JP2018088729A - 回転電機のステータ - Google Patents

Abstract

【課題】セグメントコイルを用いたステータ巻線を有する回転電機のステータにおいて、隣接するセグメントコイルの間隔を拡大して干渉を抑制することである。【解決手段】回転電機のステータは、ステータコアとステータ巻線とを備える。ステータ巻線は、複数のセグメントコイル３０を用いてステータコアのティースに巻回される。セグメントコイル３０は断面が矩形形状の平角線からなる。セグメントコイル３０は、ステータコアのスロットに挿入された後に他のセグメントコイルの端部に接合されるリード部３２，３３、スロットに挿入されるストレート部分であるスロット内導線部３４，３５、及び、ステータコアの反リード側に突き出すコイルエンド部３６を有する。コイルエンド部３６は、平角線の断面形状の短辺面を曲げる軸方向曲げ領域と長辺面を曲げる径方向曲げ領域とが重なる複合曲げ領域を含む。【選択図】図４

Description

本開示は、回転電機のステータに係り、特にセグメントコイルを用いる回転電機のステータに関する。

車両搭載用の回転電機の小型化及び高出力化を図るために、例えば特許文献１には、ステータ巻線として、断面が矩形形状の平角線からなるセグメントコイルを用いることが述べられている。セグメントコイルは、ステータコアに挿入された後に他のセグメントコイルの端部に接合されるリード部、スロットに挿入されるストレート部分であるスロット内導線部、及びステータの反リード側に突き出す略Ｖ字状または略Ｕ字状に成形されるコイルエンド部を含む。コイルエンド部は、スロット内導線部に対し所定の角度に曲げて成形された斜辺部と、隣接するセグメントコイルの間のレーンチェンジのために形成されるクランク部とを含む。

特開２０１５−０３５８６６号公報

セグメントコイルのコイルエンド部における斜辺部は、平角線の断面形状の短辺面を曲げる軸方向曲げで形成され、クランク部は、平角線の断面形状の長辺面を曲げる径方向曲げで形成される。車両搭載用の回転電機が小型化し、ステータが小径化すると、径方向曲げで形成されるクランク部が小型となり、隣接するセグメントコイル同士の干渉が生じやすくなる。そこで、隣接するセグメントコイルの間隔を拡大して干渉を抑制できる回転電機のステータが要望される。

本開示に係る回転電機のステータは、円環状のバックヨーク、バックヨークから内周側に突き出す複数のティース、及び、隣接するティース間の空間である複数のスロットを含むステータコアと、複数のセグメントコイルを用いてステータコアのティースに巻回されるステータ巻線と、を備え、セグメントコイルは断面が矩形形状の平角線からなり、且つ、ステータコアのスロットに挿入された後に他のセグメントコイルの端部に接合されるリード部、スロットに挿入されるストレート部分であるスロット内導線部、及び、ステータコアの反リード側に突き出すコイルエンド部を有し、コイルエンド部は、平角線の断面形状の短辺面を曲げる軸方向曲げ領域と長辺面を曲げる径方向曲げ領域とが重なる複合曲げ領域を含む。

上記構成の回転電機のステータによれば、ステータ巻線を構成するセグメントコイルのコイルエンド部において、軸方向曲げ領域と径方向曲げ領域との間に複合曲げ領域を有する。複合曲げ領域は、径方向曲げに軸方向曲げが加わるので、軸方向曲げ領域から直接的に径方向曲げ領域に移る場合に比較して、軸方向曲げが加わる分、隣接するセグメントコイルとの間に余裕間隔が生じ、隣接するセグメントコイル間の干渉を抑制できる。

上記構成の回転電機のステータによれば、隣接するセグメントコイルの間隔を拡大して干渉を抑制できる。

実施の形態に係る回転電機のステータを示す斜視図である。 実施の形態に係る回転電機のステータにおいて、Ｕ相巻線を構成するＵ１巻線部とＵ２巻線部のうち、Ｕ１巻線部の巻回を示す図である。 図２のＵ１巻線部に引き続くＵ２巻線部の巻回を示す図である。 実施の形態に係る回転電機のステータに用いられるセグメントコイルを示す図である。図４（ａ）は正面図であり、（ｂ）は側面図である。 実施の形態に係る回転電機のステータにおけるステータ巻線を示す図である。図５（ａ）は、軸方向の反リード側から見た図であり、（ｂ）は、径方向の内周側から見た図である。 図５（ｂ）のクランク部の拡大図である。 比較例として、複合曲げ領域を有さない従来技術について図６に対応する図である。 図６と図７との間の相違を示す図である。

