JP5726310B2

JP5726310B2 - 回転電機およびその製造方法

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Publication number: JP5726310B2
Application number: JP2013530897A
Authority: JP
Inventors: 園田　功; 功園田; 篤史坂上; 阿久津　悟; 悟阿久津
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-08-29
Filing date: 2011-08-29
Publication date: 2015-05-27
Anticipated expiration: 2031-08-29
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Description

この発明は、回転電機及びその製造方法において、特に３相デルタ結線の複数コイルの結線構造に関するものである。

従来、回転電機は固定子と回転子から構成され、固定子は固定子鉄心に複数のコイルが巻回されている。電動機（モータ）ではこのコイルに電流を流すことにより発生する磁界により回転子が回転するものである。

一方、発電機は回転子が回転することによって固定子のコイルに電流が流れることにより発電するものである。その巻回されたコイルに電流を流す、又は電流が流れるために複数のコイルを直列、又は並列に接続しなければならず、コイル端末の結線処理は、コイル線数が多いほど回転電機を製造する上で、煩雑でスペースも要するものであった。

特許第３６１３２６２号公報

上述した従来の回転電機におけるコイル結線構造は、環状の帯状導電部材に一体化された複数の腕部を有し、同心円状にこの導電部材を複数配置し、環状導電部材を絶縁性のホルダで固定子鉄心のコイル巻線上で保持し、巻回されたコイル端を延出し前記腕部と接続したものであった。

この構造によりコイル端の結線処理は簡素化され、固定子鉄心の上部にコンパクトに配置できるものではあるが、帯状導電部材は多数の環状部材を必要とするものであった。

上述した回転電機のコイル結線構造は、例えば特許文献の図３〜図５に示すように１２スロット２４コイル端末を有するタイプでは、４本の同心円状の導電部材が必要であり、工作上、スペース上改善の余地があった。

つまり、３相巻線の回転電機では３重以上の環状導電部材を有し、コイル端の結線処理を行っているものであった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、より省スペースで、工作性をさらに向上できる回転電機およびその製造方法を提供するものである。

この発明に係わる回転電機は、複数のコイル巻線が巻着された固定子鉄心と、前記コイル巻線による３相デルタ結線をなす接続部材とを有する固定子を備えた回転電機において、前記接続部材は、前記固定子の前記コイル巻線のコイル端部側に配置され、２重の環状の溝をなす絶縁性環状溝部と、前記絶縁性環状溝部に挿着された第１の環状導電部材、第２の環状導電部材、第３の環状導電部材とで構成され、前記絶縁性環状溝部は、一方と他方の２重の溝をなし、１箇所の窓部を介して前記２重の溝は連通され、前記第１の環状導電部材、前記第２の環状導電部材、前記第３の環状導電部材は、それぞれ円弧状をなし、前記第１の環状導電部材の外周側に前記第２の環状導電部材が配置され、前記第３の環状導電部材の一方側は前記第１の環状導電部材と同一円周上にあり、前記第３の環状導電部材の他方側は前記窓部を通って前記第２の環状導電部材と同一円周上にあり、前記固定子の径方向外側に延出した複数の腕部を有し、前記複数の腕部は前記コイル巻線のコイル端部とそれぞれ接続され、前記第１の環状導電部材及び前記第２の環状導電部材は、前記絶縁性環状溝部の別々の溝にそれぞれ挿着され、かつ円弧がない開いた区間同士の一部は重複し、ともに開いた位置関係であり、前記窓部がともに開いた前記位置に配置されるように挿着され、前記第３の環状導電部材は、前記窓部を介して一方の溝に挿着される部位と他方の溝に挿着される部位とが前記絶縁性環状溝部に挿着され、前記第１の環状導電部材、前記第２の環状導電部材、前記第３の環状導電部材は、それぞれ同数の前記腕部を有し、また前記第３の環状導電部材が有する前記腕部の数は、前記一方の溝と前記他方の溝に配置された前記第３の環状導電部材に同数配置されたものである。

