WO2022181352A1 - 電機子巻線、及びその製造方法 - Google Patents

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conductor
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armature winding
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裕樹 高橋
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株式会社デンソー
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    • H02K2203/06—Machines characterised by the wiring leads, i.e. conducting wires for connecting the winding terminations

Definitions

  • the present disclosure relates to armature windings and manufacturing methods thereof.
  • an armature that includes a multi-phase armature winding made of a conductive wire.
  • armature winding made of a conductive wire.
  • a main object of the present disclosure is to provide an armature winding that can improve workability in the manufacturing process of the armature winding, and a manufacturing method thereof.
  • Means 1 is provided in an armature that constitutes a rotating electric machine, and in a multi-phase armature winding composed of a conductive wire material,
  • the conductor material of each phase is an assembly of strands having a conductor and an inner insulating layer made of an insulating material covering the conductor; an outer insulating layer surrounding the assembly of wires and made of an insulating material; with The outer insulating layer is peeled off at the end of the conductor, a tip portion of the stripped portion of the outer insulating layer of the conductive wire is joined by welding or pressure contact to form a joint portion, At least a portion of the stripped portion of the outer insulating layer of the conductive wire, other than the connecting portion, is varnished.
  • each phase conductor includes an assembly of strands and an outer insulating layer made of an insulating material surrounding the assembly of strands.
  • the strand has a conductor and an inner insulating layer of insulating material covering the conductor.
  • the outer insulating layer is stripped at the end of the wire for connecting the end of the wire to another electrical component.
  • the leading end of the stripped portion of the outer insulating layer of the conductive wire is joined by welding or pressure contact to form a joining portion. Therefore, it is possible to suitably suppress the occurrence of a situation in which the wires are unwound at the ends of the conductive wire.
  • the portion other than the joint portion is the portion where the assembly of the wires is exposed.
  • at least this portion is varnished.
  • the varnish may enter the recesses between the adjacent strands, or the varnish may enter the gaps inside the strand assembly from between the strands.
  • the varnish effectively clings and hardens to the portion of the wire assembly that is exposed from the outer insulating layer.
  • Means 2 is, in Means 1, the tip portion of the outer insulating layer is turned up radially outward of the conductor.
  • a portion into which the varnish enters is formed between the turned-up outer insulating layer and the wire assembly. This allows the varnish to more effectively cling to the conductor.
  • means 3 comprises a conductive member which is a member joined to the coupling portion and electrically connects the components on the inverter side and the conductor.
  • the means 3 it is possible to improve the workability when electrically connecting the conductors that constitute the conducting wire to the components on the inverter side.
  • Means 4 is, in any one of Means 1 to 3, a concave portion is formed in the base end portion of the exfoliated portion of the outer insulating layer in the assembly of the strands of wire.
  • the varnish enters the concave portion of the base end portion. This allows the varnish to more effectively cling to the conductor.
  • Means 5 is, in any one of Means 1 to 4, wherein the inner insulating layer is peeled off at a tip portion of the peeled portion of the outer insulating layer in the assembly of the wires, and the peeled portion of the inner insulating layer is peeled off.
  • the joint portion is formed at the tip of the A plurality of recesses are formed in the conductor at the stripped portion of the inner insulating layer.
  • the varnish enters a plurality of recesses formed in the conductor. This allows the varnish to more effectively cling to the conductor.
  • means 6 is a peeling step of peeling off the outer insulating layer at the end of the conductor; a step of joining the leading end of the stripped portion of the outer insulating layer of the conductor wire to the joining portion by welding or pressure contact; and applying a varnish treatment to at least a portion of the stripped portion of the outer insulating layer of the conductive wire, other than the connecting portion.
  • Means 7 is that in Means 6, the outer insulating layer has thermoplasticity;
  • the joining step is a step of welding a leading end portion of the peeled portion of the outer insulating layer of the conductive wire to form the joint portion, The tip portion of the outer insulating layer is heated by welding in the joining step, whereby the tip portion of the outer insulating layer is turned up radially outward of the conductor.
  • a varnishing step is performed after the peeling step and the bonding step.
  • the leading end of the peeled portion of the outer insulating layer of the conductor is welded, the leading end of the thermoplastic outer insulating layer is turned up radially outward of the conductor due to the heat of the welding.
  • the joining step it is possible to form the raised portion of the outer insulating layer together with the joining portion. Therefore, a structure for effectively clinging the varnish can be efficiently formed, and workability in the manufacturing process of the armature winding can be improved.
  • Means 8 is, in Means 7, wherein the inner insulating layer has thermoplasticity, The thickness of the outer insulating layer is thicker than the thickness of the inner insulating layer, The specific heat of the outer insulation layer is greater than the specific heat of the inner insulation layer.
  • the thickness of the outer insulating layer is made thicker than the thickness of the inner insulating layer.
  • the specific heat of the thermoplastic outer insulating layer is greater than the specific heat of the thermoplastic inner insulating layer.
  • Means 9 is according to Means 7 or 8, wherein the inner insulating layer has thermoplasticity, The thickness of the outer insulating layer is thicker than the thickness of the inner insulating layer, The glass transition temperature of the outer insulating layer is higher than the glass transition temperature of the inner insulating layer.
  • the glass transition temperature of the outer insulating layer is higher than the glass transition temperature of the inner insulating layer. For this reason, when welding the tip of the conductor in the joining process, the tip of the outer insulation layer is properly formed without burning the tip of the outer insulation layer, and the inner insulation layer is removed as much as possible by the heat of welding. After that, the joint can be formed.
  • the joining step includes welding a tip portion of a portion of the conductor wire from which the outer insulating layer has been peeled off and a conductive member to weld the tip portion. and the conductive member to be welded to the connecting portion.
  • a means 11 is, in the means 10, an inspection step of inspecting whether or not the conductor and the conductive member are electrically connected after the joining step; and a step of electrically connecting the conductive member, which has been confirmed to be electrically conductive in the inspection step, to a component on the inverter side.
  • the means 11 electrically connects the conductive member, which has been confirmed to be electrically conductive in the inspection process, to the component on the inverter side. Therefore, it is possible to suitably suppress the occurrence of the problem described above.
  • the peeling step includes peeling off the outer insulating layer at the end of the conductor by pinching the conductor with a film peeling device and pinching the conductor. forming a concave portion at the base end of the exfoliated portion of the outer insulating layer in the assembly of the wires.
  • the outer insulating layer in the peeling step, can be peeled off, and a concave portion can be formed at the base end of the peeled portion of the outer insulating layer.
  • the varnish in the process of applying varnish treatment, the varnish can effectively cling to the surface by entering the recessed portions.
  • the structure for effectively clinging the varnish can be efficiently formed in the step of removing the outer insulating layer, and the workability in the manufacturing step of the armature winding can be improved.
  • the joining step includes welding the leading end of the exfoliated portion of the outer insulating layer of the conductive wire material to the leading end of the bundle of wires.
  • the inner insulating layer can be peeled off in the bonding step, and a plurality of recesses can be formed in the conductor exposed at the peeled portion of the inner insulating layer.
  • the varnish can effectively cling to the surface by entering the plurality of concave portions.
  • the structure for effectively clinging the varnish can be efficiently formed in the joining process, and the workability in the manufacturing process of the armature winding can be improved.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a rotating electric machine according to one embodiment
  • FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the rotor
  • FIG. 3 is a perspective view of the stator winding
  • FIG. 4 is a diagram showing electrical connections between the stator windings and the inverter
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the conductor
  • FIG. 6 is a flow chart showing the manufacturing process of the stator
  • FIG. 7 is a diagram showing a processing mode of a conductive wire
  • FIG. 8 is a diagram showing a processing mode of a conductive wire
  • FIG. 9 is a diagram showing a processing mode of a conductive wire according to another embodiment
  • FIG. 10 is a diagram showing a processing mode of a conductor wire according to another embodiment.
  • a rotating electric machine according to the present disclosure is used, for example, as a vehicle power source.
  • the rotating electric machine can be widely used for industrial use, vehicle use, aircraft use, home appliance use, OA equipment use, game machine use, and the like.
