(57)【要約】【課題】セグメントの絶縁性を向上可能な回転電機のセグメント順次接合ステータコイルおよびその製造方法を提供すること。【解決手段】セグメントセット３３の頭部先端部３３ａを周方向に挟持する爪部１６０及びこの爪部１６０をもつ頭部押さえプレート１６を、回動させつつリング１１、１２を回動して、セグメントセット３３の頭部斜行部用直線部３３ｂを捻る。これにより、頭部先端部３３ａの絶縁皮膜に掛かるストレスを低減することができる。【選択図】図１０
2004032890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略Ｕ字状の頭部と、前記頭部の両端から平行に真っ直ぐに延在する一対の脚部とを有し、前記頭部は、略Ｕ字状の頭部先端部と、前記頭部先端部の両端から前記脚部と平行に真っ直ぐに延在して前記両脚部に連なる頭部斜行部用直線部とからなるセグメントを準備し、
同軸配置されて互いに相対回動可能な複数のリングに前記セグメントの前記両脚部を個別に保持し、
前記リングから軸方向へ所定距離離れて配設されて軸方向に進退する頭部押さえ部材に設けられる一対の爪部により前記頭部先端部を周方向に挟み、
前記頭部押さえ部材を前記リングへ向けて変位させると同時に前記両リングを周方向互いに逆向きに回動させて前記両脚部をそれぞれ所定角度だけ回動させて前記一対の頭部斜行部用直線部を捻って頭部斜行部となし、
前記セグメントを前記リングおよび爪部から外してステータコアのスロットに挿入し、順次接合してステータコイルとする回転電機のセグメント順次接合ステータコイルの製造方法において、
前記爪部を前記リングの軸心と同軸に回動自在に配設することにより、前記リングが回動する場合に前記爪部を回動させることを特徴とする回転電機のセグメント順次接合ステータコイルの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の製造方法により製造される回転電機のセグメント順次接合ステータコイルにおいて、
軸心を基準点とした場合に、前記セグメントの頭部先端部の周方向における中心点から外側の前記脚部までの占有角度は、前記中心点から内側の前記脚部までの占有角度よりも小さくされていることを特徴とする回転電機のセグメント順次接合ステータコイル。
【請求項３】
略Ｕ字状の頭部と、前記頭部の両端から平行に真っ直ぐに延在する一対の脚部とを有し、前記頭部は、略Ｕ字状の頭部先端部と、前記頭部先端部の両端から前記脚部と平行に真っ直ぐに延在して前記両脚部に連なる頭部斜行部用直線部とからなるセグメントを準備し、
同軸配置されて互いに相対回動可能な複数のリングに前記セグメントの前記両脚部を個別に保持し、
前記リングから軸方向へ所定距離離れて配設されて軸方向に進退する頭部押さえ部材に設けられる一対の爪部により前記頭部先端部を周方向に挟み、
前記頭部押さえ部材を前記リングへ向けて変位させると同時に前記両リングを周方向互いに逆向きに回動させて前記両脚部をそれぞれ所定角度だけ回動させて前記一対の頭部斜行部用直線部を捻って頭部斜行部となし、
前記セグメントを前記リングおよび爪部から外してステータコアのスロットに挿入し、順次接合してステータコイルとする回転電機のセグメント順次接合ステータコイルの製造方法において、
前記一対の爪部のうち、前記リングの回動により前記セグメントの前記頭部先端部を通じて径方向内側へ付勢される側の前記爪のセグメント接触側面は、前記リングの回動により前記セグメントの前記頭部先端部を通じて径方向外側へ付勢される側の前記爪のセグメント接触側面よりも大きく面取りされていることを特徴とする回転電機のセグメント順次接合ステータコイルの製造方法。
【請求項４】
径方向へ順番に並んだ偶数個の導体収容位置を有するステータコアのスロットに収容され、順次接続されてＭ（Ｍは３以上の整数）相電機子コイルの相コイルの１ターンを構成する多数のセグメントを有し、
前記セグメントは、互いに所定ピッチ離れた一対の前記スロットの互いに異なる導体収容位置に個別に収容される一対のスロット導体部と、前記両スロット導体部から前記ステータコアの一端側へ突出して頭部側コイルエンドを構成する頭部と、前記両スロット導体部から前記ステータコアの他端側へ突出して端部側コイルエンドを構成する一対の飛び出し端部とを有し、
前記頭部は、略Ｕ字状の頭部先端部と、前記頭部先端部の両端から周方向かつ軸方向へ斜行して前記一対のスロット導体部に個別に連なる一対の頭部斜行部とからなり、
前記飛び出し端部は、前記一対のスロットから周方向かつ軸方向へ斜行する一対の端部斜行部と、前記端部斜行部の先端に形成されて異なる前記セグメントの前記端部斜行部の先端に接合される端部先端部とからなり、
前記頭部側コイルエンドは、周方向へみた場合に径方向へ順次配置された複数の前記頭部を有し、
前記端部側コイルエンドは、周方向へみた場合に径方向へ順次配置された複数の前記端部を有する、
回転電機のセグメント順次接合ステータコイルにおいて、
前記セグメントの前記頭部先端部と径方向外側の前記頭部斜行部との間の境界部分は、前記セグメントの前記頭部先端部と径方向内側の前記頭部斜行部との間の境界部分に比較して、前記ステータコアの軸方向に見た場合の曲率半径が大きくなっていることを特徴とする回転電機のセグメント順次接合ステータコイル。
【請求項５】
請求項２又は４記載の回転電機のセグメント順次接合ステータコイルにおいて、
径方向に隣接する一対の前記導体収容位置に個別に収容される一対の前記スロット導体部に連なる小回り頭部を有する前記セグメントである小回りセグメントと、前記小回り頭部を径方向へ囲む大回り頭部を有する前記セグメントである大回りセグメントとにより構成されるセグメントセットを、径方向へ複数セット有し、
径方向にて等しい位置を有して周方向に配列される多数の前記セグメントセットは、所定の相電圧が印加される部分相コイルを形成し、
前記相コイルは、それぞれ径方向に異なる位置をもつ多数の前記部分相コイルを、径方向に隣接する前記部分相コイル同士の順次接続により直列接続して構成されることを特徴とする回転電機のセグメント順次接合ステータコイル。
【請求項６】
請求項５記載の回転電機のセグメント順次接合ステータコイルにおいて、
同じ相電圧が印加されるスロット導体部をそれぞれ収容するとともに互いに周方向に連続して隣接する多数の前記スロットにより構成される同相スロット群を有し、
共通の前記スロットに収容されてそれぞれ径方向に異なる位置をもつ多数の前記部分相コイルを径方向に隣接する前記部分相コイル同士の順次接続により直列接続してそれぞれ構成され、同相スロット群の互いに異なるスロットに収容される多数の前記直列相コイル回路を有し、
前記相コイルは、前記多数の直列相コイル回路を並列接続して構成されることを特徴とする回転電機のセグメント順次接合ステータコイル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転電機のセグメント順次接合型ステータコイルおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ステータコアのスロットに挿通された多数のセグメント導体を順次接合して形成されたセグメント順次接合型ステータコイルが提案されている。たとえば、特許第３１１８８３７号は、略Ｕ字形状を有する導体片であるセグメントを順次接合して形成されたセグメント順次接合型コイルの製造について開示している。
【０００３】
更に説明すると、このセグメント順次接合型ステータコイルは、セグメントの一対の脚部を回転子の略磁極ピッチだけ互いに離れた一対のスロットに個別に挿通して飛び出した両端部を周方向へ曲げ、各セグメントの両脚部の先端を順次接合して形成されている。
【０００４】
