(57)【要約】【課題】部品点数や組付工数を増加させることなく、また、絶縁性や信頼性を低下させることなく、コンパクトなコイルエンドの回転電機の固定子巻線およびその製造方法を提供する。【解決手段】複数のスロット３に挿通された導体挿通部１１と接続し、スロット端部から突出した導体突出部１２を周方向に曲げ加工して斜行部１４を形成し、斜行部１４の端部周辺の皮膜が剥離された導体端剥離部１５と、斜行部１４の一部の皮膜が剥離されて斜行導体剥離部２１とを形成して、この斜行導体剥離部２１に電極２０を当接し、複数の導体端剥離部１５が互いに隣接する導体端剥離部１５と対をなして接合される端部対１７を、径方向ならびに周方向に８層４列に配列して、まず、１列目の端部対１７を直接アース溶接工程にて接合し、つづいて２列目の中間列の端部対１７を間接アース溶接工程にて接合する基本溶接工程を少なくとも１回以上行って、連続した固定子巻線４を得る。【選択図】図２
2008199751.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機の固定子で、周方向に整列して配置された複数のスロットを備える固定子鉄心と、
端部を備えて皮膜を有する導体セグメントを接続してなる固定子巻線で構成され、
前記固定子巻線は、任意の前記スロットに挿通された導体挿通部と、
前記導体挿通部と接続され前記スロット端部から突出した導体突出部と、
前記導体突出部と接続され、周方向ならびに軸方向に延在する斜状導体部と、
少なくとも一部の前記斜状導体部における前記スロット端部側の領域の一部が直線状に延在する斜行部と、
前記斜状導体部における端部周辺の前記皮膜が剥離された導体端剥離部と、
複数の前記導体端剥離部が互いに接合された接合部と、
を備える回転電機の固定子巻線において、
前記導体端剥離部は、前記斜行部の一部の前記皮膜が剥離されている斜行導体剥離部を含むことを特徴とする回転電機の固定子巻線。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機の固定子巻線において、
少なくとも一部の前記斜状導体部は、前記斜行部を除く前記斜状導体部の領域において、
前記固定子鉄心端面と垂直な向きに延在する端部立上り部と、
前記斜行部と前記端部立上り部との間を接続し、円弧状に延在する曲り部と、
を備えることを特徴とする回転電機の固定子巻線。
【請求項３】
請求項１または２に記載の回転電機の固定子巻線において、
前記斜行導体剥離部の前記斜行部の長手方向に沿う長さについて、前記固定子巻線の径方向最内層または最外層の斜行部における前記長さが中間層の斜行部における前記長さより長いことを特徴とする回転電機の固定子巻線。
【請求項４】
請求項３に記載の回転電機の固定子巻線において、
前記中間層における前記斜行導体剥離部の前記斜行部の長手方向における前記固定子鉄心側の境界部が、前記斜行導体剥離部を備える前記導体セグメントの前記斜行部と径方向に隣接する他導体セグメントの斜行部が交差した導体交差領域より高いことを特徴とする回転電機の固定子巻線。
【請求項５】
請求項１または３に記載の回転電機の固定子巻線において、
前記斜行導体剥離部は前記固定子巻線の径方向最内層または最外層の斜行部にのみ存在することを特徴とする回転電機の固定子巻線。
【請求項６】
請求項１または３、ないし５のいずれか１つに記載の回転電機の固定子巻線において、
少なくとも一部の前記斜状導体部は前記斜行部のみから構成されることを特徴とする回転電機の固定子巻線。
【請求項７】
請求項１または６に記載の回転電機の固定子巻線において、
前記導体セグメントは矩形断面で、前記斜行導体剥離部およびその周辺において、前記固定子鉄心の内外径方向の導体厚さは、他の領域に比べ相対的に薄いことを特徴とする回転電機の固定子巻線。
【請求項８】
端部を備える導体セグメントは皮膜を形成しており、前記端部から所定領域の前記皮膜が剥離されていて、
周方向に整列して配置された複数のスロットを備える固定子鉄心に、複数の前記導体セグメントを任意の前記スロットに挿通し、
前記端部を前記スロット端部から突出させた導体突出部を形成する、導体セグメント配列工程と、
任意の複数の前記導体突出部を、前記スロット端部から所定の高さにおいて周方向に屈曲させて斜状導体部を形成し、前記斜状導体部における前記端部が組み合わさって端部対を形成する、端部対形成工程と、
予め前記斜状導体部の一部の前記皮膜が剥離され斜行導体剥離部に電極を当接する、電極付設工程と、
前記電極付設された導体セグメントの一端と溶接予定の隣接する隣接導体セグメントの他端を溶接する、直接アース溶接工程と、
を備えることを特徴とする回転電機の固定子巻線の製造方法において、
少なくとも一部の前記斜状導体部における前記スロット端部側の領域の一部が直線状に延在する斜行部があり、前記導体剥離部は、前記斜行部の一部の前記皮膜が剥離されている斜行導体剥離部を含むことを特徴とする回転電機の固定子巻線の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の回転電機の固定子巻線の製造方法において、
前記他導体セグメントの他端と溶接予定の少なくとも一つの他導体セグメントの一端とを溶接する際に、
前記電極と電気的接続された前記電極当接導体セグメントおよび前記隣接導体セグメントによりアーク溶接回路を形成し、
前記他導体セグメントの他端と複数の前記他導体セグメントの一端との溶接を行う、間接アース溶接工程を備えることを特徴とする回転電機の固定子巻線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機の固定子巻線に関し、特に、導体セグメント接合型の固定子巻線およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
〔従来の技術〕
従来から、交流発電機等の回転電機では、固定子鉄心に整列して配置される複数のスロットに挿通された複数の導体セグメントの端部を接合して形成される導体セグメント接合型の固定子巻線が、導体の占積率向上のため、また、コンパクトなコイルエンドとなすために提案されている。
【０００３】
導体セグメント接合型の固定子巻線は、例えば、Ｕ字状に形成され２本の直線部を有して端部とＵ字部を有する導体セグメントを、そのＵ字部をねじりながら広げて２本の直線部を固定子鉄心の異なるスロットに挿通して導体挿通部からなる電気導体を構成し、そして、スロットより突出する導体突出部を固定子鉄心の周方向へ傾けて斜行部を形成してコイルエンドを構成するか、または、予め傾斜した斜行部を成形してのち固定子鉄心に挿着してコイルエンドを構成し、その後、周方向の各スロットに挿着されて各スロットの径方向に複数層に積層される他の導体セグメントと、径方向に隣接する導体セグメントの２つの端部を１対として端部対を形成し、これを溶接等により接合して、連続した巻線を構成するものである。
【０００４】
また、上記するように、固定子巻線を形成する各導体セグメントの製造方法として、傾斜した斜行部を成形してコイルエンドを構成する導体セグメントの端部のねじり加工方法が特許文献１に開示され、また、径方向に隣接する導体セグメントの端部同士で対をなす端部対を溶接等により接合する接合方法が特許文献２に開示されている。
