(57)【要約】      （修正有）【課題】巻線端とバスリングとの間に必要なスペースをより小さくできる回転電機の固定子の製造方法を提供する。【解決手段】固定子鉄心２と、固定子鉄心２の周囲部に多層に巻装されたＵ相、Ｖ相及びＷ相用の夫々複数の巻線７と、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の巻線７の巻始め側端部が夫々接続されるＵ相電源用バスリング１６、Ｖ相電源用バスリング１７及びＷ相電源用バスリング１８と、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の巻線７の巻終わり側端部７ｂが接続される中性点結線用バスリング１９とを備えてなる回転電機の固定子を製造する際に、各相巻線７の巻始め側端部７ｂと各相電源用バスリング１６，１７，１８，並びに各相巻線７の巻終わり側端部７ｂと中性点結線用バスリング１９とを非溶極式溶接により結合する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子鉄心と、
この固定子鉄心の周囲部に多層に巻装されたＵ相、Ｖ相及びＷ相用の夫々複数の巻線と、
前記Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の巻線の巻始め側端部が夫々接続されるＵ相電源用バスリング、Ｖ相電源用バスリング及びＷ相電源用バスリングと、
前記Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の巻線の巻終わり側端部が接続される中性点結線用バスリングとを備えてなる回転電機の固定子を製造する方法であって、
前記各相巻線の巻始め側端部と各相電源用バスリング，並びに前記各相巻き線の巻終わり側端部と中性点結線用バスリングとを、非溶極式溶接により結合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２】
前記非溶極式溶接は、ＴＩＧ（Tungsten Inert Gas）溶接であることを特徴とする請求項１記載の回転電機の固定子の製造方法。
【請求項３】
前記巻始め側端部及び前記巻終わり端部の先端部と、これらに接合される前記バスリングの接合端部の先端部とを、互いの接合面側に向かって下り側に傾斜するように予め面取りすることを特徴とする請求項１又は２記載の回転電機の固定子の製造方法。
【請求項４】
前記巻始め側端部及び前記巻終わり端部と、これらに接合される前記バスリングの接合端部とを、互いが係合するように予め鉤形に形成することを特徴とする請求項１又は２記載の回転電機の固定子の製造方法。
【請求項５】
前記バスリングの接合端部をリング状に形成し、前記巻始め側端部及び前記巻終わり端部を、前記リング内に挿入した状態で溶接を行うことを特徴とする請求項１又は２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】
本発明の実施形態は、固定子鉄心に巻装された巻線を相別に夫々バスリングを介して結線する回転電機の固定子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、回転電機においては、固定子鉄心に巻装された巻線を相別に夫々バスリングを介して結線するものが供されている。このものでは、Ｕ相結線用バスリングと、Ｖ相結線用バスリング及びＷ相結線用バスリング並びに中性点結線用バスリングを備え、それらのバスリングは、固定子鉄心の軸の一方の端部側に同心円状に配設されている。Ｕ相結線用バスリングにはＵ相の巻線の一端部が、Ｖ相結線用バスリングにはＶ相の巻線の一端部が、Ｗ相結線用バスリングにはＷ相の巻線の一端部が夫々接続されており、中性点結線用バスリングにはＵ，Ｖ，Ｗ各相巻線の夫々他端部が共通に接続されている。そして、これらは通常、ヒュージング（熱かしめ）によって結合されている。
【０００３】
図８は、ヒュージングを行う状態を示すもので、バスリング５１側に凹部状の巻線接続部５２を形成しておき、巻線５３の先端を巻線接続部５２に挿入する。その状態で、巻線接続部５２の両側にヒュージング用電極５４を配置し、ヒュージング用電極５４を両側方より加圧しながら通電してヒュージングを行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２２９６７７号公報
【特許文献２】特開２０１０−５７２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような形態で行うヒュージングでは、巻線端とバスリングとの間にヒュージング用電極を配置可能なスペースを確保しておく必要があり、固定子の構造が大型化する問題があった。
