(57)【要約】【課題】  リード線の結線のためのスペースを小さくして固定子を小型化するとともに、コイルの装着時間を短くし、コイルの生産性を向上するリード線の構造を有する回転電機の固定子及びその製造方法を提供する。【解決手段】  薄鋼板を積層した帯状の積層体の両端を突き合わせて円環状にし、軸方向に所定ピッチで延在する複数のスロット４を有する固定子鉄心２と、２本の長尺の導体からなり、２本の導体が固定子鉄心２の端面の外側で折り返されて所定スロット数毎にスロット４内でスロット４深さ方向に内層と外層とを交互に採るように装着されたコイルの複数組とを備え、複数組のコイルがスロット４のそれぞれに装着され、複数組の各導体は直列に接続されて外部の電気回路に接続される複数のリード線３が、集中配置されるようにする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄鋼板を積層した円環状の積層体の軸方向に延在し、周方向に所定ピッチで設けられた複数のスロットを有する固定子鉄心と、２本の長尺の導体からなり、上記２本の導体が上記固定子鉄心の端面の外側で折り返されて所定スロットピッチで上記スロット内でスロット深さ方向に内層側と外層側とを交互に採るように、上記スロットのそれぞれに装着されたコイルの複数組とを備え、上記複数組のコイルを外部の電気回路に接続するための複数のリード線が引き出された回転電機の固定子において、
上記複数のリード線は、少なくとも１群以上の群をなし、各群のリード線は周方向に連続するスロットから引き出されていることを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項２】
上記コイルの導体それぞれの両端末が連続するスロットに装着され、上記リード線は、上記両端末が装着された連続するスロット以外のスロットから引き出されていることを特徴とする請求項１記載の回転電機の固定子。
【請求項３】
上記コイルの導体それぞれの両端末が連続するスロットに装着され、上記リード線は、上記導体の端末から引き出されていることを特徴とする請求項１記載の回転電機の固定子。
【請求項４】
上記リード線を上記固定子鉄心の端面と略垂直に立設させて設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の回転電機の固定子。
【請求項５】
薄鋼板を積層した円環状の積層体の軸方向に延在し、周方向に所定ピッチで設けられた複数のスロットを有する固定子鉄心と、２本の長尺の導体からなり、上記２本の導体が上記固定子鉄心の端面の外側で折り返されて所定スロット数毎に上記スロット内でスロット深さ方向に内層側と外層側とを交互に採るように、上記スロットのそれぞれに装着されたコイルの複数組とを備え、上記複数組のコイルを外部の電気回路に接続するための複数のリード線が引き出された回転電機の固定子の製造方法において、
上記複数のリード線が、少なくとも１群以上の群をなし、各組のリード線は周方向に連続するスロットから引き出されるように、上記積層体を帯状にして、上記コイルを装着し、その後、上記帯状の積層体を円環状にすることを特徴とする回転電機の固定子の製造方法。
【請求項６】
上記コイルの導体それぞれの両端末を、上記帯状の積層体の端部から連続するスロットに装着することを特徴とする請求項５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】
この発明は、モータ等の回転電機に使用される固定子及びその製造方法に関するものであり、特に、コイルが整列巻された分布巻き構造における結線構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転機の固定子は、固定子鉄心と、固定子鉄心に装着されたコイルと、スロット内に装着されてコイルを固定子鉄心に対して絶縁するインシュレータとを備えている。
【０００３】
固定子鉄心は、薄い鋼板を重ねて積層した円筒状であり、中心軸方向に延びるスロットが内周側に開口するように所定ピッチで周方向に複数個設けられている。固定子鉄心にコイルを装着する際には、固定子鉄心を帯状にしてスロット間の間隙をコイル導体の線幅より大きくし、太い線幅の導体を装着できるようにしている。コイルを装着した後、固定子鉄心は、帯状の固定子鉄心の両端が突き合わされて円環状にされ、両端が溶接等により接合される。
【０００４】
