JP5875886B2 - 回転電機のステータ - Google Patents

Description

本発明は、電動機や発電機等の回転電機に用いられるステータに関するものである。

従来、ステータコア（固定子鉄心）とステータコイル（固定子巻線）とからなる回転電機のステータ（固定子）について、多数の構造が提案されている。例えば、特許文献１では、複数のティースを有するステータコアと、当該ティースに挿入されるＵ字型導線と、当該Ｕ字型導線と接続されるバスバーと、を備えるステータが提案されている。

特開２００８−１４８４７９号公報（図４参照）

しかしながら、特許文献１で提案されたステータは、前記したＵ字型導線を曲げ、鍛造加工によって成形する必要があるため、コストがかかるという問題があった。また、特許文献１で提案されたステータは、前記したＵ字型導線の屈曲部が回転電機の回転軸方向に延出しているため、コイルエンド部分の容積が大きくなって小型化が容易ではないという問題があった。

本発明は、前記した問題点に鑑み創案されたものであり、製造コストを低減するとともに、コイルエンド部分の容積を低減して小型化を図ることができる回転電機のステータを提供することを課題とする。

前記課題を解決するために本発明に係る回転電機のステータは、内周面に複数のスロットが形成された筒状のステータコアと、前記スロットに収容される複数のコイルセグメントと、前記ステータコアの端面のいずれか一方において前記コイルセグメントと電気的に接続される複数の第１コイルエンドプレートと、前記ステータコアの端面のいずれか他方において前記コイルセグメントと電気的に接続される複数の第２コイルエンドプレートと、を備える回転電機のステータであって、前記コイルセグメントが、前記ステータコアの端面の一方および他方から突出する接続端部を有し、前記第１コイルエンドプレートが、前記ステータコアの周方向に延びる平板状のプレート部と、前記プレート部の一端側から前記ステータコアの径方向にそれぞれ延出され、前記コイルセグメントの接続端部がそれぞれ接続される一対の延出部と、を有し、複数の前記第１コイルエンドプレートおよび複数の前記第２コイルエンドプレートが、前記ステータコアの端面にそれぞれ積み重ねて配置され、複数の前記第１コイルエンドプレートのうちの少なくとも１つが、前記プレート部が他の第１コイルエンドプレートよりも前記ステータコアの周方向に長く形成され、かつ、当該プレート部が折り曲げられて形成された段付部を有する構成とした。

このような構成を備える回転電機のステータは、ステータコアのスロットに複数のコイルセグメントを収容し、かつ、板状の第１コイルエンドプレートおよび第２コイルエンドプレートを介して複数のコイルセグメントの端部同士を電気的に接続することで、コイルエンド部分を回転電機の回転軸方向に延出させることなく、当該回転軸回りのコイルループを容易に形成することができる。

また、回転電機のステータは、例えばコイルセグメントと第１コイルエンドプレートと第２コイルエンドプレートとによって円環状の電流経路であるコイルターンを形成する場合において、複数のコイルターンを接続してコイルループを形成するために、段付部の位置で複数の第１コイルエンドプレートの延出部を交差させて配置することができる。そのため、回転電機のステータは、コイルループを形成する際に、第１コイルエンドプレートの設置スペースを最小限に抑えることができ、省スペース化を図ることができる。

また、本発明に係る回転電機のステータは、前記ステータコアにおける２つのスロットに前記コイルセグメントがそれぞれ収容され、かつ、これらのコイルセグメントの接続端部が、前記ステータコアの端面のいずれか一方において前記第１コイルエンドプレートと接続され、前記ステータコアの端面のいずれか他方において前記第２コイルエンドプレートと接続されることで、円環状の電流経路であるコイルターンが形成され、当該コイルターンが、前記ステータコアにおける異なる２つのスロットに収容される前記コイルセグメントとこれに対応する前記第１コイルエンドプレートおよび第２コイルエンドプレートの組み合わせの数に対応して、前記ステータコアの周方向に複数形成されることで、重ね巻き方式のコイルループが形成される構成とすることが好ましい。

このような構成を備える回転電機のステータは、ステータコアのスロットに複数のコイルセグメントを収容し、かつ、板状のコイルエンドプレートを介して当該複数のコイルセグメントの接続端部同士を電気的に接続することでコイルターンを形成し、当該コイルターンをステータコアの周方向に複数形成することで、重ね巻き方式のコイルループを容易に形成することができる。

また、本発明に係る回転電機のステータは、前記第１コイルエンドプレートが、隣接するコイルターンを形成する第１コイルエンドプレートと端部側が重なって延出部が交差するように配置され、前記段付部が、当該端部側が重なる部分に形成された構成とすることが好ましい。

このような構成を備える回転電機のステータは、段付部の位置で複数の第１コイルエンドプレートの延出部を交差させて配置することで、積層される第１コイルエンドプレートの高さを抑えながら複数のコイルターンを接続することができる。

また、本発明に係る回転電機のステータは、前記段付部を有する第１コイルエンドプレートが、前記ステータコアの端面に積み重ねて配置された複数の前記第１コイルエンドプレートの最上層に配置されている構成とすることが好ましい。

このような構成を備える回転電機のステータは、第１コイルエンドプレートをステータコアの端面上に積層する際に、段付部を有する第１コイルエンドプレートが最も上に配置され、当該段付部を有する第１コイルエンドプレートの上に、段付部を有しない他の第１コイルエンドプレートが配置されることがないため、段付部の段差による無駄なスペース（隙間）の発生を防止することができる。

また、本発明に係る回転電機のステータは、前記ステータコアの端面に積み重ねて配置された複数の前記第１コイルエンドプレートの間に、弾性部材が配置されている構成とすることが好ましい。

このような構成を備える回転電機のステータは、例えば動作中にコイルセグメントが熱伸びや振動した場合であっても、弾性部材の弾性力によってこれらの影響を緩和することができるため、コイルセグメントと第１コイルエンドプレートおよび第２コイルエンドプレートとの接合状態を安定させることができる。

また、本発明に係る回転電機のステータは、前記一対の延出部の長手方向における仮想延長線が、前記ステータコアの内径側で交わっている構成とすることが好ましい。

このような構成を備える回転電機のステータは、ステータコアの端面上において、一対の延出部が互いに干渉しないように第１コイルエンドプレートおよび第２コイルエンドプレートを配置することができる。

本発明に係る回転電機のステータによれば、曲げ、鍛造加工が必要なＵ字型導線を用いずにステータコイルを形成するため、製造コストを低減することができる。また、回転電機のステータによれば、ステータコアの端面の一方および他方に、コイルエンド部材として板状の第１コイルエンドプレートおよび第２コイルエンドプレートをそれぞれ積層して配置しているため、ステータコアの端面上におけるコイルエンド部分の高さを最小限に抑えることができる。従って、重ね巻きを成立させながらコイルエンド部分の容積を低減することができ、装置全体の小型化を図ることができる。

本発明の実施形態に係る回転電機のステータの全体構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る回転電機のステータが備えるステータコアの構成を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る回転電機のステータが備えるコイルセグメントと、第１コイルエンドプレートおよび第２コイルエンドプレートとの接続状態を示す図である。 本発明の実施形態に係る回転電機のステータが備えるステータコイルの一部を構成する第１コイルエンドプレートの構成を示す図であって、（ａ）、（ｂ）は、それぞれ形状の異なる第１コイルエンドプレートを示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る回転電機のステータが備えるステータコイルの一部を構成する、段付部を有する第１コイルエンドプレートの構成を示す図であって、（ａ）は、段付部を有する第１コイルエンドプレートの平面図、（ｂ）は、段付部を有する第１コイルエンドプレートの側面図、である。 本発明の実施形態に係る回転電機のステータが備えるステータコイルの一部を構成する第１コイルエンドプレートを配置した例を示す図であって、図１のＡ部拡大図である。 本発明の実施形態に係る回転電機のステータが備えるステータコイルの一部を構成する第１コイルエンドプレートを配置した例を示す図であって、図１のＡ部拡大図の一部を示す図である。 本発明の実施形態に係る回転電機のステータの全体構成を示す図であって、ステータコアの一方の端面側を上方に向けた状態における側断面図である。 本発明の実施形態に係る回転電機のステータの全体構成を示す図であって、ステータコアの一方の端面側から見た平面図である。 本発明の実施形態に係る回転電機のステータが備えるステータコイルの一部を構成する第１コイルエンドプレートの延出部の配置状態を示す図であって、図９のＣ部拡大図の一部を示す図である。 本発明の実施形態に係る回転電機のステータが備えるステータコイルの一部を構成する第２コイルエンドプレートの構成を示す図であって、（ａ）は、形状の異なる３種類の第２コイルエンドプレートのプレート部を回転電機の回転軸方向に重ねるように配置した状態を示す斜視図、（ｂ）は、形状の異なる３種類の第２コイルエンドプレートのプレート部を重ねた状態を示す平面図、である。 本発明の実施形態に係る回転電機のステータが備えるステータコイルの一部を構成する左右反転コイルエンドプレート、電源供給コイルセグメント、中点短絡コイルエンドプレートおよび中点連結コイルセグメントを配置した例を示す図であって、図１のＢ部の一部を示す図である。 本発明の実施形態に係る回転電機のステータが備えるステータコイルの一部を示す図であって、（ａ）は、左右反転コイルエンドプレートの構成を示す斜視図、（ｂ）は、中点短絡コイルエンドプレートの構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る回転電機のステータにおけるコイルターンを説明するための概略図である。 本発明の実施形態に係る回転電機のステータが備えるステータコイルの一部を示す図であって、１相分のコイルを抜き出した状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る回転電機のステータにおけるコイルループを説明するための回路図である。 本発明の実施形態に係る回転電機のステータにおけるコイルループを説明するための図であって、（ａ）は、図１６のＤ部拡大図、（ｂ）は、図１６のＤ部に対応する部材を示す斜視図、である。 本発明の実施形態に係る回転電機のステータにおけるコイルループを説明するための図であって、（ａ）は、図１６のＥ部拡大図、（ｂ）は、図１６のＥ部に対応する部材を示す斜視図、である。 本発明の実施形態に係る回転電機のステータにおけるコイルループを説明するための図であって、（ａ）は、図１６のＦ部拡大図、（ｂ）は、図１６のＦ部に対応する部材を示す斜視図、である。 他の実施形態に係る回転電機のステータを説明するための図であって、（ａ）は、本発明の実施形態に係る回転電機のステータにおけるコイルエンドプレートとコイルセグメントとの接続状態を示す図、（ｂ）は、他の実施形態に係る回転電機のステータにおけるコイルエンドプレートとコイルセグメントとの接続状態を示す図、である。