【０００５】
特許文献１には、同一スロットに４本の導体セグメントが挿通されて径方向に４層の導体挿通部からなる固定子巻線を形成する車両用交流発電機に適用する場合の、導体挿通部ならびに斜行部を形成する導体セグメントの製造方法およびその製造装置が開示されている。特許文献１に開示される製造方法によれば、特許文献１の図３に示す（符号も図に従う）ように、１対の導体セグメント３が大セグメント３１と小セグメント３２からなり、大セグメント３１が小セグメント３２をその内側に挟み込み４本の直線部（導体挿通部）が整列するように組合わされ、大小セグメント３１、３２には一方の導体挿通部３１ｄ、３２ｄと他方の導体挿通部３１ｅ、３２ｅが１磁極ピッチ離れて形成されるようＵ字部を導体ねじり装置によって互いに逆方向に広げられ、これによりＵ字部側の一方の斜行部３１ｂ、３２ｂおよび他方の斜行部３１ｃ、３２ｃが形成される。
【０００６】
さらに、反Ｕ字部側である各直線部の端部側の外部導体部にも、斜行部３１ｆ、３２ｆおよび３１ｇ、３２ｇが形成されるが、このとき、大セグメント３１は斜行部３１ｆと斜行部３１ｇとが互いに離反する向きに半磁極ピッチだけ屈曲して形成され、一方、小セグメント３２は斜行部３２ｆと斜行部３２ｇとが互いに接近する向きに半磁極ピッチだけ屈曲するように導体ねじり装置によって形成される。従って、外部導体部の先端部である導体端部、つまり、被保持部３２ｈ、３２ｉは、外部導体部を屈曲させて形成するための導体ねじり装置の保持代を兼ねて、屈曲された外部導体部が軸方向にもう一度折り曲げられて立上り構造の端部立上り部を構成したものである。この結果、隣接する他の導体セグメント３の組合せによって、４つの端部立上り部である導体端部は、固定子鉄心に整列して配置されるスロットと同様に、径方向に一直線状に配列され、この端部立上り部が接合される接合部を構成する。
【０００７】
このとき、特許文献１に開示される導体セグメントの製造方法では、スロット内において径方向に４層を形成するように配置された４つの導体セグメントの、スロット外に突出した外部導体部の被保持部を保持して斜行部を有するコイルエンドを形成するに際して、外部導体部の被保持部を各層毎に保持して外部導体部をねじって屈曲させるねじり手段によって、被保持部を、固定子鉄心の周方向に移動させるとともに、固定子鉄心の軸方向に各層毎に独立して移動させることを特徴としている。
【０００８】
これにより、固定子鉄心の周方向の動きのみを行う従来技術または従来のねじり装置とは違って、軸方向の動きも独立して移動させることができるため、固定子鉄心の軸方向の位置決めが容易に行えて、例えば、スロットの外周側に配置された導体セグメントの外部導体部ほど大きく移動するが、ねじり工程前の固定子鉄心の軸方向の突出高さが各層とも同一であっても、ねじり工程後の突出高さが低くなることを解消でき、また、ねじり工程後の各層の外部導体部の形状を、種々の要求に合致した所望の形状にすることが可能であり、従って、固定子鉄心の軸方向の突出高さが各層とも等しく（均一に）し易く、隣接する導体セグメントの被保持部との段差の解消も図れて、端部の接合が容易かつ確実になるとしている。
【０００９】
また、導体セグメントの斜行部を形成するための被保持部（導体端部）であって、接合して連続する固定子巻線を形成する導体端部同士を対となす端部対を接合する従来の接合方法は特許文献２に開示されるものがある。特許文献２では、大小セグメントからなる導体セグメントの径方向に４層の導体挿通部をなして、２箇所の端部対を接合して連続する固定子巻線を形成する車両用交流発電機に適用する接合方法を開示している。
【００１０】
特許文献２に開示される接合方法を以下に簡単に説明する。特許文献２の接合方法によれば、特許文献２の図１、２、３に示す（符号も図に従う）ように、まず、導体セグメント配列工程として、４本の導体セグメントが固定子鉄心１５のスロット内に挿通されて、スロットより突出した４個の導体端部１４が径方向に２つずつ対になって１つの端部対１３を形成して放射状に一列に並んでいる。この２つの端部対１３の間には、絶縁のため、所定の間隔が設けられている。また、接合される端部対１３は、２つの同心円周上に等間隔に配置されている。なお、接合される各導体端部１４の絶縁皮膜は、スロットへの挿通前または挿通後にカッター、科学薬品等で剥離、除去されている。そして、接合される端部対１３を上にして固定子鉄心を巻線接合装置１の固定台６に配置される。
【００１１】
つづいて、電極拘束工程として、端部対１３を所定の位置に確実に配置させるために拘束装置７による拘束操作が行われる。導体端部１４を拘束する拘束装置７は、固定子鉄心１５の内径側から導体端部１４の導体剥離部に接触する内径側電極１０、固定子鉄心１５の外径側から導体端部１４の導体剥離部に接触する外径側電極１１、および周方向に隣り合った導体端部１４の間に配置される保護部材としての複数の串状（棒状プラス）電極１２から構成されている。内径側電極１０は、最内径側の導体端部１４の内側に接触して導体端部１４を径方向に拘束する。また、外径側電極１１は、最外径側の導体端部１４の外側に接触して導体端部１４を径方向に拘束する。さらに、串状（棒状プラス）電極１２は、周方向に並ぶ導体端部間において、導体端部１４の周方向側面に接し、導体端部１４を周方向に拘束している。そして、この串状（棒状プラス）電極１２は、固定子鉄心１５の中心から離れるほど固定子鉄心１５の周方向における幅が広がるように構成されており、径方向に並ぶ各導体端部１４全てと接触するようになっている。
【００１２】
そして、次に直接アース溶接工程として、巻線接合装置１の溶接トーチ２を１列目の任意の溶接スタート位置の端部対１３の上に移動させ、溶接電源４を通電して、正負一方の電極である溶接トーチ２と、正負他方の電極である拘束装置７との間に溶接電圧を印加するとともに、ガス供給手段５から不活性ガスを溶接トーチ２に供給して溶接する。溶接電圧を印加後、溶接トーチ２と端部対１３との距離を維持しながら、固定台６を時計回り方向に回転する。この際、溶接電圧は印加された状態が維持されており、また、溶接トーチ２は一定位置に固定されている。その結果、溶接電圧印加時点に溶接トーチ２の直下に位置している導体セグメントの端部対１３から、周方向に隣り合う端部対１３が連続的にアーク溶接される。
【００１３】
２列目の溶接についても、１列目と同様に溶接トーチ２は固定したままで、固定台６を回転させて、連続的に溶接を行い、１回転したら、固定台６の回転、溶接電圧の印加および不活性ガスの供給を停止する。これにより、連続した固定子巻線が得られる。
【００１４】
