JPH1198746A - 偏平形回転電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固定子巻線の口出し線の結線構造に要するス
ペースをできるだけ小さくすることができる偏平形回転
電機を提供する。 【解決手段】 軸方向中央部に固定子巻線を配置し、こ
の固定子巻線を軸方向両側から挟むように回転子の磁石
を配置してなる偏平形回転電機において、固定子巻線の
口出し線Ｕ１，Ｕ２，Ｚ１，Ｚ２，Ｖ１，Ｖ２，Ｘ２，
Ｘ１，Ｗ２，Ｗ１，Ｙ２，Ｙ１を固定子巻線の外周側の
口出し部から取り出し、これらの口出し線同士を、軸方
向からみて一列になるように配置した複数の圧着端子２
１，２２，２３，２４によって結線することにより、こ
の結線部の径方向の幅Ｗは、圧着端子の太さと口出し線
１本の太さとを加えた幅とし、結線部の軸方向の長さＬ
は、圧着端子の太さと、口出し線を折り曲げるための長
さとを加えた長さとする。また、口出し線の間隔は、圧
着端子の長さと、口出し線を折り曲げるための長さと、
口出し線の直径の２〜３倍程度の長さとを加えた距離に
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は偏平形回転電機に関
し、具体的には偏平形回転電機における固定子巻線の口
出し線の結線構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】偏平形回転電機（電動機又は発電機）
は、軸方向の中央部に固定子巻線を配置し、この固定子
巻線を軸方向の両側から挟むように回転子の磁石を配置
してなるものであり、このように固定子巻線と回転子の
磁石とを配置することによって、軸方向の厚さが極めて
薄くなるという特色を有するものである（図１参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記構造の偏平形回転
電機では、固定子巻線の結線のためのスペースが必要で
ある。即ち、固定子巻線の口出し線を取り出す口出し部
や、この口出し部から取り出した口出し線の結線及び取
り回し等のためのスペースが必要である。

【０００４】そして、上記のような偏平形回転電機の特
色を生かすためには、前記スペースはできるだけ小さく
することが望ましい。即ち、口出し線は回転子及び固定
子とフレームとの間の隙間において結線する必要がある
ため、前記スペースが大きいと、その分、前記隙間を大
きくするためにフレームを大きくしなければならず、そ
の結果、偏平形回転電機が大形になって、軸方向の厚さ
が極めて薄いという偏平形回転電機の特色が損なわれて
しまう。このため、口出し線の結線構造に要するスペー
ス、即ち、口出し部や口出し線の結線部に要するスペー
スはできるだけ小さくする必要がある。

【０００５】しかしながら、上記構造の偏平形回転電機
はまだ種類が少なく、汎用的な口出し線の結線構造はま
だ開発されていない。そのため、固定子巻線に使用して
いる電線の太さ、並びに口出し線の口出し位置の設計に
応じて、最適な口出し線の結線構造を工夫する必要があ
る。

【０００６】従って本発明は上記従来技術に鑑み、固定
子巻線の口出し線の結線構造に要するスペースをできる
だけ小さくすることができる偏平形回転電機を提供する
ことを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第１
発明の偏平形回転電機は、軸方向中央部に固定子巻線を
配置し、この固定子巻線を軸方向両側から挟むように回
転子の磁石を配置してなる偏平形回転電機において、前
記固定子巻線の口出し線を前記固定子巻線の外周側の口
出し部から取り出し、これらの口出し線同士を、軸方向
からみて一列になるように配置した結線箇所（例えば圧
着端子）において結線することにより、この結線部の径
方向の幅は、前記結線箇所（例えば圧着端子）の太さと
前記口出し線１本の太さとを加えた幅とし、前記結線部
の軸方向の長さは、前記結線箇所（例えば圧着端子）の
太さと、前記口出し線を折り曲げるための長さとを加え
た長さとしたことを特徴とする。

【０００８】従って、この第１発明の偏平形回転電機に
よれば、口出し線同士を、軸方向からみて一列になるよ
うに配置した複数の結線箇所（例えば圧着端子）におい
て結線することにより、この結線部の径方向の幅は、結
線箇所（例えば圧着端子）の太さと口出し線１本の太さ
とを加えた幅とし、結線部の軸方向の長さは、結線箇所
（例えば圧着端子）の太さと、口出し線を折り曲げるた
めの長さとを加えた長さとしたため、結線部に要するス
ペースが小さくなる。

