JP2020072514A

JP2020072514A - 回転電機および回転電機の製造方法

Info

Publication number: JP2020072514A
Application number: JP2018203371A
Authority: JP
Inventors: 泰士山本; Hiroshi Yamamoto; 一之山本; Kazuyuki Yamamoto; 啓生大藤; Hiroki Daito
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-10-30
Filing date: 2018-10-30
Publication date: 2020-05-07
Anticipated expiration: 2038-10-30
Also published as: JP6804503B2

Abstract

【課題】導通接続部に対する電気的接続のための圧接接合を確実に行うことができ、固定子コイルの電気的接続を簡潔な構成で的確に行える回転電機および回転電機の製造方法を提供する。【解決手段】コイル４１よりも軸方向に突出する板状部材で形成される中性点端子２２とコイル４１の端部を構成する絶縁被覆電線４１ａとを加熱および加圧し接合して電気的に導通するための導通接続部２２ａを備え、中性点端子２２の先端部ＴＰにおける一側縁ＥＡに設けられ絶縁被覆電線４１ａの先端部４１ｔと嵌合し当接する接合部分ＣＰと、中性点端子２２の他方の面Ｆ２から一方の面Ｆ１に挿通される絶縁被覆電線４１ａと係合し中性点端子２２の一方の面Ｆ１方向および他側縁ＥＢ方向への移動を規制する係合部分ＬＰとを有するものであって、接合部分ＣＰは中性点端子２２と絶縁被覆電線４１ａとを電気的に導通する導通接続部２２ａを構成する。【選択図】図４

Description

この出願は、固定子コイルの電気的接続を行う接続部を有する回転電機とその製造方法に関するものである。

従来から３相のスター結線の巻線に電源を供給するために３個の端子を備えた回転電機の固定子が存在している。そのような回転電機の中に、内部に永久磁石を備えたロータ部を内装したインナーロータ型の直流電動機がある。このインナーロータ型の直流電動機では、コイルを高密度に巻く場合の作業性を向上させる手段とし、固定子のステータを複数に分割した分割コアが採用されている。この分割コアでは、同一相内のコイルを切断せずに連続して巻きつけることで、巻線端部の接続回数を、電源を供給する端子と、各相の巻終わりを接続する端子との２回にすることで、製作コストを低減している。

このコイルと各端子の接合には、ヒュージング（Ｆｕｓｉｎｇ）と言われる熱カシメ工法が用いられる。ヒュージングは、端子に絶縁被覆電線を挟み込む形状となっているヒュージング接続部を設け、そこに絶縁被覆電線を挟み込み、接続部を加圧しながら電流を流すことで発熱させ、この発熱により絶縁被覆電線の絶縁被膜を溶かして絶縁被覆を剥離しながら端子とコイルをつぶすことで、絶縁被覆電線の芯線と接続端子とを接合させる。これにより、端子と巻線を電気的に接続する。ヒュージングは、生産性が高い加工法として電気的な接続を行うことができる。しかし、ヒュージングは、電気的な接続を安定して行うためには、ヒュージング接続部の所定の位置に絶縁被覆電線を配置させる必要があり、端子を加圧し電流を流すための電極を押し付けるスペースを端子周囲に設ける必要がある。

また、回転電機の高効率化を図るために、ステータの各相への巻線には、巻線抵抗を小さくする目的で、巻線断面が大きいコイルが使用される傾向にある。巻線断面が大きなコイルになると、コイルの剛性があがり、巻線工程において、巻線機は配置する際により大きな荷重をかける必要があり、また、巻線および端子へのからげ動作後に、コイルがスプリングバックする量が大きくなる課題がある（例えば、下記特許文献１および特許文献２参照）。

特開２０１７−１０３９１３号公報特開２０１３−２１２０２０号公報

特許文献１に見られる端子のヒュージング接続部形状では、ステータへのコイル巻回後に、ヒュージング接続部へコイルをからげる際、コイルの巻終わり部から受けるテンションにより、コイルがヒュージング接続部の根元部から外れる方向にスプリングバックしてしまう恐れがある。ヒュージングでは、端子に電気を流して熱を発生させ、それをコイルに伝えて被膜を剥がすことから、ヒュージング接続部内のコイル位置が安定しないと、コイルにうまく熱が伝わらず、被膜の溶けが不安定になり、ヒュージングの電気的な接続が不安定になる恐れがある。
また、特許文献２に見られる固定子構造では、コイルにかかるテンションで端子の変形を防ぐために、絶縁支持部材にコイルを巻きつけるように処理を行っているが、絶縁支持部材が回転電機円周方向に拡大し、固定子の小型化が困難になる課題がある。

この出願は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、固定子コイルの電気的接続を簡潔な構成で的確に行える回転電機および回転電機の製造方法を提供することを目的とする。

この出願に開示される回転電機は、複数のティースを有し固定子を構成するステータと、前記ティースに施されるコイルと、前記コイルの端部を構成する絶縁被覆電線と、前記コイルよりも軸方向に突出する板状部材で形成される中性点端子と、前記中性点端子に設けられ前記中性点端子と前記絶縁被覆電線とを加圧および加熱し接合して電気的に導通するための導通接続部とを備え、前記中性点端子の先端部における一側縁に設けられ前記中性点端子の一方の面に挿通される前記絶縁被覆電線の先端部と嵌合し当接する接合部分と、前記中性点端子の一方の面に挿通される前記絶縁被覆電線と係合し前記中性点端子の一方の面方向および他側縁方向への移動を規制する係合部分とを有するものであって、前記接合部分は前記中性点端子と前記絶縁被覆電線とを電気的に導通する前記導通接続部を構成することを特徴とするものである。

