特許 7364310 角型導線の接続方法及び回転電機の固定子の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-10

(45)【発行日】2023-10-18

(54)【発明の名称】角型導線の接続方法及び回転電機の固定子の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 15/04 20060101AFI20231011BHJP

   H01B 13/00 20060101ALI20231011BHJP

   B23K 26/21 20140101ALI20231011BHJP

   H01F 41/10 20060101ALN20231011BHJP

【ＦＩ】

H02K15/04 E

H01B13/00 501Z

B23K26/21 L

H01F41/10 C

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2019128952

(22)【出願日】2019-07-11

(65)【公開番号】P2021016229

(43)【公開日】2021-02-12

【審査請求日】2022-06-24

(73)【特許権者】

【識別番号】315017775

【氏名又は名称】ニデックマシンツール株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100141139

【弁理士】

【氏名又は名称】及川 周

(74)【代理人】

【識別番号】100188673

【弁理士】

【氏名又は名称】成田 友紀

(74)【代理人】

【識別番号】100179833

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 将尚

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】110000785

【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100138689

【弁理士】

【氏名又は名称】梶原 慶

(72)【発明者】

【氏名】成田 竜一

(72)【発明者】

【氏名】呉屋 真之

(72)【発明者】

【氏名】森 宏樹

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 俊哉

(72)【発明者】

【氏名】西谷 裕介

(72)【発明者】

【氏名】田内 拓至

(72)【発明者】

【氏名】山下 貢丸

(72)【発明者】

【氏名】法山 敬一

【審査官】稲葉 礼子

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５７－０６２７６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２０８８２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－０６１４５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０５４６９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ １５／０４

Ｈ０１Ｂ １３／００

Ｂ２３Ｋ ２６／２１

Ｈ０１Ｆ ４１／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

矩形断面を有する第１導線の第１端面と、矩形断面を有する第２導線の第２端面とが隣り合わせになった状態で、前記第１端面及び前記第２端面に跨って前記第１端面及び前記第２端面の少なくとも一部を覆うように覆い部材を配置するステップと、
前記第１端面と前記第２端面とに跨って配置された前記覆い部材にエネルギービームを照射して、前記覆い部材の全体を溶融して前記覆い部材と前記第１導線の端部と前記第２導線の端部とが溶融した溶融層を生成するステップと、
を備え、
前記覆い部材を配置するステップは、前記第１端面及び前記第２端面に対向するように形成された端部対向部と、前記第１導線及び前記第２導線の側面の少なくとも一部と対向するように形成された側部対向部とを有する前記覆い部材を、前記端部対向部で前記第１端面及び前記第２端面の少なくとも一部を覆うように配置する角型導線の接続方法。

【請求項2】

前記覆い部材を配置するステップは、前記第１端面と、前記第１端面に対して前記第２導線の延在方向に突出した位置に配置された前記第２端面とに跨って前記覆い部材を配置する
請求項１に記載の角型導線の接続方法。

【請求項3】

前記溶融層を生成するステップは、前記エネルギービームを走査しながら照射して、前記覆い部材の全体を溶融して前記覆い部材と前記第１導線の端部と前記第２導線の端部とが溶融した溶融層を生成する
請求項１乃至２の何れか一項に記載の角型導線の接続方法。

【請求項4】

前記溶融層を生成するステップは、前記覆い部材のうち前記第１端面の縁部と前記第２端面の縁部とが互いに隣り合っている領域を覆う部分に前記エネルギービームを照射して、前記覆い部材の全体を溶融して前記覆い部材と前記第１導線の端部と前記第２導線の端部とが溶融した溶融層を生成する
請求項１乃至２の何れか一項に記載の角型導線の接続方法。

【請求項5】

前記覆い部材を配置するステップは、それぞれ上方を向いた前記第１端面及び前記第２端面に跨って前記第１端面及び前記第２端面の少なくとも一部を覆うように覆い部材を配置する
請求項１乃至４の何れか一項に記載の角型導線の接続方法。

【請求項6】

前記覆い部材を配置するステップは、前記第１端面及び前記第２端面に対向するように形成された端部対向部の板厚が０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である前記覆い部材を前記第１端面と前記第２端面とに跨って配置する
請求項１乃至５の何れか一項に記載の角型導線の接続方法。

【請求項7】

前記覆い部材を配置するステップは、前記第１導線及び前記第２導線と材質が同じである前記覆い部材を前記第１端面と前記第２端面とに跨って配置する請求項１乃至６の何れか一項に記載の角型導線の接続方法。

【請求項8】

前記覆い部材を配置するステップは、前記第１導線及び前記第２導線とは材質が異なる前記覆い部材を前記第１端面と前記第２端面とに跨って配置する
請求項１乃至６の何れか一項に記載の角型導線の接続方法。

【請求項9】

前記覆い部材を配置するステップは、前記矩形断面の１辺の長さが１ｍｍ以上５ｍｍ以下の前記第１導線における前記第１端面と、前記矩形断面の１辺の長さが１ｍｍ以上５ｍｍ以下の前記第２導線における前記第２端面とに跨って前記覆い部材を配置する
請求項１乃至８の何れか一項に記載の角型導線の接続方法。

【請求項10】

回転電機の固定子鉄心における複数のスロットのうちの一のスロットの一方端から他方端に向かって前記第１導線を挿通して前記第１端面を前記他方端から前記一のスロットの外部に突出させるステップと、
前記一のスロットとは異なる他のスロットの一方端から他方端に向かって前記第２導線を挿通して前記第２端面を前記他方端から前記他のスロットの外部に突出させるステップと、
前記スロットの外部に突出させた前記第１端面と前記第２端面とを隣り合わせに配置するステップと、
をさらに備え、
前記覆い部材を配置するステップは、前記隣り合わせに配置するステップを実施した後で実施される
請求項１乃至９の何れか一項に記載の角型導線の接続方法。