【０００９】また、第２発明の偏平形回転電機は、第１
発明の偏平形回転電機において、前記口出し線の間隔
は、前記結線箇所（例えば圧着端子）の長さと、前記口
出し線を折り曲げるための長さと、前記口出し線の直径
の数倍程度の長さとを加えた距離にしたことを特徴とす
る。

【００１０】従って、この第２発明の偏平形回転電機に
よれば、口出し線の間隔は、結線箇所（例えば圧着端
子）の長さと、口出し線を折り曲げるための長さと、口
出し線の直径の数倍程度の長さとを加えた距離にしたた
め、口出し部に要するスペースも小さくなる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。

【００１２】図１は本発明の実施の形態に係る偏平形回
転電機の要部を示す縦断面図である。また、図２は前記
偏平形回転電機における固定子巻線の口出し部を示す図
１のＡ方向矢視図、即ち軸方向から前記口出し部をみた
図である。

【００１３】図１に示すように、フレーム１の内側の支
持部２には、ボルト３によって固定子４が固定されてい
る。この固定子４は固定子巻線６を有すると共に樹脂を
モールドしてなるものである（樹脂モールド部１０）。
一方、回転子５は回転軸８に固定されており、固定子４
を軸方向の両側から挟むように配置されると共に、軸方
向内側に磁石６が設けられている。

【００１４】つまり、本偏平形回転電機は、軸方向の中
央部に固定子巻線６を配置し、この固定子巻線６を軸方
向の両側から挟むように回転子５の磁石７を配置してな
るものであり、このように固定子巻線６と回転子５の磁
石７とを配置することによって、軸方向の厚さが極めて
薄くなっている。

【００１５】固定子巻線６がモールドされているのは、
固定子巻線単体では発生するトルクの反力に耐えられず
に変形してしまうためである。そして、この反力に耐え
られるようにフレーム１とモールド部１０の外周部とを
ボルト３によって固定する構造となっている。なお、ボ
ルトではなくてピンのようなものでも固定が可能であ
る。

【００１６】そして、図１及び図２に示すように、固定
子巻線６の外周側の口出し部１１からは、固定子巻線６
の口出し線Ｕ１，Ｕ２，Ｚ１，Ｚ２，Ｖ１，Ｖ２，Ｘ
２，Ｘ１，Ｗ２，Ｗ１，Ｙ２，Ｙ１が取り出されてお
り、これらの口出し線は、回転子５及び固定子４とフレ
ーム１との間の隙間１３内において結線されている（結
線部１２）。

【００１７】ここで、口出し線の結線構造を図３〜図５
に基づいて詳述する。なお、図３（ａ）は口出し線の結
線部を示す図１のＡ方向矢視図、即ち軸方向から前記結
線部をみた図である。図３（ｂ）は口出し線の結線部を
示す図１のＢ方向矢視図、即ち径方向から前記結線部を
みた図である。また、図４は口出し線の結線例を示す説
明図、図５は口出し部から取り出す口出し線の間隔を示
す説明図（概念図）である。

【００１８】＜口出し線の結線＞上記のように口出し線
は隙間１３内において結線する必要があり、結線部１２
の径方向の幅Ｗと軸方向の長さＬとを小さくすることが
ポイントとなる。そこで、図３（ａ）に示すように、複
数の圧着端子（銅管）２１，２２，２３，２４を軸方向
からみて一列になるように配置しており、これらの圧着
端子によって口出し線同士を結線している。

【００１９】即ち、図３（ｂ）に示すように、口出し線
Ｕ２，Ｘ２は、固定子４の端面に沿って折り曲げた後、
圧着端子２１によって結線している。口出し線Ｚ２，Ｗ
２は、前記端面に沿って折り曲げた後、圧着端子２２に
よって結線している。口出し線Ｖ２，Ｙ２は、前記端面
に沿って折り曲げた後、圧着端子２３によって結線して
いる。また、口出し線Ｚ１，Ｘ１，Ｙ１は、前記端面に
沿って折り曲げた後、圧着端子２４によって結線してい
る。口出し線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１は、外部の電源（図示せ
ず）に接続する。なお、図３は円弧状を模擬したもので
あり、実際には図２に示すように口出し線の取り出し位
置は円弧状であり、各口出し線間に位置する各圧着端子
も円弧状の配置となっている。

