JP2021013258A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】単位コイル間の渡り線及びこれらの接続位置の最適化を図り、溶接による接続を容易にする。【解決手段】回転電機は、ティースに配置される複数の単位コイルを備え、単位コイルは、単位コイルを構成する導電線の端部の構成が異なる第１単位コイル、第２単位コイル、及び第３単位コイルにより構成され、コイルＡ及びコイルＣは第１単位コイルにより構成され、コイルＢは第２単位コイルにより構成され、コイルＤは第３単位コイルにより構成されており、各単位コイルから引き出される端部は、ステータの上方向に引き出されるように構成され、コイルＡ及びＣは、ステータの外径側に始点の端部を、内径側に終点の端部を備え、コイルＢ及びコイルＤはステータの外径側に終点の端部を、内径側に始点の端部を備えるように配置され、それぞれの端部は、それぞれの接続部において、前記ステータに対して同一方向に指向する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、回転電機に関する。

回転電機のステータコアに設けられたティースに、平角線を集中巻した単位コイルを挿入してステータを作成する際に、単位コイル間、電源線と単位コイル間、中性点とコイル間を配線により接続する。これらの接続を効率的に行わないと、接続のためのスペースが大きくなり、回転電機の小型化に反し、接続抵抗が高くなって消費電力が大きくなる等の弊害が生じる。

また、単位コイル間、電源線と単位コイル間、中性点とコイル間を配線により接続する際に、コイル端部を溶接等により接続するが、溶接作業は通常はステータ上側から行うため、接続部は作業性を考慮した構成とする必要がある。

特開２０１３−１６５５６６号公報

実施形態は、上記課題に鑑みたものであり、単位コイル間の渡り線及びこれらの接続位置の最適化を図り、溶接による接続を容易にすることができる回転電機を提供する。

実施形態に係る回転電機は、ティースに配置される複数の単位コイルを備え、単位コイルは、単位コイルを構成する導電線の端部の構成が異なる第１単位コイル、第２単位コイル、及び第３単位コイルにより構成され、コイルＡ及びコイルＣは第１単位コイルにより構成され、コイルＢは第２単位コイルにより構成され、コイルＤは第３単位コイルにより構成されており、各単位コイルから引き出される端部は、ステータの上方向に引き出されるように構成され、コイルＡ及びＣは、ステータの外径側に始点の端部を、内径側に終点の端部を備え、コイルＢ及びコイルＤはステータの外径側に終点の端部を、内径側に始点の端部を備えるように配置され、それぞれの端部は、それぞれの接続部において、前記ステータに対して同一方向に平行に指向する。

第１実施形態に係る回転電機の概略構成を示す正面図 ステータの接続略図 第１単位コイルの概略構成を示す斜視図 第２単位コイルの概略構成を示す斜視図 第３単位コイルの概略構成を示す斜視図 ヨーク、及びコイルを除外し、ステータのＵ相を中心に拡大した概略構成を示す斜視図 第２実施形態に係る第１単位コイルの概略構成を三面図で示す場合の正面図 第２実施形態に係る第１単位コイルの概略構成を三面図で示す場合の側面図 第２実施形態に係る第１単位コイルの概略構成を三面図で示す場合の上面図 第２実施形態に係る第２単位コイルの概略構成を三面図で示す場合の正面図 第２実施形態に係る第２単位コイルの概略構成を三面図で示す場合の側面図 第２実施形態に係る第２単位コイルの概略構成を三面図で示す場合の上面図 第２実施形態に係る第３単位コイルの概略構成を三面図で示す場合の正面図 第２実施形態に係る第３単位コイルの概略構成を三面図で示す場合の側面図 第２実施形態に係る第３単位コイルの概略構成を三面図で示す場合の上面図 第２実施形態におけるステータのＵ相を中心に拡大した概略構成を示す平面図

以下、実施形態について図面に基づいて説明する。実施形態の説明において実質的に同一の要素には同一の符号、又は同一の名称を付し、説明を省略する。なお、以下の説明において、回転電機１の回転中心Ｏ方向を内径方向と、その逆方向を外径方向と称し、ステータ１２の円環形状の外周に沿った方向であって、内周又は外周を時計回り方向に指向する方向を図において矢印Ｙ１で示し、その逆方向の反時計回り方向に指向する図において矢印Ｙ２で示す。ステータ１２の円環形状の外周に沿った方向を周方向と称する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る回転電機１及びステータ１２の概略構成を示す上面図であり、図２は回転電機１における電気的な接続を、ステータ１２の内側より見た展開図により概略的に示す接続略図である。

