WO2014157621A1

WO2014157621A1 - ステータの構造

Info

Publication number: WO2014157621A1
Application number: PCT/JP2014/059130
Authority: WO
Inventors: 橋本　伸吾; 正樹斉藤
Original assignee: アイシン・エィ・ダブリュ株式会社
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2014-03-28
Publication date: 2014-10-02
Also published as: US20150372551A1

Abstract

　本発明は、ステータの構造に係り、性能低下を招くことなく軸方向の全長を短縮させるために、ヨークとティースとスロットとを有するステータコアと、ステータコアに対して周方向に複数配設され、断面が矩形状に形成された平角導線により構成された、２つのスロット部とコイルエンド部とを有するステータコイルと、を備えるステータの構造において、各ステータコイルのコイルエンド部は、軸方向に延びるスロット部に対して径方向のヨーク側に向けて傾斜すると共に、一のステータコイルの一端部と他のステータコイルの他端部との接合は、傾斜するコイルエンド部に対して径方向のヨーク側とは反対側の位置、かつ、ステータコアの軸方向端面からの軸方向距離が、傾斜するコイルエンド部が傾斜していないものとした場合におけるステータコアの軸方向端面からコイルエンド部の頂点までの軸方向距離よりも短い位置で行われる。

Description

ステータの構造

　本発明は、ステータの構造に係り、特に、ステータコアに対して周方向に複数配設され、断面が矩形状に形成された平角導線により構成された、互いに異なるスロットに収容される２つのスロット部と、ステータコアの軸方向端面から軸方向外側に向けて突出して２つのスロット部同士を繋ぐコイルエンド部と、を有するステータコイル同士を接合するうえで好適なステータの構造に関する。

　従来、ステータコアと、ステータコイルと、を備えるステータが知られている（例えば、特許文献１参照）。このステータにおいて、ステータコアは、環状に形成されるヨークと、ヨークの径方向内側面から径方向内側に向けて突出する複数のティースと、周方向に隣り合う２つのティースの間ごとに形成されるスロットと、を有している。また、ステータコイルは、ステータコアに対して周方向に複数配設されている。各ステータコイルは、互いに異なるスロットに収容される２つのスロット部と、ステータコアの軸方向両側端面から軸方向外側に向けて突出する２つのコイルエンド部と、を有している。各コイルエンド部は、両側２つのスロット部同士を繋いでいる。

　上記した特許文献１記載のステータにおいて、各ステータコイルは、側方から見てスロット部及びコイルエンド部が共に軸方向に略直線状に延びるように形成されている。各ステータコイルの両端部は共に、軸方向に延びる直線部から屈曲して径方向外側に向けて延びている。また、各ステータコイルの両端部はそれぞれ、周方向に存在する他のステータコイルの端部と接合されている。このステータコイルの端部同士の接合は、ステータコイルの径方向外側端から径方向外側に離れた位置で行われている（図３など参照）。

特開２０１２－１２５０４３号公報

　しかしながら、上記した特許文献１記載のステータにおいては、各ステータコイルが、側方から見てスロット部及びコイルエンド部が共に軸方向に略直線状に延びるように形成されている。このため、ステータの軸方向の全長が比較的大きくなるので、ステータを収容できる空間に制約がある場合、搭載が不能となる可能性がある。一方、ステータの軸方向の全長を短くするうえでは、ステータコアの軸方向の全長を短くすることが考えられるが、これでは、ステータにおいて所望の磁界を発生させることが困難となり、ステータ性能の低下が招来する可能性がある。

　本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、性能低下を招くことなく軸方向の全長を短縮させることが可能なステータの構造を提供することを目的とする。

　本発明の一態様は、環状に形成されるヨーク（２０）と、該ヨーク（２０）の径方向側面から径方向に向けて突出する複数のティース（２２）と、周方向に隣り合う２つの前記ティース（２２）の間ごとに形成されるスロット（２４）と、を有するステータコア（１２）と、前記ステータコア（１２）に対して周方向に複数配設され、断面が矩形状に形成された平角導線により構成された、互いに異なる前記スロット（２４）に収容される２つのスロット部（３０，３２）と、前記ステータコア（１２）の軸方向端面から軸方向外側に向けて突出して前記２つのスロット部（３０，３２）同士を繋ぐコイルエンド部（３４，３６）と、を有するステータコイル（１４）と、を備えるステータ（１０）の構造であって、各ステータコイル（１４）の前記コイルエンド部（３４，３６）は、軸方向に延びる前記スロット部（３０，３２）に対して径方向の前記ヨーク（２０）側に向けて傾斜すると共に、一の前記ステータコイル（１４）の一端部と他の前記ステータコイル（１４）の他端部との接合は、傾斜する前記コイルエンド部（３４）に対して径方向の前記ヨーク（２０）側とは反対側の位置、かつ、前記ステータコア（１２）の軸方向端面からの軸方向距離が、傾斜する前記コイルエンド部（３４）が傾斜していないものとした場合における前記ステータコア（１２）の軸方向端面から該コイルエンド部（３４）の頂点までの軸方向距離よりも短い位置で行われるステータ（１０）の構造である。

