JP2008125212A

JP2008125212A - 回転電機とその製造法

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Publication number: JP2008125212A
Application number: JP2006304977A
Authority: JP
Inventors: Naohide Maeda; 直秀前田; Yoshito Asao; 淑人浅尾
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-11-10
Filing date: 2006-11-10
Publication date: 2008-05-29
Anticipated expiration: 2026-11-10
Also published as: JP4509088B2

Abstract

【課題】分布巻きされた電機子巻線コイルを備えた回転電機において、製造作業を簡略化し、かつ、固定子スロット内の占積率の向上と電機子巻線におけるコイルターン数の増加を実現する。
【解決手段】複数のティース１３と前記ティース１３間に構成され電機子巻線が巻回される固定子スロット１４とを有する固定子コア１１、前記複数のティース１３を跨って対をなす固定子スロット１４に巻回され前記電機子巻線を構成する複数個のコイルアセンブリ１２を備え、前記電機子巻線が分布巻構造を有する回転電機において、前記コイルアセンブリ１２は、挿入される対をなす固定子スロット１４において、各コイルアセンブリ１２が一方の固定子スロット１４では外層側に挿入され他方の固定子スロット１４では内層側に挿入されるとともに、各コイルアセンブリ１２は略同一形状であるようにした。
【選択図】図５

Description

この発明は、回転電機とその製造法、特に、固定子コアの複数のティースに分布巻されたコイルを持つ交流発電機あるいは電動機の固定子の構造およびその製造法に関するものである。

従来の回転電機において、固定子の占積率の向上や、電機子巻線におけるコイルのターン数の増加を図ることで回転電機の出力を向上させる提案がされている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。特許文献１（特許第２９２７２８８号）では角形コイルを略Ｕ字状のコイルセグメントに成型し、固定子のスロットに挿入することで占積率の向上を図っている。また、特許文献２（特許第３７４９２４２号）では複数巻き回しをされた電機子巻線コイルを製作し、また各相の電機子巻線コイルは接続される渡り部も電機子巻線コイルと一体に製作され、その状態で固定子のスロットに挿入されることが提案されている。

特許第２９２７２８８号公報特許第３７４９２４２号公報

ところが、前記特許文献１（特許第２９２７２８８号公報）では、略Ｕ字状のコイルセグメントを使用することで占積率は向上するが、一方で電機子巻線におけるコイルのターン数を増やそうとする場合、その分だけコイルセグメントを増やさなければならず、その分コイルセグメントを接続する数が増え、工程の煩雑化による製造コストの増大を招いてしまう。また、特許文献２（特許第３７４９２４２号公報）では、一相分の巻線を一体に製作するため、同相のコイル間の接続をする必要がなくなるが、代わりに複雑に連なった一相の電機子巻線コイルを制作する必要が出てくる。さらに、回転電機が複数相の分布巻の固定子を持つ場合には、各相の電機子巻線コイルを組み合わせて固定子のスロットに挿入しなければならず、電機子巻線コイルを組み合わせるため複雑な作業が必要となり、工作性が悪化してしまう。

この発明は、分布巻きされた電機子巻線コイルを備えた回転電機において、製造作業を簡略化し、かつ、スロット内の占積率の向上と電機子巻線におけるコイルターン数の増加を実現しようとするものである。

この発明に係る回転電機では、複数のティースと前記ティース間に形成され電機子巻線が巻回されるスロットとを有するコア、前記ティースを跨って対をなすスロットに巻回され前記電機子巻線を構成する複数個のコイルアセンブリを備え、前記電機子巻線が分布巻構造を有する回転電機において、前記コイルアセンブリは、挿入される対をなすスロットにおいて、各コイルアセンブリが一方のスロットでは外層側に挿入され他方のスロットでは内層側に挿入されるとともに、各コイルアセンブリは略同一形状とされているものである。

この発明に係る回転電機の製造法では、複数のティースと前記ティース間に形成され電機子巻線が巻回されるスロットを有するコアと、前記ティースを跨って対をなすスロットに巻回される複数個のコイルアセンブリを備え、前記電機子巻線が分布巻構造を有する回転電機を製造するにあたり、前記コイルアセンブリが略同一形状とされ、挿入される対をなすスロットにおいて、各コイルアセンブリが一方のスロットでは外層側に挿入され他方のスロットでは内層側に挿入されるものである。

この発明によれば、分布巻きされた電機子巻線コイルを備えた回転電機において、製造作業を簡略化し、かつ、スロット内の占積率の向上と電機子巻線におけるコイルターン数の増加を実現できる。

実施の形態１．
この発明による実施の形態１を図１から図４までについて説明する。図１は、この発明の実施の形態１に関わる回転電機の構成を示す縦断面図である。図２は固定子の構成を示す斜視図である。図３は固定子へのコイルアセンブリの挿入状況を示す主要部斜視図である。図４は固定子内に装着されるコイルアセンブリの形状を示す斜視図である。

