JPWO2018163414A1 - 回転電機および回転電機の製造方法 - Google Patents

Abstract

回転電機は、円環状の固定子を備える。固定子は、複数の固定子鉄心と、複数の固定子鉄心に嵌合し、絶縁材で形成された複数のインシュレータと、複数の固定子鉄心に複数のインシュレータを介して巻装された複数のコイルと、複数のインシュレータに取り付けられた複数の導電性端子とを備え、複数の導電性端子のそれぞれには、導電性端子が取り付けられたインシュレータに巻装されているコイルを含む１または複数の隣接するコイルから引き出された複数のコイル端末線が接合され、複数の導電性端子が絶縁電線で各相毎に連結されており、絶縁電線は、二つの導電性端子の一方から他方に、コイル間の隙間を介して這回された状態で、絶縁電線の両端部が二つの導電性端子のそれぞれに接合されている。

Description

本発明は、回転電機および回転電機の製造方法に関し、特にコイルの結線構造に関するものである。

従来の回転電機の駆動部は、円環状の固定子と、この固定子の内周側に回転自在に保持された回転子とで構成されている。固定子は、磁性体である複数の固定子鉄心で形成されており、固定子鉄心には、絶縁体であるインシュレータが嵌合される。そして、電流が流れるコイルがインシュレータを介して固定子鉄心に巻装される。

回転電機が電動機の場合は、コイルに電流を流すことで発生する磁界により回転子が回転し、発電機の場合は、回転子が回転して固定子のコイルに電流が流れることにより発電する。回転電機が電動機でコイルに電流を流す、または回転電機が発電機でコイルに電流が流れるためには、複数のコイルを直列、または並列に接続しなければならない。複数のコイルを接続するにあたっては、コイル数が多いほど、コイルの巻き始めまたは巻き終わりなどのコイル端末線の結線処理が回転電機を製造する上で煩雑となる。コイル端末線の結線処理は、インシュレータに導電部材を取り付け、コイル端末線を導電部材にはんだ付け等で接続する事を基本とする。しかし、上記の様にコイル数が多くなると、一つの導電部材に接続するコイル端末線が増える。

従来技術では、帯状導体を環状にした環状体に周方向に間隔を空けて複数の腕部を設けた構成の環状導電部材を、インシュレータに設けた同心円状の複数の環状溝にそれぞれ配置し、複数の環状導電部材の各腕部にコイル端末線を接続する方法がある（特許文献１参照）。

特開２００３−３２４８８３号公報

特許文献１では、環状導電部材を配置するための複数の環状溝をインシュレータに形成しなければならず、インシュレータの形状が複雑化、大形化して製造コストが増大する。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、インシュレータの構造の複雑化を招くこと無く、コイル端末線の結線が可能な回転電機および回転電機の製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る回転電機は、円環状の固定子を備え、固定子は、複数の固定子鉄心と、複数の固定子鉄心に嵌合し、絶縁材で形成された複数のインシュレータと、複数の固定子鉄心に複数のインシュレータを介して巻装された複数のコイルと、複数のインシュレータに取り付けられた複数の導電性端子とを備え、複数の導電性端子のそれぞれには、導電性端子が取り付けられたインシュレータに巻装されているコイルを含む１または複数の隣接するコイルから引き出された複数のコイル端末線が接合され、複数の導電性端子が絶縁電線で各相毎に連結されており、絶縁電線は、二つの導電性端子の一方から他方に、コイル間の隙間を介して這回された状態で、絶縁電線の両端部が二つの導電性端子のそれぞれに接合されているものである。

本発明に係る回転電機の製造方法は、複数の固定子鉄心に複数のインシュレータが嵌合され、インシュレータを介して固定子鉄心にコイルが巻装されている状態の複数のインシュレータに導電性端子を取り付け、複数の導電性端子のそれぞれにおいて、導電性端子が取り付けられたコイルを含む１または複数の隣接するコイルから引き出された複数のコイル端末線を導電性端子に仮配置する工程と、各相毎に連結される二つの導電性端子の一方から他方にコイル間の隙間を介して絶縁電線を這回す工程と、複数のコイル端末線と絶縁電線とをそれぞれ導電性端子に接合する工程とを備えたものである。

本発明によれば、インシュレータに取り付けられた二つの導電性端子の一方から他方に、コイル間の隙間を介して絶縁電線を這回した状態で、絶縁電線の両端部を二つの導電性端子のそれぞれに接合した構成とした。このため、インシュレータには導電性端子が取り付けられる構成を備えていれば良い。したがって、インシュレータの構造の複雑化を招くこと無く、コイル端末線の結線が可能である。

