(57)【要約】【課題】製造性及び耐振性に優れ、コンパクトなセグメント連接型回転電機を提供すること。【解決手段】平角線により構成されるセグメント順次接合ステータコイル６から固定子コア１２の外周面のクラスタブロック（コネクタボックス）１３までの引き出しリード線１０を丸線によりセグメント順次接合ステータコイル６とは別に作製して、セグメント順次接合ステータコイル６の始端用セグメントの飛び出し部分からなる口出し線用引き出し線９の先端に溶接したので、引き出しリード線すなわち端子用引き出し線１０の屈曲引き回し容易となり、この結果、作業性を阻害することなくコネクタボックスをステータコアの外周面側に配置できるため、回転電機の体格をコンパクトとすることができる。【選択図】図１
2006211810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略Ｕ字状のセグメントをステータコアのスロットに軸方向一方側から挿通し、前記ステータコアの軸方向他端側にて順次接合してなるＵ字状セグメント連接体と、一つの前記スロットに挿通されて先端部が前記軸方向他方側にて前記Ｕ字状セグメント連接体の始端に接続される略Ｉ字状の始端用セグメントと、他の一つの前記スロットに挿通されて先端部が前記軸方向他方側にて前記Ｕ字状セグメント連接体の終端に接続される略I字状の終端用セグメントとからなる相コイルを相数分だけ接続してなるステータコイルと、
前記ステータコアの外周面側に固定されたコネクタボックスと、
前記コネクタボックスから延設されて、先端部が前記ステータコアの軸方向一方側に突出する前記ステータコイルの頭部側コイルエンドに実質的に接する位置にて前記始端用セグメントの基端部に溶接される引き出しリード線と、
を備えることを特徴とするセグメント連接型回転電機。
【請求項２】
請求項１記載のセグメント連接型回転電機において、
前記セグメントは平角線により構成され、前記引き出しリード線は丸線により構成されていることを特徴とするセグメント連接型回転電機。
【請求項３】
請求項２記載のセグメント連接型回転電機において、
前記引き出しリード線は、前記コネクタボックスから略軸方向に延設された後、略径方向内側に屈曲され、その後、略周方向へ延設されることを特徴とするセグメント連接型回転電機。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか記載のセグメント連接型回転電機において、
前記始端用セグメント導体は、前記引き出しリード線に溶接される前記基端部からコイルエンドの軸方向外側に沿いつつ略周方向に延在し、
前記引き出しリード線は、前記始端用セグメント導体に溶接される前記先端部から前記コイルエンドの軸方向外側に沿いつつ略周方向に延在していることを特徴とするセグメント連接型回転電機。
【請求項５】
請求項４記載のセグメント連接型回転電機において、
互いに溶接される前記始端用セグメントの基端部と前記引き出しリード線の先端部とはそれぞれ、略直角に折り曲げられた折り曲げ突部を有し、
前記一対の折り曲げ突部の先端部は、溶接されていることを特徴とするセグメント連接型回転電機。
【請求項６】
請求項５記載のセグメント連接型回転電機において、
前記折り曲げ突部は、略軸方向外側へ突出していることを特徴とするセグメント連接型回転電機。
【請求項７】
請求項４記載のセグメント連接型回転電機において、
前記各相コイルの終端用セグメントは、
前記スロットに設けられた４ｎ＋２個以上のセグメント挿通位置のうち、径方向最内側及び径方向最外側を除く中層のセグメント挿通位置に挿通され、
前記相コイルの終端用セグメントの基端部は、略周方向へ延設されて他の前記相コイルの終端用セグメントの基端部に溶接されることにより中性点をなすことを特徴とするセグメント連接型回転電機。
【請求項８】
請求項７記載のセグメント連接型回転電機において、
前記中性点をなす前記相コイルの終端用セグメントの基端部は、前記スロットに設けられた４ｎ＋２個以上のセグメント挿通位置のうち、径方向内側から数えて２番目のセグメント挿通位置に沿って略周方向へ延設されることを特徴とするセグメント連接型回転電機。
【請求項９】
請求項１記載のセグメント連接型回転電機において、
前記引き出しリード線の少なくとも周方向延在部分及び前記引き出しリード線と前記略I字状のセグメントとの溶接部分との両方を、前記ステータコイルのコイルエンドとを一体に被覆する樹脂被覆部を有することを特徴とするセグメント連接型回転電機。
【請求項１０】
請求項１記載のセグメント連接型回転電機において、
前記コネクタボックスは、前記ステータコアの軸方向一方側の端面から所定距離隔ててステータコアの外周面上に固定され、
各相の前記引き出しリード線は、前記コネクタボックスを出てから前記ステータコアの外周面に沿いつつ略Ｕ字状に湾曲した後、前記ステータコアの軸方向一方側の端面に達する湾曲部を有することを特徴とするセグメント連接型回転電機。
【請求項１１】
請求項１０記載のセグメント連接型回転電機において、
前記各相の引き出しリード線の湾曲部は、前記コネクタボックスの軸方向一方側の側面のうち周方向一端側から突出した後、前記コネクタボックスの周方向他端側へ向けて屈曲されることを特徴とするセグメント連接型回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、略Ｕ字状のセグメント導体をステータコアのスロットに挿通した後、ステータコアの軸方向一方側にて順次接合してなるセグメント連接型回転電機のリード線構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
