JP2022185484A - ステータとその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 各スロット内においてセグメント導体どうしを容易に接続する。【解決手段】 ステータであって、ステータコアとコイルとを有する。前記ステータコアが、第１部分と、第２部分と、前記第１部分と前記第２部分の間に挟まれている第１中間部分を有する。前記ステータコアの内周面にスロットが設けられている。前記コイルが、第１セグメント導体と第２セグメント導体とを有する。前記第１中間部分の範囲内の前記スロット内において、前記第１セグメント導体と前記第２セグメント導体が前記ステータコアの周方向に重なっている。前記第１側面に前記第１中間部分が前記第１部分及び前記第２部分に対して突出する第１凸部が設けられている。前記第１凸部と前記第２側面によって挟まれることによって前記第１セグメント導体と前記第２セグメント導体が互いに接続されている。【選択図】図７

Description

本明細書に開示の技術は、ステータとその製造方法に関する。

特許文献１には、モータのステータが開示されている。ステータは、円筒形状のステータコアを有する。ステータコアの内周面に、複数のスロットが周方向に間隔を開けて設けられている。ステータコアには、コイルが固定されている。コイルは、Ｕ字形状を有する複数のセグメント導体によって構成されている。セグメント導体の一部は、ステータの一方の端部（以下、第１端部という）から対応するスロットに挿入されている。残りのセグメント導体は、ステータの他方の端部（以下、第２端部という）から対応するスロットに挿入されている。各スロット内において、第１端部からスロットに挿入されているセグメント導体の先端部と、第２端部からスロットに挿入されているセグメント導体の先端部とが、ステータコアの径方向に重なった状態で電気的に接続されている。このように、互いに電気的に接続されたセグメント導体によって、コイルが構成されている。

特開２０１９－１２９６５８号公報

上述したように、特許文献１のステータでは、各スロット内において、セグメント導体の先端部どうしがステータコアの径方向に重なった状態で接続されている。したがって、ステータの製造工程において、各スロット内においてセグメント導体の先端部をステータコアの径方向に積層し、その積層部をステータコアの径方向に加圧することで、セグメント導体の先端部どうしを接続する必要がある。このため、セグメント導体の先端部の積層部を加圧するための治具や部材が必要であった。本明細書では、各スロット内においてセグメント導体どうしを容易に接続することが可能なステータを提案する。

本明細書が開示するステータは、円筒形状を有するステータコアと、前記ステータコアに固定されたコイルと、を有する。前記ステータコアが、前記ステータコアの軸方向の両側に配置された第１端面及び第２端面を有する。前記ステータコアが、第１部分と、前記第１部分よりも前記第２端面に近い位置に配置された第２部分と、前記軸方向において前記第１部分と前記第２部分の間に挟まれている第１中間部分、を有する。前記ステータコアの内周面に、前記軸方向に沿って前記第１部分と前記第１中間部分と前記第２部分に跨って伸びるスロットが設けられている。前記スロットが、第１側面と、前記ステータコアの周方向において前記第１側面に対向する第２側面を有する。前記コイルが、第１セグメント導体と第２セグメント導体とを有する。前記第１セグメント導体が、前記第１端面から前記スロット内に挿入されている。前記第１セグメント導体が、前記第１部分の範囲内から前記第１中間部分の範囲内まで前記スロット内を伸びている。前記第１セグメント導体の先端が、前記スロット内に位置している。前記第２セグメント導体が、前記第２端面から前記スロット内に挿入されている。前記第２セグメント導体が、前記第２部分の範囲内から前記第１中間部分の範囲内まで前記スロット内を伸びている。前記第２セグメント導体の先端が、前記スロット内に位置している。前記第１中間部分の範囲内の前記スロット内において、前記第１セグメント導体と前記第２セグメント導体が前記ステータコアの周方向に重なっている。前記第１側面に前記第１中間部分が前記第１部分及び前記第２部分に対して突出する第１凸部が設けられている。前記第１凸部と前記第２側面によって挟まれることによって前記第１セグメント導体と前記第２セグメント導体が互いに接続されている。

このステータの製造工程では、第１セグメント導体を第１端面からスロット内に挿入するとともに第２セグメント導体を第２端面からスロット内に挿入した後に、第１中間部分を第１部分及び第２部分に対して回転させることができる。第１中間部分を第１部分及び第２部分に対して回転させると、第１側面において第１中間部分が第１部分及び第２部分から突出する。突出した第１中間部分によって第１凸部が形成される。第１側面に第１凸部が形成されると、第１セグメント導体と第２セグメント導体が第１凸部と第２側面によって挟まれる。第１中間部分の範囲内のスロット内では、第１セグメント導体と第２セグメント導体がステータコアの周方向に重なっている。したがって、第１凸部が形成されると、第１セグメント導体と第２セグメント導体がこれらの積層方向（すなわち、ステータコアの周方向）に加圧される。これによって、第１セグメント導体と第２セグメント導体とが接続される。このように、このステータでは、ステータコアの一部である第１中間部分を回転させることで、第１セグメント導体と第２セグメント導体を容易に接続することができる。

