JP5636710B2 - 回転電機のインシュレータ及びステータ巻線構造の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電動機や発電機などの回転電機に用いられるインシュレータ及びステータ巻線構造の製造方法に関する。

従来からスロット面積に対する巻線の占積率を向上させるとともに、巻線の巻き崩れを防止させるインシュレータを備えたステータの構造が提案されている(特許文献１参照)。

これは、バックヨークから内周側に凸設され、先端付近にテーパ部を含むティースを有するステータコアと、ステータコアのティースの周りに配置され、テーパ部の周囲に形成されたフランジを含むインシュレータと、インシュレータを介してティースの周囲に巻回され、テーパ部の周囲にまで巻回された巻線と、を備える。

特開２００８−２３６８５４号公報

ところで、上記従来例では、インシュレータのバックヨーク側フランジに設ける、巻線の巻始め部分と巻終り部分のリード端を通過させる巻線導入溝を備え、この巻線導入溝を構成している両側のフランジが同じ高さに形成されている。そして、巻き始めにおいては、両フランジに対して巻線を斜めに傾斜させることにより、巻線導入溝に挿入するようにしている。

しかし、曲げぐせがついて真っ直ぐでない線材が使用される場合もあり、巻線を斜めに傾斜させるのみでは巻線導入溝へ挿入できずにいずれか一方のフランジ先端に乗り上げることもあり、巻線の巻始め部でのインシュレータへの巻線位置決め精度が悪くなるという不具合があった。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、巻線の巻始め部における巻線位置決め精度の向上に好適な回転電機のインシュレータ及びステータ巻線構造の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、回転電機のステータコアに設けたティースの周囲を覆う巻胴部とこの巻胴部のティース根元側及びティース先端側に夫々設けたつば部とを備え、前記両つば部間の巻胴部に巻線を複数層に重ねて巻回可能とした回転電機のインシュレータである。そして、前記ティース根元側つば部に巻線の巻始め側リード端及び巻終り側リード端を通す導入溝を設け、前記導入溝の両側の一対のつば部分のいずれか一方の導入溝に臨む側縁に、巻線の巻始めリード端を係合させて当該一方のつば部分の側縁により折れ曲がらせ、当該折れ曲がらせた先端側を導入溝へ係合させるよう、一方のつば部分の巻胴部に対する高さを他方のつば部分の高さより高くした。

したがって、本発明では、ティース根元側つば部に巻線の巻始め側リード端及び巻終り側リード端を通す導入溝を設け、導入溝の両側のつば部により形成した一対のつば部分のいずれか一方の導入溝に臨む側縁に、巻線の巻始めリード端を係合させて当該一方のつば部分の側縁により折れ曲がらせ、当該折れ曲がらせた先端側を導入溝へ係合させるよう、一方のつば部分の巻胴部に対する高さを他方のつば部分の高さより高くした。このため、巻線の巻始めリード端を一対のつば部分の内の高さの高い側のつば部分に引っ掛けて係合させることができ、リード端を高い側のつば部分の導入溝に臨む側縁により中途部で折れ曲がらせて、導入溝への導入が容易となる。このため、巻線の巻始め部における巻線位置決め精度を向上させることができる。

本発明の一実施形態を示す回転電機のインシュレータをステータコアと組合せた斜視図。 ステータコアを示す図。 一方のインシュレータを示す斜視図。 一方のインシュレータを示す別の斜視図。 一方のインシュレータのフランジ部の詳細を示す拡大図。 他方のインシュレータを示す斜視図。 他方のインシュレータを示す別の斜視図。 コイル巻線されたステータ巻線構造を示す斜視図。 コイル巻線工程を示す説明図。 コイル巻線工程を示す説明図。 図１０に続くコイル巻線工程を示す説明図。 図１１に続くコイル巻線工程を示す説明図。 図１２に続くコイル巻線工程を示す説明図。 図１３に続くコイル巻線工程を示す説明図。 図１４に続くコイル巻線工程を示す説明図。 図１５に続くコイル巻線工程を示す説明図。 図１６に続くコイル巻線工程を示す説明図。 図１７に続くコイル巻線工程を示す説明図。 図１１に示すコイル巻線工程の詳細を示す説明図。 図１１に示すコイル巻線工程の詳細を示す別の説明図。 図１９に続くコイル巻線工程の詳細を示す別の説明図。 一対のフランジ部に対するリード端の配列状態を示す半径方向外方からの正面図(Ａ)、軸方向からの平面図（Ｂ）、及び、（Ａ）に対する側面図（Ｃ）。 集配電用バスリングに対するリード端の接続状態を示す図。 別の集配電用バスリングに対するリード端の接続状態を示す図。 比較例のフランジ部への線材の導入過程を示す説明図。 比較例のフランジ部への線材の導入過程を示す図２５の上面からの説明図。 比較例のフランジ部を示す説明図。

以下、本発明の回転電機のインシュレータ及びステータ巻線構造の製造方法を一実施形態に基づいて説明する。

図１は、本発明よる回転電機のインシュレータをステータコアと組合せたステータ組立体の斜視図であり、図２に示すステータコアに図３〜図７に示すインシュレータを組付けたものである。そして、図１に示すステータ組立体のインシュレータにコイルとなる巻線を巻回することにより、図８に示すステータ巻線構造が構成される。以下の説明における、軸方向、半径方向、円周方向の各方向は、最終的にリング状に組立てられるステータコアの軸心を基準として各方向を述べている。