図１および図２において、回転電機１００は車両用発電機としての構成を具備するものであり、主磁束を生成するための界磁を発生させる界磁コイル２１と界磁コイル２１を覆って設けられたポールコア２２，２３を有する回転子２と、回転子２に設けられた回転軸２４を支承して回転子２を回転自在に保持するフロントブラケット３およびリアブラケット４と、回転子２の回りにあってコイルアセンブリ１２で構成される電機子巻線コイルを保持する固定子１を備えている。固定子１は固定子コア１１と固定子コア１１を構成する略円筒状のバックヨーク１１ａから内周方向へ突出して設けられた複数のティース１３と、ティース１３間に形成されコイルアセンブリ１２で構成される電機子巻線のコイルが巻き回される固定子スロット１４と、複数のティース１３を跨って１対の固定子スロット１４に複数巻き回しをされるコイルアセンブリ１２から構成されている。固定子コア１１は板厚の薄い電磁鋼鈑を複数枚重ねることで必要な厚さにし、溶接，かしめ等で分解しないように固定されている。

コイルアセンブリ１２は、図４に示すように、同一平面で一列に内周から外周に巻き回された形状に成形されており、固定子１で必要となる個数を予め製作することができる。製作されたコイルアセンブリ１２は固定子コア１１のティース１３に巻かれるように所定の間隔の固定子スロット１４に挿入される。

ここで、コイルアセンブリ１２は、図３に示すように、片側の固定子スロット１４では外周側を通り、片側の固定子スロット１４では内周側を通るように挿入される。すなわち、コイルアセンブリ１２は、片側の固定子スロット１４ではコイルアセンブリ１２の垂直に延在する図示左側の直線状延在部分１２ａが固定子スロット１４の外周側を通るように収納され、片側の固定子スロット１４ではコイルアセンブリ１２の垂直に延在する図示右側の直線状延在部分１２ｂが固定子スロット１４の内周側を通るように収納される。

この発明による実施の形態における言葉の定義は次の通りである。
電機子巻線：固定子の各相を構成するコイルである。コイルアセンブリ１２を複数個接続して構成される。
コイルアセンブリ：複数回巻き回しをされたコイルである。コイルアセンブリ１２の接続点を固定子コア１１の固定子スロット１４に挿入した後または挿入する前に接続して電機子巻線を構成する。
コイルセグメント：一列に複数回巻き回されたコイルである。複数のコイルセグメント１５を接続してコイルアセンブリ１２を構成する。

次に、この実施の形態１の作用および効果を述べる。固定子１において、コイルアセンブリ１２を各固定子スロット１４に１列にかつ１つのコイルアセンブリ１２がティース１３を跨いで内外層に巻かれことにより、全てのコイルアセンブリ１２が同一形状であるために、各々の抵抗値，インダクタンス，冷却性などが同じになり、出力の変動および騒音等の発生を防止でき、出力や騒音等について問題が発生しない。

製作工程においても、コイルアセンブリ１２を製作する工程と固定子コア１１を製作する工程は並行して行うことができ、その後、固定子コア１１にコイルアセンブリ１２を挿入する工程で一度にティース１３へコイルアセンブリ１２を巻くことができるため、工程時間の短縮を図ることができる。

（１Ａ）この発明による実施の形態１によれば、略円筒状のバックヨーク１１ａから内径方向に突出した複数のティース１３と前記ティース１３間に形成され電機子巻線が巻き回される固定子スロット１４を有する固定子コア１１、前記複数のティース１３を跨って１対の固定子スロット１４に複数巻回される複数個のコイルアセンブリ１２を備え、前記電機子巻線が分布巻構造を有する固定子１を具備した回転電機において、前記コイルアセンブリ１２は、挿入される１対の固定子スロット１４において、各コイルアセンブリ１２が外層側に挿入される固定子スロット１４と内層側に挿入される固定子スロット１４を有して一方の固定子スロット１４の外層側に挿入され他方の固定子スロット１４の内層側に挿入されるとともに、各コイルアセンブリ１２は略同一形状とされていることを特徴とするので、分布巻きされた電機子巻線コイルを備えた回転電機において、製造作業を簡略化し、かつ、固定子スロット１４内の占積率の向上と電機子巻線におけるコイルターン数の増加を実現できる回転電機を得ることができる。
すなわち、分布巻の固定子１において固定子スロット１４の内外層に略同一形状でティース１３に電機子巻線のコイルを巻線する回転電機において、予め略同一形状に成形したコイルアセンブリ１２を作り、前記コイルアセンブリ１２を一方の固定子スロット１４では外周側に、他方の固定子スロット１４では内周側に挿入することで製作する。予め複数回巻き回されたコイルアセンブリ１２を固定子コア１１に挿入することで１固定子スロットに巻き回されるターン数を増やすことができるとともに、固定子スロット１４内の占積率が向上することができる。また、内外層に挿入される場合、略同一形状になり各コイルアセンブリ１２の抵抗，インダクタンス，冷却性等が同じになる。また、同一形状のコイルアセンブリ１２を作ることは容易であり、さらに固定子コア１１を製造する工程とコイルアセンブリ１２を製造する工程を別々に行い、後でコイルアセンブリ１２を固定子コア１１に挿入する工程とすることで生産に掛かる時間を短縮することができ、製造コストを削減できる。

