JP2019205311A - 電動機、固定子、電動機の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電動機の小型化および高効率化を実現する。【解決手段】ヘアピン形導体片は、ステータ鉄心１４のスロット内に配置される一対の直線部と、一対の直線部の間に形成される折り曲げ部１８と、一対の直線部の折り曲げ部１８とは反対側にそれぞれ形成されて他の導体片と接合される一対の端末部とを有する。一対の端末部は、ステータ鉄心１４の軸方向の一端側においてステータ鉄心１４からそれぞれ突出しており、折り曲げ部１８は、ステータ鉄心１４の軸方向の他端側においてステータ鉄心１４から突出している。折り曲げ部１８は、導体が絶縁皮膜から露出した導体露出部２６を有する。【選択図】図１１

Description

本発明は、電動機、固定子および電動機の製造方法に関する。

近年、地球温暖化を抑制するためにCO₂の排出量を削減する技術の開発が求められている。こうした技術の一つに自動車の電動化がある。自動車の電動化では、駆動源である電動機の小型化に大きな期待が寄せられている。

電動機の小型化に関して、下記の特許文献１の技術が知られている。特許文献１には、内側コイルの導体収容位置と外側コイルの導体収容位置とを相ごとに接続するコイル間渡り線として、周方向渡り部と径方向渡り部とをもつ頭部渡り部を採用したものが開示されている。このコイル間渡り線において、径方向渡り部は、外側コイルの大セグメントの頭部先端部の軸方向外側からその回りを略半周してコイル間渡り線の斜行渡り部に連なる。これにより、一対の斜行渡り部が周方向同じ向きに斜行するコイル間渡り線をコンパクトに形成することができる。

特開２００７−９７２６２号公報

上記特許文献１に記載のコイル間渡り線では、電動機の小型化や高効率化に関してさらなる改善の余地がある。

本発明による電動機は、絶縁皮膜で覆われた導体を折り曲げて形成された複数の導体片を有し、前記複数の導体片を鉄心に設けられた複数のスロット内にそれぞれ配置して構成された固定子と、前記固定子の内周側に配置される回転子と、を備え、前記導体片は、前記スロット内に配置される一対の直線部と、前記一対の直線部の間に形成される折り曲げ部と、前記一対の直線部の前記折り曲げ部とは反対側にそれぞれ形成されて他の前記導体片と接合される一対の端末部と、を有し、前記一対の端末部は、前記鉄心の軸方向の一端側において前記鉄心からそれぞれ突出しており、前記折り曲げ部は、前記鉄心の軸方向の他端側において前記鉄心から突出しており、前記折り曲げ部は、前記導体が前記絶縁皮膜から露出した導体露出部を有する。
本発明による固定子は、絶縁皮膜で覆われた導体を折り曲げて形成された複数の導体片と、複数のスロットが設けられた鉄心と、を備え、前記導体片は、前記スロット内に配置される一対の直線部と、前記一対の直線部の間に形成される折り曲げ部と、前記一対の直線部の前記折り曲げ部とは反対側にそれぞれ形成されて他の前記導体片と接合される一対の端末部と、を有し、前記一対の端末部は、前記鉄心の軸方向の一端側において前記鉄心からそれぞれ突出しており、前記折り曲げ部は、前記鉄心の軸方向の他端側において前記鉄心から突出しており、前記折り曲げ部は、前記導体が前記絶縁皮膜から露出した導体露出部を有する。
本発明による電動機の製造方法は、絶縁皮膜で覆われた導体から前記絶縁皮膜を部分的に除去することで前記導体が露出した導体露出部を形成し、前記導体露出部が形成された前記導体を折り曲げて、一対の直線部と、前記一対の直線部の間に形成されて前記導体露出部を有する折り曲げ部と、前記一対の直線部の前記折り曲げ部とは反対側にそれぞれ形成される一対の端末部と、をそれぞれ有する複数の導体片を形成し、前記複数の導体片の各々について、前記一対の直線部を鉄心に設けられた複数のスロット内にそれぞれ配置して、前記一対の端末部を前記鉄心の軸方向の一端側において前記鉄心からそれぞれ突出させるとともに、前記折り曲げ部を前記鉄心の軸方向の他端側において前記鉄心から突出させ、前記導体露出部を電気的に接地させて溶接を行うことで、前記一端側において前記鉄心からそれぞれ突出した前記端末部を他の前記導体片の前記端末部とそれぞれ接合させる。

