JP3952346B2 - 回転電機及びその製造方法 - Google Patents

Description

【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】
本発明の回転電機は、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、折り曲げられて折り曲げ後の部分が折り曲げ前の部分に対し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し、前記折り曲げ端部は、前記スロット導体部に対して斜めに折れ曲がっている前記渡り導体部の中央部を、周方向へ延在する折り曲げ中心線を中心として略１８０度屈曲して形成され、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し、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している。
本発明によれば、最終渡り導体部以外の各渡り導体部は、折り曲げられて折り曲げ後の部分が折り曲げ前の部分に対し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し、この折り曲げ端部は、スロット導体部に対して斜めに折れ曲がっている渡り導体部の中央部を、周方向へ延在する折り曲げ中心線を中心として略１８０度屈曲して形成されるので、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】
更に、コイル導体がコアの径方向に薄く周方向に広い略角形形状を有するので、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。
【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、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。
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３記載の構成によれば請求項２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４記載の構成によれば請求項１乃至３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５記載の構成によれば請求項１乃至４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６記載構成によれば請求項１乃至５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７記載の構成によれば請求項１乃至６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８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９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、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１１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１０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１２記載の構成によれば請求項１０又は１１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１３記載の構成によれば請求項１２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１３記載の構成によれば請求項１０又は１１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２３〜２５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２ａ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２０１〜２０６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２０１〜２０６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２０１〜２０６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２０２、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２０１〜２０３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１１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１１ａ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１１ｂ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２０２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２０２、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。
２０１１〜２０１６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２１ａ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２０１ａから順番に付けた番号であり、したがって、２２１１、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２０１〜２０６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２０１〜２０６、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２２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２０１〜２０６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２０１〜２０６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１００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１００ｃの内周面及びリヤフレーム１０１の周壁部１０１ａ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２１の２２ｄ）の外側表面の絶縁樹脂皮膜（コイル導体２０１〜２０６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２０１〜２０６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２２ａ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２０１〜２０６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２０１〜２０６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２０１〜２０６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２０１〜２０６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

Claims (14)

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、折り曲げられて折り曲げ後の部分が折り曲げ前の部分に対し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し、
   前記折り曲げ端部は、前記スロット導体部に対して斜めに折れ曲がっている前記渡り導体部の中央部を、周方向へ延在する折り曲げ中心線を中心として略１８０度屈曲して形成され、
   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し、
   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。
2. 請求項１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。
3. 請求項２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。
4. 請求項１乃至３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。
5. 請求項１乃至４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。
6. 請求項１乃至５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。
7. 請求項１乃至６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。
8. 請求項１乃至７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。
9. 請求項１記載の回転電機において、
   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。
10. 請求項１記載の回転電機において、
    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。
11. 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。
12. 請求項１０又は１１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。
13. 請求項１２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。
14. 請求項１０又は１１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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