　本発明によれば、性能低下を招くことなく軸方向の全長を短縮させることができる。

本発明の一実施例であるステータの斜視図である。本実施例のステータの構成図である。本実施例のステータが備える各ステータコイルの斜視図である。本実施例のステータコアに一部のステータコイルが組み付けられた状態を表した図である。本実施例のステータコアにすべてのステータコイルが組み付けられた状態を表した図である。本実施例のステータの要部を表した図である。本実施例のステータの要部の位置関係を表した図である。本発明の変形例であるステータに一部のステータコイルが組み付けられた状態を表した図である。本変形例のステータにすべてのステータコイルが組み付けられた状態を表した図である。本変形例のステータの要部を表した図である。

　以下、図面を用いて、本発明に係るステータの構造の具体的な実施の形態について説明する。

　図１は、本発明の一実施例であるステータの斜視図を示す。図２は、本実施例のステータの構成図を示す。尚、図２（Ａ）には上面図及び下面図が左右半分ずつ示され、また、図２（Ｂ）には側面図及び断面図が左右半分ずつ示されている。図３は、本実施例のステータが備える各ステータコイルの斜視図を示す。図４は、本実施例のステータコアに一部のステータコイルが組み付けられた状態を表した図を示す。図５は、本実施例のステータコアにすべてのステータコイルが組み付けられた状態を表した図を示す。尚、図４（Ａ）及び図５（Ａ）には斜視図を、図４（Ｂ）及び図５（Ｂ）には要部の拡大斜視図を、また、図４（Ｃ）及び図５（Ｃ）には上面図、側面図、及び下面図を、それぞれ示す。図６は、本実施例のステータの要部を表した図を示す。尚、図６（Ａ）には要部断面図を、また、図６（Ｂ）には図６（Ａ）に要部断面が表されたステータの斜視図を、それぞれ示す。更に、図７は、本実施例のステータの要部の位置関係を表した図を示す。尚、図７には要部断面図を示す。

　本実施例において、ステータ１０は、例えば三相交流モータなどの回転電機に用いられる固定子である。ステータ１０は、回転子であるロータに対して径方向外側に所定のエアギャップを介して配置されており、通電によってロータを回転させる磁界を発生する。ステータ１０は、ステータコア１２と、ステータコイル１４と、を備えている。

　ステータコア１２は、中空円筒状に形成された部材である。尚、ステータコア１２は、絶縁コーティングされた複数の電磁鋼板を軸方向に積層して形成されていてもよい。また、ステータコア１２の径方向外側面には、絶縁コーティングされた軟磁性体粉末を圧縮成型した材料で形成された円筒状のヨーク１６が取り付けられてもよい。

　ステータコア１２は、円環状に形成されるヨーク２０と、ヨーク２０の径方向内側面から径方向内側（軸中心側）に向けて突出するティース２２と、を有している。ティース２２は、ヨーク２０の径方向内側面において周方向に複数（例えば、９６個）設けられており、周方向に沿って等間隔で設けられている。また、ステータコア１２は、周方向に隣り合う２つのティース２２の間に形成されるスロット２４を有している。スロット２４は、周方向に隣り合う２つのティース２２の間ごとに設けられる。

　各ティース１８にはそれぞれ、上記のステータコイル１４が巻回される。ステータコイル１４は、ステータコア１２に対してその径方向内側において周方向に複数（例えば、９６個）配設される。ステータコイル１４は、周方向に複数配設されることによりコイルアッシー２６を構成する。コイルアッシー２６は、複数のステータコイル１４が周方向に並んで配置されることにより円環状に形成される。コイルアッシー２６は、複数のステータコイル１４を収容するスロット２４を周方向に一つずつずらしながら配置すると共に、一スロット２４ごとに周方向に所定距離離れて存在する２つのステータコイル１４を各ステータコイル１４の導線が周回する積層方向（すなわち径方向）に重ねることにより構成される。

　尚、各ステータコイル１４はそれぞれ、ステータ１０が例えば三相交流モータに適用される場合は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、及びＷ相コイルの何れかを構成する。この場合、ステータコイル１４であるＵ相コイル、Ｖ相コイル、及びＷ相コイルは、周方向にその順でティース２２に巻回される。

　ステータコア１２は、周方向に分割される複数（例えば、４８個）の分割コア２８からなる。すなわち、ステータコア１２は、周方向に複数の分割コア２８に分割されている。すべての分割コア２８は、互いに同じ形状を有しており、具体的には、互いに同じ周方向角度分のヨーク２０と、２つのティース２２と、を含む形状を有している。各分割コア２８にはそれぞれ、ステータコア１２とステータコイル１４との絶縁性を確保する絶縁部材が取り付けられている。

　絶縁部材付きの分割コア２８は、２つのティース２２の間のスロット２４にコイルアッシー２６の有するステータコイル１４が配置されるように、コイルアッシー２６に対して径方向外側から挿入される。そして、すべての分割コア２８がコイルアッシー２６に対して組み付けられると、ステータコア１２とステータコイル１４とが組み付けられたステータ１０が構成される。

　ステータコイル１４は、断面が矩形状（具体的には、長方形）に形成された平角導線により構成されている。平角導線は、導電性の高い例えば銅やアルミニウム等の金属により構成されていればよく、また、平角導線の角部はＲ加工されていてもよい。ステータ１０の周方向において複数配設される各ステータコイル１４はそれぞれ、所定複数巻数（例えば５周）だけ周回された平角導線が曲げ加工されることにより成形される同芯巻コイルである。