  • the rotary electric machine 10 is a synchronous multiphase AC motor and has an outer rotor structure (outward rotation structure).
  • the direction in which the rotating shaft 11 extends is defined as the axial direction
  • the direction radially extending from the center of the rotating shaft 11 is defined as the radial direction
  • the direction extending circumferentially about the rotating shaft 11 is defined as the circumferential direction. direction.
  • the rotating electrical machine 10 includes a rotating electrical machine main body having a rotor 20 and a stator unit 30, and a housing 40 provided so as to surround the rotating electrical machine main body. All of these members are arranged coaxially with respect to a rotating shaft 11 that is integrally provided with the rotor 20, and the rotary electric machine 10 is configured by being axially assembled in a predetermined order.
  • the rotating shaft 11 is supported by a pair of bearings (not shown) respectively provided in the stator unit 30 and the housing 40, and is rotatable in this state.
  • the rotation of the rotating shaft 11 rotates an axle of a vehicle, for example.
  • the rotary electric machine 10 can be mounted on a vehicle by fixing the housing 40 to a vehicle body frame or the like.
  • the stator unit 30 is provided so as to surround the rotating shaft 11 , and the rotor 20 is arranged radially outside the stator unit 30 .
  • the stator unit 30 has a stator 50 and a stator holder 53 mounted radially inwardly of the stator 50 .
  • the rotor 20 and the stator 50 are arranged to face each other in the radial direction with an air gap interposed therebetween. Rotate.
  • the rotor 20 corresponds to the "field magnet” and the stator 50 corresponds to the "armature”.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the rotor 20.
  • the rotor 20 has a substantially cylindrical rotor carrier 21 and an annular magnet unit 22 fixed to the rotor carrier 21 .
  • the rotor carrier 21 has a cylindrical portion 23 and an end plate portion 24 provided at one end in the axial direction of the cylindrical portion 23, which are integrated together.
  • the rotor carrier 21 functions as a magnet holding member, and the magnet unit 22 is annularly fixed inside the cylindrical portion 23 in the radial direction.
  • the rotating shaft 11 is fixed to the end plate portion 24 .
  • the cylindrical portion 23 is made of, for example, a non-magnetic material, and specifically made of, for example, aluminum.
  • the magnet unit 22 has an annular shape concentric with the rotation center O of the rotor 20 and has a plurality of magnets 31 fixed to the inner peripheral surface of the cylindrical portion 23 . That is, the rotary electric machine 10 is a surface magnet type synchronous machine (SPMSM).
  • the magnet 31 is provided so as to be surrounded by the cylindrical portion 23 from the outside in the radial direction.
  • the magnets 31 are arranged side by side along the circumferential direction of the rotor 20 so that their polarities alternate. Thereby, a plurality of magnetic poles are formed in the magnet unit 22 in the circumferential direction.
  • the magnet 31 is a polar anisotropic permanent magnet and is composed of a sintered neodymium magnet having an intrinsic coercive force of 400 [kA/m] or more and a residual magnetic flux density Br of 1.0 [T] or more. ing.
  • the peripheral surface on the radially inner side of the magnet 31 is the magnetic flux acting surface on which magnetic flux is exchanged.
  • the magnet 31 is oriented so that the direction of the easy magnetization axis on the d-axis side, which is the magnetic pole center, is closer to the direction of the d-axis than the direction of the easy magnetization axis on the q-axis side, which is the magnetic pole boundary.
  • magnetic flux is generated intensively in the region near the d-axis.
  • the stator unit 30 generally includes a stator 50 and a radially inner stator holder 53 .
  • the stator 50 has a stator winding 51 as an "armature winding” and a stator core 52 as an “armature core”.
  • the stator holder 53 is made of, for example, metal such as aluminum or cast iron, or carbon fiber reinforced plastic (CFRP), and has a cylindrical shape.
  • the stator 50 has, in the axial direction, a portion corresponding to the coil side of the rotor 20 that faces the magnet unit 22 in the radial direction, and a portion corresponding to the coil end that is axially outside the coil side.
  • the stator core 52 is provided in a range corresponding to the coil side in the axial direction.
  • the stator winding 51 has a plurality of phase windings, and is formed in a cylindrical shape by arranging the phase windings of each phase in a predetermined order in the circumferential direction.
  • the stator winding 51 is configured to have three phase windings by using the U-phase, V-phase and W-phase windings 51U, 51V and 51W.
  • the U-, V-, and W-phase windings 51U, 51V, and 51W are, for example, as shown in FIG.
  • the U-, V-, and W-phase windings 51U, 51V, and 51W include a pair of intermediate conductor portions 60 that are provided in parallel and linearly, and a pair of transition portions that connect the pair of intermediate conductor portions 60 at both ends in the axial direction. 61 , and is formed in an annular shape by a pair of intermediate conductor portions 60 and a pair of bridging portions 61 .
  • one end of the conductor CR serves as a first end 62 and the other end serves as a second end 63 .
  • FIG. 1 shows the arrangement order of the intermediate conductor portions 60 forming the U-, V-, and W-phase windings 51U, 51V, and 51W on the coil side.
  • the stator core 52 is configured as a core sheet laminate in which core sheets made of magnetic steel sheets, which are magnetic materials, are laminated in the axial direction, and has a cylindrical shape with a predetermined thickness in the radial direction.
  • a stator winding 51 is assembled on the radially outer side of the stator core 52 on the rotor 20 side.
  • the outer peripheral surface of the stator core 52 has a curved surface without irregularities.
  • the stator core 52 functions as a back yoke.
  • the stator core 52 is configured by laminating a plurality of core sheets, which are punched into, for example, an annular plate shape, in the axial direction.
  • the stator core 52 may have a helical core structure composed of strip-shaped core sheets.
  • the stator 50 has a slotless structure that does not have teeth for forming slots. can be anything.
  • an inter-conductor member is provided between the intermediate conductor portions 60 in the circumferential direction, and as the inter-conductor member, the width dimension of the inter-conductor member in the circumferential direction in one magnetic pole is Wt, When the saturation magnetic flux density of Bs, the width dimension of the magnet 31 in the circumferential direction in one magnetic pole is Wm, and the residual magnetic flux density of the magnet 31 is Br, using a magnetic material that satisfies the relationship Wt ⁇ Bs ⁇ Wm ⁇ Br there is (B) In the stator 50, a member between conductors is provided between the intermediate conductor portions 60 in the circumferential direction, and a non-magnetic material is used as the member between the conductors.
  • the stator 50 has a configuration in which no member between conductors is provided between the intermediate conductor portions 60 in the circumferential direction.
  • the rotating electric machine 10 includes an inverter 100 .
  • the inverter 100 includes upper and lower arm switches SWH and SWL and a smoothing capacitor 101 corresponding to each phase.
  • Inverter 100 is electrically connected to storage battery 110, which is a DC power supply.
  • the rotating electric machine 10 includes U-, V-, and W-phase bus bars 70U, 70V, and 70W (corresponding to "components on the inverter side") and a neutral point bus bar 71 as main bus bars. Connection points of upper and lower arm switches SWH and SWL in inverter 100 are electrically connected to U-, V- and W-phase bus bars 70U, 70V and 70W. Each bus bar 70U, 70V, 70W, 71 is fixed to the stator holder 53, for example.
  • First ends 62 of U-, V-, W-phase windings 51U, 51V, 51W are electrically connected to U-, V-, W-phase bus bars 70U, 70V, 70W via first sub-bus bars 64, respectively.
  • a neutral point bus bar 71 is electrically connected via a second sub-bus bar 65 to the second ends 63 of the U-, V-, and W-phase windings 51U, 51V, and 51W.
  • the conducting wire material CR is a magnet wire, and is an assembly of strands 83 having a conductor 81 made of a copper material and an inner layer coating 82 (corresponding to an "inner insulating layer”) covering the conductor 81, and an assembly of the strands 83. and an outer layer coating 90 (corresponding to an “outer insulating layer”) surrounding the .
  • FIG. 5 exemplifies the conductor CR composed of nine strands 83, but the number of strands 83 can be any number.
