JP6746970B2 - 回転電機 - Google Patents

Description

本発明は、空芯コイルを備えた回転電機に関する。

回転電機は、ケーシング等に固定される固定子と、この固定子の径方向内側または径方向外側において回転自在に設けられる回転子とから成る。回転電機においては、鉄心に巻装された巻線に電流を流すことによって磁気が発生し、この電流の磁気作用を利用することによって回転子が固定子（ケーシング等）に対して回転される。例えば、固定子鉄心に固定子巻線が巻装されて成る固定子においては、固定子巻線に電流を流すことにより、回転磁界が生じる。ここで、固定子巻線は、固定子鉄心の径方向内側または径方向外側に突出するティース部に巻回される導線が結線されて成る。

このような回転電機の製造においては、導線をティース部に巻回する際に、導線が所定の形状に形成されて成る空芯コイルを用いることがある。具体的には、予め空芯コイルを形成し、この空芯コイルをティース部に嵌め込むことにより、導線をティース部に巻回する。このように空芯コイルを用いることにより、導線のティース部への巻回作業を容易にすることができる。そして、ティース部に嵌め込まれた複数の空芯コイルを電気的に接続することにより、導線の結線を行う。このような空芯コイルを用いて組み付けられるステータ（固定子）として、例えば、特許文献１に記載のものがある。

特開２０１４−１９２９７４号公報

特許文献１においては、ステータコアのステータ軸方向一端部側からそのステータ軸方向一端面に沿ってステータ周方向一方側に延びつつステータ径方向外側に延びる渡り線が設けられており、この渡り線の一端部は、ステータコアのステータ軸方向一端部側から僅かにステータ軸方向に突出した他端部と接続されるようになっている。この技術によれば、バスバー等の別部材を用いることなく、空芯コイル（導線）間の結線を行うことができる。

しかし、特許文献１におけるステータコアは、渡り線が長尺であるため、一端部と他端部とを接続する結線作業が困難である。また、例えば、周方向を向いた一端部と軸方向を向いた他端部とを接合（溶着、圧着等）する場合には、導線同士の接触範囲が狭いため、適切な接合がなされない虞がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、空芯コイルを備えた回転電機における結線を容易に行うことを目的とする。

上記課題を解決する第一の発明に係る回転電機は、鉄心のティース部に対して径方向から挿入可能な空芯コイルを備えた回転電機であって、前記空芯コイルは、前記ティース部に係合するように角線が巻き回されて成る環状の本体部と、前記本体部の軸方向一端側において前記角線の一端部が周方向一方側に引き出されて成る第一引出部と、前記本体部の軸方向一端側において前記角線の他端部が周方向他方側に引き出されて成る第二引出部とを備えたものであり、前記第一引出部は、他の空芯コイルにおける前記第二引出部と接続されるものであることを特徴とする。

上記課題を解決する第二の発明に係る回転電機は、第一の発明に係る回転電機において、前記第一引出部は、前記角線の一端部を前記鉄心の径方向内側から径方向外側へ向けて延びる第一延出部を備えたものであり、前記第二引出部は、前記角線の他端部を前記鉄心の径方向内側から径方向外側へ向けて延び、他の空芯コイルにおける前記第一延出部と接触し得る第二延出部を備えたものであることを特徴とする。

上記課題を解決する第三の発明に係る回転電機は、第二の発明に係る回転電機において、前記第二延出部は、他の空芯コイルにおける前記第一延出部と同方向に延びて面接触するものであることを特徴とする。

上記課題を解決する第四の発明に係る回転電機は、第三の発明に係る回転電機において、前記第一延出部および前記第二延出部は、前記鉄心の径方向に対して周方向一方側に傾いて形成されるものであることを特徴とする。

上記課題を解決する第五の発明に係る回転電機は、第一から第四のいずれか一つの発明に係る回転電機において、前記空芯コイルは、絶縁材から成るコイルボビンを介して前記ティース部に挿入されるものであることを特徴とする。

上記課題を解決する第六の発明に係る回転電機は、第一から第五のいずれか一つの発明に係る回転電機において、前記鉄心が一体コアであることを特徴とする。

上記課題を解決する第七の発明に係る回転電機は、第一から第六のいずれか一つの発明に係る回転電機において、前記回転電機が樹脂によってモールドされて成るものであることを特徴とする。