　各ステータコイル１４は、まず、一本の直線状に形成された素線としての平角導線が巻線治具に巻き付けられることにより所定複数巻数だけ周回されつつ略楕円形状に形成され、その後に、成形装置を用いて曲げ加工されることにより、図３に示す如く、所定複数巻数だけ周回されつつ略六角形状に形成される。

　各ステータコイル１４は、スロット部３０，３２と、コイルエンド部３４，３６と、を有している。スロット部３０，３２は、ステータコア１２に形成されるスロット２４内に収容される部位である。また、コイルエンド部３４，３６は、ステータコア１２の軸方向両端部から軸方向外側に向けて突出する部位である。２つのスロット部３０，３２はそれぞれ、周方向に所定距離離れた互いに異なるスロット２４を軸方向に貫くようにそれぞれ略直線状に延びている。２つのコイルエンド部３４，３６はそれぞれ、ステータコア１２の軸方向端面の軸方向外側において周方向２つのスロット部３０，３２同士を繋ぐように湾曲している。

　各ステータコイル１４の両端部は、他のステータコイル１４や端子と接続するために、ステータコア１２の軸方向両端面のうち一方の同じ軸方向端面から軸方向外側に向けて突出している。また、コイルアッシー２６を構成するすべてのステータコイル１４の両端部は、ステータコア１２の軸方向両端面のうち一方の同じ軸方向端面から軸方向外側に向けて突出している。以下、ステータコイル１４の両端部が突出する側を軸方向リード側と、また、軸方向リード側とは反対側を軸方向反リード側と、それぞれ称す。

　コイルエンド部３４は軸方向リード側に、また、コイルエンド部３６は軸方向反リード側に、それぞれ設けられる。以下、コイルエンド部３４をリード側コイルエンド部３４と、また、コイルエンド部３６を反リード側コイルエンド部３６と、それぞれ称す。更に、スロット部３０は周方向一方側に、また、スロット部３２は周方向他方側に、それぞれ設けられる。以下、スロット部３０を一方側スロット部３０と、また、スロット部３２を他方側スロット部３２と、それぞれ称す。

　各ステータコイル１４のスロット部３０，３２同士は、周方向に所定角度分だけ離間している。また、ステータコイル１４は、平角導線の断面短辺方向に複数本の平角導線が積層されるようにかつその積層方向に並んだ各段の平角導線同士が平行に並ぶように構成されている。各ステータコイル１４は、積層方向に隣り合う段の平角導線同士の間に所定の隙間が形成されるように構成されている。

　ステータコイル１４は、スロット部３０，３２間の距離が積層方向位置に応じて変化するように、すなわち、各スロット部３０，３２における積層方向各段の平角導線が積層方向に直交する方向に位置ズレながらその積層方向に並ぶように、断面台形状に形成されている。このステータコイル１４の断面台形状の形成は、ステータコイル１４のスロット部３０，３２をそれぞれ円環状のステータコア１２において周方向に並んだスロット２４に適切に収容するために行われる。ステータコイル１４は、スロット部３０，３２それぞれにおける平角導線の積層方向がステータコア１２の径方向に一致するようにステータコア１２に組み付けられる。

　上記したステータコイル１４において、平角導線の周回巻数が例えば“５”であるとき、一方側スロット部３０、他方側スロット部３２、及び反リード側コイルエンド部３６、ではそれぞれ導線の積層数が５段となる一方、リード側コイルエンド部３４では導線の積層数が４段となる。

　ステータコイル１４のコイルエンド部３４，３６はそれぞれ、複数の相異なる非直線形状に形成される。具体的には、コイルエンド部３４，３６はそれぞれ、３種類の非直線形状に形成されるものであって、ステータコア１２の径方向に向けて階段状に屈曲するクランク状に成形され（クランク成形）、円環状のステータコア１２の円弧に合わせて湾曲する円弧状に成形されると共に（円弧成形）、平角導線の断面長手方向に屈曲する屈曲状に成形される（エッジワイズ成形）。

　クランク成形及び円弧成形は、平角導線の積層方向に向けた径方向での曲げ加工であり、また、エッジワイズ成形は、平角導線の積層方向に直交する直交方向に向けた曲げ加工である。クランク成形は、積層方向各段の平角導線間のレーン変更のためにコイルエンド部３４，３６の頂部で行われる曲げ加工である。円弧成形は、ステータコイル１４をスロット２４内に効率的に収容するために行われる曲げ加工である。また、エッジワイズ成形は、コイルアッシー２６が構成される際に複数のステータコイル１４を効率的に配置するために行われる曲げ加工である。

　次に、本実施例のステータ１０の特徴的な構造について説明する。

　本実施例において、各ステータコイル１４のコイルエンド部３４，３６は、成形完了後かつ組み付け完了後、軸方向に延びるスロット部３０，３２から径方向外側に向けて屈曲して延びるように形成されている。すなわち、コイルエンド部３４は、軸方向に略直線状に延びるスロット部３０，３２に対して径方向外側（すなわち、径方向のヨーク２０側）に向けて傾斜している。また、コイルエンド部３６は、軸方向に略直線状に延びるスロット部３０，３２に対して径方向外側（すなわち、径方向のヨーク２０側）に向けて傾斜している。この場合、コイルエンド部３４，３６の頂部は、最も径方向外側に位置する。