また、本明細書は、ステータの製造方法を開示する。本明細書が開示するステータの製造方法は、円筒形状を有するステータコアにコイルを固定する工程を有する。前記ステータコアが、前記ステータコアの軸方向の両側に配置された第１端面及び第２端面を有する。前記ステータコアが、第１部分と、前記第１部分よりも前記第２端面に近い位置に配置された第２部分と、前記軸方向において前記第１部分と前記第２部分の間に挟まれている第１中間部分、を有する。前記ステータコアの内周面に、前記軸方向に沿って前記第１部分と前記第１中間部分と前記第２部分に跨って伸びるスロットが設けられている。前記スロットが、第１側面と、前記ステータコアの周方向において前記第１側面に対向する第２側面を有する。前記コイルが、第１セグメント導体と第２セグメント導体とを有する。前記ステータコアに前記コイルを固定する前記工程が、前記第１セグメント導体を前記第１端面から前記スロット内に挿入する工程と、前記第２セグメント導体を前記第２端面から前記スロット内に挿入する工程と、前記第１中間部分を前記第１部分及び前記第２部分に対して回転させる工程と、を有する。前記第１セグメント導体を前記スロット内に挿入する前記工程が、前記第１セグメント導体が前記第１部分の範囲内から前記第１中間部分の範囲内まで前記スロット内を伸び、前記第１セグメント導体の先端が前記スロット内に位置するように実施される。前記第２セグメント導体を前記スロット内に挿入する前記工程が、前記第２セグメント導体が前記第２部分の範囲内から前記第１中間部分の範囲内まで前記スロット内を伸びており、前記第２セグメント導体の先端が前記スロット内に位置するように実施される。前記第１セグメント導体を前記スロット内に挿入する前記工程及び前記第２セグメント導体を前記スロット内に挿入する前記工程が、前記第１中間部分の範囲内の前記スロット内において、前記第１セグメント導体と前記第２セグメント導体が前記ステータコアの周方向に重なるように実施される。前記第１中間部分を回転させる前記工程では、前記第１側面において前記第１中間部分が前記第１部分及び前記第２部分に対して突出することによって第１凸部が形成され、前記第１凸部と前記第２側面に挟まれることによって前記第１セグメント導体と前記第２セグメント導体が互いに接続される。

この製造方法によれば、ステータコアの一部である第１中間部分を回転させることで、第１セグメント導体と第２セグメント導体を容易に接続することができる。

ステータの斜視図。 ステータコアの斜視図。 軸Ｚ１に対して直交する平面におけるステータコアの断面図。 コイル線材の斜視図。 セグメント導体の側面図。 ステータコアに取り付けられたコイル線材４２ａを示す図。 図６の範囲Ａ内の接続部の拡大図。 図６の範囲Ｂ内の接続部の拡大図。 軸Ｚ１に対して直交する平面におけるスロット及びコイル線材の断面図。 ステータコアに取り付けられたコイル線材４２ｂを示す図。 図１０の範囲Ｃ内の接続部の拡大図。 径方向と軸方向に沿う平面におけるスロット内の複数のコイル線材の配置を示す図。 凸部３８ａ、３９ａが形成されていない状態における中間部分の位置を示す断面図。 凸部３８ａ、３９ａが形成されていない状態における中間部分の位置を示す平面図。 凸部３８ａ、３９ａが形成されている状態における中間部分の位置を示す断面図。 凸部３８ａ、３９ａが形成されている状態における中間部分の位置を示す平面図。

本明細書が開示する一例のステータでは、前記第２側面に前記第１中間部分が前記第１部分及び前記第２部分に対して凹んでいる凹部が設けられていてもよい。

本明細書が開示する一例のステータでは、前記第１セグメント導体が、第１厚板部と、前記第１厚板部よりも薄い第１薄板部を有していてもよい。前記第１薄板部が、前記第１セグメント導体の側面のうちの前記第１セグメント導体の前記先端を含む範囲に設けられた窪み部分によって形成されていてもよい。前記第２セグメント導体が、第２厚板部と、前記第２厚板部よりも薄い第２薄板部を有していてもよい。前記第２薄板部が、前記第２セグメント導体の側面のうちの前記第２セグメント導体の前記先端を含む範囲に設けられた窪み部分によって形成されていてもよい。前記第１中間部分の範囲内の前記スロット内において、前記第１セグメント導体の前記窪み部分と前記第２セグメント導体の前記窪み部分とが対向した状態で第１薄板部と前記第２薄板部が前記ステータコアの周方向に重なっていてもよい。

この構成によれば、第１セグメント導体と第２セグメント導体をより強く接続することができる。

本明細書が開示する一例のステータでは、前記第１凸部が、前記第１厚板部及び前記第２厚板部に接していなくてもよい。

この構成によれば、第１セグメント導体の薄板部と第２セグメント導体の薄板部をより強く加圧することができる。

本明細書が開示する一例のステータでは、前記第１凸部が、前記第１薄板部と前記第２薄板部の一方に接していてもよい。前記第１部分の範囲内の前記第２側面と前記第２部分の範囲内の前記第２側面の両方が、前記第１薄板部と前記第２薄板部の他方に接していてもよい。

この構成によれば、第１セグメント導体の薄板部と第２セグメント導体の薄板部をより強く加圧することができる。

本明細書が開示する一例のステータでは、前記ステータコアが、前記第２部分よりも前記第２端面に近い位置に配置された第３部分と、前記軸方向において前記第２部分と前記第３部分の間に挟まれている第２中間部分、を有していてもよい。前記スロットが、前記軸方向に沿って前記第１部分、前記第１中間部分、前記第２部分、前記第２中間部分、及び、前記第３部分に跨って伸びていてもよい。前記コイルが、第３セグメント導体と第４セグメント導体とを有していてもよい。前記第３セグメント導体が、前記第１セグメント導体に対して前記ステータコアの径方向にずれた位置で前記第１端面から前記スロット内に挿入されていてもよい。前記第３セグメント導体が、前記第２部分の範囲内から前記第２中間部分の範囲内まで前記スロット内を伸びていてもよい。前記第３セグメント導体の先端が、前記スロット内に位置していてもよい。前記第４セグメント導体が、前記第２セグメント導体に対して前記ステータコアの前記径方向にずれた位置で前記第２端面から前記スロット内に挿入されていてもよい。前記第４セグメント導体が、前記第３部分の範囲内から前記第２中間部分の範囲内まで前記スロット内を伸びていてもよい。前記第４セグメント導体の先端が、前記スロット内に位置していてもよい。前記第２中間部分の範囲内の前記スロット内において、前記第３セグメント導体と前記第４セグメント導体が前記ステータコアの周方向に重なっていてもよい。前記第１側面に前記第２中間部分が前記第２部分及び前記第３部分に対して突出する第２凸部が設けられていてもよい。前記第２凸部と前記第２側面によって挟まれることによって、前記第３セグメント導体と前記第４セグメント導体が互いに接続されていてもよい。

