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JP2000139048A - 回転電機及びその製造方法 - Google Patents

回転電機及びその製造方法

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JP2000139048A
JP2000139048A JP11068747A JP6874799A JP2000139048A JP 2000139048 A JP2000139048 A JP 2000139048A JP 11068747 A JP11068747 A JP 11068747A JP 6874799 A JP6874799 A JP 6874799A JP 2000139048 A JP2000139048 A JP 2000139048A
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JP
Japan
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conductor
coil
slot
electric machine
rotating electric
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JP11068747A
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Toshiichi Kato
敏一 加藤
Seiji Hayashi
誠司 林
Yoshio Katase
好雄 片瀬
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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Priority to US09/306,781 priority patent/US6140735A/en
Priority to FR9906175A priority patent/FR2779883B1/fr
Priority to DE19922794A priority patent/DE19922794B4/de
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    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K17/02Asynchronous induction motors
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  • Power Engineering (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】コイルエンド部のスペースや抵抗電力損失の低
減が可能な回転電機の波巻き巻線及びその巻装方法を提
供する。 【解決手段】最終渡り導体部以外の各渡り導体部22
は、折り曲げられてコアの径方向へ重なる折り曲げ端部
22aをそれぞれ有するので、単に折り曲げて作成した
コイル導体(たとえば23〜28)をスロットに収容す
るだけで巻装をほとんど完了することができ、巻線機を
用いたもしくは手作業で行っていた従来の複雑な巻装工
程に対し巻装が格段に簡素となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転電機の波巻き
巻線及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】モータ・発電機等の回転電機の固定子巻
線や回転子巻線の巻装方法として、1磁極に所定巻数の
導体を巻装し、巻装終了後、次の磁極に移る集中巻き巻
装方式と、導体を波状に巻装していく波巻き巻装方式と
が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、集中巻
きの場合、巻装を磁極毎に行っていくため製作に時間が
かかる。また、波巻きの場合、回転電機に広く使用され
ている3相コイルを巻装する場合、コイルエンドに重な
りが生じるため、コイルエンドのスペースが大きくなっ
て回転電機の体格が増大してしまい、また、コイルエン
ドの導体長の合計が増大せざるを得ず、しかもスロット
へのコイル挿入のためにコイル導体の断面積を小さくせ
ざるを得ないためにコイルの抵抗電力損失が増大すると
いう問題があった。
【0004】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、コイルエンドのスペースやコイルの抵抗電力損
失の低減が可能な回転電機の製造方法を提供することを
その目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の回転電機におい
て、最終渡り導体部以外の各渡り導体部は、折り曲げら
れてコアの径方向へ重なる折り曲げ端部をそれぞれ有す
るので、単に折り曲げて作成したコイル導体をスロット
に収容するだけで巻装をほとんど完了することができ、
巻線機を用いたもしくは手作業で行っていた従来の複雑
な巻装工程に対し巻装が格段に簡素となる。
【0006】また、従来のコイル導体の渡り導体部を湾
曲成形するのに比較して各渡り導体部の三次元形状をほ
とんど等しくすることができ、かつ、同一形状に折り曲
げられた各渡り導体部を周方向に順次ずらして配置する
ことによりコイルエンドを作成することができるので、
コイルエンドを従来より格段に小型化することができ、
