WO2021171786A1 - 回転電機の固定子コイルの製造方法及び固定子コイル - Google Patents

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哲行 寺内
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    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Definitions

  • the present disclosure relates to a method for manufacturing a stator coil of a rotating electric machine such as an electric motor and a generator, and a stator coil.
  • Examples of the motor as described above include an alternator mounted on a passenger car, a truck, or the like described in Patent Document 1.
  • This AC generator includes a cylindrical stator core formed by stacking thin steel plates, and a stator coil that constitutes a stator together with the stator core.
  • the cylindrical stator core has a plurality of axial slots that open on its inner peripheral surface.
  • the stator coil an annular stator coil formed by connecting a plurality of coil components having a rectangular cross section is adopted.
  • the coil component of the stator coil has a body that is inserted into the slot of the stator core, and the protruding portion of the coil component that is located on one end face side of the stator core with the body inserted into the slot. Formed a coil end group together with each protruding portion of other coil constituent members arranged in an annular shape.
  • the body portions of the two coil components are inserted into the slots of the stator core as the inner peripheral side and the outer peripheral side.
  • the inner peripheral side protruding portion and the outer peripheral side protruding portion located on one end surface side of the stator core have an inclined portion inclined in the circumferential direction and opposite directions and an axial end raised in the axial direction.
  • the portions are formed continuously.
  • annular stator coil is formed.
  • the conventional method for manufacturing a stator coil described above has an advantage that regularly arranged coils can be easily formed as compared with the case where an electric wire coated with an insulating film is wound to form a stator coil. ..
  • the axial length of the stator coil increases by the amount that the axial end for performing axial welding is raised, and as a result, it hinders compactness. There's a problem.
  • the inner peripheral side protruding portion and the outer peripheral side protruding portion are bent in the radial direction and joined by welding along the welding line in the radial direction in the coil end group. Further, in the coil end group, the inner peripheral side protruding portion and the outer peripheral side protruding portion are formed as butt ends facing in the circumferential direction and in opposite directions, and the butt ends of different coil components on different sides are butted with each other by welding. It is also considered to join.
  • the present disclosure has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, and can contribute to the simplification of the coil shape while realizing compactness, and also reduce the stress caused by heat shrinkage after welding. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a stator coil of a rotary electric machine and a stator coil which can be suppressed.
  • a first aspect of the present disclosure is to manufacture a stator coil formed by connecting coil components inserted into a plurality of axial slots formed in a cylindrical stator core of a rotary electric machine.
  • Each end of the coil constituent member inserted into the slot in the direction and protruding toward at least one end face of the stator core is formed so as to approach each other in the circumferential direction.
  • the ends are formed so as to be displaced from each other in the radial direction, and the end portions of the coil constituent members arranged in the circumferential direction are overlapped and joined to each other.
  • the stator coil can be made compact, the coil shape can be simplified, and heat shrinkage after welding can be realized. It has a very good effect that it is possible to suppress the stress caused by.
  • FIG. 2 is an explanatory view of a partially enlarged plane from the direction of arrow B.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional explanatory view of a stator core based on the position along the line AA.
  • FIG. 1 to 5 show one embodiment of the stator coil of the rotary electric machine according to the present disclosure.
  • the method of manufacturing the stator coil of the rotary electric machine according to the present disclosure is a three-phase alternating current power generation. The case where it is used for the stator coil of the machine will be described as an example.
  • the alternator 1 is supported by an outer shell 2, a stator 3 as an armature supported by the outer shell 2, and the outer shell 2 like the stator 3. It is provided with a rotor 5 that rotates integrally with the shaft 4.
  • the stator 3 includes a cylindrical stator core 31.
  • the stator core 31 is formed by stacking thin steel plates, and as shown in FIG. 2, has a plurality of axial slots 31a opened on the inner peripheral surface 31A thereof.
  • the stator 3 includes a stator coil 32 having a total of three phases of U phase, V phase and W phase constituting the stator 3 together with the stator core 31. Since each of the U-phase, V-phase, and W-phase stator coils 32 has the same configuration, the U-phase stator coil 32 will be described below, and the V-phase and W-phase stator coils 32 will be described below. Omits the explanation.
  • the stator coil 32 is formed by connecting a plurality of coil constituent members 33, and in this embodiment, the coil constituent member 33 is made of an oxygen-free copper rod having a rectangular cross section.
