(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットが周方向に複数設けられた円筒状の固定子鉄心と、複数の導体線が上記スロットに装備され、上記固定子鉄心の端面上で異なる上記スロットから延出する複数の上記導体線の端部同士を接合して形成された固定子巻線とを有する回転電機の固定子において、
上記導体線は、先端から長さ方向に所定範囲にわたる端部の導体断面積が主部の導体断面積より小さく形成され、絶縁被膜が上記主部および上記主部近傍の上記端部の一部に被覆されており、
異なる上記スロットから延出する複数の上記導体線が上記端部を揃えて接合され、
上記導体線の端部は、導体断面積が上記主部から先端方向に連続して減少する断面積連続減少部と、導体断面積を一定に保って上記断面積連続減少部から先端方向に延びる断面積一定部とから構成されていることを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項２】
上記導体線の端部は、該端部近傍の上記主部に対して偏心しており、上記導体線の端部同士が互いに接近するように揃えられて接合されてい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】
上記導体線の端部同士が揃えられた時に、接合相手と反対側の上記導体線の端部の外周面が曲面形状に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の回転電機の固定子。
【請求項４】
上記導体線の端部が円形断面に形成されていることを特徴とする請求項３記載の回転電機の固定子。
【請求項５】
上記導体線の端部が略楕円断面に形成されていることを特徴とする請求項３記載の回転電機の固定子。
【請求項６】
上記導体線の端部の周方向両側面が径方向に沿った平面形状に形成されていることを特徴とする請求項３記載の回転電機の固定子。
【請求項７】
上記導体線の端部の周方向幅が上記主部の周方向幅と同等以下に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の回転電機の固定子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば車両用交流発電機等の回転電機の固定子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、様々な電気機器において、それぞれの用途に応じた各種の導体線が用いられており、用途によっては、導体線同士を接合して用いる場合がある。
このような場合、まず接合対象となる導体線の端部を揃えて配置し、端部に形成された絶縁被膜を除去する。ついで、絶縁被膜が除去された端部同士を接合し、その後接合部を含む絶縁被膜が除去された部分に対して新たな絶縁性樹脂を塗布して、導体線同士を接合していた。
しかしながら、このような接合方法では、接合対象となる導体線の先端全体を溶融させるため、接合に必要な熱量が多くなるという問題があった。また、接合時の入熱量が多くなると、導体線の端部近傍の温度が上昇し、絶縁被膜を劣化させ、絶縁性を悪化させるという問題もあった。
【０００３】
このような不具合を解決するために、接合対象となる導体線の端部を切り欠いて断面積を削減させて接合時の入熱量を低減させる導体線構造が、例えば特開２０００−１６４０４３号公報に提案されている。
【０００４】
図１９は例えば特開２０００−１６４０４３号公報に記載された従来の導体線の接合工程を説明する工程図である。
この従来の導体線の接合においては、まず接合対象となる２本の導体線１００を導入し、それぞれの導体線１００の端部周辺に形成された絶縁被膜１１６を除去する（工程１）。ついで、絶縁被膜１１６が除去された導体線１００の端部１１２に切り欠き加工を施し、切り欠き部１１４を形成する（工程２）。この導体線１００の端部１１２は、切り欠き部１１４によって円形断面のほぼ半分が切り取られた形状となっており、端部１１２につながった部位に比べて断面積がほぼ半分に減少している。ついで、２本の導体線１００が、切り欠き部１１４を外向きとして、端部１１２を揃えて平行に配置される。そして、例えばTIG（tungsten-inert-gas)溶接により端部１１２同士を溶接して接合する（工程３）。さらに、接合部１１８を含む絶縁被膜１１６が除去された範囲に新たに絶縁性樹脂１２０を塗布し（工程４）、２本の導体線１００の接合が終了する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の導体線構造は、以上のように、導体線１００の端部１１２に切り欠き加工を施して導体断面積を削減しているので、切り欠き部１１４の周縁部に位置する導体線１００の絶縁被膜が損傷してしまう。そこで、導体線１００の端部１１２同士を接合した後、接合部１１８を含めて広い範囲にわたって絶縁性樹脂１２０を塗布しなければならず、作業効率の悪化を招いてしまうとともに、絶縁性樹脂１２０の量が多くなり、導体線１００の接合部が膨らんでしまうという課題があった。