図３は第１実施形態に係る回転電機１におけるステータ１２の内径側に設けられた複数のティース１１に配置可能な第１単位コイル３１の概略構成を示す斜視図である。図４は第１実施形態に係る回転電機１におけるステータ１２の内径側に設けられた複数のティース１１に配置可能な第２単位コイル３２の概略構成を示す斜視図である。図５は第１実施形態に係る回転電機１におけるステータ１２の内径側に設けられた複数のティース１１に配置可能な第３単位コイル３３の概略構成を示す斜視図である。

図６はステータ１２の部分拡大斜視図であり、コイルＵ１１〜Ｕ１４、及び、コイルＷ１１〜Ｗ１４が設けられる領域を拡大して、各コイルＵ１１〜Ｕ１４、及び、コイルＷ１１〜Ｗ１４間の接続状態、及び、これらコイルの配置状態をわかりやすく示すための図である。以下の説明で、コイルＵ１１〜Ｕ１４、Ｕ２１〜Ｕ２４をまとめてコイルＵと、コイルＶ１１〜Ｖ１４、Ｖ２１〜Ｖ２４をまとめてコイルＶと、コイルＷ１１〜Ｗ１４、Ｗ２１〜Ｗ２４をまとめてコイルＷと称する。

実施形態に係る回転電機１は、図１に示すように、ステータ１２を備えている。回転電機１は、例えばインナーロータ型であり、円筒状のステータ１２の内部に図示しないロータを備えている。

ロータは例えば略円柱状に形成されており、同一円周上に等角ピッチで配列された例えば２０組の図示しない磁石挿入穴を備え、この磁石挿入穴はロータを積層方向に貫通するように形成されている。磁石挿入穴のそれぞれには図示しない永久磁石が挿入されている。

ステータ１２は、ヨーク１０、ティース１１、及びティース１１に装着された複数の単位コイル３１〜３３を備えている。ヨーク１０および複数のティース１１は、例えばケイ素鋼板などにより構成された平板円環形状の電磁鋼板の積層体によって形成されている。ステータ１２は、所定のギャップを介して図示しないロータの周りを囲むようにして配設されている。

ヨーク１０の外形は、内部空洞の円筒状に形成されている。複数のティース１１は、ヨーク１０の内径部から内径方向に向かって突出しており、周方向に所定間隔を離間して配置されている。複数のティース１１のうち周方向で隣り合うティース１１の間には、外径方向に延びる凹部であるスロット２２が形成されている。

複数の単位コイル３１〜３３は、複数のティース１１を単位コイル３１〜３３の内部空洞に挿入するようにして組付けられて装着され、回転電機１を構成している。図１においては、例えば２４個のティース１１及びこれに設けられた２４個の単位コイル３１〜３３が設けられている。

各単位コイル３１〜３３は渡り線部２０（２０１〜２１８）において相互に接続されている。渡り線部２０は接続部として機能する。なお、実施形態では、２４個のティース１１及びこれに設けられた２４個の単位コイル３１〜３３を例示して説明しているが、これらの個数を限定する意図はなく、任意の個数を用いて構成してもよい。

各単位コイル３１〜３３を構成する導電線はいわゆる平角線で構成されており、各単位コイル３１、３２、３３は、平角線をエッジ側すなわち断面短辺側の方向に巻回して構成されたエッジワイズコイルである。各単位コイル３１〜３３は全体として内部に空洞を備える円筒形状を呈している。なお、実施形態では、後述する図３、図４、及び図５に示すように、平角線が１層に左巻きに巻回された単位コイル３１〜３３を例示して説明しているが、平角線の巻方向が左巻きの場合に限定する意図はなく、任意の巻方向のコイル３１〜３３を用いてもよい。

エッジワイズ巻のコイルを用いることにより、コイルの占積率を増やすことができるため、設置機器や装備の小型化や性能向上を図ることができる。また、コイルの断面積を増やすことができるため、放熱性に優れるとともに電流低減することができる。

また、渡り線部２０において、単位コイル３１〜３３を構成する平角線の端部を同一方向にそろえて、且つ、平角線の断面長辺側の面を接触するようにして接続されるため、渡り線部２０における接続面積を大きくすることができる。これにより、接触抵抗を小さくできるとともに、接続強度を向上させることができる。第１実施形態において、渡り線部２０は、上方向に指向して設けられている。

ここで、図１に示すように、ステータ１２の内径部に設けられたティース１１には、Ｕ相端子に接続されたコイルＵ、Ｖ相端子に接続されたコイルＶ、及びＷ相端子に接続されたコイルＷ、すなわち、コイルＵ１１、Ｕ１２、Ｕ１３、Ｕ１４、コイルＷ１１、Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ１４、コイルＶ１１、Ｖ１２、Ｖ１３、Ｖ１４、コイルＵ２１、Ｕ２２、Ｕ２３、Ｕ２４、コイルＷ２１、Ｗ２２、Ｗ２３、Ｗ２４、コイルＶ２１、Ｖ２２、Ｖ２３、Ｖ２４がこの順番で反時計回りに配列されて挿入されている。

