JP5245781B2 - 回転電機および回転電機の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、回転電機および回転電機の製造方法に関する。

従来から、ステータコアと、このステータコアに装着されたコイルとを含むステータを備えた回転電機や回転電機の製造方法等が各種提案されている。

たとえば、特開２００５−１６０１４３号公報に記載された回転電機は、固定子と、回転子とを備えている。そして、固定子には、複数のスロットが形成されており、このスロット内には、プレス加工で予め定められた形状とされたコイルが挿入されている。そして、各コイルは、渡り線によって接続されている。

特開２０００−２６２０２１号公報には、回転電機等の電機子コイルの接合部構造が記載されている。この電機子コイルの接合部構造において、電機子鉄心に組み立てられるコイル素材は、一方の端部に凹部、他方の端部に凸部が形成されている。そして、異なるコイル素材同士を接合する際には、互いの凹部と凸部が嵌合され、この嵌合部に対して、高エネルギのビーム等により接合する。

特開２００６−３３９６４号公報に記載された回転電機は、複数のスロットが形成された固定子鉄心と、スロットに挿通されて、固定子鉄心に組み付けられる複数のコイルセグメントとを備えている。各接合用端部と、コイル端部とを接合している。
特開２００５−１６０１４３号公報 特開２０００−２６２０２１号公報 特開２００６−３３９６４号公報

しかし、上記従来の回転電機においては、各コイルと渡り線とを接合する際に、渡り線とコイル端部とが互いに離れて互いに接合し難く、接合作業に非常に手間を要するという問題があった。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、渡り線等の接続配線とコイル端部との位置決めを容易に行うことができ、接続配線と渡り線との接合作業を容易に行うことができる回転電機および回転電機の製造方法を提供することである。

本発明に係る回転電機は、環状に形成されたステータコア、およびステータコアに装着され、ステータコアの周方向に配列する複数のコイルを含むステータと、ステータの中心軸方向に位置するコイルの一方の端面上を延び、コイル同士を接続する接続配線と、接続配線を支持して、接続配線を位置決めする支持部材とを備える。

好ましくは、上記支持部材は、接続配線を受け入れる受入部を有し、該受入部を規定する支持部材の内表面は、コイルの一方の端面から中心軸方向に離れるにしたがって、ステータの径方向内方に向けて延びるように傾斜する。好ましくは、上記支持部材は、コイルの一方の端面上に配置されると共に、絶縁材料によって構成され、コイルと接続配線とを絶縁可能とする。

好ましくは、上記支持部材は、ステータの周方向に隣り合うコイル間に配置され、コイル同士を絶縁するコイル絶縁部を含む。

好ましくは、上記コイルは、第１位相の電力が供給される複数の第１コイルと、第２位相の電力が供給される複数の第２コイルとを含む。そして、上記第２コイルの両端部は、第１コイルの両端部よりも、第２コイルの一方の端面からステータの中心軸方向に離れた位置にまで達する。そして、上記接続配線は、第１コイル同士を接続する第１接続配線と、第２コイル同士を接続し、第１接続配線よりもコイルの一方の端面からステータの中心軸方向に離れた位置に配置された第２接続配線とを含む。さらに、上記支持部材の受入部は、第１接続配線を受け入れ可能な第１受入部と、第１受入部よりもステータの中心軸方向に離れた第２接続配線を受け入れ可能な第２受入部とを含む。

本発明に係る回転電機は、環状に形成されたステータコア、およびステータコアに装着され、ステータコアの周方向に配列する複数のコイルを含むステータと、ステータの中心軸方向に配列するコイルの一方の端面上を延び、コイル同士を接続する接続配線とを備える。そして、上記コイルのうち、接続配線が接続される接続部に設けられ、接続配線を受け入れ可能なコイル受入部と、接続配線のうち、コイルの接続部を受け入れ可能な配線受入部との少なくとも一方を含む。

好ましくは、上記コイルは、ステータ中心軸方向に延びる第１軸方向延在部と、該第１軸方向延在部に対して、該コイルの先端部側に位置し、ステータの径方向に向けて屈曲する第１屈曲部と、該第１屈曲部に対して、該コイルの先端部側に位置し、中心軸方向に延びる第２軸方向延在部とを含む。そして、上記コイル受入部は、第１、第２軸方向延在部および第１屈曲部によって規定される段差部とされる。さらに、上記接続配線は、ステータの周方向に延びる第１周方向延在部と、該第１周方向延在部に対して先端部側に位置し、ステータの径方向に向けて屈曲する第２屈曲部と、該第２屈曲部に対して先端部側に位置し、ステータの周方向に延びる第２周方向延在部とを含む。また、上記配線受入部は、第１、第２周方向延在部および第２屈曲部によって規定された段差部とされる。

好ましくは、上記接続配線は、コイルを構成するコイル線の一方の端部を延出させて形成される。

好ましくは、環状に形成されたステータコア、およびステータコアに装着され、ステータコアの周方向に配列する複数のコイルを含むステータと、ステータの中心軸方向に位置するコイルの一方の端面上を延び、コイル同士を接続する接続配線とを備えた回転電機の製造方法である。そして、上記支持部材で接続配線を支持した状態で、コイルと接続配線とを接合する。

本発明に係る回転電機および回転電機の製造方法によれば、接続配線とコイル端部との位置決めを容易に行うことができ、接続配線と渡り線との接合作業を容易に行うことができる。

本発明の実施の形態に係る回転電機、回転電機の製造方法について、図１から図１９を用いて説明する。

なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下に複数の実施の形態が存在する場合、特に記載がある場合を除き、各々の実施の形態の特徴部分を適宜組合わせることは、当初から予定されている。

