JP2017028952A - 回転電機及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】溶接部絶縁部材の剥がれをより確実に抑えられる回転電機及びその製造方法を提供する。【解決手段】モータジェネレータは、溶接部１１１ｂと、溶接部絶縁部材１１１ｃとを備えている。溶接部１１１ｂは、固定子コイルを構成するための導体１１１ｄの端部を溶接して形成される部位である。溶接部絶縁部材１１１ｃは、溶接部１１１ｂの表面を被覆する部材である。溶接部１１１ｂは、凹凸部１１１ｇを備えている。凹凸部１１１ｇは、環状の凹部と環状の凸部が交互に連続して構成される部位である。凹凸部１１１ｇは、溶接部１１１ｂの表面に形成されている。温度変化に伴って膨張収縮が繰り返されても、溶接部絶縁部材１１１ｃにおいて、応力が１点に集中する可能性はほとんどない。溶接部絶縁部材１１１ｃが凹凸部１１１ｇの環状の凹部に進入して固まり、環状の凸部を形成する。従って、溶接部絶縁部材１１１ｃの剥がれをより確実に抑えられる。【選択図】図６

Description

本発明は、コイルを構成するための導体の端部を溶接して形成される溶接部と、少なくとも溶接部の表面を被覆する溶接部絶縁部材とを備えた回転電機及びその製造方法に関する。

従来、コイルを構成するための導体の端部を溶接して形成される溶接部と、少なくとも溶接部の表面を被覆する溶接部絶縁部材とを備えた回転電機がある。

回転電機は、一般的に運転時と停止時で温度が大きく変化する。そのため、溶接部と溶接部絶縁部材は、温度変化に伴って、膨張収縮を繰り返す。溶接部と溶接部絶縁部材の材質は異なる。そのため、熱膨張係数も異なる。従って、温度変化に伴って膨張収縮が繰り返されることで、溶接部絶縁部材の密着力が低下し、溶接部絶縁部材が溶接部から剥がれやすくなってしまう。

従来、溶接部と、溶接部絶縁部材とを備えた回転電機として、例えば特許文献１に開示されている回転電機がある。この回転電機は、コイルを構成するための導体の端部を溶接して形成される接合部を備えている。接合部は、絶縁性を有する樹脂部材によって被覆されている。ここで、接合部及び樹脂部材が、溶接部及び溶接部絶縁部材に相当する。

導体は、酸素濃度の高い酸化銅によって構成されている。酸素濃度の高い酸化銅からなる導体を溶接することによってブローホールが発生し、接合部の表面に凹凸部が形成される。絶縁性を有する樹脂部材は、凹凸部を有する接合部の表面を被覆するように設けられている。そのため、凹凸がない場合に比べ、樹脂部材の密着面積を広くすることができる。また、樹脂部材が、凹部に浸入して固まり楔状になる。従って、温度変化に伴って膨張収縮が繰り返されることで、樹脂部材の密着力が低下し、樹脂部材が接合部から剥がれるような事態を抑えることができる。

特許第５５１０７０９号公報

前述した回転電機における接合部の凹凸部は、ブローホールによって形成されている。ブローホールは、接合部の表面に無作為に発生する。そのため、接合部の表面に、任意の大きさの凸部が点状に形成される。従って、樹脂部材において、特定の凸部と接する部分に応力が集中してしまう可能性がある。その結果、その凸部と接する周辺部分の密着力が低下し、樹脂部材が接合部から剥がれやすくなってしまう可能性がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、溶接部絶縁部材の剥がれをより確実に抑えることができる回転電機及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、コイルを構成するための導体の端部を溶接して形成される溶接部と、少なくとも溶接部の表面を被覆する溶接部絶縁部材と、を備えた回転電機において、溶接部は、表面の少なくとも一部に、環状の凹部と環状の凸部が交互に連続して構成される凹凸部を有している。

前述したように、凹凸部の凸部が点状に形成されている場合、温度変化に伴って膨張収縮が繰り返されると、溶接部絶縁部材において、特定の凸部と接する部分に応力が集中してしまう可能性がある。しかし、この構成によれば、凹凸部の凸部は、環状に形成されている。そのため、温度変化に伴って膨張収縮が繰り返されても、溶接部絶縁部材において、応力が１点に集中する可能性はほとんどない。しかも、凹凸部の凹部も、環状に形成されている。そのため、溶接部絶縁部材が凹凸部の環状の凹部に進入して固まり、環状の凸部を形成する。その結果、溶接部絶縁部材の環状の凸部が、凹凸部の環状の凹部と嵌合する。従って、溶接部絶縁部材の剥がれをより確実に抑えることができる。