以下、本発明に係る回転電機のステータ（以下、単にステータという）を実施するための形態について、図１〜図１３を参照しながら説明する。なお、各図に示した構成の寸法・縮尺は、説明の便宜上誇張して示している場合がある。

ステータ１は、外部から供給される電気エネルギーを機械エネルギーに変換して回転運動を行う回転電機の固定子である。ステータ１は、外部から電気エネルギーが入力され、永久磁石を備えたロータ（回転子）を回転運動させるための磁界を発生させる。このステータ１は、例えば誘導電動機、同期電動機等のステータとして用いることができる。ステータ１は、図１に示すように、ステータコア１０と、ステータコイル２０と、を備えている。

ステータコア１０は、図１に示すように、ステータコイル２０が装着されるコア部材である。ステータコア１０は、図２に示すように、円筒状に形成され、当該筒内に図示しないロータが配置される。ステータコア１０は、例えば円環状の薄い電磁鋼板を回転電機の回転軸Ｘ方向に積層して形成することができる。このステータコア１０の内周面には、図２に示すように、複数のスロット（溝）１１が等間隔で形成されている。

スロット１１は、図１に示すように、コイルセグメント２１を収容するためのものである。スロット１１は、図１に示すように、回転電機の回転軸Ｘ方向に直線状に形成されている。また、スロット１１は、図２に示すように平面視すると、当該回転軸Ｘ方向に同じ大きさ（同一断面積）で形成されるとともに、ステータコア１０の外径側に向かうに従って幅が増加するような形状に形成される。これにより、実施形態に係るステータ１は、スロット１１内に収容されるコイルセグメント２１を確実に保持することができる。但し、スロット１１は、ステータコア１０の径方向に一定の幅で形成されてもよい。

スロット１１は、ここでは図２に示すように、回転軸Ｘ方向に一列として４８個形成される。但し、当該スロット１１の数は特に限定されず、ステータコア１０の周方向に形成されるコイルターンの数（コイルループのターン数）と、外部から供給される電流の相数と、に対応して適宜変更することができる。なお、ステータ１に形成されるコイルターンの詳細については後記する（後記する図１４参照）。

スロット１１には、図３に示すように、ステータコア１０の一方の端面側から、コイルセグメント２１が挿入される。そして、スロット１１に収容されたコイルセグメント２１は、図３に示すように、ステータコア１０の一方の端面側において第１コイルエンドプレート２２，２３，２４と接続され、ステータコア１０の他方の端面側において第２コイルエンドプレート２７，２８，２９と電気的に接続される。なお、図３では、スロット１１に収容されるコイルセグメント２１の一部のみと第１コイルエンドプレート２２，２３，２４の一部のみを抜粋して図示している。

ステータコイル２０は、外部から入力された電気エネルギーによって励磁し、回転磁界を発生させるものである。ステータコイル２０には、ここでは外部からＵ相、Ｖ相およびＷ相からなる３相の電流が供給される。そして、ステータコイル２０は、ここでは図１に示すように、一般的な巻線ではなく、個片化された複数種類のコイルセグメントと、複数種類のコイルエンドプレートと、から構成される。

複数種類のコイルセグメントは、具体的には図１に示すように、コイルセグメント２１と、電源供給コイルセグメント２９と、中点連結コイルセグメント３１（図１２参照）と、から構成される。また、複数種類のコイルエンドプレートは、具体的には図１に示すように、第１コイルエンドプレート２２，２３，２４と、第２コイルエンドプレート２５，２６，２７と、左右反転コイルエンドプレート２８と、中点短絡コイルエンドプレート３０（図１２参照）と、から構成される。そして、ステータコイル２０は、図１に示すように、これらの複数種類のコイルセグメントと複数種類のコイルエンドプレートとがステータコア１０の端面側で電気的に接続されることで、電気的な一つのコイルループを形成している。なお、ステータ１に形成されるコイルループの詳細については後記する（後記する図１６参照）。

ステータコイル２０を構成する複数種類のコイルセグメント（コイルセグメント２１、電源供給コイルセグメント２９、中点連結コイルセグメント３１）と、複数種類のコイルエンドプレート（第１コイルエンドプレート２２，２３，２４、第２コイルエンドプレート２５，２６，２７、左右反転コイルエンドプレート２８、中点短絡コイルエンドプレート３０）とは、電流が流れる方向に直交する断面積がそれぞれ等しくなるように形成される。すなわち、実施形態に係るステータ１においては、ステータコイル２０を構成する各コイルセグメントおよび各コイルエンドプレートは、電流が流れる方向に直交する方向における断面形状は各々異なるものの、断面積が同一となるように設計される。これにより、実施形態に係るステータ１は、ステータコイル２０における電気抵抗を均一にすることができるため、局所的な発熱が生じることを抑制し、電流を安定させ、回転磁界を安定して形成することができる。

また、図示は省略したが、ステータコイル２０を構成する複数種類のコイルセグメント（コイルセグメント２１、電源供給コイルセグメント２９、中点連結コイルセグメント３１）と、複数種類のコイルエンドプレート（第１コイルエンドプレート２２，２３，２４、第２コイルエンドプレート２５，２６，２７、左右反転コイルエンドプレート２８、中点短絡コイルエンドプレート３０）とは、例えば樹脂含浸等により絶縁処理が施されている。

［コイルセグメント２１の構成］
以下、ステータコイル２０の一部を構成するコイルセグメント２１について説明する。なお、以下の説明では、コイルセグメント２１、第１コイルエンドプレート２２，２３，２４および第２コイルエンドプレート２５，２６，２７を包括的、または抽象的に示す場合は、それぞれ「コイルセグメント」、「コイルエンドプレート」、「第１コイルエンドプレート」、「第２コイルエンドプレート」等と表記して符号を省略する場合がある。また、以下の説明では、コイルセグメント２１が有する共通の構成（例えば一対の脚部）や、第１コイルエンドプレート２２，２３，２４および第２コイルエンドプレート２５，２６，２７が有する共通の構成（例えば一対の延出部）等を説明する際に、冗長な記載を避けるために当該共通の構成の符号を省略する場合がある。

コイルセグメント（コイルバー）２１は、図１に示すように、ステータコイル２０におけるコイル構成部材であり、外部から供給された電流を回転電機の回転軸Ｘ方向に流すためのものである。コイルセグメント２１は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等からなる導電性の棒状部材で構成され、図３に示すように、直線状に形成されている。但し、コイルセグメント２１の素材は、導電性および成形性に優れた素材であれば特に限定されない。

コイルセグメント２１は、図３に示すように、ステータコア１０のスロット１１に収容された際に、一方の端面側から突出する接続端部２１ａと、他方の端面側から突出する接続端部２１ｂと、を備えている。すなわち、図３に示すように、コイルセグメント２１の全長は、ステータコア１０の全長よりも接続端部２１ａ，２１ａの長さだけ長く構成されている。この接続端部２１ａは、図３に示すように、第１コイルエンドプレート２２，２３，２４の延出部（図４および図５参照）と接続される。また、接続端部２１ｂは、図３に示すように、第２コイルエンドプレート２５，２６，２７の延出部（図１１参照）と接続される。

接続端部２１ａ，２１ｂには、コイルセグメント２１と各コイルエンドプレートとが接続される際に、例えば締結部材３２（図３参照）が挿入される、図示しない所定深さの孔部が形成されている。但し、コイルセグメント２１と各コイルエンドプレートとを溶接等の他の方法によって接合する場合は、当該孔部は形成されていなくてもよい。