（実施の形態１）
図１を用いて、本発明の実施の形態１に係る回転電機について説明する。

図１は、本発明の実施の形態１に係る回転電機の概略構成を示す側断面図である。この図１に示すように、回転電機１００は、回転中心線Ｏを中心に回転可能に支持された回転シャフト１１０と、この回転シャフト１１０に固設され、回転シャフト１１０と共に回転可能に設けられたロータ１２０と、このロータ１２０の周囲に設けられた環状のステータ１４０とを備えている。この回転電機１００は、典型的には、ハイブリッド車両に搭載され、車輪を駆動する駆動源やエンジン等の動力によって電気を発電する発電機として機能する。さらには、電気自動車等にも搭載可能であり、車輪を駆動する駆動源としても利用される。

ロータ１２０は、複数の電磁鋼板等を積層して構成されたロータコア１２５と、ロータコア１２５に形成された磁石挿入孔１２６内に挿入された永久磁石１２３と、ロータコア１２５の軸方向の端面に設けられたエンドプレート１２２とを備えている。永久磁石１２３は、磁石挿入孔１２６内に充填された樹脂１２４によって固定されている。

ステータ１４０は、環状に形成されており、ロータ１２０の周囲を取り囲むように環状に形成されたステータコア１４１と、このステータコア１４１に装着されたＵ相コイル１８０Ｕ，Ｖ相コイル１８０Ｖ，Ｗ相コイル１８０Ｗとを備えている。このステータ１４０（ステータコア１４１）の軸方向端面１７７，１７８には、絶縁性のモールド樹脂１７２が形成されている。このモールド樹脂１７２は、たとえばＢＭＣ(Bulk Molding Compound)、エポキシ樹脂といった熱硬化性樹脂やＰＰＳ(Polyphenylene Sulfide)、ＰＢＴ(Polybutylene Terephthalate)などの熱可塑性樹脂等により構成されている。

図２は、回転中心線Ｏ方向から平面視したステータ１４０の平面図である。なお、この図２においては、モールド樹脂１７２が省略されている。

この図２に示すように、ステータコア１４１は、回転中心線Ｏを中心に環状に複数配列された分割ステータコア１７５を備えており、各分割ステータコア１７５には、それぞれ、Ｕ相コイル１８０Ｕ、Ｖ相コイル１８０Ｖ，Ｗ相コイル１８０Ｗのいずれかのコイルが装着されている。そして、ステータ１４０の周方向に沿って、Ｕ相コイル１８０Ｕ、Ｖ相コイル１８０Ｖ，Ｗ相コイル１８０Ｗが順次配列しており、各Ｕ相コイル１８０Ｕ同士、Ｖ相コイル１８０Ｖ同士、Ｗ相コイル１８０Ｗ同士は、それぞれ、間隔を隔て配置されている。

ここで、隣り合うＵ相コイル１８０Ｕ同士は、渡線１５４Ｕによって接続されており、Ｖ相コイル１８０Ｖ同士は、渡線１５４Ｖによって接続され、さらに、Ｗ相コイル１８０Ｗ同士は、渡線１５４Ｗによって接続されている。

そして、渡線１５４Ｕは、１つのＵ相コイル１８０Ｕ（１８０Ｕ１）の径方向内方側の端部から隣り合う他のＵ相コイル１８０Ｕ（１８０Ｕ２）に向かうにしたがって、ステータ１４０の径方向外方側に向けて変位し、他のＵ相コイル１８０Ｕの径方向外方側に位置する端部に接続されている。

また、同様に、渡線１５４Ｖも、１つのＶ相コイル１８０Ｖ（１８０Ｖ１）から隣り合うＶ相コイル１８０Ｖ（１８０Ｖ２）に向かうにしたがって、ステータ１４０の径方向外方側に向けて変位し、さらに、１５４Ｗも、１つのＷ相コイル１８０Ｗ（１８０Ｗ１）から他のＷ相コイル１８０Ｗ（１８０Ｗ２）に向かうに従って、径方向外方側に向けて変位する。

そして、たとえば、渡線１５４Ｕのうち、Ｖ相コイル１８０Ｖ１上に位置する部分は、渡線１５４Ｖよりも径方向外方側に位置する。さらに、Ｗ相コイル１８０Ｗ１が位置する部分では、渡線１５４Ｕの径方向内方側に、渡線１５４Ｖ，１５４Ｗが順次位置することになる。

ここで、ステータ１４０の径方向内方側に位置するＷ相コイル１８０Ｗ６の端部と、Ｕ相コイル１８０Ｕ６の端部と、Ｖ相コイル１８０Ｖ６の端部とをそれぞれ接続することで、中性点を構成する。さらに、ステータ１４０の径方向外方側に位置するＵ相コイル１８０Ｕ１の端部と、Ｗ相コイル１８０Ｗ１の端部と、Ｖ相コイル１８０Ｖ１の端部には、それぞれ、外部配線が接続される。

ここで、各外部配線は、コンバータやインバータを介して、バッテリに接続されている。そして、バッテリからの直流電力は、コンバータによって昇圧され、インバータによって交流電力に変換される。そして、Ｕ相コイル１８０Ｕ１に接続された外部配線と、Ｖ相コイル１８０Ｖ１およびＷ相コイル１８０Ｗ１に接続された外部配線には、それぞれ、位相の異なる交流電力が供給される。なお、ステータ１４０の径方向内方側に位置するＷ相コイル１８０Ｗ６の端部と、Ｕ相コイル１８０Ｕ６の端部と、Ｖ相コイル１８０Ｖ６の端部とにそれぞれ外部配線を接続し、他方、ステータ１４０の径方向外方側に位置するＵ相コイル１８０Ｕ１の端部と、Ｗ相コイル１８０Ｗ１の端部と、Ｖ相コイル１８０Ｖ１の端部とを互いに接続して中性点を構成してもよい。

