JP2022182851A - 固定子 - Google Patents

Abstract

【課題】軸長の短縮により小型化を実現することができる固定子を提供する。
【解決手段】固定子は、固定子コア１１と、固定子コア１１に設けられ複数の相巻線を有する固定子巻線１２と、固定子巻線１２のコイルエンド部の径方向外側又は径方向内側において当該コイルエンド部に接続された中性点バスバ１４と、を備える。コイルエンド部は、固定子コア１１の軸方向外側において周方向の一定方向に延びる導体セグメント３０の周方向先端部と、周方向の一定方向とは逆向き方向に延びる他の導体セグメント３０の周方向先端部とが互いに接合されて構成されている。中性点バスバ１４は、周方向に延びる本体部４１と、その本体部４１から径方向に延びる複数の接続部４２とを有し、複数の接続部４２は、軸方向において本体部４１よりも固定子コア１１の反対側に突出していない状態で、相巻線にそれぞれ接続されている。
【選択図】 図９

Description

この明細書における開示は、回転電機の固定子に関する。

回転電機の固定子において、固定子巻線の導体として複数の導体セグメントを用いた構成が知られている。この場合、固定子巻線は、コイルエンド部において各導体セグメントどうしが互いに接合されることにより構成されている。また、コイルエンド部に対して中性点バスバが接続されている構成が知られている。例えば、特許文献１には、中性点バスバが、周方向に延びる本体部と、その本体部から軸方向に延びる複数の端子とを有し、それら各端子がコイルエンド部に接続される構成が記載されている。

特開２０１６－１２３１５５号公報

しかしながら、セグメント構造の固定子巻線では、一般に導体セグメントの先端部が軸方向に延び、その軸方向線端部どうしが溶接等により接合される。また、相巻線の巻線端部では、やはり軸方向線端部に対して中性点バスバが溶接等により接合される。これにより、固定子の軸長が長くなることが懸念される。なお、特許文献１に記載の構成では、コイルエンド部において軸方向の中間位置に中性点バスバが接続されるものとなっているが、実際のセグメント構造では、上述のとおり導体セグメントの先端部が軸方向に延び、その軸方向線端部で中性点バスバが接続されるため、軸長が長くなることによる不都合が生じると考えられる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、軸長の短縮により小型化を実現することができる固定子を提供することを目的とする。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。

手段１は、
固定子コアと、前記固定子コアに設けられ複数の相巻線を有する固定子巻線と、前記固定子巻線のコイルエンド部の径方向外側又は径方向内側において当該コイルエンド部に接続された中性点バスバと、を備え、
前記固定子巻線は、複数の導体セグメントを用い、それら各導体セグメントが接続されることで構成され、
前記コイルエンド部は、前記固定子コアの軸方向外側において周方向の一定方向に延びる前記導体セグメントの周方向先端部と、周方向の前記一定方向とは逆向き方向に延びる他の前記導体セグメントの周方向先端部とが互いに接合されて構成されており、
前記中性点バスバは、周方向に延びる本体部と、その本体部から径方向に延びる複数の接続部とを有し、
前記複数の接続部は、軸方向において前記本体部よりも前記固定子コアの反対側に突出していない状態で、前記相巻線にそれぞれ接続されている、ことを特徴とする。

コイルエンド部は、固定子コアの軸方向外側において周方向の一定方向に延びる導体セグメントの周方向先端部と、周方向の一定方向とは逆向き方向に延びる他の導体セグメントの周方向先端部とが互いに接合されて構成されている。この場合、各導体セグメントの周方向先端部どうしが接合されているため、軸方向に延びる軸方向先端部どうしを接合する構成に比べて、コイルエンド部の軸方向の高さが低減される。また、中性点バスバにおいて、本体部から径方向に延びる複数の接続部が、軸方向において本体部よりも固定子コアの反対側に突出していない状態で、相巻線にそれぞれ接続されているため、コイルエンド部と中性点バスバとの接続部分についても軸方向寸法が大きくなることが抑制される。その結果、軸長の短縮により固定子の小型化を実現することができる。

手段２は、前記中性点バスバは平板状をなし、前記本体部が長手方向の中間位置で板厚方向に折り返されており、その折り返し部を挟んで一方側である第１部位と、他方側である第２部位との間に挟まれた状態で温度センサが取り付けられており、前記中性点バスバは、前記第１部位及び前記第２部位が軸方向に重なるように折り返され、前記第１部位及び前記第２部位に、それぞれ少なくとも１つずつ前記接続部が設けられている、ことを特徴とする。

中性点バスバにおいて、本体部の折り返し部を挟んで一方側である第１部位と、他方側である第２部位との間に挟まれた状態で温度センサを取り付けるとともに、それら第１部位及び第２部位に、それぞれ少なくとも１つずつ接続部を設ける構成とした。これにより、第１部位及び第２部位のいずれか一方に全ての接続部を設ける構成に比べて、固定子巻線の通電に伴う温度変化を温度センサにより正しく検出することができる。