図２に示すように、前記ステータコア１０は、略Ｔ字状に打ち抜いた薄板電磁鋼板を積層したものである。積層した電磁鋼板は、崩れないように、たとえばダボカシメや溶接によって一体化されている。ステータコア１０は、バックヨーク１１と、ティース１２と、からなる。

ティース１２は、バックヨーク１１から内周側に凸設されたティースボディ１２１を含む。そしてティースボディ１２１の先端付近に形成され、徐々に拡幅するテーパ部を含むティース先端部１２２を有する。ティース１２の内周面がロータに対向する磁極になる。バックヨーク１１には、片側面(図２では左側)に凸部１１Ａが形成され、反対側面(図２では右側)に凹部１１Ｂが形成されている。

このように構成されたステータコア１０は、後述するように、ティース１２にインシュレータが装着してステータコア組立体を構成し、これにステータコイルを巻装してステータ巻線構造を構成する。そして、バックヨーク１１の凸部１１ａを隣接するバックヨーク１１の凹部１１ｂに挿入して連結することによりリング状のステータを構成し、この状態でハウジングに内蔵される。

前記インシュレータ２０は、前記ステータコア１０のティース１２を囲む筒状の巻胴部２１を備える。そして、筒状をなす巻胴部２１の一方の端部にはステータコア１０のバックヨーク１１に接するティース根元側つば部２２を備え、筒状をなす巻胴部２１の他方の端部にはティース先端部１２２を囲むティース先端側つば部２３を備える。ティース根元側つば部２２及びティース先端側つば部２３は、巻胴部２１から外周方向へ向かってフランジ状に形成されている。インシュレータ２０は、樹脂などの絶縁体で形成される。

前記インシュレータ２０の巻胴部２１の外周には、ステータコイルを構成するコイル巻線４０が、例えば、整列巻により巻回されるものである。また、巻胴部２１の端部に形成されている各つば部２２，２３は巻回されるコイル巻線４０の各巻層における巻始め端および巻き終り端の位置決めを行い、巻線のステータコア１０内外周へのはみ出しを防止するものである。

前記インシュレータ２０は、ステータコア１０のティース１２に組付けるために、例えば、ステータコア１０の電磁鋼板が積層された方向に、二分割され、前記積層方向の両側からステータコア１０のティース１２を挟むように取り付けられる。このため、前記２分割されたインシュレータ２０Ａ，２０Ｂは、コ字状の断面形状をなす巻胴部２１Ａ，２１Ｂと、巻胴部２１Ａ，２１Ｂの一端部に連なって同様に積層方向に２分割されたティース根元側つば部２２Ａ，２２Ｂを備える。そして、更に巻胴部２１Ａ，２１Ｂの他端部に連なって同様に積層方向に２分割されたティース先端側つば部２３Ａ，２３Ｂを備える。

なお、前記分割構造は、上記場合の他に、例えば、ステータコア１０の電磁鋼板が積層された方向とは直交する方向(ステータコア１０の円周方向)に二分割する場合であってもよい。前記２分割されたインシュレータ２０は、図示しないが、コ字状の断面形状をなす巻胴部２１と、巻胴部２１の一端部に連なって同様に円周方向に２分割されたティース根元側つば部２２を備えると共に巻胴部２１の他端部に連なって同様に円周方向に２分割されたティース先端側つば部２３を備える構造となる。また、ティース１２回りの任意の複数位置で３〜４分割される場合であってもよい。

以下では、ステータコア１０の電磁鋼板が積層方向に二分割されるインシュレータ２０について、図３〜７に基づいて、説明する。

図３〜５はコイル巻線の巻始め及び巻き終り端のリード端４１，４２が取出されるリード端側インシュレータ２０Ａを示し、図６，７は前記リード端側インシュレータ２０Ａとは反対側に位置する反リード端側インシュレータ２０Ｂを示す。以下では、夫々のインシュレータ２０Ａ，２０Ｂについて、詳細に説明する。

前記リード端側インシュレータ２０Ａは、図３，４に示すように、コ字状断面のコイル巻胴部２１Ａの一方の側面に巻線方向に沿って２つの段状突起部２４Ａ、２４Ｂを設け、コイル巻胴部２１Ａの一方の側面に対向する他方の側面に巻線方向に沿って１つの段状突起部２４Ｃを設けている。そして、段状突起部２４Ｃの半径方向位置（図３，４紙面上下方向位置）は段状突起部２４Ａの半径方向位置と段状突起部２４Ｂの半径方向位置との間である。また、ティース１２の積層方向端部に接触する巻胴部２１Ａの内面には、半径方向に延びてティース１２に沿う複数の溝が形成されている。

前記コ字状断面のコイル巻胴部２１Ａおよびティース根元側つば部２２Ａ及びティース先端側つば部２３Ａの反リード端側インシュレータ２０Ｂへ接続される端部は、反リード端側インシュレータ２０Ｂへ接続する薄肉嵌合部２５Ａに形成している。即ち、前記薄肉嵌合部２５Ａは、ティース１２に接する裏面側の表面を、先端側から所定範囲の長さに亘ってコイル巻線４０に接する表面側へ後退させて、薄肉に形成している。