【０００６】
ついで、この従来構造の導体線を交流発電機の固定子１２１に適用した場合について述べる。
固定子１２１は、図２０に示されるように、固定子鉄心１２２と、導体線１２４を固定子鉄心１２２のスロット１２２ａに巻装して構成された固定子巻線１２３とを備えている。そして、固定子巻線１２３のコイルエンド群１２３ａは、固定子鉄心１２２の端面上に、２本の導体線１２４の端部同士を溶接し、さらに絶縁性樹脂１２０を塗布してなる接合部１２５が径方向に隣接して１列に２層に並び、２列となって周方向に配列されて構成されている。
ここで、導体線１２４の端部は上述の導体線１００と同様に切り欠き加工が施されているので、切り欠き部の周縁部の絶縁樹脂１１６が損傷しており、導体が露出している。また、導体線１２４の端部同士の接合部は、固定子鉄心１２２の端面上で径方向に近接して１列に並び、２列となって周方向に配列されている。従って、径方向に近接して並んでいる導体線１２４の端部同士の溶接部間の短絡が発生し易い。そして、溶接部間が短絡している状態で絶縁性樹脂１１６を塗布すれば、固定子１２１の歩留まりを低下させることになる。
そこで、絶縁性樹脂１１６の塗布工程に先だって、導体線１２４の端部同士の溶接部間の短絡検査工程を実施し、不合格品は短絡箇所の特定工程、さらには短絡している溶接部間を径方向に離反させる手作業による短絡直し工程を実施する必要がある。
そして、短絡箇所を特定することは極めて難しく、短絡直し工程は固定子の製造ラインを止めての手作業となり、生産性を著しく低下させるとともに、コストアップを招いてしまうという不具合があった。
さらに、絶縁性樹脂１２０を切り欠き部近傍の大断面積の部位にまで塗布する必要があるので、接合部１２５が膨らみ、径方向寸法および周方向寸法が大きくなり、固定子１２１の小型化が図れなくなるとともに、接合部１２５の多列化に適合できなくなるという不具合が発生してしまう。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するために、導体線の端部を塑性変形させることで絶縁被膜の損傷を抑えて端部断面積を削減し、接合時の入熱量を低減して優れた絶縁性を確保できるとともに、接合部間の短絡発生を構造的になくし従来必要であった手作業による短絡直し工程の省略を可能とし、生産性を向上でき、かつ、低コスト化を実現できる回転電機の固定子を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る回転電機の固定子は、スロットが周方向に複数設けられた円筒状の固定子鉄心と、複数の導体線が上記スロットに装備され、上記固定子鉄心の端面上で異なる上記スロットから延出する複数の上記導体線の端部同士を接合して形成された固定子巻線とを有する回転電機の固定子において、上記導体線は、先端から長さ方向に所定範囲にわたる端部の導体断面積が主部の導体断面積より小さく形成され、絶縁被膜が上記主部および上記主部近傍の上記端部の一部に被覆されており、異なる上記スロットから延出する複数の上記導体線が上記端部を揃えて接合され、上記導体線の端部は、導体断面積が上記主部から先端方向に連続して減少する断面積連続減少部と、導体断面積を一定に保って上記断面積連続減少部から先端方向に延びる断面積一定部とから構成されているものである。
【００１０】
また、上記導体線の端部は、該端部近傍の上記主部に対して偏心しており、上記導体線の端部同士が互いに接近するように揃えられて接合されているものである。
【００１１】
また、上記導体線の端部同士が揃えられた時に、接合相手と反対側の上記導体線の端部の外周面が曲面形状に形成されているものである。
【００１２】
また、上記導体線の端部が円形断面に形成されているものである。
【００１３】
また、上記導体線の端部が略楕円断面に形成されているものである。
【００１４】
また、上記導体線の端部の周方向両側面が径方向に沿った平面形状に形成されているものである。
【００１５】
また、上記導体線の端部の周方向幅が上記主部の周方向幅と同等以下に形成されているものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図について説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る接合用導体線の端部を示す斜視図、図２はこの発明の実施の形態１に係る接合用導体線の接合状態を示す斜視図である。図１において、接合用導体線１はエナメルなどの絶縁被膜２が被覆された断面円形の銅線材で作製され、先端から長さ方向に所定範囲にわたる端部１１がその導体断面積を連続的減少する先細り形状に形成されている。そして、絶縁被膜２は主部１０および主部１０近傍の端部１１の一部に一様に被覆されており、その先端部１１ａは銅線材が露出している。また、接合用導体線１の端部１１の断面中心が端部１１の近傍における主部１０の断面中心に対して外周側にシフトしている。
【００２６】