（セグメント順次接合ステータコイル）
ステータコアのスロットに挿通された多数の絶縁被覆平角線からなるセグメント導体（単にセグメントとも言う）を順次接合して形成されたセグメント順次接合ステータコイルは、スロット内の導体占積率を向上でき、コイルエンドの軸方向長を短縮できるため、通常の巻線型ステータコイルの回転電機に比較して小型軽量化できる利点を有し、小型軽量化が必要とされる用途で期待されている。このセグメント順次接合ステータコイルをもつ回転電機（セグメント連接型回転電機とも言う）は、たとえば下記の特許文献１〜４などにより周知となっている。このセグメント順次接合型ステータコイルは、Ｕ字状セグメントの一対の脚部を回転子の略磁極ピッチだけ互いに離れた一対のスロットに個別に挿通して飛び出した両端部を周方向へ曲げ、各セグメントの両脚部の先端を順次接合して形成されている。
【０００３】
（Ｕ字状セグメント）
Ｕ字状セグメントは、略Ｕ字状の頭部（曲がり部又はターン部とも呼ばれる）と、この頭部の両端から互いに略１磁極ピッチ離れた二つのスロットにコアの軸方向一方側から個別に挿入された一対のスロット導体部と、両スロット導体部の先端からコアの軸方向他側へ飛び出した後、周方向へ折り曲げられて延在する一対の飛び出し端部とをそれぞれ有し、各飛び出し端部の先端部は、一対づつ接合されて構成されている。なお、スロット導体部と飛び出し端部とをまとめてセグメントの脚部と呼称する場合もある。したがって、各Ｕ字状セグメントの頭部はステータコイルの頭部側コイルエンドを構成し、各Ｕ字状セグメントの飛び出し端部はステータコイルの端部側コイルエンドを構成する。
【０００４】
（Ｕ字状セグメント連接体、Ｉ字状の始端用セグメント、Ｉ字状の終端用セグメント）
セグメント順次接合型ステータコイルは、相数分の相コイルを星形又はデルタ接続してなる。相コイルは、略Ｕ字状のセグメントをステータコアのスロットに軸方向一方側から挿通し、ステータコアの軸方向他端側にて順次接合してなるＵ字状セグメント連接体と、このＵ字状セグメント連接体の始端及び終端に接続される略Ｉ字状の始端用セグメントと略Ｉ字状の終端用セグメントとをもつ。更に詳しく説明すると、Ｕ字状セグメント連接体の始端は、ステータコアの軸方向他方側にて略Ｉ字状の始端用セグメントの先端部に接合される。同様に、Ｕ字状セグメント連接体の終端は、ステータコアの軸方向他方側にて略I字状の終端用セグメントの先端部に接合される。
【０００５】
Ｉ字状の始端用セグメント及びＩ字状の終端用セグメントは、周方向に略半磁極ピッチ延設されるＵ字状セグメントの飛び出し端部と同様に、スロットから出た後、周方向に略半磁極ピッチ折り曲げられている。Ｉ字状の始端用セグメントとＩ字状の終端用セグメントとが挿通される一対のスロットは、互いに略１磁極ピッチ離れており、本来、一つのＵ字状セグメントの一対の脚部が挿通されるべき一対のスロットである。
【０００６】
このようにすることにより、中性点や引き出しリード線を頭部側コイルエンド側に配置することができるので、端部側コイルエンドのセグメント同士の接合時にこれら中性点や引き出しリード線がこの接合を邪魔するのを防止することができる。これら始端用セグメント及び終端用セグメントの基端部は引き出しリード線としてコネクタまで延設されて、コネクタにて外部ケーブルから給電される。
【０００７】
Ｕ字状セグメント連接体は、各Ｕ字状セグメントを順次接合してなる。Ｕ字状セグメントの一対の脚部は、スロット内に径方向に配置される偶数個の導体収容位置のうち、互いに異なる導体収容位置に収容される。また、Ｉ字状の始端用セグメントとＩ字状の終端用セグメントとは、互いに異なる導体収容位置に挿通される。
【０００８】
（２層型Ｕ字状セグメント連接体）
Ｕ字状セグメント連接体は、スロットの径方向に隣接する２つの導体収容位置を占有する多数のセグメントにより構成されることができる。この場合、１つのＵ字状セグメントの脚部は、一つのスロットの第１の導体収容位置から出た後、周方向へ約半磁極ピッチ曲げられる。他の一つのＵ字状セグメントの脚部は、上記一つのスロットから略１磁極ピッチ離れた他の一つのスロットの第２の導体収容位置から出た後、周方向反対側へ約半磁極ピッチ曲げられる。最後にこれら周方向同位置で径方向に隣接するこれら二つのＵ字状セグメントの脚部の先端部すなわち飛び出し端部が互いに接合される。以下、この構造のＵ字状セグメント連接体を２層型Ｕ字状セグメント連接体とも呼ぶ。したがって、２層型Ｕ字状セグメント連接体の両端に接続されるＩ字状の始端用セグメント及びＩ字状の終端用セグメントは、スロットの二つの導体収容位置に個別に収容されることになる。
【０００９】
（４層型Ｕ字状セグメント連接体）
また、Ｕ字状セグメント連接体は、スロットの径方向に隣接する４つの導体収容位置に収容される多数のセグメントにより構成されることができる。この構造のＵ字状セグメント連接体を４層型Ｕ字状セグメント連接体とも呼ぶ。
【００１０】
この４層型Ｕ字状セグメント連接体は、上記４つの導体収容位置のうち、径方向最内側の導体収容位置と径方向最外側の導体収容位置とに挿通されるＵ字状の大セグメントと、径方向最内側から２番目と３番目の導体収容位置とに挿通されるＵ字状の小セグメントとを順次接続することにより構成される。
【００１１】
径方向最内側の導体収容位置から突出した大セグメントの先端部（飛び出し端部）は、周方向へ半磁極ピッチ曲げられる。上記２番目の導体収容位置から突出した小セグメントの先端部（飛び出し端部）は、周方向に半磁極ピッチ曲げられ、その後で、径方向最内側の導体収容位置から出た大セグメントの飛び出し端部と２番目の導体収容位置から出た小セグメントの飛び出し端部とが周方向同位置で接合される。