この出願に開示される回転電機の製造方法は、複数のティースを有し固定子を構成するステータと、前記ティースに施されるコイルと、前記コイルの端部を構成する絶縁被覆電線と、前記コイルよりも軸方向に突出する板状部材で形成される中性点端子と、前記中性点端子に設けられ前記中性点端子と前記絶縁被覆電線とを加圧および加熱し接合して電気的に導通するための導通接続部とを備え、前記中性点端子の先端部における一側縁に設けられ前記中性点端子の一方の面に挿通される前記絶縁被覆電線の先端部と嵌合し当接する接合部分と、前記絶縁被覆電線と係合し前記中性点端子の一方の面方向および他側縁方向への移動を規制する係合部分とを有するものであって、前記接合部分は前記中性点端子と前記絶縁被覆電線とを電気的に導通する前記導通接続部を構成する回転電機を製造するにあたり、前記絶縁被覆電線を前記中性点端子の一方の面方向および前記中性点端子の他側縁方向への前記絶縁被覆電線の移動を規制する係合部に係合させて前記中性点端子の一方の面に挿通し前記中性点端子の接合部分に当接して、前記絶縁被覆電線の弾性力により前記絶縁被覆電線を前記中性点端子の接合部分に圧接し加熱により接合して前記中性点端子と前記絶縁被覆電線とを電気的に導通することを特徴とするものである。

この出願に開示される回転電機によれば、コイルの端部を構成する絶縁被覆電線と中性点端子とを加圧および加熱し接合して電気的に導通するための導通接続部に対し前記絶縁被覆電線を確実に圧接でき、コイルの中性点端子への電気的接続を簡潔な構成で的確に行えるものである。
また、この出願に開示される回転電機の製造方法によれば、簡単な工程で確実に圧接接合して導通接続部を構成することによりコイルの中性点端子への電気的接続を簡潔な構成で的確に行える回転電機を提供できるものである。

実施の形態１に係る回転電機における固定子の構成例を示す上面図である。実施の形態１に係る回転電機におけるコイルの巻線構成を説明する展開図である。図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は側面図を示す。実施の形態１に係る回転電機における中性点端子接続部の接続工程を示す部分展開図である。図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は側面図を示す。実施の形態１に係る回転電機における中性点端子接続部の接続構成を示す部分展開図である。図４（ａ）は上面図、図４（ｂ）は側面図を示す。実施の形態１に係る回転電機における固定子の他の構成例を示す上面図である。実施の形態２に係る回転電機の固定子の中性点端子接続部の接続構成を示す部分展開図である。実施の形態３に係る回転電機の固定子の中性点端子接続部の接続構成を示す部分展開図である。実施の形態３に係る回転電機の固定子の中性点端子接続部の他の接続構成例を示す部分展開図である。

実施の形態１．
実施の形態１を図１から図５までに基づいて説明する。図１は実施の形態１に係る回転電機における固定子の構成を示す上面図である。図２は実施の形態１に係る回転電機におけるコイルの巻線構成を説明する展開図である。図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は側面図を示す。図３は実施の形態１に係る回転電機における中性点端子接続部の接続工程を示す部分展開図である。図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は側面図を示す。図４は実施の形態１に係る回転電機における中性点端子接続部の接続構成を示す部分展開図である。図４（ａ）は上面図、図４（ｂ）は側面図を示す。図５は実施の形態１に係る回転電機における固定子の他の構成例を示す上面図である。

回転電機の固定子１０は、例えば永久磁石を用いる回転子と組み合わされてブラシレスＤＣモータを構成するものである。また、固定子１０は、三相のスター結線の巻線に電源を供給するために使用される電源供給端子および中性点接続に使用される中性点端子を備えたものである。また、以下の説明では、例として６スロットの固定子について説明する。

図１に示すように固定子１０は軸心に向けて突出する６個のティース３１ａを有する積層鉄心からなるステータ３１と、ティース３１ａに直接集中巻方式により巻回された三相のスター結線のコイル４１と、固定子コイルとしてのコイル４１へ電源を供給するために使われる電源端子２１と、中性点接続として使われる中性点端子２２と、ステータ３１とコイル４１間を絶縁し、電源端子２１を固定する絶縁支持部材５１と、中性点端子を固定する絶縁支持部材５２とを備えている。

ステータ３１は、例えば厚さ０．３〜０．６ｍｍ程度の電磁鋼板を帯状に打ち抜き、それらを回転電機の軸方向にカシメ、溶着、溶接、などで積層し、これにより形成された６個のティース３１ａに三相のスター結線を施した後、各ティース３１ａが回転電機の円周方向中心へ向くように折り曲げて構成されたものである。つまり、固定子１０は、巻線後のステータ３１をティース３１ａが内側になるように正曲げし、ステータ突合せ部３２を溶接して、固定することで構成される。