請求項２に記載の発明は、溶接部は、反導体側から見たとき、溶接部の外郭線で囲まれる領域が溶接された導体の外郭線で囲まれる領域内に収まるように形成されている。

この構成によれば、溶接部を小さくすることができる。そのため、隣接する溶接部との空間距離を大きくすることができる。従って、溶接部絶縁部材が剥がれるような事態になった場合でも、隣接する溶接部との間での絶縁を確保することができる。

請求項３に記載の発明は、導体の端部を除いた導体の外周面を被覆する部材であって、導体の端部の近傍部分が拡径された拡径部を有する外周部絶縁部材を備え、溶接部絶縁部材は、溶接部の表面及び外周部絶縁部材の拡径部を一体的に被覆している。

この構成によれば、溶接部絶縁部材は、溶接部の表面だけでなく外周部絶縁部材も一体的に被覆する。しかも、外周部絶縁部材の被覆部分は、端部の近傍部分が拡径された拡径部である。そのため、外周部絶縁部材の端部が拡径されていない場合に比べ、溶接部絶縁部材の剥がれをより確実に抑えることができる。

請求項４に記載の発明は、凹凸部は、溶接部の表面のうち、導体の近傍部分を除いた部分に形成されている。

溶接部の表面のうち、導体の近傍部分は、導体との結合力が大きく、温度変化に伴う膨張収縮が小さい。これに対し、溶接部の表面のうち、導体の近傍部分を除いた部分は、導体の近傍部分に比べ温度変化に伴う膨張収縮が大きい。この構成によれば、温度変化に伴う膨張収縮が大きい溶接部の表面に凹凸部を形成することができる。そのため、無駄な凹凸部を形成することなく、効率よく溶接部絶縁部材の剥がれを抑えることができる。

請求項５に記載の発明は、コイルを構成するための導体の端部を溶接して形成される溶接部と、少なくとも溶接部の表面を被覆する溶接部絶縁部材と、を備えた回転電機の製造方法において、溶接部は、表面の少なくとも一部に、環状の凹部と環状の凸部が交互に連続して構成される凹凸部を有し、凹凸部は、導体の端部の溶接後に、凹凸が設けられた型を溶接部に押し当てることによって形成される。

前述したように、従来、ブローホールによって溶接部の表面に凹凸部を形成していた。ブローホールは、溶接部の表面だけでなく、内部にも発生する。そのため、ブローホールによって溶接部の表面に凹凸部を形成しようとすると、溶接部の強度が低下してしまう可能性がある。しかし、この方法によれば、凹凸部は、導体の端部の溶接後に、凹凸が形成された型を溶接部に押し当てることによって形成される。そのため、ブローホールを発生させる必要がない。従って、溶接部の強度の低下を抑えながら、溶接部の表面に、凹凸部を確実に形成することができる。しかも、凹凸部は、環状の凹部と環状の凸部が交互に連続して構成されている。そのため、溶接部絶縁部材と溶接部の密着力を向上させることができる。

請求項６に記載の発明は、コイルを構成するための導体の端部を溶接して形成される溶接部と、少なくとも溶接部の表面を被覆する溶接部絶縁部材と、を備えた回転電機の製造方法において、溶接部は、表面の少なくとも一部に、環状の凹部と環状の凸部が交互に連続して構成される凹凸部を有し、凹凸部は、導体の端部の溶接後に、溶接部を切削加工することによって形成される。

前述したように、従来、ブローホールによって溶接部の表面に凹凸部を形成していた。ブローホールは、溶接部の表面だけでなく、内部にも発生する。そのため、ブローホールによって溶接部の表面に凹凸部を形成しようとすると、溶接部の強度が低下してしまう可能性がある。しかし、この方法によれば、凹凸部は、導体の端部の溶接後に、溶接部を切削加工することによって形成される。そのため、ブローホールを発生させる必要がない。従って、溶接部の強度の低下を抑えながら、溶接部の表面に、凹凸部を確実に形成することができる。しかも、凹凸部は、環状の凹部と環状の凸部が交互に連続して構成されている。そのため、溶接部絶縁部材と溶接部の密着力を向上させることができる。

請求項７に記載の発明は、コイルを構成するための導体の端部を溶接して形成される溶接部と、少なくとも溶接部の表面を被覆する溶接部絶縁部材と、を備えた回転電機の製造方法において、溶接部は、表面の少なくとも一部に、環状の凹部と環状の凸部が交互に連続して構成される凹凸部を有し、凹凸部は、導体の端部を溶接する際のシールドガス流、及び、導体の端部を溶接する際に発生する磁界の少なくともいずれかで溶融した部分が振動することによって形成される。

