JP2023096703A - ステータおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ステータの固有振動数のバラツキを抑制する。【解決手段】回転電機に設けられるステータであって、互いに転積される複数のプレート群からなり、複数のスロットが形成されるステータコアと、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、前記ステータコアに組み付けられるステータコイルと、を有する。前記プレート群は、前記スロットを構成する溝部として、複数の第１溝部と、前記第１溝部よりも幅の広い複数の第２溝部と、を備える。前記複数のスロットの少なくとも何れか１つは、前記第１溝部と前記第２溝部とを用いて構成されている。【選択図】図１４

Description

本発明は、回転電機に設けられるステータ、および回転電機に設けられるステータの製造方法に関する。

電動機や発電機等の回転電機は、ステータコアおよびステータコイルからなるステータと、ステータの内側に収容されるロータと、を有している（特許文献１～４参照）。また、ステータコアに巻き付けられるステータコイルとして、複数のセグメントコイルからなるステータコイルが提案されている。

特表２０２０－５１８２１８号公報 特開２０１６－１２９４５０号公報 特開２０１７－７７１２５号公報 特開２０２０－１１４０７８号公報

ところで、ステータコイルを構成するセグメントコイルは、ステータコアに形成される複数のスロットに対して挿入されている。また、スロットとセグメントコイルとの隙間にはワニスが充填されており、このワニスを硬化させることでスロットにセグメントコイルが固定されている。しかしながら、ワニスによってセグメントコイルを固定することは、ステータの固有値つまり固有振動数にバラツキを生じさせる要因となっていた。すなわち、スロット内の全域にワニスを充填することは困難であり、ワニスによるセグメントコイルの固定箇所が一律に定められないことから、製造される各ステータの固有振動数にはバラツキが生じていた。このため、ステータの固有振動数のバラツキを抑制することが求められている。

本発明の目的は、ステータの固有振動数のバラツキを抑制することにある。

一実施形態のステータは、回転電機に設けられるステータであって、互いに転積される複数のプレート群からなり、複数のスロットが形成されるステータコアと、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、前記ステータコアに組み付けられるステータコイルと、を有し、前記プレート群は、前記スロットを構成する溝部として、複数の第１溝部と、前記第１溝部よりも幅の広い複数の第２溝部と、を備え、前記複数のスロットの少なくとも何れか１つは、前記第１溝部と前記第２溝部とを用いて構成されている。

一実施形態のステータの製造方法は、回転電機に設けられるステータの製造方法であって、複数のコアプレートを積層させることにより、互いに転積される複数のプレート群からなるステータコアを形成するコア積層工程と、前記ステータコアに形成される複数のスロットに、複数のセグメント導体からなる導体群を挿入するコイル挿入工程と、を有し、前記プレート群は、前記スロットを構成する溝部として、複数の第１溝部と、前記第１溝部よりも幅の広い複数の第２溝部と、を備え、前記複数のスロットの少なくとも何れか１つは、前記第１溝部と前記第２溝部とを用いて構成されている。

本発明によれば、プレート群は、スロットを構成する溝部として、複数の第１溝部と、第１溝部よりも幅の広い複数の第２溝部と、を備え、複数のスロットの少なくとも何れか１つは、第１溝部と前記第２溝部とを用いて構成されている。これにより、ステータの固有振動数のバラツキを抑制することができる。

回転電機が搭載される車両を示す図である。 回転電機の構成例を示す断面図である。 図２のＡ－Ａ線に沿ってステータコアを示す断面図である。 図２のＡ－Ａ線に沿ってステータを示す断面図である。 Ｕ相の相巻線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。 ステータの一例を示す斜視図である。 セグメントコイルの接続構造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。 ステータの製造方法の一例を示す図である。 プレート積層工程の実行状況の一例を示す図である。 プレート積層工程を経て製造されるコアブロックの一例を示す図である。 プレート積層工程を経て製造されるコアブロックの一例を示す図である。 ブロック転積工程の実行状況の一例を示す図である。 ブロック転積工程を経て製造されるステータコアの一例を示す図である。 コイル挿入工程の実行状況の一例を示す図である。 図２のＡ－Ａ線に沿ってステータを示す断面図である。 図１７のＸ１－Ｘ１線に沿う断面図である。 図１７のＸ２－Ｘ２線に沿う断面図である。 図１７のＸ３－Ｘ３線に沿う断面図である。 セグメントコイル、第１溝部および第２溝部の幅寸法の一例を示す図である。 変形例１のコアブロックを示す図である。 変形例２のコアブロックを示す図である。 コアブロックが備える第１溝部を示す図である。 セグメントコイルが挿入された第１溝部を示す図である。

