JP2019017223A - 回転電機のステータ - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ溶接によって接合される接合箇所を少なくして製造コストを抑えることができ、且つ溶接に用いるレーザ光による部材の損傷を防止することのできる回転電機のステータを提供する。【解決手段】コイル１５は、第一の突出部２２ａと第二の突出部２２ｂを含む第一のコイルセグメント２０と、第三の突出部３２ａと第四の突出部３２ｂを含む第二のコイルセグメント３０とを有する。第一の突出部２２ａと第三の突出部３２ａにおける互いに突き合わせられた突き合わせ面２４ａ，３４ａは、互いに接合された接合面２５ａ，３５ａと、接合面２５ａ，３５ａに連続し、且つ接合面２５ａ，３５ａに対し径方向内側に向かって屈曲した屈曲面２６ａ，３６ａと、を含む。【選択図】図８

Description

本発明は、例えば電気自動車又はハイブリッド自動車等に搭載される回転電機のステータに関する。

ステータコアと、ステータコアのティースに巻回された巻線からなるコイルとを有する回転電機のステータが知られている。この巻線方式のステータは、絶縁紙を挟みながら巻線が巻回される構成のため、この巻回処理が煩雑であり、巻線の整形が難しい。

そこで、特許文献１では、ステータコアのスロットに挿入される複数のスロットコイルと、ステータコアの軸方向端面よりも軸方向外側において複数のスロットコイル間を接続する複数の接続コイルとからなるコイルを有する回転電機のステータが提案されている。

また、特許文献２では、ステータコアのスロットに挿入されたクランク状の複数の導体の端部同士が接合されて形成されたコイルを有する車両用交流発電機が提案されている。

国際公開第２０１５／１５１２００号 特開２００２−２２８８５２号公報

特許文献１に記載の回転電機のステータは、スロットコイル及び接続コイルの接合と、接続コイル同士の接合とを行う必要がある。このため、ステータの製造工程が煩雑となり、製造コストが増加する。

特許文献２に記載の車両用交流発電機のコイルでは、２つの導体の端部同士を突き合わせた状態で、その突き合わせ面をレーザ光で溶接しようとすると、この端部同士の間をレーザ光が抜けてしまって他の導体の絶縁被膜等を損傷する可能性があり、レーザ溶接には適さない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、レーザ溶接によって接合される接合箇所を少なくして製造コストを抑えることができ、且つ溶接に用いるレーザ光による部材の損傷を防止することのできる回転電機のステータを提供することを目的とする。

上記の目的は以下の構成にて達成される。

（１） ステータコア（例えば、後述の実施形態でのステータコア１１）と、前記ステータコアに形成された複数のスロット（例えば、後述の実施形態でのスロット１２）の各々に挿入され、且つ前記スロットから前記ステータコアの軸方向の外側に突出する複数のコイルセグメントを含むコイル（例えば、後述の実施形態でのコイル１５）と、を有する回転電機のステータ（例えば、後述の実施形態での回転電機のステータ１０）であって、前記複数のコイルセグメントは、複数の第一のコイルセグメント（例えば、後述の実施形態での第一のコイルセグメント２０，２０Ａ）と、複数の第二のコイルセグメント（例えば、後述の実施形態での第二のコイルセグメント３０，３０Ａ）と、を備え、前記第一のコイルセグメントは、前記スロットに挿入された挿入部（例えば、後述の実施形態での挿入部２１）と、前記ステータコアの前記軸方向の端面よりも前記軸方向の外側に突出した突出部（例えば、後述の実施形態での第一の突出部２２ａ，第二の突出部２２ｂ）と、を備え、前記第二のコイルセグメントは、前記スロットに挿入された挿入部（例えば、後述の実施形態での挿入部３１）と、前記端面よりも前記軸方向の外側に突出した突出部（例えば、後述の実施形態での第三の突出部３２ａ，第四の突出部３２ｂ）と、を備え、前記第一のコイルセグメントの前記突出部の端部（例えば、後述の実施形態での端部２３ａ，２３ｂ，２３０ａ，２３０ｂ）は、前記第二のコイルセグメントの前記突出部の端部（例えば、後述の実施形態での端部３３ａ，３３ｂ，３３０ａ，３３０ｂ）に突き合わせられた状態で、当該端部と接合されており、前記第一のコイルセグメントの前記突出部と前記第二のコイルセグメントの前記突出部における互いに突き合わせられた突き合わせ面（例えば、後述の実施形態での突き合わせ面２４ａ，３４ａ，２９，３９）は、互いに接合された接合面（例えば、後述の実施形態での接合面２５ａ，３５ａ，２９ａ，３９ａ）と、前記接合面に連続し、且つ前記接合面に対し同じ方向に屈曲した屈曲面（例えば、後述の実施形態での屈曲面２６ａ，３６ａ，２９ｂ，３９ｂ）と、を含む回転電機のステータ。

（２） （１）記載の回転電機のステータであって、前記第一のコイルセグメントの前記突出部の前記端部と、前記第二のコイルセグメントの前記突出部の前記端部は、前記ステータコアの径方向に重ねられた状態で接合されており、前記屈曲面は、前記ステータコアの径方向に向かって屈曲している回転電機のステータ。

（３） （１）記載の回転電機のステータであって、前記第一のコイルセグメントの前記突出部の前記端部と、前記第二のコイルセグメントの前記突出部の前記端部は、それぞれ、互いに噛み合う段形状となっており、前記第一のコイルセグメントの前記突出部の前記端部と、前記第二のコイルセグメントの前記突出部の前記端部との接触面によって、前記突き合わせ面が構成されている回転電機のステータ。

