JP3650372B2 - 回転電機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、固定子コイルの結線をする接続導体ホルダを備えた回転電機に関し、特に固定子コイルと接続導体ホルダとの結線作業を容易とし、また安価な接続導体ホルダとすることができる回転電機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２５は従来の回転電機を示す断面図である。図２５において、回転電機２００は、概略円筒状の固定子１０１と回転子１０２を有している。固定子１０１は、概略円筒状の固定子鉄心１０３と固定子鉄心１０３の磁極に巻回される固定子コイル１０４とを有している。一方、回転子１０２は回転軸１０５と回転軸１０５に固定された円柱状の永久磁石１０６とを有している。固定子鉄心１０３と永久磁石１０６とは、所定の間隙を開けて対向して配置されている。回転軸１０５は、軸受１０５ａ，１０５ｂによって回転自在に支持されている。
【０００３】
固定子コイル１０４は、結線用の引き出し線１０４ａを固定子鉄心１０３の一側端部から軸方向に真っ直ぐに複数本導出している。固定子コイル１０４の引き出し線１０４ａに近接して接続導体ホルダ１０７が配置されている。接続導体ホルダ１０７は、中央部に形成された貫通穴１０７ａに回転軸１０５を貫通させて配置されている。これらの構成要素は、フレーム１０８ａとこれにねじ止めされるブラケット１０８ｂ内に収納されている。
【０００４】
接続導体ホルダ１０７は、絶縁性樹脂材で作製され、概略円環状をなしている。接続導体ホルダ１０７の固定子１０１と反対側の側面には、４本の収納溝１１３，１１４，１１５，１１６が形成されている。４本の収納溝１１３，１１４，１１５，１１６は、各々、側面側に開口を有し回転軸１０５の軸線方向に深さを有する概略同心円をなす溝である。
【０００５】
収納溝１１３，１１４，１１５には、固定子コイル１０４のうち同相のコイルの引き出し線１０４ａ同士を接続する相別接続導体１０９，１１０，１１１が収納されている。また、収納溝１１６には、固定子コイル１０４の電気的中性点につながる引き出し線１０４ａに接続される共通接続導体１１２が収納されている。
【０００６】
図２６は収納溝１１３に収納される相別接続導体１０９の整形工程前の形状を示す一部分の正面図である。図２７は相別接続導体１０９の正面図である。相別接続導体１０９は、プレス機によって打ち抜かれた図２６に示される平板状の中間工程部材が図２７に示される形状に整形されて作製される。すなわち、図２６に示される形状から、まず、長手方向に円形に丸められて環部１０９ｄが形成され、その後、４個のコイル結線用端子部１０９ａが広げるように直角に折り曲げられて完成する。コイル結線用端子部１０９ａの先端にはＵ字状溝が形成されている。他の相別接続導体１１０，１１１及び共通接続導体１１２も、相別接続導体１０９と同様の手順で概略同様形状に作製される。
【０００７】
図２５に戻り、上述のように整形された相別接続導体１０９，１１０，１１１及び共通接続導体１１２は、収納溝１１３，１１４，１１５，１１６に図２５の上方側から軸線方向に挿入されて装着される。このとき、各々の接続導体から放射状に突出するコイル結線用端子部は、各々、重ならないように配置される。そして、相別接続導体１０９，１１０，１１１及び共通接続導体１１２は、固定子鉄心１０３の一側端部から軸方向に導出された引き出し線１０４ａに各々接続される。その際、各接続導体は、コイル結線用端子部の先端に形成されたＵ字状溝を引き出し線１０４ａに係合させて接続される。Ｕ字状溝と引き出し線１０４ａとは、引き出し線１０４ａをくわえ込んだＵ字状溝が圧着してつぶされた後、この部分が加熱されて溶かされ両者が接続される。このようにして、固定子コイル１０４に所定の結線が施される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような構成の従来の回転電機においては、引き出し線１０４ａと接続導体との接続の際、作業性が悪いので問題であった。すなわち、作業中にＵ字状溝から引き出し線１０４ａが外れることがあり、圧着しづらいので問題であった。また、図２６に示す形状の中間工程部材は、平板状の材料から打ち抜かれる工程において材料取りでの歩留りが悪くコストが増加するので問題であった。また、平板状の材料から打ち抜いたこの中間工程部材を図２７に示す形状に整形する際には、高い加工寸法精度が要求されるので問題であった。
【０００９】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、組付け作業の作業性を向上することができるとともに、材料取りでの歩留りを改善することができ、結果としてコストダウンをすることができる回転電機を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る回転電機は、固定子鉄心の磁極に巻回され引き出し線が固定子鉄心の一側端部から軸方向に導出する複数の固定子コイルと、中央部に貫通穴を有する絶縁性環状体であって、側面に開口を有し周方向に断続的に形成された円弧状の収納溝が径方向に複数設けられ、固定子コイルの引き出し線に近接して配置された接続導体ホルダと、接続導体ホルダの収納溝内に収納された収納部及び収納部から接続導体ホルダの外径側に突出して設けられたコイル結線用端子部を有する複数の接続導体とを備え、コイル結線用端子部は環状部を有し、環状部に固定子コイルの引き出し線を挿入されて、引き出し線と接続される。
【００１１】
また、コイル結線用端子部は、収納部から外径側に突出し折り返されて戻る線状の導線でなり、環状部は折り返された部分に形成され、コイル結線用端子部の収納部側の基部においては、２本に並んだ導線が溶接されて接続されている。
【００１２】
また、複数の収納溝は、接続導体ホルダの軸方向に各々深さを変えて形成され、接続導体間の絶縁距離が設けられている。
【００１３】
また、接続導体は、同相の固定子コイルの引き出し線同士を接続する相別接続導体と、固定子コイルの電気的中性点につながる引き出し線に接続される共通接続導体とからなる。
【００１４】
また、相別接続導体は、長尺の１本の導線が折り曲げられて形成され、円弧状の収納部と隣り合う収納部の間に放射状に折り返されてなるコイル結線用端子部とが形成され、始端部と終端部が固定子と反対側に突出するように折り曲げられて電流印可部が形成され、電流印可部の基部においては、２本に並んだ導体が溶接されて接続されている。
【００１５】
また、接続導体は、断面丸型の導線である。
【００１６】
また、接続導体は、断面矩形の導線である。
【００１７】
また、接続導体の収納部は、接続導体ホルダの径方向に厚さの薄い帯状である。
【００１８】
さらに、溶接は、ティグ溶接である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の回転電機を示す断面図である。図１において、回転電機１００は、概略円筒状の固定子１と固定子１の中央に配置された回転子２を有している。固定子１は、概略円筒状の固定子鉄心３と固定子鉄心３の磁極に巻回される３相の固定子コイル４とを有している。一方、回転子２は回転軸５と回転軸５に固定された円柱状の永久磁石６とを有している。固定子鉄心３と永久磁石６とは、所定の間隙を開けて対向して配置されている。回転軸５は、軸受５ａ，５ｂによって回転自在に支持されている。
【００２０】
固定子コイル４は、結線用の引き出し線４ａを固定子鉄心３の一側端部から軸方向に真っ直ぐに複数本導出している。引き出し線４ａは、各相に対して４本、さらに電気的中性点につながる引き出し線として１２本、合計で２４本の引き出し線４ａが同一円状に周方向に等間隔に並んで立設されている。固定子コイル４の引き出し線４ａに近接して接続導体ホルダ７が配置されている。接続導体ホルダ７は、中央部に形成された貫通穴７ａに回転軸５を貫通させて配置されている。上述したこれらの構成要素は、フレーム８ａとこれにねじ止めされるブラケット８ｂ内に収納されている。
【００２１】
図２は接続導体ホルダ７の詳細を示す断面図である。図３は図２の接続導体ホルダ７を固定子１と反対側から見た図である。図４は図２の接続導体ホルダ７を固定子１側から見た図である。接続導体ホルダ７は、絶縁性樹脂材で作製され、中央部に貫通穴７ａを有し、概略円環状をなしている。接続導体ホルダ７の固定子１と反対側の第１の面には、３本の収納溝１３，１４，１５が形成されている。３本の収納溝１３，１４，１５は、各々、側面側に開口を有し回転軸５の軸線方向に深さを有する概略同心円状の溝である。各々の溝は、後で述べるコイル結線用端子部９ａ，１０ａ，１１ａを外径方向に突出させる目的で外周壁を周方向に所定の間隔で分断され、結果的に断続的に連なる円弧状の溝とされている。
【００２２】