このように構成された２本の接合用導体線１は、図１に示されるように、端部１１を近接して揃えられ、例えばアーク溶接により端部同士を接合される。このように接合された接合用導体線１は、図２に示されるように、銅線材が露出している先端部１１ａが溶融一体化された接合部３により連結され、接合部３および端部１１の根元側が絶縁性樹脂４により覆われている。
【００２７】
この接合用導体線１は、先端から長さ方向に所定範囲にわたる端部１１がその導体断面積を連続的減少する先細り形状に形成され、その先端部１１ａを除いて絶縁被膜２が被覆されている。そこで、先端部１１ａの断面積が主部１０の断面積に比べて小さくなっているので、接合に必要な入熱量が低減される。
また、接合時の入熱量が少ないので、絶縁被膜２の損傷が抑えられる。また、端部１１が先細り形状に形成されているので、接合部３が接合された端部１１の近傍の主部１０に対して外側にはみ出ることもない。さらに、絶縁被膜２が端部１１の主部１０近傍の部位にまで被覆されているので、銅線材の露出部が端部１１の近傍の主部１０の外周縁部に対して内側に入り込んでいる。
そこで、接合用導体線１の接合部３が近接して配置されるような用途に適用しても、接合部３間の短絡や接合部３と銅線材の露出部との間の短絡が抑えられ、優れた絶縁性が確保される。
また、絶縁性を確実にするための絶縁性樹脂４は主部１０の端部１１近傍の部位まで覆うように設ける必要がない。即ち、先細り形状の端部１１の先端部１１ａおよびその近傍を覆うように絶縁性樹脂４を塗布すればよく、絶縁性樹脂４を含めた接合部全体の膨らみを小さく抑えることができる。そこで、接合用導体線１の接合部３が近接して配置されるような用途にも、適用することができる。
【００２８】
ついで、この接合用導体線１の製造方法について図３乃至図５を参照しつつ説明する。
成型用上型４には先細り形状の溝４ａが形成され、成型用下型５には先細り形状の溝５ａが形成されている。そして、図３の（ａ）、（ｂ）に示されるように、絶縁被膜２が被覆された円形断面の接合用導体線１を成型用上型４と下型５との間に配置する。ついで、上型４と下型５とにより接合用導体線１を加圧し、図４の（ａ）、（ｂ）に示されるように、接合用導体線１を溝４ａ、５ａの形状に塑性変形させる。その後、図５の（ａ）、（ｂ）に示されるように、上型４および下型５を離反させ、端部１１が先細り形状に塑性変形された接合用導体線１が得られる。
ついで、端部１１の先端側の絶縁被膜２を除去し、図１に示される接合用導体線１が製造される。
【００２９】
この製造方法によれば、接合用導体線１の先端１１が塑性変形されているので、先端１１に被覆されている絶縁被膜２の付着力が確保され、絶縁被膜２が損傷することなく先細り形状の端部１１が形成される。
【００３０】
つぎに、このように構成された接合用導体線１を回転電機の固定子に適用した場合について説明する。
図６はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の固定子に適用される導体線を示す模式的斜視図、図７はこの発明の実施の形態１に係る交流発電機の固定子を示す要部斜視図、図８はこの発明の実施の形態１に係る交流発電機の固定子の製造方法における溶接工程を説明する模式図、図９はこの発明の実施の形態１に係る交流発電機の固定子の製造方法における溶接工程を説明する模式図である。
【００３１】
図６において、固定子１５に適用される導体線２０は、接合用導体線１を折り曲げ加工して成形されたもので、ターン部２０ｂにより主部としての一対の直線部２０ａを連結してなる略Ｕ字状に成形されている。そして、導体線２０は、先端から長さ方向に所定範囲にわたる端部２０ｃがその導体断面積を連続的減少する先細り形状に形成されている。また、端部２０ｃの先端部２０ｄにおける絶縁被膜２が除去され、銅線材が露出している。さらに、端部２０ｃの断面中心が端部２０ｃの近傍の直線部２０ａにおける断面中心に対して外周側にシフトしている。なお、端部２０ｃの根元側には絶縁被膜２が残っている。
【００３２】
図７において、固定子１５を構成する固定子鉄心１６は、磁性鋼材を円筒状に形成されたもので、スロット１６ａが溝方向を軸方向とし、内周側に開口するようにして、周方向に所定ピッチで設けられている。また、固定子巻線１７はスロット１６ａに装備された複数の導体線２０の先端部２０ｄを接合して構成されている。
【００３３】
この固定子１５を組み立てるには、まず導体線２０が、固定子鉄心１６の一端側から３スロット毎のスロット１６ａの対に、２本づつ挿入される。ここで、説明の便宜上、スロット１６ａ内の位置を内周側から１番地乃至４番地とする。具体的には、３スロット離れたスロット１６ａの対には、１本の導体線２０が一方のスロット１６ａの１番地と、他方のスロット１６ａの２番地とに挿入され、もう１本の導体線２０が一方のスロット１６ａの３番地と、他方のスロット１６ａの４番地とに挿入される。これにより、各スロット１６ａ内には、４本の直線部２０ａがスロット深さ方向１列に並んで収納されている。
【００３４】