また、平板状の中性点バスバにおいて本体部が板厚方向に折り返され、固定子で言えば第１部位及び第２部位が軸方向に重なるように折り返された構成としたため、例えば平板打ち抜きにより形成される中性点バスバにおいて、打ち抜きにより本体部と接続部とを一体に形成した後に本体部を折り返し成形することで、中性点バスバとしての所望の形状を実現できる。この場合、第１部位及び第２部位が径方向に重なるように折り返される構成に比べて、接続部を折り曲げて径方向に向かせる作業が不要となり、構成の簡易化を図ることができる。

手段３は、前記折り返し部は、円弧状に湾曲形成されており、前記第１部位と前記第２部位との互いの離間距離をＬとすると、前記折り返し部の曲率半径はＬ／２よりも大きくなっている、ことを特徴とする。

温度センサは小型であるほど温度時定数が小さくなり感温性が向上するが、中性点バスバに温度センサを挟み込む構成において温度センサを小型化すると、中性点バスバの折り返し部の曲率半径が小さくなり、引張応力による折り返し部での割れの発生が懸念される。この点、第１部位と第２部位との互いの離間距離をＬとする場合に、折り返し部の曲率半径がＬ／２よりも大きくなるようにした。これにより、温度センサの小型化を図りつつも、中性点バスバの折り返し部に生じる引張応力を低減し、ひいては折り返し部の割れの発生を抑制することができる。

手段４は、前記第１部位及び前記第２部位のうち前記第１部位は、軸方向に段差状となる段差部を有し、前記段差部よりも前記折り返し部の側が軸方向においてコア端面からの高さ位置が低い低位部、その反対側が軸方向においてコア端面からの高さ位置が高い高位部であり、前記第１部位の前記高位部と前記第２部位とは軸方向の高さ位置が同じであり、それら前記高位部及び前記第２部位にそれぞれ前記接続部が設けられ、当該接続部が、前記導体セグメントの周方向先端部に接続されている、ことを特徴とする。

中性点バスバにおいて本体部がその中間位置で単に折り返されている構成では、第１部位及び第２部位の各々の軸方向の高さ位置が互いに異なることが考えられる。この点において、上記構成では、第１部位及び第２部位のうち第１部位に、軸方向に段差状となる段差部を設け、段差部よりも折り返し部の側を軸方向においてコア端面からの高さ位置が低い低位部、その反対側を軸方向においてコア端面からの高さ位置が高い高位部とした。そして、第１部位の高位部と第２部位との軸方向の高さ位置を同じにし、それら高位部及び第２部位にそれぞれ設けられた接続部を、導体セグメントの周方向先端部に接続するようにした。この場合、中性点バスバの各接続部を、各相の相巻線における導体セグメントの周方向先端部に対していずれも同じ態様で接続することができ、構成の好適化を図ることができる。

手段５は、前記コイルエンド部の軸方向先端部と前記中性点バスバとを含む範囲で、これらコイルエンド部及び中性点バスバを絶縁樹脂により封止した樹脂封止部が設けられている、ことを特徴とする。

コイルエンド部の軸方向先端部と中性点バスバとを含む範囲で樹脂封止部が設けられている。これにより、中性点バスバとコイルエンド部との絶縁性や、中性点バスバと固定子コアとの絶縁性を良好な状態で維持することができる。

手段６は、前記中性点バスバの前記本体部は、軸方向に折り返されており、その折り返し部を挟んで一方側である第１部位と、他方側である第２部位との間に挟まれた状態で温度センサが取り付けられており、前記折り返し部の軸方向寸法が、前記第１部位及び前記第２部位の対向部分の軸方向寸法よりも大きく、かつ、前記折り返し部は、軸方向において前記固定子コア側に突出せず、前記固定子コアの反対側に突出する形状となっている、ことを特徴とする。

中性点バスバの本体部において、軸方向に折り返された第１部位と第２部位との間に挟まれた状態で温度センサが取り付けられた構成では、折り返し部の割れ抑制を図るべく、折り返し部の軸方向寸法を、第１部位及び第２部位の対向部分の軸方向寸法よりも大きくすることが考えられる。ただしこの場合、折り返し部が軸方向に突出する（膨らむ）構成となり、樹脂封止部において折り返し部の内側に気泡が残ることが懸念される。つまり、コイルエンド部の樹脂封止部は、液状の樹脂材料が入った金型にコイルエンド部を鉛直方向下側にして浸漬させた状態で成形されることが考えられ、その際、折り返し部が固定子コア側（鉛直方向上側）に突出した形状となっていると、その突出部分の内側に気泡が溜まることが懸念される。

この点、折り返し部を、軸方向において固定子コア側に突出せず、固定子コアの反対側に突出する形状とした。これにより、中性点バスバの折り返し部の割れ抑制を図りつつ、樹脂封止部において折り返し部の内側に気泡が溜まることを抑制することができる。

手段７は、前記樹脂封止部と固定子コア端面との間に樹脂封止のない領域が設けられており、その領域が前記コイルエンド部の冷却部となっている、ことを特徴とする。

固定子巻線の冷却としては、冷却油による冷却（油冷）や、空気による冷却（空冷）などが想定される。樹脂封止部と固定子コア端面との間に樹脂封止のない領域が設けられており、その領域がコイルエンド部の冷却部となっている。そのため、コイルエンド部を冷却油や空気により直接冷却することができ、固定子巻線の冷却を行う上で、好適な構成となっている。

