(57)【要約】【課題】電気導体の絶縁皮膜の損傷を防止するとともに、コイルエンド高さを低くすることができる回転電機の巻線の製造方法を提供すること。【解決手段】固定子鉄心３２に周方向に並んで形成された多数のスロットのそれぞれに、一部が固定子鉄心３２の端面から露出してコイルエンド部をなすように、絶縁皮膜３７が表面に形成された複数の電気導体としてのセグメント３３が収容されている。固定子鉄心３２の端面に設けられたスロット開口形成部３６には、セグメント３３の曲げ方向に沿った第１のならい面が形成され、周方向に隣接する各セグメント３３の間に挿入された串状の曲げ部材２０８には、セグメント３３の曲げ方向に沿った第２のならい面が形成されている。また、これら２つのならい面が連続した曲げ面形状に沿ってセグメント３３が曲げられる。【選択図】        図９
2004274858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子鉄心に周方向に並んで形成された多数のスロットのそれぞれに、前記固定子鉄心の端面から露出した一部が周方向に曲げられてコイルエンド部をなすように、絶縁皮膜が表面に形成された複数の電気導体が収容される回転電機の巻線の製造方法であって、
前記固定子鉄心の端面に設けられたスロット開口形成部には、前記電気導体の曲げ方向に沿った第１のならい面が形成され、
周方向に隣接する前記コイルエンド部の間に挿入された串状の曲げ部材には、前記電気導体の曲げ方向に沿った第２のならい面が形成され、
前記第１のならい面と前記第２のならい面とが連続した曲げ面形状に沿って前記電気導体が曲げられることを特徴とする回転電機の巻線の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記串状の曲げ部材が前記固定子鉄心の端面に当接した状態で、前記電気導体が前記第１のならい面と前記第２のならい面に沿って曲げられることを特徴とする回転電機の巻線の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記第１のならい面は、前記スロット開口形成部に形成された曲面の一部であり、
前記第２のならい面は、前記曲げ部材の表面に形成された曲面であり、
前記連続した曲げ面は、前記第１のならい面および前記第２のならい面よりも大きい曲面であることを特徴とする回転電機の巻線の製造方法。
【請求項４】
固定子鉄心に周方向に並んで形成された多数のスロットのそれぞれに、前記固定子鉄心の端面から露出した一部が周方向に曲げられてコイルエンド部をなすように、絶縁皮膜が表面に形成された複数の電気導体が収容され、これらの複数の電気導体の先端を互いに位置をあわせて接合する回転電機の巻線の製造方法であって、
前記固定子鉄心の端面に設けられたスロット開口形成部には、前記電気導体の曲げ方向に沿うとともに、前記端面と交差するＲ面が形成され、
周方向に隣接する前記コイルエンド部での前記電気導体の間に挿入された串状の曲げ部材には、前記端面と前記Ｒ面とが交差する点で前記Ｒ面に接する第３のならい面と、前記第３のならい面よりさらに前記端面から離れた位置に形成される第４のならい面とが形成され、
前記電気導体は、前記Ｒ面にならって曲げられ、その後前記第３のならい面に当接し、さらに、前記第４のならい面にならって曲げられ、
スプリングバックで前記第３のならい面に沿う位置まで戻り、この戻った位置で他の前記電気導体と接合されることを特徴とする回転電機の巻線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車やトラックに搭載される車両用交流発電機等の回転電機の巻線を製造する回転電機の巻線の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、安全制御機器等の電気負荷の増加に伴って、車両用交流発電機にはますます発電能力の向上が求められている。