これらコイルＵ、Ｖ、Ｗは、図２に示すようにダブルスター結線されている。コイルＵ１１及びＵ２１はＵ相線５０ａを介してＵ相端子に接続されている。コイルＶ１１及びＶ２１はＶ相線５１ａを介してＶ相端子に接続されている。コイルＷ１１及びＷ２１はＷ相線５２ａを介してＷ相端子に接続されている。コイルＵ１４、コイルＶ１４及びコイルＷ１４は中性点Ｎ１を介して接続されている。コイルＵ２４、コイルＶ２４及びコイルＷ２４は中性点Ｎ２を介して接続されている。

コイルＵ、コイルＶ、コイルＷは、第１単位コイル３１、第２単位コイル３２及び第３単位コイル３３を組み合わせて構成されている。各コイルＵ、Ｖ、Ｗにおいて、ステータ１２の反時計回り方向に、コイルＡ、Ｂ，Ｃ，Ｄの順で配置されているとすると、コイルＡは第１単位コイル３１、コイルＢは第２単位コイル３２、コイルＣは第１単位コイル３１、コイルＤは第３単位コイル３３である。

すなわち、コイルＵ１１、Ｖ１１、Ｗ１１、Ｕ２１、Ｖ２１、Ｗ２１はコイルＡであり第１単位コイル３１により構成されている。コイルＵ１２、Ｖ１２、Ｗ１２、コイルＵ２２、Ｖ２２、Ｗ２２はコイルＢであり第２単位コイル３２により構成されている。Ｕ１３、Ｖ１３、Ｗ１３、Ｕ２３、Ｖ２３、Ｗ２３はコイルＣであり第１単位コイル３１により構成されている。コイルＵ１４、Ｖ１４、Ｗ１４、コイルＵ２４、Ｖ２４、Ｗ２４はコイルＤであり第３単位コイル３３により構成されている。

図３は第１単位コイル３１の概略構成を示す斜視図である。図４は第２単位コイル３２の概略構成を示す斜視図である。図５は第３単位コイル３３の概略構成を示す斜視図である。

また、図３〜図５における上下方向、内径・外径方向、Ｙ１、Ｙ２方向は、各単位コイル３１、３２、３３がステータ１２に組付けられた状態での方向を示している。

各単位コイル３１，３２、３３において、図示しないＵ相端子、Ｖ相端子、及びＷ相端子側に配置される方を始点である第１端部３６１、３６２、３６３とし、中性点Ｎ１、及びＮ２側に配置される方を終点である第２端部３８１、３８２、３８３とする。コイルがステータ１２に備えられて動作する際に、始点は電流の入り口に該当し、終点は電流の出口に該当する。また、中性点Ｎ１及びＮ２の端部を中性点端部Ｎ１ｂ、Ｎ２ｂとする。

第１端部３６１、３６２、３６３、第２端部３８１、３８２、３８３の先端部、中性点端部Ｎ１ｂ、Ｎ２ｂ、Ｕ相線５０ａ、Ｖ相線５１ａ、及びＷ相線５２ａの接続部では、これら導電線の外部を絶縁コーティングするコーティング材がはがされており、接続部において溶接されることにより、これらの接続部は電気的に接続される。これは、後述する第２実施形態においても同様である。

ここで、各単位コイル３１，３２，３３の導電線が巻回する部分を巻回部３４とする。各単位コイル３１，３２，３３は巻回部３４において構造が共通している。巻回部３４は断面長方形のティース１１に組み付けられるために、全体として長手側及び短手側を有する角柱構造となるように構成されている。

各単位コイル３１，３２，３３における巻回部３４、第１端部３６１、３６２、３６３、及び、第２端部３８１、３８２、３８３の対応関係は以下のようになっている。
単位コイル３１：巻回部３４−第１端部３６１−第２端部３８１
単位コイル３２：巻回部３４−第１端部３６２−第２端部３８２
単位コイル３３：巻回部３４−第１端部３６３−第２端部３８３

巻回部３４を構成する導電線により、巻回部３４の上側に形成される壁面を上側壁面Ｔ１と、その逆側の壁面を下側壁面Ｔ２とする。各単位コイル３１，３２，３３において、第１端部３６１、３６２、３６３及び、第２端部３８１、３８２、３８３は、巻回部３４の上側壁面Ｔ１の位置から巻回部３４の導電線の巻回を延長するように引き出されている。

