JP2020054052A - ステータ、回転電機及び作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】基本コイルセグメントの第一渡り部を確実にステータコアの第一端面に向けて押さえることができるステータを提供する。【解決手段】ステータは、ステータコア６と、ステータコアに巻回されるコイルと、を備える。コイルは、一対の第一脚部３１、及び、ステータコアの第一端面１４側に配された第一渡り部３２を有する基本コイルセグメント２２と、一対の第二脚部４１、及び、第一端面との間に第一渡り部が位置するように配された第二渡り部４２を有する渡りコイルセグメント２３と、を備える。第二渡り部は、各第二脚部から互いに近づく方向に延びる一対の肩部４３、及び、各肩部の延長方向の先端から互いに近づくにしたがって第一端面から離れるように斜めに延びる一対の第二立ち上がり部４４を有する。第一端面に対する第二立ち上がり部の傾斜角度が肩部の角度よりも大きいことで、第二渡り部が第一渡り部に接触する。【選択図】図８

Description

本発明は、ステータ、回転電機及び作業機械に関する。

回転電機のステータには、ステータコアに対してコイルを波巻き状に巻き回したものがある。特許文献１に示すように、この種のステータには、コイルを平角線からなる複数のコイルセグメントによって構成したものがある。各コイルセグメントは、ステータコアの軸方向に互いに平行に延びてステータコアの一対のスロットに挿入される一対の脚部と、一対の脚部を連結し、ステータコアの軸方向の一方の端面側に配される渡り部と、を有する。
この種のステータでは、各コイルセグメントの一対の脚部を、ステータコアの一対のスロットに対してステータコアの軸方向の一方の端面側から挿入した後に、ステータコアの他方の端面側に突出した互いに異なる二つのコイルセグメントの脚部の先端部同士を溶接することで、波巻き状のコイルを製造できる。コイルセグメントの脚部同士を溶接する際には、互いに異なる２つの脚部同士を溶接する溶接部位が、複数の溶接部位の間でステータコアの軸方向にばらつくと、溶接不良の要因となる。そこで、このばらつきを抑えるために、ステータコアの一方の端面から突出する渡り部を、ステータコアの一方の端面に向けて押さえる必要がある。

特開２０１７−１８４５５９号公報

ところで、コイルを構成するコイルセグメントには、基本コイルセグメントと、渡りコイルセグメントと、がある。渡りコイルセグメントの渡り部は、ステータコアの軸方向においてステータコアの一方の端面との間に一部の基本コイルセグメントの渡り部が位置するように配される。
しかしながら、従来のステータでは、渡りコイルセグメントの渡り部が一部の基本コイルセグメントの渡り部に対して軸方向に間隔をあけて位置する。このため、コイルセグメント同士を溶接する際に、一部の基本コイルセグメントをステータコアの一方の端面に向けて押さえることができない場合がある。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、渡りコイルセグメントの渡り部が基本コイルセグメントの渡り部に重ねて配されても、基本コイルセグメントの渡り部を確実にステータコアの第一端面に向けて押さえることができるステータ、これを備える回転電機及び作業機械を提供することを目的とする。

本発明の一の態様に係るステータは、複数のティース及び複数のスロットを有するステータコアと、前記複数のスロットに所定ピッチで巻回されるコイルと、を備え、前記コイルは、前記ステータコアの周方向に第一間隔をあけて位置する一対の第一スロットに挿入された一対の第一脚部、及び、一対の前記第一脚部を連結し、前記ステータコアの軸方向の第一端面側に配された第一渡り部を有する基本コイルセグメントと、前記周方向に前記第一間隔よりも広い第二間隔をあけて位置する一対の第二スロットに挿入された一対の第二脚部、及び、一対の前記第二脚部を連結し、前記軸方向において前記第一端面との間に前記第一渡り部が位置するように配された第二渡り部を有する渡りコイルセグメントと、を備え、前記基本コイルセグメントの前記第一渡り部は、各第一脚部から前記周方向に互いに近づくにしたがって前記軸方向において前記第一端面から離れるように斜めに延びる一対の第一立ち上がり部を有し、前記渡りコイルセグメントの前記第二渡り部は、各第二脚部から互いに近づく方向に延びる一対の肩部、及び、各肩部の延長方向の先端から互いに近づくにしたがって前記軸方向において前記第一端面から離れるように斜めに延びる一対の第二立ち上がり部を有し、前記第一端面に対する前記第二立ち上がり部の傾斜角度が、前記第一端面に対する前記肩部の傾斜角度よりも大きいことで、前記第二渡り部が前記第一渡り部に接触する。

