JP7009986B2 - 回転電機のステータ、および、ステータコイルの製造方法 - Google Patents

Description

本明細書では、ステータコアと、前記ステータコアに巻回されるステータコイルと、を有した回転電機のステータ、および、複数のセグメントコイルを互いに接合してなるステータコイルの製造方法を開示する。

従来から、複数のセグメントコイルを互いに接合することによりステータコイルを構成したセグメントコンダクタ型のステータが知られている。例えば、特許文献１には、略Ｕ字状のセグメントコイルを、ステータコアの各スロットに挿通した後、当該セグメントコイルの端部を他のセグメントコイルの端部に溶接してステータコイルを構成する技術が開示されている。

ここで、セグメントコイルを接合する際の溶接の種類としては、ＴＩＧ溶接や、レーザ溶接などが知られている。ＴＩＧ溶接は、電気を用いたアーク溶接の一種である。かかるＴＩＧ溶接は、電子の衝突により素材の表面が発熱し、この表面の熱が伝導することで溶融池が成長していく、熱伝導型溶接である。このＴＩＧ溶接は、熱影響範囲が広いため、ＴＩＧ溶接でセグメントコイルを溶接する場合、当該セグメントコイルのうち、接合のために絶縁皮膜を剥離する剥離部を大きくしなければならない。これは、ステータの小型化に不利であった。

レーザ溶接は、エネルギ密度の高いレーザで、素材を融点以上に温度上昇させることで素材を溶融、接合する。このレーザ溶接では、レーザエネルギの到達範囲のみが温度上昇し、他の箇所への熱影響が小さい。そのため、レーザ溶接でセグメントコイルを溶接する場合、接合面積を十分に確保しつつ、熱の影響範囲を小さく抑えることができるため、剥離部を小さくでき、結果として、ステータを小型化できる。

特開２０１５－２０１９６６号公報

ここで、セグメントコイルの剥離部は、他の剥離部と溶接される。この剥離部のうち、他の剥離部と向かい合う接合面には、当該他の剥離部と接合した接合領域と、当該他の剥離部と接合しない非接合領域と、が存在する。そして、この接合領域と非接合領域との境界が、接合境界となる。レーザ溶接の場合、この接合境界が、多数のピークを有する凸凹形状になりやすかった。

これは、レーザ溶接を行う際には、レーザ光を、重なりあった二つの剥離部の境界を繰り返し跨ぐように、揺動させるためである。揺動の結果、接合面におけるレーザエネルギの到達深度が変動し、これにより接合境界が凸凹形状となっていた。このように接合境界が多数のピークを有する凸凹形状の場合、接合部分の応力拡大係数が増加し、接合部分の亀裂や劣化が生じやすかった。この場合、セグメントコイルの接合強度を確保することが困難であった。

そこで、本明細書では、セグメントコイル同士の接合強度をより向上できる回転電機のステータ、および、ステータコイルの製造方法を開示する。

本明細書で開示する回転電機のステータは、ステータコアと、前記ステータコアに巻回されるステータコイルと、を有した回転電機のステータであって、前記ステータコイルは、複数のセグメントコイルを有し、前記セグメントコイルの端部にある剥離部は、他のセグメントコイルの剥離部に接合されており、前記剥離部のうち、前記他のセグメントコイルの剥離部と向かい合う接合面には、凹部が１以上形成されており、前記接合面には、前記他のセグメントコイルと接合した接合領域と、前記他のセグメントコイルと接合することなく向かい合っている非接合領域と、が存在し、前記凹部は、前記接合領域と前記非接合領域との境界である接合境界の近傍に形成されており、前記凹部の周縁の少なくとも一部は前記接合領域に接触している。

かかる構成とした場合、二つの剥離部を溶接した際の溶接部分の端部の形状が、凹部によりコントロールされる。そして、これにより、溶接部分の応力拡大係数が低下され、溶接部分の亀裂や破損を効果的に低減できる。結果として、セグメントコイル同士の接合強度をより向上できる。

