回転電機の固定子
【課題】セグメント導体間の絶縁性を確保しつつ、コイルエンドの軸方向高さを低くし得るようにした回転電機の固定子を提供する。
【解決手段】固定子１は、周方向に複数配置されたスロット３を備える固定子鉄心２と、被膜を有する複数のセグメント導体７を接続してなる固定子巻線４とで構成されている。固定子巻線４は、固定子鉄心２の一方の端面で第１コイルエンド群５を形成し、他方の端面で第２コイルエンド群６を形成する。第２コイルエンド群６は、固定子鉄心２の周方向に固定子鉄心端面とθ１の角度をなすように傾斜した第１斜行部１４と、固定子鉄心端面とθ２の角度をなすように傾斜した第２斜行部１５とを有する。第１斜行部１４と第２斜行部１５は、θ２＞θ１なる関係を有しており、且つ第２斜行部１５は、セグメント導体７の被膜が剥離されて互いに接合された接合部１６ａ側に設けられている。
【解決手段】固定子１は、周方向に複数配置されたスロット３を備える固定子鉄心２と、被膜を有する複数のセグメント導体７を接続してなる固定子巻線４とで構成されている。固定子巻線４は、固定子鉄心２の一方の端面で第１コイルエンド群５を形成し、他方の端面で第２コイルエンド群６を形成する。第２コイルエンド群６は、固定子鉄心２の周方向に固定子鉄心端面とθ１の角度をなすように傾斜した第１斜行部１４と、固定子鉄心端面とθ２の角度をなすように傾斜した第２斜行部１５とを有する。第１斜行部１４と第２斜行部１５は、θ２＞θ１なる関係を有しており、且つ第２斜行部１５は、セグメント導体７の被膜が剥離されて互いに接合された接合部１６ａ側に設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両に搭載されて使用される回転電機の固定子に関し、特にセグメント導体接合型の固定子巻線を備えた回転電機の固定子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、回転電機では固定子鉄心に整列して配置される複数のスロットに挿通した固定子巻線が、導体の占積率向上のため提案されている。
【０００３】
前記固定子巻線は、例えばＵ字状に形成され２本の直線部を有して端部とＵ字部を有するセグメント導体を、そのＵ字部をねじりながら広げて２本の直線部を固定子鉄心の異なるスロットに挿通して導体挿通部からなる電気導体を構成し、そしてスロットより突出する導体突出部を固定子鉄心の周方向へ傾けて斜行部を形成してコイルエンドを構成するか、または予め傾斜した斜行部を成形した後、固定子鉄心に挿着してコイルエンドを構成し、その後周方向のセグメント導体と、径方向に隣接するセグメント導体の２つの端部を１対として端部対を形成し、これを溶接等により接合して、連続した巻線を構成するものである。
【０００４】
特許文献１では、前記の様にセグメント導体を接合し形成される固定子巻線のコイルエンド形状として、セグメント導体の斜行部に存在する被膜剥離部が、固定子鉄心の径方向に隣接する他のセグメント導体の被膜剥離部と接合される事例と、斜行部を除く斜状導体部の領域において固定子鉄心端面と垂直な向きに延在する端部立上り部に存在する被膜剥離部において、固定子鉄心の径方向に隣接する他のセグメント導体の被膜剥離部と接合される事例が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２では、セグメント導体を特許文献１で開示されたＵ字状に形成する以外に、直線状のセグメント導体の一端を傾斜させて固定子鉄心に挿入し、他端から突出した導体突出部を、周方向について逆方向に傾斜させることでＳ字状のセグメント導体とした後、固定子鉄心の径方向に隣接する他のセグメント導体の被膜剥離部と斜行部にて接合した、Ｓ字状セグメント導体を用いた固定子巻線が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１９９７５１号公報
【特許文献２】米国特許第７，７５９，８３５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１にて開示されるコイルエンド形状において、コイルエンドを低くするために、斜行部と固定子鉄心端面のなす角度を小さくすると、固定子鉄心の周方向に隣接する接合部間の距離が短くなり、絶縁性を確保することが困難である。
【０００８】
また、斜行部と固定子鉄心端面のなす角度を小さくするほど、セグメント導体の接合部と、周方向に隣接する他のセグメント導体の斜行部との空間距離が短くなり、溶接等の入熱により他のセグメント導体の表面を被覆する絶縁被膜が熱劣化する恐れが生じるため、絶縁性を確保することが困難である。
【０００９】
さらに、セグメント導体の斜行部と端部立上り部との間を接続し円弧状に延在する曲り部において、セグメント導体断面が台形状に変形し、固定子鉄心の径方向に並ぶセグメント導体同士が干渉し合うため、その分固定子鉄心の径方向に対してスペースを必要とすることとなり、小型化が困難である。
【００１０】
また、セグメント導体の曲り部から端部立上り部にかけて、接合される他のセグメント導体と固定子鉄心の径方向に重なり合うため、向かい合う被膜剥離部は接合時において、被膜厚さ分引き寄せなければならず、引き寄せのための冶具スペースの確保が必要となり小型化が困難である。
【００１１】
一方、特許文献２にて開示されるＳ字状セグメント導体を用いた場合、固定子鉄心を挟んで軸方向両側に溶接部を設けることとなり、より多くの工程が必要となる。
【００１２】
さらに、Ｕ字状セグメント導体を用いた場合の、セグメント導体の斜行部で接合される事例と同様に、固定子鉄心の周方向に隣接する接合部間の距離が、絶縁に必要なだけの沿面距離を確保できずに回転電機駆動時において短絡の恐れが生じる上、斜行部と固定子鉄心端面のなす角度を小さくするほど、セグメント導体の接合部と、周方向に隣接する他のセグメント導体の斜行部との空間距離が短くなり、溶接等の入熱により他のセグメント導体の表面を被覆する絶縁被膜が熱劣化する恐れが生じるため、絶縁性を確保することが困難である。
【００１３】
近年、車両用回転電機においては、特に小型化と高効率化が強く望まれるようになっている。それ故、固定子鉄心のスロットに収容する導体およびコイルエンドにおける導体を小型でかつ絶縁性を確保した高密度に収容可能なコイルエンド構造が重要となる。
【００１４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、セグメント導体間の絶縁性を確保しつつ、コイルエンドの軸方向高さを低くし得るようにした回転電機の固定子を提供することを解決すべき課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、周方向に複数配置されたスロットを備える固定子鉄心と、被膜を有する複数のセグメント導体を接続してなる固定子巻線とで構成された回転電機の固定子において、前記固定子巻線は、前記スロットに挿通されたスロット収容部と、前記スロット収容部と接続され前記スロットから突出したコイルエンド部とを備え、前記コイルエンド部は、前記固定子鉄心の周方向に前記固定子鉄心端面とθ１の角度をなすように傾斜した第１斜行部と、前記固定子鉄心の周方向に前記固定子鉄心端面とθ２の角度をなすように傾斜した第２斜行部とを有しており、前記第１斜行部と前記第２斜行部は、θ２＞θ１なる関係を有しており、且つ前記第２斜行部は、前記セグメント導体の前記被膜が剥離され互いに接合された接合部側に設けられていることを特徴とする。
