WO2020022338A1 - コイルの端子接続方法、ツイスト治具及び回転電機のステータ - Google Patents

Abstract

ステータ（２）のコア（６）のスロット（４）に挿入されたコイルセグメント（１４）のスロット挿入部のうち最内周側の層に位置するスロット挿入部（１４ｂ）により構成される入力用引き出し線（１４Ｕ１，１４Ｕ２，１４Ｖ１，１４Ｖ２，１４Ｗ１，１４Ｗ２）が、同層に位置する他のコイルセグメント（１２）のスロット挿入部（１２ｂ）と共にツイスト治具（２２）でコア（６）の周方向の同一向きに折り曲げられ、その後、隣り合う層のスロット挿入部（１２ａ）の先端部同士を接合する箇所である接合部（１０）が径方向に並ぶ列の間の隙間（２１）に横たわるように曲げられて外周方向に導出され、それぞれ端子部材（１５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗ）に接続される。

Description

コイルの端子接続方法、ツイスト治具及び回転電機のステータ

　本発明は、モータや発電機等の回転電機のステータ、該ステータにおけるコイルの端子接続方法及び該端子接続方法を実施するためのツイスト治具に関する。

　モータや発電機等の回転電機におけるステータのコイルとして、ステータコアの周方向に沿って配置された複数のスロットに、直線状に延びる一対のスロット挿入部を備えたＵ字状のコイルセグメントを複数、スロットの間を跨ぐように挿入し、これらコイルセグメントの、ステータコアの端面から突出した挿入方向の先端部をツイスト加工した後に、ステータコアの径方向で隣り合う層（レイヤー）の先端部同士を溶接等により電気的に接合した、いわゆるセグメント型コイルが知られている。
　Ｕ字状のコイルセグメントはヘアピンとも称されている。

特開２００９－１１１１６号公報

　上記のコイルセグメントの中には、入力線や中性線などの引き出し線となるものが含まれており、これらは、先端部同士が接合される通常のコイルセグメントよりもステータコアの端面からの突出長さが大きい異形セグメントとして形成される。
　ツイスト加工（捻り曲げ）をする場合、通常のコイルセグメントの先端部と、該通常のコイルセグメントの先端部と同じ層に位置する異形セグメントの先端部とを、同一のツイスト治具に挿入し、それらの先端部を、ツイスト治具の回転により、周方向の同一向きに且つ径方向で隣り合う層の先端部と逆向きにツイストすることが行われている。

　この場合、ツイスト後の異形セグメントの先端部の、ステータの周方向の位置は、ステータコアの径方向に並ぶ通常のコイルセグメントの先端部の接合部列と同じ位置となる。
　この位置関係であると、例えば、ステータコアの最も内周側の端の層に位置する異形セグメントの先端部による引き出し線を、径方向の外側に配置された端子部材に電気的に接続する場合には、通常のコイルセグメントの先端部の接合部列の上方を跨ぐように渡らせて接続する構成とならざるを得ない。
　特許文献１に記載のコイルはＵ字状のものを挿入する構成ではないが、コイルの端部をコアの径方向に曲げて小型化を図ることについて上記のような手法が採られている。

　しかし、上記のように接合部列の上方を跨ぐ接続構成では、異形セグメントの引き出し部分の長さを大きくとる必要があり、それだけ銅やアルミニウム等の材料費の増加に繋がる。
　また、この種のステータではステータコアの端面からのコイルの突出量は少なければ少ない程モータ等の小型化に寄与し、ミリ単位で影響が出るが、上記のような接続構成は小型化を阻害する。
　また、引き出し線の立ち上がり高さが大きいと、端子部材との接続部の剛性も低下するため、引き出し部の固有振動数が低下し、例えば車両エンジンの回転に伴う振動と共振して接続部に断線応力をもたらす懸念もある。

　本発明は、このような現状に鑑みて創案されたもので、コイルセグメントを用いた回転電機のステータにおいて、コイルセグメントと端子部材との間の接続部の低コスト化と剛性の向上を図るとともに、回転電機の小型化に寄与することを目的とする。また、このような、低コストで高い剛性の接続部を有し、回転電機の小型化に寄与できる回転電機のステータを容易に製造できるようにすることを目的とする。

　上記目的を達成するために、本発明によるコイルの端子接続方法は、コアの周方向に配列された複数のスロットに、それぞれ直線状に延びる一対のスロット挿入部を備えたコイルセグメントが前記スロットの間を跨ぐように複数挿入され、前記各スロットに挿入されたスロット挿入部が前記コアの径方向に複数の層を形成し、該各スロット挿入部の、前記コアの端面から突出した先端部が前記周方向に折り曲げられ、隣り合う層の先端部同士が電気的に接合されることでコイルが形成される回転電機のステータにおける、前記コイルの端子接続方法であって、前記複数の層のうち一端の層に位置し、前記各先端部のうち先端部同士で接合される第１先端部よりも前記コア端面からの突出長さが大きい第２先端部を、前記周方向における前記先端部同士の接合部間の隙間に横たわらせて前記複数の層のうち他端の層側に導出し、その導出した第２先端部を、前記他端の層から突出した位置で端子部材に電気的に接続する。