ここで、実施形態に係るステータ１は、後記するように、ステータコア１０の径方向に形成するコイルターンの数（コイルループのターン数）と外部から供給される電流の相数とを乗じた数だけ、ステータコア１０の一方の端面上に第１コイルエンドプレート２２，２３，２４を積層するとともに、ステータコア１０の他方の端面上に第２コイルエンドプレート２５，２６，２７を積層する（後記する図８参照）。

この場合、電流の相数に応じて第１コイルエンドプレート２２，２３，２４および第２コイルエンドプレート２５，２６，２７の積層数が増加し、第１コイルエンドプレート２２，２３，２４と第２コイルエンドプレート２５，２６，２７との距離が回転電機の回転軸Ｘ方向に離れることになる。従って、実施形態に係るステータ１は、長さの異なるコイルセグメント２１を電流の相数分だけ用意する。これにより、ステータ１は、外部から供給される電流の相数に対応してステータコア１０の端面上に積層される第１コイルエンドプレート２２，２３，２４および第２コイルエンドプレート２５，２６，２７の積層数が増加し、ステータコア１０を挟んで、第１コイルエンドプレート２２，２３，２４と第２コイルエンドプレート２５，２６，２７との距離が拡大する場合であっても、当該拡大する距離に応じてコイルセグメント２１の長さを調整することができる。そして、ステータ１は、各層に配置された第１コイルエンドプレート２２，２３，２４および第２コイルエンドプレート２５，２６，２７と、コイルセグメント２１と、を容易に接続することができ、組み立て性を向上させることができる。

なお、前記したコイルターンとは、ステータコア１０における２つのスロット１１にコイルセグメント２１が収容され、かつ、これらのコイルセグメント２１の接続端部２１ａ，２１ｂがそれぞれ、ステータコア１０の端面のいずれか一方（図１では一方の端面側）において第１コイルエンドプレート２２，２３，２４と接続され、ステータコア１０の端面のいずれか他方（図１では他方の端面側）において第２コイルエンドプレート２５，２６，２７と接続されることで形成される円環状の電流経路のことを意味している（後記する図１４参照）。このようなコイルターンは、ステータコア１０における同一のスロット１１に収容されるコイルセグメント２１とこれに対応する第１コイルエンドプレート２２，２３，２４および第２コイルエンドプレート２５，２６，２７の組み合わせの数に対応して、ステータコア１０の径方向に複数形成される（後記する図１４参照）。また、コイルターンは、ステータコア１０における異なる２つのスロット１１に収容されるコイルセグメント２１とこれに対応する第１コイルエンドプレート２２，２３，２４および第２コイルエンドプレート２５，２６，２７の組み合わせの数に対応して、ステータコア１０の周方向にも複数形成され、重ね巻き方式コイルループを形成することになる（後記する図１６参照）。

ここで、コイルループとは、ステータコア１０の径方向および周方向に形成される全てのコイルターンによって構成されるステータ１全体の電流経路（回転電機の回転軸Ｘ回りの電流経路）のことを意味している（後記する図１６参照）。このようなコイルループは、後記するように、具体的には右回りと左回りの２種類で構成される（後記する図１６参照）。

［第１コイルエンドプレート２２，２３，２４の構成］
以下、ステータコイル２０の一部を構成する第１コイルエンドプレート２２，２３，２４について説明する。

第１コイルエンドプレート２２，２３，２４は、ステータコイル２０におけるコイルエンド部材であり、ステータコア１０の一方の端面側において、コイルセグメント２１に流れた電流を別のコイルセグメント２１へと渡すためのものである。第１コイルエンドプレート２２，２３，２４は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等からなる導電性の板状部材で構成される。但し、第１コイルエンドプレート２２，２３，２４の素材は、導電性および成形性に優れた素材であれば特に限定されない。

第１コイルエンドプレート２２は、具体的には図４（ａ）に示すように、平板状に形成されたプレート部２２ａと、プレート部２２ａの一端側からステータコア１０の径方向に延出する一対の延出部２２ｂ，２２ｃと、を有している。この一対の延出部２２ｂ，２２ｃは、図４（ａ）に示すように、延出部２２ｃが延出部２２ｂよりも長く形成されている。また、延出部２２ｂ，２２ｃは、より具体的には図４（ａ）に示すように、プレート部２２ａの一端側から延出された一対の第１延出部２２ｂ１，２２ｃ１と、当該一対の第１延出部２２ｂ１，２２ｃ１の一端側からそれぞれ延出された一対の第２延出部２２ｂ２，２２ｃ２と、を有している。

第２延出部２２ｂ２，２２ｃ２には、図４（ａ）に示すように、第１コイルエンドプレート２２とコイルセグメント２１とが接続される際に、例えば締結部材３２（図３参照））が挿入される、貫通した孔部が形成されている。但し、第１コイルエンドプレート２２とコイルセグメント２１とを溶接等の他の方法によって接合する場合は、当該孔部は形成されていなくてもよい。

第１コイルエンドプレート２３は、具体的には図４（ｂ）に示すように、平板状に形成されたプレート部２３ａと、プレート部２３ａの一端側からステータコア１０の径方向に延出する一対の延出部２３ｂ，２３ｃと、を有している。この一対の延出部２３ｂ，２３ｃは、図４（ｂ）に示すように、延出部２３ｃが延出部２３ｂよりも長く形成されている。また、一対の延出部２３ｂ，２３ｃは、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、延出部２３ｂが第１コイルエンドプレート２２の延出部２２ｂよりも長く形成され、延出部２３ｃが第１コイルエンドプレート２２の延出部２２ｃよりも長く形成されている。また、延出部２３ｂ，２３ｃは、より具体的には図４（ｂ）に示すように、プレート部２３ａの一端側から延出された一対の第１延出部２３ｂ１，２３ｃ１と、当該一対の第１延出部２３ｂ１，２３ｃ１の一端側からそれぞれ延出された一対の第２延出部２３ｂ２，２３ｃ２と、を有している。

第２延出部２３ｂ２，２３ｃ２には、図４（ｂ）に示すように、第１コイルエンドプレート２３とコイルセグメント２１とが接続される際に、例えば締結部材３２（図３参照）が挿入される、貫通した孔部が形成されている。但し、第１コイルエンドプレート２３とコイルセグメント２１とを溶接等の他の方法によって接合する場合は、当該孔部は形成されていなくてもよい。

第１コイルエンドプレート２４は、具体的には図５（ａ）、（ｂ）に示すように、平板状に形成されたプレート部２４ａと、プレート部２４ａの一端側からステータコア１０の径方向に延出する一対の延出部２４ｂ，２４ｃと、を有している。この一対の延出部２４ｂ，２４ｃは、図５（ａ）に示すように、延出部２４ｃが延出部２４ｂよりも長く形成されている。また、一対の延出部２４ｂ，２４ｃは、図４（ａ）、（ｂ）および図５（ａ）に示すように、延出部２４ｂが第１コイルエンドプレート２３の延出部２３ｂよりも短く形成され、延出部２４ｃが第１コイルエンドプレート２２の延出部２２ｃよりも長く形成されている。また、延出部２３ｂ，２３ｃは、より具体的には図５（ａ）に示すように、プレート部２４ａの一端側から延出された一対の第１延出部２４ｂ１，２４ｃ１と、当該一対の第１延出部２４ｂ１，２４ｃ１の一端側からそれぞれ延出された一対の第２延出部２４ｂ２，２４ｃ２と、を有している。

第２延出部２４ｂ２，２４ｃ２には、図５（ａ）に示すように、第１コイルエンドプレート２４とコイルセグメント２１とが接続される際に、例えば締結部材３２（図３参照）が挿入される、貫通した孔部が形成されている。但し、第１コイルエンドプレート２４とコイルセグメント２１とを溶接等の他の方法によって接合する場合は、当該孔部は形成されていなくてもよい。

プレート部２４ａは、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、板状の当該プレート部２４ａが折り曲げられて形成された段付部２４ａ１を有している。この段付部２４ａ１は、コイルセグメント２１と第１コイルエンドプレート２２，２３，２４と第２コイルエンドプレート２５，２６，２７とによってコイルターンを形成し、複数のコイルターンを接続してコイルループを形成する際に、図６のＰ_１部に示すように、他の第１コイルエンドプレート２４の延出部と交差するクロスポイントに配置されるように形成される。また、段付部２４ａ１は、図６に示すように、他の第１コイルエンドプレート２４との段付部２４ａ１と回転電機の回転軸Ｘ方向（上下方向）に重ねて配置できるように、複数の第１コイルエンドプレート２４の板厚を整えるように折り曲げて形成されている。

