JP6833532B2 - スロットコイル、回転電機のステータ、及び回転電機のステータの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、スロットコイル、回転電機のステータ、及び回転電機のステータの製造方法に関する。

近年では、回転電機のステータとして、セグメントコイルを用いた回転電機が提案されている。例えば、特許文献１においては、ステータコアのスロットに配置されるスロットコイルとステータコアの外側に配置される渡り部となる接続コイルとを結合することでコイルループを形成している。また、特許文献１に記載の回転電機では、絶縁材で被覆されたスロットコイルをステータコアのスロットに圧入することが記載されている。

一般的にスロットコイルをステータコアのスロットに圧入しようとすると、積層された鋼板の寸法誤差等によりスロットの内周面に形成される凸部に絶縁材が引っかかりスロットコイルの進入を阻害するため、圧入荷重を大きくする必要があり、大規模な製造装置が必要であった。

一方で、従来より回転電機のステータにおいては、ワニスによりステータコアにコイルを固定する方法が知られている（例えば、特許文献２）。

特開２０１３−０２７１７４号公報 特開２０１４−３９３４５号公報

しかしながら、ワニスによりステータコアにコイルを固定する方法では、ノズルから滴下したワニスがコイルを伝ってステータコア内まで浸透していくが、ステータコアに留まる量は少なく、大量のワニスがステータコアから漏れ出てしまう。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ワニスによってステータコアにスロットコイルを固定するに際し、ワニスの使用量を低減可能なスロットコイル、回転電機のステータ、及び回転電機のステータの製造方法を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、
複数のスロット（例えば、後述の実施形態のスロット２３）を有するステータコア（例えば、後述の実施形態のステータコア２１）と、
前記ステータコアに取付けられるコイル（例えば、後述の実施形態のコイル５０）と、を備えた回転電機のステータ（例えば、後述の実施形態のステータ１０）において、
前記コイルは、前記スロットに挿入される複数のスロットコイル（例えば、後述の実施形態のスロットコイル２５）と、前記ステータコアの軸方向端面よりも軸方向外側において、前記スロットコイル間を接続する複数の接続コイル（例えば、後述の実施形態の接続コイル４０）と、を有し、前記スロットコイルと前記接続コイルとは当接部（例えば、後述の実施形態の当接面Ｐ２、Ｐ３）において結合されており、
前記スロットコイルは、周囲が絶縁材（例えば、後述の実施形態の絶縁材２８）で被覆されており、
前記絶縁材の外周は、前記スロットの内周より小さく、
前記絶縁材の外周面（例えば、後述の実施形態の外周面２８ａ）と前記スロットの内周面（例えば、後述の実施形態の内周面２３ａ）との隙間には、ワニス（例えば、後述の実施形態のワニス６０）が充填され、
前記絶縁材は、一端側に前記ワニス（例えば、後述の実施形態のワニス６０）の漏れを抑制するワニス漏れ抑制部（例えば、後述の実施形態の鍔部２９）を有し、
前記ワニス漏れ抑制部には、前記ステータコアの前記一端面と当接する当接面（例えば、後述の実施形態の裏面２９ｄ）に第１係合部（例えば、後述の実施形態の第１係合部７５）が設けられ、
前記ステータコアの前記一端面には、前記第１係合部と係合する第２係合部（例えば、後述の実施形態の第２係合部７６）が設けられ、
前記第１係合部及び前記第２係合部は、前記スロットを囲むように設けられている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記ワニス漏れ抑制部は、前記絶縁材の外周面から周方向一方側に張り出す第１鍔部（例えば、後述の実施形態の第１鍔部２９Ａ）と、前記絶縁材の外周面から周方向他方側に張り出す第２鍔部（例えば、後述の実施形態の第２鍔部２９Ｂ）と、を有する。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記ワニス漏れ抑制部は、前記絶縁材と別体で構成される。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、
前記ワニス漏れ抑制部には、前記ステータコアの前記一端面と当接する当接面（例えば、後述の実施形態の裏面２９ｄ）に封止部材（例えば、後述の実施形態のゴム線６６、ゴムシート６７）が設けられている。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、
前記スロットコイルを前記ステータコアの前記スロットに挿入し、前記絶縁材の前記ワニス漏れ抑制部を前記ステータコアの前記一端面と当接させるスロットコイル配置工程と、
前記ステータコアの前記一端面側を下方に向けて配置し、前記絶縁材の外周面と前記スロットの内周面との隙間に前記ステータコアの他端面側からワニスを充填するワニス充填工程と、を備える。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、
前記ワニス充填工程では、前記絶縁材の前記ワニス漏れ抑制部を前記ステータコアの前
記一端面に向けて押圧しながらワニスを充填する。

請求項１の発明によれば、スロットコイルを被覆する絶縁材は一端側にステータコアの一端面と当接するワニス漏れ抑制部を有するので、絶縁材の外周面とスロットの内周面との隙間に充填されるワニスの漏れを抑制でき、ワニスの使用量を低減できる。また、ワニス漏れ抑制部にはステータコアの一端面と当接する当接面に第１係合部が設けられ、ステータコアの一端面には第１係合部と係合する第２係合部が設けられ、第１係合部及び第２係合部はスロットを囲むように設けられているので、より効果的にワニスの漏れを抑制できる。