そこで、巻線端とバスリングとの間に必要なスペースをより小さくできる回転電機の固定子の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の回転電機の固定子の製造方法は、固定子鉄心と、この固定子鉄心の周囲部に多層に巻装されたＵ相、Ｖ相及びＷ相用の夫々複数の巻線と、前記Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の巻線の巻始め側端部が夫々接続されるＵ相電源用バスリング、Ｖ相電源用バスリング及びＷ相電源用バスリングと、前記Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の巻線の巻終わり側端部が接続される中性点結線用バスリングとを備えてなる回転電機の固定子を製造する際に、前記各相巻線の巻始め側端部と各相電源用バスリング，並びに前記各相巻き線の巻終わり側端部と中性点結線用バスリングとを非溶極式溶接により結合する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態であり、（ａ）は図４のＡ−Ａ断面拡大図、（ｂ）は（ａ）の接合部を拡大して示す図
【図２】ＴＩＧ溶接を行う状態を示す図
【図３】図４のＢ矢視拡大図
【図４】固定子の一部拡大図
【図５】第２実施形態を示す図１（ｂ）相当図
【図６】第３実施形態を示す図２相当図
【図７】第４実施形態を示す図２相当図
【図８】従来技術を示す図２相当図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１実施形態）
以下、電気自動車（ハイブリット車を含む）に搭載される回転電機たる駆動電動機に適用した第１実施形態について図１ないし図４を参照して説明する。まず、３相の駆動電動機の固定子１を示した図４において、環状の多数の珪素鋼板を積層してなる固定子鉄心２には、周囲部（この場合、内周部）に歯部３が多数設けられており、その各歯部３に、絶縁スプール４及び５（図１参照）を夫々に介してＵ相の巻線６、Ｖ相の巻線７及びＷ相の巻線８が相別に巻装されている。
【０００９】
この場合、Ｕ相の巻線６、Ｖ相の巻線７及びＷ相の巻線８は、それぞれ複数例えば８個として計２４個設けられており（一部のみ図示）、これらは、矩形状に多層に巻装された巻線と台形状に多層に巻装された巻線とが、交互に位置するように設けられている。従って、Ｕ相の巻線６、Ｖ相の巻線７及びＷ相の巻線８も、矩形形状の巻線と台形状の巻線とを交互に有する。
【００１０】
絶縁スプール４，５は、図１及び図３に示すように、固定子鉄心２の歯部３に、軸方向の一方側（図１及び図３で上方）と他方側（図１及び図３で下方）から装着されたもので、図３には絶縁スプール４，５の合わせ目９が示されている。そして、絶縁スプール４，５の夫々図１に示す固定子鉄心２の内周側には巻線収納溝１０、１１が形成されており、これらの巻線収納溝１０、１１に巻線６ないし８（図１及び図２では巻線７）が収納されるようにして巻装されている。
【００１１】
固定子鉄心２の軸方向の一方の端部側である絶縁スプール４の固定子鉄心２の外周側には、バスリング収納溝１２、１３及び１４が形成されており、固定子鉄心２の軸方向の他方の端部側である絶縁スプール５の固定子鉄心２の外周側には、バスリング収納溝１５が形成されている。前者のバスリング収納溝１２ないし１４は、固定子鉄心２の径方向に層をなすように配列されて形成されており、従って、これらのバスリング収納溝１２ないし１４は、同心円状に形成されている。また、後者のバスリング収納溝１５は、バスリング収納溝１２ないし１４のうちの最内周側のバスリング収納溝１４と対称的に形成されている（図１参照）。
【００１２】
バスリング収納溝１２，１３，１４には、Ｕ相電源用バスリング１６，Ｖ相電源用バスリング１７，Ｗ相電源用バスリング１８がそれぞれ挿入されて保持されている。すなわち、Ｕ相電源用バスリング１６、Ｖ相電源用バスリング１７及びＷ相電源用バスリング１８は、固定子鉄心２の軸方向の両端部のうちの一方の端部側に配設されている。また、これらのバスリング１６ないし１８は、いずれも平板で固定子鉄心２の全周にわたる円環状をなすもので、これらが上述のバスリング収納溝１２ないし１４に挿入されて保持される結果、これらのバスリング１６ないし１８も、固定子鉄心２の径方向に層をなすように、且つ同心円状に配列されている。
【００１３】