手段８は、前記固定子コアは、周方向に所定間隔で形成された複数のスロットを有し、前記固定子巻線のスロット内コイル部において、前記スロット内に前記導体セグメントが径方向に所定数並べて配置され、前記導体セグメントと前記接続部とが軸方向に重複しており、前記接続部において、軸方向で前記固定子コア側となる面には、軸方向に斜めとなる向きで面取り部が設けられている、ことを特徴とする。

固定子巻線のスロット内コイル部において、スロット内に導体セグメントが径方向に所定数並べて配置され、導体セグメントと接続部とが軸方向に重複している構成では、中性点バスバの本体部から径方向に延びる接続部と導体セグメントとの干渉することが懸念される。この点、中性点バスバの接続部において、軸方向で固定子コア側となる面に、軸方向に斜めとなる向きで面取り部を設けたため、中性点バスバの接続部と導体セグメントとの干渉を抑制することができる。

固定子の斜視図。 固定子の正面図。 固定子コアの平面図。 導体セグメントと固定子コアの一部とを示す斜視図。 スロット内に収容された状態の一部の導体セグメントを示す図。 中性点バスバの斜視図。 中性点バスバの正面図。 固定子巻線に対する中性点バスバの接続状態を示す斜視図。 図８の９－９線断面図。 固定子巻線に対する中性点バスバの接続状態を示す斜視図。 固定子の斜視図。 固定子の正面図。 コイルエンド部における樹脂封止部の成形を説明するための図。

以下、本発明に係る回転電機の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態及び変形例相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。この実施形態の回転電機としてのモータは、例えば車両用の電動機や、飛行体用の電動機として用いられる。

本実施形態の回転電機は、永久磁石同期電動機をはじめ、巻線界磁型や誘導機に適用できるものであり、３相巻線を有する回転電機である。回転電機は、図１に示す円筒形状の固定子１０や、固定子１０の径方向内側に配置される回転子（図示略）など、を備える。回転子は、固定子１０に対して、回転軸を中心にして回転可能に配置されている。以下、軸方向とは、固定子１０の軸方向、すなわち回転子の回転軸の軸方向のことを示し、径方向とは、固定子１０の径方向、すなわち回転子の回転軸の中心を通りかつ回転軸に直交する方向のことを示し、周方向とは、固定子１０の周方向、すなわち回転子の回転軸を中心とする周回方向のことを示す。

図１及び図２に示すように、固定子１０は、円環状をなす固定子コア１１と、その固定子コア１１に巻装された固定子巻線１２とを備えている。本実施形態の回転電機は、インナロータ型の回転電機であり、固定子１０の径方向内側に、回転子が回転可能な状態で配置されるようになっている。固定子巻線１２は、相ごとの相巻線としてＵ相巻線、Ｖ相巻線及びＷ相巻線を有する３相巻線であり、各相の相巻線の一方の端部に動力線バスバ１３が接続されるとともに、他方の端部に中性点バスバ１４が接続されている。固定子巻線１２において、軸方向に固定子コア１１に重複する範囲がスロット内コイル部ＣＳであり、軸方向両側で固定子コア１１よりも軸方向外側となる部分がコイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２である。

図３に示すように、固定子コア１１は、円環状のバックヨーク２１と、バックヨーク２１から径方向内側へ突出し周方向に所定距離を隔てて配列された複数のティース２２とを有し、隣り合うティース２２の間にスロット２３が形成されている。スロット２３は、径方向を長手として延びる開口形状をなし、固定子コア１１において周方向に等間隔に設けられている。そして、そのスロット２３に巻装された状態で固定子巻線１２が設けられている。固定子コア１１は、例えば磁性体である電磁鋼板からなるコアシートが軸方向に積層されたコアシート積層体として構成されている。

固定子巻線１２は、３相巻線がＹ結線（星形結線）により接続されることにより構成されている。固定子巻線１２は、不図示のインバータを介して電源から電力（交流電力）が供給されることで磁束を発生する。固定子巻線１２は、略矩形断面（平角断面）の一定太さの電気導体を略Ｕ字状に成形した分割導体としての複数の導体セグメント３０を用いて構成されている。以下、固定子巻線１２のセグメント構造について詳しく説明する。

図４は、導体セグメント３０と固定子コア１１の一部とを示す斜視図である。図４に示すように、導体セグメント３０は、略Ｕ字状をなし、直線状をなす一対の直線部３１と、一対の直線部３１どうしを繋ぐように屈曲形成されたターン部３２とを有している。一対の直線部３１は、固定子コア１１の軸方向の厚さよりも長い長さを有している。導体セグメント３０は、横断面が矩形状をなす導体（対向する一対の平面部を有する導体）を絶縁被膜により被覆した平角導線を用いて構成されており、各直線部３１の先端部は、絶縁被膜が切除されることで、導体が露出した導体露出部３３となっている。

