JP7432452B2 - ステータ - Google Patents

Description

本発明は、回転電機に設けられるステータに関する。

電動機や発電機等の回転電機に設けられるステータは、複数のスロットが形成されるステータコアと、このステータコアに巻き付けられるステータコイルと、を有している。ステータコアに巻き付けられるステータコイルとして、略Ｕ字状に形成された複数のセグメント導体からなるステータコイルがある（特許文献１～３参照）。

特開２０１１－１９３６００号公報 特開２０１６－１２３２４７号公報 特開２０１４－３６５５９号公報

ところで、ステータコイルを構成するセグメント導体においては、スロットの１つから突出して周方向の一方に曲げられるセグメント導体の本数と、スロットの１つから突出して周方向の他方に曲げられるセグメント導体の本数とを、互いに一致させることが一般的である。しかしながら、周方向の一方に曲げられるセグメント導体の本数と周方向の他方に曲げられるセグメント導体の本数とを互いに一致させることは、ステータコイルの設計自由度を低下させる要因となっていた。

本発明の目的は、固定子巻線の設計自由度を高めることにある。

本発明のステータは、回転電機に設けられるステータであって、複数のスロットが形成されるコア内周部を備えた円筒形状の固定子コアと、前記スロットに収容される複数のセグメント導体からなる相巻線を備えた固定子巻線と、を有し、前記相巻線は、互いに直列接続される複数の並列導体を備え、前記並列導体は、互いに並列接続される複数の前記セグメント導体を備え、前記セグメント導体は、前記スロットから突出して前記固定子コアの周方向に曲げられ且つ他のセグメント導体に溶接されて導体接合部を構成する溶接端部を備え、前記スロットの１つから突出する複数の前記溶接端部として、前記固定子コアの周方向の一方に曲がる複数の第１溶接端部と、前記第１溶接端部よりも本数が少なく且つ前記固定子コアの周方向の他方に曲がる複数の第２溶接端部と、があり、前記第１溶接端部によって構成される複数の前記導体接合部のうち、前記固定子コアの径方向において外側に位置する外側導体接合部は、その少なくとも一部が前記コア内周部よりも径方向の外側に位置しており、前記スロットの１つに収容される前記セグメント導体の本数を、前記並列導体の１つを構成する前記セグメント導体の本数によって除した値は奇数である。

本発明のステータは、回転電機に設けられるステータであって、複数のスロットが形成されるコア内周部を備えた円筒形状の固定子コアと、前記スロットに収容される複数のセグメント導体からなる相巻線を備えた固定子巻線と、を有し、前記相巻線は、互いに直列接続される複数の並列導体を備え、前記並列導体は、互いに並列接続される複数の前記セグメント導体を備え、前記セグメント導体は、前記スロットから突出して前記固定子コアの周方向に曲げられ且つ他のセグメント導体に溶接されて導体接合部を構成する溶接端部を備え、前記スロットの１つから突出する複数の前記溶接端部として、前記固定子コアの周方向の一方に曲がる複数の第１溶接端部と、前記第１溶接端部よりも本数が少なく且つ前記固定子コアの周方向の他方に曲がる複数の第２溶接端部と、があり、前記第１溶接端部によって構成される複数の前記導体接合部のうち、前記固定子コアの径方向において内側に位置する内側導体接合部は、その少なくとも一部が前記コア内周部よりも径方向の内側に位置しており、前記スロットの１つに収容される前記セグメント導体の本数を、前記並列導体の１つを構成する前記セグメント導体の本数によって除した値は奇数である。

本発明によれば、スロットの１つに収容されるセグメント導体の本数を、並列導体の１つを構成するセグメント導体の本数によって除した値を奇数に設定することができる。これにより、固定子巻線の設計自由度を高めることができる。

本発明の一実施の形態であるステータを備えた回転電機の一例を示す断面図である。 図１のＡ－Ａ線に沿ってステータを示す断面図である。 Ｕ相コイル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。 ステータを動力線側から示す斜視図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、セグメントコイルの接続状況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。 Ｕ相コイルのコイル構造の一例を示す図である。 Ｕ相コイルを構成するセグメントコイルのスロットに対する収容位置を示す図である。 Ｕ相コイルを構成するセグメントコイルのスロットに対する収容位置を示す図である。 図９の範囲βを拡大して示した図である。 動力線側からステータコイルの導体接合部を示した図である。 比較例としてステータコイルの接続状況の一部を示した図である。 他の実施形態を構成するステータコイルを構成するセグメントコイルの収容位置を示す図である。 動力線側からステータコイルの導体接合部を示した図である。

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。以下の説明では、本発明の一実施の形態であるステータ１０を備える回転電機１１として、電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載される三相交流同期型のモータジェネレータを例示するが、これに限られることはなく、セグメントコイルが組み付けられるステータを備えた回転電機であれば、如何なる回転電機であっても良い。