本発明の一の態様に係る回転電機は、ロータと、前記ステータと、を備える。

本発明の一の態様に係る作業機械は、前記回転電機を備える。

本発明によれば、渡りコイルセグメントの第二渡り部をステータコアの第一端面に向けて押さえるだけで、基本コイルセグメントの第一渡り部を確実にステータコアの第一端面に向けて押さえることができる。

本発明の一実施形態に係る回転電機を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るステータを示す斜視図である。 図２のステータにおける三相交流回路を表す回路図である。 図２のステータを構成するステータコア及び基本コイルセグメントを示す斜視図である。 図２のステータを構成する基本コイルセグメントを示す正面図である。 図２のステータを構成する渡りコイルセグメントを示す正面図である。 図２のステータにおいて、ステータコアの軸方向から見たステータコアと、基本コイルセグメントと、渡りコイルセグメントとの相対的な位置関係を示す平面図である。 図２のステータにおいて、ステータコアの径方向から見た基本コイルセグメントと、渡りコイルセグメントとの相対的な位置関係を模式的に示す図である。

以下、本発明の一実施形態について図１〜図８を参照して詳細に説明する。
＜回転電機＞
図１に示す回転電機１は、例えば図示しない建設機械の上部旋回体を下部走行体に対して旋回駆動する３相交流型の永久磁石同期モータである。回転電機１は、ロータ２と、ステータ３と、を備える。
ロータ２は、ロータシャフト４及びロータコア５を備える。ロータシャフト４は、軸線Ｏを中心とする棒状の部材である。ロータシャフト４は、軸線Ｏ周りに回転可能に設けられる。ロータコア５は、軸線Ｏを中心とした円筒形状に形成されている。ロータコア５は、ロータシャフト４の外周面に固定される。

＜ステータ＞
図１，２に示すように、ステータ３は、ステータコア６及びコイル７を備える。
＜ステータコア＞
図１，４に示すように、ステータコア６は、軸線Ｏを中心とする円筒状に形成されている。ステータコア６の内部には、前述したロータ２が回転自在に収容される。図４に示すように、ステータコア６は、複数のティース１１及び複数のスロット１２を備える。

複数のティース１１及び複数のスロット１２は、ステータコア６の周方向に交互に形成されている。複数のティース１１は、互いに同じ形状及び大きさに形成されている。各ティース１１は、ステータコア６の周方向における幅寸法がステータコア６の径方向内側に向かうにしたがって小さくなるように形成されている。これにより、ステータコア６の周方向における各スロット１２の幅寸法が、ステータコア６の径方向において一定となる。また、ステータコア６の周方向に隣り合う２つのスロット１２の間隔は、ステータコア６の径方向内側に向かうにしたがって小さくなる。複数のスロット１２は、ステータコア６の周方向に等間隔で配列される。以下の説明では、周方向に隣り合う２つのスロット１２の間隔をピッチと呼ぶことがある。
３相のモータとして構成される本実施形態の回転電機１では、複数のティース１１及びスロット１２が等間隔で周方向に交互に形成される。

図７に示すように、各スロット１２は、ステータコア６の径方向に並ぶ複数の挿入領域ＬＹを有する。各挿入領域ＬＹには、後述するコイルセグメント２２，２３の脚部３１，４１が一つ挿入される。すなわち、各スロット１２においては、複数の脚部３１，４１がステータコア６の径方向に配列される。本実施形態では、８つの挿入領域ＬＹ１〜ＬＹ８がステータコア６の径方向に並ぶ。以下の説明では、各挿入領域ＬＹをレイヤーＬＹと呼ぶ。また、ステータコア６の径方向に並ぶ８つのレイヤーＬＹ１〜ＬＹ８を、それぞれステータコア６の径方向内側から順番に、第一レイヤーＬＹ１、第二レイヤーＬＹ２…、第八レイヤーＬＹ８と呼ぶ。

図４，７に示すように、ステータコア６は、円筒状に形成されて複数のティース１１を一体に連結するヨーク１３をさらに備える。ヨーク１３は、複数のティース１１のうちステータコア６の径方向外側の端に接続される。
ステータコア６は、例えば電磁鋼板を軸線Ｏ方向に複数積層することで構成される。ステータコア６は、粉体成型により構成されてもよい。

