CN104426276B - 集配电部件的保持结构、电动机以及电动机的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够减少制造成本的集配电部件的保持结构、电动机、以及电动机的制造方法，将对绕线(32)进行电流的集配电的环状的第1～第3集配电部件(41～43)保持于定子(3)的保持结构，该定子(3)具备了配置成环状的多个铁芯(31)、分别卷绕于多个铁芯(31)的绕线(32)、以及对铁芯(31)与绕线(32)之间进行绝缘的绝缘体(33)，在绝缘体(33)形成有形成了能够分别收容第1～第3集配电部件(41～43)的一部分的第1～第3凹部(331a、331b、331c)的保持部(331)，第1～第3集配电部件(41～43)的一部分收容于第1～第3凹部(331a、331b、331c)而保持于保持部(331)。

Description

集配电部件的保持结构、电动机以及电动机的制造方法
技术领域
本发明涉及对绕线进行电流的集配电的集配电部件的保持结构、电动机以及电动机的制造方法。
背景技术
以往，提出有具有分别卷绕于配置成环状的多个铁芯的多相绕线、介于铁芯与绕线之间且由对铁芯和绕线进行绝缘的绝缘部件构成的绝缘体、以及与多个铁芯同轴配置且对多相绕线进行电流的集配电的环状的集配电部件的电动机(例如，参照专利文献1)。
专利文献1所述的电动机的集配电环具有配置在同轴上的多个作为集配电部件的集电环、以及相互固定多个集电环的多个固定部件。多个固定部件隔着与多个集电环中的任意一个集电环连接的连接端子在周向上隔有间隔地配置，通过模制加工而形成。
多个固定部件具备从径向外侧的表面朝向径向外方突出的突出部，该突出部能够安装在设于绝缘线轴的外周壁部的孔部。该绝缘线轴由安装于铁芯(core)的绝缘性树脂材料构成，作为对铁芯和绕线进行绝缘的绝缘体发挥作用。
现有专利文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-261082号公报
专利文献2：日本特开2007-174869号公报
发明内容
专利文献1所述的电动机中，需要用于成形固定部件的金属模具，另外，在制造工序中，需要在该金属模具安装多个集电环并向腔室注入树脂的模制加工工序。因此，由于固定部件的成形，电动机的制造成本增加。
因此，本发明的目的在于，提供能够减少制造成本的集配电部件的保持结构、电动机以及电动机的制造方法。
本发明的目的在于解决上述课题，提供一种集配电部件的保持结构，其将对绕线进行电流的集配电的环状的多个集配电部件保持于定子，上述定子具备配置成环状的多个铁芯、分别卷绕于上述多个铁芯的上述绕线、以及对上述铁芯与上述绕线之间进行绝缘的绝缘体，在上述绝缘体形成有保持部，该保持部形成有能够分别收容上述多个集配电部件的一部分的多个凹部，上述多个集配电部件的一部分收容于上述凹部而保持于上述保持部。
另外，本发明的目的在于解决上述课题，提供一种电动机，该电动机具备：定子，其具备配置成环状的多个铁芯、卷绕于上述铁芯的U相、V相以及W相绕线、以及对上述铁芯与上述绕线之间进行绝缘的绝缘体；环状的第1集配电部件，其对上述U相绕线进行电流的集配电；环状的第2集配电部件，其对上述V相绕线进行电流的集配电；以及环状的第3集配电部件，其对上述W相绕线进行电流的集配电，在上述绝缘体形成有保持部，该保持部形成有能够收容上述第1～第3集配电部件的各个的一部分的多个凹部，上述第1～第3集配电部件的一部分收容于上述凹部而保持于上述保持部。
另外，本发明的目的在于解决上述课题，提供一种电动机的制造方法，其是上述电动机的制造方法，具有：将上述第1～第3集配电部件保持于上述保持部的保持工序；以及连接上述U相、V相以及W相绕线与上述第1～第3集配电部件的连接工序。
根据本发明，能够将集配电部件直接地保持于绝缘体，能够减少制造成本。
附图说明
图1是用于对本发明的第1实施方式的具备集配电环的电动机的概略构成例进行说明而表示的示意图。
图2是省略了转子以及第4集电环来表示定子及第1～第3集电环的立体图。
图3是从其中心轴向观察定子以及第1～第3集电环的俯视图。
图4是从定子分离出第1～第3集电环而表示的分解立体图。
图5表示绝缘体，图5(a)是主视图，图5(b)是俯视图，图5(c)是侧视图，图5(d)是图5(a)的A-A线剖视图，图5(e)是立体图。
图6(a)是第1集电环的局部放大图，图6(b)是第2集电环的局部放大图，图6(c)是第3集电环的局部放大图。
图7(a)是从轴向观察集配电环4的一部分的俯视图，图7(b)是从轴向观察与图7(a)所示的部分对应的定子的一部分的俯视图。
图8是表示电动机的制造方法中的配置工序的说明图。
图9是用于说明电动机的制造方法中的第1连接工序的说明图。
图10(a)以及(b)是表示进行第1连接工序之前的第3集电环的U字部和W相绕线的一方的端部的剖视图，图10(c)以及(d)是表示进行了第1连接工序后的第3集电环的U字部和W相绕线的一方的端部的剖视图。
图11是放大表示第2实施方式的绝缘体的保持部的剖视图。
图12是表示第3实施方式的铁芯组装体的侧视图。
图13是表示第3实施方式中的第1～第3集电环与U相、V相、以及W相绕线的一方的端部的连接结构的剖视图，图13(a)表示第1集电环与U相绕线的一方的端部的连接结构，图13(b)表示第2集电环与V相绕线的一方的端部的连接结构，图13(c)表示第3集电环与W相绕线的一方的端部的连接结构。
图14(a)是放大表示第4实施方式的绝缘体的一部分的剖视图，图14(b)是表示在绝缘体安装了铁芯以及第1～第3集电环的状态的剖视图。
