(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも３本以上からなる複数本の導出コイルを束ねたコイル組と集束端子の結合構造であって、
上記導出コイル組の各々導出コイルの全てはコイル周囲の一部が少なくとも前記集束端子に接触して接合されており、
前記集束端子は、通電抵抗加熱を行うことにより、ろう材を介して、前記各々の導出コイルとの間で電気的及び機械的に結合されており、
前記導出コイルのエナメル被覆のうち前記集束端子と前記ろう材を介して接触している部分の被覆は、炭化して前記集束端子の外側に排出されており、
前記導出コイルと前記集束端子との間は冶金的接合で、該導出コイル間同士は圧接接合されていることを特徴とする集束端子と導出コイルの結合構造。
【請求項２】
円周上に形成された複数のスロットに固定子コイルを巻装した固定子コアと、前記固定子コイルの少なくとも３本以上からなる複数本の導出コイルを束ねたコイル組を中継する集束端子とを備え、該集束端子を介して前記導出コイルを外部に取り出してなる回転電機であって、
上記導出コイル組の各々導出コイルの全てはコイル周囲の一部が少なくとも前記集束端子に接触して接合されており、
前記集束端子は、通電抵抗加熱を行うことにより、ろう材を介して、前記各々の導出コイルとの間で電気的及び機械的に結合されており、
前記導出コイルのエナメル被覆のうち前記集束端子と前記ろう材を介して接触している部分の被覆は、炭化して前記集束端子の外側に排出されており、
前記導出コイルと前記集束端子との間は冶金的接合で、該導出コイル間同士は圧接接合されていることを特徴とする小型回転電機。
【請求項３】
円周上に形成された複数のスロットに３相の電機子コイルを巻装した電機子コアと、前記電機子コイルからの出力を直流に整流する整流装置と、該電機子コイルと前記整流装置間を電気的に接続する複数本の導出コイル組と、前記電機子コイルの中線点から引き出され前記整流装置の一端に接続される少なくとも３本以上からなる複数本の中性点導出コイルを束ねたコイル組とを備えてなる車両用交流発電機において、
上記中性点側導出コイル組は集束端子を介して前記整流装置と結線されてなり、かつ各々導出コイルの全てはコイル周囲の一部が少なくとも前記集束端子に接触して接合されており、
前記集束端子は、通電抵抗加熱を行うことにより、ろう材を介して、前記各々の導出コイルとの間で電気的及び機械的に結合されており、
前記導出コイルのエナメル被覆のうち前記集束端子と前記ろう材を介して接触している部分の被覆は、炭化して前記集束端子の外側に排出されており、
前記導出コイルと前記集束端子との間は冶金的接合で、該導出コイル間同士は圧接接合されていることを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項４】
前記中性点導出コイル組は千鳥状に配列され、集束端子により固定されていることを特徴とした請求項３記載の車両用交流発電機。
【請求項５】
前記中性点導出コイル組は渡り線を含んでいることを特徴とした請求項４記載の車両用交流発電機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気機器の複数本のリード線を束ねて取り出すに好適な集束端子と導出コイルの結合構造及びそれを用いた小型回転電機と車両用交流発電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気機器のエナメル被覆リード線を複数本束ね、それを導体接合面側に燐入りろう材を施した接合端子を介して取り出す技術は例えば特開平2−137306号公報で知られている。この種技術は導出コイル組をろう材を介して接合端子に挟み込み、その接合端子を外部から電気加熱しながら圧接固定するものであった。
【０００３】
また、特公平7−32555号公報には車両用交流発電機の固定子において、複数本の各相の中心側導出端子を接続金具を用いて一括結合する構造が示されており、その結合手段には溶接或いは半田付け等が用いられていることが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記前者の従来技術では、導出コイル組をろう材を介して接合端子に挟み込み、その接合端子を外部から電気加熱しながら圧接固定するものであるため高い接合強度及び耐熱性をもち、かつ絶縁皮膜のまま一括接合ができる利点があるものの、導出コイルであるエナメル被覆導線は２本組のものしか考慮されておらず、３本以上の導出コイル組である場合は各々の導出コイルは必ずしも接合端子と結合せず、振動が加わると接合していないコイルが抜けるばかりでなく周囲の結合力も弱めてしまうことになり、必ずしも信頼性の高い接続端子とはならない。
