束部材９０の内周側には、平面視で略Ｔ字形状をなす第１押圧バー９２、第２押圧バー９４及び第３押圧バー９６が設けられる。すなわち、集束部材９０は、第１押圧バー９２、第２押圧バー９４及び第３押圧バー９６を纏めて支持している。これら集束部材９０、第１押圧バー９２、第２押圧バー９４及び第３押圧バー９６は、誘導電流が生じることが可能な素材からなる。

　第１押圧バー９２は最も短尺であり、その先端は、１組のスロット群２２ｂ中の最外の脚部１６に対向する。また、最も長尺な第３押圧バー９６の先端は、同一のスロット群２２ｂ中、最外から５番目（最内から２番目）の脚部１６に対向する。そして、第１押圧バー９２と第３押圧バー９６の中間の長さである第２押圧バー９４の先端は、同一のスロット群２２ｂ中、最外から３番目（最内から４番目）の脚部１６に対向する。なお、第１押圧バー９２、第２押圧バー９４及び第３押圧バー９６の先端は、前記抜け止め壁部に形成された開口から突出している。

　ブロック体５４ｂの下端部は、内周側から外周側に向かう長さが段階的に相違するような形状に設定されている。具体的には、ブロック体５４ｂは、同一のスロット群２２ｂ中の最外から２番目（最内から５番目）の脚部１６に対向する第１段状支持部９８ａ、最外から４番目（最内から３番目）の脚部１６に対向する第２段状支持部９８ｂ、最内の脚部１６に対向する第３段状支持部９８ｃを有する。

　次に、第４実施形態に係る接合装置１４ｄを用いたセグメント１０の接合方法につき説明する。

　第１実施形態に準拠し、ステータコア１２ｂに設けられた複数個のスロット２０に対して所定数のセグメント１０の脚部１６を挿入した後、図１４に示すように、ターン部１８が下方、脚部１６が上方を臨む姿勢となるようにして、ステータコア１２ｂを支持台２４ａの収容孔３０に挿入してステータ用段部３２で支持する。ステータコア１２ｂを収容孔３０に収容した後、又はその前に、アウタ側電磁コイル２６をアウタ側コイル用段部３４で支持することは勿論である。

　さらに、円盤状ホルダ５８を下降させるべく、該円盤状ホルダ５８に連結された昇降ロッドを、油圧シリンダを付勢することで前進させる。これにより、円盤状ホルダ５８と一体的に集中器ホルダ５６ａ、アウタ側磁束集中器２８、円環状案内盤及びブロック体５４ｂが下降する。円盤状ホルダ５８が下死点まで下降した際、アウタ側磁束集中器２８がアウタ側電磁コイル２６の内部に進入する。すなわち、図１３に示すように、アウタ側磁束集中器２８がアウタ側電磁コイル２６で囲繞される。

　また、ブロック体５４ｂの第１段状支持部９８ａ、第２段状支持部９８ｂ及び第３段状支持部９８ｃが、それぞれ、１組のスロット群２２ｂ中の最外から２番目（最内から５番目）の脚部１６、最外から４番目（最内から３番目）の脚部１６、最内の脚部１６に対向する。また、第１押圧バー９２、第２押圧バー９４、第３押圧バー９６の各先端は、同一のスロット群２２ｂ中の最外の脚部１６、最外から３番目（最内から４番目）の脚部１６、最外から５番目（最内から２番目）の脚部１６に対向する。

　結局、第１段状支持部９８ａと第１押圧バー９２は、最外の脚部１６と、これと内周側で隣り合う脚部１６とを挟んで対向する。また、第２段状支持部９８ｂと第２押圧バー９４は、最外から３番目の脚部１６と、これと内周側で隣り合う脚部１６とを挟んで対向し、第３段状支持部９８ｃと第３押圧バー９６は、最外から５番目の脚部１６と、これと内周側で隣り合う脚部１６（最内の脚部１６）とを挟んで対向する。

　この状態で、次に、アウタ側電磁コイル２６に通電がなされる。すなわち、スイッチ４２（図４参照）がＯＮに切り替えられるとともに、この際にキャパシタ４０に蓄積されていた電荷が移動することで、電流供給部４８からアウタ側電磁コイル２６に電流が供給される。すなわち、アウタ側電磁コイル２６に通電がなされる。

