(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻線が巻回される巻線巻回部と環状継鉄部の一部を構成する継鉄部分とを有する１２個の単位コアが、前記巻線巻回部が内側に位置し且つ前記継鉄部分が前記環状継鉄部を構成するように組合わされてなるステータコアと、
前記１２個の単位コアの前記巻線巻回部に巻線導体がそれぞれ巻装されて構成される複数の巻線部とからなり、
前記１２個の単位コアの前記巻線巻回部に巻装された巻線部のうち隣り合う３個の巻線部を単位としてこれらの単位毎に３個の巻線部の巻線がスター結線されて４つのスター結線ユニットが構成され、
前記４つのスター結線ユニットの中性点が相互に接続されて２つのパラレル結線用ユニットが構成され、
前記４つのスター結線ユニットをそれぞれ構成する前記３個の巻線部が、対応する３本のリード線にそれぞれ接続されている回転電機用ステータであって、
連続する６個の前記単位コアに６本の巻線導体が巻回されて最初の６個の前記巻線部が形成され、前記連続する６個の前記単位コアに続いて連続する６個の前記単位コアに前記６本の巻線導体が連続して巻回されて次の６個の前記巻線部が形成され、最初の６個の前記巻線部と次の６個の前記巻線部との間を接続する６本の渡り線が前記６本の巻線導体によって形成され且つ相互に電気的に接続されて前記２つのパラレル結線用ユニットが構成されていることを特徴とする回転電機用ステータ。
【請求項２】
巻線が巻回される巻線巻回部と該巻線巻回部の基部に一体に設けられた継鉄部分とからなる１２個の単位コアが、前記巻線巻回部が内側に位置し且つ前記継鉄部分が環状継鉄部を構成するように組合わされてなるステータコアと、
前記１２個の単位コアの前記巻線巻回部に絶縁被覆部により被覆された巻線導体がそれぞれ巻装されて構成される複数の巻線部とからなり、
前記１２個の単位コアの前記巻線巻回部に巻装された巻線部のうち隣り合う３個の巻線部を単位としてこれらの単位毎に３個の巻線部の巻線がスター結線されて４つのスター結線ユニットが構成され、
４つの前記スター結線ユニットの中性点が相互に接続されて構成された２つのパラレル結線用ユニットを備えた回転電機用ステータの製造方法であって、
前記６個の単位コアを前記巻線巻回部が同じ方向に向くように一例に並べ、
連続する６個の前記単位コアに６本の巻線導体を６本のノズルを用いてそれぞれ巻回して最初の６個の前記巻線部を形成し、
次に前記６本の巻線導体をそれぞれ６本の渡り線を形成する長さ分だけ引き出し、
前記６本の渡り線を形成した後に前記連続する６個の前記単位コアに続いて連続する６個の前記単位コアに前記６本の巻線導体を前記６本のノズルを用いて連続してそれぞれ巻回して次の６個の前記巻線部を形成し、
最初の６個の前記巻線部と次の６個の前記巻線部との間を接続する前記６本の渡り線を相互に電気的に接続して前記２つのパラレル結線用ユニットを形成し、
前記１２個の単位コアを前記各継鉄部分が環状の継鉄部を構成するように組合わせることを特徴とする回転電機用ステータの製造方法。
【請求項３】
前記６本の渡り線を熱溶着により機械的に且つ電気的に相互に接合することを特徴とする請求項２に記載の回転電機用ステータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転電機用ステータ及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、いわゆる複数の分割コア即ち単位コアを用いて形成する回転電機用ステータでは、予め巻線巻回部に巻線導体を巻装して巻線部を形成した複数の単位コアを環状に組み合わせて環状のステータコアを作り、その後各単位コアの巻線部から延びる巻線導体の端部を対応する他の１以上の単位コアに巻装した巻線部から延びる巻線導体の端部と電気的に接続して所望の配線を完成している。