  • the cross-sectional shape of the conductor CR is not limited to the rectangular shape shown in FIG. 5, and may be, for example, a circular shape.
  • the inner layer coating 82 is made of an insulating material having thermoplasticity and electrical insulation, and epoxy resin, for example, is used as the insulating material.
  • the inner layer coating 82 is not limited to a single layer, and may be composed of multiple layers.
  • the wire 83 may be a self-bonding wire. In this case, the inner layer coating 82 is covered with the self-bonding layer.
  • the conductor CR may be a twisted wire in which a plurality of strands 83 are twisted.
  • the outer layer coating 90 is made of an insulating material having thermoplasticity and electrical insulation, and synthetic resin such as PPS resin, PEEK resin, PI resin, or PAI resin is used as the insulating material.
  • the thickness of the outer layer coating 90 is made thicker than the thickness of the inner layer coating 82 . This is for correlation isolation. Further, the specific heat of the outer layer coating 90 is higher than the specific heat of the inner layer coating 82 , and the glass transition temperature of the outer layer coating 90 is higher than the glass transition temperature of the inner layer coating 82 .
  • each phase winding 51U, 51V, 51W that constitutes the stator 50 will be described with reference to FIG.
  • the U phase will be described below as an example.
  • step S10 the outer layer coating 90 on the first end portion 62 of the conductor CR is stripped using a coating stripping device.
  • FIG. 7A shows a longitudinal sectional view of the first end portion 62 before peeling
  • FIG. 7B shows a longitudinal sectional view of the first end portion 62 after peeling.
  • FIG. 7 shows a simplified assembly of wires 83 .
  • the coating peeling device is in contact with a gripping portion that grips the conductive wire CR and a first end portion 62 of the conductive wire CR gripped by the gripping portion from both sides in the radial direction of the conductive wire CR to peel off the outer layer coating 90 . and a stripping blade.
  • the film peeling device peels off the outer layer film 90 at the first end portion 62 of the conductor CR by sandwiching the conductor CR with peeling blades.
  • the outer layer film 90 is peeled off by the film peeling device for the second end portion 63 as well.
  • the tip of the stripped portion of the outer layer coating 90 and the first sub-bus bar 64 are welded to the first end 62 of the conductor CR using a welding device.
  • the welding device is a laser welding device.
  • Laser beams used in the welding apparatus include, for example, gas lasers such as CO2 lasers, solid lasers such as YAG lasers, fiber lasers such as Yb fiber lasers, and semiconductor lasers such as LD (Laser Diode) lasers.
  • a laser beam is irradiated from a welding device to the vicinity of the contact portion between the tip portion of the peeled portion of the outer layer coating 90 and the first sub-bus bar 64 at the first end portion 62 .
  • the inner layer coating 82 of the irradiated portion of the laser beam is peeled off, and the vicinity of the contact portion between the tip of the peeled portion of the outer layer coating 90 and the first sub-bus bar 64 becomes the joint portion WL (FIG. 7 ( C)).
  • the joint portion WL is formed after the inner layer film 82 is peeled off to expose the conductor 81, inclusion of the inner layer film 82 in the joint portion WL is suppressed as much as possible. This suppresses an increase in the electrical resistance value of the coupling portion WL.
  • the tip portion of the outer layer coating 90 is heated by the heat of welding, so that the tip portion of the outer layer coating 90 is turned up radially outward of the conductor CR. becomes.
  • the curled-up portion of the outer layer coating 90 spreads outward in the radial direction of the conductor portion 60 toward the tip portion of the first end portion 62 .
  • the specific heat of the thermoplastic outer layer coating 90 is higher than the specific heat of the thermoplastic inner layer coating 82, and the glass transition temperature of the outer layer coating 90 is higher than the glass transition temperature of the inner layer coating 82.
  • the inner layer coating 82 in the vicinity of the welded portion can be properly peeled off, and the curled-up portion can be properly formed without scorching the tip portion of the outer layer coating 90 .
  • the length of the stripped portion of the outer layer coating 90 at the first end portion 62 is longer than the length of the joint portion WL. This also contributes to properly forming the curled-up portion without scorching the tip portion of the outer layer coating 90 .
  • the tip of the peeled portion of the outer layer coating 90 and the second sub-bus bar 65 at the first end 62 of the conductor CR are also welded using a welding device. As a result, the tip portion of the outer layer coating 90 at the second end portion 63 is turned up radially outward of the conductor CR.
  • the first end 62 of the conductor CR and the first sub-busbar 64 and the second end 63 of the conductor CR and the second sub-busbar 65 are electrically connected by welding. It is inspected by an inspection device whether or not it is attached.
  • step S13 based on the inspection result by the inspection device, electrical continuity between the first end portion 62 and the first sub-busbar 64 and between the second end portion 63 and the second sub-busbar 65 is established. Determine whether or not it has been confirmed. If electrical continuity between at least one of the first end 62 and the first sub-busbar 64 and between the second end 63 and the second sub-busbar 65 is not confirmed, for example, the first sub-busbar 64 and The conductor CR to which the second sub-busbar 65 is welded is discarded.
  • step S14 the varnishing device is used to varnish the first end 62 and the second end 63 of the conductor CR.
  • FIG. 8(A) shows a state in which the varnish CC is applied to the first end portion 62 .
  • the joint portion WL and the portion of the outer layer coating 90 on the opposite tip side from the curled up portion are shown in the example shown in FIG. 8(A).
  • Varnish CC is also applied to
  • the present invention is not limited to this, and the varnish CC may be applied, for example, from the peeled-up portion of the outer layer coating 90 of the conductive wire CR to the joint portion WL.
  • the varnish CC may be dried by, for example, a drying device.
  • the first sub-bus bar 64 is joined to the U-phase bus bar 70U using an assembly device, as shown in FIG. 8(B). Also, the second sub-busbar 65 is joined to the neutral point busbar 71 using an assembly device.
  • step S13 the controller determines whether or not electrical continuity has been confirmed based on the inspection results.
  • the outer layer coating 90 is peeled off at the first end 62 and the second end 63 of the conductor CR. Only the leading end of the stripped portion of the outer layer coating 90 of the conductor CR is joined by welding to form a joint portion WL. Therefore, it is possible to suitably prevent the wire 83 from unraveling at the first end portion 62 and the second end portion 63 .
  • the varnish CC is fixed to at least the exposed portion of the assembly of the wires 83 and the joint portion WL. In the exposed portion, the varnish CC may enter the recesses between the adjacent wires 83 or the varnish CC may enter the gaps inside the assembly of wires 83 from between the wires 83 . As a result, the varnish CC effectively clings to the portion of the assembly of wires 83 exposed from the outer layer coating 90 and hardens.
  • step S10 When the leading end of the stripped portion of the outer layer coating 90 of the conducting wire CR is welded in step S10, the leading end of the thermoplastic outer layer coating 90 is turned up radially outward of the conducting wire CR due to the heat of the welding. A portion into which the varnish CC enters is formed between the outer layer coating 90 that has been turned up and the assembly of the wires 83 . Therefore, the varnish treatment in step S15 allows the varnish CC to more effectively cling to the conductor CR.
  • the thickness of the outer layer coating 90 is made thicker than the thickness of the inner layer coating 82 . Further, the specific heat of the outer layer coating 90 is higher than the specific heat of the inner layer coating 82 , and the glass transition temperature of the outer layer coating 90 is higher than the glass transition temperature of the inner layer coating 82 . As a result, when welding the tip of the conductor CR in the welding process, the tip of the outer layer coating 90 is properly formed without burning the tip of the outer layer coating 90, and the inner layer coating 82 is removed as much as possible by the heat of welding. A joint WL can be formed.
  • step S13 The windings of each phase confirmed to be electrically conductive in step S13 are connected to the busbars of each phase and the neutral point busbar 71 . For this reason, it is possible to suitably suppress the occurrence of problems such as complication of the work process and the occurrence of parts discarding.
  • the outer insulating layer is not limited to a coating, and may be formed of, for example, a tape spirally wound around an assembly of wires 83 . Enamel, for example, may be used as the inner layer coating 82 .
