JP6681822B2

JP6681822B2 - 回転電機のステータ

Info

Publication number: JP6681822B2
Application number: JP2016242590A
Authority: JP
Inventors: 光治河波
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2016-12-14
Filing date: 2016-12-14
Publication date: 2020-04-15
Anticipated expiration: 2036-12-14
Also published as: JP2018098942A

Description

本発明は、電気自動車、ハイブリッド自動車等に搭載可能な回転電機のステータに関する。

近年、ステータコアにセグメント化されたコイルセグメントを挿入し、コイルセグメント同士を接合することで製造される回転電機のステータが知られている。このような回転電機のステータでは、ステータコアとコイルとの相対変位を防止するためにワニスが使用されている。

例えば、特許文献１に記載の回転電機のステータでは、セグメント化されたコイルをワニスによりステータコアに固定するためにステータカフサと称する部材を用いることが記載されている。

特開２０１６‐３９７１２号公報

しかしながら、ワニスを用いた固定方法では、ワニス固定のための大規模な設備が必要であるとともに、ワニスを加熱、冷却するのに時間を要し、製造コストの増加、製造工程が複雑化する傾向があった。

また、ワニスをコイルに均等に行き渡らせるのは難しく、安定的な固定力という点で改善の余地があった。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、安定的な固定力でコイルとステータコアの相対変位を抑制可能な回転電機のステータを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、
複数のスロット（例えば、後述の実施形態におけるスロット２３）を有するステータコア（例えば、後述の実施形態におけるステータコア２１）と、
セグメント化された複数相のコイル（例えば、後述の実施形態におけるコイル６０）と、を備えた回転電機のステータ（例えば、後述の実施形態におけるステータ１０）であって、
前記ステータコアの両側には、一対のベースプレート（例えば、後述の実施形態における第１ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒ）が設けられ、
前記セグメント化された複数相のコイルは、前記ステータコアの複数のスロットにそれぞれ挿入され、略直線状に延びる複数のスロットコイル（例えば、後述の実施形態における第１及び第２スロットコイル２６、２７）と、前記ベースプレートにそれぞれ配置され、同相の前記スロットコイル同士を接続して渡り部を構成する複数の接続コイル（例えば、後述の実施形態における接続コイル５０）と、を有し、
前記ステータコアと前記ベースプレートとの間には、周方向に沿って設けられ、軸方向に弾性を有する弾性部材（例えば、後述の実施形態における弾性部材６６）が介装されており、
前記弾性部材は、絶縁性を有し、前記スロットコイルよりも径方向外側に配置された円環状の皿バネ（例えば、後述の実施形態における皿バネ６７、６８）である。

請求項２に係る発明は、請求項１の構成に加えて、
前記弾性部材は、複数の皿バネが軸方向に重ね合わされている。

請求項３に係る発明は、請求項１の構成に加えて、
前記ステータコアの両側には、複数の前記ベースプレートが軸方向に積層して設けられ、
軸方向に積層された前記ベースプレート間（例えば、後述の実施形態における第１ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒと第２ベースプレート４１Ｌ、４１Ｒとの間）には、周方向に沿って設けられ、軸方向に弾性を有する他の弾性部材（例えば、後述の実施形態における弾性部材６６）が介装されている。

請求項１の発明によれば、ステータコアとベースプレートとの間には、周方向に沿って設けられ、軸方向に弾性を有する弾性部材が介装されているので、ワニスを用いてコイルを固定する場合に比べて、安定した固定力を確保することができる。これにより、確実にステータコアとベースプレートとの相対移動を規制できる。また、ワニス固定のための大規模な設備投資が不要であるとともに、加熱工程が不要であるため、製造工程を簡略化できる。
さらに、コイルの熱を弾性部材を介して熱容量の大きいステータコアに伝えることで、コイルの温度上昇を抑制できる。
また、弾性部材として汎用性の高い皿バネを用いることで、固定力を容易に調整できると共に、製造コストを削減でき、短絡を防止しつつ、弾性部材をコイル及びステータコアに近接して配置することができる。

請求項２の発明によれば、皿バネを重ね合わせることで隙間又は固定力に応じた調整が可能である。

請求項３の発明によれば、複数のベースプレートが軸方向に積層される場合には、軸方向に積層されたベースプレート間にも、軸方向に弾性を有する他の弾性部材を介装することで、安定した固定力を確保することができ、確実にベースプレート同士の相対移動を規制できる。

本発明の第１実施形態に係る回転電機のステータの斜視図である。図１に示すステータの分解斜視図である。ステータコア組立体の部分拡大側面図である。スロットコイル組立体の斜視図である。図１に示すステータの縦断面図である。図１に示すステータを縦に切断して示す斜視図である。第１ベースプレートの平面図である。第２ベースプレートの平面図である。（ａ）は第１ベースプレートを省略して示す第１ベースプレート組立体の要部平面図、（ｂ）は第２ベースプレートを省略して示す第２ベースプレート組立体の要部平面図である。セグメント化された複数相のコイルの斜視図である。コイルを直列結線した場合の一例を示すステータの展開図である。弾性部材を例示するものであり、（ａ）は１枚の皿バネの断面図であり、（ｂ）２枚の皿バネの表面と裏面とが対向するように積層した断面図であり、（ｂ）は２枚の皿バネの表面同士又は裏面同士が対向するように積層した断面図である。弾性部材を例示するものであり、（ａ）は１枚の他の皿バネの断面図であり、（ｂ）２枚の他の皿バネの表面と裏面とが対向するように積層した断面図であり、（ｂ）は２枚の他の皿バネの表面同士又は裏面同士が対向するように積層した断面図である。本発明の第２実施形態に係る回転電機のステータの正面図である。ステータコアの正面図である。コイルセグメントの斜視図である。図１４のステータの部分斜視図である。