また、この発明に係わる回転電機の製造方法は、複数のコイル巻線が巻着された固定子鉄心と、前記コイル巻線による３相デルタ結線をなす接続部材とを有する固定子を備える回転電機の製造方法において、接続部材の製造工程は、一方と他方の２重の溝を持ち、１箇所の窓部で両溝が連通した絶縁性環状溝部を製造する工程と、第１の環状導電部材、第２の環状導電部材、第３の環状導電部材を製造する工程と、前記絶縁性環状溝部に前記前記第１の環状導電部材、前記第２の環状導電部材、前記第３の環状導電部材を組み付ける組付け工程とからなり、前記第１の環状導電部材、前記第２の環状導電部材、前記第３の環状導電部材の製造工程は、前記固定子の径方向に延出した複数の腕部をそれぞれ有し、円弧状をなす前記第１の環状導電部材、前記第１の環状導電部材の外周側に配置される円弧状をなす前記第２の環状導電部材、及び前記窓部を中心に一方の溝と他方の溝をつなぐ渡り部を有するとともに一方側は前記第１の環状導電部材と同一円周上にあり、他方側は前記窓部を通って前記第２の環状導電部材と同一円周上にある前記第３の環状導電部材を製造する工程からなり、前記腕部は前記第１の環状導電部材、前記第２の環状導電部材、前記第３の環状導電部材にそれぞれ同数有するとともに、前記第３の環状導電部材の前記腕部の数は、前記一方の溝と前記他方の溝に配置される前記第３の環状同電部材に同数配置され、前記組付け工程は、前記第１の環状導電部材を円弧がない開いた区間に前記窓部が来るようにして前記一方の溝へ挿着する工程と、前記第３の環状導電部材の前記渡り部が前記窓部に来るように前記溝へ挿着する工程と、前記第２の環状導電部材を円弧がない開いた区間に前記窓部が来るようにして前記他方の溝へ挿着する工程とで構成され、前記第１の環状導電部材、前記第２の環状導電部材、前記第３の環状導電部材が組み付けられた前記接続部材を前記固定子に固定する工程と、前記腕部と前記コイル巻線のコイル端部を接続する工程とを備えるものである。

この発明に係る回転電機およびその製造方法によれば、コイル巻線による３相デルタ結線をなす接続部材は、固定子のコイル巻線のコイル端部側に配置され、２重の環状の溝をなす絶縁性環状溝部と、絶縁性環状溝部に挿着された第１の環状導電部材、第２の環状導電部材、第３の環状導電部材とで構成することにより、コイル端末処理を簡単に成し遂げることができ、工作性が向上し、省スペースが確保できる回転電機およびその製造方法を得ることができる。

この発明の実施の形態１に係わる回転電機を示す断面図である。この発明の実施の形態１に係わる回転電機における４極６スロットタイプの巻線及び環状導電部材を示す概念図である。この発明の実施の形態１に係わる回転電機における８極９スロットタイプの巻線及び環状導電部材を示す概念図である。この発明の実施の形態１に係わる回転電機における１０極１２スロットタイプの巻線及び環状導電部材を示す概念図である。

この発明の実施の形態１に係わる回転電機における１０極１２スロットタイプの巻線及び環状導電部材の他の例を示す概念図である。この発明の実施の形態１に係わる回転電機における１０極１２スロットタイプの接続部材を示す平面図である。この発明の実施の形態１に係わる回転電機を示す図６のI−I線における要部斜視図である。この発明の実施の形態２に係わる回転電機における環状導電部材を示す正面図および平面図である。この発明の実施の形態３に係わる回転電機における絶縁性環状溝部を示す要部斜視図である。

従来の回転電機における４極６スロットタイプの巻線及び環状導電部材を示す概念図である。従来の回転電機における８極９スロットタイプの巻線及び環状導電部材を示す概念図である。従来の回転電機における１０極１２スロットタイプの巻線及び環状導電部材を示す概念図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１ないし図４に基づいて説明するが、各図において、同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。図１はこの発明の実施の形態１に係わる回転電機を示す断面図である。図２はこの発明の実施の形態１に係わる回転電機における４極６スロットタイプの巻線及び環状導電部材を示す概念図である。
図３はこの発明の実施の形態１に係わる回転電機における８極９スロットタイプの巻線及び環状導電部材を示す概念図である。図４はこの発明の実施の形態１に係わる回転電機における１０極１２スロットタイプの巻線及び環状導電部材を示す概念図である。図５はこの発明の実施の形態１に係わる回転電機における１０極１２スロットタイプの巻線及び環状導電部材の他の例を示す概念図である。