【０００３】
しかしながら個々の単位コアに巻線部を形成しておく従来の方法では、各単位コアの巻線部間を電気的に接続する作業が非常に繁雑であり、製造能率が著しく悪い。
【０００４】
そこで出願人は、平成７年１２月５日に出願した特願平７−３１６４１８号によって各単位コア間の巻線部間を接続する渡り線に接続部を形成しないで、治具に列をなすように保持した複数の単位コアの巻線巻回部に、連続的に巻線導体を順次巻回する方法を提案した。この方法を用いると各単位コア間の巻線部間を接続する渡り線を巻線工程中に形成することができる。そのため、従来のように渡り線を形成するための接続作業が不要になる。また出願人は、この技術を利用してパラレル結線を形成する技術を特願平９−１４７９２０号に開示した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこれらの先願に開示された技術では、１相の巻回数が多いパラレル結線を作ることができなかった。またそれぞれ２つのスター結線ユニットからなる２つのパラレル結線ユニットの中性点を相互に結合したパラレル結線を作ることができなかった。
【０００６】
本発明の目的は、１相の巻線数が多いパラレル結線を備えた回転電機用ステータ及びその製造方法を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、それぞれ２つのスター結線ユニットとからなる２つのパラレル結線ユニットの中性点を相互に結合したパラレル結線を備えた回転電機用ステータ及びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明が改良の対象とする１つの回転電機用ステータは、巻線が巻回される巻線巻回部と環状継鉄部の一部を構成する継鉄部分とを有する２ｍ×ｎ個（ｍは２以上の整数、ｎは３の倍数）］の単位コアが、巻線巻回部が内側に位置し且つ継鉄部分が環状継鉄部を構成するように組合わされてなるステータコアを用いる。また２ｍ×ｎ個の単位コアの巻線巻回部に巻線導体がそれぞれ巻装されて構成される複数の巻線部を有する。そして２ｍ×ｎ個の単位コアの巻線巻回部に巻装された巻線部のうち、ｍ個の巻線部が直列接続されて形成されたｎ個の直列巻線部がスター結線されて２個のスター結線ユニットが構成されている。そして２個のスター結線ユニットの中性点が相互に接続されて１個のパラレル結線用ユニットが構成される。なおこの１個のパラレル結線用ユニットに含まれるｎ相の磁極を構成する各巻線部は、対応するｎ相分のリード線にそれぞれ接続される。
【０００９】
本発明の回転電機用ステータでは、２ｍ×ｎ個の単位コアを、それぞれ連続するｎ個の単位コアからなる２ｍ個の単位コアグループに分けられている。そして連続するｍ個の単位コアグループをそれぞれ構成する連続するｎ個の単位コアにｎ本の巻線導体が一方向にそれぞれ順次巻回されて第１のスター結線ユニット構成用巻線群が構成されている。残りの連続するｍ個の単位コアグループをそれぞれ構成する連続するｎ個の単位コアには、ｎ本の巻線導体が前記一方向とは逆の方向にそれぞれ順次巻回されて第２のスター結線ユニット構成用巻線群が構成されている。そして第１のスター結線ユニット構成用巻線群と第２のスター結線ユニット構成用巻線群との間を接続するｎ本の渡り線部分がｎ本の巻線導体によって形成され且つ相互に電気的に接続されてパラレル結線用ユニットが構成されている。
【００１０】