段付部２４ａ１は、ここでは図５（ａ）、（ｂ）に示すように、プレート部２４ａにおける延出部２４ｂ寄りの位置に設けられているが、当該段付部２４ａ１は、第１コイルエンドプレート２４に供給される電流の相ごとに異なる位置に設けられる。すなわち、前記したクロスポイントは、第１コイルエンドプレート２４に供給される電流の相に応じて、当該第１コイルエンドプレート２４のプレート部２４ａの異なる位置に生じるため（図６）、当該電流の相ごとに異なる位置に段付部２４ａ１が設けられた第１コイルエンドプレート２４が用いられることになる。従って、例えば外部からＵＶＷの３相の電流が供給される場合は、図６に示すように、プレート部２４ａにおける３箇所の異なる位置に段付部２４ａ１を有する３種類の形状の第１コイルエンドプレート２４が用いられる。

段付部２４ａ１は、より具体的には図６に示すように、Ｕ相の電流が流れる第１コイルエンドプレート２４（Ｕ相）の場合は延出部２４ｃ寄りの位置に設けられ、Ｖ相の電流が流れる第１コイルエンドプレート２４（Ｖ相）の場合は延出部２４ｂと延出部２４ｃとの中間の位置に設けられ、Ｗ相の電流が流れる第１コイルエンドプレート２４（Ｗ相）の場合は延出部２４ｂ寄りの位置に設けられる。但し、段付部２４ａ１の位置は、ステータコア１０の径方向および周方向に形成されるコイルターンの数（コイルループのターン数）等によって変化するため、図６の例に限定されない。なお、前記した図５で示した第１コイルエンドプレート２４は、図６における第１コイルエンドプレート２４（Ｗ相）を一例として示したものである。

段付部２４ａ１を有する第１コイルエンドプレート２４（Ｕ相）、２４（Ｖ相），２４（Ｗ相）は、図６に示すように、ステータコア１０の一方の端面側において、回転電機の回転軸Ｘ方向に積層して配置され、かつ、複数の第１コイルエンドプレート２２，２３，２４の最上層に配置される。すなわち、第１コイルエンドプレート２２，２３，２４は、後記するようにコイルターンの数（コイルループのターン数）と電流の相数とを乗じた数だけステータコア１０の一方の端面上に積層されるが（後記する図８参照）、段付部２４ａ１を有する第１コイルエンドプレート２４（Ｕ相）、２４（Ｖ相），２４（Ｗ相）は、図６に示すように、最も上側の３層に段付部２４ａ１の位置を重ねるようにして積層される。これにより、実施形態に係るステータ１は、第１コイルエンドプレート２２，２３，２４をステータコア１０の端面上に積層する際に、段付部２４ａ１を有する第１コイルエンドプレート２４が最も上に配置され、当該段付部２４ａ１を有する第１コイルエンドプレート２４の上に、段付部２４ａ１を有しない他の第１コイルエンドプレート２２，２３が配置されることがないため、段付部２４ａ１の段差による無駄なスペース（隙間）の発生を防止することができる。

このような段付部２４ａ１を有する第１コイルエンドプレート２４は、図７に示すように、ステータコア１０の一方の端面側において、隣接するコイルターンを形成する第１コイルエンドプレート２４と、プレート部２４ａの端部側が重なるように配置される。そして、第１コイルエンドプレート２４は、図７に示すように、その延出部２４ｂが、隣接する第１コイルエンドプレート２４の延出部２４ｃと交差するように配置される。すなわち、第１コイルエンドプレート２４の段付部２４ａ１は、図７のＰ_２部に示す他の第１コイルエンドプレート２４と交差する部分、すなわちクロスポイントに形成されている。これにより、実施形態に係るステータ１は、段付部２４ａ１の位置で複数の第１コイルエンドプレート２４の延出部を交差させて配置することで、積層される第１コイルエンドプレート２４の高さを抑えながら複数のコイルターンを接続することができる。なお、図６において、サンド（砂状）ハッチングで示したものは、Ｕ相の電流が流れる第１コイルエンドプレート２２，２３，２４を、クロス（交差斜線状）ハッチングで示したものは、Ｖ相の電流が流れる第１コイルエンドプレート２２，２３，２４を、ドット（粒状）ハッチングで示したものは、Ｗ相の電流が流れる第１コイルエンドプレート２２，２３，２４を示している。また、前記した図７は、図１のＡ部拡大図の一部であって、１相分（Ｗ相）のステータコイル２０を抜粋したものを示している。

以下、第１コイルエンドプレート２２，２３，２４に共通する構成上の特徴について説明する。まず、第１コイルエンドプレート２２，２３，２４のプレート部は、図１に示すように、当該第１コイルエンドプレート２２，２３，２４がステータコア１０の端面上に配置された場合において、ステータコア１０の周方向に延出するように形成される。すなわち、第１コイルエンドプレート２２，２３，２４のプレート部は、図４および図５に示すように、ステータコア１０の端面の形状に合わせて湾曲して形成される。

また、第１コイルエンドプレート２２，２３のプレート部は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように平面視すると、それぞれ同一の面積となるように形成されるとともに、ステータコア１０の周方向における長さが同一となるように形成される。一方、第１コイルエンドプレート２４のプレート部は、図５（ａ）に示すように平面視すると、第１コイルエンドプレート２２，２３のプレート部（図４（ａ）、（ｂ）参照）よりも大きな面積となるように形成されるとともに、第１コイルエンドプレート２２，２３のプレート部よりもステータコア１０の周方向における長さが長くなるように形成される。

第１コイルエンドプレート２２，２３，２４の一対の延出部は、図４および図５に示すように、互いに所定の間隔を開けて、プレート部２２ａ，２３ａ，２４ａの一端側から延出している。これにより、第１コイルエンドプレート２２，２３，２４の一対の延出部は、図３に示すように、ステータコア１０の異なる２つのスロット１１にそれぞれ収容されたコイルセグメント２１の接続端部２１ａと電気的に接続されることになる。なお、第１コイルエンドプレート２２，２３の一対の延出部の間隔は、図４に示すようにそれぞれ同一の間隔となるように形成される。一方、第１コイルエンドプレート２４の一対の延出部の間隔は、図５に示すように、第１コイルエンドプレート２２，２３の一対の延出部（図４（ａ）、（ｂ）参照）よりも大きな間隔となるように形成される。

第１コイルエンドプレート２２，２３，２４の一対の第１延出部は、図１に示すように、当該第１コイルエンドプレート２２，２３，２４がステータコア１０の端面上に配置された場合において、当該ステータコア１０の径方向に延出するように形成される。また、同様に、第１コイルエンドプレート２２，２３，２４の一対の第２延出部は、ステータコア１０の周方向に、それぞれ同じ向きとなる方向に延出するように形成される。このように、実施形態に係るステータ１は、第１コイルエンドプレート２２，２３，２４の一対の第１延出部の延出方向と、一対の第２延出部の延出方向とが直交しているとともに、第１コイルエンドプレート２２，２３，２４の一対の第２延出部の延出方向が揃うように構成される。従って、ステータ１は、複数の第１コイルエンドプレート２２，２３，２４を回転電機の回転軸Ｘ方向に重ねた際に、第１コイルエンドプレート２２，２３，２４の第２延出部が他の第１コイルエンドプレート２２，２３，２４の第１延出部と重ならない状態となるため、締結部材３２（図３参照）による締結のためのスペースを確保することができる。

第１コイルエンドプレート２２，２３，２４の一対の延出部は、図１に示すように、当該第１コイルエンドプレート２２，２３，２４がステータコア１０の端面上に配置された場合において、当該一対の延出部の長手方向における仮想延長線Ｌ_１，Ｌ_２が、ステータコア１０の内径側で交わるように形成される。すなわち、第１コイルエンドプレート２２，２３，２４の一対の延出部は、図４および図５に示すように、一方の延出部２２ｂ，２３ｂ，２４ｂが延出する方向と、他方の延出部２２ｃ，２３ｃ，２４ｃが延出する方向と、にそれぞれ仮想延長線Ｌ_１，Ｌ_２を引いた場合において、この２本の仮想延長線Ｌ_１，Ｌ_２がステータコア１０の内径側で交差するような方向に延出している。言い換えれば、第１コイルエンドプレート２２，２３，２４の一対の延出部は、図４および図５に示すように、前記した２本の仮想延長線Ｌ_１，Ｌ_２が、平行、あるいはステータコア１０の内径側に拡がるのではなく、ステータコア１０の外径側に拡がるように構成されている。これにより、実施形態に係るステータ１は、ステータコア１０の端面上において、一対の延出部が互いに干渉しないように第１コイルエンドプレート２２，２３，２４を配置することができる。

なお、第１コイルエンドプレート２２，２３，２４は、図７に示すように、ステータコア１０の端面に積み重ねて配置された第１コイルエンドプレート２２，２３，２４の間に、弾性部材３３が配置されることが好ましい。これにより、ステータ１は、例えば動作中にコイルセグメント２１が熱伸びや振動した場合であっても、弾性部材３３の弾性力によってこれらの影響を緩和することができるため、コイルセグメント２１と第１コイルエンドプレート２２，２３，２４および第２コイルエンドプレート２５，２６，２７との接合状態を安定させることができる。