【請求項11】

回転電機の固定子鉄心における複数のスロットのうちの一のスロットの一方端から他方端に向かって矩形断面を有する第１導線を挿通して前記第１導線の第１端面を前記他方端から前記一のスロットの外部に突出させるステップと、
前記一のスロットとは異なる他のスロットの一方端から他方端に向かって矩形断面を有する第２導線を挿通して前記第２導線の第２端面を前記他方端から前記他のスロットの外部に突出させるステップと、
前記スロットの外部に突出させた前記第１端面と前記第２端面とを隣り合わせに配置するステップと、
隣り合わせに配置された前記第１端面及び前記第２端面に跨って前記第１端面及び前記第２端面の少なくとも一部を覆うように覆い部材を配置するステップと、
前記第１端面と前記第２端面とに跨って配置された前記覆い部材にエネルギービームを照射して、前記覆い部材の全体を溶融して前記覆い部材と前記第１導線の端部と前記第２導線の端部とが溶融した溶融層を生成するステップと、
を備え、
前記覆い部材を配置するステップは、前記第１端面及び前記第２端面に対向するように形成された端部対向部と、前記第１導線及び前記第２導線の側面の少なくとも一部と対向するように形成された側部対向部とを有する前記覆い部材を、前記端部対向部で前記第１端面及び前記第２端面の少なくとも一部を覆うように配置する回転電機の固定子の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、角型導線の接続方法及び回転電機の固定子の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば電動機や発電機などの回転電機では、例えば固定子巻線が固定子鉄心に装着されて固定子が構成される。また、例えば回転電機では、小型化や効率向上の要請から巻線の占積率向上のため、巻線として断面が円形の丸線に代えて断面が矩形の角線（角型導線）が用いられるようになっている。
また、例えば回転電機において、平角線によるセグメント導体を複数接続して固定子巻線として使用するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１４－７７９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば特許文献１には、回転電機の導体接合方法として、接合対象となる２つセグメント導体のそれぞれの先端面に板状の導電性プレートを設置し、レーザを照射することで２つセグメント導体のそれぞれの先端と導電性プレートとを溶接する点が開示されている。
特許文献１に記載の導体接合方法では、２つセグメント導体同士の間を流れる電流は、主に導電性プレートを介して流れることとなる。しかし、セグメント導体の先端面と導電性プレートにおける該先端面と対向する面との接触が良好でない場合、セグメント導体と導電性プレートとの間を流れる電流は、主にセグメント導体の先端と導電性プレートとが串刺しするように接合された部分、すなわちレーザ照射時にセグメント導体の延在方向に沿って細長く伸びるように形成された溶融領域を介して流れることになる。上記接合された部分の断面積は、セグメント導体の先端面の面積よりも小さい。そのため、２つセグメント導体同士の間を十分に大きな電流を流すことが難しくなるおそれがある。

【0005】

上述の事情に鑑みて、本開示の少なくとも一実施形態は、導線同士の接続部において十分な電流を流すことができる角型導線の接続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】

【0006】

（１）本開示の少なくとも一実施形態に係る角型導線の接続方法は、
矩形断面を有する第１導線の第１端面と、矩形断面を有する第２導線の第２端面とが隣り合わせになった状態で、前記第１端面及び前記第２端面に跨って前記第１端面及び前記第２端面の少なくとも一部を覆うように覆い部材を配置するステップと、
前記第１端面と前記第２端面とに跨って配置された前記覆い部材にエネルギービームを照射して、前記覆い部材の全体を溶融して前記覆い部材と前記第１導線の端部と前記第２導線の端部とが溶融した溶融層を生成するステップと、
を備える。

【0007】

上記（１）の方法によれば、覆い部材の全体を溶融して覆い部材と第１導線の端部と第２導線の端部とが溶融した溶融層を生成するので、第１導線と第２導線とが溶接によって接続された接続部の大きさを確保できる。これにより、該接続部において十分な電流を流すことが可能となる。したがって、第１導線と第２導線との接続の信頼性を向上できる。
また、上記（１）の方法によれば、第１端面及び第２端面に跨って第１端面及び第２端面の少なくとも一部を覆い部材で覆うので、例えば第１導線の端部と第２導線の端部との間に隙間が存在していても、照射されたエネルギービームが該隙間を通過してしまって上記溶融層の生成が不十分になってしまうことを抑制できる。
また、上記（１）の方法によれば、上述したように照射されたエネルギービームが該隙間を通過してしまうことを抑制できるので、エネルギービームの出力を不必要に上げる必要がなく、エネルギービームを出力するための照射装置に要求される性能が過剰になることを抑制できる。

【0008】

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の方法において、前記覆い部材を配置するステップは、前記第１端面及び前記第２端面に対向するように形成された端部対向部と、前記第１導線及び前記第２導線の側面の少なくとも一部と対向するように形成された側部対向部とを有する前記覆い部材を、前記端部対向部で前記第１端面及び前記第２端面の少なくとも一部を覆うように配置する。

【0009】

上記（２）の方法によれば、側部対向部と第１導線及び第２導線の側面の少なくとも一部とが当接することで、第１導線又は第２導線と覆い部材との位置ずれを防止できる。

【0010】

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の方法において、前記覆い部材を配置するステップは、前記第１端面と、前記第１端面に対して前記第２導線の延在方向に突出した位置に配置された前記第２端面とに跨って前記覆い部材を配置する。

【0011】

上記（３）の方法によれば、第１端面と第２端面との位置が第１導線又は第２導線の延在方向にずれていても、第１端面と第２端面とに跨って配置された覆い部材にエネルギービームを照射することで、上述した溶融層を生成できる。