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。なお、以下の説明において、同一または実質的に同一の構成や要素については、同一の符号を付して繰り返しの説明を省略する。

［回転電機の使用例］
図１は回転電機１０が搭載される車両１１を示す図である。図１に示すように、車両１１には、アクスルケース１２に収容された回転電機１０およびデファレンシャル機構１３等からなる電動アクスル１４が設けられている。回転電機１０とデファレンシャル機構１３とは図示しないギヤ列を介して連結されており、デファレンシャル機構１３には車軸１５を介して車輪１６が連結されている。また、モータジェネレータである回転電機１０には、電力変換機器であるインバータ１７を介してバッテリ１８が接続されている。なお、回転電機の一例として、電動アクスル１４に設けられる回転電機１０を示しているが、これに限られることはなく、トランスミッション等に設けられる回転電機であっても良く、車両以外の装置に設けられる回転電機であっても良い。

［回転電機構造］
図２は回転電機１０の構成例を示す断面図である。図２に示す回転電機１０には、一実施形態であるステータ２０が設けられている。図２に示すように、回転電機１０は、アクスルケース１２の一部を構成するモータケース２１を有している。モータケース２１は、底付き円筒形状のケース本体２２と、ケース本体２２の開口端を閉じるエンドカバー２３と、を備えている。ケース本体２２内に固定されるステータ２０は、積層された複数の電磁鋼板からなる円筒形状のステータコア２４と、ステータコア２４に巻き付けられる三相のステータコイル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２５が接続されている。このバスバーユニット２５は、ステータコイルＳＣが備える３つの動力点Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗに接続される３つの動力バスバー２６～２８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２９と、これらのバスバー２６～２９を保持する絶縁部材３０と、を有している。また、動力バスバー２６～２８の端部はモータケース２１から外部に突出しており、それぞれの動力バスバー２６～２８にはインバータ１７から延びる電力ケーブル３１が接続されている。

また、ステータコア２４の中央には、円柱形状のロータ３２が回転自在に収容されている。このロータ３２は、積層された複数の電磁鋼板からなる円筒形状のロータコア３３と、ロータコア３３に設けられる複数の永久磁石３４と、ロータコア３３の中央に固定されるロータシャフト３５と、を有している。ロータシャフト３５の一端部は、ケース本体２２に設けられる軸受３６によって支持されており、ロータシャフト３５の他端部は、エンドカバー２３に設けられる軸受３７によって支持されている。

［ステータ構造］
図３は図２のＡ－Ａ線に沿ってステータコア２４を示す断面図であり、図４は図２のＡ－Ａ線に沿ってステータ２０を示す断面図である。また、図５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２４を示す断面図であり、図６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。また、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、互いに位相を１２０°ずらしてステータコア２４に組み付けられている。

図３に示すように、ステータコア２４の内周部には、周方向に所定間隔を空けて複数のティースＴが形成されている。つまり、ステータコア２４の内周部には、周方向に所定間隔を空けて複数のスロットＳ１～Ｓ４８が形成されている。図４に示すように、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が収容されており、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４および図５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Ｓ３，Ｓ４，Ｓ９，Ｓ１０・・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Ｓ５，Ｓ６，Ｓ１１，Ｓ１２・・に収容されている。

図６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、所定ピッチで離れる一対のコイルサイド４１を有している。一方のコイルサイド４１は、何れかのスロット（例えばスロットＳ７）に収容されており、他方のコイルサイド４１は、所定ピッチで離れた他のスロット（例えばスロットＳ１３）に収容されている。また、セグメントコイル４０は、一対のコイルサイド４１を互いに連結するエンド部４２と、一対のコイルサイド４１のそれぞれから延びる接合端部４３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４３の先端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を構成するエンド部４２の形状としては、図示する形状に限られることはなく、ステータコア２４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７はステータ２０の一例を示す斜視図であり、図８はセグメントコイル４０の接続構造の一例を示す図である。図４および図７に示すように、ステータコア２４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。また、図７および図８に示すように、セグメントコイル４０の接合端部４３は、ステータコア２４の一端面４５から動力線側に突出して配置され、セグメントコイル４０のエンド部４２は、ステータコア２４の他端面４６から反動力線側に突出して配置される。

