WO2019225665A1 - 電動機、固定子、電動機の製造方法 - Google Patents

電動機、固定子、電動機の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2019225665A1
WO2019225665A1 PCT/JP2019/020334 JP2019020334W WO2019225665A1 WO 2019225665 A1 WO2019225665 A1 WO 2019225665A1 JP 2019020334 W JP2019020334 W JP 2019020334W WO 2019225665 A1 WO2019225665 A1 WO 2019225665A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
conductor
iron core
pair
electric motor
bent
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/020334
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
孝 石上
金澤　宏至
恭弘 藤岡
佐藤　英樹
Original Assignee
日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日立オートモティブシステムズ株式会社 filed Critical 日立オートモティブシステムズ株式会社
Publication of WO2019225665A1 publication Critical patent/WO2019225665A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/08—Forming windings by laying conductors into or around core parts
    • H02K15/085—Forming windings by laying conductors into or around core parts by laying conductors into slotted stators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/28—Layout of windings or of connections between windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/50—Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto

Definitions

  • the present invention relates to an electric motor, a stator, and a method for manufacturing the electric motor.
  • Patent Document 1 adopts a head crossover portion having a circumferential crossover portion and a radial crossover portion as a crossover wire connecting the conductor housing position of the inner coil and the conductor housing position of the outer coil for each phase.
  • the radial connecting portion is connected to the oblique connecting portion of the inter-coil connecting wire by making a substantially half turn around the outer end of the head portion of the large segment of the outer coil in the axial direction.
  • An electric motor has a plurality of conductor pieces formed by bending a conductor covered with an insulating film, and the plurality of conductor pieces are respectively arranged in a plurality of slots provided in an iron core.
  • a stator and a rotor disposed on the inner peripheral side of the stator, and the conductor piece is formed between the pair of straight portions disposed in the slot and the pair of straight portions.
  • a stator according to the present invention includes a plurality of conductor pieces formed by bending a conductor covered with an insulating film, and an iron core provided with a plurality of slots, and the conductor pieces are disposed in the slots.
  • the pair of terminal portions protrude from the iron core at one end side in the axial direction of the iron core, and the bent portion has the iron core at the other end side in the axial direction of the iron core.
  • the bent portion has a conductor exposed portion where the conductor is exposed from the insulating film.
  • a conductor exposed portion in which the conductor is exposed is formed by partially removing the insulating coating from a conductor covered with the insulating coating, and the conductor in which the conductor exposed portion is formed.
  • a plurality of conductor pieces each having a terminal portion of each of the plurality of conductor portions, and the pair of linear portions are respectively disposed in a plurality of slots provided in an iron core for each of the plurality of conductor pieces. Projecting from the iron core at one end side in the axial direction of the iron core, and projecting the bent portion from the iron core at the other end side in the axial direction of the iron core, thereby electrically exposing the conductor exposed portion. By performing welding by the earth, the terminal portion protruding from each of said core at said one end is respectively joined with said terminal portion of the other of said conductor strip.
  • the perspective view when the stator which concerns on one Embodiment of this invention is seen from one coil end side The perspective view when the stator which concerns on one Embodiment of this invention is seen from the other coil end side Perspective view of hairpin-shaped conductor piece Perspective view of lead wire conductor piece Perspective view of deformed conductor piece
  • Slot insulation paper perspective view The figure which shows the state which assembled the slot insulation paper to each slot of the stator iron core
  • Schematic diagram showing the terminal welding method and the grounding method during welding according to the conventional method Schematic diagram showing the shape of the bent portion of the hairpin-shaped conductor piece according to the conventional method
  • the schematic diagram which shows the grounding method at the time of the welding of the terminal part by 1st embodiment of this invention The figure which shows the shortening effect of the coil end in the electric motor which concerns on 1st embodiment of this invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing an internal structure of an electric motor 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the electric motor 1 is a rotating electrical machine that converts electrical energy into rotational energy, and includes a housing 2, a stator (stator) 3, a rotor (rotor) 6, and a plurality of input terminals 8.
  • the stator 3 is fixed to the inner peripheral surface of the housing 2 by shrink fitting or press fitting.
  • the stator 3 includes a stator iron core 14 (see FIGS. 2 and 3) configured by laminating a plurality of electromagnetic steel plates, and a coil 9 wound inside the stator iron core 14.
  • the stator 3 in the electric motor 1 of the present embodiment has a distributed winding structure in which the coil 9 is wound across a plurality of magnetic poles. At both ends in the axial direction of the stator core 14, coil ends 23 and 24 formed by projecting part of the coil 9 from the stator core 14 are arranged.
  • the rotor 6 is disposed on the inner peripheral side of the stator 3.
  • the rotor 6 is configured by integrating a rotor iron core (not shown) configured by laminating a plurality of electromagnetic steel plates and the shaft 5, and is rotatably supported by a bearing 7.
  • a permanent magnet 4 made of rare earth or ferrite is attached to the outer peripheral surface of the rotor core.
  • the surface magnet type rotor 6 was illustrated in FIG. 1, you may use the rotor of another form.
  • it is possible to use various types of rotors such as an embedded magnet type rotor in which a permanent magnet is embedded in a groove or the like formed in the rotor core, or an induction type rotor in which a saddle-shaped conductor is incorporated.
  • the input terminal 8 is electrically connected to the coil 9 respectively.
  • a predetermined AC voltage is applied to each of the input terminals 8, an electric current flows through the coil 9 in the stator 3 to generate an AC magnetic field, and the rotor 6 is rotationally driven accordingly. Thereby, electric energy is converted into rotational energy (mechanical energy) in the electric motor 1.
  • the coil 9 is configured by combining a plurality of conductor pieces (segment conductors) as described below.
  • a stator structure using such segment conductors is widely used in small and high-efficiency motors for automobiles, such as motors for driving main machines and motors for auxiliary machines such as electric power steering and compressors for air conditioners. ing.
  • FIG. 2 is a perspective view of the stator 3 according to an embodiment of the present invention when viewed from one coil end 24 side, that is, from the right side of FIG. 3 is a perspective view of the stator 3 according to an embodiment of the present invention when viewed from the other coil end 23 side, that is, from the left side of FIG.
  • the stator 3 of the present embodiment is configured by incorporating a plurality of conductor pieces 11, 12, 13 having different shapes into the stator core 14.
  • Each conductor piece 11, 12, 13 is formed by cutting and bending an electric wire, which is a conductor covered with an insulating film such as enamel, at a predetermined length.
  • the cross-sectional shape of the electric wire in the conductor pieces 11, 12, 13 may be either a round cross section or a square cross section.
  • FIG. 4 is a perspective view of the conductor piece 11.
  • the conductor piece 11 has a hairpin shape by being bent approximately 180 ° at a bent portion 18 provided at the center portion. Therefore, hereinafter, the conductor piece 11 may be referred to as a “hairpin-shaped conductor piece”.
  • the hairpin-shaped conductor piece 11 includes a pair of linear portions 17, a bent portion 18 formed between the pair of linear portions 17, and a pair formed on the side opposite to the bent portion 18 of the pair of linear portions 17. Terminal portion 19.
  • FIG. 5 is a perspective view of the conductor piece 12.