このような発電能力向上の要請に応えるものとして、Ｕ字状の電気導体を規則的に並べて固定子のスロット内の電気導体を高占積率化することにより高出力化を図る回転電機の巻線製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この巻線製造方法では、固定子鉄心の端面から飛び出した各電気導体の所定位置に周方向にピン状治具をほぼ径方向に挿入し、周方向断面が丸いピン状治具を支点として電気導体先端部を周方向へ捻ることにより、コイルエンド部の成形が行われる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−６９７３１号公報（第３−５頁、図１−１９）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した特許文献１に開示された回転電機の巻線の製造方法では、ピン状治具を支点として電気導体を捻るため電気導体の曲げ部における絶縁皮膜の損傷を防止することができるが、固定子鉄心の端面から離れた位置にピン状治具が挿入されるため、コイルエンド高さが高くなってしまうという問題があった。コイルエンド高さが高いということはそれだけ巻線長が長くなって巻線抵抗も増すため、回転電機の出力の低下につながる。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、電気導体の絶縁皮膜の損傷を防止するとともに、コイルエンド高さを低くすることができる回転電機の巻線の製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の回転電機の巻線の製造方法は、固定子鉄心に周方向に並んで形成された多数のスロットのそれぞれに、一部が固定子鉄心の端面から露出してコイルエンド部をなすように、絶縁皮膜が表面に形成された複数の電気導体が収容されており、固定子鉄心の端面に設けられたスロット開口形成部には、電気導体の曲げ方向に沿った第１のならい面が形成され、周方向に隣接するコイルエンド部の間に挿入された串状の曲げ部材には、電気導体の曲げ方向に沿った第２のならい面が形成され、第１のならい面と第２のならい面とが連続した曲げ面形状に沿って電気導体が曲げられている。これにより、固定子鉄心の端面よりも内側のスロット開口形成部から電気導体を曲げることが可能になり、電気導体によって形成されるコイルエンドの高さを低くすることができる。また、スロット開口形成部に形成された第１のならい面と曲げ部材に形成された第２のならい面の全体によって連続した曲げ面をなしており、この連続した曲げ面に沿って電気導体がなだらかに曲げられるため、電気導体の曲げ部に過度の応力が加わることがなく、絶縁皮膜の損傷を防止することが可能になる。なお、ここで第１のならい面と第２のならい面とが連続した曲げ面とは、第１のならい面と第２のならい面とが離れていたとしても、これらをつなぐことで形成した曲げ面を表す。また、曲げ面形状に沿って電気導体が曲げられるとは、曲げられた電気導体の面が曲げ面形状に一致しているという意味ではなく、電気導体が第１のならい面、第２のならい面から線のたるみ等で浮いて形成されているものも含む。
【０００７】
また、上述した串状の曲げ部材が固定子鉄心の端面に当接した状態で、電気導体が第１のならい面と第２のならい面に沿って曲げられることが望ましい。これにより、最も固定子鉄心の端面に近い位置において曲げ部材を当接させて電気導体を曲げることができ、コイルエンドの高さをさらに低くすることができる。また、曲げ部材の一面が固定子鉄心の端面によって拘束されるため、曲げ部材の位置決めが容易になる。
【０００８】
また、上述した第１のならい面は、スロット開口形成部に形成された曲面の一部であり、第２のならい面は、曲げ部材の表面に形成された曲面であり、連続した曲げ面は、第１のならい面および第２のならい面よりも大きい曲面であることが望ましい。これにより、大きい曲面に沿って電気導体を曲げることができるため、絶縁皮膜の損傷を防止して耐久性の向上を図ることが可能になる。
【０００９】
また、上述した第１のならい面は、スロット開口形成部に形成された曲面の全体あるいは一部であり、第２のならい面は、曲げ部材の表面に形成された平面であることが望ましい。これにより、曲げ部材の第２のならい面を含む大きな連続した曲げ面に沿って電気導体を曲げることができるため、絶縁皮膜の損傷をさらに防止して耐久性の向上を図ることが可能になる。また、曲げ部材の第２のならい面を平面とすることにより、曲げ部材の加工が容易になり、製造コストを低減することが可能になる。
【００１０】