［回転電機構造］
図１は本発明の一実施の形態であるステータ１０を備えた回転電機１１の一例を示す断面図である。図１に示すように、モータジェネレータである回転電機１１は、モータハウジング１２を有している。モータハウジング１２は、底付き円筒形状のハウジング本体１３と、ハウジング本体１３の開口端を閉じるエンドカバー１４と、を備えている。ハウジング本体１３内に固定されるステータ１０は、複数枚のケイ素鋼鈑等からなる円筒形状のステータコア（固定子コア）１５と、ステータコア１５に巻き付けられる三相のステータコイル（固定子巻線）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２０が接続されている。このバスバーユニット２０は、ステータコイルＳＣに設けられる３つの動力点Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗに接続される３つの動力バスバー２１～２３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２４と、これらのバスバー２１～２４を保持する絶縁部材２５と、を備えている。また、動力バスバー２１～２３の端部はモータハウジング１２から外部に突出しており、それぞれの動力バスバー２１～２３にはインバータ２６等から延びる電力ケーブル２７が接続されている。

また、ステータコア１５の中央には、円柱形状のロータ３０が回転自在に収容されている。このロータ３０は、複数枚のケイ素鋼鈑等からなる円筒形状のロータコア３１と、ロータコア３１に埋め込まれる複数の永久磁石３２と、ロータコア３１の中央に固定されるロータシャフト３３と、を有している。ロータシャフト３３の一端部は、ハウジング本体１３に設けられる軸受３４によって支持されており、ロータシャフト３３の他端部は、エンドカバー１４に設けられる軸受３５によって支持されている。

［ステータ構造］
図２は図１のＡ－Ａ線に沿ってステータ１０を示す断面図であり、図３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１５を示す断面図である。また、図４はセグメントコイル５０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。なお、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している。

図２に示すように、円筒形状のステータコア１５は、径方向の内側に設けられるコア内周部４０と、径方向の外側に設けられるコア外周部４１と、を有している。また、コア内周部４０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。換言すれば、ステータコア１５のコア内周部４０は、各スロットＳ１～Ｓ４８の開口端を通過する内周仮想面４０ｉと、各スロットＳ１～Ｓ４８の底面を通過する外周仮想面４０ｏと、によって区画される部位である。また、各スロットＳ１～Ｓ４８には複数のセグメントコイル（セグメント導体）５０が挿入されており、複数のセグメントコイル５０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２および図３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５０は、スロットＳ１，Ｓ２，Ｓ７，Ｓ８・・に収容されている。また、図２に示すように、Ｖ相コイルＣｖを構成するセグメントコイル５０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５０は、スロットＳ５，Ｓ６，Ｓ１１，Ｓ１２・・に収容されている。

図４に示すように、略Ｕ字状に曲げられるセグメントコイル５０は、何れかのスロット（例えばスロットＳ１）に収容されるコイルサイド５１と、所定のコイルピッチで他のスロット（例えばスロットＳ７）に収容されるコイルサイド５２と、を有している。また、セグメントコイル５０は、一対のコイルサイド５１，５２を互いに連結するエンド部５３と、一対のコイルサイド５１，５２のそれぞれから延びる溶接端部５４，５５と、を有している。なお、セグメントコイル５０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、溶接端部５４，５５の先端部を除いてセグメントコイル５０にはエナメルや樹脂等の絶縁被膜が設けられている。また、セグメントコイル５０に設けられるエンド部５３は、図４に示された折り曲げ形状に限られることはなく、ステータコア１５に対する組み付け位置に応じて様々な折り曲げ形状を有している。

ここで、図５はステータ１０を動力線側から示す斜視図である。なお、動力線側とは、バスバーユニット２０が配置される側である。また、図６（Ａ）および（Ｂ）はセグメントコイル５０の接続状況の一例を示す図である。前述したように、ステータコア１５には、複数のセグメントコイル５０が組み付けられている。このように、ステータコア１５にセグメントコイル５０が組み付けられると、図５および図６に示すように、セグメントコイル５０の溶接端部５４，５５は、ステータコア１５の一端面６０から動力線側に突出して配置され、セグメントコイル５０のエンド部５３は、ステータコア１５の他端面６１から反動力線側に突出して配置される。

また、図６（Ｂ）に示すように、ステータコア１５の一端面６０から突出する溶接端部５４，５５は、他のセグメントコイル５０の溶接端部５４，５５に接触するように曲げられた後に、接触する他のセグメントコイル５０の溶接端部５４，５５に対して溶接される。これにより、セグメントコイル５０の溶接端部５４，５５は互いに溶接されて導体接合部６２になり、複数のセグメントコイル５０は互いに電気的に接続されて１つの導体になる。このように、複数のセグメントコイル５０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５０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５０によってＷ相コイルＣｗが構成される。なお、ＴＩＧ溶接等の溶接加工が施された導体接合部６２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。

［ステータコイル構造］
図７はステータコイルＳＣの結線状態の一例を示す図である。なお、前述の説明では、セグメントコイルに「５０」の符号を付して説明したが、以下の説明では、個々のセグメントコイルを区別する観点から、Ｕ相コイルＣｕを構成するセグメントコイルに「ｕ１～ｕ７２」の符号を付して説明する。以下、Ｕ相コイルＣｕについて主に説明するが、前述したように、各相コイルＣｕ，Ｃｖ，Ｃｗは同一のコイル構造を有している。