コイルの形状としては、固定子鉄心の軸方向端面の外側において、コイルに用いる導体のコイルエンドを折り返して波巻きした構造のものがあり、スロットのスペースを効率よく使うために、２本１組の導体がスロットの深さ方向の内層と外層を交互に採るように所定のスロット数毎にコイルを２組装着し、このコイルを３相に分布巻きしたものがある。３相のコイルのリード線（引き出し線）は電気回路に接続された３相交流結線用ターミナルに接続される（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２１１５８４号公報（第５−８頁、図２−６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１では、一方の端面側において、組になったコイルを直列に接続するための渡り線を等間隔あるいは同一層の導体同士を接合して結線作業性を向上している。そのために、リード線は、周方向に散在して配置されている。その散在するリード線を結線するためには、リード線を引き回すことが必要になり、そのため、周方向に大きなスペースが必要になるという問題がある。
【０００７】
この発明は、上記のような問題を解決するものであり、リード線の結線のためのスペースを小さくして固定子を小型化するとともに、コイルの装着に必要な時間を短くし、コイルの生産性を向上することができるリード線の構造を有する回転電機の固定子及びその製造方法を提供す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】
【０００８】
この発明に係る回転電機の固定子は、薄鋼板を積層した円環状の積層体の軸方向に延在し、周方向に所定ピッチで設けられた複数のスロットを有する固定子鉄心と、２本の長尺の導体からなり、上記２本の導体が上記固定子鉄心の端面の外側で折り返されて所定スロットピッチで上記スロット内でスロット深さ方向に内層側と外層側とを交互に採るように、上記スロットのそれぞれに装着されたコイルの複数組とを備え、上記複数組のコイルを外部の電気回路に接続するための複数のリード線が引き出された回転電機の固定子において、
上記複数のリード線は、少なくとも１群以上の群をなし、各群のリード線は周方向に連続するスロットから引き出されているものである。
【０００９】
この発明に係る回転電機の固定子の製造方法は、薄鋼板を積層した円環状の積層体の軸方向に延在し、周方向に所定ピッチで設けられた複数のスロットを有する固定子鉄心と、２本の長尺の導体からなり、上記２本の導体が上記固定子鉄心の端面の外側で折り返されて所定スロット数毎に上記スロット内でスロット深さ方向に内層側と外層側とを交互に採るように、上記スロットのそれぞれに装着されたコイルの複数組とを備え、上記複数組のコイルを外部の電気回路に接続するための複数のリード線が引き出された回転電機の固定子の製造方法において、
上記複数のリード線が、少なくとも１群以上の群をなし、各組のリード線は周方向に連続するスロットから引き出されるように、上記積層体を帯状にして、上記コイルを装着し、その後、上記帯状の積層体を円環状にするものである。
【発明の効果】
【００１０】
上記発明に係る回転電機の固定子及びその製造方法の構成によれば、リード線の結線のためのスペースを小さくして固定子を小型化することができる。
【００１１】
また、帯状の積層体にコイルを装着するので、コイルを容易に装着することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、図面に基づき、この発明の実施の形態を説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明に係る回転電機の固定子における実施の形態１の構成を示す斜視図である。
同図において、固定子１は、薄い鋼板を重ねて積層した固定子鉄心２と、固定子鉄心２の内周側に開口するように周方向に所定ピッチで複数個設けられ、中心軸方向に延びるスロット４に装着されたコイルとを備えている。コイルのリード線３は連続するスロット４から引き出され、リード線３が周方向の１箇所に集中するようにしている。
【００１３】
図２は、コイルの形状を示す平面図である。同図に示したように、コイル５は、固定子鉄心の軸方向端面の外側において、コイルエンド５ａを折り返して波巻きした構造であり、第１配線５１と第２配線５２、第３配線５３と第４配線５４及び第５配線５５と第６配線５６をそれぞれ１組として、スロット内に装着される。