そして、全ての導体線２０が固定子鉄心１６に装備された後、１つのスロット１６ａの１番地から固定子鉄心１６の他端側に延出する導体線２０の端部側が外開き状に折り曲げられ、３スロット離れたスロット１６ａの２番地から固定子鉄心１６の他端側に延出する他の導体線２０の端部側が外開き状に折り曲げられる。そして、偏心している両者の端部２０ｃが、互いに接近するように径方向に重ねられる。さらに、１つのスロット１６ａの３番地から固定子鉄心１６の他端側に延出する導体線２０の端部側が外開き状に折り曲げられ、３スロット離れたスロット１６ａの４番地から固定子鉄心１６の他端側に延出する他の導体線２０の端部側が外開き状に折り曲げられる。そして、偏心している両者の端部２０ｃが、互いに接近するように径方向に重ねられる。
これにより、固定子鉄心１６の他端側においては、径方向に１列並んだ２対の端部２０ｃが周方向に配列されている。
【００３５】
ついで、図８に示すように、金属ブロック２３が径方向に並んだ２対の端部２０ｃ間に介装され、金属製の第１および第２の加圧治具２４、２５により各対の端部２０ｃを金属ブロック２３側に加圧する。これにより、各対の端部２０ｃは互いに密接し金属ブロック２３に押し当てられる。
そして、図９に示されるように、アーク発生用電源３０の出力端子が第１および第２の加圧治具２４、２５に接続され、トーチ３１を一対の端部２０ｃに近づけて、アーク発生用電源３０を入れる。これにより、トーチ３１と一対の端部２０ｃとの間にアーク３２が発生し、先端部２０ｄが加熱溶融され、接合される。この溶接手順を端部２０ｃの各対に施し、さらに絶縁性樹脂（図示せず）が接合部３を覆うように端部２０ｃに塗布されて固定子１５が作製される。
【００３６】
このように作製された固定子１５では、端部２０ｃ同士の接合部３が径方向に１列に２層に並び、周方向に２列となって配列されて、固定子巻線１７の他端側のコイルエンド群を構成している。
なお、図示していないが、固定子鉄心１６の一端側においては、導体線２０のターン部２０ｂが径方向に１列に２層に並んで、２列となって周方向に配列されて、固定子巻線１７の一端側のコイルエンド群を構成している。
【００３７】
このように構成された固定子１５においては、先端から長さ方向に所定範囲にわたる端部２０ｃがその導体断面積を連続的に減少する先細り形状に形成され、かつ、端部２０ｃの先端部２０ｄにおける絶縁被膜２が除去され、銅線材が露出している導体線２０を用いているので、接合時の入熱量が低減される。そして、導体線２０の先端部２０ｄ近傍の温度上昇が抑えられ、端部２０ｃ根元側の絶縁被膜２が劣化して絶縁性を損なうこともない。また、絶縁樹脂２は導体線２０の直線部２０ａおよび端部２０ｃ根元側を除いて除去されている。そこで、導体線２０の端部２０ｃ根元側が絶縁被膜２に覆われ、径方向に隣接する接合部３間の短絡が確実に防止される。
これにより、絶縁性樹脂の塗布工程に先だって実施される短絡検査工程において、導体線２０の端部２０ｃ同士の接合部３間の短絡が検知されることがなくなり、固定子の製造ラインから取り出して短絡箇所の特定作業や短絡している接合部間を径方向に離反させる手作業による短絡直し作業が省略されるので、固定子１５の生産性および歩留まりが著しく向上されるとともに、低コスト化が図られる。
【００３８】
また、導体線２０は、端部２０ｃの断面中心が端部２０ｃの近傍の直線部２０ａにおける断面中心に対して外周側にシフトしている。そして、端部２０ｃ同士が相手側に偏心しているように互いに接近させて径方向に揃えて接合しているので、溶接作業性が向上される。
また、導体線２０は、端部２０ｃの周方向幅が直線部２０ａの周方向幅と同等、もしくは狭く形成されているので、固定子鉄心１６のスロット１６ａへの導体線２０の挿入の自動化を実現できる。
【００３９】
また、固定子１５においては、接合部３が径方向に隣接して並んでいるが、端部２０ｃ根元側の絶縁被膜２の損傷がなく、かつ、接合部３の膨らみがないので、絶縁性樹脂を端部２０ｃ近傍の直線部２０ａにまで塗布する必要はない。そこで、接合部３を覆うように塗布される絶縁性樹脂の容積が少なくなり、コイルエンド群の径方向幅を狭くすることができ、固定子１５の小型化が実現できる。
また、近年、固定子１５には、接合部３の周方向隙間が狭くなる多スロット化が要求されているが、この場合においても、構造上導体線２０の接合部３同士が短絡しにくく、かつ、絶縁性樹脂を含めた接合部全体の容積が小さい構造となっているので、固定子１５の大型化をもたらすことなく、優れた絶縁性を確保できる。
【００４０】
また、金属ブロック２３が径方向に並んだ２対の端部２０ｃ間に介装され、金属製の第１の加圧治具２４により１対の端部２０ｃを金属ブロック２３に加圧して接合しているので、接合時、端部２０ｃ同士が密接した状態に保持される。そこで、接合時の溶融別れ不良が防止されるとともに、高い接合強度が得られる。また、端部２０ｃが円形断面に形成されているので、第１の加圧治具２４を端部２０ｃに押し当てるために径方向から挿入する際に、第１の加圧治具２４の向きが端部２０ｃの中心からずれていても、第１の加圧治具２４の先端部が端部２０ｃの外周面に案内されてスムーズに挿入される。さらに、第１の加圧治具２４の先端部がＶ字状に成形されているので、端部２０ｃの周方向の動きが規制され、安定した接合が可能となる。