このような構造の回転電機用ステータを製造するには、まず２ｍ×ｎ個の単位コアを巻線巻回部が同じ方向に向くように一例に並べる。次に２ｍ×ｎ個の単位コアをそれぞれ連続するｎ個の単位コアからなる２ｍ個の単位コアグループに分け、連続する１番目の単位コアグループからｍ番目の単位コアグループをそれぞれ構成するｎ個の単位コアに順次ｎ本の巻線導体を一方向にそれぞれ巻回して第１のスター結線ユニット構成用巻線群を構成する。次にｎ本の巻線導体をそれぞれｎ本の渡り線を形成する長さ分だけ引き出してｎ本の渡り線を形成した後に残りの連続するｍ＋１番目の単位コアグループから２ｍ番目までの単位コアグループをそれぞれ構成するｎ個の単位コアに順次ｎ本の巻線導体を一方向にそれぞれ巻回して第２のスター結線ユニット構成用巻線群を構成する。次に第１のスター結線ユニット構成用巻線群と第２のスター結線ユニット構成用巻線群との間を接続するｎ本の渡り線の部分を相互に電気的に接続してパラレル結線用ユニットを構成する。なおｎ本の渡り線を熱溶着により機械的に且つ電気的に相互に接合すると接続作業が簡単になる。最後に２ｍ×ｎ個の単位コアを各継鉄部分が環状の継鉄部を構成するように組合わせる。
【００１１】
本発明によれば、ｎ本の渡り線を相互に電気的に接続するだけで、ｍ個の巻線部が直列接続されて形成されたｎ個の直列巻線部を備えた第１および第２のスター結線ユニットの中性点が相互に接続されたパラレル結線用ユニットを簡単に形成することができる。したがって本発明によれば、パラレル結線を構成する場合の接続部での巻線導体の接続本数が少なく、しかも接続部で接続不良が発生する可能性が低下する。
【００１２】
２つのスター結線ユニットからなる２つのパラレル結線ユニットの中性点を相互に結合したパラレル結線を備えた回転電機用ステータは、巻線が巻回される巻線巻回部と環状継鉄部の一部を構成する継鉄部分とを有する４ｎ個（ｎは３の倍数）の単位コアが、巻線巻回部が内側に位置し且つ継鉄部分が環状継鉄部を構成するように組合わされてなるステータコアと、４ｎ個の単位コアの巻線巻回部に巻線導体がそれぞれ巻装されて構成される複数の巻線部とを備えている。そして４ｎ個の単位コアの巻線巻回部に巻装された巻線部のうち隣り合うｎ個の巻線部を単位としてこれらの単位毎にｎ個の巻線部の巻線がスター結線されて４つのスター結線ユニットが構成され、４つのスター結線ユニットの中性点が相互に接続されて２つのパラレル結線用ユニットが構成され、４つのスター結線ユニットをそれぞれ構成するｎ個の巻線部が、対応するｎ本のリード線にそれぞれ接続されている。
【００１３】
本発明の回転電機用ステータでは、連続する２ｎ個の単位コアに２ｎ本の巻線導体が巻回されて最初の２ｎ個の巻線部が形成され、連続する２ｎ個の単位コアに続いて連続する２ｎ個の単位コアに２ｎ本の巻線導体が連続して巻回されて次の２ｎ個の巻線部が形成されている。そして最初の２ｎ個の巻線部と次の２ｎ個の巻線部との間を接続する２ｎ本の渡り線が２ｎ本の巻線導体によって形成され且つ相互に電気的に接続されて２つのパラレル結線用ユニットが構成されている。
【００１４】
このような回転電機用ステータを製造する場合には、２ｎ個の単位コアを巻線巻回部が同じ方向に向くように一例に並べる。次に連続する２ｎ個の単位コアに２ｎ本の巻線導体をそれぞれ巻回して最初の２ｎ個の巻線部を形成する。次に２ｎ本の巻線導体をそれぞれ２ｎ本の渡り線を形成する長さ分だけ引き出し、２ｎ本の渡り線を形成した後に連続する２ｎ個の前記単位コアに続いて連続する２ｎ個の単位コアに２ｎ本の巻線導体を連続してそれぞれ巻回して次の２ｎ個の巻線部を形成する。次に２ｎ個の巻線部と次の２ｎ個の巻線部との間を接続する２ｎ本の渡り線を相互に電気的に接続して２つのパラレル結線用ユニットを形成する。そして最後に、４ｎ個の単位コアを各継鉄部分が環状の継鉄部を構成するように組合わせる。