  • ⁇ Welding in step S10 of FIG. 6 is not limited to laser welding, but may be arc welding such as TIG welding, or electron beam welding, for example.
  • the connecting portion may be formed by pressure contact using a pressure contact device (for example, punch pressure contact).
  • a pressure contact device for example, punch pressure contact
  • step S10 the outer layer film 90 is peeled off by pinching the conductor CR with peeling blades using a film peeling device.
  • a recess 91 may be formed at the proximal end of the peeled portion of the coating 90 . Since the varnish CC enters the concave portion 91, the varnish CC can more effectively cling to the conductor CR. In addition, the recesses 91 for effectively clinging the varnish CC can be formed efficiently, and workability in the manufacturing process of the stator winding 51 can be enhanced.
  • step S10 when the inner layer coating 82 is peeled off by laser welding in the welding process, as shown in FIG. ) may be formed.
  • the recessed portion 84 is formed, for example, by melting the conductor 81 with the heat of laser welding.
  • unevenness is formed on the surface of the conductor 81, and the varnish CC enters the unevenness in the varnishing step of step S14, so that the varnish CC can more effectively cling to the conductor CR.
  • the recesses 84 for effectively clinging the varnish CC can be efficiently formed in the welding process, and workability in the manufacturing process of the stator winding 51 can be improved.
  • the outer layer coating 90 may be peeled off by irradiating the outer layer coating 90 with a laser beam from a laser welding device instead of the coating peeling device.
  • the inner layer coating 82 inside the outer layer coating 90 may be peeled off at the same time.
  • the outer layer coating 90 and the inner layer coating 82 can be properly peeled off at the same time by setting the thicknesses, specific heats, and glass transition temperatures of the inner layer coating 82 and the outer layer coating 90 .
  • the rotating electric machine is not limited to star-connected ones, and may be delta-connected ones.
  • the rotating electric machine is not limited to the outer rotor type, and may be the inner rotor type. Further, the rotating electric machine is not limited to the one having the slotless structure, and may be one having teeth.
  • the field element is not limited to the rotating electric machine in which the rotor is the rotor, and the rotating electric machine in which the armature is the rotor may be used.
  • the disclosure in this specification is not limited to the illustrated embodiments.
  • the disclosure encompasses the illustrated embodiments and variations thereon by those skilled in the art.
  • the disclosure is not limited to the combinations of parts and/or elements shown in the embodiments.
  • the disclosure can be implemented in various combinations.
  • the disclosure can have additional parts that can be added to the embodiments.
  • the disclosure encompasses omitting parts and/or elements of the embodiments.
  • the disclosure encompasses permutations or combinations of parts and/or elements between one embodiment and another.
  • the disclosed technical scope is not limited to the description of the embodiments.
  • the disclosed technical scope is indicated by the description of the claims, and should be understood to include all modifications within the meaning and range of equivalents to the description of the claims.

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Abstract

回転電機（１０）を構成する電機子（５０）に備えられ、導線材（ＣＲ）により構成された多相の電機子巻線（５１）において、各相の導線材は、導体（８１）及び導体を覆う絶縁材料からなる内側絶縁層（８２）を有する素線（８３）の集合体と、素線の集合体を囲み、かつ、絶縁材料からなる外側絶縁層（９０）と、を備える。導線材の端部において、外側絶縁層が剥離されている。導線材において外側絶縁層の剥離部分の先端部が溶接又は圧接により結合されて結合部（ＷＬ）とされている。導線材において外側絶縁層の剥離部分のうち、少なくとも結合部以外の部分にワニス処理が施されている。

Description

電機子巻線、及びその製造方法 関連出願の相互参照
　本出願は、２０２１年２月２４日に出願された日本出願番号２０２１－０２７６２７号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、電機子巻線、及びその製造方法に関する。