図８に示すように、ステータコア２４の一端面４５から突出する接合端部４３は、他のセグメントコイル４０の接合端部４３に接触するように曲げられて導体接合部４７になる。そして、個々の導体接合部４７をＴＩＧ溶接等によって溶接することにより、導体接合部４７を介して複数のセグメントコイル４０は互いに接続される。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導体接合部４７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。

図９はステータコイルＳＣの結線状態の一例を示す図である。図９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セグメントコイル４０によって構成される。このＵ相コイルＣｕの一端部は動力点Ｐｕとなっており、Ｕ相コイルＣｕの他端部は中性点Ｎｕとなっている。また、Ｖ相コイルＣｖは、互いに直列接続される複数のセグメントコイル４０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となっており、Ｖ相コイルＣｖの他端部は中性点Ｎｖとなっている。さらに、Ｗ相コイルＣｗは、互いに直列接続される複数のセグメントコイル４０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となっており、Ｗ相コイルＣｗの他端部は中性点Ｎｗとなっている。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は互いに接続されており、各相コイルＣｕ，Ｃｖ，ＣｗによってステータコイルＳＣが構成されている。

［ステータの製造方法］
続いて、一実施形態であるステータ２０の製造方法について説明する。図１０はステータ２０の製造方法の一例を示す図である。また、図１１はプレート積層工程Ｓ１００の実行状況の一例を示す図であり、図１２および図１３はプレート積層工程Ｓ１００を経て製造されるコアブロック５１の一例を示す図である。さらに、図１４はブロック転積工程Ｓ１１０の実行状況の一例を示す図であり、図１５はブロック転積工程Ｓ１１０を経て製造されるステータコア２４の一例を示す図である。

＜プレート積層工程，ブロック転積工程＞
図１０に示すように、ステータ２０の製造工程として、コアプレート５０を積層してコアブロック５１を製造するプレート積層工程Ｓ１００と、コアブロック５１を転積してステータコア２４を製造するブロック転積工程Ｓ１１０と、が設定されている。プレート積層工程Ｓ１００とブロック転積工程Ｓ１１０との２工程によって、複数のコアプレート５０を積層してステータコア２４を形成するコア積層工程が構成されている。

図１１に示すように、プレート積層工程Ｓ１００においては、図示しないプレス装置によって、電磁鋼板の圧延材から環状のコアプレート５０が打ち抜かれるとともに、複数のコアプレート５０を積層することでコアブロック（プレート群）５１が製造される。なお、積層されたコアプレート５０を互いに接合するため、各コアプレート５０には、カシメ加工、溶接加工または接着加工等が施されている。

図１２および図１３に示すように、コアブロック５１の内周部には、前述した各スロットＳ１～Ｓ４８に対応する複数の溝部６１，６２が形成されている。コアブロック５１に形成される溝部６１，６２として、幅寸法が「Ｗ１」に設定される複数の第１溝部６１と、幅寸法が「Ｗ１」よりも広い「Ｗ２」に設定される複数の第２溝部６２と、が設けられている。また、範囲αで示すように、第１溝部６１は所定角度（１２０°）に亘って複数形成されており、範囲βで示すように、第２溝部６２は所定角度（２４０°）に亘って複数形成されている。

なお、図１３の拡大部分に示すように、第１溝部６１は、互いに平行に配置される一対の側面６３と、一対の側面６３に対して垂直に配置される底面６４と、コアブロック５１の径方向内側に開口するとともに係合爪６５ａを備える開口部６５と、を有している。同様に、第２溝部６２は、互いに平行に配置される一対の側面６６と、一対の側面６６に対して垂直に配置される底面６７と、コアブロック５１の径方向内側に開口するとともに係合爪６８ａを備える開口部６８と、を有している。