前述したように、従来、ブローホールによって溶接部の表面に凹凸部を形成していた。ブローホールは、溶接部の表面だけでなく、内部にも発生する。そのため、ブローホールによって溶接部の表面に凹凸部を形成しようとすると、溶接部の強度が低下してしまう可能性がある。しかし、この方法によれば、凹凸部は、導体の端部を溶接する際のシールドガス流、及び、導体の端部を溶接する際に発生する磁界の少なくともいずれかで溶融した部分が振動することによって形成される。そのため、ブローホールを発生させる必要がない。従って、溶接部の強度の低下を抑えながら、溶接部の表面に、凹凸部を確実に形成することができる。しかも、凹凸部は、環状の凹部と環状の凸部が交互に連続して構成されている。そのため、溶接部絶縁部材と溶接部の密着力を向上させることができる。さらに、溶接の際に凹凸部を形成することができる。そのため、凹凸部を形成するための工程を別途設ける必要ない。従って、製造工程を簡素化することができる。

請求項８に記載の発明は、導体は、複数の導線によって構成されている。

この方法によれば、導体の端部を溶接する際のシールドガス流や、導体の端部を溶接する際に発生する磁界によって複数の導線がそれぞれ振動する。そのため、溶融した部分がより振動しやくなる。従って、溶接部の表面に、きめ細かい凹凸部を確実に形成することができる。その結果、溶接部絶縁部材と溶接部の密着力を向上させることができる。

請求項９に記載の発明は、導線は、断面が円形状である。

この方法によれば、導線間の隙間が大きくなる。そのため、導体の端部を溶接する際のシールドガス流や、導体の端部を溶接する際に発生する磁界によって複数の導線がそれぞれより大きく振動する。従って、段差の大きな凹凸部を確実に形成することができる。その結果、溶接部絶縁部材と溶接部の密着力を向上させることができる。

第１実施形態におけるモータジェネレータの軸方向断面図である。 導体セグメントの端部が溶接される前の状態における固定子の斜視図である。 導体セグメントの端部が溶接される前の状態における固定子の部分斜視図である。 溶接された導体セグメントの正面図である。 溶接された導体セグメントの上面図である。 溶接部絶縁部材の設けられた溶接部の断面図である。 導体セグメントの端部が溶接され、溶接部絶縁部材が設けられた状態における固定子の部分斜視図である。 導体セグメントの斜視図である。 凹凸部の形成の仕方を説明するための説明図である。 第２実施形態おける溶接された導体セグメントの正面図である。 溶接された状態導体セグメントの上面図である。 凹凸部の形成の仕方を説明するための説明図である。 第３実施形態における導体セグメント端部の正面図である。 導体セグメント端部の上面図である。 溶接された導体セグメントの正面図である。 溶接された導体セグメントの上面図である。 凹凸部の形成の仕方を説明するための第１の説明図である。 凹凸部の形成の仕方を説明するための第２の説明図である。 凹凸部の形成の仕方を説明するための第３の説明図である。 凹凸部の形成の仕方を説明するための第４の説明図である。 導体セグメントの第１の変形形態における導体セグメント端部の正面図である。 導体セグメントの第１の変形形態における導体セグメント端部の上面図である。 導体セグメントの第２の変形形態における導体セグメント端部の正面図である。 導体セグメントの第２の変形形態における導体セグメント端部の上面図である。 導体セグメントの第３の変形形態における導体セグメント端部の正面図である。 導体セグメントの第３の変形形態における導体セグメント端部の上面図である。 溶接部の変形形態における溶接された導体セグメントの上面図である。 外周部絶縁部材の変形形態における溶接部絶縁部材が設けられた溶接部の断面図である。 凹凸部の変形形態における溶接された導体セグメントの正面図である。

次に実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係る回転電機を車両に搭載されるモータジェネレータに適用した例を示す。

（第１実施形態）
まず、図１〜図９を参照してモータジェネレータの構成について説明する。

図１に示すモータジェネレータ１は、車両に搭載され、バッテリ（図略）から電力が供給されることでモータとして動作し、車両を駆動するための駆動力を発生する機器である。また、車両のエンジン（図略）から駆動力が供給されることでジェネレータとして動作し、バッテリを充電するための電力を発生する機器でもある。モータジェネレータ１は、ハウジング１０と、固定子１１と、回転子１２とを備えている。

ハウジング１０は、固定子１１及び回転子１２を収容するともに、回転子１２を回転可能に支持する部材である。ハウジング１０は、略有底筒状のハウジング部材１００、１０１によって構成されている。ハウジング１０は、ハウジング部材１００、１０１の開口部同士を接合して構成されている。

図１及び図２に示す固定子１１は、磁路の一部を構成するとともに、電流が流れることで磁束を発生する部材である。また、磁路の一部を構成するとともに、後述する回転子１２の発生する磁束と鎖交することで交流を発生する部材でもある。固定子１１は、固定子コア１１０と、固定子コイル１１１とを備えている。

