JP2022047593A - ステータ - Google Patents

Abstract

【課題】ステータのコストを低減する。【解決手段】回転電機に設けられるステータであって、複数のスロットが形成される円筒形状の固定子コアと、スロットに挿入される複数のセグメント導体からなり、固定子コアの端面から突出する動力点Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗおよび中性点Ｎｕ，Ｎｖ，Ｎｗを備える固定子巻線と、固定子巻線の動力点Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗを構成するセグメント導体の接合端部に溶接されるバスバー端部Ｂｕ，Ｂｖ，Ｂｗを備えた動力バスバー２１～２３と、固定子巻線の中性点Ｎｕ，Ｎｖ，Ｎｗを構成するセグメント導体の接合端部に溶接されるバスバー端部Ｂｎ１，Ｂｎ２，Ｂｎ３を備えた中性バスバー２４と、を有し、動力バスバー２１～２３および中性バスバー２４が備えるバスバー端部Ｂｕ，Ｂｖ，Ｂｗ，Ｂｎ１，Ｂｎ２，Ｂｎ３の少なくとも何れか１つは、固定子コアの径方向Ｄ１において、溶接対象であるセグメント導体の接合端部よりも内側に位置している。【選択図】図１２

Description

本発明は、回転電機に設けられるステータに関する。

電動機や発電機等の回転電機に設けられるステータには、ステータコイルが巻き付けられている。このステータコイルとして、略Ｕ字状に曲げられた複数のセグメント導体からなるステータコイルがある（特許文献１～３参照）。

特開２０１６－４６８６７号公報 特開２０１６－１３０２１号公報 特開２０１９－４１４４０号公報

ところで、セグメント導体を用いてステータコイルを製作する際には、長さ寸法や端部形状の異なるセグメント導体を組み合わせることが一般的である。しかしながら、ステータコイルを構成するセグメント導体の種類が増加することは、ステータのコストを増大させる要因となっていた。このため、セグメント導体の種類を減らすことにより、ステータのコストを低減することが求められている。

本発明の目的は、ステータのコストを低減することにある。

本発明のステータは、回転電機に設けられるステータであって、複数のスロットが形成される円筒形状の固定子コアと、前記スロットに挿入される複数のセグメント導体からなり、前記固定子コアの端面から突出する動力点および中性点を備える固定子巻線と、前記固定子巻線の動力点を構成するセグメント導体の接合端部に溶接されるバスバー端部を備えた動力バスバーと、前記固定子巻線の中性点を構成するセグメント導体の接合端部に溶接されるバスバー端部を備えた中性バスバーと、を有し、前記動力バスバーおよび前記中性バスバーが備える前記バスバー端部の少なくとも何れか１つは、前記固定子コアの径方向において、溶接対象である前記セグメント導体の接合端部よりも内側に位置している。

本発明によれば、動力バスバーおよび中性バスバーが備えるバスバー端部の少なくとも何れか１つは、固定子コアの径方向において、溶接対象であるセグメント導体の接合端部よりも内側に位置している。これにより、セグメント導体の種類を減らすことができ、ステータのコストを低減することができる。

本発明の一実施の形態であるステータを備えた回転電機の一例を示す断面図である。 図１のＡ－Ａ線に沿ってステータを示す断面図である。 Ｕ相コイルを備えたステータコアを示す断面図である。 セグメントコイルの一例を示す斜視図である。 ステータを動力線側から示す斜視図である。 ステータを反動力線側から示す斜視図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、セグメントコイルの接続状況の一例を示す図である。 ステータコイルの結線状態の一例を示す図である。 Ｕ相コイルのコイル構造の一例を示す図である。 Ｕ相コイルを構成するセグメントコイルのスロットに対する収容位置を示す図である。 Ｕ相コイルを構成するセグメントコイルのスロットに対する収容位置を示す図である。 バスバーユニットの内部構造を示す斜視図である。 セグメントコイルのスロットに対する収容位置を示す図である。 （Ａ）は図１３の矢印１４Ａ方向からバスバー接合部を示す図であり、（Ｂ）は図１３の矢印１４Ｂ方向から導体接合部を示す図である。 （Ａ）は図１３の矢印１５Ａ方向から導体接合部を示す図であり、（Ｂ）は図１３の矢印１５Ｂ方向から導体接合部を示す図である。 （Ａ）は曲げ加工を行う前のセグメントコイルを示す図であり、（Ｂ）は曲げ加工を行う前のセグメントコイルを示す図である。 （Ａ）はセグメントコイルの一端が接続されるバスバー接合部を示す図であり、（Ｂ）はセグメントコイルの他端が接続される導体接合部を示す図である。 （Ａ）は曲げ加工を行う前のセグメントコイルを示す図であり、（Ｂ）は曲げ加工を行う前のセグメントコイルを示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明では、本発明の一実施の形態であるステータ１０を備える回転電機１１として、電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載される三相交流同期型のモータジェネレータを例示するが、これに限られることはなく、セグメントコイル４０が組み付けられるステータを備えた回転電機であれば、如何なる回転電機であっても良い。