図１は回転電機（モータ）１の全体構成を示し、回転子２と固定子２０がフレーム４に内蔵されている。回転子２は、複数の永久磁石３（詳細は図示せず）が規則正しく配置され、回転可能に２つの軸受９で支持されている。

一方、固定子２０は電磁鋼板を多数積層した固定子鉄心１２と、絶縁性樹脂で成型されたコイル巻線用ボビン７と、このボビン７に所定の巻き方法により巻回されたコイル巻線５で構成されている。

さらに、固定子鉄心１２のモータ軸方向（図１中、上方向）に接続部材１０が配置され、この接続部材１０は、絶縁材料で成型された絶縁性環状溝部６がボビン７に固定して配置され、この絶縁性環状溝部６（図１では２つの溝）には、第１の環状導電部材４０、第２の環状導電部材５０、第３の環状導電部材６１が挿着されている。

また、コイル巻線５のコイル端部５ａの一方は、ボビン７から延出され、前記各環状導電部材４０，５０，６１から延びた腕部１１と接続されている。さらに、各環状導電部材４０，５０，６１の一部からリード線８へ接続されている。リード線８は図示しないスイッチング素子を通じてコイル巻線５に電流を供給することで磁界を発生し、回転子２を回転させる。図１の回転電機（モータ）１は、ブラシレスモータ構造を示している。なお、各環状導電部材４０，５０，６１はコイル巻線５と同等な材料、例えば銅製である。

上述したようなブラシレスモータにおいて、コイル巻線５とコイル端部５ａ結線の種々の具体的タイプについて、図２〜図５を用いて説明する。これら各図において、３相デルタ結線とし、（ａ）は各環状導電部材の概念図、（ｂ）は（ａ）の電気回路を示している。３相はそれぞれをＵ相、Ｖ相、Ｗ相と呼び、各相コイルも同様にＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルと呼ぶことにする。図中同一又は相当部分には同一符号を付して説明する。

図２は例えば４極６スロット（以下、４Ｐ６Ｓと称す）のモータのコイル巻線及び各環状導電部材４０，５０，６１を概念的に示している。図２（ｂ）に示すように、コイル巻線は、６本のコイルによるデルタ結線である。１２は固定子鉄心を示し、３１は固定子鉄心１２から中心に向かって延出したティースである。ティース３１に各相のコイルが巻かれているが、図中コイル巻線は省略している。

また、各ティース３１にはコイル巻線の初端と終端が延出され、この両端はそれぞれ図２（ｂ）の回路図に従って、一箇所が開いた円弧状の各環状導電部材４０，５０，６１から出た腕部（図示せず、図１の１１）と接続される。

コイル巻線は、６本コイルが各相２並列となっており、従来の結線方法では、相毎に環状導電部材４０，５０，６０を用いて結線することが一般的であり、図１０（ａ）に示すように３重の環状となっている。ここで、コイル４０Ｖとコイル４０Ｗは第１の環状導電部材４０と接続され、同様にコイル５０Ｗとコイル５０Ｕは第２の環状導電部材５０、コイル６０Ｕとコイル６０Ｖは第３の環状導電部材６０とそれぞれ接続されていることを示している。そして、「＋」と「−」は巻き方向が逆であることを示している。例えば「＋」は円の中心に向かって右巻き、「−」は左巻きを示している。相が異なっても＋、−の符号が同じであれば巻き方向は同じを示している。

一方、この発明の実施の形態１では、図２（ａ）に示すように、３重ではなく、２重の環状導電部材で構成されている。第１の環状導電部材４０と第２の環状導電部材５０は図１０（ａ）と同一であり、第３の環状導電部材６０は第３の環状導電部材６１へ変更されており、導電部材６１ａ、導電部材６１ｂ、渡り部６１ｃから成り立っている。