ここで、各コイル１８０間には、絶縁性の支持部材２５０が挿入されている。そして、この支持部材２５０は、各コイル１８０間上に位置する各渡線１５４を支持している。

具体的には、支持部材２５０は、Ｗ相コイル１８０ＷとＵ相コイル１８０Ｕとの間に配置され、渡線１５４Ｕと渡線１５４Ｖとを支持するＵ−Ｖ配線支持部材２５６と、Ｕ相コイル１８０ＵとＶ相コイル１８０Ｖとの間に配置され、渡線１５４Ｖと渡線１５４Ｗとを支持するＶ−Ｗ配線支持部材２５４と、Ｕ相コイル１８０ＵとＶ相コイル１８０Ｖとの間に配置され、渡線１５４Ｗと渡線１５４Ｕとを支持するＷ−Ｕ配線支持部材２５５とを備えている。

図３は、コイル１８０と、インシュレータ１６０とが装着された分割ステータコア１７５の斜視図である。この図３に示すように、各分割ステータコア１７５は、ステータ１４０の周方向延びるヨーク部１７６と、このヨーク部１７６から突出するステータティース１７１とを備えている。

そして、このステータティース１７１には、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂やＬＣＰ（液晶ポリマー）樹脂などから形成された絶縁性のインシュレータ１６０が装着されている。

このインシュレータ１６０は、ステータティース１７１を受入れ可能な筒状のティース受入部１６１と、このティース受入部１６１の端部に形成され、ヨーク部１７６の内周面に沿って延び、ヨーク部１７６の内周面に支持される張出部１６２とを備えている。ティース受入部１６１の周面のうち、回転中心線Ｏ方向に位置する軸方向端面には、回転中心線Ｏ方向に向けて突出する突出部１６３，１６４が形成されている。

このように形成されたインシュレータ１６０には、コイル１８０が装着されている。この図３中において、端部１５２に示されるように、コイル１８０は、延在方向に対して垂直な断面の形状が、方形形状とされたコイル線２８０を巻回することで構成されている。コイル１８０は、コイル線２８０を環状に巻回しつつ、積層することで形成された巻回部１５１を備えている。そして、コイル線の一方の端部１５２は、コイル線の積層方向に位置する巻回部１５１の径方向端面１４５に設けられており、回転中心線Ｏ方向に配列するコイル１８０の軸方向端面１３１より回転中心線Ｏ方向に突出するように延びている。なお、この端部１５２は、径方向端面１４５において、軸方向端面１３２側から軸方向端面１３１に向けて延びる引出部１５０の上端部に位置しており、軸方向端面１３１より上方に位置している。

そして、コイル線２８０の積層方向に配列する径方向端面のうち、端部１５２が位置する径方向端面１４５と反対側に位置する径方向端面１３５には、回転中心線Ｏ方向に向けて延び、軸方向端面１３１よりも上方に延びる引出部１５３が形成されている。そして、この引出部１５３の上端部には、渡線１５４が連設されている。さらに、この引出部１５３の先端部には、他のコイル１８０の端部１５２に接続される端部１５５が形成されている。

このように、各渡線１５４は、コイル１８０を形成するコイル線２８０の一部が延出することで構成されている。ここで、上記のようにコイル１８０を構成するコイル線は、具体的には、エッジワイズコイル（Edge Width Coil）等の平角線が採用されており、断面形状が円形状の従来の一般的なコイル線よりも剛性が高いコイル線が採用されている。そして、コイル線２８０のうち、渡線１５４が位置する部分においては、回転中心線Ｏ方向の高さの方が、ステータ１４０の径方向の幅よりも長くなっている。

図４は、各コイル１８０間に配置される支持部材２５０の側面図である。この図４に示されるように、支持部材２５０は、各コイル１８０間に配置されるコイル間絶縁部２５１と、各コイル１８０の軸方向端面から突出するように配置される突出部２５７および突出部２５８とを備えている。この支持部材２５０は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂やＬＣＰ（液晶ポリマー）樹脂等の絶縁材料から構成されている。

ここで、支持部材２５０は、長尺に形成されている。支持部材２５０は、図１に示す
ステータ１４０の軸方向端面１７８側に配置される底辺２６２と、ステータ１４０の径方向外方側に配置される内辺部２６０と、径方向外方側に配置される外辺部２６１と、底辺２６２に対して反対側に位置する突出部２５７および突出部２５８とを備えている。

支持部材２５０のうち、突出部２５７および突出部２５８に対して、底辺２６２側に位置する部分は、コイル１８０間に配置され、隣り合うコイル１８０同士を絶縁するコイル間絶縁部２５１を含む。

突出部２５７と突出部２５８は、内辺部２６０から外辺部２６１に向けて間隔をあけて形成されている。

ここで、突出部２５７と突出部２５８との間には、凹部状の接続配線受入部２５３が形成されており、突出部２５８に対して外辺部２６１側に位置する部分にも、凹部状の接続配線受入部２５４が形成されている。

接続配線受入部２５３は、突出部２５７を規定する支持部材２５０の外周縁部であって、外辺部２６１側に位置する傾斜部２６３と、突出部２５８を規定する外周縁部のうち、内辺部２６０側に位置する前辺部２６５とによって規定されている。

傾斜部２６３は、底辺２６２から離れるにしたがって、内辺部２６０側に向けて傾斜する傾斜面とされており、前辺部２６５は、支持部材２５０の長手方向に延びている。

そして、外辺部２６１側に位置する接続配線受入部２５３は、突出部２５８を規定する外周縁部のうち、外辺部２６１側に位置する傾斜部２６４によって規定されている。傾斜部２６４は、底辺２６２から離れるにしたがって、外辺部２６１側から内辺部２６０側に向けて傾斜するように延びている。

図５は、Ｖ相コイル１８０Ｖが装着された分割ステータコア１７５の側面図である。この図５に示すように、Ｖ相コイル１８０Ｖの側面には、Ｕ相コイル１８０Ｕとの間に配置されるＶ−Ｗ配線支持部材２５４が設けられている。

