(57)【要約】【課題】少量の含浸材の塗布で、容易に導体セグメント全体へ浸透させることができ、固定子鉄心の共振振動を防止することができると同時に、捻り工程において、導体セグメントの曲げを容易とし、コイルエンド部を小さくすることができる。【解決手段】周方向に配列された複数のスロットを有する円筒状の固定子鉄心と、スロットに挿入され、固定子鉄心の軸方向に、固定子鉄心の一端側及び他端側から延びる２つの突出部を有し、固定子鉄心の径方向に配列された複数の導体セグメントと、を備え、導体セグメントの突出部に塗布された含浸材により、スロットに挿入された複数の導体セグメントが固定されている回転電機の固定子であって、導体セグメントは、固定子鉄心の一端側から他端側へ向かい連続的に断面積が変化する傾斜部を有し、２つの突出部の断面積の変化は、それぞれに隣接する傾斜部とは異なっていることを特徴とする回転電機の固定子。【選択図】  図９
2020205723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に配列された複数のスロットを有する円筒状の固定子鉄心と、
前記スロットに挿入され、前記固定子鉄心の軸方向に、前記固定子鉄心の一端側及び他端側から延びる２つの突出部を有し、前記固定子鉄心の径方向に配列された複数の導体セグメントと、を備え、
前記導体セグメントの前記突出部に塗布された含浸材により、前記スロットに挿入された前記複数の導体セグメントが固定されている回転電機の固定子であって、
前記導体セグメントは、
前記固定子鉄心の一端側から他端側へ向かい連続的に断面積が変化する傾斜部を有し、
２つの前記突出部の断面積の変化は、それぞれに隣接する前記傾斜部とは異なっていることを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項２】
前記導体セグメントは
前記固定子鉄心の一端側から中央部に向かうにつれて連続的に断面積が減少する第一の傾斜部と、
前記固定子鉄心の他端側から中央部に向かうにつれて連続的に断面積が減少する第二の傾斜部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の回転電機の固定子。
【請求項３】
前記導体セグメントは
前記固定子鉄心の一端側から中央部に向かうにつれて連続的に断面積が増加する第一の傾斜部と、
前記固定子鉄心の他端側から中央部に向かうにつれて連続的に断面積が増加する第二の傾斜部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の回転電機の固定子。
【請求項４】
前記第一の傾斜部及び前記第二の傾斜部の断面積の変化は、前記固定子鉄心の径方向についての大きさの変化であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の回転電機の固定子。
【請求項５】
前記第一の傾斜部及び前記第二の傾斜部の断面積の変化は、前記固定子鉄心の周方向についての大きさの変化であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の回転電機の固定子。
【請求項６】
前記導体セグメントの２つの前記突出部は、
前記導体セグメントの先端に向かうにつれて断面積が連続的に減少することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
【請求項７】
前記導体セグメントの２つの前記突出部は、
前記導体セグメントの先端に向かうにつれて断面積が連続的に増加することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
【請求項８】
２つの前記突出部の断面積の変化は、前記固定子鉄心の径方向についての大きさの変化であることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の回転電機の固定子。
【請求項９】
２つの前記突出部の断面積の変化は、前記固定子鉄心の周方向についての大きさの変化であることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の回転電機の固定子。
【請求項１０】
前記導体セグメントの断面形状が矩形状であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
