(57)【要約】【課題】回転電機のコイルの接続信頼性を向上する。【解決手段】巻線が巻回されるステータコア１０１と、表面に絶縁皮膜を有し断面形状が矩形であるコイル１０２と、先端部が円形状に成形された口出し線１０３と、を有するステータ１００と、ステータ１００に対して回転空隙を介して回転自在に保持された円筒状のロータ２００と、を有し、前記口出し線１０３は、その端部が平らな円形状に成形された端子部を有し、当該端子部は、平らに成形された円形状の平らな上面および下面の絶縁皮膜が剥離されているとともに、上面および下面とは異なる部位の絶縁皮膜が残されている回転電機。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻線が巻回されるステータコアと、表面に絶縁皮膜を有し断面形状が矩形であるコイルと、先端部が円形状に成形された口出し線と、を有するステータと、
前記ステータに対して回転空隙を介して回転自在に保持された円筒状のロータと、を有し、
前記口出し線は、その端部が平らな円形状に成形された端子部を有し、
当該端子部は、平らに成形された前記円形状の平らな上面および下面の絶縁皮膜が剥離されているとともに、前記上面および下面とは異なる部位の絶縁皮膜が残されている回転電機。
【請求項２】
請求項１記載の回転電機であって、
前記コイルは、その端部が平らな楕円形状である回転電機。
【請求項３】
請求項１記載の回転電機であって、
前記口出し線は、前記コイルを成形したその端部である回転電機。
【請求項４】
請求項１記載の回転電機であって、
前記口出し線は、電力を入力または出力する端子である回転電機。
【請求項５】
請求項１記載の回転電機であって、
前記口出し線の直線部の絶縁皮膜が剥離されている回転電機。
【請求項６】
請求項１記載の回転電機であって、
前記口出し線端子部を圧延し、端子部の厚さを小さくすることにより幅を大きくし、剥離面積或いは導通面との接触面積を大きくした回転電機。
【請求項７】
請求項１記載の回転電機であって、
円形状に成形された口出し線端子部の先端に直線部がある回転電機。
【請求項８】
請求項１記載の回転電機であって、
複数の並列巻線を有し、前記口出し線が一相あたり複数個備えられており、当該口出し線はそれぞれ重なり合って固定されている回転電機。
【請求項９】
請求項８記載の回転電機であって、
一相あたり複数個備えられた前記口出し線は、端子固定部でそれぞれ絶縁被膜が剥離された部分同士が接触し、固定されている回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化が問題となっており、電気機器や自動車などの省エネルギー化が求められている。例えば日本の全消費電力のうち、モータが消費する電力はおよそ７割程度であると言われており、モータを高効率化することは、省エネルギー化に大きく寄与することができる。
【０００３】
そこで、現在、モータに使用する電線の形状を円形（丸線）ではなく、矩形（平角線）にすることにより、丸線に比べ占積率を向上させ、小型化，高出力密度化を実現している。丸線においては複数本をまとめて巻回しており、端子台との接続においては圧着端子などの接続端子を用いている。
【０００４】
この接続端子とコイルとの接続方法として、フュージングや抵抗溶接などの方法が知られている（例えば特許文献１）。平角線においても圧着端子などの接続端子を用いることがあるが、平角線は丸線に比べ、寸法が大きいため平角線を円形状に成形することによりコイルをそのまま端子台に接続することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１９０６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以前より接続端子とコイルの接続信頼性の問題点として、例えば、脱落の可能性や電気的な接触性というものがあった。しかし、従来技術ではこれらについて十分に考慮されていなかった。
【０００７】
本発明は、コイルの接続信頼性を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、巻線が巻回されるステータコアと、表面に絶縁皮膜を有し断面形状が矩形であるコイルと、先端部が円形状に成形された口出し線と、を有するステータと、ステータに対して回転空隙を介して回転自在に保持された円筒状のロータと、を有し、口出し線は、その端部が平らな円形状に成形された端子部を有し、当該端子部は、平らに成形された前記円形状の平らな上面および下面の絶縁皮膜が剥離されているとともに、上面および下面とは異なる部位の絶縁皮膜が残されている回転電機である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、コイルの接続信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態をなす回転電機の斜視図を示す。
【図２】図１の軸方向断面図を示す。
【図３】コイル切断工程の説明図である。
【図４】口出し線端子部成形工程の説明図である。
【図５】先端部を円形状に成形した口出し線の斜視図を示す。