【００１２】
径方向最外側の導体収容位置から突出した大セグメントの先端部（飛び出し端部）は、周方向へ半磁極ピッチ曲げられる。上記３番目の導体収容位置から突出した小セグメントの先端部（飛び出し端部）は、周方向に半磁極ピッチ曲げられ、その後で、径方向最外側の導体収容位置から出た大セグメントの飛び出し端部と３番目の導体収容位置から出た小セグメントの飛び出し端部とが周方向同位置で接合される。
【００１３】
４層型Ｕ字状セグメント連接体では、頭部コイルエンドにおいて大セグメントの頭部は小セグメントの頭部を覆うように配置されるため、Ｕ字状セグメント連接体の両端に接続されるＩ字状の始端用セグメントとＩ字状の終端用セグメントは、大セグメントの一対の脚部が挿通される径方向最内側の導体収容位置と径方向最外側の導体収容位置とに個別に挿通される。
【００１４】
（２層型Ｕ字状セグメント連接体と４層型Ｕ字状セグメント連接体との直列接続構造）
スロットが６つの導体収容位置をもつ場合には、２層型Ｕ字状セグメント連接体と４層型Ｕ字状セグメント連接体とを用い、それらを直列接続すればよい。この場合、上記した２層型Ｕ字状セグメント連接体の一端に接続されるべきＩ字状の始端用セグメント又はＩ字状の終端用セグメントと、上記した４層型Ｕ字状セグメント連接体の一端に接続されるべきＩ字状の始端用セグメント又はＩ字状の終端用セグメントとを接続するか、又は、それらを一個の特別のＵ字状セグメントに置換すれば、２層型Ｕ字状セグメント連接体と４層型Ｕ字状セグメント連接体とを直列接続することができる。
【００１５】
（４層型Ｕ字状セグメント連接体と４層型Ｕ字状セグメント連接体との直列接続構造）  スロットが８つの導体収容位置をもつ場合には、二つの４層型Ｕ字状セグメント連接体を直列接続すればよい。この場合、第１の４層型Ｕ字状セグメント連接体の一端に接続されるべきＩ字状の始端用セグメント又はＩ字状の終端用セグメントと、第２の４層型Ｕ字状セグメント連接体の一端に接続されるべきＩ字状の始端用セグメント又はＩ字状の終端用セグメントとを接続するか、又は、それらを一個の特別のＵ字状セグメントに置換すれば、４層型Ｕ字状セグメント連接体と４層型Ｕ字状セグメント連接体とを直列接続することができる。
【００１６】
その他、上記と同様の接続方式により、４ｎ＋２の導体収容位置をもつスロットの各２層型Ｕ字状セグメント連接体又は４層型Ｕ字状セグメント連接体を直列接続することができる。すなわち、スロットが８つの導体収容位置をもつ場合には、これら２層型Ｕ字状セグメント連接体を４個用いるか、又は、４層型Ｕ字状セグメント連接体を２つ用い、それらを直列あるいは並列に接続すればよい。電機子電流を減らすには、直列接続が好適である。この種の２層型Ｕ字状セグメント連接体や４層型Ｕ字状セグメント連接体を用いるセグメント順次接合ステータコイルの接続構造については、上記した特許文献に詳細に開示されているので参照されたい。
【００１７】
（製造方法）
上記公報などに開示されているこのセグメント順次接合型ステータコイルの製造方法例について更に以下に説明する。
【００１８】
まず、必要本数の松葉状セグメントを準備する。次に、松葉状セグメントをＵ字状セグメントに加工してセグメントの一対のスロット導体部を周方向へ互いに略磁極ピッチ離れさせるともに必要数のセグメントをコアの各スロットに同時挿通できるようにそれらを空間配置（周方向へ整列）させる工程が行われる。この工程は、同軸の一対の穴付きリングを用い、この両穴付きリングの周方向同位置の一対の穴に松葉状セグメントの両脚部を個別に挿入し、両リングを略磁極ピッチ相対回転して、この松葉状セグメントを頭部が周方向へＵ字状に開いたＵ字状セグメントに加工することにより行われる。
【００１９】
次に、Ｕ字状に形成され、周方向に整列された各セグメントをコアの各スロットに挿入される工程が行われる。この工程は、Ｕ字状に変形され、周方向に整列された各セグメントの頭部を保持しつつ脚部を上記一対の穴付きリングから抜き出し、コアの各スロットに挿入することにより行なわれる。
【００２０】
次に、スロットから飛び出した各飛び出し端部を周方向へ屈曲する工程が行われる。好適には、各飛び出し端部は１／２磁極ピッチだけ周方向へ屈曲される。このような周方向屈曲は、同軸の複数の穴付きリングを用い、各穴付きリングの各穴に各飛び出し端部の先端を挿入し、各穴付きリングをそれぞれ周方向へ半磁極ピッチ（電気角π／２）回動して、各飛び出し端部をそれぞれ周方向へ半磁極ピッチ屈曲させればよい。なお、各穴付きリングを回動させる際、各穴付きリングを飛び出し端部に向けて軸方向に付勢しながら行うと、屈曲点の曲率半径を大きくできるので好適である。次に、各飛び出し端部の先端部を所定の順序で溶接する工程が行われる。
【特許文献１】特許第３１１８８３７号公報
【特許文献２】特許第３１９６７３８号公報
【特許文献３】特開２００３−３４８７８０号公報
【特許文献４】特開２０００−１６６１４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
セグメント連接型回転電機では、セグメント順次接合ステータコイルの各相コイルの一端をなすＩ字状の始端用セグメントを、モータハウジングに固定されたコネクタボックスまで引き延ばして端子用引き出し線としている。また、星形接続では、セグメント順次接合ステータコイルの各相コイルの他端をなすＩ字状の終端用セグメントを、周方向に引き延ばして中性点結線用引き出し線としている。
【００２２】
上記した特許文献３では、中性点結線用引き出し線を径方向最外側の導体収容位置から取り出し、端子用引き出し線を、頭部コイルエンドの外側表面に沿いつつ径方向最外側の導体収容位置から径方向内側のコネクタへ這い回しているため、コイルエンドの軸方向長が増大し、回転電機の体格が増大するという問題があった。