かつ、渡り導体部の無駄な配線延長による抵抗電力損失
も生じず、コイルエンドにおける各渡り導体部間の間隙
も一定となるので渡り導体部の一部が冷却しにくいとい
う不具合も生じない。
【0007】請求項2記載の構成によれば請求項1記載
の回転電機において更に、コイル導体をコアの径方向に
薄く周方向に広い略角形形状を有する。このようにすれ
ば、上述した渡り導体部での折り曲げが容易となり、ま
た、渡り導体部の径方向厚さの合計を減らすことができ
る。請求項3記載の構成によれば請求項1又は2記載の
回転電機において更に、1スロットピッチずつ離れて平
行に配列された6本の前記コイル導体が、三相二層波巻
き型コイルの互いに異なる相又は層のコイルをそれぞれ
構成する。
【0008】このようにすれば、三相二層波巻き型の回
転電機のコイル巻装を簡素な工程で実現することができ
る。請求項4記載の構成によれば請求項3記載の回転電
機において更に、同一のコイル導体の互いに隣接する一
対の渡り導体部は、同一回転方向へ折り曲げられる。
【0009】なおここでいう「同一回転方向へ折り曲げ
る」ということは、スロット導体部の両側の渡り導体部
が常に径方向同一側に折り曲げられることを意味する。
ただし、コイル導体がコアを一周してスロットの径方向
へ異なる段部に切り替わる場合は除く。言い替えれば、
「同一回転方向へ折り曲げる」ということは、このよう
な多数回の折り曲げにより一個のコイルが作成されるよ
うに折り曲げるという意味であり、更に具体的に言え
ば、一個の渡り導体部の折り曲げ端部の折り曲げられて
内側となる渡り導体部の主面と、一個のスロット導体部
を挟んで上記渡り導体部に隣接するもう一つの渡り導体
部の折り曲げ端部の折り曲げられて内側となる渡り導体
部の主面とは、上記スロット導体部の同主面に連接す
る。
【0010】更に言い換えれば、コイル導体のn番目
(始端側から数えて)の渡り導体部の終端側部分を始端
側部分に対してコアの径外側(山折りともいう)へ折り
曲げる場合、このコイル導体のn+1番目の渡り導体部
の終端側部分は始端側部分に対してコアの径内側(谷折
りともいう)へ折り曲げられる。また、コイル導体のn
番目(始端側から数えて)の渡り導体部の終端側部分を
始端側部分に対してコアの径内側(谷折りともいう)へ
折り曲げる場合、このコイル導体のn+1番目の渡り導
体部の終端側部分は始端側部分に対してコアの径外側
(山折りともいう)へ折り曲げられる。
【0011】このようにすれば、渡り導体部の径方向必
要スペースや径方向の曲げを減らしつつ、同一のコイル
導体の往き導体部を同じスロット深さ位置に配置し、同
一のコイル導体の還り導体部を同じスロット深さ位置に
配置することができるので、コイルエンドの径方向厚さ
を薄くでき、コイルエンドが固定子コアの外周面より径
外側に膨らむことがない。なお、コイル導体が周方向に
一巡した後、次に既巻装したコイル導体の径外側又は径
内側にシフトする場合はこの限りではない。コイル導体
の始端側から数えて最初の渡り導体部は谷折りされるこ
とが好ましい。
【0012】請求項5記載の構成によれば請求項4記載
の回転電機において更に、一周後、渡り導体部は、いま
までと反対回転方向へ一度のみ折り曲げ、その後、いま
までと同一方向に一周するまで順次折り曲げることを繰
り返すことで、同一のコイル導体の次の一周のスロット
導体部を、先にスロット導体部が挿入されたスロットの
径内側のスロット導体部収容スペースに円滑にすなわち
渡り導体部の径方向必要スペースや径方向の曲げを減ら
しつつ挿入することができる。
【0013】請求項6記載の構成によれば請求項3乃至
5のいずれか記載の回転電機において更に、それぞれ6
本のコイル導体からなるコイル群を複数有し、所定コイ
ル群のコイル導体の終端渡り導体部は、他コイル群のコ
イル導体の始端渡り導体部に接続されるので、簡単に三
相二層波巻き型の回転電機の波巻き巻線を実現すること
ができる。
【0014】請求項7記載の構成によれば請求項3乃至
6のいずれか記載の回転電機において更に、奇数番目又
は偶数番目のコイル導体の三つの始端は短絡されて中性
点をなす。このようにすれば、簡単に三相星形接続形式
の回転電機の波巻き巻線を実現することができる。請求
項8記載構成によれば請求項3乃至7のいずれか記載の
回転電機において更に、m番目のコイル導体の終端渡り
導体部は、m+3番目またはm−3番目のコイル導体の
終端渡り導体部に重ねて接続されるので、簡単に三相星
形接続形式の回転電機の波巻き巻線を実現することがで
きる。なお、上記終端接続は一周乃至整数周時点で行う
ことができる。
【0015】請求項9記載の構成によれば請求項3乃至
8のいずれか記載の回転電機において更に、ステータコ
アをなすコアと、このコアに巻装されるコイル(すなわ
ちステータコイル)は、モーターハウジングに密閉され
ていわゆる密閉モータとして用いられるので、コイル導
体の絶縁樹脂皮膜が上記略180度の折り曲げで破損し
たとしても、絶縁樹脂皮膜の表面が濡れたり汚損したり
してこの破損部分から漏電することがない。
【0016】請求項10記載の構成によれば請求項1乃
至9のいずれか記載の回転電機において更に、スロット
数に等しい個数形成されて内周端がスロットに接し、外
周端がコアの外周面に接する分割面にてコアを分割して
なる多数のコア片を分割面で接合してコアを作製する。
このようにすれば、コイル導体をスロット開口より大き
く形成してもコイル導体を容易にスロットに挿入するこ
とができるので、請求項1乃至9のいずれか記載の回転
電機に用いた場合に特に、渡り導体部数を減らしてその
折り曲げ回数を減らし、コイルエンドの必要スペースの
縮小及び簡素化を実現することができる。