つまり、６１ａの導電部材は、最内周の第１の環状導電部材４０と同一円周上にあり、６１ｂの導電部材は、第１の環状導電部材４０より外周側の２番目の環状位置に配置されている。６１ａはコイル６０Ｕとコイル６０Ｖの一方のコイル端部が接続され、６１ｂは残っている他方のコイル端部が接続されている。

さらに、６１ｃは、最内周から２番目の環状位置に移行する渡り部となっており、この位置は接続されない相コイル位置（図２ではＷ相コイルが巻かれている位置）で、かつ、第１の環状導電部材４０、第２の環状導電部材５０のともに一部開いた区間の位置を利用している。

このように最内周の第１の環状導電部材４０と２番目の第２の環状導電部材５０の位置とを、結線に不要なティース３１位置に渡り部６１ｃを配置することにより、最内周の第１の環状導電部材４０と２番目の第２の環状導電部材５０を接続することができ、その結果、上述した従来の３重の環状構造がこの発明の実施の形態１のように２重の環状構造へと削減することができる。

次に、図３は８極９スリーブ（以下、８Ｐ９Ｓと称す）タイプを示している。コイル巻線は３並列９本を要しており、図２と同様な図面構成とし、同様に符号を付している。コイル巻線５は、９本コイルが各相３並列となっており、従来の結線方法では、相毎に環状導電部材４０，５０，６０を用いて結線することが一般的であり、図１１（ａ）に示すように３重の環状となっている。ここで、コイル４０Ｖとコイル４０Ｗは第１の環状導電部材４０と接続され、同様にコイル５０Ｗとコイル５０Ｕは第２の環状導電部材５０、コイル６０Ｕとコイル６０Ｖは第３の環状導電部材６０とそれぞれ接続されていることを示している。そして、「＋」と「−」は巻き方向が逆であることを示している。例えば「＋」は円の中心に向かって右巻き、「−」は左巻きを示している。相が異なっても＋、−の符号が同じであれば巻き方向は同じを示している。

また、図３（ａ）の結線方法においても、まず、ティース３１ａとティース３１ｃは「＋」巻線用とし、その間に配置されたティース３１ｂは「−」巻線用としている。そのため同一相が隣り合っており、コイル巻線は例えばティース３１ａとティース３１ｃでは右巻きに巻回され、ティース３１ｂでは左巻きに巻回されている。このようにコイル巻線が巻回され、それぞれの端部が図３（ｂ）の回路図に従って接続される。この際、第１の環状導電部材４０ａ、第２の環状導電部材５０ａは従来の図１１（ａ）と同等である。しかし、第３の環状導電部材６２は、導電部材６２ａ、導電部材６２ｂ、渡り部６２ｃから成り立っている。

つまり、６２ａの導電部材は、最内周の第１の環状導電部材４０と同一円周上にあり、コイル６０Ｕが接続され、６２ｂの導電部材は、第１の環状導電部材４０より外周側の２番目の環状位置に配置され、コイル６０Ｖが接続され、ともに同数のコイル巻線が接続されている。

また、導電部材６２ａと導電部材６２ｂを接続する渡り部６２ｃは、最内周から２番目の環状溝へ渡っている。この渡り部６２ｃは第１の環状導電部材４０、第２の環状導電部材５０のともに一部開いた区間の位置で、かつ、ティース間という空間を利用することにより配置が可能となっている。このように、上述した従来の３重の環状構造が２重の環状構造へと削減することができる。

次に図４、図５において、１０極１２スリーブ（以下、１０Ｐ１２Ｓと称す）の１２本のコイルを使用したタイプについて説明する。図４（ｂ）に示した回路図のように２直列・２並列で１相のコイル巻線を構成し、これらがデルタ結線されているモータにおいて、同様にコイル結線処理を行う。例えば、従来では図１２（ａ）に示すように各相がそれぞれ環状導電部材４０，５０，６０を有する３重の環状となる。ここで例えばＵ＋とＵ−の直列コイル線は、隣接するティース３２ａ、３２ｂに巻回され、残りのＵ＋とＵ−の直列コイル線は、対向するティース３２ｃ、３２ｄに巻回されている。また、直列コイル線であるためＵ＋とＵ−は連続線とし、ティース３２ａに右巻きされた後にティース３２ｂへコイル線が延出してさらに左巻きで巻回されている。