（１Ｂ）この発明による実施の形態１によれば、略円筒状のバックヨーク１１ａから内径方向に突出した複数のティース１３と前記ティース１３間に形成され電機子巻線が巻き回される固定子スロット１４を有する固定子コア１１、前記複数のティース１３を跨って１対の固定子スロット１４に複数巻回される複数個のコイルアセンブリ１２を備え、前記電機子巻線が分布巻構造を有する固定子１を具備した回転電機を製造するにあたり、前記コイルアセンブリ１２が略同一形状とされ、挿入される対をなす固定子スロット１４において、各コイルアセンブリ１２が一方の固定子スロット１４では外層側に挿入され他方の固定子スロット１４では内層側に挿入されることを特徴とするので、分布巻きされた電機子巻線コイルを備えた回転電機において、製造作業を簡略化し、かつ、固定子スロット１４内の占積率の向上と電機子巻線におけるコイルターン数の増加を実現できる回転電機の製造法を得ることができる。
すなわち、分布巻の固定子１において固定子スロット１４の内外層に略同一形状でティース１３に電機子巻線のコイルを巻線するときに、予め略同一形状に成形したコイルアセンブリ１２を作り、前記コイルアセンブリ１２を一方の固定子スロット１４では外周側に、他方の固定子スロット１４では内周側に挿入することで製作する。予め複数回巻きまわしたコイルアセンブリ１２を固定子コア１１に挿入することで１固定子スロットに巻きまわされるターン数を増やすことができるとともに、固定子スロット１４内の占積率が向上することができる。また、内外層に挿入される場合、略同一形状になり各コイルアセンブリ１２の抵抗，インダクタンス，冷却性等が同じになる。また、同一形状のコイルアセンブリ１２を作ることは容易であり、さらに固定子コア１１を製造する工程とコイルアセンブリ１２を製造する工程を別々に行い、後でコイルアセンブリ１２を固定子コア１１に挿入する工程とすることで生産に掛かる時間を短縮することができ、製造コストを削減できる。

実施の形態２．
この発明による実施の形態２を図５および図６について説明する。図５はこの発明の実施の形態２の固定子の主要部斜視図、図６はコイルアセンブリ１２の斜視図である。
この実施の形態２において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

この実施の形態２では、図６に示すように、コイルアセンブリ１２は、同一平面で内周から外周に１列に巻き回されたコイルセグメント１５を形成した後、コイルセグメント１５を複数個接合して構成される。このとき、組み合わせるコイルセグメント１５は、隣り合うもの同士の巻き付け方向を逆になるようにする。このように、コイルセグメント１５を組み合わせて、コイルセグメント１５の接続部のうち、内周に設けられた接続部１６同士あるいは外周に設けられた接続部同士を接続することでコイルアセンブリ１２に流れる電流の方向を揃えることができる。
その後、実施の形態１と同様に、図５に示すように、固定子スロット１４にコイルアセンブリ１２を挿入し、挿入する１対の固定子スロット１４において外層側に挿入される固定子スロット１４と内層側に挿入される固定子スロット１４を持つようにする。すなわち、コイルアセンブリ１２は、片側の固定子スロット１４ではコイルアセンブリ１２の垂直に延在する図示左側の直線状延在部分１２ａが固定子スロット１４の外周側を通るように収納され、片側の固定子スロット１４ではコイルアセンブリ１２の垂直に延在する図示右側の直線状延在部分１２ｂが固定子スロット１４の内周側を通るように収納される。

この発明による実施の形態２の効果としては、コイルアセンブリ１２を複数のコイルセグメント１５を接続して構成することで、簡易にコイルアセンブリ１２のターン数を増加させることができ、回転電機の出力が向上する。また、コイルアセンブリ１２を固定子スロット１４に挿入前に複数のコイルセグメント１５を組み合わせて製作することで、安定した状況でコイルアセンブリ１２を製作することができ、工作性が向上する。

また、２つのコイルセグメント１５を組み合わせる場合に図６のように内周側にあるコイル端面同士を接続する。このとき、コイルセグメント１５の接続部１６が平坦となっていると、コイルセグメント１５同士の接触面積を十分確保でき、確実にコイルセグメント１５同士を接続することができるため、コイルアセンブリ１２の製作に好都合である。

さらに、コイルセグメント１５を重ねた時に、接続するコイル端面がほぼ同一平面になるようにコイルセグメント１５を製作すると、より安定した条件で接続でき、コイルアセンブリ１２の製作に好都合である。この組み合わせたコイルセグメント１５を１個又は複数個、組み合わせることでコイルアセンブリ１２を製作すると、コイルアセンブリ１２は偶数個のコイルセグメント１５で構成されることになる。