图中：1—电动机，2—转子，3—定子，4—集配电环，6—连接端子，21—轴，22—磁铁，30—铁芯组装体，31—铁芯，31U—U相铁芯，31V—V相铁芯，31W—W相铁芯，32—绕线，32U—U相绕线，32V—V相绕线，32W—W相绕线，33—绝缘体，41—第1集电环(第1集配电部件)，42—第2集电环(第2集配电部件)，43—第3集电环(第3集配电部件)，44—第4集电环，51—正电极，52—负电极，60—第1连接部，61—第1延伸部，622—第2延伸部，63—第2连结部，310—电磁钢板，321U、321V、321W—一方的端部，322U、322V、322W—另一方的端部，331、331A—保持部，331a—第1凹部，331b—第2凹部，331c—第3凹部，331d—内表面，331e、331f—引导部，331g—上壁部，331i—中壁部，331k—下壁部，331h、331j、331l—卡定部，332—绝缘部，333—外壁部，333a—切口，334—内壁部，335—外凸边部，335a—上表面，336—内凸边部，336a—上表面，400—中心导体，401—绝缘体，410、420、430—供电端子，411、421、431—U字部，411a、421a、431a—圆弧部，411b、411c、421b、421c、431b、431c—轴部，411d、411e、421d、421e、431d、431e—突起，411f、411g、421f、421g、431f、431g—侧面，412、422、432—被保持部，413、423、433—延伸部，413a、423a、433a—折弯部。
具体实施方式
[第1实施方式]
(电动机的整体构成)
图1是用于说明本发明的第1实施方式的具备集配电环4的电动机1的概略构成例而表示的示意图。
该电动机1具备作为转动体的转子2、作为固定体的定子3、以及由保持于定子3的第1～第4集电环41～44构成的集配电环4。
转子2具有由未图示的轴承以与定子3同轴且能够旋转的方式进行支承的轴21、以及固定于轴21的外周面的具有多个磁极的圆筒状的磁铁22。
定子3具备配置成环状的多个铁芯31、卷绕于铁芯31的外周的绕线32、以及后述的绝缘体33(图2中表示)。本实施方式中，沿定子3的周向配置有24个铁芯31。这24个铁芯31根据其位置被分类成U相铁芯31U、V相铁芯31V以及W相铁芯31W，沿图1所示的转子2的旋转方向R，分别在U相铁芯31U的旁边配置V相铁芯31V，在V相铁芯31V的旁边配置W相铁芯31W，在W相铁芯31W的旁边配置U相铁芯31U。
卷绕于U相铁芯31U的绕线32是U相绕线32U，卷绕于V相铁芯31V的绕线32是V相绕线32V，卷绕于W相铁芯31W的绕线32是W相绕线32W。U相绕线32U由第1集电环41进行集配电(集电以及配电)。V相绕线32V由第2集电环42进行集配电。另外，W相绕线32W由第3集电环43进行集配电。
U相绕线32U的两端部中，一方的端部321U与第1集电环41电连接，另一方的端部322U与第4集电环44电连接。V相绕线32V的两端部中，一方的端部321V与第2集电环42电连接，另一方的端部322V与第4集电环44电连接。另外，W相绕线32W的两端部中，一方的端部321W与第3集电环43电连接，另一方的端部322W与第4集电环44电连接。
第1集电环41是本发明的第1集配电部件的一种方式，第2集电环42是本发明的第2集配电部件的一种方式。另外，第3集电环43是本发明的第3集配电部件的一种方式。第4集电环作为中性相集电环发挥作用。
在第1～第3的集电环41～43分别连接有供电端子410、420、430。经由该供电端子410、420、430从省略图示的逆变器供给相位错开120°的正弦波状的驱动电流。通过该驱动电流在定子3形成有旋转磁场，磁铁22通过由该旋转磁场产生的吸引力以及排斥力来受到旋转力，使轴21以其旋转轴线O为中心旋转。第1～第3集电环41～43通过后述的保持结构固定于定子3。
图2是省略转子2以及第4集电环44来表示定子3以及第1～第3集电环41～43的立体图。图3是从其中心轴向观察定子3以及第1～第3集电环的俯视图。图4是从定子3分离出第1～第3集电环41～43而表示的分解立体图。
定子3由多个铁芯组装体30构成，该铁芯组装体30在层叠多个电磁钢板310而成的铁芯31上安装绝缘体33，并在铁芯31的外周以使绝缘体33介于之间的方式卷绕绕线32而成。在本实施方式中，定子3是将24个铁芯组装体30配置成环状而成的环状。
绝缘体33具有保持第1～第3集电环41～43的保持部331。第1～第3集电环41～43沿定子3的轴向呈同心状地并排，并保持于保持部331。后述保持部331的构成。
保持部331与绕线32(U相绕线32U、V相绕线32V以及W相绕线32W)相比设于定子3的外周侧，绕线32的一方的端部321U、321V、321W向径向外侧延伸出来，与第1～第3集电环41～43连接。绕线32的另一方的端部322U、322V、322W向径向内侧延伸出来，与第4集电环44(图1中所示)连接。
第1～第3集电环41～43弯曲绝缘电线而形成，该绝缘电线利用由树脂构成的绝缘体401覆盖由铜等高导电性的金属构成的线状的中心导体(金属导体)400而成。在第1～第3集电环41～43的两端部中，中心导体400从绝缘体401露出，供电端子410、420、430分别通过压焊与该露出的中心导体400连接。即，第1～第3集电环41～43的各个将作为线状导体的中心导体400形成为环状，中心导体400的两端部与一个端子(供电端子410、420、430)连接。此外，在本实施方式中，中心导体400由单线构成，但中心导体400也可以是使多根裸线绞合的绞线。
(绝缘体的构成)
图5示出了绝缘体33，图5(a)是主视图，图5(b)是俯视图，图5(c)是侧视图，图5(d)是图5(a)的A-A线剖视图，图5(e)是立体图。
绝缘体33由树脂的绝缘体构成，一体地具有保持部331、介于铁芯31与绕线32之间的绝缘部332、在定子3的径向上隔着绝缘部332对置的外壁部333以及内壁部334、从外壁部333向定子3的外周侧突出且具有与定子的轴向正交的上表面335a的外凸边部335、以及从内壁部334向定子3的内周侧突出且具有与定子3的轴向正交的上表面336a的内凸边部336。
保持部331沿定子3的轴向立设于外凸边部335的上表面335a，径向内侧的内表面331d与外壁部333对置。定子3的周向上的宽度形成为比外凸边部335的周向的宽度窄。该保持部331利用用于形成绝缘体33的金属模具，同时形成绝缘部332、外壁部333、内壁部334、外凸边部335、以及内凸边部336。
在外壁部333形成有使绕线的一方的端部(端部321U、321V、321W)插通的切口333a。切口333a以从外壁部333的轴向的端部朝向外凸边部335的上表面335a的方式形成。另外，切口333a形成于不与保持部331的内表面331d对置的部位。