以下の説明では、ステータコア２４を構成する３つのコアブロック５１を区別するため、コアブロックに符号５１ａ，５１ｂ，５１ｃを付して説明する。なお、コアブロック５１ａ，５１ｂ，５１ｃは、互いに同一の形状を有している。図１４および図１５に示すように、ブロック転積工程Ｓ１１０においては、３つのコアブロック５１ａ，５１ｂ，５１ｃが厚み方向に重ねて配置され、各コアブロック５１ａ，５１ｂ，５１ｃを互いに接合することでステータコア２４が製造される。図１４に示すように、ブロック転積工程Ｓ１１０においては、各コアブロック５１ａ，５１ｂ，５１ｃを１２０°ずつ回転させて積層している。このように、各コアブロック５１ａ，５１ｂ，５１ｃを１２０°ずつ転積（回転積層）させることにより、図１４に範囲αで示すように、各コアブロック５１ａ，５１ｂ，５１ｃの第１溝部６１が互いに厚み方向に重ならないように配置される。

つまり、コアブロック５１ａの第１溝部６１は他のコアブロック５１ｂ，５１ｃの第２溝部６２に重なるように配置され、コアブロック５１ｂの第１溝部６１は他のコアブロック５１ａ，５１ｃの第２溝部６２に重なるように配置され、コアブロック５１ｃの第１溝部６１は他のコアブロック５１ａ，５１ｂの第２溝部６２に重なるように配置される。なお、ブロック転積工程Ｓ１１０においては、コアブロック５１ａ，５１ｂ，５１ｃを互いに接合するため、各コアブロック５１ａ，５１ｂ，５１ｃに対して、カシメ加工、溶接加工または接着加工等が施されている。また、図１４および図１５に示す厚み方向とは、コアブロック５１ａ，５１ｂ，５１ｃの厚み方向であり、コアブロック５１ａ，５１ｂ，５１ｃの中心線Ｃ１と一致または平行な方向である。

なお、前述の説明では、複数のコアプレート５０を積層してコアブロック５１ａ，５１ｂ，５１ｃを形成した後に、複数のコアブロック５１ａ，５１ｂ，５１ｃを転積してステータコア２４を形成しているが、これに限られることはない。例えば、ステータコア２４を構成するコアプレート５０の全てを連続的に積層しつつ、所定の積層枚数毎にコアプレート５０の向きを回転させることにより、複数のコアブロック５１ａ，５１ｂ，５１ｃからなるステータコア２４を形成しても良い。すなわち、前述の説明では、プレート積層工程Ｓ１００とブロック転積工程Ｓ１１０とを分けて設定しているが、これに限られることはなく、複数のコアプレート５０を連続的に積層してステータコア２４を形成する１つのコア積層工程を設定しても良い。

＜コイル組立工程，コイル挿入工程＞
図１６はコイル挿入工程の実行状況の一例を示す図である。なお、図１６には、ステータコア２４および後述するコイル群７０の一部が示されている。図１０に示すように、ステータ２０の製造工程として、複数のセグメントコイル４０を組み合わせてコイル群７０を形成するコイル組立工程Ｓ１２０と、ステータコア２４のスロットＳ１～Ｓ４８にコイル群７０を挿入するコイル挿入工程Ｓ１３０と、が設定されている。

図１６に示すように、コイル挿入工程Ｓ１３０においては、コイル組立工程Ｓ１２０で組み立てられた複数のセグメントコイル４０からなるコイル群（導体群）７０が、ステータコア２４のスロットＳ１～Ｓ４８に対して挿入される。プレス機７１のベッド７２にはステータコア２４が搭載されており、このステータコア２４のスロットＳ１～Ｓ４８に対してコイル群７０の接合端部４３が挿入される。そして、プレス機７１のスライド７３を下降させてコイル群７０を矢印Ｐ方向に押し込むことにより、ステータコア２４のスロットＳ１～Ｓ４８に対してコイル群７０のコイルサイド４１が挿入される。なお、図１６の拡大部分に示すように、スロットＳ１～Ｓ４８とセグメントコイル４０との間には、インシュレータとも呼ばれるアラミド紙等の絶縁シート７４が設けられている。

