JP5853598B2

JP5853598B2 - 回転電機

Info

Publication number: JP5853598B2
Application number: JP2011239882A
Authority: JP
Inventors: 茂夫桜井; 行正久光
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 2011-09-02
Filing date: 2011-11-01
Publication date: 2016-02-09
Anticipated expiration: 2031-11-01
Also published as: JP2013066354A

Description

本発明は、回転電機と接続導体の製造方法に係わり、特に回転電機の固定子巻線に接続される配線材の構造に関するものである。

回転電機である電動機や発電機の固定子の端末配線構造としては、特許文献１などが公知となっている。この特許文献１には、絶縁材からなる複数のブロックの組合せによってリング状配線部材を構成し、このリング状配線部材に形成された導体挿入用の溝に固定子巻線と接続される導体を挿入する。導体には接続部が形成されて溝の外側に突出させ、その接続部と固定子コイルの端子を接続することが記載されている。

特開２００４−１９４３６７

特許文献１に記載のものは、リング状配線部材の溝の中に予め鉤形の突起を形成しておき、挿入される導体をこの鉤形突起により固定している。しかし、この突起のみでは、輸送中などにおいて溝内の導体が円周方向や軸方向に変位する虞を有している。また、溝内への導体嵌め込み作業の位置決めに時間を要している。
また、リング状配線部材の溝の中に挿入する接続導体は同心円状に配置されることから、その接続導体の加工を簡単に行うようにする場合、一般にはプレスによる抜き加工で行うことになるが、その場合には歩留まりが悪くなる。また、歩留まりを上げるためには、平角線を使用する工夫が必要となるが、プレス抜きで作ると平角線によるエッジワイズ曲げが必要となる。その際、リング状配線部材は相等の長さを有しているため、大型のプレス金型とブレス機械が必要となる。さらに、リング状配線部材は同心円状に配置され、且つ形状が異なることから専用の金型が多数必要となる等の問題を有している。

本発明が目的とするとこは、加工を簡単に、溝内の導体変位を防止した回転電機を提供することにある。

本発明は、固定子の鉄心に取付けられた絶縁ボビンを介して巻線が巻き付けられると共に、鉄心に取付けられた絶縁リングの溝内に巻線と接続される導体が挿入された回転電機において、
前記絶縁リングの溝内に、回り止め用の突部と前記導体の位置決め用ストッパーを設け、前記導体の外部接続導体には外部接続端子と突状の巻線接続部を形成し、前記絶縁ボビンと一体的に絶縁リングの軸方向への移動防止用のストッパーを設け、前記絶縁リングの溝内に導体を嵌合するとき、導体の巻線接続部に形成された凹み部に絶縁リングの回り止め用の突部を収め、且つ前記外部接続導体の端部を前記ストッパーと係合配置すると共に、
前記導体の巻線接続部の突状頂点に巻線端部を配置する切込み部と、切込みによって形成された部位が折り曲げられた屈曲部と、を構成したことを特徴とするものである。
また、本発明は、固定子の鉄心に取付けた絶縁ボビンを介して巻線を巻き付け、鉄心に取付けられた絶縁リングの溝内に巻線と接続される導体を挿入するよう構成された回転電機において、
三相分の外部接続端子と中性点導体が挿入される溝，回り止め用の突部および前記導体の位置決め用ストッパーを有する前記絶縁リングと、
前記絶縁リングの溝内に挿入された外部接続端子と突状の巻線接続部を有する導体を備え、
前記巻線接続部は、突状頂点を切込んで屈曲部が形成され、この屈曲部に前記巻線の端部を配置結合し、かつ巻線接続部の突状裏面に形成される凹部に前記絶縁リングの突部を位置決めし、絶縁リングの溝内に前記外部接続端子を挿入したことを特徴としても良い。

本発明の絶縁リングの溝内に巻線と接続される導体は、エッジワイズ曲げによって形成されていることを特徴とするものである。
また、本発明の導体は、前記溝内に挿入される１個の馬蹄形状に形成された外部接続端子と、６個の巻線接続部を備えたことを特徴としても良い。

本発明の絶縁リングは、ナット収納用穴を有する外部接続端子部を設け、この外部接続端子部で前記導体に形成された外部接続端子と外部電線とをボルトを介して接続することを特徴とするものである。