　前記第２先端部が、前記コアの内周側から外周側に向かって延びるように曲げられているとよい。
　前記第２先端部を、前記周方向に折り曲げた後に前記隙間に対応する位置で前記径方向に折り曲げるとよい。
　前記第２先端部を、該第２先端部と同じ層にある前記第１先端部と共に１つのツイスト冶具で、前記同じ層にある第１先端部より遅れて曲げて前記隙間に対応する部位で立ち上がるようにツイストさせ、その後、前記第２先端部を前記径方向に折り曲げるとよい。

　本発明によるツイスト治具は、それぞれ直線状に延びる一対のスロット挿入部を備え、コアの周方向に配列された複数のスロットに該スロットの間を跨ぐように挿入され、前記各スロットに挿入されたスロット挿入部が前記コアの径方向に複数の層を形成する複数のコイルセグメントの、前記コアの端面から突出した先端部を前記周方向に折り曲げるツイスト冶具であって、円筒状又は円柱状の本体部と、前記本体部に周方向に間隔をおいて複数形成され、前記各先端部のうち隣り合う層の、相互に電気的に接合されるべき第１先端部をそれぞれ収容する第１収容凹部と、前記第１収容凹部に収容される前記第１先端部と同じ層に配置される先端部であって、該第１先端部よりも前記コアの端面からの突出長さが大きい第２先端部を収容する第２収容凹部と、を有し、前記第２収容凹部は、前記本体部に対して前記周方向に移動可能な可動部材に設けられている。

　前記折り曲げを開始する前の状態では、前記第１収容凹部及び前記第２収容凹部からなる複数の収容凹部が、前記周方向に等間隔で配置されているとよい。
　前記本体部が、前記円筒又は円柱の軸を中心に回転可能であり、前記本体部と前記可動部材との間に、前記可動部材を前記本体部の回転方向に付勢する付勢部材が設けられているとよい。
　前記可動部材の、前記本体部に対する可動範囲が、前記第１収容凹部の配置間隔よりも小さいとよい。

　前記可動部材の、前記本体部に対する可動範囲が、前記第１収容凹部の配置間隔の１／２であるとよい。
　前記本体部が、前記円筒又は円柱の軸を中心に回転可能であり、前記第２収容凹部に前記第２先端部が挿入された状態で前記本体部が回転された場合、前記第２収容凹部は該回転に応じて前記第１収容凹部より遅れて移動するとよい。

　本発明の回転電機のステータは、コアの周方向に配列された複数のスロットに、それぞれ直線状に延びる一対のスロット挿入部を備えたコイルセグメントが前記スロットの間を跨ぐように複数挿入され、前記各スロットに挿入されたスロット挿入部が前記コアの径方向に複数の層を形成し、該各スロット挿入部の、前記コアの端面から突出した先端部が前記周方向に折り曲げられ、隣り合う層間の先端部同士が電気的に接合されている回転電機のステータであって、前記複数の層のうち一端の層に位置し、前記各先端部のうち先端部同士で接合される第１先端部よりも前記コアの端面からの突出長さが大きい第２先端部が、前記周方向における前記先端部同士の接合部間の隙間に横たわるように配置されて、前記複数の層のうち他端の層側に導出されている。

　前記第２先端部が、前記他端の層から前記径方向に突出した位置で端子部材に電気的に接続されているとよい。
　前記第２先端部が、前記コアの内周側から外周側に向かって延びているとよい。
　前記第２先端部が、前記周方向に折り曲げられた部分と、前記隙間に対応する位置で前記径方向に折り曲げられた部分とを有しているとよい。

　本発明によれば、コイルセグメントを用いた回転電機のステータにおいて、コイルセグメントと端子部材との間の接続部の低コスト化と剛性の向上を図れるとともに、回転電機の小型化に寄与できる。また、このような、低コストで高い剛性の接続部を有し、回転電機の小型化に寄与できる回転電機のステータを容易に製造することができる。

本発明の一実施形態に係る回転電機のステータの斜視図である。 コイルセグメントの一例を示す斜視図である。 異形のコイルセグメントの一例を示す斜視図である。 図２Ａ及び図２Ｂに示したものと異なるコイルセグメントの一例を示す斜視図である。 図１の要部拡大斜視図である。 図１のＸ－Ｘ線に沿う概要断面図である。 本発明によるコイルの端子接続方法を実施するためのツイスト治具の斜視図である。 図５のツイスト治具の分解斜視図である。 図５のＹ－Ｙ線に沿う概要断面図で、ツイスト治具が回転する前の状態を示す図である。 図５のＹ－Ｙ線に沿う概要断面図で、ツイスト治具が回転して入力用引き出し線のツイストが始まる直前の状態を示す図である。 ツイストが終わった時点での入力用引き出し線を示す要部斜視図である。 ツイスト後の入力用引き出し線を曲げる工程を示す模式図で、ツイストが終わった時点での入力用引き出し線の状態を示す図である。 図１０Ａの続きの、曲げが終わった状態を示す図である。