固定子コア１１０は、磁路の一部を構成するとともに、固定子コイル１１１を保持する磁性材からなる柱状の部材である。固定子コア１１０の中心部には、軸方向一端側から他端側に貫通する円形状の貫通孔１１０ａが形成されている。また、周縁部には、軸方向一端側から他端側に貫通する長方形状の複数のスロット１１０ｂが周方向に等間隔に複数形成されている。図１に示すように、固定子コア１１０は、ハウジング部材１００、１０１の内周面に固定されている。

固定子コイル１１１は、電流が流れることで磁束を発生する部材である。また、回転子１２の発生する磁束と鎖交することで交流を発生する部材でもある。固定子コイル１１１は、図２及び図３に示す導体セグメント１１１ａと、図４〜図６示す溶接部１１１ｂと、図６及び図７に示す溶接部絶縁部材１１１ｃとを備えている。

図８に示すように、導体セグメント１１１ａは、固定子コイル１１１を構成するための略Ｕ字状の部材である。導体セグメント１１１ａは、導体１１１ｄと、外周部絶縁部材１１１ｅとを備えている。

導体１１１ｄは、固定子コイル１１１を構成するための部材である。導体１１１ｄは、断面が略矩形状の１つ導線によって構成されている。導体１１１ｄは、略Ｕ字状に成形されている。

外周部絶縁部材１１１ｅは、導体１１１ｄの外周部を被覆する絶縁性を有する樹脂からなる部材である。外周部絶縁部材１１１ｅは、端部を除いた導体１１１ｄの外周部を被覆するように設けられている。

導体セグメント１１１ａは、固定子コア１１０のスロット１１０ｂに収容されるスロット収容部１１１ｆを備えている。

固定子コイル１１１は、図２及び図３に示すように、導体セグメント１１１ａを固定子コア１１０の下端側からスロット１１０ｂに挿通させ、スロット収容部１１１ｆがスロット１１０ｂ内に収容された状態で、固定子コア１１０の上端部から突出した導体１１１ｄの端部同士を、図４及び図５に示すように溶接して構成されている。

溶接部１１１ｂは、導体１１１ｄの端部同士を溶接することによって形成される部位である。図５に示すように、溶接部１１１ｂは、反導体側から見たとき、溶接部１１１ｂの外郭線で囲まれる領域が溶接された導体１１１ｄの外郭線で囲まれる領域からはみ出すように形成されている。図４及び図５に示すように、溶接部１１１ｂは、凹凸部１１１ｇを備えている。

凹凸部１１１ｇは、環状の凹部と環状の凸部が交互に連続して構成される部位である。図９に示すように、凹凸部１１１ｇは、導体１１１ｄの端部の溶接後に、凹凸の設けられた型Ｍを溶接部１１１ｂに押し当てることによって形成されている。図４及び図５に示すように、凹凸部１１１ｇは、溶接部１１１ｂの表面に形成されている。具体的には、図４に示すように、反導体側の先端部の所定領域を除いた全領域に渡って形成されている。導体１１１ｄの近傍部分にも形成されている。

図６及び図７に示す溶接部絶縁部材１１１ｃは、溶接部１１１ｂの表面及び導体１１１ｄの端部を絶縁する絶縁性を有する樹脂からなる部材である。図６に示すように、溶接部絶縁部材１１１ｃは、溶接部１１１ｂの表面及び外周部絶縁部材１１１ｅの端部を一体的に被覆するように設けられている。

図１に示す回転子１２は、磁路の一部を構成するとともに、磁束を発生する部材である。回転子１２は、固定子１１の発生する磁束が鎖交することで回転力を発生する。また、車両のエンジンから供給される駆動力によって回転することで、発生した磁束を固定子コイル１１１と鎖交させ、固定子コイル１１１に交流を発生させる。回転子１２は、回転子コア１２０と、回転軸１２１とを備えている。

回転子コア１２０は、磁路の一部を構成するとともに、磁石を保持する磁性材からなる円柱状の部材である。回転子コア１２０の中心部には、円形状の貫通孔１２０ａが形成されている。また、外周面には、磁石が固定され、複数の磁極が形成されている。回転子コア１２０は、固定子コア１１０の貫通孔１１０ａに収容され、磁石の外周面を、固定子コア１１０の内周面と所定のエアギャップを隔てて対向させた状態で回転可能に配設されている。

回転軸１２１は、金属からなる略円柱状の部材である。回転軸１２１は、回転子コア１２０の貫通孔１２０ａに嵌合し、軸受１２１ａを介してハウジング１０に回転可能に支持されている。