以上のような構成を備える第１コイルエンドプレート２２，２３，２４は、図８に示すように、ステータコア１０の一方の端面側に配置され、同図に示すように、回転電機の回転軸Ｘ方向に複数積層される。そして、当該ステータコア１０の一方の端面上に積層された第１コイルエンドプレート２２，２３，２４の一対の延出部は、例えば締結部材３２（図３参照）によって、コイルセグメント２１の接続端部２１ａと電気的に接続される。なお、第１コイルエンドプレート２２，２３，２４とコイルセグメント２１とは、締結部材３２以外にも、カシメ、溶接、ロウ付け等により固定されてもよい。

ステータコア１０の一方の端面上における第１コイルエンドプレート２２，２３，２４の積層数は、具体的にはコイルターンの数（コイルループのターン数）と電流の相数とを乗じた数となる。ここで、実施形態に係るステータ１は、後記するようにコイルターンの数が３ターンであり、かつ、電流の相数が３相である。従って、第１コイルエンドプレート２２，２３，２４の積層数は、図８に示すように合計で９層となる。なお、図８では、ステータコア１０の一方の端面上にコイルエンドプレートが１０層積層されているが、そのうちの１層は、同図に示すように左右反転コイルエンドプレート２８が配置される層である。また、図８において、サンド（砂状）ハッチングで示したものは、Ｕ相の電流が流れる第１コイルエンドプレート２２，２３，２４を、クロス（交差斜線状）ハッチングで示したものは、Ｖ相の電流が流れる第１コイルエンドプレート２２，２３，２４を、ドット（粒状）ハッチングで示したものは、Ｗ相の電流が流れる第１コイルエンドプレート２２，２３，２４を示している。

このように、実施形態に係るステータ１は、ステータコア１０の一方の端面側に配置されるコイルエンド部材として板状の第１コイルエンドプレート２２，２３，２４を積層しているため、図８に示すように、一方の端面側におけるコイルエンド部分の高さｈ１を最小限に抑えることができるとともに、第１コイルエンドプレート２２，２３，２４に電流が流れることで生じた熱がステータコア１０に伝熱しやすくなり、冷却効率が向上する。

第１コイルエンドプレート２２，２３，２４は、図９に示すように、実施形態に係るステータ１を一方の端面側（上方）から平面視すると、ステータコア１０の周方向に、層ごとに円環状となるように複数配置される。そして、ステータ１は、図１０に示すように、ステータ１におけるコイルターンを形成する全ての第１コイルエンドプレート２２，２３，２４の一対の第２延出部に形成された孔部が外部から容易に視認できる。従って、このような第１コイルエンドプレート２２，２３，２４を備えるステータ１は、組み立て時において締結部材３２による締結作業を容易に行うことができるとともに、例えばコイルターンの数や、第１コイルエンドプレート２２，２３，２４の位置等を容易に変更することができ、組み立て性とメンテナンス性にも優れている。

ここで、ステータコア１０の一方の端面上において、当該ステータコア１０の周方向に配置された第１コイルエンドプレート２２，２３，２４には、一つおきに同方向の電流が流れる。すなわち、前記したように、ステータコア１０の端面上に第１コイルエンドプレート２２，２３，２４が円環状に配置された場合、例えば図９に示すように、最上層の第１コイルエンドプレート２４Ｒのそれぞれには、回転電機の回転軸Ｘを中心とした右回りの電流Ｉ_１が流れ、最上層の第１コイルエンドプレート２４Ｌのそれぞれには、回転電機の回転軸Ｘを中心とした左回りの電流Ｉ_２が流れる。また、その下に積層されているその他の第１コイルエンドプレート２２，２３，２４も同様である。このように、実施形態に係るステータ１は、互いに隣接する第１コイルエンドプレート２２，２３，２４には逆方向の電流が流れるように構成されている。なお、図９において、サンド（砂状）ハッチングで示したものは、Ｕ相の電流が流れる第１コイルエンドプレート２２，２３，２４を、クロス（交差斜線状）ハッチングで示したものは、Ｖ相の電流が流れる第１コイルエンドプレート２２，２３，２４を、ドット（粒状）ハッチングで示したものは、Ｗ相の電流が流れる第１コイルエンドプレート２２，２３，２４を示している。また、図９では、説明の便宜上、第１コイルエンドプレート２２，２３，２４以外の構成は図示を省略している。

［第２コイルエンドプレート２５，２６，２７の構成］
以下、ステータコイル２０の一部を構成する第２コイルエンドプレート２５，２６，２７について説明する。なお、第２コイルエンドプレート２５，２６，２７は、一部の構成を除いて前記した第１コイルエンドプレート２２，２３，２４と共通した構成を備えているため、当該第１コイルエンドプレート２２，２３，２４と共通する部分については適宜説明を省略する。

第２コイルエンドプレート２５，２６，２７は、図１１（ａ）に示すように、平板状に形成されたプレート部２５ａ，２６ａ，２７ａと、当該プレート部２５ａ，２６ａ，２７ａの一端側からステータコア１０の径方向に延出する一対の延出部２５ｂ，２５ｃ，２６ｂ，２６ｃ，２７ｂ，２７ｃと、を備えている。一対の延出部２５ｂ，２５ｃのそれぞれと、一対の延出部２６ｂ，２６ｃのそれぞれと、一対の延出部２７ｂ，２７ｃのそれぞれは、図１１（ａ）に示すように、互いに同じ長さで形成されている。また、第２コイルエンドプレート２５，２６，２７の一対の延出部は、図１１（ａ）に示すように、一対の延出部２５ｂ，２５ｃ、一対の延出部２６ｂ，２６ｃ、一対の延出部２７ｂ，２７ｃ、の順に長く形成されている。

第２コイルエンドプレート２５，２６，２７は、図１１（ａ）に示すように、プレート部２５ａ，２６ａ，２７ａが全て平板状に形成されており、前記した第１コイルエンドプレート２４のような段付部２４ａ１は設けられていない。また、第２コイルエンドプレート２５，２６，２７のプレート部は、図１１（ｂ）に示すように平面視すると、それぞれ同一の面積となるように形成されるとともに、ステータコア１０の周方向における長さが同一となるように形成される。また、第２コイルエンドプレート２５，２６，２７の一対の延出部の間隔は、図１１（ｂ）に示すように、同一の間隔となるように形成される。

第２コイルエンドプレート２５，２６，２７のプレート部は、図１１（ａ）に示すように、当該第２コイルエンドプレート２５，２６，２７を回転電機の回転軸Ｘ方向にこの順番で重ね、図１１（ｂ）に示すようにこれを平面視すると、同じ位置に重なるように配置される。すなわち、第２コイルエンドプレート２５，２６，２７を重ねると、図１１（ｂ）に示すように、最も上に配置された第２コイルエンドプレート２５のプレート部のみが露出し、他の第２コイルエンドプレート２６，２７のプレート部は露出しない状態となる。

以上のような構成を備える第２コイルエンドプレート２５，２６，２７は、前記した図８に示すように、ステータコア１０の他方の端面側に配置され、同図に示すように、回転電機の回転軸Ｘ方向に複数積層される。そして、当該ステータコア１０の一方の端面上に積層された第２コイルエンドプレート２５，２６，２７の一対の延出部は、例えば締結部材３２（図３参照）によってコイルセグメント２１の接続端部２１ｂと電気的に接続される。なお、第２コイルエンドプレート２５，２６，２７とコイルセグメント２１とは、締結部材３２以外にも、カシメ、溶接、ロウ付け等により固定されてもよい。

ステータコア１０の一方の端面上における第２コイルエンドプレート２５，２６，２７の積層数は、具体的にはコイルターンの数（コイルループのターン数）と電流の相数とを乗じた数となる。ここで、実施形態に係るステータ１は、後記するようにコイルターンの数が３ターンであり、かつ、電流の相数が３相である。従って、第２コイルエンドプレート２５，２６，２７の積層数は、図８に示すように、合計で９層となる。

実施形態に係るステータ１は、ステータコア１０の他方の端面上において、当該ステータコア１０の周方向に全て同種（形状）の第２コイルエンドプレートが配置される。例えば図８に示すように、第２コイルエンドプレート２７は上から１層目〜３層目に配置され、第２コイルエンドプレート２６は上から４層目〜６層目に配置され、第２コイルエンドプレート２５は上から７層目〜９層目に配置される。

また、実施形態に係るステータ１は、ステータコア１０の他方の端面上に積層された第２コイルエンドプレート２５，２６，２７に、層ごとに同相の電流が流れる。例えばステータ１は、図８に示すように、上から１層目はＵ相、２層目はＶ相、３層目はＷ相、４層目はＶ相、５層目はＷ相、６層目はＵ相、７層目はＷ相、８層目はＶ相、９層目はＵ相、というように、層ごとに同相の電流が流れるコイルの抵抗値を合わせるために、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相を上記のように配置し、かつ、コイルセグメント２１の長さを相ごとに同等となるようにしている。