この構成によれば、スロット内において、第３セグメント導体と第４セグメント導体との接続部が、第１セグメント導体と第３セグメント導体との接続部に対してスロットの長手方向にずれた位置に配置される。したがって、各接続部の間での漏れ電流の発生を抑制できる。

図１に示す実施例１のステータ１０は、モータの一部を構成する。ステータ１０は、ステータコア２０とコイル４０を有している。コイル４０は、ステータコア２０に固定されている。

図２に示すように、ステータコア２０は、軸Ｚ１を中心軸とする円筒形状を有している。ステータコア２０は、軸Ｚ１に沿う方向（以下、軸方向という）の両側に端面２０ａと端面２０ｂを有している。

ステータコア２０は、軸方向において複数に分割されている。ステータコア２０は、第１部分２１、第１中間部分２６、第２部分２２、第２中間部分２８、及び、第３部分２３を有している。端面２０ａから端面２０ｂに向かって、第１部分２１、第１中間部分２６、第２部分２２、第２中間部分２８、及び、第３部分２３の順にこれらの部分が配列されている。第１中間部分２６と第２中間部分２８の軸方向における厚さは、第１部分２１、第２部分２２、及び、第３部分２３の軸方向における厚さよりも薄い。第１部分２１は、第１端面２０ａを含む部分である。第１中間部分２６は、第１部分２１に対して第２端面２０ｂに近い側に配置されている。第２部分２２は、第１中間部分２６に対して第２端面２０ｂに近い側に配置されている。第２中間部分２８は、第２部分２２に対して第２端面２０ｂに近い側に配置されている。第３部分２３は、第２中間部分２８に対して第２端面２０ｂに近い側に配置されている。第３部分２３は、第２端面２０ｂを含む部分である。第１中間部分２６は、軸方向において第１部分２１と第２部分２２の間に配置されている。第２中間部分２８は、軸方向において第２部分２２と第３部分２３の間に配置されている。ステータコア２０を構成する各部分の間の界面は、軸Ｚ１に対して垂直な平面に沿って伸びている。ステータコア２０の外周部には、３つの締結孔２９が設けられている。各締結孔２９は、軸方向に沿って、第１部分２１、第１中間部分２６、第２部分２２、第２中間部分２８、及び、第３部分２３を貫通している。図示していないが、各締結孔２９に締結部材（例えば、ボルトとナット）が取り付けられている。各締結孔２９に設けられた締結部材によって、第１部分２１、第１中間部分２６、第２部分２２、第２中間部分２８、及び、第３部分２３が互いに固定されている。

ステータコア２０の内周面２４に複数のスロット３０が設けられている。各スロット３０は、内周面２４に設けられた溝である。各スロット３０は、軸方向に沿って端面２０ａから端面２０ｂまで伸びている。したがって、各スロット３０は、軸方向に沿って第１部分２１、第１中間部分２６、第２部分２２、第２中間部分２８、及び、第３部分２３に跨って伸びている。図３に示すように、軸Ｚ１に垂直な断面において、各スロット３０は、ステータコア２０の径方向に沿って伸びている。軸Ｚ１に垂直な断面において、各スロット３０は、２つの側面３４ａ、３４ｂを有している。側面３４ａ、３４ｂは、周方向において互いに対向している。スロット３０の幅は、スロット３０の内周側の端部において狭くなっている。

図１に示すように、コイル４０は、ステータコア２０の各スロット３０内を通るようにステータコア２０に固定されている。コイル４０は、複数のコイル線材４２によって構成されている。図４は、１つのコイル線材４２を示している。図４に示すように、コイル線材４２は、波形状を有している。より詳細には、コイル線材４２は、軸方向に波打ちながら周方向に沿って伸びている。コイル線材４２は、図５に示すセグメント導体５０が複数個接続されることによって構成されている。図５に示すように、セグメント導体５０は、Ｕ字形状を有している。すなわち、セグメント導体５０は、２つの線状部５１と、連結部５４を有している。２つの線状部５１は、略直線状に伸びている。２つの線状部５１は、略平行に伸びている。連結部５４は、２つの線状部５１を連結している。各線状部５１には、凹部５１ｃが形成されている。凹部５１ｃは、線状部５１の内側の側面に形成されている。凹部５１ｃは、線状部５１の先端を含む範囲に設けられている。したがって、線状部５１の先端を含む範囲に、厚みが薄い薄板部５１ａが形成されている。また、以下では、線状部５１のうちの薄板部５１ａ以外の部分を厚板部５１ｂという。薄板部５１ａは厚板部５１ｂよりも厚みが薄い。図５の斜線は、絶縁被膜を示している。セグメント導体５０の表面は、薄板部５１ａを除いて、絶縁被膜によって覆われている。図４に示すように、Ｕ字形状の複数のセグメント導体５０が互いに接続されることで、波形状のコイル線材４２が構成されている。

図６は、ステータコア２０に固定された状態の１つのコイル線材４２ａを、ステータコア２０の中心側から見た平面図である。図６の左右方向はステータコア２０の周方向であり、図６の上下方向はステータコア２０の軸方向である。図６に示すように、コイル線材４２ａを構成するセグメント導体５０のうちの一部のセグメント導体５０ａは、端面２０ａからスロット３０内に挿入されている。各セグメント導体５０ａの先端は、スロット３０内に位置している。コイル線材４２ａを構成する残りのセグメント導体５０ｂは、端面２０ｂからスロット３０内に挿入されている。各セグメント導体５０ｂの先端は、スロット３０内に位置している。なお、コイル線材４２ａでは、セグメント導体５０ａの各線状部５１は、セグメント導体５０ｂの各線状部５１よりも短い。セグメント導体５０ａの線状部５１は、第１部分２１の範囲から第１中間部分２６の範囲を介して第２部分２２の範囲までスロット３０内を伸びている。セグメント導体５０ａの線状部５１の先端は、第２部分２２の範囲のスロット３０内に位置している。セグメント導体５０ｂの線状部５１は、第３部分２３の範囲から第２中間部分２８の範囲、第２部分２２の範囲及び第１中間部分２６の範囲を介して第１部分２１の範囲までスロット３０内を伸びている。セグメント導体５０ｂの線状部５１の先端は、第１部分２１の範囲のスロット３０内に位置している。第１中間部分２６の範囲のスロット３０内において、セグメント導体５０ａの線状部５１とセグメント導体５０ｂの線状部５１が周方向に重なっている。図６の範囲Ａ、Ｂ等に示すように、第１中間部分２６の範囲のスロット３０内に位置する接続部４９において、セグメント導体５０ａの線状部５１とセグメント導体５０ｂの線状部５１が接続されている。