従って、本溶接方法によれば、固定子鉄心１５のスロット内に複数の導体セグメントを挿通して、各導体セグメントの被保持部を個別に、軸方向に各層毎に独立して移動できるねじり装置により斜行部を形成して均一高さのコイルエンドを得られ易いので、これを拘束装置７によって確実に固定することによって接合される２つの導体端部１４を対にした端部対１３に生じる段差Ａを減少させることが可能となって、端部対１３の溶融のための入熱を過度に大きくすることなく溶接ができ、絶縁皮膜の熱劣化を抑制することができるとしている。絶縁皮膜の熱劣化を抑制することは、最小限の皮膜剥離部の構成が可能となり、隣り合う端部対１３の間に設けた間隔を最小限に小さくできるので、コイルエンドがよりコンパクトになる特徴を有する。
【００１５】
また、電極拘束工程では固定子鉄心１５の内径側から内径側電極１０が、そして外径側から外径側電極１１が配置され、径方向に導体端部１４に接触して固定される。また、周方向に隣接する端部対１３の間には、串状（棒状プラス）電極１２が内径側電極１０および外径側電極１１に架設されるように挿着される。これにより、１列に並べられた４本の導体セグメントは、径方向および周方向に拘束されるとともに導体端部毎に直接アースが確保されることとなる。そして、導体端部１４が串状（棒状プラス）電極１２に接し、導体セグメントの斜行部が串状（棒状プラス）電極１２によって覆われ、この斜行部が溶接トーチ２側からみて隠れた状態、つまり、遮蔽状態となる。
【００１６】
これにより、溶接トーチ２のアークからの熱を受けても、直接導体セグメントの絶縁皮膜に熱伝達を抑制するとともに、端部対の周方向側面と接触して接触面積を大きくするとともに放熱面積を大きくして溶接による端部対からの熱を放散する放熱効率を向上させることができ、過大な入熱による過熱を抑制して、絶縁皮膜のアーク熱による損傷を受けないとしている。
【００１７】
〔従来技術の不具合〕
特許文献１、２に開示される回転電機の固定子巻線とその製造方法は、車両用交流発電機に適用する４層２列の導体セグメントによる巻線の場合についてであり、近年適用が検討される車両用走行モータのような高電圧高出力モータにおいては、導体セグメントを固定子鉄心のスロットの径方向および周方向へ多層多列に配置して巻線ターン数を稼ぐことが必要となり、このため、モータの大型化を抑制するために本来の電気導体の巻線部以外のコイルエンドの高さは低く、コンパクトにすることが必要となる。
【００１８】
つまり、特許文献１および特許文献２において、導体セグメントの外部導体部を屈曲させて、傾斜した斜行部を形成し、その端部の皮膜を剥離した導体端剥離部を接合してコイルエンドをなした巻線を得るに際し、導体ねじり装置に保持される被保持部が必要となり、その分コイルエンド高さを上げる要素となっている。特許文献１では、外部導体部を屈曲させるねじり手段として作用力を与える保持部の係合領域として外部導体部の端部に軸方向に屈曲される端部立上り部が形成され、この端部立上り部の側面に保持部を係合してコイルエンドを形成するので、本来の電気導体の巻線部以外のコイルエンドの高さが高くなって、コイルエンドが大型化する懸念がある。
【００１９】
また、特許文献２では、串状電極の係合領域として端部立上り部の皮膜剥離部の接触長さの確保が必要である。特許文献２に開示される巻線接合装置による固定子巻線の接合方法では、導体セグメントの端部側の絶縁皮膜を剥離した導体端剥離部長さを少なくとも串状電極厚さ以上とする必要があり、導体セグメントの配列ピッチの微細化の下では導体端剥離部長さが長くなって絶縁性の低下が懸念される。また、絶縁性の低下を抑制するために、端部立上り部をさらに高くすれば、益々コイルエンドが大型化する懸念がある。
【特許文献１】特開２００１−１９７７０９号公報
【特許文献２】特開２０００−３５０４２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
車両用回転電機は小型化と高効率化の同時達成が強く望まれるようになっている。つまり、小形・高効率の交流発電機または高電圧モータにおいて、固定子鉄心のスロットに収容する導体およびコイルエンドにおける導体をできるだけ高密度に収容することが望まれるため、平角導線化と平角導線の細線化とターン数の増加と、一方、これら増加する導体セグメントの細線化や導体端部（接合箇所）の増大、および隣合う導体端部間のピッチの微細化が生じて、導体セグメントの接合による巻線製造方法は高精度を要求されるとともに、溶接ピッチの微細化に適応する設定自由度を持ちつつ、絶縁性や信頼性を確保して安定した良好な溶接が、簡単、かつ、迅速にできる製造方法の提供が望まれるようになる。従って、多層多列の導体セグメントによる固定子巻線の製造が、部品点数や組付工数を増加させることなく、また、絶縁性や信頼性を低下させることなく、コンパクトなコイルエンドの固定子巻線およびその製造方法を提供することが重要な課題となる。
【００２１】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、部品点数や組付工数を増加させることなく、また、絶縁性や信頼性を低下させることなく、コンパクトなコイルエンドの回転電機の固定子巻線およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の回転電機の固定子巻線では、回転電機の固定子で、周方向に整列して配置された複数のスロットを備える固定子鉄心と、端部を備えて皮膜を有する導体セグメントを接続してなる固定子巻線で構成され、固定子巻線は、任意のスロットに挿通された導体挿通部と、導体挿通部と接続されスロット端部から突出した導体突出部と、導体突出部と接続され、周方向ならびに軸方向に延在する斜状導体部と、少なくとも一部の斜状導体部におけるスロット端部側の領域の一部が直線状に延在する斜行部と、斜状導体部における端部周辺の皮膜が剥離された導体端剥離部と、複数の導体端剥離部が互いに接合された接合部と、を備える回転電機の固定子巻線において、導体端剥離部は、斜行部の一部の皮膜が剥離されている斜行導体剥離部を含むことを特徴としている。
【００２３】
これにより、従来に比べ、コイル高さにおいて、より低い位置まで皮膜が剥離されるため、溶接に際し導体端部から従来と同一量を入熱しても、放熱面積がより広く、結果、周辺の皮膜を溶接熱により劣化させることを抑制できる。また、皮膜剥離境界が従来より固定子鉄心端部側に位置するため、同一放熱面積を確保しつつ、斜状導体部を短くすることができ、コイルエンド全体の高さを下げることができる。
【００２４】
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の回転電機の固定子巻線では、少なくとも一部の斜状導体部は、斜行部を除く斜状導体部の領域において、固定子鉄心端面と垂直な向きに延在する端部立上り部と、斜行部と端部立上り部との間を接続し、円弧状に延在する曲り部と、を備えることを特徴としている。
これにより、皮膜剥離境界が従来より固定子鉄心端部側に位置するため、同一放熱面積を確保しつつ、斜状導体部を短くすることができ、コイルエンド全体の高さを下げることができる。
【００２５】
〔請求項３の手段〕
請求項３に記載の回転電機の固定子巻線では、斜行導体剥離部の斜行部の長手方向に沿う長さについて、固定子巻線の径方向最内層または最外層の斜行部における長さが中間層の斜行部における長さより長いことを特徴としている。