【００１６】
請求項１に記載の発明によれば、第１斜行部と第２斜行部は、θ２＞θ１なる関係を有しており、且つ第２斜行部は、セグメント導体の被膜が剥離され互いに接合された接合部側に設けられている。そのため、上記従来のようにセグメント導体の斜行部で接合される場合に比べ、固定子鉄心の周方向に隣接する接合部間の距離が長くなり、より多くの空間距離を確保できるため、良好な絶縁性を確保することができる。
【００１７】
加えて、上記特許文献１に記載されているように、セグメント導体の端部立上り部にて接合される場合に対し、固定子鉄心の径方向における曲り部でのセグメント導体同士の干渉がなく、またセグメント導体間の被膜の重なりがないことにより、接合時に被膜厚さ分接合部を引き寄せる必要がなく、引き寄せのための冶具スペースが不要であるため小型化が可能である。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、前記固定子巻線は、前記セグメント導体の前記第１斜行部と、径方向に隣接する他の前記セグメント導体の前記第１斜行部が交差した導体交差領域を持つことを特徴とする。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、セグメント導体の端部同士が互いに接合された接合部から導体交差部までの距離を長くすることができるので、溶接等による被膜への熱影響を抑制することが出来、被膜の熱劣化による絶縁性悪化を防ぐことが出来る。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、前記セグメント導体の被膜剥離部は、前記導体交差領域よりも前記接合部側に存在することを特徴とする。
【００２１】
請求項３に記載の発明によれば、セグメント導体の他の領域に比べ、導体間距離が短い導体交差部の絶縁性を向上させることが出来る。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、前記セグメント導体は、矩形断面を有するとともに、前記接合部およびその周辺において、径方向の導体厚さが当該セグメント導体の他の領域に比べ相対的に薄いことを特徴とする。
【００２３】
固定子巻線において、セグメント導体の端部同士を溶接で接合するためにその端部同士を固定子鉄心の径方向に互いに密接させる際に、隣り合う接合部間の空間距離が短いと、目的とする接合部の隣にある接合部が誤って溶接され易い。そのため、請求項４に記載の発明によれば、セグメント導体の接合部およびその周辺の径方向の導体厚さが、他の領域に比べ相対的に薄くされているので、その分接合部を薄くすることができる。これにより、隣り合う接合部間の空間距離を広げることができるため、絶縁性を向上させることに加え、接合部間を誤って溶接することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態１に係る回転電機の固定子の全体構成を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は実施形態１の固定子における固定子鉄心の１つのスロット断面について模式的に示す説明図であり、（ｂ）はその側面構成の一部を示す部分側面図である。
【図３】（ａ）は実施形態１において固定子鉄心にセグメント導体を挿着した際の固定子鉄心の１つのスロット断面について模式的に示す説明図であり、（ｂ）はその側面構成の一部を示す部分側面図である。
【図４】（ａ）は比較例１における周方向の接合部間距離を示す説明図であり、（ｂ）は実施形態１において接合部間距離が相対的に長くなることを示す説明図である。
【図５】（ａ）は比較例２における接合部から導体交差部までの距離Ｌ２を示す説明図であり、（ｂ）は実施形態１における接合部から導体交差部までの距離Ｌ１を示す説明図である。
【図６】（ａ）は実施形態２の固定子における固定子鉄心の１つのスロット断面について模式的に示す説明図であり、（ｂ）はその側面構成の一部を示す部分側面図である。
【図７】（ａ）は実施形態２において固定子鉄心にセグメント導体を挿着した際の固定子鉄心の１つのスロット断面について模式的に示す説明図であり、（ｂ）はその側面構成の一部を示す部分側面図である。
【図８】（ａ）はセグメント導体の接合部に切欠き部を設けない場合において接合部の溶接時に端子間の短絡が生じる恐れを示す説明図であり、（ｂ）は実施形態２において接合部の溶接時に端子間の短絡が生じ難いことを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る回転電機の固定子の実施形態について図面を参照して具体的に説明する。
【００２６】
〔実施形態１〕
図１は、実施形態１に係る回転電機の全体構成を示す断面図である。図２（ａ）は実施形態１の固定子における固定子鉄心の１つのスロット断面について模式的に示す説明図であり、（ｂ）はその側面構成の一部を示す部分側面図である。図３（ａ）は実施形態１において固定子鉄心にセグメント導体を挿着した際の固定子鉄心の１つのスロット断面について模式的に示す説明図であり、（ｂ）はその側面構成の一部を示す部分側面図である。
【００２７】
本実施形態では、回転電機としての車両用モータの固定子への適用を説明する。図１に示すように、固定子１は円筒状の固定子鉄心２を有する。固定子鉄心２の内周部には、軸方向に垂直な固定子鉄心２の端面に貫通する複数のスロット３が周方向に等間隔に、また径方向に放射状に設けられている。複数のスロット３には、３相巻線である固定子巻線４が挿通されている。この固定子巻線４は、固定子鉄心２の一方の端面で第１コイルエンド群５を形成し、他方の端面で第２コイルエンド群６を形成する。図２に示すように、個々のスロット３内には、固定子巻線４を構成するセグメント導体７が１列に並び収容されている。各スロット３とその中に収容されるセグメント導体７との間には、絶縁紙８が挿入されている。
【００２８】
固定子巻線４は、電気導体である複数のセグメント導体７を接合して構成され、各スロット３には偶数本(本実施形態では８本)のセグメント導体７が収容されている。本実施形態では、セグメント導体７として、図３に示すＵ字状のセグメント導体７を用いる。なお、Ｕ字状のセグメント導体７に代えて、Ｓ字状のセグメント導体を用いても良い。
【００２９】
図３に示すように、Ｕ字状のセグメント導体７は、矩形断面を持ち絶縁被膜が被覆された平角導線を所定長さに切断し、Ｕ字状に折り曲げて一対の直線部９と両直線部９を接続する１個のターン部１０とを形成した後に、この一対の直線部９を所定位置で所定方向にねじるように広げて形成される。図３に示すように、本実施例では、セグメント導体７は大小２種類の大セグメント７ａと小セグメント７ｂからなり、大セグメント７ａが小セグメント７ｂを包むように整列された１対構造をとる。このＵ字状のセグメント導体７は、各直線部９が固定子鉄心２の一方の端面から異なるスロット３内に挿通されて導体挿通部（スロット収容部）１１を形成し、図２に示すように、固定子鉄心２の他方の端面から突出した各導体突出部１２に曲げ加工が加えられて、周方向および軸方向に延在する斜状導体部１３が形成されている。