本発明の絶縁ボビンに形成されるストッパーは、絶縁リングの幅と略同等の長さを有することを特徴とするものである。

以上のとおり、本発明によれば、絶縁リングの溝内に回り止め用の突部とストッパーを設けたことで導体嵌めこみ時の作業が容易となり、輸送時などの導体の微動が防止できると共に、絶縁リングに外部接続端子部をも設けたことにより、外部接続導体と外部電線との接続が容易となるものである。
また、鉄心に取付ける絶縁ボビンに一体的にストッパー部を形成し、絶縁リングと導体を押さえ込むように配置したことにより、絶縁リングと導体の軸方向への飛び出しは防止されるものである。また、外部接続導体に設ける外部接続端子部と巻線接続部はエッジワイズ曲げ加工にて形成し、そのエッジワイズ曲げ加工は順次送りながらエッジ曲げをして行くので、ピッチや曲げ高さは自由に設定できて、コンパクトな加工機で製造可能となり、且つ材料の歩留まりが向上するものである。

本発明の実施形態を示す固定子で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は組み立て図。絶縁ボビンの取り付け状態説明図。絶縁リングの構成図。外部接続導体の構成図。外部電線接続の説明図。外部接続導体の加工説明図。外部接続導体の他の加工説明図。

図１は、本発明の実施例を示したもので、（ａ）は固定子の斜視図、（ｂ）は組み立ての説明図を示したものである。１は固定子のフレーム、２は鉄心、３は巻線で、この巻線３は鉄心２に取付けられた絶縁ボビン４に巻付けられる。絶縁ボビン４は、図２で示すようにストッパー部４１が一体的に形成されている。このストッパー部４１は、好ましくは絶縁ボビン４の幅分と略同程度の長さを有している。５は絶縁リングで、一体的か、若しくは複数に分割されたものを組み合わせることにより図３のように形成される。

絶縁リング５には、Ｕ，Ｖ，Ｗ三相分の外部接続導体と中性点導体が挿入される４本の溝５０が設けられ、且つ任意部分には回り止め用の突部５１と、６個の位置決め用ストッパー５２、および３個の外部接続端子部５３が形成されている。突部５１は、後述する導体６に形成される凹み部と係合する大きさの突部に形成され、ストッパー５２は、溝５０内において図３の部分拡大図で示すように隔壁を設けるように中性点導体６０用と三相巻線の外部接続導体６１用として複数設けられる。また、外部接続端子部５３には、６角形のナット受けが出来るような穴５３ａが設けられている。

導体６は、中性点導体６０用と外部接続導体６１用が用意され、外部接続導体６１は、図４で示すように各相分はそれぞれ１本の導体をプレス加工などによって形成してもよいが、ここではエッジワイズ（曲げ加工）によって形成される。その際、外部接続導体６１には馬蹄形状に形成される１個の外部接続端子部６２と、６個の巻線接続部６３が設けられる。巻線接続部６３には、Ａ部拡大図で示すように、山形に屈曲されてその頂点に設けられた切込み部６３ａと、その切込みによって形成された部位を折り曲げた屈曲部６３ｂ、および凹み部６３ｃが形成される。凹み部６３ｃは、前述した絶縁リングの突部５１が挿入できる程度の大きさに形成され、切込み部６３ａと屈曲部６３ｂは、巻線３と導体６の溶接時における作業効率と品質向上のために設けられる。

すなわち、巻線３と導体６の接続は、一般にはＴＩＧ（Tungsten Inert Gas）溶接が用いられるが、その際、導体６の溶接側に巻線３の一端を挟み込む程度の切込みのみの場合、導体６の厚みが比較的薄いことからＴＩＧ溶接時に溶接部分が玉状、或いは巻線の先端が溶けて溶接部分の強度不足や電気回路が開路状態となる虞が生じる。本実施例ではこの点を考慮し、屈曲部６３ｂを形成することで巻線先端の溶接部分が長くなることで溶接部分の強度不足や電気回路の開路状態を防止したものである。

また、導体６はエッジワイズで加工することで、馬蹄形状に加工される外部接続端子部６２や巻線接続部６３が特有形状に形成されることで、組み立てや固定子の配線作業が容易となるものである。