［回転電機構造］
図１は本発明の一実施の形態であるステータ１０を備えた回転電機１１の一例を示す断面図である。図１に示すように、モータジェネレータである回転電機１１は、モータハウジング１２を有している。モータハウジング１２は、底付き円筒形状のハウジング本体１３と、ハウジング本体１３の開口端を閉じるエンドカバー１４と、を備えている。ハウジング本体１３内に固定されるステータ１０は、複数枚のケイ素鋼鈑等からなる円筒形状のステータコア（固定子コア）１５と、ステータコア１５に巻き付けられる三相のステータコイル（固定子巻線）ＳＣと、を有している。

ステータコイルＳＣには、バスバーユニット２０が接続されている。このバスバーユニット２０は、ステータコイルＳＣに設けられる３つの動力点Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗに接続される３つの動力バスバー２１～２３と、ステータコイルＳＣが備える３つの中性点Ｎｕ，Ｎｖ，Ｎｗを互いに接続する中性バスバー２４と、これらのバスバー２１～２４を保持する絶縁部材２５と、を備えている。また、動力バスバー２１～２３の端部はモータハウジング１２から外部に突出しており、それぞれの動力バスバー２１～２３にはインバータ２６等から延びる電力ケーブル２７が接続されている。

また、ステータコア１５の中央には、円柱形状のロータ３０が回転自在に収容されている。このロータ３０は、複数枚のケイ素鋼鈑等からなる円筒形状のロータコア３１と、ロータコア３１に埋め込まれる複数の永久磁石３２と、ロータコア３１の中央に固定されるロータシャフト３３と、を有している。ロータシャフト３３の一端部は、ハウジング本体１３に設けられる軸受３４によって支持されており、ロータシャフト３３の他端部は、エンドカバー１４に設けられる軸受３５によって支持されている。

［ステータ構造］
図２は図１のＡ－Ａ線に沿ってステータ１０を示す断面図であり、図３はＵ相の相巻線（以下、Ｕ相コイルＣｕと記載する。）を備えたステータコア１５を示す断面図である。また、図４はセグメントコイル４０の一例を示す斜視図である。後述するように、ステータコイルＳＣは、Ｕ相コイルＣｕの他に、Ｖ相の相巻線（以下、Ｖ相コイルＣｖと記載する。）、およびＷ相の相巻線（以下、Ｗ相コイルＣｗと記載する。）によって構成されている。図示するＵ相コイルＣｕ、Ｖ相コイルＣｖおよびＷ相コイルＣｗは、互いに同一のコイル構造を有するとともに、位相を互いに１２０°ずらしてステータコア１５に巻き付けられている。

図２に示すように、円筒形状のステータコア１５の内周部には、所定間隔を空けて周方向に複数のスロットＳ１～Ｓ４８が形成されている。各スロットＳ１～Ｓ４８にはセグメントコイル（セグメント導体）４０が挿入されており、複数のセグメントコイル４０を互いに接続することでステータコイルＳＣが構成されている。図２および図３に示すように、Ｕ相コイルＣｕを構成するセグメントコイル４０はスロットＳ１，Ｓ２，Ｓ７，Ｓ８・・に収容されており、Ｖ相コイルＣｖを構成するセグメントコイル４０はスロットＳ５，Ｓ６，Ｓ１１，Ｓ１２・・に収容されており、Ｗ相コイルＣｗを構成するセグメントコイル４０はスロットＳ３，Ｓ４，Ｓ９，Ｓ１０・・に収容されている。

図４に示すように、略Ｕ字状に曲げられるセグメントコイル４０は、何れかのスロット（例えばスロットＳ１）に収容されるコイルサイド４１と、所定のコイルピッチで他のスロット（例えばスロットＳ７）に収容されるコイルサイド４２と、を有している。また、セグメントコイル４０は、一対のコイルサイド４１，４２を互いに連結するエンド部４３と、一対のコイルサイド４１，４２のそれぞれから延びる接合端部４４，４５と、を有している。なお、セグメントコイル４０は銅等の導電材料からなる平角線によって構成されており、接合端部４４，４５の先端部を除いてセグメントコイル４０にはエナメルや樹脂被膜等の絶縁被膜が設けられている。また、セグメントコイル４０に設けられるエンド部４３は、図４に示す折り曲げ形状に限られることはなく、ステータコア１５に対する組み付け位置に応じて様々な形状に折り曲げられている。

ここで、図５はステータ１０を動力線側から示す斜視図であり、図６はステータ１０を反動力線側から示す斜視図である。なお、動力線側とは、バスバーユニットが配置される側である。また、図７（Ａ）および（Ｂ）はセグメントコイル４０の接続状況の一例を示す図である。前述したように、ステータコア１５の各スロットＳ１～Ｓ４８には、複数のセグメントコイル４０が組み付けられている。このように、ステータコア１５にセグメントコイル４０が組み付けられると、図５～図７に示すように、セグメントコイル４０の接合端部４４，４５は、ステータコア１５の一端面（端面）５０から動力線側に突出し、セグメントコイル４０のエンド部４３はステータコア１５の他端面５１から反動力線側に突出する。

そして、図７（Ａ）および（Ｂ）に示すように、ステータコア１５の一端面５０から突出する接合端部４４，４５は、他のセグメントコイル４０の接合端部４４，４５に接触するように曲げられた後に、接触する他のセグメントコイル４０の接合端部４４，４５に対して溶接される。これにより、セグメントコイル４０の接合端部４４，４５は互いに溶接されて導体接合部５２になり、複数のセグメントコイル４０は互いに接続されることで１つの導体になる。つまり、複数のセグメントコイル４０によってＵ相コイルＣｕが構成され、複数のセグメントコイル４０によってＶ相コイルＣｖが構成され、複数のセグメントコイル４０によってＷ相コイルＣｗが構成される。なお、溶接加工が施された接合端部４４，４５には、導体を覆うように樹脂被膜等を形成する絶縁処理が施される。