固定子コア１１のスロット２３には、複数の導体セグメント３０が径方向に一列に並べられた状態で挿入される。本実施形態では、スロット２３内に、導体セグメント３０の各直線部３１を４層に積層した状態で収容する構成としている。導体セグメント３０において、一対の直線部３１は所定のコイルピッチを隔てた２つのスロット２３にそれぞれ収容される。直線部３１のうち、スロット２３内に収容された部分が、固定子巻線１２のうちスロット内コイル部ＣＳに相当する。なお、スロット２３内には、固定子コア１１と固定子巻線１２（導体セグメント３０）との間を電気絶縁する絶縁シート２４が設けられている。絶縁シート２４は、スロット２３内に挿入される複数の導体セグメント３０をまとめて囲むように折り曲げられ、スロット２３内において固定子コア１１の内周面（内壁面）と導体セグメント３０との間に挟まれた状態で設けられている。

導体セグメント３０の一対の直線部３１は、２つのスロット２３において径方向位置を１つずらしてそれぞれ収容されている。例えば一方の直線部３１が径方向奥側（バックヨーク側）からｎ番目の位置に収容される場合、他方の直線部３１は径方向奥側からｎ＋１番目の位置に収容されるようになっている。

固定子コア１１のスロット２３に対する各導体セグメント３０の挿入に際し、各導体セグメント３０の直線部３１は、固定子コア１１の軸方向両端の第１端側及び第２端側のうち第１端側から挿入され、その直線部３１の先端部が第２端側から突出する。この場合、固定子コア１１の第１端側では、導体セグメント３０のターン部３２により一方のコイルエンド部ＣＥ１が形成される。また、固定子コア１１の第２端側では、各直線部３１の反ターン部側が周方向に屈曲され、かつ互いに異なる導体セグメント３０の直線部３１どうしが接続されることにより、他方のコイルエンド部ＣＥ２が形成される。各コイルエンド部ＣＥ１，ＣＥ２の概要は図２に示すとおりである。次に、コイルエンド部ＣＥ２における導体セグメント３０の接続についてより詳しく説明する。ここではまず、導体セグメント３０どうしの接続について説明する。

図５は、スロット２３内に収容された状態の一部の導体セグメント３０を示す図である。なお、図５では、固定子コア１１を仮想線で示している。導体セグメント３０において、一対の直線部３１の反ターン部側は、固定子コア１１の軸方向端面（図の上端面）から突出し、コア端面に対して所定の角度をもって斜行するように周方向へ屈曲されている。そして、異なる導体セグメント３０の先端部の導体露出部３３どうしが溶接により接合されることで、複数の導体セグメント３０が接続されるようになっている。

コイルエンド部ＣＥ２では、固定子コア１１の軸方向外側において周方向の一定方向に延びる導体セグメント３０の周方向先端部と、周方向の一定方向とは逆向き方向に延びる他の導体セグメント３０の周方向先端部とが互いに接合されている。これにより、固定子巻線１２は、コイルエンド部ＣＥ２において、導体セグメント３０の直線部３１が軸方向に対して傾斜する向きで延び、かつ所定の頂部位置で折り返された状態となっている。導体セグメント３０は、各直線部３１の反ターン部側が周方向でターン部３２と同じ側に屈曲されるものと、各直線部３１の反ターン部側が周方向にターン部３２とは逆側に屈曲されるものとを含む。

各相の相巻線では、その中間部分において導体セグメント３０どうしの接合により導体の接続がなされている一方、巻線端部において、導体露出部３３に対して各相の動力線バスバ１３や中性点バスバ１４が接続されている。ここでは特に、中性点バスバ１４に関する構成を詳しく説明する。

図６（ａ），（ｂ）は、中性点バスバ１４の斜視図である。図６（ａ）には、中性点バスバ１４のみを示し、図６（ｂ）には、中性点バスバ１４に温度センサモジュール５１を組み付けた状態を示している。図７は、中性点バスバ１４の一部を拡大して示す正面図である。

中性点バスバ１４は、平角導体よりなり、長尺状の本体部４１と、その本体部４１から突出する複数の接続部４２とを有している。本実施形態では、固定子巻線１２において各相巻線を相ごとに２並列で設ける構成としており、相ごとに２つずつの接続部４２、すなわち計６つの接続部４２が設けられている。中性点バスバ１４は、平板から打ち抜かれた打ち抜き材よりなり、平板状となっている。本体部４１は、平面視において円弧状に延びるようにして長尺に形成されている。固定子巻線１２に対する組み付け状態で言えば、中性点バスバ１４は、周方向に延びる本体部４１と、本体部４１から径方向内側に延びる接続部４２とを有するものとなっている。６つの接続部４２は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各相巻線の巻線端部にそれぞれ接合される部位であり、６つの接続部４２のうち互いに近い位置にある２つずつが、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各相巻線の巻線端部にそれぞれ接合される。接続部４２の径方向先端部が、コイルエンド部ＣＥ２における各相巻線の巻線端部に対して接合されるようになっている。