また、凹部を、接合境界の近傍に形成することで、より確実に、溶接部分の端部、すなわち、接合境界の形状を、応力拡大係数が小さい形状にできる。結果として、セグメントコイル同士の接合強度をより確実に向上できる。

この場合、前記接合領域は、前記非接合領域よりも、ステータ軸方向外側に位置してもよい。

かかる構成とする場合、剥離部を溶接するための溶接エネルギ（例えばレーザ溶接の際のレーザエネルギ）を、ステータ軸方向外側から付与できるため、溶接エネルギと他部材との干渉を防止できる。

この場合、前記１以上の凹部は、前記ステータ軸方向と交差する方向に延びる一方で、直線状または滑らかな略弧状の溝を１以上含んでもよい。

かかる構成とすることで、溶接の際、接合面における溶接エネルギ（例えばレーザ溶接の際のレーザエネルギ）の到達深度のばらつきを、溝で吸収することができ、接合境界の応力拡大係数をより低減できる。

また、この場合、前記１以上の凹部は、前記溝を複数含み、前記複数の溝は、前記ステータ軸方向に間隔を開けて並んでもよい。

かかる構成とすることで、溶接エネルギの到達深度のばらつきの振幅が大きい、あるいは、到達深度が予想値とずれても、複数の溝で吸収することができ、接合境界の応力拡大係数をより確実に低減できる。

本明細書で開示するステータコイルの製造方法は、前記セグメントコイルの端部に絶縁皮膜が剥離された剥離部を形成するとともに、当該剥離部に、凹部を１以上形成するステップと、前記剥離部を、前記凹部が互いに向かい合うように、他のセグメントコイルの剥離部と重ねた状態で、溶接するステップと、を含み、前記剥離部は、レーザ溶接で溶接され、前記凹部は、材料を溶融し得るレーザエネルギの到達範囲の端部近傍に形成されることを特徴とする。

かかる構成とした場合、二つの剥離部を溶接した際の溶接部分の端部の形状が、凹部によりコントロールされる。そして、これにより、溶接部分の応力拡大係数が低下され、溶接部分の亀裂や破損を効果的に低減できる。結果として、セグメントコイル同士の接合強度をより向上できる。

また、レーザ溶接で溶接することにより、溶接部分以外への熱的影響を小さく抑えることができる。そのため、剥離部を小さく抑えることができ、ひいては、ステータを小型化できる。

また、かかる構成とすることで、より確実に、溶接部分の端部の形状を、応力拡大係数が小さい形状にできる。結果として、セグメントコイル同士の接合強度をより確実に向上できる。

また、この場合、前記レーザ溶接において、レーザ光は、前記ステータ軸方向外側から照射されるとともに、互いに重ねられた二つの剥離部間の境界を繰り返し跨ぐように揺動されてもよい。

かかる構成とすることで、接合面の周辺の材料を確実に溶融することができ、二つの剥離部を確実に接合できる。

本明細書で開示する回転電機のステータおよびステータコイルの製造方法によれば、二つの剥離部を溶接した際の溶接部分の端部の形状が、緩衝凹部によりコントロールされる。そして、これにより、溶接部分の応力拡大係数が低下され、溶接部分の亀裂や破損を効果的に低減できる。結果として、セグメントコイル同士の接合強度をより向上できる。

回転電機のステータの斜視図である。 セグメントコイルの一例を示す図である。 剥離部周辺の図である。 図３におけるＡ方向視図である。 図３における概略Ｂ－Ｂ断面図である。 図３において手前側のセグメントコイルの図示を省略した図である。 レーザエネルギの到達範囲と、溶接領域との関係を説明するイメージ図である。 レーザエネルギの到達範囲と、溶接領域との関係を説明する別のイメージ図である。 剥離部の接合強度を測定した実験結果を示す図である。 ステータコイルの製造の流れを示すフローチャートである。 緩衝凹部の他の一例を示す図である。 緩衝凹部の他の一例を示す図である。 緩衝凹部の他の一例を示す図である。 緩衝凹部の他の一例を示す図である。 緩衝凹部の他の一例を示す図である。 他のステータコイルの一例を示す図である。 従来技術における剥離部の一例を示す図である。