前記ティース根元側つば部２２Ａのバックヨーク１１から軸方向に突出する部分には、ステータコア１０の軸方向側面に当接して係合する係合片２６が半径方向外周側に突出して設けられている。

また、前記係合片２６より軸方向外側に突出するティース根元側つば部２２Ａには、巻胴部２１Ａ表面領域に巻回されるコイル巻線４０の巻始め側及び巻き終り側のリード端４１，４２を、巻胴部２１Ａ表面領域からステータコア１０のバックヨーク１１の軸方向側面領域へ取出すための導入溝２７を形成している。この導入溝２７は、ティース根元側つば部２２Ａのバックヨーク１１の側方領域を、巻胴部２１Ａの表面までの深さで予め設定した幅において部分的に切り欠くことで形成している。前記導入溝２７の形状は、図示するように、コの字状とする場合の他、例えば、Ｕ字状若しくはＶ字状に形成してもよい。このため、前記導入溝２７を形成しているティース根元側つば部２２Ａのバックヨーク１１の側方領域は、導入溝２７により切り欠かれて巻胴部２１Ａよりも半径方向に突出する一対のフランジ部２８Ａ，２８Ｂを備える形状に形成される。

前記記係合片２６より軸方向外側に突出するティース根元側つば部２２Ａの前記導入溝２７を形成する一対のフランジ部２８Ａ，２８Ｂは、半径方向外周側から見て、図５に示すように、形成されている。

前記一方のフランジ部２８Ａの半径方向外周側には、最終的にはリード端４１となる巻始めの線材４０を案内する案内面２９と、巻始め側リード端４１を絡げ固定する絡げ突起３０と、同リード端４１をステータコア１０内周側へ折曲げた際に係合する係合溝３１とを備える。前記案内面２９は、図２２Ａ，２２Ｂに示すように、ステータコア１０のバックヨーク１１側面領域から導入溝２７を通過させて巻胴部２１Ａ表面領域に円滑に線材４０を案内するために傾斜させて形成されている。また、前記絡げ突起３０は、巻胴部２１Ａへの巻線終了段階において、巻始め側リード端４１を絡げ固定するよう半径方向外周側に突出させて形成されている。また、前記係合溝３１は、前記突起３１へ絡げた巻始め側リード端４１をステータコア１０内周側へ折曲げた際にリード端４１に係合するよう、絡げ突起３１に隣接させて形成されている。

前記他方のフランジ部２８Ｂの半径方向外周側には、巻胴部２１Ａへの巻線終了段階における巻終り側リード端４２を絡げ固定する絡げ突起３３と、同リード端４２をステータコア１０内周側へ折曲げた際に係合する係合溝３４とを備える。また、前記絡げ突起３３は、図２２Ｃに示すように、巻胴部２１Ａへの巻線終了段階において、巻終り側リード端４２を絡げ固定するよう半径方向外周側に突出させて形成されている。前記絡げ突起３３の根元部には、切り欠き３５が設けられ、巻き終り側リード端４２の絡げ時に、切り欠き３５にリード端４２を係合させて、巻き終り側リード端４２の緩み防止を図っている。また、前記係合溝３４は、前記絡げ突起３３へ絡げた巻終り側リード端４２をステータコア１０内周側へ折曲げた際にリード端４２に係合するよう、絡げ突起３３に隣接させて形成されている。

前記一方のフランジ部２８Ａおよび他方のフランジ部２８Ｂの軸方向高さは、いずれか一方が他方より高く形成している。これにより、線材４０を両フランジ部２８Ａ，２８Ｂに対して傾斜させて、巻始めの線材４０を導入溝２７へ挿入する時に、軸方向高さの高いフランジ部２８Ａの側縁(導入溝２７の縁)に突き当て係合させることにより、線材４０の導入溝２７への導入を容易にしている。

この場合に、前記線材４０の軸方向高さの高いフランジ部２８Ａの側縁(導入溝２７の縁)に突き当て係合を容易にするために、軸方向高さの高いフランジ部２８Ａの側縁(導入溝２７の縁)は、その先端角部が角張っていることが、望ましい。また、逆に軸方向高さの低いフランジ部２８Ｂの側縁(導入溝２７の縁)の先端角部は、傾斜して挿入される線材４０に引っ掛からないように、円弧状の隅Ｒを持たせることが望ましい。

また、一方のフランジ部２８Ａに形成される係合溝３１のフランジ部２８Ａ先端よりの深さは、他方のフランジ部２８Ｂに形成される係合溝３４のフランジ部２８Ｂ先端よりの深さより、深く形成している。即ち、両フランジ部２８Ａ，２８Ｂの係合溝３１，３４の底部の軸方向位置を同じとすることにより、両係合溝３１，３４に係合するリード端４１，４２のステータコア１０に対する相対位置を同一として、後述する集配電用バスリング５０の接続端子５１，５３への結線が容易となるようにしている。