これにより、斜行導体剥離部が径方向中間層において狭い領域であっても、径方向導体間の優れた絶縁性が確保できる。
【００２６】
〔請求項４の手段〕
請求項４に記載の回転電機の固定子巻線では、中間層における斜行導体剥離部の斜行部の長手方向における固定子鉄心側の境界部が、斜行導体剥離部を備える導体セグメントの斜行部と径方向に隣接する他導体セグメントの斜行部が交差した導体交差領域より高いことを特徴としている。
これにより、他の領域に比べ、導体間ギャップが狭い交差部の絶縁性を向上させることができる。
【００２７】
〔請求項５の手段〕
請求項５に記載の回転電機の固定子巻線では、斜行導体剥離部は固定子巻線の径方向最内層または最外層の斜行部にのみ存在することを特徴としている。
これにより、請求項３および請求項４の手段と同様に径方向導体間の絶縁性が向上する。
【００２８】
〔請求項６の手段〕
請求項６に記載の回転電機の固定子巻線では、少なくとも一部の斜状導体部は斜行部のみから構成されることを特徴としている。
これにより、端部立上り部が省略できるので、コイルエンドを低くでき、かつ、コイル抵抗を低減できる。
【００２９】
〔請求項７の手段〕
請求項７に記載の回転電機の固定子巻線では、導体セグメントは矩形断面で、斜行導体剥離部およびその周辺において、固定子鉄心の内外径方向の導体厚さは、他の領域に比べ相対的に薄いことを特徴としている。
【００３０】
これにより、端部を径方向に互いに密接させる場合、溶接部間の一対が誤って溶接され易いが、端部が薄いので、その分溶接部を薄くでき、溶接部間の空間を広げることができるため、溶接部間を誤って溶接することを抑制でき、かつ、密接により、巻線径を小さくできる。また、後記するねじり加工における作用部材（保持治具）を保持するための空間を確保することができるため、導体端部の被保持部が省略でき、コイルエンドを従来より低くでき、端部立上り部のない斜行部のみからなる巻線構造を製造できる。
【００３１】
〔請求項８の手段〕
請求項８に記載の回転電機の固定子巻線の製造方法では、端部を備える導体セグメントは皮膜を有しており、端部から所定領域の皮膜が剥離されていて、周方向に整列して配置された複数のスロットを備える固定子鉄心に、複数の導体セグメントを任意のスロットに挿通し、端部をスロット端部から突出させた導体突出部を形成する、導体セグメント配列工程と、任意の複数の導体突出部を、スロット端部から所定の高さにおいて周方向に屈曲させて斜状導体部を形成し、斜状導体部における端部が組み合わさって端部対を形成する、端部対形成工程と、予め斜状導体部の一部の皮膜が剥離された斜行導体剥離部に電極を当接する、電極付設工程と、電極付設された導体セグメントの一端と溶接予定の隣接する隣接導体セグメントの他端を溶接する、直接アース溶接工程と、を備えることを特徴とする回転電機の固定子巻線の製造方法において、少なくとも一部の斜状導体部におけるスロット端部側の領域の一部が直線状に延在する斜行部があり、導体剥離部は、斜行部の一部の皮膜が剥離されている斜行導体剥離部を含むことを特徴としている。
【００３２】
これにより、電極を従来製法より低い斜行部に付設するため、従来と同一の溶接条件、電極接触面積で同一レベルの溶接品質を確保しながら、コイルエンド高さにおいてより低い位置で溶接でき、斜状導体部を短くしコイルエンドを低くした巻線を製造することができる。
【００３３】
〔請求項９の手段〕
請求項９に記載の回転電機の固定子巻線の製造方法では、他導体セグメントの他端と溶接予定の少なくとも一つの他導体セグメントの一端とを溶接する際に、当接した電極と電気的接続された電極当接導体セグメントおよび隣接導体セグメントによりアーク溶接回路を形成し、他導体セグメントの他端と複数の他導体セグメントの一端との溶接を行う、間接アース溶接工程を備えることを特徴としている。
【００３４】
これにより、径方向に多層多列に配列された中間層の導体溶接部を製造する場合においても、従来製法のように直接アース電極となる串状電極が省略でき、電極が斜行部の低い位置に付設できるため、従来と同一の溶接条件、電極接触面積で同一レベルの溶接品質を確保しながら、コイルエンド高さにおいてより低い位置で溶接することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
この発明の最良の実施形態は、回転電機の固定子で、周方向に整列して配置された複数のスロットを備える固定子鉄心と、端部を備えて皮膜を有する複数の導体セグメントを互いに接続してなる固定子巻線で構成され、固定子巻線は、任意のスロットに挿通された導体挿通部と、導体挿通部と接続されスロット端部から突出した導体突出部と、導体突出部と接続され、周方向ならびに軸方向に傾斜して延在する斜状導体部と、少なくとも一部の斜状導体部におけるスロット端部側の領域の一部が直線状に延在する斜行部と、斜状導体部における端部周辺の皮膜が剥離された導体端剥離部とを備えている。
【００３６】
また、この固定子巻線は、複数の導体端剥離部が互いに隣接する導体端剥離部と対をなして接合される接合部を備え、この接合部は周方向ならびに径方向に接続して連続する固定子巻線を構成するもので、導体端剥離部は、斜行部の一部の皮膜が剥離されている斜行導体剥離部を含み、この斜行導体剥離部に電極を付設して溶接されるものである。
【００３７】
また、この固定子巻線の製造方法として、複数の導体セグメントを任意のスロットに挿通し、端部をスロット端部から突出させた導体突出部を形成する、導体セグメント配列工程と、任意の複数の導体突出部を、スロット端部から所定の高さにおいて周方向に屈曲させて斜状導体部を形成し、斜状導体部における端部が組み合わさって接合部となる端部対を形成する、端部対形成工程と、予め斜状導体部の一部が剥離され斜行導体剥離部に電極を当接する、電極付設工程と、電極付設された導体セグメントの一端と溶接予定の隣接する隣接導体セグメントの他端とからなる端部対を溶接する、直接アース溶接工程と、電極と電気的接続された電極当接導体セグメントおよび隣接導体セグメントによりアーク溶接回路を形成する間接アース溶接工程とを備えており、これにより、中間層を含む多層多列の固定子巻線を串状電極なしに、導体端部立上りのない斜行部だけの溶接接合を可能として、導体間ギャップの絶縁性を向上するとともに、コイルエンド全体の高さを下げてコンパクトにしたものである。
この発明の最良の実施形態を、図に示す実施例１とともに説明する。
【実施例１】
【００３８】
〔実施例１の構成〕
図１は本発明の回転電機の固定子の斜視図である。図２は、図１の要部を拡大した斜視図であって、溶接前の状態を示す。図３は固定子巻線を構成する導体セグメントのユニット形状を示す斜視図である。
【００３９】
