JP2022044129A - 回転電機および回転電機の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】三相コイル相互の絶縁性を安価に確認でき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】回転電機１００は、固定子３０と、回転子６０とを備え、固定子３０は、固定子鉄心３１と、複数の単位コイル３３、３３Ｂから成る固定子巻線３２とを備え、異なる単位コイル３３、３３Ｂの内周側端末線同士３３ＯＵＴ、３３ＢＯＵＴを固定子３０の軸方向の上方で、径方向外側から接続する第１接続線３４を備え、第１接続線３４は、固定子３０の周方向Ｙに延びる周方向延伸部３４Ｙと、周方向延伸部３４Ｙの両端から固定子３０の径方向Ｘに延びる径方向延伸部３４Ｘと、径方向延伸部３４Ｘの端部から固定子３０の軸方向Ｚの上方に延びる軸方向延伸部３４Ｚとを有し、周方向延伸部３４Ｙには、径方向Ｘの内側に向かって突出する、突出部３４Ｐを備える。【選択図】図８

Description

本開示は、回転電機および回転電機の製造方法に関するものである。

近年、回転電機を簡単かつ確実に組み立てることができ、回転電機の生産性向上を図ることができる導体の結線構造、及び回転電機の小型化を図ることができる回転電機の固定子構造を提供することが要求されている。

従来の回転電機では、固定子の周方向に離間したコイル端末部を電気的に接続するために、接続線を用い、接続線接合部とコイル端末部とを固着させて固定子を製造している。
しかし、接続線の構成は、コイルエンドとの接触を防ぎつつ、一方でコイルエンドを小型にしなければならいため、形状が複雑になりやすく、製造工程も複雑化しやすいという課題があった。

さらに、接続線供給時に接続線の位置、姿勢にばらつきがあると、接続線の接合部とコイル端末部の位置ずれが生じるため、固着部における接合品質、耐久性が低下するという課題があった。

そこで、コイル端末部の径方向の幅と、接続線の径方向の幅とが等しく、コイル端末部の周方向の幅よりも接続線接続部の周方向の幅を大きくすることによって、接続線供給時に接続線の位置又は姿勢にばらつきがあっても、接続線接合部とコイル端末部とを適切に固着することができ、接合品質を高める技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１９－１２２１０２号公報

しかしながら、特許文献１では、接続線の材料として、単位コイルよりも断面の大きな別材料を使用しており、材料コストが高い。

さらに、特許文献１のバスバーでは、中性点を形成する順序に制約がある。すなわち、各相を形成する単位コイルを全て先に接続して、中性点を形成する接続線を最後に接続しようとすると、接続線を、径方向からも軸方向からも供給できなくなる。

三相交流の中性点を先に接合した場合、異なる相のコイル同士が電気的に同電位となるため、異なる相のコイル同士の絶縁性をＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電圧で確認することができない。確認するためには、インパルス試験機等、高価で特殊な装置が必要となるため、製造コストが増加する課題があった。

本開示は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、中性点を形成する接続線を最後に容易に供給でき、中性点を接続する前に、三相コイル相互の絶縁性を安価に確認でき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。

本開示に係る回転電機は、
固定子と、前記固定子の内周面に、外周面を対向させて回転可能に支持された回転子とを備える回転電機であって、
前記固定子は、固定子鉄心と、複数の単位コイルから成る固定子巻線とを備え、
前記単位コイルの両端部である２本の端末線のうち、前記固定子鉄心の径方向内側から軸方向上方に引き出される端末線を内周側端末線とし、前記固定子鉄心の径方向外側から軸方向上方に引き出される端末線を外周側端末線とするとき、
異なる前記単位コイルの内周側端末線同士を前記固定子の軸方向の一端側で、径方向外側から接続する接続線としての第１接続線を備え、
前記第１接続線は、前記固定子の周方向に延びる周方向延伸部と、前記周方向延伸部の両端から前記固定子の径方向に延びる径方向延伸部と、前記径方向延伸部の端部から前記固定子の軸方向上方に延びる軸方向延伸部とを有し、
前記周方向延伸部には、径方向内側に向かって突出する、突出部を備えるものである。
また、前記回転電機は、前記単位コイルの前記外周側端末線と、三相コイルの中性点とを周方向に接続する中性点接続線を備え、
本開示に係る回転電機の製造方法は、
相の各相を構成する前記単位コイルを全て相互に接続、固定した後で、前記中性点接続線を接続するものである。

本開示に係る回転電機および回転電機の製造方法によれば、中性点を形成する接続線を最後に容易に供給でき、中性点を接続する前に、三相コイル相互の絶縁性を安価に確認でき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。