図４（ａ）のこの発明においては、第１の環状導電部材４０、第２の環状導電部材５０は従来と同一のものを同一位置へ配置する。一方、残ったコイル６０Ｕ、コイル６０Ｖのコイル結線はそれぞれ第３の環状導電部材６３の導電部材６３ａ、導電部材６３ｂへ接続され、異なる環状配置とし、それらを渡り部６３ｃで接続している。

つまり、一方を最内周へ、他方を２番目の環状位置へ配置するとともに、第１の環状導電部材４０、第２の環状導電部材５０の一部開いた区間で、かつコイル巻線の延出線同士の間の空間において渡り部６３ｃを配置することにより２重環状で構成することができる。

また、各環状導電部材４０，５０，６３の腕部は、導電部材毎に同一数（４個）であり、第３の環状導電部材６３は最内周にその内の半分（２個）、残りは２番目の溝に対応する位置に配置されている。このように、上述した従来の３重の環状構造が２重の環状構造へと削減することができる。

図５は図４（ａ）、（ｂ）の変形である。図５（ａ）に示すようにコイル巻線の接続方法を変更し、さらに「ｒ」を付した巻線に関しては「＋」、「−」の巻回方向を逆にしたものである。このような巻線を採用することにより、図５（ｂ）の巻回方向を見ると、「Ｕ＋ｒ」は左、「Ｕ−ｒ」は右、「Ｗ−」は左、「Ｗ＋」は右のように左巻き、右巻きの順々になっている。コイル巻線を行う場合この規則性に沿って巻回できるので巻線機の構成が単純で、同一巻線機を複数同時に同方向に巻回させることができ、巻線時間の短縮の効果がある。

なお、１４Ｐ１２Ｓも図４（ａ）と同様に構成できる。また、１２Ｐ１８Ｓ、１６Ｐ１８Ｓ、１６Ｐ２４Ｓ、２０Ｐ２４Ｓ等々とさらに多数コイル巻線を有するモータも考えられるが、２重環状は困難である。一方、２Ｐ３Ｓ、４Ｐ３Ｓのような１組３相巻線であれば、１重環状で達成できるため、この発明とは無関係である。

以上の説明では、３個の環状導電部材を用い、それぞれに同一の数の腕部を有し、また第３の環状導電部材は溝を渡る渡り部を設けることにより、固定子の径方向３重の環状が２重の環状に変更でき、固定子鉄心上の接続部材自体がコンパクトになり、固定子鉄心の径方向幅以内で収めることができる。

次に、実施の形態１に示す２重の環状のコイル結線についてさらに詳細に、また、製造方法についても説明する。説明は一例として図４のコイル巻線（１０Ｐ１２Ｓ）について説明する。図１に示したボビン７の上に別部材できた接続部材１０が配置されている。

製造方法としては、まず、コイル巻線された固定子２０を製造する。この工程は例えば、積層された帯状の固定子鉄心１２を製造し、ボビン７をはめ込み、コイル線をこれに巻回した後、固定子２０全体を環状に成形する方法がある。また、コイル端部は固定子鉄心１２の軸方向から径方向外側へ延出させておく。

一方、接続部材１０は、絶縁樹脂により絶縁性環状溝部６を製造し、また、第１の環状導電部材４０、第２の環状導電部材５０を作成し、同様に導電部材６３ａと導電部材６３ｂとを渡り部６３ｃで一体化した第３の環状導電部材６３を製造する。

なお、各環状導電部材４０，５０，６３はコイル巻線５のコイル端部５ａを接続するための腕部１１も一体で製造する。次に、第２の環状導体部材５０を絶縁性環状溝部６の径方向外側の溝へ挿入し、その後渡り部６３ｃを有した第３の環状導電部材６３を挿入し、最後に最内周側の第１の環状導電部材４０を挿入する。次に、各環状導電部材４０，５０，６３が挿入された絶縁性環状溝部６を有する接続部材１０全体をボビン７に装着する。最後に、コイル巻線５のコイル端部５ａと腕部１１を接続する。この状態で固定子２０は完成されたので、固定子２０をフレーム４へ挿入、リード線８との接続、回転子２の挿入を行う。