【００３０】
セグメント導体７の一方の斜状導体部１３（図２（ｂ）の紙面手前側）は、周方向一方側（図２（ｂ）の左側、時計回り方向）へ曲げられ、他方の斜状導体部１３（図２（ｂ）の紙面後方側）は、周方向他方側（図２（ｂ）の右側、反時計回り方向）へ曲げられている。周方向の両側へそれぞれ曲げられた斜状導体部１３は、後端側（導体突出部１２側）に位置する直線状の第１斜行部１４と、第１斜行部１４の先端側（導体端部１７側）に位置する直線状の第２斜行部１５とを有する。第１斜行部１４は、固定子鉄心２の周方向において固定子鉄心端面とθ１の角度をなすように傾斜し、第２斜行部１５は、固定子鉄心２の周方向において固定子鉄心端面とθ２の角度をなすように傾斜している。この場合、第２斜行部１５の傾斜角度θ２は、第１斜行部１４の傾斜角度θ１よりも大きくされており、第１斜行部１４と第２斜行部１５は、θ２＞θ１なる関係を有している。
【００３１】
第２斜行部１５の先端部に位置する導体端部１７には、径方向に隣接する他の導体端部１７と溶接により接合するために、絶縁被膜を剥離して形成した被膜剥離部１６が設けられている。この被膜剥離部１６は、絶縁被膜をカッターあるいは化学薬品などで除去することにより形成される。
【００３２】
そして、セグメント導体７の周方向一方側へ曲げられた一方の斜状導体部１３と、周方向他方側へ曲げられた他方の斜状導体部１３は、径方向に隣接して対をなす所定の被膜剥離部１６同士が溶接により接合されている。本実施形態の場合、セグメント導体７の両方の斜状導体部１３は、図４（ｂ）に示すように、第１斜行部１４とこの第１斜行部１４よりも大きな傾斜角度θ２を持つ第２斜行部１５とを有することから、周方向に隣接する被膜剥離部１６の接合部１６ａ間の距離を、図４（ａ）に示す比較例１の接合部１６１ａ間の距離に比べて長くすることができる。これにより、より多くの空間距離を確保できるため、良好な絶縁性が確保されている。なお、比較例１のセグメント導体７１は、両斜状導体部１３１が第１斜行部１４１のみで構成されており、第２斜行部１５に相当するものを有していない。
【００３３】
また、セグメント導体７の周方向一方側へ曲げられた一方の斜状導体部１３と、周方向他方側へ曲げられた他方の斜状導体部１３は、図５（ｂ）に示すように、第１斜行部１４同士が交差するようにされている。即ち、本実施形態の固定子巻線４は、セグメント導体７の第１斜行部１４と、径方向に隣接する他のセグメント導体７の第１斜行部１４が交差した導体交差領域を有する。よって、セグメント導体７の第２斜行部１５は、導体交差領域（導体交差部２０）よりも接合部１６ａ（導体端部１７）側に位置している。
【００３４】
これにより、セグメント導体７の被膜剥離部１６（導体端部１７）同士が互いに接合された接合部１６ａと導体交差部２０との間に第２斜行部１５が存在しているため、接合部１６ａから導体交差部２０までの距離Ｌ１を、図５（ａ）に示す比較例２の接合部１６２ａから導体交差部２０２までの距離Ｌ２に比べて長くすることができる。この比較例２のセグメント導体７２は、それぞれの斜状導体部１３２の第１斜行部１４２同士ではなく、第２斜行部１５同士が交差するようにされている。
【００３５】
また、本実施形態では、セグメント導体７の被膜剥離部１６は、導体交差領域（導体交差部２０）よりも接合部１６ａ（導体端部１７）側に存在するようにされている。即ち、被膜剥離部１６は、導体交差領域（導体交差部２０）よりも接合部１６ａ（導体端部１７）側のみに存在している。従って、セグメント導体７の第２斜行部１５の導体交差部２０となる部位には、被膜剥離部１６は存在していない。これにより、セグメント導体７の他の領域に比べ、導体間距離が短い導体交差部２０の絶縁性の向上が図られている。
【００３６】
なお、上記大小の対をなすセグメント導体７ａ、７ｂは、２対を用いて、スロット３内の外周側と内周側にそれぞれ順次挿着される。挿着する方法に関しては、スロット３の外周側と内周側で同様であるため、ここでは内周側に１対のセグメント導体７ａ、７ｂを挿着する場合について説明する。１つのスロット３内の内層の導体挿通部１１ａは、固定子鉄心２の時計回り方向に向けて１磁極ピッチ分離れた別のスロット３内の外層の導体挿通部１１ａと対をなしている。同様に、１つのスロット３内の中層の導体挿通部１１ｂは、固定子鉄心２の時計回り方向に向けて１磁極ピッチ分離れた別のスロット３内の中層の導体挿通部１１ｂと対をなしている。これら対をなす導体挿通部１１は、固定子鉄心２の軸方向の一方の端面側において連続するターン部１０を経ることにより接続される。
【００３７】
従って、固定子鉄心２の一方の端面側においては、中層の導体挿通部１１ｂ同士を接合する連続するターン部１０を、内層と外層の導体挿通部１１ａを接続する連続するターン部１０が囲むことになる。つまり、固定子鉄心２の一方の端面側においては、中層の導体挿通部１１ｂ同士の接続により中層コイルエンドが形成され、内外層の導体挿通部１１ａ同士の接続により端層コイルエンドが形成されて、これらコイルエンドにより第１コイルエンド群５が構成される。
【００３８】
一方、１つのスロット３内の中層の導体挿通部１１ｂは、固定子鉄心２の時計回り方向に向けて１磁極ピッチ分離れた別のスロット３内の内層の導体挿通部１１ａ’（符号’は別のセグメント導体を示す)とも対をなしている。同様に、１つのスロット３内の外層の導体挿通部１１ａ’は、固定子鉄心２の時計回り方向に向けて１磁極ピッチ分離れた別のスロット３内の中層の導体挿通部１１ｂとも対をなしている。そして、これらの導体挿通部１１は、固定子鉄心２の軸方向の他方の端面側において接合により接続される。
【００３９】
従って、固定子鉄心２の他方の端面側においては、外層の導体挿通部１１ａ’と中層の導体挿通部１１ｂとを接続する外層端部対１８と、内層の導体挿通部１１ａ’と中層の導体挿通部１１ｂとを接続する内層端部対１８とが、径方向に並んだ状態で配置され、スロット３のさらに外周側に配置されるもう１対のセグメント導体７を含めることによって、内層端部対１８と外層端部対１８がそれぞれ２個ずつ、つまり合計４個の端部対１８が径方向に１列に配列される。これにより、固定子鉄心２の他方の端面側に、４つの異なる同心円上に配置された４列の端部対１８を形成する第２コイルエンド群６が構成される。
【００４０】
この場合、端部対１８を構成する導体端部１７は、互いに絶縁被膜を接触させることなく導体剥離部１６のみで接続されることで、セグメント導体７の被膜厚さ分や、加工による径方向への変形分を加味することなく省スペースに構成することが出来、第２コイルエンド群６の小型化が可能となる。
【００４１】
また、周方向にも隣り合う端部対１８のピッチは、スロット３のピッチに相当し、周方向に隣り合う端部対１８同士は、互いに接触することなく絶縁性を確保している。固定子１の内側から１列目が内側端部対列を、４列目が外側端部対列を、そして２、３列目が中間端部対列を構成している。これらの端部対１８は、例えば、電極を１列目の内側端部対列および４列目の外側端部対列に付設して、電極と電気的導通を確保したアーク溶接等の手段によって接合されて、電気的に接続された連続する固定子巻線４が構成される。