前記反リード端側インシュレータ２０Ｂは、図６，７に示すように、コ字状断面のコイル巻胴部２１Ｂの一方の側面に巻線方向に沿って２つの段状突起部２４Ａ、２４Ｂを設け、コイル巻胴部２１Ｂの一方の側面に対向する他方の側面に巻線方向に沿って１つの段状突起部２４Ｃを設けている。そして、段状突起部２４Ｃの半径方向位置（図６，７紙面上下方向位置）は段状突起部２４Ａの半径方向位置と段状突起部２４Ｂの半径方向位置との間である。また、ティース１２の積層方向端部に接触する巻胴部２１Ｂの内面には、半径方向に延びてティース１２に沿う複数の溝が形成されている。

前記コ字状断面のコイル巻胴部２１Ｂおよびティース根元側つば部２２Ｂ及びティース先端側つば部２３Ｂのリード端側インシュレータ２０Ａへ接続される端部は、リード端側インシュレータ２０Ａへ接続する薄肉嵌合部２５Ｂに形成している。即ち、前記薄肉嵌合部２５Ｂは、コイル巻線４０に接する表面側の表面を、先端側から所定範囲の長さに亘ってティース１２に接する裏面側へ後退させて、薄肉に形成している。

以上の構成のステータコア１０のティース１２に対して積層方向両側から、２分割されたリード端側インシュレータ２０Ａ及び反リード端側インシュレータ２０Ｂの巻胴部２１Ａ，２１Ｂを嵌合させ、端部の薄肉嵌合部２５Ａ，２５Ｂ同士を係合させることにより、図１に示すステータ組立体２を構成する。反リード端側インシュレータ２０Ｂの薄肉嵌合部２５Ｂは、リード端側インシュレータ２０Ａの薄肉嵌合部２５Ａの外側に嵌合して、リード端側インシュレータ２０Ａ及び反リード端側インシュレータ２０Ｂの巻胴部２１Ａ，２１Ｂはティース１２を取巻いている。また、リード端側インシュレータ２０Ａ及び反リード端側インシュレータ２０Ｂのティース根元側つば部２２Ａ，２２Ｂは、ステータコア１０のバックヨーク１１に接触して巻胴部２１Ａ，２１Ｂ領域をバックヨーク１１領域と区画している。また、リード端側インシュレータ２０Ａ及び反リード端側インシュレータ２０Ｂのティース先端側つば部２３Ａ，２３Ｂは、ティース先端部１２２を取囲んで巻胴部２１Ａ，２１Ｂ領域をティース先端部１２２領域から区画している。

そして、上記したステータ組立体２に対し、図９〜図１８に示す要領により、巻胴部２１に対してコイル巻線４０を順次巻線することにより、図８に示すステータ巻線構造１を得ることができる。前記ステータ巻線構造１における巻線方法について以下に説明する。

この巻線方法は、ステータ組立体２を巻線装置の巻治具Ｔに取付け(図９)、コイルとなる線材４０を巻線装置の巻治具Ｔに取付け(図１０)、線材４０をインシュレータ２０のティース根元側つば部２２における一対のフランジ部２８Ａ，２８Ｂ間の導入溝２７に導入し(図１１)、巻胴部２１における線材４０巻始めの位置及び方向を設定する(図１２)、巻始め工程を備える。次いで、巻治具Ｔを回転させつつ線材４０を供給して巻胴部２１に整列巻によりティース先端側つば部２３まで巻線し(図１３)、折返しティース根元側つば部２２まで巻線し、次いでティース根元側つば部２２とティース先端側つば部２３との間において折返し整列巻して巻線する巻線工程を備える。そして、所定の巻層を終了した段階において、巻治具Ｔの回転を停止させ(図１４)、線材４０をインシュレータ２０のティース根元側つば部２２における一対のフランジ部２８Ａ，２８Ｂ間の導入溝２７に導入する(図１５)。そして、他方のフランジ部２８Ｂに線材４０を絡げ(図１６〜１８)、巻終り側リード端４２をカットし、巻始め側リード端４１を一方のフランジ部２８Ａの絡げる、終了工程を備える。

ステータ組立体２の巻治具Ｔへの取付けは、図９に示すように、ステータコア１０のバックヨーク１１を積層方向から巻治具Ｔにより把持することにより実行される。巻治具Ｔは、巻線装置により回転駆動されるよう構成され、その回転軸芯にステータコア１０におけるティース１２の半径方向中心とが一致するように固定される。従って、巻治具Ｔが回転駆動されるとステータ組立体２はティース１２の半径方向中心を軸心として回転される。

巻治具Ｔには、リード端側のバックヨーク１１の軸方向端面の延長上に腕を延して、巻始め側リード端４１を保持する線材固定部Ｔ１を一体に備える。また、巻線装置には、図示しないが線材供給装置が装備され、線材供給装置から供給された線材４０を線材ガイドを介して巻治具Ｔに把持されたステータ組立体２に供給するようになっている。前記線材ガイドは、巻胴部２１への線材４０の巻付け位置に応じて、前記巻軸心に対して軸方向に往復移動可能に構成している。

次いで、図１０に示すように、線材供給装置よりコイルとなる線材４０を線材ガイドを介して巻治具Ｔ上に供給し、巻治具Ｔ上を通過させてその先端を線材固定部Ｔ１に固定する。この状態では、供給された線材４０は、バックヨーク１１の軸方向端面上に位置し、インシュレータ２０のティース根元側つば部２２の外側に位置する。