　これにより、アウタ側磁束集中器２８の外周部、アウタ側電磁コイル２６の内周部（アウタ用環状突部５０）、さらには、集束部材９０、第１押圧バー９２、第２押圧バー９４及び第３押圧バー９６に誘導電流が生じる。そして、最外、最外から３番目、最外から５番目の各脚部１６の近傍には、強磁界が形成される。その結果、フレミングの左手の法則に従い、集束部材９０を内周側に押し出す電磁力Ｆ１が発生する。

　この電磁力Ｆ１により、集束部材９０が前記案内部に案内されながら、ステータコア１２ｂの直径方向内方に向かって移動する。これに伴い、集束部材９０に支持された第１押圧バー９２、第２押圧バー９４及び第３押圧バー９６が集束部材９０と一体的に同一方向に変位する。すなわち、第１押圧バー９２、第２押圧バー９４及び第３押圧バー９６がステータコア１２ｂの直径方向内方に向かって移動する。このことから諒解されるように、集束部材９０、第１押圧バー９２、第２押圧バー９４及び第３押圧バー９６は可動部材である。

　その結果、最外の脚部１６、最外から３番目の脚部１６、最外から５番目の脚部１６が、第１押圧バー９２、第２押圧バー９４、第３押圧バー９６によってそれぞれ押圧され、各内周側壁が、各々の内周側で隣接する脚部１６（最外から２番目の脚部１６、最外から４番目の脚部１６、最内の脚部１６）の外周側壁に向かって曲がり、超音速で当接する。この際、当接箇所から酸化膜が飛散するとともに、露呈した下地金属から原子の互いへの拡散が生じる。なお、このとき、ブロック体５４ｂの第１段状支持部９８ａ、第２段状支持部９８ｂ、第３段状支持部９８ｃは、最外から２番目の脚部１６、最外から４番目の脚部１６、最内の脚部１６の、内周側の脚部１６の内周壁側を支持している。すなわち、第４実施形態でも、第１段状支持部９８ａ、第２段状支持部９８ｂ及び第３段状支持部９８ｃにより、外周側の脚部１６が接近して内周側の脚部１６に当接する外周側壁とは反対側の内周側壁を支持する。このため、内周側の脚部１６が当接前後で元の位置を保つ。

　また、押圧によって曲げられた脚部１６に誘導電流が生じているため、脚部１６同士の当接箇所にジュール熱や熱エネルギが発生する。以上のような理由から、脚部１６同士が当接と略同時に冶金的接合されるに至る。第１実施形態～第３実施形態と同様に、前記の曲がり、当接及び接合に要する時間は１秒以下、典型的には０．５秒以下である。

　以上の現象は、１８組のスロット群２２ｂの全てにおいて同時に進行する。すなわち、第４実施形態によれば、１組のスロット群２２ｂを構成するスロット２０の個数が４個を上回るときであっても、外周側に位置する脚部１６全てと、その内周側で隣り合う脚部１６全てとを、一度の作業で同時に接合することができる。このため、ステータを得るまでの時間が著しく短縮されるので、ステータの生産効率を向上させることができる。

　しかも、誘導電流が全体にわたって略同等に生じるので、接合箇所毎に品質が大きく相違することが回避される。このため、加修が不要となるので、接合作業が簡素化される。すなわち、１組のスロット群２２ｂを構成するスロット２０の個数が４個を上回るときであっても、第１実施形態～第３実施形態と同様の作用効果が得られる。

　本発明は、上記した第１実施形態～第４実施形態に特に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

　例えば、図１３及び図１４に示したステータコア１２ｂのスロット２０に挿入されたセグメント１０に対し、接合装置１４ｂ（図５参照）又は接合装置１４ｃ（図９参照）に準じた構成の接合装置を用いて接合を行うようにしてもよい。

　また、略Ｕ字形状のセグメント１０に代替し、Ｉ字形状のセグメントを用いるようにしてもよい。

　さらに、第４実施形態では、第１押圧バー９２、第２押圧バー９４及び第３押圧バー９６の素材を、脚部１６に誘導電流を生じさせるものとする必要は特になく、変位した第１押圧バー９２、第２押圧バー９４及び第３押圧バー９６で脚部を押圧するのみとしてもよい。