３本の収納溝１３，１４，１５は、中心に近い収納溝１３の直径が一番小さく、収納溝１４、収納溝１５の順にしだいに直径が大きくなっている。一方、収納溝１３，１４，１５の深さにおいては、収納溝１３の深さが一番浅く、収納溝１４、収納溝１５の順にしだいに深さが深くされている。
【００２３】
一方、第１の面と反対側、すなわち接続導体ホルダ７の固定子１側の第２の面には、周方向に等間隔に円弧状の凸部３３が形成されている。また、所定の間隔をあけて凸部３３の中心側には全周にわたって内周壁３４が立設されている。
【００２４】
図５は第１の収納溝１３に収納される第１の接続導体としての相別接続導体９の正面図である。相別接続導体９は、一般的で容易に入手可能な１本の断面丸型の導線が所定の形状に折り曲げられて形成されている。そして、円弧状の収納部９ｄと放射状に外径方向に突出するコイル結線用端子部９ａとが交互に形成されている。円弧状の収納部９ｄは４個が形成され全体で概略の環をなしている。一方、コイル結線用端子部９ａは、９０度毎に４個が形成されている。また、導線の最初の部分と最後の部分は、２本が揃えられて、環をなす収納部９ｄに対して直角方向、すなわち、回転軸５の軸線方向に折り曲げられて電流印可部９ｂを形成している。
【００２５】
放射状に外径方向に突出するコイル結線用端子部９ａは、収納部９ｄから外径側に突出するように概略９０度曲げられて先端において１８０度曲げられ、すなわち元の方向に折り返されて戻る導線でなり、折り返された先端部には、小径の環状部９ｅが形成されている。コイル結線用端子部９ａの基部においては、２本に揃えて並んだ導線が広がってしまうことのないようにティグ（ＴＩＧ）溶接されて接続されている。図中、黒点で示した部分がティグ溶接部９ｃである。ティグ溶接部９ｃが接続されることにより、４個の収納部９ｄがなす環の形状が崩れにくいものとなり、また、コイル結線用端子部９ａの形状が崩れることも防止される。一般的にティグ溶接は、作業性がよく、また安価である。
【００２６】
図６は第２の収納溝１４に収納される第２の接続導体としての相別接続導体１０の正面図である。相別接続導体１０は、上述の相別接続導体９と概略同様の形状をなし、コイル結線用端子部１０ａ、電流印可部１０ｂ、ティグ溶接部１０ｃ、収納部１０ｄ、環状部１０ｅが形成されている。４個の収納部１０ｄが形成する環の径は、相別接続導体９のものより大きい。一方、放射状に外径方向に突出するコイル結線用端子部１０ａは、相別接続導体９のものより短い。
【００２７】
図７は第３の収納溝１５に収納される第３の接続導体としての相別接続導体１１の正面図である。図８は図７のVIII-VIII線に沿う矢視断面図である。相別接続導体１１も、上述の相別接続導体９と概略同様の形状をなし、コイル結線用端子部１１ａ、電流印可部１１ｂ、ティグ溶接部１１ｃ、収納部１１ｄ、環状部１１ｅが形成されている。４個の収納部１１ｄが形成する環の径は、相別接続導体１０のものよりさらに大きい。放射状に外径方向に突出するコイル結線用端子部１１ａは、相別接続導体１０のものよりさらに短い。
【００２８】
図８によく示されるように、相別接続導体１１を形成する導線の最初の部分と最後の部分も、上述の２つの相別接続導体９，１０と同じように環をなす収納部９ｄに対して直角方向、すなわち、回転軸５の軸線方向に折り曲げられて電流印可部１１ｂを形成している。電流印可部１１ｂの基部においては、２本に揃えて並んだ導線が広がらないようにティグ溶接されて接続されている。図中、黒点で示した部分がティグ溶接部１１ｆである。
尚、上述の２つの相別接続導体９，１０においても、電流印可部９ｂ，１０ｂの基部は、２本に揃えて並んだ導線が広がらないようにティグ溶接されて接続されている。電流印可部９ｂ，１０ｂ，１１ｂの基部が溶接されることにより、４個の収納部９ｄが形成する環の形状が崩れにくいものとなり、また、電流印可部９ｂ，１０ｂ，１１ｂの形状が崩れることが防止される。
【００２９】
図９は接続導体ホルダ７の固定子１側の第２の面に装着される第４の接続導体としての共通接続導体１２の正面図である。共通接続導体１２は、相別接続導体と同様に、長尺の１本の断面丸型の導線が折り曲げられて形成されている。そして、円弧状の収納部１２ｄと放射状に外径方向に突出するコイル結線用端子部１２ａとが交互に形成されている。円弧状の収納部１２ｄは全体で環をなしている。コイル結線用端子部１２ａは、３０度毎に１２個が形成されている。
【００３０】
放射状に外径方向に突出するコイル結線用端子部１２ａは、収納部１２ｄから外径側に突出するように曲げられてそして元の方向に折り返されて戻る導線でなり、折り返された先端部に小径の環状部１２ｅが形成されている。コイル結線用端子部１２ａの収納部１２ｄ側の基部においては、２本に揃えて並んだ導線が広がらないようにティグ溶接されて接続されている。図中、黒点で示した部分がティグ溶接部１２ｃである。
【００３１】
図２から図４に戻り、相別接続導体９，１０，１１は、接続導体ホルダ７の第１の面に形成された第１，第２，第３の収納溝１３，１４，１５に収納されている。相別接続導体９，１０，１１の各々のコイル結線用端子部９ａ，１０ａ，１１ａは、収納溝の分断部から外径方向に放射状に突出している。一方、共通接続導体１２は、接続導体ホルダ７の第２の面に形成された凸部３３と内周壁３４との間にスプリングバックを利用して固定されている。そして、共通接続導体１２のコイル結線用端子部１２ａは、隣接する２つの凸部３３の間から外径方向に放射状に突出している。相別接続導体９，１０，１１及び共通接続導体１２のコイル結線用端子部９ａ，１０ａ，１１ａ，１２ａは、各々軸線方向に重ならないように接続導体ホルダ７から外径方向に放射状に突出している。そして、各々のコイル結線用端子部９ａ，１０ａ，１１ａ，１２ａの先端に形成された環状部９ｅ，１０ｅ，１１ｅ，１２ｅは、中心軸から同一の距離に周方向に等間隔に位置されている。
【００３２】
図１に戻り、環状部９ｅ，１０ｅ，１１ｅ，１２ｅは、固定子鉄心３の一側端部から軸方向に導出する引き出し線４ａを各々貫通させてこれと接続されている。このように接続されることにより、相別接続導体９，１０，１１は、同相の固定子コイル４の引き出し線４ａ同士を接続している。一方、共通接続導体１２は、固定子コイル４の電気的中性点につながる引き出し線４ａに接続されている。
【００３３】
ここで、回転電機１００の組み立て手順を簡単に説明する。まず、図２から図４の状態に組み立てられた接続導体ホルダ７、相別接続導体９，１０，１１及び共通接続導体１２が、固定子コイル４の引き出し線４ａに近接して固定子コイル４の所定の位置に固定される。その際、各固定子コイル４の引き出し線４ａが対応するそれぞれの環状部９ｅ，１０ｅ，１１ｅ，１２ｅに挿入され、環状部９ｅ，１０ｅ，１１ｅ，１２ｅが圧着されてつぶされた後、この部分が加熱されて溶かされ両者が接続される。本実施の形態においては、コイル結線用端子部９ａ，１０ａ，１１ａ，１２ａは、全て接続導体ホルダ７の外径側に突出して設けられるので、接続工具類の挿入や操作がし易く、結線作業を容易に行えて信頼性の高い接続部が得られる。
【００３４】
このようにして固定子コイル４の結線を終えた固定子鉄心３は、治具を用いてフレーム８ａの内周に嵌合され位置決めされる。そして、固定子鉄心３の各磁極に対向配置される永久磁石６、軸受５ａ，５ｂが取り付けられた回転軸５が、軸受５ｂの外周にブラケット８ｂの軸受ハウジング部を嵌合された状態で機内に挿入され、軸受５ａの外周をフレーム８ａの軸受ハウジング部で支持され、軸受５ｂの外周をブラケット８ｂの軸受ハウジング部で支持された状態に組み立てられた後、フレーム８ａの負荷側端部に設けたフランジにブラケット８ｂをボルトで固定して取り付けられて回転電機１００が完成する。
【００３５】
このような構成の回転電機においては、固定子鉄心３の磁極に巻回され引き出し線４ａが固定子鉄心３の一側端部から軸方向に導出する複数の固定子コイル４と、中央部に貫通穴７ａを有する絶縁性環状体であって、側面に開口を有し周方向に断続的に形成された円弧状の収納溝１３，１４，１５が径方向に複数設けられ、固定子コイル４の引き出し線４ａに近接して配置された接続導体ホルダ７と、接続導体ホルダ７の収納溝１３，１４，１５内に収納された収納部９ｄ，１０ｄ，１１ｄ及び収納部９ｄ，１０ｄ，１１ｄから接続導体ホルダ７の外径側に突出して設けられたコイル結線用端子部９ａ，１０ａ，１１ａを有する複数の接続導体９，１０，１１とを備え、コイル結線用端子部９ａ，１０ａ，１１ａは環状部９ｅ，１０ｅ，１１ｅを有し、環状部９ｅ，１０ｅ，１１ｅに固定子コイル４の引き出し線４ａを挿入されて、引き出し線４ａと接続されるので、引き出し線４ａと接続導体９，１０，１１との接続の際、作業中に引き出し線４ａがコイル結線用端子部９ａ，１０ａ，１１ａから外れてしまうことがなく、容易に圧着・加熱することができ作業性が向上する。
【００３６】