実施の形態１による回転電機の概略構成を示す断面模式図である。 実施の形態１による固定子の斜視図である。 実施の形態１による単位コイルを２つ組み合わせた状態を示す正面図である。 図３ＡのＡ－Ａ断面図である。 実施の形態１による２種の単位コイルを各１つ組み合わせた状態を示す正面図である。 図４ＡのＢ－Ｂ断面図である。 実施の形態１による回転電機の断面模式図である。 図５Ａに描かれている単位コイルを径方向Ｘの外側から見た概念図である。 実施の形態１による固定子巻線の結線図の一例を示す図である。 実施の形態１による固定子巻線の結線パターンを示す模式図である。 実施の形態１による溶接前の接続線と単位コイルの位置関係を示す要部拡大図である。 実施の形態１による接続線の斜視図である。 実施の形態１による接続線を軸方向Ｚ＋側から見た図である。 実施の形態１による接続線を径方向Ｘの外側から見た図である。 実施の形態１による接続線の斜視図である。 実施の形態１による接続線を接続線供給ツールにて把持する前の状態を示す図である。 実施の形態１による接続線を接続線供給ツールにて把持した状態を示す図である。 実施の形態１による接続線を固定子に軸方向Ｚ＋側から供給完了する直前の状態を示す図である。 実施の形態１による接続線を内周側端末線へ供給後の状態を示す図である。 実施の形態１による接続線の端部接合部と内周側端末線の端部接合部との溶接工程を示す図である。 実施の形態１による接続線の端部接合部と内周側端末線の端部接合部との溶接工程を示す図である。 実施の形態１による接続線の端部接合部と内周側端末線の端部接合部との溶接工程を示す図である。 図１１ＤのＥ－Ｅ断面図である。 実施の形態２による接続線を固定子に配置した状態を示す斜視図である。 実施の形態２による接続線の斜視図である。 実施の形態２による接続線の斜視図である。 実施の形態３による接続線の斜視図である。 実施の形態３による接続線を接続線供給ツールにより把持する工程を示す図である。 実施の形態３による接続線を接続線供給ツールにより把持する工程を示す図である。 実施の形態３による接続線の斜視図である。 実施の形態４による外周側端末線同士をつなぐ接続線を軸方向Ｚ＋側から見た模式図である。

実施の形態１．
以下、実施の形態１による回転電機および回転電機の製造方法を、図を用いて説明する。
本明細書で、特に断り無く「軸方向」、「周方向」、「径方向」、「内周側」、「外周側」というときは、それぞれ、固定子の「軸方向」、「周方向」、「径方向」、「内周側」、「外周側」をいうものとする。また、この明細書で、特に断り無く上下に言及するときは、基準となる場所において、軸方向に垂直な面を想定し、その面を境界として固定子の中心点が含まれる側を「下」、その反対を「上」とする。また、高さの高低を比較する場合は、固定子の中心からの距離が長い方を「高い」とする。
また、固定子の径方向を径方向Ｘとし、固定子の周方向を周方向Ｙとし、固定子の軸方向を軸方向Ｚとする。径方向Ｘ、周方向Ｙ、軸方向Ｚは、回転子および回転電機の径方向、周方向、軸方向とも一致する。

図１は、回転電機１００の概略構成を示す断面模式図である。
回転電機１００は、有底円筒状のハウジング１と、ハウジング１の開口部を閉口するブラケット２と、ハウジング１に焼き嵌めもしくは圧入などの固定手段によって固定された固定子３０と、ハウジング１の底部およびブラケット２にベアリング４を介して固定子３０の内周面に、外周面を対向させて回転可能に支持された回転子６０とを備える。

回転子６０は、回転子鉄心６１と、回転子鉄心６１の軸心位置に挿通された回転軸６２と、回転子鉄心６１の外周面側に埋設されて周方向Ｙに所定のピッチで配列され、磁極を構成する永久磁石６３とを備える永久磁石型回転子である。

次に、固定子３０の構成について具体的に図２から図５を参照しつつ説明する。
図２は、固定子３０の斜視図である。
図３Ａは、単位コイル３３を２つ組み合わせた状態を示す正面図である。
図３Ｂは、図３ＡのＡ－Ａ断面図である。
図４Ａは、単位コイル３３と単位コイル３３Ｂとを組み合わせた状態を示す正面図である。
図４Ｂは、図４ＡのＢ－Ｂ断面図である。
図２に示すように、固定子３０は、固定子鉄心３１と、固定子鉄心３１に装着された固定子巻線３２とを備えている。詳細は後述するが、固定子巻線３２は、複数の単位コイル３３および複数の単位コイル３３Ｂからなる。ここで、単位コイル３３、３３Ｂの内周側端末線３３ＩＮおよび外周側端末線３３ＯＵＴが存在する側を、軸方向Ｚ＋とし、その反対側を軸方向Ｚ－とする。

図５Ａは、回転電機１００の断面模式図であり、図３に示す単位コイル３３、３３Ｂの固定子鉄心３１への挿入状態を示す模式図である。説明の都合上、回転電機１００を直線状に引き延ばして描いており、紙面上側が径方向Ｘの内側である。なお、各図において径方向Ｘの内側をＸ－として図示し、径方向Ｘの外側をＸ＋として図示する。
図５Ｂは、図５Ａに描かれている単位コイル３３を径方向Ｘの外側から見た概念図である。図５Ａ、図５Ｂに示す実線部分と、２点鎖線部分は、それぞれ異なる単位コイル３３を示している。また、破線部分は、２つの単位コイル３３、３３ＢＯＵＴの端末線同士を接続する部分を示している。

図２、図５に示すように、固定子鉄心３１は、ヨーク部３１ａと、ヨーク部３１ａの内周面に等間隔に配置され、径方向Ｘの内側に向かって突出する複数のティース部３１ｂとを備える。周方向Ｙに隣り合うティース部３１ｂの間に形成される空間が、単位コイル３３、３３Ｂを収納するスロットＳとなる。

また、図３、図４に示すように、単位コイル３３、３３Ｂは、固定子鉄心３１のスロットＳに挿入されるスロット収納部３３Ｓ１～３３Ｓ４（スロット収納部３３Ｓと総称する）と、固定子鉄心３１のスロットＳから軸方向Ｚに突出して周方向Ｙに延び、異なるスロットＳに挿入されたスロット収納部３３Ｓ間を接続するターン部３３Ｔ１－２、３３Ｔ２－３、３３Ｔ３－４（ターン部３３Ｔと総称する）と、固定子鉄心３１のスロットＳから軸方向Ｚ＋側に突出して固定子巻線３２の別の単位コイル３３と接続するための内周側端末線３３ＩＮおよび外周側端末線３３ＯＵＴ、３３ＢＯＵＴとを有する。