また、端部２０ｃ同士が相手側に偏心しているように互いに接近させて径方向に揃えられているので、接合時の溶接別れ不良の発生がさらに抑えられる。
【００４１】
また、接合が非接触熱源であるアーク３２により行われているので、短時間で接合可能温度まで先端部２０ｄを昇温でき、絶縁被膜２の損傷を抑えることができる。
また、金属ブロック２３、第１および第２の加圧治具２４、２５は熱伝導のよい銅あるいは銅合金を用いることが望ましい。これにより、接合時の金属ブロック２３、第１および第２の加圧治具２４、２５の温度上昇が抑えられ、導体線２０と金属ブロック２３、第１および第２の加圧治具２４、２５との溶着が確実に防止される。
また、第１および第２の加圧治具２４、２５により各対の端部２０ｃを金属ブロック２３側に加圧し、アーク発生用電源３０の出力端子と第１および第２の加圧治具２４、２５とを電気的に接続して溶接している。そこで、溶接時に、図９に矢印で示されるように、電流ｉがアーク３２の径方向両側に流れる。これにより、電流ｉにより発生する磁界の影響が相殺され、アーク３２が該磁界により曲げられることがなく、溶接品質が安定する。
【００４２】
実施の形態２．
この実施の形態２では、図１０に示されるように、接合用導体線４０はエナメルなどの絶縁被膜２が被覆された断面円形の銅線材で作製され、先端から長さ方向に所定範囲にわたる端部４２がその導体断面積を連続的に減少する先細り形状に形成された断面積連続減少部４２ａと、導体断面積を一定に保って断面積連続減少部４２ａから先端方向に延びる断面積一定部４２ｂとから構成されている。そして、絶縁被膜２は主部４１および断面積連続減少部４２ａに一様に被覆されており、その断面積一定部４２ｂは銅線材が露出している。また、接合用導体線４０の端部４２の断面中心が端部４２の近傍における主部４１の断面中心に対して外周側にシフトしている。なお、この接合用導体線４０の端部４２も、上記実施の形態１と同様に塑性変形加工により形成されている。
そして、このように構成された２本の接合用導体線４０は、図１０に示されるように、端部４２を近接して揃えられ、例えばアーク溶接により端部同士を接合される。このように接合された接合用導体線４０は、図１１に示されるように、銅線材が露出している断面積一定部４２ｂが溶融一体化された接合部３により連結されている。
【００４３】
従って、この実施の形態２による接合用導体線４０においても、上記実施の形態１と同様の効果を有する。
この接合用導体線４０を固定子に適用した場合においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
また、この実施の形態２によれば、断面積一定部４２ｂを設けているので、溶接時に第１の加圧治具２４によるクランプがし易くなり、溶接品質が安定する。ここで、上記実施の形態２では、断面積一定部４２ｂは絶縁被膜２が除去されて銅線材が露出しているものとしているが、断面積一定部４２ｂの全体の絶縁被膜２を除去する必要はなく、例えば接合領域にかかる断面積一定部４２ｂの先端側のみ絶縁被膜２を除去するようにしてもよい。
【００４４】
実施の形態３．
上記実施の形態２では、接合用導体線４０はエナメルなどの絶縁被膜２が被覆された断面円形の銅線材で作製されているものとしているが、この実施の形態３では、図１２および図１３に示されるように、接合用導体線４０Ａはエナメルなどの絶縁被膜２が被覆された断面矩形の銅線材で作製されているものとしている。
従って、この実施の形態３においても、上記実施の形態２と同様の効果を奏する。
また、この実施の形態３によれば、接合用導体線４０Ａが断面矩形の銅線材を用いているので、固定子巻線に適用した場合、スロット内に収納される導体線の占積率を大きくでき、固定子の高出力化が図られる。
【００４５】
実施の形態４．
図１４はこの発明の実施の形態４に係る車両用交流発電機の固定子に適用される導体線を示す模式的上面図、図１５はこの発明の実施の形態４に係る交流発電機の固定子の製造方法における溶接工程を説明する模式図である。
この実施の形態４では、図１４に示されるように、導体線４３は、絶縁被膜２が被覆された矩形断面の銅線材を折り曲げ加工して略Ｕ字状に成形されたもので、予め先端から長さ方向に所定範囲にわたる端部４３ｂがその導体断面積を連続的に減少する先細り形状の円形断面に形成されている。また、端部４３ｂの先端部４３ｃにおける絶縁被膜２が除去され、銅線材が露出している。さらに、先端部４３ｃの断面中心が端部４３ｂの近傍の直線部４３ａにおける断面中心に対して一側にシフトしている。なお、端部４３ｂの根元側には絶縁被膜２が残っている。そして、端部４３ｂは、偏心方向を互いに近接させるように径方向に揃えられている。ここで、直線部４３ａ（主部）の幅ｔ１と先端部４３ｃの幅ｔ２との関係は、ｔ１≧ｔ２となっている。
