(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスロットを持つ固定子鉄心と、前記スロット内において互いに電気的に絶縁されて径方向に配列収納され且つ前記スロット外へ延び出す端部が互いに溶接により接合されてコイルエンドを形成する複数の電気導体を接続してなる多相の固定子巻線とを有する車両用回転電機の固定子において、
前記コイルエンドにおける一の電気導体は、径方向に隣接する他の電気導体と１箇所以上で交差するように配置され、そのいずれかの交差部における前記他の電気導体に対向する側面に、前記一の電気導体の溶接接合される端部に向かって深さが増大する径方向の凹部を形成したことを特徴とする車両用回転電機の固定子。
【請求項２】
複数のスロットを持つ固定子鉄心と、前記スロット内において互いに電気的に絶縁されて径方向に配列収納され且つ前記スロット外へ延び出す端部が互いに溶接により接合されてコイルエンドを形成する複数の電気導体を接続してなる多相の固定子巻線とを有する車両用回転電機の固定子において、
前記コイルエンドにおける一の電気導体は、捻れが生じた状態で前記固定子鉄心に取り付けられ且つその捻れ部において径方向に隣接する他の電気導体と１箇所以上で交差するように配置されるとともに、そのいずれかの交差部における前記他の電気導体に対向する側面に、径方向の凹部を形成したことを特徴とする車両用回転電機の固定子。
【請求項３】
前記交差部では、前記一の電気導体の側面と前記他の電気導体の側面とが傾斜状態で対向しており、その傾斜状態で対向する側面に径方向の凹部を形成したことを特徴とする請求項２に記載の車両用回転電機の固定子。
【請求項４】
前記交差部において、前記捻れ部は、前記一の電気導体の側面が前記他の電気導体の側面と略平行に対向するように前記捻れ部とは逆方向に捻られ、前記略平行に対向する側面に径方向の凹部を形成したことを特徴とする請求項２に記載の車両用回転電機の固定子。
【請求項５】
複数のスロットを持つ固定子鉄心と、前記スロット内において互いに電気的に絶縁されて配列収納され且つ前記スロット外へ延び出す端部が互いに溶接により接合されてコイルエンドを形成する複数の電気導体を接続してなる多相の固定子巻線とを有する車両用回転電機の固定子において、
前記コイルエンドにおける一の電気導体は、径方向に隣接する他の電気導体との溶接接合面を有する端部に、前記他の電気導体の溶接接合面側へ突出する凸部が形成されていることを特徴とする車両用回転電機の固定子。
【請求項６】
前記凸部は、前記端部を前記他の電気導体の溶接接合面側へオフセットしたものであることを特徴とする請求項５に記載の車両用回転電機の固定子。
【請求項７】
前記凸部は、前記端部を前記他の電気導体の溶接接合面側へ曲げたものであることを特徴とする請求項５に記載の車両用回転電機の固定子。
【請求項８】
複数のスロットを持つ固定子鉄心と、前記スロット内において互いに電気的に絶縁されて径方向に配列収納され且つ前記スロット外へ延び出す端部が互いに溶接により接合されてコイルエンドを形成する複数の電気導体を接続してなる多相の固定子巻線とを有する車両用回転電機の固定子において、
前記スロット内の少なくとも一つの層に配置された一の電気導体は、前記コイルエンドにおいて径方向に隣接する他の電気導体との溶接接合面を有する端部に凸部が形成され、
前記スロット内の他の少なくとも一つの層に配置された一の電気導体は、前記コイルエンドにおいて径方向に隣接する他の電気導体と１箇所以上で交差するとともに、そのいずれかの交差部における前記他の電気導体に対向する側面に径方向の凹部を形成したことを特徴とする車両用回転電機の固定子。
【請求項９】
前記少なくとも一つの層は、前記スロット内の最外周側若しくは最内周側の層であり、前記他の少なくとも一つの層は、前記スロット内の最外周側及び最内周側以外の層であることを特徴とする請求項８に記載の車両用回転電機の固定子。
【請求項１０】
複数のスロットを持つ固定子鉄心と、前記スロット内において互いに電気的に絶縁されて配列収納され且つ前記スロット外へ延び出す端部が互いに溶接により接合されてコイルエンドを形成する複数の電気導体を接続してなる多相の固定子巻線とを有する車両用回転電機の固定子の製造方法であって、
前記各電気導体の側面に、径方向の凹部をプレス加工により形成する凹部形成工程と、
前記スロット内に前記複数の電気導体を径方向に隣接するように挿入する挿入工程と、
前記各電気導体と径方向に隣接する他の電気導体とを互いに異なる周方向へ所定の磁極ピッチ分それぞれ傾斜させるとともに、前記各電気導体及び前記他の電気導体のそれぞれの側面に形成された凹部を互いに対向させつつ交差させる傾斜工程と、
前記各電気導体の端部を径方向に隣接する他の電気導体の端部にそれぞれ溶接接合する溶接接合工程と、
を備えたことを特徴とする車両用回転電機の固定子の製造方法。
【請求項１１】
前記凹部形成工程は、前記各電気導体の溶接接合される端部に向かって深さが増大するようにプレス加工を施すことを特徴とする請求項１０に記載の車両用回転電機の固定子の製造方法。
【請求項１２】
前記傾斜工程は、前記各電気導体の溶接接合される端部をクランプして捻れを生じさせながら傾斜させ、前記各電気導体と径方向に隣接する他の電気導体との交差部において前記捻れとは逆方向に捻れを加えることにより前記凹部を前記他の電気導体の凹部と略平行に対向させる工程を更に含むことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の車両用回転電機の固定子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗用車、トラック等に搭載される車両用回転電機に関し、例えば、交流発電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両走行抵抗の低減のためのスラントノーズ化や、車室内居住空間の確保のニーズからエンジンルームが近年ますます狭小化する中で、車両用交流発電機の搭載スペースに余裕がなくなってきている。 一方、燃費向上のためエンジン回転は下げられ車両用交流発電機の回転も下がっている。しかしその一方で、安全制御機器等の電気負荷の増加が求められ、ますます発電能力の向上が求められている。即ち小型で高出力の車両用交流発電機を安価に提供することが求められている。
【０００３】
また車外騒音低減の社会的要請や、車室内静粛性向上による商品性向上の狙いから近年ますますエンジン騒音が低下してきており、比較的高速で回転する補機、とりわけ車両用交流発電機のファン騒音や、磁気的騒音が耳につきやすい状況となってきた。従来、車両用交流発電機に一般的に用いられている固定子巻線は、連続線を固定子鉄心に装着する構成が採用されており、かかる固定子巻線の構成の下で、上記のような小型、高出力、低騒音といった要求に応えるべく種々の改良が提案されている。
【０００４】
例えば、特開昭５４−６６４０６号公報に開示されるように、固定子のスロット外において固定子巻線のコイルエンドが交差して長くなってしまうことを防止するために、集中巻線を外層から順に挿入していく技術がある。
【０００５】
しかし、コイルエンドは外層から内層へと順にスロットへ挿入されることで交差がなくなるものの、スロット内に於いても外層は外側に、内層は内側にそれぞれ配置されるため、スロット内にデッドスペースが生じてしまうという問題があった。逆に、デッドスペースが生じないだけのコイルを巻き込もうとすると、結局、スロット内からコイルエンドの間で、各層が交差してしまうという問題があった。
【０００６】