そして、コイルセグメント１５の接続を先ず内周にあるコイル端点に設けられた接続部１６で行うことでコイルアセンブリ１２から引き出される接続点が必ず外周側に来るため、コイルアセンブリ１２同士を接続することが容易となり、工作性が向上する。また、内側から接続点を引き出す必要が無いため、コイルエンドをコンパクトにすることができる。

（２Ａ）この発明による実施の形態２によれば、実施の形態１における前記（１Ａ）項における構成において、前記コイルアセンブリ１２は１列に複数回の巻き回しをされたコイルセグメント１５を複数個接続して構成されるので、分布巻きされた電機子巻線のコイルを備えた回転電機において、製造作業を簡略化し、かつ、固定子スロット１４内の占積率の向上と電機子巻線におけるコイルターン数の増加を実現できるとともに、必要なコイルアセンブリ１２の個数を少なくすることができ、コイルアセンブリ１２の相互接続構成を簡素化できる回転電機を得ることができる。
すなわち、コイルアセンブリ１２を複数のコイルセグメント１５で構成することにより、コイルアセンブリ１２をより多層に巻くことができる。また、同じ巻数にするために固定子スロット１４に挿入するコイルアセンブリ１２の個数を少なくすることができ、コイルアセンブリ１２同士を接続する必要がなくなるため、コイルエンドをコンパクトにすることができる。

（２Ｂ）この発明による実施の形態２によれば、実施の形態１における前記（１Ａ）項または実施の形態２における前記（２Ａ）項の構成において、前記コイルアセンブリ１２は偶数個のコイルセグメント１５から構成されるので、分布巻きされた電機子巻線のコイルを備えた回転電機において、製造作業を簡略化し、かつ、固定子スロット１４内の占積率の向上と電機子巻線におけるコイルターン数の増加を実現できるとともに、必要なコイルアセンブリ１２の個数を少なくすることができて、コイルアセンブリ１２の相互接続構成を簡素化でき、しかも、接続作業を容易にできる回転電機を得ることができる。
すなわち、コイルセグメント１５を１列にコイルを巻いて製作すると片方の端部がコイルセグメント１５内側に来る。このため２個のコイルセグメント１５を組みにして内側の端部を接続することで、コイルアセンブリ１２の外周側に他のコイルアセンブリと１２の接続部を構成することができるため、コイルアセンブリ１２間の接続が容易になり、固定子の組立性が向上する。また、２個のコイルセグメント１５の接続体を複数個接続することで、コイルアセンブリ１５は固定子スロット１４に挿入後に接続しやすいコイルエンドの外部に必ず接続点をもつため、固定子の工作性が向上する。

（２Ｃ）この発明による実施の形態２によれば、実施の形態１における前記（１Ａ）項ならびに実施の形態２における前記（２Ａ）項および前記（２Ｂ）項のいずれかの構成において、前記コイルアセンブリ１２を構成する各コイルセグメント１５の接続部１６がその少なくとも一部に平坦部を持っているので、分布巻きされた電機子巻線のコイルを備えた回転電機において、製造作業を簡略化し、かつ、固定子スロット１４内の占積率の向上と電機子巻線におけるコイルターン数の増加を実現できるとともに、コイルセグメント１５の接続作業を容易に行える回転電機を得ることができる。
すなわち、コイルアセンブリ１２を製作する際に、各コイルセグメント１５を接続する接続部１６が平坦になっていると、コイルセグメント１５を接続するための工作条件が安定し、容易に接続することができ、工作性が向上する。

（２Ｄ）この発明による実施の形態２によれば、実施の形態１における前記（１Ｂ）項の構成において、１列に複数回の巻き回しをされたコイルセグメント１５を形成した後、このコイルセグメント１５を複数個接続して前記コイルアセンブリ１２を構成することを特徴とするので、分布巻きされた電機子巻線コイルを備えた回転電機において、製造作業を簡略化し、かつ、固定子スロット１４内の占積率の向上と電機子巻線におけるコイルターン数の増加を実現できるとともに、必要なコイルアセンブリ１２の個数を少なくすることができ、コイルアセンブリ１２の相互接続作業を簡素化できる回転電機の製造法を得ることができる。
すなわち、コイルアセンブリ１２を複数のコイルセグメント１５で構成することにより、コイルアセンブリ１２をより多層に巻くことができる。また、同じ巻数にするために固定子スロット１４に挿入するコイルアセンブリ１２の個数を少なくすることができ、コイルアセンブリ１２同士を接続する必要がなくなるため、コイルアセンブリ１２の相互接続作業を容易にすることができる。