（第１実施形態）
先ず、本発明の第１実施形態に係る回転電機のステータを、添付の図１〜図１３に基づいて詳細に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

図１、図２、図５、及び図６に示すように、本実施形態の回転電機のステータ１０は、６極対、８ターン仕様のダブルスロットタイプのステータであり、ステータコア組立体２０と、一対の第１ベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒと、一対の第２ベースプレート組立体４０Ｌ、４０Ｒと、を備え、第１及び第２ベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒ、４０Ｌ、４０Ｒが、それぞれステータコア組立体２０の両側に軸方向に積層配置されて組み付けられている。具体的には、一対の第１ベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒがステータコア組立体２０の軸方向両外側に配置され、一対の第２ベースプレート組立体４０Ｌ、４０Ｒが第１ベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒの軸方向両外側に配置されている。

ステータコア組立体２０と第１ベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒとの間、及び第１ベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒと第２ベースプレート組立体４０Ｌ、４０Ｒとの間には、周方向に沿って設けられ、軸方向に弾性を有する弾性部材６６が配置され、ステータコア組立体２０と第１ベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒ、及び第１ベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒと第２ベースプレート組立体４０Ｌ、４０Ｒとを軸方向に押圧しつつ、互いに絶縁している。

弾性部材６６としては、例えば、図１２（ａ）に示すように、径方向内側から径方向外側に向かって軸方向に傾斜することで軸方向に弾性を有し、中心に貫通孔６７ａが設けられた皿バネ６７が例示される。皿バネ６７は、一枚で用いてもよく、複数枚を積層して用いてもよい。図１２（ｂ）は、同形状の２枚の皿バネ６７を単純に、即ち、１枚目の皿バネの裏面に２枚目の皿バネの表面が接触するように積層したものであり、図１２（ｃ）は、同形状の２枚の皿バネ６７を逆向きに、即ち、１枚目の皿バネの表面同士又は裏面同士が向かい合うように積層したものである。

図１３（ａ）〜（ｃ）は、他の皿バネの断面図である。図１３（ａ）に示す皿バネ６８は、図１２（ａ）の皿バネ６７の外周縁部に平坦面６８ｂが設けられたものである。この皿バネについても、一枚で用いてもよく、複数枚を積層して用いてもよい。図１３（ｂ）は、同形状の２枚の皿バネ６８を単純に積層したものであり、図１３（ｃ）は、同形状の２枚の皿バネ６７を逆向きに向かい合うように積層したものである。なお、皿バネの形状は、これらに限定されるものではなく、必要保持力と絶縁性能、熱伝導性等を考慮して適宜選択される。

また、弾性部材６６は、樹脂から構成されてもよく、金属の基材の表面を絶縁被覆したものでもよい。樹脂製の弾性部材６６は、安価であり製造コストを抑えることができる。一方、金属の基材の表面を絶縁被覆した弾性部材６６は、保持力が高く、熱伝導性が高い。

図３及び図４に示すように、ステータコア組立体２０は、ステータコア２１と、複数（図に示す実施形態では７２個）のスロットコイル組立体２５と、を備える。

ステータコア２１は、例えば、プレス抜きされた複数枚の珪素鋼板が積層されて構成され、その径方向内側に、７２個のティース２２と、隣接するティース２２,２２間に形成される７２個のスロット２３と、を備える。スロット２３は、ステータコア２１の軸方向に貫通して形成され、軸方向から見てステータコア２１の径方向に長い略長円形状に形成され、開口部２４がステータコア２１の内周面に開口している。

図４に示すように、スロットコイル組立体２５は、第１外径側スロットコイル２６ｏと第１内径側スロットコイル２６ｉとからなる第１スロットコイル２６と、第２外径側スロットコイル２７ｏと第２内径側スロットコイル２７ｉとからなる第２スロットコイル２７とが、第１外径側スロットコイル２６ｏ、第１内径側スロットコイル２６ｉ、第２外径側スロットコイル２７ｏ、第２内径側スロットコイル２７ｉの順で一直線上に整列配置され、両端を除く周囲が射出成形された樹脂などの絶縁材２８で被覆されて一体に形成されている。第２外径側スロットコイル２７ｏ及び第２内径側スロットコイル２７ｉは、第１外径側スロットコイル２６ｏ及び第１内径側スロットコイル２６ｉより軸方向長さが長い。

第１外径側スロットコイル２６ｏ及び第１内径側スロットコイル２６ｉは、同一形状及び同一長さを有し、ステータコア２１の軸方向長さと、後述する接続コイル５０の３枚分の厚さの和と略等しい長さに設定され、それぞれの両端には、接続コイル５０の厚さと略等しい長さの小径部２６ａが形成されている。第１外径側スロットコイル２６ｏと第１内径側スロットコイル２６ｉとは、接続コイル５０の厚さ分だけ軸方向にずらされて並列配置されている。