図７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並列コイル（並列導体）Ｐ１～Ｐ２４によって構成されている。また、それぞれの並列コイルＰ１～Ｐ２４は、互いに並列接続される３つのセグメントコイル（セグメント導体）ｕ１～ｕ３，ｕ４～ｕ６・・によって構成されている。例えば、並列コイルＰ１は３つのセグメントコイルｕ１～ｕ３によって構成され、並列コイルＰ２は３つのセグメントコイルｕ４～ｕ６によって構成され、並列コイルＰ３は３つのセグメントコイルｕ７～ｕ９によって構成される。また、並列コイルＰ２３は３つのセグメントコイルｕ６７～ｕ６９によって構成され、並列コイルＰ２４は３つのセグメントコイルｕ７０～ｕ７２によって構成される。このように構成されるＵ相コイルＣｕの一端部は動力点Ｐｕになり、Ｕ相コイルＣｕの他端部は中性点Ｎｕになる。

同様に、Ｖ相コイルＣｖは、互いに直列接続される複数の並列コイル（並列導体）によって構成されている。このように構成されるＶ相コイルＣｖの一端部は動力点Ｐｖになり、Ｖ相コイルＣｖの他端部は中性点Ｎｖになる。また、Ｗ相コイルＣｗは、互いに直列接続される複数の並列コイル（並列導体）によって構成されている。このように構成されるＷ相コイルＣｗの一端部は動力点Ｐｗになり、Ｗ相コイルＣｗの他端部は中性点Ｎｗになる。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、各相コイルＣｕ，Ｃｖ，ＣｗによってステータコイルＳＣが構成される。

［Ｕ相コイル構造］
図８はＵ相コイルＣｕのコイル構造の一例を示す図であり、図８に記載されたスロット番号は、個々のセグメントコイルｕ１～ｕ７２が跨って収容されるスロットを示している。また、図９および図１０はＵ相コイルＣｕを構成するセグメントコイルｕ１～ｕ７２のスロットＳ１，Ｓ２，Ｓ７，Ｓ８・・に対する収容位置を示す図である。図９にはセグメントコイルｕ１～ｕ３６の収容位置が示されており、図１０にはセグメントコイルｕ３７～ｕ７２の収容位置が示されている。

図９および図１０に示される「動力線側」とは、図１および図５に示されるように、セグメントコイル５０の溶接端部５４，５５が位置する側である。また、図９および図１０に示される「反動力線側」とは、図１および図５に示されるように、動力線側の反対側、つまりセグメントコイル５０のエンド部５３が位置する側である。さらに、図９および図１０に示される「内側」とは、図３に示すように、ステータコア１５の径方向内側であり、図９および図１０に示される「外側」とは、ステータコア１５の径方向外側である。なお、図９および図１０においてハッチングを付した箇所は、セグメントコイルｕ１～ｕ７２の溶接端部が互いに溶接される導体接合部６２である。また、図９および図１０に示される矢印の向きは、動力点Ｐｕから中性点Ｎｕに向かう向きである。

図８に示すように、Ｕ相コイルＣｕは、３つの並列コイル（例えばＰ１～Ｐ３，Ｐ４～Ｐ６，・・）による接続パターンが繰り返されるコイル構造、つまり９つのセグメントコイル（例えばｕ１～ｕ９，ｕ１０～ｕ１８，・・）による接続パターンが繰り返されるコイル構造を有している。以下、図８に符号αで示すように、接続パターンの一単位であるセグメントコイルｕ１～ｕ９の接続パターンについて説明する。

図９に示すように、各スロットには、９本のセグメントコイルが収容されている。まず、セグメントコイルｕ１は、スロットＳ１の１番目の位置（外側の位置）およびスロットＳ４３の６番目の位置に跨って収容されており、セグメントコイルｕ２は、スロットＳ１の２番目の位置およびスロットＳ４３の５番目の位置に跨って収容されており、セグメントコイルｕ３は、スロットＳ１の３番目の位置およびスロットＳ４３の４番目の位置に跨って収容されている。また、セグメントコイルｕ４は、スロットＳ１の７番目の位置およびスロットＳ４３の９番目の位置に跨って収容されており、セグメントコイルｕ５は、スロットＳ１の８番目の位置およびスロットＳ４３の８番目の位置に跨って収容されており、セグメントコイルｕ６は、スロットＳ１の９番目の位置およびスロットＳ４３の７番目の位置に跨って収容されている。さらに、セグメントコイルｕ７は、スロットＳ４３の３番目の位置およびスロットＳ３７の４番目の位置に跨って収容されており、セグメントコイルｕ８は、スロットＳ４３の２番目の位置およびスロットＳ３７の５番目の位置に跨って収容されており、セグメントコイルｕ９は、スロットＳ４３の１番目の位置およびスロットＳ３７の６番目の位置に跨って収容されている。