在内壁部334以从其轴向的端部朝向内凸边部336的上表面336a的方式形成有使绕线32的另一方的端部(端部322U、322V、322W)插通的切口334a。
在保持部331沿定子3的轴向并排形成有能够收容第1集电环41的一部分的第1凹部331a、能够收容第2集电环42的一部分的第2凹部331b、能够收容第3集电环43的一部分的凹部331c。第1～第3凹部331a、331b、331c以沿定子3的周向延伸的方式形成，沿定子3的径向开口。
在本实施方式中，第1～第3凹部331a、331b、331c以朝向定子3的径向内侧凹陷的方式形成，朝向定子3的径向外侧开口。另外，第1～第3凹部331a、331b、331c的底面形成为符合第1～第3集电环41～43的外周面的曲率的圆弧状。
另外，在保持部331的周向的两端部形成有从第1～第3凹部331a、331b、331c的底面连续地向外壁部333侧延伸的一对引导部331e、331f。一对引导部331e、331f的从第1～第3凹部331a、331b、331c的底面连续的外表面平缓地弯曲且越接近外壁部333周向的间隔越宽。
第1集电环41通过一部分保持于第1凹部331a而保持于保持部331。第2集电环42通过一部分保持于第2凹部331b而保持于保持部331。第3集电环43通过一部分保持于第3凹部331c而保持于保持部331。
第1～第3集电环41～43压入并插入于第1～第3凹部331a、331b、331c。这里，所谓压入是指将第1～第3集电环41～43朝向第1～第3凹部331a、331b、331c的底面按压进去。更具体而言，是指被按压进入至第1～第3凹部331a、331b、331c的第1～第3集电环41～43以不容易(例如通过第1～第3集电环41～43的自重)从第1～第3凹部331a、331b、331c脱出的程度的力按压进去的情况。
(第1～第3集电环41～43的构成)
图6(a)是第1集电环41的局部放大图，图6(b)是第2集电环42的局部放大图，图6(c)是第3集电环43的局部放大图。
第1集电环41一体地具有将中心导体400弯曲成U字状而形成的U字部411、保持于保持部331的被保持部412、以及在U字部411的两端与被保持部412之间以沿径向延伸的方式设置的一对延伸部413。第1集电环41的一对延伸部413中，一个延伸部413与另一个延伸部413在周向上分离，能够使U相绕线32U的一方的端部321U从一个延伸部413与另一个延伸部413之间的间隙插通至U字部411。
相同地，第2集电环42一体地具有将中心导体400弯曲成U字状而形成的U字部421、保持于保持部331的被保持部422、以及在U字部421的两端与被保持部422之间以沿径向延伸的方式设置的一对延伸部423。第2集电环42的一对延伸部423中，一个延伸部423与另一个延伸部423在周向分离，能够使V相绕线32V的一方的端部321V从一个延伸部423与另一个延伸部423之间的间隙插通至U字部421。
并且同样地，第3集电环43一体地具有将中心导体400弯曲成U字状而形成的U字部431、保持于保持部331的被保持部432、以及在U字部431的两端与被保持部432之间以沿径向延伸的方式设置的一对延伸部433。第3集电环43的一对延伸部433中，一个延伸部433与另一个延伸部433在周向分离，能够使W相绕线32W的一方的端部321W从一个延伸部433与另一个延伸部433之间的间隙插通至U字部431。
在第1集电环41中，被保持部412与延伸部413在折弯部413a被折弯。在本实施方式中，折弯部413a的折弯角(被保持部412与延伸部413所成的角)是钝角，一对延伸部413越是朝向径向内侧(越接近U字部411)彼此的间隔越窄。即，一对延伸部413相对于第1集电环41的径向倾斜，并且朝向径向内侧延伸。一个延伸部413的折弯部413a与另一个延伸部413中的折弯部413a在周向上分离。第2集电环42的折弯部423a以及第3集电环43的折弯部433a也相同。
第1集电环41的U字部411由圆弧状的圆弧部411a、以及隔着圆弧部411a在周向上对置且沿轴向延伸的一对轴部411b、411c构成。相同地，第2集电环42的U字部421由圆弧状的圆弧部421a、以及隔着圆弧部421a在周向上对置且沿轴向延伸的一对轴部421b、421c构成。并且同样地，第3集电环43的U字部431由圆弧状的圆弧部431a、以及隔着圆弧部431a在周向上对置且沿轴向延伸的一对轴部431b、431c构成。
在第1集电环41的一对轴部411b、411c，在其对置部分别形成有曲率比被保持部412以及延伸部413中的中心导体400的外周面大的圆弧状的突起411d、411e。与一对轴部411b、411c的突起411d、411e相反一侧的面形成为以与第1集电环41的周向正交的方式形成的平坦的侧面411f、411g。
另外，如图6(b)、(c)所示，在第2集电环42的一对轴部421b、421c以及第3集电环43的一对轴部431b、431c，也与第1集电环41的一对轴部411b、411c相同地形成有圆弧状的突起421d、421e、431d、431e、以及平坦的侧面421f、421g、431f、431e。
如图4所示，在第1～第3集电环41～43分别在周向等间隔地形成有8个U字部411、421、431。第1集电环41的U字部411的轴部411b、411c的长度形成为比第2集电环42的U字部421的轴部421b、421c的长度短，且第3集电环43的U字部431的轴部431b、431c的长度形成为比第2集电环42的U字部421的轴部421b、421c的长度长。由此，吸收第1～第3集电环41～43的轴向上的位置的差异，构成为绕线32的一方的端部(端部321U、321V、321W)在圆弧部411a、421a、431a的附近插通U字部411、421、431。
第1集电环41与U相绕线32U在U相绕线32U的一方的端部321U插通于U字部411的状态下，在该U字部411电连接。相同地，第2集电环42与V相绕线32V在V相绕线32V的一方的端部321V插通于U字部421的状态下，在该U字部421电连接。并且同样地，第3集电环43与W相绕线32W在W相绕线32W的一方的端部321W插通于U字部431的状态下，在该U字部431中电连接。
