JP2017028831A

JP2017028831A - 回転電機ステータ

Info

Publication number: JP2017028831A
Application number: JP2015144089A
Authority: JP
Inventors: 山田　耕司; Koji Yamada; 耕司山田; 大路中川; Omichi Nakagawa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-07-21
Filing date: 2015-07-21
Publication date: 2017-02-02

Abstract

【課題】回転電機ステータにおいて、小型化して、渡り線と渡り線の中間部に接近する導体との間を絶縁し、かつ、渡り線及びコイル部の結合強度を高くすることである。【解決手段】ステータは、ステータコアに集中巻きで巻回される複数のコイル部を有するステータコイルと、渡り線であるＷＶ相渡り線３２とを含む。ＷＶ相渡り線は、径方向外端部の外側Ｕ字形部３３及び径方向内端部の内側Ｕ字形部３４を有するＳ字状に形成され、長手方向中間部に絶縁皮膜が形成され、複数のコイル部の第１コイル部の径方向外端部に外側Ｕ字形部が接続され、第２コイル部の径方向内端部に内側Ｕ字形部が接続される。第１コイル部及び第２コイル部の径方向端部から外側Ｕ字形部及び内側Ｕ字形部に対し、コイル部を巻き戻す方向に付勢力が作用することにより、ＷＶ相渡り線の両端部に、軸方向に対し逆方向に傾斜させる方向に力が加わる。【選択図】図２

Description

本発明は、平角線により形成され、ステータコアのティースに集中巻きで巻回される複数のコイル部を含むステータコイルと、渡り線とを備える回転電機ステータに関する。

モータまたは発電機である回転電機は、ステータとロータとを含んでいる。ステータとして、平角線により形成される複数のコイル部を含み、各コイル部がステータコアのティースに集中巻きで巻回される構成がある。コイル部が平角線で形成されることにより、ステータコアのティース間のスロットにおける導体の密度を高くできる。複数のコイル部のうち、同相または異相の２つのコイル部は、ステータコアの軸方向端面より外側で渡り線によって接続される。

特許文献１には、ステータにおいて、２つのティースに巻回された平角線のコイルのうち、一方のコイルが、この一方のコイルの端から連続する渡り線によって他方のコイルの端に接続される構成が記載されている。複数のコイルが接続された状態で、モールド樹脂が上側から供給される。

特開２０１３−２２３３１１号公報

特許文献１に記載された構成において、渡り線及びコイルの一部が樹脂モールドされた構成では、渡り線の端部とコイルとの結合強度を高くできる可能性がある。しかしながら、この構成では、樹脂モールドによってステータが大型化する原因となる。また、別の構成として、渡り線と、渡り線の中間部に接近する導体との間を絶縁するために、渡り線の長手方向中間部を樹脂モールドして、コイルエンドの外側に保持部材を形成する構成でも、ステータが大型化する原因となる。

本発明の目的は、回転電機ステータにおいて、小型化して、渡り線と渡り線の中間部に接近する導体との間を絶縁し、かつ、渡り線及びコイル部の結合強度を高くすることである。

本発明に係る回転電機ステータは、円環状のヨーク、及び前記ヨークの周方向複数位置において径方向内側に突出する複数のティースを含むステータコアと、平角線により形成され、前記複数のティースに集中巻きで巻回される複数のコイル部を含むステータコイルと、径方向外端部の外側Ｕ字形部、及び径方向内端部の内側Ｕ字形部を有するＳ字状に形成され、長手方向中間部に絶縁皮膜が形成された渡り線であって、前記複数のコイル部のうち、第１コイル部の径方向外端部に前記外側Ｕ字形部が接続され、前記複数のコイル部のうち、第２コイル部の径方向内端部に前記内側Ｕ字形部が接続される渡り線とを備える。そして、前記第１コイル部の前記径方向外端部から前記外側Ｕ字形部に対し、前記第１コイル部を巻き戻す方向に付勢力が作用し、前記第２コイル部の前記径方向内端部から前記内側Ｕ字形部に対し、前記第２コイル部を巻き戻す方向に付勢力が作用することにより、前記渡り線の両端部に、前記ステータコアの軸方向に対し逆方向に傾斜させる方向に力が加わる。