そして、動力線側におけるスロットＳ１，Ｓ４３の間では、スロットＳ４３から延びるセグメントコイルｕ１～ｕ３と、スロットＳ１から延びるセグメントコイルｕ４～ｕ６とが、導体接合部６２を介して互いに溶接される。また、スロットＳ４３，Ｓ３７の間では、スロットＳ４３から延びるセグメントコイルｕ４～ｕ６と、スロットＳ３７から延びるセグメントコイルｕ７～ｕ９とが、導体接合部６２を介して互いに溶接される。さらに、スロットＳ４３から延びるセグメントコイルｕ７～ｕ９には、導体接合部６２を介して次の接続パターンを構成するセグメントコイルｕ１０～ｕ１２が溶接される。なお、スロットＳ１から延びるセグメントコイルｕ１～ｕ３は、動力点Ｐｕとして動力バスバー２１に溶接される。このような接続パターンを繰り返してセグメントコイルｕ１～ｕ７２を接続することにより、図８～図１０に示すように、セグメントコイルｕ１～ｕ７２によってＵ相コイルＣｕが構成される。

［ステータコイルＳＣの導体接合部］
前述したように、Ｕ相コイルＣｕを構成する並列コイルＰ１～Ｐ２４のそれぞれは、互いに並列接続される３つのセグメントコイルｕ１～ｕ３，ｕ４～ｕ６・・によって構成されている。つまり、ステータコイルＳＣに設けられる導体接合部６２のそれぞれは、６本のセグメントコイル５０の溶接端部５４，５５によって構成されている。ここで、図１１は図９の範囲βを拡大して示した図である。また、図１２は動力線側からステータコイルＳＣの導体接合部６２を示した図である。なお、以下の説明では、個々の導体接合部や溶接端部を区別する観点から、導体接合部には「６２」とは別の符号を付して説明し、溶接端部には「５４，５５」とは別の符号を付して説明する。

図１１に示すように、スロットＳ１，Ｓ４３の間では、スロットＳ１からスロットＳ４３に向けて、セグメントコイルｕ４～ｕ６の溶接端部４ｂ～６ｂが周方向に曲げられており、スロットＳ４３からスロットＳ１に向けて、セグメントコイルｕ１～ｕ３の溶接端部１ｂ～３ｂが周方向に曲げられている。この溶接端部４ｂ～６ｂと溶接端部１ｂ～３ｂとは互いに突き当てられて溶接されており、６本の溶接端部１ｂ～６ｂからなる導体接合部７０が形成されている。

また、スロットＳ４３，Ｓ３７の間では、スロットＳ４３からスロットＳ３７に向けて、セグメントコイルｕ４～ｕ６の溶接端部４ａ～６ａが周方向に曲げられており、スロットＳ３７からスロットＳ４３に向けて、セグメントコイルｕ７～ｕ９の溶接端部７ｃ～９ｃが周方向に曲げられている。この溶接端部４ａ～６ａと溶接端部７ｃ～９ｃとは互いに突き当てられて溶接されており、６本の溶接端部４ａ～６ａ，７ｃ～９ｃからなる導体接合部７１が形成されている。

また、スロットＳ４３，Ｓ３７の間では、スロットＳ４３からスロットＳ３７に向けて、セグメントコイルｕ７～ｕ９の溶接端部７ａ～９ａが周方向に曲げられており、スロットＳ３７からスロットＳ４３に向けて、セグメントコイルｕ１０～ｕ１２の溶接端部１０ｃ～１２ｃが周方向および径方向外側の双方に曲げられている。この溶接端部７ａ～９ａと溶接端部１０ｃ～１２ｃとは互いに突き当てられて溶接されており、６本の溶接端部７ａ～９ａ，１０ｃ～１２ｃからなる導体接合部７２が形成されている。

さらに、スロットＳ３７，Ｓ３１の間では、スロットＳ３７からスロットＳ３１に向けて、セグメントコイルｕ１３～ｕ１５の溶接端部１３ｂ～１５ｂが周方向に曲げられており、スロットＳ３１からスロットＳ３７に向けて、セグメントコイルｕ１０～ｕ１２の溶接端部１０ｂ～１２ｂが周方向に曲げられている。この溶接端部１３ｂ～１５ｂと溶接端部１０ｂ～１２ｂとは互いに突き当てられて溶接されており、６本の溶接端部１０ｂ～１５ｂからなる導体接合部７３が形成されている。

図１１に示すように、スロットＳ１，Ｓ４３の間には、１つの導体接合部７０が設けられており、スロットＳ４３，Ｓ３７の間には、径方向に重なる２つの導体接合部７１，７２が設けられており、スロットＳ３７，Ｓ３１の間には、１つの導体接合部７３が設けられている。また、図１２に示すように、ステータコイル全体では、他の多くの導体接合部６２が設けられている。なお、導体接合部７０はスロットＳ４６の近傍に配置されており、導体接合部７１，７２はスロットＳ４０の近傍に配置されており、導体接合部７３はスロットＳ３４の近傍に配置されている。

そして、図１１および図１２に示すように、径方向に重なる２つの導体接合部７１，７２のうち、ステータコア１５の径方向において外側に位置する導体接合部（外側導体接合部）７２は、その少なくとも一部がコア内周部４０つまり外周仮想面４０ｏよりも径方向の外側に位置している。このように、導体接合部７２の少なくとも一部をコア内周部４０よりも径方向の外側に配置することにより、導体接合部７１に対して導体接合部７２を径方向に逃がすことができる。これにより、各スロットに９本のセグメントコイルが収容される場合であっても、各並列コイルを３本のセグメントコイルによって構成することができる。

