JP5181627B2 - 回転電機および回転電機の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、回転電機および回転電機の製造方法に関する。

従来から、複数のコイルが装着された回転電機において、コイル巻線を接続する際の作業の容易性等が図られた回転電機が各種提案されている。

たとえば、特開平１１−１８３４５号公報に記載された回転電機は、円板状の結線板を備え、この結線板を介して、固定子巻線の巻き始め端と、巻き終わり端とが接続されている。

特開２００５−１６０１４３号公報に記載された回転電機の固定子は、回転電機の回転軸に平行な方向に延びる複数のスロットを有するステータコアと、コイルとを備えている。コイルは、積層枚数の平板導体で形成された積層平板導体によって構成されている。積層平板導体は、ステータコアに巻着可能に開いた開放端部を有し、積層平板導体は、ステータコアのスロットに挿入され、積層平板導体の開放端部を閉じることでコイルが形成されている。そして、コイル端部の各々は、渡り部材により接続される。
特開平１１−１８３４５号公報 特開２００５−１６０１４３号公報

近年、回転電機が搭載されるハイブリッド車両や電気自動車においては、搭載空間が制限されているため、回転電機のコンパクト化が要請されている。その一方で、特開平１１−１８３４５号公報に記載された回転電機においては、結線板を備える必要が生じ、回転電機が大型化してしまうという問題が生じる。

さらに、特開２００５−１６０１４３号公報に記載された回転電機においては、コイルとステータティースとの間でガタなどの隙間が生じており、これにより、各コイルが位置ずれして、各コイルの端部が位置ずれし、渡り線で各端部を接続することが困難な場合がある。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、回転電機の容積をコンパクトに抑えることができ、各コイル端部の接続の容易化が図られた回転電機および回転電機の製造方法を提供する。

本発明に係る回転電機は、ステータコア、該ステータコアに装着された絶縁部材、および絶縁部材を介してステータコアに装着された複数のコイルを含む環状のステータと、コイル同士を接続する接続配線と、接続配線を保持可能とされた絶縁性の保持部材とを備え、保持部材は、絶縁部材およびステータコアと別体とされ、絶縁部材およびステータコアに対して相対移動可能な状態で接続配線を受け入れ可能とされる。上記保持部材は、コイルと係合すると共に、コイルと共に変位可能に設けられる。上記保持部材の上面には接続配線を受け入れ可能な溝部が形成される。

好ましくは、上記続配線は、ステータの中心軸方向に位置するコイルの一方の軸方向端面上に配設されると共に、保持部材は、コイルの一方の軸方向端面上に設けられる。

好ましくは、上記保持部材は、ステータの中心軸方向に向けて延びる突起部を含む。好ましくは、上記突起部は、コイルに対してステータの径方向から当接するように配設される。上記突起部は、該突起部の先端部に環状に形成されたコイルの内周面と係合可能な爪部を含む。

好ましくは、上記保持部材は、ステータの中心軸方向に向けて延びる突起部を含む。上記突起部は、コイルに対してステータの径方向から当接するように配設される。上記コイルは、コイル線を巻回すると共に順次積層することで形成され、突起部は、コイル線間に挿入され、コイル線によって挟持される。

好ましくは、上記保持部材は、ステータの中心軸方向に向けて延びる突起部を含む。上記突起部は、コイルに対してステータの径方向から当接するように配設される。上記ステータコアは、ステータの周方向に延びるヨーク部と、該ヨーク部から突出し、ステータの周方向に間隔を隔てて設けられた複数のステータティースとを含む。そして、上記絶縁部材は、ヨーク部の周面に沿って延びると共に、ヨーク部の周面と当接する絶縁壁部を含む。そして、上記突起部は、ステータの径方向に位置する径方向端面のうち、ステータ側に位置する一方の径方向端面と、絶縁壁部とによって挟持される。

好ましくは、上記コイルは、延在方向に対して垂直な断面形状が方形形状とされたコイル線を巻回すると共に順次積層して形成される。好ましくは、上記コイルを構成するコイル線の一方の端部は、ステータの径方向に位置するコイルの一方の径方向端面に位置し、コイル線の他方の端部は、コイルの他方の径方向端面に位置する。そして、上記コイル線の一方の端部および他方の端部は、ステータの中心軸方向に位置する一方の軸方向端面より上方に突出する。さらに、上記接続配線は、１つのコイルの一方の端部と、他のコイルの他方の端部とを接続する。

本発明に係る回転電機は、他の局面では、ステータコア、該ステータコアに装着された絶縁部材、および絶縁部材を介して装着された複数の集中巻コイルを含む環状のステータと、コイルを構成するコイル線が延出することで形成され、コイル同士を接続する接続配線と、接続配線を保持する絶縁性の保持部材とを備える。そして、上記保持部材は、絶縁部材およびステータコアと別体とされ、絶縁部材およびステータコアに対して相対移動可能に設けられる。上記保持部材は、コイルと係合すると共に、コイルと共に変位可能に設けられる。上記保持部材の上面には接続配線を受け入れ可能な溝部が形成される。