単位コイル３３、３３Ｂの両端部である２本の端末線のうち、固定子鉄心３１の径方向Ｘの内側から軸方向Ｚ＋側（上方）に引き出される端末線を内周側端末線３３ＩＮとし、固定子鉄心３１の径方向Ｘ外側から軸方向Ｚ＋側（上方）に引き出される端末線を外周側端末線３３ＯＵＴ、３３ＢＯＵＴとする。

複数のターン部３３Ｔが、図２に示す固定子巻線３２のコイルエンド部３２ｅを形成する。内周側端末線３３ＩＮのスロットＳ内における径方向Ｘの位置は、外周側端末線３３ＯＵＴのスロットＳ内における径方向Ｘの位置よりも径方向Ｘの内側となる。なお、図３は、２つの単位コイル３３を組み合わせているものとして説明するが、実際には、図３Ａに示す左右の単位コイル３３は、外周側端末線３３ＯＵＴの形状が若干異なる。

図３Ａ、左側に示す単位コイル３３と、図４Ａ、左側に示す単位コイル３３Ｂとの違いは、一方の外周側端末線３３ＯＵＴが周方向Ｙの反対側に曲げられている点である。単位コイル３３Ｂは、他の単位コイル３３と、双方の外周側端末線３３ＢＯＵＴ、３３ＯＵＴ同士を接続するために使用する。

図５Ｂの実線で示す単位コイル３３の外周側端末線３３ＯＵＴから電流が給電される場合は、スロット収納部３３Ｓおよびターン部３３Ｔを経由して電流が流れ、内周側端末線３３ＩＮから隣接する他の単位コイル３３に電流を流す、このように電流が流れることによって、磁界を発生させることができる。

なお、ターン部３３Ｔ１－２の符号の内、Ｔの後に続く数字”１”および”２”は、各スロット収納部３３Ｓの”Ｓ”に続く番号に対応し、スロット収納部３３Ｓ１とスロット収納部３３Ｓ２とを接続するターン部３３Ｔであることを示している。

したがって、図５Ｂの符号を追って、単位コイル３３の構成を最初から説明し直すと、実線で示す単位コイル３３の外周側端末線３３ＯＵＴ→スロット収納部３３Ｓ１→ターン部３３Ｔ１－２→スロット収納部３３Ｓ２→ターン部３３Ｔ２－３→スロット収納部３３Ｓ３→ターン部３３Ｔ３－４→スロット収納部３３Ｓ４→内周側端末線３３ＩＮへと１本の導体Ｗが巻き回されており、内周側端末線３３ＩＮは、同様に巻き回されている隣接する２点鎖線で示す他の単位コイル３３の外周側端末線３３ＯＵＴと接合されている。

そして、スロット収納部３３Ｓ１とスロット収納部３３Ｓ３とは、同じスロットＳ内における、径方向Ｘの外側から１番目と外側から２番目の位置に収納される。また、スロット収納部３３Ｓ２とスロット収納部３３Ｓ４とが周方向Ｙに６個（図５Ａにおける紙面右側に６個）離れたスロットＳ内における、径方向Ｘの内側から１番目と内側から２番目の位置に収納される。

隣接する他の単位コイル３３（２点鎖線で表示）のスロット収納部３３Ｓ１とスロット収納部３３Ｓ３とは、実線で示す単位コイル３３のスロット収納部３３Ｓ１、３３Ｓ３が収納されたスロットＳの、一個隣（図５Ａにおける紙面右隣）の同じスロットＳ内の、径方向Ｘの外側から１番目と外側から２番目の位置に収納される。また、スロット収納部３３Ｓ２とスロット収納部３３Ｓ４とが周方向Ｙに６個（図５Ａにおける紙面右側に６個）離れたスロットＳ内における、径方向Ｘの内側から１番目と内側から２番目の位置に収納される。

隣接する単位コイル３３、３３Ｂの内周側端末線３３ＩＮと外周側端末線３３ＯＵＴ、３３ＢＯＵＴであって、相互に接続されていない内周側端末線３３ＩＮおよび外周側端末線３３ＯＵＴ、３３ＢＯＵＴは、他の単位コイル３３、３３Ｂと接合するために用いられるか、もしくは、電圧を供給する給電部としてインバータに接続される。

図６は、固定子巻線３２の結線図の一例を示す図である。Ｕ１～Ｕ８は、三相交流のＵ相を構成するそれぞれの一対の単位コイル３３（単位コイル３３Ｂを含む）表す。
直列に接続されたＵ１～Ｕ８を構成する一対の単位コイル３３であって、Ｕ１を構成する２つの単位コイル３３の内、相互に接続されていない内周側端末線３３ＩＮ又は外周側端末線３３ＯＵＴの一方が、インバータ装置７０に接続され、給電を受ける。そして、Ｕ８を構成する一対の単位コイル３３の内、相互に接続されていない内周側端末線３３ＩＮ又は外周側端末線３３ＯＵＴの他方が、中性点Ｎに接続される。Ｖ１～Ｖ８は、Ｖ相を構成するそれぞれの単位コイル３３を表し、Ｗ１～Ｗ８は、Ｗ相を構成するそれぞれ一対の単位コイル３３を表し、同様に給電部および中性点Ｎに接合することで、三相の固定子巻線３２を構成する。

このように構成された複数の単位コイル３３、３３Ｂを、図２に示すように周方向Ｙに一周分、４８個並べて、固定子巻線３２を構成し、その後、径方向Ｘの外側から固定子鉄心３１のティース部３１ｂを固定子巻線３２に挿入することによって、固定子３０を構成する。

なお、本実施の形態１においては、固定子鉄心３１を分割して外周側からティース部３１ｂを固定子巻線３２に挿入する構造を例に図示、説明したが、周方向Ｙに分割面のない固定子鉄心の径方向Ｘの内側から単位コイル３３をスロットＳ内に挿入してもよい。

