特許 6886604 回転電機の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6886604

(24)【登録日】2021年5月19日

(45)【発行日】2021年6月16日

(54)【発明の名称】回転電機の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/28 20060101AFI20210603BHJP

   H02K 3/51 20060101ALI20210603BHJP

【ＦＩ】

   H02K3/28 J

   H02K3/51 A

【請求項の数】3

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2016-188672(P2016-188672)

(22)【出願日】2016年9月27日

(65)【公開番号】特開2018-57109(P2018-57109A)

(43)【公開日】2018年4月5日

【審査請求日】2019年8月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】株式会社アイシン

(74)【代理人】

【識別番号】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(72)【発明者】

【氏名】岸 貴洋

(72)【発明者】

【氏名】小川 桂司

【審査官】 尾家 英樹

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００４−５１９１９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／０８９６９５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ ３／００− ３／５２

Ｈ０２Ｋ ２３／００− ２３／６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シャフトに固定され、給電ブラシに当接される複数のセグメントを有する整流子と、前記複数のセグメントの各々の径方向外側に配置され、前記複数のセグメントと同数個のスロットと、前記複数のセグメントと同数個のティースとを有する電機子コアと、前記複数のセグメントに接続され、前記ティースに分布巻により巻回されている複数の主巻コイル部と、前記スロットを回転軸方向に通過するとともに、前記シャフトを介して径方向に互いに対向する前記セグメント同士を接続する複数の短絡線とを備える、回転電機の製造方法であって、
前記複数の主巻コイル部のうちの後半に前記ティースに巻回される前記主巻コイル部である後半コイル部が接続される前記セグメントに接続される前記短絡線を、前記後半コイル部が配置される前記スロットを通過するように配置し、
その後、全ての前記複数の主巻コイル部を前記ティースに巻回する、回転電機の製造方法。

【請求項2】

前記短絡線を前記スロットに配置することは、前記複数の主巻コイル部のうちの最終に前記ティースに巻回される前記主巻コイル部である最終コイル部が接続される前記セグメントに接続される前記短絡線を、前記最終コイル部が配置される前記スロットを通過するように配置することを含む、請求項１に記載の回転電機の製造方法。

【請求項3】

前記後半コイル部が接続される前記セグメントに接続される前記短絡線を、前記後半コイル部が配置される前記スロットを通過するように配置した後、
前記複数の主巻コイル部のうちの前半に前記ティースに巻回される前記主巻コイル部である前半コイル部が接続される前記セグメントに接続される前記短絡線の配置と、前記前半コイル部の巻回とを交互に実施し、
その後、全ての前記後半コイル部を前記ティースに巻回する、請求項１または２に記載の回転電機の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転電機の製造方法に関し、特に、複数の短絡線を備える回転電機の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、複数の短絡線を備える回転電機および回転電機の製造方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

【0003】

上記特許文献１には、複数の短絡線を備える電機子が開示されている。この電機子には、複数のセグメントを有する整流子と、複数のティースおよびスロットを有する電機子コアと、セグメントに接続され、ティースに分布巻により巻回されている複数の主巻コイル部とが設けられている。また、短絡線は、それぞれ、径方向に対向するセグメント同士を短絡するように構成されている。そして、短絡線は、スロットを回転軸方向に通過するように配置されているとともに、４つのティースに渡るように配置されている。そして、主巻コイル部と、主巻コイル部と同一のセグメントに接続されている短絡線とが、交互に連続してティースに巻回および配置されることにより、複数の主巻コイル部および複数の短絡線が連続した導線により一筆書き状に形成されている。また、複数の主巻コイル部と複数の短絡線とは、交互に、径方向内側から径方向外側に向かって順に配置されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第５６７１８１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献１に記載の電機子では、複数の主巻コイル部と複数の短絡線とは、交互に、径方向内側から径方向外側に向かって順に配置されている。このため、複数の短絡線のうちの後半にスロットを回転軸方向に通過してティースに配置される短絡線が、このスロット内において、前半にティースに巻回された主巻コイル部よりも径方向外側において配置される状態になる。この結果、径方向外側において配置された短絡線が、主巻コイル部のうちの後半にティースに巻回される主巻コイル部の巻回を阻害して、後半にティースに巻回される主巻コイル部の一部が、スロットよりも径方向外側にはみ出す場合があるという不都合がある。したがって、従来、スロットを回転軸方向に通過するように配置する複数の短絡線を備える場合に、主巻コイル部の一部が、スロットよりも径方向外側にはみ出すのを抑制可能な電機子（回転電機）が望まれている。

【0006】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、スロットを回転軸方向に通過するように配置する複数の短絡線を備える場合に、主巻コイル部の一部が、スロットよりも径方向外側にはみ出すのを抑制可能な回転電機の製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0018】

この発明の一の局面における回転電機の製造方法は、シャフトに固定され、給電ブラシに当接される複数のセグメントを有する整流子と、複数のセグメントの各々の径方向外側に配置され、複数のセグメントと同数個のスロットと、複数のセグメントと同数個のティースとを有する電機子コアと、複数のセグメントに接続され、ティースに分布巻により巻回されている複数の主巻コイル部と、スロットを回転軸方向に通過するとともに、シャフトを介して径方向に互いに対向するセグメント同士を接続する複数の短絡線とを備える、回転電機の製造方法であって、複数の主巻コイル部のうちの後半にティースに巻回される主巻コイル部である後半コイル部が接続されるセグメントに接続される短絡線を、後半コイル部が配置されるスロットを通過するように配置し、その後、全ての複数の主巻コイル部をティースに巻回する。