また、本発明の回転電機の巻線の製造方法は、固定子鉄心に周方向に並んで形成された多数のスロットのそれぞれに、固定子鉄心の端面から露出した一部が周方向に曲げられてコイルエンド部をなすように、絶縁皮膜が表面に形成された複数の電気導体が収容され、これらの複数の電気導体の先端を互いに位置をあわせて接合しており、固定子鉄心の端面に設けられたスロット開口形成部には、電気導体の曲げ方向に沿うとともに、端面と交差するＲ面が形成され、周方向に隣接するコイルエンド部での電気導体の間に挿入された串状の曲げ部材には、端面とＲ面とが交差する点でＲ面に接する第３のならい面と、第３のならい面よりさらに端面から離れた位置に形成される第４のならい面とが形成され、電気導体は、Ｒ面にならって曲げられ、その後第３のならい面に当接し、さらに、第４のならい面にならって曲げられ、スプリングバックで第３のならい面に沿う位置まで戻り、この戻った位置で他の電気導体と接合されている。これにより、固定子鉄心の端面と交差するＲ面を有する角部をスロット開口形成部に形成することができるので、比較的大きいＲ面の角部とすることが可能になる。しかも、電気導体の先端を掴んで回転させる等の方法で、スロット外に突出した電気導体をスプリングバックを考慮して周方向に余分に折り曲げて電気導体先端を離したときに、スプリングバックで第３のならい面まで戻るようにし、その後先端を接合することができ、スプリングバックがある電気導体を所定形状に曲げることが可能になる。その際にも、このスプリングバック分余分に折り曲げるときに、電気導体が第４のならい面にならうことで直接電気導体が固定子鉄心の端面の角部に接触しないようにすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した一実施形態の回転電機の巻線の製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は一実施形態の車両用交流発電機の全体構成を示す断面図である。図１に示すように、本実施形態の車両用交流発電機１は、固定子２、回転子３、ハウジング４、整流器５等を含んで構成されている。
【００１２】
回転子３は、界磁として作用し、シャフト６と一体になって回転しており、ランデル型ポールコア７、界磁コイル８、スリップリング９、１０、送風装置としての斜流ファン１１および遠心ファン１２を備えている。シャフト６は、プーリ２０に連結されており、車両に搭載された走行用のエンジン（図示せず）により回転駆動される。
【００１３】
ランデル型ポールコア７は、一組のポールコアを組合わせて構成されている。このランデル型ポールコア７は、シャフト６に組付られたボス部７１と、ボス部７１の両端より径方向に延びるディスク部７２と、１２個の爪状磁極部７３により構成されている。
【００１４】
プーリ側の斜流ファン１１は、ポールコア７の端面に溶接などによって固着されたベース板１１１に対して鋭角の傾斜を持つブレードと直角のブレードとを有し、回転子３と一体になって回転する。反プーリ側の遠心ファン１２は、ポールコア７の端面に溶接などによって固着されたベース板１２１に対して直角のブレードのみを有する。
【００１５】
ハウジング４は、フロントハウジング４ａとリアハウジング４ｂからなっており、その軸方向端面には吸入孔４１が、外周両肩部には、固定子２の第１コイルエンド群３１ａと第２コイルエンド群３１ｂのそれぞれの径方向外側に対応して冷却風の排出孔４２が設けられている。
【００１６】
整流器５は、固定子２から出力される交流電圧を直流に変換する整流作用を行っており、車両用交流発電機１の反プーリ側の端部に設けられている。
次に、固定子２の詳細について説明する。図２は、固定子２の部分的な断面図である。図３は、固定子鉄心３２に装着されるセグメント３３の模式的形状を示す斜視図である。図４は、固定子鉄心３２の周方向に沿った部分的な断面図である。
【００１７】
固定子２は、電機子として作用し、固定子鉄心３２と、固定子鉄心３２に形成された複数のスロット３５内に配置された複数の電気導体としてのセグメント３３によって構成された固定子巻線３１と、固定子鉄心３２と固定子巻線３１との間を電気絶縁するインシュレータ３４とを備えている。
【００１８】
図２に示すように、固定子鉄心３２には、多相の固定子巻線３１を構成する電気導体を収容できるように、内径側に開口を有する複数のスロット３５が形成されている。本実施形態では、回転子３の磁極数に対応して、三相の固定子巻線３１を収容するために、３６個のスロット３５が、等間隔に配置されている。