ここで、接続部材１０を構成する絶縁性環状溝部６と各環状導電部材４０，５０，６３について図６、図７を用いてさらに説明する。絶縁性環状溝部６はコイル巻線５のコイル端部５ａと接続するための腕部１１が出てくる位置に、切り欠き部１３が「６＊２＋６＝１８」箇所切り欠かれている。これら切り欠き部１３上に各環状導電部材４０，５０，６３の腕部１１が径方向外側へ延出されている。

また、窓部１６が配設され、ここに渡り部６３ｃを配置できるように溝枠がカットされている。また、最外周にはボビン７に支持されることができるように保持部１４が複数配置されている。さらに、これら保持部１４は２種類の形状を有し、１４ａは単にボビン７に支持される脚部であり、保持部１４はターミナルが設置できるように台座１４ｂと脚部１４ａを有している。このように形成された絶縁性環状溝部６に、上述したように、各環状導電部材５０，６３，４０の順に挿入する。

図７は図６のＩ−Ｉ線に沿った断面と環状の一部分を斜視した要部斜視図である。積層された固定子鉄心１２が１２個環状に配置され、各々の固定子鉄心１２にはボビン７が配設されている。このボビン７にはコイル巻線５を巻回するのみではなく、凹部を有する突起７ａを有している。この突起７ａはコイル巻線５のコイル端部５ａの位置決めに使用できる。また、絶縁性環状溝部６から径方向外側に延出した保持部１４の脚部１４ａが凹部に挿入でき、両者の凹凸構造によりボビン７は絶縁性環状溝部６を支持する。

ターミナル１５は、主にコイル巻線５と図１のリード線８を接続する部材であり、３個の端部１５ａ，１５ｂ，１５ｃを有している。１５ａの端部はコイル巻線５と接続（例えば、溶接）できるように各環状導電部材４０，５０，６３位置まで延びている。また、端部１５ｂは曲げられて保持部１４の台座１４ｂにある穴へ挿入されている。これによりターミナル自体の固定の役目をしている。端部１５ｃの端部はリード線８と接続するための部位である。このような環状導電部材と別部品でターミナルを構成することも可能であるが、図１に示されたように環状導電部材を腕部と同様に、直接延出し一体としたターミナルであってもよい。

各環状導電部材４０，５０，６３は、３種類の形状をなし、コイル巻線５の端部５ａと接続するための腕部１１を有している。この腕部１１は、各環状導電部材の環状部位と平行に延びており、一体形成できる。また、コイル巻線５のコイル端部５ａとの接続には腕部１１の端部をコイルに巻きつけるように整形することで、ヒュージング溶接も可能となっている。

また、腕部１１の他方端はターミナル１５の端部１５ａと溶接できるように面を有している。ここでは導電部材の板厚方向を図中縦にして溝に挿入することにより、径方向の幅を抑制するとともに、環状形成を容易にし、さらに面（帯）が軸方向上に延出することになり、コイル端、ターミナルと溶接可能な面積を確保している。

絶縁性環状溝部６は２重の溝とこれらの溝をそれぞれ区切るための３重の壁を有したＥ字形状とし、各環状導電部材同士の接触、及び導電部材の固定の役目をなしている。また、渡り部６３ｃを有する第３の環状導電部材６３は絶縁性環状溝部６に一箇所設けられた溝間の窓部１６により位置決めが容易となる。

また、この窓部１６の位置は、他の２個の環状導電部材の間で、かつコイル巻線５のコイル端部５ａの間としており、有効に環状位置を利用している。なお、切り欠き部１３と比べ、切り欠き深さが異なり、窓部１６は溝の底まで切り欠かれている。

また、第１の環状導電部材４０、第２の環状導電部材５０の位置決めができるように仕切り１７が設けられている。そのため第１の環状導電部材４０、第２の環状導電部材５０を溝へ挿入する際、この仕切り１７に環状導電部材の端部を接触させて挿入することで位置決めが容易である。