　従来、例えば特許文献１に記載されているように、導線材により構成された多相の電機子巻線を備える電機子が知られている。導線材を構成する導体に界磁子からの磁束が鎖交することにより、導体に渦電流が流れ、渦電流損が発生する。この渦電流損を低減するために、導線材は素線の集合体を備えている。
特開２０１９－２４２９６号公報
　導線材の端部において集合している素線がほどける懸念がある。素線がほどけている場合、電機子巻線の製造工程における作業性が低下する懸念がある。
　本開示は、電機子巻線の製造工程における作業性を高めることができる電機子巻線、及びその製造方法を提供することを主たる目的とする。
　手段１は、回転電機を構成する電機子に備えられ、導線材により構成された多相の電機子巻線において、
　各相の前記導線材は、
　導体及び前記導体を覆う絶縁材料からなる内側絶縁層を有する素線の集合体と、
　前記素線の集合体を囲み、かつ、絶縁材料からなる外側絶縁層と、
を備え、
　前記導線材の端部において、前記外側絶縁層が剥離されており、
　前記導線材において前記外側絶縁層の剥離部分の先端部が溶接又は圧接により結合されて結合部とされており、
　前記導線材において前記外側絶縁層の剥離部分のうち、少なくとも前記結合部以外の部分にワニス処理が施されている。
　手段１において、各相の導線材は、素線の集合体と、素線の集合体を囲む絶縁材料からなる外側絶縁層とを備えている。素線は、導体と、導体を覆う絶縁材料からなる内側絶縁層とを有している。導線材の端部を他の電気部品に接続するために、導線材の端部において、外側絶縁層が剥離されている。
　ここで、導線材において外側絶縁層の剥離部分の先端部が溶接又は圧接により結合されて結合部とされている。このため、導線材の端部において素線がほどける事態の発生を好適に抑制することができる。
　導線材において外側絶縁層の剥離部分のうち、少なくとも結合部以外の部分は、素線の集合体が露出している部分である。手段１では、少なくともこの部分にワニス処理が施されている。これにより、上記剥離部分において、隣り合う素線同士の間の凹部にワニスが入り込んだり、各素線間からワニスが素線集合体の内部の隙間に入り込んだりする。その結果、素線の集合体において外側絶縁層から露出している部分にワニスが効果的にまとわりついて固まる。これにより、導線材の端部において素線がほどける事態の発生をいっそう好適に抑制することができ、ひいては電機子巻線の製造工程における作業性を高めることができる。
　手段２は、手段１において、前記外側絶縁層の先端部は、前記導線材の径方向外側にめくれ上がっている。
　手段２では、めくれ上がった外側絶縁層と素線集合体との間に、ワニスが入り込む部分が形成されている。これにより、導線材にワニスをより効果的にまとわりつかせることができる。
　手段３は、手段１又は２において、前記結合部に接合された部材であって、インバータ側の構成部品と前記導体とを電気的に接続するための導電部材を備える。
　手段３によれば、導線材の構成する導体をインバータ側の構成部品に電気的に接続する場合の作業性を高めることができる。
　手段４は、手段１～３のいずれか１つにおいて、前記素線の集合体のうち、前記外側絶縁層の剥離部分の基端部に凹部が形成されている。
　手段４では、上記基端部の凹部にワニスが入り込む。これにより、導線材にワニスをより効果的にまとわりつかせることができる。
　手段５は、手段１～４のいずれか１つにおいて、前記素線の集合体のうち、前記外側絶縁層の剥離部分の先端部における前記内側絶縁層が剥離され、該内側絶縁層の剥離部分の先端部に前記結合部が形成されており、
　前記内側絶縁層の剥離部分の前記導体に複数の凹部が形成されている。
　手段５では、導体に形成された複数の凹部にワニスが入り込む。これにより、導線材にワニスをより効果的にまとわりつかせることができる。
　ここで、手段１の電機子巻線は、例えば手段６のように製造することができる。手段６は、前記導線材の端部における前記外側絶縁層を剥離する剥離工程と、
　前記導線材において前記外側絶縁層の剥離部分の先端部を溶接又は圧接により前記結合部とする接合工程と、
　前記導線材において前記外側絶縁層の剥離部分のうち、少なくとも前記結合部以外の部分にワニス処理を施す工程と、を備える。
　手段７は、手段６において、前記外側絶縁層は、熱可塑性を有し、
　前記接合工程は、前記導線材において前記外側絶縁層の剥離部分の先端部を溶接により前記結合部とする工程であり、
　前記接合工程における溶接によって前記外側絶縁層の先端部が加熱されることにより、前記外側絶縁層の先端部が前記導線材の径方向外側にめくれ上がる。
　手段７では、剥離工程及び接合工程の後、ワニス処理を施す工程が実施される。ここで、導線材において外側絶縁層の剥離部分の先端部が溶接される場合、その溶接の熱により、熱可塑性を有する外側絶縁層の先端部が導線材の径方向外側にめくれ上がる。つまり、接合工程において、結合部とともに、外側絶縁層のめくれ上がり部分を形成することができる。このため、ワニスを効果的にまとわりつかせるための構成を効率よく形成でき、電機子巻線の製造工程における作業性を高めることができる。
　手段８は、手段７において、前記内側絶縁層は、熱可塑性を有し、
　前記外側絶縁層の厚さは、前記内側絶縁層の厚さよりも厚くされており、
　前記外側絶縁層の比熱は、前記内側絶縁層の比熱よりも大きい。
　集合している各素線間の電位差は比較的小さい。これに対し、異なる相それぞれにおける導線材間の電位差は非常に大きくなり得るため、異なる相それぞれにおける導線材の相関絶縁が必要となる。そこで、手段８では、外側絶縁層の厚さが、内側絶縁層の厚さよりも厚くされている。ここで、手段８では、熱可塑性を有する外側絶縁層の比熱が、熱可塑性を有する内側絶縁層の比熱よりも大きい。このため、接合工程において導線材の先端部を溶接する場合、外側絶縁層の先端部を焦がすことなく外側絶縁層のめくれ上がり部分を適正に形成するとともに、溶接の熱によって内側絶縁層を極力除去した上で結合部を形成することができる。
　手段９は、手段７又は８において、前記内側絶縁層は、熱可塑性を有し、
　前記外側絶縁層の厚さは、前記内側絶縁層の厚さよりも厚くされており、
　前記外側絶縁層のガラス転移温度は、前記内側絶縁層のガラス転移温度よりも高い。
　手段９では、外側絶縁層のガラス転移温度が、内側絶縁層のガラス転移温度よりも高い。このため、接合工程において導線材の先端部を溶接する場合、外側絶縁層の先端部を焦がすことなく外側絶縁層のめくれ上がり部分を適正に形成するとともに、溶接の熱によって内側絶縁層を極力除去した上で結合部を形成することができる。
　手段１０は、手段６～９のいずれか１つにおいて、前記接合工程は、前記導線材において前記外側絶縁層が剥離された部分の先端部と、導電部材とを溶接することにより、前記先端部と前記導電部材との溶接部分を前記結合部とする工程である。
　手段１０によれば、導線材の構成する導体を他の電気部品に電気的に接続する場合の作業性を高めることができる。
　手段１１は、手段１０において、前記接合工程の後、前記導体と前記導電部材との間が電気的に導通しているか否かを検査する検査工程と、
　前記検査工程において電気的に導通していることが確認された前記導電部材を、インバータ側の構成部品に電気的に接続する工程と、を備える。
　接合工程において導線材と溶接接合された導電部材をインバータ側の構成部品に電気的に接続した後に、導線材を構成する導体と導電部材との間が電気的に導通しているか否かを検査する方法も考えられる。しかしながら、この場合、検査において電気的な導通が確認できないとき、例えば、インバータ側の構成部品から導電部材を取り外す作業が必要になり、作業工程が複雑化するといった問題が生じ得る。また、例えば、導線材が接続された導電部材とともに、導電部材と電気的に接続されたインバータ側の構成部品も廃棄しなければならなくなるといった問題も生じ得る。
　この点、手段１１では、検査工程において電気的に導通していることが確認された導電部材をインバータ側の構成部品に電気的に接続する。このため、上述した問題の発生を好適に抑制することができる。
　手段１２は、手段６～１１のいずれか１つにおいて、前記剥離工程は、被膜剥離装置によって前記導線材を挟み込むことにより、前記導線材の端部における前記外側絶縁層を剥離するとともに、その挟み込みにより、前記素線の集合体のうち、前記外側絶縁層の剥離部分の基端部に凹部を形成する工程である。
　手段１２では、剥離工程において、外側絶縁層を剥離できるとともに、外側絶縁層の剥離部分の基端部に凹部を形成することができる。これにより、ワニス処理を施す工程において、凹部にワニスが入り込むことにより、ワニスを効果的にまとわりつかせることができる。このように、手段１２によれば、ワニスを効果的にまとわりつかせるための構成を外側絶縁層の剥離工程において効率よく形成でき、電機子巻線の製造工程における作業性を高めることができる。