第一の発明に係る回転電機によれば、第一引出部と第二引出部とによって空芯コイル間が接続されるので、バスバー等の別部材を用いる（要する）ことなく、巻線の結線を行うことができる。また、第一引出部が周方向一方側に引き出されたものであり、第二引出部が周方向他方側に引き出されたものであるので、第一引出部および第二引出部の長尺化を抑制し、角線の接合すなわち結線作業を容易に行うことができる。

第二の発明に係る回転電機によれば、角線の一端部および他端部を径方向内側から径方向外側へ向けることにより、径方向外側から角線同士の接合作業を行うことができる。つまり、巻線を容易に結線することができる。

第三の発明に係る回転電機によれば、第一延出部と第二延出部とが面接触するので、角線同士を確実に接合し、結線の不具合を軽減することができる。

第四の発明に係る回転電機によれば、第一延出部および第二延出部が鉄心の径方向に対して周方向一方側に傾いていることにより、空芯コイルをティース部に対して径方向から挿入した際に、第一延出部と第二延出部とを確実に面接触させることができる。

第五の発明に係る回転電機によれば、コイルボビンによって空芯コイルと鉄心とを確実に絶縁させることができる。

第六の発明に係る回転電機によれば、鉄心が一体コアであるので、部品点数の増加を抑えることができる。なお、鉄心が一体コアであっても、ティース部に空芯コイルを装着し、周方向に隣接配置される空芯コイル間の接合（結線）を容易に行うことができる。

第七の発明に係る回転電機によれば、樹脂によってモールドすることにより、回転電機における絶縁を確保すると共に、空芯コイルを固定することができる。

実施例１に係る回転電機に備えられる固定子の構造を示す説明図（軸方向一方側から見た正面図）である。 実施例１に係る回転電機に備えられる固定子の構造を示す説明図（軸方向他方側から見た背面図）である。 実施例１に係る回転電機における空芯コイルを示す説明図（軸方向一方側から見た正面図）である。 実施例１に係る回転電機における空芯コイルを示す説明図（径方向内側から見た側面図）である。 実施例１に係る回転電機におけるコイルセグメントを示す説明図（組み付け後の斜視図）である。 実施例１に係る回転電機におけるコイルセグメントを示す説明図（組み付け前の斜視図）である。 実施例１に係る回転電機にコイルボビンの結合部を示す説明図（軸方向一方側における結合部）である。 実施例１に係る回転電機にコイルボビンの結合部を示す説明図（軸方向他方側における結合部）である。

以下に、本発明に係る回転電機の実施例について、添付図面を参照して詳細に説明する。もちろん、本発明は以下の実施例に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能であることは言うまでもない。

本発明の実施例１に係る回転電機は、略円筒形状から成る固定子（ステータ）と、この固定子の径方向内側において回転自在に保持される回転子（ロータ）とから成る。本実施例に係る回転電機に備えられる固定子の構造について、図１から図８を参照して説明する。

図１および図２に示すように、固定子１は、図示しないフレーム等に固定される固定子鉄心（ステータコア）１１と、この固定子鉄心１１に巻装される固定子巻線（ステータコイル）１２とから概略構成されている。ここで、図１には、固定子１の一部を軸方向一方側から見た正面図を示し、図２には、固定子１の一部を軸方向他方側から見た背面図を示している。

なお、固定子１は、図示しない給電部から三相交流電流が供給されることによって回転磁界を生じ、図示しない回転子は、この回転磁界によって回転駆動されるようになっている。図１および図２においては、図を見易くするために、三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のうちの一相分（例えば、Ｕ相）のみの回転子巻線１２を図示している。

固定子鉄心１１は、図示しない円環状の積層鋼板が軸方向（図示しない回転子（ロータ）の回転軸に沿う方向であって、図１および図２においては紙面前後方向）に複数枚積層されて成る一体コアであり、円筒形状のヨーク部２１と、このヨーク部２１から径方向内側に向けて突出する複数のティース部２２とを備えている。

各相の固定子巻線１２は、複数のコイルセグメント３１が接続されて成る。コイルセグメント３１は、角線（角形の断面形状を有する導線）５１が所定の形状に形成されて成る空芯コイル４１と、この空芯コイル４１に着脱可能に装着されるコイルボビン４２とから概略構成されており、固定子鉄心１１のティース部２２に着脱可能に装着されている。