　以下、本発明の一実施形態について図を参照して説明する。

　まず、図１を参照して本発明の一実施形態に係る回転電機のステータの構成の概要を説明する。
　ステータ２は、周方向に配列された複数のスロット４を有する円筒状のコア６と、スロット４にＵ字状のコイルセグメント（セグメント導体）をスロット４の間を跨ぐように複数挿入してそれらのコイルセグメントを接続することにより構成された３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のコイル８とを備えている。符号５はコア６とコイルセグメントとの間を絶縁するための絶縁シートを示している。なお、以降の説明において、「Ｕ」を含む符号はＵ相のコイルに関連した構成を示す。「Ｖ」、「Ｗ」についても同様である。

　各コイルセグメントはコア６の図中下側からスロット４に挿入され、図中コア６の上側（入力側又は給電側）に突出した先端部は、後述するツイスト治具によりコア６の周方向に折り曲げられる。折り曲げ（ツイスト）はコア６の径方向で隣り合う層毎に逆向きに行われ、ツイスト後に径方向で隣り合う層間で対向するコイルセグメントの先端部同士が電気的に接合される。
　図１では接合前の状態を示しているが、以下の説明では、先端部同士が対向した構成（コイルセグメントの表面に形成されている絶縁被膜を除去した部分が対向した構成）を接合部１０と称する。

　なお、ステータ２において、各スロット４には６本のコイルセグメントのスロット挿入部（後述）が挿入される。コイルセグメントの厚さは全て共通であるので、１つのスロット４に挿入される各スロット挿入部の径方向の位置は全てのスロットにおいて共通である。このため、１のスロットの挿入される６つのスロット挿入部は、最外周側から最内周側まで積み重なった６層を形成すると捉えることができ、本明細書で「層」と言った場合には、特に断らない限り、このスロット挿入部の層を意味するものとする。

　コア６は、打ち抜き加工又はエッチング加工により成形された薄肉の円環状の電磁鋼鈑を円筒軸方向に積層して一体化した構成を有している。コア６の内周側には中心に向けて突出する複数のティース（磁極歯）７が周方向に所定間隔で放射状に形成されている。各ティース７の先端側の面によりコア６の内周面が概ね形成されるが、各ティース７の先端側の面は相互に離れている（図１の中央付近の符号を見易くするため、図の一部を白く塗りつぶしているが、塗りつぶし部分においても、各ティース７は相互に離れている）。また、隣り合うティース７間にスロット４が形成されている。
　本実施形態のステータ２に挿入される不図示のロータの極数（磁極数）は８であり、極数８に対する３相のコイル８の１相あたりのスロット数は２である。従って、コア６には総数４８のスロット４が配置されている。

　各コイルセグメントは、図２Ａ乃至図２Ｃに示すように、表面が絶縁被膜で覆われた平角線を曲げ加工によりＵ字状に変形して形成されている。図２Ａを代表として具体的に説明すると、各コイルセグメント１２はそれぞれ直線状に延びる一対のスロット挿入部１２ａ，１２ｂと、これらを連結する連結部１２ｃとからなり、一方のスロット挿入部１２ａと他方のスロット挿入部１２ｂをそれぞれ異なる層に配置できるように連結部１２ｃは段差形状を有している。そして、各スロット挿入部１２ａ，１２ｂの先端の所定長さの部分（先端部）では、絶縁被膜が除去され、他のコイルセグメントのスロット挿入部や接続端子等と電気的に接続することが可能である。

　本実施形態のコイルセグメントには、接合部１０で他のコイルセグメントと連結される先端部（第１先端部）を有する通常のコイルセグメント１２（図２Ａ）と、そのコイルセグメント１２よりもコア６の端面からの突出長さが大きい異形のコイルセグメント１４（図２Ｂ）と、中性線となる先端部を有するコイルセグメント１６（図２Ｃ）とが含まれている。

　図２Ｂに示す異形のコイルセグメント１４は、直線状に延びる一対のスロット挿入部１４ａ，１４ｂと、これらを連結する連結部１４ｃとからなり、連結部１４ｃは段差形状（クランク形状）を有している。
　異形のコイルセグメント１４の一方のスロット挿入部１４ｂは他方のスロット挿入部１４ａよりも長く、その先端部（第２先端部）は入力用引き出し線となる。なお、スロット挿入部１４ａは、コイルセグメント１２のスロット挿入部１２ａ，１２ｂと、コア６の端面からの突出長さがほぼ同じであり、その先端部はいずれかのコイルセグメント１２のスロット挿入部１２ｂの先端部と接合される。