本発明によれば、電動機の小型化および高効率化が可能である。

本発明の一実施形態に係る電動機の内部構造を示す図 本発明の一実施形態に係るステータを一方のコイルエンド側から見たときの斜視図 本発明の一実施形態に係るステータを他方のコイルエンド側から見たときの斜視図 ヘアピン形導体片の斜視図 口出し線用導体片の斜視図 異形導体片の斜視図 スロット絶縁紙の斜視図 スロット絶縁紙をステータ鉄心の各スロットに組み付けた状態を示す図 従来方式による端末部の溶接方法および溶接時の接地方法を示す模式図 従来方式によるヘアピン形導体片の折り曲げ部の形状を示す模式図 本発明の第一の実施形態による端末部の溶接時の接地方法を示す模式図 本発明の第一の実施形態に係る電動機におけるコイルエンドの短縮効果を示す図 本発明の第二の実施形態による端末部の溶接時の接地方法を示す模式図 本発明の第三の実施形態による端末部の溶接時の接地方法を示す模式図 本発明の第四の実施形態による端末部の溶接時の接地方法を示す模式図

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（第一の実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係る電動機１の内部構造を示す図である。図１では、回転軸であるシャフト５に沿って切断された電動機１の断面形状を示している。電動機１は、電気エネルギーを回転エネルギーに変換する回転電機であり、ハウジング２、ステータ（固定子）３、ロータ（回転子）６および複数の入力端子８を有している。

ステータ３は、焼き嵌めや圧入によってハウジング２の内周面に固定されている。ステータ３は、複数の電磁鋼板を積層して構成されたステータ鉄心１４（図２、３参照）と、ステータ鉄心１４の内部で巻回されたコイル９とを有している。なお、本実施形態の電動機１におけるステータ３は、複数の磁極を跨いでコイル９が巻回された分布巻構造を有している。ステータ鉄心１４の軸方向の両端には、ステータ鉄心１４からコイル９の一部が突出して形成されたコイルエンド２３、２４が配置されている。

ロータ６は、ステータ３の内周側に配置されている。ロータ６は、複数の電磁鋼板を積層して構成されたロータ鉄心（図示せず）とシャフト５が一体化されて構成されており、ベアリング７によって回転可能に支持されている。ロータ鉄心の外周部表面には、希土類やフェライトなどを用いて構成された永久磁石４が貼り付けられている。なお、図１では表面磁石型のロータ６を例示したが、他の形態のロータを用いてもよい。例えば、ロータ鉄心に形成された溝等に永久磁石を埋め込んだ埋め込み磁石型のロータや、籠形導体を組み込んだ誘導型のロータなど、様々な形態のロータを用いることが可能である。

入力端子８は、コイル９と電気的にそれぞれ接続されている。入力端子８の各々に所定の交流電圧が印加されると、ステータ３内のコイル９に電流が流れて交流磁界が発生し、これに応じてロータ６が回転駆動する。これにより、電動機１において電気エネルギーが回転エネルギー（機械エネルギー）に変換される。

ここで、ステータ鉄心１４の外部に突出したコイルエンド２３、２４を軸方向に短くする短コイルエンド化を図ることにより、ステータ３の軸方向寸法が短縮されて電動機１を小型化できるとともに、コイル９の電気抵抗が低下して高効率化が可能である。本実施形態の電動機１では、分布巻構造のステータ３において短コイルエンド化を実現するために、以下で説明するように複数の導体片（セグメントコンダクタ）を組み合わせてコイル９を構成している。なお、こうしたセグメントコンダクタを用いたステータ構造は、小型で高効率が要求される自動車用の電動機、例えば駆動主機用モータや、電動パワーステアリングやエアコンのコンプレッサ等の補機用モータなどにおいて広く利用されている。

図２は、本発明の一実施形態に係るステータ３を一方のコイルエンド２４側、すなわち図１の右側から見たときの斜視図である。図３は、本発明の一実施形態に係るステータ３を他方のコイルエンド２３側、すなわち図１の左側から見たときの斜視図である。図２に示すように、本実施形態のステータ３は、互いに形状が異なる導体片１１、１２、１３をそれぞれ複数ずつステータ鉄心１４内に組み込んで構成されている。各導体片１１、１２、１３は、エナメル等の絶縁皮膜で覆われた導体である電線を所定の長さで切断して折り曲げることで形成されている。なお、導体片１１、１２、１３における電線の断面形状は、丸断面、角断面のいずれであってもよい。