なお、固定子１においては、各相を構成するコイルセグメント３１が周方向において順に配置され、同一相のコイルセグメント３１は二つおきに配置されることとなる。よって、これらコイルセグメント３１が周方向において二つおきに接続されることにより、各相の回転子巻線１２が結線されている。つまり、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルセグメント３１が周方向に順に配置され、周方向において二つおきに配置されるＵ相のコイルセグメント３１、Ｖ相のコイルセグメント３１、Ｗ相のコイルセグメント３１をそれぞれ接続することにより、Ｕ相の回転子巻線１２、Ｖ相の回転子巻線１２、Ｗ相の回転子巻線１２がそれぞれ結線される。

図３および図４に示すように、空芯コイル４１には、角線５１がティース部２２の形状に対応した筒状に巻き回された巻部６１と、角線５１の始端部（巻き始めの端部）５１ａが巻部６１における一方（図３においては紙面手前側、図４においては上方側）のコイルエンド６１ａから周方向一方側（図３および図４においては、右方側）に引き出された第一引出部６２と、角線５１の終端部（巻き終わりの端部）５１ｂが巻部６１における一方のコイルエンド６１ａから周方向他方側（図３および図４においては、左方側）に引き出された第二引出部６３とが設けられている。

ここで、図３には、空芯コイル４１を軸方向一方側から見た正面図を示し、図４には、空芯コイル４１を径方向内側から見た側面図を示している。また、図３および図４においては、空芯コイル４１の固定子鉄心１１への装着状態（向き）が分かるように、空芯コイル４１が固定子鉄心１１に装着された状態における固定子１の軸方向を示す矢印Ｄ_A、径方向を示す矢印Ｄ_R、周方向を示す矢印Ｄ_Cをそれぞれ表示している。

第一引出部６２は、巻部６１における一方（図３および図４においては、右方側）のコイルサイド６１ｂから軸方向一方側（図３においては紙面手前側、図４においては上方側）へ延びるように巻部６１におけるコイルエンド６１ａの一端（図３および図４においては、右方側端部）から突出する第一軸方向延出部６２ａと、第一軸方向延出部６２ａの端部から周方向一方側へ向けて延びる第一周方向延出部６２ｂと、第一周方向延出部６２ｂの端部から径方向外側（図３においては上方側、図４においては紙面奥側）へ向けて延びる第一径方向延出部６２ｃと、第一径方向延出部６２ｃの端部から周方向一方側へ向けて延びる第二周方向延出部６２ｄと、第二周方向延出部６２ｄの端部から軸方向一方側へ向けて延びる第二軸方向延出部６２ｅと、第二軸方向延出部６２ｅの端部から径方向内側（図３においては下方側、図４においては紙面手前側）へ向けて延びる第二径方向延出部６２ｆと、第二径方向延出部６２ｆの端部から周方向一方側へ向けて延びる第三周方向延出部６２ｇと、第三周方向延出部６２ｇの端部から径方向外側へ向けて延びる第三径方向延出部６２ｈとから構成されている。

一方、第二引出部６３は、巻部６１における他方（図３および図４においては左方側）のコイルサイド６１ｂから軸方向一方側へ向けて延びるように巻部６１におけるコイルエンド６１ａの他端（図３および図４においては、左方側端部）から突出する軸方向延出部６３ａと、軸方向延出部６３ａの端部から周方向他方側へ向けて延びる周方向延出部６３ｂと、周方向延出部６３ｂの端部から径方向外側へ向けて延びる径方向延出部６３ｃとから構成されている。

よって、図１に示すように、コイルセグメント３１（空芯コイル４１）が固定子鉄心１１（ティース部２２）に装着された状態において、角線５１の始端部５１ａは、周方向一方側に隣接するティース部２２を乗り越えて（二つ隣のティース部２２の近傍に）位置すると共に略径方向外側へ向いており、角線５１の終端部５１ｂは、周方向他方側に隣接するティース部２２の近傍に位置すると共に略径方向外側へ向くようになっている。つまり、同一相で周方向に隣接する空芯コイル４１（固定子１においては、周方向に三つ隣の空芯コイル４１同士）は、それぞれの角線５１の始端部５１ａと終端部５１ｂとが同位置かつ同方向を向いた状態であり、これら始端部５１ａを含む第三径方向延出部６２ｈと終端部５１ｂを含む径方向延出部６３ｃが面接触するようになっている。

なお、本実施例においては、第三径方向延出部６２ｈ（角線５１の始端部５１ａ）および径方向延出部６３ｃ（角線５１の終端部５１ｂ）を径方向から僅かに周方向一方側へ傾けることにより、コイルセグメント３１（空芯コル４１）を固定子鉄心１１に装着（径方向内側から径方向外側へ向けて移動）させた際に、同一相で周方向に隣接する空芯コイル４１同士が確実に面接触するようにしている。