図７は、固定子巻線３２の結線パターンを示す模式図である。図５と同様に、紙面上側が、固定子３０の径方向Ｘの内側となる。
図８は、溶接前の接続線３４と単位コイル３３の位置関係を示す要部拡大図である。
図９Ａは、接続線３４（第１接続線）の斜視図である。
図９Ｂは、接続線３４を軸方向Ｚ＋側から見た図である。
図９Ｃは、接続線３４を径方向Ｘの外側から見た図である。
図１０は、接続線３５（第２接続線）の斜視図である。
図７に示すＵｉｎが、三相交流における給電部を示し、Ｕｏｕｔが中性点に接続される。スロットＮｏは、固定子鉄心３１の４８個のスロット番号を示し、四角内の数字がＵｉｎからの接続順を示す。

図７の丸印で囲ったそれぞれの部分が、図３に示す一対の単位コイル３３を示し、スロットＮＯ（番号）間を結ぶ実線が各端末線の接続状態を示している。実線で示すように複数の単位コイルの内周側端末線および外周側端末線を電気的に接続する方法として、軸方向Ｚに伸長している内周側端末線および外周側端末線を長く取り、それぞれを周方向Ｙに向かい合うように倒して内周側端末線同士、および外周側端末線同士を直接固着して接続する方法がある。

しかし、内周側端末線および外周側端末線共にこの方法を実施した場合、単位コイルの取り扱い性が悪化するとともに、単位コイルの種類が多くなり、単位コイルの製造工程が煩雑になって、製品の製造コストが上がる。

そこで、本実施の形態１では、比較的取り扱いの容易な単位コイル３３Ｂの外周側端末線３３ＢＯＵＴを長く取り、周方向Ｙに倒して、他の単位コイル３３の外周側端末線３３ＯＵＴに直接接続し、内周側端末線３３ＩＮ同士の接続には、図９、図１０に示すような、単位コイル３３と同じ導体Ｗ（同じ材料）からなる、周方向Ｙに伸長する接続線３４、３５を用意し、この接続線３４、３５の両端と、他の単位コイル３３の内周側端末線３３ＩＮ同士を固着させて接続する方法を取り入れた。これにより、単位コイル３３、３３Ｂの各端末線が長くなることを防ぐとともに、単位コイルの種類を少なくすることによって製品の製造コストを下げる効果を得る。

内周側端末線３３ＩＮ同士をつなぐ際に、全て同じ接続線を使用すると、接続線同士が接触してしまうため、２種類の接続線３４、接続線３５を使用している。そのため、本実施の形態１では、図９に示す接続線３４を、内周側端末線３３ＩＮの径方向Ｘの外側に配置し、図１０に示す接続線３５を、内周側端末線３３ＩＮの径方向Ｘの内側に配置して、接続線３４、３５と単位コイル３３、３３Ｂの他の部分との接触を避けて構成する。

次に、接続線３４の構成の詳細を説明する。
図９Ａ～図９Ｃに示すように、接続線３４は、周方向Ｙに延びる周方向延伸部３４Ｙと、周方向延伸部３４Ｙの両端から径方向Ｘの内側に延びる径方向延伸部３４Ｘと、径方向延伸部３４Ｘの内側端部から軸方向Ｚ＋側に延びる軸方向延伸部３４Ｚとを有する。

軸方向延伸部３４Ｚの先端から予め設定された範囲が、端部接合部３４ＺＳである。周方向延伸部３４Ｙには、接続線３４が径方向Ｘの内側に向かって山形に突出する、突出部３４Ｐを２カ所に備える。突出部３４Ｐの突出幅Ｌ１は、導体Ｗの径方向の厚みＬ２よりも大きい。

図１０に示す接続線３５は、内周側端末線３３ＩＮの径方向Ｘの内側から、２つの単位コイル３３、３３Ｂの内周側端末線３３ＩＮを周方向Ｙに接続する。接続線３５は、周方向Ｙに延びる周方向延伸部３５Ｙと、周方向延伸部３５Ｙの両端から軸方向Ｚ＋側に延びる軸方向延伸部３５Ｚとを有する。軸方向延伸部３５Ｚの先端から予め設定された範囲が、端部接合部３５ＺＳである。端部接合部３５ＺＳは、径方向Ｘの外側に配置される内周側端末線３３ＩＮの端部接合部３３ＩＮＳに溶接される部分である。

次に、接続線供給ツール８０による接続線３４の把持工程と溶接工程について説明する。
図１１Ａは、接続線３４を接続線供給ツール８０にて把持する前の状態を示す図である。
図１１Ｂは、接続線３４を接続線供給ツール８０にて把持した状態を示す図である。
図１１Ｃは、接続線３４を固定子３０に軸方向Ｚ＋側から供給完了する直前の状態を示す図である。
図１１Ｄは、接続線３４を内周側端末線３３ＩＮへ供給後の状態を示す図である。
図１２Ａ～図１２Ｃは、接続線３４の端部接合部３４ＺＳと内周側端末線３３ＩＮの端部接合部３３ＩＮＳとの溶接工程を示す図である。

接続線３４の周方向延伸部３４Ｙに突出部３４Ｐを備えることにより、図１１Ｄに示すように、接続線３４を内周側端末線３３ＩＮと、外周側端末線３３ＯＵＴと外周側端末線３３ＢＯＵＴが接合されて外－外固着部３３Ｃとなる部分の間に、軸方向Ｚから配置することが可能となる。これにより、接続線３４の接合と、中性点Ｎの接合の順序が限定されない。すなわち、三相の各相を構成する単位コイル３３、３３Ｂを全て、相互に、又は接続線３４、３５を用いて接続し、固定した後で、図８に示す中性点Ｎを形成する接続線３９（中性点接続線）を供給、接続できる。接続線３９は、図７のＵｏｕｔ、Ｖｏｕｔ、Ｗｏｕｔとなる外周側端末線３３ＯＵＴ、３３ＢＯＵＴを周方向に接続する。また、接続線３９は、軸方向Ｚ＋側からも、径方向Ｘの外側からも供給できる。