以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、回転電機として、車両搭載用を述べるが、これは、ステータの小径化が望まれる用途の例示であって、車両搭載以外の用途であっても構わない。

以下で述べる形状、寸法、ティース及びスロットの数、ステータ巻線の巻数、材質等は、説明のための例示であって、回転電機のステータの仕様に合わせ、適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、回転電機のステータ１０の構成を示す図である。以下では、特に断らない限り、回転電機のステータ１０を、ステータ１０と呼ぶ。ステータ１０が用いられる回転電機は、搭載空間に制約がある車両搭載用の回転電機である。例えば、径方向のスペース制約がある車両に搭載する回転電機である。回転電機は、車両が力行するときは電動機として機能し、車両が制動時にあるときは発電機として機能するモータ・ジェネレータで、三相同期型の回転電機である。回転電機は、図１に示すステータ１０と、ステータ１０の内周側に所定の間隔を隔てて配置されるロータ（図示せず）とで構成される。

ステータ１０は、ステータコア１２と、ステータ巻線２０とを含む。ステータコア１２は、ロータが配置される中心穴を有する磁性体部品で、円環状のバックヨーク１４とバックヨーク１４から内周側に突き出す複数のティース１６とを含む。隣接するティース１６の間の空間はスロット１８である。図１の例では、ティース１６の数とスロット１８の数は同数で、３の倍数である４８個である。

図１に、軸方向と径方向と周方向とを示す。軸方向は、中心穴の中心軸ＣＬに沿った方向であり、径方向は、軸方向に垂直な面内で中心軸ＣＬを通る放射状の方向であり、周方向は、中心軸ＣＬを中心として円周方向に沿った方向である。

スロット１８に付したＵ１，Ｕ２，Ｖ１，Ｖ２，Ｗ１，Ｗ２は、そのスロット１８に挿入される三相巻線の相を示す。各相巻線は、それぞれ２周ずつ分布巻されるので、その各周を区別して、Ｕ相巻線の場合はＵ１，Ｕ２とし、Ｖ相巻線の場合はＶ１，Ｖ２とし、Ｗ相巻線の場合はＷ１，Ｗ２とする。Ｕ１，Ｕ２，Ｖ１，Ｖ２，Ｗ１，Ｗ２の６スロットの一組をスロット群１９とすると、ステータコア１２の一周の全スロット数＝４８であるので、ステータコア１２の周方向に８つのスロット群１９が配置される。

かかるステータコア１２は、バックヨーク１４とティース１６とを含み、スロット１８が形成されるように所定の形状に成形された円環状の磁性体薄板を所定枚数で軸方向に積み重ねた積層体である。磁性体薄板の両面には電気的な絶縁処理が施される。磁性体薄板の材質としては、珪素鋼板の一種である電磁鋼板を用いることができる。磁性体薄板の積層体に代えて、磁性粉末を一体化成形したものをステータコア１２としてもよい。

ステータ巻線２０は、三相の分布巻コイルで、１つの相巻線が複数のティース１６に跨って巻回されて形成される。図１には、ステータ巻線２０の一部の巻回として、８つのスロット群１９のうちの４つのスロット群１９に巻回されるＵ１，Ｕ２の巻線について、最内周の巻線と最外周の巻線とを示す。

各相巻線はそれぞれ２周ずつ分布巻されるが、１周目について述べると、１つのスロット１８に挿入された巻線は、その挿入されたスロット１８から周方向に沿って６スロットの間隔を隔てた次のスロット１８に挿入され、再び最初に挿入されたスロット１８に戻る。これで、６スロット分の間隔を隔てた２つのスロット１８の間に１巻のコイルが巻回されるので、これを繰り返して、所定巻数とする。これをステータコア１２の周方向に沿って連続的に８回繰り返して、１周目の巻線が形成される。１周目の巻線が終わると、これに連続して、２周目の巻線が行われる。２周目の巻線は、１周目の巻線が挿入されるスロット１８の隣のスロット１８を用いて、１周目と同様な方法で形成される。