そして、これら第一引出部６２の第三径方向延出部６２ｈと第二引出部６３の径方向延出部６３ｃとを接合（溶着、圧着等）することにより、同一相の空芯コイル４１（コイルセグメント３１）間が電気的に接続され、固定子１における一相分（例えば、Ｕ相）の固定子巻線１２が結線される。なお、同様にして他相（例えば、Ｖ相、Ｗ相）の固定子巻線１２を結線することにより、固定子１が製造される。

つまり、固定子１において、空芯コイル４１の第一引出部６２および第二引出部６３は、コイルセグメント３１の渡り線として機能するようになっている。このような空芯コイル４１を用いることにより、固定子巻線１２の結線にバスバー等の別部材を必要としないので、その製造における部品点数を削減することができる。また、コイルセグメント３１（空芯コイル４１）が固定子鉄心１１に装着された状態では、同一相で周方向に隣接する空芯コイル４１における第一引出部６２の第三径方向延出部６２ｈと第二引出部６３の径方向延出部６３ｃとが面接触するようになっているので、角線５１同士の接合（固定子巻線１２の結線）を容易に行うことができる。

また、複数のコイルセグメント３１（空芯コイル４１）が固定子鉄心１１に装着された状態において、空芯コイル４１（角線５１）は、互いに干渉しないようになっている（図１および図３参照）。

まず、第一周方向延出部６２ｂおよび第一径方向延出部６２ｃは、第一軸方向延出部６２ａによって周方向一方側に隣接配置される他相の空芯コイル４１における巻部６１（図１においては、図示を省略している）よりも軸方向一方側に配置されるので、これらが干渉することはない。

また、第二周方向延出部６２ｄは、第一径方向延出部６２ｃによって周方向一方側に隣接配置される他相の空芯コイル４１における第一軸方向延出部６２ａおよび第一周方向延出部６２ｂ（図１においては、図示を省略している）よりも径方向外側に配置されるので、これらが干渉することはない。

また、第二径方向延出部６２ｆ、第三周方向延出部６２ｇおよび第三径方向延出部６２ｈは、第二軸方向延出部６２ｅによって周方向一方側に隣接配置される他相の空芯コイル４１における第一周方向延出部６２ｂ、第一径方向延出部６２ｃおよび第二周方向延出部６２ｄ（図１においては、図示を省略している）よりも軸方向一方側に配置されるので、これらが干渉することはない。

また、周方向延出部６３ｂおよび径方向延出部６３ｃは、軸方向延出部６３ａによって周方向他方側に隣接配置される他相の空芯コイル４１における巻部６１（図１においては、図示を省略している）よりも軸方向一方側に配置されるので、これらが干渉することはない。

図５および図６に示すように、コイルボビン４２は、径方向外側（図５および図６においては、上方側）に位置する外側ボビン７１と、径方向内側（図５および図６においては、下方側）に位置する内側ボビン７２とが空芯コイル４１を径方向に挟み込むようにして結合されて成る。

ここで、図５には、空芯コイル４１にコイルボビン４２を装着した後の状態のコイルセグメント３１を示し、図６には、空芯コイル４１にコイルボビン４２を装着する前の状態のコイルセグメント３１を示している。また、図５および図６においては、図３および図４と同様に、空芯コイル４１が固定子鉄心１１に装着された状態における固定子１の軸方向を示す矢印Ｄ_A、径方向を示す矢印Ｄ_R、周方向を示す矢印Ｄ_Cをそれぞれ表示している。

外側ボビン７１には、空芯コイル４１の巻部６１の一部を覆う本体部８１と、本体部８１の軸方向一方側（図５および図６においては、紙面右手前側）に設けられて空芯コイル４１の第一引出部６２の一部を覆う第一被覆部８２と、本体部８１の軸方向一方側に設けられて他相の空芯コイル４１の第一引出部６２の一部（図５および図６においては、不図示）を覆う第二被覆部８３と、本体部８１の軸方向他方側（図５および図６においては、紙面左奥側）に設けられて周方向一方側（図５および図６においては、紙面右奥側）に延びる周方向延出部８４とが設けられている。