請求項２の発明によれば、ワニス漏れ抑制部は、絶縁材の外周面から周方向一方側に張り出す第１鍔部と絶縁材の外周面から周方向他方側に張り出す第２鍔部とを有するので、一般的に径方向に長いスロットに対し効果的にワニスの漏れを抑制できる。

請求項３の発明によれば、ワニス漏れ抑制部を絶縁材と別体で構成することで、絶縁材で被覆されたスロットコイルを容易に製造できる。

請求項４の発明によれば、ワニス漏れ抑制部にはステータコアの一端面と当接する当接面に封止部材が設けられているので、より効果的にワニスの漏れを抑制できる。

請求項５の発明によれば、スロットコイルをステータコアのスロットに挿入し、絶縁材のワニス漏れ抑制部をステータコアの一端面と当接させるスロットコイル配置工程と、ステータコアの一端面側を下方に向けて配置し、絶縁材の外周面とスロットの内周面との隙間にステータコアの他端面側からワニスを充填するワニス充填工程と、を備えるので、絶縁材の外周面とスロットの内周面との隙間に充填されるワニスの漏れを抑制でき、ワニスの使用量を低減できる。

請求項６の発明によれば、ワニス充填工程では絶縁材のワニス漏れ抑制部をステータコアの一端面に向けて押圧しながらワニスを充填するので、ワニス充填中にスロットコイルがスロットから飛び出すのを防止できる。

本発明の一実施形態の回転電機のステータの斜視図である。 ステータの分解斜視図である。 一方のベースプレート組立体の分解斜視図である。 他方のベースプレート組立体の分解斜視図である。 スロットコイルの斜視図である。 スロットコイルの分解斜視図である。 ステータの一部を示す縦断面図である。 ベースプレート組立体の一部を示す正面図である。 複数相のコイルの斜視図である。 図８に示す複数相のコイルから１相分のコイルを抜き出して示す斜視図である。 Ｕ相のコイルの結線態様を示す展開図である。 Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルの結線態様を示す模式図である。 外側接続コイル延出部と内側接続コイル延出部との接合を説明するための斜視図である。 外側接続コイルの内径側端部と外径側スロットコイルの段差部との接合及び内側接続コイルの内径側端部と内径側スロットコイルの段差部との接合を説明するための斜視図である。 ステータコアの１つのスロットに絶縁材で被覆したスロットコイルが挿入された状態を示す拡大斜視図である。 図１４のＡ−Ａ線断面図である。 絶縁材で被覆したスロットコイルが挿入されたステータコアの正面図である。 スロットコイル配置工程の説明図である。 ワニス充填工程の説明図である。 ゴム線が設けられた絶縁材の鍔部を示すスロットコイルの部分斜視図である。 ゴムシートが設けられた絶縁材の鍔部のスロットコイルの部分斜視図である。 スロットコイルを被覆する絶縁材と別体で構成された鍔部を示すスロットコイルの部分斜視図である。 第１変形例の鍔部を示すスロットコイルの部分斜視図である。 第２変形例の鍔部を示すスロットコイルの部分斜視図である。 第２変形例の鍔部が係合する溝部を示すステータコアの端面の部分拡大図である。

以下、本発明の回転電機のステータの一実施形態を、添付図面に基づいて説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

［ステータ］
図１及び図２に示すように、本実施形態の回転電機のステータ１０は、ステータコア組立体２０と、一対のベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒと、を備え、ベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒが、ステータコア組立体２０の両側に配置されて組み付けられている。ステータコア組立体２０とベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒとの間には、例えば、シリコンシートなどの絶縁シート６５が配置され、ステータコア組立体２０とベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒとを絶縁している。

［１ ステータコア組立体］
ステータコア組立体２０は、ステータコア２１と、複数のスロットコイル２５と、を備える。

［１−１ ステータコア］
ステータコア２１は、例えば、プレス抜きされた複数枚の珪素鋼板が積層されて構成され、その径方向内側に、複数のティース２２と、隣接するティース２２間に形成される複数のスロット２３とを備える。スロット２３は、ステータコア２１の軸方向に貫通して形成され、軸方向から見てステータコア２１の径方向に長い略長円形状に形成され、開口部２４がステータコア２１の内周面に開口している。なお、ステータコア２１の外周部には、ステータコア２１を不図示のハウジングに締結する複数の締結部１５が設けられている。