　コイルエンド部３４，３６の上記の如き傾斜は、コイルアッシー２６を構成するすべてのステータコイル１４において行われる。また、この傾斜は、各スロット２４で２つのステータコイル１４が重なり合うのに必要なコイルの軸方向長さが確保される範囲内で行われる。コイルエンド部３４，３６が上記の如く傾斜すると、その傾斜分だけ、スロット部３０，３２の軸方向外側かつその傾斜したコイルエンド部３４，３６の径方向内側に空間４０，４２が形成される。これらの空間４０，４２はそれぞれ、ステータコア１２の軸方向外側の径方向最内側に円錐状かつ円環状に形成される。

　ステータコイル１４の両端部は、上記の如く、ステータコア１２の、軸方向リード側の軸方向端面から軸方向外側に向けて突出している。ステータコイル１４の一端部は、一方側スロット部３０に接続する側に設けられ、径方向最内側でステータコア１２の、軸方向リード側の軸方向端面から軸方向外側に向けて突出する。また、ステータコイル１４の他端部は、他方側スロット部３２に接続する側に設けられ、径方向最外側でステータコア１２の、軸方向リード側の軸方向端面から軸方向外側に向けて突出する。

　ステータコイル１４の一端部は、一方側スロット部３０の径方向最内側（すなわち、径方向の、上記空間４０が形成される側）の位置でステータコア１２の、軸方向リード側の軸方向端面から軸方向外側に向けて突出した後、屈曲して周方向一方側に向けて延びている。そして、ステータコイル１４の一端部は、周方向一方側に向けて延びた後、径方向外側（すなわち、径方向の、コイルエンド部３４，３６が傾斜するヨーク２０側）に向けて屈曲して延びている。以下、ステータコイル１４の一端部を第１バスバー部４４と称す。

　また、ステータコイル１４の他端部は、他方側スロット部３２の径方向最外側（すなわち、径方向の、コイルエンド部３４，３６が傾斜するヨーク２０側）の位置でステータコア１２の、軸方向リード側の軸方向端面から軸方向外側に向けて突出した後、屈曲して周方向他方側に向けて延びている。そして、ステータコイル１４の他端部は、周方向他方側に向けて延びた後、径方向内側（軸中心側、すなわち、径方向の、コイルエンド部３４，３６が傾斜するヨーク２０側とは反対側）に向けて屈曲して延びている。以下、ステータコイル１４の他端部を第２バスバー部４６と称す。この第２バスバー部４６は、その先端が他のステータコイル１４のリード側コイルエンド部３４の軸方向外側でそのリード側コイルエンド部３４を跨いで径方向内側に向けて延びるように形成される。

　各ステータコイル１４は、第１バスバー部４４が、周方向一方側に存在する他のステータコイル１４の第２バスバー部４６に接合され、かつ、第２バスバー部４６が、周方向他方側に存在する他のステータコイル１４の第１バスバー部４４に接合されるように組み付けられる。尚、ステータコイル１４ごとの、両端部それぞれと他のステータコイル１４の端部との接合は、溶接や接着剤等により行われるものとすればよい。コイルアッシー２６を構成するすべてのステータコイル１４の組み付けが完了すると、そのコイルアッシー２６が構成される。

　ステータ１０が例えば三相交流モータに適用される場合、２つのステータコイル１４の端部の接合は、相ごとに同相のステータコイル１４が直列接続されると共に、その直列接続された各相それぞれの一方の端に位置するステータコイル１４の一端部が相間で互いに接続され、かつ、その直列接続された各相それぞれの他方の端に位置するステータコイル１４の他端部がそれぞれ各相に対応する外部接続端子に接続されるように行われる。

　ステータコイル１４は、その第１バスバー部４４の先端側が径方向外側に向けて延び、かつ、その第２バスバー部４６の先端側が他のステータコイル１４のリード側コイルエンド部３４の軸方向外側でそのリード側コイルエンド部３４を跨いで径方向内側に向けて延びるように形成されている。２つのステータコイル１４の端部の接合は、一方のステータコイル１４の第１バスバー部４４の先端側と他方のステータコイル１４の第２バスバー部４６の先端側との接合により実現され、ステータコア１２の径方向内側端（具体的には、ティース２２の先端）と径方向外側端（具体的には、ヨーク２０の径方向外側端）との間において行われる。

　具体的には、第１及び第２バスバー部４４，４６はそれぞれ、径方向外側に向けて延びる第１バスバー部４４の先端が、径方向内側に向けて延びる第２バスバー部４６の先端よりもステータコア１２の軸方向端面寄りに位置するように形成される。２つのステータコイル１４の端部同士は、一方のステータコイル１４の第１バスバー部４４の先端部の軸方向外側に向く面と他方のステータコイル１４の第２バスバー部４６の先端部の軸方向内側に向く面とが接触された状態で接合される。そして、このステータコイル１４の端部同士の接合は、ステータコア１２の軸方向外側の径方向最内側にリード側コイルエンド部３４の傾斜により形成される上記の空間４０近傍にて行われる。尚、この接合は、空間４０内で行われることが望ましい。