本体部８１は、空芯コイル４１の巻部６１におけるコイルエンド６１ａの軸方向両側および径方向外側、ならびに、コイルサイド６１ｂの周方向両側および径方向外側を覆っている。よって、コイルセグメント３１（空芯コイル４１およびコイルボビン４２）が固定子鉄心１１に装着された状態において、本体部８１は、当該空芯コイル４１（巻部６１）と固定子鉄心１１（ヨーク部２１）との間に介在するとこととなり、固定子鉄心１１と固定子巻線１２は、確実に絶縁される。

第一被覆部８２は、空芯コイル４１の第一引出部６２における第一軸方向延出部６２ａ、第一周方向延出部６２ｂ、第一径方向延出部６２ｃ、第二周方向延出部６２ｄおよび第二軸方向延出部６２ｅの軸方向一方側および径方向外側を覆っている。よって、コイルセグメント３１（空芯コイル４１およびコイルボビン４２）が固定子鉄心１１に装着された状態において、第一被覆部８２は、空芯コイル４１（第一引出部６２）と他相の空芯コイル４１（第一引出部６２および第二引出部６３）との間、および、当該空芯コイル４１（第一引出部６２）と固定子１外に配置される他部材（不図示）との間に介在することとなり、相を異にする固定子巻線１２同士、および、固定子巻線１２と他部材は、確実に絶縁される（図１参照）。

第二被覆部８３は、他相の空芯コイル４１の第一引出部６２における第二径方向延出部６２ｆおよび第三周方向延出部６２ｇの軸方向一方側および径方向内側を覆っている。よって、コイルセグメント３１（空芯コイル４１およびコイルボビン４２）が固定子鉄心１１に装着された状態において、第二被覆部８３は、当該空芯コイル４１（第二引出部６３）と他相の空芯コイル４１の第一引出部６２との間に介在することとなり、相を異にする固定子巻線１２同士（第二引出部６３と第一引出部６２）は、確実に絶縁される。

周方向延出部８４は、コイルセグメント３１（コイルボビン４２）が固定子鉄心１１に装着された状態において、周方向一方側に隣接するティース部２２の径方向外側（ヨーク部２１）、すなわち、周方向一方側に隣接するコイルボビン４２（コイルセグメント３１）の径方向外側に位置するようになっている（図２参照）。

また、外側ボビン７１には、内側ボビン７２と係合する第一係合部８５と、周方向に隣接配置される他相の空芯コイル４１（内側ボビン７２）と係合する第二係合部８６とが設けられている。

第一係合部８５は、本体部８１の軸方向両側に設けられるものであって、軸方向中央へ向けて互いに対向するように突出している。第一係合部８５による外側ボビン７１と内側ボビン７２との係合については、後述する。

第二係合部８６は、周方向延出部８４の先端側に設けられるものであって、軸方向中央へ向けて突出している。第二係合部８６によるコイルセグメント３１（外側ボビン７１）と他相のコイルセグメント３１（内側ボビン７２）との係合については、後述する。

図５および図６に示すように、内側ボビン７２には、空芯コイル４１の巻部６１の一部を覆う本体部９１と、本体部９１の軸方向一方側に設けられて空芯コイル４１の第二引出部６３の一部を覆う被覆部９２とが設けられている。

本体部９１は、空芯コイル４１の巻部６１におけるコイルエンド６１ａの軸方向両側および径方向外側、ならびに、コイルサイド６１ｂの周方向両側および径方向外側を覆っている。よって、コイルセグメント３１（空芯コイル４１およびコイルボビン４２）が固定子鉄心１１に装着された状態において、本体部９１は、外側ボビン７１の本体部８１と共に、当該空芯コイル４１（巻部６１）と固定子鉄心１１（ティース部２２）との間に介在することとなり、固定子鉄心１１と固定子巻線１２は、確実に絶縁される。

また、コイルセグメント３１（空芯コイル４１およびコイルボビン４２）が固定子鉄心１１に装着された状態において、本体部９１は、外側ボビン７１の本体部８１と共に、当該空芯コイル４１（巻部６１における少なくとも一方のコイルサイド６１ｂ）と周方向に隣接配置される他相の空芯コイル４１（巻部６１における他方のコイルサイド６１ｂ）との間、すなわち、周方向に隣接配置される空芯コイル４１間に介在することとなり、これら空芯コイル４１同士（周方向に隣接配置されて相を異にする空芯コイル４１同士）は、確実に絶縁される。