また、コイル結線用端子部９ａ，１０ａ，１１ａは、収納部９ｄ，１０ｄ，１１ｄから外径側に突出し折り返されて戻る線状の導線でなり、環状部９ｅ，１０ｅ，１１ｅは折り返された部分に形成され、コイル結線用端子部９ａ，１０ａ，１１ａの収納部側の基部においては、２本に並んだ導線が溶接されて接続されているので、容易に環状部９ｅ，１０ｅ，１１ｅを形成することができるとともに、材料取りでの歩留りを改善することができ、さらに材料が導線であるのでコストダウンをすることができる。
【００３７】
また、本実施の形態においては、収納溝１３，１４，１５の深さは、収納溝１３の深さが一番浅く、収納溝１４、収納溝１５の順に深さが深くされている。これは、３本の相別接続導体９，１０，１１間の絶縁距離を回転軸５の軸線方向にとるためである。このような構成とすることにより、接続導体ホルダ７を径方向に大きくする必要がなくなり、回転電機１００をコンパクトにすることができる。また、複数の収納溝１３，１４，１５を、接続導体ホルダの軸方向に各々深さを変えて形成することにより、相別接続導体９，１０，１１が、コイル結線用端子部９ａ，１０ａ，１１ａも含めて同一面内で形成されればよいこととなり、相別接続導体９，１０，１１の形状を簡素化することができる。
【００３８】
尚、本実施の形態においては、環状部９ｅ，１０ｅ，１１ｅは、コイル結線用端子部９ａ，１０ａ，１１ａの先端に形成されているが、必ずしも先端に限るものではない、すなわち、２本に並んだ導線の例えば中間部が膨らむように広げられて形成されてもよい。
【００３９】
また、本実施の形態においては、コイル結線用端子部９ａ，１０ａ，１１ａの基部が、２本に揃えて並んだ導線が広がらないようにティグ溶接されて接続されているが、２本に揃えて並んだ導線が広がらないようにする方法は、溶接に限られるものでなく、一例としては基部が捻られて接続されてもよい。または、別の部材で圧着してもよい。また、例えば収納溝の形状を工夫して、４個の収納部が形成する環の形状を崩れにくいものとすれば、基部の溶接は省略することができる可能性もある。
【００４０】
実施の形態２．
図１０はこの発明の実施の形態２の回転電機を示す接続導体ホルダの断面図である。図１１は図１０の接続導体ホルダを固定子と反対側から見た図である。図１２は図１０の接続導体ホルダを固定子側から見た図である。本実施の形態の接続導体ホルダ１６は、実施の形態１のものと概略同様の形状をなしている。すなわち、接続導体ホルダ１６は、絶縁性樹脂材で作製され、中央部に貫通穴１６ａを有し、概略円環状をなし、固定子１と反対側の第１の面には、３本の収納溝２１，２２，２３が形成されている。
【００４１】
一方、接続導体ホルダ７の固定子１側の第２の面には、周方向に同一円上に等間隔に円弧状の凸部３５が形成されている。凸部３５の中心側には所定の間隔をあけて全周にわたって内周壁３６が立設されている。
【００４２】
図１３は第１の収納溝２１に収納される第１の接続導体としての相別接続導体１７の正面図である。図１４は第２の収納溝２２に収納される第２の接続導体としての相別接続導体１８の正面図である。図１５は第３の収納溝２３に収納される第３の接続導体としての相別接続導体１９の正面図である。図１６は図１５のXVI-XVI線に沿う矢視断面図である。本実施の形態においては、相別接続導体１７，１８，１９が断面矩形の平角銅線によって作製されている。その他の構成は概略実施の形態１と同様である。すなわち、相別接続導体１７，１８，１９は、それぞれ、収納部１７ｄ，１８ｄ，１９ｄ、コイル結線用端子部１７ａ，１８ａ，１９ａ、環状部１７ｅ，１８ｅ，１９ｅ、電流印可部１７ｂ，１８ｂ，１９ｂ、及びティグ溶接部１７ｃ，１８ｃ，１９ｃを有している。また、図１６には、相別接続導体１９の電流印可部１９ｂの基部に設けられたティグ溶接部１９ｆが示されている。
【００４３】
図１７は接続導体ホルダ１６の固定子１側の第２の面に装着される第４の接続導体としての共通接続導体２０の正面図である。本実施の形態においては、共通接続導体２０も断面矩形の平角銅線によって作製されている。その他の構成は概略実施の形態１と同様である。すなわち、共通接続導体２０は、収納部２０ｄ、コイル結線用端子部２０ａ、環状部２０ｅ、２０ｃを有している。
【００４４】
本実施の形態の相別接続導体１７，１８，１９及び共通接続導体２０は、断面矩形の平角銅線によって作製されているので、接続導体ホルダ１６の軸線方向の高さＨ２を、実施の形態１の高さＨ１より低くすることができる。そのため、回転電機１００の軸線方向の長さを短くしてコンパクトにすることができる。実施の形態１の断面丸型の導線の直径をφＤとすると、本実施の形態の断面矩形の導線の高さはπ/４×φＤであり、約７８.５％の高さとすることができる。
【００４５】
実施の形態３．
図１８はこの発明の実施の形態３の回転電機を示す接続導体ホルダの断面図である。図１９は図１８の接続導体ホルダを固定子と反対側から見た図である。接続導体ホルダ２４は、絶縁性樹脂材で作製され、中央部に貫通穴２４ａを有し、概略円環状をなしている。接続導体ホルダ２４の固定子１と反対側の第１の面には、４本の収納溝２９，３０，３１，３２が形成されている。４本の収納溝２９，３０，３１，３２は、各々、側面側に開口を有し回転軸５の軸線方向に深さを有する概略同心円をなす溝である。各々の溝は、後で述べるコイル結線用端子部２５ａ，２６ａ，２７ａ，２８ａを外径方向に突出させるために外周壁を周方向に所定の間隔で分断され、結果的に断続的に連なる円弧状の溝とされている。
【００４６】
４本の収納溝２９，３０，３１，３２は、中心に近い収納溝２９の直径が一番小さく、収納溝３０、収納溝３１、収納溝３２の順に直径が大きくなっている。一方、収納溝２９，３０，３１の深さは同じ深さとされ、収納溝３２の深さが他の溝より若干深くされている。
【００４７】
図２０は第１の収納溝２９に収納される第１の接続導体としての相別接続導体２５の正面図である。相別接続導体２５は、長尺の１本の断面丸型の導線が折り曲げられて形成されている。そして、円弧状の収納部２５ｄと放射状に外径方向に突出するコイル結線用端子部２５ａとが交互に形成されている。円弧状の収納部２５ｄは４個が形成され全体で概略の環をなしている。そして、コイル結線用端子部２５ａは、９０度毎に４個が形成されている。そして、本実施の形態の円弧状の収納部２５ｄは、径方向につぶされて扁平形状とされている。すなわち、収納部２５ｄは、接続導体ホルダ２４の径方向に厚さの薄い帯状とされている。導線の最初の部分と最後の部分は、揃えられて、環をなす収納部２５ｄに対して直角方向、すなわち、回転軸５の軸線方向に折り曲げられて電流印可部２５ｂを形成している。
【００４８】
放射状に外径方向に突出するコイル結線用端子部２５ａは、上述の実施の形態１あるいは実施の形態２と同様に形成され、折り返された先端部に小径の環状部２５ｅが形成されている。コイル結線用端子部２５ａの基部においては、２本に揃えて並んだ導線が広がってしまうことのないようにティグ溶接されて接続されている。図中、黒点で示した部分がティグ溶接部２５ｃである。
【００４９】
図２１は第２の収納溝３０に収納される第２の接続導体としての相別接続導体２６の正面図である。図２２は第３の収納溝３０に収納される第３の接続導体としての相別接続導体２７の正面図である。図２３は図２２のXXIII-XXIII線に沿う矢視断面図である。相別接続導体２６，２７は、上述の相別接続導体２５と概略同様の形状をなし、コイル結線用端子部２６ａ，２７ａ、電流印可部２６ｂ，２７ｂ、ティグ溶接部２６ｃ，２７ｃ、収納部２６ｄ，２７ｄ、環状部２６ｅ，２７ｅが形成されている。収納部２６ｄ，２７ｄは、相別接続導体２５のものと同じように、接続導体ホルダ２４の径方向に厚さの薄い帯状とされている。相別接続導体２６の収納部２６ｄが形成する環の径は、相別接続導体２５のものより大きい。相別接続導体２７の収納部２７ｄが形成する環の径は、相別接続導体２６のものよりさらに大きい。相別接続導体２６のコイル結線用端子部２６ａは、相別接続導体２５のものより短い。相別接続導体２７のコイル結線用端子部２７ａは、相別接続導体２６のものよりさらに短い。また、図２３には、相別接続導体２７の電流印可部２７ｂの基部に設けられたティグ溶接部２７ｆが示されている。
【００５０】
図２４は第４の収納溝３１に収納される第４の接続導体としての共通接続導体２８の正面図である。共通接続導体２８は、長尺の１本の断面丸型の導線が折り曲げられて形成されている。そして、円弧状の収納部２８ｄと放射状に外径方向に突出するコイル結線用端子部２８ａとが交互に形成されている。円弧状の収納部２８ｄは全体で環状をなしている。コイル結線用端子部２８ａは、３０度毎に１２個が形成されている。そして、本実施の形態の円弧状の収納部２８ｄは、径方向につぶされて扁平形状とされている。すなわち、収納部２８ｄは、接続導体ホルダ２４の径方向に厚さの薄い帯状とされている。そして、他の実施の形態と同じように、環状部２８ｅ及びティグ溶接部２８ｃが形成されている。
【００５１】