＜コイル＞
図２に示すように、本実施形態のステータ３は、３相分のコイル７を備える。各コイル７は、複数のスロット１２に所定ピッチで波巻き状に巻回される。本実施形態において、同一のコイル７は、所定ピッチ離れて位置するスロット１２毎に通されることで波巻き状に巻回される。
図３に示すように、３相分のコイル７は、三相交流回路を構成する。各相のコイル７は、並列接続される二つの並列コイル２０を備える。本明細書における三相交流回路では、３相のコイル７を中性点Ｎ１，Ｎ２で接続したダブルスター結線が採用されている。なお、図２，３においては、３相のコイル７に各々別の符号７Ｕ，７Ｖ，７Ｗも付している。
各相の並列コイル２０は、図５に示す基本コイルセグメント２２と、図６に示す渡りコイルセグメント２３と、を備える。

＜基本コイルセグメント＞
図５に示すように、基本コイルセグメント２２は、略四角形断面を有する平角線に折り曲げ加工を施すことで形成される。基本コイルセグメント２２は、円形断面を有する丸線により形成されてもよい。基本コイルセグメント２２は、互いに平行に延びる一対の第一脚部３１と、一対の第一脚部３１を連結する第一渡り部３２と、を有する。

一対の第一脚部３１は、図４，５に示すように、それぞれステータコア６の軸方向に延びる。一対の第一脚部３１は、ステータコア６の周方向に第一間隔Ｉ１をあけて位置する一対の第一スロット１２Ａに挿入される。なお、本明細書において、軸方向とは、図５、６の矢印Ｄ１で示す方向を言う。また、周方向とは、図５，６の矢印Ｄ２で示す方向を言う。
すなわち、一対の第一脚部３１は互いに第一間隔Ｉ１をあけて位置する。一対の第一脚部３１は、それぞれステータコア６の軸方向の第一端面１４側から第一スロット１２Ａに挿入される。一対の第一脚部３１を第一スロット１２Ａに挿入した状態において、一対の第一脚部３１の延長方向の第一端部３１Ａは、それぞれステータコア６の軸方向の第二端面１６から突出する。

一対の第一脚部３１の第一端部３１Ａは、一対の第一脚部３１の間隔が広がるように折り曲げられる。一対の第一脚部３１の第一端部３１Ａは、互いに異なるコイルセグメント２２，２３同士を溶接するための部位である。一対の第一脚部３１の第一端部３１Ａの折り曲げは、基本コイルセグメント２２をステータコア６に取り付けた後に行われる。すなわち、基本コイルセグメント２２をステータコア６に取り付ける前の状態において、一対の第一脚部３１の第一端部３１Ａは、図５において二点鎖線で示すように互いに平行に構成される。

第一渡り部３２は、その長手方向の両端が各第一脚部３１の延長方向の第二端部３１Ｂに接続される。第一渡り部３２は、一対の第一脚部３１を一対の第一スロット１２Ａに挿入した状態において、ステータコア６の第一端面１４側に配される。
第一渡り部３２は、一対の第一立ち上がり部３３を有する。一対の第一立ち上がり部３３は、各第一脚部３１からステータコア６の周方向に互いに近づくにしたがってステータコア６の軸方向において第一端面１４から離れるように斜めに延びる。一対の第一立ち上がり部の延長方向の先端は、互いに接続されている。すなわち、第一渡り部３２は、所定の開き角度θ１でＬ字状に折り曲げた形状に形成されている。所定の開き角度θ１は、１８０°以下であってよい。そして、互いに接続された一対の第一立ち上がり部の先端の部分が、第一渡り部３２の頂部３４となる。

また、第一渡り部３２は、図７に示すように、ステータコア６の軸方向から見て、一対の第一立ち上がり部３３がステータコア６の径方向にずれて位置するように折り曲げられている。これにより、一対の第一立ち上がり部３３は、隣り合う２つのレイヤーＬＹに対応するように、ステータコア６の径方向に互いにずれて位置する。また、前述した一対の第一脚部３１は、所定ピッチ離れて位置する一対の第一スロット１２Ａのうち、ステータコア６の径方向において互いに隣り合う２つのレイヤーＬＹに挿入される。

図３に示した並列コイル２０は、図４に示すように、上記した基本コイルセグメント２２を複数備える。複数の基本コイルセグメント２２は、ステータコア６の周方向に配列され、基本コイルセグメント２２の第一脚部３１の第一端部３１Ａ同士を溶接することで、直列に接続され、コイルの波形形状を形成する。並列コイル２０は、上記のように複数の基本コイルセグメント２２を直列に接続してなるコイル構成体２１を複数備える。図４では図示しないが、複数のコイル構成体２１は、ステータコア６の径方向に配列される。本実施形態において、並列コイル２０は４つのコイル構成体２１を備える。

