(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に複数のスロットを有する円環状の固定子コアと、当該固定子コアに巻回される複数の導線から成る固定子巻線とを有し、当該固定子巻線を形成する一方の導線の内周側コイルエンド部と、他方の導線の外周側コイルエンド部とが対向状態に固定子巻線の上方で円環状の半径方向に折り曲げられ、この折曲がった双方の端面が当接して溶接にて接合された回転電機の固定子において、
前記固定子巻線と前記双方の端面が接合される接合部との間に、前記固定子コアの形状に沿った円環状の絶縁部材を、当該固定子巻線における前記接合部と対向した面を覆う状態で介在させたことを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項２】
前記絶縁部材は、複数に分割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】
周方向に複数のスロットを有する円環状の固定子コアと、当該固定子コアに巻回される複数の導線から成る固定子巻線とを有し、当該固定子巻線を形成する一方の導線の内周側コイルエンド部と、他方の導線の外周側コイルエンド部とが対向状態に固定子巻線の上方で円環状の半径方向に折り曲げられ、この折曲がった双方の端面を当接して接合する回転電機の固定子の製造方法において、
前記内周側コイルエンド部と前記外周側コイルエンド部とを前記折り曲げる前に、前記固定子巻線の上方に当該固定子巻線における前記双方の端面が接合する接合部と対向した面を覆う状態で、前記固定子コアの形状に沿った円環状の絶縁部材を配置する第１ステップと、
前記第１ステップでの前記絶縁部材の配置後に、前記内周側コイルエンド部と前記外周側コイルエンド部とを双方の端面が当接する状態に折り曲げる第２ステップと、
前記第２ステップで前記当接した双方の端面を溶接にて接合する第３ステップと
を含むことを特徴とする回転電機の固定子の製造方法。
【請求項４】
前記第３ステップでの溶接後、前記絶縁部材を除去する第４ステップを含むことを特徴とする請求項３に記載の回転電機の固定子の製造方法。
【請求項５】
前記絶縁部材は、複数に分割されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の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】
本発明は、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両に搭載される電動機や発電機等の回転電機の固定子及び回転電機の固定子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転電機の固定子として、周方向に複数のスロットを有する円環状の固定子コアと、固定子コアに巻回される複数の導線からなる固定子巻線とを備えたものが一般的に知られている。例えば特許文献１には、スロット内に配置される導線の占積率（スロット内に導体が占める割合）を向上させるために、導線の軸線に対して垂直方向の断面形状が矩形形状であるとともに、導線を展開した際の全体形状がクランク状に蛇行した形状の各相巻線（Ｕ相導体、Ｖ相導体、Ｗ相導体）により、固定子巻線を構成する技術が開示されている。この場合、固定子巻線を構成する各相巻線は、固定子コアに所定の回数、渦巻き状に巻回して円筒状に形成された構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１４５２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような回転電機の固定子の場合、固定子巻線を構成する各相巻線は、固定子コアに所定の回数、渦巻き状に巻回することにより円筒状に形成される構造であることから、それぞれの導線は長さの長いものが必要になる。
【０００５】
このため、本出願人は、特願２００９−２４１７９８号において図１に示す構造の回転電機の固定子２０を出願している。この固定子２０は、図２に示す周方向に複数のスロット３１を有する円環状の固定子コア３０と、固定子コア３０に巻回される複数の導線からなる固定子巻線４０とを備えて構成されている。固定子巻線４０は、第１〜第ｎスロット収容部のうちの第１スロット収容部をスロット３１の最も外径側に配置し、第ｎスロット収容部をスロット３１の最も内径側に配置するものであって、固定子巻線を形成する各相巻線は、少なくとも２つの導線を有するとともに、一方の導線の第１スロット収容部に接続される外周側端部と他方の導線の第ｎスロット収容部に接続される内周側端部とが渡り部７０により接続されている。更に説明すると、渡り部７０は、所定の内周側と外周側との双方の導線のコイルエンド同士を当接して溶接した部分を含んで、固定子コア３０の円環状を半径方向に横切る部分である。このように、固定子巻線４０を構成する各相巻線を複数の導線を接続することにより形成し、１本の導線の長さを短くしている。