【００１４】
図３は、スロット内に複数組のコイルが装着された状態を示す断面図である。同図に示したように、１組の第１配線５１と第２配線５２はスロット４の深さ方向の内層側と外層側を交互に採るように所定のスロットピッチ（図では第１スロットの次に第７スロット）で装着される。他の組の第３配線５３と第４配線５４及び第５配線５５と第６配線５６も同様に内層側と外層側を交互に採るように所定のスロットピッチで装着される。また、同様に、３相（Ｕ、Ｖ、Ｗ相）のコイルが２組、ａ相の隣に順次、ｂ相、ｃ相、ｄ相、ｅ相、ｆ相として装着される。ここで、例えば、Ｕ相をａ相とｄ相、Ｖ相をｂ相とｅ相、Ｗ相をｃ相とｆ相とする。
【００１５】
図４は、配線の結線を説明するための平面図である。同図に示したように、第１配線５１と第２配線５２は端末間で分断され、リード線３が引き出され、他の各配線５３，５４，５５，５６は端末間にリード線を持たない。同図において、固定子鉄心を帯状にして、ａ相の各配線５１，５２，５３，５４，５５，５６の各組が順次、スロット内に装着される。そして、他の相であるｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ相についても同様に装着される。その後、固定子鉄心を円環状にして両端を突き合わせて接合し、各相について、例えば、Ｂ−Ｅ、Ｆ−Ｊ、Ｋ−Ａ、Ｄ−Ｇ、Ｈ−Ｌ、Ｍ−Ｃの接続が行われ、図４における４本のリード線３の内側の線３ｂ、３ｃが接続されて第１ないし第６配線５１〜５６が直列に接続された６ターンのコイルが装着される。
【００１６】
配線の結線は、上記結線に限られるものではなく、図４において、例えば、Ｂ−Ｅ、Ｆ−Ｊ、Ｋ−Ａ、Ｄ−Ｇ、Ｈ−Ｌ、Ｍ−Ｃを接続し、４本のリード線３の内の３ａと３ｃ、及び３ｂと３ｄを接続し、Ｂ−Ｅ、Ｆ−Ｊ、Ｋ−Ａの直列回路とＤ−Ｇ、Ｈ−Ｌ、Ｍ−Ｃの直列回路とを並列接続するなど、種々の形態をとり得る。
【００１７】
各配線の両端末は、図６に示したように、固定子鉄心の突き合わせ位置から内側に連続するスロットに装着され、リード線３を設ける位置は、固定子鉄心の突き合わせ位置から数えて、３ｍ＋１から３ｍ＋ｎ（ｍは任意の整数、ｎは（（相の数＝３）×３相の組の数）であって、かつ、隣り合って連続するスロットの位置とする。すなわち、各配線の両端末が固定子鉄心の両端を突き合わた時に連続するスロットに装着され、リード線３は、両端末が装着された連続するスロット以外の連続するスロットから引き出される。
【００１８】
図５は、ａ相、ｂ相、ｃ相、ｄ相、ｅ相、ｆ相のコイルを組み合わせて構成したコイルアッセンブリを示す平面図であり、図６は、コイルアッセンブリ７をスロット内に装着した状態を示す斜視図である。
【００１９】
図５に示したように、配線の端末間に、リード線３が隣り合って連続するスロットから引き出され、固定子鉄心の端面の１箇所に集中する。図５（ａ）はリード線３を引き出す第１配線５１及び第２配線５２の組であり、図５（ｂ）及び図５（ｃ）はそれぞれ、第３配線５３及び第４配線５４の組及び第５配線５５及び第６配線５６の組である。なお、図５（ａ）において、リード線３が１２本示されているが、各リード線３の背後に各１本ずつあり、リード線３は合計２４本ある。
【００２０】
また、図６に示したように、コイルアッセンブリ７は、固定子鉄心を直線状態にして装着される。コイルアッセンブリ７を固定子鉄心に装着した後、固定子鉄心を円環状にして、固定子鉄心の端部同士を溶接等で接合する。なお、図６では、３組の配線（第１ないし第６配線）を各スロットに装着し、ａ相ないしｆ相を設けた例を示しているが、配線の組の数はこれに限られるものではない。
【００２１】
また、図５では、第１配線５１と第２配線５２にリード線３を設けるようにしたが、第３配線５３と第４配線５４、または第５配線５５と第６配線５６に設けるようにしてもよい。
【００２２】
また、図７に示すように、リード線３を２箇所の、それぞれの箇所で連続するスロットから引き出して、２群にわけてリード線３を設けてもよい。この例では、第１配線５１と第２配線５２にリード線３を設けるようにしたが、第３配線５３と第４配線５４、または第５配線５５と第６配線５６に設けるようにしてもよい。
【００２３】
また、図８に示すように、リード線３を２箇所の、それぞれの箇所で連続するスロットから引き出して、２群にわけてリード線３を設ける場合に、１箇所は、第１配線５１と第２配線５２にリード線３を設け、リード線３を設ける他の１箇所は第５配線５５と第６配線５６にしてもよい。