【図６】先端部に直線形状を持つ口出し線の斜視図を示す。
【図７】端子部近傍の直線部の被膜を剥離した口出し線の斜視図を示す。
【図８】端子部を圧延した口出し線の斜視図を示す。
【図９】固定部において複数個重ねた口出し線の斜視図を示す。
【図１０】端子部が楕円形状である口出し線の斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明に基づくステータを含むモータの実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。
【００１２】
本実施形態では、固定子鉄心の内周側に開口するように設けられた多数のスロット内にコイルを挿入し、固定子のコイルに交流電流を供給することで、固定子に回転磁界を発生し、この回転磁界により回転子に回転トルクを発生する回転電機が使用されている。これらの回転電機は、例えばかご型回転子を使用した誘導電動機や回転子に永久磁石を有する同期電動機がある。これらの誘導電動機や同期電動機は発電機としても利用できるので両方を含めて、以下回転電機と記す。
【実施例１】
【００１３】
図１は本発明に係る回転電機の一例を示したものである。回転電機は、大別してステータ１００とロータ２００から構成されている。また、図２は、ステータ１００とロータ２００を軸方向側から観た図で、該軸方向と直交する方向で断面をとった断面図である。
【００１４】
ステータ１００は、ステータコア１０１に断面形状が矩形であるコイル１０２が巻回されており、このコイル１０２はステータコア１０１の内周部の軸方向に設けられたスロット内部に挿入されている。このコイル１０２は多相巻線としての３相巻線である。このコイルはステータコア１０１の両側に露出するコイルエンドを持っており、コイルエンド部のコイル同士の絶縁を目的としたコイルエンド絶縁物を備えている。ステータ１００に電力を供給するため、コイル１０２と同様にスロット内部に挿入された口出し線１０３は端子台に接続される。ステータコア１０１のスロット内部にはステータコア１０１とコイル１０２および口出し線１０３との絶縁を目的としたスロット絶縁物１０４が設置されている。
【００１５】
ステータコア１０１は打ち抜いて成形された薄板状の鋼板を積層したものであり、ステータコア１０１の内周部の軸方向に等ピッチにスロットを備えており、この実施例では７２スロットである。その各スロットの内部には例えば紙やフィルムといった０.１〜１mm程度の絶縁物を折り曲げ成形したスロット絶縁物１０４が設置されている。このスロット絶縁物１０４はコイルとコアやコイル同士間の直接接触を防止するために設置されるため、コイルとコアまたはコイル同士が直接接しないような形状となっている。
【００１６】
コイル１０２は必要な長さに切断し、Ｕ字状に成形された後または成形する前にコイルの両端の絶縁被膜を剥離する。絶縁被膜はカッターあるいは化学薬品を用いて剥離される。ステータコア１０１の内周部にある各スロット内に設置されたスロット絶縁物１０４に介装されるように挿入される。
【００１７】
本実施例においては一つのスロットの内部に４本のコイル１０２が挿入されており、挿入する方向はステータコア１０１に対し軸方向から挿入し、コイル１０２の絶縁被膜を剥離した部位からスロット内部に挿入される。
【００１８】
コイル１０２はステータコア１０１に挿入された後に挿入側コイルとは逆方向に捻り成形され、ＴＩＧ溶接やプラズマ溶接などにより、それぞれ数ピッチ離れたスロット内部に挿入されたコイル１０２端末部の絶縁被膜を剥離した部位同士を接合することによってステータコア１０１に巻回される。
【００１９】
口出し線１０３は前記コイル１０２と同材料であり、断面が同寸法のものを用いる。これにより、口出し線１０３は特別な部品を用いることなく、コイル１０２は同一部材を用いて製作することができる。
【００２０】
先ず、口出し線１０３を製作するためにコイル１０２と同一部材を用いて、例えば、図３に示すようにカッター３０１を持つ治具を用いて必要な長さに切断する。なお、コイルの切断は口出し線１０３を成形した後、あるいは絶縁被膜４０２を剥離した後でも良い。
【００２１】
上記切断治具はコイル１０２を切断する治具と同一品でも良く、切断するコイルの長さを変更し、口出し線用のコイルを切断すればよい。
【００２２】
次に端子台に固定するために図４の治具を用いて切断したコイル端部を円形状に成形する。円形状に成形する方法としては、例えば、図５に示す円形状のガイド３０２とこのガイド３０２に沿って動くピン３０３を有する治具を用いる。ガイド３０２とピン３０３の間に切断したコイルを固定し、ピン３０３をガイド３０２に沿って移動させることによりコイルをガイド３０２に沿って曲げ、円形状の端子部を成形する。成形後の口出し線１０３を図５に示す。
【００２３】
口出し線１０３の成形された端部において、円形状に成形する際、図６に示すようにコイル先端部に直線部４０１を残しても良い。これは治具によっては先端形状まで完全に円形状にすることが困難な場合があるため、コイル先端部に直線部が残ってしまっていても構わない。
【００２４】