次に、図１を参照して第１実施形態のモータジェネレータの動作について説明する。

バッテリから電力が供給されることで、図１に示すモータジェネレータ１は、モータとして動作する。バッテリから電力が供給されると、固定子コイル１１１に電流が流れ、磁束が発生する。固定子コイル１１１の発生する磁束が回転子１２と鎖交することで、回転子１２は回転力を発生する。このようにして、モータジェネレータ１は、車両を駆動するための駆動力を発生する。

一方、車両のエンジンから駆動力が供給されることで、モータジェネレータ１は、ジェネレータとして動作する。車両のエンジンから駆動力が供給されると、回転子１２が回転する。回転子１２の発生する磁束が固定子コイル１１１と鎖交することで固定子コイル１１１は交流を発生する。このようにして、モータジェネレータ１は、バッテリを充電するための電力を発生する。

次に、第１実施形態のモータジェネレータの効果について説明する。

第１実施形態によれば、モータジェネレータ１は、溶接部１１１ｂと、溶接部絶縁部材１１１ｃとを備えている。溶接部１１１ｂは、固定子コイル１１１を構成するための導体１１１ｄの端部を溶接して形成される部位である。溶接部絶縁部材１１１ｃは、溶接部１１１ｂの表面を被覆する部材である。溶接部１１１ｂは、凹凸部１１１ｇを備えている。凹凸部１１１ｇは、環状の凹部と環状の凸部が交互に連続して構成される部位である。凹凸部１１１ｇは、溶接部１１１ｂの表面に形成されている。

凹凸部１１１ｇの凸部が点状に形成されていると仮定した場合、温度変化に伴って膨張収縮が繰り返されると、溶接部絶縁部材１１１ｃにおいて、特定の凸部と接する部分に応力が集中してしまう可能性がある。しかし、凹凸部１１１ｇの凸部は、環状に形成されている。そのため、温度変化に伴って膨張収縮が繰り返されても、溶接部絶縁部材１１１ｃにおいて、応力が１点に集中する可能性はほとんどない。しかも、凹凸部１１１ｇの凹部も、環状に形成されている。そのため、溶接部絶縁部材１１１ｃが凹凸部１１１ｇの環状の凹部に進入して固まり、環状の凸部を形成する。その結果、溶接部絶縁部材１１１ｃの環状の凸部が、凹凸部１１１ｇの環状の凹部と嵌合する。従って、溶接部絶縁部材１１１ｃの剥がれをより確実に抑えることができる。

前述したように、従来、ブローホールによって溶接部の表面に凹凸部を形成していた。ブローホールは、溶接部の表面だけでなく、内部にも発生する。そのため、ブローホールによって溶接部の表面に凹凸部を形成しようとすると、溶接部の強度が低下してしまう可能性がある。しかし、第１実施形態によれば、凹凸部１１１ｇは、導体１１１ｄの端部の溶接後に、凹凸が設けられた型Ｍを溶接部１１１ｂに押し当てることによって形成されている。そのため、ブローホールを発生させる必要がない。従って、溶接部１１１ｂの強度の低下を抑えながら、溶接部１１１ｂの表面に、凹凸部１１１ｇを確実に形成することができる。その結果、溶接部絶縁部材１１１ｃと溶接部１１１ｂの密着力を向上させることができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態のモータジェネレータについて説明する。第２実施形態のモータジェネレータは、第１実施形態のモータジェネレータが型によって溶接部に凹凸部を形成するのに対して、切削加工によって凹凸部を形成するようにしたものである。

第２実施形態のモータジェネレータは、溶接部における凹凸部の形成の仕方を除いて第１実施形態のモータジェネレータと同一構成である。そのため、凹凸部の形成の仕方以外の説明は省略する。まず、図１０及び図１１を参照して第２実施形態のモータジェネレータの構成について説明する。

図１０に示すように、溶接部２１１ｂは、凹凸部２１１ｇを備えている。溶接部２１１ｂ及び凹凸部２１１ｇは、第１実施形態の溶接部１１１ｂ及び凹凸部１１１ｇに対応する部位である。

凹凸部２１１ｇは、図１２に示すように、導体２１１ｄの端部の溶接後に、溶接部２１１ｂを回転させ、切削工具ＣＴで切削加工することによって形成されている。図１０及び図１１に示すように、凹凸部２１１ｇは、溶接部２１１ｂの表面に形成されている。具体的には、図１０に示すように、反導体側の先端部の所定領域を除いた全領域に渡って形成されている。導体２１１ｄの近傍部分にも形成されている。

第２実施形態のモータジェネレータの動作は、第１実施形態のモータジェネレータ同一であるため説明を省略する。次に、第２実施形態のモータジェネレータの効果について説明する。