［ステータコイル構造］
図８はステータコイルＳＣの結線状態の一例を示す図である。なお、前述の説明では、セグメントコイルに「４０」の符号を付して説明したが、以下の説明では、個々のセグメントコイルを区別する観点から、Ｕ相コイルＣｕを構成するセグメントコイルに「ｕ１～ｕ７２」の符号を付して説明する。以下、Ｕ相コイルＣｕについて主に説明するが、前述したように、各相コイルＣｕ，Ｃｖ，Ｃｗは同一のコイル構造を有している。

図８に示すように、ステータコイルＳＣは、Ｕ相コイルＣｕ、Ｖ相コイルＣｖおよびＷ相コイルＣｗによって構成されている。Ｕ相コイルＣｕは、互いに直列接続される複数の並列コイルＰ１～Ｐ２４によって構成される。それぞれの並列コイルＰ１～Ｐ２４は、互いに並列接続される３つのセグメントコイルによって構成される。例えば、並列コイルＰ１はセグメントコイルｕ１～ｕ３によって構成され、並列コイルＰ２はセグメントコイルｕ４～ｕ６によって構成され、並列コイルＰ３はセグメントコイルｕ７～ｕ９によって構成される。また、並列コイルＰ２３はセグメントコイルｕ６７～ｕ６９によって構成され、並列コイルＰ２４はセグメントコイルｕ７０～ｕ７２によって構成される。このようなＵ相コイルＣｕの一端部は動力点Ｐｕになり、Ｕ相コイルＣｕの他端部は中性点Ｎｕになる。

同様に、Ｖ相コイルＣｖは、互いに直列接続される複数の並列コイルによって構成される。このＶ相コイルＣｖの一端部は動力点Ｐｖになり、Ｖ相コイルＣｖの他端部は中性点Ｎｖになる。また、Ｗ相コイルＣｗは、互いに直列接続される複数の並列コイルによって構成される。このＷ相コイルＣｗの一端部は動力点Ｐｗになり、Ｗ相コイルＣｗの他端部は中性点Ｎｗになる。そして、Ｕ相コイルＣｕの中性点Ｎｕ、Ｖ相コイルＣｖの中性点ＮｖおよびＷ相コイルＣｗの中性点Ｎｗは互いに接続され、各相コイルＣｕ，Ｃｖ，ＣｗによってステータコイルＳＣが構成される。

［Ｕ相コイル構造］
図９はＵ相コイルＣｕのコイル構造の一例を示す図であり、図９に記載されたスロット番号はセグメントコイルｕ１～ｕ７２が収容されるスロットを示している。また、図１０および図１１はＵ相コイルＣｕを構成するセグメントコイルｕ１～ｕ７２のスロットＳ１，Ｓ２，Ｓ７，Ｓ８・・に対する収容位置を示す図である。図１０にはセグメントコイルｕ１～ｕ３６の収容位置が示されており、図１１にはセグメントコイルｕ３７～ｕ７２の収容位置が示されている。

図１０および図１１に示される「動力線側」とは、図１および図５に示すように、セグメントコイル４０の接合端部４４，４５が位置する側、つまりバスバーユニット２０が位置する側である。また、図１０および図１１に示される「反動力線側」とは、図１および図６に示すように、動力線側とは反対側、つまりセグメントコイル４０のエンド部４３が位置する側である。また、図１０および図１１に示される「内側」とは、図３に示すように、ステータコア１５の径方向内側であり、図１０および図１１に示される「外側」とは、ステータコア１５の径方向外側である。さらに、図１０および図１１においてハッチングを付した箇所は、セグメントコイルｕ１～ｕ７２の溶接箇所である。

図９に示すように、Ｕ相コイルＣｕは、３つの並列コイル（例えばＰ１～Ｐ３，Ｐ４～Ｐ６，Ｐ７～Ｐ９，・・）からなる接続パターン、つまり９つのセグメントコイル（例えばｕ１～ｕ９，ｕ１０～ｕ１８，ｕ１９～ｕ２７，・・）からなる接続パターンを繰り返すコイル構造を有している。ここで、図９に符号Ｘａで示すように、セグメントコイルｕ１～ｕ９の接続パターンについて説明する。

図１０に示すように、セグメントコイルｕ１は、スロットＳ１の１番目の位置（外側の位置）およびスロットＳ４３の６番目の位置に収容されており、セグメントコイルｕ２は、スロットＳ１の２番目の位置およびスロットＳ４３の５番目の位置に収容されており、セグメントコイルｕ３は、スロットＳ１の３番目の位置およびスロットＳ４３の４番目の位置に収容されている。また、セグメントコイルｕ４は、スロットＳ１の７番目の位置およびスロットＳ４３の９番目の位置に収容されており、セグメントコイルｕ５は、スロットＳ１の８番目の位置およびスロットＳ４３の８番目の位置に収容されており、セグメントコイルｕ６は、スロットＳ１の９番目の位置およびスロットＳ４３の７番目の位置に収容されている。さらに、セグメントコイルｕ７は、スロットＳ４３の３番目の位置およびスロットＳ３７の４番目の位置に収容されており、セグメントコイルｕ８は、スロットＳ４３の２番目の位置およびスロットＳ３７の５番目の位置に収容されており、セグメントコイルｕ９は、スロットＳ４３の１番目の位置およびスロットＳ３７の６番目の位置に収容されている。