本発明に係る回転電機の製造方法は、第１ヨーク部と該第１ヨーク部から突出するように形成された第１ステータティースとを含む第１分割ステータコアの第１ステータティースに、第１絶縁部材によって絶縁された状態で、第１コイルを装着して、第１ブロックを構成する工程と、第２ヨーク部と該第２ヨーク部から突出するように形成された第２ステータティースとを含む第２分割ステータコアの第２ステータティースに、第２絶縁部材によって絶縁された状態で、第２コイルを装着して、第２ブロックを構成する工程と、第３ヨーク部と該第３ヨーク部から突出するように形成された第３ステータティースとを含む第３分割ステータコアの第３ステータティースに、第３絶縁部材によって絶縁された状態で、第３コイルを装着して、第３ブロックを構成する工程と、第１コイルを基準面に対して位置決めする工程と、第１ブロックの隣に第２ブロックを配置して、第２コイルを基準面に対して位置決めする工程と、第２コイルと係合して第２コイルと共に変位可能な状態であって、第２分割ステータコアおよび第２絶縁部材に対して相対移動可能とされ、上面には溝部が形成された保持部材を、第２コイル上に配置する工程と、第２ブロックに対して、第１ブロックと反対側に第３ブロックを配置して、第３ブロックを基準面に対して位置決めする工程と、第１コイルと第３コイルとを接続配線で接続する工程と、第１コイルと第３コイルとを接続する接続配線を保持部材に保持させる工程とを備える。

本発明に係る回転電機および回転電機の製造方法によれば、回転電機の容積をコンパクトに抑えることができ、各コイル端部の接続の容易化を図ることができる。

本発明の実施の形態に係る回転電機について、図１から図１７を用いて説明する。
なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下に複数の実施の形態が存在する場合、特に記載がある場合を除き、各々の実施の形態の特徴部分を適宜組合わせることは、当初から予定されている。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る回転電機の概略構成を示す側断面図である。この図１に示すように、回転電機１００は、回転中心線Ｏを中心に回転可能に支持された回転シャフト１１０と、この回転シャフト１１０に固設され、回転シャフト１１０と共に回転可能に設けられたロータ１２０と、このロータ１２０の周囲に設けられた環状のステータ１４０とを備えている。この回転電機１００は、典型的には、ハイブリッド車両に搭載され、車輪を駆動する駆動源やエンジン等の動力によって電気を発電する発電機として機能する。さらには、電気自動車等にも搭載可能であり、車輪を駆動する駆動源としても利用される。

ロータ１２０は、複数の電磁鋼板等を積層して構成されたロータコア１２５と、ロータコア１２５に形成された磁石挿入孔１２６内に挿入された永久磁石１２３と、ロータコア１２５の軸方向の端面に設けられたエンドプレート１２２とを備えている。永久磁石１２３は、磁石挿入孔１２６内に充填された樹脂１２４によって固定されている。

ステータ１４０は、環状に形成されており、ロータ１２０の周囲を取り囲むように環状に形成されたステータコア１４１と、このステータコア１４１に装着されたＵ相コイル１８０Ｕ，Ｖ相コイル１８０Ｖ，Ｗ相コイル１８０Ｗとを備えている。このステータ１４０（ステータコア１４１）の軸方向端面１７７，１７８には、絶縁性のモールド樹脂１７２が形成されている。このモールド樹脂１７２は、たとえばＢＭＣ(Bulk Molding Compound)、エポキシ樹脂といった熱硬化性樹脂やＰＰＳ(Polyphenylene Sulfide)、ＰＢＴ(Polybutylene Terephthalate)などの熱可塑性樹脂等により構成されている。

図２は、回転中心線Ｏ方向から平面視したステータ１４０の平面図である。なお、この図２においては、モールド樹脂１７２が省略されている。

この図２に示すように、ステータコア１４１は、回転中心線Ｏを中心に環状に複数配列された分割ステータコア１７５を備えており、各分割ステータコア１７５には、それぞれ、Ｕ相コイル１８０Ｕ、Ｖ相コイル１８０Ｖ，Ｗ相コイル１８０Ｗのいずれかのコイルが装着されている。そして、ステータ１４０の周方向に沿って、Ｕ相コイル１８０Ｕ、Ｖ相コイル１８０Ｖ，Ｗ相コイル１８０Ｗが順次配列しており、各Ｕ相コイル１８０Ｕ同士、Ｖ相コイル１８０Ｖ同士、Ｗ相コイル１８０Ｗ同士は、それぞれ、間隔を隔て配置されている。

ここで、隣り合うＵ相コイル１８０Ｕ同士は、渡線１５４Ｕによって接続されており、Ｖ相コイル１８０Ｖ同士は、渡線１５４Ｖによって接続され、さらに、Ｗ相コイル１８０Ｗ同士は、渡線１５４Ｗによって接続されている。

そして、渡線１５４Ｕは、１つのＵ相コイル１８０Ｕ（１８０Ｕ１）の径方向内方側の端部から隣り合う他のＵ相コイル１８０Ｕ（１８０Ｕ１）に向かうにしたがって、ステータ１４０の径方向外方側に向けて変位し、他のＵ相コイル１８０Ｕの径方向外方側に接続されている。

また、同様に、渡線１５４Ｖも、１つのＶ相コイル１８０Ｖ（１８０Ｖ１）から隣り合うＶ相コイル１８０Ｖ（１８０Ｖ２）に向かうにしたがって、ステータ１４０の径方向外方側に向けて変位し、さらに、１５４Ｗも、１つのＷ相コイル１８０Ｗ（１８０Ｗ１）から他のＷ相コイル１８０Ｗ（１８０Ｗ２）に向かうに従って、径方向外方側に向けて変位する。

そして、たとえば、渡線１５４Ｕのうち、Ｖ相コイル１８０Ｖ１上に位置する部分は、渡線１５４Ｖよりも径方向外方側に位置する。さらに、Ｗ相コイル１８０Ｗ１が位置する部分では、渡線１５４Ｕの径方向内方側に、渡線１５４Ｖ，１５４Ｗが順次位置することになる。

