JPH1094204A - 回転電機の回転子及びその回転子製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コイルの接続箇所を減らして製造工程の短縮
化を図ること、また電機子コイルの組付け性を向上する
こと、更にターミナル部同士の接触によるリークを防止
すること。 【解決手段】 電機子コイルを形成するコイル導体４
は、電機子コア３のスロット３ａに挿入される上層導体
４ａ、電機子コア３の貫通孔３ｂに挿入される下層導体
４ｂ、上層導体４ａの一端部と下層導体４ｂの一端部と
を接続する一方の接続辺４ｃ、下層導体４ｂの他端部と
他のコイル導体４の上層導体４ａの他端部とを接続する
他方の接続辺４ｄより成る。一方の接続辺４ｃは上層導
体４ａ及び下層導体４ｂと一体に成形されている。他方
の接続辺４ｄは、下層導体４ｂと一体に下層導体４ｂの
延長上に延びて設けられ、貫通孔３ｂへ挿入して貫通孔
３ｂから取り出された後、下層導体４ｂとの接続部から
外径方向へ折り曲げられて上層導体４ａに接続される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転電機の回転子
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術として、特開昭６０−２２６７
５５号公報に開示された回転子製造方法がある。これ
は、電機子鉄心のスロットに第１の直線部と第２の直線
部とを有する導線を軸方向側から挿入した後、異なるス
ロットから引き出された第１の直線部と第２の直線部と
を整流子の各セグメント上に接続するものである。とこ
ろが、上記の回転子製造方法では、第１の直線部と第２
の直線部とを整流子の各セグメント上に接続するには、
まず、スロットから突出した第１の直線部と第２の直線
部とを所定の長さに切断した後、スロットから突出した
第１の直線部と第２の直線部とを電機子鉄心の軸方向端
面側に曲げつつ、電機子鉄心の周方向にも所定角度に傾
斜（線ひねり）させる必要があるため、突出した第１の
直線部と第２の直線部を正確なコイル形状にすることが
困難であった。

【０００３】そこで、本出願人は、電機子鉄心から突出
したコイルを正確な形状にできる回転子製造方法を提案
した（特願平７−３２６９８３号）。この製造方法で
は、上層コイル辺の両端に、上層コイル辺に対して略直
角に接続されるとともに、上層コイル辺を中心として周
方向にそれぞれ所定角度傾斜した一対の上層コイル端部
を有する上層コイルと、下層コイル辺の両端に、下層コ
イル辺に対して略直角に接続されるとともに、下層コイ
ル辺を中心として周方向にそれぞれ所定角度傾斜した一
対の下層コイル端部を有する下層コイルとを備え、この
両コイルを電機子鉄心のスロット内に径方向から順次挿
入した後、上層コイル端部の接続部と、別のスロットに
挿入された下層コイル端部の接続部とを接合するもので
ある。この製造方法によれば、スロットから突出したコ
イル突出部を軸方向端面側に曲げつつ、電機子鉄心の周
方向にも所定角度傾斜させる「線ひねり工程」を必要と
しないため、コイル突出部を正確な形状にできる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、先願（特願
平７−３２６９８３号）では、上層コイルと下層コイル
とを電機子鉄心の径方向外周側から各スロットに挿入し
た後、電機子鉄心の軸方向一端面側に配される一方の上
層コイル端部と一方の下層コイル端部、及び電機子鉄心
の軸方向他端面側に配される他方の上層コイル端部と他
方の下層コイル端部とをそれぞれ接続する必要がある。
このため、接続箇所が多く、接続工程に要する時間が長
くなるという問題があった。また、両コイル端部がコイ
ル辺に対して反対方向へ所定角度傾斜させてあるため、
各コイルを順次スロットに挿入して組付けていく際に、
すでにスロットに挿入されているコイルと、その次にス
ロットに挿入するコイルのコイル端部が干渉して組付け
づらいという問題がある。更には、上層コイルと下層コ
イルとを接合するターミナル部が電機子鉄心の径方向内
周側に設けられるため、ターミナル部の周方向間隔が非
常に狭くなって、溶接後に互いのターミナル部が接触し
てリークするという問題もあった。本発明は、上記事情
に基づいて成されたもので、その目的は、コイルの接続
箇所を減らして製造工程の短縮化を図ること、また電機
子コイルの組付け性を向上すること、更にターミナル部
同士の接触によるリークを防止することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の手段によれ
ば、上層導体の一端部と下層導体の一端部とを接続する
一方の接続辺が上層導体及び下層導体と一体に成形さ
れ、上層導体の他端部と下層導体の他端部とを接続する
他方の接続辺が上層導体及び下層導体の何方か一方と一
体に成形されている。これにより、上層導体と下層導体
とを接続する箇所が電機子鉄心の軸方向他端面側のみで
良いため、先願の回転子と比べて接続箇所を半減させる
ことができる。その結果、接続工程に要する時間を短縮
して製造工程の短縮化を図ることができる。