（４） （３）記載の回転電機のステータであって、前記第一のコイルセグメントの前記突出部と前記第二のコイルセグメントの前記突出部は、基部（例えば、後述の実施形態での基部２３１ａ，２３１ｂ，３３１ａ，３３１ｂ）と、当該基部から突出する突起部（例えば、後述の実施形態での突起部２３２ａ，２３２ｂ，３３２ａ，３３２ｂ）と、を備える回転電機のステータ。

（１）に記載の回転電機のステータによれば、第一のコイルセグメントの端部と第二のコイルセグメントの端部を突き合わせた状態で接合面をレーザ溶接する場合、屈曲面によってレーザ光が遮断されるため、レーザ光が溶接対象部以外の部分、即ち突き合わせ面以外の部分に及ぼす影響を抑制することができる。また、コイルが第一のコイルセグメントと第二のコイルセグメントの接合により構成されているため、接合箇所が少なくなって溶接工程を簡略化することができる。

（２）に記載の回転電機のステータによれば、レーザ光を径方向に対して略垂直方向から照射する場合、レーザ光を屈曲面で遮断することができる。

（３）に記載の回転電機のステータによれば、第一のコイルセグメントの端部と第二のコイルセグメントの端部の突き合わせ面をレーザ溶接する場合、２つの端部の互いに噛み合う段部分によって形成された屈曲面によってレーザ光を遮断することができる。

（４）に記載の回転電機のステータによれば、突起部によって接合面の溶接長さが長くなるため、電気抵抗を低減することができる。

本発明の一実施形態である回転電機のステータの斜視図である。 図１に示すステータにおける第一のコイルセグメントの斜視図である。 図３（ａ）は図２に示す第一のコイルセグメントの一端部の側面図であり、図３（ｂ）は図２に示す第一のコイルセグメントの他端部の側面図である。 図１に示すステータにおける第二のコイルセグメントの斜視図である。 図５（ａ）は図４に示す第二のコイルセグメントの一端部の側面図であり、図５（ｂ）は図４に示す第二のコイルセグメントの他端部の側面図である。 図１に示すステータの一部分をステータコアの径方向外側から見た展開図である。 図６に示す第一のコイルセグメント及び第二のコイルセグメントの接合部分の近傍をステータコアの端面側から見た斜視図である。 図７に示すＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。 図１に示すステータにおける第一のコイルセグメントの変形例を示す斜視図である。 図１に示すステータにおける第二のコイルセグメントの変形例を示す斜視図である。 図９に示す変形例の第一のコイルセグメントと、図１０に示す変形例の第二のコイルセグメントとの接合部分をステータコアの端面側から見た斜視図である。 図１１に示す第一のコイルセグメントと第二のコイルセグメントの接合部分をステータコアの径方向内側から径方向外側に向かって見た図１１のＡ矢視図である。 図１に示すステータの製造工程を示す図である。 図１３に続くステータの製造工程を示す図である。 図１４に続くステータの製造工程を示す図である。 図１５に続くステータの製造工程を示す図である。 図１６に続くステータの製造工程を示す図である。 図１７に続くステータの製造工程を示す図である。 図１８に続くステータの製造工程を示す図である。 図１９に続くステータの製造工程を示す図である。 図２０に続くステータの製造工程を示す図である。 図２１に続くステータの製造工程を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態である回転電機のステータ１０の斜視図である。

図１に示すように、回転電機のステータ１０は、ステータコア１１と、コイル１５と、を備える。

ステータコア１１は、例えば複数の円環状の電磁鋼板が積層されて構成された円環状の部材である。ステータコア１１は、その内周面においてステータコア１１の周方向に沿って等間隔に配列された複数（図１の例では１０８個）のスロット１２を有する。

スロット１２は、ステータコア１１の軸方向の一方の端面１３ａから、ステータコア１１の軸方向の他方の端面１３ｂまで延びる溝によって構成されている（図１３参照）。

コイル１５は、ステータコア１１に形成された複数のスロット１２の各々に挿入され、且つ各スロット１２からステータコア１１の軸方向の外側に突出する複数のコイルセグメントを備える。

この複数のコイルセグメントは、複数（図１の例では１０８個）の第一のコイルセグメント２０と、複数（図１の例では１０８個）の第二のコイルセグメント３０とから構成される。

第一のコイルセグメント２０は、ステータコア１１の各スロット１２の外径側に挿入されている。第二のコイルセグメント３０は、ステータコア１１の各スロット１２の内径側に挿入されている。

図２は、図１に示すステータ１０における第一のコイルセグメント２０の斜視図である。図３（ａ）は図２に示す第一のコイルセグメント２０の一端部の側面図であり、図３（ｂ）は図２に示す第一のコイルセグメント２０の他端部の側面図である。

図４は、図１に示すステータ１０における第二のコイルセグメント３０の斜視図である。図５（ａ）は図４に示す第二のコイルセグメント３０の一端部の側面図であり、図５（ｂ）は図４に示す第二のコイルセグメント３０の他端部の側面図である。

図６は、ステータ１０の一部分をステータコア１１の径方向外側から見た展開図である。図６では、理解を容易にするため、コイル１５については、電気的に接続される第一のコイルセグメント２０及び第二のコイルセグメント３０のみを抜き出して図示している。

図７は、図６に示す第一のコイルセグメント２０及び第二のコイルセグメント３０の接合部分の近傍をステータコア１１の端面１３ａ側から見た斜視図である。図８は、図７に示すＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。

図２及び図６に示すように、第一のコイルセグメント２０は、例えば、銅線がワイヤ加工されて成形されてなる断面略矩形、且つ略クランク状の部材である。第一のコイルセグメント２０は、いわゆるマグネットワイヤであり、導体と、この導体を被覆する絶縁被膜と、で構成されている。

