(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。【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、固定子鉄心の両端面から固定子鉄心の軸方向に延びる突出部を有し、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うにつれて連続的に断面積が変化する傾斜部を有することを特徴とする回転電機の固定子。【選択図】  図１０
2020205724.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、前記固定子鉄心の両端面から前記固定子鉄心の軸方向に延びる突出部を有し、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うにつれて連続的に断面積が変化する傾斜部を有す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へ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へ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の前記第一の傾斜部と前記第二の傾斜部との間に、前記導体セグメントの成形に起因する加工模様を有することを特徴とする請求項２に記載の回転電機の固定子。
【請求項４】
前記第一の傾斜部と前記第二の傾斜部の断面積の減少は、前記固定子鉄心の径方向についての前記導体セグメントの大きさの減少であることを特徴とする請求項２に記載の回転電機の固定子。
【請求項５】
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へ向かうにつれて連続的に断面積が増加する第三の傾斜部と、
前記固定子鉄心の他端側から中央部へ向かうにつれて連続的に断面積が増加する第四の傾斜部と、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６】
前記第三の傾斜部と前記第四の傾斜部の断面積の増加は、前記固定子鉄心の径方向についての前記導体セグメントの大きさの増加であることを特徴とする請求項５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は、
前記固定子鉄心の一端側から他端側へ向かうにつれて連続的に断面積が増加する第五の傾斜部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８】
前記第五の傾斜部の断面積の増加は、前記固定子鉄心の径方向についての前記導体セグメントの大きさの増加であることを特徴とする請求項７に記載の回転電機の固定子。
【請求項９】
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８のいずれか１項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９のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
【請求項１１】
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している。
【０００３】
固定子鉄心のスロット内への含浸材の注入方法としては、回転電機の固定子を含浸材槽へ浸漬する方法（特許文献１）、固定子鉄心の内周側から含浸材を塗布し、スロット内に浸透させる方法（特許文献２）、固定子を水平方向に回転させながら含浸材を塗布し、その後固定子を縦置きとして縦回転させながら乾燥硬化させる方法（特許文献３）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２６２５４１号公報
【特許文献２】特開２０１２−３９７１９号公報
【特許文献３】特開２０１１−６２０３６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、含浸のために、大量の含浸材を必要であり（特許文献１）、含浸材が不要な部分及び塗布してはいけない部分にも付着し(特許文献２)、塗布量の制御及び含浸材の付着量管理が困難である（特許文献３）という問題があった。
【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、少量の含浸材の滴下により、固定子鉄心のスロットと導体セグメントとを確実に固定し、共振振動を防止する固定子を得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、固定子鉄心の両端面から固定子鉄心の軸方向へ延びる突出部を有し、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うにつれて連続的に断面積が変化する傾斜部を有す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く、固定子鉄心と導体セグメントとを確実に固定することができ、共振振動を防止することができる。
【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加工工程を示す図である。
【図１０】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。
【図１１】実施の形態２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。
【図１２】実施の形態３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．
本実施の形態について、図１〜図１０を用いて説明する。
まず、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とからなり、固定子巻線の両端部には、フロント側のコイルエンド部１３及びリア側のコイルエンド部１４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。
図２の部分斜視図に示すように、固定子鉄心１０の端面には、他方の端面まで貫通するスロット１１が複数形成されており、それぞれのスロット１１には、複数の導体セグメント２０が挿入されている。固定子鉄心１０に覆われないコイルエンド部１３でそれぞれの導体セグメント２０は捻り、接合されている。
【００１５】