図１８及び図１９に戻り、相別接続導体２５，２６，２７及び共通接続導体２８は、接続導体ホルダ２４の第１の面に形成された第１，第２，第３，第４の収納溝２９，３０，３１，３２に収納されている。そして、本実施の形態の相別接続導体２５，２６，２７及び共通接続導体２８は、円弧状の収納部２５ｄ，２６ｄ，２７ｄ，２８ｄを径方向につぶされて扁平形状とされている。そのため、本実施の形態の収納溝２９，３０，３１，３２は、径方向に薄く形成することができ、反対に各収納溝間の距離（側壁の厚さ）を大きくすることができ、各接続導体の絶縁距離を十分にとることができる。そのため、相別接続導体２５，２６，２７及び共通接続導体２８を軸線方向にずらして絶縁距離をとる必要が無くなり、概略同一の平面に配置することができ、接続導体ホルダ２４の軸線方向の高さＨ３を、さらに低くすることができる。
【００５２】
【発明の効果】
この発明に係る回転電機は、固定子鉄心の磁極に巻回され引き出し線が固定子鉄心の一側端部から軸方向に導出する複数の固定子コイルと、中央部に貫通穴を有する絶縁性環状体であって、側面に開口を有し周方向に断続的に形成された円弧状の収納溝が径方向に複数設けられ、固定子コイルの引き出し線に近接して配置された接続導体ホルダと、接続導体ホルダの収納溝内に収納された収納部及び収納部から接続導体ホルダの外径側に突出して設けられたコイル結線用端子部を有する複数の接続導体とを備え、コイル結線用端子部は環状部を有し、環状部に固定子コイルの引き出し線を挿入されて、引き出し線と接続される。そのため、引き出し線と接続導体との接続の際、作業中に引き出し線がコイル結線用端子部から外れてしまうことがなく、容易に圧着・加熱することができ作業性が向上する。
【００５３】
また、コイル結線用端子部は、収納部から外径側に突出し折り返されて戻る線状の導線でなり、環状部は折り返された部分に形成され、コイル結線用端子部の収納部側の基部においては、２本に並んだ導線が溶接されて接続されている。そのため、材料取りでの歩留りを改善することができるとともに、材料が導線であるのでコストダウンをすることができる。
【００５４】
また、複数の収納溝は、接続導体ホルダの軸方向に各々深さを変えて形成され、接続導体間の絶縁距離が設けられている。そのため、接続導体間の絶縁距離を設ける目的で接続導体ホルダを径方向に大きくする必要がなくなり、回転電機をコンパクトにすることができる。
【００５５】
また、接続導体は、同相の固定子コイルの引き出し線同士を接続する相別接続導体と、固定子コイルの電気的中性点につながる引き出し線に接続される共通接続導体とからなる。そのため、固定子コイルに所定の結線をする接続導体ホルダ全体の組み付けの作業性が向上するとともに、接続導体ホルダ全体のコストダウンをすることができる。
【００５６】
また、相別接続導体は、長尺の１本の導線が折り曲げられて形成され、円弧状の収納部と隣り合う収納部の間に放射状に折り返されてなるコイル結線用端子部とが形成され、始端部と終端部が固定子と反対側に突出するように折り曲げられて電流印可部が形成され、電流印可部の基部においては、２本に並んだ導体が溶接されて接続されている。そのため、相別接続導体を一般的な１本の導線を用いて所定の強度で作製することができ、コストダウンをすることができる。
【００５７】
また、接続導体は、断面丸型の導線である。そのため、材料が安価であり、さらにコストダウンをすることができる。
【００５８】
また、接続導体は、断面矩形の導線である。そのため、接続導体の軸線方向の高さを低くすることができ、それにより接続導体ホルダの軸線方向の高さを低くすることができ、回転電機をコンパクトにすることができる。
【００５９】
また、接続導体の収納部は、接続導体ホルダの径方向に厚さの薄い帯状である。そのため、接続導体を同一の平面に配置することができ、接続導体ホルダの軸線方向の高さをさらに低くすることができ、回転電機をコンパクトにすることができる。
【００６０】
さらに、溶接は、ティグ溶接である。そのため、溶接工程を作業性がよく、また安価なものとすることができ、コストダウンをすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１の回転電機を示す断面図である。
【図２】 接続導体ホルダの詳細を示す断面図である。
【図３】 図２の接続導体ホルダを固定子と反対側から見た図である。
【図４】 図２の接続導体ホルダを固定子側から見た図である。
【図５】 第１の収納溝に収納される第１の接続導体としての相別接続導体の正面図である。
【図６】 第２の収納溝に収納される第２の接続導体としての相別接続導体の正面図である。
【図７】 第３の収納溝に収納される第３の接続導体としての相別接続導体の正面図である。
【図８】 図７のVIII-VIII線に沿う矢視断面図である。
【図９】 接続導体ホルダの固定子側の第２の面に装着される第４の接続導体としての共通接続導体の正面図である。
【図１０】 この発明の実施の形態２の回転電機を示す接続導体ホルダの断面図である。
【図１１】 図１０の接続導体ホルダを固定子と反対側から見た図である。
【図１２】 図１０の接続導体ホルダを固定子側から見た図である。
【図１３】 第１の収納溝に収納される第１の接続導体としての相別接続導体の正面図である。
【図１４】 第２の収納溝に収納される第２の接続導体としての相別接続導体の正面図である。
【図１５】 第３の収納溝に収納される第３の接続導体としての相別接続導体の正面図である。
【図１６】 図１５のXVI-XVI線に沿う矢視断面図である。
【図１７】 接続導体ホルダの固定子側の第２の面に装着される第４の接続導体としての共通接続導体の正面図である。
【図１８】 この発明の実施の形態３の回転電機を示す接続導体ホルダの断面図である。
【図１９】 図１８の接続導体ホルダを固定子と反対側から見た図である。
【図２０】 第１の収納溝に収納される第１の接続導体としての相別接続導体の正面図である。
【図２１】 第２の収納溝に収納される第２の接続導体としての相別接続導体の正面図である。
【図２２】 第３の収納溝に収納される第３の接続導体としての相別接続導体の正面図である。
【図２３】 図２２のXXIII-XXIII線に沿う矢視断面図である。
【図２４】 第４の収納溝に収納される第４の接続導体としての共通接続導体の正面図である。
【図２５】 従来の回転電機を示す断面図である。
【図２６】 収納溝に収納される相別接続導体の整形工程前の形状を示す一部分の正面図である。
【図２７】 相別接続導体の正面図である。
【符号の説明】
１ 固定子、２ 回転子、３ 固定子鉄心、４ 固定子コイル、４ａ 引き出し線、５ 回転軸、６ 永久磁石（磁石）、７，１６、２４ 接続導体ホルダ、１３，１４，１５，２１，２２，２３，２９，３０，３１，３２ 収納溝、９，１０，１１，１７，１８，１９，２５，２６，２７ 相別接続導体（接続導体）、１２，２０，２８ 共通接続導体（接続導体）、９ａ，１０ａ，１１ａ，１２ａ，１７ａ，１８ａ，１９ａ，２０ａ，２５ａ，２６ａ，２７ａ，２８ａ コイル結線用端子部、９ｂ，１０ｂ，１１ｂ，１７ｂ，１８ｂ，１９ｂ，２５ｂ，２６ｂ，２７ｂ 電流印可部、９ｃ，１０ｃ，１１ｃ，１２ｃ，１７ｃ，１８ｃ，１９ｃ，２０ｃ，２５ｃ，２６ｃ，２７ｃ，２８ｃ 溶接部（ティグ溶接部）、９ｄ，１０ｄ，１１ｄ，１２ｄ，１７ｄ，１８ｄ，１９ｄ，２０ｄ，２５ｄ，２６ｄ，２７ｄ，２８ｄ 収納部、９ｅ，１０ｅ，１１ｅ，１２ｅ，１７ｅ，１８ｅ，１９ｅ，２０ｅ，２５ｅ，２６ｅ，２７ｅ，２８ｅ 環状部、１１ｆ，１９ｆ，２７ｆ 溶接部（ティグ溶接部）。
【発明の属する技術分野】
この発明は、固定子コイルの結線をする接続導体ホルダを備えた回転電機に関し、特に固定子コイルと接続導体ホルダとの結線作業を容易とし、また安価な接続導体ホルダとすることができる回転電機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２５は従来の回転電機を示す断面図である。図２５において、回転電機２００は、概略円筒状の固定子１０１と回転子１０２を有している。固定子１０１は、概略円筒状の固定子鉄心１０３と固定子鉄心１０３の磁極に巻回される固定子コイル１０４とを有している。一方、回転子１０２は回転軸１０５と回転軸１０５に固定された円柱状の永久磁石１０６とを有している。固定子鉄心１０３と永久磁石１０６とは、所定の間隙を開けて対向して配置されている。回転軸１０５は、軸受１０５ａ，１０５ｂによって回転自在に支持されている。
【０００３】
固定子コイル１０４は、結線用の引き出し線１０４ａを固定子鉄心１０３の一側端部から軸方向に真っ直ぐに複数本導出している。固定子コイル１０４の引き出し線１０４ａに近接して接続導体ホルダ１０７が配置されている。接続導体ホルダ１０７は、中央部に形成された貫通穴１０７ａに回転軸１０５を貫通させて配置されている。これらの構成要素は、フレーム１０８ａとこれにねじ止めされるブラケット１０８ｂ内に収納されている。