つまり、このセグメントは、略Ｕ字状（より正確には略Ｖ字状）の頭部（曲がり部又はターン部とも呼ばれる）と、この頭部の両端からコアの互いに異なる二つのスロットにコアの軸方向一側から個別に挿入された一対のスロット導体部と、両スロット導体部の先端からコアの軸方向他側へ飛び出して周方向へ延在する一対の飛び出し端部とをそれぞれ有し、各飛び出し端部の先端部は、一対づつ接合されている。なお、この明細書では、スロット導体部と飛び出し端部とをまとめてセグメントの脚部と呼称する場合もあるものとする。したがって、各セグメントの頭部はステータコイルの頭部側コイルエンド）を構成し、各セグメントの飛び出し端部はステータコイルの端部側コイルエンドを構成する。
【０００５】
また、特許第３１１８８３７号は、小回りセグメントと、この小回りセグメントを囲む大回りセグメントとにより構成されたセグメントセットの合計４本の脚部を互いに同軸配置された２つのリングに個別に保持し、これらリングを相対回動させて、各セグメントの一対の脚部を周方向へ展開して頭部斜行部を形成することを開示している。
【０００６】
また、特開２０００−１３９０４９は、ステータコアのスロットにそれぞれ収容された小回りセグメントと、この小回りセグメントを囲む大回りセグメントとにより構成されたセグメントセットの合計４本の脚部を互いに同軸配置された４つのリングに個別に保持し、これらリングを相対回動させて、各セグメントの一対の脚部を周方向へ展開して端部斜行部を形成することを開示している。
【０００７】
更に、特開２００１−４５７２１号公報は、上記小回りセグメントおよび大回りセグメントの製造方法を提案している。
【０００８】
上記公報などに開示されているこのセグメント順次接合型ステータコイルの製造方法例について、以下に説明する。
【０００９】
まず、必要本数の松葉状セグメントを準備する。次に、松葉状セグメントをＵ字状セグメントに加工してセグメントの一対のスロット導体部を周方向へ互いに略磁極ピッチ離れさせるともに必要数のセグメントをコアの各スロットに同時挿通できるようにそれらを空間配置（周方向へ整列）させる工程が行われる。この工程は、たとえば上記特許３１１８８３７号の第３図に示される同軸の複数の穴付きのリングを用い、これら穴付きのリングの周方向同位置の各穴に松葉状セグメントの両脚部を個別に挿入し、各リングを略磁極ピッチ相対回転して、この松葉状セグメントを頭部が周方向へＵ字状（Ｖ字状と考えても良い）に開いたＵ字状セグメントに加工することにより行われる。この工程は、通常、小回りセグメントと大回りセグメントとからなるセグメントセットに対して実施される。
【００１０】
次に、Ｕ字状に形成され、周方向に整列された各セグメントをコアの各スロットに挿入される工程が行われる。この工程は、Ｕ字状に変形され、周方向に整列された各セグメントの頭部を保持しつつ脚部を上記一対の穴付きリングから抜き出し、コアの各スロットに挿入することにより行なわれる。
【００１１】
次に、スロットから飛び出した各飛び出し端部を周方向へ屈曲する工程が行われる。好適には、各飛び出し端部は半磁極ピッチだけ周方向へ屈曲される。このような周方向屈曲は、たとえば上記特許３１９６７３８号の第４図、第５図に示される同軸の複数の穴付きリングを用い、各穴付きリングの各穴に各飛び出し端部の先端を挿入し、各穴付きリングをそれぞれ周方向へ半磁極ピッチ（電気角π／２）回動して、各飛び出し端部をそれぞれ周方向へ半磁極ピッチ屈曲させればよい。なお、各穴付きリングを回動させる際、各穴付きリングを飛び出し端部に向けて軸方向に付勢しながら行うと、屈曲点の曲率半径を大きくできるので好適である。次に、各飛び出し端部の先端部を所定の順序で溶接する工程が行われる。
【００１２】
これにより各相のコイルを意味する相コイルがエンドレスに形成されるので、適切な部位でＵ字状セグメントのＵ字状の頭部を切断することにより、頭部側にて各相コイルの引き出し端子を形成することができる。これら引き出し端子をあらかじめ長く形成しておけば、この長く形成した部分を周方向へ屈曲することにより、中性点用の渡り線などとして用いることができる。なお、これらの引き出し端子を頭部側コイルエンドに設けるのは、端部側コイルエンドでは、溶接工程があるため、長い引き出し端子が邪魔になるからである。
【００１３】
上記説明したセグメント順次接合ステータコイルは、従来、車両用交流発電機のステータコイルとして用いられていた。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報などにより開示されているセグメント順次接合型ステータコイルおよびその製造方法では、次の問題があった。
【００１５】
すなわち、展開前のセグメントの一対の脚部は、同軸配置された大径リングの孔と、この孔に径方向に隣接する小径リングの孔とに保持され、これらリングを逆方向に等しい角度だけ回動させて展開される。以下、一対の脚部のうち大径リングに保持される脚部を外側脚部とも称し、小径リングに保持される脚部を内側脚部とも称する。この時、展開前のセグメントの頭部先端は、周方向に隣接する一対の爪部により固定される。
【００１６】
頭部先端部が爪により径方向から周方向へ鋭く曲がって絶縁皮膜が劣化するのを防止するために、爪の径方向断面においてセグメントに接する側面が面取りされている。
【００１７】
しかしながら、小径リングと大径リングとが等しい角速度で又は等しい角度だけ回動する場合、両リングの径差により外側脚部は内側脚部よりも強い引っ張りストレスを受け、このストレスはセグメントの頭部先端部とこの頭部先端部に接する爪部の面取り側面との間に作用し、この部分の絶縁皮膜を劣化させる可能性が生じる。
【００１８】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、セグメントの絶縁性を向上可能な回転電機のセグメント順次接合ステータコイルおよびその製造方法を提供することをその目的としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の製造方法は、略Ｕ字状の頭部と、前記頭部の両端から平行に真っ直ぐに延在する一対の脚部とを有し、前記頭部は、略Ｕ字状の頭部先端部と、前記頭部先端部の両端から前記脚部と平行に真っ直ぐに延在して前記両脚部に連なる頭部斜行部用直線部とからなるセグメントを準備し、同軸配置されて互いに相対回動可能な複数のリングに前記セグメントの前記両脚部を個別に保持し、前記リングから軸方向へ所定距離離れて配設されて軸方向に進退する頭部押さえ部材に設けられる一対の爪部により前記頭部先端部を周方向に挟み、前記頭部押さえ部材を前記リングへ向けて変位させると同時に前記両リングを周方向互いに逆向きに回動させて前記両脚部をそれぞれ所定角度だけ回動させて前記一対の頭部斜行部用直線部を捻って頭部斜行部となし、前記セグメントを前記リングおよび爪部から外してステータコアのスロットに挿入し、順次接合してステータコイルとする回転電機のセグメント順次接合ステータコイルの製造方法において、
前記爪部を前記リングの軸心と同軸に回動自在に配設することにより、前記リングが回動する場合に前記爪部を回動させることを特徴としている。
【００２０】
この製造方法によれば、爪部がリング回動時にセグメントから受けるトルクによりこのトルクを解消するべく自由回動するので、爪部を回動させない場合に比較して、爪部によりセグメントの頭部先端部の絶縁皮膜が受けるストレスは大幅に小さくなり、セグメントの電気絶縁性の低下を防止することができる。
【００２１】
更に説明すると、上記ストレスは、リングにより保持されて周方向逆向きに引っ張られるセグメントの脚部が、これら脚部と頭部先端部との間の頭部斜行部用直線部を周方向へ引っ張る場合に、径差により外側の脚部は内側の脚部よりも周方向走行距離が長いため、頭部先端部をこの外側の脚部側へ引っ張ろうとするためにこすれて生じる。