第２外径側スロットコイル２７ｏ及び第２内径側スロットコイル２７ｉは、同一形状及び同一長さを有し、ステータコア２１の軸方向長さと、接続コイル５０の７枚分の厚さの和と略等しい長さに設定され、それぞれの両端には、接続コイル５０の厚さと略等しい長さの小径部２７ａが形成されている。第２外径側スロットコイル２７ｏと第２内径側スロットコイル２７ｉとは、接続コイル５０の厚さ分だけ軸方向にずらされて並列配置されている。

図３に示すように、スロットコイル組立体２５は、第１スロットコイル２６が径方向外側に、第２スロットコイル２７が径方向内側となるように配置され、ステータコア２１の周方向に並べられてステータコア２１の７２個のスロット２３にそれぞれ挿入され、ステータコア組立体２０を構成する。

図５及び図６に示すように、スロットコイル組立体２５がステータコア２１のスロット２３に挿入されたとき、第１外径側スロットコイル２６ｏは、ステータコア２１の一方の端面２１ａ（図５においては左端面）から接続コイル５０の略１枚分の厚さだけ小径部２６ａが突出し、他方の端面２１ｂ（図５においては右端面）から接続コイル５０の略２枚分の厚さだけ、小径部２６ａが突出して、スロット２３に挿入されている。

また、第１内径側スロットコイル２６ｉは、ステータコア２１の一方の端面２１ａから接続コイル５０の略２枚分の厚さだけ小径部２６ａが突出し、他方の端面２１ｂから接続コイル５０の略１枚分の厚さだけ、小径部２６ａが突出して、スロット２３に挿入されている。

また、第２外径側スロットコイル２７ｏは、ステータコア２１の一方の端面２１ａから接続コイル５０の略３枚分の厚さだけ小径部２７ａが突出し、他方の端面２１ｂから接続コイル５０の略４枚分の厚さだけ、小径部２７ａが突出して、スロット２３に挿入されている。

第２内径側スロットコイル２７ｉは、ステータコア２１の一方の端面２１ａから接続コイル５０の略４枚分の厚さだけ小径部２７ａが突出し、他方の端面２１ｂから接続コイル５０の略３枚分の厚さだけ、小径部２７ａが突出して、スロット２３に挿入されている。

このように、第１及び第２スロットコイル２６、２７と、ステータコア２１のスロット２３との間には、第１及び第２スロットコイル２６、２７を被覆する絶縁材２８が介在してステータコア２１との絶縁が確保されている。また、第１スロットコイル２６と第２スロットコイル２７とは、互いの両端部の軸方向位置が異なるように、軸方向にずらした状態で絶縁材２８によって被覆される。

第１ベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒは、第１ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒと、第１ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒに組み付けられる複数の接続コイル５０と、を備える。また、第２ベースプレート組立体４０Ｌ、４０Ｒは、第２ベースプレート４１Ｌ、４１Ｒと、第２ベースプレート４１Ｌ、４１Ｒに組み付けられる複数の接続コイル５０と、を備える。

なお、第１及び第２ベースプレート組立体３０Ｒ、４０Ｒは、後述する接続端子部を備えない点、溝及び接続コイルの形状を除き、その他の構成は第１及び第２ベースプレート組立体３０Ｌ、４０Ｌと同一であるので、以後、主に第１及び第２ベースプレート組立体３０Ｌ、４０Ｌについて説明する。

第１及び第２ベースプレート３１Ｌ、４１Ｌは、図７及び図８に示すように、絶縁性を有する樹脂（非磁性材）によって成形され、ステータコア２１と略等しい内外径を有する略円環状部材であり、図中上方部分には径方向外方に扇状に延びる展開部３１ａ、４１ａが設けられている。展開部３１ａ、４１ａには、外部機器やバスバーなどに接続するための接続端子部が形成される。

第１ベースプレート３１Ｌでは、その内径側に、ステータコア２１のスロット２３に挿入された第１スロットコイル２６の第１外径側スロットコイル２６ｏ及び第１内径側スロットコイル２６ｉと、第２スロットコイル２７の第２外径側スロットコイル２７ｏ及び第２内径側スロットコイル２７ｉとにそれぞれ対応して、７２箇所の第１外径側貫通孔３２ｏ及び第１内径側貫通孔３２ｉと、第２外径側貫通孔３３ｏ及び第２内径側貫通孔３３ｉとが、第１ベースプレート３１Ｌを貫通して形成されている。

第１外径側貫通孔３２ｏ、第１内径側貫通孔３２ｉ、第２外径側貫通孔３３ｏ、及び第２内径側貫通孔３３ｉは、第１ベースプレート３１Ｌの中心Ｏから径方向に延びる同一の直線Ｌ上に位置する。更に、この直線Ｌ上で、且つ第１ベースプレート３１Ｌの外径側には、接続コイル接合孔３４ｏが形成され、第１ベースプレート３１Ｌの外側面３７と内側面３８（図５参照）とを連通する。また、展開部３１ａが形成される円周方向位置では、接続コイル接合孔３４ｏの位置より更に径方向外方で展開部３１ａに位置する６個の接続端子接合孔３４ｔが形成されている。

一方、第２ベースプレート４１Ｌでは、その内径側に、ステータコア２１のスロット２３に挿入された第２スロットコイル２７の第２外径側スロットコイル２７ｏ及び第２内径側スロットコイル２７ｉにそれぞれ対応して、７２箇所の第２外径側貫通孔４３ｏ、及び第２内径側貫通孔４３ｉが、第２ベースプレート４１Ｌを貫通して形成されている。