本発明の実施の形態における回転電機の概略構成を示す断面図である。 図１の回転電機にプロペラファンを取り付けた状態を示す概略断面図である。 図１の回転電機の固定子の要部斜視図である。 本発明の実施の形態における固定子鉄心を示す斜視図である。 本発明の実施の形態におけるインシュレータを示す図である。 本発明の実施の形態における結線構造を示す図である。 本発明の実施の形態における回転電機の固定子の模式平面図である。 本発明の実施の形態における回転電機の外部接続端子を示す図である。 本発明の実施の形態における回転電機の補助接続端子を示す図である。 本発明の実施の形態における回転電機のＵＡとＵＢとを接続するためのジャンパー線の説明図である。 本発明の実施の形態における回転電機のＵＡとＵＢとをジャンパー線で接続した状態の概略平面図である。 本発明の実施の形態における回転電機のジャンパー線の他の這回し例を示す図である。 本発明の実施の形態における回転電機の外部接続端子に各コイル端末線およびジャンパー線の第一剥離部が仮配置された状態を示す図である。 本発明の実施の形態における回転電機の外部接続端子に対する各コイル端末線およびジャンパー線の接合工程の説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下の各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付して、その説明を適宜省略または簡略化する。

図１は、本発明の実施の形態における回転電機の概略構成を示す断面図である。図２は、図１の回転電機にプロペラファンを取り付けた状態を示す概略断面図である。

本実施の形態における回転電機１は、例えば、図２に示すようにプロペラファン１００を駆動するためのブラシレスＤＣモータで、空気調和機の室外機ユニットに搭載される。この回転電機１は、図１に示すように、円筒形状のモータハウジング４と、モータハウジング４の内部に組み込まれた環状の固定子２と、固定子２の内周側に回転自在に保持された回転子３とを備えている。

モータハウジング４は、固定子２を熱硬化性樹脂で一体的にモールド成形したケーシング５と、ブラケットカバー８とにより構成されている。ブラケットカバー８は、ケーシング５の開口側を覆う絶縁ブラケット６および板金ブラケット７で構成されている。

回転子３は、円板状の回転体９と、回転体９の外周側に固定子２の内周に対向して配置された複数の永久磁石１０とを備えている。また、回転体９の中心部には、回転体９の軸方向に貫通するシャフト１１が圧入固定されている。シャフト１１には、一対の軸受１２が取り付けられている。一対の軸受１２の一方は、ケーシング５の軸受挿入部５ａに固定され、他方は、絶縁ブラケット６の軸受挿入部６ａに固定されている。これらの軸受挿入部５ａと軸受挿入部６ａとは固定子２の中心軸上に位置している。

以上の構成により、回転子３は固定子２と同一軸上で回転する。また、回転子３の軸方向の端面と絶縁ブラケット６との間には、回転子３の磁極位置を検知するホール素子などが実装されたプリント基板１３が配置されている。このプリント基板１３は、モータハウジング４に固定されたプリント基板保持器１４に溶着などによって固定されている。

次に、固定子２の構造について、図３および図４を用いて説明する。
図３は、図１の回転電機の固定子の要部斜視図である。図４は、本発明の実施の形態における固定子鉄心を示す斜視図である。
固定子２は、磁性材料で形成された複数の固定子鉄心１５、例えば１２個の固定子鉄心１５を円環状に組み合わせて形成されている。複数の固定子鉄心１５のそれぞれには、絶縁材で形成されたインシュレータ１６が固定子２の軸方向における両端部に取り付けられている。そして、複数の固定子鉄心１５のそれぞれに、インシュレータ１６を介してコイル１７が巻装されている。インシュレータ１６の構造は後述する。

固定子鉄心１５は、図４に示すように、固定子２の外周側に位置するバックヨーク部１５１と、バックヨーク部１５１から固定子２の軸心方向に突出して形成されたティース部１５２とから構成されている。さらに、ティース部１５２は、バックヨーク部１５１の中央部から突出して設けられ、コイル１７がインシュレータ１６を介して巻き付けられるティース基部１５２ａと、ティース基部１５２ａにバックヨーク部１５１と対向して設けられ、コイル１７を収容するためのスペースの仕切となるティース先端部１５２ｂとから構成されている。

図５は、本発明の実施の形態におけるインシュレータを示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
なお、固定子鉄心１５の上下の両端部には、上と下で形状の異なる一対のインシュレータ１６が嵌合されるが、ここでは、本発明に関係する上側のインシュレータ１６のみについて説明する。

インシュレータ１６は図５に示すように、固定子鉄心１５に嵌合された際に固定子鉄心１５の上面に当接する基板部１６１と、固定子２の内周側で基板部１６１から固定子２の軸方向に立設する内周突起部１６２と、固定子２の外周側で基板部１６１から固定子２の軸方向に立設する外周突起部１６３と、嵌合片部１６４とにより構成されている。嵌合片部１６４は、固定子鉄心１５のティース先端部１５２ｂの外周側、バックヨーク部１５１の内周側、およびティース基部１５２ａの側面に当接する。外周突起部１６３は、後述の外部接続端子１８（後述の図８参照）および補助接続端子１９（後述の図９参照）を係合する端子係合孔１６３ａを有する。