　手段１３は、手段６～１２のいずれか１つにおいて、前記接合工程は、前記導線材において前記外側絶縁層の剥離部分の先端部を溶接することにより、前記素線の集合体の先端部における前記内側絶縁層を剥離するとともに、前記導線材において前記内側絶縁層の剥離部分の先端部を前記結合部とする工程であり、
　前記接合工程において前記内側絶縁層が溶接により剥離される場合、前記内側絶縁層の剥離部分において露出する前記導体に溶接の熱によって複数の凹部が形成される。
　手段１３では、接合工程において、内側絶縁層を剥離できるとともに、内側絶縁層の剥離部分において露出する導体に複数の凹部を形成することができる。これにより、ワニス処理を施す工程において、複数の凹部にワニスが入り込むことにより、ワニスを効果的にまとわりつかせることができる。このように、手段１３によれば、ワニスを効果的にまとわりつかせるための構成を接合工程において効率よく形成でき、電機子巻線の製造工程における作業性を高めることができる。
　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は、一実施形態に係る回転電機の横断面図であり、 図２は、回転子の縦断面図であり、 図３は、固定子巻線の斜視図であり、 図４は、固定子巻線とインバータとの電気的な接続を示す図であり、 図５は、導線材の横断面図であり、 図６は、固定子の製造工程を示すフローチャートであり、 図７は、導線材の加工態様を示す図であり、 図８は、導線材の加工態様を示す図であり、 図９は、その他の実施形態に係る導線材の加工態様を示す図であり、 図１０は、その他の実施形態に係る導線材の加工態様を示す図である。
　本開示に係る回転電機は、例えば車両動力源として用いられるものとなっている。ただし、回転電機は、産業用、車両用、航空機用、家電用、ＯＡ機器用、遊技機用などとして広く用いられることが可能となっている。
　図１及び図２に示すように、回転電機１０は、同期式多相交流モータであり、アウタロータ構造（外転構造）のものとなっている。以下の記載では、回転電機１０において、回転軸１１が延びる方向を軸方向とし、回転軸１１の中心から放射状に延びる方向を径方向とし、回転軸１１を中心として円周状に延びる方向を周方向としている。
　回転電機１０は、回転子２０及び固定子ユニット３０を有する回転電機本体と、回転電機本体を囲むように設けられるハウジング４０とを備えている。これら各部材はいずれも、回転子２０に一体に設けられた回転軸１１に対して同軸に配置されており、所定順序で軸方向に組み付けられることで回転電機１０が構成されている。回転軸１１は、固定子ユニット３０及びハウジング４０にそれぞれ設けられた図示しない一対の軸受に支持され、その状態で回転可能となっている。回転軸１１の回転により、例えば車両の車軸が回転する。回転電機１０は、ハウジング４０が車体フレーム等に固定されることにより車両に搭載可能となっている。
　回転電機１０において、固定子ユニット３０は回転軸１１を囲むように設けられ、固定子ユニット３０の径方向外側に回転子２０が配置されている。固定子ユニット３０は、固定子５０と、その径方向内側に組み付けられた固定子ホルダ５３とを有している。回転子２０と固定子５０とはエアギャップを挟んで径方向に対向配置されており、回転子２０が回転軸１１と共に一体回転することにより、固定子５０の径方向外側にて回転子２０が回転する。本実施形態において、回転子２０が「界磁子」に相当し、固定子５０が「電機子」に相当する。
　図２は、回転子２０の縦断面図である。図２に示すように、回転子２０は、略円筒状の回転子キャリア２１と、回転子キャリア２１に固定された環状の磁石ユニット２２とを有している。回転子キャリア２１は、円筒状をなす円筒部２３と、円筒部２３の軸方向一端に設けられた端板部２４とを有しており、それらが一体化されることで構成されている。回転子キャリア２１は、磁石保持部材として機能し、円筒部２３の径方向内側に環状に磁石ユニット２２が固定されている。端板部２４に対して回転軸１１が固定されている。円筒部２３は、例えば非磁性材料により構成されており、具体的には例えばアルミニウムにより構成されている。
　磁石ユニット２２は、回転子２０の回転中心Ｏと同心の円環状をなしており、円筒部２３の内周面に固定された複数の磁石３１を有している。つまり、回転電機１０は、表面磁石型の同期機（ＳＰＭＳＭ）である。磁石３１は、円筒部２３に径方向外側から包囲された状態で設けられている。磁石ユニット２２において、磁石３１は、回転子２０の周方向に沿って極性が交互に変わるように並べて設けられている。これにより、磁石ユニット２２には、周方向に複数の磁極が形成されている。磁石３１は、極異方性の永久磁石であり、固有保磁力が４００［ｋＡ／ｍ］以上であり、かつ残留磁束密度Ｂｒが１．０［Ｔ］以上である焼結ネオジム磁石により構成されている。
　磁石３１において径方向内側の周面が、磁束の授受が行われる磁束作用面である。磁極中心であるｄ軸の側の磁化容易軸の向きが、磁極境界であるｑ軸の側の磁化容易軸の向きよりもｄ軸の向きに近づくように磁石３１の配向がなされている。これにより、磁石３１の磁束作用面において、ｄ軸付近の領域に集中的に磁束を生じさせるものとなっている。
　次に、固定子ユニット３０の構成を説明する。
　固定子ユニット３０は、その概要として、固定子５０とその径方向内側の固定子ホルダ５３とを有している。固定子５０は、「電機子巻線」としての固定子巻線５１と、「電機子コア」としての固定子コア５２とを有している。固定子ホルダ５３は、例えばアルミニウムや鋳鉄等の金属、又は炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）により構成され、円筒形状をなしている。
　固定子５０は、軸方向において、回転子２０における磁石ユニット２２に径方向に対向するコイルサイドに相当する部分と、そのコイルサイドの軸方向外側であるコイルエンドに相当する部分とを有している。この場合、固定子コア５２は、軸方向においてコイルサイドに相当する範囲で設けられている。
　固定子巻線５１は、複数の相巻線を有し、各相の相巻線が周方向に所定順序で配置されることで円筒状に形成されている。本実施形態では、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の巻線５１Ｕ，５１Ｖ，５１Ｗを用いることで、固定子巻線５１が３相の相巻線を有する構成となっている。
　Ｕ，Ｖ，Ｗ相巻線５１Ｕ，５１Ｖ，５１Ｗは、例えば図３に示すように、導線材ＣＲを多重巻にして構成されている。Ｕ，Ｖ，Ｗ相巻線５１Ｕ，５１Ｖ，５１Ｗは、互いに平行でかつ直線状に設けられる一対の中間導線部６０と、一対の中間導線部６０を軸方向両端でそれぞれ接続する一対の渡り部６１とを有しており、一対の中間導線部６０と一対の渡り部６１とにより環状に形成されている。Ｕ，Ｖ，Ｗ相巻線５１Ｕ，５１Ｖ，５１Ｗにおいて、導線材ＣＲの一方の端部が第１端部６２とされ、他方の端部が第２端部６３とされている。図１には、コイルサイドにおけるＵ，Ｖ，Ｗ相巻線５１Ｕ，５１Ｖ，５１Ｗを構成する中間導線部６０の並び順が示されている。
　固定子コア５２は、磁性体である電磁鋼板からなるコアシートが軸方向に積層されたコアシート積層体として構成されており、径方向に所定の厚さを有する円筒状をなしている。固定子コア５２において回転子２０側となる径方向外側には固定子巻線５１が組み付けられている。固定子コア５２の外周面は凹凸のない曲面状をなしている。固定子コア５２はバックヨークとして機能する。固定子コア５２は、例えば円環板状に打ち抜き形成された複数枚のコアシートが軸方向に積層されて構成されている。ただし、固定子コア５２として、帯状のコアシートから構成されるヘリカルコア構造を有するものを用いてもよい。
　本実施形態において、固定子５０は、スロットを形成するためのティースを有していないスロットレス構造を有するものであるが、その構成は以下の（Ａ）～（Ｃ）のいずれかを用いたものであってもよい。
（Ａ）固定子５０において、周方向における各中間導線部６０の間に導線間部材を設け、かつその導線間部材として、１磁極における導線間部材の周方向の幅寸法をＷｔ、導線間部材の飽和磁束密度をＢｓ、１磁極における磁石３１の周方向の幅寸法をＷｍ、磁石３１の残留磁束密度をＢｒとした場合に、Ｗｔ×Ｂｓ≦Ｗｍ×Ｂｒの関係となる磁性材料を用いている。
（Ｂ）固定子５０において、周方向における各中間導線部６０の間に導線間部材を設け、かつその導線間部材として、非磁性材料を用いている。
（Ｃ）固定子５０において、周方向における各中間導線部６０の間に導線間部材を設けていない構成となっている。
　続いて、図４を用いて、各巻線５１Ｕ～５１Ｗとインバータ１００との電気的接続態様について説明する。
　回転電機１０は、インバータ１００を備えている。インバータ１００は、各相に対応する上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬと、平滑コンデンサ１０１とを備えている。インバータ１００は、直流電源である蓄電池１１０に電気的に接続されている。