前述したように、従来、ブローホールによって溶接部の表面に凹凸部を形成していた。ブローホールは、溶接部の表面だけでなく、内部にも発生する。そのため、ブローホールによって溶接部の表面に凹凸部を形成しようとすると、溶接部の強度が低下してしまう可能性がある。しかし、第２実施形態によれば、凹凸部２１１ｇは、導体２１１ｄの端部の溶接後に、溶接部２１１ｂを切削加工することによって形成されている。そのため、ブローホールを発生させる必要がない。従って、溶接部２１１ｂの強度の低下を抑えながら、溶接部２１１ｂの表面に、凹凸部２１１ｇを確実に形成することができる。その結果、溶接部絶縁部材と溶接部２１１ｂの密着力を向上させることができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態のモータジェネレータについて説明する。第３実施形態のモータジェネレータは、第１実施形態のモータジェネレータが型によってよって溶接部に凹凸部を形成するのに対して、導体を複数の導線で構成し、溶接の際のシールドガス流等によって凹凸部を形成するようにしたものである。

第３実施形態のモータジェネレータは、導体の構成、及び、溶接部における凹凸部の形成の仕方を除いて第１実施形態のモータジェネレータと同一構成である。そのため、導体の構成、及び、凹凸部の形成の仕方以外の説明は省略する。まず、図１３〜図２０を参照して第３実施形態のモータジェネレータの構成について説明する。

図１３及び図１４に示す導体セグメント３１１ａは、第１実施形態の導体セグメント１１１ａに対応する部材である。導体セグメント３１１ａは、導体３１１ｄと、外周部絶縁部材３１１ｅとを備えている。

導体３１１ｄは、第１実施形態の導体１１１ｄと異なり、断面が円形状の複数の導線３１１ｈによって構成されている。

外周部絶縁部材３１１ｅは、導体３１１ｄの外周部を被覆する絶縁性を有する樹脂からなる部材である。外周部絶縁部材３１１ｅは、端部を除いた導体３１１ｄの外周部を被覆するように設けられている。

図１５及び図１６に示すように、溶接部３１１ｂは、凹凸部３１１ｇを備えている。溶接部３１１ｂ及び凹凸部３１１ｇは、第１実施形態の溶接部１１１ｂ及び凹凸部１１１ｇに対応する部位である。

凹凸部３１１ｇは、導体３１１ｄの端部を溶接する際のシールドガス流や、導体３１１ｄの端部を溶接する際に発生する磁界で、溶融した部分が振動することによって形成されている。凹凸部３１１ｇは、溶接部３１１ｂの表面に形成されている。具体的には、図１５に示すように、反導体側の先端部の所定領域を除いた全領域に渡って形成されている。導体３１１ｄの近傍部分にも形成されている。

図１７に示すように、導体３１１ｄの端部は、アース電極ＥＥを介して接地されている。窒素や酸素の混入を防止するため、トーチＴの先端部から導体３１１ｄの先端部に向かってシールドガスＳＧが吐出されている。アース電極ＥＥを基準した電圧が溶接棒ＷＲに印加されると、溶接棒ＷＲの先端部と導体３１１ｄの先端部の間でアークＡが発生する。アークＡが発生すると、図１８に示すように、溶接棒ＷＲの先端部と導体３１１ｄの先端部が溶け、導体３１１ｄの先端部に溶融部３１１ｉが形成される。図１９に示すように、溶融部３１１ｉは、時間の経過とともに成長し大きくなる。トーチＴの先端部から導体３１１ｄの先端部に向かってシールドガスＳＧが吐出されている。アークＡの発生に伴って導体３１１ｄの先端部周辺に磁界が発生している。そのため、シールドガスＳＧの流れや磁界によって導線３１１ｈが振動する。それに伴って、溶融部３１１ｉも振動し波打つ。その結果、溶接が終了し、溶融部３１１ｉが冷却されて固まると、図２０に示すように凹凸部３１１ｇを有する溶接部３１１ｂが形成される。

第３実施形態のモータジェネレータの動作は、第１実施形態のモータジェネレータ同一であるため説明を省略する。次に、第３実施形態のモータジェネレータの効果について説明する。

