(57)【要約】【課題】材料歩留まりを向上することができ、コスト負担を低減できる固定子およびその製造方法を提供する。【解決手段】周方向に間隔をあけて配列され半径方向に延びる複数のティース２２毎に、絶縁部材２４を介して巻線２５が集中的に施された固定子２０である。前記絶縁部材２４には、前記巻線２５の巻始め部２６を保持する外周側保持部２７と、巻終わり部２８を保持する内周側保持部２９とが設けられている。前記内周側保持部２９は導電性部材からなるとともに、略円環状に形成される中性点接続用導線３０を保持する導線保持部３１を備え、各ティース２２の巻線２５と中性点接続用導線３０とを前記内周側保持部２９を介して接続することにより中性点結線している。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
径方向に延設されており周方向に複数配列されるティースと、前記複数配列されるティースを連結しているヨーク部と、前記ティースにそれぞれ巻回された導電性線材からなる固定子巻線と、前記ティースと前記固定子巻線との間に配置されている絶縁部材と、を有する固定子であって、
前記絶縁部材は、前記固定子からみて内側と外側とに導電性の外周側保持部材と内周側保持部材とを有し、
前記固定子巻線は、巻線部分から延びる前記導電性線材の一部についてそれぞれ前記外周側保持部材ならびに前記内周側保持部材において固定されており、
前記外周側保持部材もしくは前記内周側保持部材のいずれか一方は、前記固定子巻線の中性点接続のために前記導電性線材により電気的に連結されていること、を特徴とする固定子。
【請求項２】
前記外周側保持部材もしくは前記内周側保持部材のいずれか一方は、前記固定子巻線の中性点接続のために、前記固定子巻線を構成する線材と同一種類の部材からなる前記導電性線材によって電気的に接続されていること、を特徴とする請求項１記載の固定子。
【請求項３】
前記外周側保持部材もしくは前記内周側保持部材のいずれか一方は、一の前記固定子巻線と連続している前記導電性線材が、他の複数の前記固定子巻線が中性点接続されるよう複数の前記保持部材間を引き回されて形成された中性点接続用導線によって電気的に連結されていること、を特徴とする請求項１記載の固定子。
【請求項４】
前記中性点接続用導線によって電気的に連結されていない側の保持部材は、所定の相毎に区別される複数の固定子巻線について互いに電気的に連結されていること、を特徴とする請求項３に記載の固定子。
【請求項５】
径方向に延設されており周方向に複数配列されるティースと、前記複数配列されるティースを連結しているヨーク部と、前記ティースにそれぞれ巻回された導電性線材からなる固定子巻線と、前記ティースと前記固定子巻線との間に配置されている絶縁部材と、複数の前記固定子巻線を電気的に連結して中性点接続する中性点接続用導線と、を有する固定子を製造する方法であって、
前記絶縁部材に対して前記固定子の径方向からみて外方側と内方側に前記導電性線材を保持させる導電性の保持部材を配置し、前記保持部材のいずれか一方に前記導電性線材の一端を固定し、前記導電性線材を他方の保持部によって固定して前記固定子巻線を形成する巻線形成工程と、
連続した前記導電性線材を、内方側もしくは外方側いずれか一方の側の複数の前記保持部材によって固定し、前記導電性線材と前記保持部材とを電気的に接続して前記中性点接続用導線を形成する中性点接続工程と、
を具備すること、を特徴とする固定子の製造方法。
【請求項６】
前記巻線形成工程終了後、保持部によって固定された導電性線材を切断することなく中性点接続工程に移行することを特徴とする請求項５記載の固定子の製造方法。
【請求項７】
前記巻線形成工程は、ヨーク部間の保持部材によって導電性線材を保持させた後で巻回を行うこと、を特徴とする請求項５または請求項６記載の固定子の製造方法。
【請求項８】
前記中性点接続工程において、保持部材と導電性線材との電気的な接続は前記保持部材と前記導電性線材との接触界面に対して電流を与えることによる電気溶接によって行うこと、を特徴とする請求項５から請求項７のいずれかに記載の固定子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ティースごとに巻線が集中的に巻回される固定子およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の固定子としては、例えば、特開２００１−２５１９８号公報に開示されたものがある。この固定子１は、内周に向けて延設されるティース３が複数並置されてなる円環状のステータ２と、周方向に順次異なる相が配置されるように前記ティース３に対してそれぞれ集中的に巻き付けられている三相のコイル４（４Ｕ、４Ｖ、４Ｗ）とを備えている。