図４，５に示すように、並列コイル２０を構成する基本コイルセグメント２２には、メインコイルセグメント２２Ａと、サブコイルセグメント２２Ｂと、がある。サブコイルセグメント２２Ｂの一対の第一脚部３１同士の第一間隔Ｉ１は、メインコイルセグメント２２Ａの一対の第一脚部３１同士の第一間隔Ｉ１よりも小さい。具体的に、メインコイルセグメント２２Ａの一対の第一脚部３１同士の第一間隔Ｉ１は、互いに６ピッチ離れて位置する一対の第一スロット１２Ａ同士の間隔に対応する。一方、サブコイルセグメント２２Ｂの一対の第一脚部３１同士の第一間隔Ｉ１は、互いに５ピッチ離れて位置する一対の第一スロット１２Ａ同士の間隔に対応する。

本実施形態では、図７に示すように、第一サブコイルセグメント２２Ｂ１、第二サブコイルセグメント２２Ｂ２、第三サブコイルセグメント２２Ｂ３、第四サブコイルセグメント２２Ｂ４が、ステータコア６の径方向内側から外側に順番に並んでいる。図７においては、４つのサブコイルセグメント２２Ｂ１〜２２Ｂ４が、４つのコイル構成体２１Ａ〜２１Ｄに各々対応している。各サブコイルセグメント２２Ｂの一対の第一脚部３１を挿入する一対の第一スロット１２Ａは、複数のサブコイルセグメント２２Ｂ１〜２２Ｂ４の間で同じである。

各サブコイルセグメント２２Ｂにおいては、ステータコア６の径方向内側のレイヤーＬＹに位置する一方の第一立ち上がり部３３Ａと、径方向外側のレイヤーＬＹに位置する他方の第一立ち上がり部３３Ｂとが、ステータコア６の周方向の一方側に順番に並んでいる。ステータコア６の周方向の一方側は、図７において矢印Ｄ２で示す方向である。
具体的に、第一サブコイルセグメント２２Ｂ１では、一方の第一立ち上がり部３３Ａが第一レイヤーＬＹ１に位置し、他方の第一立ち上がり部３３Ｂが第二レイヤーＬＹ２に位置する。第二サブコイルセグメント２２Ｂ２では、一方の第一立ち上がり部３３Ａが第三レイヤーＬＹ３に位置し、他方の第一立ち上がり部３３Ｂが第四レイヤーＬＹ４に位置する。第三サブコイルセグメント２２Ｂ３では、一方の第一立ち上がり部３３Ａが第五レイヤーＬＹ５に位置し、他方の第一立ち上がり部３３Ｂが第六レイヤーＬＹ６に位置する。第四サブコイルセグメント２２Ｂ４では、一方の第一立ち上がり部３３Ａが第七レイヤーＬＹ７に位置し、他方の第一立ち上がり部３３Ｂが第八レイヤーＬＹ８に位置する。

＜渡りコイルセグメント＞
渡りコイルセグメント２３は、前述したコイル構成体２１同士を接続するものである。図６に示すように、渡りコイルセグメント２３は、基本コイルセグメント２２と同様の線材（例えば平角線、丸線）に折り曲げ加工を施すことで形成される。渡りコイルセグメント２３は、互いに平行に延びる一対の第二脚部４１と、一対の第二脚部４１を連結する第二渡り部４２と、を有する。

一対の第二脚部４１は、それぞれステータコア６の軸方向に延び、ステータコア６の周方向に第二間隔Ｉ２をあけて位置する一対の第二スロット１２Ｂに挿入される。すなわち、一対の第二脚部４１は互いに第二間隔Ｉ２をあけて位置する。一対の第二スロット１２Ｂ同士の第二間隔Ｉ２は、図５に示した一対の第一スロット１２Ａ同士の第一間隔Ｉ１よりも広い。本実施形態において、一対の第二脚部４１同士の第二間隔Ｉ２は、図７に示すように、互いに７ピッチ離れて位置する一対の第二スロット１２Ｂ同士の間隔に対応する。

図６に示すように、一対の第二脚部４１は、それぞれステータコア６の軸方向の第一端面１４側から第二スロット１２Ｂに挿入される。一対の第二脚部４１を第二スロット１２Ｂに挿入した状態において、一対の第二脚部４１の延長方向の第一端部４１Ａは、それぞれステータコア６の軸方向の第二端面１６から突出する。
一対の第二脚部４１の第一端部４１Ａは、一対の第二脚部４１の間隔が広がるように折り曲げられる。一対の第二脚部４１の第一端部４１Ａは、互いに異なるコイルセグメント２２，２３同士を溶接するための部位である。一対の第二脚部４１の第一端部４１Ａの折り曲げは、渡りコイルセグメント２３をステータコア６に取り付けた後に行われる。すなわち、渡りコイルセグメント２３をステータコア６に取り付ける前の状態において、一対の第二脚部４１の第一端部４１Ａは、図６において二点鎖線で示すように互いに平行に構成される。