【０００６】請求項２の手段によれば、他方の接続辺
は、下層導体と一体に下層導体の延長上に延びて設けら
れ、他方の接続辺の先端から下層貫通孔へ挿入して下層
貫通孔より取り出された後、下層導体に対し外径方向へ
折り曲げて、他方の接続辺の先端部が上層導体の他端部
に接続される。この様に、電機子鉄心の軸方向他端面側
のみで他方の接続辺を折り曲げて上層導体に接続すれば
良いため、先に組付けられた他方の接続辺と後から組付
けられる他方の接続辺とが干渉することはなく、先願と
比較して組付け性を向上でき、生産効率を高めることが
できる。また、他方の接続辺が下層導体と一体に成形さ
れているため、他方の接続辺を外径方向へ折り曲げて上
層導体の他端部に接続することができる。即ち、他方の
接続辺と上層導体との接続を電機子鉄心の径方向外周で
行うことができるため、接続部の周方向間隔を大きく取
ることが可能となり、接続部同士の接触によるリークを
防止することができる。

【０００７】請求項３の手段によれば、他方の接続辺
は、上層導体と一体に上層導体の延長上に延びて設けら
れ、他方の接続辺の先端からスロットまたは上層貫通孔
へ挿入してスロットまたは上層貫通孔より取り出された
後、上層導体に対し内径方向へ折り曲げて、他方の接続
辺の先端部が下層導体の他端部に接続される。これによ
り、請求項２の場合と同様に、先に組付けられた他方の
接続辺と後から組付けられる他方の接続辺とが干渉する
ことはなく、先願と比較して組付け性を向上でき、生産
効率を高めることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の回転電機の回転子
を図面に基づいて説明する。図１は回転子の断面図であ
る。本実施例の回転子１は、図１に示す様にシャフト
２、電機子コア３、及び電機子コイル（後述する）等よ
り構成され、電機子コイルの一部を整流子として利用し
ている。電機子コア３は、プレスマシンで円板状に打ち
抜き加工された薄い鋼板を複数枚積層して、シャフト２
の外周に形成されたセレーション（図示しない）に嵌合
して固定されている。電機子コア３の外周には、図３に
示す様に、所定数のスロット３ａが電機子コア３の周方
向に一定間隔を有して軸方向に沿って凹設されている。
また、スロット３ａの径方向内周には、スロット３ａと
同数の貫通孔３ｂが電機子コア３の周方向に一定間隔を
有して軸方向に貫通して形成されている。なお、スロッ
ト３ａは、その断面形状が角型に形成され、貫通孔３ｂ
は、その断面形状が矩形状に形成されている。

【０００９】電機子コイルは、伝導性に優れた材質（例
えば銅）により形成された複数本のコイル導体４（図３
参照）から成る。そのコイル導体４は、スロット３ａに
挿入される上層導体４ａ、貫通孔３ｂに挿入される下層
導体４ｂ、上層導体４ａの一端部と下層導体４ｂの一端
部とを電気的に接続する一方の接続辺４ｃ、下層導体４
ｂの他端部と他のコイル導体４の上層導体４ａの他端部
とを接続する他方の接続辺４ｄを有する。上層導体４ａ
は、スロット３ａの断面形状に対応する断面矩形の棒状
に成形され、スロット３ａの軸方向全長（電機子コア３
の全長）より幾分長く設けられている。下層導体４ｂ
は、貫通孔３ｂの断面形状に対応する断面矩形の角線に
成形され、上層導体４ａと同様にスロット３ａの全長
（電機子コア３の全長）より幾分長く設けられている。

【００１０】一方の接続辺４ｃは、上層導体４ａ及び下
層導体４ｂと一体に成形されて、上層導体４ａと下層導
体４ｂとを断面コ字状に連結している。但し、軸方向か
ら見た時に、図２に示す様に、電機子コア３の法線（半
径）Ａに対して上層導体４ａに接続された上端部の位置
と下層導体４ｂに接続された下端部の位置とが周方向に
ずれており、上端部から下端部へ若干湾曲した形状に設
けられている。また、上端部から下端部へ向かって断面
積が次第に減少する形状に設けられている。この一方の
接続辺４ｃは、その軸方向外側の端面（図２に示す端
面）が整流子面として利用される。