以上のように形成された絶縁性環状溝部６に各環状導電部材４０，５０，６３を挿入し、さらにはターミナル１５を所定の位置３箇所に装着し、一体化したサブアッシーとして製造工程へ投入できる。これにより、コイル巻線された固定子アッシーと前記サブアッシーを別個に製造し、固定子アッシーの軸方向上部からサブアッシーを挿入することで一体化するので、組み立てを簡略化できるものである。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２を図８に基づいて説明する。図８はこの発明の実施の形態２に係わる回転電機における環状導電部材を示す正面図および平面図である。

各環状導電部材４０，５０，６３は、上述したとおり３種類の部品を製造する必要がある。しかし、この３種類の環状導電部材を単一の部材から製造することが可能である。図８（ａ）は導電部材１８ａを示しており、長さの異なる２種類の腕部１１が計１２箇所存在する。このような帯状の導電部材１８ａを製造する。その次に、図８（ｂ）に示すように２重の環状に整形する（腕部１１は一部のみ図示）。その後、図中「Ｘ」印１９ａ、１９ｂをカットし３分割する。これで３種類の環状導電部材４０，５０，６３が完成したので、絶縁性環状溝部６へそれぞれ順に挿入する。

このように、１本の帯状の導電部材１８ａを製造し、２重の環状に形成し、２箇所をカットすることで所望の環状導電部材を作成するので、別々の３種類の導電部材を製造するより工作設備の削減、及び工作時間の短縮を図ることができる。

実施の形態３．
この発明の実施の形態３を図９に基づいて説明する。図９はこの発明の実施の形態３に係わる回転電機における絶縁性環状溝部を示す要部斜視図である。

上述した実施の形態１では環状導電部材、絶縁性環状溝部を径方向に２重の環状にしたものであるが、図９に示すように、軸方向２階建て構造にすることもできる。この場合、帯状の導電部材の板厚方向を上述したように縦にして使用するのではなく、面（帯）を固定子鉄心１２の積層方向と同方向にして使用する。絶縁性環状溝部６ａも上述したような断面上向きＥ字状から、横向きＥ字状とすることで同様に成し遂げられる。これにより軸方向２階建てになったが、軸方向寸法は上述した実施の形態１と実施の形態２とほぼ同等で達成でき、同様にコンパクトで工作性のよいコイル結線を実現できる。

なお、各環状導電部材４０，５０，６３の一箇所開いた区間が半分の円弧より狭いものである場合、図９のような一体化した２階建ての環状溝部には挿入できない。この場合、図９の環状溝部を６ｂ、６ｃ、６ｄの３分割とすれば、環状導電部材を溝に挿入できる。この際、６ｂと６ｃ、及び６ｃと６ｄは図９に示すように凹凸構造にしていると簡単に組み立てできる。

モータを例に説明してきたが、モータに限定するものではなく、発電機においても複数のコイル巻線を有したデルタ結線構成であれば利用可能である。以上のように回転電機において、コイル巻線の結線構造を２重の環状導電部材、２重の環状溝部を有することにより、省スペース化、工作性向上という効果を奏するものである。