【００１５】
本発明によれば、２ｎ本の渡り線を相互に電気的に接続するだけで、２つのスター結線ユニットからなる２つのパラレル結線ユニットの中性点を相互に結合したパラレル結線を得ることができる。したがって本発明によれば、パラレル結線を構成する場合の接続部での巻線導体の接続本数が少なく、しかも接続部での接続不良が発生する可能性が低下する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る回転電機用ステータ及びその製造方法の一例を図１乃至図３を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１は、特願平７−３１６４１８号に詳細に開示した単位コアセット治具１（破線で示してある）を用いて回転電機用ステータを製造する際の一工程を示す図である。単位コアセット治具１は、一列に配置した多数の単位コア保持部材２を、連結プレート３と連結ピン４とからなる連結部材５で屈曲自在に連結した構造になっている。各単位コア保持部材２には、それぞれの正面に単位コア支持ピン２ａが設けられている。このような単位コアセット治具１の各単位コア保持部材２の単位コア支持ピン２ａに、単位コアＳ１  〜Ｓ１２を１個ずつ保持させる。単位コアＳ１  〜Ｓ１２は、巻線が巻回される巻線巻回部６と、環状継鉄部の一部を構成する継鉄部分７とを有する構造になっていて、巻線巻回部６には絶縁ボビン８を介して巻線が巻回されるようになっている。Ｃ１  〜Ｃ１２は、各単位コアＳ１  〜Ｓ１２の巻線巻回部６に巻線が巻回されて形成された巻線部である。
【００１８】
図１に示す治具１を用いて図３に示すようなパラレル結線ユニットを製造する場合について説明する。図２は、第１の実施の形態で製造する回転電機用ステータの回路図であり、図３は図１の単位コアセット治具１を用いて図２の回路を構成する場合の各単位コアＳ１  〜Ｓ１２への巻線順序と巻線の巻回方向を示すための図である。図３においては、巻線導体９〜１０を例えば３本のノズルを用いて各単位コアＳ１  〜Ｓ１２に巻回するものとして説明するが、１本のノズルを用いて各単位コアＳ１  〜Ｓ１２に巻線導体を巻回してもよいのは勿論である。
【００１９】
まず３本のノズルを、それぞれ同期させて単位コアＳ１  ，Ｓ２  ，Ｓ３  （第１の単位コアグループ）の各巻線巻回部に巻線導体９〜１１を図３で見て反時計回り方向に所定巻回数（ターン数）巻回して、図２の巻線部Ｃ１  ，Ｃ２  ，Ｃ３  を形成する。
【００２０】
次に、巻線導体９〜１１を単位コアＳ４  ，Ｓ５  ，Ｓ６  （第２の単位コアグループ）の各巻線巻回部に対して必要な巻回数分、反時計回り方向に巻回して、図２に示す巻線部Ｃ４  ，Ｃ５  ，Ｃ６  を形成する。これらの巻線部Ｃ１  〜Ｃ６  により第１のスター結線ユニット構成用巻線群が構成され、これらの巻線部Ｃ１  〜Ｃ６  がスター状に結線されて第１のスター結線ユニットが構成される。
【００２１】
次に、巻線導体９〜１１をある程度の長さ引き出して渡り線の部分を形成した後に、単位コアＳ７  ，Ｓ８  ，Ｓ９  （第３の単位コアグループ）の各巻線巻回部に対して必要な巻回数分、時計回り方向に巻回して、図２に示す巻線部Ｃ７  ，Ｃ８  ，Ｃ９  を形成する。次に、巻線導体９〜１１を単位コアＳ１０，Ｓ１１，Ｓ１２（第４の単位コアグループ）の各巻線巻回部に対して必要な巻回数分、時計回り方向に巻回して、図２に示す巻線部Ｃ１０，Ｃ１１，Ｃ１２を形成する。これらの巻線部Ｃ７  〜Ｃ１２により第２のスター結線ユニット構成用巻線群が構成され、これらの巻線部Ｃ７  〜Ｃ１２    がスター状に結線されて第２のスター結線ユニットが構成される。