本発明に係る回転電機ステータによれば、渡り線の長手方向中間部に絶縁皮膜が形成されるので、渡り線と渡り線の中間部に接近する導体との間を絶縁できる。また、第１コイル部及び第２コイル部の端部から、渡り線の両端部に、ステータコアの軸方向に対し逆方向に傾斜させる方向に力が加わるので、渡り線及びコイル部の結合強度を高くできる。また、回転電機ステータにおいて、渡り線の絶縁を図るために樹脂モールドを用いずに済むので、小型化を図れる。

本発明に係る実施形態の回転電機ステータの周方向一部を示す斜視図である。実施形態の回転電機ステータの一部を軸方向一方側から見た図である。実施形態の回転電機ステータを構成するステータコイルの回路図である。実施形態の回転電機ステータを構成するコイル部及び渡り線の関係を示す模式図である。図１からＷＶ相渡り線を取り出して示す斜視図である。ＷＶ相渡り線を軸方向一方側から見た図である。実施形態において、２つのコイル部から渡り線の両端部に力が加わる状態を示す模式図である。回転電機ステータの比較例において、複数の渡り線が樹脂モールドで一体化された構成を示している図であって、図１のＡ部に対応する図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。以下で説明する形状、材質、及び個数は、説明のための例示であって、回転電機ステータの仕様に応じて適宜変更することができる。以下では、すべての図面において同等の要素には同一の符号を付して説明する。なお、回転電機ステータは、回転軸に固定されたロータと組み合わせて回転電機を構成する。回転電機は、モータまたは発電機、またはモータ及び発電機の両方の機能を有するモータジェネレータとして用いられる。

図１は、実施形態の回転電機ステータ１０の周方向一部を示す斜視図である。図２は、回転電機ステータ１０の一部を軸方向一方側から見た図である。以下では回転電機ステータ１０は、単にステータ１０という。

ステータ１０は、ステータコア１２（図２）と、３相ステータコイル２０と、Ｕ相動力線５０ｕ、Ｖ相動力線５０ｖ、及びＷ相動力線５０ｗと、動力線保持部６０とを含んで構成される。

３相ステータコイル２０は、Ｕ相ステータコイル２０ｕ、Ｖ相ステータコイル２０ｖ、及びＷ相ステータコイル２０ｗと、ＵＷ相渡り線３０、ＶＵ相渡り線３１、及びＷＶ相渡り線３２とによって構成される。ＵＷ相、ＶＵ相、ＷＶ相渡り線３０，３１，３２は、異相間渡り線に相当する。後述するように、ＷＶ相渡り線３２は、ステータコイル２０を形成する２つのコイル部を接続するもので、Ｓ字形状を有する。このＷＶ相渡り線３２によって、ステータ１０を小型化して、かつ、ＷＶ相渡り線３２及び２つのコイル部の結合強度を高くできる。

図２に示すように、ステータコア１２は、円環状のヨーク１３と、ヨーク１３の内周面の周方向複数位置から径方向内側に突出する複数のティース１４とを有する。ステータコア１２において、隣り合うティース１４の間には、スロット１２ａが形成される。ティース１４の外側にはインシュレータ１５（図１）が嵌合され、ティース１４とステータコイル２０との間を絶縁する。図２ではティース１４を分かりやすくするために、外側のインシュレータ１５を省略している。ステータコア１２は、複数の電磁鋼板の積層体によって形成される。ステータコア１２は、樹脂バインダと磁性材粉末とを加圧成形することにより形成されてもよい。ここで、「周方向」とはステータ１０の中心軸を中心とする円周方向をいう。なお、「径方向」とはステータ１０の中心軸に対し直交する放射方向をいい、「軸方向」とはステータ１０の軸方向をいう。

３相ステータコイル２０は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相のステータコイル２０ｕ、２０ｖ、２０ｗを含み、各相のステータコイル２０ｕ、２０ｖ、２０ｗは、各相で複数の単位コイル線２１ｕ、２１ｖ、２１ｗを直列に接続することにより形成される。具体的には、Ｕ相ステータコイル２０ｕは、複数のＵ相単位コイル線２１ｕを直列に接続してなる。Ｕ相単位コイル線２１ｕは、ティース１４に集中巻きで巻回されるＵ相コイル部２２ｕと、Ｕ相渡り線２３ｕとを有する。Ｕ相渡り線２３ｕは、Ｕ相コイル部２２ｕの一端から軸方向の一端側（図１の上側、図２の紙面の表側）に引き出され、３相ステータコイル２０の軸方向一端部に配置される。Ｕ相渡り線２３ｕは、Ｕ相単位コイル線２１ｕの巻き残り部分である。