　すなわち、図６及び図７に示す如く、ステータコイル１４の一端部と他のステータコイル１４の他端部との接合は、軸方向に略直線状に延びるスロット部３０，３２に対して径方向のヨーク２０側に向けて傾斜するコイルエンド部３４に対して径方向のヨーク２０側とは反対側の位置Ｇで行われる。この接合の位置Ｇは、ステータコア１２の軸方向端面からの軸方向距離Ｌが、その傾斜するコイルエンド部３４の傾斜部分の側面視上の長さ、すなわち、その傾斜するコイルエンド部３４が傾斜していないものとした場合におけるステータコア１２の軸方向端面からそのコイルエンド部３４の頂点までの軸方向距離Ｌ０よりも短い位置である。

　このようなステータ１０の構造においては、ステータコイル１４のリード側コイルエンド部３４及び反リード側コイルエンド部３６が、軸方向に略直線状に延びるスロット部３０，３２に対して径方向外側に向けて傾斜している。この場合、ステータ１０に組み付けられるステータコイル１４の軸方向の寸法が、コイルエンド部３４，３６の傾斜分だけ短くなる。このため、本実施例によれば、ステータ１０の軸方向の全長を短縮させることができる。

　尚、ステータコア１２のスロット２４にスロット部３０，３２が収容されるステータコイル１４の径方向外側には、ステータコア１２のヨーク２０が位置する。このため、ステータコイル１４のコイルエンド部３４，３６が上記の如くスロット部３０，３２に対して径方向外側に向けて傾斜する構造であっても、そのステータコイル１４の傾斜する部位の先端（すなわちコイルエンド部３４，３６の頂部）の径方向位置を、ステータコア１２（具体的には、ヨーク２０）の径方向外側面の径方向位置よりも径方向内側の位置に収めることは可能であり、そのステータコイル１４の傾斜する部位の先端を、ステータコア１２の径方向外側面の径方向位置から径方向外側へ突出させないことは可能である。

　従って、本実施例によれば、ステータ１０の径方向の大きさを拡大させることなくその軸方向の全長を短縮させることが可能である。このため、ステータ１０のコンパクト化を図ることができ、ステータ１０を収容できる空間として様々な空間に対応することができる。

　また、本実施例においては、ステータ１０の軸方向の全長を短縮するうえで、ステータコア１２自体の全長の変更は不要である。この場合、ステータ１０においてステータコイル１４への通電により所望の磁界を発生させることが可能である。従って、本実施例のステータ１０の構造によれば、ステータ性能を低下させることなく軸方向全長を短縮させることができる。

　また、本実施例においては、各ステータコイル１４のコイルエンド部３４，３６の傾斜がスロット部３０，３２に対して径方向のヨーク２０側に向けて行われる。かかる構造においては、コイルエンド部３４，３６の径方向への傾斜に伴ってステータコイル１４とロータとの干渉が生ずるのを回避することができると共に、ステータ１０へのロータの組み付けをステータコア１２の軸方向何れの側からでも行うことができる。また、２つのステータコイル１４の端部同士を接合するうえではあまり大きなスペースを用意することは不要であるので、コイルエンド部３４，３６の傾斜による空間４０，４２がロータ側の径方向に形成されても、ロータの組み付け性が損なわれるのを回避することができる。

　更に、本実施例においては、２つのステータコイル１４の端部同士の接合が、ステータコア１２の軸方向外側の径方向最内側にリード側コイルエンド部３４の傾斜により形成される空間４０近傍にて行われる。すなわち、この接合は、傾斜するコイルエンド部３４に対して径方向のヨーク２０側とは反対側の位置Ｇ、かつ、ステータコア１２の軸方向端面からの軸方向距離Ｌが、その傾斜するコイルエンド部３４が傾斜していないものとした場合におけるステータコア１２の軸方向端面からそのコイルエンド部３４の頂点までの軸方向距離Ｌ０よりも短い位置Ｇで行われる。

　尚、傾斜するコイルエンド部３４が傾斜していないものとした場合におけるステータコア１２の軸方向端面からそのコイルエンド部３４の頂点までの軸方向距離Ｌ０は、コイルエンド部３４の傾斜した部分における側方から見た際の長さに略等しく、詳細には、コイルエンド部３４の傾斜した部分における側方から見た際の長さと、ステータコア１２の軸方向端面からコイルエンド部３４が傾斜する部位までの長さと、を足し合わせた長さに等しい。

　この点、２つのステータコイル１４の端部同士を接合するうえで、ステータコイル１４のリード側コイルエンド部３４の傾斜により形成される空間４０が有効活用される。従って、本実施例によれば、２つのステータコイル１４の端部同士の接合、すなわち、一のステータコイル１４の一端部と他のステータコイル１４の他端部との接合がリード側コイルエンド部３４から径方向外側や軸方向外側に遠く離れた位置で行われるのをすることができるので、ステータ１０を構成するうえでの空間の使用効率を上げることができ、ステータ１０が肥大化するのを防止してステータ１０の軸方向全長が増大するのを防止することができる。