第２外径側貫通孔４３ｏ、及び第２内径側貫通孔４３ｉは、第２ベースプレート４１Ｌの中心Ｏから径方向に延びる同一の直線Ｌ上に位置する。更に、この直線Ｌ上で、且つ第２ベースプレート４１Ｌの外径側には、接続コイル接合孔４４ｏが形成され、第２ベースプレート４１Ｌの外側面４７と内側面４８（図５参照）とを連通する。また、展開部４１ａが形成される円周方向位置では、接続コイル接合孔４４ｏの位置より更に径方向外方で展開部４１ａに位置する６個の接続端子接合孔４４ｔが形成されている。

第１ベースプレート３１Ｌの外側面３７と内側面３８には、それぞれ外側面３７及び内側面３８に開口する断面略コの字型の複数（７２個）の第１左側面溝３５及び第１右側面溝３６が、インボリュート曲線に沿って円周方向に近接して形成されている。互いに隣接する各第１左側面溝３５間、及び各第１右側面溝３６間は、第１ベースプレート３１Ｌから立設する壁３１ｂによって隔離され、また、軸方向において対向する第１左側面溝３５と第１右側面溝３６とは隔壁３１ｃによって隔離され、それぞれ電気的に絶縁される（図５参照）。

また、第２ベースプレート４１Ｌの外側面４７と内側面４８にも、それぞれ外側面４７及び内側面４８に開口する断面略コの字型の複数（７２個）の第２左側面溝４５及び第２右側面溝４６が、インボリュート曲線に沿って円周方向に近接して形成されている。互いに隣接する各第２左側面溝４５間、及び各第２右側面溝４６間は、第２ベースプレート４１Ｌから立設する壁４１ｂによって隔離され、また、軸方向において対向する第２左側面溝４５と第２右側面溝４６とは隔壁４１ｃによって隔離され、それぞれ電気的に絶縁される（図５参照）。

第１及び第２ベースプレート３１Ｌ、４１Ｌは、接続コイル５０（後述する第１左側接続コイル５１と第１右側接続コイル５２、又は第２左側接続コイル５６と第２右側接続コイル５７）の厚さに対応する第１及び第２左側面溝３５、４５と第１及び第２右側面溝３６、４６との各溝深さと、隔壁３１ｃ、４１ｃの厚さとの合計に略等しい軸方向幅にそれぞれ設定される。

第１及び第２ベースプレート３１Ｌ、４１Ｌの各第１及び第２左側面溝３５、４５は、図７及び図８に実線で示すように、第１及び第２内径側貫通孔３２ｉ、４３ｉと、この第１及び第２内径側貫通孔３２ｉ、４３ｉから時計方向に５個分離間した第１及び第２内径側貫通孔３２ｉ、４３ｉを通る直線Ｌ上に形成される接続コイル接合孔３４ｏ、４４ｏとを接続するように、インボリュート曲線に沿って湾曲して形成されている。

また、複数の第１及び第２左側面溝３５、４５の内、展開部３１ａ、４１ａに向かって延びる６個の第１及び第２左側面溝３５ａ、４５ａは、第１及び第２内径側貫通孔３２ｉ、４３ｉから時計方向に５個分離間した第１及び第２内径側貫通孔３２ｉ、４３ｉを通る直線Ｌ上までインボリュート曲線に沿って延びた後、接続コイル接合孔３４ｏ、４４ｏよりも僅かに径方向外側に位置する接続端子接合孔３４ｔ、４４ｔに接続する。

なお、第１左側面溝３５、３５ａと第２左側面溝４５、４５ａは、第１及び第２外径側貫通孔３２ｏ、４３ｏを避けるように屈曲して径方向に延びた後、インボリュート曲線に沿って形成されている。但し、第１内径側貫通孔３２ｉと第２内径側貫通孔４３ｉの径方向位置が異なることから、第２左側面溝４５、４５ａでは、径方向に延出する部分の長さが第１左側面溝３５、３５ａよりも長く形成されている。

また、第１及び第２ベースプレート３１Ｌ、４１Ｌの各第１及び第２右側面溝３６、４６は、図７及び図８に破線で示すように、第１及び第２外径側貫通孔３２ｏ、４３ｏと、この第１及び第２外径側貫通孔３２ｏ、４３ｏから反時計方向に５個分離間した第１及び第２外径側貫通孔３２ｏ、４３ｏを通る直線Ｌ上に形成される接続コイル接合孔３４ｏ、４４ｏとを接続するように、インボリュート曲線に沿って湾曲して形成されている。

さらに、複数の第１及び第２右側面溝３６、４６の内、展開部３１ａ、４１ａに向かって延びる６個の第１及び第２右側面溝３６ａ、４６ａは、第１及び第２外径側貫通孔３２ｏ、４３ｏから反時計方向に５個分離間した第１及び第２外径側貫通孔３２ｏ、４３ｏを通る直線Ｌ上までインボリュート曲線に沿って延びた後、接続端子接合孔３４ｔ、４４ｔに接続する。