【０００５】
また、後者の従来技術では、複数本の各相の中心側導出端を接続金具を用いて一括し、溶接或いは半田付け等にて結合する構造が示されているが、導出端は単にまとめられて加熱接続されているだけであるため導出コイルが必ずしも接続金具に強固に固着されているとも限らず、また導出コイル同士も必ずしも固着されているとも限らない。従って、エンジンルームに装着される車両用交流発電機の中性点部に用いられた場合で、前記同様一ヶ所でも固着されない箇所が発生すれば振動等により結合剥離が助長し、導電不良から信頼性の低い製品となる。
【０００６】
本発明の目的の一つは、結合力が安定し信頼性の高い集束端子と導出コイルの結合構造を提供するにある。
【０００７】
本発明の目的の一つは、結合力が安定し信頼性の高い集束端子と導出コイルの結合構造を有する小型回転電機或いは車両用交流発電機を提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明一つは、少なくとも３本以上からなる複数本の導出コイルを束ねたコイル組と集束端子の結合構造であって、上記導出コイル組の各々導出コイルの全てはコイル周囲の一部が少なくとも前記集束端子に接触して接合されており、前記集束端子は、通電抵抗加熱を行うことにより、ろう材を介して、前記各々の導出コイルとの間で電気的及び機械的に結合されており、前記導出コイルのエナメル被覆のうち前記集束端子と前記ろう材を介して接触している部分の被覆は、炭化して前記集束端子の外側に排出されており、前記導出コイルと前記集束端子との間は冶金的接合で、該導出コイル間同士は圧接接合されていることを特徴とする集束端子と導出コイルの結合構造によって達成される。
【０００９】
本発明の一つは、円周上に形成された複数のスロットに固定子コイルを巻装した固定子コアと、前記固定子コイルの少なくとも３本以上からなる複数本の導出コイルを束ねたコイル組を中継する集束端子とを備え、該集束端子を介して前記導出コイルを外部に取り出してなる回転電機であって、上記導出コイル組の各々導出コイルの全てはコイル周囲の一部が少なくとも前記集束端子に接触して接合されており、前記集束端子は、通電抵抗加熱を行うことにより、ろう材を介して、前記各々の導出コイルとの間で電気的及び機械的に結合されており、前記導出コイルのエナメル被覆のうち前記集束端子と前記ろう材を介して接触している部分の被覆は、炭化して前記集束端子の外側に排出されており、前記導出コイルと前記集束端子との間は冶金的接合で、該導出コイル間同士は圧接接合されていることを特徴とする小型回転電機によって達成される。
【００１０】
本発明の一つは、円周上に形成された複数のスロットに３相の電機子コイルを巻装した電機子コアと、前記電機子コイルからの出力を直流に整流する整流装置と、該電機子コイルと前記整流装置間を電気的に接続する複数本の導出コイル組と、前記電機子コイルの中線点から引き出され前記整流装置の一端に接続される少なくとも３本以上からなる複数本の中性点導出コイルを束ねたコイル組とを備えてなる車両用交流発電機において、上記中性点側導出コイル組は集束端子を介して前記整流装置と結線されてなり、かつ各々導出コイルの全てはコイル周囲の一部が少なくとも前記集束端子に接触して接合されており、前記集束端子は、通電抵抗加熱を行うことにより、ろう材を介して、前記各々の導出コイルとの間で電気的及び機械的に結合されており、前記導出コイルのエナメル被覆のうち前記集束端子と前記ろう材を介して接触している部分の被覆は、炭化して前記集束端子の外側に排出されており、前記導出コイルと前記集束端子との間は冶金的接合で、該導出コイル間同士は圧接接合されていることを特徴とする車両用交流発電機によって達成される。
【００１１】