　また、本実施例においては、コイルアッシー２６を構成するすべてのステータコイル１４の両端部がステータコア１２の軸方向両端面のうち一方の同じ軸方向端面から軸方向外側に向けて突出する。この点、すべてのステータコイル１４における他のステータコイル１４との接合が、ステータコア１２に対して軸方向同じ側で行われる。このため、本実施例によれば、両端部が互いに異なる軸方向端面から軸方向外側に向けて突出するステータコイル１４が存在する構成に比べて、ステータコイル１４の端部同士を接合する際の組み付け性を向上させることができると共に、ステータ１０の構成の簡素化を図ることができる。

　尚、上記の実施例においては、各ステータコイル１４が、第１バスバー部４４の先端部が径方向外側に向けて延び、かつ、第２バスバー部４６の先端部が他のステータコイル１４のリード側コイルエンド部３４の軸方向外側で径方向内側に向けて延びるように形成されると共に、２つのステータコイル１４の端部同士の接合が、ステータコア１２の軸方向外側の径方向最内側にリード側コイルエンド部３４の傾斜により形成される空間４０近傍にて行われる。かかる構成においては、ステータコイル１４とロータとの干渉が生ずるのを確実に回避することができる。

　しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、ステータコイル１４とロータとの干渉が生ずるのを回避することを条件にして、図８～図１０に示す如く、各ステータコイル１４が、第１及び第２バスバー部４４，４６の先端部が共に径方向内側に向けて延びるように形成されると共に、２つのステータコイル１４の端部同士の接合が、上記した実施例と同様に、ステータコア１２の軸方向外側の径方向最内側にリード側コイルエンド部３４の傾斜により形成される空間４０近傍にて行われるものとしてもよい。

　尚、図８は、本変形例のステータコア１２に一部のステータコイル１４が組み付けられた状態を表した図を示す。図９は、本変形例のステータコア１２にすべてのステータコイル１４が組み付けられた状態を表した図を示す。尚、図８（Ａ）及び図９（Ａ）には斜視図を、図８（Ｂ）及び図９（Ｂ）には要部の拡大斜視図を、また、図８（Ｃ）及び図９（Ｃ）には上面図、側面図、及び下面図を、それぞれ示す。更に、図１０は、本変形例のステータ１０の要部を表した図を示す。尚、図１０（Ａ）には要部断面図を、また、図１０（Ｂ）には図１０（Ａ）に要部断面が表されたステータ１０の斜視図を、それぞれ示す。

　かかる変形例においては、ステータコイル１４は、第１バスバー部４４が周方向一方側に向けて延びた後、屈曲して径方向内側に向けて延び、かつ、第２バスバー部４６が周方向他方側に向けて延びた後、屈曲して他のステータコイル１４のリード側コイルエンド部３４の軸方向外側の位置で径方向内側（軸中心側）に向けて延びるように形成される。そして、２つのステータコイル１４の端部同士の接合が、ステータコア１２の軸方向外側の径方向最内側にリード側コイルエンド部３４の傾斜により形成される空間４０近傍にて行われる。従って、本変形例によれば、上記した実施例と同様の効果を得ることが可能である。

　尚、かかる変形例においては、第１及び第２バスバー部４４，４６の先端部が、ステータコア１２の径方向内側端（ティース２２の先端）よりも径方向内側に突出する可能性があり、２つのステータコイル１４の端部同士の接合が、そのステータコア１２の径方向内側端（ティース２２の先端）よりも径方向内側の位置で行われる可能性がある。一方、２つのステータコイル１４の端部同士の接合位置は、ステータコア１２が占める軸方向範囲（すなわち、ステータコア１２の両軸方向端面の間）に対して軸方向外側の位置である。この点、上記の位置で２つのステータコイル１４の端部同士の接合が行われていても、ロータの配置や回転に影響を与えることは皆無であり、ステータ１０とロータとの間に適切な磁気回路を形成することができる。従って、本変形例によれば、上記した実施例と同様に、ステータ１０とロータとの間の磁気回路形成に影響を与えることなく所定の効果を得ることが可能である。

　また、上記の実施例においては、ステータコイル１４の軸方向両側のコイルエンド部３４，３６が共にスロット部３０，３２に対して径方向外側に向けて傾斜する。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、ステータコイル１４の軸方向両側のコイルエンド部３４，３６のうち、他のステータコイル１４の端部との接合が行われるリード側コイルエンド部３４のみがスロット部３０，３２に対して径方向外側に向けて傾斜していてもよい。

　また、上記の実施例においては、コイルアッシー２６を構成するすべてのステータコイル１４の両端部がステータコア１２の軸方向両端面のうち一方の同じ軸方向端面から軸方向外側に向けて突出して、すべてのステータコイル１４における他のステータコイル１４との接合が、ステータコア１２に対して軸方向同じ側で行われる。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、コイルアッシー２６を構成するすべてのステータコイル１４のうち一部のステータコイル１４の両端部が一方の同じ軸方向端面から軸方向外側に向けて突出し、残りのステータコイル１４の両端部が他方の同じ軸方向端面から軸方向外側に向けて突出していてもよい。この場合においては、上記一部のステータコイル１４の端部同士の接合は、ステータコア１２の軸方向外側の径方向最内側にコイルエンド部３４の傾斜により形成される上記の空間４０近傍にて行われ、また、上記残りのステータコイル１４の端部同士の接合は、ステータコア１２の軸方向外側の径方向最内側にコイルエンド部３６の傾斜により形成される上記の空間４２近傍にて行われることとすればよい。