第一のコイルセグメント２０は、スロット１２に挿入された直線状の挿入部２１と、この挿入部２１の一端からステータコア１１の端面１３ａよりもステータコア１１の軸方向の外側に突出した第一の突出部２２ａと、この挿入部２１の他端からステータコア１１の端面１３ｂよりも該軸方向の外側に突出した第二の突出部２２ｂと、を備える。

第一の突出部２２ａは、ステータコア１１の周方向に沿って図６における右方向に向かって延びている。第二の突出部２２ｂは、ステータコア１１の周方向に沿って、第一の突出部２２ａとは反対の方向（図６における左方向）に向かって延びている。

第一の突出部２２ａの端部２３ａは、挿入部２１と略平行となるように、第一の突出部２２ａの延びる方向と交差する方向に折り曲げられている。図３（ａ）及び図８に示すように、第一の突出部２２ａの端部２３ａは、プレス成形により、ステータコア１１の径方向外側に向かって僅かに持ち上げられた段形状となっている。

第二の突出部２２ｂの端部２３ｂは、挿入部２１と略平行となるように、第二の突出部２２ｂの延びる方向と交差する方向に折り曲げられている。図３（ｂ）に示すように、第二の突出部２２ｂの端部２３ｂは、プレス成形により、ステータコア１１の径方向外側に向かって僅かに持ち上げられた段形状となっている。

図４及び図６に示すように、第二のコイルセグメント３０は、例えば、銅線がワイヤ加工されて成形されてなる断面略矩形、且つ略クランク状の部材である。第二のコイルセグメント３０は、いわゆるマグネットワイヤであり、導体と、この導体を被覆する絶縁被膜と、で構成されている。

第二のコイルセグメント３０は、スロット１２に挿入された挿入部３１と、ステータコア１１の端面１３ａよりもステータコア１１の軸方向の外側に突出した第三の突出部３２ａと、ステータコア１１の端面１３ｂよりも該軸方向の外側に突出した第四の突出部３２ｂと、を備える。

第三の突出部３２ａは、ステータコア１１の周方向に沿って図６における左方向に向かって延びている。第四の突出部３２ｂは、ステータコア１１の周方向に沿って、第三の突出部３２ａとは反対の方向（図６における右方向）に向かって延びている。

第三の突出部３２ａの端部３３ａは、挿入部３１と略平行となるように、第三の突出部３２ａの延びる方向と交差する方向に折り曲げられている。図５（ａ）及び図８に示すように、第三の突出部３２ａの端部３３ａは、プレス成形により、ステータコア１１の径方向外側に向かって僅かに持ち上げられた段形状となっている。

第四の突出部３２ｂの端部３３ｂは、挿入部３１と略平行となるように、第四の突出部３２ｂの延びる方向と交差する方向に折り曲げられている。図５（ｂ）に示すように、第四の突出部３２ｂの端部３３ｂは、プレス成形により、ステータコア１１の径方向外側に向かって僅かに持ち上げられた段形状となっている。

図６及び図７に示すように、第一のコイルセグメント２０の端部２３ａは、この第一のコイルセグメント２０が挿入されているスロット１２（以下、挿入スロットともいう）に対してステータコア１１の周方向の一方の方向に離れた位置（具体的には挿入スロットから９つのスロット分、端面１３ａ側から見て時計回りに移動した位置）にある別のスロット１２に挿入された第二のコイルセグメント３０の端部３３ａと接合されている。なお、接合とは、導体を覆う絶縁被膜が溶けて導体同士が電気的に接続されることをいう。

また、この第一のコイルセグメント２０の端部２３ｂは、挿入スロットに対してステータコア１１の周方向の他方の方向に離れた位置（具体的には挿入スロットから９つのスロット分、端面１３ａ側から見て反時計回りに移動した位置）にある更に別のスロット１２に挿入された第二のコイルセグメント３０の端部３３ｂと接合されている。

このように、第一のコイルセグメント２０の端部２３ａと第二のコイルセグメント３０の端部３３ａの接合と、第一のコイルセグメント２０の端部２３ｂと第二のコイルセグメント３０の端部３３ｂの接合とが繰り返されることでコイルループが形成されている。

コイル１５は、このコイルループを複数有し、これら複数のコイルループが選択的に接続されることで、複数相（例えばＵ相、Ｖ相、Ｗ相）の動力線を構成している。

図７に示すように、第一のコイルセグメント２０の端部２３ａは、第二のコイルセグメント３０の端部３３ａと突き合わされた状態で、この端部３３ａとレーザ溶接によって接合されている。

具体的には、第一のコイルセグメント２０の端部２３ａと第二のコイルセグメント３０の端部３３ａは、第一のコイルセグメント２０の端部２３ａの径方向内側を向く突き合わせ面２４ａと第二のコイルセグメント３０の端部３３ａの径方向外側を向く突き合わせ面３４ａとがステータコア１１の径方向に重ねられ、その状態で、突き合わせ面２４ａ，３４ａの一部分同士が接合されている。

同様に、第一のコイルセグメント２０の端部２３ｂは、第二のコイルセグメント３０の端部３３ｂと突き合わされた状態で、この端部３３ｂとレーザ溶接によって接合されている。

具体的には、第一のコイルセグメント２０の端部２３ｂと第二のコイルセグメント３０の端部３３ｂは、第一のコイルセグメント２０の端部２３ｂの径方向内側を向く突き合わせ面２４ｂと第二のコイルセグメント３０の端部３３ｂの径方向外側を向く突き合わせ面３４ｂとがステータコア１１の径方向に重ねられ、その状態で、その突き合わせ面２４ｂ，３４ｂの一部分同士が接合されている。