如图2以及图3所示，在定子3中，多个保持部331沿周向隔有间隔地配置，第1～第3集电环41～43以一对延伸部413、423、433从在定子3的周向上相邻的一对保持部331之间朝向被保持部412、422、432的插入第1～第3凹部331a、331b、331c的方向突出的方式配置。
本实施方式中，第1～第3集电环41～43的被保持部412、422、432朝向定子3的径向内侧插入第1～第3凹部331a、331b、331c，所以一对延伸部413、423、433从相邻的一对绝缘部33的保持部331之间的间隙朝向外壁部333突出地配置。由此，U字部411、421、431定位在与形成于外壁部333的切口333a对置的位置。
另外，在定子3的周向上相邻的一对保持部331间的间隔是与第1集电环41的一对延伸部413的周向的宽度、第2集电环42的一对延伸部423的周向的宽度、以及第3集电环43的一对延伸部433的周向的宽度对应的间隔。这里，所谓“对应的间隔”是指具有能够在相邻的一对保持部331之间配置一对延伸部413、423、433，且能够通过一对延伸部413、423、433与保持部331的引导部331e、331f的抵接，将U字部411、421、431定位在与切口333a对置的位置的尺寸关系。
图7(a)是从轴向观察集配电环4的一部分的俯视图。本实施方式中，第1集电环41的一对延伸部413的周向的宽度WU、第2集电环42的一对延伸部423的周向的宽度WV、以及第3集电环43的一对延伸部433的周向的宽度WW是相同的宽度。此外，图7(a)中，将延伸部413、423、433的中央部的周向的宽度表示为WU、WV、WW。
图7(b)是从轴向观察与图7(a)所示的部分对应的定子3的一部分的俯视图。在定子3的周向上相邻的一对保持部331间的间隔(一对保持部331中，一个保持部331的引导部331e与另一个保持部331的引导部331f的间隔)D比宽度WU、WV、WW稍稍大一点，且一对保持部331间的间隔D例如是WU、WV、WW的1.01倍以上1.1倍以下。由此，在保持部331的一对引导部331e、331f的外表面与一对延伸部413、423、433之间形成有小间隙。此外，图7(b)中，将与图7(a)所示的延伸部413、423、433的中央部对置的部分的保持部331间的间隔表示为间隔D。
(电动机1的制造方法)
接下来，对电动机1的制造方法进行说明。此外，以下所述的制造方法作为电动机1的制造方法的具体的一个例子而表示，即使不按照该工序也能够制造电动机1。
电动机1的制造方法具有：铁芯组装体制造工序，其制造在铁芯31安装绝缘体33并在铁芯33的绝缘部332卷绕绕线32的多个铁芯组装体30；配置工序，其将多个铁芯组装体30配置成环状而形成定子3；保持工序，其在绝缘体33的保持部331保持第1～第3集电环41～43；第1连接工序，其连接U相、V相以及W相绕线32U、32V、32W的一方的端部321U、321V、322W与第1～第3集电环41～43；以及第2连接工序，其将第4集电环44配置在绝缘体33的内凸边部336上并与U相、V相以及W相绕线32U、32V、32W的另一方的端部322U、322V、322W连接。
图8是表示配置工序的说明图。配置工序中，将24个铁芯组装体30配置成环状来形成定子3。如上所述，定子3的周向上的保持部331的宽度比外凸边部335的周向的宽度窄，所以在相邻的一对保持部331之间形成有间隙。
在保持工序中，以仅在第1～第3集电环41～43的一方的端部压焊供电端子410、420、430的状态，将第1～第3集电环41～43的被保持部412、422、432依次插入各保持部331的第1～第3凹部331a、331b、331c，将第1～第3集电环41～43保持于定子3。之后，将供电端子410、420、430也压焊在第1～第3集电环41～43的另一方的端部，从而第1～第3集电环41～43成为环状且向径向外方扩张，抑止了被保持部412、422、432从第1～第3凹部331a、331b、331c脱出，第1～第3集电环41～43的保持状态变得可靠。
此外，在保持工序中，也可以在将第1～第3集电环41～43的被保持部412、422、432插入各保持部331的第1～第3凹部331a、331b、331c之前，不在第1～第3集电环41～43的一方的端部压焊供电端子410、420、430，而在将被保持部412、422、432插入各保持部331的第1～第3凹部331a、331b、331c后，将供电端子410、420、430压焊在第1～第3集电环41～43的一方的端部以及另一方的端部的中心导体400。
换句话说，只要在第1～第3集电环41～43的两端部连接供电端子410、420、430的工序在将被保持部412、422、432插入各保持部331的第1～第3凹部331a、331b、331c之后即可。即，保持工序是在将第1～第3集电环41～43的各个的一部分收容到第1～第3凹部331a、331b、331c之后将中心导体400的两端部与供电端子410、420、430连接的工序。
图9是用于说明第1连接工序的说明图。在该图9中，作为例子示出了在第3集电环43的U字部431连接W相绕线32W的一方的端部321W的状态，但第1以及第2集电环41、42的U字部411、421与U相以及V相绕线32U、32V的一方的端部321U、321V的连接也能够同样地进行。
图10(a)以及(b)示出了进行第1连接工序之前的第3集电环43的U字部431与W相绕线32W的一方的端部321W，图10(c)以及(d)示出了进行了第1连接工序后的第3集电环43的U字部431与W相绕线32W的一方的端部321W。图10(a)以及(c)是沿W相绕线32W的一方的端部321W切断了U字部431的剖视图，图10(b)以及(d)是沿与W相绕线32W的一方的端部321W正交的方向切断了U字部431的剖视图。
第1～第3集电环41～43与U相、V相、以及W相绕线32U、32V、32W通过对插通有各绕线的一方的端部321U、321V、321W的状态的U字部411、421、431进行铆接来电连接。
