(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルボビンおよび絶縁紙を備えた固定子鉄心に固定子巻線を巻装した集中巻きの固定子を有する回転電機であって、
円環状に配置された前記固定子から延出する前記固定子巻線の端末部を支持する機構として、前記固定子巻線が、前記コイルボビンの最後の巻付部から巻き終わり端部までの略直線区間において、前記固定子巻線の巻き終わり端部を支持する端部支持部材
を備え、
前記端部支持部材は、前記固定子巻線の巻き終わり端部を支持するための切り欠き部を、回転電機の径方向で異なる位置に複数有し、
前記端部支持部材は、前記コイルボビンに一体で構成されるとともに、巻線工程時の起立位置と巻線工程後の巻線端部支持位置とを移動可能にした可倒式構造で構成される
ことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機において、
前記回転電機の軸方向から見て、前記コイルボビン上に突出し、前記略直線区間と略同軸上に接続部を設けた結線板をさらに備える
ことを特徴とする回転電機。
【請求項３】
請求項２に記載の回転電機において、
前記結線板上に配置され、前記固定子巻線の巻き始め端部あるいは前記固定子巻線の巻き終わり端部のいずれか一方と接続する中性線
をさらに備えることを特徴とする回転電機。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の回転電機において、
前記固定子巻線は、断面形状が略円形である
ことを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生産設備の簡略化と生産効率の向上を実現するための、固定子巻線の端末部の固定構造を備えた回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の固定子巻線の端末部形状においては、コイルボビンに設けられた係止部に固定子巻線の巻き終わり端末部を巻き付けることで、巻装されたコイルが解けるのを防止している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２７８６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
従来の固定子巻線の端末部の固定構造では、巻線を係止させる工程が発生し、巻線機の構成も複雑となる。この結果、生産設備の増大や生産性の悪化が懸念される。
【０００５】
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、生産設備の簡略化と生産効率の向上を実現できる回転電機を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る回転電機は、コイルボビンおよび絶縁紙を備えた固定子鉄心に固定子巻線を巻装した集中巻きの固定子を有する回転電機であって、円環状に配置された固定子から延出する固定子巻線の端末部を支持する機構として、固定子巻線が、コイルボビンの最後の巻付部から巻き終わり端部までの略直線区間において、固定子巻線の巻き終わり端部を支持する端部支持部材を備え、端部支持部材は、固定子巻線の巻き終わり端部を支持するための切り欠き部を、回転電機の径方向で異なる位置に複数有し、端部支持部材は、コイルボビンに一体で構成されるとともに、巻線工程時の起立位置と巻線工程後の巻線端部支持位置とを移動可能にした可倒式構造で構成されるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る回転電機によれば、固定子巻線端末部のコイルボビンへの巻き付けを廃止し、巻線端末部がほぼ直線の状態で巻線を終了した上で、巻線端末部が解けないように支持する構造を設けてコイルボビンの小型化・軽量化を図ったことにより、生産設備の簡略化と生産効率の向上を実現できる回転電機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１における回転電機の概略図である。
【図２】本発明の実施の形態１における回転電機に適応される固定子および巻線の端部支持構造を示す外観図である。