このような形状のインシュレータ１６を固定子鉄心１５の軸方向の上端部に嵌合すると共に、固定子鉄心１５の軸方向の下端部に上端部側とは異なる形状のインシュレータ１６を嵌合する。上端部側のインシュレータ１６には、後述の外部接続端子１８および補助接続端子１９が取り付けられ、下端部側のインシュレータ１６には取り付けられないこと等から、互いに形状が異なっている。そして、インシュレータ１６の基板部１６１上にコイル１７を巻回する。すると、図３に示すように固定子鉄心１５の内周突起部１６２と外周突起部１６３との間にコイル１７が収納されると共に、固定子鉄心１５とコイル１７とがインシュレータ１６により絶縁された構成となる。

次に、本発明の実施の形態における結線箇所を図６を用いて説明する。
図６は、本発明の実施の形態における結線構造を示す図である。
図６に示す結線構造は、３相デルタ結線と呼ばれる結線方式である。図６においてＵ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４と示されているのは、独立したコイルである。そして、２直列、２並列で１相のコイルを構成し、これらをデルタ結線している。

ここで、本実施の形態では、隣接する２つのティース部１５２に巻線を連続して巻く、２ティース連続巻を実施している。つまり、直列に接続された、Ｕ１とＵ２、Ｕ３とＵ４、Ｗ１とＷ２、Ｗ３とＷ４、Ｖ１とＶ２、Ｖ３とＶ４は、２ティース連続巻で巻線が巻かれて元々導通しており、両者間の結線処理は不要である。そのため、本結線方式において結線処理が必要な箇所は、図６の結線図から明らかなように大きく分けて３箇所である。

つまり、Ｕ１、Ｕ３、Ｖ２、Ｖ４の各コイル１７のコイル端末線をＵ相の外部電源に接続する箇所と、Ｗ１、Ｗ３、Ｕ２、Ｕ４の各コイル１７のコイル端末線をＷ相の外部電源に接続する箇所と、Ｖ１、Ｖ３、Ｗ２、Ｗ４の各コイル１７のコイル端末線をＶ相の外部電源に接続する箇所である。そして、結線箇所が各相の外部電源に接続されることにより、コイル１７に電源が供給され、モータが回転する。

図７は、本発明の実施の形態における回転電機の固定子の模式平面図である。図７には、各コイル１７の位置関係を示している。
ここで、２ティース連続巻きで巻かれた２つのコイル１７は、図７から明らかなように隣合って配置されている。さらに、図７によれば、Ｕ相外部電源に接続されるＵ１とＶ４は隣合っており、Ｕ３とＶ２も隣り合っている。また、Ｖ相外部電源に接続される、Ｖ１とＷ２が隣り合い、Ｖ３とＷ４が隣り合う。Ｗ相外部電源に接続される、Ｗ１とＵ２が隣り合い、Ｗ３とＵ４が隣り合っている。ここで、Ｕ１とＶ４のそれぞれのコイル端末線１７ａをまとめて指すときはＵＡという。同様に、Ｕ３とＶ２についてはＵＢ、Ｖ１とＷ２についてはＶＡ、Ｖ３とＷ４についてはＶＢ、Ｗ１とＵ２についてはＷＡ、Ｗ３とＵ４についてはＷＢという。

以上のように各コイルを配置すると、互いに結線が必要な、ＵＡとＵＢ、ＷＡとＷＢ、ＶＡとＶＢが、同心円上で対角に存在する。対角に存在するコイル端末線１７ａ同士を結線するため、本実施の形態では、外部接続端子、補助接続端子および絶縁体で覆われた電線を用いた結線を行う。以下、この結線方法の詳細を説明するに先立ち、外部接続端子および補助接続端子について説明する。

図８は、本発明の実施の形態における回転電機の外部接続端子を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
外部接続端子１８は導電性部材から構成され、図８に示す様に、板状の基材部１８ａと、実際に結線処理が行われる部分である板状の腕部１８ｃとを有している。基材部１８ａは、長手方向（図８（ｂ）の上下方向）の一方の端部がインシュレータ１６の端子係合孔１６３ａに挿入される挿入部１８ｂとなり、他方の端部が外部電源接続部１８ｅとなっている。

腕部１８ｃは、基材部１８ａの長手方向の中心部から基材部１８ａに対して例えば約４５゜の角度方向に傾斜して延出して形成されている。腕部１８ｃには、各コイル端末線１７ａがはんだ付けなどの接合方法によって接合される。また、腕部１８ｃの先端部には、後述のジャンパー線を保持する保持部１８ｄが形成されている。保持部１８ｄは、腕部１８ｃの先端部において延出方向と直交する方向の両端部を切り欠いて形成されている。

図９は、本発明の実施の形態における回転電機の補助接続端子を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
補助接続端子１９は、図９に示す様に、板状の基材部１９ａと、実際に結線処理が行われる部分である板状の腕部１９ｃとを備えている。基材部１９ａは、長手方向（図９（ｂ）の上下方向）の一方の端部がインシュレータ１６の端子係合孔１６３ａに挿入される挿入部１９ｂとなっている。また、腕部１９ｃは、基材部１９ａの長手方向の中心部から基材部１９ａに対して例えば約４５゜の角度方向に傾斜して延出して形成されている。腕部１９ｃには、各コイル端末線１７ａがはんだ付けなどの接合方法によって接合される。また、腕部１９ｃの先端部には、後述のジャンパー線を保持する保持部１９ｄが形成されている。保持部１９ｄは、腕部１９ｃの先端部において延出方向と直交する方向の両端部を切り欠いて形成されている。