そして、動力線側におけるスロットＳ１，Ｓ４３の間では、スロットＳ４３から延びるセグメントコイルｕ１～ｕ３と、スロットＳ１から延びるセグメントコイルｕ４～ｕ６とが互いに溶接される。また、スロットＳ３７，Ｓ４３の間では、スロットＳ４３から延びるセグメントコイルｕ４～ｕ６と、スロットＳ３７から延びるセグメントコイルｕ７～ｕ９とが互いに溶接される。なお、スロットＳ１から延びるセグメントコイルｕ１～ｕ３には、後述する動力バスバー２１が溶接され、スロットＳ４３から延びるセグメントコイルｕ７～ｕ９には、次の接続パターンを構成するセグメントコイルｕ１０～ｕ１２が溶接される。このような接続パターンを繰り返してセグメントコイルｕ１～ｕ７２を接続することにより、図９～図１１に示すように、セグメントコイルｕ１～ｕ７２によってＵ相コイルＣｕが構成される。

［バスバーユニット構造］
ステータコイルＳＣに接続されるバスバーユニット２０について説明する。図１２はバスバーユニット２０の内部構造を示す斜視図である。図１２に示すように、バスバーユニット２０は、銅等の導電材料からなる３つの動力バスバー２１～２３と、銅等の金属材料からなる１つの中性バスバー２４と、を有している。バスバーユニット２０に組み込まれる動力バスバー２１～２３として、Ｕ相コイル（第１相巻線）Ｃｕの動力点Ｐｕに接続される第１動力バスバー２１があり、Ｖ相コイル（第２相巻線）Ｃｖの動力点Ｐｖに接続される第２動力バスバー２２があり、Ｗ相コイル（第３相巻線）Ｃｗの動力点Ｐｗに接続される第３動力バスバー２３がある。

Ｕ相コイルＣｕの動力点Ｐｕは、セグメントコイルｕ１～ｕ３の接合端部ｕ１ａ～ｕ３ａによって構成されており、この動力点Ｐｕを構成する接合端部ｕ１ａ～ｕ３ａには、第１動力バスバー２１から延びるバスバー端部（第１バスバー端部）Ｂｕが溶接されている。また、Ｖ相コイルＣｖの動力点Ｐｖは、セグメントコイルｖ１～ｖ３の接合端部ｖ１ａ～ｖ３ａによって構成されており、この動力点Ｐｖを構成する接合端部ｖ１ａ～ｖ３ａには、第２動力バスバー２２から延びるバスバー端部（第２バスバー端部）Ｂｖが溶接されている。さらに、Ｗ相コイルＣｗの動力点Ｐｗは、セグメントコイルｗ１～ｗ３の接合端部ｗ１ａ～ｗ３ａによって構成されており、この動力点Ｐｗを構成する接合端部ｗ１ａ～ｗ３ａには、第３動力バスバー２３から延びるバスバー端部（第３バスバー端部）Ｂｗが溶接されている。

また、バスバーユニット２０には、各相コイルＣｕ，Ｃｖ，Ｃｗの中性点Ｎｕ，Ｎｖ，Ｎｗに接続される中性バスバー２４が設けられている。Ｕ相コイルＣｕの中性点Ｎｕは、セグメントコイルｕ７０～ｕ７２の接合端部ｕ７０ａ～ｕ７２ａによって構成されており、この中性点Ｎｕを構成する接合端部ｕ７０ａ～ｕ７２ａには、中性バスバー２４から延びるバスバー端部（第４バスバー端部）Ｂｎ１が溶接されている。また、Ｖ相コイルＣｖの中性点Ｎｖは、セグメントコイルｖ７０～ｖ７２の接合端部ｖ７０ａ～ｖ７２ａによって構成されており、この中性点Ｎｖを構成する接合端部ｖ７０ａ～ｖ７２ａには、中性バスバー２４から延びるバスバー端部（第５バスバー端部）Ｂｎ２が溶接されている。さらに、Ｗ相コイルＣｗの中性点Ｎｗは、セグメントコイルｗ７０～ｗ７２の接合端部ｗ７０ａ～ｗ７２ａによって構成されており、この中性点Ｎｗを構成する接合端部ｗ７０ａ～ｗ７２ａには、中性バスバー２４から延びるバスバー端部（第６バスバー端部）Ｂｎ３が溶接されている。

［セグメントコイルの共通化］
続いて、動力バスバー２１～２３のバスバー端部Ｂｕ，Ｂｖ，Ｂｗに溶接されるセグメントコイルと、他のセグメントコイルとの共通化について説明する。図１２に示すように、第１動力バスバー２１のバスバー端部Ｂｕは、Ｕ相コイルＣｕの動力点Ｐｕを構成する接合端部ｕ１ａ～ｕ３ａよりも、ステータコア１５の径方向Ｄ１の内側に位置している。つまり、バスバー端部Ｂｕおよび接合端部ｕ１ａ～ｕ３ａからなるバスバー接合部Ｘｕにおいては、バスバー端部Ｂｕが接合端部ｕ１ａ～ｕ３ａよりもロータ３０の回転中心側に位置している。