【００２０】このように口出し線を結線することによ
り、結線部１２の径方向の幅Ｗは、図３（ａ）に示すよ
うに、圧着端子の太さと口出し線１本の太さとを加えた
幅となり、最小の幅となっている。また、結線部１２の
軸方向の長さＬについても、圧着端子の太さと、口出し
線を折り曲げるための長さとを加えた長さとなり、最小
の長さとなっている。

【００２１】なお、圧着端子による口出し線同士の結線
は図４に示すように行うことができる。即ち、図４
（ａ）に例示するように圧着端子２１の両側から口出し
線Ｕ２，Ｘ２を突き合わせるように挿入して結線した
り、図４（ｂ）に例示するように圧着端子２１の両側か
ら口出し線Ｕ２，Ｘ２を重なり合うように挿入して結線
したり、図４（ｃ）に例示するように圧着端子２１の一
端側から口出し線Ｕ２，Ｘ２を重なり合うように挿入し
て結線することができる。

【００２２】＜口出し線の間隔＞また、口出し線Ｕ１，
Ｕ２，Ｚ１，Ｚ２，Ｖ１，Ｖ２，Ｘ２，Ｘ１，Ｗ２，Ｗ
１，Ｙ２，Ｙ１の間隔は等間隔であって、口出し線の間
で結線することができる最小の間隔となっている。即
ち、口出し線の間で結線することができる最小の口出し
線間隔は、口出し線の直径の２又は３倍用の圧着端子
（銅管）の長さと、口出し線を折り曲げるための長さ
と、口出し線の直径の２〜３倍程度の長さとを加えた距
離であり、この距離を口出し線Ｕ１，Ｕ２，Ｚ１，Ｚ
２，Ｖ１，Ｖ２，Ｘ２，Ｘ１，Ｗ２，Ｗ１，Ｙ２，Ｙ１
の間隔としている。

【００２３】この間隔を角度θに換算すると、図５（概
念図）に示すように、θ＝７〜８度となる。但し、固定
子巻線の外径が小さくなれば角度は大きくなり、固定子
巻線の外径が大きくなれば角度は小さくなる。また、固
定子巻線の外径が同じ場合でも回転電機としての容量が
大きくなると、固定子巻線が太くなるので、角度は大き
くなる傾向となると考えられる。

【００２４】なお、本実施の形態では、固定子の直径は
３００ｍｍ、圧着端子（金属管）の長さは１０ｍｍであ
り、口出し線の間隔（ピッチ）は約２０ｍｍとしてい
る。また、極数は８極である。なお、ボルト３のボルト
穴が口出し線の口出し部１１と略同位置径上に位置する
ため（ボルト穴が口出し線取り出し位置の途中に入るた
め）、口出し線の取り出し間隔は口出し線の本数のみの
等間隔の角度とはならず、単純計算よりも狭い間隔とな
る。図２上で、口出し線と略同位置の径上で、９０度お
きにボルト穴がある。ピッチは外径が３００ｍｍとし
て、７．５度おきにすると約２０（１９．６）ｍｍとな
る（下記参照）。

【００２５】

【数１】

【００２６】なお、口出し線の直径の２〜３倍程度の長
さを加える理由は次のとおりである。即ち、ここで使用
している圧着端子は規格品の端子を短くして用いてい
る。そこで、その長さについては従来の経験から口出し
線の太さの２〜３倍とした（図４（ｂ）、（ｃ）の場
合）。また、口出し線の間で結線することができる最小
の口出し線間隔とは、隣接する口出し線同士を結線する
個所ないが、物理的寸法を表現する方法としては隣接す
る口出し線同士を結線することのできる間隔と理解する
こともできる。

【００２７】以上のように、本実施の形態に係る偏平形
回転電機によれば、結線部１２の径方向の幅Ｗを圧着端
子の太さと口出し線１本の太さとを加えた幅にし、結線
部１２の軸方向の長さＬを圧着端子の太さと、口出し線
を折り曲げるための長さとを加えた長さとしたことによ
り、即ち、結線部１２の幅Ｗと長さＬを最小にしたこと
により、この結線部１２に要するスペースが最小とな
る。

【００２８】また、口出し線の間隔を口出し線の間で結
線することができる最小の間隔としたことにより、口出
し部１１に要するスペースも最小となる。

【００２９】従って、回転子５及び固定子４とフレーム
１との間の隙間１３を小さくすることができる。このた
め、フレーム１を大きくして偏平形回転電機を大形にす
る必要がなく、軸方向の厚さが極めて薄いという偏平形
回転電機の特色が損なわれることはない。また、偏平形
回転電機の小形化（特にフレーム部）により、コストを
低減することができる。