本体部４１は、長手方向の中間部で板厚方向に折り返されており、折り返し部４３を挟んで一方側が第１部位４４となり、他方側が第２部位４５となっている。折り返し部４３は、円弧状に湾曲形成されている。第１部位４４の長手方向の長さは、第２部位４５の長手方向の長さよりも長くなっている。また、第１部位４４は、板厚方向に段差状となる段差部４６を有している。この場合、固定子巻線１２に対する組み付け状態では、本体部４１は軸方向に折り返されているとともに、第１部位４４は軸方向に段違いに形成されている。第１部位４４において、段差部４６よりも折り返し部４３側が軸方向において固定子コア１１の端面からの高さ位置が低い低位部４７となり、その反対側が軸方向において固定子コア１１の端面からの高さ位置が高い高位部４８となっている。

本体部４１では、第１部位４４の低位部４７と第２部位４５とが軸方向に重なる状態になっている。また、第１部位４４の高位部４８と第２部位４５との軸方向における高さ位置が等しくなっている。そして、軸方向における高さ位置が等しくなる第１部位４４の高位部４８と第２部位４５とに、４つの接続部４２と２つの接続部４２とがそれぞれ設けられている。

中性点バスバ１４には、固定子１０の温度を検出する温度センサモジュール５１が取り付けられている。温度センサモジュール５１は、サーミスタ素子を含む温度センサ５２を有しており、中性点バスバ１４への取り付け状態において温度センサ５２が第１部位４４の低位部４７と第２部位４５との間に挟まれた状態となっている。温度センサモジュール５１は、第２部位４５に設けられた接続部４２に係合する係合部５３を有しており、第１部位４４の低位部４７と第２部位４５との間に温度センサ５２が挟まれ、かつ係合部５３が接続部４２に係合する状態で中性点バスバ１４に取り付けられている。また、温度センサモジュール５１は、軸方向において本体部４１よりも固定子コア１１側に延びる端子部５４を有しており、その端子部５４の先端部分から不図示の信号線が引き出されるようになっている。

ここで、温度センサ５２は、小型であるほど温度時定数が小さくなり感温性が向上するが、中性点バスバ１４に温度センサ５２を挟み込む構成において温度センサ５２を小型化すると、中性点バスバ１４の折り返し部４３の曲率半径が小さくなり、引張応力による折り返し部４３での割れの発生が懸念される。そこで本実施形態では、第１部位４４の低位部４７と第２部位４５との互いの離間距離、すなわちセンサ取付部の離間距離をＬとする場合に、折り返し部４３の曲率半径ＲをＬ／２よりも大きくしている。これにより、折り返し部４３に生じる引張応力の低減が図られている。この場合、折り返し部４３は、軸方向において固定子コア１１側（図の下側）には突出せず、固定子コア１１の反対側（図の上側）に突出する形状となっている。

中性点バスバ１４では、第１部位４４及び第２部位４５に分散して各接続部４２が設けられている。そのため、中性点バスバ１４が固定子巻線１２に接続された状態で固定子巻線１２が通電される際には、温度センサ５２を挟む第１部位４４側及び第２部位４５側の両方で通電電流が流れることになる。つまり、本体部４１において、第１部位４４におけるセンサ取付部から折り返し部４３を介して第２部位４５におけるセンサ取付部までの範囲が、固定子巻線１２の通電時における通電経路となるようになっている。これにより、温度センサ５２が、固定子巻線１２の通電に伴う温度上昇を感度良く検出できるものとなっている。

図８（ａ），（ｂ）は、固定子巻線１２に対する中性点バスバ１４の接続状態を示す図である。図８（ａ），（ｂ）は、固定子巻線１２に対する中性点バスバ１４の接続状態としてそれぞれ同じ構成を示すが、図８（ｂ）では、多数の導体セグメント３０のうち、各相巻線の巻線端部となる導体セグメント３０のみを示している。これら各図では、便宜上、中性点バスバ１４の接続対象となる導体セグメント３０について網掛けを付している。

図８（ａ），（ｂ）に示すように、中性点バスバ１４は、固定子巻線１２のコイルエンド部ＣＥ２の径方向外側であり、かつ固定子コア１１の軸方向端面に対向する位置に設けられている。固定子巻線１２において、導体セグメント３０における直線部３１の反ターン部側、すなわち相巻線において巻線端部を含む部分は、固定子コア１１の周方向に延びており、その巻線端部に中性点バスバ１４が接続されている。つまり、コイルエンド部ＣＥ２では、相巻線の中間部分、すなわち導体セグメント３０どうしが接続される部位と同様に、導体セグメント３０における直線部３１の反ターン部側が軸方向に傾斜する向きで周方向に延びており、各直線部３１の導体露出部３３に対して、中性点バスバ１４の接続部４２がそれぞれ接合されている。

上述したとおり中性点バスバ１４では、第１部位４４の高位部４８と第２部位４５との軸方向の高さ位置が互いに等しく、それら第１部位４４の高位部４８と第２部位４５とにそれぞれ接続部４２が設けられている。そのため、固定子巻線１２において、各相巻線の巻線端部となる導体セグメント３０をいずれも同じ状態にして、これら導体セグメント３０の導体露出部３３に対して中性点バスバ１４を接続することができる。