  • the conductor piece 12 is drawn from the stator iron core 14 on the coil end 24 side, whereby a lead wire is formed in the stator 3.
  • the conductor piece 12 may also be referred to as “lead wire conductor piece”.
  • the lead wire conductor piece 12 includes a straight portion 17 and a terminal portion 19 in addition to a portion forming a lead wire.
  • FIG. 6 is a perspective view of the conductor piece 13.
  • the conductor piece 13 forms a crossover that connects the separated conductor pieces, and has a shape different from that of the conductor pieces 11 and 12. Therefore, hereinafter, the conductor piece 13 may be referred to as a “deformed conductor piece”.
  • the odd-shaped conductor piece 13 includes a pair of linear portions 17 and a pair of terminal portions 19 in addition to a portion that forms a crossover.
  • FIG. 7 is a perspective view of the slot insulating paper 15 used when the conductor pieces 11, 12, 13 are incorporated in the stator core 14.
  • the slot insulating paper 15 is formed using insulating paper having a thickness of about 80 ⁇ m, for example.
  • FIG. 8 is a view showing a state in which the slot insulating paper 15 of FIG. 7 is assembled to each slot 16 of the stator core 14.
  • the stator iron core 14 is provided with a plurality of slots 16, and a slot insulating paper 15 is attached in each slot 16.
  • a plurality of hairpin-shaped conductor pieces 11, lead wire conductor pieces 12, and deformed conductor piece 13 linear portions 17 are respectively arranged inside the slots 16 via slot insulating paper 15.
  • the coil end 24 is formed on one end face in the axial direction of the stator core 14.
  • the bent portion 18 of the hairpin-shaped conductor piece 11 is disposed on the coil end 24 side. That is, FIG. 2 is a perspective view of the stator 3 with the side where the bent portion 18 of the hairpin-shaped conductor piece 11 is disposed as an upper surface.
  • the straight line portion 17 extends to the end portion 19 in a straight line. And have an integrated shape.
  • the end of each end portion 19 is inserted into each slot 16 from the coil end 24 side, and the opposite side of the stator core 14 in the axial direction. Protrude from. Thereafter, the protruding portions are bent into predetermined shapes, so that the portions indicated by reference numeral 21 in FIGS. 4, 5, and 6 are formed in the conductor pieces 11, 12, and 13, respectively, and placed in the slots 16.
  • the straight line portion 17 and the terminal portion 19 protruding from the stator core 14 are formed.
  • FIG. 3 is a perspective view of the stator 3 with the side where the terminal portions 19 of the conductor pieces 11, 12, and 13 are disposed as the upper surface.
  • the stator 3 of the present embodiment realizes a short coil end by configuring the coil 9 using the conductor pieces 11, 12, and 13 that are segment conductors.
  • the use of the hairpin-shaped conductor piece 11 avoids interference at portions of the coil ends 23 and 24 that straddle between the plurality of slots 16, and realizes a short coil end despite the distributed winding structure.
  • a short coil end is realized by the structure of the stator 3 as described above.
  • a further shortening of the coil end is realized by devising a structure when joining the terminal portions 19 of the conductor pieces 11, 12, 13. This will be described below.
  • the stator used in the conventional electric motor has the following two problems with respect to further shortening of the coil end.
  • problems when the conventional method is applied will be described using each configuration of the electric motor 1 described above.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing a welding method of the terminal portion 19 and a grounding method during welding according to a conventional method.
  • the end portions 19 of two conductor pieces to be joined are fixed with clamps 22.
  • the end portion 19 of the conductor piece on the outermost peripheral side (right side of FIG. 9) and the end portion 19 of the conductor piece on the inner side thereof are fixed by the clamp 22.
  • a state is shown in which the end portion 19 of the conductor piece on the innermost peripheral side (left side in FIG. 9) and the end portion 19 of the conductor piece on the outermost side are fixed by the clamp 22.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing the shape of the bent portion 18 of the hairpin-shaped conductor piece 11 according to the conventional method.
  • 10A shows a state where the bent portion 18 is loosely bent
  • FIG. 10B shows a state where the bent portion 18 is tightly bent.
  • the inner radius when the bent portion 18 is loose is assumed to be ra and the height is assumed to be h2a.
  • the inner radius when the bent portion 18 is tightly bent is rb (rb ⁇ ra), and the height is h2b (h2b ⁇ h2a). In this way, by tightly bending the bent portion 18, the height of the bent portion 18 is reduced, so that the height h 2 of the coil end 24 where the bent portion 18 is disposed can be reduced.
  • a film crack 25 in which the insulating film is partially broken may occur mainly at the outer peripheral portion of the bending portion 18. .
  • the dropped insulating film may be mixed into the electric motor 1 and cause a failure.
  • a film crack 25 may occur if the inner radius of the bent portion 18 is about 1 mm, but the inner radius of the bent portion 18 may be increased. When it is 2 mm or more, the film crack 25 does not occur.
  • the inner radius of the bent portion 18 in order to prevent the occurrence of the film crack 25, the inner radius of the bent portion 18 must be a certain value or more. In order to reduce the height h2 of the coil end 24 in which the bent portion 18 is disposed, it is required to reduce the inner radius of the bent portion 18 without generating the film crack 25.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a grounding method during welding of the terminal portion 19 according to the first embodiment of the present invention.
  • the conductor is exposed to the bent portion 18 of each hairpin-shaped conductor piece 11 at the coil end 24 where the bent portion 18 of the hairpin-shaped conductor piece 11 protrudes from the stator core 14.
  • a portion 26 is provided.
  • the conductor exposed portion 26 is a portion where the conductor is exposed from the insulating film by removing the insulating film of the material electric wire, like the conductor exposed portion of the terminal portion 19 described in FIG. Then, by bringing the electrode 27 into contact with each conductor exposed portion 26, the terminal portion 19 provided on the opposite side in the axial direction is electrically connected via the straight portion 17 (see FIG. 4) of each hairpin-shaped conductor piece 11. Is grounded.
  • FIG. 12 is a diagram showing a shortening effect of the coil end 23 in the electric motor 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • (a) shows the welding method of the terminal portion 19 and the grounding method at the time of welding, as in FIG. 9, and (b) shows the electric motor according to the first embodiment of the present invention.
  • 1 shows a welding method of the terminal portion 19 in FIG.
  • a grounding clamp 22 is necessary when the terminal portion 19 is welded.
  • the clamp 22 may not be abolished in the present embodiment.
  • it is not necessary to ground the terminal portion 19 via the clamp 22 it is possible to reduce the axial height hc of the clamp 22 as compared with the conventional case.
  • the conductor exposed portion 26 is provided in the bent portion 18 in the electric motor 1 of the present embodiment, the insulating film is partially broken when the bent portion 18 is bent, as described in FIG. Such a film crack 25 can be prevented from occurring. As a result, it is possible to downsize the bent portion 18 by tightly bending the bent portion 18 as compared with the conventional case, and as a result, it is possible to reduce the height h2 of the coil end 24 where the bent portion 18 is disposed. .
  • the inner radius of the bent portion 18 is set to 2 mm or more in order to prevent the occurrence of the film crack 25 in the conventional method.
  • the inner radius of the bent portion 18 is about 1 mm. Therefore, the height h2 of the coil end 24 can be shortened by about 1 mm as compared with the prior art.
  • the electric motor 1 has a plurality of conductor pieces 11, 12, 13 formed by bending a conductor covered with an insulating film, and the plurality of conductor pieces 11. , 12, and 13 are provided in a plurality of slots 16 provided in the stator core 14, respectively, and the rotor 3 is provided on the inner peripheral side of the stator 3.
  • the hairpin-shaped conductor piece 11 includes a pair of straight portions 17 disposed in the slot 16, a bent portion 18 formed between the pair of straight portions 17, and a side opposite to the bent portion 18 of the pair of straight portions 17. And a pair of terminal portions 19 joined to other conductor pieces.