＜コイル曲げ工程，コイル溶接工程，ワニス含浸工程＞
図１０に示すように、ステータ２０の製造工程として、コイル挿入工程Ｓ１３０の後に、コイル曲げ工程Ｓ１４０、コイル溶接工程Ｓ１５０およびワニス含浸工程Ｓ１６０が設けられている。前述の図８に示すように、コイル曲げ工程Ｓ１４０においては、ステータコア２４の一端面４５から突出するセグメントコイル４０の接合端部４３が曲げられ、セグメントコイル４０の接合端部４３によって複数の導体接合部４７が形成される。また、コイル溶接工程Ｓ１５０においては、導体接合部４７をＴＩＧ溶接等によって溶接することにより、コイル群７０を構成する複数のセグメントコイル４０が接合されてステータコイルＳＣが完成する。さらに、ワニス含浸工程Ｓ１６０においては、ステータコア２４とステータコイルＳＣとの隙間に樹脂や有機溶剤等からなるワニスを浸透させて硬化させることにより、ステータコア２４に対してステータコイルＳＣが強固に固定される。

［ステータコアによるセグメントコイルの保持構造］
図１７は図２のＡ－Ａ線に沿ってステータ２０を示す断面図である。図１８は図１７のＸ１－Ｘ１線に沿う断面図であり、図１９は図１７のＸ２－Ｘ２線に沿う断面図であり、図２０は図１７のＸ３－Ｘ３線に沿う断面図である。また、図２１は、セグメントコイル４０、第１溝部６１および第２溝部６２の幅寸法の一例を示す図である。なお、図２１には、ステータコア２４に対してコイル群７０が挿入される前段階での、セグメントコイル４０、第１溝部６１および第２溝部６２の幅寸法が示されている。

前述の図１４に示したように、各コアブロック５１を１２０°ずつ転積（回転積層）させることにより、第１溝部６１および第２溝部６２を備えたコアブロック５１を用いて、スロットＳ１～Ｓ４８を備えたステータコア２４が製造されている。このため、図１８に示すように、Ｘ１－Ｘ１断面においては、コアブロック５１ａの第１溝部６１およびコアブロック５１ｂ，５１ｃの第２溝部６２によって、ステータコア２４のスロットＳ７～Ｓ１３が構成されている。なお、図１８には、スロットＳ７～Ｓ１３だけが示されているが、スロットＳ１～Ｓ１６についても同様に、コアブロック５１ａの第１溝部６１およびコアブロック５１ｂ，５１ｃの第２溝部６２を用いて構成されている。

また、図１９に示すように、Ｘ２－Ｘ２断面においては、コアブロック５１ｂの第１溝部６１およびコアブロック５１ａ，５１ｃの第２溝部６２によって、ステータコア２４のスロットＳ２３～Ｓ２９が構成されている。なお、図１９には、スロットＳ２３～Ｓ２９だけが示されているが、スロットＳ１７～Ｓ３２についても同様に、コアブロック５１ｂの第１溝部６１およびコアブロック５１ａ，５１ｃの第２溝部６２を用いて構成されている。さらに、図２０に示すように、Ｘ３－Ｘ３断面においては、コアブロック５１ｃの第１溝部６１およびコアブロック５１ａ，５１ｂの第２溝部６２によって、ステータコア２４のスロットＳ３９～Ｓ４５が構成されている。なお、図２０には、スロットＳ３９～Ｓ４５だけが示されているが、スロットＳ３３～Ｓ４８についても同様に、コアブロック５１ｃの第１溝部６１およびコアブロック５１ａ，５１ｂの第２溝部６２を用いて構成されている。

ここで、図２１に示すように、スロットＳ１～Ｓ４８に挿入されるセグメントコイル４０の幅寸法、つまりコイルサイド４１とこれを覆う絶縁シート７４との幅寸法は「Ｗｃ」に設定されている。また、各スロットＳ１～Ｓ４８の一部を構成する第１溝部６１の幅寸法は「Ｗ１」に設定されており、各スロットＳ１～Ｓ４８の一部を構成する第２溝部６２の幅寸法は「Ｗ２」に設定されている。そして、セグメントコイル４０の幅寸法Ｗｃは、第１溝部６１の幅寸法Ｗ１よりも大きく設定されている。つまり、第１溝部６１とセグメントコイル４０との間には締め代ｗａが与えられており、コイル挿入時にはコイルサイド４１によって第１溝部６１の側面６３が押し込まれている。一方、セグメントコイル４０の幅寸法Ｗｃは、第２溝部６２の幅寸法Ｗ２よりも小さく設定されている。つまり、第２溝部６２とセグメントコイル４０との間には締め代が与えられておらず、コイル挿入時にはコイルサイド４１によって第２溝部６２の側面６６が強く押し込まれることはない。