図２と図３に、Ｕ相巻線の形成方法を示す。Ｕ相巻線の１周目と２周目を区別して、１周目をＵ１巻線部と呼び、２周目をＵ２巻線部と呼ぶと、図２は、Ｕ１巻線部の巻回を示す図であり、図３はＵ１巻線部に引き続くＵ２巻線部の巻回を示す図である。各図では、中央部にステータコア１２の平面図を示し、その外側に、Ｕ１巻線部、Ｕ２巻線部を示す。ステータコア１２の内周側に付した数字はスロット番号である。Ｕ１巻線部とＵ２巻線部において、巻線が挿入されるスロットのスロット番号にＳを付した。例えば、Ｓ１は、スロット番号１のスロット１８を示す。Ｕ１巻線部、Ｕ２巻線部におけるＣ番号は、６スロット分の間隔を隔てて所定の巻数で巻回される巻線を区別するコイル番号である。図２、図３の例では、所定の巻数は５巻である。

図２において、コイルＣ１は、Ｕ相巻線の巻始めである。ＩＮと示すＵ相巻線の巻始め端子は、ステータ１０から引き出され、回転電機の駆動回路に接続される。

コイルＣ１は、スロットＳ４とＳ１０との間にコイル素線を巻数＝５巻で巻回してコイル状に形成される。この巻始めは、ステータコア１２の外周側であり、外周側から内周側に向かうようにコイル状に巻回される。次いで、コイルＣ１の巻終りでスロットＳ１０から６スロット分の間隔を隔てたスロットＳ１６に渡り、スロットＳ１０とＳ１６との間にコイル素線を巻数＝５巻で巻回してコイル状のコイルＣ２が形成される。順次これを繰り返してコイルＣ１からコイルＣ８までを形成してＵ１巻線部が構成される。Ｕ１巻線部に関係するスロット１８は、スロットＳ４，Ｓ１０，Ｓ１６，Ｓ２２，Ｓ２８，Ｓ３４，Ｓ４０，Ｓ４６の８つである。図１では、これらのスロット１８にＵ１の符号を付した。

Ｕ１巻線部の巻終りは、ステータコア１２の最外周側で、図２に示すＵ２巻線部のコイルＣ９に接続される。このとき、コイルＣ９は、コイルＣ１から１スロット分ずれて、スロットＳ３とＳ９との間に渡って巻数＝５巻で巻回されることによりコイル状に形成される。次いで、コイルＣ９の巻終りでスロットＳ９から６スロット分の間隔を隔てたスロットＳ１５に渡り、スロットＳ９とＳ１５との間にコイル素線を巻数＝５巻で巻回してコイル状のコイルＣ１０が形成される。順次これを繰り返してコイルＣ９からコイルＣ１６までを形成してＵ２巻線部が構成される。Ｕ２巻線部に関係するスロット１８は、スロットＳ３，Ｓ９，Ｓ１５，Ｓ２１，Ｓ２７，Ｓ３３，Ｓ３９，Ｓ４５の８つである。図１では、これらのスロット１８にＵ２の符号を付した。コイルＣ１６の巻終りは、Ｕ相巻線の巻終りである。ＯＵＴと示すＵ相巻線の巻終り端子は、三相巻線がＹ結線で構成されるときは、中性点とされ、他の相巻線の巻終り端子と相互接続される。

このようにして、Ｕ相巻線が形成される。同様に、Ｖ相巻線も１周目のＶ１巻線部と２周目のＶ２巻線部とで形成され、Ｗ相巻線も１周目のＷ１巻線部と２周目のＷ２巻線部とで形成される。図１では、Ｖ１巻線部、Ｖ２巻線部、Ｗ１巻線部、Ｗ２巻線部に関係するスロット１８に、それぞれＶ１，Ｖ２，Ｗ１，Ｗ２の符号を付した。

ステータ巻線２０は、ステータコア１２のティース１６に複数のセグメントコイル３０を用いて巻回される。図４は、セグメントコイル３０を示す図で、図４（ａ）は、軸方向と周方向で規定される面を正面としたときの正面図であり、（ｂ）は、軸方向と径方向で規定される側面図である。

セグメントコイル３０は、断面が矩形形状の平角線を導体線として、両端部を除く導体線の周囲に絶縁皮膜を被覆し、所定の形状に成形した絶縁皮膜付き導体線である。図４（ａ）には、矩形形状の長辺の長さであるＷを示し、（ｂ）には、矩形形状の長さであるｔを示す。ここで、Ｗ＞ｔである。絶縁皮膜としては、ポリアミドイミド等により構成されるエナメル樹脂が用いられる。