また、第２動力バスバー２２のバスバー端部Ｂｖは、Ｖ相コイルＣｖの動力点Ｐｖを構成する接合端部ｖ１ａ～ｖ３ａよりも、ステータコア１５の径方向Ｄ１の内側に位置している。つまり、バスバー端部Ｂｖおよび接合端部ｖ１ａ～ｖ３ａからなるバスバー接合部Ｘｖにおいては、バスバー端部Ｂｖが接合端部ｖ１ａ～ｖ３ａよりもロータ３０の回転中心側に位置している。同様に、第３動力バスバー２３のバスバー端部Ｂｗは、Ｗ相コイルＣｗの動力点Ｐｗを構成する接合端部ｗ１ａ～ｗ３ａよりも、ステータコア１５の径方向Ｄ１の内側に位置している。つまり、バスバー端部Ｂｗおよび接合端部ｗ１ａ～ｗ３ａからなるバスバー接合部Ｘｗにおいては、バスバー端部Ｂｗが接合端部ｗ１ａ～ｗ３ａよりもロータ３０の回転中心側に位置している。

このように、バスバー端部Ｂｕは溶接対象である接合端部ｕ１ａ～ｕ３ａよりも径方向Ｄ１の内側に配置され、バスバー端部Ｂｖは溶接対象である接合端部ｖ１ａ～ｖ３ａよりも径方向Ｄ１の内側に配置され、バスバー端部Ｂｗは溶接対象である接合端部ｗ１ａ～ｗ３ａよりも径方向Ｄ１の内側に配置される。このようなバスバー端部Ｂｕ，Ｂｖ，Ｂｗの配置構造を採用することにより、後述するように、セグメントコイルの共通化を進めることができ、セグメントコイルの種類を削減することができる。

図１３は、セグメントコイルｕ１～ｕ１８のスロットＳ１，Ｓ４３，Ｓ３７，Ｓ３１に対する収容位置を示す図であり、図１０の一部を拡大して示した図である。また、図１４（Ａ）は図１３の矢印１４Ａ方向からバスバー接合部Ｘｕを示す図であり、図１４（Ｂ）は図１３の矢印１４Ｂ方向から導体接合部Ｘｕａを示す図である。さらに、図１５（Ａ）は図１３の矢印１５Ａ方向から導体接合部Ｘ１を示す図であり、図１５（Ｂ）は図１３の矢印１５Ｂ方向から導体接合部Ｘ１ａを示す図である。つまり、図１４（Ａ）にはセグメントコイルｕ１～ｕ３の一端に設けられる接合端部ｕ１ａ～ｕ３ａが示されており、図１４（Ｂ）にはセグメントコイルｕ１～ｕ３の他端に設けられる接合端部ｕ１ｂ～ｕ３ｂが示されている。また、図１５（Ａ）にはセグメントコイルｕ１０～ｕ１２の一端に設けられる接合端部ｕ１０ａ～ｕ１２ａが示されており、図１５（Ｂ）にはセグメントコイルｕ１０～ｕ１２の他端に設けられる接合端部ｕ１０ｂ～ｕ１２ｂが示されている。

図１３および図１４（Ａ）に示すように、バスバー接合部Ｘｕの先端には面取り加工が施されており、バスバー接合部Ｘｕの角には傾斜面６０，６１が形成されている。つまり、セグメントコイルｕ１の接合端部ｕ１ａには傾斜面６０が形成されており、バスバー端部Ｂｕには傾斜面６１が形成されている。図１４（Ａ）の拡大部分に示すように、バスバー接合部Ｘｕの先端には溶接加工が施されており、バスバー接合部Ｘｕの先端には溶込み部等の溶接痕６２が形成されている。このように、バスバー接合部Ｘｕには傾斜面６０，６１が形成されることから、溶接加工時の溶融金属を傾斜面６０，６１に逃がすことができ、溶融金属の過度な張り出しを防止することができる。なお、バスバー接合部Ｘｕの先端には、ＴＩＧ溶接等の溶接加工が施される。

図１３および図１４（Ｂ）に示すように、導体接合部Ｘｕａには、セグメントコイルｕ１～ｕ３の接合端部ｕ１ｂ～ｕ３ｂ、およびセグメントコイルｕ４～ｕ６の接合端部ｕ４ａ～ｕ６ａが設けられている。前述したバスバー接合部Ｘｕと同様に、導体接合部Ｘｕａの先端には面取り加工が施されており、導体接合部Ｘｕａの角には傾斜面６３，６４が形成されている。つまり、セグメントコイルｕ１の接合端部ｕ１ｂには傾斜面６３が形成されており、セグメントコイルｕ６の接合端部ｕ６ａには傾斜面６４が形成されている。