これらの各相のコイル４を中性点結線するために、導電性部材からなる円環状のバスリング５を設け、このバスリング５により中性点結線を行っている。なお、符号６（６Ｕ、６Ｖ、６Ｗ）はコイル４を外部装置（図示せず）を接続するための集配電リングであり、符号７は蓋部を示している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、集配電リング４のリング本体５は、図６に示したように、略矩形状のプレート８を円環状に打ち抜いて製造される。このため、プレート８の残余部分（図６のハッチング部分）が無駄になってしまい、材料歩留まりが悪くコスト負担が大きいという問題があった。
また、従来、巻線には被覆処理がされており、導電させるためには、この被膜を除去したうえで、巻線と中性点結線とのはんだ接続を行っていたため、固定子の製造にかかるリードタイムが大きかった。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、材料歩留まりを向上することができ、コスト負担を低減することができる固定子を提供することを目的とする。
また、本発明は、固定子の製造にかかるリードタイムを短縮することができる固定子の製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、径方向に延設されており周方向に複数配列されるティース（例えば、後述する実施の形態におけるティース２２）と、前記複数配列されるティースを連結しているヨーク部（例えば、後述する実施の形態におけるヨーク部２３）と、前記ティースにそれぞれ巻回された導電性線材からなる固定子巻線（例えば、後述する実施の形態における巻線２５）と、前記ティースと前記固定子巻線との間に配置されている絶縁部材と、を有する固定子（例えば、後述する実施の形態における固定子２０）であって前記絶縁部材は、前記固定子からみて内側と外側とに導電性の外周側保持部材（例えば、後述する実施の形態における外周側保持部２７）と内周側保持部材（例えば、後述する実施の形態における内周側保持部２９）とを有し、前記固定子巻線は、巻線部分から延びる前記導電性線材の一部についてそれぞれ前記外周側保持部材ならびに前記内周側保持部材において固定されており、前記外周側保持部材もしくは前記内周側保持部材のいずれか一方は、前記固定子巻線の中性点接続のために前記導電性線材（例えば、後述する実施の形態における中性点接続用導線３０）により電気的に連結されていること、を特徴とする固定子である。
【０００６】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載のものであって、前記外周側保持部材もしくは前記内周側保持部材のいずれか一方は、前記固定子巻線の中性点接続のために、前記固定子巻線を構成する線材と同一種類の部材からなる前記導電性線材によって電気的に接続されていること、を特徴とする固定子である。
【０００７】
請求項３に記載した発明は、請求項１に記載のものであって、前記外周側保持部材もしくは前記内周側保持部材のいずれか一方は、一の前記固定子巻線と連続している前記導電性線材が、他の複数の前記固定子巻線が中性点接続されるよう複数の前記保持部材間を引き回されて形成された中性点接続用導線によって電気的に連結されていること、を特徴とする固定子である。
【０００８】
請求項４に記載した発明は、請求項３に記載のものであって、前記中性点接続用導線によって電気的に連結されていない側の保持部材は、所定の相毎に区別される複数の固定子巻線について互いに電気的に連結されていること、を特徴とする固定子である。
【０００９】
請求項５に記載した発明は、径方向に延設されており周方向に複数配列されるティースと、前記複数配列されるティースを連結しているヨーク部と、前記ティースにそれぞれ巻回された導電性線材からなる固定子巻線と、前記ティースと前記固定子巻線との間に配置されている絶縁部材と、複数の前記固定子巻線を電気的に連結して中性点接続する中性点接続用導線と、を有する固定子を製造する方法であって、前記絶縁部材に対して前記固定子の径方向からみて外方側と内方側に前記導電性線材を保持させる導電性の保持部材を配置し、前記保持部材のいずれか一方に前記導電性線材の一端を固定し、前記導電性線材を他方の保持部によって固定して前記固定子巻線を形成する巻線形成工程と、連続した前記導電性線材を、内方側もしくは外方側いずれか一方の側の複数の前記保持部材によって固定し、前記導電性線材と前記保持部材とを電気的に接続して前記中性点接続用導線を形成する中性点接続工程と、を具備すること、を特徴とする固定子の製造方法である。