もし、三相交流の中性点Ｎを先に接合した場合、異なる相のコイル同士が電気的に同電位となるため、異なる相のコイル同士の絶縁性をＤＣ電圧で確認することができない。これを確認するためには、インパルス試験機等、高価で特殊な装置が必要となるため、検査コストが高額になる。一方、図８～図１１に示すような接続線３４、３５を用いることで、中性点Ｎを形成する前に三相コイル間の絶縁検査を実施できるので製品の製造コストを低下させる効果がある。

また、接続線３４に径方向延伸部３４Ｘを備えることによって、ターン部３３Ｔと接続線３４の周方向延伸部３４Ｙとが接触しない。すなわち、内周側端末線３３ＩＮ、接続線３４の軸方向延伸部３４Ｚを軸方向Ｚ＋側に伸ばす必要がなく、コイルエンド部３２ｅを低くできる。このように、接続線３４に径方向延伸部３４Ｘを備えることによって、接続線３４の周方向延伸部３４Ｙを内周側端末線３３ＩＮと、外周側端末線３３ＯＵＴおよび外周側端末線３３ＢＯＵＴの外－外固着部３３Ｃ（図１１では未だ固着されていない）との間に配置しつつターン部３３Ｔとの干渉を防止できる。

また、周方向延伸部３４Ｙに、径方向Ｘの内側に突出する突出部３４Ｐを設けることによって、以下に示す効果を奏する。すなわち、接続線供給ツール８０を用いて図１１Ｂに示すように把持した接続線３４を、図１１Ｃに示すように、軸方向Ｚ＋方向から軸方向Ｚ―方向へと移動させて、図１１Ｄに示す予め定められた位置に供給する際に、Ｘ方向の位置精度が悪くても、外周側端末線３３ＯＵＴ、３３ＢＯＵＴおよび内周側端末線３３ＩＮと、接続線３４の間に距離があるため、外周側端末線３３ＯＵＴ、３３ＢＯＵＴおよび内周側端末線３３ＩＮと接触することなく接続線３４を供給可能となり、製品の生産性が向上する。

さらに、突出部３４Ｐにより生まれた空間を利用して外周側端末線３３ＯＵＴと外周側端末線３３ＢＯＵＴとの外－外固着部３３Ｃを径方向Ｘの内側にシフトできるため、コイルエンド部３２ｅの外径を小さくできる効果がある。

図８に示すように、接続線３４の両端の端部接合部３４ＺＳは、周方向Ｙに離間している２本の内周側端末線３３ＩＮの端部接合部３３ＩＮＳと、それぞれ、レーザー溶接或いはＴＩＧ（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ｉｎｅｒｔ Ｇａｓ）溶接等によって固着され、軸方向延伸部３４Ｚ、径方向延伸部３４Ｘ、周方向延伸部３４Ｙを介して、２本の内周側端末線３３ＩＮが電気的に接続される。

溶接工程では、まず、図１２Ａに示すように、接続線３４の端部接合部３４ＺＳと内周側端末線３３ＩＮの端部接合部３３ＩＮＳとが径方向Ｘに並ぶように、接続線供給ツール８０によって接続線３４を軸方向Ｚ＋側から軸方向Ｚ－側に向かって供給し、マスク９０にて双方の周方向Ｙの位置を規制する。これにより、接続線３４の端部接合部３４ＺＳと内周側端末線３３ＩＮの端部接合部３３ＩＮＳの周方向Ｙの位置を一致させる。さらに、径方向Ｘに離間していた接続線３４の端部接合部３４ＺＳと、内周側端末線３３ＩＮの端部接合部３３ＩＮＳとをチャック治具９１にて接続線３４の端部接合部３４ＺＳを内周側端末線３３ＩＮの端部接合部３４ＺＳの位置まで径方向Ｘに寄せて、双方を固定する。

次に、図１２Ｂに示すように、接続線３４の端部接合部３４ＺＳと内周側端末線３３ＩＮの端部接合部３３ＩＮＳにアークを落として双方を溶融させ、図１２Ｃに示すように凝固させて固着部３８を形成させることによって、双方を電気的に接続する。

この時、図１２Ｂの固着工程において、接続線３４の端部接合部３４ＺＳと内周側端末線３３ＩＮの端部接合部３３ＩＮＳとが周方向Ｙに位置ずれした状態で溶融、凝固させると、固着部３８の径方向Ｘに垂直な断面３８Ｍの面積が小さくなり、接続線３４の端部接合部３４ＺＳと内周側端末線３３ＩＮの端部接合部３３ＩＮＳとの接合強度が低下するため、マスク９０によって接続線３４の端部接合部３４ＺＳと内周側端末線３３ＩＮの端部接合部３３ＩＮＳとの周方向Ｙの位置を一致させて接合することによって固着部３８の径方向Ｘに垂直な断面３８Ｍの面積を確保して接合強度を低下しないようにしている。

また、図１２Ａに示す位置合わせ工程において、マスク９０を径方向Ｘに移動させる際に、接続線３４と内周側端末線３３ＩＮとが周方向Ｙにずれていた場合、マスク９０の間に接続線３４の端部接合部３４ＺＳと内周側端末線３３ＩＮの端部接合部３３ＩＮＳとを誘い込めないため、接続線３４を内周側端末線３３ＩＮに精度よく供給することが求められる。