セグメントコイル３０は、略Ｕ字状の形状を有する。図４（ａ），（ｂ）に示すように、平角線の矩形形状の長辺面側が略Ｕ字状の正面であり、短辺面側が側面である。略Ｕ字状の形状は、後述するクランク部４０を除き、短辺面を曲げるエッジワイズ曲げによって形成される。

略Ｕ字状の形状のうち、真直ぐに延びる２つのストレート部分は、先端がリード部３２，３３となるスロット内導線部３４，３５である。略Ｕ字状の形状のうち、山形に折り曲げて成形された部分は、コイルエンド部３６である。コイルエンド部３６は、２つの斜辺部３８，３９と、２つの斜辺部３８，３９を結ぶＵ字状の頂点となるクランク部４０とを有する。

スロット内導線部３４，３５は、ステータコア１２のスロット１８に挿入される部分である。スロット内導線部３４とスロット内導線部３５の間隔は、６スロット分の長さである。各相巻線は、径方向に巻数＝５巻で巻回されるので、セグメントコイル３０もスロット１８の径方向に沿って５本挿入される。ステータコア１２は円環状であり、図１に示すように内周側に行くほどスロット間隔が短くなる。６スロット分の長さであるスロット内導線部３４とスロット内導線部３５の間隔は、最外周巻線に用いられるセグメントコイル３０において最大であり、最内周巻線に用いられるセグメントコイル３０に用いられるセグメントコイルにおいて最小となる。

リード部３２，３３は、スロット内導線部３４，３５がステータコア１２のスロット１８に挿入されたときに、ステータコア１２のリード側の端面から突き出す部分である。図４に、セグメントコイル３０が挿入された状態のステータコア１２を二点鎖線で示す。リード部３２，３３は、スロット１８に挿入された後、ステータコア１２のリード側に突き出す。突き出たリード部３２，３３は、ステータコア１２のリード側の端面の外側で適当に折り曲げ成形され、他のセグメントコイルのリード部に接合される。図４に、折り曲げた状態を二点鎖線で示す。リード部３２，３３が折り曲げられて、所定の巻回方法に従って他のセグメントコイルのリード部と溶接等で接合された状態は、ステータ巻線２０におけるリード側のコイルエンド２２となる。

コイルエンド部３６は、セグメントコイル３０がステータコア１２のスロット１８に挿入された後に、ステータ巻線２０における反リード側のコイルエンド２４となる部分である。コイルエンド部３６は、２つの斜辺部３８，３９と、斜辺部３８と斜辺部３９の接続部分であるクランク部４０とを含む。

斜辺部３８は、スロット内導線部３４の軸方向に延びる方向を曲げ角度θでスロット内導線部３５の方へ曲げた部分である。斜辺部３９は、スロット内導線部３５の軸方向に延びる方向を曲げ角度θでスロット内導線部３４の方へ曲げた部分である。斜辺部３８，３９は、いずれも平角線の短辺面を曲げる軸方向曲げによって形成される。平角線の短辺面を曲げる曲げ方は、エッジワイズ曲げとして知られる曲げ方であるが、ここでは、セグメントコイル３０の軸方向に延びる方向を曲げる曲げ方であるので、軸方向曲げと呼ぶ。

クランク部４０は、スロット内導線部３４とスロット内導線部３５とが角度２θで交わる箇所の部分であるが、図４（ｂ）に示すように、径方向の外周側に突き出る半円弧状に曲げられる。クランク部４０の詳細な内容については後述するが、クランク部４０の中央部分は、平角線の長辺面を曲げる径方向曲げによって形成される。平角線の長辺面を曲げる曲げ方はフラットワイズ曲げとして知られる曲げ方であるが、ここでは、セグメントコイル３０を径方向に曲げる曲げ方であるので、径方向曲げと呼ぶ。クランク部４０の中央部分の両側で斜辺部３８，３９と接続する部分は、軸方向曲げ領域と径方向曲げ領域とが重なる複合曲げ領域である。図５（ｂ）には、クランク部４０が、軸方向に変化しつつ径方向に変化することが示される。

このように、コイルエンド部３６は、軸方向曲げ領域と径方向曲げ領域が直接的に隣り合って不連続的に接続されるのではなく、軸方向曲げ領域と径方向曲げ領域とが重なる複合曲げ領域を一部に含む。

