(57)【要約】【課題】段落ちを抑制する回転電機の分布巻固定子を提供する。【解決手段】回転電機の軸方向および径方向に湾曲するクランク部をコイルエンドに有する２つの巻線によって１つのコイルを形成し、２つの巻線はクランク部同士が軸方向および径方向で交差する回転電機の分布巻固定子であって、巻線を形成する導線は、クランク部における軸方向の断面において、径方向の長さよりも軸方向の長さが長い。【選択図】図４
2013188011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機の軸方向および径方向に湾曲するクランク部をコイルエンドに有する２つの巻線によって１つのコイルを形成し、前記２つの巻線は前記クランク部同士が前記軸方向および前記径方向で交差する回転電機の分布巻固定子であって、
前記巻線を形成する導線は、前記クランク部における前記軸方向の断面において、前記径方向の長さよりも前記軸方向の長さが長いことを特徴とする回転電機の分布巻固定子。
【請求項２】
前記巻線は、前記径方向に交差する方向に多重に巻かれて形成されることを特徴とする請求項１に記載の回転電機の分布巻固定子。
【請求項３】
前記巻線は、複数の導線を前記径方向に交差する方向に並設して前記径方向に螺旋状に巻かれて形成されることを特徴とする請求項２に記載の回転電機の分布巻固定子。
【請求項４】
前記２つの巻線は、１本の導線から連続して形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機の分布巻固定子。
【請求項５】
前記コイルは、前記コイルエンドに２つの巻線を接続する接続部を備えることを特徴とする請求項４に記載の回転電機の分布巻固定子。
【請求項６】
回転電機の軸方向および径方向に湾曲するクランク部をコイルエンドに有する２つの巻線によって１つのコイルを形成する回転電機の分布巻固定子の製造方法であって、
前記軸方向に湾曲させながら導線を巻く第１工程と、
前記軸方向に湾曲した巻線をプレスして前記径方向に湾曲する第２工程とを備え、
前記導線は、前記クランク部における前記軸方向の断面において、前記径方向の長さよりも前記軸方向の長さが長いことを特徴とする回転電機の分布巻固定子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転電機の分布巻固定子および回転電機の分布巻固定子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転電機に用いる巻線コイルの製造方法として、特許文献１には、銅線を小判形に巻き回し、コイルエンドとなる部分をプレス加工により変形させる方法が開示されている。この方法では、小判形断面を有するボビンに銅線を所定ターン数だけ巻き付けて小判形の巻線を成形し、この巻線をボビンから抜いて金型にセットし、小判形の面（コイル面）に対して垂直方向及び水平方向にプレス加工を施す。これにより、コイルエンドで異相または同相のコイル同士が干渉することなく重なり合う分布巻用のコイルが得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４２３４７４９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、上記発明においては、プレス加工時に外周側の銅線がずれる、いわゆる段落ちが発生するおそれがある。段落ちした部分は金型形状に沿った形状に変形しないので、所望のコイルエンド形状が得られなくなる。
【０００５】
本発明はこのような問題点を解決するために発明されたもので、段落ちの発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様に係る回転電機の分布巻固定子は、回転電機の軸方向および径方向に湾曲するクランク部をコイルエンドに有する２つの巻線によって１つのコイルを形成し、２つの巻線はクランク部同士が軸方向および径方向で交差する回転電機の分布巻固定子である。巻線を形成する導線は、クランク部における軸方向の断面において、径方向の長さよりも軸方向の長さが長い。
【発明の効果】
【０００７】
この態様によると、巻線を径方向にプレス加工した場合に巻線の単位面積当たりにかかる圧力を小さくし、段落ちの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態の回転電機の分布巻固定子の概略構成図である。
【図２】コイルの概略形状を示す図である。
【図３Ａ】回転電機の回転軸側から見たコイルの正面図である。
【図３Ｂ】コイルの底面図である。
【図４】図３ＡのIV−IV断面における概略図である。