次いで、図１１に示すように、線材ガイドをティース先端側に移動させて、先端が線材固定部Ｔ１に固定された線材４０を巻胴部２１側に揺動させる。揺動した線材４０の中途部は、図１９，２０に示すように、一対のフランジ部２８Ａ，２８Ｂの内の軸方向長さの長い側のフランジ部２８Ａに係合して、中途部で折れ曲がる。そして、折れ曲がった線材４０は、一対のフランジ部２８Ａ，２８Ｂ間の導入溝２７に正対することとなる。この場合に、曲げぐせがついて真っ直ぐでない線材４０が使用される場合であっても、上記のように折れ曲がることにより、線材４０に付いている曲げ癖も矯正されて、円滑に導入溝２７に導入することができる。このように、線材４０を両フランジ部２８Ａ，２８Ｂに対して傾斜させて巻始めの線材４０を導入溝２７へ挿入する際に、軸方向高さの高いフランジ部２８Ａの側縁(導入溝２７の縁)に突き当て係合させることにより、線材４０の導入溝２７への導入を容易にしている。

ところで、両フランジ部２８Ａ，２８Ｂの軸方向高さが同じである場合には、図２５，２６に示すように、バックヨーク１１側方から巻胴部２１への導入過程において、両フランジ部２８Ａ，２８Ｂに対して線材４０を斜めに傾斜させても、傾斜した線材４０に対する両フランジ２８Ａ，２８Ｂ間の間隔が大きく拡がらない。このため、曲げぐせがついて真っ直ぐでない線材４０が使用される場合には、線材４０がいずれかのフランジ部２８Ａ，２８Ｂに乗り上げることとなり、巻線４０の巻始めの巻線位置決め精度が低下する不具合がある。

しかし、本実施形態のように、いずれか一方のフランジ部２８Ａが他方のフランジ部２８Ｂより高く形成している。このため、巻治具Ｔにリード端４１を固定した巻線のバックヨーク１１側方から巻胴部２１への導入過程において、巻始めの線材４０を、例えば、高い方のフランジ部２８Ａに突き当てることにより、傾斜されたリード端４１が通過する導入溝２７の幅を大きくすることができる。従って、リード端４１を高い方のフランジ部２８Ａに突き当てた状態とすることで、リード端４１を双方のフランジ部２８Ａ，２８Ｂ間の導入溝２７へ容易に導入することができる。このため、線材４０のフランジ部２８Ａ，２８Ｂへの乗り上げを防止でき、線材４０の巻始めの巻線位置決め精度を高くすることができる。

次いで、図２１に示すように、ステータ組立体(以下では「ワーク」という)を巻線方向に回転させることにより、一対のフランジ部２８Ａ，２８Ｂ間の導入溝２７に線材４０を導入することができる。

ところで、ティース根元側つば部２２における巻始め側となる一方のフランジ部２８Ａのバックヨーク１１側に、図２７に示すように、段差Ｈが存在する場合には、導入溝２７に導入された線材４０は、この段差Ｈにより巻胴部２１表面から浮き上がることとなる。このため、その上に巻線されるコイルも同様に浮き上がり、最終的に巻線されたコイルエンドの高さが大きくなってしまう不具合がある。

しかしながら、本実施形態においては、導入溝２７に導入された線材４０は、ティース根元側つば部２２における巻始め側となる一方のフランジ部２８Ａのバックヨーク１１側に設けた傾斜した案内面２９を備えるため、バックヨーク１１側に位置する線材４０は案内面２９により傾斜して案内される。このため、導入溝２７を通過して巻胴部２１領域に達した部分では巻胴部２１表面に確実に接触させることができる。従って、その上に巻線されるコイルの浮き上がりもなく、最終的に巻線されたコイルエンドの高さが大きくなる不具合を解消できる。

次いで、図１２に示すように、線材ガイドをティース根元側に移動させて、導入溝２７を通過して巻胴部２１領域に位置する線材４０をティース根元側つば部２２に沿わせて、巻胴部２１における線材巻始めの位置及び方向を設定する。これにより、巻始め工程が完了し、巻胴部２１への巻線を開始することができる。

次いで、巻治具Ｔを回転させつつ線材ガイドより供給する線材４０を巻胴部２１に整列巻により巻線する。線材ガイドは、巻胴部２１への巻線位置の進行に連れてその位置を移動させる。巻線の進行により、図１３に示すように、ティース先端側つば部２３まで巻線すると、図示しないが、同様に折返しティース根元側つば部２２まで巻線し、次いでティース根元側つば部２２とティース先端側つば部２３との間において折返し整列巻して巻線する。

そして、図１４に示すように、所定の巻層を終了した段階で、巻胴部２１に沿って曲げられていない巻胴部２１近傍の供給中の直線状の線材４０部分が、インシュレータ２０のティース根元側つば部２２の一対のフランジ部２８Ａ，２８Ｂ間の導入溝２７領域に位置する回転位置において、巻治具Ｔを停止させる。これは、ティース１２をその積層方向が水平状態となる状態から更に回転させた回転位置において実現される。この状態においては、インシュレータ２０のティース根元側つば部２２の一対のフランジ部２８Ａ，２８Ｂ間の導入溝２７領域に、巻線から離れて直線状となった線材４０部分が存在する。