この発明は、コイル端末処理を簡単に成し遂げることができ、工作性が向上し、省スペースが確保できる回転電機およびその製造方法の実現に好適である。

Claims

複数のコイル巻線が巻着された固定子鉄心と、前記コイル巻線による３相デルタ結線をなす接続部材とを有する固定子を備えた回転電機において、
前記接続部材は、前記固定子の前記コイル巻線のコイル端部側に配置され、２重の環状の溝をなす絶縁性環状溝部と、前記絶縁性環状溝部に挿着された第１の環状導電部材、第２の環状導電部材、第３の環状導電部材とで構成され、
前記絶縁性環状溝部は、一方と他方の２重の溝をなし、１箇所の窓部を介して前記２重の溝は連通され、
前記第１の環状導電部材、前記第２の環状導電部材、前記第３の環状導電部材は、それぞれ円弧状をなし、前記第１の環状導電部材の外周側に前記第２の環状導電部材が配置され、前記第３の環状導電部材の一方側は前記第１の環状導電部材と同一円周上にあり、前記第３の環状導電部材の他方側は前記窓部を通って前記第２の環状導電部材と同一円周上にあり、前記固定子の径方向外側に延出した複数の腕部を有し、前記複数の腕部は前記コイル巻線のコイル端部とそれぞれ接続され、
前記第１の環状導電部材及び前記第２の環状導電部材は、前記絶縁性環状溝部の別々の溝にそれぞれ挿着され、かつ円弧がない開いた区間同士の一部は重複し、ともに開いた位置関係であり、前記窓部がともに開いた前記位置に配置されるように挿着され、前記第３の環状導電部材は、前記窓部を介して一方の溝に挿着される部位と他方の溝に挿着される部位とが前記絶縁性環状溝部に挿着され、
前記第１の環状導電部材、前記第２の環状導電部材、前記第３の環状導電部材は、それぞれ同数の前記腕部を有し、また前記第３の環状導電部材が有する前記腕部の数は、前記一方の溝と前記他方の溝に配置された前記第３の環状導電部材に同数配置されたことを特徴とする回転電機。
前記第１の環状導電部材、前記第２の環状導電部材、前記第３の環状導電部材は、それぞれ同数の腕部を有し、前記第３の環状導電部材は、一方の溝から他方の溝へ渡る渡り部を有し、前記渡り部を介して一体で構成され、前記絶縁性環状溝部における窓部は、前記第１の環状導電部材及び前記第２の環状導電部材のともに開いた区間で、かつ前記コイル巻線のコイル端部同士の間に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
前記第１の環状導電部材、前記第２の環状導電部材、前記第３の環状導電部材は板状をなし、板厚方向が前記固定子の径方向を向き、径方向２重の環状をなしていることを特徴とする請求項２に記載の回転電機。
前記第１の環状導電部材、前記第２の環状導電部材、前記第３の環状導電部材は板状をなし、板厚方向が固定子の軸方向を向き、軸方向２重の環状をなしていることを特徴とする請求項２に記載の回転電機。
複数のコイル巻線が巻着された固定子鉄心と、前記コイル巻線による３相デルタ結線をなす接続部材とを有する固定子を備える回転電機の製造方法において、
接続部材の製造工程は、一方と他方の２重の溝を持ち、１箇所の窓部で両溝が連通した絶縁性環状溝部を製造する工程と、第１の環状導電部材、第２の環状導電部材、第３の環状導電部材を製造する工程と、前記絶縁性環状溝部に前記第１の環状導電部材、前記第２の環状導電部材、前記第３の環状導電部材を組み付ける組付け工程とからなり、
前記第１の環状導電部材、前記第２の環状導電部材、前記第３の環状導電部材の製造工程は、前記固定子の径方向に延出した複数の腕部をそれぞれ有し、円弧状をなす前記第１の環状導電部材、前記第１の環状導電部材の外周側に配置される円弧状をなす前記第２の環状導電部材、及び前記窓部を中心に一方の溝と他方の溝をつなぐ渡り部を有するとともに一方側は前記第１の環状導電部材と同一円周上にあり、他方側は前記窓部を通って前記第２の環状導電部材と同一円周上にある前記第３の環状導電部材を製造する工程からなり、前記腕部は前記第１の環状導電部材、前記第２の環状導電部材、前記第３の環状導電部材にそれぞれ同数有するとともに、前記第３の環状導電部材の前記腕部の数は、前記一方の溝と前記他方の溝に配置される前記第３の環状同電部材に同数配置され、
前記組付け工程は、前記第１の環状導電部材を円弧がない開いた区間に前記窓部が来るようにして前記一方の溝へ挿着する工程と、前記第３の環状導電部材の前記渡り部が前記窓部に来るように前記溝へ挿着する工程と、前記第２の環状導電部材を円弧がない開いた区間に前記窓部が来るようにして前記他方の溝へ挿着する工程とで構成され、
前記第１の環状導電部材、前記第２の環状導電部材、前記第３の環状導電部材が組み付けられた前記接続部材を前記固定子に固定する工程と、前記腕部と前記コイル巻線のコイル端部を接続する工程とを備えることを特徴とする回転電機の製造方法。
前記第１の環状導電部材、前記第２の環状導電部材、前記第３の環状導電部材の製造工程において、一本の板状の導電部材を製造し、次に２重の環状に成形し、その後２箇所を切断することにより、第１の環状導電部材と第２の環状導電部材及び第３の環状導電部材を製造する工程を有することを特徴とする請求項５に記載の回転電機の製造方法。