【0017】請求項11記載の回転電機によれば、スロ
ット数に等しい個数形成されて内周端がスロットに接
し、外周端が前記コアの外周面に接する分割面にてコア
を分割してなる多数のコア片を準備し、各コア片を上記
分割面で接合してコアを形成する。更に、分割面の外周
端は、分割面の内周端が接するスロットよりも周方向一
方側に突出し、かつ、分割面の周方向占有幅はスロット
の周方向占有幅よりも大きく形成される。
【0018】このようにすれば、各コア片を縮径方向へ
移動させてスロットへコイル導体を収容しつつコアを組
み立てる作業に支障を生じることなく上記分割面を大面
積化することができ、これによりこの分割面における磁
気抵抗を低減して出力の増大を実現することができる。
また、スロット開口より大型のコイル導体をスロットに
容易に収容することができるので、この大型のコイル導
体の使用によりコイルエンドの必要スペースの縮小や抵
抗電力損失の低減を実現することができる。
【0019】請求項12記載の回転電機の製造方法によ
れば、スロット導体部と、それに対して斜めの渡り導体
部とを交互に有する複数相分のコイル導体を同一順番の
渡り導体部で一斉に略180度屈曲させて折り曲げ端部
を一挙に形成するので、製造工程が容易となる。請求項
13記載の回転電機によれば、コイル導体を順次編み上
げていくので、加工が容易であり、大規模な加工装置を
必要とせずにコイルを作製することができる。
【0020】請求項14記載の構成によれば請求項12
又は13記載の回転電機の製造方法において更に、各コ
イル導体は、直線状の線状導体を屈曲加工して形成され
るので、製造が簡素となる。なお、この場合、線状導体
は折り曲げ前に絶縁被覆されることが好ましい。請求項
15記載の構成によれば請求項14記載の回転電機の製
造方法において更に、あらかじめ絶縁樹脂皮膜が前記屈
曲加工により略180度折り曲げて渡り導体部の折り曲
げ端部を形成した後、少なくとも前記折り曲げ端部の外
側の主面を再度絶縁処理するので、上記折り曲げにより
破損した上記絶縁樹脂皮膜の亀裂を補修して漏電を防止
することができる。
【0021】請求項16記載の構成によれば請求項12
又は13記載の回転電機の製造方法において更に、各コ
イル導体は、折り曲げ端部の形成後、ステータコアのス
ロットに収容する前にステータコアの外周面の周方向の
湾曲に沿う円弧状に予め湾曲されるので、スロット収容
作業が容易となる。
【0022】
【発明を実施するための態様】本発明の好適な態様を以
下の実施例により説明する。
【0023】
【実施例1】本発明の回転電機を適用した三相モータの
実施例を説明する。図1はこのモータの固定子の平面図
を示し、図2は正面図を示し、図3〜図10は固定子コ
イルの作成手順を示す。1は薄板状の電極鋼板を積層し
た固定子コアで、内径側に開口する多数のスロットを有
する。各スロット内には、星型接続された三相二層波巻
き型の固定子コイル(以下、単にコイルともよぶ)2が
巻装されており、スロット入り口部には、コイルのスロ
ットからの飛出しを防止する板状のウエッジ4が嵌着さ
れている。また、スロットの内周部にはコイル2と固定
子コア1とを絶縁するインシュレータ3が挿入されてい
る。
【0024】コイル2は、スロット内に挿入される直線
状のスロット導体部21と、スロット導体部21と一体
に形成される渡り導体部22とを有し、渡り導体部22
の両端は、2スロット挟んだ両側のスロットに挿入され
る一対のスロット導体部21の同一端部に個別に接続さ
れている。コイル2は、図1に示すように、三つの相コ
イル2a、2b、2cからなり、スロット導体部21
は、図3に示すように、各相コイル2a、2b、2cの
始端23〜25からみて離れる往き方向へ延在する往き
導体部21aと、各相コイル2a、2b、2cの始端2
3〜25からみて近づく還り方向へ延在する還り導体部
21bとからなる。したがって、スロット両側のコイル
エンド2dは、正確にはスロット導体部21の両側の端
部と渡り導体部22とで構成され、各渡り導体部22
は、図1に示すように、スロット導体部21に対して周
方向へ斜めに折れ曲がっており、渡り導体部22の中央
部で折り曲げられて、その軸方向先端部で山形になって
いる。
【0025】更に詳しく言えば軸方向先端部にて径方向
に折り重ねられて重なる折り曲げ端部22aを各一個づ
つ有する。したがって、渡り導体部22の折り曲げ端部
(軸方向先端部)22aのこの折り重ねにより、この渡
り導体部22の両端から延在する一対のスロット導体部
21にその厚さに等しい径方向変位が付与される。渡り
導体部22のこの軸方向先端部22aは隣接する渡り導
体部22とは径方向に重ならないので、上記径方向の折
り曲げ又は段差付与が支障なく実施できるようになって
いる。
【0026】以下、コイル2について更に詳しく説明す
る。コイル2は、図3に示すように、1スロットピッチ
ずつ離れて平行に配列された6本のコイル導体201〜
206を有し、コイル導体201、204が相コイル2
aを構成し、コイル導体203、206が相コイル2b
を構成し、コイル導体202、205が相コイル2cを
構成している。各コイル導体201〜206は固定子コ
ア1の径方向に薄く周方向に広い略角形断面形状を有し
ている。
【0027】また、第m(mは整数)番目のコイル導体
の第n(nは整数)番目のスロット導体部21は、第m
番目のコイル導体の第n−1番目又は第n+1番目のス
ロット導体部21が収容されるスロットに対して電気角
180度離れたスロット、すなわち、3スロットピッチ
離れたスロットに収容されている。なお、この3スロッ
トピッチ離れたスロットには、第m−3番目又は第m+