【０００６】
ところで、特願２００９−２４１７９８号の構成は、渡り部７０となる導線を予め分割し、固定子コア３０のスロット３１に上記双方の導線を挿入したのち双方の導線のコイルエンド同士を溶接にて接合し、渡り部７０を形成する構造も考えられる。しかし、この構造の場合、渡り部７０を形成する溶接部分が固定子巻線４０の上方である場合、アーク溶接等の溶接時に火花が飛んで下方の固定子巻線４０に熱による損傷を与えるという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、円環状の内周側と外周側との導線のコイルエンド同士を溶接しても、この溶接部分の下方の固定子巻線に溶接時の火花等の熱による損傷を与えないようにすることができる回転電機の固定子及び回転電機の固定子の製造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】
【０００８】
上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、周方向に複数のスロットを有する円環状の固定子コアと、当該固定子コアに巻回される複数の導線から成る固定子巻線とを有し、当該固定子巻線を形成する一方の導線の内周側コイルエンド部と、他方の導線の外周側コイルエンド部とが対向状態に固定子巻線の上方で円環状の半径方向に折り曲げられ、この折曲がった双方の端面が当接して溶接にて接合された回転電機の固定子において、前記固定子巻線と前記双方の端面が接合される接合部との間に、前記固定子コアの形状に沿った円環状の絶縁部材を、当該固定子巻線における前記接合部と対向した面を覆う状態で介在させたことを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、接合部の溶接時に発生する火花が絶縁部材の上に落下するので、絶縁部材の下方の固定子巻線に落下することが無くなる。従って、固定子巻線に溶接時の火花等の熱による損傷を与えないようにすることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記絶縁部材は、複数に分割されていることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、分割された絶縁部材の個々が小さいので、円環状の周方向に所定間隔で配置される接合部を接合した後に、その周方向の接合部間の隙間から絶縁部材を除去し易くなる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、周方向に複数のスロットを有する円環状の固定子コアと、当該固定子コアに巻回される複数の導線から成る固定子巻線とを有し、当該固定子巻線を形成する一方の導線の内周側コイルエンド部と、他方の導線の外周側コイルエンド部とが対向状態に固定子巻線の上方で円環状の半径方向に折り曲げられ、この折曲がった双方の端面を当接して接合する回転電機の固定子の製造方法において、前記内周側コイルエンド部と前記外周側コイルエンド部とを前記折り曲げる前に、前記固定子巻線の上方に当該固定子巻線における前記双方の端面が接合する接合部と対向した面を覆う状態で、前記固定子コアの形状に沿った円環状の絶縁部材を配置する第１ステップと、前記第１ステップでの前記絶縁部材の配置後に、前記内周側コイルエンド部と前記外周側コイルエンド部とを双方の端面が当接する状態に折り曲げる第２ステップと、前記第２ステップで前記当接した双方の端面を溶接にて接合する第３ステップとを含むことを特徴とする。
【００１３】
この方法によれば、接合部の溶接時に発生する火花が絶縁部材の上に落下するので、絶縁部材の下方の固定子巻線に落下することが無くなる。従って、固定子巻線に溶接時の火花等の熱による損傷を与えないようにすることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、前記第３ステップでの溶接後、前記絶縁部材を除去する第４ステップを含むことを特徴とする。
【００１５】
この方法によれば、絶縁部材が無い通常構成の固定子とすることができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、前記絶縁部材は、複数に分割されていることを特徴とする。
【００１７】
この方法によれば、分割された絶縁部材の個々が小さいので、円環状の周方向に所定間隔で配置される接合部を接合した後に、その周方向の接合部間の隙間から絶縁部材を除去し易くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来の回転電機の固定子の構成を示す斜視図である。
【図２】回転電機の固定子の固定子コアの構成を示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る回転電機の固定子の概略構成を示す斜視図である。
【図４】本実施形態に係る回転電機の固定子の特徴部分を示す斜視図である。
【図５】絶縁部材の構成を示す平面図である。