【0019】

この発明の一の局面による回転電機の製造方法では、上記のように構成することにより、スロットを回転軸方向に通過するように配置する複数の短絡線を備える場合に、後半コイル部（主巻コイル部）の一部が、スロットよりも径方向外側にはみ出すのを抑制可能な回転電機の製造方法を提供することが可能である。なお、本発明の回転電機の製造方法は、後半コイル部（主巻コイル部）の一部がスロットよりも径方向外側に配置されるのを抑制することができるものであり、必ずしも後半コイル部がスロットよりも径方向外側に配置されないことを意味するものではない。

【0020】

上記一の局面による回転電機の製造方法において、好ましくは、短絡線をスロットに配置することは、複数の主巻コイル部のうちの最終にティースに巻回される主巻コイル部である最終コイル部が接続されるセグメントに接続される短絡線を、最終コイル部が配置されるスロットを通過するように配置することを含む。

【0021】

ここで、最終コイル部は、他の主巻コイル部に比べて、スロットよりも径方向外側に配置されやすい（はみ出しやすい）。この点を考慮して、本発明では、上記のように構成することにより、比較的はみ出しやすい最終コイル部の一部がスロットよりも径方向外側に配置されるのを、効果的に抑制することができる。
上記一の局面による回転電機の製造方法において、好ましくは、後半コイル部が接続されるセグメントに接続される短絡線を、後半コイル部が配置されるスロットを通過するように配置した後、複数の主巻コイル部のうちの前半にティースに巻回される主巻コイル部である前半コイル部が接続されるセグメントに接続される短絡線の配置と、前半コイル部の巻回とを交互に実施し、その後、全ての後半コイル部をティースに巻回する。

【0022】

［付記項］
なお、本出願では、上記第１の局面による回転電機および上記第２の局面による回転電機の製造方法とは別に、以下のような他の構成も考えられる。

【0023】

（付記項１）
すなわち、上記第１の局面による回転電機において、複数の主巻コイル部は、径方向内側から径方向外側に向かって順に配置され、各々、一対ずつ設けられている第１、第２、第３、第４、第５および第６コイル部を含み、第４、第５、および、第６コイル部は、外側コイル部として構成されており、複数の短絡線は、一対の第４コイル部同士を短絡する第４短絡線と、一対の第５コイル部同士を短絡する第５短絡線と、一対の第６コイル部同士を短絡する第６短絡線とを含み、外側コイル部が配置されているスロットにおいて、第４短絡線、第５短絡線、および、第６短絡線は、全ての複数の主巻コイル部よりも径方向内側に配置されている。

【0024】

このように構成すれば、第４、第５、および、第６短絡線が、第４、第５、および、第６コイル部が巻回されるのを阻害しないので、第４、第５、および、第６コイル部の一部がスロットよりも径方向外側に配置されるのを、確実に抑制することができる。

【0025】

（付記項２）
上記付記項１の構成による回転電機において、好ましくは、複数の短絡線は、一対の第１コイル部同士を短絡する短絡線である第１短絡線と、一対の第２コイル部同士を短絡する短絡線である第２短絡線と、一対の第３コイル部同士を短絡する短絡線である第３短絡線とを含み、第１短絡線、第１コイル部、第２短絡線、第２コイル部、第３短絡線、および、第３コイル部は、この順に連続した導線により形成されている。

【0026】

このように構成すれば、第１短絡線、第１コイル部、第２短絡線、第２コイル部、第３短絡線、および、第３コイル部を、別個の導線により形成する場合に比べて、切断作業のための時間を削減することができるので、コイル部および短絡線を形成するための作業時間を短縮化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の一実施形態による回転電機の部分断面図である。

【図2】本発明の一実施形態による回転電機の斜視図である。

【図3】本発明の一実施形態による回転電機の径方向外側から見た展開図である。

【図4】本発明の一実施形態による回転電機のコイル部および短絡線を模式的に示した平面図である。

【図5】本発明の一実施形態による回転電機のコイル部および短絡線の配置順番を説明するための図である。

【図6】本発明の一実施形態による回転電機の短絡線の配置を示した平面図である。

【図7】本発明の一実施形態による回転電機の第１短絡線の配置を説明するための展開図である。

【図8】本発明の一実施形態による回転電機の第１および第２短絡線の配置を説明するための展開図である。

【図9】本発明の一実施形態による回転電機の第１〜第３短絡線の配置を説明するための展開図である。

【図10】本発明の一実施形態による回転電機の第６コイル部が配置されるスロットにおける第１〜第３短絡線とコイル部との配置関係を説明するための部分拡大図である。

【図11】本発明の一実施形態による回転電機の第４短絡線および第１コイル部の配置を説明するための展開図である。

【図12】本発明の一実施形態による回転電機の第４〜第６短絡線および第１〜第３コイル部の配置を説明するための展開図である。

【図13】本発明の一実施形態による回転電機と比較例による回転電機との比較結果を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0029】