【図５】本実施形態の導線を用いない巻線をプレス加工する場合について説明する図である。
【図６】第２実施形態のコイルを示す図である。
【図７】第２実施形態の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を用いながら本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
図１は、本発明の第１実施形態の回転電機の分布巻固定子１の概略構成図である。
【００１１】
回転電機の分布巻固定子１は、略円筒状で複数のスロット２ａを有する固定子コア２と、スロット２ａに挿入されるコイル３とを備える。
【００１２】
コイル３について図２を用いて説明する。図２はコイル３の概略形状を示す図である。
【００１３】
コイル３は、第１巻線４と第２巻線５とによって形成される。
【００１４】
第１巻線４について図３を用いて説明する。図３は、第１巻線４を示す図であり、図３Ａは回転電機の回転軸から見た正面図であり、図３Ｂは底面図である。なお、図３では径方向にプレスする前の第１巻線４を示している。
【００１５】
第１巻線４は、スロット２ａに挿入される２つの挿入部６と、２つの挿入部６間に形成されるクランク部７とを備え、１本の導線によって形成される。
【００１６】
第１巻線４は、巻線治具を用いたフォーミング加工によって回転電機の径方向に導線を螺旋状に巻き、所定の巻き数を巻いた後に、所定の巻き数を巻いた導線の外周に沿って巻き始めとなる箇所に向けて螺旋状に導線を巻いて形成される。つまり、第１巻線４は、径方向と交差する方向に二重に巻かれた巻線である。巻き初めとなる引き出し線４ａと巻き終わりとなる引き出し線４ｂとは、コイルエンドに位置する。また、巻き始めとなる引き出し線４ａと巻き終わりとなる引き出し線４ｂとは、回転電機の軸方向において反対側のコイルエンドに位置する。巻線治具を用いたフォーミング加工によって第１巻線４には、軸方向の長さが異なる２つの挿入部６と、軸方向に湾曲したクランク部７とが形成される。
【００１７】
導線は、断面形状が略矩形形状となる角線である。導線としては、例えばエナメル樹脂などで被膜された銅線が用いられる。クランク部７を軸方向に沿って切断した場合の断面を図４に示す。図４は図３ＡのIV−IV断面における概略図である。導線は、軸方向に沿ったクランク部７の断面において、軸方向の長さが径方向の長さよりも長い導線である。
【００１８】
巻線治具を用いて図３に示す軸方向に湾曲したクランク部７を有する第１巻線４を形成した後に、湾曲した金型によって径方向に第１巻線４を挟んでプレス加工を行うことで、クランク部７は径方向に湾曲する。
【００１９】
第１巻線４は、上記する方法により、軸方向の長さが異なる２つの挿入部６と、軸方向および径方向に湾曲する２つのクランク部７とが形成される。以下において、第１巻線４のうち、軸方向の長さが短い挿入部６を第１挿入部６ａとし、軸方向の長さが長い挿入部６を第２挿入部６ｂとして説明する。
【００２０】
第２巻線５も第１巻線４と同じ方法により、軸方向の長さが異なる２つの挿入部８と、軸方向および径方向に湾曲する２つのクランク部９とが形成される。以下において、第２巻線５のうち、軸方向の長さが短い挿入部８を第１挿入部８ａとし、軸方向の長さが長い挿入部８を第２挿入部８ｂとして説明する。
【００２１】
コイル３は、第１巻線４の第１挿入部６ａを第２巻線５に挿入し、第１巻線４のクランク部７と、第２巻線５のクランク部９とが軸方向、および径方向で交差するように第１巻線４と第２巻線５とを組み合わせ、第１巻線４の一方の引き出し線４ｂと、第２巻線５の一方の引き出し線５ｂとを溶接などにより結線して構成される。コイル３では、第１巻線４の第１挿入部６ａと第２巻線５の第２挿入部８ｂとが径方向に重なり、第１巻線４の第２挿入部６ｂと第２巻線５の第１挿入部８ａとが径方向に重なっている。
【００２２】
第１巻線４の第１挿入部６ａと第２巻線５の第２挿入部８ｂとは、同じスロット２ａに挿入され、第１巻線４の第２挿入部６ｂと第２巻線５の第１挿入部８ａとは、同じスロット２ａに挿入される。このようにコイル３をスロット２ａに挿入し、分布巻固定子１が構成される。
【００２３】
本発明の第１実施形態の効果について説明する。
【００２４】
本実施形態の導線を用いずに、クランク部における軸方向の断面において、軸方向の長さが径方向の長さよりも短い導線２０によってコイルを形成すると、図５に示すようにプレス加工時に各導線２０の単位面積当たりにかかる圧力が高くなり、導線２０の位置がずれる段落ちが生じるおそれがある。
【００２５】