更具体而言，本实施方式中，通过热熔铆接(熔融)来进行该连接。即，通过一边对插通有各绕线的一方的端部321U、321V、321W的状态的U字部411、421、431进行加热一边进行铆接，来使第1～第3集电环41～43与U相、V相、以及W相绕线32U、32V、32W电连接。预先对U字部411、421、431实施镀锡，加热被镀的锡熔融，从而电连接变得更可靠。
如图9所示，该热熔铆接使正电极51与侧面431f(图10中所示)接触，并且使负电极52与侧面431g(图10中所示)接触，通过正电极51以及负电极52将一对轴部431b、431c按压在W相绕线32W的一方的端部321W，并且向正电极51以及负电极52之间施加直流电压。于是，直流电流从该正电极51经由U字部431的轴部431b、绕线32W的一方的端部321W、U字部431的轴部431c向负电极52流动，通过其焦耳热，之前被镀的锡熔融，接着U字部431的圆弧状的突起431d、431e熔融。由此，第3集电环43的U字部431与W相绕线32W的一方的端部321W电连接。
此外，如图10所示，通过该热熔铆接，一对轴部431b、431c间的距离变窄，但该轴部431b、431c间的距离的变化通过一对延伸部433的相对于第3集电环43的径向的倾斜度变化而吸收。换句话说，在第1连接工序中，在绕线32W的一方的端部321W插通于第3集电环43的U字部431的状态下从U字部431的周向的两侧进行铆接，使该端部321W成为夹在U字部431的一对轴部431b、431c之间的状态，并进行电连接。在该连接后，一对延伸部433彼此以及折弯部433a彼此相互不接触，抑制了因铆接引起的第3集电环43的缩径。
此外，第1以及第2集电环41、42中，也与第3集电环43相同，一对延伸部413、423在U字部411、421与绕线32U、32V的一方的端部321U、321V连接的状态下相互不接触。
(第1实施方式的作用以及效果)
根据以上所述的实施方式，能够得到如下的作用以及效果。
(1)第1～第3集电环41～43被保持于形成在绝缘体33的保持部331，所以无需例如通过模制成形的树脂来将第1～第3集电环41～43一体化，能够减少集配电环4的制造成本，进而减少电动机1的制造成本。
(2)保持部331的第1～第3凹部331a、331b、331c沿定子3的轴向形成，并朝向定子3的径向开口，所以能够例如在压焊供电端子410、420、430之前的状态下，使第1～第3集电环41～43扩径，依次将第1～第3集电环41～43的被保持部412、422、432插入在定子3的周向的多处形成的保持部331的第1～第3凹部331a、331b、331c，组装变得容易。
(3)第1～第3集电环41～43的被保持部412、422、432压入并插入第1～第3凹部331a、331b、331c，所以一旦被保持部412、422、432被插入就不会容易地从第1～第3凹部331a、331b、331c脱出，组装变得更容易。
(4)第1～第3集电环41～43分别弯曲一根绝缘电线来形成U字部411、421、431、被保持部412、422、432、以及延伸部413、423、433，在U相、V相、以及W相绕线32U、32V、32W的一方的端部321U、321V、321W插通于U字部411、421、431的状态下进行电连接，所以无需例如通过连接端子连接第1～第3集电环41～43与U相、V相、以及W相绕线32U、32V、32W，能够提高制造效率并降低集配电环4的制造成本，进而降低电动机1的制造成本。
(5)第1～第3集电环41～43与U相、V相以及W相绕线32U、32V、32W通过U字部411、421、431的热熔铆接连接，所以能够牢固地连接。
(6)一对延伸部413、423、433以从定子3的周向上相邻的保持部331之间朝向径向内侧突出的方式配置，所以能够将被保持部412、422、432与延伸部413、423、433配置在例如同一个平面上，能够抑制第1～第3集电环41～43的轴向尺寸的增大。另外，即使因U字部411、421、431的铆接而第1～第3集电环41～43缩径，也因该缩径被保持部412、422、432进入第1～第3凹部331a、331b、331c的里侧，所以第1～第3集电环41～43更可靠地保持于保持部331。
(7)在定子3的周向上相邻的保持部331间的间隔是与第1～第3集电环41～43的一对延伸部413、423、433的周向的宽度对应的宽度，所以能够将U字部411、421、431定位在与切口333a对置的位置，即，定位在使U相、V相以及W相绕线32U、32V、32W的一方的端部321U、321V、321W插通的位置，提高了组装性。
(8)一对延伸部413、423、433在U字部411、421、431与绕线32U、32V、32W的一方的端部321U、321V、321W连接的状态下不互相接触，所以在第1～第3集电环41～43与U相、V相、以及W相绕线32U、32V、32W的连接时，不会因一对延伸部413、423、433彼此的接触而妨碍U字部411、421、431的铆接，能够可靠地进行连接，并且，能够抑制因U字部411、421、431的铆接而引起的第1～第3集电环41～43缩径。
[第2实施方式]
接下来，对本发明的第2实施方式进行说明。
图11是放大表示第2实施方式的绝缘体33的保持部331A的剖视图。本实施方式的绝缘体33，除了其保持部331A的形状与第1实施方式的保持部331的形状不同以外，与第1实施方式相同。所以与对第1实施方式进行了说明的构成要素相同的构成要素，标注在第1实施方式中使用的符号相同的符号，并省略其重复说明。
本实施方式中，在保持部331A设有卡定部331h、331j、331l，该卡定部卡定第1～第3集电环41～43来防止第1～第3集电环41～43从第1～第3凹部331a、331b、331c脱出。
参照图11对该防止脱出结构进行更具体的说明。保持第1集电环41的被保持部412(在图11中由双点划线所示)的第1凹部331a设于上壁部331g与中壁部331i之间，以从上壁部331g的前端部朝向中壁部331i突出的方式形成卡定部331h。