図３（ａ）に示すように、第一のコイルセグメント２０の端部２３ａにおける第二のコイルセグメント３０の端部３３ａと突き合せられる突き合わせ面２４ａは、接合面２５ａと、屈曲面２６ａと、平面２７ａとによって構成されている。

接合面２５ａは、周方向及び軸方向に延設され、第二のコイルセグメント３０の端部３３ａとレーザ溶接によって接合される面である。

屈曲面２６ａは、接合面２５ａに連続する面であって、接合面２５ａに対しステータコア１１の径方向内側に向かって屈曲した面である。

平面２７ａは、屈曲面２６ａに連続し、且つ接合面２５ａに略平行な面である。

また、図５（ａ）に示すように、第二のコイルセグメント３０の端部３３ａにおける第一のコイルセグメント２０の端部２３ａと突き合せられる突き合わせ面３４ａは、接合面３５ａと、屈曲面３６ａと、平面３７ａとから構成されている。

接合面３５ａは、周方向及び軸方向に延設され、第一のコイルセグメント２０の端部２３ａとレーザ溶接によって接合される面である。

屈曲面３６ａは、接合面３５ａに連続する面であって、接合面３５ａに対しステータコア１１の径方向内側に向かって屈曲した面である。

平面３７ａは、屈曲面３６ａに連続し、且つ接合面３５ａに略平行な面である。

また、図３（ｂ）に示すように、第一のコイルセグメント２０の端部２３ｂにおける第二のコイルセグメント３０の端部３３ｂと突き合せられる突き合わせ面２４ｂは、接合面２５ｂと、屈曲面２６ｂと、平面２７ｂとから構成されている。

接合面２５ｂは、周方向及び軸方向に延設され、第二のコイルセグメント３０の端部３３ｂとレーザ溶接によって接合される面である。

屈曲面２６ｂは、接合面２５ｂに連続する面であって、接合面２５ｂに対しステータコア１１の径方向内側に向かって屈曲した面である。

平面２７ｂは、屈曲面２６ｂに連続し、且つ接合面２５ｂに略平行な面である。

また、図５（ｂ）に示すように、第二のコイルセグメント３０の端部３３ｂにおける第一のコイルセグメント２０の端部２３ｂと突き合せられる突き合わせ面３４ｂは、接合面３５ｂと、屈曲面３６ｂと、平面３７ｂとから構成されている。

接合面３５ｂは、周方向及び軸方向に延設され、第一のコイルセグメント２０の端部２３ｂとレーザ溶接によって接合される面である。

屈曲面３６ｂは、接合面３５ｂに連続する面であって、接合面３５ｂに対しステータコア１１の径方向内側に向かって屈曲した面である。

平面３７ｂは、屈曲面３６ｂに連続し、且つ接合面３５ｂに略平行な面である。

以上のように構成されたステータ１０では、第一のコイルセグメント２０の端部２３ａと第二のコイルセグメント３０の端部３３ａが重ね合わされた状態で、接合面２５ａと接合面３５ａとが平面同士で接触した状態となる。

この状態で、図８に示すように、第一のコイルセグメント２０の端部２３ａと第二のコイルセグメント３０の端部３３ａを挟んでステータコア１１の端面１３ａと反対側に配置されたレーザ照射装置５０によって接合面２５ａと接合面３５ａの界面に沿ってステータコア１１の端面１３ａに向かってレーザ光５１が照射されることで、接合面２５ａと接合面３５ａとが溶接されている。

ステータ１０では、図８に示すように、接合面２５ａに連続する屈曲面２６ａが接合面２５ａに対して径方向内側に屈曲しており、且つ接合面３５ａに連続する屈曲面３６ａが接合面３５ａに対して径方向内側に屈曲している。

このため、レーザ照射装置５０から照射されて接合面２５ａと接合面３５ａの界面を通過したレーザ光５１は、屈曲面２６ａで遮られ、突き合わせ面２４ａ，３４ａよりもステータコア１１側には到達しない。

このように、レーザ光５１が接合面２５ａと接合面３５ａの界面を通過したとしても、このレーザ光５１は屈曲面２６ａの表面の絶縁被覆にのみ照射されることとなる。この絶縁被覆が仮に剥がれたとしても、端部２３ａと端部３３ａは電気的に接続する必要があることから、コイル１５としての性能への影響はない。

以上のように、ステータ１０によれば、第一のコイルセグメント２０と第二のコイルセグメント３０との突き合わせ面をレーザ溶接する際に、レーザ光が、溶接対象部である突き合わせ面２４ａ，３４ａ以外の部分に照射されるのを防ぐことができる。したがって、レーザ溶接によってステータ１０の性能が低下するのを防ぐことができる。

なお、第一のコイルセグメント２０の端部２３ｂと第二のコイルセグメント３０の端部３３ｂとの接合箇所についても、同様に、突き合わせ面２４ｂ，３４ｂをレーザ溶接する際に、レーザ光が溶接対象部である突き合わせ面２４ｂ，３４以外の部分に照射されるのを防ぐことができる。

また、ステータ１０によれば、第一のコイルセグメント２０と第二のコイルセグメント３０をステータコア１１のスロット１２に挿入するだけで、第一のコイルセグメント２０の突き合わせ面２４ａ（２４ｂ）と第二のコイルセグメント３０の突き合わせ面３４ａ（３４ｂ）が径方向で重ね合わされた状態となる。

このため、ステータコア１１にコイルセグメントを取り付けた後は、レーザ溶接だけで、コイル１５を完成させることができる。これにより、コイルセグメントの捻じり曲げ加工などの専用設備が不要となり、製造コストを低減することができる。

また、ステータ１０によれば、コイルループを形成するために必要な溶接箇所が第一のコイルセグメント２０及び第二のコイルセグメント３０の端部だけになる。このため、溶接箇所を少なくして製造コストを低減することができる。