このようなコイルエンド及びスロット内において巻線相互間の交差を回避するという課題に対しては、例えば、特許第２９２７２８８号公報に開示されるように、固定子巻線のスロット内における占積率を向上させ、その一方でスロット外においては、回転子との協働により高い冷却性を確保するために複数の導体セグメントにより構成された固定子巻線を採用した技術がある。この構成のものでは、固定子の巻線は複数の導体セグメントの端部どうしが溶接により接合されているのであるが、溶接の際に接合部が高温となり、熱伝導により接合部近傍も高温となる。この時、接合部近傍の絶縁被膜は、熱ストレスにより劣化し、導体への被膜の固着力が低下して、剥離、亀裂が生じやすくなる。そして、被膜に剥離・亀裂が生じた場合、その部分で隣接する導体セグメントどうしが交差して短絡する危険がある。また、車両振動時等にコイルエンドの接合部近傍において導体セグメントどうしが接触すると、摩擦や接触時の衝撃等により絶縁被膜が損傷しやすくなり、短絡が生じる可能性もある。
【０００７】
このような問題点に鑑みて、本願出願人は、特開２０００−１６６１４８号公報に開示されるように、コイルエンドにおける導体セグメントが径方向に隣接する他の導体セグメントと交差する部分において、径方向に凹部を形成することにより導体セグメント間の隙間を確保する旨の技術が提案されている。そして、導体セグメントの断面形状における四角の円弧が凹部のプレス加工に伴い移動する材料を吸収しうる半径を有しているため、導体セグメントの断面積は凹部においても減少することなく一定となることを特徴としている。つまり、凹部整形により確保される隙間は、導体セグメントの断面における四角の円弧の半径および導体セグメントの幅によって決定される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開２０００−１６６１４８号公報に開示される前記従来のものでは、凹部整形の前後で導体セグメントの断面積が一定であるとの条件下において、導体セグメントの断面における四角の円弧の半径が小さいほど、あるいは導体セグメントの幅が大きいほど凹部整形量（凹部の深さ）が小さくなるという問題がある。そして、導体コンダクタの交差部における隙間を十分に確保できない場合には、摩擦や接触時の衝撃等により絶縁被膜が損傷しやすくなり、短絡が生じる可能性があるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑み、コイルエンドにおける電気導体の交差部の隙間を確保し、電気絶縁性を確保するとともに、コイルエンド部分での冷却性を向上可能な車両用回転電機の固定子及びその製造方法を提供することを解決すべき課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に記載の車両用回転電機の固定子は、複数のスロットを持つ固定子鉄心と、前記スロット内において互いに電気的に絶縁されて径方向に配列収納され且つ前記スロット外へ延び出す端部が互いに溶接により接合されてコイルエンドを形成する複数の電気導体を接続してなる多相の固定子巻線とを有する車両用回転電機の固定子において、前記コイルエンドにおける一の電気導体は、径方向に隣接する他の電気導体と１箇所以上で交差するように配置され、そのいずれかの交差部における前記他の電気導体に対向する側面に、前記一の電気導体の溶接接合される端部に向かって深さが増大する径方向の凹部を形成したことを特徴とする。
【００１１】
よって、他の電気導体との溶接接合部である一の電気導体の端部近傍は溶接時の熱により絶縁被膜が損傷して剥離、亀裂が生じやすいのであるが、交差部における一の電気導体の他の電気導体に対向する側面に形成された凹部は溶接接合される端部に向かって深さが増大するので、端部近傍の交差部において他の電気導体との隙間をより十分に確保することができ、電気絶縁性を確保するとともに、コイルエンド部分での冷却性を向上することができる。
【００１２】
また、請求項２に記載の車両用回転電機の固定子は、複数のスロットを持つ固定子鉄心と、前記スロット内において互いに電気的に絶縁されて径方向に配列収納され且つ前記スロット外へ延び出す端部が互いに溶接により接合されてコイルエンドを形成する複数の電気導体を接続してなる多相の固定子巻線とを有する車両用回転電機の固定子において、前記コイルエンドにおける一の電気導体は、捻れが生じた状態で前記固定子鉄心に取り付けられ且つその捻れ部において径方向に隣接する他の電気導体と１箇所以上で交差するように配置されるとともに、そのいずれかの交差部における前記他の電気導体に対向する側面に、径方向の凹部を形成したことを特徴とする。
【００１３】
よって、コイルエンドにおける一の電気導体は、捻れが生じた状態で前記固定子鉄心に取り付けられ且つその捻れ部において径方向に隣接する他の電気導体と１箇所以上で交差するように配置され、その交差部における前記他の電気導体に対向する側面に径方向の凹部を形成したので、一の電気導体が捻れを含んでいる場合でも、径方向の厚みを小さくすることができる。これにより、他の電気導体との隙間をより十分に確保することができ、電気絶縁性を確保するとともに、コイルエンド部分での冷却性を向上することができる。
【００１４】
また、請求項３に記載の車両用回転電機の固定子は、前記交差部では、前記一の電気導体の側面と前記他の電気導体の側面とが傾斜状態で対向しており、その傾斜状態で対向する側面に径方向の凹部を形成したことを特徴とする。
【００１５】
よって、前記一の電気導体の側面と前記他の電気導体の側面とが傾斜状態で対向することを予め考慮して、その傾斜状態で対向する側面に径方向の凹部を形成したので、一の電気導体が捻れを含んでいる場合でも、径方向の厚みを小さくすることができる。これにより、他の電気導体との隙間をより十分に確保することができ、電気絶縁性を確保するとともに、コイルエンド部分での冷却性を向上することができる。
【００１６】
また、請求項４に記載の車両用回転電機の固定子は、前記交差部において、前記捻れ部は、前記一の電気導体の側面が前記他の電気導体の側面と略平行に対向するように前記捻れ部とは逆方向に捻られ、前記略平行に対向する側面に径方向の凹部を形成したことを特徴とする。
【００１７】
よって、前記一の電気導体の側面が前記他の電気導体の側面と略平行に対向するように前記捻れ部とは逆方向に捻られ、前記略平行に対向する側面に径方向の凹部を形成したので、一の電気導体が捻れを含んでいる場合でも、径方向の厚みを小さくすることができる。これにより、他の電気導体との隙間をより十分に確保することができ、電気絶縁性を確保するとともに、コイルエンド部分での冷却性を向上することができる。
【００１８】
また、請求項５に記載の車両用回転電機の固定子は、複数のスロットを持つ固定子鉄心と、前記スロット内において互いに電気的に絶縁されて配列収納され且つ前記スロット外へ延び出す端部が互いに溶接により接合されてコイルエンドを形成する複数の電気導体を接続してなる多相の固定子巻線とを有する車両用回転電機の固定子において、前記コイルエンドにおける一の電気導体は、径方向に隣接する他の電気導体との溶接接合面を有する端部に、前記他の電気導体の溶接接合面側へ突出する凸部が形成されていることを特徴とする。
【００１９】
よって、前記コイルエンドにおける一の電気導体は、径方向に隣接する他の電気導体との溶接接合面を有する端部に、前記他の電気導体の溶接接合面側へ突出する凸部が形成されているので、他の電気導体と溶接接合される端部以外では他の電気導体から離隔させて隙間を十分に確保することができ、電気絶縁性を確保するとともに、コイルエンド部分での冷却性を向上することができる。