（２Ｅ）この発明による実施の形態２によれば、実施の形態１における前記（１Ｂ）項ならびに実施の形態２における前記（２Ｃ）項および前記（２Ｄ）項のいずれかの構成において、前記コイルアセンブリ１２は、先ず、前記コイルセグメント１５の内周側に設けられた接続部１６同士が優先的に接続され、次に、前記コイルセグメント１５の外周側に設けられた接続部の接続が行われて、前記コイルアセンブリ１２は前記コイルセグメント１５の内周側にある端部に設けられた接続部１６同士を先ず優先的に接続して構成されることを特徴とするので、分布巻きされた電機子巻線コイルを備えた回転電機において、製造作業を簡略化し、かつ、固定子スロット１４内の占積率の向上と電機子巻線におけるコイルターン数の増加を実現できるとともに、コイルアセンブリ１２同士の接続作業を容易に行える回転電機の製造法を得ることができる。
すなわち、コイルセグメント１５の内周側にある端点を用いてコイルアセンブリ１２を構成することでコイルアセンブリ１２間を接続するための接続点が外周に出てくるため、コイルアセンブリ１２同士の接続が簡単になり、工作性が向上する。

（２Ｆ）この発明による実施の形態２によれば、実施の形態１における前記（１Ｂ）項あるいは実施の形態２における前記（２Ｄ）項または前記（２Ｅ）の構成において、前記コイルアセンブリを構成する前記コイルセグメント１５の接続部１６が前記コイルセグメント１５を重ね合わせたときに同じ位置になるように前記コイルセグメントを製作することを特徴とするので、分布巻きされた電機子巻線のコイルを備えた回転電機において、製造作業を簡略化し、かつ、固定子スロット１４内の占積率の向上と電機子巻線におけるコイルターン数の増加を実現できるとともに、コイルセグメント１５の接続作業を容易に行える回転電機の製造法を得ることができる。
すなわち、コイルアセンブリ１２を構成するためのコイルセグメント１５の接続部１６が同じ位置にくるようにコイルセグメント１５を巻き回すことで、接続時の位置合わせが容易となり、工作性が向上する。

実施の形態３．
この発明による実施の形態３を図７について説明する。図７はこの発明の実施の形態３のコイルアセンブリ１２の斜視図である。
この実施の形態３において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１または実施の形態２における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

図７に示すように、コイルアセンブリ１２やコイルセグメント１５を構成するコイル素材として、平角コイルを使用する。平角コイルを使用することにより、丸線のコイルを使用する場合よりも安定してコイルを巻き回すことができるため、コイルアセンブリ１２やコイルセグメント１５の形状が安定する。また、複数のコイルセグメント１５を重ね合わせてコイルアセンブリ１２を製作する場合に各コイルセグメント１５を安定して位置決めすることができ、コイルアセンブリ１２の工作性が向上する。さらに、平角コイルの方がより固定子スロット１４に合った形状にすることができ、固定子１の占積率を向上することができ、回転電機の出力を向上することができる。

（３Ａ）この発明による実施の形態３によれば、実施の形態１における前記（１Ａ）項ならびに実施の形態２における前記（２Ｃ）項から前記（２Ｅ）項までのいずれかの構成において、前記コイルアセンブリ１２およびコイルセグメント１５を構成するコイル素材は平角線であることを特徴とするので、分布巻きされた電機子巻線のコイルを備えた回転電機において、製造作業を簡略化し、かつ、固定子スロット１４内の占積率の向上と電機子巻線におけるコイルターン数の増加を実現できるとともに、コイルアセンブリ１２やコイルセグメント１５の製作作業を容易にし、しかも、固定子１の占積率が向上して、性能を向上できる回転電機を得ることができる。
すなわち、平角線のコイルを用いることで容易にコイルアセンブリ１２やコイルセグメント１５を製作することができ、工作性が向上する。また、固定子１における固定子スロット１４の形状に合った平角コイルを使用することで固定子１の占積率が向上し、回転電機の性能を向上することができる。

実施の形態４．
この発明による実施の形態４を図８について説明する。図８は実施の形態４におけるコイルアセンブリ１２の主要部斜視図である。
この実施の形態４において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１から実施の形態３までのいずれかにおける構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

この実施の形態４では、図８に示すように、固定子スロット１４に挿入する前に複数個のコイルアセンブリ１２が組み合わせられて配置され、電機子巻線を構成するように接続部１７を介して結線される。その後、組み合わせられたコイルアセンブリ１２が固定子スロット１４に挿入される。

この実施の形態４の効果としては、コイルアセンブリ１２を予め組合せて固定子スロット１４へ挿入する前に結線することで挿入後に結線するよりも安定して結線することができ、固定子１の品質を向上できて、工程の簡略化が図れる。

（４Ａ）この発明による実施の形態４によれば、実施の形態１における前記（１Ｂ）項ならびに実施の形態２における前記（２Ｃ）項から前記（２Ｅ）項までのいずれかの構成において、前記固定子スロット１４への挿入前に予め複数個のコイルアセンブリ１２を接続部１７を介して接続し電機子巻線が構成されていることを特徴とするので、分布巻きされた電機子巻線コイルを備えた回転電機において、製造作業を簡略化し、かつ、固定子スロット１４内の占積率の向上と電機子巻線におけるコイルターン数の増加を実現できるとともに、コイルアセンブリ１２の接続作業を安定して行える回転電機の製造法を得ることができる。
すなわち、固定子スロット１４に挿入する前に予め複数のコイルアセンブリ１２を接続して電機子巻線を構成しておくことで、固定子１のコイルエンド付近でコイルアセンブリ１２を結線するよりも安定して結線することができ、工程を簡略化することができる。