図７は、図６の範囲Ａ内に位置する接続部４９ａを示している。図７に示すように、範囲Ａ内のスロット３０内では、セグメント導体５０ａの凹部５１ｃとセグメント導体５０ｂの凹部５１ｃとが対向した状態で、セグメント導体５０ａの薄板部５１ａとセグメント導体５０ｂの薄板部５１ａとがステータコア２０の周方向に重なっている。セグメント導体５０ａの薄板部５１ａは、スロット３０内において、第１部分２１の範囲から第１中間部分２６の範囲を経由して第２部分２２の範囲まで伸びている。セグメント導体５０ｂの薄板部５１ａは、スロット３０内において、第２部分２２の範囲から第１中間部分２６の範囲を経由して第１部分２１の範囲まで伸びている。したがって、第１中間部分２６の範囲とその周辺において、セグメント導体５０ａの薄板部５１ａとセグメント導体５０ｂの薄板部５１ａとが周方向に重なっている。セグメント導体５０ａの薄板部５１ａは、セグメント導体５０ｂの薄板部５１ａよりも側面３４ａに近い位置に配置されている。

図７に示すように、側面３４ａにおいて、第１中間部分２６は、第１部分２１及び第２部分２２よりも突出している。以下では、側面３４ａにおいて第１中間部分２６が突出している部分を、凸部３８ａという。凸部３８ａは、セグメント導体５０ａの薄板部５１ａに接している。凸部３８ａは、セグメント導体５０ａの厚板部５１ｂには接していない。また、凸部３８ａは、セグメント導体５０ｂに接していない。第１部分２１の範囲内の側面３４ａとセグメント導体５０ａの間には、隙間が存在している。但し、第１部分２１の範囲内の側面３４ａが、部分的にセグメント導体５０ａに接していてもよい。第２部分２２の範囲内の側面３４ａとセグメント導体５０ａの間には、隙間が存在している。第２部分２２の範囲内の側面３４ａとセグメント導体５０ｂの間には、隙間が存在している。但し、第２部分２２の範囲内の側面３４ａが、部分的にセグメント導体５０ｂに接していてもよい。側面３４ｂにおいては、第１中間部分２６は、第１部分２１及び第２部分２２に対して凹んでいる。以下では、側面３４ｂにおいて第１中間部分２６が凹んでいる部分を、凹部３８ｂという。凹部３８ｂは、セグメント導体５０ａ及び５０ｂに接していない。第１部分２１の範囲内の側面３４ｂは、セグメント導体５０ａの厚板部５１ｂと、セグメント導体５０ｂの薄板部５１ａの先端に接している。第２部分２２の範囲内の側面３４ｂは、セグメント導体５０ｂの厚板部５１ｂと、セグメント導体５０ｂの薄板部５１ａの基部に接している。

セグメント導体５０ａの薄板部５１ａとセグメント導体５０ｂの薄板部５１ａは、凸部３８ａと側面３４ｂ（より詳細には、第１部分２１の範囲内の側面３４ｂと第２部分２２の範囲内の側面３４ｂ）によって挟まれることによって、互いに接続されている。すなわち、凸部３８ａがセグメント導体５０ａの薄板部５１ａを第２セグメント導体５０ｂの薄板部５１ａに向かって加圧している。また、第１部分２１の範囲内の側面３４ｂと第２部分２２の範囲内の側面３４ｂは、第２セグメント導体５０ｂの薄板部５１ａを、凸部３８ａの反対側から支持している。したがって、セグメント導体５０ａの凹部５１ｃの表面はセグメント導体５０ｂの凹部５１ｃの表面に加圧された状態で接している。すなわち、凸部３８ａと側面３４ｂによって加えられる圧力によって、セグメント導体５０ａの薄板部５１ａと第２セグメント導体５０ｂの薄板部５１ａが互いに接続されている。上述したように、各薄板部５１ａは絶縁保護膜に覆われていない。したがって、図７に示す接続部４９ａにおいて、セグメント導体５０ａとセグメント導体５０ｂが電気的に接続されている。

また、図８は、図６の範囲Ｂ内に位置する接続部４９ｂを示している。接続部４９ｂでは、セグメント導体５０ｂの薄板部５１ａがセグメント導体５０ａの薄板部５１ａよりも側面３４ａに近い位置に配置されている。接続部４９ｂのその他の構成は、接続部４９ａと等しい。接続部４９ｂでも、セグメント導体５０ａの薄板部５１ａとセグメント導体５０ｂの薄板部５１ａが、凸部３８ａと側面３４ｂによって挟まれることによって接続されている。

このように、コイル線材４２ａのセグメント導体５０ａ、５０ｂは、凸部３８ａと側面３４ｂによって挟まれることによって互いに固定されている。したがって、セグメント導体５０ａとセグメント導体５０ｂとの接触界面４７には、接合材が設けられていない。すなわち、接触界面４７は、接合材なしで物理的及び電気的に接続されている。同様の構成によって、コイル線材４２ａを構成するすべてのセグメント導体５０が互いに接続されている。また、他のコイル線材４２のセグメント導体５０も、コイル線材４２ａのセグメント導体５０と同様の接続構造によって接続されている。