【００２０】
また、請求項６に記載の車両用回転電機の固定子は、前記凸部が、前記端部を前記他の電気導体の溶接接合面側へオフセットしたものであることを特徴とする。
【００２１】
よって、一の電気導体の端部をプレス加工等により他の電気導体の溶接接合面側へオフセットさせて凸部を形成したので、端部を他の電気導体の溶接接合面に近接させることができるとともに、端部以外では他の電気導体から離隔させることができる。
【００２２】
また、請求項７に記載の車両用回転電機の固定子は、前記凸部が、前記端部を前記他の電気導体の溶接接合面側へ曲げたものであることを特徴とする。
【００２３】
よって、一の電気導体の端部を他の電気導体の溶接接合面側へ曲げることにより凸部を形成したので、端部を他の電気導体の溶接接合面に近接させることができるとともに、端部以外では他の電気導体から離隔させることができる。
【００２４】
また、請求項８に記載の車両用回転電機の固定子は、複数のスロットを持つ固定子鉄心と、前記スロット内において互いに電気的に絶縁されて径方向に配列収納され且つ前記スロット外へ延び出す端部が互いに溶接により接合されてコイルエンドを形成する複数の電気導体を接続してなる多相の固定子巻線とを有する車両用回転電機の固定子において、前記スロット内の少なくとも一つの層に配置された一の電気導体は、前記コイルエンドにおいて径方向に隣接する他の電気導体との溶接接合面を有する端部に凸部が形成され、前記スロット内の他の少なくとも一つの層に配置された一の電気導体は、前記コイルエンドにおいて径方向に隣接する他の電気導体と１箇所以上で交差するとともに、そのいずれかの交差部における前記他の電気導体に対向する側面に径方向の凹部を形成したことを特徴とする。
【００２５】
よって、前記スロット内の少なくとも一つの層に配置された一の電気導体は、前記コイルエンドにおいて径方向に隣接する他の電気導体との溶接接合面を有する端部に他の電気導体の溶接接合面側へ突出する凸部が形成されているので、他の電気導体と溶接接合される端部以外では他の電気導体から離隔させて隙間を十分に確保することができ、電気絶縁性を確保するとともに、コイルエンド部分での冷却性を向上することができる。一方、前記スロット内の他の少なくとも一つの層に配置された一の電気導体は、前記コイルエンドにおいて径方向に隣接する他の電気導体と交差するとともに、そのいずれかの交差部における前記他の電気導体に対向する側面に径方向の凹部を形成したので、他の電気導体との交差部において隙間を十分に確保することができる。これにより、電気絶縁性を確保するとともに、コイルエンド部分での冷却性を向上することができる。
【００２６】
また、請求項９に記載の車両用回転電機の固定子は、前記少なくとも一つの層は、前記スロット内の最外周側若しくは最内周側の層であることを特徴とする。
【００２７】
よって、スロット内の最外周側若しくは最内周側の層における一の電気導体は、端部に他の電気導体側に突出する凸部のみが形成され、凹部整形等により電気導体の角が尖ることがないので、スロットへの挿入時に絶縁部材を引っかけて座屈することがなく、電気導体をスロットへ円滑に挿入することができる。
【００２８】
また、請求項１０に記載の車両用回転電機の固定子の製造方法は、複数のスロットを持つ固定子鉄心と、前記スロット内において互いに電気的に絶縁されて配列収納され且つ前記スロット外へ延び出す端部が互いに溶接により接合されてコイルエンドを形成する複数の電気導体を接続してなる多相の固定子巻線とを有する車両用回転電機の固定子の製造方法であって、前記各電気導体の側面に、径方向の凹部をプレス加工により形成する凹部形成工程と、前記スロット内に前記複数の電気導体を径方向に隣接するように挿入する挿入工程と、前記各電気導体と径方向に隣接する他の電気導体とを互いに異なる周方向へ所定の磁極ピッチ分それぞれ傾斜させるとともに、前記各電気導体及び前記他の電気導体のそれぞれの側面に形成された凹部を互いに対向させつつ交差させる傾斜工程と、前記各電気導体の端部を径方向に隣接する他の電気導体の端部にそれぞれ溶接接合する溶接接合工程と、を備えたことを特徴とする。
【００２９】
従って、凹部形成工程においては、前記各電気導体の側面に、径方向の凹部をプレス加工により形成し、挿入工程においては、前記スロット内に前記複数の電気導体を径方向に隣接するように挿入し、傾斜工程においては、前記各電気導体と径方向に隣接する他の電気導体とを互いに異なる周方向へ所定の磁極ピッチ分それぞれ傾斜させるとともに、前記各電気導体及び前記他の電気導体のそれぞれの側面に形成された凹部を互いに対向させつつ交差させ、溶接接合工程においては、前記各電気導体の端部を径方向に隣接する他の電気導体の端部にそれぞれ溶接接合する。よって、各電気導体及び径方向に隣接する他の電気導体の側面に凹部を形成し、これらの凹部を対向させつつ交差させるようにしたので、電気導体の交差部において径方向の厚みが小さくなり、電気導体間の隙間を簡単且つ確実に確保することができる。
【００３０】
また、請求項１１に記載の車両用回転電機の固定子の製造方法は、前記凹部形成工程は、前記各電気導体の溶接接合される端部に向かって深さが増大するようにプレス加工を施すことを特徴とする。
【００３１】
よって、コイルエンドにおける一の電気導体において、他の電気導体との溶接接合部である端部近傍は溶接時の熱により絶縁被膜が損傷しやすいのであるが、一の電気導体に形成された凹部は溶接接合される端部に向かって深さが増大するので、端部近傍の交差部において他の電気導体との隙間をより十分に確保することができ、電気絶縁性を確保するとともに、コイルエンド部分での冷却性を向上することができる。また、電気導体の断面における四角の円弧の半径が小さい場合や、導体セグメントの幅が大きい場合など、凹部の深さの確保が困難な場合においても、溶接接合される端部近傍では凹部の深さをより確実に確保することができる。
【００３２】
また、請求項１２に記載の車両用回転電機の固定子の製造方法は、前記傾斜工程は、前記各電気導体の溶接接合される端部をクランプして捻れを生じさせながら傾斜させ、前記各電気導体と径方向に隣接する他の電気導体との交差部において前記捻れとは逆方向に捻れを加えることにより前記凹部を前記他の電気導体の凹部と略平行に対向させる工程を更に含むことを特徴とする。
【００３３】
よって、前記各電気導体が捻れを含んでいる場合でも、交差部において逆方向に捻れを加えて凹部が略平行に対向するようにしたので、径方向の厚みを小さくし、交差部における電気導体間の隙間を十分に確保することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車両用回転電機の固定子及びその製造方法を車両用交流発電機に適用した各実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００３５】
（第一実施形態）図１から図７は本発明の第一実施形態を示したもので、図１は車両用交流発電機の主要部断面図、図２から図７は本実施形態の固定子の説明図である。
【００３６】
車両用交流発電機１は、電機子として働く固定子２と、界磁として働く回転子３と、回転子３を支持するとともに固定子２を挟持して締結ボルト４ｃによって固定しているフロントハウジング４ａ及びリアハウジング４ｂと、交流電力を直流電力に変換する整流器５を備えて構成されている。回転子３は、シャフト６と一体になって回転するもので、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、自動車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。