　通常のコイルセグメント１２の一対のスロット挿入部１２ａ，１２ｂの長さは等しく、中性線となる先端部を有するコイルセグメント１６は、連結部１６ｃにより連結されている一対のスロット挿入部１６ｂ，１６ｃのうち、一方のスロット挿入部１６ｂの長さが他方のスロット挿入部１６ａの長さよりも若干長い。コイルセグメント１６のスロット挿入部間の長さの差ｎは、異形のコイルセグメント１４におけるスロット挿入部間の長さの差ｍよりも小さい。

　なお、通常のコイルセグメント１２のスロット挿入部１２ａ，１２ｂについても、厳密にいえば、コア６の径方向の位置に応じてスロット４間の周長が異なることに対応して、層毎にスロット挿入部のコア６の端面からの突出長さが若干異なる。しかしここでは、これらの長さの相違は「異形のセグメント」の概念には含めないものとする。コイルセグメント１６についても「異形のセグメント」の概念には含めないものとする。

　各スロット４には、前述のようにコア６の径方向に１列に並ぶように６本のスロット挿入部が挿入されている。そして、接合部１０において対向する一対のスロット挿入部の先端部同士を電気的に接続することにより複数のコイルセグメントを直列に接続することにより、それぞれコア６を略６周する配置位置が周方向にずれた２本のコイルを相毎に形成することができる。図１の例では、さらに同相の２本のコイルを並列に接続して、各相のコイルとしている。コア６を略６周する各コイルはそれぞれ、最内周の層から最外周の層に向けて引き回され、また最内周の層に戻る構成を有し、両端ともに最内周の層に位置する。

　図１に示すように、コア６の最内周の層には、異形のコイルセグメント１４の長い方のスロット挿入部１４ｂを曲げて形成した入力用引き出し線１４Ｕ１，１４Ｕ２，１４Ｖ１，１４Ｖ２，１４Ｗ１，１４Ｗ２が配置されている。これらの引き出し線の先端部は、例えばインバータの交流出力部に接続される端子部材１５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗに電気的に接続されている。図１で符号を付した入力用引き出し線１４Ｕ１～１４Ｗ２は、それぞれ各コイルの一端部に位置し、例えば端子部材１５Ｕは、Ｕ相の２本のコイルを並列接続する役割も果たす。Ｖ相及びＷ相についても同様である。

　また、入力用引き出し線１４Ｕ１～１４Ｗ２と同層には、コイルセグメント１６の長い方のスロット挿入部１６ｂにより形成される中性線１６Ｕ１，１６Ｕ２，１６Ｖ１，１６Ｖ２，１６Ｗ１，１６Ｗ２も配置されており、これらは中性点としての不図示の長板状のコモン導体に電気的に接続されている。中性線１６Ｕ１～１６Ｗ２は、各コイルの他端部に位置する。

　図３に示すように、入力用引き出し線１４Ｕ１，１４Ｕ２，１４Ｖ１，１４Ｖ２は、他のコイルセグメント１２の先端部間に形成される接合部１０間の、コア６の周方向における隙間（径方向に並ぶ接合部１０の列の間）２１に、横たわるように配置されている。図３に表れない（図１には表れる）入力用引き出し線１４Ｗ１，１４Ｗ２も同様である。
　即ち、径方向の一端側である最内周の層に位置し、接合部１０で接合される先端部（第１先端部）を有するスロット挿入部１２ａ，１２ｂ等よりもコア６の端面からのスロット挿入部の突出長さが大きいスロット挿入部１４ｂの先端部（第２先端部）が、接合部１０間の隙間２１内に横たわるように配置されて、径方向の他端側（最外周側）に導出されている。

　さらに具体的に説明すると、入力用引き出し線１４Ｕ１，１４Ｕ２，１４Ｖ１，１４Ｖ２は、異形のコイルセグメント１４のスロット挿入部１４ｂを同じ層の通常のコイルセグメント１２のスロット挿入部と共に周方向の同じ向きに折り曲げて（ツイストして）形成された折り曲げ部１４ｂ－１と、接合部１０の列間の隙間２１を内周側から外周側に向って延びる導出部１４ｂ－２と、最外周の層よりもコア６の径方向の外側に突出した位置で導出部１４ｂ－２の先端からコア６の軸方向に立ち上がる立ち上がり部１４ｂ－３とを有し、立ち上がり部１４ｂ－３が端子部材１５Ｕ，１５Ｖに接続されている。
　導出部１４ｂ－２は、隙間２１に対応する位置で径方向に折り曲げられた部分である。図１に示す入力用引き出し線１４Ｗ１，１４Ｗ２も同様な構成を有する。