【００２２】
これに対して、本発明では、爪部が回動自在となっていて上記ストレスにより外側の脚部の回動方向に僅かに回動するため、上記径差による両脚部の周方向走行距離のばらつきを減らし、上記ストレスを大幅に低減することができる。
【００２３】
請求項２記載の回転電機のセグメント順次接合ステータコイルは請求項１記載の製造方法により製造されるとともに、軸心を基準点とした場合に、前記セグメントの頭部先端部の周方向における中心点から外側の前記脚部までの占有角度は、前記中心点から内側の前記脚部までの占有角度よりも小さくされていることを特徴としている。
【００２４】
したがって、脚部（スロット導体部となる）と頭部先端部との間に存在して周方向に延在するセグメント部分を頭部斜行部と称する場合、請求項１記載の製造方法により製造されたセグメントにおいては、外側の頭部斜行部は、内側の頭部斜行部よりも周方向占有角度が小さくなる。したがって、この形状のセグメントは、頭部先端部の絶縁膜ストレスが小さく、電気絶縁性に優れるわけである。
【００２５】
請求項３記載の構成は、略Ｕ字状の頭部と、前記頭部の両端から平行に真っ直ぐに延在する一対の脚部とを有し、前記頭部は、略Ｕ字状の頭部先端部と、前記頭部先端部の両端から前記脚部と平行に真っ直ぐに延在して前記両脚部に連なる頭部斜行部用直線部とからなるセグメントを準備し、同軸配置されて互いに相対回動可能な複数のリングに前記セグメントの前記両脚部を個別に保持し、前記リングから軸方向へ所定距離離れて配設されて軸方向に進退する頭部押さえ部材に設けられる一対の爪部により前記頭部先端部を周方向に挟み、前記頭部押さえ部材を前記リングへ向けて変位させると同時に前記両リングを周方向互いに逆向きに回動させて前記両脚部をそれぞれ所定角度だけ回動させて前記一対の頭部斜行部用直線部を捻って頭部斜行部となし、前記セグメントを前記リングおよび爪部から外してステータコアのスロットに挿入し、順次接合してステータコイルとする回転電機のセグメント順次接合ステータコイルの製造方法において、
前記一対の爪部のうち、前記リングの回動により前記セグメントの前記頭部先端部を通じて径方向内側へ付勢される側の前記爪のセグメント接触側面は、前記リングの回動により前記セグメントの前記頭部先端部を通じて径方向外側へ付勢される側の前記爪のセグメント接触側面よりも大きく面取りされていることを特徴としている。
【００２６】
すなわち、このセグメントの頭部側の開き（展開）処理では、上記したように、セグメントの頭部先端部を周方向に挟持する一対の爪のうち、より強いストレスを受ける外側（径方向）の頭部斜行部用直線部に接する爪部の側面角部の面取り量を、相対的に受けるストレスが弱い内側（径方向）の頭部斜行部用直線部に接する爪部の側面角部の面取り量よりも大きくしているので、頭部先端部と外側の頭部斜行部との境界部における湾曲は、頭部先端部と内側の頭部斜行部との間の境界部における湾曲より、軸方向にみた場合に緩やかとなって、この部分の絶縁皮膜に掛かるストレスを大幅に低減することができ、絶縁性に優れたステータコイルを実現することができる。
【００２７】
請求項４記載の回転電機のセグメント順次接合ステータコイルは、径方向へ順番に並んだ偶数個の導体収容位置を有するステータコアのスロットに収容され、順次接続されてＭ（Ｍは３以上の整数）相電機子コイルの相コイルの１ターンを構成する多数のセグメントを有し、前記セグメントは、互いに所定ピッチ離れた一対の前記スロットの互いに異なる導体収容位置に個別に収容される一対のスロット導体部と、前記両スロット導体部から前記ステータコアの一端側へ突出して頭部側コイルエンドを構成する頭部と、前記両スロット導体部から前記ステータコアの他端側へ突出して端部側コイルエンドを構成する一対の飛び出し端部とを有し、前記頭部は、略Ｕ字状の頭部先端部と、前記頭部先端部の両端から周方向かつ軸方向へ斜行して前記一対のスロット導体部に個別に連なる一対の頭部斜行部とからなり、前記飛び出し端部は、前記一対のスロットから周方向かつ軸方向へ斜行する一対の端部斜行部と、前記端部斜行部の先端に形成されて異なる前記セグメントの前記端部斜行部の先端に接合される端部先端部とからなり、前記頭部側コイルエンドは、周方向へみた場合に径方向へ順次配置された複数の前記頭部を有し、前記端部側コイルエンドは、周方向へみた場合に径方向へ順次配置された複数の前記端部を有する回転電機のセグメント順次接合ステータコイルにおいて、
前記セグメントの前記頭部先端部と径方向外側の前記頭部斜行部との間の境界部分は、前記セグメントの前記頭部先端部と径方向内側の前記頭部斜行部との間の境界部分に比較して、前記ステータコアの軸方向に見た場合の曲率半径が大きくなっていることを特徴としている。
【００２８】
これにより、上述したように電気絶縁性に優れたコイルを実現することができる。
【００２９】
請求項５記載の構成は請求項２又は３記載の構成において更に、径方向に隣接する一対の前記導体収容位置に個別に収容される一対の前記スロット導体部に連なる小回り頭部を有する前記セグメントである小回りセグメントと、前記小回り頭部を径方向へ囲む大回り頭部を有する前記セグメントである大回りセグメントとにより構成されるセグメントセットを径方向へ複数セット有し、径方向方向等しい位置を有して周方向に配列される多数の前記セグメントセットは、所定の相電圧が印加される部分相コイルを形成し、前記相コイルは、径方向に異なる前記セグメントセットにより別々に形成された多数の前記部分相コイルを、径方向に隣接する前記部分相コイル同士の順次接続により直列接続して構成されることを特徴としている。
【００３０】
従来、セグメント順次接合ステータコイルを用いる回転電機の用途としては車両用交流発電機が考えられていたが、更に大出力の車両の走行モータとして採用することが期待される。走行モータは配線、ステータコイルの抵抗損失低減のために従来より格段に高いバッテリ電圧（数百Ｖ）により給電される必要がある。しかし、両者の回転数にほとんど相違がないため、走行モータ用のセグメント順次接合ステータコイルは車両交流発電機用のセグメント順次接合ステータコイルに比較して格段の多ターン化が要求されることになる。
【００３１】
ターン数の増大には、図１３に示すようにセグメント３３（ａ〜ｅ）を多重相互囲み配置すること（図１３では５重）によりスロットＳ内の径方向導体数を増加することが考えられるが、この多重相互囲みセグメント方式によれば、囲み数に等しい種類のセグメントが必要となること、外側のセグメント３３ｅの頭部の配線距離が長くなるために配線抵抗が増大してしまうという問題があった。
【００３２】
特に、このＵ字状のセグメントの頭部先端部Ｈの径方向幅は製造上の理由によりその脚部Ｌ対の径方向幅よりも大きくなるため、図１３では省略したが、実際には図１３によれば頭部側コイルエンド３１１の径方向幅Ｗが相当に大きくなり、頭部側コイルエンド３１１の軸方向長も増大して、モータ軸長が増大し、その体格重量も増大してしまうという問題もあった。
【００３３】
更に、上記したようにセグメントの頭部の径方向幅がその脚部対の径方向幅よりも大きくなるために、展開時の擦れ合いを防止するために径方向に隣接する異なるセグメントの脚部Ｈ、Ｈ間に隙間ｄを確保しなければならず、その分だけスロット占積率が低下してしまうという問題があった。
【００３４】
また更に、上記多重の囲みにより内部のセグメント３３ａは放熱が悪くなるという問題もあった。
【００３５】
このような問題に対し、この構成では、図３に示すように、スロット内の径方向へ連続する４つの導体収容位置を占めるセグメントセットを径方向に積み重ね、周方向に配列される所定のセグメントセットを直列接続して部分相コイルを構成し、それぞれ異なる径方向位置のセグメントセットにより構成されて互いに径方向に隣接する各部分相コイルを径方向に順次接続して相コイルを形成する構成を採用した。