Ｕ相コイル部２２ｕの一端は、径方向においてＵ相コイル部２２ｕの内端に位置し、Ｕ相渡り線２３ｕにつながっている。Ｕ相コイル部２２ｕの他端は、径方向においてＵ相コイル部２２ｕの外端に位置し、軸方向一端側（図２の紙面の表側）に伸びている。

複数のＵ相コイル部２２ｕは、それぞれステータコア１２の複数のティース１４のうち、２つ置きで配置されるティース１４に集中巻きで巻回される。Ｕ相渡り線２３ｕ（図２）は、隣り合うＵ相コイル部２２ｕのうち、一方のＵ相コイル部２２ｕの一端に一体につながって、周方向に対し傾斜しながらヨーク１３付近に伸びてから、周方向に沿って伸びる。そして、Ｕ相渡り線２３ｕの周方向に沿って伸びた部分の端部が、Ｕ相で隣り合う他方のＵ相コイル部（図示せず）の径方向外端付近で略直角に曲がって軸方向一方側に伸びる。そしてＵ相渡り線２３ｕの軸方向に伸びた一端と、他方のＵ相コイル部の径方向外端において軸方向外側に伸びた部分とが重なって、溶接で接続される。

Ｖ相ステータコイル２０ｖ、Ｗ相ステータコイル２０ｗ（図２）もＵ相ステータコイル２０ｕと同様に構成される。例えばＶ相ステータコイル２０ｖは、複数のＶ相単位コイル線２１ｖを直列に接続することにより形成される。Ｖ相単位コイル線２１ｖは、ティース１４に集中巻きで巻回されるＶ相コイル部２２ｖと、Ｖ相コイル部２２ｖから引き出されてＶ相で隣り合う別のＶ相コイル部（図示せず）に接続されるＶ相渡り線２３ｖとを有する。

Ｗ相ステータコイル２０ｗは、複数のＷ相単位コイル線２１ｗを直列に接続することにより形成される。Ｗ相単位コイル線２１ｗは、ティース１４に集中巻きで巻回されるＷ相コイル部２２ｗと、Ｗ相コイル部２２ｗから引き出されてＷ相で隣り合う別のＷ相コイル部（図示せず）に接続されるＷ相渡り線２３ｗとを有する。Ｕ，Ｖ，Ｗ相渡り線２３ｕ、２３ｖ、２３ｗは同相間渡り線に相当する。なお、図１、図２では、各相コイル部２２ｕ、２２ｖ、２２ｗが、カッコ内の符号で、巻き始め端コイル部、巻き終わり端コイル部、中間のコイル部とのいずれかに区別されている。図１、図２では、巻き始め端コイル部をｕ１、ｖ１、ｗ１の符号で示し、巻き終わり端コイル部をｖ２の符号で示し、中間のコイル部をｗｍの符号で示している。巻き始め端コイル部、巻き終わり端コイル部、中間のコイル部については、後で図３を用いて説明する。

３相ステータコイル２０のうち、ステータコア１２の軸方向一端（図１の上端）よりも軸方向外側に配置される部分によって、一方側コイルエンド２８が構成される。Ｕ，Ｖ，Ｗ相の渡り線２３ｕ、２３ｖ、２３ｗは、一方側コイルエンド２８の軸方向外側に配置される。

各相の単位コイル線２１ｕ、２１ｖ、２１ｗにおいて、コイル部２２ｕ、２２ｖ、２２ｗと渡り線２３ｕ、２３ｖ、２３ｗとが同じ部材により形成されるので、部品点数及び溶接部の数の削減を図れる。また、各相の単位コイル線２１ｕ、２１ｖ、２１ｗは、断面が矩形の平角線で形成される。コイル部２２ｕ、２２ｖ、２２ｗは、エッジワイズ形に曲げ形成される。エッジワイズ形は、曲げにくい方向に曲げられた形状である。すなわち、コイル部２２ｕ、２２ｖ、２２ｗは、平角線の断面形状において矩形の２つの短辺が内周縁及び外周縁を形成するように平角線がコイル状に曲げられる。なお、コイル部は、平角線が曲げやすい方向に曲げられる、すなわち、断面形状において矩形の２つの長辺が内周縁及び外周縁を形成するように平角線がコイル状に曲げられるフラットワイズ形としてもよい。