また、ステータ１０によれば、第一のコイルセグメント２０及び第二のコイルセグメント３０の端部を、それぞれが部品の段階でプレス加工により成型しておくことで、ステータコア１１にコイルセグメントを取り付けた後の工程を簡略化することができ、製造コストを低減することができる。

図１に示すステータ１０における第一のコイルセグメント２０及び第二のコイルセグメント３０の構成は以下のように変形することができる。

図９は、図１に示すステータ１０における第一のコイルセグメント２０の変形例を示す斜視図である。図１０は、図１に示すステータ１０における第二のコイルセグメント３０の変形例を示す斜視図である。

図１１は、図９に示す変形例の第一のコイルセグメント２０Ａと、図１０に示す変形例の第二のコイルセグメント３０Ａとの接合部分をステータコア１１の端面１３ａ側から見た斜視図である。

図１２は、図１１に示す第一のコイルセグメント２０Ａと第二のコイルセグメント３０Ａの接合部分をステータコア１１の径方向内側から径方向外側に向かって見た図１１のＡ矢視図である。

第一のコイルセグメント２０Ａは、第一の突出部２２ａの端部の形状と、第二の突出部２２ｂの端部の形状とが異なる点を除いては、第一のコイルセグメント２０と同じ構成である。

図９に示すように、第一のコイルセグメント２０Ａの第一の突出部２２ａの端部２３０ａは、第一の突出部２２ａの他の部分と同一幅の基部２３１ａと、基部２３１ａから第一の突出部２２ａが延びる方向に対して交差する方向（図９の例ではステータコア１１の径方向内側に向かう方向）に突出する突起部２３２ａとを備える。端部２３０ａは、第一の突出部２２ａの他の部分よりも幅（径方向幅）が広くなっている。

この端部２３０ａの先端は、プレス加工等により、幅方向にわたって厚みが薄くなっている。この先端の薄肉部分によって、端部２３０ａには、断面略Ｌ字状の段形状の突き合わせ面２９（図１２参照）が形成されている。

第一のコイルセグメント２０Ａの第二の突出部２２ｂの端部２３０ｂは、第二の突出部２２ｂの他の部分と同一幅の基部２３１ｂと、基部２３１ｂから第二の突出部２２ｂが延びる方向に対して交差する方向（図９の例ではステータコア１１の径方向内側に向かう方向）に突出する突起部２３２ｂとを備える。端部２３０ｂは、第二の突出部２２ｂの他の部分よりも幅（径方向幅）が広くなっている。

この端部２３０ｂの先端は、プレス加工等により、幅方向にわたって厚みが薄くなっている。この先端の薄肉部分によって、端部２３０ｂには、断面略Ｌ字状の段形状の突き合わせ面が形成されている。

第二のコイルセグメント３０Ａは、第三の突出部３２ａの端部の形状と、第四の突出部３２ｂの端部の形状とが異なる点を除いては、第二のコイルセグメント３０と同じ構成である。

図１２に示すように、第二のコイルセグメント３０Ａの第三の突出部３２ａの端部３３０ａは、第三の突出部３２ａの延びる方向と交差する方向（ステータコア１１の端面１３ａから遠ざかる方向）に折り曲げられている。

図１０に示すように、第二のコイルセグメント３０Ａの第三の突出部３２ａの端部３３０ａは、第三の突出部３２ａの他の部分と同一幅の基部３３１ａと、基部３３１ａから端部３３０ａが延びる方向に対して交差する方向（図１０の例ではステータコア１１の径方向外側に向かう方向）に突出する突起部３３２ａとを備える。端部３３０ａは、第三の突出部３２ａの他の部分よりも幅（径方向幅）が広くなっている。

この端部３３０ａの先端は、プレス加工等により、幅方向にわたって厚みが薄くなっている。この先端の薄肉部分によって、端部３３０ａには、断面略Ｌ字状の段形状の突き合わせ面３９（図１２参照）が形成されている。図１１及び図１２に示すように、第二のコイルセグメント３０Ａの端部３３０ａの形状は、第一のコイルセグメント２０Ａの端部２３０ａと噛み合う形状となっている。

第二のコイルセグメント３０Ａの第四の突出部３２ｂの端部３３０ｂは、第四の突出部３２ｂの延びる方向と交差する方向（ステータコア１１の端面１３ｂから遠ざかる方向）に折り曲げられている。

第二のコイルセグメント３０Ａの第四の突出部３２ｂの端部３３０ｂは、第四の突出部３２ｂの他の部分と同一幅の基部３３１ｂと、基部３３１ｂから端部３３０ｂが延びる方向に対して交差する方向（図１０の例ではステータコア１１の径方向外側に向かう方向）に突出する突起部３３２ｂとを備える。端部３３０ｂは、第四の突出部３２ｂの他の部分よりも幅（径方向幅）が広くなっている。

この端部３３０ｂの先端は、プレス加工等により、幅方向にわたって厚みが薄くなっている。この先端の薄肉部分によって、端部３３０ｂには、断面略Ｌ字状の段形状の突き合わせ面が形成されている。第二のコイルセグメント３０Ａの端部３３０ｂの形状は、第一のコイルセグメント２０Ａの端部２３０ｂと噛み合う形状となっている。

図１１に示すように、第一のコイルセグメント２０Ａの端部２３０ａは、第二のコイルセグメント３０Ａの端部３３０ａと突き合わされた状態で、この端部３３０ａとレーザ溶接によって接合されている。

具体的には、第一のコイルセグメント２０Ａの端部２３０ａと第二のコイルセグメント３０Ａの端部３３０ａは、第一のコイルセグメント２０Ａの端部２３０ａの突き合わせ面２９と第二のコイルセグメント３０Ａの端部３３０ａの突き合わせ面３９が互いに噛み合った状態でステータコア１１の周方向に重ねられ、その状態で、突き合わせ面２９，３９の一部分同士が接合されている。