【００２３】
また、上記した特許文献４では、中性点結線用引き出し線を径方向最外側の導体収容位置又は径方向最内側の導体収容位置から取り出し、端子用引き出し線を、径方向最内側の導体収容位置及び径方向最外側の導体収容位置を除く導体収容位置（以下、中層の導体収容位置とも言う）から径方向又は軸方向に取り出しているため、上記と同じくコイルエンドの軸方向長が増大し、回転電機の体格が増大するという問題があった。
【００２４】
更に、上記した特許文献３、４では、中性点結線用引き出し線が径方向最外側の導体収容位置又は径方向最内側の導体収容位置から引き出されるため、径方向最内側の導体収容位置から引き出す場合には、中性点結線用引き出し線が径方向内側に変形して回転子に接触する可能性が生じるという不具合があった。また、径方向最外側の導体収容位置から引き出す場合には、固定子の径方向長を増大させたり、ステータコアをモータハウジングに収容する場合には、中性点結線用引き出し線がこのモータハウジングの内周面に接触して組み立てが難しくなると言う問題もあった。
【００２５】
更に、セグメントは通常は平角線を用いて作製されるが、平角線は同一断面積の丸線に比べて曲げにくく、端子用引き出し線の複雑な屈曲作業が容易ではなかった。このことは、端子用引き出し線の複雑な屈曲を必要とするコネクタをモータハウジングの外周面に設けた場合において、製造作業が困難となることを意味する。
【００２６】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、コンパクトで製造が容易なセグメント連接型回転電機を提供することをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
上記課題を解決する本発明のセグメント連接型回転電機は、略Ｕ字状のセグメントをステータコアのスロットに軸方向一方側から挿通し、前記ステータコアの軸方向他端側にて順次接合してなるＵ字状セグメント連接体と、一つの前記スロットに挿通されて先端部が前記軸方向他方側にて前記Ｕ字状セグメント連接体の始端に接続される略Ｉ字状の始端用セグメントと、他の一つの前記スロットに挿通されて先端部が前記軸方向他方側にて前記Ｕ字状セグメント連接体の終端に接続される略I字状の終端用セグメントとからなる相コイルを相数分だけ接続してなるステータコイルと、前記ステータコアの外周面側に配置されたコネクタボックスと、前記コネクタボックスから延設されて、先端部が前記ステータコアの軸方向一方側に突出する前記ステータコイルの頭部側コイルエンドに実質的に接する位置にて前記始端用セグメントの基端部に溶接される引き出しリード線とを備えることを特徴としている。
【００２８】
すなわち、この発明のセグメント連接型回転電機は、セグメント順次接合ステータコイルの各相コイルの始端部をなす始端用セグメントと、ステータコアの外周面側に配置されたコネクタボックスから延設される引き出しリード線とを、頭部側コイルエンド上にて溶接する。これにより、この始端用セグメントの頭部コイルエンド側の突出部分と引き出しリード線とにより、セグメント順次接合ステータコイルとコネクタボックスとを接続する端子用引き出し線を構成する。
【００２９】
このようにすれば、頭部コイルエンドの外表面からステータコアの外周面側までの端子用引き出し線の屈曲引き回しが、上記始端用セグメントを屈曲加工するのに比べて格段に容易となる他、ステータコイルのセグメントと異なる断面積又は異なる形状をもち、屈曲引き回しに適した形状の引き出しリード線を採用することもできるため、いっそう屈曲引き回しが簡単となる。また、コネクタボックスがステータコアの外周面側に配置できるため、回転電機の体格をコンパクトとすることができる。
【００３０】
好適な態様において、前記セグメントは平角線により構成され、前記引き出しリード線は丸線により構成されている。これにより、平角線を採用する場合に比べて複雑な形状に屈曲をする必要がある引き出しリード線の加工作業を格段に容易化することができる。また、丸線の引き出しリード線は隣接する頭部コイルエンドのセグメントの樹脂被覆を傷つけることが少ないという利点も実現する。更に、この引き出しリード線を樹脂粉体塗装などにより樹脂被覆する際に引き出しリード線が平角線のように角部をもたないため樹脂被覆性が向上する。
【００３１】
好適な態様において、前記引き出しリード線は、前記コネクタボックスから略軸方向に延設された後、略径方向内側に屈曲され、その後、略周方向へ延設される。これにより、略周方向へ延設されるステータコイルの中性点結線用引き出し線や渡り線を避けた周方向位置にて、引き出しリード線を所定の径方向位置まで引き回し、その後、略周方向へ延設されるこれら中性点結線用引き出し線や渡り線と交差することなく略周方向へ延設されて相コイルの始端用セグメントの周方向延設部分の先端に溶接することができるため、引き出しリード線と中性点結線用引き出し線や渡り線との交差を回避することができる。これにより、コイルエンドの軸方向長を短縮することができ、回転電機の体格を縮小することができる。
【００３２】
好適な態様において、前記始端用セグメント導体は、前記引き出しリード線に溶接される前記基端部からコイルエンドの軸方向外側に沿いつつ略周方向に延在し、前記引き出しリード線は、前記始端用セグメント導体に溶接される前記先端部から前記コイルエンドの軸方向外側に沿いつつ略周方向に延在している。
【００３３】