　上記のような入力用引き出し線及び端子部材による端子接続方法（端子接続構成）を採ることにより、図４に示すように、入力用引き出し線１４Ｕ１を、ショートカットで端子部材１５Ｕに接続することができる。他の入力用引き出し線についても同様である。
　これにより、入力用引き出し線を最内周の層の位置に立ち上げ、端子部材が接合部１０の列の上方を跨いで入力用引き出し線と接続する構成に比べて、コイルセグメントの材料コストの低減を図ることができるとともに、入力用引き出し線の導出部１４ｂ－２のコア６の軸方向におけるコア６の端面からの高さを低くできることによってステータ２の小型化に大きく寄与する。

　図４の構成では立ち上がり部１４ｂ－３の立ち上がりの長さを比較的長くしているが、ここで説明した端子接続構成では、立ち上がり長さがより短くても、また、立ち上がり部１４ｂ－３自体を設けなくても、コイルと端子部材との接続が可能である。この構成によれば、コイルセグメントの材料コスト低減及びステータ２の小型化の効果を一層大きくすることができる。

　また、図４の構成では、入力用引き出し線の導出部１４ｂ－２のコア６の軸方向における高さを低くできるので、入力用引き出し線と端子部材との間の接続部の剛性を高めることができ、このことにより、入力用引き出し線の固有振動数を高めることができる。すなわち、接続部の剛性が低いと入力用引き出し線の固有振動数が低下するが、この低下を抑制することができる。このように固有振動数を高めることにより、例えば車両エンジンの回転に伴う振動と共振して結線部に断線応力をもたらすリスクを低減できる。

　次に、図５～図８を参照して、上記の端子接続方法を効率的に実施するためのツイスト治具について説明する。
　図５～図８に示すツイスト治具２２は、図１に示したコア６の複数のスロット４に挿入されてコア６の端面から突出した、最内周の層にあるコイルセグメント１２，１４，１６のスロット挿入部の挿入方向の先端部を、コア６の周方向に折り曲げるための工具である。

　コア６を固定して、各スロット挿入部の先端部を後述する第１収容凹部２６及び第２収容凹部２８にそれぞれ収容した状態で、ツイスト治具２２の本体部２４を回転させることにより、コア６の端面から突出したスロット挿入部のうち、第１収容凹部２６又は第２収容凹部２８に収容されていない範囲（コア６の端面に近い部分）を、その回転方向にツイストすることができる。

　図５及び図６に示すように、ツイスト治具２２は、不図示の駆動機構に接続するための接続部を有する円筒状の本体部２４を有する。当該駆動機構は、本体部２４を、その中心軸を中心に回転駆動するものである。本体部２４には、第１収容凹部２６と第２収容凹部２８とが周方向に間隔をおいて複数形成されている。また、ツイストのために本体部２４を回転させる前の状態（各可動部材３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗが後述の初期位置にある状態）では、第１収容凹部２６と第２収容凹部２８を含む各収容凹部は、等間隔で配置される。

　第１収容凹部２６は、基本的に、コイルセグメント１２，１４，１６のうち、接合部１０を構成し、相互に電気的に接合されるべき一対のスロット挿入部の先端部を収容する。一部の第１収容凹部２６は、中性線となるコイルセグメント１６のスロット挿入部の先端部を収容する。第２収容凹部２８は、異形のコイルセグメント１４の、入力用引き出し線１４Ｕ１，１４Ｕ２，１４Ｖ１，１４Ｖ２，１４Ｗ１，１４Ｗ２となるスロット挿入部１４ｂの先端部を収容する。

　なお、第１収容凹部２６が収容する各先端部は、各コイルセグメント１２，１４，１６のスロット挿入部（コイルセグメント１４にあってはスロット挿入部１４ａ）の先端から、概ね図１においてコア６の軸に沿って立ち上がっている部分までの範囲である。第２収容凹部２８が収容する各先端部は、各コイルセグメント１４のスロット挿入部１４ｂの先端から、概ね図３における導出部１４ｂ－２及び立ち上がり部１４ｂ－３を構成する部分までの範囲である。

　本体部２４の上面には、上記駆動機構の駆動軸が挿入される挿入孔２４ａが形成されている。
　本体部２４の側面には、周方向に間隔をおいて、３つの凹部３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗが形成されている。これらの凹部３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗには、ブロック状の可動部材３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗが、本体部２４に対して周方向にスライド自在に設けられている。各可動部材３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗの外面には、第２収容凹部２８が周方向に間隔をおいて２つずつ形成されている。
　この構成は、入力用引き出し線１４Ｕ１，１４Ｕ２，１４Ｖ１，１４Ｖ２，１４Ｗ１，１４Ｗ２となるスロット挿入部１４ｂが、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれについて近接する位置の２本の組で設けられていることに対応して、各相の２本の組を、それぞれ１つの可動部材３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗに設けた第２収容凹部２８に収容するためのものである。

　各凹部３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗにはそれぞれ、本体部２４の軸方向に間隔をおいて周方向に延びるガイド凸部３１が２本形成されており、これに対応して各可動部材３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗの内周側には各ガイド凸部３１に嵌合する嵌合凹部３２ａ（図６参照）が形成されている。
　各ガイド凸部３１は、ネジ孔３１ａ（図６参照）に挿通される不図示の固定ネジで本体部２４に固定されている。