同様に、第一のコイルセグメント２０Ａの端部２３０ｂは、第二のコイルセグメント３０Ａの端部３３０ｂと突き合わされた状態で、この端部３３０ｂとレーザ溶接によって接合されている。

具体的には、第一のコイルセグメント２０Ａの端部２３０ｂと第二のコイルセグメント３０Ａの端部３３０ｂは、第一のコイルセグメント２０Ａの端部２３０ｂの突き合わせ面と第二のコイルセグメント３０Ａの端部３３０ｂの突き合わせ面が互いに噛み合った状態でステータコア１１の周方向に重ねられ、その状態で、これら突き合わせ面の一部分同士が接合されている。

図１２に示すように、第一のコイルセグメント２０Ａの端部２３０ａにおける第二のコイルセグメント３０Ａの端部３３０ａとの突き合わせ面２９は、接合面２９ａと、屈曲面２９ｂと、平面２９ｃとによって構成されている。

接合面２９ａは、第二のコイルセグメント３０Ａの端部３３０ａとレーザ溶接によって接合される面である。

屈曲面２９ｂは、接合面２９ａに連続する面であって、接合面２９ａに対して屈曲した面（図１２の例では接合面２９ａに垂直な面）である。

平面２９ｃは、屈曲面２９ｂに連続し、且つ接合面２９ａに略平行な面である。

また、第二のコイルセグメント３０Ａの端部３３０ａにおける第一のコイルセグメント２０Ａの端部２３０ａとの突き合わせ面３９は、接合面３９ａと、屈曲面３９ｂと、平面３９ｃとによって構成されている。

接合面３９ａは、第一のコイルセグメント２０Ａの端部２３０ａとレーザ溶接によって接合される面である。

屈曲面３９ｂは、接合面３９ａに連続する面であって、接合面３９ａに対して屈曲した面（図１２の例では接合面３９ａに垂直な面）である。

平面３９ｃは、屈曲面３９ｂに連続し、且つ接合面３９ａに略平行な面である。

なお、第一のコイルセグメント２０Ａの端部２３０ｂにおける第二のコイルセグメント３０Ａの端部３３０ｂとの突き合わせ面についても、同様に、端部３３０ｂとレーザ溶接によって接合される接合面と、この接合面に連続し且つこの接合面に対して屈曲した屈曲面と、屈曲面に連続する平面とを有する。

また、第二のコイルセグメント３０Ａの端部３３０ｂにおける第一のコイルセグメント２０Ａの端部２３０ｂとの突き合わせ面についても、同様に、端部２３０ｂとレーザ溶接によって接合される接合面と、この接合面に連続し且つこの接合面に対して屈曲した屈曲面と、屈曲面に連続する平面とを有する。

以上のように構成された変形例のステータ１０では、第一のコイルセグメント２０Ａの端部２３０ａと第二のコイルセグメント３０Ａの端部３３０ａが噛み合った状態（突き合わせられた状態）で、接合面２９ａと接合面３９ａとが平面同士で接触した状態となる。

この状態で、図１２に示すように、接合面２９ａと接合面３９ａの界面にレーザ照射装置５０からレーザ光５１が照射されることで、接合面２９ａと接合面３９ａとが溶接されている。

この変形例のステータ１０では、図１２に示すように、接合面２９ａに連続する屈曲面２９ｂと、接合面３９ａに連続する屈曲面３９ｂとが、接合面２９ａと接合面３９ａに対して同じ方向に屈曲している。

このため、接合面２９ａと接合面３９ａの界面を通過したレーザ光５１は、屈曲面３９ｂで遮られ、突き合わせ面２９，３９よりもステータコア１１側には到達しない。

このように、レーザ光５１が接合面２９ａと接合面３９ａの界面を通過したとしても、このレーザ光５１は屈曲面３９ｂの表面の絶縁被覆にのみ照射されることとなる。この絶縁被覆が仮に剥がれたとしても、端部２３０ａと端部３３０ａは電気的に接続する必要があることから、コイル１５としての性能への影響はない。

このように、変形例のステータ１０によれば、第一のコイルセグメント２０Ａと第二のコイルセグメント３０Ａとの突き合わせ面をレーザ溶接する際に、レーザ光が、溶接対象部である突き合わせ面２９，３９以外の部分に照射されるのを防ぐことができる。したがって、レーザ溶接によってステータ１０の性能が低下するのを防ぐことができる。

なお、第一のコイルセグメント２０Ａの端部２３０ｂと第二のコイルセグメント３０Ａの端部３３０ｂとの接合箇所についても、同様に、突き合わせ面をレーザ溶接する際に、レーザ光が溶接対象部である突き合わせ面以外の部分に照射されるのを防ぐことができる。

また、変形例のステータ１０によれば、第一のコイルセグメント２０Ａの端部２３０ａ，２３０ｂ及び第二のコイルセグメント３０Ａの端部３３０ａ，３３０ｂは、それぞれ、突起部２３２ａ，２３２ｂ，３３２ａ，３３２ｂによって幅広となっている。

このため、第一のコイルセグメント２０Ａと第二のコイルセグメント３０Ａとの溶接部分の溶接長を長くとることができ、電気抵抗を抑制することができる。

その他の作用及び効果は、図１〜図８で説明した回転電機のステータ１０と同様である。

次に、ステータ１０の製造方法について、図１３〜図２２を参照して説明する。なお、ステータ１０の製造方法は、図１〜図８で説明したステータ１０と、図９〜図１２で説明した変形例のステータ１０とで共通である。したがって、以下の説明においては、図１〜図８で説明した回転電機のステータ１０の製造方法について説明する。