另外，保持第2集电环42的被保持部422(在图11中由双点划线所示)的第2凹部331b设于中壁部331i与下壁部331k之间，以从中壁部331i的前端部朝向下壁部331k突出的方式形成卡定部331j。
并且进一步，保持第3集电环43的被保持部432(在图11中由双点划线所示)的第3凹部331c设于下壁部331k与外凸边部335之间，以从下壁部331k的前端部朝向外凸边部335突出的方式形成卡定部331l。
卡定部331h与中壁部331i的间隔W1比第1集电环41的被保持部412的直径小。相同地，卡定部331j与下壁部331k的间隔W2、以及卡定部331l与外凸边部335的间隔W3比第2以及第3集电环42、43的被保持部422、432的直径小。因此，将第1～第3集电环41～43插入保持部331A的第1～第3凹部331a、331b、331c时，一边使上壁部331g、中壁部331i、以及下壁部331k弹性变形一边压入。
根据本实施方式，通过卡定部331h、331i、331l，更可靠地抑制了第1～第3集电环41～43从第1～第3凹部331a、331b、331c脱出。
[第3实施方式]
接下来，对本发明的第3实施方式进行说明。
在第1实施方式中，第1集电环41的U字部411的轴部411b、411c的长度、第2集电环42的U字部421的轴部421b、421c的长度、以及第3集电环43的U字部431的轴部431b、431c的长度分别不同，但本实施方式中，第1～第3集电环41～43是相同的形状。另外，在本实施方式中，铁芯组装体30的形状与第1实施方式不同。
图12是表示第3实施方式的铁芯组装体30的侧视图。在第1实施方式中，绕线32的一方的端部(U相、V相以及W相绕线32U、32V、32W的一方的端部321U、321V、321W)与定子3的径向平行地从绝缘体33的外壁部333的切口333a突出，但本实施方式中，如图12所示，绕线32的一方的端部321相对于定子3的径向倾斜，以越是其前端部越远离外凸边部335的方式突出。另外，外壁部333的切口333a的切口长度比第1实施方式长。
图12所示的组装体30根据定子3内的配置位置，绕线32为U相、V相以及W相绕线32U、32V、32W的任意一个，绕线32的一方的端部321为U相、V相以及W相绕线32U、32V、32W的一方的端部321U、321V、321W的任意一个。绕线32的另一方的端部322与第4集电环44连接。
图13是表示本实施方式中的第1～第3集电环41～43与U相、V相以及W相绕线32U、32V、32W的一方的端部321U、321V、321W的连接结构的剖视图，(a)表示第1集电环41与U相绕线32U的一方的端部321U的连接结构，(b)表示第2集电环42与V相绕线32V的一方的端部321V的连接结构，(c)表示第3集电环43与W相绕线32W的一方的端部321W的连接结构。
如图13所示，在本实施方式中，第1集电环41的U字部411的轴部411b、411c的长度、第2集电环42的U字部421的轴部421b、421c的长度、以及第3集电环43的U字部431的轴部431b、431c的长度相同，这些各轴部的长度与第1实施方式的第1集电环41的U字部411的轴部411b、411c的长度相同。即，本实施方式的第1～第3集电环41～43的形状与第1实施方式的第1集电环41的形状相同。
如图13(a)所示，U相绕线32U的一方的端部321U从图12所示的铁芯组装体30的状态不弯曲地与第1集电环41的U字部411连接。该连接能够通过例如在第1实施方式中参照图9以及图10说明的热熔铆接来进行。
如图13(b)所示，第2集电环42与V相绕线32V的一方的端部321V的连接在通过第2集电环42与绕线32V的接触将绕线32V向下方(外凸边部335侧)弯曲，并使绕线32V的一方的端部321V插通第2集电环42的U字部421的状态下进行。该绕线32V的弯曲可以伴随第2集电环42向下方的移动来进行，也可以在第2集电环42的组装之前预先进行。
如图13(c)所示，第3集电环43与W相绕线32W的一方的端部321W的连接在通过第3集电环43与绕线32W的接触将绕线32W向下方(外凸边部335侧)弯曲，并使绕线32W的一方的端部321W插通第3集电环43的U字部431的状态下进行。该绕线32W的弯曲可以伴随第3集电环43向下方的移动来进行，也可以在第3集电环43的组装之前预先进行。另外，W相绕线32W比V相绕线32V较大地向下方弯曲。
即，本实施方式中，除了在第1实施方式中说明的电动机1的制造方法的各工序以外，还具有对位工序，其将U相、V相以及W相绕线32U、32V、32W中至少一部分的绕线根据定子3的轴向上的第1～第3集电环41～43的位置弯曲，并使其对准与第1～第3集电环41～43连接的连接部位的位置。
根据本实施方式，第1～第3集电环41～43是相同的形状，所以能够削减集配电环4以及电动机1中的零件的种类的数量，另外也能够抑制由于误组装而引起的不合格品的产生。
此外，在本实施方式中，对预先使绕线32的一方的端部321向上方(远离外凸边部335的方向)突出，并根据定子3的轴向上的第1～第3集电环41～43的位置使从外壁部333突出的绕线32向下方弯曲的情况进行了说明，但也可以与此相反，预先使绕线32的一方的端部321向下方突出，并根据第1～第3集电环41～43的位置向上方弯曲。即，如果使U相、V相、以及W相绕线32U、32V、32W中至少一部分的绕线对应于第1～第3集电环41～43的在定子3的轴向上的位置弯曲，则能够使第1～第3集电环41～43为相同的形状，得到本实施方式的效果。
[第4实施方式]
接下来，对本发明的第4实施方式进行说明。
在第1～第3实施方式中，保持部331、331A的第1～第3凹部331a、331b、331c在定子3的轴向上排列，第1～第3集电环41～43在定子3的轴向上并排配置，但本实施方式中，在保持部331B中，保持第1～第3集电环41～43的第1～第3凹部331a、331b、331c沿定子3的径向排列形成。
图14(a)是放大表示本实施方式的绝缘体33B的一部分的剖视图。图14(b)是表示在绝缘体33B组装铁芯31以及第1～第3集电环41～43的状态的剖视图。在图14(a)以及(b)中，与对第1实施方式进行了说明的构成要素相同的构成要素，标注第1实施方式中使用的符号相同的符号，省略其重复的说明。