【0012】

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れかの方法において、前記溶融層を生成するステップは、前記エネルギービームを走査しながら照射して、前記覆い部材の全体を溶融して前記覆い部材と前記第１導線の端部と前記第２導線の端部とが溶融した溶融層を生成する。

【0013】

上記（４）の方法によれば、上述した溶融層を効率的に生成できる。

【0014】

（５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れかの方法において、前記溶融層を生成するステップは、前記覆い部材のうち前記第１端面の縁部と前記第２端面の縁部とが互いに隣り合っている領域を覆う部分に前記エネルギービームを照射して、前記覆い部材の全体を溶融して前記覆い部材と前記第１導線の端部と前記第２導線の端部とが溶融した溶融層を生成する。

【0015】

上記（５）の方法によれば、上述した溶融層の形状が第１導線側と第２導線側とで異なることを抑制できる。

【0016】

（６）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（５）の何れかの方法において、前記覆い部材を配置するステップは、それぞれ上方を向いた前記第１端面及び前記第２端面に跨って前記第１端面及び前記第２端面の少なくとも一部を覆うように覆い部材を配置する。

【0017】

上記（６）の方法によれば、配置した覆い部材を第１導線や第２導線に仮止めする必要性が少なくなり、仮止めに要する手間やコストを抑制できる。

【0018】

（７）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（６）の何れかの方法において、前記覆い部材を配置するステップは、前記第１端面及び前記第２端面に対向するように形成された端部対向部の板厚が０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である前記覆い部材を前記第１端面と前記第２端面とに跨って配置する。

【0019】

発明者らが鋭意検討した結果、端部対向部の板厚が０．１ｍｍ以上であれば、仮に第１導線の端部と第２導線の端部との間に隙間が存在していても、照射されたエネルギービームが覆い部材を貫通して該隙間を通過してしまうことを抑制できることが分かった。また、発明者らが鋭意検討した結果、端部対向部の板厚が０．５ｍｍ以下であれば、上述した溶融層の生成に要する時間が覆い部材の有無によってほとんど変わることがないことが分かった。
上記（７）の方法によれば、上述した溶融層を効率的に生成できる。

【0020】

（８）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（７）の何れかの方法において、前記覆い部材を配置するステップは、前記第１導線及び前記第２導線と材質が同じである前記覆い部材を前記第１端面と前記第２端面とに跨って配置する。

【0021】

上記（８）の方法によれば、上述した溶融層の組成が第１導線及び第２導線と同じになるので、電気的な特性に及ぼす影響を抑制できる。

【0022】

（９）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（７）の何れかの方法において、前記覆い部材を配置するステップは、前記第１導線及び前記第２導線とは材質が異なる前記覆い部材を前記第１端面と前記第２端面とに跨って配置する。

【0023】

上記（９）の方法によれば、例えばエネルギービームの吸収率が第１導線及び第２導線よりも高くなる材質で覆い部材を構成すれば、上述した溶融層を効率的に生成できる。

【0024】

（１０）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（９）の何れかの方法において、前記覆い部材を配置するステップは、前記矩形断面の１辺の長さが１ｍｍ以上５ｍｍ以下の前記第１導線における前記第１端面と、前記矩形断面の１辺の長さが１ｍｍ以上５ｍｍ以下の前記第２導線における前記第２端面とに跨って前記覆い部材を配置するようにしてもよい。

【0025】

（１１）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（１０）の何れかの方法において、
回転電機の固定子鉄心における複数のスロットのうちの一のスロットの一方端から他方端に向かって前記第１導線を挿通して前記第１端面を前記他方端から前記一のスロットの外部に突出させるステップと、
前記一のスロットとは異なる他のスロットの一方端から他方端に向かって前記第２導線を挿通して前記第２端面を前記他方端から前記他のスロットの外部に突出させるステップと、
前記スロットの外部に突出させた前記第１端面と前記第２端面とを隣り合わせに配置するステップと、
をさらに備え、
前記覆い部材を配置するステップは、前記隣り合わせに配置するステップを実施した後で実施される。

【0026】

上記（１１）の方法によれば、回転電機の固定子の巻線を効率的に接続できる。

【0027】

（１２）本開示の少なくとも一実施形態に係る回転電機の固定子の製造方法は、
回転電機の固定子鉄心における複数のスロットのうちの一のスロットの一方端から他方端に向かって矩形断面を有する第１導線を挿通して前記第１導線の第１端面を前記他方端から前記一のスロットの外部に突出させるステップと、
前記一のスロットとは異なる他のスロットの一方端から他方端に向かって矩形断面を有する第２導線を挿通して前記第２導線の第２端面を前記他方端から前記他のスロットの外部に突出させるステップと、
前記スロットの外部に突出させた前記第１端面と前記第２端面とを隣り合わせに配置するステップと、
隣り合わせに配置された前記第１端面及び前記第２端面に跨って前記第１端面及び前記第２端面の少なくとも一部を覆うように覆い部材を配置するステップと、
前記第１端面と前記第２端面とに跨って配置された前記覆い部材にエネルギービームを照射して、前記覆い部材の全体を溶融して前記覆い部材と前記第１導線の端部と前記第２導線の端部とが溶融した溶融層を生成するステップと、
を備える。

【0028】

上記（１２）の方法によれば、回転電機の固定子を効率的に製造できる。

【発明の効果】

【0029】

本開示の少なくとも一実施形態によれば、導線同士の接続部において十分な電流を流すことができる角型導線の接続方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】幾つかの実施形態に係る回転電機の構成を模式的に示した図である。