このＶ−Ｗ配線支持部材２５４のＷ相接続配線受入部２５２Ｗ（接続配線受入部２５３）には、渡線１５４Ｗが受け入れられており、Ｖ相接続配線受入部２５２Ｖ（接続配線受入部２５４）には、渡線１５４Ｖが受け入れられている。

そして、Ｖ相接続配線受入部２５２Ｖ内に受け入れられた渡線１５４Ｖの端部１５５は、Ｖ相コイル１８０Ｖの端部１５２に接続されている。ここで、渡線１５４Ｖの端部１５５は、Ｖ相接続配線受入部２５２Ｖの傾斜部２６４によって、ステータ１４０の径方向外方に向けて押圧されている。このため、渡線１５４Ｖの端部１５５と、Ｖ相コイル１８０Ｖの端部１５２との接合状態が良好に維持されている。

特に、渡線１５４Ｖの端部１５５は、端部１５２に対して、ステータ１４０の径方向内方側から端部１５２に接合されており、Ｖ相接続配線受入部２５２Ｖの傾斜部２６４が径方向外方側に向けて渡線１５４Ｖを押圧することで、渡線１５４Ｖの端部１５５と、Ｖ相コイル１８０Ｖの端部１５２との接合状態を向上させることができる。

Ｗ相接続配線受入部２５２Ｗは、Ｖ相接続配線受入部２５２Ｖに対して、ステータ１４０の径方向内方側に位置する。このＷ相接続配線受入部２５２Ｗ内には、渡線１５４Ｗが受け入れられており、渡線１５４Ｗは、Ｗ相接続配線受入部２５２Ｗの傾斜部２６３と接触しており、ステータ１４０の径方向外方に向けて押圧されている。このように、渡線１５４Ｗも、Ｗ相接続配線受入部２５２Ｗによって位置決めされている。このため、渡線１５４Ｗの端部１５５と、Ｗ相コイル１８０Ｗの端部１５２とが正確に位置決めされ、端部１５５と端部１５２の接合状態を良好に維持することができる。

なお、図５においては、Ｖ−Ｗ配線支持部材２５４について説明したが、Ｕ−Ｖ配線支持部材２５６およびＷ−Ｕ配線支持部材２５５も同様に構成されている。

Ｗ−Ｕ配線支持部材２５５は、渡線１５４Ｗと、渡線１５４Ｕとを支持すると共に、渡線１５４Ｗの端部１５５をＷ相コイル１８０Ｗの端部１５２に向けて押圧して接合している。Ｕ−Ｖ配線支持部材２５６は、渡線１５４Ｕと渡線１５４Ｖとを支持すると共に、渡線１５４Ｕの端部１５５をＵ相コイル１８０Ｕの端部１５２に向けて押圧して、接合している。

このため、発明の実施の形態１に係る回転電機１００においては、Ｕ相コイル１８０Ｕと渡線１５４Ｕとの接合状態、さらに、Ｖ相コイル１８０Ｖと渡線１５４Ｖとの接合状態、およびＷ相コイル１８０Ｗと渡線１５４Ｗとの接合状態を良好に維持することができる。なお、各コイル１８０の端部と渡線１５４との接合部は、レザー溶接等によって接合されている。

上記のように構成された回転電機１００のステータ１４０を構成する際には、まず、図３に示す各分割ステータコア１７５のステータティース１７１にインシュレータ１６０を装着する。そして、このインシュレータ１６０にコイル１８０を装着する。

その後に、このインシュレータ１６０、コイル１８０が装着された複数の分割ステータコア１７５を環状に配列する。

そして、Ｕ相コイル１８０ＵとＶ相コイル１８０Ｖとの間に、Ｖ−Ｗ配線支持部材２５４を挿入して、Ｖ相コイル１８０ＶとＷ相コイル１８０Ｗとの間にＷ−Ｕ配線支持部材２５５を挿入する。さらに、Ｗ相コイル１８０ＷとＵ相コイル１８０Ｕとの間に、Ｕ−Ｖ配線支持部材２５６を挿入する。

図６は、各分割ステータコア１７５を環状に配列したときにおける、Ｖ相コイル１８０Ｖが装着された分割ステータコア１７５の側面図である。この図６に示すように、渡線１５４Ｖの端部１５５と、Ｖ相コイル１８０Ｖの端部１５２とは、互いに離間している。

図７は、Ｖ相コイル１８０ＶとＵ相コイル１８０Ｕとの間に、Ｕ相コイル１８０Ｕを挿入し始めたときの、分割ステータコア１７５の側面図である。

Ｖ−Ｗ配線支持部材２５４は、渡線１５４が位置する軸方向端面１７７と反対側の軸方向端面１７８側から、軸方向端面１７７に向けて挿入される。

この際、図４に示す突出部２５７および突出部２５８側から順次Ｕ相コイル１８０ＵおよびＶ相コイル１８０Ｖ間に挿入する。また、外辺部２６１がインシュレータ１６０の張出部１６２に当接するように挿入し、インシュレータ１６０とＶ−Ｗ配線支持部材２５４との位置決めを行う。

そして、順次Ｖ−Ｗ配線支持部材２５４をＵ相コイル１８０ＵとＶ相コイル１８０Ｖとの間に挿入すると、突出部２５７，２５８がＵ相コイル１８０ＵおよびＶ相コイル１８０Ｖの端面から突出し、渡線１５４Ｖ，１５４Ｗを支持し始める。

ここで、Ｖ相接続配線受入部２５２ＶおよびＷ相接続配線受入部２５２Ｗが、渡線１５４Ｖおよび渡線１５４Ｗを受け入れ始めると、渡線１５４Ｖおよび渡線１５４Ｗは、それぞれ、傾斜部２６３および傾斜部２６４によってステータ１４０の径方向外方に向けて押圧される。