【０００４】
接続導体ホルダ１０７は、絶縁性樹脂材で作製され、概略円環状をなしている。接続導体ホルダ１０７の固定子１０１と反対側の側面には、４本の収納溝１１３，１１４，１１５，１１６が形成されている。４本の収納溝１１３，１１４，１１５，１１６は、各々、側面側に開口を有し回転軸１０５の軸線方向に深さを有する概略同心円をなす溝である。
【０００５】
収納溝１１３，１１４，１１５には、固定子コイル１０４のうち同相のコイルの引き出し線１０４ａ同士を接続する相別接続導体１０９，１１０，１１１が収納されている。また、収納溝１１６には、固定子コイル１０４の電気的中性点につながる引き出し線１０４ａに接続される共通接続導体１１２が収納されている。
【０００６】
図２６は収納溝１１３に収納される相別接続導体１０９の整形工程前の形状を示す一部分の正面図である。図２７は相別接続導体１０９の正面図である。相別接続導体１０９は、プレス機によって打ち抜かれた図２６に示される平板状の中間工程部材が図２７に示される形状に整形されて作製される。すなわち、図２６に示される形状から、まず、長手方向に円形に丸められて環部１０９ｄが形成され、その後、４個のコイル結線用端子部１０９ａが広げるように直角に折り曲げられて完成する。コイル結線用端子部１０９ａの先端にはＵ字状溝が形成されている。他の相別接続導体１１０，１１１及び共通接続導体１１２も、相別接続導体１０９と同様の手順で概略同様形状に作製される。
【０００７】
図２５に戻り、上述のように整形された相別接続導体１０９，１１０，１１１及び共通接続導体１１２は、収納溝１１３，１１４，１１５，１１６に図２５の上方側から軸線方向に挿入されて装着される。このとき、各々の接続導体から放射状に突出するコイル結線用端子部は、各々、重ならないように配置される。そして、相別接続導体１０９，１１０，１１１及び共通接続導体１１２は、固定子鉄心１０３の一側端部から軸方向に導出された引き出し線１０４ａに各々接続される。その際、各接続導体は、コイル結線用端子部の先端に形成されたＵ字状溝を引き出し線１０４ａに係合させて接続される。Ｕ字状溝と引き出し線１０４ａとは、引き出し線１０４ａをくわえ込んだＵ字状溝が圧着してつぶされた後、この部分が加熱されて溶かされ両者が接続される。このようにして、固定子コイル１０４に所定の結線が施される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような構成の従来の回転電機においては、引き出し線１０４ａと接続導体との接続の際、作業性が悪いので問題であった。すなわち、作業中にＵ字状溝から引き出し線１０４ａが外れることがあり、圧着しづらいので問題であった。また、図２６に示す形状の中間工程部材は、平板状の材料から打ち抜かれる工程において材料取りでの歩留りが悪くコストが増加するので問題であった。また、平板状の材料から打ち抜いたこの中間工程部材を図２７に示す形状に整形する際には、高い加工寸法精度が要求されるので問題であった。
【０００９】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、組付け作業の作業性を向上することができるとともに、材料取りでの歩留りを改善することができ、結果としてコストダウンをすることができる回転電機を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る回転電機は、固定子鉄心の磁極に巻回され引き出し線が固定子鉄心の一側端部から軸方向に導出する複数の固定子コイルと、中央部に貫通穴を有する絶縁性環状体であって、側面に開口を有し周方向に断続的に形成された円弧状の収納溝が径方向に複数設けられ、固定子コイルの引き出し線に近接して配置された接続導体ホルダと、接続導体ホルダの収納溝内に収納された収納部及び収納部から接続導体ホルダの外径側に突出して設けられたコイル結線用端子部を有する複数の接続導体とを備え、コイル結線用端子部は環状部を有し、環状部に固定子コイルの引き出し線を挿入されて、引き出し線と接続される。
【００１１】
また、コイル結線用端子部は、収納部から外径側に突出し折り返されて戻る線状の導線でなり、環状部は折り返された部分に形成され、コイル結線用端子部の収納部側の基部においては、２本に並んだ導線が溶接されて接続されている。
【００１２】
また、複数の収納溝は、接続導体ホルダの軸方向に各々深さを変えて形成され、接続導体間の絶縁距離が設けられている。
【００１３】
また、接続導体は、同相の固定子コイルの引き出し線同士を接続する相別接続導体と、固定子コイルの電気的中性点につながる引き出し線に接続される共通接続導体とからなる。
【００１４】
また、相別接続導体は、長尺の１本の導線が折り曲げられて形成され、円弧状の収納部と隣り合う収納部の間に放射状に折り返されてなるコイル結線用端子部とが形成され、始端部と終端部が固定子と反対側に突出するように折り曲げられて電流印可部が形成され、電流印可部の基部においては、２本に並んだ導体が溶接されて接続されている。
【００１５】
また、接続導体は、断面丸型の導線である。
【００１６】
また、接続導体は、断面矩形の導線である。
【００１７】
また、接続導体の収納部は、接続導体ホルダの径方向に厚さの薄い帯状である。
【００１８】
さらに、溶接は、ティグ溶接である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の回転電機を示す断面図である。図１において、回転電機１００は、概略円筒状の固定子１と固定子１の中央に配置された回転子２を有している。固定子１は、概略円筒状の固定子鉄心３と固定子鉄心３の磁極に巻回される３相の固定子コイル４とを有している。一方、回転子２は回転軸５と回転軸５に固定された円柱状の永久磁石６とを有している。固定子鉄心３と永久磁石６とは、所定の間隙を開けて対向して配置されている。回転軸５は、軸受５ａ，５ｂによって回転自在に支持されている。
【００２０】
固定子コイル４は、結線用の引き出し線４ａを固定子鉄心３の一側端部から軸方向に真っ直ぐに複数本導出している。引き出し線４ａは、各相に対して４本、さらに電気的中性点につながる引き出し線として１２本、合計で２４本の引き出し線４ａが同一円状に周方向に等間隔に並んで立設されている。固定子コイル４の引き出し線４ａに近接して接続導体ホルダ７が配置されている。接続導体ホルダ７は、中央部に形成された貫通穴７ａに回転軸５を貫通させて配置されている。上述したこれらの構成要素は、フレーム８ａとこれにねじ止めされるブラケット８ｂ内に収納されている。
【００２１】
図２は接続導体ホルダ７の詳細を示す断面図である。図３は図２の接続導体ホルダ７を固定子１と反対側から見た図である。図４は図２の接続導体ホルダ７を固定子１側から見た図である。接続導体ホルダ７は、絶縁性樹脂材で作製され、中央部に貫通穴７ａを有し、概略円環状をなしている。接続導体ホルダ７の固定子１と反対側の第１の面には、３本の収納溝１３，１４，１５が形成されている。３本の収納溝１３，１４，１５は、各々、側面側に開口を有し回転軸５の軸線方向に深さを有する概略同心円状の溝である。各々の溝は、後で述べるコイル結線用端子部９ａ，１０ａ，１１ａを外径方向に突出させる目的で外周壁を周方向に所定の間隔で分断され、結果的に断続的に連なる円弧状の溝とされている。
【００２２】
３本の収納溝１３，１４，１５は、中心に近い収納溝１３の直径が一番小さく、収納溝１４、収納溝１５の順にしだいに直径が大きくなっている。一方、収納溝１３，１４，１５の深さにおいては、収納溝１３の深さが一番浅く、収納溝１４、収納溝１５の順にしだいに深さが深くされている。
【００２３】
一方、第１の面と反対側、すなわち接続導体ホルダ７の固定子１側の第２の面には、周方向に等間隔に円弧状の凸部３３が形成されている。また、所定の間隔をあけて凸部３３の中心側には全周にわたって内周壁３４が立設されている。
【００２４】
図５は第１の収納溝１３に収納される第１の接続導体としての相別接続導体９の正面図である。相別接続導体９は、一般的で容易に入手可能な１本の断面丸型の導線が所定の形状に折り曲げられて形成されている。そして、円弧状の収納部９ｄと放射状に外径方向に突出するコイル結線用端子部９ａとが交互に形成されている。円弧状の収納部９ｄは４個が形成され全体で概略の環をなしている。一方、コイル結線用端子部９ａは、９０度毎に４個が形成されている。また、導線の最初の部分と最後の部分は、２本が揃えられて、環をなす収納部９ｄに対して直角方向、すなわち、回転軸５の軸線方向に折り曲げられて電流印可部９ｂを形成している。
【００２５】