以上のように構成された本発明の組み立ては、概略次の順序で行われる。
鉄心２に、図３で示す絶縁リング５を乗せて固定し、絶縁リング５の溝５０内に導体６を嵌め込むが、導体６の溝５０への嵌め込みは、外周側からＵ相用外部接続導体６１、Ｖ相用外部接続導体６１、Ｗ相用外部接続導体６１の順とし、最も内側の溝５０に中性点導体６０を嵌め込む。その際、溝５０に形成された突部５１に導体６に形成された凹み部６３ｃが嵌合するよう位置決めする。また、各外部接続導体６１の各端部は所定のストッパー５２の位置に突き当たった位置とすることで円周方向への導体移動は阻止される。このようにすることで、各外部接続導体６１に設けられたＵ，Ｖ，Ｗ相の外部接続端子部６２は、図１で示すようにＵ，Ｖ，Ｗ相端子として絶縁リング５の外部接続端子部５３の所定位置に、所定の間隔を有して配置される。

導体６の溝５０への挿入が終了すると、図２で示すように、鉄心２に絶縁ボビン４を取り付ける。このとき、絶縁ボビン４と一体的に且つ本体とは直角状に形成されたストッパー部４１が、絶縁リング５の側面（図１での上面）側から絶縁リング５を押さえ込むように配置される。これによって、輸送中などにおける溝５０に挿入された導体６の飛び出しは防止されると共に、絶縁リング５の軸方向への飛び出しは防止されて強固に固定される。

取付けられた絶縁ボビン４の外周側には巻線３を巻き付け、巻き付けられた巻線の先端を、絶縁リング５の面より僅かに突出している導体６の巻線接続部６３の切込み部６３ａに挟み込み、ＴＩＧ溶接にて導体６と巻線３との接続を行う。

図５は、固定子を外部電線に接続する場合の状態図を示したもので、絶縁リング５に設けられた外部接続端子部５３の穴５３ａにナット７を嵌め込み、外側より外部接続端子部６２、圧着端子の取付けられた外部電線８を重ねてからボルト９を差込み、ナット７と螺合することで固定子と外部電線とが接続される。

図６は外部接続導体の製造方法の説明図である。７０はエッジワイズ曲げ加工用の金型で、雄型７１と雌型７２によるセットに形成されている。雄型７１による上下動への移動距離は、巻線接続部６３を形成するためのストローク長Ｌ１と、外部接続端子部６２の凸状を形成するためのストローク長Ｌ２との２段階の移動距離の切替制御が可能となるように予め設定され、且つその設定はＬ１＜Ｌ２となっている。

製造に当たっては、リールに巻き込まれた平角断面形状の導体６を連続して送り込む。図６の例では、図面右方向から先ず雄型７１の移動距離Ｌ１による３個の巻線接続部６３がエッジワイズ曲げ加工が行われる。次の４個目は外部接続端子部６２であることから、雄型７１はＬ２の移動距離の設定値に切替わって巻線接続部６３よりも大きい凸状形状を有したエッジワイズ曲げ加工による外部接続端子部６２が形成される。５個目は巻線接続部６３であるため、雄型７１は再度Ｌ１の移動距離設定値に戻されて順次導体の送りとエッジワイズ曲げ加工が実行され、所定長となったときに図示省略の切断機によって切断されて外部接続導体６１となる。

したがって、この実施例によれば、外部接続導体に設ける外部接続端子部と巻線接続部はエッジワイズ曲げ加工にて形成したことで材料の歩留まりが向上すると共に、同一の比較的小型の金型にて長さの異なる外部接続端子部と巻線接続部との加工を容易に実施することが可能となる。

図７は外部接続導体の他の製造方法の説明図である。この実施例は平角断面形状の導体６の長さを、エッジワイズ曲げ加工によって形成される外部接続導体６１所定長となるように予め切断し、１回のエッジワイズ曲げ加工によって外部接続導体６１を形成するものである。そのため、金型７を構成する雄型７１には複数（図７では６個）の巻線接続部用凸部７１ａと、１個の外部接続導体用凸部７１ｂを有している。