また、コイルセグメント３１（空芯コイル４１およびコイルボビン４２）が固定子鉄心１１に装着された状態において、本体部９１は、当該空芯コイル４１の径方向内側に位置しており、空芯コイル４１のティース部２２（コイルボビン４２）からの脱落が防止される。

被覆部９２は、空芯コイル４１の第二引出部６３における軸方向延出部６３ａおよび周方向延出部６３ｂの軸方向他方側および径方向内側を覆っている。よって、コイルセグメント３１（空芯コイル４１およびコイルボビン４２）が固定子鉄心１１に装着された状態において、被覆部９２は、当該空芯コイル（第二引出部６３）と周方向に隣接配置される他相の空芯コイル４１（巻部６１）との間に介在することとなり、これら空芯コイル４１同士（周方向に隣接配置されて相を異にする空芯コイル４１同士）は、確実に絶縁される。

また、図５および図６に示すように、内側ボビン７２には、外側ボビン７１と係合する係合部９３が設けられている。係合部９３は、本体部９１の軸方向両側に設けられるものであって、当該コイルセグメント３１における外側ボビン７１（第一係合部８５）および周方向に隣接配置される他相のコイルセグメント３１における外側ボビン７１（第二係合部８６）と係合するようになっている。

係合部９３は、径方向外側へ向けて突出するものであり、周方向に並んで対を成して形成されている。この一対の係合部９３には、径方向の略中央において対向する向きに突出する第一突起１０１と、先端部（径方向外側の端部）において反対の向きに突出する第二突起１０２とが設けられている（図６参照）。

一対の第一突起１０１は、外側ボビン７１と内側ボビン７２の装着方向における相対移動によって、外側ボビン７１の本体部８１における第一係合部８５と係合可能なものである。よって、外側ボビン７１と内側ボビン７２とを離脱した状態から装着方向に相対的に移動すると、内側ボビン７２の突出部９３における一対の第一突起１０１と外側ボビン７１の本体部８１における第一係合部８５とが係合し、外側ボビン７１と内側ボビン７２との結合がなされるようになっている。

そして、図７および図８に示すように、外側ボビン７１と内側ボビン７２とが結合された状態においては、外側ボビン７１の本体部８１における第一係合部８５は、内側ボビン７２の一対の突出部９３の間（周方向内側）に位置し、第一突起１０１がコイルボビン４２の離脱方向（径方向であって、図７および図８においては上下方向）において引っ掛かるようになっている。

ここで、図７には、軸方向一方側における外側ボビン７１と内側ボビン７２との結合および周方向に隣接配置されるコイルボビン４２同士の結合の状態を示し、図８には、軸方向他方側における内側ボビン７２と外側ボビン７１との結合および周方向に隣接配置されるコイルボビン４２同士の結合の状態を示している。また、図７および図８においては、図３から図６と同様に、空芯コイル４１が固定子鉄心１１に装着された状態における固定子１の軸方向を示す矢印Ｄ_A、径方向を示す矢印Ｄ_R、周方向を示す矢印Ｄ_Cをそれぞれ表示している。

外側ボビン７１と内側ボビン７２とを装着する際には、第一係合部８５を一対の突出部９３の間（周方向内側）に押し込むようにして外側ボビン７１と内側ボビン７２とを径方向において相対的に移動する。この相対移動によって、第一係合部８５が一対の突出部９３を周方向外側に押し広げ、第一係合部８５と突出部９３との相対位置が所定の位置（結合位置であって、図７および図８に示す位置）となると、第一係合部８５と突出部９３（第一突起１０１）とが引っ掛かるようになっている。この第一係合部８５と突出部９３（第一突起１０１）との引っ掛かりにより、外側ボビン７１と内側ボビン７２との結合がなされる。

なお、第一係合部８５の径方向内側（図７および図８においては、下方側）および第一突起１０１の径方向外側（図７および図８においては、上方側）には、それぞれテーパ部８５ａ，１０１ａが形成されている。よって、外側ボビン７１と内側ボビン７２とを装着する際に、第一係合部８５によって一対の突出部９３を円滑に押し広げることができる。つまり、外側ボビン７１と内側ボビン７２とを容易に結合することができる。