図４は、導体片１１の斜視図である。図４に示すように、導体片１１は、中央部分に設けられた折り曲げ部１８において略180°折り曲げられることにより、ヘアピン状の形状を有している。そのため以下では、導体片１１を「ヘアピン形導体片」と呼ぶこともある。このヘアピン形導体片１１は、一対の直線部１７と、一対の直線部１７の間に形成される折り曲げ部１８と、一対の直線部１７の折り曲げ部１８とは反対側にそれぞれ形成される一対の端末部１９とを有する。

図５は、導体片１２の斜視図である。導体片１２は、図２で示したようにコイルエンド２４側においてステータ鉄心１４から引き出されており、これによってステータ３に口出し線が形成される。この口出し線が入力端子８（図１参照）と接続されることで、ステータ３においてコイル９に電流を流すことができる。そのため以下では、導体片１２を「口出し線用導体片」と呼ぶこともある。この口出し線用導体片１２は、図５に示すように、口出し線を形成する部分に加えて、直線部１７および端末部１９を有する。

図６は、導体片１３の斜視図である。導体片１３は、離間した導体片同士を接続する渡り線を形成するものであり、上記の導体片１１、１２とは異なる形状を有している。そのため以下では、導体片１３を「異形導体片」と呼ぶこともある。この異形導体片１３は、図６に示すように、渡り線を形成する部分に加えて、一対の直線部１７および一対の端末部１９を有する。

図７は、導体片１１、１２、１３をステータ鉄心１４内に組み込む際に用いられるスロット絶縁紙１５の斜視図である。スロット絶縁紙１５は、例えば厚さ80μm程度の絶縁紙を用いて形成される。

図８は、図７のスロット絶縁紙１５をステータ鉄心１４の各スロット１６に組み付けた状態を示す図である。図８に示すように、ステータ鉄心１４には複数のスロット１６が設けられており、この各スロット１６内にスロット絶縁紙１５が取り付けられる。この状態で、各スロット１６の内側にスロット絶縁紙１５を介して、複数のヘアピン形導体片１１、口出し線用導体片１２および異形導体片１３の直線部１７がそれぞれ配置される。これにより、ステータ鉄心１４において軸方向の一方の端面にコイルエンド２４が形成される。なお、ヘアピン形導体片１１の折り曲げ部１８は、コイルエンド２４側に配置される。すなわち図２は、ヘアピン形導体片１１の折り曲げ部１８が配置された側を上面にして、ステータ３を見た斜視図である。

各導体片１１、１２、１３は、ステータ鉄心１４に組み込まれる前には、図４、図５、図６の点線２０にそれぞれ示すように、直線部１７から端末部１９までが直線状に延びて一体化された形状を有している。各導体片１１、１２、１３をステータ鉄心１４に組み込む際には、それぞれの端末部１９の先端をコイルエンド２４側から各スロット１６内に挿入していき、ステータ鉄心１４において軸方向の反対側から突出させる。その後、突出した部位をそれぞれ所定の形状に曲げ成形することで、各導体片１１、１２、１３において図４、図５、図６の符号２１に示す部分をそれぞれ形成し、スロット１６内に配置される直線部１７と、ステータ鉄心１４から突出した端末部１９とを形成する。そして、各導体片１１、１２、１３の端末部１９同士を所定の組み合わせで接合することにより、ステータ鉄心１４においてコイルエンド２４とは軸方向で反対側の端面に、コイルエンド２３が形成される。すなわち図３は、各導体片１１、１２、１３の端末部１９が配置された側を上面にして、ステータ３を見た斜視図である。

以上のように、本実施形態のステータ３は、セグメントコンダクタである導体片１１、１２、１３を用いてコイル９を構成することで、短コイルエンド化を実現している。特に、ヘアピン形導体片１１を用いることで、コイルエンド２３、２４において複数のスロット１６間を跨ぐ部分での干渉を回避し、分布巻構造でありながら短コイルエンド化を実現している。

本実施形態の電動機１では、上記のようなステータ３の構造により短コイルエンド化を実現している。また、各導体片１１、１２、１３の端末部１９同士を接合する際の構造を工夫することで、さらなる短コイルエンド化を実現している。この点について以下に説明する。

はじめに、セグメントコンダクタを用いた従来方式の電動機の課題について説明する。従来方式の電動機に用いられるステータでは、さらなる短コイルエンド化に関して、次に述べる二つの課題があった。なお、以下の説明では、上記で説明した電動機１の各構成を用いて、従来方式を適用した場合の課題を説明する。