図１に示すように、バスリング収納溝１５には、中性点結線用バスリング１９が挿入されて保持されることで、中性点結線用バスリング１９は、固定子鉄心２の軸方向の両端部のうちの他方の端部側に配設されている。尚、このバスリング１９も、平板で固定子鉄心２の全周にわたる円環状をなしている。
【００１４】
絶縁スプール４のバスリング収納溝１２ないし１４と前記巻線収納溝１０との間の仕切壁２０には、図３に示すように、固定子鉄心２の周方向（図３で左右）の内方側の両側に、２つの巻線通し溝２１が形成されていて、そのうちの一つの巻線通し溝２１に前記巻線６、７及び８の巻始め側端部（接合端部）６ａ、７ａ及び８ａ（図１及び図２では巻線７の巻始め側端部７ａ）が通されている。
【００１５】
前記バスリング１６、１７及び１８の夫々の巻線接続部分は、図１及び図２に示すように、夫々凸状の接続部（接合端部）１６ａ、１７ａ及び１８ａが立ち上がるように形成されている。一方、巻線６、７及び８側の一端は上述の巻線溝２１を通して導入されているが、その先端部分が、図１において上方に鉤形に９０°折り曲げられることで巻始め側端部６ａ、７ａ及び８ａが形成されている。そして、巻始め側端部６ａ、７ａ及び８ａとバスリング１６、１７及び１８側の接続部１６ａ、１７ａ及び１８ａとは、互いの対向する一側面が接触するように配置されている。なお、図４には、バスリング１６、１７及び１８の夫々の電源接続部分に立ち上げて設けられたＵ相、Ｖ相及びＷ相の電源接続端子２２、２３及び２４が示されている。
【００１６】
一方、図１に示す絶縁スプール５のバスリング収納溝１５と前記巻線収納溝１１との間の仕切壁２５には、図３に示すように、固定子鉄心２の周方向の外方側の両側に、２つの巻線通し溝２６が形成されていて、そのうちの一つの巻線通し溝２６に前記巻線６、７及び８の巻終わり側端部（図１（ａ）では巻線７の巻終わり側端部７ｂ（接合端部）のみ図示）が通されている。また、前記バスリング１９の巻線接続部分も、同様に凸状の接続部（接合端部）１９ａが立ち上がるように形成されていて、この接続部１９ａに、巻線６、７及び８の凸状の巻終わり側端部が、それぞれに対応するバスリング１９側の接続部１９ａと、互いの対向する一側面が接触するように、且つ先端面が略面一となるように配置されている。
【００１７】
そして、本実施形態では、バスリング１６、１７及び１８の接続部１６ａ、１７ａ及び１８ａと巻線６、７及び８の巻始め側端部６ａ、７ａ及び８ａとが、ＴＩＧ（Tungsten Inert Gas）溶接（非溶極式溶接）によって接合されている。図２には、ＴＩＧ溶接を行う状態を示しており、図１（ａ）には、巻始め側端部６ａ、７ａと、接続部１６ａ、１７ａとを溶接した後の溶接部２７，２８を示している。また、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す溶接部２８部分を拡大して示している。
【００１８】
図２に示すように、トーチ２９はタングステン電極であり図示しない溶接電源の陰極に接続され、巻始め側端部７ａと接続部１７ａとは陽極に接続されている。そして、両電極間には直流１００Ｖが印加され、電流は８０Ａ程度が供給される。また、溶接を行う部分にはシールドガスとして例えばアルゴンガスが供給される。そして、トーチ２９の先端と巻始め側端部７ａ及び接続部１７ａとの間にアークを発生させて溶接が行われる。このようにして、Ｕ相ないしＷ相の夫々複数の巻線６ないし８が、相別に夫々バスリング１６ないし１８を介して結線される。尚、中性点用のバスリング１９と、各相巻線の巻終わり端部との接合についても同様である。
【００１９】
以上のように本実施形態によれば、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相の巻線６〜８の巻始め側端部６ａ〜８ａが夫々接続されるバスリング１６〜１８と、各相の巻線の巻終わり側端部が接続されるバスリング１９とを備えてなる回転電機の固定子１を製造する際に、巻始め側端部６ａ〜８ａとバスリング１６〜１８の接続部１６ａ〜１８ａとの接合、並びに、巻終わり側端部（７ｂ）とバスリング１９の接続部１９ａとの接合をＴＩＧ溶接により行うようにした。したがって、ヒュージングを行う場合のように、電極を配置するスペースを固定子１の接合部周辺に設ける必要がなく、固定子１及び固定子１を用いた回転電機を小型に構成することができる。
【００２０】
（第２実施形態）
図５は第２実施形態であり、第１実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。図５は図１（ｂ）相当図であり、巻線７の巻始め側端部７ａ’と、バスリング１７の接続部１７ａ’の先端部の形状が、第１実施形態の巻始め側端部７ａ，接続部１７ａとは相違している。すなわち、巻始め側端部７ａ’、接続部１７ａ’の形状が、それぞれ、互いの接合面側に向かって下り側に、例えば４５°傾斜するように面取りされている。