【００１１】他方の接続辺４ｄは、下層導体４ｂと一体
に下層導体４ｂの延長上に延びて設けられ、貫通孔３ｂ
へ挿入して貫通孔３ｂから取り出された後、下層導体４
ｂとの接続部から略直角に外径方向へ折り曲げられて他
のコイル導体４の上層導体４ａに接続される。但し、外
径方向へ折り曲げる際には、電機子コア３の法線Ａに沿
って折り曲げるのではなく、法線Ａに対して上層導体４
ａに接続される上端部の位置が下層導体４ｂに接続され
た下端部の位置と周方向にずれる様に若干湾曲した状態
（一方の接続辺４ｃと反対側へ湾曲した状態）で折り曲
げられる。

【００１２】次に、上記電機子コイルの組付け方法につ
いて説明する。まず、電機子コア３の一端面側より、軸
方向に沿ってコイル導体４の上層導体４ａをスロット３
ａに挿入し、他方の接続辺４ｄと下層導体４ｂを貫通孔
３ｂに挿入する。但し、上層導体４ａが挿入されるスロ
ット３ａの位置と他方の接続辺４ｄ及び下層導体４ｂが
挿入される貫通孔３ｂの位置は、電機子コア３の法線Ａ
に対して周方向に２個分ずれている（図２参照）。コイ
ル導体４を所定の位置まで挿入した後（この時点で他方
の接続辺４ｄは図１の二点鎖線で示す様に貫通孔３ｂよ
り取り出されている）、他方の接続辺４ｄを外径方向
へ、且つ周方向へ捻りながら折り曲げて、他方の接続辺
４ｄの先端側面を他のコイル導体４の上層導体４ａ先端
面に当接させて接合する（図１参照）。接合方法は、溶
接が一般的であるが、他方の接続辺４ｄと上層導体４ａ
とを確実に接合して電気的導通が取れれば溶接以外の方
法でも良い。

【００１３】以上の方法で各コイル導体４を順次組付け
て、それぞれ他方の接続辺４ｄと上層導体４ａとを接合
することにより電機子コイルとしての組付けが完了す
る。なお、上層導体４ａとスロット３ａとの接触面、及
び下層導体４ｂと貫通孔３ｂとの接触面には絶縁紙等を
配設し、且つ一方の接続辺４ｃと電機子コア３の一端面
との間、及び他方の接続辺４ｄと電機子コア３の他端面
との間には絶縁体を配設して、それぞれ絶縁が確保され
ていることは言うまでもない。あるいは、コイル導体４
の全周に絶縁体（例えばテフロンやセラミック等）を塗
布し、電機子コア３に組付けて他方の接続部と上層導体
４ａとを接合した後、整流子面となる一方の接続辺４ｃ
の端面のみ塗布された絶縁体を削って整流子面を確保し
ても良い。

【００１４】（本実施例の効果）本実施例によれば、上
層導体４ａの一端部と下層導体４ｂの一端部とを接続す
る一方の接続辺４ｃが上層導体４ａ及び下層導体４ｂと
一体に成形されているため、上層導体４ａと下層導体４
ｂとを接続する箇所が電機子鉄心の軸方向他端面側のみ
で良い。即ち、他方の接続辺４ｄのみを上層導体４ａの
他端部に接続すれば良い。これにより、先願の回転子１
と比べて接続箇所を半減させることができるため、接続
工程に要する時間を短縮して製造工程の短縮化を図るこ
とができる。

【００１５】また、他方の接続辺４ｄは、貫通孔３ｂへ
挿入されて貫通孔３ｂより取り出された後、下層導体４
ｂに対し外径方向へ折り曲げて、上層導体４ａの他端部
に接続される。この様に、電機子鉄心の軸方向他端面側
のみで他方の接続辺４ｄを折り曲げて上層導体４ａに接
続すれば良いため、先に組付けられたコイル導体４の他
方の接続辺４ｄと後から組付けられるコイル導体４の他
方の接続辺４ｄとが干渉することはなく、先願と比較し
て組付け性を向上でき、生産効率を高めることができ
る。

【００１６】更には、他方の接続辺４ｄが下層導体４ｂ
と一体に成形されているため、他方の接続辺４ｄを外径
方向へ折り曲げて上層導体４ａの他端部に接続すること
ができる。即ち、他方の接続辺４ｄと上層導体４ａとの
接続を電機子鉄心の径方向外周で行うことができるた
め、接続部の周方向間隔を大きく取ることが可能とな
り、接続部同士の接触によるリークを防止することがで
きる。なお、電機子コア３に設けられたスロット３ａと
貫通孔３ｂとの径方向の距離は、整流子面（一方の接続
辺４ｃの端面）としての必要面積及び各コイル導体４の
レイアウトにより決定される。