ここで、ステータ１４０の径方向内方側に位置するＷ相コイル１８０Ｗ６の端部と、Ｕ相コイル１８０Ｕ６の端部と、Ｖ相コイル１８０Ｖ６の端部とをそれぞれ接続することで、中性点を構成する。さらに、ステータ１４０の径方向外方側に位置するＵ相コイル１８０Ｕ１の端部と、Ｗ相コイル１８０Ｗ１の端部と、Ｖ相コイル１８０Ｖ１の端部には、それぞれ、外部配線が接続される。なお、ステータ１４０の径方向内方側に位置するＷ相コイル１８０Ｗ６の端部と、Ｕ相コイル１８０Ｕ６の端部と、Ｖ相コイル１８０Ｖ６の端部とにそれぞれ外部配線を接続し、他方、ステータ１４０の径方向外方側に位置するＵ相コイル１８０Ｕ１の端部と、Ｗ相コイル１８０Ｗ１の端部と、Ｖ相コイル１８０Ｖ１の端部とを互いに接続して中性点を構成してもよい。

図３は、コイル１８０と、インシュレータ１６０と装着された分割ステータコア１７５の斜視図である。この図３に示すように、各分割ステータコア１７５は、ステータ１４０の周方向延びるヨーク部１７６と、このヨーク部１７６から突出するステータティース１７１とを備えている。

そして、このステータティース１７１には、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂やＬＣＰ（液晶ポリマー）樹脂などから形成された絶縁性のインシュレータ１６０が装着されている。

このインシュレータ１６０は、ステータティース１７１を受入れ可能な筒状のティース受入部１６１と、このティース受入部１６１の端部に形成され、ヨーク部１７６の内周面に沿って延び、ヨーク部１７６の内周面に支持される張出部１６２とを備えている。ティース受入部１６１の周面のうち、回転中心線Ｏ方向に位置する軸方向端面には、回転中心線Ｏ方向に向けて突出する突出部１６３，１６４が形成されている。

このように形成されたインシュレータ１６０には、コイル１８０が装着されている。この図３中において、端部１５２に示されるように、コイル１８０は、延在方向に対して垂直な断面の形状が、方形形状とされたコイル線２８０を巻回することで構成されている。コイル１８０は、コイル線２８０を環状に巻回しつつ、積層することで形成された巻回部１５１とを備えている。そして、コイル線の一方の端部１５２は、コイル線の積層方向に位置する巻回部１５１の径方向端面１４５に設けられており、回転中心線Ｏ方向に配列するコイル１８０の軸方向端面１３１より回転中心線Ｏ方向に突出するように延びている。

そして、コイル線２８０の積層方向に配列する端面のうち、端部１５２が位置する径方向端面１４５と反対側に位置する径方向端面１３５には、回転中心線Ｏ方向に向けて延び、軸方向端面１３１よりも上方に延びる引出部１５３が形成されている。そして、この引出部１５３の上端部には、渡線１５４が連設されている。さらに、この引出部１５３の先端部には、他のコイル１８０の端部１５２に接続される端部１５５が形成されている。

このように、各渡線１５４は、コイル１８０を形成するコイル線２８０の一部が延出することで構成されている。ここで、上記のようにコイル１８０を構成するコイル線は、具体的には、エッジワイズコイル（Edge Width Coil）等の平角線が採用されており、断面形状が円形状の従来の一般的なコイル線よりも剛性が高いコイル線が採用されている。そして、コイル線２８０のうち、渡線１５４が位置する部分においては、回転中心線Ｏ方向の高さの方が、ステータ１４０の径方向の幅よりも長くなっている。

そして、コイル１８０の軸方向端面１３１には、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂やＬＣＰ（液晶ポリマー）樹脂などから形成された保持部材１６５が配置されている。この保持部材１６５には、他のコイル１８０から引き出された渡線１５４が嵌め込まれる複数の溝部が形成されている。

図４は、インシュレータ１６０およびコイル１８０が装着された分割ステータコア１７５の正面図である。この図４に示すように、コイル１８０の外表面は、ステータティース１７１の側面の沿って延びる側面１３３および側面１３４と、ステータティース１７１の上方に位置する軸方向端面１３１とを備えている。

そして、側面１３３と軸方向端面１３１とは、円弧状に湾曲する角部１３６によって連設され、さらに、側面１３４と軸方向端面１３１とは、円弧状湾曲する角部１３７によって連設されている。

このため、軸方向端面１３１のうち、側面１３３と側面１３４との配列方向（コイル１８０の幅方向）中央部が平坦面１３８とされている。そして、この平坦面１３８上に保持部材１６５が配設されている。なお、本実施の形態１に係る回転電機においては、突出部１６４は、コイル１８０の平坦面１３８上にのせられており、さらに、コイル１８０、インシュレータ１６０および分割ステータコア１７５のいずれにも固定されていない。すなわち、保持部材１６５は、インシュレータ１６０および分割ステータコア１７５とは、別体に設けられており、保持部材１６５は、インシュレータ１６０および分割ステータコア１７５に対して相対移動可能に設けられている。

図５は、保持部材１６５の断面図である。この図５に示すように、保持部材１６５には、コイル線２８０の積層方向に２つの溝部１６７が間隔を空けて形成されており、溝部１６７には、それぞれ、渡線１５４が装着される。

このように、本実施の形態１に係る回転電機１００においては、各コイル１８０と渡線１５４と保持部材１６５は、各分割ステータコア１７５およびインシュレータ１６０に直接固定されていない。