例えば、スロットＳ４３を例に挙げると、スロットＳ４３から突出する複数の溶接端部として、ステータコア１５の周方向の一方に曲がる複数の溶接端部（第１溶接端部）４ａ～９ａと、溶接端部４ａ～９ａよりも本数が少なく且つステータコア１５の周方向の他方に曲がる複数の溶接端部（第２溶接端部）１ｂ～３ｂと、がある。そして、溶接端部４ａ～９ａによって構成される複数の導体接合部７１，７２のうち、ステータコア１５の外側に位置する導体接合部（外側導体接合部）７２は、その少なくとも一部がコア内周部４０よりも径方向の外側に位置している。

また、例えば、スロットＳ３７を例に挙げると、スロットＳ３７から突出する複数の溶接端部として、ステータコア１５の周方向の一方に曲がる複数の溶接端部（第１溶接端部）７ｃ～１２ｃと、溶接端部７ｃ～１２ｃよりも本数が少なく且つステータコア１５の周方向の他方に曲がる複数の溶接端部（第２溶接端部）１３ｂ～１５ｂと、がある。そして、溶接端部７ｃ～１２ｃによって構成される複数の導体接合部７１，７２のうち、ステータコア１５の外側に位置する導体接合部（外側導体接合部）７２は、その少なくとも一部がコア内周部４０よりも径方向の外側に位置している。

また、図１１に示すように、導体接合部（外側導体接合部）７２は、複数のスロットのうちの一対のスロットＳ４３，Ｓ３７から突出する複数の溶接端部（第１溶接端部）７ａ～９ａ，１０ｃ～１２ｃによって構成されている。一対のスロットの一方であるスロットＳ４３から突出する溶接端部（第１溶接端部）７ａ～９ａは、ステータコア１５の周方向に曲げられており、一対のスロットの他方であるスロットＳ３７から突出する溶接端部（第１溶接端部）１０ｃ～１２ｃは、ステータコア１５の周方向および径方向外側の双方に曲げられている。

前述したように、導体接合部７２の少なくとも一部をコア内周部４０よりも径方向の外側に配置することにより、各スロットに９本のセグメントコイルが収容される場合であっても、各並列コイルを３本のセグメントコイルによって構成することができる。つまり、スロットＳ１～Ｓ４８の１つに収容されるセグメントコイルの本数（図示する例では９本）を、並列コイルＰ１～Ｐ２４の１つを構成するセグメントコイルの本数（図示する例では３本）により除した値を奇数（図示する例では「３」）に設定することができる。このように、各スロットに収容されるコイル本数を各並列コイルのコイル本数によって除した値、つまり１つの並列コイルが形成するターン数を奇数に設定することができるため、ステータコイルＳＣの設計自由度を高めることができる。

［比較例］
図１３は比較例としてステータコイル１００の接続状況の一部を示した図である。なお、図１３には図１１に示した範囲と同様の範囲が示されている。また、図１３に示したステータコイル１００は、互いに直列接続される複数の並列コイルによって構成されている。それぞれの並列コイルは、互いに並列接続される２つのセグメントコイルによって構成されている。例えば、セグメントコイルｕ１ｘ，ｕ２ｘによって１つの並列コイルが構成されており、セグメントコイルｕ３ｘ，ｕ４ｘによって１つの並列コイルが構成されており、セグメントコイルｕ５ｘ，ｕ６ｘによって１つの並列コイルが構成されている。また、各スロットＳ１，Ｓ４３，Ｓ３７，Ｓ３１には、８本のセグメントコイルが収容されている。

スロットＳ１，Ｓ４３の間では、スロットＳ１からスロットＳ４３に向けて、セグメントコイルｕ３ｘ，ｕ４ｘの溶接端部３ａ，４ａが周方向に曲げられており、スロットＳ４３からスロットＳ１に向けて、セグメントコイルｕ１ｘ，ｕ２ｘの溶接端部１ｂ，２ｂが周方向に曲げられている。この溶接端部３ａ，４ａと溶接端部１ｂ，２ｂとは互いに突き当てられて溶接されており、４本の溶接端部３ａ，４ａ，１ｂ，２ｂからなる導体接合部１０１が形成されている。また、スロットＳ１からスロットＳ４３に向けて、セグメントコイルｕ５ｘ，ｕ６ｘの溶接端部５ａ，６ａは周方向に曲げられており、スロットＳ４３からスロットＳ１に向けて、セグメントコイルｕ３ｘ，ｕ４ｘの溶接端部３ｂ，４ｂは周方向に曲げられている。この溶接端部５ａ，６ａと溶接端部３ｂ，４ｂとは互いに突き当てられて溶接されており、４本の溶接端部５ａ，６ａ，３ｂ，４ｂからなる導体接合部１０２が形成されている。

同様に、スロットＳ４３，Ｓ３７の間では、周方向に曲げられる溶接端部７ｂ，８ｂと溶接端部９ａ，１０ａとが互いに溶接されて導体接合部１０３が形成され、周方向に曲げられる溶接端部５ｂ，６ｂと溶接端部７ａ，８ａとが互いに溶接されて導体接合部１０４が形成されている。また、スロットＳ３７，Ｓ３１の間では、周方向に曲げられる溶接端部１１ａ，１２ａと溶接端部９ｂ，１０ｂとが互いに溶接されて導体接合部１０５が形成され、周方向に曲げられる溶接端部１３ａ，１４ａと溶接端部１１ｂ，１２ｂとが互いに溶接されて導体接合部１０６が形成されている。