図９に示すように、１つのスロット３０内に複数のコイル線材４２が挿入されている。１つのスロット３０内では、複数のコイル線材４２がステータコア２０の径方向に積層されている。図９に示すように、コイル線材４２ａの隣には、コイル線材４２ｂが配置されている。図１０は、ステータコア２０に固定された状態のコイル線材４２ｂを、ステータコア２０の中心側から見た平面図である。図１０に示すように、コイル線材４２ｂでは、セグメント導体５０ａの各線状部５１が、セグメント導体５０ｂの各線状部５１よりも長い。図１０に示すように、セグメント導体５０ａの線状部５１は、第１部分２１の範囲から第１中間部分２６の範囲、第２部分２２の範囲及び第２中間部分２８の範囲を介して第３部分２３の範囲までスロット３０内を伸びている。図１０に示すように、セグメント導体５０ａの線状部５１の先端は、第３部分２３の範囲のスロット３０内に位置している。図１０に示すように、セグメント導体５０ｂの線状部５１は、第３部分２３の範囲から第２中間部分２８の範囲を介して第２部分２２の範囲までスロット３０内を伸びている。図１０に示すように、セグメント導体５０ｂの線状部５１の先端は、第２部分２２の範囲のスロット３０内に位置している。図１０に示すように、第２中間部分２８の範囲のスロット３０内において、セグメント導体５０ａの線状部５１とセグメント導体５０ｂの線状部５１が周方向に重なっている。図１０の範囲Ｃ、Ｄ等に示すように、第２中間部分２８の範囲のスロット３０内に位置する接続部４９において、セグメント導体５０ａの線状部５１とセグメント導体５０ｂの線状部５１が接続されている。範囲Ｃ内の接続部４９ｃは、範囲Ａ内の接続部４９ａと略同様の構成を有している。すなわち、図１１に示すように、範囲Ｃ内では、側面３４ａに、第２中間部分２８が第２部分２２及び第３部分２３よりも突出している凸部３９ａが形成されている。接続部４９ｃでは、セグメント導体５０ａの薄板部５１ａとセグメント導体５０ｂの薄板部５１ａが、凸部３９ａと側面３４ｂによって挟まれることで、物理的及び電気的に接続されている。図１２は、接続部４９ａと接続部４９ｃの軸方向における位置関係を示している。図１２に示すように、コイル線材４２ｂのセグメント導体５０ａは、コイル線材４２ａのセグメント導体５０ａに対して径方向にずれた位置でスロット３０内に挿入されている。コイル線材４２ｂのセグメント導体５０ｂは、コイル線材４２ａのセグメント導体５０ｂに対して径方向にずれた位置でスロット３０内に挿入されている。図１２に示すように、隣接するコイル線材４２ａ、４２ｂの間で、接続部４９ａと接続部４９ｃの軸方向の位置が異なっている。上述したように、各セグメント導体５０の薄板部５１ａは、絶縁被膜に覆われていない。したがって、隣接するコイル線材４２ａ、４２ｂの間で接続部４９ａ、４９ｃの位置が軸方向において重複していると、接続部４９ａ、４９ｃの間で漏れ電流が生じる。図１２のように接続部４９ａ、４９ｃの軸方向の位置が異なっていることで、漏れ電流を防止することができる。なお、コイル線材４２ａ、４２ｂを含む全てのコイル線材４２において、隣接するコイル線材４２の間で接続部４９の位置が重複しないように各接続部４９が配置されている。

図１０の範囲Ｄ内の接続部４９ｄでは、セグメント導体５０ｂの薄板部５１ａがセグメント導体５０ａの薄板部５１ａよりも側面３４ａに近い位置に配置されている。接続部４９ｄのその他の構成は、接続部４９ｃと等しい。接続部４９ｂ、４９ｄは、図１２に示す接続部４９ａ、４９ｃと同様に、隣接するコイル線材４２の間で位置が重複しないように配置されている。したがって、接続部４９ｂと接続部４９ｄの間における漏れ電流の発生が防止される。

次に、ステータ１０の製造方法について説明する。コイル４０を固定する前のステータコア２０においては、第１中間部分２６及び第２中間部分２８が、第１部分２１、第２部分２２、及び、第３部分２３に対して、軸Ｚ１の周りに相対回転することができる。中間部分２６、２８は、図１３、１４に示す位置と図１５、１６に示す位置との間で部分２１～２３に対して回転することができる。図１３、１４では、スロット３０の側面３４ａ、３４ｂのいずれにも凸部が形成されない。また、この位置では、図１４に示すように、ステータコア２０の外周面において、中間部分２６、２８と部分２１～２３の位置にずれが生じる。また、この位置では、締結孔２９の内周面においても、中間部分２６、２８と部分２１～２３の位置にずれが生じる。したがって、この位置では、締結孔２９に締結部材を取り付けることができない。図１３、１４に示す位置から中間部分２６、２８を反時計回りに回転させると、図１５、１６に示す位置まで中間部分２６、２８が移動する。この状態では、スロット３０の側面３４ａに凸部３８ａ、３９ａが形成される。この位置では、図１６に示すように、ステータコア２０の外周面において、中間部分２６、２８と部分２１～２３の位置が一致する。また、この位置では、締結孔２９の内周面においても、中間部分２６、２８と部分２１～２３の位置が一致する。したがって、この位置では、締結孔２９に締結部材を取り付けることができる。

ステータ１０の製造方法は、ステータコア２０にコイル４０を固定する工程を有する。ステータコア２０にコイル４０を固定する工程は、スロット３０にセグメント導体５０ａ、５０ｂを挿入する工程と、中間部分２６、２８を回転させる工程を有する。