このため、各コイル１８０と渡線１５４と保持部材１６５とは、分割ステータコア１７５とインシュレータ１６０に対して相対移動可能となっている。そして、各コイル１８０と渡線１５４と保持部材１６５とは一体のユニットとされており、分割ステータコア１７５およびインシュレータ１６０と別体とされている。

このように構成された回転電機１００の製造方法について、図６から図８と適宜上記図１から図５を用いて説明する。

図６は、本実施の形態１に係る回転電機１００の製造工程の第１工程を示す斜視図である。この図６に示すように、まず、インシュレータ１６０にコイル１８０を装着する。この際、ティース受入部１６１がコイル１８０の中央部に規定された貫通孔内に挿入される。

図７は、本実施の形態１に係る回転電機１００の製造工程の第２工程を示す斜視図である。この図７に示すように、分割ステータコア１７５に、コイル１８０が装着されたインシュレータ１６０を装着する。この際、張出部１６２には、ステータティース１７１を挿入可能な穴部が形成されており、ステータティース１７１を当該穴部からティース受入部１６１内に挿入する。これにより、分割ステータコア１７５と、この分割ステータコア１７５のステータティース１７１に装着されたインシュレータ１６０と、このインシュレータ１６０を介して、分割ステータコア１７５に装着されたコイル１８０とを備えたブロック２００が構成される。

図８は、本実施の形態１に係る回転電機１００の製造工程の第３工程を示す斜視図である。この図８に示すように、ステータ１４０を組立てる際には、図８に示すように、台２１０の平坦面状に形成された主表面２１１上に、ブロック２００を環状に配列する。

この図８に示す例においては、まず、Ｗ相コイル１８０Ｗ６，Ｖ相コイル１８０Ｖ，Ｕ相コイル１８０Ｕ６とを仮想円に沿って主表面２１１上に配列する。

ここで、各ブロック２００において、分割ステータコア１７５とインシュレータ１６０との間には、隙間やガタ等があり、互いに相対移動可能となっている。さらに、インシュレータ１６０と、各コイル１８０との間にも隙間やガタがあり、互いに相対移動可能となっている。

このように互いに相対移動可能な状態で、ブロック２００を主表面２１１上に置くと、コイル１８０の軸方向端面１３２が主表面２１１と接触する。これにより、主表面２１１に対するコイル１８０の軸方向端面１３１の位置が一義的に定められる。

具体的には、ステータティース（第１ステータティース）１７１にＷ相コイル（第１コイル）１８０Ｗ６が装着された分割ステータコア（第１分割ステータコア）１７５を主表面（基準面）２１１上に配設することで、Ｗ相コイル１８０Ｗ６の軸方向端面１３２が主表面２１１に接触する。

これにより、Ｗ相コイル１８０Ｗ６の軸方向端面１３１の位置が主表面２１１に対して位置決めされる。

さらに、ステータティース（第２ステータティース）１７１にＵ相コイル（第２コイル）１８０Ｕ６が装着された分割ステータコア（第２分割ステータコア）１７５を主表面２１１上に接触する。

これにより、Ｕ相コイル１８０Ｕ６の軸方向端面１３１の位置が主表面２１１に対して位置決めされる。

そして、ステータティース（第２ステータティース）１７１にＶ相コイル（第２コイル）１８０Ｖ６が装着された分割ステータコア（第２分割ステータコア）１７５を主表面２１１上に接触する。これにより、Ｖ相コイル１８０Ｖ６の軸方向端面１３１の位置が主表面２１１に対して位置決めされる。

これにより、主表面２１１を基準として、各Ｗ相コイル１８０Ｗ６、Ｕ相コイル１８０Ｕ６およびＶ相コイル１８０Ｖ６の端部１５２の高さが正確に揃うことなる。

このように、Ｗ相コイル１８０Ｗ６、Ｕ相コイル１８０Ｕ６，Ｖ相コイル１８０Ｖ６が装着されたブロック２００を仮想円上に配列するように主表面２１１上に配設した後、Ｕ相コイル１８０Ｕ６およびＶ相コイル１８０Ｖ６の軸方向端面１３１上に、それぞれ、保持部材１６５を配置する。

そして、保持部材１６５は、各軸方向端面１３１の平坦面１３８上に配置する。これにより、各Ｕ相コイル１８０Ｕ６上およびＶ相コイル１８０Ｖ６上に配設された保持部材１６５がずれることを抑制することができる。

ここで、Ｕ相コイル１８０Ｕ６およびＶ相コイル１８０Ｖ６は、それそれ、主表面２１１に対して位置決めされているため、Ｕ相コイル１８０Ｕ６に軸方向端面１３１上に配設された保持部材１６５およびＶ相コイル１８０Ｖ６の軸方向端面１３１上に配設された保持部材１６５は、いずれも正確に所定の位置に配置することができる。

そして、Ｗ相コイル１８０Ｗ６に接続される渡線１５４Ｗ５を備えたＷ相コイル１８０Ｗ５が装着されたブロック２００をＶ相コイル１８０Ｖ６が装着されたブロック２００に対して、Ｗ相コイル１８０Ｗ６が装着されたブロック２００およびＵ相コイル１８０Ｕ６が装着されたブロック２００と反対側に配置する。すなわち、既に主表面２１１上に配設されたブロック２００に対して、各コイル１８０の引出部１５３から端部１５５に向かう方向と反対方向に向けて順次新たなブロック２００を並べる。なお、Ｖ相コイル１８０Ｖ５は、ヨーク部１７６と、ヨーク部（第３ヨーク部）１７６から突出するように形成されたステータティース（第３ステータティース）とを含む分割ステータコア（第３ステータコア）１７５のステータティース１７１に、インシュレータ（第３絶縁部材）１６０によって絶縁された状態で装着されている。