絶縁支持部材５１，５２はコイル４１とステータ３１間を絶縁するために設けられるものであり、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）やＰＯＭ（ポリオキシメチレン）などの熱可塑性樹脂を用いて成形され、回転電機軸方向の両端側から挟み込むようにして、ステータ３１に挿入して装着されている。また、絶縁支持部材５１は電源端子２１を圧入するための溝（図示しない）と、ステータ３１のティース３１ａにコイル４１を巻回した後に、ステータ３１の回転電機円周方向外側へコイル４１の端部を構成する絶縁被覆電線４１ａを通過させるための溝部５１ａが設けられている。絶縁支持部材５２は、中性点接続を行うために、３つの端子が電気的に接続されている中性点端子２２と一体成形して製作されており、ステータ３１のティース３１ａにコイル４１を巻回した後に、ステータの回転電機円周方向外側へ排出されたコイル４１の端部を構成する絶縁被覆電線４１ａをステータ３１の回転電機円周方向内側へ引き込むための溝部５２ａが設けられている。

電源端子２１は、絶縁支持部材５１の電源端子２１を圧入するための溝に圧入されて固定されており、コイル４１の端部を引っ掛けて、ヒュージング加工を行うことでコイル４１と電源端子２１を電気的に接続する導通接続部２１ａが設けられている。中性点端子２２は、電源端子２１と同様に、コイル４１と中性点端子２２をヒュージング加工により電気的に接続する導通接続部２２ａが設けられており、また、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相のティース３１ａへの巻回後にコイル４１を中性点接続できるように、３相分の端子が１つの端子として製作されている。さらに、中性点端子２２の導通接続部２２ａがある先端部ＴＰは、回転電機の軸方向と直交する平面において、ティース３１ａが軸中心へ伸びる方向と直交する方向に偏心しており、絶縁支持部材に固定されている根元部ＲＰと偏心している先端部ＴＰはテーパ形状でつながれて、係合部分ＬＰを形成している。コイル４１と中性点端子２２とは、コイル４１の端部を構成する絶縁被覆電線４１ａを導通接続部２２ａに接続することにより電気的に接続される。

次に巻線工程について説明する。ステータのティース３１ａにはＵ，Ｖ，Ｗ相の巻線が巻回されるが、動作は同様のため、Ｕ相の巻回工程について説明する。図２に示すように、ステータ３１のティース３１ａへコイル４１のコイル素線を巻回する際の作業性を向上させるため、ステータ３１はティース３１ａを直線状に配列して展開した直性形状にて巻回工程が行われる。説明のため、Ｕ相巻線工程の内、先に前記コイル素線が巻回されるティース３１ａをＵ１相、Ｕ１相への巻回後に前記コイル素線が巻回されるティース３１ａをＵ２相と称する。まず、前記コイル素線は電源端子２１の接続部２１ａの根元部にからげられ、Ｕ１相のステータ３１のティース３１ａへ前記コイル素線を巻回させる。

前記コイル素線の巻回後、図２（ａ）の矢印で示すように、絶縁支持部材５１の溝部５１ａを通過し、ステータ３１の回転電機円周方向外側へ前記コイル素線を引き出し、Ｖ１、Ｗ１相の絶縁支持部材の背面を通過し、絶縁支持部材５２の溝部５２ａを通過し、ステータ３１の回転電機円周方向内側へ前記コイル素線を引きこむ。引き込んだ後、Ｕ２相のステータのティース３１ａへ前記コイル素線を巻回し、中性点端子２２の導通接続部２２ａの根元部へからげ、前記コイル素線を自動機のニッパ等で切断する。

本実施の形態による効果を説明するため、上記で説明した巻線工程の内、中性点端子２２における導通接続部２２ａの根元部へのからげ動作を詳細に説明する。巻線動作説明のため、図３に示すようにｘ，ｙ，ｚ軸を設定する。図３（ｂ）におけるＳ１はＵ２相のステータのティース３１ａへの巻回が終了した状態を表している。
まず、絶縁被覆電線４１ａの先端部に装着され絶縁被覆電線４１ａの挿通配線作業を行うため自動機等に取り付けられた作業用ノズル６１を、図３（ｂ）におけるＳ２に示すようにｘ軸負方向に移動させた後、Ｓ３に示すように作業用ノズル６１をｚ軸正方向へ移動させることで、中性点端子２２の係合部分ＬＰにコイル４１の端部を構成する絶縁被覆電線４１ａを引っ掛ける。その後、作業用ノズルを、図３（ｂ）におけるＳ４に示すようにｘ軸正方向とｚ軸負方向に移動させ絶縁被覆電線４１ａのクセ付けを行う。その後、作業用ノズル６１を、図３（ｂ）におけるＳ５に示すようにｙ軸負方向に移動させた後、図３（ｂ）におけるＳ６に示すようにｘ軸負方向へ移動させることで、導通接続部２２ａへのからげ動作により絶縁被覆電線４１ａの挿通配線作業を行う。絶縁被覆電線４１ａは導通接続部２２ａの接合部分に嵌入され当接される。

コイル４１の端部を構成しコイル１４のコイル素線と一体化されている絶縁被覆電線４１ａの先端部は、絶縁被覆電線４１ａの自由端を把持する作業用ノズル６１による引き回し動作によって、まず、前記中性点端子２２の図４（ｂ）における図示上面から図示下面へ挿通配線されて係合部分ＬＰに係合する（図３（ｂ）Ｓ１〜Ｓ３）。ついで、絶縁被覆電線４１ａをその弾性力に抗して変形させることによりクセ付けを行う（図３（ｂ）Ｓ４）。そして、絶縁被覆電線４１ａを導通接続部２２ａに向かい移動させて（図３（ｂ）Ｓ５）、接合部分ＣＰに嵌入させる（図３（ｂ）Ｓ６）。絶縁被覆電線４１ａの先端部は接合部分ＣＰに絶縁被覆電線４１ａが有する弾性による復元力によって圧接され、絶縁被覆電線４１ａは圧接状態で加熱されてヒュージング加工による熱カシメ工法による接合部分ＣＰに固着されて、導通接続部２２ａと絶縁被覆電線４１ａとは電気的に導通接続されるものである。