図１〜図１２を参照して、本実施形態による回転電機１００の構成について説明する。

【0030】

［回転電機の全体の構成］
図１に示すように、回転電機１００は、たとえば、ブラシ付き直流モータとして構成されている。具体的には、回転電機１００は、シャフト１０と、整流子２０と、コア３０（電機子コアの一例）と、給電ブラシ４０と、マグネット５０と、コイル部６０（主巻コイル部の一例）と、短絡線７０とを備える。回転電機１００は、たとえば、ブラシ付き直流モータとして構成されている。

【0031】

なお、本願明細書では、単に「回転軸方向」および「軸方向」と記載した場合は、回転電機１００（シャフト１０）の回転軸方向（図１の回転軸Ｃ１に沿った方向）を意味し、図１中のＺ軸に平行な方向（矢印Ｚ１方向または矢印Ｚ２方向）を意味する。また、単に「径方向」と記載した場合には、回転電機１００の径方向を意味し、図１中の矢印Ｒ１方向または矢印Ｒ２方向を意味する。また、単に「径方向内側」と記載した場合には、回転電機１００の径方向の内側を意味し、図１中の矢印Ｒ１方向側を意味するものとして記載している。また、単に「径方向外側」と記載した場合には、回転電機１００の径方向の外側を意味し、図１中の矢印Ｒ２方向側を意味するものとして記載している。

【0032】

（回転電機の各部の構成）
図１に示すように、シャフト１０は、回転軸Ｃ１に沿って設けられている。そして、整流子２０は、図２に示すように、シャフト１０の外周面に固定されており、シャフト１０と一体的に回転するように構成されている。

【0033】

整流子２０は、複数（たとえば、１２個）のセグメント２１を含む。複数のセグメント２１は、互いに隙間を有し、回転軸方向から見て、等角度間隔に配置されている。そして、図１に示すように、セグメント２１には、給電ブラシ４０が摺動可能に当接されている。また、複数のセグメント２１の各々は、フック部２２を有する。フック部２２は、コイル部６０の巻き始め、または、巻き終わり、および、短絡線７０の一端または他端が引っ掛けて取り付けられる（係止される）ように構成されている。そして、フック部２２は、コイル部６０および短絡線７０が配置された状態で、ヒュージング溶接等の接合加工により、コイル部６０および短絡線７０と、セグメント２１とを電気的に接続するように構成されている。

【0034】

コア３０は、図２に示すように、複数のセグメント２１の各々の径方向外側で、かつ、整流子２０の回転軸方向一方側（矢印Ｚ２方向側）のシャフト１０の外周面に固定されている。具体的には、たとえば、コア３０は、複数の電磁鋼板が回転軸方向に積層されることにより、形成されている。そして、コア３０は、複数のセグメント２１と同数個（たとえば、１２個）のティース３１と、複数のセグメント２１と同数個（たとえば、１２個）のスロット３２とを有する。また、回転電機１００は、コア３０の外側面を覆うように配置され、コイル部６０および短絡線７０とコア３０との絶縁をするインシュレータ３３を含む。

【0035】

給電ブラシ４０は、図示しない電源部に接続されており、電源部から電力を取得するように構成されている。たとえば、給電ブラシ４０は、図３に示すように、正極ブラシ４１および負極ブラシ４２を含み、正極ブラシ４１と負極ブラシ４２との間には電位差が生じさせられている。そして、給電ブラシ４０は、給電ブラシ４０が当接されているセグメント２１に電源部からの電力を供給するように構成されている。そして、整流子２０は、給電ブラシ４０が当接されている一のセグメント２１と、一のセグメント２１と短絡線７０により短絡されており、給電ブラシ４０が当接されていない他のセグメント２１とを介して、コイル部６０に電力を伝達するように構成されている。そして、コイル部６０は、伝達された電力により磁界を発生させるように構成されている。

【0036】

マグネット５０は、図１に示すように、コア３０の径方向外側に配置されており、磁界を発生させるように構成されている。たとえば、マグネット５０は、回転電機１００の図示しないケースの内側面に固定されている。そして、回転電機１００は、マグネット５０の磁界とコイル部６０の磁界とが相互作用することにより、シャフト１０とシャフト１０に固定された整流子２０、コア３０、および、コイル部６０等が一体となって、回転するように構成されている。

【0037】

コイル部６０は、図３に示すように、複数個（たとえば、１２個）設けられており、コア３０のティース３１に分布巻により巻回されている。

【0038】

短絡線７０は、図２に示すように、スロット３２を回転軸方向に通過するとともに、シャフト１０を介して径方向に互いに対向するセグメント２１同士を接続するように構成されている。

【0039】

（コイル部の構成）
複数のコイル部６０は、導線により構成されている。そして、図３に示すように、複数のコイル部６０は、それぞれ、複数（たとえば、３つ）のティース３１に跨って巻回されている。具体的には、本実施形態では、複数のコイル部６０は、各々、一対ずつ設けられている第１コイル部６１、第２コイル部６２、第３コイル部６３、第４コイル部６４、第５コイル部６５および第６コイル部６６を含む。すなわち、回転電機１００は、１２個のコイル部６０を含む。なお、第１コイル部６１〜第３コイル部６３は、「内側コイル部」の一例である。また、第４コイル部６４〜第６コイル部６６は、「外側コイル部」の一例である。また、第６コイル部６６は、「最外周コイル部」および「最終コイル部」の一例である。