まず、従来方式の電動機における一つ目の課題を、以下に図９を用いて説明する。図９は、従来方式による端末部１９の溶接方法および溶接時の接地方法を示す模式図である。従来方式では図９に示すように、接合対象である二つの導体片の端末部１９同士をクランプ２２で固定する。なお、図９では径方向に隣接した四つの導体片について、最外周側（図９右側）の導体片の端末部１９とその一つ内側の導体片の端末部１９とをクランプ２２で固定するとともに、最内周側（図９左側）の導体片の端末部１９とその一つ外側の導体片の端末部１９とをクランプ２２で固定する様子を示している。

こうして二つの導体片の端末部１９同士をクランプ２２により固定した状態で、ＴＩＧ溶接やプラズマ溶接などにより、溶接トーチ３０からアークを飛ばして端末部１９の導体を溶かし、これらを接合する。なお、各導体片１１、１２、１３の端末部１９には、他の導体片の端末部１９と接合して電気的に接続できるようにするため、予め溶接前に素材電線の絶縁皮膜を部分的に除去することで導体が絶縁皮膜から露出した導体露出部（図示せず）が形成されている。このとき、アークを飛ばすためにはクランプ２２を端末部１９の導体露出部に接触させ、クランプ２２を介して端末部１９を電気的に接地（アース）させる必要がある。

上記のように、従来方式ではクランプ２２を介して端末部１９のアースをとっているため、クランプ２２を端末部１９の導体露出部に確実に接触させなければならない。したがって、クランプ２２と端末部１９の接触面では、軸方向にある程度の接触長さが必要となる。例えば、図９に示すようにクランプ２２の軸方向の高さをhcとし、クランプ２２が端末部１９と接触しているときの軸方向の接触長さがこの高さhcに等しいとすると、端末部１９における導体露出部の断面積が3.5mm²程度の場合には、少なくともhc＝3mm程度とする必要がある。端末部１９が配置されるコイルエンド２３の高さh1を小さくするためには、この接触長さを短縮することが求められる。

次に、従来方式の電動機における二つ目の課題を、以下に図１０を用いて説明する。図１０は、従来方式によるヘアピン形導体片１１の折り曲げ部１８の形状を示す模式図である。図１０において、（ａ）は折り曲げ部１８の曲げが緩い場合の様子を示し、（ｂ）は折り曲げ部１８の曲げがきつい場合の様子を示している。

図１０（ａ）に示すように、折り曲げ部１８の曲げが緩いときの内側半径をraとし、高さをh2aとする。また、図１０（ｂ）に示すように、折り曲げ部１８の曲げがきついときの内側半径をrbとし（rb<ra）、高さをh2bとする（h2b<h2a）。このように、折り曲げ部１８の曲げをきつくすることで、折り曲げ部１８の高さが小さくなるため、折り曲げ部１８が配置されるコイルエンド２４の高さh2を小さくできる。

しかし、折り曲げ部１８の曲げをきつくしすぎると、図１０（ｂ）に示すように、主に折り曲げ部１８の外周部分において、絶縁皮膜が部分的に割れた皮膜割れ２５が発生することがある。こうした皮膜割れ２５が発生すると、脱落した絶縁皮膜が電動機１の内部に混入して故障の原因となる恐れがある。そのため、ヘアピン形導体片１１において折り曲げ部１８を形成する際には、その内側半径を一定値以上として皮膜割れ２５が発生するのを防止する必要がある。例えば、ヘアピン形導体片１１の断面サイズが1.8mm×2.8mm程度の場合には、折り曲げ部１８の内側半径が1mm程度だと皮膜割れ２５が生じる恐れがあるが、折り曲げ部１８の内側半径を2mm以上にすると皮膜割れ２５は生じない。

上記のように、従来方式では皮膜割れ２５の発生を防止するために、折り曲げ部１８の内側半径を一定値以上としなければならない。折り曲げ部１８が配置されるコイルエンド２４の高さh2を小さくするためには、皮膜割れ２５を発生させずに折り曲げ部１８の内側半径を小さくすることが求められる。

続いて、図１１、図１２を用いて、従来方式での上記二つの課題を解決して短コイルエンド化を実現するための本発明の第一の実施形態を説明する。図１１は、本発明の第一の実施形態による端末部１９の溶接時の接地方法を示す模式図である。図１１に示すように、本実施形態の電動機１では、ヘアピン形導体片１１の折り曲げ部１８がステータ鉄心１４から突出しているコイルエンド２４において、各ヘアピン形導体片１１の折り曲げ部１８に導体露出部２６を設けている。この導体露出部２６は、図９で説明した端末部１９の導体露出部と同様に、素材電線の絶縁皮膜を除去することで導体が絶縁皮膜から露出した部分である。そして、各導体露出部２６に電極２７を接触させることで、各ヘアピン形導体片１１の直線部１７（図４参照）を介して、軸方向の反対側に設けられた端末部１９を電気的に接地（アース）させている。