Ｗ相コイル１８０Ｗ５が装着されたブロック２００を主表面２１１上に配置する際には、軸方向端面１３１から軸方向端面１３２に向かうように変位させる。

ここで、Ｕ相コイル１８０Ｕ６およびＶ相コイル１８０Ｖ６上に配設された保持部材１６５およびＷ相コイル１８０Ｗ６の端部１５２は、正確に位置決めされているので、Ｗ相コイル１８０Ｗ５が主表面２１１に接触して、主表面２１１に対して位置決めされると、Ｗ相コイル１８０Ｗ５の渡線１５４Ｗ５も所定位置に位置することになる。このため、渡線１５４Ｗ５は、Ｕ相コイル１８０Ｕ６およびＶ相コイル１８０Ｖ６上に配設された保持部材１６５の溝部内に嵌りこむと共に、Ｗ相コイル１８０Ｗ５の端部１５５Ｗ５がＷ相コイル１８０Ｗ６の端部１５２Ｗ６に接触する。

このように、Ｗ相コイル１８０Ｗ５が装着されたブロック２００を主表面２１１上に配置した後、このＷ相コイル１８０Ｗ５の軸方向端面１３１上に、保持部材１６５を配設する。

そして、同様に、このＷ相コイル１８０Ｗ５が装着されたブロック２００に対して、Ｖ相コイル１８０Ｖ６が装着されたブロック２００と反対側にＵ相コイル１８０Ｕ５が装着されたブロック２００を配設する。この際、Ｖ相コイル１８０Ｖ６およびＷ相コイル１８０Ｗ５上にのせられた保持部材１６５と、Ｕ相コイル１８０Ｕ６の端部１５２Ｕ６とは、いずれも、主表面２１１によって正確に位置決めされているため、Ｕ相コイル１８０Ｕ５が装着されたブロック２００を所定の位置に配置することで、渡線１５４Ｕ５は、各保持部材１６５の溝部に嵌め込まれると共に、端部１５５Ｕ５は、端部１５２Ｕ６に正確に接触する。

ここで、各渡線１５４が保持部材１６５に嵌りこみ、保持部材１６５によって保持され、さらに、各端部１５５と各端部１５２とが正確に接触することで、各端部１５５と各端部１５２とをレーザ溶接などで接続する際に、容易に且つ正確に接続することができる。

このように、各コイル１８０を主表面２１１に対して正確に位置決めすることで、コイル１８０に一体とされた渡線１５４および端部１５２も同時に主表面２１１に対して正確に位置決めすることができる。

ここで、保持部材１６５は、分割ステータコア１７５やインシュレータ１６０から離れた位置であって、コイル１８０上にのせられている。このため、コイル１８０を主表面２１１上に配設する際に、コイル１８０と、インシュレータ１６０および分割ステータコア１７５とが互いに相対変位した際においても、保持部材１６５は、コイル１８０と共に変位し、保持部材１６５についても正確な位置決めがなされる。これにより、回転電機１００の製造工程中において、保持部材１６５に渡線１５４を容易にはめ込むことができ、回転電機１００の組立てを容易に行うことができる。

なお、本実施の形態１に係る回転電機の製造方法においては、上記のように主表面２１１上にブロック２００を配設することで、各コイル１８０および保持部材１６５の位置決めを行っているが、これに限られない。

たとえば、各ブロック２００の分割ステータコア１７５のヨーク部１７６を、保持可能な保持機構を備えた回転電機の製造装置を用いて、ステータ１４０を組立てる方法などが考えられる。

この場合においては、製造装置が、ヨーク部１７６を保持することで、各コイル１８０は、自重で下方に変位しようとする。このため、コイル１８０とインシュレータ１６０との間およびインシュレータ１６０と分割ステータコア１７５との間に、隙間やガタなどがある場合には、コイル１８０は、インシュレータ１６０および分割ステータコア１７５に対して相対変位して、最下端に位置する。これにより、各コイル１８０が仮想基準面（基準面）に対して、正確に位置決めすることができる。

そして、上記のようにステータ１４０を構成した後に、図１に示すように、モールド樹脂１７２を軸方向端面１７７および軸方向端面１７８上に形成する。

そして、モールド樹脂１７２が形成されたステータ１４０を、図示されないモータケース内に固定し、さらに、ロータ１２０をこのモータケースに回転可能に設けることで、本実施の形態に係る回転電機を製造することができる。

（実施の形態２）
図９と図１０および適宜上記図２、図６から図８を用いて、本発明の実施の形態２に係る回転電機および回転電機の製造方法について説明する。なお、図９および図１０において、上記図１から図８に示された構成と同一または相当する構成については、同一符号を付してその説明を省略する場合がある。

図９は、本実施の形態２に係る回転電機のステータを構成するブロックの斜視図である。この図９に示すように、本実施の形態２に係る回転電機は、コイル１８０の軸方向端面１３１上に固定された保持部材２６５を備えている。図１０は、保持部材２６５および保持部材２６５の周囲の断面図である。この図１０に示すように、保持部材２６５は、コイル１８０の平坦面１３８と当接する下面から下方に向けて突出する複数の突起部１９１を備えている。

この突起部１９１は、コイル線２８０の積層方向に間隔をあけて設けられており、平板板状に形成されている。突起部１９１は、コイル線２８０間に挿入されている。このため、突起部１９１は、コイル１８０に対して図２に示すステータ１４０の径方向から当接している。具体的には、突起部１９１は、突起部１９１の両側に位置するコイル線２８０によって挟持されており、ステータ１４０の径方向に押圧されている。このため、保持部材２６５は、コイル１８０の軸方向端面１３１上に固定されている。ここで、ステータ１４０の径方向における突起部１９１の厚みは、コイル線２８０の厚みよりも薄く形成されており、容易にコイル線２８０間に挿入可能となっている。