本実施例では、回転電機としての車両用高電圧高出力モータの固定子の適用を説明する。固定子１は、図１に示すように、円筒状の固定子鉄心２を有する。固定子鉄心２は、複数枚のコアシート（鋼板）を積層して構成されている。固定子鉄心２の内周面には軸方向の固定子鉄心２の両端部に貫通する複数のスロット３が周方向に等ピッチに、また、径方向に放射状に設けられている。複数のスロット３には、巻線としての固定子巻線４が装備されている。この固定子巻線４は、多相巻線としての３相巻線である。この巻線は、固定子鉄心２の一方の端部で第１コイルエンド群５をなし、他方の端部で第２コイルエンド群６をなしている。スロット３内には、巻線を構成する導体セグメント７が電気導体として１列に配列されて収容される（図２参照）。さらに、各スロット３とその中に収容された導体セグメント７との間には、絶縁シート８が介装されている。
【００４０】
巻線は、電気導体である複数の導体セグメント７を接合して構成され、各スロット３には偶数本の電気導体が収容されている（本実施例では８本の導体セグメント）。本実施例では、電気導体である導体セグメント７として、図３に示すようなＵ字状の導体セグメント７を主として用いる。なお、Ｉ字状の導体セグメントを用いてもよい。
【００４１】
図３に示すように、Ｕ字状の導体セグメント７は、矩形状の断面をもった平角導線を切断し、Ｕ字状に折り曲げて２本の直線部９と１個のＵ字部（後記するターン部）１０を形成した後に、この２本の直線部９を所定位置で所定方向に捩じるように広げて所定の間隔（スパン）を有するように形成される。本実施例では、図３に示すように、導体セグメント７は大小２種類の大セグメント７ａと小セグメント７ｂからなり、大セグメント７ａが小セグメント７ｂをその内部に囲むように整列された１対構造を用いる。このＵ字状の１対の導体セグメント７は、それぞれの直線部９が固定子鉄心２の端部から異なるスロット３内に絶縁シート８を介して挿通されて導体挿通部１１を形成し、固定子鉄心２の他端から突出した導体突出部１２に曲げ加工が加えられて、コイルエンドを形成する。
【００４２】
この導体セグメント７の導体突出部１２は、傾斜して延びる斜状導体部１３となり、斜状導体部１３は直線状の斜行部１４と、斜行部１４の先端側の導体端部１６に接合工程のために設けられた絶縁皮膜を剥離した導体端剥離部１５を構成している。なお、この導体端剥離部１５の形成は、斜行部１４の先端側の導体端部１６に端部立上り部を設けた場合にも、導体端部１６の絶縁皮膜を剥離することで支障なく適用できる。
【００４３】
さらに詳述すれば、本実施例では、導体端剥離部１５は、上記したＵ字状に折り曲げて２本の直線部９を形成してのち、もしくはスロット３内に挿通してのちに、端部側の絶縁皮膜をカッターまたは化学薬品などで除去されて、さらに、カッター等で切欠かれて薄肉化されている。そして、この切欠き部１８に拘束装置１９である電極２０を当接して、また、切欠かれない導体端部１６の反対側は平坦のまま隣接する導体端部１６の導体端剥離部１５の平坦部同士を保持固定するとともに電気的導通（アース）を図って溶接を可能としている。
【００４４】
なお、導体端剥離部１５の切欠きは導体端部１６の薄肉化と電極２０の当接面積の確保が主たる目的であるため、導体端部１６を直角状に切欠くのみで適用可能であるが、好ましくは直角より広角に切欠いて、皮膜剥離がされた傾斜面状の切欠き剥離面（斜行導体剥離部）２１を備えることが好ましい。これにより、電極２０の接触面積が広くなるとともに、安定した拘束が可能となる。また、この切欠き剥離面２１は、直線状をなす斜行部１４の一部まで形成するように長く切欠かれるか、あるいは、電極２０と直接当接する内外層の導体セグメント７の斜行部１４のみに、しかも、電極２０が当接する斜行部１４の径方向側面にのみ皮膜剥離が実施されてもよく、導体である斜行部１４の一部が剥離されることから斜行導体剥離部２１と名付け、電極２０の当接面積を広くするとともに、当接位置を固定子鉄心２の端部側に抑えることを可能とする。
【００４５】
そして、上記した対をなす導体セグメント７を２対用いて、スロット３内にスロット３の外周側と内周側にそれぞれ順次挿着する。挿着する方法は、スロット３の外周側と内周側とも同様であって変わるところはないため、内周側に１対の導体セグメント７を挿着する場合についての説明をする。１つのスロット３内の内層の導体挿通部１１ａは、固定子鉄心２の時計回り方向に向けて磁極ピッチ（Ｔ）離れた別のスロット３内の外層の導体挿通部１１ａと対をなしている。同様に、１つのスロット３内の中層の導体挿通部１１ｂは、固定子鉄心２の時計回り方向に向けて１磁極ピッチ（Ｔ）離れる別のスロット３内の中層の導体挿通部１１ｂと対をなしている。そして、これら対をなす導体挿通部１１は、固定子鉄心２の軸方向の一方の端面側において連続するＵ字部１０を用いることにより接続され、ターン部１０を構成する。
【００４６】
従って、固定子鉄心２の一方の端面側においては、中層の導体挿通部１１ｂとを接続する連続するＵ字部１０を、内層と外層の導体挿通部１１ａを接続する連続するＵ字部１０が囲むこととなる。つまり、固定子鉄心２の一方の端面側においては、対をなす導体挿通部１１を接続するターン部１０により囲まれ、中層の導体挿通部１１ｂ同士の接続により中層コイルエンドが形成され、内外層の導体挿通部１１ａ同士の接続により端層コイルエンドが形成されて、第１コイルエンド群５を構成する。
【００４７】
一方、１つのスロット３内の中層の導体挿通部１１ｂは、固定子鉄心２の時計回り方向に向けて１磁極ピッチ（Ｔ）離れた別のスロット３内の内層の導体挿通部１１ａ´とも対をなしている（符号´は別の導体セグメントを示すために用いる）。同様に、１つのスロット３内の外層の導体挿通部１１ａ´は、固定子鉄心２の時計回り方向に向けて１磁極ピッチ（Ｔ）離れた別のスロット３内の中層の導体挿通部１１ｂとも対をなしている。そして、これらの導体挿通部１１は固定子鉄心２の軸方向の他方の端面側において接合により接続される。
【００４８】
従って、固定子鉄心２の他方の端面側においては、外層の導体挿通部１１ａ´と中層の導体挿通部１１ｂとを接続する外層端部対１７と、内層の導体挿通部１１ａと中層の導体挿通部１１ｂとを接続する内層端部対１７とが、径方向に並んだ状態で配置され、スロット３のさらに外周側に配置されるもう１対の導体セグメント７の配置によって、２対の導体セグメント７にて形成される内層端部対１７と外層端部対１７がそれぞれ２個づつ径方向に４個が１列に配列される。そして、４つの異なる同心円上に配置された４列の端部対１７を形成する他方側の第２コイルエンド群６が構成される（図２参照）。
【００４９】
本実施例では、図２に示すように、１つのスロット３内に８本の導体セグメント７の大小セグメント７ａ、７ｂの導体挿通部１１ａ、１１ｂが径方向に８層互いに密接して高密度に収容されて、固定子巻線４が構成されている。また、第２コイルエンド群６においては、８個の導体端部１６が径方向に１列に並べられ、それぞれ径方向に隣接する２個の端部同士が対をなして接合されるべき端部対１７をなす。その結果、径方向に４個の端部対１７が１列に並び、同時に、周方向に４つの異なる同心円状に配列される複数の端部対１７の８層４列の精度ある配列構造が構成される。
【００５０】