前述したように、第１溝部６１とセグメントコイル４０との間には締め代ｗａが与えられることから、図１８～図２０の拡大部分に矢印で示すように、第１溝部６１とセグメントコイル４０との双方には圧縮応力が作用した状態となる。つまり、締め代ｗａによって第１溝部６１とセグメントコイル４０とを強固に締結することができるため、量産されるステータ２０の固有値つまり固有振動数のバラツキを抑制することができる。また、セグメントコイル４０によって各ティースＴの振れを抑制することができるため、ステータ２０の固有振動数を高めることも可能である。

ところで、スロットＳ１～Ｓ４８を第１溝部６１だけで構成することは、ステータコア２４に対するコイル群７０の挿入抵抗を大幅に増加させ、プレス機７１に対する負荷を増大させてしまう要因である。このため、ステータコア２４のスロットＳ１～Ｓ４８は、第１溝部６１と第２溝部６２とを組み合わせて構成されている。これにより、ステータコア２４に対するコイル群７０の挿入抵抗の過度な増加を抑制することができ、プレス機７１に対する負荷を低減して製造設備コストの増加を抑制することができる。

さらに、コアブロック５１を転積してステータコア２４を形成することから、同一形状のコアプレート５０を用いつつ、第１溝部６１および第２溝部６２からなるスロットＳ１～Ｓ４８を形成することができる。これにより、部品点数の増加を回避することができるため、ステータ２０の製造コストの増加を抑制することができる。なお、ステータコア２４を構成する複数のコアプレート５０が同一形状であるということは、各コアプレート５０に形成される第１溝部６１および第２溝部６２の位置、個数および形状が互いに同一であることを意味している。

［コアブロックの変形例１］
図１３に示した例では、コアブロック５１に対して、複数の第１溝部６１を所定角度（１２０°）の範囲に形成し、複数の第２溝部６２を所定角度（２４０°）の範囲に形成しているが、これに限られることはない。ここで、図２２は変形例１のコアブロック８０を示す図である。図２２に示すように、コアブロック（プレート群）８０の内周部には、前述した各スロットＳ１～Ｓ４８に対応する複数の溝部６１，６２が形成されている。コアブロック８０に形成される溝部６１，６２として、幅寸法が「Ｗ１」に設定される複数の第１溝部６１と、幅寸法が「Ｗ１」よりも広い「Ｗ２」に設定される複数の第２溝部６２と、が設けられている。また、範囲α１，α２で示すように、複数の第１溝部６１は所定角度（６０°）に亘る２つの範囲に形成されており、範囲β１，β２で示すように、複数の第２溝部６２は所定角度（１２０°）に亘る２つの範囲に形成されている。このように、複数の第１溝部６１を複数の範囲に分けて形成し、複数の第２溝部６２を複数の範囲に分けて形成した場合であっても、前述したステータコア２４と同様に、コアブロック８０を転積してステータコア２４を形成することにより、スロットＳ１～Ｓ４８を第１溝部６１および第２溝部６２によって構成することができる。

［コアブロックの変形例２］
図１３に示した例では、第１溝部６１の幅寸法Ｗ１を一定に形成しているが、これに限られることはなく、第１溝部６１の幅寸法を部位に応じて変化させても良い。ここで、図２３は変形例２のコアブロック９０を示す図であり、図２４はコアブロック９０が備える第１溝部９１を示す図であり、図２５はセグメントコイル４０が挿入された第１溝部９１を示す図である。なお、図２４および図２５には、拡大した図２３の範囲Ｘａが示されている。

図２３に示すように、コアブロック（プレート群）９０の内周部には、前述した各スロットＳ１～Ｓ４８に対応する複数の溝部９１，６２が形成されている。図２３および図２４に示すように、コアブロック９０に形成される溝部９１，６２として、一部の幅寸法が「Ｗ１」に設定される複数の第１溝部９１と、幅寸法が「Ｗ１」よりも広い「Ｗ２」に設定される複数の第２溝部６２と、が設けられている。また、図２４に示すように、第１溝部９１は、コアブロック５１の径方向内側に開口する内側溝部９２と、内側溝部９２に連なってコアブロック５１の径方向外側に延びる外側溝部９３と、を備えている。さらに、内側溝部９２の幅寸法は「Ｗ１」に設定されており、外側溝部９３の幅寸法は「Ｗ１」よりも広い「Ｗ２」に設定されている。