【図2】幾つかの実施形態に係るハウジング及び固定子の斜視図である。

【図3】固定子巻線を構成するセグメント導体の模式的な斜視図である。

【図4】幾つかの実施形態に係る固定子巻線の形成手順を説明するための模式的な図である。

【図5】端面同士が隣り合わせに配置された状態における端部の近傍を示す模式的な図である。

【図6】隣り合わせに配置された２つの端面に跨って覆い部材を配置した状態を示す模式的な図である。

【図7】隣り合わせに配置された２つの端面に跨って配置した覆い部材を上方から見た模式的な図である。

【図8】幾つかの実施形態に係る覆い部材の一例についての模式的な斜視図である。

【図9】セグメント導体の端面に覆い部材を配置した後、レーザビームの照射を開始した直後の状態を示す模式的な図である。

【図10】レーザビームの照射を開始した直後の状態を示す模式的な図である。

【図11】溶融層の形成状態を模式的に示す図である。

【図12】レーザビームの照射についての他の実施形態の一例を示す図である。

【図13】隣り合わせに配置された端面に覆い部材を配置する様子を示す模式的な図である。

【図14】第１端面と第２端面との位置が第１導線及び第２導線の延在方向にずれている場合において端面に覆い部材を配置した後の状態を示す模式的な図である。

【図15】幾つかの実施形態に係る回転電機の固定子の製造方法における処理手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

【0032】

（回転電機１の構成の概略）
図１は、幾つかの実施形態に係る回転電機の構成を模式的に示した図である。図１では、幾つかの実施形態に係る回転電機の一部の断面を図示している。図１に示す回転電機１は、電動機として用いられてもよく、発電機として用いられてもよい。
幾つかの実施形態に係る回転電機１は、ハウジング３と、ハウジング３の内部に固定された固定子１０とを備えている。固定子１０は、固定子鉄心１１と固定子巻線１３とを備えている。固定子鉄心１１の内側には、回転子５が空隙を介して回転可能に保持されている。回転子５は、円柱状のシャフト７に固定されている。ハウジング３、固定子１０及び回転子５は、ケース９の内部に配置されている。ケース９は、シャフト７を回転可能に支持している。
以下の説明では、シャフト７の軸線ＡＸの延在方向を単に軸方向とも呼び、軸線ＡＸを中心とする周方向を単に周方向とも呼び、軸線ＡＸを中心とする径方向を単に径方向とも呼ぶ。

【0033】

図２は、幾つかの実施形態に係るハウジング３及び固定子１０の斜視図である。なお、図２に示した固定子１０は、後述するセグメント導体２０の端部２５同士を溶接で接続する前の状態のものである。
図３は、固定子巻線１３を構成するセグメント導体２０の模式的な斜視図であり、固定子鉄心１１に装着する前の状態を示している。

【0034】

幾つかの実施形態に係る固定子１０では、回転電機１の小型化や効率向上の要請から巻線の占積率向上のため、固定子巻線１３として矩形断面を有する角線（角型導線）２が用いられている。幾つかの実施の形態では、角型導線２を図３に示すようなＵ字状の形状を有するセグメント導体２０に成形する。すなわち、幾つかの実施形態では、セグメント導体２０は、Ｕ字状に屈曲されたＵ字部２１と、Ｕ字部２１から直線状に延在する２つの直線部２３とを有する。
なお、図３では図示はしていないが、幾つかの実施形態に係るセグメント導体２０に用いられる角型導線２の表面には、例えばエナメル等の絶縁被覆２９（図５参照）が施されていてもよい。
幾つかの実施形態に係る固定子１０では、固定子鉄心１１の複数のスロット１５に挿通された複数のセグメント導体２０の端部２５同士を後述するように溶接で接続することで固定子巻線１３が形成される。

【0035】

（固定子巻線１３の形成手順の概略）
図４は、幾つかの実施形態に係る固定子巻線１３の形成手順を説明するための模式的な図である。なお、図４では、固定子１０を径方向内側から見て、周方向に沿って展開した状態を示している。
説明の便宜上、図４では、多数存在するセグメント導体２０のうち、直線部２３の端部２５同士が後述するように溶接で接続される２つのセグメント導体２０を参照して説明する。以下の説明において、該２つのセグメント導体２０の区別をすることが必要な場合には、一方のセグメント導体２０を第１セグメント導体２０Ａと呼び、他方のセグメント導体２０を第２セグメント導体２０Ｂと呼ぶ。また、第１セグメント導体２０Ａを構成する角型導線２を第１導線２Ａとも呼び、第２セグメント導体２０Ｂを構成する角型導線２を第２導線２Ｂとも呼ぶこととする。

【0036】

幾つかの実施形態では、固定子巻線１３は次のように形成される。
例えば幾つかの実施形態では、図３に示すようなセグメント導体２０を固定子鉄心１１のスロット１５に軸方向から挿入する。このとき、複数のスロット１５を跨いで離間した２つのスロット１５に、セグメント導体２０の直線部２３が挿入される。例えば幾つかの実施形態では、固定子鉄心１１の軸方向が鉛直方向と同じ方向となるように固定子鉄心１１の姿勢を保った状態で、図４の矢印ａで示すように、セグメント導体２０をスロット１５に下方から上方に向かってから挿入する。
このようにして、スロット１５の一方端から他方端に向かって直線部２３を挿通して直線部２３の先端側の端面２７をスロット１５の他方端からスロット１５の外部に突出させる。