【００３７】
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。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およびボス部７１の両端より径方向に延びるディスク部７２、及び１２個の爪状磁極部７３により構成されている。プーリ側の斜流ファン１１は、ポールコア７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、直角なブレードとを持ち、回転子３と一体となって回転する。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に対して直角なブレードのみを持つ。
【００３８】
ハウジング４の軸方向端面には吸入孔４１が設けられている。 そして、ハウジング４の外周両肩部には、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と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。整流器５は、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。従って第１コイルエンド群３１ａは、この整流器５と対応づけて配置される。
【００３９】
固定子２は、固定子鉄心３２と、固定子鉄心３２に形成されたスロット３５内に配置された複数の銅等の電気導体により構成される固定子巻線と、固定子鉄心３２と電気導体との間を電気絶縁するインシュレータ３４とにより構成される。また、固定子鉄心３２は一対のフロントハウジング４ａとリアハウジング４ｂとの間に挟持固定されている。
【００４０】
図２は固定子２の部分的な断面図、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２に示すように、固定子鉄心３２には、多相の固定子巻線を収容できるように、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、３相の固定子巻線を収容するように、７２本のスロット３５が、等間隔に配置されている。
【００４１】
固定子鉄心３２のスロット３５に装備された固定子巻線は、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。
【００４２】
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、固定子巻線が形成される。なお、本実施形態では、スロット３５内に互いに電気的に絶縁されて径方向に配列収納された電気導体の端部がスロット３５外へ延び出しており、第１コイルエンド群３１ａ側においては、一端を連続線を配置することにより、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。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。
【００４３】
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。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。
【００４４】
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。従って固定子鉄心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。
【００４５】
一方、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。
【００４６】
従って、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。
【００４７】
このように固定子鉄心３２の他方の端部においては、対をなす電気導体の接続部が、重複することなく並べて配置される。さらに、複数の電気導体は、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セグメントにより提供される。図３に図示されるように、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。そして、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。
【００４８】
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（以下の説明において、基本セグメント３３を導体セグメントあるいは単にセグメントとも称する）。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。そして、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。
【００４９】
以下、固定子巻線の製造工程について説明する。
【００５０】
固定子２の製造工程は、前記各導体セグメント３３１，３３２の側面に、径方向の凹部をプレス加工により形成する凹部形成工程と、スロット３５内に各導体セグメント３３１、３３２を径方向に隣接するように挿入する挿入工程と、各導体セグメントと径方向に隣接する他の導体セグメント（例えば、３３１ａと３３２ａ、３３２ｂ’と３３１ｂ’）とを互いに異なる周方向へ所定の磁極ピッチ分それぞれ傾斜させるとともに、前記導体セグメント及び隣接する導体セグメント（例えば、３３１ａと３３２ａ、３３２ｂ’と３３１ｂ’）のそれぞれの側面に形成された凹部を互いに対向させつつ交差させる傾斜工程と、前記導体セグメントの端部を径方向に隣接する他の導体セグメントの端部（例えば、３３１ｄ’と３３２ｄ、３３２ｅと３３１ｅ’）にそれぞれ接合する接合工程とを含んでいる。
【００５１】
凹部形成工程では、図７（ａ）に示すように、導体セグメントの直線部３３１ｂの一側（直線部３３２ｂの反対側）にダイを設置し、直線部３３１ｂの端部に向かって矢印にて示すプレス方向への突出量が徐々に増大するテーパ状のパンチを直線部３３１ｂの他側（直線部３３２ｂと対向する側）からプレスすることにより、端部に向かって深さが増すテーパ形状の凹部３３１ｈを形成する。
【００５２】
挿入工程では、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の一のスロットの内端層に、小セグメント３３２の一方の電気導体３３２ａは前記一のスロットの内中層に、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の前記一のスロットから時計方向に１磁極ピッチ離れた他のスロットの外端層に、小セグメント３３２の他方の電気導体も前記他のスロットの外中層に挿入される。
【００５３】
その結果、図２に示すように一のスロットには内端層側から、上述の電気導体として直線部３３１ａ、３３２ａ、３３２ｂ' 、３３１ｂ' が一列に配置される。ここで、３３２ｂ' 、３３１ｂ' は１磁極ピッチずれた他のスロット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である。なお、電気導体３３はＵ字状のセグメントを用いているため、電気導体にはターン部３３１ｃ、３３２ｃが広がる向きに、スプリングバックによる力が作用する。そのため、小セグメント３３２の直線部３３２ａと直線部３３２ｂとの間には、幾らかの隙間が形成されている。