  • the coil constituent member 33 is formed so as to form a substantially U shape by press working.
  • the coil component 33 has two body portions 33a and 33a and a folded portion 33b, and is coated with an insulating film except for the joint end portion 33d described later.
  • the plurality of coil constituent members 33 are arranged so that one body portion 33a of the coil component member 33 overlaps with the other body portion 33a of the coil component members 33 arranged in the circumferential direction. There is.
  • the coil constituent member 33C (33) whose body 33a2 on the right side of the coil constituent member 33L (33) located on the left side of FIG. 2 is located in the center of FIG. They are arranged side by side in the circumferential direction so as to overlap the left side of the body portion 33a1 on the left side of the drawing.
  • the right body portion 33a2 of the coil constituent member 33C (33) located in the center of FIG. 2 is located on the left side of the coil constituent member 33R (33) located on the right side of FIG. They are arranged side by side in the circumferential direction so as to overlap the back side of the body portion 33a1 shown in the drawing.
  • one body portion 33a2 of the coil constituent member 33 and the other body portion 33a1 of the coil constituent member 33 located on the adjacent side thereof are The U-phase slots 31a are accommodated side by side in the radial direction (depth direction in FIG. 2).
  • each of the child cores 31 projects to one end surface side (upper end surface side of FIG. 2).
  • Both protruding portions 33c and 33c of the coil constituent member 33 are formed so as to be oriented in directions away from each other along the circumferential direction, and each tip portion of these protruding portions 33c and 33c is a stator core. It is formed as joint end portions 33d and 33d which are arranged along one end surface of 31 so as to be displaced from each other in the radial direction.
  • the joint ends 33d and 33d of the coil components 33L and 33R located on the left and right in FIG. 2 without the insulating film are projected toward the other end surface side (lower end surface side in FIG. 2) of the stator core 31.
  • the folded portions 33b of the coil constituent member 33C in the center of FIG. 2 overlap each other in a radial direction.
  • the coil constituent members 33L and 33R located on the left and right are electrically connected by welding and joining along the welding line 33f set between both ends 33e. It has become.
  • the annular stator coil 32 can be assembled by welding and joining the joining ends 33d and 33d that overlap each other in a state of being displaced in the radial direction at a plurality of places in the same manner as described above.
  • the stator coil 32 is formed. It is formed in a ring shape without unevenness.
  • stator coils 32 having the same configuration are superposed on the outer side of the annular stator coil 32 assembled as described above and electrically connected to each other. That is, as shown in FIG. 5, four body portions 33a are housed side by side in the radial direction (vertical direction in FIG. 5) in the slot 31a for the U phase of the stator core 31. That is, one body 33a4 and the other body 33a3 of the stator coil 32 stacked on the outside of the annular stator coil 32 are sequentially housed in the back side of the U-phase slot 31a. Then, one body portion 33a2 of the stator coil 32 located inside and the other body portion 33a1 are sequentially housed in the front side of the slot 31a for the U phase.
  • Reference numeral 35 in FIG. 5 is an insulating material.
  • the alternate long and short dash line in FIG. 2 indicates the body portion of the V-phase coil component 33V inserted into the V-phase slot 31a.
  • the alternate long and short dash line in FIG. 2 shows the body of the W-phase coil component 33W inserted into the W-phase slot 31a.
  • annular stator coil 32 used in the alternator 1 described above an oxygen-free copper rod having a rectangular cross section is pressed by a press molding machine to form a substantially U shape.
  • the coil component 33 having a shape is formed.
  • the joint ends 33d and 33d are also formed.
  • the substantially U-shaped coil component 33 obtained by press working is coated with an insulating film except for the joint end portion 33d.
  • the plurality of coil constituent members 33 are arranged side by side in the circumferential direction so that one body portion 33a of the coil constituent member 33 overlaps the other body portion 33a of the coil constituent member 33 located on the adjacent side thereof. ..
  • the right body 33a2 of the coil component 33L (33) located on the left side of FIG. 2 is the left body 33a1 of the coil component 33C (33) located in the center of FIG.
  • the coil constituent members 33 are arranged side by side in the circumferential direction so as to overlap the back side of the drawing.
  • the right body 33a2 of the coil component 33C located in the center of FIG. 2 overlaps the left side of the body 33a1 of the coil component 33R (33) located on the right side of FIG.