【００１９】
また、図４に示すように、固定子鉄心３２の一方の軸方向端面近傍には、各スロット３５の周方向幅を端面に近づくにしたがって大きくしたスロット開口形成部３６が形成されている。このスロット開口形成部３６は、所定の曲面形状を有し、各スロット３５に挿入された電気導体の端部を捻った際のならい面が形成されている。スロット開口形成部３６の詳細については後述する。
【００２０】
固定子鉄心３２のスロット３５に装備された固定子巻線３１は、１本１本の電気導体として把握することができ、複数のスロット３５のそれぞれの中には、偶数本（本実施形態では４本）の電気導体が収容されている。また、一のスロット３５内の４本の電気導体は、固定子鉄心３２の径方向に関して内側から内端層、内中層、外中層、外端層の順で一列に配列されている。これらの電気導体には、絶縁被膜３７として、ポリアミドイミド等の被膜材が塗布されている。
【００２１】
これら電気導体が所定のパターンで接続されることにより、固定子巻線３１が形成される。なお、本実施形態では、スロット３５内の電気導体は、第１コイルエンド群３１ａ側においては、連続線を配置することにより一端が接続され、また、第２コイルエンド群３１ｂ側においては、他端を接合することにより接続される。
【００２２】
各スロット３５内の１本の電気導体は、所定の磁極ピッチ離れた他のスロット３５内の１本の他の電気導体と対をなしている。特に、コイルエンド部における複数の電気導体間の隙間を確保し、整列して配置するために、一のスロット３５内の所定の層の電気導体は、所定の磁極ピッチ離れた他のスロット３５内の他の層の電気導体と対をなしている。
【００２３】
例えば、一のスロット内の内端層の電気導体３３１ａは、固定子鉄心３２の時計回り方向に向けて１磁極ピッチ離れた他のスロット内の外端層の電気導体３３１ｂと対をなしている。同様に、一のスロット内の内中層の電気導体３３２ａは固定子鉄心３２の時計回り方向に向けて１磁極ピッチ離れた他のスロット内の外中層の電気導体３３２ｂと対をなしている。そして、これらの対をなす電気導体は、固定子鉄心３２の軸方向の一方の端部において連続線を用いることにより、ターン部３３１ｃ、３３２ｃを経由することで接続される。したがって、固定子鉄心３２の一方の端部においては、外中層の電気導体と内中層の電気導体とを接続する連続線を、外端層の電気導体と内端層の電気導体とを接続する連続線が囲むこととなる。このように、固定子鉄心３２の一方の端部においては、対をなす電気導体の接続部が、同じスロット内に収容された他の対をなす電気導体の接続部により囲まれる。外中層の電気導体と内中層の電気導体との接続により中層コイルエンドが形成され、外端層の電気導体と内端層の電気導体との接続により端層コイルエンドが形成される。
【００２４】
一方、一のスロット３５内の内中層の電気導体３３２ａは、固定子鉄心３２の時計回り方向に向けて１磁極ピッチ離れた他のスロット３５内の内端層の電気導体３３１ａ’とも対をなしている。同様に、一のスロット３５内の外端層の電気導体３３１ｂ’は、固定子鉄心３２の時計回り方向に向けて１磁極ピッチ離れた他のスロット３５内の外中層の電気導体３３２ｂと対をなしている。そして、これらの電気導体は固定子鉄心３２の軸方向の他方の端部において接合により接続される。
【００２５】
したがって、固定子鉄心３２の他方の端部においては、外端層の電気導体と外中層の電気導体とを接続する接合部と、内端層の電気導体と内中層の電気導体とを接続する接合部とが、径方向に並んでいる。外端層の電気導体と外中層の電気導体との接続、および内端層の電気導体と内中層の電気導体との接続により隣接層コイルエンドが形成される。
【００２６】
さらに、複数の電気導体は、ほぼ矩形断面（平角断面）をもった一定の太さの電気導体を所定形状に成形したＵ字状のセグメントにより提供される。図３に示すように、内端層の電気導体と外端層の電気導体とが、一連の電気導体をほぼＵ字状に成形してなる大セグメント３３１により提供される。また、内中層の電気導体と外中層の電気導体とが一連の電気導体をほぼＵ字状に成形してなる小セグメント３３２により提供される。
【００２７】