第二渡り部４２は、その長手方向の両端が各第二脚部４１の延長方向の第二端部４１Ｂに接続される。第二渡り部４２は、一対の第二脚部４１を一対の第二スロット１２Ｂに挿入した状態において、ステータコア６の第一端面１４側に配される。
第二渡り部４２は、一対の肩部４３、及び、一対の第二立ち上がり部４４を有する。また、本実施形態の第二渡り部４２は、平坦部４５も有する。

一対の肩部４３は、各第二脚部４１からステータコア６の周方向に互いに近づく方向に延びる。本実施例において、一対の肩部４３は、ステータコア６の第一端面１４から離れるように、０度よりも大きい所定の角度で斜めに延びる。肩部４３の角度は、基本コイルセグメント２２の第一立ち上がり部３３がステータコア６の第一端面１４に対して傾斜する傾斜角度φ１よりも小さい。なお、一対の肩部４３は、ステータコア６の第一端面１４に対して平行に延びてよい、すなわち、肩部４３の角度を０度としてもよい。

一対の第二立ち上がり部４４は、各肩部４３の延長方向の先端から互いに近づくにしたがってステータコア６の軸方向において第一端面１４から離れるように斜めに延びる。ステータコア６の第一端面１４に対する第二立ち上がり部４４の傾斜角度φ２は、前述した肩部４３の角度よりも大きい。つまり、第二立ち上がり部４４の傾斜角度φ２は、少なくとも０度よりも大きければよい。
第二立ち上がり部４４の傾斜角度φ２は、基本コイルセグメント２２の第一立ち上がり部３３の傾斜角度φ１と同じである。すなわち、一対の第二立ち上がり部４４がなす開き角度θ２は、一対の第一立ち上がり部３３がなす開き角度θ１と同じである。なお、第二立ち上がり部４４の傾斜角度φ２は、例えば、第一立ち上がり部３３の傾斜角度φ１より大きくてもよい。すなわち、一対の第二立ち上がり部４４の開き角度θ２は、一対の第一立ち上がり部３３の開き角度θ１より小さくてもよい。
一対の第二立ち上がり部４４の延長方向の先端は、平坦部４５を介して互いに接続されている。なお、一対の第二立ち上がり部４４の延長方向の先端は、例えば何も介さずに直接接続されてもよい。

平坦部４５は、一対の第二立ち上がり部４４の延長方向の先端を連結する。平坦部４５は、ステータコア６の第一端面１４に対して平行に延びる。本願明細書において、平坦部４５がステータコア６の第一端面１４に平行に延びることは、平坦部４５が第一端面１４に対して若干傾斜して延びることも含む。

第二渡り部４２は、図７に示すように、ステータコア６の軸方向から見て、一対の第二立ち上がり部４４がステータコア６の径方向にずれて位置するように折り曲げられている。これにより、一対の第二立ち上がり部４４は、ステータコア６の径方向において互いに２つ以上離れて位置する２つのレイヤーＬＹにそれぞれ位置する。また、一対の第二脚部４１は、所定ピッチ離れて位置する一対の第二スロット１２Ｂのうち、ステータコア６の径方向において互いに２つ以上離れて位置する２つのレイヤーＬＹに挿入される。

具体的に、一対の第二立ち上がり部４４は、ステータコア６の径方向において互いに３つ離れて位置する２つのレイヤーＬＹにそれぞれ位置する。例えば、一方の第二立ち上がり部４４Ａが第一レイヤーＬＹ１に位置する場合、他方の第二立ち上がり部４４Ｂは第四レイヤーＬＹ４に位置する。なお、一対の第二立ち上がり部４４は、例えばステータコア６の径方向において互いに１つ又は２つだけ離れて位置する２つのレイヤーＬＹにそれぞれ位置してもよい。
また、平坦部４５は、ステータコア６の周方向に向かうにしたがって、ステータコア６の径方向外側に向かう方向に延びている。

本実施形態では、図７に示すように、第一渡りコイルセグメント２３１、第二渡りコイルセグメント２３２、第三渡りコイルセグメント２３３が、ステータコア６の径方向内側から外側に順番に並んでいる。各渡りコイルセグメント２３の一対の第二脚部４１を挿入する一対の第二スロット１２Ｂは、複数の渡りコイルセグメント２３の間で同じである。