【0037】

次に、溶接で端部２５同士を電気的に接続するために、第１セグメント導体２０Ａの一方の端部２５と第２セグメント導体２０Ｂの一方の端部２５とを接近させて、第１セグメント導体２０Ａの一方の端部２５の端面２７と第２セグメント導体２０Ｂの一方の端部２５の端面２７とを隣り合わせに配置する。具体的には、図４の矢印ｂで示すように、スロット１５の他方端からスロット１５の外部に突出している直線部２３のそれぞれを屈曲させることで、端部２５を接続相手のセグメント導体２０の端部２５に近づける。そして、図４の矢印ｃで示すように、互いに近づいた端部２５において端面２７が同じ方向、例えば上方を向くようにそれぞれの端部２５を屈曲させる。これにより、第１セグメント導体２０Ａの一方の端部２５の端面２７と第２セグメント導体２０Ｂの一方の端部２５の端面２７とが隣り合わせに配置される。
図５は、上述したように端面２７同士が隣り合わせに配置された状態における端部２５の近傍を示す模式的な図である。図５に示すように、幾つかの実施形態では、第１セグメント導体２０Ａの一方の端部２５と第２セグメント導体２０Ｂの一方の端部２５とが径方向に沿って並んでいるが、周方向に沿って並んでいてもよい。
なお、端部２５における絶縁被覆２９は、予め除去されていることが望ましい。
以下の説明では、第１セグメント導体２０Ａ（第１導線２Ａ）の端面２７を第１端面２７Ａとも呼び、第２セグメント導体２０Ｂ（第２導線２Ｂ）の端面２７を第２端面２７Ｂとも呼ぶ。

【0038】

次に、隣り合って並んでいる端部２５同士を溶接で接続する。幾つかの実施形態では、端部２５同士を溶接することに先立って、図４及び図５の矢印ｄで示すように、隣り合わせに配置された２つの端面２７に跨って覆い部材４０を配置する。そして、端面２７上に配置された覆い部材４０にエネルギービーム（例えばレーザビーム）を照射することで、覆い部材４０ごと端部２５を溶融させて接続する。以下、幾つかの実施形態に係る角型導線の接続方法について詳述する。なお、図６は、隣り合わせに配置された２つの端面２７に跨って覆い部材４０を配置した状態を示す模式的な図である。また、図７は、隣り合わせに配置された２つの端面２７に跨って配置した覆い部材４０を上方から見た模式的な図である。

【0039】

（角型導線の接続方法について）
幾つかの実施形態では、上述したようにレーザビームによってセグメント導体２０の端部２５同士を溶接で接続するようにしている。しかし、例えば図５に示すように、固定子１０のスロット１５から外部に端部２５が突出している直線部２３を屈曲させて端面２７同士が隣り合わせに配置させても、第１導線２Ａの一方の端部２５と第２導線２Ｂの一方の端部２５との間に隙間１７が生じることがある。

【0040】

この隙間１７が生じる原因は様々であるが、幾つか例を挙げるとすると次のような原因を挙げることができる。例えば、上述のようにして直線部２３を屈曲させて、一旦は第１導線２Ａの一方の端部２５の側面２５ａと第２導線２Ｂの一方の端部２５の側面２５ａとを接触させても、角型導線２のスプリングバックによって端部２５の側面２５ａ同士が離れてしまうことが考えられる。特に、図５に示すように、角型導線２の表面に絶縁被覆２９が施されている場合には、絶縁被覆２９の厚さの分だけ端部２５同士の距離がより離間しているため、隙間１７が生じ易くなるとも考えられる。
また、スロット１５と直線部２３との間の隙間に起因して固定子鉄心１１に対してセグメント導体２０が動いてしまうと、隙間１７が生じることとなる。

【0041】

レーザビームのようなエネルギービームによってセグメント導体２０の端部２５同士を溶接で接続する場合、レーザビームによって生成された溶融層、及び溶融層が凝固することで形成される接続部は、２つの端部２５の何れかの方へ偏る等の歪んだ形状とならないことが望まれる。そのため、レーザービームは、一方の端面２７の縁部２７ａと他方の端面２７の縁部２７ａとが互いに隣り合っている領域に照射することが望ましい。
しかし、上述したような隙間１７が存在している場合、照射されたレーザビームが隙間１７から抜けてしまい、端面２７を十分に加熱できないおそれがある。

【0042】

そこで、幾つかの実施形態に係る角型導線の接続方法では、端部２５同士を溶接することに先立って、図４及び図５の矢印ｄで示すように、隣り合わせに配置された２つの端面２７に跨って覆い部材４０を配置することとしている。
これにより、隣り合わせに配置された２つの端面２７を覆い部材４０が覆うので、隣り合う端部２５同士の間に隙間１７が存在していても、照射されたレーザビームが隙間１７から抜けてしまうことを覆い部材４０が抑制する。これにより、隣り合う端部２５同士の間に隙間１７が存在していても、端面２７を十分に加熱できるようになるので、隣り合う端部２５同士の溶接による接続の信頼性を向上できる。

【0043】

図８は、幾つかの実施形態に係る覆い部材４０の一例についての模式的な斜視図である。図８では、セグメント導体２０の端面２７と対向する面が現れるような姿勢で覆い部材４０を描いている。幾つかの実施形態に係る覆い部材４０は、隣り合わせに配置された第１端面２７Ａ及び第２端面２７Ｂに対向するように形成された端部対向部４１と、第１導線２Ａ及び第２導線２Ｂの側面２５ａの少なくとも一部と対向するように形成された側部対向部４３とを有する。すなわち、例えば幾つかの実施形態に係る覆い部材４０は、端部対向部４１を天板とするキャップ形状の部材である。なお、図８に示した覆い部材４０では、側部対向部４３は端部対向部４１の縁部に沿って全周にわたって形成されているが、端部対向部４１の縁部に沿って部分的に形成されていない領域があってもよい。

【0044】

幾つかの実施形態では、覆い部材４０を、端部対向部４１で第１端面２７Ａ及び第２端面２７Ｂの少なくとも一部を覆うように配置する。
これにより、側部対向部４３と第１導線２Ａ及び第２導線２Ｂの側面２５ａの少なくとも一部とが当接することで、第１導線２Ａ又は第２導線２Ｂと覆い部材４０との位置ずれを防止できる。なお、端部対向部４１を挟んで離れた２カ所に側部対向部４３を設ければ、２箇所の側部対向部４３によって第１導線２Ａ又は第２導線２Ｂの少なくとも一方の移動を規制できる。また、図８に示すように端部対向部４１の縁部の全周にわたって側部対向部４３を設ければ、第１端面２７Ａや第２端面２７Ｂと平行な方向に第１導線２Ａと第２導線２Ｂとが互いに位置ずれしてしまうことを抑制できる。