【００４２】
以上のように、本実施形態の車両用モータの固定子１によれば、固定子巻線４の第２コイルエンド群６の斜状導体部１３には、第１斜行部１４の傾斜角度θ１よりも大きい傾斜角度θ２を有する第２斜行部１５が設けられており、且つ第２斜行部１５は、Ｕ字状のセグメント導体７の開放端部にある被膜剥離部１６の接合部１６ａ（導体端部１７）側に設けられている。そのため、図４（ａ）に示す比較例１のように、セグメント導体７１の第１斜行部１４１で接合される場合に比べ、固定子鉄心２の周方向に隣接する接合部１６ａ間の距離が長くすることができる。これにより、より多くの空間距離を確保できるため、良好な絶縁性を確保することができる。
【００４３】
また、本実施形態の固定子巻線４は、セグメント導体７の第１斜行部１４と、径方向に隣接する他のセグメント導体７の第１斜行部１４が交差した導体交差領域を有するため、接合部１６ａから導体交差部２０までの距離Ｌ１を、図５（ａ）に示す比較例２の場合（距離Ｌ２）に比べて長くすることができる。これにより、セグメント導体７の表面を被覆する絶縁被膜への溶接等による熱影響を抑制することが出来るので、絶縁被膜の熱劣化による絶縁性悪化を防ぐことが出来る。
【００４４】
また、セグメント導体７の被膜剥離部１６は、導体交差領域（導体交差部２０）よりも接合部１６ａ（導体端部１７）側に存在するようにされているので、セグメント導体７の他の領域に比べ、導体間距離が短い導体交差部２０の絶縁性の向上を図ることができる。
【００４５】
〔実施形態２〕
図６（ａ）は実施形態２の固定子における固定子鉄心の１つのスロット断面について模式的に示す説明図であり、（ｂ）はその側面構成の一部を示す部分側面図である。図７（ａ）は実施形態２において固定子鉄心にセグメント導体を挿着した際の固定子鉄心の１つのスロット断面について模式的に示す説明図であり、（ｂ）はその側面構成の一部を示す部分側面図である。図８（ａ）はセグメント導体の接合部に切欠き部を設けない場合において接合部の溶接時に端子間の短絡が生じる恐れを示す説明図であり、（ｂ）は実施形態２において接合部の溶接時に端子間の短絡が生じ難いことを示す説明図である。
【００４６】
本実施形態の固定子１は、固定子巻線４を構成するセグメント導体７が、矩形断面を有するとともに、接合部１６ａおよびその周辺において、径方向の導体厚さが当該セグメント導体７の他の領域に比べ相対的に薄くされている点でのみ実施形態１と異なる。よって、実施形態１と共通する部材や構成については、図６〜図８に実施形態１と同じ符号を付すのみに止めて詳しい説明を省略し、異なる点について説明する。
【００４７】
本実施形態において、セグメント導体７の導体端部１７に存在する被膜剥離部１６は、図７および図８に示すように、絶縁被膜をカッターあるいは化学薬品などで除去されることにより形成されており、その後、さらに被膜剥離部１６の一部をカッター等により切欠くことで、径方向に薄肉化された切欠き部１９が形成されている。これにより、本実施形態では、径方向に１列に整列する端部対１８は、セグメント導体７の導体端部１７が切欠き部１９によって薄肉化された被膜剥離部１６を構成しているので、径方向に隣り合う端部対１８は互いに接触することなく所望の間隙を有して絶縁性を確保することができる。
【００４８】
また、セグメント導体の接合部１６ａおよびその周辺の径方向の導体厚さが、他の領域に比べ相対的に薄くされているので、その分接合部１６ａを薄くすることができる。これにより、隣り合う接合部１６ａ間の空間距離を広げることができるため、絶縁性を向上させることに加え、図８（ｂ）に示すように、端部対１８を溶接で接合する際に、溶接トーチ２１から放射されるアーク２１ａが隣の被膜剥離部１６に短絡し難く、隣の被膜剥離部１６を誤って溶接してしまうことを防止できる。
【００４９】
なお、図８（ａ）に示すように、セグメント導体７の被膜剥離部１６（導体端部１７）に径方向に薄肉化された切欠き部１９が設けられていない場合には、隣り合う接合部１６ａ間の空間距離が狭いため、良好な絶縁性を得ることが困難となるばかりか、端部対１８を溶接で接合する際に、溶接トーチ２１から放射されるアーク２１ａが隣の被膜剥離部１６に短絡して、隣の被膜剥離部１６を誤って溶接してしまう恐れがある。本実施形態の固定子１によれば、この問題の発生を回避することができる。
【００５０】
〔他の実施形態〕
本発明は、上記の実施形態１および２に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更することが可能である。例えば、上記の実施形態１および２では、本発明に係る回転電機の固定子を車両用モータの固定子１に適用した例を説明したが、本発明は、車両に搭載される回転電機としての発電機、あるいは電動機、さらには両者を選択的に使用しうる回転電機の固定子にも利用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１…固定子、 ２…固定子鉄心、 ３…スロット、 ４…固定子巻線、 ５…第１コイルエンド群、 ６…第２コイルエンド群、 ７…セグメント導体、 ７ａ…大セグメント、 ７ｂ…小セグメント、 ８…絶縁紙、 ９…直線部、 １０…ターン部、 １１…導体挿通部（スロット収容部）、 １１ａ…内外層導体挿通部、 １１ｂ…中層導体挿通部、 １２…導体突出部、 １３…斜状導体部、 １４…第１斜行部、 １５…第２斜行部、 １６…被膜剥離部、 １６ａ…接合部、 １７…導体端部、 １８…端部対、 １９…切欠き部、 ２０…導体交差部、 ２１…溶接トーチ、 ２１ａ…アーク。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両に搭載されて使用される回転電機の固定子に関し、特にセグメント導体接合型の固定子巻線を備えた回転電機の固定子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、回転電機では固定子鉄心に整列して配置される複数のスロットに挿通した固定子巻線が、導体の占積率向上のため提案されている。
【０００３】
前記固定子巻線は、例えばＵ字状に形成され２本の直線部を有して端部とＵ字部を有するセグメント導体を、そのＵ字部をねじりながら広げて２本の直線部を固定子鉄心の異なるスロットに挿通して導体挿通部からなる電気導体を構成し、そしてスロットより突出する導体突出部を固定子鉄心の周方向へ傾けて斜行部を形成してコイルエンドを構成するか、または予め傾斜した斜行部を成形した後、固定子鉄心に挿着してコイルエンドを構成し、その後周方向のセグメント導体と、径方向に隣接するセグメント導体の２つの端部を１対として端部対を形成し、これを溶接等により接合して、連続した巻線を構成するものである。
【０００４】