これにより、渡線１５４Ｗおよび渡線１５４Ｖは、所定の位置にそれぞれ位置決めされる。そして、渡線１５４Ｖの端部１５５は、Ｖ相コイル１８０Ｖの端部１５２に接触または近接する。このように、各端部１５５と端部１５２とが互いに接触または近接した状態で、各端部同士を溶接接合することができ、接合作業を容易に行うことができると共に、良好に各端部同士を接合することができる。

なお、図６および図７においては、Ｖ−Ｗ配線支持部材２５４について説明したが、他のＷ−Ｕ配線支持部材２５５およびＵ−Ｖ配線支持部材２５６についても同様に各コイル間に挿入する。

これにより、たとえば、Ｗ−Ｕ配線支持部材２５５が挿入されることで、渡線１５４Ｗおよび渡線１５４Ｕを正確に位置決めすることができると共に、渡線１５４Ｖの端部１５５と、Ｗ相コイル１８０Ｗの端部１５２とを接触させることができ、接合作業を容易に行うことができる。また、同様に、Ｕ−Ｖ配線支持部材２５６においても、渡線１５４Ｕの端部１５５と、Ｕ相コイル１８０Ｕの端部１５２とを接触または近接させることができ、接合作業を容易に行うことができる。

このように、渡線１５４で各コイル同士が接続された複数の分割ステータコア１７５を、金型内に挿入して、モールド樹脂１７２を形成して、ステータ１４０を形成する。

そして、このステータ１４０を図示されない収容ケース内に収容して、固定する。その後、ロータ１２０をステータ１４０内に挿入する。このようにして、本発明の実施の形態１に係る回転電機１００を製造することができる。

（実施の形態２）
図８から図１６を用いて、本発明の実施の形態２に係る回転電機１００について説明する。なお、図８から図１６において、上記図１から図７に示された構成と同一または相当する構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。

図８は、本発明の実施の形態２に係る回転電機のステータの平面図である。この図８に示されるように、ステータ１４０は、各コイル１８０の上端面上に配置された渡線１５４Ｕ，１５４Ｖ，１５４Ｗの少なくともいずれかを支持する支持部材２５０を複数備えている。

そして、支持部材２５０は、Ｗ相コイル１８０Ｗ上に配置され、渡線１５４Ｕと渡線１５４Ｖを支持するＵ−Ｖ支持部材１９１と、Ｕ相コイル１８０Ｕ上に配置され、渡線１５４Ｖと渡線１５４Ｗとを支持するＶ−Ｗ支持部材１９２と、Ｕ相コイル１８０Ｕ上に配置され、渡線１５４Ｗと渡線１５４Ｕとを支持するＷ−Ｕ支持部材１９３とを備えている。

ここで、図９は、Ｕ−Ｖ支持部材１９１およびこのＵ−Ｖ支持部材１９１が設けられた分割ステータコア１７５の側面図であり、図１０は、Ｖ−Ｗ支持部材１９２およびＶ−Ｗ支持部材１９２が配置された分割ステータコア１７５の側面図である。さらに、図１１は、Ｗ−Ｕ支持部材１９３およびＷ−Ｕ支持部材１９３が配置された分割ステータコア１７５の側面図である。

これら図９から図１１に示されるように、渡線１５４Ｕは、他の渡線１５４Ｖ，１５４Ｗよりも、ステータ１４０の軸方向端面１７７から離れた位置に設けられている。さらに、渡線１５４Ｖは、渡線１５４Ｗよりも、軸方向端面１７７から離れた位置に設けられている。このように、各渡線１５４Ｕ，１５４Ｖ，１５４Ｗは、いずれも回転中心線Ｏ方向の高さが異なるように配置されている。

ここで、図１２は、Ｕ−Ｖ支持部材１９１の拡大断面図である。この図１２に示されるように、Ｕ−Ｖ支持部材１９１は、渡線１５４Ｕを受け入れ可能な受入部２１０Ｕと、この受入部２１０Ｕに対して、ステータ１４０の径方向内方側に位置すると共に軸方向端面１７７側に位置し、渡線１５４Ｖを受け入れ可能な受入部２１０Ｖと形成された本体部１９４と、この本体部１９４に連設された係止部２３０とを備えている。

そして、Ｕ−Ｖ支持部材１９１のうち、受入部２１０Ｕと受入部２１０Ｖとの間に位置する部分には、傾斜面２２０Ｕが形成されている。また、受入部２１０Ｖに対して、ステータ１４０の径方向内方側に位置する部分には、傾斜面２２０Ｖが形成されている。

ここで、傾斜面２２０Ｕおよび傾斜面２２０Ｖは、ステータ１４０の径方向外方側に向かうにしたがって、軸方向端面１７７から離れるように傾斜する。係止部２３０は、本体部１９４のうち、ステータ１４０の径方向外方側に位置する周面に連設されている。

図１３は、Ｖ−Ｗ支持部材１９２の拡大断面図である。この図１３に示されるように、Ｖ−Ｗ支持部材１９２は、渡線１５４Ｖを受け入れ可能な受入部２１１Ｖと、この受入部２１１Ｖに対して、ステータ１４０の径方向内方側に位置すると共に、軸方向端面１７７側に位置する受入部２１１Ｗとが形成された本体部１９５と、この本体部１９５に連設された係止部２３０とを備えている。

そして、Ｖ−Ｗ支持部材１９２のうち、受入部２１１Ｖと受入部２１１Ｗとの間に位置する部分には、受入部２１１Ｖが形成されており、受入部２１１Ｗに対して、ステータ１４０の径方向内方側にも、傾斜面２２１Ｗが形成されている。

ここで、傾斜面２２１Ｖおよび傾斜面２２１Ｗは、ステータ１４０の径方向外方側に向かうにしたがって、軸方向端面１７７から離れるように傾斜している。

図１４は、Ｗ−Ｕ支持部材１９３の拡大断面図である。この図１４に示すように、Ｗ−Ｕ支持部材１９３は、渡線１５４Ｕを受け入れ可能な受入部２１２Ｕと、この受入部２１２Ｕに対して、軸方向端面１７７側に位置し、ステータ１４０の径方向外方側に形成された受入部２１２Ｗとが形成された本体部１９６と、この本体部１９６に形成された係止部２３０とを備えている。