そして、端部４３ｂ同士は、図１５に示されるように、フォーク形状の第１の加圧治具２４ａにより金属ブロック２３に加圧されて、接合される。
【００４６】
この実施の形態４によれば、導体線４３の端部４３ｂがその導体断面積を連続的に減少する先細り形状に形成されているので、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
また、直線部４３ａ（主部）の幅ｔ１と先端部４３ｃの幅ｔ２との関係が、ｔ１≧ｔ２となっているので、曲げ加工機において曲げ治具への導体線の自動挿入が可能となる。
また、先端部４３ｃが円形断面に形成されているので、第１の加圧治具２４ａを径方向から挿入する際に、第１の加圧治具２４ａの方向が先端部４３ｃの中心からずれていても、先端部４３ｃの円形の外周面形状に沿ってスムーズに挿入される。
また、第１の加圧治具２４ａがフォーク形状に形成されているので、先端部４３ｃ同士の周方向の動きを確実に規制することができ、溶接品質が安定する。
また、導体線４３が矩形断面を有しているので、スロットへの導体線の占積率を大きくできる。
【００４７】
実施の形態５．
この実施の形態５では、図１６に示されるように、導体線４３Ａの先端部４３ｃが楕円断面を有するように形成されている。また、直線部４３ａ（主部）の幅ｔ１と先端部４３ｃの幅ｔ３との関係は、ｔ１≧ｔ３となっている。なお、他の構成は上記実施の形態４と同様に構成されている。
従って、この実施の形態５においても、上記実施の形態４と同様の効果を奏する。
また、この実施の形態５によれば、先端部４３ｃが断面楕円形に形成されているので、先端部４３ｃが断面円形に形成されている上記実施の形態４に比べて、第１の加圧治具の挿入抵抗が小さくなり、治具の摩耗を抑えることができる。
【００４８】
実施の形態６．
この実施の形態６では、図１７に示されるように、導体線４３Ｂの先端部４３ｃは、その断面の周方向両側面が径方向に沿った平面に形成され、接合相手側と反対側の外周面が曲面に形成されている。また、直線部４３ａ（主部）の幅ｔ１と先端部４３ｃの幅ｔ４との関係は、ｔ１≧ｔ４となっている。なお、他の構成は上記実施の形態４と同様に構成されている。
従って、この実施の形態６においても、上記実施の形態４と同様の効果を奏する。
また、この実施の形態６によれば、先端部４３ｃの断面の周方向両側面が径方向に沿った平面に形成されているので、接合する両先端部４３ｃを囲繞するように第１の加圧治具２４ａを挿入できる。これにより、両先端部４３ｃを確実に、安定してクランプでき、溶接品質が一層安定される。
【００４９】
実施の形態７．
この実施の形態７では、図１８に示されるように、接合用導体線４０Ｂの断面積一定部４２ｂの先端側が曲面の段差４４によってさらに外周側にシフトされている。なお、他の構成は上記実施の形態２と同様に構成されている。
従って、この実施の形態７においても、上記実施の形態２と同様の効果を奏する。
また、この実施の形態７によれば、接合用導体線４０Ｂの断面積一定部４２ｂの先端側が曲面の段差４４によってさらに外周側にシフトされているので、接合時に端部４２を径方向に揃えた際に、断面積一定部４２ｂの先端側間に隙間が生じないように互いに密接される。これにより、接合時の溶融別れ不良が確実に防止される。
【００５０】
なお、上記各実施の形態では、導体線として銅線材を用いるものとしているが、導体線は銅線材に限定されるものではなく、例えばアルミ線材を用いても良い。
また、上記各実施の形態では、非接触熱源としてアークを用いるものとしているが、非接触熱源はアークに限定されるものではなく、例えばプラズマ、レーザ、電子ビームを用いても良い。
また、上記各実施の形態では、車両用交流発電機の固定子に適用するものとして説明しているが、本発明は他の交流発電機や電動機に適用しても、同様の効果が得られる。
また、上記各実施の形態では、略Ｕ字状の成形された導体線をスロットに挿入し、導体線の端部同士を接合して固定子巻線を構成するものとして説明しているが、本発明は、連続線からなる導体線をスロットに巻装し、導体線の端部同士を接合して固定子巻線を構成する場合に適用しても、同様の効果が得られる。
また、上記各実施の形態では、スロットに挿入された導体線の端部同士を径方向に揃えて接合するものとしているが、この発明は、スロットに挿入された導体線の端部同士を周方向に揃えて接合するものや、スロットに挿入された導体線の端部同士を周方向にずらして径方向に揃えて接合するものに適用してもよい。
また、上記各実施の形態では、固定子鉄心の端面上で異なるスロットから延出する２本の導体線の端部同士を接合するものとしているが、本発明は、異なるスロットから延出する３本以上の導体線の端部同士を接合するもの、例えば固定子巻線の各相の巻線を交流結線する際の中性点の結線に適用してもよい。
【００５１】
【発明の効果】
この発明は、以上のように構成されているので、以下に記載されているような効果を奏する。
【００５２】