　また、上記の実施例においては、各ステータコイル１４のコイルエンド部３４，３６が、軸方向に延びるスロット部３０，３２に対して径方向外側（すなわち、径方向のヨーク２０側）に向けて傾斜して、その傾斜に伴う空間４０，４２がコイルエンド部３４，３６の径方向内側（径方向のロータ側）に形成される。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、各ステータコイル１４のコイルエンド部３４，３６が、スロット部３０，３２に対して径方向内側（すなわち、径方向のロータ側）に向けて傾斜して、その傾斜に伴う空間４０，４２がコイルエンド部３４，３６の径方向外側（径方向のヨーク２０側）に形成されることとしてもよい。

　更に、上記の実施例は、ロータが径方向内側に配設されかつステータ１０が径方向外側に配設されるインナーロータ型の回転電機に適用した例である。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、ステータが径方向内側に配設されかつロータが径方向外側に配設されるアウターロータ型の回転電機に適用することとしてもよい。

　尚、以上の実施例に関し、更に以下を開示する。

　（１）環状に形成されるヨーク（２０）と、該ヨーク（２０）の径方向側面から径方向に向けて突出する複数のティース（２２）と、周方向に隣り合う２つの前記ティース（２２）の間ごとに形成されるスロット（２４）と、を有するステータコア（１２）と、前記ステータコア（１２）に対して周方向に複数配設され、断面が矩形状に形成された平角導線により構成された、互いに異なる前記スロット（２４）に収容される２つのスロット部（３０，３２）と、前記ステータコア（１２）の軸方向端面から軸方向外側に向けて突出して前記２つのスロット部（３０，３２）同士を繋ぐコイルエンド部（３４，３６）と、を有するステータコイル（１４）と、を備えるステータ（１０）の構造であって、各ステータコイル（１４）の前記コイルエンド部（３４，３６）は、軸方向に延びる前記スロット部（３０，３２）に対して径方向の前記ヨーク（２０）側に向けて傾斜すると共に、一の前記ステータコイル（１４）の一端部と他の前記ステータコイル（１４）の他端部との接合は、傾斜する前記コイルエンド部（３４）に対して径方向の前記ヨーク（２０）側とは反対側の位置、かつ、前記ステータコア（１２）の軸方向端面からの軸方向距離が、傾斜する前記コイルエンド部（３４）が傾斜していないものとした場合における前記ステータコア（１２）の軸方向端面から該コイルエンド部（３４）の頂点までの軸方向距離よりも短い位置で行われるステータ（１０）の構造。

　上記（１）記載の構成においては、２つのステータコイルの端部同士の接合が、軸方向に延びるスロット部に対して径方向のヨーク側に向けて傾斜するコイルエンド部に対して径方向のヨーク側とは反対側の位置で行われると共に、ステータコアの軸方向端面からの軸方向距離が、傾斜するコイルエンド部が傾斜していないものとした場合におけるステータコアの軸方向端面から該コイルエンド部の頂点までの軸方向距離よりも短い位置で行われる。かかる構成においては、コイルエンド部の傾斜により、ステータの軸方向全長を短縮することができると共に、ステータ性能を高い状態に維持することができる。また、上記位置での接合によりステータの軸方向全長が増大するのを防止することができる。

　（２）上記（１）記載のステータ（１０）の構造において、前記接合は、一方の前記ステータコイル（１４）の端部である、傾斜する前記コイルエンド部（３４）に対して径方向の前記ヨーク（２０）側とは反対側の位置で軸方向に向けて突出する第１バスバー部（４４）と、他方の前記ステータコイル（１４）の端部である、傾斜する前記コイルエンド部（３４）に対して径方向の前記ヨーク（２０）側の位置で軸方向に向けて突出しかつ該コイルエンド部（３４）を跨いで径方向の前記ヨーク（２０）側とは反対側に向けて延びる第２バスバー部（４６）と、の接合により行われるステータ（１０）の構造。

　上記（２）記載の構成においては、一方のステータコイルの第１バスバー部と他方のステータコイルの第２バスバー部とが適切な位置で行われるので、２つのステータコイルの端部同士の接合を、ステータの軸方向全長を増大させることなく実現させることができる。

　（３）上記（２）記載のステータ（１０）の構造において、前記第１バスバー部（４４）が、傾斜する前記コイルエンド部（３４）に対して径方向の前記ヨーク（２０）側とは反対側の位置で軸方向に向けて突出しつつ径方向の前記ヨーク（２０）側に向けて屈曲しているステータ（１０）の構造。

　上記（３）記載の構成においては、２つのステータコイルの端部同士の接合がステータコアのより径方向ヨーク側で行われるので、ステータコイルとロータとの干渉が生ずるのを確実に回避することができる。

　（４）上記（１）乃至（３）の何れか一項記載のステータ（１０）の構造において、各ステータコイル（１４）の軸方向両側の前記コイルエンド部（３４，３６）のうち少なくとも一方が、軸方向に延びる前記スロット部（３０，３２）に対して径方向の前記ヨーク側に向けて傾斜するステータ（１０）の構造。