3番目のコイル導体のスロット導体部21とともに収容
される。
【0028】更に、6本のコイル導体201〜206の
各始端のうち、2、4、6番目の始端は互いに短絡され
て中性点とされ、残る1、3、5番目の始端は、三相星
型接続された各相コイル2a、2b、2cの端子をな
す。コイル導体201〜206の具体的な製造方法につ
いて図3〜図10にに示す作製手順を参照して説明す
る。
【0029】まず、図3に示すように、6本のコイル導
体201〜206を1スロットピッチずつ離れて平行に
配置する。スロット導体部21及び渡り導体部22はそ
れぞれ直線帯状に形成されており、渡り導体部22はス
ロット導体部21に対して適当な角度(ここでは約60
度)で斜設されている。なお、23はコイル導体201
の始端であり、24はコイル導体203の始端であり、
25はコイル導体205の始端であり、26はコイル導
体202の始端であり、27はコイル導体204の始端
であり、28はコイル導体206の始端である。
【0030】次に、図4に示すように、コイル導体20
1〜206の始端23〜28から数えて最初の6個の渡
り導体部22をその中央部(図3に破線で示す)で、最
初のスロット導体部21が下となるように(谷折りで)
折り曲げる。なお、図3において、各コイル導体201
〜206の始端23〜28から数えて最初のスロット導
体部21と次のスロット導体部21とは3スロットピッ
チ離れて形成されており、これによりコイル導体201
の二番目のスロット導体部21はコイル導体204の最
初のスロット導体部21の上に重なり、以下同様に、コ
イル導体202の二番目のスロット導体部21はコイル
導体205の最初のスロット導体部21の上に重なり、
コイル導体203の二番目のスロット導体部21はコイ
ル導体206の最初のスロット導体部21の上に重な
る。
【0031】次に、図5に示すように、コイル導体20
1〜206の始端23〜28から数えて二番目の6個の
渡り導体部22をその中央部(図4に破線で示す)で、
二番目のスロット導体部21が三番目のスロット導体部
21の上となるように(山折りで、すなわち本発明でい
う最初の折り曲げ方向と同一回転方向へ)折り曲げる。
これによりコイル導体201の三番目のスロット導体部
21はコイル導体204の二番目のスロット導体部21
の下に重なり、以下同様に、コイル導体202の三番目
のスロット導体部21はコイル導体205の二番目のス
ロット導体部21の下に重なり、コイル導体203の三
番目のスロット導体部21はコイル導体206の二番目
のスロット導体部21の下に重なる。これにより、三番
目のスロット導体部21は最初のスロット導体部21と
スロット内で同じ深さ(最も深い位置)に無理なく収容
される。
【0032】以下、図6に示すように、順次、谷折り、
山折り、谷折りと同一回転方向へ折り曲げることによ
り、6本のコイル導体201〜206を各スロットに2
層に収容する。その結果、ロータ磁極数から1を引いた
回数だけ折り曲げることにより、各コイル導体201〜
206は一周することになり、スロット内に2層に2タ
ーン分のコイルが形成される。
【0033】次に、図7に示すように、いままでと反対
回転方向へ(すなわち上記最初の2ターン形成の最後の
折り曲げが谷折りとなるので、再び谷折りで)折り曲げ
る。これにより、その後のスロット導体部21はスロッ
ト内で3、4層目に円滑に配置されることができる。以
下、図8に示すように、順次、谷折り、山折り、谷折り
と最初の2ターンと同一回転方向へ折り曲げることによ
り、6本のコイル導体201〜206を各スロットに4
層に収容する。その結果、再度、ロータ磁極数から1を
引いた回数だけ折り曲げることにより、各コイル導体2
01〜206は次の一周を行うことになり、スロット内
に4層に4ターン分のコイルが形成される。以下、必要
なターン数が上記と同じ手順で作製される。
【0034】次に、所定ターンを作製した後、図8に示
すように、コイル導体201〜206の最終渡り導体部
22bは、いままでの渡り導体部22に対して約半分の
長さとされ、かつ、コイル導体204〜206の最終渡
り導体部22bはそれ以外の渡り導体部22及び最終渡
り導体部22bと線対称方向に斜設されている。その結
果、図10に示すように、コイル導体201、204の
最終渡り導体部22bの先端部は重なり、コイル導体2
02、205の最終渡り導体部22bの先端部は重な
り、コイル導体203、206の最終渡り導体部22b
の先端部は重なり、これら重なり部分を溶接することに
より、三相ステータコイルが形成されることになる。更
に具体的に説明すれば、図9に示すようにコイル導体2
01〜203の折り曲げを行い、その後、図10に示す
ようにコイル導体204〜206の折り曲げを行って、
上記重なりを形成し、溶接すればよい。
【0035】次に、上述のように作製されたコイル2を
固定子コア1の各スロットに挿入される。次にまたはス
ロット挿入前に、コイル導体202、204、206の
始端を短絡して中性点とする。 (コアへの挿入)次に、上述のようにして作製された三
相ステータコイル2のステータコア1への挿入について
図11〜図13を参照して以下に説明する。
【0036】ステータコア1は、スロット10の数に等
しいだけそれぞれ同一形状に分割されたコア片11を組
み合わせてなる(図13参照)。組み立てられた三相ス
テータコイル2は、図示しないコイル保持装置により保
持されて図11〜図13に示す状態で固定されている。
三相ステータコイル2の径方向外側に位置してコア片保
持装置が配置される。このコア片保持装置は、コア片1
1の数だけコア片挟持具(図示せず)を有し、各コア片
挟持具は、三相ステータコイル2の径方向外側に周方向