次いで、図１５に示すように、線材ガイドをバックヨーク１１の側方まで軸方向に移動させる。これにより、巻胴部２１に巻付いた部分から接線状に離れる直線状の線材４０は、インシュレータ２０のティース根元側つば部２２の一対のフランジ部２８Ａ，２８Ｂ間の導入溝２７領域に導入される。

次いで、図１６に示すように、ワークを巻線方向に９０度前後回転させて停止させ、次いで、図１７に示すように、線材ガイドを巻胴部２１側に移動させる。これにより、導入溝２７を通過した線材４０は、他方のフランジ部２８Ｂの絡げ突起３３の下方(半径方向内側)に延在させて配置されることとなる。

次いで、図１８に示すように、ワークを巻線方向とは逆方向に、例えば９０度、回転させて停止させる。これにより、導入溝２７を通過した線材４０は、他方のフランジ部２８Ｂの絡げ突起３３の下方(半径方向内側)に設けた切り欠き３５に係合される。次いで、巻き終り側線材４０を切断し、また、巻始め側線材４０を一方のフランジ部２８Ａの絡げ突起３０に絡げることで、巻線が完了し、図８に示すステータ巻線構造１を得ることができる。

前記ステータ巻線構造１においては、図２２（Ａ）に示すように、巻線表面側からの巻終り側リード端４２は、インシュレータ２０のティース根元側つば部２２の一対のフランジ部２８Ａ，２８Ｂ間の導入溝２７領域を通り、他方のフランジ部２８Ｂに設けた絡げ突起３３に下側から係合し、絡げ突起３３表面を回り込んで軸方向に直立した状態で延びている。この状態のリード端４２は、絡げ突起３３に隣接して設けた係合溝３４に臨んで位置する。そして、図２２（Ｂ）（Ｃ）に示すように、リード端４２の絡げ突起３３から直立している領域を、隣接している係合溝３４内に折り曲げることで、リード端４２の先端が半径方向内方へ傾斜させる。巻終り側リード端４２は、巻装したコイル巻線４０の終端であり、コイル巻線４０のスプリングバック作用により緩み易い。このことから、絡げ突起３３の切り欠き３５により、先ずコイル巻線４０の巻き方向の緩みを防止し、次いで、絡げ突起３３に絡げることにより更に緩み止めし、加えて係合溝３４に係合させることで緩み止めする、３重構造となっている。これにより、巻終り側リード端４２の周方向の位置決めと、コイル巻線４０の緩み防止と、集配電用バスリング５０取付け時における集配電用バスリング５０との干渉防止との、各機能を発揮させることができる。

また、巻胴部２１表面側からの巻始め側リード端４１は、インシュレータ２０のティース根元側つば部２２の一対のフランジ部２８Ａ，２８Ｂ間の導入溝２７領域を通り、一方のフランジ部２８Ａに設けた案内面２９に沿った状態で斜め方向に延びている。このため、巻始め側リード端４１を図中上方へ折り曲げて、一方のフランジ部２８Ａに設けた絡げ突起３０に沿わせることで、破線図示のように、絡げ突起３０に絡げる。これにより、巻始め側リード端４１も軸方向に直立した状態で延ばせることができる。この状態のリード端４１は、絡げ突起３０に隣接して設けた係合溝３１に臨んで位置する。そして、図２２（Ｂ）（Ｃ）に示すように、リード端４１の絡げ突起３０から直立している領域を、隣接している係合溝３１内に折り曲げることで、リード端４１の先端が半径方向内方へ傾斜させる。巻始め側リード端４１は、多層に巻装したコイル巻線４０により抑えられているため、巻終り側リード端４２よりも緩み難いが、絡げ突起３０への絡げにより緩み止めし、次いで、係合溝３１に係合させることで、２重に緩み止めしている。これにより、巻始め側リード端４１の周方向の位置決めと、コイル巻線４０の緩み防止と、集配電用バスリング５０取付け時における集配電用バスリング５０との干渉防止との、各機能を発揮させることができる。

この状態では、巻始め側リード端４１と巻終り側リード端４２とは、各フランジ部２８Ａ，２８Ｂに設けた絡げ突起３０，３３により設定した所定の距離に位置する。このため、各コイル巻線４０同士を相互に接続する集配電用バスリング５０のコイル側への接続端子５１，５３の端子ピッチと、前記巻始め側リード端４１と巻終り側リード端４２の距離とを、同寸法に設定することにより、両者の接続が、リード端４１,４２を接続のために周方向に折り曲げる手間を防止でき、両者間の接続が容易となる。

以上により構成されたステータ巻線構造１は、前述したように、バックヨーク１１の凸部１１Ａを隣接するバックヨーク１１の凹部１１Ｂに挿入して連結することによりリング状とし、この状態でハウジングに内蔵されることにより、ステータを構成する。

次いで、各ステータコイル同士を相互に接続する集配電用バスリング５０がハウジング内に取付けられ、集配電用バスリング５０のコイル側への接続端子５１，５３とコイル巻線４０のリード端４１，４２との接続がなされる。前記一対のフランジ部２８Ａ，２８Ｂは、ステータコア１０に対して軸方向に突出しているが、バックヨーク１１の側方領域(半径方向外方)へは突出する構成となっていない。リード端４１，４２の各フランジ部２８Ａ，２８Ｂから半径方向内方に曲げられているため、結線部品である集配電用バスリング５０を干渉させることなくハウジング内に取付けることができる。そして、結線部品の接続端子５１，５３の向きに左右されずに、緩みなく、結線部品の接続端子５１，５３にリード端４１，４２を取付けることができる。