図３に示すように、第１単位コイル３１の第１端部３６１と第２端部３８１は、巻回部３４の上方向に引き出されている。第１端部３６１は巻回部３４の外径方向かつＹ１方向の端部から垂直上方向に引き出され、所定長さ延伸した後、終端している。第２端部３８１は巻回部３４の内径方向かつＹ２方向の端部から垂直上方向に引き出され、所定長さ延伸した後、終端している。第１端部３６１と第２端部３８１は、巻回部３４に対して点対称となるように配置されている。第１端部３６１及び第２端部３８１の先端部は巻回部３４の上側壁面Ｔ１の位置から上方向に突出している。

図４に示すように、第２単位コイル３２の第１端部３６２と第２端部３８２は、巻回部３４に対して同一方向である上方向に引き出されている。第１端部３６２は巻回部３４の内径側かつＹ１方向の端部の位置からＹ１方向に直線的に延伸した後、曲率を有して上方向に直角に屈曲し、上方向に直線的に延伸し、終端している。

第２端部３８２は巻回部３４の外径方向かつＹ２方向の端部の位置からＹ２方向に直線的に延伸した後、曲率を有して上方向に直角に屈曲し、上方向に直線的に延伸し、終端している。

第１端部３６２及び第２端部３８２は、巻回部３４に対して点対称となるように配置されている。第１端部３６２及び第２端部３８２の先端部は巻回部３４の上側壁面Ｔ１の位置から上方向に突出している。

図５に示すように、第３単位コイル３３の第１端部３６３と第２端部３８３は、巻回部３４の同一方向である上方向に引き出されている。第１端部３６３は巻回部３４の内径方向かつＹ１方向の端部の位置からＹ１方向に直線的に延伸した後、曲率を有して上方向に直角に屈曲し、上方向に直線的に延伸し、終端している。第３単位コイル３３の第１端部３６３は、第２単位コイル３２の第１端部３６２と同様の形状を備えている。第１端部３６３及び第２端部３８３は上側壁面Ｔ１の位置から上方向に突出している。

第１単位コイル３１、第２単位コイル３２、及び第３単位コイル３３がステータ１２に組付けられた場合に、ステータ１２には、反時計回り方向すなわちＹ２方向に第１単位コイル３１、第２単位コイル３２、第１単位コイル３１、第３単位コイル３３の順で組付けられる。

ここで、Ｕ１２に相当する単位コイル３２の第１端部３６２及び第２端部３８２は、隣接するＵ１１に相当する第１単位コイル３１の第２端部３８１、及び、Ｕ１３に相当する第１単位コイル３１の第１端部３６１と同一方向に延伸し、相互に対向、且つ、接触する位置に配置させることができる。

また、Ｕ１１に相当する第１単位コイル３１の第１端部３６１は、図示しないＵ相端子のＵ相線の端部と同一方向に延伸し、相互に対向、且つ、接触する位置に配置させることができる。また、Ｕ１４に相当する第３単位コイル３３の第１端部３６３は、隣接するＵ１３に相当する第１単位コイル３１の第２端部３８１と同一方向に延伸し、相互に対向、且つ、接触する位置に配置させることができる。また、Ｕ１４に相当する第３単位コイル３３の第２端部３８３は、中性点端部Ｎ１ｂと同一方向に延伸し、相互に対向、且つ、接触する位置に配置させることができる。
上記事項は、Ｕ相だけでなく、他のＶ相、Ｗ相においても同じ関係である。

次に、図１、図２及び図６を参照し、回転電機１のコイルＵ、Ｖ、Ｗの配置及び接続構成を説明する。ここではコイルＵを中心に説明する。コイルＵ、Ｖ、及びＷにおいて、各単位コイル３１、３２、３３の配置及び、各単位コイル３１、３２、３３、Ｕ相線５０ａ、Ｖ相線５１ａ、Ｗ相線５２ａ、中性点Ｎ１、Ｎ２それぞれとの接続構成は略同じである。

コイルＵ１１は、第１単位コイル３１の第１端部３６１側がステータ１２の外径側に、第２端部３８１が内径側に配置される。コイルＵ１２は、第２単位コイル３２の第１端部３６２側がステータ１２の内径方向に配置され、第２端部３８２側が外径側に配置される。コイルＵ１３は、第１単位コイル３１の第１端部３６１が、ステータ１２の外径側に、第２端部３８１側が内径側に配置される。コイルＵ１４は、第３単位コイル３３の第１端部３６３側がステータ１２の内径側に、第２端部３８３側が外径側に配置される。