この発明によれば、スロットが周方向に複数設けられた円筒状の固定子鉄心と、複数の導体線が上記スロットに装備され、上記固定子鉄心の端面上で異なる上記スロットから延出する複数の上記導体線の端部同士を接合して形成された固定子巻線とを有する回転電機の固定子において、上記導体線は、先端から長さ方向に所定範囲にわたる端部の導体断面積が主部の導体断面積より小さく形成され、絶縁被膜が上記主部および上記主部近傍の上記端部の一部に被覆されており、異なる上記スロットから延出する複数の上記導体線が上記端部を揃えて接合されているので、接合部間の短絡が確実に防止され、絶縁性樹脂の塗布工程に先立って手作業による接合部間を離反させる短絡直し作業が不要となり、かつ、絶縁性樹脂を含めた接合部全体の容積が小さくなり、高い生産性、低コスト、かつ、小型化が図られる回転電機の固定子が得られる。
【００５３】
また、上記導体線の端部は、導体断面積が上記主部から先端方向に連続して減少する断面積連続減少部と、導体断面積を一定に保って上記断面積連続減少部から先端方向に延びる断面積一定部とから構成されているので、接合時に導体線の端部を治具でクランプしやすくなり、溶接品質が安定するとともに、導体線の変形時に断面積連続減少部における絶縁被膜の付着力が確保され、隣接する導体線間での短絡が防止される。
【００５４】
また、上記導体線の端部は、該端部近傍の上記主部に対して偏心しており、上記導体線の端部同士が互いに接近するように揃えられて接合されているので、接合する導体線の端部間の隙間が狭くなり、端部同士が溶融状態で分かれて接合不良となることが防止されるとともに、接合する導体線の端部同士とこれに隣接する導体線との間の隙間が確保され、隣接する導体線を巻き込んで接合されることも防止される。
【００５５】
また、上記導体線の端部同士が揃えられた時に、接合相手と反対側の上記導体線の端部の外周面が曲面形状に形成されているので、接合時導体線の端部を加圧するために当てられる治具の挿入がスムーズとなる。
【００５６】
また、上記導体線の端部が円形断面に形成されているので、接合時に治具の挿入方向が端部の中心からずれても円形の外周面に案内されてスムーズに挿入できる。
【００５７】
また、上記導体線の端部が略楕円断面に形成されているので、治具の挿入抵抗が小さく、治具の摩耗を抑えることができる。
【００５８】
また、上記導体線の端部の周方向両側面が径方向に沿った平面形状に形成されているので、接合時、治具により導体線の端部同士を確実に安定してクランプすることができる。
【００５９】
また、上記導体線の端部の周方向幅が上記主部の周方向幅と同等以下に形成されているので、スロットへの導体線の自動挿入が可能となる。
【００６０】
また、この発明によれば、スロットが周方向に複数設けられた円筒状の固定子鉄心と、先端から長さ方向に所定範囲にわたる端部の導体断面積が主部の導体断面積より小さく形成され、かつ、絶縁被膜が上記主部および上記主部近傍の上記端部の一部に被覆されている複数の導体線が上記スロットに装備され、上記固定子鉄心の端面上で異なる上記スロットから延出する複数の上記導体線の端部同士を揃えて接合して形成された固定子巻線とを有する回転電機の固定子の製造方法において、揃えられた上記導体線の端部の対とこれに隣接する上記導体線との間に金属ブロックを介装し、第１の加圧治具により揃えられた上記導体線の端部の対を上記金属ブロックに押圧しつつ、上記導体線の端部の対を接合するので、接合時に、接合する導体線の端部間が密接状態に確保され、端部同士が溶融状態で分かれることが防止され、導体線の端部同士を高い接合強度で確実に接合できる回転電機の固定子の製造方法が得られる。
【００６１】
また、上記金属ブロックは銅もしくは銅合金で作製されているので、接合時の金属ブロックの温度が低く抑えられ、接合される端部と金属ブロックとの溶着が防止される。
【００６２】
また、揃えられた上記導体線の端部の対の周方向を拘束して接合するので、加圧力が大きくなっても端部同士の並びが崩れず、接合不良を防止することができる。
【００６３】
また、上記導体線の端部の対を非接触熱源により加熱して接合するので、短時間で端部を接合可能温度まで昇温でき、接合時の絶縁被膜の損傷を抑えることができる。
【００６４】
また、非接触加熱源がアークもしくはプラズマであり、上記第１の加圧治具は金属製であり、上記第１の加圧治具により揃えられた上記導体線の端部の対を上記金属ブロックに押圧するとともに、金属製の第２の加圧治具により上記導体線の端部の対に隣接する上記導体線を上記金属ブロックに押圧し、さらに上記非接触加熱源の発生用電源の出力端子を上記第１および第２の加圧治具に接続して上記導体線の端部の対を接合するので、接合のために流れる電流により発生する磁界の影響でアークやプラズマが曲げられることがなく、接合品質が安定する。
【００６５】