なお、第１右側面溝３６、３６ａは、第１外径側貫通孔３２ｏから直接インボリュート曲線に沿って湾曲して形成されているが、第２右側面溝４６、４６ａは、第２外径側貫通孔４３ｏを通る直線Ｌに沿って径方向に延びた後、インボリュート曲線に沿って湾曲して形成されている。

したがって、図７及び図８に示すように、時計方向（又は反時計方向）に１０個離間して位置する第１及び第２外径側貫通孔３２ｏ、４３ｏと第１及び第２内径側貫通孔３２ｉ、４３ｉとは、第１及び第２左側面溝３５、４５、接続コイル接合孔３４ｏ、４４ｏ、及び第１及び第２右側面溝３６、４６を介して連続している。

なお、第１及び第２ベースプレート組立体３０Ｒ、４０Ｒでは、第１及び第２ベースプレート３１Ｒ、４１Ｒの各第１及び第２左側面溝３５、４５は内側面３８、４８に開口し、各第１及び第２右側面溝３６、４６は外側面３７、４７に開口する。また、第１ベースプレート３１Ｌ及び第１ベースプレート３１Ｒの各第１左側面溝３５は、互いに同様の形状を有し、第１ベースプレート３１Ｌ及び第１ベースプレート３１Ｒの各第１右側面溝３６も、互いに同様の形状を有している。さらに、第２ベースプレート４１Ｌ及び第２ベースプレート４１Ｒの各第２左側面溝４５も、互いに同様の形状を有し、第２ベースプレート４１Ｌ及び第２ベースプレート４１Ｒの各第２右側面溝４６も、互いに同様の形状を有している。

接続コイル５０は、銅などの導電材料によって板状に形成されている。図５及び図９に示すように、第１ベースプレート組立体３０Ｌでは、接続コイル５０は、第１左側面溝３５、３５ａにそれぞれ挿入される第１左側接続コイル５１，５１ａと、第１右側面溝３６、３６ａにそれぞれ挿入される第１右側接続コイル５２，５２ａと、を有する。また、第２ベースプレート組立体４０Ｌでは、接続コイル５０は、第２左側面溝４５，４５ａにそれぞれ挿入される第２左側接続コイル５６，５６ａと、第２右側面溝４６，４６ａにそれぞれ挿入される第２右側接続コイル５７，５７ａと、を備える。

第１左側接続コイル５１は、図９（ａ）に実線で示すように、第１左側面溝３５と同一形状に形成されており、その両端部には、結合孔５３ａ、５３ｂが形成されている。また、第１左側接続コイル５１ａは、第１左側面溝３５ａと同一形状に形成されており、その両端部には、結合孔５３ａと、接続端子孔５３ｃが形成されている。

第１右側接続コイル５２は、図９（ａ）に破線で示すように、第１右側面溝３６と同一形状に形成されており、その両端部には、結合孔５４ａ、５４ｂが形成されている。また、第１右側接続コイル５２ａは、第１右側面溝３６ａと同一形状に形成されており、その両端部には、結合孔５４ａと、接続端子孔５４ｃが形成されている。

同様に、第２左側接続コイル５６は、図９（ｂ）に実線で示すように、第２左側面溝４５と同一形状に形成されており、その両端部には、結合孔５８ａ、５８ｂが形成されている。また、第２左側接続コイル５６ａは、第２左側面溝４５ａと同一形状に形成されており、その両端部には、結合孔５８ａと、接続端子孔５８ｃが形成されている。

第２右側接続コイル５７は、図９（ｂ）に破線示すように、第２右側面溝４６と同一形状に形成されており、その両端部には、結合孔５９ａ、５９ｂが形成されている。また、第２右側接続コイル５７ａは、第２右側面溝４６ａと同一形状に形成されており、その両端部には、結合孔５９ａと、接続端子孔５９ｃが形成されている。

これら結合孔５３ａ、５４ａ、５８ａ、５９ａは、各スロットコイル２６ｉ、２６ｏ、２７ｉ、２７ｏの小径部２６ａと略等しい直径を有し、結合孔５３ｂ、５４ｂ、５８ｂ、５９ｂは、接続ピン５５と略等しい直径を有する。

そして、第１左側接続コイル５１，５１ａは第１左側面溝３５、３５ａにそれぞれ挿入され、また、第１右側接続コイル５２，５２ａは第１右側面溝３６、３６ａにそれぞれ挿入される。そして、各結合孔５４ｂには、銅、アルミニウムなどからなる導電性の接続ピン５５が挿入されて第１左側接続コイル５１と第１右側接続コイル５２とを電気的に接続する。

同様に、第２左側接続コイル５６，５６ａは第２左側面溝４５，４５ａにそれぞれ挿入され、また、第２右側接続コイル５７，５７ａは第２右側面溝４６，４６ａにそれぞれ挿入される。そして、各結合孔５４ｂにも、接続ピン５５が挿入されて第２左側接続コイル５６と第２右側接続コイル５７とを電気的に接続する。

これにより、時計方向（又は反時計方向）に１０個離間して位置する第１左側接続コイル５１の結合孔５３ａと、第１右側接続コイル５２の結合孔５４ａとが、第１左側接続コイル５１、接続ピン５５、及び第１右側接続コイル５２を介して電気的に接続された状態で第１ベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒが構成される。