即ち、前記集配電用バスリング５０の接続端子５１として、図２３に示すように、バックヨーク１１の側方に位置して、その軸方向端面に設けた半径方向溝により、リード端４１，４２を収容する収容溝５２を備えるものがある。この場合においては、図２２に示す軸方向に延びる各リード端４１，４２を半径方向外周側へそのまま折り曲げることにより、接続端子５１の収容溝５２に挿入させることができる。この場合には、引き続き、接続工具により接続端子５１の収容溝５２を狭めることにより、リード端４１，４２と接続端子５１との接続作業が完了する。なお、図示する例では、接続端子５１の収容溝５２にリード端４１，４２をあずける際に、リード端４１，４２を半径方向内周側にリード端４１，４２を曲げる必要がないので、リード端４１，４２が緩まないように機能する絡げ突起３０，３３を設けるだけでよく、係合溝３１，３４を設ける必要はない。このため、係合溝３１，３４を形成していない。

また、前記集配電用バスリング５０の接続端子５３として、図２４に示すように、バックヨーク１１の側方に位置して、半径方向内周面側に設けた軸方向溝により、リード端４１，４２を収容する収容溝５４を軸方向に備えるものがある。この場合においては、リード端４１，４２が半径方向内方に折曲げられて係合溝３１，３４に係合されているため、集配電用バスリング５０をハウジング内のステータコア１０のバックヨーク１１側方に装着する際に、リード端４１，４２との干渉が回避される。そして、図２２に示す軸方向に延びる各リード端４１，４２をそのまま半径方向外方に折り曲げることにより、接続端子５３の収容溝５４に挿入させることができる。この場合にも、引き続き、接続工具により接続端子５３の収容溝５４を狭めることにより、リード端４１，４２と接続端子５３との接続作業が完了する。

本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。

（ア）回転電機のステータコア１０に設けたティース１２の周囲を覆う巻胴部２１とこの巻胴部２１のティース根元側及びティース先端側に夫々設けたつば部２２，２３とを備え、前記両つば部２２，２３間の巻胴部２１に巻線を複数層に重ねて巻回可能とした回転電機のインシュレータ２０である。そして、ティース根元側つば部２２にコイル巻線４０の巻始め側リード端４１及び巻終り側リード端４２を通す導入溝２７を設け、導入溝２７の両側のつば部２２により形成したつば部分としての一対のフランジ部２８Ａ，２８Ｂのいずれか一方の導入溝２７に臨む側縁に、巻線４０の巻始めリード端４１を係合させて当該一方のつば部分としてのフランジ部２８Ａの側縁により折れ曲がらせ、当該折れ曲がらせた先端側を導入溝２７へ係合させるよう、一方のつば部分としてのフランジ部２８Ａの巻胴部２１に対する高さを他方のつば部分としてのフランジ部２８Ｂの高さより高くした。
このため、コイル巻線４０の巻始めリード端４１をつば部分としての一対のフランジ部２８Ａ，２８Ｂの内の高さの高い側のフランジ部２８Ａに係合させることができ、リード端４１を高い側のフランジ部２８Ａの縁により折れ曲がらせて、導入溝２７への導入が容易となる。このため、コイル巻線４０の巻始め部における巻線位置決め精度を向上させることができる。

(イ)つば部分としての一対のフランジ部２８Ａ，２８Ｂは、コイル巻線４０の巻始め側リード端４１が接触する一方のフランジ部２８Ａが巻終り側リード端４２が接触する他方のフランジ部２８Ｂより高く形成されているため、巻始め側リード端４１を高い側のフランジ部２８Ａに絡げることができ、巻終り側リード端４２を低い側のフランジ部２８Ｂに絡げることができる。

(ウ)巻胴部２１よりの高さが高く形成されているつば部分としてのフランジ部２８Ａは導入溝２７に臨む縁の先端が角状に形成され、前記巻胴部２１よりの高さが低く形成されているつば部分としてのフランジ部２８Ｂは導入溝２７に臨む側縁の先端が円弧状に形成されているため、巻始め側リード端４１を低い側のフランジ部２８Ｂへ係合させないで、高い側のフランジ部２８Ａに係合させ易くできる。

(エ)つば部分としての一対のフランジ部２８Ａ，２８Ｂは、巻胴部２１に臨む面に対する裏面側に巻始め側リード端４１若しくは巻終り側リード端４２を絡げる角状の絡げ突起３０，３３を備えるため、各リード端４１，４２を絡げ突起３０，３３に絡げることによりコイル巻線４０の緩みを抑制することができる。

しかも、両絡げ突起３０，３３の間隔をステータコア１０側方に配置される集配電用バスリング５０の接続端子５１の配置ピッチに対応して設定することにより、図２３に示すように、集配電用バスリング５０との結線を容易にすることができる。