  • the pair of terminal portions 19 protrude from the stator core 14 at one end side in the axial direction of the stator core 14, and the bent portion 18 protrudes from the stator core 14 at the other end side in the axial direction of the stator core 14.
  • the bent portion 18 has a conductor exposed portion 26 in which the conductor is exposed from the insulating film. Since it did in this way, since the terminal part 19 can be electrically grounded by making the electrode 27 contact the conductor exposed part 26 at the time of welding of the terminal part 19, the heights h1 and h2 of the coil ends 23 and 24 are shortened. It becomes possible to do. Therefore, the electric motor 1 can be reduced in size and efficiency.
  • the second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
  • the electric motor 1 in the present embodiment has the same structure as that described in the first embodiment except for the position where the conductor exposed portion 26 is provided in the hairpin-shaped conductor piece 11. Therefore, below, description other than the conductor exposed part 26 of the hairpin-shaped conductor piece 11 is abbreviate
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing a grounding method during welding of the terminal portion 19 according to the second embodiment of the present invention.
  • the clamp 22 can be abolished or the height hc can be reduced when the terminal portion 19 is welded, so that the coil end on which the terminal portion 19 is disposed.
  • the height h1 of 23 can be shortened.
  • the bending part 18 can be reduced in size, the height h2 of the coil end 24 in which the bending part 18 is arrange
  • positioned can be shortened.
  • the conductor exposed portion 26 is provided at the bending top portion of the bending portion 18, but the position where the conductor exposed portion 26 is provided is not necessarily the bending top portion. Even if the conductor exposed portion 26 is provided in the vicinity of the bent top portion, the same effect can be obtained.
  • the electric motor 1 has the same operational effects as the first embodiment.
  • the bent portion 18 has a conductor exposed portion 26 in the bent top portion or the vicinity of the bent top portion farthest from the stator iron core 14. Since it did in this way, even if many bending parts 18 are densely arrange
  • FIG. 14 is a schematic diagram showing a grounding method during welding of the terminal portion 19 according to the third embodiment of the present invention.
  • the conductor exposed portion 26 is provided on the outer peripheral surface of the rotor, that is, the surface opposite to the stator core 14. Then, by bringing the electrode 27 into contact with each conductor exposed portion 26, it is provided on the opposite side in the axial direction via the straight portion 17 of each hairpin-shaped conductor piece 11 as in the first and second embodiments.
  • the terminal portion 19 is electrically grounded.
  • the clamp 22 can be abolished or the height hc can be reduced when the terminal 19 is welded, so that the terminal 19 is arranged.
  • the height h1 of the coil end 23 can be shortened.
  • the bending part 18 can be reduced in size, the height h2 of the coil end 24 in which the bending part 18 is arrange
  • positioned can be shortened.
  • the conductor exposed portion 26 is provided on the outer peripheral surface of the bent top portion of the bent portion 18, but the position where the conductor exposed portion 26 is provided is not necessarily the outer peripheral surface of the bent top portion. The same effect can be obtained even if the conductor exposed portion 26 is provided on the outer peripheral surface in the vicinity of the bent top portion.
  • the electric motor 1 has the same operational effects as the first embodiment. Furthermore, the bent portion 18 has a conductor exposed portion 26 on the outer peripheral surface of the bent top portion farthest from the stator core 14 or on the outer peripheral surface in the vicinity of the bent top portion. As described above, as described in the second embodiment, the electrode 27 can be easily brought into contact with the conductor exposed portion 26 even if a large number of bent portions 18 are densely arranged on the coil end 24. Can be grounded.
  • FIG. 15 is a schematic diagram showing a grounding method during welding of the terminal portion 19 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the conductor exposed portion 26 is provided on the inner peripheral side or the outer peripheral side of the stator iron core 14.
  • the conductor exposed portion 26 is provided on the inner peripheral side of the stator core 14 with respect to the bent top portion of the bent portion 18 of the hairpin-shaped conductor piece 11 disposed on the inner side of the stator 3, that is, on the left side of FIG. 15.
  • the conductor exposed portion 26 is provided on the outer peripheral side of the stator core 14 with respect to the bent top portion. . Then, by bringing the electrode 27 into contact with each conductor exposed portion 26, the opposite side in the axial direction via the straight portion 17 of each hairpin-shaped conductor piece 11 as in the first, second, and third embodiments.
  • the terminal portion 19 provided in the terminal is electrically grounded. In this case, even if the crossover portion of the deformed conductor piece 13 is disposed on the bent portion 18 of the hairpin-shaped conductor piece 11, this can be avoided and the electrode 27 can be brought into contact with each conductor exposed portion 26. .
  • the terminal portion 19 It is possible to shorten the height h1 of the coil end 23 in which is disposed. Moreover, since the bending part 18 can be reduced in size, the height h2 of the coil end 24 in which the bending part 18 is arrange
  • positioned can be shortened.
  • the conductor exposed part 26 is provided so that the bending top part of the bending part 18 may be included, the position which provides the conductor exposed part 26 is not restricted to this. Even if the conductor exposed portion 26 is provided on the inner peripheral side or the outer peripheral side of the stator iron core 14 relative to the bent top portion without including the bent top portion, the same effect can be obtained.
  • the electric motor 1 has the same operational effects as the first embodiment.
  • the bent portion 18 has a conductor exposed portion 26 on the inner peripheral side or the outer peripheral side of the stator core 14 with respect to the bent top portion farthest from the stator core 14. Since it did in this way, even if obstructions, such as the crossover part of the irregular-shaped conductor piece 13, are arrange
  • the conductor exposed portion 26 is formed in the extending direction of the conductor piece 11, That is, it is preferable to have a predetermined length, for example, a length of 1 mm or more, along the bending direction in the bent portion 18. If it does in this way, welding of the terminal part 19 can be implemented reliably.
  • insulation may be ensured by covering the conductor exposed portion 26 with an insulator different from the insulating film of the conductor piece 11.
  • a powder resin such as epoxy or a liquid resin can be used as an insulator covering the conductor exposed portion 26. If it does in this way, the safety
  • the conductor exposed portion 26 where the conductor is exposed is formed by partially removing the insulating film from the conductor covered with the insulating film.
  • the conductor in which the conductor exposed portions 26 are formed is bent, and the pair of straight portions 17, the bent portion 18 having the conductor exposed portions 26 formed between the pair of straight portions 17, and the pair of straight portions 17 are bent.
  • a plurality of hairpin-shaped conductor pieces 11 each having a pair of terminal portions 19 respectively formed on the side opposite to the portion 18 are formed.
  • a pair of linear portions 17 are respectively disposed in a plurality of slots 16 provided in the stator core 14, and a pair of terminal portions 19 are connected to the axis of the stator core 14.
  • the coil ends as shown in FIGS. 2 and 3 are made to protrude from the stator core 14 at one end side in the direction and from the stator core 14 at the other end side in the axial direction of the stator core 14. 23 and 24 are formed.
  • the conductor exposed portions 26 are electrically grounded and welded by the methods described in FIGS. 11, 13, 14, and 15, respectively, so that the terminal portions projecting from the stator iron core 14 on one end side. 19 are joined to the terminal portions 19 of the other conductor pieces, respectively.
  • the stator 3 is configured in this manner, the electric motor 1 is manufactured.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)