本発明の好ましくは、集束された中性点導出コイル組は千鳥状に配列され、集束端子により縛り固定されることにより達成される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図１〜図１０に示す車両用交流発電機に応用した場合で説明する。
【００１３】
図２において３相交流発電機１はＹ結線された電機子コイル（固定子コイル）２を備え、該電機子コイルの各々導出コイルの出力端２ａ，２ｂ，２ｃ及び中性点端Ｎは、一端を接地し他端をバッテリ３に接続した全波整流器４に接続されている。
【００１４】
図３に示す前記発電機の回転子５に巻装される界磁コイル６は前記バッテリ３の充電電圧の状況に応じて作動する電圧調整装置７により通電電流が制御され発電出力を調整している。チャージランプ８は発電機が無発電状態で点灯し、発電状態で消灯するように構成されている。
【００１５】
前記電機子コイル２は図３に示すように円筒状の電機子鉄心（固定子コア）９の円周上に形成された複数のスロット１０に巻装され、その巻線のＵ相，Ｖ相，Ｗ相の出力端２ａ，２ｂ，２ｃ及び中性点出力端Ｎは、全波整流器４のアノード側端子４ａ，４ｂ，４ｃ及び４Ｎにそれぞれ接続されている。ここで上記電機子コイル２の導出コイルは通常各相２本組で構成され直接前記アノード側端子４ａ，４ｂ，４ｃに接続されるが、中性点の導出コイル２Ｎは２本組のものをＵ相，Ｖ相，Ｗ相と寄せ集め、１本の中性点出力端Ｎを含めて集束端子１１により結束されている。
【００１６】
次に図１に戻って中性点の６本の導出コイル２Ｎと中性点出力端Ｎと集束端子１１の関係を説明するならば、導出コイル２Ｎは２段積みに配置され下段に３列，上段に中性点出力端Ｎを含んで４列配置され、上下のコイルは互いに重ならないように千鳥状に交互に配列されている。そしてこれら配列された導出コイルは銅系材料からなる集束端子１２にて束ねられ、それぞれがろう材１３を介してその集束端子１２と電気的に且つ機械的に結合されていて、線間同士も互いに加圧接触している。
【００１７】
次に上記構成の集束端子と導出コイルの結合方法について後述する。
【００１８】
電機子コイル２の延長線である中性点導出コイル２Ｎは一般にエナメル被覆導線であるＡＩＷ線が用いられ、集束端子１２にはＡＩＷ線の通電加熱の接合に好結果をもたらす銅合金端子が用いられる。
【００１９】
図５〜図１０は集束端子と導出コイルの結合法である。電機子鉄心９のスロット１０に巻装したままの電機子コイル２の導出コイルは通常Ｕ，Ｖ，Ｗ相出力端２ａ，２ｂ，２ｃと中性点導出コイル２Ｎとも軸方向に延びているので、本実施例では両者の混在を避け、作業性を向上させるため中性点側導出コイルを図５  （Ａ）に示すように電機子鉄心９の軸方向に対しほぼ垂直方向に予め曲げている。
【００２０】
このように巻き線された中性点側導出コイル２Ｎはそれぞれの支持ピン２０，２０ａを介して回動自在に整形ブレード２１，２１ａ配置した左右一対の束ねブロック２２，２２ａのコイルガイド空間２３，２３ａに配置される。そして前記整形ブレ−ド２１，２１ａを電機子鉄心の外周方向に押し込むことによってそれぞれのコイルは前記電機子鉄心の周方向に沿って変形され、束ねブロック２２，２２ａ間に配置されたＳ字駒２４に押し込まれる。ここで前記整形ブレード２１，２１ａの押圧面は円弧に形成されていて、かつコイルガイド空間２３，２３ａは軸方向に段違いに配置されてＳ字駒２４の溝に対向している。
【００２１】
従って、整形ブレード２１，２１ａによって周方向に押し込まれた中性点導出コイル２Ｎは図６の（Ａ)，(Ｂ）から分かるように元部は整形ブレードの円弧面２１ｂに沿って整形され、先端方向は平行面２１ｃによって直角的に屈曲されてＳ字駒の溝に押し込まれ、段違いにして整列される。
【００２２】
次に、図７の行程ではＳ字駒２４を直角に起こして他の電機子コイル２のＵ，Ｖ，Ｗ相の出力端２ａ，２ａ，２ｃと同様の向きそろえ直し、組立の自動化に備える。このままの状態で、Ｓ字駒２４を取り去ると中性点導出コイル２Ｎはばらばらになってしまうので次行程、図７（Ｂ）ではＳ字駒２４をはめ込んだまま両側から整形歯２５ｂを有する一対のチャック２５，２５ａで中性点導出コイル  ２Ｎを整列して密着させる。
【００２３】