ステータ巻線２０を構成するＵ１巻線部、Ｕ２巻線部、Ｖ１巻線部、Ｖ２巻線部、Ｗ１巻線部、Ｗ２巻線部は、それぞれ、巻数＝５巻で巻回される。換言すれば、ステータコア１２の各スロット１８の同じ径方向位置において、周方向に沿って６種類の巻線が巻回される。図１に示すように、スロット１８の周方向に沿った配置は、Ｕ１，Ｕ２，Ｖ１，Ｖ２，Ｗ１，Ｗ２である。例えば、Ｕ１巻線部のセグメントコイル３０は、あるＵ１のスロット１８から６スロット分の間隔を隔てた次のＵ１のスロット１８に渡って巻回するには、隣接するＵ２のスロット１８からのＵ２巻線部のセグメントコイル３０を乗り越えなければならない。同様のことは、Ｕ２巻線部のセグメントコイル３０とこれに隣接するＶ１巻線部のセグメントコイル３０との間等にも生じる。

図５は、セグメントコイル３０がステータコア１２のスロット１８に挿入されたときに、隣接するセグメントコイル３０のコイルエンド部３６の間で生じる相互の乗り越し関係を示す図である。隣接するセグメントコイル３０のコイルエンド部３６における相互の乗り越し関係は、各セグメントコイル３０のコイルエンド部３６の周方向に沿って延びるパスをレーンとして、レーンチェンジと呼ぶことができる。各セグメントコイル３０のレーンチェンジは、各セグメントコイル３０におけるコイルエンド部３６のクランク部４０において行われる。

レーンチェンジは、巻数＝５巻のいずれの巻回についても生じるが、図５では、巻数＝５巻の内で、外周側からも内周側からも中間となる３巻目について、１２個のスロット１８について、６つのセグメントコイル３０が配置された場合のレーンチェンジを示す。図５（ａ）は、軸方向の反リード側から見た図であり、（ｂ）は、径方向の内周側から見た図である。図５（ｂ）において、ステータコア１２の各スロット１８には、Ｕ１，Ｕ２，Ｖ１，Ｖ２，Ｗ１，Ｗ２の符号を付した。

例えば、Ｕ１巻線部に属するセグメントコイル５０は、６スロット分の間隔を隔ててＵ１と付されたスロット６０とスロット６１との間に渡って配置される。セグメントコイル５０に隣接してＵ２巻線部に属するセグメントコイル５１は、６スロット分の間隔を隔ててＵ２と付されたスロット６２とスロット６３との間に渡って配置される。ここで、セグメントコイル５０がスロット６０からスロット６１へ渡ろうとすると、同じ径方向位置でスロット６２からスロット６３に渡るセグメントコイル５１と競合し、交叉する。その交叉を回避するために、セグメントコイル５０のクランク部４０を利用する。セグメントコイル５０のクランク部４０は、径方向に沿って外周側に変位しているので、この変位によって形成された空間において、セグメントコイル５０はセグメントコイル５１を乗り越える。別の見方をすると、クランク部４０の変位によって形成された空間において、セグメントコイル５１は、セグメントコイル５０を潜り抜ける。このようにして、セグメントコイル５０とセグメントコイル５１の間のレーンチェンジが行われ、隣接するセグメントコイル５０，５１の間の競合による交叉が回避される。

同様に、Ｕ２巻線部に属するセグメントコイル５１とＶ１巻線部に属するセグメントコイル５２との間、Ｖ１巻線部に属するセグメントコイル５２とＶ２巻線部に属するセグメントコイル５３との間もそれぞれのクランク部４０を用いてレーンチェンジが行われる。また、Ｖ２巻線部に属するセグメントコイル５３とＷ１巻線部に属するセグメントコイル５４との間、Ｗ１巻線部に属するセグメントコイル５４とＷ２巻線部に属するセグメントコイル５５との間も、それぞれのクランク部４０を用いてレーンチェンジが行われる。

上記構成の作用効果、特に、コイルエンド部３６のクランク部４０の作用効果について、図６から図８を用いてさらに詳細に説明する。

図６は、Ｕ１巻線部に属するセグメントコイル５０のクランク部４０と、Ｕ２巻線部に属するセグメントコイル５１のクランク部４０の部分の拡大図である。図６（ａ）は、図５（ａ）に対応する拡大図であり、図６（ｂ）は、図５（ｂ）に対応する拡大図である。