【００３０】更に、口出し線を口出し部１１に極めて近
いところで結線することができるため、口出し線の長さ
が短くなり、口出し線（電線）を節約することができ
る。また、口出し線を短くすることで口出し線の自立が
可能となり、口出し線を固定する構造が不要となる。

【００３１】なお、上記では口出し線を結線するのに圧
着端子を用いているが、圧着端子を用いる以外に考えら
れる結線手段としては、ろう付け、スポット溶接、導電
性接着剤による接着が考えられる。それぞれの結線手段
の特徴としては、ろう付けの場合には結線強度が大であ
り、スポット溶接の場合には結線作業が早く（工数低
減）、導電性接着剤による接着の場合には結線箇所の寸
法が小さい。

【００３２】

【発明の効果】以上、発明の実施の形態と共に具体的に
説明したように、第１発明の偏平形回転電機によれば、
口出し線同士を、軸方向からみて一列になるように配置
した複数の結線箇所（例えば圧着端子）において結線す
ることにより、この結線部の径方向の幅は、結線箇所
（例えば圧着端子）の太さと口出し線１本の太さとを加
えた幅とし、結線部の軸方向の長さは、結線箇所（例え
ば圧着端子）の太さと、口出し線を折り曲げるための長
さとを加えた長さとしたため、結線部に要するスペース
が小さくなる。

【００３３】また、第２発明の偏平形回転電機によれ
ば、口出し線の間隔は、結線箇所（例えば圧着端子）の
長さと、口出し線を折り曲げるための長さと、口出し線
の直径の数倍程度の長さとを加えた距離にしたため、口
出し部に要するスペースも小さくなる。

【００３４】従って、回転子及び固定子とフレームとの
間の隙間において口出し線を結線する場合、この隙間を
小さくすることができる。このため、フレームを大きく
して偏平形回転電機を大形にする必要がなく、軸方向の
厚さが極めて薄いという偏平形回転電機の特色が損なわ
れることはない。また、偏平形回転電機の小形化（特に
フレーム部）により、コストを低減することができる。

【００３５】更に、口出し線を口出し部に極めて近いと
ころで結線することができるため、口出し線の長さが短
くなり、口出し線（電線）を節約することができる。ま
た、口出し線を短くすることで口出し線の自立が可能と
なり、口出し線を固定する構造が不要となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る偏平形回転電機の要
部を示す縦断面図である。

【図２】前記偏平形回転電機における固定子巻線の口出
し部を示す図１のＡ方向矢視図である。

【図３】（ａ）は口出し線の結線部を示す図１のＡ方向
矢視図、（ｂ）は口出し線の結線部を示す図１のＢ方向
矢視図である。

【図４】口出し線の結線例を示す説明図である。

【図５】口出し部から取り出す口出し線の間隔を示す説
明図である。

【符号の説明】

１ フレーム ４ 固定子 ５ 回転子 ６ 固定子巻線 ７ 磁石 ８ 回転軸 １０ 樹脂モールド部 １１ 口出し部 １２ 結線部 １３ 隙間 ２１，２２，２３，２４ 圧着端子 Ｕ１，Ｕ２，Ｚ１，Ｚ２，Ｖ１，Ｖ２，Ｘ２，Ｘ１，Ｗ
２，Ｗ１，Ｙ２，Ｙ１ 口出し線

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向中央部に固定子巻線を配置し、こ
   の固定子巻線を軸方向両側から挟むように回転子の磁石
   を配置してなる偏平形回転電機において、 前記固定子巻線の口出し線を前記固定子巻線の外周側の
   口出し部から取り出し、これらの口出し線同士を、軸方
   向からみて一列になるように配置した結線箇所において
   結線することにより、この結線部の径方向の幅は、前記
   結線箇所の太さと前記口出し線１本の太さとを加えた幅
   とし、前記結線部の軸方向の長さは、前記結線箇所の太
   さと、前記口出し線を折り曲げるための長さとを加えた
   長さとしたことを特徴とする偏平形回転電機。
2. 【請求項２】 請求項１に記載する偏平形回転電機にお
   いて、 前記口出し線の間隔は、前記結線箇所の長さと、前記口
   出し線を折り曲げるための長さと、前記口出し線の直径
   の数倍程度の長さとを加えた距離にしたことを特徴とす
   る偏平形回転電機。