スロット３０にセグメント導体５０ａ、５０ｂを挿入する工程では、最初に、中間部分２６、２８の角度を図１３、１４に示す角度に調整する。したがって、スロット３０にセグメント導体５０ａ、５０ｂを挿入する工程は、スロット３０の側面３４ａに凸部３８ａが存在しない状態で実施される。次に、コイル４０を構成するすべてのセグメント導体５０を、対応するスロット３０に挿入する。各セグメント導体５０ａは、端面２０ａ側から対応するスロット３０に挿入され、各セグメント導体５０ｂは、端面２０ｂから対応するスロット３０に挿入される。各スロット３０内に凸部３８ａが形成されていないので、各セグメント導体５０をスロット３０に容易に挿入することができる。図６に示すように、コイル線材４２ａを構成するセグメント導体５０ａ、５０ｂを対応するスロット３０に挿入すると、第１中間部分２６の範囲内でセグメント導体５０ａの薄板部５１ａとセグメント導体５０ｂの薄板部５１ａが周方向に重なる。図１０に示すように、コイル線材４２ｂを構成するセグメント導体５０ａ、５０ｂを対応するスロット３０に挿入すると、第２中間部分２８の範囲内でセグメント導体５０ａの薄板部５１ａとセグメント導体５０ｂの薄板部５１ａが周方向に重なる。このようにして、コイル４０を構成するすべてのセグメント導体５０を、対応するスロット３０に挿入する。

次に、中間部分２６、２８を部分２１～２３に対して回転させる。ここでは、中間部分２６、２８を図１５、１６に示す位置まで回転させる。すると、スロット３０の側面３４ａにおいて中間部分２６、２８が突出し、凸部３８ａ、３９ａが形成される。その結果、図７、８、１１に示すように、各接続部４９が凸部３８ａ、３９ａによって加圧される。すなわち、セグメント導体５０ａの薄板部５１ａとセグメント導体５０ｂの薄板部５１ａとが凸部３８ａと側面３４ｂ（より詳細には、部分２１～２３の範囲内の側面３４ｂ）によって挟まれて加圧される。これによって、セグメント導体５０ａの薄板部５１ａとセグメント導体５０ｂの薄板部５１ａとが、物理的及び電気的に接続される。図７に示す接続部４９ａでは、凸部３８ａは、セグメント導体５０の薄板部５１ａに接する一方で、セグメント導体５０ａの厚板部５１ｂ及びセグメント導体５０ｂの厚板部５１ｂに接しない。したがって、凸部３８ａは、セグメント導体５０の薄板部５１ａを効果的に加圧することができる。また、接続部４９ａでは、第１部分２１の範囲内の側面３４ｂは、セグメント導体５０ｂの薄板部５１ａの先端に接している。また、第２部分２２の範囲内の側面３４ｂは、セグメント導体５０ｂの薄板部５１ａの基端に接している。したがって、セグメント導体５０ｂの薄板部５１ａの両端が、第１部分２１の範囲内の側面３４ｂと第２部分２２の範囲内の側面３４ｂによって支持される。したがって、セグメント導体５０ａの薄板部５１ａとセグメント導体５０ｂの薄板部５１ａとの積層体を効果的に加圧することができる。このように、凸部３８ａ及び側面３４ｂによって積層体を効率的に加圧することができるので、セグメント導体５０ａとセグメント導体５０ｂを強固に接続することができるとともに、セグメント導体５０ａとセグメント導体５０ｂを低い抵抗で接続することができる。なお、他の接続部４９でも同様にして、セグメント導体５０ａとセグメント導体５０ｂが接続される。各セグメント導体５０が互いに接続されることで、図１に示すコイル４０が形成される。すなわち、ステータコア２０にコイル４０が固定された状態が得られる。中間部分２６、２８を図１５、１６に示す位置まで回転させたら、締結孔２９に締結部材を取り付けることで、中間部分２６、２８と部分２１～２３を互いに固定する。これによって、図１に示すステータ１０が完成する。

このように、この製造方法では、各セグメント導体５０を各スロット３０に挿入し、その後、中間部分２６、２８を部分２１～２３に対して回転させることで、各セグメント導体５０を互いに接続することができる。各セグメント導体５０を容易に接続することができ、ステータコア２０にコイル４０を容易に固定することができる。また、各スロット３０内で各セグメント導体５０を治具によって加圧する必要がないため、加圧用治具が不要である。したがって、ステータコア２０の形状が異なる複数種類のステータを製造する場合であっても、加圧用治具の変更が不要であり、効率的に複数種類のステータを製造することができる。また、この製造方法では、凸部３８ａと側面３４ｂで挟むことによって各セグメント導体５０を互いに接続するので、各セグメント導体５０の接触界面に接合材が不要である。したがって、ステータ１０をより効率的に製造できる。また、このように各セグメント導体５０をスロット３０内で接続することで、スロット３０の外部の各セグメント導体の接続部を無くすことができる。これによって、コイル４０を小型化、軽量化できるとともに、コイル４０で生じる銅損を低減できる。なお、他の実施例においては、各セグメント導体の接触界面に接合材が設けられていてもよい。

また、上述した実施例では、スロット３０の側面３４ａに凸部３８ａ、３９ａが形成されたが、側面３４ａの代わりに側面３４ｂに中間部分２６、２８が突出する凸部が形成されてもよい。

また、上述した実施例では、コイル４０が波型であった。しかしながら、重ね巻き型のコイルに本明細書に開示の技術を適用してもよい。なお、重ね巻き型のコイルとは、共通のスロットにコイル線材が複数回挿通されるようにステータコアに巻回されているコイルである。

上述した実施例の端面２０ａは、第１端面の一例である。上述した実施例の端面２０ｂは、第２端面の一例である。上述した実施例の側面３４ａは、第１側面の一例である。上述した実施例の側面３４ｂは、第２側面の一例である。上述した実施例のセグメント導体５０ａは、第１セグメント導体及び第３セグメント導体の一例である。上述した実施例のセグメント導体５０ｂは、第２セグメント導体及び第４セグメント導体の一例である。上述した実施例の凸部３８ａは、第１凸部の一例である。上述した実施例の凸部３９ａは、第２凸部の一例である。上述した実施例のセグメント導体５０ａの薄板部５１ａは、第１薄板部の一例である。上述した実施例のセグメント導体５０ａの厚板部５１ｂは、第１厚板部の一例である。上述した実施例のセグメント導体５０ｂの薄板部５１ａは、第２薄板部の一例である。上述した実施例のセグメント導体５０ｂの薄板部５１ａは、第２厚板部の一例である。上述した実施例の凹部５１ｃは、窪み部分の一例である。