【００３６】
この構成によれば、径方向に隣接する各部分相コイルの接続を異形のＵ字状のセグメントを用いることにより簡単に実施することができ、その上、径方向に異なるセグメントセット（部分相コイル）間の温度や配線長さのばらつきにより電流分布が局部的に集中して局部的に過熱が生じることもなく、容易に多ターン化を実現することができる。
【００３７】
請求項６記載の構成は請求項５記載の構成において更に、同じ相電圧が印加されるスロット導体部をそれぞれ収容するとともに互いに周方向に連続して隣接する多数の前記スロットにより構成される同相スロット群を有し、共通の前記スロットに収容されてそれぞれ径方向に異なる位置をもつ多数の前記部分相コイルを径方向に隣接する前記部分相コイル同士の順次接続により直列接続してそれぞれ構成されて同相スロット群の互いに異なるスロットに収容される多数の前記直列相コイル回路を有し、前記相コイルは、前記多数の直列相コイル回路を並列接続して構成されることを特徴としている。
【００３８】
従来、セグメント順次接合ステータコイルを用いる回転電機の用途としては車両用交流発電機が考えられていたが、更に大出力の車両の走行モータとして採用することが期待される。このような大出力化には、大電流が必要であり、大電流化のためのセグメント断面積の増大には限界があるため、部分相コイルを並列に接続して相コイルの合計断面積を増大する必要があるが、このような並列接続は渡り線の追加などを必要とするためセグメント順次接続により構成することが容易ではなかった。
【００３９】
そこで、この構成では、請求項５記載の相コイルを直列相コイル回路とし、この直列相コイル回路を複数設け、各直列相コイル回路を同相スロット群の互いに異なるスロットに収容する構成を採用した。本構成によれば、各直列相コイル回路間の配線抵抗のばらつきをなくすことができ、また、各部分相コイル間の電流ばらつきを良好に低減することができる。特に、径方向異なる位置の部分相コイル間の抵抗ばらつきがあったとしても、上記各直列相コイル回路間の抵抗ばらつきが生じないという利点は重要な利点である。
【００４０】
したがって、この構成よれば、多種類のセグメントを用いたり、コイルエンドにて複雑な特別の渡り線を追加したりすることなく、コイルの多ターン化を実現することができ、高電圧を必要とする自動車用走行モータのステータコイルを実現することができる。
【００４１】
更に、請求項５、６の構成は請求項２の構成を採用しているので、頭部側コイルエンドの頭部先端部における絶縁皮膜のストレスを低減でき、高電圧の印加に有利となる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明のセグメント順次接合型ステータコイルを有する高電圧車両用回転電機の例を図に示す各実施形態に基づいて説明する。図１は車両の走行動力発生用の走行モータとして使用されるこの回転電機の軸方向断面図である。ただし、ステータコイルのコイルエンド部分は模式図示されている。図２はステータコイルの一部をなすセグメントの斜視図、図３はスロット内におけるセグメントの収容状態を示す部分断面図である。
（全体構成の説明）
図１において、走行モータは、ステータコア１、ロータ２、ステータコイル３、ハウジング４、回転軸７を有している。ステータコア１は、ハウジング４の周壁内周面に固定され、ステータコイル３はステータコア１の各スロットに巻装されている。ロータ２は、ハウジング４に回転自在に支持された回転軸７に固定されたＩＰＭ型ロータであり、ステータコア１の径内側に配置されている。ステータコイル３は三相電機子巻線であって、外部の約３００Ｖのバッテリから給電される三相インバータから給電されている。
【００４３】
この走行モータは、二次電池車又は燃料電池車又はハイブリッド車の走行動力を発生する永久磁石型三相ブラシレスＤＣモータ（同期モータ）であるが、ロータ構造としては、公知の種々の形式に置換可能である。このような種々の形式の同期機自体は周知であるので説明を省略する。
（ステータコイル３の説明）
ステータコイル３は、図２に示す所定数のセグメント（本発明で言うセグメントセット）３３をステータコア１の一側からステータコア１の各スロットに挿通し、スロットから各セグメント３３の飛び出し端部をステータコア１の他側に必要長さだけ突出させ、各セグメント３３の飛び出し端部を周方向に略電気角π／２だけそれぞれ捻り、各セグメント３３の飛び出し端部の先端部（接合部）を所定の組み合わせで溶接して構成されている。セグメント３３は、溶接部分すなわち上記飛び出し端部の先端部（端部先端部ともいう）を除いて樹脂皮膜で被覆された長板Ｕ字形状を有している。この種のセグメント順次接合型のステータコイル自体は、上述したようにもはや公知となっている。
【００４４】
セグメント（セグメントセット）３３の詳細を更に詳しく説明する。
【００４５】
一つのセグメント（セグメントセット）３３は、略Ｖ字状の頭部と、この頭部の両端から直線的に伸びてスロットに収容されている一対のスロット導体部と、両スロット導体部の先端からそれぞれ伸びる一対の飛び出し端部とをそれぞれ有する一つの大セグメント３３１と一つの小セグメント３３２とからなる。これにより、ステータコイル３は、ステータコア１の一側に全体としてリング状に存在する第一のコイルエンド部（頭部側コイルエンド）３１１と、ステータコア１の他側に全体としてリング状に存在する第二のコイルエンド（端部側コイルエンド）部３１２と、スロット内に存在するスロット導体部とに区分される。
【００４６】
つまり、図１において、頭部側コイルエンド３１１は各セグメント３３の上記頭部により構成され、端部側コイルエンド３１２は各セグメント３３の上記飛び出し端部により構成されている。
【００４７】
図１において、４セットのセグメントセット３３が径方向へ順番に挿通されている。３３０１は最も径方向内側のセグメントセット群Ｓ１の一つのセグメントセット３３の頭部、３３０２は径方向内側から数えて２番目のセグメントセット群Ｓ２の一つのセグメントセット３３の頭部、３３０３は径方向内側から数えて３番目のセグメントセット群Ｓ３の一つのセグメントセット３３の頭部、３３０２は最も径方向外側のセグメントセット群Ｓ３の一つのセグメントセット３３の頭部であり、径方向へ順番に４個並んだ頭部は、前述した頭部側コイルエンド３１１を構成している。ただし、図１では、図示簡単化のために端部側コイルエンド３１２は２つのセグメントセット群の径方向へ並んだ合計８本（４対）の飛び出し端部しか図示していない。
（セグメント３３の説明）
セグメント（セグメントセット）３３を図２を参照して説明する。
【００４８】
セグメント（セグメントセット）３３は、大きい大セグメント（大回りセグメントともいう）３３１と、小さい小セグメント（小回りセグメントともいう）３３２とを有している。この大セグメント３３１とこの大セグメント３３１が囲む小セグメント３３２とをセグメントセットと称する。
【００４９】
大セグメント３３１において、３３１ａ、３３１ｂはスロット導体部、３３１ｃは頭部、３３１ｆ、３３１ｇは飛び出し端部である。飛び出し端部３３１ｆ、３３１ｇの先端部３３１ｄ、３３１ｅは接合部分であるので端部先端部又は接合部とも称する。スロット導体部３３１ａを最内層のスロット導体部と称し、スロット導体部３３１ｂを最外層のスロット導体部と称する。
【００５０】
小セグメント３３２において、３３２ａ、３３２ｂはスロット導体部、３３２ｃは頭部、３３２ｆ、３３２ｇは飛び出し端部である。飛び出し端部３３２ｆ、３３２ｇの先端部３３２ｄ、３３２ｅは接合部分であるので端部先端部又は接合部とも称する。スロット導体部３３２ａを中内層のスロット導体部と称し、スロット導体部３３２ｂを中外層のスロット導体部と称する。