上側壁面Ｔ１側はすべての単位コイル３１、３２、３３においてステータ１２の上方向に、下側壁面Ｔ２はすべての単位コイル３１、３２、３３においてステータ１２の下方向に配置される。このように配置することで、各単位コイル３１、３２、３３のすべての第１端部３６１、３６２、３６３、及びすべての第２端部３８１、３８２、３８３は、ステータ１２の上方向に配置される。

各コイルＵ，Ｖ，Ｗの接続構成は以下のようになっている。
図２及び図６に示すように、コイルＵ１１を構成する第１単位コイル３１の第１端部３６１が、ステータ１２の外径側において、図２に示すＵ相線５０ａの端部である図示しないＵ相線の接続部と接続している。図１、図６に図示はしないが、Ｕ相線５０ａはステータ１２の外径側の周方向であってＹ１方向に延伸して沿うように取り廻されて配置されている。第１端部３６１はステータ１２の上方向に延伸もしくは突出して配置される。これにより、第１端部３６１とＵ相線５０ａの端部は、ともにステータ１２に対して同一方向である上方向に平行に対向して延伸し接続しているため、Ｕ相線の接続部を長く大きく確保できる。

コイルＵ１１を構成する第１単位コイル３１の第２端部３８１は、ステータ１２の内径側において、隣接するコイルＵ１２を構成する第２単位コイル３２の第１端部３６２に接続されて渡り線部２０１を構成している。第２端部３８１と第１端部３６２は、ともにステータ１２に対して同一方向である上方向に平行に対向して延伸し接続している。これにより、第２端部３８１と第１端部３６２の接続部２０１の長さを長く確保できる。

コイルＵ１２を構成する第２単位コイル３２の第２端部３８２は、ステータ１２の外径側において、隣接するコイルＵ１３を構成する第１単位コイル３１の第１端部３６１に接続されて渡り線部２０２を構成している。第２端部３８２と第１端部３６１は、ともにステータ１２に対して同一方向である上方向に平行に対向して延伸し接続している。これにより、第２端部３８１と第１端部３６２の接続部の長さを長く確保できる。

コイルＵ１３を構成する第１単位コイル３１の第２端部３８１は、ステータ１２の内径側において、隣接するコイルＵ１４を構成する第３単位コイル３３の第１端部３６３に接続されて渡り線部２０３を構成している。第２端部３８１と第１端部３６３は、ともにステータ１２に対して同一方向である上方向に平行に対向して延伸し接続している。これにより、第２端部３８１と第１端部３６３の接続部の長さを長く確保できる。

コイルＵ１４、Ｖ１４，Ｗ１４を構成する第３単位コイル３３の第２端部３８３はステータ１２の外径側において、中性点端部Ｎ１ｂに接続している。中性点Ｎ１はステータ１２の外径側において上方向に延伸もしくは突出して配置されている。第２端部３８３はステータ１２の上方向に延伸もしくは突出して配置される。これにより、第２端部３８３と中性点端部Ｎ１ｂは、ともにステータ１２に対して同一方向である上方向に平行に対向して延伸し接続しているため、第２端部３８３と中性点端部Ｎ１ｂとの接続部３０の長さを長く確保できる。これは第２端部３８３と中性点端部Ｎ２ｂとの接続部３０においても同様である。

隣接するコイルＵ１１とＵ１２間で第２端部３８１と第１端部３６２が構成する渡り線部２０１はステータ１２の内径側に配置されている。隣接するコイルＵ１２とＵ１３間で第２端部３８２と第１端部３６１が構成する渡り線部２０２は、ステータ１２の外径側に配置される。隣接するコイルＵ１３とＵ１４間で第２端部３８１と第１端部３６３が構成する渡り線部２０３は、ステータ１２の内径側に配置される。

なお、コイルＵ１１及びＵ２１の第１端部３６１には図示しないＵ相端子が接続される。コイルＶ１１及びＶ２１の第１端部３６１には図示しないＶ相端子が接続される。コイルＷ１１及びＷ２１の第１端部３６１には図示しないＷ相端子が接続される。コイルＵ１４、Ｗ１４、Ｖ１４の第２端部３８３には中性点Ｎ１が接続され、コイルＵ２４、Ｗ２４、Ｖ２４の第２端部３８３には中性点Ｎ２が接続される。

コイルＵ２４、Ｖ２４，Ｗ２４を構成する第３単位コイル３３の第２端部３８３はステータ１２の外径側において、中性点Ｎ２の３つの中性点端部Ｎ２ｂに接続している。中性点Ｎ２はステータ１２の外径側において上方向に延伸もしくは突出して配置されている。第２端部３８３はステータ１２の上方向に延伸もしくは突出して配置される。これにより、第２端部３８３と中性点端部Ｎ２ｂとは、ともにステータ１２に対して同一方向である上方向に平行に対向して延伸しているため、接続部を長く確保できる。