　回転電機１０は、メインバスバーとしてのＵ，Ｖ，Ｗ相バスバー７０Ｕ，７０Ｖ，７０Ｗ（「インバータ側の構成部品」に相当）及び中性点バスバー７１を備えている。Ｕ，Ｖ，Ｗ相バスバー７０Ｕ，７０Ｖ，７０Ｗには、インバータ１００における上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬの接続点が電気的に接続されている。各バスバー７０Ｕ，７０Ｖ，７０Ｗ，７１は、例えば固定子ホルダ５３に対して固定されている。
　Ｕ，Ｖ，Ｗ相バスバー７０Ｕ，７０Ｖ，７０Ｗには、第１サブバスバー６４を介してＵ，Ｖ，Ｗ相巻線５１Ｕ，５１Ｖ，５１Ｗの第１端部６２が電気的に接続されている。Ｕ，Ｖ，Ｗ相巻線５１Ｕ，５１Ｖ，５１Ｗの第２端部６３には、第２サブバスバー６５を介して中性点バスバー７１が電気的に接続されている。
　続いて、図５を用いて、各巻線５１Ｕ，５１Ｖ，５１Ｗを構成する導線材ＣＲについて説明する。
　導線材ＣＲは、マグネットワイヤであり、銅材からなる導体８１、及び導体８１を覆う内層被膜８２（「内側絶縁層」に相当）を有する素線８３の集合体と、素線８３の集合体を囲む外層被膜９０（「外側絶縁層」に相当）とを備えている。図５には、９つの素線８３で構成されている導線材ＣＲが例示されているが、素線８３の数は任意の数とすることができる。また、導線材ＣＲの断面形状は、図５に示す矩形状に限らず、例えば円形状であってもよい。
　内層被膜８２は、熱可塑性及び電気的絶縁性を有する絶縁材料からなり、絶縁材料として、例えばエポキシ樹脂が用いられる。内層被膜８２は、単層に限らず、複数層で構成されていてもよい。なお、素線８３は、自己融着線であってもよい。この場合、内層被膜８２が自己融着層により覆われている。また、導線材ＣＲは、複数の素線８３が撚られた撚り線であってもよい。
　外層被膜９０は、熱可塑性及び電気的絶縁性を有する絶縁材料からなり、絶縁材料として、例えば、ＰＰＳ樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＩ樹脂又はＰＡＩ樹脂等の合成樹脂が用いられる。
　外層被膜９０の厚さは、内層被膜８２の厚さよりも厚くされている。これは、相関絶縁のためである。また、外層被膜９０の比熱は、内層被膜８２の比熱よりも大きく、外層被膜９０のガラス転移温度は、内層被膜８２のガラス転移温度よりも高い。
　続いて、図６を用いて、固定子５０を構成する各相巻線５１Ｕ，５１Ｖ，５１Ｗの製造工程について説明する。以下では、Ｕ相を例にして説明する。
　ステップＳ１０では、被膜剥離装置を用いて、導線材ＣＲの第１端部６２における外層被膜９０を剥離する。図７（Ａ）は、剥離前における第１端部６２の縦断面図を示し、図７（Ｂ）は、剥離後における第１端部６２の縦断面図を示す。図７では、素線８３の集合体が簡略化されて図示されている。
　被膜剥離装置としては、例えば以下に説明するものが用いられる。被膜剥離装置は、導線材ＣＲを把持する把持部と、把持部により把持された導線材ＣＲの第１端部６２に対して、導線材ＣＲの径方向両側から当接して外層被膜９０を剥離する剥離刃とを備えている。被膜剥離装置は、導線材ＣＲを剥離刃で挟み込むことにより、導線材ＣＲの第１端部６２における外層被膜９０を剥離する。なお、第２端部６３についても同様に、被膜剥離装置によって外層被膜９０を剥離する。
　続くステップＳ１１では、導線材ＣＲの第１端部６２において外層被膜９０の剥離部分の先端部と第１サブバスバー６４とを溶接装置を用いて溶接する。本実施形態において、溶接装置は、レーザ溶接装置である。溶接装置で用いられるレーザ光としては、例えば、ＣＯ２レーザ等の気体レーザ、ＹＡＧレーザ等の固体レーザ、Ｙｂファイバレーザ等のファイバレーザ、又はＬＤ（Laser Diode）レーザ等の半導体レーザが挙げられる。第１端部６２において外層被膜９０の剥離部分の先端部と、第１サブバスバー６４との当接部分近傍に溶接装置からレーザ光を照射する。これにより、レーザ光の照射部分の内層被膜８２が剥離されるとともに、外層被膜９０の剥離部分の先端部と、第１サブバスバー６４との当接部分近傍が結合部ＷＬとされる（図７（Ｃ）参照）。この際、内層被膜８２が剥離されて導体８１を露出させた後、結合部ＷＬが形成されるため、結合部ＷＬに内層被膜８２が含まれることを極力抑制する。これにより、結合部ＷＬの電気抵抗値の増加を抑制する。
　溶接工程において、図７（Ｃ）に示すように、溶接の熱によって外層被膜９０の先端部が加熱されることにより、外層被膜９０の先端部が導線材ＣＲの径方向外側にめくれ上がった状態となる。図７（Ｃ）に示す例では、外層被膜９０のめくれ上がり部分は、第１端部６２の先端部にいくほど、導線部６０の径方向外側に広がっている。熱可塑性を有する外層被膜９０の比熱が、熱可塑性を有する内層被膜８２の比熱よりも大きくされていること、外層被膜９０のガラス転移温度が内層被膜８２のガラス転移温度よりも高くされていることにより、溶接部分近傍の内層被膜８２を適正に剥離しつつ、外層被膜９０の先端部を焦がすことなくめくれ上がり部分を適正に形成することができる。また、導線材ＣＲの延びる方法において、第１端部６２における外層被膜９０の剥離部分の長さが、結合部ＷＬの長さよりも長い。このことも、外層被膜９０の先端部を焦がすことなくめくれ上がり部分を適正に形成することに寄与している。
　なお、導線材ＣＲの第１端部６２において外層被膜９０の剥離部分の先端部と第２サブバスバー６５とも溶接装置を用いて溶接する。これにより、第２端部６３における外層被膜９０の先端部が導線材ＣＲの径方向外側にめくれ上がった状態となる。
　続くステップＳ１２では、導線材ＣＲの第１端部６２と第１サブバスバー６４との間、及び導線材ＣＲの第２端部６３と第２サブバスバー６５との間が溶接接合により電気的に導通しているか否かを検査装置により検査する。
　続くステップＳ１３では、検査装置による検査結果に基づいて、第１端部６２と第１サブバスバー６４との間、及び第２端部６３と第２サブバスバー６５との間の双方の電気的な導通が確認されたか否かを判定する。第１端部６２と第１サブバスバー６４との間、及び第２端部６３と第２サブバスバー６５との間のうち、少なくとも一方の電気的な導通が確認されない場合、例えば、第１サブバスバー６４及び第２サブバスバー６５が溶接接合された導線材ＣＲが廃棄される。
　一方、第１端部６２と第１サブバスバー６４との間、及び第２端部６３と第２サブバスバー６５との間の双方の電気的な導通が確認された場合、ステップＳ１４において、ワニス処理装置を用いて、導線材ＣＲにおける第１端部６２及び第２端部６３側にワニス処理を施す。図８（Ａ）に、第１端部６２にワニスＣＣが塗布された状態を示す。図８（Ａ）に示す例では、導線材ＣＲにおいて外層被膜９０の剥離部分のうち結合部以外の部分に加え、結合部ＷＬと、外層被膜９０においてめくれ上がり部分よりも反先端側の部分とにもワニスＣＣが塗布されている。ただし、これに限らず、例えば、導線材ＣＲにおいて外層被膜９０の剥離部分のうち、めくれ上がり部分から結合部ＷＬにわたってワニスＣＣが塗布されていてもよい。また、ワニスＣＣは、例えば乾燥装置により乾燥させられればよい。
　続くステップＳ１５では、組付装置を用いて、図８（Ｂ）に示すように、第１サブバスバー６４をＵ相バスバー７０Ｕに接合する。また、組付装置を用いて、第２サブバスバー６５を中性点バスバー７１に接合する。
　なお、図６に示した製造工程において、被膜剥離装置、溶接装置、検査装置、ワニス処理装置、乾燥装置及び組付装置等の動作は、マイコンを主体としたコントローラにより制御される。コントローラは、ステップＳ１３において、検査結果に基づいて電気的な導通が確認されたか否かの判定処理を行う。
　以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
　導線材ＣＲの第１端部６２及び第２端部６３において、外層被膜９０が剥離されている。導線材ＣＲにおいて外層被膜９０の剥離部分の先端部のみが溶接により結合されて結合部ＷＬとされている。このため、第１端部６２及び第２端部６３において素線８３がほどける事態の発生を好適に抑制することができる。
　導線材ＣＲにおいて外層被膜９０の剥離部分のうち、少なくとも素線８３の集合体の露出部分及び結合部ＷＬにワニスＣＣが固着している。上記露出部分において、隣り合う素線８３同士の間の凹部にワニスＣＣが入り込んだり、各素線８３間からワニスＣＣが素線８３集合体の内部の隙間に入り込んだりする。その結果、素線８３の集合体において外層被膜９０から露出している部分にワニスＣＣが効果的にまとわりついて固まる。これにより、第１端部６２及び第２端部６３において素線８３がほどける事態の発生をいっそう好適に抑制することができ、ひいては固定子巻線５１の製造工程における作業性を高めることができる。
　導線材ＣＲにおいて外層被膜９０の剥離部分の先端部がステップＳ１０において溶接される場合、その溶接の熱により、熱可塑性を有する外層被膜９０の先端部が導線材ＣＲの径方向外側にめくれ上がる。めくれ上がった外層被膜９０と素線８３の集合体との間に、ワニスＣＣが入り込む部分が形成される。このため、ステップＳ１５のワニス処理により、導線材ＣＲにワニスＣＣをより効果的にまとわりつかせることができる。