大セグメント３３１と小セグメント３３２とは基本セグメント３３を形成する。そして、基本セグメント３３を規則的にスロット３５に配置して、固定子鉄心３２の周りを２周するコイルが形成される。しかし、固定子巻線の引出線を構成するセグメントおよび１周めと２周めとを接続するターン部は基本セグメント３３とは形状の異なる異形セグメントで構成される。本実施形態の場合、異形セグメントの本数は３本となる。１周めと２周めとの接続は、端層と中層の接続となるが、この接続により異形コイルエンドが形成される。
【００２８】
固定子巻線３１の製造工程を以下に説明する。
（挿入工程）基本セグメント３３は、Ｕ字状の小セグメント３３２のターン部３３２ｃをＵ字状の大セグメント３３１のターン部３３１ｃが囲むように揃えられ、固定子鉄心３２の軸方向側面の一方側から挿入される。その際、大セグメント３３１の一方の電気導体３３１ａは固定子鉄心３２の一のスロット３５の内端層に、小セグメント３３２の一方の電気導体３３２ａは一のスロット３５の内中層に、そして、大セグメント３３１の他方の電気導体３３１ｂは固定子鉄心３２の一のスロット３５から時計方向に１磁極ピッチ離れた他のスロット３５の外端層に、小セグメント３３２の他方の電気導体３３２ｂも他のスロット３５の外中層に挿入される。
【００２９】
その結果、図２に示すように一のスロット３５には内端層側から、上述した電気導体３３１ａ、３３２ａ、３３２ｂ’、３３１ｂ’が一列に配置される。ここで、電気導体３３２ｂ’、３３１ｂ’は、１磁極ピッチずれた他のスロット３５内の電気導体と対をなしている大小のセグメントの直線部をなす電気導体である。
【００３０】
（折り曲げ工程）挿入後、第２コイルエンド群３１ｂにおいて、端層側に位置している電気導体３３１ａ、３３１ｂは、大セグメント３３１が開く方向に接合部３３１ｄ、３３１ｅが半磁極ピッチ分（本実施形態では１．５スロット分）捻られて折り曲げられる。そして、中層に位置している電気導体３３２ａ、３３２ｂは、小セグメント３３２が閉じる方向に接合部３３２ｄ、３３２ｅが半磁極ピッチ分捻られて折り曲げられる。その結果、第２コイルエンド群３１ｂにおいては、径方向に隣接する電気導体は周方向の逆向きに傾斜する。以上の動作が、全てのスロット３５のセグメント３３について行われる。
【００３１】
（接合工程）そして、第２コイルエンド群３１ｂにおいて、外端層の接合部３３１ｅ’  と外中層の接合部３３２ｅ、並びに内中層の接合部３３２ｄと内端層の接合部３３１ｄ’  とが、溶接、超音波溶着、アーク溶接、ろう付け等の手段によって電気的導通を得るように接合され、図５に示すようなコイルエンド部を有する固定子２が得られる。
【００３２】
次に、上述した折り曲げ工程の詳細について説明する。
図６は、折り曲げ工程においてセグメント３３の端部側を捻る捻り装置の断面図である。図６に示す本実施形態の捻り装置２００は、ワーク受け２０２、クランパ２０４、ワーク押さえ２０６、曲げ部材２０８、捻り整形部２１０、昇降用シャフト２１２、回転駆動機構２２０、２２２、２２４、２２６、昇降駆動機構２２８、コントローラ２３０を備えている。
【００３３】
ワーク受け２０２は、固定子鉄心３２の外周部を受けて固定する。クランパ２０４は、固定子鉄心３２の径方向の動きを規制して固定子鉄心３２を保持する。ワーク押さえ２０６は、固定子鉄心３２の浮き上がりを防止する。曲げ部材２０８は、セグメント３３を捻る際にその根元近傍に挿入することにより、曲げが生じる部分を所定形状に整形するためのものである。
【００３４】
捻り整形部２１０は、固定子鉄心３２の一端から突き出たセグメント３３の直線部を捻るためのものである。昇降用シャフト２１２は、捻り整形部２１０を軸方向に駆動する。回転駆動機構２２０、２２２、２２４、２２６は、捻り整形部２１０を周方向に回転駆動する。昇降駆動機構２２８は、昇降用シャフト２１２を軸方向に移動する。コントローラ２３０は、回転駆動機構２２０、２２２、２２４、２２６および昇降駆動機構２２８の動作を制御する。
【００３５】