【請求項１１】
前記導体セグメントと前記スロットとの間に、インシュレータを備えたことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の回転電機の固定子と、
回転シャフトに回転自在に取り付けられ、前記固定子の内径側に配設された回転子と、を備えたことを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、回転電機の固定子及びこの固定子を備えた回転電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用交流発電機等の回転電機に用いられる固定子は、円筒状の固定子鉄心の周方向に配列された複数のスロットに、巻装された複数の導体セグメントが挿入された構造をしている。
この固定子は、回転電機の駆動時において、固定子鉄心の共振振動を誘発する場合があり、スロット内にワニス等の含浸材を注入し、固定子鉄心と導体セグメントとを固定することが必要である。
【０００３】
一方、固定子巻線を形成する工程において、導体セグメントのコイルエンド部を捻り、接合位置に移動させる場合、導体セグメントのうち固定子鉄心から突出した部分を把持し捻り加工を行い、導体セグメント同士を接合することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−３９７１９号公報
【特許文献２】特開２００６−１５８０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の回転電機の固定子では、固定子鉄心と導体セグメントとを強固に固定して共振振動を防止するため、多量の含浸材が必要であり、また、含浸材の塗布工程において、含浸材が不要な部分にも付着するという問題があった。さらに、コイルエンド部を捻り、接合位置に移動させる際に大きな捻りの力を必要とし、接合位置に移動後にはスプリングバックにより元の位置に戻る力が逆に印加される。コイルエンド部の捻る部分が小さい場合、捻り加工に大きな力を必要とするため、コイルエンド部を小さくすることができないという問題もあった。
【０００６】
本願は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、少量の含浸材の塗布により、導体セグメント全体に確実に浸透させ、固定子鉄心の共振振動を防止し、同時に捻り工程での導体セグメントの曲げを容易とし、コイルエンド部を小さくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の回転電機の固定子は、周方向に配列された複数のスロットを有する円筒状の固定子鉄心と、スロットに挿入され、固定子鉄心の軸方向に、固定子鉄心の一端側及び他端側から延びる２つの突出部を有し、固定子鉄心の径方向に配列された複数の導体セグメントと、を備え、導体セグメントの突出部に塗布された含浸材により、スロットに挿入された複数の導体セグメントが固定されている回転電機の固定子であって、導体セグメントは、固定子鉄心の一端側から他端側へ向かい連続的に断面積が変化する傾斜部を有し、２つの突出部の断面積の変化は、それぞれに隣接する傾斜部とは異なっていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本願の回転電機の固定子は、固定子鉄心のスロット内への含浸材の浸透性が高いため、固定子鉄心と導体セグメントを確実に固定して、固定子鉄心の共振振動を防止すると同時に、導体セグメントの捻り工程において、導体セグメントを捻り易くすることでコイルエンド部を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係る車両用交流発電機の断面図である。
【図２】実施の形態１に係る固定子の部分斜視図である。
【図３】実施の形態１に係る固定子の部分断面図である。
【図４】実施の形態１に係る固定子の製造フロー図である。
【図５】実施の形態１に係る導体セグメント製造装置の構成図である。
【図６】実施の形態１に係る導電材の断面図である。
【図７】実施の形態１に係る導電材の平角成形部の概略図である。
【図８】実施の形態１に係る導体セグメントの加工工程を示す図である。
【図９】実施の形態１に係る導体セグメントの平面図である