Abstract

電動機は、絶縁皮膜で覆われた導体を折り曲げて形成された複数の導体片を有し、前記複数の導体片を鉄心に設けられた複数のスロット内にそれぞれ配置して構成された固定子と、前記固定子の内周側に配置される回転子と、を備える。前記導体片は、前記スロット内に配置される一対の直線部と、前記一対の直線部の間に形成される折り曲げ部と、前記一対の直線部の前記折り曲げ部とは反対側にそれぞれ形成されて他の前記導体片と接合される一対の端末部と、を有する。前記一対の端末部は、前記鉄心の軸方向の一端側において前記鉄心からそれぞれ突出しており、前記折り曲げ部は、前記鉄心の軸方向の他端側において前記鉄心から突出するとともに、前記導体が前記絶縁皮膜から露出した導体露出部を有する。

Description

電動機、固定子、電動機の製造方法
　本発明は、電動機、固定子および電動機の製造方法に関する。
　近年、地球温暖化を抑制するためにCO2の排出量を削減する技術の開発が求められている。こうした技術の一つに自動車の電動化がある。自動車の電動化では、駆動源である電動機の小型化に大きな期待が寄せられている。
　電動機の小型化に関して、下記の特許文献１の技術が知られている。特許文献１には、内側コイルの導体収容位置と外側コイルの導体収容位置とを相ごとに接続するコイル間渡り線として、周方向渡り部と径方向渡り部とをもつ頭部渡り部を採用したものが開示されている。このコイル間渡り線において、径方向渡り部は、外側コイルの大セグメントの頭部先端部の軸方向外側からその回りを略半周してコイル間渡り線の斜行渡り部に連なる。これにより、一対の斜行渡り部が周方向同じ向きに斜行するコイル間渡り線をコンパクトに形成することができる。
日本国特開２００７－９７２６２号公報
　上記特許文献１に記載のコイル間渡り線では、電動機の小型化や高効率化に関してさらなる改善の余地がある。
　本発明による電動機は、絶縁皮膜で覆われた導体を折り曲げて形成された複数の導体片を有し、前記複数の導体片を鉄心に設けられた複数のスロット内にそれぞれ配置して構成された固定子と、前記固定子の内周側に配置される回転子と、を備え、前記導体片は、前記スロット内に配置される一対の直線部と、前記一対の直線部の間に形成される折り曲げ部と、前記一対の直線部の前記折り曲げ部とは反対側にそれぞれ形成されて他の前記導体片と接合される一対の端末部と、を有し、前記一対の端末部は、前記鉄心の軸方向の一端側において前記鉄心からそれぞれ突出しており、前記折り曲げ部は、前記鉄心の軸方向の他端側において前記鉄心から突出しており、前記折り曲げ部は、前記導体が前記絶縁皮膜から露出した導体露出部を有する。
　本発明による固定子は、絶縁皮膜で覆われた導体を折り曲げて形成された複数の導体片と、複数のスロットが設けられた鉄心と、を備え、前記導体片は、前記スロット内に配置される一対の直線部と、前記一対の直線部の間に形成される折り曲げ部と、前記一対の直線部の前記折り曲げ部とは反対側にそれぞれ形成されて他の前記導体片と接合される一対の端末部と、を有し、前記一対の端末部は、前記鉄心の軸方向の一端側において前記鉄心からそれぞれ突出しており、前記折り曲げ部は、前記鉄心の軸方向の他端側において前記鉄心から突出しており、前記折り曲げ部は、前記導体が前記絶縁皮膜から露出した導体露出部を有する。
　本発明による電動機の製造方法は、絶縁皮膜で覆われた導体から前記絶縁皮膜を部分的に除去することで前記導体が露出した導体露出部を形成し、前記導体露出部が形成された前記導体を折り曲げて、一対の直線部と、前記一対の直線部の間に形成されて前記導体露出部を有する折り曲げ部と、前記一対の直線部の前記折り曲げ部とは反対側にそれぞれ形成される一対の端末部と、をそれぞれ有する複数の導体片を形成し、前記複数の導体片の各々について、前記一対の直線部を鉄心に設けられた複数のスロット内にそれぞれ配置して、前記一対の端末部を前記鉄心の軸方向の一端側において前記鉄心からそれぞれ突出させるとともに、前記折り曲げ部を前記鉄心の軸方向の他端側において前記鉄心から突出させ、前記導体露出部を電気的に接地させて溶接を行うことで、前記一端側において前記鉄心からそれぞれ突出した前記端末部を他の前記導体片の前記端末部とそれぞれ接合させる。
　本発明によれば、電動機の小型化および高効率化が可能である。
本発明の一実施形態に係る電動機の内部構造を示す図 本発明の一実施形態に係るステータを一方のコイルエンド側から見たときの斜視図 本発明の一実施形態に係るステータを他方のコイルエンド側から見たときの斜視図 ヘアピン形導体片の斜視図 口出し線用導体片の斜視図 異形導体片の斜視図 スロット絶縁紙の斜視図 スロット絶縁紙をステータ鉄心の各スロットに組み付けた状態を示す図 従来方式による端末部の溶接方法および溶接時の接地方法を示す模式図 従来方式によるヘアピン形導体片の折り曲げ部の形状を示す模式図 本発明の第一の実施形態による端末部の溶接時の接地方法を示す模式図 本発明の第一の実施形態に係る電動機におけるコイルエンドの短縮効果を示す図 本発明の第二の実施形態による端末部の溶接時の接地方法を示す模式図 本発明の第三の実施形態による端末部の溶接時の接地方法を示す模式図 本発明の第四の実施形態による端末部の溶接時の接地方法を示す模式図
　以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（第一の実施形態）
　図１は、本発明の一実施形態に係る電動機１の内部構造を示す図である。図１では、回転軸であるシャフト５に沿って切断された電動機１の断面形状を示している。電動機１は、電気エネルギーを回転エネルギーに変換する回転電機であり、ハウジング２、ステータ（固定子）３、ロータ（回転子）６および複数の入力端子８を有している。
　ステータ３は、焼き嵌めや圧入によってハウジング２の内周面に固定されている。ステータ３は、複数の電磁鋼板を積層して構成されたステータ鉄心１４（図２、３参照）と、ステータ鉄心１４の内部で巻回されたコイル９とを有している。なお、本実施形態の電動機１におけるステータ３は、複数の磁極を跨いでコイル９が巻回された分布巻構造を有している。ステータ鉄心１４の軸方向の両端には、ステータ鉄心１４からコイル９の一部が突出して形成されたコイルエンド２３、２４が配置されている。
　ロータ６は、ステータ３の内周側に配置されている。ロータ６は、複数の電磁鋼板を積層して構成されたロータ鉄心（図示せず）とシャフト５が一体化されて構成されており、ベアリング７によって回転可能に支持されている。ロータ鉄心の外周部表面には、希土類やフェライトなどを用いて構成された永久磁石４が貼り付けられている。なお、図１では表面磁石型のロータ６を例示したが、他の形態のロータを用いてもよい。例えば、ロータ鉄心に形成された溝等に永久磁石を埋め込んだ埋め込み磁石型のロータや、籠形導体を組み込んだ誘導型のロータなど、様々な形態のロータを用いることが可能である。
　入力端子８は、コイル９と電気的にそれぞれ接続されている。入力端子８の各々に所定の交流電圧が印加されると、ステータ３内のコイル９に電流が流れて交流磁界が発生し、これに応じてロータ６が回転駆動する。これにより、電動機１において電気エネルギーが回転エネルギー（機械エネルギー）に変換される。
　ここで、ステータ鉄心１４の外部に突出したコイルエンド２３、２４を軸方向に短くする短コイルエンド化を図ることにより、ステータ３の軸方向寸法が短縮されて電動機１を小型化できるとともに、コイル９の電気抵抗が低下して高効率化が可能である。本実施形態の電動機１では、分布巻構造のステータ３において短コイルエンド化を実現するために、以下で説明するように複数の導体片（セグメントコンダクタ）を組み合わせてコイル９を構成している。なお、こうしたセグメントコンダクタを用いたステータ構造は、小型で高効率が要求される自動車用の電動機、例えば駆動主機用モータや、電動パワーステアリングやエアコンのコンプレッサ等の補機用モータなどにおいて広く利用されている。