そのため、接続線３４の供給に、接続線供給ツール８０を用いることで周方向Ｙの位置決めを行いつつ供給を行う。図１１Ａ、図１１Ｂに示すように、接続線供給ツール８０は、３本の把持爪８１、把持爪８２、把持爪８３を備える。接続線供給ツール８０は、把持爪８１～８３相互間の間隔を収縮させることによって、接続線３４の突出部３４Ｐを把持する。このとき、突出部３４Ｐの径方向Ｘの内側に設けた２つの斜面部３４ＰＩＮと、外側に設けた２つの斜面部３４ＰＯＵＴを把持爪８１～８３によって径方向の両側から把持することによって、径方向Ｘ及び周方向Ｙの２方向から接続線３４を把持することになる。これにより、接続線３４の供給時における接続線３４の端部接合部３４ＺＳの位置精度が向上し、接続線３４の接合品質を高めるとともに製品の生産性を向上させる効果がある。

また、１１Ａ、図１１ＢＡに示すように、突出部３４Ｐの径方向Ｙの中心Ｐ１と接続線供給ツール３８の中心軸Ｐ２とが周方向Ｙに一致していない状態で接続線３４を把持すると、把持爪８１、８２が、斜面部３４ＰＩＮ上を滑り、把持爪８３が斜面部３４ＰＯＵＴ上を滑ることによって、図１１Ｂに示すように双方の中心Ｐ１、中心軸Ｐ２を一致させることができる。このように、接続線３４の初期供給位置が精度よく定まっていない場合であっても、接続線３４の周方向Ｙの位置精度を向上でき、製品の生産性を向上させる効果がある。

また、接続線３４の周方向Ｙに力が加わっても突出部３４Ｐが力を受けて撓むことによって、接続線３４の端部接合部３４ＺＳと、内周側端末線３３ＩＮの端部接合部３３ＩＮＳとの固着部３８に加わる力を軽減できるため、固着部３８の強度を向上させる効果がある。

また、周方向Ｙに離間している内周側端末線３３ＩＮの間隔にばらつきがあっても、突出部３４Ｐに力を加えて撓ませることによって、接続線３４の端部接合部３４ＺＳの位置を調整できるため、製品の生産性を向上させる効果がある。

また、周方向Ｙに離間している内周側端末線３３ＩＮの間隔にばらつきがあっても、複数の突出部３４Ｐに力を加えて撓ませることによって、接続線３４の端部接合部３４ＺＳの位置を調整できるため、製品の生産性を向上させる効果がある。

図１３は、図１１ＤのＥ－Ｅ断面図である。
径方向Ｘの外側部分において、異なる単位コイル３３、３３Ｂの外周側端末線３３ＯＵＴ、３３ＢＯＵＴ同士が、周方向Ｙ及び径方向Ｘに位置決めされており、径方向Ｘの内側部分において、単位コイル３３の内周側端末線３３ＩＮに径方向Ｘの内側から接続線３５が、周方向Ｙおよび径方向Ｘに位置決めされている。そして、接続線３４の突出部３４Ｐは、ターン部３３Ｔと、外周側端末線３３ＢＯＵＴおよび外周側端末線３３ＯＵＴとが固着される部分（外－外固着部３３Ｃとなる部分）との径方向Ｘの間に位置しており、接続線３４の軸方向Ｚ＋の高さは、ターン部３３Ｔの軸方向Ｚ＋の高さよりも低い。

接続線３４およびその突出部３４Ｐをこのように構成することによって、溶接対象となる内周側端末線３３ＩＮの端部接合部３３ＩＮＳ、外周側端末線３３ＯＵＴ、３３ＢＯＵＴの端部接合部３３ＯＵＴＳ、３３ＢＯＵＴと、接続線３４との絶縁距離を確保できる。これにより、コイルエンド部３２ｅを低くできる効果がある。

さらに、接続線３４の端部接合部３４ＺＳと、内周側端末線３３ＩＮの端部接合部３３ＩＮＳとの溶接と、外周側端末線３３ＯＵＴの端部接合部３３ＯＵＴＳと、外周側端末線３３ＢＯＵＴの端部接合部３３ＢＯＵＴＳとの溶接をした後、絶縁パウダを使用するパウダ処理工程を施すことによって、接続線３４のＸ＋側とＸ―側の両方に固定部３７が形成される。突出部３４Ｐが、外周側端末線３３ＯＵＴおよびターン部３３Ｔに、径方向Ｘに固定されることによって、コイルエンド部３２ｅの耐振動性が向上する。

実施の形態２．
以下、実施の形態２による回転電機および回転電機の製造方法を、図を用いて、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図１４は、接続線３４、２３５（第３接続線）を固定子に配置した状態を示す斜視図である。
図１５Ａは、接続線３４の斜視図である。
図１５Ｂは、接続線２３５の斜視図である。

実施の形態１では、接続線３４を内周側端末線３３ＩＮの径方向Ｘの外側に配置し、接続線３５を内周側端末線３３ＩＮの径方向Ｘの内側に配置していたが、本実施の形態２では、接続線３４と接続線２３５を用い、２種類の接続線３４、２３５を、共に内周側端末線３３ＩＮの径方向Ｘの外側に軸方向Ｚに重ねて配置する構成となっている。

図１５Ｂに示すように、接続線２３５は、周方向Ｙに延びる周方向延伸部２３５Ｙと、周方向延伸部２３５Ｙの両端から径方向Ｘの内側および軸方向Ｚ＋方向に斜めに延びる傾斜延伸部２３５ＸＺとを有する。周方向延伸部２３５Ｙには、接続線３４と同様の突出部２３５Ｐを備える。そして、傾斜延伸部２３５ＸＺの径方向内側の端部には、軸方向Ｚ＋側に立ち上がる、端部接合部２３５ＸＺＳを備える。すなわち、接続線２３５の傾斜延伸部２３５ＸＺは、接続線３４の径方向延伸部３４Ｘおよび軸方向延伸部３４Ｚの機能を兼ねている。