【００２２】
次に単位コアＳ４  ，Ｓ５  ，Ｓ６  から単位コアＳ７  ，Ｓ８  ，Ｓ９  への渡り線部分（即ち第１のスター結線ユニット構成用巻線群と第２のスター結線ユニット構成用巻線群との間を接続する渡り線の部分）を電気的に接続して接続部１５を形成する。これにより２つのスター結線ユニットが形成されるのと同時に、２つのスター結線ユニットの中性点の接続が完了して１つのパラレル結線用ユニットが構成される。なお渡り線の部分を電気的に接続する場合には、各巻線導体９〜１１の渡り線の部分の絶縁被覆部をそれぞれ部分的に除去して導体を露出させ、露出した導体を半田付けまたは溶接により相互に電気的に接続するのが一般的である。しかしながら絶縁被覆部をそれぞれ部分的に除去せずに、図４に示すように一対の圧接用電極１６及び１７の間に３本の巻線導体を挟み、圧接用電極１６及び１７間に電流を流して発生する熱で絶縁被覆部を除去し、同時に各巻線導体を電気的に且つ機械的に接続（熱溶着）するようにしてもよい。
【００２３】
次に巻線導体９〜１１の両端部を接続線１２〜１４にそれぞれ接続する。そして最後に、単位コアセット治具１を保持部から外して、１２個の単位コアＳ１  〜Ｓ１２のうちの最初の単位コアＳ１  と最後の単位コアＳ１２を各単位コアの継鉄部分が環状の継鉄部を構成するように組合わせて相互に連結してステータコアを組み立てる。この状態になったならば、単位コアセット治具１を各単位コアの継鉄部から取り外し、しかる後、環状の継鉄部の外周に回転電機のハウジングの一部を構成する筒状フレームを嵌合する。このようにして回転電機用ステータの製造を完了する。
【００２４】
上記例では、２ｍ×ｎ個の単位コアを用いる場合に、ｍとして２以上の整数の中から選択した２を用い、ｎとして３の倍数である３を用いて、１２個の単位コアから３個（ｎ個）の単位コアからなる４個（２ｍ個）の単位コアグループを作っている。本発明は、ｍを他の２以上の整数とし、ｎを３の倍数とした他の場合にも適用できる。ここでｍの数は、１相分の巻線を構成する直列接続されれる巻線部の数を意味している。したがってｍが３になれば、１相分の巻線は３つの単位コアの巻線部が直列に接続されて構成されることになる。
【００２５】
図５は、本発明の第２の実施の形態の回転電機用ステータの回路図であり、図６は図１の単位コアセット治具１を用いて図５の回路を構成する場合の各単位コアＳ１  〜Ｓ１２への巻線順序と巻線の巻回方向を示すための図である。図６においては、６本の巻線導体１７〜２２を例えば６本のノズルを用いて各単位コアＳ１  〜Ｓ１２に巻回するものとして説明するが、１本のノズルを用いて各単位コアＳ１  〜Ｓ１２に巻線導体を巻回してもよいのは勿論である。
【００２６】
まず６本のノズルを、それぞれ同期させて６個の単位コアＳ１  〜Ｓ６  の各巻線巻回部に巻線導体１７〜２２を図６で見て反時計回り方向に所定巻回数（ターン数）巻回して、図５の巻線部Ｃ１  〜Ｃ６  を形成する。次に、巻線導体１７〜２２をある程度の長さ引き出して渡り線の部分を形成した後に、次の６個の単位コアＳ７  〜Ｓ１２の各巻線巻回部に対して必要な巻回数分、時計回り方向に巻回して、図５に示す巻線部Ｃ７  〜Ｃ１２を形成する。
【００２７】