【図１０】実施の形態１に係る導体セグメントの捻り工程を説明する図である。
【図１１】実施の形態１に係る固定子の含浸材塗布状態を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態の説明及び各図において、同一の符号を付した部分は、同一又は相当する部分を示すものである。
【００１１】
実施の形態１．
図１〜図３を用いて、固定子９の構造を説明する。
図１は、本実施の形態１に係る固定子９を適用した車両用交流発電機１００の構造を示す断面図で、図２は固定子９に導体セグメント２０が挿入された状態を示す部分斜視図である。図３は、導体セグメント２０を挿入する固定子鉄心１０のスロット１１を示す部分断面図である。
【００１２】
＜車両用交流発電機の構造＞
図１は回転電機の一つの例である車両用交流発電機１００の構造を示す断面図である。車両用交流発電機１００は、フロントブラケット１とリアブラケット２で構成されたケース３の中に、回転シャフト４に取付けられた回転子５が配置され、その外周側を覆うように固定子９が取り付けられた構造をしている。
【００１３】
回転子５は、鉄製の一対のポールコア６、７と、これに巻き付けられた回転子コイル８で構成され、回転子コイル８に電流を流して磁束を発生し、発生した磁束によってポールコア６、７で磁極が形成される。
固定子９は、円筒状の積層鉄心からなる固定子鉄心１０と、固定子鉄心１０に巻装された固定子巻線１３とからなり、固定子巻線１３の両端部には、フロント側のコイルエンド部１４ａ及びリア側のコイルエンド部１４ｂが形成されている。
【００１４】
図２、図３は、固定子９の構造を説明するもので、図２は固定子９の一部を示し、図３は、固定子鉄心１０の一部の断面構造を示している。
本実施の形態１の固定子９は、図２及び図３に示されるように、軸方向に延びるスロット１１が周方向に一定の間隔で複数形成された円筒状の積層鉄心からなる固定子鉄心１０と、固定子鉄心１０に巻装された固定子巻線１３と、各スロット１１内に装着され固定子巻線１３及び固定子鉄心１０を電気的に絶縁するインシュレータ２１とを備えている。
【００１５】
そして、スロット１１内には、径方向に内周側から外周側に４本ずつ一列に導体セグメント２０が配列され、固定子巻線１３を形成している。
本実施の形態１では、４本の導体セグメント２０のうち、内側の２本及び外周側の２本がそれぞれ接続されている。
【００１６】
接続される２本の導体セグメント２０の先端は、固定子鉄心１０の端面から突出する部分が相互に接するように捻られて、溶接等によって接合されている。ここでは、固定子鉄心１０には、回転子５の磁極数に対応して、後述する３相の固定子巻線１３を２組収容することができるよう９６本のスロット１１が等間隔に形成されている。
【００１７】
導体セグメント２０は、その大部分を占める同じ長さで作られた通常導体セグメントと、出力端子部又は中性点に結線を行うように延長されたリード線部を備えたリード導体セグメントの２種類に分けることができる。
通常導体セグメントは固定子鉄心１０内に挿入される部分と、固定子鉄心１０から突出する突出部５０を有するが、リード導体セグメントは、通常導体セグメントの構成に加え、出力端子部又は中性点に結線を行うために、通常導体セグメントよりも余分に長く延長されたリード線を備えている。
車両用交流発電機で固定子９の構造を説明したが、車両用交流発電機以外にも発電電動機等の回転電機に同様の構造の固定子９を使用することができる。
【００１８】
＜固定子の製造工程フロー＞
図４に沿って、固定子９の製造工程フローの概要を説明する。
ステップＳ００１
導体セグメント２０の製造工程である。
ボビンに巻かれた銅製の導電材３０を用いる。断面形状が丸い導電材３０の断面を平板状に潰し、端部の絶縁被覆３２を剥離する。また、この工程では、溶接による接合が容易な形状とする塑性加工を端部に施す。
この導体セグメントの製造工程は本願の重要な工程であるので、製造工程フロー全体の説明の後に、図５〜図９等を用いて、詳細に説明する。
【００１９】
ステップＳ００２
固定子鉄心１０へのインシュレータ挿入工程である。
導体セグメント２０を挿入する側のインシュレータ２１の端部はラッパ状に形成されており、導体セグメント２０の挿入を容易としている。一方、他端は平坦な形状となっている。