外部接続端子１８と補助接続端子１９との違いは、図８および図９を比較して明らかなように外部電源接続部１８ｅの有無である。なお、補助接続端子１９は外部接続端子１８と同じ形状でも問題ないが、本発明の実施の形態では、上述したように固定子２は樹脂モールド成形され、外部電源接続部１８ｅ以外の部分には樹脂が埋められる。そのため、外部電源と接続する箇所以外は、外部電源接続部１８ｅを備えていない構成の補助接続端子１９を用いた方が、樹脂量の削減となる。外部接続端子１８および補助接続端子１９は、本発明の導電性端子に相当する。

次に、本実施の形態の結線方法について説明する。
まずＵ１、Ｗ１、Ｖ１のそれぞれのインシュレータ１６の端子係合孔１６３ａに、各外部接続端子１８の挿入部１８ｂを挿入し、Ｕ１、Ｗ１、Ｖ１のそれぞれに外部接続端子１８を取り付ける。また、Ｕ３、Ｗ３、Ｖ３のそれぞれのインシュレータ１６の端子係合孔１６３ａに、各補助接続端子１９の挿入部１９ｂを挿入し、Ｕ３、Ｗ３、Ｖ３のそれぞれに補助接続端子１９を取り付ける。外部接続端子１８および補助接続端子１９は、腕部１８ｃおよび腕部１９ｃが半径方向外側に位置する向きでインシュレータ１６に取り付けられる。

そして、各外部接続端子１８および補助接続端子１９のそれぞれに、ＵＡ、ＵＢ、ＷＡ、ＷＢ、ＶＡ、ＶＢの各コイル端末線を仮配置していく。すなわち、Ｕ１に取り付けた外部接続端子１８にＵＡを仮配置し、Ｗ１に取り付けた外部接続端子１８にＷＡを仮配置し、Ｖ１に取り付けた外部接続端子１８にＶＡを仮配置する。ここで、「仮配置」とは、はんだ付け等による「接合」ではなく、「位置させる」の意である。さらに言えば、「ＵＡを仮配置」とは、ＵＡを構成するＵ１のコイル端末線１７ａとＶ４のコイル端末線１７ａとをまとめて、後述の図１３に示すように外部接続端子１８の基材部１８ａと腕部１８ｃとの角部１８ｆ（図８（ａ）参照）に配置することに相当する。図１３については改めて説明する。

次に、Ｕ３に取り付けた補助接続端子１９にＵＢを仮配置し、Ｗ３に取り付けた補助接続端子１９にＷＢを仮配置し、Ｖ３に取り付けた補助接続端子１９にＶＢを仮配置する。そして、ＵＡとＵＢとを接続するためのジャンパー線、ＷＡとＷＢとを接続するためのジャンパー線、ＶＡとＶＢとを接続するためのジャンパー線を仮配置する。

次に、代表してＵＡとＵＢとを接続するためのジャンパー線の仮配置について説明する。
図１０は、本発明の実施の形態における回転電機のＵＡとＵＢとを接続するためのジャンパー線の説明図である。図１１は、本発明の実施の形態における回転電機のＵＡとＵＢとをジャンパー線で接続した状態の概略平面図である。
ジャンパー線２０は、導体の外周面を絶縁体で覆った絶縁電線で構成されている。絶縁電線は、絶縁体が例えばビニル等の０．８ｍｍ〜２．８ｍｍ程度の厚みを有する構成のものである。図１０（ａ）はジャンパー線２０が予めカットされたものであり、カットジャンパー線２０ａと呼ぶ。カットジャンパー線２０ａは、接続時に短くて足りないということがないように余裕を持って長めにカットされている。そして、図１０（ｂ）に示すように、このカットジャンパー線２０ａの一端部の絶縁体を剥離して導体を露出し、第一剥離部２０１を作成する。この状態のカットジャンパー線２０ａを片側剥離ジャンパー線２０ｂと呼ぶ。

続いて、片側剥離ジャンパー線２０ｂの第一剥離部２０１を外部接続端子１８に仮配置する。この仮配置では、片側剥離ジャンパー線２０ｂの第一剥離部２０１を後述の図１３に示すように外部接続端子１８の保持部１８ｄに巻き付ける。これにより片側剥離ジャンパー線２０ｂの一端部が固定された状態で、片側剥離ジャンパー線２０ｂを、図１１に示すようにコイル間の隙間を通しながらＵ３まで導く。

すなわち、まず、Ｕ１を外周側から見た状態でＵ１の右側のＶ４のコイルとの隙間に、隙間の長手方向、ここでは隙間の上部から下部に片側剥離ジャンパー線２０ｂを通した後、Ｖ４のコイル下部を這回す。そして、Ｖ４のコイル下部の片側剥離ジャンパー線２０ｂを、Ｖ４とＶ３とのコイル間の隙間に下部から上部に通し、そして、Ｖ３のコイル上部に這回す。これをＵ３にたどり着くまで繰り返す。なお、ジャンパー線２０は、外周部が絶縁材で構成されているため、コイル上部、コイル間の隙間、コイル下部に這回しても、当然、コイルとは絶縁されている。