【００１７】（変形例）他方の接続辺４ｄは、曲げ加工
を容易にするため、図４に示す様に下層導体４ｂより薄
く（断面積を小さく）形成して曲げの成形性を向上して
も良い。但し、この場合、上層導体４ａと下層導体４ｂ
に流れる電流により他方の接続辺４ｄの必要断面積が決
定される。また、図５に示す様に、他方の接続辺４ｄと
下層導体４ｂとの繋がり部に切り欠き４ｅを設けること
により、他方の接続辺４ｄを外径方向へ、且つ周方向へ
捻りながら曲げる時の成形性を向上することもできる。

【００１８】本実施例では、他方の接続辺４ｄを下層導
体４ｂと一体に成形しているが、上層導体４ａと一体に
成形して、スロット３ａに挿入された後、内径方向へ折
り曲げて他のコイル導体４の下層導体４ｂと接合する様
に構成しても良い。この場合、他方の接続辺４ｄと下層
導体４ｂとの接続部の周方向間隔が上記実施例の場合よ
り小さくなるため、接続部同士の接触によるリークを防
止できる効果は低減するが、その他は上記実施例と同様
の効果を得ることができる。上記実施例では、スロット
３ａ及び貫通孔３ｂ共に断面形状を角型として、上層導
体４ａ及び下層導体４ｂも断面矩形の角線としたが、断
面形状は特に限定する必要はなく、円形断面、楕円形断
面、あるいは矩形以外の多角形断面等でも良い。

【００１９】また、上記実施例では、電機子コア３の外
周にスロット３ａを設けているが、スロット３ａの代わ
りに貫通孔３ｂを形成しても良い。更に、一方の接続辺
４ｃの端面を整流子面として利用しているが、他方の接
続辺４ｄの端面を整流子面としても良い。あるいは一方
の接続辺４ｃ及び他方の接続辺４ｄ以外のコイル導体４
の各部を整流子面としても良い。例えば、上層導体４ａ
のスロット３ａから突出する部分を長くして、その突出
部分を整流子面としても良い。同様に、下層導体４ｂの
貫通孔３ｂから突出する部分を長くして、その突出部分
を整流子面とすることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】回転子の断面図である。

【図２】軸方向（整流子側）から見た回転子の正面図で
ある。

【図３】電機子鉄心とコイル導体の斜視図である。

【図４】コイル導体の斜視図である（変形例）。

【図５】コイル導体の斜視図である（変形例）。

【符号の説明】

１ 回転子 ３ 電機子コア（電機子鉄心） ３ａ スロット ３ｂ 貫通孔（下層貫通孔） ４ コイル導体（電機子コイル） ４ａ 上層導体 ４ｂ 下層導体 ４ｃ 一方の接続辺 ４ｄ 他方の接続辺

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸方向に延びる複数のスロットまたは軸方
   向に貫通する複数の上層貫通孔、及び前記スロットまた
   は前記上層貫通孔の径方向内周に前記スロットまたは前
   記上層貫通孔と同数の下層貫通孔を有する電機子鉄心
   と、 前記スロットまたは前記上層貫通孔及び前記下層貫通孔
   に配設される電機子コイルとを備え、 この電機子コイルは、 前記スロットまたは前記上層貫通孔に挿入される上層導
   体と、 前記下層貫通孔に挿入される下層導体と、 前記電機子鉄心の軸方向一端面側で前記スロットまたは
   前記上層貫通孔より突出する前記上層導体の一端部と前
   記下層貫通孔より突出する前記下層導体の一端部とを接
   続する一方の接続辺と、 前記電機子鉄心の軸方向他端面側で前記スロットまたは
   前記上層貫通孔より突出する前記上層導体の他端部と他
   の前記下層貫通孔より突出する前記下層導体の他端部と
   を接続する他方の接続辺とを有し、 前記一方の接続辺は、前記上層導体及び前記下層導体と
   一体に成形され、 前記他方の接続辺は、前記上層導体及び前記下層導体の
   何方か一方と一体に成形されていることを特徴とする回
   転電機の回転子。
2. 【請求項２】請求項１記載の回転子において、 前記他方の接続辺は、前記下層導体と一体に前記下層導
   体の延長上に延びて設けられ、前記他方の接続辺の先端
   から前記下層貫通孔へ挿入して前記下層貫通孔より取り
   出された後、前記下層導体に対し外径方向へ折り曲げ
   て、前記他方の接続辺の先端部が前記上層導体の他端部
   に接続されることを特徴とする回転電機の回転子製造方
   法。
3. 【請求項３】請求項１記載の回転子において、 前記他方の接続辺は、前記上層導体と一体に前記上層導
   体の延長上に延びて設けられ、前記他方の接続辺の先端
   から前記スロットまたは前記上層貫通孔へ挿入して前記
   スロットまたは前記上層貫通孔より取り出された後、前
   記上層導体に対し内径方向へ折り曲げて、前記他方の接
   続辺の先端部が前記下層導体の他端部に接続されること
   を特徴とする回転電機の回転子製造方法。