上記に説明したコイルＵ１１〜コイルＵ１４と略同様の構成で、コイルＷ１１〜Ｗ１４、コイルＶ１１〜Ｖ１４、コイルＵ２１〜Ｕ２４、コイルＷ２１〜Ｗ２４、コイルＶ２１〜Ｖ２４が構成されている。

コイルＵ１１及びＵ２１、コイルＶ１１及びＶ２１、コイルＷ１１及びＷ２１の始点である第１端部３６１、３６２、３６３は、ステータ１２の外径側において、それぞれ図示しないＵ相端子、Ｖ相端子、Ｗ相端子に接続される。

また、コイルＵ１４、コイルＷ１４及びコイルＶ１４は中性点Ｎ１とステータ１２の外径側において接続される。コイルＵ２４、コイルＷ２４及びＶ２４は中性点Ｎ２とステータ１２の外径側において接続される。

第１実施形態に係る回転電機１によれば以下の効果を得る。
各単位コイル３１、３２、３３の第１端部３６２〜３６３、第２端部３８１〜３８２は、これらを接続する渡り線部２０（２０１〜２１８）において、渡り線部２０を構成する各端部が、ステータ１２の上方向に延伸もしくは突出して配置されている。また、Ｕ相線５０ａ、Ｖ相線５１ａ、Ｗ相線５２ａ、中性点Ｎ１、Ｎ２と、これらと接続する第１端部３６１、及び第３端部３８３は、ステータ１２の上方向に延伸もしくは突出して配置されている。

このように配置することで、接続される配線が平行かつ対向して重なる距離を大きくすることができるため、それぞれの接続部において、接続部における接触面積を大きく設定することができる。これにより、接続部の電気抵抗を低減し、接続強度を向上させることができる。

また、第１端部３６１〜３６３、第２端部３８１〜３８３、Ｕ相線５０ａ、Ｖ相線５１ａ、Ｗ相線５２ａ、中性点Ｎ１、Ｎ２の配線をステータ１２の上側において上方向に延伸もしくは突出して配置することができる。これにより、接続部及び第１端部３６１〜３６３、第２端部３８１〜３８３、Ｕ相線５０ａ、Ｖ相線５１ａ、Ｗ相線５２ａ、中性点Ｎ１、Ｎ２の各配線を、ステータ１２の上方向に集めることができる。

これにより、溶接により接続部を接続する作業や、接続部に絶縁チューブを被せる等の絶縁物被覆作業が、ステータ１２の上側のみで可能となるため、これらの作業効率が向上し、溶接などの自動化に対応することが可能となる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、図７から図１６を参照して説明する。第２実施形態においては、第１実施形態における単位コイル３１〜３３を、図７から図１５に示す単位コイル４１〜４３に変更して、図１、図２に示す回転電機１、及びステータ１２を構成している。

図７から図１５は、第１単位コイル４１、第２単位コイル４２、及び第３単位コイル４３を三面図により示したものである。巻回部４４は第１実施形態の巻回部３４に相当する。また、第１端部４６１、４６２、４６３は、第１端部３６１、３６２、３６３に相当し、第２端部４８１、４８２、４８３は、第２端部３８１、３８２、３８３に相当する。

第２実施形態において、図７から図９に示すように、第１単位コイル４１の第１端部４６１と第２端部４８１は、巻回部３４の上方向に引き出されている。第１端部３６１は巻回部３４の内径側端部から内径方向に曲率を有して直角に屈曲し、所定長さ延伸した後、終端している。第２端部４８１は巻回部３４の外径側端部から外径方向に曲率を有して直角に屈曲し、所定長さ延伸した後、終端している。第１端部４６１と第２端部４８１は、巻回部４４に対して点対称となるように配置されている。

図１０から図１２に示すように、第２単位コイル４２の第１端部４６２と第２端部４８２は、巻回部４４の上方向に引き出されている。第１端部４６２は巻回部４４の外径側端部からＹ１方向に曲率を有して直角に屈曲し、所定長さ延伸した後、外径方向に曲率を有して直角に屈曲して所定長さ延伸した後、終端している。第２端部４８２は巻回部３４の内径側端部から直角にＹ２方向に曲率を有して直角に屈曲し、所定長さ延伸した後、内径方向に曲率を有して直角に屈曲して所定長さ延伸した後、終端している。

図１３から図１５に示すように、第３単位コイル４３の第１端部４６３と第２端部４８３は、巻回部４４の同一方向である上方向に引き出されている。第１端部４６３は巻回部４４の内径側かつＹ１方向の端部の位置からＹ１方向に直線的に延伸した後、曲率を有して上方向に曲率を有して直角に屈曲し、直進的に上方向に延伸して引き出され、更に、内径方向に曲率を有して直角に屈曲した後、内径方向に所定長さ延伸した後、終端している。第３単位コイル４３の第１端部４６３は、第２単位コイル４２の第１端部４６２と同様の形状を備えている。