図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図であり、捻り整形部２１０の横断面形状が示されている。捻り整形部２１０は、同心状に配置された４つの円筒状の捻り治具２４０、２４２、２４４、２４６がそれらの先端面を揃えて配置されている。各捻り治具２４０、２４２、２４４、２４６は、回転駆動機構２２０、２２２、２２４、２２６によって周方向に独立に回転可能となっている。また、４つの捻り治具２４０、２４２、２４４、２４６は、昇降駆動機構２２８によって昇降用シャフト２１２を昇降することにより、周方向への回転と同時に昇降可能になっている。
【００３６】
図７に示すように、各捻り治具２４０、２４２、２４４、２４６の先端面には、セグメント３３の端部が挿入されて保持される挿入部２４１、２４３、２４５、２４７が設けられている。これらの挿入部２４１、２４３、２４５、２４７は、固定子鉄心３２に形成されたスロット３５と等しい数だけ、各捻り治具２４０、２４２、２４４、２４６の周方向に並べて形成されている。
【００３７】
次に、捻り装置２００の動作について説明する。スロット３５内にセグメント３３が挿入された固定子鉄心３２は、ワーク受け２０２にセットされる。そして、固定子鉄心３２の外周部がクランパ２０４によって固定される。その後、ワーク押さえ２０６で固定子鉄心３２の上部および大セグメント３３１のターン部３３１ｃを押さえることにより、固定子鉄心３２およびセグメント３３の上下方向の動きを規制する。また、この状態で、周方向に並んだ各セグメント３３間に形成される隙間であって固定子鉄心３２の端面にほぼ接触する位置に、径方向外側から径方向内側に向けて曲げ部材２０８を挿入する。
【００３８】
図８は、セグメント３３の間に挿入される曲げ部材２０８を示す図であり、捻り治具２４０の周方向に沿った断面形状が示されている。また、図９は曲げ部材２０８とこれにほぼ接触するように配置される固定子鉄心３２の部分的な拡大断面図である。図１０は、曲げ部材２０８が挿入された状態をセグメントの端部側から見た図である。
【００３９】
曲げ部材２０８は、周方向に隣接するセグメント３３の間であって、固定子鉄心３２の端面にほぼ接触するように径方向に沿って延在する向きに挿入されている。曲げ部材２０８は、セグメント３３を捻る際に当接する部分が曲面形状のならい面を形成する串状の部材である。また、この曲げ部材２０８のならい面と、固定子鉄心３２の各スロット３５の軸方向端部近傍のスロット開口形成部３６のならい面とが連続した曲げ面形状を形成しており、セグメント３３は、折り曲げ工程において捻られるとこの曲げ面形状に沿って曲げられる。
【００４０】
図１１は、曲げ部材２０８と固定子鉄心３２のスロット開口形成部３６の詳細な断面形状を示す説明図である。なお、固定子鉄心３２および曲げ部材２０８の断面は周方向に沿って対称形状を有しているため、図１１ではこれらの半分に着目している。図１１に示すように、固定子鉄心３２のスロット３５の軸方向端部には、所定のＲ形状（曲面形状）を有するスロット開口形成部３６が形成されている。折り曲げ工程においてセグメント３３の捻りを開始すると、まず、このスロット開口形成部３６がならい面ｐとなって、セグメント３３がこのスロット開口形成部３６に沿って曲げられる。
【００４１】
また、曲げ部材２０８は、さらに曲げられたセグメント３３が当接する曲面形状のならい面Ｐ１と、このならい面Ｐ１に連続するとともにこのならい面Ｐ１よりも小さな半径を有する曲面Ｐ２とを有する。このならい面Ｐ１を同じ半径を維持しつつ延長すると、この延長した曲線（曲面）がスロット開口形成部３６のならい面ｐに接するようになっている。このように、スロット開口形成部３６のならい面ｐと曲げ部材２０８のならい面Ｐ１とが連続した曲げ面形状が形成されており、折り曲げ工程においてセグメント３３がこの曲げ面形状に沿って曲げられる。
【００４２】
このような断面形状を有する曲げ部材２０８が径方向外側から挿入された後、昇降用シャフト２１２によって捻り整形部２１０が上昇し、各捻り治具２４０、２４２、２４４、２４６に形成された挿入部２４１、２４３、２４５、２４７にセグメント３３の端部が挿入される。なお、挿入部２４１等には、図８に示すように、セグメント３３の端部であって、後の接合工程で接合部として使用される部分のみが挿入される。
【００４３】
次に、捻り整形部２１０は、回転駆動機構２２０〜２２６と昇降駆動機構２２８とによって、回転と同時に昇降される。なお、捻り整形部２１０の昇降は、捻り治具２４０〜２４６の全てが同時に行われる。また、捻り整形部２１０の回転については、図７に示す捻り治具２４０、２４４が時計回り方向に同じ角度だけ回転し、捻り治具２４２、２４６が反時計回り方向に同じ角度だけ回転する。