このようにすれば、引き出しリード線と始端用セグメントとの周方向溶接位置を自由に選択することができるので、たとえば中性点結線用引き出し線や渡り線が無い位置で引き出しリード線と始端用セグメントとの溶接を行うなどが可能となる。
【００３４】
なお、相コイルの始端用セグメントはスロットの所定の導体収容位置から頭部コイルエンド側に引き出された後、この導体収容位置と等しい径方向位置にて略周方向へ延設され、同じく、引き出しリード線もステータコアの外周面側からこの導体収容位置まで径方向に延設された後、略周方向へ延設されて相コイルの始端用セグメントに接続される。これにより、相コイルの始端用セグメントも引き出しリード線も中性点結線用引き出し線や渡り線と交差することがなく、頭部コイルエンドの直上を這い回ることができ、頭部コイルエンドの軸方向長を短縮することができる。
【００３５】
好適な態様において、互いに溶接される前記始端用セグメントの基端部と前記引き出しリード線の先端部とはそれぞれ、略直角に折り曲げられた折り曲げ突部を有し、前記一対の折り曲げ突部の先端部は溶接されている。このようにすれば、引き出しリード線も相コイルの始端用セグメントも頭部コイルエンドの直上を這い回されているにもかかわらず、溶接が簡単となる。
【００３６】
好適な態様において、前記折り曲げ突部は、略軸方向外側へ突出している。このようにすれば、溶接に際して隣接する頭部コイルエンドを構成するセグメントの樹脂被覆に熱的損傷を与えるのを良好に防止することができる。
【００３７】
好適な態様において、前記各相コイルの終端用セグメントは、前記スロットに設けられた４ｎ＋２個以上のセグメント挿通位置のうち、径方向最内側及び径方向最外側のセグメント挿通位置を除く中層のセグメント挿通位置に挿通され、前記相コイルの終端用セグメントの基端部は、略周方向へ延設されて他の前記相コイルの終端用セグメントの基端部に溶接されることにより中性点をなす。
【００３８】
このようにすれば、中性点結線用引き出し線を、ステータコアの内周面よりも径方向外側、かつ外周面よりも径方向内側に配置することができるため、中性点結線用引き出し線が径方向に多少ずれても回転子の外周面やモータハウジングの内周面に接触するのを防止する。
【００３９】
好適な態様において、中性点結線用引き出し線は、前記中性点をなす前記相コイルの終端用セグメントの基端部は、前記スロットに設けられた４ｎ＋２個以上のセグメント挿通位置のうち、径方向内側から数えて２番目のセグメント挿通位置に沿って略周方向へ延設される。このようにすれば、中性点結線用引き出し線の周方向長さを短縮できるとともに、引き出しリード線の長さも短縮することができる。なお、この場合、この中性点結線用引き出し線となるＩ字状の終端用セグメントが、４層型Ｕ字状セグメント連接体とともに配置される場合には、頭部コイルエンド側に引き出されたＩ字状の終端用セグメントの基端部（すなわち中性点結線用引き出し線）は、この４層型Ｕ字状セグメント連接体をなす大セグメントの間の隙間を抜けて軸方向外側に引き出される必要があるが、製造上、それほど手間が増えないことがわかった。
【００４０】
好適な態様において、前記引き出しリード線の少なくとも周方向延在部分及び前記引き出しリード線と前記略I字状のセグメントとの溶接部分との両方を、前記ステータコイルのコイルエンドとを一体に被覆する樹脂被覆部を有する。このようにすれば、元々、頭部コイルエンドの絶縁強化のためになされる樹脂被覆により、上記した引き出しリード線と相コイルの始端用セグメントとの溶接部を電気絶縁できるとともに、引き出しリード線の固定を実現することもできる。なお、中性点結線のための溶接部も同時に樹脂被覆されることが好適であり、電気絶縁の強化と頭部コイルエンドの剛性強化を実現することができる。
【００４１】
好適な態様において、前記コネクタボックスは、前記ステータコアの軸方向一方側の端面から所定距離隔ててステータコアの外周面上に配置され、各相の前記引き出しリード線は、前記コネクタボックスを出てから前記ステータコアの外周面に沿いつつ略Ｕ字状に湾曲した後、前記ステータコアの軸方向一方側の端面に達する湾曲部を有する。ただし、各相の引き出しリード線は互いに平行に延設される。
【００４２】
このようにすれば、曲げにくい平角線を用いたセグメント順次接合ステータコイルにも関わらず、引き出しリード線の耐振動性を大幅に向上することができ、引き出しリード線とコネクタボックスとの接続作業も容易となる。
【００４３】
好適な態様において、前記各相の引き出しリード線の湾曲部は、前記コネクタボックスの軸方向一方側の側面のうち周方向一端側から突出した後、前記コネクタボックスの周方向他端側へ向けて屈曲される。このようにすれば、湾曲部必要スペースを増大することなく、湾曲部に大きな湾曲を与えることができるとともに、この湾曲部による引き出しリード線の線長増大も抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、この発明のセグメント順次接合型ステータコイルを有する高電圧車両用回転電機の例を図に示す各実施形態に基づいて説明する。図１はこの高電圧車両用回転電機の軸方向断面図である。
【００４５】
（全体構成）
図１において、１は固定子（ステータ）、２は回転子（ロータ）、３はフロントベアリング、４はリアベアリング、５はフレーム（モータハウジング）、６は固定子巻線（ステータコイル）、７はシャフト、８はインシュレータ、９は口出し線用引き出し線（コイル引き出し線）、１０は引き出しリード線、１１は導体セグメント（Ｕ字状セグメント）、１２は固定子コア（ステータコア）、１３はクラスタブロック（コネクタボックス）、１４は絶縁樹脂である。６Aは固定子巻線６の頭部コイルエンド、６Bは固定子巻線６の端部側コイルエンドである。