【００５４】
傾斜工程では、大セグメント３３１および小セグメント３３２の挿入後、端層に位置している直線部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）傾けられる。そして、中層に位置している直線部３３２ａ、３３２ｂは、小セグメント３３２が閉じる方向に接合部３３２ｄ、３３２ｅが半磁極ピッチ分傾けられる。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し、１以上の箇所で径方向に交差するように配置されている。
【００５５】
以上の構成を、全てのスロット３５のセグメント３３について繰り返す。
【００５６】
そして、接合工程では、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４の斜視図に示されるような固定子が得られる。
【００５７】
図５は、第２コイルエンド群３１ｂの固定子鉄心３２内周側からの側面図、図６は、大小のセグメントを示す図、図７は図６の凹部の拡大図、図８は従来技術における大小のセグメントを示す図、図９は図８の凹部３３１ｈの拡大図である。図６、図８ともに、大小のセグメント３３１、３３２の直線部３３１ａ、３３１ｂ、３３２ａ、３３２ｂには、ターン部３３１ｃ、３３２ｃを多重に揃えた際に対向する面に、凹部３３１ｇ、３３１ｈ、３３２ｇ、３３２ｈがそれぞれ形成されている。この凹部３３１ｇ、３３１ｈ、３３２ｇ、３３２ｈは、セグメント３３のスロット３５内挿入後に周方向に捻られた際、径方向に隣接する電気導体の交差部３３ｃを包含する範囲Ｐに設けられている。
【００５８】
これらの凹部３３１ｇ、３３１ｈ、３３２ｇ、３３２ｈは、図５、図６に範囲Ｐとして示される範囲において、それぞれ径方向に隣接する導体セグメントに対向する側面に形成されている。つまり、これらの凹部３３１ｇ、３３１ｈ、３３２ｇ、３３２ｈにおける導体セグメントの厚さは、セグメント３３１、３３２の端部の径方向厚さよりも小さい厚さとされている。これにより、領域Ｐにおける各導体セグメントの間の隙間が十分に確保される。この結果、コイルエンドにおいて導体セグメントが交差する領域Ｐにおいて、導体セグメント間の絶縁が強化され、そこに通風される場合には、冷却性が高められる。
【００５９】
尚、図８に示す従来技術における導体セグメントでは、大小のセグメント３３１、３３２の凹部３３１ｇ、３３１ｈ、３３２ｇ、３３２ｈは直線部３３１ａ、３３１ｂ、３３２ａ、３３２ｂの長さ方向に対して平行となっており、凹部３３１ｇ、３３１ｈ、３３２ｇ、３３２ｈにおける導体セグメントの厚さは一定に形成されている。これに対し、本実施形態では、図６に示すように凹部３３１ｇ、３３１ｈ、３３２ｇ、３３２ｈは、セグメント３３１、３３２のコイルエンド先端（互いに接合されたセグメントの端部）に近いほどセグメントの厚さが小さく形成されている。
【００６０】
例えば、本実施形態の図７に示されるように、セグメント直線部３３１ｂに形成された凹部３３１ｈにおいて、コイルエンド先端部、すなわち導体セグメントの端部に近い側の深さをｈ１、遠い側の深さをｈ２としたとき、ｈ１＞ｈ２の関係となっている。つまり、凹部３３１ｇ、３３１ｈ、３３２ｇ、３３２ｈは隣接する導体セグメントと互いに接合された端部に向かって深さが増す（セグメントの厚さが小さくなる）テーパ形状となっている。
【００６１】
次に、凹部をテーパ形状として形成することの効用について説明する。
【００６２】
図１０は、図９のＸ１１ａ−Ｘ１１ａ断面とＸ１１ｂ−Ｘ１１ｂ断面とを重ねて表示したものである。Ｘ１１ａ−Ｘ１１ａ断面は、導体セグメントの直線部の断面形状であり、Ｘ１１ｂ−Ｘ１１ｂ断面は凹部３３１ｈにおける導体セグメントの断面形状である（３３１ｇ、３３２ｇ、３３２ｈにおいても同様）。凹部３３１ｈを加工する前の導体セグメントは、図１０に示されるような四角が円弧状に丸みを有する長方形、あるいは長円形と呼びうる断面を有している。これら四角の円弧は、凹部３３１ｈのプレス加工に伴い移動する材料を吸収しうる程度の半径を有している。この結果、導体セグメントの幅は、凹部３３１ｇ、３３１ｈ、３３２ｇ、３３２ｈにおいても図１０に示される幅と同一の幅に維持される。つまり、図１０の斜線で示される断面積ｓ１からｓ２４について、
ｓ１＝ｓ２１＋ｓ２２＋ｓ２３＋ｓ２４  ………式（１）
の関係が成立している。
【００６３】
図１１は、凹部整形前後の導体セグメントの断面を表したものであり、（ａ）が凹部整形前の断面（図９のＸ１１ａ−Ｘ１１ａ断面）を、（ｂ）が凹部整形後の断面（図９のＸ１１ｂ−Ｘ１１ｂ断面）をそれぞれ表している。ここで、導体セグメントの幅をＷ１、凹部３３１ｈを整形する前の導体セグメント断面における四角の円弧の半径をＲ１１、凹部３３１ｈ整形後の導体セグメント断面における四角の円弧の半径をＲ２とする。図１１より明らかなように、導体セグメントの幅Ｗ１は凹部整形前後で変化していない。プレス加工により深さｈの凹部が形成されることにより移動する材料が、導体セグメント断面における四角の円弧の半径がＲ１１からＲ２へ縮小することにより、すなわち角の丸みが減少して尖った形状となることにより吸収されている。
【００６４】
これに対し、図１２は、図１１（ａ）の導体セグメントよりも断面における四角の円弧の半径が小さい半径Ｒ１２（＜Ｒ１１）の導体セグメントを凹部整形した場合における断面形状の変化を表した図である。式（１）の関係が成立するように整形した場合、凹部深さｈ’は、ｈ’＜ｈの関係となる。よって、この場合には導体セグメントの交差部で十分な隙間を確保することができず、短絡する可能性がある。一方、ｈ’＝ｈとなるように無理に整形すれば、導体セグメントの絶縁被膜に亀裂が生じ、この場合にも短絡が生じる可能性が高くなる。
【００６５】
次に、図１３は、図１１（ａ）の導体セグメントよりも大きい幅Ｗ２（＜Ｗ１）を有する導体セグメントを凹部整形した場合における断面形状の変化を表した図である。式（１）の関係が成立するように整形した場合、凹部深さｈ”は、ｈ”＜ｈ’となる。よって、この場合には導体セグメントの交差部で十分な隙間を確保することができず、短絡する可能性がある。一方、ｈ’＝ｈとなるように無理に整形すれば、導体セグメントの絶縁被膜に亀裂が生じ、この場合にも短絡が生じる可能性が高くなる。
【００６６】
上述したように、導体セグメントの断面における四角の円弧の半径が小さいものほど、あるいは導体セグメントの幅が大きいものほど、凹部整形による凹部深さが十分に取ることができず、導体セグメントの交差部における隙間を十分に確保することができない。
【００６７】
一方、図５で示される交差部３３ｃにおいて、特にコイルエンド先端の接合部近傍は、溶接時の熱で絶縁被膜が損傷して剥離、亀裂が生じやすくなっている。従って、接合部近傍において導体セグメントの隙間を十分に確保することが重要となる。
【００６８】
本実施形態によれば、大小のセグメント３３１、３３２のターン部３３１ｃ、３３２ｃの反対側の接合部であるセグメント端部近傍に、そのセグメント端部に向かって深さが増大するテーパ形状の凹部３３１ｇ、３３１ｈ、３３２ｇ、３３２ｈを形成したので、接合部近傍において導体セグメントの隙間を十分に確保することができる。さらに、導体セグメントの断面における四角の円弧の半径が小さい場合、あるいは導体セグメントの幅が大きい場合など、十分な深さの凹部を整形することが困難な場合であっても、短絡が起こりやすいコイルエンド先端の接合部近傍の交差部における隙間をより大きく確保することができる。