インシュレータ２１と導体セグメント２０の挿入方向は同じであるので、導体セグメント２０の挿入時において、固定子鉄心１０の軸方向に大きな力が加わった場合でも、固定子鉄心１０の端面で止められ、インシュレータ２１と導体セグメント２０の位置ずれが生じることはない。
【００２０】
ステップＳ００３
固定子鉄心１０への導体セグメント２０の挿入工程である。
固定子鉄心１０のスロット１１に導体セグメント２０を差し込む際には、予めスロット１１ごとに挿入される通常導体セグメント及びリード導体セグメントを一定数束ねた後、固定子鉄心１０の一端側から差し込んでいく。なお、固定子鉄心１０に導体セグメント２０を差し込む先端は、切り欠き部が形成されているため、切り欠き部の断面に案内されてインシュレータ２１への挿入をスムーズに行うことができる。
【００２１】
スロット１１に挿入された導体セグメント２０は、スロット１１を貫通し、他端側に設置された、次の工程で用いる導体セグメント捻り冶具に設けられた保持部に挿入される。
導体セグメント捻り冶具の保持部に挿入することで、固定子鉄心１０の他端側から突出する導体セグメント２０の長さを一定とすることができる。
【００２２】
また、導体セグメント２０のうちのリード導体セグメントは、後の工程で結線を行う側の反対側からスロット１１に挿入する。これにより、挿入後の固定子鉄心１０からの突出するリード導体セグメントの長さを、他の通常導体セグメント及びリード導体セグメントと同じにするよう調整することが可能となる。
【００２３】
ステップＳ００４
導体セグメント２０の捻り工程である。
まず、固定子鉄心１０の両端面から突出する導体セグメント２０を保持冶具で保持する。一端側にはリード導体セグメントの場合リード部があるため、一端側の導体セグメント２０の保持冶具には、リード部を逃がす穴が開いており、リード部は通常導体セグメントと同じ高さで保持される。
【００２４】
次に保持冶具を回転させて導体セグメント２０を捻る。この時スロット１１内で隣り合う導体セグメント２０は逆方向に捻ることで接続する導体セグメント２０の先端同士を隣り合う位置に移動させる。以上の工程で両側の導体セグメント２０を捻り、一対の導体セグメント２０の端が同じ高さとなった固定子鉄心を、溶接工程に引き渡す。
この導体セグメントの製造工程も本願の重要な工程であるので、製造工程フロー全体の説明の後に、図１０等を用いて、詳細に説明する。
【００２５】
ステップＳ００５
レーザ溶接機による接合工程である。
前工程までに捻った部分をレーザ溶接機を用いた溶接により接合する。
ここでは、導体セグメント２０同士の接合工程について述べる。なお、この方法は複数個の導体セグメント２０を用いて、回転コイルを形成するために、異なる導体セグメント２０の端部同士を接合するものであり、導体セグメント２０の形状及び巻線方法等によって異なる方法を用いる場合もある。
【００２６】
接合工程は２つの工程を有する。
第一の工程は、端部位置揃え工程である。
接合対象である２つの導体セグメント２０が、導体セグメント２０の隣り合う端部の側面同士が接するように保持される。導体セグメント２０の端部位置揃え工程では、両端の捻りが完了した固定子９をセットし、円錐状のテーパーピンを用いてスロット１１内の導体セグメント２０を周方向に移動させることにより導体セグメント２０の端部が保持される。なお、接合対象の導体セグメント２０は、先端部分からあらかじめ定められた領域の絶縁被覆が除去されている。
【００２７】
第二の工程は、２つの隣接した端部に、あらかじめ定められた角度に傾斜させたレーザ光を照射して、導体セグメント２０の端部同士を溶接接合するレーザ光照射工程である。ここでは、２つの隣り合う端部の一方を狙ってレーザ光を照射し、その後に、レーザ光をもう片方に移動させる。
このレーザ光照射により、２つの隣り合う端部のうち、レーザ光が照射された一方の一部がまず溶融する。２つの隣り合う端部の間隙は微細であるため、一方の端面の溶融した導体が、他方の端部との間隙を埋めた後、レーザ光を動かす。これにより、レーザ光が照射された一方の端部から、他方の端部にレーザ光が移り、他方の隣り合う端部も溶融し、導体セグメント２０の端部同士を溶接することができる。
【００２８】
本ステップＳ００５において、接合対象である両端を成形した導体セグメント２０は、前工程で捻り機によって捻られた際に、対になる導体セグメント２０がほぼ隙間の無い状態に隣接して配置される。また対になる導体セグメント２０同士が接する面とは反対の面に銅切り欠き部が形成されているので、溶接時に入熱し易く、溶接不良の低減が期待できる。