図３は、３相ステータコイル２０の回路図である。Ｕ，Ｖ，Ｗ相のステータコイル２０ｕ、２０ｖ、２０ｗは、デルタ結線で接続される。

図３では、複数のＵ相コイル部２２ｕのうち、後述のＵ相端子４０ｕに電気的に最も近くに接続されるコイル部２２ｕを、巻き始め端コイル部２２ｕ１として示している。また、複数のＵ相コイル部２２ｕのうち、Ｕ相端子４０ｕから電気的に最も遠くに接続されるコイル部２２ｕを、巻き終わり端コイル部２２ｕ２としている。また、複数のＵ相コイル部２２ｕのうち、巻き始め端コイル部２２ｕ１と巻き終わり端コイル部２２ｕ２との間のコイル部２２ｕを中間コイル部２２ｕｍとして示している。

Ｖ相ステータコイル２０ｖでも同様に、複数のＶ相コイル部２２ｖを巻き始め端コイル部２２ｖ１、巻き終わり端コイル部２２ｖ２、及び中間コイル部２２ｖｍに分けて示している。Ｗ相ステータコイル２０ｗでも同様に、複数のＷ相コイル部２２ｗを巻き始め端コイル部２２ｗ１、巻き終わり端コイル部２２ｗ２、及び中間コイル部２２ｗｍに分けて示している。

Ｕ相動力線５０ｕの一端は、Ｕ相巻き始め端コイル部２２ｕ１と、ＵＷ相渡り線３０の一端とに接続される。Ｕ相動力線５０ｕの他端は、Ｕ相端子４０ｕに接続される。また、ＵＷ相渡り線３０の他端は、Ｗ相巻き終わり端コイル部２２ｗ２に接続される。

Ｖ相動力線５０ｖの一端は、Ｖ相巻き始め端コイル部２２ｖ１と、ＶＵ相渡り線３１の一端とに接続される。Ｖ相動力線５０ｖの他端は、Ｖ相端子４０ｖに接続される。また、ＶＵ相渡り線３１の他端は、Ｕ相巻き終わり端コイル部２２ｕ２に接続される。

Ｗ相動力線５０ｗの一端は、Ｗ相巻き始め端コイル部２２ｗ１と、ＷＶ相渡り線３２の一端とに接続される。Ｗ相動力線５０ｗの他端は、Ｗ相端子４０ｗに接続される。また、ＷＶ相渡り線３２の他端は、Ｖ相巻き終わり端コイル部２２ｖ２に接続される。

図１、図２に示すように、ＵＷ相，ＶＵ相，ＷＶ相渡り線３０，３１，３２は、一方側コイルエンド２８の軸方向外側に配置される。また、動力線保持部６０は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相動力線５０ｕ、５０ｖ、５０ｗを一体に保持して、ステータコア１２のヨーク１３の軸方向一端面に固定される。例えば動力線保持部６０の端面に形成された突部（図示せず）が、ヨーク１３の軸方向端面に形成された孔（図示せず）に圧入により嵌合固定される。

各相端子４０ｕ、４０ｖ、４０ｗには、回転電機の使用時に図示しない直流電源に接続されたインバータの３相の端子が接続される。インバータは、直流電源からの直流電流を交流電流に変換して、ステータ１０の各相端子４０ｕ、４０ｖ、４０ｗを通じて３相ステータコイル２０に３相交流電流を供給する。

図３では、略三角形の３辺に各相のコイル部２２ｕ、２２ｖ、２２ｗがそれぞれ１列に配置されて３相のコイル部２２ｕ、２２ｖ、２２ｗが重ならないように示している。一方、実際には、Ｗ，Ｕ，Ｖ相のコイル部２２ｕ、２２ｖ、２２ｗは、ステータ１０の周方向にこの順で１つずつ並んで配置される。