【００２１】
巻始め側端部７ａ’，接続部１７ａ’の形状をこのようにしてＴＩＧ溶接を行うと、溶接において溶け込む部分、すなわち溶接部２８と、巻始め側端部７ａ’，接続部１７ａ’との接触面積が大きくなる。したがって、接合強度を向上させることができると共に、接合部分の電気抵抗を低下させることが可能となる。
【００２２】
（第３実施形態）
図６は第３実施形態であり、第１実施形態と異なる部分について説明する。図６は図２相当の斜視図であるが、溶接の状態ではなく、巻線７の巻始め側端部７ｃ並びにバスリング１７の接続部１７ｃの形状を示す図である。第３実施形態では、バスリング１７の接続部１７ｃの形状を、単なる凸状ではなく、先端部が鉤形（フック状）に９０°周方向に折り曲げた形状に形成する。
【００２３】
一方、巻線７の巻始め側端部７ｃは、第１実施形態の巻始め側端部７ａと同様の形状に形成されているが、その折れ曲がり部分が接続部１７ｃの折れ曲がり部分と係合するようになっている。そして、接続部１７ｃと巻始め側端部７ｃを互いに係合させた状態でＴＩＧ溶接を行う。尚、図中に溶接部を破線で示している。このように構成すれば、巻線７の巻始め側端部７ｃが弾性により、図６において上方に立ち上がろうとして変形する力を接続部１７ｃ側の鉤形形状で押さえる形となるので、両者が接触する状態となる。したがって、溶接を容易に行うことができる。尚、中性点側の接合についても、両者の接合部を同様に形成して行う。
【００２４】
（第４実施形態）
図７は第４実施形態であり、第１，第３実施形態と異なる部分について説明する。図７は図６相当図である。第４実施形態では、バスリング１７の接続部１７ｄの形状を、第１実施形態のような凸部をやや幅広で且つ長めに形成したものを、鉤形に９０°内周方向（図７の手前側）に折り曲げた形状に形成されている。更に、接続部１７ｄには挿入孔１７ｅが形成（すなわち、リング状に形成）されている。一方、巻線７の巻始め側端部７ｄは、第１実施形態と同様に先端部が鉤形に９０°折り曲げた形状に形成するが、この場合、巻線７は角線よりも丸線が望ましい。
【００２５】
そして、巻始め側端部７ｄを、接続部１７ｄの挿入孔１７ｅに挿入させた状態でＴＩＧ溶接を行う。この場合も、図中に溶接部を破線で示している。このように構成した第４実施形態によれば、第３実施形態と同様に、巻線７の巻始め側端部７ｄが弾性により、図７において上方に立ち上がろうとして変形する力を接続部１７ｄ側で押さえる形となり、両者が接触する状態となる。したがって、溶接を容易に行うことができる。尚、中性点側の接合についても、両者の接合部を同様に形成して行う。
【００２６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
巻線６、７及び８は、矩形状の巻線と台形状の巻線とを交互に配置する必要はなく、全てを矩形状としたり、全てを台形状としても良い。
第２実施形態において、巻始め側端部７ａ’、接続部１７ａ’の傾斜角度は４５°に限ることなく、接合面に向かって下り側に傾斜させる範囲で適宜変更して良い。また、傾斜面を曲面にしても良い。
【００２７】
例えば、上記実施形態は、本発明を電気自動車の駆動電動機に適用した場合について述べたが、駆動電動機は発電機として兼用するようにしても良く、又、電気自動車以外に使用される回転電機全般に適用することができる。
また、回転電機としては、回転子を固定子の内周側の界磁空間に配置するインナロータ形に限らず、回転子を固定子の外周側の界磁空間に配置するアウタロータ形にも適用することができる。
溶接はＴＩＧ溶接に限ることなく、非溶極式の溶接であれば良い。
【符号の説明】
【００２８】
図面中、１は固定子、２は固定子鉄心、６はＵ相の巻線、６ａは巻始め側端部、７はＶ相の巻線、７ａ，７ａ’は巻始め側端部、７ｂは巻終わり側端部（接合端部）、８はＷ相の巻線、８ａは巻始め側端部、１６はＵ相電源用バスリング、１６ａは接続部（接合端部）、１７はＶ相電源用バスリング、１７ａ，１７ａ’，１７ｃ，１７ｄは接続部（接合端部）、１８はＷ相電源用バスリング、１８ａは接続部（接合端部）、１９は中性点結線用バスリング、１９ａは接続部（接合端部）、２８は溶接部を示す。
【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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