以上、実施形態について詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独あるいは各種の組み合わせによって技術有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの１つの目的を達成すること自体で技術有用性を持つものである。

１０：ステータ
２０：ステータコア
２０ａ、２０ｂ：端面
２１～２３：部分
２６、２８：中間部分
３０：スロット
３４ａ、３４ｂ：側面
３８ａ、３９ａ：凸部
４０：コイル
４２：コイル線材
４９：接続部
５０：セグメント導体
５１：線状部
５１ａ：薄板部
５１ｂ：厚板部
５１ｃ：凹部

Claims (12)

1. ステータであって、
   円筒形状を有するステータコアと、
   前記ステータコアに固定されたコイルと、
   を有し、
   前記ステータコアが、前記ステータコアの軸方向の両側に配置された第１端面及び第２端面を有し、
   前記ステータコアが、第１部分と、前記第１部分よりも前記第２端面に近い位置に配置された第２部分と、前記軸方向において前記第１部分と前記第２部分の間に挟まれている第１中間部分、を有し、
   前記ステータコアの内周面に、前記軸方向に沿って前記第１部分と前記第１中間部分と前記第２部分に跨って伸びるスロットが設けられており、
   前記スロットが、第１側面と、前記ステータコアの周方向において前記第１側面に対向する第２側面を有し、
   前記コイルが、第１セグメント導体と第２セグメント導体とを有し、
   前記第１セグメント導体が、前記第１端面から前記スロット内に挿入されており、
   前記第１セグメント導体が、前記第１部分の範囲内から前記第１中間部分の範囲内まで前記スロット内を伸びており、
   前記第１セグメント導体の先端が、前記スロット内に位置しており、
   前記第２セグメント導体が、前記第２端面から前記スロット内に挿入されており、
   前記第２セグメント導体が、前記第２部分の範囲内から前記第１中間部分の範囲内まで前記スロット内を伸びており、
   前記第２セグメント導体の先端が、前記スロット内に位置しており、
   前記第１中間部分の範囲内の前記スロット内において、前記第１セグメント導体と前記第２セグメント導体が前記ステータコアの周方向に重なっており、
   前記第１側面に前記第１中間部分が前記第１部分及び前記第２部分に対して突出する第１凸部が設けられており、
   前記第１凸部と前記第２側面によって挟まれることによって前記第１セグメント導体と前記第２セグメント導体が互いに接続されている、
   ステータ。
2. 前記第２側面に前記第１中間部分が前記第１部分及び前記第２部分に対して凹んでいる凹部が設けられている、請求項１に記載のステータ。
3. 前記第１セグメント導体が、第１厚板部と、前記第１厚板部よりも薄い第１薄板部を有し、
   前記第１薄板部が、前記第１セグメント導体の側面のうちの前記第１セグメント導体の前記先端を含む範囲に設けられた窪み部分によって形成されており、
   前記第２セグメント導体が、第２厚板部と、前記第２厚板部よりも薄い第２薄板部を有し、
   前記第２薄板部が、前記第２セグメント導体の側面のうちの前記第２セグメント導体の前記先端を含む範囲に設けられた窪み部分によって形成されており、
   前記第１中間部分の範囲内の前記スロット内において、前記第１セグメント導体の前記窪み部分と前記第２セグメント導体の前記窪み部分とが対向した状態で前記第１薄板部と前記第２薄板部が前記ステータコアの周方向に重なっている、
   請求項１または２に記載のステータ。
4. 前記第１凸部が、前記第１厚板部及び前記第２厚板部に接していない、請求項３に記載のステータ。
5. 前記第１凸部が、前記第１薄板部と前記第２薄板部の一方に接しており、
   前記第１部分の範囲内の前記第２側面と前記第２部分の範囲内の前記第２側面の両方が、前記第１薄板部と前記第２薄板部の他方に接している、
   請求項３または４に記載のステータ。
6. 前記ステータコアが、前記第２部分よりも前記第２端面に近い位置に配置された第３部分と、前記軸方向において前記第２部分と前記第３部分の間に挟まれている第２中間部分、を有し、
   前記スロットが、前記軸方向に沿って前記第１部分、前記第１中間部分、前記第２部分、前記第２中間部分、及び、前記第３部分に跨って伸びており、
   前記コイルが、第３セグメント導体と第４セグメント導体とを有し、
   前記第３セグメント導体が、前記第１セグメント導体に対して前記ステータコアの径方向にずれた位置で前記第１端面から前記スロット内に挿入されており、
   前記第３セグメント導体が、前記第２部分の範囲内から前記第２中間部分の範囲内まで前記スロット内を伸びており、
   前記第３セグメント導体の先端が、前記スロット内に位置しており、
   前記第４セグメント導体が、前記第２セグメント導体に対して前記ステータコアの前記径方向にずれた位置で前記第２端面から前記スロット内に挿入されており、
   前記第４セグメント導体が、前記第３部分の範囲内から前記第２中間部分の範囲内まで前記スロット内を伸びており、
   前記第４セグメント導体の先端が、前記スロット内に位置しており、
   前記第２中間部分の範囲内の前記スロット内において、前記第３セグメント導体と前記第４セグメント導体が前記ステータコアの周方向に重なっており、
   前記第１側面に前記第２中間部分が前記第２部分及び前記第３部分に対して突出する第２凸部が設けられており、
   前記第２凸部と前記第２側面によって挟まれることによって、前記第３セグメント導体と前記第４セグメント導体が互いに接続されている、
   請求項１～５のいずれか一項に記載のステータ。
7. ステータの製造方法であって、
   円筒形状を有するステータコアにコイルを固定する工程を有し、
   前記ステータコアが、前記ステータコアの軸方向の両側に配置された第１端面及び第２端面を有し、