　溶接工程において、結合部ＷＬとともに、外層被膜９０のめくれ上がり部分を形成することができる。このため、ワニスＣＣを効果的にまとわりつかせるための構成を溶接工程において効率よく形成することができる。
　外層被膜９０の厚さが、内層被膜８２の厚さよりも厚くされている。また、外層被膜９０の比熱が、内層被膜８２の比熱よりも大きく、外層被膜９０のガラス転移温度が、内層被膜８２のガラス転移温度よりも高い。これにより、溶接工程において導線材ＣＲの先端部を溶接する場合、外層被膜９０の先端部を焦がすことなくめくれ上がり部分を適正に形成するとともに、溶接の熱によって内層被膜８２を極力除去した上で結合部ＷＬを形成することができる。
　ステップＳ１３において電気的に導通していることが確認された各相の巻線を各相のバスバー及び中性点バスバー７１に接続する。このため、作業工程が複雑化したり、部品廃棄が発生したりするといった問題の発生を好適に抑制することができる。
　＜その他の実施形態＞
　なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
　・外側絶縁層としては、被膜に限らず、例えば、素線８３の集合体にらせん状に巻きつけられたテープにより形成されていてもよい。また、内層被膜８２として、例えばエナメルが用いられてもよい。
　・図６のステップＳ１０における溶接は、レーザ溶接に限らず、例えば、ティグ溶接等のアーク溶接、又は電子ビーム溶接であってもよい。
　また、ステップＳ１０において、溶接に代えて、圧接装置を用いた圧接（例えばパンチ圧接）により結合部を形成してもよい。
　・ステップＳ１０において、被膜剥離装置を用いて導線材ＣＲを剥離刃で挟み込むことにより外層被膜９０を剥離するとともに、その挟み込みにより、図９に示すように、素線８３の集合体のうち、外層被膜９０の剥離部分の基端部に凹部９１が形成されてもよい。凹部９１にワニスＣＣが入り込むことにより、導線材ＣＲにワニスＣＣをより効果的にまとわりつかせることができる。また、ワニスＣＣを効果的にまとわりつかせるための凹部９１を効率よく形成でき、固定子巻線５１の製造工程における作業性を高めることができる。
　・ステップＳ１０において、溶接工程において内層被膜８２がレーザ溶接により剥離される場合、図１０に示すように、内層被膜８２の剥離部分において露出した導体８１にレーザ溶接の熱によって複数（３つを例示）の凹部８４が形成されてもよい。凹部８４は、例えば、レーザ溶接の熱によって導体８１が溶けることで形成される。これにより、導体８１の表面に凹凸が形成され、ステップＳ１４のワニス処理工程において凹凸にワニスＣＣが入り込むことにより、導線材ＣＲにワニスＣＣをより効果的にまとわりつかせることができる。また、ワニスＣＣを効果的にまとわりつかせるための凹部８４を溶接工程において効率よく形成でき、固定子巻線５１の製造工程における作業性を高めることができる。
　・ステップＳ１０において、被膜剥離装置に代えて、レーザ溶接装置から外層被膜９０にレーザ光を照射することにより、外層被膜９０を剥離してもよい。この場合、外層被膜９０に加えて、外層被膜９０の内側にある内層被膜８２も同時に剥離してもよい。例えば、内層被膜８２及び外層被膜９０の上述した厚さ、比熱及びガラス転移温度の大小関係の設定により、外層被膜９０及び内層被膜８２を同時に適切に剥離できる。
　・回転電機としては、星形結線されたものに限らず、Δ結線されたものであってもよい。
　・回転電機としては、アウタロータ型のものに限らず、インナロータ型のものであってもよい。また、回転電機としては、スロットレス構造のものに限らず、ティースを備えるものであってもよい。
　・界磁子及び電機子のうち、界磁子が回転子とされる回転電機に限らず、電機子が回転子とされる回転電機であってもよい。
　・この明細書における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (13)

  1. 　回転電機（１０）を構成する電機子（５０）に備えられ、導線材（ＣＲ）により構成された多相の電機子巻線（５１）において、
    　各相の前記導線材は、
    　導体（８１）及び前記導体を覆う絶縁材料からなる内側絶縁層（８２）を有する素線（８３）の集合体と、
    　前記素線の集合体を囲み、かつ、絶縁材料からなる外側絶縁層（９０）と、
    を備え、
    　前記導線材の端部において、前記外側絶縁層が剥離されており、
    　前記導線材において前記外側絶縁層の剥離部分の先端部が溶接又は圧接により結合されて結合部（ＷＬ）とされており、
    　前記導線材において前記外側絶縁層の剥離部分のうち、少なくとも前記結合部以外の部分にワニス処理が施されている、電機子巻線。
  2. 　前記外側絶縁層の先端部は、前記導線材の径方向外側にめくれ上がっている、請求項１に記載の電機子巻線。
  3. 　前記結合部に接合された部材であって、インバータ（１００）側の構成部品（７０Ｕ～７０Ｗ）と前記導体とを電気的に接続するための導電部材（６４）を備える、請求項１又は２に記載の電機子巻線。
  4. 　前記素線の集合体のうち、前記外側絶縁層の剥離部分の基端部に凹部（９１）が形成されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の電機子巻線。
  5. 　前記素線の集合体のうち、前記外側絶縁層の剥離部分の先端部における前記内側絶縁層が剥離され、該内側絶縁層の剥離部分の先端部に前記結合部が形成されており、
    　前記内側絶縁層の剥離部分の前記導体に複数の凹部（８４）が形成されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の電機子巻線。
  6. 　請求項１に記載の電機子巻線の製造方法において、
    　前記導線材の端部における前記外側絶縁層を剥離する剥離工程と、
    　前記導線材において前記外側絶縁層の剥離部分の先端部を溶接又は圧接により前記結合部とする接合工程と、
    　前記導線材において前記外側絶縁層の剥離部分のうち、少なくとも前記結合部以外の部分にワニス処理を施す工程と、を備える電機子巻線の製造方法。
  7. 　前記外側絶縁層は、熱可塑性を有し、
    　前記接合工程は、前記導線材において前記外側絶縁層の剥離部分の先端部を溶接により前記結合部とする工程であり、
    　前記接合工程における溶接によって前記外側絶縁層の先端部が加熱されることにより、前記外側絶縁層の先端部が前記導線材の径方向外側にめくれ上がる、請求項６に記載の電機子巻線の製造方法。
  8. 　前記内側絶縁層は、熱可塑性を有し、
    　前記外側絶縁層の厚さは、前記内側絶縁層の厚さよりも厚くされており、
    　前記外側絶縁層の比熱は、前記内側絶縁層の比熱よりも大きい、請求項７に記載の電機子巻線の製造方法。
  9. 　前記内側絶縁層は、熱可塑性を有し、
    　前記外側絶縁層の厚さは、前記内側絶縁層の厚さよりも厚くされており、
    　前記外側絶縁層のガラス転移温度は、前記内側絶縁層のガラス転移温度よりも高い、請求項７又は８に記載の電機子巻線の製造方法。
  10. 　前記接合工程は、前記導線材において前記外側絶縁層の剥離部分の先端部と、導電部材（６４）とを溶接することにより、前記先端部と前記導電部材との溶接部分を前記結合部とする工程である、請求項６～９のいずれか１項に記載の電機子巻線の製造方法。
  11. 　前記接合工程の後、前記導体と前記導電部材との間が電気的に導通しているか否かを検査する検査工程と、
    　前記検査工程において電気的に導通していることが確認された前記導電部材を、インバータ（１００）側の構成部品（７０Ｕ～７０Ｗ）に電気的に接続する工程と、を備える、請求項１０に記載の電機子巻線の製造方法。
  12. 　前記剥離工程は、被膜剥離装置によって前記導線材を挟み込むことにより、前記導線材の端部における前記外側絶縁層を剥離するとともに、その挟み込みにより、前記素線の集合体のうち、前記外側絶縁層の剥離部分の基端部に凹部（９１）を形成する工程である、請求項６～１１のいずれか１項に記載の電機子巻線の製造方法。
  13. 　前記接合工程は、前記導線材において前記外側絶縁層の剥離部分の先端部を溶接することにより、前記素線の集合体の先端部における前記内側絶縁層を剥離するとともに、前記導線材において前記内側絶縁層の剥離部分の先端部を前記結合部とする工程であり、
    　前記接合工程において前記内側絶縁層が溶接により剥離される場合、前記内側絶縁層の剥離部分において露出する前記導体に溶接の熱によって複数の凹部（８４）が形成される、請求項６～１２のいずれか１項に記載の電機子巻線の製造方法。
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