図１３および図１５（Ａ）に示すように、導体接合部Ｘ１には、セグメントコイルｕ１０～ｕ１２の接合端部ｕ１０ａ～ｕ１２ａ、およびセグメントコイルｕ７～ｕ９の接合端部ｕ７ａ～ｕ９ａが設けられている。前述したバスバー接合部Ｘｕと同様に、導体接合部Ｘ１には面取り加工が施されており、導体接合部Ｘ１の角には傾斜面６５，６６が形成されている。つまり、セグメントコイルｕ１０の接合端部ｕ１０ａには傾斜面６５が形成されており、セグメントコイルｕ７の接合端部ｕ７ａには傾斜面６６が形成されている。

図１３および図１５（Ｂ）に示すように、導体接合部Ｘ１ａには、セグメントコイルｕ１０～ｕ１２の接合端部ｕ１０ｂ～ｕ１２ｂ、およびセグメントコイルｕ１３～ｕ１５の接合端部ｕ１３ａ～ｕ１５ａが設けられている。前述したバスバー接合部Ｘｕと同様に、導体接合部Ｘ１ａには面取り加工が施されており、導体接合部Ｘ１ａの角には傾斜面６７，６８が形成されている。つまり、セグメントコイルｕ１０の接合端部ｕ１０ｂには傾斜面６７が形成されており、セグメントコイルｕ１５の接合端部ｕ１５ａには傾斜面６８が形成されている。

図１６（Ａ）は、曲げ加工を行う前のセグメントコイルｕ１～ｕ３を示す図であり、図１６（Ｂ）は、曲げ加工を行う前のセグメントコイルｕ１０～ｕ１２を示す図である。前述したように、バスバー端部Ｂｕは接合端部ｕ１ａ～ｕ３ａよりも径方向Ｄ１の内側に配置されている。これにより、図１６（Ａ）および（Ｂ）に示すように、セグメントコイルｕ１～ｕ３の素材形状と、セグメントコイルｕ１０～ｕ１２の素材形状とを、互いに一致させることができる。すなわち、両端に傾斜面６０，６３（６５，６７）が形成された共通の素材を用いてセグメントコイルｕ１，ｕ１０を作製することができ、傾斜面を持たない共通の素材を用いてセグメントコイルｕ２，ｕ１１を作製することができ、傾斜面を持たない共通の素材を用いてセグメントコイルｕ３，ｕ１２を作製することができる。これにより、セグメントコイルの種類を削減することができ、ステータ１０のコストを低減することができる。

なお、前述の説明では、セグメントコイルｕ１～ｕ３，ｕ１０～ｕ１２の素材の共通化について説明したが、図１０および図１１に実線で示した各セグメントコイルについても、セグメントコイルｕ１～ｕ３と共通の素材を用いることができる。つまり、両端に傾斜面が形成された共通の素材を用いて、セグメントコイルｕ１，ｕ１０，ｕ１９，ｕ２８，ｕ３７，ｕ４６，ｕ５５，ｕ６４を作製することができる。また、傾斜面を持たない共通の素材を用いて、セグメントコイルｕ２，ｕ１１，ｕ２０，ｕ２９，ｕ３８，ｕ４７，ｕ５６，ｕ６５を作製することができる。さらに、傾斜面を持たない共通の素材を用いてセグメントコイルｕ３，ｕ１２，ｕ２１，ｕ３０，ｕ３９，ｕ４８，ｕ５７，ｕ６６を作製することができる。なお、Ｖ相コイルＣｖやＷ相コイルＣｗを構成するセグメントコイルについても、Ｕ相コイルＣｕと同様に、共通の素材を用いて作製することができる。

［比較例］
前述したように、バスバー端部Ｂｕを接合端部ｕ１ａ～ｕ３ａよりも径方向Ｄ１の内側に配置することにより、セグメントコイルｕ１～ｕ３の素材形状と、セグメントコイルｕ１０～ｕ１２の素材形状とを、互いに一致させることができる。ここで、比較例として、バスバー端部Ｂｕを接合端部ｕ１ａ～ｕ３ａよりも径方向Ｄ１の外側に配置した場合について説明する。以下の説明では、比較例として前述したセグメントコイルｕ１～ｕ３に対応するセグメントコイルｕ１ｘ～ｕ３ｘを例示し、このセグメントコイルｕ１ｘ～ｕ３ｘの素材形状について説明する。

図１７（Ａ）は比較例のセグメントコイルｕ１ｘ～ｕ３ｘの一端が接続されるバスバー接合部Ｘ２を示す図であり、図１７（Ｂ）は比較例のセグメントコイルｕ１ｘ～ｕ３ｘの他端が接続される導体接合部Ｘ２ａを示す図である。なお、図１７において、図１４に示した部材と同様の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。また、図１８（Ａ）は、曲げ加工を行う前のセグメントコイルｕ１ｘ～ｕ３ｘを示す図であり、図１８（Ｂ）は、曲げ加工を行う前のセグメントコイルｕ１０～ｕ１２を示す図である。なお、図１８（Ｂ）に示したセグメントコイルｕ１０～ｕ１２は、前述の図１６（Ｂ）に示したセグメントコイルｕ１０～ｕ１２と同一である。