  • the coil constituent members 33 are arranged side by side in the circumferential direction.
  • the joint end portions 33d and 33d of the coil constituent members 33L and 33R located on the left and right in FIG. 2 are in the center of FIG. It is located above the drawing of the folded-back portion 33b of the coil component 33C. Then, in the upper part of the drawing of the folded-back portion 33b, as shown in FIG. 4, the joint end portions 33d and 33d overlap each other in a radial direction, and these joint end portions 33d and 33d are welded and joined. Then, the coil components 33L and 33R located on the left and right are electrically connected.
  • the annular stator coil 32 is assembled by welding and joining the joint ends 33d and 33d that overlap each other in a state of being displaced in the radial direction at a plurality of places.
  • the joints of the coil constituent members 33 constituting the stator coil 32 are overlapped with each other in a radial direction. It is made by welding.
  • the joint end portions 33d and 33d for joining the coil constituent members 33 are along the end face of the stator core 31, the shaft of the stator coil 32 It is not necessary to increase the directional length, and the compactness can be achieved accordingly.
  • it is not necessary to bend the joint end portion 33d in the radial direction substantially orthogonal to the circumferential direction it is possible to avoid complication of the coil shape.
  • high-frequency fusing, laser beam welding, and electron are used to join the joining ends 33d and 33d for joining the coil constituent members 33 constituting the stator coil 32 to each other. Since it is performed by joining means with high energy density (high energy density joining means) such as beam welding and plasma arc welding, it is possible to perform high-density local heat input and damage the insulating film. Can be avoided.
  • high energy density joining means such as beam welding and plasma arc welding
  • the coil component 33 having a substantially U shape is formed by press working with a press molding machine including the joint end portion 33d, and thus is fixed. It can also contribute to the facilitation of manufacturing the child coil.
  • the coil component 33 constituting the stator coil 32 has a substantially U-shape having a folded-back portion 33b, but the present invention is not limited to this, and the joint end portion 33d, The joining structure of 33d may be adopted instead of the folded-back portion 33b.
  • the method for manufacturing the stator coil of the rotary electric machine and the configuration of the stator coil according to the present disclosure are not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified without departing from the spirit of the invention.
  • a first aspect of the present disclosure is to manufacture a stator coil formed by connecting coil components inserted into a plurality of axial slots formed in a cylindrical stator core of a rotary electric machine.
  • Each end of the coil constituent member inserted into the slot in the direction and protruding toward at least one end face of the stator core is formed so as to approach each other in the circumferential direction.
  • the ends are formed so as to be displaced from each other in the radial direction, and the end portions of the coil constituent members arranged in the circumferential direction are overlapped and joined to each other.
  • the ends of joining the coil components are set to follow the circumferential direction toward each other. That is, since the end portion for joining the coil components is made to follow the end face of the stator core, it is not necessary to increase the axial length of the stator coil, and the compactness can be achieved accordingly. It becomes.
  • the ends of the coil constituent members arranged in the circumferential direction are overlapped with each other and joined by a high energy density joining means.
  • the height is high. It is possible to apply high-density local heat input, and it is possible to avoid the occurrence of a situation in which the insulating film is damaged.
  • the third aspect of the present disclosure is a configuration in which the end portion of the coil constituent member is formed by press molding.
  • the coil constituent members including the end portion are formed by press working with a press molding machine, it can also contribute to the facilitation of manufacturing the stator coil. It becomes.
  • the fourth aspect of the present disclosure is a stator coil that constitutes a stator of a rotary electric machine together with a cylindrical stator core, and is inserted into a plurality of axial slots formed in the stator core.
  • Each of the end portions of the coil constituent members which have a plurality of coil constituent members and are inserted into the axial slots and are arranged in the circumferential direction and project to at least one end face side of the stator core, are close to each other.
  • the ends of the coil constituent members, which are formed along the circumferential direction and are arranged in the circumferential direction, are joined so as to be overlapped with each other in the radial direction.
  • stator coil when the coil components are joined by welding, for example, the ends of the coil components arranged in the circumferential direction are shifted from each other in the radial direction and are overlapped and joined.
  • the stress due to the thermal shrinkage of the coil component is applied in the radial direction, and the stress generated between the coil component and the slot of the stator core accommodating the coil component can be suppressed to a small extent.