図１３に示すように、溶接端部１ｂ，２ｂ・・を周方向にだけ曲げていた場合、つまり溶接端部１ｂ，２ｂ・・を径方向に曲げていない場合には、各スロットＳ１・・に収容されるコイル本数を各並列コイルのコイル本数によって除した値は偶数に限定される。換言すれば、導体接合部１０１～１０６の全てがコア内周部４０の周方向に重なって配置された場合には、各スロットＳ１・・に収容されるコイル本数を各並列コイルのコイル本数によって除した値は偶数に限定される。すなわち、スロットの１つに収容されるセグメントコイルの本数（図示する比較例では８本）を、並列コイルの１つを構成するセグメントコイルの本数（図示する比較例では２本）により除した値が偶数（図示する比較例では「４」）に限定される。このように、比較例のステータコイル１００においては、各スロットに収容されるコイル本数を各並列コイルのコイル本数によって除した値が偶数に限定される。

［他の実施形態］
図１１および図１２に示した例では、導体接合部７２の少なくとも一部をコア内周部４０よりも径方向の外側に配置しているが、これに限られることはなく、導体接合部７２の少なくとも一部をコア内周部４０よりも径方向の内側に配置しても良い。ここで、図１４は他の実施形態を構成するステータコイルＳＣ２を構成するセグメントコイルｕ１～ｕ１８，ｕ３４～ｕ３６の収容位置を示す図である。また、図１５は動力線側からステータコイルＳＣ２の導体接合部６２を示した図である。なお、他の実施形態であるステータ８０のステータコイルＳＣ２は、前述したステータコイルＳＣと同様のコイル構造、つまり図７に示したコイル構造を有している。また、図１４および図１５において、図１１および図１２に示した部材や部位と同様の部材や部位については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図１４に示すように、スロットＳ１，Ｓ４３の間では、スロットＳ１からスロットＳ４３に向けて、セグメントコイルｕ４～ｕ６の溶接端部４ｂ～６ｂが周方向に曲げられており、スロットＳ４３からスロットＳ１に向けて、セグメントコイルｕ１～ｕ３の溶接端部１ｂ～３ｂが周方向に曲げられている。この溶接端部４ｂ～６ｂと溶接端部１ｂ～３ｂとは互いに突き当てられて溶接されており、６本の溶接端部１ｂ～６ｂからなる導体接合部８１が形成されている。

また、スロットＳ４３，Ｓ３７の間では、スロットＳ４３からスロットＳ３７に向けて、セグメントコイルｕ４～ｕ６の溶接端部４ａ～６ａが周方向に曲げられており、スロットＳ３７からスロットＳ４３に向けて、セグメントコイルｕ７～ｕ９の溶接端部７ｃ～９ｃが周方向に曲げられている。この溶接端部４ａ～６ａと溶接端部７ｃ～９ｃとは互いに突き当てられて溶接されており、６本の溶接端部４ａ～６ａ，７ｃ～９ｃからなる導体接合部８２が形成されている。

また、スロットＳ４３，Ｓ３７の間では、スロットＳ４３からスロットＳ３７に向けて、セグメントコイルｕ７～ｕ９の溶接端部７ａ～９ａが周方向に曲げられており、スロットＳ３７からスロットＳ４３に向けて、セグメントコイルｕ１０～ｕ１２の溶接端部１０ｃ～１２ｃが周方向および径方向内側の双方に曲げられている。この溶接端部７ａ～９ａと溶接端部１０ｃ～１２ｃとは互いに突き当てられて溶接されており、６本の溶接端部７ａ～９ａ，１０ｃ～１２ｃからなる導体接合部８３が形成されている。

さらに、スロットＳ３７，Ｓ３１の間では、スロットＳ３７からスロットＳ３１に向けて、セグメントコイルｕ１３～ｕ１５の溶接端部１３ｂ～１５ｂが周方向に曲げられており、スロットＳ３１からスロットＳ３７に向けて、セグメントコイルｕ１０～ｕ１２の溶接端部１０ｂ～１２ｂが周方向に曲げられている。この溶接端部１３ｂ～１５ｂと溶接端部１０ｂ～１２ｂとは互いに突き当てられて溶接されており、６本の溶接端部１０ｂ～１５ｂからなる導体接合部８４が形成されている。

図１４に示すように、スロットＳ１，Ｓ４３の間には、１つの導体接合部８１が設けられており、スロットＳ４３，Ｓ３７の間には、径方向に重なる２つの導体接合部８２，８３が設けられており、スロットＳ３７，Ｓ３１の間には、１つの導体接合部８４が設けられている。また、図１５に示すように、ステータコイル全体では、他の多くの導体接合部６２が設けられている。なお、導体接合部８１はスロットＳ４６の近傍に配置されており、導体接合部８２，８３はスロットＳ４０の近傍に配置されており、導体接合部８４はスロットＳ３４の近傍に配置されている。