以下、図面を参照して回転電機のステータ１０の構成について説明する。図１は、回転電機のステータ１０の一部斜視図である。なお、以下の説明において、「周方向」、「軸方向」「径方向」とは、いずれも、ステータ１０の周方向、軸方向、径方向を意味する。

このステータ１０は、ロータと組み合わされて回転電機を構成する。このステータ１０が適用される回転電機は、特に限定されず、電動機として用いられてもよいし、発電機として用いられてもよい。したがって、例えば、当該ステータ１０は、電動車両に搭載される回転電機であって、走行用動力を生成する電動機として機能するとともに、制動力などで発電する発電機として機能する回転電機に適用されてもよい。

ステータ１０は、ステータコア１２と、当該ステータコア１２に巻回されたステータコイル１４と、を有している。ステータコア１２は、略円筒形部材で、円環状のヨークと、当該ヨークの内周面から径方向に突出する複数のティース１８と、を含む。複数のティース１８は、周方向に所定間隔で並んでおり、隣接する二つのティース１８の間には、ステータコイル１４が挿入される空間であるスロット１６が形成されている。こうしたステータコア１２は、軸方向に積層された複数の電磁鋼板（例えばケイ素鋼板）から構成されている。複数の電磁鋼板は、互いに位置決めされて、接合され、ステータコア１２を構成する。

ステータコイル１４は、巻線をティース１８に巻回することで構成される。このステータコイル１４の巻回方式および結線方式は、適宜、自由に変更されてよい。したがって、ステータコイル１４は、分布巻で巻回されてもよいし、集中巻で巻回されてもよい。また、ステータコイル１４は、３相の相コイルを、スター結線してもよいし、デルタ結線してもよい。

本例のステータコイル１４は、互いに接合された複数のセグメントコイル２０で構成される。図２は、セグメントコイル２０の一例を示す図である。セグメントコイル２０は、絶縁皮膜（図中クロスハッチングで示す）で被覆された断面略矩形の平角導体を、略Ｕ字状に折り曲げ成形することによって形成されている。セグメントコイル２０は、ステータコア１２に組み付ける前の段階では、一対の直線部２４と、一対の直線部２４を連結する連結部２２とを有している。

セグメントコイル２０をステータコア１２に組み付ける際、一対の直線部２４は、スロット１６にそれぞれ挿入される。これにより、連結部２２は、ステータコア１２の軸方向他端側において、１以上のティース１８を跨ぐように周方向に延在する。また、直線部２４は、スロット１６に挿入された後は、図２において、二点鎖線で示すように、その途中で周方向に折り曲げられる。これにより、直線部２４は、スロット１６内において軸方向に延びる部分と、ステータコア１２の軸方向一端側において周方向に延びる部分と、になる。周方向に延びる部分は、コイルエンド部の一部を構成する。以下では、セグメントコイル２０をＵ字状にするための屈曲を「一次屈曲」と呼び、セグメントコイル２０をステータコア１２に組み付けた後に行われる屈曲を、「二次屈曲」と呼ぶ。

各セグメントコイル２０の端部には、絶縁皮膜が剥離されて、平角導体が外部に露出した剥離部２６が形成されている。剥離部２６の幅方向一端の縁、すなわち、セグメントコイル２０を二次屈曲させた際に、軸方向外側縁となる縁は、外側に凸の円弧状に成形されている。なお、図２では、一対の直線部２４を、いずれも、周方向内側に二次屈曲させる例を図示している。そのため、二つの剥離部２６は、いずれも、幅方向外側の縁が、円弧状に形成されている。しかし、各直線部２４は、反対側（周方向外側）に二次屈曲されてもよい。この場合、剥離部２６の幅方向端部の形状も、二次屈曲の方向に応じて、適宜、変更されればよい。