図１２は、本発明の第一の実施形態に係る電動機１におけるコイルエンド２３の短縮効果を示す図である。図１２において、（ａ）は前述の図９と同様に、従来方式による端末部１９の溶接方法および溶接時の接地方法を示しており、（ｂ）は本発明の第一の実施形態による電動機１における端末部１９の溶接方法を示している。

図１２（ａ）に示すように、従来方式では端末部１９を溶接する際に接地用のクランプ２２が必要であった。これに対して、本実施形態の電動機１では図１１で説明したように、折り曲げ部１８に設けられた導体露出部２６に電極２７を接触させてアースをとっているため、接地用のクランプ２２が必要ない。したがって図１２（ｂ）に示すように、端末部１９を溶接する際にクランプ２２を廃止することができ、その結果、端末部１９が配置されるコイルエンド２３の高さh1を、クランプ２２の軸方向の高さhcだけ短くすることが可能となる。例えば、前述のように端末部１９における導体露出部の断面積が3.5mm²程度の場合には、従来よりもコイルエンド２３の高さh1をhc＝3mm程度短縮することができる。

あるいは、本実施形態においてクランプ２２を廃止しなくてもよい。この場合は、クランプ２２を介して端末部１９のアースをとる必要がないため、従来と比べてクランプ２２の軸方向の高さhcを薄くすることが可能である。例えば、従来方式ではhc＝3mm程度が必要であったのに対して、本実施形態ではhc＝1.5mmとしても問題ない。この場合でも、従来と比べてコイルエンド２３の高さh1を短縮する効果が得られる。

また、本実施形態の電動機１では前述のように、折り曲げ部１８に導体露出部２６を設けているため、折り曲げ部１８を曲げ加工する際に絶縁皮膜が部分的に割れて図１０で説明したような皮膜割れ２５が発生するのを防止できる。その結果、従来と比べて折り曲げ部１８の曲げをきつくして折り曲げ部１８を小型化することができ、その結果、折り曲げ部１８が配置されるコイルエンド２４の高さh2を小さくすることができる。例えば、前述のようにヘアピン形導体片１１の断面サイズが1.8mm×2.8mm程度の場合には、従来方式では皮膜割れ２５の発生を防止するために折り曲げ部１８の内側半径を2mm以上とする必要があるのに対して、本実施形態では折り曲げ部１８の内側半径を1mm程度としても問題ない。したがって、従来よりもコイルエンド２４の高さh2を1mm程度短縮することができる。

以上説明したように、本発明の第一の実施形態によれば、従来方式での二つの課題をいずれも解決して短コイルエンド化を実現することが可能となる。

以上説明した本発明の第一の実施形態によれば、電動機１は、絶縁皮膜で覆われた導体を折り曲げて形成された複数の導体片１１、１２、１３を有し、複数の導体片１１、１２、１３をステータ鉄心１４に設けられた複数のスロット１６内にそれぞれ配置して構成されたステータ３と、ステータ３の内周側に配置されるロータ６とを備える。ヘアピン形導体片１１は、スロット１６内に配置される一対の直線部１７と、一対の直線部１７の間に形成される折り曲げ部１８と、一対の直線部１７の折り曲げ部１８とは反対側にそれぞれ形成されて他の導体片と接合される一対の端末部１９とを有する。一対の端末部１９は、ステータ鉄心１４の軸方向の一端側においてステータ鉄心１４からそれぞれ突出しており、折り曲げ部１８は、ステータ鉄心１４の軸方向の他端側においてステータ鉄心１４から突出している。折り曲げ部１８は、導体が絶縁皮膜から露出した導体露出部２６を有する。このようにしたので、端末部１９の溶接時には導体露出部２６に電極２７を接触させて端末部１９を電気的に接地させることができるため、コイルエンド２３、２４の高さh1、h2を短縮することが可能となる。したがって、電動機１の小型化および高効率化が可能である。

（第二の実施形態）
以下に図１３を用いて、本発明の第二の実施形態を説明する。本実施形態では、ヘアピン形導体片１１において導体露出部２６が折り曲げ部１８の折り曲げ頂部に設けられている例を説明する。なお、本実施形態における電動機１は、ヘアピン形導体片１１において導体露出部２６が設けられている位置以外の点では、第一の実施形態で説明したのと同一の構造を有している。したがって以下では、ヘアピン形導体片１１の導体露出部２６以外の説明を省略する。