Ｕ３にたどり着いた後、片側剥離ジャンパー線２０ｂの絶縁部２０２を、Ｕ３に取り付けられた補助接続端子１９に接触させ、補助接続端子１９に接合されることになる、片側剥離ジャンパー線２０ｂの他端部の絶縁部２０２の剥離箇所を決める。そして、決められた剥離箇所の絶縁部２０２の剥離処理を実施し、図１０（ｃ）に示すように第二剥離部２０３を作成する。そして、第二剥離部２０３を、補助接続端子１９の保持部１９ｄに巻き付ける。以上のジャンパー線２０の這回しによる仮配置をＷＡとＷＢとの間、ＶＡとＶＢとの間においても同様に行う。

以上により、外部接続端子１８および補助接続端子１９のインシュレータ１６への取り付け、外部接続端子１８および補助接続端のそれぞれに対する各コイル端末線１７ａの仮配置、ジャンパー線２０の這回しが完了する。

その後、外部接続端子１８と補助接続端子１９とを各相毎にジャンパー線２０で連結する。すなわち、ジャンパー線２０の両端の第一剥離部２０１と第二剥離部２０３とを、Ｕ１に取付けられた外部接続端子１８と、Ｕ３に取り付けられた補助接続端子１９とに、例えばハンダ付けにより接合処理する。これにより、Ｕ相の結線が完了する。以上の結線処理をＷ相、Ｖ相についても同様にして行い、Ｕ相、Ｗ相、Ｖ相のそれぞれの接合を完成させ、結線処理を完了する。そして、Ｕ１、Ｗ１、Ｖ１のそれぞれに取り付けられた外部接続端子１８に外部電源を繋ぐ事でモータの回転が可能となる。なお、ここでは、各部材を仮配置後、各箇所を最後にまとめて接合するようにしたが、各箇所の接合をどの段階で行うかは任意である。

なお、ジャンパー線２０の這回しの方向はＵ１の右側からである必要はなく、左側からしても問題ない。また、ジャンパー線２０をＵ１に配置してからジャンパー線２０を這回ししたが、Ｕ３に配置してから這回しても問題ない。さらに、今回はＵ１外周側から見て右側のコイル同士の隙間全てにジャンパー線２０を通したが、全てのコイル隙間にジャンパー線２０を通す必要はなく、ジャンパー線２０を保持するためにコイル上面とコイル下面に最低１回、這回せばよい。例えば、次の図１２のようにしてもよい。

図１２は、本発明の実施の形態における回転電機のジャンパー線の他の這回し例を示す図である。
図１２に示す様に、Ｕ１とＶ４とのコイル間の隙間に上部から下部にジャンパー線２０を通し、Ｖ４の下部とＶ３の下部とを這回し、Ｖ３とＷ４とのコイル間の隙間に下部から上部に通し、Ｗ４の上部とＷ３の上部とを這回し、Ｗ３とＵ４とのコイル間の隙間を上部から下部に通し、Ｕ４のコイル下部を這回し、Ｕ４とＵ３とのコイル間の隙間を下部から上部に通して、Ｕ３に集約させてもいい。なお、このパターンはコイル１７の下部に２回、コイル１７の上部に１回ジャンパー線２０を這回すというパターンである。

ところで、ジャンパー線２０は、上述のように、外部接続端子１８から補助接続端子１９まで這回されるため、柔軟性の低い単線よりも、柔軟性が高く曲げやすい、より線を用いることが好ましい。また、ジャンパー線２０をより線とした場合の接合方法は、圧着等による接合よりも、一般的に、はんだ付けが一番確実である。しかし、ジャンパー線２０をより線としてはんだ付けで接合しようとした場合、より線ははんだを吸収しやすいことから以下の問題が生じることがある。すなわち、ジャンパー線２０とまとめてコイル端末線１７ａを外部接続端子１８にはんだ付けしようとした場合、はんだがより線にのみ吸収され、コイル端末線１７ａにはんだが付着しにくい。

以上の点を踏まえ、本実施の形態では、以下のようにして外部接続端子１８にジャンパー線２０および各コイル端末線１７ａを接合するようにしている。

図１３は、本発明の実施の形態における回転電機の外部接続端子に各コイル端末線およびジャンパー線の第一剥離部が仮配置された状態を示す図である。図１４は、本発明の実施の形態における回転電機の外部接続端子に対する各コイル端末線およびジャンパー線の接合工程の説明図である。ここではＵＡとジャンパー線２０とを外部接続端子１８に接合する例を説明する。
各コイル端末線１７ａおよびジャンパー線２０の仮配置が完了した状態では、図１３に示すように、各コイル端末線１７ａは外部接続端子１８の基材部１８ａと腕部１８ｃとの角部１８ｆ（図３（ａ）参照）に配置されている。また、ジャンパー線２０は、第一剥離部２０１が外部接続端子１８の保持部１８ｄに巻き付けられた状態となっている。