上記のように、図３におけるＳ４に示すように、作業用ノズル６１をｘ軸正方向とｚ軸負方向に移動させ、係合部分ＬＰに掛けてクセ付を行ってから、導通接続部２２ａにコイル４１の端部を構成する絶縁被覆電線４１ａを掛けることで、絶縁被覆電線４１ａには、図３におけるＳ４に示す矢印方向へ戻ろうとするスプリングバックが発生する。これにより、絶縁被覆電線４１ａに中性点端子２２の導通接続部２２ａの接合部分ＣＰへと移動する力が作用し、巻線工程後のヒュージング加工において、コイル４１の端部を構成する絶縁被覆電線４１ａの位置が安定し、電気的な接続の品質を安定させることが出来る。

さらに、図２を用いて説明した巻線工程において、例えば、上記の巻線工程で説明した図２（ｂ）の平面において、反時計方向にコイル４１のコイル素線を巻回するような固定子の場合では、図３（ａ）で設定したｘ軸方向において、電源端子２１の接続部２１ａをティース３１ａの中心であるティース中心よりも負方向の位置に配置し、絶縁支持部材５１の溝部５１ａを前記ティース中心よりも正方向の位置に配置し、絶縁支持部材５２の溝部５２ａを前記ティース中心よりも負方向に配置することで、ティース巻回前後の渡線をクロスすることや、端子との干渉を回避し、自動機等の巻線作業の作業性を向上させることができる。この場合、絶縁支持部材５２の溝部５２ａは図３（ａ）で設定したｘ軸方向において、前記ティース中心よりも負方向に配置されているため、中性点端子２２の先端部ＴＰが図３（ａ）で設定したｘ軸方向において、負方向に偏心していると、溝部５２ａへコイルを引き込む際に、作業用ノズル６１と中性点端子２２が干渉してしまう。

図５に固定子１０を保護部材６０で覆った際の構成と、中性点端子２２の先端部が実施の形態１と異なる場合を破線で表した図を示す。中性点端子２２の先端部ＴＰが図３（ａ）で設定したｘ軸方向において、正方向に偏心し、接続部２２ａが正方向に配置されていると、図５のハッチング枠で示す位置に接続部２２ａが配置されることとなり、例えば、コイルを保護する等の目的で、例えば、ＰＰＳやＰＯＭ等の熱可塑性樹脂でからなる保護部材６０固定子１０を覆うような構造において、中性点端子２２が、回転電機の円周方向において、ステータよりも外周側へ位置し、回転電機の小型化が困難となる。

上記より、実施の形態１に示すように、中性点端子２２の先端部ＴＰが図３（ａ）で設定したｘ軸方向において、正方向に偏心し、導通接続部２２ａが負方向に配置されていることで、溝部５２ａへ引き込む際の作業用ノズルと端子の干渉を回避でき、また、保護部材６０で覆う際に小型化することが出来る。

さらに、中性点端子２２は板厚方向が、回転電機の軸方向と直交する平面において、ティース３１ａが軸心へ伸びる方向となっているため、ティース３１ａが軸心へ伸びる方向への変形は大きいが、ティース３１ａが軸心へ伸びる方向と直交する方向への変形は小さい。そのため、コイル４１の端部を構成する絶縁被覆電線４１ａを中性点端子２２の係合部分ＬＰに引っ掛けても、中性点端子２２の変形は小さくすることができる。
なお、巻線が時計回りの際は、全て逆の配置とすれば同一の効果を得られる。

この出願に開示される回転電機の固定子は、複数のティース３１ａを有するステータ３１と、前記ティース３１ａに施される絶縁支持部材５１，５２と、前記絶縁支持部材５１，５２が施されたティース４１ａに施されるコイル４１と、前記絶縁支持部材に５１に設けられ、前記コイル４１へ電源を供給する電源端子２１と、前記絶縁支持部材５２に設けられ、前記コイル４１の中性点接続を行う中性点端子２２と、前記端子２２は端子２２とコイル４１を電気的に接続させるために行うヒュージング用の接続部２２ａと、を備え、前記中性点端子２２は、前記ヒュージング接続部２２ａが端子先端部に設けられており、前記先端部は、回転電機の軸方向と直交する平面において、ステータティース４１ａが軸心へ伸びる方向と直交する方向に偏心しており、前記中性点端子２２の導通接続部２２ａは、前記中性点端子２２の回転電機の円周方向外側に配置されている。

中性点端子２２の偏心部としての係合部分ＬＰに絶縁被覆電線４１ａを引っ掛けて、ヒュージング接続部を構成する中性点端子２２の根元部ＲＰにコイルを掛けることにより、絶縁被覆電線４１ａに発生するスプリングバックで、絶縁被覆電線４１ａをヒュージング接続部への根元に安定して配置することができ、ヒュージング時の電気接続を安定させることができる。さらに、絶縁被覆電線４１ａにかかるテンションを、中性点端子２２の係合部分ＬＰに、係合部が変形しにくい方向でかけることができるため、ヒュージング接続部を構成する中性点端子２２の変形を防ぐことが出来、また、中性点端子２２の根元近傍に配置することで、中性点端子２２のレイアウトを小型化でき、固定子を小型化することが可能となる。