一対の第二突起１０２は、外側ボビン７１と内側ボビン７２との装着方向における相対移動によって周方向他方側に隣接配置されるコイルセグメント３１の外側ボビン７１における周方向延出部８４の一対の第二突起１０２と係合可能なものである（図５および図６参照）。よって、周方向他方側に隣接配置された他相のコイルセグメント３１に対してその周方向一方側に隣接するティース部２２にコイルセグメント３１を挿入すると、当該コイルセグメント３１の外側ボビン７１における周方向延出部８４の第二突起１０２が他相のコイルセグメント３１の内側ボビン７２における突出部９３の第一突起１０１と係合し、周方向に隣接するコイルセグメント３１（コイルボビン４２）同士の結合がなされるようになっている。

そして、図７および図８に示すように、周方向に隣接するコイルボビン４２同士が結合された状態においては、外側ボビン７１の周方向延出部８４における第二係合部８６は、内側ボビン７２の一対の突出部９３の周方向外側に位置し、第二突起１０２がコイルボビン４２の離脱方向において引っ掛かるようになっている。

周方向に隣接するコイルボビン４２同士を結合する際には、一対の突出部９３を第二係合部８６の間（周方向内側）に押し込むようにして周方向他方側の（既に挿入された）コイルセグメント３１に対して周方向一方側のコイルセグメント３１を径方向において相対的に移動する。この相対移動によって、第二係合部８６が一対の突出部９３を周方向内側に押し狭め、第二係合部８６と突出部９３との相対位置が所定の位置（結合位置であって、図７および図８に示す位置）となると、第二係合部８６と突出部９３（第二突起１０２）とが引っ掛かるようになっている。この第二係合部８６と突出部９３（第二突起１０２）との引っ掛かりにより、周方向に隣接するコイルボビン４２（コイルセグメント３１）同士の結合がなされる。

なお、第二係合部８６の径方向内側および第二突起１０２の径方向外側には、それぞれテーパ部８６ａ，１０２ａが形成されている。よって、周方向に隣接するコイルボビン４２同士を結合する際に、第二係合部８６によって一対の突出部９３を円滑に押し狭めることができる。つまり、周方向に隣接するコイルセグメント３１同士を容易に結合することができる。

このように周方向に隣接するコイルボビン４２同士が結合された状態では、固定子鉄心１１に対して装着方向に離脱する虞はない。これは、固定子鉄心１１における複数のティース部２２は、それぞれ位相を異にしており、これらティース部２２に装着されるコイルセグメント３１の装着方向も、それぞれ位相を異にしている。よって、複数のコイルセグメント３１３は、固定子鉄心１１に対する結合がなされていなくても、互いに連結されることにより、固定子鉄心１１からの脱落が防止される。

本実施例に係る回転電機に備えられる固定子１の製作手順について、図１および図８を参照して説明する。

まず、角線５１を所定の形状に形成することにより、空芯コイル４１を製作し（図３および図４参照）、この空芯コイル４１にコイルボビン４２を装着することにより、コイルセグメント３１を製作する（図５および図６参照）。このとき、テーパ部８５ａ，１０１ａにより、第一係合部８５と第一突起１０１とが引っ掛かることなく、容易に外側ボビン７１と内側ボビン７２とを装着することができる。

次に、固定子鉄心１１のティース部２２に対してコイルセグメント３１を径方向内側から径方向外側へ向けて挿入し、続いて周方向一方側に隣接するティース部２２に他のコイルセグメント３１を同様に挿入する。

このとき、周方向一方側のティース部２２に挿入した他のコイルセグメント３１は、第二係合部８６と第二突起１０２との係合により、周方向他方側に隣接配置された（周方向他方側のティース部２２に既に挿入された）コイルセグメント３１と結合される。よって、これらのコイルセグメント３１が固定子鉄心１１（ティース部２２）から脱落することはない。同様にして、固定子鉄心１１の周方向に沿って順にコイルセグメント３１をティース部２２に挿入（装着）する。

そして、同一相において隣接配置された（二つ隣のティース部２２に挿入された）コイルセグメント３１における第三径方向延出部６２ｈと径方向延出部６３ｃとを接合（溶着、圧着等）することにより、各相の固定子巻線１２を結線することができる。

このとき、同一相において隣接配置された（二つ隣のティース部２２に挿入された）コイルセグメント３１は、第三径方向延出部６２ｈと径方向延出部６３ｃにおいて面接触しており、コイルセグメント３１間の接合を容易に行うことができる。

以上のようにして、固定子鉄心１１における全てのティース部１１ｂにコイルセグメント３１を装着し、各相のコイルセグメント３１間を接合した後、樹脂によってモールドすることにより、固定子１が製作される。