一定ピッチで配置され、各コア片11の軸方向両端面を
軸方向に個別に挟持する。
【0037】各コア片11は、内周端がスロット10に
接し、外周端がコア1の外周面に接する分割面11bに
てコア1を分割して、スロット10の数に等しい個数形
成されてている。分割面11bは、スロット10の底面
の周方向中央にて径方向に延在するように形成されてい
る。次に、各コア片挟持具を縮径方向へ一斉に等速移動
させ、これにより各コア片11のティース12が各スロ
ット導体部21の間に挿入されていく(図12参照)。
【0038】その後、スロット導体部21の径外側の表
面がスロット10の底面10aに着底し(図11参
照)、その後のコア片11の縮径により、ティース12
の径内側の先端部からスロット10の開口へ向けて周方
向へ突出する張り出し部11aはスロット導体部21の
径内側の表面に沿ってスロット開口狭窄側へ周方向へ相
対変位する。
【0039】その後、各コア片11を縮径方向へ更に移
動することにより最終的に、各コア片11は一個のステ
ータコア1となる(図13参照)。最後に、外周面に露
出して軸方向に延在する接合縁11cを軸方向に溶接し
てステータコア1を完成すると同時に三相ステータコイ
ル2の巻装作業も終了する。
【0040】この分割コア式のステータコア1は、上述
した渡り導体部22の軸方向先端部に段差をもつ三相ス
テータコイル2と組み合わせた場合に、その巻装作業を
簡素化できる点で特に実用性に優れている。
【0041】
【実施例2】他の実施例を図14、図15を参照して以
下に説明する。ただし、実施例1と主要機能が共通する
構成要素には共通符号を付す。この実施例は、図11〜
図13に示す分割型コアのコア片11の形状を変更した
点をその特徴とし、図14はコア片11の縮径動作中を
示し、図15はコア片11の縮径動作完了状態を示す。
【0042】この実施例のコア片11は、分割面11b
の形状だけが実施例1のコア片11と異なっている。詳
しく説明すると、コア片11の分割面11bは、スロッ
ト10の底面の一端からその他端側へ渦巻き状に延在し
ており、分割面11bの外周端11cはスロット10の
底面の上記他端を越えて隣接する分割面11bの内周端
の外周側にまで達してている。
【0043】このようにすれば、コア片11の外周部1
1aが周方向一方側に長く延在するので、隣接するコア
片11同士の分割面11bの面積を大きくすることがで
き、その結果として、このコア片11同士の分割面11
bにおける磁気抵抗を低減してモータ出力の大幅な向上
を実現できるという優れた利点が生じる。なお、コア片
11の外周部11aを図14、図15の実施例に示すよ
りも更に長く延長できることはもちろんであり、また、
各コア片11の縮径に際して単純に求心方向へ動作させ
るだけでなく、いわゆる渦巻き状の動きで縮径させても
よいことはもちろんである。
【0044】
【変形態様】まず、上述した実施例では、断面長方形の
角形導体を用いたが、他の形状としてもよい。また、導
体を複数本、周方向又は径方向へ並べて1本のコイル導
体としてもよい。また、渡り導体部22の折り曲げ方向
は上記に限定されるものではなく、コイルエンドの必要
スペース増大を招くものの任意である。
【0045】また、コイル導体201〜206はあらか
じめ渡り導体部22をスロット導体部21に対して斜設
するのではなく、折り曲げ時に屈曲して渡り導体部22
としてもよい。また、6本のコイル導体201〜206
でたとえば偶数ターン分のコイル(本発明でいうコイル
群)を作り、更に他の6本のコイル導体でたとえば偶数
ターン分のコイル(本発明でいうコイル群)を作り、こ
れらコイル群同士を半分の長さの渡り導体部22を重ね
て溶接する手法などにより接続してもよい。
【0046】コイル導体201と204、コイル導体2
02と205、コイル導体203と206と上述したそ
れぞれの最終渡り導体部で折り曲げて作製してから、図
3から順にコイル成形してもよい。更に、コイル導体2
02、204、206の始端を短絡する代わりにデルタ
接続を行うことも可能である。
【0047】
【実施例3】他の実施例を図16〜図20に示す工程図
を参照して以下に説明する。この実施例は、実施例1で
説明した三相モータのコイル(ステータコイル)2の組
み立て例(図3〜図9参照)とは別の組み立て例に関す
る。 (コイル導体作製工程)まず、図16に示すように、一
本の平板状導体を折り曲げてスロット導体部21および
渡り導体部22が形成された一本のコイル導体201を
準備する。
【0048】このコイル導体201は、図10に示す実
施例1における完成形状のコイル導体201に相当して
おり、U相巻線の一半を構成する。コイル導体201の
図16中、左側の端部201aはU相巻線の外部端子を
なし、図16中、右側の端部はU相巻線の残り半分をな
すコイル導体204の端部に後で溶接されるための端部
である(図9、図10参照)。21aはスロット導体部
21の往き導体部、21bはスロット導体部21の還り
導体部、22は渡り導体部、22aは渡り導体部22の
折り曲げ端部(軸方向先端部)である。
【0049】両端に渡り導体部22をもつスロット導体
部21の両側の渡り導体部22の折り曲げ端部22a
は、紙面の厚さ方向同一側に折り曲げられる。ただし、
ステータコア1を一周してスロット内で径方向異なる段
部に切り替わる際はこの限りではない。2011〜20
16は、コイル導体201の各スロット導体部21に、
左側の端部201aから順番に付けた番号であり、した
がって、2011、2013、2015は往き導体部2
1aをなし、2012、2014、2016は還り導体
部21bをなす。同様に、2211〜2216は、コイ