図４は、実施形態のステータ１０を構成するコイル部２２ｕ、２２ｖ、２２ｗ及び渡り線２３ｕ，２３ｖ，２３ｗ，３０，３１，３２の関係を示す模式図である。図４では、周方向に沿って配置されるコイル部２２ｕ、２２ｖ、２２ｗを横方向に展開して示しており、上側が径方向外側で下側が径方向内側である。コイル部２２ｕ、２２ｖ、２２ｗは図４の左から右にＵ，Ｗ，Ｖ相の順で１つずつ並んで、これが繰り返されている。図４でも図３と同様に、各相コイル部２２ｕ、２２ｖ、２２ｗを、巻き始め端コイル部２２ｕ１、２２ｖ１、２２ｗ１、巻き終わり端コイル部２２ｕ２、２２ｖ２、２２ｗ２、及び中間コイル部２２ｕｍ、２２ｖｍ、２２ｗｍに分けて示している。

図４に示すように、ＷＶ相渡り線３２は、ＵＷ相渡り線３０及びＶＵ相渡り線３１の上側に交差するように配置される。そして、ＷＶ相渡り線３２の長手方向中間部は、ＵＷ相渡り線３０及びＶＵ相渡り線３１の長手方向中間部に接触している。図４では、ＷＶ相渡り線３２を直線形状としているが、実際には、図１、図２に示すように、ＷＶ相渡り線３２をステータ１０の軸方向一方側から見た形状はＳ字形である。

図１、図２に示すように、ＵＷ相渡り線３０、ＶＵ相渡り線３１、ＷＶ相渡り線３２のそれぞれは、断面矩形の平角線により形成される。ＵＷ相渡り線３０、ＶＵ相渡り線３１、ＷＶ相渡り線３２のそれぞれは、導体素線の長手方向中間部の外側に絶縁皮膜が形成され、両端部が絶縁皮膜から露出する。この露出部分がコイル部との接続部分である。

ＵＷ相渡り線３０の長手方向中間部は、複数位置で屈曲し、その両端部は、軸方向外側に伸びるように略直角に曲げられる。そして、ＵＷ相渡り線３０の一端部は、ステータコア１２のヨーク１３付近において、Ｕ相巻き始め端コイル部２２ｕ１の径方向外端で軸方向外側に伸びる部分と、Ｕ相動力線５０ｕの端部で軸方向外側に伸びる部分とに溶接で接続される。また、詳しい図示は省略するが、ＵＷ相渡り線３０の他端部は、Ｗ相巻き終わり端コイル部２２ｗ２（図４）の径方向内端で軸方向外側に伸びる部分と、溶接で接続される。

ＶＵ相渡り線３１の長手方向中間部も、ＵＷ相渡り線３０と同様に複数位置で屈曲し、その両端部は、軸方向外側に伸びるように略直角に曲げられる。そして、ＶＵ相渡り線３１の一端部は、ステータコア１２のヨーク１３付近において、Ｖ相巻き始め端コイル部２２ｖ１の径方向外端で軸方向外側に伸びる部分と、Ｖ相動力線５０ｖの端部で軸方向外側に伸びる部分とに溶接で接続される。また、詳しい図示は省略するが、ＶＵ相渡り線３１の他端部は、Ｕ相巻き終わり端コイル部２２ｕ２（図４）の径方向内端で軸方向外側に伸びる部分と、溶接で接続される。

ＷＶ相渡り線３２は、径方向外端部の外側Ｕ字形部３３と径方向内端部の内側Ｕ字形部３４とを有するＳ字状に形成される。外側Ｕ字形部３３は、Ｗ相巻き始め端コイル部２２ｗ１の径方向外端部と、Ｗ相動力線５０ｗの一端部とに接続される。内側Ｕ字形部３４は、Ｖ相巻き終わり端コイル部２２ｖ２の径方向内端部に接続される。Ｗ相巻き始め端コイル部２２ｗ１は第１コイル部に相当し、Ｖ相巻き終わり端コイル部２２ｖ２は第２コイル部に相当する。

具体的には、ＷＶ相渡り線３２は図５、図６に示すように形成される。図５は、図１からＷＶ相渡り線３２を取り出して示す斜視図である。図６は、ＷＶ相渡り線３２を軸方向一方側から見た図である。

ＷＶ相渡り線３２は、中間部において径方向に対し傾斜する方向に伸びる直線部３５と、直線部３５の径方向外端に連結された外側Ｕ字形部３３と、直線部３５の径方向内端に連結された内側Ｕ字形部３４とを有しＳ字状に形成される。外側Ｕ字形部３３は、ＷＶ相渡り線３２の径方向外側で折り返すように形成される。内側Ｕ字形部３４は、ＷＶ相渡り線３２の径方向内側で折り返すように形成される。