そして、図１４および図１５に示すように、径方向に重なる２つの導体接合部８２，８３のうち、ステータコア１５の径方向において内側に位置する導体接合部（内側導体接合部）８３は、その少なくとも一部がコア内周部４０つまり内周仮想面４０ｉよりも径方向の内側に位置している。このように、導体接合部８３の少なくとも一部をコア内周部４０よりも径方向の内側に配置することにより、導体接合部８２に対して導体接合部８３を径方向に逃がすことができる。これにより、各スロットに９本のセグメントコイルが収容される場合であっても、各並列コイルを３本のセグメントコイルによって構成することができる。

例えば、スロットＳ４３を例に挙げると、スロットＳ４３から突出する複数の溶接端部として、ステータコア１５の周方向の一方に曲がる複数の溶接端部（第１溶接端部）４ａ～９ａと、溶接端部４ａ～９ａよりも本数が少なく且つステータコア１５の周方向の他方に曲がる複数の溶接端部（第２溶接端部）１ｂ～３ｂと、がある。そして、溶接端部４ａ～９ａによって構成される複数の導体接合部８２，８３のうち、ステータコア１５の内側に位置する導体接合部（内側導体接合部）８３は、その少なくとも一部がコア内周部４０よりも径方向の内側に位置している。

また、例えば、スロットＳ３７を例に挙げると、スロットＳ３７から突出する複数の溶接端部として、ステータコア１５の周方向の一方に曲がる複数の溶接端部（第１溶接端部）７ｃ～１２ｃと、溶接端部７ｃ～１２ｃよりも本数が少なく且つステータコア１５の周方向の他方に曲がる複数の溶接端部（第２溶接端部）１３ｂ～１５ｂと、がある。そして、溶接端部７ｃ～１２ｃによって構成される複数の導体接合部８２，８３のうち、ステータコア１５の内側に位置する導体接合部（内側導体接合部）８３は、その少なくとも一部がコア内周部４０よりも径方向の内側に位置している。

また、図１４に示すように、導体接合部（内側導体接合部）８３は、複数のスロットのうちの一対のスロットＳ４３，Ｓ３７から突出する複数の溶接端部（第１溶接端部）７ａ～９ａ，１０ｃ～１２ｃによって構成されている。一対のスロットの一方であるスロットＳ４３から突出する溶接端部（第１溶接端部）７ａ～９ａは、ステータコア１５の周方向に曲げられており、一対のスロットの他方であるスロットＳ３７から突出する溶接端部（第１溶接端部）１０ｃ～１２ｃは、ステータコア１５の周方向および径方向内側の双方に曲げられている。

前述したように、導体接合部８３の少なくとも一部をコア内周部４０よりも径方向の内側に配置することにより、各スロットに９本のセグメントコイルが収容される場合であっても、各並列コイルを３本のセグメントコイルによって構成することができる。つまり、スロットＳ１～Ｓ４８の１つに収容されるセグメントコイルの本数（図示する例では９本）を、並列コイルＰ１～Ｐ２４の１つを構成するセグメントコイルの本数（図示する例では３本）により除した値を奇数（図示する例では「３」）に設定することができる。このように、各スロットに収容されるコイル本数を各並列コイルのコイル本数によって除した値、つまり１つの並列コイルが形成するターン数を奇数に設定することができるため、ステータコイルＳＣ２の設計自由度を高めることができる。

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。図示する例では、１つのスロットに９本のセグメントコイルを収容し、１つの並列コイルを３本のセグメントコイルによって構成しているが、これに限られることはない。例えば、１つのスロットに６本のセグメントコイルを収容し、１つの並列コイルを２本のセグメントコイルによって構成しても良い。また、１つのスロットに１２本のセグメントコイルを収容し、１つの並列コイルを４本のセグメントコイルによって構成しても良い。さらに、１つのスロットに１５本のセグメントコイルを収容し、１つの並列コイルを５本のセグメントコイルによって構成しても良い。これらの場合には、スロットの１つに収容されるセグメントコイルの本数を、並列コイルの１つを構成するセグメントコイルの本数によって除した値が、奇数の「３」になる。

また、例えば、１つのスロットに１５本のセグメントコイルを収容し、１つの並列コイルを３本のセグメントコイルによって構成しても良い。この場合には、スロットの１つに収容されるセグメントコイルの本数を、並列コイルの１つを構成するセグメントコイルの本数によって除した値が、奇数の「５」になる。さらに、スロットの１つに収容されるセグメントコイルの本数を、並列コイルの１つを構成するセグメントコイルの本数によって除した値が、奇数である「７」や「９」等に設定されるように、スロットの１つに収容されるセグメントコイルの本数や、並列コイルの１つを構成するセグメントコイルの本数を変更しても良い。

図１１に示した例では、導体接合部７２の少なくとも一部をコア内周部４０よりも径方向の外側に配置しているが、これに限られることはなく、導体接合部７２の全部をコア内周部４０よりも径方向の外側に配置しても良い。また、導体接合部７２を構成する溶接端部７ａ～９ａと溶接端部１０ｃ～１２ｃとの双方を、ステータコア１５の周方向および径方向外側に曲げても良い。