このようにして整列された導出コイルは次の行程、図８にて中性点出力端Ｎを交えて集束端子１２にて加締め固定される。この行程は前記中性点導出コイル  ２Ｎを中性点出力端Ｎと共に、台形溝２７を有する受け型２６の該溝底に配置した後に集束端子となる結束バンド２７を供給する行程、図８（Ａ）と、該供給された集束端子１２をカッタ２８で規定寸法に切断し、該カッタ２８と押し型２９と受け型３０にて集束端子１２をＵ字状に成形する行程、図８（Ｂ）と、前記集束端子１２をカッタ２８と押し型２９とで周囲を拘束しながら、押し型２９を下降させて前記受け型２６の台形溝に押し込む行程、図８（Ｃ）と、さらに押し型を下降させ中性点導出コイル２Ｎと中性点出力端子Ｎを集束端子１２で包み込み加締め固定する行程、図８（Ｄ）とからなる。
【００２４】
もちろん前記行程の最終工程は７本のコイルを２段積みにし、互い違いなる配置は変わらないように加工され、図９のように構成される。この時点ではエナメル被覆３０及びろう材３１が介在しているため、その分考慮してギャップｇができる寸法にしてある。
【００２５】
その後最終工程、図１０に移り加圧面を平面３２ａとした電極３２と、加圧面を集束端子の最終形状である凹面３３ａとした電極３３とで前記集束端子を加圧し、通電を行う。この際の加圧，通電条件は端子内周面がコイル被膜の軟化温度以上になる様に設定する。ちなみに車両用交流発電機固定子に用いるステータコイルは耐熱電線被膜（ＡＩＷ）線の炭化温度は約６５０℃である。これにより、通電加圧行程時に上記端子と接触している導出コイルＮおよび２Ｎは外周１側面部分の被膜が炭化し、電極の加圧力により炭化したエナメル被膜３０は集束端子１２の外側に排出され、コイルは真線が露出することになる。その後導出コイル側面と接触している端子内周面が冶金的に接合される。また、端子内のコイル間同士は成形された端子の拘束力により圧接接合される。このように中性点導出コイル２Ｎ及び中性点端Ｎの接続は各コイル外周１側面と集束端子１２の内周面との冶金的接合とコイル間の圧接の両者により確実に行われる。
【００２６】
この方式によれば接合する前のコイルエナメル部の剥離が省かれるため確実に作業工数ならびに作業人員を低減することができる。また、車両用交流発電機固定子の中性点部の温度は実車走行時には約２００℃付近まで上昇するため結合が半田つけの場合半田自身の耐熱性が低く信頼性に難が有ったが、本方式の場合結合が冶金的に行えるため耐熱性が著しく向上し、耐振性とともに信頼性が向上する。
【００２７】
また、更に接合部の信頼性をアップさせるため集束端子内周面にリン銅ろうをはりつけこの面がコイル接触側になるようにすれば接合部は更に信頼性は向上できる。
【００２９】
また、本発明はこれらの実施例にとどまることなく、３本以上のリード線を束ねて固定するものに有効で高い結合力が得られる。
【００３０】
【発明の効果】
導出コイル組の各々導出コイルを、コイルの周囲の一部が少なくとも集束端子に接触して接合するようにしたので、結合力が安定し信頼性の高い集束端子と導出コイルの結合構造と、それを用いた小型回転電機及び車両用交流発電機が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の集束端子と導出コイルの結合構造を示す縦断面図。
【図２】本発明を用いた車両用交流発電機の回路構成図。
【図３】同車両用交流発電機の縦断面図。
【図４】同車両用交流発電機の電機子鉄心と整流器の斜視図。
【図５】同本発明の実施例における導出コイル整形装置の平面図及び側面図。
【図６】同整形装置の整形状態の平面図及び側面図。
【図７】同整形装置の次行程における導出コイル整形整列装置の斜視図。
【図８】同整形装置の集束端子の供給，切断，整形，加締め行程を示す斜視図。
【図９】同前記行程で得られた集束端子の加締め完了断面図。
【図１０】同集束端子通電加熱行程斜視図。
【符号の説明】
２…電機子コイル、２ａ，２ｂ，２ｃ…導出コイルの出力端、４…全波整流器、４ａ，４ｂ，４ｃ…アノード側端子、２Ｎ…中性点導出コイル、Ｎ…中性点出力端、１１…集束端子。
【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】
0003740433.tif 000008
【図８】
0003740433.tif 000009
【図９】
0003740433.tif 000010
【図１０】
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