そして、受入部２１２Ｕを規定するＷ−Ｕ支持部材１９３の外周縁部のうち、ステータ１４０の径方向内方側には、傾斜面２２２Ｕが形成されている。さらに、受入部２１２Ｗを規定するＷ−Ｕ支持部材１９３の外周縁部のうち、受入部２１２Ｗに対して、ステータ１４０の径方向内方側に隣り合う部分には、傾斜面２２２Ｗが形成されている。この傾斜面２２２Ｕおよび傾斜面２２２Ｗは、いずれも、ステータ１４０の径方向外方側に向かうにしたがって、軸方向端面１７７から離れるように傾斜している。なお、このＷ−Ｕ支持部材１９３にも、インシュレータ１６０の張出部１６２と係合可能な係止部２３０が形成されている。

このように、各渡線１５４Ｕ，１５４Ｖ，１５４Ｗは、支持部材１９０によって支持されているため、各渡線１５４Ｕ，１５４Ｖ，１５４Ｗが位置ずれすることが抑制されている。これにより、渡線１５４ＵとＵ相コイル１８０Ｕとの接合部、渡線１５４ＶとＶ相コイル１８０Ｖとの接合部、および渡線１５４ＶとＶ相コイル１８０Ｖとの接合部における各接合状態を良好に維持することができる。

図１５は、インシュレータ１６０およびコイル１８０が装着された分割ステータコア１７５を背面側から見たときの斜視図である。この図１５に示すように、インシュレータ１６０の張出部１６２には、凹部１６５が形成されている。

そして、上記図１２から図１４に示された本体部１９４、本体部１９５および本体部１９６は、この凹部１６５を通して、コイル１８０の上面上に配置され、各Ｕ−Ｖ支持部材１９１，Ｖ−Ｗ支持部材１９２，Ｗ−Ｕ支持部材１９３の係止部２３０は、張出部１６２のうち、凹部１６５に対して回転中心線Ｏ方向に隣り合う部分と係合可能となっている。

このように、各渡線１５４Ｕ，１５４Ｖ，１５４Ｗは、支持部材２５０によって支持されているので、位置ずれすることが抑制されている。これに伴い、渡線１５４Ｕの端部１５５と、Ｕ相コイル１８０Ｕの端部との接合部、渡線１５４Ｖの端部１５５とＶ相コイル１８０Ｖの端部との接合部、およびＷ相コイル１８０Ｗの端部１５５とＷ相コイル１８０Ｗの端部との接合状態を良好に維持することができる。なお、支持部材２５０は、いずれも、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂やＬＣＰ（液晶ポリマー）樹脂などの絶縁材料から構成されている。

上記のように構成された回転電機１００の製造方法について説明する。ステータ１４０を製造する際には、まず、分割ステータコア１７５のステータティース１７１にインシュレータ１６０を装着する。そして、このインシュレータ１６０にコイル１８０を装着する。そして、インシュレータ１６０およびコイル１８０が装着された分割ステータコア１７５を環状に配列する。その後、上記の図１５に示された凹部１６５からＵ−Ｖ支持部材１９１，Ｖ−Ｗ支持部材１９２，Ｗ−Ｕ支持部材１９３を挿入する。

ここで、支持部材２５０を挿入する際において、各渡線１５４Ｕ，１５４Ｖ，１５４Ｗは、それぞれ、自重によって、端部１５５に向かうにしたがって、下方に垂れ下がるように傾斜している。

図１６は、Ｕ−Ｖ支持部材１９１をＷ相コイル１８０Ｗの上面上に配置するときの断面図である。この図１６に示すように、渡線１５４Ｕおよび渡線１５４Ｖは、所定の位置から下方に位置している。

このため、図１５に示す凹部１６５からＵ−Ｖ支持部材１９１を挿入すると、渡線１５４Ｕは、傾斜面２２０Ｕと当接し、さらに、渡線１５４Ｖは、傾斜面２２０Ｖと当接する。そして、さらに、Ｕ−Ｖ支持部材１９１をステータ１４０の径方向内方に向けて挿入すると、傾斜面２２０Ｕによって渡線１５４Ｕが上方に押し上げられ、また、渡線１５４Ｖも傾斜面２２０Ｖによって、上方に押し上げられる。これにより、渡線１５４Ｕは、受入部２１０Ｕ内に受け入れられると共に、渡線１５４Ｗは、受入部２１０Ｗ内に受け入れられる。そして、係止部２３０が張出部１６２と係合することで、ステータ１４０の径方向の位置決めが正確になされ、さらに、Ｕ−Ｖ支持部材１９１の底部がＷ相コイル１８０Ｗの上面と当接することで、回転中心線Ｏ方向の位置も正確に位置決めされる。

このように、渡線１５４Ｕは、位置決めされたＵ−Ｖ支持部材１９１の受入部２１０Ｕ内に受け入れられることで、正確に位置決めされ、さらに、渡線１５４Ｗも同様に、受入部２１０Ｗ内に受け入れられることで、正確に位置決めされる。

さらに、同様に、Ｖ−Ｗ支持部材１９２を、凹部１６５からＵ相コイル１８０Ｕの上面上に挿入し、さらに、Ｗ−Ｕ支持部材１９３を凹部１６５からＶ相コイル１８０Ｖの上面上に挿入することで、各渡線１５４を正確に位置決めすることができる。