各セグメントコイル２０の剥離部２６は、二次屈曲された後、他のセグメントコイル２０の剥離部２６と溶接され、接合される。この剥離部２６周辺の構成について図３から図６を参照して説明する。図３は、互いに接合された二つの剥離部２６周辺を示す図である。また、図４は、剥離部２６周辺を、図３のＡ方向（軸方向）から見た図である。図５は、図３の概略Ｂ－Ｂ断面図である。図６は、互いに接合される二つのセグメントコイル２０のうち、手前側のセグメントコイル２０の図示を省略した図である。

図４に示すとおり、二つの剥離部２６は、その厚み方向に重ねた状態で溶接され、接合される。このとき、二つの剥離部２６は、図３に示すように、その円弧状の縁部が一致するように重ねられる。以下では、この剥離部２６のうち、他の剥離部２６と向かい合って接合される面を「接合面３０」と呼ぶ。

この接合面３０のうち上側の一部分のみが、他の剥離部２６と接合している。以下では、他の剥離部２６と接合する領域を「接合領域Ｅｗ」と呼ぶ。図６において濃墨ハッチングは、接合領域Ｅｗを示している。また、接合面３０のうち、他の剥離部２６と対向するものの当該他の剥離部２６と接合しない領域を「非接合領域Ｅｎ」と呼ぶ。図６において、薄墨ハッチングは、非接合領域Ｅｎを示している。

本例では、接合面３０のうち、この接合領域Ｅｗと非接合領域Ｅｎとの境界、すなわち、接合境界の近傍に、厚み方向に凹んだ緩衝凹部３２を設けている。この緩衝凹部３２は、図６に示すとおり、軸方向下側に凸となる略弧状の緩衝溝である。この緩衝溝（緩衝凹部３２）の両端は、剥離部２６の上端縁（セグメントコイル２０の幅方向一端）まで到達している。この緩衝凹部３２は、接合境界を円滑にするために設けられているが、これについては、後述する。

剥離部２６の溶接は、レーザ溶接により行われる。レーザ溶接で溶接することにより、絶縁皮膜を剥離する範囲、すなわち、剥離部２６を小さくでき、ステータ１０を小型化できる。すなわち、溶接形態としては、レーザ溶接のほかに、アーク溶接、特に、ＴＩＧ溶接等が知られている。ＴＩＧ溶接は、素材の表面が発熱し、この表面の熱が伝導することで溶融池が成長していく、熱伝導型溶接である。このＴＩＧ溶接は、熱影響範囲が広いため、ＴＩＧ溶接でセグメントコイル２０を溶接する場合、当該セグメントコイル２０のうち、絶縁皮膜を剥離した剥離部２６を大きくしなければならない。これは、ステータ１０の小型化を阻害する。一方、レーザ溶接は、エネルギ密度の高いレーザで、素材を融点以上（一部は沸点以上）に温度上昇させることで素材を溶融、接合する。このレーザ溶接では、実際に十分な強度のレーザエネルギが到達した範囲のみが溶融され、他の部分への熱的影響は小さい。そのため、レーザ溶接でセグメントコイル２０を溶接する場合、溶接したい箇所近傍のみ、絶縁皮膜を剥離すればよい。結果として、剥離部２６を小さくすることができ、ひいては、ステータ１０を小型化できる。