そして、各コイル端末線１７ａおよびジャンパー線２０を外部接続端子１８に接合する際には、図１４に示すように、腕部１８ｃを基材部１８ａと対向するように折り曲げる。これにより、各コイル端末線１７ａが腕部１８ｃと基材部１８ａとの間に挟まれた状態となる。そして、各コイル端末線１７ａと、ジャンパー線２０とを順次、外部接続端子１８にはんだ付けする。そして、各コイル端末線１７ａにおいて不要な部分を切り離す。

ここで、ジャンパー線２０は腕部１８ｃの先端側に設けられた保持部１８ｄに巻き付けられており、腕部１８ｃの根元側に位置する各コイル端末線１７ａから離れた位置に位置している。このため、コイル端末線１７ａをはんだ付けする際に、はんだがジャンパー線２０に吸収されるのを防ぐことが出来、各コイル端末線１７ａの良好なはんだ付けが可能となる。

そして、固定子２をケーシング５として用いる場合には、以上の各工程を経て構成された固定子２を樹脂モールド成形で一体化すればよい。

なお、ジャンパー線２０を単線で構成する場合には、基材部１８ａと腕部１８ｃとの角部１８ｆにジャンパー線２０の第一剥離部２０１もまとめて挟み込み、はんだ付けで接合してもよい。また、ジャンパー線２０を単線で構成する場合にも上記図１３および図１４で説明した方法を用いて、各コイル端末線１７ａおよびジャンパー線２０を外部接続端子１８に接合してもよい。

以上説明した本実施の形態における結線構造は、結線される４つのコイル端末線１７ａが、コイル同士が隣接する第１組と、第１組から離れた位置でコイル同士が隣接する第２組とに分けられる。Ｕ相の例で言えば、第１組がＵＡ、第２組がＵＢに相当する。そして、第１組の２つのコイル端末線１７ａのうちの一方のコイル端末線１７ａのコイルが巻かれているインシュレータ１６に外部接続端子１８が取り付けられ、第２組の２つのコイル端末線１７ａのうちの一方のコイル端末線１７ａのコイルが巻かれているインシュレータ１６に補助接続端子１９が取り付けられる。

そして、第１組の２つのコイル端末線１７ａが集約して外部接続端子１８に接合されると共に、第２組の２つのコイル端末が集約して補助接続端子１９に接合される。外部接続端子１８と補助接続端子１９とは互いに離れた位置に設置されているため、外部接続端子１８と補助接続端子１９とが、コイル上部、コイル間の隙間、コイル下部に這回したジャンパー線２０で接合される、という非常にシンプルな結線構造である。

そのため、この結線構造においてインシュレータ１６に必要な構成は、外部接続端子１８または補助接続端子１９を取り付けるための端子係合孔１６３ａのみである。そのため、インシュレータ１６を非常にシンプルな形状にすることが出来、コストを削減出来る。この点について以下に補足する。

従来の結線構造は、コイル端末線同士を接続するための導電性部材の絶縁構造と、導電性部材を固定する固定構造とが必要であった。つまり、特許文献１で言えば、環状導電部材が導電性部材に該当し、導電性部材の絶縁構造と導電性部材の固定構造とを兼ねた環状溝をインシュレータに複数設けた構成であった。これに対し、本実施の形態では、コイル端末線同士を接続するための導電性部材として、導体が絶縁体で覆われた構成のジャンパー線２０を用いることで、別途絶縁構造が不要で、それ自体で絶縁を行える。

また、ジャンパー線２０をコイル間の隙間等に這回すことで、ジャンパー線２０自体の位置の固定が出来る。具体的には、ジャンパー線２０を、コイル間の隙間に、隙間の長手方向に通す作業と、その長手方向のコイルの端部に、長手方向と直交する方向に這い回す作業とを交互に繰り返し行うことで、ジャンパー線２０自体の位置の固定が出来る。このようにジャンパー線２０をコイル間の隙間等に這い回した構成とすることで、導電性部材としてのジャンパー線２０の位置固定を行うための固定構造をインシュレータに必要としない。よって、インシュレータには、単に外部接続端子１８および補助接続端子を取り付けるための簡単な構成、具体的には端子係合孔１６３ａを設ければ良く、導電性部材の絶縁構造および固定構造といった複雑な構造が不要である。

また、特許文献１の構造では、複数の環状導電部材のそれぞれの腕部の長さが異なっており、予め決められた順序で複数の環状溝に組み付けていく必要がある。このため、特許文献１では回転電機の組み立てが複雑化する。しかしながら、本実施の形態では、そのような組み付け順序の制約が少なく、それ故、作業の難易化もない。

また、本実施の形態では、コイル数が増減しても、インシュレータ１６の構造、また外部接続端子１８および補助接続端子１９の構造を変える必要がなく、これらを汎用的に用いることが出来るため、この面からもコスト低減に効果的である。