特許文献１では、前記の様にセグメント導体を接合し形成される固定子巻線のコイルエンド形状として、セグメント導体の斜行部に存在する被膜剥離部が、固定子鉄心の径方向に隣接する他のセグメント導体の被膜剥離部と接合される事例と、斜行部を除く斜状導体部の領域において固定子鉄心端面と垂直な向きに延在する端部立上り部に存在する被膜剥離部において、固定子鉄心の径方向に隣接する他のセグメント導体の被膜剥離部と接合される事例が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２では、セグメント導体を特許文献１で開示されたＵ字状に形成する以外に、直線状のセグメント導体の一端を傾斜させて固定子鉄心に挿入し、他端から突出した導体突出部を、周方向について逆方向に傾斜させることでＳ字状のセグメント導体とした後、固定子鉄心の径方向に隣接する他のセグメント導体の被膜剥離部と斜行部にて接合した、Ｓ字状セグメント導体を用いた固定子巻線が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１９９７５１号公報
【特許文献２】米国特許第７，７５９，８３５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１にて開示されるコイルエンド形状において、コイルエンドを低くするために、斜行部と固定子鉄心端面のなす角度を小さくすると、固定子鉄心の周方向に隣接する接合部間の距離が短くなり、絶縁性を確保することが困難である。
【０００８】
また、斜行部と固定子鉄心端面のなす角度を小さくするほど、セグメント導体の接合部と、周方向に隣接する他のセグメント導体の斜行部との空間距離が短くなり、溶接等の入熱により他のセグメント導体の表面を被覆する絶縁被膜が熱劣化する恐れが生じるため、絶縁性を確保することが困難である。
【０００９】
さらに、セグメント導体の斜行部と端部立上り部との間を接続し円弧状に延在する曲り部において、セグメント導体断面が台形状に変形し、固定子鉄心の径方向に並ぶセグメント導体同士が干渉し合うため、その分固定子鉄心の径方向に対してスペースを必要とすることとなり、小型化が困難である。
【００１０】
また、セグメント導体の曲り部から端部立上り部にかけて、接合される他のセグメント導体と固定子鉄心の径方向に重なり合うため、向かい合う被膜剥離部は接合時において、被膜厚さ分引き寄せなければならず、引き寄せのための冶具スペースの確保が必要となり小型化が困難である。
【００１１】
一方、特許文献２にて開示されるＳ字状セグメント導体を用いた場合、固定子鉄心を挟んで軸方向両側に溶接部を設けることとなり、より多くの工程が必要となる。
【００１２】
さらに、Ｕ字状セグメント導体を用いた場合の、セグメント導体の斜行部で接合される事例と同様に、固定子鉄心の周方向に隣接する接合部間の距離が、絶縁に必要なだけの沿面距離を確保できずに回転電機駆動時において短絡の恐れが生じる上、斜行部と固定子鉄心端面のなす角度を小さくするほど、セグメント導体の接合部と、周方向に隣接する他のセグメント導体の斜行部との空間距離が短くなり、溶接等の入熱により他のセグメント導体の表面を被覆する絶縁被膜が熱劣化する恐れが生じるため、絶縁性を確保することが困難である。
【００１３】
近年、車両用回転電機においては、特に小型化と高効率化が強く望まれるようになっている。それ故、固定子鉄心のスロットに収容する導体およびコイルエンドにおける導体を小型でかつ絶縁性を確保した高密度に収容可能なコイルエンド構造が重要となる。
【００１４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、セグメント導体間の絶縁性を確保しつつ、コイルエンドの軸方向高さを低くし得るようにした回転電機の固定子を提供することを解決すべき課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、周方向に複数配置されたスロットを備える固定子鉄心と、被膜を有する複数のセグメント導体を接続してなる固定子巻線とで構成された回転電機の固定子において、前記固定子巻線は、前記スロットに挿通されたスロット収容部と、前記スロット収容部と接続され前記スロットから突出したコイルエンド部とを備え、前記コイルエンド部は、前記固定子鉄心の周方向に前記固定子鉄心端面とθ１の角度をなすように傾斜した第１斜行部と、前記固定子鉄心の周方向に前記固定子鉄心端面とθ２の角度をなすように傾斜した第２斜行部とを有しており、前記第１斜行部と前記第２斜行部は、θ２＞θ１なる関係を有しており、且つ前記第２斜行部は、前記セグメント導体の前記被膜が剥離され互いに接合された接合部側に設けられていることを特徴とする。
【００１６】
請求項１に記載の発明によれば、第１斜行部と第２斜行部は、θ２＞θ１なる関係を有しており、且つ第２斜行部は、セグメント導体の被膜が剥離され互いに接合された接合部側に設けられている。そのため、上記従来のようにセグメント導体の斜行部で接合される場合に比べ、固定子鉄心の周方向に隣接する接合部間の距離が長くなり、より多くの空間距離を確保できるため、良好な絶縁性を確保することができる。
【００１７】
加えて、上記特許文献１に記載されているように、セグメント導体の端部立上り部にて接合される場合に対し、固定子鉄心の径方向における曲り部でのセグメント導体同士の干渉がなく、またセグメント導体間の被膜の重なりがないことにより、接合時に被膜厚さ分接合部を引き寄せる必要がなく、引き寄せのための冶具スペースが不要であるため小型化が可能である。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、前記固定子巻線は、前記セグメント導体の前記第１斜行部と、径方向に隣接する他の前記セグメント導体の前記第１斜行部が交差した導体交差領域を持つことを特徴とする。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、セグメント導体の端部同士が互いに接合された接合部から導体交差部までの距離を長くすることができるので、溶接等による被膜への熱影響を抑制することが出来、被膜の熱劣化による絶縁性悪化を防ぐことが出来る。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、前記セグメント導体の被膜剥離部は、前記導体交差領域よりも前記接合部側に存在することを特徴とする。
【００２１】
請求項３に記載の発明によれば、セグメント導体の他の領域に比べ、導体間距離が短い導体交差部の絶縁性を向上させることが出来る。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、前記セグメント導体は、矩形断面を有するとともに、前記接合部およびその周辺において、径方向の導体厚さが当該セグメント導体の他の領域に比べ相対的に薄いことを特徴とする。
【００２３】
固定子巻線において、セグメント導体の端部同士を溶接で接合するためにその端部同士を固定子鉄心の径方向に互いに密接させる際に、隣り合う接合部間の空間距離が短いと、目的とする接合部の隣にある接合部が誤って溶接され易い。そのため、請求項４に記載の発明によれば、セグメント導体の接合部およびその周辺の径方向の導体厚さが、他の領域に比べ相対的に薄くされているので、その分接合部を薄くすることができる。これにより、隣り合う接合部間の空間距離を広げることができるため、絶縁性を向上させることに加え、接合部間を誤って溶接することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態１に係る回転電機の固定子の全体構成を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は実施形態１の固定子における固定子鉄心の１つのスロット断面について模式的に示す説明図であり、（ｂ）はその側面構成の一部を示す部分側面図である。