【００１０】
請求項６に記載した発明は、請求項５に記載のものであって、前記巻線形成工程終了後、保持部によって固定された導電性線材を切断することなく中性点接続工程に移行することを特徴とする固定子の製造方法である。
【００１１】
請求項７に記載した発明は、請求項５または請求項６記載のものであって、前記巻線形成工程は、ヨーク部間の保持部材によって導電性線材を保持させた後で巻回を行うこと、を特徴とする固定子の製造方法である。
【００１２】
請求項８に記載した発明は、請求項５から請求項７のいずれかに記載のものであって、前記中性点接続工程において、保持部材と導電性線材との電気的な接続は前記保持部材と前記導電性線材との接触界面に対して電流を与えることによる電気溶接によって行うこと、を特徴とする固定子の製造方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態における固定子およびその製造方法を図面と共に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態における固定子およびその製造方法を示す説明図である。また、図２は図１に示した固定子の要部拡大図であり、図３は図１の固定子の分解図である。
【００１４】
図３に示したように、この固定子２０は透磁性を有する材料によって略円環状に形成されたステータ２１を備えている。そして、このステータ２１は、周方向に間隔をあけて配列され半径方向に延びる複数のティース２２と、隣合うティース２２間の外周側を連結するヨーク部２３とを備えている。また、ティース２２は内径方向の先端側で若干張り出した形状となっており、これにより後述する絶縁部材２４や巻線２５の保持を容易に行えるようにしている。本実施の形態においては、前記ティース２２とヨーク部２３とが一体的に形成されている。
【００１５】
ステータ２１の各ティース２２には、ボビン状に形成された一対の絶縁部材２４（２４ａ、２４ｂ）が矢印Ａ、矢印Ｂに示すようにステータ２１の軸方向両側から装着される。絶縁部材２４ａ、２４ｂは、互いに係合可能な断面略コ字状に形成され、それぞれの幅と高さは、ティース２２の幅と高さにそれぞれ対応した形状となっている。このため、絶縁部材２４をティース２２に装着すると、ティース２２の側面が絶縁部材２４により確実に覆われる。
【００１６】
加えて、前記絶縁部材２４ａ、２４ｂには、径方向外周側に外周側フランジ３４ａ、３４ｂが各々形成されており、これによりヨーク部２３の内周面を覆うようにしている。また、前記絶縁部材２４ａ、２４ｂには、径方向内周側に内周側フランジ３５ａ、３５ｂが各々形成されており、これによりティース２２側面先端部を覆うようにしている。
【００１７】
上述のように絶縁部材２４ａ、２４ｂを形成したので、ティース２２やヨーク部２３との絶縁を確保した状態で巻線２５を施すことができる。また、絶縁部材２４が一対の絶縁部材２４ａ、２４ｂを係合させることで形成されるため、ティース２２への取り付けや取り外しを容易に行うことができる。
【００１８】
前記絶縁部材２４ａには、そのヨーク側に外周側保持部材３６が取り付けられるとともに、そのロータが収められる内周側に内周側保持部材３７が取り付けられる。前記外周側保持部材３６、内周側保持部材３７は導電性部材にて形成され、それぞれ巻線２５の端部を保持するための外周側保持部２７、内周側保持部２９が設けられている。前記外周側保持部２７、内周側保持部２９は、ステータ２１がなす円環の軸に向けて受け面が延設され断面略Ｕ字状に形成されたＵ字状受け部４１，４２を形成している。本実施の形態においては、外周側保持部材３６の保持部２７により巻線２５の巻始め部２６が挟持され、内周側保持部材３７の保持部２９により巻線２５の巻終わり部２８が挟持されるように、巻線２５が施される。これについては詳細を後述する。また、前記外周側保持部材３６は、略対称形状に形成され、前記Ｕ字状受け部４１が形成された端部と反対側の端部にも、Ｕ字状受け部４４が形成されている。これにより、巻線２５の巻始め部２６をＵ字状受け部４４に挟持させることも可能となる。
【００１９】