図１７（Ａ）に示すように、バスバー接合部Ｘ２は、Ｕ相コイルＣｕの動力点Ｐｕを構成するセグメントコイルｕ１ｘ～ｕ３ｘの接合端部ｕ１ｃ～ｕ３ｃと、これに溶接される第１動力バスバー２１のバスバー端部Ｂｕｘと、によって構成されている。また、バスバー端部Ｂｕｘは、溶接対象である接合端部ｕ１ｃ～ｕ３ｃよりも、ステータコア１５の径方向Ｄ１の外側に位置している。このようなバスバー接合部Ｘ２の先端には面取り加工が施されており、バスバー接合部Ｘ２の角には傾斜面７０，７１が形成されている。つまり、セグメントコイルｕ３ｘの接合端部ｕ３ｃには傾斜面７０が形成されており、バスバー端部Ｂｕｘには傾斜面７１が形成されている。

また、図１７（Ｂ）に示すように、導体接合部Ｘ２ａは、セグメントコイルｕ１ｘ～ｕ３ｘの他端側の接合端部ｕ１ｄ～ｕ３ｄと、前述したセグメントコイルｕ４～ｕ６の接合端部ｕ４ａ～ｕ６ａと、によって構成されている。このような導体接合部Ｘ２ａの先端には面取り加工が施されており、導体接合部Ｘ２ａの角には傾斜面７２，６４が形成されている。つまり、セグメントコイルｕ１ｘの接合端部ｕ１ｄには傾斜面７２が形成されており、セグメントコイルｕ６の接合端部ｕ６ａには傾斜面６４が形成されている。

図１７（Ａ）を用いて説明したように、バスバー端部Ｂｕｘを径方向外側に配置した場合には、図１８（Ａ）および（Ｂ）に示すように、セグメントコイルｕ１ｘ～ｕ３ｘの素材形状と、セグメントコイルｕ１０～ｕ１２の素材形状とを、互いに一致させることは不可能である。すなわち、セグメントコイルｕ１ｘの素材は、一端の接合端部ｕ１ｄに傾斜面７２を備えた素材であるのに対し、前述したセグメントコイルｕ１０の素材は、両端の接合端部ｕ１０ａ，ｕ１０ｂに傾斜面６５，６７を備えた素材である。つまり、セグメントコイルｕ１ｘ，Ｓ１０を作製する際には、異なる端部形状を備えた２種類の素材を準備する必要がある。また、セグメントコイルｕ３ｘの素材は、一端の接合端部ｕ３ｃに傾斜面７０を備えた素材であるのに対し、前述したセグメントコイルｕ１２の素材は、両端の接合端部ｕ１２ａ，ｕ１２ｂに傾斜面を持たない素材である。つまり、セグメントコイルｕ３ｘ，Ｓ１２を作製する際には、異なる端部形状を備えた２種類の素材を準備する必要がある。このように、比較例のコイル構造においては、セグメントコイルの種類が増加することから、ステータのコストを低減することが困難となっている。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。前述の説明では、複数のセグメントコイルを並列接続することで並列コイルを形成し、この並列コイルを直列接続することによって各相コイルＣｕ，Ｃｖ，Ｃｗを構成しているが、これに限られることはない。例えば、複数のセグメントコイルを直列接続することによって各相コイルＣｕ，Ｃｖ，Ｃｗを構成しても良い。つまり、バスバー接合部が１つのバスバー端部と１つの接合端部によって構成される場合であっても、バスバー端部を接合端部よりも径方向Ｄ１の内側に配置することにより、セグメントコイルの種類を削減することができる。

前述の説明では、動力バスバー２１～２３のバスバー端部Ｂｕ，Ｂｖ，Ｂｗを、接合端部ｕ１ａ～ｕ３ａ，ｖ１ａ～ｖ３ａ，ｗ１ａ～ｗ３ａよりも径方向Ｄ１の内側に配置する一方、中性バスバー２４のバスバー端部Ｂｎ１～Ｂｎ３を、接合端部ｕ７０ａ～ｕ７２ａ，ｖ７０ａ～ｖ７２ａ，ｗ７０ａ～ｗ７２ａよりも径方向Ｄ１の外側に配置しているが、これに限られることはない。つまり、各バスバー端部Ｂｕ，Ｂｖ，Ｂｗ，Ｂｎ１，Ｂｎ２，Ｂｎ３の少なくとも何れか１つを、溶接対象である接合端部よりも径方向Ｄ１の内側に配置することにより、セグメントコイルの種類を削減することができる。

例えば、動力バスバー２１～２３のバスバー端部Ｂｕ，Ｂｖ，Ｂｗの何れか１つを、溶接対象である接合端部よりも径方向Ｄ１の内側に配置しても良く、中性バスバー２４のバスバー端部Ｂｎ１～Ｂｎ３の何れか１つを、溶接対象である接合端部よりも径方向Ｄ１の内側に配置しても良い。また、バスバー端部Ｂｕ，Ｂｖ，Ｂｗ，Ｂｎ１，Ｂｎ２，Ｂｎ３の全てを、溶接対象である接合端部よりも径方向Ｄ１の内側に配置しても良い。また、バスバー端部Ｂｎ１，Ｂｎ２，Ｂｎ３の全てを、溶接対象である接合端部よりも径方向Ｄ１の内側に配置する一方、バスバー端部Ｂｕ，Ｂｖ，Ｂｗの全てを、溶接対象である接合端部よりも径方向Ｄ１の外側に配置しても良い。

前述の説明では、バスバー接合部や導体接合部に傾斜面を形成しているが、これに限られることはなく、他の構造を採用して溶接時の溶融金属を逃がしても良い。なお、前述の説明では、ＴＩＧ溶接等のアーク溶接によってバスバー接合部や導体接合部を溶接しているが、これに限られることはなく、レーザー溶接等を用いてバスバー接合部や導体接合部を溶接しても良い。