また、本実施の形態の回転電機１は、上記の結線が完了後、固定子部分がモールドされる。ここで、ジャンパー線２０は、コイル間の隙間に位置して隙間の長手方向に延びる部分と、その長手方向のコイルの端部に這い回されて長手方向と直交する方向に延びる部分とが交互に繰り返された状態となっており、つまりコイル間の隙間を介して這回されて固定されている。このため、モールド成形する際に、その成形圧力によって浮き上がる不都合を回避出来る。また、ジャンパー線２０を緩み無く這回し、ジャンパー線２０とコイル１７との間に隙間を形成しないことで、熱硬化性樹脂を流し込む際に、隙間部分で熱硬化性樹脂の流動が悪くなってジャンパー線２０とコイル１７との間にボイドが発生するという不都合を抑制出来る。

なお、本実施の形態では、固定子２をモールドする構造を例に説明したが、モールドしない構造としてもよい。

また、ジャンパー線２０には、単線を用いても、より線を用いてもよいが、より線の方が柔らかく、コイル間への這いまわしが容易であるため、好ましい。

また、本実施の形態では、２ティース連続巻を用いているが、１つのティース毎に巻線を巻く構成としてもよい。また、例えば３直列で一相のコイルを構成する場合には、３ティース連続巻としてもよい。

１ 回転電機、２ 固定子、３ 回転子、４ モータハウジング、５ ケーシング、５ａ 軸受挿入部、６ 絶縁ブラケット、６ａ 軸受挿入部、７ 板金ブラケット、８ ブラケットカバー、９ 回転体、１０ 永久磁石、１１ シャフト、１２ 軸受、１３ プリント基板、１４ プリント基板保持器、１５ 固定子鉄心、１６ インシュレータ、１７ コイル、１７ａ コイル端末線、１８ 外部接続端子、１８ａ 基材部、１８ｂ 挿入部、１８ｃ 腕部、１８ｄ 保持部、１８ｅ 外部電源接続部、１８ｆ 角部、１９ 補助接続端子、１９ａ 基材部、１９ｂ 挿入部、１９ｃ 腕部、１９ｄ 保持部、２０ ジャンパー線、２０ａ カットジャンパー線、２０ｂ 片側剥離ジャンパー線、１００ プロペラファン、１５１ バックヨーク部、１５２ ティース部、１５２ａ ティース基部、１５２ｂ ティース先端部、１６１ 基板部、１６２ 内周突起部、１６３ 外周突起部、１６３ａ 端子係合孔、１６４ 嵌合片部、２０１ 第一剥離部、２０２ 絶縁部、２０３ 第二剥離部。

本発明に係る回転電機は、円環状の固定子を備え、固定子は、複数の固定子鉄心と、複数の固定子鉄心に嵌合し、絶縁材で形成された複数のインシュレータと、複数の固定子鉄心に複数のインシュレータを介して巻装された複数のコイルと、複数のインシュレータに取り付けられた複数の導電性端子とを備え、複数の導電性端子のそれぞれには、導電性端子が取り付けられたインシュレータに巻装されているコイルを含む１または複数の隣接するコイルから引き出された複数のコイル端末線が接合され、複数の導電性端子が絶縁電線で各相毎に連結されており、絶縁電線は、二つの導電性端子の一方から他方に、コイル間の隙間を介して這回された状態で、絶縁電線の両端部が二つの導電性端子のそれぞれに接合されており、導電性端子は、基材部と、基材部から延出した腕部とを有し、腕部が基材部と対向するように折り曲げられた状態で基材部と腕部との間に複数のコイル端末線が挟み込まれ、また、腕部は複数のコイル端末線を挟み込んだ位置とは離間して絶縁電線を保持する保持部を備え、保持部に絶縁電線が巻き付けられた状態で、複数のコイル端末線および絶縁電線のそれぞれが導電性端子に接合されているものである。

本発明に係る回転電機の製造方法は、複数の固定子鉄心に複数のインシュレータが嵌合され、インシュレータを介して固定子鉄心にコイルが巻装されている状態の複数のインシュレータに導電性端子を取り付け、複数の導電性端子のそれぞれにおいて、導電性端子が取り付けられたコイルを含む１または複数の隣接するコイルから引き出された複数のコイル端末線を導電性端子に仮配置する工程と、各相毎に連結される二つの導電性端子の一方から他方にコイル間の隙間を介して絶縁電線を這回す工程と、複数のコイル端末線と絶縁電線とをそれぞれ導電性端子に接合する工程とを備え、導電性端子は、基材部と、基材部から延出した腕部とを有し、腕部は、絶縁電線の一端部を保持する保持部を、複数のコイル端末線が仮配置される位置から離間した位置に備え、絶縁電線は、導体の外周面を絶縁体で覆った構成を有し、導体がより線であり、絶縁電線を這回す工程では、絶縁電線の一端部において絶縁体を剥離して露出させた導体を、一方の導電性端子の保持部に巻き付け、その後、絶縁電線をコイル間の隙間を介して這回した後、絶縁電線の他端部において絶縁体を剥離する位置を決めた後に絶縁体を剥離し、剥離して露出された導体を、他方の導電性端子の保持部に巻き付けるものである。