図９は、図８の９－９線断面図である。図９に示すように、中性点バスバ１４の接続部４２は、軸方向において本体部４１よりも固定子コア１１の反対側に突出しない状態で、固定子巻線１２に接続されている。

また、固定子巻線１２のスロット内コイル部ＣＳでは、スロット２３内に導体セグメント３０が径方向に所定数並べて配置され、かつ２つのスロット２３間で連続する同相の導体セグメント３０が、スロット２３内で径方向に１つずれた位置に収容されるようになっている。この場合、コイルエンド部ＣＥ２では、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、中性点バスバ１４の本体部４１から径方向に延びる接続部４２が、接続相手とは異なる別の導体セグメント３０（網掛けの導体セグメント３０）と軸方向に交差する。そのため、中性点バスバ１４の接続部４２が、導体セグメント３０（すなわち、軸方向に傾斜する向きで延びる導体）に干渉することが懸念される。

この点について本実施形態では、接続部４２において、軸方向で固定子コア１１側となる面（軸方向内側の面）に、軸方向に斜めとなる向きで面取り部４９を設け、その面取り部４９により、接続部４２と導体セグメント３０との軸方向の干渉を抑制するようにしている。図１０（ａ），（ｂ）には、接続部４２に形成された面取り部４９が示されており、接続部４２において面取り部４９は固定子コア１１側に設けられている。

固定子巻線１２に対する動力線バスバ１３の接続については以下に簡単に説明する。図１に示すように、各相の相巻線において中性点とは逆側の巻線端部３５は、コイルエンド部ＣＥ２から径方向外側に突出するように設けられ、その巻線端部３５に各相の動力線バスバ１３が接続されている。

また、コイルエンド部ＣＥ２は絶縁樹脂により樹脂封止されており、その構成を図１１及び図１２に示す。なお，図１２は、コイルエンド部ＣＥ２における樹脂封止部６１の一部を拡大して示す図であるが、便宜上、巻線端部３５に接続される動力線バスバ１３を不図示としている。これら各図に示すように、コイルエンド部ＣＥ２には環状に樹脂封止部６１が設けられている。樹脂封止部６１は、各導体セグメント３０の溶接部（導体の折り返し頂部）と、中性点バスバ１４と、相巻線及び動力線バスバ１３の溶接部とを覆うようにして円環状に形成されている。

樹脂封止部６１は、軸方向においてコイルエンド部ＣＥ２の一部の範囲で設けられている。具体的には、樹脂封止部６１の軸方向の範囲は、導体セグメント３０どうしの溶接部と中性点バスバ１４とを含み、かつ固定子コア１１の軸方向端面から離れた位置までとなっている。この場合、樹脂封止部６１とコア端面との間に、樹脂封止のない領域が設けられていることにより、その領域を、固定子巻線１２を冷却するコイル冷却部として用いることが可能になっている。なお、固定子巻線１２の冷却としては、冷媒として冷却油又は冷却水を用いる冷却（油冷、水冷）や、空気による冷却（空冷）などが想定される。

中性点バスバ１４に組み付けられた温度センサモジュール５１も同様に、樹脂封止部６１に覆われている。ただし、温度センサモジュール５１において信号線が引き出される端子部５４は、樹脂封止部６１の外に配置されるようになっている。

図１３は、コイルエンド部ＣＥ２における樹脂封止部６１の成形を説明するための図であり、特に中性点バスバ１４の折り返し部４３の周辺を拡大して示している。樹脂封止部６１の成形は、固定子巻線１２のコイルエンド部ＣＥ２に対して各バスバ１３，１４が接続された後に行われる。その成形時には、液状の樹脂材料が入れられた金型にコイルエンド部ＣＥ２が挿し入れられ、その状態で樹脂封止部６１が成形される。この場合、コイルエンド部ＣＥ２を鉛直方向下側にして金型に浸漬させた状態で樹脂封止部６１成形されることが考えられ、その際、折り返し部４３が固定子コア１１側（鉛直方向上側）に突出した形状となっていると、その突出部分の内側に気泡が溜まることが懸念される。これに対して本実施形態では、折り返し部４３が、軸方向において固定子コア１１側には突出せず、固定子コア１１の反対側に突出する形状となっている。そのため、折り返し部４３が固定子コア１１側に突出する構成とは異なり、コイルエンド部ＣＥ２を樹脂漬けする際に、折り返し部４３の内側に気泡が残ることが抑制される。

上記実施形態によれば、以下の優れた効果を有する。

固定子巻線１２では、コイルエンド部ＣＥ２において各導体セグメント３０の周方向先端部どうしが接合されているため、軸方向に延びる軸方向先端部どうしを接合する構成に比べて、コイルエンド部ＣＥ２の軸方向の高さが低減される。また、中性点バスバ１４において、本体部４１から径方向に延びる複数の接続部４２が、軸方向において本体部４１よりも固定子コア１１の反対側に突出していない状態で、相巻線にそれぞれ接続されているため、コイルエンド部ＣＥ２と中性点バスバ１４との接続部分についても軸方向寸法が大きくなることが抑制される。その結果、軸長の短縮により固定子１０の小型化を実現することができる。