ＷＶ相渡り線３２の絶縁皮膜３６は、ＷＶ相渡り線３２の導体素線３７のうち、直線部３５の全体と外側、内側Ｕ字形部３３，３４の直線部側端部とを連続して被覆している。図６では、ＷＶ相渡り線３２の絶縁皮膜３６が形成された部分を斜格子部により示している。

また、外側Ｕ字形部３３の先端部は、略直角に曲げ形成されて、軸方向外側に伸びる外側軸方向部３８が形成される。内側Ｕ字形部３４の先端部には、内側Ｕ字形部３４の根元部の側面に近接するように略直角に曲げ形成され、さらに、その曲げ形成された部分の先端部が軸方向外側に伸びるように略直角に曲げ形成されて、内側軸方向部３９が形成される。この内側軸方向部３９と内側Ｕ字形部３４とによって、軸方向一方側から見た形状が略矩形に形成される。

また、図１に示すように、Ｗ相動力線５０ｗの軸方向一端部には、軸方向外側に伸びる第１外側直線部５１が形成される。一方、Ｗ相巻き始め端コイル部２２ｗ１の径方向外端部には、軸方向外側に伸びる第２外側直線部２４が形成される。そして、ＷＶ相渡り線３２の外側Ｕ字形部３３が、第１外側直線部５１と第２外側直線部２４とに巻き付けられる。このとき、第１外側直線部５１は、第２外側直線部２４の径方向外側に配置される。そして、外側Ｕ字形部３３と、第１外側直線部５１及び第２外側直線部２４とが溶接で接続される。これにより、Ｗ相巻き始め端コイル部２２ｗ１の径方向外端部とＷＶ相渡り線３２の径方向外端部とが接続される。このとき、Ｗ相巻き始め端コイル部２２ｗ１の外側軸方向部３８と第２外側直線部２４の端部とが周方向に隣り合って、軸方向に長い広い範囲で接触する。

また、Ｖ相巻き終わり端コイル部２２ｖ２の径方向内端部には、軸方向外側に伸びる内側直線部２５が形成される。そして、内側直線部２５が、ＷＶ相渡り線３２の内側Ｕ字形部３４及び内側軸方向部３９で形成された環状部の内側に挿入される。そして、内側直線部２５と内側軸方向部３９とが溶接で接続される。これにより、Ｖ相巻き終わり端コイル部２２ｖ２の径方向内端部とＷＶ相渡り線３２の径方向内端部とが接続される。このとき、内側軸方向部３９と内側直線部２５の端部とが径方向に隣り合って、軸方向に長い広い範囲で接触する。

さらにＷＶ相渡り線３２の絶縁皮膜３６は、ＵＷ相渡り線３０及びＶＵ相渡り線３１の絶縁皮膜より厚くする。なお、ＷＶ相渡り線３２の絶縁皮膜３６には、損傷に対する強度が高い材料が用いられることが好ましい。また、ＷＶ相渡り線３２の絶縁皮膜３６とＵＷ相渡り線３０及びＶＵ相渡り線３１の絶縁皮膜とが同じ厚さである場合において、ＷＶ相渡り線３２の絶縁皮膜３６に損傷に対する強度が高い材料が用いられてもよい。損傷に対する強度が高い材料として、ＷＶ相渡り線３２の絶縁皮膜３６には、例えば熱可塑性樹脂を添加したアミドイミド樹脂などのアミドイミド系の材料を用いることができる。

また、Ｗ相巻き始め端コイル部２２ｗ１の径方向外端部からＷＶ相渡り線３２の外側Ｕ字形部３３に対し、Ｗ相巻き始め端コイル部２２ｗ１を巻き戻す方向に付勢力が作用する。例えば、Ｗ相巻き始め端コイル部２２ｗ１がティース１４から取り外された自由状態では、Ｗ相巻き始め端コイル部２２ｗ１の径方向外端部の第２外側直線部２４が若干外側に巻き戻す方向に開いている。そしてその開きを修正するようにＷＶ相渡り線３２の外側Ｕ字形部３３が第２外側直線部２４を弾性変形させて接続されることにより、第２外側直線部２４から外側Ｕ字形部３３にＷ相巻き始め端コイル部２２ｗ１の巻き戻し方向に付勢力が作用する。