このように、実施形態に係るステータ１は、ステータコア１０の他方の端面側に配置されるコイルエンド部材として板状の第２コイルエンドプレート２５，２６，２７を積層しているため、図８に示すように、他方の端面側におけるコイルエンド部分の高さｈ２を最小限に抑えることができるとともに、第２コイルエンドプレート２５，２６，２７に電流が流れることで生じた熱がステータコア１０に伝熱しやすくなり、冷却効率が向上する。そのため、ステータ１は、図８に示すように、ステータコア１０の一方の端面側に第１コイルエンドプレート２２，２３，２４を積層し、ステータコア１０の他方の端面側に第２コイルエンドプレート２５，２６，２７を積層することで、コイルエンド部分の高さｈ１，ｈ２を最小限に抑えることができるとともに、ステータコア１０の端面の両面から熱引きを行うことができる。

［ステータコイル２０の残りの構成］
以下、ステータコイル２０の残りの構成について説明する。ステータコイル２０は、図１２に示すように、これまで説明したコイルセグメント２１、第１コイルエンドプレート２２，２３，２４および第２コイルエンドプレート２５，２６，２７の他に、左右反転コイルエンドプレート２８と、電源供給コイルセグメント２９と、中点短絡コイルエンドプレート３０と、中点連結コイルセグメント３１と、を備えている。なお、図１２は、図１のＢ部拡大図であって、１相分（Ｗ相）のステータコイル２０を抜粋したものを示している。

左右反転コイルエンドプレート２８は、コイルセグメント２１、第１コイルエンドプレート２２，２３，２４および第２コイルエンドプレート２５，２６，２７に流れる電流の方向を反転させるものである。左右反転コイルエンドプレート２８は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等からなる導電性の板状部材で構成される。但し、左右反転コイルエンドプレート２８の素材は、導電性および成形性に優れた素材であれば特に限定されない。

なお、電流の方向を反転させるとは、具体的には、ステータコイル２０によって形成されるコイルループの方向を変えることを意味する。すなわち、実施形態に係るステータ１は、後記するように、コイルセグメント２１と、第１コイルエンドプレート２２，２３，２４と、第２コイルエンドプレート２５，２６，２７とによって、ステータコア１０の径方向および周方向にコイルターンを形成することで、回転電機の回転軸Ｘを中心とした右回りのコイルループと、左回りのコイルループと、の２つのコイルループを形成する（後記する図１６参照）。そして、左右反転コイルエンドプレート２８は、右回りのコイルループの終点を形成する第１コイルエンドプレートと、左回りのコイルループの始点を形成する第１コイルエンドプレートとに電気的に接続されることで、右回りと左回りのコイルループを切り換える。なお、ステータ１に形成されるコイルループの詳細については後記する（後記する図１６参照）。

左右反転コイルエンドプレート２８は、具体的には図１３（ａ）に示すように、平板状に形成されたプレート部２８ａと、プレート部２８ａの一端側からステータコア１０の径方向に延出する一対の延出部２８ｂ，２８ｃと、を有している。この一対の延出部２８ｂ，２８ｃは、図１３（ａ）に示すように、それぞれ同じ長さに形成されている。また、延出部２８ｂ，２８ｃは、より具体的には図１３（ａ）に示すように、プレート部２８ａの一端側から延出された一対の第１延出部２８ｂ１，２８ｃ１と、当該一対の第１延出部２８ｂ１，２８ｃ１の一端側からそれぞれ延出された一対の第２延出部２８ｂ２，２８ｃ２と、を有している。

第２延出部２８ｂ２，２８ｃ２には、図１３（ａ）に示すように、左右反転コイルエンドプレート２８とコイルセグメント２１とが接続される際に、例えば締結部材３２（図３参照）が挿入される、貫通した孔部が形成されている。但し、左右反転コイルエンドプレート２８とコイルセグメント２１とを溶接等の他の方法によって接合する場合は、当該孔部は形成されていなくてもよい。

プレート部２８ａには、図１３（ａ）に示すように、前記した第１コイルエンドプレート２４と同様に、板状のプレート部２８ａが折り曲げられて形成された段付部２８ａ１が設けられている。この段付部２８ａ１は、前記した第１コイルエンドプレート２４の段付部２４ａ１と同様に、他のコイルエンドプレートの延出部と交差するクロスポイントに配置されるように形成される。なお、段付部２８ａ１は、ここでは図１２のＰ_３部に示すように、隣接して配置された中点短絡コイルエンドプレート３０とのクロスポイントに配置されている。

段付部２８ａ１は、前記した第１コイルエンドプレート２４と同様に、左右反転コイルエンドプレート２８に供給される電流の相ごとに異なる位置に設けられ、例えば外部からＵＶＷの３相の電流が供給される場合は、３箇所の異なる位置に段付部２８ａ１を有する３種類の左右反転コイルエンドプレート２８が用いられる。なお、図１３（ａ）で示した左右反転コイルエンドプレート２８は、Ｗ相の電流が流れるものを一例として示している。

以上のような構成を有する左右反転コイルエンドプレート２８は、図１２に示すように、ステータコア１０の一方の端面側において第１コイルエンドプレート２２，２３の上に積層され、例えば締結部材３２（図３参照）によって、ステータコア１０の異なる２つのスロット１１に挿入されたコイルセグメント２１の接続端部２１ａと電気的に接続される。なお、左右反転コイルエンドプレート２８とコイルセグメント２１とは、締結部材３２以外にも、カシメ、溶接、ロウ付け等により固定されてもよい。

電源供給コイルセグメント２９は、コイルセグメント２１、第１コイルエンドプレート２２，２３，２４、第２コイルエンドプレート２５，２６，２７および左右反転コイルエンドプレート２８に外部電源からの電流を供給するものである。電源供給コイルセグメント２９は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等からなる導電性の棒状部材で構成され、図１２に示すように、直線状の形状を呈している。但し、電源供給コイルセグメント２９の素材は、導電性および成形性に優れた素材であれば特に限定されない。なお、図示は省略したが、電源供給コイルセグメント２９も前記したコイルセグメント２１と同様に、外部から供給される電流の相数に対応して長さ違いのものを３種類用いる。

以上のような構成を有する電源供給コイルセグメント２９は、図１２に示すように、ステータコア１０の一方の端面側において当該ステータコア１０のスロット１１に挿入される。そして、当該スロット１１に収容された電源供給コイルセグメント２９の他方の端面側の接続端部は、ステータコア１０の他方の端面側に表出し、締結部材３２（図３参照）によって、第２コイルエンドプレート２５，２６，２７の一対の第２延出部（図１１（ａ）、（ｂ）参照）と電気的に接続される。また、電源供給コイルセグメント２９の一方の端面側の接続端部２９ａは、図１２に示すように、ステータコア１０の一方の端面側に表出し、図示しない外部の電源と接続される。なお、電源供給コイルセグメント２９と第１コイルエンドプレート２２，２３，２４とは、締結部材３２以外にも、カシメ、溶接、ロウ付け等により固定されてもよい。

中点短絡コイルエンドプレート３０は、外部から各コイルセグメントおよび各コイルエンドプレートに供給された複数の相の電流を中点で短絡させるものである。中点短絡コイルエンドプレート３０は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等からなる導電性の板状部材で構成され、図１３（ｂ）に示すように、三又状の形状を呈している。但し、中点短絡コイルエンドプレート３０の素材は、導電性および成形性に優れた素材であれば特に限定されない。

中点短絡コイルエンドプレート３０は、具体的には図１３（ｂ）に示すように、平板状に形成されたプレート部３０ａと、プレート部３０ａの一端側から延出する３つの延出部３０ｂ，３０ｃ，３０ｄと、を有している。この３つの延出部３０ｂ，３０ｃ，３０ｄは、図１３（ａ）に示すように、それぞれ同じ長さに形成されている。

この延出部３０ｂ，３０ｃ，３０ｄには、図１３（ｂ）に示すように、中点短絡コイルエンドプレート３０と中点連結コイルセグメント３１とが接続される際に、例えば締結部材３２（図３参照）が挿入される、貫通した孔部が形成されている。但し、中点短絡コイルエンドプレート３０と中点連結コイルセグメント３１とを溶接等の他の方法によって接合する場合は、当該孔部は形成されていなくてもよい。なお、中点短絡コイルエンドプレート３０と中点連結コイルセグメント３１とは、一体で形成することもできる。

プレート部３０ａには、図１３（ｂ）に示すように、前記した第１コイルエンドプレート２４と同様に、板状のプレート部３０ａが折り曲げられて形成された段付部３０ａ１が設けられている。この段付部３０ａ１は、前記した第１コイルエンドプレート２４の段付部２４ａ１と同様に、他のコイルエンドプレートの延出部と交差するクロスポイントに配置されるように形成される。なお、段付部３０ａ１は、ここでは図１２のＰ_４に示すように、隣接して配置された第１コイルエンドプレート２４とのクロスポイントに配置されている。

以上のような構成を有する中点短絡コイルエンドプレート３０は、図１２に示すように、ステータコア１０の一方の端面側において第１コイルエンドプレート２２，２３の上に積層され、締結部材３２（図３参照）によって、ステータコア１０の異なる３つのスロット１１に挿入された、３本の中点連結コイルセグメント３１と電気的に接続される。なお、中点短絡コイルエンドプレート３０と中点連結コイルセグメント３１とは、締結部材３２以外にも、カシメ、溶接、ロウ付け等により固定されてもよい。