　図２は、本発明の一実施形態に係るステータ３を一方のコイルエンド２４側、すなわち図１の右側から見たときの斜視図である。図３は、本発明の一実施形態に係るステータ３を他方のコイルエンド２３側、すなわち図１の左側から見たときの斜視図である。図２に示すように、本実施形態のステータ３は、互いに形状が異なる導体片１１、１２、１３をそれぞれ複数ずつステータ鉄心１４内に組み込んで構成されている。各導体片１１、１２、１３は、エナメル等の絶縁皮膜で覆われた導体である電線を所定の長さで切断して折り曲げることで形成されている。なお、導体片１１、１２、１３における電線の断面形状は、丸断面、角断面のいずれであってもよい。
　図４は、導体片１１の斜視図である。図４に示すように、導体片１１は、中央部分に設けられた折り曲げ部１８において略180°折り曲げられることにより、ヘアピン状の形状を有している。そのため以下では、導体片１１を「ヘアピン形導体片」と呼ぶこともある。このヘアピン形導体片１１は、一対の直線部１７と、一対の直線部１７の間に形成される折り曲げ部１８と、一対の直線部１７の折り曲げ部１８とは反対側にそれぞれ形成される一対の端末部１９とを有する。
　図５は、導体片１２の斜視図である。導体片１２は、図２で示したようにコイルエンド２４側においてステータ鉄心１４から引き出されており、これによってステータ３に口出し線が形成される。この口出し線が入力端子８（図１参照）と接続されることで、ステータ３においてコイル９に電流を流すことができる。そのため以下では、導体片１２を「口出し線用導体片」と呼ぶこともある。この口出し線用導体片１２は、図５に示すように、口出し線を形成する部分に加えて、直線部１７および端末部１９を有する。
　図６は、導体片１３の斜視図である。導体片１３は、離間した導体片同士を接続する渡り線を形成するものであり、上記の導体片１１、１２とは異なる形状を有している。そのため以下では、導体片１３を「異形導体片」と呼ぶこともある。この異形導体片１３は、図６に示すように、渡り線を形成する部分に加えて、一対の直線部１７および一対の端末部１９を有する。
　図７は、導体片１１、１２、１３をステータ鉄心１４内に組み込む際に用いられるスロット絶縁紙１５の斜視図である。スロット絶縁紙１５は、例えば厚さ80μm程度の絶縁紙を用いて形成される。
　図８は、図７のスロット絶縁紙１５をステータ鉄心１４の各スロット１６に組み付けた状態を示す図である。図８に示すように、ステータ鉄心１４には複数のスロット１６が設けられており、この各スロット１６内にスロット絶縁紙１５が取り付けられる。この状態で、各スロット１６の内側にスロット絶縁紙１５を介して、複数のヘアピン形導体片１１、口出し線用導体片１２および異形導体片１３の直線部１７がそれぞれ配置される。これにより、ステータ鉄心１４において軸方向の一方の端面にコイルエンド２４が形成される。なお、ヘアピン形導体片１１の折り曲げ部１８は、コイルエンド２４側に配置される。すなわち図２は、ヘアピン形導体片１１の折り曲げ部１８が配置された側を上面にして、ステータ３を見た斜視図である。
　各導体片１１、１２、１３は、ステータ鉄心１４に組み込まれる前には、図４、図５、図６の点線２０にそれぞれ示すように、直線部１７から端末部１９までが直線状に延びて一体化された形状を有している。各導体片１１、１２、１３をステータ鉄心１４に組み込む際には、それぞれの端末部１９の先端をコイルエンド２４側から各スロット１６内に挿入していき、ステータ鉄心１４において軸方向の反対側から突出させる。その後、突出した部位をそれぞれ所定の形状に曲げ成形することで、各導体片１１、１２、１３において図４、図５、図６の符号２１に示す部分をそれぞれ形成し、スロット１６内に配置される直線部１７と、ステータ鉄心１４から突出した端末部１９とを形成する。そして、各導体片１１、１２、１３の端末部１９同士を所定の組み合わせで接合することにより、ステータ鉄心１４においてコイルエンド２４とは軸方向で反対側の端面に、コイルエンド２３が形成される。すなわち図３は、各導体片１１、１２、１３の端末部１９が配置された側を上面にして、ステータ３を見た斜視図である。
　以上のように、本実施形態のステータ３は、セグメントコンダクタである導体片１１、１２、１３を用いてコイル９を構成することで、短コイルエンド化を実現している。特に、ヘアピン形導体片１１を用いることで、コイルエンド２３、２４において複数のスロット１６間を跨ぐ部分での干渉を回避し、分布巻構造でありながら短コイルエンド化を実現している。
　本実施形態の電動機１では、上記のようなステータ３の構造により短コイルエンド化を実現している。また、各導体片１１、１２、１３の端末部１９同士を接合する際の構造を工夫することで、さらなる短コイルエンド化を実現している。この点について以下に説明する。
　はじめに、セグメントコンダクタを用いた従来方式の電動機の課題について説明する。従来方式の電動機に用いられるステータでは、さらなる短コイルエンド化に関して、次に述べる二つの課題があった。なお、以下の説明では、上記で説明した電動機１の各構成を用いて、従来方式を適用した場合の課題を説明する。
　まず、従来方式の電動機における一つ目の課題を、以下に図９を用いて説明する。図９は、従来方式による端末部１９の溶接方法および溶接時の接地方法を示す模式図である。従来方式では図９に示すように、接合対象である二つの導体片の端末部１９同士をクランプ２２で固定する。なお、図９では径方向に隣接した四つの導体片について、最外周側（図９右側）の導体片の端末部１９とその一つ内側の導体片の端末部１９とをクランプ２２で固定するとともに、最内周側（図９左側）の導体片の端末部１９とその一つ外側の導体片の端末部１９とをクランプ２２で固定する様子を示している。
　こうして二つの導体片の端末部１９同士をクランプ２２により固定した状態で、ＴＩＧ溶接やプラズマ溶接などにより、溶接トーチ３０からアークを飛ばして端末部１９の導体を溶かし、これらを接合する。なお、各導体片１１、１２、１３の端末部１９には、他の導体片の端末部１９と接合して電気的に接続できるようにするため、予め溶接前に素材電線の絶縁皮膜を部分的に除去することで導体が絶縁皮膜から露出した導体露出部（図示せず）が形成されている。このとき、アークを飛ばすためにはクランプ２２を端末部１９の導体露出部に接触させ、クランプ２２を介して端末部１９を電気的に接地（アース）させる必要がある。
　上記のように、従来方式ではクランプ２２を介して端末部１９のアースをとっているため、クランプ２２を端末部１９の導体露出部に確実に接触させなければならない。したがって、クランプ２２と端末部１９の接触面では、軸方向にある程度の接触長さが必要となる。例えば、図９に示すようにクランプ２２の軸方向の高さをhcとし、クランプ２２が端末部１９と接触しているときの軸方向の接触長さがこの高さhcに等しいとすると、端末部１９における導体露出部の断面積が3.5mm2程度の場合には、少なくともhc＝3mm程度とする必要がある。端末部１９が配置されるコイルエンド２３の高さh1を小さくするためには、この接触長さを短縮することが求められる。
　次に、従来方式の電動機における二つ目の課題を、以下に図１０を用いて説明する。図１０は、従来方式によるヘアピン形導体片１１の折り曲げ部１８の形状を示す模式図である。図１０において、（ａ）は折り曲げ部１８の曲げが緩い場合の様子を示し、（ｂ）は折り曲げ部１８の曲げがきつい場合の様子を示している。
　図１０（ａ）に示すように、折り曲げ部１８の曲げが緩いときの内側半径をraとし、高さをh2aとする。また、図１０（ｂ）に示すように、折り曲げ部１８の曲げがきついときの内側半径をrbとし（rb<ra）、高さをh2bとする（h2b<h2a）。このように、折り曲げ部１８の曲げをきつくすることで、折り曲げ部１８の高さが小さくなるため、折り曲げ部１８が配置されるコイルエンド２４の高さh2を小さくできる。