図１３は、本発明の第二の実施形態による端末部１９の溶接時の接地方法を示す模式図である。図１３に示すように、本実施形態の電動機１では、ヘアピン形導体片１１の折り曲げ部１８がステータ鉄心１４から突出しているコイルエンド２４において、各ヘアピン形導体片１１の折り曲げ部１８の折り曲げ頂部、すなわちステータ鉄心１４から最も離れた部分に導体露出部２６を設けている。そして、各導体露出部２６に電極２７を接触させることで、第一の実施形態と同様に、各ヘアピン形導体片１１の直線部１７を介して、軸方向の反対側に設けられた端末部１９を電気的に接地（アース）させている。これにより、第一の実施形態で説明したのと同様に、端末部１９を溶接する際にクランプ２２を廃止またはその高さhcを薄くすることができるため、端末部１９が配置されるコイルエンド２３の高さh1を短くすることが可能となる。また、折り曲げ部１８を小型化することができるため、折り曲げ部１８が配置されるコイルエンド２４の高さh2を短くすることができる。

なお、図１３では折り曲げ部１８の折り曲げ頂部に導体露出部２６を設けているが、導体露出部２６を設ける位置は必ずしも折り曲げ頂部でなくてもよい。折り曲げ頂部の近傍に導体露出部２６を設けても同様の効果が得られる。

以上説明した本発明の第二の実施形態によれば、電動機１は、第一の実施形態と同様の作用効果を奏する。さらに、折り曲げ部１８は、ステータ鉄心１４から最も離れた折り曲げ頂部または折り曲げ頂部の近傍に、導体露出部２６を有する。このようにしたので、コイルエンド２４に多数の折り曲げ部１８が密集して配置されていても、導体露出部２６に電極２７を容易に接触させてアースをとることが可能となる。

（第三の実施形態）
以下に図１４を用いて、本発明の第三の実施形態を説明する。本実施形態では、ヘアピン形導体片１１において導体露出部２６が折り曲げ部１８の折り曲げ頂部の外周面に設けられている例を説明する。なお、前述の第二の実施形態と同様に、本実施形態における電動機１も、ヘアピン形導体片１１において導体露出部２６が設けられている位置以外の点では、第一の実施形態で説明したのと同一の構造を有している。したがって以下では、ヘアピン形導体片１１の導体露出部２６以外の説明を省略する。

図１４は、本発明の第三の実施形態による端末部１９の溶接時の接地方法を示す模式図である。図１４に示すように、本実施形態の電動機１では、ヘアピン形導体片１１の折り曲げ部１８がステータ鉄心１４から突出しているコイルエンド２４において、各ヘアピン形導体片１１の折り曲げ部１８の折り曲げ頂部の外周面、すなわちステータ鉄心１４とは反対側の面に導体露出部２６を設けている。そして、各導体露出部２６に電極２７を接触させることで、第一、第二の実施形態と同様に、各ヘアピン形導体片１１の直線部１７を介して、軸方向の反対側に設けられた端末部１９を電気的に接地（アース）させている。これにより、第一、第二の実施形態で説明したのと同様に、端末部１９を溶接する際にクランプ２２を廃止またはその高さhcを薄くすることができるため、端末部１９が配置されるコイルエンド２３の高さh1を短くすることが可能となる。また、折り曲げ部１８を小型化することができるため、折り曲げ部１８が配置されるコイルエンド２４の高さh2を短くすることができる。

なお、図１４では折り曲げ部１８の折り曲げ頂部の外周面に導体露出部２６を設けているが、導体露出部２６を設ける位置は必ずしも折り曲げ頂部の外周面でなくてもよい。折り曲げ頂部の近傍の外周面に導体露出部２６を設けても同様の効果が得られる。

以上説明した本発明の第三の実施形態によれば、電動機１は、第一の実施形態と同様の作用効果を奏する。さらに、折り曲げ部１８は、ステータ鉄心１４から最も離れた折り曲げ頂部の外周面または折り曲げ頂部の近傍の外周面に、導体露出部２６を有する。このようにしたので、第二の実施形態で説明したのと同様に、コイルエンド２４に多数の折り曲げ部１８が密集して配置されていても、導体露出部２６に電極２７を容易に接触させてアースをとることが可能となる。

（第四の実施形態）
以下に図１５を用いて、本発明の第四の実施形態を説明する。本実施形態では、ヘアピン形導体片１１において導体露出部２６が折り曲げ部１８の折り曲げ頂部よりもステータ鉄心１４の内周側または外周側に設けられている例を説明する。なお、前述の第二、第三の実施形態と同様に、本実施形態における電動機１も、ヘアピン形導体片１１において導体露出部２６が設けられている位置以外の点では、第一の実施形態で説明したのと同一の構造を有している。したがって以下では、ヘアピン形導体片１１の導体露出部２６以外の説明を省略する。