【００４６】
この回転電機自体は通常のインナーロータ型のセグメント連接型回転電機であって、固定子１はフレーム５の内周面に固定され、回転子２はシャフト７に嵌着され、シャフト７の両端はフロントベアリング３及びリアベアリング４を介してフレーム５に回転自在に支承されている。固定子１は、固定子コア１２に巻装された固定子巻線６により構成され、三相の固定子巻線６は、三つの相コイルを星形接続してなる。
【００４７】
各相コイルのＩ字状の始端用セグメントにより構成される口出し線用引き出し線９は、頭部コイルエンド６Aの軸方向外側にまで引き出された後、周方向へ延設され、その後、引き出しリード線１０の先端に溶接される。引き出しリード線１０は固定子コア１２の外周面に配置されたクラスタブロック（本発明で言うコネクタボックス）１３まで引き回されており、クラスタブロック１３から給電されている。各相コイルのＩ字状の終端用セグメントにより構成される中性点結線用引き出し線も頭部コイルエンド６Aの軸方向外側にまで引き出された後、周方向へ延設されて互いに溶接されて中性点１６を構成している。
【００４８】
頭部コイルエンド６Ａ、口出し線用引き出し線（すなわち始端用セグメントの頭部コイルエンド６Ａ側に飛び出した部分）９、引き出しリード線１０、中性点（すなわち終端用セグメントの頭部コイルエンド６Ａ側に飛び出した部分）１６は、粉体処理された絶縁樹脂１４により絶縁被覆されるとともに、相互に一体化されている。同じく、端部側コイルエンドも同様に絶縁樹脂により絶縁被覆されるとともに相互に一体化されている。インシュレータ８は、従来同様、スロット内の導体セグメント（以下、単にセグメントとも言う）と固定子コア１２のスロット露出表面との間に位置して固定子コア１２のスロットに挿通されて、セグメントの電気絶縁を図っている。
【００４９】
回転子２の外周面近傍には、図示しない永久磁石が周方向所定ピッチで極性交互に埋設されており、全体として永久磁石型三相ブラシレスＤＣモータ（同期モータ）を構成している。なお、ロータ構造には、ランデルポールコア構造他、種々の形式が可能であるが、このような種々の形式の同期機自体は周知であるので説明を省略する。
【００５０】
この実施例では、図１、図２に図示するように、各スロット１７内の空間は、径方向に順次配置される６つの導体収容位置には、それぞれ異なる６つのＵ字状セグメント１１のスロット導体部６１〜６６が挿通されている。なお、ここで言うスロット導体部とは、Ｕ字状セグメント１１のうちスロットに収容されている導体部分を言う。スロット導体部６１〜６６の配置を図３に示す。スロット導体部６１は径方向最内側の導体収容位置に、スロット導体部６２は径方向最内側から２番目の導体収容位置に、スロット導体部６３は径方向最内側から３番目の導体収容位置に、スロット導体部６４は径方向最内側から４番目の導体収容位置に、スロット導体部６５は径方向最内側から５番目の導体収容位置に、スロット導体部６６は径方向最内側から６番目の導体収容位置に、それぞれ収容されている。図３に示すように、径方向最内側の導体収容位置と４番目の導体収容位置には４層型Ｕ字状セグメント連接体の大セグメント１１aの一対のスロット導体部６１、６４が収容され、２、３番目の導体収容位置には４層型Ｕ字状セグメント連接体の小セグメント１１bの一対のスロット導体部６２、６３が収容され、５番目の導体収容位置と径方向最外側の導体収容位置には２層型Ｕ字状セグメント連接体のセグメント１１cが収容されている。これら大セグメント１１a、小セグメント１１b、セグメント１１cはセグメント１１あるいはＵ字状セグメント１１として総称される。
【００５１】
図１に示すように、径方向最内側の導体収容位置から互いに隣接する４つの導体収容位置には４層型Ｕ字状セグメント連接体をもつ部分相コイル（以下、４層側の部分相コイルとも言う）が３つ（３相分）収容され、径方向最外側の導体収容位置から互いに隣接する２つの導体収容位置には２層型Ｕ字状セグメント連接体をもつ部分相コイル（以下、２層側の部分相コイルとも言う）が３つ（３相分）収容されている。一つの２層側の部分相コイルと一つの４層側の部分相コイルとは異形のＵ字状セグメントを用いることにより直列接続されて一つの相コイルを構成している。これら三つの相コイルの各終端用セグメントにより構成される中性点結線用引き出し線を互いに溶接して中性点１６が構成されている。これら三つの相コイルの各始端用セグメントにより構成される口出し線用引き出し線９が引き出しリード線１０に溶接されてクラスタブロック１３に達している。
【００５２】
上記した回転電機は従来技術の説明した６層型セグメント連接型回転電機と同じであり、その基本構造等については更なる説明を省略するが、６層型セグメント連接型回転電機については、その他、本出願人の出願になる特出２００２ー１７１２３６、特出２００２−２２１２５６に詳細に記載されているので、更なる説明が必要な場合には参照されたい。
【００５３】
（引き出しリード線１０の構造）
次に、この実施例の重要な特徴の一つをなす引き出しリード線１０の構造を図４を参照して以下に説明する。図４は固定子巻線６の頭部側コイルエンドをリヤ側からみた正面図である。
【００５４】
既述したように、スロット１７（図２参照）の導体収容位置のうち、径方向外側の５、６番目の導体収容位置には２層型Ｕ字状セグメント連接体が収容され、スロット１７（図２参照）の径方向最内側の１〜４番目の導体収容位置には４層型Ｕ字状セグメント連接体が収容され、２層型Ｕ字状セグメント連接体は３つの２層側の部分相コイルにより構成され、４層型Ｕ字状セグメント連接体は３つの４層側の部分相コイルにより構成される。
【００５５】