【図３】本発明の実施の形態１における回転電機に適用される固定子と結線板の相関関係を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１における固定子巻線巻き終わり端部支持部材と固定子巻線との当接箇所を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態２における固定子巻線巻き終わり端部支持部材と固定子巻線との当接箇所を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の回転電機の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における回転電機の概略図である。円環状に配置された固定子１は、筒状のセンターフレーム２に嵌合されている。また、フロントフレーム４により保持された負荷側軸受け３と、リアフレーム６により保持された非負荷側軸受け５とによって、回転子７が支持されている。
【００１２】
固定子１の非負荷側の端面には、ＵＶＷ各相に給電するバスバー８、バスバー８を収容するバスバーホルダ９、およびバスバーホルダ９上に設けられた結線板１０が配置されている。
【００１３】
図２は、本発明の実施の形態１における回転電機に適応される固定子および巻線の端部支持構造を示す外観図であり、正面図、上面図、斜視図を示している。コイルボビン１３および絶縁紙１２を備えた固定子鉄心１１に、固定子巻線１４を巻装している状態を示している。固定子巻線１４は、固定子巻線巻き始め端部１５より巻き始め、コイルボビン１３の最後の巻付部から固定子巻線巻き終わり端部１７まで、略直線区間１６を有する。
【００１４】
固定子巻線１４の略直線区間１６の固定子巻線巻き終わり端部１７近傍には、固定子巻線１４を保持するための構造として、固定子巻線巻き終わり端部支持部材１８が設けられている。そして、固定子巻線巻き終わり端部支持部材１８で保持された固定子巻線１４は、固定子巻線巻き終わり端部１７にて端部が切断され、図２の状態に至る。
【００１５】
図３は、本発明の実施の形態１における回転電機に適用される固定子１と結線板１０の相関関係を示す図である。結線板１０は、固定子巻線１４の巻き始めおよび巻き終わりの両端部１５、１７のそれぞれと略同軸上に開けられた穴と、固定子巻線巻き終わり端部１７に当接する中性線２１とを備えている。
【００１６】
固定子巻線１４の両端末部は、結線板１０の穴を貫通して各給電端子（バスバー８に相当）と中性線２１の接続部にて接合される。結線板１０は、回転電機の非負荷側軸受けから見て、バスバーホルダ９および固定子の一部を覆うように、回転子の回転軸（半径、中心）方向に突き出している（すなわち、結線板１０は、固定子上部に突き出している）。
【００１７】
図３においては、給電のバスバー８と接続される固定子巻線巻き始め端部１５は、バスバー８の接続部とともに結線板１０の穴を貫通するが、中性線２１と接続される固定子巻線巻き終わり端部１７は、中性線２１が結線板１０にモールドされた構造を取っているため、固定子巻線１４の巻き終わり部分のみが結線板１０の穴を貫通している。
【００１８】
このように構成された回転電機の固定子１において、固定子巻線巻き終わり端部支持部材１８を用いて固定子巻線巻き終わり端部１７を支持することにより、固定子巻線１４をコイルボビン１３に設けた突起等に係止させるような、従来の加工が必要なくなる。
【００１９】
特に、集中巻の固定子を、大電流を取り扱う電気自動車などに適用した場合には、固定子巻線１４の線径が、Φ２．５〜３．０ｍｍとなる。従って、巻線機を用いてコイルボビン１３の突起部に固定子巻線１４を巻き付けて係止させるには、大きな荷重を伴う曲げ加工が必要となる。この結果、巻線工程に費やす時間が多くなり、生産性が悪化し、さらに設備の大型化が必要となる。
【００２０】
これに対して、本実施の形態１では、巻線の線径が大きくなった場合でも、固定子巻線巻き終わり端部支持部材１８を設けることで、固定子巻線１４の端部１７を容易に固定することができる。この結果、同一工程内での作業量が少なくなり、タクトタイムの短縮が可能となることで生産性が向上し、また、固定子巻線１４の曲げ加工が必要なくなるため、設備の簡略化が可能となる。
【００２１】