【図３】（ａ）は実施形態１において固定子鉄心にセグメント導体を挿着した際の固定子鉄心の１つのスロット断面について模式的に示す説明図であり、（ｂ）はその側面構成の一部を示す部分側面図である。
【図４】（ａ）は比較例１における周方向の接合部間距離を示す説明図であり、（ｂ）は実施形態１において接合部間距離が相対的に長くなることを示す説明図である。
【図５】（ａ）は比較例２における接合部から導体交差部までの距離Ｌ２を示す説明図であり、（ｂ）は実施形態１における接合部から導体交差部までの距離Ｌ１を示す説明図である。
【図６】（ａ）は実施形態２の固定子における固定子鉄心の１つのスロット断面について模式的に示す説明図であり、（ｂ）はその側面構成の一部を示す部分側面図である。
【図７】（ａ）は実施形態２において固定子鉄心にセグメント導体を挿着した際の固定子鉄心の１つのスロット断面について模式的に示す説明図であり、（ｂ）はその側面構成の一部を示す部分側面図である。
【図８】（ａ）はセグメント導体の接合部に切欠き部を設けない場合において接合部の溶接時に端子間の短絡が生じる恐れを示す説明図であり、（ｂ）は実施形態２において接合部の溶接時に端子間の短絡が生じ難いことを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る回転電機の固定子の実施形態について図面を参照して具体的に説明する。
【００２６】
〔実施形態１〕
図１は、実施形態１に係る回転電機の全体構成を示す断面図である。図２（ａ）は実施形態１の固定子における固定子鉄心の１つのスロット断面について模式的に示す説明図であり、（ｂ）はその側面構成の一部を示す部分側面図である。図３（ａ）は実施形態１において固定子鉄心にセグメント導体を挿着した際の固定子鉄心の１つのスロット断面について模式的に示す説明図であり、（ｂ）はその側面構成の一部を示す部分側面図である。
【００２７】
本実施形態では、回転電機としての車両用モータの固定子への適用を説明する。図１に示すように、固定子１は円筒状の固定子鉄心２を有する。固定子鉄心２の内周部には、軸方向に垂直な固定子鉄心２の端面に貫通する複数のスロット３が周方向に等間隔に、また径方向に放射状に設けられている。複数のスロット３には、３相巻線である固定子巻線４が挿通されている。この固定子巻線４は、固定子鉄心２の一方の端面で第１コイルエンド群５を形成し、他方の端面で第２コイルエンド群６を形成する。図２に示すように、個々のスロット３内には、固定子巻線４を構成するセグメント導体７が１列に並び収容されている。各スロット３とその中に収容されるセグメント導体７との間には、絶縁紙８が挿入されている。
【００２８】
固定子巻線４は、電気導体である複数のセグメント導体７を接合して構成され、各スロット３には偶数本(本実施形態では８本)のセグメント導体７が収容されている。本実施形態では、セグメント導体７として、図３に示すＵ字状のセグメント導体７を用いる。なお、Ｕ字状のセグメント導体７に代えて、Ｓ字状のセグメント導体を用いても良い。
【００２９】
図３に示すように、Ｕ字状のセグメント導体７は、矩形断面を持ち絶縁被膜が被覆された平角導線を所定長さに切断し、Ｕ字状に折り曲げて一対の直線部９と両直線部９を接続する１個のターン部１０とを形成した後に、この一対の直線部９を所定位置で所定方向にねじるように広げて形成される。図３に示すように、本実施例では、セグメント導体７は大小２種類の大セグメント７ａと小セグメント７ｂからなり、大セグメント７ａが小セグメント７ｂを包むように整列された１対構造をとる。このＵ字状のセグメント導体７は、各直線部９が固定子鉄心２の一方の端面から異なるスロット３内に挿通されて導体挿通部（スロット収容部）１１を形成し、図２に示すように、固定子鉄心２の他方の端面から突出した各導体突出部１２に曲げ加工が加えられて、周方向および軸方向に延在する斜状導体部１３が形成されている。
【００３０】
セグメント導体７の一方の斜状導体部１３（図２（ｂ）の紙面手前側）は、周方向一方側（図２（ｂ）の左側、時計回り方向）へ曲げられ、他方の斜状導体部１３（図２（ｂ）の紙面後方側）は、周方向他方側（図２（ｂ）の右側、反時計回り方向）へ曲げられている。周方向の両側へそれぞれ曲げられた斜状導体部１３は、後端側（導体突出部１２側）に位置する直線状の第１斜行部１４と、第１斜行部１４の先端側（導体端部１７側）に位置する直線状の第２斜行部１５とを有する。第１斜行部１４は、固定子鉄心２の周方向において固定子鉄心端面とθ１の角度をなすように傾斜し、第２斜行部１５は、固定子鉄心２の周方向において固定子鉄心端面とθ２の角度をなすように傾斜している。この場合、第２斜行部１５の傾斜角度θ２は、第１斜行部１４の傾斜角度θ１よりも大きくされており、第１斜行部１４と第２斜行部１５は、θ２＞θ１なる関係を有している。
【００３１】
第２斜行部１５の先端部に位置する導体端部１７には、径方向に隣接する他の導体端部１７と溶接により接合するために、絶縁被膜を剥離して形成した被膜剥離部１６が設けられている。この被膜剥離部１６は、絶縁被膜をカッターあるいは化学薬品などで除去することにより形成される。
【００３２】
そして、セグメント導体７の周方向一方側へ曲げられた一方の斜状導体部１３と、周方向他方側へ曲げられた他方の斜状導体部１３は、径方向に隣接して対をなす所定の被膜剥離部１６同士が溶接により接合されている。本実施形態の場合、セグメント導体７の両方の斜状導体部１３は、図４（ｂ）に示すように、第１斜行部１４とこの第１斜行部１４よりも大きな傾斜角度θ２を持つ第２斜行部１５とを有することから、周方向に隣接する被膜剥離部１６の接合部１６ａ間の距離を、図４（ａ）に示す比較例１の接合部１６１ａ間の距離に比べて長くすることができる。これにより、より多くの空間距離を確保できるため、良好な絶縁性が確保されている。なお、比較例１のセグメント導体７１は、両斜状導体部１３１が第１斜行部１４１のみで構成されており、第２斜行部１５に相当するものを有していない。
【００３３】
また、セグメント導体７の周方向一方側へ曲げられた一方の斜状導体部１３と、周方向他方側へ曲げられた他方の斜状導体部１３は、図５（ｂ）に示すように、第１斜行部１４同士が交差するようにされている。即ち、本実施形態の固定子巻線４は、セグメント導体７の第１斜行部１４と、径方向に隣接する他のセグメント導体７の第１斜行部１４が交差した導体交差領域を有する。よって、セグメント導体７の第２斜行部１５は、導体交差領域（導体交差部２０）よりも接合部１６ａ（導体端部１７）側に位置している。
【００３４】