また、Ｖ相巻き終わり端コイル部２２ｖ２の径方向内端部からＷＶ相渡り線３２の内側Ｕ字形部３４に対し、Ｖ相巻き終わり端コイル部２２ｖ２を巻き戻す方向に付勢力が作用する。この付勢力も、Ｗ相巻き始め端コイル部２２ｗ１から外側Ｕ字形部３３に付勢力が作用する場合と同様の構成で作用させることができる。Ｗ相巻き始め端コイル部２２ｗ１の径方向外端部が巻き戻される方向（図２の矢印α方向）と、Ｖ相巻き終わり端コイル部２２ｖ２の径方向内端部が巻き戻される方向（図２の矢印β方向）とは、ステータ１０の周方向に対し逆方向である。このため、ＷＶ相渡り線３２の両端部には、軸方向に対し逆方向に傾斜させる方向（図５、図６の矢印γ、δ方向）に力が加わる。これについて、図７を用いてより具体的に説明する。

図７は、実施形態において、Ｗ相巻き始め端コイル部２２ｗ１及びＶ相巻き終わり端コイル部２２ｖ２からＷＶ相渡り線３２の両端部に力が加わる状態を示す模式図である。以下の図７の説明では、Ｗ相巻き始め端コイル部２２ｗ１を第１コイル部２２ｗ１と記載し、Ｖ相巻き終わり端コイル部２２ｖ２を第２コイル部２２ｖ２と記載する。図７では、ＷＶ相渡り線３２の両端部は、第１コイル部２２ｗ１の第２外側直線部２４と、第２コイル部２２ｖ２の内側直線部２５とに接続される。このとき、第２外側直線部２４は、第１コイル部２２ｗ１において、両コイル部２２ｗ２，２２ｖ１の隙間Ｄ側に配置される。内側直線部２５は、第２コイル部２２ｖ２の隙間Ｄ側に配置される。そして、第１コイル部２２ｗ１と第２コイル部２２ｖ２とが巻き戻される方向に変形する場合には、図７に二点鎖線で示すように、第２外側直線部２４と内側直線部２５とが、それぞれの先端部が軸方向に対し隙間Ｄ側に倒れる方向に傾斜して開く。第１コイル部２２ｗ１と第２コイル部２２ｖ２とにＷＶ相渡り線３２の両端部が接続される場合には、図７に実線で示すように、第１コイル部２２ｗ１と第２コイル部２２ｖ２とにおいて、上記の開きが修正されるように弾性変形する。この状態では、第１コイル部２２ｗ１及び第２コイル部２２ｖ２の端部からＷＶ相渡り線３２の両端部に対し、対応するコイル部２２ｗ１、２２ｖ２を巻き戻す方向に付勢力が付与される。これにより、ＷＶ相渡り線３２の両端部に軸方向に対し逆方向に傾斜させる方向に力（図７の矢印方向の力）が加わる。

上記のステータ１０によれば、ＷＶ相渡り線３２の長手方向中間部に絶縁皮膜３６が形成されるので、ＷＶ相渡り線３２とＵＷ相渡り線３０及びＶＵ相渡り線３１との間を絶縁できる。ＵＷ相渡り線３０及びＶＵ相渡り線３１は、ＷＶ相渡り線３２の長手方向中間部に接近する導体である。また、Ｗ相巻き始め端コイル部２２ｗ１の端部及びＶ相巻き終わり端コイル部２２ｖ２の端部から、ＷＶ相渡り線３２の両端部に、軸方向に対し逆方向に傾斜させる方向に力が加わる。これにより、ＷＶ相渡り線３２と、Ｗ相巻き始め端コイル部２２ｗ１及びＶ相巻き終わり端コイル部２２ｖ２との結合強度を高くできる。また、ステータ１０において、渡り線３０，３１，３２の絶縁を図るために樹脂モールドを用いずに済むので、小型化を図れる。