  • the ends of joining the coil components are along the circumferential direction toward each other in the direction of approaching each other. That is, since the end portion for joining the coil constituent members is along the end surface of the stator core, the size can be reduced by the amount that the axial length of the stator coil can be reduced. In addition, the complexity of the coil shape can be avoided.

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Abstract

交流発電機１の円筒状の固定子鉄心３１に形成された複数の軸方向のスロット３１ａに挿入されるコイル構成部材３３を組み上げて固定子コイル３２を製造するに際して、スロット３１ａにそれぞれ挿入される互いに周方向に並ぶコイル構成部材３３の固定子鉄心３１の少なくとも一方の端面側に突出する各端部を互いに接近する方向に向けてそれぞれ周方向に沿わせるべく形成すると共に、該端部同士を互いに径方向にずらすべく形成し、互いに周方向に並ぶコイル構成部材３３の互いに径方向にずらした端部３３ｄ，３３ｄ同士を重ねて接合する。固定子コイルのコンパクト化を実現でき、コイル形状の単純化をも実現し得るうえ、溶接後の熱収縮により生じるストレスを抑制可能である。

Description

回転電機の固定子コイルの製造方法及び固定子コイル
　本開示は、電動機や発電機等の回転電機の固定子コイルの製造方法及び固定子コイルに関するものである。
　上記したような電動機としては、例えば、特許文献１に記載されている乗用車やトラック等に搭載される交流発電機がある。
　この交流発電機は、薄い鋼板を重ねて成る円筒状の固定子鉄心と、この固定子鉄心とともに固定子を構成する固定子コイルを備えている。
　円筒状の固定子鉄心は、その内周面で開口する複数の軸方向のスロットを有している。一方、固定子コイルには、矩形断面を有する複数のコイル構成部材を接続して成る環状の固定子コイルが採用されている。
　固定子コイルのコイル構成部材は、固定子鉄心のスロットに挿入される胴部を有し、胴部をスロットに挿入した状態で固定子鉄心の一方の端面側に位置するコイル構成部材の突出部分は、環状に並ぶ他のコイル構成部材の各突出部分とともにコイルエンド群を形成している。
　この場合、固定子鉄心のスロットには、２本のコイル構成部材の胴部が内周側及び外周側として挿入されている。コイルエンド群において固定子鉄心の一方の端面側に位置する内周側突出部分及び外周側突出部分には、周方向で且つ互いに反対方向に傾斜する傾斜部と軸方向に立ち上げた軸方向端部が連続して形成されている。
　そして、異なる側の異なるコイル構成部材における軸方向端部同士を軸方向の溶接線に沿って溶接により接合することで、環状の固定子コイルを形成するようになっている。
特開２０００－０６９７２９号公報
　上記した従来の固定子コイルの製造方法にあっては、絶縁被膜をコーティングした電線を巻いて固定子コイルを形成する場合と比べて、規則的に配置されたコイルが形成し易いという利点がある。しかし、コイルエンド群において軸方向の溶接を行うための軸方向端部を立ち上げている分だけ、固定子コイルの軸方向長さが大きくなってしまい、その結果、コンパクト化の妨げになるという問題がある。
　この問題に対応するべく、コイルエンド群において内周側突出部分及び外周側突出部分を径方向に折り曲げて径方向の溶接線に沿って溶接により接合することが考えられている。また、コイルエンド群において内周側突出部分及び外周側突出部分を周方向で且つ互いに反対方向に向く突合せ端部として形成して、異なる側の異なるコイル構成部材における突合せ端部同士を溶接により突合せ接合することも考えられている。