接続線３４の周方向延伸部３４Ｙの軸方向Ｚ―側に重ねて接続線２３５を配置し、突出部３４Ｐの軸方向Ｚ－側から、接続線２３５の傾斜延伸部２３５ＸＺをくぐらせて、端部接合部２３５ＸＺＳを内周側端末線３３ＩＮの端部接合部３３ＩＮＳの径方向Ｘの外側に配置する、このとき、傾斜延伸部２３５ＸＺによって、ターン部３３Ｔを軸方向Ｚ＋側に交わすことができるので、接続線２３５が、他の単位コイル３３、３３Ｂのターン部３３Ｔに接触することを防止できる。

２種類の接続線３４、接続線２３５を、図１５に示すような形状とすることによって、接続線３４、２３５を成形する金型の一部を共通化することができるため、加工コストを安くする効果がある。また、接続線３４は、突出部３４Ｐを備え、接続線２３５は、突出部２３５Ｐを備えることにより、双方の接続線３４、２３５が、バネのように撓むので、振動に強くなる効果がある。

実施の形態３．
以下、実施の形態３による回転電機および回転電機の製造方法を、図を用いて、実施の形態１および実施の形態２と異なる部分を中心に説明する。
図１６は、接続線３３４の斜視図である。
図１７Ａ、図１７Ｂは、接続線３３４を接続線供給ツール３８０により把持する工程を示す図である。
図１８は、接続線３３５の斜視図である。

図１６に示す接続線３３４は、外周側端末線３３ＯＵＴ、３３Ｂｏｕｔを避けるためにのみ周方向延伸部３３４Ｙに突出部３３４Ｐを備える。すなわち、突出部３３４Ｐの径方向Ｘの外側に外周側端末線３３ＯＵＴ、３３ＢＯＵＴが存在する。

図１６に示すように接続線３３４を径方向Ｘの外側から見たときに、接続線３３４の周方向Ｙの右側に突出部３３４Ｐを備えている場合もあれば、周方向Ｙの左側に備えている場合もある。また、外周側端末線３３ＢＯＵＴが、接続線３３４の径方向Ｘの外側に２本存在する場合は、図９Ａに示すように、突出部３３４Ｐを２つ備えた形状となる。突出部３３４Ｐを外周側端末線３３ＢＯＵＴの径方向Ｘの内側部分のみに限定して突出部３３４Ｐを備えることにより、突出部３３４Ｐを形成する加工工程を少なくするとともに、接続線３３４の長さを短くできるため、製品の製造コストを低減する効果がある。

また、接続線３３４の周方向の位置決めを行う方法としては、図１７Ａ、図１７Ｂに示すような接続線供給ツール３８０を使用する。接続線供給ツール３８０は、径方向Ｘに並んだ把持爪３８１と把持爪３８２とを備える。径方向Ｘの内側の把持爪３８１は、周方向の端部３８１Ｙが、突出部３３４Ｐの径方向Ｘの内側の斜面部３３４ＰＩＮに沿う形状をしている。

図１７Ａに示すように、接続線３３４の周方向Ｙの中心Ｑ１と接続線供給ツール３８０の中心軸Ｑ２とが周方向Ｙに一致していない状態で接続線３３４を把持すると、把持爪３８１の端部３８１Ｙが、斜面部３３４ＰＩＮ上を滑ることによって、図１７Ｂに示すように双方の中心Ｑ１、中心軸Ｑ２を一致させることができる。このように、接続線３３４の初期供給位置が精度よく定まっていない場合であっても、接続線３３４の周方向Ｙの位置精度を向上でき、製品の生産性を向上させる効果がある。

また、実施の形態１で内周側端末線３３ＩＮの径方向Ｘの内側に配置した接続線３５に代えて、図１８に示すような、接続線３３５を用いてもよい。接続線３３５は、径方向Ｘの外側に突出する突出部３３５Ｐを周方向延伸部３３５Ｙに備える。これにより、実施の形態１の図１１で示した接続線供給ツール８０を使用することにより、接続線３４と同様に接続線３３５の周方向Ｙの位置決めができるため、製品の生産性を向上させる効果がある。さらに、この突出部３３５Ｐを備えることによって、絶縁パウダを使用するパウダ処理による内周側端末線３３ＩＮと、突出部３３５Ｐとの固定領域が広くなり、製品の耐振動性が向上する。

実施の形態４．
以下、実施の形態４による回転電機および回転電機の製造方法を、図を用いて説明する。
図１９は、外周側端末線４３３ＯＵＴ同士をつなぐ接続線４３６（第４接続線）を軸方向Ｚ＋側から見た模式図である。
実施の形態１では、２本の外周側端末線３３ＯＵＴ、３３ＢＯＵＴを接続する場合において、外周側端末線３３ＢＯＵＴを長く取り、周方向Ｙに倒して双方を直接固着して接続する方法を採用していた。

本実施の形態４では、外周側端末線４３３ＯＵＴを周方向Ｙに倒さずに、軸方向Ｚ＋側に向かって真っ直ぐに伸びる２本の外周側端末線４３３ＯＵＴに接続線４３６を用いて接続する。したがって、単位コイル３３、３３Ｂとは若干形状が異なる単位コイルを用いる。