　（５）上記（１）乃至（４）の何れか一項記載のステータ（１０）の構造において、すべての前記ステータコイル（１４）における前記接合が、軸方向同じ側で行われるステータ（１０）の構造。

　上記（５）記載の構成においては、ステータコイルの端部同士を接合する際の組み付け性を向上させることができると共に、ステータの構成の簡素化を図ることができる。

　（６）上記（１）乃至（５）の何れか一項記載のステータ（１０）の構造において、各ティース（２２）が、前記ヨーク（２０）の径方向内側面から径方向内側に向けて突出し、かつ、各ステータコイル（１４）の前記コイルエンド部（３４，３６）が、軸方向に略直線状に延びる前記スロット部（３０，３２）に対して径方向外側に向けて傾斜するステータ（１０）の構造。

　上記（６）記載の構成においては、いわゆるインナーロータ型の回転電機に適用したステータの構造において上記した効果を実現することができる。

　（７）上記（１）乃至（６）の何れか一項記載のステータ（１０）の構造において、各ステータコイル（１４）の両端部それぞれの前記接合は、周方向に存在する他の前記ステータコイル（１４）の端部との接合であるステータ（１０）の構造。

　（８）上記（７）記載のステータ（１０）の構造において、ステータ（１０）が複数相の回転電機に適用される場合、各ステータコイル（１４）の端部の前記接合は、自ステータコイル（１４）に対して周方向に存在する少なくとも同相のステータコイル（１４）一つを含む他のステータコイル（１４）の端部との接合であるステータ（１０）の構造。

　尚、本国際出願は、２０１３年（平成２５年）３月２９日に出願した日本国特許出願２０１３－０７４５５９号に基づく優先権を主張するものであり、この日本国特許出願２０１３－０７４５５９号の全内容を本国際出願に援用する。

　１０　ステータ
　１２　ステータコア
　１４　ステータコイル
　２０　ヨーク
　２２　ティース
　２４　スロット
　３０，３２　スロット部
　３４，３６　コイルエンド部
　４０，４２　空間
　４４　第１バスバー部
　４６　第２バスバー部
　Ｇ　接合位置

Claims

　環状に形成されるヨークと、該ヨークの径方向側面から径方向に向けて突出する複数のティースと、周方向に隣り合う２つの前記ティースの間ごとに形成されるスロットと、を有するステータコアと、
　前記ステータコアに対して周方向に複数配設され、断面が矩形状に形成された平角導線により構成された、互いに異なる前記スロットに収容される２つのスロット部と、前記ステータコアの軸方向端面から軸方向外側に向けて突出して前記２つのスロット部同士を繋ぐコイルエンド部と、を有するステータコイルと、
　を備えるステータの構造であって、
　各ステータコイルの前記コイルエンド部は、軸方向に延びる前記スロット部に対して径方向の前記ヨーク側に向けて傾斜すると共に、
　一の前記ステータコイルの一端部と他の前記ステータコイルの他端部との接合は、傾斜する前記コイルエンド部に対して径方向の前記ヨーク側とは反対側の位置、かつ、前記ステータコアの軸方向端面からの軸方向距離が、傾斜する前記コイルエンド部が傾斜していないものとした場合における前記ステータコアの軸方向端面から該コイルエンド部の頂点までの軸方向距離よりも短い位置で行われることを特徴とするステータの構造。
　前記接合は、一方の前記ステータコイルの端部である、傾斜する前記コイルエンド部に対して径方向の前記ヨーク側とは反対側の位置で軸方向に向けて突出する第１バスバー部と、他方の前記ステータコイルの端部である、傾斜する前記コイルエンド部に対して径方向の前記ヨーク側の位置で軸方向に向けて突出しかつ該コイルエンド部を跨いで径方向の前記ヨーク側とは反対側に向けて延びる第２バスバー部と、の接合により行われることを特徴とする請求項１記載のステータの構造。
　前記第１バスバー部が、傾斜する前記コイルエンド部に対して径方向の前記ヨーク側とは反対側の位置で軸方向に向けて突出しつつ径方向の前記ヨーク側に向けて屈曲していることを特徴とする請求項２記載のステータの構造。
　各ステータコイルの軸方向両側の前記コイルエンド部のうち少なくとも一方が、軸方向に延びる前記スロット部に対して径方向の前記ヨーク側に向けて傾斜することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載のステータの構造。
　すべての前記ステータコイルにおける前記接合が、軸方向同じ側で行われることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項記載のステータの構造。
　各ティースが、前記ヨークの径方向内側面から径方向内側に向けて突出し、かつ、
　各ステータコイルの前記コイルエンド部が、軸方向に略直線状に延びる前記スロット部に対して径方向外側に向けて傾斜することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項記載のステータの構造。
　各ステータコイルの両端部それぞれの前記接合は、周方向に存在する他の前記ステータコイルの端部との接合であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項記載のステータの構造。
　ステータが複数相の回転電機に適用される場合、各ステータコイルの端部の前記接合は、自ステータコイルに対して周方向に存在する少なくとも同相のステータコイル一つを含む他のステータコイルの端部との接合であることを特徴とする請求項７記載のステータの構造。