　しかしながら、上記のように、径方向の溶接線に沿って溶接する場合には、内周側突出部分及び外周側突出部分を周方向とほぼ直交する径方向に折り曲げる分だけ、コイル形状が複雑なものとなってしまう。
　一方、コイル構成部材における突合せ端部同士を溶接により突合せ接合する場合には、突合せ端部間に生じる溶接後の熱収縮によってコイル構成部材の胴部とこれを収容する固定子鉄心のスロットとの間にストレスが発生してしまうという問題を有しており、これらの問題を解決することが従来の課題となっている。
　本開示は、上記した従来の課題を解決するためになされたもので、コンパクト化を実現したうえで、コイル形状の単純化に寄与することができると共に、溶接後の熱収縮により生じるストレスを少なく抑えることが可能である回転電機の固定子コイルの製造方法及び固定子コイルを提供することを目的としている。
　本開示の第１の態様は、回転電機の円筒状の固定子鉄心に形成された複数の軸方向のスロットに挿入されるコイル構成部材を接続して成る固定子コイルを製造するに際して、前記軸方向のスロットにそれぞれ挿入される互いに周方向に並ぶ前記コイル構成部材の前記固定子鉄心の少なくとも一方の端面側に突出する各端部を互いに接近する方向に向けてそれぞれ周方向に沿わせるべく形成すると共に、該端部同士を互いに径方向にずらすべく形成し、互いに周方向に並ぶ前記コイル構成部材の互いに径方向にずらした前記端部同士を重ねて接合する構成としている。
　本開示に係る回転電機の固定子コイルの製造方法によれば、固定子コイルのコンパクト化を実現することができるうえ、コイル形状の単純化をも実現することができると共に、溶接後の熱収縮により生じるストレスを抑制することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
本開示に係る回転電機の固定子コイルの一実施形態を示す回転電機の部分断面説明図である。 図１に示した回転電機の固定子における固定子鉄心の内周面を軸心側から見た部分拡大説明図である。 図１に示した回転電機の固定子における固定子コイルの鳥観図である。 図２矢視Ｂ方向からの部分拡大平面説明図である。 図２Ａ－Ａ線位置に基づく固定子鉄心の部分断面説明図である。
　以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。
　図１～図５は、本開示に係る回転電機の固定子コイルの一実施形態を示しており、本実施形態では、本開示に係る回転電機の固定子コイルの製造方法を３相の交流発電機の固定子コイルに用いた場合を例に挙げて説明する。
　図１に部分的に示すように、この交流発電機１は、外殻２と、この外殻２に支持される電機子としての固定子３と、この固定子３と同じく外殻２に支持されてシャフト４と一体に回転する回転子５を備えている。
　固定子３は、円筒状の固定子鉄心３１を具備している。この固定子鉄心３１は薄い鋼板を重ねて成っており、図２に示すように、その内周面３１Ａで開口する複数の軸方向のスロット３１ａを有している。
　また、固定子３は、固定子鉄心３１とともに固定子３を構成するＵ相，Ｖ相及びＷ相の合計３相の固定子コイル３２を具備している。Ｕ相，Ｖ相及びＷ相の各固定子コイル３２はいずれも同じ構成を成しているため、以下、Ｕ相の固定子コイル３２について説明し、Ｖ相及びＷ相の固定子コイル３２については説明を省略する。
　この固定子コイル３２は、複数のコイル構成部材３３を接続して成っており、この実施形態において、コイル構成部材３３は、矩形断面を有する無酸素銅の棒材から成っている。このコイル構成部材３３は、プレス加工により略Ｕ字状を成すようにして形成されている。このコイル構成部材３３は、２本の胴部３３ａ，３３ａ及び折り返し部３３ｂを有しており、後述する接合端部３３ｄ以外は絶縁皮膜でコーティングされている。
　複数のコイル構成部材３３は、図３にも示すように、コイル構成部材３３の一方の胴部３３ａが互いに周方向に並ぶコイル構成部材３３の他方の胴部３３ａに重なるようにして配置されている。
　具体的に説明すると、複数のコイル構成部材３３は、図２の左側に位置するコイル構成部材３３Ｌ（３３）の右方の胴部３３ａ２が図２の中央に位置するコイル構成部材３３Ｃ（３３）の左方の胴部３３ａ１の図示奥側に重なるようにして、周方向に並べて配置されている。これと同じく、複数のコイル構成部材３３は、図２の中央に位置するコイル構成部材３３Ｃ（３３）の右方の胴部３３ａ２が図２の右側に位置するコイル構成部材３３Ｒ（３３）の左方の胴部３３ａ１の図示奥側に重なるようにして、周方向に並べて配置されている。