このように、導体セグメントの一端側と他端側の両方を溶接する事で、３相の電気回路が構成される。
【００２９】
ステップＳ００６
リード導体セグメントの配線及び結線工程である。
導体セグメント２０の端子間の溶接後、リード導体セグメントの端部が、固定子９からの出力線と、Ｙ結線の中性点又はデルタ結線の相間接続点の所定の位置に配置されるよう成形を行う。
【００３０】
ステップＳ００７
中性点接合工程である。
複数のリード導体セグメントを溶接等により接続することで導体セグメント集合体である固定子巻線１３を形成する。
【００３１】
ステップＳ００８
粉体塗装工程である。
溶接部分の絶縁処理のため、粉体塗装を実施する。
前ステップにおいて溶接した導体セグメント２０の端部は導体が露出しており、この工程において、絶縁部材による絶縁処理を併せて行う。
【００３２】
ステップＳ００９
導体セグメント２０への含浸材塗布工程である。
導体セグメント２０の耐振動性向上、スロット１１内の導体セグメント２０の放熱性改善、導体セグメント２０間の絶縁性向上のために含浸材７３を塗布する。
この含浸材塗布工程も本願の重要な工程であるので、製造工程フロー全体の説明の後に、図１１等を用いて詳細に説明する。
【００３３】
＜ステップＳ００１：導体セグメント製造工程＞
本願の重要な工程である、ステップＳ００１の導体セグメント２０の製造工程について説明する。
本工程は、導体セグメント２０に用いる銅製の導電材３０に、形状、太さ等の加工を行うもので、導体セグメント２０に用いる断面丸形状の導電材３０を、プレスにより角Ｒを有する平角状又は角が直角の平角状とし、同時に、太さにも変化を与えるものである。さらに、絶縁被覆３２の剥離及び切断加工等も同一工程で行う。
【００３４】
図５は、導体セグメント２０の加工に用いる導体セグメント製造装置１０１の構成図である。また、図６は、この導体セグメント製造装置１０１に供給される銅製の導電材３０の断面形状を示しており、図に示すように、断面丸形状で、外側に絶縁被覆３２、内側に導電部３１を備えている。図７は、導体セグメント製造装置１０１の平角成形部３４の概略図である。
【００３５】
導体セグメント用の導電材３０は、図５の左側から供給され、矢印２８の方向へ移動する。
まず、導体セグメント製造装置１０１の矯正部３３において、導電材３０をまっすぐに伸ばし、加工に適した形状とする。
次に、平角成形部３４において、丸形状の導電材３０は平角状に加工される。
【００３６】
図７に平角成形部３４の概略図を示す。供給された導電材３０は、紙面の奥側から手前側に向けて送られており、送り経路に対して、矢印３８で示したように、上下方向、左右方向から圧力が印加され、丸形状の導電材３０を平角状とする。
図７では、角Ｒを有する平角状とした例で示しているが、角部は直角としても同様の効果を得ることができる。
【００３７】
平角状となった導電材３０は、導電材送り部３５を経て、被覆剥離部３６へ送られ、個々の導体セグメント２０に切り出された場合に双方の末端部となる位置の絶縁被覆３２を剥離する。
最後に導電材切断部３７において、決められた切断位置で切断し、導体セグメント製造工程を終了する。
【００３８】
図８は導体セグメント２０の成形工程を示す図であり、平角成形部３４の送り方向に対し横方向から観察した金型部分の断面図である。平角成形部３４は、導電材３０を平角状につぶす加工を行い、導体セグメント２０を形成するものであり、説明の都合上、導電材３０の線径は、長さに対して大きく記載している。
図８において、矢印４８は、導電材３０の送り方向を示しており、平角成形部３４の金型４０、４１、４２の送り方向の長さは、固定子鉄心１０の全長と、固定子鉄心１０の両端の第一の突出部５０ａと第二の突出部５０ｂとを合わせた長さとなっている。
【００３９】
図８において、１つの導体セグメント２０は、２つの破線の間の部分を示しており、成形後、導体セグメント製造装置１０１の導電材切断部３７によって、図８の破線部分を切断して導体セグメント２０を得ることができる。
【００４０】