放射状に外径方向に突出するコイル結線用端子部９ａは、収納部９ｄから外径側に突出するように概略９０度曲げられて先端において１８０度曲げられ、すなわち元の方向に折り返されて戻る導線でなり、折り返された先端部には、小径の環状部９ｅが形成されている。コイル結線用端子部９ａの基部においては、２本に揃えて並んだ導線が広がってしまうことのないようにティグ（ＴＩＧ）溶接されて接続されている。図中、黒点で示した部分がティグ溶接部９ｃである。ティグ溶接部９ｃが接続されることにより、４個の収納部９ｄがなす環の形状が崩れにくいものとなり、また、コイル結線用端子部９ａの形状が崩れることも防止される。一般的にティグ溶接は、作業性がよく、また安価である。
【００２６】
図６は第２の収納溝１４に収納される第２の接続導体としての相別接続導体１０の正面図である。相別接続導体１０は、上述の相別接続導体９と概略同様の形状をなし、コイル結線用端子部１０ａ、電流印可部１０ｂ、ティグ溶接部１０ｃ、収納部１０ｄ、環状部１０ｅが形成されている。４個の収納部１０ｄが形成する環の径は、相別接続導体９のものより大きい。一方、放射状に外径方向に突出するコイル結線用端子部１０ａは、相別接続導体９のものより短い。
【００２７】
図７は第３の収納溝１５に収納される第３の接続導体としての相別接続導体１１の正面図である。図８は図７のVIII-VIII線に沿う矢視断面図である。相別接続導体１１も、上述の相別接続導体９と概略同様の形状をなし、コイル結線用端子部１１ａ、電流印可部１１ｂ、ティグ溶接部１１ｃ、収納部１１ｄ、環状部１１ｅが形成されている。４個の収納部１１ｄが形成する環の径は、相別接続導体１０のものよりさらに大きい。放射状に外径方向に突出するコイル結線用端子部１１ａは、相別接続導体１０のものよりさらに短い。
【００２８】
図８によく示されるように、相別接続導体１１を形成する導線の最初の部分と最後の部分も、上述の２つの相別接続導体９，１０と同じように環をなす収納部９ｄに対して直角方向、すなわち、回転軸５の軸線方向に折り曲げられて電流印可部１１ｂを形成している。電流印可部１１ｂの基部においては、２本に揃えて並んだ導線が広がらないようにティグ溶接されて接続されている。図中、黒点で示した部分がティグ溶接部１１ｆである。
尚、上述の２つの相別接続導体９，１０においても、電流印可部９ｂ，１０ｂの基部は、２本に揃えて並んだ導線が広がらないようにティグ溶接されて接続されている。電流印可部９ｂ，１０ｂ，１１ｂの基部が溶接されることにより、４個の収納部９ｄが形成する環の形状が崩れにくいものとなり、また、電流印可部９ｂ，１０ｂ，１１ｂの形状が崩れることが防止される。
【００２９】
図９は接続導体ホルダ７の固定子１側の第２の面に装着される第４の接続導体としての共通接続導体１２の正面図である。共通接続導体１２は、相別接続導体と同様に、長尺の１本の断面丸型の導線が折り曲げられて形成されている。そして、円弧状の収納部１２ｄと放射状に外径方向に突出するコイル結線用端子部１２ａとが交互に形成されている。円弧状の収納部１２ｄは全体で環をなしている。コイル結線用端子部１２ａは、３０度毎に１２個が形成されている。
【００３０】
放射状に外径方向に突出するコイル結線用端子部１２ａは、収納部１２ｄから外径側に突出するように曲げられてそして元の方向に折り返されて戻る導線でなり、折り返された先端部に小径の環状部１２ｅが形成されている。コイル結線用端子部１２ａの収納部１２ｄ側の基部においては、２本に揃えて並んだ導線が広がらないようにティグ溶接されて接続されている。図中、黒点で示した部分がティグ溶接部１２ｃである。
【００３１】
図２から図４に戻り、相別接続導体９，１０，１１は、接続導体ホルダ７の第１の面に形成された第１，第２，第３の収納溝１３，１４，１５に収納されている。相別接続導体９，１０，１１の各々のコイル結線用端子部９ａ，１０ａ，１１ａは、収納溝の分断部から外径方向に放射状に突出している。一方、共通接続導体１２は、接続導体ホルダ７の第２の面に形成された凸部３３と内周壁３４との間にスプリングバックを利用して固定されている。そして、共通接続導体１２のコイル結線用端子部１２ａは、隣接する２つの凸部３３の間から外径方向に放射状に突出している。相別接続導体９，１０，１１及び共通接続導体１２のコイル結線用端子部９ａ，１０ａ，１１ａ，１２ａは、各々軸線方向に重ならないように接続導体ホルダ７から外径方向に放射状に突出している。そして、各々のコイル結線用端子部９ａ，１０ａ，１１ａ，１２ａの先端に形成された環状部９ｅ，１０ｅ，１１ｅ，１２ｅは、中心軸から同一の距離に周方向に等間隔に位置されている。
【００３２】
図１に戻り、環状部９ｅ，１０ｅ，１１ｅ，１２ｅは、固定子鉄心３の一側端部から軸方向に導出する引き出し線４ａを各々貫通させてこれと接続されている。このように接続されることにより、相別接続導体９，１０，１１は、同相の固定子コイル４の引き出し線４ａ同士を接続している。一方、共通接続導体１２は、固定子コイル４の電気的中性点につながる引き出し線４ａに接続されている。
【００３３】
ここで、回転電機１００の組み立て手順を簡単に説明する。まず、図２から図４の状態に組み立てられた接続導体ホルダ７、相別接続導体９，１０，１１及び共通接続導体１２が、固定子コイル４の引き出し線４ａに近接して固定子コイル４の所定の位置に固定される。その際、各固定子コイル４の引き出し線４ａが対応するそれぞれの環状部９ｅ，１０ｅ，１１ｅ，１２ｅに挿入され、環状部９ｅ，１０ｅ，１１ｅ，１２ｅが圧着されてつぶされた後、この部分が加熱されて溶かされ両者が接続される。本実施の形態においては、コイル結線用端子部９ａ，１０ａ，１１ａ，１２ａは、全て接続導体ホルダ７の外径側に突出して設けられるので、接続工具類の挿入や操作がし易く、結線作業を容易に行えて信頼性の高い接続部が得られる。
【００３４】
このようにして固定子コイル４の結線を終えた固定子鉄心３は、治具を用いてフレーム８ａの内周に嵌合され位置決めされる。そして、固定子鉄心３の各磁極に対向配置される永久磁石６、軸受５ａ，５ｂが取り付けられた回転軸５が、軸受５ｂの外周にブラケット８ｂの軸受ハウジング部を嵌合された状態で機内に挿入され、軸受５ａの外周をフレーム８ａの軸受ハウジング部で支持され、軸受５ｂの外周をブラケット８ｂの軸受ハウジング部で支持された状態に組み立てられた後、フレーム８ａの負荷側端部に設けたフランジにブラケット８ｂをボルトで固定して取り付けられて回転電機１００が完成する。
【００３５】
このような構成の回転電機においては、固定子鉄心３の磁極に巻回され引き出し線４ａが固定子鉄心３の一側端部から軸方向に導出する複数の固定子コイル４と、中央部に貫通穴７ａを有する絶縁性環状体であって、側面に開口を有し周方向に断続的に形成された円弧状の収納溝１３，１４，１５が径方向に複数設けられ、固定子コイル４の引き出し線４ａに近接して配置された接続導体ホルダ７と、接続導体ホルダ７の収納溝１３，１４，１５内に収納された収納部９ｄ，１０ｄ，１１ｄ及び収納部９ｄ，１０ｄ，１１ｄから接続導体ホルダ７の外径側に突出して設けられたコイル結線用端子部９ａ，１０ａ，１１ａを有する複数の接続導体９，１０，１１とを備え、コイル結線用端子部９ａ，１０ａ，１１ａは環状部９ｅ，１０ｅ，１１ｅを有し、環状部９ｅ，１０ｅ，１１ｅに固定子コイル４の引き出し線４ａを挿入されて、引き出し線４ａと接続されるので、引き出し線４ａと接続導体９，１０，１１との接続の際、作業中に引き出し線４ａがコイル結線用端子部９ａ，１０ａ，１１ａから外れてしまうことがなく、容易に圧着・加熱することができ作業性が向上する。
【００３６】
また、コイル結線用端子部９ａ，１０ａ，１１ａは、収納部９ｄ，１０ｄ，１１ｄから外径側に突出し折り返されて戻る線状の導線でなり、環状部９ｅ，１０ｅ，１１ｅは折り返された部分に形成され、コイル結線用端子部９ａ，１０ａ，１１ａの収納部側の基部においては、２本に並んだ導線が溶接されて接続されているので、容易に環状部９ｅ，１０ｅ，１１ｅを形成することができるとともに、材料取りでの歩留りを改善することができ、さらに材料が導線であるのでコストダウンをすることができる。
【００３７】
また、本実施の形態においては、収納溝１３，１４，１５の深さは、収納溝１３の深さが一番浅く、収納溝１４、収納溝１５の順に深さが深くされている。これは、３本の相別接続導体９，１０，１１間の絶縁距離を回転軸５の軸線方向にとるためである。このような構成とすることにより、接続導体ホルダ７を径方向に大きくする必要がなくなり、回転電機１００をコンパクトにすることができる。また、複数の収納溝１３，１４，１５を、接続導体ホルダの軸方向に各々深さを変えて形成することにより、相別接続導体９，１０，１１が、コイル結線用端子部９ａ，１０ａ，１１ａも含めて同一面内で形成されればよいこととなり、相別接続導体９，１０，１１の形状を簡素化することができる。
【００３８】
尚、本実施の形態においては、環状部９ｅ，１０ｅ，１１ｅは、コイル結線用端子部９ａ，１０ａ，１１ａの先端に形成されているが、必ずしも先端に限るものではない、すなわち、２本に並んだ導線の例えば中間部が膨らむように広げられて形成されてもよい。
【００３９】