ル導体201の各渡り導体部22に、左側の端部201
aから順番に付けた番号であり、したがって、221
1、2213、2215は手前側の渡り導体部22をな
し、2212、2214、2216は奥側の渡り導体部
22をなす。なお、図16では、これらスロット導体部
21や渡り導体部22は少数のみ図示されているが実際
はスロット数に合わせて多数形成される。
【0050】次に、上述したコイル導体201と同様
に、スロット導体部21及び渡り導体部22が形成され
たコイル導体202〜206を準備する。以下の図面に
おいて、2221〜2226はコイル導体202の渡り
導体部22である。 (コイル導体湾曲工程)次に、コイル導体201〜20
6を、固定子コア1の周方向の曲率に沿って各コイル導
体201〜206の各渡り導体部22を湾曲させる。こ
の湾曲処理により、たとえば図21に一つだけ示す渡り
導体部22は図22に示すように曲率半径rをもつ。こ
の曲率半径rは渡り導体部22と径方向同位置における
固定子コア1の半径に等しい。
【0051】この湾曲変形は、コイル導体201〜20
6、正確には渡り導体部22に対して行われるが、スロ
ット導体部21のスロットから延出する部分21cにも
行うことが好適である。この湾曲変形は、渡り導体部2
2の厚さ方向への湾曲変形であり、かつ、固定子コア1
への挿入前への加工であるので、コイル導体201〜2
06を固定子コア1に挿入後にそれを行う場合に比較し
て格段に容易に行うことができる。なお、コイル導体2
01〜206の上記編み上げ前に渡り導体部22に対し
てこの湾曲変形の一部または全部を行うことも可能であ
る。
【0052】(コイル導体編み上げ工程)次に、図17
に示すように、両者を周方向に必要スロットピッチずら
せた状態でコイル導体202の上にコイル導体201を
重ねる。次に、図18に示すように、コイル導体201
の左側から2番目の渡り導体部2212以降を、コイル
導体202の図中、下側(紙面奥側)に入れ込む。この
入れ込みは、コイル導体201の渡り導体部2212の
部分で、コイル導体201を図18に示す矢印方向へ付
勢、変形し、次に、コイル導体201を図中、下側(紙
面奥側)に少なくともコイル導体の厚さ分だけ変位さ
せ、次に、コイル導体201を上記矢印と逆方向へ付
勢、変形して元の位置に戻して行う。上記付勢、変形時
に、コイル導体202を逆方向に付勢、変形すれば、コ
イル導体201の変形量を減らすことができる。
【0053】次に、図18におけるコイル導体201の
変形処理と同じ処理により、図19に示すように、コイ
ル導体202の左側から3番目の渡り導体部2223以
降を、コイル導体201の図中、下側(紙面奥側)に入
れ込む。次に、図18におけるコイル導体201の変形
処理と同じ処理により、図20に示すように、コイル導
体201の左側から4番目の渡り導体部2214以降
を、コイル導体202の図中、下側(紙面奥側)に入れ
込む。
【0054】以下、上記と同様に、コイル導体201、
202を渡り導体部22で交互に最後まで編んでいき、
コイル導体201、202の編み上げを完成させる。次
に、これらコイル導体201、202に対して、同様に
コイル導体203〜206を順次編んで、図10に示す
ようなコイル導体編み上げ体を形成する。次に、コイル
導体201〜206の最終渡り導体部22bを実施例1
にて既に説明したように溶接する。
【0055】(固定子コア挿入工程)次に、完成したコ
イル2を前述の方法で固定子コア1のスロットに収容
し、固定子を完成させる。この固定子の部分斜視図を図
23に示す。(モータ組み立て工程)次に、完成した固
定子を用いたモータ組み立て工程を図24を参照して説
明する。
【0056】図24において、100は円缶状のフロン
トフレーム(ハウジング)、101はその開口を閉鎖す
るリヤフレーム(ハウジング)であり、ロータ5が嵌着
された回転軸6を回転自在に支承している。7はリヤフ
レーム101の軸方向外側の電気室を遮蔽する樹脂カバ
ーであり、電気室にはターミナルなどの種々の電気部品
が収容されている。
【0057】ステータコア1は、フロントフレーム10
0の径大筒部100bに嵌め込まれている。ステータコ
ア1から軸方向両側に突出するステータコイル2のコイ
ルエンド2dは、フロントフレーム100の径小筒部1
00cの内周面及びリヤフレーム101の周壁部101
aの内周面に、たとえば耐熱性の絶縁樹脂フィルム10
が挟んで密着し、これによりステータコイル2の放熱性
を確保している。
【0058】フロントフレーム100及びリヤフレーム
101は通気窓をもたず、内部を密閉している。このよ
うにすれば、ステータコイル2のコイルエンド2dの折
り曲げ端部(図21の22d)の外側表面の絶縁樹脂皮
膜が、この折り曲げ端部作製のための折り曲げにより割
れたりしても、モーター内部に湿気や粉塵が侵入しない
ので、漏電事故を防止することができる。
【0059】(再絶縁処理工程)上述したように、ステ
ータコイル2のコイルエンド2dの折り曲げ端部(図2
1の22d)の外側表面の絶縁樹脂皮膜(コイル導体2
01〜206に最初から被着されている)が、この折り
曲げ端部作製のための折り曲げにより割れたりする可能
性を考慮して、この実施例では、コイル導体201〜2
06の渡り導体部22の折り曲げ端部22aを折り曲げ
により形成した後に、少なくともこの折り曲げ端部22
aを再絶縁処理する。この再絶縁処理は、各コイル導体
201〜206を折り曲げた後であれば、いつ実施して
もよい。
【0060】再絶縁処理としては、絶縁ワニスの塗布と
その乾燥又は加熱硬化、樹脂液槽へのコイル導体201
〜206の浸浸など公知の種々の方法を採用することが