　しかし、折り曲げ部１８の曲げをきつくしすぎると、図１０（ｂ）に示すように、主に折り曲げ部１８の外周部分において、絶縁皮膜が部分的に割れた皮膜割れ２５が発生することがある。こうした皮膜割れ２５が発生すると、脱落した絶縁皮膜が電動機１の内部に混入して故障の原因となる恐れがある。そのため、ヘアピン形導体片１１において折り曲げ部１８を形成する際には、その内側半径を一定値以上として皮膜割れ２５が発生するのを防止する必要がある。例えば、ヘアピン形導体片１１の断面サイズが1.8mm×2.8mm程度の場合には、折り曲げ部１８の内側半径が1mm程度だと皮膜割れ２５が生じる恐れがあるが、折り曲げ部１８の内側半径を2mm以上にすると皮膜割れ２５は生じない。
　上記のように、従来方式では皮膜割れ２５の発生を防止するために、折り曲げ部１８の内側半径を一定値以上としなければならない。折り曲げ部１８が配置されるコイルエンド２４の高さh2を小さくするためには、皮膜割れ２５を発生させずに折り曲げ部１８の内側半径を小さくすることが求められる。
　続いて、図１１、図１２を用いて、従来方式での上記二つの課題を解決して短コイルエンド化を実現するための本発明の第一の実施形態を説明する。図１１は、本発明の第一の実施形態による端末部１９の溶接時の接地方法を示す模式図である。図１１に示すように、本実施形態の電動機１では、ヘアピン形導体片１１の折り曲げ部１８がステータ鉄心１４から突出しているコイルエンド２４において、各ヘアピン形導体片１１の折り曲げ部１８に導体露出部２６を設けている。この導体露出部２６は、図９で説明した端末部１９の導体露出部と同様に、素材電線の絶縁皮膜を除去することで導体が絶縁皮膜から露出した部分である。そして、各導体露出部２６に電極２７を接触させることで、各ヘアピン形導体片１１の直線部１７（図４参照）を介して、軸方向の反対側に設けられた端末部１９を電気的に接地（アース）させている。
　図１２は、本発明の第一の実施形態に係る電動機１におけるコイルエンド２３の短縮効果を示す図である。図１２において、（ａ）は前述の図９と同様に、従来方式による端末部１９の溶接方法および溶接時の接地方法を示しており、（ｂ）は本発明の第一の実施形態による電動機１における端末部１９の溶接方法を示している。
　図１２（ａ）に示すように、従来方式では端末部１９を溶接する際に接地用のクランプ２２が必要であった。これに対して、本実施形態の電動機１では図１１で説明したように、折り曲げ部１８に設けられた導体露出部２６に電極２７を接触させてアースをとっているため、接地用のクランプ２２が必要ない。したがって図１２（ｂ）に示すように、端末部１９を溶接する際にクランプ２２を廃止することができ、その結果、端末部１９が配置されるコイルエンド２３の高さh1を、クランプ２２の軸方向の高さhcだけ短くすることが可能となる。例えば、前述のように端末部１９における導体露出部の断面積が3.5mm2程度の場合には、従来よりもコイルエンド２３の高さh1をhc＝3mm程度短縮することができる。
　あるいは、本実施形態においてクランプ２２を廃止しなくてもよい。この場合は、クランプ２２を介して端末部１９のアースをとる必要がないため、従来と比べてクランプ２２の軸方向の高さhcを薄くすることが可能である。例えば、従来方式ではhc＝3mm程度が必要であったのに対して、本実施形態ではhc＝1.5mmとしても問題ない。この場合でも、従来と比べてコイルエンド２３の高さh1を短縮する効果が得られる。
　また、本実施形態の電動機１では前述のように、折り曲げ部１８に導体露出部２６を設けているため、折り曲げ部１８を曲げ加工する際に絶縁皮膜が部分的に割れて図１０で説明したような皮膜割れ２５が発生するのを防止できる。その結果、従来と比べて折り曲げ部１８の曲げをきつくして折り曲げ部１８を小型化することができ、その結果、折り曲げ部１８が配置されるコイルエンド２４の高さh2を小さくすることができる。例えば、前述のようにヘアピン形導体片１１の断面サイズが1.8mm×2.8mm程度の場合には、従来方式では皮膜割れ２５の発生を防止するために折り曲げ部１８の内側半径を2mm以上とする必要があるのに対して、本実施形態では折り曲げ部１８の内側半径を1mm程度としても問題ない。したがって、従来よりもコイルエンド２４の高さh2を1mm程度短縮することができる。
　以上説明したように、本発明の第一の実施形態によれば、従来方式での二つの課題をいずれも解決して短コイルエンド化を実現することが可能となる。
　以上説明した本発明の第一の実施形態によれば、電動機１は、絶縁皮膜で覆われた導体を折り曲げて形成された複数の導体片１１、１２、１３を有し、複数の導体片１１、１２、１３をステータ鉄心１４に設けられた複数のスロット１６内にそれぞれ配置して構成されたステータ３と、ステータ３の内周側に配置されるロータ６とを備える。ヘアピン形導体片１１は、スロット１６内に配置される一対の直線部１７と、一対の直線部１７の間に形成される折り曲げ部１８と、一対の直線部１７の折り曲げ部１８とは反対側にそれぞれ形成されて他の導体片と接合される一対の端末部１９とを有する。一対の端末部１９は、ステータ鉄心１４の軸方向の一端側においてステータ鉄心１４からそれぞれ突出しており、折り曲げ部１８は、ステータ鉄心１４の軸方向の他端側においてステータ鉄心１４から突出している。折り曲げ部１８は、導体が絶縁皮膜から露出した導体露出部２６を有する。このようにしたので、端末部１９の溶接時には導体露出部２６に電極２７を接触させて端末部１９を電気的に接地させることができるため、コイルエンド２３、２４の高さh1、h2を短縮することが可能となる。したがって、電動機１の小型化および高効率化が可能である。
（第二の実施形態）
　以下に図１３を用いて、本発明の第二の実施形態を説明する。本実施形態では、ヘアピン形導体片１１において導体露出部２６が折り曲げ部１８の折り曲げ頂部に設けられている例を説明する。なお、本実施形態における電動機１は、ヘアピン形導体片１１において導体露出部２６が設けられている位置以外の点では、第一の実施形態で説明したのと同一の構造を有している。したがって以下では、ヘアピン形導体片１１の導体露出部２６以外の説明を省略する。
　図１３は、本発明の第二の実施形態による端末部１９の溶接時の接地方法を示す模式図である。図１３に示すように、本実施形態の電動機１では、ヘアピン形導体片１１の折り曲げ部１８がステータ鉄心１４から突出しているコイルエンド２４において、各ヘアピン形導体片１１の折り曲げ部１８の折り曲げ頂部、すなわちステータ鉄心１４から最も離れた部分に導体露出部２６を設けている。そして、各導体露出部２６に電極２７を接触させることで、第一の実施形態と同様に、各ヘアピン形導体片１１の直線部１７を介して、軸方向の反対側に設けられた端末部１９を電気的に接地（アース）させている。これにより、第一の実施形態で説明したのと同様に、端末部１９を溶接する際にクランプ２２を廃止またはその高さhcを薄くすることができるため、端末部１９が配置されるコイルエンド２３の高さh1を短くすることが可能となる。また、折り曲げ部１８を小型化することができるため、折り曲げ部１８が配置されるコイルエンド２４の高さh2を短くすることができる。
　なお、図１３では折り曲げ部１８の折り曲げ頂部に導体露出部２６を設けているが、導体露出部２６を設ける位置は必ずしも折り曲げ頂部でなくてもよい。折り曲げ頂部の近傍に導体露出部２６を設けても同様の効果が得られる。
　以上説明した本発明の第二の実施形態によれば、電動機１は、第一の実施形態と同様の作用効果を奏する。さらに、折り曲げ部１８は、ステータ鉄心１４から最も離れた折り曲げ頂部または折り曲げ頂部の近傍に、導体露出部２６を有する。このようにしたので、コイルエンド２４に多数の折り曲げ部１８が密集して配置されていても、導体露出部２６に電極２７を容易に接触させてアースをとることが可能となる。
（第三の実施形態）
　以下に図１４を用いて、本発明の第三の実施形態を説明する。本実施形態では、ヘアピン形導体片１１において導体露出部２６が折り曲げ部１８の折り曲げ頂部の外周面に設けられている例を説明する。なお、前述の第二の実施形態と同様に、本実施形態における電動機１も、ヘアピン形導体片１１において導体露出部２６が設けられている位置以外の点では、第一の実施形態で説明したのと同一の構造を有している。したがって以下では、ヘアピン形導体片１１の導体露出部２６以外の説明を省略する。