図６においては紙面の手前側にセグメントコイル５０が図示されているので、以下では、セグメントコイル５０について述べるが、セグメントコイル５１についても同様の内容である。

セグメントコイル５０において、斜辺部３８，３９は、周方向に延びるに連れて、図６（ｂ）に示すように、軸方向に変位するが、図６（ａ）に示すように、径方向にはほとんど変位しない。これは、斜辺部３８，３９が平角線の短辺面を曲げる軸方向曲げによって成形される軸方向曲げ領域であるためである。

クランク部４０は、クランク部４０の中央部分４２と、中央部分４２の両側の部分４４，４６との３つの領域を含む。部分４４は、斜辺部３８と中央部分４２との間の領域で、部分４６は、中央部分４２と斜辺部３９との間の領域である。中央部分４２は、周方向に延びても、図６（ｂ）に示すように軸方向にはほとんど変位しないが、図６（ａ）に示すように、周方向に延びるに連れて、径方向に大きく変位する。これは、中央部分４２が平角線の長辺面を曲げる径方向曲げによって成形される径方向曲げ領域であるためである。中央部分４２と斜辺部３８との間の部分４４は、斜辺部３８側から中央部分４２に向かって延びるに連れて、図６（ａ）に示すように径方向に変位すると共に、図６（ｂ）に示すように軸方向にも変位する。同様に、中央部分４２と斜辺部３９との間の部分４６は、中央部分４２から斜辺部３９側へ向かって延びるに連れて、図６（ａ）に示すように径方向に変位すると共に、図６（ｂ）に示すように軸方向にも変位する。これは、部分４４，４６においては、斜辺部３８，３９に引き続く軸方向曲げ領域と、中央部分４２に引き続く径方向曲げ領域とが重なっている複合曲げ領域であるためである。

図７は、従来技術のセグメントコイル５６，５７について、図６に対応する図である。従来技術のセグメントコイル５６，５７において、斜辺部３８，３９は、図６のセグメントコイル５０，５１における斜辺部３８，３９と同じで、平角線の短辺面を曲げる軸方向曲げによって成形される軸方向曲げ領域である。

従来技術のセグメントコイル５６，５７におけるクランク部４１は、図６のセグメントコイル５０，５１におけるクランク部４０と異なり、複合曲げ領域を有さず、クランク部４１の全てが径方向曲げ領域である。すなわち、クランク部４１は、図６におけるクランク部４０の中央部分４２と同じように、周方向に延びても、図７（ｂ）に示すように軸方向にはほとんど変位しないが、図７（ａ）に示すように、周方向に延びるに連れて、径方向に大きく変位する。これは、クランク部４１の全てが、平角線の長辺面を曲げる径方向曲げによって成形される径方向曲げ領域であるためである。クランク部４１に軸方向曲げ領域が重ならないので、図７（ｂ）は図６（ｂ）とほとんど同じとなり、軸方向の反リード側から見たレーンチェンジは図６の構成を用いても従来技術とほぼ同じで、ステータ１０の軸方向から見た外形輪郭線にほとんど影響を与えない。

図８は、図６と図７を比較するために、セグメントコイル５０とセグメントコイル５６とを重ね合わせた図である。上記のように図６（ａ）と図７（ａ）はほとんど同じであるので、図６（ｂ）と図７（ｂ）についての重ねあわせのみを示す。

クランク部４０とクランク部４１とを重ね合わせると、クランク部４０の方がクランク部４１よりも軸方向の反リード側に変位していることが分かる。これは、クランク部４０の部分４４，４６が、軸方向曲げ領域と径方向曲げ領域とが重なっている複合曲げ領域であるために、径方向曲げ領域であって軸方向曲げ領域が含まれないクランク部４１よりも、軸方向の反リード側に変位するためである。部分４４，４６が軸方向に変位すると、その間の領域である中央部分４２も、クランク部４１と比較して、軸方向の反リード側に変位する。これによって、従来技術のクランク部４１を用いる場合に比較して、クランク部４０は、隣接するセグメントコイル５０，５１の間隔を広げることができる。