ここで、レーザ溶接する際、レーザ光Ｌは、図５において破線で示すとおり、軸方向外側から剥離部２６に向かって照射される。また、レーザ溶接する際、レーザ光Ｌは、重なり合った二つの剥離部２６の境界を繰り返し横断するように、揺動させられる。図４において、二点鎖線は、レーザ光Ｌの移動軌跡Ｔｌを示している。図４の例では、レーザ光Ｌは、楕円を連続してつなげたような移動軌跡Ｔｌに沿って二次元的に動かされる。ただし、ここで示した移動軌跡Ｔｌは、一例であり、剥離部２６同士の境界を繰り返し横断するのであれば、ジグザグ状や、波状等でもよい。

いずれにしても、レーザ光Ｌの光軸は、セグメントコイル２０の長軸方向（図４における左右方向）に移動する過程で、剥離部２６同士の境界に対して接離を繰り返す。その結果、接合面３０におけるレーザエネルギの到達深度が、セグメントコイル２０の長軸方向位置によって変化する。すなわち、レーザ光Ｌの光軸が、剥離部２６同士の境界の真上を通過する位置Ｐａにおいては、接合面３０におけるレーザエネルギの到達深度は、深くなる。一方、レーザ光Ｌの光軸が、剥離部２６同士の境界から離間する位置Ｐｂにおいては、接合面３０におけるレーザエネルギの到達深度が浅くなる。つまり、接合面３０におけるレーザエネルギの到達深度は、ばらつきやすい。

ここで、接合面３０に緩衝凹部３２が存在しない場合、このレーザエネルギの到達範囲が、材料が溶融接合される範囲となる。そして、緩衝凹部３２が存在しない場合、接合領域Ｅｗと非接合領域Ｅｎの境界である接合境界が、多数のピークを有する凸凹形状になる。図１７は、接合面３０に緩衝凹部３２が無い場合の接合領域Ｅｗおよび非接合領域Ｅｎの一例を示す図である。図１７に示すとおり、材料が溶融して他の剥離部２６と接合する接合領域Ｅｗの端部（接合境界）は、繰り返しピークが発生する凸凹形状となる。このように接合境界が凸凹形状になると、応力拡大係数が増加し、溶接部分の亀裂や破損が生じやすくなる。結果として、コイル接合強度の確保が困難となる。

本例では、接合境界をピークの少ない形状にするために、接合面３０のうち、レーザエネルギの到達範囲の端部近傍に、緩衝凹部３２を設けている。当該緩衝凹部３２の内部は、当然ながら、材料が存在しない。したがって、当該緩衝凹部３２に、レーザエネルギが到達したとしても、材料は、溶接することなく、「空振り」となる。そして、これにより、接合境界がピークの少ない滑らかな形状となり、コイル接合強度の確保が容易となる。

これについて図７、図８を参照して説明する。図７、図８は、緩衝凹部３２周辺の拡大図である。図７、図８において、破線は、材料を溶融し得るレーザエネルギの到達範囲の端部を示している。上述した通り、レーザエネルギの到達深度はばらつきがあるため、レーザエネルギの到達範囲の端部は、図７において破線で示すとおり、多数のピークを有する凸凹形状となる。本来であれば、接合面３０の材料は、この凸凹形状に沿って溶融する。しかし、図７に示すように、レーザエネルギの到達範囲の端部の振幅が、緩衝凹部３２の幅内に収まる場合、接合面３０においては、当該緩衝凹部３２の上側の材料のみが溶融し、緩衝凹部３２の下側の材料は溶融することがない。また、緩衝凹部３２の幅内には、材料が存在しないため、当然、この緩衝凹部３２の幅内では、材料は溶融しない。結果として、接合領域Ｅｗと非接合領域Ｅｎとの境界（接合境界）が、緩衝凹部３２の形状通りになる。ここで、緩衝凹部３２は、多数のピークが存在しない滑らかな形状であるため、得られる接合境界（接合領域Ｅｗの端部）も、多数のピークが存在しない滑らかな形状となる。結果として、接合境界における応力拡大係数を小さく抑えることができ、十分な強度の接合強度を確保できる。