また、本実施の形態においては、コイル結線用端子部９ａ，１０ａ，１１ａの基部が、２本に揃えて並んだ導線が広がらないようにティグ溶接されて接続されているが、２本に揃えて並んだ導線が広がらないようにする方法は、溶接に限られるものでなく、一例としては基部が捻られて接続されてもよい。または、別の部材で圧着してもよい。また、例えば収納溝の形状を工夫して、４個の収納部が形成する環の形状を崩れにくいものとすれば、基部の溶接は省略することができる可能性もある。
【００４０】
実施の形態２．
図１０はこの発明の実施の形態２の回転電機を示す接続導体ホルダの断面図である。図１１は図１０の接続導体ホルダを固定子と反対側から見た図である。図１２は図１０の接続導体ホルダを固定子側から見た図である。本実施の形態の接続導体ホルダ１６は、実施の形態１のものと概略同様の形状をなしている。すなわち、接続導体ホルダ１６は、絶縁性樹脂材で作製され、中央部に貫通穴１６ａを有し、概略円環状をなし、固定子１と反対側の第１の面には、３本の収納溝２１，２２，２３が形成されている。
【００４１】
一方、接続導体ホルダ７の固定子１側の第２の面には、周方向に同一円上に等間隔に円弧状の凸部３５が形成されている。凸部３５の中心側には所定の間隔をあけて全周にわたって内周壁３６が立設されている。
【００４２】
図１３は第１の収納溝２１に収納される第１の接続導体としての相別接続導体１７の正面図である。図１４は第２の収納溝２２に収納される第２の接続導体としての相別接続導体１８の正面図である。図１５は第３の収納溝２３に収納される第３の接続導体としての相別接続導体１９の正面図である。図１６は図１５のXVI-XVI線に沿う矢視断面図である。本実施の形態においては、相別接続導体１７，１８，１９が断面矩形の平角銅線によって作製されている。その他の構成は概略実施の形態１と同様である。すなわち、相別接続導体１７，１８，１９は、それぞれ、収納部１７ｄ，１８ｄ，１９ｄ、コイル結線用端子部１７ａ，１８ａ，１９ａ、環状部１７ｅ，１８ｅ，１９ｅ、電流印可部１７ｂ，１８ｂ，１９ｂ、及びティグ溶接部１７ｃ，１８ｃ，１９ｃを有している。また、図１６には、相別接続導体１９の電流印可部１９ｂの基部に設けられたティグ溶接部１９ｆが示されている。
【００４３】
図１７は接続導体ホルダ１６の固定子１側の第２の面に装着される第４の接続導体としての共通接続導体２０の正面図である。本実施の形態においては、共通接続導体２０も断面矩形の平角銅線によって作製されている。その他の構成は概略実施の形態１と同様である。すなわち、共通接続導体２０は、収納部２０ｄ、コイル結線用端子部２０ａ、環状部２０ｅ、２０ｃを有している。
【００４４】
本実施の形態の相別接続導体１７，１８，１９及び共通接続導体２０は、断面矩形の平角銅線によって作製されているので、接続導体ホルダ１６の軸線方向の高さＨ２を、実施の形態１の高さＨ１より低くすることができる。そのため、回転電機１００の軸線方向の長さを短くしてコンパクトにすることができる。実施の形態１の断面丸型の導線の直径をφＤとすると、本実施の形態の断面矩形の導線の高さはπ/４×φＤであり、約７８.５％の高さとすることができる。
【００４５】
実施の形態３．
図１８はこの発明の実施の形態３の回転電機を示す接続導体ホルダの断面図である。図１９は図１８の接続導体ホルダを固定子と反対側から見た図である。接続導体ホルダ２４は、絶縁性樹脂材で作製され、中央部に貫通穴２４ａを有し、概略円環状をなしている。接続導体ホルダ２４の固定子１と反対側の第１の面には、４本の収納溝２９，３０，３１，３２が形成されている。４本の収納溝２９，３０，３１，３２は、各々、側面側に開口を有し回転軸５の軸線方向に深さを有する概略同心円をなす溝である。各々の溝は、後で述べるコイル結線用端子部２５ａ，２６ａ，２７ａ，２８ａを外径方向に突出させるために外周壁を周方向に所定の間隔で分断され、結果的に断続的に連なる円弧状の溝とされている。
【００４６】
４本の収納溝２９，３０，３１，３２は、中心に近い収納溝２９の直径が一番小さく、収納溝３０、収納溝３１、収納溝３２の順に直径が大きくなっている。一方、収納溝２９，３０，３１の深さは同じ深さとされ、収納溝３２の深さが他の溝より若干深くされている。
【００４７】
図２０は第１の収納溝２９に収納される第１の接続導体としての相別接続導体２５の正面図である。相別接続導体２５は、長尺の１本の断面丸型の導線が折り曲げられて形成されている。そして、円弧状の収納部２５ｄと放射状に外径方向に突出するコイル結線用端子部２５ａとが交互に形成されている。円弧状の収納部２５ｄは４個が形成され全体で概略の環をなしている。そして、コイル結線用端子部２５ａは、９０度毎に４個が形成されている。そして、本実施の形態の円弧状の収納部２５ｄは、径方向につぶされて扁平形状とされている。すなわち、収納部２５ｄは、接続導体ホルダ２４の径方向に厚さの薄い帯状とされている。導線の最初の部分と最後の部分は、揃えられて、環をなす収納部２５ｄに対して直角方向、すなわち、回転軸５の軸線方向に折り曲げられて電流印可部２５ｂを形成している。
【００４８】
放射状に外径方向に突出するコイル結線用端子部２５ａは、上述の実施の形態１あるいは実施の形態２と同様に形成され、折り返された先端部に小径の環状部２５ｅが形成されている。コイル結線用端子部２５ａの基部においては、２本に揃えて並んだ導線が広がってしまうことのないようにティグ溶接されて接続されている。図中、黒点で示した部分がティグ溶接部２５ｃである。
【００４９】
図２１は第２の収納溝３０に収納される第２の接続導体としての相別接続導体２６の正面図である。図２２は第３の収納溝３０に収納される第３の接続導体としての相別接続導体２７の正面図である。図２３は図２２のXXIII-XXIII線に沿う矢視断面図である。相別接続導体２６，２７は、上述の相別接続導体２５と概略同様の形状をなし、コイル結線用端子部２６ａ，２７ａ、電流印可部２６ｂ，２７ｂ、ティグ溶接部２６ｃ，２７ｃ、収納部２６ｄ，２７ｄ、環状部２６ｅ，２７ｅが形成されている。収納部２６ｄ，２７ｄは、相別接続導体２５のものと同じように、接続導体ホルダ２４の径方向に厚さの薄い帯状とされている。相別接続導体２６の収納部２６ｄが形成する環の径は、相別接続導体２５のものより大きい。相別接続導体２７の収納部２７ｄが形成する環の径は、相別接続導体２６のものよりさらに大きい。相別接続導体２６のコイル結線用端子部２６ａは、相別接続導体２５のものより短い。相別接続導体２７のコイル結線用端子部２７ａは、相別接続導体２６のものよりさらに短い。また、図２３には、相別接続導体２７の電流印可部２７ｂの基部に設けられたティグ溶接部２７ｆが示されている。
【００５０】
図２４は第４の収納溝３１に収納される第４の接続導体としての共通接続導体２８の正面図である。共通接続導体２８は、長尺の１本の断面丸型の導線が折り曲げられて形成されている。そして、円弧状の収納部２８ｄと放射状に外径方向に突出するコイル結線用端子部２８ａとが交互に形成されている。円弧状の収納部２８ｄは全体で環状をなしている。コイル結線用端子部２８ａは、３０度毎に１２個が形成されている。そして、本実施の形態の円弧状の収納部２８ｄは、径方向につぶされて扁平形状とされている。すなわち、収納部２８ｄは、接続導体ホルダ２４の径方向に厚さの薄い帯状とされている。そして、他の実施の形態と同じように、環状部２８ｅ及びティグ溶接部２８ｃが形成されている。
【００５１】
図１８及び図１９に戻り、相別接続導体２５，２６，２７及び共通接続導体２８は、接続導体ホルダ２４の第１の面に形成された第１，第２，第３，第４の収納溝２９，３０，３１，３２に収納されている。そして、本実施の形態の相別接続導体２５，２６，２７及び共通接続導体２８は、円弧状の収納部２５ｄ，２６ｄ，２７ｄ，２８ｄを径方向につぶされて扁平形状とされている。そのため、本実施の形態の収納溝２９，３０，３１，３２は、径方向に薄く形成することができ、反対に各収納溝間の距離（側壁の厚さ）を大きくすることができ、各接続導体の絶縁距離を十分にとることができる。そのため、相別接続導体２５，２６，２７及び共通接続導体２８を軸線方向にずらして絶縁距離をとる必要が無くなり、概略同一の平面に配置することができ、接続導体ホルダ２４の軸線方向の高さＨ３を、さらに低くすることができる。
【００５２】
【発明の効果】
この発明に係る回転電機は、固定子鉄心の磁極に巻回され引き出し線が固定子鉄心の一側端部から軸方向に導出する複数の固定子コイルと、中央部に貫通穴を有する絶縁性環状体であって、側面に開口を有し周方向に断続的に形成された円弧状の収納溝が径方向に複数設けられ、固定子コイルの引き出し線に近接して配置された接続導体ホルダと、接続導体ホルダの収納溝内に収納された収納部及び収納部から接続導体ホルダの外径側に突出して設けられたコイル結線用端子部を有する複数の接続導体とを備え、コイル結線用端子部は環状部を有し、環状部に固定子コイルの引き出し線を挿入されて、引き出し線と接続される。そのため、引き出し線と接続導体との接続の際、作業中に引き出し線がコイル結線用端子部から外れてしまうことがなく、容易に圧着・加熱することができ作業性が向上する。