　また、各可動部材３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗの外側への脱落を防止するために、本体部２４には周方向に延びる帯板３４が、本体部２４の外側面と面一となるように固定ネジ３６（図７、図８参照）で固定されている。本体部２４の外側面には環状溝２４ｂが形成されており、環状溝２４ｂには固定ネジ３６が螺合するネジ孔２４ｃ（図６）が形成されている。帯板３４は環状溝２４ｂに嵌め込まれ、周方向の４箇所で固定ネジ３６により固定されている。符号３４ａは固定ネジ３６の挿通孔を示している。
　各可動部材３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗの外面側には、帯板３４に嵌合する嵌合凹部３２ｂ（図６参照）が形成されている。これにより、各可動部材３２Ｕ、３２Ｖ、３２Ｗは内側と外側を支持された状態で安定に、本体部２４の周方向にスライド可能となっている。

　図６に示すように、各可動部材３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗと本体部２４との間には、各可動部材３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗを本体部２４のツイスト時の回転方向（矢印Ｒ方向）に付勢する付勢部材であるコイルバネ３８が設けられている。本実施形態ではコイルバネ３８を上下２箇所に設置しているが、設置箇所の数はこれに限定されない。また、コイルバネに限らず、他の弾性部材を用いて付勢部材を構成してもよい。この付勢部材は、ツイスト加工後にツイスト治具２２からコイルセグメントの先端部を抜いた後に、各可動部材３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗを初期位置（各凹部３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗの回転方向前方の端面３０ａに当接する位置）に戻すためのものであり、その機能を備えていればよい。

　図７及び図８に示すように、コイルバネ３８の一端側は各可動部材３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗに形成されたバネ座であるバネ収容孔３２ｃに収容されており、他端側は各凹部３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗの回転方向後方の端面３０ｂに当接するだけの構成となっている。
　図７及び図８では、各凹部３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗのガイド凸部３１は図示を省略している。

　コイルバネ３８のバネ定数は、第１収容凹部２６と第２収容凹部２８にそれぞれコイルセグメント１２，１４，１６の端部が挿入された状態でツイスト治具２２が回転したときに、本体部２４と共に各可動部材３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗが移動しない大きさに設定されている。
　このことにより、本体部２４が回転動作を開始しても、その初期には、第２収容凹部２８に収容された、入力用引き出し線１４Ｕ１，１４Ｕ２，１４Ｖ１，１４Ｖ２，１４Ｗ１，１４Ｗ２となるスロット挿入部１４ｂのツイストが始まらず、本体部２４が一定角度回転して可動範囲の末端に至り、各可動部材３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗが各凹部３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗの回転方向後方の端面３０ｂに当接してからツイストが始まるようにすることができる。

　すなわち、第２収容凹部２８は、第２収容凹部２８にスロット挿入部１４ｂの先端部が挿入された状態で本体部２４が回転した際に、第１収容凹部２６より遅れて周方向に移動することになる。
　図７に示す、第１収容凹部２６に対する第２収容凹部２８の遅れに対応する寸法ｔ（第２収容凹部２８の可動範囲の長さ）は、第１収容凹部２６におけるコイルセグメント１２の先端部の周方向における収容ピッチＰの１／２である。この収容ピッチＰは、第１収容凹部２６の形成ピッチであり、ステータ２における接合部１０の間隔でもある。

　これにより、ツイスト治具２２の本体部２４が回転を始めた時、各第１収容凹部２６に先端部が収容されたスロット挿入部のツイストは回転と同時に開始される。しかし、第２収容凹部２８に先端部が収容された、入力用引き出し線１４Ｕ１，１４Ｕ２，１４Ｖ１，１４Ｖ２，１４Ｗ１，１４Ｗ２となるスロット挿入部１４ｂはこの時点ではツイストが開始されない。本体部２４が回転しても、それに連れて各可動部材３２Ｕ、３２Ｖ、３２Ｗがスライドするのみで、第２収容凹部２８の絶対位置は変わらないためである。

　図８に示すように、コイルバネ３８が圧縮されて各可動部材３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗが各凹部３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗの回転方向後方の端面３０ｂに当接したときから、入力用引き出し線１４Ｕ１，１４Ｕ２，１４Ｖ１，１４Ｖ２，１４Ｗ１，１４Ｗ２となるスロット挿入部１４ｂのツイストが始まる。
　これにより、図９に示すように、本体部２４が所定角度回転して各コイルセグメント１２，１４，１６のスロット挿入部のツイストがなされた際、入力用引き出し線１４Ｕ１，１４Ｕ２，１４Ｖ１，１４Ｖ２，１４Ｗ１，１４Ｗ２となるスロット挿入部１４ｂは、コア６の径方向に並ぶ接合部１０の列の間の隙間２１に対応した周方向の位置で、第２収容凹部２８に収容されていた部分が、コア６の端面に対して垂直に立った状態となる。