もちろん、図８に示すとおり、レーザエネルギの一部が、緩衝凹部３２に達しない、あるいは、緩衝凹部３２より奥側にはみ出ることも考えられる。しかし、この場合であっても、接合領域Ｅｗの端部の大部分は、緩衝凹部３２の形状どおりとなる。したがって、この場合であっても、緩衝凹部３２が無い場合に比べて、応力拡大係数を低減でき、接合強度をより高くできる。

なお、これまでの説明から明らかなとおり、緩衝凹部３２は、接合境界の形状をコントロールするために設けられている。そして、接合境界をより確実に制御するためには、緩衝凹部３２の幅Ｄ（図７参照）は、レーザエネルギの到達範囲の端部の振幅Ａ以上であることが望ましい。ただし、当然ながら、緩衝凹部３２の幅Ｄが、レーザエネルギの到達範囲端部の振幅Ａより小さくても、緩衝凹部３２が無い場合に比べて応力拡大係数を低減できることは、図８に示すとおりである。また、緩衝凹部３２の深さは、限定されないが、周辺の材料が溶融して流れ込んでも溢れない程度であって、剥離部２６の強度を十分に保てる程度の深さとすることが望ましい。また、緩衝凹部３２の断面形状は、図５に示すとおり、断面矩形でもよいし、断面山形、断面半円形状等でもよい。

図９は、剥離部２６の接合強度を測定した実験結果を示す図である。この実験では、剥離部２６に繰返し応力を付与し、接合が破壊されるまでの回数を計測している。図９において、縦軸は、剥離部２６に付与した応力の平均値を、横軸は、応力の付与回数を示している。また、横軸の目盛は、補助線の間隔から明らかなとおり、対数目盛となっている。図９において、黒三角は、緩衝凹部３２を設けない剥離部２６の実験結果を示しており、白丸は、緩衝凹部３２を設けた場合の剥離部２６の実験結果を示している。

図９に示すとおり、緩衝凹部３２を設けない場合（黒三角）、接合破壊までの応力付与回数に大きなばらつきがある。これは、接合境界の形状が、コントロールされておらず、応力拡大係数の大小が、偶然に左右されやすいためと考えられる。一方、緩衝凹部３２を設けた場合（白丸）、緩衝凹部３２を設けない場合（黒三角）に比べて、接合破壊までの応力付与の回数が大きく増加している。また、付与回数のばらつきも小さい。これは、接合境界の形状が、緩衝凹部３２により、応力拡大係数の小さい形状にコントロールされているためと考えられる。いずれにしても、図９から明らかなとおり、緩衝凹部３２を設けることで、接合強度を高く保つことができる。

次に、こうしたステータコイル１４の製造の流れについて図１０を参照して説明する。図１０は、ステータコイル１４の製造の流れを示すフローチャートである。ステータコイル１４を製造する際には、まず、セグメントコイル２０を製造する。セグメントコイル２０を製造するために、まず、コイル材料を、所定の長さに切断する（Ｓ１０）。コイル材料は、長尺な平角導線を絶縁皮膜で被覆したものである。このコイル材料を、各セグメントコイル２０に必要な長さごとに切断する。このとき、セグメントコイル２０の端部が、所望の形状、すなわち、幅方向一端が弧状になるように切断する。

続いて、各セグメントコイル２０の端部から皮膜を剥離する（Ｓ１２）。皮膜を剥離できれば、続いて、剥離部２６のうち、接合面３０となる面に、緩衝凹部３２を形成する（Ｓ１４）。この緩衝凹部３２は、例えば、切削加工やレーザ加工などで形成できる。次に、各セグメントコイル２０を略Ｕ字状になるように、一次屈曲させる（Ｓ１６）。この一次屈曲は、例えば、セグメントコイル２０を所定の金型に押し付けたり、専用のローラを用いて屈曲させたりすることで実現できる。