【００６９】
この結果、車両の振動時等に、第２コイルエンド群３１ｂにおいて径方向に隣接する電気導体どうしが接触することが低減されるとともに、接触によって生じる絶縁被膜３７の破損も低減することが可能となる。そして、絶縁被膜３７の破損箇所どうしの接触による短絡を防止できる。
【００７０】
また、隣接する導体セグメント間の交差部３３ｃに径方向の隙間が設けられている。そのため、内扇ファンによる周方向成分を持った遠心風が、第２コイルエンド群３１ｂのメッシュ状の通風路３６だけでなく、導体セグメント間の交差部３３ｃの径方向の隙間を周方向に通過することが可能となるので、コイルエンドの冷却性が向上する。
【００７１】
尚、上述した実施形態では、凹部３３１ｇ、３３１ｈ、３３２ｇ、３３２ｈは、径方向に隣接する導体セグメントの交差部３３ｃをすべて包含する範囲Ｐに設けられているが、交差部すべてを包含していなくても、例えば、図１４に示すように、短絡が起こりやすい接合部近傍の交差部Ｑのみに凹部３３１ｇ、３３１ｈ、３３２ｇ、３３２ｈを設ける構成としてもよい。
【００７２】
また、図５および図１４においては、全体の交差部が２箇所である例を示したが、交差部が３箇所以上の場合、３箇所以上の交差部において凹部を設ける構成としてもよい。
【００７３】
また、凹部３３１ｇ、３３１ｈ、３３２ｇ、３３２ｈの形状は、平面状のものに限られず、曲面状であっても構わない。
【００７４】
（第二実施形態）
本発明の第二実施形態は、コイルエンドにおいて隣接する導体セグメントどうしが捻れた状態で交差する場合において、径方向に凹部を形成することにより交差部における隙間を確保するようにしたものである。
【００７５】
第二実施形態における固定子２の製造工程は、前記各導体セグメント３３１，３３２の側面に、捻れ状態で径方向となるように傾斜した凹部をプレス加工により形成する凹部形成工程と、スロット３５内に各導体セグメント３３１、３３２を径方向に隣接するように挿入する挿入工程と、各導体セグメントと径方向に隣接する他の導体セグメント（例えば、３３１ａと３３２ａ、３３２ｂ’と３３１ｂ’）とを捻れを生じさせながら互いに異なる周方向へ所定の磁極ピッチ分それぞれ傾斜させるとともに、前記導体セグメント及び隣接する導体セグメント（例えば、３３１ａと３３２ａ、３３２ｂ’と３３１ｂ’）のそれぞれの側面に形成された凹部を互いに対向させつつ交差させる傾斜工程と、前記導体セグメントの端部を径方向に隣接する他の導体セグメントの端部（例えば、３３１ｄ’と３３２ｄ、３３２ｅと３３１ｅ’）にそれぞれ接合する接合工程とを含んでいる。
【００７６】
傾斜工程では、図３に示すように、固定子鉄心３２に挿入された大小のセグメント３３１、３３２において、端層に位置している直線部３３１ａ、３３１ｂが、大セグメント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スロットピッチ分）傾けられる。そして、中層に位置している直線部３３２ａ、３３２ｂは、小セグメント３３２が閉じる方向に接合部３３２ｄ、３３２ｅが半磁極ピッチ分傾けられる。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している。このように大小のセグメント３３１、３３２を傾斜させる際に、両セグメント３３１、３３２に捻れが生ずる場合がある。以下、従来技術における大小のセグメント３３１、３３２に捻れが生じる様子を図１５および図１６を参照しつつ説明する。
【００７７】
図１５は、図３の大小のセグメント３３１、３３２を固定子鉄心に挿入した際の様子を示すものである。上述したとおり、固定子鉄心に挿入された大小セグメント３３１、３３２は、図１６に示すように周方向に傾けられる。この時、大小セグメント３３１、３３２は、それぞれ逆向きの周方向に傾けられる。ここで、接合部３３１ｄ’、３３２ｄ、３３２ｅ、３３１ｅ’に着目し、大小セグメント３３１、３３２が捻れる様子を図１５、および図１６におけるＲ線矢視である図１７を参照しつつ説明する。
【００７８】
大小セグメント３３１、３３２のコイルエンド先端３３１ｄ’、３３２ｄ、３３２ｅ、３３１ｅ’を捻り治具３６によりクランプして、円弧状の軌跡を辿りつつ周方向に半磁極ピッチ分傾けられる。この時、セグメントの先端は捻られることなく、固定子中心方向に対して平行に配置される。一方、セグメントの傾斜時に捻り治具３６によりクランプされない先端以外の部分は、傾斜時に拘束されないことから、半磁極ピッチ分傾けられる際に捻れが生じ、固定子中心方向に対して傾斜した状態で配置される。この様子を、図１６のＳ視方向であって、図５における導体セグメントの交差部ＰにおけるＸ１８−Ｘ１８断面を図１８に示す。
【００７９】
図１８に示されるように、内端層と外中層、内中層と外端層とがそれぞれ逆方向に捻れた結果、導体セグメント断面の四角の円弧の一つが、互いに対向するセグメント側へ食い込むような状態となっている。従来技術であるセグメントの交差部に接合面３３１ｉ、３３２ｉ、３３１ｊ、３３２ｊと同一面内に凹部３３１ｇ、３３１ｈ、３３２ｇ、３３２ｈを設けた様子を、捻れが生じないと場合と捻れが生じた場合における図１８に相当する断面図を、それぞれ図１９、図２０に示す。捻れが生じない場合の交差部におけるセグメントの隙間をＣ１、捻れが生じた場合の隙間をＣ２とすると、Ｃ１＞Ｃ２となっている。すなわち、捻れが生じた場合には接合面と同一面状に凹部を形成しても、セグメントの交差部において十分な隙間を確保することはできず、絶縁被膜が損傷しやすく、短絡が生ずる可能性が高いのである。
【００８０】
そこで、第二実施形態では、図２１に示すように、導体セグメントの交差部における捻れをあらかじめ考慮して、径方向に隣接する導体セグメントに対向する側における接合面に対して傾斜した側面上に凹部３３１ｇ、３３１ｈ、３３２ｇ、３３２ｈを設けた。すなわち、凹部３３１ｇ、３３１ｈ、３３２ｇ、３３２ｈは、導体セグメントが捻れた状態における径方向の凹部であり、３３１ｇと３３２ｇ、３３１ｈと３３２ｈとはそれぞれ略平行に対向する凹部となっている。その結果、交差部３３ｃにおける隙間Ｃ３は、図２０に示す隙間Ｃ２より大きく取ることが可能となる。尚、図中の破線は、プレス加工により凹部を設ける前のセグメントの断面を示している。
【００８１】
図２２乃至図２４は、第二実施形態における大小セグメント３３１、３３２をを捻る前の状態を示す図であり、図２２は全体図、図２３は図２２におけるＸ２３−Ｘ２３断面を、図２４は図２２におけるＸ２４−Ｘ２４断面を示す図である。尚、図２４における破線は、プレス加工により凹部を設ける前の導体セグメントの断面を示している。
【００８２】
これらの凹部３３１ｇ、３３１ｈ、３３２ｇ、３３２ｈは、セグメント３３のスロット３５内へ挿入後、周方向に捻られた際、径方向に隣接する導体セグメントの交差部３３ｃを包含する範囲Ｐに設けられている（図５、図２２参照）。この結果、第一実施形態と同様に、コイルエンドにおける導体セグメントの交差部において十分な隙間が確保され、絶縁被膜の損傷および短絡の発生を防止することができる。
【００８３】
尚、上述した第二実施形態では、導体セグメントの捻れをあらかじめ考慮して傾斜した凹部を形成することにより、スロット３５内への挿入後の捻れが生じた状態では凹部が径方向となるようにしたが、第一実施形態と同様に凹部形成工程において接合面と平行な面に凹部を形成しておき、傾斜工程において捻れが生じた後、別工程にて更に逆方向の捻れを加えることにより、３３１ｇと３３２ｇ、３３１ｈと３３２ｈとをそれぞれ略平行に対向させるようにしてもよい。図２５は、第二実施形態の変形例における凹部３３１ｇ、３３１ｈ、３３２ｇ、３３２ｈの断面を示す断面図であり、第二実施形態の図２４に相当する。図２５において、破線部分は、別工程で逆方向の捻れを加える前の状態である。第二実施形態の変形例においても、交差部における隙間Ｃ４を図２０における隙間Ｃ２よりも大きくとることが可能となり、第二実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８４】