これにより、各コイル１８０の端部と各渡線１５４の端部とを接触または少なくとも近接させることができ、コイル１８０の端部と渡線１５４の端部とを容易に接合することができる。さらに、各渡線１５４を支持部材２５０で支持することで、コイル１８０の接合部と渡線１５４との接合部に負荷がかかることを抑制することができ、接合状態を長期間良好に維持することができる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る回転電機について、図１７から図１９を用いて、説明する。なお、上記図１から図１６に示された構成と同一または相当する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図１７は、本発明の実施の形態３に係る回転電機の接合部３００の斜視図である。この図１７に示す例においては、コイル１８０の端部１５２に、渡線１５４を受け入れ可能な、受入部２４８が形成されており、この受入部２４８に、渡線１５４の端部１５５が受け入れられ、端部１５５と端部１５２とが互いに溶接等で接合されている。

引出部１５０には、回転中心線Ｏ方向に延びる軸方向延在部２４０と、この軸方向延在部２４０の先端部に連設され、ステータ１４０の径方向外方側に向けて屈曲する屈曲部２４１と、この屈曲部２４１の先端部に形成され、回転中心線Ｏ方向に延びる軸方向延在部２４２とが形成されている。

受入部２４８は、軸方向延在部２４０と屈曲部２４１と軸方向延在部２４２とによって規定された段差部とされている。そして、屈曲部２４１上に、渡線１５４の端部１５５が配置されている。そして、渡線１５４の端部１５５と、コイル１８０の端部１５２とは、溶接部５０１によって互いに固定されている。

このような接合部３００を備えた回転電機において、各コイル１８０の端部１５２と、渡線１５４の端部１５５とを接合する際には、たとえば、まず、当該受入部２４８が形成されたコイル１８０が装着された分割ステータコア１７５を配置する。その後に、この
受入部２４８に受け入れられる渡線１５４を含むコイル１８０が装着された分割ステータコア１７５を、上方から配置する。

これにより、渡線１５４の端部１５５が、受入部２４８内に受け入れられると共に、屈曲部２４１によって支持される。このため、渡線１５４の端部１５５が自重によって下方に傾斜することが抑制されており、渡線１５４の端部１５５とコイル１８０の端部１５２とを接触または近接させることができる。

このように、順次分割ステータコア１７５を環状に配置した後、各受入部２４８内に受け入れられた渡線１５４の端部１５５と、コイル１８０の端部１５２とを溶接する。

この溶接作業の際においては、上記のように渡線１５４は、屈曲部２４１によって支持されているため、容易に溶接作業を行うことができる。

さらに、軸方向延在部２４２は、渡線１５４に対してステータ１４０の径方向外方側に位置している。このため、渡線１５４の端部１５５とコイル１８０の端部１５２とを溶接して、溶接部５０１で接合する際に、渡線１５４が熱膨張して、渡線１５４がステータ１４０の径方向外方側に変位しようとしても、軸方向延在部２４２で良好に支持することができる。さらに、回転電機１００の駆動中に渡線１５４の温度が上昇して、ステータ１４０の径方向外方側に向けて渡線１５４が変位しようとしても、軸方向延在部２４２との間の面圧が上昇し、互いの接合状態を向上させることができる。

図１８は、本発明の実施の形態３に係る回転電機における接合部３００の第１変形例を示す斜視図である。この図１３に示すように、コイル１８０の端部１５２は、渡線１５４に形成された受入部２４９によって受け入れられている。

渡線１５４は、ステータ１４０の周方向に向けて延びる周方向延在部２４５と、この２４５の先端部に連設され、ステータ１４０の径方向内方に向けて屈曲する屈曲部２４６と、この屈曲部２４６の先端部に連設され、ステータ１４０の周方向に延びる周方向延在部２４７とを備えている。

そして、上記受入部２４９は、周方向延在部２４５と屈曲部２４６と周方向延在部２４７とによって規定された段差部とされている。

そして、この渡線１５４の端部１５５と、コイル１８０の端部１５２とは、互いに
溶接部５０２によって接合されている。ここで、屈曲部２４６は、ステータ１４０の周方向からコイル１８０の端部１５２に当接しており、たとえば、回転電機１００の駆動によって、渡線１５４が熱膨張して、渡線１５４の長さが伸びようとしても、コイル１８０の端部１５２と渡線１５４との接合状態は良好に保たれる。

この図１８に示す接合部３００をを備えた回転電機において、接合部３００を接合するには、まず、当該接合部３００の端部１５２を備えたコイル１８０が装着された分割ステータコア１７５を配置する。その後、当該接合部３００の渡線１５４を含むコイル１８０が装着された分割ステータコア１７５を配置する。

この際、渡線１５４の受入部２４９内に、コイル１８０の端部１５２を受け入れることで、容易に、コイル１８０の端部１５２と、渡線１５４の端部１５５との位置決めを行うことができる。

このため、端部１５２と端部１５５とを溶接して、溶接部５０２によって、端部１５２と端部１５５とを接合する際において、容易に互いを接合することができる。

さらに、当該溶接作業によって、渡線１５４がステータ１４０の周方向に延びようしても、コイル１８０の端部１５２によって支持され、端部１５２と端部１５５との接合状態を良好に維持することができる。

図１９は、本発明の実施の形態３に係る回転電機の接合部３００の第２変形例を示す斜視図である。

この図１９に示すように、コイル１８０の端部１５２および渡線１５４の端部１５５にそれぞれ、受入部２４８および受入部２４９を形成してもよい。

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。さらに、上記数値などは、例示であり、上記数値および範囲にかぎられない。