［１−２ スロットコイル］
各スロット２３に挿入されるスロットコイル２５は、図５Ａ、図５Ｂ及び図６も参照して、断面長方形状の板状導体である外径側スロットコイル２６と内径側スロットコイル２７とを有し、外径側スロットコイル２６と内径側スロットコイル２７の軸方向両端部を除く周囲が射出成形された樹脂などの断面長方形状の絶縁材２８で被覆されて一体に形成されている。具体的に、外径側スロットコイル２６は、ステータコア２１の軸方向幅Ｌ１と後述する接続コイル４０の４枚分の軸方向幅（４×Ｌ２）の和と略等しい長さ（Ｌ１＋４×Ｌ２）に設定され、軸方向両端部がそれぞれ接続コイル４０の２枚分の軸方向幅と略等しい長さ（２×Ｌ２）だけ絶縁材２８から露出している。さらに、外径側スロットコイル２６の軸方向一端部は、接続コイル４０の１枚分の軸方向幅と等しい長さ（Ｌ２）分だけ周方向一方を向く面が段状に切り欠かれて板厚が薄くなることで段差部２６ａが形成され、外径側スロットコイル２６の軸方向他端部は、接続コイル４０の１枚分の軸方向幅と等しい長さ（Ｌ２）分だけ周方向他方を向く面が段状に切り欠かれて板厚が薄くなることで段差部２６ａが形成されている。

内径側スロットコイル２７は、ステータコア２１の軸方向幅（Ｌ１）と後述する接続コイル４０の２枚分の軸方向幅（２×Ｌ２）の和と略等しい長さ（Ｌ１＋２×Ｌ２）に設定され、軸方向両端部がそれぞれ接続コイル４０の１枚分の軸方向幅と略等しい長さ（Ｌ２）だけ絶縁材２８から露出している。さらに、内径側スロットコイル２７の軸方向一端部は、接続コイル４０の１枚分の軸方向幅と等しい長さ（Ｌ２）分だけ周方向他方を向く面が段状に切り欠かれて板厚が薄くなることで段差部２７ａが形成され、内径側スロットコイル２７の軸方向他端部は、接続コイル４０の１枚分の軸方向幅と等しい長さ（Ｌ２）分だけ周方向一方を向く面が段状に切り欠かれて板厚が薄くなることで段差部２７ａが形成されている。

言い換えると、スロットコイル２５は、外径側スロットコイル２６が接続コイル４０の２枚分の軸方向幅と略等しい長さ（２×Ｌ２）分だけ軸方向両側にそれぞれ絶縁材２８から露出するとともに、内径側スロットコイル２７が接続コイル４０の１枚分の軸方向幅と等しい長さ（Ｌ２）分だけ軸方向両側にそれぞれ絶縁材２８から露出し、外径側スロットコイル２６と内径側スロットコイル２７の両先端部にはそれぞれ接続コイル４０の１枚分の軸方向幅と等しい長さ（Ｌ２）分だけ段差部２６ａ、２７ａが周方向で反対側を向くように形成されている。また、軸方向一端部と軸方向他端部では、外径側スロットコイル２６の段差部２６ａ同士と内径側スロットコイル２７の段差部２７ａ同士がそれぞれ周方向で反対側を向くように形成されている。

絶縁材２８には、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、長手方向（軸方向）一端側の外周面２８ａにのみ鍔部２９が形成されている。鍔部２９は、ステータコア２１の端面２１ｂに当接することで、スロットコイル２５を被覆する絶縁材２８の外周面２８ａとスロット２３の内周面２３ａとの隙間を封止する。鍔部２９は、スロットコイル２５の外周面２８ａから周方向一方側に張り出す略長方形状の第１鍔部２９Ａと、スロットコイル２５の周方向他方側に張り出す略長方形状の第２鍔部２９Ｂと、から構成される。

外径側スロットコイル２６及び内径側スロットコイル２７からなる複数のスロットコイル２５は、各スロット２３内に外径側スロットコイル２６が径方向外側となり内径側スロットコイル２７が径方向内側となるようにステータコア２１の径方向に配置される。各スロットコイル２５は、ステータコア２１の複数のスロット２３にそれぞれ挿入されてステータコア２１の周方向に並べられ、ステータコア組立体２０を構成する。ステータコア組立体２０においては、図１４及び図１５に示すように、各スロットコイル２５の第１鍔部２９Ａ及び第２鍔部２９Ｂの裏面２９ｄがステータコア２１の端面２１ｂに当接している。

外径側スロットコイル２６は、接続コイル４０の略２枚分の軸方向幅と略等しい長さ（２×Ｌ２）分だけ先端部がステータコア２１の両方の端面２１ａ、２１ｂからそれぞれ突出するようにスロット２３に挿入され、内径側スロットコイル２７は、接続コイル４０の略１枚分の軸方向幅と等しい長さ（Ｌ２）分だけ先端部がステータコア２１の両方の端面２１ａ、２１ｂからそれぞれ突出するようにスロット２３に挿入されている。

また、外径側スロットコイル２６及び内径側スロットコイル２７と、ステータコア２１のスロット２３との間には、両スロットコイル２６、２７を被覆する絶縁材２８が介在してステータコア２１との絶縁が確保されている。

外径側スロットコイル２６及び内径側スロットコイル２７を被覆する絶縁材２８は、鍔部２９以外の外周がスロット２３の外周よりも小さくスロット２３と略同一形状を有する。したがって、スロットコイル２５を被覆する絶縁材２８の外周面２８ａとスロット２３の内周面２３ａとの間には、後述するワニス６０が充填される隙間が形成される。なお、絶縁材２８の長手方向（軸方向）他端側の外周面２８ａには鍔部２９が形成されていないので、ステータコア２１の端面２１ａ側からは、スロットコイル２５を被覆する絶縁材２８の外周面２８ａとスロット２３の内周面２３ａとの間の隙間にアクセス可能となっている。なお、絶縁材２８としては、エポキシ樹脂、エナメル樹脂等を使用することができる。