【0040】

そして、一対の第１コイル部６１は、シャフト１０を介して径方向に対向するティース３１（１番〜３番のティース３１および７番〜９番のティース３１）に、それぞれ巻回されている。また、一対の第２コイル部６２〜第６コイル部６６は、一対の第１コイル部６１と同様に、シャフト１０を介して径方向に対向するティース３１に、それぞれ巻回されている。なお、図３では、説明のため、整流子２０の１２個のセグメント２１に、それぞれ、１番〜１２番の番号を付している。また、コア３０の１２個のティース３１に、それぞれ、１番〜１２番の番号を付している。

【0041】

そして、図４および図５に示すように、複数のコイル部６０は、径方向内側から径方向外側に向かって順に配置されている。具体的には、第１コイル部６１〜第６コイル部６６は、この順に、径方向内側から径方向外側に向かって配置されている。また、第２コイル部６２は、図５のＰ４およびＰ５に示すように、第１コイル部６１が巻回されたティース３１に対して矢印Ａ１方向側に１つのティース３１分ずれるように、径方向外側から第１コイル部６１の一部に重なるようにティース３１に巻回されている。

【0042】

そして、図５のＰ６〜Ｐ９に示すように、第３コイル部６３〜第６コイル部６６は、この順に、第２コイル部６２と同様に、それぞれ、矢印Ａ１方向側に１つのティース３１分ずれながら、径方向外側からティース３１に巻回されている。すなわち、第４、第５、および、第６コイル部６６は、ティース３１に後半に巻回され、外側コイル部として構成されている。なお、本願明細書では、「外側コイル部」を、単に複数のコイル部６０のうちの径方向外側に配置されるコイル部６０を意味する場合に限らず、本実施形態のように、径方向外側からティース３１に複数のコイル部６０が順に巻回される際の後半に巻回されるコイル部６０を意味する広い概念として記載している。すなわち、外側コイル部は、後半に巻回されるコイル部６０（後半コイル部）であればよい。

【0043】

また、本実施形態では、図３に示すように、第４コイル部６４〜第６コイル部６６は、連続した導線により互いに直接接続されている。すなわち、第４コイル部６４〜第６コイル部６６は、１つの連続した導線により構成されている。

【0044】

複数のコイル部６０は、それぞれ、配置されたコイル部６０の径方向内側に配置された整流子２０の互いに隣り合う２つのフック部２２（セグメント２１）に接続されている。そして、第４コイル部６４〜第６コイル部６６は、フック部２２を介して、連続して接続されている。

【0045】

詳細には、図３に示すように、第１コイル部６１は、１番〜３番のティース３１に巻回されているとともに、１番および２番のセグメント２１に接続されているコイル部６０と、７番〜９番のティース３１に巻回されているとともに、７番および８番のセグメント２１に接続されているコイル部６０とを含む。そして、第２コイル部６２は、２番〜４番のティース３１に巻回されているとともに、２番および３番のセグメント２１に接続されているコイル部６０と、８番〜１０番のティース３１に巻回されているとともに、８番および９番のセグメント２１に接続されているコイル部６０とを含む。

【0046】

そして、第３コイル部６３は、３番〜５番のティース３１に巻回されているとともに、３番および４番のセグメント２１に接続されているコイル部６０と、９番〜１１番のティース３１に巻回されているとともに、９番および１０番のセグメント２１に接続されているコイル部６０とを含む。そして、第４コイル部６４は、４番〜６番のティース３１に巻回されているとともに、４番および５番のセグメント２１に接続されているコイル部６０と、１０番〜１２番のティース３１に巻回されているとともに、１０番および１１番のセグメント２１に接続されているコイル部６０とを含む。

【0047】

そして、第５コイル部６５は、５番〜７番のティース３１に巻回されているとともに、５番および６番のセグメント２１に接続されているコイル部６０と、１１番、１２番、および、１番のティース３１に巻回されているとともに、１１番および１２番のセグメント２１に接続されているコイル部６０とを含む。そして、第６コイル部６６は、１２番、１番、および、２番のティース３１に巻回されているとともに、１２番および１番のセグメント２１に接続されているコイル部６０と、６番〜８番のティース３１に巻回されているとともに、６番および７番のセグメント２１に接続されているコイル部６０とを含む。

【0048】

（短絡線の構成）
図４に示すように、短絡線７０は、導線により構成されており、１２本設けられている。なお、図４および図５では、説明のために、短絡線７０を接続されるセグメント２１同士を繋ぐ線分として図示している。

【0049】

具体的には、図４および図５に示すように、第１コイル部６１に対応する第１短絡線７１と、第２コイル部６２に対応する第２短絡線７２と、第３コイル部６３に対応する第３短絡線７３と、第４コイル部６４に対応する第４短絡線７４と、第５コイル部６５に対応する第５短絡線７５と、第６コイル部６６に対応する第６短絡線７６とを含む。なお、第１短絡線７１〜第３短絡線７３は、「内側コイル対応短絡線」の一例である。また、第４短絡線７４〜第６短絡線７６は、「外側コイル対応短絡線」の一例である。