本発明は、回転電機および回転電機の製造方法に好適である。

本発明の実施の形態１に係る回転電機の概略構成を示す側断面図である。 回転中心線方向から平面視したステータの平面図である。 コイルと、インシュレータとが装着された分割ステータコアの斜視図である。 各コイル間に配置される支持部材の側面図である。 Ｖ相コイルが装着された分割ステータコアの側面図である。 各分割ステータコア１を環状に配列したときにおける、Ｖ相コイルが装着された分割ステータコアの側面図である。 Ｖ相コイルとＵ相コイルとの間に、Ｕ相コイルを挿入し始めたときの、分割ステータコアの側面図である。 本発明の実施の形態２に係る回転電機のステータの平面図である。 Ｕ−Ｖ支持部材およびこのＵ−Ｖ支持部材が設けられた分割ステータコアの側面図である。 Ｖ−Ｗ支持部材およびＶ−Ｗ支持部材が配置された分割ステータコアの側面図である。 Ｗ−Ｕ支持部材およびＷ−Ｕ支持部材が配置された分割ステータコアの側面図である。 Ｕ−Ｖ支持部材の拡大断面図である。 Ｖ−Ｗ支持部材の拡大断面図である。 Ｗ−Ｕ支持部材の拡大断面図である。 インシュレータおよびコイルが装着された分割ステータコアを背面側から見たときの斜視図である。 Ｕ−Ｖ支持部材をＷ相コイルの上面上に配置するときの断面図である。 本発明の実施の形態３に係る回転電機の接合部の斜視図である。 本発明の実施の形態３に係る回転電機における接合部の第１変形例を示す斜視図である。 本発明の実施の形態３に係る回転電機における接合部の第２変形例を示す斜視図である。

符号の説明

１００ 回転電機、１１０ 回転シャフト、１２０ ロータ、１２２ エンドプレート、１２３ 永久磁石、１２４ 樹脂、１２５ ロータコア、１２６ 磁石挿入孔、１３１ 軸方向端面、１３２ 軸方向端面、１３５ 径方向端面、１４０ ステータ、１４１ ステータコア、１４５ 径方向端面、１５０ 引出部、１５１ 巻回部、１５２ 端部、１５３ 引出部、１５４ 各渡線、１５４Ｕ，１５４Ｖ，１５４Ｗ 各渡線、１５５ 端部、１６０ インシュレータ、１６１ ティース受入部、１６２ 張出部、１６５ 凹部、１７１ ステータティース、１７２ モールド樹脂、１７５ 分割ステータコア、１７６ ヨーク部、１７７，１７８ 軸方向端面、１８０ コイル、１９０ 支持部材、１９１ 支持部材、２３０ 係止部、２５０ 支持部材、２５１ コイル間絶縁部。

Claims (5)

1. 環状に形成されたステータコア、および前記ステータコアに装着され、前記ステータコアの周方向に配列する複数のコイルを含むステータと、
   前記ステータの中心軸方向に位置する前記コイルの一方の端面上を延び、前記コイル同士を接続する接続配線と、
   前記接続配線を支持して、前記接続配線を位置決めする支持部材とを備え、
   前記支持部材は、前記接続配線を受け入れる受入部を有し、該受入部を規定する前記支持部材の内表面は、前記コイルの前記一方の端面から前記中心軸方向に離れるにしたがって、前記ステータの径方向内方または外方に向けて延びるように傾斜する傾斜部を有し、
   前記コイルは、第１位相の電力が供給される複数の第１コイルと、第２位相の電力が供給される複数の第２コイルとを含み、
   前記第２コイルの両端部は、前記第１コイルの両端部よりも、前記第２コイルの前記一方の端面から前記ステータの中心軸方向に離れた位置にまで達し、
   前記接続配線は、前記第１コイル同士を接続する第１接続配線と、前記第２コイル同士を接続し、前記第１接続配線よりも前記コイルの前記一方の端面から前記ステータの中心軸方向に離れた位置に配置された第２接続配線とを含み、
   前記支持部材の前記受入部は、前記第１接続配線を受け入れ可能な第１受入部と、前記第１受入部よりも前記ステータの中心軸方向に離れた前記第２接続配線を受け入れ可能な第２受入部とを含む、回転電機。
2. 前記支持部材は、前記コイルの前記一方の端面上に配置されると共に、絶縁材料によって構成され、前記コイルと前記接続配線とを絶縁可能とされた、請求項１に記載の回転電機。
3. 前記支持部材は、前記ステータの周方向に隣り合う前記コイル間に配置され、前記コイル同士を絶縁するコイル絶縁部を含む、請求項１に記載の回転電機。
4. 前記接続配線は、前記コイルを構成するコイル線の一方の端部を延出させて形成された、請求項１から請求項３のいずれかに記載の回転電機。
5. 環状に形成されたステータコア、および前記ステータコアに装着され、前記ステータコアの周方向に配列する複数のコイルを含むステータと、
   前記ステータの中心軸方向に位置する前記コイルの一方の端面上を延び、コイル同士を接続する接続配線と、
   前記接続配線を支持して前記接続配線を位置決めする支持部材とを備えた回転電機の製造方法であって、
   前記支持部材は、前記接続配線を受け入れる受入部を有し、該受入部を規定する前記支持部材の内表面は、前記コイルの前記一方の端面から前記中心軸方向に離れるにしたがって、前記ステータの径方向内方または外方に向けて延びるように傾斜する傾斜部を有し、
   前記コイルは、第１位相の電力が供給される複数の第１コイルと、第２位相の電力が供給される複数の第２コイルとを含み、
   前記第２コイルの両端部は、前記第１コイルの両端部よりも、前記第２コイルの前記一方の端面から前記ステータの中心軸方向に離れた位置にまで達し、
   前記接続配線は、前記第１コイル同士を接続する第１接続配線と、前記第２コイル同士を接続し、前記第１接続配線よりも前記コイルの前記一方の端面から前記ステータの中心軸方向に離れた位置に配置された第２接続配線とを含み、
   前記支持部材の前記受入部は、前記第１接続配線を受け入れ可能な第１受入部と、前記第１受入部よりも前記ステータの中心軸方向に離れた前記第２接続配線を受け入れ可能な第２受入部とを含み、
   前記製造方法は、前記支持部材の前記第１および第２受入部で前記第１および第２接続配線をそれぞれ支持した状態で、前記コイルと前記接続配線とを接合する、回転電機の製造方法。

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