口出し線１０３の端部を円形状に成形した後、口出し線１０３の上下２平面の曲線部はコイル１０２と同様にカッターあるいは化学薬品などにより絶縁皮膜４０２を全て剥離し、剥離部４０３を形成する。コイル１０２を含め、通常、全４平面の絶縁被膜を剥離する工程を上記製造方法を用いることで上下２平面に簡略化することができる。
【００２５】
口出し線１０３の絶縁皮膜の剥離は円形状に成形する前に行っても良く、円形状に成形した口出し線の内周側と外周側の絶縁皮膜は剥離しないことを特徴とする。これは周方向の絶縁被膜を剥離しないことにより、口出し線１０３と他部品や異物との絶縁性を確保するためである。
【００２６】
口出し線１０３の端部に成形した曲線部だけでなく、図７に示すように曲線部付近の直線部も曲線部外径から２mm程度剥離しても良い。これは、ボルト或いは端子台の導通面と端子部が接触する面積を多くとるためであるが、２mm以上剥離距離を長くしてしまうと、他部品や異物との絶縁性が問題となってくる。
【００２７】
また、円形状に成形し絶縁被膜を剥離した端子部の剥離面積をより大きくしたい場合は、例えば、端子部の上面および下面に対しプレスを行うことにより、図８に示すように端子部を圧延し、プレス前に比べコイル幅を大きくすることができる。これより、ボルト或いは端子台の導通面と絶縁被膜が剥離された端子部の接触する面積をプレスにより圧延する前に比べより大きくすることができる。
【００２８】
ステータの結線構造において２Ｙ，３Ｙ結線のように並列に複数の巻線を有する回転電機では、前記口出し線１０３を複数個使用し、端子台など前記口出し線１０３の端子部を固定する場所で、図９に示すように同相口出し線それぞれの端子部の絶縁皮膜を剥離した部位が重なるように固定することができる。
【００２９】
上記のように成形および剥離した後、口出し線１０３はコイル１０２と同様にステータコア１０１のスロット内部に挿入され、口出し線１０３端末部も前記コイル１０２の如く接合される。なお、口出し線１０３の成形および剥離はスロット内部に挿入された後に行っても良く、口出し線１０３とコイル１０２を同時にステータコア１０１に挿入しても良い。
【００３０】
コイル１０２および口出し線１０３が接合された後、口出し線１０３は端子台に固定されるが、固定の際は口出し線１０３の円形状に成形した剥離部分が端子台導通部および固定用ボルトに接触するように固定する。これにより、端子台およびボルトと口出し線１０３は電気的な接触性を確実に確保するだけでなく、圧着端子などの部品を用いないことから脱落の可能性もない。さらに、口出し線１０３は端子台およびボルトと接触する部分のみ絶縁被膜を剥離していることから、口出し線１０３のその他の部位は他部品や異物との絶縁性の効果も得られる。
【実施例２】
【００３１】
上記実施例１の口出し線１０３では、成形した先端形状は円形状であった。実施例２では成形する先端形状を楕円形状とし、端子台との位置合わせの容易化を図る。口出し線１０５の形状を図１０に示す。口出し線１０５は口出し線１０３の代わりに実施例１で述べた回転電機に用いることができる。
【００３２】
口出し線１０５の製造方法は上記図３，図４，図５，図６と同様であるため、説明は省略する。ただし、図５のガイド３０１部は円形状ではなく楕円形状となっており、これを使用し成形することにより、先端形状が楕円形状の口出し線となる。
【００３３】
先端形状を楕円形状に成形した後、もしくは成形する前にコイルの絶縁被膜を剥離するが、剥離方法および直線部の剥離距離については上記実施例１と同様であるため説明は省略する。
【００３４】
ステータの結線構造において２Ｙ，３Ｙ結線のように並列に複数の巻線を有する回転電機では、実施例１と同様に口出し線１０５を複数個使用し、固定する。固定方法については説明を省略する。
【００３５】
上記のように成形および剥離した後、口出し線１０５をステータコア１０１に挿入するが、挿入については実施例１と同様であるため説明は省略する。また、プレス等による端子部の圧延についても実施例１と同様であるため説明は省略する。
【００３６】
コイル１０２および口出し線１０５が接合された後、口出し線１０５は端子台に固定されるが、口出し線１０５の端子部形状は楕円形状となっているため、端子台との位置合わせが容易となり、製作を容易となる。また、口出し線１０５も実施例１の口出し線１０５と同様に絶縁被膜は上下２平面の曲線部のみ剥離するため、端子台との電気的な接触性を確実に確保できるだけでなく、脱落の心配もない。さらに、口出し線１０５は端子台およびボルトと接触する部分のみ絶縁被膜を剥離していることから、口出し線１０５のその他の部位は他部品や異物との絶縁性の効果も得られる。
【符号の説明】
【００３７】
１００  ステータ
１０１  ステータコア
１０２  コイル
１０３，１０５  口出し線
１０４  スロット絶縁物
２００  ロータ
３０１  カッター
３０２  ガイド
３０３  ピン
４０１  コイル先端直線部
４０２  絶縁被膜部
４０３  絶縁被膜剥離部
【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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