　図１４は、本発明の第三の実施形態による端末部１９の溶接時の接地方法を示す模式図である。図１４に示すように、本実施形態の電動機１では、ヘアピン形導体片１１の折り曲げ部１８がステータ鉄心１４から突出しているコイルエンド２４において、各ヘアピン形導体片１１の折り曲げ部１８の折り曲げ頂部の外周面、すなわちステータ鉄心１４とは反対側の面に導体露出部２６を設けている。そして、各導体露出部２６に電極２７を接触させることで、第一、第二の実施形態と同様に、各ヘアピン形導体片１１の直線部１７を介して、軸方向の反対側に設けられた端末部１９を電気的に接地（アース）させている。これにより、第一、第二の実施形態で説明したのと同様に、端末部１９を溶接する際にクランプ２２を廃止またはその高さhcを薄くすることができるため、端末部１９が配置されるコイルエンド２３の高さh1を短くすることが可能となる。また、折り曲げ部１８を小型化することができるため、折り曲げ部１８が配置されるコイルエンド２４の高さh2を短くすることができる。
　なお、図１４では折り曲げ部１８の折り曲げ頂部の外周面に導体露出部２６を設けているが、導体露出部２６を設ける位置は必ずしも折り曲げ頂部の外周面でなくてもよい。折り曲げ頂部の近傍の外周面に導体露出部２６を設けても同様の効果が得られる。
　以上説明した本発明の第三の実施形態によれば、電動機１は、第一の実施形態と同様の作用効果を奏する。さらに、折り曲げ部１８は、ステータ鉄心１４から最も離れた折り曲げ頂部の外周面または折り曲げ頂部の近傍の外周面に、導体露出部２６を有する。このようにしたので、第二の実施形態で説明したのと同様に、コイルエンド２４に多数の折り曲げ部１８が密集して配置されていても、導体露出部２６に電極２７を容易に接触させてアースをとることが可能となる。
（第四の実施形態）
　以下に図１５を用いて、本発明の第四の実施形態を説明する。本実施形態では、ヘアピン形導体片１１において導体露出部２６が折り曲げ部１８の折り曲げ頂部よりもステータ鉄心１４の内周側または外周側に設けられている例を説明する。なお、前述の第二、第三の実施形態と同様に、本実施形態における電動機１も、ヘアピン形導体片１１において導体露出部２６が設けられている位置以外の点では、第一の実施形態で説明したのと同一の構造を有している。したがって以下では、ヘアピン形導体片１１の導体露出部２６以外の説明を省略する。
　図１５は、本発明の第四の実施形態による端末部１９の溶接時の接地方法を示す模式図である。図１５に示すように、本実施形態の電動機１では、ヘアピン形導体片１１の折り曲げ部１８がステータ鉄心１４から突出しているコイルエンド２４において、各ヘアピン形導体片１１の折り曲げ部１８の折り曲げ頂部よりもステータ鉄心１４の内周側または外周側に導体露出部２６を設けている。なお、図１５では、ステータ３の内側、すなわち図１５の左側に配置されているヘアピン形導体片１１の折り曲げ部１８では、折り曲げ頂部よりもステータ鉄心１４の内周側に導体露出部２６が設けられており、ステータ３の外側、すなわち図１５の右側に配置されているヘアピン形導体片１１の折り曲げ部１８では、折り曲げ頂部よりもステータ鉄心１４の外周側に導体露出部２６が設けられている。そして、各導体露出部２６に電極２７を接触させることで、第一、第二、第三の実施形態と同様に、各ヘアピン形導体片１１の直線部１７を介して、軸方向の反対側に設けられた端末部１９を電気的に接地（アース）させている。この場合、異形導体片１３の渡り線部分がヘアピン形導体片１１の折り曲げ部１８の上に配置されていても、これを回避して、各導体露出部２６に電極２７を接触させることができる。これにより、第一、第二、第三の実施形態で説明したのと同様に、端末部１９を溶接する際にクランプ２２を廃止またはその高さhcを薄くすることができるため、端末部１９が配置されるコイルエンド２３の高さh1を短くすることが可能となる。また、折り曲げ部１８を小型化することができるため、折り曲げ部１８が配置されるコイルエンド２４の高さh2を短くすることができる。
　なお、図１５では折り曲げ部１８の折り曲げ頂部を含むように導体露出部２６を設けているが、導体露出部２６を設ける位置はこれに限らない。折り曲げ頂部を含まずに、折り曲げ頂部よりもステータ鉄心１４の内周側または外周側に導体露出部２６を設けても同様の効果が得られる。
　以上説明した本発明の第四の実施形態によれば、電動機１は、第一の実施形態と同様の作用効果を奏する。さらに、折り曲げ部１８は、ステータ鉄心１４から最も離れた折り曲げ頂部よりもステータ鉄心１４の内周側または外周側に、導体露出部２６を有する。このようにしたので、異形導体片１３の渡り線部分などの障害物が折り曲げ部１８の上に配置されていても、これを回避して、導体露出部２６に電極２７を容易に接触させてアースをとることが可能となる。
　ここで、本発明の第一から第四の各実施形態において、導体露出部２６と電極２７の間で電気的な接触を確実に取るために、導体露出部２６は導体片１１の延伸方向、すなわち折り曲げ部１８における折り曲げの方向に沿って、所定の長さ、例えば1mm以上の長さを有することが好ましい。このようにすれば、端末部１９の溶接を確実に実施できる。
　また、端末部１９の溶接終了後に、導体露出部２６を導体片１１の絶縁皮膜とは異なる絶縁物で覆うことで絶縁性を確保してもよい。例えば、エポキシなどの粉体樹脂や液状樹脂を、導体露出部２６を覆う絶縁物として用いることができる。このようにすれば、電動機１の組立後における安全性や耐環境性を向上できる。なお、端末部１９の導体露出部についても同様に絶縁物で覆ってもよい。
　ここで、第一から第四の各実施形態で説明した本発明の電動機１の製造方法の概要について以下に説明する。まず、絶縁皮膜で覆われた導体から絶縁皮膜を部分的に除去することで導体が露出した導体露出部２６を形成する。この導体露出部２６が形成された導体を折り曲げて、一対の直線部１７と、一対の直線部１７の間に形成されて導体露出部２６を有する折り曲げ部１８と、一対の直線部１７の折り曲げ部１８とは反対側にそれぞれ形成される一対の端末部１９と、をそれぞれ有する複数のヘアピン形導体片１１を形成する。こうして形成された複数のヘアピン形導体片１１の各々について、一対の直線部１７をステータ鉄心１４に設けられた複数のスロット１６内にそれぞれ配置して、一対の端末部１９をステータ鉄心１４の軸方向の一端側においてステータ鉄心１４からそれぞれ突出させるとともに、折り曲げ部１８をステータ鉄心１４の軸方向の他端側においてステータ鉄心１４から突出させることで、図２、図３で示したようなコイルエンド２３、２４を形成する。そして、図１１、図１３、図１４、図１５でそれぞれ説明したような方法で導体露出部２６を電気的に接地させ、溶接を行うことで、一端側においてステータ鉄心１４からそれぞれ突出した端末部１９を他の導体片の端末部１９とそれぞれ接合させる。このようにしてステータ３が構成されることで、電動機１の製造が行われる。
　以上説明した各実施形態や各種変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。また、上記では種々の実施形態や変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
　次の優先権基礎出願の開示内容は引用文としてここに組み込まれる。
　日本国特許出願２０１８－１００３８５（２０１８年５月２５日出願）
　１　電動機
　２　ハウジング
　３　ステータ
　４　永久磁石
　５　シャフト
　６　ロータ
　７　ベアリング
　８　入力端子
　９　コイル
　１１　ヘアピン形導体片
　１２　口出し線用導体片
　１３　異形導体片
　１４　ステータ鉄心
　１５　スロット絶縁紙
　１６　スロット
　１７　直線部
　１８　折り曲げ部
　１９　端末部
　２２　クランプ
　２３、２４　コイルエンド
　２５　皮膜割れ
　２６　導体露出部
　２７　電極
　３０　溶接トーチ