できる。 (変形態様)上記実施例では、コイル導体201〜20
6を1本ずつ編み上げていく態様を示したが、それぞれ
二本のコイル導体を編み上げてなる3つのサブセットを
順次編み上げてもよく、それぞれ三本のコイル導体を編
み上げてなる2つのサブセットを編み上げるなど、編み
方は侍従である。
【0061】(変形態様)上述例では、各コイル導体2
01〜206は予め絶縁樹脂皮膜が被覆されたいわゆる
ものを用いたが、裸導体線からなる複数のコイル導体2
01〜206に折り曲げ端部22aを形成した後、コイ
ル導体201〜206の一部又は全部に絶縁樹脂皮膜を
初めて形成してもよい。ただし、この絶縁樹脂皮膜形成
時にコイル導体201〜206が互いに接触しない状態
で行う必要がある。
【0062】(変形態様)上述例では、各コイル導体2
01〜206は導体線を折り曲げて形成したが、長尺の
導体板を打ち抜いてコイル導体201〜206を形成し
てもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の波巻き巻線を固定子巻線に適用した
三相モータの実施例における固定子の平面図である。
【図2】 図1に示す固定子の正面図である。
【図3】 図1、図2に示す固定子コイルの作成手順を
示す工程図である。
【図4】 図1、図2に示す固定子コイルの作成手順を
示す工程図である。
【図5】 図1、図2に示す固定子コイルの作成手順を
示す工程図である。
【図6】 図1、図2に示す固定子コイルの作成手順を
示す工程図である。
【図7】 図1、図2に示す固定子コイルの作成手順を
示す工程図である。
【図8】 図1、図2に示す固定子コイルの作成手順を
示す工程図である。
【図9】 図1、図2に示す固定子コイルの作成手順を
示す工程図である。
【図10】 図1、図2に示す固定子コイルの作成手順
を示す工程図である。
【図11】 分割式のステータコアへのコイル2の挿入
動作を示す図である。
【図12】 分割式のステータコアへのコイル2の挿入
動作を示す模式部分正面図(縮径状態)である。
【図13】 分割式のステータコアへのコイル2の挿入
動作を示す模式部分正面図(縮径完了状態)である。
【図14】 実施例2における分割式のステータコアへ
のコイル2の挿入動作を示す模式部分正面図(縮径状
態)である。
【図15】 実施例2における分割式のステータコアへ
のコイル2の挿入動作を示す模式部分正面図(縮径完了
状態)である。
【図16】 実施例3におけるコイル編み上げ工程を示
す工程図である。
【図17】 実施例3におけるコイル編み上げ工程を示
す工程図である。
【図18】 実施例3におけるコイル編み上げ工程を示
す工程図である。
【図19】 実施例3におけるコイル編み上げ工程を示
す工程図である。
【図20】 実施例3におけるコイル編み上げ工程を示
す工程図である。
【図21】 実施例3におけるコイル湾曲工程により湾
曲された一本のコイル導体を示す模式部分平面図であ
る。
【図22】 実施例3におけるコイル湾曲工程により湾
曲された一本のコイル導体を示す模式部分正面図であ
る。
【図23】 実施例3におけるステータコイル巻装完了
状態を示す部分斜視図である。
【図24】 実施例3におけるモータ完成状態を示す軸
方向断面図である。
【符号の説明】
1は固定子コア、2はコイル、10はスロット、11は
コア片、11bは分割面、12はティース、21はスロ
ット導体部、22は渡り導体部、22aは折り曲げ端
部、22bは最終渡り導体部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片瀬 好雄 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 Fターム(参考) 5H002 AA07 AB01 AC02 AE08 5H603 AA09 BB12 CA01 CA05 CB02 CB03 CB16 CC05 CC07 CC17 CD06 CD22 CE02 5H615 AA01 BB01 BB14 PP01 PP08 PP12 PP14 QQ03 SS05 SS16

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】コアの各スロットに交互に挿通される往き
    導体部及び還り導体部からなるスロット導体部と、前記
    スロット導体部と一体に形成されて前記往き導体部及び
    還り導体部の同一側端部を接続する渡り導体部とを有す
    るコイル導体を波巻きしてなる波巻き巻線を備える回転
    電機において、 最終の前記渡り導体部以外の各前記渡り導体部は、折り
    曲げられてコアの径方向へ重なる形状をもつ折り曲げ端
    部を一個ずつ有することを特徴とする回転電機。
  2. 【請求項2】請求項1記載の回転電機において、 前記コイル導体は、前記コアの径方向に薄く周方向に広
    い略角形断面形状を有することを特徴とする回転電機。
  3. 【請求項3】請求項1又は2記載の回転電機において、 1スロットピッチずつ離れて平行に配列された6本の前
    記コイル導体からなるコイル群を有し、 第m(mは整数)番目のコイル導体の第n(nは整数)
    番目のスロット導体部は、前記第m番目のコイル導体の
    第n−1番目又は第n+1番目のスロット導体部が収容
    されるスロットに対して電気角で略π離れたスロット内
    に、第m−3番目又は第m+3番目のコイル導体のスロ
    ット導体部とともに収容されていることを特徴とする三
    相二層波巻き型の回転電機。
  4. 【請求項4】請求項3記載の回転電機において、 同一の前記コイル導体の互いに隣接する一対の渡り導体