　つまり、複数のコイル構成部材３３を周方向に並べて配置した状態では、コイル構成部材３３の一方の胴部３３ａ２、及び、これの隣側に位置するコイル構成部材３３の他方の胴部３３ａ１は、Ｕ相用のスロット３１ａに径方向（図２奥行き方向）に並べて収容されるようになっている。
　この場合、上記のようにして複数のコイル構成部材３３を周方向に並べて配置した状態において、互いに異なるスロット３１ａに収容されているコイル構成部材３３の胴部３３ａ，３３ａの各先端側は、固定子鉄心３１の一方の端面側（図２上端面側）にそれぞれ突出するようになっている。
　このコイル構成部材３３の両突出部分３３ｃ，３３ｃは、互いに離間する方向に向けてそれぞれ周方向に沿うようにして形成されており、これらの突出部分３３ｃ，３３ｃの各先端部は、固定子鉄心３１の一方の端面に沿った状態で互いに径方向にずれて配置される接合端部３３ｄ，３３ｄとして形成されている。
　この際、図２において左右に位置するコイル構成部材３３Ｌ，３３Ｒの絶縁皮膜非コーティングの各接合端部３３ｄ，３３ｄは、固定子鉄心３１の他方の端面側（図２下端面側）に突出する図２中央のコイル構成部材３３Ｃにおける折り返し部３３ｂの図示上方において、図４に示すように、互いに径方向にずれた状態で重なり合うことになる。これらの接合端部３３ｄ，３３ｄが重なり合う部分において、その両端３３ｅ間に設定した溶接線３３ｆに沿って溶接接合することで、左右に位置するコイル構成部材３３Ｌ，３３Ｒを電気的に接続するようになっている。
　そして、複数個所において互いに径方向にずれた状態で重なり合う接合端部３３ｄ，３３ｄ同士を上記と同様に溶接接合することで、環状の固定子コイル３２が組み上げられるようになっている。
　ここで、コイル構成部材３３の折り返し部３３ｂが平面視で略Ｓ字状を成していると共に、接合端部３３ｄ，３３ｄ同士が径方向にずれた状態で接合するので、固定子コイル３２は凹凸のない環状に形成される。
　さらに、この実施形態において、上記のように組み上げた環状の固定子コイル３２の外側に同一構成の固定子コイル３２を重ねて互いに電気的に連続させている。つまり、図５に示すように、固定子鉄心３１のＵ相用のスロット３１ａには、４つの胴部３３ａが径方向（図５上下方向）に並べて収容されている。すなわち、上記した環状の固定子コイル３２の外側に重ねた固定子コイル３２における一方の胴部３３ａ４、及び、他方の胴部３３ａ３がＵ相用のスロット３１ａの奥側に順次収容されている。そして、上記した内側に位置する固定子コイル３２の一方の胴部３３ａ２、及び、他方の胴部３３ａ１がＵ相用のスロット３１ａの手前側に順次収容されている。なお、図５における符号３５は絶縁材である。
　また、図２における二点鎖線は、Ｖ相用のスロット３１ａに挿入されるＶ相のコイル構成部材３３Ｖの胴部を示している。図２における一点鎖線は、Ｗ相用のスロット３１ａに挿入されるＷ相のコイル構成部材３３Ｗの胴部を示している。
　そこで、上記した交流発電機１に採用した環状の固定子コイル３２を製造するに際しては、矩形断面を有する無酸素銅の棒材に対して、プレス成型機によるプレス加工を行って、略Ｕ字状を成すコイル構成部材３３を形成する。この際、接合端部３３ｄ，３３ｄも合わせて形成する。
　次いで、プレス加工で得られた略Ｕ字状のコイル構成部材３３に、接合端部３３ｄを除いて絶縁皮膜のコーティングを施す。
　この後、複数のコイル構成部材３３をコイル構成部材３３の一方の胴部３３ａがこれの隣側に位置するコイル構成部材３３の他方の胴部３３ａに重なるようにして、周方向に並べて配置する。
　より具体的に説明すると、図２の左側に位置するコイル構成部材３３Ｌ（３３）の右方の胴部３３ａ２が図２の中央に位置するコイル構成部材３３Ｃ（３３）の左方の胴部３３ａ１の図示奥側に重なるようにして、コイル構成部材３３を周方向に並べて配置する。同じく、図２の中央に位置するコイル構成部材３３Ｃの右方の胴部３３ａ２が図２の右側に位置するコイル構成部材３３Ｒ（３３）の左方の胴部３３ａ１の図示奥側に重なるようにして、コイル構成部材３３を周方向に並べて配置する。