【図６】本実施形態に係る回転電機の固定子の製造方法を説明するための第１の図である。
【図７】本実施形態に係る回転電機の固定子の製造方法を説明するための第２の図である。
【図８】絶縁部材の他の構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。但し、本明細書中の全図において相互に対応する部分には同一符号を付し、重複部分においては後述での説明を適時省略する。
【００２０】
図３は、本発明の実施形態に係る回転電機の固定子の概略構成を示す斜視図である。
【００２１】
図３に示す回転電機の固定子５０は、周方向に複数のスロット３１（図２参照）を有する円環状の固定子コア３０と、固定子コア３０に巻回される複数の導線から成る固定子巻線４０とを備える。この固定子巻線４０を形成するＵＶＷ各相巻線は少なくとも２つの導線を有すると共に、一方の導線の内周側に配設された内周側コイルエンド部４０ａと、他方の導線の外周側に配設された外周側コイルエンド部４０ｂとが対向状態に固定子巻線４０の上方で折り曲げられ、この折曲がった双方の端面が当接して溶接にて接合（接合部）５１されている。この接合５１されて折曲がった部分が、固定子巻線４０の上方で円環形状を半径方向に横切る渡り部５２となっている。但し、固定子巻線４０の上方とは、固定子コア３０内に配設されるロータ回転軸の方向（軸方向端部側）をいう。
【００２２】
本実施形態の特徴は、図４の一部詳細図に示すように、固定子巻線４０と渡り部５２の接合部５１との間に、図５に示す円環状の絶縁紙や絶縁樹脂等の絶縁部材５３を介在した後、接合部５１の溶接を行うようにした点にある。但し、絶縁部材５３の円環状は固定子コア３０に沿った形状である。
【００２３】
この絶縁部材５３を介在して溶接を行う手順を図６及び図７を参照して説明する。但し、図６及び図７は、水平に配置された円環状の固定子５０を半径方向に切断した端面部分を透視した際の概略断面図である。
【００２４】
図６（ａ）に示すように、固定子コア３０の上方から固定子巻線４０と、当該固定子巻線４０の内周側コイルエンド部４０ａ及び外周側コイルエンド部４０ｂとを、固定子コア３０のスロット（図２参照）に差し込む。この差込を更に推し進めて図６（ｂ）に示すように固定子コア３０の下方から固定子巻線４０、内周側コイルエンド部４０ａ及び外周側コイルエンド部４０ｂを突き出す。次に図６（ｃ）に示すように、その突き出た固定子巻線４０、内周側コイルエンド部４０ａ及び外周側コイルエンド部４０ｂの所定のもの同士を接合する。
【００２５】
次に、図７（ｄ）に示すように、固定子コア３０の上方に突き出た固定子巻線４０の上方に当該固定子巻線４０における接合部５１と対向した全ての面を覆うように絶縁部材５３を配置する。この配置後、図７（ｅ）に示すように、固定子コア３０の上方に突き出た内周側コイルエンド部４０ａ及び外周側コイルエンド部４０ｂを水平方向に折り曲げて、この折曲がった双方の端面を当接させる。この当接部分が接合部５１と成る。
【００２６】
次に図７（ｆ）に矢印Ｙ１で示すように、接合部５１をアーク溶接等の溶接手段で溶接する。この溶接時に火花が飛んで落下するが、その火花は絶縁部材５３の上に落下する。この溶接によって接合部５１が接合して渡り部５２となった後は、図７（ｇ）に示すように、絶縁部材５３を除去する。
【００２７】
このように本実施形態の回転電機の固定子５０によれば、固定子巻線４０と渡り部５２の接合部５１との間に、固定子巻線４０における接合部５１と対向した全ての面を覆う状態で、絶縁部材５３を介在した後、接合部５１の溶接を行うようにした。これによって、接合部５１の溶接時に発生する火花が絶縁部材５３の上に落下するので、絶縁部材５３の下方の固定子巻線４０に落下することが無くなる。従って、固定子巻線４０に溶接時の火花等の熱による損傷を与えないようにすることができる。
【００２８】
また、図８に示すように、絶縁部材５３を符号５３−１〜５３−８で示すように複数に分割しても良い。この場合、分割された絶縁部材５３−１〜５３−８の個々が小さいので、図４に示す接合部５１の接合後に、周方向に所定間隔で配置される渡り部５２の間から絶縁部材５３を除去し易くなるメリットが得られる。
【００２９】
更に、絶縁部材５３を残した状態の固定子５０の構造、即ち双方のコイルエンド部４０ａ，４０ｂに平滑な面を持つ絶縁部材５３を残すことにより、双方のコイルエンド冷却用の油が層流化し冷却能力がコイルエンド全体にわたって均一化する等の効果が得られる。
【符号の説明】
【００３０】
２０，５０  回転電機の固定子
３０  固定子コア
３１  スロット
４０  固定子巻線
４０ａ  内周側コイルエンド部
４０ｂ  外周側コイルエンド部
５１  接合部
５２，７０  渡り部
５３  絶縁部材
【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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