各渡りコイルセグメント２３においては、ステータコア６の径方向内側のレイヤーＬＹに位置する一方の第二立ち上がり部４４Ａと、径方向外側のレイヤーＬＹに位置する他方の第二立ち上がり部４４Ｂとが、ステータコア６の周方向の一方側に順番に並んでいる。
具体的に、第一渡りコイルセグメント２３１では、一方の第二立ち上がり部４４Ａが第一レイヤーＬＹ１に位置し、他方の第二立ち上がり部４４Ｂが第四レイヤーＬＹ４に位置する。第二渡りコイルセグメント２３２では、一方の第二立ち上がり部４４Ａが第三レイヤーＬＹ３に位置し、他方の第二立ち上がり部４４Ｂが第六レイヤーＬＹ６に位置する。第三渡りコイルセグメント２３３では、一方の第二立ち上がり部４４Ａが第五レイヤーＬＹ５に位置し、他方の第二立ち上がり部４４Ｂが第八レイヤーＬＹ８に位置する。

＜作用効果＞
本実施形態のステータ３においては、図７，８に示すように、サブコイルセグメント２２Ｂ（基本コイルセグメント２２）の一対の第一脚部３１が、一対の第一スロット１２Ａに挿入される。また、渡りコイルセグメント２３の一対の第二脚部４１は、ステータコア６の周方向において一対の第一スロット１２Ａを挟み込むように位置する一対の第二スロット１２Ｂに挿入される。このため、渡りコイルセグメント２３の第二渡り部４２は、ステータコア６の軸方向において第一端面１４との間にサブコイルセグメント２２Ｂ（基本コイルセグメント２２）の第一渡り部３２が位置するように配される。そして、渡りコイルセグメント２３の第二立ち上がり部４４の傾斜角度φ２が肩部４３の角度よりも大きいことで、渡りコイルセグメント２３の第二渡り部４２がサブコイルセグメント２２Ｂの第一渡り部３２に接触する。
以下、この点について具体的に説明する。

一の渡りコイルセグメント２３の一方の第二立ち上がり部４４Ａとステータコア６の第一端面１４との間には、一のサブコイルセグメント２２Ｂの一方の第一立ち上がり部３３Ａが位置する。また、一の渡りコイルセグメント２３の他方の第二立ち上がり部４４Ｂとステータコア６の第一端面１４との間には、一のサブコイルセグメント２２Ｂに対して径方向外側に隣り合う他のサブコイルセグメント２２Ｂの他方の第一立ち上がり部３３Ｂが位置する。さらに、一の渡りコイルセグメント２３の平坦部４５とステータコア６の第一端面１４との間には、ステータコア６の径方向に隣り合う２つのサブコイルセグメント２２Ｂの頂部３４が位置する。

例えば、第一渡りコイルセグメント２３１の一方の第二立ち上がり部４４Ａとステータコア６の第一端面１４との間には、第一サブコイルセグメント２２Ｂ１の一方の第一立ち上がり部３３Ａが位置する。また、第一渡りコイルセグメント２３１の他方の第二立ち上がり部４４Ｂとステータコア６の第一端面１４との間には、第二サブコイルセグメント２２Ｂ２の他方の第一立ち上がり部３３Ｂが位置する。また、第一渡りコイルセグメント２３１の平坦部４５とステータコア６の第一端面１４との間には、第一、第二サブコイルセグメント２２Ｂ１，２２Ｂ２の頂部３４が位置する。
上記した第一渡りコイルセグメント２３１と第一、第二サブコイルセグメント２２Ｂ１，２２Ｂ２との位置関係は、第二渡りコイルセグメント２３２と第二、第三サブコイルセグメント２２Ｂ２，２２Ｂ３との間、及び、第三渡りコイルセグメント２３３と第三、第四サブコイルセグメント２２Ｂ３，２２Ｂ４との間においても同様である。

そして、ステータコア６の第一端面１４に対する第二立ち上がり部４４の傾斜角度φ２が、ステータコア６の第一端面１４に対する肩部４３の角度よりも大きいことで、ステータコア６の第一端面１４を基準とした第二渡り部４２の高さ位置が低くなる。また、一対の第二立ち上がり部４４がステータコア６の周方向において互いに近くに位置する。これにより、渡りコイルセグメント２３の第二渡り部４２がサブコイルセグメント２２Ｂの第一渡り部３２に接触する。