中点連結コイルセグメント３１は、中点短絡コイルエンドプレート３０と第２コイルエンドプレート２５，２６，２７とを電気的に接続するものである。中点連結コイルセグメント３１は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等からなる導電性の棒状部材で構成され、図１２に示すように、直線状の形状を呈している。但し、中点連結コイルセグメント３１の素材は、導電性および成形性に優れた素材であれば特に限定されない。なお、中点連結コイルセグメント３１のその他の構成は、コイルセグメント２１と同様であるためここでは説明を省略する。

ここで、これまで説明した左右反転コイルエンドプレート２８、電源供給コイルセグメント２９、中点短絡コイルエンドプレート３０および中点連結コイルセグメント３１は、前記した第１コイルエンドプレート２２，２３，２４と同様に、図１２に示すように、各コイルエンドプレートの間に弾性部材３３が配置されることが好ましい。これにより、ステータ１は、例えば動作中にコイルセグメント２１が熱伸びや振動した場合であっても、弾性部材３３の弾性力によってこれらの影響を緩和することができるため、コイルセグメント２１と各コイルエンドプレートとの接合状態を安定させることができる。

以上説明したような構成を備える実施形態に係るステータ１は、ステータコア１０のスロット１１に複数のコイルセグメント２１を収容し、かつ、板状の第１コイルエンドプレート２２，２３，２４および第２コイルエンドプレート２５，２６，２７を介して複数のコイルセグメント２１の端部同士を電気的に接続することで、コイルエンド部分を回転電機の回転軸Ｘ方向に延出させることなく、当該回転軸Ｘ回りのコイルループを容易に形成することができる。

また、ステータ１は、例えばコイルセグメント２１と第１コイルエンドプレート２２，２３，２４と第２コイルエンドプレート２５，２６，２７とによって円環状の電流経路であるコイルターンを形成する場合において、複数のコイルターンを接続してコイルループを形成するために、段付部２４ａ１の位置で複数の第１コイルエンドプレート２４の延出部を交差させて配置することができる。そのため、ステータ１は、コイルループを形成する際に、第１コイルエンドプレート２４の設置スペースを最小限に抑えることができ、省スペース化を図ることができる。

また、ステータ１は、ステータコア１０のスロット１１に複数のコイルセグメント２１を収容し、かつ、板状のコイルエンドプレートを介して当該複数のコイルセグメント２１の接続端部同士を電気的に接続することでコイルターンを形成し、当該コイルターンをステータコア１０の周方向に複数形成することで、重ね巻き方式のコイルループを容易に形成することができる。

このようなステータ１によれば、曲げ、鍛造加工が必要なＵ字型導線を用いずにステータコイル２０を形成するため、製造コストを低減することができる。また、ステータ１によれば、ステータコア１０の端面の一方および他方に、コイルエンド部材として板状の第１コイルエンドプレート２２，２３，２４および第２コイルエンドプレート２５，２６，２７をそれぞれ積層して配置しているため、ステータコア１０の端面上におけるコイルエンド部分の高さを最小限に抑えることができる。従って、重ね巻きを成立させながらコイルエンド部分の容積を低減することができ、装置全体の小型化を図ることができる。

［ステータ１の動作］
以下、実施形態に係るステータ１の動作、すなわち、ステータ１によって形成するコイルターンおよびコイルループの詳細について、図１４〜図１９参照しながら詳細に説明する。

まず、図１４および図１５を参照しながらコイルターンについて説明する。図１４は、図１に示すステータコイル２０の中の１相分（Ｗ相）だけを抜粋したものであり、互いに隣接するコイルセグメント２１と、第１コイルエンドプレート２２，２３，２４と、第２コイルエンドプレート２５，２６，２７とによって形成される２つのコイルターンを示している。この２つのコイルターンは、図１４に示すように、右回りのコイルターン（図面左側）と、左回りのコイルターン（図面右側）とからなる。

このような右回りと左回りのコイルターンは、図１４に示すように、ステータコア１０における同一のまたは異なるスロット１１に挿入されるコイルセグメント２１とこれに対応する第１コイルエンドプレート２２，２３，２４および第２コイルエンドプレート２５，２６，２７の数に対応して、ステータコア１０の径方向および周方向にそれぞれ複数形成される。そして、このようなステータコア１０の径方向および周方向に形成される複数のコイルターンのうち、図１４に示すように、ステータコア１０の周方向に隣接する電流経路には、同図の矢印に示すように、それぞれ逆回転の方向に電流が流れている。

右回りのコイルターンは、図１４に示すように、コイルセグメント２１Ｒ，２１Ｒ，２１Ｒ，２１Ｒ，２１Ｒ，２１Ｒと、第１コイルエンドプレート２２Ｒ，２３Ｒ，２４Ｒと、第２コイルエンドプレート２５Ｒ，２６Ｒ，２７Ｒとによって形成される電流経路である。この右回りのコイルターンの始点を図１４においてドットハッチングで示すコイルセグメント２１Ｒとした場合、当該コイルセグメント２１Ｒに電流Ｉ_１が供給されると、電流Ｉ_１はコイルセグメント２１Ｒ、第１コイルエンドプレート２４Ｒ、コイルセグメント２１Ｒ、第２コイルエンドプレート２５Ｒ、コイルセグメント２１Ｒ、第１コイルエンドプレート２２Ｒ、コイルセグメント２１Ｒ、第２コイルエンドプレート２６Ｒ、コイルセグメント２１Ｒ、第１コイルエンドプレート２３Ｒ、コイルセグメント２１Ｒ、第２コイルエンドプレート２７Ｒ、の順番に進む。これにより、ステータコア１０の径方向に電流Ｉ_１が循環し、右回りのコイルターンが形成される。

左回りのコイルターンは、図１４に示すように、コイルセグメント２１Ｌ，２１Ｌ，２１Ｌ，２１Ｌ，２１Ｌ，２１Ｌと、第１コイルエンドプレート２２Ｌ，２３Ｌ，２４Ｌと、第２コイルエンドプレート２５Ｌ，２６Ｌ，２７Ｌとによって形成される電流経路である。この左回りのコイルターンの始点を第２コイルエンドプレート２７Ｌとした場合、当該第２コイルエンドプレート２７Ｌに電流Ｉ_２が供給されると、電流Ｉ_２は第２コイルエンドプレート２７Ｌ、コイルセグメント２１Ｌ、第１コイルエンドプレート２３Ｌ、コイルセグメント２１Ｌ、第２コイルエンドプレート２６Ｌ、コイルセグメント２１Ｌ、第１コイルエンドプレート２２Ｌ、コイルセグメント２１Ｌ、第２コイルエンドプレート２５Ｌ、コイルセグメント２１Ｌ、第１コイルエンドプレート２４Ｌ、コイルセグメント２１Ｌの順番に進む。これにより、ステータコア１０の径方向に電流Ｉ_２が循環し、左回りのコイルターンが形成される。

そして、このような右回りおよび左回りのコイルターンは、図１５に示すように、ステータコア１０の周方向にも複数形成される。なお、図１５は、図１に示すステータコイル２０の１相分（Ｗ相）だけ抜粋したものである。図１５に示すように、電源供給コイルセグメント２９に例えばＷ相の電流が供給されると、「１」、「２」、「３」、「４」の順に右回りのコイルターンを全体として左回りに進みながら周回し、左回りのコイルループを形成する。そして、図１５に示すように、左右反転コイルエンドプレート２８で電流の方向が切り替わり、「５」、「６」、「７」、「８」の順に左回りのコイルターンを全体として右回りに進みながら周回し、右回りのコイルループを形成する。

ここで、実施形態に係るステータ１は、具体的には、ステータコア１０の径方向に、右回りのコイルターンと左回りのコイルターンとがそれぞれ所定のスロット間に３ターンずつ形成される。また、ステータコア１０の周方向に、外部から供給される電流の相ごとに、右回りのコイルターンと左回りのコイルターンとがそれぞれ４ループずつ（計８ループ）形成される。

次に、図１６を参照しながらコイルループについて説明する。図１６は、図１５に示す１相分（Ｗ相）のステータコイル２０を回路図で示したものである。但し、図１６では、説明を簡略化するために、ステータコア１０の周方向のコイルターンを合計４ループ（右回りと左回りのコイルターンがそれぞれ２ループずつ）として説明する。また、図１６におけるコイルの右端と左端は閉じて繋がっているものとして説明する。

図１６に示すように、実施形態に係るステータ１は、例えば外部からＷ相の電流が供給されると、当該電流は、「１」に示すコイルターンを右回りに３回周回した後、左方向に進み、２つ左隣の「２」のコイルターンを右回りに３回周回する。そして、図１６に示すように、「２」のコイルターンの終点で電流の方向が切り替わり、今度は「３」のコイルターンを左回りに３回周回した後、右方向に進み、２つ左隣の「４」のコイルターンを左回りに３回周回し、外部に出力される。すなわち、実施形態に係るステータ１は、図１６に示すように、「１（右回り）」、「２（右回り）」、「３（左回り）」、「４（左回り）」の順に、まず全ての右回りのコイルターンを周回した後に、全ての左回りのコイルターンを周回する。