導体セグメント２０は、図中の右側から中央部分へ断面積が連続的に減少する第一の傾斜部６１と、左側から中央部分へ断面積が連続的に減少する第二の傾斜部６２を有している。さらに、第一の傾斜部６１の右側に位置し、第一の傾斜部６１とは傾斜の状態が異なる第一の突出部５０ａ、第二の傾斜部６２の左側に位置し、第二の傾斜部６２とは傾斜の状態が異なる第二の突出部５０ｂを有している。なお、第一の傾斜部６１と第一の突出部５０ａとの間、及び第二の傾斜部６２と第二の突出部５０ｂとの間は、傾きが変化する部分であり、変曲部５５と呼ぶ。
【００４１】
ここで、第一の傾斜部６１と第二の傾斜部６２を合わせた長さは、固定子鉄心１０の一端側から他端側までの長さとほぼ同じ又はそれより少し長く、両端の突出部５０ａ、５０ｂは、導体セグメント２０を固定子鉄心１０に挿入した場合に、固定子鉄心１０の一端側及び他端側から突出した部分となる。
【００４２】
平角成形部３４は、図８に示すように、導体セグメント２０の第一の傾斜部６１を形成する第一の金型４０、第二の傾斜部６２を形成する第二の金型４１と、第一の突出部５０ａ及び第二の突出部５０ｂを一体として形成する第三の金型４２の、３つの金型４０、４１、４２を備えている。
【００４３】
導体セグメント２０の加工において、導電材３０を押圧して導体セグメント２０を細く加工する部分では、余剰となった銅材を金型から外側へ押し出すことが必要である。
形状によっては、外側に押し出すことが十分にできない場合もあり、平角成形を行った後の導電材３０は、端から中央に向けて、設計値より膨らむ場合がある。
【００４４】
導体セグメント製造装置１０１において、導電材３０の平角成形部３４で成形を行った後、導電材送り部３５において、導電材３０が下流方向（図の右方向）へ送られる。
導電材送り部３５には、送り経路に沿った走行ステージ上にクランプが配置されており、このクランプに導電材３０が固定され、走行ステージの移動に伴って、導電材３０が送られる。
【００４５】
導体セグメント製造装置１０１の被覆剥離部３６では、平角状に成形された導電材３０を、周方向に配置した２つの剥離部を用いて、被覆剥離を行う。
本実施の形態１では、上で述べたように、図８に示した導電材３０の断面積が大きくなった破線部分を導電材切断部３７で切断し、中央部分の断面積が小さくなった導体セグメント２０を得ることができる。この導体セグメント２０の形状は一例であり、中央部分で断面積が大きくなった導体セグメント２０、また一端側から他端側へ連続して断面積が増加又は減少する導体セグメント２０であっても同様に用いることができる。
【００４６】
導体セグメント製造装置１０１で得られた導体セグメント２０を図９に示す。図９（ａ）〜（ｃ）は導体セグメント２０の例を示すもので、左右の端の部分が突出部５０、５１、５２であり導体セグメント２０の中心部とは、傾きの向き、傾きの大きさ等が異なっている。
【００４７】
具体的には、図９（ａ）の突出部５０は、径方向の厚みが変化して、導体セグメント２０の先端になるほど断面積が小さくなっている。図９（ｂ）では、周方向の厚みが変化して、先端になるほど断面積が小さくなっている。さらに図９（ｃ）では、切り込み形状が形成されている。このような図９（ａ）〜（ｃ）に示した突出部５０、５１、５２とすることで、後述する導体セグメント２０の捻り工程において、突出部５０、５１、５２を起点として折れ曲がり、固定子鉄心１０から突出した導体セグメント２０の加工を容易にすることができる。また、突出部５０、５１、５２が短い場合でも、容易に捻り加工をすることができるため、導体セグメント２０の突出部５０、５１、５２を捻り、溶接して形成した固定子９のコイルエンド部１４ａ、１４ｂを低くすることができる。
【００４８】
以下にさらに詳細に図９（ａ）〜（ｃ）を説明する。
図９（ａ）は、固定子鉄心１０の径方向を図中の上下方向として導体セグメント２０を観察したもので、導体セグメント２０の固定子鉄心１０に挿入される部分のうち、一端側から中央部へ至る第一の傾斜部６１では断面積は小さくなり、他端側から中央部へ至る第二の傾斜部６２でも断面積が小さくなっている。
固定子鉄心１０に挿入した場合に、固定子鉄心１０の一端側及び他端側から突出する突出部５０では導体セグメント２０の端部にかけて径方向の厚みが減少し、断面積が小さくなっており、第一の傾斜部６１及び第二の傾斜部６２と突出部５０との境界である変曲部５５で導体セグメント２０の傾きが変化している。
【００４９】