この実施の形態１では、中性点端子２２への絶縁被覆電線４１ａの配線態様は、図４（ａ）（ｂ）に示すように構成されている。
配線工程において、コイル４１の端部を構成しコイル１４のコイル素線と一体化されている絶縁被覆電線４１ａは中性点端子２２の係合部分ＬＰと係合して先端部４１ｔを中性点端子２２の他方の面Ｆ２から一方の面Ｆ１に挿通されて変形状態とされ（図３のＳ３参照）、絶縁被覆電線４１ａの弾性に抗して絶縁被覆電線４１ａを変形しクセ付が行われ（図３のＳ４参照）、絶縁被覆電線４１ａの先端部４１ｔは中性点端子２２の接合部分ＣＰと嵌合して当接するものである。

配線工程の準備段階では、弾性を有しコイル４１の端部を構成する絶縁被覆電線４１ａは、コイル４１との接続部位である根元部４１ｒをコイル４１に対して固定され、先端部４１ｔを自由端とし中性点端子２２の他方の面Ｆ２の上方位置において面Ｆ２と平行して軸方向に延在する自由状態とされている。
弾性を有する絶縁被覆電線４１ａは挿通配線動作によって係合部分ＬＰに係合し先端部４１ｔを中性点端子２２の他方の面Ｆ２から一方の面Ｆ１に挿通される（図３のＳ３参照）。係合部ＬＰは中性点端子２２の一側縁ＥＡで軸方向に対して斜めに延在して形成され絶縁被覆電線４１ａの面Ｆ１方向および他側縁ＥＢ方向への移動を規制するものである。

中性点端子２２の一方の面Ｆ１に挿通された絶縁被覆電線４１ａの先端部４１ｔは中性点端子２２の接合部分ＣＰに嵌合され当接される（図３のＳ３〜Ｓ６参照）。絶縁被覆電線４１ａが係合部分ＬＰに係合して先端部４１ｔを中性点端子２２の他方の面Ｆ２から面Ｆ１へ挿通されることにより、係合部分ＬＰとの係合により面Ｆ１方向および他側縁ＥＢ方向への移動を規制されている絶縁被覆電線４１ａは、前記自由状態から面Ｆ２と反対方向へ弾性力に抗して変形状態とされるとともに、クセ付けによる変形（図３のＳ４参照）によって前記自由状態から他側縁ＥＢ方向へ弾性力に抗して変形状態とされるものであって、絶縁被覆電線４１ａは、前記自由状態から変形された状態で先端部４１ｔが接合部分ＣＰと嵌合されることにより、絶縁被覆電線４１ａが前記変形された状態から前記自由状態へ復帰することによって生じる、いわゆるスプリングバックとしての弾性による復元力で先端部４１ｔにおいて接合部分ＣＰに圧着されるものである。
接合部分ＣＰは板状部材からなる中性点端子２２の一側縁ＥＡを折り曲げ形成して設けられ、折曲げ屈曲部で他側縁ＥＢと反対方向への絶縁被覆電線４１ａの移動を規制して当接する第１接合部分ＣＰａを形成し、折曲げ屈曲部より先の折曲げ先端部材と折曲げ先端部材に対向する部分の面Ｆ１の部材とにより構成され両部材間で絶縁被覆電線４１ａを挟持し圧着する第２接合部分ＣＰｂを前記両部材で形成するものであり、絶縁被覆電線４１ａの先端部４１ｔは、第１接合部分ＣＰａおよび第２接合部分ＣＰｂに圧着された状態で接合部分ＣＰに圧接状態で結合される。

そして、絶縁被覆電線４１ａの先端部４１ｔが接合部分ＣＰに圧接した状態で絶縁被覆電線４１ａと中性点端子２２とを通電加熱により圧着接合して絶縁被覆電線４１ａと接合部分ＣＰとを電気的に導通し導通接続部２２ａを構成する。絶縁被覆電線４１ａの先端部４１ｔでは絶縁被覆電線４１ａの絶縁被覆が通電加熱によって溶融され絶縁被覆電線４１ａの芯線が中性点端子２２に密着した固着状態で結合され導通接続部２２ａが構成されるものである。

実施の形態１における回転電機では、図１から図５までに示す通り、次の構成が適用されている。
複数のティース３１ａを有し固定子１０を構成するステータ３１と、前記ティース３１ａに施されるコイル４１と、弾性を有し前記コイル４１の端部を構成する絶縁被覆電線４１ａと、前記コイル４１よりも軸方向に突出する板状部材で形成される中性点端子２２と、前記中性点端子２２に設けられ前記中性点端子２２と前記絶縁被覆電線４１ａとを加圧および加熱し接合して中性点端子２２と絶縁被覆電線４１ａの芯線とを固着状態として電気的に導通するための導通接続部２２ａとを備え、前記中性点端子２２は、前記中性点端子２２の根元部ＲＰにおける一側縁ＥＡに設けられ前記中性点端子２２の他方の面Ｆ２から一方の面Ｆ１に挿通される前記絶縁被覆電線４１ａの前記中性点端子２２の一方の面Ｆ１方向および他側縁ＥＢ方向への移動を規制する係合部分ＬＰと、前記中性点端子２２の先端部ＴＰにおける一側縁ＥＡに設けられ前記中性点端子２２の一方の面Ｆ１に挿通される前記絶縁被覆電線４１ａと嵌合して当接し前記中性点端子２２の他側縁ＥＢと反対方向および前記中性点端子２２の一方の面と反対方向への移動を規制する第１接合部分ＣＰａおよび第２接合部分ＣＰｂからなる接合部分ＣＰとを有するものであって、前記接合部分ＣＰは前記中性点端子２２と前記絶縁被覆電線４１ａとを電気的に導通する前記導通接続部２２ａを構成することを特徴とする。