図１５は、本発明の第四の実施形態による端末部１９の溶接時の接地方法を示す模式図である。図１５に示すように、本実施形態の電動機１では、ヘアピン形導体片１１の折り曲げ部１８がステータ鉄心１４から突出しているコイルエンド２４において、各ヘアピン形導体片１１の折り曲げ部１８の折り曲げ頂部よりもステータ鉄心１４の内周側または外周側に導体露出部２６を設けている。なお、図１５では、ステータ３の内側、すなわち図１５の左側に配置されているヘアピン形導体片１１の折り曲げ部１８では、折り曲げ頂部よりもステータ鉄心１４の内周側に導体露出部２６が設けられており、ステータ３の外側、すなわち図１５の右側に配置されているヘアピン形導体片１１の折り曲げ部１８では、折り曲げ頂部よりもステータ鉄心１４の外周側に導体露出部２６が設けられている。そして、各導体露出部２６に電極２７を接触させることで、第一、第二、第三の実施形態と同様に、各ヘアピン形導体片１１の直線部１７を介して、軸方向の反対側に設けられた端末部１９を電気的に接地（アース）させている。この場合、異形導体片１３の渡り線部分がヘアピン形導体片１１の折り曲げ部１８の上に配置されていても、これを回避して、各導体露出部２６に電極２７を接触させることができる。これにより、第一、第二、第三の実施形態で説明したのと同様に、端末部１９を溶接する際にクランプ２２を廃止またはその高さhcを薄くすることができるため、端末部１９が配置されるコイルエンド２３の高さh1を短くすることが可能となる。また、折り曲げ部１８を小型化することができるため、折り曲げ部１８が配置されるコイルエンド２４の高さh2を短くすることができる。

なお、図１５では折り曲げ部１８の折り曲げ頂部を含むように導体露出部２６を設けているが、導体露出部２６を設ける位置はこれに限らない。折り曲げ頂部を含まずに、折り曲げ頂部よりもステータ鉄心１４の内周側または外周側に導体露出部２６を設けても同様の効果が得られる。

以上説明した本発明の第四の実施形態によれば、電動機１は、第一の実施形態と同様の作用効果を奏する。さらに、折り曲げ部１８は、ステータ鉄心１４から最も離れた折り曲げ頂部よりもステータ鉄心１４の内周側または外周側に、導体露出部２６を有する。このようにしたので、異形導体片１３の渡り線部分などの障害物が折り曲げ部１８の上に配置されていても、これを回避して、導体露出部２６に電極２７を容易に接触させてアースをとることが可能となる。

ここで、本発明の第一から第四の各実施形態において、導体露出部２６と電極２７の間で電気的な接触を確実に取るために、導体露出部２６は導体片１１の延伸方向、すなわち折り曲げ部１８における折り曲げの方向に沿って、所定の長さ、例えば1mm以上の長さを有することが好ましい。このようにすれば、端末部１９の溶接を確実に実施できる。

また、端末部１９の溶接終了後に、導体露出部２６を導体片１１の絶縁皮膜とは異なる絶縁物で覆うことで絶縁性を確保してもよい。例えば、エポキシなどの粉体樹脂や液状樹脂を、導体露出部２６を覆う絶縁物として用いることができる。このようにすれば、電動機１の組立後における安全性や耐環境性を向上できる。なお、端末部１９の導体露出部についても同様に絶縁物で覆ってもよい。

ここで、第一から第四の各実施形態で説明した本発明の電動機１の製造方法の概要について以下に説明する。まず、絶縁皮膜で覆われた導体から絶縁皮膜を部分的に除去することで導体が露出した導体露出部２６を形成する。この導体露出部２６が形成された導体を折り曲げて、一対の直線部１７と、一対の直線部１７の間に形成されて導体露出部２６を有する折り曲げ部１８と、一対の直線部１７の折り曲げ部１８とは反対側にそれぞれ形成される一対の端末部１９と、をそれぞれ有する複数のヘアピン形導体片１１を形成する。こうして形成された複数のヘアピン形導体片１１の各々について、一対の直線部１７をステータ鉄心１４に設けられた複数のスロット１６内にそれぞれ配置して、一対の端末部１９をステータ鉄心１４の軸方向の一端側においてステータ鉄心１４からそれぞれ突出させるとともに、折り曲げ部１８をステータ鉄心１４の軸方向の他端側においてステータ鉄心１４から突出させることで、図２、図３で示したようなコイルエンド２３、２４を形成する。そして、図１１、図１３、図１４、図１５でそれぞれ説明したような方法で導体露出部２６を電気的に接地させ、溶接を行うことで、一端側においてステータ鉄心１４からそれぞれ突出した端末部１９を他の導体片の端末部１９とそれぞれ接合させる。このようにしてステータ３が構成されることで、電動機１の製造が行われる。