中性点バスバ１４において、本体部４１の折り返し部４３を挟んで一方側である第１部位４４と、他方側である第２部位４５との間に挟まれた状態で温度センサ５２を取り付けるとともに、それら第１部位４４及び第２部位４５にそれぞれ少なくとも１つずつ接続部４２を設ける構成とした。これにより、第１部位４４及び第２部位４５のいずれか一方に全ての接続部４２を設ける構成に比べて、固定子巻線１２の通電に伴う温度変化を温度センサ５２により正しく検出することができる。

また、平板状の中性点バスバ１４において本体部４１が板厚方向に折り返され、固定子１０で言えば第１部位４４及び第２部位４５が軸方向に重なるように折り返された構成としたため、平板打ち抜きにより形成される中性点バスバ１４において、打ち抜きにより本体部４１と接続部４２とを一体に形成した後に本体部４１を折り返し成形することで、中性点バスバ１４としての所望の形状を実現できる。この場合、第１部位４４及び第２部位４５が径方向に重なるように折り返される構成に比べて、接続部４２を折り曲げて径方向に向かせる作業が不要となり、構成の簡易化を図ることができる。

第１部位４４と第２部位４５との軸方向の重なり部において互いの離間距離をＬとする場合に、折り返し部４３の曲率半径がＬ／２よりも大きくなるようにした。これにより、温度センサ５２の小型化を図りつつも、中性点バスバ１４の折り返し部４３に生じる引張応力を低減し、ひいては折り返し部４３の割れの発生を抑制することができる。

中性点バスバ１４において本体部４１がその中間位置で単に折り返されている構成では、第１部位４４及び第２部位４５の各々の軸方向の高さ位置が互いに異なることが考えられる。この点において、上記構成では、第１部位４４及び第２部位４５のうち第１部位４４に、軸方向に段差状となる段差部４６を設け、段差部４６よりも折り返し部４３の側を軸方向においてコア端面からの高さ位置が低い低位部４７、その反対側を軸方向においてコア端面からの高さ位置が高い高位部４８とした。そして、第１部位４４の高位部４８と第２部位４５との軸方向の高さ位置を同じにし、それら高位部４８及び第２部位４５にそれぞれ設けられた接続部４２を、導体セグメント３０の周方向先端部に接続するようにした。この場合、中性点バスバ１４の各接続部４２を、各相の相巻線における導体セグメント３０の周方向先端部に対していずれも同じ態様で接続することができ、構成の好適化を図ることができる。

コイルエンド部ＣＥ２の軸方向先端部と中性点バスバ１４とを含む範囲で樹脂封止部６１を設ける構成とした。これにより、中性点バスバ１４と各導体セグメント３０との絶縁性や、中性点バスバ１４と固定子コア１１との絶縁性を良好な状態で維持することができる。

折り返し部４３を、軸方向において固定子コア１１側に突出せず、固定子コア１１の反対側に突出する形状とした。これにより、中性点バスバ１４の折り返し部４３の割れ抑制を図りつつ、樹脂封止部６１において折り返し部４３の内側に気泡が溜まることを抑制することができる。

固定子巻線の冷却としては、冷却油による冷却（油冷）や、空気による冷却（空冷）などが想定される。樹脂封止部６１と固定子コア端面との間に樹脂封止のない領域が設けられており、その領域が前記コイルエンド部の冷却部となっている。そのため、コイルエンド部ＣＥ２を冷却油や空気により直接冷却することができ、固定子巻線の冷却を行う上で、好適な構成となっている。

固定子巻線１２において、導体セグメント３０が、スロット２３内に径方向に所定数並べて配置され、かつ所定のスロットピッチを隔てる各スロット２３で径方向に１つずれた位置に収容される構成では、中性点バスバ１４の本体部４１から径方向に延びる接続部４２が、接続相手とは別の導体セグメント３０と軸方向に交差する。そのため、中性点バスバ１４の接続部４２が、軸方向において導体セグメント３０に干渉することが懸念される。この点、中性点バスバ１４の接続部４２において、軸方向で固定子コア１１側となる面に、軸方向に斜めとなる向きで面取り部４９を形成した。そのため、中性点バスバ１４の接続部４２と導体セグメント３０との干渉を抑制することができる。

（変形例）
上記実施形態において、その構成の一部を変更してもよい。以下、上記実施形態の変形例について説明する。

・上記実施形態では、固定子巻線１２において各相巻線を相ごとに２並列で設け、中性点バスバ１４において相ごとに２つずつの接続部４２、すなわち計６つの接続部４２を設ける構成としたが、これを変更してもよい。例えば、各相巻線を相ごとに１直列で設け、相ごとに１つずつの接続部４２（計３つの接続部４２）を設ける構成であってもよい。要は、ｍ相の相巻線をそれぞれｎ並列とする場合に、中性点バスバ１４にｍ×ｎ個の接続部４２が設けられていればよい。