本実施形態において、一の渡りコイルセグメント２３の一方の第二立ち上がり部４４Ａには、一のサブコイルセグメント２２Ｂの一方の第一立ち上がり部３３Ａが接触する。また、一の渡りコイルセグメント２３の他方の第二立ち上がり部４４Ｂと、他のサブコイルセグメント２２Ｂの他方の第一立ち上がり部３３Ｂとが接触する。ここで、サブコイルセグメント２２Ｂの第一立ち上がり部３３の傾斜角度φ１と渡りコイルセグメント２３の第二立ち上がり部４４の傾斜角度φ２とは互いに等しいため、第二立ち上がり部４４は、第一立ち上がり部３３に対して平行に接触する。
また、一の渡りコイルセグメント２３の平坦部４５には、ステータコア６の径方向に隣り合う２つのサブコイルセグメント２２Ｂの頂部３４が接触する。

より具体的に説明すれば、第一渡りコイルセグメント２３１の一方の第二立ち上がり部４４Ａは、第一サブコイルセグメント２２Ｂ１の一方の第一立ち上がり部３３Ａに対して平行に接触する。また、第一渡りコイルセグメント２３１の他方の第二立ち上がり部４４Ｂは、第二サブコイルセグメント２２Ｂ２の他方の第一立ち上がり部３３Ｂに対して平行に接触する。また、第一渡りコイルセグメント２３１の平坦部４５には、第一、第二サブコイルセグメント２２Ｂ１，２２Ｂ２の頂部３４が接触する。
上記のように第一渡りコイルセグメント２３１の第二渡り部４２と第一、第二サブコイルセグメント２２Ｂ１，２２Ｂ２の第一渡り部３２とが接触する態様は、第二渡りコイルセグメント２３２の第二渡り部４２と第二、第三サブコイルセグメント２２Ｂ２，２２Ｂ３の第一渡り部３２との間、及び、第三渡りコイルセグメント２３３の第二渡り部４２と第三、第四サブコイルセグメント２２Ｂ３，２２Ｂ４の第一渡り部３２との間においても同様である。

以上説明したように、本実施形態に係るステータ３及びこれを備える回転電機１によれば、サブコイルセグメント２２Ｂの第一渡り部３２が、ステータコア６の第一端面１４と渡りコイルセグメント２３の第二渡り部４２との間に配されると共に、渡りコイルセグメント２３の第二渡り部４２に接触する。これにより、互いに異なるコイルセグメント２２，２３の脚部３１，４１同士を溶接する際に、渡りコイルセグメント２３の第二渡り部４２をステータコア６の第一端面１４に向けて押さえるだけで、サブコイルセグメント２２Ｂの第一渡り部３２を確実にステータコア６の第一端面１４に向けて押さえることができる。全てのコイルセグメント２２，２３をステータコア６の第一端面１４に向けて押さえることで、互いに異なる２つの脚部３１，４１同士を溶接する溶接部位が、複数の溶接部位の間でステータコア６の軸方向にばらつくことを効果的に抑制できる。

また、本実施形態に係るステータ３及び回転電機１によれば、渡りコイルセグメント２３の第二渡り部４２が、一対の第二立ち上がり部４４の先端の間に位置してステータコア６の第一端面１４に平行する平坦部４５を備える。これにより、１つの渡りコイルセグメント２３の第二渡り部４２が複数のサブコイルセグメント２２Ｂの第一渡り部３２に重ねて配されていても、複数のサブコイルセグメント２２Ｂの頂部３４を同一の第二渡り部４２に接触させることができる。
また、渡りコイルセグメント２３の第二渡り部４２が平坦部４５を備える場合には、平坦部４５を備えない場合と比較して、ステータコア６の第一端面１４を基準とした渡りコイルセグメント２３の第二渡り部４２の頂部の高さ位置が低くなる。これにより、サブコイルセグメント２２Ｂの頂部３４をより確実に渡りコイルセグメント２３の第二渡り部４２の平坦部４５に接触させることができる。

また、本実施形態に係るステータ３及び回転電機１によれば、渡りコイルセグメント２３の第二立ち上がり部４４が、サブコイルセグメント２２Ｂの第一立ち上がり部３３に対して平行に接触する。すなわち、第一立ち上がり部３３と第二立ち上がり部４４とが線接触する。このため、渡りコイルセグメント２３の第二渡り部４２をステータコア６の第一端面１４に向けて押さえる際に、サブコイルセグメント２２Ｂの第一渡り部３２を安定にステータコア６の第一端面１４に向けて押さえることができる。また、渡りコイルセグメント２３の第二渡り部４２をステータコア６の第一端面１４に向けて押さえる際に、第一渡り部３２や第二渡り部４２が変形することを抑制できる。