Claims (8)

  1. 　絶縁皮膜で覆われた導体を折り曲げて形成された複数の導体片を有し、前記複数の導体片を鉄心に設けられた複数のスロット内にそれぞれ配置して構成された固定子と、
    　前記固定子の内周側に配置される回転子と、を備え、
    　前記導体片は、前記スロット内に配置される一対の直線部と、前記一対の直線部の間に形成される折り曲げ部と、前記一対の直線部の前記折り曲げ部とは反対側にそれぞれ形成されて他の前記導体片と接合される一対の端末部と、を有し、
    　前記一対の端末部は、前記鉄心の軸方向の一端側において前記鉄心からそれぞれ突出しており、
    　前記折り曲げ部は、前記鉄心の軸方向の他端側において前記鉄心から突出しており、
    　前記折り曲げ部は、前記導体が前記絶縁皮膜から露出した導体露出部を有する電動機。
  2. 　請求項１に記載の電動機において、
    　前記折り曲げ部は、前記鉄心から最も離れた折り曲げ頂部または前記折り曲げ頂部の近傍に、前記導体露出部を有する電動機。
  3. 　請求項２に記載の電動機において、
    　前記折り曲げ部は、前記折り曲げ頂部の外周面または前記折り曲げ頂部の近傍の外周面に、前記導体露出部を有する電動機。
  4. 　請求項２に記載の電動機において、
    　前記折り曲げ部は、前記折り曲げ頂部よりも前記鉄心の内周側または外周側に、前記導体露出部を有する電動機。
  5. 　請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電動機において、
    　前記導体露出部は、前記導体片の延伸方向に沿って１ｍｍ以上の長さを有する電動機。
  6. 　請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電動機において、
    　前記導体露出部は、前記絶縁皮膜とは異なる絶縁物で覆われている電動機。
  7. 　絶縁皮膜で覆われた導体を折り曲げて形成された複数の導体片と、
    　複数のスロットが設けられた鉄心と、を備え、
    　前記導体片は、前記スロット内に配置される一対の直線部と、前記一対の直線部の間に形成される折り曲げ部と、前記一対の直線部の前記折り曲げ部とは反対側にそれぞれ形成されて他の前記導体片と接合される一対の端末部と、を有し、
    　前記一対の端末部は、前記鉄心の軸方向の一端側において前記鉄心からそれぞれ突出しており、
    　前記折り曲げ部は、前記鉄心の軸方向の他端側において前記鉄心から突出しており、
    　前記折り曲げ部は、前記導体が前記絶縁皮膜から露出した導体露出部を有する固定子。
  8. 　絶縁皮膜で覆われた導体から前記絶縁皮膜を部分的に除去することで前記導体が露出した導体露出部を形成し、
    　前記導体露出部が形成された前記導体を折り曲げて、一対の直線部と、前記一対の直線部の間に形成されて前記導体露出部を有する折り曲げ部と、前記一対の直線部の前記折り曲げ部とは反対側にそれぞれ形成される一対の端末部と、をそれぞれ有する複数の導体片を形成し、
    　前記複数の導体片の各々について、前記一対の直線部を鉄心に設けられた複数のスロット内にそれぞれ配置して、前記一対の端末部を前記鉄心の軸方向の一端側において前記鉄心からそれぞれ突出させるとともに、前記折り曲げ部を前記鉄心の軸方向の他端側において前記鉄心から突出させ、
    　前記導体露出部を電気的に接地させて溶接を行うことで、前記一端側において前記鉄心からそれぞれ突出した前記端末部を他の前記導体片の前記端末部とそれぞれ接合させる電動機の製造方法。
PCT/JP2019/020334 2018-05-25 2019-05-22 電動機、固定子、電動機の製造方法 WO2019225665A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-100385 2018-05-25
JP2018100385A JP2019205311A (ja) 2018-05-25 2018-05-25 電動機、固定子、電動機の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019225665A1 true WO2019225665A1 (ja) 2019-11-28

Family

ID=68617051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/020334 WO2019225665A1 (ja) 2018-05-25 2019-05-22 電動機、固定子、電動機の製造方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2019205311A (ja)
WO (1) WO2019225665A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210089502A (ko) * 2020-01-08 2021-07-16 엘지전자 주식회사 회전 전기 기기의 스테이터

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023002031A (ja) * 2021-06-22 2023-01-10 株式会社アイシン ステータコイルの製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004328861A (ja) * 2003-04-23 2004-11-18 Toyota Motor Corp セグメントコイルの溶接方法およびアース治具
JP2016174441A (ja) * 2015-03-16 2016-09-29 日東シンコー株式会社 スロットライナー

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004328861A (ja) * 2003-04-23 2004-11-18 Toyota Motor Corp セグメントコイルの溶接方法およびアース治具
JP2016174441A (ja) * 2015-03-16 2016-09-29 日東シンコー株式会社 スロットライナー

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210089502A (ko) * 2020-01-08 2021-07-16 엘지전자 주식회사 회전 전기 기기의 스테이터
EP3916964A4 (en) * 2020-01-08 2022-11-09 LG Magna e-Powertrain Co., Ltd. STATOR FOR ELECTRIC LATHES
US12057748B2 (en) 2020-01-08 2024-08-06 Lg Electronics Inc. Stator for rotating electric machine
KR102714753B1 (ko) * 2020-01-08 2024-10-10 엘지마그나 이파워트레인 주식회사 회전 전기 기기의 스테이터

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019205311A (ja) 2019-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3745884B2 (ja) モータ構造及びその製造方法
EP1073179A2 (en) Slotless stator winding and method for manufacturing such winding
TWI536712B (zh) Axial air gap type rotary motor
US20110025164A1 (en) Rotating electric machine and method for manufacturing stator
JP6253994B2 (ja) ステータコイル、アキシャルギャップ型回転電機及びその製造方法
WO2020196182A1 (ja) ステータ
CN109478813B (zh) 轴向间隙型旋转电机
US12301075B2 (en) Method for manufacturing stator of rotating electrical machine, stator of rotating electrical machine, and rotating electrical machine
JP6848132B1 (ja) 回転電機の固定子
WO2019225665A1 (ja) 電動機、固定子、電動機の製造方法
JPWO2020100311A1 (ja) 固定子の製造方法
US11050317B2 (en) Rotary electric machine and manufacturing method thereof
JP4032280B2 (ja) Ａｃモータの固定子の製造方法
US20170104377A1 (en) Electric conductor for coil and rotating electric machine
JP2006187164A (ja) 回転電機
JP6279122B1 (ja) 回転電機
US11223246B2 (en) Stator
US11218035B2 (en) Armature structure of three-phase motor
JP6080964B2 (ja) 回転電機の固定子
US20150372551A1 (en) Structure of stator
JP2004208464A (ja) 電動機の巻線構造
JP6794590B1 (ja) 回転電機の固定子および回転電機
JP2023054419A (ja) 回転電機
JP2002136002A (ja) 電動機
JP5256835B2 (ja) 回転電機の固定子及び回転電機

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19807612

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19807612

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1