・中性点バスバ１４において、本体部４１は中間位置での折り返し部４３を有していないものであってもよい。この場合にも、複数の接続部４２が、軸方向において本体部４１よりも固定子コア１１の反対側に突出していない状態で、相巻線にそれぞれ接続されている構成であるとよい。

・コイルエンド部ＣＥ２について、樹脂封止部６１と固定子コア１１端面との間に樹脂封止のない領域が設けられているが、これを省略し、樹脂封止部６１を軸方向においてコイルエンド部ＣＥ２の全体に設けてもよい。

・上記実施形態では、本発明をインナロータ式の回転電機で具体化した構成を説明したが、これに代えて、本発明をアウタロータ式の回転電機で具体化することも可能である。この場合、固定子巻線１２のコイルエンド部ＣＥ２の径方向内側に中性点バスバ１４等が設けられるとよい。

１０…固定子、１１…固定子コア、１２…固定子巻線、１４…中性点バスバ、３０…導体セグメント、４１…本体部、４２…接続部、ＣＥ２…コイルエンド部。

Claims (8)

1. 固定子コア（１１）と、前記固定子コアに設けられ複数の相巻線を有する固定子巻線（１２）と、前記固定子巻線のコイルエンド部（ＣＥ２）の径方向外側又は径方向内側において当該コイルエンド部に接続された中性点バスバ（１４）と、を備える固定子（１０）であって、
   前記固定子巻線は、複数の導体セグメント（３０）を用い、それら各導体セグメントが接続されることで構成され、
   前記コイルエンド部は、前記固定子コアの軸方向外側において周方向の一定方向に延びる前記導体セグメントの周方向先端部と、周方向の前記一定方向とは逆向き方向に延びる他の前記導体セグメントの周方向先端部とが互いに接合されて構成されており、
   前記中性点バスバは、周方向に延びる本体部（４１）と、その本体部から径方向に延びる複数の接続部（４２）とを有し、
   前記複数の接続部は、軸方向において前記本体部よりも前記固定子コアの反対側に突出していない状態で、前記相巻線にそれぞれ接続されている、固定子。
2. 前記中性点バスバは平板状をなし、前記本体部が長手方向の中間位置で板厚方向に折り返されており、その折り返し部（４３）を挟んで一方側である第１部位（４４）と、他方側である第２部位（４５）との間に挟まれた状態で温度センサ（５２）が取り付けられており、
   前記中性点バスバは、前記第１部位及び前記第２部位が軸方向に重なるように折り返され、前記第１部位及び前記第２部位に、それぞれ少なくとも１つずつ前記接続部が設けられている、請求項１に記載の固定子。
3. 前記折り返し部は、円弧状に湾曲形成されており、前記第１部位と前記第２部位との互いの離間距離をＬとすると、前記折り返し部の曲率半径はＬ／２よりも大きくなっている、請求項２に記載の固定子。
4. 前記第１部位及び前記第２部位のうち前記第１部位は、軸方向に段差状となる段差部（４６）を有し、前記段差部よりも前記折り返し部の側が軸方向においてコア端面からの高さ位置が低い低位部（４７）、その反対側が軸方向においてコア端面からの高さ位置が高い高位部（４８）であり、
   前記第１部位の前記高位部と前記第２部位とは軸方向の高さ位置が同じであり、それら前記高位部及び前記第２部位にそれぞれ前記接続部が設けられ、当該接続部が、前記導体セグメントの周方向先端部に接続されている、請求項２又は３に記載の固定子。
5. 前記コイルエンド部の軸方向先端部と前記中性点バスバとを含む範囲で、これらコイルエンド部及び中性点バスバを絶縁樹脂により封止した樹脂封止部（６１）が設けられている、請求項１～４のいずれか１項に記載の固定子。
6. 前記中性点バスバの前記本体部は、軸方向に折り返されており、その折り返し部（４３）を挟んで一方側である第１部位（４４）と、他方側である第２部位（４５）との間に挟まれた状態で温度センサ（５２）が取り付けられており、
   前記折り返し部の軸方向寸法が、前記第１部位及び前記第２部位の対向部分の軸方向寸法よりも大きく、かつ、前記折り返し部は、軸方向において前記固定子コア側に突出せず、前記固定子コアの反対側に突出する形状となっている、請求項５に記載の固定子。
7. 前記樹脂封止部と固定子コア端面との間に樹脂封止のない領域が設けられており、その領域が前記コイルエンド部の冷却部となっている、請求項５又は６に記載の固定子。
8. 前記固定子コアは、周方向に所定間隔で形成された複数のスロット（２３）を有し、
   前記固定子巻線のスロット内コイル部（ＣＳ）において、前記スロット内に前記導体セグメントが径方向に所定数並べて配置され、前記導体セグメントと前記接続部とが軸方向に重複しており、
   前記接続部において、軸方向で前記固定子コア側となる面には、軸方向に斜めとなる向きで面取り部（４９）が設けられている、請求項１～７のいずれか１項に記載の固定子。

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