複数のセグメントコイル２０に対して、一次屈曲の処理が完了すれば、続いて、得られたセグメントコイル２０をステータコア１２に組み付ける（Ｓ１８）。すなわち、一対の直線部２４を、ステータコア１２のスロット１６内に挿入する。そして、直線部２４のうちステータコア１２の軸方向一端から突出する部分を、コイルエンドを構成するべく、周方向に二次屈曲させる（Ｓ２０）。そして、各セグメントコイル２０の剥離部２６を、対応する他のセグメントコイル２０の剥離部２６と厚み方向に重ねる。

この状態になれば、厚み方向に重なった二つの剥離部２６を、レーザ溶接で接合する（Ｓ２２）。すなわち、軸方向外側から、厚み方向に重なった二つの剥離部２６に向かってレーザ光を照射し、二つの剥離部２６の材料を溶融接合する。このとき、材料を溶融し得るレーザエネルギの接合面３０における到達端部が、緩衝凹部３２近傍になるように、レーザ光の出力が調整される。そして、これにより、接合面３０における接合境界の形状が、緩衝凹部３２によってコントロールされる。結果として、接合境界の応力拡大係数が小さくなり、セグメントコイル２０の接合強度を高く保つことができる。

なお、緩衝凹部３２を形成するステップ（Ｓ１４）以外のステップは、いずれも、従来の製造工程でも採用されていたステップである。換言すれば、本明細書で開示するステータコイル１４は、緩衝凹部３２の形成という工程を追加しただけで得られる。つまり、本明細書で開示する製造方法によれば、このように、コイルの接合強度を従来技術と比べて大幅に向上できる一方で、製造手順の変更量を少なく抑えることができる。

なお、これまで説明した構成は、一例であり、剥離部２６の接合面３０に緩衝凹部３２が設けられているのであれば、その他の構成は、適宜、変更されてもよい。例えば、上述の説明では、緩衝凹部３２の個数を一つだけとしている。しかし、緩衝凹部３２の個数は、複数でもよい。例えば、図１１に示すとおり、緩衝凹部３２として機能する緩衝溝３２ａを、軸方向（すなわちレーザ光の光軸と平行な方向）に複数、並べてもよい。このように、複数の緩衝溝３２ａ（緩衝凹部３２）を軸方向に並べることで、一つの緩衝溝３２ａに収まりきらないレーザエネルギの到達端部の振幅を他の緩衝溝３２ａ内に収めることができる。そして、これにより、レーザエネルギの到達深度のばらつきの振幅が大きい場合でも、接合境界を適切にコントールでき、接合強度を高く保つことができる。

また、緩衝凹部３２は、剥離部２６の端部まで延びている必要はなく、図１２に示すとおり、緩衝凹部３２として機能する緩衝溝３２ａの両端と、剥離部２６の上端縁との間に間隙があってもよい。緩衝溝３２ａを、剥離部２６の端部に到達しない形状とすることで、緩衝溝３２ａに起因する強度低下を抑制できる。

また、これまでは、緩衝凹部３２を幅一定の溝としているが、緩衝凹部３２は、溝状でない小凹部であってもよい。そして、複数の小凹部を、接合境界に沿って間隔を開けて、または、間隔を開けることなく並べてもよい。図１３では、複数の円形の小凹部３２ｂ（緩衝凹部３２）を、接合境界に沿って間隔を開けることなく並べている。かかる構成とすることで、緩衝凹部３２の幅を広くすることができ、レーザエネルギの到達深度のばらつきを、より確実に吸収できる。

また、緩衝凹部３２は、線状に延びていなくてもよく、例えば、図１４に示すように、緩衝凹部３２は、互いに離間して設けられた２つの小凹部３２ｂを含んでもよい。かかる小凹部３２ｂは、例えば、剥離部２６に作用する応力が集中しやすい箇所に設けてもよい。さらに、緩衝凹部３２は、図１５に示すように、格子状に並んだ複数の溝３２ｃを有してもよい。溝３２ｃを格子状に形成することで、接合境界の縦方向の凸凹、横方向の凸凹の両方を低減できる。また、溝３２ｃを格子状に形成することで、レーザエネルギを受けて溶融した材料が下方に垂れ落ちることなく、溝３２ｃ内に留まりやすくなる。