如图14(a)所示，保持部331B设于外凸边部335的上表面335a侧。在保持部331B，第1凹部331a形成于最外周侧，第3凹部331c形成于最内侧。第2凹部331b形成在第1凹部331a与第3凹部331c之间。
如图14(b)所示，第1集电环41的一部分收容于第1凹部331a，第2集电环42的一部分收容于第2凹部331b，第3集电环43的一部分收容于第3凹部331c。第1集电环41比第2集电环42直径大，第3集电环43比第2集电环42直径小。
如图14(b)所示，第1集电环41在除去绝缘体401而露出中心导体400的部分连接有连接端子6，经由该连接端子6与U相绕线32U的一方的端部321U电连接。此外，虽然省略图示，但第2集电环42以及第3集电环43也同样，经由连接端子6与绕线32电连接。
连接端子6具有通过铆接与中心导体400连接的第1连接部60、从第1连接部60沿定子3的轴向延伸的第1延伸部61、从第1延伸部61沿定子3的径向延伸并朝向外壁部333侧延伸的第2延伸部62、以及通过铆接与绕线32的一方的端部(图14(b)中U相绕线32U的一方的端部321U)连接的第2连接部63。
根据本实施方式，能够缩小第1～第3集电环41～43的收容空间的轴向尺寸。
实施方式的总结
接下来，对于从以上所述的实施方式中掌握的技术思想，参考实施方式中的符号等进行记载。但是，以下记载中的各符号并不将权利要求书中的构成要素局限于在实施方式中具体地表示的部件等。
[1]一种集配电部件(41～43)的保持结构，其将对绕线(32)进行电流的集配电的环状的多个集配电部件(41～43)保持于定子(3)，上述定子(3)具备配置成环状的多个铁芯(31)、分别卷绕于上述多个铁芯(31)的绕线(32)、以及对上述铁芯(31)与上述绕线(32)之间进行绝缘的绝缘体(33)，在上述绝缘体(33)形成有保持部(331)，该保持部(331)形成有能够分别收容上述多个集配电部件(41～43)的一部分的多个凹部(331a、331b、331c)，上述多个集配电部件(41～43)的一部分收容于上述凹部(331a、331b、331c)而保持于上述保持部(331)。
[2]根据上述[1]所述的集配电部件(41～43)的保持结构，上述多个凹部(331a、331b、331c)沿上述定子(3)的轴向排列形成，向上述定子(3)的径向开口。
[3]根据上述[1]或者[2]所述的集配电部件(41～43)的保持结构，上述多个集配电部件(41～43)压入并插入于上述凹部(331a、331b、331c)。
[4]根据上述[1]～[3]的任一项所述的集配电部件(41～43)的保持结构，在上述保持部设有卡定部，其卡定上述集配电部件(41～43)来防止上述集配电部件从上述凹部脱出。
[5]根据上述[1]～[4]的任一项所述的集配电部件(41～43)的保持结构，上述集配电部件(41～43)一体地具有将金属导体弯曲形成为U字状的U字部(411、421、431)、保持于上述保持部(331)的被保持部(412、422、432)、以及在上述U字部(411、421、431)的两端与上述被保持部(412、422、432)之间以沿径向延伸的方式设置的一对延伸部(413、423、433)，在上述绕线(32)的端部插通于上述U字部(411、421、431)的状态下，上述集配电部件(41～43)与上述绕线(32)电连接。
[6]根据上述[5]所述的集配电部件(41～43)的保持结构，通过对插通有上述绕线(32)的端部(321U、321V、321W)的状态的上述U字部(411、421、431)进行铆接来电连接上述集配电部件(41～43)与上述绕线(32)。
[7]根据上述[5]所述的集配电部件(41～43)的保持结构，对上述U字部(411、421、431)实施镀锡，通过对插通有上述绕线(32)的端部(321U、321V、321W)的状态的上述U字部(411、421、431)进行热熔铆接来电连接上述集配电部件(41～43)与上述绕线(32)。
[8]根据上述[6]或者[7]所述的集配电部件(41～43)的保持结构，上述一对延伸部(413、423、433)在上述U字部(411、421、431)与上述绕线的端部(321U、321V、321W)电连接的状态下，互相不接触。
[9]根据上述[5]～[8]的任一项所述的集配电部件(41～43)的保持结构，多个上述保持部(331)沿上述定子(3)的周向隔有间隔地配置于上述定子(3)，上述集配电部件(41～43)以上述一对延伸部(413、423、433)从在上述定子(3)的周向上相邻的一对上述保持部(331)之间朝向上述被保持部(412、422、432)的插入上述凹部(331a、331b、331c)的方向突出的方式配置。
[10]根据上述[9]所述的集配电部件(41～43)的保持结构，在上述定子(3)的周向上相邻的一对上述保持部(331)间的间隔(D)是与上述一对延伸部的周向的宽度(WU、WV、WW)对应的间隔。
[11]根据上述[1]～[10]的任一项所述的集配电部件(41～43)的保持结构，上述多个集配电部件(41～43)为相同的形状。
[12]根据上述[11]所述的集配电部件(41～43)的保持结构，上述多个绕线(32)中至少一部分的绕线(32)对应于上述多个集配电部件(41～43)在上述定子(3)的轴向上的位置而弯曲。
[13]根据上述[1]所述的集配电部件(41～43)的保持结构，上述多个凹部(331a、331b、331c)沿上述定子(3)的径向排列形成，向上述定子(3)的轴向开口。
[14]一种电动机(1)，具备：定子(3)，其具备配置成环状的多个铁芯(31)、卷绕于上述铁芯(31)的U相、V相以及W相绕线(32U、32V、32W)、以及对上述铁芯(31)与上述绕线(32U、32V、32W)之间进行绝缘的绝缘体(33)；环状的第1集配电部件(41)，其对上述U相绕线(32U)进行电流的集配电；环状的第2集配电部件(42)，其对上述V相绕线(32V)进行电流的集配电；以及环状的第3集配电部件(43)，其对上述W相绕线(32W)进行电流的集配电，其中，在上述绝缘体(33)形成有保持部(331)，该保持部(331)形成有能够收容上述第1～第3集配电部件(41～43)的各个的一部分的多个凹部(331a、331b、331c)，上述第1～第3集配电部件(41～43)的一部分收容于上述凹部(331a、331b、331c)而保持于上述保持部(331)。