   前記ステータコアが、第１部分と、前記第１部分よりも前記第２端面に近い位置に配置された第２部分と、前記軸方向において前記第１部分と前記第２部分の間に挟まれている第１中間部分、を有し、
   前記ステータコアの内周面に、前記軸方向に沿って前記第１部分と前記第１中間部分と前記第２部分に跨って伸びるスロットが設けられており、
   前記スロットが、第１側面と、前記ステータコアの周方向において前記第１側面に対向する第２側面を有し、
   前記コイルが、第１セグメント導体と第２セグメント導体とを有し、
   前記ステータコアに前記コイルを固定する前記工程が、
   前記第１セグメント導体を前記第１端面から前記スロット内に挿入する工程と、
   前記第２セグメント導体を前記第２端面から前記スロット内に挿入する工程と、
   前記第１中間部分を前記第１部分及び前記第２部分に対して回転させる工程と、
   を有し、
   前記第１セグメント導体を前記スロット内に挿入する前記工程が、前記第１セグメント導体が前記第１部分の範囲内から前記第１中間部分の範囲内まで前記スロット内を伸び、前記第１セグメント導体の先端が前記スロット内に位置するように実施され、
   前記第２セグメント導体を前記スロット内に挿入する前記工程が、前記第２セグメント導体が前記第２部分の範囲内から前記第１中間部分の範囲内まで前記スロット内を伸びており、前記第２セグメント導体の先端が前記スロット内に位置するように実施され、
   前記第１セグメント導体を前記スロット内に挿入する前記工程及び前記第２セグメント導体を前記スロット内に挿入する前記工程が、前記第１中間部分の範囲内の前記スロット内において、前記第１セグメント導体と前記第２セグメント導体が前記ステータコアの周方向に重なるように実施され、
   前記第１中間部分を回転させる前記工程では、前記第１側面において前記第１中間部分が前記第１部分及び前記第２部分に対して突出することによって第１凸部が形成され、前記第１凸部と前記第２側面に挟まれることによって前記第１セグメント導体と前記第２セグメント導体が互いに接続される、
   製造方法。
8. 前記第１中間部分を回転させる前記工程では、前記第２側面において前記第１中間部分が前記第１部分及び前記第２部分に対して凹んでいる凹部が形成される、請求項７に記載の製造方法。
9. 前記第１セグメント導体が、第１厚板部と、前記第１厚板部よりも薄い第１薄板部を有し、
   前記第１薄板部が、前記第１セグメント導体の側面のうちの前記第１セグメント導体の前記先端を含む範囲に設けられた窪み部分によって形成されており、
   前記第２セグメント導体が、第２厚板部と、前記第２厚板部よりも薄い第２薄板部を有し、
   前記第２薄板部が、前記第２セグメント導体の側面のうちの前記第２セグメント導体の前記先端を含む範囲に設けられた窪み部分によって形成されており、
   前記第１セグメント導体を前記スロット内に挿入する前記工程及び前記第２セグメント導体を前記スロット内に挿入する前記工程が、前記第１中間部分の範囲内の前記スロット内において、前記第１セグメント導体の前記窪み部分と前記第２セグメント導体の前記窪み部分とが対向した状態で前記第１薄板部と前記第２薄板部が前記ステータコアの周方向に重なるように実施される、
   請求項７または８に記載の製造方法。
10. 前記第１中間部分を回転させる前記工程が、前記第１凸部が前記第１厚板部及び前記第２厚板部に接しないように実施される、請求項９に記載の製造方法。
11. 前記第１中間部分を回転させる前記工程が、前記第１凸部が前記第１薄板部と前記第２薄板部の一方に接し、前記第１部分の範囲内の前記第２側面と前記第２部分の範囲内の前記第２側面の両方が前記第１薄板部と前記第２薄板部の他方に接するように実施される、請求項９または１０に記載の製造方法。
12. 前記ステータコアが、前記第２部分よりも前記第２端面に近い位置に配置された第３部分と、前記軸方向において前記第２部分と前記第３部分の間に挟まれている第２中間部分、を有し、
    前記スロットが、前記軸方向に沿って前記第１部分、前記第１中間部分、前記第２部分、前記第２中間部分、及び、前記第３部分に跨って伸びており、
    前記コイルが、第３セグメント導体と第４セグメント導体とを有し、
    前記ステータコアに前記コイルを固定する前記工程が、
    前記第３セグメント導体を、前記第１セグメント導体に対して前記ステータコアの径方向にずれた位置で前記第１端面から前記スロット内に挿入する工程と、
    前記第４セグメント導体を、前記第２セグメント導体に対して前記ステータコアの前記径方向にずれた位置で前記第２端面から前記スロット内に挿入する工程と、
    前記第２中間部分を前記第２部分及び前記第３部分に対して回転させる工程と、
    を有し、
    前記第３セグメント導体を前記スロット内に挿入する前記工程が、前記第３セグメント導体が前記第２部分の範囲内から前記第２中間部分の範囲内まで前記スロット内を伸び、前記第３セグメント導体の先端が前記スロット内に位置するように実施され、
    前記第４セグメント導体を前記スロット内に挿入する前記工程が、前記第４セグメント導体が前記第３部分の範囲内から前記第２中間部分の範囲内まで前記スロット内を伸び、前記第４セグメント導体の先端が前記スロット内に位置するように実施され、
    前記第３セグメント導体を前記スロット内に挿入する前記工程及び前記第４セグメント導体を前記スロット内に挿入する前記工程が、前記第２中間部分の範囲内の前記スロット内において、前記第３セグメント導体と前記第４セグメント導体が前記ステータコアの周方向に重なるように実施され、
    前記第１中間部分を回転させる前記工程では、前記第１側面において前記第２中間部分が前記第２部分及び前記第３部分に対して突出することによって第２凸部が形成され、前記第２凸部と前記第２側面によって挟まれることによって前記第３セグメント導体と前記第４セグメント導体が互いに接続される、
    請求項７～１１のいずれか一項に記載の製造方法。
    

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