図６では、ステータ巻線２０の巻数＝５巻の巻回の内で、最内周側からも最外周側からも３巻目となる中間の巻線について述べた。ステータ１０が小型化し、径方向の寸法が小さくなると、スロット間隔も狭くなり、セグメントコイル３０のスロット内導線部３４，３５の間隔も狭くなり、クランク部４０も小型化となる。その傾向は、径方向に沿って内周側に向かうほど顕著になる。クランク部４０が小型化になるに連れて、複合曲げ領域である部分４４，４６が狭くなり、複合曲げ加工が困難となり、また軸方向の変位の効果も少なくなる。複合曲げ加工の工数、コストアップと、複合曲げ加工領域を設けることによる干渉回避の効果等を考慮して、複合曲げ領域を有するセグメントコイル３０の適用範囲を定めることがよい。

複合曲げ領域を一部に含むセグメントコイル３０のステータ１０への適用範囲は、ステータ１０の仕様、特に、スロット数、内外周径等のステータ小型化の程度に依存する。一例を挙げると、最内周側から１巻目または２周目までを除き、及び、最外周側から１巻目を除き、径方向に沿って中間範囲にある巻回について、複合曲げ領域を含むセグメントコイル３０を用いることがよい。

本実施の形態における回転電機のステータ１０は、ステータコア１２とステータ巻線２０とを備える。ステータコア１２は、円環状のバックヨーク１４、バックヨーク１４から内周側に突き出す複数のティース１６、及び、隣接するティース間の空間である複数のスロット１８を含む。ステータ巻線２０は、複数のセグメントコイル３０を用いてステータコア１２のティース１６に巻回される。セグメントコイル３０は断面が矩形形状の平角線からなる。セグメントコイル３０は、ステータコア１２のスロット１８に挿入された後に他のセグメントコイルの端部に接合されるリード部３２，３３、スロット１８に挿入されるストレート部分であるスロット内導線部３４，３５を有する。さらに、ステータコア１２の反リード側に突き出すコイルエンド部３６を有する。コイルエンド部３６は、平角線の断面形状の短辺面を曲げる軸方向曲げ領域と長辺面を曲げる径方向曲げ領域とが重なる複合曲げ領域を含む。

コイルエンド部３６は、斜辺部３８，３９と、斜辺部３８と斜辺部３９との間のクランク部４０を含む。斜辺部３８，３９は、平角線の断面形状の短辺面を曲げる軸方向曲げによって形成される。クランク部４０は、中央部分４２と、斜辺部３８と中央部分４２との間の部分４４と、中央部分４２と斜辺部３９との間の部分４６とを含む。中央部分４２は平角線の断面形状の長辺面を曲げる径方向曲げによって形成される。部分４４，４６は、軸方向曲げ領域と径方向曲げ領域とが重なる複合曲げ領域である。複合曲げ領域によって、クランク部４０は、径方向に変位するのみならず、軸方向にも変位するので、複合曲げ領域を含まない場合に比較して、隣接するセグメントコイルの間隔を広げることができる。これによって、隣接するセグメントコイルとの間に余裕間隔が生じ、隣接するセグメントコイル間の干渉を抑制できる。

１０ （回転電機の）ステータ、１２ ステータコア、１４ バックヨーク、１６ ティース、１８，６０，６１，６２，６３ スロット、１９ スロット群、２０ ステータ巻線、２２ リード側のコイルエンド、２４ 反リード側のコイルエンド、３０，５０，５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７ セグメントコイル、３２，３３ リード部、３４，３５ スロット内導線部、３６ コイルエンド部、３８，３９ 斜辺部、４０，４１ クランク部、４２ 中央部分、４４，４６ 部分。

Claims (1)

1. 円環状のバックヨーク、前記バックヨークから内周側に突き出す複数のティース、及び、隣接する前記ティース間の空間である複数のスロットを含むステータコアと、
   複数のセグメントコイルを用いて前記ステータコアの前記ティースに巻回されるステータ巻線と、
   を備え、
   前記セグメントコイルは断面が矩形形状の平角線からなり、且つ、
   前記ステータコアの前記スロットに挿入された後に他の前記セグメントコイルの端部に接合されるリード部、前記スロットに挿入されるストレート部分であるスロット内導線部、及び、前記ステータコアの反リード側に突き出すコイルエンド部を有し、該コイルエンド部は、前記平角線の断面形状の短辺面を曲げる軸方向曲げ領域と長辺面を曲げる径方向曲げ領域とが重なる複合曲げ領域を含む、回転電機のステータ。

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