(オ)つば部分としての一対のフランジ部２８Ａ，２８Ｂは、フランジ部２８Ａ，２８Ｂ先端側に延び、巻始め側リード端４１若しくは巻終り側リード端４２の先端側部分が係合可能な係合溝３１，３４を備えるため、巻始め側リード端４１および巻終り側リード端４２をこれらの係合溝３１，３４に係合させることにより、コイル巻線４０の緩みを抑制すると共に、係合溝３１，３４に係合したリード端４１，４２はステータの内径側に折曲げられることとなり、ステータコア１０側方に配置される集配電用バスリング５０との干渉を抑制することができる。また、各リード端４１，４２間の間隔を係合溝３１，３４により設定した寸法に設定でき、図２４に示すように、ステータコア１０側方に配置される集配電用バスリング５０の接続端子５３の配置ピッチと一致させることにより、集配電用バスリング５０との結線を容易にすることができる。

(カ)巻胴部２１よりの高さが高く形成されているつば部分としてのフランジ部２８Ａに設ける係合溝３１のフランジ部２８Ａ先端からの深さ寸法が、巻胴部２１よりの高さが低く形成されているつば部分としてのフランジ部２８Ｂに設ける係合溝３４のフランジ部２８Ｂ先端からの深さ寸法より大きく形成されていることにより、内径側に位置する巻始め側リード端４１をフランジ部２８Ａの表面より浮かせることなく係合溝３１に係合させることができる。

Ｔ 巻治具
１ ステータ巻線構造
２ ステータ組立体
１０ ステータコア
１１ バックヨーク
１２ ティース
２０ インシュレータ
２１ 巻胴部
２２ ティース根元側つば部
２３ ティース先端側つば部
２７ 導入溝
２８Ａ，２８Ｂ フランジ部（つば部分）
２９ 案内面
３０，３３ 絡げ突起
３１，３４ 係合溝
３５ 切り欠き
４０ 線材、コイル巻線
４１，４２ リード端

Claims (7)

1. 回転電機のステータコアに設けたティースの周囲を覆う巻胴部とこの巻胴部のティース根元側及びティース先端側に夫々設けたつば部とを備え、前記両つば部間の巻胴部に巻線を複数層に重ねて巻回可能とした回転電機のインシュレータにおいて、
   前記ティース根元側つば部に巻線の巻始め側リード端及び巻終り側リード端を通す導入溝を設け、
   前記導入溝の両側の一対のつば部分のいずれか一方の前記導入溝に臨む側縁に、前記巻線の巻始めリード端を係合させて当該一方のつば部分の側縁により折れ曲がらせ、当該折れ曲がらせた先端側を前記導入溝へ係合させるよう、一方のつば部分の巻胴部に対する高さを他方のつば部分の高さより高くしたことを特徴とする回転電機のインシュレータ。
2. 回転電機のステータコアに設けたティースの周囲を覆う巻胴部とこの巻胴部のティース根元側及びティース先端側に夫々設けたつば部とを備え、前記両つば部間の巻胴部に巻線を複数層に重ねて巻回可能とした回転電機のインシュレータにおいて、
   前記ティース根元側つば部に巻線の巻始め側リード端及び巻終り側リード端を通す導入溝を設け、
   前記導入溝の両側のつば部により形成した一対のつば部分の巻胴部に対する高さを異ならせて構成し、
   前記一対のつば部分は、巻胴部に臨む面に対する裏面側に巻始め側リード端若しくは巻終り側リード端を絡げる角状の絡げ突起を備えることを特徴とする回転電機のインシュレータ。
3. 前記一対のつば部分は、コイル巻線の巻始め側リード端が接触する一方のつば部分が巻終り側リード端が接触する他方のつば部分より高く形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転電機のインシュレータ。
4. 前記巻胴部よりの高さが高く形成されているつば部分は導入溝に臨む側縁の先端が角状に形成され、前記巻胴部よりの高さが低く形成されているつば部分は導入溝に臨む側縁の先端が円弧状に形成されていることを特徴とすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の回転電機のインシュレータ。
5. 前記一対のつば部分は、つば部分の先端側に延び、巻始め側リード端若しくは巻終り側リード端の先端側部分が係合可能な係合溝を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の回転電機のインシュレータ。
6. 前記巻胴部よりの高さが高く形成されているつば部分に設ける係合溝のつば部分先端からの深さ寸法が、巻胴部よりの高さが低く形成されているつば部分に設ける係合溝のつば部分先端からの深さ寸法より大きく形成されていることを特徴とする請求項２に記載の回転電機のインシュレータ。
7. インシュレータの巻胴部の端部に設けたティース根元側つば部に、巻線の巻始め側リード端及び巻終り側リード端を通す導入溝を設け、導入溝の両側に巻胴部より直立する一対のつば部分を形成し、前記一対のつば部分の巻胴部に対する高さを異ならせて形成し、
   前記巻胴部によりステータコアのティースを覆って前記インシュレータをステータコアに装着し、
   次いで、コイル巻線の巻始めリード端を前記インシュレータの巻胴部からの高さが高い側のつば部分の前記導入溝に臨む側縁に係合させて、当該リード端を高い側のつば部分の側縁により折れ曲がらせ、当該折れ曲がらせた先端側を導入溝に係合させることを特徴とするステータ巻線構造の製造方法。

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