　隙間２１の周方向の幅はスロット挿入部１４ｂの周方向の幅よりも大きいので、前述した寸法ｔが収容ピッチＰの１／２である条件は厳密なものでなくてもよい。即ち、ツイスト治具２２が所定角度回転した際に、入力用引き出し線１４Ｕ１，１４Ｕ２，１４Ｖ１，１４Ｖ２，１４Ｗ１，１４Ｗ２となるスロット挿入部１４ｂが隙間２１内の、後述する２次曲げ加工に支障がない位置で立ち上がるように寸法ｔを設定すればよい。ただし、第２収容凹部２８の可動範囲の末端においても第２収容凹部２８と第１収容凹部２６とが干渉しないよう、ｔはＰに比べて十分小さいことが好ましい。

　ツイスト加工後、垂直に立った状態の、入力用引き出し線１４Ｕ１，１４Ｕ２，１４Ｖ１，１４Ｖ２，１４Ｗ１，１４Ｗ２となるスロット挿入部１４ｂに対して、図１に示した端子部材１５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗに接続するための２次曲げ加工が行われる。
　入力用引き出し線１４Ｕ１を例に説明すると、２次曲げ加工は以下の手順で行う。
　まず、図１０Ａに示すように、コア６の径方向外側から入力用引き出し線１４Ｕ１の根元の曲がりをガイドする曲げガイド部材４０を挿入し、その状態で、入力用引き出し線１４Ｕ１の先端部を、加工装置の曲げ部材４２に収容する。

　当該加工装置が、曲げ部材４２を図１０Ｂに矢印Ｑで示すように斜めに移動させることにより、入力用引き出し線１４Ｕ１となるスロット挿入部１４ｂは隙間２１内に横たわる状態に曲げられ、導出部１４ｂ－２が形成される。その後さらに、その先端部を曲げ部材４２によって、コア６の軸方向に折り曲げて立ち上がり部１４ｂ－３を形成する。
　他の入力用引き出し線１４Ｕ２，１４Ｖ１，１４Ｖ２，１４Ｗ１，１４Ｗ２についても同様である。

　上記では、ツイスト治具２２により最内径側の層のコイルセグメントをツイストすることについて説明したが、他の各層についても、各層と対応するツイスト治具を用いてコイルセグメントのうちコア６の端面から突出した部分をツイストする。他の層には、入力用引き出し線となるコイルセグメントは無いため、他の層と対応するツイスト治具には、第１収容凹部２６のみを等間隔で設ければよく、第２収容凹部２８及び、それを設けるための凹部３０及び可動部材３２は不要である。また、各層のツイストの方向は、隣の層と反対の向きである。また、ツイストは、ツイスト治具を２つずつ用いて２層ずつ行うとよい。

　上記実施形態では、第１収容凹部２６と第２収容凹部２８をコア６の軸方向に延びる縦溝状に形成しているが、本体部２４や各可動部材３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗの内周面又は内側に形成してもよく、あるいは本体部２４の側面の内部や各可動部材３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗの内部に、側面に露出しない孔として形成してもよい。
　また、本体部２４は、円筒状でなく円柱状であってもよい。

　また、上記実施形態では、通常のコイルセグメントの周方向における接合部１０間の隙間２１に、入力用引き出し線を横たわらせて内周側から外周側に導出する例を示したが、本発明はこれに限定されず、外周側から内周側へ導出する構成としてもよい。また、隙間２１に横たわらせる対象は、入力用引き出し線に限定されない。

　以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形・変更が可能である。上述した本発明の構成は、一部のみ取り出して実施することもできるし、以上の説明の中で述べた変形は、相互に矛盾しない限り任意に組み合わせて適用可能である。本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を例示したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。

　２　回転電機のステータ
　４　スロット
　６　コア
　１０　接合部
　１２，１６　コイルセグメント
　１４　異形のコイルセグメント
　１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂ，１６ａ，１６ｂ　スロット挿入部
　２１　隙間
　２２　ツイスト冶具
　２４　本体部
　２６　第１収容凹部
　２８　第２収容凹部
　３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗ　可動部材
　３８　コイルバネ

Claims (14)