【００２４】
このように、リード線３が固定子鉄心の端面の１箇所に集中する、またはリード線３の組が固定子鉄心の端面の２箇所あるいは複数箇所にそれぞれ群として集中することによって、リード線３の結線のためのスペースを小さくし、固定子を小型化することができる。
【００２５】
図９は、この実施の形態１におけるリード線の別の例を示す側面図である。同図に示したように、リード線３は、固定子鉄心２の端面に略垂直に立設されている。リード線３は、略垂直に立設された状態で、その先端が電気回路に接続された結線基板８に挿入され、電気回路と接続される。
【００２６】
このように、リード線３が、固定子鉄心２の端面に略垂直に立設された状態で、リード線３の先端が結線基板８に挿入されるようにすることで、リード線３と電気回路との接続部分を小型化することができ、接続作業も容易になる。
【００２７】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、リード線３を、配線（コイルアッセンブリ７）の端末間に設ける例を示した。
【００２８】
この実施の形態２では、配線の端末をリード線として利用するものであり、リード線を固定子鉄心の両端部突き合わせ部分に設ける。すなわち、配線の端末が固定子鉄心の両端部から内方に連続するスロットに位置するように、直線状態の固定子鉄心に各コイルアッセンブリを装着し、その後、固定子鉄心を円環状にして固定子鉄心の両端部突き合わせて接合し、さらに、各相、各配線の組の端末を接続して、配線の結線及びリード線を形成する。
【００２９】
配線の端末をリード線とするための結線においては、図４を参照すると、第１配線５１及び第２配線５２のリード線３は設けず、波形でコイルエンドがつながった形状にする。例えば、Ｂ−Ｅ、Ｆ−Ｊ、Ｄ−Ｇ、Ｈ−Ｌ、Ｍ−Ｃを接続し、端末Ｃから上側に出たコイルエンドを分断してリード線を接続し、この分断部に接続したリード線並びに端末Ａ及び端末Ｋをリード線とする。
【００３０】
上記実施の形態１では、リード線３の接続の他に、固定子鉄心２の端部を突き合わせて接合した後、各配線の端末における渡り結線及び結線のためのスペースが必要になるが、この実施の形態においては、上記実施の形態１のように、固定子鉄心２の端部を突き合わせて接合した後、各配線の端末における渡り結線のためのスペースを必要とせず、固定子鉄心２の中心軸方向端面から突出するコイルエンドが、コンパクトに形成される。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
この発明に係る回転電機の固定子は、例えば、車両用交流発電機等の固定子に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明に係る回転電機の固定子における実施の形態１の構成を示す斜視図である。
【図２】コイルの形状を示す平面図である。
【図３】スロット内に複数組のコイルが装着された状態を示す断面図である。
【図４】ａ相の各配線の結線及び渡り線結線を説明するための平面図である。
【図５】ａ相、ｂ相、ｃ相、ｄ相、ｅ相及びｆ相のコイルを組み合わせて構成したコイルアッセンブリを示す平面図である。
【図６】コイルアッセンブリ７をスロット内に装着した状態を示す斜視図である。
【図７】リード線３を２箇所にわけて設けた例を示す平面図である。
【図８】リード線３を２箇所にわけて設けた例を示す平面図である。
【図９】実施の形態１におけるリード線の別の例を示す側面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  固定子、２  固定子鉄心、３  リード線、４  スロット、５  コイル、
５ａ  コイルエンド、６  インシュレータ、７  コイルアッセンブリ、８  回路基板、
５１  第１配線、５２  第２配線、５３  第３配線、５４  第４配線、５５  第５配線、５６  第６配線。
【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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【図９】
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