図３は固定子鉄心１０の断面図の一部であり、図の下部分は、回転子５に対向して配置される。固定子鉄心１０には破線で囲んだスロット１１が複数形成されている。それぞれのスロット１１の中には、複数の導体セグメント２０が集合体として挿入されている。また、スロット１１と導体セグメント２０の間には、双方を電気的に絶縁する紙製のインシュレータ２１が備えられている。なお、本実施の形態においては、紙製のインシュレータ２１を用いたが、これに限定されるものではなく、後述する含浸材７３が浸透することができるものであれば用いることができる。
【００１６】
本実施の形態においては、スロット１１に挿入された導体セグメント２０は固定子巻線を構成する最小単位であり、コイルエンド部１３、１４で、導体セグメント２０を相互に捻り、接合し、形成されたコイル全体を、固定子巻線と呼ぶ。また、同じスロット１１に挿入された複数の導体セグメント２０の集合体をまとめて導体セグメント集合体と呼ぶ場合がある。
【００１７】
＜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
導体セグメント製造工程である。
ボビンに巻かれた銅製の導電材５０を用いる。断面形状が丸い導電材５０の断面を平板状に潰し、端部の絶縁被覆を剥離する。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。
この工程は本願の重要な工程であるので、製造工程フローの説明とは別に、次節で図５等を用いて、詳細に説明する。
【００１８】
ステップＳ００２
導体セグメント挿入工程である。
前工程で製造した導体セグメント２０をスロット１１へ挿入する準備段階として導体セグメント保持冶具に差し込む。導体セグメント保持冶具に導体セグメント２０を差し込む際に、事前にスロット１１に入れる決められた数の導体セグメント２０を束ねた後、端から順に差し込んでいく。なお、導体セグメント保持冶具には切り欠き部が形成されており、インシュレータ２１に挿入するときのガイドとなり、スムーズに行うことができる。
導体セグメント保持冶具の両端面から軸方向に突出する導体セグメント２０の長さを、捻りを行わない他端側の方が長くなるように、導体セグメント２０の突出量を調整する。
【００１９】
ステップＳ００３
導体セグメント捻り工程(一端側)である。
導体セグメント保持冶具の導体セグメントを下方から平板で支えて導体セグメント２０の突出量を調整し、上方の先端部分を捻る。隣接する導体セグメント２０同士で、仮に接触した場合にも、表面にエナメルの絶縁被覆が施されているので、短絡することはない。しかし、信頼性を向上させるために、相互に接触しないよう配置することが好ましい。従って、同じスロット１１内において隣り合う導体セグメント２０同士を離れるように捻っておくことで、相互に接触することを避けることができる。また、隣接する導体セグメント２０同士は、同じ方向に捻る場合でも、高さを変えることで間隙を生じ、接触を回避することができる。
【００２０】
次に導体セグメント捻り工程（一端側）の動作を説明する。
スロット１１内に導体セグメント２０が挿入された導体セグメント保持冶具は、導体セグメント保持冶具受けにセットされる。導体セグメント保持冶具の外周部はクランパによって固定され、導体セグメント保持冶具押さえで、導体セグメント保持冶具の上部を抑え、導体セグメント保持冶具の上下運動は抑制される。
クランパ及び導体セグメント保持冶具押さえにより、導体セグメント保持冶具が固定され、捻り成形部である円環冶具が下降し、この円環冶具に形成された導体セグメント挿入部に導体セグメント２０の端部が挿入される。なお、導体セグメント挿入部には、導体セグメント２０の先端部分のうち、接合部となる部分のみが挿入可能である。また、導体セグメント２０の端部にはテーパが形成されており、導体セグメント挿入部への挿入を容易とする。一方、リードタイプ導体セグメントが配置される導体セグメントの捻り成形部に、導体セグメント２０より長い部材を収納可能な導体セグメント挿入部が形成されている。
【００２１】
導体セグメント挿入部に導体セグメント２０の端部が挿入された捻り成形部である円環冶具は、回転駆動及び下降駆動がなされる。なお、捻り成形は、導体セグメント２０の全てに対して同時に行われる。また、捻り成形部の回転は、隣接する円環冶具同士で異なる方向となるように、あらかじめ定めされた角度だけ回転させる。
【００２２】
ステップＳ００４
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成形されており、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。
【００２３】
ステップＳ００５
一端側を捻り、一体とした一端成形導体セグメント挿入工程である。
一端を成形した導体セグメント２０を導体セグメント保持冶具から抜いて、別に作成した配線部分を有するリードタイプ導体セグメントを混ぜ、固定子鉄心１０のスロット１１へ差し込む。すべてのスロット１１に差し込んだ後、次の工程に進む。
また導体セグメント保持冶具からの抜き取り工程と、固定子鉄心１０への導体セグメント２０の挿入工程は一つの設備で一連の作業として行うことが好ましい。一例として、スロット１１の間隔と同じ間隔で規制片が円周状に配置された規制治具を用い、円環状に配置された各導体セグメント２０の直線部分の間に配置する。この状態で、固定子鉄心１０と規制治具とを軸方向に移動させることで、円環状に配置した導体セグメント２０を固定子鉄心１０のスロット１１に挿入することができる。
【００２４】
ステップＳ００６
導体セグメント捻り工程（他端側）である。
他端側の捻り動作は、ステップＳ００３での導体セグメント２０の捻り動作と同様の動作である。
反転機によって反転させた導体セグメント２０が配置された固定子鉄心１０は、固定子鉄心受けに他端側が上方となるようにセットされる。固定子鉄心１０の下方は、捻り工程が完了している一端側の導体セグメント２０の形状に合わせた冶具で支え、すべての導体セグメント２０の他端部の先端を同じ高さに保持する。
固定子鉄心１０の外周部がクランパによって固定され、固定子鉄心押さえによって固定子鉄心１０の上部を押さえて、固定子鉄心１０の上下方向の動きを抑制する。
【００２５】
クランパ及び固定子鉄心押さえにより、固定子鉄心１０が固定された後、捻り成形部である円環冶具が下降し、円環冶具に形成された導体セグメント挿入部に導体セグメント２０の他端部の先端部分が挿入される。
なお、導体セグメント挿入部には、導体セグメント２０の端部で、接合部となる先端部分のみが挿入可能である。また、導体セグメント２０の端部には、テーパが形成されており、導体セグメント導入部への挿入を容易とする。
【００２６】
導体セグメント挿入部に導体セグメント２０の端部が挿入された捻り成形部である円環冶具は、回転駆動及び下降駆動がなされる。なお、捻り成形は、導体セグメント２０の全てに対して同時に行われる。また、捻り成形部の回転は、隣接する円環冶具同士で異なる方向となるように、あらかじめ定めされた角度だけ回転させる。