以下、図１６の回路図のＤ部、Ｅ部およびＦ部を構成する具体的な部材について説明する。図１７（ａ）、（ｂ）に示すように、前記したＤ部おけるｃ１に対応する部材は第２コイルエンドプレート２７であり、前記したＤ部おけるｃ２に対応する部材は第２コイルエンドプレート２６であり、前記したＤ部おけるｃ３に対応する部材は第２コイルエンドプレート２５である。

また、図１８（ａ）、（ｂ）に示すように、前記したＥ部おけるｃ４に対応する部材は第１コイルエンドプレート２４であり、前記したＥ部おけるｃ５に対応する部材は第１コイルエンドプレート２２であり、前記したＥ部おけるｃ６に対応する部材は第１コイルエンドプレート２３である。また、図１９（ａ）、（ｂ）に示すように、前記したＦ部おけるｃ７に対応する部材は左右反転コイルエンドプレート２８であり、前記したＦ部おけるｃ８に対応する部材は中点短絡コイルエンドプレート３０であり、前記したＦ部おけるｃ９に対応する部材は電源供給コイルセグメント２９である。

以上、本発明の実施形態に係る回転電機のステータについて、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。

例えば、実施形態に係るステータ１では、各コイルセグメントと各コイルエンドプレートとを接続する際に、図２０（ａ）に示すように、各コイルエンドプレートの第２延出部の下面に各コイルセグメントの接続端部の上面を当接させ、上から締結部材３２（図３参照）等によって固定していたが、各コイルセグメントと各コイルエンドプレートとの接続の形態はこれに限定されない。

例えば、図２０（ｂ）に示すように、第２延出部に相当する部分がないコイルエンドプレートを用意し、当該コイルエンドプレートの延出部の側面に各コイルセグメントの接続端部の側面を当接させ、例えば締結部材３２（図３参照）等によって横から固定することとしても構わない。このように構成することで、ステータ１は、例えば動作中にコイルセグメントに熱伸びが発生した場合であっても、各コイルセグメントと各コイルエンドプレートとの間の接合状態に影響を与えることがなく、両者が常に電気的に接続された状態を維持することができる。従って、このような構成を備える変形例に係るステータは、前記した弾性部材３３（図７および図１２参照）を用いることなく、各コイルセグメントと各コイルエンドプレートとの接合状態を安定させることができる。

また、実施形態に係るステータ１では、各コイルセグメントと各コイルエンドプレートとの接合手段として締結部材３２を例示したが、接合手段はこれに限られず、前記したようにカシメ、溶接、ロウ付け等の手段を用いても構わない。

また、実施形態に係るステータ１では、ステータコア１０の径方向にコイルターンを３ターン形成する構成としたが、コイルターンは２ターンでも４ターンでも構わない。このようにステータコア１０の径方向にコイルターンを２ターンにする場合は、ステータコア１０のスロット１１に収容するコイルセグメント２１の数を２つにし、図８に示すステータコア１０の一方の端面側に積層する第１コイルエンドプレート２２，２３，２４と他方の端面側に積層する第２コイルエンドプレート２５，２６，２７の数を６つにすればよい。また、ステータコア１０の径方向にコイルターンを４ターンにする場合は、ステータコア１０のスロット１１に収容するコイルセグメント２１の数を４つにし、図８に示すステータコア１０の一方の端面側に積層する第１コイルエンドプレート２２，２３，２４と他方の端面側に積層する第２コイルエンドプレート２５，２６，２７の数を１２個にすればよい。

また、実施形態に係るステータ１では、ステータコア１０の一方の端面側に第１コイルエンドプレート２２，２３，２４、左右反転コイルエンドプレート２８および中点短絡コイルエンドプレート３０を配置し、ステータコア１０の他方の端面側に第２コイルエンドプレート２５，２６，２７を配置する構成としたが、ステータコア１０の一方の端面側に第２コイルエンドプレート２５，２６，２７を配置し、ステータコア１０の他方の端面側に第１コイルエンドプレート２２，２３，２４、左右反転コイルエンドプレート２８および中点短絡コイルエンドプレート３０を配置しても構わない。

１ ステータ
１０ ステータコア
１１ スロット
２０ ステータコイル
２１ コイルセグメント（コイルバー）
２１ａ，２１ｂ 接続端部
２２，２２Ｒ，２２Ｌ，２３，２３Ｒ，２３Ｌ，２４，２４Ｒ，２４Ｌ 第１コイルエンドプレート
２２ａ，２３ａ，２４ａ プレート部
２４ａ１ 段付部
２２ｂ，２２ｃ，２３ｂ，２３ｃ，２４ｂ，２４ｃ 延出部
２２ｂ１，２２ｃ１，２３ｂ１，２３ｃ１，２４ｂ１，２４ｃ１ 第１延出部
２２ｂ２，２２ｃ２，２３ｂ２，２３ｃ２，２４ｂ２，２４ｃ２ 第２延出部
２５，２５Ｒ，２５Ｌ，２６，２６Ｒ，２６Ｌ，２７，２７Ｒ，２７Ｌ 第２コイルエンドプレート
２５ａ，２６ａ，２７ａ プレート部
２５ｂ，２５ｃ，２６ｂ，２６ｃ，２７ｂ，２７ｃ 延出部
２５ｂ１，２５ｃ１，２６ｂ１，２６ｃ１，２７ｂ１，２７ｃ１ 第１延出部
２５ｂ２，２５ｃ２，２６ｂ２，２６ｃ２，２７ｂ２，２７ｃ２ 第２延出部
２８ 左右反転コイルエンドプレート
２８ａ プレート部
２８ａ１ 段付部
２８ｂ，２８ｃ 延出部
２８ｂ１，２８ｃ１ 第１延出部
２８ｂ２，２８ｃ２ 第２延出部
２９ 電源供給コイルセグメント
２９ａ 接続端部
３０ 中点短絡コイルエンドプレート
３０ａ プレート部
３０ａ１ 段付部
３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ 延出部
３１ 中点連結コイルセグメント
３２ 締結部材
３３ 弾性部材
Ｐ_１，Ｐ_２，Ｐ_３，Ｐ_４ クロスポイント
Ｘ 回転電機の回転軸

Claims (6)

1. 内周面に複数のスロットが形成された筒状のステータコアと、前記スロットに収容される複数のコイルセグメントと、前記ステータコアの端面のいずれか一方において前記コイルセグメントと電気的に接続される複数の第１コイルエンドプレートと、前記ステータコアの端面のいずれか他方において前記コイルセグメントと電気的に接続される複数の第２コイルエンドプレートと、を備える回転電機のステータであって、
   前記コイルセグメントは、前記ステータコアの端面の一方および他方から突出する接続端部を有し、
   前記第１コイルエンドプレートは、
   前記ステータコアの周方向に延びる平板状のプレート部と、
   前記プレート部の一端側から前記ステータコアの径方向にそれぞれ延出され、前記コイルセグメントの接続端部がそれぞれ接続される一対の延出部と、を有し、
   複数の前記第１コイルエンドプレートおよび複数の前記第２コイルエンドプレートは、前記ステータコアの端面にそれぞれ積み重ねて配置され、
   複数の前記第１コイルエンドプレートのうちの少なくとも１つは、前記プレート部が他の第１コイルエンドプレートよりも前記ステータコアの周方向に長く形成され、かつ、当該プレート部が折り曲げられて形成された段付部を有することを特徴とする回転電機のステータ。
2. 前記ステータコアにおける２つのスロットに前記コイルセグメントがそれぞれ収容され、かつ、これらのコイルセグメントの接続端部が、前記ステータコアの端面のいずれか一方において前記第１コイルエンドプレートと接続され、前記ステータコアの端面のいずれか他方において前記第２コイルエンドプレートと接続されることで、円環状の電流経路であるコイルターンが形成され、
   当該コイルターンが、前記ステータコアにおける異なる２つのスロットに収容される前記コイルセグメントとこれに対応する前記第１コイルエンドプレートおよび第２コイルエンドプレートの組み合わせの数に対応して、前記ステータコアの周方向に複数形成されることで、重ね巻き方式のコイルループが形成されることを特徴とする請求項１に記載の回転電機のステータ。
3. 前記第１コイルエンドプレートは、隣接するコイルターンを形成する第１コイルエンドプレートと端部側が重なって延出部が交差するように配置され、
   前記段付部は、当該端部側が重なる部分に形成されたことを特徴とする請求項２に記載の回転電機のステータ。
4. 前記段付部を有する第１コイルエンドプレートは、前記ステータコアの端面に積み重ねて配置された複数の前記第１コイルエンドプレートの最上層に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の回転電機のステータ。
5. 前記ステータコアの端面に積み重ねて配置された複数の前記第１コイルエンドプレートの間には、弾性部材が配置されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の回転電機のステータ。
6. 前記一対の延出部の長手方向における仮想延長線が、前記ステータコアの内径側で交わっていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の回転電機のステータ。

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