このとき、径方向に１列に整列する端部対１７は、導体端部１６が切欠きによって薄肉化された導体端剥離部１５を構成しているので、径方向に隣合う端部対１７は接触することなく所望の間隙を有して絶縁性を確保している。また、主として最内外層における斜行導体剥離部２１の斜行部１４の長手方向における固定子鉄心側の境界部が、斜行導体剥離部２１または導体端剥離部１５を備える導体セグメント７の斜行部１４と径方向に隣接する他の導体セグメント７の斜行部１４が交差した導体交差領域より高く位置することとなって、導体間間隔（ギャップ）が狭い交差部の絶縁性を向上させることができる。
【００５１】
また、周方向にも隣合う端部対１７はスロット３の配設ピッチに相当する等間隔（ピッチ）に配列されて、互いに接触することなく絶縁性を確保している。そして、固定子１の内側から１列目が内側端部対列を、４列目が外側端部対列を、そして、２、３列目が中間端部対列を構成し、後記する電極付設工程により電極２０を１列目の内側端部対列および４列目の外側端部対列に付設して（図中、二点鎖線で表示する）、電極２０と電気的導通（アース）を確保したアーク溶接等の手段によって接合されて、電気的に接続された連続する８層４列の固定子巻線４が構成される。
【００５２】
次に、固定子の製造工程を説明する。まず、初期工程として、固定子鉄心製造工程と、導体セグメント製造工程がある。これは同時並行に行われてもよい工程で、固定子鉄心２を製造するところの固定子鉄心製造工程は、既に上記で説明した通りである。また、平角導線を切断し、Ｕ字状に折り曲げ、２本の直線部９を形成するところの導体セグメント加工工程と、大小セグメント７ａ、７ｂを組合わせて各直線部９を所定の間隔に捩じり広げてターン部コイルエンドを形成するターン部側加工工程と、直線部９の先端の導体端部１６の皮膜を除去し、切欠きを付設する皮膜剥離加工工程とからなる導体セグメント製造工程についても既に上記で説明したので詳細は省略する。
【００５３】
以下に、これに続く工程を詳述する。次は、上記の固定子鉄心製造工程と導体セグメント製造工程で製造された固定子鉄心２と導体セグメント７とを組付ける導体セグメント配列工程である（図４参照）。導体セグメント配列工程として、固定子鉄心２の複数のスロット３内に大小セグメント７ａ、７ｂの対をなす１対の導体セグメント７の一方の直線部９の導体端剥離部１５側をスロット３の一方端から絶縁シート８を介して挿通し、同時に対をなす導体セグメント７の他方の直線部９の導体端剥離部１５側を、固定子鉄心２の時計回り方向に向けて磁極ピッチ（Ｔ）離れた別のスロット３の一方端から絶縁シート８を介して挿通して、導体セグメント７の直線部９を、スロット端部から突出して導体突出部１２と、スロット３内に挿着されて電気導体となる導体挿通部１１を形成し、これを周方向の複数のスロット３の全てに挿通して、各スロット３の径方向に８層の導体挿通部１１が1列に配列する接合前の固定子巻線４を構成する。
【００５４】
次いで、端部対形成工程として（図５参照）、スロット端部から突出した複数の導体突出部１２をスロット端部から所定の高さにおいて周方向に屈曲させて斜状導体部１３を形成し、斜状導体部１３における端部の導体端剥離部１５と径方向に隣接する他の導体セグメント７´の斜状導体部１３の端部の導体端剥離部１５とを組合わせて溶接の接合部となる端部対１７を形成する。ここで、図３に示すように、スロット端部から突出した導体突出部１２において、大セグメント７ａの導体突出部１２は周方向に屈曲されるものの、斜状導体部１３が互いに離反する向きに半磁極ピッチ（Ｔ／２）だけ屈曲され、また、小セグメント７ｂの導体突出部１２は斜状導体部１３が互いに接近する向きに半磁極ピッチ（Ｔ／２）だけ屈曲されている。
【００５５】
従って、小セグメント７ｂの斜状導体部１３における端部の導体端剥離部１５と径方向に隣接する導体端剥離部１５は、対をなす導体セグメント７の大セグメント７ａに形成される斜状導体部１３における端部の導体端剥離部１５ではなく、別の対をなす導体セグメント７´の大セグメント７ａ´に形成される斜状導体部１３における端部の導体端剥離部１５であり、さらに、小セグメント７ｂの他方の斜状導体部１３における端部の導体端剥離部１５と径方向に隣接する導体端剥離部１５は、別の対をなす導体セグメント７´の大セグメント７ａ´に形成される斜状導体部１３における端部の導体端剥離部１５ではなく、更なる別の対をなす導体セグメント７´の大セグメント７ａ´に形成される斜状導体部１３における端部の導体端剥離部１５であり、導体セグメント７が周方向に直列に連続する巻線を構成するものである。
【００５６】
従って、導体端剥離部１５は径方向に隣接する別の導体端剥離部１５もしくは更なる別の隣接する導体端剥離部１５と密接して端部対１７を形成するものの、導体端剥離部１５には切欠きによる薄肉化がなされていることにより、互いの端部対１７は接触することなく所望の間隙を有して径方向に１列に、周方向に同心円状に等ピッチに配列されるので、端部対１７の連続自動溶接を可能として、また、導体端剥離部１５はショート（短絡）することなく絶縁性を維持し、さらに、溶接による溶融金属が接触して溶接品質を悪化させることもない。なお、切欠きにより薄肉化された導体端剥離部１５は、薄くなった分入熱が少なくて済み、もしくは同じ入熱ならば迅速な金属溶融が可能で、サイクルタイムが短縮する副次的効果も有する。
【００５７】
次に、電極付設工程として（図６参照）、まず、前工程にて組立てられた端部対１７が整列する接合前の固定子巻線４の固定子１を固定台（図示せず）の上に第２コイルエンド群６を上に向けて固定する。次いで、予め斜状導体部１３の一部が皮膜剥離された複数の斜行導体剥離部２１に、複数の拘束装置１９である電極２０によって図６に示すように所定の形状、位置に保持し、拘束する（図中矢印Ｃ、Ｄ）。拘束装置１９は内径側電極２０ａと、外径側電極２０ｂとからなり、これらは溶接電流を通電するための電極である。
【００５８】
内径側電極２０ａは、複数の扇状部分もしくは独立する棒状部分を組合わせて円環状もしくは放射状に構成されている。それぞれの扇状部分もしくは棒状部分が、駆動装置（図示せず）によって径方向の内外に移動可能であり、接触と適度の押圧および接触解除とが可能である。内径側電極２０ａが、径方向に整列した複数の端部対１７の径方向内側の位置を規定し、最も内側に位置する導体端部１６の導体端剥離部１５の径方向内側面である斜行導体剥離部（切欠き剥離面）２１に当接する。
【００５９】
外径側電極２０ｂは、複数の扇状部分もしくは独立する棒状部分を組合わせて円環状もしくは放射状に構成されている。それぞれの扇状部分が、駆動装置によって径方向に沿って内外に移動可能である。そして、外径側電極２０ｂは、径方向に整列した複数の端部対１７の径方向外側の位置を規定し、最も外側に位置する導体端部１６の導体端剥離部１５の径方向外側面である斜行導体剥離部（切欠き剥離面）２１に当接する。ここで、内外径側の電極２０ａ、２０ｂの配設位置は、最も内外側に位置する導体端部１６の導体端剥離部１５に当接する位置であり、この導体端剥離部１５の固定子鉄心２の端部側の境界部は固定子鉄心２の端部側から低い位置に設けられているために、導体突出部１２の低い位置の押圧が可能で、十分な押圧を掛けても端部対１７は傾いたり、曲がったりせず、また、大きな当接面積が確保できるので、アース電流を多量に流すとともに、溶接の入熱を迅速に放熱することが可能となる。