実施の形態５．
この発明による実施の形態５を図９について説明する。図９はこの発明の実施の形態５のコイルアセンブリの製作手順を示す斜視図である。
この実施の形態５において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１から実施の形態４までのいずれかにおける構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

この実施の形態５では、図９（ａ）に示すように、巻き回されたコイルアセンブリ１２を予め固定子スロット１４の内層側と外層側に挿入される形状になるように、コイルアセンブリ１２における２個所の固定子スロット１４への挿入部１２ａ，１２ｂを固定具（図示せず）により把持し、図中の矢印ＴＤの方向にコイルアセンブリ１２を捩ってツイスト加工を行い、図９（ｂ）に示す形状にする。この後、各コイルアセンブリ１２を固定子スロット１４に挿入する。ずなわち、延在する図示左側の直線状延在部分１２ａが固定子スロット１４の外周側を通るように収納され、片側の固定子スロット１４ではコイルアセンブリ１２の垂直に延在する図示右側の直線状延在部分１２ｂが固定子スロット１４の内周側を通るように収納される（図２および図５参照）。

コイルアセンブリ１２が複数個のコイルセグメント１５（図６および図７参照）で構成される場合には、同一平面で巻き回されたコイルセグメント１５を複数個接続した後、挿入される対をなす固定子スロット１４において外層側と内層側になるように捻られ、その後、所定の固定子スロット１４に挿入される。

上記のように、コイルアセンブリ１２の固定子スロット１４への挿入部が内外層に分かれて挿入されるように予め成型されることで、コイルアセンブリ１２の挿入を容易に行うことができ、挿入時のコイルアセンブリ１２におけるコイル被膜破損等の不良率を低減することができる。

（５Ａ）この発明による実施の形態５によれば、実施の形態１における前記（１Ｂ）項ならびに実施の形態２における前記（２Ｄ）項から前記（２Ｆ）項までならびに実施の形態４における前記（４Ａ）項のいずれかの構成において、前記コイルアセンブリ１２は、所定の回数を巻き回され、挿入される対をなす固定子スロット１４において外層側と内層側となるように捻られた後、所定の固定子スロット１４に挿入されることを特徴とするので、分布巻きされた電機子巻線コイルを備えた回転電機において、製造作業を簡略化し、かつ、固定子スロット１４内の占積率の向上と電機子巻線におけるコイルターン数の増加を実現できるとともに、コイルアセンブリ１２の固定子スロット１４への挿入時のコイルアセンブリ１２の破損なく容易に行える回転電機の製造法を得ることができる。
すなわち、予めコイルアセンブリ１２を固定子スロット１４への挿入後の形状に変形しておくことで挿入時のコイルアセンブリ１２におけるコイルの被膜破損などの不具合を減少させることができる。

（５Ｂ）この発明による実施の形態５によれば、実施の形態１における前記（１Ｂ）項ならびに実施の形態２における前記（２Ｄ）項から前記（２Ｆ）項までならびに実施の形態４における前記（４Ａ）項のいずれかの構成において、前記コイルアセンブリ１２は、同一平面で巻き回されたコイルセグメント１５を複数個接続した後、挿入される対をなす固定子スロット１４において外層側と内層側になるように捻られ、その後、所定の固定子スロット１４に挿入されることを特徴とするので、分布巻きされた電機子巻線コイルを備えた回転電機において、製造作業を簡略化し、かつ、固定子スロット１４内の占積率の向上と電機子巻線におけるコイルターン数の増加を実現できるとともに、コイルアセンブリ１２の製作工程における信頼性を向上でき、しかも、コイルアセンブリ１２の固定子スロット１４への挿入をコイルアセンブリ１２の破損なく容易に行える回転電機の製造法を得ることができる。
すなわち、コイルアセンブリ１２を複数個のコイルセグメント１５で構成することでコイルアセンブリ１２の製作工程を単純化することができ、信頼性を向上できる。また、コイルセグメント１５を接続しコイルアセンブリ１２とした後に、固定子スロット１４への挿入形状に変形することで挿入時のコイルアセンブリ１２におけるコイルの被膜破損などの不具合を減少させることができる。

実施の形態６．
この発明による実施の形態６を図１０について説明する。図１０は実施の形態６におけるコイルアセンブリまたはコイルセグメントを製作するための巻治具の構成を示す斜視図である。
この実施の形態６において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１から実施の形態５までのいずれかにおける構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