［１−３ ステータコア組立体の組立］
このように構成されるステータコア組立体２０の組立は、先ず、ステータコア２１の各スロット２３にスロットコイル２５を挿入する（スロットコイル配置工程）。このとき、図１７Ａに示すように、スロットコイル２５をステータコア２１のスロット２３に挿入し、絶縁材２８の第１鍔部２９Ａ及び第２鍔部２９Ｂをステータコア２１の端面２１ｂと当接させる。絶縁材２８の第１鍔部２９Ａ及び第２鍔部２９Ｂとステータコア２１の端面２１ｂとの当接状態を維持するため、スロットコイル２５が貫通するコイル貫通部７０が形成された冶具７１により絶縁材２８の第１鍔部２９Ａ及び第２鍔部２９Ｂをステータコア２１の端面２１ｂに押圧する。

続いて、図１７Ｂに示すように、ステータコア２１の端面２１ｂを下方に向け、所定角度傾斜した状態にステータコア２１を保持するとともに、冶具７１により絶縁材２８の第１鍔部２９Ａ及び第２鍔部２９Ｂをステータコア２１の端面２１ｂに下方から押圧しながら、ワニス６０を充填する（ワニス充填工程）。ワニス６０の充填は、ステータコア２１を回転させながら、ステータコア２１の端面２１ａ側に配置されたワニス注入ノズル７３から溶融状態のワニス６０を上方から滴下する。これにより、スロットコイル２５を被覆する絶縁材２８の外周面２８ａとスロット２３の内周面２３ａとの間にワニス６０が充填されるが、絶縁材２８の第１鍔部２９Ａ及び第２鍔部２９Ｂがステータコア２１の端面２１ｂと当接しているので、スロットコイル２５を被覆する絶縁材２８の外周面２８ａとスロット２３の内周面２３ａとの隙間が封止され、ワニス６０がステータコア２１の端面２１ｂ側から漏れ出るのを抑制できる。その後、ワニス６０を冷却することで、図１４及び図１５に示すように、スロットコイル２５を被覆する絶縁材２８の外周面２８ａとスロット２３の内周面２３ａとの間に充填されたワニス６０が硬化し、スロットコイル２５がステータコア２１に固定される。

なお、ワニス６０がステータコア２１の端面２１ｂ側から漏れ出るのをより抑制するため、ステータコア２１の端面２１ｂに当接する第１鍔部２９Ａ及び第２鍔部２９Ｂの裏面２９ｄには、図１８Ａに示すように、絶縁材の外周面２８ａとスロット２３の内周面２３ａとの隙間の外側に径方向に延びるゴム線６６が設けられていてもよく、図１８Ｂに示すように、裏面２９ｄ全体を覆うゴムシート６７が設けられていてもよい。

［２ ベースプレート組立体］
ステータコア組立体２０の両側にそれぞれ配置されるベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒは、図３及び図４に示すように、ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒと、複数の接続コイル４０と、を備える。

［２−１ ベースプレート］
ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒは、絶縁性を有する樹脂（非磁性材）等によって成形され、ステータコア２１と略等しい内外径を有する略円環状部材である。

ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒの内径側には、図３及び図４に示すように、ステータコア２１のスロット２３に挿入された各スロットコイル２５の外径側スロットコイル２６及び内径側スロットコイル２７にそれぞれ対応して、複数の外径側貫通孔３２及び複数の内径側貫通孔３３が、それぞれ等間隔にベースプレート３１Ｒを貫通して外側面３５と内側面３６とを連通するように形成されている。ステータコア組立体２０にベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒを組み付けることで、ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒの外径側貫通孔３２には、ステータコア２１のスロット２３に挿入されステータコア２１の端面２１ａ、２１ｂから突出する外径側スロットコイル２６の先端部が配置され、ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒの内径側貫通孔３３には、ステータコア２１のスロット２３に挿入されステータコア２１の端面２１ａ、２１ｂから突出する内径側スロットコイル２７の先端部が配置される。

ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒの外径側には、さらに複数の接続コイル接合孔３４が等間隔にベースプレート３１Ｌ、３１Ｒを貫通して外側面３５と内側面３６とを連通するように形成されている。ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒの外側面３５及び内側面３６には、図７に示すように、それぞれ外側面３５及び内側面３６に開口する断面略コの字型の複数の外側面溝３７及び内側面溝３８が、インボリュート曲線に沿って円周方向に近接して形成されている。

なお、ベースプレート３１Ｌには、ベースプレート３１Ｌの外径側に、図中上方部分に径方向外側に扇状に延びる扇状部３１ａが設けられている。扇状部３１ａには、入力端子部４３が配置される入力端子用切欠部３４ｃが各相１つずつ等間隔に形成されるとともに、同相のコイル同士を接続するバスバー６１Ｕ、６１Ｖ、６１Ｗのバスバー接続部が配置されるバスバー用切欠部（不図示）、及びＵ、Ｖ、Ｗ相のコイル同士を接続する中点バスバー６２が配置される中点バスバー用切欠部（不図示）が設けられている。

ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒの接続コイル接合孔３４には、後述する外側接続コイル４１の外径側端部１１２と内側接続コイル４２の外径側端部１２３とが配置される。外径側貫通孔３２、内径側貫通孔３３及び接続コイル接合孔３４は、軸方向から見て矩形形状を呈し、これらの内部に配置されるコイル部材よりも大きな空間を有している。

これらベースプレート３１Ｌ、３１Ｒにおいては、図６に示すように、互いに隣接する各外側面溝３７、３７間、及び各内側面溝３８、３８間は、ベースプレート３１Ｌから立設する隔壁３１ｂによって隔離され、また、軸方向において対向する外側面溝３７と内側面溝３８とは中間壁３１ｃによって隔離される。

また、ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒは、内径側貫通孔３３が形成される最内径部３９が、接続コイル４０の１枚分の軸方向幅と等しい長さ（Ｌ２）に設定されており、外径側貫通孔３２及び接続コイル接合孔３４が形成される最内径部３９以外の領域が、接続コイル４０の２枚分の軸方向幅（２×Ｌ２）と中間壁３１ｃの厚さ（Ｌ３）との合計に略等しい軸方向幅（２×Ｌ２＋Ｌ３）に設定されている。

ベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒでは、図７に示すように、ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒの各外側面溝３７は、正面視において、接続コイル接合孔３４と、この接続コイル接合孔３４から反時計方向に所定の角度離間した外径側貫通孔３２とを接続するように、インボリュート曲線に沿って湾曲して形成されている。なお、図７では、外側面溝３７及び内側面溝３８に後述する外側接続コイル４１及び内側接続コイル４２を収容した状態を示している。

また、ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒの各内側面溝３８は、正面視において、接続コイル接合孔３４と、この接続コイル接合孔３４から反時計方向に（図７側から見て時計方向に）所定の角度離間した内径側貫通孔３３とを、外径側貫通孔３２を避けて屈曲しながら接続するように形成されている。

即ち、外径側貫通孔３２と内径側貫通孔３３とは、外側面溝３７及び内側面溝３８が共通に連続する接続コイル接合孔３４を介して接続されている。

［２−２ 接続コイル］
接続コイル４０は、銅などの導電材料によって板状に形成されており、外側面溝３７にそれぞれ挿入される外側接続コイル４１と、内側面溝３８にそれぞれ挿入される内側接続コイル４２とに分けることができる。なお、ここで言う外側接続コイル４１とは、ステータコア組立体２０とベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒとが組み付けられたとき、ステータ１０の軸方向外側となる接続コイル４０のことであり、内側接続コイル４２とは、ステータ１０の軸方向内側となる接続コイル４０のことである。

外側接続コイル４１は、一様厚を有する断面長方形状の板状導体であって、外側面溝３７と同一形状のインボリュート曲線に沿って形成された外側接続コイル本体１１０から内径側端部１１１が径方向に屈曲するとともに、外径側端部１１２も外側接続コイル本体１１０から径方向に屈曲している。外側接続コイル４１の外径側端部１１２には軸方向内側に延出するように外側接続コイル延出部１１３が形成されている。外側接続コイル本体１１０及び内径側端部１１１の軸方向幅（Ｌ２）は、外側面溝３７の溝深さと等しくなっており、外側接続コイル延出部１１３の軸方向幅（Ｌ４）は、外側面溝３７と内側面溝３８との各溝深さと中間壁３１ｃの厚さ（Ｌ３）との合計に等しい軸方向幅（２×Ｌ２＋Ｌ３）に設定されている。

内側接続コイル４２は、一様厚を有する断面長方形状の板状導体であって、内側面溝３８と同一形状のインボリュート曲線に沿って形成された内側接続コイル本体１２０から外径側貫通孔３２を迂回するように形成された迂回部１２１を経由して内径側端部１２２が径方向に屈曲するとともに、外径側端部１２３も内側接続コイル本体１２０から径方向に屈曲している。内側接続コイル４２の外径側端部１２３には、軸方向外側に延出するように内側接続コイル延出部１２４が形成されている。内側接続コイル本体１２０及び内径側端部１２２の軸方向幅（Ｌ２）は、内側面溝３８の溝深さと等しくなっており、内側接続コイル延出部１２４の軸方向幅（Ｌ４）は、外側面溝３７と内側面溝３８との各溝深さと中間壁３１ｃの厚さとの合計に等しい軸方向幅（２×Ｌ２＋Ｌ３）に設定されている。

外側接続コイル４１及び内側接続コイル４２は同一の板厚を有し、この外側接続コイル４１及び内側接続コイル４２の板厚は、同じく同一の板厚を有する外径側スロットコイル２６及び内径側スロットコイル２７と同じ板厚に設定されている。この外側接続コイル４１及び内側接続コイル４２の板厚は、外側接続コイル４１及び内側接続コイル４２（外側接続コイル本体１１０及び内側接続コイル本体１２０）の軸方向幅（Ｌ２）より小さくなっている。なお、上記した「接続コイル４０のｘ（ｘ＝１、２、４）枚分の軸方向幅」は、外側接続コイル本体１１０及び内側接続コイル本体１２０の軸方向幅を意味している。また、「略等しい」とは、中間壁３１ｃ分の誤差を含む表現である。絶縁シート６５の厚さについては考慮しないものとした。