１０ ステータ
１１ 回転電機
１５ ステータコア（固定子コア）
２１ 第１動力バスバー（動力バスバー）
２２ 第２動力バスバー（動力バスバー）
２３ 第３動力バスバー（動力バスバー）
２４ 中性バスバー
４０ セグメントコイル（セグメント導体）
４４，４５ 接合端部
５０ 一端面（端面）
６０，６１ 傾斜面
６２ 溶接痕
６３，６４ 傾斜面
６５，６６ 傾斜面
６７，６８ 傾斜面
ＳＣ ステータコイル（固定子巻線）
Ｃｕ Ｕ相コイル（第１相巻線）
Ｃｖ Ｖ相コイル（第２相巻線）
Ｃｗ Ｗ相コイル（第３相巻線）
Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗ 動力点
Ｎｕ，Ｎｖ，Ｎｗ 中性点
ｕ１～ｕ７２ セグメントコイル（セグメント導体）
ｖ１～ｖ３ セグメントコイル（セグメント導体）
ｗ１～ｗ３ セグメントコイル（セグメント導体）
ｖ７０～ｖ７２ セグメントコイル（セグメント導体）
ｗ７０～ｗ７２ セグメントコイル（セグメント導体）
ｕ１ａ～ｕ３ａ 接合端部
ｕ７０ａ～ｕ７２ａ 接合端部
ｖ１ａ～ｖ３ａ 接合端部
ｖ７０ａ～ｖ７２ａ 接合端部
ｗ１ａ～ｗ３ａ 接合端部
ｗ７０ａ～ｗ７２ａ 接合端部
Ｂｕ バスバー端部（第１バスバー端部）
Ｂｖ バスバー端部（第２バスバー端部）
Ｂｗ バスバー端部（第３バスバー端部）
Ｂｎ１ バスバー端部（第４バスバー端部）
Ｂｎ２ バスバー端部（第５バスバー端部）
Ｂｎ３ バスバー端部（第６バスバー端部）
Ｘｕ バスバー接合部
Ｘｖ バスバー接合部
Ｘｗ バスバー接合部
Ｘｎ１ バスバー接合部
Ｘｎ２ バスバー接合部
Ｘｎ３ バスバー接合部
Ｄ１ 径方向

Claims (4)

1. 回転電機に設けられるステータであって、
   複数のスロットが形成される円筒形状の固定子コアと、
   前記スロットに挿入される複数のセグメント導体からなり、前記固定子コアの端面から突出する動力点および中性点を備える固定子巻線と、
   前記固定子巻線の動力点を構成するセグメント導体の接合端部に溶接されるバスバー端部を備えた動力バスバーと、
   前記固定子巻線の中性点を構成するセグメント導体の接合端部に溶接されるバスバー端部を備えた中性バスバーと、
   を有し、
   前記動力バスバーおよび前記中性バスバーが備える前記バスバー端部の少なくとも何れか１つは、前記固定子コアの径方向において、溶接対象である前記セグメント導体の接合端部よりも内側に位置している、
   ステータ。
2. 請求項１に記載のステータにおいて、
   前記接合端部とこれに溶接される前記バスバー端部とからなるバスバー接合部の角には、傾斜面が形成されている、
   ステータ。
3. 請求項１または２に記載のステータにおいて、
   前記接合端部とこれに溶接される前記バスバー端部とからなるバスバー接合部の先端には、溶接痕が形成されている、
   ステータ。
4. 請求項１～３の何れか１項に記載のステータにおいて、
   前記固定子巻線は、
   前記スロットに挿入される複数のセグメント導体からなり、前記固定子コアの端面から突出する動力点および中性点を備える第１相巻線と、
   前記スロットに挿入される複数のセグメント導体からなり、前記固定子コアの端面から突出する動力点および中性点を備える第２相巻線と、
   前記スロットに挿入される複数のセグメント導体からなり、前記固定子コアの端面から突出する動力点および中性点を備える第３相巻線と、
   によって構成され、
   前記動力バスバーとして、
   前記第１相巻線の動力点を構成するセグメント導体の接合端部に溶接される第１バスバー端部を備えた第１動力バスバーと、
   前記第２相巻線の動力点を構成するセグメント導体の接合端部に溶接される第２バスバー端部を備えた第２動力バスバーと、
   前記第３相巻線の動力点を構成するセグメント導体の接合端部に溶接される第３バスバー端部を備えた第３動力バスバーと、
   があり、
   前記中性バスバーのバスバー端部として、
   前記第１相巻線の中性点を構成するセグメント導体の接合端部に溶接される第４バスバー端部と、
   前記第２相巻線の中性点を構成するセグメント導体の接合端部に溶接される第５バスバー端部と、
   前記第３相巻線の中性点を構成するセグメント導体の接合端部に溶接される第６バスバー端部と、
   があり、
   前記第１バスバー端部、前記第２バスバー端部、前記第３バスバー端部、前記第４バスバー端部、前記第５バスバー端部および前記第６バスバー端部の少なくとも何れか１つは、前記固定子コアの径方向において、溶接対象である前記セグメント導体の接合端部よりも内側に位置している、
   ステータ。

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