図９（ｂ）は、固定子鉄心１０の周方向を図中の上下方向として導体セグメント２０を観察したもので、導体セグメント２０の固定子鉄心１０に挿入される部分のうち、周方向の幅は変化していない。図から見ることはできないが、図９（ａ）と同様に、固定子鉄心１０の径方向では、導体セグメント２０の中央部で断面積が小さくなっている。
固定子鉄心１０に挿入した場合に、固定子鉄心１０の一端側及び他端側から突出する突出部５１では導体セグメント２０の端部にかけて周方向の厚みが減少し、断面積が小さくなっている。その結果、変曲部５５で導体セグメント２０の周方向の傾きの状態が変化している。
【００５０】
図９（ｃ）も、固定子鉄心１０の周方向を上下方向として観察したもので、図９（ｂ）と同様に、導体セグメント２０の固定子鉄心１０に挿入される部分では、周方向の幅は変化していないものの、径方向に観察すると第一の傾斜部と第二の傾斜部では、中央部に向けて断面積が小さくなっている。
固定子鉄心１０に挿入した場合に、固定子鉄心１０の一端側及び他端側から突出する突出部５２の境界である変曲部５５に切り込み形状が形成され、周方向の傾きが変化する部分を有する。
【００５１】
本実施の形態１においては、導体セグメント２０の固定子鉄心１０に挿入された部分で中央部の断面積が小さくなった例を用いて説明したが、上の説明でも述べたように、中央部の断面積が大きくなった導体セグメント２０及び、一端側から他端側にかけて単純に断面積が増加又は減少する導体セグメント２０であっても同様の効果を得ることができる。
【００５２】
＜ステップＳ００４：導体セグメント絞り工程＞
図１０（ａ）、（ｂ）に基づき、導体セグメント２０の絞り工程について説明する。
固定子鉄心１０の他端側から突出した導体セグメント２０を、導体セグメント絞り冶具の保持部を介して導体セグメントの突出部５０の長さを調整した後、一端側の導体セグメントを一端側の導体セグメント保持冶具で保持する。リード導体セグメントの場合、一端側にはリード部があるため、一端側の導体セグメント保持冶具にはリード部を逃がすように穴が開いており、リード部は通常導体セグメントの端部と同じ高さに保持される。
次に図１０（ａ）から図１０（ｂ）に移るように、一端側及び他端側の導体セグメント捻り冶具を所定の方向に回転させ、接続する導体セグメント２０の突出部５０の先端を隣り合う位置に移動する。この時、一端側と他端側を一つずつ順番に捻ってもよいし、同時に捻ってもよい。
【００５３】
この際、同じスロット１１内において、隣り合う導体セグメント２０同士、つまり固定子鉄心１０の径方向に隣り合う導体セグメント２０が反対側へ離れるように捻ってあるので、互いに接触することはない。また、隣り合うスロット１１で径方向の同じ位置にある導体セグメント２０同士は、同じ方向に捻られるが、相互に高さを変えることで間隙が生じ、結果的に相互に接触することはない。なお、接触した場合であっても、表面には絶縁被覆用のエナメルが施されているので、短絡することはない。
【００５４】
本実施の形態１では、導体セグメント２０は固定子鉄心１０の端面付近に第一の傾斜部６１及び第二の傾斜部６２と突出部５０との境界である変曲部５５を備えている。導体セグメント２０を捻る場合、変曲部５５を起点として導体セグメント２０の突出部５０が変形するように構成でき、変曲部５５を有しない場合よりも、固定子鉄心１０に近い位置で、固定子鉄心１０及び隣接する導体セグメント２０に影響しない小さな力で曲げることができる。
その結果、導体セグメント２０を接続した固定子巻線１３のコイルエンド部１４ａ、１４ｂを低く、小さくすることができ、さらに固定子巻線１３の抵抗値を低く抑え、回転電機の効率を向上させることができる。
【００５５】
＜ステップＳ００９：含浸材塗布工程＞
次に図１１を用いて、ステップＳ００９の含浸材塗布工程を詳細に説明する。
図１１は車両用交流発電機１００の固定子９の断面模式図を示しており、固定子鉄心１０のスロット１１内に挿入された複数の導体セグメント２０の配列状態がわかるように、スロット１１部分を径方向に切断した断面を示している。
【００５６】
ここでの説明では、図９（ａ）に示した導体セグメント２０を用いた例を示しているが、これに限定するものではなく、図９（ｂ）、図９（ｃ）に示した構造、その他の構造の導体セグメント２０であっても用いることができる。
【００５７】
固定子鉄心１０のスロット１１内には、インシュレータ２１が配置され、その中に複数の導体セグメント２０が径方向に重なって配置されている。