この実施例では、２層側の部分相コイルの終端は、径方向最外側の導体収容位置と４番目の導体収容位置とに挿通される異形のＵ字状セグメントを介して３層側の部分相コイルの始端に接続されている。これにより、２番目と５番目の導体収容位置にそれぞれ一相当たり一つの空きの導体収容位置が生まれる。５番目の空きの導体収容位置に略Ｉ字状の始端用セグメントが挿通され、２番目の空きの導体収容位置に略Ｉ字状の終端用セグメントが挿通される。
【００５６】
したがって、３相であるため合計３つの略Ｉ字状の始端用セグメントが５番目の導体収容位置から頭部コイルエンド６Ａ側に突出することになる。これら３つの始端用セグメントは互いに周方向に異なる位置から頭部コイルエンド６Ａを突き抜けて頭部コイルエンド６Ａの軸方向外側に突出した後、周方向に延設される。これら３つの始端用セグメントのうち頭部コイルエンド６Ａから軸方向外側に飛び出した部分は、口出し線用引き出し線と呼ばれる。９aはU相の口出し線用引き出し線であり、９bはV相の口出し線用引き出し線であり、９cはW相の口出し線用引き出し線である。）とも称するものとする。これら各相の口出し線用引き出し線９ａ、９ｂ、９ｃを総称して口出し線用引き出し線９と総称する。
【００５７】
また、３相であるため合計３つの略Ｉ字状の終端用セグメントが２番目の導体収容位置から頭部コイルエンド６Ａ側に突出することになる。これら３つの終端用セグメントは互いに周方向に異なる位置から頭部コイルエンド６Ａを突き抜けて頭部コイルエンド６Ａの軸方向外側に突出した後、そのうちの２本が周方向互いに近接するように延設される。これら３つの終端用セグメントのうち頭部コイルエンド６Ａから軸方向外側に飛び出した部分は、中性点結線用引き出し線と呼ばれる。したがって、３つの中性点結線用引き出し線のうち、周方向両側の中性点結線用引き出し線は、真ん中の中性点結線用引き出し線に隣接する位置まで周方向互いに近接するように延設され、その後、これら３つの中性点結線用引き出し線の先端部が溶接されて中性点１６となる。
【００５８】
各相の口出し線用引き出し線９ａ、９ｂ、９ｃの先端は、各相の引き出しリード線１０a、１０b、１０cのうち同一相の引き出しリード線の先端に溶接される。各相の引き出しリード線１０a、１０b、１０cを総称して引き出しリード線１０と言う。各相の引き出しリード線１０ａ、１０ｂ、１０ｃは頭部コイルエンド６Ａの外表面上を略周方向へクラスタブロック１３がある周方向位置まで延設された後、周方向ほぼ同一箇所にて径方向外側へ曲げられて固定子コア１２の外周面の少し径方向外側まで達する。
【００５９】
引き出しリード線１０の固定子コア１２の外周面側における引き回し形状を図５を参照して説明する。図５は、固定子コア１２の外周面を示す平面図である。各相の引き出しリード線１０ａ、１０ｂ、１０ｃは互いに周方向へ隣接するように（周方向一列に）互いに平行に配置されている。各相の引き出しリード線１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、頭部コイルエンド６Ａの径方向最外側位置にて軸方向へ屈曲され、その後、固定子コア１２の頭部コイルエンド６Ａ側の後端面を超えた後、U字状に曲げられたベンド部（湾曲部）１８となる。したがって、このベンド部１８は、固定子コア１２の後端面を超えた後、各相の引き出しリード線１０ａ、１０ｂ、１０ｃを周方向一方側へ曲げ、軸方向に曲げ、周方向他方側に曲げてなる。その後、各相の引き出しリード線１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、再び軸方向へ曲げられてクラスタブロック（コネクタボックス）１３の後側面の周方向他方部分を突き抜けて、クラスタブロック１３内に収容されている。クラスタブロック１３は、この実施例では内部にインバータ回路を内蔵するいわゆる制御回路ブロックであり、図示しないインバータ回路より３相交流を給電されている。
【００６０】
次に重要な点は、引き出しリード線１０は断面が円形の丸線を用いた点である。なお、セグメントはスロット占積率向上のためにすべて平角線を採用している。このようにすれば、引き出しリード線１０として平角線を採用した場合に比べて複雑な形状に屈曲をする必要がある引き出しリード線１０の加工作業を格段に容易化することができる。また、丸線の引き出しリード線は隣接する頭部コイルエンドのセグメントの樹脂被覆を傷つけることが少ないという利点も実現する。更に、この引き出しリード線を樹脂粉体塗装などにより樹脂被覆する際に引き出しリード線が平角線のように角部をもたないため樹脂被覆性が向上する。
【００６１】
（口出し線用引き出し線と引き出しリード線との溶接）
５番目の導体収容位置から引き出される各相の始端用セグメントのスロットから頭部コイルエンド６Ａ側に飛び出した部分である各相の口出し線用引き出し線９ａ、９ｂ、９ｃと各相の引き出しリード線１０ａ、１０ｂ、１０ｃとを同一相ごとに個別に溶接する先端部の形状を図６、図７を参照して説明する。ただし、各相において上記形状は同一であるため、V相の引き出しリード線１０bと口出し線用引き出し線９bとの溶接部１５を説明する。
【００６２】
この実施例の特徴は、図７に示すように、引き出しリード線１０ｂの先端部と口出し線用引き出し線９ｂの先端部とが互いに隣接した状態にて軸方向外側に突出している点にある。これにより、好適にはTIG溶接法により溶接する際に、これら引き出しリード線１０ｂや口出し線用引き出し線９ｂの先端部以外の樹脂被覆部分や、頭部コイルエンド６Ａを構成する他のＵ字状セグメント１１に熱的被害を与えることを防止することができ、溶接作業も容易かつ確実となる。また、平角線の口出し線用引き出し線９と丸線の引き出しリード線１０との溶接は簡単ではないが、互いに隣接した状態にて軸方向外側へ突出するように先端部が加工されているため、両者の接触面積が大きく、溶接信頼性を確保することが容易となる。