【００４４】
図１２は、捻り整形部２１０を回転させた状態を示す図であり、捻り治具２４０の周方向に沿った断面形状が示されている。図１１に示すように、固定子鉄心３２の各スロット開口形成部３６にＲ形状のならい面ｐを形成するとともに、固定子鉄心３２の端面に表面が曲面形状のならい面Ｐ１を有する曲げ部材２０８を配置しているため、図１２に示すように各捻り治具２４０〜２４６を回転させてセグメント３３を捻る際に、これら２種類のならい面ｐ、Ｐ１に沿ってセグメント３３がなだらかに折れ曲がるようになる。
【００４５】
その後、曲げ部材２０８が径方向外側に引き抜かれるとともに、捻り整形部２１０が昇降駆動機構２２８によって昇降用シャフト２１２とともに降下し、ワーク受け２０２とクランパ２０４による拘束が解除されて、接合工程前の固定子２が取り出される。
【００４６】
このように、本実施形態では、固定子鉄心３２の端面よりも内側のスロット開口形成部３６からセグメント３３を曲げることが可能になり、図１３に示すように、セグメント３３によって形成されるコイルエンド部の高さを低くすることができる。また、スロット開口形成部３６に形成されたならい面ｐと曲げ部材２０８に形成されたならい面Ｐ１の全体によって連続した曲げ面をなしており、この連続した曲げ面に沿ってセグメント３３が曲げられるため、セグメント３３の曲げ部に過度の応力が加わることがなく、絶縁皮膜３７の損傷を防止することが可能になる。
【００４７】
また、串状の曲げ部材２０８が固定子鉄心３２の端面に当接した状態で、セグメント３３がスロット開口形成部３６のならい面ｐと曲げ部材２０８のならい面Ｐ１とに沿って曲げられるため、固定子鉄心３２の端面から離れた位置でセグメント３３を曲げる場合に比べてコイルエンドの高さをさらに低くすることができる。また、曲げ部材２０８の一面が固定子鉄心３２の端面によって拘束されるため、曲げ部材２０８の位置決めが容易になる。
【００４８】
また、図１１に示したように、スロット開口形成部３６のならい面ｐは、スロット開口形成部３６に形成された曲面の一部であり、曲げ部材２０８のならい面Ｐ１は、曲げ部材２０８の表面に形成された曲面であり、これら２つのならい面ｐ、Ｐ１とが連続した曲げ面は、それぞれのならい面ｐ、Ｐ１よりも大きい曲面であるため、このような大きい曲面に沿って電気導体を曲げることができ、絶縁皮膜３７の損傷を防止して耐久性の向上を図ることが可能になる。
【００４９】
また、曲げ部材２０８のならい面Ｐ１を延長したときにスロット開口形成部３６のならい面Ｐ１に接する位置に曲げ部材２０８を配置することにより、セグメント３３を曲げる際に、スロット開口形成部３６および曲げ部材２０８の何れかに形成された角部にセグメント３３が当接することを防止することが可能になり、セグメント３３の一部に過度の応力が加わってその部分の絶縁皮膜３７を損傷する事態を確実に回避することができる。
【００５０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、セグメント３３を曲げたときに、曲げ部材２０８の曲面形状のならい面Ｐ１に当接させるようにしたが、曲げ部材の表面に平面部を形成し、この平面部に当接させるようにしてもよい。
【００５１】
図１４は、曲げ部材および固定子鉄心３２のスロット開口形成部の形状を変更した変形例を示す図であり、図１１に対応する詳細形状が示されている。
図１４に示すように、固定子鉄心３２のスロット３５の軸方向端部には、所定のＲ面（曲面形状）を有するスロット開口形成部３６Ａが形成されている。このスロット開口部３６Ａは、図１１に示したスロット開口部３６に比べると大きな半径を有する曲面形状に形成されている。折り曲げ工程においてセグメント３３の捻りを開始すると、まず、このスロット開口形成部３６Ａの全体がならい面ｐ’となって、セグメント３３がこのスロット開口形成部３６Ａに沿って曲げられる。
【００５２】