【0050】

そして、第４短絡線７４は、一対の第４コイル部６４同士を短絡するように構成されている。ここで、上記した「対応する」とは、対応するコイル部６０同士を短絡することを意味している。詳細には、第４短絡線７４は、２本設けられており、４番のセグメント２１と１０番のセグメント２１とを接続するように構成されている。これにより、一対の第４コイル部６４のうちの一の第４コイル部６４は、４番のセグメント２１に接続されており、他の第４コイル部６４は、１０番のセグメント２１に接続されている（図３参照）ので、一対の第４コイル部６４同士が第４短絡線７４により短絡される。

【0051】

詳細には、図６および図７に示すように、２本の第４短絡線７４のうちの一の第４短絡線７４ａは、４番のセグメント２１から矢印Ａ１方向側に延びるように配置され、他の第４短絡線７４ｂは、１０番のセグメント２１から矢印Ａ１方向側に延びるように配置されている。

【0052】

図６に示すように、第４短絡線７４ａは、４番のセグメント２１から５番のスロット３２の矢印Ｚ１方向側から矢印Ｚ２方向に向かって、通過されるように配置されている。そして、第４短絡線７４ａは、６番のティース３１の矢印Ｚ２方向側の面に当接して渡るように配置されて、６番のスロット３２を通過するように配置されている。そして、第４短絡線７４ａは、７番および８番のティース３１に渡って配置され、８番のスロット３２を通過するように配置されている。また、第４短絡線７４ａは、９番のティース３１に渡るように配置されて、９番のスロット３２を通過して、１０番のセグメント２１に接続されている。第４短絡線７４ｂは、第４短絡線７４ａと同様に、複数のティース３１に渡るように配置されるとともに、複数のスロット３２を通過するように配置されている。

【0053】

第５短絡線７５は、図９に示すように、５番および１１番のセグメント２１に接続され、一対の第５コイル部６５同士（図３参照）を短絡するように構成されている。また、第６短絡線７６は、６番および１２番のセグメント２１に接続され、一対の第６コイル部６６同士（図３参照）を短絡するように構成されている。

【0054】

ここで、本実施形態では、図９および図１０に示すように、第６コイル部６６が配置されているスロット３２である８番および２番のスロット３２において、第６コイル部６６が接続されているセグメント２１である６番および１２番のセグメント２１に接続されている短絡線７０である第６短絡線７６は、全ての複数のコイル部６０よりも径方向内側に配置されている。具体的には、２番および８番のスロット３２には、第１コイル部６１〜第３コイル部６３、および、第６コイル部６６が配置されている。

【0055】

ここで、図１０に示すように、スロット３２にコイル部６０が配置されているとは、矢印Ｚ１方向側からみて、スロット３２とコイル部６０の一部とがオーバーラップしている状態を意味し、スロット３２を回転軸方向に通過することのみを意味するものではない。また、「第６短絡線７６が、全ての複数のコイル部６０よりも径方向内側に配置されている」とは、第６短絡線７６の全体がコイル部６０よりも径方向内側に配置されている必要はない。すなわち、第６短絡線７６が、たとえば、第１コイル部６１〜第３コイル部６３の径方向外側の端面６１ａ〜６３ａ、および、第６コイル部６６の径方向外側の端面６６ａよりも径方向内側に配置されていればよい。

【0056】

詳細には、第６短絡線７６は、第１コイル部６１〜第３コイル部６３、および、第６コイル部６６よりも先に、２番および８番のスロット３２に径方向外側から径方向内側に向かって配置されることにより、２番および８番のスロット３２において、第１コイル部６１〜第３コイル部６３、および、第６コイル部６６よりも径方向内側に配置されている。

【0057】

また、本実施形態では、図１０に示すように、第６短絡線７６に加えて、第４短絡線７４および第５短絡線７５も、２番および８番のスロット３２において、全ての複数のコイル部６０（第１コイル部６１〜第３コイル部６３、および、第６コイル部６６）よりも径方向内側に配置されている。すなわち、第４短絡線７４〜第６短絡線７６は、第１コイル部６１〜第３コイル部６３、および、第６コイル部６６よりも先に、２番および８番のスロット３２に径方向外側から径方向内側に向かって配置されることにより、２番および８番のスロット３２において、第１コイル部６１〜第３コイル部６３、および、第６コイル部６６よりも径方向内側に配置されている。

【0058】

ここで、「第４短絡線７４〜第６短絡線７６が、全ての複数のコイル部６０よりも径方向内側に配置されている」とは、第４短絡線７４〜第６短絡線７６の全体がコイル部６０よりも径方向内側に配置されている必要はなく、第４短絡線７４〜第６短絡線７６が、たとえば、第１コイル部６１〜第３コイル部６３の径方向外側の端面６１ａ〜６３ａ、および、第６コイル部６６の径方向外側の端面６６ａよりも径方向内側に配置されていればよい。