前述したように、従来、ブローホールによって溶接部の表面に凹凸部を形成していた。ブローホールは、溶接部の表面だけでなく、内部にも発生する。そのため、ブローホールによって溶接部の表面に凹凸部を形成しようとすると、溶接部の強度が低下してしまう可能性がある。しかし、第３実施形態によれば、凹凸部３１１ｇは、導体３１１ｄの端部を溶接する際のシールドガス流や、導体３１１ｄの端部を溶接する際に発生する磁界で溶融した部分が振動することによって形成される。そのため、ブローホールを発生させる必要がない。従って、溶接部３１１ｂの強度の低下を抑えながら、溶接部３１１ｂの表面に、凹凸部３１１ｇを確実に形成することができる。その結果、溶接部絶縁部材と溶接部３１１ｂの密着力を向上させることができる。しかも、溶接の際に凹凸部３１１ｇを形成することができる。そのため、凹凸部３１１ｇを形成するための工程を別途設ける必要ない。従って、製造工程を簡素化することができる。なお、凹凸部は、シールドガスを用いない溶接の場合でも、溶接する際に発生する磁界で溶融した部分が振動することによって形成することができる。溶接する際のシールドガス流、及び、溶接する際に発生する磁界の少なくともいずれかで溶融した部分が振動することによって形成することができる。

また、第３実施形態によれば、導体３１１ｄは、複数の導線３１１ｈによって構成されている。そのため、導体３１１ｄの端部を溶接する際のシールドガス流や、導体３１１ｄの端部を溶接する際に発生する磁界によって複数の導線３１１ｈがそれぞれ振動する。従って、溶融部３１１ｉがより振動しやくなる。これにより、溶接部３１１ｂの表面に、きめ細かい凹凸部３１１ｇを確実に形成することができる。その結果、溶接部絶縁部材と溶接部３１１ｂの密着力を向上させることができる。なお、同一の断面積の導体を複数の導線で構成する場合、より断面積の小さい導線をより多く用いて構成した方が、導線が振動しやすく、きめ細かい凹凸部が形成しやすくなる。図２１及び図２２に示す導体より図２３及び図２４に示す導体の方が、図２３及び図２４に示す導体より図２５及び図２６に示す導体の方が、図２５及び図２６に示す導体より図１３及び図１４に示す導体の方が、それぞれ導線３１１ｈが振動しやすく、きめ細かい凹凸部が形成しやすくなる。

さらに、第３実施形態によれば、導線３１１ｈは、断面が円形状である。そのため、導線３１１ｈ間の隙間が大きくなる。従って、導体３１１ｄの端部を溶接する際のシールドガス流や、導体３１１ｄの端部を溶接する際に発生する磁界によって複数の導線３１１ｈがそれぞれより大きく振動する。これにより、段差の大きな凹凸部３１１ｇを確実に形成することができる。その結果、溶接部絶縁部材と溶接部３１１ｂの密着力を向上させることができる。なお、図２１〜図２６に示すように、導体３１１ｄを構成する導線３１１ｈは、断面形状が略矩形状であってもよい。なお、他の溶接方法でも同様の効果を得られることは言うまでもない。

なお、第１〜第３実施形態では、図５、図１１及ぶ図１６に示すように、溶接部は、反導体側から見たとき、溶接部の外郭線で囲まれる領域が溶接された導体の外郭線で囲まれる領域からはみ出すように形成されている例を挙げているが、これに限られるものではない。図２７に示すように、第１実施形態に対して、溶接部１１１ｂは、反導体側から見たとき、溶接部１１１ｂの外郭線で囲まれる領域が溶接された導体１１１ｄの外郭線で囲まれる領域内に収まるよう形成されてもよい。これにより、溶接部１１１ｂを小さくすることができる。そのため、隣接する溶接部１１１ｂとの空間距離を大きくすることができる。従って、溶接部絶縁部材が剥がれるような事態になった場合でも、隣接する溶接部１１１ｂとの間での絶縁を確保することができる。これは、第２及び第３実施形態に対しても同様である。

また、第１実施形態では、図６に示すように、外周部絶縁部材１１１ｅが端部を除いた導体１１１ｄの外周部を被覆するように設けられおり、溶接部絶縁部材１１１ｃが溶接部１１１ｂの表面及び外周部絶縁部材１１１ｅの端部を一体的に被覆するように設けられている例を挙げているが、これに限られるものではない。図２８に示すように、外周部絶縁部材１１１ｅは導体１１１ｄの端部の近傍部分が拡径された拡径部１１１ｊを有し、溶接部絶縁部材１１１ｃは、溶接部１１１ｂの表面及び外周部絶縁部材１１１ｅの拡径部１１１ｊを一体的に被覆するようにしてもよい。溶接部絶縁部材１１１ｃは、溶接部１１１ｂの表面だけでなく外周部絶縁部材１１１ｅも一体的に被覆する。しかも、外周部絶縁部材１１１ｅの被覆部分は、端部の近傍が拡径された拡径部１１１ｊである。そのため、外周部絶縁部材１１１ｅの端部が拡径されていない場合に比べ、溶接部絶縁部材１１１ｃの剥がれをより確実に抑えることができる。これは、第２及び第３実施形態に対しても同様である。