本実施の形態１においては、導体セグメント２０は、中央で断面積が小さくなるように加工されており、スロット１１内に配置した状態で、導体セグメント２０の右側の端部から中央にかけて、断面積が小さくなる第一の傾斜部６１と、左の端部から中央にかけて断面積が小さくなる第二の傾斜部６２を備えている。
さらに、導体セグメント２０の両端に突出部５０ａ、５０ｂを有し、第一の傾斜部６１と突出部５０ａ、及び第二の傾斜部６２と突出部５０ｂとの境界の変曲部５５を有している。
【００５８】
導体セグメント２０は、固定子鉄心１０のスロット１１部分から軸方向へ突出した突出部５０を相互に接続し、破線で各々囲んだコイルエンド部１４ａ、１４ｂを形成している。このコイルエンド部１４ａ、１４ｂに、固定子鉄心１０の両端面から外側に配置した２つのノズル７０の含浸材吐出口７１から含浸材７３を滴下する。
実際の塗布工程においては、スロット１１に複数の導体セグメント２０を挿入した円筒状の固定子鉄心１０を、その軸を中心として周方向に回転させながら、コイルエンド部１４ａ、１４ｂに含浸材７３を連続して滴下することができる。
【００５９】
スロット１１に挿入され、固定子鉄心１０の径方向に重なって配置された複数の導体セグメント２０は、上記のようにスロット１１の両端から中心に向かって、第一の傾斜部６１と第二の傾斜部６２とを有し、中央部で断面積が小さくなるため、それぞれのコイルエンド部１４ａ、１４ｂに滴下された含浸材７３は、浸透方向を示す矢印７２の方向へ効率よくスロット１１内の全体に浸透し、紙製のインシュレータに浸透する。その結果、少量の含浸材７３により導体セグメント２０全体に含浸材７３を浸透させることができ、確実に導体セグメント２０と固定子鉄心１０とを固定することができる。
【００６０】
また、本実施の形態１においては、スロット１１内にインシュレータ２１を配置し、導体セグメント２０を覆っているので、固定子鉄心１０を、その軸を中心として回転させながら含浸材７３を滴下した場合でも、インシュレータ２１は紙製で、浸透はするものの、周囲に含浸材７３がこぼれることがなく、固定子鉄心１０の周囲に含浸材７３が付着することを防止することができる。
【００６１】
以上のように、スロット１１内の導体セグメント２０相互間に含浸材７３を浸透させたことによって、導体セグメント２０間の絶縁性を高め、共振振動を抑制することができる。さらに、導体セグメント２０から固定子鉄心１０への熱伝導性も向上し、導体セグメント２０での温度上昇を低減することもできる。
また、本実施の形態においては、導体セグメント２０に変曲部５５を形成し、導体セグメント２０の捻り工程において、導体セグメント２０の突出部５０が容易に折れ曲がるようにしたため、コイルエンド部１４ａ、１４ｂを低くすることができる。さらに、固定子巻線１３の抵抗を下げ、回転電機の効率を改善することができる。
【００６２】
本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つまたは複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【００６３】
１  フロントブラケット、２  リアブラケット、３  ケース、４  回転シャフト、５  回転子、６  ポールコア、７  ポールコア、８  回転子コイル、９  固定子、１０  固定子鉄心、１１  スロット、１３  固定子巻線、１４ａ  コイルエンド部、１４ｂ  コイルエンド部、２０  導体セグメント、２１  インシュレータ、２８  矢印、３０  導電材、３１  導電部、３２  絶縁被覆、３３  矯正部、３４  平角成形部、３５  導電材送り部、３６  被覆剥離部、３７  導電材切断部、３８  矢印、４０  第一の金型、４１  第二の金型、４２  第三の金型、５０  突出部、５０ａ  第一の突出部、５０ｂ  第二の突出部、５１  突出部、５２  突出部、５５  変曲部、６１  第一の傾斜部、６２  第二の傾斜部、７０  ノズル、７１  含浸材吐出口、７２  矢印、７３  含浸材、１００  車両用交流発電機、１０１  導体セグメント製造装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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