Claims (11)

1. 円環状の固定子を備え、
   前記固定子は、
   複数の固定子鉄心と、
   前記複数の固定子鉄心に嵌合し、絶縁材で形成された複数のインシュレータと、
   前記複数の固定子鉄心に前記複数のインシュレータを介して巻装された複数のコイルと、
   前記複数のインシュレータに取り付けられた複数の導電性端子とを備え、
   前記複数の導電性端子のそれぞれには、前記導電性端子が取り付けられた前記インシュレータに巻装されている前記コイルを含む１または複数の隣接するコイルから引き出された複数のコイル端末線が接合され、前記複数の導電性端子が絶縁電線で各相毎に連結されており、
   前記絶縁電線は、二つの前記導電性端子の一方から他方に、前記コイル間の隙間を介して這回された状態で、前記絶縁電線の両端部が二つの前記導電性端子のそれぞれに接合されている回転電機。
2. 前記絶縁電線は、前記コイル間の隙間に位置して前記隙間の長手方向に延びる部分と、前記コイルの前記長手方向の端部に這い回されて前記長手方向と直交する方向に延びる部分とが交互に繰り返された状態となっている請求項１記載の回転電機。
3. 前記インシュレータおよび前記導電性端子の一方に係合孔、他方に挿入部が形成されており、前記係合孔に前記挿入部が挿入されて前記インシュレータと前記導電性端子とが取り付けられている請求項１または請求項２記載の回転電機。
4. 前記絶縁電線は、導体の外周面を絶縁体で覆った構成を有し、前記導体がより線である請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の回転電機。
5. 前記導電性端子は、基材部と、前記基材部から延出した腕部とを有し、前記腕部が前記基材部と対向するように折り曲げられた状態で前記基材部と前記腕部との間に前記複数のコイル端末線が挟み込まれ、また、前記腕部は前記複数のコイル端末線を挟み込んだ位置とは離間して前記絶縁電線を保持する保持部を備え、前記保持部に前記絶縁電線が巻き付けられた状態で、前記複数のコイル端末線および前記絶縁電線のそれぞれが前記導電性端子に接合されている請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の回転電機。
6. 前記固定子は樹脂で一体化されている請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の回転電機。
7. 複数の固定子鉄心に複数のインシュレータが嵌合され、前記インシュレータを介して前記固定子鉄心にコイルが巻装されている状態の複数の前記インシュレータに導電性端子を取り付け、複数の前記導電性端子のそれぞれにおいて、前記導電性端子が取り付けられた前記コイルを含む１または複数の隣接するコイルから引き出された複数のコイル端末線を前記導電性端子に仮配置する工程と、
   各相毎に連結される二つの前記導電性端子の一方から他方に前記コイル間の隙間を介して絶縁電線を這回す工程と、
   前記複数のコイル端末線と前記絶縁電線とをそれぞれ前記導電性端子に接合する工程とを備えた回転電機の製造方法。
8. 前記絶縁電線を這回す工程は、前記絶縁電線を前記コイル間の隙間に前記隙間の長手方向に通す作業と、前記コイルの前記長手方向の端部に前記長手方向と直交する方向に這い回す作業とを交互に繰り返す工程を有する請求項７記載の回転電機の製造方法。
9. 前記導電性端子は、基材部と、前記基材部から延出した腕部とを有し、前記腕部は、前記絶縁電線の一端部を保持する保持部を、前記複数のコイル端末線が仮配置される位置から離間した位置に備え、
   前記絶縁電線は、導体の外周面を絶縁体で覆った構成を有し、前記導体がより線であり、
   前記絶縁電線を這回す工程では、前記絶縁電線の前記一端部において前記絶縁体を剥離して露出させた前記導体を、一方の前記導電性端子の前記保持部に巻き付け、その後、前記絶縁電線を前記コイル間の隙間を介して這回した後、前記絶縁電線の他端部において前記絶縁体を剥離する位置を決めた後に前記絶縁体を剥離し、剥離して露出された前記導体を、他方の前記導電性端子の前記保持部に巻き付ける請求項７または請求項８記載の回転電機の製造方法。
10. 前記複数のコイル端末線を前記導電性端子に仮配置する工程は、前記基材部と前記腕部との角部に前記複数のコイル端末線を配置する工程であり、
    前記複数のコイル端末線と前記絶縁電線とをそれぞれ前記導電性端子に接合する工程では、前記腕部を前記基材部と対向するように折り曲げて前記複数のコイル端末線を前記基材部と前記腕部との間に挟み込んだ状態とし、その状態で、前記複数のコイル端末線を前記導電性端子にはんだ付けする共に、前記絶縁電線を前記保持部で前記導電性端子にはんだ付けする請求項９記載の回転電機の製造方法。
11. 前記各工程を経て構成された固定子を樹脂モールド成形で一体化する工程を備えた請求項７〜請求項１０の何れか一項に記載の回転電機の製造方法。

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