さらに、第１〜第３実施形態では、図４、図１０及び図１５に示すように、凹凸部が、溶接部の表面のうち、導体の近傍部分にも形成されている例を挙げているが、これに限られるものではない。図２９に示すように、第１実施形態に対して、凹凸部１１１ｇは、溶接部１１１ｂの表面のうち、導体１１１ｄの近傍部分を除いた部分に形成されるようにしてもよい。溶接部１１１ｂの表面のうち、導体１１１ｄの近傍部分は、導体１１１ｄとの結合力が大きく、温度変化に伴う膨張収縮が小さい。これに対し、溶接部１１１ｂの表面のうち、導体１１１ｄの近傍部分を除いた部分は、導体１１１ｄの近傍部分に比べ温度変化に伴う膨張収縮が大きい。このようにすることで、温度変化に伴う膨張収縮が大きい溶接部１１１ｂの表面に凹凸部１１１ｇを形成することができる。そのため、無駄な凹凸部を形成することなく、効率よく溶接部絶縁部材１１１ｃの剥がれを抑えることができる。これは、第２及び第３実施形態に対しても同様である。

なお、本発明によれば、凹凸部により、この部分の表面積が増える。そのため、冷却性を向上させることができる。従って、モータジェネレータの効率向上の効果にも寄与できることは言うまでもない。

１・・・モータジェネレータ、１１１・・・固定子コイル、１１１ａ・・・導体セグメント、１１１ｄ・・・導体、１１１ｅ・・・外周部絶縁部材、１１１ｂ・・・溶接部、１１１ｇ・・・凹凸部、１１１ｃ・・・溶接部絶縁部材、Ｍ・・・型

Claims (9)

1. コイルを構成するための導体の端部を溶接して形成される溶接部（１１１ｂ、２１１ｂ、３１１ｂ）と、
   少なくとも前記溶接部の表面を被覆する溶接部絶縁部材（１１１ｃ）と、
   を備えた回転電機において、
   前記溶接部は、表面の少なくとも一部に、環状の凹部と環状の凸部が交互に連続して構成される凹凸部（１１１ｇ、２１１ｇ、３１１ｇ）を有している回転電機。
2. 前記溶接部は、反導体側から見たとき、前記溶接部の外郭線で囲まれる領域が溶接された前記導体の外郭線で囲まれる領域内に収まるように形成されている請求項１に記載の回転電機。
3. 前記導体の端部を除いた前記導体の外周面を被覆する部材であって、前記導体の端部の近傍部分が拡径された拡径部（１１１ｊ）を有する外周部絶縁部材（１１１ｅ）を備え、
   前記溶接部絶縁部材（１１１ｃ）は、前記溶接部の表面及び前記外周部絶縁部材の前記拡径部を一体的に被覆している請求項１又は２に記載の回転電機。
4. 前記凹凸部（１１１ｇ）は、前記溶接部の表面のうち、前記導体の近傍部分を除いた部分に形成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転電機。
5. コイルを構成するための導体の端部を溶接して形成される溶接部（１１１ｂ）と、
   少なくとも前記溶接部の表面を被覆する溶接部絶縁部材（１１１ｃ）と、
   を備えた回転電機の製造方法において、
   前記溶接部は、表面の少なくとも一部に、環状の凹部と環状の凸部が交互に連続して構成される凹凸部（１１１ｇ）を有し、
   前記凹凸部は、前記導体の端部の溶接後に、凹凸が設けられた型を前記溶接部に押し当てることによって形成される回転電機の製造方法。
6. コイルを構成するための導体の端部を溶接して形成される溶接部（２１１ｂ）と、
   少なくとも前記溶接部の表面を被覆する溶接部絶縁部材と、
   を備えた回転電機の製造方法において、
   前記溶接部は、表面の少なくとも一部に、環状の凹部と環状の凸部が交互に連続して構成される凹凸部（２１１ｇ）を有し、
   前記凹凸部は、前記導体の端部の溶接後に、前記溶接部を切削加工することによって形成される回転電機の製造方法。
7. コイルを構成するための導体の端部を溶接して形成される溶接部（３１１ｂ）と、
   少なくとも前記溶接部の表面を被覆する溶接部絶縁部材と、
   を備えた回転電機の製造方法において、
   前記溶接部は、表面の少なくとも一部に、環状の凹部と環状の凸部が交互に連続して構成される凹凸部（３１１ｇ）を有し、
   前記凹凸部は、前記導体の端部を溶接する際のシールドガス流、及び、前記導体の端部を溶接する際に発生する磁界の少なくともいずれかで溶融した部分が振動することによって形成される回転電機の製造方法。
8. 前記導体（３１１ｄ）は、複数の導線（３１１ｈ）によって構成されている請求項７に記載の回転電機の製造方法。
9. 前記導線は、断面が円形状である請求項８に記載の回転電機の製造方法。

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