内周側保持部材３７は導線保持部３１を備えている。この導線保持部３１は、後述する中性点接続用導線３０の周囲を挟持できるように前記内周側保持部２９と同様に断面略Ｕ字状のＵ字状受け部４３が形成されている。前記導線保持部３１は、ティース２２に装着された状態で、内周側保持部２９よりもロータが位置する側寄りであってそのＵ字状受け部４３の受け面の延設方向がステータ２１がなす円環の円周方向と平行になるように配置され、各ティース２２に装着される導線保持部３１は、隣接する導線保持部３１、３１の開放端どうし接続した仮想接続線が円弧を形成するように配列されるようにしている。上述した外周側保持部２７、内周側保持部２９は、それぞれステータ２１の一方の面に設けられているため、詳細を後述するように、巻線２５と中性点接続用導線３０のはめ込み、かしめ、溶着作業を同一方向から行うことが可能となる。また、本実施の形態においては、図３の矢印Ｐに示したように、外周側保持部材３６において前記Ｕ字状受け部４３側を屈曲させることにより、内周側保持部材３７を形成することが可能であり、生産性を向上させている。
【００２０】
そして、図３に示すように、ティース２２には、前記保持部材３６，３７を備えた絶縁部材２４が装着された状態で、図１に示したようなノズル３３により巻線２５が施される。図２にその詳細を示すように、前記ノズル３３は略角筒形状に形成され、その先端部が若干先細りして形成されている。前記ノズル３３の一側面には長手方向に延在する溝が形成され、その溝の先端部から導線を繰り出せるようになっている。また、前記ノズル３３には、図示しない切断機構が設けられ、この切断機構によりノズル３３の先端から繰り出す導線を切断できるようにしている。
【００２１】
巻線処理は、各ティース２２ごとに行う。まず、絶縁部材２４の外周側端部に設けられた前記外周側保持部２７のＵ字状受け部４１に巻線２５の巻始め部２６を通し、この状態でＵ字状受け部４１をかしめることによって、巻線２５を形成する導線を外周保持部材３６に固定する。ついで、外周側に固定された導線を、絶縁部材２４の周面に整列巻きされるように所定回数巻回する。そして、導線の巻終わり部２８を内周側保持部材３７のＵ字状受け部４２に通し、この状態でＵ字状受け部４２をかしめることによって導線の巻終わり部２８を内周側保持部材３７に固定し、該巻終わり部２８の末端を切断する。
【００２２】
さらにノズル３３を次のティース２２に移動させて、各ティース２２について順次上述した巻線処理を繰り返す。なお、各ティース２２に施された巻線２５は、図１に示したように、反時計回りに順次Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の巻線２５Ｕ、２５Ｖ，２５Ｗとされ、各相ごとに対応して設けられる集配電リング（図示せず）に接続され、この集配電リングを介して外部機器に接続されるが、これについては説明を省略する。
【００２３】
そして、最後に残ったティース２２に巻線処理を行うにあたっては、他のティース２２での処理と異なり、内周側保持部２９でのかしめ処理のあとで巻線２５を形成した導線を切断せずに、内周側保持部材３７が有する導線保持部３１のＵ字状受け部４３に導線を通しながら全ティース２２……２２に亘るよう配線して中性点接続用導線３１を形成し、この状態でＵ字状受け部４３をそれぞれかしめて中性点接続用導線３１を固定している。
【００２４】
上述したように導線保持部３１と内周側保持部２９とは一体の部材で形成されているため、各ティース２２に施された巻線２５と中性点接続用導線３０とを確実に接続することができ、中性点結線することができる。このため、各ティース２２毎に施される巻線２５を中性点接続用導線３０に個々に直接接続しなくても、中性点結線を確実に行うことができ、製造を容易に行うことができるとともに、信頼性が向上する。
【００２５】
さら、本実施の形態においては、電気的な接続をより完全にするため、以下の工程を有している。巻線処理が一通り完了したステータ２１は、通電処理装置（図示せず）に搬送される。通電処理工程は、かしめられたＵ字状受け部４１〜４３のそれぞれを挟むように一組の電極（図示せず）をあてがい、１０ｋＡ×１ｓｅｃ程度の電流を前記Ｕ字状受け部４１〜４３を通して巻線２５の巻始め部２６および巻終わり部２８、中性点接続用導線３０それぞれに付与する。これによってコーティングされている絶縁性の被膜を焼き除き、Ｕ字状受け部４１〜４３に対して巻線２５の端部２６，２８および中性点接続用導線３１それぞれの導電材料を溶着させることにより電気的に接続させる。
【００２６】
上記した本発明の実施の形態におれば、中性点接続用導線に、巻線を構成する際に用いている導電性線材を用いているため、中性点結線用のための部材を、従来のように板材を打ち抜き加工して製造する必要がなくなり、材料歩留まりを大幅に向上することができる。また、上述したように、各ティース毎に順次巻線を施していき、最後に残ったティースに施した巻線を円環状に引き回して中性点接続用導線３０とすれば、処理工程が容易であるため好ましいが、この形態に限られるものではない。