また、第一実施形態と同様に、交差部すべてを包含していなくても、短絡が起こりやすい他の導体セグメントとの接合部である端部近傍の交差部のみに凹部３３１ｇ、３３１ｈ、３３２ｇ、３３２ｈを設ける構成としてもよい。
【００８５】
また、交差部が３箇所以上の場合、３箇所以上の交差部において凹部を設ける構成としてもよい。
【００８６】
さらに、凹部３３１ｇ、３３１ｈ、３３２ｇ、３３２ｈの形状は、平面状のものに限られず、曲面状であっても構わない。
（第三実施形態）
第三の実施形態では、コイルエンドにおける導体セグメントの接合面を含む端部において、接合される他の導体セグメント側にオフセットされた凸部が形成されていることを特徴とするものである。
【００８７】
図２６は、第三の実施形態における大小セグメント３３１、３３２を示す図である。大小のセグメント３３１、３３２の直線部３３１ａ、３３１ｂ、３３２ａ、３３２ｂには、ターン部３３１ｃ、３３２ｃを多重に揃えた際に対向する面に、凸部３３１ｋ、３３１ｌ、３３２ｋ、３３２ｌがそれぞれ形成されている。図２７は、凸部３３１ｌが形成された大セグメント３３１の端部付近の拡大図である。大セグメント３３１の端部は、接合面３３１ｊを含む導体セグメントの端部を接合される他の導体セグメントの接合面側に、プレス加工等によりオフセットした凸状となっている。この時、凸部３３１ｌにおけるオフセット量は、接合面側をｈ１、接合面と反対側をｈ２とすると、ｈ１＝ｈ２となっている（他の凸部３３１ｋ、３３２ｋ、３３２ｌも同様）。
【００８８】
図２８は、図２６におけるＸ２８−Ｘ２８断面を、図２９は図２６におけるＸ２９−Ｘ２９断面を示す図である。凸部３３１ｋ、３３１ｌ、３３２ｋ、３３２ｌをそれぞれ形成した後、接合面３３１ｉと３３１ｊ、３３２ｊと３３１ｊをそれぞれ接合することにより、図２８に示すように、大小のセグメント３３１と３３２との間に隙間Ｃ４があらかじめ確保される。その結果、上述した第一と第二の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８９】
また、各導体セグメント端部の溶接時には、導体セグメント端部の接合面を向き合うように密着させて加工を行うが、第三の実施形態では、導体セグメントの端部が、接合される他の導体セグメント側に予めオフセットされているため、接合面の溶接性が向上するという効果をも奏する。
【００９０】
尚、上述した実施形態では、凸部３３１ｋ、３３１ｌ、３３２ｋ、３３２ｌのオフセット量は、接合面側とその反対側とで等しいとしたが、両者が等しくない場合でも同様の効果を奏する。
【００９１】
また、上述した実施形態では、導体セグメントの端部を、接合される他の導体セグメントの接合面側にオフセットさせることにより、他の導体セグメントとの交差部における隙間を確保したが、図３０に示す第三の実施形態の変形例に示すように、ダイに固定されたセグメント直線部３３１ｂの端部をパンチにより斜め方向からプレスすることにより（図３０（ａ））、セグメント直線部３３１ｂの端部を接合面３３１ｊ側に曲げて、接合される他のセグメントの接合面側に突出する凸部３３１ｌを形成する構成としてもよい（図３０（ｂ））。
（他の実施形態）
第一実施形態あるいは第二実施形態における導体セグメントの直線部の凹部に、第三の実施形態における導体セグメント先端部の凸部を組み合わせた構成としてもよい。
【００９２】
例えば、図３１に示す他の実施形態では、内端層３３１ａ及び外端層３３１ｂ’は先端部に第三の実施形態の凸部を形成した導体セグメントを用い、内中層３３２ａおよび外中層３３２ｂ’は直線部に第二実施形態の凹部を形成した構成となっている。
【００９３】
ここで、内端層３３１ａ及び外端層３３１ｂ’に第二実施形態の凹部を採用しなかったのは、次のような理由による。すなわち、第一および第二の実施形態における凹部整形は、前述したように、整形後に導体セグメントの断面における四角の円弧の半径が小さくなる。このため、内端層３３１ａ及び外端層３３１ｂ’に第二実施形態の凹部整形を施した場合、導体セグメントをスロット３５内に挿入する際、図３２の拡大図に示すように小径化した導体セグメント３３１ｂ’の角により、インシュレータ３４を引っかけてしまい、導体セグメントが座屈するおそれがある。
【００９４】
図３１に示す他の実施形態によれば、内端層３３１ａおよび外端層３３１ｂ’は凹部整形による導体セグメントの断面における四角の円弧の小径化を回避するために先端部の接合方向への凸部形成のみを施した導体セグメントとし、内中層３３２ａおよび外中層３３２ｂ’は直線部に凹部を形成した導体セグメントを採用したので、インシュレータ３４に引っかけることなくスロット３５へ挿入することが可能となるとともに、導体セグメントの交差部における短絡防止に必要な隙間を確保することができる。
【００９５】
尚、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能であることは言うまでもない。
【００９６】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の請求項１に記載の車両用回転電機の固定子によれば、交差部における一の電気導体の他の電気導体に対向する側面に形成された凹部は溶接接合される端部に向かって深さが増大するので、溶接時の熱によって絶縁被膜が損傷しやすい端部近傍の交差部において他の電気導体との隙間をより十分に確保することができ、電気絶縁性を確保するとともに、コイルエンド部分での冷却性を向上することができるという効果を奏する。
【００９７】
また、請求項２に記載の車両用回転電機の固定子によれば、コイルエンドにおける一の電気導体が捻れを含んでいる場合でも、径方向の厚みを小さくすることができる。これにより、他の電気導体との隙間をより十分に確保することができ、電気絶縁性を確保するとともに、コイルエンド部分での冷却性を向上することができるという効果を奏する。
【００９８】
また、請求項３に記載の車両用回転電機の固定子によれば、傾斜状態で対向する側面に径方向の凹部を形成したので、一の電気導体が捻れを含んでいる場合でも、径方向の厚みを小さくすることができる。これにより、他の電気導体との隙間をより十分に確保することができ、電気絶縁性を確保するとともに、コイルエンド部分での冷却性を向上することができるという効果を奏する。
【００９９】
また、請求項４に記載の車両用回転電機の固定子によれば、逆方向に捻られることにより略平行に対向する側面に径方向の凹部を形成したので、一の電気導体が捻れを含んでいる場合でも、径方向の厚みを小さくすることができる。これにより、他の電気導体との隙間をより十分に確保することができ、電気絶縁性を確保するとともに、コイルエンド部分での冷却性を向上することができるという効果を奏する。
【０１００】
また、請求項５に記載の車両用回転電機の固定子によれば、コイルエンドにおける一の電気導体の端部に他の電気導体の溶接接合面側へ突出する凸部が形成されているので、他の電気導体と溶接接合される端部以外では他の電気導体から離隔させて隙間を十分に確保することができ、電気絶縁性を確保するとともに、コイルエンド部分での冷却性を向上することができるという効果を奏する。