また、内側溝部９２の幅寸法Ｗ１と外側溝部９３の幅寸法Ｗ２とは、前述の図２１に示した幅寸法Ｗ１，Ｗ２と同一である。つまり、内側溝部９２の幅寸法Ｗ１はセグメントコイル４０の幅寸法Ｗｃよりも小さく設定されており、外側溝部９３の幅寸法Ｗ２はセグメントコイル４０の幅寸法Ｗｃよりも大きく設定されている。これにより、第１溝部９１の内側溝部９２とセグメントコイル４０との間には、前述した締め代ｗａと同様の締め代が与えられている。なお、図示する例では、第１溝部９１の外側溝部９３の幅寸法Ｗ２と、第２溝部６２の幅寸法Ｗ２とを、互いに一致させているが、これに限られることはなく、外側溝部９３と第２溝部６２との幅寸法を互いに相違させても良い。

第１溝部９１に対してセグメントコイル４０が挿入されると、図２５に矢印で示すように、内側溝部９２とセグメントコイル４０との双方に圧縮応力が作用した状態となり、締め代によって第１溝部９１とセグメントコイル４０とを強固に締結することができる。このように、ティースＴの先端部をセグメントコイル４０によって拘束することにより、ティースＴの振動（矢印Ｖ）を積極的に抑えることができ、量産されるステータ２０の固有振動数のバラツキを抑制することができる。

ところで、ティースＴの振動を効果的に抑えるためには、ティースＴの基端部よりも先端部を拘束することが望ましい。そこで、図２４および図２５に示した例では、第１溝部９１を内側溝部９２および外側溝部９３によって構成し、内側溝部９２を外側溝部９３よりも狭く形成している。このように第１溝部９１を構成することにより、ステータコア２４のティースＴの振動を抑制しながら、第１溝部９１内で締結されるセグメントコイル４０の本数を削減することができる。これにより、ステータコア２４に対するコイル群７０の挿入抵抗の過度な増加を抑制することができ、前述したプレス機７１に対する負荷を低減して製造設備コストを下げることができる。

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４０を直列接続することで各相コイルＣｕ，Ｃｖ，Ｃｗを構成しているが、これに限られることはなく、複数のセグメントコイル４０を並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。また、図示する例では、１つのスロットに対して８つのセグメントコイル４０を挿入しているが、これに限られることはない。例えば、１つのスロットに対して８つを上回るセグメントコイル４０を挿入しても良く、１つのスロットに対して８つを下回るセグメントコイル４０を挿入しても良い。また、前述の説明では、スロット数が４８のステータコア２４を用いているが、これに限られることはなく、他のスロット数のステータコアを用いても良い。

前述の説明では、セグメントコイル４０の幅寸法Ｗｃを、第１溝部６１の幅寸法Ｗ１よりも大きく設定しているが、これに限られることはなく、セグメントコイル４０の幅寸法Ｗｃを第１溝部６１の幅寸法Ｗ１に一致させても良い。つまり、セグメントコイル４０の幅寸法Ｗｃが第１溝部６１の幅寸法Ｗ１に一致する場合であっても、セグメントコイル４０と第１溝部６１との間の隙間が解消されることから、セグメントコイル４０によってティースＴの振動を抑えることができ、ステータ２０の固有振動数のバラツキを抑制することができる。なお、絶縁シート７４によってセグメントコイル４０を覆わない構造である場合には、セグメントコイル４０のコイルサイド４１の幅寸法を、第１溝部６１の幅寸法Ｗ１に一致させても良く、第１溝部６１の幅寸法Ｗ１よりも大きく設定しても良いことはいうまでもない。