そして、保持部材２６５は、コイル１８０上に固定可能とされているので、たとえば、図８に示す回転電機の製造工程の第３工程において、保持部材２６５が装着されたコイル１８０が主表面２１１によって位置決めされると、保持部材２６５も同時に正確に位置決めすることができる。

さらに、一旦、保持部材２６５をコイル１８０の所定の位置に正確に固定すると、その後の工程において、保持部材２６５がコイル１８０に対して相対的に変位することを抑制することができ、保持部材２６５の位置ずれを抑制することができる。

このため、たとえば、この第３工程中において、保持部材２６５に、この保持部材２６５に嵌め込まれる渡線１５４が接触したとしても、保持部材２６５が変位することを抑制することができ、容易に渡線１５４に保持部材２６５をはめ込むことができる。

また、モールド樹脂１７２をステータ１４０の端面に形成する際に、各保持部材２６５は、コイル１８０に固定されているため、モールド樹脂が保持部材２６５の周囲に充填されたとしても、保持部材２６５が位置ずれすることを抑制することができる。

なお、本実施の形態２においても、保持部材２６５は、分割ステータコア１７５やインシュレータ１６０と別体に設けられており、保持部材２６５は、分割ステータコア１７５やインシュレータ１６０に対して相対的に移動可能に設けられている。さらに、この保持部材２６５にも、渡線１５４を受け入れ、渡線１５４を保持可能な溝部１６７が形成されている。

なお、上記のように保持部材２６５は、コイル１８０に固定可能とされているので、たとえば、図６に示す回転電機の製造工程の第１工程において、コイル１８０に保持部材２６５を装着した状態で、インシュレータ１６０にコイル１８０を装着させてもよく、図７に示すように、分割ステータコア１７５にインシュレータ１６０およびコイル１８０を装着した後に、保持部材２６５をコイル１８０上に配置するようにしてもよい。

さらに、図９および図１０に示す例においては、突起部１９１が複数設けられているが、１つとしてもよい。

（実施の形態３）
図１１から図１３および適宜上記図２、図６から図８を用いて、本実施の形態３に係る回転電機について説明する。なお、これら図１１から図１３に示す構成において、上記図１から図１０に示された構成と同一または相当する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図１１は、本実施の形態３に係る回転電機のステータを構成するブロックの斜視図である。この図１１に示すように、本実施の形態３に係る回転電機は、コイル１８０の軸方向端面１３１上に固定された保持部材３６５を備えている。

図１２は、この保持部材３６５およびその周囲の断面図であり、図１３は、分割ステータコア１７５の背面側からの一部正面図である。

図１２において、保持部材３６５は、ステータ１４０の径方向に配列する径方向端面からコイル１８０に向けて垂下する突起部１９２を備えている。この突起部１９２は、ステータ１４０の径方向に配列するコイル１８０の径方向端面１３５および径方向端面１４５上に配設されており、各径方向端面１３５および径方向端面１４５に対してステータ１４０の径方向（コイル線２８０の積層方向）から当接しており、コイル１８０を挟持している。

このため、保持部材３６５は、コイル１８０に固定されており、保持部材３６５は、コイル１８０と共に変位する。そして、保持部材３６５がコイル１８０をコイル線２８０の積層方向から挟持しているため、コイル１８０は、コイル線２８０が積層方向にスプリングバックすることを抑制することができる。さらに、各突起部１９２には、環状に形成されたコイル１８０の内周面と係合可能な爪部１９３が形成されており、保持部材３６５は、コイル１８０に強固に固定されている。

図１３に示すように、インシュレータ１６０には、ステータ１４０の径方向外方側に位置する突起部１９２を受け入れ可能な凹部１６８が形成されている。なお、この凹部１６８の底部は、コイル１８０の内周面より下方にまで達している。そして、径方向外方側に位置する突起部１９２の下端部は、コイル１８０の内周縁部にまで達し、突起部１９２に形成された爪部１９３がコイル１８０の内周面に係合している。

ここで、凹部１６８の内周縁部と、突起部１９２との間には、隙間が設けられており、保持部材３６５とインシュレータ１６０とは互いに相対移動可能となっている。このため、インシュレータ１６０とコイル１８０との間やインシュレータ１６０と分割ステータコア１７５との間に隙間やガタなどがあったとしても、コイル１８０を図８に示す主表面２１１上に配置して、位置決めする際に、コイル１８０および保持部材３６５は、インシュレータ１６０および分割ステータコア１７５に対して相対移動可能とされている。

そして、本実施の形態３に係る回転電機においても、上記実施の形態２に係る回転電機と同様に、コイル１８０の軸方向端面１３１上に固定することができるので、回転電機の製造工程過程中において、保持部材３６５が位置ずれすることを抑制することができ、良好に、渡線１５４を保持部材３６５にはめ込むことができる。

さらに、図６に示す第１工程において、コイル１８０の軸方向端面１３１上に保持部材３６５を固定してもよく、さらに、図７に示すように、分割ステータコア１７５にインシュレータ１６０およびコイル１８０を装着した後に、保持部材３６５をコイル１８０に固定するようにしてもよい。

（実施の形態４）
図１４から図１７および適宜上記図２、図６から図８を用いて、本実施の形態４に係る回転電機について説明する。なお、図１４から図１７において、上記図１から図１３に示された構成と同一または相当する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。