【００６０】
そして、次は溶接工程である。溶接工程は、直接アース溶接工程と間接アース溶接工程とを順次実施する組合わせの基本溶接工程から成り立っている。まず、直接アース溶接工程においては（図７参照）、端部対１７の先端部に指向するようにしてＴＩＧ溶接装置のトーチ２２が位置決めされる。このＴＩＧ溶接装置は公知のもので、ロボットアームを有する溶接ロボットが使用される。次に、トーチ２２と拘束装置１９である内径側電極２０ａもしくは外径側電極２０ｂとの間に接合部である端部対１７を経由して溶接電流が通電され、アーク放電が起こされる。このアーク放電により、接合部である端部対１７が溶融して接合ができる。
【００６１】
このとき、アーク放電は電極２０からアース電流が流れることによって（図中の太線の実線矢印がアース電流を示す）、トーチ２２から端部対１７へ向けて生じるが、仮に端部対１７に高低が生じた段差を有する端面であっても、内径側電極２０ａもしくは外径側電極２０ｂのいずれかによって径方向に押圧して拘束されているので、最初に近距離側に飛んだアークは段差を有する方にもアーク放電を飛ばして、端部対１７の溶融を始め、所定量の溶融が得られる。すると、トーチ２２を隣の端部対１７の上に移動させる。これにより、この端部対１７の溶融金属は冷却されて良好な溶接が実施される。
【００６２】
つづいて、周方向の隣の端部対１７に移動させたトーチ２２は、溶接電流を通電したままで移動するので、隣の端部対１７は、即座にアーク放電が始まって、端部対１７の溶融が始まる。そして、所定量の溶融が得られると、引き続きトーチ２２を隣の端部対１７の上に移動させ、周方向に隣接する端部対１７を順次接合して１周目を完了する。なお、トーチ２２の周方向への移動は端部対１７に対する相対的移動であって、本実施例では端部対１７が上に向いた固定子１を保持する保持台を回転する回転駆動装置（図示せず）によって行われる。
【００６３】
本実施例では、８層４列の固定子巻線であることより、まず、周方向に隣接する端部対１７を一周接合したのち、次に、径方向の隣の端部対１７に移動させ、内側から２列目に位置する中間層列に配列する端部対１７を続けて接合する。
【００６４】
このとき、２列目の端部対１７の配列は、中間層列に相当して、従来のような周方向に拘束して端部対１７を保持しつつ通電をとる串状電極を本実施例では設けていないため、直接アース型の溶接ができないこととなる。従って、串状電極に代わる第３の中間層電極を用意しなければ、良好な溶接ができないことになるが、本実施例では、新たに第３の中間層電極を設けなくても、既に１列目の良好な溶接がなされた端部対１７を経由して、内径側電極２０ａと電気的に接続された導体セグメント７によりアーク溶接回路を形成して、所謂間接アース型の間接アース溶接方法（図８中の太線の実線矢印がアース電流を示す）を採用する。
【００６５】
次に、間接アース溶接工程を説明する。間接アース溶接工程においては（図８参照）、溶接すべき端部対１７は、中間列である２列目の同心円状に等ピッチで配列される端部対１７である。図８に示すように、この２列目の端部対１７には電極２０は当接されておらず、上記した直接アース溶接工程で説明したように内径側電極２０ａが１列目の端部対１７の側面に当接され、端部対１７が良好に溶接されたままである。このとき、トーチ２２を溶接対象の２列目の真上に移動し、溶接電流を通電すると、アーク電流は２列目の端部対１７に流れ、導体セグメント７を介して内径側電極２０ａに流れることができ、即座にアーク放電が発生し、速やかな溶融拡大が発生して良好な接合が実現できる。
【００６６】
このとき、アーク放電が双方の導体端部１６に発生するのは、既に直接アース溶接工程にて１列目の端部対１７を良好に溶融して接合する溶接がなされているからであり、この接合により、２列目の端部対１７間の隙間や段差が多少大きくてもアース電流が双方の導体端部１６に流れるので双方からアーク放電が発生して速やかな溶融拡大が実現できるものである。つまり、既に接合した溶接部を有する導体セグメント７を間接アースの溶接回路を形成して、続く２列目の端部対１７を良好に接合するものである。従って、２列目の端部対１７の隙間を縮小するために押圧する、また、アース電流を導通するために端部対１７に当接する直接アース電極をわざわざ設ける必要はなく、従来採用した串状電極等は一切不要となって、溶接工程ならびに装置が簡素化できる。さらに、串状電極等の直接アース電極が不要となった分導体端剥離部を低くすることが可能となるので、コイルエンド高さを低くすることができる。
【００６７】
また、トーチ２２が複数の周方向の端部対１７および径方向の隣の端部対１７の上を順に指向しながら移動する間中は、ＴＩＧ溶接装置は活性化し続けられる。これは、２列目の端部対１７にアークが移動しても、１列目の端部対１７の良好な溶接が完了していれば、即座に間接アースが可能となるため、アーク放電は途切れることなく整列する複数の端部対１７の上を順に通過して、それらの端部対１７を連続的に溶接する。この結果、溶接工程の迅速な実行が可能となる。なお、本実施例では、１列目を直接アース溶接工程にて溶接したのち、続いて２列目を間接アース溶接工程により溶接する基本溶接工程を少なくとも１回行うことが特徴であって、本実施例の８層４列の端部対１７の配列には、この基本溶接工程を２回繰り返すことによって、全端部対１７の溶接が実施、完了可能である。さらに、多層多列の場合においてもこの基本溶接工程を必要な回数繰り返せばよい。
【００６８】
以上に述べた回転電機の固定子巻線の製造方法は、図９のフローチャートに示されている。すなわち、端部周辺の皮膜が剥離された導体端剥離部１５を設け、導体端剥離部１５は斜行部１４の一部の皮膜が剥離されている斜行導体剥離部２１を形成する導体セグメント製造工程と、その導体端剥離部１５側をスロットに挿通して、導体が互いに密接して高密度の巻線とターン部１０からなる第１コイルエンド群５を形成する導体セグメント配列工程と、導体突出部１２を屈曲させて斜状導体部１３を形成し、隣接する導体端剥離部１５同士を組合わせて端部対１７を形成する端部対形成工程と、整列した端部対１７に電極となる拘束装置１９により押圧・固定する電極付設工程と、溶接ロボットによる端部対１７の直接アースによる直接アース溶接工程と中間列の２列目の端部対１７は１列目の溶接済み端部対１７を介する間接アース溶接回路によって端部対１７を接合する間接アース溶接工程の組合わせとなる基本溶接工程によって成立し、固定子巻線４を製造することができる。従って、本実施例では以下のような効果がある。
【００６９】
〔実施例１の効果〕
端部周辺の皮膜が剥離された導体端剥離部１５を設け、導体端剥離部１５は斜行部１４の一部の皮膜が剥離されている斜行導体剥離部２１を含み、斜行導体剥離部２１の固定子鉄心端部側の境界部が、斜行導体剥離部２１を備える導体セグメント７の斜行部１４と径方向に隣接する斜行部１４とが交差する導体交差領域より高く配置する構成としたので、従来に比べ、コイルエンド高さにおいて、より低い位置まで皮膜が剥離されるため、溶接に際し導体端部１６から従来と同一量を入熱しても、放熱面積がより広く、結果、周辺の皮膜を溶接熱により劣化させることを抑制できる。また、皮膜剥離境界が従来より固定子鉄心端部側に位置するため、同一放熱面積を確保しつつ、斜状導体部１３を短くすることができ、コイルエンド全体の高さを下げることができる。また、他の領域に比べ、導体間ギャップが狭い交差部の絶縁性を向上させることができる。