また、時計方向（又は反時計方向）に１０個離間して位置する第２左側接続コイル５６の結合孔５８ａと、第２右側接続コイル５７の結合孔５９ａとが、第２左側接続コイル５６、接続ピン５５、及び第２右側接続コイル５７を介して電気的に接続された状態で第２ベースプレート組立体４０Ｌ、４０Ｒが構成される。

上記のようにそれぞれ組み付けられたステータコア組立体２０、第１ベースプレート組立体３０Ｌ，３０Ｒ、及び第２ベースプレート組立体４０Ｌ，４０Ｒは、図２、図５、及び図６に示すように、ステータコア組立体２０の軸方向両側に第１ベースプレート組立体３０Ｌ，３０Ｒ、及び第２ベースプレート組立体４０Ｌ，４０Ｒが積層して組み付けられて、ステータ１０が構成される。

これにより、図５及び図６に示すように、ステータコア２１の一方の端面２１ａ側（図中左側）に配置された第１ベースプレート組立体３０Ｌにおいて、第１ベースプレート３１Ｌの第２外径側貫通孔３３ｏ及び第２内径側貫通孔３３ｉ（図７参照）に、それぞれ第２外径側スロットコイル２７ｏ及び第２内径側スロットコイル２７ｉを挿通しながら、第１外径側スロットコイル２６ｏの小径部２６ａを、第１右側接続コイル５２、５２ａの結合孔５４ａに挿入すると共に、第１内径側スロットコイル２６ｉの小径部２６ａを、第１左側接続コイル５１、５１ａの結合孔５３ａに挿入した後、それぞれプレスや溶接等により接合する。第１左側接続コイル５１の結合孔５３ｂと、第１右側接続コイル５２の結合孔５４ｂとは、接続ピン５５により接合される。即ち、第１左側接続コイル５１、５１ａ及び第１右側接続コイル５２、５２ａは、同相（例えば、Ｕ相）の第１スロットコイル２６同士を接続してコイル６０の渡り部を構成する。

また、ステータコア２１の他方の端面２１ｂ側（図中右側）に配置された第１ベースプレート組立体３０Ｒにおいても同様に、第１ベースプレート３１Ｒの第２外径側貫通孔３３ｏ及び第２内径側貫通孔３３ｉに、それぞれ第２外径側スロットコイル２７ｏ及び第２内径側スロットコイル２７ｉを挿通しながら、第１外径側スロットコイル２６ｏの小径部２６ａを、第１右側接続コイル５２，５２ａの結合孔５４ａに挿入すると共に、第１内径側スロットコイル２６ｉの小径部２６ａを、第１左側接続コイル５１の結合孔５３ａに挿入した後、それぞれ接合する。第１左側接続コイル５１の結合孔５３ｂと、第１右側接続コイル５２の結合孔５４ｂとは、接続ピン５５により接合される。即ち、第１左側接続コイル５１及び第１右側接続コイル５２は、同相（例えば、Ｕ相）の第１スロットコイル２６同士を接続してコイル６０の渡り部を構成する。

従って、同一スロット２３に配置された第１スロットコイル２６に関して、第１外径側スロットコイル２６ｏの一端側（図中左側）で接続された第１右側接続コイル５２は、径方向外方、且つ、反時計回りに延びて同相の第１左側接続コイル５１に接続され、第１外径側スロットコイル２６ｏの他端側（図中右側）で接続された第１右側接続コイル５２は、径方向外方、且つ、時計回りに延びて同相の第１左側接続コイル５１に接続される。また、第１内径側スロットコイル２６ｉの一端側（図中左側）で接続された第１左側接続コイル５１は、径方向外方、且つ、時計回りに延びて同相の第１右側接続コイル５２に接続され、第１内径側スロットコイル２６ｉの他端側（図中右側）で接続された第１左側接続コイル５１は、径方向外方、且つ、反時計回りに延びて同相の第１右側接続コイル５２に接続される。

また、図５及び図６に示すように、第１ベースプレート組立体３０Ｌの一方の端面側（図中左側）に配置された第２ベースプレート組立体４０Ｌにおいても、第２外径側スロットコイル２７ｏの小径部２７ａが、第２右側接続コイル５７，５７ａの結合孔５９ａに挿入されると共に、第２内径側スロットコイル２７ｉの小径部２７ａが、第２左側接続コイル５６，５６ａの結合孔５８ａに挿入された後、それぞれ接合される。第２左側接続コイル５６の結合孔５８ｂと、第２右側接続コイル５７の結合孔５９ｂとは、接続ピン５５により接合される。即ち、第２左側接続コイル５６，５６ａ及び第２右側接続コイル５７，５７ａは、同相（例えば、Ｕ相）の第２スロットコイル２７同士を接続してコイル６０の渡り部を構成する。

また、第１ベースプレート組立体３０Ｒの他方の端面側（図中右側）に配置された第２ベースプレート組立体４０Ｒにおいては、第２外径側スロットコイル２７ｏの小径部２７ａが、第２右側接続コイル５７の結合孔５９ａに挿入されると共に、第２内径側スロットコイル２７ｉの小径部２７ａが、第２左側接続コイル５６の結合孔５８ａに挿入された後、それぞれか接合される。第２左側接続コイル５６の結合孔５８ｂと、第２右側接続コイル５７の結合孔５９ｂとは、接続ピン５５により接合される。即ち、第２左側接続コイル５６及び第２右側接続コイル５７は、同相（例えば、Ｕ相）の第２スロットコイル２７同士を接続してコイル６０の渡り部を構成する。