【００５１】
符号’は、図示しない大セグメント又は小セグメントの符号’がない部分と同じ部分を示す。したがって、図２では、互いに径方向に隣接する接合部３３１ｄと接合部３３２ｄ’とが溶接され、互いに径方向に隣接する接合部３３２ｄと接合部３３１ｄ’とが溶接され、互いに径方向に隣接する接合部３３２ｅと接合部３３１ｅ’とが溶接されている。
【００５２】
図２では、最内層のスロット導体部３３１ａと中内層のスロット導体部３３２ａが、ロータコア７１の所定のスロットに収容される場合、同一のセグメント３３１、３３２の最外層のスロット導体部３３１ｂと中外層のスロット導体部３３２ｂはこの所定のスロットから略所定奇数磁極ピッチＴ（たとえば１磁極ピッチ（電気角度π））離れたスロットに収容される。小セグメント３３２の頭部３３２ｃは大セグメント３３１の頭部３３１ｃに囲まれるようにして配置されている。
（スロット内のセグメントセット配置）
スロットのセグメントセットの配置状態を図３に示す。
【００５３】
３５はスロットである。スロット３５には径方向へ１６個の導体収容位置Ｐ１〜Ｐ１６が設定され、各導体収容位置Ｐ１〜Ｐ１６にはそれぞれ１個のスロット導体部が収容されている。各スロット３５は、４セットのセグメントセット群Ｓ１〜Ｓ４が径方向へ順番に収容し、導体収容位置Ｐ１〜Ｐ４はセグメントセット群Ｓ１を、導体収容位置Ｐ４〜Ｐ８はセグメントセット群Ｓ２を、導体収容位置Ｐ９〜Ｐ１２はセグメントセット群Ｓ３を、導体収容位置Ｐ１３〜Ｐ１６はセグメントセット群Ｓ４を収容している。各セグメントセット群Ｓ１〜Ｓ４はそれぞれ周方向へ配列された多数のセグメント３３からなる。
【００５４】
この最も内側のセグメントセット群Ｓ１を一例として詳しく説明すると、最内層のスロット導体部３３１ａはステータコア３２のスロット３５の径方向最内側に配置され、以下、径方向外側へ順に、中内層のスロット導体部３３２ａ、中外層のスロット導体部３３２ｂ’、最外層のスロット導体部３３１ｂ’の順に配置され、結局、各スロット３５は４本のスロット導体部を４層１列に収容する。図３において、スロット導体部３３２ｂ’、３３２ｂ’は、スロット導体部３３２ａ、３３１ａをもつ大セグメント３３１、小セグメント３３２とは異なる大セグメント３３１、小セグメント３３２に属している。他のセグメントセットＳ２〜Ｓ４も上記と同様の配置、構成を持つことは言うまでもない。大セグメント３３１と小セグメント３３２とからなるセグメント（セグメントセット）３３をスロット３５に挿通する状態を図４に示す。
（三相ステータコイルの構成の説明）
径方向に４セット配列されたセグメントセット群Ｓ１〜Ｓ４による三相ステータコイルの接続を図９を参照して以下に説明する。図９はＵ相の相コイルを示す。
【００５５】
１磁極ピッチ当たり９スロット（同相３スロット、３相）、極数１２、スロット数１０８とされる。隣接３スロットは、同相の相電圧が印加される同相スロット群を構成している。１スロットには上記したように１６個の導体収容位置Ｐ１〜Ｐ１６が径方向に形成され、各導体収容位置には１つのスロット導体部が収容される。
【００５６】
各スロットの径方向最内側から数えて１〜４番目の４つの導体収容位置Ｐ１〜Ｐ４に収容されるセグメントセット群Ｓ１は、波巻きなどにより接続されて第１の部分相コイルを各相当たり３個形成する。図９に示すＵ１１、Ｕ２１、Ｕ３１はこの第１の部分相コイルである。部分相コイルＵ１１、Ｕ１２、Ｕ１３は、隣接する同相スロット群を構成する３つスロットのうち互いに異なるスロットに収容される。
【００５７】
各スロットの径方向最内側から数えて５〜８番目の４つの導体収容位置Ｐ５〜Ｐ８に収容されるセグメントセット群Ｓ２は、波巻きなどにより接続されて第２の部分相コイルを各相当たり３個形成する。図９に示すＵ１２、Ｕ２２、Ｕ３２はこの第２の部分相コイルである。部分相コイルＵ１２、Ｕ２２、Ｕ３２は、隣接する同相スロット群を構成する３つスロットのうち互いに異なるスロットに収容される。
【００５８】
各スロットの径方向最内側から数えて９〜１２番目の４つの導体収容位置Ｐ９〜Ｐ１２に収容されるセグメントセット群Ｓ３は、波巻きなどにより接続されて第３の部分相コイルを各相当たり３個形成する。図９に示すＵ１３、Ｕ２３、Ｕ３３はこの第３の部分相コイルである。部分相コイルＵ１３、Ｕ２３、Ｕ３３は、隣接する同相スロット群を構成する３つスロットのうち互いに異なるスロットに収容される。
【００５９】
各スロットの径方向最内側から数えて１３〜１６番目の４つの導体収容位置Ｐ１３〜Ｐ１６に収容されるセグメントセット群Ｓ４は、波巻きなどにより接続されて第４部分相コイルを各相当たり３個形成する。図９に示すＵ１４、Ｕ２４、Ｕ３４はこの第３の部分相コイルである。部分相コイルＵ１４、Ｕ２４、Ｕ３４は、隣接する同相スロット群を構成する３つスロットのうち互いに異なるスロットに収容される。
【００６０】
また、部分相コイルＵ１１、Ｕ１２、Ｕ１３、Ｕ１４は、同相スロット群をなす隣接３スロットのうちの周方向一方側から数えて最初のスロットに収容され、部分相コイルＵ２１、Ｕ２２、Ｕ２３、Ｕ２４は、同相スロット群をなす隣接３スロットのうちの周方向一方側から数えて中央のスロットに収容され、部分相コイルＵ３１、Ｕ３２、Ｕ３３、Ｕ３４は、同相スロット群をなす隣接３スロットのうちの周方向一方側から数えて最後のスロットに収容される。
【００６１】
部分相コイルＵ１１、Ｕ１２、Ｕ１３、Ｕ１４は、隣接する部分相コイル同士が順番に接続されて直列相コイル回路Ｕ１を形成し、部分相コイルＵ２１、Ｕ２２、Ｕ２３、Ｕ２４は、隣接する部分相コイル同士が順番に接続されて直列相コイル回路Ｕ２を形成し、部分相コイルＵ３１、Ｕ３２、Ｕ３３、Ｕ３４は、隣接する部分相コイル同士が順番に接続されて直列相コイル回路Ｕ３を形成する。これらの径方向に隣接する部分相コイル同士の接続は、従来より公知であるように径方向に隣接する２つの部分相コイルの空きの導体収容位置の一つ同士に異形のＵ字状セグメントを挿入して接続される。
【００６２】
たとえば、部分相コイルＵ１２は、通常のセグメント（好ましくは大回りセグメント）を一つ抜くことによりできた一対の空きの導体収容位置の一つと、同様に部分相コイルＵ１３に形成された空きの導体収容位置の一つとにこの異形のＵ字状のセグメントを挿入して、部分相コイルＵ１２、Ｕ１３を接続することができる。
【００６３】
また、部分相コイルＵ１２の残りの一つの空きの導体収容位置と、同様に部分相コイルＵ１１に形成された空きの導体収容位置の一つとにこの異形のＵ字状のセグメントを挿入して、部分相コイルＵ１２、Ｕ１３を接続することができる。
【００６４】
部分相コイルＵ１１の残る一つの空きの導体収容位置には中性点用（引き出し端子用でも良い）の異形セグメントが挿入され、同様に、部分相コイルＵ１４の残る一つの空きの導体収容位置には引き出し端子用（中性点用でも良い）の異形セグメントが挿入される。
【００６５】
直列相コイル回路Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３は、両端同士が接続されて並列接続され、Ｕ相の相コイルを形成する。
【００６６】
以下、通常のセグメント順次接合ステータコイルの標準製造プロセスをまず最初に説明し、その後、この実施例特有の製造工程を説明する。
（標準の頭部捻り工程）