先ず、図１３に示すように、ステータコア１１を所定の位置に固定する。次に、ステータ１０を構成する全て（ここでは１０８個）の第一のコイルセグメント２０を、５４個ずつの２つのグループにグループ分けする。そして、この２つのグループのうちの一方のグループの第一のコイルセグメント２０（以下では便宜上“２０（ｇ１）”の符号を付す）を、図１４に示すように、ステータコア１１の周方向に１つおきに並ぶ５４個のスロット１２の各々と対応させて、ステータコア１１の内側に配置する。

そして、図１５に示すように、ステータコア１１の内側に配置した５４個の第一のコイルセグメント２０（ｇ１）をステータコア１１の径方向に一律に移動させていき、各第一のコイルセグメント２０（ｇ１）の挿入部２１を、対応するスロット１２の外径側に挿入する。

次に、上記の２つのグループの他方のグループの第一のコイルセグメント２０（以下では便宜上“２０（ｇ２）”の符号を付す）を、図１６に示すように、第一のコイルセグメント２０（ｇ１）が挿入されていない５４個のスロット１２の各々に対応させて、ステータコア１１の内側に配置する。

そして、図１７に示すように、ステータコア１１の内側に配置した５４個の第一のコイルセグメント２０（ｇ２）をステータコア１１の径方向に一律に移動させていき、各第一のコイルセグメント２０（ｇ２）の挿入部２１を、対応するスロット１２の外径側に挿入する。

このように、第一のコイルセグメント２０を２つのグループに分け、グループごとに第一のコイルセグメント２０をスロット１２に挿入する。これは、全ての第一のコイルセグメント２０をステータコア１１の内側で周方向に整列配置すると、第一のコイルセグメント２０がスロット１２に挿入された状態と比較して周方向長さが短くなり、スロット１２の間隔が狭いステータコア１１の場合には、隣接する第一のコイルセグメント２０同士の干渉が生じて、第一のコイルセグメント２０の整列配置が困難になるためである。

次に、ステータ１０を構成する全て（ここでは１０８個）の第二のコイルセグメント３０を、上記と同様の理由により、５４個ずつの２つのグループにグループ分けする。そして、この２つのグループのうちの一方のグループの第二のコイルセグメント３０（以下では便宜上“３０（ｇ１）”の符号を付す）を、図１８に示すように、ステータコア１１の周方向に１つおきに並ぶ５４個のスロット１２の各々と対応させて、ステータコア１１の内側に配置する。

そして、図１９に示すように、ステータコア１１の内側に配置した５４個の第二のコイルセグメント３０（ｇ１）をステータコア１１の径方向に一律に移動させていき、各第二のコイルセグメント３０（ｇ１）の挿入部３１を、対応するスロット１２の内径側に挿入する。

これにより、５４個の第一のコイルセグメント２０の端部２３ａの各々と第二のコイルセグメント３０（ｇ１）の端部３３ａとが突き合わされ、５４個の第一のコイルセグメント２０の端部２３ｂと第二のコイルセグメント３０（ｇ１）の端部３３ｂとが突き合わされた状態となる。

次に、上記の２つのグループの他方のグループの第二のコイルセグメント３０（以下では便宜上“３０（ｇ２）”の符号を付す）を、図２０に示すように、第二のコイルセグメント３０（ｇ１）が挿入されていない５４個のスロット１２の各々に対応させて、ステータコア１１の内側に配置する。

そして、図２１に示すように、ステータコア１１の内側に配置した５４個の第二のコイルセグメント３０（ｇ２）をステータコア１１の径方向に一律に移動させていき、各第二のコイルセグメント３０（ｇ２）の挿入部３１を、対応するスロット１２の内径側に挿入する。

これにより、残りの５４個の第一のコイルセグメント２０の端部２３ａの各々と第二のコイルセグメント３０（ｇ２）の端部３３ａとが突き合わされ、この残りの５４個の第一のコイルセグメント２０の端部２３ｂと第二のコイルセグメント３０（ｇ２）の端部３３ｂとが突き合わされた状態となる。

次に、図２２に示すように、ステータコア１１の端面１３ａよりも軸方向の外側にある前述した第一のコイルセグメント２０の接合面２５ａと第二のコイルセグメント３０との接合面３５ａとの界面に対し、第一のコイルセグメント２０の端部２３ａと第二のコイルセグメント３０の端部３３ａを挟んでステータコア１１の端面１３ａと反対側に配置されたレーザ照射装置５０からレーザ光５１を照射し、この界面を溶接する溶接処理を行う。

この溶接処理を、ステータコア１１を回転方向Ｒに回転させながら順次行うことで、コイル１５の一端側のコイルエンドの溶接を終了する。

同様の溶接処理を、ステータコア１１の端面１３ｂよりも軸方向の外側にある前述した第一のコイルセグメント２０の接合面２５ｂと第二のコイルセグメント３０の接合面３５ｂとの界面に対しても行う。

以上の製造方法によれば、第一のコイルセグメント２０をステータコア１１の内側に配置してから移動させてスロット１２に挿入する工程と、第二のコイルセグメント３０をステータコア１１の内側に配置してから移動させてスロット１２に挿入する工程とを行った後、第一のコイルセグメント２０の端部と第二のコイルセグメント３０の端部とを溶接する工程を行うだけのシンプルな作業により、ステータ１０を製造することができる。

この製造方法によれば、第一のコイルセグメント２０及び第二のコイルセグメント３０をスロット１２に挿入した後に、第一のコイルセグメント２０及び第二のコイルセグメント３０の曲げ加工を行ったり、第一のコイルセグメント２０及び第二のコイルセグメント３０の端部を加工したりする必要はない。このため、ステータ１０を容易に製造することができる。