外側接続コイル４１、内側接続コイル４２、及びスロットコイル２５は、所定の板厚を有する金属板（例えば銅板）からプレス打抜等の加工を行うことにより、所望の軸方向幅及び所望の平面形状に形成することができる。さらに、外側接続コイル４１については、打抜かれた板状導体を曲げ成形することにより、外側面溝３７と同一形状のインボリュート曲線に沿って形成された外側接続コイル本体１１０と、外側接続コイル本体１１０から屈曲するように接続された内径側端部１１１、外径側端部１１２とを形成することができる。同様に、内側接続コイル４２についても、打抜かれた板状導体を曲げ成形することにより、内側面溝３８と同一形状のインボリュート曲線に沿って形成された内側接続コイル本体１２０と、内側接続コイル本体１２０から屈曲するように接続された内径側端部１２２、外径側端部１２３とを形成することができる。

外側接続コイル４１は、ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒの外側面溝３７に挿入される。外側接続コイル４１の内径側端部１１１は外径側貫通孔３２に配置され、図１３に示すように、ステータコア組立体２０とベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒとの組み付けの際に同じくステータコア２１のスロット２３に挿入されて外径側貫通孔３２に配置される外径側スロットコイル２６の段差部２６ａと当接する。

内側接続コイル４２は、ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒの内側面溝３８に挿入される。内側接続コイル４２の内径側端部１２２は内径側貫通孔３３に配置され、図１３に示すように、ステータコア組立体２０とベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒとの組み付けの際に同じくステータコア２１のスロット２３に挿入されて内径側貫通孔３３に配置される内径側スロットコイル２７の段差部２７ａと当接する。

外側接続コイル４１の外径側端部１１２と内側接続コイル４２の外径側端部１２３とは、図１２に示すように、いずれも接続コイル接合孔３４に配置され、外側接続コイル延出部１１３の周方向一方を向く側面１１３ａと内側接続コイル延出部１２４の周方向他方を向く側面１２４ａとが径方向及び軸方向全面に亘って当接する。

［３ 接合］
互いに当接する、外側接続コイル４１の内径側端部１１１と外径側スロットコイル２６の段差部２６ａ、内側接続コイル４２の内径側端部１２２と内径側スロットコイル２７の段差部２７ａ、及び、外側接続コイル４１の外側接続コイル延出部１１３と内側接続コイル４２の内側接続コイル延出部１２４は、いずれも板厚方向に対して交差する平面状の板表面同士が溶接により、好ましくはレーザー溶接により接合される。以下の説明ではレーザー溶接により接合する場合を例に説明する。

図１２に示すように、外側接続コイル延出部１１３と内側接続コイル延出部１２４とは、いずれも板厚方向に対して交差し軸方向に沿う平面状の板表面である、外側接続コイル延出部１１３の周方向一方を向く側面１１３ａと内側接続コイル延出部１２４の周方向他方を向く側面１２４ａとを対向させて当接させることで互いの板表面が径方向及び軸方向全面に亘って面接触する。両方の側面１１３ａ、１２４ａを面接触させた状態で、接続コイル接合孔３４の軸方向外側から径方向に延びる当接面Ｐ１に沿ってレーザー溶接することで当接面Ｐ１において接合される。これにより、同じ接続コイル接合孔３４に位置する外側接続コイル４１の外径側端部１１２と内側接続コイル４２の外径側端部１２３とが電気的に接続され、ベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒが構成される。なお、図１２においては、ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒを省略している。図１３についても同様である。

図１３に示すように、ステータコア組立体２０とベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒとの組み付けにおいては、絶縁シート６５を介在させて互いの周方向の相対位置をあわせて軸方向に組み付けることで、外側接続コイル４１の内径側端部１１１と外径側スロットコイル２６の段差部２６ａとが当接し、内側接続コイル４２の内径側端部１２２と内径側スロットコイル２７の段差部２７ａとが当接することで、両者が位置決めされる。

外径側スロットコイル２６の段差部２６ａと当接する外側接続コイル４１の内径側端部１１１は、平面状の板表面である周方向他方を向く側面１１１ａが段差部２６ａの側面２６ｂ全面に亘って当接するとともに、底面１１１ｂが段差部２６ａの底面２６ｃ全面に亘って当接する。板厚方向に対して交差し軸方向に沿う平面状の両側面１１１ａ、２６ｂを面接触させた状態で、外径側貫通孔３２の軸方向外側から径方向に延びる当接面Ｐ２に沿ってレーザー溶接することで当接面Ｐ２において接合される。

内径側スロットコイル２７の段差部２７ａと当接する内側接続コイル４２の内径側端部１２２は、平面状の板表面である周方向一方を向く側面１２２ａが段差部２７ａの側面２７ｂ全面に亘って当接するとともに、底面１２２ｂが段差部２７ａの底面２７ｃ全面に亘って当接する。板厚方向に対して交差し軸方向に沿う平面状の両側面１２２ａ、２７ｂを面接触させた状態で、内径側貫通孔３３の軸方向外側から径方向に延びる当接面Ｐ３に沿ってレーザー溶接することで当接面Ｐ３において接合される。