図１９に示すように、接続線４３６は、周方向Ｙに延びる周方向延伸部４３６Ｙと、周方向延伸部４３６Ｙの両端から軸方向Ｚ＋側に延びる軸方向延伸部４３６Ｚとを有する。また、周方向延伸部４３６Ｙには、径方向Ｘの内側に突出する突出部４３６Ｐを備える。突出部４３６Ｐを、他の外周側端末線４３３ＯＵＴと、他の接続線４３６との固着部４３８の径方向Ｘの内側に設けることによって、先述のパウダ処理を採用して、ターン部３３Ｔと、接続線４３６と、外周側端末線４３３ＯＵＴとを相互に固定できるので、製品の耐振動性を向上できる。

本開示は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本開示に係る技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１００ 回転電機、１ ハウジング、２ ブラケット、４ ベアリング、
３０ 固定子、３１ 固定子鉄心、３１ａ ヨーク部、３１ｂ ティース部、
３２ 固定子巻線、３２ｅ コイルエンド部、３３，３３Ｂ 単位コイル、
３３ＩＮ 内周側端末線、３３ＩＮＳ 端部接合部、
３３ＯＵＴ，４３３ＯＵＴ 外周側端末線、３３ＯＵＴＳ 端部接合部、
３３Ｓ，３３Ｓ１，３３Ｓ２，３３Ｓ３，３３Ｓ４ スロット収納部、
３３Ｔ，３３Ｔ１－２，３３Ｔ２－３，３３Ｔ３－４ ターン部、
３４，３５，２３５，３３４，３３５，４３６ 接続線、
３４ＰＩＮ，３４ＰＯＵＴ，３３４ＰＩＮ 斜面部、
３４Ｐ，２３５Ｐ，３３４Ｐ，３３５Ｐ，４３６Ｐ 突出部、
３４Ｘ 径方向延伸部、
３４Ｙ，２３５Ｙ，３３４Ｙ，３３５Ｙ，４３６Ｙ 周方向延伸部、
３４Ｚ，３５Ｚ，４３６Ｚ 軸方向延伸部、
３４ＺＳ，３５ＺＳ，２３５ＸＺＳ 端部接合部、２３５ＸＺ 傾斜延伸部、
３７ 固定部、３８，４３８ 固着部、３３Ｃ 外－外固着部、３８Ｍ 断面、
６０ 回転子、６１ 回転子鉄心、６２ 回転軸、６３ 永久磁石、
７０ インバータ装置、８０，３８０ 接続線供給ツール、８１ 把持爪、
８２ 把持爪、８３ 把持爪、９０ マスク、９１ チャック治具、Ｎ 中性点、
Ｑ１，Ｑ２ 中心軸、Ｓ スロット、Ｗ 導体。

Claims (14)

1. 固定子と、前記固定子の内周面に、外周面を対向させて回転可能に支持された回転子とを備える回転電機であって、
   前記固定子は、固定子鉄心と、複数の単位コイルから成る固定子巻線とを備え、
   前記単位コイルの両端部である２本の端末線のうち、前記固定子鉄心の径方向内側から軸方向上方に引き出される端末線を内周側端末線とし、前記固定子鉄心の径方向外側から軸方向上方に引き出される端末線を外周側端末線とするとき、
   異なる前記単位コイルの内周側端末線同士を前記固定子の軸方向の一端側で、径方向外側から接続する接続線としての第１接続線を備え、
   前記第１接続線は、前記固定子の周方向に延びる周方向延伸部と、前記周方向延伸部の両端から前記固定子の径方向に延びる径方向延伸部と、前記径方向延伸部の端部から前記固定子の軸方向上方に延びる軸方向延伸部とを有し、
   前記周方向延伸部には、径方向内側に向かって突出する、突出部を備える回転電機。
2. 異なる前記単位コイルの前記内周側端末線同士を前記固定子の軸方向の前記一端側で、径方向内側から接続する前記接続線としての第２接続線を備える請求項１に記載の回転電機。
3. 異なる前記単位コイルの前記内周側端末線同士を前記固定子の軸方向の前記一端側で、径方向外側から接続する前記接続線としての第３接続線を備え、
   前記第３接続線は、前記固定子の周方向に延びる周方向延伸部と、前記周方向延伸部の両端から前記固定子の径方向に延びる径方向延伸部と、前記径方向延伸部の端部から前記固定子の軸方向上方に延びる軸方向延伸部とを有し、
   前記周方向延伸部には、径方向内側に向かって突出する、突出部を備え、
   前記第１接続線と、前記第３接続線とは、軸方向に重ねて配置されている請求項１に記載の回転電機。
4. 前記突出部の径方向外側に前記単位コイルの前記外周側端末線が存在する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転電機。
5. 異なる前記単位コイルの前記外周側端末線同士を前記固定子の軸方向の前記一端側で、径方向内側から接続する前記接続線としての第４接続線を備える請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転電機。
6. 前記単位コイルの前記外周側端末線と、三相コイルの中性点とを周方向に接続する中性点接続線を備える請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の回転電機。
7. 前記突出部は、各前記単位コイルのスロット収納部同士を接続するターン部と、異なる前記単位コイルの前記外周側端末部同士が接続されている外－外固着部との径方向の間に設けられている請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の回転電機。
8. 前記突出部は、前記外周側端末線および前記ターン部に、径方向に固定されている請求項７に記載の回転電機。
9. 前記接続線は、前記単位コイルに使用する導体と同じ材料から成る請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の回転電機。
10. 前記突出部の突出幅は、前記導体の径方向の厚みよりも大きい請求項９に記載の回転電機。
11. 少なくとも１つの前記接続線は、複数の前記突出部を有する請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の回転電機。
12. 前記突出部は、山形に突出している請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の回転電機。
13. 請求項６に記載の回転電機の製造方法であって、
    三相の各相を構成する前記単位コイルを全て相互に接続、固定した後で、前記中性点接続線を接続する回転電機の製造方法。
14. 全ての前記接続線は、前記固定子の軸方向から供給される請求項１３に記載の回転電機の製造方法。

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