これにより、セグメント導体７の被膜剥離部１６（導体端部１７）同士が互いに接合された接合部１６ａと導体交差部２０との間に第２斜行部１５が存在しているため、接合部１６ａから導体交差部２０までの距離Ｌ１を、図５（ａ）に示す比較例２の接合部１６２ａから導体交差部２０２までの距離Ｌ２に比べて長くすることができる。この比較例２のセグメント導体７２は、それぞれの斜状導体部１３２の第１斜行部１４２同士ではなく、第２斜行部１５同士が交差するようにされている。
【００３５】
また、本実施形態では、セグメント導体７の被膜剥離部１６は、導体交差領域（導体交差部２０）よりも接合部１６ａ（導体端部１７）側に存在するようにされている。即ち、被膜剥離部１６は、導体交差領域（導体交差部２０）よりも接合部１６ａ（導体端部１７）側のみに存在している。従って、セグメント導体７の第２斜行部１５の導体交差部２０となる部位には、被膜剥離部１６は存在していない。これにより、セグメント導体７の他の領域に比べ、導体間距離が短い導体交差部２０の絶縁性の向上が図られている。
【００３６】
なお、上記大小の対をなすセグメント導体７ａ、７ｂは、２対を用いて、スロット３内の外周側と内周側にそれぞれ順次挿着される。挿着する方法に関しては、スロット３の外周側と内周側で同様であるため、ここでは内周側に１対のセグメント導体７ａ、７ｂを挿着する場合について説明する。１つのスロット３内の内層の導体挿通部１１ａは、固定子鉄心２の時計回り方向に向けて１磁極ピッチ分離れた別のスロット３内の外層の導体挿通部１１ａと対をなしている。同様に、１つのスロット３内の中層の導体挿通部１１ｂは、固定子鉄心２の時計回り方向に向けて１磁極ピッチ分離れた別のスロット３内の中層の導体挿通部１１ｂと対をなしている。これら対をなす導体挿通部１１は、固定子鉄心２の軸方向の一方の端面側において連続するターン部１０を経ることにより接続される。
【００３７】
従って、固定子鉄心２の一方の端面側においては、中層の導体挿通部１１ｂ同士を接合する連続するターン部１０を、内層と外層の導体挿通部１１ａを接続する連続するターン部１０が囲むことになる。つまり、固定子鉄心２の一方の端面側においては、中層の導体挿通部１１ｂ同士の接続により中層コイルエンドが形成され、内外層の導体挿通部１１ａ同士の接続により端層コイルエンドが形成されて、これらコイルエンドにより第１コイルエンド群５が構成される。
【００３８】
一方、１つのスロット３内の中層の導体挿通部１１ｂは、固定子鉄心２の時計回り方向に向けて１磁極ピッチ分離れた別のスロット３内の内層の導体挿通部１１ａ’（符号’は別のセグメント導体を示す)とも対をなしている。同様に、１つのスロット３内の外層の導体挿通部１１ａ’は、固定子鉄心２の時計回り方向に向けて１磁極ピッチ分離れた別のスロット３内の中層の導体挿通部１１ｂとも対をなしている。そして、これらの導体挿通部１１は、固定子鉄心２の軸方向の他方の端面側において接合により接続される。
【００３９】
従って、固定子鉄心２の他方の端面側においては、外層の導体挿通部１１ａ’と中層の導体挿通部１１ｂとを接続する外層端部対１８と、内層の導体挿通部１１ａ’と中層の導体挿通部１１ｂとを接続する内層端部対１８とが、径方向に並んだ状態で配置され、スロット３のさらに外周側に配置されるもう１対のセグメント導体７を含めることによって、内層端部対１８と外層端部対１８がそれぞれ２個ずつ、つまり合計４個の端部対１８が径方向に１列に配列される。これにより、固定子鉄心２の他方の端面側に、４つの異なる同心円上に配置された４列の端部対１８を形成する第２コイルエンド群６が構成される。
【００４０】
この場合、端部対１８を構成する導体端部１７は、互いに絶縁被膜を接触させることなく導体剥離部１６のみで接続されることで、セグメント導体７の被膜厚さ分や、加工による径方向への変形分を加味することなく省スペースに構成することが出来、第２コイルエンド群６の小型化が可能となる。
【００４１】
また、周方向にも隣り合う端部対１８のピッチは、スロット３のピッチに相当し、周方向に隣り合う端部対１８同士は、互いに接触することなく絶縁性を確保している。固定子１の内側から１列目が内側端部対列を、４列目が外側端部対列を、そして２、３列目が中間端部対列を構成している。これらの端部対１８は、例えば、電極を１列目の内側端部対列および４列目の外側端部対列に付設して、電極と電気的導通を確保したアーク溶接等の手段によって接合されて、電気的に接続された連続する固定子巻線４が構成される。
【００４２】
以上のように、本実施形態の車両用モータの固定子１によれば、固定子巻線４の第２コイルエンド群６の斜状導体部１３には、第１斜行部１４の傾斜角度θ１よりも大きい傾斜角度θ２を有する第２斜行部１５が設けられており、且つ第２斜行部１５は、Ｕ字状のセグメント導体７の開放端部にある被膜剥離部１６の接合部１６ａ（導体端部１７）側に設けられている。そのため、図４（ａ）に示す比較例１のように、セグメント導体７１の第１斜行部１４１で接合される場合に比べ、固定子鉄心２の周方向に隣接する接合部１６ａ間の距離が長くすることができる。これにより、より多くの空間距離を確保できるため、良好な絶縁性を確保することができる。
【００４３】
また、本実施形態の固定子巻線４は、セグメント導体７の第１斜行部１４と、径方向に隣接する他のセグメント導体７の第１斜行部１４が交差した導体交差領域を有するため、接合部１６ａから導体交差部２０までの距離Ｌ１を、図５（ａ）に示す比較例２の場合（距離Ｌ２）に比べて長くすることができる。これにより、セグメント導体７の表面を被覆する絶縁被膜への溶接等による熱影響を抑制することが出来るので、絶縁被膜の熱劣化による絶縁性悪化を防ぐことが出来る。
【００４４】
また、セグメント導体７の被膜剥離部１６は、導体交差領域（導体交差部２０）よりも接合部１６ａ（導体端部１７）側に存在するようにされているので、セグメント導体７の他の領域に比べ、導体間距離が短い導体交差部２０の絶縁性の向上を図ることができる。
【００４５】
〔実施形態２〕
図６（ａ）は実施形態２の固定子における固定子鉄心の１つのスロット断面について模式的に示す説明図であり、（ｂ）はその側面構成の一部を示す部分側面図である。図７（ａ）は実施形態２において固定子鉄心にセグメント導体を挿着した際の固定子鉄心の１つのスロット断面について模式的に示す説明図であり、（ｂ）はその側面構成の一部を示す部分側面図である。図８（ａ）はセグメント導体の接合部に切欠き部を設けない場合において接合部の溶接時に端子間の短絡が生じる恐れを示す説明図であり、（ｂ）は実施形態２において接合部の溶接時に端子間の短絡が生じ難いことを示す説明図である。
【００４６】
本実施形態の固定子１は、固定子巻線４を構成するセグメント導体７が、矩形断面を有するとともに、接合部１６ａおよびその周辺において、径方向の導体厚さが当該セグメント導体７の他の領域に比べ相対的に薄くされている点でのみ実施形態１と異なる。よって、実施形態１と共通する部材や構成については、図６〜図８に実施形態１と同じ符号を付すのみに止めて詳しい説明を省略し、異なる点について説明する。
【００４７】