この実施の形態６では、コイルアセンブリ１２またはコイルアセンブリ１２を構成するコイルセグメント１５を図１０のような巻治具３０を用いて製作する。巻治具３０はコイルアセンブリ１２またはコイルアセンブリ１２のコイルを巻き回す巻治具シャフト３１とコイル先端を固定するために巻治具シャフト３１に設けられた巻治具スリット３２とコイルアセンブリ１２またはコイルセグメント１５のコイルの位置決めをする２個のガイド３３で構成されている。

製作手順を説明する。先ず、ガイド３３間の巻治具スリット３２にコイルアセンブリ１２またはコイルセグメント１５のコイル先端を挿入し、先端を固定する。このとき、ガイド３３間の寸法をコイル線径よりも少し大きくしておく。次に、巻治具シャフト３１を回転させコイルアセンブリ１２またはコイルセグメント１５のコイルを巻き回し方向ＷＤの方向に巻き回してコイルアセンブリ１２またはコイルセグメント１５を巻く。巻き回し後、コイルアセンブリ１２またはコイルセグメント１５のコイル端部を切断し、両ガイド３３で完成したコイルセグメント１５を把持し、巻き崩れないように巻治具シャフト３１からコイルアセンブリ１２またはコイルセグメント１５を取り外す。
このような巻治具３０を用いてコイルアセンブリ１２またはコイルセグメント１５を巻くことにより、ノズルで巻き回すよりも簡単に製作することができる。また、図９に示す実施の形態５の構成では巻き回す部分が１個所であるが、巻治具シャフト３１に複数のガイド等を設置することで１度に複数個のコイルアセンブリ１２またはコイルセグメント１５を製作することができる。また、完成したコイルアセンブリ１２またはコイルセグメント１５が抜け易いように巻治具シャフト３１の先端付近をテーパーを付け徐々に細くしても良い。

（６Ａ）この発明による実施の形態６によれば、実施の形態１における前記（１Ｂ）項ならびに実施の形態２における前記（２Ｄ）項から前記（２Ｆ）項ならびに実施の形態４における前記（４Ａ）項および実施の形態５における前記（５Ａ）項のいずれかの構成において、巻き回しされる前記コイルアセンブリ１２または前記コイルセグメント１５は専用の巻治具３０を用いて製造されることを特徴とするので、分布巻きされた電機子巻線コイルを備えた回転電機において、製造作業を簡略化し、かつ、固定子スロット１４内の占積率の向上と電機子巻線におけるコイルターン数の増加を実現できるとともに、同一形状のコイルアセンブリ１２またはコイルセグメント１５を容易に得られる回転電機の製造法を得ることができる。
すなわち、巻治具３０でコイルアセンブリ１２またはコイルセグメント１５を製作することで、安価に同一形状のコイルアセンブリ１２またはコイルセグメントが得られる。

実施の形態７．
この発明による実施の形態７を説明する。
この実施の形態７において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１から実施の形態６までのいずれかにおける構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。

この発明の実施の形態７では、回転電機の固定子１は、固定子コア１１（図２および図５参照）を構成するための直線形状の固定子コア構成体（図示せず）を形成し、この固定子コア構成体の固定子スロット１４にコイルアセンブリ１２を挿入した後、固定子コア構成体に丸め加工を実施して円筒状のバックヨーク１１ａ（図２および図５参照）を有する円筒形状の固定子コア１１を備えた固定子１を製作する。
このように、固定子１を製作すると直線状の固定子コア構成体では、円筒形状の固定子コア１１よりもスロットオープニングが広くなっているため、直線形状の固定子コア構成体にコイルアセンブリ１２を挿入することで、コイルアセンブリ１２を固定子スロット１４の幅に合ったものにでき、この結果、固定子１の占積率を向上させることができる。また、コイルアセンブリ１２の挿入時に、コイルアセンブリ１２とティース１３との接触によるコイルアセンブリ１２のコイル被膜の破損等を回避することができ、固定子１の不良を減らすことができる。

（７Ａ）この発明による実施の形態７によれば、実施の形態１における前記（１Ｂ）項ならびに実施の形態２における前記（２Ｄ）項から前記（２Ｆ）項までならびに実施の形態４における前記（４Ａ）項および実施の形態５における前記（５Ａ）項ならびに実施の形態６における前記（６Ａ）項のいずれかの構成において、固定子コア１１を有する固定子１は前記コイルアセンブリ１２が前記固定子コア１１を製作するための直線形状の固定子コア構成体における固定子スロット１４へ挿入された後に丸め加工されて製造されることを特徴とするので、分布巻きされた電機子巻線コイルを備えた回転電機において、製造作業を簡略化し、かつ、固定子スロット１４内の占積率の向上と電機子巻線におけるコイルターン数の増加を実現できるとともに、コイルアセンブリ１２を固定子コア１１の固定子スロット１４に適合させ、固定子１の占積率を向上できる回転電機の製造法を得ることができる。
すなわち、直線形状の固定子コア構成体では、円筒形状の固定子コア１１よりもスロットオープニングが広くなっているため、直線形状の固定子コア構成体にコイルアセンブリ１２を挿入し固定子コア１１を製造することで、コイルアセンブリ１２を固定子スロット１４の幅に合ったものにでき、この結果、固定子１の占積率を向上させることができる。