【0059】

また、図７〜図９に示すように、第４短絡線７４〜第６短絡線７６は、それぞれ、導線が切断されることにより形成されている端部７７を含む。すなわち、本実施形態では、第４短絡線７４〜第６短絡線７６は、それぞれ、互いに連続していない別個の導線により形成されている。そして、第４短絡線７４〜第６短絡線７６の端部７７は、それぞれ、セグメント２１の近傍（図６参照）に設けられている。

【0060】

また、第１短絡線７１〜第３短絡線７３は、第１コイル部６１〜第３コイル部６３の各々に対応するように構成されている。すなわち、第１短絡線７１は、一対の第１コイル部６１同士を短絡するように構成されている。また、第２短絡線７２は、一対の第２コイル部６２同士を短絡するように構成されている。また、第３短絡線７３は、一対の第３コイル部６３同士を短絡するように構成されている。

【0061】

ここで、本実施形態では、図１１および図１２に示すように、第１短絡線７１〜第３短絡線７３と、第１コイル部６１〜第３コイル部６３とは、連続した導線により形成されている。具体的には、第１短絡線７１、第１コイル部６１、第２短絡線７２、第２コイル部６２、第３短絡線７３、および、第３コイル部６３は、この順に、連続した導線により形成されている。すなわち、第１短絡線７１〜第３短絡線７３と、第１コイル部６１〜第３コイル部６３とは、１つの連続した導線により、一筆書き状に形成されている。

【0062】

［本実施形態による回転電機の製造方法］
図２、図５〜図１２を参照して、回転電機１００の製造方法を説明する。

【0063】

まず、本実施形態では、図２に示すように、シャフト１０に固定され、給電ブラシ４０に当接される複数のセグメント２１を有する整流子２０と、複数のセグメント２１の各々の径方向外側に配置され、複数のセグメント２１と同数個のスロット３２と、複数のセグメント２１と同数個のティース３１とを有するコア３０と、複数のコイル部６０および複数の短絡線７０を形成するための導線とが準備される。

【0064】

そして、図５および図７〜図１２に示すように、本実施形態では、第４短絡線７４〜第６短絡線７６が、第１コイル部６１〜第６コイル部６６および第１短絡線７１〜第３短絡線７３よりも先に、コア３０に配置される。

【0065】

具体的には、回転電機１００の製造装置には、２つのフライヤ（巻線装置）が設けられている。そして、図６に示すように、２つのフライヤのうちの一のフライヤである第１フライヤにより、第４短絡線７４ａ（導線）が４番のセグメント２１に、他のフライヤである第２フライヤにより、第４短絡線７４ｂ（導線）が１０番のセグメント２１のフック部２２に、略同時に配置される。

【0066】

そして、第１フライヤにより、第４短絡線７４ａが、５番のスロット３２を回転軸方向に通過され、６番のティース３１に渡るように配置され、６番のスロット３２を回転軸方向に通過され、７番および８番のティース３１に渡るように配置され、８番のスロット３２を回転軸方向に通過され、９番のティース３１に渡るように配置され、９番のスロット３２を回転軸方向に通過され、１０番のセグメント２１のフック部２２に配置される。また、第２フライヤは、矢印Ｚ１方向側から見て、第１フライヤとシャフト１０の中心点Ｃ２を中心に略点対称に移動され、第２フライヤにより、第４短絡線７４ｂが、コア３０に第４短絡線７４ａと略点対称に配置される。

【0067】

その後、４番および１０番のセグメント２１のそれぞれのフック部２２近傍において、切断装置により、導線が切断され、第４短絡線７４の端部７７が形成される。

【0068】

そして、図５のＰ１およびＰ２に示すように、第４短絡線７４の端部７７が形成された後、第１フライヤおよび第２フライヤにより、第５短絡線７５（導線）が５番および１１番のセグメント２１のフック部２２に配置され、その後、第５短絡線７５がコア３０に配置される。その後、切断装置により、導線が切断され、図８に示すように、第５短絡線７５に端部７７が形成される。

【0069】

そして、本実施形態では、図５のＰ３〜Ｐ９および図９〜図１２に示すように、複数のコイル部６０のうちの最終にティース３１に巻回されるコイル部６０である第６コイル部６６が接続される６番のセグメント２１に接続される第６短絡線７６が、第６コイル部６６が配置される２番および８番のスロット３２を通過するように配置され、その後、全ての複数のコイル部６０がティース３１に巻回される。

【0070】

詳細には、図９に示すように、第１フライヤにより、導線が６番のセグメント２１のフック部２２に配置され、７番のスロット３２を回転軸方向に通過され、８番のティース３１に渡るように配置され、８番のスロット３２を回転軸方向に通過され、９番および１０番のティース３１に渡るように配置され、１０番のスロット３２を回転軸方向に通過され、１１番のティース３１に渡るように配置され、１１番のスロット３２を回転軸方向に通過され、１２番のセグメント２１に接続されている。

【0071】

また、この時、第２フライヤにより、導線が１２番のセグメント２１のフック部２２に配置され、１番のスロット３２を回転軸方向に通過され、２番のティース３１に渡るように配置され、２番のスロット３２を回転軸方向に通過され、３番および４番のティース３１に渡るように配置され、４番のスロット３２を回転軸方向に通過され、５番のスロット３２を回転軸方向に通過され、５番のスロット３２を回転軸方向に通過され、６番のセグメント２１に接続されている。