【0045】

図９は、セグメント導体２０の端面２７に覆い部材４０を配置した後、レーザビームの照射を開始した直後の状態を示す模式的な図であり、覆い部材４０の上方から見た図である。同様に、図１０は、レーザビームの照射を開始した直後の状態を示す模式的な図であり、覆い部材４０及びセグメント導体２０を周方向から見た図である。
幾つかの実施形態では、例えば、端面２７上に配置された覆い部材４０に対してレーザビーム５１を第１端面２７Ａの縁部２７ａと第２端面２７Ｂの縁部２７ａとが互いに隣り合っている領域に照射する。換言すると、幾つかの実施形態では、隣り合って配置されている第１端面２７Ａと第２端面２７Ｂを上方から見たときに第１端面２７Ａと第２端面２７Ｂとを含む投影面の図心Ｇに向けてレーザビーム５１を照射する。
そして、幾つかの実施形態では、図１１に示すように、覆い部材４０の全体を溶融して覆い部材４０と第１導線２Ａの端部２５と第２導線２Ｂの端部２５とが溶融した溶融層５５を生成させる。図１１は、溶融層５５の形成状態を模式的に示す図である。なお、溶融層５５が凝固することで接続部５７が形成される。接続部５７は、第１導線２Ａの端部２５と第２導線２Ｂの端部２５とを電気的に接続する部位である。

【0046】

幾つかの実施形態によれば、覆い部材４０の全体を溶融して覆い部材４０と第１導線２Ａの端部２５と第２導線２Ｂの端部２５とが溶融した溶融層５５を生成するので、第１導線２Ａと第２導線２Ｂとが溶接によって接続された接続部５７の大きさを確保できる。これにより、該接続部５７において十分な電流を流すことが可能となる。したがって、第１導線２Ａと第２導線２Ｂとの接続の信頼性を向上できる。ここで、「十分な電流」とは、例えば第１導線２Ａや第２導線２Ｂに流すことができる許容電流と同等の電流であるとよい。
また、幾つかの実施形態によれば、第１端面２７Ａ及び第２端面２７Ｂに跨って第１端面２７Ａ及び第２端面２７Ｂの少なくとも一部を覆い部材４０で覆うので、例えば第１導線２Ａの端部２５と第２導線２Ｂの端部２５との間に隙間１７が存在していても、照射されたレーザビームが該隙間１７を通過してしまって溶融層５５の生成が不十分になってしまうことを抑制できる。
また、幾つかの実施形態によれば、上記隙間１７の存在が許容されるので、第１端面２７Ａと第２端面２７Ｂとの位置合わせに高い精度が要求されなくなり、固定子１０の製造に要する時間や製造コストを抑制できる。
幾つかの実施形態によれば、第１端面２７Ａ及び第２端面２７Ｂの上に覆い部材４０を配置しているので、レーザビームの照射開始直後の時点で覆い部材４０から第１導線２Ａ及び第２導線２Ｂの端部２５に熱が伝わるよりも覆い部材４０自体の溶融にエネルギーが使われるので、覆い部材４０が優先的に溶融する。その後、溶融した覆い部材４０から第１導線２Ａ及び第２導線２Ｂの端部２５に熱エネルギーが伝わり、第１導線２Ａ及び第２導線２Ｂの端部２５を効率的に溶融させることができる。

【0047】

図１２は、レーザビームの照射についての他の実施形態の一例を示す図である。幾つかの実施形態では、覆い部材４０に対してレーザビーム５１を照射するにあたって、上方、すなわちレーザビームの出射端側から覆い部材４０を見たときに、端部対向部４１の存在する領域内においてレーザビーム５１を走査しながら照射してもよい。この場合、例えば、図１２に示すように上方から見たときの第１端面２７Ａの図心位置、又は第２端面２７Ｂの図心位置からレーザビーム５１の走査を開始して、端部対向部４１の存在する領域内で円を描くようにレーザビーム５１の走査するようにしてもよい。

【0048】

図１３は、隣り合わせに配置された端面２７に覆い部材４０を配置する様子を示す模式的な図である。なお、図１３では、第１端面２７Ａと第２端面２７Ｂとの位置が第１導線２Ａ及び第２導線２Ｂの延在方向にずれている場合について示している。図１３に示す例では、第２端面２７Ｂは、第１端面２７Ａに対して第２導線２Ｂの延在方向に突出した位置に配置されている。
図１４は、図１３に示すように第１端面２７Ａと第２端面２７Ｂとの位置が第１導線２Ａ及び第２導線２Ｂの延在方向にずれている場合において端面２７に覆い部材４０を配置した後の状態を示す模式的な図である。
図１４に示すように、第１端面２７Ａと第２端面２７Ｂとの位置が第１導線２Ａ及び第２導線２Ｂの延在方向にずれている場合、端面２７に覆い部材４０を配置すると、覆い部材４０は端面２７に対して傾いた状態となるが、端部２５の側面２５ａとが当接することで、覆い部材４０がずれ落ちてしまうことが抑制される。したがって、図１４に示すように、第１端面２７Ａと第２端面２７Ｂとの位置が第１導線２Ａ又は第２導線２Ｂの延在方向にずれていても、第１端面２７Ａと第２端面２７Ｂとに跨って配置された覆い部材４０にレーザビームを照射することで、溶融層５５を生成できる。