　次に、このようにして複数のコイル構成部材３３を周方向に並べて配置した状態では、図２において左右に位置するコイル構成部材３３Ｌ，３３Ｒの各接合端部３３ｄ，３３ｄは、図２中央のコイル構成部材３３Ｃにおける折り返し部３３ｂの図示上方に位置している。そして、折り返し部３３ｂの図示上方において、接合端部３３ｄ，３３ｄは、図４に示すように、互いに径方向にずれた状態で重なり合っており、これらの接合端部３３ｄ，３３ｄを溶接接合することで、左右に位置するコイル構成部材３３Ｌ，３３Ｒを電気的に接続する。
　そして、これと同様に、複数個所において互いに径方向にずれた状態で重なり合う接合端部３３ｄ，３３ｄ同士を溶接接合することで、環状の固定子コイル３２を組み上げる。
　上記したように、この実施形態に係る固定子コイルの製造方法では、固定子コイル３２を構成するコイル構成部材３３同士の接合が、互いに径方向にずらして重ね合わせた接合端部３３ｄ，３３ｄの溶接接合で成されるようにしている。
　したがって、この実施形態に係る固定子コイルの製造方法では、図４に示すように、溶接後の熱収縮による応力が径方向にかかるので、コイル構成部材３３の胴部３３ａとこれを収容する固定子鉄心３１のスロット３１ａとの間に発生するストレスを少なく抑え得ることとなる。
　また、この実施形態に係る固定子コイルの製造方法では、コイル構成部材３３同士を接合する接合端部３３ｄ，３３ｄが固定子鉄心３１の端面に沿うようにしているので、固定子コイル３２の軸方向長さを大きくする必要がなく、その分だけ、コンパクト化が図られることとなる。
　加えて、接合端部３３ｄを周方向とほぼ直交する径方向に折り曲げる必要もないので、コイル形状の複雑化も回避し得ることとなる。
　さらに、この実施形態に係る固定子コイルの製造方法では、固定子コイル３２を構成するコイル構成部材３３同士を接合するための接合端部３３ｄ，３３ｄの接合を高周波ヒュージング，レーザビーム溶接，電子ビーム溶接，プラズマアーク溶接等のエネルギー密度の高い接合手段（高エネルギー密度接合手段）により行うようにしているので、高密度な局所入熱の施工が可能となり、絶縁皮膜を損傷してしまうといった事態の発生を回避し得ることとなる。
　さらにまた、この実施形態に係る固定子コイルの製造方法では、略Ｕ字状を成すコイル構成部材３３を接合端部３３ｄも含めてプレス成型機によるプレス加工により形成するようにしているので、固定子コイルの製造の容易化にも貢献し得ることとなる。
　上記した実施形態では、本開示に係る回転電機の固定子コイルの製造方法を３相の交流発電機に用いた場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。
　また、上記した実施形態では、固定子コイル３２を構成するコイル構成部材３３が折り返し部３３ｂを有する略Ｕ字状を成すものとしているが、これに限定されるものではなく、接合端部３３ｄ，３３ｄ同士の接合構造を折り返し部３３ｂに代えて採用してもよい。
　本開示に係る回転電機の固定子コイルの製造方法及び固定子コイルの構成は、上記した実施形態に限られるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
　本開示の第１の態様は、回転電機の円筒状の固定子鉄心に形成された複数の軸方向のスロットに挿入されるコイル構成部材を接続して成る固定子コイルを製造するに際して、前記軸方向のスロットにそれぞれ挿入される互いに周方向に並ぶ前記コイル構成部材の前記固定子鉄心の少なくとも一方の端面側に突出する各端部を互いに接近する方向に向けてそれぞれ周方向に沿わせるべく形成すると共に、該端部同士を互いに径方向にずらすべく形成し、互いに周方向に並ぶ前記コイル構成部材の互いに径方向にずらした前記端部同士を重ねて接合する構成としている。
　この第１の態様に係る固定子コイルの製造方法では、互いに周方向に並ぶコイル構成部材の互いに径方向にずらした端部同士を、例えば、溶接により重ねて接合した場合、溶接後の熱収縮による応力が径方向にかかるので、コイル構成部材とこれを収容する固定子鉄心のスロットとの間に発生するストレスを少なく抑え得ることとなる。