＜その他の実施形態＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明のステータにおいて、渡りコイルセグメント２３の第二渡り部４２は、例えばステータコア６の軸方向において第一端面１４との間にメインコイルセグメント２２Ａの第一渡り部３２が位置するように配されてもよい。すなわち、渡りコイルセグメント２３の第二渡り部４２がメインコイルセグメント２２Ａの第一渡り部３２に接触してもよい。この場合でも、上記実施形態と同様の効果を奏する。

本発明のステータにおいて、挿入領域ＬＹの数は８つ以外であってよい。本発明は、例えば、４、６、１０、１２、またはそれ以上の数の挿入領域ＬＹを有するステータに適用することもできる。

本発明の回転電機は、ステータ３のコイル７に交流電流を流すことでロータ２を駆動回転するモータに限らず、エンジン等の動力によってロータ２を回転させることで発電する発電機であってもよい。

本発明の回転電機は、油圧ショベル、ブルドーザ、フォークリフトなどの作業機械に用いる回転電機として好適である。

１…回転電機、２…ロータ、３…ステータ、４…ロータシャフト、５…ロータコア、６…ステータコア、７…コイル、１１…ティース、１２…スロット、１２Ａ…第一スロット、１２Ｂ…第二スロット、１４…第一端面、２２…基本コイルセグメント、２２Ａ…メインコイルセグメント、２２Ｂ，２２Ｂ１，２２Ｂ２，２２Ｂ３，２２Ｂ４…サブコイルセグメント、２３，２３１，２３２，２３３…渡りコイルセグメント、３１…第一脚部、３２…第一渡り部、３３，３３Ａ，３３Ｂ…第一立ち上がり部、３４…頂部、４１…第二脚部、４２…第二渡り部、４３…肩部、４４，４４Ａ，４４Ｂ…第二立ち上がり部、４５…平坦部、Ｉ１…第一間隔、Ｉ２…第二間隔、Ｏ…軸線、φ１…第一立ち上がり部３３の傾斜角度、φ２…第二立ち上がり部４４の傾斜角度

Claims (6)

1. 複数のティース及び複数のスロットを有するステータコアと、
   前記複数のスロットに所定ピッチで巻回されるコイルと、を備え、
   前記コイルは、
   前記ステータコアの周方向に第一間隔をあけて位置する一対の第一スロットに挿入された一対の第一脚部、及び、一対の前記第一脚部を連結し、前記ステータコアの軸方向の第一端面側に配された第一渡り部を有する基本コイルセグメントと、
   前記周方向に前記第一間隔よりも広い第二間隔をあけて位置する一対の第二スロットに挿入された一対の第二脚部、及び、一対の前記第二脚部を連結し、前記軸方向において前記第一端面との間に前記第一渡り部が位置するように配された第二渡り部を有する渡りコイルセグメントと、を備え、
   前記基本コイルセグメントの前記第一渡り部は、各第一脚部から前記周方向に互いに近づくにしたがって前記軸方向において前記第一端面から離れるように斜めに延びる一対の第一立ち上がり部を有し、
   前記渡りコイルセグメントの前記第二渡り部は、各第二脚部から互いに近づく方向に延びる一対の肩部、及び、各肩部の延長方向の先端から互いに近づくにしたがって前記軸方向において前記第一端面から離れるように斜めに延びる一対の第二立ち上がり部を有し、
   前記第一端面に対する前記第二立ち上がり部の傾斜角度が、前記第一端面に対する前記肩部の角度よりも大きいことで、前記第二渡り部が前記第一渡り部に接触するステータ。
2. 前記第二渡り部は、一対の前記第二立ち上がり部の延長方向の先端を連結し、前記ステータコアの第一端面に対して平行に延びる平坦部を備え、
   前記平坦部には、複数の前記基本コイルセグメントの前記第一立ち上がり部の延長方向の先端が接触する請求項１に記載のステータ。
3. 前記第二渡り部の前記第二立ち上がり部が、前記第一渡り部の前記第一立ち上がり部に対して平行に接触する請求項１又は請求項２に記載のステータ。
4. 前記複数のスロットは、それぞれ前記ステータコアの径方向に並ぶ複数のレイヤーを有し、
   各レイヤーには、一つの前記第一脚部又は一つの前記第二脚部が挿入され、
   前記基本コイルセグメントの一対の前記第一脚部は、前記径方向において互いに隣り合う２つの前記レイヤーに挿入され、
   前記渡りコイルセグメントの一対の前記第二脚部は、前記径方向において互いに２つ以上離れて位置する２つの前記レイヤーに挿入されている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のステータ。
5. ロータと、前記ロータを収容する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のステータと、を備える回転電機。
6. 請求項５に記載の回転電機を備える作業機械。

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