図１４は、本実施の形態４に係る回転電機のステータを構成するブロックの斜視図である。この図１４に示すように、本実施の形態に係る回転電機は、コイル１８０の軸方向端面１３１上に設けられた保持部材４６５を備えている。

図１５は、図１４に示されたブロックを回転中心線Ｏ方向から平面視した模式図である。図１６は、保持部材４６５およびその周囲の断面図である。これら、図１５および図１６に示すように、保持部材４６５は、ステータ１４０の径方向外方側に位置する保持部材４６５の径方向端面からコイル１８０に向けて垂下する突起部１９４を備えている。

この突起部１９４は、コイル１８０の径方向端面１４５上を延びており、コイル１８０に対してステータ１４０の径方向から当接しており、コイル１８０の径方向端面１４５とインシュレータ１６０の張出部１６２とによって挟持されている。なお、この保持部材４６５は、インシュレータ１６０および分割ステータコア１７５とは別体に設けられており、インシュレータ１６０および分割ステータコア１７５に対して相対的に変位可能に設けられている。さらに、コイル１８０の上面上に配設されるため、コイル１８０が変位すると、この保持部材４６５もコイル１８０の変位に追従して変位する。このため、コイル１８０を位置決めすることで、保持部材４６５も正確に位置決めされる。

このため、本実施の形態４に係る回転電機においても、製造工程中における保持部材４６５の位置ずれを抑制することができ、回転電機の製造工程中において、保持部材４６５に渡線１５４をはめ込むことができる。

ここで、コイル１８０の径方向端面１４５には、張出部１６２が設けられており、１４５は、張出部１６２側の端部から他方端部に向けて、張出部１６２に近接するように傾斜している。このため、径方向端面１４５のうち、張出部１６２と隣り合う部分と、張出部１６２との間には僅かな隙間が形成されやすくなっている。

このため、分割ステータコア１７５にインシュレータ１６０およびコイル１８０を装着した後に、保持部材４６５を張出部１６２と径方向端面１４５との間に挿入し易くなっている。なお、張出部１６２の表面を径方向端面１４５に沿って傾斜させると共に、保持部材４６５を受け入れる凹部を形成するようにしてもよい。

なお、図１７は、回転電機に装着される保持部材の変形例を示す断面図である。この図１７に示すように、保持部材５６５は、突起部１９２と突起部１９１とを備えており、コイル１８０に固定可能となっている。この図１７に示すように、各実施の形態に係る回転電機に設けられた保持部材の突起を複数組み合わせてもよい。

なお、本実施の形態においては、インナーロータ型の回転電機について説明したが、アウターロータ型の回転電機にも適用することができる。

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。さらに、上記数値などは、例示であり、上記数値および範囲にかぎられない。

本発明は、回転電機および回転電機の製造方法に適用することができ、特に、ハイブリッド車両および電気自動車等の発電機や駆動源に好適である。

本発明の実施の形態１に係る回転電機の概略構成を示す側断面図である。 回転中心線方向から平面視したステータの平面図である。 コイルと、インシュレータと装着された分割ステータコアの斜視図である。 インシュレータおよびコイルが装着された分割ステータコアの正面図である。 保持部材の断面図である。 本実施の形態１に係る回転電機の製造工程の第１工程を示す斜視図である。 本実施の形態１に係る回転電機の製造工程の第２工程を示す斜視図である。 本実施の形態１に係る回転電機の製造工程の第３工程を示す斜視図である。 本実施の形態２に係る回転電機のステータを構成するブロックの斜視図である。 保持部材および保持部材の周囲の断面図である。 本実施の形態３に係る回転電機のステータを構成するブロックの斜視図である。 保持部材およびその周囲の断面図である。 分割ステータコアの背面側からの一部正面図である。 本実施の形態４に係る回転電機のステータを構成するブロックの斜視図である。 図１４に示されたブロックを回転中心線方向から平面視した模式図である。 保持部材およびその周囲の断面図である。 回転電機に装着される保持部材の変形例を示す断面図である。

符号の説明

１００ 回転電機、１１０ 回転シャフト、１２０ ロータ、１２２ エンドプレート、１２３ 永久磁石、１２４ 樹脂、１２５ ロータコア、１２６ 磁石挿入孔、１３１ 軸方向端面、１３２ 軸方向端面、１３３ 側面、１３４ 側面、１３５ 径方向端面、１３６ 角部、１３７ 角部、１３８ 平坦部、１３９ 湾曲部、１４０ ステータ、１４１ ステータコア、１４５ 径方向端面、１４８ 平坦部、１４９ 湾曲部、１５１ 巻回部、１５２ 端部、１５３ 引出部、１５４ 渡り線、１５５ 端部、１５６ 接合部、１５７ 軸方向端面、１５８ 軸方向端面、１５９ 角部、１６０ インシュレータ、１６１ ティース受入部、１６２ 張出部、１６３ 突出部、１６４ 突出部、１６５ 保持部材、１６７ 溝部、１７０ ヨーク部本体、１７１ ステータティース、１７２ モールド樹脂、１７５ 分割ステータコア、１７６ ヨーク部、１７７ 軸方向端面、１７８ 軸方向端面、１８０Ｕ Ｕ相コイル、１８０Ｖ Ｖ相コイル、１８０Ｗ Ｗ相コイル、１９０ 電力供給配線、１９１ 突起部、１９２ 突起部、１９３ 爪部、１９４ 突起部、２００ ブロック、２１０ 台、２１１ 主表面、２６５ 保持部材、２８０ コイル線、３６５ 保持部材、４６５ 保持部材。