[15]一种电动机(1)的制造方法，是上述[14]所述的电动机(1)的制造方法，具有将上述第1～第3集配电部件(41～43)保持于上述保持部(331)的保持工序、以及连接上述U相、V相、以及W相绕线(32U、32V、32W)与上述第1～第3集配电部件(41～43)的连接工序。
[16]根据上述[14]所述的电动机(1)的制造方法，还具有对位工序，其将上述U相、V相、以及W相绕线(32U、32V、32W)中至少一部分的绕线(32)对应于上述第1～第3集配电部件(41～43)在上述定子(3)的轴向的位置弯曲，并使其对准与上述第1～第3集配电部件(41～43)连接的连接部位的位置。
[17]根据上述[15]或者[16]所述的电动机(1)的制造方法，上述电动机(1)的上述第1～第3集配电部件(41～43)由线状导体(400)形成为环状而成，上述线状导体(400)的两端部与一个端子(410、420、430)连接，上述保持工序是将上述第1～第3集配电部件(41～43)的各个的一部分收容于上述凹部(331a、331b、331c)之后，将上述线状导体(400)的两端部与上述端子(410、420、430)连接的工序。
以上对本发明的实施方式进行了说明，但上述所述的实施方式并不限定权利要求书所涉及的发明。另外，应该注意并不限定实施方式中说明的特征的所有组合对于用于解决发明的课题的方法是必须的这样的点。

Claims (14)

1.一种集配电部件的保持结构，其将对绕线进行电流的集配电的环状的多个集配电部件保持于定子，上述定子具备配置成环状的多个铁芯、分别卷绕于上述多个铁芯的上述绕线、以及对上述铁芯与上述绕线之间进行绝缘的绝缘体，
上述集配电部件的保持结构的特征在于，
在上述绝缘体形成有保持部，该保持部形成有能够分别收容上述多个集配电部件的一部分的多个凹部，
上述多个集配电部件的一部分收容于上述凹部而保持于上述保持部，
上述集配电部件一体地具有将金属导体弯曲形成为U字状的U字部、保持于上述保持部的被保持部、以及在上述U字部的两端与上述被保持部之间以沿径向延伸的方式设置的一对延伸部，
通过对插通有上述绕线的端部的状态的上述U字部进行铆接来电连接上述集配电部件与上述绕线，
上述一对延伸部在上述绕线的端部被上述U字部夹持地与上述U字部电连接的状态下，互相不接触。
2.根据权利要求1所述的集配电部件的保持结构，其特征在于，
上述多个凹部沿上述定子的轴向排列形成，向上述定子的径向开口。
3.根据权利要求1或者2所述的集配电部件的保持结构，其特征在于，
上述多个集配电部件压入并插入于上述凹部。
4.根据权利要求1或2所述的集配电部件的保持结构，其特征在于，
在上述保持部设有卡定部，其卡定上述集配电部件来防止上述集配电部件从上述凹部脱出。
5.根据权利要求1所述的集配电部件的保持结构，其特征在于，
对上述U字部实施镀锡，
通过对插通有上述绕线的端部的状态的上述U字部进行热熔铆接来电连接上述集配电部件与上述绕线。
6.根据权利要求1或2所述的集配电部件的保持结构，其特征在于，
多个上述保持部沿上述定子的周向隔有间隔地配置于上述定子，
上述集配电部件以上述一对延伸部从在上述定子的周向上相邻的一对上述保持部之间朝向上述被保持部插入上述凹部的方向突出的方式配置。
7.根据权利要求6所述的集配电部件的保持结构，其特征在于，
在上述定子的周向上相邻的一对上述保持部之间的间隔是与上述一对延伸部的周向的宽度对应的间隔。
8.根据权利要求1或2所述的集配电部件的保持结构，其特征在于，
上述多个集配电部件为相同的形状。
9.根据权利要求8所述的集配电部件的保持结构，其特征在于，
多个上述绕线中至少一部分的绕线对应于上述多个集配电部件在上述定子轴向上的位置而弯曲。
10.根据权利要求1所述的集配电部件的保持结构，其特征在于，
上述多个凹部沿上述定子的径向排列形成，向上述定子的轴向开口。
11.一种电动机，其特征在于，具备：
定子，其具备配置成环状的多个铁芯、卷绕于上述铁芯的U相绕线、V相绕线以及W相绕线、以及对上述铁芯与上述绕线之间进行绝缘的绝缘体；
环状的第1集配电部件，其对上述U相绕线进行电流的集配电；
环状的第2集配电部件，其对上述V相绕线进行电流的集配电；以及
环状的第3集配电部件，其对上述W相绕线进行电流的集配电，
在上述绝缘体形成有保持部，该保持部形成有能够收容上述第1集配电部件～第3集配电部件的各个的一部分的多个凹部，
上述第1集配电部件～第3集配电部件的一部分收容于上述凹部而保持于上述保持部，
上述集配电部件一体地具有将金属导体弯曲形成为U字状的U字部、保持于上述保持部的被保持部、以及在上述U字部的两端与上述被保持部之间以沿径向延伸的方式设置的一对延伸部，
通过对插通有上述绕线的端部的状态的上述U字部进行铆接来电连接上述集配电部件与上述绕线，
上述一对延伸部在上述绕线的端部被上述U字部夹持地与上述U字部电连接的状态下，互相不接触。
12.一种电动机的制造方法，其特征在于，
其是权利要求11所述的电动机的制造方法，
具有：
将上述第1集配电部件～第3集配电部件保持于上述保持部的保持工序；以及
连接上述U相绕线、V相绕线以及W相绕线与上述第1集配电部件～第3集配电部件的连接工序。
13.根据权利要求12所述的电动机的制造方法，其特征在于，
还具有对位工序，其将上述U相绕线、V相绕线以及W相绕线中至少一部分的绕线对应于上述第1集配电部件～第3集配电部件在上述定子的轴向的位置弯曲，并使其对准与上述第1集配电部件～第3集配电部件连接的连接部位的位置。
14.根据权利要求12或者13所述的电动机的制造方法，其特征在于，
上述电动机的上述第1集配电部件～第3集配电部件由线状导体形成为环状而成，上述线状导体的两端部与一个端子连接，
上述保持工序是将上述第1集配电部件～第3集配电部件的各个的一部分收容于上述凹部之后，将上述线状导体的两端部与上述端子连接的工序。
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