まず、必要本数の小セグメント３３２と大セグメント３３１との展開前の形状をもつ２種類の松葉状セグメントを準備する。これらの松葉状セグメントの両脚部は、互いに略隣接して直線状に延在しており、その頭部は鋭く屈曲している。次に、松葉状セグメントをＵ字状セグメントに加工してセグメントの一対のスロット導体部を周方向へ互いに略磁極ピッチ離れさせるともに必要数のセグメントをステータコアの各スロットに同時挿通できるようにそれらを空間配置（周方向へ整列）させる工程が次のように行われる。
【００６７】
この頭部捻り工程を図５、図６を参照して以下に説明する。
【００６８】
この頭部捻り工程におけるセグメント挿入前の状態を図５に示す。図５において、１０は頭部捻り装置、１１は小リング、１２は大リングであり、両者は相対回転可能に同軸配置されている。大リング１１にはそれぞれ径方向へ並んだ一対の孔１２１、１２２が周方向所定ピッチで設けられ、小リング１２には孔１２１、１２２と周方向等ピッチで径方向へ並んだ一対の孔１１１、１１２が設けられている。孔１１１〜１１４は径方向へ一列に並んでいる。大回りセグメント（大セグメント）３３１の両スロット導体部を、最も内側の孔１１１と最も外側の孔１２２に挿入し、小回りセグメント（小セグメント）３３２の両スロット導体部は、最も内側の孔１１１の外側の孔１１２と、最も外側の孔１２２の内側の孔１２１とに挿入する。
【００６９】
図６は、すべての大セグメント３３１とすべての小セグメント３３２とを小リング１１と大リング１２との孔１１１、１１２、１２１、１２２に嵌挿した状態を示す。図６において、１６は小リング１１と大リング１２の軸方向上方に配置された頭部押さえプレートである。頭部押さえプレート１６の下端面には、同一周方向位置の大セグメント３３１の頭部の頂部と小セグメント３３２の頭部の頂部とのペアを、周方向両側から挟む一対の爪部（一つのみ図示）１６０を有している。すなわち、各セグメント３３を孔１１１、１１２、１２１、１２２に挿入した後、押さえプレート１６が降下して、各対の爪部１６０が、周方向同位置の大セグメント３３１の頭部の頂部と小セグメント３３２の頭部の頂部とを周方向両側から挟む。
【００７０】
その後、大リング１２及び小リング１１とを、静止するこの頭部押さえプレート１６に対して半磁極ピッチだけ互いに逆方向に回動される。これにより、すべてのセグメント３３の日本の脚部は周方向１磁極ピッチだけ周方向に展開される。
【００７１】
リング１１、１２の回動時に、セグメント３３の頭部の頂部はリング１１、１２の回動とともにリング１１、１２にむけて軸方向に変位するので、頭部押さえプレート１６はそれに合わせて軸方向に変位させる。１７は、大セグメント３３１、小セグメント３３２が深く落下しないように規制する規制プレートである。規制プレート１７を、径方向外側の２つの脚部が載置される外側規制プレートと、径方向内側の２つの脚部が載置される内側規制プレートとに分割し、この内側規制プレートをリング１１に固定してリング１１と一体に回動させ、この外側規制プレートをリング１２に固定してリング１２と一体に回動させてもよい。
【００７２】
次に、頭部押さえプレート１６により各セグメント３３を保持したまま、小リング１１と大リング１２とを各セグメント３３から離脱させる。
（標準の端部挿入工程）
次に、小回り状のＵ字状セグメント３３２を上記両穴付きリングから抜き出して、図４に一部示すようにステータコア１のスロット３５の中内層位置及び中外層位置に挿通し、大回り状のＵ字状セグメント３３１を上記両穴付きリングから抜き出して、ステータコア１のスロット３５の最内層位置及び最外層位置に挿通する。この時、上記頭部押さえプレート１６で各セグメントがばらけないように保持することにより、各セグメントを一挙に各スロット３５に挿通することができる。その後、この頭部押さえプレート１６は取り外される。
【００７３】
なお、上記した小回り状のＵ字状セグメント３３２、大回り状のＵ字状セグメント３３１のステータコアのスロット３５へ挿通するまでの工程は上記に限られるものではなく、上記した他に種々採用することができる。
（標準の端部捻り工程）
上記のようにスロットに挿通されたセグメント３３の端部の捻り成形工程を以下に説明する。
【００７４】
この実施例では、大セグメント３３１の最外層スロット導体部３３１ｂに連なる端部３３１ｇ（外層側端部ともいう）は周方向一方側に捻られ、大セグメント３３１の最内層スロット導体部３３１ａに連なる端部３３１ｆ（内層側端部ともいう）は周方向他方側に捻られている。小セグメント３３２の中内層のスロット導体部３３２ａに連なる端部３３２ｆ（内層側端部ともいう）は周方向一方側に捻られ、小セグメント３３２の中外層のスロット導体部３３２ｂに連なる端部３３２ｇ（外層側端部ともいう）は周方向他方側に捻られている。導体部３３１ｆと３３２ｆとの周方向捻り量の合計は１磁極ピッチとされ、導体部３３１ｇと３３２ｇとの周方向捻り量の合計は１磁極ピッチとされている。
【００７５】
上記した大セグメント３３１および小セグメント３３２からなるセグメントセットの捻り加工を図７、図８を参照して更に詳しく説明する。図７はステータコイル捻り装置５００の模式縦断面図、図８は図７におけるＡーＡ断面矢視図である。
【００７６】
まず、ステータコイル捻り装置５００の構成を説明する。
【００７７】
ステータコイル捻り装置５００は、ステータコア１の外周部を受けるワーク受け５１、ステータコア３２の径方向の動きを規制して保持するクランパ５２、ステータコア３２の浮き上がりを防止するワーク押さえ５３、ステータコア３２の一端から出たセグメント３３の飛び出し脚部を捻るための捻り整形部５４、捻り整形部５４を軸方向に駆動するための昇降用シャフト５４ａ、捻り整形部５４を周方向に回転駆動する回転駆動機構５４１ａ〜５４４ａ、昇降用シャフト５４ａを軸方向に移動するための昇降駆動機構５４ｂ、及び、回転駆動機構５４１ａ〜５４４ａと昇降駆動機構５４ｂとを制御するコントローラ５５を備えている。
【００７８】
捻り整形部５４は、同心状に配置された４つの円筒状の捻り治具５４１〜５４４がそれらの先端面を揃えて配置されている。各捻り治具５４１〜５４４は回転駆動機構５４１ａ〜５４４ａにより独立に回転可能とされ、かつ、昇降駆動機構５４ｂにより昇降用シャフト５４ａを昇降することにより同時に昇降可能となっている。
【００７９】
図８に示されているように、捻り治具５４１〜５４４の先端面には、挿入されたセグメント３３の端部３３１ｆ、３３１ｇ、３３２ｆ、３３２ｇの各先端（接合部）を保持するセグメント挿入部５４１ｂ〜５４４ｂが穿設されている。このセグメント挿入部５４１ｂ〜５４４ｂは、ステータコア１のスロット３５の総数に等しい数だけ各捻り治具５４１〜５４４の周方向に並べて形成されている。
【００８０】
セグメント挿入部５４１ｂ〜５４４ｂは、図８に示すように、互いに径方向に隣接するセグメント挿入部５４１ｂ〜５４４ｂ同士の連通を防止するための隔壁５４１ｃ〜５４４ｃ、５４２ｄ、５４３ｄが設けられている。隔壁５４１ｃ〜５４４ｃ、５４２ｄ、５４３ｄの厚みは、径方向外側から数えて１層目と２層目との間の隔壁５４１ｃ、５４２ｃで形成される間隔ｄ１及び３層目と４層目の間の隔壁５４３ｃ、５４４ｃで形成される間隔ｄ３よりも、２層目と３層目との間の隔壁５４２ｄ、５４３ｄで形成される間隔ｄ２の方が大きくなるように設定されている。
【００８１】
次に、ステータコイル捻り装置５００の作動を説明する。
【００８２】
スロット３５内にセグメント３３が配置されたステータコア３２をワーク受け５１にセットする。次に、ステータコア３２の外周部をクランパ５２に固定する。その後、ワーク押さえ５３でステータコア３２の上部及び大セグメント３３１の頭部３３１ｃを押さえることにより、ステータコア３２及びセグメント３３の上下方向の動きを規制する。
【００８３】
セグメント３３が配置されたステータコア３２をクランパ５２及びワーク受け５３により固定した後、昇降用シャフト５４ａによって捻り整形部５４を上昇させ、各捻り治具５４１〜５４４に形成されたセグメント挿入部５４１ｂ〜５４４ｂにセグメント３３の端部３３１ｆ、３３１ｇ、３３２ｆ、３３２ｇを挿入する。