また、コイルボビン１３に設けた突起に、太い固定子巻線１４を巻きつけるには、コイルボビン１３の突起にも強度が必要となる。しかしながら、固定子巻線１４の曲げ加工を伴わない本実施の形態１による巻線固定を行うことによって、コイルボビン１３の小型・軽量化が図れる。
【００２２】
さらに、固定子巻線巻き終わり端部支持部材１８を別部材にすることによって、さまざまな巻線パターンに対して、この固定子巻線巻き終わり端部支持部材１８を変更するのみで対応できる。
【００２３】
さらに、固定子巻線巻き終わり端部支持部材１８をコイルボビン１３と別部材にすることで、巻線作業後に装着することも可能となる。これにより、例えば、固定子巻線巻き終わり端部１７が固定子上の回転電機の半径方向中間付近に位置する巻線パターンとなった場合においても、巻装される固定子巻線１４の巻き付け軌跡を遮られることはなく、効率的な巻線ができる。
【００２４】
このように、巻線工程終了までに、固定子巻線巻き終わり端部支持部材１８を用いて固定子巻線巻き終わり端部１７を支持することによって、固定子１を円環状に組み付けるまでの間、巻線端末部を保持する冶具等の必要がなくなる。
【００２５】
また、結線板１０が回転軸方向に突き出し、その上に中性線２１を任意に配置することにより、固定子巻線巻き終わり端部１７が結線板１０を貫通する箇所に中性線２１を一致させることができる。この結果、巻線工程だけでなく、結線板１０の接続時においても、固定子巻線巻き終わり端部１７の曲げ加工が省略できる。
【００２６】
さらに、バスバーホルダ９に収容するバスバー８は、ＵＶＷ相の３個のみとなる。この結果、バスバーホルダ９の回転電機径方向の厚みが薄くなり、回転電機の小型化が可能となる。
【００２７】
固定子巻線巻き終わり端部支持部材１８がない場合には、固定子巻線巻き終わり端部１７の位置が固定されないため、結線板１０で固定し、図３の状態にしてワニス塗布処理をしなければならない。これに対して、固定子巻線巻き終わり端部支持部材１８を有する本発明の場合には、結線板１０がない状態でも固定子巻線巻き終わり端部１７を規定の位置に配置することができ、結線板１０の組付け前でもワニス塗布が可能になり、ワニス塗布を任意の工程で行うことができる。
【００２８】
また、固定子巻線巻き終わり端部支持部材１８がない場合には、上述したように、固定子巻線１４を結線板１０で固定した後に、ワニス塗布を行う必要がある。このため、回転子の非負荷側からワニス塗布を行う場合には、固定子巻線１４が結線板１０の陰になる箇所が生じ、ワニス塗布に不均一が生じる恐れがある。さらに、ワニス塗布の不均一を避けるためには、回転子７の負荷側からワニス塗布を行わねばならず、ワークの方向が限定され、製造時の自由度が損なわれる。
【００２９】
一方、固定子巻線の巻き終わり端部１７を固定子巻線巻き終わり端部支持部材１８で支持している本発明の場合には、結線板１０を被せる前にワニス塗布を行うことができる。この結果、端末線を略直線として結線板１０が回転子の回転軸（半径、中心）方向に突き出ている場合（すなわち、結線板１０が、固定子上部に突き出している場合）においても、均一なワニス塗布が可能となる。
【００３０】
なお、先の図３では、固定子巻線巻き終わり端部１７を中性線２１に接続したが、巻線パターンによっては、固定子巻線巻き始め端部１５に中性線２１を接続してもよい。
【００３１】
また、図３では、巻き終わり線の中心軸は、回転子の回転軸と略平行であるが、回転軸に対して斜めになった場合でも、端末部の曲げ加工を廃止することを目的とする本発明の趣旨から逸脱することはない。
【００３２】
以上のように、実施の形態１によれば、固定子巻線端末部のコイルボビンへの巻き付けを廃止し、巻線端末部がほぼ直線の状態で巻線を終了した上で、巻線端末部が解けないように支持する構造を備えている。この結果、コイルボビンの小型化・軽量化を図ることができ、生産設備の簡略化と生産効率の向上を実現できる回転電機を得ることができる。
【００３３】
なお、本実施の形態１では、固定子巻線巻き終わり端部支持部材１８を別体構造とした場合について説明した。このような別体構造とすることで、巻線パターンが変わっても（すなわち、固定子巻線巻き終わり端部１７の位置が、回転電機の径方向で異なる場合にも）、端支持部材を変更するだけで対応可能とすることができる。さらに、巻線工程の後に端部支持部材を付けることができるため、端部支持部材が巻線工程の邪魔になることがない。