【００２７】
ステップＳ００７
溶接工程である。
前工程までに捻った部分をレーザ溶接機で溶接により接合する。
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。
【００２８】
ここでの接合工程は２つの工程に分けて説明する。
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の端部を保持する。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。
【００２９】
第二の工程は、あらかじめ定められた角度に傾斜した傾斜角度で、２つの隣接した端部に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、まず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する。これにより、導体セグメント２０の端部同士を溶接することができる。
【００３０】
ステップＳ００８
ステップＳ００５で混ぜたリードタイプ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との端部を、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い、複数のリードタイプ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を構成する。
【００３１】
ステップＳ００９
中性点接合工程である。
ステップＳ００８のリード導体セグメント成形工程で中性点として接合できるように成形されたリードタイプ導体セグメントの端部をレーザー溶接機を用いて接合する。
【００３２】
ステップＳ０１０
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。
ステップＳ０１１
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。
この工程も本願の重要な工程であるので、製造工程フローとは別に、図９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５０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５０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５０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５２、内側に導電部５１を備えている。
【００３５】
導体セグメント用の導電材５０は、図５の左側から供給され、まず、導体セグメント製造装置１０１の矯正部５３において、導電材５０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５４において、丸形状の導電材５０は平角状に加工される。
【００３６】
図７に平角成形部５４の概略図を示す。供給された導電材５０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５８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５０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５０は、導電材送り部５５を経て、被覆剥離部５６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を剥離する。
最後に導電材切断部５７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に、ステップＳ００１の導体セグメント製造工程を経て製造した導体セグメント２０を示している。図８では、図５に示した導体セグメント製造装置１０１で加工した時の導体セグメント２０の配置を、側面から観察した状態を示している。
【００３９】
図８に示すように、本実施の形態で得た導体セグメント２０は、両端で厚みが大きく、その結果、両端の断面積が大きく、中央部の断面積が小さくなっている。導体セグメント２０の長さは、導体セグメント２０のコイルエンド部１３、１４と固定子鉄心１０の長さを合わせた長さとしている。
【００４０】
導体セグメント２０の加工において、導電材５０を押圧して導体セグメント２０を成形する場合、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。
仮に、図８に示した、中央部分が細くなった導体セグメント２０の全体を１回の金型の使用で成形する場合、中央部分が細くなった金型を用いた。しかし、余剰の銅材を中央部分から金型の外側まで完全に押し出すことは困難であり、中央部分が設計値と比較して膨らんだ形状となり、良好な導体セグメント２０を形成することができない場合がある。
【００４１】
そこで、図９に示すように、平角成形部５４で成形を行い、導電材５０を送り方向２８の方向へ移動させて加工を行う場合に、左右に並んだ２つの導体セグメント２０のうち、右側に位置する導体セグメント２０の左半分と、左側に位置する導体セグメント２０の右半分とを一つの金型２６で一体として成形する。
この時、導体セグメント２０の細く加工する部分は、金型２６の両方の端部とすることができ、加工による余剰の銅材をスムーズに金型２６の外側へ移動させることができる。以上のように加工し、最後に切断部２７で切断することで良好な導体セグメント２０を得ることができる。
【００４２】
ただし、図９に示した導体セグメント２０の加工において、余剰の銅材の動きに起因する加工模様２５が形成される。加工模様２５は、他の部分と比較して強度及び信頼性が低くなる場合があるため、導体セグメント２０として用いる場合、固定子鉄心１０のスロット１１内に加工模様２５が配置されるようにすることで、良好な特性を得ることができる。
【００４３】
＜ステップＳ０１１含浸材塗布工程＞
次に図１０を用いて、ステップＳ０１１の含浸材塗布工程を詳細に説明する。
図１０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。
【００４４】
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６３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６４を備えている。
【００４５】