第２端部４８３は巻回部４４の外径方向の端部から垂直上方向に引き出され、所定長さ延伸した後、更に外径方向に曲率を有して直角に屈曲した後、外径方向に所定長さ延伸し、終端している。

図１６は、ステータのＵ相を中心に拡大した概略構成を示す平面図である、図１６に示す様に、第１単位コイル４１、第２単位コイル４２、及び第３単位コイル４３がステータ１２に組付けられた場合に、ステータ１２には、反時計回り方向すなわちＹ２方向に第１単位コイル４１、第２単位コイル４２、第１単位コイル４１、第３単位コイル４３の順で組付けられる。

各単位コイル４１、４２、４３の第１端部４６２〜４６３、第２端部４８１〜４８２は、これらを接続する接続部である渡り線部４０（４０１〜４０３）において、内径方向、又は外径方向に平行に延伸もしくは突出して配置されており、対向する面を接触させることにより接続されている。また、図示しない中性点と、これらと接続する第１端部４６１、及び第３端部４８３は、その接続部において、外径方向に平行に延伸もしくは突出して配置されており、対向する面を接触させることにより接続されている。

第２実施形態に係る回転電機１によれば以下の効果を得る。
上記のように各単位コイル４１、４２、４３を配置することで、各単位コイル４１、４２、４３の第１端部４６２〜４６３、第２端部４８１〜４８２は、接続部において、接続される配線が平行かつ対向して重なる距離を大きくすることができる。そのため、それぞれの接続部において、接続部における接触面積を大きく設定することができる。これにより、接続部の電気抵抗を低減し、接続強度を向上させることができる。

また、同様に、中性点と、これらと接続する第１端部４６１、及び第３端部４８３は、接続部において、接続される配線が平行かつ対向して重なる距離を大きくすることができる。そのため、それぞれの接続部において、接続部における接触面積を大きく設定することができる。これにより、接続部の電気抵抗を低減し、接続強度を向上させることができる。
また、ステータ１２の上側に接続部を設ける領域が無い場合に、接続部をステータ１２の内径方向又は外径方向に集めることができる。

これにより、溶接により接続部を接続する作業や、接続部に絶縁チューブを被せる等の絶縁物被覆作業が、ステータ１２の内径側、又は外径側で可能となるため、これらの作業効率が向上し、溶接などの自動化に対応することが可能となる。

以上のように、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…回転電機、１０…ヨーク、１１…ティース、１２…ステータ、２０、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８、２０９、２１０、２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８、４０、４０１、４０２、４０３、４０４…渡り線部（接続部）、３１、４１…第１単位コイル、３２、４２…第２単位コイル、３３、４３…第３単位コイル、３４、４４…巻回部、３６１、３６２、３６３、４６１、４６２、４６３…第１端部、３８１、３８２、３８３、４８１、４８２、４８３…第２端部、Ｕ、Ｖ、Ｗ、Ｕ１１、Ｕ１２、Ｕ１３、Ｕ１４、Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３、Ｖ１４、Ｗ１１、Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ１４、Ｕ２１、Ｕ２２、Ｕ２３、Ｕ２４、Ｖ２１、Ｖ２２、Ｖ２３、Ｖ２４、Ｗ２１、Ｗ２２、Ｗ２３、Ｗ２４…コイル、Ｎ１、Ｎ２…中性点、２０、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０、２０９、２１０、２１１、２１２、２１３、２１４、４０、４０１、４０２、４０３、４０４、Ｎ１ｂ、Ｎ２ｂ…中性点端部

Claims (8)