次に単位コアＳ１  〜Ｓ６  から単位コアＳ７  〜Ｓ１２への渡り線部分を電気的に接続して接続部２６を形成する。これにより４つのスター結線ユニットが形成されるのと同時に、４つのスター結線ユニットの中性点の相互接続が完了して中性点が接続された２つのパラレル結線用ユニットが構成される。なお渡り線の部分を電気的に接続して接続部２６を形成する場合には、第１の実施の形態と同様に、各巻線導体の渡り線の部分の絶縁被覆部をそれぞれ部分的に除去して導体を露出させ、露出した導体を半田付けまたは溶接により相互に電気的且つ機械的に接続してもよいが、絶縁被覆部をそれぞれ部分的に除去せずに圧接用電極を用いて熱で絶縁被覆部を除去し、同時に各巻線導体を電気的に且つ機械的に接続するようにしてもよい。
【００２８】
そして次に６本の巻線導体１７〜２２の両端部を２本の接続線２３〜２５に接続する。そして最後に、単位コアセット治具１を保持部から外して、１２個の単位コアＳ１  〜Ｓ１２のうちの最初の単位コアＳ１  と最後の単位コアＳ１２を各単位コアの継鉄部分が環状の継鉄部を構成するように組合わせて相互に連結してステータコアを組み立てる。この状態になったならば、単位コアセット治具１を各単位コアの継鉄部から取り外し、しかる後、環状の継鉄部の外周に回転電機のハウジングの一部を構成する筒状フレームを嵌合する。このようにして回転電機用ステータの製造を完了する。
【００２９】
上記例では、４ｎ個の単位コアを用いる場合に、ｎとして３の倍数である３を用いて、１２個の単位コアから４つのスター結線ユニットを作っている。しかし本発明は、ｎを３の倍数とした他の場合にも適用できるのは勿論である。ここでｎの数は、１つのスター結線ユニットの相数を意味している。したがってｎが６になれば、１つのスター結線ユニットには６相分の巻線部が含まれることになる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、ｎ本の渡り線を相互に電気的に接続するだけで、ｍ個の巻線部が直列接続されて形成されたｎ個の直列巻線部を備えた第１および第２のスター結線ユニットの中性点が相互に接続されたパラレル結線用ユニットを簡単に形成することができる。また本発明によれば、２ｎ本の渡り線を相互に電気的に接続するだけで、２つのスター結線ユニットからなる２つのパラレル結線ユニットの中性点を相互に結合したパラレル結線を得ることができる。したがって本発明によれば、パラレル結線を構成する場合の接続部での巻線導体の接続本数が少なく、しかも接続部での接続不良が発生する可能性が低下する。
【図面の簡単な説明】
【図１】単位コアセット治具を用いて回転電機用ステータを製造する際の一工程を示す図である。
【図２】第１の実施の形態で製造する回転電機用ステータの回路図である。
【図３】図１の単位コアセット治具を用いて図２の回路を構成する場合の各単位コアへの巻線順序と巻線の巻回方向を示すための図である。
【図４】巻線導体の渡り線の部分を圧接する状態を示す斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の回転電機用ステータの回路図である。
【図６】図１の単位コアセット治具を用いて図５の回路を構成する場合の各単位コアへの巻線順序と巻線の巻回方向を示すための図である。
【符号の説明】
Ｃ１  〜Ｃ１２  巻線部
Ｓ１  〜Ｓ１２  単位コア
１  単位コアセット治具
６  巻線巻回部
７  継鉄部分
８  絶縁ボビン
９〜１１，１７〜２２  巻線導体
１５，２６  接続部
【図１】
0003623683.tif 000002
【図２】
0003623683.tif 000003
【図３】
0003623683.tif 000004
【図４】
0003623683.tif 000005
【図５】
0003623683.tif 000006
【図６】
0003623683.tif 000007