従って、同一スロット２３に配置された第２スロットコイル２７に関して、第２外径側スロットコイル２７ｏの一端側（図中左側）で接続された第２右側接続コイル５７は、径方向外方、且つ、反時計回りに延びて同相の第２左側接続コイル５６に接続され、第２外径側スロットコイル２７ｏの他端側（図中右側）で接続された第２右側接続コイル５７は、径方向外方、且つ、時計回りに延びて同相の第２左側接続コイル５６に接続される。また、第２内径側スロットコイル２７ｉの一端側（図中左側）で接続された第２左側接続コイル５６は、径方向外方、且つ、時計回りに延びて同相の第２右側接続コイル５７に接続され、第２内径側スロットコイル２７ｉの他端側（図中右側）で接続された第２左側接続コイル５６は、径方向外方、且つ、反時計回りに延びて同相の第２右側接続コイル５７に接続される。

これにより、図１０に示すように、セグメント化されたコイル６０が、同一構造を有する各相８つのコイルループ（Ｕ相コイル６０Ｕ、Ｖ相コイル６０Ｖ、及びＷ相コイル６０Ｗ）を形成する。この各相８つのコイルループは、２つのコイルループを１組として４組のＵ相コイル６０Ｕ、Ｖ相コイル６０Ｖ、及びＷ相コイル６０Ｗが、反時計方向にこの順で波巻きされる（図１０及び図１１参照）。なお、１つのスロット２３内に配置される、絶縁材２８で被覆された第１外径側スロットコイル２６ｏと第１内径側スロットコイル２６ｉ、及び第２外径側スロットコイル２７ｏと第２内径側スロットコイル２７ｉは、それぞれ１組を構成する２つのコイルループからなっている。

このように構成されたステータ１０では、第１左側接続コイル５１、第１右側接続コイル５２、第２左側接続コイル５６、及び第２右側接続コイル５７が、接続端子部を除いて、ステータコア２１を軸方向に投影した領域内に配置されると共に、軸方向に異なる位置に配置される。

次に、接続端子部でのコイル６０の各種結線例について図１１に基づいて説明する。なお、図１１は、理解を容易にするため、シングルスロットのステータにおけるＵ相コイルの構成を示す模式図である。

図１１では、４つのコイルループがＩＮ側からＯＵＴ側までＵ⇒（Ｕ−）⇒Ｕ⇒（Ｕ−）の順に直列に結線される。なお、Ｕと（Ｕ−）とは、巻回方向が互いに反対のＵ相のコイルループを表しており、図中、Ｕを実線で、（Ｕ−）を点線で表している。

例えば、図１１に示す結線例は、第１ベースプレート組立体３０ＬのＵ相の第１左側接続コイル５１同士をバスバー６１Ｕで接続し、且つ第２ベースプレート組立体４０ＬのＵ相の第２左側接続コイル５６同士をバスバー６２Ｕで接続している。さらに、第１ベースプレート組立体３０ＬのＯＵＴ側となるＵ相の第１右側接続コイル５２と、第２ベースプレート組立体４０ＬのＩＮ側となるＵ相の第２右側接続コイル５７とを、バスバー６３Ｕで接続する。

また、このように構成された回転電機のステータ１０では、発熱部である第２左側接続コイル５６及び第２右側接続コイル５７を収容する第２ベースプレート４１Ｌ、４１Ｒの熱が第１ベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒと第２ベースプレート組立体４０Ｌ、４０Ｒとの間に介装された弾性部材６６によって第１ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒに伝達される。さらに、同じく発熱部である第１左側接続コイル５１及び第１右側接続コイル５２を収容する第１ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒの熱がステータコア組立体２０と第１ベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒとの間に介装された弾性部材６６によってステータコア組立体２０に伝達される。なお、ステータコア組立体２０のステータコア２１には、第１スロットコイル２６及び第２スロットコイル２７からも熱が伝達される。ステータコア組立体２０のステータコア２１は、第１ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒ又は第２ベースプレート４１Ｌ、４１Ｒに比べて熱容量が大きいため温度が上がりにくい一方、表面積が大きいため温度を冷やしやすい。したがって、コイル６０の温度上昇を抑制でき、回転電機の性能の劣化を抑制できる。

以上説明したように、本実施形態の回転電機のステータ１０によれば、ステータコア２１と第１ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒとの間には、周方向に沿って設けられ、軸方向に弾性を有する弾性部材６６が介装されているので、ワニスを用いてコイル６０を固定する場合に比べて、安定した固定力を確保することができる。これにより、確実にステータコア２１と第１ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒとの相対移動を規制できる。また、ワニス固定のための大規模な設備投資が不要であるとともに、加熱工程が不要であるため、製造工程を簡略化できる。

さらに、コイル６０の熱を弾性部材６６を介して熱容量の大きいステータコア２１に伝えることで、コイル６０の温度上昇を抑制できる。

また、第１ベースプレート組立体３０Ｌ、３０Ｒと第２ベースプレート組立体４０Ｌ、４０Ｒとの間にも、軸方向に弾性を有する弾性部材６６を介装することで、安定した固定力を確保することができ、確実に第１ベースプレート３１Ｌ、３１Ｒと第２ベースプレート４１Ｌ、４１Ｒとの間の相対移動を規制できる。