【００５３】
また、コイル結線用端子部は、収納部から外径側に突出し折り返されて戻る線状の導線でなり、環状部は折り返された部分に形成され、コイル結線用端子部の収納部側の基部においては、２本に並んだ導線が溶接されて接続されている。そのため、材料取りでの歩留りを改善することができるとともに、材料が導線であるのでコストダウンをすることができる。
【００５４】
また、複数の収納溝は、接続導体ホルダの軸方向に各々深さを変えて形成され、接続導体間の絶縁距離が設けられている。そのため、接続導体間の絶縁距離を設ける目的で接続導体ホルダを径方向に大きくする必要がなくなり、回転電機をコンパクトにすることができる。
【００５５】
また、接続導体は、同相の固定子コイルの引き出し線同士を接続する相別接続導体と、固定子コイルの電気的中性点につながる引き出し線に接続される共通接続導体とからなる。そのため、固定子コイルに所定の結線をする接続導体ホルダ全体の組み付けの作業性が向上するとともに、接続導体ホルダ全体のコストダウンをすることができる。
【００５６】
また、相別接続導体は、長尺の１本の導線が折り曲げられて形成され、円弧状の収納部と隣り合う収納部の間に放射状に折り返されてなるコイル結線用端子部とが形成され、始端部と終端部が固定子と反対側に突出するように折り曲げられて電流印可部が形成され、電流印可部の基部においては、２本に並んだ導体が溶接されて接続されている。そのため、相別接続導体を一般的な１本の導線を用いて所定の強度で作製することができ、コストダウンをすることができる。
【００５７】
また、接続導体は、断面丸型の導線である。そのため、材料が安価であり、さらにコストダウンをすることができる。
【００５８】
また、接続導体は、断面矩形の導線である。そのため、接続導体の軸線方向の高さを低くすることができ、それにより接続導体ホルダの軸線方向の高さを低くすることができ、回転電機をコンパクトにすることができる。
【００５９】
また、接続導体の収納部は、接続導体ホルダの径方向に厚さの薄い帯状である。そのため、接続導体を同一の平面に配置することができ、接続導体ホルダの軸線方向の高さをさらに低くすることができ、回転電機をコンパクトにすることができる。
【００６０】
さらに、溶接は、ティグ溶接である。そのため、溶接工程を作業性がよく、また安価なものとすることができ、コストダウンをすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１の回転電機を示す断面図である。
【図２】 接続導体ホルダの詳細を示す断面図である。
【図３】 図２の接続導体ホルダを固定子と反対側から見た図である。
【図４】 図２の接続導体ホルダを固定子側から見た図である。
【図５】 第１の収納溝に収納される第１の接続導体としての相別接続導体の正面図である。
【図６】 第２の収納溝に収納される第２の接続導体としての相別接続導体の正面図である。
【図７】 第３の収納溝に収納される第３の接続導体としての相別接続導体の正面図である。
【図８】 図７のVIII-VIII線に沿う矢視断面図である。
【図９】 接続導体ホルダの固定子側の第２の面に装着される第４の接続導体としての共通接続導体の正面図である。
【図１０】 この発明の実施の形態２の回転電機を示す接続導体ホルダの断面図である。
【図１１】 図１０の接続導体ホルダを固定子と反対側から見た図である。
【図１２】 図１０の接続導体ホルダを固定子側から見た図である。
【図１３】 第１の収納溝に収納される第１の接続導体としての相別接続導体の正面図である。
【図１４】 第２の収納溝に収納される第２の接続導体としての相別接続導体の正面図である。
【図１５】 第３の収納溝に収納される第３の接続導体としての相別接続導体の正面図である。
【図１６】 図１５のXVI-XVI線に沿う矢視断面図である。
【図１７】 接続導体ホルダの固定子側の第２の面に装着される第４の接続導体としての共通接続導体の正面図である。
【図１８】 この発明の実施の形態３の回転電機を示す接続導体ホルダの断面図である。
【図１９】 図１８の接続導体ホルダを固定子と反対側から見た図である。
【図２０】 第１の収納溝に収納される第１の接続導体としての相別接続導体の正面図である。
【図２１】 第２の収納溝に収納される第２の接続導体としての相別接続導体の正面図である。
【図２２】 第３の収納溝に収納される第３の接続導体としての相別接続導体の正面図である。
【図２３】 図２２のXXIII-XXIII線に沿う矢視断面図である。
【図２４】 第４の収納溝に収納される第４の接続導体としての共通接続導体の正面図である。
【図２５】 従来の回転電機を示す断面図である。
【図２６】 収納溝に収納される相別接続導体の整形工程前の形状を示す一部分の正面図である。
【図２７】 相別接続導体の正面図である。
【符号の説明】
１ 固定子、２ 回転子、３ 固定子鉄心、４ 固定子コイル、４ａ 引き出し線、５ 回転軸、６ 永久磁石（磁石）、７，１６、２４ 接続導体ホルダ、１３，１４，１５，２１，２２，２３，２９，３０，３１，３２ 収納溝、９，１０，１１，１７，１８，１９，２５，２６，２７ 相別接続導体（接続導体）、１２，２０，２８ 共通接続導体（接続導体）、９ａ，１０ａ，１１ａ，１２ａ，１７ａ，１８ａ，１９ａ，２０ａ，２５ａ，２６ａ，２７ａ，２８ａ コイル結線用端子部、９ｂ，１０ｂ，１１ｂ，１７ｂ，１８ｂ，１９ｂ，２５ｂ，２６ｂ，２７ｂ 電流印可部、９ｃ，１０ｃ，１１ｃ，１２ｃ，１７ｃ，１８ｃ，１９ｃ，２０ｃ，２５ｃ，２６ｃ，２７ｃ，２８ｃ 溶接部（ティグ溶接部）、９ｄ，１０ｄ，１１ｄ，１２ｄ，１７ｄ，１８ｄ，１９ｄ，２０ｄ，２５ｄ，２６ｄ，２７ｄ，２８ｄ 収納部、９ｅ，１０ｅ，１１ｅ，１２ｅ，１７ｅ，１８ｅ，１９ｅ，２０ｅ，２５ｅ，２６ｅ，２７ｅ，２８ｅ 環状部、１１ｆ，１９ｆ，２７ｆ 溶接部（ティグ溶接部）。
Claims (8)
- 固定子鉄心の磁極に巻回され引き出し線が前記固定子鉄心の一側端部から軸方向に導出する複数の固定子コイルと、
中央部に貫通穴を有する絶縁性環状体であって、側面に開口を有し周方向に断続的に形成された円弧状の収納溝が径方向に複数設けられ、前記固定子コイルの前記引き出し線に近接して配置された接続導体ホルダと、
前記接続導体ホルダの前記収納溝内に収納された収納部及び該収納部から前記接続導体ホルダの外径側に突出して設けられたコイル結線用端子部を有する複数の接続導体とを備え、
前記コイル結線用端子部は環状部を有し、該環状部に前記前記固定子コイルの前記引き出し線を挿入されて、該引き出し線と接続され、
複数の前記収納溝は、前記接続導体ホルダの軸方向に各々深さを変えて形成され、前記接続導体間の絶縁距離が設けられている
ことを特徴とする回転電機。 - 前記コイル結線用端子部は、前記収納部から外径側に突出し折り返されて戻る線状の導線でなり、前記環状部は該折り返された部分に形成され、該コイル結線用端子部の前記収納部側の基部においては、２本に並んだ前記導線が溶接されて接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機。 - 前記接続導体は、同相の前記固定子コイルの引き出し線同士を接続する相別接続導体と、前記固定子コイルの電気的中性点につながる引き出し線に接続される共通接続導体とからなる
ことを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機。 - 前記相別接続導体は、長尺の１本の前記導線が折り曲げられて形成され、円弧状の前記収納部と隣り合う該収納部の間に放射状に折り返されてなる前記コイル結線用端子部とが形成され、始端部と終端部が前記固定子と反対側に突出するように折り曲げられて電流印可部が形成され、前記電流印可部の基部においては、２本に並んだ前記導体が溶接されて接続されている
ことを特徴とする請求項３に記載の回転電機。 - 前記接続導体は、断面丸型の導線である
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の回転電機。 - 前記接続導体は、断面矩形の導線である
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の回転電機。 - 前記接続導体の前記収納部は、前記接続導体ホルダの径方向に厚さの薄い帯状である
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の回転電機。 - 前記溶接は、ティグ溶接である
ことを特徴とする請求項２または４に記載の回転電機。
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