本実施形態において、セグメント導体７の導体端部１７に存在する被膜剥離部１６は、図７および図８に示すように、絶縁被膜をカッターあるいは化学薬品などで除去されることにより形成されており、その後、さらに被膜剥離部１６の一部をカッター等により切欠くことで、径方向に薄肉化された切欠き部１９が形成されている。これにより、本実施形態では、径方向に１列に整列する端部対１８は、セグメント導体７の導体端部１７が切欠き部１９によって薄肉化された被膜剥離部１６を構成しているので、径方向に隣り合う端部対１８は互いに接触することなく所望の間隙を有して絶縁性を確保することができる。
【００４８】
また、セグメント導体の接合部１６ａおよびその周辺の径方向の導体厚さが、他の領域に比べ相対的に薄くされているので、その分接合部１６ａを薄くすることができる。これにより、隣り合う接合部１６ａ間の空間距離を広げることができるため、絶縁性を向上させることに加え、図８（ｂ）に示すように、端部対１８を溶接で接合する際に、溶接トーチ２１から放射されるアーク２１ａが隣の被膜剥離部１６に短絡し難く、隣の被膜剥離部１６を誤って溶接してしまうことを防止できる。
【００４９】
なお、図８（ａ）に示すように、セグメント導体７の被膜剥離部１６（導体端部１７）に径方向に薄肉化された切欠き部１９が設けられていない場合には、隣り合う接合部１６ａ間の空間距離が狭いため、良好な絶縁性を得ることが困難となるばかりか、端部対１８を溶接で接合する際に、溶接トーチ２１から放射されるアーク２１ａが隣の被膜剥離部１６に短絡して、隣の被膜剥離部１６を誤って溶接してしまう恐れがある。本実施形態の固定子１によれば、この問題の発生を回避することができる。
【００５０】
〔他の実施形態〕
本発明は、上記の実施形態１および２に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更することが可能である。例えば、上記の実施形態１および２では、本発明に係る回転電機の固定子を車両用モータの固定子１に適用した例を説明したが、本発明は、車両に搭載される回転電機としての発電機、あるいは電動機、さらには両者を選択的に使用しうる回転電機の固定子にも利用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１…固定子、 ２…固定子鉄心、 ３…スロット、 ４…固定子巻線、 ５…第１コイルエンド群、 ６…第２コイルエンド群、 ７…セグメント導体、 ７ａ…大セグメント、 ７ｂ…小セグメント、 ８…絶縁紙、 ９…直線部、 １０…ターン部、 １１…導体挿通部（スロット収容部）、 １１ａ…内外層導体挿通部、 １１ｂ…中層導体挿通部、 １２…導体突出部、 １３…斜状導体部、 １４…第１斜行部、 １５…第２斜行部、 １６…被膜剥離部、 １６ａ…接合部、 １７…導体端部、 １８…端部対、 １９…切欠き部、 ２０…導体交差部、 ２１…溶接トーチ、 ２１ａ…アーク。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に複数配置されたスロットを備える固定子鉄心と、被膜を有する複数のセグメント導体を接続してなる固定子巻線とで構成された回転電機の固定子において、
前記固定子巻線は、前記スロットに挿通されたスロット収容部と、前記スロット収容部と接続され前記スロットから突出したコイルエンド部とを備え、
前記コイルエンド部は、前記固定子鉄心の周方向に前記固定子鉄心端面とθ１の角度をなすように傾斜した第１斜行部と、前記固定子鉄心の周方向に前記固定子鉄心端面とθ２の角度をなすように傾斜した第２斜行部とを有しており、
前記第１斜行部と前記第２斜行部は、θ２＞θ１なる関係を有しており、且つ前記第２斜行部は、前記セグメント導体の前記被膜が剥離され互いに接合された接合部側に設けられていることを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機の固定子において、
前記固定子巻線は、前記セグメント導体の前記第１斜行部と、径方向に隣接する他の前記セグメント導体の前記第１斜行部が交差した導体交差領域を持つことを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項３】
請求項１または２に記載の回転電機の固定子において、
前記セグメント導体の被膜剥離部は、前記導体交差領域よりも前記接合部側に存在することを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項４】
請求項１または２に記載の回転電機の固定子において、
前記セグメント導体は、矩形断面を有するとともに、前記接合部およびその周辺において、径方向の導体厚さが当該セグメント導体の他の領域に比べ相対的に薄いことを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項１】
周方向に複数配置されたスロットを備える固定子鉄心と、被膜を有する複数のセグメント導体を接続してなる固定子巻線とで構成された回転電機の固定子において、
前記固定子巻線は、前記スロットに挿通されたスロット収容部と、前記スロット収容部と接続され前記スロットから突出したコイルエンド部とを備え、
前記コイルエンド部は、前記固定子鉄心の周方向に前記固定子鉄心端面とθ１の角度をなすように傾斜した第１斜行部と、前記固定子鉄心の周方向に前記固定子鉄心端面とθ２の角度をなすように傾斜した第２斜行部とを有しており、
前記第１斜行部と前記第２斜行部は、θ２＞θ１なる関係を有しており、且つ前記第２斜行部は、前記セグメント導体の前記被膜が剥離され互いに接合された接合部側に設けられていることを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機の固定子において、
前記固定子巻線は、前記セグメント導体の前記第１斜行部と、径方向に隣接する他の前記セグメント導体の前記第１斜行部が交差した導体交差領域を持つことを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項３】
請求項１または２に記載の回転電機の固定子において、
前記セグメント導体の被膜剥離部は、前記導体交差領域よりも前記接合部側に存在することを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項４】
請求項１または２に記載の回転電機の固定子において、
前記セグメント導体は、矩形断面を有するとともに、前記接合部およびその周辺において、径方向の導体厚さが当該セグメント導体の他の領域に比べ相対的に薄いことを特徴とする回転電機の固定子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−５６０９（Ｐ２０１３−５６０９Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３４８９５（Ｐ２０１１−１３４８９５）
【出願日】平成２３年６月１７日（２０１１．６．１７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１７日（２０１１．６．１７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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