また、弾性部材６６として汎用性の高い皿バネ６７、６８を用いることで、固定力を容易に調整できると共に、製造コストを削減できる。さらに、皿バネ６７、６８を重ね合わせることで隙間又は固定力に応じた調整が可能である。

また、弾性部材６６は絶縁性を有するので、短絡を防止しつつ、弾性部材６６をコイル６０及びステータコア２１に近接して配置することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る回転電機のステータ１０を、添付の図１４〜図１７に基づいて詳細に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

図１４に示すように、第２実施形態の回転電機のステータ１０は、ステータコア２１と、コイル６０と、を備える。

ステータコア２１は、図１５に示すように、例えば、プレス抜きされた複数枚の珪素鋼板が積層されて構成され、その径方向内側に、７２個のティース２２と、隣接するティース２２,２２間に形成される７２個のスロット２３と、を備える。スロット２３は、ステータコア２１の軸方向に貫通して形成され、軸方向から見てステータコア２１の径方向に長い略長方形に形成され、開口部２４がステータコア２１の内周面に開口している。

コイル６０は、セグメントコンダクタ型コイルであり、図１６に示すように、一対の脚部７１と、両脚部７１を一方の端部で接続する連結部７２とからなる複数（本実施形態では４本）の略Ｕ字状のコイルセグメント７０を１列に整列させて１つの束として、それぞれの脚部７１を各スロット２３に挿入し、スロット２３から突出した脚部７１の突出部分を周方向に折り曲げて対応するもの同士を接合して形成される。ステータコア２１の軸方向両側には、それぞれ渡り部６１が突出して形成されている。即ち、渡り部６１は、スロット２３から突出する脚部７１からなる渡り部（不図示）と、これとは反対側とに位置する連結部７２からなる渡り部６１Ｆと、から構成される。

コイルセグメント７０の連結部７２からなる渡り部６１Ｆは、図１７に示すように、ステータコア２１のスロット２３よりも外径側に突出するとともに、ステータコア２１の正面２１Ｆとの間に軸方向に隙間Ｓを有している。この隙間Ｓは円周方向に連続している。

この隙間Ｓ、即ち、ステータコア２１とコイルセグメント７０の連結部７２との間には、周方向に沿って設けられ、軸方向に弾性を有する弾性部材６６が配置され、ステータコア２１とコイル６０の渡り部６１Ｆとを軸方向に押圧しつつ、互いに絶縁している。

弾性部材６６としては、例えば、図１２（ａ）〜（ｃ）に示した皿バネ６７でもよく、図１３（ａ）〜（ｃ）に示した皿バネ６８でもよく、図１７に断面Ｕ字形状又は断面Ｖ字形状のバネ部材でもよい。

また、このように構成された回転電機のステータ１０では、発熱部である渡り部６１Ｆの熱がステータコア２１とコイルセグメント７０の連結部７２との間に介装された弾性部材６６によってステータコア２１に伝達される。なお、ステータコア２１には、脚部７１からも熱が伝達される。ステータコア２１は、熱容量が大きく表面積が大きいため冷却効率が高い。したがって、コイル６０の温度上昇を抑制でき、回転電機の性能の劣化を抑制できる。

以上説明したように、本実施形態の回転電機のステータ１０によれば、ステータコア２１とコイル６０の連結部７２（渡り部６１Ｆ）との間には、周方向に沿って設けられ、軸方向に弾性を有する弾性部材６６が介装されているので、ワニスを用いてコイル６０を固定する場合に比べて、安定した固定力を確保することができる。これにより、確実にステータコア２１とコイル６０との相対移動を規制できる。また、ワニス固定のための大規模な設備投資が不要であるとともに、加熱工程が不要であるため、製造工程を簡略化できる。

尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。

１０ステータ
２１ステータコア
２３スロット
２６第１スロットコイル（スロットコイル）
２７第２スロットコイル（スロットコイル）
３１Ｌ、３１Ｒ第１ベースプレート（ベースプレート）
４１Ｌ、４１Ｒ第２ベースプレート（ベースプレート）
５０接続コイル
６０コイル
６６弾性部材
６７、６８皿バネ
７０コイルセグメント
７１脚部
７２連結部

Claims

複数のスロットを有するステータコアと、
セグメント化された複数相のコイルと、を備えた回転電機のステータであって、
前記ステータコアの両側には、一対のベースプレートが設けられ、
前記セグメント化された複数相のコイルは、前記ステータコアの複数のスロットにそれぞれ挿入され、略直線状に延びる複数のスロットコイルと、前記ベースプレートにそれぞれ配置され、同相の前記スロットコイル同士を接続して渡り部を構成する複数の接続コイルと、を有し、
前記ステータコアと前記ベースプレートとの間には、周方向に沿って設けられ、軸方向に弾性を有する弾性部材が介装されており、
前記弾性部材は、絶縁性を有し、前記スロットコイルよりも径方向外側に配置された円環状の皿バネである、回転電機のステータ。
請求項１に記載の回転電機のステータであって、
前記弾性部材は、複数の皿バネが軸方向に重ね合わされている、回転電機のステータ。
請求項１に記載の回転電機のステータであって、
前記ステータコアの両側には、複数の前記ベースプレートが軸方向に積層して設けられ、
軸方向に積層された前記ベースプレート間には、周方向に沿って設けられ、軸方向に弾性を有する他の弾性部材が介装されている、回転電機のステータ。