この発明による実施の形態１に関わる回転電機の構成を示す縦断面図である。この発明による実施の形態１に関わる固定子の構成を示す主要部斜視図である。この発明による実施の形態１に関わる固定子のコイルアセンブリの挿入位置を示す主要部斜視図である。この発明による実施の形態１に関わるコイルアセンブリの構成を示す斜視図である。この発明による実施の形態２に関わる固定子の構成を示す主要部斜視図である。この発明による実施の形態２に関わるコイルアセンブリの構成を示す斜視図である。この発明による実施の形態３に関わるコイルアセンブリの構成を示す斜視図である。この発明による実施の形態４に関わる固定子コアの構成を示す主要部展開図である。この発明による実施の形態５に関わるコイルアセンブリの製作手順を示す斜視図である。この発明による実施の形態６に関わるコイルアセンブリまたはコイルセグメントを製作するための巻治具の構成を示す主要部斜視図である。

符号の説明

１固定子、２回転子、３フロントブラケット、４リアブラケット、１１固定子コア、１２コイルセグメント、１３ティース、１４固定子スロット、１５コイルセグメント、１６コイルセグメント接続部、１７コイルアセンブリ接続部、２１界磁コイル、２２，２３ポールコア、２４回転軸、３０巻治具、３１巻治具シャフト、３２巻治具スリット、３３ガイド。

Claims

複数のティースと前記ティース間に形成され電機子巻線が巻回されるスロットとを有するコア、前記ティースを跨って対をなすスロットに巻回され前記電機子巻線を構成する複数個のコイルアセンブリを備え、前記電機子巻線が分布巻構造を有する回転電機において、前記コイルアセンブリは、挿入される対をなすスロットにおいて、各コイルアセンブリが一方のスロットでは外層側に挿入され他方のスロットでは内層側に挿入されるとともに、各コイルアセンブリは略同一形状とされていることを特徴とする回転電機。
前記コイルアセンブリは１列に複数回の巻回をされたコイルセグメントを複数個接続して構成されることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
前記コイルアセンブリは偶数個のコイルセグメントから構成されることを特徴とする請求項２に記載の回転電機。
前記コイルアセンブリを構成する各コイルセグメントの接続部がその少なくとも一部に平坦部を持っていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の回転電機。
前記コイルアセンブリおよびコイルセグメントを構成するコイル素材は平角線であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の回転電機。
複数のティースと前記ティース間に形成され電機子巻線が巻回されるスロットを有するコアと、前記ティースを跨って対をなすスロットに巻回され前記電機子巻線を構成する複数個のコイルアセンブリを備え、前記電機子巻線が分布巻構造を有する回転電機を製造するにあたり、前記コイルアセンブリが略同一形状とされ、挿入される対をなすスロットにおいて、各コイルアセンブリが一方のスロットでは外層側に挿入され他方のスロットでは内層側に挿入されることを特徴とする回転電機の製造法。
１列に複数回の巻回をされたコイルセグメントを形成した後、このコイルセグメントを複数個接続して前記コイルアセンブリを構成することを特徴とする請求項６に記載の回転電機の製造法。
前記コイルアセンブリは前記コイルセグメントの内周側にある端部同士を先ず優先的に接続して構成されることを特徴とする請求項７に記載の回転電機。
前記スロットへの挿入前に予め複数個のコイルアセンブリを接続し電機子巻線が構成されていることを特徴とする請求項６から請求項８までのいずれかに記載の回転電機の製造法。
前記コイルアセンブリは、所定の回数を巻回され、挿入される対をなすスロットにおいて内層側と外層側となるように捻られた後、所定のスロットに挿入されることを特徴とする請求項６から請求項８までのいずれかに記載の回転電機の製造法。
前記コイルアセンブリは、同一平面で巻回されたコイルセグメントを複数個接続した後、挿入される対をなすスロットにおいて内層側と外層側になるように捻られ、その後、所定のスロットに挿入されることを特徴とする請求項６から請求項８までのいずれかに記載の回転電機の製造法。
前記コイルアセンブリを構成する前記コイルセグメントの接続部が前記コイルセグメントを重ね合わせたときに同じ位置になるように前記コイルセグメントを製作することを特徴とする請求項１１に記載の回転電機の製造法。
巻回される前記コイルアセンブリまたは前記コイルセグメントは専用の巻治具を用いて製造されることを特徴とする請求項１０から請求項１２までのいずれかに記載の回転電機の製造法。
前記コアを有する固定子は前記コイルアセンブリが前記固定子コアを構成するための直線形状の固定子コア構成体のスロットへ挿入された後に丸め加工されて製造されることを特徴とする請求項６から請求項１３までのいずれかに記載の回転電機の製造法。