1. 　コアの周方向に配列された複数のスロットに、それぞれ直線状に延びる一対のスロット挿入部を備えたコイルセグメントが前記スロットの間を跨ぐように複数挿入され、前記各スロットに挿入されたスロット挿入部が前記コアの径方向に複数の層を形成し、該各スロット挿入部の、前記コアの端面から突出した先端部が前記周方向に折り曲げられ、隣り合う層の先端部同士が電気的に接合されることでコイルが形成される回転電機のステータにおける、前記コイルの端子接続方法であって、
   　前記複数の層のうち一端の層に位置し、前記各先端部のうち先端部同士で接合される第１先端部よりも前記コア端面からの突出長さが大きい第２先端部を、前記周方向における前記先端部同士の接合部間の隙間に横たわらせて前記複数の層のうち他端の層側に導出し、その導出した第２先端部を、前記他端の層から突出した位置で端子部材に電気的に接続することを特徴とする、コイルの端子接続方法。
2. 　請求項１に記載のコイルの端子接続方法であって、
   　前記第２先端部が、前記コアの内周側から外周側に向かって延びるように曲げられていることを特徴とするコイルの端子接続方法。
3. 　請求項２に記載のコイルの端子接続方法であって、
   　前記第２先端部を、前記周方向に折り曲げた後に前記隙間に対応する位置で前記径方向に折り曲げることを特徴とするコイルの端子接続方法。
4. 　請求項３に記載のコイルの端子接続方法であって、
   　前記第２先端部を、該第２先端部と同じ層にある前記第１先端部と共に１つのツイスト冶具で、前記同じ層にある第１先端部より遅れて曲げて前記隙間に対応する部位で立ち上がるようにツイストさせ、その後、前記第２先端部を前記径方向に折り曲げることを特徴とするコイルの端子接続方法。
5. 　それぞれ直線状に延びる一対のスロット挿入部を備え、コアの周方向に配列された複数のスロットに該スロットの間を跨ぐように挿入され、前記各スロットに挿入されたスロット挿入部が前記コアの径方向に複数の層を形成する複数のコイルセグメントの、前記コアの端面から突出した先端部を前記周方向に折り曲げるツイスト冶具であって、
   　円筒状又は円柱状の本体部と、
   　前記本体部に周方向に間隔をおいて複数形成され、前記各先端部のうち隣り合う層の、相互に電気的に接合されるべき第１先端部をそれぞれ収容する第１収容凹部と、
   　前記第１収容凹部に収容される前記第１先端部と同じ層に配置される先端部であって、該第１先端部よりも前記コアの端面からの突出長さが大きい第２先端部を収容する第２収容凹部と、を有し、
   　前記第２収容凹部は、前記本体部に対して前記周方向に移動可能な可動部材に設けられていることを特徴とするツイスト治具。
6. 　請求項５に記載のツイスト治具であって、
   　前記折り曲げを開始する前の状態では、前記第１収容凹部及び前記第２収容凹部からなる複数の収容凹部が、前記周方向に等間隔で配置されていることを特徴とするツイスト治具。
7. 　請求項６に記載のツイスト治具であって、
   　前記本体部が、前記円筒又は円柱の軸を中心に回転可能であり、
   　前記本体部と前記可動部材との間に、前記可動部材を前記本体部の回転方向に付勢する付勢部材が設けられていることを特徴とするツイスト治具。
8. 　請求項５乃至７のいずれか一項に記載のツイスト治具であって、
   　前記可動部材の、前記本体部に対する可動範囲は、前記第１収容凹部の配置間隔よりも小さいことを特徴とするツイスト治具。
9. 　請求項８に記載のツイスト治具であって、
   　前記可動部材の、前記本体部に対する可動範囲は、前記第１収容凹部の配置間隔の１／２であることを特徴とするツイスト治具。
10. 　請求項５乃至９のいずれか一項に記載のツイスト治具であって、
    　前記本体部が、前記円筒又は円柱の軸を中心に回転可能であり、
    　前記第２収容凹部に前記第２先端部が挿入された状態で前記本体部が回転された場合、前記第２収容凹部は該回転に応じて前記第１収容凹部より遅れて移動することを特徴とするツイスト治具。
11. 　コアの周方向に配列された複数のスロットに、それぞれ直線状に延びる一対のスロット挿入部を備えたコイルセグメントが前記スロットの間を跨ぐように複数挿入され、前記各スロットに挿入されたスロット挿入部が前記コアの径方向に複数の層を形成し、該各スロット挿入部の、前記コアの端面から突出した先端部が前記周方向に折り曲げられ、隣り合う層間の先端部同士が電気的に接合されている回転電機のステータであって、
    　前記複数の層のうち一端の層に位置し、前記各先端部のうち先端部同士で接合される第１先端部よりも前記コアの端面からの突出長さが大きい第２先端部が、前記周方向における前記先端部同士の接合部間の隙間に横たわるように配置されて、前記複数の層のうち他端の層側に導出されていることを特徴とする回転電機のステータ。
12. 　請求項１１に記載の回転電機のステータにおいて、
    　前記第２先端部が、前記他端の層から前記径方向に突出した位置で端子部材に電気的に接続されていることを特徴とする回転電機のステータ。
13. 　請求項１１又は１２に記載の回転電機のステータにおいて、
    　前記第２先端部が、前記コアの内周側から外周側に向かって延びていることを特徴とする回転電機のステータ。
14. 　請求項１１から１３のいずれか一項に記載の回転電機のステータにおいて、
    　前記第２先端部が、前記周方向に折り曲げられた部分と、前記隙間に対応する位置で前記径方向に折り曲げられた部分とを有していることを特徴とする回転電機のステータ。

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