このように接合することで、ステータコア２１のスロット２３に挿入された外径側スロットコイル２６と内径側スロットコイル２７とが、外側接続コイル４１及び内側接続コイル４２を介して電気的に接続された状態でステータコア組立体２０にベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒが組み付けられる。外側接続コイル４１及び内側接続コイル４２は、同相（例えば、Ｕ相）のスロットコイル２５同士を接続してコイル５０の渡り部を構成する。

従って、例えば図９に示すように、同一のスロット２３に配置された外径側スロットコイル２６及び内径側スロットコイル２７に関して、外径側スロットコイル２６の一端側（図中手前側）で接続された外側接続コイル４１は、径方向外側、且つ、時計回りに延びて同相の内側接続コイル４２に接続され、外径側スロットコイル２６の他端側（図中奥側）で接続された外側接続コイル４１は、径方向外側、且つ、反時計回りに延びて同相の内側接続コイル４２に接続される。また、内径側スロットコイル２７の一端側（図中手前側）で接続された内側接続コイル４２は、径方向外側、且つ、反時計回りに延びて同相の外側接続コイル４１に接続され、内径側スロットコイル２７の他端側（図中奥側）で接続された内側接続コイル４２は、径方向外側、且つ、時計回りに延びて同相の外側接続コイル４１に接続される。

このようにステータ１０は、ステータコア組立体２０の両側に一対のベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒを組みつけることで構成され、これによりセグメント化されたコイル５０が、同一構造を有する各相６つのコイルループ（Ｕ相コイル５０Ｕ、Ｖ相コイル５０Ｖ、及びＷ相コイル５０Ｗ）を形成する。この各相６つのコイルループ（Ｕ相コイル５０Ｕ、Ｖ相コイル５０Ｖ、及びＷ相コイル５０Ｗ）は、２つのコイルループを１組として３組のＵ相コイル５０Ｕ、３組のＶ相コイル５０Ｖ、及び３組のＷ相コイル５０Ｗが、反時計方向にこの順で波巻きされる（図１０参照）。図８は、理解を容易にするためステータ１０からセグメント化された複数相（ＵＶＷ相）のコイルを抜き出して示す複数相のコイルの斜視図、図９は、更に一相分（例えば、Ｕ相）のコイルを抜き出して示す斜視図、図１０は、Ｕ相のコイルの結線態様を示す展開図、図１１は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルの結線態様を示す模式図である。

Ｕ相コイルを例に各相の結線態様について図１０を参照しながらより詳細に説明すると、Ｕ相コイルを構成する６つのコイルループは、３つのコイルループ（Ｕループ）が連続して時計方向に波巻きされるとともに３つのコイルループ（Ｕループ）が連続して反時計方向に波巻きされ、ＵループとＵループが直列にバスバー６１Ｕで結線されている。１つのスロット２３内に配置される、絶縁材２８で被覆された外径側スロットコイル２６と内径側スロットコイル２７とは、Ｕループを構成するコイルとＵループを構成するコイルとからなっており、電流の流れ方向が同一方向となっている。

例えば、１つのＵループに着目すると、Ｕ相のスロット２３に配置された外径側スロットコイル２６の軸方向一端（図の右手側）から、外側接続コイル４１、内側接続コイル４２の順に接続されて、次のＵ相のスロット２３における、内径側スロットコイル２７に接続される。その後、内径側スロットコイル２７の軸方向他端（図の左手側）から、内側接続コイル４２、外側接続コイル４１の順に接続されて、さらに次のＵ相のスロット２３における、外径側スロットコイル２６に接続される。以降、この接続構成を繰り返してＵループが形成されている。

同様に、他の２相、即ち、Ｖ相コイル（Ｗ相コイル）を構成する６つのコイルループも、反対方向に波巻きされた３つのＶループ（Ｗループ）と３つのＶループ（Ｗループ）が直列にバスバー６１Ｕ（バスバー６１Ｗ）で結線され、１つのスロット２３内に配置される外径側スロットコイル２６と内径側スロットコイル２７とはＶループ（Ｗループ）を構成するコイルとＶループ（Ｗループ）を構成するコイルとからなっており、電流の流れ方向が同一方向となっている。これらＵ相コイル５０Ｕ、Ｖ相コイル５０Ｖ、及びＷ相コイル５０Ｗは、図１１に示すように、中点バスバー６２でスター結線されている。

［４ 総括］
以上説明したように、本実施形態の回転電機のステータ１０によれば、スロットコイル２５を被覆する絶縁材２８は、一端側にステータコア２１の端面２１ｂと当接する鍔部２９を有するので、絶縁材２８の外周面２８ａとスロット２３の内周面２３ａとの隙間に充填されるワニス６０の漏れを抑制でき、ワニス６０の使用量を低減できる。