また、この発明に係る回転電機の固定子の製造方法は、スロットが周方向に複数設けられた円筒状の固定子鉄心と、先端から長さ方向に所定範囲にわたる端部の導体断面積が主部の導体断面積より小さく形成され、かつ、絶縁被膜が上記主部および上記主部近傍の上記端部の一部に被覆されている複数の導体線が上記スロットに装備され、上記固定子鉄心の端面上で異なる上記スロットから延出する複数の上記導体線の端部同士を揃えて接合して形成された固定子巻線とを有する回転電機の固定子の製造方法において、上記絶縁被膜が全面に被覆された導体線材の先端から長さ方向に所定範囲にわって塑性変形させて、端部の導体断面積を主部の導体断面積より小さくする工程と、上記主部近傍の上記端部の一部に上記絶縁被膜が残るように該端部の該絶縁被膜を除去して、上記導体線を作製する工程とを有するので、導体断面積を小さくされた端部における絶縁被膜の付着性が確保され、絶縁被膜の損傷を抑制でき、接合部同士の短絡が確実に防止できる回転電機の固定子の製造方法が得られる。
【００６６】
また、この発明によれば、先端から長さ方向に所定範囲にわたる端部の導体断面積が主部の導体断面積より小さく形成され、絶縁被膜が上記主部および上記主部近傍の上記端部の一部に被覆されているので、接合に必要な熱量が少なくなり、接合時の絶縁被膜の劣化が抑えられ、優れた絶縁性の接合構造を実現できる接合用導体線が得られる。
【００６７】
また、上記端部は、導体断面積が上記主部から先端方向に連続して減少する断面積連続減少部と、導体断面積を一定に保って上記断面積連続減少部から先端方向に延びる断面積一定部とから構成されているので、接合時のクランプが容易となり、安定した接合が実現できる。
【００６８】
また、この発明によれば、絶縁被膜が被覆された導体線の先端から長さ方向に所定範囲にわって塑性変形させて、端部の導体断面積を主部の導体断面積より小さくする工程と、上記主部近傍の上記端部の一部に上記絶縁被膜が残るように該端部の該絶縁被膜を除去する工程とを有するので、導体断面積を小さくされた端部における絶縁被膜の付着性が確保され、絶縁被膜の損傷を抑制できる接合用導体線の製造方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１に係る接合用導体線の端部を示す斜視図である。
【図２】  この発明の実施の形態１に係る接合用導体線の接合状態を示す斜視図である。
【図３】  この発明の実施の形態１に係る接合用導体線の製造方法を説明する模式図である。
【図４】  この発明の実施の形態１に係る接合用導体線の製造方法を説明する模式図である。
【図５】  この発明の実施の形態１に係る接合用導体線の製造方法を説明する模式図である。
【図６】  この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機の固定子に適用される導体線を示す模式的斜視図である。
【図７】  この発明の実施の形態１に係る交流発電機の固定子を示す要部斜視図である。
【図８】  この発明の実施の形態１に係る交流発電機の固定子の製造方法における溶接工程を説明する模式図である。
【図９】  この発明の実施の形態１に係る交流発電機の固定子の製造方法における溶接工程を説明する模式図である。
【図１０】  この発明の実施の形態２に係る接合用導体線の端部を示す斜視図である。
【図１１】  この発明の実施の形態２に係る接合用導体線の接合状態を示す斜視図である。
【図１２】  この発明の実施の形態３に係る接合用導体線の端部を示す斜視図である。
【図１３】  この発明の実施の形態３に係る接合用導体線の接合状態を示す斜視図である。
【図１４】  この発明の実施の形態４に係る車両用交流発電機の固定子に適用される導体線を示す模式的上面図である。
【図１５】  この発明の実施の形態４に係る交流発電機の固定子の製造方法における溶接工程を説明する模式図である。
【図１６】  この発明の実施の形態５に係る車両用交流発電機の固定子に適用される導体線を示す模式的上面図である。
【図１７】  この発明の実施の形態６に係る車両用交流発電機の固定子に適用される導体線を示す模式的上面図である。
【図１８】  この発明の実施の形態７に係る接合用導体線の接合状態を示す斜視図である。
【図１９】  従来の接合用導体線の接合工程を説明する工程図である。
【図２０】  従来の車両用交流発電機の固定子を示す要部斜視図である。
【符号の説明】
１  接合用導体線、２  絶縁被膜、１１  端部、１２  主部、  １５  固定子、１６  固定子鉄心、１６ａ  スロット、１７  固定子巻線、２０  導体線、２０ａ  直線部（主部）、２０ｃ  端部、２３  金属ブロック、２４、２４ａ  第１の加圧治具、２５  第２の加圧治具、３０  アーク発生用電源、３２  アーク（非接触熱源）、４０、４０Ａ、４０Ｂ  接合用導体線、４１  主部、４２  端部、４２ａ  断面積連続減少部、４２ｂ  断面積一定部、４３、４３Ａ、４３Ｂ導体線、４３ａ  直線部（主部）、４３ｂ  端部。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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