【０１０１】
また、請求項６に記載の車両用回転電機の固定子によれば、一の電気導体の端部をプレス加工等により他の電気導体の溶接接合面側へオフセットさせて凸部を形成したので、端部を他の電気導体の溶接接合面に近接させることができるとともに、端部以外では他の電気導体から離隔させることができるという効果を奏する。
【０１０２】
また、請求項７に記載の車両用回転電機の固定子によれば、一の電気導体の端部を他の電気導体の溶接接合面側へ曲げることにより凸部を形成したので、端部を他の電気導体の溶接接合面に近接させることができるとともに、端部以外では他の電気導体から離隔させることができるという効果を奏する。
【０１０３】
また、請求項８に記載の車両用回転電機の固定子によれば、スロット内の少なくとも一つの層に配置された一の電気導体は、前記コイルエンドにおいて径方向に隣接する他の電気導体との溶接接合面を有する端部に他の電気導体の溶接接合面側へ突出する凸部が形成されているので、他の電気導体と溶接接合される端部以外では他の電気導体から離隔させて隙間を十分に確保することができ、電気絶縁性を確保するとともに、コイルエンド部分での冷却性を向上することができるという効果を奏する。一方、前記スロット内の他の少なくとも一つの層に配置された一の電気導体は、前記コイルエンドにおいて径方向に隣接する他の電気導体と交差するとともに、そのいずれかの交差部における前記他の電気導体に対向する側面に径方向の凹部を形成したので、他の電気導体との交差部において隙間を十分に確保することができる。これにより、電気絶縁性を確保するとともに、コイルエンド部分での冷却性を向上することができるという効果を奏する。
【０１０４】
また、請求項９に記載の車両用回転電機の固定子によれば、スロット内の最外周側若しくは最内周側の層における一の電気導体は、端部に他の電気導体側に突出する凸部のみが形成され、凹部整形等により電気導体の角が尖ることがないので、スロットへの挿入時に絶縁部材を引っかけて座屈することがなく、電気導体をスロットへ円滑に挿入することができるという効果を奏する。
【０１０５】
また、請求項１０に記載の車両用回転電機の固定子の製造方法によれば、各電気導体及び径方向に隣接する他の電気導体の側面に凹部を形成し、これらの凹部を対向させつつ交差させるようにしたので、電気導体の交差部において径方向の厚みが小さくなり、電気導体間の隙間を簡単且つ確実に確保することができるという効果を奏する。
【０１０６】
また、請求項１１に記載の車両用回転電機の固定子の製造方法によれば、一の電気導体に形成された凹部は溶接接合される端部に向かって深さが増大するので、端部近傍の交差部において他の電気導体との隙間をより十分に確保することができ、電気絶縁性を確保するとともに、コイルエンド部分での冷却性を向上することができるという効果を奏する。また、電気導体の断面における四角の円弧の半径が小さい場合や、導体セグメントの幅が大きい場合など、凹部の深さの確保が困難な場合においても、端部近傍では凹部の深さをより確実に確保することができるという効果を奏する。
【０１０７】
また、請求項１２に記載の車両用回転電機の固定子の製造方法によれば、前記各電気導体が捻れを含んでいる場合でも、交差部において逆方向に捻れを加えて凹部が略平行に対向するようにしたので、径方向の厚みを小さくし、交差部における電気導体間の隙間を十分に確保することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第一実施形態の車両用交流発電機の断面図である。
【図２】  第一実施形態の固定子の部分的な断面図である。
【図３】  第一実施形態のセグメントの模式的斜視図である。
【図４】  第一実施形態の第２コイルエンド群側を示す斜視図である。
【図５】  第一実施形態の第２コイルエンド群の固定子の内側からの側面図である。
【図６】  第一実施形態で用いるセグメントの平面図である。
【図７】  （ａ）はプレス加工による凹部の形成を示す説明図であり、（ｂ）は図６におけるセグメントの端部付近の拡大図である。
【図８】  従来技術におけるセグメントの平面図である。
【図９】  図８におけるセグメントの端部付近の拡大図である。
【図１０】  図９のＸ１０−Ｘ１０断面とＸ１１−Ｘ１１断面とを重ねて表示した図である。
【図１１】  （ａ）は凹部整形前のセグメントの断面図であり、（ｂ）は凹部整形後のセグメントの断面図である。
【図１２】  図１１のセグメントよりも相対的に四角の円弧の半径が小さいセグメントを用いた場合において、（ａ）は凹部整形前のセグメントの断面図であり、（ｂ）は凹部整形後のセグメントの断面図である。
【図１３】  図１２のセグメントよりも相対的に幅が大きいセグメントを用いた場合において、（ａ）は凹部整形前のセグメントの断面図であり、（ｂ）は凹部整形後のセグメントの断面図である。
【図１４】  第一実施形態の第２コイルエンド群の固定子の内側からの側面図である。
【図１５】  大小のセグメントを固定子のスロットに挿入した状態を示す模式的斜視図である。
【図１６】  固定子のスロットに挿入された大小のセグメントの各々を周方向に傾斜させた状態を示す模式的斜視図である。
【図１７】  各セグメントの傾斜方向を示す模式的上視図である。
【図１８】  従来技術における凹部が形成されていない場合において、捻れを含むセグメント交差部の断面図である。
【図１９】  従来技術における凹部が形成されている場合において、捻れを含まないセグメント交差部の断面図である。
【図２０】  従来技術における凹部が形成されている場合において、捻れを含むセグメント交差部の断面図である。
【図２１】  第二実施形態における凹部が形成されている場合において、捻れを含むセグメント交差部の断面図である。
【図２２】  第二実施形態で用いるセグメントの平面図である。
【図２３】  図２２におけるセグメントのＸ２３−Ｘ２３断面図である。
【図２４】  図２２におけるセグメントのＸ２４−Ｘ２４断面図である。
【図２５】  第二実施形態の変形例における図２４に相当する断面図である。
【図２６】  第三実施形態で用いるセグメントの平面図である。
【図２７】  図２６におけるセグメントの端部付近を示す拡大図である。
【図２８】  図２６におけるセグメントのＸ２８−Ｘ２８断面図である。
【図２９】  図２６におけるセグメントのＸ２９−Ｘ２９断面図である。
【図３０】  第三実施形態の変形例を示す図であり、（ａ）はプレス加工による凸部の形成を示す説明図であり、（ｂ）はセグメントの端部付近を示す図である。
【図３１】  他の実施形態における固定子の部分的な断面図である。
【図３２】  図３１におけるＴ部の拡大図である。
【符号の説明】
２…固定子、  ３１ｂ…第２コイルエンド群（コイルエンド）、  ３２…固定子鉄心、  ３３…基本セグメント（電気導体）、  ３３１…大セグメント（電気導体）、  ３３２…小セグメント（電気導体）、  ３３１ｇ、３３１ｈ、３３２ｇ、３３２ｈ…凹部、  ３３１ｋ、３３１ｌ、３３２ｋ、３３２ｌ…凸部、  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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【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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