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、破線で各々囲んで示したコイルエンド部１３、１４を形成している。このコイルエンド部１３、１４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１３、１４に含浸材７３を連続して滴下することができる。
【００４６】
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６３と第二の傾斜部６４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１３、１４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。
【００４７】
また、本実施の形態においては、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。
【００４８】
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。
【００４９】
実施の形態２．
本実施の形態の回転電機の固定子９は、実施の形態１と比較して、導体セグメント２０の製造工程、捻り工程、接合工程等は基本的に同じであるが、導体セグメント２０を固定子鉄心１０のスロット１１に配置した場合に、傾斜部の配置が異なっている。
【００５０】
図１１は車両用交流発電機１００の固定子９の一部の断面模式図を示しており、円筒状の固定子９を、その軸を垂直方向へ向けて配置し、径方向にスロット１１部分を切断した時の断面の状態を示している。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。
【００５１】
本実施の形態で用いる導体セグメント２０は、実施の形態１とは傾斜部の配置が異なり、本実施の形態の導体セグメント２０では、中央での断面積が両端部の断面積より大きく加工されている。スロット内に配置した状態では、スロット１１の上側の一端部から中央にかけて、断面積が大きくなる第三の傾斜部６５と、下側の他端部から中央にかけて、断面積が大きくなる第四の傾斜部６６を備えている。
【００５２】
導体セグメント２０は、固定子鉄心１０のスロット１１部分から軸方向に突出し、破線で囲んだコイルエンド部１３、１４を形成している点では、実施の形態１と同様である。本実施の形態では、このコイルエンド部１３の上部に、図１０に示したように、ノズル７０を設置し、含浸材吐出口７１から含浸材７３を滴下する。
【００５３】
スロット１１に挿入され、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、両端部から中心に向かって断面積が大きくなる、第三の傾斜部６５と、第四の傾斜部６６とを有するため、滴下した含浸材７３は、矢印７２で示した方向に効率よくスロット１１内に浸透し、少量の滴下で導体セグメント２０全体に含浸材７３を浸透させることができる。
また、中央部分に導体セグメント２０の断面積が大きい部分を有するため、中央部分で含浸材７３を保持することができ、含浸材７３が下へ流れる量を抑制することができるため、含浸材７３が反対方向へ漏れることを防止することができる。
【００５４】
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、共振振動を防止することができ、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。
【００５５】
実施の形態３．
本実施の形態の回転電機の固定子９は、実施の形態１及び実施の形態２と比較して、導体セグメント２０の製造工程、捻り工程、接合工程等は基本的に同じであるが、導体セグメント２０を固定子鉄心１０のスロット１１に配置した場合に、傾斜部の形態が異なっている。
【００５６】
図１２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、図１１と同様に、円筒状の固定子９を、その軸を垂直方向へ向けて配置し、径方向にスロット１１部分を切断した時の断面の状態を示している。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。
【００５７】
本実施の形態で用いる導体セグメント２０は、実施の形態１及び実施の形態２とは異なり、スロット１１の上側の一端部から、下側の他端部に向けて断面積が大きくなる第五の傾斜部６７を備えている。
【００５８】
導体セグメント２０は、固定子鉄心１０のスロット１１部分から軸方向に突出し、コイルエンド部１３、１４を形成している。このコイルエンド部１３の上部に、図１２に示したように、ノズル７０を設置し、含浸材吐出口７１から含浸材７３を滴下する。
【００５９】
スロット１１に挿入され、径方向に重なって配置された導体セグメント２０は、上側の一端部から下側の他端部に向かって断面積が大きくなる第五の傾斜部６７を有するため、滴下した含浸材７３は、矢印７２で示した方向に効率よくスロット１１内に浸透し、少量の滴下で導体セグメント２０全体に含浸材７３を浸透させることができる。
また、下側に、導体セグメント２０の断面積が大きな部分を有するため、含浸材７３を保持することができ、含浸材７３の漏れを防止することができる。
【００６０】
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、共振振動を防止することができ、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。
【００６１】
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】
【００６２】
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  コイルエンド部、１４  コイルエンド部、２０  導体セグメント、２１  インシュレータ、２５  加工模様、２６  金型、２７  切断部、２８  送り方向、５０  導電材、５１  導電部、５２  絶縁被覆、５３  矯正部、５４  平角成形部、５５  導電材送り部、５６  被覆剥離部、５７  導電材切断部、５８  矢印、６３  第一の傾斜部、６４  第二の傾斜部、６５  第三の傾斜部、６６  第四の傾斜部、６７  第五の傾斜部、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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【図１２】
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