【0049】

（回転電機の固定子の製造方法について）
上述した角型導線の接続方法を用いた回転電機の固定子の製造方法について説明する。
図１５は、幾つかの実施形態に係る回転電機の固定子の製造方法における処理手順を示すフローチャートである。幾つかの実施形態に係る回転電機の固定子の製造方法は、挿入工程Ｓ１と、曲げ工程Ｓ３と、配置工程Ｓ５と、溶接工程Ｓ７とを含んでいる。
挿入工程Ｓ１は、回転電機１の固定子鉄心１１における複数のスロット１５のうちの一のスロット１５の一方端から他方端に向かって矩形断面を有する第１導線２Ａを挿通して第１導線２Ａの第１端面２７Ａを該他方端から該一のスロット１５の外部に突出させる工程を含んでいる。また、挿入工程Ｓ１は、該一のスロット１５とは異なる他のスロット１５の一方端から他方端に向かって矩形断面を有する第２導線２Ｂを挿通して第２導線２Ｂの第２端面２７Ｂを該他方端から該他のスロット１５の外部に突出させる工程を含んでいる。
挿入工程Ｓ１では、上述したように、図３に示すようなセグメント導体２０を固定子鉄心１１のスロット１５に軸方向から挿入する。

【0050】

曲げ工程Ｓ３は、スロット１５の外部に突出させた第１端面２７Ａと第２端面２７Ｂとを隣り合わせに配置する工程である。曲げ工程Ｓ３では、上述したように、第１セグメント導体２０Ａの一方の端部２５と第２セグメント導体２０Ｂの一方の端部２５とを接近させて、第１セグメント導体２０Ａの一方の端部２５の端面２７と第２セグメント導体２０Ｂの一方の端部２５の端面２７とを隣り合わせに配置する。

【0051】

配置工程Ｓ５は、隣り合わせに配置された第１端面２７Ａ及び第２端面２７Ｂに跨って第１端面２７Ａ及び第２端面２７Ｂの少なくとも一部を覆うように覆い部材４０を配置する工程である。配置工程Ｓ５では、上述したように、隣り合わせに配置された２つの端面２７に跨って覆い部材４０を配置する。

【0052】

溶接工程Ｓ７は、第１端面２７Ａと第２端面２７Ｂとに跨って配置された覆い部材４０にレーザビーム等のエネルギービームを照射して、覆い部材４０の全体を溶融して覆い部材４０と第１導線２Ａの端部２５と第２導線２Ｂの端部２５とが溶融した溶融層５５を生成することで接続部５７を形成する工程である。溶接工程Ｓ７では、上述したように、端面２７上に配置された覆い部材４０にレーザビームを照射することで、覆い部材４０ごと端部２５を溶融させて接続する。
上述した回転電機の固定子の製造方法は、回転電機１の固定子１０を効率的に製造できる。

【0053】

上述した角型導線の接続方法について、以下のようにまとめることができる。
幾つかの実施形態に係る角型導線の接続方法は、第１端面２７Ａと第２端面２７Ｂとが隣り合わせになった状態で、第１端面２７Ａ及び第２端面２７Ｂに跨って第１端面２７Ａ及び第２端面２７Ｂの少なくとも一部を覆うように覆い部材４０を配置する配置工程Ｓ５を含んでいる。また、幾つかの実施形態に係る角型導線の接続方法は、第１端面２７Ａと第２端面２７Ｂとに跨って配置された覆い部材４０にレーザビーム等のエネルギービームを照射して、覆い部材４０の全体を溶融して覆い部材４０と第１導線２Ａの端部２５と第２導線２Ｂの端部２５とが溶融した溶融層５５を生成する溶接工程Ｓ７を含んでいる。
幾つかの実施形態に係る角型導線の接続方法では、上述した溶融層５５を生成するので、接続部５７の大きさを確保できる。これにより、該接続部５７において十分な電流を流すことが可能となる。したがって、第１導線２Ａと第２導線２Ｂとの接続の信頼性を向上できる。
また、幾つかの実施形態に係る角型導線の接続方法では、第１端面２７Ａ及び第２端面２７Ｂに跨って第１端面２７Ａ及び第２端面２７Ｂの少なくとも一部を覆い部材４０で覆うので、例えば上述した隙間１７が存在していても、照射されたレーザビームが該隙間１７を通過してしまって上記溶融層５５の生成が不十分になってしまうことを抑制できる。
また、幾つかの実施形態に係る角型導線の接続方法によれば、上述したように照射されたレーザビームが該隙間１７を通過してしまうことを抑制できるので、レーザビームの出力を不必要に上げる必要がなく、レーザビームを出力するための照射装置に要求される性能が過剰になることを抑制できる。

【0054】

幾つかの実施形態に係る角型導線の接続方法では、配置工程Ｓ５において、図１３及び図１４に示すように、第１端面２７Ａと、第１端面２７Ａに対して第２導線２Ｂの延在方向に突出した位置に配置された第２端面２７Ｂとに跨って覆い部材４０を配置することもできる。
したがって、図１４に示すように、第１端面２７Ａと第２端面２７Ｂとの位置が第１導線２Ａ又は第２導線２Ｂの延在方向にずれていても、第１端面２７Ａと第２端面２７Ｂとに跨って配置された覆い部材４０にレーザビームを照射することで、溶融層５５を生成できる。

【0055】

幾つかの実施形態に係る角型導線の接続方法では、溶接工程Ｓ７において、図１２に示すように、レーザビーム５１を走査しながら照射して、覆い部材４０の全体を溶融して覆い部材４０と第１導線２Ａの端部２５と第２導線２Ｂの端部２５とが溶融した溶融層５５を生成するようにしてもよい。
これにより、上述した溶融層を効率的に生成できる。