図１４に示した例では、３つのコアブロック５１ａ，５１ｂ，５１ｃを用いてステータコア２４を構成しているが、これに限られることはなく、２つのコアブロック５１を用いてステータコア２４を構成しても良く、４つ以上のコアブロック５１を用いてステータコア２４を構成しても良い。また、前述の説明では、コアブロック５１ａ，５１ｂ，５１ｃを転積する際に、コアブロック５１ａ，５１ｂ，５１ｃを１２０°で回転させているが、これに限られることはなく、コアブロック５１ａ，５１ｂ，５１ｃを他の角度で回転させても良いことはいうまでもない。また、図１４に示した例では、コアブロック５１ａ，５１ｂ，５１ｃの厚み寸法が互いに同一であるが、これに限られることはなく、コアブロック５１ａ，５１ｂ，５１ｃの厚み寸法を互いに相違させても良い。つまり、各コアブロック５１ａ，５１ｂ，５１ｃを構成するコアプレート５０の枚数を互いに一致させても良く、各コアブロック５１ａ，５１ｂ，５１ｃを構成するコアプレート５０の枚数を互いに相違させても良い。

図１３に示した例では、コアブロック５１に対し、１６本の第１溝部６１を形成し、３２本の第２溝部６２を形成しているが、これに限られることはない。例えば、３つのコアブロック５１からなり、かつスロット数が４８のステータコア２４であっても、コアブロック５１に１５本以下の第１溝部６１を形成しても良く、コアブロック５１に１７本以上の第１溝部６１を形成しても良い。つまり、前述の説明では、スロットＳ１～Ｓ４８の全てを、第１溝部６１および第２溝部６２を用いて構成しているが、これに限られることはなく、スロットＳ１～Ｓ４８の一部を第１溝部６１だけを用いて構成しても良く、スロットＳ１～Ｓ４８の一部を第２溝部６２だけを用いて構成しても良い。すなわち、スロットＳ１～Ｓ４８の少なくとも何れか１つが、第１溝部６１および第２溝部６２を用いて構成されていれば良い。

１０ 回転電機
２０ ステータ
２４ ステータコア
４０ セグメントコイル（セグメント導体）
５０ コアプレート
５１，５１ａ，５１ｂ，５１ｃ コアブロック（プレート群）
６１ 第１溝部
６２ 第２溝部
７０ コイル群（導体群）
８０ コアブロック（プレート群）
９０ コアブロック（プレート群）
９１ 第１溝部
９２ 内側溝部
９３ 外側溝部
ＳＣ ステータコイル
Ｓ１～Ｓ４８ スロット
ｗａ 締め代
Ｓ１００ プレート積層工程（コア積層工程）
Ｓ１１０ ブロック転積工程（コア積層工程）
Ｓ１３０ コイル挿入工程

Claims (6)

1. 回転電機に設けられるステータであって、
   互いに転積される複数のプレート群からなり、複数のスロットが形成されるステータコアと、
   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、前記ステータコアに組み付けられるステータコイルと、
   を有し、
   前記プレート群は、前記スロットを構成する溝部として、複数の第１溝部と、前記第１溝部よりも幅の広い複数の第２溝部と、を備え、
   前記複数のスロットの少なくとも何れか１つは、前記第１溝部と前記第２溝部とを用いて構成されている、
   ステータ。
2. 請求項１に記載のステータにおいて、
   前記複数のスロットの全ては、前記第１溝部と前記第２溝部とを用いて構成されている、
   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、
   前記第１溝部は、前記プレート群の径方向内側に開口する内側溝部と、前記内側溝部に連なって前記プレート群の径方向外側に延びる外側溝部と、を備え、
   前記内側溝部は、前記外側溝部よりも幅が狭い、
   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、
   前記複数のプレート群を構成する複数のコアプレートは、互いに同一形状である、
   ステータ。
5. 請求項１～４の何れか１項に記載のステータにおいて、
   前記第１溝部と前記セグメント導体との間には、締め代が与えられており、
   前記第２溝部と前記セグメント導体との間には、締め代が与えられていない、
   ステータ。
6. 回転電機に設けられるステータの製造方法であって、
   複数のコアプレートを積層させることにより、互いに転積される複数のプレート群からなるステータコアを形成するコア積層工程と、
   前記ステータコアに形成される複数のスロットに、複数のセグメント導体からなる導体群を挿入するコイル挿入工程と、
   を有し、
   前記プレート群は、前記スロットを構成する溝部として、複数の第１溝部と、前記第１溝部よりも幅の広い複数の第２溝部と、を備え、
   前記複数のスロットの少なくとも何れか１つは、前記第１溝部と前記第２溝部とを用いて構成されている、
   ステータの製造方法。

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