    部は、同一回転方向へ折り曲げられていることを特徴と
    する回転電機。
  5. 【請求項5】請求項4記載の回転電機において、 同一の前記コイル導体の各渡り導体部は、一周にわたっ
    て同一回転方向へ順次折り曲げられた後、一度のみ反対
    回転方向へ折り曲げ、その後、一周にわたり元の回転方
    向と同一回転方向へ順次折り曲げられ、一周毎に前記折
    り曲げが繰り返されることを特徴とする回転電機。
  6. 【請求項6】請求項3乃至5のいずれか記載の回転電機
    において、 前記コイル群を複数有し、 所定の一つの前記コイル群の前記コイル導体の最終渡り
    導体部は、他の一つの前記コイル群の前記コイル導体の
    始端渡り導体部に接続されることを特徴とする回転電
    機。
  7. 【請求項7】請求項3乃至6のいずれか記載の回転電機
    において、 奇数番目又は偶数番目の前記コイル導体の三つの始端は
    短絡されて中性点をなすことを特徴とする星形接続形式
    の回転電機。
  8. 【請求項8】請求項3乃至7のいずれか記載の回転電機
    において、 m番目の前記コイル導体の最終渡り導体部は、m+3番
    目またはm−3番目の前記コイル導体の最終渡り導体部
    に接続されることを特徴とする回転電機。
  9. 【請求項9】請求項1乃至8のいずれか記載の回転電機
    において、 前記コアは、ステータコアとしてハウジングに密閉され
    ることを特徴とする回転電機。
  10. 【請求項10】請求項1乃至9のいずれか記載の回転電
    機において、 前記コアは、内周端がスロットに接し、外周端が前記コ
    アの外周面に接する分割面にて前記コアを分割してな
    り、スロット数に等しい個数形成されるコア片を前記分
    割面で接合して形成された組み立て型コアからなること
    を特徴とする回転電機。
  11. 【請求項11】内周端がスロットに接し、外周端が前記
    コアの外周面に接する分割面にて前記コアを分割してな
    り、スロット数に等しい個数形成されるコア片を前記分
    割面で接合して形成された組み立て型コアを備え、 前記分割面の外周端は、前記分割面の前記内周端が接す
    る前記スロットよりも周方向一方側に突出し、かつ、前
    記分割面の周方向占有幅は前記スロットの周方向占有幅
    よりも大きく形成されていることを特徴とする回転電
    機。
  12. 【請求項12】幅が厚さより大きい略長方形断面を有し
    て前記断面と直角方向へ直線状に延在するスロット導体
    部と、前記スロット導体部の端部から前記スロット導体
    部の主面と略平行な面内において前記スロット導体部の
    長さ方向に対して斜めに延在する渡り導体部とを交互に
    有する複数本のコイル導体を、前記スロット導体部の幅
    方向へ等ピッチで平行に配列し、 各前記コイル導体の同一番目の前記渡り導体部の中央部
    をそれぞれ前記渡り導体部の主面が重なる同一方向へ一
    斉に略180度屈曲させる折り曲げ動作を順次繰り返す
    ことにより、前記各コイル導体の奇数番目の前記スロッ
    ト導体部と偶数番目の前記スロット導体部とを前記スロ
    ット導体部の幅方向へ所定ピッチ離れて配列し、 前記各スロット導体部をステータコアのスロットに収容
    することを特徴とする回転電機の製造方法。
  13. 【請求項13】幅が厚さより大きい略長方形断面を有し
    て前記断面と直角方向へ直線状に延在するスロット導体
    部と、前記スロット導体部の端部から前記スロット導体
    部と略平行な主面内において前記スロット導体部の長さ
    方向に対して斜めに延在する渡り導体部とを交互に有
    し、渡り導体部は略180度屈曲した折り曲げ端部をも
    つコイル導体を複数本準備し、 二本の前記コイル導体を、前記スロット導体部の幅方向
    へ所定ピッチ離れて平行に配列し、 前記二本のコイル導体の互いに近接する前記渡り導体部
    によりそれぞれ構成される各渡り導体部対のうち、奇数
    番目の前記渡り導体部対と偶数番目の前記渡り導体部対
    とが厚さ方向において互いに逆に重なるように、前記二
    本の渡り導体部を編み上げ、 以下、順次残りのコイル導体を前記編み上げと同じ方式
    で編み上げ、 編み上げ完了後、前記コイル導体の前記スロット導体部
    をステータコアのスロットに収容することを特徴とする
    回転電機の製造方法。
  14. 【請求項14】請求項12又は13記載の回転電機の製
    造方法において、 前記各コイル導体は、直線状の線状導体を屈曲加工して
    形成されることを特徴とする回転電機の製造方法。
  15. 【請求項15】請求項15記載の回転電機の製造方法に
    おいて、 あらかじめ絶縁樹脂皮膜が前記屈曲加工により略180
    度折り曲げて前記渡り導体部の折り曲げ端部を形成した
    後、少なくとも前記折り曲げ端部の外側の主面を再度絶
    縁処理することを特徴とする回転電機の製造方法。
  16. 【請求項16】請求項12又は13記載の回転電機の製
    造方法において、 前記コイル導体は、折り曲げによる前記折り曲げ端部の
    形成後、前記ステータコアのスロットに収容する前に前
    記ステータコアの外周面の周方向の湾曲に沿う円弧状に
    予め湾曲されることを特徴とする回転電機の製造方法。
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