1. 平板円環形状で内径側に複数のティースを備えるヨークと、前記ティースに配置される複数の単位コイルと、を備えるステータを備え、
   前記単位コイルは、前記単位コイルを構成する導電線の端部の構成が異なる第１単位コイル、第２単位コイル、及び第３単位コイルにより構成され、
   前記ステータの反時計回り方向にコイルＡ、コイルＢ、コイルＣ、コイルＤを順に配置した場合に、
   前記コイルＡ及び前記コイルＣは第１単位コイルにより構成され、前記コイルＢは第２単位コイルにより構成され、前記コイルＤは第３単位コイルにより構成されており、
   前記各単位コイルから引き出される端部は、前記ステータの上方向に引き出されるように構成され、
   前記コイルＡ及びＣは、前記ステータの外径側に始点の端部を、内径側に終点の端部を備え、前記コイルＢ及び前記コイルＤはステータの外径側に終点の端部を、内径側に始点の端部を備えるように配置され、前記それぞれの端部は、それぞれの接続部において、前記ステータに対して同一方向に平行に指向する回転電機。
2. 平板円環形状で内径側に複数のティースを備えるヨークと、前記ティースに配置される複数の単位コイルと、を備えるステータを備え、
   前記単位コイルは、前記単位コイルを構成する導電線の端部の構成が異なる第１単位コイル、第２単位コイル、及び第３単位コイルにより構成され、
   前記ステータの反時計回り方向にコイルＡ、コイルＢ、コイルＣ、コイルＤを順に配置した場合に、
   前記コイルＡ及び前記コイルＣは第１単位コイルにより構成され、前記コイルＢは第２単位コイルにより構成され、前記コイルＤは第３単位コイルにより構成されており、
   前記各単位コイルから引き出される端部は、前記ステータに対して上方向に引き出されるように構成され、
   前記コイルＡ及びＣは、前記ステータの外径側に始点の端部を、前記ステータの内径側に終点の端部を備え、前記コイルＢ及び前記コイルＤは前記ステータの外径側に終点の端部を、前記ステータの内径側に始点の端部を備えるように配置され、前記それぞれの端部は、それぞれの接続部において、前記ステータに対して上方向に指向する回転電機。
3. 前記コイルＡの終点の端部と前記コイルＢの始点の端部による接続部は、前記ステータの内径側に位置して、前記ステータに対して上方向に指向し、
   前記コイルＢの終点の端部と前記コイルＣの始点の端部による接続部は、前記ステータの外径側に位置して、前記ステータに対して上方向に指向し、
   前記コイルＣの終点の端部と前記コイルＤの始点の端部による接続部は、前記ステータの内径側に位置して、前記ステータに対して上方向に指向する請求項１又は２に記載の回転電機。
4. 平板円環形状で内径側に複数のティースを備えるヨークと、前記ティースに配置される複数の単位コイルと、を備えるステータを備え、
   前記単位コイルは、前記単位コイルを構成する導電線の端部の構成が異なる第１単位コイル、第２単位コイル、及び第３単位コイルにより構成され、
   前記ステータの反時計回り方向にコイルＡ、コイルＢ、コイルＣ、コイルＤを順に配置した場合に、
   前記コイルＡ及び前記コイルＣは第１単位コイルにより構成され、前記コイルＢは第２単位コイルにより構成され、前記コイルＤは第３単位コイルにより構成されており、
   前記各単位コイルから引き出される端部は、前記ステータの上方向に引き出されるように構成され、
   前記コイルＡ及びＣは、前記ステータの外径側に始点の端部を、内径側に終点の端部を備え、前記コイルＢ及び前記コイルＤはステータの外径側に終点の端部を、内径側に始点の端部を備えるように配置され、
   それぞれの接続部において、前記内径側に位置する端部は、前記ステータに対して内径方向に指向し、前記外径側に位置する端部は、前記ステータに対して外径方向に平行に指向する回転電機。
5. 前記コイルＡの終点の端部と前記コイルＢの始点の端部による接続部は、前記ステータの内径側に位置して、前記ステータに対して内径方向に指向し、
   前記コイルＢの終点の端部と前記コイルＣの始点の端部による接続部は、前記ステータの外径側に位置して、前記ステータに対して外径方向に指向し、
   前記コイルＣの終点の端部と前記コイルＤの始点の端部による接続部は、前記ステータの内径側に位置して、前記ステータに対して内径方向に指向する請求項４に記載の回転電機。
6. 前記コイルＡの終点の端部と、前記コイルＢの始点の端部は前記ステータの内径側で相互を接続する渡り線部を構成し、
   前記コイルＢの終点の端部と、前記コイルＣの始点の端部は前記ステータの外径側で相互を接続する渡り線部を構成し、
   前記コイルＣの終点の端部と、前記コイルＤの始点の端部は前記ステータの内径側で相互を接続する渡り線部を構成する、請求項１から５の何れか一項に記載の回転電機。
7. Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相のそれぞれは前記コイルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄにより構成されるとともに、二つの中性点を備えてダブルスター結線されており、前記中性点は、前記Ｕ相を構成するコイルＤの終点の端部、前記Ｖ相を構成するコイルＤの終点の端部、及び前記Ｗ相を構成するコイルＤの終点の端部に接続されることにより、前記ステータの外径側に配置されている請求項１から６の何れか一項に記載の回転電機。
8. 前記単位コイルは、平角線を断面短辺側の方向に巻回して構成されたエッジワイズコイルである請求項１から７の何れか一項に記載の回転電機。

Images