【００２７】
図４は本発明の第２の実施の形態における固定子５０の説明図である。なお、第１の実施の形態と同様の構成部材については、同一の番号を付して適宜その説明を省略する。本実施の形態においては、各ティース２２に巻線２５をそれぞれ施した後に、各巻線２５とは別の部材である中性点接続用導線５２を前記導線保持部３１にはめ込みつつ略円環状に引き回して取り付け、その両端部を電気的に接続する接続部材５１により連結している。このような構成であっても、第１の実施の形態と同様に、従来に比して材料歩留まりを向上することができるとともに、確実に中性点結線を行うことができる。
【００２８】
上記した本発明の実施の形態によれば、巻線形成用のワイヤをそのまま中性点結線用のための部材に用いているため、従来のように板材を打ち抜き加工して製造する必要がなくなり、材料歩留まりを大幅に向上することができる。また、前記導電性部材である内周側保持部２９に前記導線保持部３１が一体的に形成されているため、各ティース２２毎に施され前記内周側保持部２９にて保持される巻線２５の各々が、前記導電性保持部３１に保持された中性点接続用導線３０に確実に電気的に接続される。このため、各ティース２２毎に施される巻線２５を中性点接続用導線３０に個々にはんだ接続しなくても、中性点結線を確実に行うことができ、製造を容易に行うことができるとともに、信頼性が向上する。
また、上記した本発明の実施形態によれば、前記ティース２２に巻回された巻線２５により中性点結線を行うことができるため、部品点数が低減されるとともに生産性を向上することができる。
【００２９】
上記した本発明の実施の形態によれば、各ティース２２毎に巻線２５を施していき、各々の巻線２５に電気的に接続されるように中性点接続用導線３０を円環状に引き回すことで中性点結線を行うことができるため、製造工程が容易になる。特に、各ティース２２毎に順次巻線を施していき、最後に残ったティース２２に施した巻線２５を円環状に引き回して中性点接続用導線３０とすれば、処理工程が容易であるため好ましい。
【００３０】
以上、本発明を実施の形態に基づき説明したが、本発明の内容はこれに限られない。例えば、上述した実施の形態においては、ティース２２とヨーク部２３とが一体となっているステータ２１を用いる場合について説明したが、本発明はこれに限られず、ティース２２とヨーク部２３とが分割可能なステータであってもよい。また、実施の形態においては、絶縁部材２４をボビン状の一対の絶縁部材２４ａ、２４ｂにより形成したが、これに限らず、絶縁部材２４をシート状に形成してティースに巻き付けてもよい。
また、上記実施の形態においては、ロータがステータの内部に遊挿されてモータが構成されるインナーロータ形式の固定子について説明しているが、アウターロータタイプのモータにおいても適用することが可能である。このとき、モータの構造を簡素化するために、中性点接続用導線は、ティースのロータ側、すなわちアウターロータタイプの固定子の場合は、外周側保持部材同士を連結するように構成することが好ましい。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の固定子によれば、材料歩留まりを向上することを可能とする。
【００３２】
また、本発明の固定子の製造方法によれば、固定子の製造にかかるリードタイムを短縮することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の第１の実施の形態における固定子およびその製造方法の説明図である。
【図２】図１の固定子の要部拡大図である。
【図３】図１の固定子の分解図である。
【図４】図４は本発明の第２の実施の形態における固定子の説明図である。
【図５】従来の固定子およびその製造方法を示す説明図である。
【図６】従来の問題点を示す説明図である。
【符号の説明】
２０　固定子
２２　ティース
２３　ヨーク部
２４　絶縁部材
２５　巻線
２６　巻始め部
２７　外周側保持部
２８　巻終わり部
２９　内周側保持部
３０　中性点接続用導線
３１　導線保持部
４１〜４３　Ｕ字状受け部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004023929.tif 000006
【図５】
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【図６】
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