【0072】

その後、切断装置により、導線が切断され、第６短絡線７６に端部７７が形成される。

【0073】

その後、本実施形態では、図１２に示すように、第１短絡線７１、第１コイル部６１、第２短絡線７２、第２コイル部６２、第３短絡線７３、および、第３コイル部６３が、この順に、連続した導線により形成される。

【0074】

詳細には、図５のＰ４に示すように、第１フライヤおよび第２フライヤにより、第１短絡線７１が７番および１番のセグメント２１のフック部２２に配置され、第１短絡線７１がコア３０に配置される。その後、第１コイル部６１がコア３０に配置される。

【0075】

そして、第１短絡線７１が、コア３０に配置された後、導線が切断装置により切断されずに、第１フライヤにより、導線が７番〜９番のティース３１に跨って巻回されて第１コイル部６１が形成され、第２フライヤにより、導線が１番〜３番のティース３１に跨って巻回されて第１コイル部６１が形成される。

【0076】

そして、図５のＰ５に示すように、第１コイル部６１が形成された後、導線が切断装置により切断されずに、第１フライヤおよび第２フライヤにより、第２短絡線７２が形成される。そして、第２短絡線７２が形成された後、導線が切断装置により切断されずに、第１フライヤおよび第２フライヤにより、第２コイル部６２が形成される。

【0077】

そして、図５のＰ６に示すように、第２コイル部６２が形成された後、導線が切断装置により切断されずに、第１フライヤおよび第２フライヤにより、第３短絡線７３が形成される。そして、第３短絡線７３が形成された後、導線が切断装置により切断されずに、第１フライヤおよび第２フライヤにより、第３コイル部６３が形成される。その後、導線が切断装置により切断される。

【0078】

そして、図５のＰ７に示すように、第３コイル部６３が形成された後、導線が切断装置により切断されずに、第１フライヤおよび第２フライヤにより、第４コイル部６４が形成される。そして、図５のＰ８に示すように、第４コイル部６４が形成された後、導線が切断装置により切断されずに、第１フライヤおよび第２フライヤにより、第５コイル部６５が形成される。そして、図５のＰ９に示すように、第５コイル部６５が形成された後、導線が切断装置により切断されずに、第１フライヤおよび第２フライヤにより、第６コイル部６６が形成される。

【0079】

上記の順に、第１コイル部６１〜第６コイル部６６および第４短絡線７４〜第３短絡線７３が、配置されることにより、第４短絡線７４〜第６短絡線７６が、第１コイル部６１〜第６コイル部６６よりも径方向内側に配置される。また、第６コイル部６６が最も径方向外側に配置（図１０参照）される。

【0080】

［本実施形態と比較例との比較結果］
図１３を参照して、本実施形態による回転電機１００と、比較例による回転電機との比較結果について説明する。

【0081】

この比較結果では、本実施形態による回転電機１００を、上記の製造方法により製造した。また、比較例による回転電機を、第１コイル部に対応する短絡線、第１コイル部、第２コイル部に対応する短絡線、第２コイル部、第３コイル部に対応する短絡線、第３コイル部、第４コイル部に対応する短絡線、第４コイル部、第５コイル部に対応する短絡線、第５コイル部、第６コイル部に対応する短絡線、および、第６コイル部（最外周コイル部）のこの順に、コアに配置することにより、製造した。

【0082】

そして、最外周コイル部（第６コイル部６６）が配置されているスロット（８番のスロット３２）において、最外周コイル部（第６コイル部６６）の配置位置を実測した。

【0083】

図１３に示す測定結果より、本実施形態による回転電機１００では、隣り合うティース３１同士の径方向外側の突出部分３１ａの隙間として形成されるスロット導入部３２ａと、スロット３２との境界線を規定線Ｌ１とした場合、第６コイル部６６は、規定線Ｌ１よりも径方向内側に配置されることが判明した。

【0084】

一方、図１３に示す測定結果より、比較例による回転電機では、最外周コイル部の一部が規定線Ｌ１よりも径方向外側のスロット導入部３２ａに配置されることが判明した。すなわち、第４短絡線７４〜第６短絡線７６を、第１コイル部６１〜第６コイル部６６よりも先に形成することにより、第６コイル部６６（最外周コイル部）が、規定線Ｌ１よりも径方向内側に配置されることが判明した。

【0085】

このことから、第４短絡線７４〜第６短絡線７６が先に形成される分、８番のスロット３２において、第４短絡線７４〜第６短絡線７６が比較的径方向内側に配置されることにより、第６コイル部６６の巻回が阻害されるのが抑制され、第６コイル部６６（最外周コイル部）が、規定線Ｌ１よりも径方向内側に配置される結果になったと考えられる。

【0086】

なお、上記比較結果は、本実施形態による回転電機１００が、第６コイル部６６が、必ず規定線Ｌ１よりも径方向内側に配置されていることを意味するものではない。すなわち、上記比較結果は、本実施形態による回転電機１００では、第６コイル部６６が規定線Ｌ１よりもはみ出す可能性が低減されていることを示すものである。

【0087】

同様に、上記比較結果は、本実施形態による回転電機１００では、第４コイル部６４、第５コイル部６５、および、第６コイル部６６（後半コイル部：外側コイル部）が配置されているスロット３２において、必ず後半コイル部がスロット３２よりもはみ出さないことを意味するものではない。