１０…セグメント　　　　　　　　　　　　１２ａ、１２ｂ…ステータコア
１４ａ～１４ｄ…接合装置　　　　　　　　１６…脚部
１８…ターン部　　　　　　　　　　　　　２０…スロット
２２ａ、２２ｂ…スロット群　　　　　　　２６…アウタ側電磁コイル
２８…アウタ側磁束集中器　　　　　　　　３２…ステータ用段部
３４…アウタ側コイル用段部　　　　　　　４８…電流供給部
５０…アウタ用環状突部　　　　　　　　　５２…支持部
５４ａ、５４ｂ…ブロック体　　　　　　　７０…インナ側電磁コイル
７２…インナ側磁束集中器　　　　　　　　７４…インナ用環状突部
７６…インナ側コイル用段部　　　　　　　９０…集束部材
９２…第１押圧バー　　　　　　　　　　　９４…第２押圧バー
９６…第３押圧バー　　　　　　　　　　　９８ａ…第１段状支持部
９８ｂ…第２段状支持部　　　　　　　　　９８ｃ…第３段状支持部

Claims

　円環形状をなすステータコア（１２ａ）の周方向に複数個設けられたスロット（２０）に挿入された電気導体（１０）の、前記ステータコア（１２ａ）から突出して直径方向に隣り合う２本の脚部（１６）同士を接合する電気導体（１０）の接合方法であって、
　前記ステータコア（１２ａ）の内周側又は外周側の少なくとも一方に、電磁コイル（２６、７０）を円周状に配置する工程と、
　前記電磁コイル（２６、７０）に通電することで、前記隣り合う２本の脚部（１６）同士を当接させるとともに、当接した前記２本の脚部（１６）同士を接合する工程と、
　を有することを特徴とする電気導体（１０）の接合方法。
　請求項１記載の接合方法において、前記隣り合う２本の脚部（１６）の一方に誘導電流を生じさせ、前記誘導電流により生じる電磁力で前記２本の脚部（１６）の一方を他方に接近させて該脚部（１６）同士を当接させることを特徴とする電気導体（１０）の接合方法。
　請求項１又は２記載の接合方法において、前記ステータコア（１２ａ）の内周側及び外周側の双方に、電磁コイル（２６、７０）を円周状に配置することを特徴とする電気導体（１０）の接合方法。
　請求項１記載の接合方法において、電磁力が発生した可動部材（９０、９２、９４、９６）の移動により前記隣り合う２本の脚部（１６）の一方を他方に接近させて該脚部（１６）同士を当接させることを特徴とする電気導体（１０）の接合方法。
　円環形状をなすステータコア（１２ａ）の周方向に複数個設けられたスロット（２０）に挿入された電気導体（１０）の、前記ステータコア（１２ａ）から突出して直径方向に隣り合う２本の脚部（１６）同士を接合する電気導体（１０）の接合装置であって、
　前記ステータコア（１２ａ）の内周側又は外周側の少なくとも一方に円周上に配置される電磁コイル（２６、７０）と、
　前記電磁コイル（２６、７０）に電流を供給する電流供給部（４８）と、
　を有することを特徴とする電気導体（１０）の接合装置（１４ａ）。
　請求項５記載の接合装置（１４ｄ）において、前記電磁コイル（２６、７０）と前記電気導体（１０）の間に配置される可動部材（９０、９２、９４、９６）をさらに有することを特徴とする電気導体（１０）の接合装置（１４ｄ）。
　請求項５又は６記載の接合装置（１４ａ）において、前記２本の脚部（１６）の一方が他方に向かって接近する際に、前記他方の脚部（１６）を、前記一方の脚部（１６）が当接する箇所と反対側から支持する支持部材（５４ａ）をさらに有することを特徴とする電気導体（１０）の接合装置（１４ａ）。
　請求項５記載の接合装置（１４ａ）において、前記ステータコア（１２ａ）の内周側に配置されるインナ側電磁コイル（７０）と、外周側に配置されるアウタ側電磁コイル（２６）とを有することを特徴とする電気導体（１０）の接合装置（１４ａ）。