また、曲げ部材２０８Ａは、さらに曲げられたセグメント３３が当接する平面形状のならい面Ｐ３を有している。このならい面Ｐ３を延長すると、この延長した直線（平面）がスロット開口形成部３６Ａのならい面ｐ’に接するようになっている。このように、スロット開口形成部３６Ａ全体からなるならい面ｐ’と曲げ部材２０８Ａに形成された平面形状のならい面Ｐ３とが連続した曲げ面形状が形成されており、折り曲げ工程においてセグメント３３がこの大きな曲げ面形状に沿って曲げられる。したがって、絶縁皮膜３７の損傷を防止して耐久性の向上を図ることが可能になる。また、曲げ部材２０８Ａのならい面Ｐ３を平面とすることにより、曲げ部材の加工が容易になり、製造コストを低減することが可能になる。
【００５３】
さらに、図１４に示すように、スロット開口形成部３６Ａの全体をならい面ｐ’とすることにより、大きな半径を有する曲面形状のならい面ｐ’を用いることができるため、ならい面ｐ’の形成が容易になる。特に、スロット開口形成部の曲面形状の半径に対して薄い鉄板を積層して固定子鉄心３２を形成する場合であって、スロット開口形成部の曲面形状をプレスによる押圧によって形成する場合には、スロット開口形成部の曲面形状の半径を小さくしようとすると固定子鉄心３２の端面近傍の鉄板の端部に不要なばりが発生しやすくなることが知られている。このバリを放置すると、セグメント３３を曲げたときにインシュレータ３４を突き破って、セグメント３３と固定子鉄心３２との間の絶縁性を悪化させる原因になる。ところが、図１４に示すように、スロット開口形成部３６Ａの曲面形状の半径を大きく設定することができればこのようなバリの発生を押さえることができるため、良好な絶縁性を確保することが可能になる。
【００５４】
また、スプリングバックを考慮してセグメント３３の折り曲げ角度を所望の傾斜角度よりも多く設定した場合であっても、セグメント３３は、固定子鉄心３２の端面に形成された角部（図１４のＡ部）で折り曲げるのではなく、曲げ部材２０８Ａの角部（図１４のＢ部）で折り曲げることができる。すなわち、セグメント３３は、最初にスロット開口形成部３６Ａのならい面ｐ’（Ｒ面）にならって曲げられ、その後、曲げ部材２０８Ａのならい面Ｐ３に当接し、さらに、ならい面Ｐ３よりも固定子鉄心３２の端面から離れた位置に形成されるならい面（図１４ではＢ部よりも上側の面）にならって曲げられた後、スプリングバックでならい面Ｐ３に沿う位置まで戻って端部が接合される。したがって、固定子鉄心３２の端面の角部近傍でセグメント３３の絶縁皮膜３７が損傷することを回避することができ、セグメント３３と固定子鉄心３２との間の絶縁不良の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の車両用交流発電機の全体構成を示す断面図である。
【図２】固定子の部分的な断面図である。
【図３】固定子鉄心に装着されるセグメントの模式的形状を示す斜視図である。
【図４】固定子鉄心の周方向に沿った部分的な断面図である。
【図５】固定子巻線の部分的な斜視図である。
【図６】折り曲げ工程においてセグメントの端部側を捻る捻り装置の断面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】セグメントの間に挿入される曲げ部材を示す図である。
【図９】曲げ部材とこれにほぼ接触するように配置される固定子鉄心の部分的な拡大断面図である。
【図１０】曲げ部材が挿入された状態をセグメントの端部側から見た図である。
【図１１】曲げ部材と固定子鉄心のスロット開口形成部の詳細形状を示す拡大断面図である。
【図１２】捻り整形部を回転させた状態を示す図である。
【図１３】整形後の固定子巻線の形状を示す図である。
【図１４】曲げ部材および固定子鉄心のスロット開口形成部の形状を変更した変形例を示す図である。
【符号の説明】
２  固定子
３１  固定子巻線
３２  固定子鉄心
３３  セグメント
３４  インシュレータ
３５  スロット
３６、３６Ａ  スロット開口形成部
２００  捻り装置
２０２  ワーク受け
２０４  クランパ
２０６  ワーク押さえ
２０８  曲げ部材
２１０  捻り整形部
２１２  昇降用シャフト
【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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【図１４】
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