以上に説明したように、本実施例に係る回転電機によれば、コイルセグメント３１（空芯コイル４１）を容易に接合することができる。

１ 固定子
１１ 固定子鉄心（ステータコア、鉄心）
１２ 固定子巻線（ステータコイル、巻線）
２１ 固定子鉄心のヨーク部
２２ 固定子鉄心のティース部
３１ コイルセグメント
４１ 空芯コイル
４２ コイルボビン
５１ 角線
５１ａ 角線の始端部
５１ｂ 角線の終端部
６１ 空芯コイルの巻部（本体部）
６１ａ 巻部のコイルサイド
６１ｂ 巻部のコイルエンド
６２ 空芯コイルの第一引出部
６２ａ 第一引出部の第一軸方向延出部
６２ｂ 第一引出部の第一周方向延出部
６２ｃ 第一引出部の第一径方向延出部
６２ｄ 第一引出部の第二周方向延出部
６２ｅ 第一引出部の第二軸方向延出部
６２ｆ 第一引出部の第二径方向延出部
６２ｇ 第一引出部の第三周方向延出部
６２ｈ 第一引出部の第三径方向延出部（第一延出部）
６３ 空芯コイルの第二引出部
６３ａ 第二引出部の軸方向延出部
６３ｂ 第二引出部の周方向延出部
６３ｃ 第二引出部の径方向延出部（第二延出部）
７１ 外側ボビン
７２ 内側ボビン
８１ 外側ボビンの本体部
８２ 外側ボビンの第一被覆部
８３ 外側ボビンの第二被覆部
８４ 外側ボビンの周方向延出部
８５ 外側ボビンの第一係合部
８５ａ 第一係合部のテーパ部
８６ 外側ボビンの第二係合部
９１ 内側ボビンの本体部
９２ 内側ボビンの被覆部
９３ 内側ボビンの係合部
１０１ 係合部の第一突起
１０１ａ 第一突起のテーパ部
１０２ 係合部の第二突起
１０２ａ 第二突起のテーパ部

Claims (6)

1. 鉄心のティース部に対して径方向から挿入可能な空芯コイルを備えた回転電機であって、
   前記空芯コイルは、前記ティース部に係合するように角線が巻き回されて成る環状の本体部と、前記本体部の軸方向一端側において前記角線の一端部が周方向一方側に引き出されて成る第一引出部と、前記本体部の軸方向一端側において前記角線の他端部が周方向他方側に引き出されて成る第二引出部とを備えたものであり、
   前記第一引出部は、他の空芯コイルにおける前記第二引出部と接続され、
   前記第一引出部は、前記角線の一端部を前記鉄心の径方向内側から径方向外側へ向けて延びる第一延出部を備えたものであり、
   前記第二引出部は、前記角線の他端部を前記鉄心の径方向内側から径方向外側へ向けて延び、他の空芯コイルにおける前記第一延出部と接触し得る第二延出部を備えたものであり、
   前記第一引出部は、
   前記空芯コイルの巻部における一方のコイルサイドから軸方向一方側へ延びるように当該巻部におけるコイルエンドの一端から突出する第一軸方向延出部と、
   この第一軸方向延出部の端部から周方向一方側へ向けて延びる第一周方向延出部と、
   この第一周方向延出部の端部から径方向外側へ向けて延びる第一径方向延出部と、
   この第一径方向延出部の端部から周方向一方側へ向けて延びる第二周方向延出部と、
   この第二周方向延出部の端部から軸方向一方側へ向けて延びる第二軸方向延出部と、
   この第二軸方向延出部の端部から径方向内側へ向けて延びる第二径方向延出部と、
   この第二径方向延出部の端部から周方向一方側へ向けて延びる第三周方向延出部と、
   この第三周方向延出部の端部から径方向外側へ向けて延びる第三径方向延出部と
   からなる
   ことを特徴とする回転電機。
2. 前記第二延出部は、他の空芯コイルにおける前記第一延出部と同方向に延びて面接触するものである
   ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
3. 前記第一延出部および前記第二延出部は、前記鉄心の径方向に対して周方向一方側に傾いて形成されるものである
   ことを特徴とする請求項２に記載の回転電機。
4. 前記空芯コイルは、絶縁材から成るコイルボビンを介して前記ティース部に挿入されるものである
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の回転電機。
5. 前記鉄心が一体コアである
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の回転電機。
6. 前記鉄心と前記空芯コイルとを有する固定子が樹脂によってモールドされて成るものである
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の回転電機。

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