また、鍔部２９は、絶縁材２８の外周面２８ａから周方向一方側に張り出す第１鍔部２９Ａと絶縁材２８の外周面２８ａから周方向他方側に張り出す第２鍔部２９Ｂとを有するので、径方向に長いスロット２３に対し効果的にワニス６０の漏れを抑制できる。

また、鍔部２９にステータコア２１の端面２１ｂと当接する裏面２９ｄにゴム線６６又はゴムシート６７を設けることで、より効果的にワニス６０の漏れを抑制できる。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、上記実施形態では、鍔部２９がスロットコイル２５を被覆する絶縁材２８に一体形成されていたが、図１９に示すように、鍔部２９をスロットコイル２５を被覆する絶縁材２８とは別体（例えば、キャップ型）で構成してもよい。このように、鍔部２９を絶縁材２８と別体で構成することで、絶縁材２８で被覆されたスロットコイル２５を容易に製造できる。

また、鍔部２９の形状は、これに限らず、任意の形状を選択できる。例えば、図２０に示すように、スロットコイル２５の外周面２８ａから周方向に張り出す第１鍔部２９Ａ及び第２鍔部２９Ｂに加えて、径方向外側に張り出す第３鍔部２９Ｃが形成されていてもよい。図２１Ａは、第１鍔部２９Ａ、第２鍔部２９Ｂ、及び第３鍔部２９Ｃの裏面２９ｄの外縁部に下方に延びる第１係合部７５が設けられた例である。また、ステータコア２１の端面２１ｂには、図２１Ｂに示すように、鍔部２９の第１係合部７５と係合するＵ字形状の溝部からなる第２係合部７６がスロット２３を囲むように設けられている。

このように、第１係合部７５及び第２係合部７６がスロット２３を囲むように設けられており、スロットコイル２５をステータコア２１のスロット２３に挿入し、絶縁材２８の第１鍔部２９Ａ、第２鍔部２９Ｂ及び第３鍔部２９Ｃをステータコア２１の端面２１ｂと当接させるとともに第１係合部７５及び第２係合部７６を係合させることで、より効果的にワニス６０の漏れを抑制できる。

１０ 回転電機のステータ
２１ ステータコア
２１ｂ 端面（一端面）
２３ スロット
２３ａ 内周面
２５ スロットコイル
２８ 絶縁材
２８ａ 外周面
２９ 鍔部
２９Ａ 第１鍔部
２９Ｂ 第２鍔部
２９ｄ 裏面（当接面）
４０ 接続コイル
５０ コイル
６０ ワニス
６６ ゴム線（封止部材）
６７ ゴムシート（封止部材）
７５ 第１係合部
７６ 第２係合部
Ｐ２ 当接面（当接部）
Ｐ３ 当接面（当接部）

Claims (6)

1. 複数のスロットを有するステータコアと、
   前記ステータコアに取付けられるコイルと、を備えた回転電機のステータにおいて、
   前記コイルは、前記スロットに挿入される複数のスロットコイルと、前記ステータコアの軸方向端面よりも軸方向外側において、前記スロットコイル間を接続する複数の接続コイルと、を有し、前記スロットコイルと前記接続コイルとは当接部において結合されており、
   前記スロットコイルは、周囲が絶縁材で被覆されており、
   前記絶縁材の外周は、前記スロットの内周より小さく、
   前記絶縁材の外周面と前記スロットの内周面との隙間には、ワニスが充填され、
   前記絶縁材は、一端側に前記ステータコアの一端面と当接して前記ワニスの漏れを抑制するワニス漏れ抑制部を有し、
   前記ワニス漏れ抑制部には、前記ステータコアの前記一端面と当接する当接面に第１係合部が設けられ、
   前記ステータコアの前記一端面には、前記第１係合部と係合する第２係合部が設けられ、
   前記第１係合部及び前記第２係合部は、前記スロットを囲むように設けられている、回転電機のステータ。
2. 請求項１に記載の回転電機のステータであって、
   前記ワニス漏れ抑制部は、前記絶縁材の外周面から周方向一方側に張り出す第１鍔部と、前記絶縁材の外周面から周方向他方側に張り出す第２鍔部と、を有する、回転電機のステータ。
3. 請求項１に記載の回転電機のステータであって、
   前記ワニス漏れ抑制部は、前記絶縁材と別体で構成される、回転電機のステータ。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転電機のステータであって、
   前記ワニス漏れ抑制部には、前記ステータコアの前記一端面と当接する当接面に封止部材が設けられている、回転電機のステータ。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転電機のステータの製造方法であって、
   前記スロットコイルを前記ステータコアの前記スロットに挿入し、前記絶縁材の前記ワニス漏れ抑制部を前記ステータコアの前記一端面と当接させるスロットコイル配置工程と、
   前記ステータコアの前記一端面側を下方に向けて配置し、前記絶縁材の外周面と前記スロットの内周面との隙間に前記ステータコアの他端面側からワニスを充填するワニス充填工程と、を備える、回転電機のステータの製造方法。
6. 請求項５に記載の回転電機のステータの製造方法であって、
   前記ワニス充填工程では、前記絶縁材の前記ワニス漏れ抑制部を前記ステータコアの前記一端面に向けて押圧しながらワニスを充填する、回転電機のステータの製造方法。

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