【0088】

［本実施形態の効果］
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0089】

本実施形態では、第４コイル部６４、第５コイル部６５、および、第６コイル部６６が配置されているスロット３２において、第４短絡線７４、第５短絡線７５、および、第６短絡線７６のうちの少なくとも１つが、第４コイル部６４、第５コイル部６５、および、第６コイル部６６のいずれかが巻回されるのを阻害しないので、たとえば、図１３に示すように、第６コイル部６６の一部がスロット３２（規定線Ｌ１）よりも径方向外側に配置されるのを抑制することができる。また、第１短絡線７１〜第６短絡線７６を、それぞれ、スロット３２を回転軸方向に通過するように配置することにより、第１短絡線７１〜第６短絡線７６をシャフト１０の外周面に沿って配置（首巻き配置）する場合に比べて、回転電機１００が回転軸方向に大型化するのを抑制することができる。

【0090】

また、本実施形態では、２番および８番のスロット３２において、第６短絡線７６を含む第４短絡線７４〜第６短絡線７６が、比較的はみ出しやすい第６コイル部６６が巻回されるのを阻害しないので、第６コイル部６６の一部がスロット３２（規定線Ｌ１）よりも径方向外側に配置されるのを、効果的に抑制することができる。

【0091】

また、本実施形態では、複数のコイル部６０を巻回する前に、第４短絡線７４〜第６短絡線７６を、それぞれ個別に、スロット３２に配置することができる。その結果、第６コイル部６６が配置されている２番および８番のスロット３２において、第４短絡線７４〜第６短絡線７６を、容易に、全ての複数のコイル部６０よりも径方向内側に配置することができる。

【0092】

また、本実施形態では、第１コイル部６１〜第３コイル部６３をティース３１に巻回してセグメント２１に接続する作業と、第１短絡線７１〜第３短絡線７３をスロット３２に配置してセグメント２１に接続する作業とを連続して行うことができるので、回転電機１００の巻線工程の作業時間の増大を抑制することができる。

【0093】

また、本実施形態では、第４コイル部６４〜第６コイル部６６をティース３１に巻回してセグメント２１に接続する作業を連続して行うことができるので、回転電機１００の巻線工程の作業時間の増大をさらに抑制することができる。

【0094】

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

【0095】

たとえば、上記実施形態では、回転電機１００をモータとして構成する例を示したが、本発明は、これに限られない。たとえば、回転電機１００を発電機として構成してもよい。

【0096】

また、上記実施形態では、セグメント２１、ティース３１、コイル部６０、および、短絡線７０を、それぞれ、１２個ずつ設ける例を示したが、本発明は、これに限られない。たとえば、セグメント２１、ティース３１、コイル部６０、および、短絡線７０を、それぞれ、１２個の２倍の２４個設けてよい。

【0097】

また、上記実施形態では、第１短絡線７１〜第３短絡線７３を、連続した導線により形成する例を示したが、本発明は、これに限られない。たとえば、第１短絡線７１〜第３短絡線７３を、第４短絡線７４〜第６短絡線７６と同様に、それぞれ、別個の導線より形成してもよい。この場合、それぞれ別個の導線から形成した第１短絡線７１〜第３短絡線７３を、第１コイル部６１〜第６コイル部６６よりも先にコア３０に配置することにより、コイル部６０の巻回を阻害することをより抑制することが可能となる。

【0098】

また、上記実施形態では、第４コイル部６４〜第６コイル部６６を、連続した導線により形成する例を示したが、本発明は、これに限られない。たとえば、第４コイル部６４〜第６コイル部６６を、それぞれ、別個の導線より形成してもよい。

【0099】

また、上記実施形態では、図１３に示すように、第６コイル部６６が、規定線Ｌ１よりも径方向内側に配置されている例を示したが、本発明は、これに限られない。すなわち、第４短絡線７４〜第６短絡線７６のいずれかが、第４コイル部６４〜第６コイル部６６のいずれかが配置されているスロット３２において、コイル部６０よりも径方向内側に配置されて（先に配置されて）いればよく、第６コイル部６６が、規定線Ｌ１からはみ出していてもよい。

【0100】

また、上記実施形態では、第４短絡線７４〜第６短絡線７６の全てを、全てのコイル部６０よりも先にスロット３２に配置する例を示したが、本発明は、これに限られない。すなわち、第４短絡線７４〜第６短絡線７６の少なくとも１つが、全てのコイル部６０よりも先にスロット３２に配置していればよい。

【符号の説明】

【0101】

１０ シャフト
２０ 整流子
２１ セグメント
３０ コア（電機子コア）
３１ ティース
３２ スロット
４０ 給電ブラシ
６０ コイル部（主巻コイル部）
６１〜６３ 第１〜第３コイル部（内側コイル部）
６４、６５ 第４コイル部、第５コイル部（外側コイル部）
６６ 第６コイル部（外側コイル部、最外周コイル部、最終コイル部）
７０ 短絡線
７１〜７３ 第１〜第３短絡線（内側コイル対応短絡線）
７４〜７６ 第４〜第６短絡線（外側コイル対応短絡線）
１００ 回転電機

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】