　また、この態様に係る固定子コイルの製造方法では、コイル構成部材同士を接合する端部が互いに接近する方向に向けてそれぞれ周方向に沿うようにしている。すなわち、コイル構成部材同士を接合する端部が固定子鉄心の端面に沿うようにしているので、固定子コイルの軸方向長さを大きくする必要がなく、その分だけ、コンパクト化が図られることとなる。
　加えて、コイル構成部材の端部を周方向とほぼ直交する径方向に折り曲げる必要もないので、コイル形状の複雑化も回避し得ることとなる。
　また、本開示の第２の態様は、互いに周方向に並ぶ前記コイル構成部材の前記端部同士を重ねて高エネルギー密度接合手段で接合する構成としている。
　この態様に係る固定子コイルの製造方法では、固定子コイルを構成するコイル構成部材同士を接合するための端部の接合をエネルギー密度の高い高エネルギー密度接合手段により行うようにしているので、高密度な局所入熱の施工が可能となり、絶縁皮膜を損傷してしまうといった事態の発生を回避し得ることとなる。
　さらに、本開示の第３の態様は、プレス成形により前記コイル構成部材の端部を形成する構成としている。
　この態様に係る固定子コイルの製造方法では、コイル構成部材を端部も含めてプレス成型機によるプレス加工により形成するようにしているので、固定子コイルの製造の容易化にも貢献し得ることとなる。
　一方、本開示の第４の態様は、円筒状の固定子鉄心とともに回転電機の固定子を構成する固定子コイルであって、前記固定子鉄心に形成された複数の軸方向のスロットに挿入される複数のコイル構成部材を有し、前記軸方向のスロットにそれぞれ挿入される互いに周方向に並ぶ前記コイル構成部材の前記固定子鉄心の少なくとも一方の端面側に突出する各端部は、互いに接近する方向に向けてそれぞれ周方向に沿って形成され、互いに周方向に並ぶ前記コイル構成部材の前記端部同士は、互いに径方向に重ねて接合されている構成としている。
　この態様に係る固定子コイルでは、コイル構成部材同士を、例えば、溶接により接合するに際して、互いに周方向に並ぶコイル構成部材の端部同士を互いに径方向にずらして重ねて接合するので、溶接後の熱収縮による応力が径方向にかかることとなり、コイル構成部材とこれを収容する固定子鉄心のスロットとの間に発生するストレスを少なく抑え得ることとなる。
　また、この態様に係る固定子コイルでは、コイル構成部材同士を接合する端部が互いに接近する方向に向けてそれぞれ周方向に沿っている。すなわち、コイル構成部材同士を接合する端部が固定子鉄心の端面に沿っているので、固定子コイルの軸方向長さが小さくて済む分だけ、コンパクト化が図られることとなる。加えて、コイル形状の複雑化も回避し得ることとなる。
１　　　交流発電機（回転電機）
３　　　固定子
３１　　固定子鉄心
３１ａ　スロット
３２　　固定子コイル
３３　　コイル構成部材
３３ｄ　接合端部

Claims (4)

  1. 　回転電機の円筒状の固定子鉄心に形成された複数の軸方向のスロットに挿入されるコイル構成部材を接続して成る固定子コイルを製造するに際して、
    　前記軸方向のスロットにそれぞれ挿入される互いに周方向に並ぶ前記コイル構成部材の前記固定子鉄心の少なくとも一方の端面側に突出する各端部を互いに接近する方向に向けてそれぞれ周方向に沿わせるべく形成すると共に、該端部同士を互いに径方向にずらすべく形成し、
    　互いに周方向に並ぶ前記コイル構成部材の互いに径方向にずらした前記端部同士を重ねて接合する固定子コイルの製造方法。
  2. 　互いに周方向に並ぶ前記コイル構成部材の前記端部同士を重ねて高エネルギー密度接合手段で接合する請求項１に記載の固定子コイルの製造方法。
  3. 　プレス成形により前記コイル構成部材の端部を形成する請求項１又は２に記載の固定子コイルの製造方法。
  4. 　円筒状の固定子鉄心とともに回転電機の固定子を構成する固定子コイルであって、
    　前記固定子鉄心に形成された複数の軸方向のスロットに挿入される複数のコイル構成部材を有し、
    　前記軸方向のスロットにそれぞれ挿入される互いに周方向に並ぶ前記コイル構成部材の前記固定子鉄心の少なくとも一方の端面側に突出する各端部は、互いに接近する方向に向けてそれぞれ周方向に沿って形成され、
    　互いに周方向に並ぶ前記コイル構成部材の前記端部同士は、互いに径方向に重ねて接合されている固定子コイル。
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