また、これまでの説明では、剥離部２６のうち、レーザ溶接時に、軸方向外側となる縁を、弧状としているが、剥離部２６の形状は、適宜、変更されてもよい。例えば、図１６に示すとおり、剥離部２６を、角形としたまま、軸方向外側に屈曲させ、この状態で、剥離部２６同士を溶接してもよい。この場合であっても、剥離部２６のうち、他の剥離部２６と対向する接合面３０には、緩衝凹部３２を設けておく。また、この緩衝凹部３２の形状は、特に限定されないが、例えば、緩衝凹部３２は、図１６において、破線で示すように、軸方向と交差する方向に延びる溝とすることができる。また、これまでの説明では、レーザ溶接で溶接する場合を例に挙げて説明したが、セグメントコイルは、他の形態で溶接されてもよい。

１０ ステータ、１２ ステータコア、１４ ステータコイル、１６ スロット、１８ ティース、２０ セグメントコイル、２２ 連結部、２４ 直線部、２６ 剥離部、３０ 接合面、３２ 緩衝凹部、３２ａ 緩衝溝、３２ｂ 小凹部、３２ｃ 溝。

Claims (6)

1. ステータコアと、前記ステータコアに巻回されるステータコイルと、を有した回転電機のステータであって、
   前記ステータコイルは、複数のセグメントコイルを有し、
   前記セグメントコイルの端部にある剥離部は、他のセグメントコイルの剥離部に接合されており、
   前記剥離部のうち、前記他のセグメントコイルの剥離部と向かい合う接合面には、凹部が１以上形成されており、
   前記接合面には、前記他のセグメントコイルと接合した接合領域と、前記他のセグメントコイルと接合することなく向かい合っている非接合領域と、が存在し、
   前記凹部は、前記接合領域と前記非接合領域との境界である接合境界の近傍に形成されており、
   前記接合領域と前記非接合領域は、同じ素材からなり、
   前記凹部の周縁の少なくとも一部は、前記接合領域に接触している、
   ことを特徴とす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、
   前記接合領域は、前記非接合領域よりも、ステータ軸方向外側に位置する、ことを特徴とする回転電機のステータ。
3. 請求項２に記載の回転電機のステータであって、
   前記１以上の凹部は、前記ステータ軸方向と交差する方向に延びる一方で、直線状または滑らかな略弧状の１以上の溝を含む、ことを特徴とする回転電機のステータ。
4. 請求項３に記載の回転電機のステータであって、
   前記１以上の凹部は、前記溝を複数含み、
   前記複数の溝は、前記ステータ軸方向に間隔を開けて並ぶ、
   ことを特徴とする回転電機のステータ。
5. 複数のセグメントコイルを互いに溶接して成るステータコイルの製造方法であって、
   前記セグメントコイルの端部に絶縁皮膜が剥離された剥離部を形成するとともに、当該剥離部に、凹部を１以上形成するステップと、
   前記剥離部を、前記凹部が互いに向かい合うように、他のセグメントコイルの剥離部と重ねた状態で、溶接するステップと、
   を含み、
   前記剥離部は、レーザ溶接で溶接され、
   前記凹部は、材料を溶融し得るレーザエネルギの到達範囲の端部近傍に形成される、
   ことを特徴とするステータコイルの製造方法。
6. 請求項５に記載のステータコイルの製造方法であって、
   前記レーザ溶接において、レーザ光は、前記ステータ軸方向外側から照射されるとともに、互いに重ねられた二つの剥離部間の境界を繰り返し跨ぐように揺動される、ことを特徴とするステータコイルの製造方法。

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