Claims (9)

1. ステータコア、該ステータコアに装着された絶縁部材、および前記絶縁部材を介して前記ステータコアに装着された複数のコイルを含む環状のステータと、
   前記コイル同士を接続する接続配線と、
   前記接続配線を保持可能とされた絶縁性の保持部材とを備え、
   前記保持部材は、前記絶縁部材および前記ステータコアと別体とされ、前記絶縁部材および前記ステータコアに対して相対移動可能な状態で前記接続配線を受け入れ可能とされ、
   前記保持部材は、前記コイルと係合すると共に、前記コイルと共に変位可能に設けられ、
   前記保持部材の上面には前記接続配線を受け入れ可能な溝部が形成された、回転電機。
2. 前記接続配線は、前記ステータの中心軸方向に位置する前記コイルの一方の軸方向端面上に配設されると共に、前記保持部材は、前記コイルの一方の軸方向端面上に設けられた、請求項１に記載の回転電機。
3. 前記保持部材は、前記ステータの中心軸方向に向けて延びる突起部を含み、
   前記突起部は、前記コイルに対して前記ステータの径方向から当接するように配設され、
   前記コイルは、環状に形成され、
   前記突起部は、該突起部の先端部に形成され、前記コイルの内周面と係合可能な爪部を含む、請求項１に記載の回転電機。
4. 前記保持部材は、前記ステータの中心軸方向に向けて延びる突起部を含み、
   前記突起部は、前記コイルに対して前記ステータの径方向から当接するように配設され、
   前記コイルは、コイル線を巻回すると共に順次積層することで形成され、
   前記突起部は、前記コイル線間に挿入され、前記コイル線によって挟持された、請求項１に記載の回転電機。
5. 前記保持部材は、前記ステータの中心軸方向に向けて延びる突起部を含み、
   前記突起部は、前記コイルに対して前記ステータの径方向から当接するように配設され、
   前記ステータコアは、前記ステータの周方向に延びるヨーク部と、該ヨーク部から突出し、前記ステータの周方向に間隔を隔てて設けられた複数のステータティースとを含み、
   前記絶縁部材は、前記ヨーク部の周面に沿って延びると共に、前記ヨーク部の周面と当接する絶縁壁部を含み、
   前記突起部は、前記ステータの径方向に位置する前記コイルの径方向端面のうち、前記ステータ側に位置する一方の径方向端面と、前記絶縁壁部とによって挟持される、請求項１に記載の回転電機。
6. 前記コイルは、延在方向に対して垂直な断面形状が方形形状とされたコイル線を巻回すると共に順次積層して形成された、請求項１から請求項５のいずれかに記載の回転電機。
7. 前記コイルを構成するコイル線の一方の端部は、前記ステータの径方向に位置する前記コイルの一方の径方向端面に位置し、前記コイル線の他方の端部は、前記コイルの他方の径方向端面に位置し、
   前記コイル線の一方の端部および他方の端部は、前記ステータの中心軸方向に位置する一方の軸方向端面より上方に突出し、
   前記接続配線は、１つの前記コイルの前記一方の端部と、他のコイルの前記他方の端部とを接続する、請求項１から請求項６のいずれかに記載の回転電機。
8. ステータコア、該ステータコアに装着された絶縁部材、および前記絶縁部材を介して前記ステータコアに装着された複数の集中巻コイルを含む環状のステータと、
   前記コイルを構成するコイル線が延出することで形成され、前記コイル同士を接続する接続配線と、
   前記接続配線を保持する絶縁性の保持部材とを備え、
   前記保持部材は、前記絶縁部材および前記ステータコアと別体とされ、前記絶縁部材および前記ステータコアに対して相対移動可能に設けられ、
   前記保持部材は、前記コイルと係合すると共に、前記コイルと共に変位可能に設けられ、
   前記保持部材の上面には前記接続配線を受け入れ可能な溝部が形成された、回転電機。
9. 第１ヨーク部と該第１ヨーク部から突出するように形成された第１ステータティースとを含む第１分割ステータコアの前記第１ステータティースに、第１絶縁部材によって絶縁された状態で、第１コイルを装着して、第１ブロックを構成する工程と、
   第２ヨーク部と該第２ヨーク部から突出するように形成された第２ステータティースとを含む第２分割ステータコアの前記第２ステータティースに、第２絶縁部材によって絶縁された状態で、第２コイルを装着して、第２ブロックを構成する工程と、
   第３ヨーク部と該第３ヨーク部から突出するように形成された第３ステータティースとを含む第３分割ステータコアの前記第３ステータティースに、第３絶縁部材によって絶縁された状態で、第３コイルを装着して、第３ブロックを構成する工程と、
   前記第１コイルを基準面に対して位置決めする工程と、
   前記第１ブロックの隣に前記第２ブロックを配置して、前記第２コイルを前記基準面に対して位置決めする工程と、
   前記第２コイルと係合して前記第２コイルと共に変位可能な状態であって、前記第２分割ステータコアおよび前記第２絶縁部材に対して相対移動可能とされ、上面には溝部が形成された保持部材を、前記第２コイル上に配置する工程と、
   前記第２ブロックに対して、前記第１ブロックと反対側に前記第３ブロックを配置して、前記第３ブロックを前記基準面に対して位置決めする工程と、
   前記第１コイルと前記第３コイルとを接続配線で接続する工程と、
   前記第１コイルと前記第３コイルとを接続する接続配線を前記保持部材の前記溝部に保持させる工程と、
   を備えた、回転電機の製造方法。

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