この構成により、コイルの端部を構成する絶縁被覆電線と中性点端子とを加圧および加熱し接合して電気的に導通するための導通接続部に対し前記絶縁被覆電線を前記絶縁被覆電線における変形状態から自由状態へ復帰する弾性による復元力で確実に圧接でき、コイルの中性点端子への電気的接続を簡潔な構成で的確に行える回転電機を提供することができる。

実施の形態１における回転電機の製造方法では、次の構成が適用されている。
複数のティース３１ａを有し固定子１０を構成するステータ３１と、前記ティース３１ａに施されるコイル４１と、弾性を有し前記コイル４１の端部を構成する絶縁被覆電線４１ａと、前記コイル４１よりも軸方向に突出する板状部材で形成される中性点端子２２と、前記中性点端子２２に設けられ前記中性点端子２２と前記絶縁被覆電線４１ａとを加圧および加熱し接合して電気的に導通するための導通接続部２２ａとを備え、前記中性点端子２２は、前記中性点端子２２の根元部ＲＰにおける一側縁ＥＡに設けられ前記中性点端子２２の他方の面Ｆ２から一方の面Ｆ１に挿通される前記絶縁被覆電線４１ａの前記中性点端子２２の一方の面Ｆ１方向および他側縁ＥＢ方向への移動を規制する係合部分ＬＰと、前記中性点端子２２の先端部ＴＰにおける一側縁ＥＡに設けられ前記中性点端子２２の一方の面に挿通される前記絶縁被覆電線４１ａと嵌合して当接し前記中性点端子２２の他側縁ＥＢと反対方向および前記中性点端子２２の一方の面と反対方向への移動を規制する第１接合部分ＣＰａおよび第２接合部分ＣＰｂからなる接合部分ＣＰとを有するものであって、前記接合部分ＣＰは前記中性点端子２２と前記絶縁被覆電線４１ａとを電気的に導通する前記導通接続部２２ａを構成する回転電機を製造するにあたり、前記絶縁被覆電線４１ａを前記中性点端子の一方の面Ｆ１方向および前記中性点端子の他側縁ＥＢ方向への前記絶縁被覆電線４１ａの移動を規制する係合部分ＬＰに係合させて前記中性点端子２２の一方の面Ｆ１に挿通し前記中性点端子２２の接合部分ＣＰに当接して、前記絶縁被覆電線４１ａの弾性力により前記絶縁被覆電線４１ａ先端部４１ｔを前記中性点端子２２の接合部分ＣＰに圧接し通電加熱により圧着接合することにより前記中性点端子２２と前記絶縁被覆電線４１ａとを電気的に導通する前記導通接続部２２ａを構成することを特徴とする。

この方法により、前記絶縁被覆電線における変形状態から自由状態へ復帰する弾性による復元力によって簡単な工程で確実に前記絶縁被覆電線を導通接続部に圧接して結着することによりコイルの中性点端子への電気的接続を簡潔な構成で的確に行える回転電機を得ることができる回転電機の製造方法を提供できるものである。

実施の形態２．
実施の形態２を図６に基づいて説明する。図６は実施の形態２に係る回転電機の固定子における中性点端子接続部の接続構成を示す部分展開図である。
実施の形態２による回転電機の固定子は、中性点端子２２の形状が実施の形態１の固定子と異なる。その他の構成要素は、実施の形態１による回転電機の固定子１０と同一である。

実施の形態２による中性点端子２２はコイル４１の端部を構成する絶縁被覆電線４１ａとの導通接続部２２ａが図３（ａ）で設定したｘ軸正方向に傾斜している。軸方向に延在し先端部ＴＰに導通接続部２２ａを有する前記中性点端子２２の一側縁ＥＡは他側縁ＥＢの方向へ傾斜しているものである。

これにより、導通接続部２２ａで受ける、係合部分ＬＰへ絶縁被覆電線４１ａを引っ掛けることで発生するスプリングバックによる圧接力が向上することで、より導通接続部２２ａにおける絶縁被覆電線４１ａの位置を安定させることができる。

実施の形態２における回転電機では、図６に示す通り、前述した実施の形態１における構成において、次の構成が適用されている。
板状部材で形成される中性点端子２２は、中性点端子２２の延在する平面において一側縁ＥＡが軸方向に対し他側縁ＥＢの方向へ傾斜し、他側縁ＥＢが軸方向に対し一側縁ＥＡと反対の方向へ傾斜する形状に形成されているものであって、軸方向に延在し先端部ＴＰに導通接続部２２ａを有する前記中性点端子２２の一側縁ＥＡは他側縁ＥＢの方向へ傾斜していることを特徴とする。