【００８４】
セグメント挿入部５４１ｂ〜５４４ｂにはセグメント３３の端部３３１ｆ、３３１ｇ、３３２ｆ、３３２ｇの先端すなわち後に接合部となる部分だけが挿入可能となっている。セグメント３３の端部３３１ｆ、３３１ｇ、３３２ｆ、３３２ｇはテーパ状に形成されているため、セグメント挿入部５４１ｂ〜５４４ｂにスムーズに挿入されることができる。
【００８５】
セグメント３３の端部３３１ｆ、３３１ｇ、３３２ｆ、３３２ｇを捻り整形部５４のセグメント挿入部５４１ｂ〜５４４ｂに挿入した後、捻り整形部５４は、回転駆動機構５４１ａ〜５４４ａおよび昇降駆動機構５４ｂにより回動され、昇降される。
【００８６】
次に、捻り整形部５４の回転について説明する。
【００８７】
捻り治具５４１および治具５４３を時計回り方向に第一の角度だけ回転させ、捻り治具５４２および捻り治具５４４を反時計回り方向に第二の角度だけ回転させる。この時、第一の角度と第二の角度の大きさは等しくなくてもよく、両者の合計が必要なスロットピッチとなればよい。
【００８８】
その後、セグメント３３の端部３３１ｆ、３３１ｇ、３３２ｆ、３３２ｇのうちスロット３５の出口からセグメント挿入部５４１ｂ〜５４４ｂの入口までの部分の長さを一定に保つように、昇降駆動機構５４ｂおよび回転駆動機構５４１ａ〜５４４ａを制御しながら捻り整形部５４を回転しながら上昇させる。この時、セグメント３３の端部３３１ｆ、３３１ｇ、３３２ｆ、３３２ｇは円弧状の軌跡を描くように回転しながら上昇することが好ましい。この円弧状の軌跡を描く捻りは、スプリングバックによるセグメント３３の変形を防止するため、半磁極ピッチ（Ｔ／２）に相当する角度を所定量超えた角度まで行われることが好ましい。
【００８９】
その後、昇降駆動機構５４ｂおよび回転駆動機構５４１ａ〜５４４ａを上記前工程と逆向きの回転させ、下降させる。このようにして、セグメント３３の捻り行程を終了し、捻り整形部５４を下降させて捻り治具５４１〜５４４のセグメント挿入部５４１ｂ〜５４４ｂからセグメント３３の端部３３１ｆ、３３１ｇ、３３２ｆ、３３２ｇを取り外す。セグメント３３が外された捻り整形部５４は回転駆動機構５４１ａ〜５４４ａによって回転され、原位置に戻される。最後に、クランパ５２及びワーク押さえ５３が外され、セグメント３３に捻りが加えられたステータが取り出される。
【００９０】
結局、この捻り工程は、まずセグメント３３の端部を周方向にのみ回転変位させてセグメント３３を周方向に倒し、続いてセグメント３３の端部を周方向並びに軸方向に変位させてセグメント３３を深く傾け、その後、所定の加工量を超えてセグメント３３の端部を周方向ならびに軸方向に変位させてセグメント３３を過剰に深く傾け、その後でセグメント３３の端部を所定の加工量まで戻すことにより行われる。
【００９１】
捻り整形部５４はステータコア３２に対して周方向だけでなく軸方向にも相対移動する。そのため、セグメント３３の端部３３１ｆ、３３１ｇ、３３２ｆ、３３２ｇのうち、スロット３５の出口からセグメント挿入部５４１ｂ〜５４４ｂの入口までの部分、すなわち、端部３３１ｆ、３３１ｇ、３３２ｆ、３３２ｇからその端部先端（接合部）３３１ｄ、３３１ｅ、３３２ｄ、３３２ｅの長さを差し引いた長さを一定に保つように、セグメント３３の端部３３１ｆ、３３１ｇ、３３２ｆ、３３２ｇが円弧状の軌跡を描くように捻じることができ、これにより、セグメント３３がセグメント挿入部５４１ｂ〜５４４ｂから抜け出るのを防止することができる。
【００９２】
また、セグメント３３の端部先端（接合部）３３１ｄ、３３１ｅ、３３２ｄ、３３２ｅのみが、セグメント挿入部５４１ｂ〜５４４ｂに挿入されており、また、前述と同様にセグメント３３がセグメント挿入部５４１ｂ〜５４４ｂから抜け出ることはない。
（標準の溶接工程）
次に行う標準の溶接工程を以下に説明する。この工程は本質的に従来と同じである。
【００９３】
上記セグメントの端部の捻りの後、図１、図２に示すように、径方向内側から１層目と２層目の端部先端部（接合部）が溶接され、径方向内側から３層目と４層目の端部先端部（接合部）が溶接されて、ステータコイル３１が完成される。溶接には、アーク溶接が用いられる。
（この実施例の特徴をなす頭部捻り工程の説明）
次に、この実施例の特徴をなす頭部捻り工程を以下に説明する。なお、以下の説明において用いる符号が上記実施例で用いた符号と重複する場合でも、技術的に無関係である場合もあるものとする。
（頭部曲げ工程の実施態様１）
図１０を参照して、この実施態様の頭部捻り工程を説明する。
【００９４】
１０は、図６に示す頭部捻り装置と基本的に同一の頭部捻り加工を行う頭部捻り装置であり、基本的な動作は同じであるので、異なる点のみを以下に説明する。
【００９５】
主要な変更点は、この実施例の頭部押さえプレート１６が回動自在となっていることである。図１０において、更に詳しく説明すると、１６００は頭部押さえ装置（本発明で言う頭部押さえ部材）部材であり、リング１１、１２を有するセグメント回動装置２０００と軸心同一に対面している。１６０１は図示しないシリンダにより昇降する昇降筒であり、昇降筒１６０１は、その下面に隣接してスラストベアリング１６ｃ、１６ｄを介して頭部押さえプレート１６が回転自在に保持している。スラストベアリング１６ｃは頭部押さえプレート１６の重量を保持するためのものであり、スラストベアリング１６ｄは頭部押さえプレート１６がセグメント３３の頭部を押さえる時に反力に関わらず頭部押さえプレート１６の回動を可能とするためのものである。
【００９６】
頭部押さえプレート１６は、セグメント３３の頭部先端部３３ａの上方に位置して前述の爪部１６０を有している。１６ａは側面が内側テーパ面となる切頭円錐体であり、セグメント展開時にセグメント３３の頭部が径方向内側にはみ出すのを抑止するためのものである。１６３は円筒部材であって、セグメント展開時にセグメント３３の頭部が径方向外側にはみ出すのを抑止するためのものである。
【００９７】
セグメント３３は、大セグメント３３１と小セグメント３３２とからなるセグメントセットであって、セグメント３３のうち、リング１１、１２に保持される部分及びリング１１、１２から下方に突出して円盤状の規制プレート１７の上面に接する部分は、セグメント３３の脚部３３ｃと呼称され、セグメント３３のＵ字状の頭部先端部３３ａと脚部３３ｃとの間に位置して脚部３３ｃと同一直線上に延在してリング１１、１２の上方に突出している部分を頭部斜行部用直線部３３ｂと称する。頭部斜行部用直線部３３ｂは、この装置１０により捻られて頭部斜行部となる。
（動作）
頭部押さえ装置（本発明で言う頭部押さえ部材）部材１６００を下降し、規制プレート１７を上昇させて、爪部１６０によりセグメントセット３３の頭部先端部を周方向に挟持させ、頭部斜行部用直線部３３ｂの長さを所定必要長さだけ確保した状態で、リング１１、１２を互いに逆方向へ半磁極ピッチだけそれぞれ回動させ、頭部斜行部用直線部３３ｂを周方向へ捻り、頭部斜行動部とする。この捻りにより、頭部斜行部の軸方向長さが縮小するが、頭部押さえプレート１６は所定の付勢力で下方に付勢されているので、爪部１６０は常にセグメントセット３３の頭部先端部３３ａを挟持することができるとともに、爪部１６０の側面は、セグメントセット３３の頭部先端部３３ａが軸方向に見た場合に径方向から周方向へ曲がるのをガイドする。
【００９８】