【００６３】
同様に、２番目の導体収容位置から引き出される各相の終端用セグメントのスロットから頭部コイルエンド６Ａ側に飛び出した部分である各相の中性点結線用引き出し線の先端部も上記と同一形状に形成され、同様に溶接されるので、同様の効果を得ることができる。その他、図４に示す２０は２層側の部分相コイルを構成する複数のコイルを直列接続するための渡り線であるが、この渡り線の接続も同様に行うことができる。ただし、口出し線用引き出し線９や引き出しリード線１０はこれら中性点結線用引き出し線や渡り線２０に邪魔されない位置にてこれら中性点結線用引き出し線や渡り線２０と同じく頭部コイルエンド６Ａの外表面に接して這わせることがコンパクト化のために重要である。
【００６４】
（絶縁樹脂１４の被着）
この実施例において次に重要な点は、頭部コイルエンド６Ａ、口出し線用引き出し線（すなわち始端用セグメントの頭部コイルエンド６Ａ側に飛び出した部分）９、引き出しリード線１０、中性点（すなわち終端用セグメントの頭部コイルエンド６Ａ側に飛び出した部分）１６が、粉体処理された絶縁樹脂１４により絶縁被覆されている点である。頭部コイルエンド６Ａに絶縁樹脂１４を被覆した状態を図８に示す。
【００６５】
すなわちこの実施例では、これらの表面にたとえばエポキシ樹脂粉末を塗布し、加熱して溶融してそれらを絶縁被覆するとともに一体化する。端部側コイルエンドも同様に絶縁樹脂により絶縁被覆されるとともに相互に一体化されている。これにより、振動などに対して引き出しリード線１０が振動してたとえば溶接部が破断するなどの問題を解決することができる。
【００６６】
なお、引き出しリード線１０のうち固定子コア１２の外周面側に延設される部分などには絶縁樹脂１４による被覆、剛性強化はなされないが、ベンド部１８を設けているため、振動吸収性及び接続作業性が大幅に改善されている。
【００６７】
（実施例効果）
上記で述べなかった実施例効果を以下に簡単に記載する。
【００６８】
まず、コントロールボックスなどのコネクタボックスまでの引き回しを平角線のセグメント導体を延長して行うのではなく、丸線の引き出しリード線１０を用いて行うために、引き出しリード線すなわち端子用引き出し線１０の屈曲引き回し容易となり、この結果、作業性を阻害することなくコネクタボックスをステータコアの外周面側に配置できるため、回転電機の体格をコンパクトとすることができる。
【００６９】
また、５番目の導体収容位置から引き出される略Ｉ字状の始端用セグメントを周方向へ折り曲げて口出し線用引き出し線９とするため、口出し線用引き出し線９が固定子コア１２の外周面よりも径方向外側へ飛び出すのを防止することができる。同じく、２番目の導体収容位置から引き出される略Ｉ字状の終端用セグメントを周方向へ折り曲げて中性点結線用引き出し線とするため、中性点結線用引き出し線が固定子コア１２の内周面よりも径方向最内側へ飛び出すのを防止することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】実施例の高電圧車両用回転電機の軸方向断面図である。
【図２】スロットの導体収容位置を示す部分径方向断面図断面図である。
【図３】Ｕ字状セグメントのスロット導体部の配置を示す模式斜視図である。
【図４】図１の回転電機のリヤ側からみた正面図である。
【図５】図１の回転電機の平面図である。
【図６】口出し線用引き出し線と引き出しリード線との溶接状態を示す説明図である。
【図７】口出し線用引き出し線と引き出しリード線との溶接状態を示す説明図である。
【図８】頭部コイルエンド近傍の拡大部分軸方向模式断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１      固定子
２      回転子
３      フロントベアリング
４      リアベアリング
５      フレーム（モータハウジング）
６A      頭部コイルエンド
６      固定子巻線
７      シャフト
８      インシュレータ
９      口出し線用引き出し線
９b      口出し線用引き出し線
９ａ      口出し線用引き出し線
９ｃ      口出し線用引き出し線
１０      引き出しリード線
１０ａ      引き出しリード線
１０ｂ      引き出しリード線
１０ｃ      引き出しリード線
１１a      大セグメント
１１b      小セグメント
１１c      ２層型Ｕ字状セグメント連接体のセグメント
１１      セグメント
１２      固定子コア
１３      クラスタブロック
１４      絶縁樹脂
１５      溶接部
１６      中性点
１７      スロット
１８      ベンド部
６１      スロット導体部
６２      スロット導体部
６３      スロット導体部
６４      スロット導体部
６５      スロット導体部
６６      スロット導体部
【図１】
2006211810.tif 000003
【図２】
2006211810.tif 000004
【図３】
2006211810.tif 000005
【図４】
2006211810.tif 000006
【図５】
2006211810.tif 000007
【図６】
2006211810.tif 000008
【図７】
2006211810.tif 000009
【図８】
2006211810.tif 000010