この構成により、導通接続部における加圧をより確実に行うことができコイルの中性点端子への電気的接続を簡潔な構成で一層的確に行える回転電機を提供することができる。

実施の形態３．
実施の形態３を図７および図８に基づいて説明する。図７は実施の形態３に係る回転電機の固定子の中性点端子接続部の接続構成を示す部分展開図である。図８は実施の形態３に係る回転電機の固定子の中性点端子接続部の他の接続構成例を示す部分展開図である。
実施の形態３による回転電機の固定子は、絶縁支持部材と中性点端子の形状が実施の形態１の固定子と異なる。その他構成要素は、実施の形態１による回転電機の固定子１０と同一である。実施の形態３による絶縁支持部材５３は係合部分ＬＰを有しており、中性点端子２２は先端の偏心が無い構造となっている。

板状部材からなる中性点端子２２の根元部には中性点端子２２の延在方向と同方向に延在する板状部材からなる絶縁支持部材５３が連接して設けられ、中性点端子２２は絶縁支持部材５３により支持される。絶縁支持部材５３の一方および他方の面は中性点端子２２の一方および他方の面とそれぞれ連続し同方向に延在するものである。

これにより、実施の形態１において、コイルのスプリングバックを発生させていた中性点端子２２の係合部分ＬＰを、絶縁支持部材５３に持たせることができる。そのため、中性点端子２２に偏心構造が無くなることで、中性点端子２２の剛性が向上する。また、中性点端子２２と絶縁支持部材５３のレイアウト性が向上する。
また、図８の変形例に示すように絶縁支持部材５３の係合部分ＬＰに突起５３ｂからなる係止部分を設けることで、絶縁被覆電線４１ａが溝部５３ａに落下するのを防ぐことも可能となる。

実施の形態３における回転電機では、図７および図８に示す通り、次の構成が適用されている。
複数のティース３１ａを有し固定子１０を構成するステータ３１と、前記ティース３１ａに施されるコイル４１と、弾性を有し前記コイル４１の端部を構成する絶縁被覆電線４１ａと、前記コイル４１よりも軸方向に突出する板状部材で形成される中性点端子２２と、前記中性点端子２２に設けられ前記中性点端子２２と前記絶縁被覆電線４１ａとを加熱および加圧し接合して電気的に導通するための導通接続部２２ａと、前記中性点端子２２の根元部ＲＰに連接し前記中性点端子２２と同方向に延在して前記中性点端子２２を支持する板状部材で形成される絶縁支持部材５３とを備え、前記中性点端子２２の根元部ＲＰに連接する前記絶縁支持部材の一側縁ＥＡに設けられ前記中性点端子の一方の面に前記中性点端子の他方の面と連続する前記絶縁支持部材５３の他方の面から挿通される前記絶縁被覆電線４１ａと係合し前記絶縁被覆電線４１ａの前記絶縁支持部材５３の他側縁ＥＢおよび前記中性点端子の他側縁ＥＢ方向への移動を規制する係合部分ＬＰと、前記中性点端子２２の先端部ＴＰにおける一側縁ＥＡに設けられ前記中性点端子の一方の面に挿通される前記絶縁被覆電線４１ａの先端部と嵌合して当接し前記中性点端子２２の他側縁ＥＢと反対方向および前記中性点端子２２の一方の面と反対方向への移動を規制する接合部分ＣＰとを有するものであって、前記接合部分ＣＰは前記中性点端子２２と前記絶縁被覆電線４１ａとを電気的に導通する前記導通接続部２２ａを構成することを特徴とする。

この構成により、中性点端子とこれを支持する絶縁部材とによって剛性を強化した配線構造を構成し、コイルの中性点端子への電気的接続を簡潔な構成で的確に行える信頼性を向上した回転電機を提供することができる。

以上の実施の形態では６スロットの固定子について説明したが、６スロット以上の固定子でも同一の効果が得られる。
また、本願は上述した実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本願の要旨を逸脱しない限りその他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。

１０固定子、２１電源端子、２１ａ接続部、２２中性点端子、２２ａ導通接続部、３１ステータ、３１ａティース、３２ステータ突合せ部、４１コイル、４１ａ絶縁被覆電線、５１絶縁支持部材、５１ａ溝部、５２絶縁支持部材、５２ａ溝部、５３絶縁支持部材、５３ａ溝部、６０保護部材、６１作業用ノズル。

この出願に開示される回転電機は、複数のティースを有し固定子を構成するステータと、前記ティースに施され、端部が絶縁被覆電線で構成されたコイルと、前記ティースに装着され、前記コイルとステータ間を絶縁する絶縁支持部材と、根元部が前記絶縁支持部材に固定され、先端部が前記コイルよりも回転電機軸方向に突出する板状部材で形成された中性点端子とを備え、
前記中性点端子の先端部には、前記絶縁被覆電線が引っ掛けられ、前記絶縁被覆電線にスプリングバックを発生させる係合部分と、前記絶縁被覆電線と当接され、前記絶縁被覆電線が前記スプリングバックによる弾性力により圧接された状態でヒュージング加工により固着され、前記絶縁被覆電線が電気的に接続される導通接続部を構成する接合部分とが形成されていることを特徴とするものである。