本実施形態では、第１巻線４のクランク部７、および第２巻線５のクランク部９における軸方向の断面において、軸方向の長さが径方向の長さよりも長い導線によって第１巻線４、および第２巻線５を形成することで、第１巻線４、および第２巻線５を回転電機の径方向にプレス加工する場合に、各導線の単位面積当たりにかかる圧力を低くし、段落ちの発生を抑制することができる。
【００２６】
クランク部７、９を巻線治具を用いて軸方向に湾曲し、径方向への湾曲をプレス加工によって形成することで、プレス加工時に生じる段落ちを抑制することができる。
【００２７】
第１巻線４、および第２巻線５をフォーミング加工によって巻くことで例えばα巻きで巻く場合に使用される特別な専用治具を用いずに巻線を形成することができる。そのため、製造コストを削減することができる。
【００２８】
導線を径方向と交差する方向に２重に巻くことで、曲げ半径を小さくし、コイルエンドを小さくすることができる。
【００２９】
次に本発明の第２実施形態について説明する。
【００３０】
第２実施形態については第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００３１】
第２実施形態のコイル１０は、図６に示すように第１巻線１１と第２巻線１２とを１本の導線によって形成する。図６は、コイル１０として組み合わせる前の第１巻線１１と第２巻線１２とを示す図である。第１巻線１１の巻き終わりとなる引き出し線は、第２巻線１２の巻き始めとなる引き出し線となり、第１巻線４と第２巻線５との間に渡り線となる接続部１３が形成される。コイル１０として組み合わせる前の第１巻線１１と第２巻線１２とは、第１巻線１１のクランク部１４と第２巻線１２のクランク部１５とが向かい合うように形成されている。接続部１３を中心に第１巻線１１を回転させ、第１巻線１１と第２巻線１２とを組み合わせてコイル１０を形成すると、接続部１３はコイルエンドに位置する。
【００３２】
なお、コイル１０として組み合わせる前の第１巻線１１と第２巻線１２とは、図７に示すように第１巻線１１の第２挿入部１６と第２巻線１２の第２挿入部１７とが向かい合うように形成してもよい。これによると、接続部１８の長さが長くなるが、フォーミング加工やプレス加工を行うための設備スペースを小さくすることができる。
【００３３】
本発明の第２実施形態の効果について説明する。
【００３４】
第１巻線１１と第２巻線１２とを１本の導線によって形成するので、第１巻線１１と第２巻線１２とを溶接などによって結線する必要がなく、生産性を向上することができる。また、溶接などによって結線すると結線部で接触抵抗が発生するが、１本の導線によって第１巻線１１と第２巻線１２とを形成するので、接触抵抗をなくし、コイル１０における電気抵抗を小さくし、コイル１０で消費される電力を小さくすることができる。
【００３５】
接続部１３がコイルエンドに位置するように第１巻線１１と第２巻線１２とを形成するので、接続部１３を小さくすることができ、回転電機の分布巻固定子を小型にすることができる。
【００３６】
コイル１０として組み合わせる前の第１巻線１１のクランク部１４と第２巻線１２のクランク部１５とが向かい合うように第１巻線１１と第２巻線１２とを形成することで、接続部１３の長さを短くすることができる。
【００３７】
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。
【００３８】
上記実施形態では、第１巻線４、第２巻線５をそれぞれ一本の導線、または第１巻線１１および第２巻線１２を１本の導線で形成したが、複数の導線を径方向と交差する方向に並べて螺旋状に巻いて形成してもよい。これにより、１本の巻線における曲げ半径をさらに小さくすることができる。
【００３９】
上記実施形態では、第１巻線４、１１、第２巻線５、１２を径方向に二重となる巻線としているが、これに限られることはなく、多重の巻線としてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１      分布巻固定子
３、１０    コイル
７、９、１４、１５    クランク部
１３、１８    接続部
【図１】
2013188011.tif 000003
【図２】
2013188011.tif 000004
【図３Ａ】
2013188011.tif 000005
【図３Ｂ】
2013188011.tif 000006
【図４】
2013188011.tif 000007
【図５】
2013188011.tif 000008
【図６】
2013188011.tif 000009
【図７】
2013188011.tif 000010