【0056】

幾つかの実施形態に係る角型導線の接続方法では、溶接工程Ｓ７において、覆い部材４０のうち第１端面２７Ａの縁部２７ａと第２端面２７Ｂの縁部２７ａとが互いに隣り合っている領域を覆う部分にレーザビーム５１を照射して、覆い部材４０の全体を溶融して覆い部材４０と第１導線２Ａの端部２５と第２導線２Ｂの端部２５とが溶融した溶融層５５を生成するようにしてもよい。
これにより、上述した溶融層５５の形状が第１導線２Ａ側と第２導線２Ｂ側とで異なることを抑制できる。すなわち、溶融層５５の形状が第１導線２Ａ及び第２導線２Ｂの２つの端部２５の何れかの方へ偏る等の歪んだ形状となることを抑制できる。

【0057】

幾つかの実施形態に係る角型導線の接続方法では、配置工程Ｓ５において、それぞれ上方を向いた第１端面２７Ａ及び第２端面２７Ｂに跨って第１端面２７Ａ及び第２端面２７Ｂの少なくとも一部を覆うように覆い部材４０を配置するようにするとよい。
これにより、配置した覆い部材４０を第１導線２Ａや第２導線２Ｂに仮止めする必要性が少なくなり、仮止めに要する手間やコストを抑制できる。
なお、例えば、第１端面２７Ａ及び第２端面２７Ｂが下方を向いている場合には、配置工程Ｓ５において、第１端面２７Ａ及び第２端面２７Ｂに跨って配置した覆い部材４０を第１導線２Ａや第２導線２Ｂに仮止めするとよい。

【0058】

幾つかの実施形態に係る角型導線の接続方法では、配置工程Ｓ５において、端部対向部４１の板厚が０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である覆い部材４０を第１端面２７Ａと第２端面２７Ｂとに跨って配置するとよい。

【0059】

発明者らが鋭意検討した結果、端部対向部４１の板厚が０．１ｍｍ以上であれば、仮に第１導線２Ａの端部２５と第２導線２Ｂの端部２５との間に隙間１７が存在していても、照射されたレーザビームが覆い部材４０を貫通して該隙間１７を通過してしまうことを抑制できることが分かった。また、発明者らが鋭意検討した結果、端部対向部４１の板厚が０．５ｍｍ以下であれば、上述した溶融層５５の生成に要する時間が覆い部材４０の有無によってほとんど変わることがないことが分かった。
したがって、幾つかの実施形態に係る角型導線の接続方法によれば、上述した溶融層５５を効率的に生成できる。

【0060】

幾つかの実施形態に係る角型導線の接続方法では、配置工程Ｓ５において、第１導線２Ａ及び第２導線２Ｂと材質が同じである覆い部材４０を第１端面２７Ａと第２端面２７Ｂとに跨って配置するとよい。
これにより、溶融層５５の組成が第１導線２Ａ及び第２導線２Ｂと同じになるので、電気的な特性に及ぼす影響を抑制できる。

【0061】

なお、幾つかの実施形態に係る角型導線の接続方法では、配置工程Ｓ５において、第１導線２Ａ及び第２導線２Ｂとは材質が異なる覆い部材４０を第１端面２７Ａと第２端面２７Ｂとに跨って配置してもよい。
これにより、例えばレーザビームの吸収率が第１導線２Ａ及び第２導線２Ｂよりも高くなる材質で覆い部材４０を構成すれば、溶融層５５を効率的に生成できる。

【0062】

幾つかの実施形態に係る角型導線の接続方法では、配置工程Ｓ５において、矩形断面の１辺の長さが１ｍｍ以上５ｍｍ以下の第１導線２Ａにおける第１端面２７Ａと、矩形断面の１辺の長さが１ｍｍ以上５ｍｍ以下の第２導線２Ｂにおける第２端面２７Ｂとに跨って覆い部材４０を配置するようにしてもよい。

【0063】

幾つかの実施形態に係る角型導線の接続方法では、挿入工程Ｓ１において、回転電機１の固定子鉄心１１における複数のスロット１５のうちの一のスロット１５の一方端から他方端に向かって矩形断面を有する第１導線２Ａを挿通して第１導線２Ａの第１端面２７Ａを該他方端から該一のスロット１５の外部に突出させる工程を含んでいるとよい。また、幾つかの実施形態に係る角型導線の接続方法では、挿入工程Ｓ１において、該一のスロット１５とは異なる他のスロット１５の一方端から他方端に向かって矩形断面を有する第２導線２Ｂを挿通して第２導線２Ｂの第２端面２７Ｂを該他方端から該他のスロット１５の外部に突出させる工程を含んでいるとよい。
このような角型導線の接続方法は、回転電機の固定子の巻線を効率的に接続できる。

【0064】

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
例えば、上述した幾つかの実施形態に係る角型導線の接続方法は、回転電機１の角型導線２以外の導線の接続に適用してもよい。
また、上述した幾つかの実施形態では、例えば図７に示すように、覆い部材４０は、第１端面２７Ａ及び第２端面２７Ｂに跨って第１端面２７Ａ及び第２端面２７Ｂの全体を覆っている。しかし、幾つかの実施形態において、覆い部材４０は、必ずしも第１端面２７Ａ及び第２端面２７Ｂの全体を覆っていなくてもよく、レーザビーム５１が上述した隙間１７から抜けないようにできるのであれば、第１端面２７Ａ及び第２端面２７Ｂの少なくとも一部を覆っていればよい。

【符号の説明】

【0065】

１ 回転電機
２ 角線（角型導線）
２Ａ 第１導線
２Ｂ 第２導線
１０ 固定子
１１ 固定子鉄心
１３ 固定子巻線
１５ スロット
２０ セグメント導体
２０Ａ 第１セグメント導体
２０Ｂ 第２セグメント導体
２５ 端部
２７ 端面
２７Ａ 第１端面
２７Ｂ 第２端面
４０ 覆い部材
４１ 端部対向部
４３ 側部対向部
５１ レーザビーム
５５ 溶融層
５７ 接続部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】