【００３４】
しかしながら、端部支持部材が巻線工程の邪魔にならないようにするためには、このような別体構成に限定されるものではない。図４は、本発明の実施の形態１における固定子巻線巻き終わり端部支持部材１９と固定子巻線１４との当接箇所を示す説明図である。図４では、コイルボビン１３と一体で形成された可倒式の固定子巻線支持部材１９を、巻線作業後に倒して、固定子巻線１４を支持する構造としている。ここで、「可倒式」とは、固定子巻線巻き終わり端部支持部材１９の位置を、巻線工程時と巻線工程後とで移動可能とする構造を意味している。
【００３５】
このように、コイルボビン１３と一体で形成された可倒式構造の固定子巻線巻き終わり端部支持部材１９を採用することで、端部支持部材が巻線工程の邪魔にならないようにし、作業効率を改善することができる。
【００３６】
実施の形態２．
先の実施の形態１では、固定子巻線巻き終わり端部支持部材１８と固定子巻線１４の当接箇所を１箇所設けた場合について説明した。これに対して、本実施の形態２では、当接箇所を複数個所設ける場合について説明する。
【００３７】
図５は、本発明の実施の形態２における固定子巻線巻き終わり端部支持部材２０と固定子巻線１４との当接箇所を示す説明図である。図５に示すように、本実施の形態２における固定子巻線巻き終わり端部支持部材２０は、固定子巻線１４を保持するための切り欠き部を複数有している（図５の場合は、切り欠き部を２箇所に設けた場合を例示している）。
【００３８】
これにより、１種類の固定子巻線巻き終わり端部支持部材２０で、複数種類の巻線パターンに対応することができる。すなわち、固定子巻線巻き終わり端部１７の位置が、回転電機の径方向で異なる場合にも、複数の切り欠き部を有する１種類の固定子巻線巻き終わり端部支持部材２０を用いて対応することができる。
【００３９】
以上のように、実施の形態２によれば、固定子巻線巻き終わり端部支持部材が、固定子巻線を保持するための切り欠き部を複数有している。このような構造を備えることで、先の実施の形態１の効果に加え、１種類の固定子巻線巻き終わり端部支持部材で、複数種類の巻線パターンに対応することができる効果を得ることができる。
【００４０】
なお、本実施の形態２では、複数の固定子巻線当接箇所を持つ固定子巻線巻き終わり端部支持部材２０を別体構造とした場合について説明した。しかしながら、本発明は、このような構成に限定されるものではなく、先の実施の形態１における図４の構成のように、固定子巻線巻き終わり端部支持部材２０の位置を、巻線工程時と巻線工程後とで移動可能とし、コイルボビン１３と一体構造としてもよく、同様の効果が得られる。
【００４１】
また、本発明における端部支持部材１８〜２０は、種々の断面形状を有する固定子巻線に適用可能である。ただし、固定子巻線として平角線のエッジワイズ巻を適用する場合も考えられるが、エッジワイズ巻の場合には、巻線が解ける方向に剛性が高いため、支持なしでも解けずに巻線を維持できる。従って、本発明における端部支持部材１８〜２０は、断面形状が略円形を有する固定子巻線に対して、特に支持効果を発揮できる。
【００４２】
また、端部支持部材１８〜２０で巻線を固定する前に巻線を切断すると、端部支持部材を装着するまでの間、別途冶具等が必要となる。しかしながら、本発明では、先に端部支持部材を装着しておき、巻線端部を固定支持した後に、切断を行うことで、このような別途の冶具等が必要なくなる。
【符号の説明】
【００４３】
１  固定子、２  センターフレーム、３  負荷側軸受け、４  フロントフレーム、５  非負荷側軸受け、６  リアフレーム、７  回転子、８  バスバー（給電端子）、９  バスバーホルダ、１０  結線板、１１  固定子鉄心、１２  絶縁紙、１３  コイルボビン、１４  固定子巻線、１５  固定子巻線巻き始め端部、１６  略直線区間、１７  固定子巻線巻き終わり端部、１８、１９、２０  固定子巻線巻き終わり端部支持部材（端部支持部材）、２１  中性線。
【図１】
0005603365.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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