以上説明した各実施形態や各種変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。また、上記では種々の実施形態や変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

１ 電動機
２ ハウジング
３ ステータ
４ 永久磁石
５ シャフト
６ ロータ
７ ベアリング
８ 入力端子
９ コイル
１１ ヘアピン形導体片
１２ 口出し線用導体片
１３ 異形導体片
１４ ステータ鉄心
１５ スロット絶縁紙
１６ スロット
１７ 直線部
１８ 折り曲げ部
１９ 端末部
２２ クランプ
２３、２４ コイルエンド
２５ 皮膜割れ
２６ 導体露出部
２７ 電極
３０ 溶接トーチ

Claims (8)

1. 絶縁皮膜で覆われた導体を折り曲げて形成された複数の導体片を有し、前記複数の導体片を鉄心に設けられた複数のスロット内にそれぞれ配置して構成された固定子と、
   前記固定子の内周側に配置される回転子と、を備え、
   前記導体片は、前記スロット内に配置される一対の直線部と、前記一対の直線部の間に形成される折り曲げ部と、前記一対の直線部の前記折り曲げ部とは反対側にそれぞれ形成されて他の前記導体片と接合される一対の端末部と、を有し、
   前記一対の端末部は、前記鉄心の軸方向の一端側において前記鉄心からそれぞれ突出しており、
   前記折り曲げ部は、前記鉄心の軸方向の他端側において前記鉄心から突出しており、
   前記折り曲げ部は、前記導体が前記絶縁皮膜から露出した導体露出部を有する電動機。
2. 請求項１に記載の電動機において、
   前記折り曲げ部は、前記鉄心から最も離れた折り曲げ頂部または前記折り曲げ頂部の近傍に、前記導体露出部を有する電動機。
3. 請求項２に記載の電動機において、
   前記折り曲げ部は、前記折り曲げ頂部の外周面または前記折り曲げ頂部の近傍の外周面に、前記導体露出部を有する電動機。
4. 請求項２に記載の電動機において、
   前記折り曲げ部は、前記折り曲げ頂部よりも前記鉄心の内周側または外周側に、前記導体露出部を有する電動機。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電動機において、
   前記導体露出部は、前記導体片の延伸方向に沿って１ｍｍ以上の長さを有する電動機。
6. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電動機において、
   前記導体露出部は、前記絶縁皮膜とは異なる絶縁物で覆われている電動機。
7. 絶縁皮膜で覆われた導体を折り曲げて形成された複数の導体片と、
   複数のスロットが設けられた鉄心と、を備え、
   前記導体片は、前記スロット内に配置される一対の直線部と、前記一対の直線部の間に形成される折り曲げ部と、前記一対の直線部の前記折り曲げ部とは反対側にそれぞれ形成されて他の前記導体片と接合される一対の端末部と、を有し、
   前記一対の端末部は、前記鉄心の軸方向の一端側において前記鉄心からそれぞれ突出しており、
   前記折り曲げ部は、前記鉄心の軸方向の他端側において前記鉄心から突出しており、
   前記折り曲げ部は、前記導体が前記絶縁皮膜から露出した導体露出部を有する固定子。
8. 絶縁皮膜で覆われた導体から前記絶縁皮膜を部分的に除去することで前記導体が露出した導体露出部を形成し、
   前記導体露出部が形成された前記導体を折り曲げて、一対の直線部と、前記一対の直線部の間に形成されて前記導体露出部を有する折り曲げ部と、前記一対の直線部の前記折り曲げ部とは反対側にそれぞれ形成される一対の端末部と、をそれぞれ有する複数の導体片を形成し、
   前記複数の導体片の各々について、前記一対の直線部を鉄心に設けられた複数のスロット内にそれぞれ配置して、前記一対の端末部を前記鉄心の軸方向の一端側において前記鉄心からそれぞれ突出させるとともに、前記折り曲げ部を前記鉄心の軸方向の他端側において前記鉄心から突出させ、
   前記導体露出部を電気的に接地させて溶接を行うことで、前記一端側において前記鉄心からそれぞれ突出した前記端末部を他の前記導体片の前記端末部とそれぞれ接合させる電動機の製造方法。

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