また、雌型７２には、雄型の巻線接続部用凸部７１ａと各対向する位置に設けられた巻線接続部用凹部７２ａと、外部接続導体用凸部７１ｂとの対向位置に設けられた外部接続導体用凹部７２ｂを有している。そして、所定長に切断された導体を雌型７２上にセットして雄型７１を降下させることで外部接続導体６１を形成するものである。

したがって、この実施例によれば、１回のエッジワイズ曲げ加工によって外部接続導体６１を形成することができるため、短時間にて、且つ容易に外部接続導体を形成することが可能となるものである。

以上本発明によれば、絶縁リング５の溝内に回り止め用突部５１とストッパー５２を設け、その溝内に挿入する導体６をエッジワイズ加工などによって一体的に巻線との接続のための切込み部６３ａや外部接続端子部６２を形成したものである。これにより、位置決めが容易となることで導体の溝内への嵌め込み作業が容易となり、輸送時などの導体の微動が防止できると共に、外部接続端子部６２と外部電線の接続が容易となるものである。
また、鉄心に取付ける絶縁ボビン４には一体的にストッパー部４１を形成して絶縁リング５と導体６を押さえ込むように配置したことにより、絶縁リング５と導体６の軸方向への飛び出しは防止されるものである。
また、外部接続導体に設ける外部接続端子部と巻線接続部はエッジワイズ曲げ加工にて形成したことで材料の歩留まりが向上し、短時間にて、且つ容易に外部接続導体を形成することが可能となるものである。

１… フレーム
２… 鉄心
３… 巻線
４… 絶縁ボビン
５… 絶縁リング
６… 導体
７… ナット
８… 外部電線
９… ボルト
６１…外部接続導体
６２…外部接続端子部
６３…巻線接続部
７０…金型

Claims

固定子の鉄心に取付けられた絶縁ボビンを介して巻線が巻き付けられると共に、鉄心に取付けられた絶縁リングの溝内に巻線と接続される導体が挿入された回転電機において、
前記絶縁リングの溝内に、回り止め用の突部と前記導体の位置決め用ストッパーを設け、前記導体の外部接続導体には外部接続端子と突状の巻線接続部を形成し、前記絶縁ボビンと一体的に絶縁リングの軸方向への移動防止用のストッパーを設け、前記絶縁リングの溝内に導体を嵌合するとき、導体の巻線接続部に形成された凹み部に絶縁リングの回り止め用の突部を収め、且つ前記外部接続導体の端部を前記ストッパーと係合配置すると共に、
前記導体の巻線接続部の突状頂点に巻線端部を配置する切込み部と、切込みによって形成された部位が折り曲げられた屈曲部と、を構成したことを特徴とする回転電機。
固定子の鉄心に取付けた絶縁ボビンを介して巻線を巻き付け、鉄心に取付けられた絶縁リングの溝内に巻線と接続される導体を挿入するよう構成された回転電機において、
三相分の外部接続端子と中性点導体が挿入される溝，回り止め用の突部および前記導体の位置決め用ストッパーを有する前記絶縁リングと、
前記絶縁リングの溝内に挿入された外部接続端子と突状の巻線接続部を有する導体を備え、
前記巻線接続部は、突状頂点を切込んで屈曲部が形成され、この屈曲部に前記巻線の端部を配置結合し、かつ巻線接続部の突状裏面に形成される凹部に前記絶縁リングの突部を位置決めし、絶縁リングの溝内に前記外部接続端子を挿入したことを特徴とする回転電機。
前記絶縁リングの溝内に巻線と接続される導体は、エッジワイズ曲げによって形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の回転電機。
前記絶縁リングの溝内に巻線と接続される導体は、前記溝内に挿入される１個の馬蹄形状に形成された外部接続端子と、６個の巻線接続部を備えたことを特徴とする請求項１乃至３記載の何れかである回転電機。
前記絶縁リングは、ナット収納用穴を有する外部接続端子部を設け、この外部接続端子部で前記導体に形成された外部接続端子と外部電線とをボルトを介して接続することを特徴とする請求項１乃至４記載の何れかである回転電機。
絶縁ボビンに形成されるストッパーは、絶縁リングの幅と略同等の長さを有することを特徴とする請求項１乃至５記載の何れかである回転電機。