一方、図８は、ステータ１０の比較例において、複数の渡り線３０，３１，３２が樹脂モールドで一体化された構成を示している図であって、図１のＡ部に対応する図である。図８に示す比較例では、ＵＷ相、ＶＵ相、ＷＶ相渡り線３０，３１，３２の長手方向中間部が保持部材７０により樹脂モールドで一体化されている。保持部材７０は、内部で保持部材７０を形成する樹脂部７１により、ＵＷ相、ＶＵ相、ＷＶ相の渡り線３０，３１，３２が間隔をあけて保持されて、渡り線３０，３１，３２の間を絶縁する。一方、このような比較例では、保持部材７０によって、ステータ１０が大型化する原因となる。これにより、ステータ１０のコストが増大する可能性がある。また、別の比較例として、保持部材７０を用いずに、渡り線３０，３１，３２を接触させずに、空間絶縁距離を大きくして、渡り線３０，３１，３２の間を絶縁する構成も考えられるが、この構成でもステータ１０が大型化する原因となる。図１から図７に示した実施形態では、このような不都合を生じない。

さらに、実施形態では、ＵＷ相、ＶＵ相の渡り線３０，３１の軸方向外側にＷＶ相渡り線３２が接触して、かつ、ＷＶ相渡り線３２とＷ相巻き始め端コイル部２２ｗ１及びＶ相巻き終わり端コイル部２２ｖ２との結合強度を高くできる。このため、ステータコイル２０に対するＵＷ相、ＶＵ相、ＷＶ相渡り線３０，３１，３２の外れを抑制できる。

なお、上記では、Ｓ字状の渡り線が、ＷＶ相渡り線３２である場合を説明した。一方、Ｓ字状の渡り線は、ＵＷ相渡り線３０、またはＶＵ相渡り線３１としてもよいし、ＵＷ相、ＶＵ相、ＷＶ相渡り線３０，３１，３２の任意の２つまたは３つとしてもよい。したがって、Ｓ字状の渡り線で接続される第１コイル部及び第２コイル部は、周方向において隣り合う２つのコイル部に限定せず、別のコイル部を介して離れた２つのコイル部としてもよい。また、Ｓ字状の渡り線は、異相の２つのコイル部を接続する異相間渡り線に限定せず、同相の２つのコイル部を接続する同相間渡り線に適用してもよい。このとき、同相間渡り線とコイル部とは異なる部材によって形成されてそれぞれの端部が接続される。

１０回転電機ステータ（ステータ）、１２ステータコア、１２ａスロット、１３ヨーク、１４ティース、１５インシュレータ、２０３相ステータコイル、２０ｕＵ相ステータコイル、２０ｖＶ相ステータコイル、２０ｗＷ相ステータコイル、２１ｕＵ相単位コイル線、２１ｖＶ相単位コイル線、２１ｗＷ相単位コイル線、２２ｕＵ相コイル部、２２ｖＶ相コイル部、２２ｗＷ相コイル部、２３ｕＵ相渡り線、２３ｖＶ相渡り線、２３ｗＷ相渡り線、２４第２外側直線部、２５内側直線部、２８一方側コイルエンド、３０ＵＷ相渡り線、３１ＶＵ相渡り線、３２ＷＶ相渡り線、３３外側Ｕ字形部、３４内側Ｕ字形部、３５直線部、３６絶縁皮膜、３７導体素線、３８外側軸方向部、３９内側軸方向部、４０３相端子、４０ｕＵ相端子、４０ｖＶ相端子、４０ｗＷ相端子、５０ｕＵ相動力線、５０ｖＶ相動力線、５０ｗＷ相動力線、５１第１外側直線部、６０動力線保持部、７０保持部材、７１樹脂部。

Claims

円環状のヨーク、及び前記ヨークの周方向複数位置において径方向内側に突出する複数のティースを含むステータコアと、
平角線により形成され、前記複数のティースに集中巻きで巻回される複数のコイル部を含むステータコイルと、
径方向外端部の外側Ｕ字形部、及び径方向内端部の内側Ｕ字形部を有するＳ字状に形成され、長手方向中間部に絶縁皮膜が形成された渡り線であって、前記複数のコイル部のうち、第１コイル部の径方向外端部に前記外側Ｕ字形部が接続され、前記複数のコイル部のうち、第２コイル部の径方向内端部に前記内側Ｕ字形部が接続される渡り線とを備え、
前記第１コイル部の前記径方向外端部から前記外側Ｕ字形部に対し、前記第１コイル部を巻き戻す方向に付勢力が作用し、前記第２コイル部の前記径方向内端部から前記内側Ｕ字形部に対し、前記第２コイル部を巻き戻す方向に付勢力が作用することにより、前記渡り線の両端部に、前記ステータコアの軸方向に対し逆方向に傾斜させる方向に力が加わる、回転電機ステータ。