この出願に開示される回転電機の製造方法は、複数のティースを有し固定子を構成するステータと、前記ティースに施され、端部が絶縁被覆電線で構成されたコイルと、前記ティースに装着され、前記コイルとステータ間を絶縁する絶縁支持部材と、根元部が前記絶縁支持部材に固定され、先端部が前記コイルよりも回転電機軸方向に突出する板状部材で形成された中性点端子とを備えた回転電機の製造方法において、
前記絶縁被覆電線を前記中性点端子の先端部に形成された係合部分に引っ掛け、前記絶縁被覆電線にスプリングバックを発生させる工程と、前記中性点端子の先端部に形成され導通接続部を構成する接合部分に前記絶縁被覆電線を当接し、前記スプリングバックによる弾性力により前記絶縁被覆電線が圧接された状態で、前記絶縁被覆電線をヒュージング加工により固着する工程とを含むことを特徴とするものである。

Claims

複数のティースを有し固定子を構成するステータと、前記ティースに施されるコイルと、前記コイルの端部を構成する絶縁被覆電線と、前記コイルよりも軸方向に突出する板状部材で形成される中性点端子と、前記中性点端子に設けられ前記中性点端子と前記絶縁被覆電線とを加圧および加熱し接合して電気的に導通するための導通接続部とを備え、前記中性点端子の先端部における一側縁に設けられ前記中性点端子の一方の面に挿通される前記絶縁被覆電線の先端部と嵌合し当接する接合部分と、前記絶縁被覆電線と係合し前記中性点端子の一方の面方向および他側縁方向への移動を規制する係合部分とを有するものであって、前記接合部分は前記中性点端子と前記絶縁被覆電線とを電気的に導通する前記導通接続部を構成することを特徴とする回転電機。
前記中性点端子は、前記中性点端子の根元部における一側縁に設けられ前記中性点端子の他方の面から一方の面に挿通される前記絶縁被覆電線と係合し前記絶縁被覆電線の前記中性点端子の一方の面方向および他側縁方向への移動を規制する前記係合部分と、前記中性点端子の先端部における一側縁に設けられ前記中性点端子の一方の面に挿通される前記絶縁被覆電線の先端部と嵌合し当接する前記接合部分とを有するものであって、前記接合部分は前記中性点端子と前記絶縁被覆電線とを電気的に導通する前記導通接続部を構成することを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
前記中性点端子の根元部に連接し前記中性点端子と同方向に延在して前記中性点端子を支持する板状部材で形成される絶縁支持部材を備え、前記中性点端子の根元部に連接する前記絶縁支持部材の一側縁に設けられ前記中性点端子の一方の面に挿通される前記絶縁被覆電線と係合し前記中性点端子の一方の面方向および他側縁方向への移動を規制する前記係合部分と、前記中性点端子の先端部における一側縁に設けられ前記中性点端子の一方の面に挿通される前記絶縁被覆電線の先端部と嵌合し当接する前記接合部分とを有するものであって、前記接合部分は前記中性点端子と前記絶縁被覆電線とを電気的に導通する前記導通接続部を構成することを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
前記絶縁支持部材の前記係合部分に隣接し軸方向に突出して設けられ前記中性点端子の他側縁方向と反対方向への前記絶縁被覆電線の移動を規制する係止部分を有することを特徴とする請求項３に記載の回転電機。
前記導通接続部を構成する接合部分は、板状部材で形成される前記中性点端子の先端部における一側縁を折り曲げ形成して設けられることを特徴とする請求項１から請求項４までの何れか１項に記載の回転電機。
板状部材で形成される前記中性点端子は、前記固定子の軸方向および周方向に延在し、前記導通接続部を構成する接合部分は、前記中性点端子の外周側に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５までの何れか１項に記載の回転電機。
前記絶縁被覆電線で構成される前記コイルの端部と反対側の端部には電源端子が接続され、前記中性点端子は前記固定子において前記電源端子と異なる周方向位置に配設されていることを特徴とする請求項１から請求項５までの何れか１項に記載の回転電機。
前記中性点端子の前記導通接続部は前記ティースの周方向における中央部分に対応して配設されていることを特徴とする請求項７に記載の回転電機。
軸方向に延在する前記中性点端子の前記一側縁は前記他側縁の方向へ傾斜していることを特徴とする請求項１から請求項８までの何れか１項に記載の回転電機の固定子。
複数のティースを有し固定子を構成するステータと、前記ティースに施されるコイルと、前記コイルの端部を構成する絶縁被覆電線と、前記コイルよりも軸方向に突出する板状部材で形成される中性点端子と、前記中性点端子に設けられ前記中性点端子と前記絶縁被覆電線とを加圧および加熱し接合して電気的に導通するための導通接続部とを備え、前記中性点端子の先端部における一側縁に設けられ前記中性点端子の一方の面に挿通される前記絶縁被覆電線の先端部と嵌合し当接する接合部分と、前記絶縁被覆電線と係合し前記中性点端子の一方の面方向および他側縁方向への移動を規制する係合部分とを有するものであって、前記接合部分は前記中性点端子と前記絶縁被覆電線とを電気的に導通する前記導通接続部を構成する回転電機を製造するにあたり、前記絶縁被覆電線を前記中性点端子の一方の面方向および前記中性点端子の他側縁方向への前記絶縁被覆電線の移動を規制する係合部に係合させて前記中性点端子の一方の面に挿通し前記中性点端子の接合部分に当接して、前記絶縁被覆電線の弾性力により前記絶縁被覆電線を前記中性点端子の接合部分に圧接し加熱により接合して前記中性点端子と前記絶縁被覆電線とを電気的に導通することを特徴とする回転電機の製造方法。