捻られた頭部先端部３３ａを軸方向に俯瞰した状態を図１１に示す。３０００は、リング１１、１２に設けられた脚部収容部であり、脚部収容部３０００には、径方向へ順番に配置された４つのセグメントセットＳ１〜Ｓ４の合計１６本の脚部が軸方向に挿通されている。脚部収容部３０００はステータコア１のスロットと等しい数だけ一定ピッチで配置されている。前述したように、これら１６本の脚部は、それぞれリング１１、１２からなる４対のリング対（図示せず）の各リングにより図１０と同様に保持されている。なお、図１０では、説明を簡単にするために、一対のリング対のみ表示されている。
【００９９】
もちろん、径方向に順番に並ぶ４つのセグメントセットＳ１〜Ｓ４を別々に捻るようにしてもよく、この場合には、頭部捻り装置１０の構造は図１０に示すようになる。
【０１００】
図１０において、Ｘは頭部押さえプレート１６を回動しない場合における頭部先端部３３ａの中心点であり、Ｙは頭部押さえプレート１６を回動する場合における頭部先端部３３ａの中心点である。
【０１０１】
前述したように、爪部１６０および頭部押さえプレート１６がリング回動時にセグメント３３から受けるトルクによりこのトルクを解消するべく自由回動するので、爪部および頭部押さえ部材を回動させない場合に比較して、爪部によりセグメントの頭部先端部の絶縁皮膜が受けるストレスは大幅に小さくなり、セグメントの電気絶縁性の低下を防止することができる。
【０１０２】
更に説明すると、上記ストレスは、リング１１、１２により保持されて周方向逆向きに引っ張られるセグメント３３の一対の脚部３３ｃのうち、外側の脚部３３ｃが内側の脚部３３ｃよりも長い走行距離を走行するため、外側の脚部３３ｃに連なる頭部斜行部用直線部３３ｂは、内側の脚部３３ｃに連なる頭部斜行部用直線部３３ｂよりも強く、外側の脚部３３ｃの進行方向（図１１では時計方向）に引っ張られ、これにより、頭部斜行部用直線部３３ｂには時計方向にずれようとする力（トルク）が働く。なお、図１０において、３３０ｃ、３３０ｃ’は径方向最も外側のセグメントセット３３における大回りセグメント３３１の一対の脚部を示す。
【０１０３】
しかし、この実施態様では、頭部押さえプレート１６及び爪部１６０は回動自在であるので、上記力（トルク）により頭部押さえプレート１６及び爪部１６０は回動し、この回動により頭部先端部の中心点が上記Ｘから上記Ｙにずれるため、爪部１６０の側面に対して頭部先端部３３ａや頭部斜行部用直線部３３ｂが時計方向にずれようとすることがなく、表面の絶縁皮膜がこのずれにより損傷することが防止され、セグメントセット３３の電気絶縁性を良好に確保することができる。
【０１０４】
（変形態様）
上記実施例では、頭部押さえプレート１６及び爪部１６０を回動自在としたが、これら頭部押さえプレート１６及び爪部１６０をリング１１、１２の回動に合わせて上記ＸとＹとの角度差だけ強制回動させてもよい。
【０１０５】
（変形態様）
上記実施例では、リング１１、１２の回動角度がそれぞれ半磁極ピッチと等しいために上記ストレスが生じた。そこで、展開前のセグメントセット３３の頭部先端部の中心を上記Ｙの位置に予めセットしておき、外側のリング１１２を半磁極ピッチより角度ΔＹ−Ｘだけ少なく回し、内側のリング１１２を半磁極ピッチより角度ΔＹ−Ｘだけ多く回してもよい。
【０１０６】
なお、図１１において、実線はこの変形態様による頭部先端部３３ａの捻り形状を、破線は従来のそれを示す。
（頭部曲げ工程の実施態様２）
図１２を参照して、この実施態様の頭部捻り工程を説明する。
【０１０７】
用いる頭部捻り装置は、図６と同じである。
【０１０８】
ただし、セグメントセット３３の頭部先端部３３ａを周方向に挟持する爪部１６０の側面形状のみが変更されている。
【０１０９】
この実施態様における爪部１６０の径方向断面形状を図１２に示す。
【０１１０】
１６０１は、面取り側面１６０１ａが頭部先端部３３ａと外側の頭部斜行部用直線部３３ｂとの境界部に接する爪部１６０であり、１６０２は、面取り側面１６０２ａが頭部先端部３３ａと内側の頭部斜行部用直線部３３ｂとの境界部に接する爪部１６０である。
【０１１１】
爪部１６０１は、リング１２の回動により外側の頭部斜行部用直線部３３ｂが時計方向に引っ張られるため、この外側の頭部斜行部用直線部３３ｂ又は頭部先端部３３ａのうち外側の頭部斜行部用直線部３３ｂ寄りの部分により径方向内側へ付勢される。
【０１１２】
爪部１６０２は、リング１１の回動により内側の頭部斜行部用直線部３３ｂが反時計方向に引っ張られるため、この内側の頭部斜行部用直線部３３ｂ又は頭部先端部３３ａのうち内側の頭部斜行部用直線部３３ｂ寄りの部分により径方向外側へ付勢される。
【０１１３】
爪部１６０１の面取り側面（接触側面）１６０１ａは、爪部１６０２の面取り側面（接触側面）１６０２ａよりも大きく面取りされている。
【０１１４】
これにより、リング１１、１２の回動角度の絶対値が等しいにもかかわらず、外側の頭部斜行部用直線部３３ｂの必要変形全長を内側の頭部斜行部用直線部３３ｂのそれに対して略等しくすることができ、外側の頭部斜行部用直線部３３ｂが内側の頭部斜行部用直線部３３ｂを周方向に引っ張るのを防止することができるうえ、頭部先端部３３ａと外側の頭部斜行部用直線部３３ｂとの境界部（面取り側面１６０１ａに接触する部分）における曲率半径を、頭部先端部３３ａと内側の頭部斜行部用直線部３３ｂとの境界部（面取り側面１６０２ｂに接触する部分）における曲率半径よりも大きくすることができるので、従来においてこの部分（面取り側面１６０１ａに接触する部分）の絶縁皮膜に生じていた大きなストレスを大幅に低減することができ、絶縁性に優れたステータコイルを実現することができる。
【０１１５】
なお、図１２において、実線はこの変形態様による頭部先端部３３ａの捻り形状を、破線は従来のそれを示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の車両用走行モータの縦断面図である。
【図２】図１のセグメントの模式斜視図である。
【図３】図１のステータコアの径方向部分断面図である。
【図４】セグメントセットをスロットに挿通する直前の状態を示す模式斜視図である。
【図５】セグメントの頭部捻り装置のリングに挿通する状態を示す模式断面図である。
【図６】頭部捻り装置の模式縦断面図である。
【図７】端部捻り装置の模式縦断面図である。
【図８】端部捻り装置のリングの平面図である。
【図９】ステータコイルのＵ相結線図である。
【図１０】好適な実施態様における頭部側コイルエンドの捻り処理を示す径方向模式部分断面図である。
【図１１】図１０の頭部捻り工程によるセグメントの頭部先端部の中心位置のずれを説明する説明図である。
【図１２】変形態様におけるセグメントの頭部先端部及び爪部の接触側面の面取り形状を示す説明図である。
【図１３】従来のセグメントセットの頭部側コイルエンドを示す径方向模式断面図である。
【符号の説明】
１　　ステータコア
３　　ステータコイル
３３　　セグメント（セグメントセット）
３３１　大セグメント（大回りセグメント）
３３１ａ、３３１ｂ　大セグメント３３１のスロット導体部
３３１ｃ　　　　　　大セグメント３３１の頭部
３３１ｆ、３３１ｇ　大セグメント３３１の飛び出し端部（端部斜行部）
３３１ｄ、３３１ｅ　大セグメント３３１の端部先端部
３３２　小セグメント（小回りセグメント）
３３２ａ、３３２ｂ　小回りセグメント３３２のスロット導体部
３３２ｃ　　　　　　小回りセグメント３３２の頭部
３３２ｆ、３３２ｇ　小回りセグメント３３２の飛び出し端部
３３２ｄ、３３２ｅ　小回りセグメント３３２の端部先端部
３５　スロット
【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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【図１３】
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