図１４に示した例では、導体接合部８３の少なくとも一部をコア内周部４０よりも径方向の内側に配置しているが、これに限られることはなく、導体接合部８３の全部をコア内周部４０よりも径方向の内側に配置しても良い。また、導体接合部８３を構成する溶接端部７ａ～９ａと溶接端部１０ｃ～１２ｃとの双方を、ステータコア１５の周方向および径方向内側に曲げても良い。

１０ ステータ
１１ 回転電機
１５ ステータコア（固定子コア）
４０ コア内周部
５０ セグメントコイル（セグメント導体）
５４ 溶接端部
５５ 溶接端部
６２ 導体接合部
７０ 導体接合部
７１ 導体接合部
７２ 導体接合部（外側導体接合部）
７３ 導体接合部
８０ ステータ
８１ 導体接合部
８２ 導体接合部
８３ 導体接合部（内側導体接合部）
８４ 導体接合部
４ａ～９ａ 溶接端部（第１溶接端部）
１ｂ～３ｂ 溶接端部（第２溶接端部）
７ｃ～１２ｃ 溶接端部（第１溶接端部）
１３ｂ～１５ｂ 溶接端部（第２溶接端部）
ＳＣ ステータコイル（固定子巻線）
ＳＣ２ ステータコイル（固定子巻線）
Ｃｕ Ｕ相コイル（相巻線）
Ｃｖ Ｖ相コイル（相巻線）
Ｃｗ Ｗ相コイル（相巻線）
Ｐ１～Ｐ２４ 並列コイル（並列導体）
ｕ１～ｕ７２ セグメントコイル（セグメント導体）
Ｓ１～Ｓ４３ スロット

Claims (5)

1. 回転電機に設けられるステータであって、
   複数のスロットが形成されるコア内周部を備えた円筒形状の固定子コアと、
   前記スロットに収容される複数のセグメント導体からなる相巻線を備えた固定子巻線と、
   を有し、
   前記相巻線は、互いに直列接続される複数の並列導体を備え、
   前記並列導体は、互いに並列接続される複数の前記セグメント導体を備え、
   前記セグメント導体は、前記スロットから突出して前記固定子コアの周方向に曲げられ且つ他のセグメント導体に溶接されて導体接合部を構成する溶接端部を備え、
   前記スロットの１つから突出する複数の前記溶接端部として、前記固定子コアの周方向の一方に曲がる複数の第１溶接端部と、前記第１溶接端部よりも本数が少なく且つ前記固定子コアの周方向の他方に曲がる複数の第２溶接端部と、があり、
   前記第１溶接端部によって構成される複数の前記導体接合部のうち、前記固定子コアの径方向において外側に位置する外側導体接合部は、その少なくとも一部が前記コア内周部よりも径方向の外側に位置しており、
   前記スロットの１つに収容される前記セグメント導体の本数を、前記並列導体の１つを構成する前記セグメント導体の本数によって除した値は奇数である、
   ステータ。
2. 請求項１に記載のステータにおいて、
   前記外側導体接合部は、複数の前記スロットのうちの一対から突出する複数の前記第１溶接端部によって構成され、
   前記一対のスロットの一方から突出する前記第１溶接端部は、前記固定子コアの周方向に曲げられ、
   前記一対のスロットの他方から突出する前記第１溶接端部は、前記固定子コアの周方向および径方向外側の双方に曲げられる、
   ステータ。
3. 回転電機に設けられるステータであって、
   複数のスロットが形成されるコア内周部を備えた円筒形状の固定子コアと、
   前記スロットに収容される複数のセグメント導体からなる相巻線を備えた固定子巻線と、
   を有し、
   前記相巻線は、互いに直列接続される複数の並列導体を備え、
   前記並列導体は、互いに並列接続される複数の前記セグメント導体を備え、
   前記セグメント導体は、前記スロットから突出して前記固定子コアの周方向に曲げられ且つ他のセグメント導体に溶接されて導体接合部を構成する溶接端部を備え、
   前記スロットの１つから突出する複数の前記溶接端部として、前記固定子コアの周方向の一方に曲がる複数の第１溶接端部と、前記第１溶接端部よりも本数が少なく且つ前記固定子コアの周方向の他方に曲がる複数の第２溶接端部と、があり、
   前記第１溶接端部によって構成される複数の前記導体接合部のうち、前記固定子コアの径方向において内側に位置する内側導体接合部は、その少なくとも一部が前記コア内周部よりも径方向の内側に位置しており、
   前記スロットの１つに収容される前記セグメント導体の本数を、前記並列導体の１つを構成する前記セグメント導体の本数によって除した値は奇数である、
   ステータ。
4. 請求項３に記載のステータにおいて、
   前記内側導体接合部は、複数の前記スロットのうちの一対から突出する複数の前記第１溶接端部によって構成され、
   前記一対のスロットの一方から突出する前記第１溶接端部は、前記固定子コアの周方向に曲げられ、
   前記一対のスロットの他方から突出する前記第１溶接端部は、前記固定子コアの周方向および径方向内側の双方に曲げられる、
   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、
   前記並列導体の１つを構成する前記セグメント導体の本数は３本であり、
   前記スロットの１つに収容される前記セグメント導体の本数は９本である、
   ステータ。

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