【００７０】
また、導体端剥離部１５は切欠きにより薄肉化され、また、傾斜する切欠き剥離面２１を斜行部１４に形成できるので、斜行導体剥離部２１が径方向中間層において狭い領域であっても、径方向導体間の優れた絶縁性が確保できる。また、皮膜剥離境界が従来より固定子鉄心端部側に位置するため、同一放熱面積を確保しつつ、斜状導体部１３を短くすることができ、コイルエンド全体の高さを下げることができる。
【００７１】
また、斜行部１４の先端側は立上り構造なしに導体端剥離部１５を形成して端部対１７を構成できるので、低い端部対位置での接合が可能で、コイルエンドを低くでき、かつ、コイル抵抗を低減できる。
【００７２】
また、端部対１７を構成する導体端剥離部１５において、径方向に配列する導体端部厚さは他の領域に比べ相対的に薄く形成されるので、端部を径方向に互いに密接させる場合、接合部（端部対）１７が薄いので溶接が迅速に実施でき、金属溶融した溶接部も薄くでき、溶接部間の絶縁性が確保できる。また、溶接部間の空間を広げることができるため、溶接部間を誤って溶接することを抑制でき、かつ、密接により、巻線小径化の余裕度が向上する。また、ねじり加工における保持治具を保持するための空間を確保することができるため、導体端部１６の被保持部が省略でき、コイルエンドを従来より低くでき、端部立上り部のない斜行部１４のみからなる巻線構造を製造できる。
【００７３】
また、本実施例の製造方法によれば、従来のような串状電極が廃止できるので、端部対１７の周方向および径方向の配列ピッチの設定自由度が大きくなって、電気導体の細線化ならびに高密度収容に好適となる。さらに、電極を従来製法より低い斜行部１４に付設できるため、従来と同一の溶接条件、電極接触面積で同一レベルの溶接品質を確保しながら、コイルエンド高さにおいてより低い位置で溶接することができる。
【００７４】
また、本製造方法によれば、間接アース溶接工程が採用できるので、径方向に多層多列に配列された複数の中間層の導体溶接部を製造する場合においても、従来製法のように直接アース電極となる串状電極を廃止した簡素化した工程で、絶縁性や信頼性を低下させることなく、コンパクトなコイルエンドの回転電機の固定子巻線４を製造できる。
【００７５】
〔変形例〕
上記実施形態では、斜行部１４の先端の導体端部１６に形成して、導体端剥離部１５および、さらに最内外層の斜行部１４の一部には斜行導体剥離部２１を形成することを特徴としたが、これに限ることなく、斜行部１４の先端に端部立上り部を有する場合であっても、導体端部１６にこの導体端剥離部１５および斜行導体剥離部２１の形成を適用でき、端部立上り部を大きくすることなく構成できるので、同様な作用効果を奏することが可能となる。また、最内外層の斜行部１４の一部に形成される斜行導体剥離部２１に当接する電極２０は、複数の扇状部分もしくは棒状部分を組合わせて円環状に構成することを特徴としたが、これに限ることなく、斜行部１４の一部に設けられた斜行導体剥離部２１の剥離面形状に密接し、剥離面の全面を覆う形状の独立電極であってもよく、十分なアース電流を流し、かつ、接触放熱が図れる構成であればこれに限るものではない。
【００７６】
また、溶接工程は、溶接電流を通電したまま、連続的に端部対１７の溶接を行う場合について説明したが、これに限ることなく、１列目の端部対１７の接合を完了したら通電を一時停止し、異なる列の他の端部対１７の位置にトーチを相対移動させた後、再度溶接電流を通電して溶接を行うようにしてもよく、また、溶接のスタートは１列目の端部対１７から始めて、２列目に移動する方法を説明したが、これに限ることなく、４列目の端部対１７から始めて、３列目に移動する基本溶接工程を実施してのち、さらに、１列目および２列目の基本溶接工程を繰り返して順次溶接する溶接方法を採用してもよい。要は、先に直接アース溶接工程で良好な溶接を得てのち、その接合部を介した間接アース溶接工程が実施できれば構わない。
【００７７】
また、上記実施形態では、ＴＩＧ溶接の場合について説明したが、ＣＯ２溶接あるいはＭＩＧ溶接等の他のアーク溶接法でも同様の効果を得ることができる。また、アーク溶接に変えてレーザー溶接を用いた場合にも、同様な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】回転電機の固定子の構成を示す斜視図である（実施例１）。
【図２】図１における要部を詳細に示す拡大斜視図である（実施例１）。
【図３】図１における固定子巻線を構成する導体セグメントのユニット形状を示す斜視図である（実施例１）。
【図４】（ａ）は固定子巻線を構成する８層４列の導体セグメントの配列工程を示す固定子鉄心の１つのスロット断面について模式的に示す説明図であり、（ｂ）はその側面構成を示す斜視的説明図である（実施例１）。
【図５】（ａ）は端部対形成工程を示す固定子鉄心の１つのスロット断面について模式的に示す説明図であり、（ｂ）はその側面構成を示す斜視的説明図である（実施例１）。
【図６】（ａ）は電極付設工程を示す固定子鉄心の１つのスロット断面について模式的に示す説明図であり、（ｂ）はその側面構成を示す斜視的説明図である（実施例１）。
【図７】（ａ）は直接アース溶接工程を示す固定子鉄心の１つのスロット断面について模式的に示す説明図であり、（ｂ）はその側面構成を示す斜視的説明図である（実施例１）。
【図８】（ａ）は間接アース溶接工程を示す固定子鉄心の１つのスロット断面について模式的に示す説明図であり、（ｂ）はその側面構成を示す斜視的説明図である（実施例１）。
【図９】固定子巻線の製造方法を各製造工程で示したフローチャートである（実施例１）。
【符号の説明】
【００７９】
１      固定子
２      固定子鉄心
３      スロット
４      固定子巻線
５      第１コイルエンド群
６      第２コイルエンド群
７      導体セグメント
７ａ    大セグメント
７ｂ    小セグメント
９      直線部
１０    Ｕ字部（ターン部）
１１    導体挿通部
１１ａ  内外層導体挿通部
１１ｂ  中層導体挿通部
１２    導体突出部
１３    斜状導体部
１４    斜行部
１５    導体端剥離部
１６    導体端部（端部）
１７    端部対
１８    切欠き部
１９    拘束装置
２０    電極
２０ａ  内径側電極
２０ｂ  外径側電極
２１    斜行導体剥離部（切欠き剥離面）
２２    トーチ
【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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