また、以上の製造方法では、複数の第一のコイルセグメント２０を２つのグループに分け、このグループ毎に、第一のコイルセグメント２０をステータコア１１の内側に配置し、配置した第一のコイルセグメント２０を径方向に移動させてスロット１２に挿入する工程を行うことで、全ての第一のコイルセグメント２０をスロット１２に挿入している。

また、複数の第二のコイルセグメント３０を２つのグループに分け、このグループ毎に、第二のコイルセグメント３０をステータコア１１の内側に配置し、配置した第二のコイルセグメント３０を径方向に移動させてスロット１２に挿入する工程を行うことで、全ての第二のコイルセグメント３０をスロット１２に挿入している。

このため、スロット１２が非常に密に配置されたステータ１０であっても、第一のコイルセグメント２０と第二のコイルセグメント３０を、ステータコア１１のスロット１２に支障なく挿入することができる。

また、スロット１２に挿入するコイルセグメントが、前述してきた第一のコイルセグメント２０及び第二のコイルセグメント３０、又は、第一のコイルセグメント２０Ａ及び第二のコイルセグメント３０Ａの構成となっていることで、コイルセグメントの端部同士の接合をレーザ溶接によって行う場合に、レーザ光が溶接対象部以外の部分、即ち突き合わせ面以外の部分に照射されるのを防ぐことができ、ステータ１０の性能の低下を防ぐことができる。

本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。

例えば、上述したステータ１０の製造方法において、第一のコイルセグメント２０及び第二のコイルセグメント３０の各々を２つのグループに分けてグループごとにステータコア１１のスロット１２に挿入する例について説明したが、このグループ分けは、２つのグループに限定されず、３つ以上のグループであってもよい。

また、第一のコイルセグメント２０をグループ分けする際のグループ数と、第二のコイルセグメント３０をグループ分けする際のグループ数とは、必ずしも一致していなくてもよい。

また、ステータコア１１に形成されたスロット１２の間隔が広く、全ての第一のコイルセグメント２０（第二のコイルセグメント３０）をステータコア１１の内側に整列配置可能な場合には、グループ分けは必須ではない。

この場合には、全ての第一のコイルセグメント２０（第二のコイルセグメント３０）をステータコア１１の内側に配置し、配置した全ての第一のコイルセグメント２０（第二のコイルセグメント３０）を径方向に一律に移動させてスロット１２に挿入すればよい。

１０ 回転電機のステータ
１１ ステータコア
１２ スロット
１３ａ，１３ｂ 端面
１５ コイル
２０，２０Ａ 第一のコイルセグメント
３０，３０Ａ 第二のコイルセグメント
２１，３１ 挿入部
２２ａ 第一の突出部
２２ｂ 第二の突出部
３２ａ 第三の突出部
３２ｂ 第四の突出部
２３ａ，２３ｂ，３３ａ，３３ｂ，２３０ａ，２３０ｂ，３３０ａ，３３０ｂ 端部
２４ａ，２４ｂ，３４ａ，３４ｂ，２９，３９ 突き合わせ面
２５ａ，２５ｂ，３５ａ，３５ｂ，２９ａ，３９ａ 接合面
２６ａ，２６ｂ，３６ａ，３６ｂ，２９ｂ，３９ｂ 屈曲面
２３１ａ，２３１ｂ，３３１ａ，３３１ｂ 基部
２３２ａ，２３２ｂ，３３２ａ，３３２ｂ 突起部
５０ レーザ照射装置
５１ レーザ光

Claims (4)

1. ステータコアと、前記ステータコアに形成された複数のスロットの各々に挿入され、且つ前記スロットから前記ステータコアの軸方向の外側に突出する複数のコイルセグメントを含むコイルと、を有する回転電機のステータであって、
   前記複数のコイルセグメントは、複数の第一のコイルセグメントと、複数の第二のコイルセグメントと、を備え、
   前記第一のコイルセグメントは、前記スロットに挿入された挿入部と、前記ステータコアの前記軸方向の端面よりも前記軸方向の外側に突出した突出部と、を備え、
   前記第二のコイルセグメントは、前記スロットに挿入された挿入部と、前記端面よりも前記軸方向の外側に突出した突出部と、を備え、
   前記第一のコイルセグメントの前記突出部の端部は、前記第二のコイルセグメントの前記突出部の端部に突き合わせられた状態で、当該端部と接合されており、
   前記第一のコイルセグメントの前記突出部と前記第二のコイルセグメントの前記突出部における互いに突き合わせられた突き合わせ面は、互いに接合された接合面と、前記接合面に連続し、且つ前記接合面に対し同じ方向に屈曲した屈曲面と、を含む回転電機のステータ。
2. 請求項１記載の回転電機のステータであって、
   前記第一のコイルセグメントの前記突出部の前記端部と、前記第二のコイルセグメントの前記突出部の前記端部は、前記ステータコアの径方向に重ねられた状態で接合されており、
   前記屈曲面は、前記ステータコアの径方向に向かって屈曲している回転電機のステータ。
3. 請求項１記載の回転電機のステータであって、
   前記第一のコイルセグメントの前記突出部の前記端部と、前記第二のコイルセグメントの前記突出部の前記端部は、それぞれ、互いに噛み合う段形状となっており、
   前記第一のコイルセグメントの前記突出部の前記端部と、前記第二のコイルセグメントの前記突出部の前記端部との接触面によって、前記突き合わせ面が構成されている回転電機のステータ。
4. 請求項３記載の回転電機のステータであって、
   前記第一のコイルセグメントの前記突出部と前記第二のコイルセグメントの前記突出部は、基部と、当該基部から突出する突起部と、を備える回転電機のステータ。

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